CN205050078U - 一种可穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可穿戴设备，该可穿戴设备能够实时向用户反馈触控操作效果，具有较高的触控精准性。可穿戴设备包括：设置于可穿戴设备的主体结构上用于采集目标指尖的位置信息的双目识别设备，以及与所述双目识别设备信号连接的控制芯片，所述控制芯片用于接收所述双目识别设备采集的位置信息，在可穿戴设备的屏幕上且与所述位置信息对应的映射点处显示光标。

Description

一种可穿戴设备

技术领域

本实用新型涉及可穿戴设备技术领域，特别是涉及一种可穿戴设备。

背景技术

随着科技的发展，越来越多的可穿戴产品进入人们的生活中。可穿戴产品出于穿戴舒适性要求，往往做的比较小巧，相应的，可穿戴产品所配置的显示屏幕也比较小巧。目前，可穿戴产品主要采用触摸输入方式，较小的屏幕给用户带来的人机交互体验相对较差。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是提供一种可穿戴设备，以使可穿戴设备通过双目识别设备和控制芯片接收用户指尖的位置信息，在可穿戴设备的屏幕上且与所述位置信息对应的映射点处显示光标，可有效提高可穿戴设备的触控区域的精准性。

本实用新型实施例提供的可穿戴设备，包括：设置于可穿戴设备的主体结构上用于采集目标指尖的位置信息的双目识别设备，以及与所述双目识别设备信号连接的控制芯片，所述控制芯片用于接收所述双目识别设备采集的位置信息，在可穿戴设备的屏幕上且与所述位置信息对应的映射点处显示光标。

可选的，所述控制芯片包括：

读取电路，用于读取和存储所述双目识别设备采集的位置信息；

比较电路，用于将所述双目识别设备采集的位置信息和预设的对应于所述屏幕各区域的映射点的位置信息做比较，确定与所述双目识别设备采集的位置信息相匹配的映射点；

显示驱动电路，用于在所述比较电路确定出的映射点显示光标。

可选的，所述双目识别设备包括：主摄像头、辅摄像头和集成电路；

所述主摄像头和辅摄像头分别位于可穿戴设备屏幕边缘相距预设值L0的位置，且用于采集包括人手指尖的图像；

所述集成电路包括：指尖检测电路、三角函数运算器；

所述指尖检测电路与所述主摄像头和辅摄像头相连，用于根据人手指尖的图像确定指尖与主摄像头之间的距离L1以及与辅摄像头之间的距离L2；

所述三角函数运算器与所述指尖检测电路相连，用于根据指尖、主摄像头和辅摄像的相对位置构成的三角形，以及对应于三角形三个边长的所述预设值L0、所述距离L1和距离L2，确定指尖的位置信息。

可选的，所述读取电路为寄存器，所述比较电路为比较器。

优选的，还包括与所述控制芯片信号连接的加速度传感器。

优选的，所述加速度传感器为陀螺仪或者三轴加速度传感器。

优选的，所述可穿戴设备为智能手表，所述主体结构包括表壳和屏幕。

优选的，所述表壳为矩形状，所述集成电路和控制芯片集成设置在表壳内部，所述主摄像头和辅摄像头分别设置在表壳边缘相对的两个边上。

优选的，所述表壳和屏幕为圆形，所述主摄像头和辅摄像头分别设置在表壳或屏幕的边缘，且位于圆形表壳或屏幕的径线上。

优选的，所述表壳和屏幕为圆形，所述主摄像头和辅摄像头分别设置在表壳或屏幕的边缘，且位于圆形表壳或屏幕的径线上。

该可穿戴设备通过设置于可穿戴设备的主体结构上用于采集目标指尖的位置信息的双目识别设备，以及与所述双目识别设备信号连接的控制芯片，所述控制芯片用于接收所述双目识别设备采集的位置信息，将可穿戴设备的屏幕上且与所述位置信息对应的映射点作为触控区域，在映射点处显示光标，可有效提高可穿戴设备的触控区域的精准性。

附图说明

图1为本实用新型一实施例可穿戴设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的控制芯片结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的双目识别设备的结构示意图；

