-
Titel: Anwendungsverfahren zur Uber-
-
tragung der menschlichen Sprache durch einen piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmer
und zwei zu dessen Ausführung dienende Geräte Eigenes Zeichen: CA 103 Beschreibung:
1) Einleitung Die Erfindung bezieht sich auf ein Anwendungsverfahren, durch welches
die menschliche Sprache, die in den Schädelknochen des Menschen mechanische Schwingungen
erzeugt, mit Hilfe eines piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmers in elektrische
Spannungen umgewandelt wird und damit mit Hilfe von Kabeln übertragen werden kann.
Der piezoelektrische Beschleunigungsaufnehmer, der in eine konische Plastikhülle
eingebaut wird, die passend für das menschliche Ohr gearbeitet ist, nimmt die Schwingungen
des Schläfenbeines auf und verwandelt diese in elektrische Spannungen, die mit zwei
Drähten nach außen weitergeleitet werden. Der piezoelektrische Beschleunigungsaufnehmer
kann auch mit Hilfe eines Saugnapfes auf die Stirn, das
Keilbein,
das Scheitelbein, das Nasenbein oder auf einen anderen Schädelknochen aufgesetzt
werden. Der piezoelektrische Beschleunigungsaufnehmer wirkt somit im Ergebnis als
Mikrophon, wodurch die menschliche Sprache aufgenommen und übertragen wird.
-
Piezoelektrische Beschleunigungsaufnehmer sind seit langem bekannt.
Bisher sind diese Geräte jedoch nur zu Schwingungsmessungen verwendet worden, zum
Beispiel sind sie auf.den Tragflächen der modernen Flugzeuge aufgeschweißt und geben
mittels Kabelverbindung dem Piloten im Cockpit die Schwingungen der Tragflächen
des Flugzeuges weiter, die der Pilot auf einem Zeigerinstrument ablesen kann. Der
Pilot wird hierdurch darüber informiert, ob sich die Schwingungen der Tragflächen
des Flugzeuges und auch des Rumpf es noch innerhalb der Grenzen der Festigkeitsbedingungen
des Flugzeuges halten.
-
Neu ist, daß nunmehr ein piezoelektrischer Beschleunigungsaufnehmer
als Mikrophon zur Aufnahme der menschlichen Sprache und zur Sprachübertragung verwendet
wird. Ein an sich bekanntes Maschinenelement wird damit zu einem Zweck verwendet,
zu welchem es bisher noch nicht verwendet worden ist. Diese neue Verwendung stellt
einen wesentlichen technischen Fortschritt dar.
-
Diese neue Verwendung des piezoelektrischen Beschleunigungs aufnehmers
ist von großem praktischen Interesse, da hierdurch die menschliche Sprache frei
von auch sehr lauten Nebengeräuschen klar und deutlich aufgenommen und übertragen
wird.
-
Durch den Einbau des piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmers
in eine konische Plastikumhüllung, die dem menschlichen Ohr angepaßt ist, wird eine
neue Raumform geschaffen, die dem neuen Zweck angepaßt und demgemäß neu gestaltet
ist, sodaß zugleich ein schutzfähiges Gebrauchsmuster vorliegt.
-
Durch die Verbindung des piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmers,
der in eine Plastikhülle eingebaut wird, mit einem Saugnapf zum Aufsetzen des Gerätes
auf die Stirn oder einen anderen Schädelknochen wird ebenfalls eine neue Raumform
geschaffen, die dem neuen Zweck angepaßt und demgemäß neu gestaltet ist, sodaß zugleich
ein schutzfähiges Gebrauchsmuster vorliegt.
-
2) Angabe des Standes der Technik zur Zeit der Anmeldung
Bisher
gibt es ein solches Verfahren zur Sprachübertragung und ein solches Sprachübertragungsgerät
nicht. Es gibt nur Mikrophone, die vor den Mund gehalten, die Schallwellen in elektrische
Ströme umsetzen und weiterleiten. Ferner gibt es Kehlkopfmikrophone, die die Bewegungen
des Kehlkopfes beim Sprechen in elektrische Ströme umsetzen und weiterleiten.
