JP2013116216A - Biological information detecting device and temperature adjusting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検出対象者の肌温度、呼吸数、心拍数等の生体情報を検出する生体情報検出装置、及び、その生体情報検出装置を利用して周囲の温度調整を行う温度調整装置に関する。 The present invention relates to a biological information detection device that detects biological information such as a skin temperature, a respiratory rate, and a heart rate of a person to be detected, and a temperature adjustment device that performs ambient temperature adjustment using the biological information detection device.
検出対象者の呼吸数や心拍数を検出する生体情報検出装置として、マイクロ波ドップラモジュールを備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
この生体情報検出装置は、マイクロ波ドップラモジュールを用いて、検出対象者の胸部や背中にマイクロ波を照射すると共に、照射したマイクロ波の反射波を受信し、その送信波と受信波との周波数の差を検出することで、検出対象者の動き(詳しくは呼吸や心拍による生体表面の微小な変位)を測定するものである。
2. Description of the Related Art As a biological information detection device that detects a respiration rate and a heart rate of a detection target person, a device including a microwave Doppler module is known (for example, see Patent Document 1).
This biological information detection apparatus uses a microwave Doppler module to irradiate the chest and back of a detection target person with microwaves, receives reflected waves of the irradiated microwaves, and transmits the frequency of the transmitted wave and the received wave. By detecting this difference, the movement of the person to be detected (specifically, a minute displacement of the surface of the living body due to respiration or heartbeat) is measured.
従って、この生体情報検出装置によれば、呼吸数や心拍数を測定するための測定器(センサ)を検出対象者に装着することなく、検出対象者の生体情報(呼吸数・心拍数)を検出することができ、検出対象者の負担を軽減できる。 Therefore, according to this biological information detection apparatus, the biological information (respiration rate / heart rate) of the detection target person can be obtained without wearing a measuring device (sensor) for measuring the respiratory rate or heart rate. It can detect and can reduce a burden of a detection subject.
しかしながら、上記従来の生体情報検出装置を構成するマイクロ波ドップラモジュールは、マイクロ波を発生するマイクロ波発生源、マイクロ波を送受信するための送信機及び受信機、送信波と受信波とを信号処理して生体表面の動きに対応した検出信号を生成する信号処理回路等、多くの構成要素からなっており、その構成が複雑で高価であるという問題があった。 However, the microwave Doppler module constituting the conventional biological information detection apparatus includes a microwave generation source for generating a microwave, a transmitter and a receiver for transmitting and receiving the microwave, and signal processing of the transmission wave and the reception wave. Thus, there are many components such as a signal processing circuit for generating a detection signal corresponding to the movement of the living body surface, and there is a problem that the configuration is complicated and expensive.
また、上記従来の生体情報検出装置では、生体表面の動きから、呼吸や脈拍を検出することはできても、生体表面の温度である肌温度を検出することはできない。
このため、例えば、検出対象者の肌温度や、呼吸数、心拍数等から、検出対象者の状態を把握して、温度等の周囲環境を制御する際には、別途、肌温度検出器を設ける必要がある。
In addition, in the above-described conventional biological information detection device, although it is possible to detect respiration and pulse from the movement of the biological surface, it is not possible to detect the skin temperature that is the temperature of the biological surface.
For this reason, for example, when the detection target person's condition is grasped from the detection target person's skin temperature, respiratory rate, heart rate, etc., and the surrounding environment such as temperature is controlled, a separate skin temperature detector is used. It is necessary to provide it.
そして、この場合、上記生体情報検出装置のように、検出対象者の肌温度を非接触に検出できるようにするには、サーモグラフィーやサーモパイル等からなる赤外線センサが必要になり、制御システム全体のコストアップを招くという問題があった。 In this case, in order to be able to detect the skin temperature of the person to be detected in a non-contact manner as in the above-described biological information detection device, an infrared sensor made of thermography, thermopile, or the like is required, and the cost of the entire control system There was a problem of inviting up.
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、検出対象者に各種センサを装着することなく、検出対象者の呼吸数、心拍数、肌温度等を検出でき、しかも、マイクロ波ドップラモジュールを用いる場合に比べて低コストに実現し得る生体情報検出装置及び温度調整装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these problems, and can detect the respiration rate, heart rate, skin temperature, etc. of the detection target person without attaching various sensors to the detection target. An object of the present invention is to provide a biological information detection device and a temperature adjustment device that can be realized at a lower cost compared to the case of using.
かかる目的を達成するためになされた請求項1に記載の生体情報検出装置は、
検出対象者から放射されたマイクロ波帯の熱雑音を受信するための受信手段と、
前記受信手段からの受信信号を増幅し、検波する検波手段と、
前記検波手段にて検波された受信信号の周波数軸上のスペクトルを抽出するフーリエ変換手段と、
前記フーリエ変換手段にて抽出された周波数軸上のスペクトルの中から、直流成分に対応したスペクトルを抽出し、該抽出したスペクトルの振幅を、検出対象者の肌温度を表す検出信号として出力する肌温度検出手段と、
前記フーリエ変換手段にて抽出された周波数軸上のスペクトルの中から、人体の呼吸数若しくは心拍数に対応した周波数帯域内で振幅が最大となるスペクトルを抽出し、そのスペクトルの周波数を、検出対象者の呼吸数若しくは心拍数を表す検出信号として出力する呼吸/心拍検出手段と、
を備えたことを特徴とする。
The biological information detection apparatus according to claim 1, which has been made to achieve such an object,
Receiving means for receiving the thermal noise of the microwave band radiated from the detection subject;
A detection means for amplifying and detecting a reception signal from the reception means;
Fourier transform means for extracting a spectrum on the frequency axis of the received signal detected by the detection means;
A skin that extracts a spectrum corresponding to a direct current component from the spectrum on the frequency axis extracted by the Fourier transform means, and outputs the amplitude of the extracted spectrum as a detection signal representing the skin temperature of the detection target person Temperature detection means;
From the spectrum on the frequency axis extracted by the Fourier transform means, the spectrum having the maximum amplitude in the frequency band corresponding to the human respiratory rate or heart rate is extracted, and the frequency of the spectrum is detected. Breathing / heartbeat detecting means for outputting a detection signal representing a person's respiratory rate or heart rate;
It is provided with.
