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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen elektromechanischen, und akustischen
Wandler für
eine tragbare Terminaleinheit, welche durch ein alternierendes elektrisches
Signal sowohl eine Schwingung als auch einen Schall erzeugen kann,
und eine tragbare Terminaleinheit, in die der Wandler eingebaut ist.
Die tragbare Terminaleinheit ist beispielsweise eine tragbare Telefoneinheit,
ein Funkrufempfänger oder
ein Computer mit einem Sender und einem Empfänger. Die tragbare Terminaleinheit
wird vom Benutzer getragen oder in der Nähe des Benutzers platziert
und führt
eine Kommunikation mit einer anderen entfernten Einheit durch.
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Herkömmlicherweise
sind in einer tragbaren Terminaleinheit, wie etwa einer tragbaren
Telefoneinheit ein Schallerzeuger kleiner Abmessung zum Erzeugen
eines Klingeltons und ein Mikromotor zum Erzeugen eine Schwingung,
an welchem ein relativ zu einer Drehachse kippendes Gewicht angebracht
ist, unabhängig
voneinander als Mittel zum Informieren des Benutzers über einen
eingehenden Anruf vorgesehen.
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Um
die Abmessung und das Gewicht der tragbaren Terminaleinheit zu reduzieren,
zu dem Zweck, die Anzahl der Einheiten zu reduzieren, wurde gemäß dem Stand
der Technik ein elektromechanischer und akustischer Wandler, welcher
sowohl einen Schall als auch eine Schwingung in einer einzigen Einheit
erzeugt, erfunden und in der japanischen offengelegten Gebrauchsmusterveröffentlichung
Nr. H5-85192 offenbart.
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Gemäß dem Stand
der Technik wirkt dann, wenn ein alternierendes elektrisches Signal
in eine Schwingspule des elektromechanischen und akustischen Wandlers
eingegeben wird, eine Kraft zwischen der Schwingspule und einer
Magnetkreiseinheit. Da das elektrische Signal, welches in die Schwingspule
eingegeben wird, ein elektrisches Signal eines Wechselstroms ist,
variiert die Größe der Kraft
mit der Frequenz des Wechselstroms. Infolgedessen wird ein von einer
Aufhängung
gehaltener Magnet durch die auf die Magnetkreiseinheit wirkende
Kraft in Schwingung versetzt. Diese Schwingung wird über die
Aufhängung
auf ein Gehäuse übertragen.
Als Ergebnis dessen schwingt dieses Gehäuse.
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Die
Stärke
der Schwingung des mechanischen Schwingungssystems ist proportional
zu der Summe der Massen des Magneten und der Aufhängung des
mechanischen Schwingungssystems. Da die Masse der Aufhängung klein
ist, hängt
die Stärke der
Schwingung im wesentlichen von der Masse des Magneten ab. Da jedoch
die Masse des Magneten nicht ausreichend ist, wird eine ausreichende Schwingungsstärke durch
das mechanische Schwingungssystem auch dann nicht erreicht, wenn
die Frequenz des elektrischen Signals, welches in die Schwingspule
eingegeben wird, mit der Resonanzfrequenz des mechanischen Schwingungssystems übereinstimmt.
Wenn der elektromechanische und akustische Wandler in der tragbaren
Telefoneinheit mit einer Masse bis zu 150 g ausgestattet ist, ist
es deshalb schwierig, den Benutzer mit einer ausreichend starken
Schwingung über
den eingehenden Anruf zu informieren.
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Ein
elektromechanischer und akustischer Wandler, wie er in dem Oberbegriff
des Anspruches 1 definiert ist, ist aus der US-A-5 528 697 bekannt.
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Der
diesbezügliche
Anspruch 10 der US-A-5 528 697 offenbart einen elektromechanischen
und akustischen Wandler, umfassend eine Membran, eine Magnetkreiseinheit,
welche einen Magnetflusspfad mit einem darin befindlichen Magnetspalt
bildet, die eine Bewegungseinheit darstellt und so angeordnet ist,
dass sie der Membran zugewandt ist, Aufhängungsmittel zum Halten der
Bewegungseinheit und ein Halteelement zum Halten der Membran und
der Aufhängungsmittel.
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Mit
Bezug auf das Gewicht, welches in Anspruch 1 und 10 definiert ist,
offenbart die US-A-5 528 697 das Vorhandensein einer Masse, die
Teile der Magnetkreiseinheit umfasst.
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Die
US-A 4 675 907 offenbart einen elektromechanischen und akustischen
Schwingungswandler, welcher ein separates Gewicht umfasst, das an dem
Magnetkreis des Wandlers entweder mit oder ohne Zwischenschaltung
eines elastischen Elementes angebracht werden soll, wenn beispielsweise eine
Linearschwingungsreaktion zu allen Zeiten gefordert wird.
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Die
US-A-5 524 061 offenbart obere und untere Aufhängungen zum Halten der Bewegungseinheit
eines Magnetkreises eines elektromechanischen und akustischen Wandlers.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektromechanischen
und akustischen Wandler kleiner Abmessung zu realisieren, welcher sowohl
eine große
Schwingungskraft als auch einen hohen Schallpegel erzeugen kann.
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Diese
Aufgabe wird gemäß einem
ersten Aspekt durch die Merkmale des Anspruches 1 und gemäß einem
zweiten Aspekt durch die Merkmale des Anspruches 10 gelöst. Vorteilhafte
Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
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Gemäß Anspruch
1 wird ein elektromechanischer und akustischer Wandler realisiert,
welcher eine starke Schwingung erzeugen kann. Bei dem elektromechanischen
und akustischen Wandler ist das mechanische Schwingungssystem mit
der Bewegungseinheit und der Aufhängung gebildet, und die Größe der Schwingungskraft
des mechanischen Schwingungssystems ist proportional zu dem Produkt
aus der Masse und der Beschleunigung des mechanischen Schwingungssystems.
Da das Gewicht an der Magnetkreiseinheit integral mit oder als separates
Teil angebracht ist, erhöht
sich bei dem elektromechanischen und akustischen Wandler die Masse des
mechanischen Schwingungssystems. Infolgedessen kann der elektromechanische
und akustische Wandler eine starke Schwingung erzeugen. Da die elektrodynamische
Einheit und die elektromagnetische Einheit jeweils die Membran in
Schwingung versetzt, indem sie die Bewegungseinheit einschließlich der
Magnetkreiseinheit und des Gewichtes in Schwingung versetzt, kann
der elektromechanische und akustische Wandler Schall erzeugen.
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Um
die Masse des mechanischen Schwingungssystems zu erhöhen, wird
vorzugsweise das Gewicht an der Magnetkreiseinheit als separates
Teil angebracht, welches aus einem Material herge stellt ist, das
ein spezifisches Gewicht aufweist, welches höher als zumindest das von Eisen
ist.
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Um
die Masse des mechanischen Schwingungssystems zu erhöhen und
zu verhindern, dass der von dem Magneten erzeugte Magnetfluss magnetisch
gesättigt
ist, ist im Fall der elektrodynamischen Einheit vorzugsweise vorgesehen,
dass das mit dem Gewicht integrierte Joch einen Magnetfluss-Durchlassabschnitt
hat, der so ausgebildet ist, dass der von dem Magneten erzeugte
Magnetfluss nicht magnetisch gesättigt
ist und der Magnetpfad im wesentlichen so ausgebildet wird, und
einen Gewichtsabschnitt zum Erhöhen
der Masse der Magnetkreiseinheit. Im Falle der elektromagnetischen
Einheit ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Platte einen Magnetfluss-Durchlassabschnitt
hat, der so ausgebildet ist, dass der von dem Magneten erzeugte Magnetfluss
nicht magnetisch gesättigt
ist und der Magnetpfad im wesentlichen so ausgebildet wird, und
einen Gewichtsabschnitt zum Erhöhen
der Masse der Magnetkreiseinheit.
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Die
Magnetkreiseinheit in dem Falle, dass sie mit dem Gewicht im Eingriff
und integriert ist, oder das Gewicht in dem Falle, dass es als ein
separates Teil im Eingriff mit und angebracht an der Magnetkreiseinheit
ist, kann rechteckig sein. In diesem Fall kann die Masse des mechanischen
Schwingungssystems erhöht
werden, ohne dass die Abmessungen des elektromechanischen und akustischen Wandlers
erhöht
werden.
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Um
im Falle der elektrodynamischen Einheit zu verhindern, dass die
Schwingspule und die Magnetkreiseinheit in Kontakt miteinander kommen
und infolgedessen die Schwingspule zerbricht, ist vorzugsweise vorgesehen,
dass die Breite des Magnetspaltes der Magnetkreiseinheit größer als
die maximale Amplitude der Schwingspule oder der Bewegungseinheit
ist.
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Damit
die Bewegungseinheit stabil schwingt, ist vorzugsweise vorgesehen,
die Bewegungseinheit dadurch zu halten, dass man die Aufhängungen
in zwei Positionen an der Membranseite der Bewegungseinheit und
an der bezüglich
der Membran distalen Seite der Bewegungseinheit hält.
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Gemäß dem Anspruch
10 ist ein elektromechanischer und akustischer Wandler realisiert,
welcher eine Schwingung erzeugen kann. Bei dem oben genannten elektromechanischen
und akustischen Wandler bilden die Magnetkreiseinheit und die Aufhängungen
das mechanische Schwingungssystem, und die Größe der Schwingungskraft des
mechanischen Schwingungssystems ist proportional zu dem Produkt
aus der Masse und der Beschleunigung des mechanischen Schwingungssystems.
Da bei dem oben genannten elektromechanischen und akustischen Wandler
das Gewicht mit der Magnetkreiseinheit integriert ist, erhöht sich
die Masse des mechanischen Schwingungssystems. Infolgedessen kann
der elektromechanische und akustische Wandler eine starke Schwingung
erzeugen. Da die Schwingspule mit der Membran verbunden ist, kann
der elektromechanische und akustische Wandler einen Schall erzeugen.
Indem man die Aufhängung
in zwei Positionen an der Membranseite der Magnetkreiseinheit und
an der bezüglich
der Membran distalen Seite der Magnetkreiseinheit anordnet, schwingt
die Magnetkreiseinheit stabil.
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Indem
man die Aufhängung
mit einer Bogenform so konstruiert, dass sie an der Peripherie der Magnetkreiseinheit
gelegen ist, kann die Länge
der Aufhängung
erhöht
werden, und deshalb wird eine Linearität der Verstellcharakteristika
der Aufhängung si chergestellt,
und die Aufhängung
wird ausreichend innerhalb der Grenzen der Elastizität eingesetzt. Demzufolge
wird die Lebensdauer des elektromechanischen und akustischen Wandlers
verbessert.
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Als
Aufhängung
kann eine solche verwendet werden, die die Form einer dünnen Platte
hat, deren Breite des Mittelabschnittes kleiner als diejenige der Endabschnitte
ist. Ein erstes Beispiel der Aufhängung hat die Form einer dünnen Platte,
bei der die Breite im wesentlichen kontinuierlich von den Endabschnitten
zu dem Mittelabschnitt hin abnimmt. Ein anderes Beispiel ist dasjenige,
welches die Form einer dünnen
Platte hat, wobei die Breite linear und kontinuierlich von den Endabschnitten
zu dem Mittelabschnitt hin abnimmt. Ein noch anderes Beispiel ist dasjenige,
welches eine gleichmäßige Breite
im Mittelabschnitt hat, die kleiner als die Breite der Endabschnitte
ist. Solche Aufhängungen
können
eine Verteilung von Spannungen aufweisen, die sich bei einer herkömmlichen
Aufhängung
mit einer gleichmäßigen Breite
in den Befestigungsabschnitten an den beiden Enden konzentrieren,
und wobei die Linearität
der Verstellcharakteristika ausreichend gewährleistet ist.
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Es
ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Magnetkreiseinheit eine Form
hat, die im wesentlichen mit der Verformung durch eine Schwingung
der Aufhängung
bei der maximal zulässigen
Amplitude, der Magnetkreiseinheit übereinstimmt.
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Durch
Konstruieren des Magnetspaltes der Magnetkreiseinheit in der Weise,
dass man die Distanz zwischen der Peripherie der Magnetkreiseinheit und
der Trennwand oder dem Halteelement so einstellt, dass sie kleiner
als die Distanz zwischen der Schwingspule und der Magnetkreiseinheit
ist, wird verhindert, dass die Schwingspule und die Membran infolge
einer Kollision zwischen dem Magnetkreis und der Schwingspule zerbrochen
werden, wenn der elektromechanische und akustische Wandler aus Versehen
fallengelassen wird.
