WO2015187054A1 - Носимое устройство электросвязи - Google Patents

Носимое устройство электросвязи Download PDF

Info

Publication number
WO2015187054A1
WO2015187054A1 PCT/RU2015/000238 RU2015000238W WO2015187054A1 WO 2015187054 A1 WO2015187054 A1 WO 2015187054A1 RU 2015000238 W RU2015000238 W RU 2015000238W WO 2015187054 A1 WO2015187054 A1 WO 2015187054A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
telecommunication device
wearable
push buttons
wearable telecommunication
buttons
Prior art date
Application number
PCT/RU2015/000238
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Алексей Леонидович УШАКОВ
Original Assignee
Алексей Леонидович УШАКОВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from RU2014122774/08A external-priority patent/RU2574840C2/ru
Application filed by Алексей Леонидович УШАКОВ filed Critical Алексей Леонидович УШАКОВ
Publication of WO2015187054A1 publication Critical patent/WO2015187054A1/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/72—Mobile telephones; Cordless telephones, i.e. devices for establishing wireless links to base stations without route selection
    • H04M1/724—User interfaces specially adapted for cordless or mobile telephones
    • H04M1/72403—User interfaces specially adapted for cordless or mobile telephones with means for local support of applications that increase the functionality
    • H04M1/72409—User interfaces specially adapted for cordless or mobile telephones with means for local support of applications that increase the functionality by interfacing with external accessories
    • H04M1/72412—User interfaces specially adapted for cordless or mobile telephones with means for local support of applications that increase the functionality by interfacing with external accessories using two-way short-range wireless interfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/3827—Portable transceivers
    • H04B1/385—Transceivers carried on the body, e.g. in helmets
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/02—Constructional features of telephone sets
    • H04M1/0202—Portable telephone sets, e.g. cordless phones, mobile phones or bar type handsets
    • H04M1/0279—Improving the user comfort or ergonomics
    • H04M1/0281—Improving the user comfort or ergonomics for providing single handed use or left/right hand conversion
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/02—Constructional features of telephone sets
    • H04M1/0202—Portable telephone sets, e.g. cordless phones, mobile phones or bar type handsets
    • H04M1/0279—Improving the user comfort or ergonomics
    • H04M1/0283—Improving the user comfort or ergonomics for providing a decorative aspect, e.g. customization of casings, exchangeable faceplate
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/02—Constructional features of telephone sets
    • H04M1/04—Supports for telephone transmitters or receivers
    • H04M1/05—Supports for telephone transmitters or receivers specially adapted for use on head, throat or breast
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/3827—Portable transceivers
    • H04B1/385—Transceivers carried on the body, e.g. in helmets
    • H04B2001/3866—Transceivers carried on the body, e.g. in helmets carried on the head
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/3827—Portable transceivers
    • H04B1/385—Transceivers carried on the body, e.g. in helmets
    • H04B2001/3872—Transceivers carried on the body, e.g. in helmets with extendable microphones or earphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/60—Substation equipment, e.g. for use by subscribers including speech amplifiers
    • H04M1/6033—Substation equipment, e.g. for use by subscribers including speech amplifiers for providing handsfree use or a loudspeaker mode in telephone sets
    • H04M1/6041—Portable telephones adapted for handsfree use
    • H04M1/6058—Portable telephones adapted for handsfree use involving the use of a headset accessory device connected to the portable telephone
    • H04M1/6066—Portable telephones adapted for handsfree use involving the use of a headset accessory device connected to the portable telephone including a wireless connection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/72—Mobile telephones; Cordless telephones, i.e. devices for establishing wireless links to base stations without route selection
    • H04M1/724—User interfaces specially adapted for cordless or mobile telephones
    • H04M1/72403—User interfaces specially adapted for cordless or mobile telephones with means for local support of applications that increase the functionality
    • H04M1/72442—User interfaces specially adapted for cordless or mobile telephones with means for local support of applications that increase the functionality for playing music files

