FI88083C - Lins som aer avsedd foer mottagning och/eller avsaendning av infraroeda straolar - Google Patents

Description

88083

Infrapunasäteiden vastaanottoon ja/tai lähettämiseen tarkoitettu linssi

Llns som är avsedd för mottagning och/eller avsändning 5 av infraröda strälar

Keksinnön kohteena on infrapunallnssi.

10

Ennestään on tunnettua pallomaisen linssin käyttö infrapunaaaltojen kohdentamisessa detektorille. Samoin ennestään tunnettuja ovat pallomaiset pinnat, joiden kautta infrapunasäteet on sovitettu lähetettäväksi lähetinlaitteista. Ennestään tunnetaan infrapunalaite, jossa 15 lähetinyksikkö on sovitettu lähettämään esimerkiksi TV-vastaanottimen puheäänen siten, että kyseinen ääni amplitudimoduloidaan ja lähetetään amplitudimoduloituna infrapunaaaltona vastaanotinlaitteeseen, joka ottaa kyseisen amplitudimoduloidun signaali vastaan detektorilla ja jossa vastaanotinlaitteessa kyseinen detektorin vastaanottama signaali 20 taajuusmoduloIdaan ja muutetaan takaisin taajuudeltaan vaihtelevaksi äänisignaaliksi. Kyseisessä tunnetussa laitteessa käytetään puolipal-lonmuotoista kokoojalinssiä detektorin edessä. Kyseisen laitteen haittapuolena voidaan pitää nimenomaan sitä, että vastaanotin, johon esimerkiksi korvakuulokkeet ovat liitettynä on hyvin tarkka vastaanotto- • 25 linssin oikealle ja suoralle suuntaukselle lähetinyksikköön nähden.

| Henkilön vähänkin muuttaessa kohtisuoraa suuntaustaan lähetinyksikköön . .·. huononee vastaanoton kuuluvuus ratkaisevasti. Vähäisetkin suuntamuutok- • set aiheuttavat epäbalanssisuutta kuuluvuudessa.

30 Keksinnön päämääränä on sellainen infrapunasäteilyä tai infrapuna-aal- • - toja taittava linssi, joka pystyy mahdollisimman tehokkaasti kokoamaan puoliavaruudesta infrapunasäteitä detektorille eli säteilyä vastaanottavalle elimelle. Kyseinen detektori voi olla valoherkkätunnistin, joka ·' · ottaa vastaan esimerkiksi aplitudimoduloidun puhesignaalin ja jossa .·. 35 kyseinen amplitudimoduloitu signaali on nimenomaan infrapunaaaltosig- naali. Keksinnön päämääränä on nimenomaan sellainen linssi- ja laiteratkaisu, joka toimii tehokkaasti infrapuna-aaltojen kokoajana myös silloin, kun henkilön suuntaus lähettimeen muuttuu. Keksinnön päämäärä- 2 88083 nä on nimenomaa sellainen infrapuna-aaltoja käyttävä ja taittava linssi, jossa linssin ollessa keskeisakseliltaan olennaisesti eri suuntainen vastaanottimen ja lähettimen väliseen suoraan nähden niin kyseinen linssi pystyy ottamaan suurillakin poikkeutuskuulumilla lähettimestä 5 lähteneet suorat säteet ja taittamaan ne vielä detektorille.

Keksinnö päämääränä on myös sellainen linssiratkaisu, joka on valmistuskustannuksiltaan edullinen.

10 Keksinnön päämääränä on myös sellainen keksinnön mukaista infra- punalinssiä käyttävä infrapunalaite, joka pystyy toimimaan laajalla taajuusalueella, joka laite on tehontarpeeltaan pieni ja joka laite on äänentoiston ominaisuuksiltaan korkeatasoinen ja joka laite pystyy ottamaan vastaan infrapuna-aaltosignaalia koko puoliavaruudesta, jol- 15 loin keksinnön mukainen laite pystyy hyödyntämää sekä lähettimestä tulevat heijastuneet säteet että suorat säteet ja kyseiset suorat säteet silloin, kun vastaanottolaitteen linssi ei ole suunnattuna linssin keskeisalkselilta lähetinlaitetta kohti.

20 Keksinnön mukaiselle infrapunasäteilyä taittavalle linssille on pää-asillisesti tunnusomaista se, että infrapunalinssi käsittää kaarevan, pallomaisen, infrapunasäteitä taittavan ensimmäisen pinnan ja keskeisen, kartiomaisen, säteitä taittavan toisen pinnan, jolloin linssin : sisälle jää kartion keskeinen tila (A), ja että linssi käsittää lisäksi ; 25 kaarevan säteitä taittavan linssin keskeisen kolmannen pinnan ollen - edullisesti pallokalottipinta, joka liittyy tilaan (A) rajoittuvaan säteitä taittavaan kartiopintaan, jolloin linssin avulla on kohdennet-; tavissa myös heijastussäteet detektorille riippumatta siitä, missä asennossa linssi on lähettimen suhteen.

30

Keksintöä selostetaan seuraavassa viittaamalla piirustuksen kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin edullisiin suoritusmuotoihin, joihin keksintöä ei ole tarkoitus kuitenkaan yksinomaan rajoittaa.

: 35 Kuviossa 1 on esitetty keksinnön mukaisen linssin ensimmäinen edullinen suoritusmuoto aksonometrisenä kuvantona.

3 88083

Kuviossa 2 on esitetty kuvion 1 linssi poikkileikkauskuvantona ja kuvioon mukaan on liitetty erillinen infrapunasäteitä vastaanottava detektori .

5 Kuviossa 3 on esitetty linssin käytön eräs suoritusmuoto.

Kuviossa 4 on esitetty keksinnön mukainen infrapunalaite, jossa käytetään keksinnön mukaista infrapunalinssiä. Kuvio esittää kaaviomaisesti niin sanotun infravox-laiteratkaisun.

10

Kuviossa 5 on esitetty aksonometrisesti kuvion 6 mukainen laite.

