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Die Erfindung bezieht sich auf ein Mikrophon mit parabolischem, rotationssymmetrischem Reflektor, wobei das Mikrophon an einem Träger im Brennpunkt der tonreflektierenden Fläche angeordnet und der Brennpunkt in die den Rand der tonreflektierenden Fläche enthaltenden Ebene verlegt ist.
Bekannte Tonreflektoren sind aus Metalldrückteilen oder aus glasfaserverstärkten Kunststoffen hergestellt.
Sie sind in Verbindung mit einem Mikrophon und einem Tonbandgerät geeigneter Töne relativ hoher Frequenz aufzuzeichnen, ergeben aber beim Aufzeichnen von Tönen relativ niedriger Frequenz, beispielsweise bei der menschlichen Sprache, keine gute Tontreue, ausser wenn sie eine Grösse aufweisen, die eine Abstützung durch ein Dreibein oder eine ähnliche Vorrichtung erforderlich macht. Ein weiterer Nachteil der bekannten Reflektoren ist ihre Undurchsichtigkeit, die das Richten erschwert.
Die bekannten Reflektoren können nach zwei Verfahren ausgerichtet werden. Einmal kann der Reflektor mit einem kleinen Loch versehen sein, durch das die Bedienungsperson längs einer Linie parallel zur Achse der parabolischen Fläche sehen kann. Dieses Loch muss aber so klein wie möglich sein, um eine Beeinträchtigung der tonreflektierenden Eigenschaften so gering wie möglich zu halten. Es ist daher äusserst schwierig, ein schnelles und genaues Richten zu erreichen, da einerseits das Sichtfeld beschränkt und anderseits die Verschiebung der Vorrichtung schwierig ist, wenn sie auf einem Dreibein od. dgl. abgestützt ist. Zum andern kann der Reflektor elektronisch gerichtet werden. Dabei wird mit einem Instrument die einem maximalen Signalwert entsprechende optimale Richtung ermittelt.
Dieses Verfahren lässt sich aber schwer bei einem beweglichen Ziel anwenden, und selbst unter idealen Bedingungen ist es relativ langsam und zeitraubend. Ferner werden beide Methoden des Richtens noch durch grosse Reflektordurchmesser erschwert, die dann erforderlich sind, wenn hohe Tontreue im Bereich niedriger Frequenz gewünscht wird.
Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung, bei welcher die angeführten Nachteile vermieden sind, die also einen Reflektor mit kleinem Durchmesser, geringem Gewicht und hohem Anspruchvermögen im Bereich relativ niedriger Frequenz von etwa 150 bis 500 Hz aufweist, der zudem voll transparent ist, so dass die Vorrichtung leicht in der Hand gehalten sowie schnell und genau gerichtet werden kann.
Dieses Ziel wird mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Bauart erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Reflektor aus transparentem Zellulose-Acetat-Butyrat von etwa 0, 2 bis 0, 3 mm Dicke besteht und das Mikrophon an einem den Reflektor parallel zu dessen Achse durchsetzenden, axialverschiebbaren Schaft angeordnet ist, der an dem der tonreflektierenden Fläche zugekehrten Ende den Mikrophonträger und am andern Ende einen Handgriff aufweist.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. l einen axialen Schnitt durch ein Mikrophon mit parabolischem, rotationssymmetrischem Reflektor, Fig. 2 in auseinandergezogener Darstellung Einzelteile zur Befestigung des Reflektors an einem Schaft und Fig. 3 einen Schrägriss der Vorrichtung gemäss Fig. 1.
