WO2002009470A2 - Elektroakustischer wandler - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektroakustischen Wandler, der nach dem elektrodynamischen Prinzip arbeitet und insbesondere zur Verwendung in Mobiltelefonen gedacht ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetsystem (3) des elektroakustischen Wandlers federnd bezüglich des Gehäuses (1) aufgehängt ist, und dass das Magnetsystem (3) mit einer gegenüber dem Gehäuse (1) fest angeordneten Vibrationsspule (8) in Wirkverbindung steht und so in Schwingungen versetzt wird. Die Erfindung betrifft auch Ausgestaltungen.

Description

Elektroakustischer Wandler

Die Erfindung betrifft einen elektroakustischen Wandler, der nach dem elektrodynamischen Prinzip arbeitet und insbesondere zur Verwendung in Mobiltelefonen gedacht ist.

Derzeit am Markt befindliche Mobiltelefone und Schnurlostelefone sind mit mindestens einem elektroakustischen Wandler, der als Schallgeber ausgebildet ist, ausgestattet. Dieser Schallgeber kann eine oder mehrere der Funktionen: Hören, Freisprechen, Rufton, übernehmen.

In zunehmendem Ausmaß wird bei Mobiltelefonen vorgesehen, den Anrufton ausschalten zu können und durch ein Lichtsignal und/oder eine Vibrationsvorrichtung zu ersetzen. Dies ermöglicht es, daß der Benutzer des Mobiltelefons von einem einlangenden Anruf Kenntnis erhält, ohne daß das an vielen Stellen störende elektronische Klingelzeichen ertönt. In Verbindung mit der heute üblichen Anrufer-Erkennung kann der Angerufene entscheiden, ob er das Gespräch annimmt oder nicht, sodaß zumindest in letzterem Fall die Umgebung des Benutzers nicht akustisch gestört wird.

Es sind zur Erzeugung der Vibrationen von Mobiltelefonen, die über eine solche Einrich- tung verfügen, Elektromotoren verwendet worden, die einen Exzenter in Drehung versetzen und so die Vibrationen, die den Benutzer alarmieren sollen, bewirken. Diese Vorrichtungen müssen gesondert hergestellt, montiert und angeschlossen werden und verursachen daher merkliche Kosten und benötigen zusätzlichen Einbauraum.

Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die es möglich macht, eine solche Vibrationseinrichtung vorzusehen, ohne daß dazu ein eigener Elektromotor notwendig ist, und die daher leichter zu montieren, kostengünstiger herzustellen und platzsparender ist als die vorbekannten Vorrichtungen.

Erfϊndungsgemäß werden diese Ziele dadurch erreicht, daß das Magnetsystem des elektroakustischen Wandlers federnd aufgehängt wird, und daß das Magnetsystem durch eine gegenüber dem Gehäuse des Mobiltelefons fest angeordnete Spule in Schwingungen versetzt wird. Bevorzugt ist dabei die Federkonstante der federnden Aufhängung mit der Masse des Magnetsystems und der mit ihm schwingend aufgehängten Teile des Wandlers so bestimmt, daß eine Eigenfrequenz von 20 bis 200 Hz, bevorzugt von etwa 100 Hz, erreicht wird.

Die erfindungsgemäße Lösung macht nur das Vorsehen der federnden Aufhängung, bevorzugt einer ringförmigen Membrane, notwendig, wobei gegebenenfalls auch die eigentliche, zur Tonübertragung dienende Membrane ringförmig so nach außen erweitert werden kann, daß sie auch die Aufgabe der federnden Aufhängung des Magnetsystems übernimmt. Durch die erfindungsgemäße Abstimmung der Federkonstanten verhält sich die Aufhängung des Magnetsystems wie ein hi-pass-Filter und führt somit zu keinen Verzerrungen beim normalen Sprachbetrieb des Mobiltelefons, während bei der bestimmungsgemäßen niederfrequenten Anregung zum Zwecke des Vibrationsalarmes das Magnetsystem und die mit ihm verbundenen Bauteile, die je nach Ausführungsform der Erfindung unterschiedliche Komponenten erfassen können, niederfrequent in Schwingung versetzt werden und so das Gehäuse des Mobiltelefons in die gewünschte Vibration versetzen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Beispieles näher erläutert. Dabei zeigt die Fig. 1 eine Ausführungsform mit einer eigenen Membrane und die Fig. 2 eine Ausführungsform mit einer getrennt hergestellten Membrane.

Die Fig. 1 zeigt, rein schematisch, eine erfindungsgemäße Lösung, bei der in einem Gehäuse 1 eines Mobiltelefons oder einer ähnlichen Vorrichtung ein topf- oder napfartiger Einsatz 2 angeordnet ist, der den eigentlichen elektroakustischen Wandler 3 aufnimmt. Es kann der Einsatz 2 auch einstückig mit dem Gehäuse 1 ausgebildet sein und es kann ein über die Außenseite des Gerätes vorspringender Bereich vorgesehen sein, um eine Abdek- kung od.dgl. zum Schutz der Membrane vorsehen zu können. Es kann selbstverständlich auch das Gehäuse durchgehend nur mit Öffnungen für den Schalldurchtritt ausgebildet sein und der Einsatz 2 nur aus einem nach innen ragenden Kragen des Gehäuses 1 bestehen, um die Montage des elektroakustischen Wandlers 3 zu erleichtern. Der elektroakustische Wandler 3 wird hier nur soweit beschrieben, als es für die Erfindung erforderlich ist, an und für sich handelt es sich um einen üblichen Bauteil. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der elektroakustische Wandler 3 aus dem eigentlichen Magnetsystem 4 und der zugehörigen, die Schallwellen emittierenden oder aufnehmenden Membrane 5 (Sprechmembrane). An der Membrane 5 ist eine Tauchspule 6 befestigt, die in einen Ringspalt des Magnetsystems eintaucht. Zur Fixierung der Membrane 5 dient ein äußerer Ring, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist.

