(57)【要約】【課題】非接触心拍呼吸計測装置において、生体が広範囲を移動する場合でも、１つのドップラーセンサを用いて、生体の心拍又は呼吸を感度良く検知する。【解決手段】駆動部を用いて、ドップラーセンサ２を回転駆動させることができるので、ドップラーセンサ２による検知範囲を広げることができる。これにより、人Ｐが、静止した状態のドップラーセンサ２による検知範囲を超える広範囲を移動する場合でも、１つのドップラーセンサ２を用いて、人Ｐの心拍又は呼吸を検知することが可能になる。また、生体追跡モードにおいて、人Ｐが静止したと判断したときに、動作モードを心拍呼吸検知モードに移行させて、心拍成分又は呼吸成分の信号を出力するようにした。これにより、人Ｐが広範囲を移動する場合でも、人Ｐが静止した後に、静止した人Ｐからのドップラー信号に基づいて、人Ｐの心拍又は呼吸を感度良く検知できる。【選択図】図１
2015085065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を送信波として送信し、前記送信波に対する反射波を受信して、前記送信波と前記反射波との間の周波数の差に応じたドップラー信号を出力するドップラーセンサを備え、前記ドップラーセンサから出力されるドップラー信号に基づいて、生体の心拍または呼吸を非接触で計測する非接触心拍呼吸計測装置において、
前記ドップラーセンサを回転駆動させるための駆動部と、
生体追跡モードと心拍呼吸検知モードを含む複数の動作モードを有し、前記ドップラーセンサが出力するドップラー信号の分析処理と、装置全体の制御処理とを行う信号処理制御部とを備え、
前記動作モードが、前記生体追跡モードのときは、
前記信号処理制御部は、最初に前記ドップラーセンサを前記駆動部によって任意の方向に移動させた後、前記ドップラー信号の信号強度が所定値以上である間は、前記ドップラー信号の信号強度が直近の移動の前の信号強度以上になった場合は、この方向に生体が移動したと判断して、前記駆動部を用いてさらに同一方向に前記ドップラーセンサの移動を続け、逆に、前記ドップラー信号の信号強度が直近の移動の前の信号強度より低下した場合は、逆方向に生体が移動したと判断して、前記駆動部を用いてドップラーセンサの移動方向を反転させるという処理を繰り返し、
この処理を繰り返した結果、前記ドップラーセンサの移動方向の反転処理と、前記ドップラーセンサの前回と同一方向への移動処理とが、交互に繰り返して行われている状態において、所定回数目の前記反転処理が行われたときに、前記ドップラー信号の信号強度が所定値以上の場合、前記信号処理制御部は、生体が静止したと判断して前記動作モードを前記心拍呼吸検知モードに移行させ、
前記動作モードが、前記心拍呼吸検知モードのときは、
前記信号処理制御部は、前記ドップラー信号から心拍成分の信号又は呼吸成分の信号を抽出し、抽出した心拍成分の信号又は呼吸成分の信号を出力することを特徴とする非接触心拍呼吸計測装置。
【請求項２】
前記動作モードには、生体探知モードが含まれており、
前記動作モードが、前記生体探知モードのときは、
前記信号処理制御部は、前記駆動部によって、前記ドップラーセンサを可動範囲全体に亘って移動させながら、前記ドップラー信号の信号強度を確認し、この結果、前記ドップラー信号の信号強度が最大となる位置において、該ドップラー信号の信号強度が所定値以上であれば、生体が存在すると判断して、前記ドップラーセンサを、生体が存在する位置に向けた状態になるように前記駆動部により移動させた上で、前記動作モードを前記生体追跡モードに移行させ、
前記動作モードが、前記生体追跡モードのときに、前記ドップラー信号の信号強度が所定値未満になると、前記信号処理制御部は、前記動作モードを前記生体探知モードに移行させることを特徴とする請求項1に記載の非接触心拍呼吸計測装置。
【請求項３】
前記動作モードが、前記心拍呼吸検知モードのときに、前記信号処理制御部は、前記ドップラー信号を周波数領域で解析することにより、前記心拍成分の信号又は呼吸成分の信号に加えて、体動成分の信号を抽出し、これらの心拍成分の信号又は呼吸成分の信号と前記体動成分の信号との信号強度を算出し、前記心拍成分又は呼吸成分の信号の信号強度が所定時間前と比較して所定量以上低下し、かつ前記体動成分の信号の信号強度が所定時間前と比較して所定量以上変化した場合は、生体が移動したと判断して前記動作モードを前記生体追跡モードに移行させることを特徴とする請求項２に記載の非接触心拍呼吸計測装置。
【請求項４】
前記ドップラーセンサよりも消費電力の低い生体検知センサをさらに備え、
前記動作モードには、前記ドップラーセンサの代わりに、前記生体検知センサを用いて生体の検知を行うスリープモードが含まれており、
前記信号処理制御部は、
