CN202904544U - 一种皮肤接触感应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种皮肤接触感应装置，该装置包括：接触感应模块、逻辑判断电路和位移传感模块，所述接触感应模块、逻辑判断电路与位移传感模块依次相连，所述接触感应模块至少包括两个接触电容传感器。即本实用新型首先通过接触感应模块对皮肤与本装置的接触情况进行检测；其次通过逻辑判断电路对当前接触情况进行判断，只有满足所有的接触电容传感器都与皮肤接触时才会触发位移传感模块工作；最后通过位移传感模块对皮肤在本装置上的移动情况进行检测，只有满足皮肤与该装置的接触位置有移动时，才会输出开关信号。本实用新型通过采用上述结构有效解决了误操作问题。

Description

一种皮肤接触感应装置

技术领域

本实用新型涉及一种开关装置，特别涉及一种皮肤接触感应装置。

背景技术

皮肤感应式装置是一种非机械式的开关装置，可以用于替代传统开关，已被广泛用于各个领域。

现有的皮肤感应式装置大多采用电容式感应原理，该装置通常包括一个接触电容传感器芯片和一个接触电容传感器，只要当皮肤接触到接触电容传感器时，接触电容传感器就会输出电信号到接触电容传感器芯片，接触电容传感器芯片收到该信号后就会相应地产生一个开关信号。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：现有技术中使用者只要稍微接触到皮肤感应式装置，就会输出一个开关信号，而有的时候使用者只是不经意间接触到该装置，而并不想作出开关动作，属于误操作。但在有的场合，如医疗设备中只是一次误操作就可能危及使用者的生命。

发明内容

为了解决现有技术存在误操作的问题，本实用新型实施例提供了一种皮肤接触感应装置。所述技术方案如下：

本实用新型提供的皮肤接触感应装置包括接触感应模块、逻辑判断电路和位移传感模块，所述接触感应模块、逻辑判断电路与位移传感模块依次相连，所述接触感应模块至少包括两个接触电容传感器；

所述接触感应模块，用于检测皮肤与所述接触电容传感器的接触情况；

所述逻辑判断电路，用于判断是否所有的所述接触电容传感器都与皮肤接触，如果是，触发所述位移传感模块工作；

所述位移传感模块，用于检测皮肤与所述感应装置的接触位置是否移动，如果是，则输出开关信号。

其中，所述接触感应模块包括接触式电容传感单元、第一接口单元和至少两个接触电容传感器，所述接触电容传感器、第一接口单元、接触式电容传感单元和逻辑判断电路依次相连。

其中，所述逻辑判断电路包括多个场效应管且数量与所述接触电容传感器的数量相等。

其中，所述位移传感模块包括位移检测单元、第二接口单元、滤波单元和至少一个发光单元，所述位移检测单元与所述第二接口单元和滤波单元相连，所述发光单元与所述逻辑判断电路相连且与所述位移检测单元对应。

进一步地，所述装置还包括触摸面板，所述触摸面板上设有窗口和所述接触电容传感器，所述窗口中设有所述位移检测单元与发光单元。

其中，所述触摸面板的面积为4-5cm2。

其中，所述触摸面板上设有第一接触电容传感器和第二接触电容传感器，所述两接触电容传感器的距离为20-35mm。

优选地，所述窗口位于所述两接触电容传感器之间的连线的中垂线上，且与所述两接触电容传感器构成的直线的距离小于10mm。

优选地，所述触摸面板上还设有第三接触电容传感器，所述第三接触电容传感器位于所述第一接触电容传感器与第二接触电容传感器之间的连线的中垂线上。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型首先通过接触感应模块对皮肤与本装置的接触情况进行检测；其次通过逻辑判断电路对当前接触情况进行判断，只有满足所有的接触电容传感器都与皮肤接触时才会触发位移传感模块工作；最后通过位移传感模块对皮肤在本装置上的移动情况进行检测，只有满足皮肤与该装置的接触位置有移动时，才会输出开关信号。本实用新型通过采用上述结构有效解决了误操作问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的皮肤接触感应装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的皮肤接触感应装置的详细结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的皮肤接触感应装置的部分电路示意图；

图4是本实用新型实施例提供的皮肤接触感应装置的另一部分电路示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

如图1所示，本实施例提供了一种皮肤接触感应装置，该装置包括接触感应模块101、逻辑判断电路102和位移传感模块103。接触感应模块101、逻辑判断电路102与位移传感模块103依次相连；其中，接触感应模块101至少包括两个接触电容传感器。

其中，接触感应模块101，用于检测皮肤与该接触感应模块101中的接触电容传感器的接触情况。逻辑判断电路102，用于判断是否所有的接触电容传感器都与皮肤接触，如果是，触发位移传感模块103工作。位移传感模块103，用于触发后，检测皮肤与本感应装置的接触位置是否移动，如果是，则输出开关信号。

