CS231037B1

CS231037B1 - Miniature optoacoustic transducer

Info

Publication number: CS231037B1
Application number: CS831456A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Skvor
Original assignee: Zdenek Skvor
Priority date: 1983-03-02
Filing date: 1983-03-02
Publication date: 1984-09-17
Also published as: CS145683A1

Abstract

Vynález ao týká miniaturního optoekuatickáho měniče, pracujícího jako akustický vysílač*a konstruovaný zejména jako miniaturní sluchátko. Reěí aa konstrukce měniče malých rozměrů bez jakýchkoli kmitajících částí. Podstata.tohoto měniče spočívá v tom, Sa opticky aktivní část nejméně jednoho optoalaktrickáho zdroje světla ja vyvedena do absorpční komůrky vytvořené ve středním tělese, z kteréžto komůrky axiálně vystupuje střední kapilára vytvořená ve středním těles» a ústící do první dutiny vytvořené v zadním tělesa, z kteréžto první dutiny vystupuje nejméně jedna boční kapilára do středního tělesa a ústí do druhá dutiny předního tělese a z druhá dutiny vychází nejméně jedna postranní kapilára a prochází Středním tělesem do zadního tělesa, ze kterého vystupuje do akustická zátěže nebo do dalěí soustavy dutin a jcapilár.The invention relates to a miniature optoelectric transducer operating as an acoustic transmitter, designed in particular as a miniature earphone. The invention relates to a small-sized transducer without any oscillating parts. The essence of this transducer is that the optically active part of at least one optoelectric light source is led into an absorption chamber formed in the middle body, from which chamber a central capillary formed in the middle body axially emerges and opens into a first cavity formed in the rear body, from which first cavity at least one lateral capillary emerges into the middle body and opens into a second cavity of the front body, and at least one lateral capillary emerges from the second cavity and passes through the middle body into the rear body, from which it emerges into an acoustic load or into another system of cavities and capillaries.

Description

Vynález se týká miniaturního optoakustickáho měniče, pracujícího jako akustický vysílač a konstruovaný zejména jako miniaturní sluchátko.The invention relates to a miniature optoacoustic transducer operating as an acoustic transmitter and designed in particular as a miniature handset.

Pro přeměnu elektrického signálu na akustický se zpravidla používají elektroekustické reciproká měniče β mechanoakustickým převodníkem typu membrány nebo pásku. Jde,.o zařízení, jejichž rozměry lze zmeněovat pouze omezeně a za velkých technologických nesnází.Electro-acoustic reciprocating β transducers are typically used by a diaphragm or tape type transducer to convert an electrical signal to an acoustic signal. It is a device whose dimensions can be changed only to a limited extent and under great technological difficulties.

U mnohých zařízení jsou rozměry důležitým β omezujícím činidlem, jako je tomu například u miniaturních sluchátek používaných v oblasti spotřební a lékařská elektrotechniky.In many devices, dimensions are an important β-limiting agent, such as miniature headphones used in consumer and medical electrical engineering.

Známá provedení realizují měnič pro telekomunikační účely v běžných rozměrech s impedančním přizpůsobením vlnovodem, anebo membránou.The known embodiments realize the converter for telecommunication purposes in common dimensions with impedance matching by waveguide or membrane.

Tyto nedostatky odstraňuje miniaturní optoakustický měnič podle vynálezu, jehož podsteta spočívá v tom, že opticky aktivní část nejméně jednoho optoelektrickáho zdroje světla je vyvedena do absorpční komůrky vytvořené ve středním těleze, z níž vystupuje axiálně střední kapilára vytvořená ve středním tělese a ústící do první dutiny vytvořená v zadním těleze, z která vystupuje nejméně jedna boční kapiláře do středního tělesa a ústí do druhá dutiny předního tělesa, přičemž z druhá dutiny vychází nejméně jedna postranní kapilára, která prochází středním tělesem do zadního těleaa, ze kterého vystupuje bu5 do akustická zátěže nebo do dalěí soustavy dutin a kapilár.These drawbacks are overcome by the miniature optoacoustic transducer according to the invention, the principle of which is that the optically active part of the at least one optoelectric light source is led into an absorption chamber formed in the central body from which an axially central capillary formed in the central body protrudes. in the posterior body from which at least one side capillary extends into the central body and opens into a second cavity of the front body, the second cavity extending at least one side capillary extending through the central body into the posterior body from which it exits either acoustic load or further systems of cavities and capillaries.

