CN113966997A - 生理信号感测***与方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种生理信号感测***与方法。所述生理信号感测***包括生理信号感测装置、变异感测装置以及信号处理装置。所述生理信号感测装置设置于织物上，以感测并提供生物体的生理信号。所述生理信号感测装置包括电容耦合组件。所述变异感测装置设置于所述织物上且包括距离感测组件，以感测所述生理信号感测装置与所述生物体之间的距离，并根据所述距离提供第一电容变异信号。所述信号处理装置与所述生理信号感测装置以及所述变异感测装置耦接，以接收所述生理信号与所述第一电容变异信号，且根据所述第一电容变异信号对所述生理信号进行校正，以得到校正后的生理信号。
Description
技术领域
本公开涉及一种感测***与方法，且特别是涉及一种生理信号感测***与方法。
背景技术
随着高龄化社会的来临以及文明病的低龄化，需要被看护的老人或病人逐渐增加。因此，发展出各种生理信号感测***来维护老人或病人的人身安全。目前，为了方便性与及时性，可将生理信号感测装置设置于衣物上以感测人体的生理信号。
然而，上述穿戴式的生理信号感测装置往往在用户活动时容易滑动或移位，因而导致感测准确度受到影响。
发明内容
本公开是针对一种生理信号感测***，其包括根据生理信号感测装置与生物体之间的距离提供电容变异信号的变异感测装置，且根据所述电容变异信号对生理信号感测装置所感测的生理信号进行校正。
本公开是针对一种生理信号感测方法，其通过根据生理信号感测装置与生物体之间的距离而提供的电容变异信号来对生理信号感测装置所感测的生理信号进行校正。
根据本公开的实施例，生理信号感测***包括生理信号感测装置、变异感测装置以及信号处理装置。所述生理信号感测装置设置于织物上，以感测并提供生物体的生理信号。所述生理信号感测装置包括电容耦合组件。所述变异感测装置设置于所述织物上且包括距离感测组件，以感测所述生理信号感测装置与所述生物体之间的距离，并根据所述距离提供第一电容变异信号。所述信号处理装置与所述生理信号感测装置以及所述变异感测装置耦接，以接收所述生理信号与所述第一电容变异信号，且根据所述第一电容变异信号对所述生理信号进行校正，以得到校正后的生理信号。
根据本公开的实施例，生理信号感测方法包括以下步骤。以设置于织物上的生理信号感测装置感测并提供生物体的生理信号。所述生理信号感测装置包括电容耦合组件。以设置于所述织物上的包括距离感测组件的变异感测装置感测所述生理信号感测装置与所述生物体之间的距离，并根据所述距离提供第一电容变异信号。以与所述生理信号感测装置以及所述变异感测装置耦接的信号处理装置接收所述生理信号与所述第一电容变异信号，且根据所述第一电容变异信号对所述生理信号进行校正，以得到校正后的生理信号。
附图说明
图1A为本公开第一实施例的生理信号感测***的方块示意图；
图1B为本公开第一实施例的生理信号感测方法的流程图；
图2A为本公开第二实施例的生理信号感测***的方块示意图；
图2B为本公开第二实施例的生理信号感测方法的流程图；
图3A为本公开第三实施例的生理信号感测***的方块示意图；
图3B为本公开第三实施例的生理信号感测方法的流程图；
图4A为本公开第四实施例的生理信号感测***的方块示意图；
图4B为本公开第四实施例的生理信号感测方法的流程图；
图5A为本公开第五实施例的生理信号感测***的方块示意图；
图5B为本公开第五实施例的生理信号感测方法的流程图；
图6为本公开的一实施例的生理信号感测***的组件配置示意图；
图7A与图7B分别为本公开不同实施例的电容耦合组件的示意图；
图8A为本公开的一实施例的生理信号感测装置与织物之间的位置关系的示意图；
图8B为本公开的另一实施例的生理信号感测装置与织物之间的位置关系的示意图；
图9A为本公开的一实施例的生理信号感测装置以及行为感测装置与织物之间的位置关系的示意图；
图9B为本公开的另一实施例的生理信号感测装置以及行为感测装置与织物之间的位置关系的示意图；
图10A与图10B分别为本公开的不同实施例的电容耦合组件中的感测电极的示意图。
具体实施方式
图1A为本公开第一实施例的生理信号感测***的方块示意图。请参照图1A，在本实施例中，生理信号感测***100包括生理信号感测装置102、变异感测装置104以及信号处理装置106。生理信号感测***100可实时地感测生物体的生理信号，并回馈校正后的生理信号，以下将对此作详细说明。