また、請求項2に記載の温度調整装置は、
検出対象者から放射されたマイクロ波帯の熱雑音を受信するための受信手段と、
前記受信手段からの受信信号を増幅し、検波する検波手段と、
前記検波手段にて検波された受信信号の周波数軸上のスペクトルを抽出するフーリエ変換手段と、
前記フーリエ変換手段にて抽出された周波数軸上のスペクトルの中から、直流成分に対応したスペクトルを抽出し、該抽出したスペクトルの振幅を、検出対象者の肌温度を表す検出信号として出力する肌温度検出手段と、
前記フーリエ変換手段にて抽出された周波数軸上のスペクトルの中から、人体の呼吸数若しくは心拍数に対応した周波数帯域内で振幅が最大となるスペクトルを抽出し、そのスペクトルの周波数を、検出対象者の呼吸数若しくは心拍数を表す検出信号として出力する呼吸/心拍検出手段と、
前記受信手段による前記熱雑音の受信方向前方の温度を上昇又は低下させる加熱/冷却手段と、
前記呼吸/心拍検出手段からの検出信号に基づき、前記受信手段による前記熱雑音の受信方向前方に検出対象者が居るか否かを判断する判定手段と、
前記判定手段にて前記受信方向前方に検出対象者が居ると判断されると、前記肌温度検出手段からの検出信号に基づき前記加熱/冷却手段を駆動することにより、前記受信方向前方の温度を上昇又は低下させ、前記判定手段にて前記受信方向前方に検出対象者が居ないと判断されると、前記加熱/冷却手段の駆動を停止する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
Moreover, the temperature adjusting device according to claim 2 is:
Receiving means for receiving the thermal noise of the microwave band radiated from the detection subject;
A detection means for amplifying and detecting a reception signal from the reception means;
Fourier transform means for extracting a spectrum on the frequency axis of the received signal detected by the detection means;
A skin that extracts a spectrum corresponding to a direct current component from the spectrum on the frequency axis extracted by the Fourier transform means, and outputs the amplitude of the extracted spectrum as a detection signal representing the skin temperature of the detection target person Temperature detection means;
From the spectrum on the frequency axis extracted by the Fourier transform means, the spectrum having the maximum amplitude in the frequency band corresponding to the human respiratory rate or heart rate is extracted, and the frequency of the spectrum is detected. Breathing / heartbeat detecting means for outputting a detection signal representing a person's respiratory rate or heart rate;
Heating / cooling means for increasing or decreasing the temperature in the reception direction of the thermal noise by the receiving means;
A determination unit that determines whether or not there is a person to be detected in front of the reception direction of the thermal noise by the reception unit based on a detection signal from the respiration / heart rate detection unit;
When it is determined by the determination means that there is a person to be detected in front of the reception direction, the heating / cooling means is driven based on a detection signal from the skin temperature detection means, so Control means for raising or lowering and stopping the driving of the heating / cooling means when it is judged by the judging means that there is no person to be detected ahead of the receiving direction;
It is provided with.
本発明の生体情報検出装置によれば、受信手段が、検出対象者から放射されたマイクロ波帯の熱雑音を受信し、検波手段が、その受信信号を増幅して検波し、フーリエ変換手段が、検波手段にて検波された受信信号の周波数軸上のスペクトルを抽出する。 According to the biological information detecting apparatus of the present invention, the receiving means receives the thermal noise of the microwave band radiated from the detection subject, the detecting means amplifies the received signal and detects it, and the Fourier transform means Then, the spectrum on the frequency axis of the received signal detected by the detection means is extracted.
すると、肌温度検出手段が、フーリエ変換手段にて抽出された周波数軸上のスペクトルの中から、直流成分に対応した極低周波領域のスペクトルを抽出し、その抽出したスペクトルの振幅を、検出対象者の肌温度を表す検出信号として出力する。 Then, the skin temperature detection means extracts the spectrum of the extremely low frequency region corresponding to the DC component from the spectrum on the frequency axis extracted by the Fourier transform means, and the amplitude of the extracted spectrum is detected. It outputs as a detection signal showing the person's skin temperature.
また、呼吸/心拍検出手段が、フーリエ変換手段にて抽出された周波数軸上のスペクトルの中から、人体の呼吸数若しくは心拍数に対応した周波数帯域内で振幅が最大となるスペクトルを抽出し、そのスペクトルの振幅及び周波数の少なくとも一方を、検出対象者の呼吸数若しくは心拍数を表す検出信号として出力する。 Further, the breathing / heartbeat detecting means extracts a spectrum having the maximum amplitude in the frequency band corresponding to the respiratory rate or heart rate of the human body from the spectrum on the frequency axis extracted by the Fourier transform means, At least one of the amplitude and frequency of the spectrum is output as a detection signal representing the respiration rate or heart rate of the detection subject.
つまり、検出対象者の人体からは、赤外線だけでなく、マイクロ波帯の熱雑音も放射されており、その熱雑音の放射レベルは、検出対象者の皮膚の温度(つまり、肌温度)に対応する。 In other words, not only infrared rays but also thermal noise in the microwave band is radiated from the human body of the detection subject, and the radiation level of the thermal noise corresponds to the skin temperature of the detection subject (that is, the skin temperature). To do.
そこで、本発明では、肌温度検出手段にて、検波手段を介して得られる検波信号(受信信号の振幅)の平均レベルである直流成分を、検出対象者の肌温度として検出する。
また、検波手段を介して得られる受信信号の信号レベルは、検出対象者の呼吸や心拍に伴う人体の動き(詳しくは人体の表面の動き)に応じて変動し、その変動周波数は呼吸数や心拍数に対応して変化する。
Therefore, in the present invention, the skin temperature detection means detects the DC component that is the average level of the detection signal (the amplitude of the received signal) obtained through the detection means as the skin temperature of the detection target person.
Further, the signal level of the received signal obtained through the detection means varies according to the movement of the human body accompanying the respiration and heartbeat of the detection target person (specifically, the movement of the surface of the human body). It changes according to the heart rate.
そこで、本発明では、呼吸/心拍検出手段にて、フーリエ変換手段にて抽出された周波数軸上のスペクトルの中から、人体の呼吸数若しくは心拍数に対応した周波数帯域内で振幅が最大となるスペクトルを抽出し、そのスペクトルの周波数を、検出対象者の呼吸数若しくは心拍数を表す検出信号として出力する。 Therefore, in the present invention, the respiration / heart rate detection means has the maximum amplitude in the frequency band corresponding to the respiration rate or heart rate of the human body from the spectrum on the frequency axis extracted by the Fourier transform means. A spectrum is extracted, and the frequency of the spectrum is output as a detection signal representing the respiration rate or heart rate of the person to be detected.
従って、本発明の生体情報検出装置によれば、マイクロ波ドップラモジュールを利用する従来の生体情報検出装置のように、マイクロ波の発生源や送信機を設けることなく、検出対象者の呼吸数若しくは心拍数を検出することができる。 Therefore, according to the living body information detecting apparatus of the present invention, the respiration rate of the detection target person or the transmitter can be reduced without providing a microwave generation source or transmitter as in the conventional living body information detecting apparatus using the microwave Doppler module. Heart rate can be detected.
このため、本発明によれば、検出対象者の呼吸数や心拍数を非接触に検出可能な生体情報検出装置の構成を、従来に装置に比べて簡単にすることができ、その製造コストを低減することができる。 For this reason, according to the present invention, the configuration of the biological information detection device capable of detecting the respiration rate and heart rate of the person to be detected in a non-contact manner can be simplified as compared with the conventional device, and the manufacturing cost can be reduced. Can be reduced.
