TWI650023B - 穿戴式通訊裝置 - Google Patents

Abstract

一種穿戴式通訊裝置包含環狀殼體、處理模組、第一壓電元件以及驅動單元。環狀殼體至少一部份為中空並形成空腔。處理模組用以與電子裝置進行無線連線，並接收來自電子裝置之通訊資料。第一壓電元件設置於空腔中。驅動單元用以接收通訊資料並依據通訊資料驅動第一壓電元件，使第一壓電元件震動並產生相應的音訊。

Description

穿戴式通訊裝置

本案係有關一種通訊裝置，特別是一種穿戴式通訊裝置。

近年來，隨著無線通訊科技的進步，無線通訊裝置的相關商品逐漸普及，特別是可穿戴式通訊裝置，如藍牙耳機，藉由通訊裝置與電子裝置之間的無線連線，使用者無須手持電子裝置即可進行無線通訊。

然而，由於穿戴式通訊裝置係以無線的方式與電子裝置進行連線，兩者之間並無實質線路的連接。因此，當使用者取下穿戴式通訊裝置，並將其放置於他處時，穿戴式通訊裝置容易遺失，且當使用者欲進行通訊時還可能因無法及時取出穿戴式通訊裝置而錯過通訊時機。

此外，一般穿戴式通訊裝置僅與電子裝置進行配對並進行連線通話，未有識別或與其他裝置(如電燈、冷氣或音響)配對的功能，於功能上略顯不足。

本案提供一種穿戴式通訊裝置。此穿戴式通訊裝置藉由壓電元件產生的訊號轉換成音訊，且此穿戴式通訊裝置可識別及操控電子裝置以外的設備，擴充穿戴式通訊裝置的功能。

本案穿戴式通訊裝置包含環型殼體、處理模組、第一壓電元件以及驅動單元。環型殼體至少一部份為中空並形成空腔。處理模組用以與電子裝置進行無線連線，並接收來自電子裝置之通訊資料。第一壓電元件設置於空腔中。驅動單元用以接收通訊資料並依據通訊資料驅動第一壓電元件，使第一壓電元件震動並產生相應的音訊。

本案之穿戴式通訊裝置提供多種收音方式及輸出音訊方式的選擇。本案之穿戴式通訊裝置可藉由麥克風或壓電元件來執行收音的動作，並藉由壓電元件及導波管來輸出音訊。

使用者僅需將穿戴於手指、脖子或耳朵的穿戴式通訊裝置接近耳朵以藉由空氣傳輸來自穿戴式通訊裝置之音訊至耳朵，可以避免環境吵雜的干擾。

另外，本案之穿戴式通訊裝置係以無線方式與電子裝置建立連線，無須實質線路的連接，大幅地降低使用者於使用上的不便。再者，本案之穿戴式通訊裝置可製作成微小裝置，穿戴於使用者之手指、脖子或耳朵，易於隨身穿戴，降低遺失的機率。

100、300、500‧‧‧穿戴式通訊裝置

110、310、510‧‧‧環型殼體

120、320、520‧‧‧空腔

130、330、530‧‧‧處理模組

132、332‧‧‧通訊單元

134、334‧‧‧緊急連絡單元

136、336‧‧‧識別單元

140、340、540‧‧‧第一壓電元件

150、350、550‧‧‧驅動單元

160、360、570b‧‧‧固定件

170、370‧‧‧收音單元

180、580‧‧‧轉換器

190、390、590‧‧‧導波管

200、400‧‧‧電子裝置

570a‧‧‧第二壓電元件

BA‧‧‧電池

NC‧‧‧感應線圈

AD1‧‧‧通訊資料

AS1‧‧‧音訊

AD2‧‧‧收音資料

AS2‧‧‧聲波

AS3‧‧‧外部聲音

第1A圖係根據本案第一實施例繪示穿戴式通訊裝置之示意圖。

第1B圖係根據本案第二實施例繪示穿戴式通訊裝置之示意圖。

第2圖係根據本案第一實施例繪示穿戴式通訊裝置之方塊示意圖。

第3A圖係根據本案第三實施例繪示穿戴式通訊裝置之示意圖。

第3B圖係根據本案第四實施例繪示穿戴式通訊裝置之示意圖。

第4圖係根據本案第三實施例繪示穿戴式通訊裝置之方塊示意圖。

第5圖係根據本案第五實施例繪示穿戴式通訊裝置之示意圖。

下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本案所涵蓋的範圍，而結構運作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本案所涵蓋的範圍。此外，圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。

在全篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞(terms)，除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些 用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本揭露之描述上額外的引導。

關於本文中所使用之『第一』、『第二』、...等，並非特別指稱次序或順位的意思，亦非用以限定本案，其僅僅是為了區別以相同技術用語描述的元件或操作而已。

其次，在本文中所使用的用詞「包含」、「包括」、「具有」、「含有」等等，均為開放性的用語，即意指包含但不限於此。

關於本文中所使用之『耦接』或『連接』，均可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸，或是相互間接作實體或電性接觸，亦可指二或多個元件相交互操作或動作。

第1A圖係根據本案第一實施例繪示穿戴式通訊裝置之示意圖。第2圖係根據本案第一實施例繪示穿戴式通訊裝置之方塊示意圖。如第1A圖所示，穿戴式通訊裝置100包含環型殼體110、處理模組130、第一壓電元件140以及驅動單元150。

一實施例中，驅動單元150亦可整合於處理模組130中，本案不以此為限。環型的穿戴式通訊裝置100可以製作為類似戒指、手環、項鍊或耳環的型態，而被穿戴於使用者身上，本案不以此為限。

環型殼體110至少一部分為中空並形成一空腔120。如第1A圖所示，環型殼體110在剖面示意圖中具有 內環及外環，空腔120位於內、外環之間，但本案並不以此為限。於一實施例中，環型殼體110之內、外環僅為示意性的靠近圓心的內側邊緣及遠離圓心的外側邊緣，並非實體的兩個環型實體組件。

上述環型殼體110僅示例性的繪示一圓環，本領域通常知識者可依據實際需求變更環型殼體110的形狀。舉例而言，環型殼體110可為內圓外方或是外側採用多邊形(例如八邊形)的結構，也可為具有一開口的環型結構(如第1A圖所示)，但皆不以此為限。

處理模組130設置於空腔120內。處理模組130包含一通訊單元132用以與電子裝置200建立無線連線。通訊單元132包含藍牙電路、WiFi電路、WiFi-Direct電路、Zigbee電路或具相等性之其他近距離通訊電路。於一實施例中，通訊單元132用以與電子裝置200進行配對，當完成配對之後，通訊單元132用以在穿戴式通訊裝置100與電子裝置200之間建立無線連線，使得處理模組130得以接收來自電子裝置200的通訊資料AD1或將收音資料AD2傳輸至電子裝置200。

一實施例中，該電子裝置200可為一行動電子裝置、一家電裝置、一車用裝置等，本案不以此為限。

第一壓電元件140設置於空腔120內，用以於接收到一電壓值時，產生震動並依據上述電壓值產生音訊AS1。

驅動單元150設置於空腔120內，電性連接處理模組130及第一壓電元件140，用以接收處理模組130所輸出 之通訊資料AD1並依據上述通訊資料AD1輸出一電壓以驅動第一壓電元件140，使得第一壓電元件140震動並依據上述電壓產生相應的音訊AS1。

在一實施例中，如第1A圖所示，穿戴式通訊裝置100更包含固定件160。固定件160設置於空腔120內，用以連接第一壓電元件140與環型殼體110，使得第一壓電元件140震動時，第一壓電元件140藉由固定件160帶動環型殼體110，使穿戴式通訊裝置100一併震動。