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Eine
elektromechanische und akustische Wandlereinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst den oben genannten elektromechanischen und akustischen
Wandler, einen elektrischen Signalerzeuger (Erzeuger eines elektrischen
Signals) zum Ausgeben wenigstens zweier elektrischer Signale mit
unterschiedlichen Frequenzen oder Frequenzbereichen an den elektromechanischen
und akustischen Wandler, und einen Schalter zum Schalten des elektrischen
Signals des elektrischen Signalerzeugers. Der elektrische Signalerzeuger
erzeugt ein elektrisches Signal zum Informieren über einen eingehenden Anruf
durch eine Schwingung sowie ein elektrisches Signal zum Informieren über einen
eingehenden Anruf durch Schall. Alternativ dazu erzeugt der elektrische
Signalerzeuger ein elektrisches Signal zum Informieren über einen
eingehenden Anruf durch eine Schwingung, ein elektrisches Signal
zum Informieren über
einen eingehenden Anruf durch Schall und ein elektrisches Signal
zum Wiedergeben einer empfangenen Sprachinformation. Es ist vorzugsweise
vorgesehen, dass die Frequenz des elektrischen Signals zum Informieren über einen
eingehenden Anruf durch eine Schwingung im wesentlichen gleich 130
Hz ist, die Frequenz des elektrischen Signals zum Informieren über einen
eingehenden Anruf durch Schall gleich 1 kHz oder höher ist,
und die Frequenz des elektrischen Signals zum Wiedergeben einer
empfangenen Sprachinformation im wesentlichen gleich 200 Hz oder
höher ist.
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Es
ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Frequenz des von dem elektrischen
Signalerzeuger erzeugten elektrischen Signals o der der Mittelfrequenz
des Frequenzbandes mit der Resonanzfrequenz des mechanischen Schwingungssystems
des elektromechanischen und akustischen Wandlers übereinstimmt.
Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Frequenz des von dem elektrischen
Signalerzeuger erzeugten elektrischen Signals oder der Mittelfrequenz
des Frequenzbandes mit der Resonanzfrequenz der Schwingung der Membran übereinstimmt.
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Eine
elektromechanische und akustische Wandlereinheit gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst den oben genannten elektromechanischen
und akustischen Wandler, einen Detektor zum Detektieren einer Resonanzfrequenz
des elektromechanischen und akustischen Wandlers und einen elektrischen
Signalerzeuger zum Ausgeben eines elektrischen Signals mit der von dem
Detektor detektierten Resonanzfrequenz an den elektromechanischen
und akustischen Wandler. Beispielsweise detektiert der Detektor
eine Resonanzfrequenz des mechanischen Schwingungssystems des elektromechanischen
und akustischen Wandlers.
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Eine
elektromechanische und akustische Wandlereinheit gemäß einem
noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst den oben
genannten elektromechanischen und akustischen Wandler, einen elektrischen
Signalerzeuger zum Ausgeben eines elektrischen Signals einschließlich einer
Resonanzfrequenz des elektromechanischen und akustischen Wandlers,
einen Detektor zum Detektieren eines Signals bei einer Resonanzfrequenz des
elektromechanischen und akustischen Wandlers, und einen Verstärker zum
Verstärken
eines Eingabesignals von dem Detektor und zum Ausgeben des verstärkten Signals
an den elektromechanischen und akustischen Wandler.
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Eine
elektromechanische und akustische Wandlereinheit gemäß einem
noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst den oben
genannten elektromechanischen und akustischen Wandler, einen Detektor
zum Detektieren eines Signals bei einer Resonanzfrequenz des elektromechanischen
und akustischen Wandlers, und einen Verstärker zum Verstärken eines
Rauschens bzw. Geräusches
und eines Eingabesignals von dem Detektor und zum Ausgeben des verstärkten Signals
an den elektromechanischen und akustischen Wandler.
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Indem
man den elektromechanischen und akustischen Wandler so konstruiert,
kann ein elektromechanischer und akustischer Wandler realisiert werden,
welcher sowohl eine Schwingung als auch einen Schall stabil erzeugen
kann, auch wenn die Resonanzfrequenz des elektromechanischen und akustischen
Wandlers infolge einer Änderung
der Umgebung, wo der elektromechanische und akustische Wandler platziert
ist, sich ändert.
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In
die tragbare Terminaleinheit, welche die vorliegende Erfindung beinhaltet,
ist die oben genannte elektromechanische und akustische Wandlereinheit
montiert, und die elektromechanische und akustische Wandlereinheit
ist an dem Außengehäuse oder
der Schaltungskarte der tragbaren Terminaleinheit angebracht.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird dadurch, dass sie die einzige elektromechanische
und akustische Wandlereinheit umfasst, eine tragbare Terminaleinheit
realisiert, die sowohl eine Schwingung als auch einen Schall (Rufton,
Sprache, akustischer Schall usw.) erzeugen kann.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNG
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1 ist
eine Draufsicht eines elektromechanischen und akustischen Wandlers
gemäß einer ersten
Ausgestaltung;
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2 ist
eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie II-II' des
elektromechanischen und akustischen Wandlers der 1;
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3 ist
eine Draufsicht eines elektromechanischen und akustischen Wandlers
gemäß einer zweiten
Ausgestaltung;
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4 ist
eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie IV-IV' des
elektromechanischen und akustischen Wandlers der 3;
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5 ist
eine Draufsicht eines elektromechanischen und akustischen Wandlers
gemäß einer dritten
Ausgestaltung;
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6 ist
eine Schnittansicht entlang einer Schnittlinie VI-VI' des elektromechanischen
und akustischen Wandlers der 5, angefügt an den Körper einer
tragbaren Terminaleinheit;
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7 ist
eine Hilfsansicht zum Erläutern
der Abmessungsverhältnisse
zwischen einem Magneten und einem Joch;
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8 ist
eine Draufsicht eines elektromechanischen und akustischen Wandlers
gemäß einer vierten
Ausgestaltung;
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9 ist
eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie IX-IX' des
elektromechanischen und akustischen Wandlers der 8;
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10 ist
eine perspektivische Explosionsansicht des elektromechanischen und
akustischen Wandlers der 8;
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11 ist
eine Draufsicht auf eine Aufhängung
gemäß einer
fünften
Ausgestaltung;
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12 ist
eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XII-XII' der Aufhängung der 11;
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13 ist
eine Draufsicht einer anderen Aufhängung;
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14 ist
eine perspektivische Explosionsansicht eines elektromechanischen
und akustischen Wandlers gemäß einer
sechsten Ausgestaltung;
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15 ist
eine Draufsicht des elektromechanischen und akustischen Wandlers
der 14, ohne eine Schallwand;
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16 ist
eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XVI-XVI' des elektromechanischen
und akustischen Wandlers der 15, wobei
die Schallwand hinzugefügt
ist;
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17 ist
eine perspektivische Explosionsansicht eines Hauptabschnittes eines
elektromechanischen und akustischen Wandlers gemäß einer siebten Ausgestaltung;
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18 ist
eine Draufsicht auf den elektromechanischen und akustischen Wandler
der 17;
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19 ist
eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XIX-XIX' des elektromechanischen
und akustischen Wandlers der 18;
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20 ist
eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XIX-XIX' des elektromechanischen
und akustischen Wandlers der 18 zum
Zeitpunkt einer exzessiven Eingabe, wenn die Aufhängung und die
Magnetkreiseinheit in Kontakt miteinander kommen;
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21 ist
ein Blockdiagramm, in welchem ein elektrisches Signal in einen elektromechanischen und
akustischen Wandler gemäß einer
achten Ausgestaltung eingegeben wird;
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22 ist
eine perspektivische Ansicht eines tragbaren Telefongerätes, in
das ein elektromechanischer und akustischer Wandler gemäß einer neunten
Ausgestaltung montiert ist;
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23 ist
ein Blockdiagramm, in welchem ein elektrisches Signal in einen elektromechanischen und
akustischen Wandler gemäß einer
zehnten Ausgestaltung eingegeben wird;
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24 ist
eine Hilfsansicht zum Erläutern
eines Detektors der 23;
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25 ist
ein Blockdiagramm, in welchem ein elektrisches Signal in einen elektromechanischen und
akustischen Wandler gemäß einer
elften Ausgestaltung eingegeben wird;
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26 ist
ein Blockdiagramm, in welchem ein elektrisches Signal in einen elektromechanischen und
akustischen Wandler gemäß einer
zwölften
Ausgestaltung eingegeben wird;
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27 ist
ein Blockdiagramm, in welchem ein elektrisches Signal in einen elektromechanischen und
akustischen Wandler gemäß einer
dreizehnten Ausgestaltung eingebeben wird;
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28 ist
ein Blockdiagramm, in welchem ein elektrisches Signal in einen elektromechanischen und
akustischen Wandler gemäß einer
vierzehnten Ausgestaltung eingebeben wird; und
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29 ist
ein Blockdiagramm, in welchem ein elektrisches Signal in einen elektromechanischen und
akustischen Wandler gemäß einer
fünfzehnten Ausgestaltung
eingebeben wird.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Ausgestaltungen
der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die
Zeichnungen beschrieben.
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Erste Ausgestaltung
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Ein
elektromechanischer und akustischer Wandler gemäß einer ersten Ausgestaltung
wird mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben. 1 ist
eine Draufsicht des elektromechanischen und akustischen Wandlers. 2 ist
eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie II-II' des elektromechanischen
und akustischen Wandlers der 1.
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Der
elektromechanische und akustische Wandler ist wie folgt konstruiert.
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Eine
Membran 1 ist an einem ringförmigen Halteelement 2 aus
einem Plastikmaterial an der Peripherie desselben befestigt. Die
Membran 1 ist eine dünne
Folie aus Titan oder Polycarbonat und hat eine Dicke von annähernd 10 μm bis 50 μm. Es ist
vorzugsweise vorgesehen, ein glasfaserverstärktes Plastikmaterial mit einer
ausgezeichneten Stoßfestigkeitseigenschaft
als Halteelement 2 zu verwenden.
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Ein
Joch 3 ist aus einem ferromagnetischen Material hergestellt,
wie etwa Weicheisen, und es hat einen kurzen zylindrischen Umfangsabschnitt
sowie einen Bodenabschnitt. Ein Magnet 4 ist aus einem Permanentmagneten
hergestellt, d.h. etwa aus Ferrit oder Neodym, und er hat eine Scheibenform
und ist an dem Bodenabschnitt des Joches 3 mit einem Kleber
befestigt. Eine Platte 5 ist aus einem ferromagnetischen
Material hergestellt, und sie hat eine Scheibenform und ist an der
zu der Membran 1 hinweisenden Fläche des Magneten 4 befestigt.
Das Joch 3, der Magnet 4 und die Platte 5 bilden
eine Magnetkreiseinheit 9. Ein Gewicht 6 ist so
befestigt, dass es die Bodenfläche
und die Umfangsfläche
des Joches 3 umgreift. Das Ge wicht 6 und die Magnetkreiseinheit 9 bilden
eine Bewegungseinheit 10, die relativ zu dem Halteelement 2 schwingt.
Die Innenfläche
des Joches 3 und die Umfangsfläche der Platte 5 bilden einen
Magnetspalt 11. Eine zylindrische Schwingspule 8 ist
in den Magnetspalt 11 eingesetzt, und ihr eines Ende ist
an der Membran 1 befestigt.
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Eine
Aufhängung 7 hat
drei bogenförmige Arme 7c, 7d und 7e,
die zu Bogenformen mit einem gemeinsamen Mittelpunkt der Kreiskurven
mit dem Außenumfang
des Halteelementes 2 geformt sind. Ein Ende 7a der
Aufhängung 7 ist
an dem Gewicht 6 befestigt, und das andere Ende 7b derselben
ist an dem Halteelement 2 befestigt. Die Aufhängung 7 und die
Bewegungseinheit 10 bilden ein mechanisches Schwingungssystem.
Die Anzahl der Arme der Aufhängung 7 kann
zwei oder größer sein.
Um jedoch zu verhindern, dass die Bewegungseinheit 10 kippt,
ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Anzahl der Arme der Aufhängung 7 gleich
drei oder auch mehr als die Arme 7a, 7b und 7c ist,
die in der Figur gezeigt sind.
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Mit
Bezug auf den so aufgebauten elektromechanischen und akustischen
Wandler wird ein Betrieb desselben beschrieben.
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Ein
elektrisches Signal, beispielsweise ein Wechselstrom, wird in die
Schwingspule 8 eingegeben. Durch den der Schwingspule 8 zufließenden Wechselstrom
wird eine Antriebskraft zwischen der Schwingspule 8 und
der Magnetkreiseinheit 9 erzeugt. Die Größe der zwischen
der Schwingspule 8 und der Magnetkreiseinheit 9 erzeugten
Kraft variiert abhängig
von dem Wechselstrom. Infolgedessen wirkt die in ihrer Größe in Abhängigkeit
von dem Wechselstrom variierende Kraft auf die Bewegungseinheit 10 einschließlich der
von der Aufhängung 7 gehaltenen
Magnet kreiseinheit 9, so dass die Bewegungseinheit 10 schwingt.
Die Schwingung der Bewegungseinheit 10 wird über die
Aufhängung 7 auf das
Halteelement 2 übertragen,
so dass das Halteelement 2 schwingt. Auf diese Weise erzeugt
der elektromechanische und akustische Wandler eine Schwingung.
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Eine
in ihrer Größe entsprechend
dem Wechselstrom variierende Kraft wirkt auf die Schwingspule 8.
Durch diese Kraft wird die Membran 1 an der die Schwingspule 8 befestigt
ist in Schwingung versetzt. Die Membran 1 erzeugt einen
Schall, wenn sie durch ein Signal des hörbaren Frequenzbereiches in
Schwingung versetzt wird. Auf diese Weise erzeugt der elektromechanische
und akustische Wandler einen Schall.
