电波型生物传感器制造技术

电波型生物传感器。该电波型生物传感器包括电磁波照射单元和反射波接收单元，反射波接收单元接收反射波并取得通过将照射的电磁波信号与接收的反射信号相乘而取得的I信号和通过将I信号延迟预定相位而取得的Q信号。电波型生物传感器还包括：微分计算单元，其对I信号和Q信号进行微分，并计算I信号微分值和Q信号微分值；以及角速度计算单元，其基于I信号和Q信号以及I信号微分值和Q信号微分值，来计算I信号和Q信号的角速度。

Electric wave biosensor

Electric wave biosensor. The wave type biosensor comprises an electromagnetic wave irradiation unit and the reflected wave receiving unit, Q signal has made the reflection wave receiving unit receives a reflected wave and electromagnetic wave signal obtained by irradiation and the received reflected signal multiplied by the I signal and the I signal is delayed by a predetermined phase. Wave type biological sensor also includes a differential calculation unit, the differential of the I and Q signals, and calculate the I value and Q signal differential signal differential value; calculating unit and angular velocity, which is based on the I signal and the Q signal and the I signal differential value and Q signal differential value of angular velocity to calculate the I signal and Q signal.

【技术实现步骤摘要】
电波型生物传感器
本专利技术的一个或更多个实施方式涉及使用多普勒传感器的电波型生物传感器。
技术介绍
从现有技术已知这样的技术，即通过使用多普勒传感器利用电磁波照射人体表面并且基于由反射波的I信号和Q信号所配置的坐标平面，来取得包含在反射波中的生物信息的技术。例如，JP-A-2006-055504公开了一种心跳测量装置，该心跳测量装置通过使用电波型多普勒传感器来检测包括来自人体表面的反射波的振幅分量和相位分量的输出信号，并且通过分离由人体的身体运动所产生的振幅分量来仅提取心跳分量。心跳测量装置通过使用振幅和相位转换器对包括由电波多普勒传感器输出的反射波的振幅分量和相位分量的信息在内的输出信号(I信号和Q信号)执行极坐标转换，向心跳提取器输出振幅分量信号和相位分量信号。心跳提取器通过使用独立分量分析方法从振幅分量信号和相位分量信号分离包括在振幅分量输出中的由身体运动所产生的振幅分量，从而仅提取精确的心跳。此外，JP-A-2010-120493公开了一种防止乘员的生物信号的精度劣化的生物信号感测装置。该生物信号感测装置包括：传感器单元，其通过电波型非调制多普勒传感器感测乘员的移动；生物信号提取单元，其基于传感器单元的输出的相位变化，来提取乘员的生物信号；距离计算单元，其基于传感器单元的输出的相位变化量的积分值，来计算传感器单元与乘员之间的估计距离；以及生物信号输出判定单元，其基于估计的距离来判定生物信号的可靠性，并且在可靠性低的情况下停止生物信号的输出。传感器单元包括本地振荡器、发射天线、接收天线、分配器或混频器，并且发射信号向驾驶员辐射。从本地振荡器发射具有频率fHz的本地信号T(t)，例如由T(t)＝cos(2πft)表示，并且所发射的电波的一部分被反射并被接收天线接收为接收信号R(t)，该接收信号R(t)由R(t)＝cos(2πft-4πd(t)/λ-4πx(t)/λ)近似(其中，d(x)是在传感器单元与驾驶员之间的距离位移，x(t)是包括驾驶员的心跳或呼吸在内的人体表面的细微的距离位移，λ是本地信号T(t)的波长)。接收信号R(t)由分配器分配成两个并被输入到两个混频器中。另外，由分配器分配的另外一个本地信号T(t)在只有一个相位被分配器移位了π/4弧度的状态下被分配成两个，并被输入到两个混频器中的每一个中，并且本地信号T(t)和接收信号R(t)彼此混合。通过两个混频器中的乘法运算，输出接近DC区域的基带分量和调制分量，但是借助于输出信号中的每一个通过低通滤波器，在仅包括基带分量的基带接收信号中取得表示如下的实部Bi(t)和虚部Bq(t):Bi(t)＝1/2cos(4πd(t)/λ+4πx(t)/λ)Bq(t)＝1/2cos(π/4+4πd(t)/λ+4πx(t)/λ)这些部分由AD转换器从模拟信号转换为数字信号，并作为由传感器单元输出的检测信号输入到生物信号提取单元。此外，JP-A-2011-015887公开了一种生物状态获取装置等，其可以以非接触的方式取得生命体的生物信号，并且在不对生物信号执行诸如频率分析的复杂的处理的情况下，可以取得与生物状态相关的信息。该生物状态获取装置包括：IQ信号获取部，其将电磁波发射到生命体的身体表面，对其反射波进行IQ波检测，并且按时间顺序连续地取得从输出I信号和Q信号的IQ波检测器所输出的I信号和Q信号；以及生物状态获取部，其基于由IQ信号获取部取得的信号在IQ平面上的轨迹，来取得生命体的状态。
