DE69428757T2

DE69428757T2 - Automatischer Teleskopantennenmechanismus

Info

Publication number: DE69428757T2
Application number: DE1994628757
Authority: DE
Inventors: Irwin Gerszberg; Norman P Graule; Eugene Thomas Kendig
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1993-09-23
Filing date: 1994-09-14
Publication date: 2002-08-01
Anticipated expiration: 2014-09-15
Also published as: DE69428757D1; EP0650282A1; EP0650282B1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Antennen, insbesondere Antennen zur Verwendung für Funktelefonhörer, und speziell Mechanismen für das automatische Aus- und Einfahren von Antennen zur Verwendung für Funktelefonhörer.

Stand der Technik

Funktelefonhörer sind mittlerweile nahezu allgegenwärtig, insbesondere in Form tragbarer Mobiltelefone. Ein solches Telefon verfügt typischerweise über ein einschiebbares Mundstück und eine einschiebbare Antenne, so daß das Telefon, wenn es nicht benutzt wird, so kompakt wie möglich ist und bequem getragen werden kann.
Um ein solches Telefon zu benutzen, muß ein Benutzer das Mundstück ausklappen und die Antenne herausziehen. Wenn ein Benutzer seine Hände voll hat oder anderweitig in Anspruch genommen ist, führt er diese Handgriffe möglicherweise nachlässig durch und benutzt somit das Telefon mit teilweise oder vollständig eingeschobener Antenne.
Nach dem Stand der Technik ist bekannt, daß solche Telefone mit mehreren unterschiedlichen Strompegeln betrieben werden und sich selbst auf den niedrigst möglichen Strompegel einstellen können, um Batteriestrom zu sparen. Wenn das Telefon mit nicht vollständig herausgezogener Antenne benutzt wird, kann es gezwungen sein, sich selbst so einzustellen, daß es mit einem höheren Strompegel als notwendig betrieben wird, so daß sich der Batteriestromabfluß erhöht. Ein derartiger Betrieb kann außerdem die Lebensdauer von Innenbauteilen verkürzen, weil dadurch bewirkt wird, daß sie unter höherer Beanspruchung arbeiten müssen.
Derartige Telefone unterliegen häufig einer rauhen Behandlung. Ein Benutzer kann nach erfolgter Benutzung des Telefons aus Nachlässigkeit vergessen, die Antenne wieder einzuschieben; durch nachfolgende rauhe Behandlung kann die Antenne beschädigt werden oder brechen.
Der Leser wird auf die WO-A-93 01659 verwiesen.
Gemäß vorliegender Erfindung wird ein Funktelefonhörer nach der Definition in Anspruch 1 bereitgestellt.
Es ist ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung, verbesserte Funktelefone bereitzustellen.
Es ist ein besonderes Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Funktelefon mit einem einschiebbaren Mundstück und einer einschiebbaren Antenne bereitzustellen, bei dem ein Mechanismus das Mundstück mit der Antenne verbindet, um die Antenne, wenn das Mundstück ausgeklappt wird, automatisch auszufahren.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mobiltelefon bereitgestellt, bei dem sich das Mikrofon auf einem Mundstück befindet, das am Körper des Telefons verschiebbar montiert ist; um das Telefon zu benutzen, muß ein Benutzer das Mundstück am Körper nach unten schieben, um so eine entsprechende relative Position zwischen dem Lautsprecher und dem Mikrofon festzulegen und eine am Körper des Telefons befindliche Tastatur freizulegen. Die Antenne ist teleskopartig ausgeführt und besitzt einen gleitbar in einem hohlen zylindrischen Antennenkanal installierten stabähnlichen Antennenkolben. An das untere Ende des Antennenkolbens grenzt stumpf eine Länge eines flexiblen gezahnten Streifens an, der aus dem Ende des Antennenkanals gegenüber demjenigen Ende austritt, in das sich der Antennenkolben hineinschiebt; ein Zahnrad steht mit dem flexiblen gezahnten Streifen in Eingriff; das gleitbare Mundstück ist mit Zähnen ausgestattet, die ebenfalls in das Zahnrad eingreifen; wenn das Mundstück durch Gleitbewegung geöffnet wird, wird somit das Zahnrad in Drehung versetzt, um den flexiblen gezahnten Streifen nach oben in den Antennenkanal hineinzuschieben, wodurch der Antennenkolben nach oben ausgefahren wird. Umgekehrt wird der Antennenkolben, wenn das Mundstück durch Gleitbewegung geschlossen wird, eingefahren.