NL1020686C2 - Gecombineerde hoorn en luidspreker. - Google Patents

Description

Titel: Gecombineerde hoorn en luidspreker.

De onderhavige uitvinding heeft in het algemeen betrekking op een gecombineerde hoorn en luidspreker, waarin de hoorn en de luidspreker zijn gecombineerd in een con-5 structie, en meer in het bijzonder op een gecombineerde hoorn en luidspreker, waarin een luidspreker is aangebracht op verschillende soorten mobiele communicatietermi-nals zoals mobiele telefoons omvattende draagbare telefoons, persoonlijke communicatieservice (POS) telefoons, persoonlijke digitale assistenten (PDA), internationale mobiele telecommunicatie (INT)-2000 terminals en andere en waarbij een voor het 10 opwekken van inkomende geluiden gebruikte luidspreker wordt gecombineerd met een voor het opnieuw opwekken van stemsignalen gebruikte hoorn.

In het algemeen zijn een in een mobiele communicatieterminal voorziene luidspreker en hoorn gelijk aan elkaar ten aanzien van mechanische en elektromagnetische con-15 structie. De luidspreker en de hoorn zijn beide ontworpen om elektrische energie om te zetten in mechanische energie door een stemspoel in een luchtspleet volgens de linker handregel van Lorentz die stelt dat een magnetische kracht wordt uitgeoefend op een geleider als de geleider waardoor een stroom vloeit zich in een magnetisch veld bevindt.

20

Met andere woorden, wanneer een stroomsignaal dat uiteenlopende frequenties omvat wordt toegevoerd aan de stemspoel, genereert de stemspoel mechanische energie volgens stroomintensiteit en frequentieniveau, en vervolgens wordt een membraan die is bevestigd aan de stemspoel in trilling gebracht, zodanig dat een geluiddruk van hoor-25 bare intensiteit wordt opgewekt.

Met de hoorn wordt een inrichting aangegeven die meestal een relatief lage geluiddruk onder geluiddrukken opwekt en in het bijzonder wordt gebruikt terwijl deze in aanraking is met de oren tijdens gebruik. In tegenstelling tot de hoorn wordt met de luidspre-30 ker een inrichting aangegeven die een relatief hoge geluiddruk genereert en in het bijzonder wordt gebruikt terwijl deze op afstand van de oren is geplaatst tijdens gebruik.

1070680- I Magnetische ketens van de luidspreker en de hoorn zijn elk ontworpen zodanig dat een I magnetische flux de in de luchtspleet aanwezige stemspoel doorsnijdt onder een rechte hoek door gebruik van een magneet en een bovenplaat in een van ijzer gemaakt juk, en I de stemspoel wordt bevestigd aan het membraan. Daardoor genereert de stemspoel een I 5 excitatiekracht door een ingangssignaal, waardoor het vast aan een frame bevestigde I membraan kan trillen teneinde een geluiddruk te genereren. Het membraan heeft een I van vele golfVormen teneinde uitstekende responsie-eigenschappen te verkrijgen en een I knikverschijnsel te verwijderen wanneer deze op en neer trilt, en de vorm van dit mem- I braan werkt als een ontwerpvariabele die aanzienlijke invloed heeft op de frequentie- I 10 eigenschappen.

I De luidspreker en hoorn zijn gedurende lange tijd wat constructie betreft niet noe- menswaardig aangepast. Recent zijn echter de miniaturisatie, afname van gewicht en hoog rendement van luidsprekers en hoorns constant geïmplementeerd volgens de ver- H 15 commercialisering van hoge energie permanente magneten, de ontwikkeling van mi- H croconstructie-vormende technologie, en de tendens naar miniaturisatie en afname van gewicht in communicatievelden van gegevens.

I In het bijzonder is het niet overdreven te stellen dat de miniaturisatie van een mobiele 20 communicatieterminal afhankelijk is van of de delen, zoals een hoorn, luidspreker, zoemer of oscillator met mechanische dynamische eigenschappen in miniatuur kunnen I worden gemaakt. Daarom zijn onderzoek en ontwikkeling voor het combineren van I dergelijke mechanische delen actief uitgevoerd.