值得注意的是，第1A圖僅示例性地繪示固定件160設置於空腔120內且緊貼環型殼體110的內環，本領域通常知識者可依據實際需求變更固定件160與環型殼體110的連接位置。舉例而言，固定件160可設置於空腔120內且緊貼環型殼體110的外環，但不以此為限。

以下舉一個操作上的例子以說明穿戴式通訊裝置100與電子裝置200之間的互動關係。當電子裝置200收到來自電信基地台的來電通知時，電子裝置200藉由無線連線將特定的通訊資料AD1傳輸至通訊單元132，其中，通訊資料AD1的內容可為音訊資料，如震動或特定的鈴聲，也可以是非音訊的資料，如電子資料，本案不以此為限。

接著，通訊單元132輸出通訊資料AD1至驅動單元150。然後，驅動單元150依據通訊資料AD1產生電壓來驅動第一壓電元件140，使得第一壓電元件140震動並產生相應的音訊AS1(如震動或特定的鈴聲)。應用到骨傳導技術(Bone conduction)，使用者可由穿戴於手指上的穿戴式 通訊裝置100的震動或發出的聲響得知目前有來電。

一實施例中，若通訊資料AD1的內容為非音訊的資料，驅動單元150同樣也是依據該通訊資料AD1產生電壓來驅動第一壓電元件140，使得第一壓電元件140震動並產生相應的音訊AS1，該通訊資料AD1亦可以透過載波的方式附在音訊AS1上，本案不以此為限。

上述穿戴式通訊裝置100可如飾品般穿戴於使用者之手指，當有來電時，使用者可輕易地藉由穿戴式通訊裝置100的震動或聲響獲得來電提示，降低使用者放置通訊裝置於包包或口袋而漏接來電的機率。

接著，使用者藉由手勢、按下穿戴式通訊裝置100上的接聽按鈕(未繪示)或聲控方式，將一接聽指令或音量控制指令傳送到穿戴式通訊裝置100，接著透過穿戴式通訊裝置100上的無線連線轉發給電子裝置200。於一實施例中，接聽按鈕可為實體按鍵式、觸控按鍵式、旋轉式等，本案不以此為限。

收到接聽指令或音量控制指令之後，電子裝置200藉由無線連線將通訊資料AD1(內容可對應來電發話端的通話內容)傳輸至通訊單元132。接著，通訊單元132輸出通訊資料AD1至驅動單元150。然後，驅動單元150依據通訊資料AD1依序產生相應的電壓來驅動第一壓電元件140，使得第一壓電元件140震動並產生相應的音訊AS1。

此時，使用者僅需將穿戴式通訊裝置100接近耳朵即可聽到第一壓電元件140所產生的音訊AS1。此外，若 使用者處於較吵雜的環境中，可將穿戴式通訊裝置100的環型殼體110直接接觸耳朵以獲得較大的音量。

在另一實施例中，穿戴式通訊裝置100更包含收音單元170。收音單元170設置於空腔120內，電性連接處理模組130。收音單元170用以接收外部聲音AS3且轉換外部聲音AS3為收音資料AD2，並將收音資料AD2輸出至處理模組130，進而透過處理模組130之通訊單元132藉由無線連線傳輸收音資料AD2至電子裝置200。

收音單元170更包含防水麥克風。如第1A圖所示，於環型殼體110的外環鄰近收音單元170之麥克風處開設一開口，上述開口用以使外部聲音AS3得以無障礙地通過開口並傳輸至麥克風，以利麥克風完整地擷取外部聲音AS3。

於一實施例中，當電子裝置200收到來自電信基地台的來電通知，並使穿戴式通訊裝置100發生震動或發出鈴聲時，使用者可透過穿戴式通訊裝置100上的收音單元170以聲控方式產生接聽指令，以回傳至電子裝置200。

接著，當收到接聽指令之後，電子裝置200藉由無線連線將通訊資料AD1(內容可對應來電方的通話內容)傳輸至通訊單元132。於此同時，穿戴式通訊裝置100上的收音單元170可將使用者講話的內容，轉換成收音資料AD2回傳至電子裝置200，以實現與另一來電發話端之間的對話。

