CH682437A5

CH682437A5 - Mikrophonanordnung zum Einbau in eine Kopfhalterung.

Info

Publication number: CH682437A5
Application number: CH92/91A
Authority: CH
Inventors: Frank Frielingsdorf; Alan Hofer; Peter Untersander
Original assignee: Stanton Magnetics
Priority date: 1990-01-25
Filing date: 1991-01-11
Publication date: 1993-09-15
Also published as: US5054079A

Description

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CH 682 437 A5

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mikrophonanordnung zum Einbau in eine eine Aussparung aufweisende Kopfhalterung.

Das verwendete Mikrophon ist ein Körperschall-Mikrophon, welches den Schall unmittelbar vom Körper einer Person aufnimmt. Dabei werden die durch die Stimmbänder erzeugten und durch die Schädelknochen weitergeleiteten Schwingungen über eine Kontaktfläche vom Mikrophon erfasst.

Derartige Mikrophone sind beispielsweise für Personen geeignet, deren Stimmbänder infolge von Krankheiten geschwächt sind, so dass sie in ihrer Umgebung und auch am Telefon zu wenig laut hörbar sind. Für solche Anwendungen wurden bereits Lautsprecher-Verstärker-Anordnungen vorgeschlagen, welche die vom Mikrophon aufgenommenen Sprachsignale durch nachfolgende Verstärkung in einer angemessenen Lautstärke wiedergeben.

Derartige Mikrophone werden auch in geräuschvoller Umgebung eingesetzt, um die Übertragung von Umgebungsgeräuschen zur Verbesserung der Sprachverständlichkeit zu vermeiden. Entsprechende Anordnungen sind zum Beispiel für die Anwendung in Helikoptern aus den US-Patenten 3 787 641 und 3 723 670 bekannt.

Bei den zum Stand der Technik zählenden Anordnungen dieser Art sind die Mikrophone beispielsweise an einem Kopfbügel oder innerhalb eines Helmes befestigt. Dabei werden von einem solchen Mikrophon auch äussere mechanische Schwingungen erfasst, die auf den Kopfbügel oder den Helm einwirken, so dass solche störenden Signale zusätzlich zu den Sprachsignaien übertragen werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Mikrophonanordnung der eingangs genannten Art mit einem Körperschall-Mikrophon zu schaffen, bei der das Mikrophon mit relativ geringem Kostenaufwand von äusseren Schwingungen isoliert ist, die beispielsweise über seine Anschlusskabel übertragen werden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dieser Lösung kann die Kopfhalterung einen Kopfbügel oder einen Helm betreffen.

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Eine in eine Aussparung einer Kopfhalterung eingebaute Mikrophonanordnung im Längsschnitt,

Fig. 2 das Mikrophon und seine Befestigungsmittel gemäss Fig. 1 in auseinandergezogener Darstellung,

Fig. 3 eine alternative Mikrophonanordnung im Längsschnitt,

Fig. 4 die Anordnung nach Fig. 3 in der Draufsicht,

Fig. 5 ein Gehäuse nach Fig. 3 und 4 im Längsschnitt,

Fig. 6 den Haltering nach Fig. 3 in der Draufsicht,

Fig. 7 einen Haltering nach Fig. 3 im Längsschnitt,

Fig. 8 den Haltering nach Fig. 3 in einer Seitenansicht,

Fig. 9 eine Kappe nach Fig. 3 in der Draufsicht,

Fig. 10 die Kappe nach Fig. 9 im Schnitt X-X,

Fig. 11 die Kappe nach Fig. 9 im Schnitt XI—XI,

Fig. 12 die Kappe nach Fig. 9 bis 11 von unten.

