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Die
Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem nach dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Kommunikationssystems
in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 7.
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Vorbekannt
ist aus der
DE 199
38 171 C2 eine Kommunikationsanlage für die Insassen
in einem Fahrzeug, bei welcher für verschiedene Insassen
positionsabhängig akustische Hör- und Sprechzonen
geschaffen werden. Hierzu werden den jeweiligen Insassen zugeordnete
Mikrofone und Lautsprecher zu Einheiten zusammengefasst, welche
die jeweiligen akustischen Zonen bilden. Die einzelnen Zonen können
differenziert geregelt werden. Für das Kommunikationssystem
werden zur richtungsaufgelösten Beschallung gerichtet aufnehmende
Mikrofone sowie gerichtet abstrahlende Lautsprecher verwendet. Für
die einzelnen Insassen werden eine Vielzahl von Mikrofonen und Lautsprechern
benötigt. Die Installation ist dabei aufwändig
und durch die Anzahl der verbauten Einheiten teuer. Problematisch
sind weiterhin die bei Verwendung mehrerer Lautsprecher und Mikrofone
möglichen Rückkopplungen. Aufgrund der Abstände
der akustischen Sender und Empfänger sowie der Vielzahl
der Übertragungspfade sind umfangreiche signaltechnische
Maßnahmen nötig, um ein Rückkoppeln des
Gesamtsystems zu vermeiden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, mit einem möglichst einfach aufgebauten
und leicht zu installierenden Kommunikationssystem eine natürliche
Klangwiedergabe im Fahrzeug zu erreichen, die insbesondere eine
Sprachübertragung zwischen einzelnen örtlichen
Bereichen des Fahrzeuges ermöglicht.
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Erfindungsgemäß vorteilhaft
wird ein Kommunikationssystem im Fahrzeug verwendet, welches wenigstens
zwei Mikrofone und Lautsprecher aufweist, die in einem Fahrzeug
an den Grenzflächen des Innenraums angeordnet sind. Jeweils
ein Lautsprecher und wenigstens ein Mikrofon sind dabei in einer
kompakten elektroakustischen Baueinheit vereint, welche gleichzeitig
eine Verstärkereinheit enthalten kann. Die elektroakustische
Baueinheit ist dabei auf einem elektrischen Übertragungsweg
mit wenigstens einer weiteren gleichartigen elektroakustischen Baueinheit
verbunden, wobei die elektroakustischen Baueinheiten jeweils mindestens
ein Mikrofon einer Richtcharakteristik mit bipolaren Senken aufweisen.
Zum Erzielen einer kompakten elektroakustischen Baueinheit sind
Lautsprecher und Mikrofon räumlich dicht angrenzend ausgeführt,
wobei zur Vermeidung von Rückkopplungen zwischen Mikrofon und
dem angrenzenden Lautsprecher dieser bzw. dessen akustische Abstrahlung
sich im Bereich der bipolaren Senken des Mikrofons befindet. Hierdurch kann
eine für einen Duplex-Betrieb notwendige gleichzeitige Übertragung
von Schallsignalen aus dem Lautsprecher und eine Aufnahme über
das räumlich dicht angrenzende Mikrofon nahezu rückkopplungsfrei
erfolgen.
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Erfindungsgemäß weisen
die verwendeten Mikrofone eine Richtcharakteristik in Form einer
acht- oder einer Nierenacht auf, wobei in den sich ausbildenden
bipolaren Senken, aus denen das Mikrofon keine oder lediglich in
seiner Empfindlichkeit stark reduzierte Signale empfängt,
der jeweilige Lautsprecher angeordnet ist. Die Lautsprecher können
damit als einfache Monopole ausgebildet werden, um einen größeren
Bereich, z. B. eine komplette Sitzreihe in einem Fahrzeug, zu beschallen.
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Erfindungsgemäß vorteilhaft
können Mikrofone mit einer Richtcharakteristik in Form
einer Nierenacht Verwendung finden. Diese Mikrofone weisen zusätzlich
zu den bipolaren Senken in eine Aufnahmerichtung eine eingeschränkte
Aufnahmeempfindlichkeit auf. Diese wird dahingehend genutzt, dass die
Mikrofonpositionierung so erfolgt, dass die eingeschränkte
Aufnahmeempfindlichkeit in einer Richtung permanenter Störgeräusche,
wie z. B. dem Motorgeräusch, gerichtet wird.
