DE2800882A1 - Konferenz-telefonapparat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Konferenz-Telefonapparat und insbesondere eine eine Gesamtheit bildende Lautsprecher-Mikrophon-Einheit, die eine geeignete Schall-Ausgangsleistung mit guter Qualität besitzt, die sowohl hinsichtlich des Sendens als auch des Empfangs in alle Richtungen gleich gut arbeitet, die ein ästhetisch befriedigendes Aussehen besitzt und in der Praxis bei Telefonkonferenzen oder Großlautsprecher-Anwendungsfällen verwendbar ist.

Herkömmliche Telefon-Konferenz-Vorrichtungen besitzen gewisse Nachteile, die von der Form der Vorrichtung abhängen. Bei vielen ist der Lautsprecher deutlicher zu sehen, als das Mikrophon, was ein Problem hinsichtlich des menschlichen Verhaltens in der Weise zu Folge hat, daß die Benutzer des Gerätes zum Lautsprecher hin sprechen (der praktisch den entfernten Gesprächsteilnehmer repräsentiert) statt zum Mikrophon hin zu sprechen. Dies kann den Pegel und die Qualität des Sprachsignals verringern. Bei manchen Geräten arbeitet das Mikrophon nicht in allen Richtungen gleichmäßig gut und es ergeben sich unterschiedliche Signalpegel und Signalqualitäten, wenn verschiedene Teilnehmer in einem Raum sprechen. Der Lautsprecher und/oder das Mikrophon können sehr auffällig sein und hierdurch gewisse Reaktionen bei den Sprechern auslösen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Apparat zu schaffen, der in allen Richtungen gleich gut arbeitet und dennoch eine angemessene akustische Trennung zwischen dem Lautsprecher und dem Mikrophon besitzt, der ästhetisch ansprechend ist und bei Konferenzen nicht störend wirkt. Der Lautsprecher und das Mikrophon befinden sich auf einer gemeinsamen vertikalen Achse, wobei der Lautsprecher nach oben und das Mikrophon nach unten weist. Das Mikrophon

befindet sich in der Mitte einer geneigten Oberfläche, was stehende Wellen und andere Verzerrungen vermeidet. Der Lautsprecher und das Mikrophon arbeiten in allen Richtungen gleich gut bzw. besitzen eine Kugelcharakteristik, während gleichzeitig eine gute akustische Trennung geschaffen wird. Eine vorhandene elektronische Schaltung, wie sie beispielsweise bei einem vorhandenen Lauthörgerät Verwendung findet, kann in dem Gehäuse des Apparates montiert und für eine Verbindung mit einem Telefonsystem verwendet werden; auch können eine Telefon-Wählvorrichtung und andere Steueranordnungen in oder an dem Gehäuse befestigt werden. Es ist möglich, mehrere Sprecher-Mikrophon-Einheiten miteinander zu verbinden. Durch Tonfrequenzschalten, was ein Teil der normalen elektronischen Schaltung ist, arbeitet die angesprochene Einheit als Mikrophon, während sich die anderen Einheiten in einem Lautsprecher-Zustand befinden.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Form eines erfindungsgemäßen Apparates,

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A in Fig. 1, wobei die Basisplatte entfernt ist,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Lautsprecherende,

Fig. 4 eine Seitenansicht, die die Stellung bzw. Anordnung von Kontakten und einer Telefon-Wählvorrichtung wiedergibt, und

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer anderen Gehäuseform.

609829/0773

_ 5 —

Der in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Apparat besitzt ein Gehäuse 10, das in der vertikalen Richtung einen länglichen umschlossenen Raum bildet, wie man in den Fig. 1 und 4 sieht, und senkrecht zur vertikalen Achse einen quadratischen Querschnitt aufweist, wie man den Fig. 2 und 3 entnimmt. Die Abmessungen der quadratischen Querschnitte sind in dem dargestellten Beispiel genügend groß, um den Lautsprecher 11 unterzubringen. Die obere Oberfläche 12 des Gehäuses 10 besitzt eine Öffnung 13 über dem Lautsprecher 11. Der Lautsprecher arbeitet in einer geschlossenen Kammer 14, die an ihrer Basis durch ein Diaphragma bzw. eine Membran 15 abgeschlossen ist.

