DE19713142A1 - Knochenübertragungslautsprecher- und -Befestigungssystem - Google Patents

Knochenübertragungslautsprecher- und -Befestigungssystem

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Description

Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft ein Knochenübertragungslautsprecher- und -Befestigungssystem, und insbesondere ein System, das einen Knochenübertragungslautsprecher oder einen Wandler zum Konvertieren elektrischer Audiosignale in Schwingungen aufweist, die in den Körper einer Person transmittiert werden, um einer Person das Fühlen akustischer Töne zu ermöglichen.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Akustische Töne werden im allgemeinen durch den Hörsinn einer Person aufgenommen, aber sie können ebenso durch den Tastsinn einer Person in Abhängigkeit von der Umgebung wahrgenommen werden. Eine Person wird immer die akustischen Töne durch ihren Hörsinn wahrnehmen, außer sie ist taub. Falls die akustischen Töne laut genug sind, wie beispielsweise Musik in einem Nachtclub oder Rockkonzert, wird der Körper einer Person die verstärkten akustischen Töne oder Musik in dem Körper durch ihren Tastsinn wahrnehmen.
Tonwandler wurden als Knochenübertragungsmikrophone verwendet, die die Schwingungen der Knochen einer Person entsprechend den von den Stimmbändern der Person erzeugten Tönen aufnehmen, wie dies beispielsweise im US-Patent Nr. 5,054,079 "Knochenübertragungsmikrophon mit Befestigungsmittel" oder 5,163,093, "Mikrophonbefestigung für den Hals einer Person" beschrieben sind. Wandler ähnlich denjenigen, wie sie in den obigen Patenten verwendet werden, können ebenfalls in der umgekehrten Richtung verwendet werden, d. h. zum Induzieren von Schwingungen aus einem elektrischen Audiosignal in den Körper einer Person. Diese Wandler oder Knochenübertragungslautsprecher ermöglichen es einer Person, die Musik sowohl durch ihren Tastsinn zu fühlen als auch die Musik durch ihren Hörsinn zu hören.
Der Knochenübertragungslautsprecher kann oberhalb des Halses einer Person, wie die Mikrophone in den vorerwähnten Patenten, angeordnet werden, aber die sich ergebende Empfindung wird ein Hören sein und kein Fühlen. Falls die Schwingungen des Knochenübertragungslautsprechers das Schwingen des Kraniums bewirken, würden die Schwingungen des Kraniums das Schwingen verschiedener Teilen des Ohrs einer Person bewirken. Daher würde eine Hörempfindung in der Person auftreten. Zusätzlich besteht der Hals aus weichem Muskelgewebe und Fett, die die Transmission der Schwingungen des Wandlers oder Knochenübertragungslautsprechers an das Kranium dämpfen oder behindern können.
Um diese Probleme zu überwinden, ist es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Knochenübertragungslautsprecher- und -Befestigungssystem zu schaffen, das es einer Person ermöglicht, akustische Töne zu fühlen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Knochenübertragungslautsprecher- und -Befestigungssystem zu schaffen, in dem der Knochenübertragungslautsprecher in einem akustischen Frequenzbereich schwingt, der es einer Person ermöglicht, die Schwingungen zu fühlen, die gefühlt werden würden, falls die akustischen Töne auf einen solchen Pegel verstärkt worden wären, auf dem die akustischen Töne von dem Körper einer Person gefühlt werden könnten.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Knochenübertragungslautsprecher- und -Befestigungssystem zu schaffen, das an das Sternum einer Person positioniert ist, so daß die Schwingungen des Knochenübertragungslautsprechers auf den Brustkorb der Person übertragen wird, wodurch der Brustkorb synchron mit den Schwingungen und dem Audiosignal in Resonanz ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Knochenübertragungslautsprecher- und -Befestigungssystem mit einem Befestigungsmittel zu schaffen, das den Knochenübertragungslautsprecher an den Körper einer Person positioniert und jede äußere Schwingung dämpft, die durch die Bewegung der Person oder des verbindenden Kabels hervorgerufen werden.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Knochenübertragungslautsprecher- und -Befestigungssystem zu schaffen, das von einem Diskjockey verwendet werden kann, um in der Lage zu sein, eine weitere Musikquelle zu fühlen und einzuspielen, während er über mit seinen Ohren verbundene Kopfhörer andere Musikquellen hört und einspielt.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Knochenübertragungslautsprecher- und -Befestigungssystem zu schaffen, das in der Lage ist, eine tieftaube Person in die Lage zu versetzen, die sie umgebende akustische Umgebung wahrzunehmen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Knochenübertragungslautsprecher- und -Befestigungssystem zu schaffen, das von einer akustischen Tönen zuhörenden Person verwendet werden kann, um auch die akustischen Töne zu fühlen, beispielsweise beim Zuhören von Musik, Sehen eines Films oder Spielen eines Videospiels.
