CN104716977A - 穿戴式通信装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种穿戴式通信装置，其包含环状壳体、处理模块、第一压电元件以及驱动单元。环状壳体至少一部分为中空并形成空腔。处理模块用以与电子装置进行无线连接，并接收来自电子装置的通信数据。第一压电元件设置在空腔中。驱动单元用以接收通信数据并依据通信数据驱动第一压电元件，使第一压电元件振动并产生相应的音频信号。本发明的穿戴式通信装置以无线方式与电子装置建立连接，无需实质线路的连接，大幅地降低使用者在使用上的不便。

Description

穿戴式通信装置

技术领域

本发明涉及一种通信装置，特别涉及一种穿戴式通信装置。

背景技术

近年来，随着无线通信科技的进步，无线通信装置的相关商品逐渐普及，特别是可穿戴式通信装置，如蓝牙耳机，通过通信装置与电子装置之间的无线连接，使用者无需手持电子装置即可进行无线通信。

然而，由于穿戴式通信装置以无线的方式与电子装置进行连接，两者之间并无实质线路的连接。因此，当使用者取下穿戴式通信装置，并将其放置在其他地方时，穿戴式通信装置容易遗失，且当使用者欲进行通信时还可能因无法及时取出穿戴式通信装置而错过通信时机。

此外，一般穿戴式通信装置仅与电子装置进行配对并进行连接通话，不具有识别或与其他装置(如电灯、冷气或音响)配对的功能，在功能上略显不足。

发明内容

本发明提供一种穿戴式通信装置。此穿戴式通信装置通过压电元件产生的信号转换成音频信号，且此穿戴式通信装置可识别及操控电子装置以外的设备，扩充穿戴式通信装置的功能。

本发明穿戴式通信装置包含环型壳体、处理模块、第一压电元件以及驱动单元。环型壳体至少一部分为中空并形成空腔。处理模块用以与电子装置进行无线连接，并接收来自电子装置的通信数据。第一压电元件设置在空腔中。驱动单元用以接收通信数据并依据通信数据驱动第一压电元件，使第一压电元件振动并产生相应的音频信号。

本发明的穿戴式通信装置提供多种收音方式及输出音频信号方式的选择。本发明的穿戴式通信装置可通过麦克风或压电元件来执行收音的动作，并通过压电元件及导波管来输出音频信号。

使用者仅需将穿戴在手指、脖子或耳朵的穿戴式通信装置接近耳朵以通过空气传输来自穿戴式通信装置的音频信号至耳朵，可以避免环境吵杂的干扰。

另外，本发明的穿戴式通信装置以无线方式与电子装置建立连接，无需实质线路的连接，大幅地降低使用者在使用上的不便。再者，本发明的穿戴式通信装置可制作成微小装置，穿戴在使用者的手指、脖子或耳朵，易于随身穿戴，降低遗失的机率。

附图说明

图1A为根据本发明第一实施例所示穿戴式通信装置的示意图。

图1B为根据本发明第二实施例所示穿戴式通信装置的示意图。

图2为根据本发明第一实施例所示穿戴式通信装置的方块示意图。

图3A为根据本发明第三实施例所示穿戴式通信装置的示意图。

图3B为根据本发明第四实施例所示穿戴式通信装置的示意图。

图4为根据本发明第三实施例所示穿戴式通信装置的方块示意图。

图5为根据本发明第五实施例所示穿戴式通信装置的示意图。

具体实施方式

下文列举实施例配合附图作详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，而结构操作的描述并非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有同等功效的装置，皆为本发明所涵盖的范围。此外，附图仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的元件或操作而已。

其次，在本文中所使用的用词“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于此。

关于本文中所使用的“耦接”或“连接”，均可指两个或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，也可指两个或多个元件相互操作或动作。

图1A为根据本发明第一实施例所示穿戴式通信装置的示意图。图2为根据本发明第一实施例所示穿戴式通信装置的方块示意图。如图1A所示，穿戴式通信装置100包含环型壳体110、处理模块130、第一压电元件140以及驱动单元150。

一实施例中，驱动单元150也可整合在处理模块130中，本发明不以此为限。环型的穿戴式通信装置100可以制作为类似戒指、手环、项链或耳环的型态，而穿戴在使用者身上，本发明不以此为限。

