WO2013140720A1 - 体温計及び体温計のアンテナユニットならびにその製造方法 - Google Patents

体温計及び体温計のアンテナユニットならびにその製造方法 Download PDF

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WO2013140720A1
WO2013140720A1 PCT/JP2013/001223 JP2013001223W WO2013140720A1 WO 2013140720 A1 WO2013140720 A1 WO 2013140720A1 JP 2013001223 W JP2013001223 W JP 2013001223W WO 2013140720 A1 WO2013140720 A1 WO 2013140720A1
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antenna
thermometer
temperature sensor
body surface
disposed
Prior art date
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PCT/JP2013/001223
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孝博 相馬
有里 星野
Original Assignee
テルモ株式会社
株式会社村田製作所
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    • G01K1/02—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G01K13/20—Clinical contact thermometers for use with humans or animals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/32—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using change of resonant frequency of a crystal

Definitions

  • the present invention relates to a thermometer, an antenna unit of the thermometer, and a manufacturing method thereof.
  • thermometer that is attached to the body surface of a subject and measures the body temperature in the deep part of the subject (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • a non-heating type thermometer is disposed so as to face a first temperature sensor that is in contact with the body surface when the sample is attached to the body surface of the subject, and to the first temperature sensor via a heat insulating material. At least two temperature sensor pairs each including a second temperature sensor are provided. And it comprises so that the heat conductivity of each heat insulating material in which each pair of temperature sensors was arranged may mutually differ, and the temperature difference of the 1st temperature sensor in each temperature sensor pair and the 2nd temperature sensor is each By detecting, the heat flow from the deep part is obtained, and the body temperature of the deep part is calculated.
  • thermometer In such a thermometer (hereinafter referred to as a heat flow type thermometer), a thermistor, a thermocouple, or the like is usually used as a temperature sensor.
  • thermometer since it is assumed to be used by being attached to the body surface of a subject, it is necessary to have a function of transmitting a detection result by a temperature sensor to the outside. From the viewpoint of reducing the burden on the subject, the function is required to be wireless, and to be small and lightweight.
  • thermometer In the case of temperature sensors such as thermistors and thermocouples, the sensors themselves do not have a wireless function. Therefore, when applying these temperature sensors to a heat flow thermometer, it is necessary to add a wireless function separately. is there. In addition, a power source for operating these functions is also required. For this reason, in the case of a heat flow thermometer, it is preferable to use a temperature sensor that can be directly driven by external radio wave energy in consideration of transmitting the detection result to the outside.
  • a non-feed type temperature sensor unit As a temperature sensor unit corresponding to such a request, for example, a non-feed type temperature sensor unit can be cited.
  • the non-powered temperature sensor unit is an electric power generated by an external electromagnetic wave received by the receiving coil, which integrally forms a signal processing unit such as a sensor unit, a detection unit, a digital conversion unit, and a communication unit. Is a unit that operates each part.
  • a temperature sensor unit using a crystal resonator can be cited.
  • the crystal resonator is an element that resonates at a predetermined resonance frequency according to the sensed temperature.
  • the temperature sensor unit using the crystal resonator includes a crystal resonator whose resonance frequency changes with temperature and a loop antenna. Is a unit.
  • the temperature can be calculated by transmitting an excitation signal from another loop antenna that is magnetically coupled to the loop antenna, resonating the crystal, and measuring the resonance signal.
  • thermometer When such a temperature sensor unit is applied, not only a power source is unnecessary, but also there is no need to separately provide a detection unit, a signal processing unit, a communication unit, etc. in addition to the temperature sensor. Even if it is a case where it can reduce in weight and it affixes on the subject's body surface, it becomes possible to implement
  • thermometer when calculating the body temperature of the deep part, four temperature sensors (two sets of the first and second temperature sensors, a total of four temperature sensors. These are hereinafter referred to as the first to fourth temperatures. (Referred to as a sensor). For this reason, four antennas themselves are required.
  • a uniformizing member is also required.
  • the manufacturing cost of the entire heat flow thermometer can be greatly reduced by simplifying the manufacturing process. For this reason, it is desirable to configure the antenna unit so that it can be manufactured by a simplified manufacturing process.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and in a heat flow thermometer using a resonator whose resonance frequency changes depending on temperature, it achieves both improvement in the coupling degree between the transmitting and receiving antennas and measurement accuracy, and the manufacturing cost.
  • the purpose is to achieve reduction of
  • an antenna unit manufacturing method has the following configuration. That is, A method of manufacturing an antenna unit in a heat flow thermometer that measures a deep body temperature by using a resonator whose resonance frequency changes with temperature as a temperature sensor, and contacting a body surface of a subject, From the flat film, one loop-shaped antenna and a plurality of extending portions extending from the antenna, a cutting step for integrally cutting, At each of the ends of the extended portion, an attaching step for attaching a temperature sensor on the same plane; The temperature sensor attached to the tip of the extending portion extending inside the antenna and the temperature sensor attached to the tip of the extending portion extending outside the antenna face each other with a predetermined interval. And a bending step of bending an extending portion extending outside the antenna so as to be disposed at the position.
  • thermometer in a heat flow thermometer using a temperature sensor that uses a resonator whose resonance frequency changes with temperature, it is possible to improve both the coupling degree between the transmitting and receiving antennas and the measurement accuracy, and to reduce the manufacturing cost. It becomes possible.
  • FIG. 1 is a diagram expressing the heat flow in a heat flow thermometer as an electric circuit using an electric circuit similarity method in order to explain the measurement principle of the heat flow thermometer.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an overall configuration of a body temperature measurement system including a heat flow type thermometer.
  • FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the heat flow thermometer.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a planar configuration of the heat flow thermometer.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of an antenna unit in which an antenna and each crystal resonator are integrally configured.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the reader and the antenna unit.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a functional configuration of the reader.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of an antenna unit in which an antenna and each crystal resonator are integrally configured.
  • FIG. 1 is a diagram showing the heat flow in a heat flow thermometer as an electric circuit using an electric circuit similarity method in order to explain the measurement principle of the heat flow thermometer.
  • the heat flow in the heat flow thermometer can be expressed by an equivalent circuit 100 by setting the heat flow to current I, the temperature to voltage T, and the heat resistance to electric resistance R.
  • Tb is the deep body temperature
  • Rt is the thermal resistance of the subcutaneous tissue of the subject
  • Tt1 is the temperature detected by the first crystal unit 111
  • Ta1 is detected by the second crystal unit 112.
  • Ra1 indicates the thermal resistance value of the thermal resistor 113, respectively.
  • Tt2 represents the temperature detected by the third crystal resonator 121
  • Ta2 represents the temperature detected by the fourth crystal resonator 122
  • Ra2 represents the thermal resistance value of the thermal resistor 123.
  • Tc represents the external temperature
  • Rc represents the thermal resistance value of the homogenizing member 130 for equalizing the measured temperature on the outside air side.
  • the equivalent circuit 100 can be replaced with one in which the constant voltage Tb is applied. Therefore, it is assumed that a constant current I flows in the equivalent circuit 100. be able to.
  • the current I1 and the current I2 can be expressed by the following equations (1) and (2).
  • the deep body temperature Tb can be uniquely determined.
  • FIG. 2 is a diagram showing an overall configuration of a body temperature measurement system including a heat flow type thermometer according to the present embodiment.
  • reference numeral 200 denotes a heat flow thermometer according to the present embodiment
  • 210 denotes first to fourth crystal resonators that are first to fourth temperature sensors of the heat flow thermometer 200 by transmitting an excitation signal.
  • It is a reader that drives 111 to 122, catches detection signals output from the respective crystal resonators, and measures the resonance frequencies of the first to fourth crystal resonators 111 to 122.
  • the reader 210 calculates the deep body temperature of the subject by calculating the temperature of each of the first to fourth crystal resonators 111 to 122 from the measured resonance frequency using a known frequency-temperature characteristic. To do.
  • FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the heat flow thermometer 200 according to the present embodiment.
