(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者に電波を照射し、その反射波を受信する複数の電波送受信手段と、
複数の前記反射波に基づく相互相関処理を実行し、その処理結果を用いて前記被検者の心拍数又は呼吸数を検出する生体振動周波数検出手段と、
を有し、
前記複数の電波送受信手段は、車両の運転席の背もたれ内部の、前記被検者の心臓近傍となる位置に配置される
ことを特徴とする生体振動周波数検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の生体振動周波数検出装置において、
前記相互相関処理は、前記複数の電波送受信手段から出力される複数の心拍信号の振幅の積の時間平均値として算出される
ことを特徴とする生体振動周波数検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の生体振動周波数検出装置において、さらに、
前記生体振動周波数検出手段は、前記相互相関処理の後にウェーブレット変換処理を実行し、その処理結果を用いて前記心拍数又は前記呼吸数を検出する
ことを特徴とする生体振動周波数検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の生体振動周波数検出装置において、
さらに、前記生体振動周波数検出手段により検出された前記心拍数又は前記呼吸数に応じて警報を発する警報手段を有する
ことを特徴とする生体振動周波数検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の生体振動周波数検出装置を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被検者の周期的な生体振動の周波数（心拍数や呼吸数等）を電波を用いて検出する生体振動周波数検出装置、及びこの生体振動周波数検出装置を備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電波を用いて被検者の動きを検出することにより、被検者の心拍数や呼吸数を検出する装置が提案されている（特許文献１〜５）。これらの装置では、電波を被検者に照射し、その反射波を受信及び解析することにより、被検者の心拍数や呼吸数を検出している。
【０００３】
【特許文献１】特公平６−６９４４４号公報
【特許文献２】特開２００１−２６０６９８号公報
【特許文献３】特開２０００−１０２５１５号公報
【特許文献４】特開２００２−５８６５９号公報
【特許文献５】特開２００２−７１８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、各特許文献に記載された装置では、人体表面での反射波にノイズが多く含まれるため、十分な精度を実現することが困難であった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題を考慮してなされたものであり、検出精度の高い生体振動周波数検出装置、及びこの生体振動周波数検出装置を備える車両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】
【０００６】
この項では、理解の容易化のために添付図面中の符号を付けて説明する。この項に記載した内容がその符号を付けたものに限定して解釈されることを意図したものではない。
【０００７】
この発明に係る生体振動周波数検出装置（１０、１１）は、被検者（１６）に電波（１２）を照射し、その反射波（１４）を受信する複数の電波送受信手段（２０）と、複数の前記反射波に基づく相互相関処理を実行し、その処理結果を用いて前記被検者の周期的な生体振動の周波数を検出する生体振動周波数検出手段（５０）と、を有することを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、相互相関処理の結果を用いて周期的な生体振動の周波数を検出することができる。このため、反射波の１つがノイズを含むとしても、このノイズの影響を小さくすることが可能となり、生体振動の周波数の検出精度を高めることができる。
