专利名称：传感器系统的制作方法传感器系统众所周知且广 泛应用在几乎任何应用和应用领域中。一个特殊类型的传感器系统包括所谓的柔性大面积传感器载体或者FLASC。这种传感器系统例如已知来自Tekscan，它生产了临床的BPMS 系统(身体压力测量系统)。典型地，这种系统包括柔性的聚酯片，其上放置导电电极，从而电极彼此相对。电极被图案化布置。已知的BPMS 系统是压敏电阻系统，其中在导电电极之间提供涂层。当压力施加到涂层时，其电阻变化并因此可以获得压力数据。不同类型的压敏传感器系统也是已知的，诸如电容系统和使用例如光纤和光电二极管的系统。美国专利文献US 2009/0070939示出了压力传感器系统的示例，其中公开了一种预防患者压力性溃疡的系统。该系统包括其中提供有压力换能器阵列的平坦缓冲垫。此系统进一步包括布置用于收集源自阵列中的传感器的信号的处理器。处理器执行分析来自传感器的信号的软件并且可以将结果提供给(计算机)显示器来显示压力数据的图形。该系统可以提供有覆盖构件，其可定位在具有传感器阵列的缓冲垫顶部。这种情况下，病人使用该系统时躺在覆盖构件上。覆盖构件是贴附在吸湿材料层上的薄的多孔布。该布的材料是一次性的，并且能够从具有传感器阵列的缓冲垫上移除。类似地，这些传感器系统也可以用来监控在床上或者围栏中的婴儿或者幼童。作为示例，通过分析来自压敏传感器系统上的婴儿的压力数据能够获得的信息可以包括姿势的信息，例如趴着或躺着、坐着、站着等等；位置和方向的信息，例如，躺在床中间还是边上，旋转还是上下颠倒等；活动水平和类型的信息，例如安静的睡觉还是频繁的移动，并且如果移动，移动的类型(翻滚、爬、走路等等)；人体测量特性的信息，例如身体尺寸和重量；生命体征信息，诸如呼吸频率和身体移动。目前传感器系统的问题是，由于在传感器系统使用中会出现很多不同的情况，但由传感器系统获得的传感器数据的解释不够详细和/或传感器数据被扭曲了，这降低了从传感器数据获取有用信息的可能性。作为示例，大多数压敏传感器系统的好特性是它们是对称的，这意味着当传感器系统被颠倒使用时，获得基本上相同的传感器数据。然而，这意味着可以获得婴儿或者幼童正躺在其一侧的信息，却不能够获得婴儿或者幼童是在右还是左侧的详细信息。另一个示例是基于也可以用作一种接口以及与前面示例一样是对称的传感器系统。在这个示例中，当坐在传感器系统上时，用左手触摸传感器系统可能触发动作y，而用右手触摸传感器系统将触发动作X。传感器系统特定区域的功能参照在传感器系统上的人的位置定义。如果传感器系统也能颠倒使用，原则上，特定区域的功能交换了。又一个示例是多个对象(例如多个婴儿)可能放在传感器系统上。关于哪些数据与哪个婴儿相关的详细信息可能会需要，但始终不能够由当前传感器系统获得。同样的情况出现在当婴儿和非生命物体放置在传感器系统上时。进一步的示例是当传感器系统是柔性传感器系统时，传感器系统可能不会完全取向平整，而可能会弯曲或者折叠。儿童在传感器上玩耍也可能会引起传感器系统的方向改变。尤其是，当传感器系统的尺寸与床或者围栏的尺寸不一致的时候，传感器系统可能会被折叠以便适配(可能围绕床垫)。这将扭曲由传感器系统获得的传感器数据并且可能降低 数据解释的可能性。
将需要提供一种增加了解释可能性的改进的传感器系统。还将需要提供一种能够有利地用于更多情形的改进的传感器系统。为了更好地解决一个或者更多的这些问题，本发明的第一个方面，提供一种传感器系统，该传感器系统包括传感器阵列，该传感器阵列包括基板层和用于测量所需参数的多个单独第一传感器元件，所述第一传感器元件布置在所述基板层上并且定义了传感器平面，其特征在于，传感阵列进一步包括用于测量进一步所需参数的一个或多个第二传感器元件，其中传感器系统被配置用于根据来自一个或者多个第二传感器元件的传感器数据来处理来自第一传感器元件的传感器数据。通过提供一个或者多个第二传感器元件，由这些第二传感器元件产生的传感器数据可有利地用于以各种方式解释来自第一传感器元件的传感器数据，而这些在第二传感器元件缺失时会更难或者不可能。作为示例，通过一个或者多个第二传感器单元，扭曲可能被探测，从而来自第一传感器元件的相应传感器数据可以被忽略。另一个示例是传感器数据可以被组合来允许第一传感器元件和/或第二传感器元件的传感器数据的更详细解释。具有参数的测量意味着诸如温度、压强、湿度等的物理量。在一个实施例中，传感器系统包括控制单元，控制单元具有第一输入，其接受来自第一传感器元件的传感器数据；第二输入，其接收来自第二传感器元件的传感器数据；以及输出，其基于根据一个或者多个第二传感器元件的传感器数据的第一传感器元件的传感器数据来提供输出信号。按照这种方式，来自第一传感器兀件的传感器数据和来自第二传感器元件的传感器数据两者在单个控制单元里都可获得。在这个实施例中，第二传感器元件的传感器数据已经用于影响或者操纵来自第一传感器元件的传感器数据，例如，只有未扭曲的传感器数据被包含在输出信号里。 在一个实施例中，控制单元包括用于基于第二传感器元件的传感器数据来提供第二输出信号的第二输出。因此，控制单元能够在来自第一传感器元件的传感器数据和来自第二传感器元件的传感器数据两者的基础上提供控制。在这个实施例中，第二传感器元件的传感器数据可能已经用于影响或者操纵来自第一传感器元件的传感器数据。然而，第一传感器元件和第二传感器元件两个的传感器数据在未来的操纵或者组合中仍然是可获得的。在一个实施例中，传感器阵列是柔性大面积传感器载体，它提供了承载传感器阵列(即第一传感器元件和/或第二传感器元件)的节约成本的基底。在一个实施例中，第一传感器元件和/或一个或者多个第二传感器元件包括压敏元件，即压力传感器。压敏元件优选选自包括下列各项的组压敏电阻元件、压敏电容元件、压电元件、压阻元件和光学元件。这提供了一个强健和节约成本的实施例。在一个实施例中，第一传感器元件和/或一个或者多个第二传感器元件包括加速度计。加速度计可以有利地用于确定传感器系统的至少一部分的方向。在传感器阵列的基板层是硬的，从而允许最小变形的情形中，可以例如使用单个加速度计通过确定重力方向来确定传感器阵列的哪一面朝上以及哪一面朝下。当基板层更柔性且允许折叠时，可以使用更多加速度计来确定传感器平面的形状。原则上，传感器系统越柔性，则越需要使用更多的加速度计来精确地确定传感器平面的形状。、加速度计可以被配置用于确定仅在一个方向的加速度，诸如重力。在一个变型中，加速度计可以被配置用于确定一个以上方向的加速度，优选在三个正交的方向上，从而允许更详细的确定传感器平面的局部方向。加速度计使用重力作为参考来确定传感器平面的方向。然而，也可以使用诸如(地球)磁场或者光源的其他参考。还可以设想使用气流作为参考，尤其是颠倒探测。当传感器系统用于床或者围栏中时，典型地一个面朝向支撑传感器系统的基底(basis)，另一面暴露于空气。通过确定传感器系统的哪一面经历了气流，就可以确定哪一面朝上以及哪一面朝向基底。传感器系统的方向可以有利地用于确定生命对象躺在哪一面或者传感器系统是怎样被折叠的，例如，围绕床垫。加速度计还可以用于探测移动、折叠或者方向的改变。根据这种检测，传感器系统可以通过例如提供警报来停止处理或者开始新的处理。当加速度计可以用于确定传感器系统的平坦性时，它可能通知用户正确地调整传感器系统。不平坦性可能是由于折叠，或者它可能被放在物体的上面，这可能导致不舒服的情况乃至受伤。加速度计还可以用于评估传感器系统所放置的表面的形状。例如，基于加速度计，可以确定床的形状。还可以探测传感器系统用于例如儿童车座的座椅(sit)。除了加速度计以外，也可以使用其他的传感器，该传感器的输出取决于它们与重力相关的相对方向。其他的传感器诸如具有小重量的小型开关(small form-factorswitches)，或者包含流体的开关，其中流体打开或者关闭电路(也用于自动调温器中)，在一个实施例中，第一传感器元件和/或一个或多个第二传感器元件包括温度传感器。通常，不设计为温度传感器的传感器元件仍然显示出不期望的温度依赖性。现在可以使用该温度传感器来校准其他传感器元件，或者补偿因为温度引起的变化的来自其他传感器元件的传感器数据。温度传感器也可以用于确定来自其他传感器的那些传感器数据涉及生命对象以及那些传感器数据涉及非生命对象。进一步地，来自温度传感器的传感器数据可以用于确定来自其他传感器元件的哪些传感器数据与在传感器系统上的生命对象的哪个身体部分相关。可能地，传感器数据还能够用于确定身体部分是否覆盖有衣服。通过测量例如婴儿头部的温度，该温度传感器可以用于检查婴儿的身体部分是否覆盖有毯子(blank)，这样是有益的因为下面的情况是公知的，即婴儿的温度调节主要凭借婴儿的头部，以及头部过高的温度对于婴儿猝死综合症(SIDS)而言是已知的危险因素。在这种情况下，可以基于压力数据确定婴儿的头部位置。随后根据所评估头部位置附近的温度传感器评估头部的温度。因此，在这个例子中，基于压力传感器调整或选择来自温度传感器的信号。因此根据本发明，在这个例子中，第一传感器元件包括或是温度传感器，以及压力传感器是第二传感器元件的部分。相反的情况也是可能的，这取决于应用和传感器数据的使用。在一个实施例中，第一传感器元件和/或一个或多个第二传感器元件包括光探测器。光探测器可以用于确定方向，因为朝上的一面通常比朝下的一面接受更多的光。该光探测器还可以用作交互系统的输入或输出。在一个实施例中，第一传感器元件和/或一个或多个第二传感器元件包括湿度传感器，该湿度传感器可以用于探测身体部分是否是湿的，诸如靠近头部(用于呕吐)或其它 身体部分(出汗或尿)。应理解，第一传感器元件和/或第二传感器元件包括多种传感器的实施例也落入本发明的范围内。因此，第一传感器元件和/或第二传感器元件可以同时包括加速度计、温度传感器、压力传感器等。在一个实施例中，每个第一传感器元件具有相关的第二传感器元件。优选地，这个相关是空间相关的，这意味着第一传感器元件至少在顶视图上位于或靠近其相关的第二传感器元件。这使得组合来自第一传感器元件和第二传感器元件的传感器数据变得简单，因为来自第一传感器元件和相应的第二传感器元件的传感器数据涉及传感器平面的相同区域。处理系统(即控制系统)优选地配置为根据来自相关的第二传感器元件的传感器数据处理来自第一传感器元件的传感器数据。在一个实施例中，第一传感器元件或第二传感器元件的一个可以布置在传感器阵列的周边。这对于探测传感器平面的方向是特别有利的。例如，可以将第二传感器元件提供在传感器阵列的每个角。另一优点可能在于当传感器元件位于或靠近传感器阵列的周边时到传感器元件的布线变得更容易。在一个实施例中，可以提供形成轮廓的多个第一传感器元件或第二传感器元件，该轮廓跟随传感器阵列的外轮廓。通过解释沿着这样轮廓的传感器数据，可以通过例如内插获得关于整个传感器阵列的信息。这个实施例尤其当第二传感器元件是用于方向探测的加速度计时适用。例如在温度传感器的情况或当传感器系统是高度柔性时，也需要传感器数据在传感器平面上更均匀分布时，可以在传感器平面的外轮廓内提供形成多个轮廓的多个第二传感器元件。这些多个轮廓可以彼此等距和/或同心。应注意，同心的属性并不限于圆圈，而还可以应用至诸如卵圆形或矩形的其他形状。在一个实施例中，一个或多个第二传感器元件还可以布置在基板层上。然而，还可以提供用于第二传感器元件的分离的基板层。优选地，由第二传感器元件定义的传感器平面平行于由第一传感器元件定义的传感器平面，更优选地，两个传感器平面是共面的。在一个实施例中，传感器系统包括可移除地放置在至少基板层上的覆盖构件，从而覆盖传感器平面。优选地，传感器系统进一步包括至少一个探测器和携带与覆盖构件相关的标识数据的至少一个数据载体的组合。在传感器阵列和覆盖构件的一个上提供该探测器，而在传感器阵列和覆盖构件的另一个上提供该数据载体。数据载体可由探测器探测到，且探测器进一步布置成读取所述标识数据。通过提供与覆盖构件相关的标识数据，可获得能够识别出位于传感器阵列上的覆盖构件的信息。这种覆盖构件的识别例如可以借助包含在所述标识数据内的代码实现，其中代码与存在于控制单元中的对比表进行比对。利用关于所使用覆盖构件的信息的可获得性，当评估所述传感器数据时将该信息考虑在内成为可能。在一个实施例中，覆盖构件具有用于支撑物体或生命对象的支撑面。优选地，覆盖构件具有在基本垂直于支撑面的方向上的尺寸，且包括具有材料的杨氏模量和所述尺寸的比率在I. IO4和I. 107Pa/m之间的材料。通过提供特征在于所述尺寸和杨氏模量的所述比率的覆盖构件，从而提供了机械低通的滤波器，其中所述尺寸通常将是它的厚度，以及杨氏模量是制成该覆盖构件的材料 的机械属性。这种低通滤波器的效果在于位于覆盖构件的支撑面上的物体或生命对象施加的负载或压力会散开到比该物体或生命对象面向该支撑面的实际区域大的区域。因此，所施加的最大压力将具有对于物体或生命对象的实际形状和位置的减小的依赖性。而且，由于所施加压力的扩散将使得更多的传感器元件将探测缓慢空间变化的压力图案，从而更小的物体是可探测的以及空间混淆(aliasing)将降低。作为附加的优点，由于负载的扩散将平坦化压力轮廓以及最大压力值将降低，可以降低传感器元件的动态压力范围。作为又一个优点，由于覆盖构件的热绝缘属性，在压力传感器上的温度影响被降低了。在一个实施例中，传感器系统包括用于提供基于来自第一传感器元件和/或第二传感器元件的传感器数据的反馈信号的促动器。该反馈信号可以在探测到不期望的情况时用作警告或警报信号，例如当传感器系统监测到婴儿或幼童时向父母发出的警告信号。但也可以用于让婴儿或幼童与系统交互，其中基于来自生命对象的输入向传感器系统提供光或声的信号，其中由第一传感器元件和/或第二传感器元件探测该输入。与探测传感器系统是否颠倒的可能性相结合，本发明还可用于分配不同的功能性给传感器系统的两面。例如，传感器系统的一面用于游戏，而另一面用作探测站在其上的人的警报传感器。另一示例是，一面用于达9个月的婴儿，当婴儿离开该传感器系统时发出警报，而另一面用于达三岁的幼童，其可以离开传感器系统而不用警报。根据本发明的另一方面，提供用于处理来自传感器系统的传感器数据的方法，所述传感器系统包括传感器阵列，所述传感器阵列具有用于测量所需参数和定义第一传感器平面的多个单独第一传感器元件和用于测量进一步所需参数的一个或多个第二传感器元件，其中根据来自一个或多个第二传感器元件的传感器数据来处理来自第一传感器元件的传感器数据。这个方法允许了该传感器系统的更多样用途并增加了用于传感器系统的解释可能性。 在一个实施例中，来自一个或多个第二传感器元件的传感器数据用于校准来自第一传感器元件的传感器数据。作为示例，来自第二传感器元件的传感器数据可以用于补偿参数(例如，温度)，该参数由不期望影响第一传感器元件的传感器数据的第二传感器元件测量。在一个实施例中，来自一个或多个第二传感器元件的传感器数据确定来自第一传感器元件的哪些传感器数据被忽略或不忽略。作为示例，当传感器系统围绕床垫折叠时，在该面上且床垫下的第一传感器元件的传感器数据不可能恰当使用以及在解释期间可以被忽略，从而减小了基于传感器数据的错误解释的可能性。在一个实施例中，来自一个或多个第二传感器元件的传感器数据确定传感器阵列的方向，其中基于传感器阵列的所述方向解释来自第一传感器元件的传感器数据。在一个实施例中，一个或多个第二传感器元件是温度传感器，其中来自一个或多个第二传感器元件的传感器数据被用于确定来自第一传感器元件的哪些传感器数据与生命对象相关，以及哪些传感器数据与非生命物体相关。在一个实施例中，一个或多个第二传感器元件是温度传感器，其中组合来自第一传感器元件和第二传感器元件的传感器数据来确定哪些传感器数据与在传感器阵列上的生命对象的哪个身体部分相关。 在一个实施例中，当由第一传感器元件和/或第二传感器元件探测到不期望的情况时发出警报信号。在一个实施例中，基于来自传感器阵列上的生命对象的输入来产生反馈信号，其中由第一传感器元件和/或第二传感器元件来探测所述输入。在一个实施例中，存储第一传感器元件和/或第二传感器元件的传感器数据以备后面检索、分析或检查。本发明还涉及包括根据本发明的传感器系统的床垫。本发明还涉及装配有根据本发明的传感器系统的布。另外，本发明涉及根据本发明的传感器系统、床垫或布的使用以用于监测人(即生命对象)，特别是幼童或病人。随着通过参照下面的详细描述以及与附图结合考虑，本发明变得更好明白，本发明的这些和其他方面将变得更加容易理解，在附图中，相似的参考标记指代相似的部分。图I描绘了根据本发明的传感器系统的示范性实施例的分解图；图2描绘了根据本发明的另一实施例的压敏传感器阵列的示意图；图3描绘了第一情况的根据又一实施例的传感器系统的多个第二传感器元件的使用；图4描绘了第二情况的图3的传感器系统的多个第二传感器元件的使用；图5描绘了第三情况的图3的传感器系统的多个第二传感器元件的使用；图6描绘了第四情况的图3的传感器系统的多个第二传感器元件的使用；图7A-图7D描绘根据本发明的在传感器系统上放置多个第二传感器元件的不同方式。
计算机程序可以存储和/或分布在合适的介质上，诸如与其他硬件一起提供的或作为其他硬件部分的光存储介质或固态介质，还可以以其他形式分布，诸如通过互联网或其他有线或无线的电信系统。


本发明涉及一种包括传感器阵列的传感器系统，该传感器阵列包括基板层和用于测量所需参数的多个单独第一传感器元件，该第一传感器元件布置在所述基板层上且定义了传感器平面，其中，传感器阵列进一步包括用于测量进一步所需参数的一个或多个第二传感器元件；以及其中传感器系统被配置用于根据来自一个或多个第二传感器元件的传感器数据处理来自第一传感器元件的传感器数据。