TWM578487U - Wearable control device - Google Patents

Abstract

本創作為一種包括有第一穿戴裝置之穿戴式控制設備，該第一穿戴裝置包含有第一穿戴件以及具第一感測模組和處理模組之第一感控單元，該處理模組控制第一感測模組以感測使用者之手部周圍而得到不同手勢，並進一步分析手勢以輸出對應之控制指令，進而達到控制穿戴式控制設備所連線之電子裝置的目的，另外，穿戴式控制設備更可包括第二穿戴裝置，透過感測手腕肌肉變化以輔助手部變化之判斷。本創作之穿戴式控制設備利用感測使用者手勢變化作為控制指令，進而達到多元化操控電子裝置之目的。

Description

穿戴式控制設備

本創作係關於一種穿載式裝置之控制技術，尤指一種透過感測使用者之手勢變化以控制電子設備之穿戴式控制設備。

近年來，隨著智慧型電子裝置之廣泛使用，與電子裝置配合之穿戴式裝置也隨之逐漸興起，目前常見的穿戴式裝置可例如智慧型手錶、智慧型手環或智慧型眼鏡等，其可連線電子裝置進而與電子裝置共用，而目前智慧型穿戴裝置常見之應用係為透過穿戴式裝置來查看電子裝置訊息，或是透過穿戴式裝置輸入資訊至電子裝置。

以智慧型手錶為例，其能透過例如藍牙之無線方式連線例如智慧型手機之電子裝置，進一步地，使用者能在不直接操作智慧型手機下，藉由智慧型手錶來簡易控制智慧型手機之撥號、播放音樂或查看訊息，此提供了使用者對於智慧型手機使用上方便性。惟，現今之穿戴式裝置所提供之操作方式仍十分有限，舉例來說，電子裝置上安裝好應用程式時，穿戴式裝置仍僅能透過觸控穿戴式裝置之螢幕或按鍵來進行控制電子裝置，然而當使用者在無法專注於穿戴式裝置之螢幕或按鍵時，當無法滿足應用程式較複 雜的操作動作，像是使用者手握東西或提物品，難以空出手指來點擊螢幕或按鍵，因而現有之穿戴式裝置於使用上仍存在許多待改進空間。

又以智慧型手套為例，於一現有技術中係揭露智慧型手套包括供使用者穿戴之手套、設於手套上之感應模組、設於手套上並對應使用者手指部分之多個導電件，透過使用者以手指使不同導電件接觸，感應模組透過量測相接觸之導電件間阻抗變化以轉換為操作指令，進而控制其他裝置，惟，習知智慧型手套必須使導電件接觸，感應模組方能測得阻抗變化，因此，高度限制使用者手部動作，亦未能提供較複雜的操作動作。

有鑑於此，如何提供一種無須直接觸碰且能控制電子裝置之穿戴式裝置，特別是，此類穿戴式裝置無需增加過多額外設備，透過連線方式連接電子裝置，進而達到控制電子裝置之運作，此實為目前本技術領域人員急欲追求之目標。

為解決上述現有技術之問題，本創作遂揭露一種穿戴式控制設備，係用以連結並控制電子裝置，該穿戴式控制設備包括第一穿戴裝置，其中，該第一穿戴裝置包括：第一穿戴件，係供使用者將該第一穿戴裝置穿戴於該使用者之手部；以及第一感控單元，設於該第一穿戴件之表面，該第一感控單元包括：第一感測模組，係包含有用於發出第一感測訊號之第一發射器以及對應該第一發射器之第一 接收器；及處理模組，係電性連接第一感測模組，該處理模組包含有處理器及儲存器，其中，該儲存器儲存多個手勢資訊，各該手勢資訊分別對應不同的控制指令，而該處理器用以控制該第一發射器向該使用者之手部周圍發射該第一感測訊號，並由該第一接收器接收經該手部周圍所反射之第一反射訊號，該處理器解析並比對該第一反射訊號與該多個手勢資訊以輸出相對應之該控制指令，再將該控制指令傳送至該電子裝置以控制該電子裝置之運作。