【０００９】
前記周期的な生体振動の周波数としては、例えば、心拍数（ＨＲ）又は呼吸数（ＲＲ）を用いることができる。なお、心拍数には脈拍数が含まれる。前記周期的な生体振動の周波数として、心拍数（ＨＲ）又は呼吸数（ＲＲ）を用いる場合、前記複数の電波送受信手段（２０）は、車両の運転席の背もたれ内部に配置されてもよい。また、前記複数の電波送受信手段（２０）は、前記車両の運転席の背もたれ内部の、前記被検者（１６）の心臓（１８）近傍となる位置に配置されてもよい。
前記相互相関処理は、前記複数の電波送受信手段（２０）から出力される複数の心拍信号（Ｓｈｒ）の振幅の積の時間平均値として算出されてもよい。
【００１０】
また、前記生体振動周波数検出手段は、前記相互相関処理の後にウェーブレット変換処理を実行し、その処理結果を用いて前記周期的な生体振動の周波数を検出することが好ましい。ウェーブレット変換は、時間と周波数を同時に捉えることができるため、短時間で生体振動の周波数を検出することが可能となる。
【００１１】
さらに、前記相互相関処理には、例えば、複数の反射波信号の乗算の時間平均処理を含ませることができる。
【００１２】
さらにまた、前記生体振動周波数検出装置は、前記生体振動周波数検出手段により検出された周期的な生体振動の周波数に応じて警報を発する警報手段（６０）を有することが好ましい。これにより、被検者の健康状態に異常が発生したときに警報を発することが可能となり、その結果、当該異常を早期に認識することができる。
【００１３】
この発明に係る車両は、前記生体振動周波数検出装置を備える。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、相互相関処理の結果を用いて周期的な生体振動の周波数を検出することができる。このため、反射波の１つがノイズを含むとしても、このノイズの影響を小さくすることが可能となり、生体振動の周波数の検出精度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】
【００１５】
以下、この発明の一実施形態について添付の図面を参照して説明する。
【００１６】
１．心拍数検出装置１０の構成の概要
図１は、この発明の一実施形態に係る心拍数検出装置１０の構成を示すブロック図である。心拍数検出装置１０は、被検者１６の心臓１８近傍に照射した複数のマイクロ波１２の反射波１４を用いて被検者１６の心拍数ＨＲ［回／分］を検出する。ここでの心拍数ＨＲは、脈拍数［回／分］を含む。
【００１７】
心拍数検出装置１０は、マイクロ波１２を放射し、反射波１４を受信する複数のマイクロ波送受信器２０と、マイクロ波送受信器２０から出力された干渉信号Ｓｉ（後述）にフィルタ処理を実行し、心拍信号Ｓｈｒ（後述）を出力するハイパスフィルタ（ＨＰＦ）４０と、ＨＰＦ４０からの心拍信号Ｓｈｒに対して相互相関処理等の各種処理を行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）５０と、ＣＰＵ５０からの命令に基づき警報を発する警報器６０とを有する。マイクロ波送受信器２０は、送受信器本体２１と、アンテナ３２とを備える。
【００１８】
２．マイクロ波送受信器２０
図２は、１つのマイクロ波送受信器２０の機能的な構成を示すブロック図である。なお、図２では、もう１つのマイクロ波送受信器２０は省略されている。
【００１９】
マイクロ波送受信器２０は、いわゆる位相レーダ方式のマイクロ波アクティブセンサである。上述のように、マイクロ波送受信器２０は、送受信器本体２１と、アンテナ３２とを備える。図２に示すように、送受信器本体２１は、マイクロ波信号発生器２２と、第１減衰器２４と、方向性結合器２６と、第２減衰器２８と、サーキュレータ３０と、増幅器３４と、クオドラチャ検出器３６とを有する。
【００２０】