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Es
ist ein Grundgedanke dervorliegenden Erfindung, weitgehend mit akustischen
Mitteln das komplexe Problem einer qualitativ hochwertigen Schallübertragung,
insbesondere von Sprachsignalen im Fahrzeug zwischen den einzelnen Fahrzeugbereichen,
zu lösen, um möglichst auf aufwändige elektronische
Nachbearbeitungen verzichten zu können.
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Erfindungsgemäß wird
die Richtcharakteristik der Mikrofone mit bipolaren Senken derart
erzeugt, dass zwei Einzelmikrofone innerhalb einer Mikrofoneinheit
verwendet werden, deren Empfangssignale voneinander subtrahiert
werden, wobei die Einzelmikrofone Kugel- oder Nierencharakteristik
aufweisen können. Hierbei wird gleichzeitig die Übertragung
vom Lautsprecher durch Reflexionen (siehe 5, Richtungspfeile
A und B) an den Seitenwänden des Fahrzeugs minimiert, da
insbesondere kombiniert mit einer symmetrischen Anordnung der elektroakustischen
Baueinheiten in der Mittelachse des Fahrzeugs die nahezu gleichmäßig über
die Seitenwände übertragenen Schallwellen aufgrund
der Mikrofonbauart voneinander subtrahiert werden.
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Die
elektroakustischen Baueinheiten sind dabei vorzugsweise im Bereich
des Fahrzeugdachs angeordnet.
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Der
identische Aufbau der elektroakustischen Baueinheiten ist außer
dem Kosteneffekt durch die erhöhte Anzahl von Gleichteilen
akustisch vorteilhaft, da der Effekt der einfachen Unterdrückung
von symmetrisch im Fahrzeug übertragenen Schallsignalen
durch die Reflexionen an den Seitenwänden bei hinsichtlich
ihrer Parameter identischen Baueinheiten besonders günstig
ist.
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Zum
Betrieb der Vorrichtungen weist wenigstens eine der elektroakustischen
Baueinheiten eine Verbindung zu einem Steuergerät zur Pegelanpassung
und Ansteuerung der Lautsprecher bzw. zur elektronischen Nachbearbeitung
der Signale auf. Alternativ kann die Aufgabe der Steuerung die in
das gemeinsame Gehäuse von Lautsprecher und Mikrofon integrierte
Signalverarbeitungseinheit übernehmen. Weiterhin besteht
für die Stromversorgung eine Verbindung zum Bordnetz und
zur erweiterten Nutzung des Kommunikationssystems kann eine Verbindung
zu einer Freisprecheinrichtung oder einem Navigationsgerät
erfolgen, so dass sowohl von den einzelnen Insassenplätzen
die Funktionalität der Freisprechanlage genutzt werden
kann, als auch Sprachbefehle für das Navigationssystem
gegeben bzw. empfangen werden können.
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Erfindungsgemäß vorteilhaft
wird für eine natürliche Sprachwahrnehmung ein
Verfahren mit einer zeitverzögerten Übertragung
eines aufgenommenen Audiosignals genutzt. Das Kommunikationssystem umfasst
dabei wenigstens ein Mikrofon und einen Lautsprecher, die beabstandet
zueinander im Fahrzeug angeordnet sind, wobei Schallsignale zwischen verschiedenen
Bereichen des Fahrzeuges in Form von Audiosignalen übertragen
werden. Hierbei erfolgt die Aufnahme des Schallsignals über
wenigstens ein Mikrofon an einem geometrischen Ort im Fahrzeug und
es erfolgt eine Übertragung zu einem davon räumlich
beabstandeten Ort im Fahrzeug, an welchem es mittels eines Lautsprechers
ausgegeben wird. Die Übertragung der vom jeweiligen Mikrofon aufgenommenen
Schallsignale erfolgt innerhalb des Kommunikationssystems zu wenigstens
einem weiteren vom Mikrofon beabstandeten Lautsprecher derart zeitverzögert,
dass ein ohne das Kommunikationssystem von der Schallquelle zum
Empfänger übertragenes Schallsignal, welches sich
direkt oder über Reflexionen im Fahrzeug zum Schallempfänger ausbreitet,
zeitlich vor der Übertragung des Schallsignals durch das
Kommunikationssystem den Empfänger erreicht. Hiermit wird
sichergestellt, dass die von der Schallquelle ausgehende erste Wellenfront den
Schallempfänger/Zuhörer auf direktem Schallweg
bzw. über die Reflexionen im Fahrzeug erreicht, bevor das
vom Kommunikationssystem übertragene Schallsignal vom Schallempfänger/Zuhörer
zu hören ist. Dies hat zur Folge, dass eine natürliche
Wahrnehmung des Schallsignals erreicht wird, da beim Menschen die
erste Wellenfront für die Ortung einer Schallquelle verantwortlich
ist.
