(57)【要約】【課題】監視対象である人体や動物の位置、動作、生体情報等の監視対象の状態情報に関する検出の信頼性の向上を図る非接触見守り生体センシング装置を提供する。【解決手段】監視空間の天井に超音波センサ２０と電波センサ４０とからなるセンサ部１０が設置される。そして、各々センサにより監視空間に存在する人体や動物等の監視対象の位置、動作、生体情報を非接触により取得する。また、電波センサ４０により監視対象の呼気成分を検出して呼気診断も行う。【選択図】図１
2015228159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視空間に電波を送波して該電波の反射波を受波し、該受波した反射波に応じた出力信号を出力する電波センサと、
前記監視空間に超音波を送波して該超音波の反射波を受波し、該受波した反射波に応じた出力信号を出力する超音波センサと、
前記電波センサから出力された出力信号と、前記超音波センサから出力された出力信号とに基づいて、前記監視空間に存在する監視対象の位置、動作、生体情報のうちの少なくとも１つを含む前記監視対象の状態情報を取得する演算処理部と、
を備えた非接触見守り生体センシング装置。
【請求項２】
前記電波センサは、前記電波としてテラヘルツ波を送波する請求項１に記載の非接触見守り生体センシング装置。
【請求項３】
前記電波センサは、前記電波を受波する検出器を複数備え、前記超音波センサは、前記検出器の間となる複数の位置に複数配置される請求項１又は２に記載の非接触見守り生体センシング装置。
【請求項４】
前記電波センサは、前記電波を送波する１つの光源を有し、該光源は、前記複数の検出器及び前記超音波センサが配置される全体範囲の中心位置に配置される請求項３に記載の非接触見守り生体センシング装置。
【請求項５】
前記複数の検出器及び前記複数の超音波センサは直線状に配置される請求項４に記載の非接触見守り生体センシング装置。
【請求項６】
前記複数の検出器及び前記複数の超音波センサは同心円に配置される請求項４に記載の非接触見守り生体センシング装置。
【請求項７】
前記演算処理部は、前記電波センサから出力された出力信号に基づいて前記監視対象とする人体又は動物の呼気成分を検出し、検出した呼気成分に基づいて疑いのある病気を推定する請求項１から６のいずれか１項に記載の非接触見守り生体センシング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非接触見守り生体センシング装置に係り、特に超音波及びテラヘルツ波を用いて非接触により人（人体）又は動物の位置、動作、生体情報を検出する非接触見守り生体センシング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、人又は動物の位置、動作、生体情報（呼吸、心拍等）を非接触により測定する生体センシング装置として電波センサを用いたものが知られている（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００３】
電波センサは、監視対象に電波を照射してその反射波を検出し、検出した信号を解析することで監視対象の動き等を検出するものであり、特にその検出原理としてドプラ効果を利用したドップラセンサが一般的に知られている（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３０５７４３８
【特許文献２】特開２００６-２８５７９５号公報
【特許文献３】特許第５３５０７２１
【特許文献４】特許第４６２０９５９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１〜４に記載のようなセンサは、医療や介護の分野において人等の監視に利用されるものであり、誤検出や測定不能となる状況が極力生じないようにすることが望ましい。特に、非接触による測定は、環境の影響を受けやすいため、環境にかかわらず適正な測定を可能にするためには事前の対策が必要である。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、監視対象である人や動物の位置、動作、生体情報のような監視対象の状態情報の非接触による測定の信頼性の向上を図る非接触見守り生体センシング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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る非接触見守り生体センシング装置は、監視空間に電波を送波して該電波の反射波を受波し、該受波した反射波に応じた出力信号を出力する電波センサと、前記監視空間に超音波を送波して該超音波の反射波を受波し、該受波した反射波に応じた出力信号を出力する超音波センサと、前記電波センサから出力された出力信号と、前記超音波センサから出力された出力信号とに基づいて、前記監視空間に存在する監視対象の位置、動作、生体情報のうちの少なくとも１つを含む前記監視対象の状態情報を取得する演算処理部と、を備える。
【０００８】
本態様によれば、２種類のセンサを用いて監視対象の状態情報を取得するため、取得した情報の信頼性が向上する。
【０００９】
本発明の更に他の態様に係る非接触見守り生体センシング装置において、前記電波センサは、前記電波としてテラヘルツ波を送波する態様とすることができる。
【００１０】
本発明の他の態様に係る非接触見守り生体センシング装置において、前記電波センサは、前記電波を受波する検出器を複数備え、前記超音波センサは、前記検出器の間となる複数の位置に複数配置される態様とすることできる。
【００１１】
本発明の更に他の態様に係る非接触見守り生体センシング装置において、前記電波センサは、前記電波を送波する１つの光源を有し、該光源は、前記複数の検出器及び前記超音波センサが配置される全体範囲の中心位置に配置される態様とすることができる。
【００１２】
本発明の更に他の態様に係る非接触見守り生体センシング装置において、前記複数の検出器及び前記複数の超音波センサは直線状に配置される態様とすることができる。
【００１３】
本発明の更に他の態様に係る非接触見守り生体センシング装置において、前記複数の検出器及び前記複数の超音波センサは同心円に配置される態様とすることができる。
【００１４】
本発明の更に他の態様に係る非接触見守り生体センシング装置において、前記演算処理部は、前記電波センサから出力された出力信号に基づいて前記監視対象とする人体又は動物の呼気成分を検出し、検出した呼気成分に基づいて疑いのある病気を推定する態様とすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、監視対象である人体や動物の位置、動作、生体情報のような監視対象の状態情報の非接触による測定の信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明が適用される非接触見守り生体センシング装置の概略構成図
