WO2000049788A1 - Telephone handset - Google Patents

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Holger Petersen
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    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
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    • H04R1/34—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by using a single transducer with sound reflecting, diffracting, directing or guiding means
    • H04R1/38—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by using a single transducer with sound reflecting, diffracting, directing or guiding means in which sound waves act upon both sides of a diaphragm and incorporating acoustic phase-shifting means, e.g. pressure-gradient microphone
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    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
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    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/02—Constructional features of telephone sets
    • H04M1/20—Arrangements for preventing acoustic feed-back

Definitions

  • the present invention relates to a handset for telephony with a built-in earpiece and a built-in microphone.
  • the sound is suppressed by the horn, with no costs for a complex mechanical construction or for digital signal processing. Furthermore, the sound from the inside of the handset, which escapes through housing leaks, is also suppressed. In addition, the directional characteristic of the unidirectional microphone also suppresses ambient noise.
  • Another advantage of the handset according to the invention lies in the fact that the microphone, owing to its arrangement, can be easily attached to a printed circuit board which generally runs parallel to the underside of the handset.
  • FIG. 1A shows schematically an exemplary embodiment of a handset according to the invention
  • the microphone 2 in addition to its particularly inexpensive tical properties due to its arrangement easily on a circuit board 6, which is generally parallel to the underside of the handset 1, can be attached. This can be done, for example, by means of a lead contact 7.
  • the contact can also be made via resilient contacts.

Abstract

The aim of the invention is to improve the directional characteristic of miniaturised telephone handsets. The microphone (2) is provided with a unidirectional directional characteristic and is arranged on the front side of the telephone handset (1) in such a way that the main sound input (3) of the microphone (2) terminates on the same level as the lower side pertaining to said telephone handset and that the rear compensating opening of the microphone terminates on the same level as the front side pertaining to the telephone handset. The main sound entrance is damped whereas the compensating opening is not.