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Erfindungsgemäß vorteilhaft
erfolgt die zeitverzögerte Übertragung des über
das Kommunikationssystem übertragenen Schallsignals zu
dem direkt oder über Reflexionen im Fahrzeug von der Schallquelle
zum Empfänger übertragenen Schallsignal mit einer
Zeitverzögerung zwischen 2 ms und 35 ms (2 ms < tv < 35 ms), da in diesem
Zeitbereich der Effekt der Richtungswahrnehmung mit der Herkunft
der ersten Schallwelle wirksam ist.
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Erfindungsgemäß vorteilhaft
werden bei den zwischen Sender und Empfänger ausgetauschten Schallsignalen
lediglich die Anteile durch das Kommunikationssystem hinzugefügt,
welche durch die Übertragungsstrecke verloren gehen. Hierzu
wird das durch das jeweilige Mikrofon aufgenommene Schallsignal einer
Signalverarbeitung unterzogen. In einem einfachen Fall erfolgt frequenzabhängig
eine Pegelanpassung, da über den direkten Schallweg übertragene
Signale entsprechend ihrer Frequenzanteile unterschiedlich bedämpft
werden. Es wird damit der Anteil des ohne das Kommunikationssystem von
der Schallquelle zum Empfänger übertragenen Schallsignals
berücksichtigt, was eine natürliche Sprachübertragung
ermöglicht. Weiterhin ist es möglich, den Gesamtpegel über
alle Frequenzen anzuheben, um insbesondere bei starken Nebengeräuschen eine
gute Hörbarkeit zu erreichen.
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Einfache
Wandler, wie Lautsprecher und Mikrofone, weisen eine Kugelcharakteristik
auf. Werden solche Monopole für die gestellte Aufgabe verwendet,
ist lediglich eine Übertragung in jeweils eine Richtung
möglich, da der Abstand vom aufnehmenden Mikrofon zum ausgebenden
Lautsprecher groß zu halten ist. Der lange akustische Pfad
vermindert dabei die Rückkopplungen.
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Für
ein Gegensprechen wären beide Übertragungsrichtungen
erforderlich, so dass sich in einer Fahrzeuganwendung zum Freisprechen
Mikrofone und Lautsprecher in direkter Nähe befinden und
zu einer spontanen Rückkopplung im Direktschallfeld führen.
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Durch
die Verwendung von Mikrofonen mit einer Achtcharakteristik in der
Nähe eines Lautsprechers kann dessen Signal im Mikrofon
unterdrückt werden. Diese Unterdrückung auf akustischem
Weg geht ohne die Entstehung von Artefakten einher, wie sie von
Filtern, die man zur Unterdrückung von Rückkopplungen
einsetzen kann, her bekannt sind. Es ist damit möglich,
die Lautsprecher als Monopole auszuführen, um beispielsweise
die Schallabstrahlung für eine gesamte Fahrzeugsitzreihe
zu ermöglichen.
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Werden
der entfernte Lautsprecher als Monopol und das Mikrofon als Bipol
zweier Einheiten ausgeführt und streng symmetrisch zur
Längsachse, z. B. im Dachhimmel, verbaut, so lässt
sich zusätzlich die Rückkopplungsneigung im langen
akustischen Pfad reduzieren. Hier können insbesondere die
Wirkungen der akustischen Spiegelbilder der Seitenscheiben, welche
zu Rückkopplungen im entfernt liegenden Mikrofon führen,
reduziert werden.
