CN205540571U - 头戴式电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种头戴式电子设备，所述头戴式电子设备包括体感传感器和控制器，所述体感传感器设置在所述头戴式电子设备壳体侧面，并与所述控制器电连接，受所述控制器控制。本实用新型实施例的头戴式电子设备，能够通过感应用户的手势等动作来实现对头戴式电子设备进行控制，在佩戴状态下方便与用户交互，并能实现多指令操控，便于用户在一个大区域内自由操控，操作灵活，更加人性化，大大提升了用户体验。
Description
技术领域
本实用新型涉及可穿戴设备领域，尤其涉及一种头戴式电子设备。
背景技术
目前大多数头戴式电子设备的交互方式均为实体按钮，在头戴式电子设备设置实体按钮，通过点击、长按，实现一定的指令功能。此类方法成本低、设计简单，但仅能满足少量指令，且交互方式生硬无趣。
此外，还有在头戴式电子设备上安装可触控面板平面，头戴式电子设备通过识别手指在面板上的滑动、点击等动作进行相应的指令传输和操作响应(如暂停/播放、更换曲目、调节音量等等)。触摸控制对于头戴式电子设备来说，触控虽然便于用户灵活地对设备进行操控，但触控操作的便利性决定于触控板的面积，而头戴式电子设备往往存在触控板面积较小，且头戴状态下也不便于用户触控操作，因此，需要一种操作灵活且便于头戴状态下进行操控的头戴式电子设备。
实用新型内容
为解决现有存在的技术问题，本实用新型提供一种头戴式电子设备，能够通过体感方式与用户交互，操作灵活且便于用户在头戴状态下进行操控。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种头戴式电子设备，所述头戴式电子设备包括体感传感器和控制器，所述体感传感器设置在所述头戴式电子设备壳体侧面，并与所述控制器电连接，受所述控制器控制。
其中，所述头戴式电子设备包括头梁部和耳部，所述头梁部的尾端与所述耳部的上端连接；所述体感传感器设置在所述头梁部的尾端、或所述耳部的上端、或所述耳部的面板任意位置。
其中，所述体感传感器为红外体感传感器或近场感应式体感传感器。
其中，所述体感传感器为红外体感传感器，所述红外体感传感器包括红外IR发射器和IR感应接收器，所述IR发射器用于发射IR信号，所述IR感应接收器用于接收被物体反射的IR信号；所述IR感应接收器包括四个光电二极管，所述光电二极管成对设置并形成两个信号路径：南北方向和东西方向。
其中，所述头戴式电子设备包括：左耳部和右耳部；
所述左耳部包括所述控制器、音频信号处理电路、左喇叭、LCD显示/触摸屏、3G/4G网络通信组件、WiFi/蓝牙通信组件和体感传感器；所述右耳部包括右喇叭、触控板音乐控制电路、触控板和电池；所述头梁部内设有走线；
所述音频信号处理电路、左喇叭、LCD显示/触摸屏、3G/4G网络通信组件、WiFi/蓝牙通信组件和体感传感器分别与所述控制器连接并受所述控制器控制；所述右喇叭、触控板音乐控制电路、触控板、和电池分别通过所述头梁部内的走线与所述控制器连接，并受所述控制器控制。
其中，所述体感传感器通过集成电路总线与所述控制器连接。
其中，所述头戴式电子设备的左耳部还包括GPS、加速传感器；所述GPS、加速传感器分别与所述控制器连接，并受所述控制器控制。
其中，所述头戴式电子设备的右耳部还包括心率传感器和佩戴传感器；所述心率传感器和佩戴传感器分别通过所述头梁部内的走线与所述控制器连接，并受所述控制器控制。
本实用新型实施例的头戴式电子设备，能够通过感应用户的手势等动作来实现对头戴式电子设备进行控制，在头戴式电子设备处于佩戴状态下也可以与用户交互，并能实现多指令操控，提供了更加丰富、多元的交互方式，满足多样化的交互需求，不再局限于按钮或者操控面板，方便用户在一个大区域内自由操控，操作灵活，更加人性化，大大提升了用户体验。
附图说明
在附图(其不一定是按比例绘制的)中，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部件的不同示例。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。
图1为本实用新型实施例一头戴式电子设备体感传感器的一个优选布设位置示意图；
图2为本实用新型实施例一头戴式电子设备体感传感器的一个优选布设位置示意图；
图3为本实用新型实施例三头戴式电子设备的组成结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提供一种头戴式电子设备，该设备包括体感传感器，支持体感操控交互。
实施例一
本实用新型的头戴式电子设备包括：体感传感器，所述体感传感器设置在所述头戴式电子设备的外围处。所述体感传感器能够实时感知用户的手势或其他体式的相关数据。本实用新型的头戴式电子设备中，体感传感器设置在头戴式电子设备的壳体侧面，并与头戴式电子设备内部的控制器电连接，受所述控制器控制，用于将实时感知的体感数据传输给控制器进行处理。
实际应用中，本实用新型的头戴式电子设备包括头梁部和两个耳部，头梁部呈U型状，与人体头部的形状相匹配，所述头梁部的两个尾端分别设置有所述耳部。在两个耳部内部分别设置不同的电子元件，这些电子元件中包含上述的控制器，头梁部的内部设有走线，所述两个耳部内部的电子元件通过所述头梁部内的走线电连接。实际应用中，头梁部与耳部可以是分离的并通过铰链方式等类似方式连接，也可以是为一体的(例如，通过一体成型的壳体连为一体)。
为便于在佩戴状态下采集用户手势数据，可以将体感传感器设置在头戴式电子设备壳体的头梁部末端，或者耳部与头梁部连接的上端，或者设置在耳部面板上的任意位置。如此，在佩戴状态下，用户只需要在设置体感传感器的一侧挥动、摆动、或滑动手指，头戴式电子设备即可感知用户的手势执行相应的指令，做出响应。如图1所示，可以将体感传感器设置在头戴式电子设备左边耳部与头梁部连接的部位，具体位置可以是如图中箭头所指示的位置。或者，如图2所示，可以将体感传感器设置在头戴式电子设备右边耳部与头梁部连接的部位，具体位置可以是如图中箭头所指示的位置。
实施例二
本实用新型的头戴式电子设备包括：体感传感器，所述体感传感器设置在所述头戴式电子设备的外围处。所述体感传感器能够实时感知用户的手势或其他体式的相关数据。本实用新型的头戴式电子设备中，体感传感器设置在头戴式电子设备的壳体侧面，并与头戴式电子设备内部的控制器电连接，受所述控制器控制，用于将实时感知的体感数据传输给控制器进行处理。
本实用新型实施例中，体感传感器可以选用近场感应式体感传感器。该近场感应式的体感传感器是基于近场电磁场感应原理实现的，利用先进的接近感应电场实现一定距离内的体式感知，能够感知用户的手在自由空间的手势。
本实用新型实施例中，体感传感器优先级为红外体感传感器，该红外体感传感器基于红外反射原理实现。当人体的手或身体的某一部分在红外体感传感器的红外线区域内时，红外体感传感器发出的红外线被人体的手或身体摭挡反射后回到红外体感传感器中，红外体感传感器通过检测反射回的红外线得到手势或其他体式的感应信号。
本实用新型中，红外(Infrared，IR)体感传感器包括IR发射器和IR感应接收器，其中，IR发射器可以为IR LED发射器，IR发射器发射的IR信号感应到物体后反射到IR感应接收器上，从而得到手势或其他体式的感应信号。
其中，IR发射器发出的红外信号是一组脉冲信号，通过配置GPULSE位和GPLEN位，可以调整所述脉冲信号的频率和等待周期，从而选择功耗和数率的平衡。一旦进入手势感应状态，IR感应接收器开始接收物体反射的IR信号，并且通过四个八位的光电二极管积累的信号强度，得出对应的手势信号。实际应用中，IR体感传感器还可以通过滤波、放大以及后期处理得到准确的体感动作信号。
IR感应接收器包括四个光电二极管，所述光电二极管成对设置并形成了两个主要的信号路径：南北方向和东西方向。如此，通过四个八位的光电二极管捕获不同方向信号的幅度和相位并进行对比得出各种不同的手势信号。具体的，IR感应接收器在北-南方向感应后得到四个红外信号，在东-西方向感应到四个红外信号，通过对比它们之间的幅度和相位差，得到准确的方向信息。
