-
Technischer Bereich der
Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Lautsprecher und
insbesondere eine tragbare Kommunikationsvorrichtung, die zwei flache Plattenlautsprecher
kombiniert mit einer Kommunikationseinheit nutzt, wobei zumindest
eine Kommunikationseinheit eine Antenne ist.
-
Beschreibung
des Standes der Technik
-
Es
gibt einen Trend innerhalb des Bereichs der tragbaren Kommunikationsvorrichtungen,
diese Vorrichtungen so klein wie möglich auszuführen. Um dies
zu erreichen, gibt es beständige
Anstrengungen seitens der Hersteller solcher Vorrichtungen, den Raum
so effizient wie möglich
auszunutzen. Die Entwicklung der Elektronik hat es möglich gemacht,
die Komponenten der Endgeräte
zur miniaturisieren, wobei die Endgeräte gleichzeitig in der Lage
sind, erweiterte Funktionen und Dienste anzubieten. Die Entwicklung
neuer Übertragungsschemen,
die so genannte dritte Generation von Mobilsystemen, die vor der
Tür steht,
und die vierte Generation, die 10 Jahre später erwartet wird, bietet auch
die Möglichkeit,
erweiterte Daten zu den drahtlosen Kommunikationsendgeräten zu übertragen,
so wie etwa Echtzeitvideo.
-
Um
von den Möglichkeiten
des Übertragungssystems
zu profitieren, wird die zukünftige
Generation von Telefonen eine große Anzeige haben, um Multimediausgaben
und -eingaben zu ermöglichen,
und die Bildqualität
wird von großer
Wichtigkeit sein. Dennoch muss das Tastenfeld oder die Tastatur groß genug
sein, um Leuten das Drücken
einer Taste zeitgerecht zu ermöglichen.
Mit der Entwicklung der Kommunikationssysteme und den Möglichkeiten
der Multimediafunktionen steigen auch die die Anforderungen an die
Tonqualität
aus den Endgeräten.
Bei der nächsten
Generation der Endgeräte,
die WCDMA Techniken verwenden, wird es möglich sein, ein breiteres Audiofrequenzband
zu nutzen. Der Lautsprecher des Endgeräts kann auch als Klingel anstatt eines
herkömmlichen
Summers, für
Einfachton- oder Mehrtonklingelsignale und als ein in die Rückseite des
Telefons montierter Freisprech-Lautsprecher verwendet werden. Normalerweise
werden diese Funktionen durch einen in die Rückseite des Telefons montierten
zweiten Lautsprecher erfüllt,
aber es gibt kombinierte Lautsprecher für zwei oder alle drei dieser
Funktionen.
-
Bei
einem herkömmlichen
Kommunikationsendgerät
nach dem Stand der Technik ist ein Audioendausgabe auf der Frontseite
des Endgeräts
oberhalb der Anzeige mit dem Lautsprecher unmittelbar hinter der
Ausgabe montiert. Das bedeutet, dass auch wenn die kleinsten heutzutage
verfügbaren Lautsprecher
mit einen Durchmesser von ungefähr 13
mm verwendet werden, das Endgerät
ungefähr um
dieses länger
in seiner Längsausdehnung
wäre, als
es der Fall wäre,
wenn nur der Anzeige und/oder die Tastatur die Länge des Endgeräts bestimmen würden. Die
Antenne des Endgeräts
wird allgemein an dem oberen Abschnitt der Rückseite des Endgeräts angeordnet,
wobei die untere Rückseite
von einer Batterie eingenommen wird. Das Anordnen des Lautsprechers
hinter der Anzeige würde
deshalb die Dicke des Endgeräts
vergrößern, da
dieses mit der Antenne um den entsprechenden Platz konkurrieren würde.
-
Wie
oben erwähnt,
weist beinahe jedes Telefon heutzutage die Lautsprecherposition
in den oberen Teilen der Vorderseite des Endgeräts über der Anzeige und der Tastatur
auf. Dies bedeutet, dass die Höhe
des Lautsprechers, der Anzeige und der Tastatur die Länge des
Telefons bestimmen. Da die Leistungsfähigkeit des Lautsprechers stark
von den Abmessungen abhängt,
führt die
Reduzierung der Lautsprechergröße zu einer
weniger guten Akustik. Auch besteht ein allgemeiner Wunsch, größere Anzeigen in
den Kommunikationsendgeräten
zu haben, nicht einfach nur breitere, sondern auch längere, und
mit dem allgemeinen Aufbau der Tastatur, den die Leute gewöhnt sind,
kann die Höhe
des Endgeräts
grundsätzlich
nicht mehr als heutzutage reduziert werden, ohne dass sich daraus
Nachteile für
die Anzeige oder die Tastatur ergeben.
