(57)【要約】【課題】マイクロ波を用いて生物を検出する場合に、その検出性能を高めるようにする。【解決手段】  マイクロ波センサ１は、送信信号vtと、生物２２により反射された結果得られる受信信号vrとの位相差を利用して受信信号vrを直交検波することで、直交検波出力信号（信号vi,vq）を出力する。直交検波出力信号は増幅/フィルタ部２とノイズ処理判定部３とを介して信号I,Qとしてノイズ処理部５に供給される。ノイズ処理部５は、この信号I,Qを利用して、直交検波出力信号を構成する２つの信号のうちの一方の信号と同相または逆相のノイズ成分に対するノイズ処理を実行する。これにより、ノイズ処理後の信号vmが得られる。検出判定処理部６は、このノイズ処理後の信号vmを利用して生物２２を検出する。本発明は、マイクロ波センサを利用する食害虫検出装置に適用可能である。【選択図】図３
2006220595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象に存在する生物を検出する生物検出装置において、
前記測定対象に対してマイクロ波を送信信号として送信し、前記送信信号が前記生物により反射された結果得られる反射波を受信信号として受信し、前記送信信号と前記受信信号との位相差に基づいて前記受信信号を直交検波し、その結果得られる互いに位相が90度異なる第１の信号と第２の信号とを出力するマイクロ波送受信手段と、
前記マイクロ波送受信手段から出力された前記第１の信号と前記第２の信号とのうちの前記第１の信号に対して位相を180度ずらした第３の信号を生成し、前記第１の信号と前記第２の信号とから所定の生成手法に従って第４の信号を生成し、前記第３の信号と前記第２の信号とから前記所定の生成手法に従って第５の信号を生成し、前記第４の信号と前記第５の信号とのうちの所定の条件を満たす方の信号を、前記マイクロ波送受信手段から出力された前記第１の信号と前記第２の信号に重畳されたノイズに対して処理が施された後のノイズ処理後信号として選択して出力するノイズ処理手段と、
前記ノイズ処理手段から出力された前記ノイズ処理後信号を利用して、前記生物の存在を検出する検出手段と
を備えることを特徴とする生物検出装置。
【請求項２】
前記ノイズ処理後信号を選択するための前記所定の条件は、信号の特徴を示す所定の属性のレベルが最小であるという条件である
ことを特徴とする請求項１に記載の生物検出装置。
【請求項３】
前記ノイズ処理手段は、
前記ノイズ処理後信号として選択された前記第４の信号または前記第５の信号を出力する前に、さらに、
前記第４の信号の生成元の前記第１の信号と前記第２の信号とのそれぞれの利得、または、前記第５の信号の生成元の前記第３の信号と前記第２の信号のそれぞれの利得を調整し直した後、前記第４の信号または前記第５の信号を再生成する処理を複数回繰り返し、
再生成された複数の前記第４の信号または前記第５の信号のうちの、前記所定の属性のレベルが最小となった前記第４の信号または前記第５の信号を、前記ノイズ処理後信号として出力する
ことを特徴とする請求項２に記載の生物検出装置。
【請求項４】
前記第４の信号と前記第５の信号とを生成するための前記所定の生成手法は、２つの信号の差分信号を生成するという生成手法である
ことを特徴とする請求項１に記載の生物検出装置。
【請求項５】
複数の前記マイクロ波送受信手段を備え、
前記ノイズ処理手段は、複数の前記マイクロ波送受信手段のそれぞれから出力された前記第１の信号と前記第２の信号とに対応して、複数のノイズ処理後信号のそれぞれを出力し、
前記検出手段は、複数の前記ノイズ処理後信号のうちの少なくとも１つを利用して、前記生物の存在を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の生物検出装置。
【請求項６】
前記検出手段の検出結果を呈示する呈示手段
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の生物検出装置。
【請求項７】
前記呈示手段は、前記検出結果を含む画像を表示することで、前記検出結果を呈示する
ことを特徴とする請求項６に記載の生物検出装置。
【請求項８】
前記呈示手段は、前記検出結果を示す音声を出力することで、前記検出結果を呈示する
ことを特徴とする請求項６に記載の生物検出装置。
【請求項９】
前記呈示手段は、１以上のLED(Light Emitting Diode)を含み、１以上の前記LEDの点灯または消灯のパターンを変化させることで、前記検出結果を呈示する
ことを特徴とする請求項６に記載の生物検出装置。
【請求項１０】
前記測定対象自体またはそれを内在する物体は、所定の軸を中心として回転する回転台が有する面のうちの、前記所定の軸と略垂直な面上に配置され、
前記回転台が回転されてその回転が停止した場合、前記ノイズ処理手段から出力された前記ノイズ処理後信号を利用して前記回転台の振動レベルを検出し、前記振動レベルが所定のレベルを超えている間、前記検出手段の動作を禁止し、前記振動レベルが前記所定のレベル以下となったときに、前記検出手段の動作の禁止を解除する
ことを特徴とする請求項１に記載の生物検出装置。
【請求項１１】
測定対象に存在する生物を検出する生物検出装置において、
前記測定対象に対してマイクロ波を送信信号として送信し、前記送信信号が前記生物により反射された結果得られる反射波を受信信号として受信し、前記送信信号と前記受信信号との位相差に基づいて前記受信信号を直交検波し、その結果得られる互いに位相が90度異なる第１の信号と第２の信号とを出力するマイクロ波送受信手段と、
前記マイクロ波送受信手段から出力された前記第１の信号と前記第２の信号に重畳されたノイズに対して処理を施してノイズ処理後信号として出力するノイズ処理手段と、
前記ノイズ処理手段から出力された前記ノイズ処理後信号を利用して前記生物の存在を検出する検出手段を備えており、
前記ノイズ処理手段は、前記第１の信号の位相を180度異ならしめる位相制御手段と、
前記第１の信号あるいは前記位相制御手段からの信号を選択的に出力する信号切替手段と、
前記第２の信号と前記信号切替手段からの信号を重畳する信号演算手段を具備しており、
前記信号切替手段は、前記ノイズ処理手段から出力される信号に含まれるノイズ成分が低減するように切り替えられる
ことを特徴とする生物検出装置。
【請求項１２】
前記信号演算手段は、該信号演算手段に供給される少なくとも一方の信号の振幅を制御することで前記ノイズ制御処理手段から出力される信号に含まれるノイズ成分を低減させるための可変利得増幅手段をさらに備えている
ことを特徴とする請求項１１に記載の生物検出装置。
【請求項１３】
前記測定対象を回転あるいは移動可能な状態に配置するための架台と、
前記測定対象が所定量回転あるいは移動したことを検出する検出手段をさらに備え、
前記検出手段からの信号に対応して前記ノイズ処理手段から出力された前記ノイズ処理後信号に基づいて前記測定対象の回転あるいは移動に伴う振動レベルを検出し、該検出された振動レベルに対応して前記測定対象に存在する生物の検出を開始する
ようにしたことを特徴とする請求項１１に記載の生物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物検出装置に関し、特に、マイクロ波を用いて生物を検出する場合に、その検出性能を高めることができるようにした生物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、農業や園芸の分野で、苗木を食べてしまう食害虫を非破壊で検出する技術が研究されている。
【０００３】
本発明人は、このような技術のひとつとして、マイクロ波を利用して、地中で動いている食害虫を検出する技術の研究を続けてきた。
【０００４】
このようなマイクロ波を利用して、建物又は他の構造物の一部分、例えば、壁、床又は天井に存在するしろありを検出する技術が、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特表平１１−５１２１７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、地中で動いている食害虫を検出する技術として、特許文献１に開示された技術を単に適用しただけでは、その検出性能は十分ではないという課題があった。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、マイクロ波を用いて食害虫等の生物を検出する場合に、その検出性能を高めることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の生物検出装置は、測定対象に存在する生物を検出する生物検出装置であって、測定対象に対してマイクロ波を送信信号として送信し、送信信号が生物により反射された結果得られる反射波を受信信号として受信し、送信信号と受信信号との位相差に基づいて受信信号を直交検波し、その結果得られる互いに位相が90度異なる第１の信号と第２の信号とを出力するマイクロ波送受信手段と、マイクロ波送受信手段から出力された第１の信号と第２の信号とのうちの第１の信号に対して位相を180度ずらした第３の信号を生成し、第１の信号と第２の信号とから所定の生成手法に従って第４の信号を生成し、第３の信号と第２の信号とから所定の生成手法に従って第５の信号を生成し、第４の信号と第５の信号とのうちの所定の条件を満たす方の信号を、マイクロ波送受信手段から出力された第１の信号と第２の信号に重畳されたノイズに対して処理が施された後のノイズ処理後信号として選択して出力するノイズ処理手段と、ノイズ処理手段から出力されたノイズ処理後信号を利用して、生物の存在を検出する検出手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
ノイズ処理後信号を選択するための所定の条件は、信号の特徴を示す所定の属性のレベルが最小であるという条件であるようにすることができる。
【０００９】
ノイズ処理手段は、ノイズ処理後信号として選択された第４の信号または第５の信号を出力する前に、さらに、第４の信号の生成元の第１の信号と第２の信号とのそれぞれの利得、または、第５の信号の生成元の第３の信号と第２の信号のそれぞれの利得を調整し直した後、第４の信号または第５の信号を再生成する処理を複数回繰り返し、再生成された複数の第４の信号または第５の信号のうちの、所定の属性のレベルが最小となった第４の信号または第５の信号を、ノイズ処理後信号として出力するようにすることができる。
【００１０】
第４の信号と第５の信号とを生成するための所定の生成手法は、２つの信号の差分信号を生成するという生成手法であるようにすることができる。
【００１１】
複数のマイクロ波送受信手段を設け、ノイズ処理手段は、複数のマイクロ波送受信手段のそれぞれから出力された第１の信号と第２の信号とに対応して、複数のノイズ処理後信号のそれぞれを出力し、検出手段は、複数のノイズ処理後信号のうちの少なくとも１つを利用して、生物の存在を検出するようにすることができる。
【００１２】
検出手段の検出結果を呈示する呈示手段をさらに設けるようにすることができる。
【００１３】
呈示手段は、検出結果を含む画像を表示することで、検出結果を呈示するようにすることができる。
【００１４】
呈示手段は、検出結果を示す音声を出力することで、検出結果を呈示するようにすることができる。
【００１５】
呈示手段は、１以上のLED(Light Emitting Diode)を含み、１以上のLEDの点灯または消灯のパターンを変化させることで、検出結果を呈示するようにすることができる。
【００１６】
測定対象自体またはそれを内在する物体は、所定の軸を中心として回転する回転台が有する面のうちの、所定の軸と略垂直な面上に配置され、回転台が回転されてその回転が停止した場合、ノイズ処理手段から出力されたノイズ処理後信号を利用して回転台の振動レベルを検出し、振動レベルが所定のレベルを超えている間、検出手段の動作を禁止し、振動レベルが所定のレベル以下となったときに、検出手段の動作の禁止を解除するようにすることができる。
【００１７】
本発明の生物検出装置においては、生物が存在する測定対象に対してマイクロ波が送信信号として送信され、送信信号が生物により反射された結果得られる反射波が受信信号として受信され、送信信号と受信信号との位相差に基づいて受信信号が直交検波され、その結果、互いに位相が90度異なる第１の信号と第２の信号とが得られる。次に、第１の信号に対して位相を180度ずらした第３の信号が生成され、第１の信号と第２の信号とから所定の生成手法に従って第４の信号が生成され、第３の信号と第２の信号とから所定の生成手法に従って第５の信号が生成される。次に、第４の信号と第５の信号とのうちの所定の条件を満たす方の信号が、第１の信号と第２の信号に重畳されたノイズに対して処理が施された後のノイズ処理後信号として選択される。そして、このノイズ処理後信号を利用して、生物の存在が検出される。
【００１８】
本発明の第２の生物検出装置は、測定対象に存在する生物を検出する生物検出装置であって、測定対象に対してマイクロ波を送信信号として送信し、送信信号が生物により反射された結果得られる反射波を受信信号として受信し、送信信号と受信信号との位相差に基づいて受信信号を直交検波し、その結果得られる互いに位相が90度異なる第１の信号と第２の信号とを出力するマイクロ波送受信手段と、マイクロ波送受信手段から出力された第１の信号と第２の信号に重畳されたノイズに対して処理を施してノイズ処理後信号として出力するノイズ処理手段と、ノイズ処理手段から出力されたノイズ処理後信号を利用して生物の存在を検出する検出手段を備えており、ノイズ処理手段は、第１の信号の位相を180度異ならしめる位相制御手段と、第１の信号あるいは位相制御手段からの信号を選択的に出力する信号切替手段と、第２の信号と信号切替手段からの信号を重畳する信号演算手段を具備しており、信号切替手段は、ノイズ処理手段から出力される信号に含まれるノイズ成分が低減するように切り替えられるようにすることを特徴とする。
【００１９】
信号演算手段は、その信号演算手段に供給される少なくとも一方の信号の振幅を制御することでノイズ制御処理手段から出力される信号に含まれるノイズ成分を低減させるための可変利得増幅手段をさらに設けるようにすることができる。
【００２０】
測定対象を回転あるいは移動可能な状態に配置するための架台と、測定対象が所定量回転あるいは移動したことを検出する検出手段をさらに備え、検出手段からの信号に対応してノイズ処理手段から出力されたノイズ処理後信号に基づいて測定対象の回転あるいは移動に伴う振動レベルを検出し、検出された振動レベルに対応して測定対象に存在する生物の検出を開始するようにすることができる。
【００２１】
本発明の第２の生物検出装置においては、測定対象に対してマイクロ波が送信信号として送信され、送信信号が生物により反射された結果得られる反射波が受信信号として受信され、送信信号と受信信号との位相差に基づいて受信信号が直交検波され、その結果得られる互いに位相が90度異なる第１の信号と第２の信号とが出力され、出力された第１の信号と第２の信号に重畳されたノイズに対して処理が施されてノイズ処理後信号として出力され、出力されたノイズ処理後信号を利用して生物の存在が検出される。ノイズ処理後信号が生成されるために、第１の信号の位相が180度異ならしめられ、第１の信号あるいはその位相が180度異ならしめらた信号が選択的に出力される。その際、第１の信号あるいはその位相が180度異ならしめらた信号に含まれるノイズ成分が低減するように切り替えられて出力される。そして、選択されて出力された信号と第２の信号とが重畳され、その結果、ノイズ処理後信号が得られる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のごとく、本発明によれば、マイクロ波を用いて生物を検出することができる。特に、その検出性能を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明人は、上述した従来の課題が生じる要因を解析し、その解析結果に基づいて、従来の課題を解決できる生物検出装置を発明した。
【００２４】
そこで、以下、本発明の実施の形態を説明する前に、その解析結果、即ち、従来の課題が生じる要因について説明する。
【００２５】
マイクロ波センサを利用して地中の食害虫を検出する原理の概略は、次の通りである。即ち、マイクロ波センサから出力されたマイクロ波のうちの一部が、地中に侵入（透過）し、その地中で動いている食害虫により反射され、その反射波がマイクロ波センサに受信される。そして、受信された反射波に基づいて、その食害虫が検出される。
【００２６】
このように、マイクロ波センサから出力されたマイクロ波のうちの、一部は地表面で反射され、残りが地中に透過する。この場合、大気中と地中とでは、導電率、誘電率、透磁率等が異なるため、地中に透過したマイクロ波は、地中を伝搬するときに減衰する。このように、マイクロ波が地中等を伝搬するときに減衰することを、以下、伝搬減衰、または、透過減衰と称する。
【００２７】
