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Technisches
Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf Telefone mit Mitteln zum Erhöhen des Niederfrequenzgangs
und insbesondere auf derartige Telefone, die einen Lautsprecher
umfassen, der hinter einem Ohrstück-Teil
eines Gehäuses
befestigt ist, wobei ein mittlerer Bereich des Ohrstück-Teils
wenigstens eine mittlere Klangöffnung
aufweist, durch die durch den Lautsprecher erzeugter Klang abgegeben wird.
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Technischer
Hintergrund
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Im obigen technischen Gebiet ist
wohlbekannt, dass die Klangqualität von Telefonen im Allgemeinen
nicht immer perfekt ist. Der Hauptgrund dafür ist der begrenzte Frequenzgang
des Telefons (zwischen annähernd
300 und 3400 Hz). Die Grenzen für den
Frequenzgang werden in verschiedenen Zulassungsregulationen spezifiziert,
die meistens auf Empfehlungen von der nicht mehr existierenden CCITT
(the International Telegraph and Telephone Consultative Committee)
basieren, die ein Komitee der ITU (International Telecommunications
Union) ist, die wiederum eine Organisation des Vereinigte Nationen Abkommen
ist. Um wiederholbare Messungen sicherzustellen, machen die empfohlenen
Prüfmethoden
Gebrauch von wohldefinierter Ausrüstung, wie einem künstlichen
Ohr und Mund, die für
Frequenzgangmessungen verwendet werden.
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Gemäß eines im Allgemeinen akzeptierten Prüfungsansatzes
wird der Frequenzgang des Lautsprechers in einem Telefon mittels
eines Prüfmikrofons
gemessen, das mit einer luftdichten Dichtung direkt über dem
Lautsprecher angekoppelt ist. Das Prüfmikrofon ist normalerweise
an der Mitte eines Ohrstück-Teils des Telefongehäuses angehängt, d.
h. unmittelbar über dem
Lautsprecher, der hinter dem Ohrstück-Teil angebracht ist. Für Hersteller
von Telefonen nach dem Stand der Technik ist es gut machbar, während Prüfungen mit
vorgenannter luftdichter Dichtung zwischen dem Lautsprecher und
dem Mikrofon den Frequenzgang ausreichend flach und innerhalb der
vorgeschriebenen Grenzen zu machen, so dass das Telefon die Prüfungen bestehen
kann.
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Da jedoch die Prüfungen wie oben beschrieben
eine luftdichte Dichtung vorschreiben, ist der Frequenzgang des
Lautsprechers weniger zufriedenstellend, gerade wenn eine sehr schmale
Lücke zwischen
dem Lautsprecher und dem Mikrofon besteht. In der Realität besteht
kaum eine perfekte Dichtung zwischen dem Lautsprecher und dem Ohr
des Nutzers; im Gegenteil, das Telefon wird normalerweise mit einer
kleinen Distanz von dem menschlichen Ohr gehalten. Insbesondere
was Mobiltelefone betrifft, wo die empfangene Lautstärke hoch
und der Rauschpegel beträchtlich
sein kann, wird der Nutzer sehr wahrscheinlich eine gewisse Distanz
zwischen seinem Ohr und dem Lautsprecher des Telefons halten. Die
Konsequenz davon ist, dass der niedrigere Frequenzbereich des über den
Lautsprecher empfangenen Klangs nicht die während Prüfzulassungen gezeigte perfekte
Lautstärke
zeigt; stattdessen ist die Klangamplitude bei niedrigen Frequenzen
beträchtlich
niedriger, als für
eine Idealsituation mit einem flachen Frequenzgang.
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Bislang bekannte Abhilfemaßnahmen
für das
obige Problem erforderten eine Erhöhung des Niedrigfrequenzbereichs
des von dem Lautsprecher abgegebenen Klangs, wobei beim Aufrechterhalten des
allgemeinen Frequenzgangs des Telefons auf einem zufriedenstellenden
flachen Pegel Schwierigkeiten auftreten können. Ein derartiges System
ist beispielsweise bekannt aus Dokument EP-A-0 582 404 gemäß dem Anspruch
1 in der zweiteiligen Form abgegrenzt worden ist.