Kuvioissa 6A ja 6B on esitetty kuviota 4 ja kuviota 5 vastaavan laitteen ns. langattoman kuuntelulaitteen kytkentäkaavio.

15

Kuvion 6A esityksessä on lähetinyksikön kytkentäkaavio.

Kuviossa 6B on esitetty vastaavasti kuvioita 4 ja 5 vastaavan langattoman kuuntelulaitteen vastaanotinyksikön kytkentäkaavio. Esitykset ovat 20 sekä kuviossa 6A että 6B osittain kaaviomaisia.

Kuviossa 7 on esitetty kaaviomaisesti keksinnön mukainen linssikäyttö autoradiopuhelimen yhteydessä.

♦ ♦ • · · · 25 Kuviossa 8A on esitetty keksinnön mukainen linssikäyttö langattoman ‘ |mikrofonin yhteydessä.

: Kuviossa 8B on esitetty keksinnön mukainen linssin käyttö langattoman soittimeen liittyvän mikrofonin yhteydessä.

30 . . Kuviossa 9 on esitetty keksinnön mukainen infrapunalinssin käyttö kuvan taltioimislaitteen yhteydessä ja kuviossa esitetysti videokameran käy- * tön yhteydessä.

• · · 4 88083

Kuviossa 10 on esitetty keksinnön mukainen infrapunalinssin käyttö kongressitiloihin ja vastaaviin tarkoitetun simultaanitulkkauslaitteen yhteydessä.

5 Kuviossa 11 on esitetty keksinnön mukainen infrapunanlinssin käyttö erityisesti kuulovammaisille tarkoitetun studiolaitteen yhteydessä.

Kuviossa 12A on esitetty kantomatka/kantokulma vertailukäyrästöt. Yhtenäisin viivoin on esitetty vertailuvaihtoehto, jossa vastaanottodetek-10 tori on ollut ilman linssiä. Katkoviivoin on esitetty vertailuvaihtoehto, jossa on käytetty kartiolinssiä ja pistekatkoviivoin on esitetty vertailuvaihtoehto, jossa detektorin edessä on käytetty kartioprisma-linssiä. Kuviossa 12B on esitetty intravox-laitteen äänentoistokäyrä.

15 Kuviossa 1 on esitetty keksinnön mukainen infrapunalinssin suoritusmuoto aksonometrisenä esityksenä. Kuviossa 2 on kuvion 1 suoritusmuoto poikkileikkauskuvantona ja suuremmassa mittakaavassa. Keksinnön mukaisella linssillä voidaan saavuttaa erittäin hyvät optiset ominaisuudet. Keksinnön mukaisesti on pystytty toteuttamaan linssiratkaisu, joka 20 pystyy ottamaan sekä säteilijästä tulevat suorat säteet sekä myös heijastuneet säteet. Keksinnön mukainen linssi pystyy taittamaan kyseiset suorat säteet detektorille siinä asennossa, kun linssi on keskeisakse-liltaan olennaisesti suunnattu säteilijää kohti että myös siinä asen-: nossa, kun linssi on keskeisakseliltaan X olennaisesti poikkeutettu | 25 säteilijää kohti olevasta asemastaan. Keksinnön mukaisesti on pyritty toteuttamaan sellainen infrapunasäteitä kokoava linssiratkaisu, jossa keksinnön mukainen linssi ottaa kyseiset säteilijästä tulevat suorat säteet vastaan, kun infrapunalinssi on keskeisakseliltaan X poikkeutettu jopa 90° säteilylähteen ja vastaanottimen väliseltä suoralta linjal-30 ta.

Keksinnön mukaisessa linssin ensimmäisessä suoritusmuodossa on toteutettu linssin reuna-alueiden prismavaikutusta hyväksikäyttävä linssi-: ratkaisu. Nuolilla Lx esitetysti sivultapäin tulevat säteet taittuvat 35 linssin keskeiselle alueelle ja keskeisellä kuperalta linssipinnalta edelleen vastaanottodetektorille tai vastaavalle. Aivan kohtisuorasti 5 88083 sivupintoja vasten tulevat säteet heijastuvat kuvion 1 suoritusmuodossa nuolella 1¾ esitetysti kartiopinnalta suoraan detektorille tai nuolella L3 esitetysti suoraan detektorille 200. Keksinnön mukaisessa linssirat-kaisussa on taittavan hyötypinnan pinta-ala moninkertainen verrattuna 5 esimerkiksi sellaiseen linssiratkaisuun, Jossa linssin keskellä on pelkästään kartio- ja/tai katkaistu kartiopinta ilman, että kartiopinnan päätyyn on sovitettu vielä erillinen kaareva edullisesti kupera taitto-pinta. Käytettäessä pelkästään linssin keskellä olevaa kartiopintaa haittapuolena on tällöin suorien säteiden huono osuminen ja taittuminen 10 detektorille erityisesti linssin ollessa ei-suunnattava keskeisakselil-taan lähetintä kohti. Suorilla säteillä sanotaan silloin olevan ns. varjostusvaikutus. Kuvion esittämässä ensimmäisessä suoritusmuodossa saavutetaan linssillä laaja kantokulma. Kyseinen laaja kantokulma saavutetaan pääasillisesti kahdesta syystä. Keksinnön mukaisella kuvioiden 15 1 ja 2 suoritusmuodon mukaisella linssillä saavutetaan sen reunaosissa ns. prismavaikutus. Säteet Lj ohjautuvat detektoripinnalle L tarkasti. Toiseksi keksinnön mukainen linssi heijastaa kartiopinnalta säteet L2 detektorille. Kyseiset kartiopinnat heijastavat säteet tarkasti kes-keisakseliin X nähden symmetrisesti sovitetulle detektorille. Samoin 20 sivupintoja vasten olennaisesti kohtisuorasti tulevat säteet L3 taittuvat tarkasti detektorille. Detektori, jolla tässä tarkoitetaan infrapunasäteet vastaanottavaa valoherkkää osaa on sovitettu keksinnön mukaisen infrapunalinssin tasopinnalle. Kyseinen detektori on sovitettu : kyseiselle tasopinnalle tiiviisti ja edullisesti liimaamalla tai muulla f,· · 25 tavalla liittämällä. Lisäksi erityisesti suoritusmuodon 1 mukaisen kar- : : : tiolinssin hyvä kantomatka perustuu linssin suurentavaan ns. suurennus- ·· lasivaikutukseen, jota oikeakulmaiset kartion seinämät eivät häiritse.