生理信号感测装置102设置于织物上。生理信号感测装置102用以感测并提供生物体的生理信号。在本实施例中，生物体例如为人体，而织物例如是以能够由使用者穿戴或配戴的服装(如外套、上衣、裤子、裙、内衣等)、配饰(如手套、手环、脚环、帽子、袜子、腰带、头巾、袖扣等)、贴片、绑带、护腰、护膝、护踝、鞋垫、床垫、椅垫等型式来实施，本公开不对此作限定。在本公开实施例中，生理信号感测装置102包括多个电容耦合组件，后续将对此进行说明。所述生理信号例如为肌电(electromyography，EMG)信号、心电(electrocardiography，ECG)信号或脑波(electroencephalography，EEG)信号。此外，在本实施例中，生理信号感测装置102设置于织物的内侧，亦即生理信号感测装置102位于织物与生物体之间。请参考图8A，图8A为本公开一实施例的生理信号感测装置与织物之间的位置关系的示意图，其中生理信号感测装置102设置于织物800的内侧，以邻近生物体。如此一来，生理信号感测装置102可直接而无阻碍地针对生物体的皮肤来感测并提供生理信号。
变异感测装置104设置于织物上。变异感测装置104包括距离感测组件104a，以感测生理信号感测装置102与生物体之间的距离(例如生理信号感测装置102与人体皮肤之间的距离)，并根据所述距离提供电容变异信号。距离感测组件104a例如为电容器、飞行时间(time of flight，TOF)传感器、电感器或红外线传感器。详细地说，在生物体进行动作的过程中，位于织物上的生理信号感测装置102会随着不同的动作而与生物体之间具有不同的距离。变异感测装置104可实时地感测生理信号感测装置102与生物体之间的距离变化来计算出距离不同而导致的电容变异量，并提供电容变异信号。
在一实施例中，变异感测装置104根据感测生理信号感测装置102与生物体之间的距离提供电容变异信号的方式如下。首先，可预先建立关于生理信号感测装置102与生物体之间的各种距离的距离变异量以及电容变异量的数据的数据库。上述的电容变异量可通过将各种距离的距离变异量代入电容公式(C＝(ε×A)/d，其中C为电容值，ε为相对介电常数，A为电容极板的面积，d为距离)中计算而得到。之后，实时地根据感测生理信号感测装置102与生物体之间的距离，自数据库中获取对应的电容变异量。
在一实施例中，生理信号感测装置102与变异感测装置104可设置于织物上。在另一实施例中，生理信号感测装置102与变异感测装置104可同时设置于可挠性基板上，且所述可挠性基板设置于织物上。在又一实施例中，生理信号感测装置102与变异感测装置104中的一个可设置于可挠性基板上，而生理信号感测装置102与变异感测装置104中的另一个则设置于织物上。
信号处理装置106与生理信号感测装置102以及变异感测装置104耦接，以接收生理信号感测装置102提供的生理信号与变异感测装置104提供的电容变异信号，且根据接收到的电容变异信号对生理信号进行校正，以得到校正后的生理信号，而所述校正后的生理信号即为生物体在进行动作时实时且准确的生理指标。信号处理装置例如为微控制器(micro-control unit，MCU)。所述校正的方法例如是将接收到的电容变异信号与生理信号以分析算法进行计算。信号处理装置106可设置于织物上或其他合适的位置，本公开不对此作限制。此外，信号处理装置106可耦接至生理信号感测***100外的外部装置108，以将校正后的生理信号输出至外部装置108。外部装置108可为显示设备(例如手机、手表、平板计算机等)或警示装置(例如震动器、警报器等)，本公开不对此作限制。如此一来，使用者能够实时且精确地针对外部装置108所提供的信号来对生物体本身或生物体的动作进行调整。
以下将对本实施例的生理信号感测***100的运作进行说明。
图1B为本公开第一实施例的生理信号感测方法的流程图。请同时参照图1A与图1B，首先，在步骤S10中，可对生理信号感测装置102和/或变异感测装置104进行初始校正，意即对生理信号感测装置102与变异感测装置104进行重置。
