DE69731633T2

DE69731633T2 - Kommunikationsendgerät mit einem einzigen empfangswandler für handapparat und freisprechfunktion

Info

Publication number: DE69731633T2
Application number: DE69731633T
Authority: DE
Inventors: Edward Larry HAWKER; John Andre VAN SCHYNDEL; Michael Christopher FORRESTER
Original assignee: Nortel Networks Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1996-06-06
Filing date: 1997-06-02
Publication date: 2005-03-31
Anticipated expiration: 2017-06-03
Also published as: EP0906684B1; WO1997047117A1; JPH11511928A; CA2257242C; CA2257242A1; DE69731633D1; JP3243616B2; EP0906684A1; US5790679A; AU2946097A

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Kommunikationsgerät, wie z. B. ein drahtloses Endgerät, und insbesondere auf ein derartiges Gerät, bei dem ein einziger Wandler sowohl eine Empfänger-(Handapparate-)Betriebsart als auch eine Lautsprecher-(Freisprech-)Betriebsart bereitstellt.
Hintergrund der Erfindung
Kommunikationsgeräte, die drahtlose Endgeräte für ein persönliches Kommunikationssystem und dergleichen einschließen, verwenden üblicherweise einen einzigen Empfänger, der im Betrieb nahe am Ohr des Benutzers gehalten wird, um sowohl eine Vertraulichkeit als auch eine gute Tonqualität zu erzielen. In letzterer Zeit wurden jedoch Geräte entwickelt, die auch einen Lautsprecher einschließen, entweder als einstückiger Teil des Handapparates oder als ein Zubehörteil, um entweder nur eine Freihör-Funktion oder eine vollständige Freisprech-(Sende- und Empfangs-)Funktion bereitzustellen. Benutzer, die Telefondienste, wie z. B. Sprachpost und automatische Anrufbeantwortersysteme verwenden, finden es in vielen Fällen bequemer, diese Systeme durch die Verwendung einer Wähltastatur zu steuern, während sie auf die Befehle über den Lautsprecher hören, statt dauernd den Handapparat von dem Ohr fortzubewegen, um auf die Wähltastatur zu blicken. Dies wird noch wichtiger, wenn das Endgerät eine integrierte Anzeige aufweist, die der Benutzer sehen muss und auf der er möglicherweise beim Hören schreiben muss.
Im Interesse der Einsparung von Raum und einer weitestgehenden Verringerung der Bauteil- und Zusammenbaukosten würde es vorteilhaft sein, sowohl die Handapparate- oder Empfängerfunktion als auch die Freihand- oder Lautsprecher-Betriebsart in einem einzigen Wandler zu vereinen. Gleichzeitig muss selbstverständlich die Tonqualität gewisse Industrienormen erfüllen und die Erwartungen des Benutzers sowohl dann erfüllen, wenn sich das Endgerät nahe an dem Ohr oder lose mit diesem gekoppelt in der Handapparate-Betriebsart befindet, als auch dann, wenn es sich in einer gewissen Entfernung vom Ohr des Benutzers in der Freisprech-Betriebsart befindet.
Stand der Technik
Wie dies weiter oben angegeben wurde, haben einige Hersteller von drahtlosen Endgeräten sowohl eine Handapparate- als auch eine Freisprech-Funktionalität in ihren Produkten. Diese Produkte erzielen jedoch die Doppelbetriebsart-Betriebsweise durch die Verwendung von getrennten Wandlern für jede Funktion. Es ist bekannt, eine geringe Empfindlichkeit gegen Übersprechen oder eine „niedrige akustische Ausgangsimpedanz" aufweisende Empfänger in Endgeräten zu verwenden, um eine gute Tonqualität zu erreichen, wenn der Handapparat lose mit dem Ohr gekoppelt ist. Diese Endgeräte ergeben jedoch keine Freisprech-Funktionalität.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Kommunikations-Endgerät zu schaffen, das einen einzigen Wandler sowohl für die Freisprech- als auch die Handapparate-Empfangsfunktionalität hat.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, die Wahlbetriebsart-Funktionalität durch die Verwendung einer speziell konfigurierten Wandler-Umschließung zu erreichen.
