CN219798363U - 一种佩戴检测装置及头戴设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及头戴设备技术领域，公开了一种佩戴检测装置及头戴设备，其中装置包括自感自容pad、与自感自容pad电连接的阻抗测量电路、与阻抗测量电路电连接的信号处理电路、及提供工作电压的电源；自感自容pad由布设在线路板上的线路形成，自感自容pad根据佩戴状态具有对应的阻抗；阻抗测量电路用于测量自感自容pad的阻抗，并转换成对应的电压信号；信号处理电路用于处理并传输电压信号至头戴设备，头戴设备根据接收的电压信号检测出佩戴状态。可见，本实用新型采用内测自感自容pad来检测是否被佩戴，结构简单，成本低，即便在黑暗的环境中也不影响佩戴检测的准确性。

Description

一种佩戴检测装置及头戴设备

技术领域

本实用新型涉及头戴设备技术领域，尤其涉及一种佩戴检测装置及头戴设备。

背景技术

随着科技技术的不断突破，智能穿戴类的产品应用场景越来越多，对AR眼镜功能方面的要求也是越来越高，目前AR眼镜的功能应用给用户带来的体验感也是参差不齐，而希望使用最小的成本给用户带来最优的体验感是行业目标。

为提高用户对AR眼镜的佩戴体验感，有些AR眼镜配备了佩戴检测功能，就是当从眼镜盒中拿出打开佩戴到人脸上时，AR眼镜能够立刻感知到，并自动启动一些功能，比如显示主动打开、开机提示、语音交互等等功能。

目前，AR眼镜实现佩戴检测功能有很多方式，常见有以下两种：第一种是用户佩戴之后进行语音唤醒，相当于用户告知眼镜已经佩戴，这种方式在没有佩戴时，一样可以进行语音唤醒，满足不了用户的佩戴体验感；另一种是在AR眼镜上增加光感传感器，当AR眼镜被佩戴时，光感传感器通过感知外界环境光的变化来判定是否佩戴，此方式随满足佩戴体验感，但是结构复杂、成本高，还存在弊端，比如在周围环境光线比较暗时，很难通过光感传感器来检测佩戴状态。

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种近距离自感自容的佩戴检测装置及头戴设备，采用内测自感自容pad来检测佩戴状态，即便在黑暗的环境中也能够准确地检测佩戴状态。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种佩戴检测装置，包括自感自容pad、与所述自感自容pad电连接的阻抗测量电路、与所述阻抗测量电路电连接的信号处理电路、及提供工作电压的电源；所述自感自容pad由布设在线路板上的线路形成，所述自感自容pad根据佩戴状态具有对应的阻抗；所述阻抗测量电路用于测量所述自感自容pad的阻抗，并转换成对应的电压信号；所述信号处理电路用于处理并传输电压信号至头戴设备，所述头戴设备根据接收的电压信号检测出佩戴状态。

优选方式为，所述自感自容pad和所述阻抗测量电路电连接形成惠斯通电桥。

优选方式为，所述线路板为柔性板。

优选方式为，所述柔性板上面布设脉冲信号状线路形成所述自感自容pad。

优选方式为，所述阻抗测量电路包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一电阻的一端分别与所述自感自容pad的一端和所述电源电连接，所述第一电阻的另一端与所述第三电阻的一端电连接，所述第三电阻的另一端接地；所述第二电阻的一端与所述自感自容pad的另一端电连接，所述第二电阻的另一端接地；且所述第一电阻和所述第三电阻的连接端与所述信号处理电路的第一输入端电连接；所述自感自容pad的另一端与所述信号处理电路的第二输入端电连接。

优选方式为，所述装置还包括电连接的模数转换电路和控制电路，所述模数转换电路与所述信号处理电路的输出端电连接，所述控制电路与所述头戴设备电连接。

一种头戴设备，包括壳体，所述壳体内至少设有一个上述的佩戴检测装置。

优选方式为，每个所述佩戴检测装置的所述自感自容pad均设在所述壳体靠近耳部的内侧。

优选方式为，所述头戴设备为AR眼镜；所述壳体包括两腿镜腿，所述自感自容pad设在所述镜腿靠近耳部的内侧。

优选方式为，每个所述佩戴检测装置的所述自感自容pad沿所述镜腿的延伸方向设置。

采用上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

由于本实用新型的佩戴检测装置及头戴设备，其中佩戴检测装置包括自感自容pad、与自感自容pad电连接的阻抗测量电路、与阻抗测量电路电连接的信号处理电路、及提供工作电压的电源；其中，自感自容pad由布设在线路板上的线路形成，自感自容pad根据佩戴状态具有对应的阻抗；其中，阻抗测量电路用于测量自感自容pad的阻抗，并转换成对应的电压信号；其中，信号处理电路用于处理并传输电压信号至头戴设备，头戴设备根据接收的电压信号检测出佩戴状态。可见，本实用新型在不改变头戴设备的原有结构的基础之上，采用内测自感自容pad来检测头戴设备是否被佩戴，并且即便在黑暗的环境中也可准确地检测佩戴状态，结构简单、成本低。