I 25 In de meeste gevallen hebben bekende mobiele communicatieterminals elk lange tijd I een zoemer gebruikt voor het opwekken van oproepgeluiden. Omdat een gebruiker de I opwekking van verschillende oproepgeluiden volgens het gemak en de voorkeur van de gebruiker eist, is de bekende zoemer echter vervangen door een luidspreker met uitste- I kende frequentie-eigenschappen. Verder is de verbetering van frequentie-eigenschap- I 30 pen samen met de miniaturisatie en de afname van gewicht in de hoorn een belangrijk I onderwerp geworden.

I 1020686* 3

Een bekende luidspreker en hoorn zijn aangebracht op verschillende posities als afzonderlijke delen wanneer deze zijn aangebracht op een mobiele communicatieterminal.

Een dwarsdoorsnede van figuur 1 toont dat in een bekende gecombineerde hoorn en 5 luidspreker, die de geluidssignalen en oproepgeluiden van de mobiele communicatie-terminal afgeeft, waarin een stemspoel 5 met een impedantie van 80 Ω en een impe-dantiespoel (HAC-spoel) 6 met een impedantie van 32 Ω zijn aangebracht op een membraan 4 als afzonderlijke delen.

10 Teneinde het membraan 4 aan te drijven wordt stemstroom uitgevoerd door leidingen die respectievelijk zijn verbonden met de stemspoel 5 en de impedantiespoel 6 in hoorn- en luidsprekertoestanden, zodanig dat het membraan 4 kan worden aangedreven in de overeenkomstige toestand. Met ander woorden stelt de excitatiekracht die is opgewekt door aantrekkende kracht en afstotende kracht tussen een magnetisch veld ten 15 gevolge van de stemstroom die door de stemspoel 5 of de impedantiespoel 6 vloeit en een magnetisch veld van de magneet 2 die is aangebracht op een frame 1, de membraan 4 die vast is aangebracht op het frame 1 in staat om te trillen teneinde een geluiddruk te genereren.

20 Verder is figuur 2 een ander aanzicht in doorsnede dat een gecombineerde hoorn en luidspreker toont, die is ontworpen om hoorn- en luidsprekerfuncties in verschillende richtingen te implementeren. Met verwijzing naar figuur 2 is een membraan 14 voor een hoorn opgesteld over een magneet 12 en een bovenplaat 13 aangebracht op een dubbel juk 11 in een frame 10, en een eerste stemspoel 15 is aangebracht bij een ge-25 deelte van de membraan 14. Bovendien is een membraan 16 voor een luidspreker geplaatst aan de linkerzijde van het dubbele juk 11 en een tweede stemspoel 17 is aangebracht op de membraan 16 om in het dubbele juk 11 te worden gebracht. In een dergelijke constructie zijn de respectievelijke membranen 14 en 16 in verschillende richtingen opgesteld, zodanig dat deze worden aangedreven door stemstromen die worden 30 toegevoerd aan de respectievelijke stemspoelen 15 en 17.

Daarom is de eerste bekende gecombineerde hoorn en luidspreker, waarin de stemspoel en de impedantiespoel zijn aangebracht op een membraan, problematisch doordat het . Ο nc Ar- I lastig is tegelijkertijd de stemspoel van 80 Ω in de impedantiespoel van 32 O aan te I brengen, en is deze in het productiviteits- en bedrijfsrendement daarvan verlaagd door het moeilijke bedradingsproces van de stem- en impedantiespoelen.

H 5 Anderzijds is de tweede bekende gecombineerde hoorn en luidspreker, waarin de hoorn- en luidsprekerfuncties zijn geïmplementeerd in verschillende richtingen, pro- I blematisch doordat, omdat een dubbel juk extra moet worden aangebracht op het frame en wordt geconstrueerd in tegengestelde richtingen om de stemspoelen van 80 0 en 32 Η Ω bij afzonderlijke membranen te plaatsen teneinde impedantie te regelen, het lastig is 10 de hoorn en luidspreker in miniatuur te maken en te integreren door de beperkte ruimte, en verhoogt deze productiekosten vanwege meer benodigde delen. In het bijzonder is in een luidspreker voor het opwekken van oproepgeluiden een membraan met een diame- ter die groter is vergeleken met die van een hoorn nodig om een geluiddruk met een geschikt niveau uit te zenden, zodat de gecombineerde hoorn en luidspreker problemen 15 veroorzaakt bij de miniaturisatie daarvan.

Zoals hierboven beschreven wordt in de bekende gecombineerde hoorn en luidspreker een stemspoel voor het aandrijven van de membraan aangebracht als een afzonderlijk deel om de impedantie te regelen, zodat een impedantieregeling door de stemspoel las- 20 tig is, een hoge defectsnelheid veroorzaakt en kosten verhoogt.

Uit EP 1146771 is een mobiele telefoon bekend voorzien van een schakelaar voor het overschakelaar tussen een eerste spoel voor het persoonlijk luisteren en een tweede spoel voor het spreken in de ruimte (handsfree).

Uit GB 473467 is een circuit bekend voor tooncompensatie in een luidspreker.

H Overeenkomstig is de onderhavige uitvinding gedaan, waarbij de hierboven genoemde H problemen die in de stand van de techniek optreden in gedachten worden gehouden, en 30 een doel van de onderhavige uitvinding is een gecombineerde hoorn en luidspreker te H verschaffen, waarbij stemstroom slechts wordt toegevoerd aan een stemspoel in een H luidsprekertoestand, terwijl de stemstroom wordt toegevoerd aan zowel de stemspoel H als een chipweerstand in een hoomtoestand, waardoor effectiever impedantie wordt i 7 ί A A 01 5 geregeld en eenvoudig miniaturisatie en integratie van de hoorn en de luidspreker wordt bereikt.

Een ander doel van de onderhavige uitvinding is een gecombineerde hoorn en luidspre-5 ker te verschaffen, die is geconstrueerd om een enkele stemspoel en een chipweerstand in serie te schakelen zodat de enkele stemspoel wordt aangebracht op een gedeelte van een membraan en de chipweerstand wordt aangebracht op een gedeelte van een frame, zodat unidirectionele en bi-directionele luidspreker- en hoomtoestanden gelijktijdig kunnen worden bediend, en slechts een bi-directionele luidsprekertoestand kan worden 10 bediend, waardoor de vervaardigingkosten worden gereduceerd en het bedrijfsproces van de hoorn gecombineerd met de luidspreker wordt vereenvoudigd.

Teneinde het hierboven genoemde doel te bereiken verschaft de onderhavige uitvinding een gecombineerde hoorn en luidspreker, omvattende een membraan voor het opwek-15 ken van geluiden van een vooraf bepaalde frequentie door trillingen veroorzaakt door een geluiddruk in luidspreker- en hoomtoestanden; een stemspoel voor het in trilling brengen van het membraan door een magnetisch veld dat is gevormd rondom een magneet die is bevestigd aan het membraan en opgewekt door aangebrachte stemstroom; en een chipweerstand voor het verlagen van de intensiteit van de aangebrachte stem-20 stroom; waarbij de stemstroom zodanig selectief wordt toegevoerd aan de stemspoel, dat de stemstroom wordt toegevoerd aan de stemspoel vanuit luidsprekercontactklem-men in luidsprekertoestand, terwijl de stemstroom wordt toegevoerd aan de stemspoel via de chipweerstand vanaf hoomcontactklemmen in hoomtoestand.

25 De hierboven genoemde en andere doelen, kenmerken en andere voordelen van de onderhavige uitvinding zullen duidelijker begrepen worden aan de hand van de volgende gedetailleerde beschrijving in combinatie met de bijgaande tekeningen, waarin:

Figuur 1 en 2 aanzichten in doorsnede zijn die elk een bekende gecombineerde hoorn en luidspreker tonen; 30 Figuur 3 een aanzicht in doorsnede is dat een gecombineerde hoorn en luidspreker toont volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

Figuur 4 een schakelschema toont van de gecombineerde hoorn en luidspreker volgens deze uitvinding; en < rv Ό s% 't r-t u l u o 8 8 * I Figuur 5a en 5b aanzichten zijn die de bedradingstoestanden toont van een gecombi- I neerde hoorn en luidspreker in respectievelijk luidspreker- en hoomtoestanden.

I Figuur 3 is een aanzicht in doorsnede dat een gecombineerde hoorn en luidspreker vol- 5 gens deze uitvinding toont, en figuur 4 is een schakelschema van de gecombineerde I hoorn en luidspreker volgens deze uitvinding.

In de gecombineerde hoorn en luidspreker volgens deze uitvinding werkt de gecombi- I neerde hoorn en luidspreker als een luidspreker voor ingangs/uitgangsstemsignalen in 10 luidsprekertoestand, en als een hoorn voor ingangs/uitgangsstemsignalen in hoomtoe- stand. De gecombineerde hoorn en luidspreker is opgenomen in een frame 20.

Met ander woorden is de gecombineerde hoorn en luidspreker ontworpen zodat een magneet 21 en een bovenplaat 22 kunnen worden aangebracht in het frame 20.

Een permanente magneet wordt bij voorkeur toegepast als de magneet 21 en een inhe- rente magnetische flux van de magneet 21 wordt gevormd in een voorafbepaalde rich- ting. De bovenplaat 22 is aangebracht op het bovenste oppervlak van de magneet 21.

20 Verder is in de gecombineerde hoorn en luidspreker een membraan 23 voor het genere- ren van een geluid met een voorafbepaalde frequentie door trillingen die zijn veroor- zaakt door in luidspreker- en hoomtoestanden gegenereerde geluidsdrukken, aange- bracht over het frame 22 om de magneet 21 en de bovenplaat 22 te bedekken. Een cir- keivormig dunne laag membraan wordt bij voorkeur toegepast als het membraan 23.

H Een stemspoel 24 genereert een geluidsdruk door het op en neer in trilling brengen van het membraan 23 door een magnetisch veld dat is gevormd rondom de magneet 21 die is geplaatst onder het membraan 23 en gevormd door een toegevoerde stemstroom. De stemspoel 24 wordt bij voorkeur ingesteld op een voorafbepaalde impedantie voor het 30 uitvoeren van een geluidsdruk die is vereist in de luidsprekertoestand, bijvoorbeeld een weerstandswaarde van δ Ω.

I 1020686- 7

Verder is een chipweerstand 25 voor het verlagen van de toegevoerde stemstroom aangebracht op een gedeelte van het frame 20, zodat de chipweerstand 25 en de stemspoel 24 in serie zijn verbonden in de hoomtoestand, waardoor de stemstroom afiieemt door gebruik van een impedantiewaarde die is verkregen door het optellen van de impedan-5 ties van de chipweerstand 25 en de stemspoel 24. Hier is de chipweerstand 25 bij voorkeur ingesteld op een voorafbepaalde impedantie voor het uitvoeren van een vereiste geluidsdruk in de hoorn toestand, bijvoorbeeld een weerstandswaarde van 24 0. Overeenkomstig wordt de totale impedantie ingesteld als een weerstandwaarde van 32 0 in de hoorn toestand door het optellen van de weerstandswaarden van de stemspoel 24 en 10 de chipweerstand 25.

Met verwijzing naar het in figuur 3 getoonde schakelschema zijn een equivalente weerstand R voor de chipweerstand 25 en een equivalente spoel C voor de stemspoel 24 in serie is geschakeld.

15

Zoals hierboven beschreven wordt de stemstroom toegevoerd aan de spoel C vanaf luidsprekercontactklemmen Sa en Sb in de luidsprekertoestand, terwijl de stemstroom wordt toegevoerd aan de spoel C vanaf hoomcontactklemmen Ra en Rb via de weerstand R in de hoomtoestand.

20

De werking van de gecombineerde hoorn en luidspreker die de hierboven beschreven constructie heeft, wordt in detail beschreven met verwijzing naar figuur 5.

Figuur 5a is een bedradingsdiagram van de gecombineerde hoorn en luidspreker van 25 deze uitvinding wanneer deze wordt gebruikt in een luidsprekertoestand. Met verwijzing naar figuur 5a zijn een inleidende draad LI en een uitleidende draad L2 met een draad verbonden vanaf de luidsprekercontactklemmen Sa en Sb met de spoel 24, C die is geplaatst op het membraan 23. Daardoor wordt een magnetisch veld van een vooraf bepaalde richting gevormd rondom de spoel 24, C door de stemstroom die wordt ont-30 vangen van de luidsprekercontactklemmen Sa en Sb. Op dit moment wordt de door de trilling op een vooraf bepaalde frequentie gegenereerde geluidsdruk gegenereerd door een excitatiekracht tussen het magnetische veld rondom de spoel 24, C en de magnetische flux van de magneet 21.

1 y Z U 0 8 6 I Verder is figuur 5b een bedradingdiagram van de gecombineerde hoorn en luidspreker I wanneer deze wordt gebruikt in de hoomtoestand. Met verwijzing naar figuur 5b zijn I een inleidende draad L3 en een uitleidende draad L4 vanaf de hoomcontactklemmen I 5 Ra en Rb parallel verbonden met de inleidende draad LI en de uitleidende draad L2 die I zijn verbonden met de spoel 24, C in de luidsprekertoestand. Verder is de weerstand 25, R verbonden met de uitleidende draad L4 van de hoomcontactklemmen Ra en Rb (hier H kan de weerstand 25, R ook zijn verbonden met de inleidende draad L3), zodanig dat de I weerstand 25, R in serie is geschakeld met de spoel 24, C.

I Volgens de onderhavige uitvinding wordt een signaal dat wordt uitgezonden/ontvangen I naar/van een regelaar (niet getoond) van een overeenkomstige communicatieterminal I bewerkt om een stemstroom uit te voeren naar de luidsprekercontactklemmen Sa en Sb en de hoomcontactklemmen Ra en Rb. In dit geval wordt de stemstroom die wordt uit- 15 gevoerd naar de luidsprekercontactklemmen Sa en Sb in de luidsprekertoestand toege- I voerd aan de spoel 24, C met een weerstandswaarde van 8 Ω door de inleidende draad LI en de uitleidende draad L2 die zijn verbonden met de spoel 24, C. Overeenkomstig I stelt de stemstroom die wordt toegevoerd vanaf de luidsprekercontactklemmen Sa en

Sb het membraan 23 in staat om op en neer te trillen ten gevolge van een magnetisch 20 veld dat is gevormd door de stroom die door de spoel 24, C vloeit en een magnetisch veld van de magneet 21 teneinde een geluidsdruk van een vooraf bepaalde intensiteit te genereren.

Verder wordt in de hoomtoestand stemstroom die is toegevoerd vanaf de hoomcontact- 25 klemmen Ra en Rb toegevoerd aan de spoel 24, C door de weerstand 25, R die is ver- bonden met de uitleidende draad L4 via de inleidende draad LI en de uitleidende draad L2 die is verbonden met de spoel 24, C. De toegevoerde stemstroom wordt in de inten- siteit daarvan verlaagd door de impedantie van 32 Ω die is verkregen door het optellen van de weerstandswaarde van 24 Ω van de weerstand 25, R en de weerstandswaarde I 30 van 8 Ω van de spoel 24, C. Daarom zorgt de stemstroom die is toegevoerd vanaf de hoomcontactklemmen Ra en Rb, dat de membraan 23 op en neer kan trillen door een magnetische veld dat is gevormd door de stroom die door de spoel 24, C vloeit via de μ l u ooo 9 weerstand 25, R en een magnetisch veld dat is verbonden vanaf de magneet 21 om een geluidsdruk van een vooraf bepaalde intensiteit te genereren.

De frequentie van de geluidsdruk die wordt uitgevoerd in de luidsprekertoestand is 5 waarschijnlijk hoger dan die van de geluidsdruk die wordt uitgevoerd in de hoorn toestand. De reden hiervoor is dat de intensiteit van de geluidsdruk varieert met de intensiteit van de stemstroom door selectieve verbinding van impedantie.

De chipweerstand 25, R wordt gecombineerd met andere weerstanden en logische krin-10 gen, dus de uitgang van de uitgangsklemmen kunnen worden gevarieerd overeenkomstig de ingang van de ingangsklemmen. Verder kan de impedantie worden gekozen door de chipweerstand 25, R die is aangebracht op een gedeelte van het frame 20, waardoor de constructie van de gecombineerde hoorn en luidspreker wordt vereenvoudigd, en een luidspreker en een hoorn kunnen worden gecombineerd.

15

Bovendien verdient het de voorkeur een doorgaande opening (niet getoond) te vormen op een gedeelte van het frame 20 teneinde een gelijkmatige geluidsdruk die wordt veroorzaakt door de trilling van het membraan 23 in stand te houden.

20 De gecombineerde hoorn en luidspreker kunnen worden vervaardigd in de vorm van een dunne laag. Verder wordt een geluid met een uitgangsniveau van 70 tot 80 dB bij voorkeur uitgevoerd binnen een interval van 1 m in de luidsprekertoestand, terwijl een geluid met een uitgangsniveau van 100 dB bij voorkeur wordt uitgevoerd binnen een interval van 10 cm in de hoorn toestand 25

De gecombineerde hoorn en luidspreker volgens de onderhavige uitvinding verschaft een voordeel dat deze kan worden aangepast aan producten met relatief smalle ruimtes zoals een mobiele communicatieterminal met kleine afmetingen en een licht gewicht.

30 Zoals hierboven beschreven verschaft de onderhavige uitvinding een gecombineerde hoorn en luidspreker, die is voorzien van een frame (omvattende een jukfunctie), een magneet, een bovenplaat, een membraan, een stemspoel en een chipweerstand, met de stemspoel en de chipweerstand in serie geschakeld, zodanig dat de impedantie kan :1 i 2 / \ i Π Γί 1 10 I worden geregeld door de combinatie van selectieve impedantie in luidspreker- en I hoomtoestanden, waardoor de miniaturisatie en de afname van het gewicht van de ge- I combineerde hoorn en luidspreker worden bereikt, de ruimte eenvoudig wordt voorbe- I reid wanneer geschikt voor mobiele communicatieterminals, de constructie wordt ver- I 5 eenvoudigd, en vervaardigingkosten van de gecombineerde hoorn en luidspreker wor- I den gereduceerd.

Hoewel de voorkeursuitvoeringsvormen volgens de onderhavige uitvinding zijn be- I schreven voor illustratieve doeleinden zal de vakman onderkennen dat verschillende I 10 aanpassingen, toevoegingen en vervangingen mogelijk zijn zonder de reikwijdte en I geest van de uitvinding zoals beschreven in de bijgaande conclusies te verlaten.

'ί Λ O ·Π 0- !«/.u hdn

Claims (4)

1. Gecombineerde hoorn en luidspreker, omvattende: - een membraan voor het opwekken van geluiden van een vooraf bepaalde frequentie 5 door trillingen veroorzaakt door een geluidsdruk in luidspreker- en hoomtoestan- den; - een stemspoel voor het in trilling brengen van het membraan door een magnetisch veld dat is gevormd rondom een magneet die is bevestigd aan het membraan en opgewekt door aangebrachte stemstroom; 10 met het kenmerk, dat een chipweerstand (25, R) is voorzien voor het verlagen van de intensiteit van de aangebrachte stemstroom; en waarbij de stemstroom zodanig selectief wordt toegevoerd aan de stemspoel (24, C), dat de stemstroom wordt toegevoerd aan de stemspoel (24, C) vanuit luidsprekercontactklemmen (Sa, Sb) in luidsprekertoestand, terwijl de stemstroom wordt toegevoerd aan de stemspoel (24, C) via de chipweerstand 15 (25, R) vanaf hoomcontactklemmen (Ra, Rb) in hoomtoestand.

2. Gecombineerde hoorn en luidspreker volgens conclusie 1, waarbij de stemspoel (24, C) een impedantiewaarde heeft van 8 Q in luidsprekertoestand, en de stemspoel (24, C) en de chipweerstand (25, R) een impedantiewaarde van in totaal 32 Ω hebben in 20 hoomtoestand.

3. Gecombineerde hoorn en luidspreker volgens conclusie 1, waarbij de stemspoel (24, C) en de chipweerstand (25, R) in serie met elkaar zijn verbonden.

4. Gecombineerde hoorn en luidspreker volgens conclusie 1, waarbij de chipweerstand (25, R) is aangebracht op een oppervlak van een frame (20). 1020686'