また、本発明の生体情報検出装置によれば、受信手段からの受信信号を検波し、受信信号に含まれる周波数軸上のスペクトルを解析することで、検出対象者の呼吸数若しくは心拍数を検出するだけでなく、受信手段からの受信信号を検波した検波信号の直流成分を、検出対象者の肌温度として検出することから、肌温度検出装置としても利用することができる。このため、本発明によれば、生体情報検出装置の用途を拡大することができる。 In addition, according to the biological information detection apparatus of the present invention, the received signal from the receiving means is detected and the spectrum on the frequency axis included in the received signal is analyzed to detect the respiratory rate or heart rate of the detection target person. In addition, since the DC component of the detection signal obtained by detecting the reception signal from the receiving means is detected as the skin temperature of the detection subject, it can also be used as a skin temperature detection device. For this reason, according to this invention, the use of a biological information detection apparatus can be expanded.
次に、本発明の温度調整装置によれば、請求項1の生体情報検出装置と同様、受信手段、検波手段、フーリエ変換手段、肌温度検出手段、及び呼吸/心拍検出手段を備える。このため、本発明の温度調整装置によれば、検出対象者の肌温度や、呼吸数若しくは心拍数を、検出対象者とは非接触に検出することができる。 Next, according to the temperature adjusting device of the present invention, the receiving device, the detecting device, the Fourier transforming device, the skin temperature detecting device, and the respiration / heartbeat detecting device are provided as in the biological information detecting device of claim 1. For this reason, according to the temperature adjusting device of the present invention, it is possible to detect the skin temperature of the detection target person, the respiratory rate, or the heart rate without contact with the detection target person.
また、本発明の温度調整装置においては、判定手段が、呼吸/心拍検出手段からの検出信号に基づき、受信手段による熱雑音の受信方向前方に検出対象者が居るか否かを判断する。これは、呼吸/心拍検出手段にて呼吸数若しくは心拍数が検出されない場合、受信手段による熱雑音の受信方向前方に検出対象者が居ないと考えられるためである。 Moreover, in the temperature control apparatus of this invention, a determination means determines whether a detection target person exists ahead of the receiving direction of the thermal noise by a receiving means based on the detection signal from a respiration / heart rate detection means. This is because when the respiration / heart rate detection means does not detect the respiration rate or heart rate, it is considered that there is no person to be detected ahead of the reception direction of the thermal noise by the reception means.
そして、判定手段にて受信方向前方に検出対象者が居ると判断されると、制御手段が、肌温度検出手段からの検出信号に基づき加熱/冷却手段を駆動することにより、受信方向前方の温度を上昇又は低下させる。また、判定手段にて受信方向前方に検出対象者が居ないと判断された場合には、制御手段は、加熱/冷却手段の駆動を停止する。 When the determination means determines that there is a person to be detected ahead in the reception direction, the control means drives the heating / cooling means based on the detection signal from the skin temperature detection means, thereby Increase or decrease. In addition, when the determination unit determines that there is no person to be detected ahead in the reception direction, the control unit stops driving the heating / cooling unit.
このように、本発明の温度調整装置によれば、呼吸/心拍検出手段からの検出信号に基づき検出対象者の有無を判定して、検出対象者が居る場合にのみ、加熱/冷却手段を、肌温度検出手段にて検出された検出対象者の肌温度に応じて駆動し、検出対象者周囲の温度を上昇又は低下させる。 Thus, according to the temperature adjustment device of the present invention, the presence / absence of the detection target person is determined based on the detection signal from the respiration / heart rate detection means, and only when the detection target person is present, the heating / cooling means is Driving is performed according to the skin temperature of the detection target person detected by the skin temperature detection means, and the temperature around the detection target person is increased or decreased.
従って、本発明の温度調整装置によれば、加熱/冷却手段を、加熱/冷却対象となる検出対象者が居るときにだけ駆動することができるようになり、加熱/冷却手段の駆動効率を向上し、省エネ化を図ることができる。 Therefore, according to the temperature control apparatus of the present invention, the heating / cooling means can be driven only when there is a detection target person to be heated / cooled, and the driving efficiency of the heating / cooling means is improved. Energy saving.
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
[生体情報検出装置]
図1に示すように、本実施形態の生体情報検出装置は、検出対象者2の人体から放射されるマイクロ波帯(より詳しくはマイクロ波の中で波長が短いミリ波帯)の熱雑音を受信するための受信アンテナ4を備え、この受信アンテナ4からの受信信号を信号処理することで検出対象者2の肌温度、呼吸数、及び心拍数を検出するものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[Biological information detection device]
As shown in FIG. 1, the biological information detection apparatus according to the present embodiment generates thermal noise in a microwave band (more specifically, a millimeter wave band having a short wavelength among microwaves) radiated from the human body of the detection target person 2. The receiving antenna 4 for receiving is provided, and the received signal from the receiving antenna 4 is signal-processed to detect the skin temperature, the respiratory rate, and the heart rate of the person 2 to be detected.
すなわち、本実施形態の生体情報検出装置には、受信アンテナ4にて受信されたミリ波帯の受信信号を増幅する受信増幅部12と、この受信増幅部12で増幅された受信信号を検波する検波部14と、検波部14にて検波された検波信号を増幅する検波増幅部16とが備えられている。 That is, the living body information detection apparatus of the present embodiment detects a reception amplification unit 12 that amplifies a millimeter-wave band reception signal received by the reception antenna 4 and a reception signal amplified by the reception amplification unit 12. A detection unit 14 and a detection amplification unit 16 that amplifies the detection signal detected by the detection unit 14 are provided.
そして、検波増幅部16にて増幅された検波信号は、A/D変換部18にて所定のサンプリング周期でA/D変換され、FFT部20にて離散フーリエ変換(FFT)される。
なお、A/D変換部18による検波信号のサンプリング周期は、FFT部20での離散フーリエ変換(FFT)にて、少なくとも、サンプリングした検波信号から、人の心拍数に対応した最大200Hz程度の周波数成分を抽出し得る周期(若しくはこの周期よりも短い周期)に設定されている。
The detection signal amplified by the detection amplification unit 16 is A / D converted at a predetermined sampling period by the A / D conversion unit 18 and is subjected to discrete Fourier transform (FFT) by the FFT unit 20.
Note that the sampling period of the detection signal by the A / D converter 18 is a frequency of about 200 Hz at maximum corresponding to the human heart rate from at least the sampled detection signal in the discrete Fourier transform (FFT) in the FFT unit 20. It is set to a cycle in which components can be extracted (or a cycle shorter than this cycle).
また、FFT部20は、A/D変換された検波信号を離散フーリエ変換(FFT)することで、図2に示すように、人の心拍数、心拍数よりも周期の長い呼吸数、及び、検波信号の直流成分(詳しくは肌温度)に対応したスペクトルを含む、検波信号の周波数軸上の多数のスペクトルを抽出するためのものである。 Further, the FFT unit 20 performs discrete Fourier transform (FFT) on the A / D-converted detection signal, so that a human heart rate, a respiratory rate having a longer cycle than the heart rate, and This is for extracting a number of spectra on the frequency axis of the detection signal, including a spectrum corresponding to the DC component (specifically, skin temperature) of the detection signal.
