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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Tonaufnahme
und Tonwiedergabe in einem breiten Frequenzbereich, besonders
um wirksam und mit hohem Hörkomfort die Übertragung von Worten
oder Tönen zu ermöglichen, die von einer Gruppe von Personen
erzeugt werden, die in einem Konferenzsaal von beliebiger
Geometrie verteilt sind, der demzufolge keine speziell
abgestimmte Akustik aufweist.
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Bekanntlich ist es für eine gute Tonaufnahme und
Tonwiedergabe, besonders in einem breiten Frequenzband bis zu
7 kHz oder darüber im allgemeinen erforderlich, entweder einen
Saal zur Verfügung zu haben, dessen Akustik sorgfältig
überprüft wurde, damit der an einem beliebigen Ort dieses Saals
abgestrahlte Schall an jeder anderen Stelle desselben im
wesentlichen homogen reflektiert wird, oder die Zahl der
Mikrofone für die Tonaufnahme und der Lautsprecher für die
Tonwiedergabe zu vervielfachen. Daraus folgen in jedem Fall
höhere Kosten für die entsprechenden Anlagen und, wenn der
Saal hinsichtlich seiner Abmessungen und Innenausstattung
nicht geeignet eingerichtet ist, eine Zwangslage für die
Benutzer, welche nicht in irgendeinem zu einem bestimmten
Zeitpunkt zur Verfügung stehenden Saal aus dem Stegreif eine
Audi o-Konferenz mit mehreren Sprechern mit einem äquivalenten
Hörkomfort organisieren können.
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Im übrigen führt die Erhöhung der Anzahl von Mikrofonen
und Lautsprechern im Inneren eines Saales selbst bei der
akustischen Übertragung zu Kopplungseffekten zwischen diesen
Apparaten, wobei der sogenannte LARSEN-Effekt auftritt, der
sich durch ein besonders unangenehmes Pfeifen auszeichnet, das
die Raumatmosphäre erheblich stört. Außerdem und noch
allgemeiner hat man bereits festgestellt, daß die Qualität der
Tonaufnahme direkt vom Verhältnis zwischen dem direkten
akustischen Feld und dem reflektierten Feld abhängt, die von
einem Mikrofon aufgenommen werden, wobei dieses Verhältnis
umso besser ist, je geringer in ein und dem gleichen Raum die
Zahl der eingeschalteten Mikrofone ist. Ebenso ist bekannt,
daß im Fall eines für eine Audio-Konferenz reservierten Raumes
oder speziellen Saales mit einer Mehrzahl von geographisch
geeignet verteilten Mikrofonen, die dauernd eingeschaltet
sind, die Rückkopplung, das heißt die Höhe des LARSEN-Effekts
zwischen diesen Mikrofonen und den Lautsprechern umso geringer
ist, je geringer die Zahl dieser Mikrofone ist.
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Die Patentschrift FR-A-2 377 735 beschreibt zur
Verwendung in einem Konferenzsaal einen Apparat mit einem Mikrofon
und einem Lautsprecher, die längs einer gemeinsamen vertikalen
Achse montiert sind, wobei der Lautsprecher nach oben
gerichtet ist. In einer solchen Anordnung erlaubt das verwendete
Mikrofon jedoch keine merkliche Verringerung der akustischen
Kopplung mit dem Lautsprecher, während es gleichzeitig ein
normales Verstehen der Sprecher zuläßt, die sich rings um den
Apparat befinden.
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Die Patentschrift GB-2 008 359 zeigt ebenfalls ein
Telekonferenzsystem, worin aber ein einziger Lautsprecher einer
Vielzahl von Richtmikrofonen zugeordnet ist, die jeweils vor
einem Sprecher aufgestellt sind und mittels eines länglichen
starren Halters mit einem bestimmten und gleichbleibenden
Abstand voneinander montiert sind. In diesem Fall gibt es
keine Zuordnung von einem Lautsprecher und einem einzelnen
Mikrofon, so daß die Verteilung des abgestrahlten Schalls
nicht für alle Teilnehmer gleichmäßig erfolgt.
