DE4310793A1 - Structure-borne noise microphone for protective helmets or the like - Google Patents
Structure-borne noise microphone for protective helmets or the likeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Körperschall-Mikrofon nach dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1.The invention relates to a structure-borne sound microphone according to the preamble of the patent claim 1.
Auf zahlreichen zivilen und militärischen Gebieten werden Sprechfunkgeräte benö tigt, damit sich verschiedene Personen, die eine gemeinsame Tätigkeit über größere Entfernungen oder bei großem Lärm ausüben, verständigen können. Ein bekanntes Beispiel für den Einsatz solcher Sprechfunkgeräte ist das Flughafenvorfeld, wo Per sonen über Sprechfunkgeräte kommunizieren müssen. Sie sind dem Lärm der Düsen triebwerke ausgesetzt und tragen daher Kapselgehörschützer, die eine Doppelfunk tion ausüben, denn sie dämpfen nicht nur den Umgebungslärm, sondern enthalten auch Hör-Sprech-Einrichtungen, mit denen sie die über Funk gesendeten Mitteilun gen anderer Personen wiedergeben können und mit denen die Personen zurückspre chen können. Das Mikrofon befindet sich in der Regel direkt vor dem Mund der be treffenden Person und ist teilweise auch sprachgesteuert, d. h. die von ihm empfange nen akustischen Signale werden nur dann über Funk weitergegeben, wenn es sich um Sprachsignale handelt. Hierdurch wird verhindert, daß der Lärm der Düsentriebwerke eine Sendeschaltung bewirkt.Radiotelephones are used in numerous civil and military fields so that there are different people who have a common activity over larger Be able to communicate at distances or when there is a lot of noise. A well known The airport apron, where Per need to communicate via walkie-talkies. You are the noise of the nozzles Engines exposed and therefore wear ear muffs that have a double radio exercise because they not only dampen the ambient noise, but contain it also audio-speaking devices with which they can send the messages sent via radio against other people and with whom the people can speak back can. The microphone is usually right in front of the mouth of the be meeting person and is partly also voice-controlled, d. H. who receive from him NEN acoustic signals are only passed on by radio if it is Speech signals. This prevents the noise from the jet engines causes a transmission circuit.
Die mit einer solchen Kopfhörer-Mikrofon-Kombination ausgerüsteten Personen können sich miteinander unterhalten, ohne ein Mikrofon oder dergleichen in der Hand halten zu müssen.The people equipped with such a headphone-microphone combination can talk to each other without a microphone or the like in the To have to hold hands.
Derartige Kopfhörer sind für einige Anwendungsbereiche nicht geeignet, weil ein Mikrofon vor dem Mund entweder für den Träger zu hinderlich ist oder aber tech nisch überhaupt nicht angebracht werden kann, z. B. bei Feuerwehrleuten, die eine Atemschutzmaske tragen müssen, Motorrad-Polizeistaffeln, deren moderne Integral helme mit ihrem gesamten Vorderteil hochgeklappt werden können, so daß sie mit hochgeklapptem Vorderteil, in dem sich traditionell ein Mikrofon befindet, nicht mehr kommunizieren können.Such headphones are not suitable for some areas of application because of a Microphone in front of the mouth is either too cumbersome for the wearer or tech niche cannot be attached at all, e.g. B. in firefighters, the one Respirators must wear motorcycle police squadrons, whose modern integral helmets can be folded up with their entire front part so that they can be used with raised front part, in which there is traditionally a microphone can communicate more.
Es ist indessen ein Körperschallmikrofon bekannt, das an der Innenseite eines Hei mes getragen werden kann und mit der Schädeldecke in Verbindung steht (US-PS 3 787 641). Körperschall- und Knochenleitungsmikrofone werden durch die Energie betrieben, welche durch die Schallschwingungen der Schädelknochen erzeugt wer den. Hierbei besteht der Mikrofonwandler in der Regel aus einem empfindlichen und leichten Accelerometer, der in engem Kontakt mit dem Kopf steht und die Knochen schwingungen aufnimmt und der Ausgangssignale erzeugt, welche den Schallschwin gungen entsprechen.However, a structure-borne sound microphone is known, which is located on the inside of a Hei can be worn and is connected to the skull cap (US-PS 3 787 641). Structure-borne sound and bone conduction microphones are powered by the energy operated, which is generated by the sound vibrations of the skull bones the. The microphone converter usually consists of a sensitive and lightweight accelerometer that is in close contact with the head and bones absorbs vibrations and generates the output signals, which the sonic oscillation conditions.
