电容式感测装置及其信号处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种电容式感测装置及其信号处理方法。所述电容式感测装置包括具有多个感测单元的感测阵列、读取模块及信号分离器。其中感测阵列用以基于使用者的至少一手指，来取得每一感测单元的感测电压。读取模块用以读取感测电压，并且提供出相对应于每一感测电压的一感测输出。信号分离器则用以对这些感测输出进行信号分离处理，以分别产生出一感测信号及一生物医学信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电容式感测装置及其信号处理方法，且特别是一种能藉由电容式感测装置(CapacitiveSensorDevice)将感测信号与微量活体电流分离，而能达到同时侦测触控事件(或指纹辨识)以及监测使用者的生理状态的信号处理方法。
技术介绍
伴随着个人化的健康管理风潮日益普及的因素，加上长时间的生理监测与健康照护的需求增加，因此如何开发出可融入日常生活的生理监测系统，成为了目前最热门的议题之一。然而，即便是现今不断蓬勃发展的穿戴式生理监测系统，足以弥补以往医疗院所提供的巨型监测设备所带来的不便性，但其依然占据了一定的体积与重量，且与穿戴部位间的束缚感，仍会使得受测者在应用上感到不方便，因而容易造成心理压力，并且连带导致排斥而不想去测量等问题产生。另外一方面，在现有电容式触控感测装置中，当使用者的手指接触到其感测表面时，其感测阵列的感测单元会因为手指的触压而产生电容值变化。电容式触控感测装置会利用上述电容值变化来取得感测电压，以判定是否发生触控事件。同理，在现有电容式指纹辨识装置中，当手指接触到电容式指纹辨识装置的感测表面时，对应于手指表面的指纹波峰或波谷，指纹辨识装置的感测单元会产生不同的电容值变化。因此，指纹辨识装置可以得到相应于该手指表面的指纹图样，以便进行指纹辨识。然而，无论是电容式触控感测装置或电容式指纹辨识装置，感测单元所产生的感测输出，不但会包含侦测触控事件或进行指纹辨识所需的感测信号，还会包含微量活体电流。因此，在现有技术中，上述的微量活体电流则会被视作为噪声(Noise)而滤除。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种电容式感测装置。所述电容式感测装置包括具有多个感测单元的感测阵列、读取模块以及信号分离器。其中感测阵列用以基于使用者的至少一手指，来取得每一感测单元的感测电压。读取模块用以读取这些感测电压，并且提供出相对应于每一感测电压的一感测输出。信号分离器用以对这些感测输出进行信号分离处理，以分别产生出一感测信号及一生物医学信号。优选的，上述信号分离器所产生出的生物医学信号是来自于手指的微量活体电流。优选的，所述电容式感测装置还包括运算处理器。其中运算处理器用以根据感测信号，来判断出关联于手指的一触控事件，并且根据生物医学信号，产生出关联于使用者的至少一生理图信息。优选的，所述电容式感测装置还包括运算处理器，且运算处理器用以根据感测信号，取得关联于手指的一指纹图样。其中当指纹图样通过指纹辨识时，运算处理器则会根据生物医学信号，产生出关联于使用者的至少一生理图信息。本专利技术实施例另提供一种信号处理方法，适用于电容式感测装置中，其中所述电容式感测装置包括具有多个感测单元的感测阵列。所述信号处理方法的步骤如下。基于使用者的至少一手指，来取得每一感测单元的感测电压。读取这些感测电压，并且进而提供出相对应于每一感测电压的一感测输出。透过信号分离器，来对这些感测输出进行信号分离处理，以分别产生出一感测信号及一生物医学信号。优选的，上述信号分离器所产生出的生物医学信号是来自于手指的微量活体电流。优选的，所述信号处理方法还包括如下步骤。利用一运算处理器，根据感测信号，来判断出关联于手指的一触控事件，并且根据生物医学信号，产生出关联于使用者的至少一生理图信息。优选的，所述信号处理方法还包括如下步骤。利用一运算处理器，根据感测信号，取得关联于手指的一指纹图样。其中当指纹图样通过指纹辨识时，运算处理器则会根据生物医学信号，产生出关联于使用者的至少一生理图信息。为使更进一步了解本专利技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术之详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅用来说明本专利技术，而非对本专利技术的权利范围作任何的限制。附图说明图1是本专利技术实施例所提供的电容式感测装置之功能方块示意图。图2是本专利技术实施例所提供的信号处理方法之流程示意图。图3A是本专利技术实施例所提供的电容式指纹辨识感测装置之使用示意图。图3B是本专利技术实施例所提供的电容式指纹辨识感测装置之功能方块示意图。图4是本专利技术另一实施例所提供的信号处理方法之流程示意图。[图的符号简单说明]：1：电容式感测装置10：感测阵列12：读取模块14：信号分离器16：运算处理器18：绝缘表面110：感测单元Vsen：感测电压Dsen：感测输出DS：感测信号BS：生物医学信号具体实施方式在下文中，将藉由图式说明本专利技术之各种实施例来详细描述本专利技术。然而，本专利技术概念可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述之例示性实施例。此外，在图式中相同参考数字可用以表示类似的组件。简单来说，本专利技术实施例所提供的电容式感测装置，可以作用为是一电容式触控感测(TouchPanel)装置或一电容式指纹辨识(FingerprintsIdentification)装置，总而言之，本专利技术并不限制其具体功能的实现方式。因此，下述将先以作用为电容式触控感测装置的例子来进行说明，但本专利技术并不以此为限制。请参阅图1，图1是本专利技术实施例所提供的电容式感测装置之功能方块示意图。电容式感测装置1可包括有感测阵列10、读取模块12、信号分离器14以及运算处理器16，其中上述感测阵列10、读取模块12、信号分离器14及运算处理器16可以是整合或分开的设置于此电容式感测装置1内的半导体基板上。总而言之，本专利技术并不以此为限制。另外，感测阵列10主要是由多个感测单元110以二维方式排列而成，并且以一绝缘表面18覆盖于感测阵列10的每一感测单元110上。因此，当使用者的一手指(未绘示)触压在绝缘表面18上时，电容式感测装置1可以从感测阵列10中得到每一感测单元110的感测电压Vsen。其次，读取模块12根据感测电压Vsen来提供相应的感测输出Dsen。接着，信号分离器14会对感测输出Dsen进行信号分离处理，以分别产生出一感测信号DS及一生物医学信号BS。最后，运算处理器16会根据感测信号DS来判断是否发生触控事件以及所触控的位置，并且根据生物医学信号BS，产生出关联于此使用者的至少一生理图信息。实际上，感测阵列10的运作原理就是利用手指与各感测单元110之间所产生的电容值变化来取得所述感测电压Vsen。然而，由于在其运作过程中，亦会容易接收到来自于具有导电特性的该手指的微量活体电流，因此会影响到上述电容值变化，进而使得感测输出产生误差。鉴于此，为了解决上述难题，现有技术是将所述的微量活体电流视作为噪声(Noise)，并且透过信号分离器14来对其进行信号分离处理，以藉此取得较为精确的感测信号。然而，近年来随着集成电路、微工艺、类神经网络等技术的演进与辅佐，使得所述的微量活体电流在生理监测的应用上也开始具有了庞大的发展潜力。因此，本专利技术实施例的电容式感测装置1主要精神之一在于，可藉由上述的微量活体电流来产生关联于此使用者的生物医学信号BS，并且以藉此进行后续的生理监测。另外，本专利技术所产生出的生理图信息是任何一种可藉由上述活体电流而记录组成的生理图信息。例如，心电图(ECG)信息、肌电图(EMG)信息、肠电图信息或胃电图(EGG)信息等等。总而言之，本专利技术并不以此为限制。此外，在运算处理器16中还可包含有一个类神经网络模型(未绘示)，其用以来对生物医学信号BS进行智能运算处理，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容式感测装置，其特征在于，该电容式感测装置包括：一感测阵列，包括多个感测单元，且该感测阵列用以基于一使用者的至少一手指，来取得该多个感测单元中的每一个的一感测电压；一读取模块，用以读取多个该感测电压，并且提供出相对应于多个该感测电压中的每一个的一感测输出；以及一信号分离器，用以对多个该感测输出进行信号分离处理，以分别产生出一感测信号及一生物医学信号。

【技术特征摘要】
1.一种电容式感测装置，其特征在于，该电容式感测装置包括：一感测阵列，包括多个感测单元，且该感测阵列用以基于一使用者的至少一手指，来取得该多个感测单元中的每一个的一感测电压；一读取模块，用以读取多个该感测电压，并且提供出相对应于多个该感测电压中的每一个的一感测输出；以及一信号分离器，用以对多个该感测输出进行信号分离处理，以分别产生出一感测信号及一生物医学信号。2.根据权利要求1所述的电容式感测装置，其中，该电容式感测装置还包括：一运算处理器，用以根据该感测信号，来判断出关联于该手指的一触控事件，并且根据该生物医学信号，产生出关联于该使用者的至少一生理图信息。3.根据权利要求2所述的电容式感测装置，其中，该生理图信息是关联于该使用者的一心电图信息、一肌电图信息、一肠电图信息或一胃电图信息。4.根据权利要求1所述的电容式感测装置，其中，该信号分离器所产生出的该生物医学信号是来自于该手指的一微量活体电流。5.根据权利要求2所述的电容式感测装置，其中，在该运算处理器中，还包括：一类神经网络模型，用以来对该生物医学信号进行智能运算处理，以藉此产生出关联于该使用者的该生理图信息。6.根据权利要求1所述的电容式感测装置，其中该电容式感测装置还包括：一运算处理器，用以根据该感测信号，取得关联于该手指的一指纹图样。7.根据权利要求6所述的电容式感测装置，其中，该运算处理器能够根据该生物医学信号，产生出关联于该使用者的至少一生理图信息。8.根据权利要求6所述的电容式感测装置，其中，当该指纹图样通过指纹辨识时，该运算处理器能够根据该生物医学信号，产生出关联于该...

【专利技术属性】
技术研发人员：林功艺，
申请(专利权)人：神盾股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71