従って、マイクロ波センサを利用して地中の食害虫を検出する場合、この透過減衰のために、その検出性能は、大気中の虫を検出する場合と比較して悪化することになる。さらに、この透過減衰は、地中の水分や、マイクロ波センサから出力されたマイクロ波の周波数に依存するため、地中の水分の状態やマイクロ波の周波数によっては、その検出性能はより一段と悪化することになる。このことを、以下、図１と図２を参照して、さらに詳しく説明する。
【００２８】
図１は、野菜栽培土の含水率が20[%]、30[%]、40[%]、および50[%]のそれぞれについての、マイクロ波センサから出力されるマイクロ波の周波数と、減衰定数αとの関係の一例を示している。
【００２９】
図１において、横軸は、マイクロ波センサから出力されるマイクロ波の周波数[GHz]を示している。縦軸は、野菜栽培土中深さ6cmにおける減衰定数αを示している。減衰定数αとは、マイクロ波の透過減衰の度合いを示す値を言う。即ち、減衰定数αが大きくなるほど、マイクロ波の透過減衰の度合いも大きくなる。また、線L20、L30、L40、およびL50のそれぞれが、含水率20[%]、30[%]、40[%]、および50[%]のそれぞれについてのマイクロ波の周波数と減衰定数αとの関係を示している。
【００３０】
なお、含水率50[%]とは、店舗で販売されている栽培土、即ち、袋詰めされている栽培土の含水率とほぼ等しい。或いは、含水率50[%]とは、栽培土が入れられた植木鉢全体に水分が含浸されていると人間が判断する場合における、その栽培土の含水率とほぼ等しい。これに対して、含水率20[%]とは、栽培土が入れられた植木鉢全体が乾燥していると人間が判断する場合における、その栽培土の含水率とほぼ等しい。
【００３１】
図１から容易にわかるように、含水率が大きくなるほど、減衰定数αも大きくなる。また、マイクロ波の周波数が高くなるほど、減衰定数αも大きくなる。
【００３２】
上述したように、減衰定数αが大きくなることは、マイクロ波の透過減衰の度合いが大きくなることを意味する。従って、減衰定数αが大きくなることは、地中に透過したマイクロ波が食害虫により反射され、その結果得られる反射波がマイクロ波センサに受信される場合における、その受信レベルが低下することを意味する。
【００３３】
具体的には例えば、培養土の含水率が20[%]、30[%]、40[%]、および50[%]のそれぞれについての、マイクロ波センサから出力されたマイクロ波の反射位置、即ち、食害虫が存在する地表面からの深さと、その反射波の受信レベルとの関係の一例が、図２に示されている。
【００３４】
図２において、横軸は、食害虫が存在する地表面からの深さ[cm]を示している。ただし、食害虫は、直径1mmかつ高さ15mmの円筒であるとみなされている。また、マイクロ波の周波数は7.8[GHz]とされている。縦軸は、地中に透過したマイクロ波がその深さ（横軸）に存在する食害虫により反射され、その結果得られる反射波がマイクロ波センサに受信される場合における、その受信レベル[dB]を示している。また、線LL20、LL30、LL40、LL50のそれぞれが、含水率20[%]、30[%]、40[%]、および50[%]のそれぞれについての深さと受信レベルとの関係を示している。
【００３５】
図２から容易にわかるように、含水率が大きくなるほど、受信レベルは下がる。また、食害虫の地中の存在位置、即ち、深さが深くなるほど、受信レベルも下がる。
【００３６】
ところで、食害虫を検出可能な受信レベルの限界レベルは、マイクロ波センサを含む検出装置全体（システム）のノイズレベルに依存する。即ち、食害虫を検出可能な受信レベルの限界レベルは、検出装置全体のノイズレベルとほぼ等しい。従って、受信レベルが、検出装置全体のノイズレベルよりも下回る場合には、食害虫の検出は実質上不可能になる。
【００３７】
このような検出装置全体のノイズレベルは、いわゆるリターン/ロス感度測定で求めることが可能であるが、ここでは、説明の簡略上、-75[dB]であるとする。この場合、図２の例では、周波数が7.8[GHz]のマイクロ波がマイクロ波センサから出力されたときには、含水率が20[%]の地中に存在する食害虫のうちの、深さが約6.5[cm]よりも上方に存在する食害虫のみが検出可能となり、深さが約6.5[cm]よりも下方に存在する食害虫は検出不可能となる。
【００３８】
さらに、図２の例では、地中の含水率が50[%]になると、その地中に存在する食害虫のうちの、深さが約3[cm]よりも上方に存在する食害虫のみが検出可能となり、深さが約3[cm]よりも下方に存在する食害虫は検出不可能となる。
【００３９】
ここで、食害虫の検出可能な深さ、即ち、検出範囲を、検出装置の検出性能のひとつであるとすると、地中の含水率が大きくなるに伴い、検出性能が悪化することになる。
【００４０】
しかしながら、特許文献１に開示された技術は、建物又は他の構造物の一部分、例えば、壁、床又は天井に存在するしろありを検出する技術であって、このような地中の含水率により検出範囲が左右されることは特に考慮されておらず、その結果、検出範囲という検出性能を上げる手法については、開示は勿論示唆もされていない。このことが、上述した従来の課題が生じる要因のひとつである。
【００４１】
また、どれぐらい小さいサイズの食害虫まで検出可能であるのかということ、換言すると、検出可能な食害虫の最小の大きさも、検出装置の検出性能のひとつであると言える。なお、本明細書では、検出可能な食害虫の最小の大きさを、便宜上、分解能と称する。
【００４２】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、分解能は特に考慮されておらず、その結果、分解能という検出性能を上げる手法については、開示は勿論示唆もされていない。このことも、上述した従来の課題が生じる要因のひとつである。
【００４３】
そこで、本発明人は、次のように思想することで、従来の課題を解決することが可能な手法、即ち、検出範囲（検出可能な深さ）や分解能（検出可能な最小の大きさ）といった検出性能を上げる手法を発明した。
【００４４】
即ち、上述したように、マイクロ波センサから出力されるマイクロ波の周波数を低くすることで、減衰係数αも下げることができ、それに伴い、同一の含水率および同一の深さであれば、受信レベルも上げることができる。従って、マイクロ波の周波数を低くすることで、検出範囲を広める（検出可能な深さを深める）こと、即ち、検出範囲という検出性能を上げることができる。
【００４５】
ただし、基本的にマイクロ波の周波数が低くなるほど、分解能が荒くなる（検出可能な食害虫の最小の大きさが大きくなる）という性質が存在する。なお、ここでいう食害虫のサイズとは、より正確には、食害虫のうちのマイクロ波等の電波を反射する部分の断面積を言う。このため、マイクロ波の周波数をいたずらに低くすると、検出可能な食害虫の最小の大きさが実際のサイズよりも大きくなってしまう。即ち、分解能という検出性能が下がってしまう。その結果、食害虫の検出自体が困難になってしまう場合もある。
【００４６】
このように、マイクロ波の周波数を単に低くするだけでは、検出範囲という検出性能を上げることはできても、分解能という検出性能を下げてしまうことになる。
【００４７】
逆に考えると、マイクロ波の周波数を単に高くしただけでは、分解能という検出性能を上げることはできても、検出範囲という検出性能を下げしまうことになる。
【００４８】
従って、特許文献１等の従来の技術のように、検出範囲と分解能とのバランスを図ることなく、マイクロ波の周波数をいたずらに決定してしまうと、検出範囲と分解能といった検出性能のうちの少なくとも一方の検出性能は、測定者（検出装置を利用するユーザ）にとって十分満足のいくレベルには到達していないことが多いという課題、即ち、上述した従来の課題が生じてしまうことになる。
【００４９】
本発明人は、以上のように思想し、その思想に基づいて、従来の課題を解決可能な次の第１の手法を発明した。
【００５０】
即ち、第１の手法とは、検出範囲と分解能とをともに所定のレベル以上で保つことができるように、マイクロ波の周波数を適切に決定し、その適切な周波数のマイクロ波をマイクロ波センサから出力させる、という手法である。即ち、必要最低限な検出範囲と分解能とを仕様としてはじめに決定し、食害虫が存在する地中の含水率等を考慮しつつ、その仕様を満たす範囲内で検出範囲と分解能とのバランスを図りながらマイクロ波の周波数を適切に決定し、その適切な周波数のマイクロ波をマイクロ波センサから出力させる、という手法が第１の手法である。
【００５１】
この第１の手法を適用することで、上述した従来の課題を解決すること、即ち、マイクロ波センサを用いて食害虫を検出する場合にその検出性能を高めることが可能になる。
【００５２】
ただし、第１の手法を適用した場合における検出性能の最高レベルもまた、マイクロ波センサを含む検出装置全体のノイズレベルに依存することになる。即ち、検出性能の最高レベルは、検出装置全体のノイズレベルにより決定されることになる。換言すると、検出性能のレベルが、検出装置全体のノイズレベルにより決定される最高レベルに限りなく近づくように、マイクロ波の周波数を適切に決定し、その適切な周波数のマイクロ波をマイクロ波センサから出力させる、という手法が第１の手法である。
【００５３】
そこで、本発明人は、さらに、検出性能の最高レベル自体を上げるために、次のような第２の手法を発明した。
【００５４】
即ち、マイクロ波センサは、マイクロ波を送信信号として地中に向けて送信し、その送信信号が食害虫により反射された結果得られる反射波を受信信号として受信し、その受信信号を直交検波することで、互いに位相が90度異なる２つの信号（以下、これらの２つの信号をあわせて、直交検波出力信号と称する）を出力する。
【００５５】
この場合、直交検波出力信号に重畳されているノイズ成分は、その直交検波出力信号を構成する２つの信号のうちの一方の信号と同相成分、または、逆相成分（180度(=π)位相がずれた成分）である。この事実は、［背景技術］で記載した研究を通じて本発明人が発見したものである。
【００５６】
なお、ここで言うノイズとは、検出装置全体のうちの、マイクロ波センサや回路等で発生するノイズであって、数Hzの周波数帯域のノイズを指す。従って、レーダ分野で言う「クラッター」、即ち、外力によるマイクロ波センサ等の揺れや振動により発生するノイズ等は、ここで言うノイズに含まれない。
【００５７】
そこで、本発明人は、この発見した事実に基づいて、次の第１の工程乃至第３の工程からなる第２の手法を発明した。
【００５８】
即ち、第１の工程とは、直交検波出力信号を構成する第１の信号と第２の信号とのうちの第１の信号に対して位相を180度(=π)ずらした第３の信号を生成し、第１の信号と第２の信号とから所定の生成手法に従って第４の信号を生成し、第３の信号と第２の信号とからその所定の生成手法に従って第５の信号を生成する、という工程である。
【００５９】
所定の生成手法は、特に限定されず、例えば、２つの信号の差分信号を生成するという生成手法を採用することができる。
【００６０】
第２の工程とは、第１の工程により生成された第４の信号と第５の信号とのうちの所定の条件を満たす方の信号を、直交検波出力信号に重畳されたノイズに対して処理が施された後の信号（以下、ノイズ処理後の信号と称する）として選択する、という工程である。
【００６１】
所定の条件は、特に限定されず、例えば、信号の特徴を示す属性のレベルが最小であることという条件を採用することができる。この属性の中には、信号の振幅、実効値、平均値等が含まれる。
【００６２】
第３の工程とは、第２の工程により選択されたノイズ処理後の信号、または、ノイズ処理後の信号に基づいて生成された信号を、食害虫の存在有無の測定（検出）に使用する検出判定用信号として出力する、という工程である。
【００６３】
ノイズ処理後の信号に基づいて生成された信号を如何にして生成されるのかということ、即ち、その生成手法は特に限定されず、例えば、次のようにして、ノイズ処理後の信号に基づく信号を生成することもできる。
【００６４】
即ち、例えば、第２の工程により第４の信号がノイズ処理後の信号として選択された場合、検出装置は、第４の信号の生成元の第１の信号と第２の信号とのそれぞれの利得を調整し直した後、第４の信号を再生成する処理を複数回繰り返す。そして、検出装置は、再生成された複数の第４の信号の中から、所定の属性のレベルが最小となった第４の信号を選択する。このようにして選択された信号、即ち、所定の属性のレベルが最小となった第４の信号が、ノイズ処理後の信号に基づいて生成された信号の一例である。
【００６５】
同様に、例えば、第２の工程により第５の信号がノイズ処理後の信号として選択された場合、検出装置は、第５の信号の生成元の第３の信号と第２の信号とのそれぞれの利得を調整し直した後、第５の信号を再生成する処理を複数回繰り返す。そして、検出装置は、再生成された複数の第５の信号の中から、所定の属性のレベルが最小となった第５の信号を選択する。このようにして選択された信号、即ち、所定の属性のレベルが最小となった第５の信号が、ノイズ処理後の信号に基づいて生成された信号の一例である。
【００６６】
なお、上述した例では地中に存在する食害虫が検出対象とされたが、第１の手法と第２の手法とのうちの少なくとも一方の検出対象は、上述した例に限定されず、マイクロ波の進行方向または逆方向に移動可能な生物であればよい。マイクロ波の進行方向または逆方向の移動とは、その移動がベクトルで表される場合に、そのベクトルが、マイクロ波の進行方向または逆方向の成分に少なくとも分解できるような移動を言う。即ち、検出対象は、マイクロ波の進行方向に対して垂直方向以外のうちの少なくとも一方向（平行方向のみならず、斜め方向等）に移動可能な生物であればよい。
【００６７】
また、第１の手法と第２の手法とのうちの少なくとも一方の検出対象である生物のサイズも、例えばここでは体長が10[mm]程度のサイズを対象とするが、基本的にマイクロ波の波長λよりも小さいサイズであれば足りる。即ち、第１の手法と第２の手法とを上手に適用することで、体長が10[mm]未満のサイズの生物を検出対象とすることも容易に可能である。或いは、例えば体長が30［mm］程度のゴマダラカミキリの幼虫のように、体長が10[mm]よりも大きいサイズの生物を検出対象とすることも容易に可能である。
【００６８】
また、検出対象自身は上述したように生物とされているが、マイクロ波センサの送信信号（マイクロ波）の送信対象、即ち、生物の有無を検出するためにマイクロ波により測定される対象は、その生物が存在し得る空間、具体的には例えば、植木鉢内の土で充満されている部分（空間）等である。そこで、以下、このような空間、または、その空間を満たしている土等を、測定対象と称する。また、測定対象（土等）を内在する物体、具体的には例えば植木鉢等を、測定対象物と称する。
【００６９】
このように、本明細書においては、検出対象である生物と、測定対象若しくは測定対象物とを明確に区別する。
【００７０】
次に、図３以降の図面を参照して、かかる本発明の第１の手法や第２の手法が適用される生物検出装置、即ち、本発明が適用される生物検出装置の実施の形態について説明する。
【００７１】
図３は、本発明が適用される生物検出装置の機能的構成の一例を示す機能ブロック図である。
【００７２】
図３の例では、生物検出装置は、マイクロ波センサ１乃至電磁シールド１３から構成されている。なお、マイクロ波センサ１乃至電磁シールド１３のそれぞれは、構成が可能であれば、ハードウエア単体で構成してもよいし、ソフトウエア単体で構成してもよいし、或いは、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせで構成してもよい。
【００７３】
図３の例では、生物２２を少なくとも含む測定対象物２１が、回転台１２の上に配置されている。なお、本実施の形態では、測定対象物２１は植木鉢とされ、その植木鉢に入れられている土（その土が充満されている空間）が検査対象とされ、その土の中には、体長が10[mm]程度の食害虫が１匹以上含まれているとする。即ち、測定対象物２１の中には複数の食害虫が存在する場合が多いが、図３の例では、それらの複数の食害虫のうちの１匹のみが、生物２２として図示されている。
【００７４】
マイクロ波センサ１は、主制御部８により指定された周波数のマイクロ波を送信信号vtとして、測定対象物２１に向けて送信し、その送信信号vtが生物２２等により反射された結果得られる受信信号vrを受信する。そして、マイクロ波センサ１は、その受信信号vrを、例えば送信信号vtと受信信号vrとの位相差に基づいて直交検波し、その結果得られる直交検波出力信号、即ち、互いに位相が90度異なる２つの信号vi,vqからなる直交検波出力信号を増幅/フィルタ部２に対して出力する。なお、マイクロ波センサ１のさらなる詳細については、図５と図６とを参照して後述する。
【００７５】
なお、マイクロ波センサ１の送信信号vtであるマイクロ波の偏波は、特に限定されず、例えば本実施の形態では、楕円偏波が採用されている。この楕円偏波には、円偏波や直線偏波も当然ながら含まれる。即ち、マイクロ波センサ１の送信信号vtであるマイクロ波の偏波として、円偏波を採用することもできるし、垂直偏波を採用することができる。換言すると、生物２２の形状等に適したマイクロ波の偏波を採用すればよい。
