特許 7415808 生体情報検知システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-09

(45)【発行日】2024-01-17

(54)【発明の名称】生体情報検知システム

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/11 20060101AFI20240110BHJP

   A61B 5/00 20060101ALI20240110BHJP

   A61B 5/0245 20060101ALI20240110BHJP

   G01S 7/02 20060101ALI20240110BHJP

【ＦＩ】

A61B5/11 110

A61B5/00 101R

A61B5/0245 C

G01S7/02 210

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020096328

(22)【出願日】2020-06-02

(65)【公開番号】P2021069923

(43)【公開日】2021-05-06

【審査請求日】2023-02-15

(31)【優先権主張番号】P 2019197830

(32)【優先日】2019-10-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110001128

【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】柴田 俊輔

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 隆

(72)【発明者】

【氏名】森 寛之

(72)【発明者】

【氏名】上田 吾朗

【審査官】佐々木 創太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１７４８７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１５７９８９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／００－ ５／０３

Ａ６１Ｂ ５／０６－ ５／２２

Ｇ０１Ｓ ７／００－ ７／４２

Ｇ０１Ｓ １３／００－１３／９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

送信アンテナ（１２）から放射されて人（２）を透過した電波を受信する特定アンテナ（１３ｂ）と、
前記送信アンテナから放射されて前記人を透過しない電波を受信する複数のノイズ除去アンテナ（１３ａ、１３ｃ）と、
前記特定アンテナおよび前記ノイズ除去アンテナで受信される電波の位相（θ１、θ２、θ３）を検出する位相検出部（１４２）と、
前記特定アンテナで受信される電波の位相（θ２）と前記ノイズ除去アンテナで受信される電波の位相（θ１、θ３）との位相差に基づいて、前記特定アンテナにおける前記送信アンテナから前記人を透過した電波に応じた生体信号以外のノイズを推定するノイズ推定部（３１０、４００、５１０、７００）と、
前記特定アンテナで受信される電波に応じた信号および前記ノイズ推定部により推定されたノイズに基づいて、前記人の生体情報を算出する算出部（２５０、６００）と、
を備える生体情報検知システム。

【請求項2】

前記ノイズ推定部は、前記送信アンテナから放射される電波の波長（λ）および前記ノイズ除去アンテナから前記特定アンテナまでの距離であるアンテナ間距離（ｄ）に基づいて、前記位相差を推定する請求項１に記載の生体情報検知システム。

【請求項3】

前記特定アンテナは、複数の前記ノイズ除去アンテナ同士の間に配置されている請求項１または２に記載の生体情報検知システム。

【請求項4】

前記特定アンテナおよび複数の前記ノイズ除去アンテナは、車両の席（３）に、前記車両の幅方向に並んで配置されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の生体情報検知システム。

【請求項5】

前記ノイズ推定部（７００）は、前記車両の幅方向のうち一方側から伝播されるノイズ（Ｗ１）と前記車両の幅方向のうち他方側から伝播されるノイズ（Ｗ３）との合成波（Ｗｍ）を推定することにより、前記生体信号以外のノイズを推定する請求項４に記載の生体情報検知システム。

【請求項6】

前記特定アンテナで受信される電波の強度（Ｃｔ）を検出する強度検出部（１４１）をさらに備え、前記ノイズ推定部は、前記特定アンテナで受信される電波の強度（Ｃｔ）に基づいて、前記生体信号以外のノイズを推定する請求項１ないし５のいずれか１つに記載の生体情報検知システム。

【請求項7】

前記特定アンテナおよび前記ノイズ除去アンテナは、電波を受信する複数の受信アンテナ（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）であって、
前記生体信号以外のノイズに対する前記生体信号の比（ＳＮ）が基準値（ε）より大きい信号に対応する前記特定アンテナを、前記複数の受信アンテナから選定する選定部（１５０）をさらに備え、
前記算出部は、前記選定部により選定された前記特定アンテナで受信された電波に応じた信号および前記ノイズ推定部により推定されたノイズに基づいて、前記生体情報を算出する請求項１ないし６のいずれか１つに記載の生体情報検知システム。

【請求項8】

前記選定部は、前記生体信号以外のノイズに対する前記生体信号の比（ＳＮ）が前記基準値（ε）以下の信号に対応する前記ノイズ除去アンテナ（１３ａ、１３ｃ）を、前記複数の受信アンテナから選定し、
前記ノイズ推定部は、前記選定部により選定された前記ノイズ除去アンテナで受信された電波に応じた信号に基づいて、前記生体信号以外のノイズを推定する請求項７に記載の生体情報検知システム。

【請求項9】

前記選定部は、車両が停止しているときに、前記特定アンテナを、前記複数の受信アンテナから選定する請求項７または８に記載の生体情報検知システム。

【請求項10】

前記送信アンテナおよび前記位相検出部に所定の周波数の信号を送信する発信機（１１）をさらに備え、
前記送信アンテナは、前記発信機からの信号に応じた電波を放射し、
前記位相検出部は、前記発信機からの信号の位相と前記特定アンテナで受信される電波の位相とを比較することにより、前記特定アンテナで受信される電波の位相を検出し、前記発信機からの信号の位相と前記ノイズ除去アンテナで受信される電波の位相とを比較することにより、前記ノイズ除去アンテナで受信される電波の位相を検出する請求項１ないし９のいずれか１つに記載の生体情報検知システム。

【請求項11】

前記ノイズ推定部（５１０）は、前記ノイズ除去アンテナで受信される電波の位相を所定の範囲で複数設定して前記特定アンテナにおける前記送信アンテナから前記人を透過した電波に応じた生体信号以外のノイズを、設定した複数の位相のそれぞれに対して推定し、
前記算出部（５２０、６００）は、前記特定アンテナで受信される電波に応じた信号から前記ノイズ推定部により推定されたノイズを除去した信号の時刻に対する強度の極大値を、前記ノイズ推定部によって設定された複数の位相のそれぞれに対して算出し、前記ノイズ推定部によって設定された複数の位相のそれぞれに対して算出した信号のうち前記極大値の数が最小となる信号を算出することにより、前記生体情報を算出する請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の生体情報検知システム。

【請求項12】

前記ノイズ推定部（５１０）は、前記ノイズ除去アンテナで受信される電波の位相を所定の範囲で複数設定して前記特定アンテナにおける前記送信アンテナから前記人を透過した電波に応じた生体信号以外のノイズを、設定した複数の位相のそれぞれに対して推定し、
前記算出部（５２０、６００）は、前記特定アンテナで受信される電波に応じた信号から前記ノイズ推定部により推定されたノイズを除去した信号の時刻に対する強度の極小値を、前記ノイズ推定部によって設定された複数の位相のそれぞれに対して算出し、前記ノイズ推定部によって設定された複数の位相のそれぞれに対して算出した信号のうち前記極小値の数が最小となる信号を算出することにより、前記生体情報を算出する請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の生体情報検知システム。

【請求項13】

前記ノイズ推定部（５１０）は、前記ノイズ除去アンテナで受信される電波の位相を所定の範囲で複数設定して前記特定アンテナにおける前記送信アンテナから前記人を透過した電波に応じた生体信号以外のノイズを、設定した複数の位相のそれぞれに対して推定し、
前記算出部（５２０、６００）は、前記特定アンテナで受信される電波に応じた信号から前記ノイズ推定部により推定されたノイズを除去した信号の時刻に対する強度の極大値および極小値を、前記ノイズ推定部によって設定された複数の位相のそれぞれに対して算出し、前記ノイズ推定部によって設定された複数の位相のそれぞれに対して算出した信号のうち前記極大値の数と前記極小値の数との和が最小となる信号を算出することにより、前記生体情報を算出する請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の生体情報検知システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、生体情報検知システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１に記載されているように、生体情報検出手段の出力信号から、生体情報検出手段とは異なる位置に配置される感震手段の出力信号を減算することにより、生体情報以外のノイズを除去する車載用生体情報検知装置が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第３０９８８４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

発明者等の検討によれば、生体情報検出手段とは異なる位置に配置される感震手段の出力信号を減算するだけでは、生体情報検出手段の出力信号と感震手段の出力信号との位相差により、ノイズが除去されないことがある。このため、生体情報の精度が低下することがある。

【0005】

本開示は、生体情報の精度を向上させる生体情報検知システム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】

請求項１に記載の発明は、送信アンテナ（１２）から放射されて人（２）を透過した電波を受信する特定アンテナ（１３ｂ）と、送信アンテナから放射されて人を透過しない電波を受信する複数のノイズ除去アンテナ（１３ａ、１３ｃ）と、特定アンテナおよびノイズ除去アンテナで受信される電波の位相（θ１、θ２、θ３）を検出する位相検出部（１４２）と、特定アンテナで受信される電波の位相（θ２）とノイズ除去アンテナで受信される電波の位相（θ１、θ３）との位相差に基づいて、特定アンテナにおける送信アンテナから人を透過した電波に応じた生体信号以外のノイズを推定するノイズ推定部（３１０、４００）と、特定アンテナで受信される電波に応じた信号およびノイズ推定部により推定されたノイズに基づいて、人の生体情報を算出する算出部（２５０）と、を備える生体情報検知システムである。

【0007】

これにより、位相差によってノイズ除去がされないことが抑制されるため、人の生体情報を算出する精度が向上する。

【0008】

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態における生体情報検知システムの構成図である。

【図2】処理部の選定部が停車時に実行する処理のフローチャートである。

【図3】選定部の処理における周波数および強度の関係図である。

【図4】特定アンテナおよびノイズ除去アンテナの選定の手順を示す模式図である。

【図5】処理部の算出部が走行時に実行する処理のフローチャートである。

【図6】車両の運転席周辺の電波を示す模式図である。

【図7】図６のＶＩＩ部拡大図である。

【図8】算出部のキャリブレーションを示すフローチャートである。

【図9】算出部のキャリブレーションにおける時刻および強度の関係図である。

【図10】算出部の処理における周波数および強度の関係図である。

【図11】変形例１の算出部が走行時に実行する処理のフローチャートである。

【図12】アンテナ間距離および減衰定数の関係図である。

【図13】変形例３の算出部が走行時に実行する処理のフローチャートである。

【図14】車両の運転席周辺の電波を示す模式図である。

【図15】時刻と回折波および反射波によるノイズとの関係図である。

【図16】時刻と、推定されたノイズを特定アンテナで受信される信号から除去した信号の強度との関係図である。

【図17】算出部のキャリブレーションを示すフローチャートである。

【図18】時刻と、推定されたノイズを特定アンテナで受信される信号から除去した信号の強度との関係図である。

【図19】時刻と、推定されたノイズを特定アンテナで受信される信号から除去した信号の強度との関係図である。

【図20】変形例４の算出部が走行時に実行する処理のフローチャートである。

【図21】変形例５における生体情報検知システムの構成図である。

【図22】変形例６の算出部が走行時に実行する処理のフローチャートである。

【図23】算出部のキャリブレーションを示すフローチャートである。

【図24】変形例８の算出部が走行時に実行する処理のフローチャートである。

【図25】時刻と、推定されたノイズを特定アンテナで受信される信号から除去した信号の強度との関係図である。

【図26】変形例９の算出部が走行時に実行する処理のフローチャートである。

【図27】時刻と、推定されたノイズを特定アンテナで受信される信号から除去した信号の強度との関係図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。

【0011】

本実施形態の生体情報検知システム１０は、車両に搭載されており、車両の運転席３に着座する人２の生体情報を検知する。この生体情報とは、人２の生体活動に関する情報であって、例えば、人２の心拍数である。

【0012】

具体的には、図１に示すように、生体情報検知システム１０は、発信機１１、送信アンテナ１２、複数の受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、受信機１４および生体情報検知装置４を備えている。ここでは、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃが３つ備えられている。なお、以下では、説明のため、３つの受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃのそれぞれが第１受信アンテナ１３ａ、第２受信アンテナ１３ｂ、第３受信アンテナ１３ｃと適宜記載されている。

【0013】

発信機１１は、所定の周波数の送信信号を、後述の送信アンテナ１２および受信機１４に送信する。この所定の周波数は、後述の送信アンテナ１２から送信される電波が人２の身体を透過可能となるように、９００ＭＨｚ付近に設定されている。

【0014】

送信アンテナ１２は、運転席３に対して車両の前側に配置されており、発信機１１からの送信信号に応じた電波を人２の身体の上半身に向かって放射する。

【0015】

受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、運転席３のシートバック３ａに埋め込まれており、車両の幅方向に互いに異なる位置に並んでいる。また、それぞれの受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、人２の上半身を挟んで送信アンテナ１２と対向するように配置されており、送信アンテナ１２から放射された電波を受信する。さらに、第２受信アンテナ１３ｂは、第１受信アンテナ１３ａと第３受信アンテナ１３ｃとで挟まれるように配置されている。

【0016】

受信機１４は、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃのそれぞれで受信された電波の強度および位相を検出する。具体的には、受信機１４は、強度検出部１４１および位相検出部１４２を有する。

【0017】

強度検出部１４１は、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃのそれぞれで受信された電波の強度を検出する。これらの検出された強度は、生体情報検知装置４に送信される。

【0018】

位相検出部１４２は、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃのそれぞれで受信された電波の位相を検出する。具体的には、位相検出部１４２は、発信機１１からの送信信号の位相と第１受信アンテナ１３ａで受信された電波信号の位相とを比較することにより、両者の位相差を検出する。これにより、位相検出部１４２は、第１受信アンテナ１３ａで受信された電波信号の位相を検出する。また、位相検出部１４２は、発信機１１からの送信信号の位相と第２受信アンテナ１３ｂで受信された電波信号の位相とを比較することにより、両者の位相差を検出する。これにより、位相検出部１４２は、第２受信アンテナ１３ｂで受信された電波信号の位相を検出する。さらに、位相検出部１４２は、発信機１１からの送信信号の位相と第３受信アンテナ１３ｃで受信された電波信号の位相とを比較することにより、両者の位相差を検出する。これにより、位相検出部１４２は、第３受信アンテナ１３ｃで受信された電波信号の位相を検出する。これらの検出された位相は、生体情報検知装置４に送信される。

【0019】

生体情報検知装置４は、マイコン等を主体として構成されており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏおよびこれらの構成を接続するバスライン等を備えており、入力部４１、記憶部４２、出力部４３および処理部４４を有する。

【0020】

入力部４１は、受信機１４からのアナログ信号である強度および位相をデジタル信号に変換する。これらの変換された強度および位相は、処理部４４に送信される。

【0021】

記憶部４２は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、書き込み可能な不揮発性記憶媒体等を含んでおり、後述の処理部４４によって実行されるプログラムを記憶している。

【0022】

出力部４３は、後述の処理部４４からの信号を生体情報検知装置４の外部に送信する。この出力部４３からの信号は、例えば、経路案内等を行う車載ナビゲーション装置、車両の外部と通信を行う車載データ通信モジュール、および、人２が携帯する携帯通信端末等に送信される。

【0023】

処理部４４は、記憶部４２に記憶されているプログラムを実行する装置であって、実行の際には、記憶部４２のＲＡＭを作業領域として使用する。具体的には、処理部４４は、選定部４４１および算出部４４２を含む。

【0024】

選定部４４１は、記憶部４２に記憶されているプログラムを実行することにより、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃを、後述の生体情報推定用の特定アンテナおよびノイズ除去アンテナのいずれかに選定する。この選定の詳細については、後述する。

【0025】

算出部４４２は、ノイズ推定部に対応しており、記憶部４２に記憶されているプログラムを実行することにより、受信機１４で検出された強度および位相に基づいて、人２の生体情報を算出する。この算出の詳細については、後述する。

【0026】

以上のように、生体情報検知システム１０は構成されている。このような生体情報検知システム１０は、人２の生体情報としての心拍数を検知する。以下では、この生体情報検知システム１０の作動について説明する。

【0027】

発信機１１は、９００ＭＨｚ付近の周波数の送信信号を送信アンテナ１２に送信する。そして、送信アンテナ１２は、発信機１１からの送信信号に応じた電波を運転席３および人２に向かって放射する。

【0028】

送信アンテナ１２から放射された電波の一部は、人２の身体および心臓２ａを透過する。このとき、人２の心臓２ａが誘電体として機能するため、人２の心臓２ａを透過する電波では、電気エネルギーが熱エネルギーとして失われる現象である誘電体損失が生じる。また、心臓２ａの心拍に伴う形状の変化により心臓２ａの比誘電率が変化するため、この誘電体損失は、心臓２ａの心拍に応じて変化する。したがって、人２の心臓２ａを透過する電波は、誘電体損失の変化に応じた成分を含むことにより、心臓２ａの心拍に応じた成分である生体信号を含む。そして、この生体信号を含む電波は、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃのいずれかで受信される。