Bekannte ältere Körperschallmikrofone weisen den Nachteil auf, daß sie es in Größe und Form oft nicht gestatten, sie im Helm so unterzubringen, daß sie keinen Druck auf die Schädeldecke ausüben. Bei Schlägen oder Stößen auf den Helm können sogar ernsthafte Verletzungen entstehen, bis hin zum Durchbruch der Schädeldecke.Known older structure-borne sound microphones have the disadvantage that they are large in size and form often do not allow them to be placed in the helmet in such a way that they exert no pressure exert on the skullcap. In the event of blows or bumps on the helmet, it can even serious injuries occur, up to the breakthrough of the skull cap.
Bei dem vorerwähnten Körperschall-Mikrofon werden die meisten dieser Nachteile dadurch vermieden, daß eine relativ kleine Mikrofonhalterung vorgesehen ist, welche das Mikrofon aufnimmt und hält, und daß ferner eine relativ große Mikrofon-Stütz platte vorgesehen ist, die eine Öffnung besitzt, die größer als die Mikrofonhalterung ist und die Mikrofonhalterung mit dem Mikrofon aufnimmt. Die Mikrofon- Stützplatte umgibt dabei die Mikrofonhalterung mit einem Abstand, wobei mehrere Federn, die zum Beispiel als Gummistege ausgebildet sind, zwischen der Mikrofon halterung und der Mikrofonstützplatte vorgesehen sind, um das Mikrofon in der Öff nung zu halten und um es gegen den Kopf eines Benutzers mit einem bestimmten Druck zu pressen. Nachteilig ist bei dem bekannten Körperschall-Mikrofon, daß es nur sehr schwache Niederfrequenzsignale über eine Leitung abführt, die für ein gutes Verstehen der Sprache nicht oder nur bedingt ausreichen.In the aforementioned structure-borne microphone, most of these disadvantages thereby avoided that a relatively small microphone holder is provided, which the microphone picks up and holds, and that also a relatively large microphone support plate is provided, which has an opening that is larger than the microphone holder and the microphone holder with the microphone. The microphone Support plate surrounds the microphone holder at a distance, with several Springs, which are designed, for example, as rubber webs, between the microphone bracket and the microphone support plate are provided to the microphone in the public hold and against it against the head of a user with a certain To press pressure. A disadvantage of the known structure-borne noise microphone is that it only dissipates very weak low frequency signals over a line that is good for Understanding the language is not sufficient or is insufficient.
Es ist weiterhin eine Vorrichtung mit einem Körperschall-Mikrofon bekannt, das ein verstärktes Signal abgibt, welches direkt für die Ansteuerung eines Lautsprechers verwendet werden kann (DE-GM 89 03 602). Hierbei kann unter bestimmten Voraus setzungen der Druck des Mikrofons auf die Schädeldecke eines Helmträgers als un angenehm empfunden werden.A device with a structure-borne sound microphone is also known, the a emits an amplified signal, which is used directly to control a loudspeaker can be used (DE-GM 89 03 602). This can be done under certain conditions the pressure of the microphone on the skullcap of a helmet wearer sets as un be felt pleasant.
Bei einer anderen bekannten Hörsprechvorrichtung sind besondere Maßnahmen ge troffen, um die akustische Rückkopplung zwischen Mikrofon und Lautsprecher zu dämpfen und um die Hörsprechvorrichtung leicht in Helmen auswechseln zu können (DE-A-41 08 163). Der Druck des Mikrofons auf die Schädeldecke ist aber auch bei dieser Hörsprechvorrichtung relativ groß.In another known hearing device special measures are ge hit to the acoustic feedback between microphone and loudspeaker too dampen and to be able to easily replace the hearing device in helmets (DE-A-41 08 163). The pressure of the microphone on the top of the skull is also at this hearing device is relatively large.
Die Einbettung eines Körperschallmikrofons in einem Auflagekissen ist ebenfalls be reits bekannt (DE-A-30 13 228). Hierbei entspricht jedoch die Schallübertragung nicht den heutigen Anforderungen.The embedding of a structure-borne sound microphone in a cushion is also be already known (DE-A-30 13 228). Here, however, the sound transmission corresponds not today's requirements.
Gleiches gilt für ein weiteres bekanntes Körperschallmikrofon (US-A-4 139 742), das überdies nur schwer in einem Helm integrierbar ist. Letzteres gilt auch für bekannte Kehlkopfmikrofone (CH-PS 664 659).The same applies to a further known structure-borne sound microphone (US-A-4 139 742), the it is also difficult to integrate into a helmet. The latter also applies to known ones Larynx microphones (CH-PS 664 659).
