DE3788702T2

DE3788702T2 - Tonkommunikationseinheit für einen Bürostuhl.

Info

Publication number: DE3788702T2
Application number: DE3788702T
Authority: DE
Inventors: Douglas C Dayton
Original assignee: Wang Laboratories Inc
Current assignee: WANG LABORATORIES Inc BILLERICA MASS US
Priority date: 1986-10-17
Filing date: 1987-10-13
Publication date: 1994-06-16
Anticipated expiration: 2007-10-14
Also published as: JPS63108821A; EP0264785A3; AU600739B2; DE3788702D1; EP0264785A2; AU7671387A; JP2527445B2; CA1299662C; US4868888A; EP0264785B1

Description

Gebiet

Die Erfindung betrifft allgemein Tonkommunikationssysteme und spezieller ein Tonkommunikationssystem, das an einem Bürostuhl angebracht werden kann und das ungestörte Tonkommunikation in einer offenen Umgebung, wie zum Beispiel einem Büroraum, ohne feste Verbindung ermöglicht.

Hintergrund

Die Verwendungsmöglichkeiten der Audiotechnologie zur einfachen und schnellen Übermittlung von Informationen sind schon lange anerkannt, und der moderne Büroarbeiter verläßt sich nun in ausgedehntem Maße als Hilfe zum Ausführen seiner geschäftlichen Angelegenheiten auf Tonkommunikationssysteme. Telefone, Nachrichtensysteme und Diktierausrüstung sind in den meisten Büros unersetzliche zeitsparende Hilfsmittel. Diese Abhängigkeit wird sich wahrscheinlich erhöhen, wenn Computer mit Nachrichteneinrichtungen, die Texte in Sprache umwandeln, allgemein verfügbar werden.
Um bisher übliche Tonkommunikationssysteme, die Lautsprecher verwenden, effektiv zu benutzen, ist es wünschenswert, daß die Büroumgebung hinreichende Ruhe und Abgeschiedenheit schafft, so daß der Benutzer die Ausgabe des Lautsprechers deutlich hören kann, ohne seine Mitarbeiter zu stören.
Die Entwicklung hin zum Großraumbüro hat in gewissem Maße die Freiheit, die der Büroarbeiter hat, um Kommunikationseinrichtungen, die Lautsprecher verwenden, effektiv zu nutzen, verringert. Im Großraumbüro werden halbhohe Schalltrennwände benutzt, um die einzelnen Arbeitsflächen abzusondern. Dieses "Zellen"-Vorgehen hat im modernen Unternehmen viele Vorteile, wobei der größte dessen Flexibilität ist. In dem Maße, wie Unternehmen schnelles Wachstum oder Wandel erfahren, können die Trennwände leicht und kostengünstig in neue, wünschenswertere Büroanordnungen wieder zusammengesetzt werden.
Unglücklicherweise sind viele Großraumbüro-Umgebungen laut und ohne Abgeschiedenheit, auch wenn die Trennwände schallhemmende Materialien enthalten. Telefongespräche können über die Trennwände hinweg gehört werden. Diese Büros liefern nicht das notwendige Maß an Abgeschiedenheit zur freien Verwendung bisher üblicher Tonkommunikationssysteme. Sogar der Gebrauch des Telefons mit Lautsprecher muß minimiert werden, weil dies zum Störgeräuschpegel beitragen kann. Um diese Probleme zu meistern, muß sich der Büroarbeiter auf die Verwendung von Handapparaten oder Kopfhörern anstelle von Vorrichtungen mit Lautsprechern beschränken, um die Störgeräuschpegel einschränken zu können und um ein gewisses Maß an Abgeschiedenheit beim Empfang von Tonnachrichten sicherzustellen.
Außer daß sie bei langer Verwendung unkomfortabel sind, bedingen Handapparate und Kopfhörer im allgemeinen, daß der Büroarbeiter mit einem Draht oder einer Leitung mit dem Tonkommunikationsgerät verbunden sein muß. Diese physische Verbindung beschränkt das Maß an Mobilität, die ein Büroarbeiter innerhalb seines Büroraumes genießen kann. Außerdem können, wenn Büroarbeiter den größten Teil ihres Arbeitstages auf einem Bürostuhl mit Rollen verbringen, Drähte und Leitungen in den Weg geraten und überrollt und beschädigt werden.
Idealerweise sollte der Ton von der Computerschnittstelle, die Text in Sprache umwandelt, oder einfach von einem Telefon so wiedergegeben werden, daß der Benutzer nicht durch eine Leitung mit irgendeinem Teil des Büros verbunden ist. Es ist aber auch wichtig, daß die Tonausgabe dergestalt erfolgt, daß der Benutzer an allen Orten innerhalb des Büros sie leicht hören kann (um die Verwendung des Büroraumes zu maximieren), wobei er andere im gleichen Büro oder in benachbarten Büros nicht stört.
Es ist üblich (siehe DE-B-1 014 167 und DE-A-33 31 946), Lautsprecher in Lehnstühle mit einer hohen Rückenlehne einzubauen, die sich über die Schultern und sogar den Kopf und teilweise um den Oberkörper eines gewöhnlichen Benutzers erstreckt (Lehnstuhl mit hoher Lehne), um andere Personen in der Nähe des Lehnstuhls so wenig wie möglich zu stören. Die Lautsprecher sind in die seitlichen Teile der Rückenlehne in einer Höhe eingebaut, die hoch genug ist, um sicherzustellen, daß der Ton direkt auf die Ohren des Benutzers gerichtet ist. Um die Beeinflussung anderer zu minimieren (DE-B-1 014 167), können die Lautsprecher vor den Ohren eines Benutzers gelegen sein, wobei sie den Ton nach hinten zum Benutzer hin abstrahlen, und die Rückenlehne wird dann mit einem schallabsorbierenden Material ausgestattet. Solche Lehnstühle mit hoher Rückenlehne passen nicht in eine Büroumgebung.

