WO2012130927A1 - Mikrofon - Google Patents

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WO2012130927A1
WO2012130927A1 PCT/EP2012/055608 EP2012055608W WO2012130927A1 WO 2012130927 A1 WO2012130927 A1 WO 2012130927A1 EP 2012055608 W EP2012055608 W EP 2012055608W WO 2012130927 A1 WO2012130927 A1 WO 2012130927A1
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decoupling unit
microphone capsule
decoupling
section
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Bernd WIEDERHOLT
Lars HEINRICH
Dirk Hackbarth
Gerd Söhnholz
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Sennheiser Electronic Gmbh & Co. Kg
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/08—Mouthpieces; Microphones; Attachments therefor
    • H04R1/083—Special constructions of mouthpieces
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/02—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/28—Transducer mountings or enclosures modified by provision of mechanical or acoustic impedances, e.g. resonator, damping means
    • H04R1/2869—Reduction of undesired resonances, i.e. standing waves within enclosure, or of undesired vibrations, i.e. of the enclosure itself
    • H04R1/2892—Mountings or supports for transducers

Definitions

  • the present invention relates to a microphone.
  • a microphone capsule can be provided swinging in or on the housing of the microphone.
  • a microphone with a microphone capsule and a microphone capsule suspension has a first and a second housing section and at least one decoupling unit.
  • the microphone capsule is mounted on the decoupling unit for structure-borne sound decoupling.
  • the decoupling unit is in turn attached to the first and / or second housing portion.
  • the decoupling unit has a shape changing section which changes the shape when loaded.
  • the decoupling unit has at least two arms, which each have a first and a second end.
  • the second ends of the arms each have a fastening portion for receiving the microphone capsule.
  • Each arm has a shape changing portion that changes shape at a first load, and an elastic portion that allows elastic deformation from a second load.
  • the microphone capsule has first and second ends, wherein the first and second ends are each mounted in a decoupling unit, ie the microphone has two decoupling units (a decoupling unit at the first end and a decoupling unit at the second end) on.
  • the decoupling unit is made of a single material.
  • the shape changing portions are round, annular, oval, rectangular or have at least one hole in the middle.
  • the decoupling unit has a nonlinear spring characteristic.
  • a microphone is provided with a microphone capsule, which is swingably mounted in or on the microphone housing.
  • the decoupling is improved, the softer the oscillating bearing is designed.
  • the resonant frequency of this oscillating bearing should be outside the audible range. Additionally or alternatively, the vibration system should have a low quality.
  • mechanical instability may occur at very low resonant frequencies of the oscillating bearing, so that further deflections of the microphone capsule may occur during movement of the microphone.
  • the oscillating bearing can have a material, which has a very large internal damping (eg butyl).
  • the invention relates to the idea of providing a swinging bearing (decoupling unit), which has a progressively designed spring characteristic of the elastic mounting in order to increase the mechanical stability.
  • the oscillating bearing around the rest point can be designed as a soft spring, while it is designed at high deflections as a hard spring.
  • this progressive design can be provided in all three axes.
  • webs or sections of the decoupling unit can be bent out of the line of force, or a change in the shape of the sections can initially take place.
  • a spring force can result from bending the material.
  • the bow is then fully stretched, there is a large deflection of the spring force due to a material expansion.
  • to bend thin webs of the spring are much finer forces required than for the stretching of the material, which then the desired progressiveness of the spring characteristic can be achieved.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a microphone capsule suspension of a microphone according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic perspective view of a microphone capsule suspension of a microphone according to a second exemplary embodiment
  • FIG 3 shows a schematic representation of a spring unit of a microphone capsule suspension of a microphone according to a third exemplary embodiment.
  • the microphone has a housing 30 (first housing section), a transducer housing 10 or a microphone capsule, a second housing section 20 of the microphone capsule and a structure-borne sound decoupling unit 40.
  • the converter housing 10 has first and second ends 11, 12.
  • the decoupling unit 40 is attached to a first housing portion 20 and receives the microphone capsule, so that a structure-borne sound decoupling can be realized.
  • both the first and second ends 11, 12 of the microphone capsule may be fastened to or with the decoupling unit 40.
  • Fig. 2 shows a schematic perspective view of a microphone capsule suspension of a microphone according to a second embodiment.
  • the microphone has a housing 30 (second housing section), a transducer housing or a microphone capsule 10, a first housing section 20 and at least one decoupling unit 40 for receiving the microphone capsule.
  • the decoupling unit 40 is attached to the first housing portion 20.
  • the microphone capsule 10 is only connected via the decoupling units 40 to the housing (second housing section) of the microphone.
  • the first housing portion may be configured as a number of rods 21 with a connecting ring 22 at one end.
  • the structure-borne sound decoupling unit 40 can be attached to or with the rods and can absorb the microphone capsule borne noise.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a decoupling unit of a microphone capsule suspension of a microphone according to a third exemplary embodiment.
  • the decoupling unit according to the third embodiment can be used in a microphone capsule suspension according to the first and / or second embodiment.
  • the decoupling unit 40 has a receiving portion 41 for receiving one end of a microphone capsule and z. B. six arms 42, 43, 44, 45, 46, 47, which are each connected to the receiving portion 41. As an alternative to the six arms, more or less arms can be provided.
  • Each of the (six) arms 42-47 has at its first end 42a-47a a mounting portion for attachment to a second housing portion 20 (or rods 21) of the microphone capsule suspension 20.
  • the second end 42 c - 47 c of each of the six arms is connected to the receiving portion 41.
  • a deformation section 42b-47b is present between the first end 42a-47a and the second end 42c-47c.
  • the shape changing section 42b-47b may be round, ring-shaped, oval, rectangular, etc. Alternatively or additionally, the shape changing section 42b-47b may be configured with at least one hole in the middle.
  • the shape changing portion 42b-47b is configured to change its shape even at small deflections of a microphone capsule 10 placed in the receiving portion 41.
  • elastic deformation of the first and / or second ends may occur.
  • elastic deformation of the second end 42c-47c may occur.
  • a decoupling unit 40 is provided with a progressively elastic storage.
  • the bearing is configured as a soft spring (shape change portions) by the provision of the shape changing portions.
  • the decoupling unit (second ends 42c-47c) can be realized as a hard spring, since there it becomes an elastic lengthening device. Forming of the first and / or second section or the material provided there may come. When the shape changing portions are fully stretched, the spring force of the decoupling unit is given by elongation of the material.
  • the microphone according to the invention has two decoupling units, each of which receives a first and second end of a microphone capsule and serve for structure-borne sound decoupling.
  • the decoupling unit has a shape changing section and an elastic section. Until a first load, the shape of the shape changing section is changed. With increasing load, elastic deformation of the elastic section occurs. Thus, the decoupling unit has both a shape changing portion and an elastic portion.

