DE8529437U1

DE8529437U1 - Richtmikrofon

Info

Publication number: DE8529437U1
Application number: DE8529437U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-10-16
Filing date: 1985-10-16
Publication date: 1987-06-11
Also published as: JPS6295097A; US4712244A; DK491986D0; DE3672079D1; EP0229230A1; ATE53734T1; EP0229230B1; DK491986A

Description

Siemens Aktiengesellschaft Unser Zeichen

Berlin und München VPA 85 H 8532

Richtmikrofon

Die Erfindung bezieht sich auf ein Richtmikrofon gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solches Mikrofon ist beispielsweise in Verbindung

in mi+· oinam 7nnm.Ui>Tnfnn alle AaT IIQ_PC /i % QO "&iacgr;&thgr;"7 IIC-DC

44 12 097 oder dem Aufsatz "Zoom-Mikrofon" aus der Zeitschrift "Funkschau" 1980, Heft 19, Seiten 79/80 vorbe- ™ kannt. Diese bekannten Richtmikrofone umfassen jeweils immer wenigstens drei Einzelmikrofone, die ihrer Ausbildung nach bereits schon Richtwirkung (Nierencharakteristik) aufweisen. Solche Mikrofone sind relativ sperrig, § komplex und teuer. Die bereits gerichteten Einzelmikrofone sind auch so angeordnet, daß jeweils immer zwei. . -

Mikrofone in Richtung auf die Schallquelle ausgerichtet _m sind, während ein drittes Mikrofon von der Schallquelle

wegweist. Die drei bereits gerichteten Mikrofone sind I

miteinander über Potentiometer additiv und/oder subtraktiv verbunden. Mit Hilfe der Potentiometer kann die Signalspannung des von der Schallquelle weggerichteten Einzelmikrofons auf Null gesteuert werden. EinJL80^<>-Phasenschieber versetzt außerdem die aus den Seitenrichtungen einfallenden Schallsignale um 180* gegeneinander, so daß diese in der Addierstufe ausgelöscht werden. Rieht-Wirkung tritt jetzt nur noch nach vorne, d.h. in Rich- -' tung auf die Schallquelle, auf.

Durch die DE-OS 22 36 968 ist auch noch ein Richtmikrofon für ein Hörgerät vorbekant, das wenigstens zwei Sätze von wenigstens je zwei Mikrofonen umfaßt, von 35

Kue 2 Kof
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denen der eine Satz am distalen Ende des einen Brillenbügels und der zweite Satz am distalen Ende des zweiten Brillenbügels einer Hörbrille angeordnet sind. Die Mikrofonö innerhalb eines Satzes stehen mit ihren Hauptempfangsrichtungen senkrecht aufeinander. Auch hier werden also Mikrofone eingesetzt, die bereits vorab gerichtet sind. Die bereits gerichteten Einzelmikrofone sind über Gewichtungsglieder additiv und/oder subtraktiv miteinander verbunden. Die Gewichtungsglieder gewichten die VDn vorne und von den Seiten einfallenden SchallsignaiR unterschiedlich in der Weise, daß der Einfluß der von den Seiten einfallenden Schallsignale gegenüber den von vorne einfallenden Schallsignalen auf ein Minimum herabgesetzt wird. Somit tritt Richtwirkung nach vorne auf.

Durch die FR-OS 24 36 416 (die z.B. der US-PS 4,334,740 oder DE-OS 2,936,082 entspricht) ist schließlich noch ein Richtmikrofon dieser Art für Kameras vorbekannt, die ■mit Integrierern arbeitet, deren Übertragungsmaß aber zu hohen Frequenzen hin abklingt, so daß zur Rekonstruktion höherer Frequenzen zusätzliche Tiefpaß- und Hochpaßfilter (z.B. Figuren 18 und 19 bzw. auch Seite 4, 2. Absatz bis Seite 5, 1. Absatz der FR-OS bzw. Figuren 18 und 19 sowie Spalte 3 der korrespondierenden US-PS) erforderlieh sind.

Sämtliche beim Stand der Technik eingebauten Mikrofone sind relativ kompliziert.

' Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Richtmikrofon der eingangs genannten Art insbesondere für Hörgeräte aufzubauen, das mit optimal einfachen Einzelmikrofonen ausgerüstet ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. *.*

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Die Erfindung erlaubt den Einsatz nicht gerichteter Kugelmikrofone, die technisch besonders einfach sino.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung und in Verbindung mit den Unteransprüchen.