Zusammenfassung der Erfindung
Die obigen und weitere vorteilhafte Aufgaben werden gemäß der vorliegenden Erfindung durch das Schaffen eines Knochenübertragungslautsprecher- und -Befestigungssystems gelöst, das es einer Person erlaubt, akustische Töne wie Musik durch ihren Tastsinn wahrzunehmen. Ein Wandler wird an dem Körper einer Person befestigt, vorzugsweise gegen das Sternum. Ein Audiosignal wird dem Wandler zugeführt, der das Audiosignal in Schwingungen umsetzt. Der Wandler überträgt die Schwingungen auf den Brustkorb der Person, der dann synchron mit dem eingegebenen Eingangssignal in Resonanz schwingt. Das Audiosignal kann auch gleichzeitig regulären Audiolautsprechern zugeführt werden, so daß eine Person die akustischen Töne oder Musik sowohl hören als auch fühlen kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt eine Explosionsansicht eines Knochenübertragungslautsprecher- und -Befestigungsmittels;
Fig. 2 illustriert eine Ausführungsform der Positionierung eines Knochenübertragungslautsprecher- und -Befestigungsmittel an einer Person;
Fig. 3 illustriert eine weitere Ausführungsform der Positionierung eines Knochenübertragungslautsprecher- und -Befestigungsmittels an einer Person;
Fig. 4 ist eine Vorderansicht der Klemme eines Knochenübertragungslautsprecher- und -Befestigungsmittels;
Fig. 5 ist eine Seitenansicht des Halterings eines Knochenübertragungslautsprecher- und -Befestigungsmittels; und
Fig. 6 ist eine Bodenansicht des in der Fig. 5 dargestellten Halterings.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die obigen Figuren zeigen ein Knochenübertragungslautsprecher- und -Befestigungsmittel 10, wobei identische Bezeichnungen in jeder Figur identische Elemente repräsentieren.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt das Knochenübertragungslautsprecher- und -Befestigungssystem ein Band 12, das ein Ende 14 und ein Ende 16 aufweist. Band 12 kann aus einem beliebigen Material gefertigt sein, das genügend flexibel ist, so daß das Band 12 über die Schulter einer Person geführt werden kann, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Eine Polsterung 18 bedeckt das Ende 14 des Bandes 12. Die Polsterung 18 sollte eine rutschfeste Oberfläche haben, die verhindert, daß das Band 12 sich bewegt, und kann daher aus vielen Materialien wie beispielsweise Neoprenschlauch hergestellt werden.
Band 12 ist mit einer Klemme 30 an dem Ende 16 des Bandes 12 verbunden. Das Ende 16 weist ein Loch 20 auf. Die Klemme 30 weist ein Loch 32 auf, das in dem Zentrum des Rückens 34 angeordnet ist. Wenn die Löcher 20 und 32 sich in einer Linie befinden, wird ein Stecker durch die Löcher 20 und 32 eingesetzt und verbindet so das Band 12 mit der Klemme 30. Der Stecker 26 kann eine beliebige Form haben, aber sollte es ermöglichen, daß die Klemme 30 um den Stecker 26 drehbar ist, wenn der Stecker 26 durch die Löcher 20 und 32 eingesetzt worden ist. Der Stecker 26 ermöglicht es, daß der Knochenübertragungslautsprecher 80 eine Drehachse hat.
