專利名稱：皮膚接觸檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種皮膚接觸檢測器。本發(fā)明還涉及一種個人護(hù)理裝置。
背景技術(shù)：
皮膚接觸傳感器可以用來檢測對象附近皮膚的存在。皮膚接觸傳感器示例類別是電阻皮膚接觸傳感器。電阻接觸傳感器可以包括分壓器。在這樣的電阻接觸傳感器中，t匕較和分析不同電阻器的電壓降。然而電阻接觸傳感器特別是在它用來檢測皮膚接觸時易出故障。更好的選擇是使用電容傳感器，該電容傳感器評估和測量在皮膚上的兩個或者更 多電極之間的電容。電容值的測量一般比電阻器值的測量更復(fù)雜。WO 2008/129324公開一種裝置，該裝置包括a) —組探測器，每個探測器具有布置成同時觸摸皮膚并且限定皮膚上的預(yù)定圖案的頂端，至少一個探測器被布置成發(fā)送脈沖式電信號，并且至少一個探測器被布置成接收發(fā)送的電信號山)信號檢測器，用于檢測該或者每個接收的電信號；c)用于比較根據(jù)來自信號檢測器的至少一個檢測的信號獲得的數(shù)值與至少一個預(yù)定數(shù)值的裝置；以及d)用于在根據(jù)所述檢測的信號獲得的所述值與預(yù)定數(shù)值相差多于預(yù)定數(shù)量時提供輸出的裝置。如果預(yù)定值是電壓，則優(yōu)選的是范圍的最小值在對于皮膚而言已知的最小值以上。如果預(yù)定值涉及電容，則預(yù)定值優(yōu)選地基于用于達(dá)到閾值的流逝時間。用于比較的裝置包括微處理器和用于存儲閾值的存儲裝置。該裝置用來控制用于局部治療各種皮膚狀況的密集脈沖式光設(shè)備并且影響非所需毛發(fā)生長。該裝置包括多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和微處理器。

發(fā)明內(nèi)容
具有一種改進(jìn)的皮膚接觸檢測器將是有利的。為了更好地解決這一問題，本發(fā)明的第一方面提供一種皮膚接觸檢測器，該皮膚接觸檢測器包括信號生成器，配置成生成電觸發(fā)信號；參考電路，包括電容和電阻，配置成根據(jù)觸發(fā)信號生成參考信號；探測器，由皮膚可觸摸，其中探測器被配置成根據(jù)觸發(fā)信號測量皮膚響應(yīng)信號；以及比較器，配置成比較皮膚響應(yīng)信號與參考信號以便生成指示皮膚接觸的信號。皮膚響應(yīng)信號依賴于與探測器電接觸的任何電阻和電容。當(dāng)人體觸摸探測器時，電阻器和/或電容改變，因而在探測器測量的信號改變。為參考電路選擇的電阻和電容充當(dāng)皮膚的電性質(zhì)的簡化模型。因而通過比較皮膚響應(yīng)信號與參考信號，用相同電路測試皮膚的電容和電阻二者。這與僅電容或者僅電阻的測試相比提高皮膚接觸檢測的可靠性。另夕卜，限制電零件數(shù)目。無需處理單元?？梢杂孟鄬唵坞娏慵崿F(xiàn)該系統(tǒng)。參考電路的電容可以代表皮膚電容的下界，并且參考電路的電阻可以代表皮膚電阻的上界。皮膚的電容通常大于包圍探測器的空氣的電容。另外，皮膚的電容通常低于包圍探測器的空氣的電阻。由于這一點，當(dāng)將皮膚帶到探測器附近時，探測器的電容增加并且在探測器的電阻減少。當(dāng)在空氣和皮膚的對應(yīng)值之間選擇電容和電阻時，可以使用它們作為用于檢測皮膚接觸的閾值。參考信號與皮膚響應(yīng)信號之差的符號可以然后在使皮膚與探測器接觸時互換。這允許容易檢測皮膚。比較器可以被配置成比較皮膚響應(yīng)信號的電壓與參考信號的電壓?？梢韵鄬θ菀椎赜玫统杀玖慵容^信號的電壓。另外，電壓對觸發(fā)信號的響應(yīng)受電容和電阻二者影響。增加的電容至少暫時在觸發(fā)脈沖開始之后使電壓比參考信號更慢上升，這與參考信號相比降低電壓。降低的電阻也使 皮膚響應(yīng)信號的電壓更低。在皮膚響應(yīng)信號中合計增加的電容和降低的電阻所引起的效果，這可以造成皮膚響應(yīng)信號的明顯更低電壓。可以并聯(lián)布置參考電路的電容和電阻。