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Weiterhin wäre ein naheliegender Ansatz, durch
Verwenden akustischer, elektrischer und elektronischer Bauteile
von hochwertiger Qualität
eine allgemeine Rauschreduzierung bereitzustellen. Diese Annäherung jedoch
impliziert eine Kostenstrafe auf den gesamten Preis zum Herstellen
der Telefone.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung der oben ausgeführten
Problemsituation Abhilfe zu verschaffen. Im Wesentlichen kann die
Niedrigfrequenzantwort eines Telefons verbessert werden, Dank der
erfinderischen Realisierung, dass die Verluste bei niedrigen Frequenzen
durch Mittel korrigiert werden können,
die den Niedrigfrequenzbereich des Klangs verstärken und den Klang von Stellen
abgeben, die separat sind von der mittleren Ohrstück-Gegend,
von der der Klang von dem Lautsprecher normalerweise abgegeben wird
und an der ein Prüfmikrofon
unter luftdichter Dichtung während
der Zulassungsprüfungen
angekoppelt ist. In anderen Worten wird gemäß der vorliegenden Erfindung
der Frequenzgang, der an der Mitte des Ohrstücks während Prüfungen erhalten wird, auf einem
flachen Pegel gehalten, der zufriedenstellend ist, um die Prüfung zu bestehen,
während
die niedrigen Frequenzen des Klangs (d. h. der Bassklang) von nicht-mittleren
Teilen des Ohrstücks
oder Telefongehäuses
verstärkt und
abgegeben wird. Dank der Erfindung besteht das Telefon noch Zulassungsprüfungen,
während
ein Nutzer verbesserte Bassklangqualität während normalem Verwenden erfährt, wobei
einiger Abstand zwischen dem menschlichen Ohr und dem Telefonlautsprecher
gehalten wird.
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Somit wird die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung gelöst
für ein
Telefon, das einen Lautsprecher umfasst, der hinter einem Ohrstück-Teil
eines Gehäuses
befestigt ist, wobei ein mittlerer Bereich des Ohrstück-Teils
wenigstens eine mittlere Klangöffnung
aufweist, durch die durch den Lautsprecher erzeugter Klang abgegeben
wird, durch Bereitstellen wenigstens einer Bassklangöffnung in
dem Gehäuse,
die entfernt von der mittleren Klangöffnung angebracht ist und durch
Bereitstellen von Mitteln zum Erzeugen von Klang durch die Bassklangöffnung mit
erhöhten
Niedrigfrequenz-Charakteristiken.
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Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden in der nachfolgenden detaillierten
Offenbarung, in den Zeichnungen, ebenso wie in den anhängenden
Ansprüchen beschrieben.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung werden nun im Detail beschrieben, wobei auf die anhängenden
Zeichnungen Bezug genommen wird:
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1 zeigt
eine schematische Schnittansicht eines Teils eines Telefons gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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2 zeigt
ein schematisches Schaltkreis-Diagramm der Ausführungsform in 1,
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3 zeigt
ein alternatives schematisches Schaltkreis-Diagramm für die Ausführungsform in 1,
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4 und 5 zeigen Diagramme, die den
Frequenzgang der Ausführungsformen
in 1 bis 3 darstellen,
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6 zeigt
eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, und
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7 zeigt
ein Diagramm, das den Frequenzgang der in 6 gezeigten Ausführungsform darstellt.
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Detaillierte
Offenbarung von bevorzugten Ausführungsformen
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1 stellt
eine erste Ausführungsform
eines Telefons dar, mit Mitteln zum Erweitern der Niedrigfrequenzantwort
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Das Telefon umfasst ein Gerätegehäuse 30 mit einem Ohrstück-Teil 20,
das mit Klangöffnungen 40 versehen
ist. Ein erster Lautsprecher 10 ist konventionell innerhalb
des Gerätegehäuses 30 hinter
dem Ohrstück-Teil 20 in
Verbindung mit den Klangöffnungen 40 befestigt.
Der erste Lautsprecher 10 ist ausgelegt, um einen flachen
Frequenzgang aufzuweisen, der den oben beschriebenen Zulassungsregulationen
genügt,
bei denen der Frequenzgang mittels eines Prüfmikrofons gemessen wird, das
mit einer luftdichten Dichtung an dem Ohrstück-Teil 20 befestigt
ist. Weiterhin ist das Telefon mit einem zweiten Lautsprecher 70 versehen,
der innerhalb des Gerätegehäuses 30 hinter
dem ersten Lautsprecher 10 befestigt ist. Der zweite Lautsprecher 70 ist,
wie unten beschrieben ist, angeordnet, um Klang mit erweiterten
Niedrigfrequenz-Charakteristiken durch Bassklangöffnungen 60 in dem
Gerätegehäuse 30 zu
erzeugen.
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Wie in 1 zu
sehen, sind die Bassklangöffnungen 60 entfernt
von den mittleren Klangöffnungen 40 in
der Mitte des Ohrstück-Teils 20 angebracht. Weiterhin
ist der erste Lautsprecher 10 mit einem ersten Klangraum 12 versehen,
der durch eine Wand 14 gebildet ist, wohingegen der zweite
Lautsprecher 70 einen zweiten Klangraum 62 aufweist,
der durch eine Wand 64 gebildet ist. Die Räume 12 und 62 sind akustisch
voneinander isoliert.
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Sowohl der erste Lautsprecher 10,
der im Folgenden als der Flachantwortlautsprecher bezeichnet wird,
als auch der zweite Lautsprecher, der im Folgenden als der Basslautsprecher
bezeichnet wird, sind mit einem gemeinsamen Verstärker 72 verbunden.
Während
der Flachantwortlautsprecher 10 direkt mit diesem Verstärker 72 verbunden
ist, dadurch eine flache Frequenzgang, wie in 4 angezeigt, bereitstellt, ist der Basslautsprecher 70 mit
dem Verstärker 72 durch
einen zwischengeschalteten Tiefpassfilter 74 verbunden,
der die höheren
Frequenzen des Treibersignals dämpft,
das zu dem Basslautsprecher 70 geliefert wird, und einen
Frequenzgang hauptsächlich
in einem Niedrigfrequenzbereich liefert, wie in 4 dargestellt ist. Wie in 2 dargestellt, umfasst der
Tiefpassfilter 74 eine 10 mH Spule 76, die in
Serie mit einem 10 μF
Kondensator 78 verbunden ist. Tiefpassfilter dieser Art sind
in dem technischen Gebiet wohlbekannt und werden hiernach nicht
detaillierter beschrieben.
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Der Basslautsprecher 70 ist
somit angeordnet, um Klang mit verbesserten Bass- oder Niedrigfrequenz-Charakteristiken
durch die nicht mittleren Bassklangöffnungen 60 abzugeben.
Die Bassklangöffnungen 60 sind
hinreichend entfernt von den mittleren Klangöffnungen 40 angeordnet,
um keinen Einfluss auf die oben erwähnten Zulassungsprüfungsmessungen
zu bewirken, die in der mittleren Gegend des Ohrstück-Teils 20 durchgeführt werden.
Andererseits verbessert, wie in 5 dargestellt,
während normalem
Gebrauch das Bereitstellen von erweitertem Bassklang durch die Bassklangöffnungen 60 die Klangqualität für einen
menschlichen Nutzer.
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Der unterste Graph in 5 repräsentiert die Klangqualität, die durch
ein Mikrofon erhalten wird, das das Ohrstück-Teil umfasst, das mit einer
Distanz von 2 cm von dem Ende des Telefons gehalten wird, wenn nur
der Flachantwortlautsprecher 10 verwendet wird (d. h. entsprechend
einem Telefon nach dem Stand der Technik, das nur einen Lautsprecher
betreibt). Der obere Graph in 5 repräsentiert
die Klangqualität,
die durch das gleiche Mikrofon gemessen wird, das mit dem gleichen
Abstand von dem Telefon angebracht ist, wenn die Doppellautsprecheranordnung
gemäß der ersten
Ausführungsform
der oben beschriebenen Erfindung verwendet wird. Wie aus 5 deutlich wird, wird die
Klangqualität
Dank der vorliegenden Erfindung in dem Niedrigfrequenzbereich wesentlich
verbessert.