Description

Beschreibungdescription
Handapparat der FernsprechtechnikHandset of telephone technology
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Handapparat für die Fernsprechtechnik mit eingebauter Hörkapsel und eingebautem Mikrofon.The present invention relates to a handset for telephony with a built-in earpiece and a built-in microphone.
Für eine einwandfreie Kommunikation zwischen zwei Telefon- partnern ist es wichtig, daß ein Fernsprechgerät möglichst wenig von einem ankommenden Signal reflektiert. Reflektionen entstehen nicht nur im Bereich der Fernsprechgeräteschaltung, sondern auch im Bereich des Handapparates. Insbesondere wird von der Sprechkapsel das akustische Signal der Hörkapsel emp- fangen und wieder auf die Fernsprechleitung übertragen. Der Telefonbenutzer hat dann den Eindruck von Reflexionen, Hal- ligkeit und Echos.For perfect communication between two telephone partners, it is important that a telephone device reflects as little as possible of an incoming signal. Reflections arise not only in the area of the telephone circuit, but also in the area of the handset. In particular, the acoustic signal from the earpiece is received by the speech capsule and transmitted back to the telephone line. The telephone user then has the impression of reflections, brightness and echoes.
Der Grund dafür ist unter anderem eine geringe akustische Dämpfung zwischen Hörkapsel und Mikrofon bei Handapparaten aufgrund von Schallabstrahlung in der Hörerinnenseite (Rückkopplung) .The reason for this is, among other things, low acoustic attenuation between the earpiece and the microphone in handsets due to sound radiation in the inside of the handset (feedback).
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß insbesondere schnur- lose Telefone und Mobiltelefone, welche mehr oder weniger lediglich aus einem Handapparat bestehen, heute derart stark miniaturisiert sind, daß Probleme bei der Abstrahlung tiefer Frequenzen unter 1 kHz auftreten. Dies wird zusätzlich durch ein unergonomisches Design verstärkt, bei dem im praktischen Gebrauch ein Luftspalt zwischen Hörmuschel und Ohr auftritt.Another disadvantage is that especially cordless telephones and mobile telephones, which more or less consist of only one handset, are so miniaturized today that problems with the emission of low frequencies below 1 kHz occur. This is further reinforced by an non-ergonomic design, which creates an air gap between the earpiece and ear in practical use.
Weiterhin besteht bei der Miniaturisierung von Handapparaten ein ungünstiges Verhältnis zwischen Sprachsignal und Umweltgeräuschen im Mikrofonsignal. Insbesondere bei kurzen Handap- paraten, wie z.B. schnurlosen Telefonen bzw. Mobiltelefonen, besteht eine große Entfernung zwischen Mikrofon und Mund (das Mikrofon ist m Richtung Ohr verschoben) , so daß starke Um- weltgerausche den Sprachschall des Benutzers überdecken.Furthermore, in the miniaturization of handsets, there is an unfavorable relationship between the speech signal and environmental noise in the microphone signal. Especially in the case of short handsets, such as cordless telephones or cell phones, there is a large distance between the microphone and mouth (this The microphone is shifted in the direction of the ear) so that strong environmental noise covers the user's speech sound.
Diese Nachteile versucht man durch lange Gerate mit großem Abstand zwischen Horkapsel und Mikrofon, durch große flache Hörmuscheln, die mit dem Ohr bei der Benutzung weitge endst abgedeckt werden, durch eine geringe Horkapsellautstarke, bzw. durch Echokompensationsverfahren mit Audiosignalverar- beitung zu vermeiden.One tries to avoid these disadvantages by long devices with a large distance between the horn capsule and the microphone, by large flat earpieces that are covered with the ear when in use, by a low horn capsule volume, or by echo compensation methods with audio signal processing.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen Handapparat der eingangs genannten Art anzugeben, der sich auch nach einer Miniaturisierung durch eine gute akkustische Dampfung zwischen Horkapsel und Mikrofon auszeichnet und im Mikrofon- Signal ein günstiges Verhältnis zwischen Sprachsignal und Um- weltgerauschen bietet.The object of the present invention is to provide a handset of the type mentioned at the outset which, even after miniaturization, is distinguished by good acoustic damping between the horn capsule and the microphone and offers a favorable ratio between the speech signal and the environmental noise in the microphone signal.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Anordnung dadurch gelost, daß das Mikrofon eine umdirektionale Richtcha- rakteπstik aufweist und an der Vorderseite des Handapparates derart angeordnet ist, daß die Hauptschalleintrittsöffnung des Mikrofons m der Ebene der Unterseite des Handapparates endet und daß die rückwärtige Kompensationsoffnung des Mikrofons m der Ebene der Vorderseite des Handapparates endet, wobei die Hauptschalleintrittsöffnung bedampft und die Kompensationsoffnung entdampft ist.This object is achieved in the arrangement mentioned at the outset in that the microphone has a directional directional characteristic and is arranged on the front of the handset in such a way that the main sound inlet opening of the microphone ends at the level of the underside of the handset and that the rear compensation opening of the microphone m ends on the level of the front of the handset, the main sound inlet opening being vaporized and the compensation opening being vaporized.