Es zeigen:

lö Figur i ein erstes Ausführungsbeispiei eines Ricntmikrofons gemäß der Erfindung mit drei Mikrofonen,

Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Richtmikrofons gemäß der Erfindung mit zwei Mikrofonen, 15 Figur 3 ein Richtmikrofon gemäß der Erfindung mit zwei symmetrisch zueinander angeordneten Sätzen aus je zwei Mikrofonen, ·■ -

Figur 4 eine Modifikation"des Ausführungsbeispiels der Fig. 1,

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Figur 5 eine Modifikation des Ausführungsbeispiels der Figur 2,

Figur 6 das Ausführungsbeispiel der Figur 3 bei Anordnung als Teil eines Hörgerätes in einer Hörbrille,

Figur 7 eine Alternativlösung zu Figur 3 für Hörgeräte mit Subminiatur-Einzelrichtmikrofonen und

Figur 8 eine Ausführungsform von Figur 1 oder 2 für bereits vorhandene Hörgeräte.

In der Figur 1 sind drei Kugelmikrofon-Kapseln M1, M2, M3 (beispielsweise Knowles-Kugslmikrofonel in der dargestellten Weise über Verstärker 1, 2 und 3 sowie ein Differenzierglied 4 mit einstellbarer Grundverstärkung mit einem Summenbildner 5 verbunden. Der Verstärker 2 ist invertierender Verstärker. Aus diesem Grunde ist das vom Mikrofon M2 über den Verstärker 2 abgeleitete Mikrofonsignal S2 gegenüber dem vom Mikrofon M1 über den Verstärker 1 abgeleiteten Mikrofonsignal S1 um 180° in der Phase verschoben. Damit wird ein Druckdifferenzempfänger mit Dipolrichtcharakteristik nachgebildet. Das Differenzierglied 4 arbeitet als 90°-Phasenschieber mit einstellbarer Grund-Verstärkung. Durch die Überlagerung des Ausgangssignals S3 des Differenziergliedes 4 mit den Signalen S1 und S2 läßt sich bei geeigneter Wahl der Grundverstärkung des Differenziergliedes eine ausgeprägte Richtcharakteristik, z.B. Hypernierencharakteristik, für die Gesamtanordnung einstellen.

Die Mikrofone M1 bis M3 empf &eegr; also Schall, der bevorzugt aus der Richtung des Richtungspfeiles 6 einfällt. Das am Ausgang des Summenbildners 5 anfallende Signal S_A spiegelt den ems der bevorzugten Richtung empfangenen Schall wider.

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Das zweite Ausführungsbeispiel der Figur 2 arbeitet mit nur zwei Kugelmikrofon-Kapseln M1 und M2. Im Vergleich mit dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 fehlen also die dritte Kugelmikrofon-Kapsel M3 und der Verstärker 3. Das Differenziergliod 4 ist jetzt direkt am Ausgang des Verstärkers 1 angeschaltet. Während das erste Mikrofonsignal S1 und das zweite Mikrofonsignal S2 in einer der Anordnung der Figur 1 entsprechenden Weise gewonnen werden, wird das dritte Mikrofonsignal S3 vom ersten Mikrofön M1 abgeleitet. Mit erheblich vereinfachtem technischem Aufwand ergibt sich dasselbe Ergebnis wie mit dem Ausführungsbeispiel der Figur 1.

Eine noch schärfere Richtcharakteristik erhält man, wenn man zwei unabhängig voneinander durch Richtmikrofonanordnungen gemäß der Figuren 1 oder 2 erzeugte Hypernierensignale addiert. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeigt die Figur 3. Dieses Ausführungsbeispiel umfaßt einen ersten Satz aus zwei Kugelmikrofon-Kapseln M1, M2 auf der linken Seite der Mikrofonanordnung und einen zweiten Satz aus zwei Kugelmikrofon-Kapseln M1· und M2¹ auf der rechten Seite der Mikrofonanordnung. Die beiden Kugelmikrofon-Kapseln MT und M2¹ (z.B. Knowles-Kugelmikrofone) auf der rechten Seite der Mikrofonanordnung sind entsprechend den Kugelmikrofon-Kapseln M1 und M2 auf der linken Seite der Mikrofonanordnung über Verstärker 1* und 2' (invertierende Verstärker) sowie ein Differenzierglied 4¹ mit einstellbarer Grundverstärkung mit einem Summenbildner 5' verbunden. Das additive Ausgangssignal ist mit S · bezeichnet.