【図２】超音波センサを横側から模式的に示した図
【図３】超音波センサを正面側から模式的に示した図
【図４】超音波の空気中（大気中）における減衰特性を示したグラフ
【図５】超音波発生器の５つの送波振動子に着目して演算処理部における送信パルスの送信タイミングと受信パルスの受信タイミングとの関係を示した図
【図６】電波センサを横側から模式的に示した図
【図７】電波センサによる３次元空間情報の取得の説明に使用した説明図
【図８】電波センサによる呼気成分の検出の説明に使用した説明図
【図９】呼気を通過したテラヘルツ波のスペクトル分布を例示した図
【図１０】センサ部のセンサ配列に関する第１の実施の形態を示した正面図
【図１１】センサ部のセンサ配列に関する第２の実施の形態を示した正面図
【図１２】センサ部のセンサ配列に関する第３の実施の形態を示した正面図
【図１３】超音波とテラヘルツ波との共鳴現象の説明に使用した図
【図１４】超音波とテラヘルツ波との共鳴現象の説明に使用した図
【図１５】センサ部を用いた演算処理部における測定処理の流れを示した図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１８】
図１は、本発明が適用される非接触見守り生体センシング装置の概略構成図である。
【００１９】
同図に示す非接触見守り生体センシング装置１は、監視対象である人（人体）や動物の位置、動作（移動）、生体情報（呼吸、心拍等）を監視対象の状態を示す状態情報として非接触により検出して監視対象の状態を監視し、本装置の利用者（監視対象の本人や監視空間から離れた場所に居る他者）が監視対象の状態を把握できるようにした装置である。
【００２０】
非接触見守り生体センシング装置１は、超音波及び電波（テラヘルツ波）の送波及び受波を行うセンサ部１０と、センサ部１０の制御、信号解析、及び情報管理等を行う演算処理部１２と、情報の出力（表示、印刷等）を行う情報出力部の一形態として通信部１４及び外部端末１６とを有する。
【００２１】
センサ部１０は、監視対象が生活する部屋などの監視空間の天井や壁などに設置される。本実施の形態ではセンサ部１０は天井に設置され、詳細を後述するようにセンサ部１０は、超音波の送波及び受波を行う複数の超音波センサ２０と、電波であるテラヘルツ波の送波及び受波を行う１つ以上の電波センサ４０とを有する。
【００２２】
演算処理部１２は、監視空間や監視空間以外の場所に設置された例えばパーソナルコンピュータ等の演算処理装置において構築される処理部であり、センサ部１０との間で各種信号の送受信可能に接続される。
【００２３】
演算処理部１２は、センサ部１０に対して駆動信号を与えてセンサ部１０から超音波及びテラヘルツ波を送波させ、また、センサ部１０により受波された超音波及びテラヘルツ波に応じてセンサ部１０から電気信号として出力される出力信号を受信信号として取得する。
【００２４】
そして、センサ部１０から取得した受信信号の信号解析等により、監視対象の状態を示す状態情報を検出する。
【００２５】
ここで、監視対象の状態情報とは、監視対象の位置（位置を示す情報）、動作（動き、移動に関する動作情報）、生体情報を示す。また、生体情報として、呼吸と心拍（脈拍）に関する情報が含まれ、呼吸に関する情報（呼吸情報）として呼吸を示す呼吸信号や呼吸数の他に呼気成分から疑いのある病気を推定する呼気診断の情報等も含まれる。心拍に関する情報（心拍情報）としては、心拍を示す心拍信号（心音等）、脈拍を示す脈拍信号、脈拍数（心拍数）等が含まれる。
【００２６】
演算処理部１２は、これらの監視対象の状態情報を逐次検出して記憶手段等に記憶する。
【００２７】
情報出力部の一形態である通信部１４及び外部端末１６は、例えば、監視空間から離れた場所に居る利用者が、監視対象の状態を知りたい場合等において、外部端末１６から通信部１４を介して演算処理部１２にアクセスして演算処理部１２に記憶されている情報を取得し、閲覧可能にする。
【００２８】
通信部１４は、演算処理部１２及び外部端末１６をインターネット回線や電話回線等の通信回線に接続し、それらの間で通信を行えるようにする。
【００２９】
外部端末１６は携帯電話機（スマートフォン等）、ノート型パソコン等のような通信機能を備えた機器を示す。外部端末１６は、利用者の操作に基づいて、演算処理部１２から監視対象の状態情報を通信部１４を通じて取得して表示画面に表示する。
【００３０】
また、監視対象の状態に異常事態が発生した場合等において、演算処理部１２から自動的にその旨を外部端末１６に通知することも可能である。
【００３１】
なお、外部端末１６の他に任意の機器（パーソナルコンピュータ等）を通信部１４を介して通信可能に演算処理部１２に接続することもできる。
【００３２】
また、情報出力部の他の形態として、演算処理部１２にケーブル等により直接的に接続されたモニタやプリンタなどの出力装置を備え、キーボードなど入力装置に操作にしたがってその出力装置に監視対象の状態情報を表示するものとしてもよい。
【００３３】
次に、センサ部１０について詳説する。
【００３４】
センサ部１０は上述のように複数の超音波センサ２０と、１つ以上の電波センサ４０とを有する。
【００３５】
超音波センサ２０と電波センサ４０とは、いずれも非接触により監視対象の状態情報を測定（検出）するものであるが、測定に使用する測定波が音波と電波とで相違するという点でセンサの種類が異なる。
【００３６】
超音波センサ２０と電波センサ４０は、各々、監視対象の状態情報の検出に使用され、それらのセンサにより取得される情報には重複が生じるが、演算処理部１２は、重複する情報をそのまま並列して使用（情報出力部への出力等）し、又は、不足や誤検出の部分を互いに補った１つの情報として生成して使用することができる。また、重複した情報の２つの信号情報を重畳することで、ノイズレベルの信号との識別を容易にすることもできる。
【００３７】
重複する情報のこのような使用によって、利用者に提供する情報の信頼性の向上が図られる。
【００３８】
まず、超音波センサ２０について説明する。図２は、１つの超音波センサ２０を横側から模式的に示した図であり、図３は、１つの超音波センサ２０を正面側（超音波送波側）から模式的に示した図である。これらの図２及び図３に示すように超音波センサ２０は、超音波を送波（発生）する超音波発生器２２と、超音波を受波する超音波検出器２４とを有する。
【００３９】