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Als eine Alternative zu dem Verwenden
von einem gewöhnlichen
Verstärker 72 für beide
Lautsprecher 10 und 70 in 2, kann der Flachantwortlautsprecher 10 und
der Basslautsprecher 70 durch einen Verstärker 80 bzw. 82 betrieben
werden, wie in 3 dargestellt
ist. Ein Tiefpassfilter 84 ist vor den zweiten Verstärker 82 geschaltet,
so dass in dem Antriebssignal, das zu dem Basslautsprecher 70 geliefert
wird, nur die niedrigeren Frequenzen verstärkt werden. Der Tiefpassfilter 84 kann
durch konventionelle passive Bauteile realisiert werden, wie Widerstände und
Kondensatoren, wie dem Fachmann bekannt ist. Alternativ kann die
Tiefpassfilterung durch einen digitalen Signalprozessor (DSP) bewirkt
werden.
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Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird nun in Bezugnahme auf 6 und 7 beschrieben. Die zweite
Ausführungsform
stellt eine kompaktere Lösung
als die erste Ausführungsform
bereit, da die Notwendigkeit für
einen extra Basslautsprecher eliminiert worden ist. Eine schematische
Ansicht der zweiten Ausführungsform
ist in 6 gegeben. Das
Telefon umfasst ein Gerätegehäuse 30 mit
einem Ohrstück-Teil 20,
das mit mittleren Klangöffnungen 40 versehen
ist. Ein Lautsprecher 10 ist innerhalb des Gerätegehäuses 30 hinter dem
Ohrstück-Teil 20 befestigt.
Weiterhin ist das Gerätegehäuse 30 mit
Bassklangöffnungen 60 versehen,
die mit einem Abstand von der mittleren Gegend des Ohrstück-Teils 20 und
den mittleren Klangöffnungen
angebracht sind. Die soweit beschriebenen Elemente sind identisch
oder ähnlich
zu den zugehörigen
Elementen in der in 1 beschriebenen
ersten Ausführungsform.
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Im Gegenteil zu der ersten Ausführungsform weist
das Telefon von 6 keinen
zusätzlichen Basslautsprecher
auf. Anstelle dessen sind die Basskammern 92 auf beiden
Seiten eines mittleren Klangraums angeordnet. Die Basskammern 92 sind durch
Wände 96 gebildet
und sind mit einer entsprechenden Bassklangöffnung 60 verbunden.
Weiterhin ist jede Basskammer
92 mit dem mittleren Klangraum 12 durch
eine kleine Öffnung 90 in
der Wand 96 verbunden. Zusätzlich enthält jede Basskammer 92 akustisch
dämpfendes
Material 94, das angeordnet ist, um Hochfrequenzkomponenten
in dem Klang auszufiltern, der aus dem mittleren Klangraum 12 durch
die Öffnungen 90 in
die entsprechende Basskammer 92 austritt.
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Der einzelne Lautsprecher 10 wird
durch Verstärkungsmittel
betrieben, wie einem Verstärker und
Filtern, so dass der Niedrigfrequenzbereich des Klangs verstärkt wird,
der aus dem Lautsprecher 10 abgegeben wird. Ein derartiges
Erhöhen
des Niedrigfrequenzbereichs könnte
widersprüchlich
erscheinen zu den Anforderungen für einen flache Frequenzgang
des Klangs, der durch ein Prüfmikrofon
durch die mittleren Klangöffnungen 40 detektiert
wird. Ein gewisser Betrag des durch den Lautsprecher 10 in dem
mittleren Klangraum 12 erzeugten Klangs wird durch die Öffnungen 90 in
die Basskammern 92 austreten. Die höheren Frequenzbereiche dieses
Klangs werden durch das Dämpfungsmaterial 94 ebenso
gedämpft
wie durch die Öffnungen 90 selber,
jedoch wird ein gewisser Betrag der niedrigeren Frequenzen durch
die Bassklangöffnungen 60 abgegeben,
wodurch der Bassteil des gesamten Klangs erhöht wird, der durch ein menschliches
Ohr empfangen wird, das in einiger Entfernung von dem Ohrstück-Teil 20 angebracht
ist.