Die in der Fig. 1 dargestellte Mikrophonanordnung 10 weist eine Fassung 12 mit einem ringförmigen Vorsprung 14 auf, der sich in axialer Richtung gegenüber einer inneren Bodenfläche 16 erhebt. In der Bodenfläche 16 befindet sich eine kreisförmige Vertiefung 18, in der eine Öffnung 20 20 konzentrisch zur Fassung 12 angeordnet ist. Auf einer Randfläche der Fassung 12 liegt ein erster Abstandsring 22, der sich radial zwischen dem Vorsprung 14 und einer äusseren Umfangsfläche 24 der Fassung 12 erstreckt. Der erste Abstandsring 22 weist seiner Innenfläche benachbart 25 eine ringförmige Erhöhung 26 auf.

Auf dem ersten Abstandsring 22 ist ein Dämpfungsring 28 als Dämpfungselement angeordnet. Dieser weist einen im wesentlichen Y-förmigen Querschnitt auf, der durch einen inneren 30 ringförmigen Steg 30, einen unteren ringförmigen Schenkel 32 und einen oberen ringförmigen Schenkel 34 gebildet ist. Der Zwischenraum zwischen den beiden radial nach aussen weisenden Schenkeln 32 , 34 bildet eine Ringnut 33 (Fig. 2 ), in welche ein Lagerring 36 radial eingesetzt ist. Der Lagerring 36 weist an seinem Umfang eine Unterbrechung 38 (Fig. 2) auf, so dass er mindestens annähernd eiförmig ist. Entlang seines Umfanges weist er sich diametral gegenüberliegende, radial nach aussen erstreckende Ansätze 40, 42 auf.

Auf dem Lagerring 36 ist ein zweiter Abstandsring 44 mit einer Erhöhung 46 spiegelbildlich zum ersten Abstandsring 22 angeordnet.

Die Fassung 12 und die beiden Abstandsringe 22, 44 bilden zusammen ein Gehäuse und sind vorzugsweise aus einem formbaren, verhältnismässig harten und steifen Kunststoff, wie beispielsweise PVC, gebildet. Der Dämpfungsring 28 besteht aus einem weichen, gummielastischen Werkstoff, wie beispielsweise Neopren. Der Lagerring 36 ist aus einem hartelastischen Werkstoff, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, hergestellt.

Die vorstehend beschriebenen Teile werden zunächst zusammengesetzt und dann mittels eines Kautschukkittes oder eines ähnlichen geeigneten Klebemittels fest miteinander verbunden, um ein Gehäuse mit einem im wesentlichen zylindrischen Hohlraum 48 zu bilden. In den Hohlraum 48 wird ein dynamisches Mikrophon 50 oder ein anderer geeigneter Schallwandler innerhalb des Vorsprunges 14 eingesetzt und gegebenenfalls auf der Bodenfläche 16 angeklebt. Das Mikrophon kann beispielsweise dem im US-Patent 4 843 628 beschriebenen ähnlich sein. In den zwischen dem Boden des Mikrophons 50 und der kreisförmigen Vertiefung 18 gebildeten Hohlraum 54 werden Anschlussdrähte 52 des Mikrophons 50 in Form mindestens einer Windung untergebracht.

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Mit Ausnahme der radial hervorstehenden Ansätze 42, 44 weist die zusammengesetzte Mikrophonanordnung 10 im wesentlichen eine zylindrische Form auf.

Die zusammengesetzte Mikrophonanordnung 10 ist damit für den Einbau in eine Kopfhalterung, z.B. einen Kopfbügel oder einen Helm, bereit. In der Fig. 1 ist ein Teil eines Helmes 56 in Umrissen dargestellt. Dieser Teil weist eine zylindrische Aussparung 58 zur Aufnahme der Mikrophonanordnung 10 auf. Der Innendurchmesser der Aussparung 58 ist grösser als der Aussendurchmesser der Anordnung 10, so dass ein ringförmiger Zwischenraum gebildet ist. In die Seitenwand der Aussparung 58 sind zwei Vertiefungen 60, 62 angeordnet, welche den Ansätzen 40, 42 (Fig. 2) entsprechen. Aufgrund der Elastizität des weichelastischen Dämpfungsringes 28 lassen sich beim Einsetzen der Anordnung 10 in die Aussparung 58 die beiden Ansätze 40, 42 zusammendrücken, bis sie in die beiden Vertiefungen 60, 62 einrasten. Damit ist die Anordnung 10 sicher im Helm 56 verankert. In dieser Lage ragt eine äussere Kontaktfläche 70 des Mikrophons 50 aus der Aussparung 58 heraus.