环型壳体110至少一部分为中空并形成空腔120。如图1A所示，环型壳体110在剖面示意图中具有内环及外环，空腔120位于内、外环之间，但本发明并不以此为限。在一实施例中，环型壳体110的内、外环仅为示意性的靠近圆心的内侧边缘及远离圆心的外侧边缘，并非实体的两个环型实体组件。

上述环型壳体110仅示例性的绘制为圆环，本领域技术人员可依据实际需求变更环型壳体110的形状。举例而言，环型壳体110可为内圆外方或是外侧采用多边形(例如八边形)的结构，也可为具有开口的环型结构(如图1A所示)，但皆不以此为限。

处理模块130设置在空腔120内。处理模块130包含通信单元132用以与电子装置200建立无线连接。通信单元132包含蓝牙电路、WiFi电路、WiFi-Direct电路、Zigbee电路或具相等性的其他近距离通信电路。在一实施例中，通信单元132用以与电子装置200进行配对，当完成配对之后，通信单元132用以在穿戴式通信装置100与电子装置200之间建立无线连接，使得处理模块130得以接收来自电子装置200的通信数据AD1或将收音数据AD2传输至电子装置200。

一实施例中，该电子装置200可为移动电子装置、家电装置、车用装置等，本发明不以此为限。

第一压电元件140设置在空腔120内，用以在接收到电压值时，产生振动并依据上述电压值产生音频信号AS1。

驱动单元150设置在空腔120内，电性连接处理模块130及第一压电元件140，用以接收处理模块130所输出的通信数据AD1并依据上述通信数据AD1输出电压以驱动第一压电元件140，使得第一压电元件140振动并依据上述电压产生相应的音频信号AS1。

在一实施例中，如图1A所示，穿戴式通信装置100还包含固定件160。固定件160设置在空腔120内，用以连接第一压电元件140与环型壳体110，使得第一压电元件140振动时，第一压电元件140通过固定件160带动环型壳体110，使穿戴式通信装置100一并振动。

值得注意的是，图1A仅示例性地绘制固定件160设置在空腔120内且紧贴环型壳体110的内环，本领域技术人员可依据实际需求变更固定件160与环型壳体110的连接位置。举例而言，固定件160可设置在空腔120内且紧贴环型壳体110的外环，但不以此为限。

以下举一个操作上的例子以说明穿戴式通信装置100与电子装置200之间的互动关系。当电子装置200收到来自电信基站的来电通知时，电子装置200通过无线连接将特定的通信数据AD1传输至通信单元132，其中，通信数据AD1的内容可为音频数据，如振动或特定的铃声，也可以是非音频的数据，如电子数据，本发明不以此为限。

接着，通信单元132输出通信数据AD1至驱动单元150。然后，驱动单元150依据通信数据AD1产生电压来驱动第一压电元件140，使得第一压电元件140振动并产生相应的音频信号AS1(如振动或特定的铃声)。应用到骨传导技术(Bone conduction)，使用者可由穿戴在手指上的穿戴式通信装置100的振动或发出的声响得知目前有来电。

一实施例中，若通信数据AD1的内容为非音频的数据，驱动单元150同样也是依据该通信数据AD1产生电压来驱动第一压电元件140，使得第一压电元件140振动并产生相应的音频信号AS1，该通信数据AD1也可以通过载波的方式附在音频信号AS1上，本发明不以此为限。

上述穿戴式通信装置100可如饰品般穿戴在使用者的手指，当有来电时，使用者可轻易地通过穿戴式通信装置100的振动或声响获得来电提示，降低使用者放置通信装置在包中或口袋里而漏接来电的机率。

接着，使用者通过手势、按下穿戴式通信装置100上的接听按钮(图未示)或声控方式，将接听指令或音量控制指令传送到穿戴式通信装置100，接着通过穿戴式通信装置100上的无线连接转发给电子装置200。在一实施例中，接听按钮可为实体按键式、触控按键式、旋转式等，本发明不以此为限。

收到接听指令或音量控制指令之后，电子装置200通过无线连接将通信数据AD1(内容可对应来电发话端的通话内容)传输至通信单元132。接着，通信单元132输出通信数据AD1至驱动单元150。然后，驱动单元150依据通信数据AD1依序产生相应的电压来驱动第一压电元件140，使得第一压电元件140振动并产生相应的音频信号AS1。