即本实用新型实施例首先根据皮肤与本装置的接触面积（触点的多少）初步判断使用者的使用意图，如果接触面积较大（触点多），表示使用者使用本装置的意图较明显。进一步地，通过捕捉使用者皮肤在本装置上的移动情况最终确认使用者的使用意图，即通过双条件判断避免误操作。同时逻辑判断电路的引入，不但能判断使用者与本装置的接触情况（稍微接触和主动接触），还能节省电能，即只有满足了接触面积足够大后，才会触发位移传感模块工作。

其中，如图2所示，本实用新型实施例中的接触感应模块101包括接触式电容传感单元1013、第一接口单元1012和至少两个接触电容传感器1011，接触电容传感器1011、第一接口单元1012、接触式电容传感单元1013和逻辑判断电路102依次相连。

其中，本实用新型实施例中的逻辑判断电路包括多个场效应管且数量与接触感应模块101中的接触电容传感器的数量相等。进一步地，该多个场效应管串联且每个接触电容传感器对应一个场效应管，当某个接触电容传感器被皮肤接触时对应的场效应管导通，有且只有当所有的场效应管导通后才会触发位移传感模块103工作。

其中，如图2所示，本实用新型实施例中的位移传感模块103包括位移检测单元1031、第二接口单元1032、滤波单元1033和至少一个发光单元1034，位移检测单元1031与第二接口单元1032和滤波单元1033相连，发光单元1034与逻辑判断电路102相连且与位移检测单元1031对应。本实用新型实施例中表述的发光单元1034与位移检测单元1031对应的意思为位移检测单元1031与发光单元1034共同组成了一个类似于光电鼠标的检测结构，用于检测使用者与本装置接触位置的移动情况。第二接口单元1032作为数据传输单元可以向其他设备输出数据或者命令。滤波单元1033用于提高电源的供电质量。

进一步地，本实用新型实施例中的皮肤接触感应装置还包括触摸面板，该触摸面板上设有窗口和前述的接触电容传感器，该窗口中设有位移检测单元1031与发光单元1034。具体地，本实用新型实施例中的触摸面板的面积为4-5cm2，大小适合易于操作；且触摸面板的外周设有1-2mm厚的塑料外壳作为装饰。 

具体地，本实用新型实施例中的触摸面板上设有第一接触电容传感器和第二接触电容传感器，该第一接触电容传感器与第二接触电容传感器的距离为20-35mm，便于使用者主动将某个手指或者其他皮肤与该装置接触时可以完全覆盖所有的接触电容传感器。优选地，本实用新型实施例中的触摸面板为圆形或者椭圆形，且第一接触电容传感器与第二接触电容传感器分布在触摸面板的中部位置。

优选地，本实用新型实施例中的窗口位于第一接触电容传感器与第二接触电容传感器之间的连线(线段)的中垂线上，且与该第一接触电容传感器与第二接触电容传感器构成的直线的距离小于10mm（即与第一接触电容传感器和第二接触电容传感器间的线段中点的距离小于10mm）。本实用新型实施例中将窗口设于两接触电容传感器间的线段的中垂线上，主要是考虑布置的美观性，但并不作为本发明的限定，如窗口可以位于以第一接触电容传感器与第二接触电容传感器间的距离为直径的圆内，只要保证使用者的操作（如手指点触）能同时触发接触感应模块101和位移传感模块103即可。

优选地，本实用新型实施例中的触摸面板上还设有第三接触电容传感器，该第三接触电容传感器位于第一接触电容传感器与第二接触电容传感器之间的连线（线段）的中垂线上（最好第三接触电容传感器不在第一接触电容传感器与第二接触电容传感器之间的线段的中点上）。当然本实用新型还可以设计更多的接触电容传感器，便于使用者更精确的控制。

如图3和图4所示，本实用新型实施例中的皮肤接触感应装置的详细电路图如下：

如图3所示，图中U2为电容式2通道接触传感器芯片，J2为CON2接口，场效应管Q1、Q2组成逻辑判断电路，二极管D1、D2和电阻R1、R2组成发光单元。接触传感器芯片U2的引脚S1与S2与第一接口单元J2相连，引脚C_R串联电容C4后接地，引脚GND接地，引脚VDD接电源正极，引脚STG串联电阻R5后接电源正极，引脚OUT2与场效应管Q2的栅极和电阻R4的一端相连，引脚OUT1与场效应管Q1的栅极和电阻R3的一端相连，电阻R3和R4的另一端接电源正极。场效应管Q2的漏极接地，场效应管Q2的源极与场效应管Q1的漏极相连。场效应管Q1的源极分别与二极管D1和D2的负极相连，二极管D1和D2的正极分别串联电阻R1和R2后与电源正极相连。