這一布置提供人類皮膚的電性質(zhì)的模型，因為人類皮膚也具有并聯(lián)電容和電阻。這樣，參考信號的形狀較好地擬合皮膚響應(yīng)信號。該系統(tǒng)可以包括又一參考電路，包括又一電容和又一電阻，配置成根據(jù)觸發(fā)信號生成又一參考信號，其中又一電容代表皮膚電容的上界，并且其中又一電阻代表皮膚電阻的下界。這樣，獲得兩個參考信號，這些參考信號代表在皮膚接觸的情況下的預(yù)計電容和電阻值的邊界情況。這改進(jìn)了檢測，因為它實現(xiàn)區(qū)分皮膚接觸和與高度傳導(dǎo)的材料或者很高電容對象的接觸。該系統(tǒng)可以包括又一比較器，配置成比較皮膚響應(yīng)信號與又一參考信號；以及輸出信號生成器，用于生成輸出，該輸出指不皮膚響應(yīng)信號是否在參考信號與又一參考信號之間。兩個參考信號可以代表在皮膚接觸的情況下的皮膚響應(yīng)信號(例如，電壓)的上界和下界。這可以使用又一比較器和輸出信號生成器來高效處置。電觸發(fā)信號可以包括周期脈沖信號。這樣的周期脈沖信號生成參考信號和皮膚響應(yīng)信號，該皮膚響應(yīng)信號具有依賴于電容的斜率和依賴于電阻的收斂值。這允許同時并且與一個電路比較兩個性質(zhì)。另外，周期性允許按照規(guī)律時間間隔測試斜率(即，電容)。周期性脈沖信號的示例是時鐘信號。該系統(tǒng)可以包括又一探測器，由皮膚可接觸并且配置成在皮膚的不同部位根據(jù)觸發(fā)信號測量又一皮膚響應(yīng)信號；以及又一比較器，配置成比較又一皮膚響應(yīng)信號與參考信號；以及輸出信號生成器，配置成根據(jù)比較器和又一比較器的輸出來生成皮膚觸摸輸出。這提供更可靠的測量。另外，它允許測試在探測器與又一探測器之間的區(qū)域是否接近皮膚。這樣，可以實現(xiàn)對具有皮膚接觸傳感器的設(shè)備的更準(zhǔn)確定位。該系統(tǒng)還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時實現(xiàn)與手的電連通。這是一種提供接地的便利方式。無需單獨接地的探測器。例如接地可以被布置用于通過表面實現(xiàn)與手的電容連接。該系統(tǒng)還可以包括殼,其中表面包括殼的外表面的至少一部分。這是例如用于手持裝置的便利布置，該手持裝置可以通過抓握裝置的表面來持有。它也可以用于更大裝置，這些裝置可以例如包括抓握元件或者可觸摸表面。探測器可以包括從殼突出的傳導(dǎo)材料。這一布置有助于探測器與皮膚表面的接觸。該系統(tǒng)還可以包括開關(guān)，與比較器操作地耦合并且配置成根據(jù)比較器的輸出來控制對皮膚具有影響的動作。這樣，可以使動作以皮膚的恰當(dāng)定位為條件。這可以增加安全性。該系統(tǒng)還可以包括電磁脈沖或者光的源，其中開關(guān)被配置成控制電磁脈沖或者光的源。這樣，可以在無檢測到與皮膚接觸時抑制脈沖或者光。光源可以包括激光光源。本發(fā)明的另一方面提供一種包括如闡述的用于檢測皮膚接觸的系統(tǒng)的個人護(hù)理裝置。這允許根據(jù)存在有效皮膚接觸來控制個人護(hù)理裝置的操作。


參照下文描述的實施例，本發(fā)明的這些和其它方面將變得清楚并且將得以被闡明。在附圖中圖I是用于檢測皮膚接觸的系統(tǒng)的一個實施例的框圖；圖2是用于檢測皮膚接觸的系統(tǒng)的又一實施例的框圖； 圖3示出了在無效皮膚接觸檢測的情況下的信號的圖形；圖4示出了在有效皮膚接觸檢測的情況下的信號的圖形；圖5是包括兩個參考電路的一個實施例的框圖；圖6是與圖5對應(yīng)的狀態(tài)圖；圖7是包括多個皮膚接觸探測器的一個實施例的框圖；以及圖8是在使用中的家用護(hù)理設(shè)備的略圖。