此时，使用者仅需将穿戴式通信装置100接近耳朵即可听到第一压电元件140所产生的音频信号AS1。此外，若使用者处于较嘈杂的环境中，可将穿戴式通信装置100的环型壳体110直接接触耳朵以获得较大的音量。

在另一实施例中，穿戴式通信装置100还包含收音单元170。收音单元170设置在空腔120内，电性连接处理模块130。收音单元170用以接收外部声音AS3且转换外部声音AS3为收音数据AD2，并将收音数据AD2输出至处理模块130，进而通过处理模块130的通信单元132通过无线连接传输收音数据AD2至电子装置200。

收音单元170还包含防水麦克风。如图1A所示，在环型壳体110的外环邻近收音单元170的麦克风处开设一开口，上述开口用以使外部声音AS3得以无障碍地通过开口并传输至麦克风，以利麦克风完整地采集外部声音AS3。

在一实施例中，当电子装置200收到来自电信基站的来电通知，并使穿戴式通信装置100发生振动或发出铃声时，使用者可通过穿戴式通信装置100上的收音单元170以声控方式产生接听指令，以回传至电子装置200。

接着，当收到接听指令之后，电子装置200通过无线连接将通信数据AD1(内容可对应来电方的通话内容)传输至通信单元132。与此同时，穿戴式通信装置100上的收音单元170可将使用者讲话的内容，转换成收音数据AD2回传至电子装置200，以实现与另一来电发话端之间的对话。

然而，穿戴式通信装置100回传至电子装置200的收音数据AD2，并不仅以产生接听指令以及回传使用者对话内容为限，实际应用中，收音单元170接收的收音数据AD2也可为开启特定应用程序(如电子邮件)的声控指令、查询信息(天气、日期、汇率等)的声控指令或是使用者的身份信息(例如声纹识别数据)用以识别使用者身份，本发明不以此为限。

另一方面，电子装置200传送至穿戴式通信装置100的通信数据AD1也不以来电通知及对话内容为限，实际应用中，穿戴式通信装置100接收的通信数据AD1也可为特定应用程序产生的音频文件(如电子邮件的逐字读稿语音)、特定信息的语音报导(天气、日期、汇率等)或是电子装置200产生的音效提示或警报等，本发明不以此为限。

图1B为根据本发明第二实施例所示穿戴式通信装置的示意图。穿戴式通信装置100还包含转换器180及导波管190。转换器180电性连接处理模块130，用以转换来自处理模块130的通信数据AD1并输出为声波AS2。导波管190用以传输设置于其内的转换器180所输出的声波AS2，以降低声波AS2在传递过程中受外界环境干扰的机率，本发明不以此为限。

一实施例中，如第1A、1B图所示，导波管190设置在环型壳体110的外环外，且导波管190垂直于环型壳体110所形成的平面，使得使用者配戴穿戴式通信装置100于手指时，导波管190平行于使用者的手指，本发明不以此为限。导波管190也可根据实际装置的外观设计，以任何造型形成于穿戴式通信装置100上，只要能达成相同传导效果，外观并不以此为限。

一实施例中，当穿戴式通信装置100与电子装置200建立无线连接后，使用者通过手势、按下穿戴式通信装置100上的接听按钮(图未示)或声控方式使穿戴式通信装置100获得接听指令，电子装置200通过无线连接将通信数据AD1传输至通信单元132，本发明不以此为限。

接着，通信单元132输出通信数据AD1至转换器180，使得转换器180依据通信数据AD1输出声波AS2。此时，使用者仅需将导波管190的开口接近耳朵即可听到转换器180所产生的声波AS2，本发明不以此为限。

一实施例中，如图2所示，处理模块130还包含紧急联络单元134。紧急联络单元134用以通过无线连接发送紧急联络信号至电子装置200，使得电子装置200自动拨出紧急电话或紧急信息，本发明不以此为限。