Zusätzlich zur Möglichkeit, an einem Band 12 befestigt zu werden, ist die Klemme 30 so geformt, daß sie an einem Gürtel 90 befestigt werden kann, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Der Gürtel 90 sollte flexibel sein und kann aus einem elastischen gewobenen Material gefertigt werden. Der Gürtel 90 kann auf viele Arten hergestellt werden. Der Gürtel 90 kann verstellbar sein oder kann von einer Größe sein, aber der Gürtel 90 sollte groß genug sein, daß er über die Schulter einer Person und über das Sternum einer Person verläuft. Zusätzlich kann der Gürtel 90 mit einer Anzahl von Stellen auf beiden Seiten der Person verbunden sein. Beispielsweise kann der Gürtel 90 so konstruiert sein, daß er mit dem Bund der Hose einer Person oder mit dem Gürtel einer Person verbunden ist.
Die Klemme 30 hat einen Rücken 34 und einen vorderen linken Arm 42 und vorderen rechten Arm 44, die dazu bestimmt sind, über gegenüberstehende Seiten eines Gürtels 90 zu schlüpfen. Das untere Ende 36 des Rückens 34 neigt sich weg von dem Rücken 34, so daß die Klemme 30 einfach über eine Seite des Gürtels 90 gleiten kann. Das obere Ende 38 des Rückens 34 ist mit der oberen Oberfläche 40 verbunden. Die obere Oberfläche 40 erstreckt sich in senkrechter Richtung weg von dem Rücken 34 in eine Richtung entgegengesetzt zur Richtung, in der das untere Ende 34 sich von dem Rücken 34 wegneigt. Zusätzlich erstreckt sich die obere Oberfläche 40 hinter die linken und rechten Seiten des Rückens 34 zu dem vorderen linken Arm 42 und dem vorderen rechten Arm 44 hin. Der vordere linke Arm 42 und vordere rechte Arm 44 erstrecken sich von der oberen Oberfläche 40 nach unten und parallel zum Rücken 34. Der vordere linke Arm 42 und der vordere rechte Arm 44 sind so beschaffen, daß sie über die Seite des Gürtels 90 gegenüber der Seite gleiten, über der der Rücken 34 gleitet.
Die Klemme 30 hält den Rückhaltering 40 mittels Drehstäben 50, 56. Der vordere linke Arm 42 ist L-förmig, wobei der untere Abschnitt des L′s sich weg von dem Rücken 34 zur Seite 46 hin erstreckt. Ein Streifen 48 erstreckt sich in senkrechter Richtung weg von der Seite 46 in eine Richtung entgegengesetzt der Richtung, in der das untere Ende 34 sich von dem Rücken 34 wegneigt. Der Drehstab 15 erstreckt sich in senkrechter Richtung von dem Zentrum des Streifens 48 nach innen hin zu dem Zentrum der Klemme 30. Der vordere linke Arm 44 ist ebenfalls L-förmig, wobei der untere Abschnitt des L′s sich weg von dem Rücken 34 zur Seite 52 hin erstreckt. Der Streifen 54 erstreckt sich in senkrechter Richtung weg von der Seite 52 in eine Richtung entgegengesetzt zur Richtung, in der das untere Ende 34 sich von dem Rücken 34 wegneigt. Der Drehstab 56 erstreckt sich in senkrechter Richtung von dem Zentrum des Streifens 54 nach innen hin zu dem Zentrum der Klemme 30. Die Klemme 30 ist aus einem flexiblen Material hergestellt, so daß die Drehstäbe 50, 56 um die Seiten des Rückhalteringes 60 und in entsprechende Löcher 60, 61 gleiten können. Die Drehstäbe 50, 56 ermöglichen es, daß der Knochenübertragungslautsprecher 80 eine zweite Drehachse aufweist.