-
Auch
gibt es einen Trend im Bereich der tragbaren Kommunikationsendgeräte und insbesondere im
Bereich der Mobiltelefone, die Antenne in das Telefon selbst einzubauen,
um die Größe des Telefons zu
reduzieren.
-
In
der US 2002/0137478, erteilt der NEC Viewtechnology, wird ein Aufbau
Vorgeschlagen, bei dem der Lautsprecher und auch das Mikrophon auf die
Rückseite
des Endgeräts
verlegt werden. Die Veröffentlichung
bezieht sich hauptsächlich
auf so genannte Klappaufbauten (Muschelschalendesign), aber ist
genauso anwendbar für
Standard-Stabaufbau-Endgeräte.
Der Lautsprecher und das Mikrophon sind Vorrichtungen, die identisch
zu flachen Paneltyp-Lautsprechern sind. Wenn das Endgerät für eine Sprachverbindung
benutzt wird, wird einer der flachen Panellautsprecher als Mikrophon
verwendet. Bei einem ersten Ausführungsbeispiel
ist das Telefon ein Klappaufbautelefon, bei dem beide Lautsprecher an
der Rückseite
der zwei durch ein Scharnier verbundenen Abschnitte vorgesehen sind,
abgewand zu der Anzeige des Telefons. Beim zweiten Ausführungsbeispiel
ist ein Standard-Stabtypendgerät dargestellt,
bei dem beide Lautsprecher an derselben Seite des Endgeräts und auf
der Seite vorgesehen sind, auf der die Anzeige vorgesehen ist, und
bei dem die Anzeige und die Tastatur zwischen den zwei flachen Paneellautsprechern
vorgesehen sind. Diese Vorrichtungen bewirkt eine gewisse Größenreduzierung
wegen der doppelten Verwendung des Mikrophons als Antenne, aber
da das Mikrophon klein ist, kann eine gute Stereoleistung kaum erreicht
werden. Der tatsächlich
eingesparte Platz ist deswegen auch begrenzt.
-
Die
US 2003/068056 beschreibt ein Mobiltelefon mit einem Anzeigefenster,das
als Lautsprecher zusammen mit Tonübertragern wirkt, die auch
als Lautsprecher funktionieren, wobei der Anzeigefenster-Lautsprecher
ein flacher Paneellautsprecher sein kann. Die Anzeige wird mit 1
KHz und mehr betrieben, während
die Übertrager
den unteren Frequenzbereich verwenden.
-
WO
03/003505 beschreibt ein Mobiltelefon mit einem flachen Paneellautsprecher
kombiniert mit einer Antenne oder in der Hülle des Telefons vorgesehen.
WO 02/50944 beschreibt auch das Kombinieren eines Lautsprechers
mit einer Antenne in einem Kommunikationsendgerät.
-
Es
besteht daher ein Bedürfnis
eine Zwei-Lautsprecherlösung
für eine
tragbare Kommunikationsvorrichtung vorzusehen, wobei die Größe der Vorrichtung
noch weiter verringert werden kann, während gleichzeitig ein guter
Stereoton ermöglicht wird.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung ist auf die Lösung des Problems gerichtet,
eine tragbare Kommunikationsvorrichtung vorzusehen, wobei der verfügbare Raum
im Inneren der Vorrichtung auf effizientere Weise genutzt wird,
während
gleichzeitig eine Stereotonwiedergabe ermöglicht wird.
-
Es
ist daher ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine tragbare
Kommunikationsvorrichtung vorzusehen, bei der der verfügbare Raum
im Inneren auf effizientere Weise genutzt wird, während zugleich
eine Stereotonwiedergabe ermöglicht
wird.
-
Entsprechend
einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird diese
Aufgabe durch eine tragbare Kommunikationsvorrichtung mit zumindest
einer ersten Kommunikationseinheit in Form eines ersten Antennenelements,
das an einer ersten flachen Platte vorgesehen ist, wobei die flache
Platte dazu eingerichtet ist, als ein tonerzeugender Lautsprecher
zu wirken, und zumindest einer zweiten Kommunikationseinheit in
Form einer an oder in einer zweiten flachen Platte vorgesehenen
Anzeige, wobei die zweite flache Platte auch dazu eingerichtet ist,
als ein Lautsprecher zu wirken, wobei eine Tonöffnung nahe dem ersten Antennenelement
vorgesehen ist und die Kommunikationseinheiten sowie die entsprechenden
flachen Platten an voneinander abgewandten Seiten der tragbaren
Kommunikationsvorrichtung vorgesehen sind, gelöst.