图4为本实用新型一实施例可穿戴设备的触控响应方法流程示意图；

图5为目标指尖与可穿戴设备屏幕映射原理示意图；

图6为确定标准圈画轨迹原理示意图。

附图标记：

1-表带

2-表壳

3-屏幕

4a、4b-双目摄像头

5-控制芯片

6-加速度传感器

10-光标

11-标准圈画轨迹

12-目标指尖圈画轨迹

13-最小包络空间

14-设定的触控动作发生区域

51-读取电路

52-比较电路

53-显示驱动电路

31-主摄像头

32-辅摄像头

33-集成电路

331-指尖检测电路

332-三角函数运算器

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，以下举实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种可穿戴设备，包括:用于采集目标指尖的位置信息的双目识别设备(包括如图1所示的双目摄像头4a、4b)，以及与双目识别设备信号连接的控制芯片5，所述控制芯片用于接收所述双目识别设备采集的位置信息，在可穿戴设备的屏幕上且与所述位置信息对应的映射点处显示光标10。

双目识别设备用于识别指尖的位置信息。

参见图2，控制芯片5包括：读取电路51，比较电路52，和显示驱动电路53；

所述读取电路51具体可以为具有高速存取功能的一个或一组寄存器，用于读取和存储所述双目识别设备采集的位置信息。

所述比较电路52可以是一个比较器，用于将所述双目识别设备采集的位置信息和预设的对应于所述屏幕各区域的映射点的位置信息做比较，确定与所述双目识别设备采集的位置信息相匹配的映射点。

所述显示驱动电路53可以为可穿戴设备屏幕中的图像显示电路，比如，该图像显示电路至少包括时序控制器、栅驱动电路和源驱动电路等，用于在所述比较电路确定出的屏幕的映射点显示光标。

所述读取电路、比较电路和显示驱动电路可集成在电路板上构成控制芯片。

参见图3，所述双目识别设备包括：主摄像头31、辅摄像头32和集成电路33；

所述主摄像头31和辅摄像头32分别位于可穿戴设备屏幕边缘相距预设值L0的位置，且用于采集包括人手指尖的图像；

所述集成电路33包括：指尖检测电路331、三角函数运算器332；

所述指尖检测电路331与所述主摄像头31和辅摄像头32相连，用于根据人手指尖的图像确定指尖与主摄像头之间的距离L1以及与辅摄像头之间的距离L2；

所述三角函数运算器332与所述指尖检测电路331相连，用于根据指尖、主摄像头和辅摄像的相对位置构成的三角形，以及对应于三角形三个边长的所述预设值L0、所述距离L1和距离L2，确定指尖的位置信息。

上述目标指尖的位置信息与可穿戴设备屏幕上的映射点位置的对应关系可预先设置。

在本实用新型的实施例中，可穿戴设备的具体类型不限，例如可以为智能手表、智能腕带及其它智能配饰等等。如图1所示，该实施例中，可穿戴设备具体为智能手表，从外观上可以看到表带1、表壳2、屏幕3、双目摄像头4a、4b等硬件设备。双目识别电路包括双目摄像头4a、4b和集成电路，双目摄像头4a、4b分别用于采集包含手指的图片，集成电路用于识别包含手指的图片中手指，确定手指的位置信息。双目识别设备的集成电路33和前述控制芯片5设置在表壳2内部，优选的，双目识别电路的集成电路与前述控制芯片5集成后设置在表壳2的内部。

双目摄像头4a、4b中，辅摄像头与主摄像头的坐标系有一定的位置偏差，这样可以从不同角度采集包含手指的图片，以提高手指位置的准确性。

双目识别设备的集成电路根据两个摄像头摄取的图像，通过精确计算得到目标体在空间中的位置信息。双目识别设备的集成电路不但能够识别出用户的手、手势动作、特定手指的指尖位置，还能够同时识别两根或多根手指的指尖位置。

如图1所示，在该优选实施例中，表壳2为矩形状，集成电路和控制芯片5集成设置在表壳2内部，主摄像头和辅摄像头分别设置在表壳2边缘相对的两个边上。此外，表壳也可以采用矩形外的其它形状，例如圆形，椭圆形等等。

在本实用新型的实施例中，目标指尖可以为任意目标指尖，也可以为特定目标指尖。例如，若将食指指尖定义为目标指尖，则双目识别电路以食指指尖为作为识别目标体，用户仅可使用食指指尖进行悬空触控操作；若将任意指尖定义为目标指尖，则双目识别电路以任意指尖作为识别目标体，用户可使用任意指尖进行悬空触控操作。

