DE3525334C2 - Leichte Hör-Sprechgarnitur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine leichte Hör-Sprechgarnitur mit einem zum Mund hin gekrümmten, schalleitenden Rohr, das an seinem dem Mund abgewendeten Rohrende den elektroakustischen Wandler, beispielsweise ein dynamisches oder ein Elektret-Kondensatormikrofon, angekoppelt hat.

Aus der schwedischen Patentschrift 312 358 ist eine leichte Hör- Sprechgarnitur mit Unterkinnbügel bekannt, die das Mikrophongehäuse als steckbaren Teil des Unterkinnbügels angeordnet hat. Von dem Mikrophongehäuse führt ein dünnes Rohr in Mundnähe der die Hör-Sprechgarnitur tragenden Person, um den beim Sprechen erzeugten Schall an das Mikrophon heranzuleiten. Eine dem gleichen Zweck dienende Ausführungsform ist aus dem US-Patent 3 538 118 bekannt, bei der das Hör-Sprechgerät hinter dem Ohr getragen wird, und die Schalleitung zu dem im Hinterohrgerät untergebrachten Mikrophon mittels eines zum Mund hin gerichteten Röhrchens erfolgt.

Eine andere, ebenfalls aus der schwedischen Patentschrift 312 358 bekannte Ausführungsart besteht darin, an einem als Röhrchen ausgebildeten Boom das Mikrophon selbst nahe dem Mund anzuordnen.

Bei den genannten Ausführungen wird zumeist ein Druckempfänger als Mikrophon verwendet. Wird das Mikrophon selbst nahe an den Mund heran gebracht, so kann auch ein Druckgradientenempfänger mit kardioidförmiger-, hyperkardioidförmiger- oder aber auch mit achterförmiger Richtcharakteristik als Mikrophon eingesetzt werden. In allen Fällen ergeben sich Nachteile entweder aus der Wandlerart oder aber aus der örtlichen Anordnung des Wandlers.

Da bei einem hinter dem Ohr zu tragenden Hör-Sprechgerät der Druckempfänger zusammen mit dem Schallgeber im gleichen Gehäuse untergebracht ist, beträgt die Übersprechdämpfung nur etwa 20 dB, wodurch die Gefahr zur akustischen Rückkoppelung sehr groß ist. Hinzu kommt, daß der Schall vom Mund zum Druckempfänger durch das mit Eigenresonanzen behaftete Röhrchen geleitet werden muß, was zusätzlich akustische Maßnahmen wie Abschluß des Röhrchens mit dem Wellenwiderstand aber auch Mittel zur Entzerrung erforderlich machen. Vor allem aber ist keine Richtwirkung gegeben, und es wird Störschall aus der Umgebung mit der gleichen Empfindlichkeit übertragen wie der vom Sprechen herrührende Nutzschall. Bei Röhrchen mit sehr kleinem Durchmesser sind Verluste in der Schalleitung zu berücksichtigen, die zu einer Minderung der Mikrophonempfindlichkeit führen. Auch ist die erhebliche Pop- und Windempfindlichkeit eines mit einem schalleitenden Röhrchen versehenen Druckempfängers nicht zu übersehen.

Die Nachteile, die für das hinter dem Ohr zu tragende Hör-Sprechgerät genannt wurden, gelten grundsätzlich für alle mit einem schalleitenden Röhrchen versehenen Mikrophone, mit der einzigen Ausnahme, daß die Übersprechdämpfung auf den Schallgeber erhöht werden kann, wenn eine örtliche Trennung erfolgt, wie dies beispielsweise aus der in der schwedischen Patentschrift ausgegebenen Ausführungsart hervorgeht.

