(57)【要約】  一態様において、本開示の実施形態は、対象に関係する運動を検出するための非接触型信号検出システムを含み得る。本システムは、第２の搬送波信号と位相コヒーレントな第１の搬送波信号を生成するよう構成された搬送波源を備える。また、本システムは、ビート信号に関係するノイズを抑制するためのノイズ事前キャンセルシステムと、制御発振システムとを含む、位相同期回路が組み込まれていてもよい。前記ノイズ事前キャンセルシステムは、前記ビート信号の位相を安定させて前記ビート信号に関係するノイズを事前にキャンセルするために、前記ビート信号を第１の基準信号に位相同期させるよう構成され得る。前記制御発振システムは、そこにおいて送信信号が前記対象の振動信号により位相変調される伝播経路を含み得る。取得されると、前記振動信号のノイズが抑制され得る。【選択図】図１ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象に関係する運動を検出するための非接触型信号検出システムであって、
第２の搬送波信号と位相コヒーレントな第１の搬送波信号を生成するよう構成された搬送波源と、
ビート信号に関係する位相ノイズと経路ノイズとを抑制するためのノイズ事前キャンセルシステムであって、前記ビート信号を第１の基準信号に位相同期させて前記ビート信号の位相を安定させるよう構成され、かつ、ノイズ事前キャンセル済信号を送信するよう構成された電圧制御発振器（ＶＣＯ）を備える、ノイズ事前キャンセルシステムと、
制御発振システムと、を備え、
前記制御発振システムは、
前記ノイズ事前キャンセルシステムおよび前記搬送波源と通信し、かつ、前記ノイズ事前キャンセル済信号によって前記第１搬送波信号および前記第２搬送波信号を周波数変調し、送信信号を送信するよう構成された変調器と、
伝播経路であって、それを介して、前記送信信号が前記対象へと無線送信され、かつ、前記対象の運動に関係する振動信号により位相変調された前記送信信号を含む反射信号が復調器によって受信される、伝播経路と、
前記搬送波源および前記ノイズ事前キャンセルシステムと通信し、かつ、前記伝播経路からの前記反射信号と、前記第２の搬送波信号とを受信し、前記ビート信号を前記ノイズ事前キャンセルシステムに送信するよう構成された前記復調器と、を備える、非接触型信号検出システム。
【請求項２】
前記搬送波源を第２の基準信号に位相同期させて、前記第１の搬送波信号と前記第２の搬送波信号との位相コヒーレンスを確立する、請求項１に記載の非接触型信号検出システム。
【請求項３】
前記第２の基準信号を生成するよう構成された基準発振器をさらに備える、請求項２に記載の非接触型信号検出システム。
【請求項４】
前記搬送波源は、前記第２の搬送波信号と電力結合された前記第１の搬送波信号を含む第１のブランチ、および、前記第２の搬送波信号を含む第２のブランチと通信する、請求項１に記載の非接触型信号検出システム。
【請求項５】
前記第１のブランチは前記変調器と通信し、前記第２のブランチは前記復調器と通信する、請求項４に記載の非接触型信号検出システム。
【請求項６】
前記第１の基準信号を生成するよう構成された低ノイズの基準発振器をさらに備える、請求項１に記載の非接触型信号検出システム。
【請求項７】
前記ノイズ事前キャンセルシステムは、位相周波数検出器とローパス・フィルタとを備え、前記位相周波数検出器は、前記復調器からの前記ビート信号と、前記第１の基準信号とを受信し、位相制御信号を送信するよう構成されている、請求項１に記載の非接触型信号検出システム。
【請求項８】
前記ローパス・フィルタは前記位相周波数検出器および前記ＶＣＯと通信し、かつ、前記位相周波数検出器から前記位相制御信号を受信するよう構成されている、請求項７に記載の非接触型信号検出システム。
【請求項９】
前記送信信号は、前記ノイズ事前キャンセル済信号で周波数変調された、前記第１の搬送波信号および前記第２の搬送波信号のそれぞれを含む、請求項１に記載の非接触型信号検出システム。
【請求項１０】
前記送信信号が前記伝播経路を介して送信されるとき、前記第１の搬送波信号および前記第２の搬送波信号は、前記対象の運動に関係する前記振動信号で位相変調される、請求項９に記載の非接触型信号検出システム。
【請求項１１】
前記送信信号は、前記変調器および前記復調器と通信し、かつ、これらの間に存在する第３のブランチに送信されて、前記復調器に補助フィードバックを提供する、請求項１に記載の非接触型信号検出システム。
【請求項１２】
前記復調器は、前記反射信号からビート信号を抽出するよう構成されている、請求項１に記載の非接触型信号検出システム。
【請求項１３】
前記復調器は、前記ビート信号から前記対象の運動に関係する情報を取得するよう構成されたデータ収集装置と通信する、請求項１２に記載の非接触型信号検出システム。
【請求項１４】
前記対象は生体であり、前記対象の前記振動信号は前記対象のバイタルサインに対応する、請求項１に記載の非接触型信号検出システム。
【請求項１５】
対象に関係する運動を検出するための非接触型信号検出システムであって、
第２の搬送波信号と位相コヒーレントな第１の搬送波信号を生成するよう構成されたデュアル搬送波源と、
前記デュアル搬送波源と通信する位相同期回路と、を備え、
前記位相同期回路は、
ビート信号を第１の基準信号に位相同期させるよう構成され、位相制御信号を送信するよう構成された位相周波数検出器と、
前記位相制御信号を受信し、前記ビート信号に関係する前記ノイズを抑制し、ノイズ事前キャンセル済信号を送信するよう構成された電圧制御発振器（ＶＣＯ）と、
制御発振システムと、を備え、
前記制御発振システムは、
前記搬送波源およびＶＣＯと通信し、かつ、前記ノイズ事前キャンセル済信号によって前記第１搬送波信号および前記第２搬送波信号を周波数変調し、送信信号を送信するよう構成された変調器と、
伝播経路であって、それを介して、前記送信信号が前記対象へと無線送信され、かつ、前記対象の運動に関係する振動信号により位相変調された前記送信信号を含む反射信号が前記復調器によって受信される、伝播経路と、
前記搬送波源および前記位相周波数検出器と通信し、かつ、前記伝播経路からの前記反射信号と、前記第２の搬送波信号とを受信し、前記ビート信号を前記位相周波数検出器に送信するよう構成された前記復調器と、を備える、非接触型信号検出システム。
【請求項１６】
前記デュアル搬送波源を基準信号に位相同期させて、前記第１の搬送波信号と前記第２の搬送波信号との位相コヒーレンスを確立する、請求項１５に記載の非接触型信号検出システム。
【請求項１７】
前記第２の基準信号を生成するよう構成された基準発振器をさらに備える、請求項１６に記載の非接触型信号検出システム。
【請求項１８】
前記デュアル搬送波源は、前記第２の搬送波信号と電力結合された前記第１の搬送波信号を含む第１のブランチ、および、前記第１の搬送波信号を含む第２のブランチと通信する、請求項１５に記載の非接触型信号検出システム。
【請求項１９】
前記第１のブランチは前記変調器と通信し、前記第２のブランチは前記復調器と通信する、請求項１８に記載の非接触型信号検出システム。
【請求項２０】
前記位相周波数検出器および前記ＶＣＯと通信するローパス・フィルタをさらに備える、請求項１５に記載の非接触型信号検出システム。
【請求項２１】
前記送信信号は、前記ノイズ事前キャンセル済信号で周波数変調された、前記第１の搬送波信号および前記第２の搬送波信号のそれぞれを含む、請求項１５に記載の非接触型信号検出システム。
【請求項２２】
送信信号が前記伝播経路を介して送信されるとき、前記第１の搬送波および前記第２の搬送波は、前記対象の運動に関係する前記振動信号で位相変調される、請求項２１に記載の非接触型信号検出システム。
【請求項２３】
前記送信信号は、前記変調器および前記復調器と通信し、かつ、これらの間に存在する第３のブランチ上に送信されて、前記復調器に補助フィードバックを提供する、請求項１５に記載の非接触型信号検出システム。
【請求項２４】
前記復調器は前記反射信号から前記ビート信号を抽出するよう構成されている、請求項１５に記載の非接触型信号検出システム。
【請求項２５】
前記復調器は、前記ビート信号から前記対象の運動に関係する情報を取得するよう構成されたデータ収集装置と通信する、請求項２４に記載の非接触型信号検出システム。
【請求項２６】
前記対象は生体であり、前記対象の前記振動信号は前記対象のバイタルサインに対応する、請求項１５に記載の非接触型信号検出システム。
【請求項２７】
対象に関係する運動を検出するための方法であって、
搬送波源により、第２の搬送波信号と位相コヒーレントな第１の搬送波信号を生成する工程と、
ノイズ事前キャンセルシステムを用いて、ｉ）ビート信号を第１の基準信号に位相同期させて前記ビート信号の位相を安定させることによって、前記ビート信号の位相ノイズと経路ノイズとを抑制し、ｉｉ）前記ノイズ事前キャンセル済信号を送信する工程と、
前記ノイズ事前キャンセルシステムおよび前記搬送波源と通信する変調器を用いて、ｉ）前記ノイズ事前キャンセル済信号によって前記第１搬送波信号および前記第２搬送波信号を周波数変調し、ｉｉ）送信信号を送信する工程と、
前記送信信号を、伝播経路を介して前記対象へと送信する工程と、
前記対象の運動に関係する振動信号により位相変調された前記送信信号を含む反射信号を、前記伝播経路を介して前記対象から受信する工程と、
前記搬送波源および前記ノイズ事前キャンセルシステムと通信する復調器を用いて、ｉ）前記反射信号と前記第２の搬送波信号とを受信し、ｉｉ）前記ビート信号を前記ノイズ事前キャンセルシステムに送信する工程と、を含む方法。