由于线路板为柔性板，方便安装，降低制作和组装成本。

由于柔性板上面布设脉冲信号状线路形成自感自容pad，均匀布置线路，令自感自容pad阻抗变化更加明显。

由于阻抗测量电路包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，第一电阻的一端分别与自感自容pad的一端和电源电连接，第一电阻的另一端与第三电阻的一端电连接，第三电阻的另一端接地；第二电阻的一端与自感自容pad的另一端电连接，第二电阻的另一端接地；且第一电阻和第三电阻的连接端与信号处理电路的第一输入端电连接；自感自容pad的另一端与信号处理电路的第二输入端电连接，采集简单的电气元件，搭建惠斯通电桥，降低了成本，提高了检测精度。

由于每个佩戴检测装置的自感自容pad均设在壳体靠近耳部的内侧，头戴设备被佩戴时与自感自容pad距离最小，使自感自容pad上电荷量变化明显，检测更加准确。

由于每个佩戴检测装置的自感自容pad沿镜腿的延伸方向设置，令自感自容pad具有足够的感应面积，以便更加快速、准确地检测出佩戴状态。

综上所述，本实用新型解决了现有技术中头戴设备是否被佩戴检测方式结构复杂、成本高、受环境光线约束等技术问题；本实用新型采用内测自感自容pad来检测是否被佩戴，结构简单，成本低，即便在黑暗的环境中也能够准确地检测出佩戴状态，提升了用户体验。

附图说明

图1是本实用新型中自感自容pad和阻抗测量电路的示意图；

图2是本实用新型中信号处理电路、模拟转换电路和控制电路的示意图；

图中：1-线路板，2-自感自容pad。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，且不用于限定本实用新型。

如图1和图2所示，根据本实用新型第一方面的实施例，佩戴检测装置包括自感自容pad2、与自感自容pad2电连接的阻抗测量电路、与阻抗测量电路电连接的信号处理电路、及提供工作电压的电源。

其中，自感自容pad2由布设在线路板1上的线路形成，自感自容pad2根据佩戴状态具有对应的阻抗；其中，阻抗测量电路用于测量自感自容pad2的阻抗，并转换成对应的电压信号；其中，信号处理电路用于处理并传输电压信号至头戴设备，头戴设备根据接收的电压信号检测出佩戴状态。其中头戴设备可为AR眼镜等。

需要特别说明的是：头戴设备被佩戴时，用户皮肤与自感自容pad2之间的距离变小，此时自感自容pad2的阻抗为X1；头戴设备未被佩戴时,用户皮肤与自感自容pad2之间的距离变大，此时自感自容pad2的阻抗为X2，X1与X2具有明显差别。即自感自容pad2与用户皮肤之间的距离不同，自感自容pad2上的电荷量发生变化，导致自感自容pad2的阻抗方式变化。

本实用新型就是利用了上述变化、差别，来准确地检测头戴设备的佩戴状态，满足用户的佩戴体验，且不受环境光线的影响。

如图2所示，本实用新型的一些实施例中，自感自容pad2和阻抗测量电路电连接形成惠斯通电桥，采用惠斯通电桥可更加精确地测量出自感自容pad阻抗的变化。当然，阻抗测量电路不限上面所列举的，只要能够检测自感自容pad2阻抗即可。

如图1所示，阻抗测量电路包括第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3，第一电阻R1的一端分别与自感自容pad2的一端和电源VCC电连接，第一电阻R1的另一端与第三电阻R3的一端电连接，第三电阻R3的另一端接地GND；第二电阻R2的一端与自感自容pad2的另一端电连接，第二电阻R2的另一端接地GND；且第一电阻R1和第三电阻R3的连接端与信号处理电路的第一输入端电连接；自感自容pad2的另一端与信号处理电路的第二输入端电连接。

如图1和图2所示，信号处理电路包括运算放大器U1，运算放大器U1的反向输入端经第四电阻R4与自感自容pad2和第二电阻R2的连接端(Vp)电连接，运算放大器U1的正向输入端与第一电阻R1和第三电阻R3的连接端(Vref)电连接，运算放大器U1的输出端经过滤波电容C1输出不同佩戴状态对应的电压信号。

