WO2019159315A1

WO2019159315A1 - 生体情報検知システム、および、生体情報検知方法

Info

Publication number: WO2019159315A1
Application number: PCT/JP2018/005413
Authority: WO
Inventors: 岸　孝彦; 祐介坂井
Original assignee: 東京コスモス電機株式会社
Priority date: 2018-02-16
Filing date: 2018-02-16
Publication date: 2019-08-22
Also published as: JPWO2019159315A1; JP6879528B2

Abstract

生体の心拍、呼吸、脈波などの生体情報を安定して検出する生体情報検知システム。このシステムは、生体の一方側に配置され、所定の偏波の電波を生体に放射する送信アンテナ（１１）と、生体の他方側に配置され、生体の体内を透過する過程において所定の偏波の電波に直交する偏波となった電波を反射させる反射部（３５）と、生体の一方側に配置され、反射部（３５）で反射した電波を受信する受信アンテナ（１２）と、受信アンテナ（１１）が受信した電波に基づいて、生体情報を検知する検知部（１５）と、を備える。

Description

生体情報検知システム、および、生体情報検知方法

　本発明は、生体の生体情報を検知する生体情報検知システム、および、生体情報検知方法に関する。

　従来、人体に照射されたマイクロ波などの電波を検出し、検出した電波に基づいて心拍などの生体情報を非侵襲で検知する技術が開発されている。

　例えば、特許文献１には、測定対象者の所定の部位にマイクロ波を照射するとともに、測定対象者の体内を透過したマイクロ波を検出し、検出したマイクロ波に基づいて測定対象者の心拍を算出する心拍検知装置が開示されている。

　また、特許文献２には、生体に電磁波を照射する電磁波発振部と、照射した電磁波の偏波面に対して９０°回転した偏波面を有する電磁波を受信する散乱電磁波受信部とを備えた生体情報検知システムが記載されている。特許文献２に記載された生体情報検知システムでは、散乱電磁波受信部が受信した電磁波から体表の微少変動を検知し、体表の微少変動に表れる心拍などの生体の生理学的指標を算出する構成が開示されている。

特開２０１３－１５３７８３号公報特開２０１４－９０８７７号公報

　しかしながら、上述した特許文献１の心拍検知装置では、測定対象者の体内を透過した透過波だけでなく、体外で回折した回折波、および、体の表面に沿って伝搬した表面波（以降、このような表面波を体表波と呼ぶ。）が受信したマイクロ波に含まれている。そのため、透過波、回折波、および、体表波が互いに干渉し、心拍の検出を安定して行うことが難しい場合があった。

　具体的には、体動により変動はしても生体情報を含むことはない回折波が受信されると、透過波に含まれる生体情報は回折波の強度に応じて抑圧される。そのため、回折波の強度が大きくなるほど生体情報の検知が難しくなり、体動しか検知できなくなる。

　また、上述した体表波は、体表に大きく表れる体動および呼吸により変動を受ける。例えば、透過波を用いて心拍を検知する際に、呼吸により変動を受けた体表波の成分である呼吸波が受信されると、呼吸波と透過波とが干渉するだけでなく、呼吸波の高調波による透過波への干渉も生じ得る。このような体動および呼吸の影響は、体表波の強度が大きくなるほど大きくなり、心拍の検知を安定して行うことが難しくなる。

　また、上述した特許文献２の生体情報検知システムにおける散乱電磁波受信部は、体表で反射した反射波を受信するため、体表の微少変動よりも変動幅の大きい体動の影響を受けやすく、心拍などの生理学的指標を示す情報の検知特性を向上させようとするとアンテナの設置位置の制約を受けやすい。

　本発明は、心拍、呼吸、脈波などの生体情報を安定して検出するとともに、アンテナの設置位置の自由度を向上させることを可能とする生体情報検知システム、および、生体情報検知方法を提供することを目的とする。

　本発明にかかる生体情報検知システムは、生体の一方側に配置され、所定の偏波の電波を生体に放射する送信アンテナと、生体の他方側に配置され、生体の体内を透過する過程において所定の偏波の電波に直交する偏波となった電波を反射する反射部と、生体の一方側に配置され、反射部で反射した電波を受信する受信アンテナと、受信アンテナが受信した電波に基づいて、生体情報を検知する検知部と、を備える。

　また、本発明にかかる生体情報検知方法は、生体の一方側から所定の偏波の電波を生体に放射する送信ステップと、生体の体内を透過する過程において所定の偏波の電波に直交する偏波となり、反射部で反射した電波を、生体の一方側で受信する受信ステップと、受信ステップで受信した電波に基づいて、生体情報を検知する検知ステップと、を含む。

　本発明によれば、心拍、呼吸、脈波などの生体情報を安定して検出するとともに、アンテナの設置位置の自由度を向上させることができる。

本発明に係る生体情報検知システムの構成の一例を示す図実施の形態１に係る生体情報検知の概要について説明する図実施の形態１におけるマイクロ波の偏波状態を説明する図実施の形態１におけるマイクロ波の偏波状態を説明する図実施の形態２に係る生体情報検知の概要について説明する図実施の形態２におけるマイクロ波の偏波状態を説明する図実施の形態２におけるマイクロ波の偏波状態を説明する図実施の形態３に係る生体情報検知の概要について説明する図実施の形態３におけるマイクロ波の偏波状態を説明する図実施の形態３におけるマイクロ波の偏波状態を説明する図実施の形態４に係る生体情報検知の概要について説明する図実施の形態４におけるマイクロ波の偏波状態を説明する図実施の形態４におけるマイクロ波の偏波状態を説明する図車両のドライバおよび搭乗者の生体情報検知の概要について説明する図人の睡眠時の生体情報検知の概要について説明する図

　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、同じ構成要素には同じ符号を付している。また、図面は、理解しやすくするためにそれぞれの構成要素を模式的に示している。

　以下では、生体情報検知システムにより生体情報が検出される対象が人であり、検出される生体情報が心拍である場合について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、人以外の生体や、脈波や呼吸などの他の生体情報の検出にも広く適用できる。

　なお、心拍とは、心臓の拍動のことである。また、脈波とは、心臓の拍動に伴って生じる血管の容積変化や血圧変化を示す波形である。心拍の検出では、心臓の拍動が検出され、脈波の検出では、血管の容積変化や血圧変化が検出される。

　図１は、本発明に係る生体情報検知システム１０の構成の一例を示す図である。図１に示すように、この生体情報検知システム１０は、送信アンテナ１１、送信部１３および制御部１６を有する送信装置１０ａと、反射部３５と、受信アンテナ１２、受信部１４、信号処理部１５および判定部１７を有する受信装置１０ｂとを備える。

　送信アンテナ１１は、所定の偏波のマイクロ波を人に放射するアンテナである。所定の偏波とは、例えば、水平偏波、垂直偏波などの直線偏波、あるいは、右旋円偏波または左旋円偏波である。ここで、直線偏波とは、電磁波の偏波面が一平面内にあるものをいう。

　水平偏波とは、直線偏波のうち、電場の振動方向が地面に対して水平のものをいう。垂直偏波とは、直線偏波のうち、電場の振動方向が地面に対して垂直のものをいう。

　右旋円偏波とは、電磁波の進行方向とその電場の振動方向を含む面が回転する円偏波において、電磁波の進行方向に正対する方向からみたとき、偏波面の回転方向が時計回りのものをいう。左旋円偏波とは、電磁波の進行方向とその電場の振動方向を含む面が回転するもの円偏波において、電磁波の進行方向に正対する方向からみたとき、偏波面の回転方向が反時計回りのものをいう。

　送信アンテナ１１の形状は特に限定されないが、送信アンテナ１１が円偏波のマイクロ波を放射する場合、軸比特性の優れた円偏波を放射するアンテナであることが好ましい。送信アンテナ１１は、例えば、ヘリカルアンテナ、パッチアンテナである。

　送信部１３は、送信アンテナ１１を介して、マイクロ波を放射する装置である。

　制御部１６は、送信部１３を制御する制御装置である。制御部１６は、送信部１３にマイクロ波を送信させる。また、制御部１６は、送信部１３が放射するマイクロ波の周波数の設定などを行う。なお、送信装置１０ａに制御部１６を設けることは必須ではなく、送信部１３が既定のマイクロ波を放射する構成にしてもよい。

