CN203350632U

CN203350632U - 支持手势功能的电子腕表和电子通讯设备

Info

Publication number: CN203350632U
Application number: CN 201320169057
Authority: CN
Inventors: 曾令江; 陈雯雯; 何伟茂; 何斌; 徐铁
Original assignee: Shanghai Wind Communication Technologies Co Ltd
Current assignee: Shanghai Wind Communication Technologies Co Ltd
Priority date: 2013-04-07
Filing date: 2013-04-07
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2023-04-07

Abstract

本实用新型涉及电子器件，公开了一种支持手势功能的电子腕表和电子通讯设备。本实用新型中，在电子腕表中设有CPU、三轴角速度传感器、三轴加速度传感器，CPU可以通过对三轴角速度传感器和三轴加速度传感器的实时监测，识别电子腕表的运动轨迹，并在识别出的运动轨迹符合预设的手势时，执行与该预设的手势相对应的操作。通过对电子腕表的运动轨迹的识别，执行与该运动轨迹相符的手势的相关操作，实现了用户对电子腕表的智能控制，有效提高了用户体验。优选地，预设的手势包含以下之一或其任意组合：向外转腕一次、向内转腕一次、向下甩动一次、向上甩动一次、向内甩动一次、向外甩动一次。

Description

支持手势功能的电子腕表和电子通讯设备

技术领域

本实用新型涉及电子器件，特别涉及电子腕表。

背景技术

电子腕表是20纪50年代才开始出现的新型计时器。最早的一种电子腕表是美国埃尔近公司和利普手表公司在1952年共同公布的电子腕表原型。这种手表用电磁摆轮代替发条驱动，但走时部分与机械手表完全相同，被称为第一代电子腕表。1960年美国布洛瓦公司最早开始出售“阿克屈隆”牌音叉电子腕表。这种手表以音叉的振荡频率作为走时的基准，比摆轮式电子腕表结构简单，走时较精确，被称为第二代电子腕表。1969年12月，日本精工舍公司推出了35SQ型电子腕表。这是世界上最早的石英电子腕表，这种手表以石英的固有振荡频率为走时基准，通过电子线路，控制一台微型电机带动指针，被称为第三代电子腕表。石英电子腕表走时精确，结构简单，很多性能指标都超过了机械手表，因此很受顾客欢迎。它出现之后不久，就把第一、第二代电子腕表淘汰了。从第一代到第三代电子腕表都保留了传统手表的指针表盘式表面，继之而起的***电子腕表枣数字显示式石英电子腕表却完全脱离了机械手表的形式，最终形成了一种全新的时计。

数字显示电子腕表采用发光二极管或者液晶为显示元件，直接以数字表示时间。整个手表由石英晶体、集成电路、显示屏以及电池构成，没有任何走动元件，所以又被称为“全电子腕表”。

然而，目前的电子腕表还只是局限于计时的功能，或者附加闹钟的功能，功能单一，无法根据人体的手势自动执行相应的操作，也无法与用户的其他电子设备相关联。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种支持手势功能的电子腕表和电子通讯设备，使得电子腕表或电子通讯设备可以根据人体的手势自动执行相应的操作，实现了用户对电子腕表的智能控制，有效提高了用户体验。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种支持手势功能的电子腕表，包含时钟、显示屏，特别之处在于，还包含：中央处理器CPU、三轴角速度传感器、三轴加速度传感器；

所述CPU、三轴角速度传感器和三轴加速度传感器均内置于所述电子腕表的外壳内部；

所述三轴角速度传感器和三轴加速度传感器均与所述CPU相连接；其中，所述CPU实时监测所述三轴角速度传感器和所述三轴加速度传感器，并根据所述三轴角速度传感器和所述三轴加速度传感器对角速度和方位的检测，识别所述电子腕表的运动轨迹；所述CPU在识别出的运动轨迹符合预设的手势时，执行与该预设的手势相对应的操作。