前述之穿戴式控制設備中，該第一感控單元復包括電性連接該處理模組之空間感知模組。於一實施例中，該空間感知模組為陀螺儀或加速度計。

前述之穿戴式控制設備中，該第一感測模組為紅外線感測模組或超音波感測模組。

前述之穿戴式控制設備中，該第一感控單元內復包括第一電源模組，用以提供電力予該第一穿戴裝置。

於一實施例中，該第一感控單元穿戴後位於該使用者之手背；該第一穿戴裝置為手錶型結構或手環型結構，以供穿戴於該使用者之手腕；該第一穿戴件為繞手帶或手套。

前述之穿戴式控制設備中，復包括與該第一穿戴裝置電性連接並具有第二穿戴件及第二感控單元之第二穿戴裝置，其中，第二穿戴件供該使用者將該第二穿戴裝置穿戴於該使用者之手腕，而第二感控單元設於該第二穿戴件上，該第二感控單元包括第二感測模組，該第二感測模組訊號 連結該第一感控單元之該處理模組，該處理模組之該儲存器復儲存多個肌肉變化資訊，其中，該第二感測模組用於感測該使用者之手腕肌肉變化並傳送至該處理器，該處理器比對該手腕肌肉變化與該肌肉變化資訊並結合該第一反射訊號與該多個手勢資訊之比對結果以輸出該控制指令，藉以控制該電子裝置之運作。

前述之穿戴式控制設備中，該第一穿戴裝置及該第二穿戴裝置為一體成型之結構。

前述之穿戴式控制設備中，該第一穿戴裝置為兩個，分別穿戴於該使用者左、右兩手上。於另一實施例中，該第一穿戴裝置及該第二穿戴裝置分別為兩個，分別穿戴於該使用者左、右兩手之手部及手腕上。

前述之穿戴式控制設備中，該第二感控單元復包括第二電源模組，用以提供電力予該第二穿戴裝置。

於前述之穿戴式控制設備中，該第一感控單元復包括輔助感測模組，該輔助感測模組包括第二發射器及第二接收器，該處理模組電性連接該輔助感測模組，使該第二發射器向該使用者之手指周圍發射第二感測訊號，而該第二接收器接收經該手部周圍所反射之第二反射訊號，該處理器分析該第一反射訊號及該第二反射訊號以產生該控制指令。

於一實施例中，該第一感測模組與該輔助感測模組分別為超音波感測模組或紅外線感測模組之任意組合。

由上可知，本創作之穿戴式控制設備中，係藉由第一 穿戴裝置之第一感測模組以感測使用者手部或手指之位置與手勢變化，進而達到多種控制之效果，且本創作穿戴式控制設備能搭配例如陀螺儀或加速度計之空間感知模組來輔助手勢判斷，或者是透過多組穿戴裝置，例如多組感測模組來感測手部或手指變化，又或者利用其他感測模組來感測手腕肌肉，藉此精確地判斷出使用者手勢，以達到控制電子裝置之目的，而電子裝置中可安裝對應應用程式(APP)，例如電子書，進而達到電子書選擇、翻頁、閱讀、畫重點等控制。