Vyěěí účinek vynálezu te projevuje zejména v tom, že nová řežení umožňuje vytvořit měnič malých rozměrů, bez jakýchkoliv kmitajících částí a jednoduěe realizovatelný.The greater effect of the invention is particularly manifested in that the new designs make it possible to create a small size transducer, without any oscillating parts, and to be easy to implement.

Na přiložených výkresech je schématicky znázorněn miniaturní optoakustický měnič podle vynálezu na obr. I, 2, 4 a 7, konfiguraci z obr. 2 odpovídá analogická schéma ne obr. 3 a konfiguraci z obr. 4 odpovídá analogická achána na obr. 5, konfiguraci , z obr. 7 odpovídá analogická schéma na obr. 8. Na obr. 6 jo křivka akustického tlaku v závislosti na kmitočtu.The attached drawings show schematically a miniature optoacoustic transducer according to the invention in Figs. 1, 2, 4 and 7, the configuration of Fig. 2 corresponds to an analogous diagram to Fig. 3 and the configuration of Fig. Fig. 7 corresponds to the analogous diagram of Fig. 8. In Fig. 6 the sound pressure curve is plotted against the frequency.

Základní řežení vychází z obr. 1. Modulovaná světelná energie vyzařovaná z opticky aktivní části X světlo emitující diody, diodového laseru nebo vláknového vlnovodu je pohlcena v absorpční komůrce 2 upravené v těleée χ. Po optoekustlcké přeměně je akustický signál veden kapilárou £ vně systému. Těleso χ je opatřeno ochrannou vrstvou χ. Jedno z možných použití takt» vytvořeného měniče.je uvedeno na obr. 2.The modular light energy emitted from the optically active part X of the light emitting diode, diode laser or fiber waveguide is absorbed in the absorption chamber 2 provided in the body χ. After the opto-acoustic conversion, the acoustic signal is passed through the capillary 8 outside the system. The body χ is provided with a protective layer χ. One of the possible uses of a clock-made inverter is shown in Fig. 2.

Měnič sloužící jako miniaturní sluchátko, je vložen do vnějěího zvukovodu (meetue acueticua extemue) a předává do dutiny X před bubínkem £ akustický tlak. Takto vytvořená vložná sluchátko lze realizovat jeko válcový útvar á 7,4 mm a dálky 8 až 12 mm. Budicí ‘ signál je přiveden optickým vláknem anebo vodičem X· Táto konfiguraci odpovídá analogické schéma podle obr. 3.A transducer serving as a mini earpiece is inserted into the external auditory canal (meetue acueticua extemue) and transmits sound pressure to the cavity X in front of the drum. The insert can thus be realized as a cylindrical structure of 7.4 mm and a distance of 8 to 12 mm. The excitation ‘signal is fed through fiber optic or conductor X.

Mechanismus optoakustická přeměny v absorpční komůrce 2 1*· modelovat jako sdroj objemové rychlosti χ a vnitřní impedancí charakteru reaktance akustické poddajnosti £^. Kapilární trubice je popsána akustickou hmotností g_al a odporem r_gl. Zatlžovaoí impedance Z*.* je tvořena impedancí dutiny χ a vstupní akustickou impedancí ucha se·strany bubínku 8. Zdroj objemové rychlosti χ vytváří na bubínku akustický tlak χ.The mechanism of optoacoustic conversion in the absorption chamber 2 1 * is modeled as a source of the volume velocity χ and the intrinsic impedance of the reactance character of the acoustic compliance pod. The capillary tube is disclosed acoustic Weight g _Al and the resistance R _GL. The impedance impedance Z *. * Is formed by the cavity impedance χ and the acoustic input impedance of the ear on the side of the eardrum 8. The volume velocity source χ creates an acoustic pressure χ on the eardrum.

