TW307977B - - Google Patents

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五、發明説明（1 ) A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 相關之同在申請裎序中之申讀案之相互參考資料 本申凊案爲美國專利申請案第08/29773〇號之後續案，此 美國申請案由M〇oney等人申請，名稱爲「輕便接收機用之 雙重模式轉換器」’此專利案已讓予本案之受讓人。 在申請程序中之相關專利申請案，包括本案代理人案 號:PT〇〇51：>V之專利中請案，此拳利+請案係與本案同時 申μ，申请人爲McKee等人，名稱爲「質量激勵之聲響裝 置」，另包括本案代理人案號爲ρτ〇〇529ν之專利申請案， 此專利+ 5青案係與本案同時+請，申請人爲取由等人，名 稱爲「慣性聲響拾取」，此二中請案均讓予本案之受讓人 〇 發明之範圍 本發明一般關於供m氮痤n用之電予驅動器，更 具體言之，係關於使用曼登至及非線性硬化共振彈 α振電樞屋羞。 ———————---——〜 "" *—一+ 發明之背景 ‘輕便無線電電話，例如袖珍細胞式電話及第二代（CT 2) 熟塞繩電話，特別係由於此種輕便無線電話.之體積及成本 業‘”二減y，已逐渐爲人所樂用。現今之輕便無線電電話係 使用聲晋振鈐信號，以警告輕便無線電電絲使用者有電話 打進=。然而，使用聲音振鈐信號有其缺點。其中一種缺 點爲當輕便無線電電話置於口袋中隨身攜帶時，一聲音振鈐_ “號$〜-因，進而使輕便無線電電話使用者漏失打進 來炙π活。此外，很多生意場所，例如戲院餐廳，佯禁止 ______ -4- 本紙張尺度朗中關家標準（CNS ) Α4雜UlGx297^iT~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

J .裝. 訂 '泉 A 7 B7 307977 五、發明説明（2 ) 使用備有聲音振鈐信號之裝置，因爲此種聲音振鈐信號對 於該等場所之其他顧客會造成千擾。 C ·裝— t (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁 可用以提供振動式警告信號之觸覺或無聲之警告裝置， 於例如爲傳呼機之輕便型通話裝置中，業已使用相當長時 期。於先前技術之輕便通話裝置中可選用之觸覺警告裝置 ，係爲一種由馬達驅動，具偏心重量之振動器此種以馬 達驅動，具偏心重量之驅動振動器，雖然已證明可適用於 很多輕便型通話裝置中，但是由於安攀_馬達需要太^間 ’逆ik...复乏於灵土里彳無遵真電話。此外，大 多數輕便型無線電電話所使用之電池壽命極爲有限，使用 馬達驅動之偏心重量振動器需要消耗相當大電流以維持操 -3 作，如此會進一步減少此種輕便型無線電電話可用之操作 時間。 迄今已揭示有各種不同之線性共振彈簧及非線性硬化彈 黄共振電樞系統，以其用爲觸覺警告裝置，然而每—種此 等裝置均受限於究竟能以可靠方式提供多少觸覺能量。由 於主要使& 4： § g, 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 因乂.多嚴i：..控41墨_愈1|—喪，以確使有峰値之能量輸出a另 由於主要使透一,,坐電樞系統之觸覺警告裝 置」糸之有Λϋ.苎更出，因而複5_ίΓ 步i—t、L以其以可靠方式.提供最大觸覺能量輪出。 ' 因此現今所需者，爲供觸覺警告裝置所用之電子驅動器 ，此等警告裝置使用線性共振彈簧及非線性硬化彈簧共振 電樞系統。 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X 2974^^7 經濟部中央標準局員Η消費合作杜印裝 A 7 '~~ —--———-— ___ 五、發明説明（3 ) 發明之簡述 根據本發明之第—具體實例，一電子驅動器用於一 ............一 1 '4 器，趋i至矣.歲^! I皂括一立遂竺里Jt彈1巷 15 ’此系統具有—基本型式.„5共振„頻率及包括數 ；-平、面i線彈、声後^牛’ ^等彈發構件連結至懸置於一電 磁驅動器内之一磁性傳動質量以產生一磁場，此電子驅動 器包括一掃描頻率信號產生器以產生一掃描頻率輸出信號 ’ ，此驅動器具有耦合至該掃描頻率信號 產生器之一輸入，另具有耦合至該電磁驅動器之—輸出， 用以響應於掃描頻率輸出信號而產生.一掃描頻率電磁場， 褚此由掃描頻率電磁場所產生之磁傳動質量之運動，可經 由數個平面非線性彈簧構件及電磁驅動器而變換成觸覺能 量，此说量在高於基本型式共振頻率之—频率處有最大値 〇 根據本發明之第二具體實例，一 ϋ驅血器包名二瓦繁 二此振盪器產生一輸出信號，此振i器具有響 應於頻率控制信號之一輸入用以控制_輸出信號之頻率； 動晏有权合至可變频率振I器之輸入及產生 一輸出信號，此輸出信號耦合至包括—電磁驅動器之一轉 換器、電磁驅動器響應於所產生之輸出信號之頻率而產生 —電磁場，此一電磁場致使懸置於電磁驅動器中之磁傳動 質量之產生運動，磁傳動質量之運動經轉換爲觸覺能量， 一觸覺能量監視器耦合至電磁驅動器，用以監視設於電磁 驅動器中之磁傳動質量之琛動所產生之觸覺能量之位準， _____ · 6 - I紙張尺度適财gin轉A4规格(21QX^7i^y"~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

五、發明説明（ 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 ‘ '響應於此監視結果而產生頻率控制信號，進而使由 轉換器產生之觸覺能量增至最大。 根據本發明之第三具體實例，一觸覺警告系絲紅姑 臀婺土驻麥 •，收 ^ ——— ———u ----- / 一，b警告裝置包括—非線性硬化彈簧共振電樞 ''統’此電框系統包括數個非線性彈簧構件，肖簧構件核 合至懸置於電磁廳系 ，觸螯馨“ 傳動質量以產生-電磁場 觸覺警σ系統另包括—掃描頻率信號產生器，以其產生 :描頻率輸出信號，一觸覺警告裝置驅動器，此驅動器 輸人’以其搞合至掃描頻率信號產生器，—辆合至 驅動器之輸出’用以響應於掃描頻率輸出信號而產生 電磁場’藉此，磁傳動質量之運動由掃描頻率 野 並經由數個平面非線性彈簧構件及電磁驅動器 而轉換成觸覺能量以產生觸覺警告。 ㈣器 所3 Γ之第四具體實例’ 'n—ϋ用—I將其 所运人s巧覺能量使成爲最大，此姿姑a t 〜 —.................................................**·0 /X —- pfS 选 tL· 处 置/告裝置包括—非線性，硬化彈#共振電樞系统y:, ==括數：平面非線性彈齋構件，彈簧構件_合至二 . 量及猎此懸置於產生一電磁場之一電磁驅動器中 ’此觸覺警告系統尚包括一觸覺警告驅動器，驅㈣有— 輸入耦合至可變頻率振盪器，另有—輸出 有 器用~..以響應於所產生之輸出信號疋…一:.致# ⑺'.…-............................................-.，r 77 度生一常磁媒， 因此’磁傳動質量之運動由電磁場而產’生、:-且經-由數：

