DE2431246A1 - Telephonapparat mit eingebautem lautsprecher - Google Patents

Description

DIPI ING. M. 5C.

DIfL-^HVt. OR.

HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER PATENTANWÄLTE IN STUTTQART

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28.Juni 1974

KAZUO KAI

12, Kuwazucho 6-chome,

Higashi Sumiyoshi-ku, Osaka-shi

Osaka, Japan

Telephonapparat mit eingebautem Lautsprecher

Die Erfindung betrifft einen Telephonapparat mit einem Gehäuse mit einem auf dem Gehäuse ablegbaren Handapparat mit einem Hörteil und einem Sprechteilj und mit einem in das Gehäuse eingebauten Lautsprecher.

Derartige Telephonapparate mit eingebautem Lautsprecher sind

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bekannt, leiden jedoch unter dem Phänomen des Rückkopplungspfeifens, so daß es bisher nicht möglich ist, mit dem eingebauten Lautsprecher eine ausreichende Lautstärke einzustellen, wenn ein Telephongespräch geführt werden soll. Das Rückkopplungspfeifen ist eine Folge der unvollständigen Schaltung zur Unterdrückung der Rückkopplung. Wenn diese Schaltung jedoch nicht perfekt arbeitet, dann führt dies dazu, daß die ankommenden Signale nach ihrer Verstärkung und ihrer Aussendung durch den Lautsprecher auf den Sprechteil bzw. den Sendeteil des Telephons zurückgekoppelt werden, wobei ein Rückkopplungspfeifen entsteht, sobald die Verstärkung des dem Lautsprecher zugeführten Signals einen bestimmten Grenzwert überschreitet.

Um die vorstehend aufgeführten Nachteile und Schwierigkeiten zu vermeiden und um eine Rückkopplung zwischen dem Lautsprecher und dem Sprechteil zu verhindern, wurde bereits vorgeschlagen, entweder den Lautsprecher mit einem Horn zu versehen oder für den Sprechteil ein Horn vorzusehen. Derartige Hörner ergaben jedoch kein voll befriedigendes Ergebnis. Es wurde daher vorgeschlagen, den Lautsprecher in einem Abstand von dem Telephonapparat anzuordnen. Bei diesem System ist jedoch der Raumbedarf für den Telephonapparat und den Lautsprecher erheblich und außerdem ist die Handhabung und Bedienung unbequem, und die Unterhaltung ist schwierig, da sich der Lautsprecher in einiger Entfernung befindet.

Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Telephonapparat mit

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eingebautem Lautsprecher vorzuschlagen, bei welchem kein Rückkopplungspfeifen auftritt und bei welchem die Lautstärke des Lautsprechers· um 3 bis 6 'Dezibel höher sein kann als bei üblichen Teiephonapparaten mit eingebautem Lautsprecher, so daß sich eine ausreichende Lautstärke ergibt.

Diese Aufgabe wird durch einen Telephonapparat der eingangs beschriebenen Art gelöst, welcher gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß an dem Gehäuse eine gekrümmte reflektierende Fläche vorgesehen ist, in deren Brennpunkt sich bei abgelegtem Handapparat der Sprechteil desselben befindet, daß in dem Gehäuse eine Abtastspule vorgesehen ist, die sich bei abgelegtem Handapparat in der Nähe des Hörteils desselben befindet, daß ein Verstärker vorgesehen ist, dessen Eingang mit der Abtastspule über einen Schalter verbindbar ist und dessen Ausgang mit dem Lautsprecher verbunden ist, und daß in dem Gehäuse ein schweres Lautsprechergehäuse für den Lautr Sprecher vorgesehen ist, welches mit einer Öffnung versehen ist, vor welcher ein kurzes Horn angebracht ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläutert und/oder sind Gegenstand der Schutzansprüche. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Telephonapparats gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Telephonapparat gemäß Fig. 1;

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Fig. 3 einen Querschnitt durch den Telephonapparat gemäß Fig. 1 längs der Linie III-III in dieser Figur;