Keksinnön mukaisesti käsittää linssi ensimmäisessä suoritusmuodossa 30 ensimmäisen kaarevan ja valoa taittavan pinnan ollen edullisesti kupe- . . rapinta ja edullisesti pallovyöhykepinta 100. Keksinnön mukaisesti * / liittyy tässä suoritusmuodossa kyseiseen pallovyöhykepintaan 100 jonka • · « ‘ kaarevuussäde Ry on edullisimmin noin 10 mm katkaistun kartion vaippa- : pinta 110. Kyseinen kartiopinta 110 liittyy kohdasta 101 kaarevaan 35 ensimmäiseen pintaan 100. Katkaistu kartion vaippapinta 110 on edulll-.* . sesti ympyräkartion vaippapinta ja edullisimmin suora ympyräkartion 6 88083 vaippapinta ja siihen liittyy kupera ja/tai kaareva keskeinen toinen valoa taittava kaareva pinta 120 ollen kupera linssipinta ja edullisimmin pallopinta.

5 Kyseisen ensimmäisen kaarevan valoa taittavan pinnan ollen edullisimmin pallovyöhykepinta säde Rv on noin 10 mm ja kyseisen toisen kaarevan valoa taittavan pinnan edullisimmin myös pallopinnan säde Rk on noin 7 mm.

10 Kartiomaisen valoa taittavan pinnan 110 kylkiviivan 111 ja linssin kes-keisakselin X välinen kulma on edullisesti 45-70°. Vielä edullisimmin kyseinen kulma on 50-65° ja kaikkein edullisin kulma e on noin 57°. Kyseistä kylkikulmaa on merkitty kuviossa a:11a. Detektorin edullisin etäisyys toisen kaarevan valoa taittavan pinnan 120 keskipisteestä K on 15 5 mm. Detektori, jota on merkitty numerolla 200 on sovitettu keskeises ti linssin keskeisakseliin X nähden. Detektorin 200 paikalle voidaan keksinnön eräässä muussa suoritusmuodossa sovittaa infrapunavaloa lähettävä laite, edullisesti infrapunavaloa lähettävä diodi tai vastaava. Näin ollen keksinnön mukaista linssiä voidaan käyttää paitsi infra-20 punavalon kokoajana niin myös infrapunasäteilyn lähettämiseen infrapunasäteiden hajoittajana. Kaarevien valoa taittavien pintojen 100 ja 120 kaarevuuskeskipiste D sijaitsee edullisimmin 7 mm:n päässä linssin ylätason Y keskipisteestä K, joka K kuvion suoritusmuodossa on myös : toisen valoa taittavan kaarevan pinnan 120 kalotin huippupiste.

: 25 - Kuvion linssin suoritusmuodossa jää valoa taittavan toisen kaarevan pinnan 120 sekä kartiopinnan 110 väliin ilmatila A. Linssin detektorin 200 puoleisen tasopinnan E ympyrähalkaisija 0* on edullisimmillaan 19,2 . mm. Keksinnön mukainen suoritusmuoto käsittää vielä ulokkeen 220. Uloke 30 220 ulkonee pinnasta E. Uloke 220 toimii kiinnitysulokkeena ja se on . myös edullisimmin poikkileikkaukseltaan ympyräpoikkileikkaus, jonka halkaisija 03 on edullisimmillaan 13,8 mm. Ulokkeen 220 detektorin 200 puoleista pintatasoa on merkitty kirjaimella F.

: 35 Keksinnön mukainen linssi taittaa linssiin sivulta tulleet säteet Lj, 1¾ ja Lg detektorille. Säde L3 kulkee tason reuna-alueella kyseinen säde 7 88083 taittuu ensimmäisestä kaarevasta pinnasta 100 kartiovaippapinnalle 110 ja edelleen toiselle keskeiselle kaarevalle pinnalle 120 ja siitä detektoriin 200. Vastaavasti säde 1¾ tulee jokseenkin kohtisuorasti kes-keisakseliin X nähden. Kyseinen säde taittuu ensimmäiseltä kaarevalta 5 pinnalta 100 kartiopinnalle 110 ja heijastuu siitä suoraan detektoriin 200. Säde Lg taittuu suoraan kaarevalta pinnalta 100 detektoriin.

Keksinnön mukaisen ulokkeen 220 pituus g on edullisimmin 0,6 mm. Tason Y kohdalta on kartiopinnan 110 pohjaympyrän 01 halkaisija edullisimmin 10 14,1 mm. Kartiovaippapinnan 110 tasopinnan E puoleisen päädyn ympyrä- halkaisija 02 on edullisimmin 9,3 mm.

Keksinnön mukaista linssiä käytettäessä saadaan esim. äänentoistossa aikaan erittäin hyvä stereovaikutus. Infrapunasäteitä käytettäessä voi-15 daan hyödyntää huoneen oma akustiikka. Niin sanottu jälkikaikuefekti ilmenee stereovaikutuksena. Esim. huoneen seiniltä heijastuneet säteet myöhästyvät jonkinverran suoriin säteisiin verrattuna. Keksinnön mukaista linssiä käytettäessä voidaan hyödyntää sekä suoraan tulevat säteet että myös heijastuneet säteet että myös voidaan keksinnön mukaista 20 linssiä käytettäessä mahdollistaa henkilön kääntyminen aina 90° jompaan kumpaan suuntaan pois lähettimen ja vastaanottimen väliseltä suoralta linjalta ilman, että vastaanottoteho kärsii tästä. Keksinnön mukaisella laitteella voidaan käyttää hyväksi heijastussäteitä ja olla kääntyneenä “.· f jopa 180° lähettimestä.

