DE2614729C3 - Kopfhörermuschel - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Kopfhörermuschel mit einem ringförmigen Polster, der bei aufgesetztem Hörer einen Köpplungsraüm zwischen dem Gehöreingang und der Wandlermembran begrenzt.

Bei Kopfhörern der vorstehend beschriebenen Art tritt oft eine Erscheinung auf, die als »Im Kopf Lokalisation« bezeichnet wird, öder es wird der Eindruck hervorgerufen, daß sich die Schallquelle nahe, insbesondere hinter dem Kopf befindet. Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei Kopfhörern der Schallweg von der Wandlermembran bis zum Trommelfell des Ohres von ausschlaggebender Bedeutung für die Widergabe eines Hörereignisses ist. Es sind bereits verschiedene Vorschläge zur Ankopplung des elektroakustischen Wandlers an das Ohr bekannt geworden, doch ist unter diesen bekannten Vorschlägen keine befriedigende Lösung zu finden, so daß bis jetzt noch kein Kopfhörer bekannt geworden ist, bei dem das Richtungs- und Entfernungshören bei stereophonischer Übertragungstechnik dem des natürlichen Hörens nahekommt

Untersuchungen haben gezeigt, daß schon geringe Abweichungen von den akustischen Vorgängen des räumlichen Hörens zu Störungen des Hörerereignisses führen. Es muß somit alles vermieden werden, was zu Verzerrungen der Amplitude, des Phasenganges und der Gruppenlaufzeit führen könnte.

Da die Ohrmuschel beim natürlichen Hören von Finflnß ist, so!! möglichst auch beim Kopfhörer ihre Wirkung erhalten bleiben. Insbesondere beim Kopfhörer mit das Ohr umschließendem Ohrpolster sind die Schallvorgänge im Kopplungsraum als Wellenvorgänge in akustischen Leitungen anzusehen.

Die Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, Störungen eines Hörereignisst s, insbesondere bei Kopfhörern mit einem bei Gebrauch das Ohr umschließenden Ohrpolster, zu beseitigen. Diese Störungen, die im wesentlichen auf Resonanzeffekte im Kopplungsraum zurückzuführen sind, werden dadurch gefördert, daß die Fläche der Wandlermembran im allgemeinen wesentlich kleiner ist als die Fläche der Ohrmuschel und daher innerhalb der Hörermuschel relativ große Flächen auftreten, die Schall reflektieren, statt ihn zu vernichten. Durch Einlagen von dämpfendem Material läßt sich zwar eine Verbesserung erzielen, eine problemlose Lösung der gestellten Aufgabe, nämlich ein naturgetreues Hören stereophonisch übertragener Scha'^!ereignisse ist damit aber nicht zu erreichen.

Eine wesentliche Verbesserung laßt sich hingegen mit Hilfe der Erfindung erzielen, die sich insbesondere für Kopfhörer der eingangs geschilderten Bauart eignet bzw. eine Kopfhörermuschel für einen derartigen Kopfhörer betnf ι ■

Die Erfindung ist nun im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die vom ringförmigen Polster umschlossene Fläche in der Hörermuschel als starre Platte ausgebildet ist, die auch den elektroakustischen Wandler trägt, welche Platte entweder selbst als akustischer Reibungswiderstand ausgebildet ist oder Reibungswiderstände in Durchbrechungen, Bohrungen od. dgl. aufweist, die über die gesamte Fläche verteilt sind.

Der Ohrmuschel liegt daher bei Gebrauch des Kopfhörers mit erfindungsgemäßen Hörermuscheln ein schallverzerrender Reibungswiderstand gegenüber, der sich von der Wandlermembran bis zum ringförmigen Ohrpolster erstreckt und flächenmäßig mehrfach größer ist als die Membranfläche. Diese Maßnahme bewirkt, daß sich keine Resonanzeffekte im Kopplungsraum ausbilden können und die Übertragungsfunktion der Öhrmuschel erhalten bleibt, so daß ähnliche Effekte entstehen wie beim räumlichen Höfen.

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist Vorgesehen, daß die den elektroakustischen Wandler tragende starre Platte mit zahlreichen, großflächigen akustischen Reibungswiderständen verschen ist, die

etwa rings um den Wandler angeordnet sind.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die den Wandler tragende starre Platte mit einer Vielzahl kleiner, als Reibungswiderstand wirkenden engen Bohrungen versehen werden, so daß jede für sich einen Reibungswiderstand darstellt

Zweckmäßigerweise können auch die Bohrungen ein- oder beidseitig durch Dämpfungsmaterial, beispielsweise in Form einer ringförmigen Scheibe aus Filz, Faservlies, Filterpapier od. dgl. abgedeckt werden. Gegebenenfalls kann das Dämpfungsmaterial auch in die Bohrungen selbst eingebracht werden. Besonders einfach kann dies durch Einspritzen von Kunststoff mit den entsprechenden akustischen Eigenschaften geschehen.

