投射電容式人體動作檢測系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種人體動作檢測系統，特別是一種投射電容式人體動作檢測系統。
【背景技術】
[0002]多重睡眠分析儀(Polysomnogram, PSG)是一種用來記錄使用者睡眠狀況的儀器，可檢測使用者在睡眠中的腦部活動、眼球活動、肌肉活動、呼吸狀況、心跳頻率等信息，以供醫療人員診斷使用者的睡眠品值，而呼吸狀況是其中一項重要的評估指標。
[0003]透過多重睡眠分析儀(PSG)檢測使用者的呼吸狀況時，是令使用者平躺于一床上，并利用一具有伸縮彈性的綁帶系住使用者的胸腔處，且該綁帶上設有一檢測器。當使用者吸氣時，其胸腔因吸入空氣而膨脹增加體圍進而可拉長綁帶，當使用者吐氣時，其胸腔因吐出空氣而縮收減少體圍進而可縮短綁帶，故該檢測器的檢測結果可表現胸腔的膨脹與縮收，此外，綁帶固定于使用者身上，避免使用者因翻身或移動而影響呼吸檢測結果。另外，使用者臉部的鼻子處還設有一鼻導管，以透過該鼻導管檢測吸氣時與吐氣時的氣壓大小。
[0004]是以，藉由量測綁帶變化和該鼻導管的氣壓檢測結果，可供醫療人員檢視使用者睡眠時的呼吸，然而，對于使用者而言，因為該鼻導管與綁帶設置于使用者身上，使用者無法任意移動身體，自然造成使用者的不舒適感與壓迫感，造成使用者的困擾，干擾量測結果；又對于多重睡眠分析儀(PSG)而言，基于衛生問題，鼻導管是消耗品，從而增加檢測成本。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種投射電容式人體動作檢測系統，透過電容感應方式檢測使用者的動作狀態，不需在使用者身上穿載任何感測裝置即可進行感測。
[0006]為了實現上述目的，本發明提供了一種投射電容式人體動作檢測系統，包含有:
[0007]—感測墊，供一人體躺臥，該感測墊包含有至少一感應陣列單元與至少一控制單元，該感應陣列單元包含有陣列排列的多個感應電極，該控制單元電性連接該些感應電極以周期性地對從該些感應電極所檢測到的電容感應量分別進行類比-數位轉換以產生多個電容感應值，并對該多個電容感應值分別進行二值化運算以得到各電容感應值的二值化運算結果；
[0008]—監控模塊，電性連接該至少一控制單元以接收并顯示該多個電容感應值與二值化運算結果，作為判斷人體動作的參考。
[0009]為求使用者的舒適性與高視覺接收度，可于該感測墊上鋪設一般床單或保潔墊等寢具，供使用者躺臥于該感測墊上進行感應。
[0010]本發明的技術效果在于:
[0011]本發明是利用該些感應電極與使用者身體之間電場互動產生電容感應變化，故經過類比-數位轉換后的電容感應量與二值化運算結果可作為判斷人體動作的參考。相較于現有技術，本發明不需在使用者身上穿載任何感測裝置，亦無以局部狹隘區域限制或拘禁使用者的活動，方得令使用者感測有效，故能大幅提升使用者受測時的舒適度，有效降低感測過程對使用者的干擾與不便，提高測試結果的可參考性；又本發明的該多個感應電極不會直接接觸使用者，沒有安全、衛生的顧慮。
[0012]以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明較佳實施例的方塊示意圖；
[0014]圖2為本發明的感測墊使用狀態參考圖；
[0015]圖3A為本發明中于各感應電極外圍形成環形電極的示意圖；
[0016]圖3B為本發明中將任一感應電極的周圍感應電極接地的示意圖；
[0017]圖4為對應于圖2中使用者胸腔處的截面參考圖；
[0018]圖5為對應于圖1中于圖2內實施例時，第四行感應電極的相對電容值AC波形示意圖；
[0019]圖6為本發明的相對電容值△ C波形與現有多重睡眠分析儀所量測呼吸的胸腔體圍起伏波形與鼻導管氣壓波形的比較示意圖；
[0020]圖7為本發明感應電極的相對電容值Δ C波形示意圖；
[0021 ]圖8為卩栄點不意圖；
[0022]圖9為本發明感應電極的相對電容值Δ C與噪點合成的波形示意圖
[0023]其中，附圖標記
[0024]10感測墊
[0025]100 墊體
[0026]11感應陣列單元
[0027]101第一感應陣列單元
[0028]102第二感應陣列單元
[0029]103第三感應陣列單元
[0030]104第四感應陣列單元
[0031]105第五感應陣列單元
[0032]106第六感應陣列單元
[0033]107第七感應陣列單元
[0034]108第八感應陣列單元
[0035]109第九感應陣列單元
[0036]110第十感應陣列單元
[0037]12控制單元
[0038]13感應電極
[0039]131環形電極
[0040]132感應電極
[0041]14感應電極
[0042]15感應電極
[0043]20監控模塊
[0044]21數據儲存及運算處理單元
[0045]22人機界面
[0046]23總線
[0047]30床墊
[0048]31寢具
[0049]32使用者
[0050]41第一波形
[0051]42第二波形
[0052]43第三波形
[0053]44噪點
[0054]45第一合成波形
[0055]46第二合成波形
[0056]47第三合成波形
[0057]50云端服務器
【具體實施方式】
[0058]下面結合附圖對本發明的結構原理和工作原理作具體的描述為
[0059]請參考圖1與圖2所示，本發明投射電容式人體動作檢測系統包含有一感測墊10與一監控模塊20。該感測墊10可供鋪設于一床墊30上，而該感測墊10上可再設置一般床單或保潔墊等寢具31以供使用者32躺臥。
[0060]該感測墊10包含有至少一感應陣列單元11與至少一控制單元12，該控制單元12可為單晶片，該感應陣列單元11與控制單元12可設于一軟性的墊體100表面，該感應陣列單元11包含有陣列排列的多個感應電極13，所述感應電極13可為具導電性的片體，該些感應電極13位于該寢具31與墊體100之間，當使用者32躺臥于寢具31時，該寢具31隔開使用者32的身體與該些感應電極13，避免使用者身體與該些感應電極13直接接觸。
[0061]該控制單元12電性連接該些感應電極13，并施加一電流(即物理量)予該多個感應電極13，同時該控制單元12透過一取樣頻率(或取樣周期)對從該些感應電極13所檢測到的電容感應量分別進行類比-數位轉換，以讀取該些感應電極13的物理特性值，則該些電容感應量的類比-數位轉換結果分別形成電容感應值C。當使用者32尚未躺臥于寢具31時，該控制單元12所產生的電容感應值C大致為固定值；當使用者32躺臥于寢具31時，因為使用者32的身體亦為導體并與大地相互間存在約200pF的電容物理特性，故位于使用者32身體下方的感應電極13而言，該些感應電極13上的電荷分布產生變化，故使該控制單元12所產生的電容感應值C亦對應隨之變化。又根據電容公式:C = ε XA/d，可推知電容的變化量系依據介電質變化A ε與距離變化Ad，因為在被使用者身體壓到的區域中有壓力變化，衍生介質被壓縮產生介電質變化A ε，同時也產生距離變化Ad。是以，從電容感應值C產生變化的感應電極13