IR体感传感器的手势检测功能支持运动检测，它有三个基本因素的影响：红外发光二极管、红外接收以及包括运动的环境因素。本实用新型中，IR体感传感器的手势检测是利用四个定向光电二极管来感知反射的IR信号，然后将该IR信号转换为物理运动信息(包括速度、方向和距离等)，实现了四个方向的手势传感、环境光传感、接近传感和其他所有标准功能，如此，本实用新型的头戴式电子设备能够支持八个方向的手势感应功能。
实施例三
实际应用中，该头戴式电子设备可以是头戴式音频设备，例如头戴式耳机等。
如图3所示，本实用新型实施例中，头戴式电子设备具体可以包括：左耳部、右耳部和头梁部，所述左耳部与右耳部之间通过头梁部连接，头梁部在所述左耳部与右耳部之间。所述头梁部内部设有走线，用于将左耳部的电子器件与右耳部的电子器件电连接。
具体的，所述左耳部包括左耳壳、CPU、音频信号处理电路、左喇叭、LCD显示/触摸屏、GPS、加速传感器/陀螺仪、3G/4G网络通信组件、WiFi/蓝牙通信组件、本地数据存储器和体感传感器，其中，CPU、音频信号处理电路、左喇叭、GPS、加速传感器/陀螺仪、3G/4G网络通信组件、WiFi/蓝牙通信组件、本地数据存储器都包裹在所述左耳壳的内部，LCD显示/触摸屏位于所述左耳壳的外侧，便于用户操作的位置。所述左耳壳、音频信号处理电路、左喇叭、LCD显示/触摸屏、GPS、加速传感器/陀螺仪、3G/4G网络通信组件、WiFi/蓝牙通信组件、本地数据存储器和体感传感器分别与所述CPU电连接，左喇叭与所述音频信号处理电路电连接。本实施例中，体感传感器设置在左耳部的上端或者头梁部与左耳部连接的末端，或者可以设置在左耳部LCD显示/触摸屏上的任意一个位置。
所述右耳部包括右耳壳、右喇叭、触控板音乐控制电路、触控板(图中未示)、电池、心率传感器和佩戴传感器，其中，触控板音乐控制电路、电池以及右喇叭都包裹在所述右耳壳内部，触控板位于所述右耳壳的外侧，便于用户操作的位置。触控板与触控板音乐控制电路电连接，触控板音乐控制电路通过头梁部内部的走线与CPU电连接；右喇叭通过头梁部内部的走向与音频信号处理电路电连接；电池与右耳部的其他所有器件电连接，并通过头梁部内部的走线与所述左耳部的所有器件电连接。
音频源经过CPU编解码处理得到音频数字信号，音频数字信号再经过音频信号处理电路转换为音频模拟信号并放大，放大后的音频模拟信号送入左喇叭和右喇叭，左喇叭和右喇叭将放大后的音频模拟信号转换为声音进行播放。
具体的，WiFi/蓝牙通信组件中，WiFi通信组件可以支持基于不同的网络协议进行网络通信，如实时传输协议(RTP，Real-time Transport Protocol)、流格式传输协议(MMS，Microsoft Media Server protocol)、串流通讯协议(RTSP，Real Time Streaming Protocol)等；蓝牙通信组件可以支持当前设备与就近设备的蓝牙数据交互。
体感传感器与CPU通过内置的集成电路总线(IIC，Inter-IntegratedCircuit)连接。体感传感器感应用户的手势，并将采集到的体感数据(包括手势动作数据以及其他体式动作数据)传输给CPU，CPU根据所述体感数据生成相应的控制指令，并控制其他电子器件执行该控制指令。这里，控制指令可以通过预先配置的方式实现，也可以通过其他类似的方式实现。例如，在CPU中预先配置控制指令与手势动作之间的映射关系，CPU将当前体感数据与该映射关系相结合生成相应的控制指令。这里的控制指令可以包括音频文件切换(如下一首、上一首)、音量控制(如音量增、音量减)、播放暂停/开始、开启/关闭语音控制等指令。
如图2所示，本实用新型实施例的头戴式电子设备中还包括心率传感器和佩戴传感器等。其中，心率传感器通过头梁部的走线与CPU连接，实时检测用户的心率数据并传送给CPU。具体地，本实用新型实施例中，心率传感器通过I2C接口与CPU相连，以光学方式检测用户耳朵毛细血管的血液反射光的强度的周期性变化，计算出佩戴设备时用户的心率，并将得到的心率数据传送给CPU，CPU解析心率数据并按照相关算法进行处理，预测用户的情绪，找到与所述心率数据匹配的音频文件，并将找到的音频文件信息通过LCD显示/触摸屏上的用户界面呈现出来，以向用户推荐与当前心率相匹配的音乐。佩戴传感器用于感应头戴式电子设备当前是否处于佩戴状态，佩戴传感器具体可以通过接触传感器来实现，与CPU电连接，受CPU控制。
