一种智能手表及其精准触控方法与流程

1.本发明涉及智能手表技术领域，具体为一种智能手表及其精准触控方法。

背景技术：

2.随着技术的发展，越来越多的人开始使用智能手表等可穿戴设备。智能手表不仅仅是一种手表，更能通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现各种强大的功能。智能手表的类型多种多样，其中，将传统金属指针与触摸屏相结合的智能手表，备受消费者的青睐。
3.随着可穿戴电子设备的发展，兼具传统金属指针和触控显示组件的智能手表成为了可穿戴设备的热门发展趋势。对于兼具金属指针和触控显示组件的智能手表，金属指针可能会干扰触控显示组件的触控性能，为了消除此影响，目前带金属指针的智能手表，一般采用以下两种方式实现触控操作：第一种方案，触控显示组件采用触摸屏和显示屏分离式设计(例如lg、watch、w7系列产品，以及，公开号为us20170261940a1的专利文件)。其中，触摸屏设置在智能手表表身的盖板上，显示屏设置在表身内，触摸屏和显示屏通过柔性电路板连接。金属指针设置在触摸屏和显示屏之间。以此方式兼顾触控、显示和金属指针的正常使用。
4.第二种方案，采用透明的触控显示组件设置在指针的上方 (例如申请号为201420718481.x的申请文件，以及，公开号为us20150078144a1的申请文件)。以此方式，通过透明的显示屏使得金属指针得以对外露出，并避免金属指针对触控显示组件的干扰。
5.但是第一种方案的触控显示组件和显示屏组装难度大，第二种方案中透明的触控显示组件的生产成本高，且由于触摸屏和显示屏组合搭配带有指针的智能手表使用时，由于其指针和显示屏的共存，直接操作显示屏都会在一定程度上影响到触控的精度，进一步地，影响触控精度的主要原因还在于电容屏本身依靠电容变化实现坐标确定的影响，一但手指沾染水渍或屏幕沾染水渍或其他非触控物体对电容产生影响时，都将影响触控精度。
6.为此，我们提供一种非电容屏的指针与显示屏共存的精准触控智能手表及其精准触控方法。