Ehe auf Einzelheiten in den Zeichnungen eingegangen wird, muss man sich erneut die drei Kriterien vor Augen halten, die der Tonreflektor erfüllen muss, nämlich kleines Gewicht und geringe Grösse, gute Toneigenschaften bei niedriger Frequenz und schliesslich Durchsichtigkeit. Die Forderung, dass der Reflektor durchsichtig und leicht sein soll, führt auf Kunststoffe, von denen unter anderem Acryle, Polykarbonate und Butyrate getestet wurden. Ein getestetes, transparentes Zellulose-Acetat-Butyrat in Folienform zeigte gegenüber allen andern getesteten Materialien eine ausgeprägte überlegenheit, insbesondere im Bereich niedriger Frequenz.
Um die Vorrichtung in der Hand halten und von Hand richten zu können, wurde für den Reflektor ein Durchmesser von etwa 45 cm als optimal angenommen. Die Krümmung der parabolischen Fläche wurde derart gewählt, dass der Brennpunkt in der den Rand enthaltenden Ebene liegt, wenn der Randdurchmesser etwa 450 mm beträgt. Als günstigste Dicke des Zellulose-Acetat-Butyrats ergab sich 0, 2 bis 0, 3 mm, wodurch der beste Kompromiss zwischen geringem Gewicht und angemessener Starrheit bzw. Formbeständigkeit erhalten werden konnte.
Ein nach obigen Angaben hergestellter Reflektor wies gegenüber andern Reflektoren mit Abstand die besten Charakteristika auf, insbesondere im Bereich niedriger Frequenzen von etwa 150 bis 500 Hz.
Beispielsweise war bei 150 Hz die Signalhöhe unter Verwendung eines handelsüblichen Mikrophons und unter Verwendung eines Zellulose-Acetat-Butyrat-Reflektors der vorstehend beschriebenen Abmessungen nur etwa 100% höher als jene, die mit einem entsprechenden Reflektor aus Acryl zu erreichen war, und um etwa 125% höher als jene, die mit einem Tonreflektor aus Polykarbonat erhalten werden konnte. Bei 175 Hz betrug die überlegenheit von Zellulose-Acetat-Butyrat gegenüber Acryl und Polykarbonat etwa 600 bzw. 300%, bei 250 Hz etwa 1400 bzw. 900%, bei 500 Hz zeigten schliesslich alle drei Materialien im wesentlichen ähnliche Ergebnisse wie bei 250 Hz.
Obgleich die überlegenheit von Zellulose-Acetat-Butyrat am ausgeprägtesten im Bereich niedriger Frequenzen ist, treten seine überlegenen Eigenschaften über den gesamten Frequenzbereich bis zu den höchsten noch hörbaren Bereichen auf, ausgenommen in einigen Bereichen, in denen seine Wiedergabequalität von den andern untersuchten Werkstoffen ganz oder annähernd erreicht wird. Insgesamt zeigt jedoch das Zellulose-Acetat-Butyrat eine beständige und ausgeprägte akustische überlegenheit. Metall und glasfaserverstärkte Werkstoffe ergeben demgegenüber kein adäquates Ansprechen im Bereich von 150 bis 500 Hz bei
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Reflektorgrössen von weniger als etwa 900 bis 1200 mm im Durchmesser ; solche grosse Reflektoren sind jedoch nicht geeignet, in Handgeräten verwendet zu werden.
Es ist zur Zeit nicht möglich, eine fundierte Erklärung oder Theorie für die Überlegenheit von Zellulose-Acetat-Butyrat gegenüber ändern Werkstoffen zu liefern. Zweifellos ermöglichen die physikalischen Eigenschaften des Materials dessen Resonanz bzw. Ansprechen im Bereich niedriger Frequenzen in überlegener Weise. Es ist jedoch überraschend, dass Zellulose-Acetat-Butyrat derart unerwartete Ergebnisse liefert.