【0029】

また、送信アンテナ１２から放射された電波の一部は、図６に示すように、人２の身体を透過しないで、人２を回り込むように進む回折波および車内で人以外の物体に反射する反射波等として、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃのそれぞれで受信される。この回折波および反射波は、人２の身体を通過していないため、人２の心拍に関係ない成分、すなわち、ノイズを含む。

【0030】

よって、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃのうち、心臓２ａを透過した電波を受信したアンテナから送信される信号は、生体信号とノイズとが含まれる。これに対して、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃのうち、心臓２ａを透過した電波を受信しなかったアンテナから送信される信号は、ノイズのみが含まれる。したがって、受信機１４は、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃから、生体信号およびノイズを含む信号と、ノイズを含む信号とを受信する。これらの受信機１４で受信された信号は、生体情報検知装置４の入力部４１に送信される。

【0031】

入力部４１は、これらの受信機１４で受信された信号のアナログ信号をデジタル信号に変換する。この変換された信号は、処理部４４に送信される。これにより、処理部４４は、時間経過に伴う受信機１４で受信された信号を取得する。この時間経過に伴う受信機１４で受信された信号は、受信機１４で検出される強度および位相を含む時間波形であって、所定の時間間隔でサンプリングされる。そして、処理部４４の算出部４４２は、後述するように、これらの信号に基づいて人２の心拍数を算出することにより、人２の心拍数を検知する。この検知された心拍数は、車載ナビゲーション装置、車載データ通信モジュール、携帯通信端末等に送信される。

【0032】

以上のように、生体情報検知システム１０は、作動する。

【0033】

ここで、上記したように、生体信号を含む電波は、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃのいずれかで受信される。しかし、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃで受信される生体信号の強度が受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃの配置および人２の体格等によって異なることにより、生体情報検知装置４による人２の心拍数の検知の精度が低下することがある。このため、ここでは、生体情報検知装置４による人２の心拍数の検知の精度低下を抑制するために、ノイズに対する生体信号の比であるＳＮ比が比較的高くなるアンテナが、生体信号を受信するアンテナとして選定される。また、ここでは、生体情報検知装置４の選定部４４１により、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃのうち、生体信号を受信するアンテナとしての生体情報推定用の特定アンテナが選定される。

【0034】

以下では、この選定部４４１による処理について説明する。選定部４４１は、車両のイグニッションがオンのときであって、車両の速度がゼロである毎、すなわち、車両が停止する毎に、記憶部４２に記憶されているプログラムを実行することにより、生体情報推定用の特定アンテナを選定する。以下では、図２のフローチャートを参照して、この選定部４４１による選定について説明する。

【0035】

図２の処理では、選定部４４１により、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃのそれぞれを対象に、ステップ１１０から始まり、ステップ１４０およびステップ１５０のいずれかで終わるループ処理が実行される。

【0036】

ステップ１１０において、選定部４４１は、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃのうち対象とするアンテナで受信された電波に対応する信号を受信機１４から取得する。また、選定部４４１は、この時間波形を所定の長さの時間区間分、例えば、１秒前から現時点までの時間区間分、抽出する。

【0037】

続いて、ステップ１２０において、選定部４４１は、ステップ１１０にて抽出した時間波形の強度成分を離散フーリエ変換することにより、図３に示すように、この時間区間における受信機１４で受信される信号の周波数と強度との関係を示す周波数特性を取得する。なお、この周波数特性は、周波数ドメインにおける波形であって、所定の周波数区間内における複数の周波数ビンのそれぞれに強度の値が割り当てられたデータである。

【0038】

続いて、ステップ１３０において、選定部４４１は、ステップ１２０で取得した周波数特性に基づいて、対象のアンテナで受信される信号のＳＮ比を算出する。なお、このＳＮ比は、ノイズに対する生体信号の比である。

【0039】

ここで、このＳＮ比の算出を説明するために、以下のように用語を定義する。対象の周波数特性において、図３に示すように、複数の周波数ビンに割り当てられた強度のうち最も高い強度をピーク強度Ｓｐとする。対象の周波数特性において、複数の周波数ビンに割り当てられた強度のうちピーク強度Ｓｐ以外の強度を選定用ノイズ強度Ｓｎとする。

【0040】

そして、選定部４４１は、これらのピーク強度Ｓｐおよび選定用ノイズ強度Ｓｎに基づいて、ＳＮ比を算出する。具体的には、選定部４４１は、対象の周波数特性において、最も強度が高い周波数ビンを特定することにより、ピーク強度Ｓｐを取得する。また、選定部４４１は、最も強度が高い周波数ビン以外を特定することにより、選定用ノイズ強度Ｓｎを取得する。さらに、選定部４４１は、最も強度が高い周波数ビン以外のすべての周波数ビンにおける強度の総和を当該周波数ビンの数で除算することにより、平均ノイズ強度Ｓｎ＿ａｖｅを算出する。そして、ピーク強度Ｓｐに生体信号が含まれており、選定用ノイズ強度Ｓｎにはノイズが含まれている可能性が高いため、選定部４４１は、ピーク強度Ｓｐを平均ノイズ強度Ｓｎ＿ａｖｅで除算することにより、ＳＮ比を算出する。

【0041】

続いて、ステップ１４０において、選定部４４１は、ステップ１３０にて算出したＳＮ比が基準値εより大きいか否かを判定する。ＳＮ比が基準値εより大きいとき、処理は、ステップ１５０に移行する。また、ＳＮ比が基準値ε以下であるとき、今回のループ処理は、終了する。なお、この基準値εは、心臓２ａの心拍に対応する生体信号が主に重畳された電波が対象のアンテナで受信されたか否かを判定するための指標であって、実験やシミュレーション等によって設定される。

【0042】

ここで、この基準値εによるＳＮ比の判定について、図４に示すような事例を参照して説明する。この事例では、後述の算出部４４２の算出を明確にするために、心臓２ａの心拍に対応する生体信号が主に重畳された電波が第２受信アンテナ１３ｂで受信されたとする。また、心臓２ａの心拍に対応する生体信号とノイズとが重畳された電波が第３受信アンテナ１３ｃで受信されたとする。さらに、ノイズが重畳された電波が第１受信アンテナ１３ａで受信されたとする。なお、図４において、強度がｄＢで表示されている。

【0043】

この場合、第２受信アンテナ１３ｂで受信された電波に対応する信号の周波数特性では、心臓２ａの心拍に相当する周波数ビンの強度が、他の周波数ビンの強度と比較して、急激に大きくなっている。したがって、第２受信アンテナ１３ｂを対象とするループ処理において、ステップ１４０では、ＳＮ比が基準値εより大きいと判定される。その後、処理は、ステップ１５０に移行する。

【0044】

また、この場合、第３受信アンテナ１３ｃで受信された電波に対応する信号の周波数特性では、心臓２ａの心拍に相当する周波数ビンの強度が、他の周波数ビンの強度と比較して、少し大きい程度である。また、同様に、第１受信アンテナ１３ａで受信された電波に対応する信号の周波数特性では、心臓２ａの心拍に相当する周波数ビンの強度が、他の周波数ビンの強度と比較して、少し大きい程度である。よって、第１受信アンテナ１３ａおよび第３受信アンテナ１３ｃを対象とするループ処理において、ステップ１４０では、ＳＮ比が基準値ε以下と判定される。その後、今回のループ処理は、終了する。

【0045】

ステップ１４０に続くステップ１５０において、選定部４４１は、対象のアンテナを生体情報推定用の特定アンテナに選定する。図４の事例では、第２受信アンテナ１３ｂを対象とするステップ１１０以降の処理において、ステップ１５０では、第２受信アンテナ１３ｂが特定アンテナとして選定される。その後、今回のループ処理が終了する。

【0046】

そして、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃのすべてについてループ処理が終了すると、処理は、ステップ１６０に移行する。

【0047】

ステップ１６０において、選定部４４１は、上記のループ処理において特定アンテナに選定されなかった受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃを、ノイズ除去アンテナに選定する。図４の事例では、第１受信アンテナ１３ａおよび第３受信アンテナ１３ｃが、ノイズ除去アンテナに選定される。その後、選定部４４１の処理は、終了する。

【0048】

このようにして、選定部４４１により、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃが、生体情報推定用の特定アンテナおよびノイズ除去アンテナのいずれかに選定される。

【0049】

次に、図５のフローチャートを参照して、生体情報検知装置４の算出部４４２による人２の心拍数の算出について説明する。ここでは、生体情報検知装置４の算出部４４２は、車両の走行中に、記憶部４２に記憶されているプログラムを実行することにより、人２の心拍数を算出する。

【0050】

ステップ２１０において、算出部４４２は、上記した選定部４４１から、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃがそれぞれ生体情報推定用の特定アンテナおよびノイズ除去アンテナのどちらであるかを取得する。

【0051】

続いて、ステップ２２０において、算出部４４２は、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃのそれぞれで受信された電波に対応する信号を入力部４１から取得する。算出部４４２は、選定部４４１は、この時間波形を所定の長さの時間区間分、例えば、１秒前から現時点までの時間区間分、抽出する。

【0052】

ここで、図４の事例を参照して、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃで受信された電波に対応する信号について説明する。上記したように、図４の事例では、第２受信アンテナ１３ｂは、特定アンテナに選定される。また、第１受信アンテナ１３ａおよび第３受信アンテナ１３ｃは、ノイズ除去アンテナに選定される。

【0053】

この場合、図６に示すように、送信アンテナ１２からの電波のうち回折波および反射波は、シートバック３ａのうち第３受信アンテナ１３ｃ側から、第３受信アンテナ１３ｃ、第２受信アンテナ１３ｂ、第１受信アンテナ１３ａの順に伝播される。また、送信アンテナ１２からの電波のうち回折波および反射波は、シートバック３ａのうち第１受信アンテナ１３ａ側から、第１受信アンテナ１３ａ、第２受信アンテナ１３ｂ、第３受信アンテナ１３ｃの順に伝播される。なお、図６において、シートバック３ａのうち第３受信アンテナ１３ｃ側からの回折波および反射波が、模式的に二点鎖線で示されており、Ｗ３と記載されている。また、シートバック３ａのうち第１受信アンテナ１３ａ側からの回折波および反射波が、模式的に二点鎖線で示されており、Ｗ１と記載されている。さらに、Ｗ１とＷ３との合成波が、模式的に二点鎖線で示されており、Ｗｍと記載されている。

【0054】

そして、ノイズ除去アンテナである第３受信アンテナ１３ｃでは、シートバック３ａのうち第３受信アンテナ１３ｃ側および第１受信アンテナ１３ａ側からの双方の回折波および反射波が受信される。また、ここでは、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、車両の幅方向に並んで配置されている。このため、第１受信アンテナ１３ａ側から回折波および反射波が第３受信アンテナ１３ｃで受信されるまでに伝播する距離は、第３受信アンテナ１３ｃ側から回折波および反射波が第３受信アンテナ１３ｃで受信されるまでに伝播する距離よりも長くなる。このため、第１受信アンテナ１３ａ側からの回折波および反射波は、第３受信アンテナ１３ｃで受信されるまでに比較的減衰する。これにより、第３受信アンテナ１３ｃで受信される電波のうち、第１受信アンテナ１３ａ側から伝播される回折波および反射波の強度は、比較的低い。したがって、第３受信アンテナ１３ｃで受信される電波のうち、第３受信アンテナ１３ｃ側から伝播される回折波および反射波の強度は、第１受信アンテナ１３ａ側から伝播される回折波および反射波の強度と比較して、非常に高い。よって、ある時刻における第３受信アンテナ１３ｃ側から伝播される回折波および反射波、すなわち、Ｗ３は、以下式（１）のように第３受信アンテナ１３ｃで受信される電波の強度および位相を用いて表される。式（１）において、Ｅ３は、ある時刻において受信機１４の強度検出部１４１で検出される、第３受信アンテナ１３ｃで受信される電波の強度である。また、ｊは、虚数単位である。さらに、θ３は、強度検出部１４１で検出されたときと同じ時刻において受信機１４の位相検出部１４２で検出される、第３受信アンテナ１３ｃで受信される電波の位相である。

【0055】

Ｅ３×ｅｘｐ［ｊ×θ３］ ・・・（１）

【0056】

また、上記と同様に、ノイズ除去アンテナである第１受信アンテナ１３ａでは、シートバック３ａのうち第１受信アンテナ１３ａ側および第３受信アンテナ１３ｃ側からの双方の回折波および反射波が受信される。このとき、第３受信アンテナ１３ｃ側から回折波および反射波が第１受信アンテナ１３ａで受信されるまでに伝播する距離は、第１受信アンテナ１３ａ側から回折波および反射波が第１受信アンテナ１３ａで受信されるまでに伝播する距離よりも長い。このため、第３受信アンテナ１３ｃ側からの回折波および反射波は、第１受信アンテナ１３ａで受信されるまでに比較的減衰する。これにより、第１受信アンテナ１３ａで受信される電波のうち、第３受信アンテナ１３ｃ側から伝播される回折波および反射波の強度は、比較的低い。したがって、第１受信アンテナ１３ａで受信される電波のうち、第１受信アンテナ１３ａ側から伝播される回折波および反射波の強度は、第３受信アンテナ１３ｃ側から伝播される回折波および反射波の強度と比較して、非常に高い。よって、ある時刻における第１受信アンテナ１３ａ側から伝播される回折波および反射波、すなわち、Ｗ１は、以下式（２）のように第１受信アンテナ１３ａで受信される電波の強度および位相を用いて表される。式（２）において、Ｅ１は、ある時刻において受信機１４の強度検出部１４１で検出される、第１受信アンテナ１３ａで受信される電波の強度である。また、ｊは、虚数単位である。さらに、θ１は、強度検出部１４１で検出されたときと同じ時刻において受信機１４の位相検出部１４２で検出される、第１受信アンテナ１３ａで受信される電波の位相である。

【0057】

Ｅ１×ｅｘｐ［ｊ×θ１］ ・・・（２）

【0058】

さらに、図６に示すように、特定アンテナである第２受信アンテナ１３ｂは、心臓２ａの心拍に対応する生体信号が主に重畳された電波を受信する。なお、図６では、心臓２ａを透過する波が、模式的に二点鎖線で示されており、Ｗｂと記載されている。

【0059】

また、シートバック３ａのうち第３受信アンテナ１３ｃ側からの回折波および反射波が、第３受信アンテナ１３ｃを経由して、第２受信アンテナ１３ｂに伝播される。さらに、シートバック３ａのうち第１受信アンテナ１３ａ側からの回折波および反射波が、第１受信アンテナ１３ａを経由して、第２受信アンテナ１３ｂに伝播される。

【0060】

したがって、ある時刻において第２受信アンテナ１３ｂで受信される電波は、生体信号およびノイズを含んでいるため、以下関係式（３）のように表される。関係式（３）において、Ｅ２は、ある時刻において受信機１４の強度検出部１４１で検出される、第２受信アンテナ１３ｂで受信される電波の強度である。また、ｊは、虚数単位である。さらに、θ２は、強度検出部１４１で検出されたときと同じ時刻において受信機１４の位相検出部１４２で検出される、第２受信アンテナ１３ｂで受信される電波の位相である。さらに、Ｅｂは、心臓２ａの心拍に対応する生体信号を示す。また、Ｎｅは、シートバック３ａのうち第１受信アンテナ１３ａ側および第３受信アンテナ１３ｃ側からの回折波および反射波によるノイズを示す。

【0061】

Ｅ２×ｅｘｐ［ｊ×θ２］＝Ｅｂ＋Ｎｅ ・・・（３）

【0062】

このように、図４の事例では、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃで受信された電波に対応する信号は、上記のように表される。

【0063】

また、ここで、図４の事例では、図７に示すように、シートバック３ａのうち第１受信アンテナ１３ａ側からの回折波および反射波の一部は、シートバック３ａを透過しないで、シートバック３ａの外側に拡散して減衰する。同様に、図示はしないが、シートバック３ａのうち第３受信アンテナ１３ｃ側からの回折波および反射波の一部は、シートバック３ａを透過しないで、シートバック３ａの外側に拡散して、減衰する。これらのため、シートバック３ａのうち第１受信アンテナ１３ａ側および第３受信アンテナ１３ｃ側からの回折波および反射波によるノイズの強度は、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃのそれぞれで異なる。このため、ノイズ除去アンテナで受信される信号に基づいて特定アンテナで受信される信号から回折波および反射波によるノイズを除去するとき、ノイズが除去されないことやノイズ以外の信号が除去されることがある。よって、上記ステップ２２０のループ処理に続くステップ３００において、算出部４４２は、特定アンテナで受信される信号の強度と、算出部４４２が推定するノイズの強度との差分絶対値和、すなわち、ＳＡＤを算出する。これにより、算出部４４２は、特定アンテナで受信される信号のうちのノイズと、算出部４４２が推定するノイズとの類似度を評価する。そして、算出部４４２は、特定アンテナで受信される信号の強度のうちのノイズと、算出部４４２が推定するノイズの強度との差分絶対値和が小さい、すなわち、類似度が高いノイズを抽出する。これにより、算出部４４２は、推定するノイズのキャリブレーションを行う。なお、ＳＡＤとは、Sum of Absolute Differenceの略である。

