CN106580284A - 智能手环、可穿戴式设备 - Google Patents

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CN106580284A CN201611034407.1A CN201611034407A CN106580284A CN 106580284 A CN106580284 A CN 106580284A CN 201611034407 A CN201611034407 A CN 201611034407A CN 106580284 A CN106580284 A CN 106580284A
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Abstract

本申请涉及便携式电子设备技术领域,尤其涉及一种智能手环及可穿戴式设备,可通过利用MEMS技术在保持可穿戴设备(如智能手环等)尺寸小型化的前提下,使得其能独立的实现各种当前的智能终端设备所能够实现的功能,并可通过利用MEMS激光显示模组来实现交互式投影,以实现大尺寸的图像显示及操控。

Description

智能手环、可穿戴式设备
技术领域
本发明涉及便携式电子设备技术领域,尤其涉及一种智能手环及可穿戴式设备。
背景技术
随着社会的进步及科技的发展,各种元器件的尺寸越来越小,使得可穿戴式设备不仅具有尺寸小、重量轻等较优便携性能,且其所能实现的功能越来越多,进而越来越被广大的人群所接收。
但是,目前市场上的可穿戴式设备虽然具有上述诸多优点,但其仍受制于诸如显示屏等相关技术的限制,从而使得一些可穿戴设备基于整体器件尺寸及成本等诸多因素的考虑,一般不会设置显示屏,而即便带有显示设备的便携式设备其所呈现的图像尺寸也较小,且基于技术及成本考虑也不会设置诸如触摸屏等交互式显示设备,进而使得当前的便携式设备的显示设备仅能够进行诸如时间、计步数字、心跳数字等简单信息的显示,但无法针对复杂图像数据或交互式操作界面进行显示或触控,所以就使得当前的便携式设备无法满足使用者对于较大尺寸的图像显示及与可穿戴式设备进行交互式操作的需要。
另外,当前的可穿戴设备一般是作为终端设备各种功能的延伸及补充,很多的功能并不能独立实现。例如,当前市场上所出现的手环,虽然在具有计步、测试心跳/脉搏等传统功能的基础上,还能实现诸如显示时间等诸多功能,但其显示屏的尺寸均较小且不能实现触控式操作,且还需要与诸如智能手机、平板电脑等终端设备通讯连接,仅用于终端设备各种功能的延伸及补充,从而使得用户体验无法得到质的提高。
发明内容
针对上述问题,本申请提供了一种可穿戴设备,可包括:
若干个MEMS功能单元;
MEMS激光投影模块,分别与每个所述MEMS功能单元连接,以将从所述MEMS功能单元接收的图像数据进行投影显示;
MEMS图像采集/处理模块,临近所述MEMS激光投影模块设置,采集并生成用户在所述MEMS激光投影单元所投影图像上进行的操控动作图像数据;
控制单元,分别与每个所述MEMS功能单元连接,以根据接收的所述操控动图像数据输出操控指令至对应的所述MEMS功能单元,来控制该对应的所述MEMS功能单元的运行。
作为一个优选的实施例,上述的可穿戴设备中,所述MEMS激光投影模块投影至具有预设范围平整度的表面上进行图像显示,所述MEMS图像采集/处理模块采集所述具有预设范围平整度的表面上呈现的图像来获取所述操控动作数据。
作为一个优选的实施例,上述的可穿戴设备中,所述具有预设范围平整度的表面为人体皮肤表面、伸展的衣服表面、墙体和/或幕布。
作为一个优选的实施例,上述的可穿戴设备中,所述若干个MEMS功能单元包括MEMS运动单元和MEMS人体机能感测单元;其中,所述MEMS运动单元用以感测并根据用户的人体运动情况输出各项运动参数,所述MEMS人体机能感测单元检测并输出人体各项生理参数。
作为一个优选的实施例,上述的可穿戴设备中,所述若干个MEMS功能单元中至少部分MEMS单元设置有微型传感器;其中,不同的MEMS功能单元之间可共享同一所述微型传感器。