An dem Diaphragma 15 ist ein Mikrophongehäuse 16 befestigt. Das Mikrophongehäuse besitzt eine nach unten weisende Öffnung 17 und in dieser Öffnung ist ein Mikrophon 18 montiert, das nach unten gerichtet ist. Das Mikrophongehäuse besitzt eine geneigte bzw. schräge Oberfläche 19, die sich nach außen und nach oben zum Gehäuse 10 hin erstreckt. Der Winkel der Oberfläche 19 bezüglich der Horizontalen ist von Bedeutung.

Das Gerät kann auf einer horizontalen Oberfläche angeordnet werden, wobei das Mikrophon einen geringen Abstand von dieser Oberfläche besitzt. So können Füße 20 verwendet werden, die den Apparat mit dem gewünschten Freiraum zwischen dem Mikrophon und der tragenden Oberfläche tragen. Es kann jedoch die Beschaffenheit der Tragoberfläche das Mikrophon beeinflussen. Beispielsweise arbeitet das Mikrophon sehr wirksam, wenn der Apparat auf einer harten Oberfläche wie z.B. einer Holzoberfläche eines Tisches angeordnet wird. Wird das Gerät jedoch auf einem mit einem Teppich belegten Boden oder auf einer mit Stoff bespannten

809829/0773

Oberfläche eines Tisches angeordnet, dann wird die Empfindlichkeit des Mikrophons insbesondere bei hohen Frequenzen verringert. Um das Gerät unabhängig von der Tragoberfläche zu machen, kann ein hartes Basisteil 21 vorgesehen sein, das beispielsweise an den Füßen 20 befestigt ist. Die Verwendung der Basis 21 macht die Einheit für jede Aufstellungsart geeignet, beispielsweise auf dem Boden, auf einem Tisch, an einer Wand, oder an der Zimmerdecke. Es wird weder die Empfindlichkeit noch das in allen Richtungen gleichmäßige Arbeiten beeinflußt.

Die Größe des Lautsprechers kann unterschiedlich sein, doch hat sich gezeigt, daß ein 6-Zoll-Lautsprecher eine geeignete Schall-Ausgangs-Leistung und eine annehmbare Qualität ergibt. Bei kleineren Lautsprechern gehen Baßtöne verloren und die Schall-Ausgangsleistung ist geringer.

Es gibt eine ganze Reihe von Parametern, die bei der Konstruktion eines solchen Apparates berücksichtigt werden sollten. Es muß eine ausreichende akustische Trennung zwischen dem Lautsprecher 11 und dem Mikrophon 18 gewährleistet sein. Es hat sich gezeigt, daß dies dadurch erreicht werden kann, daß man den minimalen Umfangs-Abstand zwischen der Lautsprecher-Mittellinie und der Mittellinie des Mikrophons, d.h. den in Fig. 1 durch die strichpunktierte Linie und die Pfeile 25 angedeuteten Abstand ungefähr gleich 38 cm (15 Zoll) macht. Dieser Abstand kann geringfügig verkleinert werden, doch zeigt sich eine beginnende Verringerung des gewünschten Ausmaßes der akustischen Trennung, wenn der Abstand wesentlich kleiner als 38 cm (15 Zoll) wird. Der Abstand zwischen der vorderen Oberfläche oder dem Eingang des Mikrophons und der Tragoberfläche, d.h. der Abstand a in Fig. 1 sollte in der Größenordnung von 1,3 cm (0,5 Zoll) liegen und der Winkel der geneigten Oberfläche 19 bezüglich

609829/0773

der Tragoberfläche, d.h. der Winkel X in Fig. 1 sollte ungefähr gleich 30 sein.

Die räumliche bzw. körperliche Trennung, d.h. der Abstand von der Lautsprechermittellinie zur Mikrophonmittellinie um das Gehäuse herum, ist natürlich eine Funktion der Breite und der Höhe des Gehäuses. Es ist möglich, das Gehäuse hoch und schlank oder niedrig und breit zu machen. Es bestehen keine Bedenken, diesen Abstand zu vergrößern, doch geben hier ein ästhetisch befriedigendes Aussehen und die Forderung, daß das Gerät optisch nicht aufdringlich wirken soll, gewisse Grenzen vor. Steht das Gerät beispielsweise bei einer Konferenz auf einem Tisch, wobei die Teilnehmer um diesen Tisch herum sitzen, so ist es wünschenswert, daß das Gehäuse den Blickkontakt zwischen den Teilnehmern nicht stört. Macht man das Gerät zu schmal, so wird auch eine örtliche Verbreiterung für den Lautsprecher erforderlich.

