TW201027403A - Audio amplifier apparatus to drive a panel to produce both an audio signal and haptic feedback - Google Patents

Description

201027403 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明關於觸控式面板或觸控式螢幕的領域。更特定言 之，本發明關於利用一音頻放大器產生聲音和觸覺回饋 兩者之觸控式面板或觸控式螢幕的領域。 [先前技術] [0002] 許多電氣裝置結合觸控式螢幕型顯示器。觸控式螢幕係 一種偵測顯示區域内之觸碰之存在、位置及壓力的顯示 器，此觸碰通常係由手指、手、觸控筆、或其他尖頭器 件造成。觸控式螢幕讓使用者能夠與顯示面板直接互動 而不需要任何中間裝置，與使用滑鼠或觸控板間接互動 截然不同。觸控式螢幕可施行於電腦或當作存取網路的 終端。觸控式螢幕在銷售點系統、自動櫃員機（ATM)、 行動電話、個人數位助理（PDA)、可攜式遊戲機、衛星 導航裝置、及資訊家電相當普遍。 現有許多種觸控式螢幕技術。電阻型觸控夫螢幕面板係 由多層組成，其中包含藉由小空間隔開之兩層薄的金屬 導電層及電阻層。當一些物體觸碰該觸控式螢幕面板時 ，該等層在特定的點連接。回應於物體接觸，該面板以 類似於具備連接輸出之二個分壓器的方式作用。這導致 電流改變，此被登錄為一觸碰事件且發送至控制器以供 處理。 電容型觸控式螢幕面板被一材料塗布、部分塗布或圖案 化，該材料會傳導一連續電流橫貫一感測器。該感測器 在水平轴和鉛直轴兩者中呈現一精確受控儲存電子場以 達成電容。人體也是一種具有儲存電子的電氣裝置，因 098135580 表單編號A0101 第4頁/共35頁 099 201027403 此也會呈現電容。當感測器之—參考電容被另-電容場 „如手指改變時，位於面板之每—轉角的電子電路測量 該參考電容中之合成失真。與該觸碰事件相關之實測資 訊”二到控制器以供數學處理。電容式感測器得用裸露 手指或用一由一裸露手指拿著的導電裝置觸碰。電容式 感測器亦基於近逼作用（Proximity) 作，不必經由 直接觸碰予以觸發^在大多數情況中，對於—導電金屬 表面之直接接觸不會發生，且導電感測器係以—絕緣破 璃或塑膠層與人體相隔。具㈣計將被手指觸碰之電容 式按鈕的裝置通常可藉由手掌在表面附近快速揮舞而不 觸碰的方式觸發。 . 其他類型之馳錢幕㈣&含使”音波、之表面聲波 技術、紅外_控式螢幕面4、搞接於科之應變計面 板、光學成像、分散信號技術、及全内反射。 觸覺技術係指藉由向使相者施加力量、振動及/或運動經 由觸碰的感覺與使用者介技&乂 置被振動， 譬如行動電話；或者僅有面，譬如觸覺面 板。觸覺（或觸感）回饋滅#丄!祕式螢幕控制面板上 之一按鈕觸碰或按壓的確認或是一採用動作的確認。 觸覺回饋傳統上係藉由將一傳感器附接於觸控式螢幕並 利用該傳感器振動整個面板的方式提供^傳感器將電信 號轉換成機械能。壓電致動器有時被當作傳感器使用。 壓電致動器在被一電信號激勵時振動。 【發明内容】 [0003] 098135580 一種控制面板裝置包含一經振動產生聲音及/或觸覺回饋 0993010056-0 表單編號A0101 第5頁/共35頁 201027403 的控制面板》該控制面板裝置經構形以接收觸感輸入譬 如觸控式螢幕，且回應於一駆動信號之一觸覺信號分 量提供觸感回饋以便當作—觸覺面板。該控制面板亦經 構形以回應於該驅動信號之一音頻信號分量當作—音頻 揚聲器。該觸覺信號具有一較大帶寬，在大約100 Hz至 400 Hz的範圍内；且該音頻信號具有一較窄帶寬，在大 約20 Hz至20 kHz的範圍内。該驅動信號經構形以包含 該觸覺信號和該音頻信號之任一者或兩者兼具。—或多 個驅動元件耦接於—控制面板，每一驅動元件被—驅動 信號驅動。每一驅動元件將該電驅動信號轉換成機械運 動’.藉此使該:,控制面板振動在.多個，振動元’件的情況中 ，每一驅動元件耦接於該控舶面.板之一不同部分。該控 制面板裝置可被構觀為具攙‘多個聲道’每一聲道由施加 於一指定驅動元件之指定驅動信號掌控。在一些實施 例中’該控制面板科用柔性懸吊器耦接於一裝置底架， 該等懸吊器讓該控制面板能夠獨立於該底架移動·。在其 他實施例中，該控制面板之邊蜂係固定地耦接於該底架 且該控制面板之非固定部分屈曲》該控制面板裝置可被 施行為使用顯示器和揚聲器之任何裝置的一部份，此等 裝置包含但不限於無線電話、行動電話、桌上型電話、 個人數位助理（PDA)、音樂播放器譬如MP3播放器、及 計算裝置。 在一觀點中’ 一種裝置經構形以向一使用者提供一音頻 響應和觸感回饋。該裝置包含一經構形以輸出一音頻信 號的音頻信號處理器；一經構形以輸出一觸覺信號的觸 098135580 覺信號處理器；一耦接於該音頻信號處理器且耦接於該 表單編號A0101 第δ頁/共35頁 201027403 觸覺信號處理㈣加法電路，其中該加法電路經構形以 加總該音頻信號和該觸覺信號㈣成一組合信號；一輛 接於該加法電路的驅動器電路，其中該驅動器電路經構 形以回應於該組合㈣輸出—驅動信號；—_於該驅 動器電路的驅動元件，其中該驅動/t件經構形以回庫於 該驅動«產生機械能；及―域於賴動树馳制 面板，其中該㈣面板經_以回應於該驅動信號之— ❹ 觸覺分量提供觸感回饋且簡於祕純號之—音頻分 量提供聲音。該控制面板經構形以當作—觸覺面板^

