TWI458444B - 具有聲音播放功能之帽子 - Google Patents

Description

具有聲音播放功能之帽子

本發明係有關一種帽子，更特別有關一種具有聲音播放功能之帽子。

傳統耳機雖具有體積小、亦於攜帶等優點，但若長時間使用，會造成聽力受損以及耳殼或耳道的疼痛。再者，當使用者戴上耳機時，常會聽不到外界的聲音，若此時有任何聲音或聲響要使用者注意或甚至是威脅其安全時，將無法立刻做出反應，如此將可能造成生命上的危害。

為解決上述問題，美國專利第7,044,615號揭露了一種可裝有音頻總成之帽子，其係在帽子的帽簷上開設有一開口，再將音頻總成，包括喇叭、電池、驅動電路以及其他電子元件裝設在此開口內。如此，使用者在戶外活動時，只要戴上此帽子，並不需要戴上任何耳機，即可聆聽音樂。

惟，上述帽子的音頻總成是裝設在帽簷的開口內，不僅不美觀，還容易在帽簷上晃動。除此之外，其所使用的喇叭係屬動圈式喇叭，不僅體積龐大，重量也頗重。當上述喇叭裝設在帽簷上時，再加上電池、驅動電路等其他元件，會使得帽簷的重量變重。如此，當使用者戴上此帽子活動時，帽簷常會往下壓，因而擋住了使用者的視線。

本發明提供一種具有聲音播放功能之帽子。

於一實施例中，本發明之具有聲音播放功能之帽子包含一帽體、一帽簷及至少一薄型揚聲器，帽簷係由該帽體延伸出，並包含一支撐層及一裝飾層覆蓋於該支撐層的一表面上，而薄型揚聲器係設置於該支撐層與該裝飾層之間。

根據本發明實施例之帽子，該薄型揚聲器可為一電容式揚聲器或壓電式揚聲器。於該實施例中，該電容式揚聲器包含一導電板、一駐電振膜及複數個間隔部；該導電板具有複數個開口，而該駐電振膜係設置於該導電板的下表面上且具有一薄膜主體及一電極層，其中該薄膜主體帶有靜電荷，且該電極層形成於該薄膜主體之一下表面上；及該複數個間隔部係夾設於該薄膜主體之一上表面與該導電板之間。

根據本發明實施例之帽子，該至少一薄型揚聲器包含兩個揚聲器用以分別播放一聲音來源所輸出之一左聲道及一右聲道音頻信號。

另外，本發明實施例之帽子更包含一驅動電路、無線信號收發模組及一控制元件。該驅動電路係用以驅動該揚聲器；該無線信號收發模組係用以接收來自一外部電子裝置的一音頻信號，並將該音頻信號經由驅動電路輸出至該揚聲器，以藉由該揚聲器播放該音頻信號；以及該控制元件係用以透過該無線信號收發模組將一無線控制信號傳送至該外部電子裝置。

為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，作詳細說明如下。

參考第1、2及5圖，本發明之具有聲音播放功能之帽子100包含有一帽體110、一帽簷120以及至少一個薄型的揚聲器130。帽體110係用以戴在使用者的頭上，具有一開口112、一外表面114及一內表面116，其中當使用者穿過開口112將帽體110戴在頭上時，內表面116係與使用者的頭部接觸，而外表面114則裸露在外。帽簷120則由帽體110之邊緣的一部份成片狀延伸出。於其他實施例中，帽簷120亦可由帽體110之整個邊緣成環狀延伸出。