Der Rückhaltering 60 ist dazu bestimmt, den Knochenübertragungslautsprecher 80 zu halten. Der Haltering 60 hat eine Vorderfläche 62, die eine Aussparung 64 aufweist. Der Knochenübertragungslautsprecher 80 gleitet in die Aussparung 64. Der Knochenübertragungslautsprecher 60 hat zwei Löcher 82, 84, die mit entsprechenden Löchern 66, 68 im Haltering 60 in einer Linie stehen. Das Kabel 70 hat einen Stecker 72, der zwei Anschlußstifte 74, 76 aufweist. Die Anschlußstifte 74, 76 gleiten durch Löcher 66, 68 des Halterings 60 und in Löcher 82, 84 des Knochenübertragungslautsprechers 80 und halten so den Knochenübertragungslautsprecher 80 im Haltering 60. Der Stecker 72 ist vorzugsweise ein IEC90-Stecker mit 90 Grad Polarisierung. Das Kabel 70 verläuft vom Stecker 72 zu der Elektronik, die das Eingangsaudiosignal erzeugt, das den Knochenübertragungslautsprecher 80 ansteuert.
Das Knochenübertragungslautsprecher- und -Befestigungsmittel 10 wird im wesentlichen so, indem es die Schwingung der Knochen einer Person synchron mit einem Audiosignal bewirkt. Der Knochenübertragungslautsprecher 80 ist ein Wandler, der ein Eingangsaudiosignal in Schwingungen wandelt, die von dem Körper einer Person gefühlt werden. Wenn der Knochenübertragungslautsprecher 80 stark genug angesteuert wird, werden die Schwingungen des Knochenübertragungslautsprechers 80 die Schwingung der Knochen einer Person bewirken, so daß die Person die akustischen Töne fühlen kann, die von dem Audiosignal übertragen werden. Allgemein kann eine Person akustische Töne in einem gewissen Frequenzbereich fühlen. Selbst wenn Experten debattieren werden, wo die exakten oberen und unteren Grenzen dieses Frequenzbereichs liegen, ist der Körper einer Person in der Lage, akustische Töne in einem Frequenzbereich von ungefähr 4 Hz bis 1.000 Hz zu fühlen. Daher sollte der Knochenübertragungslautsprecher 80 ein Wandler sein, der eine Wiedergabe in diesem Frequenzbereich hat.
Der Wandler des Knochenübertragungslautsprechers 80 sollte vorzugsweise ein miniaturisierter Inertialwandler sein mit einer Wiedergabe von 250 Hz bis 7.000 Hz, die bequem den Bereich der akustischen Töne überdeckt, die von einem Körper einer Person gefühlt werden können. In Abhängigkeit von der Konstruktion des Wandlers und der Elektronik, die den Wandler ansteuern, können zusätzlich die oberen und unteren Grenzen des Bereichs justierbar sein, um den Effekt zu maximieren oder um besser die Stromversorgung zu nutzen, die die Elektronik ansteuert, welche das Audioeingangssignal erzeugt. Die Wiedergabe des Wandlers jedoch sollte so groß wie möglich sein, und das Eingangsaudiosignal sollte nicht gefiltert werden, um es dem Körper einer Person zu ermöglichen, einen breiteren Schwingungsbereich zu fühlen, und daher einen weiteren Bereich akustischer Töne des Knochenübertragungslautsprechers 80.
Die Anordnung des Knochenübertragungslautsprechers 80 auf dem Körper einer Person kann ebenfalls die Art beeinflussen, wie der Körper die von dem Knochenübertragungslautsprecher 80 erzeugten Schwingungen fühlt. Der Knochenübertragungslautsprecher 80 kann irgendwo auf dem Körper einer Person angeordnet werden. Die von dem Knochenübertragungslautsprecher 80 in den Körper einer Person übertragenen Schwingungen werden besser gefühlt werden, falls der Knochenübertragungslautsprecher 80 gegen das Sternum der Brust einer Person gehalten wird. Der Brustkorb einer Person ist die elastischste Struktur des menschlichen Skeletts und wird daher synchron mit den Schwingungen des Knochenübertragungslautsprechers 80 besser als irgendein anderer Teil des Körpers schwingen.