Die Ausführungsform der Figur 3 wird bevorzugt in Hörgeräten für Hörgeschädigte eingesetzt, was weiter unten in Verbindung mit der Hörbrille der Figur 6 noch näher erläutert wird.

Das Ausführungsbeispiel der Figur 3 kann selbstverständlich auch mit drei Mikrofonen auf jeder Seite entsprechend

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Figur 1 aufgebaut werden. Der Summenbildner 5¹ kann aus drei Addierstufen bestehen, nämlich einer ersten Addierstufe, die die Signale S1 bis S3 addiert, und einer zweiten Addierstufe, die die Signale SV bis S3¹ addiert, sowie einer dritten Addierstufe, die die Ausgangssignale der ersten und zweiten Addjerstufe addiert. Vom Prinzip her können in sämtlichen Ausführungsbeispielen auch die Verstärker 1 bzw. 3 invertierend ausgebildet sein, während der Verstärker 2 ein nicht invertierender Verstärker ist. Der invertierende Verstärker 2 kann ferner aus einem nicht invertierenden Verstärker und einem Invertierglied zusammengesetzt sein. Eine weitere Möglichkeit ist, daß der Verstärker 2 nicht invertierend ist und der Summenbildner 5 bzw. 5¹ einen invertierenden Eingang

j 15 (oder Subtrahiereingang) für das Mikrofonsignal S2 um-

! fa~t.

! Die Figuren 4 und 5 zeigen Modifikationen der Ausfüh-

' rungsbeispiele der Figuren 1 und 2 in dem Sinne, daß ein

Integrierglied 7 als 90°-Phasenverzögerungsglied eingesetzt wird. In beiden Modifikationen ist der Summenbildner in zwei Einzelteile aufgeteilt. Der erste Teil des Summenbildners ist mit 8 und der zweite Teil des Summenbildners ist mit 9 bezeichnet. Demgemäß werden in beiden Modifikationen das erste Mikrofonsignal S1 und das zweite Mikrofonsignal S2 zuerst dem ersten Teil 8 des Summenbildners zugeleitet. Das Ausgangssignal des ersten Teils des Summenbildners wird im Integrierglied 7 integriert und als drittes Mikrofonsignal S3 dem zweiten Teil 9 des ; 30 Summenbildners zugeleitet. In beiden Modifikationen wird ^: außerdem dem zweiten Teil 9 des Summenbildners auch noch

ein Mikrofonsignal S4 zugeleitet. Im Falle der Figur 4 ist dieses vierte Mikrofonsignal vom Mikrofon M3 abgeleitet, während es im Falle der Figur 5 vom Mikrofon M1 abgeleitet wird. In beiden Fällen bildet die Richtcharakteristik z.B. wieder eine Hyperniere.

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Die Figur 6 zeigt die Anwendung des Ausführungsbeispiels der Figur 3 in einem Hörgerät in Form einer Hörbrille Die Hörbrille 10 umfaßt eine Brillenfassung 11 mit den Brillengläsern 12 und 13 sowie einem linken Brillenbügel 14 und einem rechten Brillenbügel 15. Beide Brillenbügel sind mittels Scharniere 16 und 17 an der Brillenfassung 11 angelenkt. Das Kugelmikrofon-Paar M1, M2 ist im linken Brillenbügel in der Nähe des Scharniers 16 angeordnet. Entsprechend ist das zweite Kugelmikrofon-Paar M1', M2¹ im rechten Brillenbügel 15 in der Nähe des Scharniers 17 angeordnet. Die beiden Mikrofone eines jeden Mikrofon-Paares liegen in Richtung des Bügels hintereinander. Der Abstand zwischen den Mikrofonen liegt im Bereich d = 3 - 7 , vorzugsweise 5 mm. Die gemäß der Figur 3 im gestrichelt dargestellten Block 18 eingebetteten Bauelemente 1/ 2, 1¹, 2', 4, 4', 5* sind in der Ausführungsform der Figur 6 auf zwei Schaltungselektronikblöcke 19 und aufgeteilt.

