DE2046392A1

DE2046392A1 - microphone

Info

Publication number: DE2046392A1
Application number: DE19702046392
Authority: DE
Inventors: Alexander 7911 Oberelchingen Pnchodjko
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1970-09-19
Filing date: 1970-09-19
Publication date: 1972-03-30

Description

bf i k r o f o n Die Erfindung betrifft ein Mikrofon, d. h. eine Anordnung, die für einen elektrischen Verbraucher aus Schallwellen elektromagnetische Schwingungen herleitet, letztere gegebenenfalls noch einer Entzerrung bedürfen, sofern sie in vorgegebener, z. B, linearer Abhängigkeit von den Schallwellen stehen sollen. bf i k r o f o n The invention relates to a microphone, d. H. one Arrangement for an electrical consumer from sound waves electromagnetic Derives vibrations, the latter may require equalization, provided they are in a predetermined, z. B, linear dependence on the sound waves should.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Mikrofon anzugeben, das gegenüber den bekannten Mikrofonen insbesondere hinsichtlich seiner Einsatzmöglichkeiten verbessert ist.The invention is based on the object of specifying a microphone that compared to the known microphones, especially with regard to its possible uses is improved.

Das erfindungsgemiße Mikrofon ist gekennzeichnet durch einen optoelektrischen Wandler und Mittel zur von den Schallwellen änderbaren Beleuchtung des Wandlers. Somit ist das erfindungsgemSße Mikrofon auch als ein optoelektrisches Mikrofon bezeichtabar, bei dom der optoelektrische Wandler in seinem Schaltungskreis gemäß seiner Arbeitskennlinie elektromagnetische Schwingungen in Abhängigkeit von seiner Beleuchtung erzeugt, die durch äußere Mittel in ihrer Stärke und/ oder spektralen Verteilung durch Schallwellen veränderbar ist.The microphone according to the invention is characterized by a opto-electrical transducer and means for lighting that can be changed by the sound waves of the converter. Thus, the microphone according to the invention is also available as an opto-electric Microphone can be labeled, at dom the opto-electrical converter in its circuit according to its operating characteristic electromagnetic oscillations as a function of its illumination produced by external means in its strength and / or spectral Distribution is changeable by sound waves.

Als der optoelektrische Wandler kommt beim erfindungsgemä ßen Mikrofon vorzugweise ein haibleiterartiger in Betracht1 beispielsweise eine Fotodiode, ein Fototransistor köder ein Fotowiderstand. Besonders vorteilhaft ist hierbei die Verwendung eines sogenannten 'tLight Refleotion Transdu¢er", z. B. der unter der Typenbezeichnung FPA 210 von der Firma Fairchild Semiconductor veröffentlichten Anordnung (vgl.The microphone according to the invention is used as the opto-electrical converter preferably a semiconductor-type, for example a photodiode Photo transistor bait a photo resistor. Use is particularly advantageous here a so-called 'tLight Refleotion Transdu ¢ er ", e.g. the one under the type designation FPA 210 published by the company Fairchild Semiconductor (cf.

Datenblatt 3435-095-57-30M dieser Firma vom Juni 1967 und US-Patentschriften 29e 877, 3 015 048, 3 025 589, 3 064 167, 3 to8 359, 3 117 260>.Company's Data Sheet 3435-095-57-30M dated June 1967 and U.S. Patents 29e 877, 3 015 048, 3 025 589, 3 064 167, 3 to8 359, 3 117 260>.

Häufig ist es vorteilhaft und ausreichend, zur Beleuchtung des Wandlers alleinig oder zusätzlich zu einer eigens dafür vorgesehenen Lichtquelle die Umgebungsbeleuchtung des Wandlers, z. B. das Tageslicht, heranzuziehen. Meist wird zur Beleuchtung des Wandlers jedoch eine künstliche Lichtquelle verwendet, die beispielsweise eine Glühbirne oder - was häufig vorteilhafter ist - ein lichtemittierender Halbleiter (z. B. Lichtdiode), eine Elektrolumineszeuzzelle oder ein Luminophor ist. Bei Vermeidung einer Versorgungsspan nung oder eines Versorgungsstroms für die Lichtquelle ist die Verwendung eines selbststrahlenden Strahlers, z, B, einer radioaktiven Strahlungsquelle, zur Beleuchtung des optoelektrischen Wandlers vorteilhaft.It is often advantageous and sufficient to illuminate the converter the ambient lighting alone or in addition to a specially provided light source of the converter, e.g. B. the daylight to use. Most of the time, the However, the converter is an artificial light source used that for example a light bulb or - what is often more advantageous - a light-emitting semiconductor (e.g. light emitting diode), an electroluminescent cell or a luminophore. If avoided a supply voltage or a supply current for the light source the use of a self-radiating emitter, e.g. a radioactive radiation source, advantageous for illuminating the opto-electrical converter.

