Title:
Elektrowellen-Biosensor
Kind Code:
A1


Abstract:

Ein Elektrowellen-Biosensor umfasst: eine Einheit zur Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen; eine Einheit zum Empfangen einer reflektierten Welle, die eine reflektierte Welle empfängt und ein I-Signal sowie ein Q-Signal gewinnt. Der Elektrowellen-Biosensor umfasst ferner: eine I-Q-Norm-Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit, die eine Winkelgeschwindigkeit und eine IQ-Norm des I-Signals und des Q-Signals auf der Basis des I-Signals und des Q-Signals berechnet; eine Bio-Informationsextraktionseinheit, die Bio-Information des lebenden Körpers auf der Basis der durch die I-Q-Norm-Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit berechneten Winkelgeschwindigkeit extrahiert; und eine Ausgabebestimmungseinheit, die abhängig davon, ob eine Größe der berechneten Winkelgeschwindigkeit innerhalb eines ersten Schwellenwerts liegt, bestimmt, ob die durch die Bio-Informationsextraktionseinheit extrahierte Bio-Information auszugeben ist oder nicht.




Inventors:
Mitani, Shigetomo (Aichi, Komaki-shi, JP)
Application Number:
DE102017210305A
Publication Date:
12/21/2017
Filing Date:
06/20/2017
Assignee:
Omron Automotive Electronics Co., Ltd. (Aichi, Komaki-shi, JP)
International Classes:



Foreign References:
JP2006055504A2006-03-02
JP2010120493A2010-06-03
JP2011015887A2011-01-27
JP2014039839A2014-03-06
Attorney, Agent or Firm:
Kilian Kilian & Partner mbB Patentanwälte, 81379, München, DE
Claims:
1. Elektrowellen-Biosensor, umfassend:
eine Einheit zur Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen, die eine Körperoberfläche eines lebenden Körpers mit einer elektromagnetischen Welle bestrahlt;
eine Einheit zum Empfangen einer reflektierten Welle, die eine reflektierte Welle empfängt, die als die durch die Einheit zur Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen eingestrahlte und dann von der Körperoberfläche reflektierte elektromagnetische Welle gewonnen wird, und ein I-Signal, das durch Multiplizieren des eingestrahlten Signals der elektromagnetischen Welle und des empfangenen reflektierten Signals gewonnen wird, sowie ein Q-Signal, das durch Verzögern des I-Signals um eine vorbestimmte Phase gewonnen wird, gewinnt;
eine I-Q-Norm-Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit, die eine Winkelgeschwindigkeit und eine IQ-Norm des I-Signals und des Q-Signals auf der Basis des I-Signals und des Q-Signals berechnet, die durch die Einheit zum Empfangen einer reflektierten Welle gewonnen werden;
eine Bio-Informationsextraktionseinheit, die Bio-Information des lebenden Körpers auf der Basis der durch die I-Q-Norm-Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit berechneten Winkelgeschwindigkeit extrahiert; und
eine Ausgabebestimmungseinheit, die abhängig davon, ob eine Größe der durch die I-Q-Norm-Winkeigeschwindigkeitsberechnungseinheit berechneten Winkelgeschwindigkeit innerhalb eines ersten Schwellenwerts liegt, bestimmt, ob die durch die Bio-Informationsextraktionseinheit extrahierte Bio-Information auszugeben ist oder nicht.

2. Elektrowellen-Biosensor nach Anspruch 1, wobei nach der Bestimmung, dass die Bio-Information nicht auszugeben ist, die Ausgabebestimmungseinheit bestimmt, dass die durch die Bio-Informationsextraktionseinheit extrahierte Bio-Information in einem Fall auszugeben ist, in dem sich die durch die I-Q-Norm-Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit berechnete IQ-Norm innerhalb eines zweiten Schwellenwerts befindet und sich die Größe der durch die I-Q-Norm-Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit berechneten Winkelgeschwindigkeit innerhalb des ersten Schwellenwerts befindet.

3. Elektrowellen-Biosensor nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend:
eine Schätzeinheit, die die Größe der Winkelgeschwindigkeit auf der Basis von Daten der Winkelgeschwindigkeit einer Zeitreihe schätzt, die durch die I-Q-Norm-Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit berechnet wird,
wobei die Ausgabebestimmungseinheit auf der Basis der Größe der durch die Schätzeinheit geschätzten Winkelgeschwindigkeit und abhängig davon, ob eine Größe der geschätzten Winkelgeschwindigkeit innerhalb des ersten Schwellenwerts liegt, bestimmt, ob die durch die Bio-Informationsextraktionseinheit extrahierte Bio-Information auszugeben ist oder nicht.

Description:
TECHNISCHER BEREICH

Eine oder mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen einen Elektrowellen-Biosensor, der einen Doppler-Sensor verwendet.

TECHNISCHER HINTERGRUND

Aus dem Stand der Technik ist eine Technologie bekannt, die unter Verwendung eines Doppler-Sensors eine menschliche Körperoberfläche mit einer elektromagnetischen Welle bestrahlt und in einer reflektierten Welle enthaltene Bio-Information auf der Basis einer Koordinatenebene gewinnt, die aus einem I-Signal und einem Q-Signal der reflektierten Welle gebildet ist. JP-A-2006-055504 offenbart beispielsweise ein Herzfrequenzmessgerät, das unter Verwendung eines Elektrowellen-Doppler-Sensors ein Ausgangssignal erfasst, welches eine Amplitudenkomponente und eine Phasenkomponente einer von einer menschlichen Körperoberfläche reflektierten Welle enthält, und nur eine Herzfrequenzkomponente extrahiert, indem es die durch die Körperbewegung eines menschlichen Körpers erzeugte Amplitudenkomponente abtrennt. Das Herzfrequenzmessgerät gibt ein Amplitudenkomponentensignal und ein Phasenkomponentensignal an einen Herzfrequenzextraktor aus, indem es unter Verwendung eines Amplituden- und Phasenkonverters eine Polarkoordinatenumwandlung bezüglich eines Ausgangssignals (elf I-Signal und ein Q-Signal) ausführt, welches Information der Amplitudenkomponente und der Phasenkomponente der durch den Elektrowellen-Doppler-Sensor ausgegebenen reflektierten Welle enthält. Der Herzfrequenzextraktor extrahiert nur eine exakte Herzfrequenz, indem er die durch die Körperbewegung erzeugte Amplitudenkomponente, die in der aus dem Amplitudenkomponentensignal und dem Phasenkomponentensignal ausgegebenen Amplitudenkomponente enthalten ist, unter Verwendung eines Verfahrens der unabhängigen Komponentenanalyse separiert.