本申请还提供了一种智能手环,可包括:
手环主体;
腕带,与所述手环主体连接,以可拆卸的将所述手环主体固定在用户的肢体上;
其中,所述手环主体上设置有若干个MEMS功能单元、MEMS激光投影模块、MEMS图像采集/处理模块和控制单元;所述MEMS激光投影模块分别与每个所述MEMS功能单元连接,以将从所述MEMS功能单元接收的图像数据进行投影显示;所述MEMS图像采集/处理模块临近所述MEMS激光投影模块设置,用以采集并生成用户在所述MEMS激光投影单元所投影图像上进行的操控动作图像数据;所述控制单元分别与每个所述MEMS功能单元连接,以根据接收的所述操控动图像数据输出操控指令至对应的所述MEMS功能单元,来控制该对应的所述MEMS功能单元的运行。
作为一个优选的实施例,上述的智能手环中,所述MEMS激光投影模块投影至具有预设范围平整度在(0,3]cm的表面上进行图像显示,所述MEMS图像采集/处理模块采集所述具有预设范围平整度的表面上呈现的图像来获取所述操控动作数据。
作为一个优选的实施例,上述的智能手环中,所述具有预设范围平整度的表面为人体皮肤表面和/或伸展的衣服表面和/或墙体和/或幕布。
作为一个优选的实施例,上述的智能手环中,所述若干个MEMS功能单元包括MEMS运动单元和MEMS人体机能感测单元;其中,所述MEMS运动单元用以感测并根据用户的人体运动情况输出各项运动参数,所述MEMS人体机能感测单元检测并输出人体各项生理参数。
作为一个优选的实施例,上述的智能手环中,所述手环主体上设置有感应区,所述若干个MEMS功能单元中至少部分MEMS单元包括有微型传感器;其中,所有的所述微型传感器均设置在所述感应区中,且不同的MEMS功能单元之间可共享同一所述微型传感器。
作为一个优选的实施例,上述的智能手环中,所述手环主体上还设置有显示区及光能发电区,且所述显示区中设置有用以显示图像的显示屏;其中,在所述手环主体沿所述腕带长度方向延伸的至少一端部设置有一物理按钮,所述物理按钮用以唤醒所述显示屏显示图像和/或调整所述显示屏显示的图像内容;所述光能发电区中设置有太阳能电池板,用以向所述手环主体提供电能。
作为一个优选的实施例,上述的智能手环中,所述微型传感器包括MEMS重力传感器,所述显示屏根据所述MEMS重力传感器上重力感应来调整其显示图像的方向。
作为一个优选的实施例,上述的智能手环中,所述微型传感器包括压力传感器,用以感测所述手环主体是否佩戴在用户的肢体上,且所述控制单元根据所述压力传感器感测的数据来控制其他微型传感器的运行。
作为一个优选的实施例,上述的智能手环中,所述压力传感器包括:
衬底;
绝缘层,设置于所述衬底之上;
空腔,贯穿所述绝缘层的上下表面;
至少两个电极,分别设置所述空腔相对两侧的所述绝缘层之上;
石墨烯薄膜,覆盖所述空腔的开口并延伸至所述电极之上;
其中,所述压力传感元件通过所述石墨烯薄膜的产生的形变来感测所承受压力的大小。
作为一个优选的实施例,上述的智能手环中,所述压力传感元件还包括;具有一尖端的立柱;以及
承压板,通过一所述立柱压覆在位于所述空腔之上的所述石墨烯薄膜;
其中,所述立柱尖端与所述石墨烯薄膜接触。
本申请所提供的一种智能手环及可穿戴式设备,可通过利用MEMS技术在保持可穿戴设备(如智能手环等)尺寸小型化的前提下,使得其能独立的实现各种当前的智能终端设备所能够实现的功能,并可通过利用MEMS激光显示模组来实现交互式投影,以实现大尺寸的图像显示及操控。
附图说明
参考所附附图,以更加充分的描述本发明的实施例。然而,所附附图仅用于说明和阐述,并不构成对本发明范围的限制。
图1为本申请实施例中可穿戴式设备的模块结构示意图;
图2为图1中MEMS激光投影模块的投影示意图;
图3为本申请实施例中智能手环的结构示意图:
图4为图3中一种手环主体的正面俯视图;
图5为图3中另一种手环主体的正面俯视图;
图6为图3中对应图4所示手环主体的背面俯视图;
图7为本申请实施例中传感器单元的结构示意图;
图8为本申请实施例中另一种传感器单元的结构示意图;
图9为本申请实施例中一种压力传感器的结构示意图;
图10为本申请实施例中基于图9所示的结构进行改进后的压力传感器的结构示意图。
具体实施方式
本发明将通过实施例的方式结合附图予以阐述。在附图中,各个图中相同或相关结构或功能元素会以相似的标号表示。附图中元件的尺寸和特点仅是作为方便阐述的目的。它们不对本发明的范围有所界定,且并不一定表示实际尺寸和比例关系。
下面结合附图对本申请的技术内容进行举例说明。
实施例一
参见图1~2所示,本实施例中提供了一种可穿戴设备(例如智能手环、智能手表、智能眼镜、智能纽扣、智能发卡等便携式智能电子设备,上述的诸多电子设备均可用以单独的提供诸如运动、健康、通讯等相关服务,也可与其他智能设备通讯连接用以作为其部分功能的延伸,同时也其他物联网设备一起互联互通用以来构建形成物联网系统),可包括若干个MEMS功能单元1、MEMS激光投影模块2、控制单元3和MEMS图像采集/处理模块4等诸多功能模块,由于各个功能模块均可为采用诸如MEMS技术制备的小微型器件,故将各个功能模块集成在一起用以构成可穿戴设备的主体时,其整体的尺寸及重量也会相对较小,进而在实现相同或更多功能的前提下,相较于传统的可穿戴式设备,本实施例中的可穿戴式设备整体的尺寸及重量等相关参数可以保持不变,且大多数情况下还能在提升其整体性能的同时,大大降低可穿戴整体的尺寸及重量等相关参数,以使得可穿戴式设备更加轻便,进而大大提升用户的使用体验。
具体的,干个MEMS功能单元1中的每个MEMS功能单元1均可为具有独立完成诸如运动或健康护理或通讯等各项功能,也可为能够单独实现诸如温度感测、湿度测量、计步、心跳等具体某个运动和/健康参数的测量,在本实施例中则是以上述的MEMS功能单元1作为诸如MEMS运动单元和MEMS人体机能感测单元为例进行说明,但其不应视为对于MEMS功能单元的限定;其中,上述的MEMS运动单元可用以感测并根据用户的人体运动情况输出各项运动参数,而MEMS人体机能感测单元检测并输出人体各项生理参数。
需要说明的是,上述的各项运动参数可包括诸如运动步数(如跑步步数、散步步数、健步走步数等)、运动距离、消耗的能量等相关参数,而人体各项生理参数则可包括诸如体温、心率、脉搏、呼吸频率、血压等;相应的对应每个参数在每个MEMS功能单元中均包括一个对应的MEMS微型传感器,而为了进一步减小器件的尺寸及成本,不同的MEMS功能单元之间还可共享同一传感器,例如上述的MEMS运动单元和MEMS人体机能感测单元,其均可能需要获悉用户当前状态的脉搏、体温等参数,则其相互之间则可共享同一微型脉搏传感器及微型温度传感器,进而来降低整个电子设备的设计空间及生产成本。
进一步的,上述的MEMS激光投影模块2则可分别与每个MEMS功能单元1通讯连接,以将从MEMS功能单元1接收的图像数据进行投影显示;MEMS图像采集/处理模块4则可临近MEMS激光投影模块2设置,以采集并生成用户在MEMS激光投影单元所投影图像上进行的操控动作图像数据;控制单元3则可分别与每个MEMS功能单元1连接,以根据接收的操控动图像数据输出操控指令至对应的MEMS功能单元1,进而来控制该对应的MEMS功能单元1的运行。
具体的,MEMS功能单元1在获取相应的参数并进行相应的处理后,可将其需要进行图像显示的内容发送至MEMS激光投影模块2,该MEMS激光投影模块2将上述内容利用激光投影镜头21投影至诸如皮肤、衣服、墙壁、定制的幕布及其他具有一定平整度(该一定平整度或预设范围的平整度可设定为正数的D,且该D的范围一般为大于0且小于或等于3cm的平整度)的物体5的表面51进行显示,而为了增强显示效果,该物理5的表面51一般优选的为白色或趋近白色的诸如灰色、淡黄色等颜色,而整个物理表面被投影的区域较优为单一种颜色,这样投影显示的图像会具有更加清晰的辨识度。由于采用是投影的方式将便携式设备所需显示的内容投影至诸如皮肤或衣服之上,这样就能将便携式设备的显示图像拓展到其他物体表面,使得显影的空间及尺寸均可得到较大的提升。