如图4所示，图中U1为鼠标位移传感器芯片，J1为CON5接口，电解电容C1、C3和电容C2组成滤波单元。具体地，J1的引脚SCLK与U1的引脚CLOCK相连，J1的引脚SDIO与U1的引脚DATA相连，U1的引脚VSS接地，U1的引脚VREF与电解电容C1的正极相连，电解电容C1的负极与电容C2的一端、电解电容C3的负极相连后接地，U1的引脚VDDS与电容C2的另一端、电解电容C3的正极相连后接电源的正极。

显而易见地，本实用新型提供的皮肤接触感应装置还包括电源，本实用新型采用5V电源。

下面结合图3和4说明本实用新型实施例中的皮肤接触感应装置的工作过程：

本实施例中的U2是电容式触摸按键专用检测传感器芯片，采用最新一代电荷检测技术，利用使用者的皮肤与接触电容传感器之间产生电荷电平来进行检测，通过监测电荷的微小变化来确定皮肤接近或者触摸到触摸面板。S1、S2是两个传感器检测引脚，当引脚S1、S2只有一个有电容变化时，引脚OUT1和OUT2只有一个输出低电平，对应的场效应管Q1和Q2只有一个导通，发光二极管D1和D2并不发光。只有当引脚S1和S2电容值都变化时，引脚OUT1和OUT2都输出低电平，使得场效应管Q1和Q2都导通，发光二极管D1和D2正向导通才会发光。即只有两个接触电容传感器都有皮肤接触时，LED发光为位移传感模块提供了光源，才会触发位移传感模块工作。

本实施例中的J1是鼠标感应芯片的接口，与其他器件组成整个系统。当位场效应管Q1和Q2都导通后，两个发光二极管D1和D2会被点亮，作为鼠标位移传感器芯片U1的光源，将本装置与皮肤接触面照亮，U1上的CMOS感光块负责采集、接收接触面传递过来的光线（并同步成像），通过图像的比较，便可判断装置跟皮肤是否有位移。如果有，则输出开关信号。

综上，即本实用新型首先通过接触感应模块对皮肤与本装置的接触情况进行检测；其次通过逻辑判断电路对当前接触情况进行判断，只有满足所有的接触电容传感器都与皮肤接触时才会触发位移传感模块工作；最后通过位移传感模块对皮肤在本装置上的移动情况进行检测，只有满足皮肤与该装置的接触位置有移动时，才会输出开关信号。本实用新型通过采用上述结构有效解决了误操作问题。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种皮肤接触感应装置，其特征在于，所述装置包括接触感应模块、逻辑判断电路和位移传感模块，所述接触感应模块、逻辑判断电路与位移传感模块依次相连，所述接触感应模块至少包括两个接触电容传感器；

所述接触感应模块，用于检测皮肤与所述接触电容传感器的接触情况；

所述逻辑判断电路，用于判断是否所有的所述接触电容传感器都与皮肤接触，如果是，触发所述位移传感模块工作；

所述位移传感模块，用于检测皮肤与所述感应装置的接触位置是否移动，如果是，则输出开关信号。

2.根据权利要求1所述的皮肤接触感应装置，其特征在于，所述接触感应模块包括接触式电容传感单元、第一接口单元和至少两个接触电容传感器，所述接触电容传感器、第一接口单元、接触式电容传感单元和逻辑判断电路依次相连。

3.根据权利要求1所述的皮肤接触感应装置，其特征在于，所述逻辑判断电路包括多个场效应管且数量与所述接触电容传感器的数量相等。

4.根据权利要求2所述的皮肤接触感应装置，其特征在于，所述位移传感模块包括位移检测单元、第二接口单元、滤波单元和至少一个发光单元，所述位移检测单元与所述第二接口单元和滤波单元相连，所述发光单元与所述逻辑判断电路相连且与所述位移检测单元对应。

5.根据权利要求4所述的皮肤接触感应装置，其特征在于，所述装置还包括触摸面板，所述触摸面板上设有窗口和所述接触电容传感器，所述窗口中设有所述位移检测单元与发光单元。

6.根据权利要求5所述的皮肤接触感应装置，其特征在于，所述触摸面板的面积为

4-5cm2。

7.根据权利要求5所述的皮肤接触感应装置，其特征在于，所述触摸面板上设有第一接触电容传感器和第二接触电容传感器，所述两接触电容传感器的距离为20-35mm。

8.根据权利要求7所述的皮肤接触感应装置，其特征在于，所述窗口位于所述两接触电容传感器之间的连线的中垂线上，且与所述两接触电容传感器构成的直线的距离小于10mm。

9.根据权利要求7所述的皮肤接触感应装置，其特征在于，所述触摸面板上还设有第三接触电容传感器，所述第三接触电容传感器位于所述第一接触电容传感器与第二接触电容传感器之间的连线的中垂线上。

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