Daher wird gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ein Kommunikations-Endgerät mit einem Wandler zur Bereitstellung der Empfangs-Betriebsarts- und Lautsprecher-Betriebsarts-Funktionalität geschaffen. Das Endgerät weist ein Gehäuse auf, in dem sich eine Wandler-Umschließung befindet. Die Umschließung weist erste und zweite Kammern auf, die durch eine Unterteilung oder Trennwand getrennt sind, wobei der Wandler auf der Unterteilung befestigt ist. Jede der ersten und zweiten Kammern weist zumindest eine strategisch angeordnete und geformte Schallöffnung auf, die mit der Außenseite des Endgerätes in Verbindung steht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Kommunikations-Endgerät ein drahtloses Endgerät für ein persönliches Kommunikationssystem. Die Umschließung ist derart in das Endgerät eingefügt, dass sich die Schallöffnungen in dem Gehäuse des Endgerätes befinden.
Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Wandler-Umschließung zur Verwendung in einem Kommunikations-Endgerät geschaffen. Die Umschließung hat erste und zweite Kammern, die durch eine Unterteilung getrennt sind. Der Wandler ist auf der Unterteilung befestigt, wobei der Wandler so konfiguriert ist, dass er sowohl in einer Handapparate- als auch in einer Freisprech-Betriebsart arbeitet. Die ersten und zweiten Kammern weisen zumindest eine Schallöffnung auf, die mit der Außenseite der Umschließung in Verbindung steht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nunmehr mit weiteren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine perspektivische Ansicht eines drahtlosen Endgerätes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Rückansicht des Endgerätes ist; und
3 eine Querschnittsansicht des Wandlers/der Umschließung ist.
1 zeigt ein Beispiel eines drahtlosen Endgerätes, wie es beispielsweise in einem persönlichen Kommunikationssystem verwendet werden konnte. Es ist jedoch verständlich, dass die Erfindung in gleicher Weise auf andere Arten von Kommunikationsgeräten anwendbar ist, wie z. B. schnurlose Endgeräte und Suchrufgeräte.
Wie dies in 1 gezeigt ist, schließt das Endgerät 10 eine Hülle oder ein Gehäuse 12 ein, das ein Sendeende 14 und ein Empfangsende 16 aufweist. Nahe an dem Sendeende 14 ist ein Sendewandler 18 zur Umwandlung von Tonsignalen in ein elektrisches Signal angeordnet. Ein Empfangswandler 20 befindet sich in der Nähe des Empfangsendes 16. 1 zeigt weiterhin eine Anzeige 22 und eine Tastatur 24, wie dies beim Stand der Technik bekannt ist.
Wie dies klarer in 3 gezeigt ist, befindet sich der Empfangswandler 20 in einer Wandler-Umschließung 26, die bei einer bevorzugten Ausführungsform zylindrisch ist. Es ist jedoch verständlich, dass die Umschließung andere Konfigurationen in Draufsicht haben kann, wie z. B. quadratisch, rechtwinklig oder elliptisch.
In der dargestellten Ausführungsform hat die Umschließung eine Unterteilung 28, die die Umschließung in zwei Kammern 30, 32 unterteilt. Der Wandler ist in einer Öffnung 34 in der Unterteilung 28 befestigt oder koaxial in dieser angeordnet. Es ist zu erkennen, dass in 3 die zwei Kammern nicht gleiche Volumen haben, und zwar aufgrund der Tatsache, dass sich die Unterteilung näher an einem Ende des Zylinders befindet. Eine Oberseite 36 und eine Unterseite 38 verschließen jede der Kammern. Es ist für den Fachmann zu erkennen, dass die Oberseite 36 und die Unterseite 38 durch einen Teil des Endgeräte-Gehäuses 12 gebildet sein können, wobei das zylindrische Element direkt gegenüber der Innenoberfläche des Gehäuses abgedichtet ist. Es sei weiterhin bemerkt, dass die Abmessungsbeziehung zwischen den zwei Kammern nicht kritisch ist, sondern eine Funktion anderer akustischer Eigenschaften der Umschließung ist, unter Einschluss der Anzahl, Größe und Position der Schallöffnungen, die weiter unten ausführlicher beschrieben werden.