Die vorstehend beschriebene Mikrophonanordnung 10 arbeitet folgendermassen:

Wenn eine Person den Helm aufsetzt, wird die Kontaktfläche 70 des Mikrophons 50 so positioniert, dass sie in engen Kontakt mit den Schädelknochen des Helmträgers kommt. Wenn die Person spricht, werden ihre akustischen Signale durch die Schädelknochen mittels der Kontaktfläche 70 auf das Mikrophon übertragen. Das Mikrophon 50 setzt diese akustischen Signale in entsprechende elektrische Signale um, die dann mittels der Drähte 52 zu einem Verstärker weitergeleitet werden. Dabei ist es wichtig, dass von aussen einwirkende akustische Signale, die beispielsweise durch Reibung des Helmes mit anderen Gegenständen erzeugt und durch den Helm zum Lagerring 36 geleitet werden, im wesentlichen durch den Dämpfungsring 28 absorbiert werden, so dass sie vom Mikrophon 50 nicht erfasst werden. Die Mikrophonanordnung kann in ähnlicher Weise auf einem Kopfbügel befestigt werden.

Jetzt soll die alternative Ausbildung entsprechend den Fig. 3 bis 12 beschrieben werden. Bei dieser in gewissem Mass bevorzugten Ausbildung der Erfindung besteht eine Mikrophonanordnung 110 mit einem Knochenleitungsmikrophon aus einem Gehäuseunterteil das in den Fig. 4 und 5 detailliert dargestellt ist und einen ringförmigen Wulst 114 aufweist, der die Oberfläche 116 im oberen Teil des Unterteils umgibt. Innerhalb des Unterteils ist ein innerer Anschlag 118 vorgesehen, der eine gegenüber dem Zentrum etwas versetzte Öffnung 120 und eine Drahtdurchlassöffnung 122 aufweist.

Den Wulst 114 umgibt eine zylindrische Wandung 124, die sich in bezug auf die Oberfläche 116 nach oben erstreckt. Die Wandung schliesst mit einer verbreiterten Randzone 126 ab. Zwischen der Wandung 124 und dem Wulst 114 ist eine umlaufende Vertiefung 128 gebildet, wie dargestellt. Das Unterteil 112 ist aus einem verhältnismässig weichen, flexiblen Material, wie Neopren oder synthetischer Kautschuk, hergestellt.

Die Wandung 124 des Unterteils 112 ist von einem Haltering 136 umgeben, wie anhand der Fig. 6 bis 8 näher erläutert wird. Der Ring 136 weist einen oberen Teil 138 und einen unteren Teil 140 auf. Der untere Teil 140 hat einen kleineren Durchmesser als der obere Teil 138, so dass die beiden Teile eine zwischen ihnen angeordnete, entlang des Um-fanges verlaufende Schulter 144 bilden. Der obere Teil weist ausserdem eine zylindrische äussere Oberfläche 146 auf, die leicht abgeschrägt ist, beispielsweise unter Bildung eines Winkels von Vz", bezogen auf die Vertikale, d.h. dass ihr unteres Ende gegenüber dem oberen Ende in radialer Richtung nach innen verläuft. Auf dieser Oberfläche 146 sind zwei Naben 148, 150 angeordnet, von denen jede einen sich in radialer Richtung erstreckenden Stift 152, 154 trägt.

Die Mikrophonanordnung 110 weist ausserdem eine Kappe 160 auf, wie anhand der Fig. 9 bis 12 näher erläutert wird. Die Kappe 160 schliesst einen scheibenförmigen Deckelteil 162 ein. Von diesem Deckelteil 162 erstrecken sich ein äusseres zylindrisches Glied 164 und ein inneres zylindrisches Glied 166 nach unten. Das zylindrische Glied 164 ist in ähnlicher Weise wie der obere Teil 138 des Ringes 136, wie oben beschrieben, unter Bildung eines Winkels von Vz° leicht abgeschrägt. Im Deckel 162 ist entlang des Randes eine Vielzahl von winkelförmigen Einschnitten 168 in regelmässigen Abständen angebracht. Das zylindrische Glied 164 ist mit zwei diametral gegenüberliegenden Aussparungen 170, 172 versehen, deren Weite der Dicke der Naben 148, 150 entspricht. Das zylindrische Glied 164 ist ausserdem mit zwei weiteren Aussparungen 174, 176 versehen, die zwischen den Aussparungen 170, 172 angeordnet sind. Diese letzteren Aussparungen können enger sein, da sie dazu bestimmt sind, das zylindrische Glied 164 flexibler zu gestalten. Schliesslich ist das zylindrische Glied 164 an seinem unteren Rand 178 mit einer Vielzahl von nach innen gerichteten Zähnen 180 ausgestattet, die alle unterhalb eines entsprechenden Einschnittes 168 angeordnet sind. Jeder Zahn 180 ist durch eine Wand 182 begrenzt, die unter einem Winkel von annährend 45° angeordnet ist.

Der Haltering 136 und die Kappe 160 sind vorzugsweise aus einem verhältnismässig steifen Material, wie beispielsweise einem Polycarbonat-Kunststoff, gebildet.

Die oben beschriebenen Elemente werden, wie folgt, zusammengesetzt:

Zuerst wird das Gehäuseunterteil 112 so in den Haltering 136 eingesetzt, dass der Rand 126 auf dem Ring ruht. Dann wird die Kappe 160 über dem Unterteil 112 eingefügt und über ihr zum Einrasten gebracht, derart dass das innere zylindrische Glied 166 in die Vertiefung 128 eingreift und die Zähne unterhalb angeordnet sind, so dass der Haltering 136 festgehalten wird, wie in Fig. 3 gezeigt. Das Einrasten der Kappe und das Ineinandergreifen von Kappe und Haltering wird durch die angepassten Abschrägungen des äusseren zylindrischen Gliedes 164 und des oberen Teils 138 des Halteringes 136 unterstützt. Der Haltering und die Kappe sind so geformt und bemessen, dass die Wandung 124 der

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Kapsel 112 mit ihnen im Eingriff steht. Die Naben 148, 150 erstrecken sich durch die Aussparungen 170, 172, die zu diesem Zweck in der Kappe 160 angebracht sind.

Nachdem das Gehäuseunterteil 112, der Haltering 136 und die Kappe 160 in der oben angegebenen Weise zusammengesetzt worden sind, wobei die Kappe dem Unterteil eine gewisse Steifigkeit verleiht, wird auf der Oberfläche 116, z.B. mittels eines Klebemittels, wie Kautschukkitt, ein Induktionsmikrophon oder ein ähnlicher träger Signalumformer 184 befestigt. Zum Abnehmen elektrischer Signale vom Mikrophon 184 bestimmte Drähte 186 werden durch die Drahtdurchlassöffnung 122 hindurchgeführt. Natürlich ist es auch möglich, dass das Mikrophon im Unterteil befestigt wird, bevor die Kappe und der Ring über dem Unterteil 112 installiert werden. Die fertiggestellte Mikrophonanordnung 110 kann dann in eine Kopfhalterung eingebaut werden, wie dies für die Ausbildung entsprechend den Fig. 1 und 2 beschrieben worden ist. Wichtig ist, dass das Mikrophon während des Betriebes in der Tat dank der Dämpfungswirkung des weichen Unterteils 112 in bezug auf die Kopfhalterung schwimmend gelagert ist. Von der Kopfhalterung stammende Schallwellen können sich demzufolge nicht ausbreiten oder werden zumindest durch das Unterteil unschädlich gemacht, bevor sie das Mikrophon erreichen.