然后，在步骤S12中，以生理信号感测装置102对生物体进行感测并提供生物体的生理信号，以及同步地以变异感测装置104感测生理信号感测装置102与生物体之间的距离并根据所述距离提供电容变异信号。在此步骤中，由于生物体在进行动作的过程中造成生理信号感测装置102与生物体之间的距离随着不同的动作而改变，因此通过变异感测装置104实时地感测距离变化并根据距离变化所造成的电容变化来提供电容变异信号。
接着，在步骤S14中，信号处理装置106接收生理信号感测装置102提供的生理信号与变异感测装置104提供的电容变异信号，并判断生理信号感测装置102与生物体之间的距离是否超过临界值。所述临界值取决于所使用的生理信号感测装置102的感测极限，本公开不对此作限定。
当信号处理装置106判断所述距离超过临界值时，生理信号感测装置102感测的生理信号会发生感测失准或无法感测，因此信号处理装置106发出感测失败的信号(步骤S16)。此时，回到步骤S12，随着生物体的持续动作，生理信号感测装置102与变异感测装置104重新进行感测。
当信号处理装置106判断所述距离不超过临界值时，表示生理信号感测装置102能够确实地感测生物体的生理信号，因此在步骤S18中，信号处理装置106根据变异感测装置104提供的电容变异信号对生理信号感测装置102提供的生理信号进行校正，以得到校正后的生理信号。
此外，在得到校正后的生理信号之后，在步骤S20中，信号处理装置106可根据校正后的生理信号判断是否继续进行生理信号感测。当信号处理装置106根据用户的预先设定或其他因素而判断不继续进行生理信号感测时，信号处理装置106可停止生理信号感测装置102与变异感测装置104的运作且对外部装置108发出信号(步骤S22)，使得用户经由外部装置108的通知而能够实时且精确地针对生物体本身或生物体的动作进行调整。当信号处理装置106判断继续进行生理信号感测时，同样可对外部装置108发出信号(步骤S24)，使得用户经由外部装置108的通知而能够实时且精确地针对生物体本身或生物体的动作进行调整，且生理信号感测装置102再次对生物体进行感测并提供生物体的生理信号以及同步地以变异感测装置104感测生理信号感测装置102与生物体之间的距离，亦即重复进行步骤S12。
经由本实施例的生理信号感测方法，用户(例如生物体本身)可实时且精确地得知生物体在动作过程中的生理信号，且能够实时地针对生物体本身或生物体的动作进行调整。
图2A为本公开第二实施例的生理信号感测***的方块示意图。在本实施例中，与图1A中相同的组件将以相同的组件符号表示，且不再对其进行说明。请参照图2A，在本实施例中，生理信号感测***200包括生理信号感测装置102、变异感测装置104、信号处理装置106以及织物感测装置202。生理信号感测***200可实时地感测生物体的生理信号，并进一步地根据织物的特性来回馈校正后的生理信号，以下将对此作详细说明。
生理信号感测装置102设置于织物上。此外，在本实施例中，生理信号感测装置102设置于织物的外侧，亦即织物位于生理信号感测装置102与生物体之间。请参考图8B，图8B为本公开另一实施例的生理信号感测装置与织物之间的位置关系的示意图，其中生理信号感测装置102设置于织物800的外侧，使得织物800位于生理信号感测装置102与生物体802之间。如此一来，生理信号感测装置102必须隔着织物来感测生物体的生理信号，且所感测到的生理信号会受到织物的影响。
织物感测装置202与信号处理装置106耦接。在本实施例中，织物感测装置202设置于织物上，但本公开不限于此。织物感测装置202可设置在任何适当的位置，也可与生理信号感测装置102同时设置于可挠性基板上。织物感测装置202可感测织物的介电常数。织物感测装置202例如为电容组件。织物感测装置202在感测织物的介电常数之后，可将关于介电常数的介电常数信号提供至信号处理装置106。如此一来，信号处理装置106可接收生理信号感测装置102提供的生理信号、变异感测装置104提供的电容变异信号以及织物感测装置202提供的介电常数信号，且根据接收到的电容变异信号与介电常数信号对生理信号进行校正，以得到校正后的生理信号，而所述校正后的生理信号即为生物体在进行动作时实时且准确的生理指标。
以下将对本实施例的生理信号感测***200的运作进行说明。
图2B为本公开第二实施例的生理信号感测方法的流程图。在本实施例中，与第一实施例相同的步骤将不再特别说明。请同时参照图2A与图2B，首先，在步骤S10中，可对生理信号感测装置102、变异感测装置104与织物感测装置202中的一个或多个进行初始校正。
