CN208063207U - 电子设备和数据手套 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了电子设备和数据手套，应用于光通信技术领域。该电子设备包括：光传输单元和光探测单元；该光传输单元具有第一传输端和第二传输端，该第一传输端连接光源；该光探测单元具有光信号接收端，该光信号接收端与该第二传输端相对，且该光信号接收端与该第二传输端之间的间距可变。实施本实用新型可降低电子设备的生产成本。

Description

电子设备和数据手套

技术领域

本实用新型涉及光通信技术领域，尤其涉及电子设备和数据手套。

背景技术

随着近年来科学技术的快速发展，光通信技术应用的也愈发普遍，光通信技术是一种利用光信号作为传输介质的通信技术。目前的光通信技术中通常采用的是布拉格光栅，通过分析光信号的布拉格波长信息以获取目标参数信息，但是后续需通过光谱仪或光纤光栅解调仪等设备进行解调，存在生产成本较高的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供电子设备和数据手套，以至少解决现有技术中存在的以上问题。

本实用新型实施例第一方面提供了一种电子设备，所述电子设备包括：光传输单元和光探测单元；所述光传输单元具有第一传输端和第二传输端，所述第一传输端连接光源；所述光探测单元具有光信号接收端，所述光信号接收端与所述第二传输端相对，且所述光信号接收端与所述第二传输端之间的间距可变。

本实用新型实施例第二方面提供了一种数据手套，包括手套主体结构及如本实用新型实施例第一方面所述的电子设备，所述电子设备贴合所述手套主体结构，所述手套主体结构与操作者的手相配合，且在佩戴上所述数据手套的操作者的手指弯曲或伸直的过程中，所述电子设备的光探测单元的光信号接收端与光传输单元的第二传输端之间的间距随之变化。

从上述实施例可知，通过光信号接收端和第二传输端之间的距离与需要进行参数检测的装置的参数信息相关，光探测单元接收端的光信号的强度与光信号接收端和第二传输端之间的距离相关，光探测单元根据接收的光信号生成的数据与光探测单元接收的光信号的强度相关，因此后续通过分析光探测单元根据接收的光信号生成的数据即可获取需要进行参数检测的装置的参数信息的变化，而不需利用光谱仪或光纤光栅解调仪等设备进行解调，从而极大地降低电子设备的生产成本。

附图说明

图1是本实用新型提供的第一实施例中的电子设备的连接结构示意图；

图2是本实用新型提供的第一实施例中的电子设备的剖面局部结构示意图；

图3是本实用新型提供的第二实施例中的电子设备的连接结构示意图；

图4是本实用新型提供的第二实施例中的电子设备的剖面局部结构示意图；

图5是本实用新型提供的第三实施例中的数据手套的结构示意图；

图6是本实用新型提供的第三实施例中的数据手套的剖面局部结构示意图。

具体实施方式

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1和图2，图1是本实用新型提供的第一实施例中的电子设备的连接结构示意图，图2是本实用新型提供的第一实施例中的电子设备的剖面局部结构示意图。如图1和图2所示，该电子设备100包括：光传输单元101和光探测单元102；光传输单元101具有第一传输端和第二传输端，第一传输端连接光源200；光探测单元102具有光信号接收端，光信号接收端与第二传输端相对，且光信号接收端与第二传输端之间的间距可变。

具体的，光传输单元101用于通过其第一传输端接收来自光源200的光信号，并通过第二传输端将光信号输出；光探测单元102用于通过其光信号接收端接收光传输单元101通过第二传输端输出的光信号，并根据接收的光信号生成对应的第一传感数据，其中，光探测单元102获得的光信号的强度随间距的变化而变化，第一传感数据的取值随光信号强度的变化而变化。

光探测单元102的光信号接收端与光传输单元101的第二传输端的间距发生变化，则光传输单元101的第二传输端出射光信号的面积与光探测器的光信号接收端接收光的面积比例发生变化，进而光探测单元102接收到的光信号的强度发生变化，即光探测单元102的光信号接收端与光传输单元101的第二传输端的间距增大，则光探测单元102接收到的光信号的强度降低；光探测单元102的光信号接收端与光传输单元101的第二传输端的间距减小，则光探测单元102接收的光信号的强度增加。在实际应用中，光传输单元101可为光纤，光探测单元102可为光电二极管。