【請求項２８】
前記搬送波源により、前記第２の搬送波信号と位相コヒーレントな前記第１の搬送波信号を生成する工程は、前記第１の搬送波信号および前記第２の搬送波信号を第２の基準信号に位相同期させる工程を含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記第２の基準信号は基準発振器によって生成される、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１の基準信号は低ノイズの基準発振器によって生成される、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
前記ビート信号を第１の基準信号に位相同期させて、前記ビート信号の前記位相ノイズと前記経路ノイズとを抑制する工程は、
位相周波数検出器を用いて、ｉ）前記ビート信号および前記第１の基準信号を受信し、ｉｉ）位相制御信号を送信する工程と、
電圧制御発振器を用いて、ｉ）前記位相制御信号を受信し、ｉｉ）前記ビート信号に関係する前記ノイズを事前にキャンセルする工程と、を含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３２】
ローパス・フィルタをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記送信信号が前記伝播経路を介して送信されるとき、前記第１の搬送波信号および前記第２の搬送波信号は、前記対象の運動に関係する前記振動信号で位相変調される、請求項２７に記載の方法。
【請求項３４】
前記送信信号を、前記変調器と前記復調器と通信し、かつ、これらの間に存在する、第３のブランチに送信することにより、前記復調器に補助フィードバックを提供する工程をさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３５】
前記反射信号から、ｉ）前記対象の前記振動信号に関係する情報と、ｉｉ）前記ビート信号とを抽出する工程をさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３６】
前記反射信号からの前記抽出の工程は、前記復調器によって実行される、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記振動信号は前記対象のバイタルサインに関係する、請求項２７に記載の方法。
【請求項３８】
非接触型信号検出方法であって、
第２の搬送波信号と位相コヒーレントな第１の搬送波信号を生成する工程と、
ビート信号を提供する工程と、
前記ビート信号の位相を安定させるために、前記ビート信号を第１の基準信号に位相同期させる工程と、
前記ビート信号の位相ノイズと経路ノイズとを抑制してノイズ事前キャンセル済信号を生成する工程と、
前記ノイズ事前キャンセル済信号により、前記第１の搬送波信号と前記第２の搬送波信号とを周波数変調して送信信号を生成する工程と、
伝播経路を介して、前記送信信号を対象へと無線送信する工程であって、ｉ）前記伝播経路を介して、前記送信信号が、前記対象の運動に関係する振動信号により位相変調されて、反射信号が生成され、かつ、ｉｉ）そこから前記反射信号を受信する、工程と、
前記反射信号から、ｉ）前記対象の前記振動信号に関係する情報と、ｉｉ）前記ビート信号とを抽出する工程と、を含む非接触型信号検出方法。
【請求項３９】
前記第２の搬送波信号と位相コヒーレントな前記第１の搬送波信号を生成する工程は、搬送波源によって実行される、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記第２の搬送波信号と位相コヒーレントな前記第１の搬送波信号を生成する工程は、前記第１の搬送波信号および前記第２の搬送波信号を第２の基準信号に位相同期させる工程を含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記第２の基準信号は基準発振器によって生成される、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記第１の基準信号は低ノイズの基準発振器によって生成される、請求項３８に記載の方法。
【請求項４３】
前記ビート信号を前記第１の基準信号に位相同期させる工程は、位相周波数検出器によって実行される、請求項３８に記載の方法。
【請求項４４】
前記位相ノイズおよび前記経路ノイズを抑制する工程は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）によって実行される、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記ビート信号の前記位相ノイズと前記経路ノイズとを、前記ビート信号を第１の基準信号に位相同期させることによって抑制する工程は、
前記位相周波数検出器を用いて、ｉ）前記ビート信号および前記第１の基準信号を受信し、ｉｉ）位相制御信号を送信する工程と、
前記電圧制御発振器を用いて、ｉ）前記位相制御信号を受信し、ｉｉ）前記ビート信号に関係する前記ノイズを事前にキャンセルする工程と、を含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記ノイズ事前キャンセル済信号によって前記第１の搬送波信号および前記第２の搬送波信号を周波数変調する工程は、変調器によって実行される、請求項３８に記載の方法。
【請求項４７】
前記第１の搬送波信号と前記第２の搬送波信号とは電力結合されている、請求項３８に記載の方法。
【請求項４８】
前記送信信号は、前記第１の搬送波信号および前記第２の搬送波信号を含み、前記第１の搬送波信号および前記第２の搬送波信号はともに、前記対象に関係する前記振動信号で位相変調される、請求項３８に記載の方法。
【請求項４９】
前記振動信号は前記対象のバイタルサインに関係する、請求項３８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本出願は、２０１５年１２月１０日付で出願された米国仮出願第６２／２６５，４４６号に基づく優先権を主張するものであり、当該仮出願の全内容が、参照により、以下に全て記載されているかのように本明細書に援用される。
【０００２】
非接触型バイタルサイン検出システムの開発は、生物医学的モニタリング、ヘルスケア、宇宙飛行士の身体モニタリング、および土砂崩れや地震の後の捜索や救助の分野における応用が期待されるため、次第に関心が高まっている。ステップ周波数連続波（ＳＦＣＷ）、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）、ドップラー・レーダー、およびインパルス型超広帯域レーダーを用いた、バイタルサイン検出用の様々な無線ソリューションが開発されている。ＳＦＣＷ、ＦＭＣＷ、およびインパルス型レーダーは、周波数帯域と分解能に関する適用要件を満たすために周波数帯域を柔軟に制御し、また、距離情報と画像情報の両方を提供する。しかしそれらは、ミリメートル未満や、さらにはミリメートル単位の小さな変位を正確に検出するために、周波数チャープの線形性や帯域幅に関して高度な要件が求められる。このように、これらのソリューションは、ミリメートル単位のバイタルサインの検出を実現するために、検出波の線形性および帯域幅に関して重大な要求をするものであり、これには複雑なサブシステムを実現する必要がある。連続波（ＣＷ）ドップラー・レーダーは、反射したレーダー信号の周波数または位相シフトを利用して、生理学的な運動を検出する。これはミリメートル未満の分解能に達することができ、対象の呼吸および心拍の検出を含むバイタルサイン検出に適している。
【０００３】
ドップラー・レーダーによるバイタルサイン検出は、人間の胸部表面における反射信号の位相変調に基づくものである。心拍および呼吸による胸部の変位は、マイクロ波信号の位相の変化に現れ、より大きな変位は、より明らかな位相の変化を引き起こす。例えば、安静時の人間の場合、呼吸および心拍によって引き起こされる胸部の変位は、典型的には、それぞれ４ｍｍ〜１２ｍｍおよび０．２ｍｍ〜０．５ｍｍである。したがって、ドップラー検出において、呼吸信号は、心拍信号よりも強い電力スペクトル密度を有する。バイタルサインはマイクロ波信号の位相に含まれているため、受信信号の位相ノイズは、バイタルサイン検出に重大な影響を及ぼす。例えば、バックグラウンドのノイズフロアを上昇させ、信号の性能を低下させ、信号対ノイズ比（ＳＮ比）を悪化させる可能性があり、これは検出の精度および距離を低減させる可能性がある。残存位相ノイズは、検出距離および発振器の位相ノイズレベルと共に増加するノイズであり、ほぼあらゆる検出環境に存在するが、伝送路ノイズは、周囲の状況に関係しており、地震後の捜索や救助など、複雑な環境に適用された際に特に顕著になる。
【０００４】
これらおよびその他の考慮事項に関して、以下に説明される開示技術の様々な態様が提示される。
【発明の概要】
【０００５】
本開示の態様は、対象に関係する運動についての非接触型信号検出のためのシステムおよび方法に関する。
【０００６】