超音波発生器２２及び超音波検出器２４は、いずれも複数の超音波振動子２８、３０（圧電素子）からなり、それらの超音波振動子２８、３０は、円形の平坦なセンサ面２０Ｓの範囲内においてそのセンサ面２０Ｓに沿った位置に格子状（行列状）に配列される。なお、測定波の送受が行われる位置及び範囲を規定する面を本明細書ではセンサ面というものとする。
【００４０】
そして、センサ面２０Ｓの範囲内に格子状に配列された超音波振動子２８、３０のうち、各行の左右両端のものが受波用の超音波振動子３０（以下、受波振動子３０という）として、それ以外のものが送波用（超音波発生用）の超音波振動子２８（以下、送波振動子２８という）として用いられる。
【００４１】
したがって、超音波検出器２４は、センサ面２０Ｓの外周部に円環状に配列された複数の受波振動子３０により構成され、超音波発生器２２は、円環状の超音波検出器２４の内側の円領域に格子状に配列される複数の送波振動子２８により構成される。これにより、超音波発生器２２と超音波検出器２４とが同心円状に配置される。
【００４２】
なお、図３において、受波振動子３０には「Ｄ」の文字が記され、送波振動子２８には、最も中心位置に近い送波振動子２８から渦巻き状の経路に沿って「１」から不図示の「Ｎ」（Ｎは送波振動子２８の総数）までの番号が記されている。送波振動子２８を識別する場合にはその番号を用いて送波振動子２８−１、２８−２、・・・、２８−Ｎと表す。
【００４３】
また、超音波発生器２２の各送波振動子２８は、各々の所定の基準軸の方向に沿って超音波を１方向に送波する高い指向性を有する。そして、各送波振動子２８の基準軸は、非送波側から送波側に向けて、センサ面２０Ｓに直交する方向に対してセンサ面２０Ｓの径方向外側に傾くようにして、かつ、センサ面２０Ｓの中心位置からの距離が大きくなるほど、その傾きが大きくなるようにして配置される。即ち、センサ面２０Ｓの中心位置の法線を回転対称軸とする曲面であって、その中央部が周辺部よりも超音波の送波側に突出する曲面に対して各送波振動子２８の基準軸が直交するように配置される。
【００４４】
これによって、各送波振動子２８から送波された超音波は、センサ面２０Ｓから拡散して監視空間の広範囲にわたる領域に照射される。
【００４５】
なお、各送波振動子２８の基準軸の方向に関してだけでなく、各送波振動子２８の位置も上述のように想定した曲面の位置に沿って配置し、その曲面をセンサ面２０Ｓとしてもよい。
【００４６】
このように構成された超音波センサ２０によれば、超音波発生器２２の各送波振動子２８の各々から異なる送波方向に超音波が送波され、監視空間の広範囲にわたる領域に超音波が照射される。そして、監視空間に存在する監視対象やその他の物体（壁なども含む）で超音波が反射し、反射波として超音波センサ２０のセンサ面２０Ｓの範囲に戻ってきた超音波が超音波検出器２４の各受波振動子３０により受波される。
【００４７】
以上の超音波センサ２０の超音波発生器２２の各送波振動子２８及び超音波検出器２４の各受波振動子３０は、図１の演算処理部１２に接続される。
【００４８】
演算処理部１２は、超音波発生器２２の各送波振動子２８に対して電気信号として超音波周波数（２０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ）の送信信号を送信することで、各送波振動子２８により送信信号を２０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの超音波に変換させて超音波として監視空間に照射させる。なお、屋内空気中を監視空間と想定した場合、約５０ｋＨｚの超音波とすることが望ましい。
【００４９】
また、演算処理部１２は、超音波検出器２４の各受波振動子３０から出力される受信信号を受信することで、各受波振動子３０により受波されて電気信号に変換された超音波の情報を受信信号として取得する。
【００５０】
なお、１つの超音波センサ２０における超音波検出器２４の各受波振動子３０は、複数の受波振動子３０を設けることで反射波として戻ってきた超音波の受波感度を向上させるものである。したがって、各受波振動子３０から出力される受信信号は、１つの受信信号として重畳して演算処理部１２に送信されるようにしてもよいし、個別の受信信号として送信されるようにしてもよい。本実施の形態では前者であるものとする。
【００５１】
図４は、超音波の空気中（大気中）における減衰特性を示したグラフである。同図に示すように超音波の空気による吸収減衰は、超音波の周波数が低いほど大きくなる。しかしながら、監視空間が一般的な生活空間であれば、２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの周波数帯の超音波を用いることができる。この周波数帯は波長にして１６．６ｍｍ〜３．３ｍｍに相当し、この空間分解能で監視空間の空間情報（３次元画像等）を取得することができる。
【００５２】
また、２つの媒質境界でのエネルギー反射率Ｒ2は、各媒質の固有音響インピーダンスをｚ１、ｚ２として以下の式で表される。
【００５３】
【数１】
2015228159.tif 000003
【００５４】
空気と皮膚の音響インピーダンスはそれぞれ、０．０００４［Ｍｋｇ／ｍ3・ｓ］、１．５２［Ｍｋｇ／ｍ3・ｓ］であり、
【００５５】
【数２】
2015228159.tif 000004
【００５６】
となる。したがって、この周波数帯の超音波は、人の皮膚でほとんど反射されるため、生体の認識が可能である。
【００５７】
ここで、センサ部１０における複数の超音波センサ２０のうち、一部の超音波センサ２０は、短時間だけ継続するパルス状の超音波（Pulsed Wave：ＰＷ超音波、又は、超音波パルスという）を一定時間置きに送信信号として送波する超音波センサ（以下、ＰＷ超音波センサ２０Ａという）として用いられる。残りの超音波センサ２０は、長時間継続する連続的な超音波（Continuous Wave：ＣＷ超音波という）を送信信号として送波する超音波センサ（以下、ＣＷ超音波センサ２０Ｂという）として用いられる。なお、同一の超音波センサ２０をＰＷ超音波センサ２０ＡとＣＷ超音波センサ２０Ｂとに切り替えて用いることも可能である。
【００５８】
まず、ＰＷ超音波センサ２０Ａについて説明すると、ＰＷ超音波センサ２０Ａは、監視対象の状態情報のうち、主として監視対象の位置と動作の検出に用いられる。
【００５９】
演算処理部１２は、超音波周波数で振動する正弦波信号をパルス変調した信号、即ち、超音波周波数で振動する正弦波信号を断続的な（一定時間置きの）パルス（以下、送信パルスという）とした信号を送信信号として超音波発生器２２の各送波振動子２８に送信する。
【００６０】
これによって、各送波振動子２８から超音波パルス（ＰＷ超音波）が一定時間置きに送波される。
【００６１】