: 25 ; Kuvion 2 suoritusmuodon mukainen infrapunalinssi on huomattavasti edul- .1. lisempi kuin pallomaiset linssit tai vastaanottodetektori ilman mitään . kokoojalinssiä. Myös tässä suoritusmuodossa on detektori 200 liitetty . linssin tasopintaan 320. Kartiokulma a on edullisesti välillä 45-70° ja 30 kaikkein edullisin kartiokulma a on 57°.

Keksinnön mukainen linssi kokoaa tehokkaasti koko puoliavaruudesta tulevat niin suorat säteet kuin heijastuneet säteet. Tästä seuraa, että koska linssi pystyy hyödyntämään kaikki puoliavaruudesta tulevat sä-.··. 35 teet, joten se toimii myös pelkillä heijastussäteillä. Näin ollen kek sinnön mukaisella linssillä saavutetaan hyvä lähetettyjen infra- 8 88083 punasäteiden vastaanotto myös tapauksissa, joissa suora yhteys lähettimen ja vastaanottimen välillä on estynyt. Tällöin heijastussäteet tulevat apuun ja vastaanottimen vastaanottavuus lähetetylle moduloidulle infrapunasignaalille säilyy.

5

Keksinnön mukainen linssi toimii erittäin laajasektorisesti ja kykenevät näin ollen vastaanottamaan lähetyssignaalin lähettimeen nähden vinossakin asennossa ja samantehoisesti signaalin heikentymättä.

10 Keksinnön mukainen linssi on edullisesti valmistettu muoviaineesta. Se on edullisimmin tehty akryylimuovista "polymetylmetakrylaatista". Keksinnön mukaisesti on käytetty hyvin IR-säteilyä läpäisevää materiaalia. Tällöin on käytetty nimenomaan tummaksi värjättyä muovia.

15 Keksinnön mukainen linssi soveltuu erittäin hyvin infrapunatekniikkaan perustuviin äänensiirtosovellutuksiin. Keksinnön mukaisella linssillä pystytään hyödyntämään koko puoliavaruudesta tulevat infrapunasäteet. Keksinnön mukaisesti on pystytty toteuttamaan linssidetektoriyhdistel-mä, jossa henkilö voi kääntyä jopa 90° lähetinlaitteeseen nähden ilman 20 että äänen siirto kärsii. Samoin keksinnön mukaisella linssillä voidaan toteuttaa infrapunasäteiden vastaanottoa myös silloin, kun infrapunalä-hettimen ja vastaanottimen välillä on infrapunasäteille kulkueste ja voidaan hyödyntää ainoastaan esim. seiniltä heijastuneita säteitä. Keksinnön mukaiset linssit soveltuvat paitsi infrapunasäteiden vastaan-: 25 ottoon ja kokoamiseen niin myös niiden lähettämiseen.

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukaisen linssin käytön edullinen ; suoritusmuoto. Kyseinen suoritusmuoto soveltuu erityisesti kuvannau- hoituslaitteiden yhteydessä tapahtuvaan äänen vastaanottoon. Kuvion 5C 30 suoritusmuoto on poikkileikkauskuvanto keskeisakselin X suhteen symmetrisestä linssistä. Keksinnön mukainen linssi käsittää ensimmäisen valoa ; / taittavan suoran pinnan 590 ja linssin sisällä on kartiopinta 591 sekä siihen liittyvä pallopinta tai kaareva valoa taittava keskeinen linssi-'· osuus 592. Nuolella Sa on esitetty detektorin 200 olevan liikuteltavissa ; 35 eri asemiin. Näin voidaan keksinnön mukaista säädettävää linssiä käyt- . tää esimerkiksi äänen vastaanottoon tietyltä etäisyydeltä. Detektorin 9 88083 liikutuslaitteen 593 avulla on detektori 200 siirrettävissä nuolella Si esitetysti haluttuun asemaan linssin suhteen. Kuviossa on kirjaimin fa ja f2 esitetty detektorin kaksi eri asemaa.

5 Kuviossa 4 on esitetty keksinnön mukainen langaton kuuntelulaite, joka perustuu moduloidun infrapunakantoaallon käyttöön.

Kuviossa 4 on kaaviomaisesti esitetty keksinnön mukainen laiteratkaisu. TV-, radiolaitteen tai vastaavan radiotaajuinen signaali siirretään 10 infrapunalähettimeen 510. Signaali amplitudimoduloidaan ja lähetetään lähetindiodien (edullisesti 1-200 kpl)kautta esim. huonetilaan. Huonetilassa oleva vastaanotin 520 vastaanottaa amplitudimoduloidun infra-punataajuisen signaalin. Vastaanottimessa 520 on keksinnön mukainen infrapunasäteilyä vastaanottava ja kokoava linssi. Vastaanotin 520 15 siirtää taajuusmoduloinnin jälkeen vastaanotetun signaalin jälleen kuultavassa ja ymmärrettävässä muodossa esim. kuulokkeiden kautta vastaanottajan korviin. Kuvion 4 esityksessä on vastaanotinkuulokkeita merkitty viitenumerolla 521. Vastaanottimesta 520 voidaan vastaanotettu ja taajuusmoduloitu signaali toimittaa edelleen säteilylenkkiin 530, 20 josta kyseinen vastaanotettu signaali voidaan esim. sähkömagneettisena säteilynä siirtää kuulolaitteeseen langattomasti. Kuulolaitetta on kuvion 4 suoritusmuodossa merkitty viitenumerolla 550. Kuviossa 5 on esitetty aksonometrisesti kyseinen laitejärjestely.