次に、FFT部20にて抽出された検波信号の周波数軸上のスペクトルは、肌温度検出部22、呼吸数検出部24、及び心拍数検出部26にそれぞれ入力される。
これら各検出部22、24、26は、ローパスフィルタ若しくはバンドパスフィルタを構成するデジタルフィルタとして構成されており、FFT部20にて抽出されたスペクトルの中から、それぞれ、検波信号の直流成分に対応したスペクトル、1分間当たりに10〜20回程度となる呼吸数に対応した周波数帯域内のスペクトル、1秒当たりに50〜80回程度、運動等による最大でも200回程度となる心拍数に対応した周波数帯域内のスペクトル、が選択的に抽出される。
Next, the spectrum on the frequency axis of the detection signal extracted by the FFT unit 20 is input to the skin temperature detection unit 22, the respiration rate detection unit 24, and the heart rate detection unit 26, respectively.
Each of these detection units 22, 24, and 26 is configured as a digital filter constituting a low-pass filter or a band-pass filter, and corresponds to the DC component of the detection signal from the spectrum extracted by the FFT unit 20. The spectrum within the frequency band corresponding to the respiration rate of about 10 to 20 times per minute, corresponding to the heart rate of about 50 to 80 times per second, and at most about 200 times due to exercise etc. A spectrum in the frequency band is selectively extracted.
そして、肌温度検出部22は、検波信号の直流成分に対応したスペクトルの信号レベル(つまり振幅)を、肌温度の検出信号として出力する。
また、呼吸数検出部24は、上記のように抽出した、呼吸数に対応した周波数帯域内のスペクトルの中から、信号レベル(振幅)が最も大きいスペクトルを選択し、その選択したスペクトルの周波数を、呼吸数の検出信号として出力する。
Then, the skin temperature detection unit 22 outputs the signal level (that is, amplitude) of the spectrum corresponding to the DC component of the detection signal as a skin temperature detection signal.
The respiration rate detection unit 24 selects a spectrum having the highest signal level (amplitude) from the spectrum in the frequency band corresponding to the respiration rate extracted as described above, and selects the frequency of the selected spectrum. And output as a respiratory rate detection signal.
また、心拍数検出部26は、上記のように抽出した、心拍数に対応した周波数帯域内のスペクトルの中から、信号レベル(振幅)が最も大きいスペクトルを選択し、その選択したスペクトルの周波数を、心拍数の検出信号として出力する。 The heart rate detection unit 26 selects the spectrum having the highest signal level (amplitude) from the spectrum in the frequency band corresponding to the heart rate extracted as described above, and selects the frequency of the selected spectrum. And output as a heart rate detection signal.
つまり、検出対象者2の人体からは、ミリ波を含むマイクロ波帯の熱雑音が放射されており、その熱雑音の放射レベルは、検出対象者2の肌温度に対応する。
そこで、本実施形態では、受信アンテナ4にて検出対象者2から放射されたミリ波帯の熱雑音を受信し、その受信信号を、受信増幅部12、検波部14及び検波増幅部16にて検波及び増幅して、その検波信号の直流成分の信号レベルをFFT部20及び肌温度検出部22にて検出することで、肌温度を検出する。
That is, thermal noise in the microwave band including millimeter waves is radiated from the human body of the detection target person 2, and the radiation level of the thermal noise corresponds to the skin temperature of the detection target person 2.
Therefore, in the present embodiment, millimeter wave band thermal noise radiated from the detection subject 2 is received by the receiving antenna 4, and the received signal is received by the reception amplification unit 12, the detection unit 14, and the detection amplification unit 16. The skin temperature is detected by detecting and amplifying and detecting the signal level of the DC component of the detected signal by the FFT unit 20 and the skin temperature detecting unit 22.
また、検波信号の信号レベルは、検出対象者2の呼吸や心拍に伴う人体の表面の動きに応じて変動し、その変動周波数は呼吸数や心拍数に対応して変化する。
そこで、本実施形態では、検出対象者2の呼吸や心拍に伴い変化する検波信号の変動成分を、FFT部20と呼吸数検出部24及び心拍数検出部26とによりそれぞれ抽出し、その変動成分の呼吸及び心拍に対応した周波数を、それぞれ、検出対象者2の呼吸数及び心拍数として検出する。
Further, the signal level of the detection signal varies in accordance with the movement of the surface of the human body associated with the respiration and heartbeat of the detection target person 2, and the variation frequency varies in accordance with the respiration rate and the heart rate.
Therefore, in the present embodiment, the fluctuation component of the detection signal that changes with the respiration and heartbeat of the detection target person 2 is extracted by the FFT unit 20, the respiratory rate detection unit 24, and the heart rate detection unit 26, respectively, and the fluctuation component is extracted. The frequencies corresponding to the respiration and heart rate are detected as the respiration rate and heart rate of the detection target person 2, respectively.
従って、本実施形態の生体情報検出装置によれば、マイクロ波ドップラモジュールを利用する従来の生体情報検出装置のように、マイクロ波の発生源や送信機を設けることなく、検出対象者2の呼吸数及び心拍数を検出することができる。 Therefore, according to the living body information detection apparatus of the present embodiment, unlike the conventional living body information detection apparatus using a microwave Doppler module, the detection subject 2 can breathe without providing a microwave generation source or transmitter. The number and heart rate can be detected.
よって、本実施形態によれば、検出対象者2の呼吸数や心拍数を非接触に検出可能な生体情報検出装置の構成を、従来に装置に比べて簡単にすることができ、その製造コストを低減することができる。 Therefore, according to the present embodiment, the configuration of the biological information detection device that can detect the respiration rate and heart rate of the person to be detected 2 in a non-contact manner can be simplified as compared with the conventional device, and the manufacturing cost thereof can be reduced. Can be reduced.
また、本実施形態の生体情報検出装置によれば、検出対象者2の呼吸数及び心拍数だけでなく、検出対象者2の肌温度も検出できることから、肌温度検出装置としても利用することができ、生体情報検出装置の用途を拡大することができる。 Moreover, according to the biological information detection apparatus of this embodiment, since not only the respiration rate and heart rate of the detection subject 2 but also the skin temperature of the detection subject 2 can be detected, it can be used as a skin temperature detection device. The application of the biological information detection device can be expanded.
なお、FFT部20、肌温度検出部22、呼吸数検出部24、及び心拍数検出部26は、離散フーリエ変換(FFT)やデジタルフィルタとしての各種演算処理を実行するマイクロコンピュータ、若しくは、デジタル演算回路にて構成されている。 The FFT unit 20, the skin temperature detection unit 22, the respiration rate detection unit 24, and the heart rate detection unit 26 are a microcomputer that performs various arithmetic processes such as discrete Fourier transform (FFT) or a digital filter, or digital calculation. It consists of a circuit.
そして、このうち、FFT部20は、本発明のフーリエ変換手段に相当し、肌温度検出部22は、本発明の肌温度検出手段に相当し、呼吸数検出部24及び心拍数検出部26は、本発明の呼吸/心拍検出手段に相当する。 Of these, the FFT unit 20 corresponds to the Fourier transform unit of the present invention, the skin temperature detection unit 22 corresponds to the skin temperature detection unit of the present invention, and the respiratory rate detection unit 24 and the heart rate detection unit 26 include This corresponds to the breathing / heartbeat detecting means of the present invention.