具體實施例方式在本說明書中，尤其地公開了一種皮膚接觸傳感器解決方案，該解決方案利用皮膚的電阻和電容性質(zhì)二者以提高皮膚接觸檢測可靠性。另外，使用相對小數(shù)目的電零件。兩種測量原理可以由相同電路評估。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常已經(jīng)實施兩個(或者更多)不同解譯電路以測量接觸傳感器的電阻和電容改變。皮膚接觸傳感器可以包括電阻參考元件和電容參考元件。可以通過比較元件來比較這些元件與皮膚接觸元件。參考元件和皮膚接觸元件可以由周期性觸發(fā)信號如時鐘(CLK)或者脈寬調(diào)制(PWM)信號(可以容易由微控制器或者由其它裝置提供)供電。參考元件和皮膚接觸傳感器的輸出可以由單個比較元件如比較器、運算放大器或者直接由微控制器比較。電阻參考元件和皮膚接觸元件的電壓降依賴于電阻(和觸發(fā)信號的幅度)。除了電阻評估之外，還可以比較皮膚接觸傳感器的電容特性與電容參考元件。為此，相同比較元件可以用來測量皮膚接觸傳感器和電容參考元件的時間常數(shù)之差。由于所用CLK或者PWM信號的快速瞬態(tài)行為，可以通過測量在參考元件和皮膚接觸元件的瞬態(tài)響應(yīng)電壓之間的電壓差來評估電容值。如果皮膚接觸傳感器的電容值高于參考元件的電容值，則皮膚接觸元件的時間常數(shù)高于來自參考元件的時間常數(shù)。在這一情況下，皮膚接觸元件的電壓將暫時低于參考元件的電壓，這可以由比較器檢測。由于可以使用電阻和電容參考元件，所以可以通過設(shè)置參考元件的電阻和電容來完成皮膚接觸傳感器的校準(zhǔn)。這樣可以實現(xiàn)不同“皮膚接觸檢測場景”(例如全接觸、部分接觸、僅與身體乳液的有效接觸、僅與濕潤皮膚的有效接觸、僅與干燥皮膚的有效接觸、…)。
圖I圖示了用于檢測皮膚接觸的系統(tǒng)或者皮膚接觸檢測器。該系統(tǒng)包括由皮膚可觸摸的用于測量皮膚響應(yīng)信號的探測器11。該系統(tǒng)還包括用于生成電觸發(fā)信號的信號生成器9。這一觸發(fā)信號可以包括例如從零伏特到+5伏特的階躍函數(shù)?？梢允褂闷渌魏蔚挠|發(fā)信號。非恒定觸發(fā)信號有利于測量電容。信號生成器9操作地連接到探測器11。因而，皮膚響應(yīng)信號依賴于觸發(fā)信號。信號生成器9可以操作地連接到包括電容和電阻的參考電路10，該參考電路用于根據(jù)觸發(fā)信號生成參考信號?？梢栽谛盘柹善?與探測器11之間提供附加電路5。探測器11和參考電路10操作地連接到比較器4。比較器4比較皮膚響應(yīng)信號與參考信號?？梢栽谔綔y器11與比較器4之間提供一些附加電路6。比較器的輸出可以指示皮膚接觸。為了進(jìn)一步改進(jìn)皮膚接觸檢測，AND門7可以具有比較器的和信號生成器的輸出作為輸入。這允許在輸出信號8中僅考慮信號的相關(guān)部分。AND門的功能可以例如由微控制器提供。參考電路10的電容可以代表皮膚電容下界。參考電路10的電阻可以代表皮膚 電阻上界。接地12可以實施為在皮膚接觸的情況下也由皮膚觸摸的又一探測器。圖2圖示了用于檢測皮膚接觸的系統(tǒng)的更詳細(xì)示例。已經(jīng)在各圖中用相同標(biāo)號標(biāo)注相似項。參考電路10包括與電容Ckef并聯(lián)的電阻RPkef。另一電阻RSkef與電阻RPkef和電容C-串聯(lián)布置。在這一示例中，附加電路5包括分壓器，該分壓器包括電阻RSskin和電阻Rskin，后一電阻Rskin連接到接地，并且探測器布置于電阻RSskin與電阻Rskin之間。如在附圖中借助虛線對象所示，連接到探測器的皮膚可以在電性上表現(xiàn)為可變電阻RPskin和并聯(lián)可變電容CSKIN。如參照圖I描述的那樣，參考電路10的電容Ckef可以代表皮膚電容下界，并且參考電路10的電阻RPkef可以代表皮膚電阻上界。比較器4被布置用于比較皮膚響應(yīng)信號的電壓與參考信號的電壓。所得信號0UT_C0MP和信號生成器9的輸出可以例如在AND門7中組合以獲得最終輸出信號8。 可以提供兩個探測器，一個探測器是皮膚接觸探測器11，并且另一探測器連接到接地。這對于圖I和圖2二者而言成立。然而這如在本說明書中的別處描述的那樣并非是限制。兩個探測器可以布置于彼此旁邊，從而兩個探測器可以在皮膚觸摸探測器時產(chǎn)生電接觸。