【0064】

次に、図８のサブフローチャートを参照して、このステップ３００におけるキャリブレーションについて説明する。ここで、このキャリブレーションを説明するために、便宜上、以下のように用語を定義する。上記の回折波および反射波が単位長さを伝播したときの回折波および反射波の減衰後の強度を減衰前の強度で除算した値である減衰比を減衰定数αとする。車両の幅方向における生体情報推定用の特定アンテナからノイズ除去アンテナまでの距離をアンテナ間距離ｄとする。図４の事例では、生体情報推定用の特定アンテナは、第２受信アンテナ１３ｂであり、ノイズ除去アンテナは、第１受信アンテナ１３ａおよび第３受信アンテナ１３ｃである。このため、図４の事例では、アンテナ間距離ｄは、図１に示すように、第２受信アンテナ１３ｂの中心から第１受信アンテナ１３ａの中心までの距離、および、第２受信アンテナ１３ｂの中心から第３受信アンテナ１３ｃの中心までの距離である。また、ここでは、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、それぞれ、車両の幅方向に等間隔となるように配置されている。このため、第２受信アンテナ１３ｂの中心から第１受信アンテナ１３ａの中心までの距離と第２受信アンテナ１３ｂの中心から第３受信アンテナ１３ｃの中心までの距離とは、等しくなっている。

【0065】

図８の処理では、この減衰定数αがα０～αａであるときのそれぞれを対象にしつつ、ステップ２２０で抽出された時刻ｔがｔ０～ｔａであるときのそれぞれを対象に、ステップ３１０から始まり、ステップ３３０で終わるループ処理が実行される。なお、αａおよびｔａのａは、自然数を表す。また、ここでは、例えば、α０～αａは、初項がα０、公差がｋの等差数列になっている。また、減衰定数αが理論的にアンテナ間距離ｄの自乗に反比例するため、α０は、アンテナ間距離ｄに基づいて設定される値である。ｋは、例えば、０．０１～１．００の範囲で設定される定数であって、実験やシミュレーション等によって設定される。さらに、ｔ０～ｔａは、例えば、初項がｔ０、公差が受信機１４で受信される信号の取得のサンプリング周期の等差数列になっている。また、ｔａは、現時刻を表しており、ｔ０は、ｔａから、ｔ０からｔａまでのサンプリング数－１とサンプリング周期との乗算値が減算された値になっている。

【0066】

ステップ３１０において、算出部４４２は、対象とする減衰定数αと、受信機１４で受信された信号とに基づいて、対象とする時刻ｔであるときの上記の回折波および反射波によるノイズであって特定アンテナで受信される補正用ノイズＮｔを推定する。

【0067】

ここで、図４の事例を参照して、補正用ノイズＮｔの推定について説明する。上記したように、図６に示すように、シートバック３ａのうち第３受信アンテナ１３ｃ側からの回折波および反射波は、ノイズ除去アンテナである第３受信アンテナ１３ｃ、特定アンテナである第２受信アンテナ１３ｂの順に伝播される。また、シートバック３ａのうち第１受信アンテナ１３ａ側からの回折波および反射波は、ノイズ除去アンテナである第１受信アンテナ１３ａ、特定アンテナである第２受信アンテナ１３ｂの順に伝播される。したがって、補正用ノイズＮｔは、第３受信アンテナ１３ｃ側から伝播されて特定アンテナで受信される回折波および反射波と、第１受信アンテナ１３ａ側から伝播されて特定アンテナで受信される回折波および反射波との和で表すことができる。よって、補正用ノイズＮｔは、以下関係式（４）に示すように表すことができる。関係式（４）において、Ｎ３は、第３受信アンテナ１３ｃ側から伝播されて特定アンテナで受信される回折波および反射波を示す。また、Ｎ１は、第１受信アンテナ１３ａ側から伝播されて特定アンテナで受信される回折波および反射波を示す。

【0068】

Ｎｔ＝Ｎ３＋Ｎ１ ・・・（４）

【0069】

そして、ある時刻において、第２受信アンテナ１３ｂで受信される回折波および反射波は、第３受信アンテナ１３ｃで受信される回折波および反射波と比較して、減衰する。また、第２受信アンテナ１３ｂと第３受信アンテナ１３ｃとが異なる位置に配置されているため、ある時刻において、第２受信アンテナ１３ｂで受信される回折波および反射波と第３受信アンテナ１３ｃで受信される回折波および反射波との位相差が生じる。ここでは、第２受信アンテナ１３ｂから第３受信アンテナ１３ｃまでの距離がアンテナ間距離ｄであるため、この位相差は、アンテナ間距離ｄ分の位相ずれに相当する。したがって、ある時刻におけるＮ３を、以下関係式（５）に示すように、減衰定数α、アンテナ間距離ｄ、ならびに、第３受信アンテナ１３ｃで受信される電波の強度および位相を用いて表すことができる。

【0070】

関係式（５）において、Ｅ３は、上記したように、ある時刻において受信機１４の強度検出部１４１で検出される、第３受信アンテナ１３ｃで受信される電波の強度である。また、θ３は、上記したように、強度検出部１４１で検出されたときと同じ時刻において受信機１４の位相検出部１４２で検出される、第３受信アンテナ１３ｃで受信される電波の位相である。さらに、βは、回折波および反射波の波数であって、波長λによって表される。この波長λは、送信アンテナ１２から送信される電波の波長であって、発信機１１から送信される信号の周波数に基づいて設定される。そして、この波数βにアンテナ間距離ｄが乗算されることにより、アンテナ間距離ｄ分の位相ずれが算出される。また、ここでは、第３受信アンテナ１３ｃから第２受信アンテナ１３ｂに向かう回折波および反射波の進行方向に対する位相の変化方向を正方向としているため、θ３から、このアンテナ間距離ｄ分の位相ずれが減算される。これにより、第２受信アンテナ１３ｂで受信されるノイズの位相と、第３受信アンテナ１３ｃで受信されるノイズの位相とが対応する。

【0071】

Ｎ３＝α×ｄ×Ｅ３×ｅｘｐ［ｊ×（θ３－β×ｄ）］
β＝２×π／λ ・・・（５）

【0072】

また、上記と同様に、ある時刻において、第２受信アンテナ１３ｂで受信される回折波および反射波は、第１受信アンテナ１３ａで受信される回折波および反射波と比較して、減衰する。さらに、第２受信アンテナ１３ｂと第１受信アンテナ１３ａとが異なる位置に配置されているため、ある時刻において、第２受信アンテナ１３ｂで受信される回折波および反射波と第１受信アンテナ１３ａで受信される回折波および反射波との位相差が生じる。ここでは、第２受信アンテナ１３ｂから第１受信アンテナ１３ａまでの距離がアンテナ間距離ｄであるため、この位相差は、アンテナ間距離ｄ分の位相ずれに相当する。したがって、ある時刻におけるＮ１を、以下関係式（６）に示すように、減衰定数α、アンテナ間距離ｄ、ならびに、第１受信アンテナ１３ａで受信される電波の強度および位相を用いて表すことができる。

【0073】

関係式（６）において、Ｅ１は、上記したように、ある時刻において受信機１４の強度検出部１４１で検出される、第１受信アンテナ１３ａで受信される電波の強度である。また、θ１は、上記したように、強度検出部１４１で検出されたときと同じ時刻において受信機１４の位相検出部１４２で検出される、第１受信アンテナ１３ａで受信される電波の位相である。さらに、βは、上記したように、回折波および反射波の単位長さに含まれる波の数であって、波長λによって表される。また、ここでは、第３受信アンテナ１３ｃから第２受信アンテナ１３ｂに向かう回折波および反射波の進行方向に対する位相の変化方向を正方向としているため、θ１に、このアンテナ間距離ｄ分の位相ずれが加算される。これにより、第２受信アンテナ１３ｂで受信されるノイズの位相と、第１受信アンテナ１３ａで受信されるノイズの位相とが対応する。

【0074】

Ｎ１＝α×ｄ×Ｅ１×ｅｘｐ［ｊ×（θ１＋β×ｄ）］
β＝２×π／λ ・・・（６）

【0075】

したがって、算出部４４２は、アンテナ間距離ｄ、波数β、対象とする減衰定数α、対象とする時刻ｔであるときのＥ３、θ３を上記関係式（５）に代入することにより、Ｎ３を算出する。また、算出部４４２は、アンテナ間距離ｄ、波数β、対象とする減衰定数α、対象とする時刻ｔであるときのＥ１、θ１を上記関係式（６）に代入することにより、Ｎ１を算出する。そして、算出部４４２は、この算出したＮ３とＮ１とを上記関係式（４）に代入、すなわち、このＮ３とＮ１との和を算出することにより、補正用ノイズＮｔを推定する。また、算出部４４２は、この推定した補正用ノイズＮｔの絶対値を算出することにより、補正用ノイズＮｔの強度である補正用ノイズ強度Ｘｔを算出する。

【0076】

続いて、ステップ３２０において、算出部４４２は、対象とする時刻ｔであるときの生体情報推定用の特定アンテナで受信される信号の強度である特定アンテナ強度Ｃｔを算出する。図４の事例では、この特定アンテナ強度Ｃｔは、第２受信アンテナ１３ｂで受信される信号の強度であって、上記関係式（３）のＥ２に相当する。そして、算出部４４２は、図９に示すように、この特定アンテナ強度Ｃｔとステップ３１０にて算出した補正用ノイズ強度Ｘｔとの差である強度差ΔＥを算出する。

【0077】

続いて、ステップ３３０において、算出部４４２は、対象とする時刻ｔ毎の強度差ΔＥの積算値ΔＥ＿ｓｕｍ、すなわち、差分絶対値和を算出する。その後、今回のループ処理が終了する。

【0078】

そして、対象とする減衰定数αを用いて、α０～αａのそれぞれの積算値ΔＥ＿ｓｕｍが算出されるとき、処理は、ステップ３４０に移行する。

【0079】

ステップ３４０において、算出部４４２は、対象とする減衰定数αを用いて算出したそれぞれの積算値ΔＥ＿ｓｕｍのうち、値が最も小さい積算値ΔＥ＿ｓｕｍを選定する。そして、算出部４４２は、この積算値ΔＥ＿ｓｕｍが最も小さいときの減衰定数αを、後述の心拍算出用の減衰定数αに選定する。

【0080】

このようにして、ステップ３００におけるキャリブレーションが行われる。

【0081】

ステップ３００のキャリブレーション後、処理は、ステップ２３０に移行する。ステップ２３０において、算出部４４２は、生体情報推定用の特定アンテナで受信された信号からノイズを除去する。図４の事例では、算出部４４２は、ｔ０～ｔａのそれぞれについて、ステップ３００にて選定した減衰定数αの補正用ノイズＮｔを抽出する。これにより、特定アンテナで受信される信号の強度のうちのノイズと、算出部４４２が推定するノイズの強度との差分絶対値和が小さい、すなわち、類似度が高いノイズが抽出される。また、算出部４４２は、ｔ０～ｔａの補正用ノイズＮｔを、ｔ０～ｔａにおけるシートバック３ａのうち第１受信アンテナ１３ａ側および第３受信アンテナ１３ｃ側からの回折波および反射波によるノイズであるＮｅにそれぞれ置き換える。そして、算出部４４２は、ｔ０～ｔａのそれぞれについて、上記関係式（３）を用いて、心臓２ａの心拍に対応する生体信号であるＥｂを算出する。すなわち、算出部４４２は、ｔ０～ｔａのそれぞれについて、第２受信アンテナ１３ｂで受信された電波からＮｅを減算することにより、Ｅｂを算出する。

【0082】

続いて、ステップ２４０において、算出部４４２は、ステップ２３０にて算出したｔ０～ｔａのＥｂの実数部を離散フーリエ変換することにより、図１０に示すように、Ｅｂの周波数特性を取得する。ここでは、図４の事例では、回折波および反射波によるノイズであるＮｅが、上記関係式（５）、（６）により算出部４４２によって算出されている。これにより、特定アンテナである第２受信アンテナ１３ｂで受信されるノイズの位相と、ノイズ除去アンテナである第１受信アンテナ１３ａで受信されるノイズの位相と、ノイズ除去アンテナである第３受信アンテナ１３ｃで受信されるノイズの位相とが対応する。そして、この位相が対応するノイズが除去されるため、Ｅｂの周波数特性の精度は、比較的高くなっている。なお、図１０では、特定アンテナである第２受信アンテナ１３ｂで受信される電波の周波数特性がＥ２と示されている。

【0083】

続いて、ステップ２５０において、算出部４４２は、ステップ２４０にて取得した周波数特性から、人２の心拍数を算出する。具体的には、この周波数特性において強度が最も高い周波数をヘルツ単位で表した数に、６０を乗算することにより、心拍数をｂｐｍ単位で算出する。なお、ｂｐｍとは、beat per minuteの略であり、１分間に１回の心拍の場合に１となる単位である。

【0084】

続いて、ステップ２６０において、算出部４４２は、ステップ２５０にて算出した心拍数を出力部４３に送信する。出力部４３は、算出部４４２からの心拍数のデジタルデータを、車載ナビゲーション装置、車載データ通信モジュール、携帯通信端末等に送信する。その後、処理は、ステップ２１０に戻る。

【0085】

このようにして、車両の走行中に、算出部４４２により人２の心拍数が算出される。そして、この算出部４４２による人２の心拍数の算出では、人２の心拍数の精度が向上する。以下では、この人２の心拍数の精度向上について説明する。

【0086】

上記実施形態では、算出部４４２は、特定アンテナで受信される電波の位相とノイズ除去アンテナで受信される電波の位相との位相差に基づいて、特定アンテナにおけるノイズを推定する。具体的には、算出部４４２は、回折波および反射波によるノイズであるＮｅを、上記関係式（５）、（６）により算出する。これにより、特定アンテナである第２受信アンテナ１３ｂで受信されるノイズの位相と、ノイズ除去アンテナである第１受信アンテナ１３ａで受信されるノイズの位相と、ノイズ除去アンテナである第３受信アンテナ１３ｃで受信されるノイズの位相とが対応する。このため、この位相差によってノイズ除去がされないことが抑制されるので、Ｅｂの周波数特性の精度は、比較的高くなる。したがって、人２の心拍数の精度が向上する。

【0087】

また、この生体情報検知システム１０では、以下［１］－［５］に説明するような効果も奏する。

【0088】

［１］受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、車両の運転席３に、車両の幅方向に並んで配置されている。これにより、送信アンテナ１２から送信される電波のうち回折波および反射波は、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃを通過しやすくなる。このため、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃのうち特定アンテナで受信される信号の強度とノイズ除去アンテナで受信される信号の強度との差が小さくなりやすくなる。これにより、算出部４４２によるノイズの推定誤差が小さくなるため、生体信号の精度が向上する。したがって、人２の心拍数の精度が向上する。

【0089】

［２］算出部４４２は、減衰定数α、アンテナ間距離ｄおよび波長λに基づいて、回折波および反射波によるノイズを推定する。これにより、このノイズの推定の正確度が向上するため、生体信号の精度が向上する。したがって、人２の心拍数の精度が向上する。

【0090】

［３］算出部４４２は、特定アンテナ強度Ｃｔおよびに基づいて、特定アンテナで受信されるノイズを推定する。ここでは、算出部４４２は、ステップ３００において、特定アンテナ強度Ｃｔとステップ３１０にて算出した補正用ノイズ強度Ｘｔとの差である強度差ΔＥの差分絶対値和、すなわち、ＳＡＤが小さくなるように、特定アンテナで受信されるノイズを推定する。これにより、算出部４４２によるノイズの推定誤差が小さくなるため、生体信号の精度が向上する。したがって、人２の心拍数の精度が向上する。

【0091】

［４］選定部４４１は、ノイズに対する生体信号の比であるＳＮ比が基準値εより大きい信号を受信した受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃを、生体情報推定用の特定アンテナに選定する。これにより、算出部４４２は、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃのうち、受信するノイズが少ない受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃを選択的に利用して人２の心拍数を算出できる。このため、選定部４４１により特定アンテナが選定されない場合に比べて、算出部４４２は、人２の心拍数を高い精度で算出することができる。

【0092】

また、選定部４４１は、ノイズに対する生体信号の比であるＳＮ比が基準値ε以下となる信号を受信した受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃを、ノイズ除去アンテナに選定する。これにより、算出部４４２は、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃのうち、受信するノイズの正確度が高い受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃを選択的に利用してノイズを推定することができる。このため、選定部４４１によりノイズ除去アンテナが選定されない場合に比べて、算出部４４２は、回折波および反射波によるノイズを高い精度で推定することができる。したがって、算出部４４２は、生体信号を高い精度で算出することができるため、人２の心拍数を高い精度で算出することができる。

