特開 2024-87229 温度検出装置、耳装着装置、温度検出方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024087229

(43)【公開日】2024-07-01

(54)【発明の名称】温度検出装置、耳装着装置、温度検出方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01J 5/00 20220101AFI20240624BHJP

   G01J 5/08 20060101ALI20240624BHJP

   A61B 5/01 20060101ALI20240624BHJP

【ＦＩ】

G01J5/00 101G

G01J5/08 B

A61B5/01 350

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022201924

(22)【出願日】2022-12-19

(71)【出願人】

【識別番号】000001443

【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004185

【氏名又は名称】インフォート弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100074099

【弁理士】

【氏名又は名称】大菅 義之

(74)【代理人】

【識別番号】100182936

【弁理士】

【氏名又は名称】矢野 直樹

(72)【発明者】

【氏名】鳥山 康治

【テーマコード（参考）】

2G066

4C117

【Ｆターム（参考）】

2G066AC13

2G066BA27

2G066BA57

2G066BC15

4C117XB01

4C117XD09

4C117XE23

4C117XE48

(57)【要約】

【課題】温度センサを位置調整する手間がかからず、測定再現性に優れる温度検出装置を提供する。
【解決手段】電磁波により温度を検出する温度センサ（１３）と、第１曲面（２０ａ、４０ａ）を有して温度センサを支持し、温度センサと共に転動する転動部材（２０、４０）と、第１曲面に対応する第２曲面（２５ｂ、４１ｂ）を有し、第１曲面及び第２曲面に沿って転動部材を転動可能に支持する支持部材（２５、４１）と、転動部材を転動する力を発生するアクチュエータ（２３、２６、４７、４８、５１、５３）と、アクチュエータを制御する制御部（３０）と、を備える温度検出装置。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電磁波により温度を検出する温度センサと、
第１曲面を有し、前記温度センサを支持し、前記温度センサと共に転動する転動部材と、
前記第１曲面に対応する第２曲面を有し、前記第１曲面及び第２曲面に沿って前記転動部材を転動可能に支持する支持部材と、
前記転動部材を転動する力を発生するアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御する制御部と、を備える、
ことを特徴とする温度検出装置。

【請求項2】

前記アクチュエータは、
前記第１曲面に沿って設けられる磁性体と、
前記第２曲面に沿って、前記磁性体に対応する位置に設けられる導電部材と、を備え、
前記制御部は前記導電部材に流す電流を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の温度検出装置。

【請求項3】

枠部材と、
前記枠部材の内側に平面的に移動可能に支持される可動部材と、
前記可動部材の移動を前記転動部材に伝達する伝達部材と、を備え、
前記アクチュエータは、
前記枠部材の内側面に沿って設けられる導電部材と、
前記可動部材に、前記導電部材に対応する位置に設けられる磁性体と、を備え、
前記制御部は前記導電部材に流す電流を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の温度検出装置。

【請求項4】

第３曲面を有する第２転動部材と、
前記第３曲面に対応する第４曲面を有し、前記第３曲面及び第４曲面に沿って前記第２転動部材を転動可能に支持する第２支持部材と、
前記第２転動部材の転動を前記転動部材に伝達する伝達部材と、を備え、
前記アクチュエータは、
前記第３曲面に沿って設けられる磁性体と、
前記第４曲面に沿って、前記磁性体に対応する位置に設けられる導電部材と、を備え、
前記制御部は前記導電部材に流す電流を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の温度検出装置。

【請求項5】

前記温度センサは、前記転動部材から突出する支持突起の先端部に支持されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の温度検出装置。

【請求項6】

前記制御部は、
前記転動部材を所定のパターンで転動させ、前記温度センサによって最も温度が高いと検出された最高温度領域を判定し、
前記最高温度領域に対応する位置に前記転動部材を転動させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の温度検出装置。

【請求項7】

前記所定のパターンは、前記転動部材を回動半径が徐々に変化するように動作させるパターンである、
ことを特徴とする請求項６に記載の温度検出装置。

【請求項8】

前記所定のパターンは、前記転動部材を回動半径が徐々に変化する渦巻状に動作させるパターンである、
ことを特徴とする請求項７に記載の温度検出装置。

【請求項9】

電磁波により温度を検出する温度センサと、
第１曲面を有し、前記温度センサを支持し、前記温度センサと共に転動する転動部材と、
前記第１曲面に対応する第２曲面を有し、前記第１曲面及び第２曲面に沿って前記転動部材を転動可能に支持する支持部材と、
前記転動部材を転動する力を発生するアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御する制御部と、
少なくとも前記温度センサを先端部に備え、少なくとも一部が被測定者の外耳道に挿入される挿入部と、を備える、
ことを特徴とする耳装着装置。

【請求項10】

電磁波により温度を検出する温度センサを支持する転動部材を、アクチュエータによって所定のパターンで転動させ、前記温度センサによって最も温度が高いと検出された最高温度領域を判定し、
前記最高温度領域に対応する位置に前記転動部材を転動させる、
ことを特徴とする温度検出方法。

【請求項11】

電磁波により温度を検出する温度センサを支持する転動部材をアクチュエータによって転動させる温度検出装置のコンピュータを、
前記アクチュエータによって前記転動部材を所定のパターンで転動させ、前記温度センサによって最も温度が高いと検出された最高温度領域を判定し、前記最高温度領域に対応する位置に前記転動部材を転動させる制御部、
として機能させることを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、温度検出装置、耳装着装置、温度検出方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