本開示のいくつかの態様は、対象に関係する運動を検出するための非接触型信号検出システムに関する。いくつかの実施形態では、本システムは、第２の搬送波信号と位相コヒーレントな第１の搬送波信号を生成するよう構成された搬送波源を含むことができる。いくつかの実施形態では、位相コヒーレンスを確立するために、基準発振器によって生成された第２の基準信号に搬送波源を位相同期させることができる。本システムはまた、ビート信号に関係する位相ノイズと、経路ノイズとを抑制するためのノイズ事前キャンセルシステムを含み得る。前記ノイズ事前キャンセルシステムは、前記ビート信号を第１の基準信号に位相同期させて前記ビート信号の位相を安定させるよう構成され得る。いくつかの実施形態では、前記第１の基準信号は、低ノイズの基準発振器によって生成することができる。
【０００７】
いくつかの実施形態では、前記ノイズ事前キャンセルシステムは、位相周波数検出器と、ローパス・フィルタと、電圧制御発振器（ＶＣＯ）とを備え得る。前記位相周波数検出器は、前記ローパス・フィルタおよび復調器と通信し、かつ、前記復調器からのビート信号と、前記第１の基準信号とを受信するよう構成され得る。前記位相周波数検出器は、前記基準信号により前記ビート信号を弁別し、位相制御信号を送信することができる。いくつかの実施形態では、前記位相周波数検出器およびローパス・フィルタは、前記ＶＣＯが前記位相周波数検出器およびローパス・フィルタと通信するときに前記位相制御信号を受信しノイズ事前キャンセル済信号を送信するよう、前記ＶＣＯの位相を制御できる。
【０００８】
本システムはまた、制御発振システムを備え得る。前記ノイズ事前キャンセルシステムは、制御発振システムと通信し得る。いくつかの実施形態では、前記制御発振システムは、前記ノイズ事前キャンセルシステムおよび前記搬送波源と通信する、変調器を備え得る。前記変調器は、前記ノイズ事前キャンセル済信号によって前記第１の搬送波信号および前記第２の搬送波信号を周波数変調し、送信信号を伝播経路へと送信するよう構成され得る。いくつかの実施形態では、前記送信信号は、周波数変調された前記第１の搬送波と周波数変調された前記第２の搬送波とを両方含み得る。いくつかの態様において、前記伝播経路は、前記送信信号を前記対象へと無線送信する伝送路を提供することができる。いくつかの実施形態では、前記対象は、何らかの運動をしていて、前記運動に関係する振動信号を生成するものであってもよい。前記伝播経路を介して、前記送信信号は前記振動信号と接触し、前記振動信号は、前記送信信号を周波数変調することができ、反射信号が生成される。いくつかの実施形態では、前記第１の搬送波信号と前記第２の搬送波信号も、前記対象に関係する前記振動信号で位相変調され得る。前記伝播経路を介して、前記反射信号は前記復調器によって受信され得る。
【０００９】
いくつかの実施形態では、前記制御発振システムは復調器を備え得る。前記復調器は、前記伝播経路、前記搬送波源、および前記ノイズ事前キャンセルシステムと通信し得る。前記復調器は、前記伝播経路からの前記反射信号と、前記搬送波源からの前記第２の搬送波信号とを受信し、前記ビート信号を前記ノイズ事前キャンセルシステムに送信するよう構成され得る。前記復調器は、前記反射信号からビート信号を抽出するよう構成され得る。いくつかの実施形態では、前記復調器は、データ解析のために前記ビート信号から前記対象の運動に関係する情報を取得するよう構成されたデータ収集装置と通信し得る。
【００１０】
いくつかの実施形態では、前記送信信号を、前記変調器と前記復調器と通信し、かつ、これらの間に存在する、第３のブランチに送信して、前記復調器に補助フィードバックを提供し得る。いくつかの実施形態では、前記振動信号は前記対象のバイタルサインに関係し得る。
【００１１】
本開示の実施形態は、また、第２の搬送波信号と位相コヒーレントな第１の搬送波信号を生成するよう構成されたデュアル搬送波源と、前記デュアル搬送波源と通信する位相同期回路とを含み得る。前記位相同期回路は、位相周波数検出器と、ローパス・フィルタと、ＶＣＯを含み得る。前記位相周波数検出器は、ビート信号を第１の基準信号に同期させ、位相制御信号を送信するよう構成され得る。また、前記ＶＣＯは、前記位相制御信号を受信し、前記ビート信号に関係する前記ノイズを抑制し、ノイズ事前キャンセル済信号を送信するよう構成され得る。前記ノイズ事前キャンセル済信号は、次いで、上述のように前記制御発振システムによって受信され得る。
【００１２】
本開示の実施形態は、対象に関係する動作を検出するための方法を含み得る。本方法は、搬送波源により、第２の搬送波信号と位相コヒーレントな第１の搬送波信号を生成する工程を含み得る。いくつかの実施形態では、前記搬送波源による前記生成工程は、前記第１の搬送波信号および前記第２の搬送波信号を、基準発振器により生成された第２の基準信号に位相同期させる工程を含み得る。本方法はまた、前記ビート信号を第１の基準信号に位相同期させて前記ビート信号の位相を安定させることによってビート信号の位相ノイズと経路ノイズとを抑制するため、ノイズ事前キャンセルシステムを用いる工程を含み得る。また、前記ノイズ事前キャンセルシステムは、前記ノイズ事前キャンセル済信号を送信するために用いられ得る。本方法はまた、前記ノイズ事前キャンセル済信号によって前記第１搬送波信号および前記第２搬送波信号を周波数変調するため、前記ノイズ事前キャンセルシステムおよび前記搬送波源と通信する変調器を用いる工程を含み得る。次いで、前記変調器は、送信信号を送信することができる。前記復調器からの前記送信信号は、伝播経路を介して前記対象へと送信することができる。前記伝播経路からは反射信号を受信することができ、ここで、前記反射信号は、前記対象の運動に関係する振動信号により位相変調された前記送信信号を含む。前記反射信号および前記第２の搬送波信号は、前記搬送波源および前記ノイズ事前キャンセルシステムと通信する復調器によって受信することができ、前記ビート信号は、前記ノイズ事前キャンセルシステムに送信することができる。
【００１３】
いくつかの実施形態では、前記ビート信号を第１の基準信号に位相同期させて前記ビート信号の位相を安定させることによって、前記ビート信号の前記位相ノイズと前記経路ノイズとを抑制するとき、前記位相周波数検出器は、前記ビート信号および前記第１の基準信号を受信し、位相制御信号を送信することができる。前記ＶＣＯは、次いで、前記位相周波数検出器から前記位相制御信号を受信し、前記ビート信号に関係する前記ノイズを事前にキャンセルしてもよい。
【００１４】
いくつかの実施形態では、本方法はまた、前記反射信号から、ｉ）前記対象の前記振動信号に関係する情報と、ｉｉ）前記ビート信号とを抽出する工程を含み得る。また、前記抽出は、前記復調器によって実行され得る。一実施形態では、前記振動信号は前記対象のバイタルサインと関係し得る。
【００１５】
一実施形態では、本方法は、前記送信信号を、第３のブランチに送信することにより、前記復調器に補助フィードバックを提供する工程を含み得る。前記第３のブランチは、前記変調器と前記復調器と通信し、かつ、これらの間に存在する。
【００１６】
本開示の実施形態は、また、非接触型信号検出方法を含み得る。本方法は、第２の搬送波信号と位相コヒーレントな第１の搬送波信号を生成する工程と、ビート信号を提供する工程とを含み得る。本方法は、前記ビート信号を第１の基準信号に位相同期させて前記ビート信号の位相を安定させる工程を含み得る。次いで、本方法は、前記ビート信号の位相ノイズと経路ノイズとを抑制してノイズ事前キャンセル済信号を生成する工程を含む。前記ノイズ事前キャンセル済信号を用いることにより、本方法は、前記ノイズ事前キャンセル済信号により前記第１の搬送波信号と前記第２の搬送波信号とを周波数変調して送信信号を生成する工程を含み得る。次いで、前記送信信号は、伝播経路を介して前記対象へと無線送信することができる。前記伝播経路を介して、前記送信信号が、前記対象の運動に関係する振動信号により位相変調され、反射信号が生成され得る。次いで、前記反射信号が受信され得る。その後、本方法は、前記反射信号から、ｉ）前記対象の前記振動信号に関係する情報と、ｉｉ）前記ビート信号とを抽出する工程を含み得る。
【００１７】
開示された技術の例示的な実施形態による他の態様および特徴は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を検討することにより、当業者には明らかになるであろう。
【００１８】
ここで、添付の図面について言及する。これらは必ずしも一定の縮尺で描かれてはいない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１ａ】本開示の一実施形態による非接触型信号検出システムを示す。
【図１ｂ】本開示の一実施形態によるノイズ事前キャンセルシステムを示す。
【図２】本開示の一実施形態によるデュアル搬送波非接触型信号検出システムを示す。
【図３ａ】本開示の一実施形態による、周波数オフセットの関数として位相同期マイクロ波信号について測定した正規化電力のグラフ表現である。
【図３ｂ】本開示の一実施形態による、周波数オフセットの関数として位相同期マイクロ波信号について測定した正規化電力のグラフ表現である。
【図４】本開示の一実施形態による、非接触型信号検出システムの一実施形態に関係する線形周波数領域モデルである。
【図５】本開示の一実施形態による、位相非同期時および位相同期時のビート信号と基準信号について測定した位相ノイズスペクトルのグラフ表現である。
【図６】ＰＮＡネットワーク・アナライザと通信する送信アンテナと受信アンテナとを有する従来技術の直接バイタルサイン検出の概略図である。
【図７ａ】バイタルサイン信号検出を直接信号（黒い線）と位相非同期システム（灰色の線）とで比較したグラフ表現である。