Die beiden Schaltungselektronikblöcke 19 und 20 sind über die Verbindungsleitungen 21, die durch die Brillenbügel und die Brillenfassung 11 hxndurchgeführt sind (in Figur 6 nicht dargestellt)/Oder eine andersartige Kabelführung miteinander verbunden. Die Ausgangssignalleitung für das Signal S_A' führt im Brillenbügel 14 über eine erste Zweigleitung 22 zu einem Addierglied 23. Entsprechend führt im anderen Brillenbügel 15 das Signal S · über eine weitere Zweigleitung 24 zu einem Addierglied Dem Addierglied 23 wird übor eine Signalleitung 26 auch noch das in einem Tiefpaß 27 gefilterte Mikrofonsignal einer weiteren Kugelmikro^on-Kapsel M01 zugeleitet. Entsprechend empfängt das Addierglied 25 im zweiten Brillenbügel 15 über die Signalleitung 28 mit einem TiefpaB 29 das Signal einer Kugelmikrofon-Kapsel M02. Das Ad&ierglied 23 ist ausgangsseitig über eine Signalleitung 30

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mit dem Eingang eines Verstärkers 31 verbunden. Entsprechend ist das Addierglied 25 über eine Signalleitung 32 mit dem Eingang eines Verstärkers 33 gekoppelt. Am Ausgang des Verstärkers 31 liegt der Hörer 34 für den linken Ohrkanal eines Hörgeschädigten. Entsprechend liegt am Ausgang des Verstärkers 33 der Hörer 35 für den rechten Ohrkanal des Hörgeschädigten. Die Hörer werden üblicherweise über Schlauchanschlüsse und Ohroliven (nicht dargestellt) mit den Ohrkanälen verbunden. Im Ausführungsbeispiel der Figur 6 ist der liksseitige

Schlauchanschluß mit 36 und der rechtsseitige Schlauch-V. anschluß mit 37 angedeutet. Es sind aber auch Ausführungen

möglich, bei denen sich der Hörer jeweils im Ohrkanal befindet, wie dies bei Im-Ohr-Hörgeraten üblicherweise der Fall ist. Die Bauelemente 38 und 39 sind je eine Batterie zur Stromversorgung über Versorgungsleitungen 40 und 41.

Die beiden Mikrofone MO1 und MO2 dienen als Ortungsmikro- f

föne. Bei aufgesetzter Hörbrille liegt das Mikrofon M01 |

direkt über dem linken Ohr und das Mikrofon MO2 über dem |

rechten Ohr des Hörgeschädigten» Die Ortungsmikrofone |

können aber durchaus auch in der jeweiligen Ohrmuschel p

( untergebracht sein. Der Hörgeschädigte kann über die bei- 1

den Ortungsmikrofone M01 und MO2 eine interessierende f

Schallquelle orten und den Kopf mit der Hörbrille in Rieh- <

tung dieser Schallquelle drehen. Bei auf die Schallquellt;- | gerichtetem Kopf kann dann die Richtmikrofonanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ihre Wirkung voll entfalten.

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Die Figur 7 zeigt die schon vorher erwähnte, jedoch weniger vorteilhafte Alternativlösung zu Figur 3 bei Hörgeräten mit Subminiatur-Richtmikrofonen MR1 und MR 2 sowie Addierglied 49. Der Abstand D zwischen den Mikrofonen MR1, MR2 entspricht wie in Figur 6 etwa der Kopfbreite des Hörgeschädigten .

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Im Ausführungsbeispiel der Figur 6 sind sämtliche Bauelemente einschließlich der Mikrofone in den Brillenbügeln untergebracht. Selbstverständlich können diese Bauelemente auch in Baugruppen zusammengefaßt werden, die an den Bügeln ansteckbar sind, so daß sie sich tatsächlich außerhalb der Bügel befinden. Anstelle einer Brille kann auch eine Art Kopfbügel zum Halten der Mikrofone M1, M2 und M1' sowie M2' verwendet werden.

