生理传感器装置及系统、校正方法及穿戴式装置与流程

本发明涉及一种信号检测及处理技术，且特别是涉及一种生理传感器装置、生理感测系统、生理信号的校正方法及相对应的穿戴式装置。

背景技术：

以穿戴式生医测量技术而言，可将生理信号测量设备(如，感测电极贴片或传感器)穿戴于身上，并以非侵入式方式随时记录穿戴者的各项生理信号，从而得知穿戴者的体温、脉搏、心跳、呼吸频率…等人体生理状态。并且，还可对可能的生理异变状况加以提醒或预防，甚至当症状发生时更可达到迅速提醒及求救的效果。因此，穿戴式生医测量技术对于例如在家修养的病人、具有心脏病史的患者、或是独居老人…等穿戴者来说是极为方便的科技进步。

然而，基于现有技术的局限，需要紧贴于穿戴者皮肤上的感测电极贴片经常发生翘曲、脱落等情况，导致使用者体验仍需改进。详细来说，一般的生理信号测量设备(如，感测电极贴片或传感器)通常需要紧贴于穿戴者的皮肤上才能获得准确的生理信号，但由于穿戴者皮肤产生的汗液、因动作而形成的拉扯或其他因素，感测电极贴片的一部分或整体可能发生脱落、无法紧贴皮肤…等问题，导致测量到的生理信号失真。以往技术的解决方案通常是增强感测电极贴片的粘着性以强化与皮肤之间的附着力，但通常会使穿戴者更为不舒服、还是有脱落疑虑，或是让感测电极贴片的设置更为不方便。并且，穿戴者在许多情况下并不知道感测电极贴片已脱落而让生理信号失真，致使生理信号的精准度不佳。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种生理传感器装置、生理感测系统、生理信号的校正方法及相对应的穿戴式装置，其可检测并回馈感测电极与待测物(如，使用者的皮肤)之间部分脱落的失效区域，并依此失效区域来补偿及校正生理信号，使得本发明实施例所测量的生理信号具备高准确性。

本发明实施例的生理传感器装置包括生理信号传感器、第一补偿传感器以及信号处理装置。生理信号传感器贴附于待测物以感测生理信号值。第一补偿传感器配置于生理信号传感器。信号处理装置耦接生理信号传感器和第一补偿传感器。信号处理装置通过第一补偿传感器获得生理信号传感器从待测物部分脱落的失效区域，并依据失效区域获得第一失效补偿值，以对由生理信号传感器所感测的生理信号值进行补偿。

本发明实施例的生理信号的校正方法适用于包括生理信号传感器以及第一补偿传感器的生理传感器装置。第一补偿传感器配置于生理信号传感器。所述校正方法包括下列步骤：回应于生理信号传感器贴附于待测物时，从生理信号传感器获得生理信号值；通过第一补偿传感器获得生理信号传感器从待测物部分脱落的失效区域；以及，依据失效区域获得第一失效补偿值，以对由生理信号传感器所感测的生理信号值进行补偿。

本发明实施例中具校正功能的穿戴式装置包括生理信号传感器、第一补偿传感器以及信号处理装置。生理信号传感器贴附于待测物以感测生理信号值。第一补偿传感器配置于生理信号传感器。信号处理装置耦接生理信号传感器和第一补偿传感器。信号处理装置通过第一补偿传感器获得生理信号传感器从待测物部分脱落的失效区域，并依据失效区域获得第一失效补偿值，以对由生理信号传感器所感测的生理信号值进行补偿。

本发明实施例的生理感测系统包括主机装置以及生理传感器装置。主机装置与生理传感器装置相互通讯。主机装置获得由生理传感器装置提供经补偿的生理信号值以进行数据运算并呈现经数据运算后的生理信号值。生理传感器装置包括生理信号传感器、第一补偿传感器以及信号处理装置。生理信号传感器贴附于待测物以感测生理信号值。第一补偿传感器配置于生理信号传感器。信号处理装置耦接生理信号传感器和第一补偿传感器。信号处理装置通过第一补偿传感器获得生理信号传感器从待测物部分脱落的失效区域，并依据失效区域获得第一失效补偿值，以对由生理信号传感器所感测的生理信号值进行补偿。