【００７６】
増幅/フィルタ部２は、主制御部８の制御に基づいて、その名称の通り、マイクロ波センサ１からの直交検波出力信号を構成する２つの信号vi,vqのそれぞれに対して、それぞれの利得を増幅させる増幅処理と、例えば0.1乃至１[Hz]程度の成分を通過させるフィルタ処理とをそれぞれ施し、その結果得られる２つの信号I,Qをノイズ処理判定部３に対して出力する。
【００７７】
ノイズ処理判定部３は、主制御部８の制御に基づいて、２つの信号I,Qに対してノイズ処理を施すのか否かを判定する。この判定条件は、特に限定されないが、ここでは例えば、２つの信号I,Qのそれぞれの実効値が、所定の閾値を超えている場合にはノイズ処理を施さないと判定し、その所定の閾値以下の場合にはノイズ処理を施すと判定するという条件が採用されているとする。また、ここでは、この所定の閾値が、判定基準記憶部９に記憶されているとする。
【００７８】
即ち、２つの信号I,Qの電圧レベルが、ノイズの電圧レベルよりも２倍を超えているような場合、２つの信号I,Qに対してノイズ処理が施されなくとも、後述する検出判定処理部６は、２つの信号I,Qに基づいて（図３の例では、２つの信号I,Qから生成される信号vnに基づいて）、生物２２の存在有無の判定を容易に行うことができる。従って、このような場合、ノイズ処理は不要になる。
【００７９】
これに対して、２つの信号I,Qの電圧レベルが、ノイズの電圧レベルよりも２倍以下の場合、特に、２つの信号I,Qのうちの生物２２の動きを示す信号がノイズに埋もれてしまっているような場合、２つの信号I,Qに対してノイズ処理が施されていなければ、検出判定処理部６は、２つの信号I,Qに基づいて生物２２の存在有無の判定を行うことが困難になる。従って、このような場合、ノイズ処理は必要になる。
【００８０】
このため、図３の例の生物検出装置には、ノイズ処理判定部３が設けられているのである。
【００８１】
ノイズ処理判定部３は、ノイズ処理が不要であると判定した場合、２つの信号I,Qを演算部４に供給する。これに対して、ノイズ処理判定部３は、ノイズ処理が必要であると判定した場合、２つの信号I,Qをノイズ処理部５に供給する。
【００８２】
演算部４は、ノイズ処理判定部３から２つの信号I,Qが供給されてきた場合、即ち、ノイズ処理判定部３によりノイズ処理が不要であると判定された場合、主制御部８の制御に基づいて、２つの信号I,Qを利用する所定の演算を行う。そして、演算部４は、その演算の結果得られる信号に対して、例えば0.1乃至１[Hz]程度の成分を通過させるフィルタ処理を施し、その結果得られる信号vnを検出判定処理部６に供給する。
【００８３】
なお、信号vnは、生物２２の存在有無の判定（生物２２の検出）に利用される信号である。そこで、以下、信号vnを、検出判定用信号vnと称する。
【００８４】
ノイズ処理部５は、ノイズ処理判定部３から２つの信号I,Qが供給されてきた場合、即ち、ノイズ処理判定部３によりノイズ処理が必要であると判定された場合、主制御部８の制御に基づいて、２つの信号I,Qを利用して、直交検波出力信号に重畳されていたノイズが軽減または除去された信号vmを生成し、その信号vmを検出判定処理部６に出力する。また、後述するように、信号vmは、主制御部８に提供されたり、呈示部７の音声出力部３１に提供される場合もある。
【００８５】
このように、信号vmは、後述するように、生物２２の存在有無の判定（生物２２の検出）に利用される信号である。また、生物２２の存在有無の判定は、後述するように、検出判定処理部６により行われるか、或いは、音声出力部３１から出力される信号vmを示す音声を聴く人間（ユーザ等）により行われる。また、信号vmは、このように生物２２の存在有無の判定に利用されるときには、後述するように、直交検波出力信号に重畳されていたノイズに対してその軽減または除去を目的する処理が既に施されている。そこで、以下、検出判定処理部６または音声出力部３１に提供される信号vmを、特に、ノイズ処理後の検出判定用信号vmと称する。
【００８６】
換言すると、ノイズ処理部５が、主制御部８の制御に基づいて、上述した本発明の第２の手法に対応する処理を実行する。即ち、ノイズ処理後の検出判定用信号vmとは、本発明の第２の手法で言うノイズ処理後の信号を指す。従って、ノイズ処理後の検出判定用信号vmの生成手法は、本発明の第２の手法に基づく生成手法であれば特に限定されない。ただし、その生成手法の具体例については、図７と図８とを参照して後述する。また、ノイズ処理部５のその他のさらなる詳細についても、図７と図８とを参照して後述する。
【００８７】
検出判定処理部６は、主制御部８の制御に基づいて、演算部４から供給された検出判定用信号vnまたはノイズ処理部５から供給されたノイズ処理後の検出判定用信号vmと、判定基準記憶部９に記憶されている所定の判定基準とを比較することで、測定対象物２１に生物２２等の生物が存在するのか否かを判定する。即ち、検出判定処理部６は、生物２２等の生物を検出する。
【００８８】
詳細には、例えばここで、マイクロ波センサ１からの送信信号vtと受信信号vrとのそれぞれを時間tの関数vt(t)，vr(t)のそれぞれで表し、送信信号vtであるマイクロ波の周波数をf[Hz]と、その各周波数をω（=2πf）と、マイクロ波センサ１から生物２２までの平均距離をR0[ｍ]と、生物２２の動きのうちの送信信号vtの進行方向（図３中白抜き矢印の方向）の成分を示す時間tの関数をr(t)とする。この場合、関数vt(t)，vr(t)のそれぞれは、次の式（１）と式（２）とのそれぞれで表される。
【００８９】
vt(t) = Vt exp(jωt＋θ0)                  ・・・（１）
vr(t) = Vt exp［j｛ω(t−τ)＋θ0｝］      ・・・（２）
式（１）と式（２）において、τは次の式（３）で表され、θ0は初期位相を示している。なお、次の式（３）において、cは光速[m/sec]を表している。
τ = 2 { R0 + r(t)} / c          ・・・（３）
【００９０】
この場合、マイクロ波センサ１の直交検波出力信号を構成する信号vi，vqのそれぞれも、時間tの関数vi(t),vq(ｔ)のそれぞれで表すとすると、関数vi(t)，vq(ｔ)のそれぞれは次の式（４）と式（５）のそれぞれで表される。
【００９１】
vi(t) ≒ Vt0 + Vr0 cos(ωτ)      ・・・（４）
vq(t) ≒ Vt1 + Vr1 sin(ωτ)      ・・・（５）
【００９２】
ここで、増幅/フィルタ部２から出力される信号I,Qのそれぞれも、時間tの関数I(t)，Q(t)のそれぞれで表すとする。この場合、式では示さないが、関数I(t)，Q(t)のそれぞれは、上の式（４）と式（５）のそれぞれで示される関数vi(t)，vq(t)のそれぞれに対して、増幅/フィルタ部２により上述した増幅処理とフィルタ処理とが施されたものである。また、式(３)乃至式（５）から明らかなように、関数vi(t)，vq(t)にはともに、生物２２の動きを示す関数r(t)が含まれている。従って、関数I(t)，Q(t)のそれぞれにも、生物２２の動きを示す関数r(t)が含まれていることになる。
【００９３】
さらにここで、ノイズ処理部５から検出判定処理部６に供給されるノイズ処理後の検出判定用信号vmも、時間tの関数vm(t)で表すとする。この場合、式では示さないが、ノイズ処理部５の説明として上述したように、関数vm(t)は、関数I(t)，Q(t)から生成される。従って、関数vm(t)にも、生物２２の動きを示す関数r(t)が含まれている。
【００９４】
同様に、ここで、演算部４から検出判定処理部６に供給される検出判定用信号vnも、時間tの関数vn(t)で表すとする。この場合、式では示さないが、演算部４の説明として上述したように、関数vn(t)は、関数I(t)，Q(t)から生成される。従って、関数vn(t)にも、生物２２の動きを示す関数r(t)が含まれている。
【００９５】
従って、検出判定処理部６は、関数vn(t)または関数vm(t)の時間推移、即ち、検出判定用信号vnまたはノイズ処理後の検出判定用信号vmの波形を解析することで、関数r(t)で示される動きをする生物２２の存在有無を検出（判定）することが可能になる。
【００９６】
検出判定処理部６は、このようにして、生物２２の存在有無を検出（判定）すると、その検出結果（生物２２の存在有無の判定結果）を所定の形態の信号に変換して、呈示部７に出力する。
【００９７】
具体的には例えば、検出判定処理部６は、その検出結果として、「食害虫が存在します」、または、「食害虫が存在しません」というメッセージを生成することができる。
【００９８】
この場合、検出判定処理部６は、このメッセージを音声信号に変換し、その音声信号を呈示部７の音声出力部３１に出力することができる。これにより、音声出力部３１は、この音声信号に対応する音声を出力（呈示）することができる。即ち、音声出力部３１は、「食害虫が存在します」、または、「食害虫が存在しません」というメッセージを音声として出力することができる。
【００９９】
また、検出判定処理部６は、このメッセージを画像信号に変換し、その画像信号を呈示部７のディスプレイ３２に出力することができる。これにより、ディスプレイ３２は、この画像信号に対応する画像、即ち、「食害虫が存在します」、または、「食害虫が存在しません」というメッセージの内容を示すテキストや適当なシンボルを含む画像を表示（呈示）することができる。
【０１００】
また、検出判定処理部６は、このメッセージを、呈示部７のLED(Light Emitting Diode)３３を発光させる指令、または、その発光を停止させる指令に変換し、それらの指令を呈示部７のLED３３に出力することができる。なお、以下、LEDの発光を点灯と称し、点灯させる指令を点灯指令と称する。また、LEDの発光の停止を消灯と称し、消灯させる指令を消灯指令と称する。即ち、LED３３は、点灯指令を受けた場合には点灯し、消灯指令を受けた場合には消灯する。
【０１０１】
具体的には例えば、１以上のLED３３の点灯または消灯の複数のパターンのうちの、第１のパターンに対して「食害虫が存在します」が対応付けられており、第２のパターンに対して「食害虫が存在しません」が対応付けられているとする。
【０１０２】
この場合、検出判定処理部６は、「食害虫が存在します」というメッセージを生成した場合には第１のパターンに変化させる指令を生成し、その指令を呈示部７のLED３３に出力する。これにより、１以上のLED３３は、第１のパターンに従ってそれぞれ点灯または消灯することで、「食害虫が存在します」というメッセージを呈示することができる。
【０１０３】
これに対して、検出判定処理部６は、「食害虫が存在しません」というメッセージを生成した場合には第２のパターンに変化させる指令を生成し、その指令を呈示部７のLED３３に出力する。これにより、１以上のLED３３は、第２のパターンに従ってそれぞれ点灯または消灯することで、「食害虫が存在しません」というメッセージを呈示することができる。
【０１０４】
なお、検出判定処理部６の判定処理結果の出力形態、即ち、呈示部７による呈示形態は、上述したメッセージに特に限定されない。例えば、検出判定処理部６は、ノイズ処理部５から供給されたノイズ処理後の検出判定用信号vmの波形（後述する図９乃至図１１参照）や、判定基準記憶部９に記憶されている判定基準を含む画像を生成し、その画像に対応する画像信号をディスプレイ３２に出力してもよい。この場合、ディスプレイ３２は、ノイズ処理後の検出判定用信号vmの波形や、判定基準記憶部９に記憶されている判定基準を含む画像を表示（呈示）することができる。
【０１０５】
また、詳細については図１２と図１３とを参照して後述するが、音声出力部３１は、ノイズ処理部５から出力されたノイズ処理後の検出判定用信号vm、または、演算部４から出力された検出判定用信号vnをそのまま入力して、そのノイズ処理後の検出判定用信号vmまたは検出判定用信号vnを音声に変換してユーザに出力（呈示）してもよい。この場合、ユーザは、その音声の特徴に基づいて、測定対象物２１に生物２２等の生物が存在するのか否かを容易に判定することができる。
【０１０６】
主制御部８は、この生物検出装置の動作全体を制御する。即ち、図３の例では、主制御部８は、ユーザによる操作部１０の操作内容、または自分自身の判断に基づいて、マイクロ波センサ１乃至回転駆動部１１のそれぞれの動作を制御する。
【０１０７】
具体的には例えば、後述する図１４のステップＳ２１において、主制御部８は、上述した第１の手法に対応する処理の一部を実行することで、マイクロ波センサ１の動作を制御することができる。詳細には例えば、主制御部８は、このステップＳ２１の処理の一部として次のような処理を実行することができる。
【０１０８】
即ち、主制御部８は、必要最低限な検出範囲と分解能とを仕様としてはじめに決定する。ここでは例えば、主制御部８は、測定対象物２１の図３中右側の表面に対して左方の位置のうちの、測定対象物２１の同図中の横方向の厚さの半分の位置を、検出範囲の仕様として決定することができる。また、主制御部８は、サイズが既知の生物２２を検出しようとしていれば、その生物２２の既知のサイズ以下の所定のサイズが「検出可能な最小の大きさ」となる分解能を仕様として決定することができる。
【０１０９】
次に、主制御部８は、測定対象物２１である植木鉢内の土（測定対象）の含水率等を考慮しつつ、その仕様を満たす範囲内で検出範囲と分解能とのバランスを図りながら、マイクロ波センサ１の送信信号vtの周波数を適切に決定する。
【０１１０】
そして、主制御部８は、このようにして決定した周波数を、マイクロ波センサ１の送信信号vtの周波数として設定する。即ち、主制御部８は、マイクロ波センサ１に対してその送信信号vtの周波数を指示する。
【０１１１】
これにより、マイクロ波センサ１は、上述したように、主制御部８により指示（設定）された適切な周波数の送信信号vtを、測定対象物２１に対して送信することができる。
【０１１２】
このようにして、主制御部８は、マイクロ波センサ１の送信信号vtの周波数を可変する制御を行うことができる。
【０１１３】
また例えば、後述する図７に示されるようにノイズ処理部５がハードウエアで構成されている場合、主制御部８は、ノイズ除去後の検出判定用信号vmの生成方法（以下、ノイズ処理方法とも称する）を決定し、また、その決定前後において、ノイズ処理部５および検出判定処理部６の動作も制御する。なお、この場合の主制御部８の処理のさらなる詳細については、図７を参照して後述する。
【０１１４】
また例えば、ノイズ処理判定部３乃至ノイズ処理部５等がソフトウエアモジュールとして構成される場合、主制御部８は、これらの各ソフトウエアモジュールを制御することで、後述する図８のノイズ処理方法決定処理を実行する。換言すると、主制御部８は、これらの各ソフトウエアモジュールを起動させ、図８の各ステップの処理のそれぞれを各ソフトウエアモジュールのうちの所定の１つに実行させる制御を実行する。
【０１１５】
また例えば、主制御部８は、回転駆動部１１に対して、回転台１２を回転駆動させる指令（以下、回転指令と称する）を出力することで、回転駆動部１１の動作を制御する。この回転指令の形態は特に限定されず、「所定の角度だけ回転させよ」という意味の指令であってもよいし、「所定の時間だけ回転させよ」という意味の指令であってもよい。そして例えば、主制御部８はさらに、その回転指令に従って回転台１２が回転したことを検出すると、回転駆動部１１に対して、回転台１２の回転駆動を停止させる指令（以下、停止指令と称する）を出力することで、回転駆動部１１の動作を制御する。
【０１１６】
なお、回転指令に従って回転台１２が回転したことを検出するための検出手法は、回転指令に対応する手法であれば特に限定されない。
【０１１７】
例えば、主制御部８は、「所定の角度だけ回転させよ」という意味の回転指令を出力する場合には、回転台１２の回転角度を検出するセンサ（位置センサ）の検出結果を常時または所定の間隔毎に取得し、その検出結果が回転指令で指示した所定の角度となった時点で、停止指令を出力することができる。なお、この位置センサは、図３には図示されていないが、回転台１２若しくは回転駆動部１１またはそれらの近傍に配置される。
【０１１８】
また例えば、主制御部８は、「所定の時間だけ回転させよ」という意味の回転指令を出力する場合には、その回転指令を出力した時点でタイマ等を用いて計時を開始し、その回転指令で指示した所定の時間だけ計時した時点で、停止指令を出力することができる。なお、タイマは、図３には図示されていないが、主制御部８に内蔵するタイマを採用してもよいし、主制御部８とは独立した外部のタイマを採用してもよい。ただし、以下の説明では、主制御部８はタイマを内蔵しているとする。
【０１１９】