Außerdem offenbart JP-A-2010-120493 ein Biosignal-Erfassungsgerät, das die Beeinträchtigung der Genauigkeit eines Biosignals eines Insassen verhindert. Das Biosignal-Erfassungsgerät umfasst: eine Sensoreinheit, welche eine Bewegung eines Insassen durch einen Elektrowellen-Nichtmodulations-Doppler-Sensor erfasst; eine Biosignal-Extraktionseinheit, die ein Biosignal des Insassen auf der Basis einer Phasenänderung einer Ausgabe der Sensoreinheit extrahiert; eine Entfernungsberechnungseinheit, die eine geschätzte Entfernung zwischen der Sensoreinheit und dem Insassen auf der Basis eines integrierten Werts einer Größe einer Phasenänderung der Ausgabe der Sensoreinheit berechnet; und eine Biosignal-Ausgabebestimmungseinheit, welche die Zuverlässigkeit des Biosignals auf der Basis der geschätzten Entfernung bestimmt und die Ausgabe des Biosignals in einem Fall stoppt, in dem die Zuverlässigkeit niedrig ist.

Die Sensoreinheit umfasst einen lokalen Oszillator, eine Sendeantenne, eine Empfangsantenne sowie einen Verteiler oder einen Mischer, und ein Sendesignal wird zu einem Fahrer gestrahlt. Ein lokales Signal T(t) mit einer Frequenz fHz, die beispielsweise durch T(t) = cos(2πft) ausgedrückt ist, wird von dem lokalen Oszillator emittiert, und ein Teil der emittierten elektrischen Welle wird reflektiert und von der Empfangsantenne als ein Empfangssignal R(t) empfangen, das durch R(t) cos(2πft – 4πd(t)/λ – 4πx(t)/λ) approximiert ist (wobei d(x) eine Entfernungsverschiebung zwischen der Sensoreinheit und dem Fahrer ist, x(t) eine feine Entfernungsverschiebung einer eine Herzfrequenz oder Atmung des Fahrers aufweisenden Körperoberfläche ist, und λ eine Wellenlänge des lokalen Signals T(t) ist).

Das Empfangssignal R(t) wird durch den Verteiler zweigeteilt und in zwei Mischer eingegeben. Außerdem wird ein oder mehrere durch den Verteiler verteilte lokale Signale T(t) in einem Zustand zweigeteilt, in dem nur eine Phase durch den Verteiler um π/4 Radian verschoben wird, und wird in jeden von zwei Mischern eingegeben, und das lokale Signal T(t) und das Empfangssignal R(t) werden miteinander gemischt. Eine Basisbandkomponente, die einem Gleichanteil (DC-Anteil) nahe ist, und eine Modulationskomponente werden durch eine Multiplikationsoperation in die zwei Mischer ausgegeben, aber da jedes der Ausgangssignale ein Tiefpassfilter durchläuft, werden ein Realteil Bi(t) und ein Imaginärteil Bq(t), die wie folgt in dem Basisbandempfangssignal mit nur der Basisbandkomponente ausgedrückt werden, gewonnen. Bi(t) = 1/2cos(4πd(t)/λ + 4πx(t)/λ)Bq(t) = 1/2cos(π/4 + 4πd(t)/λ + 4πx(t)/λ)

Diese Teile werden durch einen AD-Konverter aus einem Analogsignal in ein Digitalsignal konvertiert und in eine Biosignal-Extraktionseinheit als ein erfasstes Signal eingegeben, das durch die Sensoreinheit ausgegeben wird.

Ferner offenbart JP-A-2011-015887 ein Gerät zur Gewinnung eines biologischen Zustands oder dergleichen, das ein Biosignal eines lebenden Körpers in kontaktloser Weise gewinnen kann, und das Informationen bezüglich eines biologischen Zustands gewinnen kann, ohne eine komplizierte Verarbeitung auszuführen, wie beispielsweise eine Frequenzanalyse bezüglich eines Biosignals. Das Gerät zur Gewinnung eines biologischen Zustands umfasst: eine IQ-Signalgewinnungseinheit, die eine elektromagnetische Welle zu einer Körperoberfläche des lebenden Körpers sendet, eine hiervon reflektierte Welle als IQ-Welle erfasst, und nachfolgend ein I-Signal und ein Q-Signal gewinnt, die aus einem IQ-Wellen-Detektor ausgegeben werden, der das I-Signal und das Q-Signal in einer Zeitreihe ausgibt; und eine Einheit zur Gewinnung eines biologischen Zustands, die einen Zustand des lebenden Körpers auf der Basis einer Trajektorie auf einer IQ-Ebene eines gewonnenen Signals gewinnt, das durch die IQ-Signalgewinnungseinheit gewonnen wird.

Ferner offenbart JP-A-2014-039839 ein Gerät zur Gewinnung eines biologischen Zustands oder dergleichen, das ein Biosignal eines lebenden Körpers in einer kontaktlosen Weise gewinnen kann, und das Informationen bezüglich eines biologischen Zustands gewinnen kann, ohne eine komplizierte Verarbeitung auszuführen, wie beispielsweise eine Frequenzanalyse bezüglich eines Biosignals. Das Gerät zur Gewinnung eines biologischen Zustands sendet eine elektromagnetische Welle zu einer Körperoberfläche lebenden Körpers, erfasst eine hiervon reflektierte Welle als IQ-Welle, gewinnt nachfolgend ein I-Signal und ein Q-Signal in einer Zeitreihe, und gewinnt einen Zustand des lebenden Körpers auf der Basis einer Trajektorie auf einer IQ-Ebene eines gewonnenen Signals. Das Gerät zur Gewinnung eines biologischen Zustands extrahiert ein Herzfrequenzsignal aus Zeitreihendaten einer Norm eines Positionsvektors des gewonnenen Signals auf einer IQ-Ebene, erfasst das zu einer Herzfrequenz korrespondierende Herzfrequenzsignal auf der Basis einer periodischen Fluktuation einer Wellenform des extrahierten Herzfrequenzsignals und berechnet die Herzfrequenz in einer Einheitsperiode als Herzfrequenzinformation.

ZUSAMMENFASSUNG

Bei dem beschriebenen Stand der Technik tritt jedoch in einem Fall, in dem eine große Fluktuation auf der Körperoberfläche des lebenden Körpers erzeugt wird, wenn sich der menschliche Körper bewegt, der Fall auf, dass falsche Bio-Information ausgegeben wird.

Eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung stellen einen Elektrowellen-Biosensor bereit, der normale Bio-Information in dem Elektrowellen-Biosensor ausgeben kann, der einen Doppler-Sensor verwendet.

Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung wird ein Elektrowellen-Biosensor bereitgestellt, der umfasst: eine Einheit zur Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen, die eine Körperoberfläche eines lebenden Körpers mit einer elektromagnetischen Welle bestrahlt; eine Einheit zum Empfangen einer reflektierten Welle, die eine reflektierte Welle empfängt, die als die durch die Einheit zur Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen eingestrahlte und dann von der Körperoberfläche reflektierte elektromagnetische Welle gewonnen wird, und ein I-Signal, das durch Multiplizieren des eingestrahlten Signals der elektromagnetischen Welle und des empfangenen reflektierten Signals gewonnen wird, sowie ein Q-Signal, das durch Verzögern des I-Signals um eine vorbestimmte Phase gewonnen wird, gewinnt; eine I-Q-Norm-Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit, die eine Winkelgeschwindigkeit und eine IQ-Norm des I-Signals und des Q-Signals auf der Basis des I-Signals und des Q-Signals berechnet, die durch die Einheit zum Empfangen einer reflektierten Welle gewonnen werden; eine Bio-Informationsextraktionseinheit, die Bio-Information des lebenden Körpers auf der Basis der durch die I-Q-Norm-Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit berechneten Winkelgeschwindigkeit extrahiert; und eine Ausgabebestimmungseinheit, die abhängig davon, ob eine Größe der durch die I-Q-Norm-Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit berechneten Winkelgeschwindigkeit innerhalb eines ersten Schwellenwerts liegt, bestimmt, ob die durch die Bio-Informationsextraktionseinheit extrahierte Bio-Information auszugeben ist oder nicht.

Demgemäß ist es möglich, einen Elektrowellen-Biosensor bereitzustellen, der durch Stoppen der Ausgabe der Bio-Information in einem Fall, in dem eine große Fluktuation auf der Oberfläche des lebenden Körpers erzeugt wird, exakte Bio-Information ausgeben kann.

Bei dem Elektrowellen-Biosensor, kann nach der Bestimmung, dass die Bio-Information nicht ausgegeben wird, die Ausgabebestimmungseinheit bestimmen, dass die durch die Bio-Informationsextraktionseinheit extrahierte Bio-Information in einem Fall auszugeben ist, in dem sich die durch die I-Q-Norm-Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit berechnete IQ-Norm innerhalb eines zweiten Schwellenwerts befindet und sich die Größe der durch die I-Q-Norm-Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit berechneten Winkelgeschwindigkeit innerhalb des ersten Schwellenwerts befindet.

Demgemäß ist es durch erneutes Starten der Ausgabe in einem Fall, in dem die IQ-Norm innerhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegt, möglich, die exakte Bio-Information auszugeben.

Bei dem Elektrowellen-Biosensor kann ferner eine Schätzeinheit vorgesehen sein, die die Größe der Winkelgeschwindigkeit auf der Basis von Daten der Winkelgeschwindigkeit einer Zeitreihe schätzt, die durch die I-Q-Norm-Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit berechnet wird, und die Ausgabebestimmungseinheit kann auf der Basis der Größe der durch die Schätzeinheit geschätzten Winkelgeschwindigkeit und abhängig davon, ob eine Größe der geschätzten Winkelgeschwindigkeit innerhalb des ersten Schwellenwerts liegt, bestimmen, ob die durch die Bio-Informationsextraktionseinheit extrahierte Bio-Information ausgegeben wird oder nicht.

Demgemäß ist es durch Schätzen, ob die Verschiebung der Oberfläche des lebenden Körpers von dem Bereich, der gemessen werden kann, abweicht oder nicht, möglich schnell zu bestimmen, ob die Ausgabe durchgeführt wird oder nicht, und nur die exakte Bio-Information auszugeben, ohne falsche Bio-Information auszugeben.

Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung ist es möglich, einen Elektrowellen-Biosensor bereitzustellen, der in dem Elektrowellen-Biosensor unter Verwendung eines Doppler-Sensors exakte Bio-Information ausgeben kann.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

1 ist eine schematische Darstellung, bei der ein Elektrowellen-Biosensor einer Ausführungsform der Erfindung in einen Fahrzeuginnenraum eines Fahrzeugs eingebaut ist;

2 ist ein Blockschaltbild des Elektrowellen-Biosensors der Ausführungsform der Erfindung;

3 ist ein Blockschaltbild eines Doppler-Sensors in dem Elektrowellen-Biosensor der Ausführungsform der Erfindung;

4 ist eine Ansicht, die ein Schätzverfahren einer Schätzeinheit des Elektrowellen-Biosensors der Ausführungsform der Erfindung beschreibt;

5 ist eine Ansicht, die einen erneuten Start einer Ausgabe in einer Ausgabebestimmungseinheit des Elektrowellen-Biosensors der Ausführungsform der Erfindung beschreibt;

6 ist ein Flussdiagramm, das eine Steuerung in dem Elektrowellen-Biosensor der Ausführungsform der Erfindung darstellt; und

7 ist eine Ansicht zum Beschreiben einer Winkelgeschwindigkeit oder dergleichen in bzw. auf einer I-Q-Koordinatenebene.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

In Ausführungsformen der Erfindung sind zahlreiche spezielle Details angegeben, um ein gründliches Verständnis der Erfindung zu schaffen. Fachleuten ist jedoch klar, dass die Erfindung ohne diese speziellen Details ausgeführt werden kann. In anderen Beispielen sind wohlbekannte Merkmale nicht beschrieben worden, um eine Verschleierung der Erfindung zu vermeiden.

Nachstehend wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Ein Elektrowellen-Biosensor gemäß der Ausführungsform der Erfindung bestrahlt eine menschliche Körperoberfläche mit einer elektromagnetischen Welle unter Verwendung eines Doppler-Sensors, ermittelt einen Fall, in dem eine große Fluktuation auf einer Körperoberfläche eines lebenden Körpers erzeugt wird, wenn sich der menschliche Körper bewegt, abhängig davon, ob die Größe einer Winkelgeschwindigkeit eines I-Signals/Q-Signals einen vorbestimmten Schwellenwert in einem Fall der Gewinnung von Bio-Information übersteigt oder nicht, die von einer feinen Bewegung begleitet ist, die in der reflektierten Welle enthalten ist, und kann durch Stoppen einer Ausgabe der Bio-Information in diesem Fall eine exakte Bio-Information ausgeben.

Ein Elektrowellen-Biosensor 100 in der Ausführungsform wird unter Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben. Der Elektrowellen-Biosensor 100 ist in einer Einrichtung mit einer Oberfläche installiert, die sich direkt oder indirekt in Kontakt mit einem Teil des menschlichen Körpers befindet, und erfasst die Bio-Information eines Benutzers der Einrichtung. Hier wird als Einrichtung (allgemeine Bezeichnung von Werkzeug, Mechanismus und Maschine) mit einer Oberfläche, die sich in Kontakt mit einem Teil des menschlichen Körpers befindet, insbesondere als Beispiel auf einen Stuhl oder ein Sofa, auf dem ein Mensch sitzt, auf ein Bett, auf dem ein Mensch liegt, auf eine in einem Krankenhaus installierte Körperuntersuchungseinrichtung und auf einen Sitz, der in einem Fahrzeug oder einem Flugzeug eingebaut ist und auf dem ein Mensch sitzt, Bezug genommen.