当目标指尖位于设定的触控动作发生区域时，可穿戴设备屏幕存在映射点与目标指尖的位置相对应，在该映射点位置显示光标，可以向用户反馈出目标指尖的相对位置信息；其中，光标的具体类型不限，例如可以为鼠标形状、小红点、小圆圈或者高亮显示等等。当用户在设定的触控动作发生区域移动目标指尖时，屏幕的映射点位置随之改变，用户则可以看到屏幕上光标的相应移动。当目标指尖移出该设定的触控动作发生区域时，光标从屏幕上消失，用户可据此判断出目标指尖已移出可触控区域。

在本实用新型实施例的技术方案中，包含一双目识别设备，该双目识别设备用于采集目标指尖的位置信息，当目标指尖位于设定的触控动作发生区域时，目标指尖的位置与可穿戴设备屏幕上显示的光标存在映射关系，用户可通过移动目标指尖控制光标移动及进行屏幕的悬空触控操作，可有效提高可穿戴设备的触控区域的精准性。此外，可穿戴设备还能够实时向用户反馈触控操作效果，因此，该方案提高了可穿戴设备的触控精准性，提升了用户体验。

值得一提的是，该设定的触控动作发生区域可以为固定不变的某个区域，也可以为由用户在使用可穿戴设备的悬空触控功能时自定义的某个区域。本实用新型的一个较优实施例则基于第二种方案，在该实施例中，控制芯片还用于获取目标指尖在设定的触控动作发生区域的位置信息之前，确定触控动作发生区域，具体的，在接收到设置触控动作发生区域的触发指令后，获取双目识别设备所采集的目标指尖圈画轨迹，并确定目标指尖圈画轨迹对应的标准圈画轨迹；根据标准圈画轨迹和可穿戴设备屏幕的边界，确定建立目标指尖与可穿戴设备屏幕映射的基准点，映射点为基准点和目标指尖连线与可穿戴设备屏幕的交点；根据基准点、标准圈画轨迹和可穿戴设备屏幕的边界，确定设定的触控动作发生区域。

例如，可设定用户按压某个实体按键、单击屏幕或者双击屏幕等作为设置触控动作发生区域的触发条件。当用户进行触发操作后，可自定义触控动作发生区域。相比第一种方案设定固定不变的触控动作发生区域，用户无需调整自身姿态，可在任意时刻任意姿态下对触控动作发生区域进行设定或更新，从而使接下来的悬空触控操作便于实现并且准确性较高。

如图1所示，在一个优选实施例中，可穿戴设备还包括与控制芯片信号连接的加速度传感器6。加速度传感器6用于采集可穿戴设备的空间加速度信息；控制芯片5可根据可穿戴设备的空间加速度信息，修正目标指尖的位置信息。

加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备，应用在可穿戴设备中，可以检测可穿戴设备的空间加速度信息，这等效于感知可穿戴设备的姿态位置变化。加速度传感器的具体类型不限，例如可以为陀螺仪或者三轴加速度传感器等。控制芯片根据可穿戴设备的空间加速度信息，修正目标指尖的位置信息，可以减少由于用户姿态不稳而造成的错误计算，从而减少误击操作。

较佳的，控制芯片5，还用于获取目标指尖在设定的触控动作发生区域的手势动作；当手势动作为设定手势动作时，进行与设定手势动作相匹配的数据处理，和/或，将光标显示与设定手势动作相匹配的设定变化效果。例如，当光标位于某个应用的图标按钮上，目标指尖在设定的时间段内(例如1秒内)做出相对于屏幕靠近然后远离的点击动作时，将该应用开启，可同时将光标显示特定的变化效果，例如鼠标的形状变化、烟花绽放效果、水波动效果等等，以提示用户该应用在开启中。特定手势动作的具体类型不限，可结合人体工学或使用习惯进行设定。