基于上述，本发明实施例所述的生理传感器装置及穿戴式装置利用配置于生理信号传感器的感测区域边缘的第一补偿传感器来检测生理信号传感器从待测物部分脱落的失效区域，并通过失效区域的面积与生理信号传感器的感测区域的面积的比值来对生理信号值进行补偿，从而校准生理信号值。详细来说，本发明实施例的生理传感器装置将第一补偿传感器中的多个补偿电极配置于生理信号传感器中感测区域的边缘处。当生理信号传感器发生部分脱落时，部分的补偿电极将不会连接到待测物，而另一部分的补偿电极尚还连接到待测物。因此，便可利用生理信号传感器中感测区域的预设形状(如，矩形、圆形、椭圆形或预设已知的复合形状)来得知失效区域的类别(如，角落区域或弓形区域)，并且利用未连接至待测物的补偿电极以及尚连接至待测物的补偿电极之间的多个失效位置来计算出失效区域的面积，从而依据失效区域的面积以及感测区域的面积来对生理信号值进行补偿。

为让本发明能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一实施例的一种生理传感器装置的方块图；

图2是本发明一实施例的一种生理感测系统的方块图；

图3a及图3b是本发明一实施例的一种生理传感器装置的外观示意图；

图4是图3a中生理传感器装置依据分割线la1裁切的横截面示意图；

图5是生理信号传感器、第一补偿传感器以及固定件的示意图；

图6a及图6b分别是以不同态样呈现图5的生理信号传感器、第一补偿传感器以及固定件依据分割线la2裁切后的横截面示意图；

图7a与图7b分别是以不同态样呈现的第一补偿传感器的示意图；

图8a及图8b分别为以阻抗形式及电容形式作为脱落传感器而形成第一补偿传感器的示意图；

图9是在感测区域为矩形的情况下的感测区域及失效区域的示意图；

图10是在感测区域为矩形的情况下的感测区域及失效区域的另一示意图；

图11是在感测区域为圆形的情况下的感测区域及失效区域的示意图；

图12是在感测区域为椭圆形的情况下的感测区域及失效区域的示意图；

图13是在感测区域为两个半圆形结合矩形的情况下的感测区域及失效区域的示意图；

图14是生理传感器装置中生理信号传感器及第二补偿传感器的示意图；

图15是本发明实施例一实施例的一种生理信号的校正方法的流程图。

符号说明

100、100a、100b：生理传感器装置

110：生理信号传感器

120、120a、120b：第一补偿传感器

122：第二补偿传感器

130：信号处理装置

132：处理器

134、820a、820b：补偿电路

136：存储器

138：校正数据库

140：传输模块

142：收发器

200：生理感测系统

210：网络

220：主机装置

310：外壳

320：粘着层

330、332：感测区域

340、342、344：补偿电极

350：参考电极

360、362：侧翼粘贴区域

410：软性基板

420：电路走线

430：集成电路

510、520、530：箭头

540：固定件

610：感测电极

620、810a、810b、922：第一补偿电极

630：光学粘着胶层

640：聚氨酯(pu)固定胶层

650：固定层

660：增厚层

710、720、730：补偿电极

910、1110、1210、1310：感测区域

920、1120、1220、1320：第一补偿区域

930、1030：角落区域

940、1040：补偿区域

1130、1230、1330：弓形区域

1250：虚拟圆

1340：半圆形区域

1342：矩形区域

1410：第二补偿电极

1420：通孔

a1、a2、a3：直径

ve1～ven：第一感测电极的电阻值

vc1～vcn：第一感测电极的电容值

w：矩形的感测区域的长

l：矩形的感测区域的宽