Es liegt nahe, dass zahlreiche Abwandlungen der Erfindung durchgeführt werden können, ohne deren Bereich, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.

Claims

Patentansprüche

1. Mikrophonanordnung zum Einbau in eine eine Aussparung (58) aufweisende Kopfhalterung (56), dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrophonanordnung (10; 110) ein Körperschall-Mikrophon (50; 184) zur Schallaufnahme durch Knochenleitung, ein Gehäuse (12, 22, 44; 112, 160) zur Halterung des Mikrophons (50; 184), Befestigungsmittel (36; 136) zum Einbau des Gehäuses in die Aussparung (58) und mindestens ein Dämpfungselement (28, 112) aufweist, welches zur Dämpfung von mechanischen Schwingungen von der Kopfhalterung (56) zum Mikrophon (50; 184) zwischen dem Mikrophon (50; 184) und dem Befestigungsmittel (36; 136) angeordnet ist.

2. Mikrophonanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (28) ein mit dem Gehäuse (12, 22, 44) verbundener, aus einem weichelastischen Werkstoff bestehender Dämpfungsring ist, und dass das Befestigungsmittel (36) ein aus einem hartelastischen Werkstoff bestehender Lagerring ist, der in eine im Dämpfungsring (28) angeordnete Ringnut (33) eingreift. (Fig. 1, 2)

3. Mikrophonanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (28) und das Gehäuse (12, 22, 44) in Wirkverbindung stehen und gemeinsam einem Hohlraum (48) zur Aufnahme des Mikrophons (50) bilden.

4. Mikrophonanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrophon (50) mit dem Befestigungsmittel (36) fest verbunden ist.

5. Mikrophonanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrophon (50) eine zur Anlage an den Schädelknochen des Trägers bestimmte Kontaktfläche (70) aufweist, die derart angeordnet ist, dass sie bei eingebauter Mikrophonanordnung (10) aus der Aussparung (58) herausragt.

6. Mikrophonanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Gehäuse einen Hohlraum (48) umschliessende innere Seitenwandungen und eine mit dem Mikrophon (50) fest verbundene scheibenförmige Fassung (12) aufweist und dass das Mikrophon (50) in einem radialen Abstand von den inneren Seitenwandungen angeordnet ist.

7. Mikrophonanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrophon (50) mit der aus einem steifen Werkstoff bestehenden Fassung (12) verklebt ist, dass auf der Fassung (12) in axialer Richtung ein erster Abstandsring (22) aus einem steifen Werkstoff angeordnet ist und dass der Dämpfungsring (28) in axialer Richtung auf dem ersten Abstandsring (22) angeordnet ist.

8. Mikrophonanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse einen zweiten in axialer Richtung auf dem Dämpfungsring (28) angeordneten Abstandsring (44) aus einem steifen Werkstoff aufweist.

9. Mikrophonanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der in eine Ringnut (33) des Dämpfungsringes (28) eingreifende Lagerring (36) als Kippring ausgebildet ist.

10. Mikrophonanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse ein Seitenwandungen (124) aufweisendes Unterteil (112) als Dämpfungselement aus einem weichelastischen Werkstoff aufweist und dass das Mikrophon (184) mit dem Unterteil (112) fest verbunden ist (Fig. 3, 5).

11. Mikrophonanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel einen die zylindrischen Seitenwandungen (124) des Gehäuse-Unterteils (112) umschliessenden Haltering (136) aus einem steifen Werkstoff aufweist.

12. Mikrophonanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine Kappe (160) aufweist, die derart mit dem Haltering (136) zusammenwirkt, dass sie zusammen einen festen Sitz für die Seitenwandung (124) des Ge-häuse-Unterteils (112) bilden.

13. Mikrophonanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (160) aus einem steifen Werkstoff besteht.

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