前記動作モードが、前記生体探知モードのときに、前記ドップラー信号の信号強度が最大となる位置において、所定回数以上連続して、前記ドップラー信号の信号強度が所定値未満であって生体が存在しないと判断した場合に、前記ドップラーセンサによる前記送信波の送信処理と受信波の受信処理とを停止した上で、前記生体検知センサの電源を投入することにより、前記動作モードを前記スリープモードに移行させ、
前記動作モードが、前記スリープモードのときに、前記生体検知センサからの出力信号に基づいて生体の存在を検知したときに、前記生体検知センサの電源を切断して、前記動作モードを前記生体探知モードに移行させることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の非接触心拍呼吸計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波のドップラー効果を利用して、生体の心拍または呼吸を非接触で計測する非接触心拍呼吸計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、人や動物等の生体に電波を送信波として送信し、この送信波に対する反射波を受信して、送信波と反射波との間の周波数の差（ドップラーシフト）に応じたドップラー信号を出力するドップラーセンサを備え、ドップラー信号に基づいて、生体の心拍または呼吸を非接触で計測する非接触心拍呼吸計測装置が提案されている。ここで、ドップラーセンサから出力されるドップラー信号は、生体等の検出対象物の移動速度に応じて生じるドップラーシフト（送信波と反射波との間の周波数のずれ）の大きさに応じた信号である。この種の装置は、ドップラーセンサを用いて、人や動物等の生体に電波を送信したときに、ドップラーセンサから出力されるドップラー信号に基づいて、生体の心拍または呼吸を計測する。
【０００３】
また、この種の装置において、信号処理部とネットワーク接続された複数の電波センサ（ドップラーセンサ）を用いて、これらのセンサの検出信号から、生体の現在位置、動き、呼吸数、及び心拍数を検出する居住者監視システムが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−６６８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
けれども、上記のドップラーセンサを備えた非接触心拍呼吸計測装置では、ドップラーセンサから出力される電波の強度が、電波法によって制限されているため、１つのドップラーセンサを用いて、広範囲で、生体の心拍又は呼吸を感度よく検知することができないという問題があった。
【０００６】
これに対して、上記特許文献１に示されるシステムは、複数のドップラーセンサを用いて生体の心拍、呼吸等を検知するようにしているので、生体が広範囲を移動する場合でも、生体の心拍、呼吸等を検知することが可能である。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に示されるシステムでは、複数のドップラーセンサを用いているために、コストが高くなるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するものであり、生体が広範囲を移動する場合でも、１つのドップラーセンサを用いて、生体の心拍又は呼吸を感度よく検知することが可能な非接触心拍呼吸計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の非接触心拍呼吸計測装置は、電波を送信波として送信し、前記送信波に対する反射波を受信して、受信した反射波に応じたドップラー信号を出力するドップラーセンサを備え、前記ドップラーセンサから出力されるドップラー信号に基づいて、生体の心拍または呼吸を非接触で計測する非接触心拍呼吸計測装置において、前記ドップラーセンサを回転駆動させるための駆動部と、生体追跡モードと心拍呼吸検知モードを含む複数の動作モードを有し、前記ドップラーセンサが出力するドップラー信号の分析処理と、装置全体の制御処理とを行う信号処理制御部とを備え、前記動作モードが、前記生体追跡モードのときは、前記信号処理制御部は、最初に前記ドップラーセンサを前記駆動部によって任意の方向に移動させた後、前記ドップラー信号の信号強度が所定値以上である間は、前記ドップラー信号の信号強度が直近の移動の前の信号強度以上になった場合は、この方向に生体が移動したと判断して、前記駆動部を用いてさらに同一方向に前記ドップラーセンサの移動を続け、逆に、前記ドップラー信号の信号強度が直近の移動の前の信号強度より低下した場合は、逆方向に生体が移動したと判断して、前記駆動部を用いてドップラーセンサの移動方向を反転させるという処理を繰り返し、この処理を繰り返した結果、前記ドップラーセンサの移動方向の反転処理と、前記ドップラーセンサの前回と同一方向への移動処理とが、交互に繰り返して行われている状態において、所定回数目の前記反転処理が行われたときに、前記ドップラー信号の信号強度が所定値以上の場合、前記信号処理制御部は、生体が静止したと判断して前記動作モードを前記心拍呼吸検知モードに移行させ、前記動作モードが、前記心拍呼吸検知モードのときは、前記信号処理制御部は、前記ドップラー信号から心拍成分の信号又は呼吸成分の信号を抽出し、抽出した心拍成分の信号又は呼吸成分の信号を出力することを特徴とする。