Sofern die Versorgung der Lichtquelle fiir das erfindungegemäße Mikrofon durch einen elektrischen Wechselstrom oder eine elektrische Wechselspannung bewirkt wird, ist es zweckmäßig, die Frequenz dieses Wechselstroms bzw. dieser Welch selspannung derart unterschiedlich zu der Frequenz desjenigen Stromes oder derjenigen Spannung, mit der die Umgebungsbeleuchtung des optoelektrischen Wandlers gegebenenfalls erzeugt wird, zu wählen, daß Schwebungen zwischen den beiden Frequenzen außerhalb des Arbeitsbereiches des Mikrofons nach der Erfindung fallen.Provided that the light source is supplied for the microphone according to the invention caused by an alternating electrical current or an alternating electrical voltage it is useful to select the frequency of this alternating current or this Welch so different from the frequency of that current or that voltage, with which the ambient lighting of the opto-electrical converter is optionally generated is to choose that beats between the two frequencies outside the working range fall of the microphone according to the invention.

Die Mittel zur von den Schallwellen änderbaren Beleuchtung des Wandlers bei dem erfindungsgemäßen Mikrofon sind vorzugsweise mechanische, pneumatische und/oder hydraulische Mittel. Bei Verwendung von mechanischen Mitteln zur Beleuchtungsänderung ist deren Form vorzugsweise gleich einer Saite, eines Bandes oder einer Membran gewahlt und sind diese Beleuchtungsänderungsmittel vorzugsweise teildurchlässig für die Beleuchtung, d. h. dämpfend. Bei einer Ausftihrungsform der Erfindung mit mechanischen Beleuchtungsänderungsmitteln enthalten letztere ein linsenartig wirkendes Loch oder eine Linse, durch das bzw. durch die die änderbare Beleuchtung des Wandlers zumindest überwiegend erfolgt.The means for illuminating the transducer, which can be changed by the sound waves in the microphone according to the invention are preferably mechanical, pneumatic and / or hydraulic means. When using mechanical means to change the lighting its shape is preferably the same as a string, a tape or Chosen a membrane and these lighting changing means are preferably partially transparent for lighting, d. H. dampening. In one embodiment of the invention with mechanical lighting change means, the latter contain a lens-like effect Hole or lens through which the changeable lighting of the transducer is provided at least predominantly takes place.

Anhand der Abbildungen werden im folgenden vorteilhafte Ausfthrungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben.The following are advantageous exemplary embodiments based on the figures the invention described in more detail.

Fig. 1 zeigt ein Mikrofon nach der Erfindung mit mechanischen Mitteln zur Beleuchtungsänderung des Wandlers durch die Schallwellen, Diese Mittel bestehen hierbei beispielsweise - wie gezeigt - aus einer transparenten, aber lichtdämpfenden elastischen Saite 1, die an Befestigungselementen 2 und 3 derart angeordnet ist1 daß sie von einer im gezeigten Beisp?sfall als Glühbirne 4 ausgebildeten Lichtquelle zum optoelektrischen Wandler, der im gezeigten Beispielsfall als Fotodiode 5 auagebildet ist, gelangende Lichtwellen (gestrichelte Linie) bei Auftreffen von Schallwellen auf die Saite derart ändern kann, daß die Beleuchtungsstärke des optoelektrischen Wandlers und/oder die spektrale Verteilung der Beleuchtung in Abhängigkeit von dor Saitenbewegung geändert werden. Die Schallwellen fallen hierbei senkrecht auf die Saite (bei Blickrichtung in der Zeichenebene). Häufig ist es zweckmäßig, zwischen diese Saite und die Lichtquelle und/oder die Saite und den Wandler Lichtblenden anzuordnen.Fig. 1 shows a microphone according to the invention with mechanical means to change the lighting of the transducer by the sound waves, these means exist Here, for example - as shown - from a transparent, but light-dampening elastic string 1, which is arranged on fastening elements 2 and 3 in such a way1 that they come from a light source designed as a light bulb 4 in the example shown to the opto-electrical converter, which in the example shown forms a photodiode 5 is, incoming light waves (dashed line) when sound waves hit on the string can change so that the illuminance of the optoelectric Converter and / or the spectral distribution of the lighting as a function of dor String movement can be changed. The sound waves fall perpendicular to the String (when looking in the drawing plane). It is often useful between this string and the light source and / or the string and the converter light shields to arrange.