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Abstract

Es wird ein Mikrofon mit einer Mikrofonkapsel (10) und einer Mikrofonkapselaufhängung (20) vorgesehen. Die Mikrofonkapselaufhängung (20) weist einen ersten und zweiten Gehäuseabschnitt (10, 30) sowie eine Entkopplungseinheit (40) auf. Die Mikrofonkapsel (10) ist dabei an der Entkopplungseinheit (40) zur Körperschallentkopplung gelagert. Die Entkopplungseinheit (40) ist wiederum an dem ersten und/oder zweiten Gehäuseabschnitt (10, 30) befestigt. Die Entkopplungseinheit (40) weist einen Formveränderungsabschnitt auf, welcher bei Belastung die Form verändert. Die Entkopplungseinheit weist mindestens zwei Arme auf, welche jeweils ein erstes und zweites Ende aufweisen. Die jeweiligen zweiten Enden weisen einen Befestigungsabschnitt zur Aufnahme einer Mikrofonkapsel auf. Jeder Arm weist einen Formveränderungsabschnitt, der bei einer ersten Belastung die Form verändert, und einen elastischen Abschnitt auf, welcher ab einer zweiten Belastung eine elastische Längenverformung ermöglicht.

Description

Mikrofon
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikrofon.
Ein Problem bei der Konstruktion von Mikrofonen ist die Reduzierung der Übertragung von Körperschall von dem Mikrofongehäuse auf die Mikrofonkapsel. Dazu kann eine Mikrofonkapsel schwingend in oder an dem Gehäuse des Mikrofons vorgesehen sein. Als allgemeiner Stand der Technik wird auf die Dokumente US 2003/0197316 A1 , US 4,628,525 A und WO 99/14981 A1 verwiesen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Mikrofon mit einer verbesserten Körperschallentkopplung der Mikrofonkapsel vorzusehen, wobei eine kompakte Bauweise des Mikrofons realisierbar ist. Diese Aufgabe wird durch ein Mikrofon gemäß Anspruch 1 gelöst.
Somit wird ein Mikrofon mit einer Mikrofonkapsel und einer Mikrofonkapselaufhängung vorgesehen. Die Mikrofonkapselaufhängung weist einen ersten und zweiten Gehäuseabschnitt sowie mindestens eine Entkopplungseinheit auf. Die Mikrofonkapsel ist dabei an der Entkopplungseinheit zur Körperschallentkopplung gelagert. Die Entkopplungseinheit ist wiederum an dem ersten und/oder zweiten Gehäuseabschnitt befestigt. Die Entkopplungseinheit weist einen Formveränderungsabschnitt auf, welcher bei Belastung die Form verändert.
Die Entkopplungseinheit weist mindestens zwei Arme auf, welche jeweils ein erstes und zweites Ende aufweisen. Die zweiten Enden der Arme weisen jeweils einen Befesti- gungsabschnitt zur Aufnahme der Mikrofonkapsel auf. Jeder Arm weist einen Formveränderungsabschnitt, der bei einer ersten Belastung die Form verändert, und einen elastischen Abschnitt auf, welcher ab einer zweiten Belastung eine elastische Längenverformung ermöglicht. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Mikrofonkapsel ein erstes und zweites Ende auf, wobei das erste und zweite Ende jeweils in einer Entkopplungseinheit gelagert sind, d. h. das Mikrofon weist zwei Entkopplungseinheiten (eine Entkopplungseinheit an dem ersten Ende und eine Entkopplungseinheit an dem zweiten Ende) auf. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Entkopplungseinheit aus einem einzigen Material hergestellt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Formveränderungsabschnitte rund, ringförmig, oval, rechteckig ausgestaltet oder weisen mindestens ein Loch in der Mitte auf. Gemäß der Erfindung weist die Entkopplungseinheit eine nichtlineare Federkennlinie auf.