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mobiltelefon in "Ausklapp"- Ausführung bereitgestellt, bei dem sich das Mikrofon auf einem Mundstück befindet, das schwenkbar mit dem Körper des Telefons verbunden ist, wobei die Schwenkbewegung typischerweise zu einem Ende des Körpers hin erfolgt. Um das Telefon zu benutzen, muß ein Benutzer das Mundstück durch eine rasche Handbewegung ausklappen, um dadurch das am Mundstück befindliche Mikrofon und eine am Körper des Telefons befindliche Tastatur freizulegen. Die Antenne ist teleskopartig ausgeführt und besitzt einen stabähnlichen Antennenkolben, der gleitbar in einem hohlen Antennenkanal installiert ist. An das untere Ende des Antennenkolbens grenzt stumpf ein flexibles Element an, das aus dem Ende des Antennenkanals gegenüber demjenigen Ende austritt, in das sich der Antennenkolben hineinschiebt, und das an dem Ausklapp- Mundstück in einer solchen Weise befestigt ist, daß beim Öffnen des Mundstücks das flexible Element in den Antennenkanal hineingeschoben und dadurch der Antennenkolben nach oben geschoben wird, und daß beim Schließen des Mundstücks das flexible Element aus dem Antennenkanal herausgezogen und dadurch der Antennenkolben eingeschoben wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Darstellung eines Telefonhörers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 zeigt ein Detail der Teleskopantenne der Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Ausschnittdarstellung eines Telefonhörers gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 4 ist eine Schnittdarstellung, die ein Detail der Teleskopantenne der Fig. 3 zeigt.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, umfaßt ein Funktelefonhörer 1 einen Körper 2 mit einem Ausklapp- Mundstück 3, das entlang einer Achse 4 schwenkbar mit dem Körper verbunden ist. Der Körper enthält einen Lautsprecher 5, der an das Ohr eines Benutzers gehalten wird, sowie eine Tastatur 6. Die Tastatur 6 ist, wenn das schwenkbare Mundstück 3 geschlossen ist, vorzugsweise abgedeckt. Das schwenkbare Mundstück 3 enthält ein Mikrofon 7. Ein stabähnlicher Antennenkolben 9 ist in das obere Ende des rohrförmigen Antennenkanals 8, der am Körper 2 befestigt ist, hineinschiebbar.
Um den Hörer 1 zu benutzen, muß ein Benutzer das schwenkbare Mundstück 3 öffnen, wodurch der Hörer 1 so konfiguriert wird, daß der Lautsprecher 5 in die Nähe eines Ohres des Benutzers und das Mikrofon 7 gleichzeitig in die Nähe seines Mundes gebracht werden kann. Außerdem muß der Benutzer sicherstellen, daß der Antennenkolben ausgefahren ist.
Bei Hörern nach dem Stand der Technik muß der Antennenkolben manuell herausgezogen werden; es läßt sich keinesfalls ausschließen, daß er nur teilweise herausgezogen oder der Hörer mit überhaupt nicht herausgezogenem Antennenkolben benutzt wird. Es ist nach dem Stand der Technik bekannt, daß der Hörer mit einem beliebigen von verschiedenen Strompegeln arbeiten kann und seinen Strompegel auf den niedrigst möglichen Strompegel für die augenblicklichen Verhältnisse einstellt; wenn der Antennenkolben nur teilweise oder überhaupt nicht herausgezogen ist, muß der Hörer wahrscheinlich mit einem höheren Strompegel als bei vollständig herausgezogenem Antennenkolben arbeiten, so daß sich der Stromverbrauch und die Beanspruchung der Bauteile erhöht.
Gleichermaßen muß der Benutzer von Hörern nach dem Stand der Technik nach erfolgter Benutzung des Hörers den Antennenkolben wieder hineinschieben; es ist möglich, daß das Hineinschieben des Antennenkolbens vergessen wird, so daß der Antennenkolben im Falle einer nachfolgenden rauhen Behandlung des Hörers beschädigt werden kann.
Der Hörer der einen Ausführungsform fährt den Antennenkolben 9 automatisch aus, wenn das schwenkbare Mundstück 3 geöffnet wird, und er schiebt den Antennenkolben 9 automatisch wieder ein, wenn das schwenkbare Mundstück 3 geschlossen wird.
