[发明专利]电波型生物传感器

说明书

技术领域

本发明的一个或更多个实施方式涉及使用多普勒传感器的电波型生物传感器。

背景技术

从现有技术已知这样的技术，即通过使用多普勒传感器利用电磁波照射人体表面并且基于由反射波的I信号和Q信号所配置的坐标平面，来取得包含在反射波中的生物信息的技术。例如，JP-A-2006-055504公开了一种心跳测量装置，该心跳测量装置通过使用电波型多普勒传感器来检测包括来自人体表面的反射波的振幅分量和相位分量的输出信号，并且通过分离由人体的身体运动所产生的振幅分量来仅提取心跳分量。心跳测量装置通过使用振幅和相位转换器对包括由电波多普勒传感器输出的反射波的振幅分量和相位分量的信息在内的输出信号(I信号和Q信号)执行极坐标转换，向心跳提取器输出振幅分量信号和相位分量信号。心跳提取器通过使用独立分量分析方法从振幅分量信号和相位分量信号分离包括在振幅分量输出中的由身体运动所产生的振幅分量，从而仅提取精确的心跳。

此外，JP-A-2010-120493公开了一种防止乘员的生物信号的精度劣化的生物信号感测装置。该生物信号感测装置包括：传感器单元，其通过电波型非调制多普勒传感器感测乘员的移动；生物信号提取单元，其基于传感器单元的输出的相位变化，来提取乘员的生物信号；距离计算单元，其基于传感器单元的输出的相位变化量的积分值，来计算传感器单元与乘员之间的估计距离；以及生物信号输出判定单元，其基于估计的距离来判定生物信号的可靠性，并且在可靠性低的情况下停止生物信号的输出。

传感器单元包括本地振荡器、发射天线、接收天线、分配器或混频器，并且发射信号向驾驶员辐射。从本地振荡器发射具有频率fHz的本地信号T(t)，例如由T(t)＝cos(2πft)表示，并且所发射的电波的一部分被反射并被接收天线接收为接收信号R(t)，该接收信号R(t)由R(t)＝cos(2πft-4πd(t)/λ-4πx(t)/λ)近似(其中，d(x)是在传感器单元与驾驶员之间的距离位移，x(t)是包括驾驶员的心跳或呼吸在内的人体表面的细微的距离位移，λ是本地信号T(t)的波长)。

接收信号R(t)由分配器分配成两个并被输入到两个混频器中。另外，由分配器分配的另外一个本地信号T(t)在只有一个相位被分配器移位了π/4弧度的状态下被分配成两个，并被输入到两个混频器中的每一个中，并且本地信号T(t)和接收信号R(t)彼此混合。通过两个混频器中的乘法运算，输出接近DC区域的基带分量和调制分量，但是借助于输出信号中的每一个通过低通滤波器，在仅包括基带分量的基带接收信号中取得表示如下的实部Bi(t)和虚部Bq(t):

Bi(t)＝1/2cos(4πd(t)/λ+4πx(t)/λ)

Bq(t)＝1/2cos(π/4+4πd(t)/λ+4πx(t)/λ)

这些部分由AD转换器从模拟信号转换为数字信号，并作为由传感器单元输出的检测信号输入到生物信号提取单元。

此外，JP-A-2011-015887公开了一种生物状态获取装置等，其可以以非接触的方式取得生命体的生物信号，并且在不对生物信号执行诸如频率分析的复杂的处理的情况下，可以取得与生物状态相关的信息。该生物状态获取装置包括：IQ信号获取部，其将电磁波发射到生命体的身体表面，对其反射波进行IQ波检测，并且按时间顺序连续地取得从输出I信号和Q信号的IQ波检测器所输出的I信号和Q信号；以及生物状态获取部，其基于由IQ信号获取部取得的信号在IQ平面上的轨迹，来取得生命体的状态。

此外，JP-A-2014-039838公开了一种生物状态获取装置等，其可以以非接触的方式取得生命体的生物信号，并且在不对生物信号执行诸如频率分析的复杂处理的情况下，可以取得与生物状态有关的信息。该生物状态获取装置将电磁波发射到生命体的身体表面，对其反射波进行IQ波检测，按时间顺序连续取得I信号和Q信号，以及基于取得的信号在IQ平面上的轨迹，来取得生命体的状态。生物状态获取装置从所取得的信号在IQ平面上的位置矢量的范数的时间序列数据提取心跳信号，基于提取到的心跳信号的波形的周期波动来检测与一个心跳对应的心跳信号，并将单位时段内的心跳数计算为心跳信息。

发明内容

然而，在上述相关技术中，在由于人体移动而在生命体的身体表面上产生大的波动的情况下，存在输出错误的生物信息的情况。

本发明的一个或更多个实施方式提供了一种电波型生物传感器，其在使用多普勒传感器的电波型生物传感器中能够输出正常的生物信息。