  • reference numerals 111 and 121 denote a first crystal unit and a third crystal unit that are located on the side in contact with the body surface of the subject when they are attached to the body surface. These are a second crystal oscillator and a fourth crystal oscillator arranged on the side facing the first crystal oscillator 111 and the third crystal oscillator 121.
  • reference numeral 123 denotes a thermal resistor that is disposed between the third crystal unit 121 and the fourth crystal unit 122 and allows a heat flow from the body surface of the subject to pass therethrough.
  • the thermal resistor 113 and the thermal resistor 123 have different thermal conductivities (for example, 0.10 W / mK and 0.40 W / mK), and are each made of an elastic material having high resilience. Shall. Further, it is assumed that the thermal resistors 113 and 123 have a flat plate shape with a thickness of 1 mm and a diameter of 20 mm.
  • the first crystal unit 111, the second crystal unit 112, the third crystal unit 121, and the fourth crystal unit 122 are located at the center positions in the thermal resistor 113 and the thermal resistor 123, respectively. It is assumed that it is arranged.
  • a uniformizing member 130 made of aluminum having a thermal conductivity of 236 W / mK is disposed on the upper surfaces of the thermal resistor 113 and the thermal resistor 123, and a part of the upper surface of the thermal resistor 113 and the thermal resistor 123 is arranged. Covering. Thereby, the temperature of the upper surface of the thermal resistor 113 and the upper surface of the thermal resistor 123 (that is, the outside air side where the heat flow is dissipated) is made uniform.
  • an insulating member 305-1 is disposed on the outer periphery of the thermal resistor 113 and the thermal resistor 123, and an insulating member 305-2 is disposed on the outer periphery and the upper surface of the uniformizing member 130.
  • a flexible film circuit board (a board constituting an antenna unit described later) to which the first to fourth crystal vibrators 111 to 122 are soldered (or connected by a conductive paste) is provided on the lower surface side of the insulating member 305-2. ) Is arranged.
  • the flexible film circuit board is formed in such a size that the thermal resistor 113 and the thermal resistor 123 are included on the outer periphery of the homogenizing member 130 so that the antenna portion does not interfere with the homogenizing member 130. And disposed on the insulating member 305-1.
  • the extended portion to which the second crystal resonator 112 is connected and the extended portion to which the fourth crystal resonator 122 is connected are respectively the upper surface of the thermal resistor 113 or the heat. It is arranged between the upper surface of the resistor 123 and the lower surface of the insulating member 305-2 or the lower surface of the uniformizing member 130. Furthermore, the extending portion to which the first crystal unit 111 is connected and the extending unit to which the third crystal unit 121 are connected are respectively the side surfaces of the insulating member 305-1 and the thermal resistor 113, or the heat.
  • thermal resistor 113 and the thermal resistor 123 are fixed to the homogenizing member 130 and the insulating member 305-2 so that the bottom surfaces thereof form the same plane.
  • the bottom surface of the thermal resistor 113 and the bottom surface of the thermal resistor 123 are each affixed to the body surface of the subject without a gap.
  • the body surface sides (bottom surfaces) of the first crystal unit 111 and the third crystal unit 121 are respectively covered with heat conductive members 301 and 302 having good thermal conductivity such as aluminum tape.
  • the body surface side of the heat flow thermometer 200 is covered with an adhesive tape (adhesive layer) 303 and an adhesive tape (release paper) 304.
  • FIG. 4 is a diagram showing a planar configuration of the heat flow thermometer 200 according to the present embodiment.
  • the first crystal unit 111, the second crystal unit 112, the third crystal unit 121, and the fourth crystal unit 122 are connected to a common antenna 401.
  • a common antenna 401 such a configuration in which the antenna 401 and the first to fourth crystal resonators 111 to 122 are integrated is referred to as an antenna unit 400.
  • the detailed configuration of the antenna unit 400 will be described later).
  • the antenna 401 is disposed so as to surround the side surfaces of the thermal resistor 113 and the thermal resistor 123. As described above, the first to fourth crystal resonators 111 to 122 share the antenna and are disposed outside the thermal resistors 113 and 123, so that the diameter of the antenna 401 is larger than that of the uniformizing member 130. Can take. As a result, stable communication between the reader 210 and the antenna unit 400 can be realized.
  • the second crystal unit 112 and the fourth crystal unit 122 extending from the antenna 401 are opposed to the surface of the thermal resistor 113 (or 123) on the side in contact with the body surface. It is arranged at the center position of the surface on the side.
  • the first crystal unit 111 and the third crystal unit 121 extending from the antenna 401 are arranged at the center position of the surface of the thermal resistor 113 (or 123) that contacts the body surface.
  • the in other words, the length extending from the antenna 401 is defined so that the first to fourth crystal resonators 111 to 122 are arranged in this way.
  • the uniformizing member 130 covers the second crystal unit 112 and the fourth crystal unit 122 from the side facing the surface that contacts the body surface. From the outer edge formed by the thermal resistors 113 and 123 (the outer periphery of the uniformizing member 130 is located outside the second crystal unit 112 and the fourth crystal unit 122). Also, the outer periphery of the uniformizing member 130 is configured to be located inside (the uniformizing member 130 is defined in such a size).
  • the uniformizing member 130 is defined in such a size is that if the uniformizing member 130 is made of aluminum and is formed to be larger than the outer edge formed by the thermal resistors 113 and 123, This is because the antenna 401 provided on the outer periphery of the resistors 113 and 123 becomes an obstacle when the excitation signal transmitted from the reader 210 is caught or when the detection signal is transmitted.
  • the homogenizing member 130 serves to equalize the temperature on the outside air side where the heat flow is dissipated, which is detected by the second crystal unit 112 and the fourth crystal unit 122, and therefore the thermal resistor.
  • the second crystal unit 112 and the fourth crystal unit 122 are arranged so as to cover at least the center position of 113 or 123, respectively.
  • the outer periphery of the uniformizing member 130 is positioned outside the second crystal unit 112 and the fourth crystal unit 122 and is positioned inside the outer edge formed by the thermal resistors 113 and 123. It is configured to
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a detailed configuration of the antenna unit 400, and a cross-sectional configuration diagram of the heat flow thermometer 200 is shown in FIG. 5a so that the position with respect to the entire heat flow thermometer 200 can be understood.
  • Reference numerals 5b to 5d respectively show a plan view and a side view of the antenna unit 400, and show a process in which the manufacturing process of the antenna unit 400 proceeds from 5b to 5d.
  • the antenna unit 400 before assembly has extension portions 501 to 504 extending on the same plane as the antenna 401 along the plane direction of the antenna 401 formed in a loop shape.
  • the antenna 401 and the extending part 501 are made of a film such as PET, PVC, polyimide, or paper as a base material (width: 1 mm or less, thickness: 0.1 mm or less), etching on a single-sided copper foil film, Alternatively, a conductor formed by vapor deposition of copper or aluminum, printing of silver or graphite, or electroless plating of copper or silver is arranged (width: 0.1 mm or less, thickness: 20 ⁇ m) and integrated. Is formed.
  • the portion where the conductor is disposed may be further covered with a resist, except for the crystal resonator mounting land.
  • the antenna unit 400 can be easily manufactured as described below, and the manufacturing cost can be reduced. be able to.
  • the antenna 401 and the extending portions 501 to 504 can be generated, for example, by cutting out from a single-sided flexible film circuit board.
  • the first to fourth crystal resonators 111 to 122 can be mounted on one side using an automatic mounting machine.
  • the crystal resonator mounting lands at the ends of the extended portions 501 to 504 are respectively connected to the first ends.
  • One crystal resonator 111 to fourth crystal resonator 122 are mounted.
  • the extending portions 502 and 504 extending inside the antenna 401 interfere with each other in the same plane when the second crystal unit 112 and the fourth crystal unit 122 attached to the tip are manufactured. In order to prevent this, it is assumed that the length of the antenna 401 is 1 ⁇ 2 or less of the major axis.