Definitions

  • the present invention relates to wearable telecommunication devices, and more particularly, to a headset for a mobile electronic device.
  • electrical communication devices are becoming more miniature, which allows them to be worn on the user's body in working and non-working condition.
  • These devices include smartphones and various accessories for them, made in the form of watches, headsets with headphones, including in the form of a necklace, spectacle frames with built-in displays, or a whole range of these devices connected with each other and / or with a wired smartphone or wireless connection.
  • the main dimensions (length and width) of smartphones have stabilized and depend on the anatomical and physiological capabilities of humans.
  • the thickness of the smartphone continues to decrease, which impairs mechanical rigidity, reduces the energy consumption of power sources, device control becomes inconvenient and uninformative, so some of the functions of the wearable device, including the control functions, go to additional wearable devices and headsets, which allows you to press the buttons and keys on the headset without removing the smartphone from your pocket or bag , changing the functionality of the smartphone.
  • the controls should be as ergonomic as possible, that is, as close as possible to the anatomical features of a person, but not visually stand out on the user's body while wearing.
  • wearable devices With sufficient volume necessary to accommodate the hardware base, but subject to maintaining a small thickness, wearable devices must have a fairly large surface area adjacent to the body, which forces the devices to be flexible in those areas that are adjacent to the surface of the human body in order to repeat, not clattering, all the bends that occur in complex kinematic chains of various parts of the human body during movement.
  • buttons and keys without visual control. It is necessary to avoid false responses of the buttons and keys of the headset, which has long wires that occur when the body and limbs of the user are accidentally pressed by the strap of the bag, thrown over his shoulder with a car seat belt, it is also advisable to avoid twisting the device on the user's body, making it difficult to press the necessary button that has disappeared from the tactile sensitivity field.
  • the technical task is to create a button interface for controlling a telecommunication device wearable on the user's body, the control elements of which would be easily accessible to the user, would be protected from accidental clicks, but at the same time they would not hinder freedom of movement and were not noticeable to others.
  • Known wearable modular interface belt (US 7,618,260 B2 published 11/17/2009) includes a belt with electrically connected connectors placed on it, to which various interface modules can be connected, where data is also exchanged with external devices.
  • the belt can be mechanically locked in a loop for wearing on the user's body. This device has advantages, providing non-twisting device when worn. But when the button controls are placed in one of the connectors, the buttons will not be protected from accidental clicks.
  • Known multi-button headset control for a mobile communication device which includes a set of buttons, a controller that determines the pressing of one of the buttons and generates a signal to the processor that selects a function in accordance with the received control signal.
  • This device does not it is possible to fix the headset on the user's body (for example, the method of wearing the headset in the form of a loop), there is no protection of the buttons from accidental pressing, the formation of any control signal is carried out by a single touch of a button, which significantly limits the number and functionality of the set of buttons.
  • buttons US 8,717,199 B2, publication date 05/06/2014
  • This device protects the button interface from accidental clicks, but does not provide the ability to press buttons through clothes, and the topology of button placement for tactile user selection of the necessary buttons is not defined.
  • the device is prone to twisting when worn by the user, which leads to loss of key availability
  • the keys protrude above the surface of the supporting elements, which can also cause them to be accidentally pressed.
  • a device for constant wearing has not been created, optimized for wearing under clothes in the working and non-working position, with a minimized length of free-hanging wires adjacent to the body, but not restricting the user's movements and, at the same time, making it possible to control the device without visual control, focusing tactilely, finding the necessary control keys to the touch.
  • the creation of such a device will increase ease of use, the reliability of fixation on the user's body, and prevent the device from failing when the wires mesh with surrounding objects.
  • buttons allows you to control the electronic device without pulling it out from under your clothes, pressing buttons and keys that are easy to touch on top of standard clothes, the buttons are relatively not movable, projected in about one place relative to the user's body, they are tactilely distinguishable from each other and can provide feedback when pressed with a tactile or sound response - click.
  • Figure 1 shows the proposed structural embodiment of a wearable telecommunication device in the form of a loop containing a rigid flat body, interconnected by pairs of cables, which include wires.
  • This type of choice the design is determined by the following requirements for permanent wearing headsets that can be worn under clothing:
  • the wearable telecommunication device must be flexible enough to adapt to the configuration of the user's body
  • the wearable device must have sufficient rigidity in order to avoid the flipping of buttons mounted on rigid elements
  • the interface buttons must be placed in easily accessible places for comfortable access and control.
  • torsion strain of a single wire connecting rigid elements it can be considered as the torsion strain of the cylinder, which can be written by the equation connecting the torsion angle ⁇ with the moment of the arising returning forces T:
  • a flexible, inextensible tape will also contribute to additional rigidity when rotating rigid elements relative to the longitudinal axis of the tape, while maintaining its flexibility in cross section. Since the material of the tape is inextensible and incompressible, the length of the edges of the tape does not change when twisted through an angle ⁇ and the edges of the tape are located on the surface of the cylinder along the geodesic lines. In this way, the length of the edges of the tape is maintained and equal to L, and the height changes and this height can be determined from the length of the geodesic line on the cylinder:
  • Figure 2 shows examples of changes in the shape of flexible inextensible joints during turns.
  • a flexible element with dimensions.
  • a rolled ribbon is shown on the right, two cables on the left, the plane of attachment of which to the rigid elements is rotated 180 degrees relative to each other.
  • the objective of the present invention is to provide a permanent-use telecommunication device, optimized for wearing under clothes in a working and non-working position, with a minimized length of free-hanging wires adjacent to the body, but not restricting the user's movements, while simultaneously enabling the user to control the device without visual control, being guided tactilely, finding the necessary control keys to the touch and the most difficult accidental pressing of the controls.
  • a wearable telecommunication device containing a flexible loop made at least partially flattened and containing at least two stiffeners, where these stiffeners are interconnected so as to prevent torsion of these elements relative to each other
  • a wearable telecommunication device contains at least one electronic unit, organs controls containing at least two push buttons electrically connected to said electronic unit and placed on said stiffeners at such a distance from each other so as to exclude the possibility of pressing two push buttons with one finger at the same time, and the push surface of each push button is not protrudes above the surface of the aforementioned stiffener, on which the specified push button is placed, and the control signal of the said electronic device is formed while pressing ii two push buttons.
  • the electronic unit of the wearable telecommunication device is placed in one of the stiffeners.
  • At least one of the stiffening elements additionally contains a power source.
  • the pressure surface of the push button when the user is wearing the wearable telecommunication device is close to parallel to the front surface of the user's chest.
  • At least one stiffener further comprises a microphone.
  • a wearable telecommunication device contains more than two push buttons, and wearable control signals a telecommunication device is formed by simultaneously pressing the two mentioned push buttons, by selecting various combinations of at least three of the push buttons.
  • the wearable telecommunication device further comprises at least one earphone electrically connected to the electronic unit.
  • controls were configured to generate acoustic signals transmitted to said earphone by pressing said push buttons.
  • buttons were made in the form of mechanical keys.
  • buttons are made in the form of piezoelectric transducers.
  • the electronic unit further comprises at least one wireless transceiver.
  • the electronic unit further comprises a device for recording and / or reproducing audio signals.
  • buttons can be selected from the group consisting of:
  • the push buttons are located in the region of an isosceles triangle, where the base of the triangle is the line connecting the proximal ends of the user's clavicles, and the top of the triangle is directed to the xiphoid process of the sternum.
  • the task is solved by using a wearable telecommunication device for control.
  • Fig. 1 depicts a General view of a wearable telecommunication device according to the invention
  • Fig. 2 depicts a change in the shape of flexible inextensible joints in wearable telecommunication devices when cornering, according to the invention
  • Fig. 3 depicts a General view of a wearable telecommunication device with an electronic unit housed in a stiffener, according to the invention
  • figure 4 depicts a General view of a wearable telecommunication device in which the loop is made open, according to the invention
  • FIG. 5 depicts a General view of a wearable telecommunication device in one of the embodiments according to the invention.
  • FIG. b, 7 depicts an embodiment of the protection of push buttons according to the invention.
  • Fig. 8 depicts the composition of possible electronic components in an electronic unit according to the invention.
  • Fig.16, 17, 18 depict various options for electrical circuitry connecting buttons, according to the invention.
  • Fig.19, 20 depict a General view of a wearable device telecommunications in various embodiments, according to the invention.
  • Headset a design of mechanically bonded wires, headphones and electrical connectors, made with the possibility of wearing on the user's body, designed for wired and wireless communication with a mobile electronic device.
  • Earphone a device for personal listening to music, speech or other sound signals, made with the possibility of its location inside the outer ear of the user.
  • Our loop is a piece of linear material folded in a ring and fixed at the ends, for example, rope, wire, fabric, leather or chain; made in the form of a loop, ring, collar, collar, necklace, neck scarf or necklace, designed to be worn on the user's neck and chest and made with the possibility of placing electrical and mechanical devices on it.