: .1. 25 Lähettimiin 510 siirretään esim. radiolaitteesta äänisignaali ja ky- ; '·, seinen radiotaajuinen signaali amplitudimoduloidaan ja lähetetään lä- hetindiodien 511 kautta huonetilaan. Kuviossa 7 esitetysti voi lähetin-laite 510 olla varustettu akulla 513, jolloin akun latauskaapelia on — merkitty viitenumerolla 512. Lähetinlaite voi käsittää myös verkkolii- ···' 30 tännän 514. Infrapunalähettimen 510 lähettämä signaali S10 vastaanote- taan vastaanotinlaitteella 520. Infrapunasäteet S10 vastaanotetaan vastinotinlaitteen 520 keksinnön mukaisen linssin 521 kautta. Vastaan-: otinlaitteessa 520 käsitelty esim. taajuusmoduloitu signaali välitetään korvakuulokkeisiin 522. Lähetinlaite 520 käsittää edullisesti volyymin . 1. 35 säätönapin 522, akun latauskytkimen 524, ladattavan pienoisakun 525 ja 10 88083 kantohihnan 526, josta vastaanotin 520 on ripustettavissa henkilön kaulaan.

Kuviossa 6A on esitetty kuvion 4 ja 5 suoritusmuodon mukainen ns. in-5 fra-vox-laiteratkaisu eli langaton kuuntelulaite. Se soveltuu erityisesti kuulovammaisille, mutta myös täysin normaalikuuloisille TV-, radio-, kasetti- jne. äänen siirtoon.

Kuviossa 6A on esitetty amplitudimoduloitua infrapunakantoaaltoa vas-10 taanottavan vastaanotinlaitteen 520 kytkentäkaavio. Keksinnön mukaisen linssin yhteydessä oleva vastaanottodetektori tai vastaava laite vastaanottaa ympäristöstä tulevan signaalin. Kaavioesityksessä on detektoria merkitty viitenumerolla 200. Keksinnön mukainen vastaanotin 520 käsittää esivahvistuspiirin 1. Vastaanotin 520 käsittää lisäksi modu-15 lointipiirin 2, joka frekvenssimoduloi vastaanottimeen 520 tulleen signaalin. Kuviossa on viitenumerolla 3 esitetty tasasuuntauspiiriä. Esivahvistinpiiristä 1 signaali syötetään virtapiiriä 6 pitkin modu-lointipiiriin 2, joka frekvenssimoduloi signaalin. Modulointipiiristä 2 signaali johdetaan virtapiiriä 4 ja 5 pitkin tasasuunnattuun piiriin 3. 20 Haaran 7 kautta säädetään pienijaksojännitettä. Kyseistä pienjaksojän-nitteen säätöpiiriä on merkitty siten viitenumerolla 7. Äänisignaalin säätöä tapahtuu niin virtapiirissä 4 kuin sen jatkeena olevassa virtapiirissä 5. Virtapiiriä syötetään jännitteellä ja jännitelähdettä on merkitty viitenumerolla 8. Virtalähteen 8 katkaisijaa on merkitty vii-; : 25 tenumerolla 9. Katkaisijan 9 kautta syötetään jännite. Tasajännite : suunnataan piirin 10 kautta tasasuunnattuun piiriin 3. Tasasuunnatusta . .·. piiristä johdetaan lopullinen äänisignaali kuulokeliitäntään 11. Jänni- ; telähteestä 8 tulevan jännitteen voimakkuutta esivahvistuspiirissä 1 säädetään virtapiireissä 11 ja 12, jotka liittyvät virtalähteeseen 30 haarapisteen 13 ja yhdyspiirien 14 ja 15 kautta. Modulointipiiriä 2 syötetään jännitteellä haarapisteen 17 ja liitäntäpiirin 16 kautta.

*. ". Näin ollen keksinnön mukaisesti tuodaan amplitudimoduloitu äänisignaali : · · keksinnön mukaisen infrapunalinssin kautta detektorille, josta signaali ; .·. 35 johdetaan esivahvistuspiiriin ja sieltä edelleen frekvenssimodulointi- 1 · 11 88083 piiriin, josta signaali edelleen johdetaan tasasuuntausyksikön kautta esim. korvakuulokkeisiin.

Kuviossa 6B on esitetty taas keksinnön mukainen lähetinlaite 510. Ky-5 seinen lähetinlaite 510 moduloi puheäänisignaalin. Kyseinen moduloitu signaali johdetaan edelleen lähetinlaitteisiin ollen edullisimmin lähe-tindiodeja, jotka lähettävät kyseistä moduloitua signaalia ollen infrapunasignaali edelleen vastaanottolaitteella 520 tai vastaavalla vastaanotettavaksi. Kuviossa 6B on viitenumeroilla 20-25 merkitty lähetin-10 diodeja. Kuviossa on viitenumerolla 26 esitetty modulointipiiriä. Esimerkiksi mikrofoonin tuottama sähköinen äänisignaali muutetaan tasasuuntaajassa 27 tasasuunnatuksi signaaliksi. Virta ja jännite syötetään akun 29 tai vastaavan kautta ja signaali johdetaan edelleen kytkimen 28 kautta modulointipiiriin 26. Ns. modulaatiolukitus suoritetaan 15 piirissä 30. Moduloitu signaali johdetaan edelleen piiriin 31 kautta haaraan 32 ja edelleen lähetinlaitteisiin 20-25 ollen lähetindiodeja, joita tässä suoritusmuodossa on kuusi kappaletta. Kytkimen 28 toiminta-asentoa ilmoittava merkkivalo on esitetty viitenumerolla 33. Kun signaali on kytkimen 28 kautta johdettu modulointipiiriin 26 palaa merkki-20 valo 33.

Kuviossa 7 on esitetty keksinnön mukainen car-vox-järjestelmä eli auto-radiopuhelinjärjestelmä, jossa käytetään keksinnön mukaista infrapuna-linssiä. Kuviossa on esitetty kaaviomaisesti keksinnön mukaisessa lins-• -'· 25 sikäytössä käytetyt toimintayksiköt. Keksinnön mukaisesti välitetään ; äänisignaali autopuhelimeen langattoman mikrofonin kautta sen sijaan, että henkilö puhuisi puhelinkuulokkeeseen. Henkilö liittää ns. mikrofo-"I nilähetinyksikön 1000 esim. takkinsa taskuun tai kiinnittää kyseisen yksikön solmioon tai takin rintamukseen. Kyseisessä yksikössä on ns.