Als Oberfläche, die sich in Kontakt mit einem Teil des menschlichen Körpers befindet, wird auf eine Sitzfläche oder eine Rückenlehne in einem Stuhl oder dergleichen, und auf die Oberseite einer Matratze in einem Bett Bezug genommen. Die jeweilige Fläche kann sich direkt oder indirekt in Kontakt mit einem Teil des menschlichen Körpers befinden oder kann indirekt in Kontakt mit dem menschlichen Körper gelangen, wenn ein Mensch Kleidung trägt. Ein Teil des Körpers ist ein Gesäß oder ein Schenkel auf einer Sitzfläche eines Stuhls oder dergleichen und wird im allgemeinen als der Rücken an der Rückenlehne eines Stuhls oder dergleichen oder in einem Bett oder dergleichen bezeichnet. Bei der Körperuntersuchungseinrichtung kann ein Teil des Körpers beispielsweise ein Arm oder ein Bein eines Menschen sein.

In der Beschreibung wird als Bio-Information des Benutzers auf die Größe der Herzfrequenz (Pulsfrequenz) oder einer Pulswelle sowie auf die Atemfrequenz oder die Stärke der Atmung Bezug genommen, und sie enthält kein Husten oder Niesen, was eine Bewegung der Haut oder des Muskels erzeugt, die nicht von der Herzfrequenz oder der Atmung stammt. Die Herzfrequenz oder die Atmung erzeugt eine feine Bewegung auf der Körperoberfläche des lebenden Körpers, und der Elektrowellen-Biosensor 100 erfasst die Bio-Information, die mit der feinen Bewegung einhergeht.

In der Ausführungsform wird ein Fall beschrieben, in dem der Elektrowellen-Biosensor 100 im Inneren eines Fahrzeugs eingebaut ist, wie es in 1 dargestellt ist. Der Elektrowellen-Biosensor 100 ist in einem Rückenlehnenabschnitt eines Sitzes ST eingebaut, auf dem beispielsweise der Fahrer sitzt. Da der Zweck des Elektrowellen-Biosensors 100 darin besteht, die feine Bewegung der Hautoberfläche zu erfassen, die mit der Herzfrequenz oder der Atmung verknüpft ist, ist ein Fall, bei dem der Elektrowellen-Biosensor 100 in dem Rückenlehnenabschnitt eingebaut ist, der eine Fläche ist, die sich in Kontakt mit dem Rücken des Fahrers befindet, der keine relativ große Bewegung aufweist, starker bevorzugt als ein Fall, bei dem der Elektrowellen-Biosensor 100 die Bewegung durch Bestrahlen eines Gesichts oder dergleichen des Fahrers mit einer elektrischen Welle erfasst, das eine große Bewegung nach vorn in Richtung zu einem Steuerrad WL hin aufweist.

Wie in 2 dargestellt, umfasst der Elektrowellen-Biosensor 100 eine Einheit 10 zur Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen, der die Körperoberfläche des lebenden Körpers mit der elektromagnetischen Welle bestrahlt; eine Einheit 20 zum Empfangen einer reflektierten Welle, die ein durch Multiplizieren des Signals der eingestrahlten elektromagnetischen Welle und des empfangenen reflektierten Signals gewonnenes I-Signal und ein durch Verzögern des I-Signals um eine vorbestimmte Phase gewonnenes Q-Signal gewinnt, nachdem die reflektierte Welle empfangen wurde, die als die elektromagnetische Welle gewonnen wurde, die durch die Einheit 10 zur Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen eingestrahlt wurde, auf der Körperoberfläche reflektiert wurde, und eine Wellenerfassung oder -verstärkung ausgeführt wurde; und eine Steuereinheit 60, die die Einheit 10 zur Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen steuert. Außerdem bilden die Einheit 10 zur Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen und die Einheit 20 zum Empfangen einer reflektierten Welle einen Doppler-Sensor DS.

3 ist ein Blockschaltbild, das speziell den Doppler-Sensor DS darstellt. Ein Oszillator 13 des Doppler-Sensors DS oszilliert mit einer vorbestimmten Frequenz unter der Steuerung der Steuereinheit 60. Außerdem wird generell ein Mikrowellenband der Frequenz verwendet, und es gibt viele Fälle, bei denen die Frequenz nicht besonders beschränkt ist, aber 24 GHz werden im Allgemeinen in einem Fall einer Verwendung zur Gewinnung der Bio-Information verwendet. Die durch den Oszillator 13 oszillierte elektromagnetische Welle wird von einem Verteiler 12 verteilt, und ein Messziel TG wird mit einer der elektromagnetischen Wellen als einer elektromagnetischen Welle mit einer Frequenz f0 (beispielsweise 24 GHz) aus einer Sendeantenne 11 bestrahlt.

Die elektromagnetische Welle der Frequenz f0 wird beim Auftreffen auf das eine Bewegung ausführende Messziel TG reflektiert, die Frequenz ändert sich zu fr, und eine Empfangsantenne 21 empfängt die reflektierte Welle, welche die Frequenz fr angenommen hat. Außerdem bewegt sich das Messziel TG mit einer Relativgeschwindigkeit v in einer Richtung, die einen Schnittwinkel α bezüglich Richtungen der Sendeantenne 11 und der Empfangsantenne 21 aufweist. Die Frequenz fr der reflektierten Welle ist dann durch die Gleichung (1) gegeben. fr = f0 ± fd(1)

Die Frequenz der gesendeten Welle ist f0, die Dopplerfrequenz ist fd = (2f0|v|/c0)·cosα, die Lichtgeschwindigkeit ist c0, die Relativgeschwindigkeit des Messziels ist v, und der Schnittwinkel in der Bewegungsrichtung des Messziels bezüglich der gesendeten Welle ist α.