优选的,MEMS激光投影模块2投影至具有预设范围平整度的表面上进行图像显示时,MEMS图像采集/处理模块4可采集上述具有预设范围平整度的表面上所呈现的图像来获取操控动作数据;例如,上述的MEMS图像采集/处理模块4可包括一些诸如图像采集/识别器等,以与上述的MEMS激光投影模块2一起构成一交互式投影系统,这样当用户在MEMS激光投影模块投影2的图像上进行诸如点击、滑动等操控指令时,能够识别该动作所对应在相应图像上所进行的操控动作数据,而控制单元3则根据获取的操控动作数据来生成相应的控制命令至对应的MEMS功能单元1,以控制MEMS功能单元1输出与上述操控指令所对应的后续图像数据,并经MEMS激光投影模块投射成图形,进而实现与用户之间的交互。
需要注意的,在本实施中仅记载了一些相较于传统便携式设备的所不同的构件,而相同或近似的构件诸如蓄电池、支撑壳体等则在本实施例中没有详细描述,但是本领域技术人员在参阅了本实施例所记载的内容并结合现有的便携式设备的构件所获悉的技术方案,均应包含在本申请技术内容的范畴之内。同时,由于作为独立的电子设备(如手机、电脑等)及辅助的电子设备(如手环、眼镜等)其所参考的技术内容不同,本领域技术人员在基于本实施例所记载技术内容的基础之上,应能针对不同种类的电子设备进行适应性的调整,如基于本实施例所记载的便携式设备的基础上所改进的投影手机、投影电脑、投影手环、投影眼镜等也均应包含在本申请所记载的技术方案中。
由于要增大物理显示屏与可穿戴式设备本身的微型便携属性相矛盾,即当前采用物理结构的显示屏来提升可穿戴式设备所显示图像的尺寸与可穿戴式设备本身所具有的尺寸小、重量轻等便携属性存在不可调和的矛盾,故本申请创造性的提出利用激光投影的方式,在确保便携式设备本身尺寸、重量等相关性能满足便携需求的同时,利用MEMS激光投影模块通过投影的方式将可穿戴式设备的显示图像扩展到用户所需空间及尺寸,进而大大提升用户的体验性能。
实施例二
本实施例提供了一种智能手环,且该智能手环包括上述实施例一中所记载的相关内容(即该实施例二可依据实际的需求包括实施例一的部分或全部技术特征),具体的:
参见图3~10可知,本实施例二中的智能手环,可包括腕带6和手环主体7,即手环主体7通过卡接、套接等方式与腕带6连接,这样通过腕带6就能将手环主体7固定(或可活动的固定)在用户的肢体(如手腕)上,也可为一体成型的密封的模块化结构,以实现防水、防尘等功能;其中,上述的腕带6表面的材质优选的为亲肤材料,以用以提升用户的使用体验。
同时,该腕带6可为图3中所示一体成型的结构,在其中间位置设置有用以套接手环主体7的孔洞,且孔洞的形状与手环主体7的形状相匹配,而为了使得手环主体7能够较为牢固的固定在腕带6上,可在上述的孔洞的侧壁设置一定的凹槽,而手环主体7的侧壁则具有与上述凹槽匹配的凸起,而腕带6的材质也可为具有一定弹性的材料,这样就能使得手环主体7能够更加牢固的固定在腕带6上。
另外,上述的腕带6也可为一个环状的整体,其可直接用以套在用户的诸如手腕上等部位,当然也可为图3中所示的为条状的结构(即展开时),而其一端部设置有套环62(其材质一般为硬性材料,如金属或硬质塑料等)且临近该端部的腕带上设置有若干个依次排列的插孔61,而另一端部或临近该端部的腕带上对应上述的插孔61设置有一插杆或卡扣63,以使得将上述插杆或卡扣穿过上述的套环62后卡接或插接在插孔61中,进而形成套在用户诸如手腕上等肢体部分上的闭合环,从而将手环主体7固定在用户的肢体上;优选的,为了便于佩戴者调整上述闭合环的大小,可讲述的若干插孔61设置为均匀排列也可为沿从设置有插孔61的端部向另一端部延伸方向距离依次减小的方式进行排列。
同时,上述的腕带6中还可设置有柔性的太阳能电池板,其与手环主体7电连接,以向手环主体7提供补充电能;而在手环主体7中也可设置有诸如无线充电、USB充电等相关设备,以使得手环主体7具有多种的电能补充方式。