In Fig. 1 bzw. 3 ist ein parabolischer, rotationssymmetrischer Reflektor--10--gezeigt, der aus Zellulose-Acetat-Butyrat gefertigt ist und eine Wandstärke von etwa 0, 2 bis 0, 3 mm sowie einen Randdurchmesser von etwa 460 mm aufweist. Der Rand kann zweckmässigerweise durch Flansche --11 und 12--verstärkt sein, die sich um den Umfang erstrecken. Durch den Reflektor --10-- hindurch erstreckt sich ein Schaft-13-. Auf der Seite der tonreflektierenden Fläche --10a-- des Reflektors ist ein Träger
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gegenüberliegenden Seite des Reflektors --10-- trägt der Schaft--13--einen Handgriff--18--, mit dem die Vorrichtung in der Hand gehalten und gerichtet werden kann.
Zweckmässigerweise gehen die elektrischen Verbindungen zum Mikrophon innen durch den Handgriff--18--, den Schaft--13--sowie durch den Mikrophonträger --14-- und können an ein Kabel angeschlossen sein, das aus dem Handgriff--18--bei - austritt. Gegebenenfalls können eine Richtführung--20--und ein Mikrophonschalter--21-- vorgesehen sein. Um das Mikrophon zur Wartung oder zum Austauschen abnehmen zu können, ist der Träger - -14-- z. B. mit einer Fassung--22--abnehmbar am Schaft--13--befestigt.
Die Art und Weise, wie der Schaft--13--am parabolischen Reflektor --10-- befestigt ist, zeigt Fig. 2.
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--23-- versehen,- -26-- passt in die runde Ausnehmung--23--, wobei die Anstze --27-- zur Verhinderung einer Drehung in die Schlitze--25--eingreifen. Der Schaft--13--wird durch das Futter--28--gesteckt, worauf eine Muffe--30--über den Schaft --13-- geschoben wird. Die Muffe--30--ist mit vier Ausnehmungen--31--versehen, die zur Aufnahme der aus der Ausnehmung--23--herausragenden
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parabolischen Fläche zu ermöglichen.
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The invention relates to a microphone with a parabolic, rotationally symmetrical reflector, the microphone being arranged on a support at the focal point of the sound-reflecting surface and the focal point being moved into the plane containing the edge of the sound-reflecting surface.
Known sound reflectors are made from metal splines or from glass fiber reinforced plastics.
They are to be recorded in connection with a microphone and a tape recorder of suitable tones of relatively high frequency, but do not produce good fidelity when recording tones of relatively low frequency, for example in human speech, unless they are of a size that is supported by a tripod or a similar device is required. Another disadvantage of the known reflectors is their opacity, which makes alignment difficult.
The known reflectors can be aligned by two methods. First, the reflector can be provided with a small hole through which the operator can see along a line parallel to the axis of the parabolic surface. However, this hole must be as small as possible in order to keep impairment of the sound-reflecting properties as low as possible. It is therefore extremely difficult to achieve quick and accurate alignment, since on the one hand the field of vision is limited and on the other hand it is difficult to move the device if it is supported on a tripod or the like. On the other hand, the reflector can be directed electronically. An instrument is used to determine the optimal direction corresponding to a maximum signal value.
However, this technique is difficult to apply to a moving target, and even under ideal conditions it is relatively slow and time consuming. Furthermore, both methods of straightening are made more difficult by large reflector diameters, which are required when high fidelity of sound is desired in the low frequency range.
The aim of the invention is a device in which the mentioned disadvantages are avoided, that is, a reflector with a small diameter, low weight and high demands in the range of relatively low frequency of about 150 to 500 Hz, which is also fully transparent, so that Device can be easily held in the hand and quickly and precisely directed.
This goal is achieved according to the invention with a device of the type mentioned at the beginning in that the reflector is made of transparent cellulose acetate butyrate about 0.2 to 0.3 mm thick and the microphone is axially displaceable on an axially displaceable reflector parallel to its axis Shaft is arranged, which has the microphone support at the end facing the sound-reflecting surface and a handle at the other end.
The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment with reference to the drawings. 1 shows an axial section through a microphone with a parabolic, rotationally symmetrical reflector, FIG. 2 shows an exploded view of individual parts for fastening the reflector to a shaft, and FIG. 3 shows an oblique view of the device according to FIG. 1.