然而，穿戴式通訊裝置100回傳至電子裝置200的 收音資料AD2，並不僅以產生接聽指令以及回傳使用者對話內容為限，實際應用中，收音單元170接收的收音資料AD2亦可為開啟特定應用程式(如電子郵件)之聲控指令、查詢資訊(天氣、日期、匯率等)之聲控指令或是使用者的身分資訊(例如聲紋辨識資料)用以辨識使用者身份，本案不以此為限。

另一方面，電子裝置200傳送至穿戴式通訊裝置100的通訊資料AD1亦不以來電通知及對話內容為限，實際應用中，穿戴式通訊裝置100接收之通訊資料AD1亦可為特定應用程式產生的音訊檔(如電子郵件的逐字讀稿語音)、特定資訊的語音報導(天氣、日期、匯率等)或是電子裝置200產生的音效提示或警報等，本案不以此為限。

第1B圖係根據本案第二實施例繪示穿戴式通訊裝置之示意圖。穿戴式通訊裝置100更包含轉換器180及導波管190。轉換器180電性連接處理模組130，用以轉換來自處理模組130的通訊資料AD1並輸出為聲波AS2。導波管190用以傳輸設置於其內的轉換器180所輸出的聲波AS2，以降低聲波AS2於傳遞過程中受外界環境干擾的機率，本案不以此為限。

一實施例中，如第1A、1B圖所示，導波管190設置於環型殼體110的外環外，且導波管190垂直於環型殼體110所形成的平面，使得使用者配戴穿戴式通訊裝置100於手指時，導波管190平行於使用者的手指，本案不以此為限。導波管190亦可根據實際裝置的外觀設計，以任何 造型形成於穿戴式通訊裝置100上，只要能達成相同傳導效果，外觀並不以此為限。

一實施例中，當穿戴式通訊裝置100與電子裝置200建立無線連線後，使用者藉由手勢、按下穿戴式通訊裝置100上的接聽按鈕(未繪示)或聲控方式使穿戴式通訊裝置100獲得接聽指令，電子裝置200藉由無線連線將通訊資料AD1傳輸至通訊單元132，本案不以此為限。

接著，通訊單元132輸出通訊資料AD1至轉換器180，使得轉換器180依據通訊資料AD1輸出聲波AS2。此時，使用者僅需將導波管190的開口接近耳朵即可聽到轉換器180所產生的聲波AS2，本案不以此為限。

一實施例中，如第2圖所示，處理模組130更包含一緊急連絡單元134。緊急連絡單元134用以藉由無線連線發送一緊急連絡信號至電子裝置200，使得電子裝置200自動撥出緊急電話或緊急訊息，本案不以此為限。

舉例而言，當使用者按下環型殼體110上之緊急按鈕(未繪示)時，緊急連絡單元134發送緊急連絡信號至電子裝置200，使得電子裝置200自動撥出緊急電話或緊急訊息。上述緊急電話可依據使用者的實際需求自行設定，撥出對象可為親友、警察局或電信公司，但皆不以此為限。

一實施例中，穿戴式通訊裝置100亦可具有一定位模組(未繪示)，用以提供一位置訊號，當電子裝置200不具有定位資訊的時候，緊急連絡單元134除了發送緊急連絡信號至電子裝置200，也會同時發出位置訊號至電子裝置 200，進而提供緊急聯絡使用，本案不以此為限。

處理模組130更包含一識別單元136。識別單元136用以輸出識別信號使得外部裝置(例如電視、燈管、門鎖等智慧家電或車輛的行車電腦等，未繪示於圖式中)得以識別穿戴式通訊裝置100，進而穿戴式通訊裝置110無線地操控外部裝置。在一實施例中，上述識別單元136可為近場通訊(NFC；Near Field Communication)裝置或射頻無線辨識(RFID；Radio Frequency Identification)裝置，但皆不以此為限。

舉例而言，當近場通訊(NFC)裝置應用於識別單元136時，使用者配戴穿戴式通訊裝置100接近一外部裝置(如電視、電腦、音響或燈具)，穿戴式通訊裝置100藉由其內的識別單元136發送識別信號使得上述外部裝置識別穿戴式通訊裝置100，並執行啟動或關閉的動作。

當射頻無線辨識(RFID)裝置應用於識別單元136時，配戴穿戴式通訊裝置100於手指的使用者無須接近外部裝置，僅於外部裝置之一特定範圍內即可使得外部裝置藉由識別單元136所發出之識別信號來識別穿戴式通訊裝置100，並執行啟動或關閉的動作。

在一實施例中，如第1A圖所示，穿戴式通訊裝置100更包含一電池BA及一感應線圈NC。於一實施例中，感應線圈NC為無線充電用之接收線圈，其可包含磁芯以及纏繞於磁芯上的感應線圈或是僅包含感應用的接收線圈。感應線圈NC用以感應周遭的磁場變化，並將磁場變化轉為 電能，藉此對電池BA進行充電。此外，通訊裝置100中用以對電池進行充電的裝置可為光電板(photovoltaic)，不限於本案的感應線圈NC。

操作上，當穿戴式通訊裝置100接近或置放於無線供電模組(無線充電座)時，無線供電模組內的線圈產生隨時間變化之磁場，使得穿戴式通訊裝置100內的感應線圈NC感應周遭的磁場變化並轉為電能對電池BA進行充電。如此一來，穿戴式通訊裝置100上不需要設置額外的充電插槽，以免佔用穿戴式通訊裝置100上有限的體積，本案不以此為限。

第3A圖係根據本案第三實施例繪示穿戴式通訊裝置之示意圖。第3B圖係根據本案第四實施例繪示穿戴式通訊裝置之示意圖。穿戴式通訊裝置300包含環型殼體310、空腔320、處理模組330、第一壓電元件340、驅動單元350、固定件360、收音單元370、電池BA以及感應線圈NC。

在本實施例中，環型殼體310、空腔320、處理模組330、第一壓電元件340、驅動單元350、固定件360、收音單元370、電池BA以及感應線圈NC的配置及連接方式與第1A圖所示類似，故在此不贅述。

第4圖係根據本案第三實施例繪示穿戴式通訊裝置之方塊示意圖。如第4圖所示，穿戴式通訊裝置300內部之操作以及與電子裝置400的相關運作皆與第2圖所示類似，故於此不再贅述。

值得注意的是，第1A圖中的導波管190也可設置 於穿戴式通訊裝置100的其他位置，不以第一實施例所示為限。如第3A圖所示，導波管390將第一壓電元件340包含於其內，且具有一開口於環型殼體310之外環，使得導波管390傳輸第一壓電元件340所輸出的音訊AS1(如第3B、4圖所示)，以降低音訊AS1於傳遞過程中受外界環境干擾的機率，本案不以此為限。

此外，於第一實施例中，傳輸於導波管內的是經轉換器轉換而輸出的聲波AS2，而本實施例中自第一壓電元件340輸出的是音訊AS1，音訊AS1無須經由轉換器的轉換，可直接透過導波管390輸出完整的音訊AS1至使用者。

第5圖係根據本案第五實施例繪示穿戴式通訊裝置之示意圖。穿戴式通訊裝置500包含環型殼體510、空腔520、處理模組530、第一壓電元件540、驅動單元550、固定件560、電池BA以及感應線圈NC。

在本實施例中，環型殼體510、空腔520、處理模組530、第一壓電元件540、驅動單元550、固定件560、電池BA以及感應線圈NC的配置及連接方式與第1A圖所示類似，故在此不贅述。