la1、la2：分割线

c：第一补偿区域的宽度

a、b、a’、b’：补偿区域的边界长度

x、y：脱落长度

na、nb：失效位置

nc、nd：位置

no：圆心

θ：夹角

r：半径

r1:半长轴

r2:半短轴

l1：长轴

l2、l3：线段

具体实施方式

图1是依照本发明一实施例的一种生理传感器装置100的方块图。图2是依照本发明实施例的一种生理感测系统200的方块图。请同时参照图1及图2，生理感测系统200主要包括生理传感器装置100以及主机装置220。生理传感器装置100可利用传输模块140、有线或无线的网络210以及相关的传输协定(如，蓝牙、wifi…等)与主机装置220相互通讯。生理传感器装置100提供经补偿的生理信号值给主机装置220。主机装置220获得上述生理信号值后将可进行数据运算并呈现经数据运算后的所述生理信号值，例如，主机装置220将生理信号值以表格化、图形化和/或以特定的使用者界面呈现在其显示器上，以供使用者知悉其生理信号的数值及其变化。本实施例的主机装置220可以是消费型计算装置(如，笔记型计算机、平板计算机、智能型手机)，也可以是云端服务器(或称，云端运算平台)。换句话说，主机装置220主要是用来呈现穿戴者的生理信号值(如，体温、脉搏、心跳、呼吸频率、动态肌电流数值)，也可将统整或校正后的生理情况或生理信息(如，穿戴者的肌耐力、肌肉强度、肌肉疲劳度、身体情况、运动周期、健康状态、异常警示)利用显示器进行显示。

生理传感器装置100主要包括生理信号传感器110、第一补偿传感器120以及信号处理装置130。生理传感器装置100还可包括传输模块140及第二补偿传感器122。生理信号传感器110具备一个或多个感测电极。生理信号传感器110贴附于待测物以从感测电极获得生理信号值。本实施例的『生理信号』可以是体温、脉搏、心跳、呼吸频率、动态肌电流数值、脑波信号(eeg)、肌电信号(emg)、神经电信号(eng)，视网膜电信号(erg)、胃电信号(egg)，神经肌电信号(enmg)、脑皮质电信号(ecog)、眼球电信号(e0g)、眼球震颤电信号(eng)…等，端视生理传感器装置100的用途及需求而决定生理信号传感器110对生理信号的检测类别。本实施例的『生理信号值』则是上述类型的生理信号的数值。本发明实施例的『待测物』主要是使用者(或称为，穿戴者，例如人或动物)的皮肤，应用本实施例者也可以其他物件视为是待测物，只要可以从待测物上感测到生理信号值即可。第一补偿传感器120配置于生理信号传感器110。生理信号传感器110以及第一补偿传感器120可由可塑形或可挠曲的材质构成。

第一补偿传感器120具备多个第一补偿电极。本实施例的多个第一补偿电极配置于生理信号传感器110中由感测电极形成的感测区域的边缘处，以方便让信号处理装置130检测出是否有感测区域从待测物(皮肤)处局部或部分脱落。若生理信号传感器110从待测物上脱落，想必是部分区域(如，角落区域)局部性脱落，致使部分的第一补偿电极无法连接至待测物，且尚有另一部分的第一补偿电极还是连接至待测物的。换句话说，当部分的第一补偿电极并未连接至待测物时，其所产生的第一补偿信号将与尚连接至待测物时的第一补偿电极所产生的第一补偿信号不同。因此，信号处理装置130便可得知未连接至待测物的部分第一补偿电极以及尚连接至待测物的部分第一补偿电极之间的多个失效位置，并且利用这些失效位置且以几何数学运算的方式来计算失效区域的面积。

信号处理装置130耦接生理信号传感器110和第一补偿传感器120。信号处理装置130通过第一补偿传感器120获得生理信号传感器110从待测物部分脱落的失效区域，并依据此失效区域获得第一失效补偿值。由此，信号处理装置130可利用第一失效补偿值对由生理信号传感器110所感测的生理信号值进行补偿。

