可侦测穿戴状态或接触状态的电子装置的制作方法

本发明有关于可侦测穿戴状态或接触状态的电子装置，特别有关于包括至少一电极来侦测穿戴状态或接触状态的电子装置。

背景技术：

近年来，智能手表或智能腕带之类的智能可穿戴电子装置变得越来越流行。这类智能可穿戴电子装置常会具有多种功能，例如行动支付或生物信息侦测(例如血压，心跳)。然而，如果使用者没有以适当的方式穿戴智能可穿戴电子装置，则生物信息侦测可能会失败或不准确。此外，在使用行动支付之前，通常需要以智能可穿戴电子装置对使用者进行辫识。然而，如果智能穿戴式电子装置在辫识使用者后被盗取，则偷窃这装置的人可以使用这装置来支付任何费用。但是，现有技术未提供安全机制来避免这种问题。

技术实现要素：

而且，本发明一目的为公开一种可侦测穿戴状态的穿戴式电子装置。

本发明另一目的为公开一种可侦测接触状态的穿戴式电子装置。

本发明一实施例公开了一种可侦测穿戴状态的穿戴式电子装置，其特征在于，包括：电极；电容计算电路，耦接该电极，用以计算该电极的电容变化；以及穿戴状态判断电路，耦接该电容计算电路，用以根据该电容变化判断该穿戴状态。

本发明一实施例公开了一种可侦测接触状态的电子装置，其特征在于，包括：电极；电容计算电路，耦接该电极，用以计算该电极的电容变化；以及接触状态判断电路，耦接该电容计算电路，用以根据该电容变化判断该接触状态；其中该电极也作为以下该电子装置的端口其中至少一种：用以接收数据的数据端口，用以接收充电电压的充电端口。

根据前述实施例，可以通过电子装置的电极侦测电子装备的穿戴状态，从而可以改善不适当的穿戴方式引起的问题。而且，本发明根据穿戴状态提供了更严格的识别机制。此外，端口和电极的整合可以减少电子装置的体积。

附图说明

图1和图2为绘示了根据本发明一实施例的智慧手表的示意图。

图3为绘示了根据本发明一实施例的智慧手表的方块图。

图4至图11为绘示了根据本发明不同实施例的智慧手表的示意图。

图12至图13为绘示了判断智慧手表的穿戴状态的例子的示意图。

其中，附图标记说明如下：

100智慧手表

101前表面

103感测表面

301_a、301_b电极

303电容计算电路

305穿戴状态判断电路

307处理器

ar1，ar2，ar3，ar4角度区域

dm，dp数据端口

gp接地端口

rx1，rx2，rx3，rx4rx电极

vp电压端口

s1，s2，s3，s4自容电极

sk皮肤

tx1，tx2，tx3，tx4tx电极

具体实施方式

以下将以多个实施例来描述本发明的内容，还请留意，各实施例中的元件可通过硬件(例如装置或电路)或是韧体(例如微处理器中写入至少一程序)来实施。此外，以下描述中的”第一”、”第二”以及类似描述仅用来定义不同的元件、参数、数据、信号或步骤。并非用以限定其次序。

此外，在以下实施例中，是以智能手表作为范例来说明，然而，以下所述的可穿戴式装置不限于智能手表。而且，本发明所公开的内容可使用在其他类型的电子装置来侦测电子装置的穿戴状态或接触状态。

图1和图2为绘示了根据本发明一实施例的智慧手表的示意图。如图1所示，智慧手表100包括前表面101(例如屏幕)，其可显示所需的信息，例如时间，信息或影像。在图2中，智慧手表100包括感测表面103，其为本实施例中的智能手表100的后侧表面，当使用者穿戴时，使用者可以通过感测表面对智慧手表100中的电极造成电容变化。然而，如果将本发明的概念应用在其他类型的电子装置，则感测表面103可以是电子装置的任何其他表面。