然后，在步骤S26中，以生理信号感测装置102对生物体进行感测并提供生物体的生理信号，以及同步地以变异感测装置104感测生理信号感测装置102与生物体之间的距离并根据所述距离提供电容变异信号，且以织物感测装置202感测织物的介电常数并提供介电常数信号。在此步骤中，由于生物体在进行动作的过程中造成生理信号感测装置102与生物体之间的距离随着不同的动作而改变，因此通过变异感测装置104实时地感测距离变化并根据距离变化所造成的电容变化来提供电容变异信号。此外，针对生物体上的各种织物，可根据织物的种类而提供影响所感测的生理信号的介电常数信号。
接着，在步骤S14中，信号处理装置106接收生理信号感测装置102提供的生理信号、变异感测装置104提供的电容变异信号以及织物感测装置202提供的介电常数信号，并判断生理信号感测装置102与生物体之间的距离是否超过临界值。
当信号处理装置106判断所述距离超过临界值时，信号处理装置106发出感测失败的信号(步骤S16)。此时，回到步骤S26，生理信号感测装置102与变异感测装置104重新进行感测。
当信号处理装置106判断所述距离不超过临界值时，在步骤S28中，信号处理装置106根据变异感测装置104提供的电容变异信号以及织物感测装置202提供的介电常数信号对生理信号感测装置102提供的生理信号进行校正，以得到校正后的生理信号。
之后，如同第一实施例，进行步骤S20以及进行步骤S22或步骤S24。如此一来，用户(例如生物体本身)可实时且精确地得知生物体在动作过程中的生理信号，且能够实时地针对生物体本身或生物体的动作进行调整。
图3A为本公开第三实施例的生理信号感测***的方块示意图。在本实施例中，与图2A中相同的组件将以相同的组件符号表示，且不再对其进行说明。请参照图3A，在本实施例中，生理信号感测***300包括生理信号感测装置102、变异感测装置104、信号处理装置106以及织物信息装置302。生理信号感测***300可实时地感测生物体的生理信号，并进一步地根据织物的特性来回馈校正后的生理信号。
在本实施例中，生理信号感测***300与生理信号感测***200的差异在于：生理信号感测***200中的织物感测装置202替换为织物信息装置302。织物信息装置302具有存储有各种织物材料的介电常数信息的数据库。当用户对织物信息装置302输入织物材料的信息时，织物信息装置302可自数据库获取对应于所述织物材料的介电常数，并将关于介电常数的介电常数信号提供至信号处理装置106。如此一来，信号处理装置106可根据接收到的电容变异信号与介电常数信号对生理信号进行校正，以得到校正后的生理信号，而所述校正后的生理信号即为生物体在进行动作时实时且准确的生理指标。
图3B为本公开第三实施例的生理信号感测方法的流程图。在本实施例中，与第二实施例相同的步骤将不再特别说明。请同时参照图3A与图3B，首先，在步骤S10中，可对生理信号感测装置102和/或变异感测装置104进行初始校正。
然后，在步骤S29中，以生理信号感测装置102对生物体进行感测并提供生物体的生理信号，以及同步地以变异感测装置104感测生理信号感测装置102与生物体之间的距离并根据所述距离提供电容变异信号。此外，用户对织物感测装置202输入织物材料的信息，且织物信息装置302自数据库获取对应于所述织物材料的介电常数并提供介电常数信号。在此步骤中，由于生物体在进行动作的过程中造成生理信号感测装置102与生物体之间的距离随着不同的动作而改变，因此通过变异感测装置104实时地感测距离变化并根据距离变化所造成的电容变化来提供电容变异信号。此外，针对生物体上的各种织物，可根据使用者所输入的织物材料的信息来提供影响所感测的生理信号的介电常数信号。
接着，在步骤S14中，信号处理装置106接收生理信号感测装置102提供的生理信号、变异感测装置104提供的电容变异信号以及织物信息装置302提供的介电常数信号，并判断生理信号感测装置102与生物体之间的距离是否超过临界值。
当信号处理装置106判断所述距离超过临界值时，信号处理装置106发出感测失败的信号(步骤S16)。此时，回到步骤S29，生理信号感测装置102与变异感测装置104重新进行感测。
