CN106469906A - 穿戴式装置与其静电防护电路 - Google Patents

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Abstract

一种穿戴式装置与其静电防护电路。穿戴式装置包含：第一功能模块、外露接点、第二功能模块、静电防护电路、侦测模块、切换模块及处理模块。静电防护电路在静电输入发生时将静电输入转换为输出电压。侦测模块侦测外露接点是否与外部电子模块相连接。切换模块在侦测模块判断外露接点与外部电子模块相连接时，使外露接点与第二功能模块电性连接，以由外部电子模块经由外露接点与第二功能模块进行传输行为，以及在侦测模块判断外露接点不与外部电子模块相连接时，使外露接点与静电防护电路电性连接。处理模块接收输出电压，以根据输出电压对第一功能模块进行重置。本发明的穿戴式装置可有效提供静电防护，并可达到对易误动作的功能模块进行重置的功效。

Description

穿戴式装置与其静电防护电路
技术领域
本发明是有关于一种静电防护技术，且特别是有关于一种穿戴式装置与其静电防护电路。
背景技术
穿戴式装置为任何可穿戴于使用者身上的电子装置，例如但不限于电子表、电子手环、电子项链、头戴式显示装置、智能眼镜等。穿戴式装置可做为独立的电子装置，亦可与手持式电子装置如智能手机搭配产生延伸的应用，为使用者提供便利的功能。
然而，为了维持电力或交换信息，穿戴式装置需设置外露的接点进行充电或数据传输，而外露的接点容易将静电引入内部的元件中。由于穿戴式装置的内部元件尺寸小，静电耐受力远不如一般手持式电子装置中的元件强，因此更容易受到静电影响而产生误动作。
因此，如何设计一个新的穿戴式装置与其静电防护电路，以解决上述缺陷，乃为此一业界亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供穿戴式装置，以有效提供静电防护，并可达到对易误动作的功能模块进行重置的功效。
因此，本发明的一方面是在提供一种静电防护电路，应用于穿戴式装置中，包含：箝位单元、第一电容单元以及第二电容单元。箝位单元电性耦接于静电输入端，以在静电输入发生时将静电输入端的输入电压箝位于特定准位以下。第一电容单元包含第一端以及第二端，第一端电性耦接于静电输入端，以滤除输入电压的直流成分，第二端电性耦接于电压输出端。第二电容单元电性耦接于电压输出端以及接地端间，以根据经由第一电容单元而来的输入电压充电后，由电压输出端向外部电路进行放电以产生具有第二电压值的输出电压，其中第二电压值小于第一电压值。
本发明的另一方面是在提供一种穿戴式装置，包含：第一功能模块、至少一外露接点、第二功能模块、静电防护电路、侦测模块、切换模块以及处理模块。静电防护电路包含静电输入端以及电压输出端，用以在静电输入发生于静电输入端时，将具有第一电压值的静电输入转换为具有第二电压值的输出电压输出至电压输出端，且第二电压值小于第一电压值。侦测模块用以侦测外露接点是否与外部电子模块相连接。切换模块在侦测模块判断外露接点与外部电子模块相连接时，使外露接点与第二功能模块电性连接，以由外部电子模块经由外露接点与第二功能模块进行传输行为，以及在侦测模块判断外露接点不与外部电子模块相连接时，使外露接点与静电防护电路的静电输入端电性连接。处理模块用以自电压输出端接收输出电压，以根据输出电压对第一功能模块进行重置。
本发明的又一方面是在提供一种穿戴式装置，包含：至少一外露接点、功能模块、静电防护电路、侦测模块以及切换模块。静电防护电路包含开路端，用以在静电输入发生时将静电输入导入开路端。侦测模块用以侦测外露接点是否与外部电子模块相连接。切换模块在侦测模块判断外露接点与外部电子模块相连接时，使外露接点与功能模块电性连接，以由外部电子模块经由外露接点与功能模块进行传输行为，以及在侦测模块判断外露接点不与外部电子模块相连接时，使外露接点与静电防护电路电性连接。
本发明的再一方面是在提供一种穿戴式装置，包含：第一功能模块、至少一外露接点、第二功能模块、静电防护电路以及处理模块。第二功能模块电性连接于外露接点，以在外露接点与外部电子模块相连接时，由外部电子模块经由外露接点与第二功能模块进行传输行为。静电防护电路包含静电输入端以及电压输出端，其中静电输入端电性耦接于外露接点以及第二功能模块间，以在静电输入发生于静电输入端时，将具有第一电压值的静电输入转换为具有第二电压值的输出电压输出至电压输出端，且第二电压值小于第一电压值。处理模块用以自电压输出端接收输出电压，以根据输出电压对第一功能模块进行重置。