Zusammenfassung

Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Tonkommunikationssystem für den Gebrauch in Büroumgebungen zu liefern, das es dem Benutzer erlaubt, Tonnachrichten in relativer Ungestörtheit zu empfangen, ohne Mitarbeiter in nahegelegenen Büros zu stören.
Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, ein Tonkommunikationssystem zu liefern, das auf einem gewöhnlichen Bürostuhl angebracht werden kann.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Tonkommunikationssystem zu liefern, das es nicht erforderlich macht, einen Handapparat oder Kopfhörer zu verwenden.
Es ist noch ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Tonkommunikationssystem zu liefern, das keine physische Verbindung in Form von Leitungen oder Drähten zu einem Verarbeitungsgerät erfordert und es somit dem Benutzer erlaubt, in der Büroumgebung Mobilität zu genießen.
In Einklang mit den beanspruchten Prinzipien wird ein Tonkommunikationssystem bereitgestellt, das es erlaubt, durch Radiofrequenz übertragene Tonnachrichten in einer offenen Umgebung wie zum Beispiel einem Büroraum ungestört anzuhören, ohne Kopfhörer zu verwenden. Das Tonkommunikationssystem hat die Gestalt einer Tonkommunikationseinheit, die an der Rückseite der Rückenlehne eines gewöhnlichen Bürostuhls angebracht wird. Das Tonkommunikationssystem beinhaltet einen Radiosender-/empfänger, um die übertragenen Signale, die Tonnachrichten wiedergeben, zu empfangen. Die Tonkommunikationseinheit beinhaltet weiterhin ein neuartiges Lautsprechersystem, das einen Schallhorn-Lautsprecher verwendet, der besonders geformt ist, um den Schall nach oben, hinter den Kopf des Benutzers, zu richten, um somit eine Schallhülle zu schaffen, so daß der Benutzer die Tonausgabe hören kann, während andere in der nahen Umgebung des Benutzers sie nicht hören können und auch nicht durch die Tonausgabe des Benutzers gestört werden. Die Gestaltung des Lautsprechers minimiert die Querstreuung des Schalls und bringt die Schallquelle ohne den Umstand eines Gerätes wie zum Beispiel eines Kopfhörers nahe an die Ohren des Benutzers. Das Tonkommunikationssystem arbeitet wirksam, wenn der Benutzer einfach im Bürostuhl sitzt, ohne daß es besonders auf die Lage des Kopfes in Beziehung auf die Rückenlehne ankommt. Weiter erhält der Benutzer Bewegungsfreiheit innerhalb der Büroumgebung, ohne den Umstand von Drähten oder Leitungen.
Ein Sender/Empfänger mit niedriger Leistung innerhalb der Tonkommunikationseinheit liefert eine Kommunikationsverbindung kurzer Reichweite mit externen Kommunikationsgeräten wie zum Beispiel einem Telefonsystem, einem Computer und Sendequellen wie zum Beispiel Radio und Fernsehen ebenso wie mit im voraus aufgenommenen Unterhaltungs- oder Informationsquellen, wie zum Beispiel Kassetten- oder Diktiergerätbändern. Die Betriebsfrequenz des Senders/Empfängers entspricht der Frequenz eines passenden Senders/Empfängers in dem externen Gerät.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Tonkommunikationssystem eine an der Armlehne angebrachte Einheit, um dem Benutzer die vollen Möglichkeiten eines Gegensprechtelefons zur Verfügung zu stellen. Die Armlehneneinheit umfaßt ein Richtmikrofon, Vorverstärker, Tonwahl- Tastenfeld und Steuerschalter, um verschiedene Modi und andere Eingabeparameter zu wählen. Die Armlehneneinheit ist durch einen Draht mit dem Sender/Empfänger in der Tonkommunikationseinheit verbunden. Der Benutzer kann, im Bürostuhl an jeder Stelle in der Büroumgebung sitzend, eine Telefonnummer wählen und sich in normaler Stimme unterhalten, während er in relativer Ungestörtheit hört.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die vorhergehenden und andere Ziele, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden von der folgenden genaueren Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung klarwerden. In der Zeichnung sind:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Bürostuhls, an dem die Erfindung angebracht ist;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die ihre Hauptbestandteile zeigt;
