CN105388611A - 扩展智能设备显示的穿戴式设备及系统 - Google Patents

Abstract

扩展智能设备显示的穿戴式设备及系统，在智能设备程序中建立设备间协同工作模式，此模式下，智能设备的图像经过调整和放大，由可穿戴设备的数据通信模组接收，在可穿戴设备中成像，得到所需的大型显示界面。该穿戴式设备及系统，方式新颖，结构精简，大幅扩展手机、平板电脑等智能设备的显示，高效能，便于携带，使用场合不受限制。该穿戴式设备及系统充分利用手机的硬件，只承担了整个设备系统较少的模块，因而性能更强，续航时间更长，重量轻。由于对传统显示功能作了一种巧妙的转换，所以用户在得到更大显示界面的同时设备耗电量反而能够得到降低。

Description

扩展智能设备显示的穿戴式设备及系统

技术领域

本发明涉及穿戴式设备领域，尤其涉及一种扩展智能设备显示的穿戴式设备及系统。

背景技术

手机发展时至今日，手机功能已从早期的单纯只有电话、短信功能，演变为信息时代背景下的今天，成为人们获取各类所需信息以及进行多媒体娱乐的重要手段。为了应对日益增长的信息获取需求，以及获得更佳的用户视觉体验，智能手机的屏幕尺寸近年来不断变得更大。当下，智能手机屏幕尺寸已普遍达到5英寸左右，若继续大幅增大，则收效日渐衰微，却将严重影响手机的便携性和操作灵便性。所以若不变革，照此发展，即将达到手机屏幕发展的瓶颈。

目前的智能设备的显示扩展设备，大多功能单一，体积巨大，或者使用条件受很多限制，对用户来说非常不方便，使用效果也不理想。

独立式眼镜式可穿戴设备正在兴起，比如GoogleGlass,此一潮流预示着未来的发展方向。不过诸如GoogleGlass,却也有着很多缺点，主要缺点如下：（1）显示界面单一、显示区域小，不能有效地大面积覆盖人眼的可视范围；（2）通过投影光束到视网膜来显示，需要一个高亮光源照射，无形中增加了耗电量；（3）折射光线的棱镜玻璃厚度大，透过玻璃观察会比较模糊，因而一定程度地干扰人眼视线；（4）GoogleGlass没有与手机真正协同工作，因而功能比较有限，无法调取手机中的大量数据、应用程序和功能；（5）设备体积小，内部空间十分有限，无法容纳高性能的模块，因而导致设备存储容量、处理速度、显示质量等性能不可避免地低下；（6）空间有限导致电源模块体积小，电池容量比较有限，设备续航时间短；（7）操控方式及功能单一，无法完成一些高级复杂的操控及功能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种大幅扩展手机、平板电脑等智能设备的显示、高效能、便于携带、使用场合不受限制的扩展智能设备显示的穿戴式设备及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

扩展智能设备显示的可穿戴式设备及系统，包括一眼镜式可穿戴设备，以及在智能设备程序中建立设备间协同工作模式。

所述眼镜式可穿戴设备，包括一显示系统以及一声音系统。

所述显示系统包括一与智能设备通信的数据通信模组，一显示模组和成像镜片。

所述数据通信模组，采用无线电信号连接或有线连接两种模式与智能设备进行通信。无线传输模式用以减少连线，简化硬件，同时不可避免地会增加耗电量，可以用蓝牙系统进行通信，也可以用WiFi系统以及其它无线方式进行通信。有线连接模式用以减少无线传输数据导致的电量损耗、保证信号稳定不受干扰、大批量数据的输入以及直接从智能设备获得供电，通过在眼镜式可穿戴设备设置一个有线接口与智能设备连接，可以用例如Lighting接口进行连接，也可以用其它整合多种数据的有线接口进行连接。

所述显示模组，连接数据通信模组。数据通信模组得到的视频信号，经过显示模组处理后将图像显示在成像镜片上。

所述成像镜片，连接显示模组。成像镜片可采用AMOLED技术，也可以采用基于TFT的液晶技术以及其它显示技术。成像镜片颜色呈透明或半透明，允许环境光线透过，无LED背光板，镜片液晶层具备高显像精细度，像素点的点距小，以获得与人眼近距离下的图像具有足够分辨率和清晰度。