  • the extending portion 501 on which the first crystal unit 111 is mounted is bent at the end of the thermal resistor 113, and the body surface along the side surface of the thermal resistor 113.
  • the first crystal unit 111 attached to the tip of the extending portion 501 is disposed at the center position of the thermal resistor 113 by being guided to the side and bent at the lower surface of the thermal resistor 113.
  • the extending portion 503 on which the third crystal resonator 121 is mounted is bent at the end portion of the thermal resistor 123 and guided to the body surface side along the side surface of the thermal resistor 123, and the thermal resistor
  • the third crystal resonator 121 attached to the tip of the extending portion 503 is disposed at the center position of the thermal resistor 123 by being bent at the lower surface of 123.
  • the first crystal unit 111 to the fourth crystal unit 122 are arranged via the extending portions 501 to 504 extending in the plane direction of the antenna 401, so that the crystal unit It is possible to eliminate as much as possible the influence of the thermal coupling.
  • FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the first to fourth crystal resonators (111, 112, 121, 122).
  • the antenna 401 is connected to the first crystal unit 111.
  • An excitation signal SpL1 is transmitted from the reader 210 to the antenna 401.
  • the excitation signal SpL1 is transmitted by bringing the reader 210 close to a distance that allows communication with the antenna 401 by magnetic field coupling.
  • the excitation signal SpL1 which is a radio signal for driving the crystal resonator, is caught by the antenna 401 and applied to the first crystal resonator 111.
  • the first crystal unit 111 resonates with the excitation signal SpL1 and outputs a resonance signal Sfp1.
  • This resonance signal Sfp1 corresponds to the detection signal of this embodiment.
  • the detection signal Sfp1 is transmitted to the antenna 401 and transmitted to the reader 210 by magnetic field coupling.
  • the frequency of the detection signal Sfp1 varies depending on the temperature sensed by the crystal unit 111, and the temperature is uniquely determined for one resonance frequency.
  • the reader 210 calculates the temperature in the first crystal unit 111 based on the detected detection signal. Can do.
  • the second crystal unit 112, the third crystal unit 121, and the fourth crystal unit 122 have the same configuration, so that the temperature in each crystal unit can be calculated.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a functional configuration of the reader 210.
  • the reader 210 includes a power supply unit including a battery, a rechargeable battery, and an operation switch including a power ON / OFF switch, but is omitted here.
  • reference numeral 700 denotes a reader unit, which includes an antenna 701, a transmission / reception unit 702, a signal conversion unit 703, and a signal processing unit 704.
  • the antenna 701 is magnetically coupled to an antenna connected to each crystal resonator of the heat flow thermometer 200, thereby exciting each crystal resonator and catching a detection signal output from each crystal resonator.
  • the transmission / reception unit 702 generates an excitation signal to be applied to the antenna 701 or transmits the excitation signal having an appropriate frequency to each crystal resonator of the heat flow thermometer 200 via the antenna 701 or the antenna 701.
  • the signal obtained by catching the detection signal output from each crystal oscillator of the heat flow thermometer 200 is amplified after removing noise through a band-pass filter and then sent to the signal conversion unit 703. Or
  • the signal conversion unit 703 converts the signal obtained by catching the detection signal in the transmission / reception unit 702 into digital data and sends the digital data to the signal processing unit 704.
  • the frequency of each detection signal is measured by FFT processing or the like.
  • each crystal resonator is identified as a signal.
  • the temperature of each crystal resonator is calculated from the resonance frequency based on the relational function between the temperature of the crystal resonator and the resonance frequency stored in advance, and is sent to the control unit. .
  • the control unit 711 controls operations of the transmission / reception unit 702, the signal conversion unit 703, and the signal processing unit 704. Further, based on the temperature of each crystal resonator sent from the signal processing unit 704, the deep body temperature is calculated and stored in the storage unit 712 or displayed on the display unit 713. Furthermore, the deep body temperature data stored in the storage unit 712 is transmitted to another information processing device (another information processing device connected by wire via the wired communication unit 714) via the wired communication unit 714. .
  • the control unit 711 includes a CPU such as a microcomputer, a ROM that stores a control program and various data for the entire reader 210 executed by the CPU, and a RAM that temporarily stores measurement data and various data as a work area. And controls the operation and judgment of the reader 210 as a whole.
  • a CPU such as a microcomputer
  • ROM that stores a control program and various data for the entire reader 210 executed by the CPU
  • RAM that temporarily stores measurement data and various data as a work area. And controls the operation and judgment of the reader 210 as a whole.
  • each crystal unit in applying a temperature sensor using a crystal resonator, -In order to avoid a complicated mounting structure by arranging a plurality of antennas on top of each other, each crystal unit is configured to share an antenna. -In order to realize stable communication with the reader, the antenna was placed so as to surround the outer periphery of the thermal resistor. -The size of the homogenizing member was specified so that the outer periphery of the homogenizing member was located inside the outer edge formed by the thermal resistor so that the homogenizing member would not interfere with signal transmission / reception. .
  • the extending portion to which the antenna and each crystal resonator are connected is integrally formed on the same plane by the flexible circuit board, and then is bent and mounted.
  • the flexible circuit board has a configuration in which a crystal resonator mounting land is arranged on one side with a conductor and a configuration in which the conductor is wired on the surface or between the layers.
  • the extension portion is made thinner and the width is made narrower.
  • the crystal resonator is arranged in the long axis direction of the antenna.
  • the extended portion wiring and antenna are formed of thin conductors.
  • thermometer using a resonator whose resonance frequency changes with temperature, it is possible to achieve both improved coupling between the transmitting and receiving antennas and measurement accuracy, and to reduce manufacturing costs. Became possible.
  • the first to fourth crystal vibrators 111 to 122 of the heat flow thermometer 200 are excited by the excitation signal transmitted from the reader 210 (although it is a passive type),
  • the present invention is not limited to this.
  • a battery may be arranged in the heat flow thermometer 200, and a crystal resonator may be excited based on the battery (it may be an active type).
  • the four extended portions are provided in the major axis direction of the antenna 400 (501 to 504 in FIG. 5).
  • the present invention is not limited to this.
  • any of the four extending portions may be configured to be provided in a direction other than the major axis direction of the antenna 400 (see 8b in FIG. 8).
  • the extending portion does not need to be formed by a single straight line, and may be configured by combining a plurality of straight lines and curves (see 8c in FIG. 8).
  • the first crystal unit 111 and the second crystal unit 112 are disposed at positions facing each other (similarly, The third crystal unit 121 and the fourth crystal unit 122 are also arranged at positions facing each other).
  • the extension portion may be folded back by 180 °.
  • the first crystal unit 111 and the first crystal unit 111 The two crystal resonators 112 can be disposed at positions facing each other (similarly, the third crystal resonator 121 and the fourth crystal resonator 122 can also be disposed at positions facing each other).
  • the extending portion can be formed only inside the antenna, and the crystal resonators 111 and 121 can be guided to the body surface side from the side surface of the thermal resistor. Therefore, as in the first embodiment, it is possible to achieve both improvement in the degree of coupling between the transmitting and receiving antennas and measurement accuracy, and reduction in manufacturing cost with a planar film having a smaller area.
  • the heat flow thermometer 200 is configured to share one antenna 400 with the first to fourth crystal resonators 111 to 122 (that is, four crystal resonators).
  • the first and second crystal resonators 111 and 112 share one antenna
  • the third and fourth crystal resonators 121 and 122 share one antenna. It may be configured.
  • the first and third crystal resonators 111 and 121 may share one antenna
  • the second and fourth crystal resonators 112 and 122 may share one antenna.
  • the configuration is as shown by 8e in FIG.
  • the heat flow thermometer 200 is configured by the first to fourth crystal resonators 111 to 122 (that is, four crystal resonators) has been described, but the present invention is not limited to this. Instead, the heat flow thermometer may be configured by two crystal resonators (the configuration in this case is the same as 8e in FIG. 8).
  • the crystal resonator has been described as an example, but other resonators may be used.
