心拍测定装置制造方法及图纸

本发明专利技术的心拍测定装置(1)具备从发送天线(4)对被测定者(O)发送发送信号(St)的发送机(3)、通过接收天线(6)将从被测定者(O)反射来的信号作为接收信号(Sr)接收的接收机(5)、以及生成发送信号(St)与接收信号(Sr)的同相成分亦即I信号与正交成分亦即Q信号的正交检波电路(7)。除此以外，心拍测定装置(1)具备：傅立叶变换部(8)，其从I信号与Q信号计算正与负的频率区域的频谱(Ss)；以及信号处理部(9)，其比较频谱(Ss)的正与负的频率成分来提取心拍成分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】心拍测定装置
本专利技术涉及例如适用于人体的心拍的测定的心拍测定装置。
技术介绍
作为心拍测定装置，公知有利用多普勒效应的多普勒传感器(例如参照专利文献1～3)。这样的多普勒传感器具备：对被测定者从发送天线发送发送信号的发送单元、通过接收天线接收从上述被测定者反射来的信号作为接收信号的接收单元、以及生成上述发送信号与上述接收信号的同相成分亦即I信号与正交成分亦即Q信号的信号生成单元。在专利文献1中，公开了将从多普勒传感器输出的中频信号(IF信号)傅立叶变换，而通过对傅立叶变换后的信号执行滤波处理来计算心拍与呼吸的结构。在专利文献2中，记载有IQ检波(正交检波)反射波，从IQ平面上的取得信号的位置向量的规范的时间序列数据提取心拍信号，而根据提取出的心拍信号的波形的周期性的变动来检测与1次心拍对应的心拍信号。在专利文献3中，记载有从基于血流的反射率的变化检测心拍的多普勒传感器。另外，在专利文献3中，公开了基于多普勒传感器检测到的振幅成分与相位成分的2个信号，进行从振幅成分分离由人体的身体运动引起的成分的处理，而只提取心拍的结构。专利文献1：日本特开2016-13239号公报专利文献2：日本特开2014-39838号公报专利文献3：日本特开2006-55504号公报然而，专利文献1中记载的心肺功能监视装置通过对傅立叶变换后的信号执行滤波处理来计算心拍与呼吸。因此，在基于心拍的频率成分与基于身体运动的频率成分重叠的情况下，存在不能够探测这一问题。专利文献2中记载的多普勒传感器观察IQ平面上的时间序列的运动。因此，在有噪声的情况下不能够进行信号的探测。专利文献3中记载的多普勒传感器从基于血流的反射率的变化检测心拍。然而，基于血流的反射率的变化非常地小，而对噪声敏感。因此，存在若不是极度小的身体运动，则不能够与心拍分离这一问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述的以往技术的问题而完成的，本专利技术的目的在于提供能够精度较好地提取心拍成分的心拍测定装置。为了解决上述的课题，本专利技术的特征在于，在具备对被测定者从发送天线发送发送信号的发送单元、通过接收天线接收从上述被测定者反射来的信号作为接收信号的接收单元、以及生成上述发送信号与上述接收信号的同相成分亦即I信号与正交成分亦即Q信号的信号生成单元的心拍测定装置中，具备：频谱计算部，其从上述I信号与上述Q信号计算正与负的频率区域的频谱；以及信号处理部，其比较上述频谱的正与负的频率成分来提取心拍成分。根据本专利技术，能够精度较好地提取心拍成分。附图说明图1是示出基于本专利技术的第1实施方式的心拍测定装置的结构的框图。图2是示出IQ平面上的接收信号的运动的说明图。图3是示出被测定者的运动与频谱的关系的说明图。图4是示出接收信号、傅立叶变换区间以及频谱的关系的说明图。图5是示出基于本专利技术的第2实施方式的心拍测定装置的结构的框图。图6是示出基于本专利技术的第3实施方式的心拍测定装置的结构的框图。图7是示出将本专利技术的心拍测定装置搭载于车辆的状态的说明图。具体实施方式以下，一边参照附图，一遍对基于本专利技术的实施方式的心拍测定装置详细地进行说明。在图1中示出基于第1实施方式的心拍测定装置1。心拍测定装置1具备发送机3、接收机5、正交检波电路7、傅立叶变换部8、信号处理部9等。发送机3以及正交检波电路7连接于局部振荡器2。心拍测定装置1是利用多普勒效应的多普勒传感器与被测定者O非接触地测定被测定者O(人体)的心拍。局部振荡器2生成单个频率f0的RF信号(高频信号)。此时，RF信号的频率f0设定于10GHz乃至100GHz的范围内。发送机3构成从发送天线4对被测定者O发送发送信号St的发送单元。发送机3具备电力增幅器3A(PA)。电力增幅器3A的输入侧连接于局部振荡器2。电力增幅器3A的输出侧连接于发送天线4。