參考第2圖，帽子100另包含有一驅動電路140、一無線信號收發模組150、一控制元件160、一麥克風170、以及一電源180，其中無線信號收發模組150係用以將一無線信號以無線方式傳送至一外部電子裝置190，或從外部電子裝置190接收一無線信號。於本發明中，無線信號收發模組150係可為藍牙(Bluetooth)模組或者是無線區域網路(Wi-Fi)模組。驅動電路140係與揚聲器130電性連接，用以驅動揚聲器130而播放聲音。驅動電路140並與無線信號收發模組150電性連接，以透過無線信號收發模組150接收來自外部電子裝置的一音頻信號，例如是語音資料信號或者是音樂資料信號。無線信號收發模組150可透過無線方式由外部電子裝置190接收音頻信號，並將所接收的音頻信號傳送給驅動電路140。接著，驅動電路140將音頻信號輸出至揚聲器130，以使揚聲器130播放該音頻信號。麥克風170係與無線信號收發模組150電性連接，用以產生一語音資料信號，並透過無線信號收發模組150將語音資料信號傳送至外部電子裝置190。如此，當電子裝置190為一電話時，麥克風170可供使用者作語音通訊。控制元件160係與驅動電路140、無線信號收發模組150以及電源180電性連接，包含有複數個按鍵式開關162，可用來開啟或關閉對驅動電路140的電源供應，以啟動或關閉揚聲器130，使其開始或停止播放音頻信號，或者是控制驅動電路140，以調整揚聲器130的播放音量。控制元件160亦可透過無線信號收發模組150將一無線控制信號傳送至外部電子裝置190，以控制電子裝置190，例如開關162係用以無線操作電子裝置190上所執行的多媒體程式，如用以開始播放、停止播放、或選擇播放該多媒體程式上的音樂或者是調整多媒體程式的播放音量。而電源180另與驅動電路140電性連接，以提供揚聲器作動所需要的能量。於本發明中，電源180係可使用一般的電池，或者是太陽能電池。另外，外部電子裝置190係可為行動電話、智慧型手機、個人數位助理、MP3播放器或其他具有音樂或語音播放功能的電子裝置。於其它實施例中，帽子100另包含有一耳機孔131，電性連接驅動電路140，用以播放由一聲音來源，如由外部電子裝置190所輸出之一音頻信號。

根據本發明之帽子100，揚聲器130係設置在帽簷120上，較佳係具有至少兩個，用以分別播放由一聲音來源，如由外部電子裝置190所輸出之一左聲道及一右聲道音頻信號。於本發明中，薄型的揚聲器130係可為壓電式揚聲器，或者是可撓的電容式揚聲器。

當揚聲器130為可撓的電容式揚聲器時，其結構可為第3圖所示的單振膜揚聲器300。揚聲器300包含有可撓的一導電板340做為電極，其具有複數個開口342，由金屬板或者是透明的導電開口薄膜所構成。在導電板340的下表面，設置有一駐電振膜(electret diaphragm)320，其具有由介電材料所製成且帶有靜電荷之一薄膜主體322以及形成於薄膜主體322的下表面上之一電極層324。揚聲器300另包含有複數個間隔部350，夾設於薄膜主體322之一上表面與導電板340之間，用以使駐電振膜320與導電板340間相隔一預定之距離。

為使上述揚聲器300能夠作動，需要利用驅動電路140來分別對導電板340及電極層324輸入與原本聲音訊號同相及反相的電子訊號，亦即差動(differential)訊號，使駐電振膜320受到來自導電板340及電極層324的庫倫(Coulomb)作用力以產生推拉效應(Push-Pull effect)而發生根據該電子訊號之振動，此振動會推動空氣而產生聲音。

根據本發明之帽子100，當帽簷120上設置有兩個揚聲器130時，揚聲器的結構可為第4圖所示的雙振膜揚聲器400a及400b。揚聲器400a、400b分別包含有可撓的一導電板440a、440b做為電極，其具有複數個開口442a、442b，可由金屬板所構成。在導電板440a、440b上方，分別疊設有一駐電振膜420a、420b，其具有由介電材料所製成且帶有正電荷之一薄膜主體422a、422b以及形成於薄膜主體422a、422b的上表面上之兩電極層424a、424b。而在薄膜主體422a、422b之下表面與導電板440a、440b之間，分別設置有複數個間隔部450a、450b，分別用以使駐電振膜420a、420b與導電板440a、440b間相隔一預定之距離。另外，在導電板440a、440b下方，分別設置有一駐電振膜480a、480b，其具有由介電材料所製成且帶有負電荷之一薄膜主體482a、482b以及形成於薄膜主體482a、482b的下表面上之兩電極層484a、484b。而在薄膜主體482a、482b之上表面與導電板440a、440b之間，分別設置有複數個間隔部470a、470b，分別用以使駐電振膜480a、480b與導電板440a、440b間相隔一預定之距離。

為使上述揚聲器400a能夠作動，需要利用驅動電路140來分別對電極層424a及電極層484a輸入相同相位的第一電子訊號，而導電板440a則輸入與第一電子訊號相反相位的第二電子訊號或接地。另外，揚聲器400b的作動原理與揚聲器400a相同，於此不再贅述。有關此實施例所揭露的雙振膜揚聲器，亦可參考同申請人於2009年5月15日在台灣申請之專利申請案案號98116129，其發明名稱為「雙駐電振膜架構之多層電聲致動器」，該申請案所揭露的雙振膜揚聲器係可併入本案作為參考。

於此實施例中，揚聲器400a、400b之駐電振膜420a、420b的薄膜主體422a與422b係可一體形成，亦即薄膜主體422a與422b係以相同一片的薄膜422所形成，而兩電極層424a、424b係電性絕緣地分別形成於薄膜422的表面上。同樣地，駐電振膜480a、480b的薄膜主體482a與482b亦可以相同一片的薄膜482所形成，而兩電極層484a、484b係電性絕緣地分別形成於薄膜482的表面上。而為使駐電振膜420a與420b、以及駐電振膜480a與480b之間彼此獨立振動不相互干擾，一貼附於薄膜422表面的條狀之膠材462係設置於薄膜主體422a與422b之間，而另一貼附於薄膜482表面的條狀之膠材464則設置於薄膜主體482a與482b之間，兩膠材462、464再彼此黏合，如此，駐電振膜420a、420b、480a與480b之間便可彼此獨立振動不相互干擾。於本發明中，膠材462、464之材料係可為雙面膠帶，而且兩者係可以一個較厚的雙面膠帶來取代。除此之外，本發明之揚聲器300、400a、400b中所使用的間隔部350、450a、450b、470a、470b係可由膠材所構成，例如亦由雙面膠帶所構成。

應注意者，除了上述的揚聲器300、400a及400b之外，其他任何結構的電容式揚聲器或壓電式揚聲器，皆可做為本發明之揚聲器130。

再請參考第1圖與第5圖，其中第5圖為本發明之帽子的下視圖，為了清楚說明帽子之帽簷120之結構，一部份的裝飾層124被掀起，以顯露支撐層122及揚聲器130之一部份。根據本發明之帽子100，帽簷120係具有一上表面126與一下表面128，並至少具有一支撐層122及一裝飾層124，其中裝飾層124係可由布料或塑膠材料所組成，其覆蓋於支撐層122的一上表面及一下表面上，而支撐層122則用以使帽簷120能夠維持一定的形狀。本發明之揚聲器130係設置在帽簷120的下表面128上，例如可設置在支撐層122與裝飾層124之間，以將揚聲器130隱藏於帽簷120上。此外，控制元件160的開關162係設置在帽簷120的下表面128，例如在帽簷120的邊緣129。如此，當使用者戴上帽子100時，可以很容易地操作開關162。另外，麥克風170係也設置在帽簷120的下表面128，例如在帽簷120的邊緣129靠近帽體110的位置處。由於此位置很接近使用者的嘴部，因此麥克風可以很清楚的接收到使用者所傳來的聲音。值得注意的是，由於電容式揚聲器所包含的導電板係可由金屬板所構成，因此本發明帽子100的帽簷120可不需要另外設置有支撐層122，而由揚聲器130所包含的導電板來做為帽簷120的支撐層即可，亦即以金屬板所製成的導電板能夠使帽簷120維持一定的形狀。

為了避免裝飾層124與支撐層122分離，可在鄰近支撐層122邊緣的附近，將裝飾層124利用一車縫線121縫在支撐層122上，因此在介於車縫線121與支撐層122邊緣122a之間由支撐層122與裝飾層124所包夾的區域，係形成一容置空間123，控制元件160及麥克風170可放置在此容置空間123內，以固定於帽簷120上。以此方式，控制元件160及麥克風170可固定在此狹小的容置空間123內而無法任意移動。以上述方式，雖然控制元件160及麥克風170被裝飾層124所覆蓋，使用者仍可隔著裝飾層124按壓開關162，而語音亦可穿過裝飾層124清楚地為麥克風170所接收，因此裝飾層124的存在並不會影響控制元件160之開關162的操作以及麥克風170的功能。另外，驅動電路140、無線信號收發模組150與電源180等元件可設置在帽體110內，例如是設在帽體110的內表面116上，當使用者將帽體110戴在頭上時，該些元件並對應到額頭的位置。為了使上述元件能夠固定在帽體110內，帽體110的內表面116上可設置有一容置袋118，而該容置袋118係設置於該帽體的內表面上對應於一使用者額頭之位置。驅動電路140、無線信號收發模組150與電源180等元件則設置在此袋子118內。若本發明之電源180使用到太陽能電池，可將此太陽能電池設置在帽體110的外表面114及/或帽簷120的上表面126上，以接受到充足的光線。

根據本發明之帽子，可為高爾夫球帽、棒球帽 或者是自行車帽，當使用者在戶外活動時，僅需要戴上帽子即可聆聽音樂，並不需要使用到任何的耳機，再配合帽子上所設置的麥克風，更可讓使用者接聽電話。另外，由於本發明係使用薄型的揚聲器，因此可貼附在帽簷上，因此帽子的外觀與一般的帽子無異。除此之外，薄型的揚聲器亦較傳統的動圈式揚聲器省電，因此可以長時間使用而不需要更換電池。再者，由於薄型揚聲器的重量輕，使用者戴上帽子時，帽簷不會因為重量重而下壓，也就不會擋住使用者的視線。

雖然本發明已以前述實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與修改。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧帽子

110‧‧‧帽體

112‧‧‧開口

114‧‧‧外表面

116‧‧‧內表面

118‧‧‧容置袋

120‧‧‧帽簷

121‧‧‧車縫線

122‧‧‧支撐層

122a‧‧‧邊緣

123‧‧‧容置空間

124‧‧‧裝飾層

126‧‧‧上表面

128‧‧‧下表面

129‧‧‧邊緣

130‧‧‧揚聲器

131‧‧‧耳機孔

140‧‧‧驅動電路

150‧‧‧無線信號收發模組

160‧‧‧控制元件

162‧‧‧開關

170‧‧‧麥克風

180‧‧‧電源

190‧‧‧電子裝置

300‧‧‧揚聲器

320‧‧‧駐電振膜

322‧‧‧薄膜主體

324‧‧‧電極層

340‧‧‧導電板

342‧‧‧開口

350‧‧‧間隔部

400a、400b‧‧‧揚聲器

420a、420b‧‧‧駐電振膜

422‧‧‧薄膜

422a、422b‧‧‧薄膜主體

424a、424b‧‧‧電極層

440a、440b‧‧‧導電板

442a、442b‧‧‧開口

450a、450b‧‧‧間隔部

462‧‧‧膠材

464‧‧‧膠材

450a、450b‧‧‧間隔部

480a、480b‧‧‧駐電振膜

482a、482b‧‧‧薄膜主體

484a、484b‧‧‧電極層

第1圖：為本發明之帽子的外觀。

第2圖：為本發明之帽子所用到的電子元件的方塊圖。

第3圖：為本發明之帽子所使用到的單振膜揚聲器的剖面圖。

第4圖：為本發明之帽子所使用到的雙振膜揚 聲器的剖面圖。

第5圖：為本發明之帽子的下視圖。

120．．．帽簷

121．．．車縫線

122．．．支撐層

122a．．．邊緣

123．．．容置空間

124．．．裝飾層

128．．．下表面

129．．．邊緣

130．．．揚聲器

131．．．耳機孔

160．．．控制元件

162．．．開關

170．．．麥克風

Claims (15)