所述声音系统，包括一音频模组，负责声音的输出和输入，声音输出可以用有线耳机进行播放，也可以用其它方式进行声音播放。声音输入可以在眼镜框架上设置一个麦克风，来实现电话、录音、声控等语音输入功能。

所述眼镜式可穿戴设备，还包括一电源模块，所述电源模块包括一存储电能的电池模块。在没有外接电源或短暂中断供电时，通过电池保证眼镜式可穿戴设备正常运作，并使之具有便携性。

所述眼镜式可穿戴设备，还包括一模块扩展区，所述模块扩展区连接显示模组和数据通信模组。所述模块扩展区包括一空位凹槽和卡榫结构，能够固定摄像模块。所述模块扩展区用于搭载可拆卸的摄像模块，摄像模块的视频信号经过显示模组的处理，在成像镜片上显示拍摄的照片和视频；还可以经过数据通信模组21传输到智能设备，进行储存。摄像模块设定为可拆卸，就可以在公共场合时卸除，以避免侵犯他人隐私和引起他人的反感。当有需要时，又可以快速地安装摄像模块，实现方便快捷地通过眼镜来摄像。

所述设备间协同工作模式为，在智能设备程序中建立“智能设备-眼镜式可穿戴设备”连接工作模式。进入该模式后，智能设备的屏幕显示关闭，用以节约电量，同时将智能设备的视频输出由它自身的分辨率，增大一定倍数和协调长宽比值以适应眼镜式可穿戴设备的成像镜片后，将此视频信号输送并由眼镜式可穿戴设备的数据通信模组接收，经过显示模组处理后，在成像镜片上成像，得到所需的大型显示界面。

所述“智能设备-眼镜式可穿戴设备”连接工作模式，由于用户界面转移到了眼镜式可穿戴设备上，所以操控方式发生相应改变，可以添入新定义的智能设备操控规则进行操控，也可以用其它的体感设备进行操控。

所述智能设备操控规则为，用户不再观察智能设备而是通过观察眼镜式可穿戴设备镜片的图像来操控，对系统界面的操控，转换为在用户界面中生成一个光标。用户对光标的所有移动类型操控通过手指在智能设备触控屏上移动实现；对光标的在静止状态下的点选、点击操控通过手指在智能设备触控屏控制区的任意位置快速敲击实现；对光标选择的目标项的拖动类型操控，通过其中一根手指完成移动，并到达目标项后，然后另一根手指也按压触控屏，两根手指同时在触控屏上移动来实现；对照片、界面等目标的放大、缩小操控，仍然通过两根手指在触控屏上反方向移动实现。此外，智能设备原有的操控辅助功能基本不变，根据眼镜式可穿戴设备镜片中的光标所在的位置，手指在智能设备触控屏控制区的任意位置停留长按则实现智能设备原有的相应快捷、辅助功能；智能设备的物理主菜单键以及物理辅助功能键的功能不作变化，点击则实现相对应功能。对操控规则做出以上设定后，智能设备的全部操控功能得以保留，能够在眼镜式可穿戴设备上得到完整使用。

本发明与现有技术中其它技术方案相比较，具有以下优点：

（1）本发明所述的穿戴式设备及系统，方式新颖，结构精简，大幅扩展手机、平板电脑等智能设备的显示，高效能，便于携带，使用场合不受限制。

（2）本发明所述的穿戴式设备及系统，透明镜片不遮挡视线，因而不影响现实生活中的日常活动。

（3）本发明所述的穿戴式设备及系统，眼镜式可穿戴设备可以为用户第一时间提供所需信息，添加一定类型的光学或电学传感器以及编写应用软件后，更能实现视野增强功能和虚拟现实交互功能等。

（4)本发明所述的穿戴式设备及系统，眼镜式可穿戴设备依托智能设备的硬件，只承担了整个设备系统较少的模块，因而相比较于独立式眼镜式可穿戴设备比如GoogleGlass,性能大幅增强，续航时间长，重量轻，产品成本也能够得到有效控制。