Fig. 3 ein vereinfachtes Blockschaltbild der Erfindung;
Fig. 4 veranschaulicht die hauptsächlichen Schallerzeugungsbauteile der Erfindung; und
Fig. 5 veranschaulicht die von der Erfindung im Betrieb erzeugten Schalldruck-Höhenlinien.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Wenn wir nun auf die Zeichnung und anfangs auf Fig. 1 Bezug nehmen, ist ein Bürostuhl gezeigt, der ein Tonkommunikationssystem gemäß der Erfindung beinhaltet. Der Bürostuhl 10 umfaßt einen Sitz 12 und eine Rückenlehne 14, die aus stoffbezogenen Polstern besteht, um dem Benutzer eine gewisse Bequemlichkeit zu liefern. Armlehnen 16 (nur eine gezeigt) werden durch Stützen 18 für die Armlehnen (nur eine gezeigt) gehalten. Der Sitz 12 und die Rückenlehne 14 werden durch eine Drehbasis 20 getragen. Die Drehbasis 20 umfaßt ein Zentrum 22 und eine Anzahl von sich radial erstreckenden Beinen 24, von denen jedes am Ende Rollen 26 hat, um dem Benutzer in der Büroumgebung Mobilität zu ermöglichen.
Der Aufbau des Bürostuhls 10 ist typisch für viele ergonomisch entworfene Stühle, die heute in weitverbreiteter Verwendung sind. Ein Beispiel für einen Stuhl dieser Art ist der "Ergon"- Stuhl, hergestellt von Herman Miller, Incorporated, in Zeeland, Michigan, USA. Auch ist eine Anzahl von durch den Benutzer einstellbaren Merkmalen in dem Bürostuhl 10 enthalten, wie zum Beispiel eine Einstellung der Federstärke beim Neigungsmechanismus des Stuhls, eine Sitzhöheneinstellung und eine Höheneinstellung für die Rückenlehne. Weiterhin hat die Rückenlehne des ergonomisch entworfenen Stuhls normalerweise eine leichte Biegung, die mit der Biegung der Wirbelsäule oder Lendenwirbelsäule des Benutzers übereinstimmt und somit die Wirbelsäule angemessen unterstützt. Diese Eigenheiten sind nicht Teil der Erfindung, sondern sollen zeigen, daß es von den Herstellern von Bürostühlen klar anerkannt ist, daß der moderne Büroarbeiter einen hohen Prozentsatz seiner Arbeitszeit im Bürostuhl sitzend und mit der Büroumgebung interagierend verbringt. Der ergonomisch gestaltete Stuhl erlaubt es einem Benutzer, bequem für längere Zeitabschnitte zu sitzen und innerhalb der Umgebung ein gewisses Maß an Mobilität zu genießen.
In Verbindung mit der Erfindung ist es wichtig, die Beziehung zwischen der Höhe der Rückenlehne 14 und Kopf, Nacken und Schultern des typischen erwachsenen Benutzers, wie dargestellt in Fig. 1, zu vermerken. Die obere Kante der Rückenlehne 14 erstreckt sich ungefähr bis zur mittleren Schulterhöhe eines Benutzers durchschnittlicher Größe, und in keinem Fall befindet sich der Kopf eines erwachsenen Benutzers unter der oberen Oberfläche der Rückenlehne.
Eine Tonkommunikationseinheit, auf die durch das allgemeine Bezugszeichen 28 Bezug genommen wird, ist, an der Rückseite der Rückenlehne 14 angebracht, gezeigt. Die Tonkommunikationseinheit 28 ermöglicht es, daß der Benutzer Tonnachrichten von einem Telefonsystem oder von einem Computersystem, das eine Einrichtung zur Übersetzung von Text in Sprache verwendet, ohne eine feste Verbindung in Form von Leitungen oder Drähten empfängt. Die Tonkommunikationseinheit ist ein Aufbau von geringem Gewicht und wird mit Klebstoff am oberen Teil der Rückenlehne 14 angebracht. Wahlweise kann ein auf der Rückseite mit Klebstoff beschichtetes Schaumfüllstück zwischen der Tonkommunikationseinheit 28 und der Rückenlehne 14 verwendet werden, um eine gute Paßform dort zu liefern, wo die Rückenlehne 14 konturiert sein kann.
