投射电容式人体动作检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种人体动作检测系统，特别是一种投射电容式人体动作检测系统。
【背景技术】
[0002]多重睡眠分析仪(Polysomnogram, PSG)是一种用来记录使用者睡眠状况的仪器，可检测使用者在睡眠中的脑部活动、眼球活动、肌肉活动、呼吸状况、心跳频率等信息，以供医疗人员诊断使用者的睡眠品值，而呼吸状况是其中一项重要的评估指标。
[0003]透过多重睡眠分析仪(PSG)检测使用者的呼吸状况时，是令使用者平躺于一床上，并利用一具有伸缩弹性的绑带系住使用者的胸腔处，且该绑带上设有一检测器。当使用者吸气时，其胸腔因吸入空气而膨胀增加体围进而可拉长绑带，当使用者吐气时，其胸腔因吐出空气而缩收减少体围进而可缩短绑带，故该检测器的检测结果可表现胸腔的膨胀与缩收，此外，绑带固定于使用者身上，避免使用者因翻身或移动而影响呼吸检测结果。另外，使用者脸部的鼻子处还设有一鼻导管，以透过该鼻导管检测吸气时与吐气时的气压大小。
[0004]是以，藉由量测绑带变化和该鼻导管的气压检测结果，可供医疗人员检视使用者睡眠时的呼吸，然而，对于使用者而言，因为该鼻导管与绑带设置于使用者身上，使用者无法任意移动身体，自然造成使用者的不舒适感与压迫感，造成使用者的困扰，干扰量测结果；又对于多重睡眠分析仪(PSG)而言，基于卫生问题，鼻导管是消耗品，从而增加检测成本。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种投射电容式人体动作检测系统，透过电容感应方式检测使用者的动作状态，不需在使用者身上穿载任何感测装置即可进行感测。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供了一种投射电容式人体动作检测系统，包含有:
[0007]—感测垫，供一人体躺卧，该感测垫包含有至少一感应阵列单元与至少一控制单元，该感应阵列单元包含有阵列排列的多个感应电极，该控制单元电性连接该些感应电极以周期性地对从该些感应电极所检测到的电容感应量分别进行类比-数位转换以产生多个电容感应值，并对该多个电容感应值分别进行二值化运算以得到各电容感应值的二值化运算结果；
[0008]—监控模块，电性连接该至少一控制单元以接收并显示该多个电容感应值与二值化运算结果，作为判断人体动作的参考。
[0009]为求使用者的舒适性与高视觉接收度，可于该感测垫上铺设一般床单或保洁垫等寝具，供使用者躺卧于该感测垫上进行感应。
[0010]本发明的技术效果在于:
[0011]本发明是利用该些感应电极与使用者身体之间电场互动产生电容感应变化，故经过类比-数位转换后的电容感应量与二值化运算结果可作为判断人体动作的参考。相较于现有技术，本发明不需在使用者身上穿载任何感测装置，亦无以局部狭隘区域限制或拘禁使用者的活动，方得令使用者感测有效，故能大幅提升使用者受测时的舒适度，有效降低感测过程对使用者的干扰与不便，提高测试结果的可参考性；又本发明的该多个感应电极不会直接接触使用者，没有安全、卫生的顾虑。
[0012]以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【附图说明】
[0013]图1为本发明较佳实施例的方块示意图；
[0014]图2为本发明的感测垫使用状态参考图；
[0015]图3A为本发明中于各感应电极外围形成环形电极的示意图；
[0016]图3B为本发明中将任一感应电极的周围感应电极接地的示意图；
[0017]图4为对应于图2中使用者胸腔处的截面参考图；
[0018]图5为对应于图1中于图2内实施例时，第四行感应电极的相对电容值AC波形示意图；
[0019]图6为本发明的相对电容值△ C波形与现有多重睡眠分析仪所量测呼吸的胸腔体围起伏波形与鼻导管气压波形的比较示意图；
[0020]图7为本发明感应电极的相对电容值Δ C波形示意图；
[0021 ]图8为卩栄点不意图；
[0022]图9为本发明感应电极的相对电容值Δ C与噪点合成的波形示意图
[0023]其中，附图标记
[0024]10感测垫
[0025]100 垫体
[0026]11感应阵列单元
[0027]101第一感应阵列单元
[0028]102第二感应阵列单元
[0029]103第三感应阵列单元
[0030]104第四感应阵列单元
[0031]105第五感应阵列单元
[0032]106第六感应阵列单元
[0033]107第七感应阵列单元
[0034]108第八感应阵列单元
[0035]109第九感应阵列单元
[0036]110第十感应阵列单元
[0037]12控制单元
[0038]13感应电极
[0039]131环形电极
[0040]132感应电极
[0041]14感应电极
[0042]15感应电极
[0043]20监控模块
[0044]21数据储存及运算处理单元
[0045]22人机界面
[0046]23总线
[0047]30床垫
[0048]31寝具
[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噪点
[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云端服务器
【具体实施方式】
[0058]下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述为
[0059]请参考图1与图2所示，本发明投射电容式人体动作检测系统包含有一感测垫10与一监控模块20。该感测垫10可供铺设于一床垫30上，而该感测垫10上可再设置一般床单或保洁垫等寝具31以供使用者32躺卧。
[0060]该感测垫10包含有至少一感应阵列单元11与至少一控制单元12，该控制单元12可为单晶片，该感应阵列单元11与控制单元12可设于一软性的垫体100表面，该感应阵列单元11包含有阵列排列的多个感应电极13，所述感应电极13可为具导电性的片体，该些感应电极13位于该寝具31与垫体100之间，当使用者32躺卧于寝具31时，该寝具31隔开使用者32的身体与该些感应电极13，避免使用者身体与该些感应电极13直接接触。
[0061]该控制单元12电性连接该些感应电极13，并施加一电流(即物理量)予该多个感应电极13，同时该控制单元12透过一取样频率(或取样周期)对从该些感应电极13所检测到的电容感应量分别进行类比-数位转换，以读取该些感应电极13的物理特性值，则该些电容感应量的类比-数位转换结果分别形成电容感应值C。当使用者32尚未躺卧于寝具31时，该控制单元12所产生的电容感应值C大致为固定值；当使用者32躺卧于寝具31时，因为使用者32的身体亦为导体并与大地相互间存在约200pF的电容物理特性，故位于使用者32身体下方的感应电极13而言，该些感应电极13上的电荷分布产生变化，故使该控制单元12所产生的电容感应值C亦对应随之变化。又根据电容公式:C = ε XA/d，可推知电容的变化量系依据介电质变化A ε与距离变化Ad，因为在被使用者身体压到的区域中有压力变化，衍生介质被压缩产生介电质变化A ε，同时也产生距离变化Ad。是以，从电容感应值C产生变化的感应电极13