  • a piezoelectric resonator such as a surface acoustic wave resonator having a large frequency temperature characteristic may be used.
  • a surface acoustic wave resonator it is easy to adjust the resonance frequency to a high frequency, and thus a wireless thermometer that performs wireless communication using radio waves can be easily manufactured.
  • the element which resonance starts with the radio signal from the outside may be sufficient. Thereby, it is not necessary to provide a power source for driving the resonator in the antenna unit of the heat flow thermometer, and the heat flow thermometer can be downsized.
  • an RFID-IC provided with a temperature sensor may be used.

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Abstract

　温度によって共振周波数が変化する共振子を用いた熱流式体温計において、送受信アンテナ間の結合度の向上と測定精度の両立を図るとともに、製造コストの削減を実現する。本発明は、被検体の体表面に接触させることで、深部体温を測定する体温計２００であって、第１の水晶振動子１１１と第２の水晶振動子１１２が配された第１の熱抵抗体１１３と、第３の水晶振動子１２１及び第４の水晶振動子１２２が配された第２の熱抵抗体１２３と、均一化部材１３０と、を備え、第１乃至第４の水晶振動子１１１～１２２は、ループ状のアンテナの同一平面上に延設された４つの延設部それぞれの先端に取り付けられており、該４つの延設部のうち少なくとも１つは、該平面と平行な平面を形成するように折り返して配置されていることを特徴とする。

Description

体温計及び体温計のアンテナユニットならびにその製造方法
　本発明は、体温計及び該体温計のアンテナユニットならびにその製造方法に関するものである。
　被検体の体表面に貼り付け、被検体の深部の体温を測定する体温計として、従来より、非加熱型の体温計が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
　一般に、非加熱型の体温計には、被検体の体表面に貼り付けた際に、体表面に接触する第１の温度センサと、該第１の温度センサに断熱材を介して対向して配される第２の温度センサとから構成される温度センサのペアが少なくとも２組備えられている。そして、各温度センサのペアが配されたそれぞれの断熱材の熱伝導率が互いに異なるように構成し、各温度センサのペアにおける第１の温度センサと第２の温度センサとの温度差をそれぞれ検出することにより、深部からの熱流量を求め、深部の体温を算出することとしている。
　このような体温計（以下、熱流式体温計と称す）においては、通常、温度センサとして、サーミスタや熱電対等が用いられる。
　一方で、熱流式体温計の場合、被検体の体表面に貼り付けて用いることを前提としているため、温度センサによる検出結果を外部に送信する機能を有する必要がある。そして、被検体の負担軽減の観点から、当該機能は、ワイヤレスであること、及び、小型かつ軽量であることが求められる。
　しかしながら、サーミスタや熱電対等の温度センサの場合、センサ自身がワイヤレス機能を有しているわけではないため、これらの温度センサを熱流式体温計に適用するにあたっては、別途、ワイヤレス機能を付加する必要がある。また、これらの機能を動作させるための電源も必要となる。このようなことから、熱流式体温計の場合、検出結果を外部に送信することを考慮し、外部からの電波エネルギーにより直接駆動可能な温度センサが用いられることが好ましいといえる。
　このような要求に対応する温度センサユニットとして、例えば、無給電方式の温度センサユニットが挙げられる。無給電方式の温度センサユニットとは、センサ部、検出部、デジタル変換部等の信号処理部、ならびに通信部を一体的に構成し、受信コイルにおいて受信された、外部からの電磁波により発生する電力により各部を動作させるユニットである。
　しかしながら、当該温度センサユニットを用いた場合であっても、検出部、信号処理部、通信部等は必要となることから、熱流式体温計に適用するのに十分な程度の小型・軽量化までには至らない。
　一方、上記要求に対応する他の温度センサユニットとして、例えば、水晶振動子を用いた温度センサユニットが挙げられる。水晶振動子は感知温度に応じて所定の共振周波数で共振する素子であり、水晶振動子を用いた温度センサユニットとは、温度によって共振周波数の変化する水晶振動子と、ループ状のアンテナから成るユニットである。ループ状アンテナと磁界結合させたもう一つのループ状アンテナより励起信号を送信して水晶を共振させ、その共振信号を計測することで、温度が算出されうる。
　このような温度センサユニットを適用すれば、電源が不要になるだけでなく、温度センサ以外に、別途、検出部や信号処理部、通信部等を配する必要もなくなるため、温度センサを小型・軽量化でき、被検者の体表面に貼り付けた場合であっても、被検者にとって負担の小さい体温計を実現することが可能となる。
特開２００７－２１２４０７号公報 特開２００９－２２２５４３号公報
　しかしながら、熱流式体温計の場合、深部の体温を算出するにあたり、４つの温度センサ（第１及び第２の温度センサが２組、計４つの温度センサ。以下、これらを第１乃至第４の温度センサと称す）が必要となる。このため、アンテナ自体も４つ必要となる。加えて、第２の温度センサと第４の温度センサとを同一温度にするために熱的にカップリングする熱流式体温計にあっては、均一化部材も必要となってくる。
　つまり、限られたスペース上に複数のアンテナ及び均一化部材を配置する必要がある。これに対して、例えば、アンテナに均一化部材を被せて配置してしまうと、それぞれのアンテナについて十分な磁束を確保することが困難となり、送受信アンテナ間の磁界の結合度が低下するといった不都合が生じる。更に、４つのアンテナを重ねて配置しようとすると、複雑な実装構造となり、部品コスト、組み立てコストが増加するうえ、熱流式体温計全体の厚みも厚くなり、実用的でなくなる。
　このような問題点を考慮すると、４つの温度センサに共通のアンテナを１つのみ配し、それぞれの温度センサにアンテナを共有させる構成が有効といえる。
　更に、４つの温度センサがアンテナを共有するアンテナユニットを製造する場合、製造工程を簡素化させることで、熱流式体温計全体の製造コストを大きく削減することができる。このため、アンテナユニットは、簡素化された製造工程にて製造できるように構成することが望ましい。
　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、温度によって共振周波数が変化する共振子を用いた熱流式体温計において、送受信アンテナ間の結合度の向上と測定精度の両立を図るとともに、製造コストの削減を実現することを目的とする。
　上記の目的を達成するために、本発明に係るアンテナユニットの製造方法は以下のような構成を備える。即ち、
　温度センサとして温度によって共振周波数が変化する共振子を用い、被検体の体表面に接触させることで、深部体温を測定する熱流式体温計におけるアンテナユニットの製造方法であって、
　平面フィルムより、一つのループ状のアンテナと、該アンテナから延設された複数の延設部と、を一体的に切り出す切出工程と、
　前記延設部の先端それぞれにおいて、同一平面上に温度センサを取り付ける取付工程と、
　前記アンテナの内側に延設された延設部の先端に取り付けられた温度センサと、前記アンテナの外側に延設された延設部の先端に取り付けられた温度センサとが、所定の間隔をもって対向した位置に配されるよう、前記アンテナの外側に延設された延設部を折り曲げる折曲工程とを有することを特徴とする。
　本発明によれば、温度によって共振周波数が変化する共振子を用いた温度センサによる熱流式体温計において、送受信アンテナ間の結合度の向上と測定精度の両立が可能になるとともに、製造コストを削減することが可能となる。