【図７ｂ】バイタルサイン信号検出を直接信号（黒い線）と位相非同期システム（灰色の線）とで比較したグラフ表現である。
【図８ａ】本開示の一実施形態による、バイタルサイン信号検出を位相同期システム（黒い線）と位相非同期システム（灰色の線）とで比較したグラフ表現である。
【図８ｂ】本開示の一実施形態による、バイタルサイン信号検出を位相同期システム（黒い線）と位相非同期システム（灰色の線）とで比較したグラフ表現である。
【図９ａ】本開示の一実施形態による、対象から１００ｃｍ（図９ａ）、１５０ｃｍ（図９ｂ）、２００ｃｍ（図９ｃ）、２５０ｃｍ（図９ｄ）、および３００ｃｍ（図９ｅ）など様々な距離においてバイタルサイン信号検出を位相同期システムと位相非同期システムとで比較したグラフ表現である。
【図９ｂ】本開示の一実施形態による、対象から１００ｃｍ（図９ａ）、１５０ｃｍ（図９ｂ）、２００ｃｍ（図９ｃ）、２５０ｃｍ（図９ｄ）、および３００ｃｍ（図９ｅ）など様々な距離においてバイタルサイン信号検出を位相同期システムと位相非同期システムとで比較したグラフ表現である。
【図９ｃ】本開示の一実施形態による、対象から１００ｃｍ（図９ａ）、１５０ｃｍ（図９ｂ）、２００ｃｍ（図９ｃ）、２５０ｃｍ（図９ｄ）、および３００ｃｍ（図９ｅ）など様々な距離においてバイタルサイン信号検出を位相同期システムと位相非同期システムとで比較したグラフ表現である。
【図９ｄ】本開示の一実施形態による、対象から１００ｃｍ（図９ａ）、１５０ｃｍ（図９ｂ）、２００ｃｍ（図９ｃ）、２５０ｃｍ（図９ｄ）、および３００ｃｍ（図９ｅ）など様々な距離においてバイタルサイン信号検出を位相同期システムと位相非同期システムとで比較したグラフ表現である。
【図９ｅ】本開示の一実施形態による、対象から１００ｃｍ（図９ａ）、１５０ｃｍ（図９ｂ）、２００ｃｍ（図９ｃ）、２５０ｃｍ（図９ｄ）、および３００ｃｍ（図９ｅ）など様々な距離においてバイタルサイン信号検出を位相同期システムと位相非同期システムとで比較したグラフ表現である。
【図１０ａ】本開示の一実施形態による、正面を向いたとき（図１０ａ）、後ろを向いたとき（図１０ｂ）、左を向いたとき（図１０ｃ）、および右を向いたとき（図１０ｄ）など、対象の４つの向きにおけるバイタルサイン信号の検出を示す。
【図１０ｂ】本開示の一実施形態による、正面を向いたとき（図１０ａ）、後ろを向いたとき（図１０ｂ）、左を向いたとき（図１０ｃ）、および右を向いたとき（図１０ｄ）など、対象の４つの向きにおけるバイタルサイン信号の検出を示す。
【図１０ｃ】本開示の一実施形態による、正面を向いたとき（図１０ａ）、後ろを向いたとき（図１０ｂ）、左を向いたとき（図１０ｃ）、および右を向いたとき（図１０ｄ）など、対象の４つの向きにおけるバイタルサイン信号の検出を示す。
【図１０ｄ】本開示の一実施形態による、正面を向いたとき（図１０ａ）、後ろを向いたとき（図１０ｂ）、左を向いたとき（図１０ｃ）、および右を向いたとき（図１０ｄ）など、対象の４つの向きにおけるバイタルサイン信号の検出を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
いくつかの態様において、本開示は、対象に関係する運動についての非接触型信号検出に関する。本開示の例示的な実施形態が本明細書で詳細に説明されるが、その他の実施形態が考えられることが理解されるべきである。したがって、本開示の範囲は、以下に記載あるいは図示された要素の構成および配置の詳細に限定されることを意図したものではない。本開示は、その他の実施形態が可能であり、様々な方法で実践または実施することが可能である。
【００２１】
また、本明細書および添付の請求の範囲で用いられているところの単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈上明示されていない限り、複数の対象を含むことにも留意されたい。範囲は、本明細書において、「約」あるいは「およそ」ある特定の値から、および／または、「約」あるいは「およそ」別の特定の値まで、と表現することがある。範囲がこのように記載された場合、他の例示としての実施形態もまた、当該特定の値から、および／または、当該別の特定の値までを含む。
【００２２】
「含む／備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、あるいは「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、少なくとも指定された化合物、要素、粒子、または方法ステップが、構成、物品、または方法に存在することを意味するが、他の化合物、物質、粒子、または方法ステップが指定されたものと同一の機能を有している場合であっても、そのような他の化合物、物質、粒子、または方法ステップの存在を除外するものではない。
【００２３】
例示としての実施形態の説明において、説明を明確にするために、専門用語を用いることがある。各用語は、当業者に理解される最も広い範囲の意味が想定され、同様に動作して同様の目的を達成するすべての技術的同等物を含むことが意図される。また、１つまたは複数の方法ステップに言及した場合、追加の方法ステップや、これら明確に特定されたステップ間に介在する方法ステップの存在が除外されることはないことも理解されるべきである。方法のステップは、本明細書に開示された技術の範囲を逸脱しない限り、本明細書に記載された順番とは異なる順番で実行してもよい。同様に、装置あるいはシステムにおける１つまたは複数の要素に言及した場合、追加の要素や、これら明確に特定された要素間に介在する要素の存在が除外されることはないことも理解されるべきである。
【００２４】
ここで、添付の図面を参照して、様々な例示的な実施形態による本開示の態様の詳細な説明を示す。図面は、本明細書の一部を形成し、説明のため、具体的な実施形態および例を示す。図面の参照に際して、いくつかの図面を通して、同様の符号は同様の要素を表す。
【００２５】
本開示の実施形態は、信号に関係する残存位相ノイズおよび伝送路ノイズを抑制可能な非接触型信号検出システムを備えることができる。搬送波は、対象へと送信され、対象の運動に関係する振動信号により位相変調され、受信され、分析され得る。反射した信号はこの経路に沿って伝送されるため、信号は、当該信号に関係する経路ノイズおよび位相ノイズを増加させ得る環境要因に起因して、特に広帯域波に影響を受けやすい可能性がある。こうしたノイズの増加は、有意な信号の抽出をことさら困難にする可能性がある。本開示の実施形態は、ノイズを予めキャンセルし、かつ、それによって振動信号検出の品質を改善するための、マルチ搬送波システムおよび位相同期回路を組み込むことによって、位相ノイズおよび経路ノイズの影響を低減させることができる。例えば、位相同期回路設計を用いたいくつかの実施形態では、本システムは、信号検出中にノイズが変化した場合でも、送信信号を自動的に調整して、このノイズを抑制することができる。位相同期回路設計を組み込むことにより、ビート信号を、低ノイズ発振器によって提供される基準信号に位相同期させることができ、位相同期回路は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）の位相を制御することができる。このように、残存位相ノイズおよび経路ノイズは予めキャンセルされ、バイタルサイン信号を比較的低ノイズで復元することができる。
【００２６】
図１ａは、本明細書に開示された技術の実施形態による、対象１６０に関係する運動を検出するための非接触型信号検出システム１００を示す。図に示されるように、非接触型信号検出システム１００は、第１の搬送波信号１０３および第２の搬送波信号１０５を生成するよう構成された搬送波源１１０を備える。第１の搬送波信号１０３は信号抽出搬送波を含むことができ、第２の搬送波信号１０５はノイズ抑制搬送波を含むことができる。信号抽出搬送波は、対象１６０からの振動信号１６５が搬送され抽出される搬送波を含むことができる。ノイズ抑制搬送波は、位相同期回路１２０に送信される搬送波を含むことができ、ノイズ抑制搬送波が位相同期回路を通って進むとき、その搬送波からノイズが抽出され抑制される。信号抽出搬送波およびノイズ抑制搬送波は、それぞれ、第１の周波数（ｆ１）の第１の信号および第２の周波数（ｆ２）の第２の信号により定義することができる。さらに、信号抽出搬送波とノイズ抑制搬送波とは、位相がコヒーレントであってもよい。当業者により理解されているように、位相がコヒーレントであるとは、ノイズ抑制搬送波と信号抽出搬送波とが一定の位相差を有することを意味することができる。したがって、位相がコヒーレントな２つの搬送波は、検出中に同じ経路を伝播し、同じレベルの位相ノイズの影響を受け、それらの位相ノイズは、単一の事前キャンセル信号によって、同時に予めキャンセルすることができる。いくつかの実施形態では、搬送波源１１０を基準信号１１５または別の適切な基準信号に位相同期させることによって、位相コヒーレンスを確立することができる。
【００２７】
図に示されるように、開示された非接触型信号検出システム１００は、位相同期回路１２０を備える。位相同期回路１２０は第１のブランチ１１３および第２のブランチ１１７および基準信号１１５を介して搬送波源１１０と通信する。第１のブランチ１１３は、第２の搬送波信号１０５（すなわちノイズ抑制搬送波）と電力結合された第１の搬送波信号１０３（すなわち信号抽出搬送波）を含むことができる。第２のブランチ１１７は第２の搬送波信号１０５を含むことができる。
【００２８】