　後に、実施の形態１および実施の形態２で説明するように、人の背面側に受信アンテナを設置しない場合、反射部３５は、例えば、特定の偏波のマイクロ波を反射させる偏波選択性の反射板である。また、反射部３５は、偏波選択性を有さない反射板であってもよい。

　また、実施の形態３および実施の形態４で説明するように、人の背面側に受信アンテナを設置する場合、反射部３５は、特定の偏波のマイクロ波を透過させ、特定の偏波以外のマイクロ波を反射させる偏波フィルタである。

　なお、直線偏波のマイクロ波が反射部３５で反射した場合、直線偏波のマイクロ波の偏波状態は変化せず、円偏波のマイクロ波が反射部３５で反射した場合、円偏波のマイクロ波は偏波状態が反転する。

　受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１から放射されたマイクロ波を受信するアンテナである。送信アンテナ１１から放射されたマイクロ波は、人の体内を透過し、反射部３５で反射した後、再び人の体内を透過して受信アンテナ１２に到達する。

　受信アンテナ１２の形状は特に限定されるものではないが、受信アンテナ１２は、例えば、パッチアンテナである。

　受信部１４は、受信アンテナ１２を介して、マイクロ波を受信する装置である。受信部１４は、受信するマイクロ波の周波数の設定などを行う。

　信号処理部１５は、受信部１４が受信したマイクロ波のアナログ波形から心拍情報の抽出処理を行うことにより、人の心拍を検出する検知部である。なお、マイクロ波を人に放射して心拍を検知する技術は公知であるため、ここでは詳しい説明を省略する。

　判定部１７は、信号処理部１５が検出した人の心拍に基づいて各種判定を行う処理部である。判定部１７は、例えば、人の心拍数が予め定められたしきい値を超えているか、あるいは、下回っているかを判定する。本発明では、信号処理部１５および判定部１７は、検出部として機能する。

（実施の形態１）
　ここで、本発明の実施の形態１に係る生体情報検知の概要について説明する。図２は、実施の形態１に係る生体情報検知の概要について説明する図である。

　送信アンテナ１１は、人２０の一方側に配置される。一方側とは、例えば、人２０の正面側である。受信アンテナ１２は、人２０の一方側に送信アンテナ１１と並べて配置される。反射板４０は、人２０の他方側に配置される。他方側とは、例えば、人２０の背面側である。すなわち、反射板４０は、人２０を挟んで、送信アンテナ１１および受信アンテナ１２と対向して配置される。

　なお、送信アンテナ１１および受信アンテナ１２と、反射板４０は、人２０を挟んで対向して配置されていればよく、送信アンテナ１１および受信アンテナ１２を人２０の背面側に配置し、反射板４０を人２０の正面側に配置してもよい。

　送信アンテナ１１は、人２０に向けて直線偏波のマイクロ波を放射するアンテナである。

　受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１から放射されたマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を受信するアンテナである。

　反射板４０は、送信アンテナ１１から放射された直線偏波のマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を反射させ、送信アンテナ１１から放射された直線偏波のマイクロ波に直交する偏波以外の偏波のマイクロ波を反射させない偏波選択性を有する反射板である。

　このような偏波選択性の反射板４０を用いることにより、人の体内を透過して伝搬した透過波３１を反射させ、人２０の体の表面に沿って伝搬した体表波３０および人２０の体外で回折して伝搬した回折波３２を反射させないようにすることができる。これについては、後に詳しく説明する。

　反射板４０は、例えば、互いに平行に配置された多数の直線状の導電性部材を枠部材に固定して形成される。反射板４０の直線状部材は、互いに近接する直線状部材とともにスリットを形成する。

　このような構成の反射板４０を用いることにより、直線状の導電性部材に平行な偏波のマイクロ波を反射させ、直線状の導電性部材に垂直な偏波のマイクロ波を透過させることができる。

　送信アンテナ１１から直線偏波のマイクロ波が放射されると、人２０の体の表面に沿って伝搬した体表波３０と、人２０の体内を透過して伝搬した透過波３１と、人２０の体外で回折して伝搬した回折波３２が反射板４０に到達する。

　ここで、体内を透過する透過波３１のうち一部のマイクロ波は、体内を透過する過程において、誘電率に差がある器官２０ａの境界面で反射または回折を繰り返すことより、人２０の体内に入射したときの偏波状態に直交する偏波状態となって体から放射される。

　したがって、人２０の体内を透過した透過波３１には、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波と同じ偏波のマイクロ波と、これに直交する偏波のマイクロ波が含まれる。

　送信アンテナ１１が放射したマイクロ波に直交する偏波となった透過波３１は、反射板４０で反射する。一方、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波と同じ偏波の透過波３１、体表波３０、および、回折波３２は、反射板４０で反射しない。

　反射板４０で反射した透過波３１は、再び、人２０の体内に入射する。人２０の体内に入射した透過波３１は、人２０の体内で反射と回折を繰り返して体内を透過し、受信アンテナ１２に到達する。

　上述したように、マイクロ波は、人２０の体内を透過する際に、一部のマイクロ波の偏波状態が、人２０の体内に入射したときの偏波状態に直交する偏波となる。

　したがって、受信アンテナ１２に到達する透過波３１には、送信アンテナ１１が放射した直線偏波のマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波と、送信アンテナ１１が放射した直線偏波と同じ偏波のマイクロ波が含まれる。

　受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１が放射した直線偏波のマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を受信するアンテナである。したがって、受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１が放射した直線偏波のマイクロ波に直交する偏波となって到達した透過波３１を受信する。

　また、送信アンテナ１１が放射した直線偏波のマイクロ波うち、一部のマイクロ波は、人２０の体表で反射して伝搬する反射波３３となって受信アンテナ１２に到達する。なお、送信アンテナ１１から放射されたマイクロ波が直線偏波の場合、送信アンテナ１１から放射されたマイクロ波と同じ偏波の反射波３３が、受信アンテナ１２に到達する。

　受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１が放射した偏波のマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるから、人２０の体表で反射した反射波３３を受信しない。

　結果として、受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１が放射した直線偏波のマイクロ波に直交する偏波となって到達した透過波３１のみを受信することができる。

　これにより、本実施の形態１に係る生体情報検知システム１０は、体表波３０、回折波３２、および、反射波３３との干渉の影響を抑制して、生体情報を含む透過波３１を安定して受信することができる。換言すれば、本実施の形態１に係る生体情報検知システム１０では、特定の経路を伝搬して受信アンテナ１２に到達したマイクロ波が選択的に受信され、当該マイクロ波から安定して心拍情報を抽出することができる。

　また、実施の形態１の生体情報検知システム１０は、人２０の前面側に送信装置１０ａおよび受信装置１０ｂを設置しているため、人２０の背面側に受信装置１０ｂまたは受信装置１０ｂに電力を供給する電源や配線を設ける必要がない。したがって、生体情報検知システム１０の構成を簡素化して、利便性の向上とトータルコストの削減を図ることができる。

　次に、送信アンテナ１１から放射された直線偏波のマイクロ波の受信アンテナ１２に到達する過程における偏波状態を具体的に説明する。図３は、実施の形態１におけるマイクロ波の偏波状態を説明する図である。

　送信アンテナ１１が垂直偏波のマイクロ波を放射した場合、反射板４０には垂直偏波の体表波３０、垂直偏波の回折波３２、体内を透過する過程で垂直偏波となった透過波３１、および、体内を透過する過程で水平偏波となった透過波３１が到達する。

　上述したように、反射板４０は、送信アンテナ１１から放射された直線偏波のマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を反射させる反射板であるため、体内を透過する過程で水平偏波となった透過波３１のみを反射させる。

　反射板４０で反射した水平偏波の透過波３１は、再び人２０の体内を透過する。受信アンテナ１２には、体内を透過する過程で水平偏波となった透過波３１、体内を透過する過程で垂直偏波となった透過波３１、および、体表で反射した垂直偏波の反射波３３が到達する。

　受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、受信アンテナ１２は、水平偏波の透過波３１を受信する。

　一方、送信アンテナ１１が水平偏波のマイクロ波を放射した場合、反射板４０には水平偏波の体表波３０、水平偏波の回折波３２、体内を透過する過程で水平偏波となった透過波３１、および、体内を透過する過程で垂直偏波となった透過波３１が到達する。