皮膚接觸傳感器和參考元件由觸發(fā)信號供給以獲得參考元件和皮膚接觸傳感器的瞬態(tài)響應(yīng)。可以在從皮膚接觸元件11獲得的信號中觀測兩個主要信號參數(shù)Δ Uskin 根據(jù)皮膚的電阻(RPskin)的到接地的電壓降。Δ Tskin :根據(jù)皮膚的電容(Cskin)的瞬態(tài)響應(yīng)上升時間?？梢栽诟鶕?jù)參考電路10獲得的信號中觀測對應(yīng)的信號AUeef :根據(jù)參考元件10的電阻(RPkef)的到接地的電壓降。Δ τ REF :根據(jù)參考元件10的電容(Ckef)的瞬態(tài)響應(yīng)上升時間。只要皮膚值(AUskin,Δ Tskin)高于參考值(AUkef, Δ τ KEF)，比較元件4的輸出是“低”。只要皮膚值(AUskin, Δ Tskin)低于參考值(AUeef, Δ tkef)，比較元件4的輸出是“高”。然而，這并非限制。例如，可以通過互換比較器與皮膚接觸探測器11和參考電路10的連接來互換“高”和“低”狀態(tài)的含義。包括限定串聯(lián)電阻器(RSkef)和限定電容(Ckef)的參考元件可以形成低通濾波器，該低通濾波器具有來自CLK信號的限定瞬態(tài)響應(yīng)上升時間(Λ τ I REF))?？梢员容^這一瞬態(tài)響應(yīng)上升時間與由來自相同CLK信號的限定串聯(lián)電阻器(RSskin)和可變電容(Cskin)形成的低通濾波器的可變瞬態(tài)響應(yīng)上升時間(Λ tskin)。這里，可變電容(Cskin)指代與探測器11接觸或者非常靠近探測器11的身體(皮膚)的電容。這是可變的，因為電容(Cskin)依賴于皮膚是否與探測器接觸，并且它還依賴于皮膚的性質(zhì)和皮膚上的任何物(比如水或者凝膠)?？梢杂杀容^器檢測不同響應(yīng)時間，因為將存在有與不同上升時間關(guān)聯(lián)的至少暫時電壓差。附加限定并聯(lián)電阻器(RPkef)可以與限定串聯(lián)電阻器RSkef —起引起具體參考電勢差(AUkef)。皮膚也具有(可變)電阻RPskin，該電阻RPskin與串聯(lián)電阻器RSskin—起引起可以與參考電勢差(AUkef)比較的可變電勢差(AU ^ SKIN))。皮膚的電容和電阻引起的上升時間差和電勢差合計成在與皮膚接觸關(guān)聯(lián)的電壓與無皮膚接觸的電壓之間增加的差值。只要比較器的負(fù)輸入(SKIN)上的電壓值高于正輸入(REF)的電壓值，比較器的輸出(0UT_CMP)便處于值“低”(這是在RPskin高于RPkef以及/或者Cskin低于Ckef時的情況)。如果比較器的負(fù)輸入(SKIN)上的電壓值低于正輸入(REF)的電壓值，則比較器的輸 出(0UT_CMP)切換成值“高”(這是在RPskin低于RPkef以及/或者Cskin高于Ckef時的情況)。然而，這僅為示例性布置。SKIN和REF信號可以交換，這將造成信號的取非以及“高”和“低”情形的互換。當(dāng)電路在它的正常工作操作中時，皮膚接觸探測器11以及參考電路10可以由相同CLK信號供應(yīng)。參考電路10的電子零件(在圖2的示例中為RSkef、RPeef和Ckef)引起限定電阻電壓降(AU1REF)和限定瞬態(tài)上升時間行為(△ τ ^ REF).雖然皮膚接觸電路13的電子零件(RSskin、Rskin、RPskin和Cskin)可以引起電阻電壓降(Al SKIN)和瞬態(tài)上升時間行為(Λ τ ^ SKIN).但是值RPskin和Cskin可變并且由皮膚限定。如果在探測器11與接地(GND)之間不存在皮膚接觸，則附加值RPskin很高(=開路)并且附加電容Cskin很低(=低介電率(specific dielectric))。圖3示出了兩個圖形，這些圖形圖示了如果皮膚接觸無效時的電壓效果。注意圖形僅為略圖并且未按比例繪制。具體而言，不同圖形的比例不相同。圖3的上圖形示出了參考元件和皮膚接觸傳感器的瞬態(tài)信號行為的示例。