【0093】

［５］選定部４４１は、車両が停止しているときに、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃを、生体情報推定用の特定アンテナに選定する。これにより、車両の走行に伴う振動等のノイズが比較的小さい状態で、生体情報推定用の特定アンテナが選定されるため、生体情報推定用の特定アンテナの選定の正確性が向上する。そして、算出部４４２は、このように選定された特定アンテナを利用して人２の心拍数を算出できるため、人２の心拍数を高い精度で算出することができる。

【0094】

（変形例１）
上記実施形態では、算出部４４２は、上記のステップ３００のキャリブレーションによって減衰定数αを選定する。これに対して、算出部４４２は、上記のステップ３００のキャリブレーションによって減衰定数αを選定することに限定されない。例えば、算出部４４２は、アンテナ間距離ｄと減衰定数αとの関係図に基づいて、減衰定数αを算出してもよい。

【0095】

例えば、この場合、図１１のフローチャートに示すように、ステップ２２０のループ処理に続くステップ４００において、算出部４４２は、減衰定数αを算出する。具体的には、算出部４４２は、ステップ２１０にて取得した選定部４４１による選定情報に基づいて、車両の幅方向における特定アンテナからノイズ除去アンテナまでの距離を算出する。図４の事例では、車両の幅方向における特定アンテナからノイズ除去アンテナまでの距離は、アンテナ間距離ｄに相当する。そして、上記したように、減衰定数αは、理論的に、アンテナ間距離ｄの自乗に反比例する。したがって、図１２に示すように、減衰定数αは、アンテナ間距離ｄの自乗の逆数に比例する。よって、算出部４４２は、このアンテナ間距離ｄの自乗の逆数と減衰定数αの関係図に基づいて、減衰定数αを算出する。なお、このアンテナ間距離ｄの自乗の逆数と減衰定数αの関係図は、実験やシミュレーション等によって設定される。

【0096】

そして、算出部４４２は、この算出した減衰定数α、アンテナ間距離ｄ、波数β、ｔ０～ｔａの各時刻ｔのＥ３、θ３を上記関係式（５）に代入することにより、ｔ０～ｔａのＮ３を算出する。また、算出部４４２は、この算出した減衰定数α、アンテナ間距離ｄ、波数β、ｔ０～ｔａの各時刻ｔのＥ１、θ１を上記関係式（６）に代入することにより、ｔ０～ｔａのＮ１を算出する。そして、算出部４４２は、ｔ０～ｔａの各時刻ｔのＮ３およびＮ１の和をそれぞれ算出することにより、ｔ０～ｔａにおけるＮｅを算出する。なお、Ｎｅは、上記したように、シートバック３ａのうち第１受信アンテナ１３ａ側および第３受信アンテナ１３ｃ側からの回折波および反射波によるノイズである。その後、処理は、ステップ２３０に移行する。そして、ステップ２３０以降は、上記と同様である。

【0097】

このように算出部４４２が処理しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。

【0098】

（変形例２）
上記の図４の事例では、特定アンテナが第２受信アンテナ１３ｂであって、２つのノイズ除去アンテナは、それぞれ、第１受信アンテナ１３ａおよび第３受信アンテナ１３ｃである。これに対して、特定アンテナが第１受信アンテナ１３ａであって、２つのノイズ除去アンテナは、それぞれ、第２受信アンテナ１３ｂおよび第３受信アンテナ１３ｃであるとする。

【0099】

このとき、ある時刻において第１受信アンテナ１３ａで受信される電波は、生体信号およびノイズを含んでいるため、以下関係式（７）のように表される。関係式（７）において、Ｅ１は、ある時刻において受信機１４の強度検出部１４１で検出される、第１受信アンテナ１３ａで受信される電波の強度である。また、ｊは、虚数単位である。さらに、θ１は、強度検出部１４１で検出されたときと同じ時刻において受信機１４の位相検出部１４２で検出される、第１受信アンテナ１３ａで受信される電波の位相である。さらに、Ｅｂは、心臓２ａの心拍に対応する生体信号を示す。また、Ｎｅは、シートバック３ａのうち第１受信アンテナ１３ａ側および第３受信アンテナ１３ｃ側からの回折波および反射波によるノイズを示す。さらに、Ｎｅは、以下関係式（８）に示すように表すことができる。関係式（８）において、Ｎ３は、第３受信アンテナ１３ｃ側から伝播されて特定アンテナで受信される回折波および反射波を示す。また、Ｎ２は、第１受信アンテナ１３ａ側から伝播されて特定アンテナで受信される回折波および反射波を示す。

【0100】

Ｅ１×ｅｘｐ［ｊ×θ１］＝Ｅｂ＋Ｎｅ ・・・（７）
Ｎｅ＝Ｎ３＋Ｎ２ ・・・（８）

【0101】

また、このとき、ある時刻において、第１受信アンテナ１３ａで受信される回折波および反射波と第３受信アンテナ１３ｃで受信される回折波および反射波との位相差が生じる。ここでは、第１受信アンテナ１３ａから第３受信アンテナ１３ｃまでの距離がアンテナ間距離ｄの２倍であるため、この位相差は、アンテナ間距離ｄの２倍分の位相ずれに相当する。したがって、ある時刻におけるＮ３を、以下関係式（９）に示すように、減衰定数α、アンテナ間距離ｄ、ならびに、第３受信アンテナ１３ｃの強度および位相を用いて表すことができる。

【0102】

関係式（９）において、Ｅ３は、上記したように、ある時刻において受信機１４の強度検出部１４１で検出される、第３受信アンテナ１３ｃで受信される電波の強度である。また、θ３は、上記したように、強度検出部１４１で検出されたときと同じ時刻において受信機１４の位相検出部１４２で検出される、第３受信アンテナ１３ｃで受信される電波の位相である。さらに、βは、回折波および反射波の波数であって、波長λによって表される。この波長λは、送信アンテナ１２から送信される電波の波長であって、発信機１１から送信される信号の周波数に基づいて設定される。そして、この波数βにアンテナ間距離ｄの２倍が乗算されることにより、アンテナ間距離ｄの２倍分の位相ずれが算出される。また、ここでは、第３受信アンテナ１３ｃから第２受信アンテナ１３ｂに向かう回折波および反射波の進行方向に対する位相の変化方向を正方向としているため、θ３から、このアンテナ間距離ｄの２倍分の位相ずれが減算される。これにより、第１受信アンテナ１３ａで受信されるノイズの位相と、第３受信アンテナ１３ｃで受信されるノイズの位相とが対応する。

【0103】

Ｎ３＝α×（２×ｄ）×Ｅ３×ｅｘｐ［ｊ×（θ３－２×β×ｄ）］
β＝２×π／λ ・・・（９）

【0104】

また、上記と同様に、ある時刻において、第２受信アンテナ１３ｂで受信される回折波および反射波と第１受信アンテナ１３ａで受信される回折波および反射波との位相差が生じる。ここでは、第２受信アンテナ１３ｂから第１受信アンテナ１３ａまでの距離がアンテナ間距離ｄであるため、この位相差は、アンテナ間距離ｄ分の位相ずれに相当する。したがって、ある時刻におけるＮ２を、以下関係式（１０）に示すように、減衰定数α、アンテナ間距離ｄ、ならびに、第２受信アンテナ１３ｂで受信される電波の強度および位相を用いて表すことができる。

【0105】

関係式（１０）において、Ｅ２は、上記したように、ある時刻において受信機１４の強度検出部１４１で検出される、第２受信アンテナ１３ｂで受信される電波の強度である。また、θ２は、上記したように、強度検出部１４１で検出されたときと同じ時刻において受信機１４の位相検出部１４２で検出される、第２受信アンテナ１３ｂで受信される電波の位相である。さらに、βは、上記したように、回折波および反射波の単位長さに含まれる波の数であって、波長λによって表される。また、ここでは、第３受信アンテナ１３ｃから第２受信アンテナ１３ｂに向かう回折波および反射波の進行方向に対する位相の変化方向を正方向としているため、θ２から、このアンテナ間距離ｄ分の位相ずれが減算される。これにより、第２受信アンテナ１３ｂで受信されるノイズの位相と、第１受信アンテナ１３ａで受信されるノイズの位相とが対応する。

【0106】

Ｎ２＝α×ｄ×Ｅ２×ｅｘｐ［ｊ×（θ２－β×ｄ）］
β＝２×π／λ ・・・（１０）

【0107】

これらにより、算出部４４２は、上記実施形態と同様に、Ｎｅを推定することができる。そして、算出部４４２は、第１受信アンテナ１３ａで受信される電波からこの推定したＮｅを減算することにより、生体信号を算出することができる。このため、生体情報検知システム１０は、特定アンテナが第１受信アンテナ１３ａであって、２つのノイズ除去アンテナは、それぞれ、第２受信アンテナ１３ｂおよび第３受信アンテナ１３ｃであっても、上記と同様の効果を奏することができる。

【0108】

（変形例３）
上記実施形態では、生体情報検知システム１０は、人２の生体情報としての心拍数を検知する。これに対して、変形例３では、生体情報検知システム１０は、人２の心拍数に加えて、人２の拍動の一拍と次の一拍との間の時間である心拍間隔を検知する。

【0109】

図１３のフローチャートを参照して、生体情報検知装置４の算出部４４２による人２の心拍間隔の算出について説明する。ここでは、生体情報検知装置４の算出部４４２は、車両の走行中に、記憶部４２に記憶されているプログラムを実行することにより、人２の心拍間隔を算出する。

【0110】

ステップ２１０において、算出部４４２は、上記と同様に、選定部４４１から、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃがそれぞれ生体情報推定用の特定アンテナおよびノイズ除去アンテナのどちらであるかを取得する。

【0111】

続いて、ステップ２２０において、算出部４４２は、上記と同様に、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃのそれぞれで受信された電波に対応する信号を入力部４１から取得する。

【0112】

続いて、ステップ３００において、算出部４４２は、上記と同様に、減衰定数αを用いて、推定するノイズのキャリブレーションを行う。これにより、算出部４４２は、心拍算出用の減衰定数αを選定する。

【0113】

続いて、ステップ５００において、算出部４４２は、波数βを用いて、推定するノイズのキャリブレーションを行う。

【0114】

ここで、図１４に示すように、人２の身体の動きである体動によって、例えば、シートバック３ａのうち第１受信アンテナ１３ａ側からの回折波および反射波であるＷ１が迂回等することにより、Ｗ１の経路長が変化する。また、Ｗ１と同様に、人２の体動によって、シートバック３ａのうち第３受信アンテナ１３ｃ側からの回折波および反射波であるＷ３が迂回等することにより、Ｗ３の経路長が変化する。

【0115】

この回折波および反射波の経路長の変化により、図１５に示すように、シートバック３ａのうち第１受信アンテナ１３ａ側および第３受信アンテナ１３ｃ側からの回折波および反射波によるノイズの位相と、推定されるノイズの位相とがズレることがある。なお、図１５において、時刻に対する、シートバック３ａのうち第１受信アンテナ１３ａ側および第３受信アンテナ１３ｃ側からの回折波および反射波によるノイズであるＮｅの強度の真値が実線で記載されている。また、時刻に対する、推定された回折波および反射波によるノイズの強度がＮｅ＿Ｅｒｒで記載されている。

【0116】

この位相のズレにより、図１６に示すように、推定されたノイズを特定アンテナで受信される信号から除去した信号の強度において、人２の拍動を示す極大値とともに、人２の拍動とは異なるものを示す極大値が含まれることがある。このため、この人２の拍動とは異なるものを示す極大値が人２の拍動であるとして誤検出されることにより、人２の心拍間隔を算出する精度が低下することがある。なお、図１６において、時刻に対する、推定されたノイズを特定アンテナで受信される信号から除去した信号の強度がＥｈ＿Ｅｒｒで記載されている。また、人２の拍動を示す極大値がＨｂで示されている。さらに、人２の拍動とは異なるものを示す極大値がＥｒｒで示されている。

【0117】

このため、ステップ３００に続くステップ５００において、算出部４４２は、特定アンテナで受信される信号の強度と、選定減衰定数αｓと、ノイズ除去アンテナで受信される信号の強度および位相とに基づいて、推定するノイズのキャリブレーションをさらに行う。なお、選定減衰定数αｓは、上記ステップ３００にて選定した減衰定数αである。

【0118】

次に、図１７のサブフローチャートを参照して、このステップ５００におけるキャリブレーションについて説明する。

【0119】

図１７の処理では、上記した波数βが定数とされないで変数とされている。この変数としての波数βがβ０～βａであるときのそれぞれを対象に、ステップ２２０で抽出された時刻ｔがｔ０～ｔａであるときのそれぞれを対象にしつつ、ステップ５１０から始まり、ステップ５２０で終わるループ処理が実行される。なお、βａのａは、上記と同様に、自然数を表す。また、ここでは、例えば、β０～βａは、初項がβ０、公差がｑの等差数列になっている。さらに、ここでは、例えば、β０は、回折波および反射波の波数であって、波長λによって表される。この波長λは、上記したように、送信アンテナ１２から送信される電波の波長であって、発信機１１から送信される信号の周波数に基づいて設定される。また、ｔ０～ｔａは、上記したように、例えば、初項がｔ０、公差が受信機１４で受信される信号の取得のサンプリング周期の等差数列になっている。また、ｔａは、現時刻を表しており、ｔ０は、ｔａから、ｔ０からｔａまでのサンプリング数－１とサンプリング周期との乗算値が減算された値になっている。

【0120】

ステップ５１０において、算出部４４２は、心拍間隔用信号Ｅｈを推定する。心拍間隔用信号Ｅｈは、推定されたノイズを特定アンテナで受信される信号から除去した信号であって、後述の心拍間隔の算出に用いられる信号である。

【0121】

ここで、特定アンテナを第２受信アンテナ１３ｂとする図４の事例では、ある時刻において、第２受信アンテナ１３ｂで受信される電波は、心拍間隔用信号Ｅｈおよびノイズを含む。このため、心拍間隔用信号Ｅｈは、ある時刻において、第２受信アンテナ１３ｂで受信される電波から推定されるノイズを除去することによって、以下関係式（１１－１）のように表される。

【0122】

関係式（１１－１）において、Ｅ２は、上記したように、ある時刻において受信機１４の強度検出部１４１で検出される、第２受信アンテナ１３ｂで受信される電波の強度である。θ２は、上記したように、強度検出部１４１で検出されたときと同じ時刻において受信機１４の位相検出部１４２で検出される、第２受信アンテナ１３ｂで受信される電波の位相である。Ｎ３＿αｓは、減衰定数αを選定減衰定数αｓとしたときにおいて、第３受信アンテナ１３ｃ側から伝播されて特定アンテナで受信される回折波および反射波を推定した値である。Ｎ１＿αｓは、減衰定数αを選定減衰定数αｓとしたときにおいて、第１受信アンテナ１３ａ側から伝播されて特定アンテナで受信される回折波および反射波を推定した値である。ｊは、虚数単位である。

【0123】

Ｅｈ＝Ｅ２×ｅｘｐ［ｊ×θ２］－（Ｎ３＿αｓ＋Ｎ１＿αｓ）・・・（１１－１）

【0124】

また、第２受信アンテナ１３ｂと第３受信アンテナ１３ｃとが異なる位置に配置されているため、ある時刻において、第２受信アンテナ１３ｂで受信される回折波および反射波と第３受信アンテナ１３ｃで受信される回折波および反射波との位相差が生じる。ここでは、第２受信アンテナ１３ｂから第３受信アンテナ１３ｃまでの距離がアンテナ間距離ｄであるため、この位相差は、アンテナ間距離ｄ分の位相ずれに相当する。したがって、ある時刻におけるＮ３＿αｓを、以下関係式（１１－２）に示すように、選定減衰定数αｓ、アンテナ間距離ｄ、ならびに、第３受信アンテナ１３ｃで受信される電波の強度および位相を用いて表すことができる。

【0125】

関係式（１１－２）において、Ｅ３は、上記したように、ある時刻において受信機１４の強度検出部１４１で検出される、第３受信アンテナ１３ｃで受信される電波の強度である。θ３は、上記したように、強度検出部１４１で検出されたときと同じ時刻において受信機１４の位相検出部１４２で検出される、第３受信アンテナ１３ｃで受信される電波の位相である。また、この対象とする波数βにアンテナ間距離ｄが乗算されることにより、アンテナ間距離ｄ分の位相ずれが算出される。さらに、ここでは、第３受信アンテナ１３ｃから第２受信アンテナ１３ｂに向かう回折波および反射波の進行方向に対する位相の変化方向を正方向としているため、θ３から、このアンテナ間距離ｄ分の位相ずれが減算される。これにより、第２受信アンテナ１３ｂで受信されるノイズの位相と、第３受信アンテナ１３ｃで受信されるノイズの位相とが対応する。