Fig. 4 ein schematisch.es Schaltbild für einen Telephonapparat gemäß der Erfindung;

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine abgewandelte Ausführungsform eines Telephonapparats gemäß der Erfindung;

Fig. 6 eine Ansicht der Rückseite des Telephonapparats gemäß Fig. 5;

Fig. 7 eine Ansicht der Vorderseite des Telephonapparats gemäß Fig. 5;

Fig. 8 eine Ansicht der linken Seite des Telephonapparats gemäß Fig. 5;

Fig. 9 einen vergrößerten Querschnitt durch den Telephonapparat gemäß Fig. 5 längs der Linie IV-IV in dieser Figur;

Fig. 10 einen vergrößerten Querschnitt durch den Telephonapparat gemäß Fig. 5 längs der Linie X-X in dieser Figur und

Fig. 11 einen vergrößerten Querschnitt durch den Telephonapparat gemäß Fig. 5 längs der Linie XI-XI in dieser Figur.

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Die Pig. 1 und 2 der Zeichnung zeigen einen Telephonapparat 1 mit einem Gehäuse 5, in dessen Oberfläche 4 eine Nut 3 vorgesehen ist₃ in welcher ein Handapparat 2 ablegbar ist. An einer Seite des Gehäuses 5 bildet ein senkrechter Wandbereich 6 eine reflektierende Fläche 7. Der Sprechteil 8 des Handapparats 2 befindet sich in der Nähe des Brennpunktes der reflektierenden Fläche 7 und das andere Ende des Handapparates 2 mit dem Hörteil 9 liegt in einer Aussparung 10 des Gehäuses 5· Unter dem Boden der Aussparung 10 ist eine Abtastspule 13 vorgesehen sowie eine Rückkopplungsspule 12. Die Abtastspule 13 ist, wie Fig. 4 zeigt, mit dem Eingang eines Verstärkers (AMP) verbunden und der Ausgang des Verstärkers ist mit einem Lautsprecher 14 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers ist ferner über einen Rückkopplungswiderstand 15 mit der Rückkopplungsspule 12 verbunden, die mit der Abtastspule 13 gekoppelt ist.

Der Lautsprecher 14 ist in einem Lautsprechergehäuse 19 auf einer Gummiplatte 20 befestigt. Das Lautsprechergehäuse 19 besitzt eine Frontplatte 17 aus einem schweren Metall, wie z.B. Eisen, Blei oder Zink, welche mit einer öffnung 16 zum Abstrahlen des Schalls versehen ist. Der becherförmige rückwärtige Teil 18 des Lautsprechergehäuses 19 besteht aus dem gleichen Material wie die Frontplatte 17. Vor der Vorderseite der Frontplatte 17 des Lautsprechergehäuses 19 ist ein Horn 22 angeordnet, welches eine enge Eintrittsöffnung 21 besitzt, wobei zwischem dem Horn 22 und der Frontplatte 17 Distanzelemente 23 vorgesehen sind, die zur Bildung eines Spalts zwischen dem Horn 22 und der Frontplatte 17 führen. An dem

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Gehäuse 5 ist in dem Bereich, wo sich, das Lautsprechergehäuse 19 befindet, eine Aussparung 25 vorgesehen. Diese Aussparung 25 ist durcii eine verzierte Abdeckplatte 26 verschlossen, die an dem Gehäuse 5 über weiche elastische Körper 27 aus geschäumten Kunststoffmaterial befestigt ist. Das Lautsprechergehäuse 19 ist an einer Bodenplatte 29 des Gehäuses 5 über einen ähnlichen elastischen Körper 28 befestigt. Ein Schalter 30 zwischen dem Verstärker und einer Spannungsquelle (B) wird durch das Gewicht des Handapparats 2 geschlossen. Zwischen der Abtastspule 13 und dem Verstärker liegt ein veränderlicher Widerstand 31.