また、本実施形態において、受信アンテナ4は、本発明の受信手段に相当し、受信増幅部12、検波部14及び検波増幅部16は、本発明の検波手段に相当する。
[監視装置・空調制御装置]
次に、図3は、上記のように構成された本実施形態の生体情報検出装置を用いて、検出対象者2の状態を監視し、室内の温度調整を行う監視・制御システム全体の構成を表すブロック図である。
In the present embodiment, the reception antenna 4 corresponds to the reception means of the present invention, and the reception amplification section 12, the detection section 14, and the detection amplification section 16 correspond to the detection means of the present invention.
[Monitoring equipment / air conditioning control equipment]
Next, FIG. 3 shows the overall configuration of the monitoring / control system that monitors the state of the person 2 to be detected and adjusts the indoor temperature by using the biological information detection apparatus of the present embodiment configured as described above. FIG.
図3に示すように、この監視・制御システムは、例えば、病院等で検出対象者2である病人が寝るベッド6の上方に生体情報検出装置10を設置し、受信アンテナ4によるミリ波の受信方向を、ベッド6に寝ている検出対象者2の胸や腹部或いは背中に向くよう調整することで、ベッドに寝ている検出対象者2の肌温度、呼吸数、心拍数を、衣服や布団越しに監視できるようにしたものであり、監視装置30と、空調装置50の制御装置40と、を備える。 As shown in FIG. 3, this monitoring / control system, for example, installs a biological information detection device 10 above a bed 6 where a sick person who is a detection target 2 sleeps in a hospital or the like, and receives a millimeter wave by the receiving antenna 4. By adjusting the direction so as to face the chest, abdomen or back of the detection subject 2 sleeping on the bed 6, the skin temperature, respiratory rate, and heart rate of the detection subject 2 sleeping on the bed can be changed to clothing and bedding. The monitoring device 30 and the control device 40 of the air conditioner 50 are provided.
監視装置30は、生体情報検出装置10の各検出部22,24,26からの検出信号に基づき、検出対象者2の肌温度、呼吸数、心拍数を監視し、これらの異常時に、その旨を周囲(例えばナースセンタ等)に報知するものであり、図4に示す手順で監視・警報処理を実行するマイクロコンピュータを中心に構成されている。 The monitoring device 30 monitors the skin temperature, the respiratory rate, and the heart rate of the detection target person 2 based on the detection signals from the detection units 22, 24, and 26 of the biological information detection device 10, and when these are abnormal, to that effect Is notified to the surroundings (for example, a nurse center), and is composed mainly of a microcomputer that executes monitoring / alarm processing according to the procedure shown in FIG.
また、制御装置40も、マイクロコンピュータを中心に構成されており、図5に示す空調制御処理を実行して、空調装置50を制御することで、室内の温度を、ベッド6の上に寝ている検出対象者2に適した温度に制御する。 Further, the control device 40 is also configured with a microcomputer as the center, and executes the air-conditioning control process shown in FIG. 5 to control the air-conditioning device 50 so that the temperature of the room is laid on the bed 6. The temperature is controlled to be suitable for the person 2 to be detected.
なお、空調装置50は、室内の空気を吸入して加熱若しくは冷却することで、温度調整した空調空気を生成し、その生成した空調空気を室内に吹き出すことで、室内の温度を適正温度に制御する所謂エアコンである。 The air conditioner 50 sucks indoor air, heats or cools it, generates temperature-conditioned air, and blows the generated air-conditioned air into the room to control the room temperature to an appropriate temperature. It is a so-called air conditioner.
そして、制御装置40は、空調装置50から室内に吹き出される空調空気の温度を調整することで、室内温度を適正温度に制御する。
以下、監視装置30及び制御装置40にてそれぞれ実行される監視・警報処理及び空調制御処理について説明する。
And the control apparatus 40 controls indoor temperature to appropriate temperature by adjusting the temperature of the conditioned air which blows off indoors from the air conditioner 50. FIG.
Hereinafter, monitoring / alarm processing and air conditioning control processing executed by the monitoring device 30 and the control device 40, respectively, will be described.
図4に示す監視・警報処理は、監視装置30において、所定時間毎に繰り返し実行される処理であり、処置が開始されると、まず、S110(Sはステップを表す)にて、生体情報検出装置10から検出対象者2の呼吸数を読み込み、監視装置30内の記憶媒体(不揮発性メモリ、ハードディスク等)にその読み込んだ呼吸数を、検出時刻と共に記憶する。 The monitoring / alarm processing shown in FIG. 4 is processing that is repeatedly executed every predetermined time in the monitoring device 30. When treatment is started, first, biological information detection is performed in S110 (S represents a step). The respiration rate of the person 2 to be detected is read from the device 10 and the read respiration rate is stored in a storage medium (nonvolatile memory, hard disk, etc.) in the monitoring device 30 together with the detection time.
次に、S120では、S110で読み込んだ呼吸数は、予め安静時の正常範囲として設定された設定範囲内(例えば、1分当たりに12〜18回)にあるか否かを判断し、呼吸数が設定範囲内になければ、S130に移行して、呼吸数が設定範囲内から外れた異常状態の継続時間は、予め設定された異常判定時間T1以上になったか否かを判断する。 Next, in S120, it is determined whether or not the respiration rate read in S110 is within a set range (for example, 12 to 18 times per minute) set in advance as a normal range at rest. If it is not within the set range, the process proceeds to S130, and it is determined whether or not the duration time of the abnormal state in which the respiratory rate is out of the set range is equal to or greater than the preset abnormality determination time T1.
そして、S130にて、異常状態の継続時間が異常判定時間T1以上になっていると判断されると、S200に移行して、検出対象者2に何らかの異常があるものとして警報を発生する。 If it is determined in S130 that the duration of the abnormal state is equal to or longer than the abnormality determination time T1, the process proceeds to S200, and an alarm is generated that the detection target person 2 has some abnormality.
一方、S120にて、呼吸数は設定範囲内にあると判断されるか、或いは、S130にて、呼吸数が設定範囲内から外れた異常状態の継続時間は異常判定時間T1以上になっていないと判断されると、S140に移行する。 On the other hand, in S120, it is determined that the respiration rate is within the set range, or in S130, the duration of the abnormal state in which the respiration rate is out of the set range is not equal to or greater than the abnormality determination time T1. If it is determined, the process proceeds to S140.
S140では、生体情報検出装置10から検出対象者2の心拍数を読み込み、監視装置30内の記憶媒体(不揮発性メモリ、ハードディスク等)にその読み込んだ心拍数を、検出時刻と共に記憶する。 In S140, the heart rate of the person 2 to be detected is read from the biological information detection device 10, and the read heart rate is stored in a storage medium (nonvolatile memory, hard disk, etc.) in the monitoring device 30 together with the detection time.