位相同期回路１２０は、ノイズ事前キャンセルシステム１３０および制御発振システムを備えることができる。ノイズ事前キャンセルシステム１３０は、基準信号１１５およびビート信号１３５を受信し、ビート信号１３５を基準信号１１５に位相同期させるよう構成することができる。ビート信号１３５は、対象の振動信号によって変調され、復調器で周波数復調されたノイズ抑制搬送波を含むことができる。言い換えれば、ビート信号１３５は、復調器１５０によって送信することができる。いくつかの実施形態では、基準信号１１５は、高品質、低ノイズの基準発振器によって生成することができる。基準発振器は、市販の高品質発振器、例えば温度制御発振器や、ルビジウム・クロックを含んでいてもよい。図に示されているように、いくつかの実施形態では、ノイズ事前キャンセルシステム１３０と通信する基準信号１１５は、搬送波源１１０との通信におけるものと同じ基準信号１１５とすることができる。
【００２９】
ノイズ事前キャンセルシステム１３０は、ビート信号１３５の位相ノイズ（残存位相ノイズなど）および経路ノイズが低くなるように、ビート信号１３５に関係するノイズをキャンセルするよう構成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、図１ｂに示すように、ノイズ事前キャンセル要素は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１３７を備えることができる。ＶＣＯ１３７は、ビート信号１３５が対象の振動信号１６５に関する情報を含まず、それでいてビート信号１３５の位相ノイズおよび経路ノイズが低くなるように、ビート信号１３５に関係するノイズをキャンセルすることができる。したがって、ＶＣＯ１３７は、制御発振システムに導入可能なノイズ事前キャンセル済信号を生成するよう構成することができる。
【００３０】
制御発振システムは、変調器１４０と、伝播経路１４５と、復調器１５０とを備えることができる。変調器１４０はノイズ事前キャンセルシステム１３０および第１のブランチ１１３と通信可能である。具体的には、変調器１４０は、図１ｂに示すように、ノイズ事前キャンセルシステム１３０のＶＣＯ１３７と通信可能である。上述のように、第１のブランチ１１３は、第２の搬送波１０５と電力結合された第１の搬送波１０３を含むことができる。このように、変調器１４０は、ノイズ事前キャンセル要素１３０からのノイズ事前キャンセル済信号１３９、第１の搬送波信号１０３、および第２の搬送波信号１０５を受信するよう構成することができる。さらには、変調器は、ノイズ事前キャンセル済信号１３９によって第１の搬送波信号１０３および第２の搬送波信号１０５を周波数変調するよう構成することができる。
【００３１】
変調器１４０は、送信信号１４３ａを出力するよう構成することができ、この信号は伝播経路１４５に送信することができる。送信信号１４３ａは、ノイズ事前キャンセル済信号１３９による、第１の搬送波信号１０３（ｆ１'）と第２の搬送波信号１０５（ｆ２'）の周波数変調の結果と考えることができる。伝播経路１４５は、送信信号１４３ａを対象１６０に対して無線で送信する伝送路とすることができる。送信信号１４３ａが対象１６０の表面に接触すると、対象１６０の運動に関係する振動信号１６５により、送信信号１４３ａを位相変調することができる。この位相変調の結果、反射信号１４３ｂが、その位相内に、振動信号１６５に関する情報を含むことになる。したがって、反射信号１４３ｂは、対象１６０の振動信号１６５により位相変調された送信信号１４３ａを含むことができ、制御発振システムの復調器１５０が受信することができる。
【００３２】
復調器１５０は、反射信号１４３ｂを伝播経路１４５から受信するよう構成することができる。反射信号１４３ｂは、第１の搬送波信号１０３および第２の搬送波信号１０５の両者によって搬送され、各搬送波信号は、変調器１４０によりノイズ事前キャンセル済信号１３９で周波数変調され（ｆ１'およびｆ２'）、対象１６０の振動信号１６５で位相変調されている（ｆ１"およびｆ２"）。復調器はまた、搬送波源１１０と接続され第２の搬送波信号１０５のみを含む第２のブランチ１１７と通信することができる。復調器１５０は、第１の搬送波信号１０３を復調し、振動信号情報を抽出し、それをデータ収集装置（ＤＡＱ）１７０に送信することができる。ＤＡＱ１７０は、振動信号１６５に関する情報を受信することができ、振動信号１６５に対応する情報を提供するよう構成することができる。さらには、復調器１５０は、ノイズ事前キャンセルシステム１３０と通信し、第２の搬送波信号１０５によって搬送されるビート信号１３５をノイズ事前キャンセルシステム１３０に送信して回路１２０を位相同期させることができる。
【００３３】
搬送波が２つ以上である搬送波源１１０を有することは、検出された振動信号１６５を抑制することなく長距離での効果的な検出およびノイズ抑制を可能にするため、有利であり得る。２つ以上の搬送波を生成する搬送波源がなければ、位相同期回路は、振動信号とともに、それに関係するノイズを抑制することになる。明らかなように、第２の搬送波信号１０５は、伝播経路１４５および位相同期回路１２０を通って伝わることができる一方、第１の搬送波信号１０３は、伝播経路１４５を通って伝わるのみである。ノイズ事前キャンセル装置１３０によって受信されたビート信号１３５は、次いで、ＤＡＱ１７０で同時に受信可能な振動信号１６５に関するいかなる情報とも無関係にノイズを抑制することができる。ＤＡＱ１７０によって受信された振動信号１６５は、当該振動信号に関係する追加の情報やパラメータを抽出するためにさらに処理されてもよい。ビート信号１３５がノイズ事前キャンセルシステム１３０を通して送信されるとき、振動信号情報は、経路ノイズとして扱われ、同様に抑制され得る。
【００３４】
上述の非接触型信号検出システムは、２つの搬送波を有するものとして説明されているが、非接触型信号検出システムは３つ以上の搬送波を含むことができることが理解される。さらに、第１の搬送波および第２の搬送波の第１および第２の周波数は、任意に調整することができる。いくつかの実施形態では、２つの搬送波の周波数はマイクロ波周波数程度であって、３００ＭＨｚと３００ＧＨｚの間の任意の周波数であってもよい。他の実施形態では、２つの搬送波の周波数は無線周波数程度であって、３Ｈｚと３００ＧＨｚの間の任意の周波数であってもよい。明らかなように、搬送波信号の周波数は、用途の違いに応じて増加させることができる。
【００３５】
さらに、いくつかの実施形態では、信号抽出搬送波とノイズ抑制搬送波との位相コヒーレンスを確立することができる。上述したように、位相コヒーレンスは、第１の搬送波信号１０３および第２の搬送波信号１０５を基準信号１１５に位相同期させることによって確立することができる。いくつかの実施形態では、基準信号は、図１に示すように、位相同期回路１２０に位相同期させたのと同じ基準信号１１５であってもよく、他の実施形態では、基準信号は低品質の発振器であってもよい。当業者には明らかなように、搬送波信号１０３および１０５は、位相同期回路１２０において残存位相ノイズが抑制されるため、高品質な基準信号に位相同期させる必要はない。
【００３６】
ノイズ事前キャンセルシステム１３０の例示的かつ非限定的な実施形態を図１ｂに示す。ノイズ事前キャンセルシステム１３０は、位相周波数検出器１３１、ローパス・フィルタ１３３、およびＶＣＯ１３７を備えていてもよい。いくつかの実施形態では、位相周波数検出器１３１は、基準信号１１５およびビート信号１３５を受信するよう構成することができる。位相周波数検出器１３１は、ビート信号１３５を基準信号１１５に位相同期させるよう構成することができる。位相周波数検出器１３１は、ローパス・フィルタ１３３と通信することができ、同様にして、ローパス・フィルタ１３３は、ＶＣＯ１３７と通信することができる。いくつかの実施形態では、ノイズ事前キャンセルシステム１３０は、位相検出器または位相比較器を代わりに備えることができる。
【００３７】
いくつかの実施形態では、送信信号１４３ａは、ＴＸアンテナ１４７を介して対象１６０に対して伝送することができ、位相変調された搬送波信号は、ＲＸアンテナ１４９によって受信することができる。なお本明細書中において、「対象」は、生体または非生体の、適用可能な任意の対象であってもよい。また、対象は、生体であってもよく、人間、動物、植物、あるいは、その他の生物であってもよい。例えば、対象は、非生体であってもよく、橋、建物、あるいはその他の構造体のような、人間によって造られたものや、あるいは、非生体である自然産出物であってもよい。いくつかの実施形態では、対象１６０は生体であってもよい。例えば、対象１６０は人間であり、振動信号１６５は、対象の心拍または呼吸などのバイタルサインに関係する情報を含んでいてもよい。例えば、対象の胸部の変位は、伝送信号がその位相でバイタルサイン情報を搬送するように伝送信号を変調することができる低周波信号を生成することができる。したがって、バイタルサイン情報は、復調器１５０において抽出され、ＤＡＱ１７０によって受信される。本開示の実施形態は、生体である対象の振動信号に関係する非接触型信号検出システムという観点で記載され得るが、本開示の実施形態は、その他の振動信号を検出するのに用いることもできることが理解されるであろう。例えば、本装置は、橋や建物などの構造物における振動信号の検出に適用可能であり得る。
【００３８】