【００１０】
この非接触心拍呼吸計測装置において、前記動作モードには、生体探知モードが含まれており、前記動作モードが、前記生体探知モードのときは、前記信号処理制御部は、前記駆動部によって、前記ドップラーセンサを可動範囲全体に亘って移動させながら、前記ドップラー信号の信号強度を確認し、この結果、前記ドップラー信号の信号強度が最大となる位置において、該ドップラー信号の信号強度が所定値以上であれば、生体が存在すると判断して、前記ドップラーセンサを、生体が存在する位置に向けた状態になるように前記駆動部により移動させた上で、前記動作モードを前記生体追跡モードに移行させ、前記動作モードが、前記生体追跡モードのときに、前記ドップラー信号の信号強度が所定値未満になると、前記信号処理制御部は、前記動作モードを前記生体探知モードに移行させることが好ましい。
【００１１】
この非接触心拍呼吸計測装置において、前記動作モードが、前記心拍呼吸検知モードのときに、前記信号処理制御部は、前記ドップラー信号を周波数領域で解析することにより、前記心拍成分の信号又は呼吸成分の信号に加えて、体動成分の信号を抽出し、これらの心拍成分の信号又は呼吸成分の信号と前記体動成分の信号との信号強度を算出し、前記心拍成分又は呼吸成分の信号の信号強度が所定時間前と比較して所定量以上低下し、かつ前記体動成分の信号の信号強度が所定時間前と比較して所定量以上変化した場合は、生体が移動したと判断して前記動作モードを前記生体追跡モードに移行させることが好ましい。
【００１２】
この非接触心拍呼吸計測装置において、前記ドップラーセンサよりも消費電力の低い生体検知センサをさらに備え、前記動作モードには、前記ドップラーセンサの代わりに、前記生体検知センサを用いて生体の検知を行うスリープモードが含まれており、前記信号処理制御部は、前記動作モードが、前記生体探知モードのときに、前記ドップラー信号の信号強度が最大となる位置において、所定回数以上連続して、前記ドップラー信号の信号強度が所定値未満であって生体が存在しないと判断した場合に、前記ドップラーセンサによる前記送信波の送信処理と受信波の受信処理とを停止した上で、前記生体検知センサの電源を投入することにより、前記動作モードを前記スリープモードに移行させ、前記動作モードが、前記スリープモードのときに、前記生体検知センサからの出力信号に基づいて生体の存在を検知したときに、前記生体検知センサの電源を切断して、前記動作モードを前記生体探知モードに移行させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の非接触心拍呼吸計測装置によれば、駆動部を用いて、ドップラーセンサを回転駆動させることができるので、ドップラーセンサによる検知範囲を広げることができる。これにより、生体が、静止した状態のドップラーセンサによる検知範囲を超える広範囲を移動する場合でも、１つのドップラーセンサを用いて、生体の心拍又は呼吸を検知することが可能になる。また、この非接触心拍呼吸計測装置によれば、生体追跡モードと心拍呼吸検知モードを設けて、生体追跡モードにおいて、生体が静止したと判断したときに、動作モードを心拍呼吸検知モードに移行させて、心拍成分又は呼吸成分の信号を出力するようにした。これにより、生体が広範囲を移動する場合でも、生体が静止した後に、静止した生体からのドップラー信号に基づいて、生体の心拍又は呼吸を検知することができるので、生体の心拍又は呼吸を感度よく検知できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態の非接触心拍呼吸計測装置による計測の様子を示す斜視図。
【図２】同非接触心拍呼吸計測装置の電気的ブロック構成図。
【図３】同非接触心拍呼吸計測装置の信号処理制御部が有する各動作モード間の遷移図。
【図４】同信号処理制御部の人探知モードにおける処理のフローチャート。
【図５】同非接触心拍呼吸計測装置のドップラーセンサによる人の探知処理の説明図。
【図６】上記人探知モードにおいて検出したドップラー信号強度とドップラーセンサの位置との対応関係の例を示すグラフ。
【図７】上記信号処理制御部のスリープモードにおける処理のフローチャート。
【図８】上記信号処理制御部の人追跡モードにおける処理のフローチャート。
【図９】同非接触心拍呼吸計測装置の人の現在位置を求める処理の説明図。
【図１０】上記人追跡モードにおいて検出したドップラー信号強度と時間との対応関係の例を示すグラフ。
【図１１】上記信号処理制御部の心拍呼吸検知モードにおける処理のフローチャート。
【図１２】上記非接触心拍呼吸計測装置において、ドップラー信号から、呼吸成分信号、心拍成分信号、及び体動成分信号を抽出する処理の説明図。