应用本发明的优点在于通过静电防护电路的设计，避免静电透过穿戴式装置的外露接点伤害内部的电子元件，并可通过重置的机制，避免部分容易受静电影响的功能模块产生误动作，而轻易地达到上述的目的。
附图说明
图1A为本发明一实施例中，一种穿戴式装置的示意图；
图1B为本发明一实施例中，图1A的穿戴式装置的方块图；
图2为本发明一实施例中，图1B的静电防护电路的电路图；
图3为本发明一实施例中，一种静电防护方法的流程图；
图4为本发明一实施例中，一种穿戴式装置的方块图；以及
图5为本发明一实施例中，一种穿戴式装置的方块图。
具体实施方式
请参照图1A及图1B。图1A为本发明一实施例中，一种穿戴式装置1的示意图。图1B为本发明一实施例中，图1A的穿戴式装置1的方块图。穿戴式装置1为任何可穿戴于使用者身上的电子装置，例如但不限于电子表、电子手环、电子项链、头戴式显示装置、智能眼镜等。
穿戴式装置1包含：第一功能模块100、外露接点102、第二功能模块104、静电防护电路106、侦测模块108、切换模块110以及处理模块112。
第一功能模块100可为穿戴式装置1中用以执行特定功能的模块，例如但不限于显示模块、通讯模块等。外露接点102为暴露于穿戴式装置1本体外的接点，以与外部的外部电子模块120电性连接。
第二功能模块104可为穿戴式装置1中用以与外部电子模块120进行传输行为的模块，例如但不限于包含电源芯片114及电池116的电源模块。外部电子模块120可通过外露接点102与第二功能模块104进行上述的传输行为。举例来说，当第二功能模块104为上述的电源模块时，外部电子模块120可为充电器，而外露接点102为充电接点。因此，当充电器与充电接点电性连接时，充电器可通过充电接点，经由电源芯片114对电池116进行充电。
于其他实施例中，外部电子模块120亦可为其他外接电子装置，例如但不限于手持式电子装置如智能手机，且第二功能模块104亦可为例如但不限于数据传输模块，以使外部电子模块120通过外露接点102与第二功能模块104进行数据传输。
需注意的是，在图1A中是范例性绘示四个外露接点102。然而于不同实施例中，外露接点102的数目可依实际需求配置。于一实施例中，穿戴式装置1的外壳118可设计为绝缘材质。在此情形下，穿戴式装置1将仅在外露接点102处容易受到静电侵扰。
静电防护电路106为提供静电保护机制的电路。于本实施例中，静电防护电路106包含静电输入端IN以及电压输出端O。静电防护电路106可在静电输入端IN接收到具有第一电压值的静电输入时，将静电输入转换为具有第二电压值的输出电压Vo，并输出至电压输出端O，且第二电压值小于第一电压值。
侦测模块108用以侦测外露接点102是否与前述的外部电子模块120相连接。于一实施例中，外部电子模块120包含磁性元件122，侦测模块108为磁性元件侦测器，例如但不限于霍尔侦测器，并在侦测到外部电子模块120包含的磁性元件时，判断外露接点102与外部电子模块120相连接。
于另一实施例中，侦测模块108为电压侦测器，以于侦测到外露接点102的电压值大于预设值时，判断外露接点102与外部电子模块120相连接。
于再一实施例中，侦测模块108为机构侦测器，以于侦测到穿戴式装置1与外部电子模块120间对应的一组机构件(未绘示)的卡合时，判断外露接点102与外部电子模块120相连接。
于再一实施例中，侦测模块108为近接侦测器，以于侦测到穿戴式装置1与外部电子模块120间的距离小于预设值时，判断外露接点102与外部电子模块相连接。
切换模块110进一步根据侦测模块108的侦测结果作动。在侦测模块108判断外露接点102与外部电子模块120相连接时，切换模块110使外露接点102与第二功能模块104通过路径A电性连接，以使外部电子模块120经由外露接点102与第二功能模块104进行传输行为，例如上述的充电行为。
并且，在侦测模块108判断外露接点102不与外部电子模块120相连接时，切换模块110使外露接点102与静电防护电路106的静电输入端IN通过路径B电性连接。当静电从外露接点102进入到静电输入端IN而形成静电输入时，静电防护电路106将以前述的方式作动，以在电压输出端O产生输出电压Vo。