当信号处理装置106判断所述距离不超过临界值时，在步骤S30中，信号处理装置106根据变异感测装置104提供的电容变异信号以及织物信息装置302提供的介电常数信号对生理信号感测装置102提供的生理信号进行校正，以得到校正后的生理信号。
之后，如同第二实施例，进行步骤S20以及进行步骤S22或步骤S24。如此一来，用户(例如生物体本身)可实时且精确地得知生物体在动作过程中的生理信号，且能够实时地针对生物体本身或生物体的动作进行调整。
图4A为本公开第四实施例的生理信号感测***的方块示意图。在本实施例中，与图1A中相同的组件将以相同的组件符号表示，且不再对其进行说明。请参照图4A，在本实施例中，生理信号感测***400包括生理信号感测装置102、变异感测装置104以及信号处理装置106，且变异感测装置104同时包括距离感测组件104a以及形变感测组件104b。生理信号感测***400可实时地感测生物体的生理信号，并进一步地根据织物的特性来回馈校正后的生理信号，以下将对此作详细说明。
在本实施例中，形变感测组件104b设置于织物上，且不限于位在织物的外侧或内侧。形变感测组件104b感测生理信号感测装置102的弯曲曲率，并根据弯曲曲率来提供另外的电容变异信号。详细地说，由于生理信号感测装置102设置于织物上，因此在生物体进行动作的过程中，位于织物上的生理信号感测装置102会随着织物的形变而弯曲，导致生理信号感测装置102与生物体之间的距离并非为均一值。形变感测组件104b可实时地感测生理信号感测装置102的弯曲曲率来计算出非均一距离而导致的电容变异量，并提供电容变异信号。在一实施例中，距离感测组件104a提供第一电容变异信号，形变感测组件104b提供第二电容变异信号，第一电容变异信号不同于第二电容变异信号。形变感测组件104b例如为电容器或电阻器。此外，为了避免在感测时的交互干扰，较佳地，距离感测组件104a与形变感测组件104b可不同时为电容器。如此一来，信号处理装置106可接收生理信号感测装置102提供的生理信号以及变异感测装置104提供的两种电容变异信号，且根据接收到的两种电容变异信号对生理信号进行校正，以得到校正后的生理信号，而所述校正后的生理信号即为生物体在进行动作时实时且准确的生理指标。
以下将对本实施例的生理信号感测***400的运作进行说明。
图4B为本公开第四实施例的生理信号感测方法的流程图。在本实施例中，与第一实施例相同的步骤将不再特别说明。请同时参照图4A与图4B，首先，在步骤S10中，可对生理信号感测装置102和/或变异感测装置104进行初始校正。
然后，在步骤S32中，以生理信号感测装置102对生物体进行感测并提供生物体的生理信号，以及同步地以变异感测装置104中的距离感测组件104a感测生理信号感测装置102与生物体之间的距离并提供第一电容变异信号，且以变异感测装置104中的形变感测组件104b感测感测生理信号感测装置102的弯曲曲率并提供第二电容变异信号。在此步骤中，由于生物体在进行动作的过程中造成生理信号感测装置102与生物体之间的距离随着不同的动作而改变，且生理信号感测装置102随着织物的形变而产生弯曲，因此通过包括距离感测组件104a与形变感测组件104b的变异感测装置104实时地感测距离变化与弯曲曲率变化并根据这些变化所造成的电容变化来提供两种电容变异信号。
接着，在步骤S14中，信号处理装置106接收生理信号感测装置102提供的生理信号以及变异感测装置104提供的两种电容变异信号，并判断生理信号感测装置102与生物体之间的距离是否超过临界值。
当信号处理装置106判断所述距离超过临界值时，信号处理装置106发出感测失败的信号(步骤S16)。此时，回到步骤S32，生理信号感测装置102与变异感测装置104重新进行感测。
当信号处理装置106判断所述距离不超过临界值时，在步骤S34中，信号处理装置106根据变异感测装置104提供的第一电容变异信号以及第二电容变异信号对生理信号感测装置102提供的生理信号进行校正，以得到校正后的生理信号。
之后，如同第一实施例，进行步骤S20以及进行步骤S22或步骤S24。如此一来，用户(例如生物体本身)可实时且精确地得知生物体在动作过程中的生理信号，且能够实时地针对生物体本身或生物体的动作进行调整。