送信信号として演算処理部１２から各送波振動子２８に繰り返し送信される送信パルスの周波数、即ち、各送波振動子２８から繰り返し送波される超音波パルスの周波数は、例えば、１０Ｈｚ以上、且つ、２０Ｈｚ以下であることが望ましい。
【００６２】
このような超音波パルスが各送波振動子２８から監視空間に照射され、監視空間の物体で反射波として反射した超音波パルスが超音波検出器２４のいずれかの受波振動子３０に受波されると、超音波パルスの反射位置に応じたタイミングで送信パルスと類似した波形のパルス（以下、受信パルスという）が受信信号として受波振動子３０から演算処理部１２に与えられる。
【００６３】
図５は、１つの超音波発生器２２の５つの送波振動子２８−１〜２８−５（図３参照）に着目して演算処理部１２における送信パルスの送信タイミングと受信パルスの受信タイミングとの関係を示した図である。
【００６４】
同図には、１つの送信パルスＴが示されており、その送信パルスＴは、超音波発生器２２の着目する５つの送波振動子２８に対して演算処理部１２が送信した送信パルスを示す。この送信パルスＴが着目する５つの送波振動子２８に対して同一のタイミング（時刻０）で与えられることにより、各送波振動子２８からは、超音波パルスが同時に送波される。
【００６５】
この場合に演算処理部１２において、同図に示すように５つの受信パルスＲ１〜Ｒ５が受信されたものとする。また、各受信パルスＲ１〜Ｒ５は、送波振動子２８−１〜２８−５の各々から送波された超音波パルスに起因して検出された信号であるものとする。
【００６６】
このとき、各受信パルスＲ１〜Ｒ５の受信タイミングの遅延時間（ｔ１〜ｔ５）、即ち、演算処理部１２が５つの送波振動子２８−１〜２８−５に対して送信パルスを与えた送信タイミング（時刻０）に対する各受信パルスＲ１〜Ｒ５を超音波検出器２４から受信した受信タイミング（時刻ｔ１〜ｔ５）の遅延時間（ｔ１〜ｔ５）は、着目する５つの送波振動子２８−１〜２８−５の各々から送波された超音波パルスが監視空間において反射した反射位置までの距離を示している。
【００６７】
すなわち、超音波発生器２２の１つの送波振動子２８に着目した場合に、その着目の超音波振動子２８から送波されて超音波検出器２４により受波された超音波パルスの反射位置までの距離（着目の送波振動子２８からの距離）がＬであるものとする。
【００６８】
このとき、着目の送波振動子２８に演算処理部１２が送信パルスを送信した送信タイミングに対し、その送信パルスにより送波された超音波パルスを超音波検出器２４が受波することにより演算処理部１２が受信パルスを受信した受信タイミングの遅延時間がｔであったとする。
【００６９】
このとき、距離Ｌと遅延時間ｔとは、次式（２）の関係を有する。
ｔ＝２×Ｌ／Ｖair  ・・・（２）
【００７０】
ただし、Ｖairは監視空間における超音波の伝搬速度（大気中における音速）を示す。
【００７１】
したがって、演算処理部１２は、送信パルスの送信タイミングに対する受信パルスの受信タイミングの遅延時間ｔを検出ことにより、上式（２）を変形した次式（３）に基づき距離Ｌを得ることができる。
Ｌ＝Ｖair×ｔ／２  ・・・（３）
【００７２】
また、超音波発生器２２の各送波振動子２８の監視空間における設置位置と、各送波振動子２８が超音波を送波する送波方向を事前に把握しておくことで、これらの情報と各超音波振動子２８から送波された超音波パルスの反射位置までの距離Ｌとから監視空間における反射位置の３次元位置（３次元座標）を求めることができる。
【００７３】
演算処理部１２は、このような処理により、超音波発生器２２の各送波振動子２８に送信パルスを送信した送信タイミングに対し、超音波検出器２４から受信パルスを受信した受信タイミングの遅延時間を各送波振動子２８ごとに検出し、各送波振動子２８から送波された超音波パルスの反射位置の３次元位置を求める。これによって、監視空間の３次元的な空間領域を示す３次元空間情報を取得する。
【００７４】
また、演算処理部１２は、複数の位置に設置されたＰＷ超音波センサ２０Ａを用いて同様に３次元空間情報を取得する。そして、各々のＰＷ超音波センサ２０Ａによって監視空間の異なる領域の３次元空間情報を取得し、それらの情報をつなぎ合わせることで、監視空間の広範囲にわたる領域の３次元空間情報を取得する。これによって、監視空間の空間認識（物体の配置等の認識）を行うことができる。なお、３次元空間情報を画像化して３次元画像とし、その３次元画像も情報出力部に出力する監視情報とすることもできる。
【００７５】
更に、演算処理部１２は、ＰＷ超音波センサ２０Ａの超音波発生器２２に送信パルスを所定周期で与えることで、監視空間の３次元空間情報を逐次取得する。そして、監視空間に監視対象が居ないときの監視空間の３次元空間情報との比較等により監視対象の存在を認識し、監視対象の位置を検出する。また、逐次取得される３次元空間情報の比較により監視対象の動作（各部の動きや全体の移動等）を検出する。
【００７６】
ここで、超音波発生器２２の各送波振動子２８からの送波に関する制御について説明する。
【００７７】
超音波発生器２２の各送波振動子２８からの超音波パルスの送波を上述のように同時に行う場合、異なる送波振動子２８から送波された超音波パルスにより生じた受信パルスが重畳する場合がある等、各超音波振動子２８が送波する超音波パルスに対する受信パルスを特定することが困難となる場合がある。
【００７８】
そこで、演算処理部１２は、ＰＷ超音波センサ２０Ａの各送波振動子２８に対して所定の順序で送信パルスを送信し、各超音波振動子２８から超音波パルスを順に送波させる態様とすると好適である。
【００７９】
この場合に、例えば、超音波発生器２２の送波振動子２８のうち、最も中心位置にある送波振動子２８−１から最外周の送波振動子２８−Ｎまで渦巻き状の軌跡に沿って各送波振動子２８に１〜Ｎの順番を付けるものとする。図３において各送波振動子２８−１〜２８−Ｎに付した符号の末尾の番号１〜Ｎは、その順番を示している。
【００８０】
そして、演算処理部１２は、各送波振動子２８−１〜２８−Ｎに対して、順番通りの順序で一定時間置きに送信パルスを与える。これによって、各送波振動子２８−１〜２８−Ｎから超音波パルスが順に送波される。これとは逆の順序で各送波振動子２８−１〜２８−Ｎから超音波パルスを送波させてもよい。また、送波振動子２８の配列を行と列とで表したときに、最上行から最下行まで順に、各行において一方の端の送波振動子２８から他方の端の送波振動子２８まで順に超音波パルスを送波させるようにしてもよい。その他、どのような順序であってもよい。
【００８１】
これによれば、超音波発生器２２の異なる送波振動子２８から送波された超音波パルスにより生じた受信パルスを個別の受信パルスとして容易に識別することができる。
【００８２】