Mit 6 bis 9 sind Anschlußklemmen bezeichnet, lfährend 10 den Generator für die Versorgungsspannung bzw. den Versorgungsstrom der Beleuchtungsquelle, im Beispiel die Glühbirne 4, darstellt. An die Ausgangsklemmen 8 und 9 ist der Verbraucherwiderstand 11 des gezeigten Mikrofons in Reihe mit einer Versorgungsspannungsquelle 12 für den optoelektrischen Wandler angeschlossen.With 6 to 9 terminals are designated, while 10 is the generator for the supply voltage or the supply current of the lighting source, im Example the light bulb 4, represents. The consumer resistance is connected to output terminals 8 and 9 11 of the microphone shown in series with a supply voltage source 12 for connected to the opto-electrical converter.

Die Ausführungsforin der Erfindung nach Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 lediglich durch die Verwendung einer anders ausgestalteten mechanischen Einrichtung zur Beleuchtungsänderung des optoelektrischen Wandlers in Abhängigkeit von den Schallwellen, und zwar ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 anstelle einer Saite i eine Membran 13 vorgesehen, die lichtdämpfend ist und in deren Mitte sich - vorzugsweise zusätzlich w ein im Beleuchtungstrahlengang angeordnetes kleines Loch 14 befindet, das linsenartig wirkt oder das durch eine optische Linse ersetzbar ist. Die Schallwellen fallen auf die Membran, die bei einer nichtgezeigten Ausführungsform der Erfindung band förmig ausgebildet ist, aus der Richtung der durch das Loch 14 führenden Verbindungsgeraden zwischen Lichtquelle 4 und Wandler 9, wobei sie die Membran 13 bewegen und damit den Lochabstand zum Wandler 5 laufend ändern. Hierdurch ändert sich infolge der linsenartigen Wirkung des Loches auch die Beleuchtung des Wandlers.The embodiment of the invention according to FIG. 2 differs from that of Fig. 1 only through the use of a differently designed mechanical device for changing the lighting of the opto-electrical converter as a function of the sound waves, namely in the embodiment according to Fig. 2, instead of a string i, a membrane 13 is provided which is light attenuating and in the middle - preferably additionally w a in the illumination beam path arranged small hole 14 is located, which acts like a lens or through a optical lens is replaceable. The sound waves fall on the membrane, which in a embodiment of the invention, not shown, is formed in the shape of a band from which Direction of through the hole 14 leading connecting straight lines between Light source 4 and transducer 9, moving the membrane 13 and thus the hole spacing to converter 5 change continuously. This changes as a result of the lens-like effect of the hole also the lighting of the converter.

Das Ausführrngsbeispiel der Erfindung nach Fig. 3 enthält eine stationäre Lichtblende 15, in der sich in Höhe des Wandlers 5 ein linsenartig wirkendes Loch 16 befindet, Mindestens eine Lichtquelle 4, diese jedoch vorzugsweise in Verbindung mit einer zusätzlichen Lichtquelle 4a, dienen der Beleuchtung des Wandlers 5 durch dieses Loch 16. Die Lichtwellen gelangen von den Lichtquellen hierbei zunächst zu einer Membran 17, die bei einer nichtgezeigten AusfEhrungsform der Erfindung bandförmig ist und deren der Blende de 13 zugeordnete Oberfläche lichtreflektierend ist, Die Schallwellen fallen hierbei auf die Membran 17 aus der Richtung der Verbindungsgeraden zwischen dem Loch 16 und dem Wandler 5. Häufig ist es vorteilhaft, auch die der Meinbran 17 zugeordnete Oberfläche der Blende 15 lichtreflektierend auszubilden.The embodiment of the invention according to FIG. 3 contains a stationary one Light screen 15, in which there is a lens-like acting hole at the level of the converter 5 16 is at least one light source 4, but this is preferably in connection with an additional light source 4a are used to illuminate the converter 5 this hole 16. The light waves arrive at first from the light sources a membrane 17 which, in a not shown embodiment of the invention, is band-shaped and whose surface associated with the aperture de 13 is light-reflecting, The Sound waves fall on the membrane 17 from the direction of the connecting straight line between the hole 16 and the transducer 5. It is often advantageous to also use the To design Meinbran 17 associated surface of the diaphragm 15 light-reflecting.

