-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Schallwiedergabe
und/oder Schallaufnahme in Notrufeinrichtungen, wie Notrufsäulen an
Autobahnen und Fernstraßen, insbesondere zur Kommunikation
einer Person mit einer zentralen Einsatzstelle. Mit Notrufeinrichtung
ist aber auch jede andere derartige stationäre oder mobile
Einrichtung unter freiem Himmel und/oder in umbauten Räumen, wie
beispielsweise Tunneln oder Automobilen, gemeint.
-
Bislang
wird speziell bei Notrufsäulen ein umgebauter Telefonhörer
als Sprechgarnitur verwendet. Unter Sprechgarnitur versteht man
einen Lautsprecher und/oder Schallgeber zur Wiedergabe von Schallwellen
und ein Mikrofon und/oder Schallwandler zur Aufnahme von Schallwellen.
Da Schall bekanntlich bewegte Luft ist, kann die Luftbewegung als akustisches
Signal wahrgenommen werden, wenn die Bewegung der Luft in einem
für das menschliche Ohr in der Lautstärke akzeptabel
Bereich und die Frequenz der Bewegung in einem Bereich unter 20.000
Hz liegt. Um die Luft zu diesem Zweck in Bewegung zu setzen, werden
Schwingungserzeuger verwendet, die ein Audiosignal in eine mechanische Bewegung
umsetzen und dadurch die genannten Medien wenigstens teilweise zum
Schwingen und/oder Mitschwingen anregen. Konventionelle Lautsprecher
sind beispielsweise ein lange bekanntes Mittel, um Luft zu Schwingungen
anzuregen und akustische Signal zu übertragen. Auf dieser
Basis erfolgte bislang auch die Kommunikation zwischen einer Person
und einer Panneneinsatzdienststelle oder ähnlichem über
das Mikrofon und den Lautsprecher einer Notrufeinrichtung.
-
Die
Verwendung der konventionellen Telefontechnik bringt allerdings
einige Nachteile mit sich. In der Praxis hat sich gezeigt, dass
an gewissen Standorten, z. B. an einer Autobahn, die Umgebungsgeräusche über
das vorgesehene Maß hinausgehen können, so dass
der eingestellte Wert für die Lautstärke der Schallemission
häufig nicht ausreicht, um eine einwandfreie Verständigung
zwischen dem Benutzer der Notrufsäule und dem Bediener
in der Zentrale zu erreichen.
-
Es
besteht somit ein dringendes Bedürfnis, die Kommunikationsqualität,
insbesondere die Sprachqualität der wiedergegebenen Signale
zu verbessern, um auch in sehr lauter Umgebung eine ausreichende
Verständigung zu erzielen. Der Erfindung liegt, ausgehend
davon, die Aufgabe zu Grunde, die Schallübertragung einer
Notrufeinrichtung deutlich zu verbessern.
-
Zur
Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
dass die Schallwiedergabe und/oder Schallaufnahme zum Austausch
akustischer Informationen mindestens teilweise über den Körperschall
der Notrufeinrichtung erfolgt.
-
Vorzugsweise
werden erfindungsgemäß in der Notrufeinrichtung
Transversalwellen in wenigstens einem Teilbereich des menschlichen
Hörspektrums erzeugt, die sich gewollt im Festkörper
der Notrufeinrichtung fortpflanzen und Teile der Notrufeinrichtung
in Vibration versetzen und die von einem Nutzer der Notrufeinrichtung
als Sprachsignal (der Gegenstelle) wahrgenommen werden kann.
-
Die
Erfindung macht sich die physikalische Eigenschaft zu Eigen, dass
Schall sich auch in einem Festkörper in Form von Transversalwellen
ausbreiten kann. Dieser Körperschall, der zu Vibrationen
des Festkörpers führt und dadurch die umgebende
Luft in Bewegung versetzt, kann durch Menschen nicht nur taktil,
sondern auch akustisch wahrgenommen werden, sofern die eingekoppelten
Frequenzen im Hörbereich des Menschen liegen.