-
3)- Mängel des-bisherigen Standes Diebisheri-gen Mikrophone, die vor
den Mund gehalten werden und die Schallwellen in elektrische Spannungen umsetzen,
haben den ganz bedeutenden Nachteil, daß sie die Umgebungsgeräusche ganz oder -teilweise
mitübertragen. In lärmender Umgebung, zum Beispiel in Flugzeugen, Panzern, Lastkraftwagen,
auf Kriegsschiffen im Gefecht, aufdem Schlachtfeld usw. nehmen diese Mikrophone
auch den Lärm-der Umgebung auf, sodaß man oftmals die Sprache nicht mehr richtig
oder garnicht mehr verstehen kann.
-
Die Kehlkopfmikrophone geben die menschliche Sprache nur undeutlich
und eingeschränkt wieder, sie bestimmte Laute und Frequenzen ganz oder teilweise
völlig unterdrücken. Die Sprache wird -dadurch verstümmelt weitergegeben.
-
4) Die sich daraus ergebende Aufgabe Die Erfindung dient dem Zweck,
die Nachteile der bisherigen Mikrophone zu vermeiden.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die menschliche Sprache
frei von allen Nebengeräuschen aufzunehmen und weiterzuübertragen.
-
5) Die Lösung der Aufgabe Die Erfindung besteht darin, die beim menschlichen
Sprechen entstehenden mechanischen Schwingungen der Schädelknochen, nämlich des
Schläfenbeines, des Scheitelbeines, des Stirnbeines, des Nasenbeines oder der anderen
Schädelknochen, mit einem piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmer aufzunehmen
und in elektrische Spannungen umzuwandeln, die mit zwei Drähten nach außen geleitet
werden.
-
Vorzugsweise eignet sich zur Aufnahme der mechanischen Schwingungen
der Schädelknochen und zur Umwandlung in elektrische Ströme ein piezoelektrischer
Beschleunigungsaufnehmer mit folgenden Werten:
Neßbereich:- 0,1
- 2000 g Empfindlichkeit: 2,5 pc/g Frequenzgang: 5 - 10000 Hz mit Verstärkung im
Bereich von 400-1500 Hz Gewicht: 3 Gramm -Der piezoelektrische Beschleunigungsaufnehmer
wird in eine konische Plastikhülle eingebaut, die passend für den äußeren Gehörgang
des menschlichen Ohres gearbeitet ist. Diese Plastikhülle enthält vorn kein Loch,
sondern ist rundum völlig geschlossen. Die beim Sprechen entstehenden mechanischen
Schwingungen des Schläfenbeines werden über die Plastikhülle -auf das Kristall des
piezoelektrischen Besc-hleuni6ungsaufnehmers übertragen, welches diese Schwingungen
in elektrische Spannungen umwandelt, die mit zwei Drähten nach außen geleitet werden
und unter Zwischenschaltung eines Verstärkers mit Hilfe von Kabeln in einen Lautsprecher
weitergeleitet werden, der sich im Ohrhörer des Gesprächspartners befindet. Die
aus dem Kristall kommenden Spannungen können auch unter Verwendung eines Verstärkers
über Punk an den Gesprächspartner weitergegeben werden.
-
Zu dem gleichen Zweck kann der piezoelektrische Beschleunigungsaufnehmer,
der in eine Plastikhülle eingebaut-wird, auch mit Hilfe eines Saugnapf-es auf die
Stirn, das Keilbein, das Scheitelbein, das Nasenbein oder auf einen anderen Schädelknochen
aufgesetzt
werden. Die beim Sprechen entstehenden mechanischen Schwingungen werden mit Hilfe
eines im Saugnapf befindlichen Stiftes auf das Kristall des piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmers
übertragen und von diesem in elektrische Spannungen umgewandelt, die mit zwei Drähten
nach außen geleitet werden.