　本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
　添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
図１は、熱流式体温計の測定原理を説明するために、熱流式体温計における熱流を電気回路相似法を用いて電気回路として表現した図である。 図２は、熱流式体温計を含む体温測定システムの全体構成を示す図である。 図３は、熱流式体温計の断面構成を示す図である。 図４は、熱流式体温計の平面構成を示す図である。 図５は、アンテナと各水晶振動子とが一体的に構成されたアンテナユニットの構成を示す図である。 図６は、リーダとアンテナユニットとの関係を示す図である。 図７は、リーダの機能構成を示す図である。 図８は、アンテナと各水晶振動子とが一体的に構成されたアンテナユニットの構成を示す図である。
　以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
　［第１の実施形態］
　＜１．熱流式体温計による深部体温の測定原理＞
　はじめに、熱流式体温計（被検体の体表面に貼り付け、被検体の深部の体温を測定する体温計であって、加熱機能を有していないタイプの体温計）における、深部体温の測定原理について簡単に説明する。
　図１は、熱流式体温計の測定原理を説明するために、熱流式体温計における熱流を電気回路相似法を用いて電気回路として表現した図である。
　図１に示すように、熱流を電流Ｉ、温度を電圧Ｔ、熱抵抗を電気抵抗Ｒとすることで、熱流式体温計における熱流は、等価回路１００により表現することができる。
　図１において、Ｔｂは深部体温を、Ｒｔは被検体の皮下組織の熱抵抗を、Ｔｔ１は第１の水晶振動子１１１において検出された温度を、Ｔａ１は第２の水晶振動子１１２において検出された温度を、Ｒａ１は熱抵抗体１１３の熱抵抗値をそれぞれ示している。また、Ｔｔ２は第３の水晶振動子１２１において検出された温度を、Ｔａ２は第４の水晶振動子１２２において検出された温度を、Ｒａ２は熱抵抗体１２３の熱抵抗値をそれぞれ示している。更に、Ｔｃは外部温度を、Ｒｃは、外気側の測定温度を均一化させるための均一化部材１３０の熱抵抗値をそれぞれ示している。
　ここで、深部体温が一定であると仮定すると、等価回路１００では、一定の電圧Ｔｂが印加されているものと置き換えることができることから、等価回路１００内には一定の電流Ｉが流れると仮定することができる。
　このうち、熱抵抗体１１３における熱流を電流Ｉ１、熱抵抗体１２３における熱流を電流Ｉ２とすると、電流Ｉ１及び電流Ｉ２は下式（１）、（２）のように表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　そして、それぞれの式を変形すると、下式（３）、（４）のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ここで、皮下組織の熱抵抗Ｒｔは、個人ごと及び部位ごとに異なり、一定ではない。そこで、上式（３）、（４）からＲｔを削除すべく、Ｒｔについて求めると、下式（５）のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　そして、上式（５）を上式（４）に代入することで、下式（６）が求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　ここで、Ｒａ１及びＲａ２は既知であるため、４つの温度（Ｔｔ１、Ｔｔ２、Ｔａ１、Ｔａ２）を検出すれば、一義的に深部体温Ｔｂを求めることができる。
　＜２．体温測定システムの全体構成＞
　次に、本実施形態に係る熱流式体温計を含む体温測定システムの全体構成について説明する。図２は、本実施形態に係る熱流式体温計を含む体温測定システムの全体構成を示す図である。図２において、２００は本実施形態に係る熱流式体温計であり、２１０は励起信号を送信することにより熱流式体温計２００の第１乃至第４の温度センサである第１乃至第４の水晶振動子１１１～１２２を駆動させるとともに、各水晶振動子から出力される検出信号をキャッチし、該第１乃至第４の水晶振動子１１１～１２２それぞれの共振周波数を計測するリーダである。リーダ２１０では、既知の周波数－温度特性を利用して、計測した共振周波数より、第１乃至第４の水晶振動子１１１～１２２それぞれの温度を算出することで、被検者の深部体温を算出する。
　＜３．熱流式体温計の断面構成＞
　次に、熱流式体温計２００の断面構成について説明する。図３は、本実施形態に係る熱流式体温計２００の断面構成を示す図である。
　図３において、１１１、１２１は、被検体の体表面に貼り付けた際に、体表面に接触する側に位置する第１の水晶振動子及び第３の水晶振動子であり、１１２、１２２は第１の水晶振動子１１１及び第３の水晶振動子１２１に対向する側に配された第２の水晶振動子及び第４の水晶振動子である。
　１１３は第１の水晶振動子１１１と第２の水晶振動子１１２との間に配され、被検体の体表面からの熱流を通過させる熱抵抗体である。同様に、１２３は第３の水晶振動子１２１と第４の水晶振動子１２２との間に配され、被検体の体表面からの熱流を通過させる熱抵抗体である。
　なお、熱抵抗体１１３及び熱抵抗体１２３は、互いに、熱伝導率が異なっており（例えば、０．１０Ｗ／ｍＫと０．４０Ｗ／ｍＫ）、それぞれ復元性の高い弾性材料により構成されているものとする。また、熱抵抗体１１３、１２３は、共に厚さ１ｍｍで直径が２０ｍｍの平板形状を有しているものとする。なお、第１の水晶振動子１１１、第２の水晶振動子１１２及び第３の水晶振動子１２１、第４の水晶振動子１２２はそれぞれ、熱抵抗体１１３及び熱抵抗体１２３内の中央位置に配置されているものとする。
　更に、熱抵抗体１１３及び熱抵抗体１２３の上面には、熱伝導率２３６Ｗ／ｍＫのアルミニウムからなる均一化部材１３０が配されており、熱抵抗体１１３及び熱抵抗体１２３の上面の一部を覆っている。これにより、熱抵抗体１１３の上面及び熱抵抗体１２３の上面（つまり、熱流が放散される外気側）の温度は均一化される。
　更に、熱抵抗体１１３及び熱抵抗体１２３の外周には、絶縁部材３０５－１が配され、均一化部材１３０の外周及び上面には、絶縁部材３０５－２が配されている。また、絶縁部材３０５－２より下面側には、第１乃至第４の水晶振動子１１１～１２２がはんだ付け（または導電ペイストで接続）されたフレキシブルフィルム回路基板（後述するアンテナユニットを構成する基板）が配されている。
　フレキシブルフィルム回路基板は、そのアンテナ部分が、均一化部材１３０と干渉することがないよう、均一化部材１３０の外周において、熱抵抗体１１３と熱抵抗体１２３とが内包される大きさに形成されており、絶縁部材３０５－１上に配置されている。アンテナ部分をこのような形状に形成し配置することにより、第１乃至第４の水晶振動子１１１～１２２が共有する当該アンテナ部分とリーダ２１０との間の磁界結合において、均一化部材１３０の影響を極力回避することができる。
　また、フレキシブルフィルム回路基板は、第２の水晶振動子１１２が接続される延設部と第４の水晶振動子１２２が接続される延設部とが、それぞれ、熱抵抗体１１３の上面または熱抵抗体１２３の上面と、絶縁部材３０５－２の下面または均一化部材１３０の下面との間に配されている。更に、第１の水晶振動子１１１が接続される延設部と第３の水晶振動子１２１が接続される延設部とが、それぞれ、絶縁部材３０５－１と熱抵抗体１１３の側面または熱抵抗体１２３の側面との間を通り、熱抵抗体１１３の下面または熱抵抗体１２３の下面にて折れ曲がり、熱抵抗体１１３の下面または熱抵抗体１２３の下面と貼付テープ（粘着層）３０３または３０４との間を通って、熱伝導部材３０１まで延設されている。延設部のこのような配置により、第１乃至第４の水晶振動子１１１～１２２間の熱的なカップリングの影響を軽減させることができる。
　なお、熱抵抗体１１３及び熱抵抗体１２３はそれぞれの底面が同一平面を形成するように均一化部材１３０及び絶縁部材３０５－２に固定されているものとする。この結果、被検体の体表面に貼り付けられた際に、熱抵抗体１１３の底面及び熱抵抗体１２３の底面がそれぞれ、被検体の体表面に対して隙間なく貼り付けられることとなる。
　なお、第１の水晶振動子１１１と第３の水晶振動子１２１の体表面側（底面）は、それぞれ、アルミテープ等の熱伝導性のよい熱伝導部材３０１、３０２により覆われており、更に、熱流式体温計２００の体表面側は、貼り付けテープ（粘着層）３０３及び貼り付けテープ（剥離紙）３０４により覆われているものとする。