其中，光探测单元102通过光信号接收端接收光传输单元101的第二传输端输出的光信号，并将接收的光信号转化为第一传感数据。在实际应用中，光探测单元102的光信号接收端与光传输单元101的第二传输端的间距发生变化，光探测单元102接收到的光信号的强度发生变化，进而光探测单元102生成的第一传感数据发生变化，即，光探测单元102生成的第一传感数据与光探测单元102获得的光信号的强度相关，光探测单元102获得的光信号的强度和光探测单元102的光信号接收端与光传输单元101的第二传输端的间距相关，光探测单元102生成的第一传感数据和光探测单元102的光信号接收端与光传输单元101的第二传输端的间距相关。

在实际应用中，光探测单元102的光信号接收端与光传输单元101的第二传输端之间的距离可随着需要进行参数检测的装置的位移信息、间距信息或角度信息等参数信息而变化，则光探测单元102接收到的光信号的强度随着需要进行参数检测的装置的参数信息的变化而变化，光探测单元102生成的第一传感数据随之变化，则第一传感数据与需要进行参数检测的装置的参数信息相对应。

示例性的，本实施例中的电子设备获取需要进行参数信息检测的电子设备的参数信息的过程如下：

获得光探测单元接收所得的光信号，其中，光传输单元的第二传输端与光探测单元的光信号接收端的间距可变，且光探测单元获得的光信号的强度随间距的变化而变化；

根据光探测单元接收所得的光信号生成对应的第一传感数据，第一传感数据的取值随光信号强度的变化而变化。

在本实用新型实施例中，通过光信号接收端和第二传输端之间的距离与需要进行参数检测的装置的参数信息相关，光探测单元接收端的光信号的强度与光信号接收端和第二传输端之间的距离相关，光探测单元根据接收的光信号生成的数据与光探测单元接收的光信号的强度相关，因此后续通过分析光探测单元根据接收的光信号生成的数据即可获取需要进行参数检测的装置的参数信息的变化，而不需利用光谱仪或光纤光栅解调仪等设备进行解调，从而极大地降低电子设备的生产成本。

参见图3和图4，图3是本实用新型提供的第二实施例中的电子设备的连接结构示意图，图4是本实用新型提供的第二实施例中的电子设备的剖面局部结构示意图。如图3和图4所示的电子设备100，与图1和图2所示的实施例中提供的电子设备100不同的是，于本实施例中：

进一步的，电子设备100还包括数据分析单元201，数据分析单元201连接光探测单元102。

具体的，光探测单元102将获得的光信号转换为第一传感数据后，将第一传感数据发送给数据分析单元201，数据分析单元201根据接收到的第一传感数据，按照预设的第一传感数据与第二传感数据之间的映射关系或换算关系获得对应的第二传感数据。在实际应用中，数据分析单元201可为光功率计。示例性的，第一传感数据与第二传感数据之间为映射关系，则第一传感数据的每一个值在第二传感数据的数据库中都有唯一确定的像，则数据分析单元201从光探测单元102获得第一传感数据后，可根据该预设的映射关系获得与第一传感数据相对应的第二传感数据。或者，第一传感数据与第二传感数据之间为换算关系，则数据分析单元201获得第一传感数据后，根据该换算关系获得唯一确定的与第一传感数据相对应的第二传感数据。其中，第一传感数据与需要进行参数检测的装置的参数信息有关，则与第一传感数据相对应的第二传感数据用于表示需要进行参数检测的装置的参数信息。

其中，第一传感数据为根据光探测单元102接收所得的光信号生成的电流信号和/或电压信号。示例性的，光探测单元102可为光电二极管，则光探测单元102接收所得的光信号的强度发生变化时，光探测单元102接收所得的光信号生成的电流信号和电压信号中的至少一种信号的信号强度值随之变化，进而本实施例中的电子设备100根据电流信号和电压信号中的至少一种信号分析获得的光信号的光功率信息随之变化，则电子设备100根据数据分析单元201分析电流信号和电压信号中的至少一种信号即可获得所接收的光信号的光功率信息。

第二传感数据用于表示需要进行参数信息检测的装置的位移数据和/或角度数据。光探测单元102将获得的光信号转换为第一传感数据后，将第一传感数据发送给数据分析单元201，数据分析单元201根据接收到的第一传感数据，按照预设的第一传感数据与第二传感数据之间的映射关系或换算关系获得对应的第二传感数据。在实际应用中，数据分析单元201可为光功率计。