  • An electronic unit is an electrical device designed to be placed on a neck loop and designed for wired or wireless connection to other elements placed on the neck loop and outside it.
  • the wearable telecommunication device (figure 1) contains a flexible loop 1, made at least partially flattened and containing at least two stiffeners 2a, 26, where these stiffeners are interconnected so as to prevent torsion of these elements with respect to each other, at least one electronic unit 3, controls containing at least two push buttons 4a, 46, electrically connected to said electronic unit and placed on said stiffeners on such m distance from each other to exclude the possibility of pressing two push buttons with one finger at the same time, moreover, the push surface of each push button does not protrude above the surface of the said stiffening element on which the push button is placed, and a control signal is generated when two push buttons are pressed simultaneously.
  • execution the electronic unit is placed on a flexible loop in one of the stiffeners 2.
  • At least one of the stiffeners 2, placed on a flexible loop contains an additional power source.
  • the loop is open.
  • the pressure surface of the pressure button when the wearer is wearing a wearable telecommunication device is close to parallel to the front surface of the user's chest.
  • the pressure surface of the pressure button 4a occupies most of the surface of the stiffener 2a.
  • At least one stiffener 2 further comprises a microphone 5.
  • a wearable telecommunication device comprises more than two push buttons, and control signals are generated by simultaneously pressing the two mentioned push buttons by selecting different combinations of at least three of the push buttons.
  • the wearable telecommunication device further comprises at least one earphone 6 electrically connected to the electronic unit.
  • the controls are configured to generate acoustic signals transmitted to said earphone by pressing said push buttons.
  • the push buttons are in the form of mechanical keys.
  • the push buttons may be provided with bordering protrusions to protect against accidental pressing.
  • the push buttons can be made in the form of piezoelectric transducers.
  • the electronic unit may further comprise at least one wireless transceiver. Also, the electronic unit may further comprise a device for recording and / or reproducing audio signals.
  • the electronic unit can be made in the form of a medallion.
  • the electronic unit may contain an unlicensed signal transmitter-receiver, for example, Bluetooth, which receives a signal from a cell phone, there may also be a battery, player, radio, flash drive, electronic key, satellite signal receiver, for example GPS and / or Glonass receiver, which reports the location coordinates through voice commands transmitted directly to the user's headphones.
  • the composition of the possible electronic components mounted in the electronic unit is shown in Fig. 8.
  • the communication of the electronic unit with a mobile phone, satellite navigation system, a computer or a mobile communication station is carried out through the radio module 7.
  • Sound signal processing, data flow control and processing are carried out signal processor 8.
  • the conversion of the sound signal for headphones from digital to analog, its amplification, volume control is performed by a codec or sound module
  • the operation of the microcircuits is provided by a power source in the form of a rechargeable battery 11 integrated in the electronic unit and / or located in the stiffeners.
  • the electronic unit may include push buttons of controls, for example 12, 13.
  • the Near Field Connection 14 short-range radio communication module can be used.
  • the electronic unit contains additional devices for the following purposes: a controller for processing the signals of the control buttons 15, a USB connector for transferring data or charging the battery 16.
  • a connector 17 is used to connect headphones, remote microphones, and additional control buttons.
  • buttons can be selected from the group consisting of:
  • the ergonomic advantage of this embodiment of a wearable telecommunication device is manifested in that the push buttons located on the user's body in this way allow you to take into account the reach of the motor field of hand movement, which allows the user to control the headset without pulling it out from under the clothes, but by pressing the buttons that it is easy for the user to touch on top of standard clothing, as it is relatively non-movable, projected in about one place relative to the user's body, the push buttons so They are distinguishable from each other and can provide feedback when pressed with a tactile or sound response - click.
  • buttons are spaced relative to each other to exclude accidental pressing with one finger of two buttons, and to exclude accidental clicks, the buttons located, for example on the electronic unit, are duplicated, and the buttons on the stiffeners are located on separate boards protected from accidental pressing by the recessed buttons.
  • buttons are carried out by pressing two buttons at once, located on both sides of the loop by two fingers with the thumb and forefinger simultaneously. This eliminates accidental pressing by a car seat belt, bag strap, etc.
  • buttons provides maximum accessibility to them, even when wearing a tie, suit, outerwear.
  • FIG. 9 A possible maximum distribution of the functions of the push buttons is shown in Figs. 9, 10. It is possible to use an electronic speech device to notify the user of the settings made.
  • Figure 11 shows examples of algorithms that are implemented when the buttons are pressed.
  • the arrows indicate the functions that are executed when the keys are pressed. Dividing a button into two parts means a double button.
  • the batteries and microphones 5 can be placed in the stiffening elements 2a, 26.
  • the batteries - batteries can be distributed in different parts of the wearable device.
  • the design of the wearable telecommunication device suggests the possibility of wearing under the user's clothes, which eliminates the use of a remote microphone close to the user's mouth. This leads to the need to form a special topology for the arrangement of microphones and a hardware-software complex for processing signals received from microphones.
  • the composition of the wearable device allows you to place a large number of microphones on it, including laryngophones, high-speed digital signal processor, which allows hardware and software to support the functioning of the noise reduction system, process signals from a sufficient number of microphones, cut off extraneous noise and, most importantly, allows you to speak without a microphone located at the mouth of the carrier.
  • the noise reduction system used can work not only to process the outgoing signal, but also cut off all external noise in the headphone, for which it is possible to forcibly turn on in noisy rooms: metro, concert hall, etc., and disable this function to communicate with others without removing the headphones from the ears.
  • the microphone 18 for recording the speech of the carrier can be located in the upper part of the electronic unit 3, in more complex embodiments, it is possible to use from two to nine microphones formed into a microphone array. In some embodiments of the wearable device, it is possible to completely abandon the wires transmitting the signal to the headphone and leave only the power cord, and place a wireless module in each headphone that transmits and receives the electromagnetic signal for the headphone.
  • the electronic unit 3 has a protective rib 19 for separating the buttons 20, 21, 22 having various functions.
  • the neck loop 1 On the neck loop 1 are placed connecting and adjusting, lingering and winding mechanisms 23; pocket 24 for storing wires and headphones b, mesh spring 25, when wearing a telecommunication device located on the outer surface of the upper back of the user, on the border with the lower dorsal surface of the neck.
  • buttons 26, 27 located on the electronic unit 3 while simultaneously pressing release the stopper of the coil or rollers, in this embodiment included in the winding mechanism 23.
  • Microphones 5, 28, batteries and push buttons 4 are placed in the stiffening elements 2.
  • buttons and microphones in one of the headset embodiments is shown in Figs. 13, 14, 15. In this embodiment, twelve buttons and seven microphones are considered. As microphones, digital microphones are used, the standard set of contacts for which is shown in Fig. 13.
  • the data outputs to the contacts, the inputs of the synchronization signals of microphones and buttons are connected to the inputs of the signal processor or controller 29 (Fig. 15). Headphones are connected to a control chip - CODEC 30 or to a sound module, which contain a digital-to-analog converter, an amplifier with a controlled gain. The processor also exchanges during operation data with peripheral devices 31.
  • Fig shows an electrical diagram of one of the possible solutions of a wearable telecommunication device.
  • Fig-18 presents electrical circuits of various embodiments of the formation of teams.
  • buttons 32, 33 are included in series with the circuit.
  • buttons are used to generate control signals when any pair of buttons is pressed, which requires preliminary processing of signals received from the push buttons, which can be performed by the controller 34 (Fig. 17).
  • An example of the selection of a command by the controller is given in selection table 1 for a combination of three buttons 35, 36, 37.
  • Table 1 shows the choice of commands by the controller when processing the presses of three buttons 35, 36, 37.
  • table “1" corresponds to the pressed button, which leads to a signal to one of the controller inputs.
  • buttons it is possible to use an internal controller located near the buttons and supply a pre-processed digital signal through serial port 38 for subsequent transmission of the result of the button presses to processing in the main controller 39 (Fig. 18).
  • the choice of this or that function is carried out by sequential transmission of high-frequency digital pulses directly through the power wires connecting the electronic unit 40 and the button assembly. In this case, the number of wires connecting the rigid elements and the electronic unit is reduced.
  • the wearable telecommunication device can be controlled by voice commands.
  • the wearable telecommunication device allows you to combine an electronic device and jewelry (Fig.19, Fig.20).
  • Direct contact of the wearable device with the skin of the user makes it possible to place sensors to monitor the health of the user: temperature, pressure, sugar, alcohol in the skin secretions, etc., which allows you to track galvanic skin reactions to monitor the work of the sympathetic nervous system for in order to use a portable telecommunication device as part of a biotelemetric complex for medical diagnostics.
  • a wearable telecommunication device can be used as an integral part of a mobile, man-worn complex, where the hardware base is dispersed in several devices worn by a person, for example, a part of a hardware and battery the base can be in a men's trouser belt, and a wired connection with a wearable telecommunication device is possible through a wire lying under the clothes along the spine on the back; the wearable device itself can be a mobile phone or smartphone, and a separately wearable screen-keyboard unit can be a wireless interface to it.
  • a wearable telecommunication device may be used for control.
  • Table 1 Selection of commands by the controller when processing three button presses.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Telephone Set Structure (AREA)

