包括转动式表冠的电子腕表或怀表的制作方法

本发明涉及电子腕表或电子怀表。

已知除了典型的表功能和多媒体功能之外，最新一代的电子表(所谓的智能表)还允许实现任何类型的有趣应用，例如，监测戴着它们的人的位置和/或健康和/或体能表现。事实上，这些设备中的许多装备有gps接收器、用于用户跌倒检测的陀螺仪传感器、能够测量心跳强度、血压、血红蛋白和/或血糖水平的生物计量传感器等等。

安装在非常狭窄空间中的各种这种传感器使得这些设备特别适合于大量任何年龄的用户使用，即从儿童到运动能力有限的老年人。更详细地，佩戴着配备有gps和gsm/umts/lte数据传输接口的智能表的儿童可以容易地被成年人监控，例如一旦gps接收器检测到儿童已经越过先前设定的界限，便通过激活将短的警报文本信息(sms)传输至成人自己设置的电话号码的程序。同样地，也可以监控老年人或软禁中的人。

在用于儿童和老年人的应用中，还可以通过使用电子陀螺仪来检查设备的用户是否跌倒和/或没有躺在水平位置(可能由于跌倒)；如果这些人跌倒，他们也可以使用智能表打(视频)电话或接(视频)电话，以便监护人(即父母和/或护士)可以核查儿童和/或老年人的健康状况。

对于老年人、以及业余和/或职业运动员特别有用的另一种智能表应用涉及通过位于皮带或智能表壳体背部的传感器监控生物统计参数(心跳、血液氧合作用、血糖水平等)。事实上，这些人可以监控他们的身体状况，最重要的是他们可以被远程地监控。

从上文提供的简短的应用说明可以推断出，智能表可以潜在地被许多具有不规则计算机字母顺序排列的人使用。事实上，年龄为二十至四十岁的人使用配备触摸屏的智能表是没有困难的(由于他/她的智能手机经历)，然而年龄超过八十岁的人可能发现难以学习、记住和运用使用配备触摸屏的智能表所需的手势(例如，轻敲、滑动、捏合/拉伸)；事实上，后一类人特别地不习惯使用智能手机，但是他们习惯使用指针式腕表或怀表。因此，由于智能表的尺寸和智能表与传统指针式表的相似性，其可以比智能手机更多地被这些人(并且不仅被他们)使用，只要其用途与传统指针式表的用途相似。

与智能表相关的另一个问题是，由于刻度盘必须同时显示许多图标，所以后者必须是小的，导致阅读和选择困难。

本发明旨在通过提供如所附权利要求1提出的腕戴式电子设备来解决这些和其他问题。

本发明基于以下想法：提供具有与传统指针式表的形状和尺寸相似的具有转动式表冠的腕戴式或口袋式电子设备，以及被配置为检测所述表冠运动的运动检测装置，其中所述运动检测装置与被配置为控制显示和选择装置的处理装置信号通信，使得当表冠转动时，符号(例如图标、数字、字母表的字母等)会一个接一个地加亮。

本发明的其他有益特征将在所附权利要求中提出。

由以下附图所示的实施方案的描述，本发明的这些特征以及其他优势将变得更加明显，附图以非限制性实例的方式提供，其中：

-图1是根据本发明的腕戴式电子设备的主视图，透明地加亮了其中包含的一些部件；

-图2显示了图1的腕戴式电子设备的硬件架构的框图；

-图3至图5是图1的腕戴式设备在不同操作条件下的主视图；

-图6是图1的腕戴式电子设备的第一变体的主视图；

-图7是图1的腕戴式电子设备的第二变体的主视图。

在本说明书中，任何参考“实施方案”将指在本发明的至少一个实施方案中包含的具体配置、结构或特征。因此，可以在本说明书的不同部分中存在的短语“在实施方案中”和其他相似的短语不必然地全部涉及相同的实施方案。此外，任何具体的配置、结构或特征可以以任何被认为适当的方式组合在一个或更多个实施方案中。因此，为简单起见仅使用以下参考，并且不限制各种实施方案的保护范围或延伸。

参考图1和图2，根据本发明的腕戴式电子设备1(也称为智能表)的实施方案包括以下部件：

-壳体2，其优选地具有与根据现有技术的腕表相似的形状、并且由相似的材料制成，以设计包含设备1的至少一部分部件，并且具有确保所述设备的用户必须与之交互的部件的适当调节和视野的孔径；