图5A为本公开第五实施例的生理信号感测***的方块示意图。在本实施例中，与图1A中相同的组件将以相同的组件符号表示，且不再对其进行说明。请参照图5A，在本实施例中，生理信号感测***500包括生理信号感测装置102、变异感测装置104、信号处理装置106以及行为感测装置502。生理信号感测***500可实时地感测生物体的生理信号以及行为信息，以下将对此作详细说明。
行为感测装置502与信号处理装置106耦接。在本实施例中，行为感测装置502设置于织物上，但本公开不限于此。行为感测装置502可设置在任何适当的位置。行为感测装置502例如为加速计(accelerometer)、重力传感器(G-sensor)或压力传感器。行为感测装置502感测生物体的行为模式(例如生物体的姿态、动作持续时间等)，且将关于感测到的行为模式的行为信号提供至信号处理装置106。如此一来，信号处理装置106可接收生理信号感测装置102提供的生理信号、变异感测装置104提供的电容变异信号以及行为感测装置502提供的行为信号，且根据接收到的电容变异信号与行为信号对生理信号进行校正，以得到校正后的生理信号，而所述校正后的生理信号即为生物体在进行动作时实时且准确的生理指标。图9A为本公开一实施例的生理信号感测装置以及行为感测装置与织物之间的位置关系的示意图，如图9A所示，生理信号感测装置102与行为感测装置502设置于织物900(例如帽子)的内侧，以邻近生物体。图9B为本公开另一实施例的生理信号感测装置以及行为感测装置与织物之间的位置关系的示意图，如图9B所示，生理信号感测装置102与行为感测装置502设置于织物900的外侧，使得织物900位于生物体与生理信号感测装置102以及行为感测装置502之间。
以下将对本实施例的生理信号感测***500的运作进行说明。
图5B为本公开第五实施例的生理信号感测方法的流程图。在本实施例中，与第一实施例相同的步骤将不再特别说明。请同时参照图5A与图5B，首先，在步骤S10中，可对生理信号感测装置102、变异感测装置104与行为感测装置502中的一个或多个进行初始校正。
然后，在步骤S36中，以生理信号感测装置102对生物体进行感测并提供生物体的生理信号，以及同步地以变异感测装置104感测生理信号感测装置102与生物体之间的距离并根据所述距离提供电容变异信号，且以行为感测装置502感测生物体的行为模式并提供行为信号。在此步骤中，由于生物体在进行动作的过程中造成生理信号感测装置102与生物体之间的距离随着不同的动作而改变，因此通过变异感测装置104实时地感测距离变化并根据距离变化所造成的电容变化来提供电容变异信号。此外，针对生物体上的各种动作，可根据行为模式而提供影响所感测的生理信号的行为信号。
接着，在步骤S14中，信号处理装置106接收生理信号感测装置102提供的生理信号、变异感测装置104提供的电容变异信号以及行为感测装置502提供的行为信号，并判断生理信号感测装置102与生物体之间的距离是否超过临界值。
当信号处理装置106判断所述距离超过临界值时，信号处理装置106发出感测失败的信号(步骤S16)。此时，回到步骤S36，生理信号感测装置102、变异感测装置104与行为感测装置502重新进行感测。
当信号处理装置106判断所述距离不超过临界值时，在步骤S38中，信号处理装置106根据变异感测装置104提供的电容变异信号以及行为感测装置502提供的行为信号对生理信号感测装置102提供的生理信号进行校正，以得到校正后的生理信号。
在本实施例中，在行为信号提供至信号处理装置106之前，可通过滤波器将行为信号中不会对所感测的生理信号造成影响的噪声去除。
之后，如同第一实施例，进行步骤S20以及进行步骤S22或步骤S24。如此一来，用户(例如生物体本身)可实时且精确地得知生物体在动作过程中的生理信号，且能够实时地针对生物体本身或生物体的动作和行为进行调整。此外，在本实施例中，通过行为感测装置502提供的行为信号，可提供生物体的行为模式分析讯息
特别一提的是，在本公开的各实施例中，生理信号感测***除了包括生理信号感测装置102、包括距离感测组件104a的变异感测装置104以及信号处理装置106之外，可视实际需求而选择性地设置织物感测装置202、织物信息装置302、形变感测组件104b以及行为感测装置502中的至少一个，亦即本公开不限于上述的第一实施例至第五实施例。