本实用新型还提供了一种支持手势功能的电子通讯设备，包含时钟、显示屏，其特别之处在于，还包含：中央处理器CPU、三轴角速度传感器、三轴加速度传感器、通讯模块；

所述CPU、三轴角速度传感器、三轴加速度传感器和通讯模块均内置于所述电子通讯设备的外壳内部；

所述三轴角速度传感器、三轴加速度传感器和通讯模块均与所述CPU相连接；其中，所述CPU实时监测所述三轴角速度传感器和所述三轴加速度传感器，并根据所述三轴角速度传感器和所述三轴加速度传感器对角速度和方位的检测，识别所述电子通讯设备的运动轨迹；所述CPU在识别出的运动轨迹符合预设的手势时，执行与该预设的手势相对应的操作。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，在电子腕表或电子通讯设备中设有CPU、三轴角速度传感器、三轴加速度传感器，CPU可以通过对三轴角速度传感器和三轴加速度传感器的实时监测，识别电子腕表的运动轨迹，并在识别出的运动轨迹符合预设的手势时，执行与该预设的手势相对应的操作。由于三轴角速度传感器和三轴加速度传感器本身已是现有的成熟技术，对角速度和方位的检测也已日趋精准，因此，可以根据三轴角速度传感器和三轴加速度传感器的检测结果推算出电子腕表的运动轨迹，而电子腕表的运动轨迹与人体的手势又存在着相互对应的关系。即通过对电子腕表的运动轨迹的识别，执行与该运动轨迹相符的手势的相关操作，实现了用户对电子腕表的智能控制，有效提高了用户体验。

优选地，预设的手势包含以下之一或其任意组合：向外转腕一次、向内转腕一次、向下甩动一次、向上甩动一次、向内甩动一次、向外甩动一次。由于向外转腕一次、向内转腕一次、向下甩动一次、向上甩动一次、向内甩动一次、向外甩动一次都属于人体最常用的几个手势，因此将这些模拟人看手表的习惯性手势作为对电子腕表的控制指令，符合人体的自然习惯，进一步提高了用户体验。

优选地，向外转腕一次的手势对应的操作为：显示屏向上滚屏一次；向内转腕一次的手势对应的操作为：显示屏向下滚屏一次；连续转腕2次且2次转腕方向不同的手势对应的操作为：唤醒电子腕表内***的操作；向下甩动一次的手势对应的操作为：确认操作；向上甩动一次的手势对应的操作为：返回操作；向内甩动一次的手势对应的操作为：切换至下一步操作；向外甩动一次的手势对应的操作为：切换至上一步操作。

优选地，所述与预设的手势相对应的操作，还包含：关闭所述电子腕表内***的操作。使得电子腕表可以进入最省电的模式，节省耗电量。

优选地，电子腕表还包含：通讯模块，通讯模块与CPU相连接；其中，所述通讯模块与手机进行通讯，并将来自手机的信息转发给所述CPU，所述CPU根据所述转发的信息控制所述显示屏显示的内容，使得电子腕表可以显示出手机传送过来的未接来电、新短消息等信息。

优选地，通讯模块为蓝牙通讯模块或Wifi通讯模块，或者，通讯模块支持以下通讯方式之一或其任意组合：蓝牙通讯、Wifi通讯、2G移动通讯、3G移动通讯。由于一般手机都具备蓝牙或Wifi的通信，使得本实用新型可以具备广泛的应用场景。

附图说明

图1是根据本实用新型第一实施方式中的电子腕表坐标示意图；

图2是根据本实用新型第一实施方式中的向外转腕一次的电子腕表示意图；

图3是根据本实用新型第一实施方式中的向外转腕一次的手腕示意图；

图4是根据本实用新型第一实施方式中的向内转腕一次的电子腕表示意图；

图5是根据本实用新型第一实施方式中的向内转腕一次的手腕示意图；

图6是根据本实用新型第一实施方式中的向下甩动一次的电子腕表示意图；

图7是根据本实用新型第一实施方式中的向下甩动一次的手腕示意图；

图8是根据本实用新型第一实施方式中的向上甩动一次的电子腕表示意图；

图9是根据本实用新型第一实施方式中的向上甩动一次的手腕示意图；

图10是根据本实用新型第一实施方式中的向内甩动一次的电子腕表示意图；

图11是根据本实用新型第一实施方式中的向内甩动一次的手腕示意图；

图12是根据本实用新型第一实施方式中的向外甩动一次的电子腕表示意图；

图13是根据本实用新型第一实施方式中的向外甩动一次的手腕示意图；

图14是根据本实用新型第一实施方式中的支持手势功能的电子腕表结构示意图；

图15是根据本实用新型第二实施方式中的支持手势功能的电子腕表结构示意图。

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的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本实用新型的第一实施方式涉及一种支持手势功能的电子腕表。本实施方式中的电子腕表除了具备普通电子腕表的常规器件（如时钟、显示屏、电池等）外，还包含：中央处理器CPU、三轴角速度传感器、三轴加速度传感器和存储器。CPU、存储器、三轴角速度传感器和三轴加速度传感器均内置于所述电子腕表的外壳内部。存储器、三轴角速度传感器和三轴加速度传感器均与所述CPU相连接。CPU实时监测所述三轴角速度传感器和所述三轴加速度传感器，并根据所述三轴角速度传感器和所述三轴加速度传感器对角速度和方位的检测，识别所述电子腕表的运动轨迹；所述CPU在识别出的运动轨迹符合预设的手势时，执行与该预设的手势相对应的操作。其中，CPU运行的所有程序存放在存储器中，即CPU从所述存储器中调用需运行的程序。