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Wenn
die Frequenz des elektrischen Signals, welches in die Schwingspule 8 eingegeben wird,
mit der Resonanzfrequenz des mechanischen Schwingungssystems übereinstimmt,
welches durch die Bewegungseinheit 10 und die Aufhängung 7 des elektromechanischen
und akustischen Wandlers gebildet wird, dann schwingt das mechanische
Schwingungssystem am stärksten
und die Schwingung von dem elektromechanischen und akustischen Wandler wird
am stärksten.
Die oben genannte Resonanzfrequenz wird auf 200 Hz oder darunter
eingestellt.
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Die
Größe der Schwingung
des mechanischen Schwingungssystems des elektromechanischen und
akustischen Wandlers ist proportional zu dem Produkt der Masse und
der Beschleunigung der Bewegungseinheit 10 des mechanischen
Schwingungssystems. Bei dem elektromechanischen und akustischen
Wandler gemäß der ersten
Ausgestaltung wird die Bewegungseinheit 10 dadurch gebildet, dass
das Gewicht 6 an der Magnetkreiseinheit 9 angebracht
wird. Deshalb ist die Masse des mechanischen Schwin gungssystems
groß,
so dass dieser elektromechanische und akustische Wandler eine stärkere Schwingung
erzeugt als die herkömmlichen elektromechanischen
und akustischen Wandler gleicher Abmessung.
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Wenn
gemäß der Erfindung
ein Material, beispielsweise Kupfer, Tantal oder Wolfram mit einem spezifischen
Gewicht größer als
das von Eisen als Material des Gewichtes 6 verwendet wird,
dann kann die Masse des mechanischen Schwingungssystems weiter erhöht werden,
und zwar ohne eine Erhöhung der
Abmessungen des elektromechanischen und akustischen Wandlers. Infolgedessen
erzeugt der elektromechanische und akustische Wandler eine noch
stärkere
Schwingung als die herkömmlichen elektromechanischen
und akustischen Wandler gleicher Abmessung.
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Wenn
die Frequenz des Stroms, welcher in die Schwingspule 8 eingegeben
wird, eine Frequenz von 200 Hz oder mehr enthält, dann schwingt die Bewegungseinheit 10 im
wesentlichen nicht, weil der Frequenzbereich außerhalb der Resonanzfrequenz des
mechanischen Schwingungssystems liegt, welches durch die Bewegungseinheit 10 und
die Aufhängung 7 gebildet
wird, und die Membran 1 schwingt in Abhängigkeit davon bei einer hörbaren Frequenz,
so dass der elektromechanische und akustische Wandler einen Schall
erzeugt. Auf diese Weise wird ein elektromechanischer und akustischer
Wandler realisiert, welcher sowohl eine Schwingung als auch einen
Schall mit der gleichen Einheit erzeugen kann.
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Zweite Ausgestaltung
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Ein
elektromechanischer und akustischer Wandler gemäß einer zweiten Ausgestaltung
wird mit Bezug auf die 3 und 4 beschrieben. 3 ist
eine Draufsicht des elektromechanischen und akustischen Wandlers. 4 ist
eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie IV-IV' des elektromechanischen
und akustischen Wandlers der 3.
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Der
elektromechanische und akustische Wandler ist wie folgt aufgebaut.
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Eine
Membran 20 ist an einem aus Plastik hergestellten Halteelement
an dessen Peripherie befestigt. Die Membran 20 ist eine
Platte mit einer Dicke von annähernd
0,1 mm bis 0,2 mm, und sie ist aus einem Material mit einer hohen
Permeabilität
hergestellt, wie etwa aus Permalloy. Es ist vorzugsweise vorgesehen,
ein glasfaserverstärktes
Material mit einer ausgezeichneten Stoßfestigkeitseigenschaft als Halteelement 21 zu
verwenden.
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Eine
Platte 22 ist aus einem ferromagnetischen Material hergestellt,
und sie ist in einer der Membran 20 gegenüberliegenden
Position angeordnet und hat einen Mittelpol 22' in einem zentralen
Abschnitt. Ein Magnet 23 ist aus einem Permanentmagneten
hergestellt, wie etwa aus Ferrit oder aus Neodym, und er hat eine
Ringform und ist an der Platte 22 befestigt. Eine Erregungsspule 24 ist
zwischen dem Mittelpol 22' der
Platte 22 und dem Magneten 23 eingesetzt und an
dem Mittelpol 22' der
Platte 22 befestigt. Die Platte 22, der Magnet 23 und
die Erregungsspule 24 bilden eine Magnetkreiseinheit 27. Ein
Gewicht 18 ist auf den Umfangsflächen der Platte 22 und
des Magneten 23 befestigt. Das Gewicht 18 hat
einen Luftabzug 19 in axialer Richtung. Das Gewicht 18 und
die Magnetkreiseinheit 27 bilden eine Bewegungseinheit 28,
welche relativ zu dem Halteelement 21 schwingt. Aufhängungen 25 und 26 haben drei
bogenförmige
Arme, die zu Bogenformen mit gemeinsamem Mittel punkt der Kreiskurven
mit dem Außenumfang
des Haltelementes 21 ausgebildet sind. Ein Ende der Aufhängung 26 ist
an der bezüglich
der Membran 20 distalen Seite (oberen Seite) des Gewichtes 18 befestigt,
und ihr anderes Ende ist an dem Halteelement 21 befestigt.
Ein Ende der Aufhängung 25 ist
an der Seite der Membran 20 des Gewichtes 18 befestigt,
und ihr anderes Ende ist an dem Halteelement 21 befestigt,
so dass die Richtung ihrer Arme entgegengesetzt zu derjenigen der
Arme der Aufhängung 26 in
der Draufsicht ist (3). Die Aufhängungen 25 und 26 und
die Bewegungseinheit 28 bilden ein mechanisches Schwingungssystem.
Die Konturlinie der Aufhängung 25 liegt
unmittelbar unter der Konturlinie der Aufhängung 26, und beide
Linien überlappen
sich, wenn sie in einer Draufsicht dargestellt sind. Abweichend
von diesen Gegebenheiten sind diese Linien zu Illustrationszwecken
leicht gegeneinander versetzt.
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Mit
Bezug auf den so aufgebauten elektromechanischen und akustischen
Wandler wird ein Betrieb desselben beschrieben.
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Ein
elektrisches Signal, wie etwa ein Wechselstrom, wird in die Erregungsspule 24 eingegeben. Da
der Strom, welcher in die Erregungsspule 24 eingegeben
wird, ein Wechselstrom ist, variiert die Größe der von einer elektromagnetischen
Kraft zwischen der Membran 20 und der Magnetkreiseinheit 27 erzeugten
Anziehungskraft in Abhängigkeit
von dem Wechselstrom. Da die in ihrer Größe in Abhängigkeit von dem Wechselstrom
variierende Anziehungskraft auf die Bewegungseinheit 28 einschließlich der
Magnetkreiseinheit 27 wirkt, welche von den Aufhängungen 25 und 26 gehalten
werden, schwingt die Bewegungseinheit 28. Die Schwingung
der Bewegungseinheit 28 wird über die Aufhängungen 25 und 26 auf das
Halteelement 21 über tragen,
so dass das Halteelement 21 schwingt. Demnach erzeugt der
elektromechanische und akustische Wandler eine Schwingung.
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Die
in ihrer Größe in Abhängigkeit
von dem Wechselstrom variierende Anziehungskraft wirkt auf die Membran 20 als
eine Reaktionskraft der oben genannten Anziehungskraft. Durch die
Anziehungskraft wird die Membran 20 in Schwingungen versetzt.
Die Membran 20 erzeugt einen Schall, wenn sie zu Schwingungen
mit einer hörbaren
Frequenz angeregt wird. Auf diese Weise erzeugt der elektromechanische
und akustische Wandler einen Schall.
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Wenn
die Frequenz des elektrischen Signals, welches in die Erregungsspule 24 eingegeben wird,
mit der Resonanzfrequenz des mechanischen Schwingungssystems übereinstimmt,
welches durch die Bewegungseinheit 28 und die Aufhängungen 25 und 26 des
elektromechanischen und akustischen Wandlers gebildet ist, dann
schwingt das mechanische Schwingungssystem am stärksten, so dass die Schwingung
von dem elektromechanischen und akustischen Wandler am größten wird.
Die oben genannte Resonanzfrequenz wird bei 200 Hz oder darunter
eingestellt.
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Die
Größe der Schwingung
des mechanischen Schwingungssystems des elektromechanischen und
akustischen Wandlers ist proportional zu dem Produkt aus der Masse
und der Beschleunigung der Bewegungseinheit 28 des mechanischen Schwingungssystems.
Bei dem elektromechanischen und akustischen Wandler gemäß der zweiten Ausgestaltung
ist die Bewegungseinheit 28 dadurch gebildet, dass das
Gewicht 18 an der Magnetkreiseinheit 27 angebracht
ist. Deshalb ist die Masse des mechanischen Schwingungssystems groß, so dass dieser
elektromechanische und akustische Wandler eine größere Schwingung
erzeugt als die her kömmlichen
elektromechanischen und akustischen Wandler mit gleicher Abmessung.
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Wenn
gemäß der Erfindung
ein Material, beispielsweise Kupfer, Tantal oder Wolfram mit einem spezifischen
Gewicht, welches höher
als das von Eisen ist, als Material des Gewichtes 18 eingesetzt wird,
dann kann die Masse des mechanischen Schwingungssystems weiter erhöht werden,
ohne die Abmessungen des elektromechanischen und akustischen Wandlers
zu vergrößern. Infolgedessen erzeugt
der elektromechanische und akustische Wandler eine noch größere Schwingung
als die herkömmlichen
elektromechanischen und akustischen Wandler mit der gleichen Abmessung.
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Wenn
die Frequenz des Stroms, welcher in die Erregungsspule 24 eingegeben
wird, eine Frequenz von 200 Hz oder höher ist, dann schwingt die Bewegungseinheit 28 im
wesentlichen nicht, weil der Frequenzbereich außerhalb der Resonanzfrequenz des
mechanischen Schwingungssystems liegt, das durch die Bewegungseinheit 28 und
die Aufhängungen 25 und 26 gebildet
ist, und die Membran 20 schwingt bei einer hörbaren Frequenz
in Reaktion darauf, so dass der elektromechanische und akustische
Wandler einen Schall erzeugt.
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So
wird ein elektromechanischer und akustischer Wandler realisiert,
welcher sowohl eine Schwingung als auch einen Schall durch die gleiche Einheit
erzeugen kann.
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Bei
dem elektromechanischen und akustischen Wandler gemäß der zweiten
Ausgestaltung wird die Bewegungseinheit 28 von den Aufhängungen 25 und 26 gehalten.
Da die Haltepunkte der jeweiligen Aufhängungen 25 und 26 relativ
zur Richtung der Schwingung voneinander freigeschnitten sind, wird
verhindert, dass die Bewegungseinheit 28 infolge der Erzeugung
einer Richtungsänderung
bei der Schwingung der Bewegungseinheit 28 kippt.
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Da
das Gewicht 18 einen Luftabzug 19 besitzt, wird
verhindert, dass der Druck in dem Leerraum zwischen der Membran 20 und
der Bewegungseinheit 28 infolge der Schwingung der Bewegungseinheit 28 oder
der Membran 20 ansteigt. Infolgedessen wird verhindert,
dass die Schwingung der Bewegungseinheit 28 oder der Membran 20 durch das
Anwachsen des Druckes in dem Leerraum gehemmt wird.
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In
der zweiten Ausgestaltung sind die Aufhängungen 25 und 26 zum
Halten der Bewegungseinheit in zwei Positionen angeordnet. Wenn
das bei dem elektromechanischen und akustischen Wandler der ersten
Ausgestaltung angewendet wird, dann wird verhindert, dass die Bewegungseinheit
infolge der Erzeugung von Richtungsänderungen bei der Schwingung
der Bewegungseinheit kippt.
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In
der zweiten Ausgestaltung hat das Gewicht den Luftabzug. Wenn das
bei dem elektromechanischen und akustischen Wandler der ersten Ausgestaltung
angewendet wird, dann wird verhindert, dass die Schwingung der Bewegungseinheit
oder der Membran durch das Anwachsen des Druckes in dem Leerraum
gehemmt wird.
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Dritte Ausgestaltung
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Ein
elektromechanischer und akustischer Wandler gemäß einer dritten Ausgestaltung
wird mit Bezug auf die 5, 6 und 7 beschrieben. 5 ist
eine Draufsicht des elektromechani schen und akustischen Wandlers. 6 ist
eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie VI-VI' des elektromechanischen
und akustischen Wandlers der 5, welcher
an einen Körper
einer tragbaren Terminaleinheit angefügt worden ist. 7 ist
eine Ansicht zum Erläutern
des Abmessungsverhältnisses
zwischen dem Joch und dem Magneten.
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Bezüglich einer
Konfiguration des elektromechanischen und akustischen Wandlers wird
nur der Unterschied zu dem elektromechanischen und akustischen Wandler
der ersten Ausgestaltung beschrieben. Denjenigen der ersten Ausgestaltung
entsprechende Elemente und Bereiche sind mit den gleichen Bezugszahlen
bezeichnet, und es wird keine überlappende
Beschreibung vorgelegt, weil die Beschreibung der ersten Ausgestaltung
zur Anwendung kommen kann.