次に、S150では、S140で読み込んだ心拍数は、予め安静時の正常範囲として設定された設定範囲内(例えば、1秒当たりに55〜75回)にあるか否かを判断し、心拍数が設定範囲内になければ、S160に移行して、心拍数が設定範囲内から外れた異常判定回数が、予め設定された設定判定回数N1以上になったか否かを判断する。 Next, in S150, it is determined whether or not the heart rate read in S140 is within a set range (for example, 55 to 75 times per second) set in advance as a normal range at rest. If it is not within the setting range, the process proceeds to S160, and it is determined whether or not the abnormality determination number of times that the heart rate is out of the setting range is equal to or greater than the preset setting determination number N1.
そして、S160にて、心拍数の異常判定回数が設定判定回数N1以上になっていると判断されると、S200に移行して、検出対象者2に何らかの異常があるものとして警報を発生する。 If it is determined in S160 that the abnormality determination number of the heart rate is equal to or greater than the set determination number N1, the process proceeds to S200, and an alarm is generated that the detection target person 2 has some abnormality.
一方、S150にて、心拍数は、設定範囲内にあると判断されるか、或いは、S160にて、心拍数の異常判定回数が設定判定回数N1以上になっていないと判断されると、S170に移行する。 On the other hand, if it is determined in S150 that the heart rate is within the set range, or if it is determined in S160 that the heart rate abnormality determination number is not greater than or equal to the set determination number N1, S170. Migrate to
S170では、生体情報検出装置10から検出対象者2の肌温度を読み込み、監視装置30内の記憶媒体(不揮発性メモリ、ハードディスク等)にその読み込んだ肌温度を、検出時刻と共に記憶する。 In S170, the skin temperature of the person 2 to be detected is read from the biological information detection device 10, and the read skin temperature is stored together with the detection time in a storage medium (nonvolatile memory, hard disk, etc.) in the monitoring device 30.
次に、S180では、S170で読み込んだ肌温度は、予め正常範囲として設定された設定範囲内(例えば、36℃〜37℃)にあるか否かを判断し、肌温度が設定範囲内になければ、S190に移行して、肌温度が設定範囲内から外れた異常判定回数が、予め設定された設定判定回数N2以上になったか否かを判断する。 Next, in S180, it is determined whether the skin temperature read in S170 is within a set range (for example, 36 ° C. to 37 ° C.) set in advance as a normal range, and the skin temperature must be within the set range. For example, the process proceeds to S190, and it is determined whether or not the abnormality determination number that the skin temperature is out of the setting range is equal to or greater than the preset setting determination number N2.
そして、S190にて、肌温度の異常判定回数が設定判定回数N2以上になっていると判断されると、S200に移行して、検出対象者2に何らかの異常があるものとして警報を発生する。 If it is determined in S190 that the skin temperature abnormality determination number is equal to or greater than the setting determination number N2, the process proceeds to S200, and an alarm is generated that the detection target person 2 has some abnormality.
一方、S180にて、肌温度は設定範囲内にあると判断されるか、或いは、S190にて、肌温度の異常判定回数が設定判定回数N2以上になっていないと判断されると、当該監視・警報処理を一旦終了する。 On the other hand, if it is determined in S180 that the skin temperature is within the set range, or if it is determined in S190 that the skin temperature abnormality determination number is not equal to or greater than the setting determination number N2, the monitoring is performed.・ End alarm processing.
このように、監視装置30においては、生体情報検出装置10から、検出対象者2の呼吸数、心拍数、及び、肌温度を順次読み込み、その読み込んだ呼吸数、心拍数、及び、肌温度が正常範囲として設定された設定範囲内にあるか否かを判断することで、検出対象者2に何らかの異常が生じているか否かを監視し、検出対象者2に異常が生じている場合には、警報を発する。 Thus, in the monitoring device 30, the respiration rate, heart rate, and skin temperature of the detection target person 2 are sequentially read from the biological information detection device 10, and the read respiration rate, heart rate, and skin temperature are determined. By determining whether or not there is any abnormality in the detection target person 2 by determining whether or not it is within the set range set as the normal range, and if there is an abnormality in the detection target person 2 , Issue an alarm.
このため、監視装置30によれば、病院等で、検出対象者2である病人を監視する際、検出対象者2に各種センサを装着することなく、非接触にて病人の状態を監視することができ、病人の負担を軽減することができる。 For this reason, according to the monitoring device 30, when monitoring a sick person who is the detection target person 2 in a hospital or the like, the state of the sick person is monitored without contact without attaching various sensors to the detection target person 2. Can reduce the burden on the sick.
次に、図5に示す空調制御処理は、制御装置40において、所定時間毎に繰り返し実行される処理であり、処置が開始されると、まず、S210にて、監視装置30から呼吸数及び心拍数の監視結果を読み込み、監視装置30側で呼吸数及び心拍数が検出されたか否かを判断する。 Next, the air conditioning control process shown in FIG. 5 is a process that is repeatedly executed at predetermined time intervals in the control device 40. When the treatment is started, first, in S210, the monitoring device 30 performs the respiration rate and heart rate. The monitoring result of the number is read, and it is determined whether or not the respiration rate and the heart rate are detected on the monitoring device 30 side.
この判断は、ベッド6の上に検出対象者2が居て、生体情報検出装置10により、その検出対象者2の呼吸数及び心拍数が正常に検出できているか否かを判断するための処理であり、監視装置30の記憶媒体に記憶されているこれら各パラメータの値に基づき実行される。 This determination is a process for determining whether or not the detection target person 2 is on the bed 6 and the biological information detection apparatus 10 can normally detect the respiration rate and heart rate of the detection target person 2. And is executed based on the values of these parameters stored in the storage medium of the monitoring device 30.
そして、S220にて、呼吸数及び心拍数は正常に検出できている(つまり、検出対象者2が居る)と判断されると、S230に移行して、監視装置30から肌温度の監視結果を読み込む。 If it is determined in S220 that the respiration rate and the heart rate can be detected normally (that is, the person 2 to be detected is present), the process proceeds to S230, and the monitoring result of the skin temperature is obtained from the monitoring device 30. Read.
また、S230にて、肌温度の監視結果を読み込むと、今度は、S240にて、S210で読み込んだ呼吸数及び心拍数の監視結果に基づき、検出対象者2が起きているか、睡眠中であるかを判断する。 If the skin temperature monitoring result is read in S230, the detection target person 2 is awake or is sleeping based on the respiratory rate and heart rate monitoring results read in S210. Determine whether.
つまり、検出対象者2が睡眠中であるときには、呼吸数や心拍数は、検出対象者2が起きているときよりも低くなるので、S230では、監視装置30による呼吸数及び心拍数の監視結果から、検出対象者2が眠ったか否かを判断するのである。 That is, when the detection target person 2 is sleeping, the respiration rate and the heart rate are lower than when the detection target person 2 is waking up. Therefore, in S230, the monitoring result of the respiration rate and heart rate by the monitoring device 30 From this, it is determined whether or not the person 2 to be detected has fallen asleep.