图6为本公开的一实施例的生理信号感测***的组件配置示意图。在本实施例中，生理信号感测***600设置于可挠性基板602上且包括具有电容耦合组件604a与604b的生理信号感测装置604、变异感测装置606a与606b、行为感测装置608a与608b、电池610、信号处理装置612以及线路614a与614b(例如可拉伸线路)。在另一实施例中，视实际需求，生理信号感测***可还包括蓝牙装置(未绘示)。电容耦合组件604a以及变异感测装置606a经由线路614a而与信号处理装置612耦接。电容耦合组件604b以及变异感测装置606b经由线路614b而与信号处理装置612耦接。行为感测装置608a与608b可位于可挠性基板602上的合适位置，且与信号处理装置612耦接。电池610可提供能源给生理信号感测***600。此外，生理信号感测***600还可包括设置于可挠性基板602上的固定装置616，以使可挠性基板602固定于织物上。在本实施例中，生理信号感测***600包括两个变异感测装置，但本公开不限于此。在其他实施例中，生理信号感测***可仅包括一个变异感测装置。
此外，电容耦合组件604a与604b可具有如图7A或图7B所示的架构，但本公开不限于此。在其他实施例中，电容耦合组件可视实际需求而采用其他架构。图7A与图7B分别为本公开不同实施例的电容耦合组件的示意图。如图7A所示，电容耦合组件700可包括接地线路700a、遮蔽线路700b以及感测电极700c。在本实施例中，遮蔽线路700b位于接地线路700a与感测电极700c之间，但本公开不限于此。在另一实施例中，接地线路700a可位于遮蔽线路700b与感测电极700c之间。此外，如图7B所示，电容耦合组件700’可包括接地线路700a、遮蔽线路700b、感测电极700c、滤波器700d以及放大器700e，感测电极700c与滤波器700d以及放大器700e耦接，亦即电容耦合组件700’可包括彼此电性连接的感测电极700c、滤波器700d以及放大器700e。在本实施例中，遮蔽线路700b位于接地线路700a与感测电极700c之间，但本公开不限于此。在另一实施例中，接地线路700a可位于遮蔽线路700b与感测电极700c之间。接地线路700a与遮蔽线路700b可针对信号进行初步滤除，以除去干扰。经初步滤除的信号可通过放大器700e放大，且经放大后的信号可再以滤波器700d进行第二次滤除。在本公开实施例中，滤波器700d以及放大器700e设置于电容耦合组件700’中，因此在生理信号感测装置感测到生理信号时即可针对信号进行放大与滤波。
在一实施例中，当织物的形状为长条形时(织物例如为皮带或安全带)，上述的感测电极可以是长条形电极或多个并联设置的区段状电极。图10A与图10B分别为本公开不同实施例的电容耦合组件中的感测电极的示意图。如图10A所示，长条形的感测电极1000设置于皮带1002上。或者，如图10B所示，多个区段状的感测电极1000彼此并联连接地设置于皮带1002上。
本公开的各实施例的生理信号感测***可根据实际情况而采用类似图6所示的组件配置方式，但本公开不对此进行限定。
此外，在本公开的各实施例中，生理信号感测***还可包括生理数值检测装置或装置检测组件。举例来说，本公开的生理信号感测***还可包括血糖检测器、热量检测器、体重检测器等。此外，本公开的生理信号感测***还可包括陀螺仪(gyro sensor)，以判断生理信号感测装置102、变异感测装置104等的感测装置的定位状态，并提供定位信息以供用户实时针对各感测装置的位置进行调整，以减少或避免本公开的生理信号感测***的感测错误。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围。
Claims (19)
1.一种生理信号感测***，其特征在于，包括：
生理信号感测装置，设置于织物上，以感测并提供生物体的生理信号，其中所述生理信号感测装置包括电容耦合组件；
变异感测装置，设置于所述织物上，包括距离感测组件，以感测所述生理信号感测装置与所述生物体之间的距离，并根据所述距离提供第一电容变异信号；以及
信号处理装置，与所述生理信号感测装置以及所述变异感测装置耦接以接收所述生理信号与所述第一电容变异信号，且根据所述第一电容变异信号对所述生理信号进行校正，以得到校正后的生理信号。
2.根据权利要求1所述的生理信号感测***，其特征在于，所述生理信号包括肌电信号、心电信号或脑波信号。
3.根据权利要求1所述的生理信号感测***，其特征在于，所述距离感测组件包括电容器、飞行时间传感器、电感器或红外线传感器。