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In
der ersten Ausgestaltung ist der elektromechanische und akustische
Wandler mit dem Joch 3 und dem Gewicht 6 als separate
Teile gebildet. Im Gegensatz dazu sind in der dritten Ausgestaltung
ein Jochabschnitt 31a, welcher im wesentlichen den Magnetpfad
der Magnetkreiseinheit bildet, und ein Gewichtsabschnitt 31b,
welcher im wesentlichen keinen Magnetpfad der Magnetkreiseinheit
bildet, integriert und bilden ein Joch 31. Ein Treiberschaltkreis 100 dient
dazu, ein elektrisches Signal an die Schwingspule 8 zu
liefern.
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Das
Abmessungsverhältnis
zwischen dem Joch 31 und dem Magneten 4 wird mit
Bezug auf die 7 beschrieben. In der 7 ist,
um die Struktur sowohl einer unteren Oberfläche als auch einer oberen Oberfläche des
Joches 31 klar zu zeigen, das Joch 31 sowohl in
einer perspektivischen Ansicht von unten als auch in einer perspektivischen
Ansicht von oben gezeigt.
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Es
sei angenommen, dass das Flächenmaß einer
Kreisfläche
des Magneten 4 gleich S1 ist, dass das Flächenmaß einer
Zylinderfläche
eines virtuellen Zylinders, welcher von einem Abschnitt, wo die
untere Oberfläche
des Joches 31 in Kontakt mit der oberen Oberfläche des
Magneten ist, nach oben bis zu der oberen Oberfläche des Joches 31 absteht,
gleich S2 ist, und dass das Flächenmaß eines
planaren Querschnittes des zylindrischen Abschnittes, welcher einen äußeren Pol
des Joches 31 bildet, der sich nach unten erstreckt und
die Schwingspule 8 umgibt, gleich S3 ist. Damit der in
dem Magneten 4 erzeugte Magnetfluss sich nicht magnetisch
sättigt,
muss das Joch 31 das folgende Abmessungsverhältnis erfüllen. Es
ist erforderlich, S2 nicht kleiner als S1 einzustellen, und S3 nicht
kleiner als S2 einzustellen. Bei dem herkömmlichen elektromechanischen
und akustischen Wandler stimmen S2 und S3 im wesentlichen miteinander überein.
In der dritten Ausgestaltung ist jedoch, um den Gewichtsabschnitt 31b zu
bilden, S3 so eingestellt, dass dieser Wert S2 bei weitem übersteigt.
Infolgedessen ist der Abschnitt außerhalb einer virtuellen zylindrischen
Fläche 310 (mit
dem Radius rb), welche S3 bildet und die
gleich S2 ist, außerhalb
eines für
die magnetische Sättigung
des von dem Magneten 4 erzeugten Magnetflusses erforderlichen
Flächenmaßes. Der
Abschnitt außerhalb
der virtuellen Zylinderfläche 310 mit
dem Radius rb wurde als Gewicht konstruiert,
welches von einem Joch des herkömmlichen
elektromechanischen und akustischen Wandlers nicht geboten wird,
und er wurde mit dem Magnetfluss-Durchlassabschnitt innerhalb des Radius
rb integral ausgeführt.
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Eine
ins einzelne gehende Beschreibung des Betriebes des elektromechanischen
und akustischen Wandlers, der so aufgebaut ist, wird fortgelassen,
weil dieser im wesentlichen der gleiche wie derjenige des elektromechanischen
und akustischen Wandlers der ersten Ausgestaltung ist.
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Wie
bei der ersten Ausgestaltung kann der elektromechanische und akustische
Wandler der dritten Ausgestaltung sowohl eine Schwingung als auch einen
Schall mit der gleichen Einheit erzeugen.
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Wenn
die Frequenz des elektrischen Signals, welches in die Schwingspule 8 eingegeben wird,
mit der Resonanzfrequenz des mechanischen Schwingungssystems des
elektromechanischen und akustischen Wandlers übereinstimmt, dann schwingt das
mechanische Schwingungssystem am stärksten, so dass die Schwingung
von dem elektromechanischen und akustischen Wandler am größten wird.
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Die
Größe der Schwingung
des mechanischen Schwingungssystems des elektromechanischen und
akustischen Wandlers ist proportional zu dem Produkt aus der Masse
und der Beschleunigung der Bewegungseinheit des mechanischen Schwingungssystems.
Bei den herkömmlichen
elektromechanischen und akustischen Wandlern ist das Joch der Bewegungseinheit
auf den Abschnitt beschränkt, welcher
im wesentlichen den magnetischen Pfad der Magnetkreiseinheit bildet.
Im Gegensatz dazu umfasst bei dem elektromechanischen und akustischen Wandler
der dritten Ausgestaltung das Joch 31 den Jochabschnitt 31a,
welcher im wesentlichen den magnetischen Pfad der Magnetkreiseinheit
bildet, und den Gewichtsabschnitt 31b, welcher keinen magnetischen
Pfad bildet. Deshalb ist die Masse der Bewegungseinheit des elektromechanischen
und akustischen Wandlers größer als
diejenige der herkömmlichen
elektromechanischen und akustischen Wandler. Als Folge davon kann
der elektromechanische und akustische Wandler eine größere Schwingung erzeugen
als die herkömmlichen
elektromechanischen und akustischen Wandler mit gleicher Abmessung.
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Wenn
der elektromechanische und akustische Wandler in einem Körper 32 einer
tragbaren Terminaleinheit befestigt ist, wie in 6 gezeigt
ist, dann wird damit eine tragbare Terminaleinheit realisiert, welche
sowohl eine Funktion hat, den Benutzer über einen eingehenden Anruf
mittels Schwingungen zu informieren, und die Funktion, einen Schall
zu erzeugen (Klingeln, Sprachinformation, akustischer Schall usw.).
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Vierte Ausgestaltung
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Ein
elektromechanischer und akustischer Wandler gemäß einer vierten Ausgestaltung
wird mit Bezug auf die 8, 9 und 10 beschrieben. 8 ist
eine Draufsicht des elektromechanischen und akustischen Wandlers. 9 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie IX-IX' des elektromechanischen
und akustischen Wandlers der 8. 10 ist
eine perspektivische Explosionsansicht von Komponenten des elektromechanischen und
akustischen Wandlers der 8.
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Bezüglich einer
Konfiguration des elektromechanischen und akustischen Wandlers wird
nur der Unterschied gegenüber
dem elektromechanischen und akustischen Wandler der ersten und dritten
Ausgestaltungen beschrieben. Mit denjenigen der ersten und dritten
Ausgestaltungen übereinstimmende
Elemente sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, und es wird
keine überlappende
Beschreibung vorgelegt, weil die Beschreibung der ersten und dritten
Ausgestaltungen zur Anwendung kommen können.
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Wie
bei der dritten Ausgestaltung ist ein Joch 42 durch Integrieren
eines Jochabschnittes, welcher im wesentlichen den Magnetpfad der
Magnetkreiseinheit bildet, und eines Gewichtsabschnittes, welcher
im wesentlichen keinen Magnetpfad der Magnetkreiseinheit bildet,
ausgebildet, und es hat ein kreisförmiges Loch in seiner unteren
Oberfläche.
Das Joch 42 und der Magnet 4 sind so hergestellt,
dass sie das Abmessungsverhältnis
erfüllen,
welches bei der dritten Ausgestaltung beschrieben wurde.
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Ein
Halteelement 41 ist aus einem glasfaserverstärkten Material
hergestellt, welches eine ausgezeichnete Stoßfestigkeitseigenschaft hat,
und welches einen rechteckigen Umfangsabschnitt aufweist und mit
einer zylindrischen Ausnehmung im Zentrum versehen ist. Das Halteelement 41 hat
Aufnahmeabschnitte 41a, 41b, 41c und 41d,
die mit Befestigungsabschnitten der nachfolgend beschriebenen Aufhängungen
verbunden sind. Ein Verbindungsgehäuse, welches einen Eingangsanschluss 45 aufweist,
mit denen Leitungsdrähte
der beiden Enden der Schwingspule 8 verbunden sind, ist
an einem Teil des Umfangsabschnittes des Halteelementes 41 angebracht.
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Eine
Aufhängung 43 ist
aus einem federelastischen Material, wie etwa rostfreiem Stahl oder
einer Kupferlegierung hergestellt, und sie ist als spiralförmig geschlitzte
dünne Platte
ausgebildet. Die Aufhängung 43 hat
einen rahmenförmigen
Halteabschnitt 43a, welcher an der bezüglich der Membran 1 distalen
Seite des Joches 42 befestigt ist, wobei zwei bogenförmige Armabschnitte 43b und
zwei im wesentlichen quadratische Befestigungsabschnitte 43c an
den Aufnahmeabschnitten 41a und 41c des Halteelementes 41 befestigt
und bezüglich
des Zentrums der Aufhängung 43 symmetrisch
sind. Eine Aufhängung 44 ist
aus einem federelastischen Material, wie etwa rostfreiem Stahl oder
einer Kupferlegierung hergestellt und hat die gleiche Form wie die
Aufhängung 43.
Die Aufhängung 44 hat
einen rahmenförmigen
Halteabschnitt, welcher an der Membran-Seite des Joches 42 befestigt
ist, zwei bogenförmige
Armabschnitte 44b und zwei im wesentlichen quadratische
Befestigungsabschnitte 44c, welche an den Aufnahmeabschnitten 41b und 41d des
Halteelementes 41 befestigt sind und bezüglich des
Zentrums der Aufhängung 44 symmetrisch
sind. Die Aufhängung 44 ist
an dem Halteelement 41 in einer bezüglich der Aufhängung 43 um
90 Grad gedrehten Richtung befestigt. Die Aufhängungen 43 und 44 sind so
angeordnet, dass sie auf der Ebene der Bewegungseinheit passgenau
angeordnet sind. Um zu verhindern, dass das Joch 42 in
Kontakt mit den Aufhängungen 43 und 44 bei
einer Schwingung kommt, sind die Abschnitte des Joches 42,
die den Armabschnitten 43b der Aufhängung 43 und den Armabschnitten 44b der
Aufhängung 44 gegenüberliegen,
passend ausgeschnitten (englisch: trimmed).
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Eine
ins einzelne gehende Beschreibung des Betriebes des elektromechanischen
und akustischen Wandlers, der so aufgebaut ist, wird fortgelassen,
weil er im wesentlichen gleich demjenigen des elektromechanischen
und akustischen Wandlers gemäß der ersten
Ausgestaltung ist.
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Wie
bei der ersten Ausgestaltung kann der elektromechanische und akustische
Wandler gemäß der vierten
Ausgestaltung sowohl eine Schwingung als auch einen Schall mit der
gleichen Einheit erzeugen.
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Wie
bei der dritten Ausgestaltung umfasst das Joch 43 der Bewegungseinheit
den Jochabschnitt, welcher im wesentlichen den magnetischen Pfad
der Magnetkreiseinheit bildet, und den Ge wichtsabschnitt, welcher
keinen magnetischen Durchgang bildet. Deshalb ist die Masse der
Bewegungseinheit größer als
diejenige der herkömmlichen elektromechanischen
und akustischen Wandler, so dass dieser elektromechanische und akustische Wandler
eine größere Schwingung
als die herkömmlichen
elektromechanischen und akustischen Wandler der gleichen Abmessung
erzeugen kann.
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Die
Aufhängungen 43 und 44 haben Armabschnitte
mit einer Bogenform in Linie mit der äußeren Form der Bewegungseinheit.
Deshalb kann die Länge
der Armabschnitte der Aufhängungen 43 und 44 unter
der Bedingung vergrößert werden,
dass die Armabschnitte in die Ebene der Bewegungseinheit fallen.
Infolgedessen ist die Linearität
der Verstellcharakteristika der Aufhängungen sichergestellt, und
dieser elektromechanische und akustische Wandler erzeugt eine größere Schwingung
als die herkömmlichen
elektromechanischen und akustischen Wandler gleicher Abmessung.
Da die Armabschnitte der Aufhängungen 43 und 44 lang sind,
wird die Verstellung an beiden Endabschnitten der Armabschnitte
klein, so dass verhindert wird, dass die Aufhängungen infolge einer Materialermüdung brechen.
Außerdem
werden, da die Armabschnitte der Aufhängungen 43 und 44 so
angeordnet sind, dass sie zueinander orthogonal sind, Kippungen
von Schwingungen, die verursacht werden, wenn die Bewegungseinheit
schwingt, unterdrückt.
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Fünfte Ausgestaltung
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Eine
Aufhängung
gemäß einer
fünften
Ausgestaltung wird mit Bezug auf die 11, 12 und 13 beschrieben. 11 ist
eine Draufsicht der Aufhängung. 12 ist
eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XII-XII' der Aufhängung der 11. 13 ist
eine Draufsicht einer anderen Aufhängung.
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Eine
Aufhängung 51 ist
eine Plattenfeder, die aus einer rostfreien Stahlplatte mit einer
Dicke von beispielsweise annähernd
125 μm hergestellt
ist. Die Aufhängung 51 hat
eine derartige Form, dass die Breite linear und kontinuierlich von
den Endabschnitten zum Mittelabschnitt hin abnimmt. Wenn, als Beispiel,
die Breite der Endabschnitte der Aufhängung 51 gleich X1
ist, die Breite eines Mittelabschnittes gleich X2 und die totale
Länge der
Aufhängung 51 gleich
X3 ist, dann ist X1 gleich 1,3 mm, X2 gleich 0,25 mm und X3 gleich
8,5 mm.
