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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich im Allgemeinen auf piezoelektrische Lautsprecher und im Besonderen
auf piezoelektrische Lautsprecher für die Verwendung in Funktelefonen.
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Hindergrund
der Erfindung
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Funktelefone, die mit einer Hörhilfe kompatibel
sind, hängen
vom Schwund aus dem magnetischen Feld ab, das einen herkömmlichen
Lautsprecher antreibt, um eine Hörhilfenkompatibilität zu liefern.
Diese Kompatibilität
wird von einer Spule in der Hörhilfe
geliefert, die mit dem Verlustfeld verbunden ist, so dass das sich
zeitlich ändernde
Magnetfeld des Verlustfeldes einen Strom in der Spule induziert. Daher
kann die Hörhilfe
mit dem Ton aus dem Lautsprecher versorgt werden, ohne eine Verstärkung des
Hintergrundrauschens, wie Straßenlärm oder
etwas Ähnliches,
zu erfordern.
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Neuerdings wurden jedoch Funktelefone produziert,
die piezoelektrische Lautsprecher verwenden.
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Piezoelektrische Lautsprecher sind
wegen ihrer geringen Größe und wegen
ihres geringen Stromverbrauchs erwünscht. Ein piezoelektrischer Lautsprecher
verwendet ein oder mehrere piezoelektrische Elemente, um einen Lautsprecher
zu betreiben. Piezoelektrische Elemente arbeiten so, dass sich das
Element in Reaktion auf eine an das Element angelegte Spannung bewegt.
Der piezoelektrischen Lautsprecher erzeugt jedoch keine signifikanten
magnetischen Felder. Entsprechend sind piezoelektrische Lautsprecher
typischer Weise nicht kompatibel zu einer Hörhilfe, da es kein geeignetes,
sich zeitlich änderndes
Magnetfeld gibt, das einen Strom in der Hörhilfenspule induzieren könnte. Daher
sind Funktelefone, die piezoelektrische Lautsprecher verwenden,
typischer Weise nicht kompatibel zu einer Hörhilfe.
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EP-A-0169792 beschreibt eine akustische Vorrichtung,
die mit einer Hörhilfe
kompatibel ist, wobei eine Hilfsspule zur Hauptspule des Hörers hinzugefügt wird,
um das magnetische Feld zu verstärken, um
eine magnetische Kopplung zwischen dem Hörer und der Hörhilfe zu
ermöglichen.
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Im Lichte der obigen Diskussion besteht
ein Bedarf an verbesserten piezoelektrischen Lautsprechern.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, einen piezoelektrischen Lautsprecher zur Verfügung zu
stellen, der für
die Verwendung in einem Funktelefon geeignet ist.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, einen piezoelektrischen Lautsprecher zur Verfügung zu
stellen, der mit einem Hörgerät kompatibel
ist.
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Diese und andere Aufgaben der vorliegenden
Erfindung werden von einem piezoelektrischen Lautsprecher gelöst, der
ein Magnetfeld zur Kopplung an ein Hörgerät liefert. Das Magnetfeld induziert einen
Strom in der Spule der Hörhilfe,
da es der Spule als ein sich zeitlich änderndes Magnetfeld erscheint.
Das sich zeitlich verändernde
Magnetfeld ist vorzugsweise proportional zur Bewegung des piezoelektrischen
Teils des piezoelektrischen Lautsprechers, um so einen Strom proportional
zu dieser Bewegung in der Spule des Hörgerätes zu induzieren. Deshalb
kann der piezoelektrische Lautsprecher Hörhilfenkompatibilität liefern.
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In einer speziellen Ausführung der
vorliegenden Erfindung wird ein piezoelektrischer Lautsprecher zur
Verfügung
gestellt, in dem sich ein Teil des piezoelektrischen Lautsprechers
in Reaktion auf die Anwendung einer elektrischen Energie auf den
piezoelektrischen Lautsprecher bewegt. Mittel zur Erzeugung eines
sich ändernden
Magnetfeldes reagierend auf die Bewegung des beweglichen Teiles
des piezoelektrischen Lautsprechers werden zur Verfügung gestellt,
so dass ein sich änderndes
Magnetfeld erzeugt wird, wenn sich das bewegende Teil des piezoelektrischen
Lautsprechers bewegt. Das Mittel zur Erzeugung eines sich ändernden
Magnetfeldes kann ein magnetisches Element sein, das mit dem beweglichen
Teil des piezoelektrischen Lautsprechers verbunden ist, um sich
so reagierend auf die Bewegung des beweglichen Teils des piezoelektrischen
Lautsprechers zu bewegen. In einer Ausführung ist das bewegliche Teil
des piezoelektrischen Lautsprechers ein Diaphragma und das magnetische
Element ist ein Magnetfilm, der auf dem beweglichen Teil des piezoelektrischen
Lautsprechers angebracht ist. Das magnetische Element kann aus einem
magnetischen Material wie NdFeB gefertigt werden.