鼓膜から放射される赤外線を検出することによって、鼓膜の温度を測定する耳式体温計が知られている。耳式体温計は、温度測定時に被測定者の外耳道に挿入されるプローブを有し、プローブには赤外線を検出する赤外線センサが設けられる。鼓膜から発した赤外線が赤外線センサに到達して検出されると、検出結果に基づいて温度が算出される。

【0003】

耳式体温計によって被測定者の鼓膜の温度を正確に測定するためには、鼓膜に対する赤外線センサの位置を適切に定める必要がある。例えば、特許文献１には、被測定者の外耳道にプローブを挿入する向きに応じた複数通りの本体の持ち方を使用者に認識させるための指標を備えた耳式体温計が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第３６７５２３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

外耳道の形状や鼓膜の位置は被測定者によって様々である。そのため、耳式体温計の本体に設けた指標を目安にして耳式体温計の装着を行っても、鼓膜に対する赤外線センサの位置に誤差が生じる可能性があり、測定再現性に欠けるという問題があった。

【0006】

また、本体に指標を設けた場合でも、耳式体温計の位置を手動で設定するのは手間がかかる。特に、被測定者の運動中や睡眠中に継続的に鼓膜の温度を測定する場合、被測定者の体動によって耳式体温計の位置がずれやすく、その都度、耳式体温計の位置を手動で調整することは現実的ではない。

【0007】

このような背景から、耳式体温計の位置を手動で調整する手間をかけずに、高精度な測定結果を取得できるようにすることが望まれていた。

【0008】

そこで、本発明は、温度センサを位置調整する手間がかからず、測定再現性に優れる温度検出装置、耳装着装置、温度検出方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様に係る温度検出装置は、電磁波により温度を検出する温度センサと、第１曲面を有し、前記温度センサを支持し、前記温度センサと共に転動する転動部材と、前記第１曲面に対応する第２曲面を有し、前記第１曲面及び第２曲面に沿って前記転動部材を転動可能に支持する支持部材と、前記転動部材を転動する力を発生するアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する制御部と、を備える、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

以上の態様によれば、温度センサを位置調整する手間がかからず、測定再現性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】耳式体温計を被測定者の耳に適切に装着した状態を示す図である。

【図2】耳式体温計を適切な位置からずれて装着した状態を示す図である。

【図3】外耳道に挿入した赤外線センサと鼓膜の位置関係を説明する図である。

【図4】第１の実施形態の耳式体温計の内部構造を示す図である。

【図5】第１の実施形態の耳式体温計が備える転動部材を底面側から見た図である。

【図6】耳式体温計の制御系を示すブロック図である。

【図7】イニシャライズの際に転動部材を転動させるパターンの例を示す図である。

【図8】イニシャライズの際に転動部材を転動させて赤外線センサによって検出された温度変化を示すグラフである。

【図9】第２の実施形態の耳式体温計の内部構造を示す図である。

【図10】第３の実施形態の耳式体温計の内部構造を示す図である。

【図11】第３の実施形態の耳式体温計のアクチュエータを平面視した図である。

【図12】第４の実施形態の耳式体温計の内部構造を示す図である。

【図13】第５の実施形態の耳式体温計の内部構造を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る耳式体温計１０を耳に装着して使用する状態を示している。

【0013】

耳式体温計１０は、イヤフォン型であり、本体部１１と、本体部１１から突出する筒状の挿入部１２と、を有している。挿入部１２の先端に赤外線センサ１３が設けられている。赤外線センサ１３は、電磁波により温度を検出する非接触式の温度センサであり、赤外線を検出する。なお、温度センサは赤外線を検出するセンサに限定されるものではなく、所定の波長帯の電磁波を検出する任意の温度センサを用いることができる。

【0014】

耳式体温計１０を被測定者の耳に装着する際に、挿入部１２が外耳道１に挿入され、本体部１１が耳介２によって保持される。外耳道１への挿入部１２の挿入量は被測定者によって異なるが、挿入部１２のうち少なくとも赤外線センサ１３を備える先端部分が外耳道１に挿入される。耳式体温計１０は、外耳道１の奥の鼓膜３の温度を測定する温度検出装置及び耳装着装置である。

【0015】

図１は、耳式体温計１０を適切に装着した場合を示しており、赤外線センサ１３が鼓膜３に向いた状態にある。鼓膜３から発した赤外線が赤外線センサ１３に到達する位置関係にあり、赤外線センサ１３によって鼓膜３の中心付近の温度を測定することができる。

【0016】

図２は、耳式体温計１０が適切な位置からずれている場合を示しており、赤外線センサ１３が鼓膜３よりも手前の外耳道１の内面に向いた状態にある。この状態では、鼓膜３から発した赤外線が赤外線センサ１３に到達しにくく、赤外線センサ１３によって鼓膜３の中心付近の温度を適正に測定することができない。

【0017】

耳式体温計１０を用いて被測定者の運動中や睡眠中の深部体温を継続的に測定する場合、一例として１秒程度のサンプリング間隔で温度測定を行う。このような継続的な測定を行う場合、赤外線センサ１３が適切な温度測定対象領域（鼓膜３の中心付近）の温度を測定し続けることが重要である。そして、運動中の測定や、睡眠中のように長時間に亘る測定では、被測定者の体動によって耳式体温計１０の位置がずれやすい。