Gemäß der Erfindung wird ein Mikrofon mit einer Mikrofonkapsel vorgesehen, welche schwingend in bzw. an dem Mikrofongehäuse gelagert ist. Die Entkopplung wird verbessert, je weicher die schwingende Lagerung ausgestaltet ist. Die Resonanzfrequenz dieser schwingenden Lagerung sollte aber außerhalb des hörbaren Bereiches sein. Zusätzlich bzw. alternativ dazu sollte das Schwingsystem über eine geringe Güte verfügen. Ferner ist jedoch zu beachten, dass es bei sehr tiefen Resonanzfrequenzen der schwingenden Lagerung zu einer mechanischen Instabilität kommen kann, so dass weitere Auslenkungen der Mikrofonkapsel bei Bewegung des Mikrofons erfolgen können. Um die zu starken Auslenkungen der Mikrofonkapsel zu reduzieren, kann die schwingende Lagerung ein Material aufweisen, was eine sehr große innere Dämpfung aufweist (z. B. Butyl).
Insbesondere betrifft die Erfindung den Gedanken, eine schwingende Lagerung (Entkopplungseinheit) vorzusehen, welche eine progressiv ausgestaltete Federkennlinie der elastischen Lagerung aufweist, um die mechanische Stabilität zu erhöhen. Somit kann die schwingende Lagerung um den Ruhepunkt herum als eine weiche Feder ausgestaltet sein, während sie bei hohen Auslenkungen als eine harte Feder ausgestaltet ist. Optional kann diese progressive Ausgestaltung in allen drei Achsen vorgesehen werden. Optional können Stege oder Abschnitte der Entkopplungseinheit aus der Kraftlinie heraus gebogen werden oder es kann zunächst eine Formänderung der Abschnitte erfolgen. Bei kleinen Auslenkungen kann sich eine Federkraft durch Biegen des Materials ergeben. Ist der Bogen dann jedoch voll gestreckt, ergibt sich eine große Auslenkung der Federkraft aufgrund einer Materialdehnung. Um beispielsweise dünne Stege der Feder zu biegen, sind sehr viel feinere Kräfte erforderlich als für das Dehnen des Materials, wodurch dann die gewünschte Progressivität der Federkennlinie erreicht werden kann.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezug- nähme auf die Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Mikrofonkapselaufhängung eines Mikrofons gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer Mikrofonkapselaufhängung eines Mikrofons gemäß einem zweiten Ausfüh- rungsbeispiel, und
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Federeinheit einer Mikrofonkapselaufhängung eines Mikrofons gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Mikrofonkapselaufhängung eines Mikro- fons gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Mikrofon weist ein Gehäuse 30 (erster Gehäuseabschnitt), ein Wandlergehäuse 10 bzw. eine Mikrofonkapsel, einen zweiten Gehäuseabschnitt 20 der Mikrofonkapsel und eine Körperschall- Entkopplungseinheit 40 auf. Das Wandlergehäuse 10 weist ein erstes und zweites Ende 11 , 12 auf. Die Entkopplungseinheit 40 ist an einem ersten Gehäuseabschnitt 20 befestigt und nimmt die Mikrofonkapsel auf, so dass eine Körperschallentkopplung realisiert werden kann. Optional kann sowohl das erste als auch das zweite Ende 11 , 12 der Mikrofonkapsel an bzw. mit der Entkopplungseinheit 40 befestigt sein.