Die von der Empfangsantenne 21 empfangene reflektierte Welle der Frequenz fr wird in einem Mischer 22 so einer Berechnung unterzogen, dass sie mit der durch den Verteiler 12 verteilten anderen elektromagnetischen Welle (Frequenz f0) multipliziert wird und dann aus einem I-Signal-Ausgangsport IP, der ein Teil der Einheit 20 zum Empfangen einer reflektierten Welle ist, als das I-Signal ausgegeben wird, welches eine Basisbandkomponente, die einem Gleichanteil (DC-Anteil) nahe ist, und eine Modulationskomponente umfasst. Außerdem wird die reflektierte Welle, die eine von der Empfangsantenne 21 empfangene reflektierte Welle der Frequenz fr ist und deren Phase um π/2 verschoben ist, in ähnlicher Weise in einem Mischer 22 einer Berechnung so unterzogen, dass sie mit der von dem Verteiler 12 verteilten anderen elektromagnetischen Welle (Frequenz f0) multipliziert wird und dann aus einem Q-Signal-Ausgangsport QP, der ein Teil der Einheit 20 zum Empfangen einer reflektierten Welle ist, als das Q-Signal ausgegeben wird, welches die Basisbandkomponente, die dem Gleichanteil nahe ist, und die Modulationskomponente umfasst.

Der Elektrowellen-Biosensor 100 umfasst ferner ein Tiefpassfilter 101 und ein Bandpassfilter 102, in die das aus dem I-Signal-Ausgangsport IP ausgegebene I-Signal und das aus dem Q-Signal-Ausgangsport QP ausgegebene Q-Signal, die aus der Einheit 20 für das Empfangen einer reflektierten Welle ausgegeben wurden, eingegeben werden; und eine Signalgewinnungseinheit 30, die aus dem Tiefpassfilter 101 und dem Bandpassfilter 102 jeweils ein später beschriebenes Signal gewinnt. Das Tiefpassfilter 101 ist ein beliebiges Filter, das Rauschen einer Hochfrequenzkomponente entfernt und nur der Basisbandkomponente den Durchgang durch den I-Signal-Ausgangsport IP und den Q-Signal-Ausgangsport QP in den I-Signal- bzw. Q-Signal-Ausgang erlaubt und Signale (I und Q) ausgibt, die das geglättete I-Signal und Q-Signal sind. Da der Zweck des Elektrowellen-Biosensors 100 darin besteht, die Bio-Information wie beispielsweise die Herzfrequenz oder die Atmung zu gewinnen, Ist das Tiefpassfilter 101 außerdem ein Filter, das den Durchgang einer Herzfrequenz von ungefähr 1 Hz oder der Atmung von ungefähr 0,3 Hz erlaubt, und ist beispielsweise ein Filter, das die Herzfrequenz oder die Atmung entfernt, die größer oder gleich 10 Hz ist.

Das Bandpassfilter 102 ist ein selektives Filter, das den Gleichanteil aus dem I-Signal und dem Q-Signal entfernt, die aus dem I-Signal-Ausgangsport IP bzw. aus dem Q-Signal-Ausgangsport QP ausgegeben werden, und Differenzwerte (ΔI und ΔQ) der einzelnen Signale ausgibt.

Die Signalgewinnungseinheit 30 empfängt das I-Signal und das Q-Signal, deren Hochfrequenzkomponente durch das Tiefpassfilter 101 entfernt wird, sowie einen I-Signal-Differenzwert ΔI, der ein Differenzwert des I-Signals ist, von dem Bandpassfilter 102 und einen Q-Signal-Differenzwert ΔQ, der ein Differenzwert des Q-Signals ist. Außerdem kann die Signalgewinnungseinheit 30 ein AD-Port mit einem AD-Wandler sein, der ein analoges Signal in ein digitales Signal umwandelt und in einem Mikrocomputer eingebaut ist. Des Weiteren können Konfigurationselemente, wie beispielsweise die Steuereinheit 60 oder eine später beschriebene I-Q-Norm-Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit 40 in dem Mikrocomputer eingebaut sein.

Der Elektrowellen-Biosensor 100 umfasst des Weiteren die I-Q-Norm-Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit 40, die die Winkelgeschwindigkeit des I-Signals und des Q- Signals auf der Basis des I-Signals und des Q-Signals, die durch die Einheit 20 zum Empfangen einer reflektierten Welle gewonnen werden, sowie des I-Signal-Differenzwerts ΔI und des Q-Signal Differenzwerts ΔQ, die durch das Bandpassfilter 102 auf der Basis des I-Signals und des Q-Signals berechnet werden, berechnet. Wie später beschrieben, ermittelt die I-Q-Norm-Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit 40 eine Winkelgeschwindigkeit ω und eine IQ-Norm des I-Signals und des Q-Signals auf der Basis des I-Signals, des Q-Signals, des I-Signal-Differenzwerts ΔI und des Q-Signal-Differenzwerts ΔQ.

Eine Sendewelle xs(t) der Frequenz f0 in Abhängigkeit von der Zeit t, die von der Sendeantenne 11 des Doppler-Sensors DS gesendet wird, ist durch die Gleichung (2) ausgedrückt. xs(t) = Ascos(ωst)(2)

Eine Amplitude der Sendewelle ist As, und eine Winkelgeschwindigkeit der Sendewelle ist ωs = 2πf0.

Außerdem ist eine reflektierte Welle xr(t) der Frequenz fr in Abhängigkeit von der Zeit t, die von der Empfangsantenne 21 des Doppler-Sensors DS empfangen wird, durch die Gleichung (3) ausgedrückt. xr(t) = Arcos([ωs ± ωd]t + Φ)(3)

Eine Amplitude der empfangenen Welle ist Ar, eine Doppler-Winkelgeschwindigkeit ist ωd = 2πfd, und eine Phase, die von einer Entfernung zum Messziel abhängt, ist Φ.

Außerdem ist ein Signal, das einer Berechnung so unterzogen wird, dass es durch Eingeben der Sendewelle und der reflektierten Welle in den Mischer 22 multipliziert wird, durch die Gleichung (4) ausgedrückt. xs(t)xr(t) = AsArcos(ωst)cos([ωs + ωd]t + Φ)
= (AsAr/2){cos(ωdt + Φ) + cos([2ωs + ωd]t + Φ)}(4)

In einem Fall, in dem die Hochfrequenzkomponente durch das Tiefpassfilter 101 entfernt wird, fällt die Modulationskomponente des zweiten Terms in der Gleichung (4) weg. Dann ist I(t), welches das I-Signal nach dem Entfernen der Doppler-Frequenzkomponente durch das Tiefpassfilter 101 ist, durch die Gleichung (5) ausgedrückt. I(t) = (AsAr/2)cos(ωdt + Φ)(5)

Außerdem ist Q(t), welches das durch Verzögern der Phase aus dem I-Signal um π/2 gewonnene Q-Signal ist, durch die Gleichung (6) ausgedrückt. Q(t) = (AsAr/2)cos(ωdt + Φ – π/2)(6)

Das durch die Gleichung (5) ausgedrückte I-Signal und das durch die Gleichung (6) ausgedrückte Q-Signal werden in die Signalgewinnungseinheit 30 eingegeben.