そして、S250にて、検出対象者2は睡眠中であると判断されると、S260に移行し、S230にて読み込んだ肌温度と予め設定された睡眠中の制御パターンとに基づき、室内の温度が睡眠中の検出対象者2にとって最適な温度となるよう、空調装置50を駆動し、当該空調制御処理を一旦終了する。 If it is determined in S250 that the detection target person 2 is sleeping, the process proceeds to S260, and the indoor temperature is determined based on the skin temperature read in S230 and the preset control pattern during sleep. The air conditioner 50 is driven so that the temperature becomes the optimum temperature for the detection target person 2 during sleep, and the air conditioning control process is temporarily terminated.
また、S250にて、検出対象者2は睡眠中ではない(つまり、起きている)と判断されると、S270に移行し、S230にて読み込んだ肌温度と予め設定された通常時の制御パターンとに基づき、室内の温度が検出対象者2にとって最適な温度となるよう、空調装置50を駆動し、当該空調制御処理を一旦終了する。 In S250, if it is determined that the detection target person 2 is not sleeping (that is, is waking up), the process proceeds to S270, and the skin temperature read in S230 and the preset normal control pattern Based on the above, the air conditioner 50 is driven so that the indoor temperature becomes the optimum temperature for the person 2 to be detected, and the air conditioning control process is temporarily terminated.
一方、S220にて、呼吸数及び心拍数は検出できていない(つまり、検出対象者2がベッド6の上に居ない)と判断されると、S280に移行して、その状態が一定時間経過したか否かを判断する。 On the other hand, if it is determined in S220 that the respiration rate and the heart rate are not detected (that is, the person 2 to be detected is not on the bed 6), the process proceeds to S280, and the state has elapsed for a certain period of time. Determine whether or not.
そして、S280にて、検出対象者2がベッド6の上に居ない状態が一定時間経過したと判断されると、検出対象者2は、何らかの用事で部屋を出ていると判断して、S300に移行し、空調装置50の駆動を停止した後、当該空調制御処理を一旦終了する。 If it is determined in S280 that the detection target person 2 has not been on the bed 6 for a certain period of time, the detection target person 2 determines that he / she has left the room for some purpose, and S300 Then, after stopping the driving of the air conditioner 50, the air conditioning control process is temporarily terminated.
また、S280にて、検出対象者2がベッド6の上に居ない状態が一定時間経過していないと判断されると、検出対象者2は室内に居るものと判断して、S290に移行し、前回S260若しくはS270の空調制御で用いた肌温度を読み込み、S270に移行する。 If it is determined in S280 that the detection target person 2 is not on the bed 6 for a certain period of time, it is determined that the detection target person 2 is in the room and the process proceeds to S290. Then, the skin temperature used in the previous air conditioning control in S260 or S270 is read, and the process proceeds to S270.
そして、S270では、S290にて読み込んだ肌温度と予め設定された通常時の制御パターンとに基づき、室内の温度が検出対象者2にとって最適な温度となるよう、空調装置50を駆動し、当該空調制御処理を一旦終了する。 In S270, based on the skin temperature read in S290 and the preset normal control pattern, the air conditioner 50 is driven so that the room temperature becomes the optimum temperature for the person 2 to be detected. The air conditioning control process is temporarily terminated.
このように、制御装置40においては、監視装置30から、検出対象者2の呼吸数及び心拍数の監視結果を読み込み、その読み込んだ監視結果から、ベッド6の上に検出対象者2が居るか否かを判断する。 Thus, in the control apparatus 40, the monitoring result of the respiration rate and heart rate of the detection target person 2 is read from the monitoring apparatus 30, and whether the detection target person 2 is on the bed 6 from the read monitoring result. Judge whether or not.
そして、ベッド6の上に検出対象者2が居る場合には、呼吸数及び心拍数の監視結果から、検出対象者2が睡眠中か否かを判断し、その判断結果に対応した睡眠中制御パターン若しくは通常制御パターンにて、検出対象者2の肌温度に対応した空調制御を実行する。 And when the detection subject 2 exists on the bed 6, it is judged whether the detection subject 2 is sleeping from the monitoring result of the respiratory rate and the heart rate, and the sleep control corresponding to the judgment result The air conditioning control corresponding to the skin temperature of the person 2 to be detected is executed using the pattern or the normal control pattern.
このため、本実施形態の制御装置40によれば、空調装置50による室温の制御を、検出対象者2の肌温度及び睡眠状態に応じて最適に制御することができる。
また、本実施家板の制御装置40は、ベッド6の上に検出対象者2が居ない状態が一定時間以上経過すると、検出対象者2は部屋に居ないと判断して、空調装置50の駆動を停止する。
For this reason, according to the control apparatus 40 of this embodiment, control of the room temperature by the air conditioner 50 can be optimally controlled according to the skin temperature and sleep state of the person 2 to be detected.
Further, the control device 40 of the present embodiment board determines that the detection target person 2 is not in the room when the state in which the detection target person 2 is not present on the bed 6 elapses for a certain period of time. Stop driving.
このため、空調装置50を不必要に動作させるのを防止し、空調装置50の省エネ化を図ることができる。
なお、図3において、空調装置50は、本発明の加熱/冷却手段に相当し、制御装置40は、本発明の判定手段及び制御手段に相当する。そして、特に、本発明の判定手段は、制御装置40にて実行されるS210、S220の処理にて実現され、本発明の制御手段は、制御装置40にて実行されるS230〜S300の処理にて実現される。
For this reason, it is possible to prevent the air conditioner 50 from being operated unnecessarily and to save energy in the air conditioner 50.
In FIG. 3, the air conditioner 50 corresponds to the heating / cooling means of the present invention, and the control device 40 corresponds to the determination means and the control means of the present invention. In particular, the determination means of the present invention is realized by the processing of S210 and S220 executed by the control device 40, and the control means of the present invention is executed by the processing of S230 to S300 executed by the control device 40. Realized.
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて、種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、生体情報検出装置10は、検出対象者2の肌温度、呼吸数、及び心拍数を検出するものとして説明したが、呼吸数と心拍数については、何れか一方を検出するようにしてもよい。つまり、そのようにしても、空調装置50の制御は実現できる。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various aspect can be taken in the range which does not deviate from the summary of this invention.
For example, in the above-described embodiment, the biological information detection device 10 has been described as detecting the skin temperature, the respiratory rate, and the heart rate of the person 2 to be detected, but either the respiratory rate or the heart rate is detected. You may make it do. That is, even in such a case, the control of the air conditioner 50 can be realized.
また、上記実施形態では、生体情報検出装置10による検出結果に基づき、空調装置50を制御する制御装置40について説明したが、制御装置40は、単に加熱用のヒータを制御するものであっても、或いは、加湿器を駆動制御することにより、温度に加えて湿度を制御するものであってもよい。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the control apparatus 40 which controls the air conditioner 50 based on the detection result by the biometric information detection apparatus 10, even if the control apparatus 40 only controls the heater for heating. Alternatively, the humidity may be controlled in addition to the temperature by driving and controlling the humidifier.