控制芯片5在获取目标指尖的手势动作时，实际上是获取手指在不同时刻的位置信息，多个不同位置信息的轨迹作为手势动作。

因此，控制芯片5可包括一组寄存器，各寄存器用于读取和存储所述双目识别设备采集的多个的位置信息，将位置信息发送给比较电路。

比较电路，用于比较各位置信息和预设的对应于所述屏幕各区域的映射点的位置信息，根据位置信息对应的手指轨迹，确定手势动作。

在本实用新型的一个实施例中，控制芯片5，还用于当检测到位于设定的触控动作发生区域的目标指尖移出该触控动作发生区域的时间超过预设阈值时，停止触控响应。

当目标指尖移出设定的触控动作发生区域时，可穿戴设备屏幕上的光标相应取消，从而使用户得到操作反馈。此外，如果目标指尖移出设定的触控动作发生区域超过预设阈值(例如5分钟)，则停止触控响应，用户若要使用可穿戴设备的悬空触控功能，需要再次触发设备并重新设置触控动作发生区域。该方案的一个优势在于，双目识别设备并不是一直处于工作状态，而是在用户启用悬空触控功能后才工作，不但节约***资源，而且还能够减少误击操作。

如图4所示，本实用新型实施例提供的可穿戴设备的触控响应方法，包括如下步骤：

步骤101、读取电路获取双目识别设备所采集的目标指尖在设定的触控动作发生区域的位置信息；

步骤102、比较电路根据目标指尖的位置信息，确定目标指尖映射到可穿戴设备屏幕上的映射点的位置信息；

步骤103、显示驱动电路在可穿戴设备屏幕上的映射点显示光标。

当目标指尖位于设定的触控动作发生区域时，目标指尖的位置与可穿戴设备屏幕上显示的光标存在映射关系，用户可悬空触控可穿戴设备的屏幕，可穿戴设备能够实时向用户反馈触控操作效果，因此，该方案提高了可穿戴设备的触控精准性，提升了用户体验。

该设定的触控动作发生区域可以为固定不变的某个区域，也可以为由用户在使用可穿戴设备的悬空触控功能时自定义的某个区域。

本实用新型一优选实施例中，在步骤101之前，方法还包括：确定触控动作发生区域。

请结合图5和图6所示，在本实用新型方法的一个优选实施例中，确定触控动作发生区域14，具体包括：

步骤一、在接收到设置触控动作发生区域的触发指令后，获取双目识别设备所采集的目标指尖圈画轨迹12(如图6所示)。目标指尖圈画轨迹可以大致为圆形、方形或者其他形状，由于为用户虚画操作，因此，该目标指尖圈画轨迹不一定为理想形状，不一定为封闭轨迹，也不一定为平面图形。

步骤二、确定目标指尖圈画轨迹12对应的标准圈画轨迹11。标准圈画轨迹11是设定的触控动作发生区域的一道边界。该标准圈画轨迹11可通过如下子步骤确定：

子步骤一、对目标指尖圈画轨迹12进行包络计算，确定可容纳目标指尖圈画轨迹12的最小包络空间13。最小包络空间的形状不限，可以为圆柱空间、长方体空间等等。在图4所示的实施例中，最小包络空间13为能够容纳目标指尖圈画轨迹12的直径最小、高度最小的圆柱空间。

子步骤二、根据最小包络空间13，确定目标指尖圈画轨迹12对应的标准圈画轨迹11。如图6所示，可以将圆柱空间的的柱心所在圆面定义为标准圈画轨迹，也可以将圆柱空间的圆表面定义为标准圈画轨迹。如果最小包络空间为长方体或者其它形状，也可以采用类似的规则来定义。通过该步骤，标准圈画轨迹11的形状尺寸、相对于屏幕的位置等数据均可通过几何计算来确定。

步骤三、根据标准圈画轨迹和屏幕的边界，确定建立目标指尖与可穿戴设备屏幕映射的基准点，映射点为基准点和目标指尖连线与可穿戴设备屏幕的交点。如图5所示，该实施例中，基准点可通过如下方式确定：过标准圈画轨迹中心点A和屏幕中心点B做直线l₁；确定包含l₁的任意平面与标准圈画轨迹的交点C，以及与屏幕边界的交点D；过交点C和交点D作直线l₂，l₁和l₂的交点O即为基准点。目标指尖M与O点的连线与屏幕3的交点N即为映射点。

步骤四、根据基准点O、标准圈画轨迹11和屏幕3的边界，确定设定的触控动作发生区域14。在该设定的触控动作发生区域，无论目标指尖处于哪个位置，均能够在可穿戴设备屏幕上对应一映射点。图3中，触控动作发生区域14仅为示意，应理解为能够使目标指尖与屏幕形成映射的目标指尖的位置的集合。