面非線性彈簧構件及電磁驅動器而轉變成用以產生 警告之觸覺能量，此觸覺系統另包括—觸覺能量監视器I 7- 本紙張尺度適用中國國家棣準（CNS ) a4^袼（210X 297公釐 f -^— (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-» | -------- 五、發明説明（ A7 B7 乾視器搞合至電磁驅動器及監視由磁傳動質量所產生之觸 覺能量之位準，響應於監視之結果而產生頻率控制信號， 以使自觸覺警告裝置所送交之觸凳能量增至最大。 圖式之簡要説明 圖1爲用於一電磁共振振動器中之一平面非線性彈簧構件 之俯視圖，此振動器可由根據本發明之一電子驅動器所驅 動。 圖2為用於一雙重型式之轉換器中之—改良型非線性彈簧 構件之俯視圖，此轉換器可由根據本發明之—電子驅動器 所驅動。 圖3爲沿圖2之線1 - 1所取之改良型非線性彈簧構件之横 截矿®。 、 圖4爲雙重型式轉換器之俯視圖，此轉換器可由根據本發 明之一電予驅動器所驅動。 圖5爲沿圖4之線2-2所取之雙重型式轉換器之後截 面圖 n -- - --- I .......- f— 11 I I—^n I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部中央標準局員工消费合作杜印製 圖6爲一圖解，圖中將線性共振振動器系統與雙重型式轉 換器之振幅對於基本頻率之響應加以比較3 . 圖7爲一圖解，例示對於使用—硬化彈簽共振電樞系統、 雙重型式轉換器而言，其脈衝輸出爲頻率函數之情形’又 圖8爲使用圖4及5之雙重型式轉換器之個人輕θ便型益 電電話之正交前視圖。 上热綠 圖9沿圖8之線3-3所取之橫戴面圖，例示雙重轉換器^ 置於輕便型無線電話外殼中之情形。 女 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ297·^ϊ^ 1 戒 8- Λ 7 87 經濟·部中央標率局員工消費合作社印裝 五、發明説明（6 ) - 圖10爲圖8中使用雙重型式轉換器之輕便型無線電電話 之電方塊圖，此轉換器可由根據本發明之電驅動器所驅動 〇 圖1 1爲一圖解，例示恨據本發明之雙重型式之轉換器之 頻率響應。 圖12爲根據本發明之信號發送圖。 圖1 3爲一電方塊圖，例示用於根據本發明之第一具體實 例之一電磁共振轉換器之電子驅動器之電方塊圖。 圖14例示根據本發明之第一具體實例，由圖丨3中之電子 驅動器所產生之第—組波形。 圖丨5例示根據本發明之第二具體實例，由圖】3中之電予 驅動器所產生之第二組波形。 圖16爲根據本發明之第二具體實例，用於一電磁共振轉 換器之電于驅動器之電方塊圖. 圖1 7例示圖1 6中根據本發明之電子驅動器之典型操作 波形。 圖1 8進一步例示圖} 6中根據本發明之電子驅動器之 型操作波形。 ' 圖1 9爲波形圖，例示圖1 6中根據本發明之電子驅動器 之操作情形。 圖2 0亦係根據本發明之第二具體實例之用於—電磁共 振轉換器之電子驅動器之電方塊圖。 圖2 1顯示根據本發明之—橋接電子驅動器。 圖2 2顯示根據本發明之—單一供應電子驅動器。 — _―… -9 _ 本紙張中國國家標準（CNS ) Α4ί^Γ2Ϊ〇^Ι^Τ~ (請先閲讀背面之注意事項再填轉本頁) 裝 、va r泉 ----- ----- Λ 7 Β7 五、發明説明（ 圖23顯示根據本發明> 德 赞明雙重供應電子驅動器。 較佳具艘實例之說明 、圖1顯示一平面彈簧構件100之俯 a 本發明之電子驅私哭上 s此構件被根據 振動器巾1 Γ 時，此構件可科—電磁共振 色ί土负二雙―氣警告裝置操作。此丰品dfc Α —............ 件1 〇〇且右ϋ @ 此十面非線性彈簧構 Γ内ΓΓ"形彈黃構件1〇2,彈簧構件呢具有一圓 乂仫04及圓形外徑1〇6，因而補：成JL t + 办「^ 、 40稱成具有大致爲均勻寬 又 X」之彈簧構件’平面圓形？1蕃达从 爲均「… 構件1G2經由具有大致 面區I 之端部約束部分職耦合至—中央平 面£域110及一平面周邊 邊匚域卡面彈簧構件之相對厚 又为為平面圓形構件1〇2之〇 25}<倍。 :使用電磁共振振動器而用於—觸覺警告 Γ面彈簧構件可提供垂直μ央平面區域運動之恢復力 :種择動态例如於美國專利第5 107 540號中所説明者 2專利於1992年4月21日頒予M_y等人，其名稱爲「電 =振振動器」，此專利之受讓人亦爲本發明之受讓人。該 “平面彈簧構件提供—垂直於該中央平面區域U❾移動方 向之回復力。 圖2爲一改良型平面非線性彈簧構件3〇〇之俯視圖，此構 件可應用於一電磁共振振動器中，例如可用爲一雙重型式 轉換器操作’其操作情形將於後文中説明，此構件可由根 據本發明〈電子驅動器驅動。半面非線性彈簧構件綱具有 大致爲圓形之彈簧構件302，彈簧構件3〇2具有橢圓形内徑 4及圓形外徑306 ’因而g成具有非均勻寬度之彈簧構件 10· I ------1T------^" (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 本紙張从朝 ( cns ) A4%iTT^7^¥ Λ 7 - --- -Β7 五、發明説明（8 ) ~~ ~ ~ ，宽度r 2X」爲鄰接端部約束部分3〇8之區域中之最寬部分 ，此寬度逐潮變細，而達到實質上爲圚形之平面彈簧構件 302又中點314之寬度「X」處3實質上爲圓形之平面彈簧構 件302經由具有大致爲均勻寬度『2 57χ」之端部約束部分 j〇8，而耦合至一中央平面區域31〇及一平面周邊區域η]。 圖3爲沿圖2之線1·1所取之截面圖。如圖示，改良型非線 性彈簧構件300之厚度例如可爲圓形平面彈簧構件3〇2之「 0.43Χ」倍。將可察知者，平面非線性彈簧構件3的之整體 大小及厚度均影響電磁共振振動器之共振頻率。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 圖4爲雙重型式轉換器6〇〇之正交傳視圖（電路板2〇6已經拿 掉）此轉換器可使之當作電磁共振振動器操作並且可由根 據本發明之電子驅動器驅動。圖4中顯示—線圈模型6〇2， 此線圈模型之直徑例如約〇 7吋（17 78毫米），此線圈模型於 其中包容一電磁線圈604(見圖5)，線圈6〇4具電磁驅動器功 能，用以響應於例如爲聲音輸八信號之—激勵信號而產生 一交變磁場。線圈模型602使用傳統之雙重散粒噴射模製技 術’使用例如爲填充有30%玻璃之液晶聚合物塑膠材料，此 塑膠材料將電磁線圈604，除去接頭626之外，全部予以包 圍接頭626用作與電磁線圈604之電連接*將可察知者， 亦可使用其他之塑膠材料製作線圈模型6〇2。線圈模型6〇2 圍繞平面周造區域608而形成二平面周邊座面63〇，二平面 懸置構件610支承於此平面周邊區域608之上，線圈模型6〇2 另外包括8個鄰接之模製凸面63 2，凸面632用以將平面释置 構件610 ,利用例如加熱或埤音波之打標樁製作方法，導引 -11 - 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNsTa4規格—「21 οX 297—公* ) 307977 at Β7 五、發明説明（9 ) 及固定於平面懸置構件之上。 二平面懸置構件610各自包括4個以規則方式圍繞一中央 平面區域之獨立平面非線性彈簧構件612 ,中央乎面區域 614亦使用打標樁製作方式將活動質量616定位及扣接於二 平面懸置構件610之上。獨立平面非線性彈簧構件612，有 如以上就圖4所說明者，係經界定具有—圓形外周邊及一橢 圓形内周邊。平面懸置構件610係由金屬板製成，其材料例 如爲Sandvik™ 7C27M02不銹鋼麻田散鉻鋼與4目之合金，或 爲17-7PH，經熱處理之CH900沈殿硬化之不銹鋼。將可察知 者亦可使用其他材料3金屬板厚度之實施較佳者爲〇 〇〇2吋 (0.0508毫米）厚，平面懸置構件之實施之較佳者係由化學蝕 刻或機製切削技術製成。活動質量6! 6使用傳統之赛铸技術 製成’使用之材料爲「Zatnak 3 J鋅壓鑄合金，當然，如可 察知者，亦可使用其他材料。 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 雙重型式轉換器600之元件之配置方式爲可使活動質量61 6 沿垂直於二平面懸置構件610之平面向上與向下移動，此種 移動受到垂直平面非線性彈簧構件6丨2響應於此移動所提供 之恢復力之限制。活動質量6.16之形成情形爲.具有設定形狀 之槽，俾於活動質量616行進期間，可使活動質量616經過 及圍繞獨立平面非線性彈簧構件6丨2延伸，因此在可能無設 定开;？狀之槽618之情況下’提供較欠之雙重型式轉換器6〇0 之免量對體積比値。活動質量61 6所用之驅動力，係由4個 徑向極化永久磁鐵620產生，磁鐵620附裝於活動質量6〗6之 上並以磁性方式轉合至電蹲線圈。永久磁鐵620使用釤 ___ -12- 1紙張尺度適弁]中國國家標準（CNS ) A4規格__( 210Χ29·7公廣_)~~ 五、發明説明（l〇 ) 始製成’具有28-33最大能量產品（Maximum Energy Product) 並經磁化以產生8K-11K奥斯特保磁力。二平面懸置構件610 ’活動質量616，4個永久磁鐵620，構成爲雙重轉換器600用 之一共振電樞系統。 圖4中所示之—額外構件 此等突出部分沿垂直於線圈模型602之每一表面（頂部及底 邵）之方向突出，用以壓縮接靠平面懸置構件6】0之平面周 邊區域608。徑向突出部分，在平面懸置構件610利用位於 扭向突出邵分622之每一突出部分之任一側的凸面632以附 裝於泫線圈模型602之表面後，該徑向突出部分622預加負 載肩平面周邊區域608。凸面63 2利用加熱或超音波而成標 格’以將平面懸置構件61〇固定於線圏模型6〇2之平面周邊 區域，預加負載之目的爲防止在雙重型式轉換器6〇〇操作期 間產生高頻率音頻寄生振動。 參看圖5，自圖4中雙重型式轉換器600之線2-2所取之截面 圖可π楚顯τκ —空氣隙624。空氣隙624圍繞活動質量616( ' 示出,）因而可使活動質量616沿垂直於二平面懸置 ^件Γ ^平面〈方向移動3在操作期間’電磁線圈604， =實相等於磁傳動質量636之基本共振頻率之頻率，產 生人變磁場，此磁場之極向平行於通過磁傳動質量幻6中 62^^泉Μ :磁傳動質量636包括活動質量6丨6，水久磁鐵 面懸置構件610 ,當驅動信號耦合至電磁線圈⑽ ，即產生交戀磁0 ^ t 频率驅動信號，：其ΓΗ"施之較佳者爲—掃描低 以其用馬產生―觸覺警告，亦可爲- 307977 at ______ 87 五、發明説明（11 ) 驅動信號以產生一聲音響應。所產生之交變磁場以磁性方 式接合至4個永久磁鐵620，此等磁鐵以電磁方式镇合至活 動質量616。磁耦合施—交變之激勵力量於共振電樞系統 636<上，且當有掃描低頻率信號或聲音信號時，致使磁傳 動質量636沿平行於軸線7〇6之位移方向振動當雙重型式 轉換器600安裝於例如爲個人輕便型無線電電話之—裝置中 時，且因此雙重型式轉換器6〇()以其軸線7〇6置於垂直於使 用者身體之方向時，則在較之傳統振動器所需功率爲小之 輸入送至雙重型式轉換器6〇〇時，仍可以有利方式產生強力 之觸覺響應。之所以能獲致此種效率之增加，係由於根據 本發明之雙重型式轉換器6〇〇能克服很多與早期振動器相關 之浪費功率之特性。 雖然根據本發明之較佳具體實例，係使用靈座線 6 04 ，但亦可 使用其他裝置’例如壓電裝置，以產生交變激勵力量。 圖6爲一圖解8〇〇，用以將雙重型式轉換器600之位移對於 $本頻率響應作—比較，轉換器6〇〇係當作一電磁共振振動 器及相等之線性共振振動器而操作。線性共振振動器包 經濟部中央標隼局員工消費合作社印裝 4-裝—— (碕先閲^背面之注意事項4嗔寫本耳、 ι· I > -*s 括身彈簧構件，此彈簧構件連接至一磁傳動質量及懸 置於一電磁驅動器之内，， 頻率響應曲線802顯示線性共振振動器被例如爲〇 9伏特激 勵毡壓所驅動，此振動器響應於此激勵電壓於中心驅動頻 率85赫處產生〇'〇35吋（〇 89毫米）峰値位移以及相當於”克 之脈衝輸出，此輸出係自下式計算而得： -------- - -14 本紙張尺度顧 } (2i〇xl^i^r 經濟部中央樣隼局買工消費合作社印製 A7 —---- --B7 五、發明説明（12 ) ~~~ g's=0.10225(d)(f)2 式中 g爲系統所產生之脈衝輸出 d 爲振動質量之位移 f 爲驅動頻率 如頻率響應曲線8 02所示’線性共振振動器爲高卩俊，脈 衝輸出在峰値中心頻率二侧迅速滑落。|因此磁傳動質量之 位移於預定共振頻率處有最大碴，應極度小心以確使驅動 頻率受到控制，俾可與峰値中心頻道匹配以使脈衝輸出成 爲最大°任何驅動頻率之變化，特別是由於製造上之容差 所造成之響應變化，均可造成所產生之脈衝輸出之顯著減 少。 亦如圖6所示，線性共振振動器之脈衝輸出並不穩定，而 係如頻率響應曲線所示’其頻率響應於裝置系統慣性改 變而移動。頻率響應曲線8〇2例示一種線性共振振動器之頻 率響應’此頻率響應到例如一裝置連同其中之振動器附裝 於個人之腰帶上時，即受到约束，而頻率響應曲線814則例 不另一種線性共振振動器之頻率響應’此頻率響應在例如 一裝置連同其中之振動器置於桌上，因而沿振動器之軸線 706之運動係平行於桌面時，即實例上不受到約束，因而可 以看出’如果觸覺警告頻率未經適當選擇，觸覺輪出即會 顯著減少’一項折衷方法爲將此種線性共振振動器操作頻 率設疋於中間頻率8丨6，因而使受約來及不受約束之操作岣 變爲最強。 -15- 本紙張尺度適财關^iiT^NS ) Α4^£ϋ1Γ^297^·)- (請先W讀背面之注意事項再填离本頁) I訂---

If Ί 30797? 五、發明説明（13 ) 商έ之’如上述’當裝置系統安置於第一位置時，具有

.....- ’、 ' J 〜第一慣量，當芒安置於第二位置時，具有不同於第—慣量 n二慣量，懸臂ϋ構件之預定共振頻率係自第—位署 之Ϊ ——頻率移至第二位置之不同於第一.頻率之第二頻率。 '............... ....... .............—-------------------------------- -------------- -------------------------'·_...... f 相較之下，根據本發明之較佳具體實例之雙重型式轉換 器爲一種硬化彈簧型式之共振系統，此系統可在驅動頻率 之一極爲寬度範圍8 0 4中提供有效之脈衝輸出。以下爲就 硬化彈簧型式之共振系統之脈衝輸出値之表列，此系統係 以之與線性共振振動器系統相比較並且如上述亦由相|司之 〇 . 9伏特之相同激勵電壓驅動。 參考基準 脈衝 位移 驅動頻率 (克） (英吋/毫米） (赫） 806 12 0.020/0.51 85 808 24 0.025/0.64 95 810 45 0.035/0.89 115 如後文所述 ，在點8 1 2上方 ’雙重型式轉換器之脈衝輪 迅速滑落。 自上表可看出， 舞線性共振振盪器相較，此 系統可獲致顯著較高之脈衝響應，且無需對中心驅動頻 經濟部中央標準局員工消費合作杜印策 之控制加以限制。 圖7爲一圖解，例示作爲一雙重型式轉換器頻率函數之脈 衝輸出’此轉換器使用由根據本發明之電子驅動器所驅動 之一非線性硬化彈簧共振電樞系統。使用一非線性硬化彈 __ - 16 _ 本紙張尺度適财ϋ國家榡準（CNS ) A4规格（210X297,：!^"’'"!— 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 Λ 7 --------__Β7 五、發明説明（14 ) —· 一" 簧共振電柩系統之雙重型式轉換器，不同於需要小心㈣ 之驅動頻率之-線性共振振動器系統，使用一非線性硬化 彈簧共振電樞系統之實施較佳者，係由—掃描驅動頻率所 驅動，此驅動頻率操作於提供—較低操作狀態9〇2之第一驅 動頻率與提供—較高操作狀態9G4之第：驅動頻率之間。較 高操作，態904之實施較佳者，係經選定在實質上相當於在 僅有一單一穩定操作狀態之最高驅動頻率。如自圖7中所見 ，當驅動頻率绸定於獲致操作狀態91〇所需之驅動頻率時， =可能有二個穩定操作狀態904及91〇，當驅動頻率自該調 定頻率增高時，可存在有三種操作狀態，例如爲示於圖中 之操作狀態906，908及912，..狀態912係屬穩定 。將可察知者，在使用雙重型式轉換器6〇〇當作觸覺警告裝 置時，僅有位於較低操作狀態9〇2與較高操作狀態9〇4之間 之曲線900上的脈衝響應符合需要，因鳥在此頻率範圍中脈 衝輸出可以可靠方式予以增至最大。如後文中所説明者， 位於曲線900上，高於操作狀態912之該等脈衝響應，適合 提供適當之聲音響應。 圖8爲一個人使用之輕便型無線電電話1〇〇〇之正交前視圖 ，此電活可以有利方式使用圖4及5中所示雙重型式之轉換 器600。個人輕便型無線電電話1〇〇〇，例如爲购〇_恤， Of Schaumburg，111.製造之 Silver丨mk 200()TM 個人電話，包括 一外殼1002用以包容收發機電路，俾提供與其他個人輕便 ②無線電電洽或連接至一傳統無線電網路之—電話之雙向 射頻通訊。連接至外殼10P2之-小鍵盤】006可供使用者輸 _ -17- 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297/^^] H 1 II II ...........I n - ---- . I - . _ 先聞讀背面之注意事項再填商本頁)

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J 泉 Λ 7 ______ Β7 五、發明説明（15 ) 入例如爲電話號碼或暗碼之資訊，一顯示器W08可供顯示 需撥出之電話號碼或暗碼。一播音器丨〇1〇置於一鉸接外殼 構件1004之内，雙重型式轉換器600安裝於外殼1 〇〇2之上面 部分1016上。將於後文中説明並且以[ο〗#舞誌之外殼部分 〜.............. ------- .....—........." ’楚mm婆’此板之部分被切開以顯露雙重型式 轉換器6〇0。雙重型式轉換器j〇〇於第二-後4式贷甚亨觸奪 警ί—色ϋ避，於第二種型盖|農i二音肩程、圍#換器。 雙向無線電通訊信號之發射與接收由天線1 ()丨8提供n 圖9爲沿圖8線3-3所取之橫截面圖，圖中顯雙雙重型式轉 換器600安裝於外殼10〇2中之情形声振板丨〇丨4係使用傳統 去凰-轉塑材料而以一體成.¾1丨方式鐵製成^ ....^10Ι6?^Τ'·Γ’邊 之一環1102係以接靠方式成形於共振板]〇〗4之背部，以其 用爲雙重型式轉換器600。雙重型式轉換器6〇〇於線圈模型 608之周邊1106處附接於環n 02 ,實施之較佳者係使用例如 爲氰基丙烯酸樹脂或環氧樹脂粘著劑而固定於位置上。共 振板1014具有大致爲均句之厚度，惟在周邊u〇4處厚度減 薄，以使共振板1014有較佳之順從性，因此建立共振板 10M之共振性。當磁傳動質量使之成運動狀態時，磁傳動 質量之運動經由平面非線性彈箐構件而轉換成觸覺或聲音 能量，彈簧構件與電磁驅動器相連接並經由環丨1〇2而再連 接至共振板1014。共振板1〇14用爲一耳機以傳送觸覺或聲 骨能量至使用者如後文中進一步詳細說明者，當外殼位 於與使用者相接觸之位置時，聲音能量主要由骨骼傳導而 T--—~-_______ - 18 本紙張尺度適用中國國家鮮（CNS ) A4規格（ 210X2974^7™ -m I - - - (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁} ---f —裝------訂------1 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A 7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 五、發明説明（16 ) 圖10爲圖8中所示之輕便型無線電電話1000之電方塊圖， 此電話使用雙重型式轉換器6〇〇。音頻訊息使用熟知之信鍊 發送路定’經由射頻頻道發送及接收，此信號發送協定例 如爲CT2(第二代無塞繩）共用空中界面協定，根據此協定音 頻信號係使用調適性差分脈碼調變技術處理及以劃時雙工 方式發送。如圖10所示，發送之音頻訊息信號係由天綠 1202所截取及由射頻收發機12〇4所處理，以提供具有劃時 雙工資訊之經恢復之音頻訊息信號。有如後文中所說明者 ，包括劃時雙工器1206，一碉適性差分脈碼調變器/解調 器1208及一編/解碼器121〇之—處理器裝置丨23()，係用以處 理經檢測之話音訊息信號。劃時雙工音頻訊息信號由 時雙工器1206處理，雙工器12()6將—4位元調適性差分 調變信號形式之經接收之頻道資訊予以復原，此脈波調變 仏唬則係由調適性脈碼調變器/解_器n〇8處理，因而產 - 8位元脈碼調變輸出α8位元脈碼調變信號棋合至 入’編/解碼器121〇將脈碼調變 ::振::號Γ類比信號，随後繼之有原-之音頻二 訊心。a頻話音信號耦合至—振鈐檢 xh ^ ^ Ά - 及為私路，此檢波岑 力肥在微控制詻1212中實施。當聲音据 ，微·ίέ帛1j $ 12 m β …_7 就被檢測出時 則』姦1212產生—振鈴啓用信 ΐ 掃描頻率户龄連4 ™ 此啓用信號耦合至

軔拖戈、羊“唬產生…216，產生器咖產 I 信號。掃描次聲音頻率信號之實m 聲音 段，例如在聲音振龄信號被接收期間之丄::段:定： f靖先閑讀背面之注意事項再填寫本IK j 4‘裳------訂------一來

經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 Λ 7 87 五、發明説明（η ) 重複掃描。掃描次聲音頻率之頻率範圍由雙重型式轉換器 設計決定，其所涵蓋之頻率範圍在70_110赫至105_190赫之 間，一般在80赫至1〗0赫之間。所選擇之頻率範圍應能提供 裝置使用者對於觸覺激勵有最大感受者。 雙重型式轉換器6〇〇對於掃描次聲音頻率信號之響應經示 於圖1〗中，圖中曲線顯示雙重型式轉換器6〇〇之整個頻率響 應。©雙重型式轉換器600在次聲音頻率範圍中被掃描時， 在雙重型式轉換器600之基本共振頻率處即產生一突出之響 應1302，固而對外殼1〇〇2给予顯著之觸覺能量。如以前就 圖7中所説明者，當頻率輸入增加時，觸覺能量輸入即快速 降低。=相對恆定艾聲骨輸出1 3〇4即產生，因而使雙重型 式轉換器600在所接收之話音訊息頰率範圍中發揮聲音轉換 器功能。雙重型式轉換器6〇〇之輸出13〇6再度由共振板ι〇ΐ4 共振所決定之頻率處有一峰値，此峰値如圖中所例示，係 出現於奸赫之範圍。如自圖】t中户斤見，聲皆失眞部分13〇8 在，要聲晋或話音訊息範圍中，保持有較爲恨定之低値。 雀可預見者，聲音失眞锋值13〗〇顯著出現於雙重型式轉換 器600之基本共振頻率處。 、見在再回到圖丨〇，爲能控制雙重型式轉換器之觸覺響 底屬7、處理器】236之一邵分之—高通濾波器uu ,係設 置於所接收之音頻路徑中，如此可將在雙重型式轉換器_ 1基本共振頻率處之音頻訊息内所接收之頻率予以大幅衰 、。’ 1、皮之老g訊息彳s號轉合至雙重型式驅動電路，此 驅動電路將聲音訊息信號放大並辆合至雙重型式轉換器咖 "^尺度適用中國國 --------·裝------訂------^" (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ____ 37 五、發明説明（18 ) ~ ~ ' 〇 一微音器1220，增益調整電路1222及側音碉整電路1224可 供輕便型收發機使用者，以本行技術中熟知方式傳送聲音 訊息。當有經接收之聲音信號時，側音調整電路1224之輸 出經由高通濾波器1214而耦合庄雙重型式轉換器6〇〇，以防 止雙重型式轉換器600有不需要之觸覺響應。由微音器122〇 所產生之聲音訊息，係以本行技術所熟知之方式，經由編/ 解碼器1210，調適性差分脈碼調變器/解調器12〇8，割時雙 工器1206及射頻收發機1204之發射機部分而被處理。收發 機備有一键盤1226，以輸入受話者之電話號碼或檢視所儲 存之電話號碼。電話號碼輸入由微控制器Ui2處理，控制 器1212將電話號碼資訊耦合至顯承驅動器:丨228，以將其顯 示於例如爲液晶顯示裝置之一顯，云器丨23〇之上。碼記憶器 1232儲存輕便型收發機位址及p[N號碼以供微控制器使用， 以當收到相匹配之選擇性呼叫信號時，可用選擇方式與輕 便型收發機1200連繫，另外亦可以本行技術中熟知方式使 It便型收發機1200與一遠程點（telepoint)基地站通信。 傳統之輕便型無線電手持話機係將所接收之振鈴信號解 碼’以產生預設之可聽見之龄聲或唧聲信號或斜坡信號， 進而產生可聽見之振铃，以提醒使用者有打進來之電話呼 叫，根據本發明所使用之由電予驅動器驅動之雙重型式轉 換器600之輕便型收發機’其實施之較佳者爲考咮，覺#警告· 。觸覺警-告.之優善'爲者-1了一警表肩„象5赶散、il之土、 叫而產i：..唆5风# 一、、丨:吒J篆I氺 -21 - 本紙張尺度適用中國國家樣準（CMS) A4規格（210X297公釐） __ ^ -裝 訂 ^...A (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 Λ 7 --------- 87 五、發明説明（19ΐ~" ~ 〜~—— L 質，迹即不會打擾使用者附近之人，此外 在人淡期間，如果輕便型收發機係持於使用者耳 時有「呼叫等接,i 而此 争」警σ產生時，不會令使用者遭到大聲警 ~〇" 0 根據本發明之—代替性具體實例，可使—傳呼接收機 1234耦合至微控制器以提供一「呼叫」訊息指示。如圖12 所7F，當使用傳呼機組態時，輕便型無線電話手持話機之 使手者可伙事電話交談14〇2。在現行（〇ng〇ing>電話交談“ο〕 期間用以識別輕便型手持話機之位址1404及用以識別發 出「呼Η等待」之呼叫者之電話號碼之相對應之數字資料 訊息1 4〇6 ’二者均可由傳呼接收機收到^位址及資料訊息 可由在本行技術中屬於—般技藝者.以熟知方式予以處理， 以之產生如圖10所示之警告啓用信號丨238及所經收之資料 信號1240。；警告啓用信號由微控器1212處理，因而產生一 振鈴啓用信號，此啓用信號耦合至掃描頻率信號產生器 1216 ’產生器12〗6如上述然後產生掃描次聲音頻率信號14〇8 。掃描次聲音頻率信號丨408耦合至雙重型式驅動器，即使 現行電話交談在進行中時亦然，因而會有—觸覺警告產生 ’以it醒使用者，現在有一「呼叫等待」之呼叫，連同有 電洁交談在進行之聲音。由於「呼叫等待」警告爲觸覺形 式，對於警告信號波幅之控制，其要求當不如產生聲音警 告信號之嚴格。觸覺警告信號之另外優點爲可與現行電話 交談同時產生，而聲音警告則會造成現行電話交談之中斷 。一旦電話交談終止，由所接收之資料信號所提供之數字 -22 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210x297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本瓦) 訂

J 經濟'邓中央標率局員工消費合作社印製 Λ7 B7 五、發明説明（2〇 ) 資料可由微控制器1212處理，因而使所接收之電話號碼顯 不於顯示裝置1230之上。所接收之電話號碼之自動撥號， 可藉在本行技藝中熟知之键盤1226的方式而得便利實施。 囷13爲一電子驅動器之電方塊圖，用以驅動根據本發明 第—具體實例之一觸覺警告系統Π00中例如爲雙重型式轉 換器600之一電磁共振轉換器。觸覺警告系统15〇〇包括一掃 描頻率信號產生器1216, 一用爲轉換器驅動器之橋接驅動 器1218，一使用非線性硬化彈簧共振電樞系統之雙重型式 轉換器600，當此共振電樞系統爲一掃描頻率輸入頻率驅動 時’此共振電樞系統即成爲上述之觸覺警告裝置5掃描頻 率k號產生器1216包括例如一斜坡產生器1 5〇2，產生器丨5〇2 產生一控制電壓1 504，此電壓之波幅在—預定期間行週期 性變化，另包括一電壓控制振盪器】5〇6 3 —啓動信號輸入 (ENABLE)用爲使斜坡產生器〗502之操作暫時停止，進而再 使觸覺警告之產生暫時停止。斜坡產生器15〇2之輸出耦合 至電壓控制振盪器1 506之輸入，振盪器1 5〇6產生一掃描頻 率輸出信號丨508，信號1508耦合至橋接驅動器〖218之輸入， 驅動器1218將掃描頻率輸出信號放大以便能驅動雙重型式 轉換器600。斜坡產生器丨5〇2及電壓控制振盪器15〇6可使用 數種已知可重新觸發之斜坡產生電路中之任何一種得以實 施，此斜坡產生電路耦合至一類比電壓控制振盪器或電流 控制振盪器；另外亦使用耦合至一模定時裝置之例如爲一 遞降计數器之分JL邏輯功能，或使用一微電腦或數位信號 處理器，此處理器係經裎式控制以產生週期性改變之掃描 __________23_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4^TT^^97公釐] ^ I 訂 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本買) 307977 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（21 ) ~~ 頻率輸出。 圖14顯示可由圖π中根據本發明之第一具體實例之電子 驅動器所產生之第一组波形。如圖14所示’由斜坡產生器 1502所產生之控制電壓1 504，其波幅在—預定時段中行週 期性改變，且係在此預定時段中以實質上成線性増加方式 改變。電壓控制振盪器15〇6響應於控制電壓15〇4而產生— 掃描頻率輸出信號’此信號以頓率漸增方式持續改變。電 壓控制振盪器1506係經設計，以當控制電壓之波幅爲低値 時’以自低於雙重型式轉換器600之基本型共振頻率開始而 產生頻率輸出，一直到達當控制電壓波幅爲高値時之高於 基本型共振頻率之一預定頻率爲止。高於基本型共振頻率 之預定頻率之實施較佳者，爲高於圖7所示之操作狀態9〇6 之頻率。如圖7所示，掃描頻率輸出信號之漸增頻率導致雙 重型式轉換器600之磁傳動質量之漸增位移，因而可產生由 雙重型式轉換器600所輸出之漸増之觸覺能量。選擇高於操 作狀態906頻率之預定頻率’可確使雙重型式轉換器6()〇產 生最大觸覺能量，且當次一頻率掃描週期開始之前，雙重 型式轉換器觸覺能量輪出’如圖7所示，自操作狀態9Q6轉 變至操作狀912時，觸覺能量輸出會突然減少。 圖1 5顯示根據本發明第二具體實施例，顯示由圖1 3之電 子驅動器所產生之第二組波形。如圖丨5所示，由斜坡產生 器1502所產生之控制電壓1504 ,其波幅在一預定時段中成 週期性變化，具其波幅在該預定時段中以一序列梯級式遞 增幅度方式而改變。電壓控制振盪器丨5〇6響應於正在產生 -24 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ 297ϋΙ ^丨裝 訂 I "ξ;. ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中夬標準局員工消費合作衽印製 Λ 7 Β7 五、發明説明（22 ) 之控制電壓1504，進而產生一掃描頻率輸出信號，此輸出 信號於一序列遞增頻率之時段中發生改變。電壓控制振盪 器1506之操作在實質上與上述相同€.於圖15中雖然僅示出 包括4個梯級之一序列’但亦可察知可產生大數目之梯級， 譬如8個或16個梯級，視需要以何種精確程度獲得雙重型式 轉換器600之峰値觸覺輸出而定’ 圖16爲一電子驅動器之電方塊圖，此驅動器用以驅動例 如爲上述之雙重型式之轉換器6 0.0之一種電磁共振轉換器 ，此種轉換器用於根據本'發明之第二具體實例之---觸覺警 告系統1600中。此觸覺警告系統丨600與上述觸覺警告系統 1500不同，警告系統1500藉使用褅描頻率驅信號而使由雙 重型式轉換器600所產生之觸覺能量變爲最大，觸觉警告系 統16〇0係以有利方式使雙重型式轉換器600所提供之觸覺能 量位準變爲最大3此觸覺能量之變爲最大，係藉對於磁傳 動質量於一預定時段通過電磁線圈604之運動而產生之電壓 予以抽樣而獲致，且在此預定時段中，致使橋接驅動器之 輸出失效，亦即使橋接駔動器輸出成浮動，此將於後文中 詳述。 觸覺音告系統1600包栝例如爲—電磁共振振動器之觸覺 警告裝置，此警告裝置可爲上迷使用一非線性硬化彈簧共 振電樞系统之雙重型式轉換器600，此共振電樞系統包括耦 合主磁傳動質量之多個平面非線性彈簧構件，彈簧構件將 磁傳動質量懸置於電磁驅動器之内，此謦告裝置亦可爲就 以上圖6所說明之線性共振振動器系統。電磁驅動器業經就 -25- (CNS ) A4規格（210x 297公釐） --------f -¾-------玎------^ V * f請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} S07977 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Λ 7 Β7五、發明説明（23 ) ' 圖5加以説明並經例示爲電磁線圈6〇4，線圈6〇4連接至圖16 中I觸覺警告裝置堪動器1604 α —可變頻率振遭器刚域 生一輸出信號⑽3,信號1603產生之頻率由頻率控制信號 1625k制，控制彳έ號1625由觸覺能量監視器丨6〇6產生。當橋 接驅動器輸出使之失效後，觸覺能量監視器丨6〇6，如上述 ，藉監視跨於電磁線圈604上之電壓，而使由電磁線圈6〇4 内之磁傳動質量之運動所產生之觸覺能量之位準成爲最大 監視器1606亦產生一頻率控制信號，此控制信號使觸覺 警告裝置所提供之觸覺能量成爲最大。 橋接驅動器1610之輸出耦合至雙重型式轉換器6〇〇中之電 磁線圈604及觸覺能量監視器16〇6，具體言之係耦合至差動 放大器】.616差動放大器1616之輸出糕合至第一取樣及保 持暫存器1618之輸入及亦耦合至第二取樣及保持暫存器 1620之輸入。如後文中所詳細説明者，差動放大器〖616， 第一取樣及保持暫存器]618及第二取樣及保持暫存器】62〇 形成一取樣電路或取樣裝置，用以藉磁傳動質量而對跨於 電磁線圈604所產生之電壓取樣。第―取樣及保持暫存器 1618之輸出镇合至差動放大器〗622之第一輸人，第二取樣 及保持暫存器1620之輸出耦合至差動放大器丨¢22之第二輸 入。差動放大器1622形成一加法裝置，其係將第—取樣及 ，保持暫存器1618之輸出與第二取樣及保持暫存器162〇之輸 出丁以相加之電路，且於其輸出處產生一波幅差別信號 1623。差動放大器丨622之輸出耦合至比較器1624之第一輸 入，比較器1624之第二輸入摘合至一頻率偏移參考基準 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格门川:< 29’ ^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁 訂 m>^ n^f tm τ 旅--- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Λ 7 ____Β7五、發明説明（24 ) ' 1021，有如後文中所説明者，基準162】提供一預定之參考 電壓。比較器1624藉將波幅差別信號1623與由頻率偏移參 考基準1621所產生之信號相比鲛，而產生―頻率控制信號 1625。頻率控制信號1 625耦合至可變頻率振盪器16〇2之 輸入及有如後文所説明者控制輸出信號〗6〇3是否將予以增 加或減少。 根據本發明之觸覺警告系統丨6〇〇之操作可藉參看圖丨7， 18及19而得最佳瞭解，首先參看圖17，圖中顯示波形16丨2, 1614及1702。波形1612及1614由橋接邏輯丨6〇8產生並且耦合 至撟接驅動器1610之輸入。波形1612顯示—週期性產生之 禁止信號’此禁止信號爲於可變頻率振盪器10〇2，特別係 於€壓控制振盪器1630之輸出處所提供之約數頻率。波形 1614顯示用以驅動雙重型式轉換器6〇〇之電磁線圈6〇4之信號 之頻率，此頻率例如爲上述禁止信號之頻率之半。波形 1702顯示出現於圖16及20之雙重型式轉換器6〇〇之終端處之 信號。 現參看波形1614 ’在第一預定時段1632期間，磁傳動質量 以第一方向被驅動以產生第一位移，於第二預定時段丨634 期間，跨於電磁線圈6〇4上之驅動電壓係經反向，磁傳動質 量以第二方向被驅動以產生與第一位移相反之第二位移。 ^ flti僅在第一預定時段1632及第二預定時段1634之一部分 時間，例如在時段1636及時段1640期間，由橋接驅動器1610 供應至電磁線圈604，另於時段丨638及時段1642期間交替中 止’在此期間，有如後文中所説明者.跨於電磁線圏6〇4上 -27- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格,(:210x29，^·

(請先聞讀背面之注意事項再填寫本S ---1 —裝丨丨 丁 -*°

T 線 五、發明説明（25 ) Λ 7 Β7 經濟部中央標準局員工消费合作社印聚 ’由磁傳動質量所產生之電壓被測量。因此，如波形 所示，在時段1704，1706，1710期間，在時段4及時段2期間 ’電能係供應至電磁線圈604，以交替方式沿第—方向及然 後沿第二，相反方向驅動磁傳動質量，另在時段】及時段3 期間中止電能供應，在此期間，儲存於磁傳動質量中所儲 存之能量，係藉測量跨於電磁線圈604上之電壓而被決定。 現參看圖1 7，圖中顯示觸覺能量監視器16〇6之操作以控 制電壓控制振盪器1630之頻率。在時段1704期間，有如後 又中所説明’由於電壓控制振盪器频率太低，觸覺能量輸 出亦低。在時段1706期間，電壓控制振盪器頻率業已藉觸 覺π量監視器1606之操作而增高，但其増高程度仍然低於 馬產生最大觸覺能量所需之最適宜程度。在時段〗71〇期間 ’電壓控制振盪器頻率已由觸覺能量監視器16〇6使之進— 步增高，現在已稍微高於爲最大觸覺能量所需之最適宜程 度。 現參看圖18，波形1802顯示當供應至雙重型式轉換器6〇〇 之輸出頻率過高時所發生之典型波形。在圖示之實例中， 在時段1期間，跨於電磁線圈604上由磁傳動質量所產生之 犮壓，係大於跨於線圈604上，由時段3期間受監視之磁傳 動質量所產生之電壓，結果由觸覺能量監視器丨6〇6所產生 之頻率控制信號，將使可變頻率振i器1 6〇2所產生之輸出 信號頻率降低。 在同樣情況下，波形1804顯示當供應至雙重型式轉換器 600之輸出頻率過低時，所產生之典型波形。在此有如圖中 -23- 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210Χ^"^ΐ"Τ (請先閲讀背面之注意事項再填苟本頁 --^ -批衣--. .1 旅1. 五、發明説明（26 A 7 B7 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 所π之實例中，在時段！中，跨於電磁線圏綱上，由為 視之磁傳㈣量所產生之電壓’係小於在時段3中，跨ς 磁線圏604上’由受監視之磁傳動質量所產生之電壓“士 果由觸覺能量監視器16崎產生之頻率㈣信號，將會= 可變頻率振盪器1602所產生之輸出信號頻率增高。 簡要τ之，當時段丨中受監视之電壓等於時段3中受監視 之電壓時，換言之，當時段！中受監視之電壓減去時段3中 受監視之電|等於零時，觸覺能量輸出接近最大値。此種 情況發生於圖6中所示之線性轉換器之基本共振頻率及發生 於約爲圖7中所示之非線性轉換器之操作狀態9〇6。 當雙重型式轉換器600，如圖18所示，正被以最適當頻率 驅動時，亦即以可使由雙重型式轉換器6〇〇所產生之觸覺能 量有最大値時之頻率驅動時，在時段丨時受監視之電壓實質 上與在時#又3時受監視之電壓相同。當此種情況發生時，圖 19中波形1902所例示之頻率控制信號係維持實質上之恒定 ’因而可使由可變頻率振盪器丨6〇2所產生之輸出信號16〇3 能維持於有如波形1904所例示之實質上恒定之輸出頻率， 即使控制電壓能如以上所説明者，能產生較高輸出位準 1906及較高輸出頻率時亦然。圖顯示當頻率控制信號經 週期性掃描時，由根據本發明之_電予驅動器所產生之一所 明之「靈巧」（smart)敘坡函數。 現在再回到圖16，可變頻率掘盪器丨602包括一雙向計數器 1626，一數位/類比（D/a)轉換器1628及電|控制振盪器 (VC〇 )1630。電壓控制振盪·器1630之輸出信號1603耦合至橋

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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格（2!0X29H 3〇 /977 Λ 7 Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（27 ) 接邏輯1608 ’此邏輯將輸出頻率分開以產生耦合至雙向計 數器1626之時鐘輸入之時鐘信號。電壓控制振盪器163〇之 輸出信號1603，如上述，係經進一步分開以產生禁止信號 1612及輸出信號1614。當輸出頻率過高時，頻率控制信號 1625使雙向計數器1626遞減計數，進而使D/A轉換器之輸出 處所產生之電壓波幅降低，因此使電壓控制振盪器163〇之 輸出頻率降低。在同樣情況下，當輸出頻率太低時，頻率 fe制仏號使雙向計數器1626遞增計數，進而使D/A轉換器之 輸出處所產生之電壓波幅增高n因此使電壓控制振盪器 1630之輸出頻率增高。將可察知者，可變頻率振盪器】6们 亦可使用例如爲雙向計數器及模定時裝置之分立數位邏輯 而得實施，另亦可使用經適當程式規剌之一微電腦或數位 信號處理器而得實施，以產生如上述之掃描頻率輸出。 μ橋接邏輯1608亦產生一控制信號16〇9,此控制信號耦合至 第一取樣及保持暫存器丨618之時鐘輸入及第二取樣及保持 暫存器1620之時鐘輸入c第—取樣及保持暫存器⑽及第 一取樣及保持暫存器！ 62〇爲邊觸發裝置，於圖p所示之第 p時& 163 8期間，第—取樣及保持暫存器⑹8係由矯接邏 輯1608定時，以错存差動放大器1616之輸出，此輪出表示 於時段1期間由磁傳動質量在跨於電磁線圈6〇4上所產生之 電壓I波幅。在同樣情形下，於圖17所示之第二時段购 期間’第二取樣及保持暫存器162〇係由橋接邏輯⑽定時 ，以儲存差動放大器1616之輸出，此輸出表示於時段 由磁傳動質量在跨於電磁雄圈6()4上所產生之電壓之波幅。 (請先閱靖背面之注意事項再填穹衣頁) α裝 I I —訂 ^ 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS〉A4規格 210,. -30- 307977 A7 87 經濟部中央標準局員工消费合作社印掣 五、發明説明（28 如上述，比較器1624之一輸入爲頻率偏移參考基準w幻。 此頻率偏移參考基準1621建立—頻率偏移，此頻率偏 頻率掃描限制於低於操作狀態鳴ϋ述，此種操作使觸 覺能量有最大値，亦確使雙重型式轉换器6〇〇不會在偶然情 況下跳至較低之穩定操作狀態。當頻率偏移參考基準 使用具有磁滯t比較器而耦合，由比較器丨AM所產生之頻 率控制信號16 2 5可使之免於由於系統雜訊所生成之振盪: 此種雜訊生於波幅差別信號1623輸入或頻率偏移參考基準 1621輸入之上3 一第一輸入（PRESET)經示於耦合至由播接邏輯】6〇8所產生 之雙向計數器1626。當使用PREiSET信號時，雙向計數器 1626之彳數s又足於一預定數値，例如低於就圖u及囷7中所 説明之非線性硬化彈簧共振電樞系統之共振頻率，因而使 能產生如圖19所示之Γ靈巧」敘坡信號。亦可使用pRESET 信號以設定雙向計數器1626之計數，以產生圖6中所示之中 間頻率816，隨後由線性共振振動器系統所產生之最大觸覺 能量，可由根據本發明之電子驅動器產生，此能量如經約 束’即可爲波形802所例示者，如未經約束即可爲波形 814所例示者。 將可察知者，上述之觸覺能量監視器可使用其他裝置而 取代實施，此種裝置例如爲可監視例如爲使用輔助感測線 圈，加速度計或應變計所產生之觸覺能量位準之裝置。 圖20爲供—電磁轉換器用之觸覺警告系統2000之電方塊圖 ，此系統之操作與就圖16折説明之觸覺警告系統丨600之操 -31 - 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格i ) .-4-裝 * (請先閲讀背面之注意事項4填，"本頁) 訂^--- 五、發明説明（29 經濟部中央標準局員工消費合作社印繁 作相似。因此’於後文中僅説明在操作方面與就圖16中所 說月之不同之處。圖20之觸覺能量監視器16〇6與圖之觸 覺能量監視器1606不同之處，係爲僅使用—單獨之取樣及 保持暫存器1618,此暫存器如上文所述，係耦合至差動放 大器丨616之輸出及差動放大器1622之輸入3差動放大器“Μ I輸出亦直接耦合至差動放大器1622之第二輸入。在操作 方面，如上述，在第一時段16：58期間，取樣及保持暫存器 1618由橋接邏輯1608定時，以儲存差動放大器^^之輸出， 此輸出表示在時段1期間由磁傳動質量所產生之觸覺能量之 幅度。在第二時段1642期間，用以表示在時段3期間由磁傳 動質量所產生t觸覺能量之幅度之差動放大器1616之輸出 ，如上述，係使之直接與取樣及保持暫存器16u之輸出相 比較。一鎖存器丨652耦合至比較器1624之輸出並僅於第二 時段3期間由橋接邏輯1608定時，因此當有相同信號出現於 差動放大器1622輸入時，可防止在時段」期間頻率控制信號 之錯誤改變。 圖21顯不根據本發明之橋接驅動器161〇。橋接驅動器〗 包括以熟知橋接組態配置之NPN電晶體Q1及.⑺與NpN電晶 體Q2及Q4，其中電晶體(^及q4之集極形成第—橋接輸出， 屯曰0體Qj及Q2之集極形成第二橋接輸出。電晶體⑴及〇4之 射極連接至供應電壓VCC，Q1及Q3之射極達接至地電晶 體Q4之基極耦合至反相器2108之輸出。反相器21〇8之輸入 棋合至NOR閘2104並且亦耦合至電晶體Q3之基極。電晶體 Q2之基極耦合至反相器2丨1〇之輸出。反相器2丨1〇之入 -32- n ........ - 三--—I— !111 一 -4±'衣 —II . -· (請先閱請背面之注意15項再填艿本頁) 訂 1 1 t— nn an τ 泉 各紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格 Π Ox： 297公發 B? _ _ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（3〇 ) 合至NOR閘2106之輸出，另亦耦合至電晶體Q1之基極。 NOR閘2104及2106之第一輸入耦合至以圖16及20中波形1612 表示之禁止信號1612。NOR閘2104之第二輸入耦合至反相器 2102之輸出。反相器2102之輸入耦合至NOR閘2106之第二輸 入’另亦棋合至圖16及20中以波形1614表示之輸出信號。 於操作時，輸出信號交替激勵電晶體Q1-Q2及Q3-Q4，因而 產生一交變驅動電壓，此驅動電餍以第一方向及然後以第 二’相反方向驅動磁傳動質量《NOR閘2104及NOR閘2106提 供一功率控制装置，以之使橋接驅動器，QI/Q2及Q3/Q4二 半部失效，當禁止信號1612爲高位準時，使橋接驅動器輸 出成浮動。一旦橋接驅動器輸出已成浮動時，由交替反轉 方向之磁傳動質量跨於電磁線圈6〇4之上所產生之「返驰」 電壓可被監視’因而使觸覺能量位準得以被測量，結果需 予以調整之驅動頻率能使雙重型式轉換器6〇〇之觸覺能量輸 出成爲最大。 根據橋接驅動器161 〇之一代替性具鱧實例，NPN電晶體q 1 〈集極連接至NPN電晶體Q5之集極，NPN電晶體Q3之集極 連接至NPN電晶雜Q6之集極。電晶體Q5及Q6之射極連接至 也電叩體Q5及Q6之基極連接在 起1提供—以「brake 」表示之一控制輸入。此BRAKE信號可以有利方式提供一 置以其藉使電磁線圈604「減小Q値j而散失儲存於雙 重型式轉換器600中之觸覺能量，亦即藉將電磁線圈6〇4二 側短路使之接地，此時同時產生禁止信號，3藉使電磁線圈 604「減少Q値」，由雙重型式轉換器όοο所產生之觸覺能量 __ -53- 本.我張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（2lOX 297.;>f') (請先閱讀背面之注念事項再填tr本頁

1^ —裝 I —訂-------4-- .II ----- 1 - In I 1 ! - I - . - I i^i! · Λ 7 Η 7 307S77 五、發明説明（ 輸出，可因使磁傳動質量之運動突㈣止而有最高數値。 .、專動質量〈運動〈剎車動作，可藉使提供予電 Γ:驅動信號瞬時反向而得増強。此種操作如圖21所示而 ’使正常情況下核合至反相器2102之VCO輸出镇合至 2112 ’ X0R 2112之第二輸人則使之柄合至以阳规代 疋k制仏號。磁傳動質量之運動方向可藉在時段2或時 &4期間產生PHASE信號而得瞬間反轉，繼之以在時段域 時段3期間實質上立即產生BRAKE信號。 圖2:及23爲根據本發明之代替性電子驅動器之電方塊圖 +此等，動器可用以取代上述橋接驅動器。如圖22所示， 電，動11包括自—單獨供應器驅動雙重型式轉換器600之 單獨電體Q1 ’將可察知者，此種電驅動器無需提供由 橋接驅動器提供之觸覺能量輸出，因爲當磁傳動質量由非 =接驅動器驅動時，其整個行程略爲減少，除非能獲致相 當於橋接驅動器之足夠電壓及行程PNP電晶體Q2跨電磁 、’泉圈604連接，以上述方式提供刹車功能。 如圖23所示，當備有分離之電源供應配置時，電子驅動 器包括驅動雙重型式轉換器6 〇 0之電晶體Q〗及Q 2。將可察知 者，雖然因爲有分離之供應電壓存在而使電予驅動器之複 雜性減少’但當磁傳動質量由圖23之電驅動器驅動時，其 行矛仍有如由上述橋接驅動器听提供者一樣。一 NPN電晶 體（未在圖中示出）可跨接於雙重型式轉換器6⑼之電磁線圈 6〇4上’以提供如上述之到車功能：， 觸覺警告系統1600及觸覺.警告系統2000，可如上述連同圖 -34 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格1 2丨Ο X 2,)7公趦 --------{ *裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填巧木頁) 訂

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Λ 7 IP 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 發明説明（32 ) 〜 ----- 22之電驅動器或圖23之電驅動器使 器_之觸覺能量輸出成爲最大。 錢雙重型式轉換 簡要言之，以上説明根據本發明之 覺警》系統係包括一觸覺警告裝置， .. G ^ I裝置包括一非 ，， !錢i是曼雙..祕，此系統知括多個韭錄 姐从 5枯爹個非線性彈箬 ，此等彈簧構件連接至1傳動f量並懸1於可產生 :::場之—電磁驅動器中。觸覺警告系統包括產生-掃 描信號產生器…，m見.一 知即、— 辱.及''趣出.耦合# 一_電磁驅 ϋ二^复警告装置。電磁驅動 a 、=ιπ產生-掃㈣率電磁場。由㈣料電磁場所產生 疋、个動盧量之運動’經由多個平面線性彈簧構件及 :動器而轉換成觸覺能量，因而產生觸覺警告。掃 Ζ出信號自低於基本型式共振料之—料掃描至高於基 ^式共振頻率之一預定頻率’以確使能產生最大之觸覺 把量，當觸覺能量輸出在次一頻率掃描週期之開始之前， 自最大觸覺能量狀態轉變至實質上低於觸覺能量狀態Z， 此觸覺能量輸出會突然減少a 簡要言之，根據本發明之第二具體實例之—觸覺警告系 '先亦於以上予以説明，此系統使送交予一觸覺警土费^ 之觸螯銥番士 & 旦 ..................— —一、’:一 . — 觸見匙立為立、最表、：此一觸t；..警告装置包括一非線性硬 彈黃共振電：〜务:雙乂此電樞系統包括耦合至二磁傳動— 量及懸置於一電磁驅動器中之多個平面非線性彈簧構件员 兒磁驅動器響應於一輸出信號而產生一電磁場，此輸出产 請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁 訂— 1 __ -35- 307377 A 7 B7 五、發明説明（33 ) 號由一可變頻率振盪器產生並且響應於— 改變。一觸覺警告裝置耦合至可變頻率振 器以驅動此電磁驅動器，由電磁場所產生 運動’經由多個平面非線性彈簧構件瓦電 爲觸覺能量，以供產生觸覺警告之用。一 耦合至電磁驅動器，監視由磁傳動質量之 覺能量位準，及產生頻率控制信號，此控 警告裝置所送交之觸覺能量成爲最大。— 使最大觸覺能量能產生，亦確使供上迷觸 觸覺能量輸出不會突然減少。 根據本發明之第三具體實例，參 雙重型式轉換器所產生之觸覺能；= 器亦可設計其组態以提供「靈巧斜坡」功 下，Sr如上述在次一頻率掃描開始之前， 之觸覺能量輸出，藉使磁傳動質量之運動 減少。 頻率控制 盪器及電 之磁傳動 磁驅動器 觸覺能量 運動所產 制信號使 頻率偏移 覺警告系 信號而 磁驅動 質量之 而轉換 監視器 生之觸 自觸覺 信號確 統用之 量監視器以使由 大時，電子驅動 能，在此種情形 雙重型式轉換器 别車，而得突然 (請先閱讀背面之注意事項再填巧太.頁 .4 .裝--- -訂 準 標 家 國 國 中 用 適 度 尺 張 紙 __ 本 經濟部中夬橾準局員工消費合作杜印製 格 現 4

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Claims (1)

1. 經濟部中央標準局貝工消费合作社印裂 號專利申請案 AB 中羚申5積I#·利範圍修正本(86年4月） B8:六利範圍 —-~ 1. 一種用以供產生觸覺能量之轉換器用之電子驅動器，轉 換器包括一非線性硬化彈簧共振電樞系統，此電枢系統 具有基本型式共振頻率及包括多個平面非線性彈簧構件 ，彈簧構件耦合至一磁傳動質量，此質量藉此懸置於一 電磁驅動器中用以產生一電磁場，該電子驅動器包括： 一掃描頻率信號產生器，用以產生—掃描頻率輸出信 號；及 一轉換器腦動器，具有搞合至該掃描頻率信號產生器 I —輸入’另具有耦合至該電磁驅動器之一輸出，用以 響應於掃·描頻率輸出信號而產生—掃描频率電磁場， 因此由掃描頻率電磁場所產生之該磁傳動質量之運動 ’可經由該等多個平面非線性彈簧構件及該電磁腰動器 而轉變爲觸覺能量，此能量在高於基本型式共振頻率之 一頻率而使之成爲最大。 2. —種電子驅動器，包括： 一可變頻率振逢器’用以.羞生一輸出信號，該可變頻 率振ϋ器具有響應於一頻率控制信號，用以控制輸出信 號之頻率； 一轉換器驅動器，此驅動器具有耦舍至該可變頻率振 盈器之一輸入，用以產生一精出信號，此信號編合至包 括一電磁堪動器之一轉換器，電磁驅動器審應於所產生 之輸出信號之頻率而產生一電磁場， 電磁場產生磁傳動質量之運動，傳動質量懸置於該電 磁堪動器中，磁傳動質量被轉換爲觸覺能量；及 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) Α4规格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} -裝. 訂 •泉 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 A8 BS … C8 — ------ v D8 L --... _ _____ • " .......... --- --------- -I ,- .-六、申請專利範圍 —觸覺能量監視器以之耦合至該電磁驅動器，用以監 视該電磁驅動器中磁傳動質量之運動所產生之觸覺能量 之位準，另用以窨應於所監視之位準而產生頻率控制信 號’以使所產生之觸覺能量成爲最大。 3.根據申請專利範圍第2项之電子驅動器，其中該轉換器 包括一非線性硬化彈簧共振電樞系統，此系統具有一基 本型式共振頻率及包括多個平面非線性彈簧構件，此等 彈簧構件耦合至該磁傳動質量，此質量藉此懸置於該電 磁驅動器中。 4 '根據申請專利範圍第2項之電子驅動器，其中該轉換器 爲包括一懸臂彈簧構件之—線性共振振動器，彈簧構件 核合至磁傳動質量及藉此懸置於該電磁驅動器中3 5 —種觸覺警告系統，包括： 一觸覺警告裝置，此警告裝置包括一非線性硬化彈黃 共振系統，共振系統包括多個平面非線性彈簧構件，彈 簧構件藉此懸置於一電磁驅動器用以產生一電磁場； 一掃描頻率信號產生器，用以產生一掃描頻率輸出信 號；及 一觸覺警告裝置驅動器，具有耦合暴該掃描頻率信號 產生器之一輸入，另具有耦合至該電磁驅動器之一輸出 ，用以響應於掃描頻率輸出信k而產生一掃描頻率電磁 場， 因此’由掃描頻率電磁場所產生之磁傳動質量之運動 ，經由該等多個平面非線性彈簧構件及該電磁驅動器而 -2- 本紙张尺度適用中國國家標準（CNTS ) A4见格（210X29T公釐) (請先聞讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) .裝. 訂 ，泉 -I ........ I »1—8 · Α8 Β8 C8 D8 3Q7377 申請專利範圍 轉換爲觸覺能量，藉此產生—觸覺警告a 6·根據申請專利範困第5項之觸覺警告系統，其中該掃描 信號產生器包括·· 產生控制電壓之斜坡產生器，此控制電壓之波幅在 一預定時段成週期性變化；及 一電壓控制振盪器，耦合至該斜坡產生器及響應於所 產生之控制電壓而產生掃描輸出信號。 7· 一種觸覺警告系統，用以將其送交之觸覺能量使之成爲 最大’此觸覺警告系統包括： 一觸覺警告裝置，包括一非線性硬化彈簧共振電樞系 統，此電樞系統包括多個平面非線性彈簧構件，彈簧構 件核合至磁傳動質量，傳動質量藉此懸置於一電磁驅動 器中用以產生一電磁場； 一可變頻率振逢器，用以產生一輸出信號，此可變頻 率振盪器具有響應於一頻率控制信號之—輸入，用以控 制輸出信號之頻率； 一觸覺警告裝置驅動器，具有耦合至該可變頻率振盪 器之一輸入’另具有耦合至該電磁驅動器之一輸入，用 以響應於所產生之輸出信號之頻率而產生一電磁場， 因此，由電磁場所產生之磁傳動質量之運動，經由該 等多個非線性彈簧構件及該電4驅動器而轉換成觸覺能 量，藉此進而產生一觸覺警告：及 一耦合至該電磁驅動器之觸覺能量Κ视器，用以監視 由該磁傳動質量之運動所產生之觸覺能量之位準，另用 .3 - 表紙張尺度適用中國國家橾隼（CNS ) Α4現格（2丨0X297公釐） — {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 Αδ Β8 C8 D8 、 六、申請專利範圍 以響應於該觸覺能量之位準而產生頻率控制信號，以將 由此質童運動所送交之觸覺能量使之成爲最大。 8.根據申請專利範圍第7項之觸覺警告系統，其中該觸覺 警告裝置骚動器另外包括功率控制裝置，用以藉該電磁 骚動器而使電磁場之產生中止，藉此使觸覺警告之產生 中止。 9 .根據申請專利範团第8項之觸覺警告系統，其中該功率 控制裝置，於第一預定時段之一部分期間及第二預定時 段之一部分期間’藉該電磁駐動器進一步中止電磁場之 蓋生。 10.根據申請專利範圍第9項之觸覺警告系統，其中該磁傳 動質量之運動產生第一位移及相反於第—位移之第二位 移’又其中該觸覺能量藍視器包括： 取樣裝置，用以於第一預定時段之部分期間，於行第 一位移時，對於該電磁驅動器中磁傳動質量之運動所產 生之電壓之第一波幅加以取樣，此取樣裝置另用以於第 二預定時段之部分期間，於行第二位移時’對於該電磁 堪動器中磁傳動質量之運動所產生之電壓之第二波幅加 以取樣； 加法裝置’用以將第一波福與第二波幅相加及響應於 此相加結果產生一波幅差別信:及 一比較器，用以將所產生之波幅差別信號與預定參考 電壓相比較’另用以自此比較結果產生頻率控制信號。 1 1 ·根據申請專利範圍第1 〇項之觸覺警告系統，其中當第 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2丨0x297公釐} 「裝^ i ^ ^ I- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ABCD 六、申請專利範圍 所產：、部分期間，該磁傳動質量在行第1移時 疋電壓〈第—波幅’小於第二預定時段之部分期 _孩磁傳動質量行第二位移時所產生之電壓之第二、皮 幅時ϋ生之頻率控制信號遂使該可變頻率振逢器 產生之輸出信號之頻率增加。 .根據申請專利範圍第1 〇項之觸覺警告系統，其中當第 —預定時段之部分期間，該傳動質量在行第—位移時所 產生疋電壓之第一波幅，大於第二預定時段之部分期間 ，孩磁傳動質量行第二位移時所產生之電壓之第二波幅 時’經產生之頻率控制信號遂使該可變頻率振堡器所產 生之輸出信號頻率減少。 Ί^! (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 1 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）