【0018】

また、継続的な温度測定に限らず、耳式体温計１０を耳に装着した際に、耳式体温計１０が適切な位置に装着されているか否かを被測定者や測定者が目視などで判断し、手動で位置を合わせるのは手間がかかる。さらに、耳式体温計１０を耳に装着した状態では赤外線センサ１３の位置を外部から視認できず、外耳道１や耳介２の形状も被測定者毎に異なるので、外部から視認可能な本体部１１だけを目安に赤外線センサ１３の正確な向きを設定することは難しい。

【0019】

本実施形態の耳式体温計１０は、耳式体温計１０が適切な位置からずれて装着されている場合に、自動的に赤外線センサ１３の向きを補正して鼓膜３に向く状態を維持させることが可能であり、以下にその詳細を説明する。

【0020】

図３は、赤外線センサ１３と鼓膜３の位置関係を簡略に表したものである。一例として、耳に耳式体温計１０を装着した状態で、赤外線センサ１３から鼓膜３までの距離Ｌが２０ｍｍ～２５ｍｍ程度であり、鼓膜３の半径ｒが５ｍｍ程度である。この場合、挿入部１２の中心軸Ｃを中心としておおよそ１１°～１４°の傾動範囲θで赤外線センサ１３の向きを可変にさせることで、耳式体温計１０の位置ずれの影響を補正して、赤外線センサ１３が鼓膜３に向く状態を得ることができる。

【0021】

図４及び図５は、第１の実施形態である耳式体温計１０が備えるセンサ駆動構造を示している。このセンサ駆動構造は全体が挿入部１２の内部に配置される。なお、図４では、転動部材２０を側面視で表し、支持部材２５を断面視で表している。

【0022】

図４に示すように、球体形状の転動部材２０に赤外線センサ１３が支持されている。転動部材２０は、球面状の第１曲面２０ａを外面に備え、さらに、第１曲面２０ａを囲む円環形状のフランジ２０ｂを備えている。挿入部１２の中心軸Ｃは、転動部材２０の略中心を通り、フランジ２０ｂは中心軸Ｃを囲むように形成されている。中心軸Ｃに対して垂直であり、且つ互いに垂直な関係にある２つの仮想の軸線が延びる向きをＸ軸方向及びＹ軸方向とする。

【0023】

第１曲面２０ａは、フランジ２０ｂによって上半領域２０ｃと下半領域２０ｄに区切られている。上半領域２０ｃの頂部には赤外線センサ１３が支持されている。下半領域２０ｄには、複数の球体形状のベアリング２２と、磁性体である複数の永久磁石２３と、が支持されている。

【0024】

図５に示すように、転動部材２０は５つのベアリング２２を備えている。下半領域２０ｄの中央に１つのベアリング２２が設けられ、中心軸Ｃを挟んでＸ軸方向に間隔を空けて２つのベアリング２２が設けられ、中心軸Ｃを挟んでＹ軸方向に間隔を空けて２つのベアリング２２が設けられている。個々のベアリング２２は、転動部材２０に対して転動可能に支持されており、ベアリング２２の外面の一部が第１曲面２０ａから突出している。

【0025】

図５に示すように、転動部材２０は４つの永久磁石２３を備えている。中心軸Ｃを挟んでＸ軸方向に間隔を空けて２つの永久磁石２３（永久磁石２３Ｘ）が設けられ、中心軸Ｃを挟んでＹ軸方向に間隔を空けて２つの永久磁石２３（永久磁石２３Ｙ）が設けられている。個々の永久磁石２３は、第１曲面２０ａに沿う湾曲した形状であり、第１曲面２０ａから突出せずに転動部材２０の内側に埋設されている。

【0026】

図４に示すように、挿入部１２の内部に、転動部材２０を支持する支持部材２５を備えている。支持部材２５は、転動部材２０の一部が挿入される凹部２５ａを有し、凹部２５ａの内面として、転動部材２０の第１曲面２０ａに対応する凹面である第２曲面２５ｂを有する。転動部材２０のうち下半領域２０ｄが凹部２５ａに挿入され、複数のベアリング２２が第２曲面２５ｂに接触（点接触）して支持される。この支持状態で、転動部材２０は支持部材２５に対して第１曲面２０ａ及び第２曲面２５ｂに沿った転動が可能であり、転動部材２０が赤外線センサ１３と共に転動することによって赤外線センサ１３の向きが変化する。機構的な転動部材２０の最大の傾き量（傾き角）は、フランジ２０ｂが支持部材２５の天面２５ｃに当接することによって制限される。図４は、転動部材２０が可動範囲の中心に位置する初期位置を示している。図４及び図５の構成において、例えば転動部材２０の直径が６ｍｍであると、転動部材２０の転動による赤外線センサ１３の最大の移動距離が１．５ｍｍ程度である。

【0027】

支持部材２５は、導電部材である複数のコイル２６を備えている。具体的には、４つのコイル２６を備えている。中心軸Ｃを挟んでＸ軸方向に間隔を空けて２つのコイル２６（コイル２６Ｘ）が設けられ、中心軸Ｃを挟んでＹ軸方向に間隔を空けて２つのコイル２６（コイル２６Ｙ）が設けられている。なお、図４では、Ｙ軸方向で紙面奥側に位置するコイル２６Ｙと紙面手前側に位置するコイル２６Ｙとが重なる関係にある。個々のコイル２６は、第２曲面２５ｂに沿う湾曲した形状であり、第２曲面２５ｂから突出せずに支持部材２５の内側に埋設されている。

【0028】

４つの永久磁石２３と４つのコイル２６がそれぞれ対応（対向）する位置に配置されており、転動部材２０を転動する力を発生するアクチュエータを構成している。各永久磁石２３の磁場中の各コイル２６に電流を流すと当該コイル２６に力（ローレンツ力）が生じる。コイル２６が支持部材２５に固定されているのでコイル２６は移動せず、永久磁石２３を備える転動部材２０が第１曲面２０ａと第２曲面２５ｂに沿って転動する。コイル２６Ｘに電流を流すと、支持部材２５に対して転動部材２０をＹ軸方向に移動させる力が加わり、コイル２６Ｙに電流を流すと、支持部材２５に対して転動部材２０をＸ軸方向に移動させる力が加わる。各コイル２６に流す電流を制御することによって、転動部材２０を任意の向き及び大きさ（角度）で転動させることができる。

【0029】

図６は耳式体温計１０における制御系を示すブロック図である。制御部３０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサと、記憶部とを有し、記憶部に記憶されているプログラムを読み出してプロセッサが実行することで、耳式体温計１０の各部の動作を制御する。後述する赤外線センサ１３の向きの補正に関する一連の制御や処理についても、記憶部に記憶されているプログラムに基づいて行われる。なお、少なくとも制御部３０は、耳式体温計１０のコンピュータを構成している。

【0030】

制御部３０は、コイル駆動回路３１を介して各コイル２６に流す電流を制御する。図６に示すように、２つのコイル２６Ｘの動作をセットで制御し、２つのコイル２６Ｙの動作をセットで制御する回路構成になっている。制御部３０に接続する電源３２は、各コイル２６への電力供給源として機能する。制御部３０及びコイル駆動回路３１を備える回路基板や電源３２は、本体部１１の内部に設けられている。

【0031】

赤外線センサ１３で検出した信号は、ＡＦＥ（アナログ・フロント・エンド）３３で調整されて制御部３０に入力される。制御部３０は、赤外線センサ１３で検出した信号に基づいて、測定対象の温度を演算する。演算により得られた温度データは、制御部３０の記憶部に記憶される。なお、本体部１１の外面に表示部を設けて、温度データの数値を表示部に表示してもよい。あるいは、耳式体温計１０と外部機器との間でデータ送受を可能にして、温度データを耳式体温計１０から外部装置へ送信してもよい。このような温度データの各種処理は、制御部３０によって行われる。

【0032】

温度測定の前や、継続的な複数回の温度測定の間の所定のタイミングで、赤外線センサ１３を適切な向きに調整するイニシャライズ（キャリブレーション）を行う。イニシャライズでは、制御部３０は、転動部材２０を所定のパターンで転動させながら赤外線センサ１３による温度測定を行い、温度測定対象領域である鼓膜３の温度を測定するように赤外線センサ１３の向きを調整する。

【0033】

図７は、イニシャライズの際に制御部３０が転動部材２０を転動させるパターンの例を示している。図７の例は、回動半径が徐々に大きくなる渦巻状（螺旋状）のパターンで転動部材２０を転動させた場合の赤外線センサ１３の移動軌跡Ｐを表している。なお、図７の例とは逆に、回動半径が徐々に小さくなる渦巻状（螺旋状）のパターンで転動部材２０を転動させてもよい。制御部３０は、このような所定のパターンで転動部材２０を転動させながら、赤外線センサ１３の検出結果を所定の時間間隔（例えば、数ｍｓ毎）でバーストサンプリングし、測定値を平滑化しながら各方向の温度を取得する。

【0034】

図８は、イニシャライズの際に渦巻状のパターンで転動部材２０を転動させた場合に赤外線センサ１３によって検出された温度変化を示すグラフであり、横軸がパターンに沿う測定位置の変化を示し、縦軸が温度を示している。一般的に、血流量や血管の密度などの要素によって、外耳道１の内面よりも鼓膜３の方が高い温度になる。従って、制御部３０は、赤外線センサ１３によって最も温度が高いと検出された最高温度領域Ｈを温度測定対象領域である鼓膜３の中央付近であると判定し、最高温度領域Ｈに対応する位置（グラフの横軸の座標）を記憶する。そして、制御部３０は、コイル２６に流す電流を制御して、最高温度領域Ｈに対応する位置まで転動部材２０を転動させ、転動部材２０の向きを固定させる。このような制御及び動作によってイニシャライズが完了する。所定の範囲を網羅するパターンで転動部材２０を転動させて最高温度領域Ｈを判定してから、最高温度領域Ｈに対応する位置まで転動部材２０を転動させることにより、赤外線センサ１３を最適な向きに自動で補正することができる。

【0035】

図７のような渦巻状のパターンで赤外線センサ１３の位置を変えながらイニシャライズ用の温度測定を行う方法は、狭い円筒状の外耳道１の内部において最高温度領域Ｈの検出を素早く行うことができ、効率が良い。

【0036】

なお、イニシャライズ時に転動部材２０を転動させるパターンは、渦巻状には限定されない。例えば、回動半径が異なる複数の同心円のパターンで転動部材２０を転動させることも可能である。あるいは、Ｘ軸方向やＹ軸方向に進行するパターンを組み合わせて転動部材２０を転動させることも可能である。

【0037】

イニシャライズを行うタイミングや間隔は、任意に設定することができる。例えば、運動中や睡眠中に想定される深部体温の変化を予め制御部３０の記憶部に記憶させ、想定される変化以上の温度変化が生じた場合（つまり、耳式体温計１０の位置ずれが疑われる場合）に、イニシャライズを実行することができる。あるいは、周期的（定期的）な時間で区切って自動的にイニシャライズを実行してもよい。

【0038】

以上のように、第１の実施形態の耳式体温計１０では、制御部３０がアクチュエータを構成するコイル２６への通電を制御して、赤外線センサ１３を支持する転動部材２０を転動させることにより、赤外線センサ１３が鼓膜３を向くように補正する。従って、手動による耳式体温計１０の位置調整を行わずに、正確な体温検出を実現することができる。

【0039】

耳式体温計１０のセンサ駆動構造は、挿入部１２の先端部に設けた転動部材２０を転動させるので、赤外線センサ１３の向きを変更する際に挿入部１２からの突出量の変化がほとんど無く、センサ駆動構造の構成要素が外耳道１の内部に接触することを防止できる。また、転動部材２０の転動によって迅速に赤外線センサ１３の向きを変更させることができる。従って、素早く安全に赤外線センサ１３の位置補正を行うことが可能である。

【0040】

また、耳式体温計１０では、アクチュエータの構成要素である永久磁石２３及びコイル２６を、赤外線センサ１３を支持するための転動部材２０及び支持部材２５に備えているので、アクチュエータとその周辺の構造をシンプルにして、センサ駆動構造を小型化及び軽量化することができる。

【0041】

続いて、耳式体温計の異なる実施形態を説明する。以下の各実施形態の耳式体温計において、上記の第１の実施形態の耳式体温計１０の構成要素と同じ符号で示している箇所は、耳式体温計１０と同様に機能する部分であり、詳細な説明を省略する。また、以下の各実施形態の耳式体温計は、図６に示すものと同様の制御系を備えており、上記の耳式体温計１０と同様の制御（イニシャライズなど）を行うことができる。

【0042】

第１の実施形態の耳式体温計１０（図４）では、アクチュエータを含むセンサ駆動構造の全体を挿入部１２に収めているが、挿入部１２におけるスペース制限が厳しい場合や、挿入部１２をさらに小型化させる（特に、太さを小さくする）ことが求められる場合には、センサ駆動構造を本体部１１側に配置してもよい。以下に説明する各実施形態の耳式体温計は、センサ駆動構造の少なくとも一部を本体部１１側に配置するタイプである。

【0043】

図９は、第２の実施形態の耳式体温計１１０を示している。なお、図９では、転動部材４０と第２転動部材４３を側面視で表し、支持部材４１と第２支持部材４４を断面視で表している。

【0044】

耳式体温計１１０では、挿入部１２の先端部に設けた球体形状の転動部材４０に赤外線センサ１３が支持されている。転動部材４０は、球面状の第１曲面４０ａを外面に備えている。

【0045】

挿入部１２の内部には、転動部材４０を支持する支持部材４１が設けられている。支持部材４１は、転動部材４０の一部が挿入される凹部４１ａを有し、凹部４１ａの内面として、転動部材４０の第１曲面４０ａに対応する凹面である第２曲面４１ｂを有する。支持部材４１には複数の球体形状のベアリング４２が支持されており、各ベアリング４２の一部が第２曲面４１ｂから突出する。

【0046】

転動部材４０のうち赤外線センサ１３を支持する上半領域とは反対側の下半領域が凹部４１ａに挿入され、複数のベアリング４２が第１曲面４０ａに接触（点接触）して転動部材４０が支持される。この支持状態で、転動部材４０は支持部材４１に対して、第１曲面４０ａ及び第２曲面４１ｂに沿って転動が可能であり、転動によって赤外線センサ１３の向きが変化する。

【0047】

耳式体温計１１０では、転動部材４０を転動する力を発生するアクチュエータが本体部１１側に配置されている。アクチュエータに関する構成部品として、球体形状の第２転動部材４３と、第２転動部材４３を支持する第２支持部材４４とが、本体部１１の内部に設けられている。

【0048】

第２転動部材４３は、球面状の第３曲面４３ａを外面に備え、さらに、第３曲面４３ａを囲む円環形状のフランジ４３ｂを備えている。第３曲面４３ａは、フランジ４３ｂによって上半領域４３ｃと下半領域４３ｄに区切られている。第２転動部材４３の直径は転動部材４０の直径よりも大きい。

【0049】

第２転動部材４３における上半領域４３ｃと転動部材４０の下半領域は、伝達部材である複数本のテンションワイヤ４５で接続されている。具体的には、中心軸Ｃを挟んでＸ軸方向に位置を異ならせて２本のテンションワイヤ４５が配置され、中心軸Ｃを挟んでＹ軸方向に位置を異ならせて２本のテンションワイヤ４５が配置され、合計４本のテンションワイヤ４５を備えている。４本のテンションワイヤ４５は、中心軸Ｃに対して傾斜して延び、途中で交差している。各テンションワイヤ４５は可撓性を有し、所定の張力をもって転動部材４０と第２転動部材４３を接続している。