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Die
Baugruppen sind in vorteilhafter Weise in größtmöglicher
Kopfnähe je Sitzreihe, vorzugsweise bündig in
einer der Fahrzeuginnenflächen, beispielsweise im Fahrzeugdach,
installiert, um die akustischen Wege vom Sprecher zum Mikrofon und
vom Lautsprecher zum Ohr klein zu halten. Beide Wandler (Lautsprecher
und Mikrofon) bilden in einer vorteilhaften Ausgestaltung mit der
signalverarbeitenden Baugruppe eine bauliche Einheit, welche die
Schallführung umfasst und gleichfalls die Gehäusefunktion für
alle Bauelemente erfüllt. Für jede elektroakustische
Baueinheit wird daher bei der Installation im Fahrzeug nur ein Wandausschnitt
benötigt. Das System kann in einer bevorzugten Ausführung
für ein Fahrzeug lediglich zwei elektroakustische Baueinheiten
umfassen. Die Anordnung einer elektroakustischen Baueinheit für
jeweils eine Sitzgruppe oder für ein Fahrzeug mit mehreren
Sitzreihen zentral im Zwischenraum zwischen diesen ermöglicht
es auch, für größere Fahrzeuge mit lediglich
zwei Einbauplätzen auszukommen.
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In
einer weiteren Ausführung können die elektroakustischen
Baueinheiten im Armaturenbrett vorgesehen sein, wobei diese dann
lediglich für die vordere Sitzreihe wirken.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematisch
dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.
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Hierbei
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht der elektroakustischen Baueinheit,
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2 eine
Prinzipdarstellung in einer Einbausituation in einem Fahrzeug,
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3a–c
Richtcharakteristiken der verwendeten Mikrofone,
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4 eine
Prinzipdarstellung der elektroakustischen Baueinheit in einer Draufsicht,
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5 eine
weitere Prinzipdarstellung einer Einbauvariante in ein Fahrzeug.
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In 1 ist
eine perspektivische Ansicht der elektroakustischen Baueinheit 5 dargestellt.
In einem gemeinsamen Gehäuse 1 sind ein Lautsprecher 4 sowie
zwei Mikrofone 3 und eine Signalverarbeitung 2 angeordnet.
Die elektroakustische Baueinheit 5 zeichnet sich dadurch
aus, dass räumlich dicht an den Lautsprecher 4 angrenzend
wenigstens ein Mikrofon 3 in einem gemeinsamen Gehäuse 1 angeordnet
ist. Eine in dieser Figur angedeutete Mittelachse 18 führt
mittig durch das Zentrum des Lautsprechers 4 und das Zentrum
des Mikrofons 3.
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In 2 ist
eine Prinzipdarstellung der Einbausituation im Dach 7 eines
Fahrzeuges 14 gezeigt. Die Positionen 6 und 8 bezeichnen
dabei die Kopfpositionen von nicht dargestellten Insassen. Zwei
elektroakustische Baueinheiten 5, 5' sind dabei
mittels eines elektrischen Übertragungsweges 9 sowie
mit einer Verbindung 10 zum Fahrzeugbordnetz und optional
mit einem nicht dargestellten Steuergerät verbunden.
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In 3a ist
in einem Polarkoordinatensystem die Richtcharakteristik eines der
für die Erfindung verwendeten Mikrofone 3 beschrieben.
Das Mikrofon 3 weist dabei eine Richtcharakteristik in
Form einer acht auf. Die bipolaren Senken 11 bezeichnen
dabei die Bereiche, aus deren Empfangsrichtung das Mikrofon 3 unempfindlich
ist.
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In 3b sind
zwei Einzelmikrofone 3', 3'' mit einer Nierencharakteristik
dargestellt. Diese Einzelmikrofone 3', 3'' werden
baulich nebeneinander, in einer Mikrofoneinheit angeordnet und so
verschalten, dass sich aus der Symmetrie-Ebene der Anordnung empfangene
Signalanteile voneinander subtrahieren. Die Mikrofonhauptachsen
x und y gemäß 3a bis 3c liegen
dabei parallel zur Deckenfläche des Fahrzeuges 14.
Dies hat zur Folge, dass eine Richtcharakteristik, wie in 3c abgebildet,
entsteht. Werden aus den mit den Richtungspfeilen A und B bezeichneten
Richtungen, vergleiche hierzu 5, gleiche
Signalanteile gleicher Pegelstärke empfangen, entsteht
durch die Subtraktion der empfangenen Anteile kein Ausgangssignal.