-
Vorzugsweise
werden erfindungsgemäß die Transversalwellen wenigstens
teilweise durch Umwandlung in beliebiger Form vorliegender Audiosignale
in mechanische Schwingungen erzeugt. Dazu werden Schwingungserreger,
auch Schwingungsspulen genannt, verwendet, die die Vibrationen im Festkörper
erzeugen.
-
Nach
einem besonders günstigen Merkmal der Erfindung werden
die Transversalwellen wenigstens teilweise durch Biegewellenerzeuger
hergestellt; denn Biegewellen transportieren deutlich mehr Schallenergie
und strahlen entsprechend viel Luftschall ab, was der vorliegenden
Anwendung zu Gute kommt.
-
Die
Verwendung von Biegewellenwandlern zur Signalübertragung
ist an sich bekannt. Als akustisch vorteilhaft hat sich ein Membran-Aufbau
aus Verbundwerkstoffen, so genannten Sandwich Materialien erwiesen.
Diese bestehen häufig aus einer Platte mit einem Schaumkern
der beidseitig mit einer Kunststoffdeckschicht versehen ist. Der
Schaumstoff ist dabei so ausgestaltet, dass er Biegewellen weiterleiten
kann. Außerdem dient der Schaumstoff dazu die akustischen
Resonanzen der Deckschichten zu bedämpfen.
-
Es
können aber auch Kunststoffe ab einer bestimmten Dicke
als Membranen eingesetzt werden, wobei zusätzlich Schaumstoffe
zur wenigstens teilweisen Dämpfung der Eigenresonanzen
eingesetzt werden.
-
Schwingungserreger,
auch Schwingspulen genannt, regen die oben beschriebene Membrane zum
Schwingen an und setzen dabei elektrische Signale in mechanische
Bewegung um, indem die Bewegungsenergie durch geeignete Ankoppelung
in die Membrane eingekoppelt wird. Liegen die eingekoppelten Frequenzen
im Hörbereich des Menschen so werden sie als akustisches
Ereignis wahrgenommen. Dadurch lässt sich Sprachinformation
wenigstens teilweise übertragen, so dass beispielsweise
ein Notrufsäulenbenutzer das Sprachsignal der Gegenstelle über
die Vibration des Notrufsäulengehäuses wahrnimmt.
-
Werden
erfindungsgemäß bei der Verwendung der Biegewellen-
und/oder Transversalwellentechnik Frequenzen erzeugt, die nicht
und/oder nur teilweise im Hörbereich des Menschen liegen,
nämlich Frequenzen im Infraschall- und/oder Ultraschallbereich,
so reagieren viele Tiere auf den Schall, weil sie ihn mittels geeigneter
Rezeptoren wahrnehmen können. Durch die Schallerzeugung
dieser Art werden Reaktionen bei Tieren hervorgerufen, die beispielsweise
zum Schutz dieser Lebewesen dienen können, etwa wenn diese
von einer Autobahn ferngehalten werden sollen. Durch das Einbringen
beispielsweise einer Infrarotkamera könnte die Schallwiedergabe
gesteuert werden, so dass die Schallwiedergabe nur zeitweise und/oder
teilweise und/oder mit unterschiedlicher Intensität und/oder
richtungsabhängig eingeschaltet werden kann.
-
Die Übertragung
von Körperschall in Feststoffen nutzt die vorliegende Erfindung,
indem erfindungsgemäß mindestens ein Teil des
Gehäuses der Notrufeinrichtung zur Transversal- und/oder
Biegewellenschwingung anregbar gestaltet ist. Auf diese Weise kann
ein zumeist elektrisches Audiosignal in ein wenigstens teilweises
mechanisches Äquivalent umgewandelt werden, so dass eine
Art Biegewellen-Lautsprecher entsteht, der im Wesentlichen die gewünschten
Biegewellen und/oder Transversalwellen erzeugt. Vorteilhaft gegenüber
den konventionellen Lautsprechern in Notrufeinrichtungen ist die
vollkommen geschlossene Oberfläche bei Biegewellenwandlern
und/oder Transversalwellen-Wandlern. Während konventionelle
Lautsprecher einen Schutz vor mechanischer Zerstörung in
Form eines sogenannten Lautsprechergrills und/oder Bespannstoffes brauchen,
kommen oben beschriebene Biegewellenwandler ohne solche Maßnahmen
aus. Die Notrufeinrichtung kann somit als wasser- und staubdichter allseitig
geschlossener Körper gestaltet werden. Zudem sind Biegewellenlautsprecher,
im Gegensatz zu konventionellen Lautsprechern nahezu vollständig frequenzunabhängige
Halbkreisstrahler, was dem vorliegenden Einsatzgebiet zu Gute kommt.