Außerdem können, da der I-Signal-Differenzwert ΔI ≈ dI/dt ist und der Q-Signal-Differenzwert ΔQ ≈ dQ/dt ist, wenn die Gleichung (5) und die Gleichung (6) jeweils nach der Zeit t differenziert werden, der I-Signal-Differenzwert ΔI und der Q-Signal-Differenzwert ΔQ berechnet werden.

Ferner beträgt gemäß Darstellung in 7 die Winkelgeschwindigkeit ω auf der I-Q-Koordinatenebene ω = d0/dt.

Außerdem kann, da Θ = arctan(I – Ioffset)/(Q – Qoffset), wenn Ioffset durch eine Konstante ausgedrückt werden kann, die durch einen baulich bedingten Faktor des Elektrowellen-Biosensors definiert ist, und Qoffset durch eine Konstante ausgedrückt werden kann, die durch einen baulich bedingten Faktor des Elektrowellen-Biosensors definiert ist, die Winkelgeschwindigkeit ω durch Ausdruck 1 wie folgt ausgedrückt werden: (Ausdruck 1)

Ferner kann die IQ-Norm NRM durch die Gleichung (7) ausgedrückt werden. NRM = √((I – Ioffset)2 + (Q – Qoffset)2)(7)

Schließlich wird in einem Fall, in dem das Bandpassfilter 102 nicht vorgesehen ist, die Winkelgeschwindigkeit beispielsweise durch Ausführen einer Zeitsubtraktion des I-Signals bezüglich ΔI und einer Zeitsubtraktion des Q-Signals bezüglich ΔQ ermittelt.

Ferner umfasst der Elektrowellen-Biosensor 100 außerdem eine Bio-Informationsextraktionseinheit 50, die die Bio-Information des lebenden Körpers auf der Basis der durch die I-Q-Norm-Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit 40 berechneten Winkelgeschwindigkeit ω extrahiert. Die Bio-Informationsextraktionseinheit 50 extrahiert die Bio-Informationen auf der Basis der Charakteristika der zu extrahierenden Bio-Information. Beispielsweise wird in der Bio-Informationsextraktionseinheit 50 in einem Fall, in dem die Frequenzkomponente, welche das Bandpassfilter 102 durchlaufen hat, in einem früheren Stadium die Frequenzkomponente sowohl der Herzfrequenzkomponente als auch der Atmung enthält, die durch die I-Q-Norm-Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit 40 ausgegebene Winkelgeschwindigkeit ω durch Synthetisieren von zwei der periodischen Komponente der Atmung und der periodischen Komponente der Herzfrequenz gewonnen.

Auf diese Weise kann in einem Fall, in dem die durch Synthetisieren von zwei der periodischen Komponente der Atmung und der periodischen Komponente der Herzfrequenz gewonnene Winkelgeschwindigkeit ω in die Bio-Informationsextraktionseinheit 50 eingegeben wird, die Bio-Informationsextraktionseinheit 50 die Herzfrequenz oder die Atemfrequenz oder die Stärken von den Höhen von jedem der Peaks durch Vergleichen der Periode der allgemeinen Atmung oder der Herzfrequenz extrahieren. Auf diese Weise ist es möglich, durch Bestrahlen der menschlichen Körperoberfläche mit der elektromagnetischen Welle, durch Gewinnen von mehreren Bestandteilen von Bio-Information auf der Basis der Winkelgeschwindigkeit in der Koordinatenebene des I-Signals und des Q-Signals der reflektierten Welle und durch Extrahieren einer spezifischen Bio-Information auf der Basis der Frequenzkomponente, wie beispielsweise einer allgemeinen Herzfrequenz oder einer Atemfrequenz, gleichzeitig verschiedene Bestandteile von Bio-Information zu gewinnen.

Ferner umfasst der Elektrowellen-Biosensor 100 eine Ausgabebestimmungseinheit 80, die abhängig davon, ob die Größe der Winkelgeschwindigkeit ω innerhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegt oder nicht, bestimmt, ob die durch die Bio-Informationsextraktionseinheit 50 extrahierte Bio-Information auszugeben ist oder nicht; und eine Externausgabeeinheit 70 zum Ausgeben der Bio-Information an einen externen Mechanismus, der die Bio-Information verwendet, die durch die Bio-Informationsextraktionseinheit 50 nach Maßgabe der Bestimmung der Ausgabebestimmungseinheit 80 extrahiert wurde. Die Ausgabebestimmungseinheit 80 bestimmt, dass die durch die Bio-Informationsextraktionseinheit 50 extrahierte Bio-Information in einem Fall auszugeben ist, in dem die Größe der durch die I-Q-Norm-Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit 40 berechneten Winkelgeschwindigkeit ω oder die Größe der durch eine später beschriebene Schätzeinheit 90 geschätzten Winkelgeschwindigkeit ω innerhalb des vorbestimmten Schwellenwerts liegt. Im Gegensatz dazu bestimmt die Ausgabebestimmungseinheit 80, dass die durch die Bio-Informationsextraktionseinheit 50 extrahierte Bio-Information in einem Fall nicht auszugeben ist, in dem die Größe oder dergleichen der durch die I-Q-Norm-Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit 40 berechneten Winkelgeschwindigkeit ω den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.

Der vorbestimmte Schwellenwert wird hier unter Bezug auf 7 beschrieben. Die Größe des Kreises in 7 gibt die Größe der Empfangsstärke in der Empfangsantenne 21 der reflektierten Welle an und fluktuiert gemäß einem Zustand (Abstand, Neigung der Reflexionsfläche, Reflexionsvermögen oder dergleichen) der Oberfläche des lebenden Körpers, der das Messziel TG ist. In einem Fall, in dem der Abstand zwischen dem Doppler-Sensor DS und der Oberfläche des lebenden Körpers d ist, ist die Größe Δd der Verschiebung des Abstands d durch die Gleichung (8) ausgedrückt. Δd – λ·ΔΘ/4π(8)

λ ist eine Wellenlänge (beispielsweise 12,5 mm in einem Fall, in dem die Frequenz 24 GHz beträgt) der Sendewelle.

In einem Fall, in dem eine große Fluktuation auf der Körperoberfläche des lebenden Körpers erzeugt wird, nimmt die Größe Δd der Verschiebung des Abstands d zwischen dem Doppler-Sensor DS und der Oberfläche des lebenden Körpers zu, und als Folge fluktuiert auch ΔΘ stark. Da ΔΘ ein Winkel ist, ist es nicht möglich zu bestimmen, wie viel Fluktuation praktisch ausgeführt wird, wenn beispielsweise der Winkel gleich oder größer als 360° ist. Daher hängt der vorbestimmte Schwellenwert (erster Schwellenwert) von dt ab, das ein Abtastintervall ist, aber der vorbestimmte Schwellenwert wird in dem Maß als die Winkelgeschwindigkeit ω bezeichnet, als ΔΘ 360° (+180° und –180°) nicht übersteigt.

In einem Fall, in dem die Ausgabebestimmungseinheit 80 bestimmt, dass die Bio-Information auszugeben ist, gibt die Externausgabeeinheit 70 die Bio-Information an den externen Mechanismus aus, der die Bio-Informationen verwendet, und in einem Fall, in dem die Ausgabebestimmungseinheit 80 bestimmt, dass die Bio-Information nicht auszugeben ist, gibt die Externausgabeeinheit 70 die Bio-Information nicht an den externen Mechanismus aus, der die Bio-Information verwendet. Auf diese Weise kann in einem Fall des Gewinnens der Bio-Information, die mit einer feinen Bewegung einhergeht, die in der reflektierten Welle enthalten ist, durch Bestrahlen der menschlichen Körperoberfläche mit der elektromagnetischen Welle unter Verwendung des Doppler-Sensors DS der Elektrowellen-Biosensor 100 die Ausgabe der Bio-Information in einem Fall stoppen, in dem eine große Fluktuation, welche den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, auf der Körperoberfläche des lebenden Körpers erzeugt wird, indem der Fall bestimmt wird, dass die Größe der Winkelgeschwindigkeit ω des I-Signals/Q-Signals den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Dementsprechend kann der Elektrowellen-Biosensor 100 exakte Bio-Information ausgeben.

Außerdem kann der Elektrowellen-Biosensor 100 wahlweise die Schätzeinheit 90 enthalten, welche die Größe der Winkelgeschwindigkeit auf der Basis der Daten der Winkelgeschwindigkeit in einer Zeitreihe schätzt, die durch die I-Q-Norm-Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit 40 berechnet wird. In einem Fall, in dem der Elektrowellen-Biosensor 100 die Schätzeinheit 90 umfasst, bestimmt die Ausgabebestimmungseinheit 80 auf der Basis davon, ob die Größe der durch die Schätzeinheit 90 geschätzten Winkelgeschwindigkeit ω innerhalb des vorbestimmten Schwellenwerts (erster Schwellenwert) liegt oder nicht, ob die durch die Bio-Informationsextraktionseinheit 50 extrahierte Bio-Information auszugeben ist oder nicht.

Die Schätzeinheit 90 schätzt die Winkelgeschwindigkeit, beispielsweise gemäß Darstellung in 4. In anderen Worten wird in einem Fall, in dem die Änderungsrate der Winkelgeschwindigkeit ω allmählich zunimmt und der geschätzte Wert auf einer gepunkteten Linie der Zeichnung geschätzt wird, wenn die Änderungsrate den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, durch Treffen einer Entscheidung aus den Daten (der durch eine durchgezogene Linie in der Zeichnung dargestellte Teil) der durch die I-Q-Norm-Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit 40 berechneten Winkelgeschwindigkeit der Zeitreihe auf der Basis des geschätzten Werts bestimmt, ob die Bio-Information auszugeben ist oder nicht. Ferner ist ein in 4 dargestelltes Verfahren der Schätzung ein Beispiel, und der geschätzte Wert kann beispielsweise ein quadratischer Wert der Winkelgeschwindigkeit sein. Demgemäß ist es durch Schätzen, ob der Bereich, in dem die Verschiebung der Oberfläche des lebenden Körpers gemessen werden kann, abweicht oder nicht, möglich zu bestimmen, ob die Winkelgeschwindigkeit ω in der Praxis schnell ausgegeben wird, bevor der vorbestimmte Schwellenwert überschritten wird, und nur exakte Bio-Information auszugeben, ohne falsche Bio-Information auszugeben.

Ferner bestimmt, nachdem die Ausgabebestimmungseinheit 80 bestimmt hat, dass die Bio-Information nicht auszugeben ist, die Ausgabebestimmungseinheit 80, dass die durch die Bio-Informationsextraktionseinheit 50 extrahierte Bio-Information in einem Fall, in dem sich die durch die I-Q-Norm-Winkelgeschwmndigkeitsberechnungseinheit 40 berechnete IQ-Norm NRM innerhalb des vorbestimmten Schwellenwerts (zweiter Schwellenwert) befindet, und in einem Fall, in dem sich die Größe der durch die I-Q-Norm-Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit 40 berechneten Winkelgeschwindigkeit innerhalb des vorbestimmten Schwellenwerts (erster Schwellenwert) befindet, ausgegeben wird. Der vorbestimmte Schwellenwert (zweiter Schwellenwert) bezüglich der IQ-Norm NRM wird beispielsweise durch das in 5 dargestellte Verfahren bestimmt. Wie in der Zeichnung dargestellt, betrachtet die Ausgabebestimmungseinheit 80 eine Periode, während der ein Absolutwert der Winkelgeschwindigkeit ω ausreichend klein ist, als eine stabile Periode, und lernt einen Fluktuationsbereich der IQ-Norm NRM in der stabilen Periode. Beispielsweise kann der vorbestimmte Schwellenwert (zweiter Schwellenwert) bezüglich der IQ-Norm NRM aus einem Mittelwert und der Verteilung der stabilen Periode ermittelt werden, und als ein Beispiel kann der zweite Schwellenwert ein Mittelwert ±3σ (σ: Abweichung) sein. In diesem Fall kann ein oberer Grenzschwellenwert der Zeichnung ein Mittelwert +3σ sein, und ein unterer Grenzschwellenwert kann ein Mittelwert –3σ sein.

Die Oberfläche des lebenden Körpers fluktuiert stark, und auch die Winkelgeschwindigkeit ω selbst übersteigt den ersten Schwellenwert in einer unstabilen Periode stark, während der die in der Zeichnung dargestellte Winkelgeschwindigkeit ω den zweiten Schwellenwert (den oberen Grenzschwellenwert oder den unteren Grenzschwellenwert) übersteigt, und daher befindet sich die Ausgabebestimmungseinheit 80 in einem Zustand, in dem bereits bestimmt ist, dass die Bio-Information nicht auszugeben ist. Außerdem ist, wenn die Fluktuation der IQ-Norm NRM konvergiert ist und sich die IQ-Norm NRM innerhalb des zweiten Schwellenwerts (des oberen Grenzschwellenwerts oder des unteren Grenzschwellenwerts) befindet, die unstabile Periode beendet, und die Ausgabebestimmungseinheit 80 bestimmt, dass die Ausgabe der Bio-Information erneut zu starten ist. Auf diese Weise ist ein Fall, in dem eine Abweichung von der stabilen Periode durch die Winkelgeschwindigkeit ω bestimmt wird und eine Rückkehr zur stabilen Periode durch die IQ-Norm NRM bestimmt wird, ein Fall der Bestimmung durch die Winkelgeschwindigkeit ω exzellent zum Bestimmen der Stabilität, aber da die Winkelgeschwindigkeit nicht ermittelt wird, wenn der Bereich einmal verlassen wird, wird die Winkelgeschwindigkeit durch Verwendung der IQ-Norm NRM unterschieden. Demzufolge ist es durch erneutes Starten der Ausgabe in einem Fall, in dem sich die IQ-Norm NRM innerhalb des ersten Schwellenwerts befindet, möglich, eine exakte Bio-Information auszugeben.