Abstract

Органы управления и применение для управления носимого устройства электросвязи, содержащего частично уплощенную гибкую петлю с размещенными на ней неперекручиваемыми элементами жесткости, электронный блок и нажимные кнопки, размещенные на элементах жесткости на таком расстоянии друг от друга, чтобы исключить возможность нажатия двух кнопок одним пальцем одновременно, причем, нажимная поверхность кнопки не выступает над поверхностью элемента жесткости, на котором она размещена, а сигнал управления формируется только при одновременном нажатии двух кнопок.

Description

НОСИМОЕ СТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОСВЯЗИ
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к носимым устройствам электросвязи, более конкретно, к гарнитуре для мобильного электронного устройства.
Уровень техники
В настоящее время электротехнические устройства связи становятся все более миниатюрными, что позволяет носить их на теле пользователя в рабочем и нерабочем состоянии. К данным устройствам относятся смартфоны и разнообразные аксессуары к ним, выполненные в виде часов, гарнитур с наушниками, в том числе в виде колье, очковые оправы с встроенными дисплеями, или же целый комплекс данных устройств, связанных между собой и/или со смартфоном проводной или беспроводной связью. Происходит процесс передачи части главных и вспомогательных функций основного носимого устройства (компьютера или смартфона) - периферийным устройствам, расположенным на различных частях тела пользователя, что позволяет приблизить его (носимое устройство) ближе к естественному человеческому интерфейсу (уши, глаза, пальцы рук) .
В настоящее время основные размеры (длина и ширина) смартфонов стабилизировались и зависят от анатомических и физиологических возможностей человека. Толщина же смартфона продолжает уменьшаться, что ухудшает механическую жёсткость, уменьшает энергоемкость источников питания, управление устройством становится неудобным и неинформативным, поэтому часть функций носимого устройства, в том числе и функции управления, переходят к дополнительным носимым устройствам и гарнитурам, что позволяет, не вынимая смартфон из кармана или сумки, нажимать кнопки и клавиши на гарнитуре, меняя функционал смартфона .
Но для комфортной работы с носимым устройством органы управления должны быть как можно более эргономичны, то есть, максимально близко соответствовать анатомическим особенностям человека, но при этом визуально не выделяться на теле пользователя во время ношения. При достаточном объеме, необходимом для размещения аппаратной базы, но при условии сохранения небольшой толщины, носимые устройства должны иметь довольно большую площадь поверхности, прилегающую к телу, что вынуждает делать устройства гибкими в тех областях, которые прилегают к поверхности человеческого тела, чтобы повторять, не топорщась, все изгибы, возникающие в сложных кинематических цепях различных частей человеческого тела при движении.
Один из способов сделать устройства удобными для пользователя и минимально заметными для окружающих, это разместить их под одеждой. Но в этом случае сложно управлять ими, нажимая кнопки и клавиши без визуального контроля. Необходимо избежать ложных срабатываний кнопок и клавиш гарнитуры, имеющей длинные провода, которые возникают при движениях туловища и конечностей пользователя при случайном нажатии ремнем сумки, перекинутой через плечо, ремнем безопасности автомобиля, также желательно избежать перекручивания устройства на теле пользователя, затрудняющего нажатие необходимой кнопки, исчезнувшей из поля тактильной чувствительности.
Техническая задача - создать кнопочный интерфейс управления носимым на теле пользователя устройством электросвязи, элементы управления которым были бы легкодоступны для пользователя, были бы защищены от случайных нажатий, но при этом не стесняли свободу движений и были мало заметны для окружающих .
Известен носимый модульный интерфейсный ремень (US 7,618,260 В2 опубликован 17.11.2009) включает ремень с размещенными на нем электрически соединенными разъемами, к которым могут присоединяться различные модули интерфейса, где также обеспечен обмен данными с внешними устройствами. Ремень может механически замыкаться в петлю для ношения на теле пользователя. Данное устройство имеет достоинства, обеспечивая неперекручиваемость устройства при ношении. Но при размещении в одном из разъемом элементов кнопочного управления не будет достигаться защищенность кнопок от случайных нажатий.
Известен мультикнопочный контроль гарнитуры для мобильного коммуникационного устройства (заявка US 2011/0263303 опубликована 17.10.2011), который включает набор кнопок, контроллер, определяющий нажатие одной из кнопок и формирующий сигнал в процессор, выбирающий функцию в соответствии с полученным управляющим сигналом. В данном устройстве не представлена возможность какой либо фиксации гарнитуры на теле пользователя (например, способ ношения гарнитуры в виде петли) , отсутствует защита кнопок от случайного нажатия, формирование какого либо управляющего сигнала осуществляется разовым нажатием одной кнопки, что значительно ограничивает количество и функциональность набора кнопок.
Известно оборудование в виде кнопки с таймером для запуска приложения (US 6,727,830 В2, дата публикации 27.04.2004), где определяется время нажатия кнопки или двойное нажатие кнопки, в результате чего процессор формирует управляющий сигнал в соответствии с продолжительностью периода нажатия кнопки или количеством раз нажатия кнопки. Но при использовании данного оборудования в составе носимого мобильного устройства, предназначенного для ношения на теле пользователя, повышается вероятность формирования неверного сигнала при случайном нажатии одной кнопки посторонними предметами или самим пользователем.
Известно электронное устройство с настраиваемыми кнопками (US 8,717,199 В2, дата публикации 06.05.2014), содержащие элементы ввода, датчики для обнаружения объектов и механизмы управления. Данное устройство защищает кнопочный интерфейс от случайных нажатий, но не обеспечивает возможность нажатия кнопок через одежду, а также не определена топология размещения кнопок для тактильного выбора пользователем необходимых кнопок.
Известна беспроводная гарнитура для мобильного устройства Sony SBH 80, выполненная в виде открытой петли с размещенными на ней элементами управления устройством. Данная гарнитура имеет следующие недостатки:
устройство склонно к перекручиванию при ношении пользователем, что приводит к потере доступности клавиш;
две клавиши расположены слишком близко друг к другу, так что их можно нажать одновременно одним пальцем, что может служить причиной включения ненужной в данный момент функции;
клавиши выступают над поверхностью несущих элементов, что так же может послужить причиной их случайного нажатия.
Таким образом, до настоящего времени не создано устройства постоянного ношения, оптимизированного для ношения под одеждой в рабочем и нерабочем положении, с минимизированной длиной свободновисящих проводов, прилегающих к телу, но не ограничивающих движений пользователя и, одновременно, дающее возможность управлять устройством без визуального контроля, ориентируясь тактильно, находя необходимые клавиши управления на ощупь . Создание подобного устройства повысит удобство использования, надежность фиксации на теле пользователя, предотвратит выход устройства из строя при зацеплении проводов за окружающие предметы.
Обоснование предложенного конструктивного выполнения носимого устройства электросвязи.
Для решения технической задачи допустим, что для ношения устройства на теле пользователя без дополнительной поддержки целесообразно придать устройству форму петли или полупетли. Данное допущение находит подтверждение в форме элементов одежды (трусов, ремней, брюк, часов на запястье) , которые удерживаются на теле человека, так как имеют петлю в основе формы, обеспечивающей фиксацию на теле.
Рассмотрим варианты носимого электронного устройства связи, предназначенные для ношения под одеждой, например в виде нашейной петли или полупетли. Наиболее эргономичным будет расположение кнопочного интерфейса в области равнобедренного треугольника с горизонтальным основанием, лежащим между проксимальными концами ключиц и вершиной, направленной вниз в районе мечевидного отростка грудины у мужчин и немного выше у женщин. При этом зона досягаемости движения рук учитывает особенности одежды пользователя не только в теплом, но и холодном климате, если рассматривать мужчину в стандартной европейской одежде. Данное расположение кнопок позволяет управлять электронным устройством не доставая его из-под одежды, нажимая кнопки и клавиши, которые легко находятся на ощупь поверх стандартной одежды, кнопки относительно не смещаемы, проецируются примерно в одном месте относительно тела пользователя, они тактильно отличимы друг от друга и могут обеспечивать обратную связь при нажатии тактильным или звуковым откликом - щелчком.
На фиг.1 показано предлагаемое конструктивное выполнение носимого устройства электросвязи в виде петли, содержащего жесткие плоские корпуса, соединенные между собой парами тросов, которые включают в себя провода. Выбор такого типа конструкции обусловлен следующими требованиями, предъявляемыми к гарнитурам постоянного ношения, допускающим ношение под одеждой :
1) носимое устройство электросвязи должно быть достаточно гибким, чтобы подстраиваться под конфигурацию тела пользователя ;
2) нажимные кнопки должны располагаться на жестких элементах;
3) Носимое устройство должно обладать достаточной жесткостью для того, чтобы избежать переворота кнопок, установленных на жестких элементах;
4) кнопки интерфейса необходимо размещать в легкодоступных местах, для комфортного доступа и управления.
Для обеспечения достаточной гибкости необходимо использовать эластичные тросы, внутри которых расположены провода. При этом необходимо закладывать провода с избытком длины, чтобы силы натяжения тросов при изгибах не воздействовали значительно на места пайки проводов для повышения надежности электрических контактов. Для уменьшения перекручиваемости носимого устройства электросвязи во время ношения необходимо определить сечение, длину и количество тросов .
Обычно в гарнитурах корпуса, содержащие функциональную электронику, располагаются непосредственно на проводе, что приводит к частому перекручиванию, ведущему к выходу кнопок из области моторного поля, доступного для пользователя. В теории деформации кручения одного провода, связывающего жесткие элементы, можно рассматривать как деформацию кручения цилиндра, которое можно записать уравнением, связывающим угол кручения φ с моментом возникающих возвращающих сил Т:
Т = (pGJo/l (1) где G - модуль сдвига, Jo - геометрический полярный момент инерции, 1 - длина провода. В случае цилиндра J0 = π г4/2, где г - радиус основания цилиндра. Из уравнения 1 видно, что уменьшение длины провода 1 и увеличение толщины цилиндра г увеличивает момент сил, препятствующих повороту. Но увеличение радиуса цилиндра, то есть, толщины провода между элементами жесткости носимого устройства электросвязи приводит к значительным неудобствам при ношении, поэтому целесообразней перейти от цилиндрического кабеля к плоской ленте, параллельной плоскости поверхности тела при ношении устройства электросвязи. В этом случае удобней рассматривать модель нерастяжимой ленты, поскольку деформация ленты является более деформацией изгиба, чем деформацией сдвига.
Использование гибкой, нерастяжимой ленты также будет способствовать дополнительной жесткости при повороте жестких элементов относительно продольной оси ленты, сохраняя её гибкость в поперечном сечении. Поскольку материал ленты нерастяжим и несжимаем, длина краев ленты не меняется при скручивании на угол φ и края ленты располагаются на поверхности цилиндра вдоль геодезических линий. Таким образом, длина краев ленты сохраняется и равна L, а высота меняется и эту высоту можно определить из длины геодезической линии на цилиндре :
hj = ( L2 - <p2D2/4)0, (2) Из формулы 2 видно, что фиксирование длины геодезической линии или нерастяжимость ленты приводит к ограничению на возможный угол поворота, которое вытекает из условия:
L2 - <p2D2/4 > 0 (3) В случае переворота клавиши φ = к vm мы получаем:
L2 - n D2/ > 0 (4) На фиг.2 приведены примеры изменения формы гибких нерастяжимых соединений при поворотах. В центре фиг .2 изображен гибкий элемент с размерами. Справа изображена свернутая лента, слева - два троса, плоскость крепления которых к жестким элементам развернуты относительно друг друга на 180 градусов.
Если параметры L и D выбраны так, что неравенство (4) нарушается, то переворот кнопок невозможен из-за нерастяжимости ленты, то есть, необходимо, чтобы выполнялось следующие условие:
L < πΌ/2 (5) В ситуации, когда жесткие корпуса шириной D соединяются двумя тросами длиной L по бокам, переворот на угол 180 градусов или π радиан приводит к скрещиванию тросов и другому выражению для высоты Ъ.2 , а именно: h2 = ( L2 - D2)0'5 (6) Тогда меняется и выражения для допустимой длины тросов: L < D (7) Таким образом, чтобы избежать переворотов жестких корпусов, их надо соединять гибкими, нерастяжимыми элементами, либо лентой, либо двумя тросами, длина которых не больше ширины корпусов .
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание устройства электросвязи постоянного ношения, оптимизированного для ношения под одеждой в рабочем и нерабочем положении, с минимизированной длиной свободновисящих проводов, прилегающих к телу, но не ограничивающих движений пользователя, одновременно дающее возможность пользователю управлять устройством без визуального контроля, ориентируясь тактильно, находя необходимые клавиши управления на ощупь и максимально затрудняющее случайное нажатие органов управления.
Техническая задача решается путем создания носимого устройства электросвязи, содержащего гибкую петлю, выполненную, по меньшей мере, частично уплощенной и содержащую, по меньшей мере, два элемента жесткости, где указанные элементы жесткости соединены между собой таким образом, чтобы препятствовать кручению указанных элементов друг относительно друга, также носимое устройство электросвязи содержит по меньшей мере, один электронный блок, органы управления, содержащие, по меньшей мере, две нажимные кнопки, электрически связанные с упомянутым электронным блоком и размещенные на упомянутых элементах жесткости на таком расстоянии друг от друга, чтобы исключить возможность нажатия двух нажимных кнопок одним пальцем одновременно, причем, нажимная поверхность каждой нажимной кнопки не выступает над поверхностью упомянутого элемента жесткости, на которой размещена указанная нажимная кнопка, а сигнал управления упомянутым электронным устройством формируется при одновременном нажатии двух нажимных кнопок.
Полезно, чтобы электронный блок носимого устройства электросвязи был размещен в одном из элементов жесткости.
Целесообразно, чтобы, по меньшей мере, один из элементов жесткости дополнительно содержал источник питания.
Целесообразно, чтобы в носимом устройстве электросвязи петля была выполнена разомкнутой.
Полезно, чтобы в носимом устройстве электросвязи нажимная поверхность нажимной кнопки при ношении пользователем носимого устройства электросвязи была близка к параллельности фронтальной поверхности грудной клетки пользователя.
Целесообразно, чтобы нажимная поверхность нажимной кнопки занимала большую часть поверхности элемента жесткости.
Предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, один элемент жесткости дополнительно содержал микрофон.
Полезно, чтобы носимое устройство электросвязи содержало более двух нажимных кнопок, а сигналы управления носимым устройством электросвязи формировались при одновременном нажатии двух упомянутых нажимных кнопок, посредством выбора различных комбинации из, по меньшей мере, трех упомянутых нажимных кнопок.
Предпочтительно, чтобы носимое устройство электросвязи дополнительно содержало, по меньшей мере, один наушник, электрически соединенный с электронным блоком.
Полезно, чтобы органы управления были выполнены с возможностью формирования акустических сигналов, передаваемых в упомянутый наушник при нажатии упомянутых нажимных кнопок.
Целесообразно, чтобы в носимом устройстве электросвязи нажимные кнопки были выполнены в виде механических клавиш.
Полезно, чтобы в носимом устройстве электросвязи нажимные кнопки были выполнены в виде пьезоэлектрических преобразователей .
Предпочтительно, чтобы электронный блок дополнительно содержал, по меньшей мере, одно приемно-передающее устройство беспроводной связи.
Полезно, чтобы электронный блок дополнительно содержал устройство для записи и/или воспроизведения аудио сигналов.
Целесообразно, чтобы функции упомянутых нажимных кнопок могли быть выбраны из группы, состоящей из:
функции включения и выключения носимого устройства электросвязи ;
функции ответа на вызов мобильной связи;
функции завершения вызова мобильной связи; функции остановки проигрывания;
функции возобновления проигрывания;
функции изменения громкости аудио сигнала;
функции выбора аудиозаписи;
функции перемотки аудиозаписи;
функции активации режима голосовых команд;
Полезно, нажимные кнопки были выполнены с возможностью изменения функций пользователем.
Предпочтительно, чтобы при ношении устройства пользователем нажимные кнопки располагались в области равнобедренного треугольника, где основанием треугольника служит линия, соединяющая проксимальные концы ключиц пользователя, а вершина треугольника была направлена к мечевидному отростку грудины.
Дополнительно поставленная задача решена путем применения носимого устройства электросвязи для управления.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов выполнения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг .1 изображает общий вид носимого устройства электросвязи, согласно изобретению;
фиг .2 изображает изменение формы гибких нерастяжимых соединений в носимых устройствах электросвязи при поворотах, согласно изобретению; 00238 фиг .3 изображает общий вид носимого устройства электросвязи с электронным блоком, размещенным в элементе жесткости, согласно изобретению;
фиг.4 изображает общий вид носимого устройства электросвязи, в котором петля выполнена разомкнутой, согласно изобретению;
фиг.5 изображает общий вид носимого устройства электросвязи в одном из воплощений, согласно изобретению;
фиг. б, 7 изображает вариант выполнения защиты нажимных кнопок, согласно изобретению;
фиг .8 изображает состав возможных электронных компонентов в электронном блоке, согласно изобретению;
фиг.9, 10 изображают реализацию функций управления кнопками в варианте выполнения носимого устройства электросвязи, согласно изобретению;
фиг.11 изображает пример алгоритмов, реализуемых при нажатии кнопок, согласно изобретению;
фиг.12 изображает общий вид носимого устройства электросвязи в одном из выполнений с указанием основных функциональных элементов, согласно изобретению;
фиг.13, 14, 15 изображают электрическую схему одного из вариантов выполнения носимого устройства электросвязи, согласно изобретению;
фиг.16, 17, 18 изображают различные варианты электрических схем подключения кнопок, согласно изобретению;
фиг.19, 20 изображают общий вид носимого устройства электросвязи в различных вариантах выполнения, согласно изобретению .
Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения
Термины и выражения, используемые в описании, имеют следующее значение, которое может отличаться от общепринятого значения .
Гарнитура - конструкция из механически скрепленных проводов, наушников и электрических соединителей, выполненная с возможностью ношения на теле пользователя, предназначенная для проводной и беспроводной связи с мобильным электронным устройством .
Наушник - устройство для персонального прослушивания музыки, речи или иных звуковых сигналов, выполненное с возможностью его расположения внутри наружного уха пользователя .
Нашейная петля - сложенная кольцом и закрепленная на концах часть линейного материала, например, веревки, провода, ткани, кожи или цепочки; выполненная в виде петли, кольца, ошейника, хомута, ожерелья, шейного платка или колье, предназначена для ношения на шее и груди пользователя и выполненная с возможностью размещения на ней электрических и механических устройств.
Электронный блок - электротехническое устройство, выполненное с возможностью размещения на нашейной петле и предназначенное для проводного или беспроводного подключения к другим элементам, размещенным на нашейной петле и вне неё.
Средства управления - один из элементов интерфейса между гарнитурой и пользователем, выполненной в виде механической, пьезоэлектрической или какой либо другой кнопки или клавиши, содержащей ограниченную поверхность, нажатие на которую приводит к изменению функции связанного с ней устройства.
Носимое устройство электросвязи (фиг.1) содержит гибкую петлю 1, выполненную, по меньшей мере, частично уплощенной и содержащую, по меньшей мере, два элемента жесткости 2а, 26, где указанные элементы жесткости соединены между собой таким образом, чтобы препятствовать кручению указанных элементов друг относительно друга, по меньшей мере, один электронный блок 3, органы управления, содержащие, по меньшей мере, две нажимные кнопки 4а, 46, электрически связанные с упомянутым электронным блоком и размещенные на упомянутых элементах жесткости на таком расстоянии друг от друга, чтобы исключить возможность нажатия двух нажимных кнопок одним пальцем одновременно, причем, нажимная поверхность каждой нажимной кнопки не выступает над поверхностью упомянутого элемента жесткости, на которой размещена указанная нажимная кнопка, а сигнал управления формируется при одновременном нажатии двух нажимных кнопок.
В некоторых вариантах выполнения (фиг.З) электронный блок размещен на гибкой петле в одном из элементов жесткости 2.
В предпочтительных вариантах выполнения, по меньшей мере, один из элементов жесткости 2, размещенных на гибкой петле, содержит дополнительный источник питания.
В некоторых вариантах выполнения (фиг. ) носимого устройства электросвязи петля выполнена разомкнутой.
В различных вариантах выполнения (фиг.1, фиг.З) нажимная поверхность нажимной кнопки при ношении пользователем носимого устройства электросвязи близка к параллельности фронтальной поверхности грудной клетки пользователя.
В различных вариантах выполнения (фиг.1) нажимная поверхность нажимной кнопки 4а занимает большую часть поверхности элемента жесткости 2а.
В некоторых вариантах выполнения (фиг.5), по меньшей мере, один элемент жесткости 2 дополнительно содержит микрофон 5.
В различных вариантах выполнения (фиг.5) носимое устройство электросвязи содержит более двух нажимных кнопок, а сигналы управления формируются при одновременном нажатии двух упомянутых нажимных кнопок посредством выбора различных комбинации из, по меньшей мере, трех упомянутых нажимных кнопок .
В предпочтительных вариантах выполнения (фиг.5) носимое устройство электросвязи дополнительно содержит, по меньшей мере, один наушник 6, электрически соединенный с электронным блоком .
В некоторых вариантах выполнения органы управления выполнены с возможностью формирования акустических сигналов, передаваемых в упомянутый наушник при нажатии упомянутых нажимных кнопок.
Во многих вариантах выполнения нажимные кнопки выполнены в виде механических клавиш. В некоторых вариантах выполнения (фиг. б, фиг .7 ) нажимные кнопки могут быть снабжены окаймляющими выступами для защиты от случайного нажатия.
В различных вариантах выполнения нажимные кнопки могут быть выполнены в виде пьезоэлектрических преобразователей.
Во многих вариантах выполнения электронный блок может дополнительно содержать, по меньшей мере, одно приемно- передающее устройство беспроводной связи. Также электронный блок может дополнительно содержать устройство для записи и/или воспроизведения аудиосигналов.
Электронный блок может быть выполнен в виде медальона. Электронный блок может содержать приемник-передатчик безлицензионного сигнала, например Bluetooth, принимающий сигнал с сотового телефона, там же может находиться батарея, плеер, радио, флэш накопитель, электронный ключ, приемник спутникового сигнала, например GPS и/или Глонасс приемник, сообщающий координаты месторасположения посредством голосовых команд, передающихся прямо на наушники пользователя. Состав возможных электронных компонентов, вмонтированных в электронный блок, приведен на фиг .8. Связь электронного блока с мобильным телефоном, спутниковой системой навигации, компьютером или же станцией мобильной связи осуществляется через модуль 7 радиосвязи. Обработка звуковых сигналов, управление потоками данных и их обработка осуществляется сигнальным процессором 8. Преобразование звукового сигнала для наушников из цифрового формата в аналоговый, его усиление, регулировка громкости выполняется кодеком или звуковым модулем
9. Для хранения управляющих программ, настроек профилей оборудования, информации пользователя необходим модуль памяти
10. Работу микросхем обеспечивает источник питания в виде аккумуляторной батареи 11, встроенной в электронный блок и/или размещенной в элементах жесткости. В состав электронного блока могут входить нажимные кнопки средств управления, например 12, 13. Для обмена данными и для быстрого сопряжения с мобильным электронным устройством может использоваться модуль радиосвязи ближнего радиуса действия Near Field Connection 14.
В различных вариантах выполнения гарнитуры в электронном блоке размещены дополнительные устройства следующего назначения: контроллер для обработки сигналов кнопок средств управления 15, USB разъем для передачи данных или зарядки батареи 16. Для подключения наушников, выносных микрофонов, дополнительных кнопок средств управления используются разъем 17.
В различных вариантах выполнения носимого устройства электросвязи функции упомянутых нажимных кнопок могут быть выбраны из группы, состоящей из:
функции включения и выключения упомянутого носимого устройства электросвязи;
функции ответа на вызов и завершения вызова мобильной связи; функции остановки проигрывания;
функции возобновления проигрывания;
функции изменения громкости аудио сигнала;
функции выбора аудиозаписи;
функции перемотки аудиозаписи;
функции активации режима голосовых команд.
Эргономическое преимущество данного варианта выполнения носимого устройства электросвязи проявляется в том, что нажимные кнопки, расположенные на теле пользователя указанным образом, позволяют учесть зону досягаемости моторного поля движения рук, что позволяет пользователю управлять гарнитурой не доставая ее из-под одежды, а нажимая кнопки, которые легко находятся пользователем на ощупь поверх стандартной одежды, так как относительно несмещаемы, проецируются примерно в одном месте относительно тела пользователя, нажимные кнопки тактильно отличимы друг от друга и могут обеспечивать обратную связь при нажатии тактильным или звуковым откликом - щелчком. Кнопки разнесены относительно друг друга, чтобы исключить случайное нажатие одним пальцем двух кнопок, а для исключения случайных нажатий, кнопки расположенные, например на электронном блоке, дублированы, а кнопки на элементах жесткости расположены на отдельных платах, защищенных от случайных нажатий утопленностью кнопки.