Beim Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Fig, 4 befindet sich im Beleuchtungsstrahlengang des Wandlers eine zumindest im Lichtauffallbereich reflektierend ausgebildete und durch die Schallwellen bewegbare Membran 18, die wiederum in manchen Anwendungsfällen vorteilhafterweise durch eine bandförmige Ausbildung gekennzeichnet ist. Im Beleuchtungsstrahlengang ist, wie es auch bei anderen Ausführungs beispielen der Erfindung häufig zweckmäßig ist, bei der Anordnung nach Fig. 4 eine Linse 19 angeordnet, die mit der Glühbirne 4 baulich zweckmäßigerweise in einem Gehäuse zusammengefaßt ist. Auch ist es häufig vorteilhaft, den Wandler in einem Gehäuse anzuordnen und hierin gegebenenfalls mit einer weiteren Optik zu kombinieren. Das Arbeitsprinzip der Anordnung nach Fig. 4 ist vergleichbar mit demjenigen eines Spiegel-Galvanometers, und zwar durch Ausnutzung derjenigen Abstandsänderung des Reflexionsbereiches der Membran 18 von der Glühbirne 4 und/oder dem Wandler 5, die bei Auftreffen von Schallwellen auf die Membran periodisch erfolgt.In the embodiment of the invention according to FIG. 4 is located in The illuminating beam path of the converter is reflective at least in the light incidence area trained and diaphragm 18 movable by the sound waves, the in turn, in some applications, advantageously by means of a band-shaped design is marked. In the illumination beam path is, as it is also with other execution Examples of the invention is often useful in the arrangement of FIG Lens 19 arranged with the light bulb 4 structurally expediently in one Housing is summarized. It is also often advantageous to have the converter in one To arrange the housing and optionally to combine it with another optic. The working principle of the arrangement according to FIG. 4 is comparable to that of a Mirror galvanometer, by taking advantage of the change in distance of the Reflection area of the membrane 18 from the light bulb 4 and / or the transducer 5, the occurs periodically when sound waves hit the membrane.

Fig. 5 zeigt schließlich ein Ausführungsbeispiol der Erfindung mit hydraulischen Mitteln zur Beleuchtungsänderung des optoelektrischen Wandlers, wobei vorausgesetzt ist, daß die Schallwellen die Höhe des Flüssigkeitsspiegels der Flüssig keit 20, die sich in einem Gehäuse 21 befindet, ändern und dadurch auch die Beleuchtung des Wandlers, die normalerweise (bei fehlender Schallbeeinflussung) beispielsweise auch durch den obersten Teil der Flüssigkeitssäule hindurch erfolgt.Finally, FIG. 5 shows an exemplary embodiment of the invention hydraulic means for changing the lighting of the opto-electrical converter, wherein It is assumed that the sound waves are the height of the liquid level of the liquid speed 20, which is located in a housing 21, change and thereby the lighting of the transducer, which normally (in the absence of sound influence), for example also takes place through the uppermost part of the liquid column.

Claims

Microphone, characterized in that an opto-electrical converter and means are provided for illuminating the transducer which can be changed by the sound waves are.

2. Microphone according to claim 1, characterized by the use of a semiconductor-type converter - z. B.

a photodiode, a phototransistor or a photoresistor - than the converter.

3. Microphone according to claim 1 or 2, characterized by the sole or additional use of ambient lighting in addition to a specially provided light source, z. B. daylight, the converter to its loading lighting.

4. Microphone according to one of claims 1 to 3 with mechanical means for changing the lighting, characterized in that the shape of the lighting changing means is chosen to be the same as that of a string, a band or a membrane.

5. Microphone according to claim 4, characterized in that the lighting changing means are partially transparent to the lighting.

6. Microphone according to one of claims 1 to 5 with mechanical means for changing the lighting, characterized in that the lighting change m: Lttel contain a lenticular hole or lens through which or through which the changeable lighting of the converter takes place at least predominantly.

L e r s e i t e