Die Tonkommunikationseinheit 28 umfaßt eine Einrichtung zur Kommunikation auf Radiofrequenzen, um ein übertragenes Signal, das der Tonausgabe eines Verarbeitungsgeräts entspricht, zu empfangen; einen Schallwandler, um die empfangenen Signale in Schall umzuwandeln; und Schallbündelungsvorrichtungen, um den Schall nach oben durch ein Gitter 30 zu richten. Der Schall wird nach oben in eine enge Schallhülle hinter dem Kopf des Benutzers mit minimaler Querstreuung gebündelt. Das erlaubt es dem Benutzer, die Tonnachricht deutlich mit relativer Ungestörtheit, und ohne den Umgebungsgeräuschpegeln der Büroumgebung etwas hinzuzufügen, zu hören. Ein Lautstärkeregler 32 wird bereitgestellt, um den Schall auf den gewünschten angenehmen Pegel einzustellen. Zufriedenstellende Ergebnisse werden erzielt, indem man den Lautstärkeregler ein wenig über den Umgebungsgeräuschpegel für die jeweilige Büroumgebung einstellt.
In der bevorzugten Ausführungsform ist die Tonkommunikationseinheit 28 eine abgeschlossene Einheit, die zum Anbringen auf jedem gewöhnlichen Bürostuhl, der dem in Fig. 1 dargestellten ähnlich ist, entworfen ist. Die Tonkommunikationseinheit 28 hat eine Dicke in der Größenordnung von 3 inches (7.6 cm) und wird auf der Rückenlehne 14 angebracht, ohne dem Erscheinungsbild des Stuhls abträglich zu sein.
Ein Mikrofoneinheit 34 wird gezeigt, wie sie auf der Armlehne 16 des Stuhls 10 angebracht ist, um die Eingabe für die Gegensprechkommunikation mit einem Verarbeitungsgerät zu liefern. Idealerweise ist die Mikrofoneinheit 34 an der Armlehne 16 durch eine gelenkige Halterung angebracht, so daß das Modul 34 nach unten in eine Aufbewahrungsstellung geklappt werden kann, wenn es nicht verwendet wird.
Wenn wir uns nun Fig. 2 zuwenden, wird das Tonkommunikationssystem der Erfindung ausführlicher dargestellt. Die Tonkommunikationseinheit 28 umfaßt ein Gehäuse 36, das aus haltbarem Kunststoff hergestellt ist.
Eine gedruckte Schaltung 38, die innerhalb des Gehäuses angebracht ist, enthält einen Radiosender/-empfänger und einen Verstärker. Ein Schallwandler 40 wandelt die elektrische Ausgabe des Verstärkers in Schallenergie um. Der Schallwandler 40 ist mit einem Schallhorn 42 verbunden. Das Schallhorn 42 arbeitet als Schallverstärker und Vorrichtung zum Formen der Schallabstrahlung. Das Schallhorn 42 ist im Gehäuse angebracht, so daß die Öffnung des Schallhorns 42 mit dem Gitter 30 an der Oberseite des Gehäuses ausgerichtet ist. Die Gestaltung des Schallhorns 40 ist ein für die Erfindung zentraler Punkt und wird detaillierter in Verbindung mit Fig. 4 und Fig. 5 besprochen werden.
Die Stromversorgung für die gedruckte Schaltung 38 erfolgt durch einen gewöhnlichen Akkumulator (nicht gezeigt), den der Benutzer von Zeit zu Zeit auflädt, wenn die Tonkommunikationseinheit 28 nicht verwendet wird. Eine Antenne 44 ist am inneren Umfang des Gehäuses 36 angebracht, und sie ist mit dem Sender/Empfänger auf der gedruckten Schaltung 38 verbunden.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gibt es eine Anzahl von wahlweise verwendbaren Bestandteilen, um den Bedürfnissen des einzelnen Benutzers gerecht zu werden. Eine Mikrofoneinheit 34 und eine Telefoneinheit 46 sind beide zum Anbringen auf der Armlehne 16 gestaltet, und beide enthalten Eingabevorrichtungen für die Gegensprechkommunikation mit einem Verarbeitungsgerät. Die Mikrofoneinheit 34 enthält ein empfindliches Richtmikrofon 48 und Auswahlschalter 50. Das Mikrofon 48 ist so eingestellt, daß es direkt auf den Kopf des Benutzers zeigt, um den Empfang der Stimme des Benutzers zu maximieren, und die Auswahlschalter 50 steuern die Betriebsweise der Mikrofoneingabe. Ein Benutzer kann die Mikrofoneinheit 34 durch eine Telefoneinheit 46 ersetzen. Die Telefoneinheit 46 enthält ein ähnliches Richtmikrofon 52 und Auswahlschalter 54 und zusätzlich ein Tastenfeld 56 zum Wählen im Tonwahlverfahren.
Sowohl die Mikrofoneinheit als auch die Telefoneinheit bilden mit der Tonkommunikationseinheit 28 eine Einheit. Die Auswahlschalter 50 und 56 können außerdem zur Fernbedienung eines Verarbeitungsgeräts benutzt werden.