30 automaattinen salpamikrofoni 1001, joka kytkeytyy aina puheäänen mukaan. Kun henkilö puhuu, mikrofoni kytkeytyy päälle ja lähettää signaalin S10 edelleen kyseisen yksikön 1000 lähetinlaitteeseen. Kyseinen '·/·· mikrofonin signaali moduloidaan lähettimen 1000 modulointiyksikössä ja : : : kyseinen signaali lähetetään edelleen keksinnön mukaisen linssin 20 . 35 kautta langattomasti autopuhelimen vastaanotinyksikköön, jossa lahetet- ty signaali S10 vastaanotetaan vastaanotinlaitteen vastaanotindiodien 12 88083 1003 kautta. Kyseinen vastaanotettu signaali moduloidaan edelleen frek-venssimoduloinnilla niin, että se voidaan edelleen muuttaa sähköiseksi signaaliksi ja siirrettäväksi edelleen puhelinlaitteesta niin kuin normaali puhelu langattomasti tai kyseinen puhuttu signaali voidaan 5 siirtää esim. kasettinauhurille 1007, johon voidaan siirtää myös auto-radiopuhelimeen saapunut puhesignaali.

Mikrofonilähetinyksikkö 1000 käsittää mikrofonin 1001, edullisesti salpamikrofonin, joka kytkeytyy päälle puheäänen mukaan. Lähetinyksikkö 10 1000 käsittää edullisesti kiinnityspinnan tai kiinnitysosan 1002, jolla lähetinyksikkö kiinnitetään esim. solmioon tai takin käänteeseen. Lähe-tinyksiköstä moduloitu signaali lähetetään edelleen keksinnön mukaisen linssin 20 kautta puhelimen vastaanotinlaitteeseen, jossa vastaanotin-diodit 1003 ottavat äänen kantoaaltosignaalin sio vastaan. Katkoviivoin 15 on kuviossa 7 esitetty mikrofonilähetiyksikkö 1000 latautumassa ja säilytyksessä puhelimen vastaanotinyksikön yhteydessä. Vastaanotettu signaali voidaan edelleen moduloida esim. frekvenssimoduloilla kyseisessä vastaanottoyksikössä ja kyseinen signaali voidaan kuljettaa virtapiiriä 1004 pitkin edelleen itse autoradiopuhelimeen 1005. Puhelin-20 laitteesta kyseinen puhuttu signaali voidaan siirtää edelleen kuten normaali puhelu langattomasti tai kyseinen puhuttu signaali voidaan siirtää esim. kasettinauhurille 1007 virtapiiriä 1006 pitkin. Kyseinen autoradiopuhelimeen tuleva vastaussignaali voidaan siirtää linjaa 1008 pitkin kovaääniseen 1009. Autoradiopuhelimen lähetinyksikössä 1000 • 25 käytetään keksinnön mukaista linssiä. Lähetettävä signaali on kohden- nettavissa tiettyä väylää pitkin vastaanottodiodeihin 1003.

^ Autoradiopuhelinkäytössä on henkilön ja puhelimen välinen etäisyys verrattain lyhyet ja autoradiopuhelinkäytössä on myös puhelimen ja hen-30 kilön välinen kulma jokseenkin vakio, näin ollen voidaan olettaa lähet-- · timen ja vastaanottimen välisen signaalisiirron tapahtuvan tiettyä ilmaväylää pitkin. Keksinnön mukainen linssi soveltuu myös tietyltä *. ·; väylältä tulevan signaalin vastaanottamiseen.

: 35 Kuviossa 8A on esitetty keksinnön toinen linssikäyttö, jossa keksinnön mukaista infrapunalinssiä käytetään langattoman mikrofonin 1010 yhtey- i 13 88083 dessä. Keksinnön mukaisesti käsittää mikrofoni useassa edullisesti viidessä eri sektorissa olevat lähetindiodit A1,A2,A3,ä4 ja As. Vastaanotin-laite käsittää myös edullisesti kullekin lähetindiodille oman vastaan-ottimensa (Aj' .Aj" ;A2',A2" , . . .A5' ,A5"). Henkilön asemasta mikrofoniin 5 riippuu kunkin lähetindiodin lähettämä äänisignaali. Vastaavasti kyseinen henkilön paikoittuminen mikrofoniin nähden havainnoidaan välittömästi vastaanottimessa ja näin ollen vahvistetaan syntyvää stereovaiku-telmaa.

10 Lähetin lähettää esim. viiden lähetindiodin (A^A^A^A^.Aj) kautta moduloidun äänisignaalin, joka vastaanotetaan vastaanotinyksiköillä 2001, 2002, jotka on sovitettu eri puolille esim. estraadia. Kukin vastaanotin on varustettu äänisignaalisalvalla, ts. vahvistimet kytkeytyvät pois automaattisesti, kun lähetyssignaali ei tavoita vastaanotinta.

15 Vastaanottimessa 2001 olevia vastaanotindetektoreita on merkitty A^, A2',A3',A4' ja A5'. Vastaavasti vastaanottimen 2002 vastaanotindetektoreita on merkitty A^1, A2" , A3" ,A4" ja A5" . Vastaanottimista ääni johdetaan yleisvahvistimeen 2010 ja sen kautta kovaäänisiin 2011 ja 2012.