Na obr. 4 je uvedeno uspořádání s dvěma vázanými obvody, které přispívají k úpravě modulové přenosové charakteristiky měniče. Na obr. 4 je opticky aktivní část X světlo emitující diody nebo vlákna vytvořená v tělese X měniče a absorpční komůrkou 2 ⁰ kapilárou 2, ktorá ústí do vazební dutiny X a přechází do výstupní kapiláry χχ.Fig. 4 shows an arrangement with two coupled circuits that contribute to modifying the modular transmission characteristic of the drive. FIG. 4 is an optically active portion of the light emitting diode X or fibers formed in the body of the inverter and X absorbent capillary chamber 2 ⁰ 2, which opens into a coupling cavity X and merges into exit capillary χχ.

Analogická schéma je uvedeno na obr. 5, kde zdroj objemová rychlosti χ s vnitřní reektancí poddajnosti £_sl je zatížen hmotností >_al s odporem Γ_θ1 kapiláry X, poddajnosti £g2 dutiny X, hmotností fi_a2 a odporem χ_β2 výstupní kapiláry χχ a satěžovací impedancí Ζ_>χ. Tímto uspořádáním ee získá průběh akustického tlaku podle křivky 12 na obr. 6, která ja výhodnější než průběh 11 při použiti obvodu podle obr. 3. Ne obr. 7 je znázorněno využití tělesa měniče pro vytvoření větělho počtu vázaných obvodů upravujících přenosové vlaathOlti soustavy. Opticky aktivní část £ diody anebo vlékna ja umXsténa v předním tělese 1'3 a zasahuje do komůrky 2» která aouviaí a kapilárou £, vytvořenou ve středním těleae 14 a ústící do první dutiny 16. vytvořené v zadním těleza 12·An analogous diagram is shown in Fig. 5, where the volumetric velocity source χ with internal compliance ekt _sl is loaded with a mass> _α1 with resistance Γ _{θ1 of} capillary X, compliance £ g2 of cavity X, mass fi _a2 and resistance χ _{β2 of} output capillary χχ and impedance Ζ _{> χ} . By this arrangement ee obtains the sound pressure curve according to the curve 12 in Fig. 6, which is more favorable than the waveform 11 using the circuit of Fig. 3. Fig. 7 illustrates the use of the transducer housing to create a plurality of coupled circuits modifying the transmission train. The optically active part of the diode and / or cord is a wall in the front body 13 and extends into a chamber 2 which avalanches and a capillary formed in the central body 14 and extends into the first cavity 16 formed in the rear body 12.

Z první dutiny 16 vychází přinejmeněím jedna boční kapilára 17 zasahující do druhé dutiny 18. odkud pak vychází přihejmenžía jedna postranní kapilára 19 vytvořená va středním tělese 14 a zadním tělese 15. Postranní kapilára 19 ústí do prostoru vně měniče. Analogické schéma této soustavy pro dvě souběžně vedení boční kapiláry 17 a dvě souběžně vedené postranní kapiláry 19 je na obr. 8. Touto cestou možno vytvořit soustavu vázaných obvodů, u nichž lze prostředky obvodové systézy stanovit velikosti jednotlivých prvků tak, abychom získali optimální přenosové vlastnosti.At least one side capillary 17 extending from the first cavity 16 extends into the second cavity 18. From there, at least one side capillary 19 formed in the central body 14 and the rear body 15 extends. An analogous scheme of this system for two parallel side capillary lines 17 and two parallel side capillary lines 19 is shown in FIG. 8. In this way, it is possible to create a set of coupled circuits in which the means of the perimeter system can be sized to obtain optimal transmission properties.

Claims

A miniature optoacoustic transducer operating as an acoustic transmitter and designed in particular as a miniature handset, characterized in that the optically active part (1) of the at least one optoelectric light source is led to an absorption chamber (3) formed in the central body (14) from which an axially central capillary (4) formed in the central body (14) extends into a first cavity (16) formed in the orchard (15) from which at least one side capillary (17) extends into the central body (14) and opens into a second a cavity (18) of the front body (13), wherein at least one side capillary (19) extends from the second cavity (18) and passes through the central body (14) into the rear body (15). from which it exits to the acoustic load or to another set of cavities (16, 18) and capillaries (4, 17, 19).

2. The miniature optoacoustic transducer according to claim 1, wherein the optoelectric light source is a light-emitting diode or diode laser or an excited fiber waveguide.