【0126】

Ｎ３＿αｓ＝αｓ×ｄ×Ｅ３×ｅｘｐ［ｊ×（θ３－β×ｄ）］ ・・・（１１－２）

【0127】

また、第２受信アンテナ１３ｂと第１受信アンテナ１３ａとが異なる位置に配置されているため、ある時刻において、第２受信アンテナ１３ｂで受信される回折波および反射波と第１受信アンテナ１３ａで受信される回折波および反射波との位相差が生じる。ここでは、第２受信アンテナ１３ｂから第１受信アンテナ１３ａまでの距離がアンテナ間距離ｄであるため、この位相差は、アンテナ間距離ｄ分の位相ずれに相当する。したがって、ある時刻におけるＮ１＿αｓを、以下関係式（１１－３）に示すように、選定減衰定数αｓ、アンテナ間距離ｄ、ならびに、第１受信アンテナ１３ａで受信される電波の強度および位相を用いて表すことができる。

【0128】

関係式（１１－３）において、Ｅ１は、上記したように、ある時刻において受信機１４の強度検出部１４１で検出される、第１受信アンテナ１３ａで受信される電波の強度である。θ１は、上記したように、強度検出部１４１で検出されたときと同じ時刻において受信機１４の位相検出部１４２で検出される、第１受信アンテナ１３ａで受信される電波の位相である。また、この対象とする波数βにアンテナ間距離ｄが乗算されることにより、アンテナ間距離ｄ分の位相ずれが算出される。さらに、ここでは、第３受信アンテナ１３ｃから第２受信アンテナ１３ｂに向かう回折波および反射波の進行方向に対する位相の変化方向を正方向としているため、θ１に、このアンテナ間距離ｄ分の位相ずれが加算される。これにより、第２受信アンテナ１３ｂで受信されるノイズの位相と、第１受信アンテナ１３ａで受信されるノイズの位相とが対応する。

【0129】

Ｎ１＿αｓ＝αｓ×ｄ×Ｅ１×ｅｘｐ［ｊ×（θ１＋β×ｄ）］ ・・・（１１－３）

【0130】

したがって、算出部４４２は、アンテナ間距離ｄ、対象とする波数β、選定減衰定数αｓ、対象とする時刻ｔであるときのＥ３、θ３を上記関係式（１１－２）に代入することにより、Ｎ３＿αｓを算出する。また、算出部４４２は、アンテナ間距離ｄ、対象とする波数β、選定減衰定数αｓ、対象とする時刻ｔであるときのＥ１、θ１を上記関係式（１１－３）に代入することにより、Ｎ１＿αｓを算出する。さらに、算出部４４２は、この算出したＮ３＿αｓとＮ１＿αｓとの和を算出する。また、算出部４４２は、上記関係式（１１－１）を用いて、特定アンテナである第２受信アンテナ１３ｂで受信される信号からこの算出したＮ３＿αｓとＮ１＿αｓとの和を減算することにより、対象とする波数βであるときの心拍間隔用信号Ｅｈを算出する。さらに、算出部４４２は、ｔ０～ｔａにおいて、対象とする波数βであるときの心拍間隔用信号Ｅｈを算出する。このようにして、算出部４４２は、ノイズ除去アンテナとしての第３受信アンテナ１３ｃおよび第１受信アンテナ１３ａで受信される信号の位相を所定の範囲で複数設定して、複数の位相のそれぞれに対して、心拍間隔用信号Ｅｈを算出する。

【0131】

続いて、ステップ５２０において、算出部４４２は、ステップ５１０にて算出したｔ０～ｔａの心拍間隔用信号Ｅｈの実数部において、極大値の数を算出する。

【0132】

具体的には、算出部４４２は、例えば、ｔ０～ｔａにおいて、時刻ｔの次時刻に対応する心拍間隔用信号Ｅｈの実数部から、時刻ｔの心拍間隔用信号Ｅｈの実数部を減算した差分ΔＥｈをそれぞれ算出する。また、算出部４４２は、時刻ｔがｔ０のときに対応する差分ΔＥｈから順番に、時刻ｔに対応する差分ΔＥｈの正負を判定する。このとき、算出部４４２は、正の値の差分ΔＥｈが所定回数連続した後、差分ΔＥｈが正の値から負の値に切り替わり、かつ、この切り替わり後、負の値の差分ΔＥｈが所定回数連続するとき、心拍間隔用信号Ｅｈの極大値があると判定する。さらに、このとき、算出部４４２は、差分ΔＥｈが正の値から負の値に切り替わる直前の正の値の差分ΔＥｈおよび差分ΔＥｈが正の値から負の値に切り替わる直後の負の値の差分ΔＥｈのいずれかを心拍間隔用信号Ｅｈの極大値とする。また、このとき、算出部４４２は、心拍間隔用信号Ｅｈの極大値の数を計上する。このようにして、算出部４４２は、ｔ０～ｔａにおいて、図１８に示すように、対象とする波数βであるときの心拍間隔用信号Ｅｈの実数部における極大値の数を算出する。その後、今回のループ処理が終了する。

【0133】

そして、対象とする波数βを用いて、β０～βａのそれぞれの極大値の数が算出されるとき、処理は、ステップ５３０に移行する。

【0134】

続いて、ステップ５３０において、算出部４４２は、β０～βａのうち、心拍間隔用信号Ｅｈの極大値の数が最小となる波数βを、後述する心拍間隔算出用の波数βに選定する。この心拍間隔用信号Ｅｈの極大値の数が最小であるため、この心拍間隔用信号Ｅｈには、人２の心拍のみを示す信号が示されており、特定アンテナの信号からノイズが適切に除去されている。これにより、心拍間隔用信号Ｅｈは、位相のズレが補正されたノイズを、第２受信アンテナ１３ｂで受信される電波から除去した信号になっているとともに、後述の心拍間隔を算出するのに適した信号に補正される。

【0135】

このようにして、ステップ５００におけるキャリブレーションが行われる。

【0136】

ステップ５００のキャリブレーション後、図１３に示すように、処理は、ステップ２３０に移行する。ステップ２３０において、算出部４４２は、生体情報推定用の特定アンテナで受信された信号からノイズを除去する。

【0137】

具体的には、算出部４４２は、上記と同様に、ｔ０～ｔａのそれぞれについて、ステップ３００にて選定した減衰定数αの補正用ノイズＮｔを抽出する。これにより、特定アンテナで受信される信号の強度のうちのノイズと、算出部４４２が推定するノイズの強度との差分絶対値和が小さい、すなわち、類似度が高いノイズが抽出される。また、算出部４４２は、ｔ０～ｔａの補正用ノイズＮｔを、ｔ０～ｔａにおけるシートバック３ａのうち第１受信アンテナ１３ａ側および第３受信アンテナ１３ｃ側からの回折波および反射波によるノイズであるＮｅにそれぞれ置き換える。そして、算出部４４２は、ｔ０～ｔａのそれぞれについて、上記関係式（３）を用いて、心臓２ａの心拍に対応する生体信号であるＥｂを算出する。すなわち、算出部４４２は、ｔ０～ｔａのそれぞれについて、第２受信アンテナ１３ｂで受信された電波からＮｅを減算することにより、Ｅｂを算出する。

【0138】

また、ここでは、算出部４４２は、ｔ０～ｔａのそれぞれについて、ステップ５００にて選定した波数βに対応する心拍間隔用信号Ｅｈを抽出する。上記したように、この抽出された心拍間隔用信号Ｅｈの数が最小であるため、この抽出された心拍間隔用信号Ｅｈには、人２の心拍のみを示す信号が示されており、特定アンテナの信号からノイズが適切に除去されている。

【0139】

続いて、ステップ６００において、算出部４４２は、心拍間隔を算出する。具体的には、算出部４４２は、図１９に示すように、ステップ２３０にて抽出した心拍間隔用信号Ｅｈにおいて、互いに隣り合う極大値に対応する時刻の間の時間であるΔｔを心拍間隔として算出する。

【0140】

続いて、ステップ２４０において、算出部４４２は、上記と同様に、ステップ２３０にて算出したｔ０～ｔａのＥｂの実数部を離散フーリエ変換することにより、図１０に示すように、Ｅｂの周波数特性を取得する。

【0141】

続いて、ステップ２５０において、算出部４４２は、上記と同様に、ステップ２４０にて取得した周波数特性から、人２の心拍数を算出する。具体的には、この周波数特性において強度が最も高い周波数をヘルツ単位で表した数に、６０を乗算することにより、心拍数をｂｐｍ単位で算出する。

【0142】

続いて、ステップ２６０において、算出部４４２は、ステップ２５０にて算出した心拍数およびステップ６００にて算出した心拍間隔を出力部４３に送信する。出力部４３は、算出部４４２からの心拍数および心拍間隔のデジタルデータを、車載ナビゲーション装置、車載データ通信モジュール、携帯通信端末等に送信する。その後、処理は、ステップ２１０に戻る。

【0143】

このようにして、車両の走行中に、算出部４４２により人２の心拍数および心拍間隔が算出される。そして、この算出部４４２による人２の心拍数の算出では、上記と同様に、人２の心拍数の精度が向上する。

【0144】

また、ここでは、心拍間隔用信号Ｅｈの極大値の数を最小にすることにより、シートバック３ａのうち第１受信アンテナ１３ａ側および第３受信アンテナ１３ｃ側からの回折波および反射波によるノイズの位相と推定したノイズの位相とのズレが補正される。このため、心拍間隔用信号Ｅｈにおいて、人２の拍動を示す極大値が適切に示される。したがって、人２の心拍間隔の精度も向上する。

【0145】

（変形例４）
上記実施形態では、算出部４４２は、上記したステップ３００にて減衰定数αによるキャリブレーションを行う。これに対して、算出部４４２は、Ｗ１とＷ３との合成波であるＷｍを推定することにより、心拍数を算出する。なお、図６に示すように、Ｗ１は、上記と同様に、シートバック３ａのうち第１受信アンテナ１３ａ側からの回折波および反射波である。Ｗ３は、シートバック３ａのうち第３受信アンテナ１３ｃ側からの回折波および反射波である。

【0146】

次に、図２０のフローチャートを参照して、Ｗ１とＷ３との合成波であるＷｍに基づく心拍数の算出について説明する。

【0147】

ステップ２１０において、算出部４４２は、上記と同様に、選定部４４１から、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃがそれぞれ生体情報推定用の特定アンテナおよびノイズ除去アンテナのどちらであるかを取得する。

【0148】

続いて、ステップ２２０において、算出部４４２は、上記と同様に、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃのそれぞれで受信された電波に対応する信号を入力部４１から取得する。

【0149】

続いて、ステップ７００において、算出部４４２は、Ｗ３とＷ１との合成波であるＷｍを推定する。

【0150】

ここで、このＷｍを推定するためのＷ３とＷ１とについて説明する。

【0151】

第３受信アンテナ１３ｃから第２受信アンテナ１３ｂに向かう方向において、基準位置から任意距離Ｘ分移動した位置におけるＷ３は、以下式（１２－１）のように表される。なお、ここでは、基準位置は、第３受信アンテナ１３ｃの位置とされている。

【0152】

式（１２－１）において、Ａは、送信アンテナ１２から伝播されるＷ３の初期強度である。θＡは、時刻ｔがゼロであるときの基準位置におけるＷ３の位相である。Ｌは、Ｗ３が送信アンテナ１２から基準位置に到達するまでの経路長であって、実験やシミュレーション等により設定される。被除数のＡに対応する除数である４×π×（Ｌ＋Ｘ）^３は、Ｗ３が基準位置から任意距離Ｘ分移動した位置に到達するまでのＷ３の減衰に関する項である。ｊは、虚数単位である。ｔは、時刻である。ωは、回折波および反射波の角周波数であって、送信アンテナ１２から送信される電波の周波数に基づいて設定される。βは、回折波および反射波の波数であって、波長λによって表される。この波長λは、送信アンテナ１２から送信される電波の波長であって、発信機１１から送信される信号の周波数に基づいて設定される。そして、この波数βに任意距離Ｘが乗算されることにより、任意距離Ｘ分の位相ずれが算出される。また、ここでは、第３受信アンテナ１３ｃから第２受信アンテナ１３ｂに向かう回折波および反射波の進行方向に対する位相の変化方向を正方向としているため、θＡから、この任意距離Ｘ分の位相ずれが減算される。これにより、基準位置から任意距離Ｘ分移動した位置におけるＷ３の位相が表される。

【0153】

【数1】

【0154】

また、第３受信アンテナ１３ｃから第２受信アンテナ１３ｂに向かう方向において、基準位置から任意距離Ｘ分移動した位置におけるＷ１は、以下式（１２－２）のように表される。

【0155】

式（１２－２）において、Ｂは、送信アンテナ１２から伝播されるＷ１の初期強度である。θＢは、時刻ｔがゼロであるときの第１受信アンテナ１３ａの位置におけるＷ１の位相である。Ｌは、Ｗ１が送信アンテナ１２から第１受信アンテナ１３ａに到達するまでの経路であって、ここでは、Ｗ３が送信アンテナ１２から基準位置に到達するまでの経路長と同じとされている。被除数のＢに対応する除数である４×π×（Ｌ＋２×ｄ－Ｘ）^３は、Ｗ１が基準位置から任意距離Ｘ分移動した位置に到達するまでのＷ１の減衰に関する項である。ｊは、虚数単位である。ｔは、時刻である。ωは、回折波および反射波の角周波数であって、送信アンテナ１２から送信される電波の周波数に基づいて設定される。βは、回折波および反射波の波数であって、波長λによって表される。この波長λは、送信アンテナ１２から送信される電波の波長であって、発信機１１から送信される信号の周波数に基づいて設定される。また、ここでは、第３受信アンテナ１３ｃから第２受信アンテナ１３ｂに向かう回折波および反射波の進行方向に対する位相の変化方向を正方向としている。さらに、ここでは、第３受信アンテナ１３ｃから第２受信アンテナ１３ｂに向かう方向において、第３受信アンテナ１３ｃから第１受信アンテナ１３ａまでの距離は、アンテナ間距離ｄの２倍になっている。このため、アンテナ間距離ｄの２倍から任意距離Ｘを減算した値に波数βが乗算されることにより、任意距離Ｘ分の位相ずれが算出される。さらに、θＢに、この任意距離Ｘ分の位相ずれが加算される。これにより、基準位置から任意距離Ｘ分移動した位置におけるＷ１の位相が表される。

【0156】

【数2】

【0157】

次に、Ｗｍは、Ｗ３とＷ１との合成波であるため、式（１２－１）と式（１２－２）とを足し合わせることにより、以下関係式（１２－３）のように表される。

【0158】

関係式（１２－３）において、Ｅｍは、合成波であるＷｍの強度である。θｍは、合成波であるＷｍの位相である。この関係式（１２－３）では、Ａ、θＡ、Ｂ、θＢが未知数になっている。したがって、Ａ、θＡ、Ｂ、θＢを求めることにより、Ｗｍを推定することができる。

【0159】

【数3】

【0160】

また、ここでは、基準位置が第３受信アンテナ１３ｃの位置であるため、Ｘがゼロであるとき、Ｅｍは、Ｅ３と等しく、θｍは、θ３と等しくなる。なお、Ｅ３は、ある時刻において受信機１４の強度検出部１４１で検出される、第３受信アンテナ１３ｃで受信される電波の強度である。また、θ３は、強度検出部１４１で検出されたときと同じ時刻において受信機１４の位相検出部１４２で検出される、第３受信アンテナ１３ｃで受信される電波の位相である。

【0161】

したがって、関係式（１２－３）のＸにゼロを代入し、ＥｍにＥ３を代入し、θｍにθ３を代入することにより、関係式（１２－３）は、関係式（１３－１）に変形される。

【0162】

【数4】

【0163】

また、ここでは、第３受信アンテナ１３ｃから第２受信アンテナ１３ｂに向かう方向において、基準位置からアンテナ間距離ｄの２倍分移動した位置に第１受信アンテナ１３ａが配置されている。このため、Ｘがアンテナ間距離ｄの２倍であるとき、Ｅｍは、Ｅ１と等しく、θｍは、θ１と等しくなる。なお、Ｅ１は、ある時刻において受信機１４の強度検出部１４１で検出される、第１受信アンテナ１３ａで受信される電波の強度である。また、θ１は、強度検出部１４１で検出されたときと同じ時刻において受信機１４の位相検出部１４２で検出される、第１受信アンテナ１３ａで受信される電波の位相である。