可设定用户按压某个实体按键、单击屏幕或者双击屏幕等作为设置触控动作发生区域的触发条件。当用户进行触发操作后，可根据上述步骤确定设定的触控动作发生区域。采用上述方案，用户可在任意时刻任意姿态下对触控动作发生区域进行设定或更新，从而使接下来的悬空触控操作便于实现并且准确性较高。

在本实用新型的优选实施例中，方法还包括：

读取电路还获取目标指尖在设定的触控动作发生区域的手势动作；

当手势动作为设定手势动作时，进行与设定手势动作相匹配的数据处理，和/或，将光标显示与设定手势动作相匹配的设定变化效果。

在本实用新型的优选实施例中，方法还包括：当检测到位于设定的触控动作发生区域的目标指尖移出该触控动作发生区域的时间超过预设阈值时，停止触控响应。

在本实用新型的优选实施例中，确定目标指尖映射到可穿戴设备屏幕上的映射点的位置信息之前，方法还包括：

获取加速度传感器采集的可穿戴设备的空间加速度信息；

根据可穿戴设备的空间加速度信息，修正目标指尖的位置信息。

用户佩戴可穿戴设备后，可穿戴设备的位置姿态会随人体动作而变化，采用加速度传感器检测可穿戴设备的空间加速度信息，根据该空间加速度信息修正目标指尖的位置信息，可以使相关的计算处理结果更加准确，从而减少误操作，进一步提高可穿戴设备的触控精准性。

上述各实施例中，目标指尖为任意目标指尖，或者目标指尖为特定目标指尖。

可选的，目标指尖为任意目标指尖，或者目标指尖为特定目标指尖。

上述各实施例的有益效果同前，这里不再重复赘述。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种可穿戴设备，其特征在于，包括：设置于可穿戴设备的主体结构上用于采集目标指尖的位置信息的双目识别设备，以及与所述双目识别设备信号连接的控制芯片，所述控制芯片用于接收所述双目识别设备采集的位置信息，在可穿戴设备的屏幕上且与所述位置信息对应的映射点处显示光标。

2.如权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述控制芯片包括：

读取电路，用于读取和存储所述双目识别设备采集的位置信息；

比较电路，用于将所述双目识别设备采集的位置信息和预设的对应于所述屏幕各区域的映射点的位置信息做比较，确定与所述双目识别设备采集的位置信息相匹配的映射点；

显示驱动电路，用于在所述比较电路确定出的映射点显示光标。

3.如权利要求2所述的可穿戴设备，其特征在于，所述双目识别设备包括：主摄像头、辅摄像头和集成电路；

所述主摄像头和辅摄像头分别位于可穿戴设备屏幕边缘相距预设值L0的位置，且用于采集包括人手指尖的图像；

所述集成电路包括：指尖检测电路、三角函数运算器；

所述指尖检测电路与所述主摄像头和辅摄像头相连，用于根据人手指尖的图像确定指尖与主摄像头之间的距离L1以及与辅摄像头之间的距离L2；

所述三角函数运算器与所述指尖检测电路相连，用于根据指尖、主摄像头和辅摄像的相对位置构成的三角形，以及对应于三角形三个边长的所述预设值L0、所述距离L1和距离L2，确定指尖的位置信息。

4.如权利要求2或3所述的可穿戴设备，其特征在于，所述读取电路为寄存器，所述比较电路为比较器。

5.如权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，还包括与所述控制芯片信号连接的加速度传感器。

6.如权利要求5所述的可穿戴设备，其特征在于，所述加速度传感器为陀螺仪或者三轴加速度传感器。

7.如权利要求3所述的可穿戴设备，其特征在于，所述可穿戴设备为智能手表，所述主体结构包括表壳和屏幕。

8.如权利要求7所述的可穿戴设备，其特征在于，所述表壳为矩形状，所述集成电路和控制芯片集成设置在表壳内部，所述主摄像头和辅摄像头分别设置在表壳边缘相对的两个边上。

9.如权利要求7所述的可穿戴设备，其特征在于，所述屏幕为矩形状，所述集成电路和控制芯片集成设置在表壳内部，所述主摄像头和辅摄像头分别设置在屏幕边缘相对的两个边上。

10.如权利要求7所述的可穿戴设备，其特征在于，所述表壳和屏幕为圆形，所述主摄像头和辅摄像头分别设置在表壳或屏幕的边缘，且位于圆形表壳或屏幕的径线上。