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Eine
Endseite a der Aufhängung 51 ist
fixiert, und eine Kraft F wird vertikal auf eine andere Endseite
a' aufgebracht,
wie in 12 gezeigt ist. Die Aufhängung 51 wird
in Richtung der Kraft gebogen, wenn die Kraft F zunimmt. Die Spannungsverteilung auf
der Plattenoberfläche
unter der Bedingung, dass die Aufhängung 51 gebogen wird,
wird beschrieben, indem man die Aufhängung 51 mit einer
Aufhängung vergleicht,
die die gleiche Gesamtlänge
wie diejenige der Aufhängung 51 hat,
und die eine gleichmäßige Breite
hat, die gleich derjenigen der Breite der Endabschnitte der Aufhängung 51 ist.
In dem Fall, dass die Aufhängung
eine gleichmäßige Breite
hat, wird die Spannung auf die Endabschnitte konzentriert. Im Gegensatz
dazu verformt sich bei der Aufhängung 51,
weil die Breite des Mittelabschnittes kleiner als diejenige der
Endabschnitte ist, der Abschnitt in der Nähe des schmalen Mittelabschnittes
leichter als die breiten Endabschnitte, so dass die in der Aufhängung 51 erzeugte
Spannung in der Richtung des Mittelabschnittes verteilt wird. Deshalb
wird die örtlich
in den Endabschnitten der Aufhängung 51 erzeugte
Spannung reduziert, verglichen mit der Aufhängung mit einer gleichmäßigen Breite.
Da eine Aufhängung
leicht gebogen wird, wenn die Breite der Aufhängung abnimmt, verbessern sich
außerdem
die Linearitätscharakteristika
für die
Kraft F über
der Auslenkung im Vergleich zu der Aufhängung mit einer gleichmäßigen Breite.
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Die
Aufhängung,
die eine solche Form hat, dass die Breite linear und kontinuierlich
von den Endabschnitten zu dem Mittelabschnitt hin abnimmt, kann
demnach gleichzeitig sowohl eine Verbesserung der Linearitätscharakteristika
für die
auf die Aufhängung
aufgebrachte Kraft über
der Auslenkung erreichen, sowie eine Auflösung des Problems eines Bruches
der Aufhängung
infolge einer Materialermüdung,
die durch die örtlich
konzentrierte Spannung verursacht wird, und das wurde bei der Aufhängung mit
einer gleichmäßigen Breite
als sich widersprechend angesehen.
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Eine
Aufhängung 51', die in 13 gezeigt ist,
ist aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von beispielsweise 122 μm hergestellt.
Die Aufhängung 51' hat eine derartige
Form, dass ein Abschnitt gleichmäßiger Breite
im Mittelabschnitt vorgesehen ist, wobei die Breite linear und kontinuierlich
von den Endabschnitten zu dem Mittelabschnitt hin abnimmt. Als Beispiel
sei vorgesehen, dass die Breite der Endabschnitte der Aufhängung 51' gleich X4 ist,
die Breite des Mittelabschnittes gleich X5 ist, die Länge des
Abschnittes gleichmäßiger Breite
gleich X6 und die Gesamtlänge
gleich X7 ist, wobei X4 gleich 1,3 mm, X5 gleich 0,5 mm, X6 gleich
2,7 mm und X7 gleich 8,5 mm ist.
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Wenn
der Wert von X6 unterhalb von 2,5 mm liegt, dann hat die Spannung
die Tendenz, sich auf die Endabschnitte der Aufhängung zu konzentrieren. Wenn
der Wert von X6 die Größe von 2,5
mm übersteigt,
dann hat die Spannung die Tendenz, sich auf den Mittelabschnitt
zu konzentrieren. Aus diesem Grund sind 2,5 mm bis 2,9 mm für den Wert
von X6 geeignet, und der optimale Wert ist gleich 2,7 mm.
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Die
Aufhängung 51' hat ähnliche
Effekte wie die Aufhängung 51 der 11.
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Auf
diese Weise kann die Aufhängung
mit einer derartigen Form, dass die Breite von den Endabschnitten
zum Mittelabschnitt hin abnimmt, gleichzeitig sowohl eine Verbesserung
der Linearität der
Verstellcharakteristika für
die auf die Aufhängung aufgebrachte
Kraft als auch eine Lösung
des Problems eines Bruches der Aufhängung infolge einer Materialermüdung erreichen,
die durch die örtlich konzentrierte
Spannung verursacht wird.
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Sechste Ausgestaltung
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Ein
elektromechanischer und akustischer Wandler gemäß einer sechsten Ausgestaltung
wird mit Bezug auf die 14, 15 und 16 beschrieben. 14 ist
eine perspektivische Explosionsansicht des elektromechanischen und
akustischen Wandlers. 15 ist eine Draufsicht des elektromechanischen
und akustischen Wandlers der 14, wobei
eine Schallwand fortgelassen wurde. 16 ist
eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XVI-XVI' des elektromechanischen
und akustischen Wandlers der 15, wobei
die Schallwand hinzugefügt
ist.
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Bezüglich der
Konfiguration des elektromechanischen und akustischen Wandlers der
sechsten Ausgestaltung wird nur der Unterschied gegenüber den
elektromechanischen und akustischen Wandlern der ersten und dritten
Ausgestaltungen beschrieben. Elemente und Abschnitte, die denjenigen
der ersten und dritten Ausgestaltungen entsprechen, sind mit den
gleichen Bezugszahlen bezeichnet und werden nicht beschrieben, weil
die Beschreibung der ersten und dritten Ausgestaltungen Verwendung
finden kann.
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Ein
Halteelement 61 ist aus Plastikmaterial hergestellt und
hat eine rechteckige Peripherie, und es ist in der Mitte mit einer
zylindrischen Ausnehmung versehen. Das Halteelement 61 hat
Aufnahmeabschnitte 61a, 61b, 61c und 61d,
die mit Befestigungsabschnitten von nachfolgend beschriebenen Aufhängungen 63 und 64 verbunden
sind. An einem Teil der Peripherie des Halteelementes 61 ist
ein Verbindungsgehäuse
mit einem Eingangsanschluss 65 angebracht. Mit dem Eingangsanschluss 65 sind
die Enden der Leitungsdrähte
der Schwingspule 8 verbunden. Eine Schallwand 66 hat
eine Rahmenform und ist an dem Halteelement 61 angebracht.
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Ein
Joch 62 ist aus einem ferromagnetischen Material hergestellt,
wie etwa Weicheisen, und es hat eine zylindrische Peripherie und
ist mit einem Boden versehen. Wie bei der dritten Ausgestaltung
ist das Joch 62 durch Integrieren eines Jochabschnittes, welcher
im wesentlichen den magnetischen Pfad der Magnetkreiseinheit bildet,
und eines Gewichtsabschnittes, welcher im wesentlichen keinen magnetischen
Pfad der Magnetkreiseinheit bildet, ausgebildet. Anders als bei
den dritten und vierten Ausgestaltungen ist das Joch 62 mit
einer Ausnehmung 62c ausgestattet, wie in der Schnittansicht
der 16 gezeigt ist, um zu verhindern, dass das Joch 62 in
Kontakt mit der Schwingspule 8 kommt. Das Joch 62 und der
Magnet 4 sind so gefertigt, dass sie dem Abmessungsverhältnis genügen, welches
in der dritten Ausgestaltung mit Bezug auf die 7 beschrieben
ist.
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Die
Aufhängung 63 ist
aus einem federelastischen Material hergestellt, wie etwa rostfreiem
Stahl oder einer Kupferlegierung, und sie ist in der Form einer
dünnen
flachen Platte mit Armabschnitten 63c und 63d,
wobei die Armabschnitte 63c und 63d derartige
Formen haben, dass die Breite von den Endabschnitten zu dem Mittelabschnitt
hin kontinuierlich abnimmt, und dass ein Abschnitt gleichmäßiger Breite
in dem Mittelabschnitt vorgesehen ist, wie bei der fünften Ausgestaltung
beschrieben wurde. Die Aufhängung 63 hat
einen rahmenförmigen
Halteabschnitt 63e, welcher an der bezüglich der Membran 1 distalen
Seite der Magnetkreiseinheit 67 befestigt ist, wobei die
Magnetkreiseinheit 67 das Joch 62, den Magneten 4 und
die Platte 5, die beiden Armabschnitte 63c und 63d und
zwei im wesentlichen quadratische Befestigungsabschnitte 63a und 63b umfasst,
die an den Aufnahmeabschnitten 61c und 61a des
Halteelementes 61 befestigt und symmetrisch mit Bezug auf
das Zentrum der Aufhängung 63 angeordnet
sind. Die Aufhängung 64 ist
aus einem federelastischen Material hergestellt, wie etwa rostfreiem
Stahl oder einer Kupferlegierung, und sie ist eine dünne flache
Platte mit Armabschnitten 64c und 64d, wie bei
der Aufhängung 63.
Die Armabschnitte 64c und 64d haben derartige
Formen, dass die Breite von den Endabschnitten zu dem Mittelabschnitt
hin kontinuierlich abnimmt und ein Abschnitt gleichmäßiger Breite
in dem Mittelabschnitt vorgesehen ist, wie bei der fünften Ausgestaltung
beschrieben wurde. Die Aufhängung 64 hat
einen rahmenförmigen
Halteabschnitt 64e, welcher an der Seite der Membran 1 der
Magnetkreiseinheit 67 befestigt ist, ferner die beiden
Armabschnitte 64c und 64d, und zwei im wesentlichen
quadratische Befestigungsabschnitte 64a und 64b,
die an den Aufnahmeabschnitten 61d und 61b des
Halteelementes 61 befestigt und symmetrisch mit Bezug auf
das Zentrum der Aufhängung 64 angeordnet
sind. Die Aufhängung 64 ist an
dem Halteelement 61 in einer mit Bezug auf die Aufhängung 63 um
90 Grad gedrehten Richtung befestigt. Wie in der Figur gezeigt ist,
sind die Aufhängungen 63 und 64 so
angeordnet, dass sie passgenau auf der Ebene der Magnetkreiseinheit 67 aufliegen.
Die Abschnitte des Joches 62, die den Armabschnitten der
Aufhängungen 63 und 64 gegenüberliegen,
sind passend ausgeschnitten, um zu verhindern, dass das Joch 62 bei
einer Schwingung in Kontakt mit den Aufhängungen 63 und 64 kommt.
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Eine
ins einzelne gehende Beschreibung des Betriebes des elektromechanischen
und akustischen Wandlers, welcher einen derartigen Aufbau hat, wird
fortgelassen, weil er im wesentlichen der gleiche wie derjenige
des elektromechanischen und akustischen Wandlers der ersten Ausgestaltung
ist.
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Wie
bei der ersten Ausgestaltung kann der elektromechanische und akustische
Wandler der sechsten Ausgestaltung sowohl eine Schwingung als auch
einen Schall mit der gleichen Einheit erzeugen.
-
Wie
bei der dritten Ausgestaltung hat das Joch 62 der Magnetkreiseinheit 67 den
Jochabschnitt, welcher im wesentlichen den magnetischen Pfad der
Magnetkreiseinheit bildet, und den Gewichtsabschnitt, welcher keinen
magnetischen Pfad bildet. Deshalb ist die Masse der Bewegungseinheit größer als
diejenige der herkömmlichen
elektromechanischen und akustischen Wandler, so dass dieser elektromechanische
und akustische Wandler eine größere Schwingung
erzeugen kann als die herkömmlichen
elektromechanischen und akustischen Wandler mit gleicher Abmessung.
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Die
Aufhängungen 63 und 64 haben Armabschnitte
mit einer Form, wie sie bei der fünften Ausgestaltung beschrieben
wurde. Des halb haben die Aufhängungen 63 und 64 eine
ausgezeichnete Linearität
der Verstellcharakteristika, und die Spannung, die örtlich an
den Armabschnitten erzeugt wird, wird beschränkt. Als Ergebnis wird ein
elektromechanischer und akustischer Wandler realisiert, bei welchem
ein Bruch der Aufhängungen
durch Materialermüdung
nicht sofort verursacht wird und welcher eine große Schwingung
erzeugen kann. Da die Armabschnitte der Aufhängungen 63 und 64 so
angeordnet sind, dass sie orthogonal zueinander liegen, wird zusätzlich eine
Kippung der Schwingung, die verursacht wird, wenn die Magnetkreiseinheit 67 schwingt,
beschränkt.
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Durch
Einstellen eines Abstandes t3 zwischen der Umfangsfläche des
Joches 62 und dem Halteelement 61 in der Weise,
dass diese kleiner sowohl als ein Abstand t1 zwischen der in den
Magnetspalt eingesetzten Schwingspule 8 und der Innenfläche des
Joches 62 als auch ein Abstand t2 zwischen der Schwingspule 8 und
der Außenfläche der
Platte 5 ist, wird verhindert, dass die Schwingspule 8 bei
einer Schwingung in Kontakt mit dem Joch 62 und der Platte 5 kommt.