Auch kann in der bevorzugten Ausführungsform ein Knopflochmikrofon 58 oder ein kombinierter Mikrofonkopfhörer 60 ersatzweise verwendet werden, wenn der Stuhl 10 keine Armlehnen besitzt, wenn besonders hohe Vertraulichkeit verlangt wird oder wenn die Geräuschpegel im umgebenden Büro außergewöhnlich hoch sind. Wenn der kombinierte Mikrofonkopfhörer in die Tonkommunikationseinheit 28 gesteckt wird, wird das interne Lautsprechersystem abgeschaltet. Das sollte jedoch gewöhnlich nicht nötig sein. In Versuchen, die bei Geräuschpegeln eines umgebenden Büros ausgeführt wurden, wurden sehr zufriedenstellende Ergebnisse erzielt, wenn der Benutzer mit normaler Stimmlautstärke spricht und das Richtmikrofon 48 oder 52 sich in der Armlehne 16 befindet.
Wenn wir nun auf Fig. 3 Bezug nehmen, ist ein vereinfachtes Blockschaltbild dargestellt, das die wichtigeren funktionalen Bestandteile des Tonkommunikationssystems der Erfindung und die mit einem Verarbeitungsgerät verbundenen funktionalen Bestandteile zeigt. Aus Gründen der Veranschaulichung ist in Fig. 3 die Tonkommunikationseinheit 28 mit der Telefoneinheit 46 verbunden.
Das Verarbeitungsgerät 68 kann einfach eine Telefon-Basiseinheit sein, ähnlich einer normalen schnurlosen Telefoneinheit, die nach dem Stand der Technik gut bekannt ist. Als andere Möglichkeit kann das Verarbeitungsgerät jede Tonkommunikationsquelle einschließlich eines Computers, wie in Fig. 3 dargestellt, sein.
Im Sendemodus ermöglichen es das Richtmikrofon 52 und der Vorverstärker 62, Tonmitteilungen an den Sender/Empfänger 64 einzugeben, und das Tastenfeld 56 ermöglicht es, Wähltöne einzugeben. Der Sender/Empfänger 64 ist ein Radiosender/-empfänger niedriger Leistung und kurzer Reichweite, in der Ausführung ähnlich den billigen Einheiten, die in gewöhnlichen schnurlosen Telefonen verwendet werden. Die Arbeitsfrequenz des Senders/Empfängers 64 entspricht der eines Senders/Empfängers 66, der mit dem Verarbeitungsgerät 68 verbunden ist. Eine Antenne 44 ist in der Tonkommunikationseinheit 28, wie oben erwähnt, angebracht, und eine zweite Antenne 70 ist mit dem zweiten Sender/Empfänger 66 verbunden.
Im Empfangsmodus demoduliert der Sender/Empfänger 64 das empfangene Signal und liefert es an den Verstärker 72, dessen Ausgang verwendet wird, um den Schallwandler 40 zu treiben. Der Strom für den Sender/Empfänger und Verstärker werden durch eine wiederaufladbare Stromversorgung 74 geliefert.
In Fig. 3 ist das Verarbeitungsgerät 68 gezeigt, wie es an ein Sprachverarbeitungsgerät 76 angeschlossen ist. Das Sprachverarbeitungsgerät 76 ist einfach eine Vorrichtung zur Umwandlung von Textnachrichten in Sprache. Das Verarbeitungsgerät 68 gibt Text in Form von ASCII-Zeichencodes aus, und das Sprachverarbeitungsgerät 76 übersetzt die Codes in elektrische Signale, die synthetisierte Sprache wiedergeben. Diese Signale werden über den Sender/Empfänger 66 an die Tonkommunikationseinheit 28 übertragen, wo sie in Schall umgewandelt werden. Die Tonkommunikationseinheit 28 stellt selber keine Funktionen zur Übersetzung von Code bereit.
In der typischen Büroumgebung wird eine Anzahl von Tonkommunikationseinheiten 28 gleichzeitig, am gleichen Ort im Gebäude und recht wahrscheinlich in benachbarten Büros in Gebrauch sein. Wenn mehrere Einheiten verwendet werden, ist es für jede Tonkommunikationseinheit 28 wünschenswert, ihre eigene zugewiesene Frequenz zu haben, um das Problem zu vermeiden, daß die Tonnachrichten eines Benutzers von einem anderen Benutzer empfangen werden. In einem Gebäude, das gleichzeitig viele Tonkommunikationseinheiten 28 enthält, kann die Anzahl der zugewiesenen Frequenzen, die zur Interferenzvermeidung notwendig sind, dementsprechend groß sein. Es ist daher wünschenswert, die Leistung der einzelnen Sender/Empfänger zu begrenzen, so daß eine Reichweite von etwa 15 Metern bereitgestellt wird und somit die Anzahl der Frequenzen, die zugewiesen werden müssen, minimiert wird.
