CN107024977A - 手表无线控制功能模块及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种手表无线控制功能模块，以根据使用者的动作操作组合，产生控制指令，以无线通道传送给特定的智能移动终端，对该智能移动终端进行操控。其中，所述动作操作包括移动/摇摆操作、旋转操作及敲击操作。本发明也公开了以该手表无线控制功能模块控制该智能移动终端的应用。

Description

手表无线控制功能模块及其应用

技术领域

本发明涉及一种与移动终端配合使用的装置和与移动终端配合而实现的方法，特别涉及一种手表、穿戴装置与移动终端间的无线控制方式。

背景技术

智能移动终端具有一种共同的特征，就是将显示画面与输入界面结合在同一触控屏幕。在操作智能移动终端时通常需要一手把持该智能移动终端的本体，另一手进行操作。虽然单手操作也可行，但并不便利。为免除使用者用手操作的麻烦，业者已经开发出声控模块，利用语音识别技术，解译使用者的语音操作指令，以控制智能移动终端。但因语音识别技术尚未成熟，现有技术尚不足以满足使用者的需求。语音输入可能对附近的他人造成困扰，且不适于从远处进行操控。并非智能移动终端的理想控制方法。

近来对于智能移动终端的远距操控，已经开发出一种新技术，就是以穿戴装置进行控制。最常见的作法是以手表形式存在的控制装置。这类装置实质上是将智能移动终端的控制元件搬移到例如手表的穿戴装置，使用者不需手持智能移动终端，而可透过对手表上的触控屏幕、按键、控制钮等进行操控，而控制智能移动终端上所配置的功能。不过，这种操控方式只是简化智能移动终端而已，使用者实际上仍需在控制元件上输入指令。且将触控屏幕作成穿戴装置的尺寸，过小的尺寸反而使操控更加困难与不便。另外，若想在传统手表里加装功能模块、天线等元件，使其与外部智能移动终端做双向联系，因传统手表并不具备可操作的触控屏幕、按键或旋钮，如何输入各种指令以操作外部智能移动终端仍是个问题。

本发明的目的是要解决现有技术中，智能手表或穿戴式装置需要以手指操控触控屏幕、按键或旋钮的问题。使用一种装置在手表内的无线控制功能模块，将该手表配戴于手腕上，利用感测器感知手腕姿态的变化，透过无线通信通道，可以对智能移动终端进行操控，且不需使用者用手指输入指令。

发明内容

为达成上述目的，本发明一方面提供一种手表，其具有表盘、至少一实体指针以及机芯，表盘上设有实体的时间刻度，实体指针设置于表盘上方，机芯用以驱动实体指针，进而实体指针与表盘上的时间刻度配合来显示时间信息，手表还包含设置于其内部或手表表带的无线控制功能模块，用来控制外界装置。功能模块至少包括：

感测器单元，内含一种以上的感测器，用以感测用户对手表进行的动作，当感测器感测到用户对手表进行动作时，产生感测信号；

处理器单元，与感测器耦接，接收感测器单元产生的感测信号，与预设的多个动作样式比对，以判断动作所属的样式；

无线通信单元，与指令产生单元耦接，可以对外界发出无线信号及接收无线信号，并可在外界装置请求时，与外界装置进行连线，以交换信息；及

指令产生单元，用以将处理器单元所输出的动作样式数据，转换成特定格式的样式信号，送给无线通信单元，以传送给外界装置；

在本发明的优选实施例中，多个动作样式信号包括平移样式信号、旋转样式信号及敲击样式信号之中的至少一种。

在本发明的特定实施例中，处理器单元可以记录一预定时间内处理器单元所输出的动作样式信号，并根据动作样式信号或动作样式信号的组合，从指令表中寻找对应的指令，送给无线通信单元，以传送给外界装置。动作样式信号包括平移样式信号、旋转样式信号及敲击样式信号之中的一种以上。

本发明的无线控制功能模块还可包括震动器，震动器包括：

震动装置，可于收到震动指令后，发生震动；

震动板，震动装置贴附于震动板，用以驱动震动板震动；及

控制器，连接于无线通信单元，可接收经由无线通信单元进入的指令信号，并根据指令信号而发出特定震动指令；震动指令包括震动事件的震动发生次数及各震动的持续时间。

在本发明的一种实施例中，外界装置为智能移动终端，且无线控制功能模块仅包含动作感测器与无线通信单元，并将处理器单元与指令产生单元以软件形式配置在外界装置中，以利用智能移动终端内各种功能模块的运算、储存、操作能力，达成运算单元与指令产生单元的功能。

在本发明的架构下，使用者可在智能移动终端中配置无线控制功能模块应用系统，并与装置于手表内的无线控制功能模块建立通信连线，根据无线控制功能模块应用系统中所配置的推论规则，使智能移动终端接受无线控制功能模块的控制，实现不需以手指操控智能移动终端的目的。

上述及其他本发明的目的与优点，可从以下详细说明并参照图式，而更加清楚。

附图说明

图1示出本发明实施例的手表的顶视示意图。

图2示出图1所示的手表的分解图。

图3示出图1所示的手表的剖面示意图。

图4示出本发明的功能模块与移动终端通信的架构示意图。

图5示出本发明的震动装置的结构方块图。

附图标记说明

11 表面

12 表盘

13 机芯

14 功能模块

15 表壳

16 表冠

17 电池

18 底壳

141 电性连接基板

142 封装体

41 处理器单元

42 感测器

43 指令产生单元

44 无线通信单元

45 存储单元

46 移动终端

47 无线信号收发器

70 震动器

71 震动装置

72 震动板

73 控制器

具体实施方式

本发明涉及一种装置在手表内的无线控制功能模块架构。本发明的无线控制功能模块可以产生多种动作样式感测信号，并以相同或不同样式感测信号的组合，代表各种使用者定义的控制指令，可用来操控特定的智能移动终端，达成免用手指操控的目的。

下文的描述中将以本发明应用于传统的石英表为例来举例说明，然而本领域技术人员可以理解的是本发明的概念既可实施于传统的机械表、电子表或其他类型的传统手表，也可实施于智慧手表或类似的穿戴装置。

请参阅图1、图2和图3，图1示出本发明实施例的手表的顶视示意图，图2示出图1显示的手表的分解图，图3示出图1显示的手表的剖面示意图。本发明实施例的手表包含有表面11、表盘12、机芯13、功能模块14、表壳15、表冠16、电池17以及底壳18。表面11为透明的材料(如玻璃件)，表盘12上设有实体的时间刻度(如一点至十二点)，指示器(如实体的时针、分针和秒针)设置于表盘12上方，指示器由机芯13驱动，进而与表盘12上的时间刻度配合来显示时间，用户透过透明的表面11可看到指示器所指示的位置信息(实时间信息)。表壳15和底壳18用以保护手表内部的机械结构及/或电子装置，表壳15、底壳18及表盘12(或表面11)构成容纳空间，用以容纳机芯13、功能模块14和电池17。在手表的侧面还设有表冠16，用户可以通过旋转表冠16上的旋钮来调整时间或设定闹铃时间。电池17可以提供机芯13及/或功能模块14所需的电力。功能模块14用以与一个外界装置，即移动终端(46，见图4)配合，进而使功能模块与移动终端进行无线通信，使本发明的手表结构智能化。要说明的是，功能模块14也可设置在手表的表带。

从本发明第1至3图可以看出，表面11、表盘12、机芯13、表壳15、表冠16、电池17和底壳18即便在设计上有所不同，但它们的功能类似于传统的手表，特别是相当于石英表的架构。但是，与现有技术不同的是，本发明实施例的手表还包含了功能模块14，即无线控制功能模块14。也就是说，可以利用传统石英表中的剩余空间来加装此功能模块14或对石英表的空间配置进一步改良来容纳此功能模块14，进而与移动终端46配合，进而使功能模块14与移动终端46进行无线通信，使本发明的手表结构智能化。类似地，本发明的功能模块14也可配置于机械表、电子表或其他类型的传统手表，使其具有智能化的功能，其概念与石英表实施例类似，而不多作描述。

在本发明的实施例中，电池17可以供电至机芯13和功能模块14，也就是说，机芯13和功能模块14(和手表内的其他电子装置)可以同时使用电池17储存的电力。在其他实施例中，机芯13和功能模块14也可以具有相互独立的电池和供电系统，也就是说，机芯13和功能模块14由不同的电池供电。

如图2所示，功能模块14包含电性连接基板141和设置在电性连接基板141上的封装体142。图4示出本发明的功能模块14与外界装置即移动终端46通信的架构示意图。图中所示的移动终端46为智能移动终端。请配合第1至3图，一并参阅图4，本发明的功能模块14的封装体142内包含有处理器单元41、感测器42、个指令产生单元43及无线通信单元44。处理器单元41、感测器42、指令产生单元43及无线通信单元44在电性连线基板141上可封装成单一(monolithic)封装结构，例如系统级封装(System in Package；SiP)结构，也可单独封装或任两者整合封装，而后通过相同或不同的电性连接基板上的布线结构完成电信号的传递。电性连接基板141可为软性或硬性多层基板，具有多个金属层以及多个介电层，金属层分布于各个介电层间、用以传递电信号，介电层例如以聚酰亚胺(polyimide)为材料，以旋转涂布法(spin coating)形成。功能模块14还可包含存储单元45，此存储单元45用于储存处理器单元41所需的相关数据，存储单元45亦可整合于处理器单元41。移动终端46具有无线信号收发器47，用以接收和发送无线信号，无线信号收发器47例如可为蓝牙(Bluetooth)收发器或NFC(Near Field Communication，近场通信)收发器。

在图4所示的实施例中，无线控制功能模块14的主要功能是根据使用者的动作操作组合，产生控制指令，以无线通道传送给特定的智能移动终端46，对智能移动终端46进行操控。其中，感测器42为动作感测器，主要功能是感测无线控制功能模块14的动作，并输出代表该动作在至少两个方向上的加速度值。根据本发明的设计，无线控制功能模块14根据使用者对该模块的操作态样，产生多种动作样式感测信号。例如，使用者将无线控制功能模块14沿一转轴旋转时，包含自转转动或公转转动，动作感测器42检测这种旋转运动，产生代表“旋转”(自转或公转)动作样式的检测信号。使用者将无线控制功能模块14朝一方向移动时，以感测器42检测这种平移运动，产生代表“平移”动作样式的检测信号；使用者将无线控制功能模块14朝一方向摇动时，感测器42检测这种方向相反的平移运动，产生代表“摇动”动作样式的检测信号。当使用者敲击装制置无线控制功能模块14的表壳或附连装置的外壳时，以感测器42检测这种敲击产生的震动，产生代表“敲击”动作样式的检测信号。其他类型的动作样式，只要能以一连串的动作检测信号，亦即代表无线控制功能模块14的动作在两个或以上的方向上的加速度值的信号，加以组合后，可能代表的动作样式，都可应用于本发明。

能够提供上述功能的感测器42，通常为市售的二轴、三轴或多轴加速度计。二个以上的单轴加速度计也可组合成为符合上述目的的感测器42。所述的“两个方向”通常是指空间上一个空间坐标系统中的两轴。但也可能以角速度代替。感测器42所产生的动作检测信号，只要能表示无线控制功能模块14的多种动作样式，例如所述旋转动作样式、平移动作样式与所述敲击动作样式中的1种或以上即可。

符合上述需求的感测器，通常会包括至少一组加速度计或陀螺仪或磁力计，以及必要的运算电路。该运算电路可在无线控制功能模块14发生动作时，根据所述加速度计的检测电极所输出的检测信号，计算无线控制功能模块14动作的角速度或在两个以上方向上的加速度，并输出检测结果。在现有技术中，已经有各种加速度计应用电路，可用来作上述动作样式的分类判断，并使用在例如各种电视游戏机的遥控器、智能移动终端、汽车安全系统中。对于本领域技术人员而言，应属已知技术。此外，使用一组加速度计或陀螺仪或磁力计，单纯产生动作检测信号，经由无线通信单元44直接送到特定的智能移动终端46，以利用智能移动终端46的运算、储存能力，进行检测信号的解译运算，也是可行的。

如上所述的感测元件，例如加速度计、陀螺仪等，以及适用于所述感测元件的运算电路，都是已知，且为市售的电子元件。通常而言，利用微机电技术制作完成的微型感测模块，即可合乎本发明的需要。

本发明的无线通信单元44，是用来将感测器42检测所得的动作检测信号，或其相关指令信号送到外界装置。无线通信单元44还可接受特定外界装置所送来的指令信号，与该外界装置交换数据。符合这种需求的无线通信单元44可为任何市售的无线通信元件，特别是短距离无线通信元件。利用例如Bluetooth等业界标准通道，与特定的智能移动终端46进行连线。无线控制功能模块14通常具有一组无线收发器，可以对外界发出无线信号及接收无线信号，并可在外界装置请求时，与该外界装置进行连线，以交换信息。

在本发明的优选实施例中，所述多种动作样式包括至少平移样式、旋转样式及敲击样式。

具有上述架构与功能的无线控制功能模块14，可以在感测到使用者的动作操作后，检测该动作操作所包含的动作样式，各样式的顺序及数量等，输出一串动作样式信号。例如：

1.使用者将无线控制功能模块14装置在手表内，配戴在手腕上。转动手腕一次，无线控制功能模块14输出一个“转动样式”信号。

2.使用者将无线控制功能模块14装置在手表内，配戴在手腕上。敲击所述手表表面三次，无线控制功能模块14输出三个“敲击样式”信号或一个“敲击三次”的信号。

3.使用者将无线控制功能模块14装置于手表内，配戴在手腕上。转动手腕后挥手两次，无线控制功能模块14输出一个“转动样式”信号并接着输出两个“平移样式”信号。

其他的动作样式组合，均可由使用者根据对智能移动终端46操作所需，在所述无线控制功能模块应用系统中设定，以操控智能移动终端46。

除此之外，本发明的无线控制功能模块14也可选地另外提供震动器70，在无线控制功能模块14接收到外界控制指令时，发出震动。这种设计使得无线控制功能模块14不仅可以作为智能移动终端46的远端输入装置，同时也可以成为智能移动终端46的远端输出装置。图5示出震动器70的结构方块图。如图所示，震动器70主要包括震动装置71，可在收到震动驱动指令后，发生震动；震动板72，将震动装置71贴附于震动板72，用以驱动震动板72震动，以传递并放大震动装置71所发生的震动；及控制器73，连接于无线通信单元44，可接收经由无线通信单元44进入的指令信号，并根据震动指令信号而发出特定的震动驱动指令给震动装置71。在本发明的优选实例中，所述震动驱动指令包括震动事件的震动发生次数、频率及各次震动事件的持续时间。

本发明的无线控制功能模块14是用来检测使用者的动作操作，对智能移动终端46进行操控。在本发明的优选实例中，智能移动终端46可为移动电话、智能手机、个人数字助理、平板计算机、Arduino互动装置、Raspberry Pi等便携装置。为达成该目的，需在智能移动终端46配置本发明的无线控制功能模块应用系统。智能移动终端46通常就是一台智能手机或一台平板计算机。智能移动终端46还配备各种功能模块，例如触控显示模块、移动电话模块、相机模块、网络通信模块、短距离无线通信模块、声音输出入模块等。所述无线控制功能模块应用系统配置到所述智能移动终端后，即可运用智能移动终端46的运算、存储与显示功能，建立参数设定模块60，供使用者设定特定应用程序的推论规则。所述无线控制功能模块应用系统也可根据使用者的操作，建立无线控制功能模块14与智能移动终端46的通信连接。所述无线控制功能模块应用系统还可根据特定应用程序的推论规则，接受无线控制功能模块14送出的动作检测信号、动作样式信号或指令，操作智能移动终端46的触控显示模块、移动电话模块、相机模块、网络通信模块、短距离无线通信模块、声音输出入模块等，达成所需的操作。

例如，所述无线控制功能模块应用系统可以根据使用者的设定，在接收到无线控制功能模块14发出的特定组合动作样式感测结果时，解译为一行动指令，启动智能移动终端46的网络通信模块，完成通信连接或网络通信连接；并可在通信连接或网络通信连接后，发出特定请求及/或提供特定数据。特定应用程序也可设定智能移动终端46在接收到无线控制功能模块14发出的另一特定组合动作样式感测结果时，解译为一行动指令，启动智能移动终端46的相机模块，完成照相操作。另一应用程序也可设定智能移动终端46在接收到无线控制功能模块14发出的再一特定组合动作样式感测结果时，解译为一行动指令，启动智能移动终端46的显示模块，显示特定信息。在本发明另一种实施例中，无线控制功能模块14配置震动器70(详下述)。在这种实施例中，一种应用程序也可设定智能移动终端46在接收到无线控制功能模块14发出的特定组合动作样式感测结果时，或在执行一先前的行动指令后，判断出一行动指令，启动无线控制功能模块14的震动器70，产生特定样式的震动。

虽然在实际应用上，所述无线控制功能模块应用系统是以软件形式配置在智能移动终端46中，以利用智能移动终端46所配备的功能模块达成供使用者设定参数，形成特定应用程序，以及达成该应用程序所须操作及功能的目的，但在所述无线控制功能模块应用系统配置到智能移动终端46后，事实上可将相关的功能模块加以组合，形成无线控制功能模块14的感测信号或控制指令处理装置。在本发明的优选实例中，个别的应用程序都包括至少一条判断规则。每条判断规则包括至少一事件及因该事件而触发的一行动。在特定的实施例中，所述判断规则另可包括多个事件间的逻辑关系，例如事件间的“及”、“或”或“及非”的运算关系。

在本发明的优选实施例中，所述事件可为无线控制功能模块14所发出的动作感测信号及/或动作样式信号及/或控制指令。具体而言，所述事件可为一串用以代表使用者动作操作无线控制功能模块14，而由感测器42所检测到的动作检测信号，代表该动作操作各动作成份在至少两个方向上的加速度。所述事件也可为一串用以代表单一或多个动作样式的组合的动作样式信号。也可以是将所述动作样式信号的组合解译后产生的指令。

在本发明的优选实例中，所述判断规则所推论的行动，通常是一种启动智能移动终端46一种或多种功能模块，并进行特定操作的动作。所述行动也可为启动所述无线控制功能模块14的功能模块，例如所述震动器70，以执行特定操作的动作。在实例上，用以触发特定功能模块的行动可能是，发出语音或数据信息(含声音大小，节奏或频率的设定值)，发送短信(含发送对象代码及发送内容)，发生震动(含振幅大小，节奏)，显示屏显示，连接网址，提供语音或数据数据等。也可包括产生数据的行动，例如照相、录音、录像、记录数据等。

详言之，特定判断规则可如下式所示：

若(事件1)[(逻辑关系i)事件i]n，则行动1，其中，n为自然数，i为2到n的自然数。其中的行动可为操控所述智能移动终端一种或多种功能模块的操作。

在实际应用上，所述判断规则可能的实例可列举于后：

1.在收到一个“转动样式信号”(事件一)时，启动所述相机模块拍一张照片或开始录像(行动一)。

2.在收到三个“平移样式信号”(事件一)时，启动所述移动电话模块对外播通一通电话到特定电话号码或发出一则简讯到特定电话号码(行动一)。

3.在收到两个“摇动样式信号”(事件一)时，启动所述智能移动终端的声音模块或显示模块，发出语音(含声音大小，节奏或频率的设定值)或显示数据信息(行动一)。

4.在收到三个“敲击样式信号”(事件一)及(逻辑关系一)两个“平移样式信号”(事件二)时，启动所述相机模块开始录像(行动一)，并(逻辑关系二)启动所述网络通信模块上网，将录得影音传送到特定网址(行动二)。

5.在智能移动终端46收到一通来电(事件一)，且(逻辑关系一)判断在预定时间内无人接听该来电(事件二)时，启动所述短距离无线通信模块对无线控制功能模块14发出震动指令，使震动器70发生震动(行动一)。

6.在收到无线控制功能模块14发出的“敲击样式信号”(事件一)，且(逻辑关系一)判断在预定时间内无线控制功能模块14并未发出其他动作样式信号(事件二)时，启动所述短距离无线通信模块对无线控制功能模块14发出震动指令，使震动器70发生震动(行动一)。