0981355肋 出觸感回饋和音頻’且經構形以當作一觸控式螢 以測量觸錄人。纽情況中，制·面板可為一電容 型觸控式螢幕面板或一電阻型觸控式普幕面板且在該 控制面板正在輸出音頻之時該觸控式榮幕_面板功能仍為 可操作的。該驅動器電路得經構形以調整·由該控制面板 產生之一音頻輸出音量。在一些實施例中，該觸覺信號 具有一在大約100 Hz至400 Hz之嚷_5内3|頻率響應，且 該音頻信號具有二在大約2d ;^至女0 rfcHz之範圍内的頻 、 率響應。該裝置亦包含一控制面板係耦接於 該底架。在一些實施例中，該裝置亦包含一或多個被定 位在該控制面板與該底架之間的柔性懸吊元件。該音頻 信號處理器得經構形以調整該音頻信號之一振幅、一相 位、或振幅及相位，藉此調整該裝置之一聲音輸出。該 驅動元件得為一壓電獎動元件或一移動線圈與磁鐵。該 裝置得亦包含一或多個附加驅動器電路及一或多個附加 驅動元件，其中該一或多個附加驅動器電路係並聯地耦 接於該驅動器電路且每一附加驅動元件係耦接於該等附 表單鎢號A0101 第7頁/共35頁 0993010056-0 201027403 、 加_^電狀-者。《置得純含〜❹個並聯地 耦接於該驅動元件及該驅動器電路的附加驅動元件。 在另-觀點中’該裝置或被構形為包含複數個音頻信號 處理器，每-音頻㈣處理諸構形以輸出—音頻信號 ;-經構形以輸出-觸覺信號的觸覺信號處理器；複數 個加法電路’每—加法電路亦㈣於該複數個音頻信號 處理器之-者且耦接於該觸覺信號處理器，其中每-加 法電路經構形以加總該音頻信號和該觸覺信號以形成— 組合信號；複數個㈣器電路’其中該複數個驅動器電 路每一者耦接於該複數俩加法電路之一者，進一步其中 賴數個驅動器電路每—核構形㈣躲該組合信號 輸出-驅動信號，·複數個驅餘元件，其中該複數個驅動 元件每一者耦接於該複數個澳動器電路之一者致使每一 驅動元件被-獨立音頻信號及—共同觸覺信號驅動，更 進-步其中該複數伽動元件每—者經構形以回應於該 驅動信號產生機械能；及，輪於軸^^^驅動元件的 控制面板’其t該控制面板經構形以回，應於該驅動信號 之-觸覺分量提供觸感回锖1货應於輪入給該複數個驅 動元件每—者之每—驅動錢之—音頻分量提供聲音。 在更另觀點t，該裝置或被構形為包含複數個音頻信 號處理II，每-音頻信號處理器經構形以輸出一音頻信 號；複數個觸覺信號處理器，每_觸覺信號處理 器經構 形以輸出-觸覺信號；複數個加法電路，其中該複數個 加法電路每-者_接於該錢個音就理器之一 ‘者且耦接於該複數個觸覺信號處理器之一者，其中每一 加法電路經構形以加總該音頻信號和_覺信號以形成 098135580 表單編號 A0101 a 8 百/a oc 甘 201027403 一組合信號；複數伽_電路，其巾該賴個媒動器 電路每-者_於該複數個加法電路之―者進一步其 中該複數健動器電路每—者經構形㈣應於該組合信 號輪出-驅動信號；複數她動元件，其找複數伽 動疋件每-者_於該複數福驅動器電路之一者致使每 一驅動元件被-獨立音頻信號及—獨立觸覺信號驅動， 更進一步其中該複數個驅航件每_者經構形以回應於 該驅動㈣產生賊能；及—_於該複數個驅動元件 Ο 的控制面板’其中該控制面板經構形以回應於該驅動信 號之一觸覺分量提供觸感回饋且回應於輪入給該複數個 驅動元件I 一者之每一驅動信號:之“音ρ分.量提供聲音 。...v. = 11« % 【實施方式】 [0004]

