DE102007026288A1

DE102007026288A1 - Electroacoustic sensor without sensitive membrane, able to distinguish individual frequencies, is based on auditory principle of stereocilia

Info

Publication number: DE102007026288A1
Application number: DE200710026288
Authority: DE
Inventors: Andreas Broeckling
Original assignee: Brockling Andreas Dipl-Ing (fh)
Current assignee: Brockling Andreas Dipl-Ing (fh)
Priority date: 2007-06-06
Filing date: 2007-06-06
Publication date: 2009-01-15

Abstract

The membrane-less electroacoustic sensor is based on the principle of artificial hearing-hairs or fibers, which loosely resemble the stereocilia of the ear. The fibers are based on or in a substrate or base material to which they are attached. Electrical detection of fiber oscillations is effected in a horizontal and/or vertical direction. Rods, wires or components produced by nanotechnology may be used. Electrical evaluation may also be achieved by measuring fiber extension.

Description

Technischer Stand:Technical status:

Heutige Schallaufnehmer bzw. Sensoren bestehen zum größten Teil aus einem Membran, das durch Druckschwankungen des Schalls in Bewegung versetzt wird. Ein Wandler, der mechanisch oder elektrisch mit der Membran verbunden ist, erzeugt durch Induktion eine Wechselspannung, die elektrisch weiterverarbeitet wird. Durch den Einsatz eines Membran zur Schallwandlung ist aber eine Erkennung einzelner Frequenzen nur durch elektrische Filtertechniken möglich.
Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Mikrofon Today's sound sensors or sensors consist for the most part of a membrane which is set in motion by pressure fluctuations of the sound. A transducer, which is mechanically or electrically connected to the membrane, generates by induction an AC voltage, which is further processed electrically. Through the use of a membrane for sound conversion but a detection of individual frequencies is possible only by electrical filtering techniques.
Source: http://de.wikipedia.org/wiki/Mikrofon

Verbesserung:Improvement:

Das neue System lehnt an das menschliche Corti-Organ an, das für verschiedene Frequenzbereiche eigene Hörhaare zur Verfügung stellt, um eine bessere Frequenzselektion zu erreichen. Mit dieser Selektion können Töne bzw. einzelne Frequenzbereiche aus Umgebungsrauschen besser herausgefiltert werden. Die einzelnen Fasern bzw. Hörhaare erzielen zudem eine höhere Empfindlichkeit für Schalldruckänderungen, wenn diese in der Länge bzw. Dicke variiert werden. Ein Herausfiltern von störenden Frequenzen kann mit diesem System einfacher erfolgen als bei herkömmlichen Systemen, da Frequenzen bestimmten Hörhaaren bzw. Fasern zugeordnet werden können und diese bei der elektronischen Auswertung nicht mitberücksichtigt werden müssen.The new system leans against the human Corti organ responsible for different frequency ranges own hearing hair available to achieve a better frequency selection. With this selection can sound or individual frequency ranges Ambient noise can be better filtered out. The individual fibers or hairs also achieve a higher sensitivity for sound pressure changes, if these are in length or thickness can be varied. Filtering out interfering frequencies can be done easier with this system than with conventional ones Systems, because frequencies certain ear or fibers can be assigned and this in the electronic evaluation must not be taken into account.

Die Umformung der Bewegungsenergie der Hörhaare bzw. Fasern in ein elektrisch auswertbares Signal erfolgt auf einem Substrat der als Träger der Hörhaare bzw. Fasern dient. Alternativ könnte das Hörhaar oder die Faser eine Spannung durch Bewegung oder Druck ohne Hilfsenergie selbst erzeugen, die dann zur Auswertung herangezogen werden kann.The Transformation of the kinetic energy of the hairs or fibers in an electrically evaluable signal takes place on a substrate which serves as a carrier of the hair or fibers. Alternatively, the ear or the fiber could be a Generate tension by movement or pressure without auxiliary power, the can then be used for the evaluation.

Vorteile der Erfindung:Advantages of the invention:

Ein mit Hörhaaren bzw. Fasern entwickeltes System kann weitaus empfindlicher reagieren als derzeitige Membransysteme. Reagieren die Hörhaare nur auf bestimmte Frequenzen, kann das Frequenzübertragungsverhalten des Systems erheblich verbessert werden. Durch die bekannten eingeschränkten Frequenzbereiche einzelner Hörhaare bzw. Fasern, kann hier eine bessere Frequenzselektion auf elektronischem Wege erfolgen.One with hair or fibers developed system can far more sensitive than current membrane systems. React the hearing hair only on certain frequencies, can the frequency transmission behavior significantly improved. By the known restricted Frequency ranges of individual hearing hair or fibers, can here a better frequency selection by electronic means.

Ferner kann mit geschickter Wahl des Abstandes der Hörhaare bzw. Fasern zueinander die starke Schwingung eines angeregten Hörhaares, benachbarte Hörhaare mit anderem Frequenzspektrum dämpfen. Dieses kann zu einer verbesserten Spracherkennung bzw. Frequenzerkennung führen. Auf diese Weise kann auch ein Tastsensor oder auch ein Drucksensor realisiert werden, wenn die Bewegungsauswertung der Fasern in vertikaler bzw. horizontaler Richtung erfolgt.Further can with skillful choice of the distance of the hair or Fibers to each other the strong vibration of an excited ear, attenuate adjacent hairs with a different frequency spectrum. This can lead to improved speech recognition or frequency recognition to lead. In this way, a push button sensor or else a pressure sensor can be realized when the motion evaluation the fibers in the vertical or horizontal direction takes place.

Auch eine hohe Miniaturisierung währe mit diesem System möglich.Also a high miniaturization would be possible with this system.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung (Blatt 3) dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.One Embodiment of the invention is in the drawing (Sheet 3) and will be described in more detail below.

1 Ist die Draufsicht: Eine Baugruppe, auf deren Oberseite die Hörhaare bzw. die Fasern auf einem Substrat aufgebracht sind. 1 Is the top view: An assembly on the top of the hairs or fibers are applied to a substrate.

2 Ist ein Querschnitt: Das Hörhaar bzw. die Faser befindet sich beweglich in einem Substrat, darunter wird die Schwingungsauswertung bzw. die Druckauswertung vorgenommen. 2 Is a cross-section: The hair or the fiber is movable in a substrate, including the vibration evaluation and the pressure evaluation is made.

3 Ist die Seitenansicht: Substrat mit elektrischer Auswertung, darüber die Hörhaare bzw. Fasern. 3 Is the side view: substrate with electrical evaluation, about the Hörhaare or fibers.

4 Ist eine Draufsicht: Ein einzelnes Hörhaar bzw. Faser frei beweglich in alle Richtungen. 4 Is a plan view: A single ear or fiber freely movable in all directions.

5 Ist eine Seitenansicht: Ein einzelnes Hörhaar bzw. Faser frei beweglich in alle Richtungen. 5 Is a side view: A single hair or fiber freely movable in all directions.

Erläuterung des Ausführungsbeispiels:Explanation of the embodiment:

Wie anhand der 1 zu erkennen, werden die Haare bzw. Fasern auf einem Substrat aufgebracht oder eingebracht. Das Substrat bzw. das Basismaterial dient wie bei 2 angedeutet, erstens zur Auswertung der Schwingung/en der Faser/n, zweitens als Trägermaterial. Trifft Schall bzw. wird Druck auf diesen Sensor ausgeübt, bewegen bzw. schwingen die Fasern bzw. Hörhaare, die dann über eine Bewegungsauswertung elektrisch weiterverarbeitet werden können. Diese Signale können dann hörbar bzw. zur weiteren Verarbeitung an andere Schaltungsteile übergeben werden.As based on the 1 To recognize the hair or fibers are applied or introduced on a substrate. The substrate or the base material serves as in 2 indicated, first, to evaluate the vibration / s of the fiber / n, secondly as a carrier material. If sound hits or pressure is exerted on this sensor, the fibers or hearing hairs move or vibrate, which can then be further processed electrically via a motion evaluation. These signals can then be passed audibly or for further processing to other circuit parts.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- http://en.wikipedia.org/wiki/Microphone [0001]

Claims

A membraneless electroacoustic sensor based on hair or fibers.

Sensor with the features of claim 1, wherein the fibers of the sensor on or in a substrate / base material to be applied. Each made for themselves can be.

Sensor with the features of claim 1 and claim 2, wherein the electrical evaluation of the fiber vibration / s in horizontal and / or vertical direction. Whereby bars or Wires or parts from nanotechnology are also used can come.

Sensor with the features of claim 1 and claim 2, wherein the electrical evaluation can also be done on elongation.