-
Zwei zum Ausführen des Verfahrens verwendbare Geräte zeigen die beiden
Zeichnungen. Die beiden abgebildeten Geräte sind zweckmäßige Ausgestaltungen des
Erfindungsgedankens.
-
Abbildung 1 zeigt einen piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmer,
der in eine konische Plastikhülle eingebaut ist, die passend für das menschliche
Ohr gearbeitet ist. Das piezoelektrische Kristall 1 mit dazugehöriger Resonanzmasse
bestehend beispielsweise aus gesintertem Wolfram 2 befindet sich in einer aus zwei
Teilen aus Metall zusammengeschraubten Hülle 3 und 4. An das Kristall sind die Kabel
5 und 6 angeschlossen, die die Spannungen nach außen leiten, welche durch die Schwingungen
von dem Kristall erzeugt werden. Das Kristall 1, die Resonanzmasse 2, die metallischen
Hüllen 3 und 4 und die Kabel 5 und 6 sind in den Plastikkörper 7 eingebaut, der
zum Ohr hin keine Öffnung hat und rundum geschlossen ist.
-
Abbildung 2 zeigt ein Gerät, bei welchem der piezoelektrische Beschleunigungsaufnehmer
vorn mittels eines Stiftes mit einem Saugnapf verbunden ist und wiederum in eine
Plastikhülle eingebaut ist-. Mit Hilfe des Saugnapfes kann das Gerät auf die Stirn,
das Keilbein, das Seheitelbein, das Nasenbein oder auf andere Schädelknochen aufgesetzt
werden. Das piezoelektrische Kristall 1 mit dazugehöriger Resonanzmasse bestehend
beispielsweise aus gesintertem Wolfram 2 befindet sich in den beiden zusammengeschraubten
Metallhüllen 3 und 4. Die durch die Schwingungen von dem Kristall erzeugten Spannungen
werden durch die Kabel 5 und 6 nach außen geleitet. Der Saugnapf 7 ist durch den
Stift 8 mit der metallischen Hülle 3 verbunden, wodurch die Schwingungen der Schädelknochen
auf das Eristall 1-. übertragen werden Der piezoelektrische -Beschleunigungsaufnehmer
ist in den Plastikkörper 9 fest eingebaut.
-
6) Die sich-aus der Lösung ergebenden Vorteile Durch-die beschriebene
Verwendung des piezoelektischen Beschleunigungsaufnehmers als Mikrophon zur~Ubertragung
der menschlichen Sprache ergibt sich der Vorteil, daß mehr oder minder laute Umgebungsgeräusche
nicht mitübertragen werden Der piezoelektrische Beschleunigungsaufnehmer nimmt lediglich
die beim Sprechen entstehenden Schwingungen
der Schädelknochen
auf und setzt diese in elektrische Spannungen um, er nimmt jedoch nicht Schallwellen
auf, sodaß diese nicht als Nebengeräusche in Erscheinung treten können.
-
Die Erfindung bringt ganz erhebliche Vorteile bei der Ubertragung
der menschlichen Sprache in lärmender Umgebung, zum Beispiel in Fabriken, in Flugzeugen,
Panzern, Lastkraftwagen, auf Eriegsschiffen im Gefecht, auf dem Schlachtfeld usw.
-
Die Verständigungsmöglichkeit wird durch die Ubertragung der menschlichen
Sprache frei von Nebengeräuschen in ganz entscheidendem Maße verbessert.
-
Gegenüber den Kehlkopfmikrophonen bringt die Erfindung den Vorteil,
daß die menschliche Sprache voll mit allen Lauten übertragen wird und nicht einzelne
Frequenzbereiche wie beim Kehlkopfmikrophon unterdrückt werden.
-
Durch diesen piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmer werden gerade
die Frequenzen, die im Sprachbereich liegen, nämlich 400-1500 Hz, besonders betont.
Dieses wird erreicht durch die Resonanzmasse, bestehend beispielsweise aus gesintertem
Wolfram.
-
Leerseite