本發明之實施例係針對控制面板裝置。熟習此技藝者會 理解到以下發明詳細說明，為例宁且不欲以任何方式設 限。從本發明獲益的熟習出其他發明 實施例' Property ' 今將詳細地參照如隨附圖 發明的實施。相同 參考符將被用在所有圖式及以下詳細說明中以指涉相同 或類似元件。為求清楚表達，文中所述實施例之慣有特 徵並未全部被示出。當然，應理解到在任何此種實際實 施的發展當中，必須做出無數的特定實施決策以達成開 發者之特定目標，譬如符合應用及商業相關限制條件， 098135580 且此等特定目標會因實施内容而異且因開發者而異。再 者，應理解到此一發展努力可能複雜且費時，但對於從 本發明獲益的熟習此技藝者來說仍是一慣常工程嘗試。 表單編號A0101 第9頁/共35頁 0993010056-0 201027403 依據本申請案，組件、處理步驟及/或資料結構其中一些 可為利用各種處理系統施行，包含硬體、軟體或其任意 組合。此外，熟習此技藝者會理解到亦可使用較非通用 性本質的裝置譬如硬接線裝置、特定用途積體電路（AS-IC)或類似物而不脫離本發明揭示之發明概念的範圍和 精神。 控制面板裝置之實施例包含一控制面板，其經構形具備 觸碰式輸入功能（譬如觸控式螢幕）及向使用者提供觸 感回饋的觸覺響應功能兩者。該觸覺響應係由一或多個 驅動元件提供，該驅動元件係用來振動或以其他方式實 質地移動該控制面板之表面以便提供一選擇事件或按鈕 按壓之實質確認。此種觸覺或振動回饋係藉由用一由放 大器或信號產生器提供的驅動信號調制該等驅動元件的 方式產生。該驅動信號包含一被構形為一基本或複雜波 形譬如一方波或正弦波的觸覺信號分量。在一些實施例 中，該觸覺信號分量具有一低於1 KHz的頻率，例如介於 100 Hz至400 Hz之間。 該控制面板裝置經進一步構形以用一音頻信號分量補充 該驅動信號致使該一或多個驅動元件及該控制面板當作 一音頻揚聲器。以適當頻率振動該控制面板會以一產生 聲音的方式振動周遭空氣。該等驅動元件是傳感器，譬 如陶瓷驅動元件、壓電驅動元件或移動線圈與磁鐵元件 ，其回應於一電信號譬如該驅動信號提供機械能譬如振 動。該驅動信號得經處理以包含該觸覺信號、該音頻信 號任一者或兩者兼具。回應於該驅動信號，該控制面板 提供觸感回饋且/或當作一音頻揚聲器。在提供觸感回饋 098135580 表單編號A0101 第10頁/共35頁 0993010056-0 201027403 及/或音頻的同時，該控制面板之觸控式螢幕功能係完全 可操作的。 該控制面板裝置包含一輸出一期望音頻信號的音頻信號 處理器及一輸出一期望觸覺信號的觸覺信號處理器。該 觸覺信號處理器及該音頻信號處理器每一者包括硬體和 軟體組件。在一些實施例中，該觸覺信號處理器及該音 頻信號處理器使用各自獨立的硬體組件。在其他實施例 中，該等硬體組件之一者、一些或全部為該觸覺信號處 理器及該音頻信號處理器所共用。該音頻信號及該觸覺 信號被加總且輸入至一產生該驅動信號之驅動元件處理 電路。若沒有音頻信號，則該驅動信號僅包含該觸覺信 號分量。若沒有觸覺信號，則該驅動信號僅包含該音頻 信號分量。由該控制面板產生之音頻的音頻位準及頻率 響應可被調整。在一些實施例中，音頻位準和頻率響應 經設定致使該控制面板當作一擴音器。在其他實施例中 ，音頻位準和頻率響應經設定致使該控制面板當作一電 話受話筒，譬如用在一無線行動裝置中，此時使用者係 將該控制面板放在使用者的耳朵附近或緊靠著耳朵。在 一範例應用中，音頻位準和頻率響應經設定致使等化及 信號處理讓一包含該控制面板裝置的蜂巢式行動電話能 夠符合如2613卜710及26132-710中敘述之3G Rx路徑規 格。 第1圖例示一依據本發明第一實施例之控制面板裝置的侧 剖面圖。該控制面板裝置包含一經由柔性懸吊器14耦接 於一底架12的控制面板10。柔性懸吊器14可為一經定位 緊鄰或位在控制面板10之周長的單一元件。另一選擇， 098135580 表單編號A0101 第11頁/共35頁 0993010056-0 201027403 柔性懸吊器14代表複數個元件。在一些實施例中，柔性 懸吊器14係利用將柔性懸吊器14固定於底架12及固定於 控制面板10的任何習知附接材料附接於底架12及控制面 板10二者，此等附接材料包含但不限於黏著材料、結合 材料、焊料或類似物。在-些實施例中，柔性懸吊器二 經構形以允許整個控制面板10來回移動，類似於活塞之 運動。在其他實施例中，控制面板10之周長被固定在適 當位置且控制面板1〇之一内部部分來回、屈曲次。 柔性懸吊器14經構形以讓控制面板丨0能夠獨立於底架i 2 上下振動，藉此產生觸感回饋及音頻揚聲器功能。在此 © 組態中，整個樣制面板10娜银齡巧示控制面板 裝置之-_組態’其中柔性懸吊器被;省卻且控制面板 10經由一附接材料18耦接於底架22。在此替代組態中， 控制面板10之邊緣錨定於底架12，且控制面板1〇之未固 定部分上下振動或屈曲以產生觸感回饋及音頻揚聲器功 能。附接材料I8係由將控定於底架丨2 的任何習知附接材料製成，包含板木限於黏著材料、結 合材料、焊料或類似物。 Ο 一驅動元件16耦接於控制面板1〇。驅動元件16係—將電 信號轉換成機械運動的傳感器。在一些實施例中，該驅 動元件係一陶瓷驅動元件或一壓電驅動元件。在其他實 施例中，該驅動元件係一移動線圈與磁鐵。應理解到得 使用將電信號轉換成機械運動的替代習知傳感器。驅動 號被驅動元件16接收，該驅動元件因而以—由該驅動 信號決定的頻率和振幅振動《驅動元件16之運動導致控 制面板10之一對應運動或振動。一較小帶寬分量（譬如 0993010056-0 098135580 表單編號A0101 第12頁/共35頁 201027403 在100 Hz至400 Hz的範圍内）使用一相對低頻振動產生 觸感回饋致使該控制面板當作一觸覺控制面板。該驅動 信號會產生觸感回饋響應的部分被稱為觸覺信號。一較 大帶寬分量（譬如在20 Hz至20 kHz的範圍内）通常使 用一相對高頻振動產生聲音致使該控制面板當作一音頻 揚聲器。該驅動信號會產生音頻揚聲器功能的部分被稱 為音頻信號。示於第1圖之駆動元件16相對位置僅為舉例 。驅動元件16得被定位在控制面板10上的邊緣、中央、 或其間任一處。 ❹ 在一些實施例中，控制面板10亦被構形為_觸控式榮幕 ’譬如一傳導型觸控式榮幕面板或一電阻型觸控式營幕 面板。在控制面板10當作一音頻揚聲器或提供觸感回饋 的同時，控制面板1 0之觸控式螢幕功能亦完全可操作。 換句話說，在驅動元件16被一驅動信號作動的同時，觸 控式螢幕功能係可搡作的。偵測面板何時及何處被觸碰 供使用者輸入的觸控式螢幕读1能係減:立龄&感回饋和音 頻揚聲器功能。 ^ 儘管第1圖示出單一個驅動元件f 6 ^該控制面板裝置得被 構形為具備多個媒動元件。第3圖例不一包含二個媒動元 件20和22的控制面板裝置之侧剖面圖。驅動元件2〇和22 之相對位置僅為舉例。設想中得使用超過二個驅動元件 〇 在一些實施例中，驅動元件20和22每一者接收相同的驅 動信號’在其他實施例中，向驅動元件20和22每一者發 送不同的驅動信號，詳見下文。 第4圖例示一依據本發明第一實施例之範例驅動元件控制 098135580 表單編號Α0101 第13頁/共35頁 0993010056-0 201027403