　上述したように、反射板４０は、送信アンテナ１１から放射された直線偏波のマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を反射させる反射板であるため、体内を透過する過程で垂直偏波となった透過波３１のみを反射させる。

　反射板４０で反射した垂直偏波の透過波３１は、再び人２０の体内を透過する。受信アンテナ１２には、体内を透過する過程で垂直偏波となった透過波３１、体内を透過する過程で水平偏波となった透過波３１、および、体表で反射した水平偏波の反射波３３が到達する。

　受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、受信アンテナ１２は、垂直偏波の透過波３１を受信する。

　以上の通り、実施の形態１に係る発明では、受信アンテナ１２は、人２０の体内を透過し、送信アンテナ１１が放射した直線偏波のマイクロ波に直交する偏波となって受信アンテナ１２に到達した透過波３１を受信する。一方、受信アンテナ１２は、体表波３０、回折波３２、反射波３３、および、送信アンテナ１１が放射した直線偏波と同じ偏波の透過波３１を受信しない。

　このため、実施の形態１では、生体情報を含む透過波３１を安定して受信することができ、さらに、生体情報検知システム１０の構成を簡素化して、利便性の向上とトータルコストの削減を図ることができる。

　上述した実施の形態１では、反射部３５に偏波選択性を有する反射板４０を用いたが、反射部３５は、偏波選択性を有さない金属板などで形成される反射板４０であってもよい。

　この場合、反射板４０は、マイクロ波の偏波状態にかかわらず、反射板４０に到達したマイクロ波を反射させる。

　反射部３５に偏波選択性を有さない反射板４０を用いた場合において、送信アンテナ１１から放射された直線偏波のマイクロ波が受信アンテナ１２に到達する過程で現れる偏波状態について具体的に説明する。図４は、実施の形態１において偏波選択性を有さない反射板４０を用いた場合におけるマイクロ波の偏波状態を説明する図である。

　反射板４０は、偏波選択性がないため、反射板４０に到達したこれらのマイクロ波を反射させる。

　垂直偏波となった透過波３１と水平偏波となった透過波３１は、再び、人２０の体内に入射する。人２０の体内に入射したこれらの透過波３１は、体内を透過する過程において垂直偏波あるいは水平偏波のマイクロ波（透過波３１）となって受信アンテナ１２に到達する。

　受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１から放射された直線偏波のマイクロ波と直交する偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、水平偏波状態となって受信アンテナ１２に到達したマイクロ波（透過波３１）を受信する。

　反射板４０で反射した体表波３０および回折波３２のうち一部のマイクロ波は、再び、体表波３０または回折波３２となって垂直偏波状態で受信アンテナ１２に到達する。しかし、受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１から放射された直線偏波のマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、これらのマイクロ波（体表波３０、回折波３２）を受信しない。

　反射板４０で反射した体表波３０および回折波３２のうち他の一部のマイクロ波は、人２０の体内に入射し、体内に入射したマイクロ波のうち一部のマイクロ波は、体内を透過する過程において水平偏波となって受信アンテナ１２に到達する。

　受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１から放射された直線偏波のマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、体内を透過する過程において水平偏波となって受信アンテナ１２に到達したマイクロ波（透過波３１）を受信する。

　また、送信アンテナ１１が放射した垂直偏波のマイクロ波のうち、一部のマイクロ波は、人２０の体表で反射して伝搬する反射波３３となって受信アンテナ１２に到達する。送信アンテナ１１から放射されたマイクロ波が直線偏波の場合、反射波３３は、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波と同じ偏波のマイクロ波で受信アンテナ１２に到達する。

　受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１から放射された直線偏波のマイクロ波と直交する偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、人２０の体表で反射した反射波３３を受信しない。

　次に、送信アンテナ１１が水平偏波のマイクロ波を放射した場合、反射板４０には水平偏波の体表波３０、水平偏波の回折波３２、体内を透過する過程で水平偏波となった透過波３１、および、体内を透過する過程で垂直偏波となった透過波３１が到達する。

　反射板４０は、偏波選択性を有さないため、反射板４０に到達したこれらのマイクロ波を反射させる。

　水平偏波となった透過波３１と垂直偏波となった透過波３１は、再び、人２０の体内に入射する。人２０の体内に入射したこれらの透過波３１は、体内を透過する過程において垂直偏波あるいは水平偏波のマイクロ波（透過波３１）となって受信アンテナ１２に到達する。

　受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１から放射された直線偏波のマイクロ波と直交する偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、垂直偏波状態となって受信アンテナ１２に到達したマイクロ波（透過波３１）を受信する。

　反射板４０で反射した体表波３０および回折波３２のうち一部のマイクロ波は、再び、体表波３０または回折波３２となって水平偏波状態で受信アンテナ１２に到達する。しかし、受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１から放射された直線偏波のマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、これらのマイクロ波（体表波３０、回折波３２）を受信しない。

　反射板４０で反射した体表波３０および回折波３２のうち他の一部のマイクロ波は、人２０の体内に入射し、体内に入射したマイクロ波のうち一部のマイクロ波は、体内を透過する過程において垂直偏波となって受信アンテナ１２に到達する。

　受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１から放射された直線偏波のマイクロ波と直交する偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、体内を透過する過程において垂直偏波となって受信アンテナ１２に到達したマイクロ波（透過波３１）を受信する。

　また、送信アンテナ１１が放射した水平偏波のマイクロ波うち、一部のマイクロ波は、人２０の体表で反射して伝搬する反射波３３となって受信アンテナ１２に到達する。送信アンテナ１１から放射されたマイクロ波が直線偏波の場合、反射波３３は、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波と同じ偏波のマイクロ波で受信アンテナ１２に到達する。

　以上の通り、実施の形態１に係る発明では、偏波選択性を有さない反射板４０を用いた場合であっても、受信アンテナ１２は、生体情報を含む透過波３１を安定して受信することができる。

　なお、偏波選択性を有さない反射板４０を用いた場合、受信アンテナ１２には目的外の偏波のマイクロ波である体表波３０および回折波３２が到達する。したがって、偏波選択性を有さない反射板４０を用いた場合は、偏波選択性を有する反射板４０を用いたときよりも、受信アンテナ１２の目的外の偏波に対する抑圧度が高いことが望まれる。

　また、実施の形態１の生体情報検知システム１０に用いるアンテナは、指向性の鋭いアンテナであることが好ましい。

（実施の形態２）
　次に、実施の形態２における生体情報検知の概要について説明する。図５は、実施の形態２に係る生体情報検知の概要について説明する図である。

　送信アンテナ１１は、人２０に向けて円偏波のマイクロ波を放射するアンテナである。

　受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波と同じ円偏波のマイクロ波を受信するアンテナである。なお、送信アンテナ１１が円偏波のマイクロ波を放射する場合、送信アンテナ１１が放射するマイクロ波の偏波状態と受信アンテナ１２が受信するマイクロ波の偏波状態は同じであるため、これらのアンテナを共通のものとしてもよい。

　反射板４０は、送信アンテナ１１から放射された円偏波のマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を反射させ、送信アンテナ１１から放射された円偏波のマイクロ波に直交する偏波以外の偏波のマイクロ波を反射させない偏波選択性を有する反射板である。なお、円偏波のマイクロ波は、反射板４０で反射する際、円偏波の回転方向が反転する。

　送信アンテナ１１から円偏波のマイクロ波が放射されると、人２０の体の表面に沿って伝搬した体表波３０と、人２０の体内を透過して伝搬した透過波３１と、人２０の体外で回折して伝搬した回折波３２が反射板４０に到達する。

　反射板４０で反射したマイクロ波は、再び、人２０の体内に入射する。人２０の体内に入射した透過波３１は、人２０の体内で反射と回折を繰り返して体内を透過し、受信アンテナ１２に到達する。

　したがって、受信アンテナ１２に到達する透過波３１には、送信アンテナ１１が放射した円偏波のマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波と送信アンテナ１１が放射した円偏波と同じ偏波のマイクロ波が含まれる。

　受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１が放射した円偏波と同じ偏波のマイクロ波を受信するアンテナである。したがって、受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１が放射した円偏波のマイクロ波と同じ偏波となって到達した透過波３１を受信する。

