NO870205L - Oeremikrofon. - Google Patents

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN.

1. OPPFINNELSENS OMRÅDE.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører mikrofoner og mer spe-sielt øremikrofoner av vibrasjons-pickuptypen som mottar lyd gjennom benleding.

2. OMTALE AV KJENT TEKNIKK.

Det høye støynivå som forekommer i mange omgivelser, f.eks. på fabrikkgulv, og i cockpiter i små fly eller på motorsyk-ler, f.eks. forhindrer bruken av vanlige mikrofoner for kom-munikasjon ved hjelp av f.eks. intercom eller radio, fordi vanlige mikrofoner plukker opp støyen som gjør tale vanske-lig å forstå. Videre vil en person som arbeider i slike omgivelser, ofte ikke kunne fritt bruke sine hender. I fa-brikken kan personen arbeide med sine hender, og under flyv-ning av et fly eller kjøring av et motorkjøretøy, vil før-eren selvsagt trenge hendene for styring av flyet eller mo-torkjøretøyet. Følgelig er det i disse og lignende omgivelser ønskelig med mikrofoner som man ikke trenger å holde, og som ikke er følsomme overfor omgivelsesstøy. Øremikrofoner av vibrasjons-pickuptypen er kjent hvor de passes inn i den ytre hørekanal av øret til brukeren for å plukke opp brukerens stemme som blir ledet gjennom hans knok-ler eller ben til den ytre hørekanalvegg. En alik øremikrofon er omtalt og anskueliggjort i US patentskrift 4.150.262.

Slike anordninger vil imidlertid plukke opp en vesentlig del av omgivende akustisk energi. Videre vil tilsmussing av fuktighet eller annen forurensning kunneødelegge mikrofonen. Dessuten kan slike anordninger bli meget ukom-fortable i brukerens øre etter lang tids bruk.

Således er det en hensikt med den foreliggende oppfinnelse

å skaffe en mikrofon av den type som er konstruert for å kunne føres inn i hørekanalen hos brukeren for å fremskaffe

et elektrisk signal som avledes fra brukerens stemme eller andre vibrasjoner.

Enda en hensikt med oppfinnelsen er å skaffe en øremikrofon som effektivt demper omgivelses-akustisk energi for kansel-lering av omgivelsesstøy.

Det er videre en annen hensikt med oppfinnelsen å skaffe en øremikrofon som er behagelig selv etter lang tids bruk i brukerens ører.

Videre er det en hensikt med oppfinnelsen å fremskaffe

en øremikrofon som ikke påvirkes av fuktighet og omgivende nedsmussing.

OMTALE AV OPPFINNELSEN.

I henhold til en illustrerende utførelsesform som angir hensiktene og trekkene ved den foreliggende oppfinnelse, er der fremskaffet enøremikrofon for innføring i den yt-re hørekanal i øret av en bruker for opptak av brukerens stemme, eller andre vibrasjoner, via benledning i brukerens legeme. Øremikrofonen innbefatter en elektroakustisk transduser som skaffer et elektrisk signal som reager-er på mekanisk vibrasjon. Transduseren er omgitt av et halvmykt stoff som innelukker transduseren og demper luftbåret støy som ellers ville bli diktert av den elektroakustiske transduser. Det halvbløte stoff gir dessuten mikrofonen en avtetting mot vann, og skaffer et komfort-abelt hus som svarer til brukerens ytre hørekanal. Denne korte omtale, såvel som ytterligere hensikter, trekk og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil bli bedre forstått fra den følgende detaljerte beskrivelse av en for tiden foretrukken, men ikke-begrensende illustrerende utførelsesform for oppfinnelsen, tatt i sammenheng med de vedføyde tegningsfigurer.

KORT OMTALE AV TEGNINGSFIGURENE.

Figur 1 er et sideriss av øremikrofonen i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Figur 2 er et tverrsnitt tatt etter linjen 2-2 på figur 1. Figur 3 er et tverrsnitt tatt etter linjen 3-3 på figur 1. Figur 4 er et utspilt riss som viser sammenstilling av elementer ved den foreliggende oppfinnelse.

OMTALE AV FORETRUKNE UTFØRELSESFORMER.