Ein Ausführungsbeispiel, wonach eine Richtmikrofonanordnung z.B. gemäß Figur 2 als getrenntes Bauteil 42 am Brillenbügel 43 einer normalen Brille befestigbar ist/ ist in der Figur 8 dargestellt. Zur Befestigung können z.B. Klammern/ Klettverschlüsse, Klebstoffe, Ansteckstifte od.dgl. dienen. In Figur 8 sind die Befestigungsmittel ganz allgemein mit 44 angedeutet. Die Elemente 45 und 46 sind eine Batterie und ein Schalter. Das Ausgangskabel 47 umfaßt einen Stecker 48, der an einem Audioeingang eines konventionellen Hörgerätes, z.B. HDO-Gerates, anzuschließen ist.

21 ansprüche
8 Figuren

Claims

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l._vRichtmikrofon/mit einer vorgebbaren Zahl von Einzelmikrofonen, die unter Verwendung einer Phasenschieberanordnung additiv und/oder subtraktiv miteinander ver bunden sind, wobei von wenigstens zwei nicht gerichteten Einzelmikrofonen (Ml, M2) drei elektrische Mikrofonsignale (Sl, S2, S3) ableitbar sind, von denen zwei Signale (Sl, S2) gegeneinander um 180* phasenverschoben sind und das dritte Signal (S3) gegenüber einem der beiden anderen Signale mittels eines 90"-Phasenschiebegliedes (4 oder 7) um 90* in der Phase gedreht ist und wobei ein Summenbildner (5 bzw. 8, 9) für die drei Mikrofonsignale vorhanden ist, dadurch gekennzeich net, daß die Einzelmikrofone (Ml, M2 oder M3 bzw. Ml¹, M2¹) als Kugelmikrofone ausgebildet sind.
2. Richtmikrnfon nach Anspruch 1,· dadurch gekennzeichnet , daß die Kugelmikrofone

Subminiatur-Kugelmikrofone sind.
3. Richtmikrofon nach Anspruch 1 oder 2, d adurch gekennzeichnet, daß zum Einsatz in einem Hörgerät die Kugelmikrofone (Ml, M2, bzw. Ml¹, M2') an einem Gestell (10) angeordnet sind, das ein Hörgeschädigter am Kopf tragen kann.
4. Richtmikrofon nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Gestell (10) eine Brille ist und daß ein erster Satz aus wenigstens zwei Kugelmikrofonen (Ml, M2) im oder am ersten Brillenbügel (14) und ein zweiter Satz aus wenigstens zwei Kugelmikrofonen (Ml¹, M2·) im oder am zweiten Brillenbügel (15) plaziert ist.

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5. Richtmikrofon nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Kugelmikrofone eines jeden Satzes in oder an den Brillenbügeln (14, 15) hintereinander angeordnet sind.
6. Richtmikrofon nach Anspruch 4 oder 5, d adurch gekennzeichnet, daß die Kugelmikrofone eines jeden Satzes an den distalen Enden der Brillenbügel (14, 15) in der Nähe der Brillenschar niere (16, 17) angeordnet sind.
7. Richtmikrofon nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelmikrofone eines jeden Satzes in einem Abstand im Bereich von 3 bis 7 mm, vorzugsweise 5 mm, voneinander entfernt angeordnet sind.
8. Richtmikrofon mit einer vorgebbaren Zahl von bereits gerichteten Einzelmikrofonen, die additiv mit- einander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet , daß von wenigstens zwei Subminiatur-Einzelrichtmikrofonen (MRl, MR2) eines auf der linken und eines auf der rechten Seite eines am Kopf eines Hörgeschädigten getragenen Gestells, z.B. Brille, angeord- net sind.
9. Richtmikrofon nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Kugelmikrofone (Ml, M2 oder Ml, M2, M3) einschließlich der erforderli chen Elektronik (1, 2, 4, ·> tz*. 1, 2, 3, 4, 5 bzw. 1, 2, 3, 7, 8, 9 bzw. 1, 2, 7, 8, 9) und einer Strurpversorgungsquelle (45) in einem separaten Gehäuse (42) untergebracht sind, das an einem beliebigen Gestell (43), das am Kopf des Hörgeschädigten angeordnet werden kann, lösbar befestigt ist.

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I I *
10. Richtmikrofon nach Anspruch 9, d adurch gekennzeichnet daß das Gestell (43) der Bügel einer Brille ist.
11. Richtmikrofon nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Befestigungsmittel für das Gehäuse (42) Klammern, kiettverschiüsse, Klebemittel, Stecker od.dgl. dienen.

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