1‧‧‧第一穿戴裝置

10‧‧‧第一穿戴件

11‧‧‧第一感控單元

111‧‧‧第一感測模組

1111‧‧‧第一發射器

1112‧‧‧第一接收器

112‧‧‧處理模組

1121‧‧‧處理器

1122‧‧‧儲存器

113‧‧‧空間感知模組

114‧‧‧輔助感測模組

1141‧‧‧第二發射器

1142‧‧‧第二接收器

115‧‧‧第一電源模組

2‧‧‧第二穿戴裝置

20‧‧‧第二穿戴件

21‧‧‧第二感控單元

211‧‧‧第二感測模組

3‧‧‧電子裝置

透過例示性之參考附圖說明本創作的實施方式：第1圖為本創作之穿戴式控制設備使用單一穿戴裝置之使用示意圖；第2圖為本創作之穿戴式控制設備使用單一穿戴裝置之內部系統圖；第3圖為本創作之穿戴式控制設備另一實施例之內部系統圖；第4圖為本創作中具有第一穿戴裝置及第二穿戴裝置相互連結之穿戴式控制設備之使用示意圖；第5圖為本創作中具有第一穿戴裝置及第二穿戴裝置相互連結之穿戴式控制設備之內部系統圖；第6圖為本創作之穿戴式控制設備其他實施例之使用示意圖；第7圖為對應第6圖所示之穿戴式控制設備之內部系 統圖；以及第8圖為本創作之穿戴式控制設備又一實施例之內部系統圖。

以下藉由特定的具體實施例說明本創作之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本創作之其他優點及功效。

須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本創作可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本創作所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本創作所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如「上」、「第一」、「第二」及「一」等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本創作可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本創作可實施之範疇。

第1和2圖為本創作之穿戴式控制設備使用單一穿戴裝置之使用示意圖和內部系統圖。如圖所示，本創作之穿戴式控制設備係連接電子裝置3並控制該電子裝置3，更具體來說，穿戴式控制設備控制電子裝置3時為無線連結狀態，其中，該穿戴式控制設備包括第一穿戴裝置1，該第一穿戴裝置1包括第一穿戴件10以及設於第一穿戴件 10表面之第一感控單元11，其中，該第一感控單元11更包括第一感測模組111以及電性連接第一感測模組111之處理模組112。

第一穿戴件10供使用者將該第一穿戴裝置1穿戴於該使用者之手部，進言之，第一穿戴裝置1經穿戴後位於使用者之手部，令第一感控單元11位於使用者之手背上，具體來說，第一穿戴件10可為繞手帶或手套形式以綁置於手部，又或者第一穿戴件10能形成如手錶型結構或手環型結構而能穿戴於使用者之手腕。

第一感測模組111整體可設於第一感控單元11表面或半嵌入於其中，第一感測模組111包括用於發出第一感測訊號之第一發射器1111以及對應該第一發射器1111之第一接收器1112，且使第一發射器1111及第一接收器1112露出於第一感控單元11表面。

處理模組112電性連接第一感測模組111，其包括處理器1121及儲存器1122，儲存器1122儲存多個手勢資訊，各手勢資訊分別對應不同的控制指令，而處理器1121用以控制第一感測模組111之第一發射器1111向使用者手部周圍發射第一感測訊號，第一感測訊號發射至手部(例如手指)周圍後，部分第一感測訊號經手指反射後形成第一反射訊號，第一接收器1112則接收第一反射訊號並將第一反射訊號傳送至處理模組112，接著，處理模組112之處理器1121接收第一反射訊號並與儲存器1122中儲存之手勢資訊進行解析與比對，以產出相對應之控制指令，進而傳送至電 子裝置3以控制該電子裝置3之運作。具體來說，電子裝置3可為電子書或安裝有電子書應用程式之行動裝置或個人電腦，以下以電子書為例說明本創作之實際應用情況。

詳言之，本創作可預先於儲存器1122中儲存多個手勢資訊，各手勢資訊能對應不同控制指令，例如第1圖所示之手指平放為手指初始狀態，而手部位置向右偏擺的情況則定義為向右翻頁之指令，相對而言，手部位置向左偏擺的情況則定義為向左翻頁之指令。使用時，先將本創作之穿戴式控制設備與具有電子書之電子裝置3進行訊號連結，其可利用有線方式或例如藍牙或WIFI無線方式進行連結，使用者在閱讀電子書時，能將第一穿戴件10穿套於手部並使手指平放呈現手部初使狀態，第一感測模組111之第一發射器1111向使用者之手指發射第一感測訊號，第一感測訊號經使用者之手指反射後形成之第一反射訊號並供第一接收器1112接收，經處理器1121處理判斷後以得到使用者之手勢變化，例如，使用者想要翻頁時，只需將穿戴有本創作之穿戴式控制設備之手部，利用手指初始位置向左偏擺，第一接收器1112則能接收手指向左偏擺後第一感測訊號所反射回來的第一反射訊號，經處理器1121比對後得到向左翻頁之控制指令，此控制指令會傳送至電子裝置3中，使得電子書或是執行電子書之應用程式能執行向左翻面之作動，反之，如使用者欲回看上一頁，只需將手指向右偏擺，以使處理器1121產出向右翻頁之控制指令，即能達到令電子書產生向右翻頁之效果。