Indem man das Joch 62 mit der Ausnehmung 62c versieht,
wird verhindert, dass die Schwingspule 8 bei einer Schwingung
in Kontakt mit der unteren Oberfläche des Joches 62 kommt.
Infolgedessen wird verhindert, dass die Schwingspule 8 und
die Membran 1 bei einer Schwingung gebrochen werden. Indem
man einen Abstand t4 zwischen der Aufhängung 63 und der Schallwand 66 einstellt
derart, dass dieser kleiner als die Grenze der Federelastizität des Armabschnittes
der Aufhängungen
ist, wird die Verformung der Aufhängungen 63 und 64 infolge eines
versehentlichen Fallstoßes
innerhalb eines zulässigen
Bereiches beschränkt.
Als Ergebnis dessen wird ein elektromechanischer und akustischer
Wandler realisiert, welcher eine hohen Zuverlässigkeit bei einem Fallstoß aufweist.
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Siebte Ausgestaltung
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Ein
elektromechanischer und akustischer Wandler gemäß einer siebten Ausgestaltung
wird mit Bezug auf die 17, 18, 19 und 20 beschrieben. 17 ist
eine perspektivische Explosionsansicht eines Hauptabschnittes des
elektromechanischen und akustischen Wandlers. 18 ist eine
Draufsicht des elektromechanischen und akustischen Wandlers. 19 ist
eine Schnittansicht entlang einer Schnittlinie XIX-XIX' des elektromechanischen
und akustischen Wandlers der 18. 20 ist
eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XIX-XIX' des elektromechanischen
und akustischen Wandlers der 18 zum
Zeitpunkt einer exzessiven Eingabe, wenn die Aufhängung und
die Magnetkreiseinheit miteinander in Kontakt kommen.
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Eine
Magnetkreiseinheit 71 hat eine rechteckige Peripherie,
und sie erzeugt eine Kraft durch eine Schwingspule oder eine Erregungsspule,
die in den oben genannten Ausführungsbeispielen
beschrieben wurde.
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Eine
Aufhängung 72 ist
aus einem federelastischen Material, wie etwa rostfreiem Stahl oder
einer Kupferlegierung hergestellt, und sie hat die Form einer dünnen flachen
Platte mit Armabschnitten 72c und 72d. Die Armabschnitte 72c und 72d haben
derartige Formen, dass die Breite von den Endabschnitten zu dem
Mittelabschnitt kontinuierlich abnimmt, und ein Abschnitt mit gleichmäßiger Breite
ist in dem Mittelabschnitt vorgesehen, wie bei der fünften Ausgestaltung
beschrieben wurde. Die Aufhängung 72 hat
einen rahmenförmigen
Halteabschnitt 72e, welcher an der Magnetkreiseinheit 71 befestigt
ist, fer ner die beiden Armabschnitte 72c und 72d,
und zwei im wesentlichen quadratische Befestigungsabschnitte 72a und 72b,
die an Aufnahmeabschnitten 74a eines nachstehend beschriebenen
Halteelementes 74 befestigt und symmetrisch mit Bezug auf
das Zentrum der Aufhängung 72 angeordnet
sind. Die Aufhängung 73 ist
aus einem federelastischen Material hergestellt, wie etwa rostfreiem
Stahl oder einer Kupferlegierung, und sie hat die Form einer dünnen flachen Platte
mit Armabschnitten 73c und 73d, wie die Aufhängung 72.
Die Armabschnitte 73c und 73d haben solche Formen,
dass die Breite von den Endabschnitten zum Mittelabschnitt hin kontinuierlich
abnimmt, und ein Abschnitt gleichmäßiger Breite ist in dem Mittelabschnitt
vorgesehen, wie bei der fünften
Ausgestaltung beschrieben wurde. Die Aufhängung 73 hat einen
rahmenförmigen
Halteabschnitt 73e, welcher an der Magnetkreiseinheit 71 befestigt
ist, ferner die beiden Armabschnitte 73c und 73d,
und zwei im wesentlichen quadratische Befestigungsabschnitte 73a und 73b,
die an Aufnahmeabschnitten 74b des Halteelementes 74 befestigt
und symmetrisch mit Bezug auf das Zentrum der Aufhängung 73 angeordnet sind.
Die Aufhängung 73 ist
an dem Halteelement 74 in einer bezüglich der Aufhängung 72 um
90 Grad gedrehten Richtung befestigt. Die Abschnitte der Magnetkreiseinheit 71,
welche den Armabschnitten der Aufhängungen 72 und 73 gegenüberliegen,
sind s-förmig
ausgeschnitten, um zu verhindern, dass die Magnetkreiseinheit 71 bei
einer Schwingung in Kontakt mit den Aufhängungen 72 und 73 kommt.
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Das
Halteelement 74 ist aus einem Material wie etwa Plastik
hergestellt und hat quadratische Umfangs- und Innenflächen, und
es besitzt in den jeweiligen Ecken die rechteckigen Aufnahmeabschnitte 74a sowie
die rechteckigen Aufnahmeabschnitte 74b, die niedriger
als die Aufnahmeabschnitte 74a sind. Auf nahmeabschnitte
in einem diagonalen Positionsverhältnis haben die gleiche Höhe, und
der Unterschied in der Höhe
zwischen einander benachbarten Aufnahmeabschnitten ist im wesentlichen
die gleiche wie die Dicke der Magnetkreiseinheit 71.
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Da
die Magnetkreiseinheit 71 eine rechteckige Form hat, ist
die Masse der Magnetkreiseinheit 71 größer als diejenige einer kreisförmigen Magnetkreiseinheit.
Infolgedessen kann der elektromechanische und akustische Wandler
der siebten Ausgestaltung eine größere Schwingung erzeugen als
die herkömmlichen
elektromechanischen und akustischen Wandler mit einer kreisförmigen Magnetkreiseinheit.
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Da
die Magnetkreiseinheit 71, die Aufhängungen 72 und 73 und
das Halteelement 74 in ihrem Aufbau einfach sind, wird
ein elektromechanischer und akustischer Wandler realisiert, welcher
leicht zu montieren ist und eine ausgezeichnete Bearbeitbarkeit
hat.
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Bei
der Magnetkreiseinheit 71 sind die Positionen, welche den
Armabschnitten einer jeden Aufhängung
gegenüberliegen,
s-förmig
entsprechend der maximal zulässigen
Größe ausgeschnitten,
in der die Aufhängungen
einer Verformung infolge einer Schwingung widerstehen können. Deshalb
kommen dann, wenn das elektrische Signal, welches in eine Schwingspule
oder eine Erregungsspule eingegeben wird, groß ist, die Magnetkreiseinheit 71 und
die Aufhängungen 72 und 73 in
Kontakt miteinander, so dass die Schwingung der Magnetkreiseinheit 71 beschränkt wird.
Infolgedessen verbessert sich die Lebensdauer des elektromechanischen
und akustischen Wandlers.
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Achte Ausgestaltung
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Die
oben genannten elektromechanischen und akustischen Wandler erzeugen
eine größere Schwingung
als die herkömmlichen
elektromechanischen und akustischen Wandler. Allerdings kann eine Resonanzfrequenz
eines mechanischen Schwingungssystems hinsichtlich der Bedingung,
die Erzielung der größten Schwingung
von den elektromechanischen und akustischen Wandlern zu ermöglichen, variieren,
und zwar infolge einer Ungleichförmigkeit unter
den elektromechanischen und akustischen Wandlern während der
Herstellung und wegen der Bedingungen bei der Anbringung an tragbaren
Terminaleinheiten, so dass es Gelegenheiten gibt, bei denen eine
Schwingung von den elektromechanischen und akustischen Wandlern
nicht wirkungsvoll erreicht werden kann.
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Die
achte Ausgestaltung betrifft einen elektromechanischen und akustischen
Wandler, bei welchem eine große
Schwingung von dem elektromechanischen und akustischen Wandler auch
in einem solchen Fall erzielt werden kann. Die achte Ausgestaltung
wird mit Bezug auf die 21 beschrieben. 21 ist
ein Blockdiagramm, in welchem ein elektrisches Signal in den elektromechanischen
und akustischen Wandler eingegeben wird.
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Das
Blockdiagramm der 21 umfasst einen in eine tragbare
Terminaleinheit eingebauten elektromechanischen und akustischen
Wandler 212, einen Detektor 213 zum Detektieren
der Resonanzfrequenz eines mechanischen Schwingungssystems des elektromechanischen
und akustischen Wandlers 212, einen ersten elektrischen
Signalerzeuger 211a zum Ausgeben eines elektrischen Signals
der von dem Detektor 213 detektierten Frequenz an den elektromechanischen
und akustischen Wandler 212, einen zweiten elektrischen
Signalerzeuger 211b zum Ausgeben eines elektrischen Signals
im Sprachinformationsband an den elektromechanischen und akustischen
Wandler 212, und einen Schalter SW1 zum Auswählen einer
der Ausgaben des ersten bzw. zweiten elektrischen Signalerzeugers 211a bzw. 211b.
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Der
Detektor 213 detektiert die Resonanzfrequenz des mechanischen
Schwingungssystems des elektromechanischen und akustischen Wandlers 212.
Der Detektor 213 gibt den Wert der detektierten Resonanzfrequenz
an den ersten elektrischen Signalerzeuger 211a. Der erste
elektrische Signalerzeuger 211a ist mit dem elektromechanischen
und akustischen Wandler 212 über den Schalter SW1 verbunden.
Der erste elektrische Signalerzeuger 211a gibt an den elektromechanischen
und akustischen Wandler 212 ein elektrisches Signal der
Frequenz ab, die von dem Detektor 213 eingegeben wird.
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Es
wird demnach ein elektrisches Signal mit einer im wesentlichen mit
der Resonanzfrequenz des elektromechanischen und akustischen Wandlers 212 übereinstimmenden
Frequenz in den elektromechanischen und akustischen Wandler 212 eingegeben. Auch
wenn die Resonanzfrequenz des mechanischen Schwingungssystems des
elektromechanischen und akustischen Wandlers 212 infolge
einer Ungleichförmigkeit
bei den elektromechanischen und akustischen Wandlern während der
Herstellung und der Bedingungen bei der Anbringung an tragbare Terminaleinheiten
variiert, kann demnach der elektromechanische und akustische Wandler 212 eine
große Schwingung
erzeugen.
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In
dem Fall, in welchem der elektromechanische und akustische Wandler 212 durch
den Schalter SW1 mit dem zweiten elektrischen Signalerzeuger 211b verbunden
ist, wird das elektrische Signal von dem zweiten elektrischen Signalerzeuger 211b in den
elektromechanischen und akustischen Wandler 212 eingegeben,
so dass der elektromechanische und akustische Wandler 212 einen
Schall erzeugt.
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Mit
einer solchen Konstruktion wird eine elektromechanische und akustische
Wandlereinheit realisiert, die in der Lage ist, einen eingehenden
Anruf durch eine Schwingung anzuzeigen, ferner in der Lage ist,
einen eingehenden Anruf durch Schall anzuzeigen und einen Schall
und ein akustisches Signal wiederzugeben.
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Neunte Ausgestaltung
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Die
neunte Ausgestaltung betrifft eine tragbare Terminaleinheit mit
einem eingebauten elektromechanischen und akustischen Wandler, der
in der oben genannten Ausgestaltung beschrieben wurde, und sie wird
mit Bezug auf die 22 mit einer tragbaren Telefoneinheit
als Beispiel beschrieben.
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22 ist
eine teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht der tragbaren
Telefoneinheit mit einem eingebauten elektromechanischen und akustischen
Wandler.
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Die
tragbare Telefoneinheit mit einem eingebauten elektromechanischen
und akustischen Wandler ist wie folgt aufgebaut:
Ein Körper 221 der
tragbaren Telefoneinheit hat ein Außengehäuse 224 mit einem
Schallloch 223. Der elektromechanische und akustische Wandler 222, der
in der oben genannten Ausgestaltung beschrieben wurde, ist an dem
Außengehäuse 224 mittels
eines Halteelementes so angebracht, dass die Membran dem Schallloch 223 des
Außengehäuses 224 gegenüberliegt.
Der elektromechanische und akustische Wandler kann an einer Schal tungskarte
der tragbaren Terminaleinheit anstelle des Außengehäuses 224 angebracht
sein.
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Mit
Bezug auf die so aufgebaute tragbare Telefoneinheit wird deren Betrieb
jetzt beschrieben.
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Wenn
die tragbare Telefoneinheit ein Anrufsignal empfängt, dann wird durch den in
der tragbaren Telefoneinheit angeordneten elektrischen Signalerzeuger
ein elektrisches Signal einschließlich einer Frequenzkomponente
in der Nähe
der Resonanzfrequenz eines mechanischen Schwingungssystems des elektromechanischen
und akustischen Wandlers 222 in den elektromechanischen
und akustischen Wandler 222 eingegeben. Da die Frequenz
des in den elektromechanischen und akustischen Wandler 222 eingegebenen
elektrischen Signals im wesentlichen mit der Resonanzfrequenz des
mechanischen Schwingungssystems des elektromechanischen und akustischen
Wandlers 222 übereinstimmt,
führt der elektromechanische
und akustische Wandler 222 eine große Schwingung aus. Diese Schwingung
wird von dem elektromechanischen und akustischen Wandler 222 an
das Außengehäuse 224 der
tragbaren Telefoneinheit übertragen,
so dass das Außengehäuse 224 der
tragbaren Telefoneinheit eine große Schwingung ausführt. Infolgedessen
kann der die tragbare Telefoneinheit tragende Benutzer durch die Schwingung
des Außengehäuses 224 der
tragbaren Telefoneinheit über
einen eingehenden Anruf informiert werden.