Eine gewisse Verbesserung in der Aufnahme des Sprechschalls würde dadurch erreicht, daß man das Mikrophon selbst an einen Boom befestigt und damit nahe an dem Mund des Sprechenden heranbringt. Aus der schwedischen Patentschrift 312 358 ist eine solche Art der Ausführung bekannt. Das Mikrophon selbst kann hierbei ein Druck- oder Druckgradientenempfänger sein. Vorallem werden Mikrophone mit hyperkardioidförmiger Richtcharakteristik bevorzugt verwendet, weil der Bündelungsgrad den Wert 3 überschreitet, was praktisch die gute Ausblendung von Umgebungslärm bedeutet. Solche Mikrophonanordnungen haben jedoch immer noch den Nachteil, daß durch die Nachbesprechung eine sehr hohe Empfindlichkeit für Pop- und Zischgeräusche besteht. Bei Mikrophonen mit einer kardioidförmigen Richtcharakteristik kommt noch der Nahbesprechungseffekt hinzu, der gegebenenfalls mittels akustischer Maßnahmen zweckentsprechend beeinflußt werden muß. Auch sind Druckgradientenempfänger gegen durch Erschütterungen erzeugten Körperschall sehr empfindlich, und es müssen zum Vermeiden solcher Einflüsse Maßnahmen der besonderen schalldämmenden Halterung des Mikrophons getroffen werden.

Aus den deutschen Patentschriften 9 55 247, 12 14 272 und 19 27 962 sind Rohrrichtmikrophone mit stark ausgeprägter Bündelung des Nutzschalls bekannt. Solche Mikrophone werden mit ihrem Richtrohr zur Schallaufnahme auf die Schallquelle weisend ausgerichtet, um dadurch eine erhebliche Absenkung des aus der lärmerfüllten Umgebung stammenden Störschallpegels zu erreichen. Die bisher bekannte Anwendung von Rohrrichtmikrophonen besteht als Bühnenmikrophon, als Aufnahmemikrophon in besonders lärmerfüllter Umgebung, zur besseren Ortung entfernter Schallquellen, für Reportagen im Freien aber ebensogut auch in geschlossenen Räumen.

Für die vorliegende Erfindung besteht nun ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe darin, ein Mikrophon zu schaffen, das nahe am Mund besprochen werden kann, das von geringem Gewicht ist, damit es ohne Schwierigkeiten für eine leichte Hör-Sprechgarnitur zu verwenden ist, das gegenüber Pop-, Wind- und Zischgeräuschen völlig unempfindlich ist, dessen Frequenzgang von der Beschallungsentfernung unabhängig ist und damit keinen Nahbesprechungseffekt zeigt, das eine äußerst geringe Empfindlichkeit gegen Körperschall aufweist, und das eine hohe Bündelung des Nutzschalls und damit eine starke Ausblendwirkung auf Umgebungslärm besitzt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabenstellung für eine leichte Hör-Sprechgarnitur mit einem zum Mund hin gekrümmten, schalleitenden Röhrchen dadurch gelöst, daß dieses selbst als Richtrohr für ein Rohrrichtmikrophon ausgebildet ist.

Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Schrittes bedurfte es einiger sehr wesentlicher Voraussetzungen.

Erstens: Erst die Verwirklichung kleinster Druckgradientenempfänger mit einem Durchmesser von 8 mm und noch darunter räumte die Möglichkeit ein zur Ausgestaltung eines Miniaturrichtrohres; zweitens: man mußte sich von dem Gedanken lösen, daß Richtrohre nur dann von besonderer Wirkung sind, wenn die Rohrlänge größer ist als die Wellenlänge; drittens: es bedurfte der experimentellen Erkenntnis, daß das nahe am Mund besprochene Rohrrichtmikrophon von der Richtung aus der die Einsprache erfolgt - also von der Beschallungsrichtung - im Hinblick auf seine Empfindlichkeit und seinem Frequenzgang nicht abhängig ist; viertens: es bedürfte weiterhin der Erkenntnis, daß die Rohrachse des Rohrrichtmikrophons nur für weit entfernte Schallquellen auf diese hin gerichtet sein muß; und fünftens, daß für ein nahe an Mund und Kopf befindliches Miniatur-Rohrrichtmikrophon die Bündelungseigenschaften im Diffus-Schallfeld erhalten bleiben.