上例只是在举例说明上述“事件”、“行动”与“逻辑关系”的可能应用。其他利用无线控制功能模块14作为智能移动终端46的远端输入装置及/或远端输出装置的应用，都可由使用者根据需要而以所述无线控制功能模块应用系统设定，成为有用的应用软件程序。

在本发明的设计下，无线控制功能模块14可以产生多种动作样式信号，包括转动样式信号、平移样式信号、敲击样式信号等。如果以信号样式个数为4的编码方式为例，则至少可产生3*3*3*3＝81种不同的指令集合(以每个指令所需样式信号为4个为例)，足以满足各种需要远端遥控智能移动终端46的应用。

以上利用实施例对本发明手表无线控制功能模块及其应用的说明。本领域技术人员不难根据本案的说明，作出各种变化与引申。但这些变化与引申，都应属于本发明的范围。

Claims (13)

1.一种手表无线控制功能模块，配置于：手表，该手表具有表盘、至少一个实体指针以及机芯；表壳；表带，所述表盘上设有实体的时间刻度，所述实体指针设置于所述表盘上方，所述机芯用以驱动所述实体指针，进而所述实体指针与所述表盘上的时间刻度配合来显示时间信息；所述无线控制功能模块设置于手表内部或表带，且至少包括：

感测器单元，用以感测所述手表的动作，产生感测信号；

处理器单元，与所述感测器耦接，接收所述感测器单元产生的感测信号，所述处理器单元用以与预设的多个动作样式比对，以判断上述感测信号所属的样式；

无线通信单元，可以对外部装置发出无线信号，并可在外部装置请求时，与所述外部装置进行连线，以交换信息；及

指令产生单元，与所述处理器单元及所述无线通信单元耦接，用以将所述处理器单元所输出的动作样式数据，转换成特定格式的样式信号，送给所述无线通信单元，以传送给所述外部装置；

其中，所述动作样式信号包括平移样式信号、旋转样式信号及敲击样式信号之中的一种以上。

2.如权利要求1所述的手表无线控制功能模块，其中，所述外部装置为智能移动终端。

3.如权利要求1所述的手表无线控制功能模块，其中所述动作样式包含摇动或移动。

4.如权利要求1所述的手表无线控制功能模块，其中所述动作样式包含自转转动或公转转动。

5.如权利要求2所述的手表无线控制功能模块，其中所述无线控制功能模块输出多个动作样式以启动外部智能移动终端的相机模块拍一张照片或开始录像。

6.如权利要求2所述的手表无线控制功能模块，其中所述无线控制功能模块输出多个动作样式以启动外部智能移动终端的移动电话模块对外播通一通电话或发短信到特定电话号码。

7.如权利要求2所述的手表无线控制功能模块，其中所述无线控制功能模块输出多个动作样式以启动外部智能移动终端的网络通信模块上网连接一个网址、提供语音或数据数据等。。

8.如权利要求2所述的手表无线控制功能模块，其中所述无线控制功能模块输出多个动作样式以触发外部智能移动终端，发出语音(含声音大小，节奏或频率的设定值)或数据信息。

9.如权利要求2所述的手表，其中所述无线控制功能模块输出多个动作样式以启动外部智能移动终端，以由屏幕显示特定信息。

10.一种不具有触控屏幕、旋钮或按键等电子功能操作键的手表与外界沟通的方法，其包含如下步骤：

提供装置在手表内部的感测器单元检测用户对所述手表进行动作，产生感测信号；

提供处理器单元将所述感测信号与预设的多个动作样式比对，以判断所述感测信号属于何种动作样式；

提供指令产生单元，将所述动作样式经转化成可传出的特定样式信号；

提供无线通信单元，将所述特定样式信号发出至外部装置，从而令所述外部装置依据所述特定样式信号所对应的指令，产生对应的功能或动作；

其中，所述动作样式信号包括平移样式信号、旋转样式信号及敲击样式信号之中的一种以上。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述外部装置为智能移动终端。

12.如权利要求10所述的方法，其中所述动作样式包含摇动或移动。

13.如权利要求10所述的方法，其中所述动作样式包含自转转动或公转转动。