なお、このように各送波振動子２８から順に超音波を送波させる超音波発生器２２に関する制御を、ローリング制御というものとする。また、１つの送波振動子２８が１つの超音波パルスを送波するごとに次に超音波パルスを送波する送波振動子２８を切り替えるのではなく、１つの送波振動子２８が複数の超音波パルスを送波するごとに次に超音波パルスを送波する送波振動子２８を切り替えるようにしてもよい。
【００８３】
次に、ＣＷ超音波センサ２０Ｂについて説明すると、ＣＷ超音波センサ２０Ｂは、監視対象の状態情報のうち、主に監視対象の生体情報（心拍等に関する情報）の検出に用いられる。
【００８４】
演算処理部１２は、超音波周波数で振動する正弦波信号を送信信号として連続的に超音波発生器２２の各送波振動子２８に送信する。
【００８５】
これによって、各送波振動子２８から超音波（ＣＷ超音波）が連続的に送波される。
【００８６】
このようなＣＷ超音波が監視空間に照射され、監視空間の物体で反射波として反射したＣＷ超音波が超音波検出器２４のいずれかの受波振動子３０により受波されると、送信信号と同様に連続した正弦波信号が受信信号として受波振動子３０から演算処理部１２に与えられる。
【００８７】
演算処理部１２は、受信信号を周波数解析し、例えば、受信信号に生じているドプラ偏移周波数を検出することで、監視対象の心拍情報を検出する。例えば、心拍情報として、監視対象の脈拍信号、心拍信号（心音等）を検出する。また、これらの情報に基づいて脈拍数（心拍数）等も心拍情報として求めることができる。
【００８８】
なお、ＣＷ超音波センサ２０Ｂにおいても超音波発生器２２をローリング制御により制御することが望ましいが、ローリング制御ではなく、超音波発生器２２の全ての送波振動子２８から同時にＣＷ超音波を送波するものであってもよい。
【００８９】
以上のように、ＰＷ超音波センサ２０Ａ及びＣＷ超音波センサ２０Ｂにより取得された監視空間の３次元空間情報（３次元画像）、監視対象の位置、動作、心拍情報は、情報出力部に出力する監視対象の監視情報等として使用される。
【００９０】
次に、電波センサ４０について説明する。
【００９１】
図６は、１つの電波センサ４０を横側から模式的に示した図である。同図に示すように電波センサ４０は、電波としてテラヘルツ波を送波（発生）するテラヘルツ波光源４２と、テラヘルツ波の送波方向を可変するガルバノミラー４４と、テラヘルツ波を受波するテラヘルツ波検出器４６とを有する。
【００９２】
テラヘルツ波光源４２は、電波センサ４０において送波と受波とが行われるセンサ面４０Ｓの中心位置に配置される。そして、０．１〜１０ＴＨｚの周波数を含む０．０３ｍｍ〜３ｍｍの波長の電波（電磁波）であってパルス状の電波をテラヘルツ波として一定時間置きに送波（発生）する。
【００９３】
このテラヘルツ波光源４２として、光周波数コムや量子カスケードレーザー等を用いることができる。なお、テラヘルツ波光源４２は、テラヘルツ波をパルス状の電波として送波するものではなく連続的な電波として送波するものであってもよい。
【００９４】
また、テラヘルツ波光源４２は、その所定の基準軸の方向に沿ってテラヘルツ波を１方向に送波する高い指向性を有する。そして、その基準軸がセンサ面４０Ｓに対して例えば直交する方向に向けて配置される。
【００９５】
ガルバノミラー４４は、テラヘルツ波を反射させる反射面を有し、その反射面がテラヘルツ波光源４２の基準軸の延長線と交差する位置に配置される。これによって、テラヘルツ波光源４２から送波されたテラヘルツ波が反射面で反射し、テラヘルツ波の送波方向が変更される。この反射面により変更されたテラヘルツ波の送波方向を電波センサ４０におけるテラヘルツ波の送波方向とし、以下において単にテラヘルツ波の送波方向という場合には、その送波方向を示すものとする。
【００９６】
また、ガルバノミラー４４は、不図示のモータによりテラヘルツ波光源４２の基準軸に対する角度（反射面の角度）が変更され、その角度の変更によりテラヘルツ波の送波方向が変更される。これにより、監視空間の広範囲にわたる領域にテラヘルツ波が照射される。
【００９７】
なお、ガルバノミラー４４としては、金コーティングミラーが望ましい。
【００９８】
テラヘルツ波検出器４６は、平坦なセンサ面４０Ｓに沿った互いに異なる位置にテラヘルツ波光源４２を中心にして複数設置される。そして、テラヘルツ波を受波して電気信号に変換し、受信信号として出力する。なお、テラヘルツ波検出器４６として、熱型検出器（電磁波の吸収による温度変化を検出する、例えば焦電検出器、ゴーレイセル、ボロメータなど）あるいは量子型検出器（電磁波の吸収によって発生した電荷を電気信号として検出する、例えば量子井戸光伝導検出器、電界効果トランジスタ、光伝導アンテナ素子など）を用いることができる。
【００９９】
このように構成された電波センサ４０によれば、テラヘルツ波光源４２から送波されたテラヘルツ波は、ガルバノミラー４４の反射面で反射してガルバノミラー４４の角度に応じた送波方向に送波される。これによって、監視空間のその送波方向の領域にテラヘルツ波が照射される。
【０１００】
そして、監視空間に存在する監視対象やその他の物体（壁なども含む）でテラヘルツ波が反射し、反射波として電波センサ４０の設置位置に戻ってきたテラヘルツ波が電波センサ４０のいずれかのテラヘルツ波検出器４６より受波される。
【０１０１】
また、ガルバノミラー４４の角度の変更によってテラヘルツ波の送波方向が変更され、監視空間においてテラヘルツ波が照射される領域が順次変更される。これによって、監視空間の広範囲にわたる領域にテラヘルツ波が順次照射される。
【０１０２】
以上の電波センサ４０のテラヘルツ波光源４２、ガルバノミラー４４の角度変更用のモータ、及び、各テラヘルツ波検出器４６には、演算処理部１２に接続される。
【０１０３】
演算処理部１２は、テラヘルツ波光源４２に対して動作開始を指示する駆動信号を送信することでパルス状のテラヘルツ波の送波を開始させる。
【０１０４】
また、演算処理部１２は、テラヘルツ波光源４２からのテラヘルツ波の送波が行われている際に、モータを制御することによりガルバノミラー４４の角度（反射面の角度）を変更してテラヘルツ波の送波方向を順次変更する。これにより、監視空間の広範囲の領域にわたりテラヘルツ波を走査する。
【０１０５】
更に、演算処理部１２は、テラヘルツ波光源４２からのテラヘルツ波の送波が行われている際に、各テラヘルツ波検出器４６から出力される受信信号を受信することで、各テラヘルツ波検出器４６により受波されて電気信号に変換されたテラヘルツ波の情報を受信信号として取得する。
【０１０６】
そして、演算処理部１２は、このようにして各テラヘルツ波検出器４６からの受信信号、及び、自身が制御するガルバノミラー４４の角度に基づいて、監視空間の３次元空間情報を取得する。