　＜４．熱流式体温計の平面構成＞
　次に、熱流式体温計２００の平面構成について説明する。図４は、本実施形態に係る熱流式体温計２００における平面構成を示した図である。
　図４の４ａに示すように、第１の水晶振動子１１１、第２の水晶振動子１１２、第３の水晶振動子１２１、第４の水晶振動子１２２は、共通のアンテナ４０１に接続されている（以下、アンテナ４０１と第１乃至第４の水晶振動子１１１～１２２とが一体化されたこのような構成を、アンテナユニット４００と称す。なお、アンテナユニット４００の詳細構成は後述する）。
　アンテナ４０１は、熱抵抗体１１３及び熱抵抗体１２３の側面を取り囲むように配置される。このように、第１乃至第４の水晶振動子１１１～１２２がアンテナを共有し、かつ、熱抵抗体１１３及び１２３の外側に配置することで、均一化部材１３０よりアンテナ４０１の径をより大きくとることができる。この結果、リーダ２１０とアンテナユニット４００との安定的な通信を実現することが可能となる。
　なお、上述したように、アンテナ４０１から延設された第２の水晶振動子１１２、第４の水晶振動子１２２は、熱抵抗体１１３（または１２３）の体表面に接触する側の面と対向する側の面の中央位置に配置される。
　同様に、アンテナ４０１から延設された第１の水晶振動子１１１、第３の水晶振動子１２１は、熱抵抗体１１３（または１２３）の体表面に接触する側の面の中央位置に配置される。換言すると、第１乃至第４の水晶振動子１１１～１２２がこのような配置となるように、アンテナ４０１から延設される長さが規定されている。
　更に、図４の４ｂに示すように、均一化部材１３０は、第２の水晶振動子１１２、第４の水晶振動子１２２を、体表面に接触する側の面と対向する側から覆うように（均一化部材１３０の外周が第２の水晶振動子１１２、第４の水晶振動子１２２の外側に位置するように）構成されており、かつ、熱抵抗体１１３及び１２３により形成される外縁よりも、均一化部材１３０の外周の方が内側に位置するように構成されている（均一化部材１３０はこのような大きさに規定されている）。
　均一化部材１３０をこのような大きさに規定したのは、均一化部材１３０がアルミニウムからなり、熱抵抗体１１３及び１２３により形成される外縁よりも、大きくなるように形成してしまうと、熱抵抗体１１３及び１２３の外周に設けられたアンテナ４０１がリーダ２１０から送信された励起信号をキャッチする際、あるいは検出信号を送信する際に、障害となるからである。
　一方で、均一化部材１３０は、第２の水晶振動子１１２、第４の水晶振動子１２２により検出される、熱流が放散される外気側の温度を均一化させる役割があるため、熱抵抗体１１３または１２３の中央位置にそれぞれ配置された第２の水晶振動子１１２、第４の水晶振動子１２２を少なくとも覆うだけの大きさとなるように構成されている。
　つまり、均一化部材１３０は、その外周が第２の水晶振動子１１２、第４の水晶振動子１２２の外側に位置し、かつ、熱抵抗体１１３、１２３により形成される外縁よりも内側に位置するよう構成されている。
　＜５．アンテナユニットの詳細構成＞
　次にアンテナユニット４００の詳細構成について説明する。図５は、アンテナユニット４００の詳細構成を説明するための図であり、熱流式体温計２００全体に対する位置がわかるよう、熱流式体温計２００の断面構成図を５ａに示している。また、５ｂ～５ｄは、それぞれアンテナユニット４００の平面図と側面図とを示しており、５ｂから５ｄに向かってアンテナユニット４００の製造工程が進む過程を示している。
　図５の５ｂに示すように、組み立て前のアンテナユニット４００は、ループ状に形成されたアンテナ４０１の平面方向に沿って、アンテナ４０１と同一平面上に、延設部５０１～５０４が延設されている。アンテナ４０１及び延設部５０１は、ＰＥＴ、ＰＶＣ、ポリイミド等のフィルム、または紙を基材として構成されており（幅：１ｍｍ以下、厚さ：０．１ｍｍ以下）、片面銅箔フィルムに対するエッチング、または銅またはアルミの蒸着、または、銀または黒鉛の印刷、または、銅または銀の無電解メッキにて形成された導電体が配され（幅：０．１ｍｍ以下、厚さ：２０μｍ）、一体的に形成されている。なお、導電体が配された部分は、水晶振動子取り付けランドを除き、更にレジストにより覆われていてもよい。
　このように、アンテナ４０１と延設部５０１～５０４とを同一平面上に形成することで、下記のように、アンテナユニット４００の製造を容易にすることが可能となり、製造コストの低減を実現することができる。
・アンテナ４０１及び延設部５０１～５０４は、例えば、片面導体のフレキシブルフィルム回路基板から切り出すだけで生成することが可能となる。
・第１乃至第４の水晶振動子１１１～１２２は、自動実装機を用いて片面実装させることが可能となる。
　更に、図５の５ｃに示すように、一体的に形成されたアンテナ４０１と延設部５０１～５０４に対しては、その延設部５０１～５０４の先端の水晶振動子取り付けランドそれぞれに、第１の水晶振動子１１１～第４の水晶振動子１２２が実装される。なお、アンテナ４０１の内側に延設された延設部５０２及び５０４は、先端に取り付けられた第２の水晶振動子１１２と第４の水晶振動子１２２とが製造時に、同一平面内において互いに干渉することがないよう、アンテナ４０１の長軸の１／２以下の長さに規定されているものとする。
　更に、図５の５ｄに示すように、第１の水晶振動子１１１が実装された延設部５０１は、熱抵抗体１１３の端部において折り曲げられ、熱抵抗体１１３の側面に沿って体表面側に誘導され、熱抵抗体１１３の下面にて折り曲げられることで、延設部５０１の先端に取り付けられた第１の水晶振動子１１１が、熱抵抗体１１３の中央位置に配置される。
　同様に、第３の水晶振動子１２１が実装された延設部５０３は、熱抵抗体１２３の端部において折り曲げられ、熱抵抗体１２３の側面に沿って体表面側に誘導され、熱抵抗体１２３の下面にて折り曲げられることで、延設部５０３の先端に取り付けられた第３の水晶振動子１２１が、熱抵抗体１２３の中央位置に配置される。
　このように第１の水晶振動子１１１～第４の水晶振動子１２２を、アンテナ４０１の平面方向に延設された延設部５０１～５０４を介して配置する構成とすることで、水晶振動子間の熱的なカップリングの影響を極力排除することが可能となる。
　＜６．各水晶振動子とリーダの通信の詳細構成＞
　次に、熱流式体温計２００を構成する温度センサについて説明する。図６は、第１乃至第４の水晶振動子（１１１、１１２、１２１、１２２）の構成を示す図である。
　アンテナ４０１は、第１の水晶振動子１１１と接続されている。このアンテナ４０１に対してリーダ２１０より励起信号ＳｐＬ１を送信する。この際、リーダ２１０をアンテナ４０１と磁界結合による通信が可能な距離に近づけて励起信号ＳｐＬ１を送信する。
　水晶振動子を駆動させる無線信号である励起信号ＳｐＬ１はアンテナ４０１でキャッチされ、第１の水晶振動子１１１に印加される。第１の水晶振動子１１１は励起信号ＳｐＬ１によって共振し、共振信号Ｓｆｐ１を出力する。この共振信号Ｓｆｐ１が本実施形態の検出信号に相当する。検出信号Ｓｆｐ１はアンテナ４０１に伝送され、磁界結合によりリーダ２１０へ送信される。
　ここで、検出信号Ｓｆｐ１の周波数は水晶振動子１１１の感知する温度によって変化し、一つの共振周波数に対して一意に温度が決まっている。
　したがって、既知の温度での当該共振周波数をリーダ２１０側にて予め保持しておくことで、リーダ２１０では、キャッチされた検出信号に基づいて、第１の水晶振動子１１１における温度を算出することができる。
　なお、第２の水晶振動子１１２、第３の水晶振動子１２１、第４の水晶振動子１２２についても同様の構成とすることで、各水晶振動子における温度を算出することができる。
　＜７．リーダの構成＞
　次に、リーダ２１０の機能構成について説明する。図７は、リーダ２１０の機能構成を示す図である。リーダ２１０は、電池、充電池等で構成される電源部、電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチを含む操作スイッチを備えているが、ここでは省略している。
　図７において、７００はリーダユニットであり、アンテナ７０１と、送受信部７０２と、信号変換部７０３と、信号処理部７０４とを備える。
　アンテナ７０１は、熱流式体温計２００の各水晶振動子に接続されたアンテナと磁界結合することで、各水晶振動子を励振したり、各水晶振動子より出力された検出信号をキャッチしたりする。
