TWI607199B - 穿戴裝置及其振動控制方法 - Google Patents

Description

穿戴裝置及其振動控制方法

本發明是有關於一種穿戴裝置，特別是指一種具有振動提醒功能的穿戴裝置及其振動控制方法。

現有的手環式穿戴裝置大部分都設有計步器及其延伸的功能。其中有些穿戴裝置還配置有一振動馬達，以提供使用者振動提示的功能，例如鬧鐘或者久坐未活動的提醒等。然而對穿戴式產品來說，振動馬達是一相當耗電的元件，因為每開啟一次振動馬達，若振動馬達皆以固定的力道振動，即使馬達啟動的時間只有60秒，對系統電量來說，還是很可觀的消耗。

但是穿戴式產品對省電的要求很高，錙銖必較，可是穿戴式產品的振動功能又有其必要性，不可或缺。因此如何減少穿戴式產品的振動馬達對系統電量的消耗，遂成為本發明研究的重點。

因此，本發明的目的在於提供一種能減少振動馬達的耗電量之穿戴裝置及其振動控制方法。

於是，本發明穿戴裝置的振動控制方法，該穿戴裝置包含一振動馬達，一控制該振動馬達作動的控制器，以及一加速度感測器；該方法包括：該控制器收到一振動提醒指令時，其取樣該加速度感測器的一感測訊號，以根據該感測訊號判斷該穿戴裝置的一運動狀態；及該控制器根據該運動狀態產生相對應的一控制訊號，使控制該振動馬達輸出相對應的一振動力道。

再者，本發明實現上述方法的一種穿戴裝置，包括：一振動馬達；一控制器，與該振動馬達電耦接，以控制該振動馬達作動；及一加速度感測器，與該控制器電耦接，且該控制器收到一振動提醒指令時，取樣該加速度感測器的一感測訊號，並根據該感測訊號判斷該穿戴裝置的一運動狀態，以根據該運動狀態產生相對應的一控制訊號控制該振動馬達輸出相對應的一振動力道。

且在一實施例中，該振動馬達輸出的該振動力道與該穿戴裝置的運動狀態的激烈程度成正比。

且在一實施例中，該控制器是以一取樣頻率A對該感測訊號進行取樣，以獲得該加速度感測器的一三軸合力訊號，並取得該三軸合力訊號的一絕對值訊號後，計算該絕對值訊號在一秒鐘內的一合力總和，並判斷該合力總和大於或等於0.8A時，該控制器產生一第一控制訊號控制該振動馬達輸出一第一振動力道，且判斷該合力總和大於0.1A且小於0.8A時，該控制器產生一第二控制訊號控制該振動馬達輸出一較該第一振動力道小的第二振動力道 ，而判斷該合力總和小於或等於0.1A時，該控制器產生一第三控制訊號控制該振動馬達輸出一較該第二振動力道小的第三振動力道。

或者，在另一實施例中，該控制器判斷該運動狀態是緩和運動或幾乎靜止不動時，控制該振動馬達輸出一第一力道，否則控制該振動馬達輸出一大於該第一力道的第二力道。

且在一實施例中，該控制器是以脈波寬度調變方式控制該振動馬達輸出不同的振動力道。

且在一實施例中，該振動提醒指令是來自該穿戴裝置中的一微處理器。

本發明藉由控制器在收到一振動提醒指令後，先根據加速度感測器的感測訊號，判斷穿戴裝置當下的運動狀態，再根據該運動狀態產生相對應的一控制訊號，控制振動馬達輸出與該運動狀態相對應的一振動力道，除了能適時透過振動提醒使用者，並能有效減少振動馬達的耗電量，確實達到本發明的功效與目的。

1‧‧‧穿戴裝置

11‧‧‧振動馬達

12‧‧‧控制器

13‧‧‧加速度感測器

14‧‧‧微處理器

S1~S4‧‧‧步驟

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本發明穿戴裝置的振動控制方法的一實施例的主要流程圖；圖2是本發明穿戴裝置的一實施例的主要電路方塊圖；圖3是本實施例取樣加速度感測器而獲得的一三軸合力 訊號波形圖；圖4是本實施例對圖3的三軸合力訊號取絕緣值而獲得的一絕對值訊號波形圖；及圖5是將圖4的絕對值訊號中每一秒內的力量加總而獲得的一合力總和波形圖。

參見圖1所示，是本發明穿戴裝置的振動控制方法的一實施例的流程圖，且如圖2所示，本實施例實現上述方法的穿戴裝置1主要包含一振動馬達11，一與振動馬達11電耦接，以控制振動馬達11作動的控制器12，一與控制器12電耦接，並偵測(感測)穿戴裝置1的運動狀態的加速度感測器13，以及一與控制器12電耦接，以下達控制指令給控制器12的微處理器14。

因此，本實施例的方法如圖1的步驟S1所示，首先，控制器12等待來自微處理器14的指令，當控制器12尚未收到指令時，控制器12令振動馬達11停止運作，直到控制器12收到來自微處理器14的一振動提醒指令時，如圖1的步驟S2所示，控制器12取樣加速度感測器13的一感測訊號，並進行步驟S3，根據該感測訊號判斷穿戴裝置1的一運動狀態，然後，再進行步驟S4，控制器12根據該運動狀態，產生相對應的一控制訊號控制振動馬達11輸出相對應的一振動力道，例如令振動馬達11輸出的該振動力道與穿戴裝置1的運動狀態的激烈程度成正比。其中振動提醒指令主要藉由振動馬達11的振動，提醒使用者 執行或完成在穿戴式裝置中預先設定的事項或活動。

藉此，讓振動馬達11能夠根據穿戴裝置1的運動狀態，隨時調整其輸出的振動力道，例如當控制器12收到振動提醒指令時，穿戴裝置1正處於激烈運動狀態(例如使用者正在跑步)，則控制器12會控制振動馬達11輸出在激烈運動狀態下能夠被察覺的較大的振動力道以提醒使用者，而當控制器12收到振動提醒指令時，穿戴裝置1處於緩和運動狀態(例如使用者正在走路)，則控制器12控制振動馬達11輸出在緩和運動狀態下即能被察覺的一般振動力道以提醒使用者，且當控制器12收到振動提醒指令時，穿戴裝置1是處在微動或者靜止狀態(例如使用者站立不動或者坐著)，則控制器12控制振動馬達11只要輸出比一般振動力道更小的振動力道即能夠被使用者察覺。因此，振動馬達11每次被控制器12啟動時，其輸出的振動力道皆與當下穿戴裝置1的運動狀態的激烈程度有關，而不會一直輸出相同(固定)的振動力道，因此有助於減少振動馬達11的耗電量，尤其是當使用者(穿戴裝置1)處於微動或靜止狀態時。

更確切地說，本實施例上述的步驟S2~S4可以下述舉例的方式來實現，但並不以此為限。

實際上，為了讓控制器12可以根據加速度感測器13的感測訊號，來對應控制振動馬達11輸出的振動力道，本實施例可預先利用一訊號處理器(圖未示)以一取樣頻率A，例如50Hz對加速度感測器13的感測訊號進行取 樣，以獲得加速度感測器13的一三軸合力訊號，如圖3所示。其中顯示當配戴穿戴裝置1的使用者在靜止、走路、跑步等狀態時，加速度感測器13的三軸合力訊號的波形變化，其中每一秒鐘包含50筆取樣資料。

由於三軸合力訊號中包含有地心引力的重力(1G)，因此，由訊號處理器對三軸合力訊號取絕對值，去除其中地心引力的重力(1G)，以單純分析三軸合力訊號對應穿戴裝置1的變化，故三軸合力訊號取絕對值後的一絕對值訊號如圖4所示，且從圖4中可以發現，使用者一般步行(穿戴裝置1處於緩和運動狀態)時，大約會產生1G左右的加速度，而當使用者在跑步時(穿戴裝置1處於激烈運動狀態)，大約會產生2G左右的加速度。

且由訊號處理器計算該絕對值訊號每一秒鐘的一合力總和，亦即將圖4中每一秒內的力量加總，例如把0~1秒、1~2秒內共50筆資料(取樣頻率50Hz)的值加起來，因此每一秒只有一筆合力總和資料，如圖5所示。由此可知穿戴裝置1的加速度感測器13在每一秒鐘的合力總和變化。

因此，根據上述對於加速度感測器13之三軸合力訊號的分析結果，如圖5所示，本實施例的控制器12可設定0.8A(即合力總和為0.8X50=40)做為判斷穿戴裝置1是處於激烈運動或者緩和運動的一第一臨界值，並設定0.1A(即合力總和為0.1X50=5)做為判斷穿戴裝置1是處於緩和運動狀態或者微動或靜止狀態的一第二臨界值。