Der Wandler 20 ist bei einem Ausführungsbeispiel ein Flachlautsprecher mit einem Durchmesser von 28 mm. Die Umschließung 26 und die Unterteilung 28 können aus dem gleichen oder einem ähnlichen Kunststoffmaterial abgeformt oder auf andere Weise geformt werden, wie dies für das Endgeräte-Gehäuse verwendet wird.
Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform hat die vordere Kammer 30 ein angenähertes Volumen von 2 cm³, und die hintere Kammer 32 weist ein ungefähres Volumen von 5 cm³ auf.
Die Kammer 30 ist, wie sie in 3 gezeigt ist, in Richtung auf die Vorderfläche des Endgerätes angeordnet. Die Kammer 30 ist mit einer Anordnung von Öffnungen oder Ports 40 versehen, die mit dem Wandler 20 ausgerichtet sind. Die Öffnungen 40 befinden sich alle innerhalb eines kreisförmigen Teils 41 der oberen Oberfläche, so dass sie leicht innerhalb der Messerkante eines den Frequenzgang prüfenden künstlichen Ohres abgedichtet werden können. Wie dies gezeigt ist, sind die Öffnungen 40 allgemein mit der Öffnung 34 in der Unterteilung 28 ausgerichtet, so dass ein freier Pfad für die Schallwellen von dem Wandler zum Ohr des Benutzers geschaffen wird. 3 zeigt einen zweiten Satz von Schallöffnungen 42 in der vorderen Kammer 30, die gerade außerhalb der Messerkante liegen, und diese Öffnungen werden während der Frequenzgang-Prüfung nicht abgedichtet. Eine dritte Schallöffnung 44 in der Kammer 30 tritt durch die Seite der Umschließung oder des Gehäuses aus, wo es unwahrscheinlich ist, dass sie versehentlich von dem Benutzer verschlossen oder blockiert wird. Die exakte Lage der Schallöffnungen 42 und 44 ist nicht kritisch, obwohl sie in Abstand von den Schallöffnungen 40 angeordnet sind, so dass sie nicht mit dem Ohr des Benutzers in der Empfangs-Betriebsart des Handapparates gekoppelt sind, und sie sind weiterhin so angeordnet, dass sie auch im Übrigen nicht versehentlich von dem Benutzer abgedeckt werden. Es liegt weiterhin innerhalb des Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung, die Schallöffnungen 42 und 44 in einem Schlitz oder einen Satz von Schlitzen an ausgewählten Stellen zu kombinieren, beispielsweise an oder in der Nähe der Trennlinie der Form, die zum Formen des Endgeräte-Gehäuses verwendet wird.
In einem Ausführungsbeispiel gibt es 30 Schallöffnungen 40, die jeweils einen Durchmesser von ungefähr 2 mm haben. Schallöffnungen 42 außerhalb der Messerkante des künstlichen Ohres umfassen vorzugsweise zwei Schlitze jeweils mit einer Breite von 2 mm und einer Länge von 21 mm. Es ist zu erkennen, dass die Schlitze jedoch auch aus kreisförmigen Öffnungen oder anderen Anordnungen von Schlitzen gebildet werden können. Die Schallöffnung 44 an der Seite der Umschließung oder des Endgeräte-Gehäuses ist ein einzelner Schlitz mit einer Breite von 1,5 mm und einer Länge von 40 mm. Wie bereits beschrieben, kann auch diese Schallöffnung aus anderen Anordnungen von Schlitzen hergestellt sein, solange die zwei Flächen ungefähr gleich der Fläche sind, die durch den vorstehenden Schlitz umgrenzt sind.
Die hintere Kammer 32 weist einen Satz von Schallöffnungen 46 (2) in der Rückfläche des Endgerätes auf. In dem Ausführungsbeispiel umfassen die Schallöffnungen 46 fünfzehn Bohrungen, die jeweils einen Durchmesser von ungefähr 2 mm haben. Die verschiedenen vorstehend erläuterten Schallöffnungen ergeben eine Frequenzgang-Formung. Die Öffnung 44 in der vorderen Kammer 30 ergibt weiterhin eine akustische Sicherheit dadurch, dass sichergestellt wird, dass wenn das Endgerät sehr gut mit dem Ohr des Benutzers gekoppelt ist, eine ausreichende Schallenergie abgeleitet wird. Wie vorstehend erwähnt, können die Schallöffnungen 44 durch einen einzigen Schlitz oder einen Satz von Schlitzen gebildet werden, die sich in der Rückfläche, Seitenwand oder in der Trennlinie befinden.
Einen Schallwiderstand aufweisendes Material, wie z. B. eine Schallabschirmung 50 über bestimmten Sätzen von Schallöffnungen ergibt ebenfalls eine Frequenzgang-Formung und macht die Wirkungen irgendwelcher Resonanzen zwischen den Schallöffnungen und den Kammern zu einem Minimum.
Es liegt weiterhin innerhalb des Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung, akustischen Schaum in einer oder beiden Kammern 30, 32 anzuordnen, um die effektiven Volumina zu vergrößern und die Effekte von irgendwelchen Resonanzen zu einem Minimum zu machen.
Wie dies weiter oben erläutert wurde, kann die Umschließung 46 mit Hilfe von einstückigen oberen und unteren Elementen verschlossen sein, obwohl in einer praktischen Realisierung die vorderen und hinteren Flächen des Endgeräte-Gehäuses oder der Hülle verwendet werden. Es liegt weiterhin innerhalb des Schutzumfanges der Erfindung, andere Bauteile innerhalb des Endgeräte-Gehäuses anzuordnen, um die geeigneten Kammern zu bilden. In diesem Fall wird es erforderlich sein, die physikalischen Abmessungen der verschiedenen Schallöffnungen zu konfigurieren und die richtigen Eigenschaften des einen akustischen Widerstand aufweisenden Materials und Schaums auszuwählen, um irgendwelche Effekte aufgrund von internen Kanälen und Hohlräumen zu berücksichtigen, die von Leiterplatten und anderen Bauteilen geschaffen werden. Diese Realisierung kann weiterhin die Hinzufügung einer elektronischen Entzerrung oder deren Einstellung erfordern.
Im Betrieb ergibt der Wandler eine gute Tonqualität für den Benutzer in der Handapparate-Betriebsart, während das Endgerät lose oder fest mit dem Ohr des Benutzers gekoppelt ist. In der Freisprech-Betriebsart wird die Ausgangsleistung des Tonfrequenzverstärkers vergrößert, um den Pegel des Tonsignals ausreichend anzuheben, damit der Benutzer den anrufenden Teilnehmer hören kann, während er das Endgerät weit entfernt von dem Ohr hält. Es kann weiterhin eine gewisse Einstellung der elektronischen Entzerrung der Verstärkerschaltung vorgesehen sein, um den Frequenzgang einzustellen.
Um ein annehmbares Tonsignal für die drei Betriebsarten sicherzustellen, das heißt eine Handapparate-Empfangsbetriebsart, bei dem das Endgerät fest an dem Ohr des Benutzers gehalten wird, eine Handapparat-Empfangsbetriebsart, bei der das Endgerät lose mit dem Ohr des Benutzers gekoppelt ist; und eine Freisprech-Empfangsbetriebsart, muss der Ausgangs-Tonfrequenzpegel als eine Funktion der Frequenz in einen bestimmten Bereich fallen. Es liegt innerhalb des Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung, diesen Bereich durch die Konstruktion der Wandler-Umschließung und der Schallöffnungen zu erzielen. Es liegt weiterhin innerhalb des Schutzumfanges der Erfindung, ein geeignetes Ausmaß an elektrischer Entzerrung zu verwenden, das heißt eine elektronische Formung des Frequenzganges, um die erforderliche Verstärker-Ausgangsleistung über den gewünschten Tonfrequenzbereich zu erzielen. In idealer Weise ist der Frequenzgang über den Frequenzbereich von 300 Hz–3300 Hz im Wesentlichen eben. Eine elektronische Entzerrung kann ebenfalls in Verbindung mit den Schallöffnungen verwendet werden, um Änderungen in dem Ausgangspegel zwischen den Handapparate- und Freisprech-Betriebsarten vorzusehen, um sicherzustellen, dass die der Freisprech-Empfangsbetriebsart zugeordnete Amplitude nicht auf den Benutzer gerichtet wird, während das Endgerät lose oder fest gegen das Ohr des Benutzers gehalten wird.