Schließlich ist auch noch ein Kontaktmikrofon bekannt, das auf der Schädeldecke aufliegt und über Dämpfungsmittel in einem stoßsicheren Gehäuse, z. B. einem Helm, untergebracht ist (US-A-4 087 653). Maßnahmen, um den Druck des Mikro fons auf die Schädeldecke zu vermindern, sind hierbei nicht getroffen.Finally, a contact microphone is also known, that on the top of the skull rests and about damping in a shockproof housing, for. B. one Helmet, is housed (US-A-4 087 653). Measures to reduce the pressure of the micro to reduce fons to the cranium are not affected.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Körperschallmikrofon zu schaffen, das stets einen guten Kontakt zum Körper gewährleistet, ohne einen schmerzenden Druck zu erzeugen.The invention has for its object to provide a structure-borne sound microphone that always ensures good contact with the body, without an aching To generate pressure.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved in accordance with the features of patent claim 1.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß für die ver schiedensten Helmkonstruktionen und Kopfformen einerseits ein für die Schallüber tragung ausreichender Anpreßdruck gewährleistet ist, ohne andererseits den Trage komfort zu beeinträchtigen.The advantage achieved by the invention is in particular that for ver a wide variety of helmet designs and head shapes on the one hand for sound transmission Sufficient contact pressure is guaranteed without the stretcher impair comfort.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown in the drawing and is in following described in more detail. Show it:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Kontaktmikrofons; Figure 1 is a perspective view of the contact microphone according to the invention.
Fig. 2 eine Seitenansicht des in der Fig. 1 dargestellten Kontaktmikrofons; Fig. 2 is a side view of the contact microphone shown in Fig. 1;
Fig. 3 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Kontaktmikrofon; Fig. 3 is a plan view of the inventive microphone contact;
Fig. 4 eine Ansicht gemäß Fig. 1, bei der die Oberseite des Kontaktmikrofons hochgeklappt ist; FIG. 4 shows a view according to FIG. 1, in which the upper side of the contact microphone is folded up;
Fig. 5 einen Schnitt durch einen Helm, der mit dem Kontaktmikrofon versehen ist. Fig. 5 shows a section through a helmet which is provided with the contact microphone.
In der Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Kontaktmikrofon 1 dargestellt, das aus einem Gummigehäuse und in diesem Gehäuse 2 eingebauten Teilen besteht. Diese Teile, zu denen das eigentliche Mikrofon gehört, sind in der Fig. 1 nicht sichtbar.In Fig. 1 an inventive contact microphone 1 is illustrated, the built-in of a rubber body and in this case 2 parts. These parts, to which the actual microphone belongs, are not visible in FIG. 1.
Das Gummigehäuse 2 weist einen flachen Grundkörper 3 auf, der mit einem Gummi balg 4 versehen ist. Dieser Gummibalg 4 erstreckt sich nach unten in Richtung auf einen nicht dargestellten Kopf, dessen Körperschall aufgenommen werden soll.The rubber housing 2 has a flat base body 3 , which is provided with a rubber bellows 4 . This rubber bellows 4 extends downwards in the direction of a head, not shown, whose structure-borne noise is to be recorded.
Gegenüber dem Gummibalg 4 ist auf dem Gehäuse 2 ein Klettverschluß 5 ange bracht. Dieser Klettverschluß 5 ist auf einen mit einem Loch 6 versehenen Gummi deckel 7 des Gehäuses 2 aufgeklebt. Mit Hilfe des Klettverschlusses 5 wird das Kon taktmikrofon 1 an der Innenseite eines Helms oder dergleichen befestigt. Der Klett verschluß 5 hat die Form eines Kreisrings, der eine Öffnung 8 umgibt, welche zum Innenvolumen des Gummibalgs 4 führt. Auf der Innenseite und am Boden des Gum mibalgs 4 ist das in Fig. 1 nicht sichtbare Mikrofon untergebracht. Dieses Mikrofon ist mit einer elektrischen Anschlußleitung 9 verbunden, die einen Stecker 10 auf weist.Opposite the rubber bellows 4 , a Velcro 5 is placed on the housing 2 . This Velcro 5 is glued to a hole 6 provided with rubber cover 7 of the housing 2 . With the help of the Velcro 5 , the Kon tact microphone 1 is attached to the inside of a helmet or the like. The Velcro closure 5 has the shape of a circular ring which surrounds an opening 8 which leads to the inner volume of the rubber bellows 4 . On the inside and on the bottom of the gum mibalgs 4 , the microphone not visible in Fig. 1 is housed. This microphone is connected to an electrical connecting line 9 , which has a plug 10 .
