CN101897510A - 具有警示模块的指甲剪装置 - Google Patents

Abstract

本发明是提供一种具有警示功能的指甲剪装置，包括：一弧形刀口的指甲剪；一电容式感测模块，位于此指甲剪的弧形刀口下方，可量测此指甲剪的弧形刀口与指甲肉之间的距离；一警示模块，位于此指甲剪的弧形刀口上方；以及一控制模块，位于此指甲剪装置的下部，而耦合于此电容式感测模块与此警示模块，可预先设定一警示距离并比对其相对应的参考电压与变动的感测电压，当此指甲剪的弧形刀口与指甲肉之间的距离小于此警示距离时，此控制模块于比对电压后将放大及过滤此电容式感测模块所输出的信号，以驱动此警示模块而发出警示信号。

Description

具有警示模块的指甲剪装置

技术领域

本发明是有关于指甲剪，特别是有关具有警示功能的指甲剪装置。

背景技术

在人的成长过程中，随着指甲快速地长出，可能有指甲内藏污垢与指甲刮伤皮肤等安全上的疑虑，故经常修剪指甲，有其必要性。然而，使用一般的指甲剪来修剪指甲时，由于对大多数的小孩或婴儿于修剪指甲时经常会抗拒或扭动，以致于在此情况下无法使得修剪移位对正，或者因为使用不当的指甲剪修剪婴儿细嫩短小的指甲，而导致不慎剪伤其指甲肉的意外发生，此令其哺育者心疼，不愉快的经验亦可能影响婴儿对修剪指甲产生排斥感，往往造成哺育者日后修剪婴儿指甲的不便及困扰。

传统的电容式感测技术(capacitive sensing technology)，已进展成为相当成熟的技术，可应用于数千种产品，目前使用数量更已累积至数百万个。用于电容式位移感测技术的量测元件是为导电材料区域的感测器垫片与其周围导电材料之间的电容器，而感测器的电容值计算公式(1)如下所示：

$C=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_0\·{\mathrm{\ϵ}}_r\·A}{d}---\left(1\right)$

其中A表示整个感测器40与相关路由的完整区域，d表示感测器40的路由与目标物50导体之间的距离，ε₀表示真空静介电系数，而ε_r表示介电质的相对介电常数，如图1a中所显示。当手指等导电物体至感测器40间的距离改变时，将会改变其电容值。由于电容效应是存在于各个物质间，因而感测器40通常会搭配隔离杂波的保护措施在电容感测器40外围加上两层封装(接地层20及防护层30)以隔绝外界杂波的干扰。换言之，图1a是显示电容式位移感测的结构封装的示意图。如图1b中所显示，图1b是显示此电容式位移感测器40相对应的等效电路图。由于利用电容效应，因而电容式位移感测器的解析度相当高，一般电容式位移感测器的量测范围为±0.13mm，解析度为0.1μm，精确度则为全刻度的0.1-0.2％，同时电容式位移感测器为非接触式量测。由此可知，已知的电容式位移感测技术是足以进行微距的量测。

因此，本发明是应用此已发展成熟的电容式感测技术，而提出一种具有警示功能的指甲剪装置，以预防不慎剪伤指甲肉的意外发生。

发明内容

本发明提出一种具有警示功能的指甲剪装置，包括一指甲剪装置本体，具有刀口部，配置于一端；一电容式感测模块，配置于此本体且位于此刀口部下方，作为侦测装置；一警示模块，耦合此电容式感测模块用以警示。其中还包含一钮扣型电池模块是位于此指甲剪装置中，供应此电容式感测模块及此警示模块的电源。此警示模块可产生声音或发光以利于发出警示信号。

更具体而言，本发明是提供一种具有信号警示功能的指甲剪装置，此装置包括：一弧形刀口的指甲剪；一电容式感测模块，位于此指甲剪的弧形刀口下方，可量测此指甲剪的弧形刀口与指甲肉之间的距离；一警示模块，耦合此电容式感测模块用以警示，位于此指甲剪的弧形刀口上方；以及一控制模块，位于此指甲剪的下部，而耦合于此电容式感测模块与此警示模块，可预先设定一警示距离并比对其相对应的参考电压与变动的感测电压，当此指甲剪的弧形刀口与指甲肉之间的距离小于此警示距离时，此控制模块于电压比对后将放大及过滤此电容式感测模块所输出的信号，以驱动此警示模块上的LED指示灯由绿转红，或使扬声器发出警示声，以作为警示信号，如此可提醒以预防意外剪伤，而当此指甲剪的弧形刀口与指甲肉之间的距离大于此警示距离时，此控制模块将使此警示模块上的LED灯号恢复回绿色。

本发明的另一目的是提供一指甲剪装置，此装置包括：一弧形刀口的指甲剪；一电容式感测晶片，位于此指甲剪的弧形刀口下方，可量测此指甲剪的弧形刀口与指甲肉之间的距离；一警示模块，耦合此电容式感测模块用以警示，位于此指甲剪的弧形刀口上方；以及一控制模块，位于此指甲剪的下部，而耦合于此电容式感测晶片与此警示模块，可预先设定一警示距离并比对其相对应的参考电压与变动的感测电压，当此指甲剪的弧形刀口与指甲肉之间的距离小于此警示距离时，此控制模块于电压比对后将放大及过滤此电容式感测晶片所输出的信号，用以驱动此警示模块上的LED指示灯由绿转红，或使扬声器发出警示声，以作为警示信号，如此可提醒以预防意外剪伤，而当此指甲剪的弧形刀口与指甲肉之间的距离大于此警示距离时，此控制模块将使此警示模块上的LED灯号恢复回绿色。

附图说明

由以下详细叙述所对应的附图可更充分理解本发明，其中：

图1a为显示电容式位移感测的结构封装的示意图；

图1b为显示图1a所对应的等效电路图；

图2为显示本发明的俯视示意图；

图3为显示本发明的一实施例的系统方块图；以及

图4为显示本发明的一较佳实施例的系统方块图。

主要元件符号说明：

20    接地层

30    防护层

40    电容感测器

50    目标物

70    绿色指示灯

80    红色指示灯

100   指甲剪装置

200   电容式感测模块

300   控制模块

400   警示模块

500   钮扣型电池模块

600   电容式感测晶片

700   控制模块

800   警示模块

具体实施方式

为了预防不慎剪伤指甲肉的意外发生，本发明是应用已发展成熟的电容式感测技术，在传统的指甲剪中嵌入一电容感测模块或一电容感测晶片，进而提出一种具有警示功能的指甲剪装置100，其特别可利于修剪婴儿、小孩、伤患、病人或老人的指甲。请参照图2，显示本发明的俯视示意图。于进行修剪中而此指甲剪装置100的刀口近乎接触到指甲肉时，此指甲剪装置100中上的警示装置，例如扬声器发出警示声或是发光二极管(LED)指示灯将会由绿转红，以作为警示信号，如此可提醒以预防意外剪伤。换言之，除了进行修剪时的目测判断外，本发明是附加信号警示的辅助功能。

在一实施例中，基于上述的现有技术中的电容式位移感测原理及其计算公式(1)，当此指甲剪装置100靠近欲剪者的手指时，借由位于此指甲剪装置100的弧形刀口下方的一电容式感测模块200，可计算出此电容式感测模块200与指甲肉之间的距离。此电容式感测模块200是由位于此指甲剪装置100下部的一控制模块300所控制，如图3中所显示，通过此控制模块300可预先设定一警示距离(例如，设定警示距离值为1mm)，并予以储存于此电容式感测模块200中，同时记录相对应的感测电容所引发的参考电压值。此控制模块300是逐一比对此电容式感测模块200所测得的电压信号与在此警示距离所测得的参考电压。当此指甲剪装置100的弧形刀口与指甲肉之间的距离小于此警示距离时，此时此控制模块300于比对电压后将放大及过滤此电容式感测模块100所输出的信号，以驱动一预设音效或灯号显示且位于此指甲剪装置100的弧形刀口上方的警示模块400，使其上方的LED指示灯号变更颜色，例如由绿灯70转红灯80，或使其上方的扬声器(未图示)发出警示声，以作为警示信号，如此可提醒以预防意外剪伤。此外，若此指甲剪100的弧形刀口与指甲肉之间的距离大于此警示距离(换言之，此指甲剪的位置在警示距离之外)，则此控制模块300将使此警示模块400上的LED指示灯恢复回绿色的灯号70。上述所有的组件是相互耦合，内部电源则由位于此指甲剪装置100上部的一钮扣型电池模块500所供应，此钮扣型电池模块500可包括：锂电池、氧化汞电池、碱锰电池、水银电池、镍氢电池以及镍镉电池等。

在一较佳实施例中，是以位于此指甲剪装置100下部的一电容式感测晶片600置换图2中的电容式感测模块200，如图4中所显示。举例而言，位于此指甲剪装置100的弧形刀口下方的此电容式感测晶片600可能是单晶片微控制器(MCU)或可编程系统晶片(PSoC)，可包含数位与类比资源、多工器、可配置阵列及存储器等元件以利界面连接与扩充性。此单晶片微控制器是具有一高信噪(SNR)的类比数字转换器(ADC)以减少误判，而此可编程系统晶片可控制温度、湿度与静电放电等干扰的补偿参数而提升其感测效能。基于上述的电容式位移感测原理，当此指甲剪装置100靠近手指时，此指甲剪装置100的弧形刀口与指甲肉之间的距离除了可通过上述的电容感测计算公式(1)而得知外，亦可借由此电容式感测晶片600的程序开发工具而更加精确地计算出。例如，可利用赛普瑞斯(Cypress)公司所生产的可编程系统晶片的程序开发工具(PSoC Designer或PSoC Express)等软件套件。通过位于此指甲剪装置100下部的一控制模块700可预先设定一警示距离值，并予以储存于此电容式感测晶片600的存储元件中，同时记录相对应的感测电容所引发的参考电压值。此控制模块700是逐一比对此电容式感测晶片600所测得的电压信号与在此警示距离所测得的参考电压。当此指甲剪装置100的弧形刀口与指甲肉之间的距离小于此警示距离时，此控制模块700于比对电压后将放大及过滤此电容式感测晶片600所输出的信号，以驱动位于此指甲剪装置100的弧形刀口上方的一警示模块800，使其上方的LED指示灯号变更颜色，例如由预设之绿灯70转为红灯80，或使其上方的扬声器(未图示)发出警示声，以作为警示信号，如此可提醒以预防意外剪伤。此外，当此指甲剪装置100的位置在警示距离之外时，此控制模块700将使此警示模块800上的LED指示灯恢复回绿色70的灯号。上述所有的组件是相互耦合，内部电源由位于此指甲剪装置100上部的一钮扣型电池模块(未图示)所供应，此钮扣型电池模块可包括：锂电池、氧化汞电池、碱锰电池、水银电池、镍氢电池以及镍镉电池等。

因此，本发明是应用电容式位移感测原理而提出一种具有警示功能的指甲剪，以确保手指的安全，除了可安心地修剪外，并有助于减低对修剪指甲的恐惧及排斥的心理。

以上所叙述，目的在于说明，所使用的具体名称是用以提供本发明进行深入的了解；然而，明显地对于所属技术领域的技术人员而言，本发明毋需对特定细节据以实施。因此，其目的在于说明并阐述本发明于上所述的具体实施例，但不予以详尽地描述或使本发明局限于所公开的具体形式。明显可知，鉴于前述所启示可进行若干的修改及变化，前述所选的实施例是为了详述本发明的原理及其实务上的应用，以利于其他所属技术领域中的技术人员得以详加利用本发明及其经各种修改的实施例，而适用于所考量的特定用途。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (7)

1.一种具有警示功能的指甲剪装置，包括：

一指甲剪装置本体，具有刀口部，配置于一端；

一电容式感测模块，配置于该本体且位于该刀口部下方，作为侦测装置；以及

一警示模块，耦合该电容式感测模块用以警示。

2.如权利要求1所述的具有警示功能的指甲剪装置，其特征在于，还包含一钮扣型电池，位于该指甲剪装置中，供应该电容式感测模块及该警示模块的电源。

3.如权利要求2所述的具有警示功能的指甲剪装置，其特征在于，该钮扣型电池包括：锂电池、氧化汞电池、碱锰电池、水银电池、镍氢电池或镍镉电池。

4.如权利要求1所述的具有警示功能的指甲剪装置，其特征在于，该电容式感测模块包括：单晶片微控制器或可编程系统晶片。

5.如权利要求4所述的具有警示功能的指甲剪装置，其特征在于，该单晶片微控制器具有高信噪比以减少误判的类比数字转换器，而该可编程系统晶片可控制温度、湿度与静电放电干扰的补偿参数而提升其感测效能。

6.如权利要求1所述的具有警示功能的指甲剪装置，其特征在于，包含一控制模块，位于该指甲剪装置的下部，而耦合于该电容式感测模块与该警示模块，可预先设定一警示距离并比对相对应的参考电压与变动的感测电压，当该指甲剪的该弧形刀口与指甲肉之间的距离小于该警示距离时，该控制模块于比对电压后将放大及过滤该电容式感测模块所输出的信号，以驱动该警示模块。

7.如权利要求1所述的具有警示功能的指甲剪装置，其特征在于，该警示模块可产生声音或发光以利于发出警示信号。

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