電路的方塊簡圖。一音頻信號處理器3〇經構形以輸出一 音頻信號Α1，且一觸覺信號處理器4〇經構形以輸出一觸 覺信號Η1。在本文中’觸覺信號係一具有一在約1〇〇 Hz 至400 Hz之範圍内之頻率的信號，這在用於驅動該驅動 元件時造成觸感回饋》同樣地在本文中，音頻信號係一 能被具有普通聽力之人聽見的信號，此被認為係一在約 20 Hz至20 KHz之範圍内的頻率。在電信應用中，音頻 信號之一頻率下限係大約300 Hz。在用於驅動該驅動元 件時’該音頻信號之應用獲得音頻揚聲器功能。 音頻信號處理器30經構形以控制振幅，相_也、頻率、線 性、失真、及.其他特性以產章零轉β儘管用 來產生觸感回饋的觸覺信鱿务求一來鞭韻音緘信號的較 小帶寬’在大多數情況中該觸覺信號係一方波或正弦波 ’且觸覺信號處理器40得經構形以促成如同音頻信號處 理器3 0之類似的信號處理功能以便產生一具備期望信號 特性的觸覺信號。 ν>

一加法電路50加總音頻信婕A l·及解嘴信號Η1以形成一組 合信號。該組合信號被輸入至驅動先件驅動器電路60。 驅動元件驅動器電路60包含一放大器62及一輸出級64。 放大器62接收並放大從加法電路50輸出之該組合信號。 經放大的信號被輸入至輸出級64，該輸出級輸出用於驅 動一驅動元件70 (譬如第1圖之驅動元件16)之驅動信號 。提供給驅動元件70的驅動信號包含一音頻信號部分和 一觸覺信號部分。在一些情況中，該觸覺信號部分為零 (沒有觸覺信號）且該驅動信號係完全由該音頻信號部 分組成（音頻信號）。在此情況中，該驅動面板被驅動 098135580 表單編號A0101 第14頁/共35頁 0993010056-0 201027403 成一音頻揚聲器。在其他情況中，該音頻信號為零（沒 有音頻信號）且該驅動信號係完全由該觸覺信號部分組 成（觸覺信號）。在此情況中，該控制面板被驅動以提 供觸感回饋。在更其他情況中，該音頻信號部分和該觸 覺信號部分兩者皆存在於該驅動信號中。在此情況中，