【0050】

第２転動部材４３における下半領域４３ｄには、複数の球体形状のベアリング４６が支持されている。個々のベアリング４６は、第２転動部材４３に対して転動可能に支持されており、ベアリング４６の外面の一部が下半領域４３ｄから突出している。

【0051】

第２支持部材４４は、第２転動部材４３の一部が挿入される凹部４４ａを有し、凹部４４ａの内面として、第２転動部材４３の第３曲面４３ａに対応する凹面である第４曲面４４ｂを有する。第２転動部材４３のうち下半領域４３ｄ側が凹部４４ａに挿入され、複数のベアリング４６が第４曲面４４ｂに接触（点接触）して支持される。この支持状態で、第２転動部材４３は第２支持部材４４に対して、第３曲面４３ａ及び第４曲面４４ｂに沿って転動が可能である。

【0052】

第２転動部材４３は、アクチュエータを構成する磁性体として、複数（例えば、４つ）の永久磁石４７を備えている。個々の永久磁石４７は、第３曲面４３ａの下半領域４３ｄに沿う湾曲した形状であり、第３曲面４３ａから突出せずに第２転動部材４３の内側に埋設されている。

【0053】

第２支持部材４４は、アクチュエータを構成する導電部材として、複数（例えば、４つ）のコイル４８を備えている。個々のコイル４８は、第４曲面４４ｂに沿う湾曲した形状であり、第４曲面４４ｂから突出せずに第２支持部材４４の内側に埋設されている。

【0054】

複数の永久磁石４７と複数のコイル４８がそれぞれ対応（対向）する位置に配置されており、転動部材４０を転動する力を発生するアクチュエータを構成している。永久磁石４７の磁界中のコイル４８に電流を流すと、第２転動部材４３を転動させる力が発生する。例えば、Ｘ軸方向に間隔を空けて配置した２つのコイル４８Ｘに電流を流すと、第２支持部材４４に対して第２転動部材４３をＹ軸方向に転動させる力が加わり、Ｙ軸方向に間隔を空けて配置した２つのコイル４８Ｙに電流を流すと、第２支持部材４４に対して第２転動部材４３をＸ軸方向に転動させる力が加わる。各コイル４８に流す電流を制御することによって、第２転動部材４３を任意の向き及び大きさ（角度）で転動させることができる。

【0055】

第２転動部材４３が第３曲面４３ａ及び第４曲面４４ｂに沿って転動すると、複数本のテンションワイヤ４５によって転動部材４０に力が伝達され、支持部材４１に対して転動部材４０が第１曲面４０ａ及び第２曲面４１ｂに沿って転動する。その結果、転動部材４０に支持されている赤外線センサ１３の向きが変化する。

【0056】

耳式体温計１１０では、第２転動部材４３よりも小型（小径）の転動部材４０を挿入部１２の先端部に配置し、アクチュエータが第２転動部材４３を転動させた力をテンションワイヤ４５によって転動部材４０に伝達して赤外線センサ１３の向きを変化させるので、挿入部１２の内部に設けられる構造をコンパクトにして、挿入部１２の小型化を図ることができる。また、第２転動部材４３や第２支持部材４４の大きさが挿入部１２内のスペースに制約されないので、大型の永久磁石４７や大型のコイル４８を用いた高出力のアクチュエータを構成することができる。

【0057】

また、細いテンションワイヤ４５を用いることによって、第２転動部材４３から転動部材４０に力を伝達する手段をシンプル且つコンパクトに構成することができる。

【0058】

図１０及び図１１に示す第３の実施形態の耳式体温計２１０は、挿入部１２に設けられる構成（転動部材４０、支持部材４１、ベアリング４２）については第２の実施形態（図９）の耳式体温計１１０と同様であり、本体部１１の内部に設けられるアクチュエータの構成が耳式体温計１１０とは異なっている。

【0059】

本体部１１の内部に、略矩形の枠型形状の枠部材５０を有している。枠部材５０の内側には、Ｘ軸方向の両側に位置する一対の平行な内側面５０ａと、Ｙ軸方向の両側に位置する一対の平行な内側面５０ｂと、を有する。

【0060】

枠部材５０は、導電部材である複数のコイル５１を備えている。具体的には、一対の内側面５０ａに沿って一対のコイル５１（コイル５１Ｘ）が設けられ、一対の内側面５０ｂに沿って一対のコイル５１（コイル５１Ｙ）が設けられ、合計で４つのコイル５１を備えている。

【0061】

枠部材５０の内側に可動部材５２が設けられている。可動部材５２は、Ｘ軸方向の両側に位置する一対の平行な側面５２ａと、Ｙ軸方向の両側に位置する一対の平行な側面５２ｂと、挿入部１２側を向く天面５２ｃと、挿入部１２とは反対側を向く底面５２ｄと、を有する箱型（板状）の部材である。

【0062】

可動部材５２は、磁性体である複数の永久磁石５３を備えている。具体的には、一対の側面５２ａに沿って一対の永久磁石５３（永久磁石５３Ｘ）が設けられ、一対の側面５２ｂに沿って一対の永久磁石５３（永久磁石５３Ｙ）が設けられ、合計で４つの永久磁石５３を備えている。個々の永久磁石５３は、側面５２ａ及び側面５２ｂから突出せずに可動部材５２の内側に埋設されている。