Der Antennenkolben 9 ist wesentlich kürzer als der Antennenkanal 8; der Antennenkanal 8 ist an seinem Boden gebogen ausgeführt, und der Federstahldraht 10 ragt aus dem gebogenen unteren Ende des Antennenkanals 8 heraus, wobei sein oberes Ende am Boden des Antennenkolbens 9 befestigt ist. Der Draht 10 ist mit Isolierung versehen. Das äußere Ende des Drahtes 10 ist am Befestigungspunkt 11 am Mundstück 3 befestigt. Der Antennenkanal 8 und der Befestigungspunkt 11 können so konfiguriert sein, daß durch den Vorgang des Öffnens des Mundstücks 3 bewirkt wird, daß der Draht 10 in das untere Ende des Antennenkanals 8 geschoben wird, wodurch der Antennenkolben 9 nach oben geschoben wird. Die Biegung des Antennenkanals 8 enthält den Draht 10 mit im wesentlichen der gleichen Biegung, die er in einem freien und unbeanspruchten Zustand aufweisen würde; wenn der Draht 10 durch Öffnen oder Schließen des Mundstücks beansprucht wird, verhindert der Antennenkanal 8, daß sich der Draht 10 seitlich verformen kann.
In der bevorzugten Ausführungsform verläuft der Weg des Drahtes 10 außerhalb der Achse 4. (Das heißt, der Radius vom Befestigungspunkt 11 zum Punkt der maximalen Biegung im Draht 10 ist größer als der Radius vom Befestigungspunkt 11 zur Achse 4.) Wenn der Weg innerhalb der Achse 4 verliefe, würde beim Öffnen des Mundstücks 3 der umgekehrte Effekt eintreten und der Draht 10 aus dem Antennenkanal 8 herausgezogen werden; wenn der Weg quer zur Achse 4 verliefe, würde beim Öffnen des Mundstücks 3 der Draht 10 weder geschoben noch gezogen.
Somit kann der Hörer mit einem bestimmten erwünschten Ausfahrgrad des Antennenkolbens hergestellt werden, der sich aus der Distanz von der Achse 4 zum Antennenkanal 8 und der Position des Befestigungspunktes 11 ergibt. Der Hörer der bevorzugten Ausführungsform ist zur Verwendung bei Radiofrequenzen von 900 MHz und 1,8 GHz vorgesehen; aus Gründen der Stromübertragung ist es unbedingt erforderlich, daß der Antennenkolben um etwa zwei Zoll ausgefahren wird.
Ein weiteres Detail ist aus Fig. 2 ersichtlich, die den oberen Abschnitt des Antennenkanals 8 als Längsschnitt durch eine Ebene darstellt, die die Achse des Antennenkanals 8 einschließt. Der Antennenkolben 9 und der Draht 10, beide aus Fig. 1 ersichtlich, sind nicht als Längsschnitt in Fig. 2 dargestellt. Fig. 2 zeigt ebenfalls das Kopplungsstück 12, das aus Fig. 1 nicht ersichtlich ist, wobei das Kopplungsstück 12 als Längsschnitt durch die vorgenannte Ebene dargestellt ist. Das Kopplungsstück 12 ist am unteren Ende des Antennenkolbens 9 und am oberen Ende des Drahtes 10 befestigt. Das Kopplungsstück 12 besteht aus Dielektrikum; es koppelt somit den Antennenkolben 9 mechanisch mit dem Draht 10, hält sie elektrisch jedoch getrennt voneinander. Der Draht 10, der mit Isolierung versehen ist, stellt keinen elektrischen Kontakt mit dem Antennenkanal 8 her, obwohl er körperliche Kontaktpunkte mit dem Antennenkanal 8 aufweisen kann. Das Kopplungsstück 12 hat einen solchen Durchmesser, daß es innerhalb des Antennenkanals 8 frei gleitbar ist.
Die nach oben gerichtete Schiebebewegung, die beim Öffnen des Mundstücks 3 auf den Draht 10 einwirkt, führt somit dazu, daß der Antennenkolben 9 aus dem Antennenkanal 8 ausgefahren wird; die nach unten gerichtete Zugbewegung, die beim Schließen des Mundstücks 3 auf den Draht 10 einwirkt, führt somit dazu, daß der Antennekolben 9 in den Antennenkanal 8 eingefahren wird.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform umfaßt ein Funktelefonhörer 11 einen Körper 12 mit einem Mundstück 13, das gleitbar am oder im Verhältnis zum Körper montiert ist. Der Körper enthält den Lautsprecher 15, der an das Ohr eines Benutzers gehalten werden kann, sowie eine Tastatur 16. Die Tastatur 16 ist bei geschlossenem Mundstück 13 abgedeckt. Das Mundstück 13 enthält ein oben auf dem Mundstück 13 positioniertes Mikrofon 17. Ein stabähnlicher Antennenkolben 19 ist in das obere Ende des rohrförmigen Antennenkanals 18, der in den Körper 12 integriert ist, einschiebbar.
Um den Hörer 11 zu benutzen, muß ein Benutzer das Mundstück 13 durch eine Gleitbewegung öffnen, wodurch der Hörer 11 so konfiguriert wird, daß sich der Lautsprecher 15 in der Nähe des Ohres eines Benutzers und das Mikrofon 17 gleichzeitig in der Nähe seines Mundes befinden kann. Der Benutzer muß außerdem sicherstellen, daß der Antennenkolben ausgefahren ist.