Bei dem Telephonapparat gemäß der Erfindung befindet sich der Sprechteil 8, wenn der Handapparat 2 auf das Gehäuse 5 abgelegt ist, im Bereich des Brennpunktes einer reflektierenden Fläche 7j während der Hörteil 9 der Abtastspule 13 gegenüberliegt, wobei der Schater 30 geschlossen ist, so daß die Spannungsquelle B mit dem Verstärker AMP verbunden ist. Der von dem Hörteil 9 ausgehende Streufluß wird von der Abtastspule 13 aufgenommen und die in dieser erzeugten Signale werden von dem Verstärker verstärkt, welcher den Lautsprecher 14 speist. Die verstärkten Schallsignale werden von dem Lautsprecher 14 durch die öffnung 16 in der Frontwand 17 abgestrahlt. Das auszusendende Signal, d.h. in der Regel die Worte des Benutzers des Telephonapparates, wird von der reflektierenden Fläche 7 reflektiert und auf den Sprechteil 8 gerichtet, wodurch eine Unterhaltung möglich wird. Bei dem erfindungsgemäßen Telephonapparat ist es also möglich, ein Gespräch zu führen, ohne den Telephonapparat zu berühren, wobei der Handapparat auf dem Gehäuse liegen bleibt.

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Bei einem bekannten Telephonapparat mit eingebautem Lautsprecher ist zwischen der Abtastspule 13 und dem Verstärker ein veränderlicher Widerstand 31 zum Einstellen der Lautstärke vorgesehen. Selbst dann, wenn die Rückkopplungsdämpfung den.Signalanteil verringert, welcher von dem Lautsprecher 14 zu dem Sprechteil 8 gelangt, erreicht bei dem bekannten Telephonapparat ein Teil des vom Lautsprecher abgestrahlten Signals wieder den Hörteil 9» so daß sich ein Rückkopplungspfeifen ergibt, sobald man versucht, eine ausreichende Lautstärke des Lautsprechers einzustellen.

In Weiterbildung der Erfindung wird dagegen bei dem erfindungsgemäßen Telephonapparat ein Teil des Ausgangssignals des Verstärkers AMP über einen Widerstand 15 als Gegenkopplungssignal auf die Rückkopplungsspule 12 gegeben, die dicht bei der Abtastspule 13 angeordnet ist. Die Anzahl der Windungen der Rückkopplungsspule 12 wird so gewählt, daß die Größe des gegengekoppelten Signals dem auf den Sprechteil rückgekoppelten Anteil des vom Lautsprecher abgestrahlten Signals ist. Die Peineinstellung des Gegenkopplungssignals erfolgt über den veränderlichen Widerstand 15· Auf diese Weise läßt sich bei dem erfindungsgemäßen Telephonapparat einerseits eine ausreichende Lautstärke erreichen, während andererseits ein Rückkopplungspfeifen vermieden wird.

Wenn die Anzahl der Windungen der Rückkopplungsspule 12 so gewählt wird, daß sie gleich (1/1Ox):(1/10Oy) der Zahl der Windungen der Abtastwicklung 13 ist, wobei κ und y positive Zahlen zwischen 1 und 9 sind, und wenn ferner der Widerstandswert des veränderlichen Widerstandes 15 zwischen 3 und 100 kOhm

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gewählt wird, dann kann das Ausgangssignal des Lautsprechers lH gegenüber Telephonapparaten ohne eine Rückkopplungsschaltung dieser Art umd 3 bis 6 db erhöht werden. Wie oben ausgeführt, ist der Lautsprecher 14 erfindungsgemäß in einem schweren Lautsprechergehäuse 19 angebracht, welches seinerseits mit der Bodenplatte 29 des Gehäuses 5 über den elastischen Körper 28 verbunden ist. Außerdem kann wegen des kurzen Horns 22 ein Gespräch mit ausreichender Lautstärke geführt werden.