マイクロ波信号発生器２２は、アンテナ３２から送信されるマイクロ波１２を生成するためのマイクロ波信号Ｓｍを発生させる。マイクロ波信号Ｓｍは、例えば、周波数が１０ＧＨｚ、出力が２０ｄＢｍである。第１減衰器２４は、６ｄＢの減衰特性を有し、マイクロ波信号Ｓｍを減衰させる。方向性結合器２６は、第１減衰器２４で減衰されたマイクロ波信号Ｓｍをマイクロ波信号Ｓｍａ、Ｓｍｂに分離する。マイクロ波信号Ｓｍａは、２０ｄＢの減衰特性を有する第２減衰器２８に、マイクロ波信号Ｓｍｂは、クオドラチャ検出器３６に送信される。
【００２１】
サーキュレータ３０は、第２減衰器２８により減衰されたマイクロ波信号Ｓｍａをアンテナ３２に送信する。アンテナ３２は、マイクロ波信号Ｓｍａに基づくマイクロ波１２を生成し、被検者１６の心臓１８近傍に照射する。アンテナ３２は、マイクロ波１２の反射波１４を受信し、反射波１４に基づく反射波信号Ｓｒを生成する。反射波信号Ｓｒは、サーキュレータ３０を介して、４０ｄＢの増幅特性を有する増幅器３４に送信される。増幅器３４で増幅された反射波信号Ｓｒは、クオドラチャ検出器３６に送信される。
【００２２】
クオドラチャ検出器３６は、増幅器３４からの反射波信号Ｓｒと、方向性結合器２６からのマイクロ波信号Ｓｍｂを用いてクオドラチャ検出処理（クオドラチャ検波処理）を行う。クオドラチャ検出処理は、直交した２成分を利用して信号の振幅と位相を分離検出する処理である。例えば、直交した２つの参照波信号Ｅ1ｃｏｓωｔとＥ1ｓｉｎωｔをそれぞれ信号成分Ｅsｃｏｓ（ωｔ＋φ）に混合し検波することにより、Ｅsｃｏｓφ及びＥsｓｉｎφを得る。これを計算処理することにより、位相成分φと振幅成分Ｅsを分離する。クオドラチャ検出処理により、反射波信号Ｓｒとマイクロ波信号Ｓｍｂを干渉させ、その位相差に直接比例する干渉信号Ｓｉが生成される。干渉信号Ｓｉは、クオドラチャ検出器３６からＨＰＦ４０に送信される。
【００２３】
なお、図１に示すように、２つのアンテナ３２は、上下方向に並んで配置される。また、クオドラチャ検出器３６がマイクロ波１２と反射波１４の位相差（マイクロ波信号Ｓｍｂと反射波信号Ｓｒの位相差）から干渉信号Ｓｉを生成するため、２つのマイクロ波１２の照射場所が異なっていてもよい。
【００２４】
図３には、被検者１６が静止状態のときの干渉信号Ｓｉの波形の一例が示されている。図３では、横軸が時間［秒］、縦軸が振幅［Ｖ］である。また、図４は、図３の干渉信号Ｓｉをフーリエ変換することにより得られる干渉信号Ｓｉの周波数スペクトルを示す。図４からわかるように、干渉信号Ｓｉには、心拍の特徴、すなわち、心拍数ＨＲ［回／分］を示すスペクトル（１．３Ｈｚ＝７８回／分）と、呼吸の特徴、すなわち、呼吸数ＲＲ［回／分］を示すスペクトル（０．３Ｈｚ＝１８回／分）の両方が現れている。
【００２５】
３．ＨＰＦ４０
心拍数ＨＲを検出する場合、各ＨＰＦ４０は、０．８Ｈｚ（＝４８回／分）以上の周波数の信号を通過させる特性を備える。成人の正常時の心拍数ＨＲは、６０〜８０回／分（＝１．０〜１．３Ｈｚ）である。また、成人の正常時の呼吸数ＲＲは、１４〜２０回／分（＝０．２〜０．３Ｈｚ）である。このため、干渉信号ＳｉをＨＰＦ４０に通すことで、干渉信号Ｓｉの周波数成分のうち、呼吸数ＲＲの周波数成分を取り除き、心拍数ＨＲの周波数成分を残すことができる。図５には、図３とは別の干渉信号ＳｉをＨＰＦ４０に通すことにより得られる心拍信号Ｓｈｒの波形の一例が示されている。また、図６は、図５の心拍信号Ｓｈｒをフーリエ変換することにより得られる心拍信号Ｓｈｒの周波数スペクトルを示す。図６に示されるように、心拍信号Ｓｈｒでは、呼吸数ＲＲの周波数成分がほとんど除去されている。
【００２６】
なお、ＨＰＦ４０の通過特性は、適宜変更してもよい。また、ＨＰＦ４０の代わりにバンドパスフィルタ等の別のフィルタを用いてもよい。
【００２７】
４．ＣＰＵ５０
（１）ＣＰＵ５０が行う各処理の概要
ＣＰＵ５０は、２つのＨＰＦ４０から受信した２つの心拍信号Ｓｈｒを用いて相互相関処理を実行する。また、ＣＰＵ５０は、相互相関処理により得られる第１相互相関信号Ｓｃｃ１に対してウェーブレット変換処理を実行する。さらに、ウェーブレット変換処理により得られる第２相互相関信号Ｓｃｃ２に基づいて心拍数ＨＲを判定する心拍数判定処理と、心拍数判定処理により判定した心拍数ＨＲに基づいて警報器６０による警報の要否を判定する警報要否判定処理を実行する。
【００２８】
（２）相互相関処理
相互相関処理は、複数の心拍信号Ｓｈｒの振幅成分同士の相互相関ＣＣ（類似度）を演算する処理である。本実施形態における相互相関処理は、下記の式（１）を用いて相互相関ＣＣを演算する。
【００２９】
【数１】
0005131744.tif 000002
【００３０】
上記式（１）において、Ａ１は、一方のＨＰＦ４０から受信した心拍信号Ｓｈｒ（便宜的に「心拍信号Ｓｈｒ１」と称する。）の振幅を示し、Ａ２は、他方のＨＰＦ４０から受信した心拍信号Ｓｈｒ（便宜的に「心拍信号Ｓｈｒ２」と称する。）の振幅を示す。また、上のバーは、時間平均を示す。
【００３１】
上記式（１）についてさらに説明すると、振幅Ａ１は、心拍数ＨＲを示す周期的な信号Ｓ１とノイズＮ１の和とみなすことができる。同様に、振幅Ａ２は、心拍数ＨＲを示す周期的な信号Ｓ２とノイズＮ２の和とみなすことができる。そして、振幅Ａ１、Ａ２の積の時間平均は、上記式（２）のように表すことができる。ここで、ノイズＮ１、Ｎ２の時間平均はゼロに近づくため、上記式（２）の右辺の第２項〜第４項は、いずれもゼロに近づく。その結果、振幅Ａ１、Ａ２の積の時間平均は、心拍数ＨＲを示す周期的な信号Ｓ１、Ｓ２の積の時間平均と近似する｛式（３）｝。
【００３２】
以上より、上記式（１）によれば、仮に心拍信号Ｓｈｒ１、Ｓｈｒ２の一方にノイズが乗ってその分振幅が大きくなったとしても、他方に同じノイズが乗っていなければ、相対的な積｛すなわち、相互相関ＣＣ（ｔ）｝は小さくなる。従って、心拍信号Ｓｈｒ１、Ｓｈｒ２の一方に乗ったノイズの影響を小さくすることができる。
【００３３】
図７Ａは、心拍信号Ｓｈｒ１の波形の一例を、図７Ｂは、図７Ａの心拍信号Ｓｈｒ１の周波数スペクトルを示す波形を示している。図８Ａは、心拍信号Ｓｈｒ２の波形の一例を、図８Ｂは、図８Ａの心拍信号Ｓｈｒ２の周波数スペクトルを示す波形を示している。図９Ａは、図７Ａの心拍信号Ｓｈｒ１及び図８Ａの心拍信号Ｓｈｒ２の相互相関ＣＣを示す第１相互相関信号Ｓｃｃ１の波形を、図９Ｂは、図９Ａの第１相互相関信号Ｓｃｃ１の周波数スペクトルを示す波形を示している。
【００３４】
図９Ｂの波形は、図７Ｂ及び図８Ｂの波形と比べて、周波数のピーク値（約１Ｈｚ）が、その他の値に対して相対的に大きくなっている。このことから、相互相関処理を行うことにより、ノイズの影響を小さくできていることがわかる。
【００３５】
なお、図７Ａの振幅範囲が約０．０４Ｖであるのに対し、図８Ａの振幅範囲が約１．０Ｖとなっている。このような振幅範囲の差が生じているのは、マイクロ波１２を照射する位置がマイクロ波送受信器２０毎に異なるためである。換言すると、本実施形態におけるマイクロ波送受信器２０は、マイクロ波１２を照射する位置が同じでなくともよい。
【００３６】
（３）ウェーブレット変換処理
ウェーブレット変換処理は、第１相互相関信号Ｓｃｃ１に対して、いわゆるウェーブレット変換を行う処理である。
【００３７】
図１０Ａは、心拍信号Ｓｈｒ１の波形の一例を、図１０Ｂは、図１０Ａの心拍信号Ｓｈｒ１の周波数スペクトルを示す波形を、図１０Ｃは、図１０Ａの心拍信号Ｓｈｒ１をウェーブレット変換することにより得られたグラフを示している。同様に、図１１Ａは、心拍信号Ｓｈｒ２を示す波形の一例を、図１１Ｂは、図１１Ａの心拍信号Ｓｈｒ２の周波数スペクトルを示す波形を、図１１Ｃは、図１１Ａの心拍信号Ｓｈｒ２をウェーブレット変換することにより得られたグラフを示している。図１２Ａは、図１０Ａの心拍信号Ｓｈｒ１と図１１Ａの心拍信号Ｓｈｒ２から生成された第１相互相関信号Ｓｃｃ１の波形を、図１２Ｂは、図１２Ａの第１相互相関信号Ｓｃｃ１の周波数スペクトルを示す波形を、図１２Ｃは、図１２Ａの第１相互相関信号Ｓｃｃ１をウェーブレット変換することにより得られた第２相互相関信号Ｓｃｃ２のグラフを示している。
【００３８】
図１０Ｂ、図１１Ｂ及び図１２Ｂ並びに図１０Ｃ、図１１Ｃ及び図１２Ｃからわかるように、相互相関処理を行うことにより、ノイズの影響を小さくできる。
【００３９】
また、図１０Ｃ、図１１Ｃ及び図１２Ｃに示されるように、ウェーブレット変換処理を行うことにより、ピーク周波数（ピークスペクトル）の時間的な変化を解析することが可能となる。
【００４０】
なお、本実施形態では、ウェーブレット変換の中でも、モルレー（Ｍｏｒｌｅｔ）変換を用いたが、ガボール（Ｇａｂｏｒ）変換、ドベシィ（Ｄａｕｂｅｃｈｉｅｓ）変換等、他のウェーブレット変換を用いることもできる。
【００４１】
（４）心拍数判定処理
心拍数判定処理は、ウェーブレット変換処理により得られた第２相互相関信号Ｓｃｃ２に基づいて心拍数ＨＲを判定する処理である。すなわち、第２相互相関信号Ｓｃｃ２に含まれる周波数の情報から各時点でのピーク周波数を心拍数ＨＲとして判定する。図１２Ｂ及び図１２Ｃの例では、約１Ｈｚ（＝約６０回／分）が心拍数ＨＲとして判定される。
【００４２】
（５）警報要否判定処理
警報要否判定処理は、心拍数判定処理で判定した心拍数ＨＲに基づいて警報器６０による警報の要否を判定する処理である。すなわち、予め心拍数ＨＲの範囲（例えば、６０〜９０回／分）を設定しておき、心拍数ＨＲが上側の閾値ＴＨｍａｘ（９０回／分）を上回った場合、又は心拍数ＨＲが下側の閾値ＴＨｍｉｎ（６０回／分）を下回った場合、ＣＰＵ５０は、警報器６０を作動させる。
【００４３】
５．警報器６０
本実施形態における警報器６０は、搭乗者に対して音声での警報を発する。当該音声は、搭乗者に対し、心拍数ＨＲが閾値ＴＨｍａｘを上回った旨又は心拍数ＨＲが閾値ＴＨｍｉｎを下回った旨を通知するものであってもよく、単調なビープ音を発生させるものであってもよい。
【００４４】
６．本実施形態における効果
以上説明したように上記実施形態によれば、ＣＰＵ５０は、複数の反射波１４に対応する複数の心拍信号Ｓｈｒ１、Ｓｈｒ２を用いて相互相関処理を実行し、その処理結果を用いて被検者１６の心拍数ＨＲを検出する。この構成によれば、相互相関処理の結果を用いて心拍数ＨＲを検出することができる。このため、反射波１４の１つがノイズを含むとしても、このノイズの影響を小さくすることが可能となり、心拍数ＨＲの検出精度を高めることができる。その結果、周辺に雑音や振動が存在する環境下でも心拍数ＨＲをＳＮ比良く測定できる。
【００４５】
また、本実施形態では、ＣＰＵ５０は、相互相関処理の後にウェーブレット変換処理を実行し、その処理結果を用いて心拍数ＨＲを検出する。ウェーブレット変換は、時間と周波数を同時に捉えることができるため、短時間で心拍数ＨＲを検出することが可能となる。
【００４６】
さらにまた、本実施形態に係る心拍数検出装置１０は、ＣＰＵ５０により検出された心拍数ＨＲに応じて警報を発する警報器６０を有する。これにより、被検者１６の健康状態に異常が発生したときに警報を発することが可能となり、その結果、当該異常を早期に認識することができる。
【００４７】
７．この発明の応用
なお、この発明は、上記実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下に示す（１）〜（６）の構成を採ることができる。
【００４８】
（１）生体振動周波数検出装置
上記実施形態では、心拍数ＨＲを検出する心拍数検出装置１０について説明したが、その他の周期的な生体振動の周波数を検出する装置であってもよい。例えば、呼吸数ＲＲを検出する呼吸数検出装置にこの発明を適用することができる。或いは、寒さ等による身体の震えや声帯の振動の周波数を検出する装置に適用してもよい。
【００４９】
図１３は、この発明の変形例に係る呼吸数検出装置１１を示す。呼吸数検出装置１１は、心拍数検出装置１０におけるＨＰＦ４０の代わりに、例えば、０．１〜０．８Ｈｚ（＝６〜４８回／分）の周波数の信号を通過させるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４２を備える。呼吸数検出装置１１では、心拍数検出装置１０と同様の方法で得られた干渉信号ＳｉをＢＰＦ４２に通すことで呼吸信号Ｓｒｒが得られる。
【００５０】
図１４は、呼吸信号Ｓｒｒの波形の一例を示す。また、図１５は、図１４の呼吸信号Ｓｒｒをフーリエ変換した呼吸信号Ｓｒｒの周波数スペクトルを示す。心拍信号Ｓｈｒの波形を示す図６と、呼吸信号Ｓｒｒの波形を示す図１５を比較するとわかるように、図１５の呼吸信号Ｓｒｒでは、心拍数ＨＲの周波数成分｛約１．２５Ｈｚ（＝７５回／分）｝が縮小され、呼吸数ＲＲ［回／分］の周波数成分｛約０．３５Ｈｚ（＝２１回／分）｝が相対的に大きくなっていることがわかる。
【００５１】
なお、ＨＰＦ４０とＢＰＦ４２の両方を設け、心拍数ＨＲ及び呼吸数ＲＲそれぞれを検出する構成も可能である。この場合、干渉信号Ｓｉを分岐させ、一方をＨＰＦ４０に、他方をＢＰＦ４２に入力させ、ＨＰＦ４０により生成される心拍信号Ｓｈｒ及びＢＰＦ４２により生成される呼吸信号Ｓｒｒそれぞれについて相互相関処理等の処理を行うことができる。
【００５２】
上記実施形態では、心拍数検出装置１０を車両に設置したが、これに限られない。例えば、ベッド等の寝具に設置することもできる（特許文献３、特許文献４参照）。
【００５３】
（２）電波送受信手段
上記実施形態では、２つのマイクロ波送受信器２０を設けたが、３つ以上のマイクロ波送受信器２０を用いてもよい。すなわち、３つ以上の反射波１４に基づいて相互相関処理等の処理を行ってもよい。
【００５４】
（３）電波
上記実施形態では、電波として１０ＧＨｚのマイクロ波を用いたが、周期的な生体振動の周波数を検出できる電波であれば、これに限られない。例えば、１０ＧＨｚ以外のマイクロ波や超短波を用いてもよい。
【００５５】
上記実施形態では、２つのマイクロ波１２の周波数が同じであったが、両者の周波数を異ならせても周期的な生体振動の周波数を検出可能である。
【００５６】
上記実施形態では、マイクロ波１２を被検者１６の心臓１８近傍に照射したが、周期的な生体振動が現れる部位であれば別の部位に照射してもよい。
【００５７】
（４）相互相関処理
上記実施形態では、２つの心拍信号Ｓｈｒを用いて相互相関処理を行ったが、複数の反射波１４を用いるものであれば、これに限られない。例えば、２つの干渉信号Ｓｉを用いて相互相関処理を行ってもよい。また、相互相関処理の対象は、デジタル信号に限られず、アナログ信号であってもよい。
【００５８】
上記実施形態では、相互相関処理として、心拍信号Ｓｈｒ１の振幅Ａ１と心拍信号Ｓｈｒ２の振幅Ａ２を乗算する式（１）を用いたがこれに限られない。例えば、下記の式（４）を用いて相互相関を演算することができる。
【００５９】
【数２】
0005131744.tif 000003
【００６０】
上記式（４）では、時間ｔにおいて、心拍信号Ｓｈｒ１の振幅Ａ１（ｔ）と、心拍信号Ｓｈｒ２の振幅Ａ２（ｔ）という２つの関数の相互相関ＣＣ２（ｔ）を表している。すなわち、振幅Ａ１（ｔ）と、振幅Ａ２（ｔ）を「τ」だけずらしたものとを乗算し、その積を−∞から∞の範囲まで積分することにより、相互相関ＣＣ２（ｔ）を判定する。
【００６１】
上記式（４）によれば、仮に心拍信号Ｓｈｒ１、Ｓｈｒ２の一方にノイズが乗ってその分振幅が大きくなったとしても、他方に同じノイズが乗っていなければ、相対的な積は小さくなる。従って、心拍信号Ｓｈｒ１、Ｓｈｒ２の一方に乗ったノイズの影響を小さくすることができる。
【００６２】
（５）周波数検出
上記実施形態では、心拍数の検出にウェーブレット変換を用いたが、ウェーブレット変換以外の方法で心拍数を検出してもよい。例えば、フーリエ変換やドップラーセンサを用いることができる。
【００６３】
（６）警報器
上記実施形態では、警報器６０が搭乗者に対して音声での警報を発したが、音声以外の方法で警報を発するものであってもよい。例えば、モニタに警告を表示するものであってもよい。音声と表示の両方を用いることもできる。或いは、車両に無線通信装置を搭載しておき、ＣＰＵ５０から警報器６０の作動命令があったときに、警報器６０から外部に対して無線通信により警報を発するものとすることもできる。この場合、当該警報を情報センターに送信し、当該警報を受信した情報センターから救急車を手配するような構成も可能である。
【００６４】