Bei dem erfmdungsgemaßen Handapparat wird der Schall von der Horunterdruckt unterdr ckt, wobei keine Kosten für eine auf- wendige mechanische Konstruktion oder für eine digitale Si- gnalverarbeitung entstehen. Weiterhin wird auch der Schall aus dem Handapparateinneren, der durch Gehauseundichtigkeiten austritt, unterdruckt. Darüber hinaus unterdruckt die Richtcharakteristik des unidirektionalen Mikrofons auch den Stor- schall aus der Umgebung. Ein weiterer Vorteil des erfmdungsgemaßen Handapparates liegt darin, daß das Mikrofon aufgrund seiner Anordnung leicht auf einer Leiterplatte, welche im allgemeinen parallel zur Unterseite des Handapparates verlauft, befestigt werden kann.In the handset according to the invention, the sound is suppressed by the horn, with no costs for a complex mechanical construction or for digital signal processing. Furthermore, the sound from the inside of the handset, which escapes through housing leaks, is also suppressed. In addition, the directional characteristic of the unidirectional microphone also suppresses ambient noise. Another advantage of the handset according to the invention lies in the fact that the microphone, owing to its arrangement, can be easily attached to a printed circuit board which generally runs parallel to the underside of the handset.
Weitere Ausgestaltungen des erfmdungsgemaßen Handapparates ergeben sich aus den Unteranspruchen sowie aus der Beschreibung eines Ausfuhrungsbeispiels .Further refinements of the handset according to the invention result from the subclaims and from the description of an exemplary embodiment.
Es zeigenShow it
Figur 1A schematisch ein Ausfuhrungsbeispiel eines erfin- dungsgemaßen Handapparates,FIG. 1A shows schematically an exemplary embodiment of a handset according to the invention,
Figur IB schematisch die Richtcharakteristik des Mikrofons m dem m Figur 1 dargestellten Handapparat,FIG. 1B schematically shows the directional characteristic of the microphone in the handset shown in FIG. 1,
Figur 2A schematisch einen bekannten Handapparat,2A schematically shows a known handset,
Figur 2B schematisch die Richtcharakteristik des Mikrofons m dem m Figur 1 dargestellten Handapparat,FIG. 2B schematically shows the directional characteristic of the microphone in the handset shown in FIG. 1,
Figur 3A schematisch einen weiteren bekannten Handapparat, undFigure 3A schematically shows another known handset, and
Figur 3B schematisch die Richtcharakteristik des Mikrofons m dem m Figur 1 dargestellten Handapparat,FIG. 3B schematically shows the directional characteristic of the microphone in the handset shown in FIG. 1,
Es soll zuerst anhand der Figuren 2A bis 3B, welche bekannte Handapparate darstellen, der Stand der Technik beschrieben werden.The prior art will first be described with reference to FIGS. 2A to 3B, which represent known handsets.
Abbildung 2A zeigt einen Handapparat mit einem bekannten un- gerichteten, o nidirektionales Mikrofon, welches keine bevorzugte Schalleintrittsrichtung besitzt. Daher wird der Schall aus allen Richtungen mit gleicher Lautstarke aufgenommen, auch von der Handapparateunterseite.Figure 2A shows a handset with a known non-directional, one-way microphone, which has no preferred sound entry direction. Hence the sound Recorded from all directions with the same volume, also from the underside of the handset.
Dies gilt bis auf geringe Abschattungseffekte aufgrund der Abmessungen der Horkapsel des Handapparates nahezu für das gesamte Frequenzband des Telefons.Except for slight shadowing effects due to the dimensions of the handset's capsule, this applies to almost the entire frequency band of the telephone.
Figur 2A zeigt einen Handapparat 7 langer Bauart mit einem omnidirektional gerichteten Mikrofon 8 und einer Horkapsel 5. In der Figur 2A ist bildlich angedeutet, wie sich diese Si¬ tuation bei einem derartig aufgebauten Standardhandapparat darstellt. Ein Doppelfall zeigt von der Telefonunterseite m Richtung des Mundes. Die Lange dieses Pfeils beschreibt die Empfindlichkeit der Mikrofonanordnung m diese Richtung. Die m Figur 2B mit der geschlossenen Linie aufgespannte Flache der Richtcharakteristik beschreibt die Empfindlichkeit des Mikrofons für Umgebungsschall. Die darin eingezeichneten Einzelfalle deuten die Mikrofonempfmdlichkeit m Richtung auf die Horkapsel sowie den Schallaustritt aus dem Handapparat aufgrund von Gehauseundichtigkeiten an. Die durch diese Pfeile aufgespannte Flache ist ein Maß für die Empfindlichkeit des Mikrofons f r Schall aus dem Handapparat.2A shows a handset 7 long type having an omni directional microphone 8 and a Horkapsel 5. In the Figure 2A is pictorially indicated how these Si ¬ situation at such a constructed standard handset represents. A double case shows m from the underside of the phone towards the mouth. The length of this arrow describes the sensitivity of the microphone arrangement in this direction. The area of the directional characteristic spanned by the closed line in FIG. 2B describes the sensitivity of the microphone to ambient sound. The individual cases shown in it indicate the microphone sensitivity in the direction of the horn capsule and the sound emitted from the handset due to housing leaks. The area spanned by these arrows is a measure of the sensitivity of the microphone to sound from the handset.
Figur 3A zeigt einen bekannten Handapparat mit einem unidi- rektional ausgerichteten Richtmikrofon, welches auf der Oberseite des Handapparates über eine Schallemtrittsoffnung und auf der Vorderseite des Handapparates über eine rückwärtige Kompensationsoffnung verfugt. Hier ist deutlich zu erkennen, daß bei gleicher Empfindlichkeit des Mikrofons m Richtung Mund die aufgespannte Flache der Richtcharakteristik deutlich kleiner ist und somit weniger Umgebungsschall aufgenommen wird. Aus bestimmten Richtungen wird dabei sogar so gut wie kein Schall aufgenommen.FIG. 3A shows a known handset with a unidirectionally oriented directional microphone, which has a sound emission opening on the top of the handset and a rear compensation opening on the front of the handset. Here it can be clearly seen that with the same sensitivity of the microphone in the direction of the mouth, the spanned area of the directional characteristic is significantly smaller and thus less ambient sound is recorded. Almost no sound is recorded from certain directions.
In Figur 1A ist ein Handapparat 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dieser Handapparat verfugt über ein uni- direktional gerichtetes Mikrofon 2 mit einer Hauptschallem- trittsoffnung 3 und einer rückwärtigen Kompensationsoffnung 4, sowie über einen Hörer 5. Durch die veränderte Anordnung des Mikrofons 2 bei dem erfmdungsgemaßen Handapparat 1 kann eine Richtcharakteristik erzeugt werden, die bei miniaturi- sierten Handapparaten auf den Mund des Benutzers ausgerichtet ist und gleichzeitig ein E pfmdlichkeitsmmimum m Richtung der Horkapsel 5 aufweist.FIG. 1A shows a handset 1 in accordance with the present invention. This handset has a unidirectionally directed microphone 2 with a main sound kick opening 3 and a rear compensation opening 4, as well as via a receiver 5. By changing the arrangement of the microphone 2 in the handset 1 according to the invention, a directional characteristic can be generated which, in the case of miniaturized handsets, is aimed at the mouth of the user and at the same time is a minimum of sensitivity in the direction of the horn capsule 5.
Wie aus Figur 1A zu erkennen ist, endet die Hauptschalle - trittsoffnung 3 des Mikrofons 2 m der Ebene der Unterseite des Handapparates 1, d.h. auf der dem Mund abgewandten Seite. Die rückwärtige Kompensationsoffnung 4 des Mikrofons 2 endet der Ebene der Vorderseite des Handapparates 1.As can be seen from FIG. 1A, the main sound opening 3 of the microphone 2 m ends on the level of the underside of the handset 1, i.e. on the side facing away from the mouth. The rear compensation opening 4 of the microphone 2 ends at the level of the front of the handset 1.
Gleichzeitig wird erfmdungsgemaß die Hauptschalleintrittsöffnung 3 des Mikrofons stark bedampft, wahrend die rückwärtige Kompensationsoffnung 4 des Mikrofons 2 entdampft wird. D.h. es werden die Funktionen von Hauptscnallem- trittsoffnung 3 und rückwärtiger Kompensationsoffnung 4 ver- tauscht. Die Be- bzw. Entdampfung wird m der Weise vorgenommen, daß die rückwärtige Kompensationsoffnung 4 akustisch empfindlicher als die Hauptschalleintrittsöffnung 3 wird.At the same time, the main sound inlet opening 3 of the microphone is strongly vaporized, while the rear compensation opening 4 of the microphone 2 is vaporized. That the functions of main baffle opening 3 and rear compensation opening 4 are interchanged. The vaporization or evaporation is carried out in such a way that the rear compensation opening 4 becomes acoustically more sensitive than the main sound inlet opening 3.
Die akustische Dampfung der Hauptschalleintrittsöffnung 3 kann z.B. durch eine starke Verringerung der Schalle - tπttsoffnung und/oder durch Modifikation eines m der Regel vorhandenen Staubschutzfließes erreicht werden. Durch kleine Veränderungen des Fließmaterials kann die Richtcharakteristik und der Frequenzgang der Mikrofoneinheit verändert, stabili- siert und angepaßt werden.The acoustic damping of the main sound inlet opening 3 can e.g. can be achieved by greatly reducing the sound opening and / or by modifying an existing dust protection flow. The directional characteristics and the frequency response of the microphone unit can be changed, stabilized and adapted by small changes in the flow material.
Die Entdampfung der rückwärtigen Kompensationsoffnung 4 kann z.B. durch Vergrößerung der Kanäle und Kammern, welche die Kompensationsoffnung bilden, erfolgen.The evaporation of the rear compensation opening 4 can e.g. by enlarging the channels and chambers that form the compensation opening.
Ein Vorteil des erfmdungsgemaßen Handapparates besteht darin, daß das Mikrofon 2 neben seinen besonders gunstigen aku- stischen Eigenschaften aufgrund seiner Anordnung leicht auf einer Leiterplatte 6, welche im allgemeinen parallel zur Unterseite des Handapparates 1 verläuft, befestigt werden kann. Dies kann z.B. mittels einer Leitgum ikontaktierung 7 erfolgen. Die Kontaktierung kann aber ebensogut über federnde Kontakte erfolgen. One advantage of the handset according to the invention is that the microphone 2, in addition to its particularly inexpensive tical properties due to its arrangement easily on a circuit board 6, which is generally parallel to the underside of the handset 1, can be attached. This can be done, for example, by means of a lead contact 7. The contact can also be made via resilient contacts.