Die Subtraktion der Anteile ist durch das Subtraktions- bzw. Additionszeichen
angedeutet.
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In 4 ist
die elektroakustische Baueinheit 5 in einer Draufsicht
dargestellt. In einem gemeinsamen Gehäuse 1 sind
ein Mikrofon 3 mit einer strichliert angedeuteten Empfangscharakteristik 12 in Form
einer „acht" und ein Lautsprecher 4 mit einer kugelförmigen
Abstrahlcharakteristik 13 als Monopol dargestellt. Die
elektroakustische Baueinheit 5 ist dabei versenkt in eine
Grenzfläche, beispielsweise eines Fahrzeugdaches ausgeführt.
Für einen kompakten Aufbau sind Lautsprecher 4 und
Mikrofon 3 zusammengefasst, wobei für eine rückkopplungsfreie Übertragung eine
Anordnung des Lautsprechers 4 im Bereich der bipolaren
Senken 11 des Mikrofons 3 gewählt wurde.
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In 5 ist
eine Einbausituation in einem Fahrzeug in einer Prinzipdarstellung
gezeigt. Vorzugsweise im Dachbereich des Fahrzeuges 14 sind zwei
elektroakustische Baueinheiten 5, 5' angeordnet.
Die Lautsprecher 4 der elektroakustischen Baueinheiten 5, 5' sind
Monopole und weisen daher eine kugelförmige Abstrahlcharakteristik
zur Beschallung wenigstens einer der Sitzreihen 15 bis 17 auf.
Die elektroakustischen Baueinheiten 5, 5' sind
dabei in einer Einbaulage, wie in 4 gezeigt,
in das Fahrzeug 14 eingebaut, so dass die Mittelachsen 18 der jeweiligen
elektroakustischen Baueinheit 5, 5', welche sich
vom Zentrum des Lautsprechers 4 durch die bipolaren Senken 11 des
Mikrofons 3 erstrecken, aufeinander liegen oder weitgehend
parallel zueinander sind. Eine bevorzugte Einbaulage im Fahrzeug
ist die symmetrische Anordnung der elektroakustischen Baueinheiten 5, 5' auf
der Mittelachse 19 des Fahrzeuges 14, wobei die
Mittelachsen 18 der jeweiligen elektroakustischen Baueinheiten 5, 5' deckungsgleich
auf der Mittelachse 19 des Fahrzeuges 14 liegen.
Die Mikrofone 3 der jeweiligen elektroakustischen Baueinheiten 5, 5' können
dabei einander zugewandt oder voneinander abgewandt sein bzw. in gleicher
Ausrichtung zur Fahrzeugfront oder zum Fahrzeugheck angeordnet sein.
Bei Mikrofonen mit einer Nierenacht-Charakteristik, wie in 3c,
hat es sich als günstig erwiesen, die weniger empfindlichen Bereiche
(20 aus 3c) zur Front des Fahrzeuges auszurichten,
da eine Vielzahl störender Nebengeräusche, z.
B. das Motorgeräusch, aus Richtung der Fahrzeugfront die
Baueinheiten 5, 5' erreicht. Die Richtungspfeile
A bis C kennzeichnen die für die Entstehung von Rückkopplungen
hauptsächlich verantwortlichen Übertragungswege
des Direktschalls, der von den Lautsprechern 4 der jeweiligen
elektroakustischen Baueinheit 5, 5' erzeugt wird
und zum Mikrofon 3 der jeweils anderen elektroakustischen
Baueinheit 5, 5' übertragen wird. Hier
zeigt sich insbesondere die akustisch günstige Ausgestaltung
gemäß der Erfindung. Aufgrund der Gestaltung der
Mikrofone 3 mit bipolaren Senken 11 ist die Beeinflussung
der Übertragung durch den in derselben elektroakustischen
Baueinheit 5, 5' verbauten und dicht neben dem
Mikrofon 3 angeordneten Lautsprecher 4 gering. Weitere
Beeinflussung des Mikrofons 3 durch den Lautsprecher 4 der
jeweils anderen elektroakustischen Baueinheit 5, 5' ist
aufgrund der Anordnung mit aufeinandergerichteten Mittelachsen 18 ebenfalls gering.
Der durch den Pfeil C gekennzeichnete Direktschallweg liegt dabei
im Bereich der bipolaren Senke 11 des Mikrofons 3.