信号处理装置130可包括处理器132、补偿电路134以及存储器136。补偿电路134耦接处理器132。存储器136则同时耦接处理器132以及补偿电路134。存储器136包括校正数据库138。校正数据库138中至少包括与生理信号传感器110、第一补偿传感器120及第二补偿传感器122所产生的补偿数据相对应的校正信息与相关参数。本实施例的处理器132可通过传输模块140中的收发器142与主机装置220相互通讯，并可从主机装置220更新校正数据库138中的内容，以使对于生理信号值的校正更为精确。以下以各个实施例来详细说明之。

图3a及图3b是依照本发明实施例的一种生理传感器装置100的外观示意图。图3a的生理传感器装置100a与图3b的生理传感器装置100b是以可挠曲的软性贴片型态呈现，其包括外壳310、粘着层320、感测区域330及332、补偿电极340、342及344以及参考电极350。生理传感器装置100还可选择性地包括侧翼粘贴区域360及362。

外壳310可由软性材质实现。粘着层320让生理传感器装置100可与待测物(皮肤)粘贴固定。感测区域330及332为生理信号传感器110中的多个补偿电极所围绕的区域。本实施例的感测区域330、332以及参考电极350都为圆形，应用本实施例者也可将感测区域330及332调整为矩形、椭圆形、梯形、其他几何形状或这些几何形状的结合。在图3a中，感测区域330、332以及参考电极350的直径a1、a2及a3为相同。相对地，在图3b中，感测区域330及332直径a1及a2为相同，但参考电极350的直径a3则小于直径a1及a2。应用本实施例者可依其需求调整这些感测区域及参考电极的接触面积以及其数量，这些接触面积将会与待测物(皮肤)接触。符合本发明的部分实施例也可以具备三个或以上的感测区域，也可仅具备单一个感测区域；可具备多个参考电极，或者不设置参考电极。

生理传感器装置100除了包括感测电极与补偿电极以外，还可包括参考电极350。参考电极350用以作为感测电极在进行初始化时的判断依据，参考电极所感测到的起始数值可作为感测电极的数值的比对参考。换句话说，参考电极的功能在于作为感测电极进行电压准位的校准之用。补偿电极340、342及344分别对应地设置在感测区域330、感测区域332以及参考电极350的边缘处，以让信号处理装置130能通过补偿电极340、342及344来得知感测区域330、感测区域332以及参考电极350是否有部分区域从待测物上脱落。侧翼粘贴区域360及362上也分布有粘着层320，用途是为了让生理传感器装置100跟待测物(如皮肤)之间的粘贴更为牢靠。侧翼粘贴区域360及362可以泡棉跟粘胶组成，使其更不易于从皮肤上因形变和/或流汗而脱落。

图4是图3a中生理传感器装置100a依据分割线la1裁切的横截面示意图。在图4的横截面示意图中呈现外壳310、粘着层320、感测区域330、332(形成感测区域330、332的感测电极的高度约为0.5mm)、补偿电极340、342及344、以及参考电极350的相关位置关系。此外，图4中还包括软性基板410(其高度约为100μm至200μm)、电路走线420以及设置于软性基板410上的集成电路430(其高度约为2μm至5μm)。集成电路430可以是信号处理装置130、传输模块140中的元件，如中央处理器、存储器元件、补偿电路…等。

本实施例的电路走线420可为由金属铜形成的导线。感测区域330、332与参考电极350可由碳胶、银胶、铜或其他导电性元素/化合物的其中之一或其组合所构成。补偿电极340、342及344的外围可由增厚层所包覆，且增厚层可以由硅胶、树脂…等非导电性填充物来实现。在本实施例中，图4的感测区域330、332与参考电极350将跟与其相连接的电路走线420利用同个制作工艺以及利用相同的导电性元素(如，铜)来实现，因此感测区域330与电路走线420之间、感测区域332与电路走线420之间以及参考电极350与电路走线420之间以虚线呈现。在其他实施例中，也可将感测区域330、332与参考电极350采用焊接或打件方式与电路走线420进行物理性连接，只要感测区域330、332与参考电极350跟与其相对应的电路走线420相互电性耦接即可。