-
Ein
zweiter Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist auf eine tragbare
Kommunikationsvorrichtung gerichtet, die die Merkmale des ersten
Gesichtspunkts umfasst, und lediglich ein Gehäuse aufeist.
-
Ein
dritter Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist auf eine tragbare
Kommunikationsvorrichtung gerichtet, die die Merkmale des ersten
Gesichtspunkts umfasst, wobei jede Platte einen Erreger so angeordnet
hat, dass dieser Vibrationen auf die jeweilige Platte überträgt.
-
Ein
vierter Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist auf eine tragbare
Kommunikationsvorrichtung gerichtet, die die Merkmale des ersten
Gesichtspunkts umfasst, wobei jede Platte aus Isoliermaterial besteht.
-
Ein
fünfter
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist auf eine tragbare Kommunikationsvorrichtung
gerichtet, die die Merkmale des vierten Gesichtspunkts umfasst,
wobei zumindest eine Platte aus Kunststoffmaterial hergestellt ist
-
Ein
sechster Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist auf eine tragbare
Kommunikationsvorrichtung gerichtet, die die Merkmale des vierten
Gesichtspunkts umfasst, wobei zumindest eine Platte aus Keramikmaterial
hergestellt ist.
-
Die
Erfindung hat die folgenden Vorteile. Sie ermöglicht es, einen guten Stereoton
vorzusehen, während
gleichzeitig eine effiziente Nutzung des Platzes in der Vorrichtung
ermöglicht
wird.
-
Es
sollte betont werden, dass der Ausdruck „umfasst", wenn er in dieser Beschreibung verwendet wird,
dazu verwendet wird, das Vorhandensein der angegebenen Merkmale,
Größen, Schritte
oder Komponenten zu beschreiben, jedoch nicht, um das Vorhandensein
oder Hinzufügen
von einem oder mehreren anderen Merkmalen, Größen, Schritte oder Komponenten
oder Gruppen von diesen auszuschließen.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
Die
vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
detaillierter beschrieben, bei denen:
-
1 schematisch
eine Frontseitenansicht eines erfindungsgemäßen Stabtyp-Telefons,
-
2 schematisch
eine Rückseitenansicht des
Telefons der 1 unterhalb der Abdeckung des Telefons,
-
3 eine
Seitenansicht des Inneren des Telefons in 1 und 2 und
-
4 eine
Vorderansicht der Vorderseite des Telefons unter der Abdeckung des
Telefons zeigt.
-
Detaillierte
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
-
Eine
tragbare erfindungsgemäße Kommunikationsvorrichtung
wird nun mit Bezug auf ein Mobiltelefon beschrieben, das eine bevorzugte
Variante der Erfindung ist. Das Telefon ist weiterhin bevorzugt ein
so genanntes Stabtyp-Telefon, d.h. ein Telefon mit lediglich einem
Gehäuse
oder einem Gehäuse, das
alle Komponenten des Telefons enthält. Die tragbare Kommunikationsvorrichtung
kann von einem anderen Typ einer solchen Vorrichtung sein, wie ein drahtloses
Telefon, ein Kommunikationsmodul, ein PDA oder irgendein anderer
Typ von tragbarer Kommunikationsvorrichtung mit Radiowellen. Es
wird sehr wahrscheinlich eine Anzahl von verschiedenen tragbaren
Kommunikationsvorrichtungen in der Zukunft geben, wenn die die dritte
Generation von Mobilsystemen aufgebaut ist, die eine gute Breitbandleistungsfähigkeit
erfordert.
-
1 zeigt
schematisch eine Frontansicht eines erfindungsgemäßen Telefons.
Das Telefon 10 umfasst eine Vorderseitenabdeckung 12 an
der ein Anzeige 18, eine Tastatur 14 und ein Mikrophon 16 vorgesehen
sind. Das Telefon umfasst auch eine Antenne und einen vorderen Lautsprecher
(nicht dargestellt). Diese Details werden später in dieser Beschreibung
genauer beschrieben. Die Tastatur 14 ist eingerichtet,
um einem Benutzer des Telefons die Eingabe von Informationen wie
Telefonnummern oder verschiedene unterschiedlichen Funktionen zu ermöglichen.
Die Anzeige 18 ist eingerichtet, um verschiedene Arten
von Informationen dem Benutzer des Telefons darzustellen und das
Mikrophon 16 ist dazu eingerichtet, den Ton aufzunehmen,
z.B. wenn ein Benutzer des Telefons sich in einer Telefonunterhaltung
befindet. Die Antenne ist hier eine erste Kommunikationseinheit
und die Anzeige ist eine zweite Kommunikationseinheit.
