生理量测的感测系统与方法_2

文档序号:8232361阅读:来源:国知局
依据本发明的实施例,以使本领域者易于了解。 所述的发明创意可以采用多种变化的实现方式,当不能只限定于这些实施例。本发明省略 本领域者已熟知部分(well-known part)的描述,并且相同的参考号于本发明中代表相同 的元件。
[0072] 本发明实施例可提供关于一种生理量测的感测技术,可应用一脉冲宽度调制 (Pulse Width Modulation,PWM)技术来产生具有过冲(overshoot)及下冲(undershoot) 脉冲的一系列的量测信号,以及可应用一非对称式(asymmetric)天线模块来发射量测信 号至一目标物体(target object),并且接收被生理量测的目标物体所反射的多个反射信 号。其中PWM信号可以是,但不限定于藉由此P丽技术产生的具有调制信号的脉冲,或是利 用具有固定周期的脉波或方波(square wave)来实现。
[0073] 此PWM的特性是在一时间单位内,调制传输功率(transmission power)。PWM信 号可以被应用来产生具有脉冲过冲及下冲的一系列的量测信号。例如,应用一与非门(NAND gate)或一与门(AND gate)集成电路来实现一抖动产生器(jitter generator) ,PWM信号 可以被转换成具有脉冲抖动的一系列的量测信号。非对称式天线模块可包括一或多个发射 天线及多个接收天线。此一或多个发射天线可以发射量测信号至一目标物体。此目标物体 可以是,但不限定于如人体或可反射量测信号的各种物体。此多个反射信号是被该目标物 体反射的量测信号。
[0074] 图1A、图1B、以及图IC是根据本发明的实施例,分别说明PWM信号PS、具有过冲及 下冲脉冲的量测信号、以及反射信号RFS。参考图1A,当PWM信号PS的数值从一高值切换 到一低值或是从一低值切换到一高值时,因为PWM技术本身的特性,PWM信号PS可以很快 稳定下来。参考图1B,当一量测信号SS的值从一高值切换到一低值或是从一低值切换到 一高值时,此量测信号SS会先经过短暂的一振荡周期(shocking period)。在此振荡周期 内,此量测信号SS的数值会上下振荡,而形成类似于振荡波(shock wave)的波形。在经过 这个振荡周期之后,量测信号SS会趋于稳定。参考图1C,因为反射信号RFS是藉由具有过 冲及下冲脉冲的量测信号SS碰击一目标物体而被反射回来,被反射回来的反射信号RFS也 存在类似的振荡周期。在经过此振荡周期之后,此反射信号RFS会趋于稳定。藉此方式,本 发明经由分析具有过冲及下冲脉冲的反射信号,更精确地感测及研判此目标物体的活动状 态。
[0075] 此感测技术的一实现范例架构可应用一个多系统集成来实现,如图2所示。其中, 此多系统集成200可集成一传送端210、一接收端220、以及多个信号分析模块,此多个信号 分析模块分别包含于多个感测器(例如感测器1?感测器η)。由量测信号产生模块214产 生的一或多个量测信号(例如SSl?SSn)可以从传送端210发射至一标物体(未显不出), 并且在接收端220可以接收被该目标物体反射的一或多个量测信号(S卩,反射信号RFSl ' RFSn)以被此多个感测器中的该多个信号分析模块分析。然后从该多个信号分析模块输出 的多个物体活动状态信号231?23η同时或非同时地被传送至一数字信号处理(Digital Signal Processing, DSP)装置,以用于后续处理。
[0076] 利用此范例架构,图3是根据本发明的实施例,说明一生理量测的感测系统。此生 理量测的感测系统可包含此传送端210、此接收端220、以及被包含于多个感测器(例如感 测器1?感测器η)的多个信号分析模块。其中,该传送端210还可包括一传送天线模块 322、以及具有一或多个过冲波及下冲波产生电路的一量测信号产生模块214。此量测信号 产生模块214可以产生具有过冲及下冲脉冲的一或多个量测信号,其中,每一量测信号SS 是根据一输入的PWM信号PS所产生的。换句话说,此量测信号SS可以同时具有脉冲波以及 此脉冲波上的过冲波及下冲波的特性。量测信号产生模块214所包括的每一过冲波及下冲 波产生电路可以产生一量测信号SS。传送天线模块322可以包括至少一发射天线TX。每 一发射天线可发射一量测信号SS至一目标物体。接收端220可以包括具有多根接收天线 的一接收天线模块324。此多根接收天线的每一接收天线可以接收一 RFS信号(被该目标 物体反射的量测信号),以被包含于一相关联的感测器中的一信号分析模块来分析。被分析 之后,可以得到从每一信号分析模块输出的每一物体活动状态信号BS,然后此多个信号分 析模块输出多个物体活动状态信号,并且同时或非同时地将此多个物体活动状态信号传送 至一数字信号处理(DSP)装置,以用于后续处理。
[0077] 当传送天线模块322以辐射的形式持续地发射量测信号SS时,一旦量测信号SS 击中该目标物体后,该反射信号RFS持续地被反射回来,然后接收天线模块324持续地接收 反射信号RFS。当该目标物体的一活动状态或移动状态产生变化时,此量测信号SS击中该 目标物体的角度及/或击到位置(hitting position)也发生变化,从而导致被接收天线 324接收的反射信号RFS的频率、波形或接收时间随之变化。换句话说,根据本实施例,藉由 分析这些反射信号RFS可以有效地得到该目标物体的即时活动状态资讯。
[0078] 在一应用范例中,传送天线模块可以由一发射天线来实现。在此应用情境下,被多 根接收天线接收的多个反射信号是由该发射天线发射多个量测信号至该目标物体,再经由 该目标物体将该多个量测信号反射而得到的。在另一应用范例中,此传送天线模块也可以 由多根发射天线来实现,并且被该多根接收天线接收的多个反射信号是由该多根发射天线 发射多个量测信号至该目标物体,再经由该目标物体将该多个量测信号反射而得到的。
[0079] 在一应用范例中,量测信号产生模块214可由多个过冲波及下冲波产生电路来实 现。每一过冲波及下冲波形产生电路分别耦接至多个感测器中一相关的(associated)感 测器的一信号分析模块,以产生被该相关的感测器使用的量测信号。在另一应用范例中,此 量测信号产生模块可以由被耦接至多个信号分析模块的其中一个过冲波及下冲波形产生 电路来实现,以产生多个量测信号,此多个信号分析模块系根据一系列输入的PWM信号来 产生此多个量测信号,然后该传送天线模块发射此多个量测信号至该目标物体。
[0080] 以两个感测器(简称感测器1和感测器2)作为例子。图4是根据本发明的实施例, 说明一生理量测的感测系统的一系统架构。如图4所示,传送端210还可包括耦接至量测信 号产生模块214的一PWM电路模块412,以根据一时脉信号(clock signal)TS来产生PWM信 号PS,从而提供PWM信号PS给该量测信号产生模块214。在接收端220中,每一感测器可以 从一接收天线(对感测器1与感测器2分别称为RXl与RX2)接收一反射信号RFS,并且包括 一延迟电路(delay circuit) 116及一信号分析模块。此信号分析模块还可包括一混波电路 (mixer circuit) 132、一信号放大电路(signal amplifying circuit) 134、一带通滤波电 路(band pass filtering circuit) 136、以及一取样电路(sampling circuit) 138。延迟电 路116被耦接至量测信号产生模块214以根据量测信号SS来产生一参考信号(reference signal) RS。混波电路132被耦接至接收天线模块324及延迟电路116以混合反射信号RFS 及参考信号RS,而成为一混波信号(mixing signal)MS。信号放大电路134被稱接至混波电 路132以放大混波信号MS,而成为一放大混波信号(amplified mixing signal)AMS。带通 滤波电路136被耦接至信号放大电路134,对放大混波信号AMS进行一滤波操作(filtering operation),以产生一已滤波信号(filtered signal)FS。取样电路138被f禹接至带通滤波 电路136,对已滤波信号FS执行一取样操作(sampling operation),从而获得物体活动状 态信号BS。信号放大电路134、带通滤波电路136、以及取样电路138可根据实际或设计的 需求来调整。这些电路不是本
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