发送机3将基于局部振荡器2的RF信号通过电力增幅器3A电力增幅，而作为发送信号St从发送天线4朝着被测定者O发送。发送天线4由能够发射发送信号St的各种天线构成。发送天线4的输入侧连接于发送机3(电力增幅器3A)。发送天线4例如配置于被测定者O的前方，将从发送机3输入的发送信号St朝着被测定者O的胸部照射。接收机5构成通过接收天线6将从被测定者O反射来的信号作为接收信号Sr接收的接收单元。接收机5具备低噪声增幅器5A(LNA)。低噪声增幅器5A的输入侧连接于接收天线6。低噪声增幅器5A的输出侧连接于正交检波电路7。接收机5在被测定者O反射发送信号St时，通过接收天线6将此时的反射波作为接收信号Sr接收。接收机5通过低噪声增幅器5A增幅接收信号Sr，而向正交检波电路7输出。接收天线6与发送天线4相同地构成。接收天线6例如与发送天线4相同地配置于被测定者O的前方，而将被测定者O反射发送信号St时的反射波作为接收信号Sr接收。接收天线6由能够接收接收信号Sr的各种天线构成。此外，发送天线4以及接收天线6并不限于被测定者O的前方，若是在接收信号Sr中产生被测定者O的基于心拍的多普勒效应的位置，则也可以配置于任意的位置(例如被测定者O的后方)。正交检波电路7构成输出发送信号St与接收信号Sr的同相成分亦即I信号与正交成分亦即Q信号的信号生成单元。正交检波电路7对接收信号Sr进行正交检波。正交检波电路7由混频器7A、7B与移相器7C构成。混频器7A连接于局部振荡器2。混频器7A将接收信号Sr与基于局部振荡器2的RF信号混合而输出I信号(同相信号)。混频器7B经由使RF信号的相位偏移90°的移相器7C连接于局部振荡器2。混频器7B将接收信号Sr与通过移相器7C后的RF信号混合而输出Q信号(正交信号)。正交检波电路7将I信号与Q信号向傅立叶变换部8输出。傅立叶变换部8以及信号处理部9例如由微型计算机等那样的计算装置10构成。计算装置10具有将I信号以及Q信号通过AD变换器变换为数字信号的AD变换器(未图示)。除此以外，计算装置10具有储存了各种程序的存储部(未图示)。计算装置10通过执行各种程序来作为傅立叶变换部8以及信号处理部9工作。傅立叶变换部8构成从I信号与Q信号计算正与负的频率区域的频谱Ss的频谱计算部。傅立叶变换部8将时间幅度Tw设定地比心拍的间隔Thb短，而将I信号与Q信号傅立叶变换。因此，I信号以及Q信号向傅立叶变换部8输入，而被划分为预先决定的时间幅度Tw而被傅立叶变换。如图4所示，傅立叶变换部8将划分出的时间幅度Tw一点点地错开，并且在各个区间进行傅立叶变换，而计算频谱Ss的随时间的变化。错开时间幅度Tw的值是比时间幅度Tw小的值(例如时间幅度Tw的一半)。在这里，心拍的正常值例如为60～100次/分钟左右。此时，心拍的间隔Thb例如为0.6～1秒左右。因此，傅立叶变换部8作为比心拍的间隔Thb短的值，例如设定0.3～0.5秒左右的时间幅度Tw，而将I信号与Q信号以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种心拍测定装置，具备：/n发送单元，其对被测定者从发送天线发送发送信号；/n接收单元，其通过接收天线接收从上述被测定者反射来的信号作为接收信号；以及/n信号生成单元，其生成与I信号的正交成分亦即Q信号，该I信号是上述发送信号与上述接收信号的同相成分，/n该心拍测定装置的特征在于，具备：/n频谱计算部，其根据上述I信号与上述Q信号计算正与负的频率区域的频谱；/n信号处理部，其比较上述频谱的正与负的频率成分来提取心拍成分。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170831 JP 2017-1670601.一种心拍测定装置，具备：
发送单元，其对被测定者从发送天线发送发送信号；
接收单元，其通过接收天线接收从上述被测定者反射来的信号作为接收信号；以及
信号生成单元，其生成与I信号的正交成分亦即Q信号，该I信号是上述发送信号与上述接收信号的同相成分，
该心拍测定装置的特征在于，具备：
频谱计算部，其根据上述I信号与上述Q信号计算正与负的频率区域的频谱；
信号处理部，其比较上述频谱的正与负的频率成分来提取心拍成分。


2.根据权利要求1所述的心拍测定装置，其特征在于，
上述发送信号的频率在10GHz乃至100GHz的范围内。


3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：泷泽晃一，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP