DE10106588A1 - Elektronisches Gerät mit einem Mikrofon - Google Patents

Abstract

Elektronisches Gerät mit einem elektroakustischen Bauteil, insbesondere Mikrofon, wobei das Gerät ein Grundteil, in dem das elektroakustische Bauteil montiert ist, und ein separat gefertigtes, insbesondere austauschbares, Gehäuseteil aufweist, wobei das elektroakustische Bauteil im wesentlichen am gesamten Umfang von einem Dichtmantel umgeben ist, dessen Höhe derart bemessen ist, daß er im die Schallein- bzw. -austrittsöffnungen umschließenden Linien- oder Flächenkontakt mit dem Gehäuseteil steht.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät mit einem e­ lektroakustischen Bauteil, insbesondere Mikrofon, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Kleine tragbare elektronische Geräte - insbesondere solche, die während des Gebrauches in der Hand gehalten werden (soge­ nannte "Handhelds") - sind aus dem alltäglichen Leben der Menschen in den Industrieländern nicht mehr wegzudenken. Mit dem Siegeszug der Mobiltelefone und der zunehmenden Verbrei­ tung von Schnurlostelefonen im privaten wie kommerziellen Be­ reich sind auch handgehaltene Geräte mit Mikrofonen zur Spracheingabe zu Massenartikeln geworden. Die Entwicklung wird durch das Vordringen der Sprachsteuerung bei Datenverar­ beitungsgeräten, wie Organizern, PDAs, Handheld-PCs und Ta­ schenübersetzern, noch wesentlich beschleunigt.

Derartige Geräte sind nicht nur wegen ihrer technischen Funk­ tion bzw. Funktionen, sondern auch als Lifestyle-Artikel ge­ fragt. Bei ihrer Gestaltung müssen daher Modetrends beachtet werden, um sie über ihre gesamte physische Lebensdauer att­ raktiv für den Benutzer zu halten. Aus diesem Grund bieten viele Hersteller für derartige Geräte austauschbare Gehäuse­ teile an, mit denen der Nutzer das äußere Erscheinungsbild des Gerätes jederzeit seinen aktuellen ästhetischen Bedürf­ nissen anpassen kann.

Es handelt sich dabei in der Regel um Gehäuse-Oberschalen o­ der Abdeckungen, die denjenigen Teil des Gehäuses bilden, un­ ter dem die Lautsprechereinrichtung bzw. auch das Mikrofon angeordnet sind. Das Abnehmen des ursprünglichen Gehäuseteils und das Aufsetzen eines Austauschteils muß für den Nutzer schnell und leicht und möglichst ohne Werkzeug möglich sein. Es dürfen sich dabei aber die akustischen Eigenschaften des Gerätes nicht oder jedenfalls nicht wesentlich verschlech­ tern.

Die bei solchen Geräten vorgesehenen Schallaus- bzw. ein­ trittsöffnungen umfassen in der Regel einen ersten, einem Grundteil (Montagerahmen) zugeordneten Öffnungsabschnitt und einen zweiten, dem in Rede stehenden austauschbaren Gehäuse­ teil zugeordneten Öffnungsabschnitt, denn das elektroakusti­ sche Bauteil selbst sitzt im Grundteil. Zwischen dem Grund­ teil und dem Gehäuseteil ist eine akustische Abdichtung bzw. Entkopplung vorzusehen, um eine negative Beeinflussung der Klangeigenschaften durch das Gehäuse (Resonanzen, "Scheppern" etc.) zu verhindern. Dies wird bei bekannten Geräten durch das Einkleben eines zwischen beiden Öffnungsbereichen liegen­ den Dichtungsringen realisiert.

Dieser Dichtungsring stellt ein zusätzlich zu fertigendes, logistisch zu handhabendes und schließlich zu montierende Teil und damit einen Faktor der tendenziellen Verteuerung der Herstellung der in Rede stehenden Geräte dar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbes­ sertes elektronisches Gerät der gattungsgemäßen Art an­ zugeben, bei dem dieser Dichtungsring entfallen kann und wel­ ches daher einfacher und kostengünstiger herstellbar ist, oh­ ne daß Nachteile hinsichtlich der akustischen Eigenschaften zu befürchten sind.

Diese Aufgabe wird durch ein Gerät mit den Merkmalen des An­ spruchs 1 gelöst.

Die Erfindung schließt den wesentlichen Gedanken ein, die er­ forderliche akustische Abdichtung des oben genannten elektro­ akustischen Bauteils - insbesondere eines Mikrofons oder ei­ ner sogenannten Sprechkapsel - zu einem darüberliegenden Ge­ häuseteil hin unter Verzicht auf ein separates Dichtelement, ausschließlich unter Einsatz ohnehin vorhandener Elemente, zu realisieren. Sie schließt weiter den Gedanken ein, diese Auf­ gabe mit einem Element zu realisieren, welches zur Abdichtung zwischen dem elektroakustischen Bauteil und seiner Halterung im Grundteil zur Unterbindung einer Körperschallübertragung vorgesehen ist. Sie umfaßt schließlich den Gedanken, einen diesem letzteren Zweck dienenden Dichtmantel, der das elekt­ roakustische Bauteil (speziell Mikrofon) im wesentlichen um­ schließt, in seiner Gestalt so zu modifizieren, daß er die zusätzliche Abdichtung in Bezug auf das auf das Grundteil aufgesetzte Gehäuseteil leisten kann.

Der besagte Dichtmantel wird in der bevorzugten Ausführung der Erfindung durch einen einstückig angeformten, hinreichend elastischen Dichtring in Richtung auf das aufgesetzte Gehäu­ seteil derart verlängert, daß er das Gehäuseteil "weich" be­ rührt. Der Dichtring unterbindet eine Luftschallübertragung aus dem zwischen der eigentlichen Schallaustrittsöffnung des Bauteils (ersten Schallaustrittsöffnung) und der Schallaus­ trittsöffnung des Gehäuses (zweiten Schallaustrittsöffnung) liegenden Raum in den übrigen Zwischenraum zwischen Grundteil und aufgesetztem Gehäuseteil. Er gewährleistet dadurch kon­ stante akustische Eigenschaften des Gerätes, unabhängig von der konkreten Formgestaltung und Materialeigenarten und damit den spezifischen akustischen Eigenschaften austauschbarer Ge­ häuseteile.

Zu diesem Zweck hat der Dichtring eine vorbestimmte Form und Wandungsstärke, die die besagte Luftschallübertragung auch bei den üblicherweise zulässigen Fertigungstoleranzen des Kunstteils und Gehäuseteils sowie herkömmlicher Montagetole­ ranzen gewährleistet. Dem Fachmann sind geeignete Gestal­ tungslösungen grundsätzlich ebenso bekannt wie die Regeln, nach denen in Abstimmung auf die Elastizitäts- und Kompressi­ onseigenschaften des Materials des Dichtringes sowie die kon­ krete Form desselben seine Wandungsstärke zu bestimmen ist.

Neben dem stirnseitigen, sich gegen das Gehäuseteil abstüt­ zenden Dichtring hat der Dichtmantel des elektroakustischen Bauteils bevorzugt noch mindestens einen weiteren Dichtring auf seiner Mantelfläche, der eine "weiche" Aufnahme des Bau­ teils im Grundteil gewährleistet. Bevorzugt sind zwei oder drei derartige Dichtringe vorgesehen, um das elektroakusti­ sche Bauteil, speziell das Mikrofon bzw. die Sprechkapsel, auf mindestens zwei geschlossenen Linien bzw. Streifen nver­ kippbar gegen die benachbarte Wandung des Grundteils abzu­ stützen.

Die erwähnten Dichtringe sind zweckmäßigerweise wenigstens zum Teil als Hohlprofilabschnitte ausgebildet, wodurch neben der Kompressibilität des Materials des Dichtmantels zusätz­ lich eine gewisse Formelastizität der Ringabschnitte für die angestrebte Körperschallentkopplung zwischen dem elektroakus­ tischen Bauteil und dem Grundteil bzw. dem Gehäuseteil wirks­ sam wird. Speziell in dieser Hohlprofil-Ausführung haben die erwähnten Dichtringe einen im wesentlichen V-förmigen, U- förmigen oder Ω-förmigen Querschnitt.

Indes kann auch bei Verzicht auf das Vorsehen von Hohlräumen die Außengestalt der Dichtringabschnitte ähnlich gewählt sein, also insbesondere im Querschnitt dreieckig oder halb­ kreisförmig.