技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种智能手表，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能手表，包括由下至上依次设置的处理器、显示屏和指针，所述指针的上方还设有触控盖板，所述触控盖板为透明材质，且触控盖板外侧设有第一触控感应组件；所述触控盖板与指针之间还安装有第二触控感应组件，所述第二触控感应组件用于用于同第一触控感应组件组合判定触控坐标使用；所述第一触控感应组件包括沿触控盖板外侧两两相互对称的多组红外发射端和红外接收端，每一组红外发射端发射的红外线可被与其对应的红外接收端感应，多组红外
发射端和红外接收端之间的红外线由触控盖板上表面形成触控感应网；所述第二触控感应组件包括摄像头，所述摄像头的物侧面朝向触控盖板布置，所述摄像头、红外发射端和红外接收端皆通过导线与处理器电性连接，当触控感应网感应到触控操作时，摄像头进行拍照并由处理器实现触点坐标反馈。
9.优选的，所述摄像头为广角成像镜头，摄像头成像的范围全覆盖触控盖板布置，且摄像头最少布置有一个。
10.优选的，所述第一触控感应组件上的相邻两个红外发射端和红外接收端间距小于人体指尖宽度。
11.优选的，所述显示屏上设有用于指针安装使用的通孔，且显示屏下方还安装有用于带动指针转动使用的驱动电路。
12.一种智能手表的精准触控方法，包括以下步骤：s1：对比值存储，处理器以触控盖板表面积大小设置坐标位置参照值，参照值设置为两组，一组为基于红外发射端和红外接收端形成的触控感应网各个位置处的位置坐标为参照值a，另一组为基于摄像头位置处的指尖覆盖各个位置时的位置坐标为参照值b；s2：判定是否存在触控操作并进行首次定位，红外发射端和红外接收端形成的触控感应网能够在用户进行触控操作时产生触控部位红外线的遮挡，从而实现自动判断是否存在触控操作，当存在用户触控时，触控感应网的网格状结构能够对触控操作的坐标对应参照值a，实现首次定位，当不存在用户触控时，重复进行判断使用；s3：当存在用户触控时，处理器控制摄像头对触控盖板进行拍照，摄像头位置固定，用户触控时指尖覆盖触控盖板，以步骤s2中首次定位产生的位置坐标区域进行保留，并对首次定位区域内的指部覆盖区域进行范围缩小，具体缩小降噪的范围对比参照值b，实现以取首次定位区域内指尖覆盖区域的中间点为二次定位坐标，确定用户最终的触控坐标并执行坐标对应的控制程序，当未产生用户触控时，重复进行步骤s2。
13.优选的，所述步骤s1中基于摄像头位置处的指尖覆盖各个位置时的位置坐标为参照值b还包括：根据用户手指宽度大小设定校准范围；取手指位于参照值a区间内的大范围覆盖面积进行四周缩减后取中心点为参照值b。
14.优选的，当步骤s2中的首次定位未确定时，步骤s3休眠，当步骤s2中的首次定位完成后，唤醒并进行步骤s3使用。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：该智能手表具有屏幕显示和指针显示的同时，利用一次触屏的两次坐标定位实现用户的精准触屏使用，其中红外监测的首次触屏坐标确定受到的外部影响较小，克服了电容屏容易受到外部环境影响的弊端，进一步地，基于红外监测后的图像检测能够对触控区域精准进行拍照确定，拍照后根据实际触屏部位手指等其他触屏物体的接触面进行降噪处理，从而能够在指针和显示屏共存的前提下更为精准且不易受干扰地实现用户触屏操控产品使用。
附图说明
16.图1为本发明的智能手表结构示意图；
图2为本发明的一种摄像头与红外发射端和红外接收端监测触控状态结构示意图；图3为本发明的红外发射端和红外接收端监测触控状态结构示意图；图4为本发明的另一种摄像头与红外发射端和红外接收端监测触控状态结构示意图。
17.图中：1、红外发射端；2、摄像头；3、触控盖板；4、红外接收端；5、驱动电路；6、处理器；7、显示屏；8、指针。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.请参阅图1-4，本发明提供的一种实施例：一种智能手表，包括由下至上依次设置的处理器6、显示屏7和指针8，所述指针8的上方还设有触控盖板3，所述触控盖板3为透明材质，所述显示屏7上设有用于指针8安装使用的通孔，显示屏7下方还安装有用于带动指针8转动使用的驱动电路5，且触控盖板3外侧设有第一触控感应组件。
20.所述触控盖板3与指针8之间还安装有第二触控感应组件，所述第二触控感应组件用于同第一触控感应组件组合判定触控坐标使用，具体地，第一触控感应组件本身具有坐标确定的功能，但是其精准度受设置的检测设备数量影响较大，进一步地，收到智能手表体积和制造商的生产成本影响，故而使用时应为利用第一触控感应组件和第二触控感应组件的组合搭配使用并最终确定触控坐标，以第一触控感应组件位置坐标的精确度为2mm为例，相邻的两个位置坐标皆为2mm，此时存在两种用户触屏情况，其一为用户触屏行为能力较好，每次触屏的位置刚好正对图标的中心，则此时触屏坐标只对应其图标应用不存在争议，则可以直接响应触控控制开启图标软件等等，另一种为用于触屏位置存在争议，智能手表上相邻的两个图标间距较小，且用户触屏坐标的位置接近或覆盖相邻的两个软件图标，则满足第一触控感应组件后应继续使用第二触控感应组件实现二次精准定位使用的目的。