Before going into details in the drawings, one must again keep in mind the three criteria that the sound reflector must meet, namely small weight and small size, good sound properties at low frequency and finally transparency. The requirement that the reflector should be transparent and light leads to plastics, among which acrylics, polycarbonates and butyrates have been tested. A tested, transparent cellulose acetate butyrate in film form showed a marked superiority compared to all other tested materials, especially in the low frequency range.
In order to be able to hold the device in hand and adjust it by hand, a diameter of about 45 cm was assumed to be optimal for the reflector. The curvature of the parabolic surface was chosen such that the focal point lies in the plane containing the edge when the edge diameter is approximately 450 mm. The most favorable thickness of the cellulose acetate butyrate was found to be 0.2 to 0.3 mm, whereby the best compromise between low weight and adequate rigidity or dimensional stability could be obtained.
A reflector manufactured according to the above information had by far the best characteristics compared to other reflectors, especially in the range of low frequencies of about 150 to 500 Hz.
For example, at 150 Hz the signal level using a commercially available microphone and using a cellulose acetate butyrate reflector of the dimensions described above was only about 100% higher than that which could be achieved with a corresponding reflector made of acrylic, and by about 125 % higher than that which could be obtained with a polycarbonate clay reflector. At 175 Hz the superiority of cellulose acetate butyrate over acrylic and polycarbonate was about 600 and 300%, at 250 Hz about 1400 and 900%, and at 500 Hz all three materials finally showed essentially similar results as at 250 Hz.
Although the superiority of cellulose acetate butyrate is most pronounced in the low frequency range, its superior properties occur over the entire frequency range up to the highest audible ranges, except in some areas in which its reproduction quality differs entirely from the other materials examined is approximately reached. Overall, however, cellulose acetate butyrate shows consistent and pronounced acoustic superiority. In contrast, metal and fiberglass-reinforced materials do not provide an adequate response in the range from 150 to 500 Hz
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Reflector sizes less than about 900 to 1200 mm in diameter; however, such large reflectors are not suitable for use in handheld devices.
It is currently not possible to provide a sound explanation or theory for the superiority of cellulose acetate butyrate over other materials. The physical properties of the material undoubtedly enable it to resonate or respond in the low frequency range in a superior manner. It is surprising, however, that cellulose acetate butyrate gives such unexpected results.
In Fig. 1 and 3, a parabolic, rotationally symmetrical reflector - 10 - is shown which is made of cellulose acetate butyrate and has a wall thickness of about 0.2 to 0.3 mm and an edge diameter of about 460 mm . The edge can expediently be reinforced by flanges - 11 and 12 - that extend around the circumference. A shaft -13- extends through the reflector -10-. On the side of the sound-reflecting surface --10a-- of the reflector is a support
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opposite side of the reflector --10 - the shaft - 13 - carries a handle - 18 - with which the device can be held in the hand and directed.
Conveniently, the electrical connections to the microphone go through the inside of the handle - 18--, the shaft - 13 - and the microphone support --14-- and can be connected to a cable that comes from the handle - 18-- at - exits. If necessary, a directional guide - 20 - and a microphone switch - 21 - can be provided. In order to be able to remove the microphone for maintenance or replacement, the carrier - -14-- z. B. with a socket - 22 - removable on the shaft - 13 - attached.
The way in which the shaft - 13 - is attached to the parabolic reflector --10 - is shown in Fig. 2.
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--23-- provided, - -26-- fits into the round recess - 23--, whereby the lugs --27-- engage in the slots - 25 - to prevent rotation. The shaft - 13 - is pushed through the chuck - 28 -, whereupon a sleeve - 30 - is pushed over the shaft --13--. The sleeve - 30 - is provided with four recesses - 31 - for receiving the protruding from the recess - 23 -
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to allow parabolic surface.