【0164】

したがって、関係式（１２－３）のＸにアンテナ間距離ｄの２倍を代入し、ＥｍにＥ１を代入し、θｍにθ１を代入することにより、関係式（１２－３）は、関係式（１３－２）に変形される。

【0165】

【数5】

【0166】

また、オイラーの公式によって、関係式（１３－１）から実数部と虚数部との２つの関係式が得られるとともに、関係式（１３－２）から実数部と虚数部との２つの関係式が得られるため、４つの関係式が得られる。これにより、Ａ、θＡ、Ｂ、θＢの４つの未知数に対して、４つの関係式からなる連立方程式が得られる。よって、算出部４４２は、この連立方程式から、Ａ、θＡ、Ｂ、θＢの４つの未知数を算出することにより、Ｗ３とＷ１との合成波であるＷｍを推定する。

【0167】

続いて、ステップ２３０において、算出部４４２は、生体情報推定用の特定アンテナで受信された信号からノイズを除去する。具体的には、算出部４４２は、上記したステップ７００にて推定した合成波に基づいて、Ｎｅを算出する。なお、Ｎｅとは、シートバック３ａのうち第１受信アンテナ１３ａ側および第３受信アンテナ１３ｃ側からの回折波および反射波によるノイズである。

【0168】

ここで、特定アンテナを第２受信アンテナ１３ｂとする図４の事例では、第３受信アンテナ１３ｃから第２受信アンテナ１３ｂに向かう方向において、基準位置である第３受信アンテナ１３ｃから、第２受信アンテナ１３ｂまでの距離は、アンテナ間距離ｄである。このため、Ｎｅは、関係式（１２－３）のＸにアンテナ間距離ｄを代入することにより、関係式（１４）のように変形される。

【0169】

【数6】

【0170】

したがって、算出部４４２は、ｔ０～ｔａのそれぞれにおいて、アンテナ間距離ｄ、予め設定される経路長Ｌ、角周波数ω、ステップ７００にて算出されたＡ、θＡ、Ｂ、θＢを関係式（１４）に代入することにより、Ｎｅを算出する。また、算出部４４２は、ｔ０～ｔａのそれぞれについて、上記関係式（３）を用いて、Ｅ２、θ２およびｊに基づいて、第２受信アンテナ１３ｂで受信された電波を算出する。なお、Ｅ２は、ある時刻において受信機１４の強度検出部１４１で検出される、第２受信アンテナ１３ｂで受信される電波の強度である。また、θ２は、強度検出部１４１で検出されたときと同じ時刻において受信機１４の位相検出部１４２で検出される、第２受信アンテナ１３ｂで受信される電波の位相である。さらに、ｊは、虚数単位である。

【0171】

よって、算出部４４２は、ｔ０～ｔａのそれぞれについて、この算出した第２受信アンテナ１３ｂで受信された電波から、上記にて算出したＮｅを減算することによって、心臓２ａの心拍に対応する生体信号を示すＥｂを算出する。

【0172】

続いて、ステップ２４０において、算出部４４２は、上記と同様に、ステップ２３０にて算出したｔ０～ｔａのＥｂの実数部を離散フーリエ変換することにより、図１０に示すように、Ｅｂの周波数特性を取得する。

【0173】

続いて、ステップ２５０において、算出部４４２は、上記と同様に、ステップ２４０にて取得した周波数特性から、人２の心拍数を算出する。

【0174】

続いて、ステップ２６０において、算出部４４２は、上記と同様に、ステップ２５０にて算出した心拍数を出力部４３に送信する。出力部４３は、算出部４４２からの心拍数のデジタルデータを、車載ナビゲーション装置、車載データ通信モジュール、携帯通信端末等に送信する。その後、処理は、ステップ２１０に戻る。

【0175】

このようにして、車両の走行中に、算出部４４２により人２の心拍数が算出される。このように、心拍数が算出されても、上記実施形態と同様の効果を奏する。

【0176】

また、ここでは、シートバック３ａのうち第３受信アンテナ１３ｃ側からの回折波および反射波であるＷ３と、シートバック３ａのうち第１受信アンテナ１３ａ側からの回折波および反射波であるＷ１との合成波であるＷｍが推定されている。このため、Ｗ１とＷ３とが互いに干渉することによって生じる、第１受信アンテナ１３ａ側および第３受信アンテナ１３ｃ側からの回折波および反射波によるノイズの推定誤差が小さくなる。したがって、このノイズの推定精度が向上するため、心拍数の精度が向上する。

【0177】

（変形例５）
上記実施形態では、生体情報検知システム１０は、３つの受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃを備えている。これに対して、変形例５では、生体情報検知システム１０は、図２１に示すように、３つの受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃに加えて、２つの受信アンテナ１３ｄ、１３ｅをさらに備える。この追加された受信アンテナ１３ｄ、１３ｅのそれぞれが第４受信アンテナ１３ｄ、第５受信アンテナ１３ｅと適宜記載されている。また、変形例５では、合成波の推定が変形例４とは異なる。これら以外は、変形例４と同様である。

【0178】

第４受信アンテナ１３ｄは、運転席３のシートバック３ａに埋め込まれている。また、第４受信アンテナ１３ｄは、車両の幅方向に、第２受信アンテナ１３ｂと第３受信アンテナ１３ｃとの間に位置するように配置されている。

【0179】

第５受信アンテナ１３ｅは、運転席３のシートバック３ａに埋め込まれている。また、第５受信アンテナ１３ｅは、車両の幅方向に、第１受信アンテナ１３ａと第２受信アンテナ１３ｂとの間に位置するように配置されている。

【0180】

また、５つの受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅは、車両の幅方向に等間隔に並んでいる。このため、車両の幅方向における第３受信アンテナ１３ｃから第４受信アンテナ１３ｄまでの距離は、アンテナ間距離ｄになっている。また、車両の幅方向における第３受信アンテナ１３ｃから第２受信アンテナ１３ｂまでの距離は、アンテナ間距離ｄの２倍になっている。さらに、車両の幅方向における第３受信アンテナ１３ｃから第５受信アンテナ１３ｅまでの距離は、アンテナ間距離ｄの３倍になっている。また、車両の幅方向における第３受信アンテナ１３ｃから第１受信アンテナ１３ａまでの距離は、アンテナ間距離ｄの４倍になっている。

【0181】

変形例５では、このように生体情報検知システム１０が構成されている。

【0182】

次に、図２０のフローチャートを参照して、変形例５におけるＷ１とＷ３との合成波であるＷｍに基づく心拍数の算出について説明する。

【0183】

ステップ２１０において、算出部４４２は、上記と同様に、選定部４４１から、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃがそれぞれ生体情報推定用の特定アンテナおよびノイズ除去アンテナのどちらであるかを取得する。

【0184】

続いて、ステップ２２０において、算出部４４２は、上記と同様に、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃのそれぞれで受信された電波に対応する信号を入力部４１から取得する。

【0185】

続いて、ステップ７００において、算出部４４２は、Ｗ３とＷ１との合成波であるＷｍを推定する。

【0186】

ここで、このＷｍを推定するためのＷ３とＷ１とについて説明する。

【0187】

ここでは、第３受信アンテナ１３ｃから第２受信アンテナ１３ｂに向かう方向において、基準位置から任意距離Ｘ分移動した位置におけるＷ３は、以下式（１５－１）のように表される。なお、ここでは、基準位置は、上記と同様に、第３受信アンテナ１３ｃの位置とされている。

【0188】

式（１５－１）において、Ａは、送信アンテナ１２から伝播されるＷ３の初期強度である。θＡは、時刻ｔがゼロであるときの基準位置におけるＷ３の位相である。Ｌは、Ｗ３が送信アンテナ１２から基準位置に到達するまでの経路長であって、実験やシミュレーション等により設定される。被除数のＡに対応する除数であるＰ×（Ｌ＋Ｘ）^３は、上記変形例４にて記載した４×π×（Ｌ＋Ｘ）^３のうち４×πをＰに置き換えたものであって、Ｗ３の減衰に関する項である。このＰは、Ｗ３の減衰に関する係数である。ｊは、虚数単位である。ｔは、時刻である。ωは、回折波および反射波の角周波数であって、送信アンテナ１２から送信される電波の周波数に基づいて設定される。βｐは、Ｗ３の位相ずれに関する係数であって、後述するように未知数とされている。このため、このβｐに任意距離Ｘが乗算されることにより、任意距離Ｘ分の位相ずれが算出される。また、ここでは、第３受信アンテナ１３ｃから第２受信アンテナ１３ｂに向かう回折波および反射波の進行方向に対する位相の変化方向を正方向としているため、θＡから、このＸ分の位相ずれが減算される。これにより、基準位置から任意距離Ｘ分移動した位置におけるＷ３の位相が表される。

【0189】

【数7】

【0190】

また、第３受信アンテナ１３ｃから第２受信アンテナ１３ｂに向かう方向において、基準位置から任意距離Ｘ分移動した位置におけるＷ１は、以下式（１５－２）のように表される。

【0191】

式（１５－２）において、Ｂは、送信アンテナ１２から伝播されるＷ１の初期強度である。θＢは、時刻ｔがゼロであるときの第１受信アンテナ１３ａの位置におけるＷ１の位相である。Ｌは、Ｗ１が送信アンテナ１２から第１受信アンテナ１３ａに到達するまでの経路であって、ここでは、Ｗ３が送信アンテナ１２から基準位置に到達するまでの経路長と同じとされている。被除数のＢに対応する除数であるＱ×（Ｌ＋４×ｄ－Ｘ）^３は、Ｗ１の減衰に関する項である。このＱは、Ｗ１の減衰に関する係数である。ｊは、虚数単位である。ｔは、時刻である。ωは、回折波および反射波の角周波数であって、送信アンテナ１２から送信される電波の周波数に基づいて設定される。βｑは、Ｗ１の位相ずれに関する係数であって、後述するように未知数とされている。また、ここでは、第３受信アンテナ１３ｃから第２受信アンテナ１３ｂに向かう回折波および反射波の進行方向に対する位相の変化方向を正方向としている。さらに、ここでは、第３受信アンテナ１３ｃから第２受信アンテナ１３ｂに向かう方向において、第３受信アンテナ１３ｃから第１受信アンテナ１３ａまでの距離は、アンテナ間距離ｄの４倍になっている。このため、アンテナ間距離ｄの４倍から任意距離Ｘを減算した値にβｑが乗算されることにより、任意距離Ｘ分の位相ずれが算出される。さらに、θＢに、このＸ分の位相ずれが加算される。これにより、基準位置から任意距離Ｘ分移動した位置におけるＷ１の位相が表される。

【0192】

【数8】

【0193】

次に、Ｗｍは、Ｗ３とＷ１との合成波であるため、式（１５－１）と式（１５－２）とを足し合わせることにより、以下関係式（１５－３）のように表される。

【0194】

関係式（１５－３）において、Ｅｍは、合成波であるＷｍの強度である。θｍは、合成波であるＷｍの位相である。この関係式（１５－３）では、Ａ、θＡ、Ｂ、θＢに加えて、Ｐ、Ｑ、βｐ、βｑが未知数になっている。したがって、これらの未知数を求めることにより、Ｗｍを推定することができる。

【0195】

【数9】

【0196】

また、ここでは、基準位置が第３受信アンテナ１３ｃの位置であるため、Ｘがゼロであるとき、Ｅｍは、Ｅ３と等しく、θｍは、θ３と等しくなる。なお、Ｅ３は、ある時刻において受信機１４の強度検出部１４１で検出される、第３受信アンテナ１３ｃで受信される電波の強度である。また、θ３は、強度検出部１４１で検出されたときと同じ時刻において受信機１４の位相検出部１４２で検出される、第３受信アンテナ１３ｃで受信される電波の位相である。

【0197】

したがって、関係式（１５－３）のＸにゼロを代入し、ＥｍにＥ３を代入し、θｍにθ３を代入することにより、関係式（１５－３）は、関係式（１６－１）に変形される。

【0198】

【数10】

【0199】

また、ここでは、第３受信アンテナ１３ｃから第２受信アンテナ１３ｂに向かう方向において、第３受信アンテナ１３ｃから第４受信アンテナ１３ｄまでの距離は、アンテナ間距離ｄになっている。このため、Ｘがアンテナ間距離ｄであるとき、Ｅｍは、Ｅ４と等しく、θｍは、θ４と等しくなる。なお、Ｅ４は、ある時刻において受信機１４の強度検出部１４１で検出される、第４受信アンテナ１３ｄで受信される電波の強度である。また、θ４は、強度検出部１４１で検出されたときと同じ時刻において受信機１４の位相検出部１４２で検出される、第４受信アンテナ１３ｄで受信される電波の位相である。

【0200】

したがって、関係式（１５－３）のＸにアンテナ間距離ｄを代入し、ＥｍにＥ４を代入し、θｍにθ４を代入することにより、関係式（１５－３）は、関係式（１６－２）に変形される。

【0201】

【数11】

【0202】

さらに、第３受信アンテナ１３ｃから第２受信アンテナ１３ｂに向かう方向において、第３受信アンテナ１３ｃから第５受信アンテナ１３ｅまでの距離は、アンテナ間距離ｄの３倍になっている。このため、Ｘがアンテナ間距離ｄの３倍であるとき、Ｅｍは、Ｅ５と等しく、θｍは、θ５と等しくなる。なお、Ｅ５は、ある時刻において受信機１４の強度検出部１４１で検出される、第５受信アンテナ１３ｅで受信される電波の強度である。また、θ５は、強度検出部１４１で検出されたときと同じ時刻において受信機１４の位相検出部１４２で検出される、第５受信アンテナ１３ｅで受信される電波の位相である。

【0203】

したがって、関係式（１５－３）のＸにアンテナ間距離ｄの３倍を代入し、ＥｍにＥ５を代入し、θｍにθ５を代入することにより、関係式（１５－３）は、関係式（１６－３）に変形される。

【0204】

【数12】

【0205】

また、第３受信アンテナ１３ｃから第２受信アンテナ１３ｂに向かう方向において、第３受信アンテナ１３ｃから第１受信アンテナ１３ａまでの距離は、アンテナ間距離ｄの４倍になっている。このため、Ｘがアンテナ間距離ｄの４倍であるとき、Ｅｍは、Ｅ１と等しく、θｍは、θ１と等しくなる。なお、Ｅ１は、ある時刻において受信機１４の強度検出部１４１で検出される、第１受信アンテナ１３ａで受信される電波の強度である。また、θ１は、強度検出部１４１で検出されたときと同じ時刻において受信機１４の位相検出部１４２で検出される、第１受信アンテナ１３ａで受信される電波の位相である。

【0206】

したがって、関係式（１５－３）のＸにアンテナ間距離ｄの４倍を代入し、ＥｍにＥ１を代入し、θｍにθ１を代入することにより、関係式（１５－３）は、関係式（１６－４）に変形される。

【0207】

【数13】

【0208】

また、オイラーの公式によって、各関係式（１６－１）～（１６－４）から実数部と虚数部との２つの関係式が得られるため、８つの関係式が得られる。これにより、Ａ、θＡ、Ｂ、θＢ、Ｐ、Ｑ、βｐ、βｑの８つの未知数に対して、８つの関係式からなる連立方程式が得られる。よって、算出部４４２は、この連立方程式から、Ａ、θＡ、Ｂ、θＢ、Ｐ、Ｑ、βｐ、βｑの８つの未知数を算出することにより、Ｗ３とＷ１との合成波であるＷｍを推定する。

【0209】

続いて、ステップ２３０において、算出部４４２は、生体情報推定用の特定アンテナで受信された信号からノイズを除去する。具体的には、算出部４４２は、上記したステップ７００にて推定した合成波に基づいて、Ｎｅを算出する。なお、Ｎｅとは、シートバック３ａのうち第１受信アンテナ１３ａ側および第３受信アンテナ１３ｃ側からの回折波および反射波によるノイズである。

【0210】

ここで、特定アンテナを第２受信アンテナ１３ｂとすると、第３受信アンテナ１３ｃから第２受信アンテナ１３ｂに向かう方向において、基準位置である第３受信アンテナ１３ｃから、第２受信アンテナ１３ｂまでの距離は、アンテナ間距離ｄの２倍である。このため、Ｎｅは、関係式（１５－３）のＸにアンテナ間距離ｄの２倍を代入することにより、関係式（１７）のように変形される。

【0211】

【数14】

【0212】

したがって、算出部４４２は、ｔ０～ｔａのそれぞれにおいて、アンテナ間距離ｄ、予め設定される経路長Ｌ、角周波数ω、ステップ７００にて算出されたＡ、θＡ、Ｂ、θＢ、Ｐ、Ｑ、βｐ、βｑを関係式（１７）に代入することにより、Ｎｅを算出する。また、算出部４４２は、ｔ０～ｔａのそれぞれについて、上記関係式（３）を用いて、Ｅ２、θ２およびｊに基づいて、第２受信アンテナ１３ｂで受信された電波を算出する。なお、Ｅ２は、ある時刻において受信機１４の強度検出部１４１で検出される、第２受信アンテナ１３ｂで受信される電波の強度である。また、θ２は、強度検出部１４１で検出されたときと同じ時刻において受信機１４の位相検出部１４２で検出される、第２受信アンテナ１３ｂで受信される電波の位相である。さらに、ｊは、虚数単位である。