該控制面板被驅動為—音頻揚聲器且同時提供觸感回饋 。然該音頻信號及該控制面板經調諧以提供一指定音頻 響應。在該空面板係當作一音頻揚聲器的同時諸如在使 用觸控式螢幕功能或接收觸感回饋中觸碰該控制面板會 某種程度地損及音頻響應 該驅動信號之音頻信號部分審丨有響應，特 別是與該觸覺信號部分相f释諸於該驅 動信號之音頻信號部分。該驅動電路6〇經構 形以提供一高輸出電壓幅度以驅動該驅動元件並提供該 控制面板之音頻揚聲器功能。驅動元件驅動器電路之 一範例組態為Maxim IntelgrMed -EfcidiictsTM 出品之G 級陶瓷揚聲器驅動器MAX 设績 參 第5圖例示一依據本發明第之範例驅動元件控制 電路的方塊簡圖。第5圖之驅動元件控制電路的功能與第 4圖之驅動元件控制電路相似，但額外包含一第二驅動元 件驅動器電路以為一第二驅動元件產生一驅動信號。特 定言之，一第一驅動元件驅動器電路160和一第二驅動元 件驅動器電路162並聯地耦接於加法電路150之輪出。第 一骚動元件驅動器電路160和第二駆動元件媒動器電路 162從加法電路150接收同一個組合信號。該組合信號係 觸覺信號處理器140輸出之觸覺信號H1與音頻信號處理器 098135580 表單編號A0101 第15頁/共35頁. 0993010056-0 201027403 130輸出之音頻信號A1的加總。第一驅動元件驅動 電路 160為驅動元件170產生一驅動信號且第二驅動元件驅動 器電路162為驅動元件172產生一驅動信號。第— 嗯動元 件驅動器電路160產生之驅動信號與第二驅動元件德動器 電路162產生之驅動信號大致相同，因為此二驅動元件驅 動器電路160、162從加法電路150接收相同的組合俨號 作為輸入。然每一驅動元件驅動器電路16〇、162係獨立 受控且因此從每一者輸出的驅動信號得為不同，例如具 有不同振幅。第5圖之驅動元件控制電路經構形以扣制_ 個驅動元件，如第5圖所示控制驅動元件17〇和，且 樣可應用於第3賴之驅動元件.2,〇和22.»僂，管緣5圖之驅動 元件控制電路被示為包含媒备二個灌，動·元件:的二個驅動 元件驅動器電路’其組態得延伸為包含超過二個驅勒_ 件驅動器電路，這些驅動元件驅動器電路全部並聯地輕 接於加法電路150 ’其中每一驅動元件灌動器電路輪接於 一驅動元件致使該超過二個驅動元件艇感器電路驅動超 過二個驅動元件。 ： 第5圖之驅軔元件驅動器電路全都★一共同加法電路輪出 的同一個信號驅動。在替代組態中，可提供獨立信號給 每一驅動元件驅動器電路。第6圖例示一依據本發明第三 實施例之一範例驅動元件控制電路的方塊簡圖。第6圖之 驅動元件控制電路的功能與第5圖之驅動元件控制電路相 似，差別在於將不同的音頻信號分量饋送給每一驅動元 件驅動器電路。特定言之，一第一加法電路25〇和—第二 加法電路252並聯地耦接為每一者接收一從一觸覺信號處 理器240輸出之觸覺信號H1。第一加法電路25〇亦耦接於 098135580 〇 〇 0993010056-0 表單編號A0101 第16頁/共35買 一第一音頻信號處理器230以接收一第一音頻信號Α1 β_ 由第一加法電路250輸出的第一組合信號係觸覺信號耵與 第一音頻信號Α1之加總。該第一組合信號被輸入至第— 驅動元件驅動器電路260»第一驅動元件驅動器電路mo 為驅動元件270產生一驅動信號。 第二加法電路252亦耦接於一第二音頻信號處理器232以 接收一第二音頻信號Α2 ^ —由第二加法電路252輸出的第 二組合信號係觸覺信號Η1與第二音頻信號Α2之加總。第 二驅動元件驅動器電路262為驅動元件272產生一驅動信 號。 第一驅動元件驅動器電路生之.联動信i係獨立於第 二驅動元件艢動器電路262_^之.堪-動雇號暑因為每一驅 動元件驅動器電路260、2^^收一具有同音頻信號分 量的組合信號。此外，每一驅動元件驅動器電路260、 262獨立受控。由於每一驅動元件27〇和272被一獨立驅 動信號驅動’該控制面板4覿骞夹策^應^，每一聲道 由該等驅動元件之一者媒#立體聲提供時 ' . . ’該第一音頻信號及因此由件驅動器電路260產生 之驅動信號提供立體聲左部分量，且該第二音頻信號及 因此由驅動元件驅動器電路262產生之驅動信號提供立體 聲右部分量。 第6圖之媒動元件控制電路經構形以控制二個驅動元件， 如第6圖所示控制驅動元件270和272，且同樣適用於第3 圖之媒動元件20和22。儘管第6圖之驅動元件控制電路被 示為包含驅動二個驅動元件的二個驅動元件驅動器電路 ’其組態得延伸為包含超過二個驅動元件驅動器電路’ 表單編號Α0101 第π頁/共35頁 ⑽93 201027403 這些驅動元件驅動器電路全部並聯地耦接於觸覺信號 理器240之輸出，但每一者耦接於一獨立的加法電路和立 頻信號處理器。每一驅動元件驅動器電路耦接於〜和曰 兀件致使該超過二個驅動元件驅動器電路驅動超動 驅動元件。 。過二個 第6圖之驅動元件控制電路經構形以提供一多聲道立 號給複數健動元件，致使每—驅動元件接收—具音頻信 獨立受控音頻信號部分及由_共同觸覺信號衍生之= 覺信號部分的堪動信號。第7圖例示一驅動元件 之替代組態，其經構形以提供一多聲 聲道觸覺信號。在此組態… -獨立受控音頻信號部分及攝立受控觸覺信號部分的 驅動信號。 與第4爾之驅動元件控 制電路相似’其中有一獨立音頻信號處理器觸覺信號 處理器、加法電路、及用於峨猶媒勤元件每一者之驅 動元件媒動器電路。特定言，一第一加法電路35〇輕接 於-第-觸覺信號處理器3时以接收—第1覺信號_ 耦接於一第一音頻信號處理器33〇以接收一第一音頻信號 Μ。-由第-加法電路35〇輸出的第—組合信號；备觸 覺信號Η1與第-音頻信㈣之加總。該第―組合信號被 輸入至第-驅動元件媒動器電路36〇。第—驅動元件驅動 器電路360為一驅動元件370產生一驅動作號 第二加法電路352耦接於一第二觸覺信號處理器3 收-第二觸覺信號Η2且Μ接於-第二音頻信號處理器如 以接收-第二音頻信_…由第二加法電路奶輸出的 ❹ 〇 098135580 表單編號Α0101 第18頁/共35頁 0993010056-0 201027403 第二組合信號係第二觸覺信號肫與第二音頻信號…之加 總。該第二組合信號被輸入至第二驅動元件驅動器電路 362。第二驅動元件驅動器電路362為一驅動元件372產 生一驅動信號。由音頻信號處理器33()、觸覺信號處理器 340、加法電路350及驅動元件驅動器電路36〇形成的電 路以及由音頻信號處理器332、觸覺信號處理器342、加 法電路352及驅動元件驅動器電路362形成的電路每一者 ❹ 之功能與第4圖之驅動元件控制電路相似。每一驅動元件 370和372依據該多聲道組態气一聲道振動該控制面板1〇 (第1圖），其中每一聲道之音頻信號部分和觸覺信號部 分皆為獨立受戴。 第7圖之驅動元件控制電路經 如第7圖所示控制驅動元件 經構衫以控制 :娜' 動元件 且同樣適用於第3