また、上記実施形態において、呼吸数、心拍数、肌温度の正常範囲を表す数値は、一例であり、適宜変更することができる。また、例えば、これら各パラメータは、検出対象者2の年齢や性別等によって変化することから、正常/異常の判定に用いる設定範囲についても、検出対象者2の年齢や性別により変更できるようにしてもよい。 Moreover, in the said embodiment, the numerical value showing the normal range of a respiration rate, a heart rate, and skin temperature is an example, and can be changed suitably. Further, for example, these parameters change depending on the age and sex of the detection target person 2, so that the setting range used for normal / abnormal determination can be changed depending on the age and sex of the detection target person 2. Also good.
また、上記実施形態において、生体情報検出装置10は、検出対象者2から放射されるミリ波帯の熱雑音を受信し、その受信信号から肌温度、呼吸数、心拍数を検出するものとして説明したが、ミリ波よりも波長の長い熱雑音(マイクロ波)を受信するようにしてもよい。 Moreover, in the said embodiment, the biological information detection apparatus 10 is demonstrated as what receives the thermal noise of the millimeter wave band radiated | emitted from the detection subject 2, and detects skin temperature, a respiration rate, and a heart rate from the received signal. However, thermal noise (microwave) having a wavelength longer than that of the millimeter wave may be received.
そして、このようにすると、検出対象者2が着ている衣服等の障害物を通過する際の熱雑音の損失が小さくなるので、障害物の種類や厚さなどの条件によっては、障害物によって受ける影響を小さくして、検出精度を高めることができる。 Then, since the loss of thermal noise when passing through an obstacle such as clothes worn by the detection subject 2 is reduced in this way, depending on the condition such as the type and thickness of the obstacle, The influence received can be reduced and the detection accuracy can be increased.
2…検出対象者、4…受信アンテナ、6…ベッド、10…生体情報検出装置、12…受信増幅部、14…検波部、16…検波増幅部、18…A/D変換部、20…FFT部、22…肌温度検出部、24…呼吸数検出部、26…心拍数検出部、30…監視装置、40…制御装置、50…空調装置。 2 ... detection target, 4 ... receiving antenna, 6 ... bed, 10 ... biological information detection device, 12 ... reception amplification unit, 14 ... detection unit, 16 ... detection amplification unit, 18 ... A / D conversion unit, 20 ... FFT , 22 ... skin temperature detector, 24 ... respiratory rate detector, 26 ... heart rate detector, 30 ... monitoring device, 40 ... control device, 50 ... air conditioner.
Claims (2)
前記受信手段からの受信信号を増幅し、検波する検波手段と、
前記検波手段にて検波された受信信号の周波数軸上のスペクトルを抽出するフーリエ変換手段と、
前記フーリエ変換手段にて抽出された周波数軸上のスペクトルの中から、直流成分に対応したスペクトルを抽出し、該抽出したスペクトルの振幅を、検出対象者の肌温度を表す検出信号として出力する肌温度検出手段と、
前記フーリエ変換手段にて抽出された周波数軸上のスペクトルの中から、人体の呼吸数若しくは心拍数に対応した周波数帯域内で振幅が最大となるスペクトルを抽出し、そのスペクトルの周波数を、検出対象者の呼吸数若しくは心拍数を表す検出信号として出力する呼吸/心拍検出手段と、
を備えたことを特徴とする生体情報検出装置。 Receiving means for receiving the thermal noise of the microwave band radiated from the detection subject;
A detection means for amplifying and detecting a reception signal from the reception means;
Fourier transform means for extracting a spectrum on the frequency axis of the received signal detected by the detection means;
A skin that extracts a spectrum corresponding to a direct current component from the spectrum on the frequency axis extracted by the Fourier transform means, and outputs the amplitude of the extracted spectrum as a detection signal representing the skin temperature of the detection target person Temperature detection means;
From the spectrum on the frequency axis extracted by the Fourier transform means, the spectrum having the maximum amplitude in the frequency band corresponding to the human respiratory rate or heart rate is extracted, and the frequency of the spectrum is detected. Breathing / heartbeat detecting means for outputting a detection signal representing a person's respiratory rate or heart rate;
A biological information detection apparatus comprising:
前記受信手段からの受信信号を増幅し、検波する検波手段と、
前記検波手段にて検波された受信信号の周波数軸上のスペクトルを抽出するフーリエ変換手段と、
前記フーリエ変換手段にて抽出された周波数軸上のスペクトルの中から、直流成分に対応したスペクトルを抽出し、該抽出したスペクトルの振幅を、検出対象者の肌温度を表す検出信号として出力する肌温度検出手段と、
前記フーリエ変換手段にて抽出された周波数軸上のスペクトルの中から、人体の呼吸数若しくは心拍数に対応した周波数帯域内で振幅が最大となるスペクトルを抽出し、そのスペクトルの周波数を、検出対象者の呼吸数若しくは心拍数を表す検出信号として出力する呼吸/心拍検出手段と、
前記受信手段による前記熱雑音の受信方向前方の温度を上昇又は低下させる加熱/冷却手段と、
前記呼吸/心拍検出手段からの検出信号に基づき、前記受信手段による前記熱雑音の受信方向前方に検出対象者が居るか否かを判断する判定手段と、
前記判定手段にて前記受信方向前方に検出対象者が居ると判断されると、前記肌温度検出手段からの検出信号に基づき前記加熱/冷却手段を駆動することにより、前記受信方向前方の温度を上昇又は低下させ、前記判定手段にて前記受信方向前方に検出対象者が居ないと判断されると、前記加熱/冷却手段の駆動を停止する制御手段と、
を備えたことを特徴とする温度調整装置。 Receiving means for receiving the thermal noise of the microwave band radiated from the detection subject;
A detection means for amplifying and detecting a reception signal from the reception means;
Fourier transform means for extracting a spectrum on the frequency axis of the received signal detected by the detection means;
A skin that extracts a spectrum corresponding to a direct current component from the spectrum on the frequency axis extracted by the Fourier transform means, and outputs the amplitude of the extracted spectrum as a detection signal representing the skin temperature of the detection target person Temperature detection means;
From the spectrum on the frequency axis extracted by the Fourier transform means, the spectrum having the maximum amplitude in the frequency band corresponding to the human respiratory rate or heart rate is extracted, and the frequency of the spectrum is detected. Breathing / heartbeat detecting means for outputting a detection signal representing a person's respiratory rate or heart rate;
Heating / cooling means for increasing or decreasing the temperature in the reception direction of the thermal noise by the receiving means;
A determination unit that determines whether or not there is a person to be detected in front of the reception direction of the thermal noise by the reception unit based on a detection signal from the respiration / heart rate detection unit;
When it is determined by the determination means that there is a person to be detected in front of the reception direction, the heating / cooling means is driven based on a detection signal from the skin temperature detection means, so that the temperature in the reception direction forward is determined. Control means for raising or lowering and stopping the driving of the heating / cooling means when it is judged by the judging means that there is no person to be detected ahead of the receiving direction;
A temperature control device comprising:
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