20 Kuviossa 8B on esitetty langaton mikrofoni soittimen yhteydessä. Esimerkiksi otetaan kitara. Jokaisella kuudella kielellä on oma mikrofoninsa. Kuuden mikrofonin ryhmiä on 1-n kpl. Tällöin soiton aikana kytkemällä eri mikrofoniryhmät toimintaan ja kyseisiä toimintaan kytkettyjä mikrofoniryhmiä vaihtelemalla saadaan aikaan efekti, joka on verrat-• 25 tavissa esim. urkujen tai harmonikan äänen värivaihteluihin eli ääni- : -·; kertoihin. Eri mikrofoniryhmien tuottamat äänet johdetaan johtimien . .1. 4001 tai vastaavien kautta kitaran otelaudan päähän sijoitettuun lähe- ; tysyksikköön 4002. Keksinnön mukaisesti käsittää lähetinyksikkö viisi kartioprismalinssiä 4003,4004,4005,4006,4007. Kukin kartioprismalinssi *** 30 toimii eri taajuudella. Ne lähettävät signaalia, joka on amplitudimodu- * loitu eri lähetystaajuuksille. Soittimen vahvistimeen on kytketty eri frekvensseillä toimiva vastaanottoryhmä, jolloin kutakin lähettimen eri lähetystaajuutta ja lähetysdiodia vastaa vastaanottoyksikön detektori : 4011,4012,4013,4014,4015 omine kyseistä taajuutta vastaanottavine frek- : 35 venssimodulointipiireineen. Kyseisestä vastaanottoryhmästä ja vastaan- ·· ottolaitteesta signaalit johdetaan edelleen vahvistettavaksi vahvistin- 14 88083 yksikköön ja edelleen toistettavaksi esim. kaiuttimien kautta. Kuviossa on esitetty kitarasovellutus, mutta on selvää, että keksinnön mukaista käyttöä ja laiteratkaisua voidaan soveltaa mihin hyvänsä soittimeen.

5 Mikrofonijohtoa 4001 tulee mikrofoniryhmien tuottamat äänisignaalit. Ne siirretään kitaran otelaudan päähän sijoitettuun lähetysyksikköön 4002. Kuviossa esitetysti on lähetinyksikkö 4002 varustettu viidellä lähetin-silmällä 4003,4004,4005,4006 ja 4007. Kyseiset lähetinsilmät ovat edullisesti viisi kartioprismalinssiä, jotka kukin on sovitettu toimimaan 10 eri taajuudella. Ne lähettävät signaalia, joka on amplitudimoduloitu eri lähetystaajuuksille. Vastaanotin 4010 toimii viidellä eri taajuudella ja vastaanottaa signaalia S30. Signaali moduloidaan ja siirretään vahvistinlaitteeseen 4020 signaalitietä 4016 pitkin ja edelleen kaiuttimiin 4021,4022.

15

Kuviossa 9 on esitetty keksinnön mukainen käyttö, jossa keksinnön mukaista linssiä käytetään kuvantaltioimislaitteen 3000 yhteydessä, esim. videolaitteen yhteydessä. Kuvan taltiomislaite 3000 käsittää moduloidun kantoaallon vastaanottolaitteen ja kyseinen signaali S2o otetaan vastaan 20 esim. videokamerassa 3000 tai vastaavassa olevan keksinnön mukaisen vastaanottolinssin 3002 kautta. Keksinnön mukainen linssi on voitu edullisesti sovittaa esim. ylösvedettävän antennin 3001 huippuun. Keksinnön mukainen linssi 3002 on rakenteeltaan sellainen, että se ottaa ja kokoaa lähetetyt aallot S20 tietyltä ja halutulta etäisyydeltä, joka ; 25 voidaan säätää säätämällä linssin etäisyyttä detektoriin esim. ruuvi- : laitteen (593; kuvio 3) tai vastaavan avulla. Lähetinlaite, joka lä hettää moduloidun infrapunakantoaallon voi sijaita esim. urheilukentällä. Keksinnön mukainen laite soveltuu erinomaisesti esim. urheilukil-pailujen haastattelujen välittämiseen suoraan lähetys studioon tai kame-30 ralaitteeseen tai vastaavaan. Näin ollen voidaan suurtenkin yleisöjouk-• - kojen ohi lähettää helposti ja vaivattomasti moduloitu äänisignaali välitettäväksi edelleen esim. radiotekniikkaa käyttäen. 1 Lähetin 3004 tuottaa kantoaallon S20, joka vastaanotetaan kuvan tal- 35 tioimislaitteeseen 3000 ja sen nostettavan ja laskettavan antennin 3001 linssillä 3002. Linssi on edullisesti kuviossa 3 esitettyä tyyppiä.

is 88083

Kuviossa 10 on esitetty kaaviomaisesti keksinnön mukainen linssikäyttö erityisesti kongressitiloihin tai vastaaviin tarkoitettujen simultaanitulkkaus laitteiden yhteydessä. Keksinnön kohteena on myös vastaava siraultaanitulkkauslaite. Kuviossa 10 on kaaviomaisesti esitetty keksin-5 nön mukainen simultaanitulkkausjärjestelmä. Kyseinen simultan-vox-laite käsittää keksinnön mukaiset linssit ainakin vastaanotinlaitteissa. Simultaanitulkit lähettävät kukin omalla kielellään ja omalla lähetys -taajuudellaan kongressipuheen tulkkauksen. Simultaanitulkkien mikrofonin kautta johdettu puhe moduloidaan edelleen ja lähetetään suurteholä-10 hettimen kautta saliin. Kyseinen suurteholähetin voi käsittää yhden suuren levy-yksikön, johon on kiinnitetty lähetindiodit. Kullekin taajuudelle voi olla oma lähetindiodiryhmänsä ja siten kullekin kielelle kyseinen ryhmä. Kun henkilöt tulevat kongressisaliin voivat he valita kongressisalin ala-aulasta tai vastaavasti haluamansa vastaanottoyksi-15 kön, joka on valittavissa halutun kielen mukaan. Kullekin kielelle on omaa taajuuttaan vastaanottava vastaanotinyksikkö, joka käsittää keksinnön mukaisen infrapunalinssin. Keksinnön mukaisesti voidaan lähetys-diodit sisältävä taulu tai vastaava kiinnittää esim. kongressisalin seinälle tai kyseinen lähetindiodikokoonpano ja moduli on voitu sovlt-20 taa korkeammalle erillisen siirrettävissä olevan telineen päähän.