示例性的，需要进行检测的装置的角度数据产生变化时，光传输单元101的第二传输端与光探测单元102之间的间距随之变化，则光探测单元102的光信号接收端接收的光信号的强度发生变化，则光探测单元102生成的第一传感数据发生变化，则数据分析单元201获得第一传感数据后，根据该换算关系获得唯一确定的与第一传感数据相对应的第二传感数据。其中，第一传感数据与需要进行检测的装置的角度数据有关，则与第一传感数据相对应的第二传感数据用于表示需要进行检测的装置的角度数据。

进一步的，电子设备100还包括滑动单元202和缓冲材料203；滑动单元202内部设置有同轴孔204，光传输单元101的第二传输端插入滑动单元202并进入同轴孔204内，同轴孔204内安装有光探测单元102，光探测单元102与光传输单元101的第二传输端相对；滑动单元202的一侧设置为开口并与同轴孔204相通，缓冲材料203填充在同轴孔204靠近开口的一端。

具体的，滑动单元202可为圆柱体，也可为长方体。在实际应用中，滑动单元202的形状可根据实际需求选用。滑动单元202内部设置有同轴孔204，同轴孔204为圆形孔，用于容纳光探测单元102和光传输单元101的第二传输端。同轴孔204内安装有光探测单元102，用于接收光传输单元101出射的光信号。光传输单元101的第二传输端插入滑动单元202并进入同轴孔204内，可以理解的，光传输单元101的第二传输端与光探测单元102的光信号接收端相对。可选的，位于同轴孔204内的光传输单元101的轴线与同周孔的轴线位于同一条直线。滑动单元202的一侧设置为开口并与同轴孔204相通，同轴孔204靠近滑动开口的一端填充缓冲材料203。以为后续插入的光传输单元101提供缓冲材料203，降低光传输单元101的损耗。在实际应用中，缓冲材料203可为棉花或其他具有类似功能的材料。

进一步的，同轴孔204的表面设置有黑色材料。为了吸收光传输单元101出射光的反射光，避免影响到光探测单元102将反射光转化为电信号，进而影响到电子设备100采集参数信息的精确性，将同轴孔204的表面设置为黑色。在实际应用中，同轴孔204的表面可涂刷黑色涂料或其他具有类似功能的材料。

进一步的，电子设备100还包括光发射单元205，光发射单元205内部设置有光源同轴孔206，光传输单元101的第一传输端插入光源同轴孔206内，光源同轴孔206内安装有光源200，光源200与光传输单元101的第一传输端相对。

具体的，光发射单元205可为圆柱体，也可为长方体，光发射单元205的形状可根据实际需求选用。在实际应用中，光发射单元205固定在需要进行参数信息检测的装置上，光发射单元205与滑动单元202之间存在一定距离，并且在需要进行参数检测的装置未产生参数变化时，光发射单元205与滑动单元202之间的距离小于光传输单元101的长度。光发射单元205内部设置有光源同轴孔206，光源同轴孔206为圆形孔，用于容纳光源200和光传输单元101的第一传输端。可选的，位于光源同轴孔206内的光传输单元101的轴线与光源同轴孔206的轴线位于同一条直线，光源同轴孔206的直径不小于光传输单元101的直径，以使光传输单元101更好地插入光源同轴孔206。光源200可为发光二极管，用于发射光线，则相应的光传输单元101为多模光纤并通过光传输单元101传输，进而由光探测单元102接收并转化为第一传感数据。光源200与光传输单元101的第一传输端相对，可使光源200发射的光纤更好地入射光传输单元101。在实际应用中，光源200与相对的光传输单元101的第二端的距离可根据实际需要选取，光源200也可紧贴光传输单元101的第二端。

进一步的，光传输单元101为塑料光纤。示例性的，光传输单元101包括纤芯和包层，并且外部设置有保护层，其中，纤芯材质可为聚甲基丙烯酸甲酯，包层材料可为氟化高聚物，保护层的材料可为聚乙烯。在实际应用中，光传输单元101可为阶跃型多模光纤，用于接收光源200发射的光信号。示例性的，光传输单元101的纤芯直径可为0.98mm(单位：毫米)，包层直径可为1.0mm，保护层直径可为2.2mm，光传输单元101的数值孔径可为0.5，光传输单元101的临界弯曲半径可为25mm；与之相应的，同轴孔204的直径可为2.3mm，同轴孔204的长度可为3mm，填充在同轴孔204靠近滑动单元202的开口的一端的缓冲材料203的长度可为1mm，其中，光传输单元101的直径、包层直径、保护层直径、光传输单元101的数值孔径、光传输单元101的临界弯曲半径、同轴孔204的直径和长度以及缓冲材料203的长度的取值均可根据实际情况进行调整。