Eine sehr praktische Lösung erhält man dann, wenn die starre Platte selbst als Reibungswiderstand ausgebildet ist, was durch Verwendung von gesintertem Material, beispielsweise gesinterten Kunststoffen, möglich ist.

Schließlich kann erforderlichenfalls der akustische Reibungswiderstand im wesentlichen üb»·-- die ganze Plattenfläche, beispielsweise in radialer Richtung verschieden sein oder auch in jeder Flächeneinheit konstant sein.

Um im höhreren Frequenzbereich Membranresonanzen wirksam entgegenzutreten, hat es sich bei der Erfindung als vorteilhaft erwiesen, die in der starren Platte vorgesehenen akustischen Reibungswiderstände so auszubilden, daß sie im hohen Frequenzbereich eine wirksame akustische Masse aufweisen. Der Erfolg, der sich bei Anwendung der Erfindung bei Kopfhörer einstellt, Pegt dann aber nicht nur in einer Verbesserung bei der Stereophonischen Wiedergabe von Schallereignissen, sondern auch in einer merkbaren Linearisierung des Frequenzganges.

Weitere Einzelheiten der Erfindung können der Zeichnung und der folgenden Beschreibung entnommen werden. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 den Frequenzgang eines herkömmlichen Kopfhörers mit Ohrpolster und dichtem Ansitz für zwei verschiedene Ohrpolsterdurchmesser.

F i g. 2 zeigt den Frequenzgang des Schalldruckes am Ohr eines Kopfhörers gemäß der Erfindung einmal bei dicht abschließendem Ohrpolster und einmal bei schlechter Abdichtung,

F i g. 3 ist eine Draufsicht und

F i g. 4 ein Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Kopfhörermuschel, wobei die Darstellung nur auf das Erfindungswesentliche beschränkt wurde, ebenso schematisch zeigen die F i g. 5 und 6 Draufsicht und Querschnitt eines weitei en Ausführungsbeispieles, und

in Fig. 7 ist eine Platte aus gesintertem Material dargestellt, in deren Mitte der elektroakustische Wandler angeordnet ist.

In F i g. 1 gilt die Frequenzkurve a für einen geschlossenen Hörer mit das Ohr umschließendem ringförmigem Polster, Charakeristisch für die Kopfhörermuschel eines solchen Hörers ist die Einsattelung in der Nähe von 5 kHz, die auf Interfrenzeffekte im Kopplungsraum zurückzuführen sind- Verkleinert man den Kopplungsraum beispielsweise durch ein kleineres Ohrpolster oder durch einen ringförmigen Füllkörper, treten zwar geringere Interferenzeffekte auf, dennoch ist aber der Gesamtverlauf der Frequenzkurve nicht befriedigend.

Weit günstiger jiiht der Frequenzgang einer kopfhörcrmuschel aus, bei der die Erfindung verwendet ist. Die Kurve c erhält man bei dicht aufgesetztem Kopfhörer, die Kurve t/hingegen bei schlechtem Sitz. Es zeigt sich, daß lediglich bei den tiefen Frequenzen eine Abschwächung von einigen db eintritt, der Charakter ■i des Frequenzganges im wesentlichen jedoch erhalten bleibt Außer dem günstigeren Frequenzgang ergibt sich aber auch eine bessere, räumlich wirkendere Wiedergabe stereophonisch übertragener Schallereignisse, weil die beim räumlichen Hören auftretenden linearen

ίο Verzerrungen durch die Ohrmuschel nicht durch Resonanzen gestört werden, die in einer geschlossenen Kopplungskammer entstehen. Da aber geringe Abweichungen der Ohrsignale das Richtungs- und Entfernungshören beeinflussen, ergjbt die Erfindung einen

wesentlichen Fortschritt der übertragungsfunktion des Kopfhörers.

F i g. 3 stellt eine Draufsicht auf den für die akustische Wirkungsweise wichtigen Teil einer erfindungsgemäßen Kopfhörermusehe! dar. Die Membran des Wandlers 1 liefert den akustischen Energiepfeii Die akustischen Reibungswiderstände 2 sind in ötiv«ineen der Tragplatte 3 eingesetzt. Die Gesamtfläche der Reibungswiderstände 2 ist wesentlich größer als die Fläche der Wandlermembran 1. Der Wandler 1 hat zweckmäßig rückseitig Schallauslässe, um die Rückstellkraft auf die MeniDran zu verringern.

In F i g. 4 ist ein Querschnitt der Kopfhörermuschel im Schnitt dargestel!» Das Ohrpolster 4 dient dem dichten Anschluß des Kopfhö/ers am Ohr. Eine

jo zweckmäßig schalldurchlässige Schutzkappe 5 kann den Wandler 1 und die akustischen Reibungswiderstände 2 rückseitig abdecken.