Wenn beispielsweise mit einem Lautsprecher mit Schwingspule gearbeitet wird, welcher einen kleinen Innendurchmesser und einen Außendurchmesser von 55 mm besitzt und wenn dieser Lautsprecher in einem Lautsprechergehäuse 19 mit einem Innendurchmesser von 55 j 5 mm und einer Länge von etwa 19 mm angeordnet wird und wenn ferner die Dicke der Teile 17 und 18 des Lautsprechergehäuses 19 mit 3 mm, 5 mm und 7 mm gewählt wird, dann steigt die Unterdrückung des Rückkopplungspfeifens mit der Wandstärke des Lautsprechergehäuses 19 und seiner Prontplatte 17 an. Wenn die Wandstärke des Lautsprechergehäuses 3 mm beträgt, ergibt sich für den praktischen Einsatz noch eine zu starke Kopplung, so daß ein Rückkopplungspfeifen eintritt. Wenn die Wandstärke dagegen größer ist als 5 mm, dann kann eine gute Unterdrückung des Rückkopplungspfeifens erreicht werden.

Vorbekannte Telephonapparate mit eingebauten Lautsprechern sollten eine Schallkopplung zwischen dem Lautsprecher und dem Sprechteil verhindern. Das Rückkopplungspfeifen wird jedoch zumindest teilweise durch"Schwingungen des Lautsprechers hervorgerufen, welche über das Gehäuse zu dem Sprechteil

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übertragen werden, der üblicherweise ein Kohlemikrophon enthält. Gemäß vorliegender Erfindung wird der Körperschall und damit das Rückkopplungspfeifen unterdrückt, indem der Lautsprecher 14 in einem schweren Lautsprechergehäuse 19 angeordnet wird. Die Kopplung durch den Luftschall kann verringert werden, indem man das kurze Horn 22 verwendet, so daß eine weitere Unterdrückung des Rückkopplungspfeifens erfolgt. Die übertragung von Vibrationen des Lautsprechers 14 auf das Gehäuse 5 wird dadurch verhindert, daß das Lautsprechergehäuse 19 durch die elastischen Körper 27 und 28 gehaltert wird.

Infolge des Spalts 24 zwischen dem kurzen Horn 22 mit der engen Eintrittsöffnung 21 und der Frontplatte 17 des Lautsprechergehäuses 19 ergibt sich vor dem Lautsprecher 14 eine Luftkammer. Wenn der Spalt 24 nicht vorhanden ist, werden hochfrequente Töne beträchtlich gedämpft, so daß die Sprache undeutlicher wird. Wenn jedoch der Spalt 24 vergrößert wird, dann nimmt die Dämpfung der hochfrequenten Töne ab und die Verständlichkeit kann verbessert werden. Durch das kurze Horn 22 wird ferner die Richtwirkung verbessert. Bei Verwendung eines Lautsprechers 14 mit einem Durchmesser von 50 mm in Verbindung mit einem konischen Horn 22 mit einem Durchmesser zwischen 5 mm und 20 mm und mit einem öffnungswinkel zwischen 45 und 90 mm sowie bei Vorhandensein eines Spalts 24 mit einer Breite zwischen 0,2 und 1,0 mm werden hinsichtlich der Sprachqualität und der Richtwirkung.befriedigende Ergebnisse erzielt. Die Länge des Horns 22 sollte das 2-5fache des Durchmessers der

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Eintrittsöffnung 21 betragen.

Die niedrige Resonanzfrequenz des Lautsprechers 14 kann erhöht werden, indem man das Lautsprechergehäuse 19 dicht schließt. Die hohe Resonanzfrequenz des Lautsprechers 14 wird durch Erhöhung der Breite des Spalts 24 zwischen der Frontwand 17 und dem kurzen Horn 22 abgeschnitten. Man erhält somit ein mechanisches Bandpassfilter mit einer Bandbreite zwischen 300 Hz und 3OOO Hz, wie sie für ein Telephongespräch wünschenswert ist. Aufgrund der zu übertragenden Frequenzen kann der bei dem erfindungsgemäßen Telephonapparat benutzte Verstärker AMP ein sehr einfacher Vielzweckverstärker sein.

Die Fig. 5 bis 11 der Zeichnung dienen der Erläuterung eines abgewandelten Ausführungsbeispiels eines Telephonapparats gemäß der Erfindung. Dabei sind entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie in den Fig. 1 bis 3.