さらに例えば、主制御部８は、回転指令を出力してから停止指令を出力するまでの間、即ち、回転台１２が回転している間、マイクロ波センサ１の動作を禁止し（送信信号vtの送信を停止させ）、停止指令を出力した時点、或いはその時点から所定の時間だけ経過した後（内蔵タイマを用いて所定の時間だけ計時した後）、マイクロ波センサ１の動作の禁止を解除する（送信信号vtの送信を開始させる）ことで、マイクロ波センサ１の動作を制御する。その後、詳細については後述するが、主制御部８は、例えばノイズ処理部５からの信号vmを用いて回転台１２の振動レベルを検出する。そして、例えば、主制御部８は、回転台１２の振動レベルが所定の閾値を越えている間には、即ち、回転台１２が振動している間には、検出判定処理部６の動作を禁止し、回転台１２の振動レベルが所定の閾値以下となった時点で、即ち、回転台１２がほぼ静止した時点で、検出判定処理部６の動作の禁止を解除することで、測定対象物２１に生物２２が存在するか否かを検出するための測定を開始することができる。このようにして、主制御部８は、検出判定処理部６の動作を制御する。
【０１２０】
或いは例えば、主制御部８は、停止指令を出力した時点で、内蔵タイマを用いて計時を開始し、計時を開始している最中には、検出判定処理部６の動作を禁止し、所定の時間だけ計時した時点で（内蔵タイマがタイムアウトした時点で）、測定対象物２１に生物２２が存在するか否かを検出するための測定を開始してもよい。なお、この場合、回転台１２の振動レベルの検出は不要になる。
【０１２１】
判定基準記憶部９には、上述したように、ノイズ処理判定部３により利用される判定基準、即ちノイズ処理の必要有無についての判定基準や、検出判定処理部６により利用される判定基準、即ち測定対象物２１に生物２２等が存在するのか否かについての判定基準が記憶されている。これらの判定基準は、必要に応じて主制御部８により適宜読み出される。
【０１２２】
操作部１０は、ユーザにより操作され、その操作内容を主制御部８に供給する。即ち、ユーザは、操作部１０を操作することで、様々な情報を主制御部８に入力させることができる。具体的には例えば、ユーザは、操作部１０を操作することで、上述した仕様として決定される必要最低限な検出範囲自身や分解能自身、若しくはそれらを特定可能な情報を主制御部８に入力させたり、測定対象物２１である植木鉢内の土（測定対象）の含水率、若しくは、それを特定可能な情報を主制御部８に入力させることができる。また例えば、ユーザは、上述した回転指令自身、若しくはそれを生成するために必要な各種情報を、主制御部８に入力させることができる。
【０１２３】
回転駆動部１１は、主制御部８からの回転指令に従って、回転台１２を所定の角度だけまたは所定の時間だけ回転させる。即ち、回転台１２は、回転駆動部１１が発生する駆動力（例えば回転駆動部１１がモータを含む場合にはそのモータが発生するトルク）により、測定対象物２１が配置された面と垂直方向（図３中上下方向）に平行な所定の軸を中心に、所定の角度だけまたは所定の時間だけ回転する。これにより、回転台１２の上に配置された測定対象物２１も（ひいては生物２２も）、回転台１２の軸を中心として、所定の角度だけまたは所定の時間だけ回転する。
【０１２４】
なお、上述したように、必要に応じて、回転駆動部１１若しくは回転台１２またはそれらの近傍に、回転台１２の回転角を検出するセンサ（位置センサ）が設けられる。
【０１２５】
電磁シールド１３は、マイクロ波センサ１の送信信号vtと受信信号vrとを外部に漏洩させないという第１の機能、および、マイクロ波センサ１の送信信号vtの内部反射（拡散）を防止するという第２の機能、即ち、内部反射による反射波を受信信号vrに可能な限り含めないという第２の機能を有している。
【０１２６】
なお、電磁シールド１３は、この生物検出装置にとって必須な構成要素ではない。即ち、日本国の電波法では、マイクロ波が外部漏洩すると通信の分野で混信等のトラブルが発生することから、マイクロ波の使用が規制されている。この規制のため、図３の例では、電磁シールド１３が設けられているのである。
【０１２７】
換言すると、日本国の電波法で若干の外部漏洩が許可されている周波数、例えばいわゆる電子レンジが使用している2.45GHz等を、マイクロ波センサ１の送信信号vtおよび受信信号vrの周波数として使用することで、電磁シールド１３は省略可能である。なお、あまりに多量のマイクロ波の外部漏洩は人体に影響があるとして、人体防護を目的としたガイドラインが設けられている。従って、日本国の電波法で若干の外部漏洩が許可されている周波数を送信信号vtおよび受信信号vrの周波数として使用する場合には、このガイドラインの内容も考慮するとよい。
【０１２８】
また例えば、この生物検出装置が、日本国外の場所で使用される場合には、その場所で許可されている範囲内の周波数を、マイクロ波センサ１の送信信号vtおよび受信信号vrの周波数として使用することで、電磁シールド１３は省略可能である。
【０１２９】
ただし、以下の説明においては、電磁シールド１３は設けられているとする。
【０１３０】
このような電磁シールド１３の形態は、上述した第１の機能と第２の機能とを有していれば特に限定されない。具体的には例えば、電磁シールド１３は、図４に示されるような箱、即ち、内部の周囲壁全体に電波吸収材（図示せず）が配置された箱であって、マイクロ波センサ１およびそれを固定設置するジャッキ台４１、測定対象物２１およびそれが配置される回転台１２、並びに、その回転台１２を回転させる回転駆動部１１を少なくとも収容可能な箱として構成することができる。
【０１３１】
ところで、この図４は、図３の例の生物検出装置の外観の構成の一例を示している。
【０１３２】
図４の例では、上述したように、マイクロ波センサ１はジャッキ台４１により固定され、測定対象物２１は回転台１２の上に配置される。この回転台１２も、同図に示されるように、ジャッキ台として構成されている。従って、ユーザ（測定者）等は、ジャッキ台４１と回転台１２とのジャッキ部分を自在に上下に動かすことで、マイクロ波センサ１と測定対象物２１との図４中上下方向（垂直方向）の位置を、適切な位置に固定することが容易に可能になる。
【０１３３】
また、図４の例では、回転駆動部１１は、モータを含むように構成されており、このモータが発生するトルクにより回転台１２が回転するようになされている。
【０１３４】
また、図４の例では、図３の生物検出装置のうちの、増幅/フィルタ部２乃至検出判定処理部６、主制御部８、および、判定基準記憶部９が、筺体４２の中に収納されている。この筺体４２の表面のうちの１面には、呈示部７、即ち、音声出力部３１（より正確には、そのうちのスピーカ）、ディスプレイ３２、およびLED３３が配置されており、また、キーボードとして構成されている操作部１０も配置されている。
【０１３５】
この場合、増幅/フィルタ部２乃至検出判定処理部６、主制御部８、および、判定基準記憶部９のうちの少なくとも一部がソフトウエアで構成されているときには、そのソフトウエア（プログラム）を実行するコンピュータが筺体４２内に設けられる。このコンピュータとして、例えば、後述する図１８の構成のパーソナルコンピュータを採用することで、筺体４２の小型化を図ることが可能になる。その結果、この生物検出装置を、可搬型の装置、即ち、ユーザ（測定者）等が自在に持ち運び可能な装置として構成することが可能になる。
【０１３６】
以上、図３と図４とを参照して、本発明が適用される生物検出装置の一構成例の概略について説明した。
【０１３７】
以下、引き続き、図３と図４の例の生物検出装置の機能的構成要素のうちの、マイクロ波センサ１、ノイズ処理部５、および、ノイズ処理部５からのノイズ処理後の検出判定用信号vmまたは演算部４からの検出判定用信号vnがそのまま供給される場合の音声出力部３１のそれぞれの詳細について、その順番に個別に説明していく。
【０１３８】
はじめに、図５と図６とを参照して、マイクロ波センサ１の詳細について説明する。
【０１３９】
図５は、マイクロ波センサ１の一構成例を示している。図６は、マイクロ波センサ１の、図５とは異なる構成例を示している。
【０１４０】
図５の例では、マイクロ波センサ１は、マイクロ波発振器５１、導波管５２、アンテナ５３、および、マイクロ波直交検波部５４から構成されている。
【０１４１】
マイクロ波発振器５１は、所定の周波数帯（例えば本実施の形態では６乃至１２[GHZ]）のうちの、図３の主制御部８により設定された周波数（例えば7.8[GHZ]等）のマイクロ波を発振する。
【０１４２】
導波管５２は、マイクロ波発振器５１から発振されたマイクロ波を送信信号vtとして、図５中左方向、即ち、アンテナ５３側の方向に伝播する。導波管５２はまた、アンテナ５３が受信した受信信号vrを、図５中右方向、即ち、マイクロ波発振器５１側の方向に伝播する。
【０１４３】
アンテナ５３は、マイクロ波発振器５１から導波管５２を介して伝播されてきた送信信号vtを、測定対象物２１に対して送信する。アンテナ５３はまた、この送信信号vtが生物２２等により反射された結果得られる反射波を受信信号vrとして受信する。
【０１４４】
図５の例では、マイクロ波直交検波部５４は、ダイオード５５とダイオード５６とから構成されている。ダイオード５５においては、そのアノードが導波管５２内の端子５２ｉに接続され、そのカソードが、信号viを図３の増幅/フィルタ部２に出力する端子５５ｉに接続されている。換言すると、ダイオード５５のカソードは、端子５５ｉとして構成されている。また、ダイオード５６においては、そのアノードが、導波管５２内の端子５２ｉに対して導波管５２内の波長λgの１／８（＝λg/8）の距離だけ離間した位置の端子５２qに接続され、そのカソードが、信号vqを増幅/フィルタ部２に出力する端子５６qに接続されている。換言すると、ダイオード５６のカソードは、端子５６qとして構成されている。
【０１４５】
ここで、図５の例のマイクロ波センサ１の動作の概略について説明する。即ち、導波管５２内を伝播する送信信号vtと受信信号vrとの位相差に基づく定在波が、導波管５２内に発生する。この定在波のうちの、所定の成分、例えば送信信号vtの同相成分が信号viとして、ダイオード５５のカソードである端子５５iから出力されるとともに、その所定の成分から９０度（=π/2）だけ位相がずれた成分、例えば、送信信号vtから９０度だけ位相がずれた成分が信号vqとして、ダイオード５６のカソードである端子５６qから出力される。
【０１４６】
このような図５の例に対して、図６の例では、マイクロ波センサ１は、マイクロ波発振器６１、パワーデバイダ６２、サーキュレータ６３、アンテナ６４、および、I/Qミキサ６５から構成されている。
【０１４７】
マイクロ波発振器６１は、図５のマイクロ波発振器５１と同様に、所定の周波数帯（例えば本実施の形態では６乃至１２[GHZ]）のうちの、図３の主制御部８により設定された周波数（例えば7.8[GHZ]等）のマイクロ波を発振する。
【０１４８】
パワーデバイダ６２は、マイクロ波発振器６１から発振されたマイクロ波を分配し、分配されたマイクロ波のそれぞれを、サーキュレータ６３とI/Qミキサ６５とのそれぞれに送信信号vtとして供給する。
【０１４９】
サーキュレータ６３は、パワーデバイダ６２から供給されてくる送信信号vtをアンテナ６４に供給する。サーキュレータ６３はまた、アンテナ６４が受信した受信信号vrをI/Qミキサ６５に供給する。
【０１５０】
アンテナ６４は、マイクロ波発振器６１より発振されてパワーデバイダ６２とサーキュレータ６３とを介して供給されてきた送信信号vtを、測定対象物２１に対して送信する。アンテナ６４はまた、この送信信号vtが生物２２等により反射された結果得られる反射波を受信信号vrとして受信する。
【０１５１】
I/Qミキサ６５は、アンテナ６４からサーキュレータ６３を介して供給された受信信号vrと、マイクロ波発振器６１からパワーデバイダ６２を介して供給されてきた送信信号vtとをミキシング（乗算）することで、両者の位相差に対応する成分を有するビート信号を生成する。そして、I/Qミキサ６５は、そのビート信号のうちの、所定の成分、例えば送信信号vtの同相成分を信号viとして図３の増幅/フィルタ部２に出力するとともに、その所定の成分から９０度（=π/2）だけ位相がずれた成分、例えば、送信信号vtから９０度だけ位相がずれた成分を信号vqとして増幅/フィルタ部２に出力する。
【０１５２】
なお、図６の例のマイクロ波センサ１の動作の概略は、I/Qミキサ６５の説明として上述した内容と基本的に同様となるため、即ち、繰り返しになってしまうため、ここではその説明については省略する。
【０１５３】
以上、図５と図６とを参照して、マイクロ波センサ１の詳細について説明した。
【０１５４】
次に、図７と図８とを参照して、ノイズ処理部５の詳細について説明する。
【０１５５】
図７は、ノイズ処理部５がハードウエアとして構成された場合のその詳細な構成例と、主制御部８のうちのノイズ処理部５を制御する部分の機能的構成例を示すブロック図である。
【０１５６】
これに対して、図８は、ノイズ処理部５の他、図３のノイズ処理判定部３や演算部４がそれぞれソフトウエアモジュールとして構成された場合に、各ソフトウエアモジュールのうちの少なくともノイズ処理判定部３とノイズ処理部５とが実行する処理（以下、ノイズ処理方法決定処理と称する）の一例を示すフローチャートである。なお、ノイズ処理部５のソフトウエアモジュールには、図７の例の主制御部８のうちうのノイズ処理部５を制御する部分に対応する機能、即ち、後述するノイズ処理方法決定モード/生物検出判定モード切替部８１とノイズ処理方法決定部８２とに対応する機能も組み込まれているとする。
【０１５７】
図７の例では、ノイズ処理部５は、極性反転部７１乃至フィルタ部７６から構成されている。図７の例とは、ノイズ処理部５がハードウエアとして構成された場合の例であるので、極性反転部７１乃至フィルタ部７６もまた、ハードウエア（回路等）として構成されている。
【０１５８】
ノイズ処理部５には、上述したように、図３のマイクロ波センサ１からの直交検波出力信号を構成する信号vi,vqが増幅/フィルタ部２により所定の処理が施され、その結果得られる信号I,Qが、ノイズ処理判定部３を介して供給される。詳細には、信号Iは、極性反転部７１と、切替部７２の入力端IN+とに供給される。信号Qは、可変利得増幅部７４に供給される。
【０１５９】
極性反転部７１は、信号Iの極性を反転させ、その結果得られる信号、即ち、信号Iに対して180度(=π)だけ位相がずれた信号を、切替部７２の入力端IN-に供給する。
【０１６０】
なお、以下、信号Iに対して180度(=π)だけ位相がずれた信号を、信号I-と称する。また、信号I-との比較を行う場合等には、信号Iを、特に信号I+とも称する。
【０１６１】
即ち、極性反転部７１から出力された信号Ｉ-は、切替部７２の入力端IN-に入力される。これに対して、信号I+は、切替部７２の入力端IN+に入力される。
【０１６２】
切替部７２は、主制御部８のＩ信号決定部９２の指示に基づいて、その入力を、入力端IN+と入力端IN-とのうちの一方に切り替える。そして、切替部７２は、その入力を入力端IN+に切り替えた場合、信号I+を出力端OUTを介して可変利得増幅部７３に供給する。これに対して、切替部７２は、その入力を入力端IN-に切り替えた場合、極性反転部７１から供給された信号I-を、出力端OUTを介して可変利得増幅部７３に供給する。
【０１６３】
このようにして、可変利得増幅部７３には、信号I+または信号I-が切替部７２から供給される。可変利得増幅部７３は、信号I+または信号I-の利得を、主制御部８の利得決定部９３により決定されたゲインGi分だけ増幅させ、その結果得られる信号を演算部７５に供給する。
【０１６４】
なお、以下、信号I+の利得がゲインGi分だけ増幅された信号を、信号(Gi×I+)と称する。また、以下、信号I-の利得がゲインGi分だけ増幅された信号を、信号(Gi×I-)と称する。即ち、信号（Gi×I+）または信号（Gi×I-）が、可変利得増幅部７３から演算部７５に供給される。
【０１６５】
可変利得増幅部７４は、信号Qの利得を、主制御部８の利得決定部９３により決定されたゲインGq分だけ増幅させ、その結果得られる信号を演算部７５に供給する。
【０１６６】
なお、以下、信号Qの利得がゲインGq分だけ増幅された信号を、信号（Gq×Q）と称する。即ち、信号（Gq×Q）が、可変利得増幅部７４から演算部７５に供給される。
【０１６７】
このようにして、演算部７５には、信号（Gi×I+）または信号（Gi×I-）が可変利得増幅部７３から供給され、信号（Gq×Q）が可変利得増幅部７４から供給される。そこで、演算部７５は、可変利得増幅部７３から供給された信号（Gi×I+）または信号（Gi×I-）と、可変利得増幅部７４から供給された信号（Gq×Q）とを利用する所定の演算を行い、その演算の結果得られる信号をフィルタ部７６に供給する。
【０１６８】
演算部７５が実行する所定の演算は、可変利得増幅部７３から供給された信号（Gi×I+）または信号（Gi×I-）と、可変利得増幅部７４から供給された信号（Gq×Q）とを利用する演算であれば足り、特に限定されない。ただし、本実施の形態では、演算部７５は、可変利得増幅部７４から供給された信号（Gq×Q）と、可変利得増幅部７３から供給された信号（Gi×I+）または信号（Gi×I-）との差分を演算し、その演算の結果得られる信号、即ち、２つの信号の差分信号を、フィルタ部７６に供給する。