Die F i g. 5 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Rings um den Wandler 1 sind in der starren, ringförmigen Platte 3 zahlreiche Löcher 6 vorgesehen. Diese sind mit einem akustischen Reibungswiderstand 7 z. B. Filz, Faservlies. Filterpapier, od. dgl. einseitig oder beidseitig abgedeckt. Der Reibungswiderstand 8 kann auch in die Löcher 6 z. B. durch Einspritzen

■jo in Kunststoff, eingesetzt sein.

F i g. 6 zeigt den Schnitt durch die Ausführung gemäß F i g. 5. Ein Ohrpolster 4 ermöglicht den dichten Anschluß ans Ohr.

In Fig. 7 ist Sintermaterial, z. B. aus Kunststoff, für die starre Platte 3' angewendet. Der akustische Widerstand pro Flächeneinheit ist wesentlich für den Einfluß auf die Frequenzcharakteristik des Hörers. Der Widerstand kann sich über die ganze Fläche gleichmäßig verteilen, er kann aber auch eine Abstufung z. B. in radialer Richtung aufweisen, um besondere Effekte zu erzielen.

Die in jedem akustischen Widerstand vorhandene akustische Masse kann dazu benützt werden, den Frequenzgang besonders im hohen Frequenzbereich zu beeinflussen.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen v/ird der Kopplungsraum so bedämpft, daß keine Interferenzeffekte oder Resonanzen auftreten. Dadurch, daß d'e Ohrmuschel sic^u. im resonanzfreien Raum befindet, ist der beim natürlichen Hören wirksame Einfluß der Öhrmuschel gewahrt. Dadurch wird das Hörereignis nicht gestört, so daß es dem des natürlichen Hörens angeglichen wird. Für Zwecke der Quadrophonie ist die Erfindung ebenfalls anwendbar. In diesem Fall sind zwei Wandler zwecki/yißig horizontal nebeneinander in Abstand angeordnet und von akustischen Reibungswiderständen umgeben, die praktisch die starre Platte ausfüllen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

ΊΟ. Λ λ 7OQ Patentansprüche:

1. Kopfhörermuschel mit einem ringförmigen Polster, der bei aufgesetztem Hörer einen Kopplungsraum zwischen dem Gehöreingang und der ■> Wandlermembran begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß die vom ringförmigen Polster (4) umschlossene Fläche in der Hörermuschel als starre Platte (3, 3') ausgebildet ist, die auch den elektroakustischen Wandler (1) trägt, welche Platte (3, 3') entweder selbst als akustischer Reibungswiderstand ausgebildet ist oder Reibungswiderstände (2, 8) in Durchbrechungen, Bohrungen od. dgl. aufweist, die über die ganze Fläche verteilt sind.

2. Kopfhörermuschel nach Anspruch 1, dadurch i¹» gekennzeichnet, daß in der vom ringförmigen Polster (4) umschlossenen starren Platte (3), in deren Mitte der Wandler (1) angeordnet ist, rings um den Wandler (1) mehrere großflächige akustische Reibungswider stände (2) angeordnet sind. ^o

3. Kopfhorerrnusche! nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß die vom ringförmigen Polster (4) umschlossene Platte (3) mit einer Vielzahl kleiner Bohrungen (6) versehen ist, wobei gegebenenfalls die Bohrungen (6) so eng sein können, daß jede für -^K> sich einen Reibungswiderstand darstellt.

4. Kopfhörermuschel nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß Öffnungen bzw. Bohrungen (6) wenigstens auf einer Seite der Platte (3) mittels einer den Wandler (1) ringförmig w umschließer ^en Scheibe (7) aus Dämpfungsmaterial.

z. B. Filz, ein Faservlies, Filterpapier od. dgl. abgedeckt sind.

5. Kopfhörermusche! nsch Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß in die Bohi cingen (6) der Platte ^J<> (3) Dämpfungsmaterial (8) eingebracht ist, vorzugsweise durch Einspritzen von Kunststoff mit entsprechenden akustischen Eigenschaften.

6. Kopfhörermuschel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die starre Platte (3') aus gesintertem Material, ζ. B. aus gesintertem Kunstitoff besteht.

7. Kopfhörermuschel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der akustische Widerstand über die Fläche der ⁴^ Harren Platte(3,3') je Flächeneinheit konstant ist.

8. Kopfhörermuschel nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß der über die starre Platte (3, 3') verteilte akustische Widerstand vorzugsweise in radialer Richtung ^M verschieden ist.

9. Kopfhörermuschel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in der starren Platte (3, 3') angeordneten akustischen Reibungswiderstände (2, ^η I) eine insbesondere im höheren Frequenzbereich wirksame akustische Masse aufweisen.