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In einer anderen Ausführung der
vorliegenden Erfindung ist das magnetische Element an einen maximalen
Verschiebungsort des beweglichen Teiles des piezoelektrischen Lautsprechers
gekoppelt. Die zu einem Hörgerät kompatible
akustische Vorrichtung kann als Lautsprecher in einem Funktelefon
verwendet werden.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung
wird ein Verfahren für
einen mit einem Hörgerät kompatiblen
Lautsprecher zur Verfügung
gestellt, das die Erzeugung eines sich zeitlich ändernden Magnetfeldes reagierend
auf die Bewegung des piezoelektrischen Lautsprechers enthält. In einer Ausführung der
Verfahrensaspekte der vorliegenden Erfindung enthält der Erzeugungsschritt
die Verbindung eines magnetischen Materials an den piezoelektrischen
Lautsprecher, so dass die Bewegung des piezoelektrischen Lautsprechers
in der Bewegung des magnetischen Materials resultiert.
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Kurzbeschreibung
der Abbildungen
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1 ist
ein ist ein Blockdiagramm eines Funktelefons, das einen piezoelektrischen
Lautsprecher gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet;
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2 ist
eine schematische Darstellung eines piezoelektrischen Lautsprechers
gemäß einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung; und die 3A und 3B sind Abbildungen, die
die Arbeitsweise eines piezoelektrischen Lautsprechers gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellen.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wird jetzt
im folgendem genauer unter Bezug auf die beiliegenden Abbildungen
beschrieben, in denen bevorzugte Ausführungen der Erfindung gezeigt
werden. Dies Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden
und sollte nicht als beschränkt
auf die hier dargelegten Ausführungen
gedeutet werden; vielmehr werden diese Ausführungen zur Verfügung gestellt,
damit diese Veröffentlichung
gründlich
und vollständig
sein wird und den Fachleuten die Zielsetzung der Erfindung vollständig übermitteln
wird. Identische Ziffern beziehen sich durchweg auf identische Elemente.
Wie von den Fachleuten anerkannt, könnte die vorliegende Erfindung
als Verfahren oder mit Vorrichtungen ausgeführt werden.
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Eine Ausführung eines Funktelefons 10,
das einen piezoelektrischen Lautsprecher 15 gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält,
wird in dem Blockdiagramm der 1 beschrieben.
Wie in der 1 gezeigt,
enthält
das Funktelefon 10 typischer Weise einen Sender 12,
einen Empfänger 14,
eine Benutzerschnittstelle 16 und ein Antennensystem 18.
Das Antennensystem 18 könnte
eine Antennen-Eingangsstruktur 22 und
ein Antennensystem 18 enthalten. Wie den Fachleuten wohl
bekannt, konvertiert der Sender 12 die Information, die
vom Funktelefon 10 gesendet werden soll, in ein zum Funkverkehr
geeignetes elektromagnetisches Signal.
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Der Empfänger 14 demoduliert
die elektromagnetischen Signale, die vom Funktelefon 10 empfangen
werden, um die Information, die in den Signalen enthalten ist, in
einem Format an die Benutzerschnittstelle zu liefern, das für den Benutzer
verständlich
gemacht werden kann. Genauer gesagt enthält die Benutzerschnittstelle 16 einen
piezoelektrischen Lautsprecher 15 gemäß der vorliegenden Erfindung,
um das empfangene Signal in ein Hörsignal zu transformieren,
das vom Benutzer gehört
werden soll.
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Den Fachleuten ist eine große Vielfalt
von Sendern 12, Empfängern 14,
Benutzerschnittstellen 16 (z. B. Mikrophonen, Tastaturen,
Drehscheiben), die zur Verwendung in tragbaren Funktelefonen geeignet
sind, bekannt, und solche Vorrichtungen können im Funktelefon 10 eingebaut
werden. Der Entwurf dieser Aspekte des Funktelefons 10 ist
den Fachleuten gut bekannt und wird hier nicht weiter beschrieben.
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2 beschreibt
einen piezoelektrischen Lautsprecher 15 gemäß einer
Ausführung
der vorliegenden Erfindung. Wie man in 2 sieht, hat sich ein piezoelektrisches
Material 30 mit dem Material ein magnetischen Material 32 verbunden.