【０１６９】
なお、以下、信号（Gq×Q）と信号（Gi×I+）との差分信号を、信号(Gq×Q−Gi×I)と称する。また、以下、信号（Gq×Q）と信号（Gi×I-）との差分信号を、信号(Gq×Q＋Gi×I)と称する。即ち、本実施の形態では、信号(Gq×Q−Gi×I)または信号(Gq×Q＋Gi×I)が、演算部７５からフィルタ部７６に供給される。
【０１７０】
フィルタ部７６は、演算部７５から供給された信号(Gq×Q−Gi×I)または信号(Gq×Q＋Gi×I)に対して、例えば0.1乃至１[Hz]程度の成分を通過させるフィルタ処理を施し、その結果得られる信号vmを、検出判定処理部６や主制御部８の出力信号蓄積部９１に供給する。
【０１７１】
なお、上述したように、信号vmは、検出判定処理部６に供給される場合、ノイズ処理後の検出判定用信号vmと称されることになる。
【０１７２】
また、信号vmは、上述したように、図７には図示されていない図３の音声出力部３１に供給される場合もある。ただし、図７と図８とを参照して各種説明を行っている間に限り、説明の簡略上、信号vmは、音声出力部３１に供給されないとする。
【０１７３】
このような図７のハードウエア構成を有するノイズ処理部５を制御するために、図７の例の主制御部８には、ノイズ処理方法決定モード/生物検出判定モード切替部８１、および、ノイズ処理方法決定部８２が設けられている。
【０１７４】
ノイズ処理方法決定モード/生物検出判定モード切替部８１、および、ノイズ処理方法決定部８２は、主制御部８の実現形態に対応する形態であれば、ソフトウエア単体で構成してもよいし、ハードウエア単体で構成してもよいし、ソフトウエアとハードウエアとの組み合わせで構成してもよい。具体的には例えば、主制御部８が、後述する図１８のパーソナルコンピュータとして構成されている場合には、ノイズ処理方法決定モード/生物検出判定モード切替部８１とノイズ処理方法決定部８２とのそれぞれは、ソフトウエアで構成することが可能である。ただし、この場合、出力信号蓄積部９１は、図１８の記憶部２０８等のメモリの一領域として構成される。
【０１７５】
ノイズ処理方法決定モード/生物検出判定モード切替部８１は、その名称の通り、図３の例の生物検出装置の動作モードを、ノイズ処理方法決定モードと、生物検出判定モードとのうちの何れか一方に切り替える。
【０１７６】
詳細には、ノイズ処理方法決定モード/生物検出判定モード切替部８１は、測定開始前、ノイズ処理方法決定モードに切り替えて、検出判定処理部６の動作を禁止する。即ち、ノイズ処理方法決定モードに切り替えられた場合、検出判定処理部６は、フィルタ部７６から出力された信号vmを入力しない。このとき、ノイズ処理方法決定部８２は、この信号vmを用いて、ノイズ処理方法、即ち、ノイズ処理後の検出判定用信号vmを生成する方法を決定する。
【０１７７】
即ち、ノイズ処理方法が決定されるまでは、フィルタ部７６から出力される信号vmは、ノイズ処理が施されているとはまだ言えない。このため、本明細書では、信号vmは、検出判定処理部６に供給された段階（実際には、その他音声出力部３１に供給された段階）で初めて、ノイズ処理後の検出判定用信号vmと称される。即ち、本明細書では、ノイズ処理方法決定部８２がノイズ処理方法を決定し終えるまでは、フィルタ部７６から出力される信号vmを、ノイズ処理後の検出判定用信号vmとは称さずに、単に信号vmと称する。
【０１７８】
なお、ノイズ処理方法を決定するためにノイズ処理方法決定部８２により実行される各種処理については後述する。
【０１７９】
また、詳細については後述するが、ノイズ処理方法決定部８２は、ノイズ処理方法の決定を終了すると、そのことをノイズ処理方法決定モード/生物検出判定モード切替部８１に通知する。これにより、ノイズ処理方法決定モード/生物検出判定モード切替部８１は、その動作モードを、ノイズ処理方法決定モードから生物検出判定モードに切り替えて、検出判定処理部６の動作の禁止を解除する。即ち、生物検出判定モードに切り替えられた場合、ノイズ処理方法決定モードで決定されたノイズ処理方法に従ってノイズ処理部５により生成された信号vmは、ノイズ処理後の検出判定用信号vmとして検出判定処理部６に供給される。
【０１８０】
ノイズ処理方法決定部８２は、図７の例では、出力信号蓄積部９１、I信号決定部９２、および、利得決定部９３から構成されている。
【０１８１】
出力信号蓄積部９１は、フィルタ部７６から出力される信号vmを蓄積する。
【０１８２】
なお、フィルタ部７６から出力される信号vmは、正確には、演算部７５から出力された信号(Gq×Q−Gi×I)または信号(Gq×Q＋Gi×I)に対して、フィルタ部７６によりフィルタ処理が施された後の信号である。ただし、以下、説明の簡略上、フィルタ部７６から出力される信号vmは、単に信号(Gq×Q−Gi×I)または信号(Gq×Q＋Gi×I)であるとみなす。即ち、出力信号蓄積部９１には、信号(Gq×Q−Gi×I)や信号(Gq×Q＋Gi×I)が複数個蓄積され得る。
【０１８３】
I信号決定部９２は、出力信号蓄積部９１に蓄積された信号(Gq×Q−Gi×I)と信号(Gq×Q＋Gi×I)とを比較し、その比較の結果に基づいて、ノイズ処理後の検出判定用信号vmの生成用信号として、信号I+と信号I-とのうちの何れの信号を決定する。ノイズ処理後の検出判定用信号vmの生成用信号とは、後述するように、ノイズ処理後の検出判定用信号vmが生成される際に利用される信号を言う。
【０１８４】
このため、詳細については後述するが、I信号決定部９２は、その決定前には、信号(Gq×Q−Gi×I)と信号(Gq×Q＋Gi×I)とを少なくとも１つずつ出力信号蓄積部９１に蓄積させることを目的として、切替部７２の入力を、入力端IN+と入力端IN-とに少なくとも１回ずつ切り替える指令を、切替部７２に対して出力する。
【０１８５】
また、その決定後には、I信号決定部９２は、切替部７２の入力を、入力端IN+と入力端IN-とのうちの、信号I+と信号I-とのうちの決定された信号を入力する方に切り替え、そのまま保持させる指令を、切替部７２に対して出力する。
【０１８６】
利得決定部９３は、出力信号蓄積部９１に蓄積された信号(Gq×Q−Gi×I)と信号(Gq×Q＋Gi×I)とのうちの、I信号決定部９２により決定された方の信号についての所定の属性（実効値等）が最小レベルとなるようなゲインGq,Giを、ノイズ処理後の検出判定用信号vmの生成用ゲインGq,Giとして決定する。ノイズ処理後の検出判定用信号vmの生成用ゲインGq,Giとは、ノイズ処理後の検出判定用信号vmが生成される際に利用されるゲインGq,Gi（それらのレベル値）を言う。
【０１８７】
このため、詳細については後述するが、利得決定部９３は、その決定前には、ゲインGq,Giのそれぞれのレベル値を適宜更新し、更新されたレベル値のそれぞれを利用することを、可変利得増幅部７３と可変利得増幅部７４とのそれぞれに指示（通知）する。
【０１８８】
また、その決定後には、利得決定部９３は、決定されたゲインGq,Giのレベル値のそれぞれを利用すること（保持させること）を、可変利得増幅部７３と可変利得増幅部７４とのそれぞれに指示（通知）する。
【０１８９】
以上説明したように、ノイズ処理方法決定部８２は、ノイズ処理後の検出判定用信号vmの生成用信号として、信号I+と信号I-とのうちの何れか一方を決定し、また、ノイズ処理後の検出判定用信号vmの生成用ゲインGq,Giのレベル値を決定することで、ノイズ処理方法を決定する。換言すると、ノイズ処理方法とは、ノイズ処理後の検出判定用信号vmの生成方法を言い、本実施の形態ではそのノイズ処理方法が、ノイズ処理方法決定モードのときに決定される。
【０１９０】
ノイズ処理方法決定部８２は、このようにしてノイズ処理方法を決定すると、上述したように、ノイズ処理方法の決定が終了したことを、ノイズ処理方法決定モード/生物検出判定モード切替部８１に通知する。
【０１９１】
これにより、上述したように、動作モードはノイズ処理方法決定モードから生物検出判定モードに切り替わり、それ以降、信号I+と信号I-とのうちの、ノイズ処理方法決定モードのときに決定された信号が使用され、かつ、ノイズ処理方法決定モードのときに決定されたゲインGq,Giのレベル値が使用されて、ノイズ処理後の検出判定用信号vmが実際に生成されることになる。
【０１９２】
次に、図７の例のノイズ処理部５と、それを制御する主制御部８との動作の概略について説明する。
【０１９３】
即ち、ノイズ処理方法決定モード/生物検出判定モード切替部８１は、その動作モードをノイズ処理方法決定モードに切り替えると、そのことを、ノイズ処理方法決定部８２に通知するとともに、検出判定処理部６の動作を禁止する。即ち、ノイズ処理部５から出力される信号vmは、検出判定処理部６には入力されなくなる。
【０１９４】
ノイズ処理方法決定部８２の利得決定部９３は、ノイズ処理方法決定モードに切り替わったという通知を受け取ると、ゲインGi,Gqのレベル値を何れも例えば１に設定し、その設定値である１を利用することを、可変利得増幅部７３と可変利得増幅部７４とに指示する。
【０１９５】
また、I信号決定部９２は、切替部７２の入力を、入力端IN-と入力端IN+とに少なくとも１回ずつ切り替える指令を、切替部７２に対して供給する。
【０１９６】
これにより、切替部７２は、その入力を、入力端IN-と入力端IN+とに少なくとも１回ずつ切り替える。
【０１９７】
即ち、可変利得増幅部７３には、少なくとも１つの信号I-と、少なくとも１つの信号I+とが供給される。いまの場合、ゲインGiとして１を利用することが利得決定部９３により指示されているので、可変利得増幅部７３は、少なくとも１つの信号I-と、少なくとも１つの信号I+とをそのまま演算部７５に供給する。
【０１９８】
また、いまの場合、ゲインGqとして１を利用することが利得決定部９３により指示されているので、可変利得増幅部７４は、信号Qをそのまま演算部７３に供給する。
【０１９９】
従って、演算部７５は、少なくとも１つの信号(Q-I)と、少なくとも１つの信号(Q+I)とのそれぞれを生成し、それぞれ信号vmとして、フィルタ部７６を介して出力信号蓄積部９１に蓄積する。即ち、出力信号蓄積部９１には、少なくとも１つの信号(Q-I)と、少なくとも１つの信号(Q+I)とが蓄積される。
【０２００】
そこで、I信号決定部９２は、出力信号蓄積部９１に蓄積された信号(Q-I)と信号(Q+I)との所定の属性（実効値等）のレベルを比較し、そのレベルが小さい方の信号の生成元である信号I+または信号I-を、ノイズ処理後の検出判定用信号vmの生成用信号として決定する。
【０２０１】
即ち、上述したように、信号I,Qのうちの例えば信号Iの同相成分または逆相成分（180度だけ位相がずれた成分）、即ち、信号I+の成分または信号I-の成分に、ノイズが重畳されている。従って、信号I+の成分にノイズが多く重畳されており、信号I-の成分にノイズがさほど重畳されていない場合には、信号(Q-I)と信号(Q+I)とのうちの、信号(Q-I)の方が所定の属性（実効値等）のレベルが小さくなり、信号(Q+I)の方が所定の属性のレベルが大きくなる。このことは、信号I+の成分にノイズが多く重畳されている場合には、信号(Q-I)の方が、信号(Q+I)と比較して、そのノイズがより一段と軽減または除去されていることを意味する。即ち、信号I+の成分にノイズが多く重畳されている場合には、ノイズ処理後の検出判定用信号vmの生成用信号として、信号(Q-I)の生成元である信号I+を決定した方が好適である。
【０２０２】
これに対して、信号I-の成分にノイズが多く重畳されており、信号I+の成分にノイズがさほど重畳されていない場合には、信号(Q-I)と信号(Q+I)とのうちの、信号(Q+I)の方が所定の属性のレベルが小さくなり、信号(Q-I)の方が所定の属性のレベルが大きくなる。このことは、信号I-の成分にノイズが多く重畳されており、信号I+の成分にノイズがさほど重畳されていない場合には、信号(Q+I)の方が、信号(Q-I)と比較して、そのノイズがより一段と軽減または除去されていることを意味する。即ち、信号I-の成分にノイズが多く重畳されている場合には、ノイズ処理後の検出判定用信号vmの生成用信号として、信号(Q+I)の生成元である信号I-を決定した方が好適である。
【０２０３】
そこで、I信号決定部９２は、出力信号蓄積部９１に蓄積された信号(Q-I)と信号(Q+I)とのうちの所定の属性（実効値等）のレベルが小さい方の生成元である信号I+または信号I-を、ノイズ処理後の検出判定用信号vmの生成用信号として決定するのである。
【０２０４】
次に、I信号決定部９２は、ノイズ処理後の検出判定用信号vmの生成用信号として例えば信号I+を決定した場合には、切替部７２の入力を入力端IN+に切り替え、そのまま保持させる指令を切替部７２に対して出力する。切替部７２は、この指令を受けて、その入力を入力端IN+に切り替え、そのまま保持させる。すると、それ以降、信号I+が、切替部７２から可変利得増幅部７３に供給される。
【０２０５】
これに対して、I信号決定部９２は、ノイズ処理後の検出判定用信号vmの生成用信号として例えば信号I-を決定した場合には、切替部７２の入力を入力端IN-に切り替え、そのまま保持させる指令を切替部７２に対して出力する。切替部７２は、この指令を受けて、その入力を入力端IN-に切り替え、そのまま保持させる。すると、それ以降、極性反転部７１からの信号I-が、切替部７２から可変利得増幅部７３に供給される。
【０２０６】
なお、以上説明した動作以降については、ノイズ処理後の検出判定用信号vmの生成用信号として、信号I+が決定された場合にも、信号I-が決定された場合にも基本的に同様の動作となる。そこで、以下、説明の簡略上、ノイズ処理後の検出判定用信号vmの生成用信号として信号I+が決定された場合における、ノイズ処理部５とノイズ処理方法決定部８２との動作についてのみ説明する。
【０２０７】
この場合、利得決定部９３は、ゲインGi,Gqのレベル値のそれぞれの設定を適宜更新し、それぞれの更新後の設定値を利用することを、可変利得増幅部７３と可変利得増幅部７４とのそれぞれに指示する。
【０２０８】
このようにして、利得決定部９３によりゲインGi,Gqのレベル値の設定が更新される毎に、演算部７５は、更新後のゲインGi,Gqを利用して信号(Gq×Q−Gi×I)を生成し、それを信号vmとして出力信号蓄積部９１に蓄積する。即ち、ゲインGi,Gqの各更新値をそれぞれ利用して複数の信号(Gq×Q−Gi×I)がそれぞれ生成される。そして、これらの複数の信号(Gq×Q−Gi×I)が出力信号蓄積部９１に蓄積される。
【０２０９】
そこで、利得決定部９３は、出力信号蓄積部９１に蓄積された複数の信号(Gq×Q−Gi×I)のうちの、所定の属性（実効値等）のレベルが最小となる信号を選択し、選択された信号(Gq×Q−Gi×I)の生成に利用されたゲインGq，Giを、ノイズ処理後の検出判定用信号vmの生成用ゲインGq，Giとして決定する。出力信号蓄積部９１に蓄積された複数の信号(Gq×Q−Gi×I)のうちの、属性のレベルが最小となる信号は、他の信号と比較して、ノイズがより一段と軽減または除去された信号と言えるからである。
【０２１０】
そして、利得決定部９３は、このようにして決定されたゲインGi,Gqを利用することを、可変利得増幅部７３と可変利得増幅部７４とのそれぞれに指示する。これにより、それ以降、可変利得増幅部７３と可変利得増幅部７４とは、利得決定部９３によりこのようにして決定されたゲインGi,Gqのそれぞれを利用する。
【０２１１】
以上の一連の処理により、ノイズ処理方法が決定されたことになる。そこで、ノイズ処理方法決定部８２は、ノイズ処理方法の決定を終了したことをノイズ処理方法決定モード/生物検出判定モード切替部８１に対して通知する。
【０２１２】
これにより、ノイズ処理方法決定モード/生物検出判定モード切替部８１は、その動作モードをノイズ処理方法決定モードから生物検出判定モードに切り替えて、検出判定処理部６の動作の禁止を解除する。
【０２１３】
このようにして、動作モードが生物検出判定モードに切り替えられると、ノイズ処理方法決定部８２のI信号決定部９２は、切替部７２の入力として、信号I+と信号I-とのうちの、ノイズ処理方法決定モードで決定された方を入力する入力端を保持させる指令、即ち、上述した例では信号I+を入力する入力端IN+を保持させる指令を切替部７２に出力する。
【０２１４】
切替部７２は、この指令を受けて、その入力を入力端IN+のまま保持させる。すると、生物検出判定モードでは常時、信号I+が、切替部７２から可変利得増幅部７３に供給される。
【０２１５】
また、利得決定部９３は、ノイズ処理方法決定モードで決定されたゲインGi,Gqのそれぞれを利用する（保持させる）指令を、可変利得増幅部７３と可変利得増幅部７４とのそれぞれに出力する。これにより、生物検出判定モードでは常時、可変利得増幅部７３と可変利得増幅部７４とのそれぞれは、ノイズ処理方法決定モードで決定されたゲインGi,Gqのそれぞれを利用する。