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Die vorliegenden Erfindung bezweckt eine Vorrichtung, die
dem notwendigen Kompromiß zwischen den dargelegten
widersprüchlichen Forderungen Rechnung trägt, indem im wesentlichen
eine Kugelcharakteristik für die Tonaufnahme und Tonwiedergabe
erreicht wird, dabei jedoch die Zahl der verwendeten Mikrofone
weitestgehend verringert wird und wobei die Montage dieser
Mikrofone und der ihnen zugeordneten Lautsprecher zur
Tonwiedergabe so ausgebildet ist, daß die Kopplung der einen mit den
anderen möglichst begrenzt wird, indem man die von den
Mikrofonen aufgefangene Energie, die von den Lautsprechern kommt,
auf ein möglichst tiefes Niveau bringt.
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Die Erfindung zielt auch darauf ab, eine kompakte Einheit
zu schaffen, worin ein Mikrofon und ein zugehöriger
Lautsprecher zusammen ein möglichst geringes Volumen einnehmen. Diese
Vorrichtung soll in einem breiten Frequenzband arbeiten,
leicht zu benutzen und billig sein und sich gut eignen, für
konstruktive Anpassungen zur ästhetischen Verbesserung ihrer
äußeren Gestalt.
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Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung zur Tonaufnahme und
Tonwiedergabe, besonders für Audio-Konferenzen zwischen
mehreren Sprechern, die in einem beliebigen Raum im wesentlichen um
einen in einer Bezugsebene befindlichen Mittelpunkt,
insbesondere um einen Tisch verteilt sind, ein Richtmikrofon und einen
Lautsprecher auf, dessen Membran entgegengesetzt zum Mikrofon
angeordnet ist, wobei der Lautsprecher und das Mikrofon in
einer zur Bezugsebene im wesentlichen senkrechten Richtung
angeordnet sind, das Mikrofon ein Kardioid-Mikrofon mit einer
Richtcharakteristik senkrecht zur Bezugsebene und einer
Kugelcharakteristik parallel zu dieser Ebene ist, das Mikrofon im
oberen Teil und der Lautsprecher im unteren Teil der
Vorrichtung angeordnet und das Mikrofon und der Lautsprecher koaxial
im Inneren eines gemeinsamen Halters montiert sind, der auf
einem sich parallel zur Bezugsebene erstreckenden oder auf
dieser aufsitzenden Sockel ruht. Diese Vorrichtung ist dadurch
gekennzeichnet, daß eine quer verlaufende trennende
Zwischenwand, welche die akustische Entkopplung zwischen dem Mikrofon
und dem Lautsprecher verbessert, zwischen dem Mikrofon und dem
Lautsprecher vorgesehen ist, wobei dem Lautsprecher in der
Nähe der Bezugsebene ein Kreiskegel zugeordnet ist, der einen
Reflektor für seine Abstrahlung bildet und die vom
Lautsprecher ausgesandten Schallwellen im wesentlichen in die
Richtung dieser Ebene lenkt.
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Vorteilhafterweise und entsprechend einer weiteren
Besonderheit der Erfindung ist der Lautsprecher fest mit einer
Auflageplatte verbunden, die in ihrer Mitte für den Durchtritt
von Schall in Richtung auf den unter dem Lautsprecher in einem
bestimmten Abstand von diesem angeordneten Reflektorkegel
offen ist.
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Gemäß einer weiteren Besonderheit ist der Abstand
zwischen dem Lautsprecher und dem Reflektorkegel durch senkrechte
Stege bestimmt, die eine Mehrzahl von seitlichen Durchlässen
für den vom Reflektorkegel parallel zur Bezugsebene
umgelenkten Schall bilden. Vorteilhafterweise sind die Durchlässe
zwischen den Stegen durch eine Schutzschicht aus einem
schalldurchlässigen Schaumstoff abgeschlossen.
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Entsprechend einer weiteren Besonderheit der betrachteten
Vorrichtung ist das Mikrofon in der Achse des Lautsprechers im
oberen Teil des Halters angeordnet und in diesem durch einen
Block aus einem akustisch dichten Schaumstoff gehalten, der
sich auf der quer verlaufenden trennenden Zwischenwand
abstützt.
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Vorzugsweise ist das Mikrofon in einem im Inneren eines
Deckels aus schalldurchlässigem Schaumstoff ausgebildeten
Hohlraum montiert, wobei der Deckel im oberen Teil des Halters
angeordnet ist und das Mikrofon überdeckt.