具体地说，预设的手势可以包含以下之一或其任意组合：向外转腕一次（如图2、图3中的从位置1移动到位置1’）、向内转腕一次（如图4、图5中的从位置1移动到位置1’）、向下甩动一次（如图6、图7中的从位置2移动到位置2’）、向上甩动一次（如图8、图9中的从位置2移动到位置2’）、向内甩动一次（如图10、图12中的从位置3移动到位置3’）、向外甩动一次（如图12、图13中的从位置3移动到位置3’），其中，电子腕表的坐标示意图如图1所示。本领域技术人员可以理解，现有的三轴角速度传感器和三轴加速度传感器已可以实现对角速度和方位的检测，而通过一定的算法即可根据对角速度和方位的检测结果，推算出电子腕表的运动轨迹，因此，只需将对应于运动轨迹（如向下甩动一次）的算法和相应的运算结果预先内置在芯片内部，使得CPU根据三轴角速度传感器和三轴加速度传感器实际检测到的数值，按预设的算法进行计算，如果计算结果与预设的运算结果相符，则认定电子腕表的运动轨迹与该算法相对应的运动轨迹相同，从而实现对电子腕表的运动轨迹的识别。

在实际应用中，当识别出的运动轨迹满足以下条件时，CPU判定符合向外转腕1次的手势：在连续的预定时长内，所述电子腕表沿顺时针方向旋转的角度a大于30度且小于120度（如图1至图3所示），并且所述电子腕表在后续的预定时间内不存在相同的运动轨迹。比如说，三轴角速度传感器和三轴加速度传感器获取1秒内的实际检测数值，如果根据实际检测数值的按对应向外转腕1次的算法进行计算，且计算结果符合该算法的预设运算结果，并且紧接下1秒内无相同的运算结果，则判定电子腕表进行了1次有效的向外转腕的手势。由于在一个手势开始的时候，手腕是相对静止不动的，动起来时会快速加速，然后再减速，最后到手腕相对静止不动；每个动作的开始之前，以及结束之后，都有一段相对静止的时间，如在每个动作的开始之前以及结束之后，都有0.2s-0.5s的静止时间。在静止时间内，参数是持续一段时间约等于0的，动起来后，参数会立即变大，参数变化的趋势和数字符合一定的要求，就是一个手势动作；一个手势动作结束的时候，参数又是持续一段时间约等于0。一般来说，从手势开始至手势结束的过程持续在1秒左右，因此，三轴角速度传感器和三轴加速度传感器获取1秒内的实际检测数值进行计算，符合常理，而且如在1秒以内完成的一个手势动作的话，速度较快，更有利于检测计算的实现。

类似地，当识别出的运动轨迹满足以下条件时，CPU判定符合向内转腕1次的手势：在连续的预定时长内，所述电子腕表沿逆时针方向旋转的角度a大于30度且小于120度（如图4、图5所示），并且所述电子腕表在后续的预定时间内不存在相同的运动轨迹。比如说，三轴角速度传感器和三轴加速度传感器获取1秒内的实际检测数值，如果根据实际检测数值的按对应向内转腕1次的算法进行计算，且计算结果符合该算法的预设运算结果，并且紧接下1秒内无相同的运算结果，则判定电子腕表进行了1次有效的向内转腕的手势。

类似地，当识别出的运动轨迹满足以下条件时，CPU判定符合向下甩动一次的手势：在连续的预定时长内，所述电子腕表向下移动的距离位于预设长度内，并且所述电子腕表在后续的预定时间内不存在相同的运动轨迹。比如说，三轴角速度传感器和三轴加速度传感器获取0.5秒内的实际检测数值，如果根据实际检测数值的按对应向下甩动一次的算法进行计算，且计算结果符合该算法的预设运算结果，并且紧接的下0.5秒内无相同的运算结果，则判定电子腕表进行了1次有效的向下甩动一次的手势。同样地，当识别出的运动轨迹满足以下条件时，CPU判定符合向上甩动一次的手势：在连续的预定时长内，所述电子腕表向上移动的距离位于预设长度内，并且所述电子腕表在后续的预定时间内不存在相同的运动轨迹。