Idet der henvises til figur 1, 2, 3 og 4, viser figur 1

et ytre riss av mikrofonen 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse, hvor et hus 11 og et element 12 innelukker et elektroakustisk transduserelement 15. En kabel 14 strekker seg inn i huset 11 for forbindelse med for-sterkerkretsen 16, som også er anordnet inne i huset 11. Forsterkeren 16 som kan være en halvlederanordning eller montert på et trykt kretskort 17, er på sin side forbund-et med transduserelementet 15. Det elektriske signal fra mikrofonen 10 blir båret av kabelen 14 for ytterligere behandling, f.eks. forsterkning og reproduksjon. Et lokk 13 er plassert ved den bakre ende av huset 11 for å danne et lukke for huset 11. Huset 11 og lokket 13 kan være av et stivt materiale, f.eks. hard plast.

Figur 2 er et tverrsnitt tatt etter linjen 2-2 på figur 1, og viser indre elementer av øremikrofonen 10. Disse elementer innbefatter mikrofontransduserelementet 15 som kan være et piezoelektrisk bimorft element av typen "bender-mode". Slik det vil fremstå klart for fagfolk på området, kan der brukes elektroakustiske transduserelementer forskjellige fra piezoelektriske elementer. Dessuten kan der brukes piezoelektriske elementer som er forskjellige fra "bender-mode" eller bimorfe elementer. Generelt, slik det fremgår av den kjente teknikk, er bimorfe elementer som består av to eller flere lag av krystallelementer med en elektrode der imellom, opptil 15 ganger mer følsomme enn "unimorfe" elementer. Selv om piezoelektriske elementer av "twister-mode"-typen kan også benyttes, vil piezoelektriske elementer av "bender-mode"-typen, slik det er omtalt ovenfor, være mer følsomme med hensyn til mekaniske vibrasjoner som finnes i den ytre hørekanal i øret.

Forsterkeren 16 kan være av en hvilken som helst passende art som forsterker de svake elektriske signaler som frem-skaffes av det piezoelektriske element. Forsterkeren 16 skaffer også en tilpasset belastning til utgangen fra transduserelementet 15. Det forsterkede signal har forbindelse med kabelen 14.

Mikrofonen omfatter en fjær 20 som utgjøres av en skrueviklet trykkfjær som virker som en beskyttende anordning som omgir den piezoelektriske transduser 15, og isolerer den fra kraftige mekaniske støt for å beskytte transduseren 15 mot skade.

Fjæren 20 kan føres inn i en åpning 11A i huset 11, og blir fastholdt der av fjærkraften mot en innervegg i huset 11. Transduseren 15 og fjæren 20 strekker seg begge ut fra huset 11 gjennom åpningen 11A.

Elementet 12 er av en halvbløt "potting"-sammensetning

med tilstrekkelig ettergivenhet for å passe sammen med brukerens ørekanal, men likevel tilstrekkelig stivhet til å overføre vibrasjoner som mottas fra ørekanalen til transduseren. Elementet 12 har en hovedsakelig sylindrisk form som er innrettet til å passe inn i brukerens ytre hørekanal i øret, og berører kanalveggene. Elementet 12 strekker seg inn i åpningen 11A og omslutter transduseren 15 både i huset 11 og ved forlengelsen ut av huset 11.

En "potting"-sammensetning som er funnet brukbar er silast-isk E RTV (vulkanisering ved værelsestemperatur) silikon-rubber, fremstilt av Dow Corning Corporation. Dette materiale er en to-komponent støpegummi som herder ved værelsestemperatur. Det har et duro-meter hårdhet, Shore A, på 40 etter herding i 7 dager. Elementet 12 har en hoved sakelig sylindrisk form med en størrelse som er innrettet til å passe trangt, men behagelig inn i brukerens ytre ørekanal. Optimal drift av mikrofonen vil bli re-sultatet når elementet 12 står i intim berøring med brukerens ørekanal.