图5是生理信号传感器110、第一补偿传感器120以及固定件540的示意图。本实施例中的生理信号传感器110与第一补偿传感器120可利用不同制作工艺制作，然后将生理信号传感器110与第一补偿传感器120相结合(如箭头510所示)，让两者配置到相应的位置(如箭头520所示)。然后，利用物理方式以固定件540(如，固定贴片)将两者的相对物理关系进行固定(如箭头530所示)，使得这两者将会一同位移，亦即，一同粘着于待测物或是一同脱落，从而让本发明实施例能发挥更大功效。

图6a及图6b分别是以不同态样呈现图5的生理信号传感器110、第一补偿传感器120以及固定件540依据分割线la2裁切后的横截面示意图。在图6a及图6b中，固定件540包括光学粘着胶层630、聚氨酯(pu)固定胶层640及固定层650。光学粘着胶层630用以将固定层650与生理信号传感器110紧密粘合。聚氨酯(pu)固定胶层640作为固定层650、生理信号传感器110以及第一补偿传感器120的载体，且其也具备粘着性。举例来说，在生理信号传感器110、第一补偿传感器120以及固定件540因受力而致使发生弯曲、且其弯曲半径约略微30mm的作用之下，生理信号传感器110与聚氨酯固定胶层640之间的界面处压应力提升1.7％。并且，若生理信号传感器110两侧都有胶材(如，光学粘着胶层630与聚氨酯pu固定胶层640)固定的话，则界面处压应力仅提升0.28％，从而降低生理信号传感器110与第一补偿传感器120两者彼此脱落的风险。固定层650的最高高度可达1.5mm，感测电极610的高度可为0.03mm。本实施例的聚氨酯固定胶层640的粘着强度可大于250gf/25mm。若在设计时将相关的胶材材料特性限制于此范围的话，可避免贴片型态的生理传感器装置100与皮肤脱落的问题。第一补偿电极620的外围/周围可由增厚层所包覆，且增厚层可以由硅胶、树脂…等非导电性填充物来实现。

图6a是将第一补偿传感器120中的各个第一补偿电极620设置于第一补偿传感器120的感测电极610的下方。图6a中第一补偿电极620的外围/周围由增厚层660所包覆。图6b则是将第一补偿传感器120中的各个第一补偿电极620设置于第一补偿传感器120的感测电极610的侧边；增厚层660除了用来包覆第一补偿电极620的外围/周围以外，还用来填补第一补偿电极620与感测电极610之间的高度差。图6a及图6b的增厚层660可以由硅胶、树脂…等非导电性填充物来实现。

在图3a、图3b及图5中，第一补偿传感器120中的第一补偿电极(如，图3a、图3b的补偿电极340及342)可以为单一类型或单一样式的感测元件，例如是脱落传感器(delaminationsensor)。应用本实施例者可经由设计来将不同类型或样式的感测元件作为第一补偿电极。图7a与图7b分别是以不同态样呈现的第一补偿传感器120a、120b的示意图。在图7a中，第一补偿传感器120a所具备的部分第一补偿电极(如，补偿电极710)仍为原本的脱落传感器，而另一部分的第一补偿电极(如，补偿电极720)则可以替换为其他类型的感测元件，如汗液传感器、加速度传感器、角速度传感器…等。在图7b中，第一补偿传感器120b除了原本所具备第一补偿电极(如，补偿电极710)以外，还增加了其他类型的感测元件来作为第一补偿电极。例如，补偿电极720可以是汗液传感器、加速度传感器、角速度传感器、应变传感器、温度传感器…等，而补偿电极730则可以是拉伸传感器或其他长形传感器。