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Schließlich sind bei einer besonderen Ausführungsform der
Vorrichtung dieser Erfindung die elektrischen
Verbindungsdrähte dieses Mikrofons und des Lautsprechers mit einem
Anschlußstück verbunden, das im Sockel für den Anschluß an
elektronische Anordnungen zur Verstärkung, Filterung und
Anpassung montiert ist, die für ihren Betrieb notwendig sind.
Vorteilhafterweise weisen diese elektronischen Anordnungen
einen Schaltkreis zur Veränderung der Tonverstärkung und/oder
zur Unterdrückung von akustischen Echos auf.
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Weitere Einzelheiten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Tonaufnahme und Tonwiedergabe werden erläutert durch die
folgende Beschreibung einer Ausführungsform, die nur als
Beispiel mit Bezug auf die Zeichnung gegeben ist, worin die
einzige Figur ein schematischer axialer Schnitt der
betrachteten Vorrichtung ist.
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In dem in diesem Schema dargestellten Beispiel bezeichnet
die Nummer 1 die betrachtete Vorrichtung, die insbesondere ein
Mikrofon 2 enthält, das vorzugsweise ein Kardioid-Mikrofon
ist, das senkrecht im oberen Teil der Einheit montiert ist.
Dieses Mikrofon 2, das als solches -bekannt ist, aber dessen
Montage und Art der Verwendung in Kombination mit anderen
Maßnahmen des vorgeschlagenen Systems die Erfindung bildet,
ist besonders so angeordnet, daß die von einem beliebigen
Punkt einer horizontalen Ebene in einer bestimmten Richtung
ausgehenden akustischen Wellen Schwingungen in Phase in der
(nicht gezeigten) Membran des Mikrofons erzeugen. Das Mikrofon
2 wird in senkrechter Position im Inneren eines Blocks von
akustisch dichtem Schaumstoff 3 in einem Halter 4 gehalten,
der einen zylindrischen Körper 5 aufweist, auf dessen oberem
Teil der Block 3 montiert ist. Das Mikrofon 2 befindet sich
oberhalb des Blocks 3 in einer Kammer 6, die nach innen von
einem Deckel 7 aus schalldurchlässigem Schaumstoff begrenzt
ist, der die gesamte Einheit überdeckt, indem er sie von der
äußeren Umgebung abschirmt. Der Block 3 ruht im übrigen im
Inneren des Körpers 5 auf einem quer verlaufenden
Trennelement, das von einer sich horizontal erstreckenden Platte 8
gebildet wird.
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Erfindungsgemäß ist im Inneren des Halters 4
entgegengesetzt zum Mikrofon in der gleichen vertikalen Richtung ein
Lautsprecher 9 montiert, dessen Membran nach unten gerichtet
ist. Dieser Lautsprecher 9 kann von an sich bekanntem Typ
sein, insbesondere ein elektrodynamischer oder
elektrostatischer Lautsprecher und ist fest mit einer Auflageplatte
10 verbunden, die in ihrer Mitte ein Loch aufweist, um die
Abstrahlung des vom Lautsprecher wiedergegebenen Schalls nach
unten zu erleichtern. Die Auflageplatte 10 wird mittels
vertikaler Stege 11 durch einen unteren Auflagesockel 12
gestützt. Die Stege 11 begrenzen seitlich Durchlässe, die
durch einen Zylinder 13 aus schalldurchlässigem Schaumstoff
abgeschlossen sind. Um die Reflektion des vom Lautsprecher 9
vertikal abgestrahlten Schalls zu verbessern, weist die
erfindungsgemäße Vorrichtung außerdem einen kegelförmigen Teil 14
auf, der auf dem Sockel 12 im wesentlichen in der gemeinsamen
Achse des Mikrofons 2 und des Lautsprechers 9 montiert ist.
Der Kegel 14 sorgt so für eine geeignete Ablenkung des vom
Lautsprecher abgegebenen Schalls, so daß er durch die
Schaumstoffschicht 13 im wesentlichen in der horizontalen
Ebene austritt. Der Sockel 12 ist üblicherweise auf einem
Tisch oder dergleichen angeordnet, der damit eine Bezugsebene
bildet.