本实用新型的一些实施例中，线路板1为柔性板，方便安装，降低制作和组装成本，还可降低对头戴设备原有结构的改变。优选地，如图1所示，在线路板1上面布设脉冲信号状的线路来形成自感自容pad2，此布线方式令走线均匀布置，自感自容pad2的阻抗变化更加明显，检测更加准确。

如图2所示，本实用新型的一些实施例中，佩戴检测装置还包括模数转换电路和控制电路，模数转换电路与控制电路电连接。模数转换电路与信号处理电路的输出端电连接，控制电路与头戴设备电连接。此时，佩戴检测装置利用控制电路，可直接判断出头戴设备的佩戴状态，无需头戴设备再进行判断，进一步减少了头戴设备的改变。

本实用新型的头戴设备被佩戴后，壳体内的自感自容pad2的电荷量发生变化，该变化令自感自容pad2的阻抗发生变化，惠斯通电桥测量到此时的阻抗后，转换成对应的电压信号，传输至运算放大器U1，经过运算放大器U1放大后，传输至模数转换电路，模数转换电路将模拟信号转换成数字信号后传输至控制电路，控制电路可为但不限于STM32系列单片机，控制电路输出对应的佩戴状态信号至头戴设备，头戴设备自动开机、自动显示等功能。因本实用新型所采用的自感自容pad2不受环境光线影响，使本实用新型能够准确可靠地检测佩戴状态，满足用户使用需求。

根据本实用新型第二方面的实施例，头戴设备包括壳体，壳体内至少设有一个本实用新型第一方面的佩戴检测装置。具体地，每个佩戴检测装置的自感自容pad2设在壳体靠近耳部的内侧，此处的壳体靠近耳部是指头戴设备佩戴时靠近耳部的位置。

头戴设备为AR眼镜，AR眼镜的壳体包括两腿镜腿，自感自容pad2设在镜腿靠近耳部的内侧。

一些实施例中，为了增大自感自容pad2的感应面积，令每个佩戴检测装置的自感自容pad2沿镜腿的延伸方向设置，且在线路板1上尽量设置足够长的走线，以便佩戴和未佩戴时，自感自容pad2具有差别比较大的阻抗，令检测更加准确、灵敏。

另外，佩戴检测装置中的控制电路可集成在头戴设备的控制单元上，降低了成本。

以上仅为所述本实用新型的较佳实施例而已，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、等同一种佩戴检测装置及头戴设备的改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种佩戴检测装置，其特征在于，包括自感自容pad、与所述自感自容pad电连接的阻抗测量电路、与所述阻抗测量电路电连接的信号处理电路、及提供工作电压的电源；

所述自感自容pad由布设在线路板上的线路形成，所述自感自容pad根据佩戴状态具有对应的阻抗；

所述阻抗测量电路用于测量所述自感自容pad的阻抗，并转换成对应的电压信号；

所述信号处理电路用于处理并传输电压信号至头戴设备，所述头戴设备根据接收的电压信号检测出佩戴状态。

2.根据权利要求1所述的佩戴检测装置，其特征在于，所述自感自容pad和所述阻抗测量电路电连接形成惠斯通电桥。

3.根据权利要求1所述的佩戴检测装置，其特征在于，所述线路板为柔性板。

4.根据权利要求3所述的佩戴检测装置，其特征在于，所述柔性板上面布设脉冲信号状线路形成所述自感自容pad。

5.根据权利要求1至4任一项所述的佩戴检测装置，其特征在于，所述阻抗测量电路包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一电阻的一端分别与所述自感自容pad的一端和所述电源电连接，所述第一电阻的另一端与所述第三电阻的一端电连接，所述第三电阻的另一端接地；

所述第二电阻的一端与所述自感自容pad的另一端电连接，所述第二电阻的另一端接地；

且所述第一电阻和所述第三电阻的连接端与所述信号处理电路的第一输入端电连接；所述自感自容pad的另一端与所述信号处理电路的第二输入端电连接。

6.根据权利要求5所述的佩戴检测装置，其特征在于，所述装置还包括电连接的模数转换电路和控制电路，所述模数转换电路与所述信号处理电路的输出端电连接，所述控制电路与所述头戴设备电连接。

7.一种头戴设备，其特征在于，包括壳体，所述壳体内至少设有一个权利要求1至6任一项所述的佩戴检测装置。

8.根据权利要求7所述的头戴设备，其特征在于，每个所述佩戴检测装置的所述自感自容pad均设在所述壳体靠近耳部的内侧。

9.根据权利要求7所述的头戴设备，其特征在于，所述头戴设备为AR眼镜；

所述壳体包括两腿镜腿，所述自感自容pad设在所述镜腿靠近耳部的内侧。

10.根据权利要求9所述的头戴设备，其特征在于，每个所述佩戴检测装置的所述自感自容pad沿所述镜腿的延伸方向设置。