由上可知，使用者可自行設定並儲存不同手指位置與變化，進而定義對應之控制指令，例如以不同的手指位置定義選擇書本、闔上書本、放置書籤、標示重點或書本橫置、直立等指令運作。

於一實施例中，第一感測模組111可為紅外線感測模組或超音波感測模組，以紅外線感測模組為例，第一發射器1111為紅外線發射器，而第一接收器1112為紅外線感測器，由第一發射器1111向使用者之手指方向發出紅外線，作為第一接收器1112之紅外線感測器則可感測到手指所反射之紅外線訊號，再由處理器1121將所接收之紅外線訊號與儲存器1122中所預儲存之手勢資訊進行分析比對，藉以輸出對應手勢之控制指令，另外，亦可透過紅外線之成像結果，使得手勢資訊不僅包含手指位置變化外，還可進一步包括例如握拳、比數字、比形狀或手指數量等手指變化，故能對應更多不同控制指令，使本創作所能控制之項目更多元。

第3圖說明本創作之穿戴式控制設備另一實施例之內部系統圖。如圖所示，第一感控單元11以及其內之第一感測模組111(第一發射器1111和第一接收器1112)和處理模組112(處理器1121和儲存器1122)與前述第1和2圖所述相同，於此不再贅述，於本實施例中，第一感控單元11復可包括例如陀螺儀或加速度計的空間感知模組113。

空間感知模組113與處理模組112電性連接，其中，空間感知模組113可用以感測手的轉動變化、移動速度及 移動方向，進而擴大手勢變化種類而達到更全面之控制，亦即整合前述第一感測模組111之手指變化以產生更多元之控制指令。於具體實施時，相較於手指平放於手指初始位置，當手部整體向左轉動，空間感知模組113感測到轉動狀態，進而產生控制結果，具體來說，於手指向左偏擺的情況下，通常表達要向左翻翻頁，而當使用者同時手部向左轉動，則能使電子書向左一次翻多頁，如此，能讓電子書控制更便利。

第4和5圖為本創作之穿戴式控制設備使用兩個穿戴裝置之使用示意圖和內部系統圖，其與第1和2圖之不同處在於本實施中之穿戴式控制設備復包括第二穿戴裝置2，第二穿戴裝置2與第一穿戴裝置1兩者間可以有線或無線方式訊號連結，其中，第一穿戴裝置1及第二穿戴裝置2可為一體成型之結構，即第二穿戴裝置2為第一穿戴裝置1之延伸，其中，第二穿戴裝置2包括第二穿戴件20及設於第二穿戴件上之第二感控單元21，該第二感控單元21包括第二感測模組211。

第二穿戴件20用以供使用者將第二穿戴裝置2穿戴於該使用者之手腕，亦即，第二穿戴件20可為手環形結構或手錶形結構。

第二感測模組211與第一感控單元11之處理模組112電性連接，儲存器1122復儲存多個肌肉變化資訊，其中，第二感測模組211用於感測使用者之手腕肌肉變化並傳送至處理器1121，處理器1121比對該手腕肌肉變化與儲存 於儲存器1122之該肌肉變化資訊，並且結合第一穿戴裝置1中第一反射訊號與多個手勢資訊之比對結果，進而產出控制指令，此控制指令再傳送至電子裝置，進而控制該電子裝置之運作。