在一些实施例中，感测表面103可包括多个电极。这些电极可以是互容电极或自容电极。如果电极是互容电极，则该电极仅作为发射器(tx)和接收器(rx)其中之一。如果电极是自容电极，则它可作为发射器和接收器。在一实施例中，是以包括至少一个数据端口，电压端口和接地端口的usb接口作为电极。此外，在一实施例中，电极是环形的。通过这样的形状，可以侦测智慧手表100在各个方向上的穿戴状态。在以下描述中将更详细地描述这些例子。

在图2的实施例中，包括数据端口dm，dp，电压端口vp和接地端口gp的usb接口作为电极使用。当usb接口连接到usb连接线时，usb接口可以用以在智能手表100和外部装置之间传输信号并为智能手表100充电。当与usb连接线断开连接时，usb接口可用以侦测智慧手表100的穿戴状态或接触状态。

请参考图2，感测表面103包括数据端口dm和数据端口dp，数据端口dm被用以从智慧手表100的内部接收负信号，数据端口dp用以从智能手表100的内部接收正信号。正信号和负信号可以形成差动信号。感测表面103还包括：充电端口，其包括用以接收充电电压的电压端口vp，以及接地端口gp，其耦接到地电压位准。还请留意，智慧手表100可以包括其他类型的充电端口和数据端口。在以下实施例中，资料端口dm，dp，电压端口vp和接地端口gp中的至少一个可以作为电极。稍后将对相关描述进行详细说明。

更具体来说，资料端口dm，dp，电压端口vp和接地端口gp形成两个同心圆，在另一实施例中，四个端口可以分别形成四个同心圆。内圈由数据端口dp和电压端口vp形成，而外圈由资料端口dm和接地端口gp形成。当至少两个端口形成一个圆时，则圆会分成至少两个部分，并且每个部分都耦接到一个端口。四个端口不连接在一起以避免发生短路。如果由数据端口dm，dp，电压端口vp或接地端口gp形成的两个电极作为互容电极，则内部电路中的一个端口和外部电路中的一个端口在它们之间形成互电容。以图6为例，数据端口dm和数据端口dp之间形成互电容。

图3为绘示了根据本发明一实施例的智慧手表的方块图。如图3所示，智慧手表100包括至少一电极(301_a或301_b)，电容计算电路303和穿戴状态判断电路305。电容计算电路303用以计算至少一电极的电容变化。穿戴状态判断电路305用以根据电容变化来判断穿戴状态。在一实施例中，穿戴状态包括戴上状态和取下状态。戴上状态是指使用者以适当的方式穿戴智慧手表100，进而可以正确地测量生物信息，取下状态是指智能手表100未被使用者穿戴或以适当的方式穿戴。

穿戴状态判断电路305可以根据电容变化来判断智慧手表100处于戴上状态或是取下状态。例如，当使用者以适当的方式穿戴智能手表100时，电容计算电路303计算出电极具有第一电容值。此外，当使用者取下智能手表100时，电容计算电路303计算出电极具有第二电容值。因此，穿戴状态判断电路305可以根据第一电容值和第二电容值之间的电容变化来判断智慧手表100是处于戴上状态还是处于取下状态。还请注意，穿戴状态可以被定义为包括其他类型的状态，而不限于戴上状态和取下状态，例如，可以是指示智慧手表100未正确穿戴的状态或是指示智慧手表100被放置在桌子上的状态。此外，穿戴状态可以被视为接触状态的一种，因此，本发明公开的概念可以应用在侦测接触状态。

电极可以是互容电极301_a或自容电极301_b。互容电极301_a表示一个电极仅作为发送器(tx)和接收器(rx)之一。此外，自容电极301_b表示一个电极可作为发送器(tx)和接收器(rx)。因此，如果电极是互容电极301_a，则电容计算电路303计算不同电极之间的电容变化。此外，如果电极是自容电极301_b，则电容计算电路303计算单一电极的电容变化。互容电极301_a和自容电极301_b的细节为本领域技术人员所知悉，在这不再赘述。

如上所述，智慧手表100的感测表面103包括资料端口dm和dp，电压端口vp和接地端口gp。在以下实施例中，资料端口dm和dp，电压端口vp和接地端口gp中的至少一个作为发送器和/或接收器。如图4所示，资料端口dm作为自容电极s1。同样的，一个端口不限在仅作为一个自容电极。例如，在图5的实施例中，数据端口dm作为自容电极s1，电压端口vp作为自容电极s2，且接地端口gp作为自容电极s3。通过这样的结构或类似的结构，由于自容电极被配置为覆盖不同的方向，因此可以侦测不同方向上的电容变化。

在一实施例中，电极的至少一部分曝露在感测表面103的外部，使得使用者可以通过曝露的电极引起电容变化。此外，在一实施例中，感测表面103覆盖电极，但是当使用者非直接接触电极时，使用者仍然可以引起电极的电容变化。例如，当使用者穿戴智能手表100时，使用者可能引起电极的电容变化。这种结构也可以应用在以下实施例。

此外，资料端口dm和dp，电压端口vp和接地端口gp中的至少两个可以作为互容电极。图6和图7绘示了以智慧手表100的端口作为互容电极的实施例。在下面的描述中，tx电极是指作为发送器的互容电极，而rx电极是指用作为接收器的互容电极。例如，在图6的实施例中，数据端口dm是tx电极tx1，资料端口dp是rx电极rx1。然而，本发明公开的智慧手表可以具有多于一组的发射器和接收器，而不限于图6所示的一组发射器和接收器。例如，电压端口和接地端口可以作为另一组发送器和接收器。

此外，一组发送器和接收器不限在一个发送器和一个接收器。在图7的实施例中，数据端口dm是tx电极tx1，数据端口dp是rx电极rx1，并且接地端口gp是rx电极rx2。也就是说，一组发送器和接收器可以具有x个发送器和y个接收器，其中x和y是等于或大于1的正整数。

在一实施例中，当rx电极接收到相对应的感测信号时，tx电极中仅一个发射驱动信号。更详细来说，当tx电极接收到驱动信号时，由于tx电极与rx电极之间的耦合电容，相对应的感测信号被产生到rx电极。驱动信号可以由电容计算电路303产生。

以图7中的实施例为例，即使智能手表100包括任何其他tx电极，当rx电极rx1，rx2接收到相应的感测信号时，只有tx电极t1发送驱动信号。不同rx电极的感测信号可以相对于tx电极t1与rx电极rx1，rx2之间的距离而变化，或者相对于tx电极t1与rx电极rx1，rx2之间的有效面积而变化。有效面积是指上述耦合电容可以产生的区域。在图7的实施例中，tx电极t1和rx电极rx1之间的有效面积小于tx电极t1和rx电极rx2之间的有效面积。在一实施例中，可以存在一个以上的tx电极。在这种情况下，tx电极可以具有不同的驱动信号。但是，这些不同的驱动信号仍然具有相同的频率。

在同一实施例中，会在rx电极rx1，rx2上提供隔离材料(例如，电气漆)，使得tx电极tx1曝露在智能手表100表面但rx电极rx1，rx2被隔离而不曝露在智能手表100表面。通过这种方式，当tx电极tx1和rx电极rx1，rx2同时接触例如水或金属的导电材料时，可以保护智慧手表100不会短路。在一个实施例中，也可以将隔离材料提供给tx电极tx1，从而可以得到更好的短路保护。还请了解，可以将隔离材料使用在其他实施例，而不限于图7的实施例。

在一实施例中，智慧手表100还可以包括用以根据穿戴状态控制智慧手表100的处理器，例如图3中的处理器307。举例来说，如果处理器307在戴上状态下侦测到使用者通过智能手表100进行认证(例如，通过密码或指纹)，则当智能手表100在戴上状态被使用者认证且从戴上状态切换为取下状态，智慧手表100的处理器307会将智慧手表100从识别状态切换到非识别状态。通过这种方式，在使用者拿下智能手表100之后，便不能使用智慧手表100进行支付，因此可以避免因为识别后被偷窃然后被盗用的问题。穿戴状态判断电路305可以整合到处理器307。