【0213】

よって、算出部４４２は、ｔ０～ｔａのそれぞれについて、この算出した第２受信アンテナ１３ｂで受信された電波から上記にて算出したＮｅを減算することによって、心臓２ａの心拍に対応する生体信号を示すＥｂを算出する。

【0214】

続いて、ステップ２４０において、算出部４４２は、上記と同様に、ステップ２３０にて算出したｔ０～ｔａのＥｂの実数部を離散フーリエ変換することにより、図１０に示すように、Ｅｂの周波数特性を取得する。

【0215】

続いて、ステップ２５０において、算出部４４２は、上記と同様に、ステップ２４０にて取得した周波数特性から、人２の心拍数を算出する。

【0216】

続いて、ステップ２６０において、算出部４４２は、上記と同様に、ステップ２５０にて算出した心拍数を出力部４３に送信する。出力部４３は、算出部４４２からの心拍数のデジタルデータを、車載ナビゲーション装置、車載データ通信モジュール、携帯通信端末等に送信する。その後、処理は、ステップ２１０に戻る。

【0217】

このようにして、車両の走行中に、算出部４４２により人２の心拍数が算出される。このように、心拍数が算出されても、上記変形例４と同様の効果を奏する。

【0218】

（変形例６）
上記変形例４では、生体情報検知システム１０は、人２の生体情報としての心拍数を検知する。これに対して、ここでは、生体情報検知システム１０は、人２の心拍数に加えて、人２の拍動の一拍と次の一拍との間の時間である心拍間隔を検知する。具体的には、算出部４４２は、Ｗ１とＷ３との合成波であるＷｍを用いて、人２の心拍間隔を算出する。

【0219】

図２２のフローチャートを参照して、生体情報検知装置４の算出部４４２による人２の心拍間隔の算出について説明する。ここでは、算出部４４２は、車両の走行中に、記憶部４２に記憶されているプログラムを実行することにより、人２の心拍間隔を算出する。

【0220】

ステップ２１０において、算出部４４２は、上記と同様に、選定部４４１から、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃがそれぞれ生体情報推定用の特定アンテナおよびノイズ除去アンテナのどちらであるかを取得する。

【0221】

続いて、ステップ２２０において、算出部４４２は、上記と同様に、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃのそれぞれで受信された電波に対応する信号を入力部４１から取得する。

【0222】

続いて、ステップ７００において、算出部４４２は、上記と同様に、Ｗ３とＷ１との合成波であるＷｍを推定する。例えば、算出部４４２は、変形例４と同様に、２つのノイズ除去アンテナの信号から得られる４つの連立方程式から、Ａ、θＡ、Ｂ、θＢの４つの未知数を算出することにより、Ｗ３とＷ１との合成波であるＷｍを推定する。

【0223】

続いて、ステップ５００において、算出部４４２は、ステップ７００にて推定した合成波のうち波数βのキャリブレーションをさらに行う。

【0224】

次に、図２３のサブフローチャートを参照して、このステップ５００におけるキャリブレーションについて説明する。

【0225】

図２２の処理では、波数βは、変形例３と同様に、定数とされないで変数とされている。この変数としての波数βがβ０～βａであるときのそれぞれを対象に、ステップ２２０で抽出された時刻ｔがｔ０～ｔａであるときのそれぞれを対象にしつつ、ステップ５１０から始まり、ステップ５２０で終わるループ処理が実行される。なお、βａのａは、上記と同様に、自然数を表す。また、ここでは、例えば、β０～βａは、初項がβ０、公差がｑの等差数列になっている。さらに、ここでは、例えば、β０は、回折波および反射波の波数であって、波長λによって表される。この波長λは、上記したように、送信アンテナ１２から送信される電波の波長であって、発信機１１から送信される信号の周波数に基づいて設定される。また、ｔ０～ｔａは、上記したように、例えば、初項がｔ０、公差が受信機１４で受信される信号の取得のサンプリング周期の等差数列になっている。また、ｔａは、現時刻を表しており、ｔ０は、ｔａから、ｔ０からｔａまでのサンプリング数－１とサンプリング周期との乗算値が減算された値になっている。

【0226】

ステップ５１０において、算出部４４２は、対象とする波数βと、特定アンテナで受信される信号の強度と、ステップ７００にて推定した合成波と、に基づいて、心拍間隔用信号Ｅｈを推定する。なお、心拍間隔用信号Ｅｈは、推定されたノイズを特定アンテナで受信される信号から除去した信号であって、心拍間隔の算出に用いられる信号である。

【0227】

ここで、特定アンテナを第２受信アンテナ１３ｂとする図４の事例では、ある時刻において第２受信アンテナ１３ｂで受信される電波は、心拍間隔用信号Ｅｈおよびノイズを含む。このため、心拍間隔用信号Ｅｈは、ある時刻において第２受信アンテナ１３ｂで受信される電波から、推定されるノイズを除去することによって、以下関係式（１８）のように表される。

【0228】

関係式（１８）において、Ｅ２は、上記したように、ある時刻において受信機１４の強度検出部１４１で検出される、第２受信アンテナ１３ｂで受信される電波の強度である。θ２は、上記したように、強度検出部１４１で検出されたときと同じ時刻において受信機１４の位相検出部１４２で検出される、第２受信アンテナ１３ｂで受信される電波の位相である。Ｎｅは、シートバック３ａのうち第１受信アンテナ１３ａ側および第３受信アンテナ１３ｃ側からの回折波および反射波によるノイズであって、上記関係式（１４）の定数である波数βを、変数である対象とする波数βに置き換えたものである。

【0229】

したがって、算出部４４２は、対象とする時刻ｔであるときの第２受信アンテナ１３ｂで受信される信号から、対象とするβかつ対象とする時刻ｔであるときのＮｅを減算することにより、心拍間隔用信号Ｅｈを算出する。

【0230】

【数15】

【0231】

続いて、ステップ５２０において、算出部４４２は、上記と同様に、ステップ５１０にて算出したｔ０～ｔａの心拍間隔用信号Ｅｈの実数部において、極大値の数を算出する。

【0232】

そして、対象とする波数βを用いて、β０～βａのそれぞれの極大値の数が算出されるとき、処理は、ステップ５３０に移行する。

【0233】

続いて、ステップ５３０において、算出部４４２は、β０～βａのうち、心拍間隔用信号Ｅｈの極大値の数が最小となる波数βを、心拍間隔算出用の波数βに選定する。この心拍間隔用信号Ｅｈの極大値の数が最小であるため、この心拍間隔用信号Ｅｈには、人２の心拍のみを示す信号が示されており、特定アンテナの信号からノイズが適切に除去されている。これにより、心拍間隔用信号Ｅｈは、位相のズレが補正されたノイズを、第２受信アンテナ１３ｂで受信される電波から除去した信号になっているとともに、心拍間隔を算出するのに適した信号に補正される。

【0234】

このようにして、ステップ５００におけるキャリブレーションが行われる。

【0235】

ステップ５００のキャリブレーション後、処理は、ステップ２３０に移行する。ステップ２３０において、算出部４４２は、上記と同様に、ｔ０～ｔａのそれぞれについて、ステップ３００にて選定した減衰定数αの補正用ノイズＮｔを抽出する。また、算出部４４２は、上記と同様に、ステップ５００にて選定した波数βに対応する心拍間隔用信号Ｅｈを抽出する。

【0236】

続いて、ステップ６００において、算出部４４２は、心拍間隔を算出する。具体的には、算出部４４２は、ステップ２３０にて抽出した心拍間隔用信号Ｅｈにおいて、互いに隣り合う極大値に対応する時刻の間の時間であるΔｔを心拍間隔として算出する。

【0237】

続いて、ステップ２４０において、算出部４４２は、上記と同様に、ステップ２３０にて算出したｔ０～ｔａのＥｂの実数部を離散フーリエ変換することにより、図１０に示すように、Ｅｂの周波数特性を取得する。

【0238】

続いて、ステップ２５０において、算出部４４２は、上記と同様に、ステップ２４０にて取得した周波数特性から、人２の心拍数を算出する。具体的には、この周波数特性において強度が最も高い周波数をヘルツ単位で表した数に、６０を乗算することにより、心拍数をｂｐｍ単位で算出する。

【0239】

続いて、ステップ２６０において、算出部４４２は、ステップ２５０にて算出した心拍数およびステップ６００にて算出した心拍間隔を出力部４３に送信する。出力部４３は、算出部４４２からの心拍数および心拍間隔のデジタルデータを、車載ナビゲーション装置、車載データ通信モジュール、携帯通信端末等に送信する。その後、処理は、ステップ２１０に戻る。

【0240】

このようにして、車両の走行中に、算出部４４２により人２の心拍数および心拍間隔が算出される。このように、心拍数が算出されても、上記変形例３と同様の効果を奏する。

【0241】

（変形例７）
上記変形例３では、特定アンテナが第２受信アンテナ１３ｂであって、２つのノイズ除去アンテナは、それぞれ、第１受信アンテナ１３ａおよび第３受信アンテナ１３ｃである。これに対して、特定アンテナが第１受信アンテナ１３ａであって、２つのノイズ除去アンテナは、それぞれ、第２受信アンテナ１３ｂおよび第３受信アンテナ１３ｃであるとする。この場合のステップ５００におけるキャリブレーションについて説明する。

【0242】

ステップ５１０において、算出部４４２は、対象とする波数βと、特定アンテナで受信される信号の強度と、ノイズアンテナで受信される信号の強度および位相と、に基づいて、心拍間隔用信号Ｅｈを推定する。なお、心拍間隔用信号Ｅｈは、推定されたノイズを特定アンテナで受信される信号から除去した信号であって、心拍間隔の算出に用いられる信号である。

【0243】

ここで、特定アンテナを第１受信アンテナ１３ａとし、ノイズ除去アンテナを第２受信アンテナ１３ｂおよび第３受信アンテナ１３ｃとする事例において、心拍間隔用信号Ｅｈは、以下関係式（１９－１）のように表される。

【0244】

関係式（１９－１）において、Ｅ１は、上記したように、ある時刻において受信機１４の強度検出部１４１で検出される、第１受信アンテナ１３ａで受信される電波の強度である。θ１は、強度検出部１４１で検出されたときと同じ時刻において受信機１４の位相検出部１４２で検出される、第１受信アンテナ１３ａで受信される電波の位相である。Ｎ３＿αｓは、減衰定数αを選定減衰定数αｓとしたときにおいて、第３受信アンテナ１３ｃ側から伝播されて特定アンテナで受信される回折波および反射波を推定した値である。Ｎ２＿αｓは、減衰定数αを選定減衰定数αｓとしたときにおいて、第１受信アンテナ１３ａ側から伝播されて特定アンテナで受信される回折波および反射波を推定した値である。ｊは、虚数単位である。

【0245】

Ｅｈ＝Ｅ１×ｅｘｐ（ｊ×θ１）－（Ｎ３＿αｓ＋Ｎ２＿αｓ） ・・・（１９－１）

【0246】

また、第１受信アンテナ１３ａと第３受信アンテナ１３ｃとが異なる位置に配置されているため、ある時刻において、第１受信アンテナ１３ａで受信される回折波および反射波と第３受信アンテナ１３ｃで受信される回折波および反射波との位相差が生じる。ここでは、第１受信アンテナ１３ａから第３受信アンテナ１３ｃまでの距離がアンテナ間距離ｄの２倍であるため、この位相差は、アンテナ間距離ｄの２倍分の位相ずれに相当する。したがって、ある時刻におけるＮ３＿αｓを、以下関係式（１９－２）に示すように、選定減衰定数αｓ、アンテナ間距離ｄ、ならびに、第３受信アンテナ１３ｃで受信される電波の強度および位相を用いて表すことができる。

【0247】

関係式（１９－２）において、Ｅ３は、上記したように、ある時刻において受信機１４の強度検出部１４１で検出される、第３受信アンテナ１３ｃで受信される電波の強度である。θ３は、上記したように、強度検出部１４１で検出されたときと同じ時刻において受信機１４の位相検出部１４２で検出される、第３受信アンテナ１３ｃで受信される電波の位相である。また、この対象とする波数βにアンテナ間距離ｄの２倍が乗算されることにより、アンテナ間距離ｄの２倍分の位相ずれが算出される。また、ここでは、第３受信アンテナ１３ｃから第２受信アンテナ１３ｂに向かう回折波および反射波の進行方向に対する位相の変化方向を正方向としているため、θ３から、このアンテナ間距離ｄの２倍分の位相ずれが減算される。これにより、第１受信アンテナ１３ａで受信されるノイズの位相と、第３受信アンテナ１３ｃで受信されるノイズの位相とが対応する。

【0248】

Ｎ３＿αｓ＝αｓ×（２×ｄ）×Ｅ３×ｅｘｐ［ｊ×（θ３－β×（２×ｄ））］
・・・（１９－２）

【0249】

また、第１受信アンテナ１３ａと第２受信アンテナ１３ｂとが異なる位置に配置されているため、ある時刻において、第１受信アンテナ１３ａで受信される回折波および反射波と第２受信アンテナ１３ｂで受信される回折波および反射波との位相差が生じる。ここでは、第１受信アンテナ１３ａから第２受信アンテナ１３ｂまでの距離がアンテナ間距離ｄであるため、この位相差は、アンテナ間距離ｄ分の位相ずれに相当する。したがって、ある時刻におけるＮ１＿αｓを、以下関係式（１９－３）に示すように、選定減衰定数αｓ、アンテナ間距離ｄ、ならびに、第１受信アンテナ１３ａで受信される電波の強度および位相を用いて表すことができる。

【0250】

関係式（１９－３）において、Ｅ１は、上記したように、ある時刻において受信機１４の強度検出部１４１で検出される、第１受信アンテナ１３ａで受信される電波の強度である。θ１は、上記したように、強度検出部１４１で検出されたときと同じ時刻において受信機１４の位相検出部１４２で検出される、第１受信アンテナ１３ａで受信される電波の位相である。また、この対象とする波数βにアンテナ間距離ｄが乗算されることにより、アンテナ間距離ｄ分の位相ずれが算出される。また、ここでは、第３受信アンテナ１３ｃから第２受信アンテナ１３ｂに向かう回折波および反射波の進行方向に対する位相の変化方向を正方向としているため、θ２から、このアンテナ間距離ｄ分の位相ずれが減算される。これにより、第１受信アンテナ１３ａで受信されるノイズの位相と、第２受信アンテナ１３ｂで受信されるノイズの位相とが対応する。

【0251】

Ｎ２＿αｓ＝αｓ×ｄ×Ｅ２×ｅｘｐ［ｊ×（θ２－β×ｄ）］ ・・・（１９－３）

【0252】

したがって、算出部４４２は、アンテナ間距離ｄ、対象とする波数β、選定減衰定数αｓ、対象とする時刻ｔであるときのＥ３、θ３を上記関係式（１９－２）に代入することにより、Ｎ３＿αｓを算出する。また、算出部４４２は、アンテナ間距離ｄ、対象とする波数β、選定減衰定数αｓ、対象とする時刻ｔであるときのＥ２、θ２を上記関係式（１９－３）に代入することにより、Ｎ２＿αｓを算出する。さらに、算出部４４２は、この算出したＮ３＿αｓとＮ２＿αｓとの和を算出する。また、算出部４４２は、上記関係式（１９－１）を用いて、特定アンテナである第１受信アンテナ１３ａで受信される信号から、このＮ３＿αｓとＮ２＿αｓとの和を減算することにより、心拍間隔用信号Ｅｈを算出する。

【0253】

続いて、ステップ５２０において、算出部４４２は、上記と同様に、ステップ５１０にて算出したｔ０～ｔａの心拍間隔用信号Ｅｈの実数部において、極大値の数を算出する。

【0254】

そして、対象とする波数βを用いて、β０～βａのそれぞれの極大値の数が算出されるとき、処理は、ステップ５３０に移行する。

【0255】

ステップ５３０において、算出部４４２は、β０～βａのうち、心拍間隔用信号Ｅｈの極大値の数が最小となる波数βを、心拍間隔算出用の波数βに選定する。

【0256】

このようにして、ステップ５００におけるキャリブレーションが行われる。

【0257】

ステップ５００のキャリブレーション後、処理は、ステップ２３０に移行する。ステップ２３０において、算出部４４２は、上記と同様に、ｔ０～ｔａのそれぞれについて、ステップ３００にて選定した減衰定数αの補正用ノイズＮｔを抽出する。また、算出部４４２は、上記と同様に、ステップ５００にて選定した波数βに対応する心拍間隔用信号Ｅｈを抽出する。