Wenn wir uns nun Fig. 4 zuwenden, ist dort der Aufbau und die Gestaltung des Schallhorns 42 detaillierter dargestellt. Das Schallhorn 42 ist aus Kunststoff hergestellt, der eine hinreichende Dicke hat, um für Festigkeit zu sorgen und zu verhindern, daß unerwünschte Resonanz bei vom Schallwandler erzeugten Tonfrequenzen auftritt oder sonst Schallenergie vom System absorbiert wird. Querverstrebungen 80 erstrecken sich quer über die Öffnung 78, um dem Horn zusätzliche strukturelle Festigkeit zu geben. Das Gitter 30, das über die Öffnung 78 des Schallhorns 42 paßt, ist ein schalldurchlässiger Stoff und verhindert, daß Staub und Fremdmaterialien in das Horn 42 fallen. Das Schallhorn 42 liegt mit seinem Hals 79 am Ausgang des Schallwandlers 40. Der Hals 79 ist im wesentlichen quadratisch und hat eine Seitenlänge von 0,09 inches (0,23 cm). Der Schallwandler 40 ist ein gewöhnlicher Tonerzeuger mit hohem Wirkungsgrad, der eine elektrische Signaleingabe vom Verstärker 72 erhält, gezeigt in Fig. 3.
Ein hornartiger Lautsprecher wurde gewählt, weil er die Kriterien erfüllt, die für eine Vorrichtung wie zum Beispiel die Tonkommunikationseinheit 28 wichtig scheinen. Es mußte ein System hoher Wiedergabequalität mit geringer Verzerrung und geradem Frequenzgang über die vorherrschenden Frequenzen des Schallspektrums der menschlichen Stimme sein. Die Tonqualität der Ausgabe mußte sehr gut sein, um hervorragende Verständlichkeit bei niedrigen Schallpegeln zu liefern. Es mußte eine gerichtete Tonausgabe liefern, um so die Querstreuung des Schalls und damit die Beeinträchtigung von Benutzern in benachbarten Büroflächen zu minimieren. Es mußte mit hohem Wirkungsgrad arbeiten, um Batteriestrom zu sparen. Es mußte kosteneffektiv sein. Schließlich mußte es ein Größe haben, die leicht in der Tonkommunikationseinheit 28 untergebracht werden konnte.
Das Schallhorn 42 der Erfindung hat die Hauptfunktionen, Schall von niedrigem Pegel zu verstärken und den Schall zu richten, um für die Tonkommunikationseinheit 28 optimale Schallverteilungseigenschaften zu erreichen. Das Schallhorn 42 ist eines der Art mit exponentieller Trichterkrümmung, im Gegensatz zu der kegelförmigen Art, um niedere Frequenzen mit höherem Wirkungsgrad abzustrahlen. Das Schallhorn 42 hat einen rechteckigen Querschnitt, wie man mit Bezug auf Fig. 4 sehen kann. Es ist vorteilhaft, die Dicke des Horns nahezu konstant zu halten, weil es wünschenswert ist, das Gehäuse 36 der Tonkommunikationseinheit 28 nahezu flach zu halten.
Was die Form der Öffnung 78 des Schallhorns 42 angeht, ist die Breite im Vergleich zu seiner Tiefe relativ groß. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Breite ungefähr 14,5 inches (30,8 cm) und die Tiefe beträgt ungefähr 1,5 inches (3,8 cm). Es ist wünschenswert, daß die Öffnung 78 hinreichend breit ist, so daß eine nahezu gleichmäßige Schallverteilung über die gesamte Breite der Rückenlehne 14 erfolgt. Das stellt sicher, daß ein Benutzer, der im Stuhl 10 sitzt, den vom Schallhorn 42 ausgestrahlten Schall deutlich hören kann, wenn er seinen Kopf ungehindert in irgendeine Position längs der Rückenlehne 14 bewegt. Die kleinere Tiefenausdehnung stellt eine wünschenswerte Form der Schalldruck-Höhenlinien, wie in Fig. 5 gezeigt, sicher.
Wie es nach dem Stand der Technik gut bekannt ist, liefern Schallhörner wegen der verbesserten Impedanzanpassung an der Öffnung des Hornes, die sich wegen der Flächenzunahme vom Hals zur Öffnung ergibt, einen höheren Wirkungsgrad. Zusätzlich erlaubt der Flächenunterschied relativ kleine Hubvolumina im Schallwandler 40, was die Verzerrung reduziert und die zum Treiben des Systems benötigte Energie minimiert. Ein so kleiner Wandler wird relativ billig sein.
Die entscheidenden Kriterien für den Entwurf eines Schallhorns sind gut bekannt und verlangen, daß entlang der Hornachse die Rate der Zunahme der Hornfläche konstant gehalten wird. Eine optimale Hornform wird erzielt, wenn man den Schnitt zwischen der Wellenfront und der Hornwand senkrecht hält. Je schneller ein Horn auseinanderstrebt, desto geringer wird die Verzerrung wegen der adiabatischen Expansion und Kontraktion der Luft. Diese Entwurfsziele werden zusammengefaßt durch die allgemeine Gleichung:
A(x) = A&sub0;emx
wobei A(x) = die Querschnittsfläche des Horns in der Entfernung x vom Hals
A&sub0; = die Querschnittsfläche des Hornhalses
m = eine Konstante, welche die Geschwindigkeit des Auseinanderstrebens oder der Steigerung der Querschnittsfläche des Horns bestimmt
x = der entlang der Hauptachse des Horns gemessene Abstand.
In der bevorzugten Ausführungsform ist die Länge x entlang der Hauptachse vom Hals 79 zur Öffnung 78 12,0 inches (30,5 cm).
Fig. 5 veranschaulicht die Arbeitsweise des Schallhorns 42, indem sie insbesondere die Schallverteilung bezogen auf den Benutzer zeigt. Es wird gezeigt, daß die Schalldruck-Höhenlinien 82 direkt nach oben auf die Ohren des Benutzers hin verlaufen, während wenig Geräusch horizontal ausgestrahlt wird und andere in der Umgebung stört.
Im Betrieb, wenn die Tonkommunikationseinheit an einen Bürostuhl 10 angebracht ist, stellt der Benutzer die Lautstärkeregelung 32 auf einen angenehmen Tonpegel ein, normalerweise ein wenig über den Umgebungsgeräuschpegel in einer Büroumgebung, der normalerweise in der Größenordnung von 25 bis 30 Dezibel ist. Der Benutzer, der nun im Stuhl 10 sitzt, kann von der Tonkommunikationseinheit 28 ausgesandte Tonnachrichten deutlich und ungestört hören, während andere in der Büroumgebung nicht durch zusätzliches Geräusch gestört werden. Eine Person, die im Büro 1,80 m bis 2,40 m vom Stuhl 10 entfernt steht, bemerkt kaum, daß der Benutzer von Stuhl 10 einer Tonnachricht zuhört. Der in Stuhl 10 sitzende Benutzer hat die Bewegungsfreiheit, um den Stuhl in seinem Büroraum umherzurollen und seinen Kopf bezogen auf die Rückenlehne 14 verschieden zu halten, während er immer noch die Tonnachrichten hört.
Bei der Gegensprechkommunikation wählt der Benutzer zum Beispiel eine Telefonnummer mit dem Telefonmodul 46, das an der Armlehne 16 angebracht ist, und stellt eine Verbindung her. Durch das Richtmikrofon 52, das auf seinen Kopf zeigt, spricht der Benutzer in normaler Stimmlautstärke, während er ungestört zuhört.
In Anbetracht des obigen wird man sehen, daß die verschiedenen Ziele der Erfindung leicht erreicht und andere vorteilhafte Ergebnisse erzielt werden.
Offensichtlich sind viele Veränderungen und Variationen der Erfindung im Lichte der obigen Lehren möglich. Zum Beispiel kann, obwohl die Gegensprechkommunikation offenbart wurde, die Erfindung nur die Tonkommunikationseinheit einfach als persönliches Lautsprechersystem verwenden. Obwohl es eine wünschenswerte Eigenschaft ist, die Tonkommunikationseinheit als Anbauteil für existierende Bürostühle zu haben und somit die Kosten zu reduzieren, ist es vorstellbar, daß Bürostühle, die das Tonkommunikationssystem im Grundaufbau des Stuhls, möglicherweise integral mit der Rückenlehne, enthalten, vorteilhaft hergestellt werden können. Obwohl die Erfindung in der Büroumgebung besonders nützlich ist, kann man sich weiterhin vorstellen, daß die Erfindung in Umgebungen benutzt werden kann, die fixiert oder im wesentlichen fixiert sind, wie zum Beispiel Filmtheater oder Flugzeuge, Autos und andere Fahrzeuge, in denen die Sitze relativ zum Boden fest sind. Noch weiter braucht man die Art der Tonkommunikation nicht begrenzend auffassen, weil es vorstellbar ist, daß die Erfindung verwendet werden kann, um Sendequellen wie zum Beispiel Radio und Fernsehen zu empfangen, ebenso wie im voraus aufgenommenen Unterhaltungs- oder Informationsquellen, wie zum Beispiel Kassetten- oder Diktiergerätbänder. Angesichts dessen wird man verstehen, daß die obige Beschreibung nicht begrenzend, sondern erläuternd ist.