舉例而言，使用者設定手指呈握筆的手勢為執筆於電子書上進行標記重點之指令，當使用者在第一穿戴裝置1感測手勢下，增加手指握力之強度，此時雖手勢未變，但手腕的肌肉呈現拉緊的現象，透過第二穿戴裝置2感測手腕肌肉變化，經處理器1121比對第二穿戴裝置2所感測之手腕肌肉變化與儲存器1122中之肌肉變化資訊，進而得到使用者手部除了握筆以外還包括使用力道，故能對應產生例如加強標記重點之控制指令，此控制指令可為改變標記顏色深淺或標記跡線粗細等效果，又或者使用者於握拳翻轉的情況，握拳之手勢未改，而是改變握拳角度，透過第二穿戴裝置2感測手腕肌肉變化，進而產出相對應之控制指令，以達到控制電子裝置中相關應用程式內之電子書之目的。

於其他實施例中，本創作提出穿戴式控制設備能包括兩個第一穿戴裝置，可分別穿戴於使用者之左、右兩手上，配合左、右二手的手勢變化，將能整合並設定出更多手勢變化組合之控制指令，舉例來說，以雙手上捧之手勢作為捧書之指令，左手之姆指向右推則進一步為向右翻書之指令，此設計能使電子書之使用型態更趨於閱讀實際書本之情況。

第6和7圖為本創作之穿戴式控制設備其他實施例之使用示意圖和對應之內部系統圖。如圖所示，其與第1和2圖所述不同之處在於第一感控單元11復包括輔助感測模組114，輔助感測模組114可為例如第一感測模組111之結構，具體來說，輔助感測模組114包括第二發射器1141及第二接收器1142，處理模組112電性連接並控制輔助感測模組114，使第二發射器1141向使用者之手指周圍發射第二感測訊號，並由第二接收器1142接收經手指周圍反射之第二感測訊號所形成之第二反射訊號，處理器1121分析第一反射訊號及第二反射訊號，進而產出控制指令。此設計主要是增加感測模組數量，進而達到更準確感測效果。

具體實施時，第一感測模組111與輔助感測模組114可為相同類型或相異類型之感測模組。針對採用相異類型之感測模組，舉例來說，使第一感測模組111為紅外線感測模組而輔助感測模組114為超音波感測模組，亦或，第一感測模組111為超音波感測模組而輔助感測模組114為紅外線感測模組，透過使用二種不同的感測技術，分別感測同一手勢變化，進而利用交叉比對感測結果以提升感測正確性。一般而言，若紅外線感測模組採用熱感應技術，則進行手勢感測時，可能受環境熱度影響或手指附近有其他熱源，進而造成感測結果不甚精準情況，故透過比對另一組相異感測方式之感測模組所輸出之感測結果，當能提升感測手勢之正確性。

第8圖說明本創作之穿戴式控制設備又一實施例之內 部系統圖，其與第1和2圖差異在於本實施例中第一感控單元11復包括第一電源模組115。第一電源模組115能提供電力予第一穿戴裝置1，亦即提供第一感測模組111和處理模組112兩模組以及其他內部組件之運作電力。同理，第二感控單元亦可包括第二電源模組，藉以提供電力予第二穿戴裝置2內第二感測模組和其他組件所需電力。

綜上所述，相較於現有技術，本創作所提出之穿戴式控制設備藉由第一感測模組感測使用者之手指變化以及空間感知模組感測使用者手部之轉動情況，以得到使用者手勢變化，且還進一步以第二感測模組來輔助感測使用者之手腕肌肉改變，進而達到多樣化控制指令的產生，故能達到控制電子裝置之目的，特別是電子書之應用，電子書可能有選擇、翻頁、筆記、標重點的需求，故透過使用者手部穿戴之穿戴式控制設備，進而達到輕易控制電子書之目的。

上述實施例僅為例示性說明，而非用於限制本創作。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本創作之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本創作之權利保護範圍係由本創作所附之申請專利範圍所定義，只要不影響本創作之效果及實施目的，應涵蓋於此公開技術內容中。

Claims (15)