-
Das
Gehäuse kann selbst durch Transversalwellen angeregt werde,
es ist aber erfindungsgemäß auch vorgesehen, in
das Gehäuse der Notrufeinrichtung Elemente einzubringen,
die durch Transversal- und/oder Biegewellenschwingung anregbar sind.
-
Zur
Erzeugung von zur Schallwiedergabe vorgesehener Transversalwellen
können nach der Erfindung sowohl elektrodynamische als
auch piezoelektrische Schwingungserzeuger verwendet werden. Alle
in Frage kommenden Antriebsprinzipien verfügen über
die Eigenschaft, die in beliebigem Format vorliegenden Audiosignale
in mechanische Schwingungen umzuwandeln, die Teile des Gehäuses
und/oder in das Gehäuseeingebrachte Elemente zur Biegewellen-
und/oder Transversalwellenschwingung anregen
-
Nach
einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist auch vorgesehen, dass
die Transversalwellen wenigstens teilweise in der Gehäuseoberfläche erzeugt
werden. Das ist erforderlich, damit der Benutzer auch seine Sprachsignale
zur Gegenstelle übertragen kann. Dazu wird das oben beschriebene
Prinzip umgekehrt. Wird ein Schall auf eine plattenförmige
Membrane, im vorliegenden Fall z. B. das oder ein Teil des Gehäuses
der Notrufeinrichtung, mit angekoppeltem Schwingungsgeber gestrahlt,
so kann am Schwingungsgeber ein entsprechendes elektrisches Äquivalent
abgegriffen werden. Diese Anordnung entspricht in ihrer Wirkung
einem Mikrophon. Die Schallwellen, d. h. die Bewegungsenergie der
Luft werden in elektrische Signale umgesetzt, es entsteht ein so
genannter Biegewellen-Lautsprechers, der in Stand der Technik bekannt
ist (z. B.
WO 9709842 ). Die
Biegewellen-Lautsprecher-Technik kann auch als Einrichtung zur Aufnahme
von Schallwellen in einer Notrufeinrichtung genutzt werden.
-
Dabei
kann erfindungsgemäß aus Kostengründen
ein so genannter Halbduplex Betrieb von Vorteil sein. Halbduplex
bedeutet, dass entweder gehört oder gesprochen werden kann.
Ein Vollduplex Betrieb ist zwar ebenfalls möglich, aber
technisch etwas aufwändiger. In diesem Fall addiert sich
im Schallgeber das Signal aus abgestrahlten und empfangenen Signal, über
eine entsprechend gestaltete Schaltung und/oder Maßnahme
kann dann das ausgesendete Signal vom der Summe aus ausgesendeten
und empfangenen Signale abgezogen werden, wodurch man überwiegend
das empfangene Signal erhält.
-
Es
ist jedoch erfindungsgemäß unter Umständen
einfacher und/oder kostengünstiger, zusätzlich
zur Einrichtung zur Erzeugung der Transversalwellen ein weiteres
Element als Schallaufnehmer und/oder Mikrofon vorzusehen, also eine
eigene Empfangsspule und/oder Empfangseinrichtung zu verwenden,
um einen Vollduplex Betrieb wenigstens teilweise zu erreichen.
-
Es
ist auch mit der Erfindung möglich, die Notrufeinrichtung
mit einer Testfunktion zu versehen, mit der die akustischen Eigenschaften
der schallgebenden Einheit durch den Schallaufnehmer und/oder Mikrofon
wenigstens in Teilen des gewünschten Frequenzganges messbar
und/oder bestimmbar ist.