（5）本发明所述的穿戴式设备及系统，通过成像镜片显像，图像覆盖人眼的视野范围更大，能够做到视野大面积覆盖，图像和镜片具有透明度，能够不遮挡视线观察周围环境，且成像镜片的功耗很低。

（6）本发明所述的穿戴式设备及系统，进入“智能设备-眼镜式可穿戴设备”连接工作模式后，因为智能设备自身屏幕无需再显示，而眼镜式可穿戴设备的显示单元运作更省电，对传统显示功能作了一种巧妙的转换，所以使用此发明所述技术后，用户在得到更大显示界面的同时设备耗电量反而能够得到降低。

附图说明

图1为具有眼镜式可穿戴设备的本发明的外部结构示意图；

图2为具有眼镜式可穿戴设备的本发明的电路结构示意图；

图3为本发明的模块扩展区的外部结构示意图；

图4为本发明的遮光片槽位的外部结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、特征和效果易于理解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

扩展手机显示的可穿戴式设备及系统，包括一眼镜式可穿戴设备1，以及在智能设备系统程序中建立设备间协同工作模式。

眼镜式可穿戴设备1，包括一显示系统2以及一声音系统3。

显示系统2包括一与智能设备通信的数据通信模组21，一显示模组22和成像镜片23。

数据通信模组21，采用无线电信号连接或有线连接两种模式与智能设备进行通信。无线传输模式用以减少连线，简化硬件，同时不可避免地会增加耗电量，可以用蓝牙系统进行通信，也可以用WiFi系统以及其它无线方式进行通信。有线连接模式用以减少无线传输数据导致的电量损耗、保证信号稳定不受干扰、大批量数据的输入以及直接从智能设备获得供电，通过在眼镜式可穿戴设备设置一个有线接口与手机连接，可以用Lighting接口进行连接，也可以用其它整合多种数据的有线接口进行连接。从数据连接稳定性、成本以及技术实现难度方面考虑，仍然适合采用有线连接，或者为用户提供双重选择，无线传输和有线连接两种模式并存，以满足用户不同环境下的使用需求。

显示模组22，连接数据通信模组21。数据通信模组得到的视频信号，经过显示模组处理后将图像显示在成像镜片23上。

成像镜片23，连接显示模组22。成像镜片23可采用AMOLED技术，也可以采用基于TFT的液晶技术以及其它显示技术。成像镜片23颜色呈透明或半透明的液晶镜片，允许环境光线透过，无LED背光板，镜片液晶层具备高显像精细度，像素点的点距小，以获得与人眼近距离下的图像具有足够分辨率和清晰度。采用AMOLED技术，能够在显示层直接自发光，故无需其它任何背光组件，不过也正因为此特性AMOLED会带来耗电量增加；同时采用AMOLED技术，显示层自发光为单向，就不存在隐私泄漏的问题；采用基于TFT技术的IPS屏幕，具有液晶层厚度小以及很多优点，如光透过率高，色彩鲜明饱满，响应速度快等，也可以采用其它液晶屏幕技术。

声音系统3，包括一音频模组31，负责声音的输出和输入，声音输出可以用有线耳机32进行播放，也可以用其它方式进行声音播放。声音输入可以在眼镜框架上设置一个麦克风，来实现电话、录音、声控等语音输入功能。采用有线耳机可以保证声音高质量，不受外界噪音干扰，并且满足音乐需求。

眼镜式可穿戴设备1，还可以包括一光源系统4。光源系统4包括一为成像镜片23特制的集成背光模组41。集成背光模组41采用多个LED点状光源或线形光源嵌入镜框提供备用光源。成像镜片23采用液晶技术时，在夜间或环境光线不足情况下，集成背光模组能够为成像镜片23提供光源，确保显示亮度和清晰度。

眼镜式可穿戴设备1，还包括一电源模组5，电源模块包括一存储电能的电池模组51。在没有外接电源或短暂中断供电时，通过电池保证眼镜式可穿戴设备正常运作，并使之具有便携性。

电源模组，还包括一电源管理模组52，电源管理模组52连接电池模组51。电源管理模组52用于在电池模块51供电和外部电源供电之间进行切换，并且对电池模块51的充放电状态进行管理。