【０２１６】
従って、生物検出判定モードでは常時、ノイズ処理方法決定モードで決定された生成手法に従って生成された信号(Gq×Q−Gi×I)、即ち、ノイズ処理後の検出判定用信号vmの生成用信号としてI信号決定部９２により決定された信号I+が使用され、かつ、ノイズ処理後の検出判定用信号vmの生成用ゲインGq，Giとして利得決定部９３により決定されたゲインGq，Giが使用された信号(Gq×Q−Gi×I)が、演算部７５から出力される。そして、生物検出判定モードでは常時、この信号(Gq×Q−Gi×I)が、ノイズ処理後の検出判定用信号vmとして、フィルタ部７６を介して検出判定処理部６に供給される。
【０２１７】
すると、上述したように、検出判定処理部６は、このノイズ処理後の検出判定用信号vmに基づいて、図３の生物２２の存在有無を判定する（生物２２を検出する）。
【０２１８】
以上、図７の例のノイズ処理部５、即ち、ハードウエアとして構成された場合のノイズ処理部５と、それを制御する主制御部８の一部分（図７の例では、ノイズ処理方法決定モード/生物検出判定モード切替部８１とノイズ処理方法決定部８２）の詳細について説明した。
【０２１９】
ところで、上述したように、ノイズ処理部５は、図７の例のようにハードウエアとして構成することもできるが、ソフトウエア、または、ソフトウエアとハードウエアとの組み合わせとして構成することもできる。具体的には例えば、主制御部８が後述する図１８のパーソナルコンピュータ等で構成されている場合には、ノイズ処理部５は、その主制御部８が実行するソフトウエアモジュールとして構成することができる。このソフトウエアモジュールは、例えば、図７の例のノイズ処理部５を構成する極性反転部７１乃至フィルタ部７６に対応する機能に加えて、図７の例のノイズ処理方法決定モード/生物検出判定モード切替部８１とノイズ処理方法決定部８２とに対応する機能を併せ持つように構成することができる。
【０２２０】
このようなソフトウエアモジュールとして構成されたノイズ処理部５は、動作モードが上述したノイズ処理方法決定モードであるときに実行する処理として、例えば図８のノイズ処理方法決定処理の一部を実行することができる。なお、「一部」と記載したのは、上述したように、図８のノイズ処理方法決定処理には、その他、ソフトウエアモジュールとして構成されたノイズ処理判定部３や演算部４のうちの少なくともノイズ処理判定部３が実行する処理も含まれているからである。
【０２２１】
以下、この図８のフローチャートを参照して、ノイズ処理方法決定処理について説明する。
【０２２２】
ステップＳ１において、図３のノイズ処理判定部３は、マイクロ波センサ１からの直交検波出力信号（信号vi,vq）に対応する増幅/フィルタ部２の出力信号I,Q（の瞬時値）の組を取り込む。
【０２２３】
ステップＳ２において、ノイズ処理判定部３は、信号I,Qの組をＮ組（Ｎは１以上の整数値）取り込んだか否かを判定する。
【０２２４】
ステップＳ２において、Ｎ組取り込んでいないと判定されると、処理はステップＳ１に戻され、それ以降の処理が繰り返される。即ち、ステップＳ１とＳ２のループ処理が繰り返し実行されて、信号I,Qの組がＮ組だけノイズ処理判定部３に取り込まれる。すると、ステップＳ２においてYESであると判定されて、処理はステップＳ３に進む。
【０２２５】
ステップＳ３において、ノイズ処理判定部３は、N個の信号Iの実効値I’と、N個の信号Qの実効値Q’とを算出する。
【０２２６】
具体的には例えば、N個の信号Iの実効値I’は、次の式（６）に従って算出される。また、N個の信号Qの実効値Q’は、次の式（７）に従って算出される。
【０２２７】
【数１】
2006220595.tif 000003
・・・（６）
【数２】
2006220595.tif 000004
・・・（７）
【０２２８】
式（６）において、Ijは、j番目（jは、１乃至Nのうちの何れかの整数値）に取得された信号I（の瞬時値）を示しており、Iaveは、N個の信号Iの平均値を示している。また、式（７）において、Qjは、j番目に取得された信号Q（の瞬時値）を示しており、Qaveは、N個の信号Qの平均値を示している。
【０２２９】
次に、ステップＳ４において、ノイズ処理判定部３は、実効値I’，Q’が所定の閾値（判定基準電圧 Vr）以下であるか否かを判定する。
【０２３０】
なお、この所定の閾値は、予め決定された値であってもよいし、ステップＳ３の処理の際に算出された値であってもよい。
【０２３１】
ステップＳ４において、実効値I’，Q’が所定の閾値（判定基準電圧 Vr）以下ではないと判定した場合、即ち、実効値I’，Q’が所定の閾値を超えていると判定した場合、ステップＳ５において、ノイズ処理判定部３は、上述したように、ノイズ処理は不要であると判定し、検出判定処理部６が使用する検出判定用信号として、演算部４からの検出判定用信号vnを決定する。これにより、ノイズ処理方法決定処理は終了となる。
【０２３２】
これに対して、ステップＳ４において、実効値I’，Q’が所定の閾値（判定基準電圧 Vr）以下であると判定した場合、ノイズ処理判定部３は、上述したように、ノイズ処理は必要であると判定し、ノイズ処理部５にノイズ処理方法を決定させるべく、N組の信号I,Qをノイズ処理部５に供給する。これにより、処理はステップＳ６に進む。
【０２３３】
即ち、以下に説明するステップＳ６以降の処理は、ノイズ処理方法決定モードのときにおける上述した図７の例のノイズ処理部５と主制御部８との動作（処理）に相当する処理である。換言すると、ノイズ処理部５は、ステップＳ４の処理でYESであると判定され、その結果、N組の信号I,Qがノイズ処理判定部３から供給されてくると、その動作モードをノイズ処理方法決定モードに切り替え、ステップＳ６以降の処理を実行する。
【０２３４】
ステップＳ６において、ノイズ処理部５は、差分実効値σ-と、加算実効値σ+とを算出する。
【０２３５】
具体的には例えば、差分実効値σ-は、次の式（８）に従って算出される。また、加算実効値σ+は、次の式（９）に従って算出される。
【０２３６】
【数３】
2006220595.tif 000005
・・・（８）
【数４】
2006220595.tif 000006
・・・（９）
【０２３７】
ステップＳ７において、ノイズ処理部５は、差分実効値σ-の方が加算実効値σ+より小さいか否かを判定する。
【０２３８】
ステップＳ７において、差分実効値σ-の方が加算実効値σ+より小さいと判定された場合とは、上述した図７の例で言う、ノイズ処理後の検出判定用信号vmの生成用信号として信号I+が決定された場合に相当する。そこで、このような場合、次のステップＳ８とＳ９の処理が実行される。
【０２３９】
即ち、ステップＳ８において、ノイズ処理部５は、ゲイン差分実効値gσ-が最小となるゲインGq,Giを算出する。
【０２４０】
ゲイン差分実効値gσ-は、次の式（１０）のように表される。
【０２４１】
【数５】
2006220595.tif 000007
・・・（１０）
【０２４２】
即ち、ノイズ処理部５は、ゲインGi,Gqのそれぞれのレベル値を１回以上更新し、その更新毎に、更新後のゲインGi,Gqのそれぞれを利用して式（１０）の右辺を演算することで、ゲイン差分実効値gσ-を算出する。その結果、様々なゲインGi,Gqを利用して算出された複数のゲイン差分実効値gσ-が得られることになる。そこで、ノイズ処理部５は、これらの複数のゲイン差分実効値gσ-のうちの最小値を取るゲイン差分実効値gσ-を選択し、選択されたゲイン差分実効値gσ-の算出時に利用されたゲインGi,Gqを、ゲイン差分実効値gσ-が最小となるゲインGq,Giとして決定（算出）する。
【０２４３】
そして、ステップＳ９において、ノイズ処理部５は、ステップＳ８の処理で算出されたゲインGq,Giを利用して生成される信号（Gq×Q−Gi×I）を、ノイズ処理後の検出判定用信号vmに決定する。
【０２４４】
これにより、ノイズ処理方法決定処理は終了となり、この生物検出装置の動作モードが、ノイズ処理方法決定モードから生物検出判定モードに切り替えられる。
【０２４５】
これに対して、ステップＳ７において、差分実効値σ-の方が加算実効値σ+より小さくない、即ち、加算実効値σ+の方が差分実効値σ-より小さいと判定された場合とは、上述した図７の例で言う、ノイズ処理後の検出判定用信号vmの生成用信号として信号I-が決定された場合に相当する。そこで、このような場合、次のステップＳ１０とＳ１１の処理が実行される。
【０２４６】
即ち、ステップＳ１０において、ノイズ処理部５は、ゲイン加算実効値gσ+が最小となるゲインGq,Giを算出する。
【０２４７】
ゲイン差分実効値gσ+は、次の式（１１）のように表される。
【０２４８】
【数６】
2006220595.tif 000008
・・・（１１）
【０２４９】
即ち、ノイズ処理部５は、ゲインGi,Gqのそれぞれのレベル値を１回以上更新し、その更新毎に、更新後のゲインGi,Gqのそれぞれを利用して式（１１）の右辺を演算することで、ゲイン加算実効値gσ+を算出する。その結果、様々なゲインGi,Gqを利用して算出された複数のゲイン加算実効値gσ+が得られることになる。そこで、ノイズ処理部５は、これらの複数のゲイン加算実効値gσ+のうちの最小値を取るゲイン加算実効値gσ+を選択し、選択されたゲイン加算実効値gσ+の算出時に利用されたゲインGi,Gqを、ゲイン加算実効値gσ+が最小となるゲインGq,Giとして決定（算出）する。
【０２５０】
そして、ステップＳ１１において、ノイズ処理部５は、ステップＳ１０の処理で算出されたゲインGq,Giを利用して生成される信号（Gq×Q+Gi×I）を、ノイズ処理後の検出判定用信号vmに決定する。
【０２５１】
これにより、ノイズ処理方法決定処理は終了となり、この生物検出装置の動作モードが、ノイズ処理方法決定モードから生物検出判定モードに切り替えられる。
【０２５２】
このようにして図８の例のノイズ処理方法決定処理が実行されることで、ノイズ処理の必要有無が決定され、ノイズ処理が必要であると判定された場合にはさらに、そのノイズ処理方法が決定される。そして、その動作モードが、ノイズ処理方法決定モードから生物検出判定モードに切り替えられて、次のような処理が実行される。
【０２５３】
即ち、例えばノイズ処理が不要であると判定された場合、換言すると、上述した図８のステップＳ４の処理でNOであると判定された後の生物検出判定モードの場合には、ノイズ処理判定部３は、信号I,Qを演算部４に常時供給する。従って、演算部４が、上述したように、信号I,Qから検出判定用信号vnを生成し、検出判定処理部６に供給する。すると、上述したように、検出判定処理部６は、この検出判定用信号vnに基づいて、図３の生物２２の存在有無を判定する（生物２２を検出する）。
【０２５４】
これに対して、例えばノイズ処理が必要であると判定された場合、換言すると、上述した図８のステップＳ４の処理でYESであると判定された後の生物検出判定モードの場合には、ノイズ処理判定部３は、信号I,Qをノイズ処理部５に常時供給する。従って、ソフトウエアモジュールとして構成されたノイズ処理部５は、ハードウエアとして構成された図７の例のノイズ処理部５の生物検出判定モードにおける動作に相当する処理を実行する。
【０２５５】
即ち、生物検出判定モードでは常時、ノイズ処理部５は、図８のステップＳ９の処理で決定された信号（Gq×Q−Gi×I）、または、ステップＳ１１の処理で決定された信号（Gq×Q＋Gi×I）を、ノイズ処理後の検出判定用信号vmとして生成して、検出判定処理部６に供給する。
【０２５６】
より正確には、信号（Gq×Q−Gi×I）または信号（Gq×Q＋Gi×I）に対して、図７のフィルタ部７６と同様のフィルタ処理が施された結果得られる信号が、ノイズ処理後の検出判定用信号vmとして生成されて、検出判定処理部６に供給される。
【０２５７】
より具体的には例えば、信号（Gq×Q−Gi×I）であるノイズ処理後の検出判定用信号vmとして、図９に示されるような信号vmが、検出判定処理部６に供給される。即ち、図９は、実際の信号Iと信号Qとから得られた信号（Gq×Q−Gi×I）である実際のノイズ処理後の検出判定用信号vmの一例を示している。ただし、図９は、測定対象物２１である植木鉢の土中に生物２２等が存在しない場合における、実際のノイズ処理後の検出判定用信号vmの一例を示している。
【０２５８】
なお、図９において、横軸は時間[sec]を示し、縦軸は各信号の電圧レベル[Vpp]を示している。また、前提条件として、マイクロ波センサ１のマイクロ波の周波数は7.8[GHz]とされ、そのマイクロ波である送信信号vtは、図３の例と異なり垂直上方向から土に向けて送信され、その植木鉢中の土の深さは4.5[cm]とされ、また、その土の含水率は30[%]とされた。なお、以上の軸のこと、および、前提条件は、後述する図１０においても同様とされている。
【０２５９】
また例えば、信号（Gq×Q+Gi×I）であるノイズ処理後の検出判定用信号vmとして、図１０に示されるような信号vmが、検出判定処理部６に供給される。即ち、図１０は、実際の信号Iと信号Qとから得られた信号（Gq×Q+Gi×I）である実際のノイズ処理後の検出判定用信号vmの一例を示している。ただし、図１０は、図９と同様に、測定対象物２１である植木鉢の土中に生物２２等が存在しない場合における、実際のノイズ処理後の検出判定用信号vmの一例を示している。
【０２６０】
図９と図１０とに示されるように、ノイズ処理部５によりノイズ処理が施されることで、ノイズが著しく軽減されていることがわかる。
【０２６１】
従って、上述したように、検出判定処理部６は、このようなノイズ処理後の検出判定用信号vmに基づいて、図３の生物２２の存在有無を容易に判定する（生物２２を検出する）ことができる。
【０２６２】
即ち、図９または図１０の例のノイズ処理後の検出判定用信号vmが検出判定処理部６に供給された場合には、図３の生物２２は存在しないと判定されることになる。
【０２６３】
これに対して、例えば図１１の例のノイズ処理後のvmが検出判定処理部６に供給された場合には、図３の生物２２は存在すると判定されることになる。
【０２６４】
即ち、図１１は、測定対象物２１である植木鉢の土中に生物２２が存在する場合における、実際のノイズ処理後の検出判定用信号vmの一例を示している。なお、図１１において、横軸は時間[sec]を示しており、縦軸は各信号の電圧レベル[Vpp]を示している。また、前提条件として、マイクロ波センサ１のマイクロ波の周波数は10.525[GHz]とされ、そのマイクロ波である送信信号vtは、図３の例と異なり、土の地表面から6.5[cm]の高さから垂直下向きに（土に向けて）送信され、その地表面から深さ3[cm]の土中に、直径約2[mm]かつ体長約15[mm]のコガネムシの幼虫が生物２２として埋められ、また、その土の含水率は0[%]とされた。
【０２６５】
以上説明したように、ノイズ処理部５は、上述した本発明の第２の手法に対応する処理を実行できるので、マイクロ波センサ１の直交検波出力信号に重畳されているノイズのうちの、その直交検波出力信号を構成する信号vi,vqのうちの一方と同相成分または逆相成分のノイズを大幅に軽減または除去することが可能になる。具体的には、そのノイズの軽減（除去）効果により、図３の例の生物検出装置全体のノイズレベルが実質上20[dB]程度下がることを、本発明人は確認した。
【０２６６】
従って、仮に、図３の例の生物検出装置において、ノイズ処理部５がノイズ処理を施さない場合におけるその全体のノイズレベルが-75[dB]であるとすると、ノイズ処理部５がノイズ処理を施すことによって、その全体のノイズレベルを約-95[dB]まで下げることが可能になる。この場合、図２の例と同条件、即ち、マイクロ波センサ１から7.8[GHz]のマイクロ波が垂直上方向から地表面に向けて送信され、直径1mmかつ高さ15mmの円筒と同サイズを有する生物２２が検出されるという条件では、例えば含水率が20[%]の地中においては、ノイズ処理部５がノイズ処理を施さないと、深さが約6.5[cm]よりも上方に存在する生物２２のみしか検出できないことになる。これに対して、ノイズ処理部５がノイズ処理を施すことによって、深さが約11[cm]よりも上方に存在する生物２２まで検出できるようになる。即ち、検出能力のうちの検出範囲の最大レベルを上げる（深さの最深位置を下げる）ことが可能になる
【０２６７】
逆に、検出範囲がそのままでよい場合、即ち、深さが約6.5[cm]よりも上方に存在する生物のみを検出すればよい場合には、ノイズ処理部５がノイズ処理を施すことによって、マイクロ波センサ１が送受信するマイクロ波の周波数を7.8[GHz]よりも高くすることができる（上述した図１参照）。即ち、検出能力のうちの分解能の最大レベルを上げる（検出可能な生物２２の最小の大きさをより一段と小さくする、即ち、より一段と小さな生物２２を検出できるようにする）ことが可能になる。
【０２６８】
なお、図３の例の生物検出装置は、上述したノイズ処理部５によるノイズ処理（軽減/除去）機能と、後述する図１４のステップＳ２６とＳ２７による残振動に起因するノイズに対するノイズ処理機能とのみが搭載されている。