　送受信部７０２では、アンテナ７０１を介して熱流式体温計２００の各水晶振動子に向けて適当な周波数の励起信号を送信するために、アンテナ７０１に印加する励起信号を生成したり、アンテナ７０１を介して熱流式体温計２００の各水晶振動子より出力された検出信号をキャッチすることで得られた信号について、バンドパスフィルタを介してノイズを除去した後、増幅したうえで、信号変換部７０３に送ったりする。
　信号変換部７０３では、送受信部７０２において検出信号をキャッチすることにより得られた信号をデジタルデータに変換し、信号処理部７０４に送る。
　信号処理部７０４では、デジタルフィルタ等によりノイズを除去した後、ＦＦＴ処理等により各検出信号の周波数を測定する。
　そして、測定された４つの周波数と、第１乃至第４の水晶振動子それぞれについて予め予想された周波数とを対比し、それぞれ、どの水晶振動子からの信号であるのかを識別する。
　また、第１乃至第４の水晶振動子それぞれについて、予め記憶されている水晶振動子の温度と共振周波数との関係関数により、共振周波数から各水晶振動子の温度を算出し、コントロール部に送る。
　コントロール部７１１では、送受信部７０２、信号変換部７０３、信号処理部７０４の動作を制御する。また、信号処理部７０４から送られた各水晶振動子の温度に基づいて、深部体温を算出し、記憶部７１２に格納したり、表示部７１３に表示したりする。更に、記憶部７１２に格納された深部体温データを、有線通信部７１４を介して、他の情報処理装置（有線通信部７１４を介して有線接続された他の情報処理装置）に送信したりする。
　なお、コントロール部７１１は、マイクロコンピュータなどのＣＰＵと、該ＣＰＵにより実行されるリーダ２１０全体の制御プログラムや各種データを記憶するＲＯＭと、ワークエリアとして測定データや各種データを一時的に記憶するＲＡＭとを備えており、リーダ２１０全体の動作及び判断を司っている。
　以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る熱流式体温計では、水晶振動子を用いた温度センサを適用するにあたり、
・複数のアンテナを重ねて配置することによる複雑な実装構造を回避するため、各水晶振動子にアンテナを共有させる構成とした。
・リーダとの安定的な通信を実現するために、アンテナを熱抵抗体の外周を取り囲むように配置した。
・均一化部材が信号の送受信の障害となることがないよう、均一化部材の外周が、熱抵抗体により形成される外縁よりも内側に位置するように、均一化部材の大きさを規定した。
・製造コストを低減させるべく、アンテナと各水晶振動子が接続される延設部とを、フレキシブル回路基板により同一平面上に一体的に形成したうえで、折り曲げて実装する構成とした。
・製造コストを低減させるべく、フレキシブル回路基板には、片面に導体で水晶振動子取り付けランドを配する構成とするとともに、導体で表面または積層間に配線する構成とした。
・熱的なカップリングにより、相互の水晶振動子に影響が生じるのを回避するため、延設部の厚さを薄くするとともに、幅を狭くする構成とした。
・第１の水晶振動子と第２の水晶振動子との熱的なカップリング及び第３の水晶振動子と第４の水晶振動子との熱的なカップリングをできるだけ小さくするため、それぞれの水晶振動子をアンテナの長軸方向に配置させる構成とした。
・延設部の配線及びアンテナを細い導体で形成する構成とした。
　この結果、温度によって共振周波数が変化する共振子を用いた熱流式体温計において、送受信アンテナ間の結合度の向上と測定精度の両立を図ることが可能となるとともに、製造コストの削減を実現することが可能となった。
　［第２の実施形態］
　上記第１の実施形態では、熱流式体温計２００の第１乃至第４の水晶振動子１１１～１２２を、リーダ２１０により送信される励起信号により励起させる構成としたが（受動型としたが）、本発明はこれに限定されない。例えば、熱流式体温計２００に電池を配し、当該電池に基づいて水晶振動子を励起させる構成としてもよい（能動型としてもよい）。
　［第３の実施形態］
　上記第１の実施形態では、アンテナ４００の内側と外側とにそれぞれ２つずつ延設部を設ける構成（図５の５０１～５０４）としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、４つの延設部をすべてアンテナ４００の内側または外側に設けるように構成してもよい（図８の８ａ参照）。
　また、上記第１の実施形態では、アンテナ４００の長軸方向に４つの延設部を設ける構成（図５の５０１～５０４）としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、４つの延設部のうちのいずれかをアンテナ４００の長軸方向以外の方向に設けるように構成してもよい（図８の８ｂ参照）。
　更に、延設部は、１本の直線により形成されている必要はなく、複数の直線や曲線が組み合わされて構成されていてもよい（図８の８ｃ参照）。この場合、折り曲げ位置８０１において延設部５０１、５０３を折り曲げることで、第１の水晶振動子１１１と第２の水晶振動子１１２とが互いに対向する位置に配置されることとなる（同様に、第３の水晶振動子１２１と第４の水晶振動子１２２も互いに対向する位置に配置されることとなる）。
　また、延設部の折り曲げは、１８０°の折り返しであってもよい。例えば、図８の８ｄのように、折り曲げ位置８０２において延設部５０２を１８０°折り返し、さらに折り曲げ位置８０３で延設部５０１を該直角に２回折り曲げると、第１の水晶振動子１１１と第２の水晶振動子１１２とを互いに対向する位置に配置させることができる（同様に、第３の水晶振動子１２１と第４の水晶振動子１２２も互いに対向する位置に配置させることができる）。この場合、延設部をアンテナの内側にのみ形成し、かつ熱抵抗体の側面から水晶振動子１１１および１２１を体表面側に誘導することができる。したがって、上記第１の実施形態と同様に、送受信アンテナ間の結合度の向上と測定精度の両立、および製造コストの削減を、より小さい面積の平面フィルムで達成することができる。
　また、上記第１の実施形態では、熱流式体温計２００が第１乃至第４の水晶振動子１１１～１２２（つまり４つの水晶振動子）で１つのアンテナ４００を共有する構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、第１及び第２の水晶振動子１１１、１１２で１つのアンテナを共有し、第３及び第４の水晶振動子１２１、１２２で１つのアンテナを共有するように構成してもよい。あるいは、第１及び第３の水晶振動子１１１、１２１で１つのアンテナを共有し、第２及び第４の水晶振動子１１２、１２２で１つのアンテナを共有するように構成してもよい。この場合、図８の８ｅに示すような構成となる。
　また、上記第１の実施形態では、熱流式体温計２００を第１乃至第４の水晶振動子１１１～１２２（つまり４つの水晶振動子）で構成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、熱流式体温計を２つの水晶振動子で構成するようにしてもよい（この場合の構成は、図８の８ｅと同じとなる）。
　なお、上述の各実施形態では水晶振動子を例に説明したが、他の共振子であってもよい。例えば、大きな周波数温度特性を有する、弾性表面波共振子などの圧電共振子を用いてもよい。特に、弾性表面波共振子を用いた場合、高い周波数に共振周波数を合わせることが容易であるので、電波による無線通信を行う無線式温度計を容易に製造することができる。また、外部からの無線信号で共振が開始する素子であってもよい。これにより、熱流式体温計のアンテナユニットに共振子の駆動用電源を備える必要がなくなり、熱流式体温計を小型化することができる。また、共振子に替えて、温度センサを備えたＲＦＩＤ－ＩＣを用いてもよい。
　本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
　本願は、２０１２年３月２３日提出の日本国特許出願特願２０１２－０６７３７５を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

Claims (24)

  1. 　温度センサとして温度によって共振周波数が変化する共振子を用い、被検体の体表面に接触させることで、深部体温を測定する熱流式体温計におけるアンテナユニットの製造方法であって、
    　平面フィルムより、一つのループ状のアンテナと、該アンテナに延設された複数の延設部と、を一体的に切り出す切出工程と、
    　前記延設部の先端それぞれにおいて、同一平面上に温度センサを取り付ける取付工程と、
    　前記アンテナの内側に延設された延設部の先端に取り付けられた温度センサと、前記アンテナの外側に延設された延設部の先端に取り付けられた温度センサとが、所定の間隔をもって対向した位置に配されるよう、少なくとも一つの延設部を折り曲げる折曲工程と