【0258】

続いて、ステップ６００において、算出部４４２は、心拍間隔を算出する。具体的には、算出部４４２は、ステップ２３０にて抽出した心拍間隔用信号Ｅｈにおいて、互いに隣り合う極大値に対応する時刻の間の時間であるΔｔを心拍間隔として算出する。

【0259】

続いて、ステップ２４０において、算出部４４２は、上記と同様に、ステップ２３０にて算出したｔ０～ｔａのＥｂの実数部を離散フーリエ変換することにより、図１０に示すように、Ｅｂの周波数特性を取得する。

【0260】

続いて、ステップ２５０において、算出部４４２は、上記と同様に、ステップ２４０にて取得した周波数特性から、人２の心拍数を算出する。具体的には、この周波数特性において強度が最も高い周波数をヘルツ単位で表した数に、６０を乗算することにより、心拍数をｂｐｍ単位で算出する。

【0261】

続いて、ステップ２６０において、算出部４４２は、ステップ２５０にて算出した心拍数およびステップ６００にて算出した心拍間隔を出力部４３に送信する。出力部４３は、算出部４４２からの心拍数および心拍間隔のデジタルデータを、車載ナビゲーション装置、車載データ通信モジュール、携帯通信端末等に送信する。その後、処理は、ステップ２１０に戻る。

【0262】

このようにして、車両の走行中に、算出部４４２により人２の心拍数および心拍間隔が算出される。このように、特定アンテナが第１受信アンテナ１３ａであって、かつ、２つのノイズ除去アンテナが第２受信アンテナ１３ｂおよび第３受信アンテナ１３ｃであっても、上記と同様の効果を奏する。

【0263】

（変形例８）
上記ステップ５００における波数βのキャリブレーションでは、ステップ５２０において、算出部４４２は、ステップ５１０にて算出したｔ０～ｔａの心拍間隔用信号Ｅｈの実数部において、極大値の数を算出する。これに対して、ステップ５２０において、算出部４４２は、図２４に示すように、ステップ５１０にて算出したｔ０～ｔａの心拍間隔用信号Ｅｈの実数部において、極小値の数を算出してもよい。

【0264】

具体的には、算出部４４２は、例えば、ｔ０～ｔａにおいて、時刻ｔの次時刻に対応する心拍間隔用信号Ｅｈの実数部から、時刻ｔの心拍間隔用信号Ｅｈの実数部を減算した差分ΔＥｈをそれぞれ算出する。また、算出部４４２は、時刻ｔがｔ０のときに対応する差分ΔＥｈから順番に、時刻ｔに対応する差分ΔＥｈの正負を判定する。このとき、算出部４４２は、負の値の差分ΔＥｈが所定回数連続した後、差分ΔＥｈが負の値から正の値に切り替わり、かつ、この切り替わり後、正の値の差分ΔＥｈが所定回数連続するとき、心拍間隔用信号Ｅｈの極小値があると判定する。さらに、このとき、算出部４４２は、差分ΔＥｈが負の値から正の値に切り替わる直前の負の値の差分ΔＥｈおよび差分ΔＥｈが負の値から正の値に切り替わる直後の正の値の差分ΔＥｈのいずれかを心拍間隔用信号Ｅｈの極小値とする。また、このとき、算出部４４２は、心拍間隔用信号Ｅｈの極小値の数を計上する。このようにして、算出部４４２は、ｔ０～ｔａにおいて、図２５に示すように、対象とする波数βの極小値の数を算出する。その後、今回のループ処理が終了する。

【0265】

そして、対象とする波数βを用いて、β０～βａのそれぞれの極小値の数が算出されるとき、処理は、ステップ５３０に移行する。

【0266】

ステップ５３０において、算出部４４２は、β０～βａのうち、心拍間隔用信号Ｅｈの極小値の数が最小となる波数βを、心拍間隔算出用の波数βに選定する。この心拍間隔用信号Ｅｈの極小値の数が最小であるため、この心拍間隔用信号Ｅｈには、人２の心拍のみを示す信号が示されており、特定アンテナの信号からノイズが適切に除去されている。これにより、心拍間隔用信号Ｅｈは、位相のズレが補正されたノイズを、第２受信アンテナ１３ｂで受信される電波から除去した信号になっているとともに、後述の心拍間隔を算出するのに適した信号に補正される。

【0267】

このようにして、ステップ５００におけるキャリブレーションが行われても、上記実施形態と同様の効果を奏する。

【0268】

（変形例９）
また、ステップ５２０において、算出部４４２は、図２６に示すように、ステップ５１０にて算出したｔ０～ｔａの心拍間隔用信号Ｅｈの実数部において、極大値の数と極小値の数との和を算出してもよい。

【0269】

具体的には、算出部４４２は、例えば、ｔ０～ｔａにおいて、時刻ｔの次時刻に対応する心拍間隔用信号Ｅｈの実数部から、時刻ｔの心拍間隔用信号Ｅｈの実数部を減算した差分ΔＥｈをそれぞれ算出する。

【0270】

また、算出部４４２は、図２７に示すように、上記と同様に、この算出した差分ΔＥｈに基づいて、極大値の数と極小値の数とを算出する。さらに、算出部４４２は、対象とする波数βの極大値の数と対象とする波数βの極小値の数との和を算出する。その後、今回のループ処理が終了する。

【0271】

そして、対象とする波数βを用いて、β０～βａのそれぞれの極大値の数と極小値の数との和が算出されるとき、処理は、ステップ５３０に移行する。

【0272】

ステップ５３０において、算出部４４２は、β０～βａのうち、心拍間隔用信号Ｅｈの極大値の数と極小値の数との和が最小となる波数βを、心拍間隔算出用の波数βに選定する。この心拍間隔用信号Ｅｈの極大値の数と極小値の数との和が最小であるため、この心拍間隔用信号Ｅｈには、人２の心拍のみを示す信号が示されており、特定アンテナの信号からノイズが適切に除去されている。これにより、心拍間隔用信号Ｅｈは、位相のズレが補正されたノイズを、第２受信アンテナ１３ｂで受信される電波から除去した信号になっているとともに、後述の心拍間隔を算出するのに適した信号に補正される。

【0273】

このようにして、ステップ５００におけるキャリブレーションが行われても、上記実施形態と同様の効果を奏する。

【0274】

（他の実施形態）
なお、本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記実施形態において、センサから車両の外部環境情報（例えば車外の湿度）を取得することが記載されている場合、そのセンサを廃し、車両の外部のサーバまたはクラウドからその外部環境情報を受信することも可能である。あるいは、そのセンサを廃し、車両の外部のサーバまたはクラウドからその外部環境情報に関連する関連情報を取得し、取得した関連情報からその外部環境情報を推定することも可能である。特に、ある量について複数個の値が例示されている場合、特に別記した場合および原理的に明らかに不可能な場合を除き、それら複数個の値の間の値を採用することも可能である。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。また、本開示は、上記各実施形態に対する以下のような変形例および均等範囲の変形例も許容される。なお、以下の変形例は、それぞれ独立に、上記実施形態に適用および不適用を選択できる。すなわち、以下の変形例のうち任意の組み合わせを、上記実施形態に適用することができる。

【0275】

本開示に記載の制御部等およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部等およびその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部等およびその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

【0276】

上記実施形態では、選定部４４１により、ＳＮ比に基づいて３つの受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃから生体情報推定用の特定アンテナが選定される。これに対して、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃの数が３つである場合、ＳＮ比に基づかないで第１受信アンテナ１３ａと第３受信アンテナ１３ｃとの間に配置されている第２受信アンテナ１３ｂが生体情報推定用の特定アンテナに選定されてもよい。

【0277】

上記実施形態では、１つ座席に配置される受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃの数は、３つである。これに対して、１つ座席に配置される受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃの数は、３つに限定されないで、４つ以上であってもよい。

【0278】

上記実施形態では、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、車両の運転席３に配置されている。これに対して、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃが配置される箇所は、運転席３に限定されないで、車両の助手席および後部座席であってもよい。

【0279】

上記実施形態では、算出部４４２は、生体情報としての人２の心拍数を算出する。算出部４４２により算出される生体情報は、人２の心拍数に限定されないで、例えば、人２の呼吸数、脈拍および脈波等であってもよい。

【0280】

上記実施形態では、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、車両の幅方向に互いに異なる位置に配置されている。これに対して、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、車両の幅方向に互いに異なる位置に配置されることに限定されない。例えば、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、車両前後方向に互いに異なる位置に配置されてもよい。また、例えば、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、車両上下方向に互いに異なる位置に配置されてもよい。さらに、受信アンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃの配置は、それらの任意の組み合わせでもよい。

【0281】

上記実施形態では、生体情報検知装置４は、車両に搭載されている。これに対して、生体情報検知装置４は、車両に搭載されることに限定されない。例えば、生体情報検知装置４は、車両から離れた場所に配置されるサーバ等によって実現されてもよい。この場合、生体情報検知装置４は、受信機１４で受信された信号を、例えば、無線通信を介して受信する。

【0282】

上記実施形態では、生体情報検知システム１０は、車両の人２の生体情報を算出する。これに対して、生体情報検知システム１０は、車両の人２の生体情報を算出することに限定されない。例えば、生体情報検知システム１０は、建物内にいる人２の生体情報を算出してもよい。

【0283】

上記実施形態では、生体情報検知装置４の算出部４４２は、車両の走行中に人２の心拍数を算出する。これに対して、算出部４４２は、車両の走行中に人２の心拍数を算出することに限定されない。例えば、算出部４４２は、車両の停止中に人２の心拍数を算出してもよい。

【0284】

上記実施形態では、生体情報検知装置４の算出部４４２は、特定アンテナで受信される信号の強度と、算出部４４２が推定するノイズの強度との類似度を評価するために、差分絶対値和、すなわち、ＳＡＤを算出する。これに対して、算出部４４２は、差分絶対値和、すなわち、ＳＡＤを算出することに限定されない。例えば、算出部４４２は、特定アンテナで受信される信号の強度と、算出部４４２が推定するノイズの強度との類似度を評価するために、差分二乗和、すなわち、ＳＳＤを算出してもよい。なお、ＳＳＤは、Sum of Squared Differenceの略である。

【0285】

上記実施形態が適宜組み合わされてもよい。

【0286】

（まとめ）
第１の観点によれば、生体情報検知システムは、送信アンテナから放射されて人を透過した電波を受信する特定アンテナと、送信アンテナから放射されて人を透過しない電波を受信する複数のノイズ除去アンテナと、特定アンテナおよびノイズ除去アンテナで受信される電波の位相を検出する位相検出部と、特定アンテナで受信される電波の位相とノイズ除去アンテナで受信される電波の位相との位相差に基づいて、特定アンテナにおける送信アンテナから人を透過した電波に応じた生体信号以外のノイズを推定するノイズ推定部と、特定アンテナで受信される電波に応じた信号およびノイズ推定部により推定されたノイズに基づいて、人の生体情報を算出する算出部と、を備える。これにより、位相差によってノイズ除去がされないことが抑制されるため、人の生体情報を算出する精度が向上する。

【0287】

第２の観点によれば、ノイズ推定部は、送信アンテナから放射される電波の波長およびノイズ除去アンテナから特定アンテナまでの距離であるアンテナ間距離に基づいて、位相差を推定する。これにより、このノイズの推定の正確度が向上するため、生体信号の精度が向上する。したがって、人の心拍数の精度が向上する。

【0288】

第３の観点によれば、特定アンテナは、複数のノイズ除去アンテナ同士の間に配置されている。これにより、ノイズの推定誤差が小さくなるため、生体信号の精度が向上する。したがって、人の心拍数の精度が向上する。

【0289】

第４の観点によれば、特定アンテナおよび複数のノイズ除去アンテナは、車両の席に、車両の幅方向に並んで配置されている。これにより、ノイズの推定誤差が小さくなるため、生体信号の精度が向上する。したがって、人の心拍数の精度が向上する。

【0290】

第５の観点によれば、ノイズ推定部は、車両の幅方向のうち一方側から伝播されるノイズと車両の幅方向のうち他方側から伝播されるノイズとの合成波を推定することにより、生体信号以外のノイズを推定する。

【0291】

第６の観点によれば、生体情報検知システムは、特定アンテナで受信される電波の強度を検出する強度検出部をさらに備え、ノイズ推定部は、特定アンテナで受信される電波の強度に基づいて、生体信号以外のノイズを推定する。これにより、ノイズの推定誤差が小さくなるため、生体信号の精度が向上する。したがって、人の心拍数の精度が向上する。

【0292】

第７の観点によれば、特定アンテナおよびノイズ除去アンテナは、電波を受信する複数の受信アンテナであって、生体信号以外のノイズに対する生体信号の比が基準値より大きい信号に対応する特定アンテナを、複数の受信アンテナから選定する選定部をさらに備え、算出部は、選定部により選定された特定アンテナで受信された電波に応じた信号およびノイズ推定部により推定されたノイズに基づいて、生体情報を算出する。これにより、算出部は、受信アンテナのうち、受信するノイズが少ない受信アンテナを選択的に利用して人２の心拍数を算出することができる。このため、選定部により特定アンテナが選定されない場合に比べて、算出部は、人の心拍数を高い精度で算出することができる。

【0293】

第８の観点によれば、選定部は、生体信号以外のノイズに対する生体信号の比が基準値以下の信号に対応するノイズ除去アンテナを、複数の受信アンテナから選定し、ノイズ推定部は、選定部により選定されたノイズ除去アンテナで受信された電波に応じた信号に基づいて、生体信号以外のノイズを推定する。これにより、算出部は、受信アンテナのうち、受信するノイズが少ない受信アンテナを選択的に利用して人２の心拍数を算出することができる。このため、選定部により特定アンテナが選定されない場合に比べて、算出部は、人の心拍数を高い精度で算出することができる。

【0294】

第９の観点によれば、選定部は、車両が停止しているときに、特定アンテナを、複数の受信アンテナから選定する。これにより、車両の走行に伴う振動等のノイズが比較的小さい状態で、生体情報推定用の特定アンテナが選定されるため、生体情報推定用の特定アンテナの選定の正確性が向上する。

【0295】

第１０の観点によれば、生体情報検知システムは、送信アンテナおよび位相検出部に所定の周波数の信号を送信する発信機をさらに備え、送信アンテナは、発信機からの信号に応じた電波を放射し、位相検出部は、発信機からの信号の位相と特定アンテナで受信される電波の位相とを比較することにより、特定アンテナで受信される電波の位相を検出し、発信機からの信号の位相とノイズ除去アンテナで受信される電波の位相とを比較することにより、ノイズ除去アンテナで受信される電波の位相を検出する。

【0296】

第１１の観点によれば、ノイズ推定部は、ノイズ除去アンテナで受信される電波の位相を所定の範囲で複数設定して特定アンテナにおける送信アンテナから人を透過した電波に応じた生体信号以外のノイズを複数の位相のそれぞれに対して推定し、算出部は、特定アンテナで受信される電波に応じた信号からノイズ推定部により推定されたノイズを除去した信号の時刻に対する強度の極大値を複数の位相のそれぞれに対して算出し、複数の位相のそれぞれに対して算出した信号のうち極大値の数が最小となる信号を算出することにより、生体情報を算出する。

【0297】

第１２の観点によれば、ノイズ推定部は、ノイズ除去アンテナで受信される電波の位相を所定の範囲で複数設定して特定アンテナにおける送信アンテナから人を透過した電波に応じた生体信号以外のノイズを複数の位相のそれぞれに対して推定し、算出部は、特定アンテナで受信される電波に応じた信号からノイズ推定部により推定されたノイズを除去した信号の時刻に対する強度の極小値を複数の位相のそれぞれに対して算出し、複数の位相のそれぞれに対して算出した信号のうち極小値の数が最小となる信号を算出することにより、生体情報を算出する。

【0298】

第１３の観点によれば、ノイズ推定部は、ノイズ除去アンテナで受信される電波の位相を所定の範囲で複数設定して特定アンテナにおける送信アンテナから人を透過した電波に応じた生体信号以外のノイズを複数の位相のそれぞれに対して推定し、算出部は、特定アンテナで受信される電波に応じた信号からノイズ推定部により推定されたノイズを除去した信号の時刻に対する強度の極大値および極小値を複数の位相のそれぞれに対して算出し、複数の位相のそれぞれに対して算出した信号のうち極大値の数と極小値の数との和が最小となる信号を算出することにより、生体情報を算出する。

【符号の説明】

【0299】

２ 人
３ 運転席
４ 生体情報検知装置
１２ 送信アンテナ
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ 受信アンテナ
４４ 処理部
４４１ 選定部
４４２ 算出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】