Смена функции осуществляется нажатием сразу на две кнопки , расположенные по обеим сторонам шлейфа двумя пальцами большим и указательным одновременно. Это исключает случайное нажатие ремнем безопасности автомобиля, ремнем сумки и т.п. Подобное расположение кнопок обеспечивает максимальную к ним доступность, даже при надетом галстуке, костюме, верхней одежде .
Возможное максимальное распределение функций нажимных кнопок представлено на фиг.9, 10. Возможно применение электронного речевого устройства для оповещения пользователя о сделанных настройках.
На фиг.11 приведены примеры алгоритмов, реализуемых при нажатии кнопок. Стрелки указывают на функции, исполняемые при нажатии клавиш. Разделение кнопки на две части означает сдвоенную кнопку.
В варианте выполнения носимого устройства электросвязи (фиг.12) в элементах жесткости 2а, 26 могут быть размещены элементы питания и микрофоны 5. Элементы питания - батареи могут быть распределены в различных частях носимого устройства . Конструкция носимого устройства электросвязи предполагает возможность ношения под одеждой пользователя, что исключает использования выносного, приближенного ко рту пользователя микрофона. Это ведет к необходимости сформировать особую топологию расположения микрофонов и аппаратно- программный комплекс для обработки полученных от микрофонов сигналов. Состав носимого устройства, включающий нашейную петлю 1, элементы жесткости 2а, 26, электронный блок 3, узлы соединения проводов, позволяет разместить на нем большое количество микрофонов, в том числе ларингофоны, быстродействующий цифровой сигнальный процессор, что позволяет аппаратно и программно поддерживать функционирование системы шумоподавления, обрабатывать сигналы, поступающие от достаточного множества микрофонов, отсекать посторонние шумы и, самое главное, позволяет говорить без микрофона, размещенного у рта носителя. Используемая система шумоподавления может работать не только для обработки исходящего сигнала, но и отсекать все внешние шумы в головных наушниках, для чего предусматривается возможность принудительного включения в шумных помещениях: метро, концертный зал и т.п., и отключения этой функции для общения с окружающими без извлечения наушников из ушей.
Микрофон 18 для снятия речи носителя можно расположить в верхней части электронного блока 3, в более сложных воплощениях возможно использование от двух до девяти микрофонов, сформированных в микрофонную решетку. В некоторых вариантах выполнения носимого устройства можно вообще отказаться от проводов, передающих сигнал к наушнику и оставить только провод питания, а в каждом наушнике разместить беспроводной модуль, передающий и принимающий электромагнитный сигнал для наушника .
В связи с тем, что одной из технических задач, стоящих при создании носимого устройства электросвязи, являлось обеспечение возможности носить устройство под одеждой и управлять им поверх одежды, на ощупь, избегая при этом случайных нажатия, были предусмотрены следующие конструктивные решения (фиг.12) : электронный блок 3 имеет защитное ребро 19 для разделения кнопок 20, 21, 22, имеющих различные функции. На нашейной петле 1 размещены соединительно-регулировочные, протяжно-сматывающие механизмы 23; карман 24 для хранения проводов и наушников б, сетчатая пружина 25, при ношении устройства электросвязи располагающиеся на наружной поверхности верхней части спины пользователя, на границе с нижней дорсальной поверхности шеи.
Кнопки 26, 27, расположенные на электронном блоке 3 при одновременном нажатии осуществляют разблокировку стопора катушки или валиков, в данном воплощении входящих в состав механизма сматывания 23. В элементах жесткости 2 размещены микрофоны 5, 28, батареи питания и нажимные кнопки 4.
Электрическая схема подключения кнопок и микрофонов в одном из вариантов выполнения гарнитуры приведена на фиг.13, 14, 15. В этом варианте выполнения рассмотрено двенадцать кнопок и семь микрофонов. В качестве микрофонов используются цифровые микрофоны, стандартный набор контактов для которых приведен на фиг.13.
Выводы данных на контакты, входы синхронизационных сигналов микрофонов и кнопок, подключаются к входам сигнального процессора или контроллера 29 (фиг.15) . Наушники подключаются к управляющей микросхеме - КОДЕК 30 или к звуковому модулю, которые содержат в себе цифро-аналоговый преобразователь, усилитель с управляемым коэффициентом усиления. Так же процессор в процессе работы обменивается данными с периферийными устройствами 31. На фиг.14 приведена электрическая схема одного из возможных решений носимого устройства электросвязи.
Одной из особенностей носимого устройства является алгоритм управления, при котором генерация команды управления осуществляется одновременным нажатием двух кнопок. На фиг.16- 18 представлены электрические схемы различных вариантов выполнения формирования команд.
В одном из вариантов выполнения (фиг.16) нажимные кнопки 32, 33 включены в электрическую схему последовательно.
В некоторых вариантах выполнения используется более двух кнопок для формирования сигналов управления при нажатии любой пары кнопок, для чего необходима предварительная обработка поступающих от нажимных кнопок сигналов, которую может осуществлять контроллер 34 (фиг.17) . Пример выбора команды, осуществляемого контроллером, приведен в таблице выбора 1 для комбинации трех кнопок 35, 36, 37.
В таблице 1 приведен выбор команд контроллером при обработке нажатий трех кнопок 35, 36, 37. В таблице «1» соответствует нажатая кнопка, что приводит к подаче сигнала на один из входов контроллера .
Наряду с основным контроллером возможно использовать внутренний контроллер, размещенный вблизи кнопок и подавать предварительно обработанный цифровой сигнал через последовательный порт 38 для последующей передачи результата нажатий кнопок на обработку в основном контроллере 39 (фиг.18) . Выбор той или иной функции осуществляется последовательной передачей высокочастотных цифровых импульсов непосредственно по проводам питания, соединяющим электронный блок 40 и кнопочный узел. В этом случае уменьшается количество проводов, соединяющих жесткие элементы и электронный блок.
Во многих воплощениях управление носимым устройством электросвязи можно осуществлять голосовыми командами.
Имея постоянно носимое под одеждой, но малозаметное устройство электросвязи, можно находиться на связи, слушать музыку, подкасты, получать текущую голосовую информацию не путаясь и не цепляясь за провода и, соответственно, не искажая внешний облик пользователя и не выделяясь на фоне окружающих.
Носимое устройство электросвязи позволяет совместить электронное устройство и ювелирное украшение (фиг.19, фиг.20) .
Непосредственный контакт носимого устройства с кожными покровами пользователя дает возможность размещения датчиков для мониторинга состояния здоровья пользователя: температуры, давления, содержание сахара, алкоголя в кожных выделениях, и т.п., что позволяет отслеживать кожно-гальванические реакции для контроля работы симпатической нервной системы для того, чтобы использовать носимое устройство электросвязи как часть биотелеметрического комплекса для медицинской диагностики.
Носимое устройство электросвязи может использоваться как составная часть мобильного, носимого человеком комплекса, где аппаратная база рассредоточена в нескольких устройствах, носимых человеком, например, часть аппаратной и батарейной базы может находиться в мужском брючном ремне, а проводное соединение с носимым устройством электросвязи возможно по проводу, лежащему под одеждой вдоль позвоночника на спине; носимое устройство само может быть мобильным телефоном или смартфоном, а отдельно носимый экранно-клавиатурный блок может быть беспроводным интерфейсом к нему.
При дальнейшем развитии технологий, расширяющих возможности голосового общения между человеком и компьютером, а так же при широком распространении высокоскоростного мобильного интернета, преимущества носимого устройства становятся еще более очевидными, а именно: улучшенное качество связи с возможностью говорить и слушать собеседника по телефону, используя HD-voice телефонию и стерео режим, GPS навигация без визуального осмотра карты, а только с помощью звуковых команд, подаваемых на наушники пользователя; развитие новых голосовых сервисов интернета и интернет серфинг без экрана и мышки, а только с помощью голосового интерфейса. При совершении пользователем любых действий, функций или операций, задействующих обе руки пользователя, при наличии носимого устройства появляется возможность быть постоянно на связи или в сети, не отвлекаясь на удержание телефона, но используя голосовые подсказки оператора или компьютера.
В любом из вариантов выполнения носимое устройство электросвязи может быть применено для управления. Таблица 1. Выбор команд контроллером при обработке нажатий трех кнопок.
Figure imgf000028_0001