Bei der zweiten Ausführungsform ist die Achse der Öffnung des kurzen Horns 22 schräg nach oben gerichtet. An der linken Seite des Gehäuses 5 ist eine Wand 36 mit einem Einschnitt vorgesehen. Am Boden 11 der Aussparung 10, welche den Hörteil 9 aufnimmt, ist die Abtastspule I3 derart befestigt, daß sie mit Hilfe einer Feder 37 auf- und abbewegbar ist. Im unteren Teil des Gehäuses 5 sind rings" um die Abtastspule 13 Öffnungen 38 vorgesehen.

Bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel steht die auf- und abbewegbare Abtastspule 13 stets in Kontakt mit dem Hörteil

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wenn der. Handapparat 2 auf das Gehäuse 5 aufgelegt ist. In die Abtastwicklung 13 wird daher eine ausreichende Spannung induziert. Der Schall, welcher auf Nebenpfaden zu dem Hörteil 9 gelangt, wird durch die öffnungen 38 und durch eine öffnung 393 die im Unterteil der Rückwand des Gehäuses 5 vorgesehen ist, unschädlich gemacht. Die Lautstärke kann somit erhöht werden ohne daß ein Rückkopplungspfeifen eintritt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Boden 11 der Ausnehmung 10 leicht schräg angebracht, so daß die Oberfläche des Hörteils 9 parallel zu dem Boden verläuft, wie dies Fig. 9 zeigt. Wie vorstehend ins einzelne gehend erläutert wurde, bringt die Anwendung der Erfindung bei üblichen Telephonapparaten die folgenden Vorteile mit sich:

a) Wenn die Lautstärke erhöht wird, so daß der den Sprechteil 8 erreichende Schall von dem Hörteil verstärkt abgestrahlt wird, ergibt sich kein Rückkopplungspfeifen und eine Unterhaltung kann mit ausreichender Lautstärke geführt werden,

b) da der Lautsprecher direkt in das Gehäuse des Telephonappar.ats eingebaut werden kann, wird eine Verbilligung und eine einfachere Handhabung erreicht und

c) da ein einfacher Verstärker verwendet werden kann, bleiben die Kosten des Telephonapparates gering.

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   Patentansprüche :

   Telephonapparat mit einem Gehäuse und mit einem auf dem Gehäuse ablegbaren Handapparat mit einem Hörteil und einem Sprechteil und mit einem in das Gehäuse eingebauten Lautsprecher, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuse (5) eine gekrümmte reflektierende Fläche (7) vorgesehen ist, in deren Brennpunkt sich bei abgelegtem Handapparat (2) der Sprechteil (8) desselben befindet, daß in dem Gehäuse (5) eine Abtastspule (13) vorgesehen ist, die sich bei abgelegtem Handapparat (2) in der Nähe des Hörteils (9) desselben befindet, daß ein Verstärker (AMP) vorgesehen ist, dessen Eingang mit der Abtastspule (13) über einen Schalter (30) verbindbar ist und dessen Ausgang mit dem Lautsprecher (14) verbunden ist und daß in dem Gehäuse (5) ein schweres Lautsprechergehäuse (19) für den Lautsprecher (14) vorgesehen ist, welches mit einer Öffnung (16) versehen ist, v.or welcher ein kurzes Horn (22) angebracht ist.
2. 2) Telephonapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Abtastspule (13) gekoppelte Rückkoppj-ungsspule (12) vorgesehen ist, welche mit dem Ausgang des Verstärkers (AMP) über einen Rückkopplung widerstand (15) verbunden ist.

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3. 3) Telepiionapparat nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen seinem Gehäuse (5) und dem
   Lautsprechergehäuse (19) elastische Körper (27,28) vorgesehen sind.
4. 4) Telephonapparat nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das kurze Horn (22) eine enge Eintrittsöffnung (21) aufweist und daß zwischen der Eintrittsöffnung (21) des Horns (22) und einer Frontplatte (17) des Lautsprechergehäuses (19) ein Spalt (24) mit einer Breite zwischen etwa 0,2 und 1,0 mm vorgesehen ist.

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