21.具体地，所述第一触控感应组件包括沿触控盖板3外侧两两相互对称的多组红外发射端1和红外接收端4，每一组红外发射端1发射的红外线可被与其对应的红外接收端4感应，多组红外发射端1和红外接收端4之间的红外线由触控盖板3上表面形成触控感应网，在本实施例中，触控感应网的密度即为红外发射端1和红外接收端4布置的数量，密度大，精确度高，红外发射端1和红外接收端4布置的数量则要求更多，然而红外发射端1和红外接收端4本身体积限定其不能够安装较多，故而更为优选的应为上述第一触控感应组件和第二触控感应组件组合使用的情况，即为第一触控感应组件粗略判断触屏的大概坐标后第二触控感应组件进行精准触屏坐标确定使用的情况，此类情况也更有益于企业降低成本生产使用以及增加用户佩戴舒适度的目的，从而限定安装时将所述第一触控感应组件上的相邻两个红外发射端1和红外接收端4间距小于人体指尖宽度即可。
22.所述第二触控感应组件包括摄像头2，所述摄像头2的物侧面朝向触控盖板3布置，请参阅图,2和4，所述摄像头2的安装位置可以居中布置，也可以安装于手表内壁上倾斜照
射触控盖板3使用，其中居中布置的摄像头2还可以用于功能延伸使用，且基本不占用手表内部空间，然而考虑到现有技术中超广角镜头的使用限制，居中布置的摄像头2受到视角的影响即为对手表厚度的增加，故而为了缩小视角范围带来的间距厚度影响弊端，摄像头2还可以是倾斜布置于表盘内部的，有利于减小手表整体厚度，所述摄像头2、红外发射端1和红外接收端4皆通过导线与处理器6电性连接，当触控感应网感应到触控操作时，摄像头2进行拍照并由处理器6实现触点坐标反馈，具体地，摄像头2的位置是固定的，出厂前通过程序学习对触控盖板3上的任意一点位置对应的摄像头2坐标进行存储预设对应的位置坐标，从而在摄像头2拍摄触控位置后即可快速对比后执行对应的触控操作坐标使用。
23.所述摄像头2为广角成像镜头，摄像头2成像的范围全覆盖触控盖板3布置，摄像头2本身受到屏幕点亮能够满足夜间使用，但是更为优选地应选择具有夜视功能的摄像模组。
24.进一步地，摄像头2最少布置有一个，单个摄像头2的像素和用户触屏的指法都容易影响拍摄图像的准确性，单个摄像头2位置固定，则当用户触屏的手指接触面呈线条状，且线条平行于摄像头2的成像角度时则拍摄照片可能只是线条状或点状的，影响后续判断精度，故而可以选用2个相互对称布置的摄像头2进行多方位监测使用可避免此类极端情况的影响。
25.一种智能手表的精准触控方法，包括以下步骤：s1：对比值存储，处理器以触控盖板3表面积大小设置坐标位置参照值，参照值设置为两组，一组为基于红外发射端1和红外接收端4形成的触控感应网各个位置处的位置坐标为参照值a，另一组为基于摄像头2位置处的指尖覆盖各个位置时的位置坐标为参照值b。
26.所述步骤s1中基于摄像头2位置处的指尖覆盖各个位置时的位置坐标为参照值b还包括：根据用户手指宽度大小设定校准范围；取手指位于参照值a区间内的大范围覆盖面积进行四周缩减后取中心点为参照值b。
27.上述步骤中的参照值b设置直接影响触屏精确度，故而应根据用户的实际手指大小动态调整后续降噪时的缩减范围，以宽度为2cm的用户手指为例，其触屏后的屏幕接触阴影面积为4平方厘米作用，那么此时范围明显不能作为触屏坐标依据，则此时需要选用针对图形的四周向内缩减0.9cm范围实现降噪，降噪后的用户触摸面积仅为直径0.1cm的范围，能够满足准确的触屏使用，而当用户拇指宽度仅为0.8cm时，则降噪范围可选用0.7cm的动态调整等等。
28.s2：判定是否存在触控操作并进行首次定位，红外发射端1和红外接收端4形成的触控感应网能够在用户进行触控操作时产生触控部位红外线的遮挡，从而实现自动判断是否存在触控操作，当存在用户触控时，触控感应网的网格状结构能够对触控操作的坐标对应参照值a，实现首次定位，当不存在用户触控时，重复进行判断使用。
29.s3：当存在用户触控时，处理器控制摄像头2对触控盖板3进行拍照，摄像头2位置固定，用户触控时指尖覆盖触控盖板3，以步骤s2中首次定位产生的位置坐标区域进行保留，并对首次定位区域内的指部覆盖区域进行范围缩小，具体缩小降噪的范围对比参照值b，实现以取首次定位区域内指尖覆盖区域的中间点为二次定位坐标，确定用户最终的触控坐标并执行坐标对应的控制程序，当未产生用户触控时，重复进行步骤s2，进一步地，当步
骤s2中的首次定位未确定时，步骤s3休眠省电，当步骤s2中的首次定位完成后，唤醒并进行步骤s3使用。
30.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