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Wenn
die tragbare Telefoneinheit ein Anrufsignal empfängt, dann wird ein elektrisches
Signal einer hörbaren
Frequenz, insbesondere einer Frequenz, für die das menschliche Ohr hochempfindlich ist,
durch den in der tragbaren Telefoneinheit angeordneten elektrischen
Signalerzeuger in den elektro mechanischen und akustischen Wandler 222 eingegeben.
Die in dem elektromechanischen und akustischen Wandler 222 angeordnete
Membran schwingt und erzeugt einen Schall. Deshalb kann der Benutzer über einen
eingehenden Anruf durch Schall informiert werden.
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Wenn
die tragbare Telefoneinheit ein Sprachsignal empfängt, dann
wird ein elektrisches Signal des Sprachfrequenzbandes durch den
in der tragbaren Telefoneinheit angeordneten elektrischen Signalerzeuger
in den elektromechanischen und akustischen Wandler 222 eingegeben.
Die in dem elektromechanischen und akustischen Wandler 222 angeordnete
Membran schwingt und gibt die empfangene Sprachinformation wieder.
Deshalb kann der Benutzer die empfangene Sprachinformation hören.
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Auf
diese Weise wird durch die tragbare Telefoneinheit mit eingebautem
elektromechanischen und akustischen Wandler, wie er in der oben
genannten Ausgestaltung beschrieben wurde, eine tragbare Telefoneinheit
realisiert, bei der ein einzelner gemeinsamer Wandler die Funktion
hat, den Benutzer über
einen eingehenden Anruf durch eine Schwingung zu informieren, ferner
die Funktion, den Benutzer über
einen eingehenden Anruf durch Schall zu informieren, und die Funktion,
die empfangene Sprachinformation zu reproduzieren.
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Wenn
eine tragbare Telefoneinheit einen ersten elektrischen Signalerzeuger
zum Ausgeben eines elektrischen Signals umfasst, um den Benutzer über einen
eingehenden Anruf durch eine Schwingung zu informieren, ferner einen
zweiten elektrischen Signalgenerator zum Ausgeben eines elektrischen
Signals, um den Benutzer über
einen eingehenden Anruf durch Schall zu informieren oder zum Ausgeben
eines Sprachinformationssignals, und eine Schalteinrichtung zum
Wählen
entweder der Ausgabe des ersten elektrischen Signalerzeugers bzw.
der Ausgabe des zweiten elektrischen Signalerzeugers, dann kann
die tragbare Telefoneinheit zwischen einem eingehenden Anruf durch
eine Schwingung, einem eingehenden Anruf durch Schall und einer
Wiedergabe der empfangenen Sprachinformation umschalten.
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Schwingungen
haben auf einen Körper
in Abhängigkeit
von deren Frequenzband eine unterschiedliche Wirkung. Eine Schwingungsfrequenz,
auf die der menschliche Körper
hochempfindlich ist, liegt bei 200 Hz oder darunter. Da ein Körper für eine Schwingung
in einem Frequenzband im Bereich von 130 Hz besonders hochempfindlich
ist, ist es erwünscht,
ein solches Frequenzband als die Frequenz des elektrischen Signals
für die
Verwendung einzusetzen, den Benutzer über einen eingehenden Anruf durch
eine Schwingung zu informieren. Da das menschliche Ohr für einen
Schall eines höheren
Frequenzbandes hochempfindlich ist, ist es erwünscht, ein Frequenzband von
1 kHz oder höher
als die Frequenz des elektrischen Signals für eine Verwendung einzusetzen,
den Benutzer über
einen eingehenden Anruf durch Schall zu informieren. Aus dem Gesichtspunkt
der Artikulation des Schalls ist es erwünscht, dass das Frequenzband
des elektrischen Signals für
eine Verwendung, die empfangene Sprachinformation wiederzugeben,
im wesentlichen gleich 200 Hz oder darunter ist.
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Zehnte Ausgestaltung
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Eine
tragbare Terminaleinheit gemäß einer zehnten
Ausgestaltung wird mit Bezug auf die 23 beschrieben,
die ein Blockdiagramm darstellt, bei welchem ein elektrisches Signal
in einen elektromechanischen und akustischen Wandler eingegeben wird.
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Ein
in dem Blockdiagramm der 23 gezeigter
Schaltkreis umfasst eine Antenne 225 zum Empfangen von
eingehenden Signalen einschließlich eines
Empfangssignals zum Informieren über
einen eingehenden Anruf und ein Sprachinformationssignal, welches
durch die Sprachinformation der sendenden Person erzeugt wird, einen
Empfangssignal-Verarbeitungsschaltkreis 226 zum Verarbeiten dieser
von der Antenne 225 empfangenen eingehenden Signale, einen
Empfänger 227 einschließlich eines
Lautsprechers kleiner Abmessung zum Wiedergeben des empfangenen
Sprachinformationssignals, welches von dem Empfangssignal-Verarbeitungsschaltkreis 226 verarbeitet
wurde, einen elektrischen Signalerzeuger 228 zum Ausgeben
eines elektrischen Signals einschließlich einer Signalkomponente
von zumindest einer Resonanzfrequenz des elektromechanischen und
akustischen Wandlers 230, einen Verstärker 229 zum Verstärken eines
elektrischen Signals, einen Schalter SW2, dessen EIN-/AUS-Stellung
durch ein Signal von dem Empfangssignal-Verarbeitungsschaltkreis 226 gesteuert wird,
einen elektromechanischen und akustischen Wandler 230,
welcher in den oben genannten Ausgestaltungen beschrieben wurde
und in den ein elektrisches Signal von dem Verstärker 229 eingegeben wird,
und einen Detektor 231 zum Detektieren einer Impedanz des
elektromechanischen und akustischen Wandlers, die sich bei der Resonanzfrequenz
des elektromechanischen und akustischen Wandlers abrupt ändert, und
zum Ausgeben eines Signals an den Verstärker 229 bei der Resonanzfrequenz.
Hier wird der Signalpegel des von dem elektrischen Signalerzeuger 228 ausgegebenen
elektrischen Signals so gewählt,
dass dann, wenn die elektrische Signalausgabe in den elektromechanischen
und akustischen Wandler 230 eingegeben wird, die Schwingung
und der Schall vom Benutzer nicht bemerkt werden.
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Ein
Betrieb der tragbaren Terminaleinheit mit einem solchen Aufbau wird
beschrieben.
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Die
Antenne 225 empfängt
das von einer senderseitigen tragbaren Terminaleinheit gesendete eingehende
Signal, und das empfangene eingehende Signal wird an den Empfangssignal-Verarbeitungsschaltkreis 226 ausgegeben.
Der Empfangssignal-Verarbeitungsschaltkreis 226 verarbeitet
das eingehende Signal, erzeugt und sendet an den Schalter SW2 ein
Signal C in Reaktion auf das Eingangssignal, um über einen eingehenden Anruf
zu informieren, und gibt das Signal C an den Schalter SW2 aus. Durch
das Signal C gesteuert verbindet der Schalter SW2 den elektrischen
Signalerzeuger 228 mit dem Verstärker 229. Ein elektrisches
Signal, welches von dem elektrischen Signalerzeuger 228 ausgegeben wird,
wird in den Verstärker 229 eingegeben.
Der Verstärker 229 verstärkt das
eingegebene elektrische Signal und gibt es an den elektromechanischen
und akustischen Wandler 230 aus. Der Detektor 231 detektiert
eine Impedanz, die sich bei der Resonanzfrequenz des elektromechanischen
und akustischen Wandlers abrupt ändert,
und gibt ein Signal der Resonanzfrequenz an den Verstärker 229 aus.
Das Signal wird durch den Verstärker 229 weiter
verstärkt.
Indem sich dies wiederholt, führt
der elektromechanische und akustische Wandler eine Eigenoszillation bei
einer Frequenz entweder der Schwingung oder des Schalls oder bei
Frequenzen sowohl der Schwingung als auch des Schalls aus.
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Wenn
der Benutzer der tragbaren Terminaleinheit einen eingehenden Anruf
bemerkt und die Einheit im Empfangszustand betreibt, dann stoppt der
Empfangssignal-Verarbeitungsschaltkreis 226 eine Erzeugung
des Signals C gemäß den bekannten Steuermitteln.
Sodann verarbeitet der Empfangssignal-Verarbeitungsschaltkreis 226 das
empfangene Sprachinformationssignal und gibt das verarbeitete Signal
an den Empfänger 227 aus.
Der Empfänger 227 gibt
die empfangene Sprachinformation wieder.
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Wie
oben erwähnt
wurde, werden auch dann, wenn die Resonanzfrequenz des elektromechanischen
und akustischen Wandlers 230 sich infolge einer Änderung
der Umgebung, wo der elektromechanische und akustische Wandler 230 sich
befindet, ändert,
die Oszillation im elektrischen Signalerzeuger 220 kontinuierlich
zu dem elektrischen Signal gemacht. Deshalb wird eine Resonanzfrequenz
aufs Neue detektiert, so dass der elektromechanische und akustische
Wandler eine Eigenoszillation entweder bei einer Frequenz der Schwingung
oder des Schalls oder bei beiden Frequenzen ausführt. Infolgedessen wird eine
tragbare Terminaleinheit realisiert, die sowohl eine Schwingung
als auch einen Schall stabil erzeugen kann.
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Als
nächstes
werden Einzelheiten des Detektors 231 der 23 mit
Bezug auf die 24 beschrieben, die ein Blockdiagramm
zum Erläutern
des Detektors 231 im einzelnen darstellt.
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Eine
Brückenschaltung 233 umfasst
Brückenbelastungsimpedanzelemente
Z2, Z3 und Z4 und ein Impedanzelement Z4, welches die Impedanz der
Schwingspule des elektromechanischen und akustischen Wandlers äquivalent
repräsentiert.
Die Impedanzen der Impedanzelemente Z1, Z2, Z3 und Z4 sind so gewählt, dass
die Ausgabesignale von den Ausgangsanschlüssen B1 und B2 der Brückenschaltung 233 für ein elektrisches
Signal mit einer von der Resonanzfrequenz des elektromechanischen
und akustischen Wandlers fern liegenden Frequenzkomponente sehr
klein sind.
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Das
Ausgabesignal der Brückenschaltung 233 wird
in einen Operationsverstärker 232 eingegeben,
und das Ausgabesignal des Operationsverstärkers 232 wird in
einen Begrenzer 234 eingegeben. Das Ausgabesignal des Begrenzers 234 wird
in den Verstärker 229 eingegeben.
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Wenn
ein elektrisches Signal mit der Resonanzfrequenz des elektromechanischen
und akustischen Wandlers von dem Verstärker 229 in den elektromechanischen
und akustischen Wandler 230 eingegeben wird, dann ändert sich
der Impedanzwert des Impedanzelementes Z1 abrupt, und deshalb wird das
Gleichgewicht der Brückenschaltung 233 gestört, so dass
das Ausgabesignal von dem Operationsverstärker 232 anwächst. Das
Ausgabesignal von dem Operationsverstärker 232 wird in den
Begrenzer 234 eingegeben, und es wird von dem Begrenzer 234 über den
Schalter SW2 in den Verstärker 229 eingegeben.
Indem man das positive Feedback so wiederholt, führt der elektromechanische
und akustische Wandler eine Eigenoszillation entweder bei einer Frequenz
der Schwingung oder des Schalls oder bei beiden Frequenzen aus.
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Indem
man den Begrenzer 234 an der Ausgabeseite des Detektors 231 anordnet,
wird der Ausgabepegel des Detektors 231 begrenzt, so dass
eine exzessive Pegeleingabe in den Verstärker 229 und in den
elektromechanischen und akustischen Wandler 230 begrenzt
wird.
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Elfte Ausgestaltung
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Eine
tragbare Terminaleinheit gemäß einer elften
Ausgestaltung wird mit Bezug auf die 25 beschrieben,
die ein Blockdiagramm darstellt, bei welchem ein elektrisches Signal
in den elektromechanischen und akustischen Wandler eingegeben wird.
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Bezüglich der
Schaltkreiskonfiguration der tragbaren Terminaleinheit wird nur
der Unterschied gegenüber
der Schaltkreiskonfiguration der tragbaren Terminaleinheit der zehnten
Ausgestaltung beschrieben. Denjenigen der zehnten Ausgestaltung entsprechende
Elemente und Abschnitte sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet,
und es wird keine überlappende
Beschreibung vorgelegt, weil die Beschreibung der zehnten Ausgestaltung
Anwendung finden kann.
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Die
tragbare Terminaleinheit der elften Ausgestaltung besitzt den elektrischen
Signalerzeuger 228, und sie oszilliert unter Verwendung
von Rauschen, wie etwa Wärmerauschen
in den Schaltkreisen des Verstärkers 229 und
des Detektors 231. Rauschen, wie etwa Wärmerauschen, umfasst Breitband-Frequenzkomponenten,
und es hat allgemein eine geringe Pegelleistung im Vergleich zu
Signalkomponenten.