举例而言，当使用者按下环型壳体110上的紧急按钮(图未示)时，紧急联络单元134发送紧急联络信号至电子装置200，使得电子装置200自动拨出紧急电话或紧急信息。上述紧急电话可依据使用者的实际需求自行设定，拨出对象可为亲友、警察局或电信公司，但皆不以此为限。

一实施例中，穿戴式通信装置100也可具有定位模块(图未示)，用以提供位置信号，当电子装置200不具有定位信息的时候，紧急联络单元134除了发送紧急联络信号至电子装置200，也会同时发出位置信号至电子装置200，进而提供紧急联络使用，本发明不以此为限。

处理模块130还包含识别单元136。识别单元136用以输出识别信号使得外部装置(例如电视、灯管、门锁等智能家电或车辆的车载电脑等，图未示)得以识别穿戴式通信装置100，进而穿戴式通信装置100无线地操控外部装置。在一实施例中，上述识别单元136可为近场通信(NFC;Near FieldCommunication)装置或无线射频识别(RFID;Radio Frequency Identification)装置，但皆不以此为限。

举例而言，当近场通信(NFC)装置应用于识别单元136时，使用者配戴穿戴式通信装置100接近外部装置(如电视、电脑、音响或灯具)，穿戴式通信装置100通过其内的识别单元136发送识别信号使得上述外部装置识别穿戴式通信装置100，并执行启动或关闭的动作。

当无线射频识别(RFID)装置应用于识别单元136时，配戴穿戴式通信装置100于手指的使用者无需接近外部装置，仅在外部装置的一特定范围内即可使得外部装置通过识别单元136所发出的识别信号来识别穿戴式通信装置100，并执行启动或关闭的动作。

在一实施例中，如图1A所示，穿戴式通信装置100还包含电池BA及感应线圈NC。在一实施例中，感应线圈NC为无线充电用的接收线圈，其可包含磁芯以及缠绕在磁芯上的感应线圈或是仅包含感应用的接收线圈。感应线圈NC用以感应周遭的磁场变化，并将磁场变化转为电能，借此对电池BA进行充电。此外，通信装置100中用以对电池进行充电的装置可为光电板(photovoltaic)，不限于本发明的感应线圈NC。

操作上，当穿戴式通信装置100接近或放置于无线供电模块(无线充电座)时，无线供电模块内的线圈产生随时间变化的磁场，使得穿戴式通信装置100内的感应线圈NC感应周遭的磁场变化并转为电能对电池BA进行充电。如此一来，穿戴式通信装置100上不需要设置额外的充电插槽，以免占用穿戴式通信装置100上有限的体积，本发明不以此为限。

图3A为根据本发明第三实施例所示穿戴式通信装置的示意图。图3B为根据本发明第四实施例所示穿戴式通信装置的示意图。穿戴式通信装置300包含环型壳体310、空腔320、处理模块330、第一压电元件340、驱动单元350、固定件360、收音单元370、电池BA以及感应线圈NC。

在本实施例中，环型壳体310、空腔320、处理模块330、第一压电元件340、驱动单元350、固定件360、收音单元370、电池BA以及感应线圈NC的配置及连接方式与图1A所示类似，故在此不赘述。

图4为根据本发明第三实施例所示穿戴式通信装置的方块示意图。如图4所示，穿戴式通信装置300内部的操作以及与电子装置400的相关运作皆与图2所示类似，故于此不再赘述。

值得注意的是，图1A中的导波管190也可设置在穿戴式通信装置100的其他位置，不以第一实施例所示为限。如图3A所示，导波管390将第一压电元件340包含于其内，且在环型壳体310的外环具有开口，使得导波管390传输第一压电元件340所输出的音频信号AS1(如图3B、图4所示)，以降低音频信号AS1在传递过程中受外界环境干扰的机率，本发明不以此为限。

此外，在第一实施例中，传输在导波管内的是经转换器转换而输出的声波AS2，而本实施例中自第一压电元件340输出的是音频信号AS1，音频信号AS1无需经由转换器的转换，可直接通过导波管390输出完整的音频信号AS1至使用者。

图5为根据本发明第五实施例所示穿戴式通信装置的示意图。穿戴式通信装置500包含环型壳体510、空腔520、处理模块530、第一压电元件540、驱动单元550、固定件560、电池BA以及感应线圈NC。