    　を有することを特徴とする製造方法。
  2. 　前記平面フィルムは、片面銅箔フィルムであり、
    　前記切出工程は、更に、
    　　前記アンテナと、前記延設部の先端の温度センサ取り付けランドと、前記アンテナと前記温度センサ取り付けランドとの間に、エッチングにて配線を構築する構築工程を有し、
    　　前記構築工程により配線が構築された後に、前記アンテナと前記延設部とを一体的に切り出すことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
  3. 　前記切出工程は、更に、
    　　前記アンテナと、前記延設部の先端の温度センサ取り付けランドと、前記アンテナと前記温度センサ取り付けランドとの間に、銅またはアルミの蒸着、または、銀または黒鉛の印刷、または、銅または銀の無電解メッキにて、配線を構築する構築工程を有し、
    　　前記構築工程により配線が構築された後に、前記アンテナと前記延設部とを一体的に切り出すことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
  4. 　前記アンテナは、前記対向した位置に配された温度センサの間にそれぞれ取り付けられる熱抵抗体を取り囲む大きさに切り出されることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
  5. 　被検体の体表面に接触させることで、深部体温を測定する体温計であって、
    　前記体表面に接触する側に第１の温度センサが配され、前記体表面に接触する側の面と対向する側に第２の温度センサが配された第１の熱抵抗体と、
    　前記体表面に接触する側に第３の温度センサが配され、前記体表面に接触する側の面と対向する側に第４の温度センサが配された第２の熱抵抗体と、
    　前記第１の熱抵抗体及び前記第２の熱抵抗体の、前記体表面に接触する側の面と対向する側の面を覆うように構成される均一化部材と、を備え、
    　前記第１乃至第４の温度センサは、一つのループ状のアンテナに延設された４つの延設部それぞれの先端に取り付けられており、該４つの延設部の少なくとも１つは、該アンテナにより形成される平面と平行な平面を形成するよう折り曲げて配置されていることを特徴とする体温計。
  6. 　被検体の体表面に接触させることで、深部体温を測定する体温計であって、
    　前記体表面に接触する側に第１の温度センサが配され、前記体表面に接触する側の面と対向する側に第２の温度センサが配された熱抵抗体と、を備え、
    　前記第１乃至第２の前記温度センサは、一つのループ状のアンテナに延設された２つの延設部それぞれの先端に取り付けられており、該２つの延設部の少なくとも１つは、該アンテナにより形成される平面と平行な平面を形成するよう折り曲げて配置されていることを特徴とする体温計。
  7. 　前記延設部のうち、前記アンテナの内側方向に延設された延設部の先端に、前記体表面に接触する側の面と対向する側に配置される温度センサが、取り付けられていることを特徴とする請求項５または６に記載の体温計。
  8. 　前記延設部のうち、前記アンテナの外側方向に延設された延設部の先端に、体表面に接触する側に配置される温度センサが取り付けられていることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の体温計。
  9. 　前記延設部は、前記アンテナと同一平面上において、一体成型されていることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の体温計。
  10. 　前記アンテナは、前記一つまたは複数の熱抵抗体により形成される外縁に沿って配置されていることを特徴とする請求項５乃至９のいずれか１項に記載の体温計。
  11. 　前記体表面に接触する側に配置される温度センサが先端に取り付けられた延設部は、それぞれ、前記熱抵抗体の側面に沿うように折り曲げられ、かつ、前記熱抵抗体の前記体表面に接触する側の面において折り曲げられていることを特徴とする請求項５乃至１０のいずれか１項に記載の体温計。
  12. 　前記延設部のうち少なくとも一つを１８０°折り返すことで、複数の温度センサが所定の間隔をもって対向した位置に配置されていることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の体温計。
  13. 　前記均一化部材は、前記体表面に接触する側の面と対向する側に配置される一つまたは複数の温度センサを覆うように配置されており、
    　前記均一化部材の外周が、前記一つまたは複数の熱抵抗体により形成される外縁よりも内側に位置するように、前記均一化部材の大きさが規定されていることを特徴とする請求項５乃至１２のいずれか１項に記載の体温計。
  14. 　被検体の体表面に接触させることで、深部体温を測定する体温計のアンテナユニットであって、
    　前記体表面に接触する側に第１の温度センサが配され、前記体表面に接触する側の面と対向する側に第２の温度センサが配された第１の熱抵抗体と、
    　前記体表面に接触する側に第３の温度センサが配され、前記体表面に接触する側の面と対向する側に第４の温度センサが配された第２の熱抵抗体と、を備え、
    　前記第１乃至第４の温度センサは、一つのループ状のアンテナに延設された４つの延設部それぞれの先端に取り付けられており、該４つの延設部の少なくとも１つは、該アンテナにより形成される平面と平行な平面を形成するよう折り曲げて配置されていることを特徴とする、体温計のアンテナユニット。
  15. 　被検体の体表面に接触させることで、深部体温を測定する体温計のアンテナユニットであって、
    　前記体表面に接触する側に第１の温度センサが配され、前記体表面に接触する側の面と対向する側に第２の温度センサが配された熱抵抗体と、を備え、
    　前記第１乃至第２の前記温度センサは、一つのループ状のアンテナに延設された２つの延設部それぞれの先端に取り付けられており、該２つの延設部の少なくとも１つは、該アンテナにより形成される平面と平行な平面を形成するよう折り曲げて配置されていることを特徴とする体温計のアンテナユニット。
  16. 　前記延設部のうち、前記アンテナの内側方向に延設された延設部の先端に、前記体表面に接触する側の面と対向する側に配置される温度センサが、取り付けられていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の体温計のアンテナユニット。
  17. 　前記延設部のうち、前記アンテナの外側方向に延設された延設部の先端に、体表面に接触する側に配置される温度センサが取り付けられていることを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の体温計のアンテナユニット。
  18. 　前記延設部は、前記アンテナと同一平面上において、一体成型されていることを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれか１項に記載の体温計のアンテナユニット。
  19. 　前記アンテナは、前記一つまたは複数の熱抵抗体により形成される外縁に沿って配置されていることを特徴とする請求項１４乃至１８のいずれか１項に記載の体温計のアンテナユニット。
  20. 　前記体表面に接触する側に配置される温度センサが先端に取り付けられた延設部は、それぞれ、前記熱抵抗体の側面に沿うように折り曲げられ、かつ、前記熱抵抗体の前記体表面に接触する側の面において折り曲げられていることを特徴とする請求項１４乃至１９のいずれか１項に記載の体温計のアンテナユニット。
  21. 　前記延設部のうち少なくとも一つを１８０°折り返すことで、複数の温度センサが所定の間隔をもって対向した位置に配置されていることを特徴とする請求項１４乃至２０のいずれか１項に記載の体温計のアンテナユニット。
  22. 　前記温度センサが水晶振動子であることを特徴とする請求項１４乃至２１のいずれか１項に記載の体温計のアンテナユニット。
  23. 　前記温度センサが水晶振動子であることを特徴とする請求項５乃至１３のいずれか１項に記載の体温計。
  24. 　前記温度センサが水晶振動子であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の体温計のアンテナユニットの製造方法。
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