1. 一種具有聲音播放功能之帽子，包含：一帽體；一帽簷，由該帽體延伸出，該帽簷包含一支撐層及一裝飾層，該裝飾層覆蓋於該支撐層的一表面上；及至少一揚聲器，設置於該支撐層與該裝飾層之間，該至少一揚聲器係為薄型的電容式揚聲器，包含：一導電板，具有複數個開口；一第一駐電振膜，設置於該導電板的下表面上，該第一駐電振膜具有一第一薄膜主體及一第一電極層，其中該第一薄膜主體帶有靜電荷，且該第一電極層形成於該第一薄膜主體之一下表面上；複數個第一間隔部，夾設於該第一薄膜主體之一上表面與該導電板之間；一第二駐電振膜，設置於該導電板的上表面上，該第二駐電振膜具有一第二薄膜主體及一第二電極層，其中該第二薄膜主體帶有靜電荷，且該第二電極層形成於該第二薄膜主體之一上表面上；及 複數個第二間隔部，夾設於該第二薄膜主體之一下表面與該導電板之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有聲音播放功能之帽子，其中該至少一揚聲器係包含兩揚聲器，用以分別播放一聲音來源所輸出之一左聲道及一右聲道音頻信號。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具有聲音播放功能之帽子，更包含：一驅動電路，與該至少一揚聲器電性連接，用以驅動該揚聲器；及一無線信號收發模組，與該驅動電路電性連接，其中該驅動電路係用以透過該無線信號收發模組接收來自一外部電子裝置的一音頻信號。
4. 如申請專利範圍第3項所述之具有聲音播放功能之帽子，其中該帽體的內表面上設置有一容置袋，該驅動電路與該無線信號收發模組係設置在該容置袋內。
5. 如申請專利範圍第4項所述之具有聲音播放功能之帽子，其中該容置袋係設置於該帽體的內表面上對應於一使用者額頭之位置。
6. 如申請專利範圍第3項所述之具有聲音播放功能 之帽子，更包含：一控制元件，與該無線信號收發模組及驅動電路電性連接，且包含有至少一開關，該控制元件係用以透過該無線信號收發模組將一無線控制信號傳送至該外部電子裝置。
7. 如申請專利範圍第6項所述之具有聲音播放功能之帽子，其中該控制元件的開關係用以無線操作該外部電子裝置上所執行的一多媒體程式。
8. 如申請專利範圍第6項所述之具有聲音播放功能之帽子，其中該控制元件的開關係設置在該帽簷的邊緣上。
9. 如申請專利範圍第8項所述之具有聲音播放功能之帽子，其中該裝飾層利用一車縫線縫在該支撐層上，該控制元件的開關係位在該車縫線與該支撐層邊緣之間由該支撐層與該裝飾層所包夾的區域內。
10. 如申請專利範圍第3項所述之具有聲音播放功能之帽子，更包含：一麥克風，與該無線信號收發模組電性連接，用以產生一語音資料信號，並透過該無線信號收發模組將該語音資料信號傳送至該外部電子裝置。
11. 如申請專利範圍第10項所述之具有聲音播放功能之帽子，其中該麥克風係設置在該帽簷的邊緣上。
12. 如申請專利範圍第11項所述之具有聲音播放功能之帽子，其中該裝飾層利用一車縫線縫在該支撐層上，該麥克風係位在該車縫線與該支撐層邊緣之間由該支撐層與該裝飾層所包夾的區域內。
13. 如申請專利範圍第3項所述之具有聲音播放功能之帽子，更包含：一太陽能電池，與該驅動電路電性連接。
14. 如申請專利範圍第13項所述之具有聲音播放功能之帽子，其中該太陽能電池係設置在該帽簷的表面上。
15. 如申請專利範圍第3項所述之具有聲音播放功能之帽子，其中該驅動電路更用以對該第一電極層與該第二電極層輸入相同相位的一電子訊號。