Slik det fremgår av figur 3, har et bimorft piezoelektrisk transduserelement 15 av "bender-mode"-typen et rek-tangulært tverrsnitt. Sidene 15A og 15B utgjør de lange sider av det rektangulære tverrsnitt, mens sidene 15C og 15D utgjør kortsidene av samme tverrsnitt. Transduseren er mest følsom overfor bibrasjoner vinkelrett i forhold til flatene 15A og 15B, idet disse vibrasjoner overføres benstrukturen av ørekanalen gjennom elementet 12. Vibrasjoner som oppstår i retninger forskjellige fra vinkelrett på overflatene 15A og 15B, og blir mottatt av elementet 12, vil generelt innbefatte vektorkomponenter som er vinkelrett i forhold til sidene 15A og 15B, og derfor blir tilstrekkelig detektert av transduseren 15. Der vil også forekomme en overføring av energiretningen inne i elementet 12, slik at vibrasjoner som opprinnelig ikke har vektorkomponenter vinkelrett i forhold til de langsgående flater 15A og 15B, vil bli oversatt slik at de ikke har slike vinkelrette komponenter.

Dessuten skal det forstås at den piezoelektriske transduser 15 vil i det minste være delvis følsom overfor krefter som er vinkelrette i forhold til overflatene 15C og 15D, selv ved en adskillig redusert følsomhet.

Under drift vil brukerens stemme bli ledet fra strupen gjennom benene i hodet og til veggene av den ytre hørekanal i øret. Elementet 12 vil i tillegg til å skaffe en ledning av vibrasjonene fra brukerens ørekanal til den piezoelektriske transduser 15, også tjene til dempe luftbårne vibrasjoner. Indre tap i den halvmyke sammensetning av elementet 12 vil bevirke en slik dempning. Dessuten vil sammensteningen av elementet 12, fordi det er

a CMarUA /Q =1finn 11 flfi

halvmykt, skaffe en passende mekanisk impedanstilpasning til det menneskelige øre, men samtidig vil det ikke skaffe på langt nær en så god akustisk impedanstilpasning til luft, og følgelig vil luftbåren akustisk energi ik-ke koble seg så godt med den halvbløte sammensetning, eller derfor til det piezoelektriske element 15 som rommes deri. Videre vil huset 11 og lokket 13 blokkere luftbåren akustisk energi i forhold til transduseren 15. Således blir der skaffet en effektiv støykansellering

av omgivende nabostøy.

Videre vil bruken en myk gummi "potting"-sammensetning,

som omtalt ovenfor, tillate fullstendig vanntett forsegl-ing av anordningen, samtidig som det piezoelektriske element 15 og forsterkeren 16 blir isolert mot fuktighet som kan foreligge i brukerens øre, eller mot andre forring-ende midler som forekommer i omgivelsene hvor øremikrofonen blir brukt.

Claims (8)

(Endrede krav)

1. Øremikrofon, omfattende:

En elektroelektrisk transduser,

et stivt hus, idet transduseren er delvis plassert i huset,

og delvis strekker seg ut fra huset,

en skrueviklet kompresjonsfjær som er delvis plassert in-ne i og understøttet av huset, og som delvis strekker seg utover fra huset og omgir transduseren,

en halvbløt sammenstening som omslutter i det minste et

parti av transduseren og fjæren, idet den halvbløte sammensetning har en form som er innrettet for innføring i en brukers øre,

idet sammensetningen er innrettet til å skaffe en bedre mekanisk impedanstilpasning til det menneskelige øre enn til luft, for derved å redusere reaksjonen hos transduseren i forhold til luftbårne vibrasjoner.

2. Øremikrofon som angitt i krav 1, karakterisert ved at den halvbløte sammensetning for en sylindrisk form som er innrettet til innføring i en brukers ytre hørekanal i øret.

3. Øremikrofon som angitt i krav 2, karakterisert ved at den elektroakustiske transduser omfatter en piezoelektrisk transduser.

4. Øremikrofon som angitt i krav 3, karakterisert ved at den piezoelektriske transduser omfatter en bimorf piezoelektrisk transduser.

5. Øremikrofon som angitt i krav 4, karakterisert ved at den bimorfe piezoelektriske transduser omfatter en piezoelektrisk transduser av "bender-mode"-typen.

6. Øremikrofon som angitt i krav 5, karakteri- sert ved at transduseren har en rektangulær paral-lellepipedisk form med en langsgående akse som står på lin-je med en langsgående akse for den sylindriske form av sammensetningen, og ytterligere innbefatter lange flater og korte flater, samtidig som transduseren er følsom overfor krefter på i det minste de nevnte lange flater.

7. Øremikrofon som angitt i krav 1, karakterisert ved at den halvbløte sammensetning omfatter en silikongummi "potting"-sammensetning.

8. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at det omfatter en forsterker som er plassert i huset.