本实施例中，电池可以是蓄电池，也可以是充电电池。这里的CPU即为上文所述的控制器。音频信号处理电路可以包括：数字模拟转换芯片(DAC，Digitalto analog converter)和功放芯片，数字模拟转换芯片一端与所述CPU电连接，另一端与所述功放芯片的一端电连接，所述功放芯片的另一端与所述左喇叭、右喇叭电连接。实际应用时，左耳壳和右耳壳外部还可以设有耳套，以保证设备与人耳的良好贴合并增加舒适感。左耳部与右耳部可以互换，在使用过程中可以随意佩戴，具体实现过程与上述过程相似，不再赘述。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种头戴式电子设备，其特征在于，所述头戴式电子设备包括体感传感器和控制器，所述体感传感器设置在所述头戴式电子设备壳体侧面，并与所述控制器电连接，受所述控制器控制。
2.根据权利要求1所述的头戴式电子设备，其特征在于，所述头戴式电子设备包括头梁部和耳部，所述头梁部的尾端与所述耳部的上端连接；所述体感传感器设置在所述头梁部的尾端、或所述耳部的上端、或所述耳部的面板任意位置。
3.根据权利要求1或2所述的头戴式电子设备，其特征在于，所述体感传感器为红外体感传感器或近场感应式体感传感器。
4.根据权利要求1或2所述的头戴式电子设备，其特征在于，所述体感传感器为红外体感传感器，所述红外体感传感器包括红外IR发射器和IR感应接收器，所述IR发射器用于发射IR信号，所述IR感应接收器用于接收被物体反射的IR信号；所述IR感应接收器包括四个光电二极管，所述光电二极管成对设置并形成两个信号路径：南北方向和东西方向。
5.根据权利要求2所述的头戴式电子设备，其特征在于，所述头戴式电子设备包括：左耳部和右耳部；所述头梁部内设有走线；
所述左耳部包括所述控制器、音频信号处理电路、左喇叭、LCD显示/触摸屏、3G/4G网络通信组件、WiFi/蓝牙通信组件、本地数据存储器和体感传感器；所述右耳部包括右喇叭、触控板音乐控制电路、触控板和电池；
所述音频信号处理电路、左喇叭、LCD显示/触摸屏、3G/4G网络通信组件、WiFi/蓝牙通信组件、本地数据存储器和体感传感器分别与所述控制器连接并受所述控制器控制；所述右喇叭、触控板音乐控制电路、触控板、和电池分别通过所述头梁部内的走线与所述控制器连接，并受所述控制器控制。
6.根据权利要求5所述的头戴式电子设备，其特征在于，所述体感传感器通过集成电路总线与所述控制器连接。
7.根据权利要求5所述的头戴式电子设备，其特征在于，所述头戴式电子设备的左耳部还包括GPS、加速传感器；所述GPS、加速传感器分别与所述控制器连接，并受所述控制器控制。
8.根据权利要求5所述的头戴式电子设备，其特征在于，所述头戴式电子设备的右耳部还包括心率传感器和佩戴传感器；所述心率传感器和佩戴传感器分别通过所述头梁部内的走线与所述控制器连接，并受所述控制器控制。
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| CN108200494A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-22 | 上海传英信息技术有限公司 | 耳机触摸控制方法及耳机 |
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| CN110968195A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-07 | 深圳朗特智能控制股份有限公司 | 一种光标控制方法、终端及存储介质 |
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