Claims

Patentansprüche claims
1. Handapparat der Fernsprechtechnik mit eingebauter Horkapsel und eingebautem Mikrofon, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikrofon (2) eine unidirektionale Richtcharakteristik aufweist und an der Vorderseite des Handapparates (1) derart angeordnet ist, daß die Hauptschalleintrittsöffnung (3) des Mikrofons (2) der Ebene der Unterseite des Handapparates endet und daß die rückwärtige Kompensationsoffnung des Mikro¬ fons m der Ebene der Vorderseite des Handapparates endet, wobei die Hauptschalleintrittsöffnung bedampft und die Kompensationsoffnung entdampft ist.1. Handset of telephone technology with built-in horn capsule and built-in microphone, characterized in that the microphone (2) has a unidirectional directional characteristic and is arranged on the front of the handset (1) in such a way that the main sound inlet opening (3) of the microphone (2) plane of the underside of the handset ends and that the back of the micro Kompensationsoffnung ¬ Fons m the plane ends of the front of the handset, wherein the main sound inlet opening and the vapor-deposited Kompensationsoffnung is entdampft.
2. Handapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikrofon eine bidirektionale Richtcharakteristik aufweist, wobei nur die Hauptschalleintrittsöffnung bedampft2. Handset according to claim 1, characterized in that the microphone has a bidirectional directional characteristic, only the main sound inlet opening is vaporized
3. Handapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die akustische Dampfung der Hauptschalleintrittsöffnung durch eine Verringerung der Schallemtπttsoffnung erfolgt.3. Handset according to claim 1 or 2, characterized in that the acoustic damping of the main sound inlet opening takes place by reducing the Schallemtπttsoffnung.
4. Handapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die akustische Dampfung der Hauptschalleintrittsöffnung durch eine Modifikation des Staubschutzfleßes erfolgt.4. Handset according to claim 1 or 2, characterized in that the acoustic damping of the main sound inlet opening is carried out by a modification of the dust protection tube.
5. Handapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entdampfung der Kompensationsoffnung durch eine Ver großerung der diese bildendenden Kanäle und Kammern erfolgt, 5. Handset according to claim 1, characterized in that the evaporation of the compensation opening is carried out by enlarging the channels and chambers forming the same,
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