-
2 erläutert schematisch
die Rückseite einer
Schaltungsplatine 20 des Telefons in 1 mit den
aufgesetzten Komponenten. 3 erläutert eine Querschnittsseitenansicht
des Telefons, die die Schaltungsplatine 20, eine Batterie 32, die
Anzeige 18, die Tastatur 14 und eine Endgeräteabdeckung, angedeutet
durch die gestrichelte Linien, zeigt. Die Abdeckung hat eine Vorder- 12 und
Rückseite 23.
An einem oberen Ende der Schaltungsplatine 20 ist ein Antennenelement 22 angeordnet.
Das Antennenelement 22 wird durch eine erstes flache Platte
oder einen Film 26 vorgesehen, die eine Metallspur 22 tragen,
wobei die Metallspur ein Antennenmuster 22 bildet. Das
Antennenelement 22 ist parallel und in einem vorgewählten Abstand
zu einer Grundfläche 34 angeordnet,
die als eine Schicht auf oder im Inneren der Leiterplatine 22 angeordnet
ist. Die Grundfläche erstreckt
sich bevorzugt über
die gesamte Länge
der Schaltungsplatine 20, kann jedoch optional lediglich einen
Abschnitt der Schaltungsplatine 20 abdeckten. Der Abstand
zwischen dem Antennenelement 22 und der Grundfläche 34 dient
als elektromagnetischer Raum. Abhängig von der besonderen Ausführungsform
des Antennenmusters, kann der Abstand zwischen dem Antennenelement 22 und
der Grundfläche 34 kritisch
für ein
gutes spannungsabhängiges Stehwellenverhältnis VSWR
und den Antennengewinn sein und normale Abstände zwischen diesen beiden
Flächen
betragen 5–10
mm. Die Antenne benötigt
sowohl eine Versorgung wie auch eine Masse. 2 ist lediglich
ein Beispiel und in diesem Ausführungsbeispiel
ist die Versorgung der Antenne bei 28 vorgesehen, wobei
mit 33 die Masse verbunden ist.
-
Die
erste Platte 26 für
das Antennenelement ist aus einem Isoliermaterial hergestellt, das
einen geringen Mikrowellenverlust hat, wie etwa Kunststoffe. Das
Material besteht bevorzugt aus einer Form eines Polymeers, z.B.
einem Polymid wie etwa Kapton®. Bei einem alternativen
Ausführungsbeispiel
ist die Platte des Antennenelements aus einer Keramik hergestellt.
-
Der
letztendlich Aufbau der Antennenspur ist nicht kritisch für die Erfindung
und die Spur kann eines oder mehrere störende Elemente abweichend von
dem Antennenmuster 22 umfassen. Die Antenne kann eingestellt
sein, um den Empfang und bevorzugt die Übertragung von 800 MHz bis
zu 6.000 MHz zu handhaben. Antennenmuster mit mehrfachen Armen,
wie das beschriebene, dargestellte, können für eine Mehrbandleistungsfähigkeit
ausgewählt
werden. Die Antennenspur ist leitend, bevorzugt metallisch, z.B.
aus Kupfer hergestellt. Die Antennenspur ist bei einem Ausführungsbeispiel
auf die Antennenelementplatte 26 gedruckt und bei einem
alternativen Ausführungsbeispiel
aus einer leitenden Schicht auf dem Antennenplattelement 26 herausgeätzt. Die
Antennenspur 22 kann auf der Seite der Platte 26,
die der Grundflächenplatte 34 gegenübersteht,
oder auf einer Zwischenschicht, angeordnet sein.
-
Ein
Erreger oder Aktuator
24 ist im direkten mechanischen Kontakt
mit der Platte
26 angeordnet. Bevorzugt ist der Erreger
24 an
einer Seitenkante des Antennenelements
22 anliegend angeordnet,
die der Grundfläche
34 gegenübersteht.