进一步,上述的手环主体上设置有若干个MEMS功能单元、MEMS激光投影模块、MEMS图像采集/处理模块和控制单元等,且MEMS激光投影模块分别与每个MEMS功能单元连接,以将从MEMS功能单元接收的图像数据进行投影显示;MEMS图像采集/处理模块临近MEMS激光投影模块设置,用以采集并生成用户在MEMS激光投影单元所投影图像上进行的操控动作图像数据;控制单元分别与每个MEMS功能单元连接,以根据接收的操控动图像数据输出操控指令至对应的MEMS功能单元,来控制该对应的MEMS功能单元的运行(具体可参见上述实施例一所记载的内容)。
参见图4~6所示,在本实施例中,上述的手环主体7具有面对用户使用的正面(即图4~5所示的表面)及相对于该正面的背面(即图6所示的表面),在手环主体7的正面上设置有显示区71及光能发电区72,且在显示区71中可设置有用以显示图像的显示屏(如单纯用以显示图像的LED屏也可为具有交互功能的触摸屏),而在光能发电区72中可设置有太阳能电池板73,用以向手环主体7提供电能(也可在手环主体7中设置一些机械发电设备等);同时,可在手环主体7沿腕带6长度方向延伸的至少一端部设置有一物理按钮74,而通过触摸或按压该物理按钮74来唤醒上述显示屏显示图像和/或调整所述显示屏显示的图像内容;优选的,如图4所示可在手环主体7的两端部分别设置一个物理按钮74,而显示屏则根据用户所触摸的物理按钮74来调整其显示图像及文字的方向,以使得用户无论在相对的两个方向上均可获取所想要看到的显示方向的图文。进一步的,在手环主体7之中还设置有一MEMS重力传感器(图中未标示),而上述显示屏根据还可根据MEMS重力传感器上重力感应方向来调整其显示图像的方向。
另外,在手环主体7的侧部还可设置有用以激光投影的镜头75,即上述的MEMS激光投影模块通过该镜头75将图像投影在诸如手背或小臂的皮肤上,也可投影在衣服或者墙壁等具有一定平整度的物体表面;而为了实现更佳的交互式投影的目的,上述的MEMS图像采集/处理模块的图像采集镜头(图中未标示)较优的临近上述的镜头75设置在手环主体7上。
作为另一个实施例,为了便于用户查看时间等简便的信息,可在光能发电区72的两侧分别设置一个显示区71,而每个显示区71中均设置有用以显示诸如时间、日期等简便信息的显示屏,当用户触摸设置在一端部的物理按钮74时则相应触发相对的设置在另一端的显示屏,进而使得用户不用分辨手环的方向随便佩戴;同时,为了进一步的提升用户佩戴的便捷性,可在手环主体7相对的两个侧部(即相对于设置有物理按钮74的端部而言)分别设置镜头75及相应的图像采集镜头,进而实现双投影显示或任一方向投影显示(如图5所示)。
进一步的,上述的手环主体7背面还设置有感应区76,而上述的MEMS功能单元1中的多个传感器77均可设置在该感应区76中,且该多个传感器77可以以均匀排列或交错排列的方式分布在该感应区76中,而某些传感器77可依据其感测功能来适应性的调整其具体所设置的位置及相互之间的间隔距离;其中,上述的多个传感器77可包括压力传感器771,用以感测所述手环主体是否佩戴在用户的肢体上,且所述控制单元根据所述压力传感器感测的数据来控制其他微型传感器的运行。
同时,上述的多个传感器77还可包括诸如心率传感元件772、温度传感元件773、湿度传感元件(用以感测周围环境的湿度,可应用某些对湿度有特殊要求的医疗场所中,如可应用于针对风湿病及支气管炎等疾病的治疗及预防)774等多种传感器元件(每种传感器元件可为多个,尤其是压力传感单元771的数目可设置多个),而在手环主体7中还可设置有与该多种传感器元件分别通讯连接的感测数据接收/处理单元78,该感测数据接收/处理单元78可利用其内置的诸如数/模转换器件等,在将其接收的从传感器元件中发送的模拟信号转换为数字信号后,以有线或无线通讯的方式发送出去(即图中所示的输出数据)至相应的MEMS功能单元1。在一些可选的实施例中,单个的传感器77也可仅集成有上述的传感器元件,而感测数据接收/处理单元78则可被信号收发装置替代,进而该传感器77便以模拟信号的方式将传感器元件接收的感测数据直接发送出去,这样便能使得传感器77的尺寸及体积更小,便于手环的设计。
进一步的,上述的压力传感元件771可用以感测是否在感应区76是否与佩戴者的身体接触,一旦感测到有人体压覆于感应区76中,则可触发剩余的诸如心率传感元件772、温度传感元件773及湿度传感元件774等传感器元件开始工作,而在感测感应区76中在预设的时间段后无承载物体或承载物体所产生的压力没有达到预设值时,则断开上述传感器元件的电源;这样压力传感元件771作为开关元件既能确保及时的佩戴手环的人体进行生理机能参数进行感测的同时,又能在手环空置时及时的切断传感器元件的电源进而节省能源的同时,进而可提升传感器元件的工作寿命;而为了进一步提升开关的精准性,可结合温度传感元件773来控制剩余传感器元件的工作状态。
需要注意的是,上述的压力传感元件771也可直接控制诸如心率传感元件772、温度传感元件773及湿度传感元件774等传感器元件的工作状态(如图7所示),相应的在压力传感元件771中要集成有触发单元,而心率传感元件772、温度传感元件773及湿度传感元件774等传感器元件则要集成有与上述触发单元匹配的开关单元,这样在触发单元根据压力传感元件771所检测的压力信号来发送触发信号(如高电平)至每个传感器元件上的开关单元时,该开关单元闭合以启动对应的传感器元件;反之,触发单元则发送关闭信号(如低电平)至每个传感器元件上的开关单元时,则该开关单元断开以关闭对应的传感器元件。
另外,压力传感元件771还能够通过感测佩戴手环的人体规律性且幅度较小的活动(如呼吸、心跳、脉动等),尤其是对压力感测更加敏感的石墨烯传感器,来精准的感测人体的诸如血压、心率、脉搏、呼吸频率等生理参数,以辅助诸如心率传感元件772等其他传感元件或单独的实现人体生理参数的量测。
参见图8所示,在本申请的另一个实施例中,上述的压力传感元件771中也可不用设置触发单元,而将该触发单元集成至感测数据接收/处理单元78中(图中未标示),即感测数据接收/处理单元78基于压力传感元件771发送来的压力信号来控制上述各个传感器元件的工作状态,这样压力传感元件771的体积及尺寸相对较小,进而可大大利于传感器7的排布,同时也可降低手环的生产成本。
基于图7~8中所示的结构,上述的心率传感元件772可主要用于人体生理机能参数中心率的检测,同时也可实现对脉搏及呼吸频率等其他参数的感测。
需要注意的是,在本申请实施例中的MEMS器件微机电系统均可为集微传感器、微执行器、微机械结构、微电源、微能源、信号处理和控制电路、高性能电子集成器件、接口、通信等于一体的微型器件或系统。
更进一步的,还可将上述多个传感器77集成设置为一个MEMS器件,而上述的各个传感器元件均为该MEMS传感器中的一个微型传感单元模块(微型心率传感单元、微型压力传感单元、微型温度传感单元和微型湿度传感单元等),而上述的微电源可采用微型机械发电结构(即人体在佩戴手环运动时带动微型机械发电结构发电),以向整个手环提供工作电能;同时,该MEMS传感器还可集成有微型的信号处理等结构,进而可单独的构成一个传感系统,来通过有线或无线的方式将检测的数据直接发送至相应的MEMS功能单元或终端设备或触发报警装置。由于MEMS传感器具有非常小的尺寸,而单个的MEMS传感器又能单独的实现自供电且独立工作,这样大大增大在传感区76中设置传感器的便利性及灵活性,且MEMS传感器感测的精准性及反应速度也得到进一步的提升。
优选的,上述的微电源也可以为微型蓄电池,同时可采用有线或无线充电的方式对该微型蓄电池(或微电源)进行充电(图中未示出);考虑到实际应用的便利及安全性,较优的可采用无线充电的方式对上述的微型蓄电池进行充电,以向MEMS传感器供电;具体的,采用至少一个无线电能发射器向每个MEMS传感器的微型电源供电,如可在手环上设置一个或多个无线电能接收器,使得每个无线电能接收器通过接收上述无线电能发射器发送的电力来向与其所电连接的MEMS传感器(即其内部设置的微型电源)供电,甚至可在手环上仅设置一个无线电能接收器来统一向每个MEMS传感器充电,这样可节约生产成本同时使得MEMS传感器的尺寸相对较小;而为了使得每个MEMS能够独立工作,使得在手环上尽量少的布置物理导电线路来提升手环的安全性能及MEMS传感器的灵活性,可在每个MEMS传感器中均对应集成一个无线电能接收器以对其中内置的微型蓄电池进行充电;其中,优选的可基于电磁感应式充电技术采用MEMS器件来实现上述的无线充电操作,当然也可在确保安全供电的前提下采用谐振式充电技术并利用MEMS器件来实现上述的无线充电操作。需要注意的是,上述无线充电特征可应用于本申请所包含的任意一个技术方案中。
另外,由于MEMS器件的微型结构所限制,其所发送的信号强度有限,还可在手环的腕带6之中设置一个信号放大器,即MEMS器件发送的信号通过信号放大器进行放大后,再发送到相应的终端设备或触发报警装置报警,以提升信号传输的距离及精确性。
在本申请的一个实施例中,上述的压力传感元件771可为石墨烯压力传感器;参见图9所示,该压力传感元件771包括衬底701及设置于衬底701之上的绝缘层702,在贯穿该绝缘层702至衬底701的表面开设有空腔705,在空腔两侧的绝缘层702之上还可设置有电极703,一石墨烯薄膜704覆盖上述的电极703并将覆盖上述的空腔705的开口及临近该开口绝缘层702的暴露的表面直至上述的电极703附近;由于石墨烯薄膜具有优良的机械、电学性能,进而使得石墨烯压力传感器相较于传统的传感器具有更好的灵敏度及准确性。
进一步的,基于图9所示的结构,如图10所示,为了进一步的提升压力传感元件771的灵敏度及准确性,还可在石墨烯薄膜704之上对应空腔705的位置设置以承压板707,而承压板707通过一具有立柱706压覆至上述空腔705之上的石墨烯薄膜704的上表面,由于承压板707的上表面面积远大于立柱706压覆于石墨烯薄膜704表面上的面积,这样就能在很小的压力下便能使得石墨烯薄膜704产生更大的形变,进而进一步的提升压力传感器的灵敏度及准确性;优选的,上述的立柱706可具有一尖端7061(即锥形),且上述的立柱706通过该尖端7061压覆在石墨烯薄膜704之上,其可相对于传统柱状的立柱而言使得压力传感元件771具有更高的灵敏度及准确性。
需要说明的是,基于上述的石墨烯压力传感器所具有的灵敏度及准确性等诸多优点,故可将该石墨烯压力传感器可用以感测手腕脉搏等相关人体生理参数。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术方案,但本领域的技术人员应该理解,上述内容仅是举例说明,本发明的保护范围由权利要求书内容所限定。本领域技术人员在不违背本发明的技术原理和实质内容的前提下,可对实施方案进行多种变更或更改,这些变更和更改均应落入本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种可穿戴设备,其特征在于,包括:
若干个MEMS功能单元;
MEMS激光投影模块,分别与每个所述MEMS功能单元连接,以将从所述MEMS功能单元接收的图像数据进行投影显示;
MEMS图像采集/处理模块,临近所述MEMS激光投影模块设置,采集并生成用户在所述MEMS激光投影单元所投影图像上进行的操控动作图像数据;
控制单元,分别与每个所述MEMS功能单元连接,以根据接收的所述操控动图像数据输出操控指令至对应的所述MEMS功能单元,来控制该对应的所述MEMS功能单元的运行。
2.如权利要求1所述的可穿戴设备,其特征在于,所述MEMS激光投影模块投影至具有预设范围平整度的表面上进行图像显示,所述MEMS图像采集/处理模块采集所述具有预设范围平整度的表面上呈现的图像来获取所述操控动作数据。
3.如权利要求2所述的可穿戴设备,其特征在于,所述具有预设范围平整度的表面为人体皮肤表面、伸展的衣服表面、墙体和/或幕布。