眼镜式可穿戴设备1，还包括一模块扩展区6，模块扩展区6连接显示模组22和数据通信模组21。模块扩展区6包括一空位凹槽和卡榫结构，能够固定摄像模块。模块扩展区6用于搭载可拆卸的摄像模块61，摄像模块61的视频信号可以经过显示模组22的处理，在成像镜片23上显示拍摄的照片和视频；还可以经过数据通信模组21传输到智能设备，进行储存。摄像模块61设定为可拆卸，就可以在公共场合时卸除，以避免侵犯他人隐私和引起他人的反感。当有需要时，又可以快速地安装，实现方便快捷地通过眼镜来摄像。

眼镜式可穿戴设备1，还包括一位于成像镜片前的遮光片槽位7。所述遮光片槽位7，位于镜框上，在成像镜片的前面，用于搭载遮光片71。所述遮光片71为，采用金属反射太阳膜片，或其它具有改变透光率和在表层反射部分光线的功能的光学膜片。采用遮光片71，既能用于强光照环境下减弱光线，减少强烈太阳光对眼睛的刺激，以及避免发生强光照和镜片玻璃共同作用下产生的眩光现象；还能用于保护用户的隐私，通过反射成像镜片外层的部分环境光线，使得用户以外的他人，难以看清成像镜片中的内容。

镜框与镜腿之间的结合部，包括一可转动结构8，可转动结构8的内部有可弯曲的导线连接镜框与镜腿的电路。可转动结构8使得眼镜式可穿戴设备能够折叠，以便于不佩戴时缩小体积，方便携带和摆放。

眼镜式可穿戴设备1，可以将数据通信模组21、显示模组22和音频模组41整合为芯片，置入镜腿内部，在镜腿的外侧设置耳机接口9和数据通信接口10。电源模块5整体可以置入镜脚中。

眼镜式可穿戴设备1，还可以在镜腿的侧面设置一些小型按键11，用以实现一些快捷功能以及在功能间进行快速切换，比如进入休眠状态、接听电话、返回主菜单等。

设备间协同工作模式为，在智能设备程序中建立“智能设备-眼镜式可穿戴设备1”连接工作模式。进入该模式后，智能设备的屏幕显示关闭，用以节约电量，同时将智能设备的视频输出由它自身的分辨率，增大一定倍数以及协调长宽比值以适应眼镜式可穿戴设备1的镜片后，将此视频信号输送并由眼镜式可穿戴设备1的数据通信模组21接收，经过显示模组22处理后，在成像镜片23上成像，得到所需的大型显示界面。另外，智能设备的音频输出，在扬声器直接传播声音的方式下无需变化；原有的智能设备-有线耳机连接方式，应当将音频输出转移到眼镜式可穿戴设备1上进行输出，这样可以简化连线，避免智能设备耳机线造成的使用不方便。而且在此设备间协同工作模式下，可以由智能设备通过连接线，为眼镜式可穿戴设备供电，以弥补眼镜式可穿戴设备电池容量的不足，提供音频、视频信号的同时大幅延长眼镜式可穿戴设备的续航时间。

眼镜式可穿戴设备1，还可以采用无线传输方式与手机连接，同时采用语音控制方式或点击眼镜上的快捷按键，实现对接听电话、查看短信或邮件、以及地图服务和导航功能的快速获取和操作。这样可以在不通过有线连接方式连接智能设备的情况下，简便地获得基本生活应用功能，第一时间最便捷地获取信息，释放双手，以及避免视线转移带来的疲劳和不安全因素。

“智能设备-眼镜式可穿戴设备1”连接工作模式，由于用户界面转移到了眼镜式可穿戴设备1上，所以操控方式发生相应改变，可以添入新定义的智能设备操控规则进行操控，也可以用其它的体感设备进行操控。采用外置的体感设备，耗电量会增加，操控则更灵活，不受空间束缚，适合在相对开放的空间以及私人环境下使用。继续采用智能设备的触控屏来操控，则可以简化整个设备系统、节约电量，以及能够在较小空间内实现操控，避免在公共环境下对周围人群产生干扰。同时，也可以采用语音控制功能，来进行一些操作，比如目标的搜索及选取、菜单返回，文字的语音录入等。