只要無有效皮膚接觸，Cskin很低，因此皮膚接觸傳感器(SKIN)的瞬態(tài)上升時間低于參考元件(REF)的瞬態(tài)上升時間。在比較器輸入之間的電壓差(AU)引起負(fù)(=低)輸出(0UT_CMP)，因為皮膚接觸傳感器的電壓在時鐘脈沖期間高于參考元件的電壓。AND門7在無時鐘脈沖時丟棄差異信號。圖3的下圖形示出了參考元件和皮膚接觸傳感器的示例電阻信號行為的略圖。只要沒有有效皮膚接觸，RPskin很高，因此皮膚接觸傳感器(SKIN)的輸出電壓高于參考元件(REF)的輸出電壓。在比較器輸入之間的電壓差(AU)引起負(fù)(=低)輸出(0UT_CMP)，因為皮膚接觸傳感器的電壓高于參考元件的電壓。如果CLK信號改變成低狀態(tài)，則仍然有在比較器輸入之間的正電壓差，從而比較器輸出(0UT_CMP)保持停留于負(fù)(=低)值。圖4示出了與皮膚接觸有效(S卩，存在與探測器11接觸的皮膚)這樣的情況對應(yīng)的圖形。注意圖形僅為略圖并且未按比例繪制。具體而言，不同圖形的比例不相同。圖4的上圖形示出了參考電路(REF)和皮膚接觸電路(SKIN)的示例瞬態(tài)信號行為的略圖。當(dāng)存在有效皮膚接觸時，Cskin高于無有效皮膚接觸時?？梢赃x擇Ckef使得在皮膚接觸的情況下Cskin高于CKEF。因而皮膚接觸電路的瞬態(tài)上升時間(SKIN)比參考元件(REF)的瞬態(tài)上升時間更長。在比較器輸入之間的負(fù)電壓差(-AU)引起比較器的正(=高)輸出(OUT_CMP)，因為皮膚接觸電路的電壓低于參考電路的電壓。雖然時鐘脈沖的結(jié)束可以是瞬態(tài)下降時間的開始，其中皮膚接觸電路(SKIN)的電壓高于參考電路(REF)的電壓，但是可以借助AND門7丟棄這一點對比較器的輸出的影響。圖4的下圖形示出了參考元件和皮膚接觸傳感器的電阻信號行為略圖。當(dāng)存在有效皮膚接觸時，RPskin低于無皮膚接觸時。具體而言，可以選擇參考電路中的電阻RPkef使得皮膚接觸傳感器(SKIN)的輸出電壓低于參考元件(REF)在皮膚接觸的情況下的輸出電壓。在比較器輸入之間的負(fù)電壓差(-AU)引起比較器正(=高)輸出(0UT_CMP)，因為皮膚接觸傳感器的電壓低于參考元件的電壓。如果CLK信號改變成低狀態(tài)，則可能仍然有在比較器輸入之間的負(fù)電壓差，從而比較器輸出(0UT_CMP)停留于正(=高)值。0UT_CMP值將在高電平停留多久取決于參考元件的電容放電行為。在該圖中可見，0UT_CMP值略微減少它的電壓電平。然而如果應(yīng)用AND門7，則這可以無關(guān)。AND門7可以是單獨電子零件。它也可以在微控制器、PGA、FPGA、邏輯陣列上或者以別的方式實施。如果皮膚接觸有效，則AND門的輸出(OUTPUT)可以具有與時鐘信號近乎 相同的行為。皮膚接觸在皮膚接觸傳感器的電容高于和/或皮膚接觸傳感器的電阻低于參考元件的電容和電阻器值時有效。如果皮膚接觸無效，則OUTPUT信號恒定于值低。皮膚接觸傳感器的校準(zhǔn)可以允許實現(xiàn)不同“皮膚接觸場景”。例如僅可以在以下接觸中的任一接觸的情況下有效檢測皮膚接觸全接觸、部分接觸、僅與皮膚上的身體乳液的有效接觸、僅與濕潤皮膚的有效接觸、僅與干燥皮膚的有效接觸。可以通過調(diào)整或者交換參考電路的電子零件(RSkef、RPkef和Ckef)來執(zhí)行這一校準(zhǔn)。為此，參考電路的電子零件可以可變。除此之外或者可替換地，可以實現(xiàn)各自按照這些場景中的不同場景校準(zhǔn)的多個參考電路10和對應(yīng)的比較器4以支持在不同種類的皮膚接觸的情況下生成不同控制信號。多個參考電路10和對應(yīng)的比較器4也可以用來改進(jìn)皮膚接觸檢測。例如，在皮膚接觸傳感器例如暴露于很高電容或者低歐姆的表面時，避免有效皮膚接觸信號。這樣的情形也可能出現(xiàn)于皮膚接觸由水覆蓋或者短接時。圖5示出了用于檢測皮膚接觸的系統(tǒng)的框圖。如前文所述，相似項已經(jīng)在各圖中用相同標(biāo)號指示。