类似地，当识别出的运动轨迹满足以下条件时，CPU判定符合向内甩动一次的手势：以肘关节重心为圆心，在连续的预定时长内，所述电子腕表向内甩动且与所述圆心的连线形成的夹角β小于70度（如图10、图11所示，β大于等于0度且小于70度），并且所述电子腕表在后续的预定时间内不存在相同的运动轨迹。当识别出的运动轨迹满足以下条件时，CPU判定符合向内外移一次的手势：以肘关节重心为圆心，在连续的预定时长内，所述电子腕表向外甩动且与所述圆心的连线形成的夹角β小于70度（如图12、13所示，β大于等于0度且小于70度），并且所述电子腕表在后续的预定时间内不存在相同的运动轨迹。

需要说明的是，本实施方式中，仅以上述6种手势的检测为例进行说明，在实际应用中，可预设各种能以三轴角速度传感器和三轴加速度传感器检测的手势，在此不一一列举。不同的手势（或手势组合）可对应不同的操作，如向外转腕一次的手势对应的操作为：显示屏向上滚屏一次；向内转腕一次的手势对应的操作为：显示屏向下滚屏一次；连续转腕2次且2次转腕方向不同的手势（如向外转腕一次接着向内转腕一次或向内转腕一次接着向外转腕一次）对应的操作为：唤醒电子腕表内***的操作；向下甩动一次的手势对应的操作为：确认操作；向上甩动一次的手势对应的操作为：返回操作；向内甩动一次的手势对应的操作为：切换至下一步操作；向外甩动一次的手势对应的操作为：切换至上一步操作。当然，各预设的手势（或手势组合）所对应的操作，可由用户自行定义。一种具体的应用场景如下：

电子腕表中不仅内置有CPU、三轴角速度传感器、三轴加速度传感器，还内置有通讯模块，如图14所示（普通电子腕表的常规器件不再在图中示意）。该通讯模块可为蓝牙通讯模块、Wifi通讯模块、2G移动通讯模块或 3G移动通讯模块（如是GSM/GPRS/3G等通讯模块）。该通讯模块与所述CPU相连接。其中，通讯模块与手机进行通讯，并将来自手机的信息转发给所述CPU，所述CPU根据所述转发的信息控制所述显示屏显示的内容。转发的信息包括：手机的来电信息、手机的短信内容、手机的即时通讯消息。当检测到电子腕表向外转腕一次接着向内转腕一次，或检测到向内转腕一次接着向外转腕一次时，唤醒电子腕表内的***，自动打开该通讯模块，并显示出手机传送过来的未接来电、新短消息等信息。当手腕平举，向下甩动一次时，CPU自动执行确认的操作；当手腕平举，向上甩动一次时，CPU自动执行返回的操作；当手腕平举，向外甩动一次时，CPU自动执行切换至上一步的操作；当手腕平举，向内甩动一次时，CPU自动执行切换至下一步的操作。

不难发现，由于三轴角速度传感器和三轴加速度传感器本身已是现有的成熟技术，对角速度和方位的检测也已日趋精准，因此，在本实施方式中，可以根据三轴角速度传感器和三轴加速度传感器的检测结果推算出电子腕表的运动轨迹，而电子腕表的运动轨迹与人体的手势又存在着相互对应的关系。即通过对电子腕表的运动轨迹的识别，执行与该运动轨迹相符的手势的相关操作，实现了用户对电子腕表的智能控制，有效提高了用户体验。而且，预设的手势包含以下之一或其任意组合：向外转腕一次、向内转腕一次、向下甩动一次、向上甩动一次、向内甩动一次、向外甩动一次；不同手势分别对应不同的操作。由于向外转腕一次、向内转腕一次、向下甩动一次、向上甩动一次、向内甩动一次、向外甩动一次都属于人体最常用的几个手势，因此将这些模拟人看手表的习惯性手势作为对电子腕表的控制指令，符合人体的自然习惯，进一步提高了用户体验。

本实用新型的第二实施方式涉及一种支持手势功能的电子腕表。第二实施方式在第一实施方式的基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：在本实用新型第二实施方式中，与预设的手势相对应的操作，还包含：关闭所述电子腕表内***的操作，使得电子腕表可以进入最省电的模式，节省耗电量。比如说，当检测到电子腕表的运动轨迹符合挥手做再见的姿势时（如电子腕表举起并左右摆动），电子腕表自动关闭电子腕表内的***，通过关闭通讯模块等较耗电的模块，可使电子腕表可以进入最省电的模式。