非接触型信号検出システムの実施形態は、対象からの振動信号を様々な距離で検出するのに用いることができる。例えば、一実施形態では、非接触型信号検出システムは、当該システムの電力を調整することなく、５０ｃｍ、１００ｃｍ、１５０ｃｍ、１５０ｃｍ、２００ｃｍ、２５０ｃｍ、および３００ｃｍなどの距離で対象の振動信号を測定するために用いることできる。距離を増加させた実施形態では、位相同期回路１２０は、図２に示すように、回路を位相同期させるのに十分な電力を提供する追加のフィードバック信号を含んでいてもよい。例えば、一実施形態では、フィードバック信号は、復調器が入力として受信することができる受信信号と電力結合することができる。別の実施形態では、本システムの電力、搬送波周波数、アンテナ設計、および／または他の適切な要素および／またはパラメータを調整することによって、測定距離をさらに増加させることができる。
【００３９】
さらに、いくつかの実施形態では、復調器１５０はＩ／Ｑ復調器であってもよい。Ｉ／Ｑ復調器は、対象の位置とは独立して信号を得ることができるので有利であり得る。例えば、Ｉ／Ｑ復調器は、信号検出に関係するヌル・ポイントをキャンセルすることができる。明らかなように、信号検出におけるヌル・ポイントは、特定の位置における対象の信号検出を阻害する。Ｉ／Ｑ復調器は、検出された信号を９０度位相シフトすることによってヌル・ポイントをキャンセルすることができ、それによりデータ収集装置に対して任意の位置にある対象の検出を可能にするため、有利であり得る。
【００４０】
明らかなように、本開示の実施形態は、１つまたは複数の増幅器、１つまたは複数のローパス・フィルタ、および／または１つまたは複数の帯域幅フィルタなど、本システムを他の方法で調整するための、他の様々な電気的要素を含むことができる。
【００４１】
実施例および結果
本明細書に開示された技術の様々な態様は、実施例の以下の説明および対応する結果、および図３〜図１０ｄの画像から、さらに完全に理解することができるであろう。いくつかの実験データは、説明のために本明細書に提示されているのであって、いかなるかたちでも、本明細書に開示された技術範囲を限定するものと解釈されるべきではなく、また、いかなる代替または追加の実施形態をも、除外するものと解釈されるべきではない。
【００４２】
ノイズ抑制設計方式
記載された非接触型信号検出システムの有効性について、図２に示すように、本開示の１つまたは複数の態様を、デュアル搬送波源、位相同期回路、および補助フィードバック経路を含む非接触型バイタルサイン検出システム２００に組み込むことによってテストした。
【００４３】
ＣＷドップラー・レーダーを用いたバイタルサイン検出は、マイクロ波信号を送信し、次いでこれが胸部表面変位によって位相変調され、そして、反射信号を受信し復調してバイタルサイン情報を得ることを含むことができる。検出工程では、残存位相ノイズおよび経路ノイズが受信波に混入し、位相情報の品質を低下させる可能性がある。残存位相ノイズは、受信波とローカル波の位相コヒーレンスの劣化に起因し得るものであり、ビート信号に影響を与える可能性があるため、解析の便宜上、反射信号の位相ノイズとみなすことができる。バイタルサイン情報は反射信号の位相に含まれ得るため、低ノイズのバイタルサイン信号を抽出するために位相ノイズを抑制する必要がある。反射信号を、位相ノイズレベルが高いフリーランニングＶＣＯであると考えると、反射信号は、低ノイズの非常に安定した基準信号に位相同期させることができる。位相同期回路はフリーランニングＶＣＯのハイパスフィルタとなり得るため、回路帯域幅内のノイズを抑制することができる。バイタルサイン信号も回路帯域幅内にあるため、単一の搬送波が用いられる場合には、位相同期回路は、ノイズとともに、所望のバイタルサイン信号をも抑制する。バイタルサイン信号を抽出し、それと同時にノイズを低減するために、デュアル搬送波方式を用いることができる。
【００４４】
本開示の実施形態は、図２に示すように、位相ノイズを低減可能なデュアル搬送波源２１０を備える非接触型バイタルサイン検出システム２００を含むことができる。非接触型バイタルサイン検出システム２００は、マイクロ波信号源、電力増幅器、周波数コンバータ、アンテナ、位相周波数弁別器、ローパス・フィルタ、およびＶＣＯを備えることができる。図に示すように、マイクロ波信号発生器２０３（ＨＰ８３６２２Ｂ）およびＰＮＡネットワーク・アナライザ２０５（Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｎ５２２２Ａ）は、１０ＭＨｚの基準発振器によって生成された１０ＭＨｚの基準信号（２１５）に位相同期し、それぞれ、５．６０ＧＨｚおよび５．６８ＧＨｚのマイクロ波信号を生成することができる。これらの２つの搬送波信号は、次いで、２１３において電力結合され、８０ＭＨｚのＶＣＯ（２３７）によって中間周波数（ＩＦ）信号が供給されるＩ／Ｑ周波数アップコンバータ２４０（Ｈｉｔｔｉｔｅ  ＨＭＣ９２５ＬＣ５）のＬＯポートへと導かれる。Ｉ／Ｑ周波数アップコンバータ２４０は、ＩＦ信号により、上記２つの搬送波信号を周波数変調することができる。搬送波信号の周波数が８０ＭＨｚアップコンバートされた後、各搬送波信号は増幅され、２つのブランチに分けられる。一方のブランチはＴＸアンテナ２４７と通信し、周波数変調された搬送波信号２４３ａをＴＸアンテナ２４７に供給することができる。ＴＸアンテナ２４７は、次いで、伝播経路に対して周波数変調搬送波信号２４３ａを無線送信することができ、そこで搬送波信号２４３ａがバイタルサイン信号２６０によって変調され、反射信号２４３ｂを生成する。そして、反射信号２４３ｂは、ＲＸアンテナ２４９によって受信することができる。他方のブランチは、バイタルサイン検出中の安定性を確保するために、位相同期回路に補助フィードバック経路２４１を提供することができる。補助フィードバック経路２４１は、確実に最小の電力で回路を位相同期させることができる。例えば、一実施形態では、補助フィードバック経路は、約−１８ｄＢｍの電力レベルを提供することができ、これは、この例では、ＲＸ受信信号がない場合に回路を位相同期させるのに必要な最小電力である。
【００４５】
伝播経路からの反射信号２４３ｂは、電力増幅され、補助フィードバック経路からの送信信号およびＰＮＡネットワーク・アナライザ２０５によって生成されたローカルの５．６８ＧＨｚのマイクロ波信号ともに、周波数ダウンコンバータ２５０で受信される。周波数ダウンコンバータ２５０は、これらの信号を混合し、残存位相ノイズおよび経路ノイズなどのノイズとともに、これらの信号を８０ＭＨｚのビート信号２３５および低周波数信号へと周波数をダウンコンバートすることができる。
【００４６】
次に、位相同期回路は８０ＭＨｚのビート信号２３５を１０ＭＨｚの基準信号２１５に位相同期させることができ、位相同期回路は、ＶＣＯ（２３７）の位相を制御して８０ＭＨｚのビート信号２３５の位相を安定させることができる。これは、ＶＣＯ（２３７）が、送信された搬送波内の残存位相ノイズおよび経路ノイズを予めキャンセルすることにより、８０ＭＨｚのビート信号２３５およびそれに対応する受信した５．７６ＧＨｚの搬送波の位相ノイズが低くなるが、これらは、経路ノイズとみなすことができるバイタルサイン情報をほとんど含んでいないことを意味する。本システムは、周波数変調された５．６０ＧＨｚの搬送波（５．６８ＧＨｚにアップコンバートされた搬送波）のためのクリーンな伝送路を提供することができる。アップコンバートした５．６８ＧＨｚの信号の、５．６８ＧＨｚのローカル信号による復調により、検出された振動信号に関する情報を抽出するために取得し分析することができる低ノイズのバイタルサイン信号を提供することができる。
【００４７】
時間領域の数学的解析
マイクロ波信号発生器およびＰＮＡネットワーク・アナライザからのマイクロ波信号は、以下のように表せる。
【数１】
2019505767.tif 000003
ここで、faおよびfbはそれぞれ、５．６８ＧＨｚおよび５．６０ＧＨｚであり、φaおよびφbはそれぞれ、これら２つの信号の対応する位相である。これら２つの信号は、周波数アップコンバータのＬＯポートにおいてほぼ同じ電力を有するように増幅され、調整されることができる。図３ａは５．６８ＧＨｚおよび５．６０ＧＨｚの信号に関係する正規化電力を、周波数オフセットの関数として示す、グラフ表現である。
【００４８】
次に、マイクロ波信号を８０ＭＨｚのＶＣＯ信号と混合し、周波数アップコンバータのＲＦポートにおいて、周波数をアップコンバートした信号を出力することができる。周波数をアップコンバートした信号は、以下のように表せる。
【数２】
2019505767.tif 000004
ここで、fvは８０ＭＨｚであり、φvはＶＣＯの位相を表す。アップコンバートした信号は、増幅した後、ＴＸアンテナを介して送信することができる。周波数をアップコンバートした信号のスペクトルは、図３ｂのグラフ表現に示されている。ＶＣＯおよび周波数アップコンバータの特性により、所望の５．７６ＧＨｚおよび５．６８ＧＨｚの周囲に、不要な側波帯が存在する可能性がある。これらの側波帯は、８０ＭＨｚの間隔で、約２．５ＧＨｚにわたって広がっている可能性がある。周波数アップコンバータのＬＯおよびＩＦポートにおける電力レベルと遅延／位相を調整することにより、搬送波と不要な側波帯との比が１２ｄＢに達し得る。５．７６ＧＨｚの信号と５．６０ＧＨｚの信号は、周波数ダウンコンバータ（Ｈｉｔｔｉｔｅ  ＨＭＣ９５１ＬＰ４Ｅ）の５．６８ＧＨｚのローカル信号と混合すると、どちらも８０ＭＨｚのビート信号を生成することができ、これをフィードバックして回路を位相同期させることができる。このように、５．６０ＧＨｚの側波帯成分が本システムの性能に影響する可能性はあるものの、５．７６ＧＨｚの信号に対して−２０ｄＢという比は、このような影響を大幅に低減し得る。高次の側波帯は、本システムの性能にほとんど影響を与えない。なぜなら、バンドパスフィルタが、それら側波帯に対応するビート信号を除去するからである。したがって、以下の分析に際しては、側波帯は無視することができ、５．６８ＧＨｚの信号および５．７６ＧＨｚの信号のみに着目することができる。
【００４９】
マイクロ波信号は、ＴＸアンテナから送信された後、心拍および呼吸を含むバイタルサイン信号により位相変調させることができる。人間の胸部の変位をx(t)とすると、これはτx＝２x(t)/cの遅延、あるいは、φ＝２πfτx＝４πx(t)/λの位相をもたらすことになる。ここで、cは電磁波の速度であり、λは波長である。このように、バイタルサイン信号は、受信したマイクロ波信号の位相を分析することによって検出することができる。
【００５０】
ＲＸアンテナによって受信したマイクロ波信号は、バイタルサイン信号と、その信号に関係するノイズとを含む：
【数３】
2019505767.tif 000005
ここで、φn＝φpa＋φrdであり、φpaおよびφrdは、それぞれ経路ノイズおよび残存位相ノイズを表し、また、τ0＝２d0/cであるτ＝τx＋τ0は、胸部とアンテナとの平均距離d0に起因する。反射信号の電力レベルが低い可能性があるため、低ノイズ電力増幅器（Ｈｉｔｔｉｔｅ  ＨＭＣ９０２ＬＰ３）を組み込んで反射信号の電力レベルを調整することができる。増幅後、受信信号は補助経路信号と組み合わせることができる。補助経路信号は、特に、増幅した受信信号が、位相周波数検出器のための−１０ｄＢｍの最小フィードバック信号を生成するのに必要な−１８ｄＢｍよりもわずかに低い場合に、本システムの位相同期性能を改善するのに役立つことがある。
【００５１】
バイタルサイン信号の抽出に対する補助経路の影響は、以下のように分析することができる。バイタルサイン信号のノイズ性能に対する補助経路の影響を分析するために、補助経路と受信信号との振幅比をαと仮定することができる。したがって、周波数ダウンコンバータのＩＦポートは次のようになる：
【数４】
2019505767.tif 000006
ここで、
【数５】
2019505767.tif 000007
である。
【００５２】
ここで、vaおよびvbは、補助経路における搬送波aおよびbの位相である。
【数６】
2019505767.tif 000008
および
【数７】
2019505767.tif 000009
は、補助経路によってもたらされた遅延およびノイズを表す。
【００５３】
数学的変換により、v6(t)は次のように書き直すことができる。
【数８】
2019505767.tif 000010
ここで、xa＝(θa＋va)/２であり、ya＝(θa−va)/２である。
【００５４】
短距離（α≪１）においては、１＋α≒１−αが成り立つ。したがって、v6(t)は、v6＝sin(xa＋ya)＝sin(θa)となり、これは補助経路がバイタルサイン検出に影響しないことを意味する。仮に比αが１へと増加していくと、v6＝２sin(xa)cos(ya)となる。余弦項はゆっくりとした振幅変動であり、制御発振システムの振幅ノイズは、位相同期回路においては無視することができる。v6は基準信号v5に位相同期するため、φ6＝xa＝８(ωreft＋φref)であり、したがって、
【数９】
2019505767.tif 000011
である。ここで、
【数１０】
2019505767.tif 000012
は補助経路によってもたらされる遅延であり、これは、τよりもはるかに小さい。比がおよそ１のとき、補助経路の影響は無視することができる。したがって、短距離ではバイタルサイン信号は劣化しない。
【００５５】
検出距離が延びると、補助経路のバイタルサインに対する影響が明らかになる。長距離（α≫１）においては、
【数１１】
2019505767.tif 000013
が成り立ち、回路は、補助経路によって完全に位相同期させられる。補助フィードバック経路がなければ、システムは、バイタルサイン信号の検出が困難となる可能性がある。
【００５６】
補助経路は、電力がより低いほど、一般に、より良好に機能する。しかしながら、本明細書に記載したシステムで用いる位相周波数検出器のデータシートで必要とされている、−１０ｄＢｍのv6を提供するために十分な電力を示す必要がある。いくつかの実施形態では、−１０ｄＢｍのv6を提供するために、補助フィードバック経路は約−１８ｄＢｍである必要があり、これは、ＲＸ受信信号がない場合に回路を位相同期させるのに必要な最小電力である。補助経路は、増幅された反射信号が−１８ｄＢｍよりさらに低いとき、安定した検出を提供することができる。
【００５７】
増幅された受信信号が−１８ｄＢｍを超える実施形態では、補助経路はオプションである。次に、組み合わされたマイクロ波信号は、ＰＮＡネットワーク・アナライザから分離された５．６８ＧＨｚのローカル信号と混合することができ、周波数ダウンコンバータのＩＦポートでビート信号を生成する：
【数１２】
2019505767.tif 000014
ここで、fb−fa＋fvは０に等しい。ビート信号は２つのブランチに分けることができ、そのうちの一方は、バイタルサイン信号を抽出するために、カットオフ周波数が２０ｋＨｚのローパス・フィルタへと導かれる。他方のブランチは５８ＭＨｚ〜８２ＭＨｚのバンドパスフィルタを通って、８０ＭＨｚのビート信号の高調波を除去することができる。次いで、v4(t)の第１項に対応する８０ＭＨｚのビート信号を位相周波数検出器にフィードバックすることができ、そこでそれを１０ＭＨｚに分周し、１０ＭＨｚの基準と弁別することができる：
【数１３】
2019505767.tif 000015
ここで、frefおよびφrefはそれぞれ、基準発振器の周波数および位相である。位相周波数検出器は、ビート信号と基準信号の位相差を弁別し、誤差信号を出力することができる。この信号は、ローパス・フィルタでフィルタリングされ、次いでＶＣＯを駆動して８０ＭＨｚのＩＦ信号を生成することができ、位相は、ノイズをキャンセルし、低ノイズの８０ＭＨｚのビート信号を得られるよう、予め調整することができる。回路が位相同期させられると、v5(t)およびv4(t)の第１項との位相の関係は、以下のようであってもよい：
【数１４】
2019505767.tif 000016
（９）により、ビート信号v4(t)は以下のように書き直すことができる：
【数１５】
2019505767.tif 000017
【００５８】
８０ＭＨｚのビート信号を、低ノイズの基準発振器によって提供された１０ＭＨｚの基準信号に位相同期させることにより、位相同期回路は、ＶＣＯを制御して、その位相を予め調整することができる。このように、送信された搬送波の位相は、残存位相ノイズおよび経路ノイズをキャンセルするように調整することができる。その結果、
【数１６】
2019505767.tif 000018
に示される両方のビートの項の位相ノイズを、基準のレベルに抑制することができる。
【００５９】
ビート信号をローパス・フィルタに通すことにより、８０ＭＨｚのビート信号を除去することができ、時間領域のバイタルサイン信号をオシロスコープで得ることができる。fb−fa＋fv＝０と、τ＝τx＋τ0とに組み合わせると、
【数１７】
2019505767.tif 000019
の第２項が、バイタルサイン信号を表す。
【数１８】
2019505767.tif 000020
【００６０】
ここで、d0は定数、φrefは本システムにおける低ノイズを表す。５．６０ＧＨｚと５．６８ＧＨｚの両方の信号が、１０ＭＨｚの基準信号に位相同期するため、φb−φaのノイズレベルは８φrefのノイズレベルに類似したものとなる。したがって、v7(t)におけるノイズは、回路が位相同期させられると抑制され、バイタルサイン信号の低ノイズ化につながる。
【００６１】
周波数領域の数学的解析
ノイズ抑制メカニズムの理解のため、図２は、図４に示すように、線形周波数領域モデルへと単純化することができる。ノイズおよびバイタルサイン信号（τx）は、周波数をダウンコンバートした信号φ4(s)に含有される。帯域（ＢＰＦ）およびローパス（ＬＰＦ）フィルタリングの後、ビート信号（ノイズ情報）φ6(s)およびバイタルサイン信号φ7(s)が得られる。ここで、φ6(s)およびφ7(s)はそれぞれ、搬送波aおよびbに対応する：
【数１９】
2019505767.tif 000021
ここで、φa(s)＝Aφ5(s)，φb(s)＝Bφ5(s)であり、AおよびBは、それぞれ、それらの搬送波信号と基準信号の周波数比である。なぜなら、搬送波aおよびbは、位相周波数検出器（ＫD）において基準信号φ5(s)に位相同期させることができるからである。図４に示すように、フィードバック信号もまたφ5(s)に位相同期させることができ、φ6(s)＝Nφ5(s)となる。このようにバイタルサイン信号と基準信号との間の伝達関数H(s)＝φ7(s)/φ5(s)は、次のように書くことができる：
【数２０】
2019505767.tif 000022
【００６２】
したがって、バイタルサイン信号のノイズ性能は、基準信号のノイズ性能によって決定され、経路ノイズおよび残存位相ノイズは、位相周波数検出器、ローパス・フィルタ、およびＶＣＯ（それぞれＫd、Ｆ(s)、Ｋv/Ｓ）を用いて抑制できる。バイタルサインは、（１４）に示すように抽出することができる。ノイズの伝達関数は非常に複雑であり得るが、図４では、φn(s)が、制御発振システムのノイズであることが分かる。位相同期回路では、ノイズは、通過する高周波であり得、低周波バイタルサイン信号内では抑制することができる。したがって、ノイズおよびバイタルサイン信号は、それぞれ、搬送波aおよびbを介して、抑制および抽出することができる。
【００６３】
バイタルサイン信号（τx）の周波数が非常に低いため、（１４）のスペクトルによって位相ノイズ抑制の性能を示すことは困難である。（１３）の第１項である８０ＭＨｚのフィードバックビート信号φ6(s)を、ノイズ抑制性能を示すのに用いることができる。なぜなら、これはバイタルサイン信号と同じ抑制比を有するからである。スペクトラムアナライザ（Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｅ４４４０Ａ）で測定したその位相ノイズスペクトルを図５に示す。比較として、位相非同期システムの基準信号およびビート信号の位相ノイズスペクトルも示している。位相非同期システムは、位相周波数検出器（ＫD）のＲＦポートを、ダウンコンバートした信号の代わりにＶＣＯ（Ｋv/Ｓ）の出力に接続し、補助フィードバックを切断することにより、図２のシステムを修正したものとすることができる。
【００６４】
図５は、回路に対する制御発振システムであり得る位相同期システムの８０ＭＨｚのビート信号が、１０ｋＨｚの回路帯域幅内で、抑制された位相ノイズを有すること、および、ノイズレベルが、１０Ｈｚの周波数オフセットにおいて、位相非同期の場合よりも約１２ｄＢ低いことを示す。５０Ｈｚまでの周波数オフセットにおいて、基準信号に対して固定させることができ、ほぼ同じノイズレベルになる。回路帯域幅である１０ｋＨｚを超える周波数オフセットにおいては、制御発振システムの信号に対する位相同期回路のハイパス特性のために、ノイズが抑制されない。これは、位相同期回路が、残存位相ノイズおよび経路ノイズをうまく抑制することができ、これにより、クリーンなバイタルサイン信号を容易に検出できるようになることを実証している。
【００６５】
結果
図２〜図５で説明したシステムが余計なノイズをもたらさないことを確認するために、上述の図２の設計を修正した位相非同期システムによる測定結果を、図６に示す直接バイタルサイン検出システムによって収集した測定結果と比較した。直接測定方式では、ＰＮＡネットワーク・アナライザはマイクロ波信号を送信し、反射信号を受信して復調し、次いで、時間領域バイタルサイン信号を表示する。ネットワーク・アナライザのポート１の送信電力は約６ｄＢｍで、アンテナは人体である対象から約５０ｃｍ離れている。２５秒間の時間領域信号を記録し、周波数領域で分析した。これは図７ａの黒い線で表されている。同一の送信電力および検出距離で位相非同期システムによって検出されたバイタルサインは、図７ａにおいて灰色の線で示されている。
【００６６】
時間領域では、呼吸は明白であるかもしれないが、呼吸信号に重なった心拍は、認識するのが困難な場合がある。バイタルサイン信号は、高速フーリエ変換を用いて、図７ｂに示すように周波数領域で表すことができる。直接測定方式による呼吸周波数は０．４１Ｈｚ、位相非同期の場合の呼吸周波数は０．３８Ｈｚとなり得る。実験は同時に行われないため、周波数の差は、対象の状態に起因する可能性がある。心拍は、呼吸信号ほど明白ではなく強くはないかもしれないが、約１．３Ｈｚの周波数を有する。図７ｂにおける挿入図に示すように、２つの方式における心拍の振幅および周波数はほぼ同じである。位相非同期システムと直接検出によるバイタルサイン測定の結果が類似していることを考えると、本明細書に記載されたシステムに追加されたシステム要素が、明らかな余計なノイズをもたらすことはない。
【００６７】
位相非同期システムを、図２に示される位相同期回路設計と比較した。図７ａおよび図７ｂと同じ送信電力および検出距離における両システムでのバイタルサイン測定の結果を図８ａおよび８ｂに示す。バイタルサイン信号の周波数がわずかに異なるが、そのことを除けば位相同期システムでの呼吸速度は位相非同期の場合の呼吸速度と非常に似通っており、またそれらの振幅は類似しており、これは対象の状態が原因である可能性がある。回路が位相同期させられると、相関関係のない位相ノイズが抑制される。したがって、より鮮明な心拍が得られた。これは、検出が不正確となる可能性がより少ないことを意味する。
【００６８】
位相同期システムの検出性能をさらに調査するため、送信電力を変更することなく、測定距離を１００ｃｍ、１５０ｃｍ、２００ｃｍ、２５０ｃｍ、および３００ｃｍに変更した。図９ａ〜図９ｅに示すように、位相同期システムの結果は黒い線で表され、位相非同期システムの結果は灰色の線によって表されている。時間領域信号は周期的な変動を示しているが、これは呼吸に心拍が重畳されたものである。位相同期システムと位相非同期システムにおいて、呼吸は共に約０．４Ｈｚであり、図９ｂでは重複してさえいる。心拍については、位相同期システムでは約１．２Ｈｚの鮮明な周波数成分を有し、これは検出距離が異なるとわずかに変化する。位相非同期システムでの測定は異なる時間に行われたため、検出された心拍周波数は約１．０Ｈｚであった。
【００６９】
図９ａ〜図９ｅは、心拍は、位相非同期システムで、１００ｃｍの距離で検出され得るが、距離が１５０ｃｍを超えると認識が困難であったことを示している。しかしながら、位相同期システムでは、２５０ｃｍでも心拍を検出することができる。３００ｃｍでは、波動が反射して回路に戻ることはまれである。したがって、心拍は深刻なノイズの影響を受け、検出が困難であった。呼吸は心拍よりかなり大きな変位を有するため、両システムにおいて、３００ｃｍでも検出することができる。
【００７０】
身体の４つの向きにおけるバイタルサイン検出も、図８ａおよび図８ｂと同じ実験装置を用いて行った。検出中、対象は、アンテナが対象の前側、後側、左側、および右側を向くように、その向きを変える。４つの向きにおける測定結果を図１０〜図１０ｄに示す。呼吸は、４つの方向すべてにおいて容易に検出することができる。心拍信号については、前側および左側を向いているときには、明確に検出することができる（図１０ａおよび図１０ｃ）。アンテナが対象の後側および右側を向いている場合には、有効反射面積が小さいため、心拍信号は非常に弱い（図１０ｂおよび図１０ｄ）。図１０ｂに示すように、後側のときの信号はノイズレベルが最悪となる。
【００７１】
議論
上記のような様々な実施形態によれば、位相同期回路に基づくノイズ抑制スキームを有するデュアル搬送波バイタルサイン検出システムが、残存位相ノイズおよび経路ノイズを自動的に低減することが実証された。位相周波数検出器における一方の搬送波のビート信号と低ノイズ基準信号の位相弁別により、位相同期回路内でノイズを抽出して抑制し、他方の搬送波に対してクリーンな伝送路を提供することができる。したがって、第２の搬送波の位相に含有されるバイタルサイン信号を低ノイズで得ることができる。位相同期システムと位相非同期システムの実験は、ノイズおよび検出性能を比較するために行った。その結果は、本開示の実施形態によるシステムが、残存位相ノイズおよび経路ノイズを効果的に抑制し、１０Ｈｚの周波数オフセットでＳＮ比を約１２ｄＢ改善し、弱い心拍信号の検出距離を大幅に増加させることができることを示している。成功裏に実証された心拍の検出距離は少なくとも２５０ｃｍであり、位相非同期システムの距離の２倍を超える。さらに、実験を行い、身体の４つの向きにおけるバイタルサインの効果的な測定を実証した。
【００７２】
結び
様々な要素についての具体的な構成、材料の選択、サイズ、および形状は、本明細書に開示された技術の原則に従って構成されたシステムまたは方法に求められる特定の設計仕様あるいは制約に従って変更することができる。そのような変更は、本明細書に開示された技術の範囲に含まれるものである。したがって、本明細書に開示された実施形態は、すべての点で例示的かつ非限定的であるとみなされる。本明細書に開示された技術の特定の実施形態についての特許可能な範囲は、上記説明ではなく添付の請求の範囲によって示されるものであり、その均等物の意味および範囲内におけるすべての変更は、そこに包含されることが意図される。
【図１ａ】
2019505767.tif 000023
【図１ｂ】
2019505767.tif 000024
【図２】
2019505767.tif 000025
【図３ａ】
2019505767.tif 000026
【図３ｂ】
2019505767.tif 000027
【図４】
2019505767.tif 000028
【図５】
2019505767.tif 000029
【図６】
2019505767.tif 000030
【図７ａ】
2019505767.tif 000031
【図７ｂ】
2019505767.tif 000032
【図８ａ】
2019505767.tif 000033
【図８ｂ】
2019505767.tif 000034
【図９ａ】
2019505767.tif 000035
【図９ｂ】
2019505767.tif 000036
【図９ｃ】
2019505767.tif 000037
【図９ｄ】
2019505767.tif 000038
【図９ｅ】
2019505767.tif 000039
【図１０ａ】
2019505767.tif 000040
【図１０ｂ】
2019505767.tif 000041
【図１０ｃ】
2019505767.tif 000042
【図１０ｄ】
2019505767.tif 000043
【国際調査報告】
2019505767.tif 000044