皮膚接觸電路13和參考電路10以及比較器4與針對圖2描述的電路和比較器相似。為了清楚，已經(jīng)用下標(biāo)I指示參考電路10的電子零件。圖5的系統(tǒng)也包括用于根據(jù)觸發(fā)信號生成又一參考信號的又一參考電路14,該參考電路14包括又一電容(Ckef2)和又一電阻(RPref2)，該觸發(fā)信號可以是時鐘9的時鐘信號。如上文描述的那樣，這又一參考電路14可以在不同應(yīng)用中能夠檢測多個接觸場景或者提高檢測的質(zhì)量。在圖5的布置中，該系統(tǒng)檢測皮膚接觸電路13的信號是否在兩個參考電路的參考信號之間。然而這并非限制。比較器4和比較器15的其它布置以及輸出信號生成器7的其它布置也是可能的。在本布置中，又一電容(Ckef2)代表皮膚電容的上界,并且又一電阻(RPkeke)代表皮膚電阻的下界。該系統(tǒng)包括用于比較皮膚響應(yīng)信號(SKIN)與又一參考信號(REF2)的又一比較器15。該系統(tǒng)還包括用于生成輸出的輸出信號生成器7，該輸出指示皮膚響應(yīng)信號是否在參考信號與又一參考信號之間。如圖中所示，輸出信號生成器7可以是AND門。然而，這并非限制。附加參考電路可以限定最低允許皮膚電阻(RPkef2)和最大允許皮膚電容(Ckef2)。如果皮膚電阻變成小于RPeef2值或者皮膚電容超過Ckef2值，則比較器15 (C0MP2)的輸出下降至值低，并且AND門的輸出(OUTPUT)變成值低。為此，又一參考電路14耦合到又一比較器15的負(fù)輸入。然而，這并非限制。也有可能將又一參考電路14連接到正輸入。這可以用來實施其它功能。另外它可以由恰當(dāng)配置的輸出信號生成器7校正。圖6圖示了圖5中所示皮膚檢測電路的“有效狀態(tài)圖”的略圖。水平軸代表皮膚電阻(RPskin)，并且豎軸代表皮膚電容(Cskin)?？梢奀kef2 > Ceefi并且RPeefi > RP顯。如果Cskin低于Ckefi以及/或者RPskin高于RPkefi，則皮膚檢測電路的輸出是“無效”或者“低”(在該圖中為狀態(tài)I)。如果Cskin高于Ckefi并且低于Ckef2以及/或者RPskin低于RPkefi并且高于RPkef2，則皮膚檢測電路的輸出是“有效”或者“高”(在該圖中為狀態(tài)2)。如果Cskin高于Ceef2以及/或者RPskin低于RP·，則皮膚檢測電路的輸出是“無效”或者“低”(在該圖中為狀態(tài)3)。圖7示出了皮膚接觸檢測器的簡化圖，該皮膚接觸檢測器包 括均由皮膚可觸摸的用于根據(jù)觸發(fā)信號測量皮膚響應(yīng)信號的探測器Pl和又一探測器P2。這些探測器Pl和探測器P2可以在裝置的表面上布置于彼此旁邊以探測皮膚的兩個或者更多不同部位。探測器Pl連接到電路16，并且探測器P2連接到電路18。這些電路16和電路18可以具有與圖2中所示相似的結(jié)構(gòu)，且具有用于比較皮膚響應(yīng)信號與參考信號的比較器4。這些電路可以具有單獨參考電路或者可以共享相同參考電路。電路16和電路18的輸出信號OUTl和輸出信號0UT2可以對應(yīng)于0UT_CMP或者圖2的輸出信號8。輸出信號OUTl和輸出信號0UT2在可以是AND門的輸出信號生成器17中組合以獲得輸出皮膚接觸信號19。皮膚接觸檢測器在這一情況下包括多個皮膚接觸探測器P1、P2、…。有可能如該圖中所示將這一系統(tǒng)擴(kuò)展成多于兩個探測器P1、P2。皮膚接觸探測器可以具與之連接用于檢測任何皮膚接觸的電路13、16。每個皮膚接觸探測器(P1、P2、…)的所得信號(0UT1、0UT2、…)在輸出信號生成器17中組合。如所不,輸出信號生成器17可以包括AND門，如果每個個別探測器的所得信號(0UT1、0UT2、…)指示有效皮膚接觸，則該AND門僅輸出有效皮膚接觸信號。CPl和CP2代表經(jīng)由皮膚與皮膚接觸檢測系統(tǒng)的接地的電容連接。如在下文示例中說明的那樣，接地可以連接到又一探測器或者可以被不同地實施。圖8圖示了在個人護(hù)理裝置20中使用的皮膚接觸傳感器。