Fig. 2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Mikrofonkapselaufhängung eines Mikrofons gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das Mikrofon weist ein Gehäuse 30 (zweiter Gehäuseabschnitt), ein Wandlergehäuse bzw. eine Mikrofonkapsel 10, einen ersten Gehäuseabschnitt 20 sowie mindestens eine Entkopplungseinheit 40 zur Aufnahme der Mikrofonkapsel auf. Die Entkopplungseinheit 40 ist dabei an dem ersten Gehäuseabschnitt 20 befestigt. Somit ist die Mikrofonkapsel 10 nur über die Entkopplungseinheiten 40 mit dem Gehäuse (zweiter Gehäuseabschnitt) des Mikrofons verbun- den. Optional kann der erste Gehäuseabschnitt als eine Anzahl von Stäben 21 mit einem Verbindungsring 22 an einem Ende ausgestaltet sein. Die Körperschall- Entkopplungseinheit 40 kann dabei an bzw. mit den Stäben befestigt sein und kann die Mikrofonkapsel körperschallentkoppelt aufnehmen. Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Entkopplungseinheit einer Mikrofonkapselaufhängung eines Mikrofons gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Die Entkopplungseinheit gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann in einer Mikrofonkapselaufhängung gemäß dem ersten und/oder zweiten Ausführungsbeispiel verwendet werden. Die Entkopplungseinheit 40 weist einen Aufnahmeabschnitt 41 zur Aufnahme eines Endes einer Mikrofonkapsel sowie z. B. sechs Arme 42, 43, 44, 45, 46, 47 auf, welche jeweils mit dem Aufnahmeabschnitt 41 verbunden sind. Alternativ zu den sechs Armen können auch mehr oder weniger Arme vorgesehen werden. Jeder der (sechs) Arme 42 - 47 weist an seinem ersten Ende 42a - 47a einen Befestigungsabschnitt zum Befestigen an einem zweiten Gehäuseabschnitt 20 (bzw. der Stäbe 21 ) der Mikrofonkapselaufhän- gung 20 auf. Das zweite Ende 42c - 47c jedes der sechs Arme ist mit dem Aufnahmeabschnitt 41 verbunden. Jeweils zwischen dem ersten Ende 42a - 47a und dem zweiten Ende 42c - 47c ist ein Formänderungsabschnitt 42b - 47b vorhanden. Der Formveränderungsabschnitt 42b - 47b kann rund, ringförmig, oval, rechteckig etc. ausgestaltet sein. Alternativ bzw. zusätzlich dazu kann der Formveränderungsabschnitt 42b - 47b mit mindestens einem Loch in der Mitte ausgestaltet sein.
Insbesondere ist der Formveränderungsabschnitt 42b - 47b dazu ausgestaltet, seine Form bereits bei kleinen Auslenkungen einer Mikrofonkapsel 10 zu verändern, welche in dem Aufnahmeabschnitt 41 platziert ist.
Bei größeren Auslenkungen der in dem Aufnahmeabschnitt 41 platzierten Mikrofonkapsel kann es nach der Veränderung der Form der Formveränderungsabschnitte zu einer elastischen Verformung des ersten und/oder zweiten Endes kommen. Beispielsweise kann es zu einer elastischen Längenverformung des zweiten Endes 42c - 47c kommen.
Somit wird eine Entkopplungseinheit 40 mit einer progressiv-elastischen Lagerung vorgesehen. Um den Ruhepunkt herum wird die Lagerung als eine weiche Feder (Formverän- derungsabschnitte) durch das Vorsehen der Formveränderungsabschnitte ausgestaltet. Bei größeren Auslenkungen jedoch kann die Entkopplungseinheit (zweite Enden 42c - 47c) als eine harte Feder realisiert werden, da es dort zu einer elastischen Längenver- formung des ersten und/oder zweiten Abschnitts bzw. des dort vorgesehenen Materials kommen kann. Wenn die Formveränderungsabschnitte voll gestreckt sind, ergibt sich die Federkraft der Entkopplungseinheit durch eine Dehnung bzw. Längenstreckung des Materials. Das erfindungsgemäße Mikrofon weist zwei Entkopplungseinheiten auf, welche jeweils ein erstes und zweites Ende einer Mikrofonkapsel aufnehmen und zur Körperschallentkopplung dienen. Die Entkopplungseinheit weist einen Formveränderungsabschnitt und einen elastischen Abschnitt auf. Bis zu einer ersten Belastung wird die Form des Formveränderungsabschnitts verändert. Mit zunehmender Belastung kommt es zu einer elasti- sehen Längenverformung des elastischen Abschnitts. Somit weist die Entkopplungseinheit sowohl einen Formveränderungsabschnitt als auch einen elastischen Abschnitt auf.

Claims

Ansprüche
1. Mikrofon, mit
einer Mikrofonkapsel (10) und einer Mikrofonkapselaufhängung (20), wobei die Mikrofonkapselaufhängung (20) einen ersten und zweiten Gehäuseabschnitt (10, 30) sowie mindestens eine Entkopplungseinheit (40) aufweist, wobei die Mikrofonkapsel (10) an der Entkopplungseinheit (40) zur Körperschallentkopplung gelagert ist,
wobei die Entkopplungseinheit (40) mindestens einen Formveränderungsabschnitt aufweist, welcher bei Belastung die Form verändert,
wobei die Entkopplungseinheit (40) mindestens zwei Arme (42 - 47) aufweist, wel- che jeweils ein erstes und zweites Ende (42a - 47a, 42c - 47c) aufweisen, wobei die jeweiligen zweiten Enden (42c - 47c) einen Befestigungsabschnitt (41 ) zur Aufnahme einer Mikrofonkapsel (10) aufweisen,
wobei jeder Arm (42 - 47) einen Formveränderungsabschnitt (42b - 47b), der bei einer ersten Belastung die Form verändert, und einen elastischen Abschnitt (42c - 47c) aufweist, welcher ab einer zweiten Belastung eine elastische Längenverformung ermöglicht.
2. Mikrofon nach Anspruch 1 , wobei
die Mikrofonkapsel (10) mit ihrem ersten und zweiten Ende (11 , 12) jeweils in einer Entkopplungseinheit (40) gelagert ist.
3. Mikrofon nach Anspruch 1 oder 2, wobei
die Entkopplungseinheit (40) aus einem Material hergestellt ist.
4. Mikrofon nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei
Formveränderungsabschnitte (42b - 47b) rund, ringförmig, oval, rechteckig oder mindestens ein Loch in der Mitte aufweisend ausgestaltet sind.
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