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Um beides zu erreichen, einen hinreichend flachen
Frequenzgang beim Messen mit einer luftdichten Dichtung direkt über den
mittleren Klangöffnungen 40,
ebenso wie die erwünschte
Bass-Erhöhung
beim Hören
während
normalem Gebrauch des Telefons, muss der mittlere Klangraum 12 ebenso wie
die Basskammern 92, die Öffnungen 90 und 60 und
das akustische Dämpfungsmaterial 94,
für die Realität und Laborprüfungen,
sorgfältig
ausgelegt und eingestellt werden. Es wird davon ausgegangen, dass
der Fachmann ein derartiges Abstimmen ausführt gemäß der oben beschriebenen Grundrichtlinien.
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Der Frequenzgang der zweiten Ausführungsform,
wie mit einem Prüfmikrofon
gemessen, das fest an dem Ohrstück-Teil 20 eingerastet
ist, ist in 7 dargestellt.
Der unterste Graph repräsentiert den
Frequenzgang des Lautsprechers 10, wenn keine Verstärkung oder
elektronische Kompensierung der Niedrigfrequenzverluste vorgenommen
wird. Der oberste Graph repräsentiert
den Frequenzgang des Verstärkers,
der zum Verbessern der Bassklang-Charakteristiken verwendet wird.
Wie in 7 zu sehen, ist
der Verstärker
angeordnet, um einen hohen Pegel der Verstärkung für Frequenzen bis ungefähr 300 Hz
und eine linear abfallende Verstärkung für Frequenzen
zwischen annähernd
300 und 900 Hz zu liefern. Für
Frequenzen über
900 Hz liefert der Verstärker
einen niedrigen Pegel der Verstärkung. Der
resultierende Frequenzgang des Lautsprechers ist durch den mittleren
Graphen dargestellt, der zeigt, dass die gesamte Klangqualität, die durch
die zweite Ausführungsform
der Erfindung erhalten wird, einen zufriedenstellenden flachen Frequenzgang
zeigt.
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Der resultierende Frequenzgang, der
durch normalen Gebrauch erhalten wird, korrespondiert weitestgehend
mit dem Frequenzgang, der in 5 für die erste
Ausführungsform
dargestellt ist.
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Die vorliegende Erfindung wurde oben
mit Bezug auf eine erste und eine zweite Ausführungsform beschrieben. Andere
Ausführungsformen
als diese explizit offenbarten sind jedoch, wie durch die anhängenden
unabhängigen
Ansprüche
definiert, innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung möglich. Mit
Verweis zum Beispiel auf die erste Ausführungsform, können die
zwei Lautsprecher alternativ nebeneinander angeordnet werden, statt
hintereinander. Weiterhin können
alle Verstärkungs-
und Filterfunktionen durch andere Mittel als die offenbarten bewirkt werden.
Zusätzlich
können
sowohl die mittleren Klangöffnungen
als auch die entfernten Bassklangöffnungen unterschiedlich angeordnet sein und können eine
größere oder
kleiner Anzahl aufweisen, als in den Zeichnungen und der vorausgegangenen
Beschreibung dargestellt ist. Mit Verweis auf die zweite Ausführungsform
(6) kann der Gebrauch
eines akustischen Dämpfungsmaterials 94 durch
sorgfältiges
Auslegen der akustischen Eigenschaften der Bassklangräume 92 und
der Öffnungen 90 und 60 vermieden
werden.