藉此，在上述步驟S2中，控制器12會先以取樣頻率A(即50Hz)對加速度感測器13的感測訊號進行取樣，以獲得加速度感測器13的三軸合力訊號，然後，在步驟S3中，控制器12取得三軸合力訊號的一絕對值訊號，並計算該絕對值訊號在一秒鐘內的一合力總和，並判斷該合力總和大於或等於0.8A時，如上述步驟S4，控制器12產生一第一控制訊號，控制振動馬達11輸出一第一振動力道，或者在步驟S3中，控制器12判斷該合力總和大於0.1A且小於0.8A時，則於步驟S4中，控制器12產生一第二控制訊號，控制振動馬達11輸出一較該第一振動力道小的第二振動力道，或者在步驟S3中，控制器12判斷該合力總和小於或等於0.1A時，則於步驟S4中，控制器12產生一第三控制訊號，控制振動馬達11輸出一較該第二振動力道小的第三振動力道。且控制器12在本實施例中是以脈波寬度調變(PWM)方式控制振動馬達11輸出不同的振動力道。

此外，除了上述實施方式，另一種實施方式為當控制器12收到振動提醒指令時，控制器12根據加速度感測器13的感測訊號，判斷穿戴裝置的運動狀態是緩和運動或幾乎靜止不動時，控制器12控制振動馬達11輸出一第一力道，否則控制振動馬達11輸出一大於該第一力道的第二力道。

藉此，達成本實施例根據穿戴裝置1的運動狀態，控制振動馬達11輸出相對應的振動力道，以適時減少振動馬達之耗電量的功效與目的。

當然，上述只是舉例說明而已，控制器12並不限於只根據兩個合力總和臨界值對振動馬達11進行三段振動力道輸出控制，本發明也可以根據實際應用需要，於控制器12設定間距更小的多個合力總和臨界值，以對振動馬達11進行更多階段且更精細的振動力道輸出控制。

綜上所述，上述實施例的控制器12在收到一振動提醒指令後，先根據加速度感測器13的感測訊號，判斷穿戴裝置1當下的運動狀態，再根據該運動狀態產生相對應的一控制訊號，控制振動馬達11輸出與該運動狀態相對應的一振動力道，除了能適時透過振動提醒使用者，並能有效減少振動馬達11的耗電量，確實達到本發明的功效與目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

S1~S14‧‧‧步驟

Claims (10)

1. 一種穿戴裝置的振動控制方法，該穿戴裝置包含一振動馬達，一控制該振動馬達作動的控制器，以及一加速度感測器；該方法包括：該控制器收到一振動提醒指令時，其取樣該加速度感測器的一感測訊號，以根據該感測訊號判斷該穿戴裝置的一運動狀態；及該控制器根據該運動狀態產生相對應的一控制訊號，使控制該振動馬達輸出相對應的一振動力道。
2. 如請求項1所述穿戴裝置的振動控制方法，其中該振動馬達輸出的該振動力道與該穿戴裝置的運動狀態的激烈程度成正比。
3. 如請求項1所述穿戴裝置的振動控制方法，其中，該控制器判斷該運動狀態是緩和運動或幾乎靜止不動時，控制該振動馬達輸出一第一力道，否則控制該振動馬達輸出一大於該第一力道的第二力道。
4. 如請求項1所述穿戴裝置的振動控制方法，其中該控制器是以脈波寬度調變方式控制該振動馬達輸出不同的振動力道。
5. 如請求項1至4其中任一項所述穿戴裝置的振動控制方法，其中該振動提醒指令是來自該穿戴裝置中的一微處理器。
6. 一種穿戴裝置，包括：一振動馬達； 一控制器，與該振動馬達電耦接，以控制該振動馬達作動；及一加速度感測器，與該控制器電耦接，且該控制器收到一振動提醒指令時，取樣該加速度感測器的一感測訊號，並根據該感測訊號判斷該穿戴裝置的一運動狀態，以根據該運動狀態產生相對應的一控制訊號控制該振動馬達輸出相對應的一振動力道。
7. 如請求項6所述的穿戴裝置，其中該振動馬達輸出的該振動力道與該穿戴裝置的運動狀態的激烈程度成正比。
8. 如請求項6所述的穿戴裝置，其中，該控制器判斷該運動狀態是緩和運動或幾乎靜止不動時，控制該振動馬達輸出一第一力道，否則控制該振動馬達輸出一大於該第一力道的第二力道。
9. 如請求項8所述的穿戴裝置，其中該控制器是以脈波寬度調變方式控制該振動馬達輸出不同的振動力道。
10. 如請求項6至9其中任一項所述的穿戴裝置，還包括一微處理器，且該振動提醒指令是來自該微處理器。