【図１３】上記ドップラー信号から求めたパワースペクトルと、呼吸成分、心拍成分、及び体動成分に相当する周波数領域との対応関係を示すグラフ。
【図１４】上記心拍呼吸検知モードにおいて所定時間ごとに求めた心拍成分と体動成分の信号強度の例を示すグラフ。
【図１５】本発明の第２の実施形態の非接触心拍呼吸計測装置の信号処理制御部が有する各動作モード間の遷移図。
【図１６】同信号処理制御部の人探知モードにおける処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した実施形態による非接触心拍呼吸計測装置について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の非接触心拍呼吸計測装置（以下、「心拍呼吸計測装置」と略す）による計測の様子を示し、図２は、本心拍呼吸計測装置の電気的ブロック構成を示す。これらの図に示されるように、この心拍呼吸計測装置１は、ドップラーセンサ２、駆動部３、信号処理制御部４、人感センサ５（生体検知センサ）、及び回転軸６を備えている。心拍呼吸計測装置１は、可動部１ａと固定部１ｂとに分かれている。可動部１ａは、ドップラーセンサ２、信号処理制御部４、及び回転軸６を有している。また、固定部１ｂは、駆動部３と人感センサ５と回転軸６の軸受け（不図示）とを有しており、可動部１ａを回転可能に支持する。
【００１６】
ドップラーセンサ２は、マイクロ波等の電波を送信波として送信し、この送信波に対する反射波を受信して、これらの送信波と反射波との間の周波数の差に応じたドップラー信号を出力する装置である。ドップラーセンサ２は、電波の送信部、反射波の受信部、周辺回路等を備えている。心拍呼吸計測装置１は、ドップラーセンサ２から出力されるドップラー信号に基づいて、人Ｐの心拍または呼吸を非接触で計測する。
【００１７】
上記の駆動部３は、ドップラーセンサ２を含む可動部１ａを正逆両方向に回転駆動させるためのモータである。駆動部３の駆動力は、ギヤ等の伝達部材を介して回転軸６に伝達される。心拍呼吸計測装置１の可動部１ａは、駆動部３の駆動力により、図１に示される回転軸６の軸心Ｃを中心に、矢印Ｂの双方向に回転可能である。
【００１８】
上記の信号処理制御部４は、ドップラーセンサ２が出力するドップラー信号の分析処理と、装置全体の制御処理とを行うマイクロコントローラ（マイコン）である。信号処理制御部４は、動作モードとして、スリープモードと、人探知モード（請求項における生体探知モード）と、人追跡モード（請求項における生体追跡モード）と、心拍呼吸検知モードとを有している。
【００１９】
上記のように、心拍呼吸計測装置１は、信号処理制御部４の動作モードとして、上記の４つのモードを有し、しかも、ドップラーセンサ２を含む可動部１ａを、駆動部３の駆動力により回転可能にした。これにより、１つのドップラーセンサを用いて、人Ｐの追跡と、人Ｐの心拍及び呼吸の検知との両方を行うことができる。
【００２０】
上記の人感センサ５は、上記のドップラーセンサ２とは別のセンサである。この人感センサ５は、例えば、焦電型赤外線センサ（焦電素子により、人が発する赤外光を検知するセンサ）のような低消費電力タイプの人感センサである。人感センサ５の使用時の消費電力は、ドップラーセンサ２の使用時の消費電力よりも少ない。人感センサ５は、固定部１ｂに配設されており、電源オンの状態では、常時、同じ範囲の検知を行う。
【００２１】
次に、図３を参照して、上記の信号処理制御部４が有する４つの動作モード間の遷移について説明する。心拍呼吸計測装置１の起動時には、信号処理制御部４の動作モードは、人探知モード１２になる。人探知モード１２は、人の存在を把握できていない状態において、心拍呼吸計測装置１の検知範囲内における人の存在を探知するモードである。このモードでは、信号処理制御部４は、ドップラーセンサ２を含む可動部１ａを、一定周期で可動範囲全体に亘って移動させながら、人を探す。そして、信号処理制御部４は、人の存在を検知すると、動作モードを人追跡モード１３に移行させる。なお、以下の説明では、ドップラーセンサ２を含む可動部１ａを移動させることを、「ドップラーセンサ２を移動させる」という。
【００２２】
人追跡モード１３は、人の存在を把握している状態において、人の現在位置を求める処理を繰返し、最終的には人が静止した位置を求めるモードである。このモードでは、信号処理制御部４は、人の静止（及び静止位置）を検知すると、動作モードを心拍呼吸検知モード１４に移行させる。
【００２３】
心拍呼吸検知モード１４は、ドップラー信号から心拍成分の信号及び呼吸成分の信号を抽出して出力するモードである。信号処理制御部４は、心拍呼吸検知モード１４において、人の移動を検知すると、動作モードを人追跡モード１３に移行させる。
【００２４】
また、信号処理制御部４は、人追跡モード１３のときに、人の存在を検知できなくなる（ドップラー信号の信号強度が所定値未満になる）と、動作モードを人探知モード１２に移行させる。