　また、送信アンテナ１１が放射した円偏波のマイクロ波のうち、一部のマイクロ波は、人２０の体表で反射して伝搬する反射波３３となって受信アンテナ１２に到達する。送信アンテナ１１から放射されたマイクロ波が円偏波の場合、反射波３３は、送信アンテナ１１が放射した偏波のマイクロ波に直交する偏波となって受信アンテナ１２に到達する。

　ここで、受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１が放射した偏波と同じ偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるから、人２０の体表で反射した反射波３３を受信しない。

　結果として、受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１が放射した円偏波と同じ偏波となって到達した透過波３１のみを受信することができる。

　これにより、本発明は、体表波３０、回折波３２、および、反射波３３との干渉の影響を抑制して、生体情報を含む透過波３１を安定して受信することができる。

　また、実施の形態２の生体情報検知システム１０は、人２０の前面側に送信装置１０ａおよび受信装置１０ｂを設置しているため、人２０の背面側に受信装置１０ｂまたは受信装置１０ｂに電力を供給する電源や配線を設ける必要がない。したがって、生体情報検知システム１０の構成を簡素化して、利便性の向上とトータルコストの削減を図ることができる。

　次に、送信アンテナ１１から放射された円偏波のマイクロ波の受信アンテナ１２に到達する過程における偏波状態を具体的に説明する。図６は、実施の形態２におけるマイクロ波の偏波状態を説明する図である。

　送信アンテナ１１が右旋円偏波のマイクロ波を放射した場合、反射板４０には右旋円偏波の体表波３０、右旋円偏波の回折波３２、体内を透過する過程で右旋円偏波となった透過波３１、および、体内を透過する過程で左旋円偏波となった透過波３１が到達する。

　上述したように、反射板４０は、送信アンテナ１１から放射された円偏波のマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を反射させる反射板であるため、体内を透過する過程で左旋円偏波となった透過波３１のみを反射させる。なお、左旋円偏波の透過波３１は、反射板４０で反射する際、円偏波の回転方向が反転し、右旋円偏波のマイクロ波となる。

　反射板４０で反射し、右旋円偏波となった透過波３１は、再び人２０の体内を透過する。受信アンテナ１２には、体内を透過する過程で右旋円偏波となった透過波３１、体内を透過する過程で左旋円偏波となった透過波３１、および、体表で反射して左旋円偏波となった反射波３３が到達する。

　受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波と同じ偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、受信アンテナ１２は、右旋円偏波の透過波３１を受信する。

　一方、送信アンテナ１１が左旋円偏波のマイクロ波を放射した場合、反射板４０には左旋円偏波の体表波３０、左旋円偏波の回折波３２、体内を透過する過程で左旋円偏波となった透過波３１、および、体内を透過する過程で右旋円偏波となった透過波３１が到達する。

　上述したように、反射板４０は、送信アンテナ１１から放射された円偏波のマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を反射させる反射板であるため、体内を透過して右旋円偏波となった透過波３１のみを反射させる。

　反射板４０で反射し、左旋円偏波となった透過波３１は、再び人２０の体内を透過する。受信アンテナ１２には、体内を透過する過程で左旋円偏波となった透過波３１、体内を透過する過程で右旋円偏波となった透過波３１、および、体表で反射して右旋円偏波となった反射波３３が到達する。

　受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波と同じ偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、受信アンテナ１２は、左旋円偏波の透過波３１を受信する。

　以上の通り、実施の形態２に係る発明では、受信アンテナ１２は、人２０の体内を透過し、送信アンテナ１１が放射した円偏波と同じ偏波となって受信アンテナ１２に到達した透過波３１を受信する。一方、受信アンテナ１２は、体表波３０、回折波３２、反射波３３、および、人２０の体内を透過し、送信アンテナ１１が放射した円偏波のマイクロ波に直交する偏波となった透過波３１を受信しない。

　このため、実施の形態２に係る発明では、生体情報を含む透過波３１を安定して受信することができ、さらに、生体情報検知システム１０の構成を簡素化して、利便性の向上とトータルコストの削減を図ることができる。

　上述した実施の形態２では、反射部３５に偏波選択性を有する反射板４０を用いたが、反射部３５は、偏波選択性を有さない金属板などで形成される反射板４０であってもよい。

　反射部３５に偏波選択性を有さない反射板４０を用いた場合において、送信アンテナ１１から放射された円偏波のマイクロ波が受信アンテナ１２に到達する過程で示す偏波状態について具体的に説明する。図７は、実施の形態２において偏波選択性を有さない反射板４０を用いた場合におけるマイクロ波の偏波状態を説明する図である。

　反射板４０は、偏波選択性を有さないため、反射板４０に到達したこれらのマイクロ波を反射させる。なお、右旋円偏波の透過波３１は、反射板４０で反射する際、円偏波の回転方向が反転し、左旋円偏波のマイクロ波となる。

　反射板４０で反射して左旋円偏波となった透過波３１と反射板４０で反射して右旋円偏波となった透過波３１は、再び、人２０の体内に入射する。人２０の体内に入射したこれらの透過波３１は、体内を透過する過程で右旋円偏波あるいは左旋円偏波のマイクロ波（透過波３１）となって受信アンテナ１２に到達する。

　受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１から放射された円偏波のマイクロ波と同じ偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、右旋円偏波状態となって受信アンテナ１２に到達したマイクロ波（透過波３１）を受信する。

　反射板４０で反射した体表波３０および回折波３２のうち一部のマイクロ波は、再び、体表波３０または回折波３２となって左旋円偏波状態で受信アンテナ１２に到達する。しかし、受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１から放射された円偏波のマイクロ波と同じ偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、これらのマイクロ波（体表波３０、回折波３２）を受信しない。

　反射板４０で反射した体表波３０および回折波３２のうち他の一部のマイクロ波は、人２０の体内に入射し、体内に入射したマイクロ波のうち一部のマイクロ波は、体内を透過する過程において右旋円偏波となって受信アンテナ１２に到達する。

　受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１から放射された円偏波のマイクロ波と同じ偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、体内を透過する過程において右旋円偏波となって受信アンテナ１２に到達したマイクロ波（透過波３１）を受信する。

　また、送信アンテナ１１が放射した右旋円偏波のマイクロ波のうち、一部のマイクロ波は、人２０の体表で反射して伝搬する反射波３３となって受信アンテナ１２に到達する。送信アンテナ１１から放射されたマイクロ波が円偏波の場合、反射波３３は、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波となって受信アンテナ１２に到達する。

　受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１から放射された円偏波のマイクロ波と同じ偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、人２０の体表で反射した反射波３３を受信しない。

　次に、送信アンテナ１１が左旋円偏波のマイクロ波を放射した場合、反射板４０には左旋円偏波の体表波３０、左旋円偏波の回折波３２、体内を透過する過程で左旋円偏波となった透過波３１、および、体内を透過する過程で右旋円偏波となった透過波３１が到達する。

　反射板４０は、偏波選択性を有さないため、反射板４０に到達したこれらのマイクロ波を反射させる。なお、左旋円偏波の透過波３１は、反射板４０で反射する際、円偏波の回転方向が反転し、右旋円偏波のマイクロ波となる。

　受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１から放射された円偏波のマイクロ波と同じ偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、左旋円偏波状態となって受信アンテナ１２に到達したマイクロ波（透過波３１）を受信する。

　反射板４０で反射した体表波３０および回折波３２のうち一部のマイクロ波は、再び、体表波３０または回折波３２となって右旋円偏波状態で受信アンテナ１２に到達する。しかし、受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１から放射された円偏波のマイクロ波と同じ偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、これらのマイクロ波（体表波３０、回折波３２）を受信しない。

　反射板４０で反射した体表波３０および回折波３２のうち他の一部のマイクロ波は、人２０の体内に入射し、体内に入射したマイクロ波のうち一部のマイクロ波は、体内を透過する過程において左旋円偏波となって受信アンテナ１２に到達する。

　受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１から放射された円偏波のマイクロ波と同じ偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、体内を透過する過程において左旋円偏波となって受信アンテナ１２に到達したマイクロ波（透過波３１）を受信する。

　また、送信アンテナ１１が放射した左旋円偏波のマイクロ波のうち、一部のマイクロ波は、人２０の体表で反射して伝搬する反射波３３となって受信アンテナ１２に到達する。送信アンテナ１１から放射されたマイクロ波が円偏波の場合、反射波３３は、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波となって受信アンテナ１２に到達する。