电极可以独立于而不是整合于位于感测表面103上的端口。如图8所示，智慧手表100包括独立于数据端口dm，dp，电压端口vp和接地端口gp的自容电极s1，s2，s3，s4。此外，在图9的实施例中，智慧手表100包括独立于数据端口dm，dp，电压端口vp和接地端口gp的tx电极tx1和rx电极rx1。

此外，端口和电极的位置和形状不限于上述实施例。例如，如图10所示，数据端口dm，dp，电压端口vp，接地端口gp和自容电极s1，s2，s3，s4为点状。而在图11的实施例中，数据端口dm，dp，电压端口vp，接地端口gp是点状，而tx电极tx1，tx2，tx3，tx4，rx电极rx1，rx2，rx3，rx4是线状。还请了解，智慧手表100不限于包括电极且包括在感测表面103上的端口。智慧手表100可以仅包括电极，而在感测表面103上不包括其他端口。

图12至图13为绘示了判断智慧手表的穿戴状态的例子的示意图。在这些实施例中，穿戴状态判断电路305根据被接触的电极的位置来判断穿戴状态，且智能手表100包括但不限于自容电极s1和s2。

如图12所示，当使用者正确穿戴智能手表100时，使用者的皮肤sk接触自容电极s1和s2。因此，当自容电极s1和s2被接触，穿戴状态判断电路305将穿戴状态判断为戴上状态。此外，在图13的实施例中，使用者没有正确的穿戴智能手表100，因此皮肤sk仅接触自容电极s1。因此，穿戴状态判断电路305在仅接触自容电极s1和s2之一或不触摸任何一个时，将穿戴状态确定为取下状态。在一实施例中，智慧手表可以产生一些通知信息，例如光或音频信息，以通知使用者智能手表100处于取下状态。

在一实施例中，电极可以设置在多个角度区域(或称为象限)中。以图8为例，自容电极s1，s2，s3和s4分别设置在不同的角度区域ar1，ar2，ar3和ar4中。穿戴状态判断电路305可以根据角度区域ar1-ar4的电容变化来判断穿戴状态。在这实施例中，角度区域ar1-ar4可以具有两个状态其中之一：正常状态或错误状态。正常状态是指角度区域的电容变化表示角度区域中的电极接触或紧密接触使用者的皮肤。相反的，错误状态是指角度区域的电容变化表示角度区域中的电极未接触或未紧密接触使用者的皮肤。因此，在一实施例中，穿戴状态判断电路305根据具有错误状态的多个角度区域的数量来判断穿戴状态。例如，在图8的实施例中，如果两个或多个角度区域ar1-ar4具有错误状态，则穿戴状态判断电路305判断智能手表100未以正确方式穿戴。相反的，如果少于两个角度区域ar1-ar4具有错误状态，则穿戴状态判断电路305判断智能手表100以适当的方式穿戴。

此外，在一实施例中，如果在角度区域中多于预定数量的电极具有电容变化，且电容变化表示角度区域中的电极未接触或未紧密接触使用者的皮肤，则角度区域被判断具有错误状态。例如，在图8的实施例中，如果角度区域ar1具有三个电极，其中两个或两个以上电极具有电容变化，且电容变化表示角度区域中的电极不接触或不紧密接触使用者的皮肤，则角度区域ar1被判断为具有错误状态。相反的，如果其中少于两个的电极具有电容变化，且电容变化表示在角度区域中的电极未接触或未紧密接触使用者的皮肤，则判断角度区域ar1具有正常状态。

请注意，上述使用“角度区域”的实施例不限于应用于电极是自容电极的情况。使用“角度区域”的实施例也可以应用于电极是互电容电极的情况。此外，在上述使用“角度区域”的实施例中的数字(两个，三个)仅作为范例，并不用以限制本发明的范围。

根据前述实施例，可以通过电子装置的电极侦测电子装备的穿戴状态，从而可以改善不适当的穿戴方式引起的问题。而且，本发明根据穿戴状态提供了更严格的识别机制。此外，端口和电极的整合可以减少电子装置的体积。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。