【０１０７】
即ち、図７に示すように、各テラヘルツ波検出器４６から受信した受信信号により、いずれかのテラヘルツ波検出器４６によりテラヘルツ波が受波されたことを検出した場合に、そのときのテラヘルツ波の送波方向の角度をセンサ面４０Ｓの法線方向（鉛直方向）に対してθとする。
【０１０８】
また、センサ面４０Ｓの中心位置（テラヘルツ波光源４２）からテラヘルツ波を受波したテラヘルツ波検出器４６までの距離をＤとする。
【０１０９】
なお、演算処理部１２は、ガルバノミラー４４の角度と、テラヘルツ波の送波方向の角度θとの関係を事前に把握しており、ガルバノミラー４４の角度から送波方向の角度θを特定することができる。また、各テラヘルツ波検出器４６のセンサ面４０Ｓの中心位置からの距離も事前に把握しており、テラヘルツ波を受波したテラヘルツ波検出器４６の距離Ｄを特定することができる。
【０１１０】
この場合において、監視空間においてテラヘルツ波が反射した反射位置までのセンサ面４０Ｓの中心位置からの距離をＬとすると、距離Ｌは３角測量の原理により次式（４）により算出することができる。
Ｌ＝Ｄ／（２×sin(θ)）  ・・・（４）
【０１１１】
したがって、このようにして算出した距離Ｌと、電波センサ４０（テラヘルツ波光源４２）の監視空間における設置位置と、送波方向の角度θ（ガルバノミラー４４の角度）とからテラヘルツ波の反射位置の３次元位置を求めることができる。
【０１１２】
このような処理により、演算処理部１２は、ガルバノミラー４４の角度を変更しながら各テラヘルツ波検出器４６により受信した受信信号に基づいて、いずれかのテラヘルツ波検出器４６によりテラヘルツ波が受波されたことを検出した場合におけるテラヘルツ波の反射位置の３次元位置を求める。
【０１１３】
これによって、監視空間の３次元的な空間領域を示す３次元空間情報を取得することができ、監視空間の空間認識を行うことができる。また、これを３次元空間情報を画像化して３次元画像として取得し、情報出力部に出力する監視情報とすることもできる。
【０１１４】
また、演算処理部１２は、このようにして監視空間の３次元空間情報を逐次取得する。そして、監視空間に監視対象が居ないときの監視空間の３次元空間情報との比較等により監視対象の存在を認識し、監視対象の位置を検出する。また、逐次取得される３次元空間情報の比較により監視対象の動作（各部の動きや全体の移動等）を検出する。
【０１１５】
更に、監視対象の３次元空間情報から、監視対象の胸の位置を把握し、監視対象の動作として（３次元空間情報の時間変化の比較に基づいて）胸の動きを検出することにより、呼吸情報及び心拍情報を取得することができる。呼吸情報として、例えば、呼吸信号、呼吸数等を取得することができる、心拍情報として、例えば、心拍信号、心拍数（脈拍数）等を取得することができる。
【０１１６】
なお、監視対象の胸の動きなどの監視対象の動作は、受信信号を周波数解析し、受信信号に生じているドプラ偏移周波数を検出することによっても検出することができる。
【０１１７】
このようにして演算処理部１２により取得された監視空間の３次元空間情報（３次元画像）観察対象の位置、動作、呼吸情報、心拍情報は情報出力部に出力される監視対象の監視情報等として使用される。
【０１１８】
なお、衣服を着ているような人や遮断物体があると、超音波センサ２０では、人や動物を認識することができない場合があり、監視対象の状態情報を適切に取得することができないおそれがあるが、そのような状況でもテラヘルツ波は布やウール、ナイロンなどの繊維材料を透過するため電波センサ４０によって適切に監視対象の状態情報を取得することができる。
【０１１９】
また、演算処理部１２は、各テラヘルツ波検出器４６からの受信信号に基づいて呼気成分を検出し、呼吸情報として呼気診断の情報を取得する。
【０１２０】
呼気成分は、監視対象が吐く息を通過したテラヘルツ波に対する呼気成分による吸収スペクトル（呼気吸収スペクトル）を解析することにより検出することができる。
【０１２１】
そこで、図６、図８に示すように、テラヘルツ波光源４２からガルバノミラー４４を介して各送波方向に送波されるテラヘルツ波のうち、呼気を多く含む領域を通過するテラヘルツ波が反射後に、いずれかのテラヘルツ波検出器４６により受波されるように反射ミラー４８を配備する。例えば、監視対象が就寝する際の頭部の近くに反射ミラー４８を配備し、その反射ミラー４８で反射したテラヘルツ波がいずれかのテラヘルツ波検出器４６により受波されるように反射ミラー４８の反射面の角度を調整すると、反射ミラー４８に入射するテラヘルツ波だけでなく、反射ミラー４８で反射したテラヘルツ波も呼気を多く含む領域を通過するための好適である。なお、反射ミラー４８としては金コーティングミラーが望ましい。
【０１２２】
演算処理部１２は、このように呼気を多く含む領域を通過したテラヘルツ波が受波されるテラヘルツ波検出器４６から受信した受信信号を周波数解析し、周波数ごとの信号強度を検出する。これによって、例えば、図９に示すようなスペクトル分布が得られる。そして、信号強度が弱くなる周波数を割り出し、呼気により吸収されたテラヘルツ波の波長成分（呼気吸収スペクトル）を検出する。
【０１２３】
続いて、検出した呼気吸収スペクトルから呼気成分を割り出し、その呼気成分に基づいて監視対象が保有する疑いのある病気（又は異常部位）を推定する。
【０１２４】
たとえば、呼気成分と病気との関係は次のようなものが知られている。
・ノナナール→肺がん
・炭素安定同位体（１３Ｃ）、炭素安定同位体（１３Ｃ）の二酸化炭素（１３ＣＯ２）→ピロリ菌
・メタン→腸内の状態
・メチルメルカプタン→歯周病
・アセトン臭→糖尿病
・硫黄化合物、トリチルアミン、アンモニア→肝疾患
・一酸化窒素（ＮＯ）→喘息
・イソプレン→過コレステロール
・トリメチルアミン→腎不全
【０１２５】
演算処理部１２は、このようにして推定される病気を呼気診断の情報として取得する。そして、呼気診断の情報は情報出力部に出力される監視対象の監視情報（呼吸情報）として使用される。
【０１２６】
次に、センサ部１０における超音波センサ２０と電波センサ４０の好ましい配置について説明する。
【０１２７】
上述のセンサ部１０における複数の超音波センサ２０と、１つ以上の電波センサ４０とは、各々、個別のセンサとして重ならない位置に設置することも可能である。しかしながら、電波センサ４０による３次元空間情報の検出には、上述のように三角測量の原理が使用されることから、監視空間の広範囲にわたる領域の３次元空間情報を得るためにはセンサ面４０Ｓが監視空間の天井の広範囲に及ぶ。そのため、超音波センサ２０を好適な位置に設置することができない可能性があることから、以下のセンサ配置に関する第１〜第３の実施の形態に示すように電波センサ４０のセンサ面４０Ｓの範囲内に超音波センサ２０を配置し、センサ部１０を複数の超音波センサ２０と１つの電波センサ４０とからなる１つのセンサとすることが望ましい。
【０１２８】
図１０は、センサ部１０のセンサ配置に関する第１の実施の形態を正面側（センサ面側）から示した正面図である。
【０１２９】
同図に示すように、第１の実施の形態は、電波センサ４０のテラヘルツ波光源４２及び複数のテラヘルツ波検出器４６が列状（直線状）に配置され、電波センサ４０のセンサ面、即ち、センサ部１０としてのセンサ面１０Ｓは、直線に沿った長尺状の形状を有する。そして、そのセンサ面１０Ｓの中心位置に電波センサ４０のテラヘルツ波光源４２が配置される。なお、ガルバノミラー４４は図面上では省略している。
【０１３０】
また、センサ面１０Ｓの範囲内において中心位置からセンサ面１０Ｓの両端部までの中心位置を除いた位置に所定間隔置きに電波センサ４０の複数のテラヘルツ波検出器４６が配置される。
【０１３１】
一方、センサ面１０Ｓの範囲内において、テラヘルツ波光源４２からセンサ面１０Ｓの両端側に各々に向けて各々３箇所に存在する隙間部には、中心に近い位置から端側に向けてＣＷ超音波発生器６０Ａ、超音波検出器６０Ｂ、ＰＷ超音波発生器６０Ｃが順に配置される。
【０１３２】
ＣＷ超音波発生器６０Ａは、超音波センサ２０の一形態である上述のＣＷ超音波センサ２０Ｂの超音波発生器２２のみを備えたものを示し、ＰＷ超音波発生器６０Ｃは、超音波センサ２０の一形態であるＣＷ超音波センサ２０Ｂの超音波発生器２２のみを備えたものを示し、いずれも超音波検出器２４は備えていないものとする。
【０１３３】
一方、同図の超音波検出器６０Ｂは、上述の超音波センサ２０の超音波検出器２４における受波振動子３０が例えば円形状のセンサ面１０Ｓに多数配列されたものを示し、ＰＷ超音波センサ２０Ａの超音波検出器２４とＣＷ超音波センサ２０Ｂの超音波検出器２４の両方を兼ねたものを示す。
【０１３４】
このようなセンサ配置により、電波センサ４０の複数のテラヘルツ波検出器４６の間に複数の超音波センサ２０（ＰＷ超音波センサ２０Ａ及びＣＷ超音波センサ２０Ｂ）が直線状に配置され、電波センサ４０と共に超音波センサ２０も好適な位置に配置することができる。
【０１３５】
なお、ＣＷ超音波発生器６０Ａ、超音波検出器６０Ｂ、及びＰＷ超音波発生器６０Ｃの配列の順序は任意に変更できる。
【０１３６】
また、図１０ではＰＷ超音波センサ２０Ａ及びＣＷ超音波センサ２０Ｂの発生器と検出器とが分離されて配置されている例を示したが、図３の構成のＰＷ超音波センサ２０ＡとＣＷ超音波センサ２０Ｂが、そのままの構成で配列された形態があっても良い。ただし、超音波センサの発生器と検出器とは同じ構造のためノイズ源なることから、発生器と検出器とは分離した方がクロストーク（ノイズ）を小さくすることができるという利点がある。
【０１３７】
図１１は、センサ部１０のセンサ配置に関する第２の実施の形態を正面側（センサ面側）から示した正面図である。
【０１３８】
同図に示すように、第２の実施の形態は、電波センサ４０のセンサ面１０Ｓ、即ち、センサ部１０としてのセンサ面１０Ｓは、円形状を有し、そのセンサ面１０Ｓの中心位置に電波センサ４０のテラヘルツ波光源４２が配置される。なお、ガルバノミラー４４は図面上では省略している。
【０１３９】
また、センサ面１０Ｓの範囲内においてセンサ面１０Ｓの中心位置を中心とする径が異なる６つの同心円のうち、内側から２番目の円、４番目の円、及び６番目の円の各々に沿った位置に電波センサ４０の複数のテラヘルツ波検出器４６が所定間隔置きに配置される。
【０１４０】
一方、６つの同心円ののうち、内側から１番目の円、３番目の円、及び５番目の円の各々に沿った位置に複数のＰＷ超音波センサ２０Ａが所定間隔置きに配置される。
【０１４１】
即ち、センサ部１０のセンサ面１０Ｓの中心位置を中心とし、直径が段階的に大きくなる複数の同心円上に、電波センサ４０の複数のテラヘルツ波検出器４６からなる円環と、ＰＷ超音波センサ２０Ａからなる円環とが、交互に配列される。
【０１４２】
このようなセンサ配置により、電波センサ４０の複数のテラヘルツ波検出器４６の間に複数の超音波センサ２０（ＰＷ超音波センサ２０Ａ）が配置されることになり、電波センサ４０と共に超音波センサ２０も好適な位置に配置することができる。
【０１４３】
なお、超音波センサ２０はＰＷ超音波センサ２０Ａとしたが、上述のようにＰＷ超音波センサ２０Ａは、ＣＷ超音波センサ２０Ｂとは構成が同じであり、ＣＷ超音波センサ２０Ｂとしても使用できるため、ＰＷ超音波センサ２０Ａの一部をＣＷ超音波センサ２０Ｂとしてもよいし、ＰＷ超音波センサ２０Ａの一部及び全てを所定時間ごとにＣＷ超音波センサ２０Ｂと交互に切り替えて使用するようにしてもよい。ただし、後述の共鳴現象を利用する場合にテラヘルツ波照射によって発生する超音波はパルス性のものが一般的であるため、ＰＷ超音波センサ２０Ａを優先的に配置することが望ましい。
【０１４４】
また、センサ面１０Ｓは、中心位置の法線を回転対称軸とする曲面であって、その中央部が周辺部よりもテラヘルツ波（超音波）の送波側に突出する曲面とし、その曲面のセンサ面１０Ｓに沿った位置にテラヘルツ波検出器４６及び超音波センサ２０を配置すると共に、テラヘルツ波検出器４６及び超音波センサ２０の各々のセンサ面の中心位置での法線がセンサ面１０Ｓに直交するように配置してもよい。
【０１４５】
図１２は、センサ部１０のセンサ配置に関する第３の実施の形態を正面側（センサ面側）から示した正面図である。
【０１４６】
同図に示すように、第３の実施の形態は、第２の実施の形態と同様に、電波センサ４０のセンサ面１０Ｓ、即ち、センサ部１０としてのセンサ面１０Ｓは、円形状を有し、そのセンサ面１０Ｓの中心位置に電波センサ４０のテラヘルツ波光源４２が配置される。なお、ガルバノミラー４４は図面上では省略している。
【０１４７】
また、センサ面１０Ｓの範囲内においてセンサ面１０Ｓの中心位置を中心とする径が異なる６つの同心円のうち、内側から２番目の円、４番目の円、及び６番目の円の各々に沿った位置に電波センサ４０の複数のテラヘルツ波検出器４６が所定間隔置きに配置される。
【０１４８】
一方、６つの同心円ののうち、内側から１番目の円、３番目の円、及び５番目の円の各々に沿った位置に第１の実施の形態で示したＣＷ超音波発生器６０Ａ、超音波検出器６０Ｂ、及びＰＷ超音波発生器６０Ｃが所定間隔置きに配置される。なお、各円上におけるＣＷ超音波発生器６０Ａ、超音波検出器６０Ｂ、及びＰＷ超音波発生器６０Ｃの配列の順序は任意に変更できる。
【０１４９】