Der Erfindungsgegenstand zeichnet sich aus durch einen in der Frequenz breitbandigen, weit über den zur Sprachverständlichkeit unbedingt erforderlichen ebenen Frequenzgang, durch die Unabhängigkeit des Mikrophonabstandes zum Mund, durch eine äußerst hohe Unempfindlichkeit gegen Körperschall, Pop-, Wind- und Zischgeräuschen und durch die ausgezeichnete Absenkung jeglichen Störschallpegels lärmerfüllter Mikrophon-Umgebung.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, daß das Richtrohr des Rohrrichtmikrophons am Ende des Schalleintritts verschlossen ist. Da der Rohrverschluß akustisch auf die Nahbeschallung des Rohrrichtmikrophons ohne Einfluß ist, bleibt in Ausgestaltung eines Pfropfens die Möglichkeit, das Röhrchen mechanisch an dieser Stelle zu versteifen, gegen Beschädigung zu schützen und das Eindringen von Schmutz oder Partikeln in das Röhrchen zu verhindern.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist darin gegeben, daß das Richtrohr des Rohrrichtmikrophons eine Dämpfungseinlage enthält. Der Zweck einer solchen Einlage aus akustischem Dämpfungsmaterial besteht darin, daß zusätzlich zu einem bereits auf dem Richtrohr außen angebrachten Dämpfungsbelag, der die im Richtrohr vorhandenen Öffnungen, Schlitze oder Bohrungen abdeckt, die akustischen Eigenschaften des Richtrohres, wie beispielsweise verteilte Massen, stehende Wellen oder ähnliches, damit beeinflußt werden können. Es kann aber auch der äußere Dämpfungsbelag durch ein den Schall in allen Frequenzen hindurchlassendes sehr freimaschiges Gitterwerk ersetzt werden, wodurch eine allgemein notwendige Bedämpfung des Richtrohres im Inneren vorgenommen werden muß.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen, die auch ein mögliches Ausführungsbeispiel enthalten, näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den Frequenzgang eines schwach ausgeprägten Durchgradientenempfängers;

Fig. 2 den Frequenzgang des erfindungsgemäßen Miniatur-Rohrrichtmikrophons;

Fig. 3 den Frequenzgang eines herkömmlich bekannten Nahbesprechungsmikrophons;

Fig. 4 die Richtcharakteristik des erfindungsgemäßen Miniatur-Rohrrichtmikrophons;

Fig. 5 eine leichte Hör-Sprechgarnitur mit Miniatur- Rohrrichtmikrophon;

Fig. 6 eine teilweise Darstellung aus Fig. 5 und

Fig. 7 eine prinzipielle Darstellung des Miniatur-Rohrrichtmikrophons.

Der in Fig. 1 dargestellte und mit a bezeichnete Frequenzgang ist einem elektroakustischen Wandler, beispielsweise einem dynamischen oder einem Elektret-Kondensatormikrophon, für Beschallung von vorne auf die Membrane zuzuordnen. Dieser Wandler besitzt im Bereich hinter der Membrane einen zweiten Schalleinlaß, der stark bedämpft ist. Dadurch ist prinzipiell ein Druckgradientenempfänger gegeben, der aber aufgrund der dimensionierten akustischen Elemente keine ausgeprägte Richtcharakteristik aufweist. Dies zeigen die Kurven b für 90° Beschallungsrichtung und c für 180° Beschallungsrichtung.

Wird einem gemäß Fig. 1 beschriebenen Wandler ein Richtrohr vor der Membran aufgesetzt, so kommt es für tiefe Frequenzen zu einer sehr wesentlichen Erhöhung des Druckgradienten, und in dem Frequenzbereich für den die Länge des Richtrohrs die Wellenlänge des Schalls erreicht oder größer als die Wellenlänge wird, zu Interferenzen im Schallrohr. Beide Effekte führen jetzt zu einer ausgeprägten Richtcharakteristik mit sehr starker Schallbündelung. Die Kurven d, e, f der Fig. 2 veranschaulichen die Frequenzgänge für die Beschallungsrichtungen 0°, 90° und 180° auf das Miniatur-Richtrohr, wobei die Länge des Richtrohres etwa 12 cm beträgt. Wesentlich längere Richtrohre kommen für den erfindungsgemäßen Anwendungszweck nicht in Betracht, weil solche Richtrohre dann zu weit über den Bereich vor dem Mund des Sprechenden hinausragen würden, und Sinn und Zweck der Anwendung verloren gingen.