Die für den Fahrzeugeinsatz ebenfalls besonders wichtigen
Nebenschallwege über die Reflexion an den Fahrzeugseiten
werden durch die symmetrische Anordnung der elektroakustischen Baueinheiten 5, 5' im
Fahrzeug 14 vermindert. Bei einer Schaltung einer Mikrofoneinheit,
wie in 3c gezeigt, werden identische,
aus entgegengesetzten seitlichen, quer zur Fahrzeuglängsachse
liegenden Richtungen einstrahlende Signalanteile des eintreffenden
Schalls voneinander subtrahiert. Die Abstrahlung einer der elektroakustischen
Baueinheiten 5, 5' auf die jeweils andere erfolgt
aufgrund der Verwendung von monopolaren Lautsprechern 4 mit einer
Abstrahlcharakteristik in Form einer Kugel, ausgehend vom Einbauort
im Fahrzeugdach 7 gleichmäßig in alle
Richtungen. Der von den Seitenwänden des Fahrzeuges 14 reflektierte
Schallanteil fällt damit aufgrund der symmetrischen Positionierung
der Baueinheiten 5, 5' im Fahrzeug mit gleichem
Pegel aus unterschiedlicher seitlicher Richtung ein, so dass durch
die Subtraktion der Anteile, die aus den mit den Richtungspfeilen
A und B gekennzeichneten Richtungen eintreffen, diese sich aufheben.
Hierdurch werden die Rückkopplungen der elektroakustischen Baueinheiten 5, 5' untereinander
minimiert.
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Insbesondere
ist zur Verbesserung der Eigenschaften der Wiedergabe, eine hohe Übereinstimmung,
von Originalquelle und Lautsprecherwiedergabe, in horizontaler und
vertikaler Richtung der Ortung, durch die Wahl der Verbauorte der
elektroakustischen Baueinheiten 5, 5' im Innenraum
des Fahrzeuges 14 zu berücksichtigen, beispielsweise indem
die akustisch natürlichen Ortungsrichtung der Originalquelle
eingehalten wird. So ist es etwa zu vermeiden, dass ein Sprecher
vorn im Fahrzeug 14 sitzt und die Beschallung für
den Zuhörer auf Platz 17 von hinten oder unten
oder von der Seite erfolgt.
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Ausserdem
ist es vorteilhaft, den Einbau der elektroakustischen Baueinheiten 5, 5' unsichtbar auszuführen,
so dass der gewünschte psychoakustische Effekt eintritt,
dass sich ein Nutzer der Elektroakustik während des Gebrauchs
nicht bewußt ist.
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Das
Kommunikationssystem wird in einer bevorzugten Ausgestaltungsform
mit einem, insbesondere für ein natürliches Sprachempfinden,
ausgestalteten Verfahren betrieben. Das Kommunikationssystem umfasst
dabei eine oben beschriebene Vorrichtung mit zwei elektroakustischen
Baueinheiten 5, 5', mit jeweils wenigstens einem
Mikrofon 3 und einem Lautsprecher 4, wobei die
elektroakustischen Baueinheiten 5, 5' beabstandet
voneinander im Fahrzeug 14 angeordnet sind und Schallsignale
zwischen verschiedenen Bereichen des Fahrzeuges 14 übertragen.
Die Aufnahme des Schallsignals erfolgt dabei über wenigstens
ein Mikrofon 3 einer elektroakustischen Baueinheit 5 an
einem geometrischen Ort im Fahrzeug 14, beispielsweise
aus der ersten Sitzreihe 15, zu einem davon räumlich
beabstandeten Ort im Fahrzeug 14, beispielsweise der 3.
Sitzreihe 17, um dort mittels wenigstens eines Lautsprechers 4 der elektroakustischen
Baueinheit 5' ausgegeben zu werden. Die Übertragung
der vom jeweiligen Mikrofon 3 aufgenommenen Schallsignale,
welche innerhalb des Kommunikationssystems zu wenigstens einem weiteren
vom Mikrofon 3 (der elektroakustischen Baueinheit 5)
beabstandeten Lautsprecher 4 (der elektroakustischen Baueinheit 5')
derart zeitverzögert erfolgt, dass ein ohne das Kommunikationssystem
von der Schallquelle zum Empfänger übertragenes
Schallsignal, welches sich direkt oder über Reflexionen
im Fahrzeug zum Schallempfänger ausbreitet, zeitlich vor
der Übertragung des Schallsignals durch das Kommunikationssystem
den Empfänger erreicht. Die Zeitverzögerung der über
das Kommunikationssystem übertragenen Schallsignale ermöglicht
es, den direkt vom Sender (Sprecher) übertragenen Schall
als erstes Schallsignal wahrzunehmen. Es wird hierbei der Effekt
genutzt, dass die Richtungswahrnehmung des Menschen von der zuerst auftreffenden
Schallrichtung geprägt wird, auch wenn nachfolgend ein
weiteres identisches Schallsignal aus einer abweichenden Richtung
auftrifft. Dies erfolgt selbst dann, wenn das nachfolgende Schallsignal
einen höheren Pegel aufweist. Beispielsweise bei der Übertragung
von Sprache eines Sprechers auf der hinteren Sitzreihe 17 wird
somit sichergestellt, dass der direkt nach vorn gerichtete Schall
das Ohr des Zuhörers in der ersten Sitzreihe 15 vor
dem über den Lautsprecher 4 der elektroakustischen
Baueinheit 5 übertragenen Schallsignal erreicht.
Der Zuhörer in der ersten Sitzreihe 15 hat damit
die natürliche, dem Ort des Sprechers entsprechende Wahrnehmung
des Schallsignals von der hinteren Sitzreihe 17, auch wenn
ein größerer Anteil des Schallsignals diesen ausgehend
von dem räumlich vor ihm liegenden Lautsprecher 4 der
elektroakustischen Baueinheit 5 erreicht.
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Bei
der Übertragung des Schallsignals durch das Kommunikationssystem
werden dabei dem Schallsignal frequenzabhängig die Pegelanteile
hinzugefügt, welche auf dem direkten Übertragungsweg den
Zuhörer nicht erreichen. Die Dämpfung des Schallsignals
auf dem direkten Schallweg ist frequenzabhängig stark unterschiedlich
und kann durch Versuche oder Simulation für das jeweilige
Fahrzeug bestimmt werden. Es ist damit möglich, trotz der Überlagerung
der Schallsignale auf direktem Schallweg vom Sprecher und von dem
durch das Kommunikationssystem übertragenen Weg, einen
natürlichen Sprachklang zu erhalten. Weiterhin kann das durch
das Kommunikationssystem übertragene Schallsignal nach
dessen Aufnahme durch eines der Mikrofone 3 einer weiteren
Signalverarbeitung, etwa einer Filterung, Noise-Gate-Funktion, Kompression, Limitierung,
Pfeiftonunterdrückung, Spracherkennung, einer fahrgeschwindigkeitsabhängigen
Pegelanpassung oder einer musikabhängigen Pegelregelung
unterzogen werden. Grundsätzlich sollten nur erwartungsgemäße
Schallpegel und keine subjektiv auffälligen Frequenzgangfehler
oder Verzerrungen zugelassen werden.
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Signalverarbeitung
- 3
- Mikrofon
- 3',
3''
- Einzelmikrofone,
die zu einer Mikrofoneinheit zusammengefasst werden
- 4
- Lautsprecher
- 5,
5'
- elektroakustische
Baueinheit
- 6
- Kopfposition
Insasse hinten
- 7
- Fahrzeugdach
- 8
- Kopfposition
Insasse vorn
- 9
- elektrischer Übertragungsweg
- 10
- Verbindung
zum Bordnetz und Steuergerät
- 11
- bipolare
Senke
- 12
- Richtcharakteristik
Mikrofon
- 13
- Abstrahlcharakteristik
Lautsprecher
- 14
- Fahrzeug
- 15
- Sitzreihe
1
- 16
- Sitzreihe
2
- 17
- Sitzreihe
3
- 18
- Mittelachse
der elektroakustischen Baueinheit 5
- 19
- Mittelachse
des Fahrzeuges in Fahrzeuglängsrichtung
- 20
- geringer
empfindlicher Bereich des Mikrofons bei Nierenacht-Charakteristik
- A
- Spiegelung
links, Richtungspfeil
- B
- Spiegelung
rechts, Richtungspfeil
- C
- Direktschall,
Richtungspfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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