处理模块112接收输出电压Vo，以根据输出电压Vo对第一功能模块100进行重置。于一实施例中，前述的第一功能模块100为容易受到静电影响而产生误动作的模块，例如但不限于显示模块。因此，处理模块112可根据静电的产生对第一功能模块100进行重置，避免第一功能模块100在静电影响下产生错误。
于不同实施例中，处理模块112根据不同的状况执行重置的机制。于一实施例中，处理模块112在输出电压Vo大于一个临界值时重置第一功能模块100。于另一实施例中，处理模块112在每次接收到输出电压Vo时重置第一功能模块100。于再一实施例中，处理模块112在接收到输出电压Vo的次数大于预设值时重置第一功能模块100。举例来说，处理模块112可在接收到例如但不限于三次输出电压Vo时才重置第一功能模块100。
因此，应用本发明的优点在于通过静电防护电路106的设计，不但避免静电透过穿戴式装置1的外露接点102伤害内部的电子元件，并可通过静电输入的产生进行重置的机制，避免部分容易受静电影响的第一功能模块100产生误动作。
以下将针对一实施例中的静电防护电路106进行详细的说明，以阐述静电防护电路106所提供的静电防护机制。
请参照图2。图2为本发明一实施例中，图1B的静电防护电路106的电路图。静电防护电路106包含：箝位单元200、第一电容单元202、第二电容单元204及电阻206。
箝位单元200电性耦接于一个静电输入端IN，以在静电发生时接收具有第一电压值的静电输入。如图1B所示，静电输入端IN在外露接点102不与外部电子模块120相连接时，电性连接于外露接点102。于一实施例中，由外露接点102而来的静电输入产生的第一电压值为可能高达数千伏特的突波大电压。箝位单元200将静电输入端IN的输入电压Vin箝位于特定准位以下，例如但不限于5伏特至20伏特间。于一实施例中，箝位单元200可为例如，但不限于萧特基二极管(Schottky diode)。
第一电容单元202包含第一端以及第二端，第一端电性耦接于静电输入端IN，以滤除输入电压Vin的直流成分。第一电容单元202的第二端电性耦接于电压输出端O。于本实施例中，第一电容单元202的第二端是透过电阻206电性耦接于电压输出端O。
第二电容单元204电性耦接于电压输出端O以及接地端GND间。类似地，于本实施例中，第二电容单元204实际上是透过电阻206电性耦接于电压输出端O。第二电容单元204根据经由第一电容单元202而来的输入电压Vin充电后，由电压输出端O向外部电路，例如图1B所示的处理模块112进行放电以产生具有第二电压值的输出电压Vo，其中第二电压值小于第一电压值。
于本实施例中，第二电容单元204通过电阻206将输出至外部电路的输出电压Vo的第二电压值压抑至更小的数值。于一实施例中，输出电压Vo相当于数字的形式，相较于未有静电输入时电压输出端O的低准位而言为高准位，以做为触发处理模块112对第一功能模块100重置的机制的讯号。
请参照图3。图3为本发明一实施例中，一种静电防护方法300的流程图。静电防护方法300可应用于图1A及图1B所绘示的穿戴式装置1中。静电防护方法300包含下列步骤(应了解到，在本实施方式中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行)。
于步骤301，流程开始。
于步骤302，侦测模块108侦测外露接点102是否与外部电子模块120相连接。
当外露接点102与外部电子模块120相连接时，于步骤303，切换模块110使外露接点102与第二功能模块104电性连接，以在步骤304使外部电子模块120经由外露接点102与第二功能模块104进行传输行为，例如上述的充电行为。
当外露接点102不与外部电子模块120相连接时，于步骤305，切换模块110使外露接点102与静电防护电路106的静电输入端IN电性连接。于步骤306，静电防护电路106在静电输入发生于静电输入端IN时，将具有第一电压值的静电输入转换为具有第二电压值的输出电压Vo输出至电压输出端O。
于步骤307，处理模块112接收输出电压Vo。接着，于步骤308，处理模块112根据输出电压Vo对第一功能模块100进行重置。
以下将针对穿戴式装置的其他实施方式进行说明。