【００２５】
また、信号処理制御部４は、人探知モード１２のときに、ドップラー信号の信号強度が最大となる（ドップラーセンサ２の）位置において、所定回数以上連続して、ドップラー信号の信号強度が所定値未満であって人が存在しないと判断すると、動作モードをスリープモード１１に移行させる。
【００２６】
また、信号処理制御部４は、スリープモード１１において、人感センサ５を用いて（人感センサ５からの出力信号に基づいて）、人の存在を検知したときに、人探知モード１２に復帰する。
【００２７】
次に、図４のフローチャートに加えて、図５及び図６を参照して、上記の人探知モードにおける信号処理制御部４の詳細な処理について説明する。なお、図５中における扇形の弧ＭＡは、ドップラーセンサ２の可動範囲を示す。信号処理制御部４は、人探知モードになると、初期処理として人不検知カウンタをリセットする（Ｓ１）。そして、信号処理制御部４は、所定時間待機した後（Ｓ２）、駆動部３を用いて、図５に示されるように、ドップラーセンサ２をその可動範囲ＭＡ全体に亘って移動させながら、ドップラーセンサ２による電波の送受信を行うことにより、心拍呼吸計測装置１の検知範囲全体を走査する（Ｓ３）。信号処理制御部４は、このように、ドップラーセンサ２を可動範囲ＭＡ全体に亘って移動させながら、ドップラーセンサ２の各位置におけるドップラー信号の信号強度の算出を行う。そして、信号処理制御部４は、各位置におけるドップラー信号の信号強度のうち、最大値（図６に示されるドップラー信号強度最大値ｍａｘ（Ａ））を求める（Ｓ４）。このドップラー信号強度最大値ｍａｘ（Ａ）が、図６に示されるように、所定値Ｔ０以上であれば（Ｓ５でＹＥＳ）、信号処理制御部４は、人Ｐが存在すると判断する。そして、信号処理制御部４は、ドップラーセンサ２を、人が存在する位置（ドップラー信号強度が最大となる、ドップラーセンサ２の位置（図６中の最大位置Ｐｍａｘ））に向けた状態になるように駆動部３により移動させた上で、動作モードを人追跡モードに移行させる（Ｓ７）。
【００２８】
また、上記Ｓ５の判定処理において、ドップラー信号強度最大値ｍａｘ（Ａ）が、図６に示される所定値Ｔ０未満であれば（Ｓ５でＮＯ）、信号処理制御部４は、人Ｐがいないと判断して、人不検知カウンタに１を加算する（Ｓ８）。そして、人不検知カウンタが所定値Ｔ５以上になる（所定回数以上連続して、人Ｐがいないと判断する）と（Ｓ９でＮＯ）、信号処理制御部４は、スリープモードへの移行（Ｓ１０）を開始する。
【００２９】
次に、図７のフローチャートを参照して、上記のスリープモードにおける信号処理制御部４の処理について説明する。信号処理制御部４は、スリープモードへの移行を開始すると、ドップラーセンサ２による送信波の送信処理と受信波の受信処理とを停止した上で、人感センサ５の電源を投入することにより（Ｓ１１）、スリープモードへの移行を完了させる。このように、信号処理制御部４は、スリープモードでは、ドップラーセンサ２の代わりに、低消費電力タイプの人感センサ５を用いて人の検知を行う。そして、信号処理制御部４は、人感センサ５を用いて（人感センサ５からの出力信号に基づいて）、人の存在を検知すると（Ｓ１２でＹＥＳ）、人感センサ５の電源を切断して（オフにして）（Ｓ１３）、動作モードを、スリープモードから人探知モードに移行（復帰）させる（Ｓ１４）。
【００３０】
次に、図８のフローチャートに加えて、図９及び図１０を参照して、上記の人追跡モードにおける信号処理制御部４の詳細な処理について説明する。なお、図９中における扇形の弧ＭＡは、ドップラーセンサ２の可動範囲を示す。信号処理制御部４は、人追跡モードになると、初期処理として、ドップラーセンサ２の移動方向反転回数カウント用のカウンタである移動方向反転回数を０クリアする（Ｓ２１）。そして、信号処理制御部４は、ドップラーセンサ２による電波の送受信を行って（Ｓ２２）、現在位置におけるドップラーセンサ２から出力されたドップラー信号の信号強度を記憶した後（Ｓ２３）、ドップラーセンサ２の移動方向をランダムに決定する（Ｓ２４）。すなわち、信号処理制御部４は、ドップラーセンサ２の移動方向を任意の方向に決定する。
【００３１】
次に、信号処理制御部４は、図９の（１）に示されるように、ドップラーセンサ２を、駆動部３によって、上記Ｓ２４で決定された方向に移動させた後（Ｓ２５）、ドップラーセンサ２による電波の送受信を行う（Ｓ２６）。そして、信号処理制御部４は、現在（その時点）のドップラー信号の信号強度が、図１０に示される所定値Ｔ２以上であるか否かを判定する（Ｓ２７）。この結果、ドップラー信号の信号強度が所定値Ｔ２以上である間は（Ｓ２７でＹＥＳ）、移動方向反転回数が所定回数Ｔ３を超えるまで（Ｓ２８でＹＥＳ）、Ｓ２５乃至Ｓ３０の処理を繰り返す。すなわち、図９の（３）や（５）に示すように、ドップラー信号の信号強度が直近の移動の前の信号強度以上になった場合は（Ｓ２９でＮＯ）、信号処理制御部４は、直近の移動方向（と同じ方向）に人が移動したと判断する。そして、信号処理制御部４は、ドップラーセンサ２の移動方向を反転させることなく、駆動部３を用いてさらに同一方向にドップラーセンサ２の移動を続ける（Ｓ２５）。これに対して、図９の（２）や（４）や（６）に示すように、ドップラー信号の信号強度が直近の移動の前の信号強度より低下した場合は（Ｓ２９でＹＥＳ）、直近の移動方向とは逆方向に人が移動したと判断する。そして、信号処理制御部４は、ドップラーセンサ２の移動方向を、これまでの移動方向とは反転方向にすることを決定して、移動方向反転回数に１を加算する（Ｓ３０）。