Kuviossa 11 on esitetty eräs toinen keksinnön mukainen linssin käyttö. Esitetty on ns. studia-vox-laiteratkaisu ja käyttöratkaisu, jossa opettaja voi suunnata oman lähetinlaitteensa kautta tietyn taajuista kanto-• 25 aaltoa. Näin ollen opettaja voi suunnata puheensa tietyille oppilaille ; valitsemalla tällöin tietty lähettimen kantoaaltotaajuus. Oppilas, . .·. jolle hän tahtoo puheensa suunnata omaa vastaanotinlaitteen, joka toi- - mii kyseisellä kantoaaltotaajuudella. Oppilaan lähettämä puhe voidaan lähettää myös kyseisen lähetin-vastaanotinlaitteen kautta ja vastaavan 30 linssin kautta, jolla opettajan puhe otetaan vastaan ja kyseinen lahe-tetty signaali voidaan opettajan pöydän vastaanottolaitteen kautta siirtää signaalimuokkauksen jälkeen suoraan kovaääniseen.

Kuviossa 12A on esitetty graaffisesti vertailu eri linssityyppien vä-; .·. 35 Iillä ja myös tapauksen välillä, jossa detektorin edessä ei käytetä ollenkaan linssiä. Kuviossa on pystyasteikolle merkitty kantomatkaa 16 88083 metreinä ja vaaka-asteikoille on merkitty kantokulmaa asteissa. 0° on se astemäärä, jossa vastaanottolinssin keskeisakseli on olennaisesti kohdistettu lähetinlaitetta kohti. 90° tarkoittaa taas tilannetta, jossa henkilö on 90° kääntyneenä lähetinlaitteeseen nähden, eli vastaanotto-5 linssin keskeisakseli X on kohtisuorasti lähetinlaitteen ja vastaan-ottolaitteen väliseen suoraan nähden. Kuviossa on yhtenäisellä viivalla esitetty tapausta, jossa detektorin edessä ei ole käytetty mitään linssiä. Katkoviivalla on esitetty tapausta, jossa on käytetty pelkästään kartion käsittävää linssityyppiä ja pistekatkoviivoin on esitetty ta-10 pausta, jossa detektorin edessä on lähinnä keksinnön mukainen linssi. Kuviosta nähdään, että paljaan detektorin vastaanottokyky, jota vastaanottokykyä tässä indeksoidaan ns. kantomatkalla, on noin puolet huonompi kuin keksinnön mukaisten linssien. Lisäksi voidaan todeta, että keksinnön mukaisen ns. kartioprismalinssin kantomatka-kantokulma-15 käyrä on huomattavasti edullisempi kuin pelkän kartiolinssin. Kantokul-man suuretessa ei kartioprismalinssin (kuvioissa 1 ja 2) kantomatka tipu kovinkaan jyrkästi verrattaessa muihin tapauksiin.

Kuviossa 121' on psltotty kuviossa ή,5 Ja 6A,6B esitetyn ns. Infra-vox 20 laitteen toistokäyrä. Kuviosta nähdään, että keksinnön mukaisen laitteen toistokäyrä on edullinen. Pystyakselille merkitty ulostuloteho pysyy suhteellisen korkeana myös korkeimmilla taajuuksilla. Keksinnön mukaisen kuvioiden 6-8 suoritusmuodon mukaisen infra-vox-laitteen tekniset tiedot ovat seuraavat: : 25 : .·. LÄHETIN KH - 185

Toistoalue20-11.000 Hz ' '1 Lähetystaajuus95 kHz 30 Virtalähdemuuntaja 12 v, jänn. 220/50-60 Hz

• ·' ModulatioFM

Painol05 gr Mitatl07 x 54 c 22 mm : .·. 35 I? 88083 VASTAANOTIN KM - 285

Toistoalue 20-11.000 Hz Vastaanottotaajuus95 kHz 5 Max. äänenpä 1η«· 1 kHz:1 lal23 dB

Vlrtalähdepienolsnkku TR 7/8,9 v, 100 mA Käyttöaika3-5 vk. päivä. 2-4 t:n kuuntelulla PainolOO gr

Kuulokkeet989, toistoalue 20-19.000 Hz 10

On selvää, että keksinnön puitteissa on mahdollinen myös suoritusmuoto, jossa esitettyihin linssin valoa taittaviin pintoihin tai niiden läheisyyteen on tuotu lisälinssi tai vastaava edistämään edelleen infrapunasäteiden kokoamistapahtumaa.

15 • #

Claims (3)

1. Infrapunalinssi, tunnettu siitä, että infrapunalinssi käsittää kaarevan, pallomaisen, infrapunasäteitä taittavan ensimmäisen 5 pinnan (100) ja keskeisen, kartiomaisen, säteitä taittavan toisen pinnan (110), jolloin linssin sisälle jää kartion keskeinen tila (A), ja että linssi käsittää lisäksi kaarevan säteitä taittavan linssin keskeisen kolmannen pinnan (120) ollen edullisesti pallokalottipinta, joka liittyy tilaan (A) rajoittuvaan säteitä taittavaan kartiopintaan (110), 10 jolloin linssin avulla on kohdennettavissa myös heijastussäteet detektorille (200) riippumatta siitä, missä asennossa linssi on lähettimen suhteen.

2. Edellisen patenttivaatimuksen mukainen linssi, tunnettu 15 siitä, että kartiopinnan (110) sisällä on ilmatila (A) ja että kartion (110) kartiokulma eli sen kylkiviivan (t) ja linssin keskeisakselin (X) välinen kulma (a) on edullisesti 50°-70°.

3. Edellisen patenttivaatimuksen mukainen linssi, tunnettu 20 siitä, että kulma (a) on edullisimmin olennaisesti noin 57°. 19 88083