Die Fig. 2 und 3 zeigen, wie das Knochenübertragungslautsprecher und Befestigungsmittel 10 verwendet werden kann, um den Knochenübertragungslautsprecher 80 gegen das Sternum einer Person zu positionieren. Falls ein Band 12 verwendet wird, wird das Band 12 über die Schulter einer Person angelegt, wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist, oder falls ein Gürtel 90 verwendet wird, wird der Gürtel 90 über die Schulter einer Person plaziert, wie dies in der Fig. 3 dargestellt ist, so daß in beiden Fällen der Knochenübertragungslautsprecher 80 gegen das Sternum positioniert ist. Wenn ein Audiosignal in den Knochenübertragungslautsprecher 80 eingespeist wird, wird der Knochenübertragungslautsprecher 80 synchron mit dem Audiosignal schwingen und wird das Resonanzschwingen des Brustkorbs einer Person bewirken. Die Schwingungen des Knochenübertragungslautsprechers werden direkt auf das Sternum und den Brustkorb übertragen und werden nicht von menschlichem Gewebe gedämpft, was passieren würde, falls der Knochenübertragungslautsprecher 80 auf den Bauch oder den Hals einer Person angeordnet wird.
Die vorliegende Erfindung hält den Knochenübertragungslautsprecher 80 mit einem definierten Druck gegen das Sternum, aber erlaubt ferner, daß der Knochenübertragungslautsprecher 80 auf die Oberflächenveränderungen des Sternums jeder Person justierbar ist. Sowohl das Band 12 als auch das Band 90 ermöglichen es, daß der Knochenübertragungslautsprecher 80 vorwärts und rückwärts auf dem Sternum der Person bewegt wird, während, wie im vorangegangenen erwähnt, der Stecker 26 und die Drehstäbe 50, 56 es ermöglichen, daß der Knochenübertragungslautsprecher 80 in zwei verschiedene Richtungen rotiert. Daher werden sowohl das Band 12 als auch das Band 90 zusammen mit der Klemme 30 den Knochenübertragungslautsprecher 80 gegen den Körper einer Person mit einem definierten Druck halten, werden zum Dämpfen irgendwelcher äußeren Schwingungen beitragen, die durch die Bewegung der Person oder des Verbindungskabels bewirkt werden, und werden dazu beitragen, daß der Knochenübertragungslautsprecher 80 flach gegen das Sternum einer Person anliegt. Die Schwingungen des Knochenübertragungslautsprechers 80 können direkt auf den Brustkorb einer Person übertragen werden, so daß eine Person, die einem Audiosignal zuhört, ebenfalls das Audiosignal fühlen kann, oder eine Person, die taub ist, in die Lage versetzt wird, die akustischen Töne zu fühlen, so als ob sie tatsächlich die akustischen Töne hören würde.
Die vorliegende Erfindung kann an einer beliebigen Audioquelle angeschlossen werden und hat daher eine Anzahl von Anwendungen. Ein Diskjockey kann die vorliegende Erfindung benutzen, um eine dritte Musikquelle zu fühlen und einzuspielen, während er zwei anderen Musikquellen mit seinen zwei Ohren zuhört. Eine taube Person kann die vorliegende Erfindung verwenden, um ein Gefühl für ihre akustische Umgebung zu erzielen, die sie nicht hören kann, oder um den Beat bestimmter Musik zu fühlen, die sie nicht hören kann, so daß sie zur Musik tanzen kann. Eine Person, die einem tragbaren Stereogerät zuhört, Fernsehen oder einen Film sieht oder ein Videospiel spielt, kann die vorliegende Erfindung verwenden, um die Musik oder die Töne sowohl zu fühlen als auch zu hören, so daß zur Hörerfahrung beigetragen wird. Offensichtlich können verschiedene Modifikationen an dieser Erfindung ausgeführt werden, ohne ihren Rahmen zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims (6)

1. Knochenübertragungslautsprecher- und -Befestigungsmittel, das eine Person in die Lage versetzt, einen akustischen Ton zu fühlen, das aufweist:
einen Wandler zum Konvertieren eines elektrischen Audioeingangssignals in Schwingungen, die synchron mit dem Audioeingangssignal schwingen, und
ein Befestigungsmittel zum Positionieren des Wandlers gegen das Sternum einer Person, so daß der Wandler flach gegen das Sternum mit genügend Druck und mit genügend Dämpfung anliegt, so daß die Schwingungen des Wandlers auf den Brustkorb der Person ohne Interferenz mit irgendwelchen Bewegungen der Person übertragen werden können, und um das synchrone Schwingen des Brustkorbes in Resonanz mit den Schwingungen des Wandlers zu bewirken.