個人護(hù)理裝置20包括觸摸皮膚表面21 (如臉部皮膚)的兩個探測器P1、P2。如電容CPl和電容CP2( “散布電容”)示意地代表的那樣，皮膚21的被觸摸部分與相同人的手22電接觸。如上文描述的那樣，探測器Pl和探測器P2連接到用于檢測皮膚接觸的電路。如所示，這一電路在這一示例中實施于印刷電路板(PCB)上。皮膚接觸傳感器的接地(GND)可以連接到個人護(hù)理裝置20的歧管(manifold)殼上，并且如符號CGND示意地所示與手22產(chǎn)生至少電容連接。殼可以由非傳導(dǎo)材料制成。殼因此包括用于手持以持有個人護(hù)理裝置20的表面，其中接地連接到該表面。一般而言，接地被布置用于在手持表面時例如借助電容連接實現(xiàn)與手的電連通。探測器Pl和探測器P2如圖所示可以從殼突出。探測器也可以未突出。它們也可以包括傳導(dǎo)材料。接地也可以實施為由與Pl和P2相似的傳導(dǎo)材料制成的探測器，而不是如圖8中那樣經(jīng)由抓握表面來實施。一般而言，用于檢測皮膚接觸的系統(tǒng)可以用來控制裝置的操作。例如開關(guān)可以與比較器操作地耦合用于控制裝置的動作、比如生成光信號或者聽覺信號。動作可以對皮膚具有影響以例如執(zhí)行皮膚治療。用于檢測皮膚接觸的系統(tǒng)可以用來借助開關(guān)控制電磁脈沖或者光的源。無論何時需要檢測完全、部分或者特殊種類的皮膚接觸都可以使用描述的系統(tǒng)。例如，它可以用于皮膚護(hù)理裝置中。這樣的皮膚護(hù)理裝置可以包括高功率閃光源(或者一般而言為電磁脈沖或者光的源)或者高功率激光光源?？梢允褂闷つw接觸傳感器的輸出來控制這樣的源。例如，皮膚接觸傳感器可以用作安全措施。可以僅在檢測到皮膚接觸的情況下激活能量源。應(yīng)當(dāng)注意上文提到的實施例舉例說明而不是限制本發(fā)明并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠設(shè)計許多替代實施例而未脫離所附權(quán)利要求的范圍。在權(quán)利要求中，置于括號之間的任何參考標(biāo)記不應(yīng)解釋為限制權(quán)利要求。使用動詞“包括”及其變形未排除存在除了在權(quán)利要求中聲明的單元或者步驟之外的元件或者步驟。在元件之前的冠詞“一或一個”未排除存在多個這樣的單元。本發(fā)明可以借助包括若干不同元件的硬件以及借助適當(dāng)編程的計算機(jī)來實施。在枚舉若干裝置的設(shè)備權(quán)利要求中，這些裝置中的若干裝置可以由一項且同一項硬件實現(xiàn)。在互不相同的從屬權(quán)利要求中記載某些措施這僅有的事實未指示不能有利 使用這些措施的組合。
權(quán)利要求
1.一種皮膚接觸檢測器，包括 信號生成器(9)，配置成生成電觸發(fā)信號； 參考電路(10)，包括電容(Ckef)和電阻(RPkef),配置成根據(jù)所述觸發(fā)信號生成參考信號; 探測器(11)，由皮膚可觸摸，其中所述探測器被配置成根據(jù)所述觸發(fā)信號測量皮膚響應(yīng)信號；以及 比較器(4)，配置成比較所述皮膚響應(yīng)信號與所述參考信號以便生成指示皮膚接觸的信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的皮膚接觸檢測器， 其中所述參考電路(10)的所述電容(Ckef)代表皮膚電容的下界，并且 其中所述參考電路(10)的所述電阻(RPkef)代表皮膚電阻的上界。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的皮膚接觸檢測器，其中所述比較器(4)被配置成比較所述皮膚響應(yīng)信號的電壓與所述參考信號的電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的皮膚接觸檢測器，其中所述參考電路的所述電容(Ckef)和所述電阻(RPkef)并聯(lián)布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的皮膚接觸檢測器，包括 包含又一電容(Ckef2)和又一電阻(RPkef2)的又一參考電路(14)，配置成根據(jù)所述觸發(fā)信號生成又一參考信號， 其中所述又一電容(Ckef2)代表皮膚電容的上界，并且 其中所述又一電阻(RPkef2)代表皮膚電阻的下界。