Die Montage des Lautsprechers und des Mikrophons auf einer gemeinsamen senkrechten Achse ist insofern von Vorteil, als die akustische Trennung um das Gehäuse herum symmetrisch ist. Ein sehr wesentliches Merkmal besteht auch darin, daß das Gerät in alle Richtungen dadurch gleich gut arbeitet, daß der Lautsprecher nach oben und das Mikrophon nach unten gerichtet ist. Dies bewirkt, daß nicht mehrere Lautsprecher und/oder mehrere Mikrophone benötigt werden und daß auch keine Änderungen in der Richtungsempfindlichkeit auftreten, wie dies bei anderen Arten von Konferenzapparaten der Fall sein kann.

Bei einem nach unten gerichteten Mikrophon, das einer harten Oberfläche gegenüberliegt, treten dann, wenn das Mikrophon in einer flachen Oberfläche montiert ist, aufgrund von

809829/0773

stehenden Wellen sehr starke Resonanzen am Mikrophoneingang auf. Dadurch, daß man die das Mikrophon umgebende Oberfläche neigt, wird die Ausbildung solcher Resonanzen vermieden. Dies bedeutet, daß das Gerät selbst zu den Resonanzen des Raums, in dem der Apparat verwendet wird, nichts hinzufügt und daß sich ein im wesentlichen gleichförmiges Frequenz-Ansprechverhalten des Mikrophons ergibt. Die Neigung der Oberfläche kann unterschiedlich gewählt werden, doch wurde ein Optimum bei etwa 30 erreicht. Dieser Winkel kann jedoch ohne weiteres um + 5° geändert werden. Die geneigte Oberfläche 19 ist vorzugsweise flach bzw. eben, doch kann sie bei dem Auftreten von bestimmten unerwünschten Frequenzunregelmäßigkeiten auch leicht gekrümmt sein.

Wie bereits erwähnt ist der vertikale Abstand zwischen dem Mikrophoneingang und der dem Mikrophon gegenüberliegenden Oberfläche von Bedeutung, ganz gleich ob diese Oberfläche von der Basis 21 oder, wenn diese nicht verwendet wird, von einer Tischoberseite oder dergleichen gebildet ist. Ein Abstand von ungefähr 1,3 cm (0,5 Zoll) + 10 % führt zu annehmbaren Ergebnissen; doch nimmt die Effizienz des Mikrophons sehr stark ab, wenn der Abstand von den obigen Werten abweicht. Außerhalb der angegebenen Grenzen ist das Frequenz-Ansprechverhalten des Mikrophons in einem Ausmaß ungleichmäßig, das nicht akzeptabel ist.

Der körperliche bzw. räumliche Trennungsabstand ist vorzugsweise in der Größenordnung von 38 cm (15 inch). Eine Verringerung dieser Abmessung vergrößert die akustische Rückkopplung zwischen dem Lautsprecher und dem Mikrophon. Dieser Abstand ist von Bedeutung, da niedere Frequenzen, beispielsweise unterhalb von 1000 Hz, ohne weiteres um Hindernisse herum gebeugt bzw. gestreut werden können. Mit zunehmender Frequenz gleichen sowohl die Zunahme der Lautsprecher-Richtwirkung als auch der Abschattungseffekt des

«09829/0773

Gehäuses im Mikrophonbereich die bei Telefon-Sendern bzw. Telefon-Mikrophonen auftretende mit der Frequenz zunehmende Mikrophonempfindlichkeit aus. Daher wird ein im wesentlichen konstanter Wert der akustischen Trennung erzielt und die akustische Stabilität der Einheit wird von der Frequenz unabhängig. Der Abstand kann vergrößert werden, doch dann gewinnen die oben erwähnten ästhetischen und Auffälligkeits-Gesichtspunkte an Bedeutung.

Zwar ist in den Fig. 2 und 3 eine offene Öffnung über dem Lautsprecher wiedergegeben, doch ist diese Öffnung normalerweise durch ein Gitter oder einen Schirm abgeschlossen, um eine Beschädigung des Lautsprechers zu verhindern.

Die Verwendung eines Mikrophons, das gegen Luft-Schallwellen empfindlich und unempfindlich gegenüber mechanischen Erschütterungen ist, erlaubt es, den Lautsprecher und das Mikrophon in einem gemeinsamen Gehäuse unterzubringen. Ein solches Mikrophon ist ein Elektret-Mikrophon, da Elektret-Mikrophone gegen mechanische Vibrationen unempfindlich sind. Dies ergibt eine einfache und wirtschaftliche Lösung für das Problem der akustischen Festkörper-Rückkopplung über das Gehäuse.

Eine Anordnung, die im wesentlichen gemäß den Figuren aufgebaut ist und die oben beschriebenen bevorzugten körperlichen Eigenschaften aufweist, führt zu einer akustischen Trennung besser als 20 dB. Dies ermöglicht einen akustisch stabilen Betrieb des Gerätes mit einem Schaltverlust von weniger als 50 dB (hierbei handelt es sich um eine übliche Technik zur Vermeidung von Pfeifeffekten bei Lauthörgeräten bzw. Mikrophon-Lautsprecher-Anordnungen). Dies führt dazu, daß der Effekt des Stimm- bzw. TonfrequenzSchaltens fast unmerklich wird.

809829/0773

Bei langen Teilnehmerschleifen tritt eine sehr starke Abschwächung zum hohen Ende des Telefon-Frequenzbereiches hin oberhalb von 1000 Hz auf. Ein am Mikrophoneingang befestigter Resonator 26 verstärkt dieses obere Ende des Frequenzbereiches und ergibt einen härteren bzw. klareren Klang, eine bessere Verständlichkeit der Sprechsignale und eine verbesserte Möglichkeit den Sprecher zu erkennen. Der Resonator 26 ist eine flache Scheibe mit einem Umfangsrand und besitzt öffnungen 27 im Scheibenteil. Die Öffnungen können Schlitze, Löcher oder anders geformte öffnungen sein.

Das Gerät kann auf verschiedene Weisen verwendet werden. Beispielsweise kann es an ein vorhandenes Lauthörgerät unter Verwendung dessen Schaltung angeschlossen werden. Es kann dadurch als kombiniertes Konferenz- und Großlautsprechersystem verwendet werden, daß jede Einheit ihre eigene Schaltung innerhalb des Gehäuses enthalten kann und die verschiedenen Einheiten miteinander verbunden sind. Die Einheit, die einem beliebigen Sprecher am nächsten ist, wird durch dessen Stimme zu einer bestimmten Zeit auf den Mikrophonbetrieb geschaltet, während die übrigen Einheiten im Lautsprecherbetrieb arbeiten und sicherstellen, daß jedermann hört, was gesprochen wird.

Es können Steuermöglichkeiten, beispielsweise Lautstärken- und/oder Tonpegelregelmöglichkeiten vorgesehen werden. Die Einheit kann direkt mit einem Telefonsystem verbunden werden, ohne daß eine dazwischengeschaltete Lauthöreinheit verwendet wird. In einem solchen Fall wird die Lauthör-Schaltung innerhalb des Gehäuses untergebracht, wie dies in den Fig. 1 bis 4 mit der gestrichelten Linie 28 angedeutet ist. In einer Seitenwand kann eine Wählvorrichtung 29 mit verschiedenen Steuertasten 30 und Steuerknöpfen 31 eingebaut sein.

809829/0773

Es wurde zwar ein Gerät beschrieben, das in der Draufsicht von oben oder unten einen quadratischen Querschnitt hat, doch können auch andere Querschnitte vorgesehen werden. So können z.B. zylindrische Gehäuse und vielseitige Gehäuse wie z.B. Sechsecke oder Achtecke verwendet werden. Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Einheit, die ein zylindrisches Gehäuse 35 besitzt. In dem speziell dargestellten Beispiel erstreckt sich die äußere Umhüllung vollständig bis nach unten, so daß sie auch das Mikrophongehäuse umgibt. Das Mikrophon ist in derselben Weise wie oben beschrieben von einer geneigten Oberfläche umgeben, die in diesem Fall konisch ausgebildet ist. Ein perforierter Abschnitt 36 des Gehäuses 35 umgibt den Mikrophonteil.

Die Erfindung schafft also einen Konferenz-Telefonapparat mit einem Lautsprecher und einem Mikrophon in einem gemeinsamen Gehäuse, die an den gegenüberliegenden Enden dieses Gehäuses auf einer gemeinsamen Achse so angeordnet sind, daß der Lautsprecher und das Mikrophon in einander entgegengesetzte Richtungen weisen. Der umfangsmäßige Abstand zwischen den Mittellinien des Lautsprechers und des Mikrophons um das Gehäuse herum beträgt ungefähr 38 cm (15 inch) um eine gute akustische Trennung zu erzielen. Das Mikrophon ist von einer unter einem Winkel von ungefähr 30 geneigten Oberfläche umgeben, die vom Mikrophon zum Lautsprecherende des Gehäuses hin geneigt ist. Die Mikrophoneintrittsöffnung ist ungefähr 1,3 cm (0,5 inch) von einer Oberfläche entfernt angeordnet, die die Oberfläche eines Basiselementes sein kann, das vom Mikrophon beabstandet ist. Ein Resonator kann an dem Mikrophoneinlaß angeordnet sein.

80 9829/077

Claims (7)

1. PATENTANWÄLTE

   MANITZ, FINSTERWALD & GRÄMKOW

   NORTHERN TELECOM LIMITED München, den 10.1.1978

   Dorchester Boulevard, West p/o/r kt 911R Montreal, Quebec, Canada H3H 1R1 u/ί/κα - ^ijö

   Konferenz-Telefonapparat

   Patentansprüche :

   ( 1J Telefonapparat mit einem Gehäuse zur Verwendung in einem Konferenzraum, dadurch gekennzeichnet , daß ein Lautsprecher (11) am oberen Ende des Gehäuses (10, 35) und ein Mikrophon (18) am unteren Ende des Gehäuses auf einer gemeinsamen Achse so montiert sind, daß sie voneinander weg nach außen weisen, daß der umfangsmäßige Abstand zwischen der Mittellinie des Lautsprechers (11) und der Mittellinie des Mikrophons um die Außenseite des Gehäuses (10) herum in der Größenordnung von 38 cm (15 inch) liegt, daß sich eine geneigte Oberfläche (19) von dem Mikrophon (18) zum Rand des Gehäuses (10, 35) nach oben und außen unter einem Winkel von ungefähr 30 + ungefähr 5° bezüglich einer zur gemeinsamen Achse senkrechten Ebene erstreckt, daß Mittel (20, 36) vorgesehen sind, die das Gehäuse (10, 35) so tragen, daß sich die vordere Oberfläche des Mikrophons

   (18) in einem Abstand von ungefähr 1,3 cm (0,5 inch) + ο,13 cm (0,05 inch)von einer zur gemeinsamen Achse senkrechten

   $09329/0773

   DR. G. MANITZ · D1PL.-ING. M. FINSTERWALD DIP L.-ING. W. GRÄMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN

   MÖNCHEN 22. ROBERT-KOCH-STRASSE 1 7 STUTTGART 50 IBAD CANNSTATT) MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 72

   TEL. IO89) 22 42 It, TELEX 05 - 29672 PATMF SEELBERGSTR. 23/25. TEL. 10711)56 72 61 POSTSCHECK : MÖNCHEN. .7_7..pJl2_-.βΟ5

   Oberfläche befindet, und daß das Mikrophon von einem Typ ist, der nur auf Luftschallwellen anspricht und gegen mechanische Erschütterungen unempfindlich ist.
2. 2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Basiselement (21) an dem Gehäuse (10) befestigt ist und daß eine Oberfläche des Basiselementes die der Oberfläche des Mikrophons (18) gegenüberliegende Oberfläche bildet.
3. 3. Apparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine äußere Umhüllung (35) umfaßt, die sich bis zum Basiselement (21) erstreckt, und daß Öffnungen (36) in der Umhüllung in dem das Mikrophon (18) umgebenden Teil vorgesehen sind.
4. 4. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß am Einlaß des Mikrophons

   (18) ein Resonator befestigt ist, der dazu dient, das obere Ende des Frequenzbereichs des Mikrophons zu verstärken .
5. 5. Apparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß elektrische Steuervorrichtungen (20, 31) im Gehäuse (10) vorgesehen sind.
6. 6. Apparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß elektrische Schaltungsvorrichtungen (28, 29) im Gehäuse (10) befestigt sind.
7. 7. Apparat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Schaltungsvorrichtungen (28, 29) Telefonschaltkreise (28) und eine Telefon-Wählvorrichtung (29) umfassen, die an dem Gehäuse (10) befestigt sind.