【００３２】
いま、上記Ｓ２５乃至Ｓ３０の処理を繰り返した結果、図９の（２）乃至（６）に示すように、ドップラーセンサ２の移動方向の反転処理と、ドップラーセンサ２の前回と同一方向への移動処理とが、交互に繰り返して行われている場合を想定する。この状態において、移動方向反転回数が所定回数（Ｔ３）（図９及び図１０の例では、３回）以上になったとき（所定回数（Ｔ３）目の反転処理が行われたとき）に、ドップラー信号の信号強度が所定値Ｔ２以上の場合（Ｓ２７でＹＥＳ、Ｓ２８でＮＯ）、信号処理制御部４は、人が静止したと判断する。そして、動作モードを心拍呼吸検知モードに移行させる（Ｓ３２）。
【００３３】
ただし、上記の移動方向反転回数は、人が静止したか否かを判定するためのカウンタである。このため、図８のフローチャートには記載していないが、Ｓ２９の判定処理で、今回の判定内容が前回と同じ内容の場合（Ｓ２９において、ＮＯの判定が２回以上続いた場合、及びＹＥＳの判定が２回以上続いた場合）には、信号処理制御部４は、人が移動し続けているとみなして、移動方向反転回数を０クリアする。
【００３４】
また、図９の（２）乃至（６）に示すように、ドップラーセンサ２の移動方向の反転処理と、ドップラーセンサ２の前回と同一方向への移動処理とが、交互に繰り返して行われている場合には、図１０に示すように、ドップラー信号の信号強度は、直近の移動の前の信号強度に対する低下と上昇を繰り返す。
【００３５】
一方、信号処理制御部４の動作モードが、人追跡モードのときに、ドップラー信号の信号強度が所定値Ｔ２未満になると（Ｓ２７でＮＯ）、信号処理制御部４は、上記の動作モードを、上記の人探知モードに移行させる（Ｓ３１）。
【００３６】
次に、図１１のフローチャートに加えて、図１２乃至図１４を参照して、心拍呼吸検知モードにおける信号処理制御部４の詳細な処理について説明する。図１２は、ドップラー信号２１から、呼吸成分信号２２、心拍成分信号２３、及び体動成分信号２４を抽出する様子を示す。図１３は、ドップラーセンサ２から出力される所定時間分のドップラー信号２１のフーリエ変換結果を２乗して求めたパワースペクトルと、呼吸成分、心拍成分、及び体動成分に相当する周波数領域との対応関係を示す。
【００３７】
心拍呼吸検知モードになると、信号処理制御部４は、ドップラーセンサ２による電波の送受信を行う（Ｓ４１）。そして、ドップラーセンサ２から出力されるドップラー信号２１を周波数領域で解析することにより、呼吸成分信号２２、心拍成分信号２３、及び体動成分信号２４を抽出する。具体的には、図１２に示される（時間領域の）ドップラー信号２１のうち、図１３中の呼吸成分領域Ｅ、心拍成分領域Ｆ、体動成分領域Ｇに相当する部分の周波数の信号を、それぞれ、呼吸成分信号２２、心拍成分信号２３、及び体動成分信号２４とみなす。そして、信号処理制御部４は、図１２に示される（時間領域の）ドップラー信号２１から、呼吸成分信号２２、心拍成分信号２３、及び体動成分信号２４を抽出する。言い換えると、信号処理制御部４は、図１２に示される（時間領域の）ドップラー信号２１を、呼吸成分信号２２、心拍成分信号２３、及び体動成分信号２４に分離する（Ｓ４２）。そして、信号処理制御部４は、分離（抽出）した呼吸成分信号２２及び心拍成分信号２３を心拍呼吸計測装置１の外部に出力する（Ｓ４３）。
【００３８】
なお、図１３に示される例では、呼吸成分領域Ｅには、０Ｈｚ近辺の信号が含まれていないが、呼吸成分領域Ｅには、０Ｈｚ近辺の信号が含まれていてもよい。例えば、呼吸成分領域Ｅが、０．８Ｈｚ未満の領域、心拍成分領域Ｆが、０．８Ｈｚ以上で２．５Ｈｚ未満の領域、体動成分領域Ｇが、２．５Ｈｚ以上の領域であってもよい。
【００３９】
次に、信号処理制御部４は、上記Ｓ４２で分離（抽出）した呼吸成分信号２２、心拍成分信号２３、及び体動成分信号２４の信号強度を算出する（Ｓ４４）。具体的には、信号処理制御部４は、ドップラーセンサ２から出力される所定時間分のドップラー信号２１のフーリエ変換結果を２乗して、図１３に示されるパワースペクトル２５を求める。そして、信号処理制御部４は、パワースペクトル２５における呼吸成分領域Ｅのパワーの平均値と心拍成分領域Ｆのパワーの平均値とを求めて、これらの平均値を、それぞれ、呼吸成分の信号強度Ａｒ（ｔ）、心拍成分の信号強度Ａｈ（ｔ）とする。また、信号処理制御部４は、パワースペクトル２５における体動成分領域Ｇのパワーの平均値を求めて、この平均値を、体動成分の信号強度Ａｍ（ｔ）とする。なお、Ｓ４４の処理では、体動成分の信号強度Ａｍ（ｔ）の算出については必須であるが、呼吸成分の信号強度Ａｒ（ｔ）と心拍成分の信号強度Ａｈ（ｔ）については、これらの信号強度Ａｒ（ｔ）、Ａｈ（ｔ）のうち、少なくともいずれか一方の信号強度を求めればよい。