4.根据权利要求1所述的生理信号感测***，其特征在于，所述织物位于所述生理信号感测装置与所述生物体之间，且所述生理信号感测***还包括与所述信号处理装置耦接的织物感测装置，所述织物感测装置感测所述织物的介电常数并提供介电常数信号，且所述信号处理装置根据所述第一电容变异信号与所述介电常数信号对所述生理信号进行所述校正。
5.根据权利要求1所述的生理信号感测***，其特征在于，所述织物位于所述生理信号感测装置与所述生物体之间，且所述生理信号感测***还包括与所述信号处理装置耦接的织物信息装置，所述织物信息装置提供关于所述织物的介电常数的介电常数信号，且所述信号处理装置根据所述第一电容变异信号与所述介电常数信号对所述生理信号进行所述校正。
6.根据权利要求1所述的生理信号感测***，其特征在于，所述生理信号感测装置位于所述织物与所述生物体之间。
7.根据权利要求1所述的生理信号感测***，其特征在于，所述变异感测装置还包括形变感测组件，以感测所述生理信号感测装置的弯曲曲率并根据所述弯曲曲率来提供第二电容变异信号，且所述信号处理装置根据所述电容信号、所述第一电容变异信号以及所述第二电容变异信号进行生理信号校正，以得到所述校正后的生理信号。
8.根据权利要求7所述的生理信号感测***，其特征在于，所述形变感测组件包括电容器或电阻器。
9.根据权利要求1所述的生理信号感测***，其特征在于，还包括行为感测装置，与所述信号处理装置耦接，其中所述感测装置感测所述生物体的行为模式并提供行为信号，且所述信号处理装置根据所述电容信号、所述电容变异信号以及所述行为信号进行所述校正。
10.根据权利要求1所述的生理信号感测***，其特征在于，所述电容耦合组件包括彼此电性连接的感测电极、滤波器以及放大器。
11.一种生理信号感测方法，其特征在于，包括：
以设置于织物上的生理信号感测装置感测并提供生物体的生理信号，其中所述生理信号感测装置包括电容耦合组件；
以设置于所述织物上的包括距离感测组件的变异感测装置感测所述生理信号感测装置与所述生物体之间的距离，并根据所述距离提供第一电容变异信号；以及
以与所述生理信号感测装置以及所述变异感测装置耦接的信号处理装置接收所述生理信号与所述第一电容变异信号，且根据所述第一电容变异信号对所述生理信号进行校正，以得到校正后的生理信号。
12.根据权利要求11所述的生理信号感测方法，其特征在于，所述信号处理装置在进行所述校正之前判断所述距离是否不超过临界值。
13.根据权利要求12所述的生理信号感测方法，其特征在于，当所述距离超过所述临界值时，所述信号处理装置不进行所述校正。
14.根据权利要求12所述的生理信号感测方法，其特征在于，当所述距离不超过所述临界值时，所述信号处理装置进行所述校正。
15.根据权利要求11所述的生理信号感测方法，其特征在于，当所述织物位于所述生理信号感测装置与所述生物体之间时，以与所述信号处理装置耦接的织物感测装置感测所述织物的介电常数并提供介电常数信号，且所述信号处理装置根据所述第一电容变异信号与所述介电常数信号进行所述校正。
16.根据权利要求11所述的生理信号感测方法，其特征在于，当所述织物位于所述生理信号感测装置与所述生物体之间时，以与所述信号处理装置耦接的织物信息装置提供关于所述织物的介电常数的介电常数信号，且所述信号处理装置根据所述第一电容变异信号与所述介电常数信号对所述生理信号进行所述校正。
17.根据权利要求11所述的生理信号感测方法，其特征在于，所述变异感测装置还包括形变感测组件，且所述生理信号感测方法还包括以所述变异感测装置感测所述生理信号感测装置的弯曲曲率并根据所述弯曲曲率来提供第二电容变异信号，且所述信号处理装置根据所述电容信号、所述第一电容变异信号以及所述第二电容变异信号进行所述校正。
18.根据权利要求11所述的生理信号感测方法，其特征在于，还包括以与所述信号处理装置耦接的行为感测装置感测所述生物体的行为模式并提供行为信号，且所述信号处理装置根据所述电容信号、所述电容变异信号以及所述行为信号进行所述校正。
19.根据权利要求11所述的生理信号感测方法，其特征在于，所述电容耦合组件包括彼此电性连接的感测电极、滤波器以及放大器。
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