即ち、センサ部１０のセンサ面１０Ｓの中心位置を中心とし、直径が段階的に大きくなる複数の同心円上に、電波センサ４０の複数のテラヘルツ波検出器４６からなる円環と、ＣＷ超音波発生器６０Ａ、超音波検出器６０Ｂ、及びＰＷ超音波発生器６０Ｃが所定の順序で繰り返し並べられて形成された円環とが、交互に配列される。
【０１５０】
このようなセンサ配置により、電波センサ４０の複数のテラヘルツ波検出器４６の間に複数の超音波センサ２０（ＰＷ超音波センサ２０Ａ及びＣＷ超音波センサ２０Ｂ）が配置されることになり、電波センサ４０と共に超音波センサ２０も好適な位置に配置することができる。
【０１５１】
なお、第２の実施の形態と同様に、センサ面１０Ｓは、中心位置の法線を回転対称軸とする曲面であって、その中央部が周辺部よりもテラヘルツ波（超音波）の送波側に突出する曲面とし、その曲面のセンサ面１０Ｓに沿った位置にテラヘルツ波検出器４６及び超音波センサ２０（ＣＷ超音波発生器６０Ａ、超音波検出器６０Ｂ、及びＰＷ超音波発生器６０Ｃ）を配置すると共に、テラヘルツ波検出器４６及び超音波センサ２０の各々のセンサ面の中心位置での法線がセンサ面１０Ｓに直交するように配置してもよい。
【０１５２】
ここで、監視空間に存在する物体（照射対象材料）の特性によっては、テラヘルツ波が照射されると、超音波を発生させる場合がある。その超音波の周波数と、ＰＷ超音波センサ２０Ａの超音波発生器２２から照射された超音波パルスの超音波周波数が略同一となる場合には、共鳴現象が発生するため、その物体で反射した超音波パルスの強度が増加し、その超音波パルスの超音波検出器２４による検出感度を上げることができ、かつ、物体の材料の判別を行うことができる。
【０１５３】
たとえば、図１３は、監視空間において、センサ面１０Ｓからの距離が約０．２ｍ、約０．５ｍ、約０．７ｍとなる位置に、厚みが０．２ｍｍの厚紙と、厚みが１ｍｍのプラスチックと、金属（炭素鋼表面）を配置し、各々の物体に対して、電波センサ４０からのテラヘルツ波を照射せずにＰＷ超音波センサ２０Ａからの超音波パルスのみを照射した場合のＰＷ超音波センサ２０Ａによる受信信号を例示した図である。
【０１５４】
一方、図１４は、同一の物体配置条件において、各々の物体に対して、電波センサ４０からのテラヘルツ波を照射しながらＰＷ超音波センサ２０Ａからの超音波パルスを照射した場合のＰＷ超音波センサ２０Ａによる受信信号を例示した図である。
【０１５５】
これらの図において、図１３に示すように、テラヘルツ波を照射しない場合には、どの物体で反射した超音波パルスも略同一強度の受信信号として検出される。
【０１５６】
一方、図１４に示すように、テラヘルツ波を照射した場合には、金属において上述の共鳴現象が生じ、厚紙とプラスチックでは共鳴現象が生じないことから、厚紙とプラスチックで反射した超音波パルスの受信信号の強度はテラヘルツ波を照射しない場合の図１３と略同じであるが、金属で反射した超音波パルスの受信信号の強度は、テラヘルツ波を照射しない場合よりも強くなる。
【０１５７】
したがって、ＰＷ超音波センサ２０Ａと電波センサ４０とを併用し、監視空間にテラヘルツ波を照射しながら超音波パルスを照射することで、金属のような特定材料の物体を高感度で検出することができ、また、受信信号の強度から超音波パルスが反射した物体の材料を判別することもできる。
【０１５８】
図１０〜図１２に示したセンサ部１０のセンサ配置に関する第１〜第３の実施の形態のように、電波センサ４０の複数のテラヘルツ波検出器４６の間に超音波センサ２０を配置することで、上述のような共鳴現象を利用した測定を行い易くなる。
【０１５９】
次に、演算処理部１２におけるセンサ部１０を用いた測定処理の流れの概要を図１５を用いて説明する。なお、センサ部１０は、超音波センサ２０と電波センサ４０とを有し、超音波センサ２０として、ＰＷ超音波センサ２０ＡとＣＷ超音波センサ２０Ｂとを有するものとする。
【０１６０】
演算処理部１２は、ステップＳ１０の処理として、ＰＷ超音波センサ２０ＡとＣＷ超音波センサ２０Ｂの各々の超音波発生器２２における番号１の送波振動子２８−１から監視空間への超音波（ＰＷ超音波及びＣＷ超音波）の送波と、電波センサ４０から監視空間へのテラヘルツ波の送波を開始させる。
【０１６１】
次に、ステップＳ１２の処理として、監視空間の物体で反射波として反射したＰＷ超音波及びＣＷ超音波をＰＷ超音波センサ２０ＡとＣＷ超音波センサ２０Ｂの各々から得られる受信信号により検出する。また、監視空間の物体で反射波として反射したテラヘルツ波を電波センサ４０から得られる受信信号により検出する。
【０１６２】
次に、ステップＳ１４の処理として、ＰＷ超音波センサ２０ＡとＣＷ超音波センサ２０Ｂの各々の超音波発生器２２において超音波を送波する送波振動子２８を変更して（超音波を送波する送波振動子２８の番号を１増加）、超音波の送波方向を変更する。また、電波センサ４０におけるガルバノミラー４４の角度を変更してテラヘルツ波の送波方向を変更する。そして、ステップＳ１２の処理に戻り、ステップＳ１２とステップＳ１４の処理を繰り返す。ＰＷ超音波センサ２０ＡとＣＷ超音波センサ２０Ｂの各々の超音波発生器２２における全ての送波振動子２８からの送波が終了し、かつ、電波センサ４０におけるガルバノミラー４４の予め決められた全ての角度への変更が終了すると、次のステップＳ１６に移行する。
【０１６３】
ステップＳ１６の処理に移行すると、ステップＳ１２においてＰＷ超音波センサ２０Ａと電波センサ４０から得られた受信信号（超音波信号及びテラヘルツ信号）に基づいて、監視空間の３次元空間情報（３次元画像等）を生成する。
【０１６４】
次に、ステップＳ１８の処理として、ステップＳ１６により生成した３次元空間情報と、ＣＷ超音波センサ２０Ｂ及び電波センサ４０から得られた受信信号に基づいて、上述の監視対象の状態情報として、監視対象の位置、動作、生体情報（呼吸情報、心拍情報）を取得する。なお、呼気情報としては呼気診断の情報も含まれる。
【０１６５】
次に、ステップＳ２０の処理として、ステップＳ１８により取得した監視対象の状態情報を、情報出力部（外部端末１６）に送信する。
【０１６６】
演算処理部１２は、以上のような処理を繰り返す。
【符号の説明】
【０１６７】
１…生体センシング装置、１０…センサ部、１２…演算処理部、１４…通信部、１６…外部端末、２０…超音波センサ、２０Ａ…ＰＷ超音波センサ、２０Ｂ…ＣＷ超音波センサ、２２…超音波発生器、２４，６０Ｂ…超音波検出器、２８…送波振動子、３０…受波振動子、４０…電波センサ、４２…テラヘルツ波光源、４４…ガルバノミラー、４６…テラヘルツ波検出器、４８…反射ミラー、６０Ａ…ＣＷ超音波発生器、６０Ｃ…ＰＷ超音波発生器
【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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