在第一补偿传感器的布局设计中，信号处理装置可利用第一补偿传感器中的多个第一补偿电极来得知这些第一补偿电极与皮肤的接触与否。图8a及图8b分别为以阻抗形式及电容形式作为脱落传感器而形成第一补偿传感器的示意图。图8a中以阻抗形式呈现的多个第一补偿电极810a分别具备各自的电阻值ve1至ven，n为自然数。位于信号处理装置中的补偿电路820a可检测各个第一补偿电极810a的阻抗变化来得知未连接至待测物的第一补偿电极与尚连接至待测物的第一补偿电极之间的失效位置，从而进行失效区域的估算。图8b中以电容形式呈现的多个第一补偿电极810b则分别具备各自的电容值vc1至vcn，n为自然数。位于信号处理装置中的补偿电路820b可将这些电容值vc1至vcn进行加总以获得总电容值，用于得知未连接至待测物的第一补偿电极与尚连接至待测物的第一补偿电极之间的失效位置，从而进行失效区域的估算。

在此说明如何利用生理信号传感器中已知感测区域的几何图形来计算失效区域的面积，从而对生理信号值进行补偿。图9是在感测区域910为矩形的情况下的感测区域910及失效区域的示意图。如图9所示，在此设定矩形的感测区域910的长度与宽度分别以l跟w表示，第一补偿区域920中具备多个第一补偿电极922，第一补偿区域920的宽度设定为c。当贴片型态的生理传感器装置发生部分脱落时，感测区域910的脱落部分通常为角落区域930，这些角落区域930将被统称为是失效区域。换句话说，失效区域为感测区域910中已与待测物脱落的至少一个角落区域930；当有已与待测物脱落的多个角落区域时，这些角落区域930的总和便为失效区域。为方便说明，图9的实施例仅以单一个角落区域930作为举例。

信号处理装置可依据未连接至待测物的第一补偿电极以及尚连接至待测物的第一补偿电极来获得包括失效区域(亦即，角落区域930)的补偿区域940的边界长度a与b以及脱落长度x与y。a、b、c、x、y、w与l都用以表示长度。由此，信号处理装置便可依据边界长度a与b来计算失效区域(亦即，角落区域930)的面积a930，并利用面积a930与感测区域910的面积来计算对应生理信号值的第一失效补偿值。详细来说，因补偿区域940与角落区域930应为相同形状的直角三角形，因此可利用方程式(1)及(2)表示a、b、c、x与y之间的关系：

因此，角落区域930的面积a930等于方程式(3)所示：

在获知失效区域(角落区域930)的总面积(面积a930)之后，便可计算出生理信号值的损失率α为方程式(4)所示：

所谓的『损失率α』即是因为部分的感测区域因脱落而成为失效区域后，所损失的生理信号值的百分比。

在获知『损失率α』后，便可计算出补偿参数ρ为方程式(5)所示：

补偿参数ρ应为大于1的数值。

假定此时信号处理装置利用生理信号传感器测量得到的生理信号值为psv，则经补偿的生理信号值则为『psv×ρ』。

图10是在感测区域910为矩形的情况下的感测区域910及失效区域的另一示意图。类似于图9的相关设定，在此假设图10的实施例有两个角落区域930及1030及作为举例。在图10中，失效区域便包括感测区域910中的两个角落区域930及1030。信号处理装置依据未连接至待测物的第一补偿电极(仅绘示部分)以及尚连接至待测物的第一补偿电极来获得包括角落区域930的补偿区域940的边界长度a与b以及包括角落区域1030的补偿区域1040的边界长度a’与b’。由此，信号处理装置便可依据边界长度a、b、a’与b’来计算角落区域930的面积a930与角落区域1030的面积a1030，并利用面积a930、a1030与感测区域910的面积来计算对应生理信号值的第一失效补偿值。详细来说，面积a930与面积a1030的总和可利用方程式(6)所示：

损失率α可为方程式(7)所示：

补偿参数ρ类似于上述方程式(5)所示，且经补偿的生理信号值(『psv×ρ』)也如同图9描述般的计算方式即可获得。

经由图9与图10的教示，应用本实施例者应可知晓本实施例所述的失效区域可以包括至少一个至最多四个角落区域的脱落，并且用于来计算失效区域的总和面积，从而计算经补偿的生理信号值。

图11是在感测区域1110为圆形的情况下的感测区域1110及失效区域的示意图。在此设定圆形的感测区域1110的半径以r表示，感测区域1110的圆心以no表示。当生理传感器装置发生脱落时，失效区域则会包括感测区域1110中的至少一个弓型区域1130。图11中以单个弓型区域1130作为举例，应用本实施例者可知悉可利用本实施例中的描述来计算一个或多个弓型区域的面积。第一补偿区域1120中具备多个第一补偿电极，信号处理装置可利用未连接至待测物的所述第一补偿电极(仅绘示部分)以及尚连接至待测物的所述第一补偿电极之间的失效位置na及nb来计算失效区域的面积。

当知晓失效位置na及nb后，信号处理装置可利用圆心no、半径r与失效位置na及nb之间的关系来得知失效位置na与圆心no之间的线段与失效位置nb与圆心no之间的线段之间的夹角θ。如此一来，弓形区域1130的面积a1130便为由失效位置na、nb及圆心no形成的扇形面积减去由失效位置na、nb及圆心no形成的三角形面积，如方程式(8)所示：

a1130＝(θ/360)πr²-r²×sin(θ/2)cos(θ/2)＝(θ/360)πr²-1/2r²sinθ..................(8)

在获知失效区域(弓形区域1130)的总面积(面积a1130)之后，便可计算出生理信号值的损失率α为方程式(9)所示：

补偿参数ρ类似于上述方程式(5)所示，且经补偿的生理信号值(『psv×ρ』)也如同图9至图10描述般的计算方式即可获得。

图12是在感测区域1210为椭圆形的情况下的感测区域1110及失效区域的示意图。在此设定椭圆形的半长轴以r1表示、椭圆形的半短轴以r2表示，感测区域1210的中心点以no表示。与椭圆形的感测区域1210相对应的虚拟圆1250将圆心no作为其圆心，且将椭圆形的半长轴r1作为其半径。当生理传感器装置发生脱落时，失效区域则会包括感测区域1210中的至少一个弓型区域1230。图12中以单个弓型区域1230作为举例，应用本实施例者可知悉可利用本实施例中的描述来计算一个或多个弓型区域的面积。第一补偿区域1220中具备多个第一补偿电极，信号处理装置可利用未连接至待测物的所述第一补偿电极(仅绘示部分)以及尚连接至待测物的所述第一补偿电极之间的失效位置na及nb来计算失效区域的面积。

详细来说，当知晓失效位置na及nb后，可分别利用与通过圆心no的长轴l1相垂直的线段l2及l3来得知位于虚拟圆1250上的位置nc及nd；即位置nc与失效位置na位于线段l2上，位置nd与失效位置nb位于线段l1上。在此假设，失效位置na的坐标(a1,a2)；失效位置nb的坐标(b1,b2)；位置nc的坐标(c1,c2)；位置nd的坐标(d1,d2)。信号处理装置可利用圆心no、虚拟圆1250的半径(即，半长轴r1)与位置nc及nd之间的关系来得知位置nc与圆心no之间的线段与位置nd与圆心no之间的线段之间的夹角θ。然后，由失效位置na、nb及圆心no形成的椭圆扇形面积φ如方程式(10)所示：