In der Fig. 2 ist das Kontaktmikrofon 1 von der Seite dargestellt. Man erkennt hier bei, daß der Gummibalg 4 zwei Faltungen 11, 12 aufweist. Durch diesen Gummibalg 4 wird gewährleistet, daß ein einwandfreier Kontakt des Mikrofons zur Schädeldecke hergestellt wird, ohne daß es dabei zu einem erhöhten und schmerzenden Anpreß druck kommt.In FIG. 2, the contact microphone 1 is shown from the side. It can be seen here that the rubber bellows 4 has two folds 11 , 12 . This rubber bellows 4 ensures that a perfect contact of the microphone is made to the cranium without causing an increased and painful contact pressure.
Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel ist der ganze Gummibalg 4 etwa sech zehn Millimeter hoch, wobei der Grundkörper 3 z. B. sechs Millimeter dick und 65 Millimeter lang ist. Die Ausbuchtungen 13, 14, die an die jeweiligen Falten 11, 12 anschließen, weisen unterschiedliche Durchmesser und damit Flächen auf. So beträgt die Fläche der Unterseite 15 etwa fünf Quadratzentimeter, während die Fläche, die von der Ausbuchtung 13 umschlossen wird, etwa dreizehn Quadratzentimeter beträgt.In a practical embodiment, the entire rubber bellows 4 is about six ten millimeters high, the base body 3 z. B. is six millimeters thick and 65 millimeters long. The bulges 13 , 14 , which connect to the respective folds 11 , 12 , have different diameters and thus areas. The area of the underside 15 is approximately five square centimeters, while the area enclosed by the bulge 13 is approximately thirteen square centimeters.
Um eine bestmögliche Verstärkung des akustischen Signals bei gleichzeitiger Mini mierung des Anpreßdrucks des Gummibalgs 4 auf die Schädeldecke zu erreichen, ist das Kontaktmikrofon 1 so ausgelegt, daß über sechzig Prozent des maximalen Aus gangspegels des Verstärkers bei einer Auflagekraft von nur achtzig Gramm, d. h. bei einem Auflagedruck von 16 g/cm2 erreicht werden, was einem Zusammendrücken des Gummibalgs 4 um zwei Millimeter entspricht.In order to achieve the best possible amplification of the acoustic signal while minimizing the contact pressure of the rubber bellows 4 on the top of the skull, the contact microphone 1 is designed so that over sixty percent of the maximum output level of the amplifier with a contact force of only eighty grams, ie at one Contact pressure of 16 g / cm 2 can be achieved, which corresponds to a compression of the rubber bellows 4 by two millimeters.
Wird der Balg 4 um drei Millimeter zusammengedrückt, so werden neunzig Prozent des maximalen Ausgangspegels erreicht, wobei der Auflagedruck 20 bis 24 g/cm2 beträgt.If the bellows 4 is compressed by three millimeters, ninety percent of the maximum initial level is reached, the contact pressure being 20 to 24 g / cm 2 .
Bei einem Zusammendrücken von vier Millimetern wird der maximale Ausgangspe gel erreicht, wobei jedoch der Auflagedruck nur noch um zehn bis fünfzehn Prozent ansteigt.When squeezed by four millimeters, the maximum output pe gel reached, but the contact pressure only by ten to fifteen percent increases.
Selbst wenn die Ausbuchtung 14 ganz in die Ausbuchtung 13 hineingedrückt wird, erhöht sich der Anpreßdruck nicht.Even if the bulge 14 is pushed all the way into the bulge 13 , the contact pressure does not increase.
In dieser zusammengedrückten Endlage befindet sich die untere Ausbuchtung 14, wenn schwere Helme getragen werden. Das Gewicht dieser Helme verteilt sich dann auf die insgesamt dreizehn Quadratzentimeter Auflagefläche, die von der Unterseite 15 und dem Wulst 13 gebildet werden.The lower bulge 14 is in this compressed end position when heavy helmets are worn. The weight of these helmets is then distributed over a total of thirteen square centimeters of contact area which are formed by the underside 15 and the bead 13 .
Die Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf das Kontaktmikrofon 1, die einen Einblick in den Gummibalg 4 gewährt. Auf dem Boden 16 des Balgs 4 befindet sich das eigentliche Mikrofon 17, bei dem es sich beispielsweise um ein piezoelektrisches Mikrofon han delt. Dieses Mikrofon 17 ist über Leitungen 18, 19 mit der Anschlußleitung 9 verbun den. FIG. 3 shows a plan view of the contact microphone 1, which provides an insight into the rubber bellows. 4 On the bottom 16 of the bellows 4 is the actual microphone 17 , which is, for example, a piezoelectric microphone. This microphone 17 is connected via lines 18 , 19 to the connecting line 9 .