请参照图4。图4为本发明一实施例中，一种穿戴式装置4的方块图。穿戴式装置3包含：外露接点102、静电防护电路400、功能模块402、侦测模块108及切换模块110。其中，外露接点102、侦测模块108及切换模块110与图1B所绘示的大同小异，并且功能模块402是相当于图1B中的第二功能模块104，因此不再就细节进行赘述。
于本实施例中，静电防护电路400包含开路端404。开路端404可为例如，但不限于开路连接垫或绝缘连接垫。
结合前述的侦测模块108及切换模块110的操作，本实施例的穿戴式装置4可由侦测模块108侦测外露接点102是否与外部电子模块120相连接。切换模块110进一步在侦测模块108判断外露接点102与外部电子模块120相连接时，使外露接点102与功能模块402通过路径A电性连接，以由外部电子模块120经由外露接点102与功能模块402进行传输行为。并且，切换模块110在侦测模块108判断外露接点102不与外部电子模块120相连接时，使外露接点102与静电防护电路400通过路径B电性连接。因此，静电防护电路400可在静电发生于外露接点102时，将静电导入开路端404。
图5为本发明一实施例中，一种穿戴式装置5的方块图。穿戴式装置5包含：第一功能模块100、外露接点102、第二功能模块104、静电防护电路106以及处理模块112。其中，外露接点102、第二功能模块104、静电防护电路106以及处理模块112与图1B所绘示的大同小异，因此不再就细节进行赘述。
在本实施例中，静电防护电路106的静电输入端IN电性耦接于外露接点102以及第二功能模块104间，用以在具有第一电压值的静电输入发生于静电输入端IN时，将静电输入端IN的输入电压Vin箝位于特定准位以下。进一步地，静电防护电路106可将静电输入转换为具有第二电压值的输出电压Vo输出至电压输出端O，且第二电压值小于第一电压值。
处理模块108接收输出电压Vo，以根据输出电压Vo对第一功能模块100进行重置。于一实施例中，前述的第一功能模块100为容易受到静电影响而产生误动作的模块，例如但不限于显示模块。因此，处理模块112可根据静电的产生对第一功能模块100进行重置，避免第一功能模块100在静电影响下产生错误。
因此，通过上述不同类型的静电防护电路的设计，本发明的穿戴式装置不但可避免静电的侵扰，亦可通过重置机制，避免功能模块产生误动作。
虽然本发明内容已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明内容，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明内容的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明内容的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (19)

1.一种静电防护电路，其特征在于，应用于一穿戴式装置中，该静电防护电路包含：
一箝位单元，电性耦接于一静电输入端，以在具有一第一电压值的一静电输入发生时将该静电输入端的一输入电压箝位于一特定准位以下；
一第一电容单元，包含一第一端以及一第二端，该第一端电性耦接于该静电输入端，以滤除该输入电压的一直流成分，该第二端电性耦接于一电压输出端；以及
一第二电容单元，电性耦接于该电压输出端以及一接地端间，以根据经由该第一电容单元而来的该输入电压充电后，由该电压输出端向一外部电路进行放电以产生具有一第二电压值的一输出电压，其中该第二电压值小于该第一电压值。
2.根据权利要求1所述的静电防护电路，其特征在于，还包含一电阻，电性耦接于该第一电容单元的该第二端以及该外部电路间。
3.一种穿戴式装置，其特征在于，包含：
一第一功能模块；
至少一外露接点；
一第二功能模块；
一静电防护电路，包含一静电输入端以及一电压输出端，用以在一静电输入发生于该静电输入端时，将具有一第一电压值的该静电输入转换为具有一第二电压值的一输出电压输出至该电压输出端，且该第二电压值小于该第一电压值；
一侦测模块，用以侦测该外露接点是否与一外部电子模块相连接；
一切换模块，在该侦测模块判断该外露接点与该外部电子模块相连接时，使该外露接点与该第二功能模块电性连接，以由该外部电子模块经由该外露接点与该第二功能模块进行一传输行为，以及在该侦测模块判断该外露接点不与该外部电子模块相连接时，使该外露接点与该静电防护电路的该静电输入端电性连接；以及