【0063】

一対の内側面５０ａと一対の側面５２ａとの間には隙間があり、一対の内側面５０ｂと一対の側面５２ｂとの間には隙間があり、可動部材５２は枠部材５０に対してＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動可能である。換言すれば、可動部材５２は枠部材５０に対して平面的に移動可能である。

【0064】

枠部材５０の四隅（各内側面５０ａと各内側面５０ｂの境界部）と可動部材５２の四隅（各側面５２ａと各側面５２ｂの境界部）は、４本のテンションワイヤ５４で接続されている。各テンションワイヤ５４は可撓性を有し、所定の張力をもって枠部材５０と可動部材５２を接続している。

【0065】

４つのコイル５１と４つの永久磁石５３がそれぞれ対応（対向）する位置に配置されており、可動部材５２を駆動するアクチュエータを構成している。永久磁石５３の磁場中のコイル５１に電流を流すとコイル５１に力（ローレンツ力）が生じる。コイル５１が枠部材５０に固定されているのでコイル５１は移動せず、永久磁石５３を備える可動部材５２が枠部材５０の内側で中心軸Ｃに対して垂直な方向に平面的に移動する。一例として、コイル５１Ｘに電流を流すと、可動部材５２をＹ軸方向に移動させる力が加わり、コイル５１Ｙに電流を流すと、可動部材５２をＸ軸方向に移動させる力が加わる。各コイル５１に流す電流を制御することによって、可動部材５２を任意の向き及び大きさで移動させることができる。

【0066】

図１０に示すように、本体部１１に設けた可動部材５２の天面５２ｃと、挿入部１２に設けた転動部材４０の下半領域は、伝達部材である複数本のテンションワイヤ５５で接続されている。具体的には、中心軸Ｃを挟んでＸ軸方向に位置を異ならせて２本のテンションワイヤ５５が配置され、中心軸Ｃを挟んでＹ軸方向に位置を異ならせて２本のテンションワイヤ５５が配置され、合計４本のテンションワイヤ５５を備えている。４本のテンションワイヤ５５は、中心軸Ｃに対して傾斜して延び、途中で交差している。各テンションワイヤ５５は可撓性を有し、所定の張力をもって可動部材５２と転動部材４０を接続している。

【0067】

コイル５１に電流を流して可動部材５２を移動させると、可動部材５２が移動する力が複数本のテンションワイヤ５５によって転動部材４０に伝達され、支持部材４１に対して転動部材４０が転動する。その結果、転動部材４０に支持されている赤外線センサ１３の向きが変化する。

【0068】

以上のように、枠部材５０に対して平面的に可動部材５２を移動させるタイプのアクチュエータを適用することが可能である。本体部１１の内部は、挿入部１２の内部に比べてスペースを確保しやすいため、このようなタイプのアクチュエータを配置するのに適している。そして、平面的に移動する可動部材５２からテンションワイヤ５５を用いて力を伝達することによって、転動部材４０の転動を行わせることができる。

【0069】

図１２に示す第４の実施形態の耳式体温計３１０は、第１の実施形態の耳式体温計１０（図４）で挿入部１２に配置されていた転動部材２０と支持部材２５を、本体部１１に配置変更している。つまり、赤外線センサ１３と共に転動する転動部材２０と、転動部材２０を転動可能に支持する支持部材２５と、転動部材２０を転動させる力を発生するアクチュエータとを、本体部１１の内部に設けている。第１の実施形態の耳式体温計１０との相違点として、耳式体温計３１０では、転動部材２０の上半領域２０ｃから突出する棒状の支持突起２０ｅが設けられ、支持突起２０ｅの先端に赤外線センサ１３が支持されている。

【0070】

支持突起２０ｅは挿入部１２の内部に挿入され、支持突起２０ｅの先端部が挿入部１２の先端部に位置する。従って、赤外線センサ１３は、支持突起２０ｅを介して挿入部１２の先端部に配置されている。アクチュエータを構成するコイル２６に電流を流して転動部材２０を転動させると、支持突起２０ｅの先端部に支持されている赤外線センサ１３の向きが変化する。

【0071】

耳式体温計３１０では、センサ駆動構造のうち、赤外線センサ１３を支持する支持突起２０ｅだけが挿入部１２の内部に配置されるので、挿入部１２の内部構造がシンプルになり、挿入部１２の小型化を図ることができる。

【0072】

図１３に示す第５の実施形態の耳式体温計４１０は、転動部材２０と支持部材２５を本体部１１に設け、且つ、挿入部１２に挿入される支持突起２０ｅの先端部に赤外線センサ１３を支持したという点で、第４の実施形態の耳式体温計３１０（図１２）と共通する。第４の実施形態の耳式体温計３１０との相違点として、耳式体温計４１０では、転動部材２０を転動させる力を発生するアクチュエータが、可動部材５２を平面的に移動させるタイプになっている。このアクチュエータは、第３の実施形態の耳式体温計２１０（図１０、図１１）におけるアクチュエータと同じ構成であるため、詳細な説明を省略する。

【0073】

第３の実施形態の耳式体温計２１０との相違点として、耳式体温計４１０におけるアクチュエータでは、枠部材５０が支持部材２５の一部として形成されている。また、アクチュエータを構成する可動部材５２は、転動部材２０に対して、伝達部材である１本のテンションワイヤ６０で接続されている。テンションワイヤ６０は、可動部材５２の天面５２ｃの中心付近と、転動部材２０における下半領域２０ｄの中心付近とを接続している。テンションワイヤ６０は可撓性を有し、所定の張力をもって可動部材５２とテンションワイヤ６０を接続している。