虚拟圆1250中由位置nc、nd及圆心no形成的扇形面积为

因此，夹角θ可由方程式(11)至(12)得知：

另一方面，由于c1＝a1且d1＝b1，因此且如此一来，椭圆扇形面积φ可如方程式(13)所示：

由失效位置na、nb及圆心no形成的三角形面积为

如此一来，弓形区域1230的面积a1230便如方程式(14)所述：

损失率α可为方程式(15)所示：

补偿参数ρ类似于上述方程式(5)所示，且经补偿的生理信号值(『psv×ρ』)也如同图9至图11描述般的计算方式即可获得。

图9至图12的实施例是以基本的几何图形作为计算失效区域的面积的举例，应用本实施例者也可应用上述基本的几何图形相互进行结合，从而让感测区域的态样能够具备更多变化。图13是在感测区域1310为两个半圆形结合矩形的情况下的感测区域1310及失效区域的示意图。感测区域1310为两个半圆形结合矩形的范例。由于信号处理装置可从第一补偿区域1320中的多个第一补偿电极得知未连接至待测物的所述第一补偿电极(仅绘示部分)以及尚连接至待测物的所述第一补偿电极之间的失效位置(如，失效位置na、nb及失效位置na’、nb’)，因此可以得知失效位置na、nb或na’、nb’位于感测区域1310的半圆形区域1340还是矩形区域1342。若失效位置(如，失效位置na、nb)及失效区域(如，弓形区域1330)仅位于感测区域1310的半圆形区域1340中，此时的信号处理装置便可利用上述图11的弓形区域面计算方式来获知失效区域的面积。若失效位置(如，失效位置na’、nb’)都位于感测区域1310的矩形区域1342中，表示整个半圆形区域1340已脱落，此时的信号处理装置便可利用整个半圆形区域1340的面积加上矩形区域中已脱落的梯型区域的面积来获知失效区域的面积。

图14是生理传感器装置中生理信号传感器110及第二补偿传感器122的示意图。本实施例除了在生理信号传感器110的边缘配置第一补偿传感器中的多个第一补偿电极以外，还将第二补偿传感器122中的第二补偿电极1410以矩阵形式配置于生理信号传感器110的感测电极上。在本实施例中，生理信号传感器110的感测电极上可包括多个通孔1420，以便于第二补偿电极1410通过通孔1420来判别生理信号传感器110与待测物之间是否发生形变。换句话说，信号处理装置可依据第二补偿传感器122中各个第二补偿电极1410所产生的第二补偿信号来判断生理信号传感器110与待测物之间是否发生形变或皱褶，并依据此形变或皱褶对由生理信号传感器110所感测的生理信号值进行补偿。

图15是依照本发明实施例一实施例的一种生理信号的校正方法的流程图。所述校正方法适用于上述各实施例中包括生理信号传感器110以及第一补偿传感器120的生理传感器装置100，且第一补偿传感器120配置于生理信号传感器110。请参照图15，在步骤s1510中，回应于生理信号传感器110贴附于待测物时，生理传感器装置100中的信号处理装置130从生理信号传感器110获得生理信号值。在步骤s1520中，信号处理装置130通过第一补偿传感器120获得生理信号传感器110从待测物部分脱落的失效区域。在步骤s1530中，信号处理装置130依据失效区域获得第一失效补偿值，以对由生理信号传感器110所感测的生理信号值进行补偿。上述步骤的详细实现方式请见上述实施例。

综上所述，本发明实施例所述的生理传感器装置及穿戴式装置利用配置于生理信号传感器的感测区域边缘的第一补偿传感器来检测生理信号传感器从待测物部分脱落的失效区域，并通过失效区域的面积与生理信号传感器的感测区域的面积的比值来对生理信号值进行补偿，从而校准生理信号值。详细来说，本发明实施例的生理传感器装置将第一补偿传感器中的多个补偿电极配置于生理信号传感器中感测区域的边缘处。当生理信号传感器发生部分脱落时，部分的补偿电极将不会连接到待测物，而另一部分的补偿电极尚还连接到待测物。因此，便可利用生理信号传感器中感测区域的预设形状(如，矩形、圆形、椭圆形或预设已知的复合形状)来得知失效区域的类别(如，角落区域或弓形区域)，并且利用未连接至待测物的补偿电极以及尚连接至待测物的补偿电极之间的多个失效位置来计算出失效区域的面积，从而依据失效区域的面积以及感测区域的面积来对生理信号值进行补偿。

虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。