另外，在本实施方式中，电子腕表还可以包含提醒装置，该提醒装置和通讯模块均与CPU相连接，如图15所示。通讯模块与手机进行通讯，并将来自手机的指令转发给所述CPU，CPU根据转发的指令触发该提醒装置。提醒装置包含以下部件之一或其任意组合：喇叭、振动器、发光二极管。CPU对所述提醒装置的触发，包含以下任意一种方式或其任意组合：

触发所述喇叭发声提醒、触发所述振动器震动提醒、触发所述发光二极管发光提醒。

其中，预先定义的表示手机有新动态需用户注意的指令，所有的程序，以及提醒装置所需要的数据文件，均存放在存储器中。CPU接收到通讯模块传来的指令后，把它与存储器中预先定义的指令进行比较，当通讯模块发来的指令能被识别（即和预先定义的表示手机有新动态需用户注意的指令相同）时，CPU控制提醒装置进行相应的操作，例如CPU控制提醒模块发出声音，发生震动或者LED发光。需用户注意的新动态可包含：手机有来电、手机有短信、手机有即时通讯消息等等，可由用户自行定义。当手机具有需用户注意的新动态时，向电子腕表中的通讯模块发送一个表示所述手机有新动态需用户注意的指示消息，从而触发电子腕表中的提醒装置，如通过彩色LED灯光提醒，震动提醒或喇叭发声提醒，或者，也可以通过组合方式提醒（如灯光加声音、声音加震动等）。

本实用新型的第三实施方式涉及一种支持手势功能的电子通讯设备。第三实施方式与第一或第二实施方式相同，区别之处在于，在第一或第二实施方式中，支持手势功能的是电子腕表，而在本实施方式中，支持手势功能的是电子通讯设备（如类似于手机手表的电子通讯设备），该电子通讯设备中同样包含：时钟、显示屏、CPU、三轴角速度传感器、三轴加速度传感器、通讯模块等部件，CPU、三轴角速度传感器、三轴加速度传感器和通讯模块均内置于所述电子通讯设备的外壳内部。三轴角速度传感器、三轴加速度传感器和通讯模块均与所述CPU相连接；其中，所述CPU实时监测所述三轴角速度传感器和所述三轴加速度传感器，并根据所述三轴角速度传感器和所述三轴加速度传感器对角速度和方位的检测，识别所述电子通讯设备的运动轨迹；所述CPU在识别出的运动轨迹符合预设的手势时，执行与该预设的手势相对应的操作。通讯模块支持以下通讯方式之一或其任意组合：

蓝牙通讯、Wifi通讯、2G移动通讯、3G移动通讯。

本实施方式的电子通讯设备对手势的具体检测方式与第一或第二实施方式雷同，第一或第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims

1.一种支持手势功能的电子腕表，包含时钟、显示屏，其特征在于，还包含：中央处理器CPU、三轴角速度传感器、三轴加速度传感器；

2.根据权利要求1所述的支持手势功能的电子腕表，其特征在于，所述支持手势功能的电子腕表还包含存储器；

所述存储器与所述CPU相连接；

所述CPU从所述存储器中调用需运行的程序。

3.根据权利要求1所述的支持手势功能的电子腕表，其特征在于，所述电子腕表还包含：通讯模块；

所述通讯模块与所述CPU相连接；其中，所述通讯模块与手机进行通讯，并将来自手机的信息转发给所述CPU，所述CPU根据所述转发的信息控制所述显示屏显示的内容。

4.根据权利要求3所述的支持手势功能的电子腕表，其特征在于，

所述通讯模块为蓝牙通讯模块、Wifi通讯模块、2G移动通讯模块或3G移动通讯模块。

5.根据权利要求1所述的支持手势功能的电子腕表，其特征在于，所述电子腕表还包含：通讯模块和提醒装置；

所述通讯模块和提醒装置均与所述CPU相连接；其中，所述通讯模块与手机进行通讯，并将来自手机的指令转发给所述CPU，所述CPU根据所述转发的指令触发所述提醒装置。

6.根据权利要求5所述的支持手势功能的电子腕表，其特征在于，所述提醒装置包含以下部件之一或其任意组合：

喇叭、振动器、发光二极管。

7.一种支持手势功能的电子通讯设备，包含时钟、显示屏，其特征在于，还包含：中央处理器CPU、三轴角速度传感器、三轴加速度传感器、通讯模块；

8.根据权利要求7所述的支持手势功能的电子通讯设备，其特征在于，所述通讯模块支持以下通讯方式之一或其任意组合：

蓝牙通讯、Wifi通讯、2G移动通讯、3G移动通讯。