1. 一種穿戴式控制設備，係用以連結並控制電子裝置，該穿戴式控制設備包括第一穿戴裝置，其中，該第一穿戴裝置包括：第一穿戴件，係供使用者將該第一穿戴裝置穿戴於該使用者之手部；以及第一感控單元，係設於該第一穿戴件之表面，並包括：第一感測模組，係包含有用於發出第一感測訊號之第一發射器以及對應該第一發射器之第一接收器；及處理模組，係電性連接該第一感測模組，該處理模組包含有處理器及儲存器，其中，該儲存器儲存多個手勢資訊，各該手勢資訊分別對應不同的控制指令，而該處理器用以控制該第一發射器向該使用者之手部周圍發射該第一感測訊號，並由該第一接收器接收經該手部周圍所反射之第一反射訊號，該處理器解析並比對該第一反射訊號與該多個手勢資訊以輸出相對應之該控制指令，再將該控制指令傳送至該電子裝置以控制該電子裝置之運作。
2. 如申請專利範圍第1項所述之穿戴式控制設備，其中，該第一感控單元復包括電性連接該處理模組之空間感知模組。
3. 如申請專利範圍第2項所述之穿戴式控制設備，其中，該空間感知模組為陀螺儀或加速度計。
4. 如申請專利範圍第1項所述之穿戴式控制設備，其中，該第一感測模組為紅外線感測器或超音波感測器。
5. 如申請專利範圍第1項所述之穿戴式控制設備，其中，該第一感控單元內復包括第一電源模組，用以提供電力予該第一穿戴裝置。
6. 如申請專利範圍第1項所述之穿戴式控制設備，其中，該第一感控單元穿戴後位於該使用者之手背。
7. 如申請專利範圍第1項所述之穿戴式控制設備，其中，該第一穿戴件為繞手帶或手套。
8. 如申請專利範圍第1項所述之穿戴式控制設備，其中，該第一穿戴裝置為手錶型結構或手環型結構，以供穿戴於該使用者之手腕。
9. 如申請專利範圍第1項所述之穿戴式控制設備，復包括第二穿戴裝置，該第二穿戴裝置訊號連結該第一穿戴裝置，並包括：第二穿戴件，係供該使用者將該第二穿戴裝置穿戴於該使用者之手腕；以及第二感控單元，係設於該第二穿戴件上，該第二感控單元包括：第二感測模組，係電性連接該第一感控單元之該處理模組，該處理模組之該儲存器復儲存多個肌肉變化資訊，其中，該第二感測模組用於感 測該使用者之手腕肌肉變化並傳送至該處理器，該處理器比對該手腕肌肉變化與該肌肉變化資訊並結合該第一反射訊號與該多個手勢資訊之比對結果後，輸出該控制指令，藉以控制該電子裝置之運作。
10. 如申請專利範圍第9項所述之穿戴式控制設備，其中，該第一穿戴裝置與該第二穿戴裝置為一體成型之結構。
11. 如申請專利範圍第1項所述之穿戴式控制設備，其中，該第一穿戴裝置為兩個，分別穿戴於該使用者之左右兩手上。
12. 如申請專利範圍第9項所述之穿戴式控制設備，其中，該第一穿戴裝置及該第二穿戴裝置分別為兩個，分別穿戴於該使用者之左右手部及左右手腕上。
13. 如申請專利範圍第9項所述之穿戴式控制設備，其中，該第二感控單元復包括第二電源模組，用以提供電力予該第二穿戴裝置。
14. 如申請專利範圍第1項所述之穿戴式控制設備，其中，該第一感控單元復包括輔助感測模組，該輔助感測模組包括第二發射器及第二接收器，該處理模組電性連接該輔助感測模組，使該第二發射器向該使用者之手指周圍發射第二感測訊號，而該第二接收器接收經該手部周圍所反射之第二反射訊號，該處理器分析該第一反射訊號及該第二反射訊號以產生該控制指令。
15. 如申請專利範圍第14項所述之穿戴式控制設備，其中，該第一感測模組與該輔助感測模組分別為超音波感測模組或紅外線感測模組之任意組合。