Fig. 4 ist eine der Fig. 2 zugeordnete Richtcharakteristik für das bei Gebrauch der Hör-Sprechgarnitur nahe der Wange befindliche und mit seinem einen Ende zum Mund des Sprechenden hin gekrümmte Miniatur- Rohrrichtmikrophon. Diese Richtcharakteristik wurde mit weißem Rauschen aufgenommen und stellt somit ein Integral über sämtliche Frequenzen des Hörbereichs dar. Der Bündelungsgrad ist größer als 3, womit eine wesentlich stärkere Bündelung als die eines Kardioidmikrophons vorliegt. Der Kurvenzug 1 entsteht für Beschallung aus jenem Halbraum, dem das Richtrohr zugewendet ist: der Kurvenzug m für jenen Halbraum aus dem der Schall durch den Kopf des die Hör-Sprechgarnitur tragenden abgeschattet wird.

Zum Vergleich mit einem bisher gebräuchlichen Nahbesprechungsmikrophon mit vorzugsweise hyperkardioidförmiger Richtcharakteristik sind in Fig. 3 für ein solches Mikrophon die Kurven g, i, k für die Beschallungsrichtung 0°, 90° und 180° dargestellt. Ganz deutlich tritt hier der Abfall im Frequenzverlauf bei tiefen Frequenzen auf, der bei Nahbesprechung nur durch den für Druckgradientenempfänger bestehenden Naheffekt aufgehoben werden kann. Bei entsprechend richtig gewählten Abständen des Mikrophons zum Mund ergibt sich die mit h bezeichnete Kurve. Abhängig vom Mikrophonabstand zum Mund kann diese noch stärker ansteigen oder aber auch abfallen, was immer mit einer sehr wesentlich bemerkbaren Klangfärbung der Sprache einher geht. Die erfindungsgemäße Ausbildung des dem gleichen Zweck dienenden Mikrophons zum Rohrrichtmikrophon ist frei von solchen Einflüssen.

Fig. 5 zeigt eine leichte Hör-Sprechgarnitur 4 mit dem erfindungsgemäßen Miniatur-Rohrrichtmikrophon 1, 2 bestehend aus dem Richtrohr 1 und dem Mikrophon 2. Das Mikrophon befindet sich in einem als Gehäuse 3 ausgebildeten Halter, der am Bügel 5 mittels der als Klemme federnden Nut 6 gehalten wird. Öffnungen 7 dienen als hinterer Schalleinlaß für das als Druckgradientenempfänger ausgebildete Mikrophon 2.

Fig. 6 zeigt vergrößert die wesentlichen Merkmale des Mikrophonhalters 3 mit der als Klemme federnden Nut 6, dem Mikrophon 2 und den hinteren Schalleintrittsöffnungen 7.

Das Miniatur-Rohrrichtmikrophon 8 mit etwa 12 cm Länge ist prinzipiell in Fig. 7 dargestellt. Der Druckgradientenempfänger ist mit 11 bezeichnet. Vor dessen Membran ist das Richtrohr angekoppelt, das mit Öffnungen 9 und einem Dämpfungsbelag 10 versehen ist. Nach hinten ist der Druckgradientenempfänger offen und mit einem akustischen Reibungswiderstand 12 abgeschlossen. Zum Schutz gegen mechanische Beschädigung und gegen Eindringen von Schmutz, Staub und Partikeln ist das Rohr an seinem dem Mikrophon 11 abgewendeten Ende mit einem Pfropfen 13 verschlossen.

Claims (3)

1. Leichte Hör-Sprechgarnitur mit einem zum Mund hin gekrümmten, schalleitenden Röhrchen, das an seinem dem Mund abgewendeten Ende einen elektroakustischen Wandler angekoppelt hat, vorzugsweise einen dynamischen oder einen Kondensator-Elektretwandler, dadurch gekennzeichnet, daß das den Schall leitende Röhrchen selbst als Richtrohr (1, 8) für ein Rohrrichtmikrophon ausgebildet ist.

2. Leichte Hör-Sprechgarnitur gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Richtrohr (1, 8) des Rohrrichtmikrophons am Ende des Schalleintritts verschlossen ist (13).

3. Leichte Hör-Sprechgarnitur gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Richtrohr (1, 8) des Rohrrichtmikrophons eine Dämpfungseinlage aufweist.