Der Hörer der vorliegenden Erfindung fährt den Antennenkolben 19 automatisch aus, wenn das Mundstück 13 geöffnet wird, und er fährt den Antennenkolben 19 automatisch ein, wenn das Mundstück 13 geschlossen wird.
Das Mundstück 13 besitzt Zähne, die eine Zahnstange (wie bei dem Begriff "Zahnstange und Ritzel") auf der an den Körper 12 direkt angrenzenden Fläche umfassen; ein Schlitz im Körper 12 legt die Zähne des Ritzels 14 frei; die Zähne des Mundstücks 13 greifen in die Zähne des Ritzels 14 ein, wodurch das Mundstück 13 und das Ritzel 14 als Zahnstange und Ritzel funktionieren.
Der Antennenkolben 19 ist innerhalb des Antennenkanals 18 installiert; an seinem unteren Ende ist der flexible gezahnte Streifen 110 mittels des Kopplungsstücks 111 befestigt. Die Zähne des gezahnten Streifens 110 greifen in diejenigen des Ritzels 14 ein.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, wird durch das Öffnen des Mundstücks 13, das durch Herunterschieben erfolgt, bewirkt, daß sich das Ritzel 14 im Uhrzeigersinn dreht; dadurch wird der gezahnte Streifen 110 nach oben geschoben. Der gezahnte Streifen 110 ist innerhalb des Antennenkanals 18 ausreichend eingeschränkt, so daß er daran gehindert wird, sich seitlich zu verformen; er überträgt somit eine nach oben gerichtete Kraft auf das Kopplungsstück 111 und anschließend auf den Antennenkolben 19, so daß dieser nach oben ausgefahren wird.
Umgekehrt wird dadurch, daß das Mundstück 13 nach oben geschoben wird, bewirkt, daß sich das Ritzel 14 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, wodurch der gezahnte Streifen 110 nach unten gezogen und dadurch der Antennenkolben 19 eingefahren wird. Das untere Ende des gezahnten Streifens 110 berührt den Boden des Körpers 12 und wird zurück nach oben abgelenkt und somit innerhalb des Körpers 12 gelagert.
Der Hörer der bevorzugten Ausführungsform ist zur Verwendung bei Radiofrequenzen von 900 MHz und 1, 8 GHz vorgesehen; aus Gründen der Antennenanpassung muß sich der Antennenkolben um etwa zwei Zoll ausfahren lassen. Der Antennenkolben 19 ist mit dem Antennenkanal 18 elektrisch durchgängig verbunden; die beiden Teile zusammen umfassen die Antenne des Hörers.
Ein weiteres Detail ist aus Fig. 4 ersichtlich, in der der obere Abschnitt des Antennenkanals 18 als Längsschnitt durch eine Ebene dargestellt ist, die die Achse des Antennenkanals 18 einschließt. Der Antennenkolben 19 und der gezahnte Streifen 110, die beide aus Fig. 3 ersichtlich sind, sind in Fig. 4 nicht als Längsschnitt dargestellt. Fig. 4 zeigt ebenfalls das Kopplungsstück 111 als Längsschnitt durch die vorgenannte Ebene. Das Kopplungsstück 111 ist am unteren. Ende des Antennenkolbens 19 und am oberen Ende des gezahnten Streifens 110 befestigt. Das Kopplungsstück 111 besteht aus Dielektrikum; es koppelt somit den Antennenkolben 19 mechanisch mit dem gezahnten Streifen 110, hält sie jedoch elektrisch getrennt voneinander. Der gezahnte Streifen 110 besteht aus Dielektrikum und bildet somit elektrisch keinen Abschnitt der Antenne, obwohl er Kontaktpunkte mit dem Antennenkanal 18 aufweisen kann. Das Kopplungsstück 111 besitzt einen solchen Durchmesser, daß es innerhalb des Antennenkanals 18 frei gleitbar ist.
Das untere Ende des Antennenkanals 18 befindet sich in der Nähe des Ritzels 14. Der Antennenkanal 18 besitzt einen solchen Durchmesser, daß sich der gezahnte Streifen 110 frei in den Kanal hineinbewegen kann, aber der Antennenkanal 18 ist nicht wesentlich größer als der Querschnitt des gezahnten Streifens 110. Der gezahnte Streifen 110 wird somit, obwohl er flexibel ist, durch den Antennenkanal 18 daran gehindert, sich seitlich zu verformen, wenn eine Kraft übertragen wird, um den Antennenkolben 19 nach oben zu schieben.
Es versteht sich, daß umgekehrt eine Zugkraft zum Ausfahren der Antenne bei diesen beiden Ausführungsformen bewirkt, daß das Mundstück in die Betriebspositionen bewegt wird.