技术特征：

1.一种智能手表，其特征在于：包括由下至上依次设置的处理器（6）、显示屏（7）和指针（8），所述指针（8）的上方还设有触控盖板（3），所述触控盖板（3）为透明材质，且触控盖板（3）外侧设有第一触控感应组件；所述触控盖板（3）与指针（8）之间还安装有第二触控感应组件，所述第二触控感应组件用于同第一触控感应组件组合判定触控坐标使用；所述第一触控感应组件包括沿触控盖板（3）外侧两两相互对称的多组红外发射端（1）和红外接收端（4），每一组红外发射端（1）发射的红外线可被与其对应的红外接收端（4）感应，多组红外发射端（1）和红外接收端（4）之间的红外线由触控盖板（3）上表面形成触控感应网；所述第二触控感应组件包括摄像头（2），所述摄像头（2）的物侧面朝向触控盖板（3）布置，所述摄像头（2）、红外发射端（1）和红外接收端（4）皆通过导线与处理器（6）电性连接，当触控感应网感应到触控操作时，摄像头（2）进行拍照并由处理器（6）实现触点坐标反馈。2.根据权利要求1所述的一种智能手表，其特征在于：所述摄像头（2）为广角成像镜头，摄像头（2）成像的范围全覆盖触控盖板（3）布置，且摄像头（2）最少布置有一个。3.根据权利要求1所述的一种智能手表，其特征在于：所述第一触控感应组件上的相邻两个红外发射端（1）和红外接收端（4）间距小于人体指尖宽度。4.根据权利要求1所述的一种智能手表，其特征在于：所述显示屏（7）上设有用于指针（8）安装使用的通孔，且显示屏（7）下方还安装有用于带动指针（8）转动使用的驱动电路（5）。5.一种智能手表的精准触控方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：对比值存储，处理器以触控盖板（3）表面积大小设置坐标位置参照值，参照值设置为两组，一组为基于红外发射端（1）和红外接收端（4）形成的触控感应网各个位置处的位置坐标为参照值a，另一组为基于摄像头（2）位置处的指尖覆盖各个位置时的位置坐标为参照值b；s2：判定是否存在触控操作并进行首次定位，红外发射端（1）和红外接收端（4）形成的触控感应网能够在用户进行触控操作时产生触控部位红外线的遮挡，从而实现自动判断是否存在触控操作，当存在用户触控时，触控感应网的网格状结构能够对触控操作的坐标对应参照值a，实现首次定位，当不存在用户触控时，重复进行判断使用；s3：当存在用户触控时，处理器控制摄像头（2）对触控盖板（3）进行拍照，摄像头（2）位置固定，用户触控时指尖覆盖触控盖板（3），以步骤s2中首次定位产生的位置坐标区域进行保留，并对首次定位区域内的指部覆盖区域进行范围缩小，具体缩小降噪的范围对比参照值b，实现以取首次定位区域内指尖覆盖区域的中间点为二次定位坐标，确定用户最终的触控坐标并执行坐标对应的控制程序，当未产生用户触控时，重复进行步骤s2。6.根据权利要求5所述的一种智能手表的精准触控方法，其特征在于，所述步骤s1中基于摄像头（2）位置处的指尖覆盖各个位置时的位置坐标为参照值b还包括：根据用户手指宽度大小设定校准范围；取手指位于参照值a区间内的大范围覆盖面积进行四周缩减后取中心点为参照值b。7.根据权利要求5所述的一种智能手表的精准触控方法，其特征在于，当步骤s2中的首次定位未确定时，步骤s3休眠，当步骤s2中的首次定位完成后，唤醒并进行步骤s3使用。

技术总结

本发明公开了一种智能手表及其精准触控方法，包括由下至上依次设置的处理器、显示屏和指针，所述指针的上方还设有触控盖板，所述触控盖板为透明材质，且触控盖板外侧设有第一触控感应组件，所述触控盖板与指针之间还安装有第二触控感应组件，所述第二触控感应组件用于用于同第一触控感应组件组合判定触控坐标使用。本发明利用一次触屏的两次坐标定位实现用户的精准触屏使用，其中红外监测的首次触屏坐标确定受到的外部影响较小，克服了电容屏容易受到外部环境影响的弊端，进一步地，拍照后根据实际触屏部位手指等其他触屏物体的接触面进行降噪处理，从而能够在指针和显示屏共存的前提下更为精准且不易受干扰地实现用户触屏操控产品使用。屏操控产品使用。屏操控产品使用。