值得注意的是，於本實施例中，穿戴式通訊裝置500更包含第二壓電元件570a及固定件570b。第二壓電元件570a設置於空腔520內，藉由固定件570b連接環型殼體510之內環，且第二壓電元件570b電性連接處理模組530。

第二壓電元件570a用以接收外部聲音AS3之震動 並據以產生相對應電壓而形成收音資料AD2，使得收音資料AD2透過處理模組530藉由無線連線傳輸至電子裝置。

另外，當上述第二壓電元件570a不執行收音動作時，第二壓電元件570a可用以檢測使用者的生理信號。舉例而言，使用者手指內的脈搏可藉由固定件570b傳輸至第二壓電元件570a，使得第二壓電元件570a依據脈搏的震動產生相對應的電壓。接著，處理模組530接收上述電壓並傳輸至電子裝置，本案不以此為限。

本案固定件160、360、560、570b與壓電元件140、340、540、570a結合的方式不受限，可以如第1A、3A圖或是第5圖所示固定件160、360、560、570b一端接內環，另一端接壓電元件。另一方面，固定件160、360、560、570b也可以是薄膜的型態，壓電元件二端分別透過二個薄膜連接至外環，而產生一封閉空間，該封閉空間可以視為一個音箱空間，進而增加音效的品質，本案不以此為限。

綜上所述，本案之穿戴式通訊裝置係以無線方式與電子裝置建立連線，無須實質線路的連接，大幅地降低使用者於使用上的不便。同時，本案之穿戴式通訊裝置提供多種收音方式及輸出音訊方式，且透過結合識別單元更可使得外部裝置識別穿戴式通訊裝置，或是結合第二壓電元件來檢測生理訊號，更可增加本案之穿戴式通訊裝置的使用功能。

雖然本案已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本案，任何本領域具通常知識者，在不脫離本案之精神 和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本案之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (9)

1. 一種穿戴式通訊裝置，包含：一環型殼體，該環型殼體至少一部份為中空並形成一空腔；一處理模組，設置於該環型殼體，用以與一電子裝置進行無線連線，並接收來自該電子裝置之一通訊資料；一第一壓電元件，設置於該空腔中；一驅動單元，設置於該環型殼體，用以接收該通訊資料並依據該通訊資料驅動該第一壓電元件，使該第一壓電元件震動並產生相應的一音訊；以及一第二壓電元件，設置於該空腔中，且該第二壓電元件電性連接該處理模組，其中，當該第二壓電元件執行一收音動作時，該第二壓電元件接收外部聲音之震動並據以產生相對應電壓而形成收音資料，使得該收音資料透過該處理模組傳輸至該電子裝置，當該第二壓電元件不執行該收音動作時，該第二壓電元件用以檢測使用者的生理信號。
2. 如請求項1所述之穿戴式通訊裝置，更包含：一固定件，設置於該空腔內，用以連接該第一壓電元件與該環型殼體。
3. 如請求項1所述之穿戴式通訊裝置，其中該收音單元更包含： 一麥克風；其中該環型殼體鄰近該麥克風處開設一開口。
4. 如請求項1所述之穿戴式通訊裝置，更包含：一轉換器，用以將來自該處理模組之該通訊資料轉換為一聲波；以及一導波管，設置於該環型殼體外，用以傳遞該聲波。
5. 如請求項1所述之穿戴式通訊裝置，其中該處理模組更包含：一緊急連絡單元，用以發送一緊急連絡信號至該電子裝置。
6. 如請求項1所述之穿戴式通訊裝置，其中該處理模組更包含：一識別單元，用以輸出一識別信號使得一外部裝置得以識別該穿戴式通訊裝置。
7. 如請求項6所述之穿戴式通訊裝置，其中該識別單元為一近場通訊(NFC)裝置或一射頻無線辨識(RFID)裝置。
8. 如請求項1所述之穿戴式通訊裝置，更包含：一電池；以及一感應線圈，用以對該電池進行充電。
9. 如請求項1所述之穿戴式通訊裝置，其中該驅動單元整合於該處理模組中。