Der Dichtmantel wird zweckmäßigerweise aus einem Elastomeren bestehen, welches insbesondere zusätzlich eine erhebliche Kompressibilität aufweist, die der Schallauslöschung im Zwi­ schenraum zwischen der Außenwandung des elektroakustischen Bauteils und den diesen benachbarten Abschnitten des Gehäuse­ teils einerseits und des Grundteils andererseits dient. Kos­ tengünstige Ausführungen sind ein Polyurethanschaum oder Schaumgummi. Indes ist auch ein Material ohne ausgeprägte Formelastizität brauchbar, welches jedoch über eine hinrei­ chende Kompressibilität verfügt, wie etwa Schaumpolystyrol. Das Gerät ist in Anpassung an die üblicherweise im wesentli­ chen zylindrische Außenform von Mikrofonen, Sprechkapseln o­ der auch Lautsprechereinrichtungen für kleine elektronische Geräte bevorzugt mit einem zylindrischen oder kegelstumpfför­ migen Aufnahmeabschnitt im Grundteil versehen. In diesem liegt dann das elektroakustische Bauteil sicher, wobei die erwähnten Dichtringe am Mantel zugleich zur Höhen-Positionie­ rung bezüglich des Grundteils dienen können. Entsprechend dieser Grundform ist dann auch der die Abdichtung zum größten Teil bewirkende erste Dichtring in der Draufsicht im wesent­ lichen kreisförmig ausgebildet.

Bei einer abweichenden Querschnittsgestalt des elektroakusti­ schen Bauteils wird normalerweise auch der Querschnitt der Aufnahme im Grundteil sowie derjenige des Dichtmantels und bevorzugt auch des daran stirnseitig angeformten Dichtringes an die veränderte Gestalt des Bauteiles angepaßt sein.

In der aus derzeitiger Sicht praktisch bedeutsamsten Ausfüh­ rung ist das elektronische Gerät ein Mobilfunk-Endgerät oder Schnurlostelefon, wobei es sich bei dem elektroakustischen Bauteil insbesondere um die Sprechkapsel desselben handelt. Grundsätzlich ist die Lösung aber auch für den Lautsprecher bzw. die Hörkapsel eines solchen Telekommunikations- Endgerätes anwendbar. Bei derartigen Geräten hat sich das Konzept der austauschbaren Gehäuseteile auf dem Markt bereits weitgehend etabliert, und mit der Erfindung wird dem hier zu­ dem sehr stark ausgeprägtem Bedürfnis nach hoher Tonqualität Rechnung getragen.

Eine weitere, perspektivisch aussichtsreiche Ausführung stel­ len tragbare, insbesondere handgehaltene, Datenverarbeitungs­ geräte mit Sprachein- oder -ausgabemitteln dar. Neben Ta­ schenübersetzern zählen hierzu verstärkt auch Mehrfunktions­ geräte, wie Handheld-PCs oder PDAs, die zunehmend mit Sprach­ steuereinrichtungen ausgerüstet werden und dann natürlich ü­ ber ein Mikrofon verfügen müssen. Auch hier können auswech­ selbare, im Design frei wählbare Gehäuseteile die Marktchan­ cen insbesondere bei jungen Käufern verbessern, und auch bei diesen Geräten ist im Interesse einer hohen Erkennungsgenau­ igkeit der Sprachsteuerung Verfälschungen der Akustik nach Austausch einer Gehäuse-Oberschale vorzubeugen.

Schließlich ist auch bei an sich seit langen bekannten To­ naufzeichnungs- und -wiedergabegeräten die Erfindung anwend­ bar - so beispielsweise bei Diktiergeräten sowie Tonaufzeich­ nungsgeräten, bei denen einen wiederbespielbare Audio-Disc eingesetzt wird.

Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich im übrigen aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Be­ schreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Von diesen zeigen:

Fig. 1 eine mit einem Dichtmantel versehene Sprechkapsel ei­ nes Mobiltelefons gemäß einer ersten Ausführungsform der Er­ findung in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 eine schematische Explosionsdarstellung eines Mobilte­ lefons, bei dem eine solche Sprechkapsel eingesetzt wird,

Fig. 3 eine Detaildarstellung aus Fig. 2, die der Verdeutli­ chung der Funktionsweise der Erfindung dient,

Fig. 4 das fertig montierte Mobiltelefon in dieser Ausfüh­ rungsform,

Fig. 5 eine schematische Längsschnittdarstellung des Mobilte­ lefons nach Fig. 2 bis 4 mit einer Sprechkapsel nach Fig. 1 sowie

Fig. 6 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Längsschnittdar­ stellung nach Fig. 5.