技术实现思路
然而，在上述相关技术中，生命体的身体表面的距离、倾斜和反射率随着人体移动而变化，并由此反射波的电波强度发生改变。因此，难以精确地检测由心跳或呼吸引起的身体表面的细微运动。此外，为了检测由心跳或呼吸引起的身体表面的细微运动，即使在使用对I信号/Q信号进行AD转换而取得的信号时，也存在AD转换的分辨率不足的问题。本专利技术的一个或更多个实施方式提供了一种电波型生物传感器，其精确地感测在使用多普勒传感器的电波型生物传感器中伴随着诸如心跳的细微运动的生物信息。根据本专利技术的一个或更多个实施方式，提供了一种电磁波照射单元，所述电磁波照射单元向生命体的身体表面照射电磁波；反射波接收单元，所述反射波接收单元接收作为由所述电磁波照射单元照射后在所述身体表面上反射的电磁波而得到的反射波，并且取得通过将所照射的电磁波信号与接收到的反射信号相乘而得的I信号和通过将所述I信号延迟预定相位而得的Q信号；微分(differentiation)计算单元，所述微分计算单元对由所述反射波接收单元取得的所述I信号和所述Q信号进行微分，并计算I信号微分(differential)值和Q信号微分值；以及角速度计算单元，所述角速度计算单元基于由所述反射波接收单元取得的所述I信号和所述Q信号以及由所述微分计算单元基于所述I信号和所述Q信号计算出的所述I信号微分值和所述Q信号微分值，来计算所述I信号和所述Q信号的角速度。据此，可以提供一种电波型生物传感器，其能够精确地感测伴随着诸如心跳的细微运动的生物信息。在电波式生物传感器，还可以设置生物信息提取单元，所述生物信息提取单元基于由所述角速度计算单元计算出的角速度，来提取所述生命体的生物信息。据此，可以检测各种生物信息。根据本专利技术的一个或更多个实施方式，可以提供一种电波型生物传感器，其精确地感测在使用多普勒传感器的电波型生物传感器中伴随着诸如心跳的细微运动的生物信息。附图说明图1是将根据本专利技术的实施方式的电波型生物传感器安装在车辆的车辆内部的示意图；图2是本专利技术的实施方式的电波型生物传感器的框图；图3是本专利技术的实施方式的电波型生物传感器中的多普勒传感器的框图；图4是例示出在本专利技术的实施方式的电波型生物传感器中的多普勒传感器、低通滤波器和带通滤波器、以及微计算机的关系的示意图；图5A是例示出由信号获取单元取得的I信号和Q信号的曲线图，图5B是例示出由信号获取单元取得的I信号微分值和Q信号微分值的曲线图，图5C是例示出在本专利技术的实施方式的电波型生物传感器中，与由角速度计算单元计算出的心跳相关的角速度的曲线图；图6是例示出由本专利技术的实施方式的电波型生物传感器提取的生物信息的图；图7是例示出本专利技术的实施方式的电波型生物传感器的控制的流程图；以及图8是用于描述在I-Q坐标面上的角速度等的图。具体实施方式在本专利技术的实施方式中，阐述了许多具体细节以提供对本专利技术的透彻理解。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施本专利技术。在其它情况下，没有详细描述公知的特征以避免使本专利技术复杂难懂。在下文中，将参照附图描述本专利技术的实施方式。根据本专利技术实施方式的电波型生物传感器利用多普勒传感器使用电磁波照射人体表面，取得该电磁波的反射波的I信号和Q信号的微分值，并由此取得包括在反射波中的伴随着细微运动的生物信息。将参照图1至图4来描述本实施方式中的电波型生物传感器100。电波型生物传感器100安装在具有与人体的一部分直接接触或间接接触的表面的设备中，并感测该设备的使用者的生物信息。这里，具有与人体的一部分接触的表面的设备(工具、机械和机器的总称术语)被具体称为例如，人坐于其上的椅子或沙发、人躺于其上的床、安装在医院中的身体检查设备以及安装在车辆或飞机上且人本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电波式生物传感器，该电波式生物传感器包括：电磁波照射单元，所述电磁波照射单元向生命体的身体表面照射电磁波；反射波接收单元，所述反射波接收单元接收作为由所述电磁波照射单元照射后在所述身体表面上反射的电磁波而得到的反射波，并且取得通过将所照射的电磁波信号与接收到的反射信号相乘而得的I信号和通过将所述I信号延迟预定相位而得的Q信号；微分计算单元，所述微分计算单元对由所述反射波接收单元取得的所述I信号和所述Q信号进行微分，计算I信号微分值和Q信号微分值；以及角速度计算单元，所述角速度计算单元基于由所述反射波接收单元取得的所述I信号和所述Q信号以及由所述微分计算单元基于所述I信号和所述Q信号计算出的所述I信号微分值和所述Q信号微分值，计算所述I信号和所述Q信号的角速度。

【技术特征摘要】
2016.06.21 JP 2016-1226891.一种电波式生物传感器，该电波式生物传感器包括：电磁波照射单元，所述电磁波照射单元向生命体的身体表面照射电磁波；反射波接收单元，所述反射波接收单元接收作为由所述电磁波照射单元照射后在所述身体表面上反射的电磁波而得到的反射波，并且取得通过将所照射的电磁波信号与接收到的反射信号相乘而得的I信号和通过将所述I信号延迟预定相位而得的Q信号；微分计算单元，所述微分计算单元对由所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：三谷重知，
申请(专利权)人：欧姆龙汽车电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP