CN102859875A - 皮肤接触检测器 - Google Patents

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Abstract

一种用于检测皮肤接触的系统包括：信号生成器(9)，用于生成电触发信号；参考电路(10)，包括电容(CREF)和电阻(RPREF)，用于根据触发信号生成参考信号；探测器(11)，由皮肤可触摸用于根据触发信号测量皮肤响应信号；以及比较器(4)，用于比较皮肤响应信号与参考信号。参考电路(10)的电容(CREF)代表皮肤电容的下界，并且参考电路的电阻(RPREF)代表皮肤电阻的上界。

Description

皮肤接触检测器
技术领域
本发明涉及一种皮肤接触检测器。本发明还涉及一种个人护理装置。
背景技术
皮肤接触传感器可以用来检测对象附近皮肤的存在。皮肤接触传感器示例类别是电阻皮肤接触传感器。电阻接触传感器可以包括分压器。在这样的电阻接触传感器中，比较和分析不同电阻器的电压降。然而电阻接触传感器特别是在它用来检测皮肤接触时易出故障。
更好的选择是使用电容传感器，该电容传感器评估和测量在皮肤上的两个或者更多电极之间的电容。电容值的测量一般比电阻器值的测量更复杂。
WO 2008/129324公开一种装置，该装置包括：a)一组探测器，每个探测器具有布置成同时触摸皮肤并且限定皮肤上的预定图案的顶端，至少一个探测器被布置成发送脉冲式电信号，并且至少一个探测器被布置成接收发送的电信号；b)信号检测器，用于检测该或者每个接收的电信号；c)用于比较根据来自信号检测器的至少一个检测的信号获得的数值与至少一个预定数值的装置；以及d)用于在根据所述检测的信号获得的所述值与预定数值相差多于预定数量时提供输出的装置。如果预定值是电压，则优选的是范围的最小值在对于皮肤而言已知的最小值以上。如果预定值涉及电容，则预定值优选地基于用于达到阈值的流逝时间。用于比较的装置包括微处理器和用于存储阈值的存储装置。该装置用来控制用于局部治疗各种皮肤状况的密集脉冲式光设备并且影响非所需毛发生长。该装置包括多通道模数转换器(ADC)和微处理器。
发明内容
具有一种改进的皮肤接触检测器将是有利的。为了更好地解决这一问题，本发明的第一方面提供一种皮肤接触检测器，该皮肤接触检测器包括：
信号生成器，配置成生成电触发信号；
参考电路，包括电容和电阻，配置成根据触发信号生成参考信号；
探测器，由皮肤可触摸，其中探测器被配置成根据触发信号测量皮肤响应信号；以及
比较器，配置成比较皮肤响应信号与参考信号以便生成指示皮肤接触的信号。
皮肤响应信号依赖于与探测器电接触的任何电阻和电容。当人体触摸探测器时，电阻器和/或电容改变，因而在探测器测量的信号改变。为参考电路选择的电阻和电容充当皮肤的电性质的简化模型。因而通过比较皮肤响应信号与参考信号，用相同电路测试皮肤的电容和电阻二者。这与仅电容或者仅电阻的测试相比提高皮肤接触检测的可靠性。另外，限制电零件数目。无需处理单元。可以用相对简单电零件实现该系统。
参考电路的电容可以代表皮肤电容的下界，并且参考电路的电阻可以代表皮肤电阻的上界。皮肤的电容通常大于包围探测器的空气的电容。另外，皮肤的电容通常低于包围探测器的空气的电阻。由于这一点，当将皮肤带到探测器附近时，探测器的电容增加并且在探测器的电阻减少。当在空气和皮肤的对应值之间选择电容和电阻时，可以使用它们作为用于检测皮肤接触的阈值。参考信号与皮肤响应信号之差的符号可以然后在使皮肤与探测器接触时互换。这允许容易检测皮肤。
比较器可以被配置成比较皮肤响应信号的电压与参考信号的电压。可以相对容易地用低成本零件比较信号的电压。另外，电压对触发信号的响应受电容和电阻二者影响。增加的电容至少暂时在触发脉冲开始之后使电压比参考信号更慢上升，这与参考信号相比降低电压。降低的电阻也使皮肤响应信号的电压更低。在皮肤响应信号中合计增加的电容和降低的电阻所引起的效果，这可以造成皮肤响应信号的明显更低电压。
可以并联布置参考电路的电容和电阻。这一布置提供人类皮肤的电性质的模型，因为人类皮肤也具有并联电容和电阻。这样，参考信号的形状较好地拟合皮肤响应信号。
该系统可以包括：又一参考电路，包括又一电容和又一电阻，配置成根据触发信号生成又一参考信号，其中又一电容代表皮肤电容的上界，并且其中又一电阻代表皮肤电阻的下界。这样，获得两个参考信号，这些参考信号代表在皮肤接触的情况下的预计电容和电阻值的边界情况。这改进了检测，因为它实现区分皮肤接触和与高度传导的材料或者很高电容对象的接触。
该系统可以包括：又一比较器，配置成比较皮肤响应信号与又一参考信号；以及输出信号生成器，用于生成输出，该输出指示皮肤响应信号是否在参考信号与又一参考信号之间。两个参考信号可以代表在皮肤接触的情况下的皮肤响应信号(例如，电压)的上界和下界。这可以使用又一比较器和输出信号生成器来高效处置。
电触发信号可以包括周期脉冲信号。这样的周期脉冲信号生成参考信号和皮肤响应信号，该皮肤响应信号具有依赖于电容的斜率和依赖于电阻的收敛值。这允许同时并且与一个电路比较两个性质。另外，周期性允许按照规律时间间隔测试斜率(即，电容)。周期性脉冲信号的示例是时钟信号。
该系统可以包括：又一探测器，由皮肤可接触并且配置成在皮肤的不同部位根据触发信号测量又一皮肤响应信号；以及又一比较器，配置成比较又一皮肤响应信号与参考信号；以及输出信号生成器，配置成根据比较器和又一比较器的输出来生成皮肤触摸输出。这提供更可靠的测量。另外，它允许测试在探测器与又一探测器之间的区域是否接近皮肤。这样，可以实现对具有皮肤接触传感器的设备的更准确定位。
该系统还可以包括布置用于由手持的表面，其中接地被配置成在手持表面时实现与手的电连通。这是一种提供接地的便利方式。无需单独接地的探测器。例如接地可以被布置用于通过表面实现与手的电容连接。
该系统还可以包括壳，其中表面包括壳的外表面的至少一部分。这是例如用于手持装置的便利布置，该手持装置可以通过抓握装置的表面来持有。它也可以用于更大装置，这些装置可以例如包括抓握元件或者可触摸表面。
探测器可以包括从壳突出的传导材料。这一布置有助于探测器与皮肤表面的接触。
该系统还可以包括：开关，与比较器操作地耦合并且配置成根据比较器的输出来控制对皮肤具有影响的动作。这样，可以使动作以皮肤的恰当定位为条件。这可以增加安全性。
该系统还可以包括电磁脉冲或者光的源，其中开关被配置成控制电磁脉冲或者光的源。这样，可以在无检测到与皮肤接触时抑制脉冲或者光。光源可以包括激光光源。
本发明的另一方面提供一种包括如阐述的用于检测皮肤接触的系统的个人护理装置。这允许根据存在有效皮肤接触来控制个人护理装置的操作。
附图说明
参照下文描述的实施例，本发明的这些和其它方面将变得清楚并且将得以被阐明。在附图中：
图1是用于检测皮肤接触的系统的一个实施例的框图；
图2是用于检测皮肤接触的系统的又一实施例的框图；
图3示出了在无效皮肤接触检测的情况下的信号的图形；
图4示出了在有效皮肤接触检测的情况下的信号的图形；
图5是包括两个参考电路的一个实施例的框图；
图6是与图5对应的状态图；
图7是包括多个皮肤接触探测器的一个实施例的框图；以及
图8是在使用中的家用护理设备的略图。
具体实施方式
在本说明书中，尤其地公开了一种皮肤接触传感器解决方案，该解决方案利用皮肤的电阻和电容性质二者以提高皮肤接触检测可靠性。另外，使用相对小数目的电零件。两种测量原理可以由相同电路评估。在现有技术中，通常已经实施两个(或者更多)不同解译电路以测量接触传感器的电阻和电容改变。
皮肤接触传感器可以包括电阻参考元件和电容参考元件。可以通过比较元件来比较这些元件与皮肤接触元件。参考元件和皮肤接触元件可以由周期性触发信号如时钟(CLK)或者脉宽调制(PWM)信号(可以容易由微控制器或者由其它装置提供)供电。
参考元件和皮肤接触传感器的输出可以由单个比较元件如比较器、运算放大器或者直接由微控制器比较。电阻参考元件和皮肤接触元件的电压降依赖于电阻(和触发信号的幅度)。
除了电阻评估之外，还可以比较皮肤接触传感器的电容特性与电容参考元件。为此，相同比较元件可以用来测量皮肤接触传感器和电容参考元件的时间常数之差。由于所用CLK或者PWM信号的快速瞬态行为，可以通过测量在参考元件和皮肤接触元件的瞬态响应电压之间的电压差来评估电容值。如果皮肤接触传感器的电容值高于参考元件的电容值，则皮肤接触元件的时间常数高于来自参考元件的时间常数。在这一情况下，皮肤接触元件的电压将暂时低于参考元件的电压，这可以由比较器检测。
由于可以使用电阻和电容参考元件，所以可以通过设置参考元件的电阻和电容来完成皮肤接触传感器的校准。这样可以实现不同“皮肤接触检测场景”(例如：全接触、部分接触、仅与身体乳液的有效接触、仅与湿润皮肤的有效接触、仅与干燥皮肤的有效接触、…)。
图1图示了用于检测皮肤接触的系统或者皮肤接触检测器。该系统包括由皮肤可触摸的用于测量皮肤响应信号的探测器11。该系统还包括用于生成电触发信号的信号生成器9。这一触发信号可以包括例如从零伏特到+5伏特的阶跃函数。可以使用其它任何的触发信号。非恒定触发信号有利于测量电容。
信号生成器9操作地连接到探测器11。因而，皮肤响应信号依赖于触发信号。信号生成器9可以操作地连接到包括电容和电阻的参考电路10，该参考电路用于根据触发信号生成参考信号。可以在信号生成器9与探测器11之间提供附加电路5。探测器11和参考电路10操作地连接到比较器4。比较器4比较皮肤响应信号与参考信号。可以在探测器11与比较器4之间提供一些附加电路6。比较器的输出可以指示皮肤接触。为了进一步改进皮肤接触检测，AND门7可以具有比较器的和信号生成器的输出作为输入。这允许在输出信号8中仅考虑信号的相关部分。AND门的功能可以例如由微控制器提供。参考电路10的电容可以代表皮肤电容下界。参考电路10的电阻可以代表皮肤电阻上界。接地12可以实施为在皮肤接触的情况下也由皮肤触摸的又一探测器。
图2图示了用于检测皮肤接触的系统的更详细示例。已经在各图中用相同标号标注相似项。参考电路10包括与电容CREF并联的电阻RPREF。另一电阻RSREF与电阻RPREF和电容CREF串联布置。在这一示例中，附加电路5包括分压器，该分压器包括电阻RSSKIN和电阻RSKIN，后一电阻RSKIN连接到接地，并且探测器布置于电阻RSSKIN与电阻RSKIN之间。如在附图中借助虚线对象所示，连接到探测器的皮肤可以在电性上表现为可变电阻RPSKIN和并联可变电容CSKIN。如参照图1描述的那样，参考电路10的电容CREF可以代表皮肤电容下界，并且参考电路10的电阻RPREF可以代表皮肤电阻上界。比较器4被布置用于比较皮肤响应信号的电压与参考信号的电压。所得信号OUT_COMP和信号生成器9的输出可以例如在AND门7中组合以获得最终输出信号8。
可以提供两个探测器，一个探测器是皮肤接触探测器11，并且另一探测器连接到接地。这对于图1和图2二者而言成立。然而这如在本说明书中的别处描述的那样并非是限制。两个探测器可以布置于彼此旁边，从而两个探测器可以在皮肤触摸探测器时产生电接触。
皮肤接触传感器和参考元件由触发信号供给以获得参考元件和皮肤接触传感器的瞬态响应。可以在从皮肤接触元件11获得的信号中观测两个主要信号参数：
ΔUSKIN：根据皮肤的电阻(RPSKIN)的到接地的电压降。
ΔτSKIN：根据皮肤的电容(CSKIN)的瞬态响应上升时间。
可以在根据参考电路10获得的信号中观测对应的信号：
ΔUREF：根据参考元件10的电阻(RPREF)的到接地的电压降。
ΔτREF：根据参考元件10的电容(CREF)的瞬态响应上升时间。
只要皮肤值(ΔUSKIN，ΔτSKIN)高于参考值(ΔUREF，ΔτREF)，比较元件4的输出是“低”。只要皮肤值(ΔUSKIN，ΔτSKIN)低于参考值(ΔUREF，ΔτREF)，比较元件4的输出是“高”。然而，这并非限制。例如，可以通过互换比较器与皮肤接触探测器11和参考电路10的连接来互换“高”和“低”状态的含义。
包括限定串联电阻器(RSREF)和限定电容(CREF)的参考元件可以形成低通滤波器，该低通滤波器具有来自CLK信号的限定瞬态响应上升时间(Δτ↓REF))。可以比较这一瞬态响应上升时间与由来自相同CLK信号的限定串联电阻器(RSSKIN)和可变电容(CSKIN)形成的低通滤波器的可变瞬态响应上升时间(ΔτSKIN)。这里，可变电容(CSKIN)指代与探测器11接触或者非常靠近探测器11的身体(皮肤)的电容。这是可变的，因为电容(CSKIN)依赖于皮肤是否与探测器接触，并且它还依赖于皮肤的性质和皮肤上的任何物(比如水或者凝胶)。可以由比较器检测不同响应时间，因为将存在有与不同上升时间关联的至少暂时电压差。
附加限定并联电阻器(RPREF)可以与限定串联电阻器RSREF一起引起具体参考电势差(ΔUREF)。皮肤也具有(可变)电阻RPSKIN，该电阻RPSKIN与串联电阻器RSSKIN一起引起可以与参考电势差(ΔUREF)比较的可变电势差(ΔU↓SKIN))。皮肤的电容和电阻引起的上升时间差和电势差合计成在与皮肤接触关联的电压与无皮肤接触的电压之间增加的差值。
只要比较器的负输入(SKIN)上的电压值高于正输入(REF)的电压值，比较器的输出(OUT_CMP)便处于值“低”(这是在RPSKIN高于RPREF以及/或者CSKIN低于CREF时的情况)。如果比较器的负输入(SKIN)上的电压值低于正输入(REF)的电压值，则比较器的输出(OUT_CMP)切换成值“高”(这是在RPSKIN低于RPREF以及/或者CSKIN高于CREF时的情况)。然而，这仅为示例性布置。SKIN和REF信号可以交换，这将造成信号的取非以及“高”和“低”情形的互换。
当电路在它的正常工作操作中时，皮肤接触探测器11以及参考电路10可以由相同CLK信号供应。参考电路10的电子零件(在图2的示例中为RSREF、RPREF和CREF)引起限定电阻电压降(ΔU↓REF)和限定瞬态上升时间行为(Δτ↓REF).虽然皮肤接触电路13的电子零件(RSSKIN、RSKIN、RPSKIN和CSKIN)可以引起电阻电压降(ΔU↓SKIN)和瞬态上升时间行为(Δτ↓SKIN).但是值RPSKIN和CSKIN可变并且由皮肤限定。如果在探测器11与接地(GND)之间不存在皮肤接触，则附加值RPSKIN很高(＝开路)并且附加电容CSKIN很低(＝低介电率(specific dielectric))。
图3示出了两个图形，这些图形图示了如果皮肤接触无效时的电压效果。注意图形仅为略图并且未按比例绘制。具体而言，不同图形的比例不相同。图3的上图形示出了参考元件和皮肤接触传感器的瞬态信号行为的示例。只要无有效皮肤接触，CSKIN很低，因此皮肤接触传感器(SKIN)的瞬态上升时间低于参考元件(REF)的瞬态上升时间。在比较器输入之间的电压差(ΔU)引起负(＝低)输出(OUT_CMP)，因为皮肤接触传感器的电压在时钟脉冲期间高于参考元件的电压。AND门7在无时钟脉冲时丢弃差异信号。
图3的下图形示出了参考元件和皮肤接触传感器的示例电阻信号行为的略图。只要没有有效皮肤接触，RPSKIN很高，因此皮肤接触传感器(SKIN)的输出电压高于参考元件(REF)的输出电压。在比较器输入之间的电压差(ΔU)引起负(＝低)输出(OUT_CMP)，因为皮肤接触传感器的电压高于参考元件的电压。如果CLK信号改变成低状态，则仍然有在比较器输入之间的正电压差，从而比较器输出(OUT_CMP)保持停留于负(＝低)值。
图4示出了与皮肤接触有效(即，存在与探测器11接触的皮肤)这样的情况对应的图形。注意图形仅为略图并且未按比例绘制。具体而言，不同图形的比例不相同。图4的上图形示出了参考电路(REF)和皮肤接触电路(SKIN)的示例瞬态信号行为的略图。当存在有效皮肤接触时，CSKIN高于无有效皮肤接触时。可以选择CREF使得在皮肤接触的情况下CSKIN高于CREF。因而皮肤接触电路的瞬态上升时间(SKIN)比参考元件(REF)的瞬态上升时间更长。在比较器输入之间的负电压差(-ΔU)引起比较器的正(＝高)输出(OUT_CMP)，因为皮肤接触电路的电压低于参考电路的电压。虽然时钟脉冲的结束可以是瞬态下降时间的开始，其中皮肤接触电路(SKIN)的电压高于参考电路(REF)的电压，但是可以借助AND门7丢弃这一点对比较器的输出的影响。
图4的下图形示出了参考元件和皮肤接触传感器的电阻信号行为略图。当存在有效皮肤接触时，RPSKIN低于无皮肤接触时。具体而言，可以选择参考电路中的电阻RPREF使得皮肤接触传感器(SKIN)的输出电压低于参考元件(REF)在皮肤接触的情况下的输出电压。在比较器输入之间的负电压差(-ΔU)引起比较器正(＝高)输出(OUT_CMP)，因为皮肤接触传感器的电压低于参考元件的电压。如果CLK信号改变成低状态，则可能仍然有在比较器输入之间的负电压差，从而比较器输出(OUT_CMP)停留于正(＝高)值。OUT_CMP值将在高电平停留多久取决于参考元件的电容放电行为。在该图中可见，OUT_CMP值略微减少它的电压电平。然而如果应用AND门7，则这可以无关。
AND门7可以是单独电子零件。它也可以在微控制器、PGA、FPGA、逻辑阵列上或者以别的方式实施。如果皮肤接触有效，则AND门的输出(OUTPUT)可以具有与时钟信号近乎相同的行为。皮肤接触在皮肤接触传感器的电容高于和/或皮肤接触传感器的电阻低于参考元件的电容和电阻器值时有效。如果皮肤接触无效，则OUTPUT信号恒定于值低。
皮肤接触传感器的校准可以允许实现不同“皮肤接触场景”。例如仅可以在以下接触中的任一接触的情况下有效检测皮肤接触：全接触、部分接触、仅与皮肤上的身体乳液的有效接触、仅与湿润皮肤的有效接触、仅与干燥皮肤的有效接触。可以通过调整或者交换参考电路的电子零件(RSREF、RPREF和CREF)来执行这一校准。为此，参考电路的电子零件可以可变。除此之外或者可替换地，可以实现各自按照这些场景中的不同场景校准的多个参考电路10和对应的比较器4以支持在不同种类的皮肤接触的情况下生成不同控制信号。
多个参考电路10和对应的比较器4也可以用来改进皮肤接触检测。例如，在皮肤接触传感器例如暴露于很高电容或者低欧姆的表面时，避免有效皮肤接触信号。这样的情形也可能出现于皮肤接触由水覆盖或者短接时。
图5示出了用于检测皮肤接触的系统的框图。如前文所述，相似项已经在各图中用相同标号指示。皮肤接触电路13和参考电路10以及比较器4与针对图2描述的电路和比较器相似。为了清楚，已经用下标1指示参考电路10的电子零件。图5的系统也包括用于根据触发信号生成又一参考信号的又一参考电路14，该参考电路14包括又一电容(CREF2)和又一电阻(RPREF2)，该触发信号可以是时钟9的时钟信号。如上文描述的那样，这又一参考电路14可以在不同应用中能够检测多个接触场景或者提高检测的质量。在图5的布置中，该系统检测皮肤接触电路13的信号是否在两个参考电路的参考信号之间。然而这并非限制。比较器4和比较器15的其它布置以及输出信号生成器7的其它布置也是可能的。在本布置中，又一电容(CREF2)代表皮肤电容的上界，并且又一电阻(RPREF2)代表皮肤电阻的下界。该系统包括用于比较皮肤响应信号(SKIN)与又一参考信号(REF2)的又一比较器15。该系统还包括用于生成输出的输出信号生成器7，该输出指示皮肤响应信号是否在参考信号与又一参考信号之间。
如图中所示，输出信号生成器7可以是AND门。然而，这并非限制。附加参考电路可以限定最低允许皮肤电阻(RPREF2)和最大允许皮肤电容(CREF2)。如果皮肤电阻变成小于RPREF2值或者皮肤电容超过CREF2值，则比较器15(COMP2)的输出下降至值低，并且AND门的输出(OUTPUT)变成值低。为此，又一参考电路14耦合到又一比较器15的负输入。然而，这并非限制。也有可能将又一参考电路14连接到正输入。这可以用来实施其它功能。另外它可以由恰当配置的输出信号生成器7校正。
图6图示了图5中所示皮肤检测电路的“有效状态图”的略图。水平轴代表皮肤电阻(RPSKIN)，并且竖轴代表皮肤电容(CSKIN)。可见CREF2＞CREF1并且RPREF1＞RPREF2。如果CSKIN低于CREF1以及/或者RPSKIN高于RPREF1，则皮肤检测电路的输出是“无效”或者“低”(在该图中为状态1)。如果CSKIN高于CREF1并且低于CREF2以及/或者RPSKIN低于RPREF1并且高于RPREF2，则皮肤检测电路的输出是“有效”或者“高”(在该图中为状态2)。如果CSKIN高于CREF2以及/或者RPSKIN低于RPREF2，则皮肤检测电路的输出是“无效”或者“低”(在该图中为状态3)。
图7示出了皮肤接触检测器的简化图，该皮肤接触检测器包括均由皮肤可触摸的用于根据触发信号测量皮肤响应信号的探测器P1和又一探测器P2。这些探测器P1和探测器P2可以在装置的表面上布置于彼此旁边以探测皮肤的两个或者更多不同部位。探测器P1连接到电路16，并且探测器P2连接到电路18。这些电路16和电路18可以具有与图2中所示相似的结构，且具有用于比较皮肤响应信号与参考信号的比较器4。这些电路可以具有单独参考电路或者可以共享相同参考电路。电路16和电路18的输出信号OUT1和输出信号OUT2可以对应于OUT_CMP或者图2的输出信号8。输出信号OUT1和输出信号OUT2在可以是AND门的输出信号生成器17中组合以获得输出皮肤接触信号19。
皮肤接触检测器在这一情况下包括多个皮肤接触探测器P1、P2、…。有可能如该图中所示将这一系统扩展成多于两个探测器P1、P2。皮肤接触探测器可以具与之连接用于检测任何皮肤接触的电路13、16。每个皮肤接触探测器(P1、P2、…)的所得信号(OUT1、OUT2、…)在输出信号生成器17中组合。如所示，输出信号生成器17可以包括AND门，如果每个个别探测器的所得信号(OUT1、OUT2、…)指示有效皮肤接触，则该AND门仅输出有效皮肤接触信号。CP1和CP2代表经由皮肤与皮肤接触检测系统的接地的电容连接。如在下文示例中说明的那样，接地可以连接到又一探测器或者可以被不同地实施。
图8图示了在个人护理装置20中使用的皮肤接触传感器。个人护理装置20包括触摸皮肤表面21(如脸部皮肤)的两个探测器P1、P2。如电容CP1和电容CP2(“散布电容”)示意地代表的那样，皮肤21的被触摸部分与相同人的手22电接触。如上文描述的那样，探测器P1和探测器P2连接到用于检测皮肤接触的电路。如所示，这一电路在这一示例中实施于印刷电路板(PCB)上。皮肤接触传感器的接地(GND)可以连接到个人护理装置20的歧管(manifold)壳上，并且如符号CGND示意地所示与手22产生至少电容连接。壳可以由非传导材料制成。壳因此包括用于手持以持有个人护理装置20的表面，其中接地连接到该表面。一般而言，接地被布置用于在手持表面时例如借助电容连接实现与手的电连通。
探测器P1和探测器P2如图所示可以从壳突出。探测器也可以未突出。它们也可以包括传导材料。接地也可以实施为由与P1和P2相似的传导材料制成的探测器，而不是如图8中那样经由抓握表面来实施。
一般而言，用于检测皮肤接触的系统可以用来控制装置的操作。例如开关可以与比较器操作地耦合用于控制装置的动作、比如生成光信号或者听觉信号。动作可以对皮肤具有影响以例如执行皮肤治疗。用于检测皮肤接触的系统可以用来借助开关控制电磁脉冲或者光的源。
无论何时需要检测完全、部分或者特殊种类的皮肤接触都可以使用描述的系统。例如，它可以用于皮肤护理装置中。这样的皮肤护理装置可以包括高功率闪光源(或者一般而言为电磁脉冲或者光的源)或者高功率激光光源。可以使用皮肤接触传感器的输出来控制这样的源。例如，皮肤接触传感器可以用作安全措施。可以仅在检测到皮肤接触的情况下激活能量源。
应当注意上文提到的实施例举例说明而不是限制本发明并且本领域技术人员将能够设计许多替代实施例而未脱离所附权利要求的范围。在权利要求中，置于括号之间的任何参考标记不应解释为限制权利要求。使用动词“包括”及其变形未排除存在除了在权利要求中声明的单元或者步骤之外的元件或者步骤。在元件之前的冠词“一或一个”未排除存在多个这样的单元。本发明可以借助包括若干不同元件的硬件以及借助适当编程的计算机来实施。在枚举若干装置的设备权利要求中，这些装置中的若干装置可以由一项且同一项硬件实现。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施这仅有的事实未指示不能有利使用这些措施的组合。

Claims (15)

1.一种皮肤接触检测器，包括：
信号生成器(9)，配置成生成电触发信号；
参考电路(10)，包括电容(CREF)和电阻(RPREF)，配置成根据所述触发信号生成参考信号；
探测器(11)，由皮肤可触摸，其中所述探测器被配置成根据所述触发信号测量皮肤响应信号；以及
比较器(4)，配置成比较所述皮肤响应信号与所述参考信号以便生成指示皮肤接触的信号。
2.根据权利要求1所述的皮肤接触检测器，
其中所述参考电路(10)的所述电容(CREF)代表皮肤电容的下界，并且
其中所述参考电路(10)的所述电阻(RPREF)代表皮肤电阻的上界。
3.根据权利要求1所述的皮肤接触检测器，其中所述比较器(4)被配置成比较所述皮肤响应信号的电压与所述参考信号的电压。
4.根据权利要求1所述的皮肤接触检测器，其中所述参考电路的所述电容(CREF)和所述电阻(RPREF)并联布置。
5.根据权利要求2所述的皮肤接触检测器，包括：
包含又一电容(CREF2)和又一电阻(RPREF2)的又一参考电路(14)，配置成根据所述触发信号生成又一参考信号，
其中所述又一电容(CREF2)代表皮肤电容的上界，并且
其中所述又一电阻(RPREF2)代表皮肤电阻的下界。
6.根据权利要求5所述的皮肤接触检测器，包括：
又一比较器(15)，配置成比较所述皮肤响应信号与所述又一参考信号；以及
输出信号生成器(7)，配置成生成输出，所述输出指示所述皮肤响应信号是否在所述参考信号与所述又一参考信号之间。
7.根据权利要求1所述的皮肤接触检测器，其中所述电触发信号包括周期性脉冲信号。
8.根据权利要求1所述的皮肤接触检测器，包括：
又一探测器，由皮肤可接触并且配置成在所述皮肤的不同部位根据所述触发信号测量皮肤响应信号；以及
又一比较器，配置成比较所述皮肤响应信号与所述参考信号；以及
输出信号生成器，配置成根据所述比较器和所述又一比较器的输出生成皮肤触摸输出。
9.根据权利要求1所述的皮肤接触检测器，还包括布置用于由手持有的表面，其中接地被配置成在所述手持有所述表面时实现与所述手的电连通。
10.根据权利要求9所述的皮肤接触检测器，其中所述接地被配置成通过所述表面产生与所述手的电容连接。
11.根据权利要求9所述的皮肤接触检测器，还包括壳，其中所述表面包括所述壳的外表面的至少一部分。
12.根据权利要求1所述的皮肤接触检测器，还包括壳，其中所述探测器包括从所述壳突出的传导材料。
13.根据权利要求1所述的皮肤接触检测器，还包括：开关，与所述比较器操作地耦合并且配置成根据所述比较器的输出来控制对所述皮肤具有影响的动作。
14.根据权利要求13所述的皮肤接触检测器，还包括电磁脉冲或者光的源，其中所述开关被配置成控制所述电磁脉冲或者光的源。
15.一种个人护理装置，包括根据权利要求1所述的皮肤接触检测器。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104224133A (zh) * 2014-09-28 2014-12-24 成都金海鼎盛科技有限公司 适用于可穿戴设备的皮肤靠近检测电路与方法
CN105759142A (zh) * 2016-02-22 2016-07-13 广东小天才科技有限公司 一种可穿戴设备皮肤电容阀值的校准方法及系统
CN109640811A (zh) * 2016-07-18 2019-04-16 皇家飞利浦有限公司 用于评估心理生理反应性的设备
CN109689152A (zh) * 2016-09-20 2019-04-26 莱雅公司 包括移动传感器的离子电渗装置
WO2019087154A1 (en) * 2017-11-03 2019-05-09 Vicwood Prosperity Technology Limited Living body detection method and apparatus
CN109906558A (zh) * 2016-11-03 2019-06-18 维德鸿兴科技发展有限公司 活体检测方法和设备

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102821683B (zh) * 2010-03-29 2015-04-22 日本电气株式会社 便携式终端设备和生物信息获取方法
AT512238A1 (de) * 2011-11-16 2013-06-15 Pantec Biosolutions Ag Hautkontakt-erkennungsvorrichtung
KR101998066B1 (ko) * 2012-11-23 2019-10-01 삼성전자주식회사 작동을 위한 기계적 스위치가 없는 신호 처리 장치
CA2924228C (en) 2013-10-02 2024-01-16 Boehringer Ingelheim Vetmedica, Inc. Pcv2 orf2 protein variant and virus like particles composed thereof
CA2926112A1 (en) * 2013-10-23 2015-04-30 Michael R. Girouard Detecting seizures including loose electrode monitoring
US20150177891A1 (en) * 2013-12-19 2015-06-25 Nokia Corporation Wearable apparatus skin input
US20150245782A1 (en) * 2014-02-28 2015-09-03 Covidien Lp Systems and methods for capacitance sensing in medical devices
CN104020914A (zh) * 2014-06-06 2014-09-03 深圳市汇顶科技股份有限公司 自电容触摸检测电路
KR101833113B1 (ko) * 2014-11-12 2018-02-27 인텔 코포레이션 웨어러블 전자 디바이스들 및 그 구성요소
CN106445101A (zh) 2015-08-07 2017-02-22 飞比特公司 识别用户的方法和系统
US10181021B2 (en) * 2016-02-01 2019-01-15 Fitbit, Inc. Method and apparatus for off-body detection for wearable device
US10624561B2 (en) 2017-04-12 2020-04-21 Fitbit, Inc. User identification by biometric monitoring device
US20210124077A1 (en) * 2018-05-11 2021-04-29 Vicwood Prosperity Technology Limited Living body detection method and apparatus (touching behavior)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5943516A (en) * 1994-01-31 1999-08-24 Fuji Photo Film Co., Ltd. Camera with a warning system of inappropriate camera holding
CN101035483A (zh) * 2004-10-05 2007-09-12 皇家飞利浦电子股份有限公司 具有辐射发射防护的皮肤处理设备
WO2008129324A1 (en) * 2007-04-20 2008-10-30 Cyden Limited Apparatus for detecting the presence of skin

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1012257B (zh) * 1986-09-09 1991-04-03 顾涵森 生物电信号检测装置
JPH08316814A (ja) * 1995-05-12 1996-11-29 Otis Elevator Co 容量検知式タッチボタン回路
US5801340A (en) 1995-06-29 1998-09-01 Invotronics Manufacturing Proximity sensor
US5796355A (en) * 1996-05-13 1998-08-18 Zurich Design Laboratories, Inc. Touch switch
JP3745469B2 (ja) * 1996-10-25 2006-02-15 株式会社ポリトロニクス 皮膚抵抗の計測装置
JP2000172833A (ja) * 1998-12-10 2000-06-23 Omron Corp 指紋照合装置
DE10011229B4 (de) 2000-03-08 2006-05-04 Grohe Water Technology Ag & Co. Kg Berührungssensor
TWI289926B (en) * 2002-07-31 2007-11-11 Casio Computer Co Ltd Image reading apparatus and its driving method
JPWO2004089209A1 (ja) 2003-04-03 2006-07-06 パイオニア株式会社 生体情報検出装置、これに用いる接触部材及び生体情報検出部用塗料
US7132944B1 (en) * 2003-06-06 2006-11-07 Innovative Control Systems, Inc. Microprocessor controlled security tag
TWI272539B (en) * 2004-06-03 2007-02-01 Atlab Inc Electrical touch sensor and human interface device using the same
JP4363281B2 (ja) 2004-09-08 2009-11-11 オムロン株式会社 容量計測装置および方法、並びにプログラム
JP2006142966A (ja) * 2004-11-18 2006-06-08 Denso Corp 車両用障害物判別装置
JP4602941B2 (ja) * 2006-06-15 2010-12-22 株式会社東海理化電機製作所 静電容量センサ回路
JP4896133B2 (ja) 2006-07-10 2012-03-14 パナソニック株式会社 皮膚通電測定装置
US8023700B2 (en) * 2007-07-26 2011-09-20 Nokia Corporation Apparatus, method, computer program and user interface for enabling access to functions

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5943516A (en) * 1994-01-31 1999-08-24 Fuji Photo Film Co., Ltd. Camera with a warning system of inappropriate camera holding
CN101035483A (zh) * 2004-10-05 2007-09-12 皇家飞利浦电子股份有限公司 具有辐射发射防护的皮肤处理设备
WO2008129324A1 (en) * 2007-04-20 2008-10-30 Cyden Limited Apparatus for detecting the presence of skin

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104224133A (zh) * 2014-09-28 2014-12-24 成都金海鼎盛科技有限公司 适用于可穿戴设备的皮肤靠近检测电路与方法
WO2016045454A1 (zh) * 2014-09-28 2016-03-31 成都维客亲源健康科技有限公司 适用于可穿戴设备的皮肤靠近检测电路与方法
CN104224133B (zh) * 2014-09-28 2016-05-04 成都金海鼎盛科技有限公司 适用于可穿戴设备的皮肤靠近检测电路与方法
CN105759142A (zh) * 2016-02-22 2016-07-13 广东小天才科技有限公司 一种可穿戴设备皮肤电容阀值的校准方法及系统
CN105759142B (zh) * 2016-02-22 2018-06-29 广东小天才科技有限公司 一种可穿戴设备皮肤电容阈值的校准方法及系统
CN109640811A (zh) * 2016-07-18 2019-04-16 皇家飞利浦有限公司 用于评估心理生理反应性的设备
CN109640811B (zh) * 2016-07-18 2023-06-16 皇家飞利浦有限公司 用于评估心理生理反应性的设备
CN109689152A (zh) * 2016-09-20 2019-04-26 莱雅公司 包括移动传感器的离子电渗装置
CN109906558A (zh) * 2016-11-03 2019-06-18 维德鸿兴科技发展有限公司 活体检测方法和设备
WO2019087154A1 (en) * 2017-11-03 2019-05-09 Vicwood Prosperity Technology Limited Living body detection method and apparatus
CN111655144A (zh) * 2017-11-03 2020-09-11 维德鸿兴科技发展有限公司 活体检测方法和设备
US11264987B2 (en) 2017-11-03 2022-03-01 Vicwood Prosperity Technology Limited Living body detection method and apparatus

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