圖之驅動元件20和22，儘管第7圖之驅動元件控制電路被 7F為包含驅動一^個堪動元件的二個奥動元件媒動器電路 ，其組態得延伸為包含超龜=動_，元勝4動器電路， 這些驅動元件驅動器電路立的加法電路 、音頻信號處理器及觸覺德器，其中每一駆動元 件驅動器電路耦接於一驅動元件致使該超過二個驅動元 件驅動器電路驅動超過二個驅動元件。 第4圖至第7圖之驅動元件控制電路各自被構形為在驅動 元件驅動器電路與駆動元件具有一對一的關係。換句話 說，每一驅動元件驅動器電路耦接於一對應驅動元件。 在替代組態中，單一個驅動元件驅動器電路耦接於多個 驅動元件，該多個驅動元件每一者並聯地耦接。依此方 式，單一個驅動元件驅動器電路平行驅動多個媒動元件 098135580 表單編琥A0101 第19頁/共35頁 0993010056-0 201027403 。第8圖例示一驅動元件控制電路之替代組態，其中由單 一個驅動元件驅動器電路驅動多個驅動元件。第8圖之驅 動元件控制電路的功能與第4圖之驅動元件控制電路相似 ，差別在於一驅動元件驅動器電路460驅動並聯麵接的二 個驅動元件470和472。一加法電路450輕接於—觸覺芦 號處理器440以接收一觸覺信號H1且耦接於一音頻信號處 理器430以接收一音頻信號A1 —由加法電路45〇輸出的 組合信號係觸覺信號H1與音頻信號A1之加總。該組合信 號被輸入至驅動元件驅動器電路460。驅動元件驅動器電 路460產生一驅動驅動元件470_、472之驅動信號◊儘管 第8圖之驅動元件控制電路二個驅動元 件的單一個轆動元件驅動器電路，該组態可被延伸為致 使該單一個堪動元件躲動器' 電'路取動超過''二個驅動元件 。用來驅動多個驅動元件的單一個驅動元件驅動器電路 得被施行在第4圖至第7圖之任一驅動元件控制電路。 當使用一多聲道組態時，施扣於'二或吏多嗰驅動元件每 一者之驅動信號得繳調諧以產:生ί並調整該等驅動信號間 . ' £ \ J；)i, 之一相差。換句話說，耦接沐同驅動元件的獨立受控 驅動電子系統被用來改變相位。就同相驅動的對稱定位 躲動元件來說’會在控制面板中之一或多個不同位置呈 現零點（nulls) »零點對應於控制面板上一不振動的位 置。藉由改變相差’控制面板上之零點位置可被移動致 使控制面板之某些部分被構形為移動或振動，且其他部 分被構形為保持不動。控制面板之基頻諧振品質得依此 方式調整。每一驅動信號之振幅亦可經調整以調整振動 振幅，因此亦調整控制面板之振動部分上下移動的量。 098135580 表單编號A0101 第20頁/共35頁 201027403 依此方式，每一聲道的音量可被上下調整。 第6圖至第7圖之駐動元件控制電路每經構形致使該 多個音頻信號處理器的輸入係獨立信號。另一選擇一 共同輸入信號被輸人至該等音頻信號處理器且每一音 頻信號處理器獨立地處理該共同輸 對應加法料料料㈣ ❹ 件控制電路經構形致使該多_覺信號處理器的輸入係 獨立信號。另-選擇’ 一共同輪入信號被輸入至該等觸 覺信號處理器’且每-觸號處理器獨立地處理該共 同輸入信號以產生輸入至對應加法電，路的不同觸覺信號 前述驅動元件_電路每-^_‘述‘包含獨立音頻處 理及觸覺信號處理器。應理解到‘覺信^和音頻信號得 被單獨地產生為數位信號，然後結合在一起再被轉換成 類比彳s號。在此種組態中，組合，音頻信號和觸覺信號 共用一包含信號產生器、響的共同路徑

。 Properly 前述驅動元件控制電路係動信號給一耦接於 一控制面板之驅動元件的内容描述，其中該控制面板包 含顯不器功能。整體而言，可利用控制電子系統施加該 驅動信號給一耦接於能被振動之任何類型媒介的驅動元 件。依此方式，該驅動信號被用來驅動該媒介以產生聲 音及/或觸覺回饋。如先前所述，該驅動信號係用來使一 包含顯示器及揚聲器功能之裝置内的一媒介振動，此等 裝置例如無線電話、行動電話、桌上型電話、PDA、音樂 播放器、及計算裝置❶該驅動信號亦可施加於無顯示裝 098135580 表單編號A0101 第21頁/共35頁 0993010056-0 201027403 置以便提供音頻及觸覺回饋。此等無顯示裝置之實例包 含音頻揚聲器譬如耳塞式耳機、頭戴式耳麥組及頭戴式 耳機，其中觸覺回饋係在該裝置與使用者間之接觸點（ 譬如耳朵）處提供。 驅動元件控制電路可用於調整音頻信號之振幅及相位， 藉此調整控制面板之頻率響應。依此方式調整驅動元件 控制電路讓運用該控制面板裝置的裝置能被構形為施行 與用在無線行動裝置（包含但不限於行動電話、個人數 位助理或其他行動音頻播放裝置）中之音頻揚聲器有關 的各種習知規範。 以上已就納入細節的特定實施例說明本發明以利理解本 發明之建構和運作原理。本說明書中對於特定實施例及 其細節的敘述不欲限制隨附在後之申請專利範圍項的範 圍。熟習此技藝者會理解到可不脫離本發明之精神及範 圍對於用來例示的這些實施例進行修改。 【圖式簡單說明】 [0005] 098135580 第1圖例示一依據本發明第一實施例之控制面板裝置的侧 剖面圖。 第2圖例示一控制面板裝置之替代組態。 第3圖例示一包含二個驅動元件之控制面板裝置的側剖面 圖。 第4圖例示一依據本發明第一實施例之一範例驅動元件控 制電路的方塊簡圖。 第5圖例示一依據本發明第二實施例之一範例驅動元件控 制電路的方塊簡圖。

表單編號A0101 第22頁/共35頁 09S 201027403 第6圖例示一依據本發明第三實施例之一範例驅動元件控 制電路的方塊簡圖。 第7圖例示一依據本發明第四實施例之一範例驅動元件控 制電路的方塊簡圖。 第8圖例示一依據本發明第五實施例之一範例驅動元件控 制電路的方塊簡圖。 e [0006] 控制面板裝置之實施例係相對於圖式中之幾個圖作說明 。在適當且僅有相同元件被揭示於超過一個圖式的情況 中，相同參考數字會被用來代表此等相同元件。