-
Ein
sich ergebender Vorteil der Schallwiedergabe nach der Erfindung
ist die Verwendung der Vibrationen zur mechanischen Veränderung
des Gehäuses der Notrufsäule. Ist beispielsweise
das Gehäuse der Notrufsäule im Winter wenigstens
teilweise mit Eis bedeckt, so kann mit entsprechender Schallenergie
durch Wiedergabe einer geeigneten Frequenz, die nicht notwendigerweise
im Hörbereich des Menschen liegt, diese Eisschicht verringert
und/oder wenigstens partiell abgeworfen werden. Weitere mechanische
Veränderungen können beispielsweise durch Schmutzablagerungen,
Dreck, Vogelkot, Straßenstaub, Schnee und vieles mehr hervorgerufen
werden.
-
Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird im Folgenden beschrieben. Es zeigt:
-
1 eine
konventionelle Notrufsäule,
-
2 eine
Notrufsäule mit eingebautem Transversalwellengeber und
-
3 eine
Erweiterung der in 2 dargestellten Notrufsäule.
-
Die
Zeichnungen zeigen unterschiedliche Ausgestaltungen der Erfindung.
In 1 ist schematisch eine konventionelle Notrufsäule
abgebildet. Das Nachtlicht 2 ermöglicht das Auffinden
der Notrufsäule bei völliger Dunkelheit. Das Symbol 3 zeigt
leicht verständlich an, dass es sich um ein Kommunikationsgerät
handelt. Eine Abdeckung 4 schützt die darunter liegende
Einheit aus Lautsprecher und Mikrophon. Die Luftschlitze 5 ermöglichen
den Schallaustritt des eingebauten Lautsprechers. Die Luftlöcher 6 ermöglichen
den Schalleintritt zum eingebauten Mikrophon. Die Tasten 7 ermöglichen
die Kommunikation mit der Gegensprechstelle. Die Säule 8 trägt
das obere Gehäuse 1. Um einen Austritt von eingedrungenem
Regenwasser zu ermöglichen sind Löcher 9 in
Bodennähe möglich.
-
In 2 ist
schematisch eine Notrufsäule mit eingebautem Transversalwellengeber 3 und
Schallwellenaufnehmer 10 abgebildet. Hierbei ist die Fläche
des Symbols 3 als Biegewellenwandler ausgebildet, der den
zu übertragenden Schall wiedergibt. Die Fläche
des Symbols 3 dient als Schallaufnahmefläche und
agiert somit als Mikrophon. Das Nachtlicht 2 dient wiederum
zum Auffinden der Notrufsäule bei Dunkelheit. Bis hierhin
ist die gesamte Anordnung wasserdicht. Im Gegensatz zur 1 besitzt
das Gehäuse 1 keine Luftschlitze 5 oder
Luftlöcher 6, in die Wasser eindringen könnte.
Werden die Tasten 7 ebenfalls wasserdicht ausgeführt,
so ist die Notrufsäule gegen jedwede Art von Wassereinbruch und/oder
innerer Vereisung geschützt. Die Säule 8 trägt
wiederum das obere Gehäuse 1. Die Regenwasseraustrittslöcher 9 können
anderweitig genutzt werden oder entfallen.
-
In 3 ist
eine Erweiterung der in 2 dargestellten Notrufsäule
dargestellt. Bei der Kuppel 11 kann es sich um eine optische
Einrichtung zur Visualisierung der Notrufsäulen-Funktion
handeln, beispielsweise zeigt ein rotes Licht den aktiven Ruf-Zustand
an, ein grünes Licht die bald eintreffende Rettung. Die
Kuppel kann aus einem für infrarotes Licht durchlässigen
Material gearbeitet sein und einen Infrarot-Scheinwerfer und eine
Infrarot-Kamera enthalten, damit die Rettungsleitzentrale, auch
bei dichtem Nebel, den Notrufsäulenbenutzer sehen kann.
Die Kuppel kann auch aus einem infrarot durchlässigen Material
gearbeitet sein und einen Infrarot-Sensor enthalten, mit dem Daten
und/oder Photos von PDAs und/oder Mobiltelefonen angenommen werden,
die der Rettungsleitzentrale ein Bild der Notlage geben.
-
Es
ist auch jeder andere Ort innerhalb der Notrufsäule für
die Einrichtung obengenannter Funktionalität möglich,
beispielsweise ein Teil der Rückseite der Notrufsäule.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-