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Die Ausstattung der Vorrichtung wird durch ein
Anschlußstück 15 vervollständigt, das im Inneren des Sockels 12
montiert ist und an dem die elektrischen Leitungen 16 bzw. 17
angeschlossen sind, welche einerseits das Mikrofon 2 und
andererseits den Lautsprecher mit einer oder mehreren ,(nicht
gezeigten) elektronischen Anordnungen verbinden, die
vorteilhafterweise unter dem die Vorrichtung 1 aufnehmenden Tisch
angeordnet sind. Diese elektronischen Anordnungen sorgen
insbesondere für die Verstärkung, Filterung und Regulierung
der Tonhöhe sowie die Beseitigung von störenden Echos mit
einer Regelung des Verstärkungsfaktors in Abhängigkeit von den
Bedingungen der Benutzung.
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Man erhält so eine besonders einfache Vorrichtung, die
für eine Gruppe von Sprechern, die rings um den Tisch verteilt
sind, in dessen Mittelbereich die Vorrichtung aufgestellt ist,
eine Tonaufnahme und Tonwiedergabe in einem sehr breiten
Frequenzband, das bis zu 7 kHz und darüberhinaus gehen kann,
wobei die Kugelcharakteristik von Tonaufnahme und
Tonwiedergabe in der Ebene des Tisches optimal ist, gewährleistet.
Gleichzeitig bewirkt die zueinander entgegengesetzte Anordnung
von Mikrofon und Lautsprecher eine wirksame akustische
Entkopplung zwischen diesen beiden Apparaten und unterdrückt
weitestmöglich Störeffekte.
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Die Vorrichtung kann insbesondere in ihren Abmessungen
verkleinert werden, so daß das Volumen der Einheit 10 dm³ für
eine maximale Höhe von etwa 35 cm nicht übersteigt. Das
Gewicht der Vorrichtung kann bei normalen Betriebsbedingungen
auf weniger als 2,4 kg verringert werden. Dabei ermöglicht die
Richtwirkung der Anordnung eine Audio-Konferenz mit großen
Hörkomfort selbst mit einer großen Zahl von Sprechern, die
rings um den Tisch verteilt sind und von dessen Mitte zwischen
i und 5 Meter entfernt sind.
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Die Vorrichtung erlaubt dank ihrer zentralen Position in
der Mitte des Tisches bei etwa gleichen Abständen von allen
Sprechern in allen Fällen einen Empfang mit
Kugelcharakteristik der von den verschiedenen Sprechern in Richtung des
Mikrofons gesprochenen Worte. In gleicher Weise wird der durch
den Lautsprecher wiedergegebene Schall durch den
Reflektionskegel im wesentlichen auf dem Niveau der Tischebene, das heißt
etwas oberhalb derselben zurückgeworfen, wodurch ihn alle
Benutzer in gleicher Weise ausgezeichnet hören. Die zueinander
entgegengesetzte Montage von Mikrofon und Lautsprecher längs
ein und dergleichen vertikalen Richtung begrenzt im übrigen
weitestgehend die Rückkopplung des Schalls bei seinem Empfang
und seiner Wiederabstrahlung, wobei die Vorrichtung in einem
Frequenzband verwendet werden kann, das sich bis in die Nähe
von 7 kHz oder darüberhinaus erstrecken kann, ohne daß im
Lautsprecherkreis irgendein System von Hochtonverstärkung
erforderlich ist, was es ermöglicht, unter empfindlichen
Bedingungen Preis und Raumbedarf der Vorrichtung zu
verringern.
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Der Winkel an der Spitze des Reflektorkegels wird durch
die Konstruktion in Abhängigkeit von den Benutzungsbedingungen
des Apparats festgelegt. Vorteilhafterweise wird der Winkel
gleich 112 Grad gewählt. Die zwischen dem Mikrofon und dem
Lautsprecher montierte quer verlaufende Trennplatte verbessert
die Trennung zwischen Mikrofon und Lautsprecher, indem sie
deren akustische Kupplung noch weiter verringert, während die
Kugelcharakteristik der Tonaufnahme in der Bezugsebene und
damit deren Wirksamkeit voll erhalten bleibt.
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Natürlich und wie aus dem vorangegangenem ersichtlich
versteht es sich von selbst, daß die betrachtete Vorrichtung
nicht auf die als Beispiel beschriebene und dargestellte
Ausführungsform beschränkt ist. Die Vorrichtung umfaßt
vielmehr alle möglichen Abwandlungen.