In der Fig. 4 ist das Kontaktmikrofon 1 noch einmal perspektivisch dargestellt, aller dings mit aufgeklapptem Gummideckel 7. Man erkennt hierbei eine Leiterplatte 20, die auf einem Boden 21 des Gehäuses 3 liegt. Gegenüber den Leitungen 18, 19 ist eine weitere Leitung 22 zu erkennen, deren Anschlüsse mit der Leiterplatte 20 ver bunden sind. In einem Abstand vom Boden 21 und um das Gehäuse 3 umlaufend ist ein nach innen gerichteter Vorsprung 23 vorgesehen. Unter diesen Vorsprung 23 wird beim Schließen bzw. bei der Montage des Kontaktmikrofons 1 der Rand 24 des Gummideckels geschoben. Dieser Gummideckel 7 hat auf seiner nicht sichtbaren Oberseite eine Vertiefung, deren Abmessungen den Abmessungen des Vorsprungs 23 entsprechen. Der Deckel 7 mit dem Klettverschluß 5 kann komplett vom Körper 3 entfernt werden.In FIG. 4, the contact microphone 1 is shown again in perspective, of all recently with opened rubber cover 7. A circuit board 20 can be seen here, which lies on a bottom 21 of the housing 3 . Compared to the lines 18 , 19 , a further line 22 can be seen, the connections of which are connected to the printed circuit board 20 . An inward projection 23 is provided at a distance from the bottom 21 and around the housing 3 . The edge 24 of the rubber cover is pushed under this projection 23 when closing or during assembly of the contact microphone 1 . This rubber cover 7 has a recess on its invisible upper side, the dimensions of which correspond to the dimensions of the projection 23 . The cover 7 with the Velcro fastener 5 can be completely removed from the body 3 .
Die Fig. 5 zeigt einen Schutzhelm 30 für Motorradfahrer, der eine äußere Haube 31 und eine innere Haube 32 aufweist, wobei die innere Haube 32 im hinteren Bereich in die äußere Haube 31 übergeht und im vorderen Bereich einen Abstand hat. Unter halb der inneren Haube 32 ist eine weiche Polsterschicht 33 angeordnet, der ein Kopfband 34 gegenüberliegt. Zwischen dem Kopfband 34 und der Polsterschicht 33 befinden sich zwei Lederbänder 35, 36, die über ein textiles Netz 40 miteinander ver bunden sind. Die Lederbänder 35, 36 weisen Laschen 37, 38 auf, die an der äußeren bzw. inneren Haube 31, 32 befestigt sind. Im unteren und hinteren Bereich des Schutzhelms 30 und unterhalb des Kopfbands 34 ist ein Nackenpolster 39 vorgese hen, das zum Abstützen des Nackens des Motorradfahrers dient. FIG. 5 shows a protective helmet for motorcyclists 30, having an outer cover 31 and an inner cover 32, the inner cover 32 in the rear region merges into the outer hood 31 in the front region at a distance. A soft cushioning layer 33 is arranged below half of the inner hood 32 , with a headband 34 lying opposite. Between the headband 34 and the cushion layer 33 there are two leather bands 35 , 36 , which are connected to each other via a textile network 40 . The leather straps 35 , 36 have tabs 37 , 38 which are fastened to the outer and inner hood 31 , 32 . In the lower and rear areas of the protective helmet 30 and below the headband 34 , a neck cushion 39 is provided, which is used to support the neck of the motorcyclist.
Bei geeigneter Innenauskleidung des Schutzhelms 30 kann das Kontaktmikrofon 1 auch an den Faltungen 11 und/oder 12 in ein sogenanntes Knopfloch eingelegt wer den, d. h. der Klettverschluß 5 kann dann entfallen.With a suitable inner lining of the protective helmet 30 , the contact microphone 1 can also be inserted at the folds 11 and / or 12 in a so-called buttonhole, ie the Velcro fastener 5 can then be omitted.
Statt eines quadratischen Grundkörpers mit anschließenden kreis- bzw. kreissegment förmigen Anschlüssen kann auch ein kreisrunder Grundkörper vorgesehen werden, unter dem sich der Faltenbalg befindet. In diesem Fall wird die Platine anders ausge bildet und an die kreisrunde Form angepaßt.Instead of a square base with a subsequent circle or circle segment shaped connections, a circular base body can also be provided, under which the bellows is located. In this case, the board is made differently forms and adapted to the circular shape.
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JPH06327077A (en) | 1994-11-25 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |