SK125598A3 - Process and device for transmitting sound - Google Patents

Description

?V42S5-HÔ

SPÔSOB A ZARIADENIE NA PRENOS ZVUKU

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu a zariadenia na prenos zvuku pomocou aspoň jedného prostriedku na prenos zvuku, ktorý vydáva zvukové signály zistiteľné človekom.

Doterajší stav techniky

Takéto spôsoby slúžia napríklad na prenášanie hudby zachytenej mikrofónom alebo zaznamenanej v nosnom kmitočte zvuku. Pritom prostriedkom na prenos zvuku je reproduktor alebo tiež slúchadlo, ktoré vydáva zvukové signály tak, že sú vo väzbe s ľudským sluchom cez blanu bubienka. Reproduktorom umiestneným v slúchadle alebo v miestnosti sa na blanu bubienka prenesú kmity, ktoré sa spracujú sluchovým orgánom človeka. Prichádzajúce zvukové signály prechádzajú zvukovým orgánom k blane bubienka a uvedú ju do kmitov, ktoré sa prenášajú na sluchové kostičky. Tretia kostička vedie tieto kmity cez tzv. okienko ďalej na sluchový orgán.

U týchto známych spôsobov prenosov zvuku sú problematické zvukové signály s frekvenciou pod 700 Hz. Pretože je ľudský sluch obzvlášť citlivý na frekvencie v oblasti medzi 700 a 6 000 Hz, stačí na zachytenie tejto frekvencie relatívne malý akustický tlak. Na zachytenie ešte tiež frekvencií pod 700 Hz je oproti tomu potrebný podstatne vyšší akustický tlak. Táto vlastnosť ľudského sluchu sa javí ako veľmi nevýhodná najmä pri prenose hudby, pretože v tomto prípade vzniká pri nízkofrekvenčných zvukových signáloch pod 700 Hz silné tlmenie.

056/B

Týmto tlmením sa na pozadí veľmi silne potláčajú hlavne zvukové signály priamo potrebné pre rytmus, takže prenášaná hudba je málo živá. Sú známe spôsoby pôsobiace proti týmto okolnostiam, ktoré umožňujú zvýšenie akustického tlaku nízkofrekvenčných signálov.

Pri jednom známom spôsobe sa napríklad zvyšuje celková hladina hlasitosti prenášaného zvuku hudby. Tým sú nízkofrekvenčné zvukové signály v porovnaní so stredne a vysokofrekvenčnými zvukovými signálmi hlasitejšie, pretože útlmová krivka je so stúpajúcim akustickým tlakom viac plochá.

Pri tomto spôsobe je však nevýhodné, že aj stredne frekvenčné a vysokofrekvenčné zvukové signály majú vyššiu hladinu akustického tlaku, a tým podstatne vyššiu hladinu hlasitosti, ktorá je v extrémnom prípade tak vysoká, že dosahuje horný prah počuteľnosti ľudí alebo ho prekračuje. Tým sa preťažuje blana bubienka, čo má po dlhšej dobe za následok poškodenie sluchu.

U iného známeho spôsobu sa oproti stredne frekvenčným a vysokofrekvenčným zvukovým signálom zosilňujú iba nízkofrekvenčné signály. To má výhodu, že sa v strednej a vysokej frekvenčnej oblasti nedosahuje horný prah počuteľnosti. Nevýhodné však u tohto spôsobu je, že na jeho realizáciu sú potrebné nákladné zosilňovače s variabilným zosilňovacím výkonom (faktor medzi 1 a 10 mil.), ktoré sú mimoriadne nákladné z hľadiska realizácie, a preto sú tiež mimoriadne drahé a okrem toho majú tiež značnú spotrebu energie. Okrem toho sú tiež potrebné nákladné prostriedky pre prenos zvuku, napríklad veľké reproduktory, ktoré sa môžu na základe svojej veľkej konštrukcie dopravovať len so značne veľkými nákladmi.

Na základe toho sa takéto spôsoby využívajú prakticky len vo veľkých kinách, na diskotékach a podobne. Sú však z uvedených dôvodov prakticky nerealizovateľné na osobné použitie.

056/B

Podstata vynálezu

Vynález spočíva v úlohe zlepšiť spôsob prenosu zvuku uvedeného typu tak, že sa môžu technicky jednoducho realizovateľným, a preto cenovo priaznivým spôsobom okrem stredne frekvenčných a vysokofrekvenčných zvukových signálov mimoriadne účinne a hlavne pri znížení strát tlmením prenášať tiež nízkofrekvenčné zvukové signály.

Táto úloha sa u spôsobu na prenášanie zvuku vpredu popísaného typu podľa vynálezu vyrieši tým, že sa na prenos hlavne nízkofrekvenčných zvukových signálov umiestni prostriedok na prenos zvuku do prsnej oblasti do blízkosti prsnej kosti človeka tak, že sa dosiahne priama prenosová dráha zvuku z prostriedku na prenos zvuku cez Eustachovu trubicu k sluchovým kostičkám človeka.

Prenos hlavne nízkofrekvenčných zvukových signálov prostriedkom na prenos zvuku, umiestneným na prsnej kosti človeka, cez Eustachovu trubicu k sluchovým kostičkám má hlavne tú výhodou, že sa tým obchádza blana bubienka, a tým tiež tlmenie blanou bubienka. Tým nie je potrebná na zodpovedajúci prenos nízkofrekvenčného zvukového signálu kompenzácia tlmenia pomocou variabilného zosilňovacieho vedenia alebo podobne.

Ďalej je výhodné, že sa kmity vplyvom umiestnenia prostriedku na prenos zvuku na prsnej kosti prenášajú celým prsným košom, pretože prsná kosť je spojená s rebrami a ich prostredníctvom s pohrudnicou. Prsný kôš zasa rozkmitáva vzduch v pľúcach. Odtiaľ pokračujú kmity cez hrtan k Eustachovej trubici a z nej na sluchové kostičky. Výhodné je pritom, že sa celý prsný kôš používa ako rezonančné teleso a predstavuje teleso pásmovej priepuste, podobné známemu hĺbkovému reproduktoru, tzv. subwooferu. Tým sa nízkofrekvenčné signály prenášajú priamo, obzvlášť výhodne za vyhnutia sa blane bubienka.

Spôsob je realizovateľný jednoduchými technickými prostriedkami a vyžaduje len pomerne malú spotrebu energie. Môže sa tým použiť tiež v mobilných zariadeniach.

Kvôli umožneniu prenosu celej frekvenčnej oblasti zvukových signálov, hlavne napríklad u v predchádzajúcom odseku uvedeného usporiadania, sa navihuje

056/B výhodný variant vykonania spôsobu, že sa zvukové signály prídavné prenášajú cez ďalší prostriedok na prenos zvuku, napríklad reproduktor alebo slúchadlo, ktoré umožňujú väzbu zvukových signálov na blanu bubienka človeka.

Tak sa môžu známym spôsobom cez blanu bubienka prenášať stredne frekvenčné a/alebo vysokofrekvenčné zvukov signály, oproti tomu súčasné nízkofrekvenčné signály sa prenášajú nezávisle od toho, prídavné obzvlášť efektívne cez prostriedok na prenos zvuku, umiestnený napríklad v oblasti prsnej kosti človeka.

Ako prostriedok na prenos zvuku prichádzajú do úvahy známe reproduktory, ale tiež rezonátory a podobne.

Úloha vynálezu je okrem toho tiež vyriešená ešte zariadením na prenos zvuku s aspoň jedným prostriedkom na prenos zvuku, u ktorého je aspoň jeden prostriedok na prenos zvuku umiestnený v prsnej oblasti v blízkosti prsnej kosti človeka tak, že nastáva priama dráha prenosu zvuku z prostriedku na prenos zvuku cez Eustachovu trubicu k sluchovým kostičkám človeka.

Hlavne z hľadiska voľby zvukových signálov, ktoré sa prenášajú prostriedkom na prenos zvuku, umiestneným týmto spôsobom na prsnej kosti človeka, je obzvlášť výhodné, že aspoň jeden prostriedok na prenos zvuku je priradený k aspoň jednému deliču, v ktorom sa vykonáva rozdelenie zvukových signálov.

Čisto principiálne môžu byť ako deliče navrhnuté rôzne vyhotovenia, prednostne však aspoň jeden delič zahrňuje aspoň jeden frekvenčný filter.

Vo vzťahu k frekvenčnému filtru sú možné rôzne vyhotovenia. Výhodne však je frekvenčný filter tvorený dolnou priepusťou, ktorá je technicky obzvlášť jednoducho realizovateľná.

Je však tiež možné, že frekvenčný filter zahrňuje frekvenčnú výhybku, dolnú priepust a rovnako hornú priepust’, pričom stredne frekvenčné a vysokofrekvenčné zvukové signály prechádzajúce hornou priepusťou sa prenášajú ďalším prostriedkom na prenos zvuku, ktorý emituje zachytený zvuk na blanu bubienka človeka.

Ako prostriedok na prenos zvuku pritom prichádzajú do úvahy rôzne vyhotovenia. Technicky obzvlášť jednoduché sú reproduktory a/alebo rezonátory.

056/8

Prehľad obrázkov na výkresoch

Ďalšie znaky a výhody vynálezu sú predmetom nasledujúceho popisu a rovnako výkresového zobrazenia jednotlivých príkladov vyhotovenia.

Na výkresoch znázorňuje:

Obr. 1 schematicky blokovú schému spôsobu podľa vynálezu na prenos zvuku, a obr. 2 zariadenie podľa vynálezu na prenos zvuku.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Spôsob na prenos zvuku podľa vynálezu možno najlepšie objasniť podľa obr.

1. Ako vyplýva z obr. 1, privádza sa zvukový signál získaný zo zdroja 40 signálu k deliču 50. Čisto principiálne môžu ako delič 50 prichádzať do úvahy ľubovoľné vyhotovenia, tak by deličom 50 mohol byť napríklad frekvenčný filter alebo frekvenčná výhybka, ktoré opäť môžu byť realizované pomocou dolnej priepuste 20 a hornej priepuste 30. Vysokofrekvenčné zvukové signály sa potom prenášajú na sluchový orgán 80 cez blanu 60 bubienka, oproti tomu nízkofrekvenčné zvukové signály sa na sluchový orgán 80 prenášajú cez prsnú kosť 70. Prenos sa pritom deje napríklad pomocou reproduktorov 27, 37, pričom prvý reproduktor 27, priradený dolnej priepusti 20 je umiestnený v blízkosti prsnej kosti 70, zatiaľ čo druhý reproduktor 37 priradený hornej priepusti 30 je vytvorený napríklad v podobe slúchadla. Chápe sa, že tiež nízkofrekvenčné zvukové signály sa môžu doplnkovo prenášať cez druhý reproduktor 37.

Príklad vyhotovenia zariadenia na prenos zvuku, zobrazený na obr. 2, zahrňuje zariadenie 10 na snímanie alebo reprodukciu zvuku, napríklad kazetový prehrávací prístroj alebo mikrofón s priradeným zosilňovačom alebo podobne, ktorý odovzdáva cez vedenie 11 signálu signál frekvenčnému filtru v podobe dolnej priepuste 20 a hornej priepuste 30.

Dolnou priepusťou 20 prechádzajú len nízkofrekvenčné zvukové signály, pričom dolná priepusť 20 je dimenzovaná tak, že ňou prechádzajú len zvukové

056/B signály pod 700 Hz, zatiaľ čo stredné frekvenčné a vysokofrekvenčné zvukové signály cez 700 Hz sa dolnou priepusťou 20 zo zvukových signálov odfiltrovali.

Oproti tomu hornou priepusťou 30 prechádzajú len stredne frekvenčné a/alebo vysokofrekvenčné zvukové signály cez 700 Hz, zatiaľ čo zvukové signály pod 700 Hz sa v hornej priepusti 30 zo zvukových signálov odfiltrujú.

Za dolnú priepust’ 20 a rovnako hornú priepust’ 30 môžu byť zaradené ešte zosilňovače 25, 35, dimenzované na zodpovedajúce frekvencie, ktoré sú naladené na prostriedok na prenos zvuku vo forme reproduktoru 27, 37.

Prvý reproduktor 27 je pritom, ako je uvedené hore, umiestnený v prsnej oblasti v blízkosti prsnej kosti 70 človeka, takže vzniká priama dráha prenosu zvuku z prvého reproduktoru 27 cez prsný kôš, Eustachovu trubicu na sluchové kostičky človeka. Pritom pôsobí prsný priestor človeka ako prídavné rezonančné teleso, podobné hĺbkovému reproduktoru známemu na prenos nízkofrekvenčného zvukového signálu z audiotechniky.