4.如权利要求1所述的可穿戴设备,其特征在于,所述若干个MEMS功能单元包括MEMS运动单元和MEMS人体机能感测单元;
其中,所述MEMS运动单元用以感测并根据用户的人体运动情况输出各项运动参数,所述MEMS人体机能感测单元检测并输出人体各项生理参数。
5.如权利要求4所述的可穿戴设备,其特征在于,所述若干个MEMS功能单元中至少部分MEMS单元设置有微型传感器;
其中,不同的MEMS功能单元之间可共享同一所述微型传感器。
6.一种智能手环,其特征在于,包括:
手环主体;
腕带,与所述手环主体连接,以可拆卸的将所述手环主体固定在用户的肢体上;
其中,所述手环主体上设置有若干个MEMS功能单元、MEMS激光投影模块、MEMS图像采集/处理模块和控制单元;所述MEMS激光投影模块分别与每个所述MEMS功能单元连接,以将从所述MEMS功能单元接收的图像数据进行投影显示;所述MEMS图像采集/处理模块临近所述MEMS激光投影模块设置,用以采集并生成用户在所述MEMS激光投影单元所投影图像上进行的操控动作图像数据;所述控制单元分别与每个所述MEMS功能单元连接,以根据接收的所述操控动图像数据输出操控指令至对应的所述MEMS功能单元,来控制该对应的所述MEMS功能单元的运行。
7.如权利要求6所述的智能手环,其特征在于,所述MEMS激光投影模块投影至具有预设范围平整度在(0,3]cm的表面上进行图像显示,所述MEMS图像采集/处理模块采集所述具有预设范围平整度的表面上呈现的图像来获取所述操控动作数据。
8.如权利要求7所述的智能手环,其特征在于,所述具有预设范围平整度的表面为人体皮肤表面和/或伸展的衣服表面和/或墙体和/或幕布。
9.如权利要求6所述的智能手环,其特征在于,所述若干个MEMS功能单元包括MEMS运动单元和MEMS人体机能感测单元;
其中,所述MEMS运动单元用以感测并根据用户的人体运动情况输出各项运动参数,所述MEMS人体机能感测单元检测并输出人体各项生理参数。
10.如权利要求9所述的智能手环,其特征在于,所述手环主体上设置有感应区,所述若干个MEMS功能单元中至少部分MEMS单元包括有微型传感器;
其中,所有的所述微型传感器均设置在所述感应区中,且不同的MEMS功能单元之间可共享同一所述微型传感器。
11.如权利要求10所述的智能手环,其特征在于,所述手环主体上还设置有显示区及光能发电区,且所述显示区中设置有用以显示图像的显示屏;
其中,在所述手环主体沿所述腕带长度方向延伸的至少一端部设置有一物理按钮,所述物理按钮用以唤醒所述显示屏显示图像和/或调整所述显示屏显示的图像内容;所述光能发电区中设置有太阳能电池板,用以向所述手环主体提供电能。
12.如权利要求11所述的智能手环,其特征在于,所述微型传感器包括MEMS重力传感器,所述显示屏根据所述MEMS重力传感器上重力感应来调整其显示图像的方向。
13.如权利要求6所述的智能手环,其特征在于,所述微型传感器包括压力传感器,用以感测所述手环主体是否佩戴在用户的肢体上,且所述控制单元根据所述压力传感器感测的数据来控制其他微型传感器的运行。
14.如权利要求13所述的智能手环,其特征在于,所述压力传感器包括:
衬底;
绝缘层,设置于所述衬底之上;
空腔,贯穿所述绝缘层的上下表面;
至少两个电极,分别设置所述空腔相对两侧的所述绝缘层之上;
石墨烯薄膜,覆盖所述空腔的开口并延伸至所述电极之上;
其中,所述压力传感元件通过所述石墨烯薄膜的产生的形变来感测所承受压力的大小。
15.如权利要求14所述的智能手环,其特征在于,所述压力传感元件还包括:
具有一尖端的立柱;
承压板,通过一所述立柱压覆在位于所述空腔之上的所述石墨烯薄膜;
其中,所述立柱尖端与所述石墨烯薄膜接触。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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