Das magnetische Material 32 könnte ein magnetischer Film sein
und könnte
an das piezoelektrische Element oder ein Diaphragma oder einen Konus
eines piezoelektrischen Lautsprechers angefügt sein. Das piezoelektrische
Material sollte in der Weise mit dem piezoelektrischen Lautsprecher
verbunden werden, dass eine Bewegung des Lautsprechers eine Bewegung
des magnetischen Materials 32 erzeugt. Folglich erzeugt
eine Bewegung des magnetischen Materials für einen gegebenen Punkt im
Raum ein sich zeitlich veränderndes
Magnetfeld.
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Die vorliegende Erfindung kann von
jeder Anzahl von bekannten piezoelektrischen Lautsprechern verwendet
werden. Geeignete piezoelektrische Lautsprecher, die modifiziert
werden können, um
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet zu werden, sind den Fachleuten bekannt und werden hier
nicht im Detail beschrieben. Jeder piezoelektrische Lautsprecher,
der die Einbeziehung eines magnetischen Materials erlaubt, das sich
im Verhältnis
zu den Hörgeräuschen bewegt,
die vom piezoelektrischen Lautsprecher erzeugt werden, kann verwendet werden.
Eine solche Bewegung kann sich aus der Verbindung mit dem Lautsprecher
oder dem Diaphragma ergeben, entweder akustisch oder physikalisch.
Jedoch ist das magnetische Material vorzugsweise an dem Punkt der
maximalen Auslenkung des Lautsprechers positioniert, so dass sich
das magnetische Material durch den größten Bewegungsbereich bewegt.
Folglich kann die Bewegung des magnetischen Materials den maximalen differentialen Fluß für einen
gegebenen Punkt im Raum erzeugen.
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Materialien, die zur Verwendung mit
der vorliegenden Erfindung geeignet sind, schließen leichtgewichtiges, hoch
verdichtetes, magnetisches Material wie NdFeB mit ein. Weiterhin
kann das magnetische Material als ein magnetisches Element geliefert werden,
einschließlich
diskreter Elemente wie Scheiben oder ein Film, der auf dem sich
bewegenden Teil des piezoelektrischen Lautsprechers angebracht ist. Jedoch
sollte das magnetische Material nicht mit der Arbeitsweise des piezoelektrischen
Lautsprechers in Konflikt geraten. Demgemäß werden flexible, kleinere
und leichtere Materialien bevorzugt.
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Die Arbeitsweise der vorliegenden
Erfindung wird nun mit Bezug auf die 3A und 3B beschrieben. Wie man in 3A sieht, wird, wenn das
piezoelektrische Material 30 in einer ersten Position ist,
ein erster Anteil des magnetischen Flusses vom magnetischen Material 32,
wie durch die Flußlinien
dargestellt, mit der Spule 34 des Hörgerätes verbunden. Sowie sich das
piezoelektrische Material, wie in 3B dargestellt,
bewegt, so bewegt sich das magnetische Material 32. Die
Spule 34 bleibt jedoch annähernd in derselben Position.
Folglich überschneiden
, wenn sich das magnetische Material 32 sich weiter von
der Spule 34 entfernt, weniger der magnetischen Flußlinien 40 die
Spule 34, und zeigen folglich, dass der Anteil des mit
der Spule 34 verbundenen magnetischen Flusses abgenommen
hat.
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Wie man in den 3A und 3B sieht,
bewegt sich das magnetische Material 32 sobald sich der
piezoelelektrische Lautsprecher 15 bewegt, und folglich
sieht die Spule 34 ein sich zeitlich änderndes Magnetfeld, das einen
Strom in der Spule 34 induziert. Der Strom ist proportional
zur Bewegung des magnetischen Materials 32 und widerspiegelt
den Ton, der vom piezoelektrischen Lautsprecher 15 erzeugt
wird. Entsprechend ermöglicht
der Einschluß des
magnetischen Materials 32 in den piezoelektrischen Lautsprecher 15 die
Verwendung des piezoelektrischen Lautsprechers mit Hörhilfen.
Genauer gesagt, kann ein solcher Lautsprecher in den oben beschriebenen Funktelefonen
verwendet werden.
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In den Abbildungen und der Spezifikation wurden
typische vorzuziehende Ausführungen
der Erfindung veröffentlicht
und, obwohl spezifische Bedingungen verwendet wurden, wurden diese
nur in einem generellen und beschreibenden Sinn verwendet und nicht
zum Zwecke der Begrenzung, wobei das Bereich der Erfindung in den
folgenden Ansprüchen
dargelegt wird.