进一步的，光探测单元102接收的光信号的波长与光源200发射的光信号的波长相同。光传输单元101是用于传输光信号的传输设备，光传输单元101的损耗会随着光信号的波长而变化，因此光探测单元102接收的光信号的波长应与光源200发射的光信号的波长相同，以提高测量光信号的光功率的准确性。示例性的，光探测单元102接收的光信号和光源200发射的光信号可为波长为650nm(单位：纳米)的红光。

其中，光传输单元101的直径较粗，因此可极大地降低光源200与光探测单元102之间的对接难度和续接损耗、降低电子设备100所需结构件的尺寸精度。光传输单元101的保护层直径较大，不需通过胶水再次进行密封，可增加电子设备100的舒适性。

示例性的，本实施例中的电子设备获取需要进行参数信息检测的电子设备的参数信息的过程如下：

获得光探测单元接收所得的光信号，其中，光传输单元的第二传输端与光探测单元的光信号接收端的间距可变，且光探测单元获得的光信号的强度随间距的变化而变化。

根据光探测单元接收所得的光信号生成对应的第一传感数据，第一传感数据的取值随光信号强度的变化而变化。

第一传感数据为根据光探测单元接收所得的光信号生成的电流信号和/或电压信号，分析电压信号和/或电流信号获得所接收的光信号的光功率信息。

根据光功率信息换算获得对应的第二传感数据，即为第一传感数据对应的第二传感数据，第二传感数据为位移数据和/或角度数据。

示例性的，通过光传输单元测量需要进行角度检测的装置的角度信息时，即需要进行角度检测的装置的角度变化从0度到90度，光探测单元接收的由光传输单元出射的光信号的光功率变化超过28000nW(单位：纳瓦)，若是按照0.01nW的功率分辨率计算，该光传输单元测量需要进行角度检测的装置的角度精度可达到0.00005度。

在本实用新型实施例中，一方面，通过光探测单元接收光传输单元出射的光信号并转化为第一传感数据，而光探测单元转化的第一传感数据与光传输单元和光探测单元之间的距离相关，因此数据分析单元根据第一传感数据生成第二传感数据，即通过分析第一传感数据即可获取第二传感数据的变化，而不需利用光谱仪或光纤光栅解调仪等设备进行解调，从而极大地降低该电子设备的生产成本。另一方面，光传输单元为塑料光纤，而塑料光纤的材质柔软、耐弯曲且生产成本低，电子设备主要用来采集待检测装置的参数信息，光传输单元会随着外力而弯曲，因此可提高电子设备的使用寿命并降低电子设备的生产成本。

参见图5和图6，图5是本实用新型提供的第三实施例中的数据手套的结构示意图，图6是本实用新型提供的第三实施例中的数据手套的剖面局部结构示意图。如图5和图6所示的数据手套包括手套主体结构301及如图1至图4所示实施例的电子设备100，电子设备100贴合手套主体结构301，手套主体结构301与操作者的手相配合，且在佩戴上数据手套的操作者的手指弯曲或伸直的过程中，电子设备100的光探测单元102的光信号接收端与光传输单元101的第二传输端之间的间距随之变化。

进一步的，电子设备100设置在手套主体结构301的手背侧的关节处。

进一步的，光源200和光探测单元201位于关节处的两侧，光传输单元101的第二传输端与光探测单元102的光信号接收端的距离随着关节处的弯曲或伸直而变化。

具体的，数据手套作为一种多模式的虚拟现实硬件，通过测量操作者手指各个指节的位置信息作为控制指令，进而有效控制机器人的机械手以及电子设备100虚拟场景中的虚拟手，为操作者提供有效的人机交互方式。其中，数据手套可测量操作者手指的掌指关节或指间关节等关节的位置信息。手套主体结构301与操作者的手相配合，安装在手套主体结构301的手背侧的关节处的电子设备100用于采集操作者的关节的弯曲角度信息。可选的，手套主体结构301的材料可为超纤材料，以使手套主体结构301具有良好的柔韧性和耐磨性，并贴合操作者的手指。在实际应用中，手套主体结构301的材料可根据实际需求而选用。可以理解的，数据手套是为了采集操作者的各个手指的关节的弯曲角度信息，因此手套主体结构301为分指手套。电子设备100安装在手套主体结构301上的掌指关节处，因此，手套主体结构301可为露指手套，也可为不露指手套。其中，手套主体结构301与操作者的手相配合，因此手套主体结构301的手指数量与操作者的手指数量可相同，也可不相同。在实际应用中，手套主体结构301的手指数量可随着实际需求而确定。