Erfmdungsgemäß ist das Magnetsystem 4 so ausgebildet, daß es einen zweiten, getrennten, im dargestellten Ausführungsbeispiel von der eigentlichen Sprechmembrane 5 abgewandten, Ringspalt 7 aufweist, in den eine mit dem Einsatz 2 fest verbundene Vibrationsspule 8 ragt. Das Magnetsystem 4 und mit ihm die Membrane 5 und der diese Membrane 5 haltende Außenring sind über eine Federmembrane 9 federnd am Einsatz 2 befestigt. Wird nun die Vibrationsspule 8 mit einer Frequenz im Bereich der für Vibrationseinrichtungen von Mobiltelefonen üblichen 20 bis 200 Hz erregt, so beginnt das Magnetsystem 4 samt den mit ihm verbundenen Teilen gegenüber dem Einsatz 2 (und damit gegenüber dem Gehäuse 1) zu schwingen. Durch diese periodische Bewegung kommt es zu den Vibrationen des gesamten Gehäuses 1 und damit zur Alarmierung des Benutzers.

Bevorzugt wählt man natürlich eine Steifigkeit der Membrane in Richtung der Achse 10 des elektroakustischen Wandlers 3 (Schwingrichtung), die mit der Masse der schwingenden Bauteile zu einer Eigenfrequenz führt, die zumindest im wesentlichen mit der Frequenz, mit der die Vibrationsspule 8 erregt wird, übereinstimmt, sodaß es mit geringem Stromverbrauch zur höchstmöglichen Vibrationsleistung kommt.

Die Auswahl der Parameter nach diesen Vorgaben sind für den Fachmann auf dem Gebiete der Elektroakustik leicht zu bestimmen und an das jeweilige Einsatzgebiet anzupassen.

In Fig. 2 ist eine erfϊndungsgemäße Variante ähnlich der Fig. 1 dargestellt. Dabei ist der Unterschied zur Variante gemäß der Fig. 1, daß die Wandlermembran 5' über einen Doppelwulst verfügt. Der Außenrand dieses Wulstes ist an der Innenseite des Einsatzes 2 befestigt, was nur schematisch dargestellt ist. Der Bereich der Membrane zwischen den Wülsten stellt die Federmembrane 9' dar. Da es heute möglich ist, Wandlermembranen mit bereichsweise unterschiedlichen Dicken herzustellen, siehe AT 403 751 B, kann auch hier eine der Beschreibung zur Fig. 1 entsprechende Abstimmung des schwingfahigen Systems Federmembrane 9' - Magnetsystem 4 samt damit verbundenen Teilen, geschaffen werden.

Durch die Wahl der Lage der Federmembran 9 bzw. 9' ist es auch möglich, das akustische Verhalten des Wandlers 3 zu beeinflussen, da durch die Federmembran eine unterschiedliche Teilung des zwischen der Abdeckung 2 und dem Wandler 3 eingeschlossenen Luftvolumens erreichbar ist.

Die Erfindung ermöglicht es, durch den Einbau eines erfindungsgemäßen Wandlers eine Vibrationsmöglichkeit zu schaffen, ohne zusätzlichen Raum im Gerät zu benötigen. Durch die Abstimmung des schwingenden Systems mit der Erregerfrequenz ist eine hervorragende Leistungsausbeute erzielbar, sodaß der Nachteil des hohen Energieverbrauches herkömmlicher Vibrationseinrichtungen wegfallt. Auch die bei Verwendung der Erfindung anfallenden Herstellungskosten sind deutlich geringer als beim Stand der Technik, vom völligen Wegfall mehrerer Montageschritte nicht zu reden.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann verschiedentlich abgewandelt werden. So ist eine andere Lage und Orientierung der Vibrationsspule 8 möglich, und die Federmembrane 9 bzw. 9' kann anders als beschrieben ausgebildet und an anderer Stelle vorgesehen sein. Letzten Endes muß diese Federmembrane gar keine Membrane sein, wenn dies auch aus Gründen der mechanischen Stabilität und während des Schwingens bevorzugt wird. Als Materialien kommen alle bei elektroakustischen Wandlern möglichen Materialien für Membranen bzw. Federn in Frage.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektroakustischer Wandler, der nach dem elektrodynamischen Prinzip arbeitet und insbesondere zur Verwendung in Mobiltelefonen gedacht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetsystem (3) des elektroakustischen Wandlers federnd bezüglich des Gehäuses (1) aufgehängt ist, und daß das Magnetsystem (3) mit einer gegenüber dem Gehäuse (1) fest angeordneten Vibrationsspule (8) in Wirkverbindung steht und so in Schwingungen versetzt wird.

2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Aufhängung durch eine Federmembrane (9) erfolgt.

3. Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federmembrane (9') einstückig mit der Wandlermembrane (5) ausgebildet ist.

4. Wandler nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsspule (8) mit einer Frequenz erregt wird, die zumindest im wesentlichen der Eigenfrequenz des schwingenden Systems Federmembrane (9,9') - Magnetsystem (3) entspricht.