2. Knochenübertragungslautsprecher- und -Befestigungsmittel nach Anspruch 1, worin der Wandler ein Inertialwandler ist.
3. Knochenübertragungslautsprecher- und -Befestigungsmittel nach Anspruch 2, worin der Inertialwandler in einem Audiofrequenzbereich von 4 Hz bis 1.000 Hz schwingt.
4. Knochenübertragungslautsprecher- und -Befestigungsmittel nach Anspruch 1, worin das Befestigungsmittel aufweist:
einen Haltering, der den Wandler hält und der zwei Löcher an gegenüberliegenden Seiten des Halterings hat, und eine Klemme, die eine Oberseite, einen Rücken und zwei Vorderarme an beiden Seiten der Klemme hat, wobei der Rücken sich von der Oberseite nach unten erstreckt, die zwei Vorderarme sich von der Oberseite nach unten und parallel zu dem Rücken erstrecken, und die zwei Vorderarme Drehstäbe aufweisen, die in die Löcher an den gegenüberliegenden Seiten des Halterings gleiten, so daß der Haltering auf den Drehstäben drehen und sich besser selbst justieren kann, so daß der flach gegen das Sternum einer Person liegen kann.
5. Knochenübertragungslautsprecher- und -Befestigungsmittel nach Anspruch 4, worin das Befestigungsmittel aufweist:
ein halbkreisförmiges Band, das ein erstes Ende, ein zweites Ende und einen gekrümmten Abschnitt zwischen den zwei Enden aufweist, und das flexibel und groß genug ist, um über die Schulter einer Person zu gleiten, so daß das erste Ende auf dem Sternum der Person positioniert ist, das zweite Ende auf dem Rücken der Person positioniert ist, und der Wandler gegen das Sternum mit genügend Druck gepreßt wird, um die Übertragung der Schwingungen auf den Brustkorb der Person ohne irgendeine Interferenz von den Bewegungen der Person zu ermöglichen,
eine rutschfeste Polsterung das zweite Ende des Bandes bedeckt, um das Band am Verschieben auf der Person zu hindern,
ein Loch, das nahe dem ersten Ende des Bandes angeordnet ist, ein zweites Loch, das in dem Zentrum des Rückens der Klemme angeordnet ist, und
einen Stecker, der durch das Loch in dem Band und durch das zweite Loch in dem Rücken der Klemme eingesetzt wird, wodurch die Klemme mit dem Band verbunden wird, und der es ermöglicht, daß die Klemme auf dem Stecker drehbar ist, und der es ermöglicht, daß der Wandler besser sich selbst justiert, um in der Lage zu sein, flach gegen das Sternum einer Person aufzuliegen.
6. Knochenübertragungslautsprecher- und -Befestigungsmittel nach Anspruch 4, worin das Befestigungsmittel aufweist:
einen Gürtel, der mit einer Vorderfläche eines Kleidungsstücks oder einer Vorderfläche eines Gürtels der Person verbunden ist, und der über eine Schulter der Person verläuft und mit einer hinteren Fläche des Kleidungsstückes oder einer hinteren Fläche des Gürtels auf der Person verbunden ist, so daß die zwei Vorderarme und der Rücken der Klemme über gegenüberliegende Seiten des Gürtels gleiten und nach oben oder unten auf dem Gürtel verschoben werden können, bis der Wandler über dem Sternum der Person positioniert ist, und so daß der Wandler gegen das Sternum mit genügend Druck gepreßt wird, um die Übertragung der Schwingungen auf den Brustkorb der Person ohne eine Interferenz mit den Bewegungen der Person zu ermöglichen.
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