在实际应用中，操作者的手部的关节发生弯曲时，手套主体结构301随着操作者的手部的关节弯曲，固定在手套主体结构301的关节处的滑动单元202以及固定在滑动单元202内部的同轴孔204上的光探测单元102均随着手套主体结构301移动，即滑动单元202与手套主体结构301之间不发生相对运动，光探测单元102与滑动单元202之间不发生相对运动。光传输单元101的第二传输端插入滑动单元202的同轴孔204内，光传输单元101与滑动单元202之间发生相对运动，因此光传输单元101与光探测单元102之间发生相对运动，因此光传输单元101插入滑动单元202的长度随着操作者的手部的关节的弯曲而变化，即光传输单元101的第二传输端与光探测单元102的距离发生变化，与光传输单元101的第二传输端相对的光探测单元102接收到的光信号发生改变，光探测单元102转化的第一传感数据随之改变。其中，光探测单元102转化的第一传感数据可为电压值或电流值等参数，因此通过后续的数据分析单元201检测分析光探测单元102的电压值或电流值可得到光探测单元102接收到的光信号的光功率的改变，进而得到操作者的手指弯曲角度信息。

在本实用新型实施例中，数据手套主要用来采集操作者的手指弯曲角度信息，光传输单元会随着操作者的关节弯曲，通过光传输单元传输光信号，而光传输单元的材质柔软、耐弯曲且生产成本低，因此可提高数据手套的使用寿命并降低数据手套的生产成本。并且光信号接收端和第二传输端之间的距离与需要进行参数检测的装置的参数信息相关，光探测单元接收端的光信号的强度与光信号接收端和第二传输端之间的距离相关，光探测单元根据接收的光信号生成的数据与光探测单元接收的光信号的强度相关，因此后续通过分析光探测单元根据接收的光信号生成的数据即可获取需要进行参数检测的装置的参数信息的变化，而不需利用光谱仪或光纤光栅解调仪等设备进行解调，从而极大地降低电子设备的生产成本。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上为本实用新型所提供的电子设备和数据手套的描述，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：光传输单元和光探测单元；

所述光传输单元具有第一传输端和第二传输端，所述第一传输端连接光源；

所述光探测单元具有光信号接收端，所述光信号接收端与所述第二传输端相对，且所述光信号接收端与所述第二传输端之间的间距可变。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括数据分析单元，所述数据分析单元连接所述光探测单元。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括滑动单元和缓冲材料；

所述滑动单元内部设置有同轴孔，所述光传输单元的第二传输端插入所述滑动单元并进入所述同轴孔内，所述同轴孔内安装有所述光探测单元，所述光探测单元与所述光传输单元的第二传输端相对；

所述滑动单元的一侧设置为开口并与所述同轴孔相通，所述缓冲材料填充在所述同轴孔靠近所述开口的一端。

4.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述同轴孔的表面设置有黑色材料。

5.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括光发射单元，所述光发射单元内部设置有光源同轴孔，所述光传输单元的第一传输端插入所述光源同轴孔内，所述光源同轴孔内安装有所述光源，所述光源与所述光传输单元的第一传输端相对。

6.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述光传输单元为塑料光纤。

7.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述光探测单元接收的光信号的波长与所述光源发射的光信号的波长相同。

8.一种数据手套，其特征在于，包括手套主体结构及如权利要求1至7任一项所述的电子设备，所述电子设备贴合所述手套主体结构，所述手套主体结构与操作者的手相配合，且在佩戴上所述数据手套的操作者的手指弯曲或伸直的过程中，所述电子设备的光探测单元的光信号接收端与光传输单元的第二传输端之间的间距随之变化。

9.根据权利要求8所述的数据手套，其特征在于，所述电子设备设置在所述手套主体结构的手背侧的关节处。

10.根据权利要求9所述的数据手套，其特征在于，所述光源和所述光探测单元位于所述关节处的两侧，所述光传输单元的第二传输端与所述光探测单元的光信号接收端的距离随着所述关节处的弯曲或伸直而变化。