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的皮膚接觸檢測器，包括 又一比較器(15)，配置成比較所述皮膚響應(yīng)信號與所述又一參考信號；以及輸出信號生成器(7)，配置成生成輸出，所述輸出指示所述皮膚響應(yīng)信號是否在所述參考信號與所述又一參考信號之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的皮膚接觸檢測器，其中所述電觸發(fā)信號包括周期性脈沖信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的皮膚接觸檢測器，包括 又一探測器，由皮膚可接觸并且配置成在所述皮膚的不同部位根據(jù)所述觸發(fā)信號測量皮膚響應(yīng)信號；以及 又一比較器，配置成比較所述皮膚響應(yīng)信號與所述參考信號；以及 輸出信號生成器，配置成根據(jù)所述比較器和所述又一比較器的輸出生成皮膚觸摸輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的皮膚接觸檢測器，還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時實現(xiàn)與所述手的電連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的皮膚接觸檢測器，其中所述接地被配置成通過所述表面產(chǎn)生與所述手的電容連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的皮膚接觸檢測器，還包括殼，其中所述表面包括所述殼的外表面的至少一部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的皮膚接觸檢測器，還包括殼，其中所述探測器包括從所述殼突出的傳導(dǎo)材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的皮膚接觸檢測器，還包括開關(guān)，與所述比較器操作地耦合并且配置成根據(jù)所述比較器的輸出來控制對所述皮膚具有影響的動作。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的皮膚接觸檢測器，還包括電磁脈沖或者光的源，其中所述開關(guān)被配置成控制所述電磁脈沖或者光的源。
15.一種個人護(hù)理裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求I所述的皮膚接觸檢測器。
全文摘要
一種用于檢測皮膚接觸的系統(tǒng)包括信號生成器(9)，用于生成電觸發(fā)信號；參考電路(10)，包括電容(CREF)和電阻(RPREF)，用于根據(jù)觸發(fā)信號生成參考信號；探測器(11)，由皮膚可觸摸用于根據(jù)觸發(fā)信號測量皮膚響應(yīng)信號；以及比較器(4)，用于比較皮膚響應(yīng)信號與參考信號。參考電路(10)的電容(CREF)代表皮膚電容的下界，并且參考電路的電阻(RPREF)代表皮膚電阻的上界。
文檔編號H03K17/96GK102859875SQ201180020134
公開日2013年1月2日 申請日期2011年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月22日
發(fā)明者D·J·邁爾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司