Das Endgerät kann mit einem manuellen Schalter zur Auswahl zwischen einer Handapparate- und Freisprech-Betriebsart ausgerüstet sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat das Endgerät jedoch einen Näherungsdetektor, der automatisch die Betriebsarten in Abhängigkeit von der Nähe des Endgerätes zu dem Ohr des Benutzers umschaltet. Einzelheiten bezüglich des Näherungsdetektors und eines Sicherheitsschalters finden sich in der anhängigen US-Patentanmeldung 08/615 908 vom 14. März 1996 auf den Namen von A. van Schyndel. Der Inhalt der US-Patentanmeldung 08/615 908 wird durch diese Bezugnahme hier mit aufgenommen.
Obwohl die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben und erläutert wurde, ist es für den Fachmann ersichtlich, dass Änderungen der Konstruktion durchgeführt werden können. Der Schutzumfang der Erfindung ist daher lediglich durch die beigefügten Ansprüche beschränkt.

Claims

Kommunikationsgerät mit einem durch eine Vorderfläche, eine Rückfläche und jeweilige Seitenwände umgrenzten Gehäuse, mit einer Wandler-Umschließung zwischen der Vorderfläche und der Rückfläche, wobei eine querverlaufende Unterteilung die Umschließung in erste und zweite Kammern unterteilt, und mit einem Empfangswandler zur selektiven Bereitstellung einer Handapparate- und Freisprech-Funktionalität, der auf der Unterteilung befestigt ist, wobei die erste Kammer eine Vielzahl von Schallöffnungen aufweist und die zweite Kammer zumindest eine Schallöffnung aufweist.
Kommunikationsgerät nach Anspruch 1, wobei das Gerät ein drahtloses Endgerät für persönliche Kommunikationssysteme ist.
Kommunikationsgerät nach Anspruch 1 oder 2, mit Schaltereinrichtungen zur Auswahl zwischen einer Handapparate- und Freisprech-Empfangsfunktionalität.
Kommunikationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Kammer benachbart zu der Vorderfläche angeordnet ist.
Kommunikationsgerät nach Anspruch 4, wobei die erste Kammer ein kleineres Volumen als die zweite Kammer hat.
Kommunikationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Kammer eine Schallöffnung, die an der Vorderfläche in Ausrichtung mit dem Wandler austritt, und eine zweite Schallöffnung aufweist, die in Abstand von der ersten Schallöffnung angeordnet ist.
Kommunikationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Wandler einen im wesentlichen ebenen Frequenzgang über den Frequenzbereich von 300 Hz bis 3300 Hz ergibt.
Kommunikationsgerät nach Anspruch 7, beim dem der Frequenzgang durch eine elektronische Entzerrung festgelegt ist.
Kommunikationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem selektive einzelne der Schallöffnungen mit einer akustischen Abdeckung bedeckt sind.
Kommunikationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem zumindest eine der ersten und zweiten Kammern einen akustischen Schaum enthält.
Wandler-Umschließung zur Verwendung in einem Kommunikationsgerät, das zur selektiven Bereitstellung einer Handapparate- und einer Freisprech-Empfangsfunktionalität ausgebildet ist, wobei die Umschließung erste und zweite Kammern aufweist, die durch eine Unterteilung getrennt sind, wobei ein Wandler an der Unterteilung befestigt ist, wobei die ersten und zweiten Kammern jeweils zumindest eine Schallöffnung aufweisen, die mit der Außenseite der Umschließung in Verbindung steht.
Wandler-Umschließung nach Anspruch 11, wobei der Wandler auf der Unterteilung derart befestigt ist, dass die von ihm erzeugten Schallwellen in die erste Kammer gerichtet sind.
Wandler-Umschließung nach 11 oder 12, wobei die erste Kammer einen ersten Satz von Schallöffnungen, die allgemein mit dem Wandler ausgerichtet sind, und eine zweite Schallöffnung aufweist, die von den ersten Satz von Schallöffnungen getrennt ist.
Wandler-Umschließung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die erste Kammer ein kleineres Volumen als die zweite Kammer aufweist.