Claims

Формула изобретения
1. Носимое устройство электросвязи, содержащее
гибкую петлю, выполненную, по меньшей мере, частично уплощенной и содержащую, по меньшей мере, два элемента жесткости, где указанные элементы жесткости соединены между собой таким образом, чтобы препятствовать кручению указанных элементов друг относительно друга;
по меньшей мере, один электронный блок;
органы управления, содержащие, по меньшей мере, две нажимные кнопки, электрически связанные с упомянутым электронным блоком и размещенные на упомянутых элементах жесткости на таком расстоянии друг от друга, чтобы исключить возможность нажатия двух нажимных кнопок одним пальцем одновременно, причем, нажимная поверхность каждой нажимной кнопки не выступает над поверхностью упомянутого элемента жесткости, на которой размещена указанная нажимная кнопка, а сигнал управления формируется при одновременном нажатии двух нажимных кнопок.
2. Носимое устройство электросвязи по п.1, в котором электронный блок размещен в одном из элементов жесткости.
3. Носимое устройство электросвязи по п.1, в котором, по меньшей мере, один из элементов жесткости дополнительно содержит источник питания.
4. Носимое устройство электросвязи по п.1, в котором петля выполнена разомкнутой.
5. Носимое устройство электросвязи по п.1, в котором нажимная поверхность нажимной кнопки при ношении пользователем носимого устройства электросвязи была близка к параллельности фронтальной поверхности грудной клетки пользователя .
6. Носимое устройство электросвязи по п.1, в котором нажимная поверхность нажимной кнопки занимает большую часть поверхности элемента жесткости.
7. Носимое устройство электросвязи по п .1 , в котором, по меньшей мере, один элемент жесткости дополнительно содержит микрофон .
8. Носимое устройство электросвязи по п.1, в котором органы управления содержат более двух нажимных кнопок, а сигналы управления формируются при одновременном нажатии двух упомянутых нажимных кнопок, посредством выбора различных комбинации из, по меньшей мере, трех упомянутых нажимных кнопок .
9. Носимое устройство электросвязи по п.1, которое дополнительно содержит, по меньшей мере, один наушник, электрически соединенный с электронным блоком.
10. Носимое устройство электросвязи по п.9, в котором органы управления выполнены с возможностью формирования акустических сигналов, передаваемых в упомянутый наушник при нажатии упомянутых нажимных кнопок.
11. Носимое устройство электросвязи по п.1, в котором нажимные кнопки выполнены в виде механических клавиш.
12. Носимое устройство электросвязи по п.1, в котором нажимные кнопки выполнены в виде пьезоэлектрических преобразователей .
13. Носимое устройство электросвязи по п.1, в котором электронный блок дополнительно содержит, по меньшей мере, одно приемно-передающее устройство беспроводной связи.
14. Носимое устройство электросвязи по п.1, в котором электронный блок дополнительно содержит устройство для записи и/или воспроизведения аудиосигналов.
15. Носимое устройство электросвязи по любому из пунктов 9, 13 или 14, в котором функции упомянутых нажимных кнопок могут быть выбраны из группы, состоящей из:
функции включения и выключения упомянутого носимого устройства электросвязи;
функции ответа на вызов мобильной связи;
завершение вызова мобильной связи;
функции остановки проигрывания;
функции возобновления проигрывания;
функции изменения громкости аудиосигнала;
функции выбора аудиозаписи;
функции перемотки аудиозаписи;
функции активации режима голосовых команд;
16. Носимое устройство электросвязи по п.15, в котором нажимные кнопки выполнены с возможностью изменения функций пользователем .
17. Носимое устройство электросвязи по п.1, в котором при ношении устройства пользователем нажимные кнопки располагаются в области равнобедренного треугольника, где основанием треугольника служит линия, соединяющая проксимальные концы ключиц пользователя, а вершина треугольника направлена к мечевидному отростку грудины.
18. Применение носимого устройства электросвязи по любому из пунктов 1-17 для управления.
PCT/RU2015/000238 2014-06-04 2015-04-10 Носимое устройство электросвязи WO2015187054A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014122774/08A RU2574840C2 (ru) 2014-06-04 Носимое устройство электросвязи
RU2014122774 2014-06-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015187054A1 true WO2015187054A1 (ru) 2015-12-10

Family

ID=54767033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2015/000238 WO2015187054A1 (ru) 2014-06-04 2015-04-10 Носимое устройство электросвязи

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9282179B2 (ru)
WO (1) WO2015187054A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102145735B1 (ko) * 2013-11-07 2020-08-19 엘지전자 주식회사 이동단말기 및 그 제어방법
KR20160094195A (ko) * 2015-01-30 2016-08-09 삼성전자주식회사 웨어러블 장치
US9898039B2 (en) * 2015-08-03 2018-02-20 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Modular smart necklace
US10096232B1 (en) 2017-10-26 2018-10-09 USA Innovations, Inc. Portable security alarm device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU80036U1 (ru) * 2008-06-24 2009-01-20 Александр Петрович Алексеев Манипулятор для ввода информации
US20090274335A1 (en) * 2008-04-30 2009-11-05 Serene Innovations, Inc. Shoulder/neck supporting electronic application
US20100041447A1 (en) * 2008-08-13 2010-02-18 Will Wang Graylin Wearable headset with self-contained vocal feedback and vocal command
RU110845U1 (ru) * 2011-07-22 2011-11-27 Александр Петрович Алексеев Система управления мобильным устройством посредством поворота головы пользователя

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH625387B (fr) * 1979-06-01 Ebauches Electroniques Sa Montre electronique.
US5477508A (en) * 1994-05-31 1995-12-19 Will; Craig A. Control of digital watch using menu and thumbwheel
FI111801B (fi) * 1997-05-21 2003-09-30 Polar Electro Oy Harjoittelussa käyttäjän mukana kulkeva hänen kehostaan ainakin yhden signaalin non-invasiivisesti mittaava mittalaite ja menetelmä sen ohjaamiseksi
US6552860B1 (en) * 1998-05-01 2003-04-22 Ray M. Alden Variable Fresnel type structures and process
SG93287A1 (en) * 1999-12-15 2002-12-17 Ebauchesfabrik Eta Ag Means for recharging a watch accumulator
WO2004066041A1 (fr) * 2003-01-08 2004-08-05 Asulab S.A. Appareil portable etanche avec transducteur electroacoustique
CH701103B1 (fr) * 2004-02-17 2010-11-30 Lvmh Swiss Mft Sa Boîte de montre incluant un fermoir de bracelet.
ATE502489T1 (de) * 2005-01-18 2011-04-15 Bruckhoff Apparatebau Gmbh Head-set für eine funktionseinrichtung
US20070200716A1 (en) * 2006-02-24 2007-08-30 Concord Camera Corp. Personal safety alarm device and method
JP2009539073A (ja) * 2006-05-29 2009-11-12 タグ・ホイヤー・ソシエテ・アノニム タイムゾーンの変更方法及び時計
US20140221854A1 (en) * 2013-01-08 2014-08-07 National Electronics and Watch Company Measuring device, including a heart rate sensor, configured to be worn on the wrist of a user

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090274335A1 (en) * 2008-04-30 2009-11-05 Serene Innovations, Inc. Shoulder/neck supporting electronic application
RU80036U1 (ru) * 2008-06-24 2009-01-20 Александр Петрович Алексеев Манипулятор для ввода информации
US20100041447A1 (en) * 2008-08-13 2010-02-18 Will Wang Graylin Wearable headset with self-contained vocal feedback and vocal command
RU110845U1 (ru) * 2011-07-22 2011-11-27 Александр Петрович Алексеев Система управления мобильным устройством посредством поворота головы пользователя

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014122774A (ru) 2015-12-10
US9282179B2 (en) 2016-03-08
US20150358450A1 (en) 2015-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9621978B2 (en) Headset for a mobile electronic device
US9883275B2 (en) Wearable telecommunication device in a form of a necklace
US10082681B2 (en) Composite wearable electronic communication device
US8681074B2 (en) User interface for a head mounted display
US20230269516A1 (en) Magnetic earphones holder
US7769412B1 (en) Wearable wireless telecommunications systems
US11153671B2 (en) Magnetic earphones holder
US20180242064A1 (en) Magnetic earphones holder
WO2015187054A1 (ru) Носимое устройство электросвязи
KR20200066609A (ko) 콘택트 렌즈 및 액세서리
CN110122989A (zh) 一种带蓝牙通话功能的主体分离式心率手环
RU2574840C2 (ru) Носимое устройство электросвязи
US9888313B2 (en) Wearable modular telecommunication device
US11990689B2 (en) Antenna system for wearable devices
US20220150615A1 (en) Magnetic earphones holder
US20230327328A1 (en) Antenna system for mobile devices
US20220407220A1 (en) Tunable monopole antenna with unified grounding structure
WO2022261196A1 (en) Antenna system for wearable devices
JP2007074229A (ja) 音声通信システム
CN205490521U (zh) 一种蓝牙手表
TWM488660U (zh) 智慧手錶之組合結構改良
KR101919186B1 (ko) 리트렉터블 웨어러블 기기
JP3143619U (ja) 携帯用無線機
TWM536925U (zh) 具休閒及健康照護且可調溫之頸部骨傳導聽與說樂活裝置
JP2001249753A (ja) 情報入出力装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15803091

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 19/04/2017)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15803091

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1