CN211047224U

CN211047224U - 一种用在无线耳机上的压力检测装置

Info

Publication number: CN211047224U
Application number: CN201922247249.3U
Authority: CN
Inventors: 张国定
Original assignee: Shenzhen Baijiayi Electronic Co ltd
Current assignee: Shenzhen Baijiayi Electronic Co ltd
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2019-12-16
Publication date: 2020-07-17
Anticipated expiration: 2029-12-16

Abstract

本实用新型公开了一种用在无线耳机上的压力检测装置，包括片状导体和电容检测模块，所述片状导体与电容检测模块之间电连接，所述片状导体紧贴在耳机柄内侧，所述电容检测模块用于检测片状导体和电容检测模块地之间的电容变化的大小；本实用新型充分利用了耳机外部的圆形或椭圆形结构，利用这种弧面结构，将压力与接触面积结合起来；压力越大，接触面积也越大；而接触面积又影响到电容的大小；通过电容的改变来计算响应压力的变化；这样不同的力度按压就可以实现不同的功能，比如切歌，开关机等等；相比现有技术直接采用电压传感器来说，本专利技术方案结构更加简单，成本也要显著降低。

Description

一种用在无线耳机上的压力检测装置

技术领域

本实用新型涉及耳机，具体是一种用在无线耳机上的压力检测装置。

背景技术

目前由于苹果在最新的TWS(True Wireless Stereo，真正无线立体声)耳机上实现了压力感应来处理对应的应用，所以未来会有更多对压力感应的应用需求，目前苹果应用的技术是采用电压传感器，同时将压力检测内置于其独立研发的芯片之中，成本较高，所以其市场价也较高，但是由于其品牌价值较高，所以也得到了消费者的认可，但是对于市场上的其他耳机厂家，大多无法为其耳机产品提供较高的产品品牌溢价，急需一种低成本的、应用在TWS耳机上的压力检测装置。

图1为电容感应的基本原理，C_p1＝Pad(电容检测点)与元件1之间电容；C_p2是Pad与元件2之间电容；C_pad是Pad和地之间的电容；当手靠近Pad时，手与Pad之间的电容(C_HAND)将会增加。C _environment ＝C_P1+C_P2+C_pad，当没有手指接触时检测到的电容就是C_environment,当手指接触的时候，检测到的电容是：C_environment+C_hand,接触面积越大，C_HAND越大。在电容式应用中，C_p是不希望有的，因为它被添加到了C_PAD形成了C_ENVIRONMENT。C_TOTAL＝C_HAND+C_ENVIRONMENT，根据这个公式，如果C_ENVIRONMENT比较小，C_HAND对C_TOTAL有更大的影响，这将会显著地影响系统的灵敏度。所以，我们通过良好的线路板设计，可以减少C_P；我们知道，电容感应的基本原理是平板电容原理，电容大小主要是看面积的；由于TWS耳机体积小巧，所以C_ENVIRONMENT都比较小；但是由于体积小，C_PAD也比较小，那就需要比较好的芯片来检测微小的电容变化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用在无线耳机上的压力检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用在TWS耳机上的压力检测装置，包括片状导体和电容检测模块，所述片状导体与电容检测模块之间电连接，所述片状导体为圆弧形，紧贴在耳机柄内侧，所述电容检测模块用于检测人手压力大小对片状导体的电容大小的改变。

作为本实用新型再进一步的优选方案，所述电容检测模块由单片机以及与单片机电连接的模/数转换器组成。

作为本实用新型再进一步的优选方案，所述模/数转换器为12位及以上模/数转换器。

作为本实用新型再进一步的优选方案，所述片状导体为金属片。

作为本实用新型再进一步的优选方案，所述单片机内置有12位以上的模/数转换器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型充分利用了耳机外部的圆形或椭圆形结构，利用这种弧面结构，将压力与接触面积结合起来。压力越大，接触面积也越大。而接触面积又影响到电容的大小。通过电容的改变来计算响应压力的变化。这样不同的力度按压就可以实现不同的功能，比如切歌，开关机等等。相比现有技术直接采用电压传感器来说，本实用新型技术方案结构更加简单，成本也要显著降低。

附图说明

图1为电容感应的基本原理。

图2为本实用新型的电容感应原理图。

图3为本实用新型装置安装在耳机内的剖视图。

图中：1-耳机柄、2-片状导体、3-PCB电路板。

具体实施方式

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，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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。

请参阅图3，本实用新型实施例中，一种用在无线耳机上的压力检测装置，包括片状导体2和电容检测模块，电容检测模块集成在PCB电路板3上，所述片状导体2与电容检测模块之间电连接，所述片状导体2为圆弧形，紧贴在耳机柄1内侧，所述电容检测模块用于检测压力通过片状导体的电容改变的大小。

作为本实用新型再进一步的优选方案，所述模/数转换器为12位及以上的模/数转换器。

作为本实用新型再进一步的优选方案，所述片状导体2为金属片，例如铜片、银片、铝片等。所述片状导体还可以为石墨烯片或片状的碳纳米管。

作为本实用新型再进一步的优选方案，所述单片机内置有12位及以上的模/数转换器。

图2可以清晰的说明本实用新型的工作原理。当手指点击耳机柄1外壳时，会从接触点吸收少量电流，造成电极的压降也就影响到电容的改变，那么我们用一个单片机+一个12位以上的ADC(单片机内部一般都有ADC)来检测这个人体微弱电流改变而带来的电容的变化的方式来达到检测压力的目的。

本实用新型装置在应用时，当用户手指放到耳机柄1上对应位置(内侧设有片状导体的位置)的时候，由于耳机柄1是圆形的，随着按压力度的加大，那么手指和耳机柄1的接触面积也就增大了，从而使片状导体2与耳机柄1构成的电容增加。所以，本实用新型采用电容检测模块，检测这个电容变化的大小就可以计算出对应的压力。

对应耳机这个应用，我们并不需要知道确切的压力数值，只需要一个范围，那么我们就可以根据电容大小设定几个范围就可以实现对耳机的切歌、开关机等操作进行控制。

本实用新型充分利用了耳机外部的圆形或椭圆形结构，利用这种弧面结构，将压力与接触面积结合起来。压力越大，接触面积也越大。而接触面积又影响到电容的大小。通过电容的改变来改变响应压力的变化。这样不同的力度按压就可以实现不同的功能，比如切歌，开关机等等。相比现有技术直接采用电压传感器来说，本实用新型技术方案结构更加简单，成本也要显著降低。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种用在无线耳机上的压力检测装置，其特征在于，包括片状导体和电容检测模块，所述片状导体与电容检测模块之间电连接，所述片状导体为圆弧形，紧贴在耳机柄内侧，所述电容检测模块用于检测片状导体和电容检测模块地之间电容变化的大小。

2.根据权利要求1所述的一种用在无线耳机上的压力检测装置，其特征在于，所述电容检测模块由单片机以及与单片机电连接的模/数转换器组成。

3.根据权利要求2所述的一种用在无线耳机上的压力检测装置，其特征在于，所述模/数转换器为12位以上的模/数转换器。

4.根据权利要求3所述的一种用在无线耳机上的压力检测装置，其特征在于，所述片状导体为金属片。

5.根据权利要求4所述的一种用在无线耳机上的压力检测装置，其特征在于，所述单片机内置有12位以上的模/数转换器。