Druhým reproduktorom 37 môže byť napríklad ako už bolo hore uvedené, slúchadlo známe z reproduktorových boxov, ktoré umožňuje zvukovú väzbu cez blanu 60 bubienka.

Týmto zariadením sa prenášajú stredne frekvenčné zvukové signály známym spôsobom väzbou na blanu 60 bubienka človeka, zatiaľ čo nízkofrekvenčné zvukové signály sa prenášajú v podstate cez prsný priestor a Eustachovu trubicu na sluchové kostičky sluchového orgánu 80 človeka. Tým sa dosiahne realite blízky prenos zvuku, hlavne hudby.

Takéto zariadenie možno realizovať jednoduchými technickými prostriedkami, je ľahké, kompaktné a schopné dopravy, hlavne sa tiež môže vytvoriť ako mobilný prístroj, podobný známym kazetovým prístrojom alebo prístrojom na kompaktné disky. Okrem toho má toto zariadenie malú spotrebu energie a môže by zásobované ako zdrojom energie batériami, takže je nezávislé od externých zdrojov energie. Zariadenie je z uvedených dôvodov vyrobiteľné so zvlášť priaznivou cenou, a tým je tiež cenovo dostupné pre koncového spotrebiteľa.

Claims (11)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob prenosu zvuku pomocou aspoň jedného prostriedku na prenos zvuku, ktorý vydáva zvukové signály zistiteľné človekom, pričom sa na prenos hlavne nízkofrekvenčných zvukových signálov umiestni na telo človeka aspoň jeden prostriedok na prenos zvuku, vyznačujúci sa tým, že sa prostriedok na prenos zvuku umiestni v prsnej oblasti do oblasti prsnej kosti (70) človeka, pričom sa vytvorí priama prenosová dráha zvuku z prostriedku na prenos zvuku cez Eustachovu trubicu k sluchovým kostičkám človeka.
2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa zvukový signál prídavné prenáša pomocou ďalšieho prostriedku na prenos zvuku, ktorým sa vytvára väzba zvukového signálu na blanu (60) bubienka.
3. 3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že sa prostriedky na prenos zvuku vytvoria ako reproduktory (27, 37).
4. 4. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že sa prostriedky na prenos zvuku vytvoria ako rezonátory.
5. 5. Zariadenia na prenos zvuku s aspoň jedným prostriedkom na prenos zvuku, vyznačujúce sa tým, že aspoň jeden prostriedok na prenos zvuku je vytvorený na umiestnenie v prsnej oblasti v oblasti prsnej kosti (70) človeka kvôli vytvoreniu priamej dráhy prenosu zvuku z prostriedku na prenos zvuku cez Eustachovu trubicu k sluchovým kostičkám človeka.
6. 6. Zariadenie podľa nároku 5, vyznačujúce sa tým, že aspoň jeden prostriedok na prenos zvuku je zaradený za aspoň jeden delič (50).
7. 7. Zariadenie podľa nároku 5 alebo 6, vyznačujúce sa tým, že aspoň jeden delič (50) zahrňuje frekvenčný filter.

   31 056/B
8. 8. Zariadenie podľa nároku 7, vyznačujúce sa tým, že aspoň jeden frekvenčný filter je tvorený dolnou priepusťou (20).
9. 9. Zariadenie podľa nároku 7, vyznačujúce sa tým, že aspoň jeden frekvenčný filter zahrňuje dolnú priepust (20) a rovnako hornú priepust’ (30), pričom horná priepust (30) je vytvorená pre priechod stredne frekvenčných a/alebo vysokofrekvenčných zvukových signálov na prenos na blanu (60) bubienka človeka, ktorá je vo väzbe s prostriedkom na prenos zvuku.
10. 10. Zariadenie podľa jedného z nárokov 5 až 9, vyznačujúce satým, že prostriedky na prenos zvuku sú tvorené reproduktormi (27, 37).
11. 11. Zariadenie podľa jedného z nárokov 5 až 9, vyznačujúce satým, že prostriedky na prenos zvuku sú tvorené rezonátormi.