-表冠3，其优选地与根据现有技术的指针式腕表中使用的表冠的形状和大小相似，其位于壳体2外部的一侧上，使得其可以至少由设备1的用户转动；

-表带4，其优选地与根据现有技术的腕表的形状、尺寸和材料相似，其使得用户佩戴所述设备1；

-处理装置11、例如处理器(cpu)，其通过执行合适的指令、优选地以可编程方式控制设备1的操作；

-存储装置12，其优选地为闪速存储器等，其与处理装置11信号通信，其中当设备1处于操作状态时，存储装置12存储至少可以被处理装置11读取的指令；

-运动检测装置13(例如以下类型的任一种编码器：电容性的/感应性的、磁性的、电位计的、光学的)，其被配置为检测所述表冠3的运动，优选地检测给予表冠3的转动的方向和度数(或弧度)，其中所述运动检测装置13与处理装置11信号通信，并且其中所述装置13优选地通过与传统指针式表的绕组和控制杆的形状和大小相似的传动轴31机械地连接到表冠3；

-视频适配器14，其与处理装置11信号通信，且被配置为接收在其输入端由处理装置11生成的显示指令和用于输出视频信号；其中所述视频信号也可以是静态图像；

-显示装置15(例如液晶显示器等)，其优选地具有0.8至2英寸的大小，其与视频适配器14信号通信，且被配置为以如此方式显示视频信号，使其可以被设备1的用户视觉地感知；

-输入/输出(i/o)装置16，其可以用于例如将所述设备1连接到例如定位装置(未在附图中显示)的外围设备，例如其由壳体2外部或内部的gps接收器构成，或用于将设备1连接到(gsm/umts/lte)移动电话和/或数据网络和/或无线网络；为此，输入/输出装置14可以包括例如usb、火线、rs232、ieee1284、以太网、wifi或其他适配器；

-通信总线17，其允许处理装置11、存储装置12、运动检测装置13、视频适配器14和输入/输出(i/o)装置16之间的信息交换。

作为使用通信总线17的替代，处理装置11、存储装置12、运动检测装置13、视频适配器14和输入/输出(i/o)手段16可以通过星形结构的方式连接。

运动检测装置13也可以不仅设置为编码器(如上所述)，而且还可以借助于包括由轴31驱动的至少一个齿轮的机械部件和一对单稳态微型开关而设置，所述一对单稳态微型开关以当齿轮被表冠3转动时齿轮根据表冠3的转动方向仅致动所述微型开关中的一个的方式被放置。以这种配置，实际上可以基于由齿轮致动的微型开关来检测表冠3的转动方向，同时可以基于由齿轮致动的微型开关输出的上升和/或下降波前的数量来估计表冠3的转动度数。

必须指出的是，表带4可以用绳或其他限制手段替代；实际上，设备1也可以成形为怀表或其他类型的表。

显示装置15还可以包括触敏表面，从而允许用户与设备1进行交互；为此，该表面通过本领域众所周知的手段与处理装置11信号通信。

还参考图3至图5，当设备1处于运行状态时，处理装置11向视频适配器14传输会导致视频适配器14生成视频信号的显示信息，当该视频信号当被显示装置15显示时会生成优选地包括至少多个符号的屏幕。这些符号优选地是图形图标，但是其也可以是数字、字母表的字符、列表的通用要素等。

以下将通过使用术语“图标”来参考所述符号，使得该描述将与附图一致。

对于所述图标(符号)中的每一个，应用是相关，一旦其被启动(例如通过触摸显示所述图标的屏幕15的区域)，可以执行各种活动。

在图3至图5中，由设备1显示的示例性屏幕包括九个图标(符号)，其每一个具有与其相关联的应用有关的形状。更详细地，可以优选地被示例性屏幕中所示的图标激活的应用如下(沿虚线从最外面一个到最里面一个)：时钟、日历、移动电话、电子邮件、音频回放、视频回放、文件夹、用户重要参数的测量、和地图显示。