また、警報器６０を用いない構成も可能である。例えば、心拍数検出装置１０を単なる解析装置として用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、この発明の一実施形態に係る心拍数検出装置の概略的な機能構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１の心拍数検出装置に包含されるマイクロ波送受信器の概略的な機能構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、図１の心拍数検出装置で生成された干渉信号の波形の一例を示す図である。
【図４】図４は、図３の干渉信号の周波数スペクトルを示す図である。
【図５】図５は、図３とは別の干渉信号をハイパスフィルタに通すことで得られる心拍信号の波形を示す図である。
【図６】図６は、図５の心拍信号の周波数スペクトルを示す図である。
【図７】図７Ａは、一方のマイクロ波送受信器により得られる心拍信号の波形の一例を示す図である。図７Ｂは、図７Ａの心拍信号の周波数スペクトルを示す図である。
【図８】図８Ａは、他方のマイクロ波送受信器により得られる心拍信号の波形の一例を示す図である。図８Ｂは、図８Ａの心拍信号の周波数スペクトルを示す図である。
【図９】図９Ａは、図７Ａの心拍信号及び図８Ａの心拍信号に基づく第１相互相関信号の波形を示す図である。図９Ｂは、図９Ａの第１相互相関信号の周波数スペクトルを示す図である。
【図１０】図１０Ａは、一方のマイクロ波送受信器により得られる心拍信号の波形の一例を示す図である。図１０Ｂは、図１０Ａの心拍信号の周波数スペクトルを示す図である。図１０Ｃは、図１０Ａの心拍信号をウェーブレット変換することにより得られたグラフである。
【図１１】図１１Ａは、他方のマイクロ波送受信器により得られる心拍信号の波形の一例を示す図である。図１１Ｂは、図１１Ａの心拍信号の周波数スペクトルを示す図である。図１１Ｃは、図１１Ａの心拍信号をウェーブレット変換することにより得られたグラフである。
【図１２】図１２Ａは、図１０Ａの心拍信号と図１１Ａの心拍信号から生成された第１相互相関信号の波形を示す図である。図１２Ｂは、図１２Ａの第１相互相関信号の周波数スペクトルを示す図である。図１２Ｃは、図１２Ａの第１相互相関信号をウェーブレット変換することにより得られたグラフである。
【図１３】図１３は、本発明の変形例に係る呼吸数検出装置の概略的な機能構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、図３とは別の干渉信号をバンドパスフィルタに通すことで得られる呼吸信号の波形を示す図である。
【図１５】図１５は、図１４の呼吸信号の周波数スペクトルを示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０…心拍数検出装置（生体振動周波数検出装置）
１１…呼吸数検出装置（生体振動周波数検出装置）
１２…マイクロ波（電波）
１４…反射波
１６…被検者
２０…マイクロ波送受信器（電波送受信手段）
５０…ＣＰＵ（生体振動周波数検出手段）
６０…警報器（警報手段）
ＲＲ…呼吸数
ＨＲ…心拍数
Ｓｒｒ…呼吸信号
Ｓｈｒ、Ｓｈｒ１、Ｓｈｒ２…心拍信号
Ｓｉ…干渉信号
Ｓｍ、Ｓｍａ、Ｓｍｂ…マイクロ波信号
Ｓｒ…反射波信号
【図１】
0005131744.tif 000004
【図２】
0005131744.tif 000005
【図３】
0005131744.tif 000006
【図４】
0005131744.tif 000007
【図５】
0005131744.tif 000008
【図６】
0005131744.tif 000009
【図７】
0005131744.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
0005131744.tif 000013
【図１１】
0005131744.tif 000014
【図１２】
0005131744.tif 000015
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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