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Wie
bei der zehnten Ausgestaltung wird das Signal C von dem Empfangssignal-Verarbeitungsschaltkreis 226 in
den Schalter SW2 eingegeben, und der Schalter SW2 wird infolge einer
Steuerung durch das Signal C eingeschaltet. Rauschen, wie etwa Wärmerauschen,
wird durch den Verstärker 229 verstärkt und
in den elektromechanischen und akustischen Wandler 230 eingegeben.
Nachdem das verstärkte
Rauschen in den elektromechanischen und akustischen Wandler 230 eingegeben
worden ist, wird wie in der zehnten Ausgestaltung das in den elektromechanischen
und akustischen Wandler eingegebene Rauschen weiter durch positives
Feedback verstärkt,
so dass der elektromechanische und akustische Wandler eine Eigenoszillation
entweder bei einer Frequenz der Schwingung oder des Schalls oder
bei beiden Frequenzen ausführt.
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Wenn
der elektromechanische und akustische Wandler so wie in 25 gezeigt
aufgebaut ist, dann wird zusätzlich
zu den technischen Vorteilen der zehnten Ausgestaltung ein solcher
Vorteil erreicht, dass der elektrische Signalerzeuger fortgelassen
werden kann. Deshalb wird eine Kostenreduzierung der tragbaren Terminaleinheit
erreicht, und es wird eine Reduzierung der Abmessung der tragbaren Terminaleinheit
erreicht.
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Zwölfte Ausgestaltung
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Eine
tragbare Terminaleinheit gemäß einer zwölften Ausgestaltung
wird mit Bezug auf die 26 beschrieben, die ein Blockdiagramm
darstellt, in welchem ein elektrisches Signal in den elektromechanischen
und akustischen Wandler eingegeben wird.
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Bezüglich der
Schaltkreiskonfiguration der tragbaren Terminaleinheit wird nur
der Unterschied gegenüber
den Schaltkreiskonfigurationen der tragbaren Terminaleinheit der
zehnten und elften Ausgestaltungen beschrieben. Denjenigen der zehnten
und elften Ausgestaltungen entsprechende Elemente und Abschnitte
sind mit den gleichen Bezugszahlen versehen, und es wird keine überlappende
Beschreibung vorgelegt, weil die Beschreibung der zehnten und elften
Ausgestaltungen Anwendung finden kann.
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Bei
der tragbaren Terminaleinheit der zwölften Ausgestaltung sind ein
Tiefpassfilter 235 und ein Hochpassfilter 236 zwischen
dem Verstärker 226 und dem
Detektor 231 vorgesehen, und ein Schalter SW2 zum Schalten
des Ausgabesignals des Detektors 231 ist vorgesehen. Der
elektromechanische und akustische Wandler 230 hat wenigstens
zwei Resonanzfrequenzen wie folgt:
Eine erste Resonanzfrequenz,
welche niedrig ist und zum Erzeugen einer Schwingung dient, und
eine zweite Resonanzfrequenz, die hoch ist und zum Erzeugen eines
Schalls mit einer hörbaren
Frequenz dient.
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Der
Benutzer wählt
entweder den eingehenden Anruf durch eine Schwingung oder den eingehenden
Anruf durch Schall unter Verwendung eines an der tragbaren Terminaleinheit
angebrachten Schalters. In Reaktion darauf erzeugt der Empfangssignal-Verarbeitungsschaltkreis 226 ein
Signal D, und gibt das Signal D an den Schalter SW3 aus.
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Wenn
der Benutzer die Anzeige eines eingehenden Anrufes durch eine Schwingung
wählt,
dann wird der Schalter SW3 durch das Signal D, welches von der Empfangssignal-Verarbeitungseinheit 226 eingegeben
wird, zur Seite A geschaltet. Das Ausgabesignal des Detektors 231 wird
in den Tiefpassfilter 235 eingegeben. Der Tiefpassfilter 235 lässt keine
Signale der zweiten Resonanzfrequenz zu dem Verstärker 229 passieren,
sondern lässt
nur Signale der ersten Resonanzfrequenz, die niedriger ist, zu dem Verstärker 229 passieren.
So erzeugt die tragbare Terminaleinheit eine Schwingung zum Informieren über einen
eingehenden Anruf.
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Wenn
der Benutzer den eingehenden Anruf durch Schall wählt, dann
wird der Schalter SW2 durch das Signal D, welches von der Empfangssignal-Verarbeitungseinheit 226 eingegeben
wird, zur Seite B geschaltet. Das Ausgangssignal des Detektors 231 wird
in den Hochpassfilter 236 eingegeben. Der Hochpassfilter 236 lässt keine
Signale der ersten Resonanzfrequenz zu dem Verstärker 229 passieren,
sondern lässt
nur Signale der zweiten Resonanzfrequenz zu dem Verstärker 229 passieren.
So erzeugt die tragbare Terminaleinheit einen Schall zum Informieren über einen
eingehenden Anruf.
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Wenn
der Benutzer einen eingehenden Anruf sowohl durch Schwingung als
auch durch Schall wählt,
dann wird der Schalter SW3 in Reaktion auf das Signal D, welches
vom Empfangssignal-Verarbeitungsschaltkreis 226 eingegeben
wird, alternierend zur Seite A und zur Seite B geschaltet. Das Ausgangssignal
des Detektors 231 wird alternierend in den Tiefpassfilter 235 und
in den Hochpassfilter 236 eingegeben. In diesem Fall erzeugt
die tragbare Terminaleinheit alternierend Schall bzw. Schwingung zum
Informieren über
einen eingehenden Anruf.
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Wenn
die Signale mit der ersten bzw. zweiten Resonanzfrequenz in den
Verstärker 229 unter Verwendung
nur des Tiefpassfilters 235 bzw. des Hochpassfilters 236 eingegeben
werden, dann kann die tragbare Terminaleinheit gleichzeitig Schall
und Schwingung zum Informieren über
einen eingehenden Anruf erzeugen.
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Wenn
ein elektromechanischer und akustischer Wandler drei oder mehr Resonanzfrequenzen hat,
dann kann ein Bandpassfilter, welcher zwei Resonanzfrequenzen passieren
lässt,
die eine für
eine Schwingung geeignete niedrige Frequenz und eine für einen
Schall geeignete hörbare
Frequenz darstellen, anstelle des Tiefpassfilters 235 und
des Hochpassfilters 236 verwendet werden.
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Durch
die oben genannte Konfiguration wird eine Eigenoszillation bei Nicht-Zielfrequenzen
geboten, so dass eine tragbare Terminaleinheit realisiert wird,
mit der eine einfache Wahl zwischen dem eingehenden Anruf durch
Schwingung und dem eingehenden Anruf durch Schall möglich ist.
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Dreizehnte Ausgestaltung
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Eine
tragbare Terminaleinheit entsprechend einer dreizehnten Ausgestaltung
wird mit Bezug auf die 27 beschrieben, die ein Blockdiagramm
darstellt, bei welchem ein elektrisches Signal in den elektromechanischen
und akustischen Wandler eingeben wird.
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Bezüglich der
Schaltkreiskonfiguration der tragbaren Terminaleinheit wird nur
der Unterschied gegenüber
der Schaltkreiskonfiguration der tragbaren Terminaleinheit der zwölften Ausgestaltung
beschrieben. Denjenigen der zehnten, elften und zwölften Ausgestaltungen
entsprechende Elemente und Abschnitte sind mit den gleichen Bezugszahlen
bezeichnet, und es wird keine überlappende
Beschreibung vorgelegt, weil die Beschreibung der zehnten, elften
und zwölften
Ausgestaltungen Anwendung finden kann.
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Bei
der tragbaren Terminaleinheit der dreizehnten Ausgestaltung ist
ein Begrenzer 237 zwischen dem Ausgangsanschluss des Detektors 231 und
dem Schalter SW3 vorgesehen.
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Durch
Anordnung des Begrenzers 237 an dem Ausgangsanschluss des
Detektors 231 wird der Ausgangssignalpegel des Detektors 231 auf
einen vorgegebenen Pegel oder darunter begrenzt, so dass eine Beschädigung der
tragbaren Terminaleinheit infolge eines exzessiven Eingabesignals
für den Verstärker 229 und
den elektromechanischen und akustischen Wandler 230 verhindert
wird.
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Vierzehnte Ausgestaltung
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Eine
tragbare Terminaleinheit gemäß einer vierzehnten
Ausgestaltung wird mit Bezug auf die 28 beschrieben,
die ein Blockdiagramm darstellt, in welchem ein elektrisches Signal
in den elektromechanischen und akustischen Wandler eingegeben wird.
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Bezüglich der
Schaltkreiskonfiguration der tragbaren Terminaleinheit wird nur
der Unterschied gegenüber
der Schaltkreiskonfiguration der tragbaren Terminaleinheit der dreizehnten
Ausgestaltung beschrieben. Denjenigen der zehnten, elften, zwölften und
dreizehnten Ausgestaltungen entsprechende Elemente und Abschnitte
sind mit den gleichen Bezugszahlen versehen, und es wird keine überlappende
Beschreibung vorgelegt, weil die Beschreibung der zehnten, elften,
zwölften
und dreizehnten Ausgestaltungen Anwendung finden kann.
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Bei
der tragbaren Terminaleinheit der vierzehnten Ausgestaltung ist
ein Schalter SW4 zwischen dem Empfangssignal-Verarbeitungsschaltkreis 226 und
dem Empfänger 227 vorgesehen.
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Durch
Verwendung eines Schalters (nicht gezeigt), welcher in der tragbaren
Terminaleinheit vorgesehen ist, wählt der Benutzer aus, ob der
wiedergegebene Schall von dem Empfänger 227 oder von
dem elektromechanischen und akustischen Wandler 230 ausgegeben
wird.
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Wenn
der Benutzer wählt,
dass der wiedergegebene Schall von dem Empfänger 227 ausgegeben
wird, dann wird der Schalter SW4 in Reaktion auf ein Signal E, welches
von dem Empfangssignal-Verarbeitungsschaltkreis 226 in
den Schalter SW4 eingegeben wird, zur Seite A' geschaltet. Der Empfänger 227 wandelt
das Sprachinformationssignal, welches von dem Empfangssignal-Verarbeitungsschaltkreis 226 eingegeben
wird, in einen Schall um.
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Wenn
der Benutzer wählt,
dass der wiedergegebene Schall von dem elektromechanischen und akustischen
Wandler 230 ausgegeben wird, dann wird der Schalter SW4
in Reaktion auf das Signal E, welches von dem Empfangssignal-Verarbeitungsschaltkreis 226 in
den Schalter SW4 eingegeben wird, zur Seite B' geschaltet. Der Verstärker 229 verstärkt das
Sprachinformationssignal, welches von dem Empfangssignal-Verarbeitungsschaltkreis 226 eingegeben
wird, mit einem vorgegebenen justierten Verstärkungsfaktor und gibt dieses
an den elektromechanischen und akustischen Wandler 230.
Der elektromechanische und akustische Wandler 230 wandelt
das Signal, welches von dem Verstärker 229 eingegeben
wird, in Schall um.
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Da
der Empfänger
einen Schall wiedergibt, während
er gewöhnlich
am menschlichen Ohr angeordnet ist, ist der Schalldruck, welcher
durch den Empfänger
wiedergegeben wird, niedrig (d.h. der Schall ist gering), so dass
der Benutzer den wiedergegebenen Schall nicht hören kann, wenn die tragbare
Terminaleinheit vom menschlichen Ohr weiter weg ist. Nebenbei gesagt
begrenzt das Gesetz eine Erhöhung
des Schalldruckes, da ein übermäßig großer Schalldruck
zu einer Beschädigung
des Ohres führt.
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Da
die empfangene Sprachinformation durch den elektromechanischen und
akustischen Wandler wiedergegeben werden kann, kann bei der tragbaren Terminaleinheit
dieser Ausgestaltung der Benutzer auch dann den wiedergegebenen
Schall hören,
wenn die tragbare Terminaleinheit von dem Ohr weiter weg gehalten
wird.
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Fünfzehnte Ausgestaltung
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Eine
tragbare Terminaleinheit gemäß einer fünfzehnten
Ausgestaltung wird mit Bezug auf die 29 beschrieben,
die ein Blockdiagramm darstellt, in welchem ein elektrisches Signal
in den elektromechanischen und akustischen Wandler eingegeben wird.
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Bei
dem tragbaren Terminalgerät
der fünfzehnten
Ausgestaltung wird das Ausgangssignal des Schalter SW4 direkt in
den elektromechanischen und akustischen Wandler 230 eingegeben.
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Der
Empfangssignal-Verarbeitungsschaltkreis 226 verstärkt das
elektrische Signal, welches an den elektromechanischen und akustischen
Wandler 230 ausgegeben wird, auf einen Schalldruckpegel, bei
welchem der Benutzer den Wiedergabeschall auch dann hören kann,
wenn die tragbare Terminaleinheit von dem Ohr weiter weg gehalten
wird. Infolgedessen ist es unnötig,
bei der elektromechanischen und akustischen Wandlereinheit der fünfzehnten
Ausgestaltung den Verstärkungsfaktor
des Verstärkers 229 zu
justieren und unterscheidet sich damit von demjenigen der vierzehnten
Ausgestaltung.