【主要元件符號說哺】 10控制面板 12底架 14柔性懸吊器 16、20、22、70、170、172、270、272、370、372、 470、470 驅動元餘 nife^ectuai 18 附接材料 · riy A1音頻信破:"Ί… κ^Άι\:^ HI觸覺信號 50 ' 150 ' 250 ' 350 ' 352、45〇 加法電路 60、460驅動元件驅動器 62放大器 64輸出級 160、260、360第一驅動元件驅動器電路 162、262、362第二驅動元件驅動器電路 A2第二音頻信號 098135580 0993010056-0 表單編號A0101 第23頁/共3 Ο頁 201027403 252第二加法電路 H2第二觸覺信號 098135580 表單編號A0101 第24頁/共35頁 0993010056-0

Claims (1)

1. 201027403 七、申請專利範圍： 1 . 一種用於驅動耦接於一觸控式面板之至少一傳感器的設備 ，該設備包括一電路，該電路包含： 用於回應於該面板被觸碰而驅動該傳感器的構件，其中該 傳感器係以一觸覺信號驅動，該觸覺信號驅動適於被一普 通人類手指感知；及 用於以一音頻信號驅動該傳感器的構件，其中該電路經構 形以單獨地、交替地及同時地驅動該觸覺信號及該音頻信 號。 2. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該電路包含一放大器 電路。 3. 如申請專利範圍第2項之設備，其中一觸覺輸入信號及一 音頻輸入信號經加總以形成一總和信號，且該總和信號被 ‘ 耦接為給該放大器電路之一輸入。 4 . 一種經構形以提供一音頻響應及觸感回饋給一使用者的設 備*該設備包括： 經構形以輸出一音頻信號的一音頻信號處理器； © 經構形以輸出一觸覺信號的一觸覺信號處理器； 耦接於該音頻信號處理器及該觸覺信號處理器的一加法電 路，其中該加法電路經構形以加總該音頻信號及該觸覺信 號，以形成一組合信號； 耦接於該加法電路的一驅動器電路，其中該驅動器電路經 構形以回應於該組合信號而輸出一驅動信號； 耦接於該驅動器電路的一驅動元件，其中該驅動元件經構 形以回應於該驅動信號而產生機械能；及 098135580 表單編號A0101 第25頁/共35頁 0993010056-0 201027403 耦接於該驅動元件的一控制面板，其中該控制面板經構形 以回應於該驅動信號之一觸覺分量而提供觸感回饋且回應 於該驅動信號之一音頻分量而提供聲音。 5 .如申請專利範圍第4項之設備，其中該控制面板經構形當 作一觸覺面板以輸出觸感回饋及音頻，且經構形當作一觸 控式螢幕面板以測量觸感輸入。 6 .如申請專利範圍第5項之設備，其中該控制面板係一電容 型觸控式螢幕面板或係一電阻型觸控式螢幕面板。 7 .如申請專利範圍第5項之設備，其中在該控制面板正在輸 出音頻的同時該觸控式螢幕面板功能係在操作中的。 8.如申請專利範圍第4項之設備，其中該驅動器電路經構形 以調整由該控制面板產生之一音頻輸出音量。 9 .如申請專利範圍第4項之設備，其中該觸覺信號具有在大 約100 Hz至400 Hz範圍内之一頻率響應。 10.如申請專利範圍第4項之設備，其中該音頻信號具有在大 約20 Hz至20 kHz範圍内之一頻率響應。 11 .如申請專利範圍第4項之設備，進一步包括一底架，且該 控制面板耦接於該底架。 12 .如申請專利範圍第11項之設備，進一步包括被定位在該控 制面板與該底架之間的一或多個柔性懸吊元件。 13 .如申請專利範圍第4項之設備，其中該音頻信號處理器經 構形以調整該音頻信號之一振幅、一相位、或振幅及相位 ，藉此調整該設備之一聲音輸出。 14 .如申請專利範圍第4項之設備，其中該驅動元件包括一壓 電驅動元件。 15

   如申請專利範圍第4項之設備，其中該驅動元件包括一移 098135580 表單編號A0101 第26頁/共35頁 0993010056-0 201027403 ο 16 . 17 . ❹ 18 . 動線圈及磁鐵 如申請專利範圍第4項之設備，進一步包括： 一或多個附加驅動器電路，其中該一或多個附加驅動器電 路係並聯地耦接於該驅動器電路；及 —或多個附加驅動元件？其中每一附加驅動元件係耦接於 該等附加驅動器電路之一者。 如申請專利範圍第4項之設備，進一步包括並聯地耦接於 該驅動元件且耦接於該驅動器電路的一或多個附加驅動元 件。 一種經構形以提供一音頻響應及觸感回餚給—使用者的設 備’該設備包括： 複數個音頻信號處理器，每一者經構形以輸出一音頻信號 . ..'K|Bj 經構形以輸出一觸覺信號的一觸覺信號處理器； 複數個加法電路’每一加法電路亦耦接於該複數個音頻信 號處理器之一者且耦接於，其令每一加 法電路經構形以加總锒音篆友旛鳥餐信號以形 入/*·缺. -1 { - η' .¾ ' 複數個驅動器電路，其中該複數個驅動器電路每一者麵接 於該複數個加法電路之一者，進一步其中該複數個驅動器 電路的每一者經構形以回應於該組合信號而輸出一驅動信 就， 複數個躁動元件’其中該複數個驅動元件的每一者輕接於 該等藤動器電路之一者，以使得每一媒動元件被一獨立音 頻、號及共同觸覺^號腰動，更進一步其中該複數個驅 動元件的每一者經構形以回應於該驅動信號而產生機械能 098135580 表單編號A0101 第27頁/共35頁 0993010056-0 201027403 ;及 耦接於該複數個驅動元件的一控制面板，其中該控制面板 經構形以回應於該驅動信號之一觸覺分量提供觸感回饋且 回應於輸入給該複數個驅動元件的每一者之每一驅動信號 之一音頻分量而提供聲音。 19 . 20 . 21 . 22 . 23 · 24 . 25 . 26 27 28 如申請專利範圍第18項之設備，其中該控制面板經構形當 作一觸覺面板以輸出觸感回饋及音頻，且經構形當作一觸 控式螢幕面板以測量觸感輸入。 〇 如申請專利範圍第19項之設備，其中該控制面板係一電容 型觸控式螢幕面板或係一電阻型觸控式螢幕面板。 如申請專利範圍第19項之設備，其中在該控制面板正在輸 出音頻的同時該觸控式螢幕面板功能係在操作中的。 如申請專利範圍第18項之設備，其中每一驅動器電路經構 形以調整由該控制面板產生之一音頻輸出音量。 如申請專利範圍第18項之設備，其中該觸覺信號具有在大 約100 Hz至400 Hz範圍内之一頻率響應。