在本实施例中，环型壳体510、空腔520、处理模块530、第一压电元件540、驱动单元550、固定件560、电池BA以及感应线圈NC的配置及连接方式与图1A所示类似，故在此不赘述。

值得注意的是，在本实施例中，穿戴式通信装置500还包含第二压电元件570a及固定件570b。第二压电元件570a设置在空腔520内，通过固定件570b连接环型壳体510的内环，且第二压电元件570a电性连接处理模块530。

第二压电元件570a用以接收外部声音AS3的振动并据以产生相对应电压而形成收音数据AD2，使得收音数据AD2通过处理模块530通过无线连接传输至电子装置。

另外，当上述第二压电元件570a不执行收音动作时，第二压电元件570a可用以检测使用者的生理信号。举例而言，使用者手指内的脉搏可通过固定件570b传输至第二压电元件570a，使得第二压电元件570a依据脉搏的振动产生相对应的电压。接着，处理模块530接收上述电压并传输至电子装置，本发明不以此为限。

本发明固定件160、360、560、570b与压电元件140、340、540、570a结合的方式不受限，可以如第1A、3A图或是图5所示固定件160、360、560、570b一端接内环，另一端接压电元件。另一方面，固定件160、360、560、570b也可以是薄膜的型态，压电元件两端分别通过两个薄膜连接至外环，而产生封闭空间，该封闭空间可以视为一个音箱空间，进而增加音效的质量，本发明不以此为限。

综上所述，本发明的穿戴式通信装置以无线方式与电子装置建立连接，无需实质线路的连接，大幅地降低使用者在使用上的不便。同时，本发明的穿戴式通信装置提供多种收音方式及输出音频信号方式，且通过结合识别单元还可使得外部装置识别穿戴式通信装置，或是结合第二压电元件来检测生理信号，还可增加本发明的穿戴式通信装置的使用功能。

虽然本发明已经以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的变动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (12)

1.一种穿戴式通信装置，其特征是，包含：

环型壳体，该环型壳体至少一部分为中空并形成空腔；

处理模块，其用以与电子装置进行无线连接，并接收来自该电子装置的通信数据；

第一压电元件，其设置在上述空腔中；以及

驱动单元，其用以接收上述通信数据并依据上述通信数据驱动上述第一压电元件，使上述第一压电元件振动并产生相应的音频信号。

2.根据权利要求1所述的穿戴式通信装置，其特征是，还包含：

固定件，其设置在所述空腔内，用以连接所述第一压电元件与所述环型壳体。

3.根据权利要求2所述的穿戴式通信装置，其特征是，还包含：

收音单元，其设置在所述空腔内，用以接收外部声音并产生收音数据至所述处理模块，进而通过所述处理模块传输该收音数据至所述电子装置。

4.根据权利要求3所述的穿戴式通信装置，其特征是，其中所述收音单元还包含：

麦克风；

其中所述环型壳体邻近上述麦克风处开设开口。

5.根据权利要求3所述的穿戴式通信装置，其特征是，其中所述收音单元还包含：

第二压电元件，其用以接收外部声音的振动并据以产生相对应的电压而形成所述收音数据。

6.根据权利要求1所述的穿戴式通信装置，其特征是，还包含：

第二压电元件，其用以检测生理信号。

7.根据权利要求1所述的穿戴式通信装置，其特征是，还包含：

转换器，其用以将来自所述处理模块的所述通信数据转换为声波；以及

导波管，其设置在所述环型壳体外，用以传递上述声波。

8.根据权利要求1所述的穿戴式通信装置，其特征是，其中所述处理模块还包含：

紧急联络单元，其用以发送紧急联络信号至所述电子装置。

9.根据权利要求1所述的穿戴式通信装置，其特征是，其中所述处理模块还包含：

识别单元，其用以输出识别信号使得外部装置得以识别所述穿戴式通信装置。

10.根据权利要求9所述的穿戴式通信装置，其特征是，其中所述识别单元为近场通信装置或无线射频识别装置。

11.根据权利要求1所述的穿戴式通信装置，其特征是，还包含：

电池；以及

感应线圈，其用以对上述电池进行充电。

12.根据权利要求1所述的穿戴式通信装置，其特征是，其中所述驱动单元整合在所述处理模块中。