6 ist ein Flussdiagramm, das eine Steuerung in dem Elektrowellen-Biosensor 100 darstellt. S in dem Flussdiagramm bezeichnet Schritte. In S100 gewinnt die Signalgewinnungseinheit 30 des Elektrowellen-Biosensors 100 das I-Signal und das Q-Signal, welche das Tiefpassfilter 101 durchlaufen, sowie den I-Signal-Differenzwert ΔI und den Q-Signal-Differenzwert ΔQ, welche das Bandpassfilter 102 durchlaufen. In S102 berechnet die I-Q-Norm-Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit 40 die Winkelgeschwindigkeit ω auf der Basis des oben beschriebenen (Ausdruck 1), und die IQ-Norm NRM auf der Basis der Gleichung (7), aus dem I-Signal, dem Q-Signal, dem I-Signal-Differenzwert ΔI und dem Q-Signal-Differenzwert ΔQ, die durch die Signalgewinnungseinheit 30 gewonnen werden, und den Offset-Werten, die durch den baulich bedingten Faktor des Elektrowellen-Biosensors 100 bestimmt sind.

In S104 prüft die Ausgabebestimmungseinheit 80 ein anormales Flag, welches später beschrieben wird, und prüft, ob die Bio-Information in der vorhergehenden Bestimmung ausgegeben wurde oder nicht (ein Zustand, in dem die Ausgabe möglich ist oder nicht). In einem Fall, in dem die Ausgabe in der vorhergehenden Bestimmung ausgeführt wurde, befindet sich in S106 die Ausgabebestimmungseinheit 80 in einem Zustand (ein Zustand, in dem die Ausgabe nicht möglich ist), in dem die Bio-Information in einem Fall nicht ausgegeben wird, in dem die Schätzeinheit 90 schätzt, dass die Winkelgeschwindigkeit ω den vorbestimmten Schwellenwert (erster Schwellenwert) übersteigt, indem sie aus den Zeitreihendaten der Winkelgeschwindigkeit ω eine Entscheidung trifft, das heißt, in einem Fall, in dem angenommen wird, dass eine große Fluktuation, bei der die Winkelgeschwindigkeit ω den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, auf der Oberfläche des lebenden Körpers erzeugt wird.

In S108 prüft die Ausgabebestimmungseinheit 80, ob die Bio-Information auszugeben ist oder nicht (ein Zustand, in dem die Ausgabe möglich ist oder nicht). In einem Fall, in dem die Ausgabebestimmungseinheit 80 bestimmt, dass die Bio-Information ausgegeben werden kann, das heißt in einem Fall, in dem das Schätzergebnis der Schätzeinheit 90 in S106 den ersten Schwellenwert nicht übersteigt, schätzt die Schätzeinheit 90 die Winkelgeschwindigkeit ω wieder in S110. Außerdem gibt in S112 die Externausgabeeinheit 70 die durch die Bio-Informationsextraktionseinheit 50 extrahierte Bio-Information an den externen Mechanismus aus. In einem Fall, in dem die Ausgabebestimmungseinheit 80 in S108 bestimmt, dass die Ausgabe der Bio-Information nicht möglich ist, schaltet die Ausgabebestimmungseinheit 80 das anormale Flag ein und beendet den Prozess danach, und die Ausgabe der Bio-Information wird nicht ausgeführt, in S116. Das anormale Flag wird in S104 geprüft.

In S104 in einem Fall, in dem das anormale Flag eingeschaltet ist, d. h. in einem Fall, in dem die Ausgabe nicht in der vorhergehenden Bestimmung ausgeführt wird, prüft in S114 die Ausgabebestimmungseinheit 80, ob der Fluktuationsbereich der IQ-Norm NRM innerhalb des vorbestimmten Schwellenwerts (zweiter Schwellenwert) liegt oder nicht. In einem Fall, in dem der Fluktuationsbereich innerhalb des vorbestimmten Schwellenwerts liegt, wird unter Rückkehr zu S106 die Winkelgeschwindigkeit ω in der Schätzeinheit 90 geschätzt. Außerdem wird in einem Fall, in dem die IQ-Norm NRM den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, der Prozess beendet, und die Bio-Information wird nicht ausgegeben.

Auf diese Weise bestimmt der Elektrowellen-Biosensor 100, dass die Oberfläche des lebenden Körpers stark fluktuiert, wenn die Winkelgeschwindigkeit ω den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, und in diesem Fall ist es möglich, nur exakte Bio-Information auszugeben, wenn die Bio-Information wie beispielsweise die Herzfrequenz nicht ausgegeben wird. Außerdem ist es möglich, wenn die Schätzeinheit 90 die Winkelgeschwindigkeit ω schätzt, schnell zu bestimmen, ob die Ausgabe möglich ist oder nicht. Außerdem ist es in einem Fall, in dem die Ausgabe der Bio-Information einmal gestoppt wurde, durch Bestimmen des erneuten Starts der Ausgabe durch die IQ-Norm NRM möglich, nur exakte Bio-Information auszugeben.

Schließlich ist die Erfindung nicht auf die als Beispiel angegebene Ausführungsform beschränkt und kann gemäß einer Konfiguration innerhalb eines Bereichs realisiert werden, der nicht über den Inhalt der einzelnen Ansprüche hinausgeht. In anderen Worten ist die Erfindung in den Zeichnungen hauptsächlich unter Berücksichtigung der speziellen Ausführungsform dargestellt und beschrieben, aber Fachleute können bezüglich der oben beschriebenen Ausführungsform verschiedene Änderungen in der Anzahl der Komponenten und andere spezifische Konfigurationen hinzufügen, ohne von der technischen Idee und dem Schutzbereich abzuweichen.

Während die Erfindung unter Bezug auf eine begrenzte Anzahl von Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist Fachleuten in Kenntnis dieser Offenbarung klar, dass andere Ausführungsformen denkbar sind, die den Schutzbereich der hier dargelegten Erfindung nicht verlassen. Demzufolge sollte der Schutzbereich der Erfindung nur durch die beigefügten Ansprüche beschränkt sein.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Patentliteratur

  • JP 2006-055504 A [0002]
  • JP 2010-120493 A [0003]
  • JP 2011-015887 A [0007]
  • JP 2014-039839 A [0008]