【００４０】
次に、信号処理制御部４は、Ｓ４４で求めた現在の呼吸成分の信号強度Ａｒ（ｔ）、又は心拍成分の信号強度Ａｈ（ｔ）を、前回に（所定時間前に）信号処理制御部４内のメモリに記憶した信号強度Ａｒ（ｔ−１）又は信号強度Ａｈ（ｔ−１）と比較する。ここでは、現在の心拍成分の信号強度Ａｈ（ｔ）を、前回記憶した心拍成分の信号強度Ａｈ（ｔ−１）と比較するケースを例にして説明する。信号処理制御部４は、現在の心拍成分の信号強度Ａｈ（ｔ）が、前回記憶した心拍成分の信号強度Ａｈ（ｔ−１）より所定値Ｔ３以上小さいか否かを判定する（Ｓ４５）。この判定の結果、現在の心拍成分の信号強度Ａｈ（ｔ）が、前回の（所定時間前の）心拍成分の信号強度Ａｈ（ｔ−１）より所定値Ｔ３以上小さい（Ｔ３以上低下した）場合には（Ｓ４５でＹＥＳ）、信号処理制御部４は、Ｓ４６の判定処理を行う。Ｓ４６では、信号処理制御部４は、Ｓ４４で求めた現在の体動成分の信号強度Ａｍ（ｔ）と、前回に（所定時間前に）信号処理制御部４内のメモリに記憶した体動成分の信号強度Ａｍ（ｔ−１）との差が、所定値Ｔ４以上か否か（Ｔ４以上変化したか否か）を判定する（Ｓ４６）。この結果、現在の体動成分の信号強度Ａｍ（ｔ）と、前回の（所定時間前の）体動成分の信号強度Ａｍ（ｔ−１）との差が、所定値Ｔ４以上の場合（Ｓ４６でＹＥＳ）、信号処理制御部４は、人が移動したと判断して、動作モードを人追跡モードに移行させる（Ｓ４７）。
【００４１】
すなわち、信号処理制御部４は、心拍成分の信号強度Ａｈ（ｔ）（又は呼吸成分の信号強度Ａｒ（ｔ））が所定時間前と比較して所定値Ｔ３以上低下し、かつ体動成分の信号強度Ａｍ（ｔ）が所定時間前と比較して所定値Ｔ４以上変化した場合、人が移動したと判断する。そして、動作モードを人追跡モードに移行させる。例えば、図１４に示す例の場合には、ｔ１からｔ２までの間に、心拍成分の信号強度Ａｈ（ｔ）が所定値Ｔ３以上低下し、かつ体動成分の信号強度Ａｍ（ｔ）が所定値Ｔ４以上変化する。従って、この例の場合には、信号処理制御部４は、ｔ２の時点において、人が移動したと判断して、動作モードを人追跡モードに移行させる。
【００４２】
一方、Ｓ４５の判定又はＳ４６の判定で、ＮＯの場合には、信号処理制御部４は、Ｓ４４で求めた現在の呼吸成分の信号強度Ａｒ（ｔ）（又は心拍成分の信号強度Ａｈ（ｔ））と体動成分の信号強度Ａｍ（ｔ）とを、信号処理制御部４内のメモリに記憶する（Ｓ４８）。
【００４３】
本実施形態の心拍呼吸計測装置１によれば、駆動部３を用いて、ドップラーセンサ２を回転駆動させることができるので、ドップラーセンサ２による検知範囲を広げることができる。これにより、人が、静止した状態のドップラーセンサ２による検知範囲を超える広範囲を移動する場合でも、１つのドップラーセンサ２を用いて、人の心拍又は呼吸を検知することが可能になる。また、この心拍呼吸計測装置１によれば、人追跡モードと心拍呼吸検知モードを設けて、人追跡モードにおいて、人が静止したと判断したときに、動作モードを心拍呼吸検知モードに移行させて、心拍成分及び呼吸成分の信号を出力するようにした。これにより、人が広範囲を移動する場合でも、人が静止した後に、静止した人からのドップラー信号に基づいて、人の心拍又は呼吸を検知することができるので、人の心拍又は呼吸を感度良く検知できる。
【００４４】
また、本実施形態の心拍呼吸計測装置１によれば、人探知モードのときは、信号処理制御部４は、駆動部３によって、ドップラーセンサ２を可動範囲全体に亘って移動させながら、ドップラー信号の信号強度を確認する。そして、信号処理制御部４は、上記の信号強度の確認処理の結果、ドップラー信号の信号強度が最大となる位置において、ドップラー信号の信号強度が所定値Ｔ０以上であれば、人が存在すると判断するようにした。これにより、信号処理制御部４が、人探知モードのときに、確実に人を検知することができる。
【００４５】
また、心拍呼吸検知モードのとき、所定時間前と比較して、心拍成分又は呼吸成分の信号強度が所定値以上低下し、かつ体動成分の信号強度が所定値以上変化した場合に、信号処理制御部４が、人が移動したと判断して、人追跡モードに移行させるようにした。このように、心拍成分又は呼吸成分の信号強度の低下の幅と、体動成分の信号強度の変化の幅という、二重の基準に基づいて、人の移動を検知するようにしたことにより、人の移動を確実に検知することができる。従って、心拍成分又は呼吸成分の信号強度の低下の幅と、体動成分の信号強度の変化の幅のいずれか一つの基準に基づいて、人の移動を検知するようにした場合と比べて、心拍呼吸検知モードにおける人の心拍又は呼吸の検知を、長時間継続することができる。
【００４６】
また、本実施形態の心拍呼吸計測装置１によれば、人探知モードのときに、人が存在しないと判断した場合、ドップラーセンサ２による送信波の送信処理と受信波の受信処理を停止した上で、人感センサ５の電源を投入することにより、スリープモードに移行させる。これにより、人が存在しない可能性の高いスリープモードのときには、ドップラーセンサ２の代わりに、ドップラーセンサ２よりも消費電力の低い人感センサ５を用いて人の検知を行うようにすることができるので、消費電力の低減を図ることができる。
【００４７】
次に、図１５及び図１６を参照して、本発明の第２の実施形態の心拍呼吸計測装置１について説明する。図１５及び図１６において、第１の実施形態と同様なモードやステップについては、図３及び図４と同じ番号を付して、説明を省略する。本実施形態の心拍呼吸計測装置１は、人感センサ５を有さず、信号処理制御部４の動作モードにスリープモードが含まれていない点が上記第１の実施形態の心拍呼吸計測装置１と異なっている。その他の点については、第１の実施形態の心拍呼吸計測装置１と同様である。
【００４８】
より具体的に言うと、本実施形態では、信号処理制御部４は、図１５及び図１６に示すように、動作モードが、人探知モード１２のときに、ドップラー信号の信号強度が最大となる位置において、所定値（所定回数）以上連続して、ドップラー信号の信号強度が所定値Ｔ０未満であって人が存在しないと判断した場合でも、スリープモードに移行しない。
【００４９】
本実施形態の心拍呼吸計測装置１によれば、人感センサ５が不要になるので、第１の実施形態の心拍呼吸計測装置１と比べて、製造コストの低減を図ることができ、しかも、信号処理制御部４による装置全体の制御を簡単にすることができる。
【００５０】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記の各実施形態では、心拍呼吸計測装置１による計測対象が、人の心拍または呼吸である場合の例を示したが、心拍呼吸計測装置による計測対象は、動物の心拍または呼吸であってもよい。また、上記第１の実施形態では、信号処理制御部４が、動作モードとして、スリープモードと、人探知モードと、人追跡モードと、心拍呼吸検知モードとを有する場合の例を示したが、信号処理制御部が、これらの全ての動作モードを有する必要はない。例えば、信号処理制御部は、動作モードとして、人追跡モードと心拍呼吸検知モードのみを有していてもよい。
【００５１】
また、上記の各実施形態では、信号処理制御部４が、ドップラー信号２１から、呼吸成分信号２２と心拍成分信号２３を抽出して、これらの信号を両方とも心拍呼吸計測装置１の外部に出力する場合の例を示した。けれども、信号処理制御部が、呼吸成分信号と心拍成分信号の一方の信号のみを、心拍呼吸計測装置の外部に出力するようにしてもよい。
【００５２】
さらにまた、上記の各実施形態では、信号処理制御部４は、心拍成分の信号強度又は呼吸成分の信号強度が所定時間前と比較して所定値Ｔ３以上低下し、かつ体動成分の信号強度が所定時間前と比較して所定値Ｔ４以上変化した場合に、人が移動したと判断した。けれども、信号処理制御部は、心拍成分の信号強度と呼吸成分の信号強度の両方が所定時間前と比較して所定値以上低下し、かつ体動成分の信号強度が所定時間前と比較して所定値以上変化した場合に、人が移動したと判断してもよい。
【００５３】
また、上記の各実施形態では、信号処理制御部４が１つのマイコンである場合の例を示した。けれども、信号処理制御部が、ドップラーセンサが出力するドップラー信号の分析処理（解析処理や信号強度の計算処理）用のプロセッサである信号処理部と、装置全体の制御処理用のマイコンである制御部とから構成されていてもよい。
【００５４】
また、上記の各実施形態では、ドップラーセンサ２と信号処理制御部４とを可動部１ａに設けた場合の例を示したが、ドップラーセンサのみを可動部に設け、信号処理制御部を固定部に設けてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１    心拍呼吸計測装置（非接触心拍呼吸計測装置）
２    ドップラーセンサ
３    駆動部
４    信号処理制御部
５    人感センサ（生体検知センサ）
１１  スリープモード
１２  人探知モード（生体探知モード）
１３  人追跡モード（生体追跡モード）
１４  心拍呼吸検知モード
２１  ドップラー信号
２２  呼吸成分信号
２３  心拍成分信号
２４  体動成分信号
【図１】
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【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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