Claims

1. Funktelefonhörer (1) in der Ausführung mit einem im Verhältnis zu einem Körper (2) des Hörers (1) bewegbaren Mundstück (3), gekennzeichnet durch:

eine innerhalb eines zum Körper (2) gehörenden Kanals (8) verschiebbar bewegbare Antenne (9);

und eine zwischen dem Mundstück (3) und der Antenne (9) befindliche mechanische Kupplung (11), die auf die Bewegung des Mundstücks (3) im Verhältnis zum Körper (2) reagiert, um eine Bewegung der Antenne (9) innerhalb des Kanals (8) zu bewirken.

2. Hörer (1) nach Anspruch 1, bei dem das Mundstück (3) schwenkbar mit dem Körper (2) verbunden ist, und bei dem die mechanische Kupplung (11) auf vom Benutzer durchgeführtes Öffnen und/oder Schließen des schwenkbaren Mundstücks (3) reagiert.

3. Hörer (1) nach Anspruch 2, bei dem ein flexibles drahtähnliches Element (10) mit einem Ende verschiebbar in das zweite Ende des Kanals (8) eingeführt ist, das eine Ende an der Antenne (9) befestigt ist und das andere Ende des Elements (10) aus dem Kanal (8) herausragt und am Mundstück (3) befestigt ist.

4. Hörer (1) nach Anspruch 3, bei dem der Antennenkanal (8) in der Nähe seines zweiten Endes im wesentlichen die gleiche Biegung aufweist, die das drahtähnliche Element (10) in einem freien und unbeanspruchten Zustand aufweisen würde, so daß der Kanal (8) ein Verformen des Elements (10) verhindert, wenn es durch Öffnen des Mundstücks (3) beansprucht wird.

5. Hörer (1) nach Anspruch 1, bei dem das Mundstück (3) verschiebbar am Körper (2) montiert ist, und bei dem die mechanische Kupplung (11) auf vom Benutzer durchgeführtes Verschieben des Mundstücks (3) im Verhältnis zum Körper (2) reagiert.

6. Hörer (1) nach Anspruch 5, bei dem die mechanische Kupplung (11) ein drehbar im Körper (2) montiertes Ritzel (14), eine an einem Teil des Mundstücks (3) direkt an den Körper (2) angrenzend angeordnete erste Zahnstange, die in das Ritzel (14) eingreift, und eine zweite Zahnstange (110), die in das Ritzel (14) eingreift und im Verhältnis zur Antenne (9) fixiert ist, umfaßt.

7. Hörer (1) nach Anspruch 6, bei dem die zweite Zahnstange (110) flexibel ist und in ein Ende des Kanals (8) eintritt, und bei dem das eine Ende direkt angrenzend an das Ritzel (14) angeordnet ist, so daß die zweite Zahnstange (110) durch den Kanal (8) eingeschränkt ist, um ein Verformen der zweiten Zahnstange (110) zu verhindern.

8. Hörer (1) nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, bei dem der Kanal (8) rohrförmig und am Körper (2) befestigt ist, und bei dem die Antenne (9) stabförmig und verschiebbar innerhalb eines Endes des rohrförmigen Kanals (8) montiert ist.