   如申請專利範圍第18項之設備，其中每一音頻信號具有在 大約20 Hz至20 kHz範圍内之一頻率響應。 如申請專利範圍第18項之設備，進一步包括一底架，且該 控制面板耦接於該底架。 如申請專利範圍第25項之設備，進一步包括被定位在該控 制面板與該底架之間的一或多個柔性懸吊元件。 如申請專利範圍第18項之設備，其中每一音頻信號處理器 經構形以調整該音頻信號之一振幅、一相位、或該振幅及 相位，藉此調整該設備之一聲音輸出。 如申請專利範圍第18項之設備，其中每一驅動元件包括一 098135580 表單編號A0101 第28頁/共35頁 0993010056-0 201027403 29 . 30 . 31 . ❿ 098135580 壓電驅動元件。 如申請專利範圍第18項之設備，其中每一驅動元件包括一 移動線圈及磁鐵。 如申請專利範圍第18項之設備，其中該複數個音頻信號處 理器、該觸覺信號處理器及該複數個驅動器電路的每一者 經構形以產生相對於彼此不同相的複數個驅動信號，以便 依據該複數個驅動信號之一相差而振動該控制面板之一或 多個指定部分。 一種經構形以提供一音頻響應及觸感回饋給一使用者的設 備，該設備包括： 複數個音頻信號處理器，每一者經構形以輸出一音頻信號 . 疆丨疆霞 複數個觸覺信號處理器，每一者經構形以輸出一觸覺信號 9 複數個加法電路，其中該複數個加法電路的每一者亦耦接 於該複數個音頻信號處理器之一者且耦接於該複數値觸覺 信號處理器之一者，其中每一加法電路經構形以加總該音 頻信號及該觸覺信號，以形成一組合信號； 複數個驅動器電路，其中該複數個驅動器電路的每一者耦 接於該複數個加法電路之一者，進一步其中該複數個驅動 器電路的每一者經構形以回應於該組合信號而輸出一驅動 信號； 複數個驅動元件，其中該複數個驅動元件的每一者耦接於 該複數個驅動器電路之一者，以使得每一驅動元件被一獨 立音頻信號及一獨立觸覺信號驅動，更進一步其中該複數 個驅動元件的每一者經構形以回應於該驅動信號而產生機 表單編號A0101 第29頁/共35頁 0993010056-0 201027403 械能；及 耦接於該複數個驅動元件的一控制面板，其中該控制面板 經構形以回應於該驅動信號之一觸覺分量而提供觸感回饋 且回應於輸入給該複數個驅動元件的每一者之每一驅動信 號之一音頻分量而提供聲音。 32 .如申請專利範圍第31項之設備，其中該控制面板經構形當 作一觸覺面板以輸出觸感回饋及音頻，且經構形當作一觸 控式螢幕面板以測量觸感輸入。 33 .如申請專利範圍第32項之設備，其中該控制面板係一電容 型觸控式螢幕面板或係一電阻型觸控式螢幕面板。 34 .如申請專利範圍第32項之設備，其中在該控制面板正在輸、 出音頻的同時該觸控式螢幕面板功能係在操作中的。 35 .如申請專利範圍第31項之設備，其中每一驅動器電路經構 形以調整由該控制面板產生之一音頻輸出音量。 36 .如申請專利範圍第31項之設備，其中每一觸覺信號具有在 大約100 Hz至400 Hz範圍内之一頻率響應。 37 .如申請專利範圍第31項之設備，其中每一音頻信號具有在 大約20 Hz至20 kHz範圍内之一頻率響應。 38 .如申請專利範圍第31項之設備，進一步包括一底架，且該 控制面板耦接於該底架。 39 .如申請專利範圍第38項之設備，進一步包括被定位在該控 制面板與該底架之間的一或多個柔性懸吊元件。 40 .如申請專利範圍第31項之設備，其中每一音頻信號處理器 經構形以調整該音頻信號之一振幅、一相位、或該振幅及 相位，藉此調整該設備之一聲音輸出。 41 .如申請專利範圍第31項之設備，其中每一驅動元件包括一 098135580 表單編號A0101 第30頁/共35頁 09930 201027403 壓電驅動元件。 42 .如申請專利範圍第31項之設備，其中每一驅動元件包括一 移動線圈及磁鐵。 43 .如申請專利範圍第31項之設備，其中該複數個音頻信號處 理器、該複數個觸覺信號處理器及該複數個驅動器電路的 每一者經構形以產生相對於彼此不同相的複數個驅動信號 ，以便依據該複數個驅動信號之一相差而振動該控制面板 之一或多個指定部分。 參 ❿ 098135580 表單編號 A0101 第 31 頁/共 35 頁 0993010056-0