智能设备操控规则为，用户不再观察智能设备而是通过观察眼镜式可穿戴设备1的成像镜片23的图像来操控，对系统界面的操控，转换为在用户界面中生成一个光标。用户对光标的所有移动类型操控，通过手指在智能设备的触控屏上移动实现；对光标的点选、点击操控，通过手指在智能设备触控屏控制区的任意位置快速敲击实现；对光标选择的目标项的拖动类型操控，通过其中一根手指完成移动，并到达目标项后，然后另一根手指也按压触控屏，两根手指同时在触控屏上移动来实现；对照片、界面等目标的放大、缩小操控，仍然通过两根手指在触控屏上反方向移动实现。此外，智能设备原有的操控辅助功能基本不变，根据眼镜式可穿戴设备1的成像镜片23中的光标所在的位置，手指在智能设备触控屏控制区的任意位置停留长按则实现智能设备原有的相应快捷、辅助功能；智能设备的物理主菜单键以及物理辅助功能键的功能不作变化，点击则实现相对应功能。对操控规则做出以上设定后，智能设备的全部操控功能得以保留，能够在眼镜式可穿戴设备1上得到完整使用。用户的体验就和使用笔记本电脑的触控板时类似，操作仍然十分简便。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.扩展智能设备显示的穿戴式设备及系统，其特征在于：包括一眼镜式可穿戴设备，所述眼镜式可穿戴设备，包括一显示系统，以及一声音系统，还包括一电源模组；所述显示系统包括一与智能设备通信的数据通信模组，一显示模组和成像镜片；所述声音系统，包括一音频模组；所述电源模组，包括一存储电能的电池模组。

2.根据权利要求1所述的扩展智能设备显示的穿戴式设备及系统，其特征在于：所述数据通信模组，采用无线电信号连接或有线连接两种模式与智能设备进行通信。

3.根据权利要求1所述的扩展智能设备显示的穿戴式设备及系统，其特征在于：所述显示模组与所述数据通信模组互相连接。

4.根据权利要求1所述的扩展智能设备显示的穿戴式设备及系统，其特征在于：眼镜式可穿戴设备，包括一光源系统，所述光源系统包括一为成像镜片特制的集成背光模组；所述集成背光模组，采用多个LED点状光源或线形光源嵌入镜框提供备用光源。

5.根据权利要求1所述的扩展智能设备显示的穿戴式设备及系统，其特征在于：眼镜式可穿戴设备，包括一模块扩展区；所述模块扩展区，包括一卡榫结构，用于搭载可拆卸的模块。

6.根据权利要求5所述的扩展智能设备显示的穿戴式设备及系统，其特征在于：所述模块扩展区连接显示模组，同时连接数据通信模组。

7.根据权利要求1所述的扩展智能设备显示的穿戴式设备及系统，其特征在于：眼镜式可穿戴设备，包括一位于成像镜片前的槽位；所述槽位，位于镜框，在成像镜片的前面，用于搭载具有反射部分表层光线来保护隐私以及降低透光率功能的遮光片。

8.根据权利要求1所述的扩展智能设备显示的穿戴式设备及系统，其特征在于：眼镜式可穿戴设备，在镜框与镜腿之间的结合部，包括一可转动结构；所述可转动结构，内部有可弯曲的导线连接镜框与镜腿的电路，用于使得眼镜式可穿戴设备能够折叠。

9.根据权利要求1所述的扩展智能设备显示的穿戴式设备及系统，其特征在于：扩展智能设备显示的穿戴式设备及系统，包括在智能设备程序中建立设备间协同工作模式；所述设备间协同工作模式为，将智能设备的视频输出由它自身的分辨率，增大一定倍数和协调长宽比值以适应眼镜式可穿戴设备的成像镜片后，将此视频信号发送并由眼镜式可穿戴设备的数据通信模组接收，经过显示模组处理后，在成像镜片上成像。

10.根据权利要求9所述的扩展智能设备显示的穿戴式设备及系统，其特征在于：所述设备间协同工作模式，具有在眼镜式可穿戴设备通过连接线与智能设备连接后，从智能设备获得供电和音频、视频信号。