设备1被配置为允许所述设备的用户通过转动表冠3来选择图标；然后图标可以被激活(例如通过触摸显示所述图标的触摸屏15的部分)，从而开始与所述图标相关联的应用。

为了让用户知道已经选择了哪个图标，可以以不同的方式加亮图标。例如，所选择的图标可以比正常的显示地更大(如在图3、4、5中可以看出的，其中所选择的图标分别是与移动电话、电子邮件和音频回放应用相关联的图标)。作为上述的替代或与其的组合，另一种加亮所选择的图标的方式可以是以不同的颜色和/或在屏幕上的特定位置(例如靠近表冠3，正如传统指针式表中的日期)显示所述图标。

总而言之，当设备1的用户向上或向下转动表冠3并且设备1处于运行状态时，轴31将该转动运动转移至运动检测装置，这将产生转动信号，其会被发送至处理装置11，所述处理装置11会读取所述信号并产生适当的显示指令以发送至视频适配器14，所述视频适配器14然后将产生视频信号，当视频信号由显示装置15显示时，其会产生屏幕，其中所选择的图标将不同于先前选择的图标。这种运行模式使得设备1的操作更类似于传统指针式表，其中表冠用于设定时间和/或日期。以这种方式，有利地是可以拓宽设备1的潜在用户数量，因为对于已经获得了传统指针式表的经验而没有智能手机的经验的用户来说，学习时间和困难会减少。

为了进一步减少对于这些用户的学习时间和困难，图标可以沿螺旋轨迹显示在显示装置15上，使得表冠3的转动引起沿所述轨迹布置的图标的顺序选择(和加亮)(如图3至图5所示)，和/或沿螺旋轨迹的图标运动；事实上，当通过转动表冠设置时间时，两种运动都可以容易地与传统指针式表通过手做到的那些相关联。

更详细地，表冠3的向上转动(以图3中箭头所示的方向)将产生逆时针的图标选择；参考附图，这将从与移动电话应用相关联的图标的选择(图3)切换至与电子邮件应用相关联的图标(图4)，并且最终切换至与音频回放应用相关联的图标(图5)；相反地，可以通过向下转动表冠3(以图5中箭头所示的方向)获得所述图标的相反选择，即顺时针选择。必须指出的是，与刚才描述的运行模式相比，表冠3的转动方向和图标的选择方向也可以是颠倒的，以便能够满足设备1的用户的偏好。

螺旋轨迹还提供了这样的优点：尽管设备的人体工程学要求施加的设计限制不允许其对角线大于两英寸，但可以最大地利用屏幕15上可用的显示空间。此外，螺旋允许以顺序的模式(相对于分散的)显示一组图标，即以类似于传统指针式表的指针式刻度盘上数字的方式，从而使得设备1的操作对于更大量的用户更容易理解。

作为螺旋轨迹的替代，图标可以沿圆形轨迹显示(通过显示装置15)。这种形状使得在操作时的设备1的方面更类似于传统指针式表，有利地增加了设备1的潜在用户的数量。

为了增加由设备1的用户可选择的图标的数量，处理装置11也可以按以下方式配置：使得例如当图标到达轨迹的第一点时(不论是圆形或是螺旋形或任何其他形状)，在其两个可能的方向中的一个方向上转动表冠3将引起所述图标从显示装置15显示的屏幕中消失，并且出现先前未显示在屏幕上的新图标，其优选地在所述屏幕的第二点；第一点可以优选地与传统指针式表的刻度盘上11点的符号的点重合，而第二点可以优选地与在相同刻度盘上12点的符号的点重合。

结合上述，处理装置11也可以按以下方式配置：使得当表冠3沿与上述提及方向相反的方向转动时，将优选地在轨迹的第一点处出现新的图标(先前未显示在屏幕上)，而在屏幕的第二点处显示的图标优选地将消失。

以这种方式，可以保持所显示的图标数量低于阈值，使得可以使用比同时显示的所有可用图标更大的图标。这使得设备1的用户更容易选择所期望的图标，而不必放大/缩小显示图标的屏幕。这些特征为设备1提供了与传统指针式表相似的外观，从而使得设备1对于更大数量的用户更容易使用。此外，通过仅显示可用图标的一部分并且保持其余的图标隐藏、直到用户操作表冠3的解决方案，设备可以配备有无限数量的图标和功能。

在本发明的另一个实施方案中，为了使设备1甚至更容易地使用，当在螺旋轨迹的任一端的图标(即图3至图5中的一个图标与地图显示或时钟应用相关联)，在引起所述图标的选择的两个可能方向中的一个或相同方向上转动表冠3将导致位于螺旋轨迹的相反端的图标的选择，从而使图标选择过程类似于选择传统指针式表上日期天数的机制。

此外，设备1还可以包括反馈装置(附图中未显示)，其允许用户身体上感觉或听到施加在表冠3上的作用对设备1具有影响。特别地，反馈装置可以包括与处理装置11信号通信的线性致动器，优选地为压电致动器，并且能够使设备1在优选垂直于屏幕15的方向上振动，其中在每次运动检测装置13检测到表冠3的转动时，处理装置11还可以被配置为致动所述线性致动器。作为线性致动器的替代或与线性致动器的组合，反馈装置还可以包括制动装置，其通过作用在轴31上会提供表冠3的点击转动运动，从而给设备1的用户提供关于向设备1发出的命令数量的指示。

这些反馈装置的使用有利地促进对于任何用户使用设备1，从而增加了所述设备1的可能用户数量。

当然，到目前为止描述的实例可以经受许多变化。

图6中示出了第一变体；为简单起见，以下描述将仅突出使这个和下一个变体与上述主要实施方案不同的那些部分；由于相同的原因，会尽可能地使用相同的参考数字，通过添加一个或更多个撇号表明结构上或功能上等同的元件。

本发明的第二实施方案包括具有与主要实施方案的设备1相似形状和尺寸的设备1'；所述设备1'与主要实施方案的设备不同在于存在表冠3'，其除了能够绕转动轴线转动之外，还被配置为沿所述轴的轴向移动，从而产生从壳体2取出/插入壳体2的运动。例如，该运动可以用于激活与所选择的图标相关联的应用和/或激活将允许通过转动表冠3'来选择图标的软件程序和/或进行横向滑动的运动；为了允许处理装置11检测表冠3'的取出和/或插入运动，设备1的运动检测装置13'还可以包括与所述处理单元11信号通信的平移传感器18，并且能够检测通过用户给予表冠3'的取出和/或插入运动，并能够生成待发送至处理装置11的平移信号。

为了检测表冠3'的平移和/或插入运动，传感器18可以包括按以下方式放置的微型开关(在附图中未显示)：使得通过轴31的末端部分致动。作为该解决方案的替代或与该解决方案的组合，传感器18可以优选地包括连接至轴31的压电元件181，使得当设备1的用户取出和/或插入表冠3'时会变形，从而移动轴31。可以设置压电元件181和轴31之间的连接，例如通过被限制到压电元件31和轴31的确切部分的套管(在附图中未显示)；为此，轴31可以被成形为生成会防止所述套管沿轴31的整个长度滑动的底座。

当用户从壳体2取出表冠3'和/或将表冠3'插入壳体2时，轴31将与所述表冠一体地移动，从而使压电元件181变形，这会产生电势差，所述电势差与在它们两个部分之间已经发生的变形成比例，两个部分的每一个连接末端；可以利用所述电势差来产生电信号，其可以被处理装置11直接和/或通过适当的转换(例如，电适应和/或逻辑适应)而检测。

然而，本领域技术人员可以使用另一种类型的平移传感器18，而不偏离本发明的教导。

如上所述，在该实施方案中，处理单元11可以被配置为在用户从壳体2取出表冠3'/将表冠3'插入壳体2时进入选择状态(模式)(类似于在android和ios设备中当“首页”键被按下时发生的情况)。当处理单元11进入选择状态(模式)时，显示装置将优选地显示包含多个图标的屏幕，通过转动表冠3'可以一个接一个地选择所述多个图标，而与所选择的图标相关联的应用可以通过将表冠3'插入壳体2/从壳体2取出而激活，从而不必使用触敏屏幕。表冠3'的这种运动顺序(取出/插入、转动、插入/取出)与用户在传统指针式表上设置时间和/或日期需要进行的运动顺序相似。这进一步减少了那些不具有智能手机经验的用户使用的障碍，从而增加了装置1'的潜在用户数量。