一处理模块，用以自该电压输出端接收该输出电压，以根据该输出电压对该第一功能模块进行重置。
4.根据权利要求3所述的穿戴式装置，其特征在于，该处理模块在该输出电压大于一临界值时重置该第一功能模块。
5.根据权利要求3所述的穿戴式装置，其特征在于，该处理模块在每次接收到该输出电压时重置该第一功能模块。
6.根据权利要求3所述的穿戴式装置，其特征在于，该处理模块在接收到该输出电压的次数大于一预设值时重置该第一功能模块。
7.根据权利要求3所述的穿戴式装置，其特征在于，该第一功能模块为一显示模块。
8.根据权利要求3所述的穿戴式装置，其特征在于，该第二功能模块为一电源模块，该外部电子模块为一充电器，该外露接点为一充电接点，该切换模块在该侦测模块判断该外露接点与该充电器相连接时，使该充电接点与该电源模块电性连接，以由该充电器经由该充电接点对该电源模块进行充电。
9.根据权利要求3所述的穿戴式装置，其特征在于，该外部电子模块包含一磁性元件，该侦测模块为一磁性元件侦测器，以于侦测到该磁性元件时，判断该外露接点与该外部电子模块相连接。
10.根据权利要求3所述的穿戴式装置，其特征在于，该侦测模块为一电压侦测器，以于侦测到该外露接点的一电压值大于一预设值时，判断该外露接点与该外部电子模块相连接。
11.根据权利要求3所述的穿戴式装置，其特征在于，该侦测模块为一机构侦测器，以于侦测到该穿戴式装置与该外部电子模块间对应的一组机构件的卡合时，判断该外露接点与该外部电子模块相连接。
12.根据权利要求3所述的穿戴式装置，其特征在于，该侦测模块为一近接侦测器，以于侦测到该穿戴式装置与该外部电子模块间的距离小于一预设值时，判断该外露接点与该外部电子模块相连接。
13.根据权利要求3所述的穿戴式装置，其特征在于，该静电防护电路包含：
一箝位单元，在该外露接点与该外部电子模块相连接时电性耦接于该外露接点，以在一静电输入发生时将该外露接点的一输入电压箝位于一特定准位以下；
一第一电容单元，包含一第一端以及一第二端，该第一端电性耦接于该外露接点，以滤除该输入电压的一直流成分，该第二端电性耦接于一电压输出端；
一第二电容单元，电性耦接于该电压输出端以及一接地端间，以根据经由该第一电容单元而来的该输入电压充电后，由该电压输出端向该处理模块进行放电以产生具有一第二电压值的一输出电压。
14.根据权利要求13所述的穿戴式装置，其特征在于，该静电防护电路还包含一电阻，电性耦接于该第二端以及该处理模块间。
15.一种穿戴式装置，其特征在于，包含：
至少一外露接点；
一功能模块；
一静电防护电路，包含一开路端，以在一静电输入发生时将该静电输入导入该开路端；
一侦测模块，用以侦测该外露接点是否与一外部电子模块相连接；以及
一切换模块，在该侦测模块判断该外露接点与该外部电子模块相连接时，使该外露接点与该功能模块电性连接，以由该外部电子模块经由该外露接点与该功能模块进行一传输行为，以及在该侦测模块判断该外露接点不与该外部电子模块相连接时，使该外露接点与该静电防护电路电性连接。
16.根据权利要求15所述的穿戴式装置，其特征在于，该开路端为一开路连接垫或一绝缘连接垫。
17.一种穿戴式装置，其特征在于，包含：
一第一功能模块；
至少一外露接点；
一第二功能模块，电性连接于该外露接点，以在该外露接点与一外部电子模块相连接时，由该外部电子模块经由该外露接点与该第二功能模块进行一传输行为；
一静电防护电路，包含一静电输入端以及一电压输出端，其中该静电输入端电性耦接于该外露接点以及该第二功能模块间，用以在一静电输入发生于该静电输入端时，将具有一第一电压值的该静电输入转换为具有一第二电压值的一输出电压输出至该电压输出端，且该第二电压值小于该第一电压值；以及
一处理模块，用以自输出至该电压输出端接收该输出电压，以根据该输出电压对该第一功能模块进行重置。
18.根据权利要求17所述的穿戴式装置，其特征在于，该第一功能模块为一显示模块。
19.根据权利要求17所述的穿戴式装置，其特征在于，该第二功能模块为一电源模块，该外部电子模块为一充电器，该外露接点为一充电接点，该切换模块在该侦测模块判断该外露接点与该充电器相连接时，使该充电接点与该电源模块电性连接，以由该充电器经由该充电接点对该电源模块进行充电。
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