【0074】

コイル５１に電流を流して可動部材５２を平面的に移動させると、可動部材５２が移動する力がテンションワイヤ６０によって転動部材２０に伝達され、支持部材２５に対して転動部材２０が転動する。その結果、支持突起２０ｅの先端部に支持されている赤外線センサ１３の向きが変化する。

【0075】

耳式体温計４１０においては、転動部材２０とアクチュエータがいずれも本体部１１内に配置されていて互いの距離が近いため、１本のテンションワイヤ６０で可動部材５２から転動部材２０へ安定して力を伝達することができる。

【0076】

以上に説明した通り、各実施形態の耳式体温計では、赤外線センサと共に転動する転動部材を備え、制御部によってアクチュエータを制御して転動部材を転動させることによって、鼓膜の温度を測定する適正な赤外線センサの向きを自動的に定めることが可能である。従って、耳式体温計の位置を手動で調整する手間がかからず、測定再現性を向上させることができる。また、耳への耳式体温計自体の装着位置を変えることなく、赤外線センサが常に鼓膜を向くような追尾動作が可能であるため、被測定者の運動中や睡眠中のように外部から耳式体温計へのアクセスを行いにくい状況下での有用性が高い。

【0077】

以上の各実施形態は、発明の理解を容易にするために具体例を示したものであり、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。

【0078】

上記の各実施形態のアクチュエータは、Ｘ軸方向に間隔を空けて２組の永久磁石及びコイルを備え、Ｙ軸方向に間隔を空けて２組の永久磁石及びコイルを備えているが、アクチュエータの構成はこれに限定されない。例えば、Ｘ軸方向への力を発生するための１組の永久磁石及びコイルと、Ｙ軸方向への力を発生するための１組の永久磁石及びコイルとで、アクチュエータを構成してもよい。

【0079】

上記の各実施形態における転動部材２０、転動部材４０、第２転動部材４３はいずれも全体が球体形状の部材であるが、転動部材や第２転動部材は、支持部材や第２支持部材によって転動可能に支持される領域（転動部材２０の下半領域２０ｄ、転動部材４０の下半領域、第２転動部材４３の下半領域４３ｄなど）以外の部分については、球体以外の形状であってもよい。例えば、転動部材２０のうち上半領域２０ｃに相当する部分を、球体形状（第１曲面２０ａ）以外の形状で構成してもよい。

【0080】

上記の各実施形態では、磁性体である永久磁石と導電部材であるコイルとを対向させて配置したアクチュエータを備えている。このタイプのアクチュエータは、構造がシンプルで小型軽量に構成しやすく、且つ、動作の応答性に優れるという利点がある。特に、可動側の部材（転動部材２０、第２転動部材４３、可動部材５２）に永久磁石を配置したムービングマグネットタイプのアクチュエータは、可動側の部材と共に移動する永久磁石に接続する配線を設ける必要がないため、配線構造がシンプルであるという利点や、可動側の部材が配線による抵抗を受けずに動作できるという利点がある。しかし、上記の各実施形態のアクチュエータとは異なる構成のアクチュエータを適用してもよい。

【符号の説明】

【0081】

１ ：外耳道
３ ：鼓膜
１０ ：耳式体温計（温度検出装置、耳装着装置）
１１ ：本体部
１２ ：挿入部
１３ ：赤外線センサ（温度センサ）
２０ ：転動部材
２０ａ ：第１曲面
２０ｂ ：フランジ
２０ｃ ：上半領域
２０ｄ ：下半領域
２０ｅ ：支持突起
２２ ：ベアリング
２３ ：永久磁石(アクチュエータ、磁性体)
２５ ：支持部材
２５ａ ：凹部
２５ｂ ：第２曲面
２６ ：コイル(アクチュエータ、導電部材)
３０ ：制御部（コンピュータ）
３１ ：コイル駆動回路
３２ ：電源
４０ ：転動部材
４０ａ ：第１曲面
４１ ：支持部材
４１ａ ：凹部
４１ｂ ：第２曲面
４２ ：ベアリング
４３ ：第２転動部材
４３ａ ：第３曲面
４３ｂ ：フランジ
４３ｃ ：上半領域
４３ｄ ：下半領域
４４ ：第２支持部材
４４ａ ：凹部
４４ｂ ：第４曲面
４５ ：テンションワイヤ(伝達部材)
４６ ：ベアリング
４７ ：永久磁石(アクチュエータ、磁性体)
４８ ：コイル(アクチュエータ、導電部材)
５０ ：枠部材
５０ａ ：内側面
５０ｂ ：内側面
５１ ：コイル(アクチュエータ、導電部材)
５２ ：可動部材
５２ａ ：側面
５２ｂ ：側面
５２ｃ ：天面
５２ｄ ：底面
５３ ：永久磁石(アクチュエータ、磁性体)
５４ ：テンションワイヤ
５５ ：テンションワイヤ(伝達部材)
６０ ：テンションワイヤ(伝達部材)
１１０ ：耳式体温計（温度検出装置、耳装着装置）
２１０ ：耳式体温計（温度検出装置、耳装着装置）
３１０ ：耳式体温計（温度検出装置、耳装着装置）
４１０ ：耳式体温計（温度検出装置、耳装着装置）
Ｃ ：中心軸
Ｈ ：最高温度領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】