　以上の通り、実施の形態２に係る発明では、偏波選択性を有さない反射板４０を用いた場合であっても、受信アンテナ１２は、生体情報を含む透過波３１を安定して受信することができる。

　なお、偏波選択性を有さない反射板４０を用いた場合、受信アンテナ１２には目的外の偏波のマイクロ波である体表波３０および回折波３２が到達する。したがって、偏波選択性を有さない反射板４０を用いた場合は、偏波選択性を有する反射板４０を用いたときよりも、受信アンテナ１２の目的外の偏波に対する抑圧度が高いことが望まれる。換言すれば、受信アンテナ１２は、軸比特性の優れたマイクロ波を受信するアンテナであることが望ましい。

　また、本実施の形態の生体情報検知システム１０に用いるアンテナは、指向性の鋭いアンテナであることが好ましい。

（実施の形態３）
　次に、実施の形態３における生体情報検知の概要について説明する。図８は、実施の形態３に係る生体情報検知の概要について説明する図である。実施の形態３に係る生体情報検知システム１０は、第１の受信アンテナ４５と第２の受信アンテナ４６とを有し、これら２つの受信アンテナを切り換えてマイクロ波を受信する。なお、以下では、第２の受信アンテナ４６でマイクロ波を受信した後、第１の受信アンテナ４５に切り換えてマイクロ波を受信する態様について説明する。

　送信アンテナ１１は、人２０の一方側に配置される。一方側とは、例えば、人２０の正面側である。第１の受信アンテナ４５は、人２０の一方側であって送信アンテナ１１と並べて配置される。偏波フィルタ４１は、人２０の他方側に配置される。他方側とは、例えば、人２０の背面側である。すなわち、偏波フィルタ４１は、人２０を挟んで、送信アンテナ１１および第１の受信アンテナ４５と対向して配置される。第２の受信アンテナ４６は、偏波フィルタ４１を挟んで人２０と対向して配置される。

　なお、送信アンテナ１１および第１の受信アンテナ４５と、偏波フィルタ４１および第２の受信アンテナ４６は、人２０を挟んで対向して配置されていればよく、送信アンテナ１１および第１の受信アンテナ４５を人２０の背面側に配置し、偏波フィルタ４１および第２の受信アンテナ４６を人２０の正面側に配置してもよい。

　送信アンテナ１１は、人２０に向けて直線偏波のマイクロ波を放射するアンテナである。送信アンテナ１１は、マイクロ波の偏波状態を切り換えて放射することが可能である。これにより、送信アンテナ１１から放射されたマイクロ波を受信するアンテナを第１の受信アンテナ４５と第２の受信アンテナ４６との間で切り換えることができる。これについては、後に詳しく説明する。

　第１の受信アンテナ４５は、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を受信するアンテナである。

　偏波フィルタ４１は、第２の受信アンテナ４６がマイクロ波を受信する場合、送信アンテナ１１が放射した直線偏波のマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を透過させ、第１の受信アンテナ４５がマイクロ波を受信する場合、送信アンテナ１１が放射した直線偏波のマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を反射させるフィルタである。

　第２の受信アンテナ４６は、人２０および偏波フィルタ４１を透過した透過波３１を受信するアンテナである。

　送信アンテナ１１から所定の直線偏波のマイクロ波が放射されると、体の表面に沿って伝搬した体表波３０と、人２０の体内を透過して伝搬した透過波３１と、人２０の体外で回折して伝搬した回折波３２が偏波フィルタ４１に到達する。

　送信アンテナ１１が放射したマイクロ波に直交する偏波となった透過波３１は、偏波フィルタ４１を透過する。一方、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波と同じ偏波の透過波３１、体表波３０、および、回折波３２は、偏波フィルタ４１を透過しない。

　偏波フィルタ４１を透過した透過波３１は、第２の受信アンテナ４６に到達する。

　第２の受信アンテナ４６は、送信アンテナ１１が放射した直線偏波のマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、第２の受信アンテナ４６に到達した透過波３１を受信する。

　したがって、第２の受信アンテナ４６は、送信アンテナ１１が放射した直線偏波のマイクロ波に直交する偏波となって到達した透過波３１のみを受信することができる。

　次に、送信アンテナ１１が、所定の直線偏波から所定の直線偏波のマイクロ波に直交する偏波に切り換えてマイクロ波を放射すると、体の表面に沿って伝搬した体表波３０と、人２０の体内を透過して伝搬した透過波３１と、人２０の体外で回折して伝搬した回折波３２が偏波フィルタ４１に到達する。なお、直線偏波の偏波状態を切り換える技術は、公知であるため、ここでは詳しい説明を省略する。

　上述したように、体内を透過する透過波３１のうち一部のマイクロ波は、体内を透過する過程において、誘電率に差がある器官２０ａの境界面で反射または回折を繰り返すことより、人２０の体内に入射したときの偏波状態に直交する偏波状態となって体から放射される。

　送信アンテナ１１が放射したマイクロ波に直交する偏波となった透過波３１は、偏波フィルタ４１で反射する。一方、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波と同じ偏波の透過波３１、体表波３０、および、回折波３２は、偏波フィルタ４１で反射しない。

　偏波フィルタ４１で反射した透過波３１は、再び、人２０の体内に入射する。人２０の体内に入射した透過波３１は、人２０の体内で反射と回折を繰り返して体内を透過し、第１の受信アンテナ４５に到達する。

　したがって、第１の受信アンテナ４５に到達するマイクロ波には、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波と同じ偏波のマイクロ波とこれに直交する偏波のマイクロ波が含まれる。

　第１の受信アンテナ４５は、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波の偏波に直交する偏波のマイクロ波を受信するアンテナである。したがって、第１の受信アンテナ４５は、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波の偏波に直交する偏波となって到達した透過波３１を受信する。

　また、送信アンテナ１１が放射した所定の直線偏波のマイクロ波うち、一部のマイクロ波は、人２０の体表で反射し、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波と同じ偏波状態で第１の受信アンテナ４５に到達する。

　ここで、第１の受信アンテナ４５は、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波の偏波に直交する偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるから、人２０の体表で反射した反射波３３を受信しない。

　結果として、第１の受信アンテナ４５は、送信アンテナ１１が放射した直線偏波のマイクロ波に直交する偏波となって第１の受信アンテナ４５に到達した透過波３１のみを受信することができる。

　このように、送信アンテナ１１が放射するマイクロ波の偏波状態を切り換えることにより、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波を第１の受信アンテナ４５と第２の受信アンテナ４６との間で切り換えて受信することができる。

　なお、受信アンテナを切り換える方法は、送信アンテナ１１が放射するマイクロ波の偏波状態を変更する方法に限られない。例えば、送信アンテナ１１と第２の受信アンテナ４６とを結ぶ方向に延びる軸を中心に、偏波フィルタ４１を９０度回転させてもよい。

　この場合、送信アンテナ１１が放射するマイクロ波の偏波状態を変更せずに、偏波フィルタ４１を透過または反射させる偏波を変更することができる。したがって、送信アンテナ１１の構成を簡素化することができる。

　次に、送信アンテナ１１から放射された直線偏波のマイクロ波を第２の受信アンテナ４６で受信した後、第１の受信アンテナ４５に切り換えて受信する場合のマイクロ波の偏波状態を具体的に説明する。

　まず、送信アンテナ１１が垂直偏波のマイクロ波を放射し、その後、水平偏波のマイクロ波を放射することにより、マイクロ波を受信するアンテナを第２の受信アンテナ４６から第１の受信アンテナ４５に切り換える態様について説明する。図９は、実施の形態３におけるマイクロ波の偏波状態を説明する図である。

　送信アンテナ１１が垂直偏波のマイクロ波を放射すると、偏波フィルタ４１には垂直偏波の体表波３０と回折波３２、垂直偏波の透過波３１、および、体内を透過する過程で水平偏波となった透過波３１が到達する。

　偏波フィルタ４１は、水平偏波のマイクロ波を透過させ、水平偏波以外のマイクロ波を反射させるフィルタである。そのため、偏波フィルタ４１は、人２０の体内を透過する過程で水平偏波となった透過波３１のみを透過させる。

　第２の受信アンテナ４６は、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を受信するアンテナであり、第２の受信アンテナ４６は、水平偏波の透過波３１を受信する。