还必须指出的是，表冠3'也可以被配置为在从壳体2取出和/或插入壳体2之后稳固地保持在其位置，以使得设备的操作/行为甚至更相似于传统指针式表。

参考图7，以下将描述本发明的第三实施方案，其包括类似于先前实施方案的设备1”，但是特征在于其还包括能量回收装置19和被配置用于回收通过设备1”的用户致动表冠3”(类似于前述实施方案)生成的电力的蓄能装置20。为此，能量回收装置19电连接到蓄能装置20和运动检测装置(将在下文进一步描述)。必须指出的是，运动检测装置包括(如前述实施方案)转动检测传感器13'和/或平移传感器18。此外，所述能量回收装置19还与处理装置11信号通信，并且还被配置为生成转动和/或平移信号，并且当表冠3”被设备1”的用户操作时将信号发送至处理装置11。

能量回收装置19包括合适的电路，其有利地允许通过将运动检测装置的致动所生成的电流转换成具有足够高的直流电压元件的电流，以将其积蓄到蓄能装置20中。

蓄能装置20可以由优选为锂离子型的电池和/或本领域众所周知的类型的(超级)电容器构成。必须指出的是，蓄能装置还可以与设备1”的(主)电池一致，从而改善设备1”的操作时间。

为了这个目的，运动检测装置13'可以包括发电机，其优选地是异步永磁电动机/发电机，其具有适当尺寸以被容纳在壳体2内并连接到轴31。该特征提供了表冠3”的转动运动，其可能是点击运动，并允许每次当所述表冠3”转动时生成电流。此外，因为下文将说明的原因，具有高度可逆性的电动机/发电机(即能够作为发机和电动机运行而没有显著的效率问题)的存在也允许表冠3”自主地转动，使得例如可以指示和/或邀请设备1”的用户使用表冠3”而不是触敏显示器(如果存在的话)。

当用户操作表冠3”时(例如通过将其转动和/或从壳体2取出/插入壳体2)，压电元件181和/或运动检测装置13'生成流经能量回收装置19的电流，然后其会执行以下行动：

-其会产生转动和/或平移信号并将所述信号发送至处理装置11，所述处理装置11会如先前实施方案已经描述的那样读取和翻译所述信号；

-其会将流经所述能量回收装置19的一些电流转换为具有足够高的直流电压成分的电流，以将所述电流积蓄到蓄能装置20中。

因此，如果用户转动表冠3”以选择由显示装置15显示的屏幕上显示的图标、或出于任何其他原因(例如仅仅为了高兴或用于调整电话音量或用于浏览电子电话簿)，能量回收装置19将对蓄能装置20再充电，从而延长设备的操作时间，使得那些习惯于使用传统指针式表的用户发现使用和维护设备3”更容易，由于处理装置11和显示装置15的存在，会需要比传统指针式表更频繁地再充电。这会增加设备1”的潜在用户数量。

为了进一步延长设备1”的操作时间，平移传感器18还可以包括定位在于压电元件181上并与之一体的加速度质量块182，其中所述加速度质量块182被配置为生成会使所述压电元件181变形的力，当所述设备1”例如由于所述设备1”的用户的步行或跑步运动而受到加速时，所述压电元件181会生成可以积蓄到蓄能装置中的电流，即使当用户不操作表冠3”时。以这种方式，设备1”将如配备有自动再充电功能的传统指针式表被再充电，从而使那些不具有智能手机经验的用户更容易地保持设备1”的可操作，导致装置1”更大量的潜在用户。

如上所述，连接到轴31的电动机/发电机13”的存在允许转动表冠3”，以便教导和/或邀请用户使用所述表冠3”。为此，能量回收装置19包括速度调节器，其能够向电动机/发电机13'供应适当的电力，从蓄能装置20或从另一个源获取能量。这些特征允许处理装置被配置为在用户不使用所述表冠3”选择图标时，例如通过使用触摸屏而引起表冠3”转动。因此，用户将被邀请通过表冠3”来控制设备1”，从而有利地对所述设备1”再充电并延长设备1”的操作时间，导致已经描述的明显有益效果。

本说明已经解决了一些可能的变体，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，也可以实现其他实施方案，其中一些元件可以被其它技术上等同的元件代替。因此，本发明不限于本文所述的示例性实施例，而是可以在不脱离以下权利要求中陈述的基本发明想法的情况下经受等同部件和元件的许多修改、改进或替换。