Claims

1. Persönliches Tonkommunikationssystem mit einem persönlichen Lautsprechersystem und einem Stuhl (10), der eine Rückenlehne (14) hat, wobei das Lautsprechersystem mit der Rückenlehne verbunden ist und

gekennzeichnet ist durch

ein im wesentlichen flaches Gehäuse (36) zum Anbringen an der Rückseite der Rückenlehne;

eine Vorrichtung (38), innerhalb des Gehäuses, um ein Schall wiedergebendes elektrisches Signal zu empfangen;

ein Schallhorn (42), innerhalb des Gehäuses, das einen Hals und eine rechteckige Öffnung hat, die sich zum Bündeln und Verstärken des Schalls nach oben durch das Gehäuse erstrecken;

und einen Wandler (40), der am Hals des Horns gelegen ist, um, ansprechend auf das elektrische Signal, Schall zu erzeugen;

wobei die rechteckige Hornöffnung (42) eine genügende Breite (B) hat, um den Schall nach oben und gleichmäßig über die Breite der Rückenlehne abzustrahlen, und eine kleinere Tiefe (T), um die Querstreuung des Schalls zu begrenzen;

das Schallhorn innerhalb des Gehäuses zum Bündeln nach oben und gleichmäßig über die Breite der Rückenlehne (14) ausgerichtet ist.

2. System nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung zum Empfang eines elektrischen Signals ein Radiosender/-empfänger (38) ist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Öffnung des Schallhorns eine zumindest fünfmal größere Breite (B) als Tiefe (T) hat.

4. Kommunikationssystem zum Empfang von Tonnachrichten von einem Computer, das einen Stuhl (10) umfaßt, der eine Rückenlehne (14) mit einem daran befestigten Wandler zur Schallerzeugung hat, gekennzeichnet durch

ein auf der Rückseite der Rückenlehne (14) angebrachtes Gehäuse (36);

eine Vorrichtung (38), innerhalb des Gehäuses, um elektrische Signale, die Tonnachrichten vom Computer wiedergeben, zu empfangen;

einen Wandler (40), der mit dem Empfänger (38) verbunden ist, um in Reaktion auf die elektrischen Signale Tonsignale zu erzeugen, die Tonnachrichten wiedergeben; und

eine Schallbündelungsvorrichtung (42), die mit dem Wandler (40) verbunden ist, um die Tonsignale zu bündeln, so daß das Signal hauptsächlich in eine Richtung abstrahlt und die Vorrichtung (42) dazu dient, das Signal im wesentlichen hinter dem Kopf eines Benutzers nach oben zu richten.

5. System nach Anspruch 4, wobei die Schallbündelungsvorrichtung (42) mit der Rückenlehne (14) des Stuhls eine Einheit bildet.

6. System nach Ansprüchen 4 oder 5, wobei die Schallbündelungsvorrichtung (42) ein Schallhorn ist.

7. System nach jedem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der Stuhl (10) ein Bürostuhl ist, der Rollen (26) hat.

8. System nach jedem der Ansprüche 4 bis 7, wobei der Stuhl (10) sich in einem Fahrzeug befindet.