　送信アンテナ１１が、人２０に向けて放射するマイクロ波を垂直偏波から水平偏波のマイクロ波に変更した場合、偏波フィルタ４１には、水平偏波の体表波３０と回折波３２、水平偏波の透過波３１、および、体内を透過する過程で垂直偏波となった透過波３１が到達する。

　ここで、偏波フィルタ４１は、水平偏波のマイクロ波を透過させ、水平偏波以外の偏波のマイクロ波を反射させるフィルタである。そのため、偏波フィルタ４１は、人２０の体内を透過する過程で垂直偏波となった透過波３１を反射させる。

　偏波フィルタ４１で反射した垂直偏波の透過波３１は、再び人２０の体内を透過する。第１の受信アンテナ４５には、垂直偏波の透過波３１、体内を透過する過程で水平偏波となった透過波３１、および、体表で反射した水平偏波の反射波３３が到達する。

　第１の受信アンテナ４５は、垂直偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、体内を透過した垂直偏波の透過波３１を受信する。

　また、送信アンテナ１１が放射した水平偏波のマイクロ波のうち、一部のマイクロ波は、人２０の体表で反射して伝搬する反射波３３となって第１の受信アンテナ４５に到達する。送信アンテナ１１から放射されたマイクロ波が直線偏波の場合、反射波３３は、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波と同じ偏波のマイクロ波となって第１の受信アンテナ４５に到達する。

　第１の受信アンテナ４５は、送信アンテナ１１から放射された直線偏波のマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、人２０の体表で反射した反射波３３を受信しない。

　以上の通り、送信アンテナ１１が放射するマイクロ波を垂直偏波から水平偏波に切り換えることにより、生体情報を含むマイクロ波を受信するアンテナを第２の受信アンテナ４６から第１の受信アンテナ４５に切り換えることができる。

　次に、送信アンテナ１１が水平偏波のマイクロ波を放射し、その後、垂直偏波のマイクロ波を放射することにより、マイクロ波を受信するアンテナを第２の受信アンテナ４６から第１の受信アンテナ４５に切り換える態様について説明する。図１０は、実施の形態３におけるマイクロ波の偏波状態を説明する図である。

　送信アンテナ１１が水平偏波のマイクロ波を放射すると、偏波フィルタ４１には水平偏波の体表波３０と回折波３２、水平偏波の透過波３１、および、体内を透過する過程で垂直偏波となった透過波３１が到達する。

　偏波フィルタ４１は、垂直偏波のマイクロ波を透過させ、垂直偏波以外のマイクロ波を反射させるフィルタである。そのため、偏波フィルタ４１は、人２０の体内を透過して垂直偏波となった透過波３１のみを透過させる。

　第２の受信アンテナ４６は、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を受信するアンテナであり、第２の受信アンテナ４６は、垂直偏波の透過波３１を受信する。

　送信アンテナ１１が、人２０に向けて放射するマイクロ波を水平偏波から垂直偏波のマイクロ波に変更した場合、偏波フィルタ４１には、垂直偏波の体表波３０と回折波３２、垂直偏波の透過波３１、および、体内を透過する過程で水平偏波となった透過波３１が到達する。

　ここで、偏波フィルタ４１は、垂直偏波のマイクロ波を透過させ、垂直偏波以外の偏波のマイクロ波を反射させるフィルタである。そのため、偏波フィルタ４１は、人２０の体内を透過する過程で水平偏波となった透過波３１を反射させる。

　偏波フィルタ４１で反射した水平偏波の透過波３１は、再び人２０の体内を透過する。第１の受信アンテナ４５には、水平偏波の透過波３１、体内を透過する過程で垂直偏波となった透過波３１、および、体表で反射した垂直偏波の反射波３３が到達する。

　第１の受信アンテナ４５は、水平偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、体内を透過した水平偏波の透過波３１を受信する。

　また、送信アンテナ１１が放射した垂直偏波のマイクロ波のうち、一部のマイクロ波は、人２０の体表で反射して伝搬する反射波３３となって第１の受信アンテナ４５に到達する。送信アンテナ１１から放射されたマイクロ波が直線偏波の場合、反射波３３は、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波と同じ偏波のマイクロ波となって第１の受信アンテナ４５に到達する。

　以上の通り、送信アンテナ１１が放射するマイクロ波を水平偏波から垂直偏波に切り換えることにより、生体情報を含むマイクロ波を受信するアンテナを第２の受信アンテナ４６から第１の受信アンテナ４５に切り換えることができる。

　実施の形態３に係る発明では、第２の受信アンテナ４６は、人２０の体内を透過し、送信アンテナ１１が放射した直線偏波のマイクロ波に直交する偏波となって第２の受信アンテナ４６に到達した透過波３１を受信する。一方、体表波３０や、回折波３２となったマイクロ波を受信しない。

　このため、実施の形態３に係る発明では、体表波３０、回折波３２、および、反射波３３との干渉の影響を抑制して、生体情報を含む透過波３１を安定して受信することができる。

　また、第１の受信アンテナ４５は、人２０の体内を透過し、送信アンテナ１１が放射した直線偏波のマイクロ波に直交する偏波となって第１の受信アンテナ４５に到達した透過波３１を受信する。一方、第１の受信アンテナ４５は、人２０の体表で反射して第１の受信アンテナ４５に到達した反射波３３を受信しない。

　このため、実施の形態３に係る発明では、透過波３１と反射波３３との干渉の影響を抑制して、生体情報を含む透過波３１を安定して受信することができる。

　実施の形態３の生体情報検知システム１０では、第１の受信アンテナ４５と第２の受信アンテナ４６のうち、何れか一方の受信アンテナに不具合が発生した場合であっても生体情報の検知を継続することができる。

　例えば、第２の受信アンテナ４６でマイクロ波を受信している際に、第２の受信アンテナ４６電力を供給する電源装置の電圧が低下し、第２の受信アンテナ４６でマイクロ波を受信できなくなる場合がある。この場合、送信アンテナ１１から送信されるマイクロ波の偏波状態を変更することにより、第１の受信アンテナ４５でマイクロ波を受信することが可能となる。

　これにより、生体情報検知システム１０は、人２０の心拍の検知を継続的に行うことができる。

　なお、本発明の生体情報検知システム１０に用いるアンテナは、指向性の鋭いアンテナであることが好ましい。

（実施の形態４）
　次に、実施の形態４における生体情報検知の概要について説明する。図１１は、実施の形態４に係る生体情報検知の概要について説明する図である。実施の形態４に係る生体情報検知システム１０は、第１の受信アンテナ４５と第２の受信アンテナ４６とを有し、これら２つの受信アンテナを切り換えてマイクロ波を受信する。なお、以下では、第２の受信アンテナ４６でマイクロ波を受信した後、第１の受信アンテナ４５に切り換えてマイクロ波を受信する態様について説明する。

　送信アンテナ１１は、人２０に向けて円偏波のマイクロ波を放射するアンテナである。送信アンテナ１１は、マイクロ波の偏波状態を切り換えて放射することが可能である。これにより、送信アンテナ１１から放射されたマイクロ波を受信するアンテナを第１の受信アンテナ４５と第２の受信アンテナ４６との間で切り換えることができる。これについては、後に詳しく説明する。

　第１の受信アンテナ４５は、送信アンテナ１１が放射した所定の円偏波と同じ偏波のマイクロ波を受信するアンテナである。なお、送信アンテナ１１が円偏波のマイクロ波を放射する場合、送信アンテナ１１が放射するマイクロ波の偏波状態と第１の受信アンテナ４５が受信するマイクロ波の偏波状態は同じであるため、これらのアンテナを共通のものとしてもよい。

　偏波フィルタ４１は、第２の受信アンテナ４６がマイクロ波を受信する場合、送信アンテナ１１が放射した円偏波のマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を透過させ、第１の受信アンテナ４５がマイクロ波を受信する場合、送信アンテナ１１が放射した円偏波のマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を反射させるフィルタである。なお、円偏波のマイクロ波は、偏波フィルタ４１で反射する際、円偏波の回転方向が反転する。

　第２の受信アンテナ４６は、人２０および偏波フィルタ４１を透過した透過波を受信するアンテナである。

　送信アンテナ１１から所定の円偏波のマイクロ波が放射されると、体の表面に沿って伝搬した体表波３０と、人２０の体内を透過して伝搬した透過波３１と、人２０の体外で回折して伝搬した回折波３２が偏波フィルタ４１に到達する。

　第２の受信アンテナ４６は、送信アンテナ１１が放射した円偏波のマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、第２の受信アンテナ４６に到達した透過波３１を受信する。

　したがって、第２の受信アンテナ４６は、送信アンテナ１１が放射した円偏波のマイクロ波に直交する偏波となって到達した透過波３１のみを受信することができる。

　次に、送信アンテナ１１が、所定の円偏波から所定の円偏波に直交する偏波に切り換えてマイクロ波を放射すると、体の表面に沿って伝搬した体表波３０と、人２０の体内を透過して伝搬した透過波３１と、人２０の体外で回折して伝搬した回折波３２が偏波フィルタ４１に到達する。なお、円偏波の偏波状態を切り換える技術は、公知であるため、ここでは詳しい説明を省略する。

　上述したように、体内を透過する透過波３１にうち一部のマイクロ波は、体内を透過する過程において、誘電率に差がある器官２０ａの境界面で反射または回折を繰り返すことより、人２０の体内に入射したときの偏波状態に直交する偏波状態となって体から放射される。

　したがって、第１の受信アンテナ４５に到達するマイクロ波には、所定の円偏波のマイクロ波と所定の円偏波のマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波が含まれる。

　第１の受信アンテナ４５は、送信アンテナ１１が放射した所定の円偏波のマイクロ波と同じ偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、送信アンテナ１１が放射した所定の円偏波と同じ偏波となった透過波３１を受信する。

　また、送信アンテナ１１が放射した所定の円偏波のマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波のうち、一部のマイクロ波は、人２０の体表で反射し、送信アンテナ１１が放射したときの偏波状態に直交する偏波となって第１の受信アンテナ４５に到達する。

　ここで、第１の受信アンテナ４５は、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波の偏波と同じ偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるから、人２０の体表で反射した反射波３３を受信しない。

　結果として、第１の受信アンテナ４５は、送信アンテナ１１が放射した円偏波と同じ偏波状態で第１の受信アンテナ４５に到達した透過波３１のみを受信することができる。

　次に、送信アンテナ１１から放射された円偏波のマイクロ波を第２の受信アンテナ４６で受信した後、第１の受信アンテナ４５に切り換えて受信する場合のマイクロ波の偏波状態を具体的に説明する。

　まず、送信アンテナ１１が右旋円偏波のマイクロ波を放射し、その後、左旋円偏波のマイクロ波を放射することにより、マイクロ波を受信するアンテナを第２の受信アンテナ４６から第１の受信アンテナ４５に切り換える態様について説明する。図１２は、実施の形態４におけるマイクロ波の偏波状態を説明する図である。

　送信アンテナ１１が右旋円偏波のマイクロ波を放射すると、偏波フィルタ４１には右旋円偏波の体表波３０と回折波３２、右旋円偏波の透過波３１、および、体内を透過する過程で左旋円偏波となった透過波３１が到達する。

　偏波フィルタ４１は、左旋円偏波のマイクロ波を透過させ、左旋円偏波以外の偏波のマイクロ波を反射させるフィルタである。そのため、偏波フィルタ４１は、人２０の体内を透過する過程で左旋円偏波となった透過波３１のみを透過させる。

　第２の受信アンテナ４６は、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を受信するアンテナである。そのため、第２の受信アンテナ４６は、左旋円偏波の透過波３１を受信する。

　送信アンテナ１１が、人２０に向けて放射するマイクロ波を右旋円偏波から左旋円偏波のマイクロ波に変更した場合、偏波フィルタ４１には、左旋円偏波の体表波３０と回折波３２、左旋円偏波の透過波３１、および、体内を透過する過程で右旋円偏波となった透過波３１が到達する。

　ここで、偏波フィルタ４１は、左旋円偏波のマイクロ波を透過させ、左旋円偏波以外の偏波のマイクロ波を反射させるフィルタである。そのため、偏波フィルタ４１は、人２０の体内を透過して右旋円偏波となった透過波３１を反射させる。なお、右旋円偏波のマイクロ波は、偏波フィルタ４１で反射する際、円偏波の回転方向が反転し、左旋円偏波のマイクロ波となる。

　偏波フィルタ４１で反射した右旋円偏波の透過波３１は、再び人２０の体内を透過する。第１の受信アンテナ４５には、右旋円偏波の透過波３１、体内を透過する過程で左旋円偏波となった透過波３１、および、体表で反射した右旋円偏波の反射波３３が到達する。

　第１の受信アンテナ４５は、左旋円偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、体内を透過した左旋円偏波の透過波３１を受信する。

　また、送信アンテナ１１が放射した右旋円偏波のマイクロ波のうち、一部のマイクロ波は、人２０の体表で反射して伝搬する反射波３３となって第１の受信アンテナ４５に到達する。送信アンテナ１１から放射されたマイクロ波が円偏波の場合、反射波３３は、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波となって第１の受信アンテナ４５に到達する。

　第１の受信アンテナ４５は、送信アンテナ１１から放射された円偏波のマイクロ波と同じ偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、人２０の体表で反射した反射波３３を受信しない。

　以上の通り、送信アンテナ１１が放射するマイクロ波を右旋円偏波から左旋円偏波に切り換えることにより、生体情報を含むマイクロ波を受信するアンテナを第２の受信アンテナ４６から第１の受信アンテナ４５に切り換えることができる。

　次に、送信アンテナ１１が左旋円偏波のマイクロ波を放射し、その後、右旋円偏波のマイクロ波を放射することにより、マイクロ波を受信するアンテナを第２の受信アンテナ４６から第１の受信アンテナ４５に切り換える態様について説明する。図１３は、実施の形態４におけるマイクロ波の偏波状態を説明する図である。

　送信アンテナ１１が左旋円偏波のマイクロ波を放射した場合、偏波フィルタ４１には左旋円偏波の体表波３０と回折波３２、左旋円偏波の透過波３１、および、体内を透過する過程で右旋円偏波となった透過波３１が到達する。

　偏波フィルタ４１は、右旋円偏波のマイクロ波を透過させ、右旋円偏波以外のマイクロ波を反射させるフィルタである。そのため、偏波フィルタ４１は、人２０の体内を透過する過程で右旋円偏波となった透過波３１のみを透過させる。

　第２の受信アンテナ４６は、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波を受信するアンテナである。そのため、第２の受信アンテナ４６は、右旋円偏波の透過波３１を受信する。

　送信アンテナ１１が、人２０に向けて放射するマイクロ波を左旋円偏波から右旋円偏波のマイクロ波に変更した場合、偏波フィルタ４１には、右旋円偏波の体表波３０と回折波３２、右旋円偏波の透過波３１、および、体内を透過する過程で左旋円偏波となった透過波３１が到達する。

　ここで、偏波フィルタ４１は、右旋円偏波のマイクロ波を透過させ、右旋円偏波以外の偏波のマイクロ波を反射させるフィルタである。そのため、偏波フィルタ４１は、人２０の体内を透過して左旋円偏波となった透過波を反射させる。なお、左旋円偏波のマイクロ波は、偏波フィルタ４１で反射する際、円偏波の回転方向が反転し、右旋円偏波のマイクロ波となる。

　偏波フィルタ４１で反射した透過波３１は、再び人２０の体内を透過する。第１の受信アンテナ４５には、人２０の体内を透過した右旋円偏波の透過波３１と体内を透過する過程で左旋円偏波となった透過波３１、および、体表で反射し、左旋円偏波となった反射波３３が到達する。

　第１の受信アンテナ４５は、右旋円偏波のマイクロ波を受信するアンテナであるため、体内を透過した右旋円偏波の透過波３１を受信する。

　また、送信アンテナ１１が放射した左旋円偏波のマイクロ波のうち、一部のマイクロ波は、人２０の体表で反射して伝搬する反射波３３となって第１の受信アンテナ４５に到達する。送信アンテナ１１から放射されたマイクロ波が円偏波の場合、反射波３３は、送信アンテナ１１が放射したマイクロ波に直交する偏波のマイクロ波となって第１の受信アンテナ４５に到達する。

　以上の通り、送信アンテナ１１が放射するマイクロ波を左旋円偏波から右旋円偏波に切り換えることにより、生体情報を含むマイクロ波を受信するアンテナを第２の受信アンテナ４６から第１の受信アンテナ４５に切り換えることができる。

　実施の形態４に係る発明では、第２の受信アンテナ４６は、人２０の体内を透過し、送信アンテナ１１が放射した円偏波のマイクロ波に直交する偏波となって第２の受信アンテナ４６に到達した透過波３１を受信する。一方、体表波３０や、回折波３２となったマイクロ波を受信しない。

　このため、実施の形態４に係る発明では、体表波３０、回折波３２、および、反射波３３との干渉の影響を抑制して、生体情報を含む透過波３１を安定して受信することができる。

　また、第１の受信アンテナ４５は、人２０の体内を透過し、送信アンテナ１１が放射した円偏波と同じ偏波となって第１の受信アンテナ４５に到達した透過波３１を受信する。一方、第１の受信アンテナ４５は、人２０の体表で反射して第１の受信アンテナ４５に到達した反射波３３を受信しない。

　このため、実施の形態４に係る発明では、透過波３１と反射波３３との干渉の影響を抑制して、生体情報を含む透過波３１を安定して受信することができる。

　実施の形態４の生体情報検知システム１０では、第１の受信アンテナ４５と第２の受信アンテナ４６のうち、何れか一方の受信アンテナに不具合が発生した場合であっても生体情報の検知を継続することができる。

　例えば、第２の受信アンテナ４６でマイクロ波を受信している際に、第２の受信アンテナ４６に電力を供給する電源装置の電圧が低下し、第２の受信アンテナ４６でマイクロ波を受信できなくなる場合がある。この場合、送信アンテナ１１から送信されるマイクロ波の偏波状態を変更することにより、第１の受信アンテナ４５でマイクロ波を受信することが可能となる。

　実施の形態１～４の生体情報検知システム１０は、例えば、車両のドライバおよび搭乗者の疲労や眠気の推定に必要な心拍情報を検知するために用いることができる。図１４は、車両５０のドライバおよび搭乗者の生体情報検知の概要について説明する図である。

　ここで、生体情報検知システム１０を車両５０に搭載して生体情報を検知する場合、ドライバおよび全ての搭乗者の生体情報を安定して受信することが望ましい。しかしながら、全ての席に受信アンテナ１２を含む受信装置１０ｂを設置するとシステム全体のコストが上昇する。

　したがって、心拍情報を安定して受信することが必要な運転席にのみ受信アンテナ１２を備え、他の席には、安価な反射板４０を設置することが好ましい。これにより、機能とコストとのバランスの取れた生体情報検知システム１０を提供することができる。

　車両５０は、例えば、コンソール部（不図示）と、運転席５１と、助手席５２と、左後部席５３と、右後部席５４とを備える。

　コンソール部は、送信アンテナ１１および受信アンテナ１２を備える。運転席５１の背もたれ部には、偏波フィルタ４１と、第２の受信アンテナ４６を備える。また、助手席５２、左後部席５３、および、右後部席５４の背もたれ部には、反射板４０を備える。

　送信アンテナ１１が所定の偏波のマイクロ波を放射した場合、偏波フィルタ４１は人２０の体内を透過する過程で所定の偏波のマイクロ波に直交する偏波となった透過波３１を透過させ、第２の受信アンテナ４６は、所定の偏波のマイクロ波に直交する偏波となった透過波３１を受信する。

　また、反射板４０は、人２０の体内を透過する過程で所定の偏波のマイクロ波に直交する偏波となった透過波３１を反射させ、第１の受信アンテナ４５は、当該透過波３１を受信する。

　送信アンテナ１１および受信アンテナ１２を含む送受信装置と、第２の受信アンテナ４６を含む受信装置は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）で接続される。また、送受信装置および受信装置は、車両５０のＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）と通信可能に接続され、ＥＣＵにおいて心拍情報の検出を行う。ここで、ＥＣＵは、図１に示した信号処理部１５および判定部１７に対応する。

　これにより、生体情報検知システム１０は、車両５０を運転中のドライバの生体情報および搭乗者の生体情報を検出し、ドライバまたは搭乗者に異変が起きているか否か、ドライバまたは搭乗者の疲労の度合いなどを検出することができる。

　また、この例では、運転席５１には、偏波フィルタ４１と第２の受信アンテナ４６を設け、助手席５２、左後部席５３、および、右後部席５４には、反射板４０を設けるようにした。したがって、全ての席に第２の受信アンテナ４６を設ける場合と比較して、生体情報検知システム１０全体のコストを低く抑えることができる。

　実施の形態１または実施の形態２の生体情報検知システム１０は、例えば、人２０の睡眠時の生体情報を検知するために用いることができる。図１５は、人の睡眠時の生体情報検知の概要について説明する図である。

　送信アンテナ１１と受信アンテナ１２は、人２０に対して、上側に配置される。反射部３５は、人２０に対して、下側に配置される。人２０は、例えば、布団７１などで覆われているものとする。

　反射部３５には、偏波選択性の反射シート４２が用いられる。反射シート４２は、例えば、シーツ７０に編み込まれた金属繊維によって形成される。また、反射シート４２は、シーツ７０に防水目的で張り合わされたポリエチレンシート上に形成した金属膜であってもよい。

　反射シート４２は、例えば、人２０の胸部に対応する部分に設けられていればよい。この場合、送信アンテナ１１には、ヘリカルアンテナなどの指向性の鋭いアンテナを用い、送信アンテナ１１から放射されるマイクロ波の輻射範囲を反射シート４２に向けて集中させることが好ましい。

　なお、反射部３５は、偏波選択性の反射板４０であってもよい。この場合、反射板４０は、例えば、ベッド、マットレス、または、敷き布団などに配置される。

　また、反射部３５は、偏波選択性を有さない反射シート４２または反射板４０であってもよい。この場合、受信アンテナ１２は、目的外の偏波に対する抑圧度が高いアンテナであることが望まれる。特に、受信アンテナ１２が円偏波のマイクロ波を受信する場合、受信アンテナ１２は、軸比特性の優れたマイクロ波を受信するアンテナであることが望ましい。

　本発明は、生体の生体情報を検知する生体情報検知システムに用いるのに好適である。

　１０　生体情報検知システム
　１０ａ　送信装置
　１０ｂ　受信装置
　１１　送信アンテナ
　１２　受信アンテナ
　１３　送信部
　１４　受信部
　１５　信号処理部
　１６　制御部
　１７　判定部
　２０　人
　２０ａ　器官
　３５　反射部
　４０　反射板
　４１　偏波フィルタ
　４２　反射シート
　４５　第１の受信アンテナ
　４６　第２の受信アンテナ
　５０　車両
　５１　運転席
　５２　助手席
　５３　左後部席
　５４　右後部席
　７０　シーツ
　７１　布団

Claims

　生体の生体情報を検知する生体情報検知システムであって、
　前記生体の一方側に配置され、所定の偏波の電波を前記生体に放射する送信アンテナと、
　前記生体の他方側に配置され、前記生体の体内を透過する過程において前記所定の偏波の電波に直交する偏波となった電波を反射させる反射部と、
　前記生体の一方側に配置され、前記反射部で反射した前記電波を受信する受信アンテナと、
　前記受信アンテナが受信した前記電波に基づいて、前記生体情報を検知する検知部と、
　を備えることを特徴とする生体情報検知システム。
　前記反射部は、偏波選択性を有する反射板であることを特徴とする請求項１に記載の生体情報検知システム。
　前記反射部は、前記所定の偏波の電波を透過させる偏波フィルタであることを特徴とする請求項１に記載の生体情報検知システム。
　前記偏波フィルタを透過した前記所定の偏波の電波を受信する第２の受信アンテナをさらに備え、
　前記検知部は、前記第２の受信アンテナが受信した前記所定の偏波の電波に基づいて、前記生体情報を検知することを特徴とする請求項３に記載の生体情報検知システム。
　生体の生体情報を検知する生体情報検知方法であって、
　前記生体の一方側から所定の偏波の電波を生体に放射する送信ステップと、
　前記生体の体内を透過する過程において前記所定の偏波の電波に直交する偏波となり、反射部で反射した電波を、前記生体の一方側で受信する受信ステップと、
　前記受信ステップで受信した電波に基づいて、前記生体情報を検知する検知ステップと、を備えることを特徴とする生体情報検知方法。