Der Erreger
24 hat erste und zweite Verbindungsanschlüsse
32 und
34 zur
Verbindung mit elektrischen Leitungen
28, wobei die Leitungen
28 elektrische
Tonsignale mit dem Erreger
24 verbinden. Der Erreger
24 ist
ausgebildet, um als Vibrator zu wirken, wobei er Vibrationen in
der Platte
26, die die Antennenspur
22 trägt, so erzeugt, dass
durch das Vibrieren der Platte
26 Tonwellen erzeugt werden.
In der Konsequenz wirkt die Platte
26 sowohl als ein Antennenträger als
auch als ein Lautsprecher. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
weist der Erreger
24 einen piezoelektrischen Kristall auf,
der sich abhängig
von den elektrischen Signalen ausdehnt und zusammen zieht, um die
Vibrationen zu erzeugen. Eine Treiberschaltung (nicht dargestellt)
für den
Erreger
24 ist bevorzugt auf der Schaltungsplatine
20 aufgebracht,
die mit den Leitungen
28 verbunden ist. Diese Art von kombinierter
Antenne und Lautsprecher ist detaillierter in der
EP 030 13 926.5 beschrieben. Es
sollte auch bemerkt werden, dass eine Tonöffnung benachbart zu der Antenne
22 so
vorgesehen werden kann, das ein Ton bedingt durch den durch die
erste Platte und die Grundfläche
definierten Raum verstärkt
werden kann.
-
Ebenso
ist der Anzeige 18 an einer ähnlichen zweiten Platte vorgesehen,
die auch auf dieselbe Weise wie die erste Platte variiert werden
kann, und daher ist auch ein Aktuator 36 an der zweiten
Platte der Anzeige 18 angeordnet und mit Leitungen 40 zu einer ähnlichen
Treiberschaltung (nicht dargestellt) verbunden, um elektrische Tonsignale
zu empfangen.
-
4 zeigt
eine Vorderansicht der unterschiedlichen Elemente im Inneren des
Gehäuses
auf der Vorderseite des Telefons. Der Aktuator 36 ist hier auf
einer Platte 46 aus demselben oben erwähnten Material vorgesehen,
wobei die Platte auch die Anzeige 18 umfasst. Der Aktuator
ist hier gerade unterhalb des Anzeigefensters oder der Öffnung der
Vorderabdeckung vorgesehen, an der die Anzeige 18 vorgesehen
ist, was aus einem Vergleich der 1 und 4 deutlich
wird. Der Aktuator 36 umfasst auf dieselbe Weise wie der
zuvor beschriebenen Aktuator 24 erste und zweite Verbindungsanschlüsse 42 und 44 zur
Verbindung mit den zuvor beschriebenen Leitungen. Unterhalb des
Aktuators 26 sind die Tasten der Tastatur 14 angeordnet.
Der Aktuator treibt folglich die Platte der Anzeige auf dieselbe
Weise an, wie die Platte der Antenne.
-
Mit
dieser Anordnung sind eine Anzahl von Vorteilen verbunden. Da die
zwei Lautsprecher auf voneinander abgewandten Seiten des Telefons
vorgesehen sind, können
Sie eine gute Stereoqualität gewährleisten,
wenn beispielsweise Musik gespielt werden soll. Wenn das Telefon
für eine
Telefonunterhaltung genutzt werden soll, wird die Verbindung des Lautsprechers
unterbrochen, der mit der Antenne kombiniert ist, und lediglich
der vordere Lautsprecher, die mit dem Anzeige kombiniert ist, wird
benutzt. Wenn ein Telefonanruf durch Benutzung eines Klingelsignals
gemeldet werden soll, können
einer oder beide Lautsprecher benutzt werden und bevorzugt lediglich
der hintere Lautsprecher, der mit der Antenne kombiniert ist. Wenn
eine Freisprechunterhaltung gewünscht
wird, können
auch beide Lautsprecher benutzt werden. Durch diese Kombination kann
ein Stereolautsprechersystem erreicht werden, ohne zusätzlichen
Platz zu nutzen, da die Lautsprecher mit anderen Funktionseinheiten
des Telefons kombiniert sind, was bedeutet, dass eine Größenreduzierung
erreicht werden kann, oder dass eine größere Anzeige vorgesehen werden
kann. Wenn man eine große
Anzeige hat, wird auch ein großer
Lautsprecher erreicht, so dass der Stereoton weiter verstärkt wird.
Auf diese Weise wird der Innenraum des Telefons auf effizientere
Art und Weise genutzt.
-
Es
gibt eine Anzahl von Variationen, die bei der vorliegenden Erfindung
durchgeführt
werden können,
abgesehen von den bereits erwähnten.
Andere Arten von Telefonen können
benutzt werden, wie beispielsweise ein Klapptyptelefon. Die in der ersten
Platte benutzten Antennen müssen
weiterhin keine Mehrbandantennen sein oder können eine andere Art von Mehrbandantennen
als die dargestellte sein. Daher wird die Erfindung lediglich durch
die nachfolgenden Ansprüche
beschränkt.