JP5791482B2 - 生体情報検出装置及び温度調整装置 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
[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。
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。
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。
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。
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。
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。
[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。
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。
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。
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。
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。
Claims (2)
- 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生体情報検出装置。 - 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温度調整装置。
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