【０２６９】
ただし、本発明が適用される生物検出装置は、図３の例に限定されず、様々な形態を取ることが可能であり、当然ながら、上述した２つのノイズ処理機能に加えてさらに、それらとはノイズ処理手法が異なるノイズ処理機能を搭載させることも容易に可能である。例えば、上述したように、レーダ分野で言う「クラッター」は、ノイズ処理部５の処理範囲外である。そこで、この「クラッター」に対するノイズ処理機能として、図示はしないが、外力による揺れや振動を加速度センサなどを用いて検出し、その検出結果に基づいて「クラッター」を軽減させるといったノイズ処理機能をさらに、図３の例の生物検出装置に搭載させることも容易に可能である。
【０２７０】
なお、図７の例のノイズ処理部５では、信号I+または信号I-の利得を可変させる（ゲインGiのレベル値を可変させる）可変利得増幅部７３と、信号Qの利得を可変させる（ゲインGqのレベル値を可変させる）可変利得増幅部７４とが設けられていたが、可変利得増幅部７３と可変利得増幅部７４との両者をノイズ処理部５に搭載することは必須ではなく、可変利得増幅部７３と可変利得増幅部７４とのうちの何れか一方を省略することもできる。この場合、信号I+または信号I-と、信号Qとのうちの何れか一方の利得を適当なレベルで固定しておき、他方の利得を可変調整することで、信号vmの振幅レベルをバランスさせればよい。
【０２７１】
同様に、図８の例のステップＳ８またはＳ１０の処理では、ゲインGi，Gqの両者が算出されたが、ゲインGi，Gqのうちの何れか一方を固定値として、他方のみを算出してもよい。
【０２７２】
以上、ノイズ処理部５の詳細について説明した。
【０２７３】
次に、図１２と図１３とを参照して、図３のノイズ処理部５からのノイズ処理後の検出判定用信号vmまたは演算部４からの検出判定用信号vnがそのまま供給される場合における音声出力部３１の詳細について説明する。
【０２７４】
ただし、以下、説明の簡略上、図３のノイズ処理部５からのノイズ処理後の検出判定用信号vmが供給された場合についてのみ、音声出力部３１の説明を行う。演算部４からの検出判定用信号vnが供給された場合については、以下の説明のうちの、「ノイズ処理後の検出判定用信号vm」という語句を、単に「検出判定用信号vn」と置き換えればよいからである。
【０２７５】
図１２は、音声出力部３１の一構成例を示している。図１３は、音声出力部３１の、図１２とは異なる構成例を示している。
【０２７６】
図１２の例では、音声出力部３１は、V/F変換部１０１、低周波増幅部１０２、および、スピーカ１０３から構成されている。
【０２７７】
V/F変換部１０１は、ノイズ処理後の検出判定用信号vmに対して、その振幅レベルを示す電圧(Voltage)レベルを所定の周波数(Frequency)に変換するV/F変換処理を施し、その結果得られる信号を低周波増幅部１０２に供給する。
【０２７８】
低周波増幅部１０２は、V/F変換部１０１から供給された信号のうちの低周波成分を増幅させ、その結果得られる信号を音声信号としてスピーカ１０３に供給する。
【０２７９】
スピーカ１０３は、低周波増幅部１０２から供給された音声信号に対応する音声を出力する。
【０２８０】
これにより、ユーザは、スピーカ１０３から出力された音声の特徴に基づいて、図３の測定対象物２１に生物２２等の生物が存在するのか否かを容易に判定することができる。
【０２８１】
このような図１２の例に対して、図１３の例では、音声出力部３１は、発振部１１１、ミキサ部１１２、低周波増幅部１１３、および、スピーカ１１４から構成されている。
【０２８２】
発振部１１１は、所定の周波数（例えば本実施の形態では1.0[kHZ]）の信号を発振する。
【０２８３】
ミキサ部１１２は、ノイズ処理後の検出判定用信号vmと、発振部１１１により発振された信号とをミキシング（乗算）し、その結果得られる信号を低周波増幅部１１３に供給する。
【０２８４】
低周波増幅部１１３は、ミキサ部１１２から供給された信号のうちの低周波成分を増幅させ、その結果得られる信号を音声信号としてスピーカ１１４に供給する。
【０２８５】
スピーカ１１４は、低周波増幅部１１３から供給された音声信号に対応する音声を出力する。
【０２８６】
これにより、ユーザは、スピーカ１１４から出力された音声の特徴に基づいて、図３の測定対象物２１に生物２２等の生物が存在するのか否かを容易に判定することができる。
【０２８７】
以上、図３乃至図１３を参照して、本発明が適用される生物検出装置の機能的構成の一例について説明した。
【０２８８】
かかる機能的構成を有する生物検出装置、即ち、図３の生物検出装置が実行する処理のうちの、測定対象物２１に生物２２等が存在するか否かを検出するための測定処理の一例が、図１４のフローチャートに示されている。そこで、以下、図１４のフローチャートを参照して、図３の生物検出装置が実行する測定処理の一例について説明する。
【０２８９】
ステップＳ２１において、主制御部８は、マイクロ波センサ１のマイクロ波の周波数等各種パラメータの初期設定を行う。
【０２９０】
即ち、詳細については上述した通りであるが、このステップＳ２１の処理のうちの少なくとも一部の処理として、本発明の第１の手法に対応する処理が実行されることになる。
【０２９１】
ステップＳ２２において、主制御部８は、ノイズ処理判定部３とノイズ処理部５とを制御することで、ノイズ処理の実行の有無を決定し、ノイズ処理を実行すると決定した場合にはさらに、そのノイズ処理方法を決定する。換言すると、ステップＳ２２において、検出判定処理部６が利用する検出判定用信号は、演算部４からの検出判定用信号vnであるのか、それとも、ノイズ処理部５からのノイズ処理後の検出判定用信号vmであるのかが決定され、後者であると決定された場合にはさらに、ノイズ処理後の検出判定用信号vmの生成方法が決定される。
【０２９２】
ステップＳ２２の処理の詳細については、図７や図８を参照して上述したした通りである。即ち、例えばノイズ処理部５が図７の例のハードウエアで構成される場合には、図７の例のノイズ処理部５と主制御部８との動作についての上述した説明内容が、ステップＳ２２の処理の詳細の一例である。また、例えばノイズ処理部５等がソフトウエアで構成される場合には、図８に示されるノイズ処理方法決定処理が、ステップＳ２２の処理の詳細の一例である。
【０２９３】
このようなステップＳ２２の処理が終了すると、主制御部８は、その動作モードを生物検出判定モードに切り替え、その処理をステップＳ２３に進める。
【０２９４】
ステップＳ２３において、主制御部８は、回転駆動部１１を制御して、回転台１２を回転させる。
【０２９５】
ステップＳ２４において、主制御部８は、回転台１２が所定の角度だけ回転したか否かを判定する。
【０２９６】
即ち、図１４の例の測定処理では、「所定の角度だけ回転させよ」という意味の回転指令が主制御部８から回転駆動部１１に対して出力される処理が、ステップＳ２３の処理とされている。このため、このようなステップＳ２３の処理の後のステップＳ２４の処理では、その回転指令が実行されたか否か、即ち、回転台１２が所定の角度だけ回転したか否かが判定されるのである。従って、ステップＳ２３の処理で例えば「所定の時間だけ回転させよ」という意味の回転指令が主制御部８から回転駆動部１１に対して出力される場合には、その後のステップＳ２４の処理は、「所定の時間が経過したか？」という処理になる。
【０２９７】
ステップＳ２４において、回転台１２がまだ所定の角度だけ回転していないと判定された場合、処理はステップＳ２３に戻され、それ以降の処理が繰り返される。即ち、ステップＳ２３とＳ２４とのループ処理が繰り返し実行され、その結果、回転台１２は回転し続ける。そして、回転台１２が所定の角度だけ回転すると、即ち、上述したように、図３には図示しない位置センサの検出角度がその所定の角度に到達したことが主制御部８に通知されると、ステップＳ２４において、回転台１２が所定の角度だけ回転したと判定されて、処理はステップＳ２５に進む。
【０２９８】
ステップＳ２５において、主制御部８は、回転駆動部１１を制御して、回転台１２の回転を停止させる。即ち、主制御部８は、停止指令を回転駆動部１１に出力する。
【０２９９】
これにより、回転台１２の回転自体は停止することになる。ただし、回転台１２は、その回転を停止した時点では、静止しておらず、その後しばらくの間、振動を続けていることが多い。以下、このような回転停止後の振動を、残振動と称する。回転台１２の残振動が収束しないまま、主制御部８が、測定対象物２１内に生物２２が存在するか否かを検出するための測定を開始してしまった場合、測定対象物２１も残振動により振動してしまい、その結果、残振動に起因するノイズが、マイクロ波センサ１からの直交検波出力信号（信号vi，vq）に重畳してしまうことになる。この残振動に起因するノイズは、上述したように、ノイズ処理部５の処理範囲外のノイズであるので、主制御部８は、残振動がほぼ収束した状態で、即ち、回転台１２がほぼ静止した状態で、その測定を開始する必要がある。
【０３００】
そこで、図１４の例では、主制御部８は、次のようなステップＳ２６とＳ２７とのループ処理を繰り返し実行することで、回転台１２がほぼ静止したことを認識するようにしている。
【０３０１】
即ち、ステップＳ２６において、主制御部８は、回転台１２の残振動を検出する。即ち、上述したように、残振動に起因するノイズは、マイクロ波センサ１からの直交検波出力信号（信号vi，vq）に重畳され、ノイズ処理部５では軽減または除去しきれない。従って、ノイズ処理部５からの信号vmにも、この残振動に起因するノイズのうちの少なくとも一部が重畳されていることになる。従って、ステップＳ２６とＳ２７とのループ処理が実行されている期間に限っては、主制御部８は、この信号vmを、回転台１２の残振動を示す信号であるとみなし、また、その信号vmについての所定の属性（実効値や振幅等）のレベルを残振動のレベルとみなす。そして、主制御部８は、ステップＳ２６において、残振動のレベル値（所定の属性のレベル値）に基づいて、回転台１２の残振動を検出することができる。即ち、残振動のレベル値が所定の閾値を超えている場合には、主制御部８は、回転台１２の残振動がまだ収束していないと検出することができる。
【０３０２】
そこで、ステップＳ２７において、主制御部８は、残振動のレベル値が所定の閾値以下となったか否かを判定する。この場合、残振動のレベル値が所定の閾値以下となるまでは、即ち、残振動のレベル値が所定の閾値を超えている限り、ステップＳ２７においてNOであると常に判定されて、ステップＳ２６とＳ２７とのループ処理が繰り返し実行されることになる。
【０３０３】
その後、回転台１２がほぼ静止すると、残振動のレベル値も所定の閾値を下回るようになるので、ステップＳ２７においてYESであると判定されて、処理はステップＳ２８に進む。
【０３０４】
このように、主制御部８が、ステップＳ２６とＳ２７とのループ処理を繰り返し実行することは、結果として、残振動に起因するノイズを除去または軽減させることと等価であると言える。即ち、図１４の例では、ノイズ処理部５によるノイズ処理に加えてさらに、ステップＳ２６とＳ２７とのループ処理としてのノイズ処理が実行されていると言える。
【０３０５】
なお、ステップＳ２６の処理の開始タイミングは、上述したように、特に限定されない。具体的には例えば、ステップＳ２５の処理が終了した時点、即ち、停止指令を受けて回転台１２の回転が停止した時点で直ちにステップＳ２６の処理が開始されてもよい。或いは、例えば、主制御部８が、その停止指令を出力したとき内臓タイマを用いて計時を開始し、その後、所定の時間だけ計時した時点で、ステップＳ２６の処理を開始してもよい。
【０３０６】
また、上述したように、主制御部８は、ステップＳ２６とＳ２７とのループ処理の代わりに次のような処理を実行してもよい。即ち、主制御部８は、停止指令を出力したとき内臓タイマを用いて計時を開始し、その後、所定の時間だけ計時した時点で、処理をステップＳ２８に進めてもよい。
【０３０７】
何れにしても処理がステップＳ２８に進むと、主制御部８は、次のような処理を実行する。即ち、ステップＳ２８において、主制御部８は、検出判定処理部６を制御することで、演算部４からの検出判定用信号vn、または、ノイズ処理部５からのノイズ処理後の検出判定用信号vmに基づいて、測定対象物２１に生物２２等が存在するか否かを判定する。
【０３０８】
検出判定処理部６は、このステップＳ２８の判定結果を、所定の形態の信号（音声信号や画像信号）に変換して、呈示部７に提供する。これにより、処理はステップＳ２９に進む。ステップＳ２９において、呈示部７は、ステップＳ２８の判定結果をユーザに呈示する。呈示の形態は、検出判定処理部６から供給される信号の形態に依存する。例えば、上述したように、所定のメッセージを示す画像信号や音声信号が供給された場合には、呈示部７は、その所定のメッセージを画像や音声として呈示する。また例えば、上述した図９乃至図１１のような画像を示す画像信号が供給された場合には、呈示部７は、図９乃至図１１のような画像をそのまま表示（呈示）する。
【０３０９】
また、音声出力部３１が例えば上述した図１２または図１３のように構成され、ノイズ処理部５からのノイズ処理後の検出判定用信号vmや演算部４からの検出判定用信号vnが音声出力部３１にそのまま供給される場合、ステップＳ２８の処理は省略され、ステップＳ２９の処理として、検出判定用信号vnやノイズ処理後の検出判定用信号vmを示す音声が出力されることになる。
【０３１０】
このようにして、ステップＳ２９の処理で判定結果が呈示されると、処理はステップＳ３０に進む。ステップＳ３０において、主制御部８は、測定の終了が指示されたか否かを判定する。
【０３１１】
ステップＳ３０において、測定の終了がまだ指示されていないと判定された場合、処理はステップＳ２３に戻され、それ以降の処理が繰り返される。即ち、回転台１２が再度回転され、それに伴い、測定対象物２１の測定面（マイクロ波センサ１の送信信号vtが入射される面）が変更されて、測定対象物２１に生物２２が存在するか否かを判定するための測定が再度実行される。
【０３１２】
これに対して、ステップＳ３０において、測定の終了が指示されたと判定された場合、測定処理は終了する。
【０３１３】
以上説明したように、図３の機能的構成を有する生物検出装置は、回転台１２を回転させて、その回転台１２の上に配置された測定対象物２１の測定面を変更させていくことで、測定対象物２１に生物２２が存在するか否かを判定するための測定を複数回行うことができる。これにより、実際には生物２２が存在するはずなのに、存在しないと検出してしまうといった誤検出を防止したり、実際には生物２２が存在するはずなのにその生物２２に対してマイクロ波センサ１の送信信号vtが届かず、その結果、存在しないと検出してしまうといった検出漏れを防止することが可能になる。
【０３１４】
即ち、測定対象物２１の測定面の変更をすることで、誤検出や検出漏れを防止することが可能になる。この場合、その変更手法は、図３の例では回転台１２を回転させるといった手法が採用されていたが、図３の例に限定されず任意の手法を採用することができる。具体的には例えば、複数のマイクロ波センサ１を使用して、複数のマイクロ波センサ１のそれぞれの送信信号vtを、測定対象物２１の異なる複数の面のそれぞれに入射させる、といった変更手法（以下、複数マイクロ波センサ手法と称する）を採用することもできる。
【０３１５】
なお、複数マイクロ波センサ手法が採用される場合に使用するマイクロ波センサ１の個数は、２個以上であれば特に限定されない。ただし、以下の説明においては、説明の簡略上、マイクロ波センサ１は２個だけ使用されるとする。この場合、複数マイクロ波センサ手法を採用する生物検出装置は、例えば、図１５に示される機能的構成を有するように構成することができる。即ち、図１５は、本発明が適用される生物検出装置の、図３とは異なる機能的構成の一例を示している。
【０３１６】
なお、図１５の例の生物検出装置において、図３の例の生物検出装置と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０３１７】
ただし、図１５の例の生物検出装置において、図３の例の生物検出装置と対応する部分が２つ存在する場合がある。このような場合、対応する２つの部分のうちの、一方には、図３の例の符号に対して、その語尾に「A」を付加した符号を付してあり、他方には、図３の例の符号に対して、その語尾に「B」を付加した符号を付している。具体的には例えば、図１５の例の生物検出装置では、図３の例のマイクロ波センサ１と対応するマイクロ波センサが２つ設けられている。そこで、図１５の例では、２つのマイクロ波センサのうちの、一方がマイクロ波センサ１Aとされ、他方がマイクロ波センサ１Bとされている。
【０３１８】
また、図１５においては、検出判定処理部６乃至操作部１０の図示が省略されている。
【０３１９】
図１５の例の生物検出装置には、上述したように２つのマイクロ波センサ１Aとマイクロ波センサ１Bとが設けられている。そこで、これに伴い、図１５の例の生物検出装置には、マイクロ波センサ１Aに対して、増幅/フィルタ部２A、ノイズ処理判定部３A、演算部４A、および、ノイズ処理部５Aが設けられている。また、図１５の例の生物検出装置には、マイクロ波センサ１Bに対して、増幅/フィルタ部２B、ノイズ処理判定部３B、演算部４B、および、ノイズ処理部５Bが設けられている。
【０３２０】
また、図１５の例の生物検出装置における検出判定処理部６（図１５には図示せず）は、図３の例のそれと基本的に同様の機能と構成を有している。ただし、図１５の例では、ノイズ処理後の検出判定用信号として、ノイズ処理部５Aからの信号vmAと、ノイズ処理部５Bからの信号vmbとのそれぞれが検出判定処理部６に供給される。同様に、検出判定用信号として、演算部４Aからの信号vnAと、演算部４Bからの信号vnBとのそれぞれが検出判定処理部６に供給される。そこで、図１５の例では、検出判定処理部６は、信号vmAまたは信号vnAに基づいて、測定対象物２１に生物２２等が存在するのか否かを判定するとともに、信号vmBまたは信号vnBに基づいて、測定対象物２１に生物２２等が存在するのか否かを判定する。この場合、図１５の例の検出判定処理部６は、信号vmAまたは信号vnAに基づく判定結果と、信号vmbまたは信号vnBに基づく判定結果とのそれぞれを個別に呈示部７（図１５には図示せず）に供給してもよいし、或いは、信号vmAまたは信号vnAに基づく判定結果と、信号vmbまたは信号vnBに基づく判定結果との総合判定結果を呈示部７に供給してもよい。
【０３２１】
また、図１５の例の生物検出装置における主制御部８（図１５には図示せず）は、図３の例のそれと基本的に同様の機能と構成を有している。ただし、図１５の例の生物検出装置における主制御部８は、図１５には図示していないが、マイクロ波センサ１Aおよび１B、増幅/フィルタ部２Aおよび２B、ノイズ処理判定部３Aおよび３B、演算部４Aおよび４B、ノイズ処理部５Aおよび５B、並びに、検出判定処理部６乃至操作部１０のそれぞれの動作を制御する。
【０３２２】
また、図１５の例では、マイクロ波センサ１Aが、測定対象物２１の側面のうちの所定の第１の面側（図１５中右側）に配置され、マイクロ波センサ１Bが、測定対象物２１の側面のうちの第１の面と対向する第２の面側（図１５中左側）に配置されている。即ち、図１５の例では、測定対象物２１の測定面は、第１の面と第２の面との２つになり、上述したように、２つの測定面のそれぞれについての２つの測定結果（生物２２の存在有無の判定結果）が個別に得られる。このため、図１５の例では、図３の回転台１２の代わりに、回転しない台１５１が設けられており、この台１５１の上に測定対象物２１が配置される。このように、台１５１は回転しないので、図３の回転駆動部１１も図１５の例では省略されている。
【０３２３】
図１５の例の生物検出装置のその他の機能的構成は、図３の対応する機能的構成と同様であるので、それらの説明については省略する。
【０３２４】
かかる図１５の機能的構成を有する生物検出装置は、マイクロ波センサ１Aによる測定処理として、上述した図１４のステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２８、および、Ｓ２９の処理をその順番に順次実行するとともに、マイクロ波センサ１Bによる測定処理として、上述した図１４のステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２８、および、Ｓ２９の処理をその順番に順次実行する。
【０３２５】
ただし、この場合、マイクロ波センサ１Aによる測定処理と、マイクロ波センサ１Bによる測定処理との順番は特に限定されない。即ち、マイクロ波センサ１Aによる測定処理が実行された後に、マイクロ波センサ１Bによる測定処理が実行されてもよいし、その逆、即ち、マイクロ波センサ１Bによる測定処理が実行された後に、マイクロ波センサ１Aによる測定処理が実行されてもよい。或いは、マイクロ波センサ１Aによる測定処理と、マイクロ波センサ１Bによる測定処理とが、ほぼ同時に並列的に実行されてもよい。
【０３２６】
図１５の機能的構成を有する生物検出装置の実現形態は、様々な実現形態を取ることが可能である。以下、図１６と図１７とを参照して、そのような様々な実現形態のうちの２つの例について説明する。即ち、図１６は、図１５の例の生物検出装置の外観の構成の一例を示している。図１７は、図１５の例の生物検出装置の外観の構成の、図１６とは異なる一例を示している。
【０３２７】
なお、図１６と図１７のそれぞれの例の生物検出装置において、図４の例の生物検出装置と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０３２８】
図１６の例の実現形態は、上述した図４の例と類似する実現形態である。ただし、図４の例は、図３の機能的構成を有する生物検出装置の実現形態、即ち、１つのマイクロ波センサ１を使用する生物検出装置の実現形態である。これに対して、図１６の例は、図１５の機能的構成を有する生物検出装置の実現形態、即ち、２つのマイクロ波センサ１Aとマイクロ波センサ１Bとを使用する生物検出装置の実現形態である。
【０３２９】
詳細には、図１６の例では、マイクロ波センサ１Aはジャッキ台１５２Aにより固定され、マイクロ波センサ１Bはジャッキ台１５２Bにより固定され、測定対象物２１は台１５１の上に配置される。この台１５１も、同図に示されるように、ジャッキ台として構成されている。従って、ユーザ（測定者）等は、ジャッキ台１５２Aおよび１５２B並びに回転台１５１のジャッキ部分を自在に上下に動かすことで、マイクロ波センサ１Aおよび１B並びに測定対象物２１の図１６中上下方向（垂直方向）の位置を、適切な位置に固定することが容易にできる。
【０３３０】
また、図１６の例では、図１５の例の生物検出装置のうちの、増幅/フィルタ部２Aおよび２B、ノイズ処理判定部３Aおよび３B、演算部４Aおよび４B、ノイズ処理部５Aおよび５B、検出判定処理部６、主制御部８、並びに、判定基準記憶部９が、筺体４２の中に収納されている。
【０３３１】
この場合、増幅/フィルタ部２Aおよび２B、ノイズ処理判定部３Aおよび３B、演算部４Aおよび４B、ノイズ処理部５Aおよび５B、検出判定処理部６、主制御部８、並びに、判定基準記憶部９のうちの少なくとも一部がソフトウエアで構成されているときには、そのソフトウエア（プログラム）を実行するコンピュータが筺体４２内に設けられる。このコンピュータとして、例えば、後述する図１８の構成のパーソナルコンピュータを採用することで、図４の例と同様に、筺体４２の小型化を図ることが可能になる。その結果、この図１６の例の生物検出装置を、可搬型の装置、即ち、ユーザ（測定者）等が自在に持ち運び可能な装置として構成することが可能になる。
【０３３２】
このような図１６の例の可搬型の生物検出装置に対して、図１７の例の生物検出装置は、据え置き型とされている。
【０３３３】
詳細には、図１７の例では、複数の測定対象物（図１７には、そのうちの測定対象物２１−１乃至２１−３のみが図示されている）のそれぞれが、ベルトコンベア１６１のベルト部分により順次搬送される。このベルトコンベア１６１のうちの、測定対象物が搬送される方向と略垂直方向（図１７中左斜め下から右斜め上への方向）に突起した面１６２A上に、マイクロ波センサ１Aが固定され、その面１６２Aに対して、測定対象物が搬送されるベルト部分を挟んで反対側の面１６２B上に、マイクロ波センサ１Bが固定される。即ち、マイクロ波センサ１Aは、送信信号vtAを、測定対象物が搬送される方向と略垂直方向に向けて送信できるように、面１６２A上に配置されている。一方、マイクロ波センサ１Bは、送信信号vtBを、測定対象物が搬送される方向と略垂直方向であって、マイクロ波センサ１Aの送信信号vtAの進行方向とは逆方向に向けて送信できるように、面１６２B上に配置されている。
【０３３４】
なお、図１７の例の生物検出センサを、図１５の例のそれと対応させる場合、図１７のベルトコンベア１６１が図１５の台１５１に相当することになる。
【０３３５】
また、図１７の例でも、図１６の例と同様に、図１５の例の生物検出装置のうちの、増幅/フィルタ部２Aおよび２B、ノイズ処理判定部３Aおよび３B、演算部４Aおよび４B、ノイズ処理部５Aおよび５B、検出判定処理部６、主制御部８、並びに、判定基準記憶部９が、筺体４２の中に収納されている。
【０３３６】
従って、図１７の例でも、増幅/フィルタ部２Aおよび２B、ノイズ処理判定部３Aおよび３B、演算部４Aおよび４B、ノイズ処理部５Aおよび５B、検出判定処理部６、主制御部８、並びに、判定基準記憶部９のうちの少なくとも一部がソフトウエアで構成されているときには、そのソフトウエア（プログラム）を実行するコンピュータが筺体４２内に設けられる。このコンピュータとして、例えば、後述する図１８の構成のパーソナルコンピュータを採用することで、図１６の例と同様に、筺体４２自体の小型化を図ることが可能になる。
【０３３７】
なお、図１７の例では、電磁シールド１３の図示は省略されているが、電磁シールド１３を網などで構成し、１つの測定対象物が測定位置（マイクロ波センサ１Aと１Bとに挟まれる位置であって、図１７の例では測定対象物２１−２が存在する位置）に搬送された場合、電磁シールド１３である網を、マイクロ波センサ１Aおよび１B並びに測定対象物を覆うように被せればよい。または、ベルトコンベア１６１全体若しくは一部分を覆うような電磁シールド１３を予め据え付けておいてもよい。
【０３３８】
ところで、上述した一連の処理（或いはそのうちの一部分の処理）は、ハードウエアにより実行させることもできるが、ソフトウエアにより実行させることもできる。
【０３３９】
この場合、図３または図１５の機能的構成を有する生物検出装置のうちの少なくとも一部分（例えば、上述したように主制御部８等）は、例えば、図１８の構成のパーソナルコンピュータとして構成することができる。
【０３４０】
図１８において、CPU（Central Processing Unit）２０１は、ROM（Read Only Memory）２０２に記録されているプログラム、または記憶部２０８からRAM（Random Access Memory）２０３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM２０３にはまた、CPU２０１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
【０３４１】
CPU２０１、ROM２０２、およびRAM２０３は、バス２０４を介して相互に接続されている。このバス２０４にはまた、入出力インタフェース２０５も接続されている。
【０３４２】
入出力インタフェース２０５には、キーボードやマウスなどよりなる入力部２０６、ディスプレイなどよりなる出力部２０７、ハードディスクなどより構成される記憶部２０８、および、モデムやターミナルアダプタなどより構成される通信部２０９が接続されている。通信部２０９は、図示せぬインターネットを含むネットワークを介して他の装置との通信処理を行う。
【０３４３】
入出力インタフェース２０５にはまた、必要に応じてドライブ２１０が接続され、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどよりなるリムーバブル記録媒体２１１が適宜装着され、リムーバブル記録媒体２１１から読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部２０８にインストールされる。
【０３４４】
一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
【０３４５】
このようなプログラムを含む記録媒体は、図１８に示されるように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布されるリムーバブル記録媒体（パッケージメディア）２１１、即ち、プログラムが記録されている磁気ディスク（フロッピディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disk)を含む）、光磁気ディスク（ＭＤ（Mini-Disk）を含む）、もしくは半導体メモリなどよりなるリムーバブル記録媒体２１１により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される記録媒体、即ち例えば、プログラムが記録されているROM２０２や、記憶部２０８に含まれるハードディスクなどで構成される。
【０３４６】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０３４７】
また、本明細書において、システムとは、複数の処理装置や処理部により構成される装置全体を表すものである。即ち、上述した生物検出装置は、マイクロ波センサ１や、筺体４１に含まれる各種処理装置により構成されるシステムであると捉えることもできる。
【０３４８】
また、本発明が適用される生物検出装置は、上述した農業や園芸の分野で食害虫を非破壊で検出する装置として適用できるだけでなく、例えば、生物の活動（虫の土中の活動等）を研究する学術分野でその研究に利用する装置等、様々な分野の装置として適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０３４９】
【図１】含水率20[%]乃至50[％]における、マイクロ波センサの送信信号の周波数と、野菜栽培土の減衰定数αとの関係の一例を示す図である。
【図２】含水率20[%]乃至50[％]における、マイクロ波センサの受信信号の受信レベルと、野菜栽培土中に存在する食害虫を示す円筒モデルとの関係の一例を示す図である。
【図３】本発明が適用される生物検出装置の機能的構成例を示す機能ブロック図である。
【図４】図３の生物検出装置の外観構成例を示す斜視図である。
【図５】図３の生物検出装置のマイクロ波センサの詳細な構成例を示す図である。
【図６】図３の生物検出装置のマイクロ波センサの、図５とは異なる詳細な構成例を示す図である。
【図７】図３の生物検出装置のノイズ処理部がハードウエアで構成されている場合における、そのノイズ処理部の詳細な構成例と、主制御部のうちのノイズ処理部を制御する部分の機能的構成例とを示すブロック図である。
【図８】図３の生物検出装置のノイズ処理部等がソフトウエアで構成されている場合における、そのノイズ処理部等が実行するノイズ処理方法決定処理の一例を説明するフローチャートである。
【図９】図３の測定対象物中に生物が存在しない場合の、図３の生物検出装置のノイズ処理部から出力されるノイズ処理後の検出判定用信号vmの実際の波形の一例を示す図である。
【図１０】図３の測定対象物中に生物が存在しない場合の、図３の生物検出装置のノイズ処理部から出力されるノイズ処理後の検出判定用信号vmの実際の波形の一例であって、図９とは異なる例を示す図である。
【図１１】図３の測定対象物中に生物が存在する場合の、図３の生物検出装置のノイズ処理部から出力されるノイズ処理後の検出判定用信号vmの実際の波形の一例を示す図である。
【図１２】図３の生物検出装置の音声出力部の詳細な構成例を示す図である。
【図１３】図３の生物検出装置の音声出力部の、図１２とは異なる詳細な構成例を示す図である。
【図１４】図３の生物検出装置が実行する測定処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１５】本発明が適用される生物検出装置の、図３とは異なる機能的構成例を示す機能ブロック図である。
【図１６】図１５の生物検出装置の外観構成例を示す斜視図である。
【図１７】図１５の生物検出装置の、図１６とは異なる外観構成例を示す斜視図である。
【図１８】本発明が適用される生物検出装置のうちの少なくとも一部分を構成するパーソナルコンピュータの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０３５０】
１，１A，１B  マイクロ波センサ，  ２，２A，２B  増幅/フィルタ部，  ３，３A，３B  ノイズ処理判定部，  ４，４A，４B  演算部，  ５，５A，５B  ノイズ処理部，  ６  検出判定処理部，  ７  呈示部，  ８  主制御部，  ９  判定基準記憶部，  １０  操作部，  １１  回転駆動部，  １２  回転台，  １３  電磁シールド，  ２１  測定対象物２１  生物，  ３１  音声出力部，  ３２  ディスプレイ，  ３３  LED，  ４２  筺体，  ７１  極性反転部，  ７２  切替部，  ７３，７４  可変利得増幅部，  ７５  演算部，  ７６  フィルタ部，  ８１  ノイズ処理方法決定モード／生物検出判定モード切替部，  ８２  ノイズ処理方法決定部，  ９１  出力信号蓄積部，  ９２  I信号決定部，  ９３  利得決定部，  １５１  台
【図１】
2006220595.tif 000009
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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