Fig. 1 zeigt eine Sprechkapsel 1 mit einem sie völlig um­ schließenden, in der Außenkontur im wesentlichen kegelstumpf­ förmigen Dichtmantel 3. Der Dichtmantel 3 hat nahe seiner Grundfläche einen ersten umlaufenden Dichtring 5 mit annä­ hernd rechteckigem Querschnitt und im mittleren Bereich sei­ nes Umfangs zwei weitere umlaufende Dichtringe 7a, 7b mit im wesentlichen dreieckigem Querschnitt und auf seiner oberen Stirnfläche einen aus dieser senkrecht nach oben vorstehenden weiteren Dichtring 9 mit einem ebenfalls im wesentlichen dreieckigen, etwas abgerundeten Querschnitt.

Fig. 2 bis 4 zeigen ein Mobiltelefon 11, in das die Sprech­ kapsel nach Fig. 1 eingebaut ist. Das Mobiltelefon 11 ist me­ chanisch im wesentlichen aus einem Grundteil 13, einer wech­ selbaren Gehäuse-Oberschale 15 und einer ebenfalls wechselba­ ren Gehäuse-Unterschale 17 aufgebaut. Das Grundteil 13 trägt (neben den im Inneren befindlichen, nicht sichtbaren elektro­ nischen Funktionskomponenten) eine Tastatur 19, eine LCD- Anzeigeeinheit 21, eine Hörkapsel 23 und die Sprechkapsel 1. Dieser Aufbau ist an sich bekannt und bedarf daher hier kei­ ner näheren Erläuterung.

Ebenfalls bekannt ist, daß die Gehäuse-Oberschale 15 Tasten­ öffnungen 25 für die Tastatur 19, eine Lautsprecheröffnung 27 in zur Hörkapsel 23 korrespondierender Lage sowie eine Ein­ sprechöffnung 29 in zur Sprechkapsel 1 korrespondierender La­ ge hat. Diese ist mit der eigentlichen, primären Einsprech­ öffnung 31 der Sprechkapsel ausgerichtet.

In Fig. 3 ist zu erkennen, daß der auf der Stirnseite des Dichtmantels 3 einstückig angeformte Dichtring 9 aus einer (hier nicht gesondert bezeichneten) Öffnung des Grundteiles 13 geringfügig hervorsteht - in der Praxis gerade soweit, daß (wie in Fig. 6 und 7 genauer zu erkennen sein wird) ein ring­ förmiges Anliegen an die Unterseite der Gehäuse-Oberschale 15 im montierten Zustand des Mobiltelefons 11 unter einer gewis­ sen Vorspannung gewährleistet ist.

Fig. 4 zeigt das Mobiltelefon (wiederum schematisch) im fer­ tig montierten, geschlossenen Zustand.

Fig. 5 und 6 zeigen die räumliche Anordnung der Sprechkapsel 1 mit dem Dichtmantel 3 bezüglich des Grundteiles 13 und der Gehäuse-Oberschale 15 in einer Längsschnittdarstellung genau­ er. Hier ist auch - rein schematisch und ohne Darstellung der Bestückung - eine Leiterplatte 33 gezeigt, an die auch die Sprechkapsel 1 angeschlossen ist.

Das auch als Montagerahmen bezeichnete Grundteil 13 hat, wie in diesen Figuren zu erkennen ist, unterhalb der Tastaturöff­ nungen 25 einen sich ringförmig nach innen erstreckenden Fortsatz 35. Dessen Innenwandung ist in Abstimmung auf die Außengestalt des Dichtmantels 3 kegelstumpfförmig. Er ist so bemessen, daß die Sprechkapsel 1 mit dem Dichtmantel 3 leicht einschiebbar ist und über die Dichtringe 7a, 7b annähernden Linien Kontakt mit der Innenwandung des Fortsatzes hat.

In diesen Figuren ist auch zu erkennen, daß der Dichtmantel 3 im Grunde nicht nur einen Mantel darstellt, sondern auch ein einstückig angeformtes, elastisch kompressibles Bodenteil 37 hat. Das Bodenteil 37 bewirkt eine schwingungssilerende Lage­ rung der Sprechkapsel 1 auf der Leiterplatte 33, und die Dichtringe 5, 7a und 7b bewirken eine Körperschallisolierung zwischen der Sprechkapsel und dem Fortsatz 35 (und damit dem Grundteil bzw. Montagerahmen 13).

Es ist besonders deutlich in Fig. 6 zu erkennen, daß der (hier im Sinne einer Konstruktionszeichnung im undeformierten Zustand dargestellte) Dichtring 9 im ungestörten Zustand in die Ebene der Unterseite der Gehäuse-Oberschale 15 hineinra­ gen würde. Folglich wird beim Aufsetzen der Oberschale 15 auf den Montagerahmen 13 der Dichtring 9 zusammengedrückt, wo­ durch ein Anliegen an der Unterseite der Oberschale mit einem aus der Kompressibilität des Materials des Dichtringes her­ rührenden Vorspannkraft bewirkt wird. Hierdurch werden Ferti­ gungs- und Montagetoleranzen ausgeglichen, und es wird unge­ achtet derartiger Toleranzen eine akustische Entkopplung des Raumes zwischen der primären Einsprechöffnung 31 der Sprech­ kapsel 1 und der Einsprechöffnung 29 der Oberschale 15 gegen­ über der Umgebung realisiert, wie oben allgemein erläutert.

Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf dieses oben be­ schriebene Beispiel beschränkt, sondern ebenso für viele an­ dere Geräte in zahlreichen Abwandlungen möglich, die im Rah­ men fachgemäßen Handelns liegen.

Claims (11)

1. Elektronisches Gerät (11) mit einem elektroakustischen Bauteil (1), insbesondere Mikrofon, wobei das Gerät ein Grundteil (13), in dem das elektroakustische Bauteil montiert ist, und ein separat gefertigtes, insbesondere austauschba­ res, Gehäuseteil (15) aufweist, welches einen oberhalb einer ersten Schallein- oder -austrittsöffnung (31) des elektro­ akustischen Bauteils liegenden Abschnitt hat, wo eine zweite Schallein- oder -austrittsöffnung (29) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das elektroakustische Bauteil im wesentlichen am gesamten Um­ fang von einem Dichtmantel (3) umgeben ist, dessen Höhe der­ art bemessen ist, daß er im die Schallein- bzw. -austritts­ öffnungen umschließenden Linien- oder Flächenkontakt mit dem Gehäuseteil steht und den Raum zwischen der ersten und zwei­ ten Schallaustrittsöffnung gegenüber dem Grundteil und dem Gehäuseteil sowie dem Zwischenraum zwischen diesen akustisch abdichtet.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtmantel (3) einen einstückig an seine obere Stirnflä­ che angeformten Dichtring (9) aufweist, der den dem Gehäuse­ teil (15) benachbarten und dieses im montierten Zustand be­ rührenden Abschnitt des Dichtmantels bildet.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (9) eine derart vorbestimmte Form und Wan­ dungsstärke aufweist, daß er übliche Fertigungs- und Montage­ toleranzen des Grundteils (13) und Gehäuseteils (15) durch seine Formelastizität mit akustisch im wesentlichen dichtem Abschluß des Raumes zwischen der ersten und zweiten Schallaustrittsöffnung (31, 29) gegenüber dem übrigen Raum zwischen dem Grundteil und dem Gehäuseteil ausgleicht.

4. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtmantel (3) auf seinem Umfang mindestens einen zwei­ ten einstückig angeformten Dichtring (5, 7a, 7b), bevorzugt zwei oder drei weitere Dichtringe, zur Körperschallentkopp­ lung des elektroakustischen Bauteiles (1) vom Grundteil (13) aufweist.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Dichtring (9) und/oder der zweite Dichtring bzw. die zweiten Dichtringe (5, 7a, 7b) als Hohlprofilabschnitt bzw. Hohlprofilabschnitte ausgebildet ist bzw. sind.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Dichtring (9) und/oder der zweite Dichtring (5, 7a, 7b) bzw. die zweiten Dichtringe einen im wesentlichen V-, U- oder -förmigen Querschnitt haben.

7. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtmantel (3) aus einem, insbesondere kompressiblen, Elastomeren besteht.

8. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundteil (13) einen im wesentlichen zylindrischen oder kegelstumpfförmigen, nach innen vorstehenden Wandung­ sabschnitt (35) zur Halterung des elektroakustischen Bauteils (1) mit dem Dichtmantel (3) aufweist.

9. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Mobilfunk-Endgerät (11) oder Schnurloste­ lefon.

10. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Datenverarbeitungsgerät, insbesondere Handheld-PC, Organizer oder Übersetzungsgerät, mit einer Spracheingabe- und/oder Sprachausgabestufe.

11. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Ausbildung als tragbares Tonaufnahme- und -wiedergabege­ rät, insbesondere Diktiergerät.