DE9317314U1

DE9317314U1 - Verbesserte Beschallungsvorrichtung für Kopfhörer mit Vorneortung von Hörereignissen

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Publication number: DE9317314U1
Application number: DE9317314U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-11-14
Filing date: 1993-11-14
Publication date: 1995-03-09
Anticipated expiration: 2003-11-15

Description

VERBESSERTE BESOHÄLLÜNGSVORRICHTTOG FÜR KOPFHÖRER MIT VORNEORTÜNG VON HÖREREIGNISSEN

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Beschallungsvorrichtung für Kopfhörer mit Vorneortung von Hörereignissen, welche auf einen in Sichtrichtung unten-vorne an der Ohrmuschel plazierten Schallwandler fußt und hinsichtlich der wirksamen Gesamtabstrahlungsfläche teilweise sowie näher zum Gehörgang hin gelegen mit einem akustischen Widerstand bzw. einer höheren Dämpfung beaufschlagt ist.

Es ist bekannt, daß die Entwicklung von Stereokopfhörern unter wesentlicher Vorgabe einer Klangbildneutralität seit zirka 15 Jahren annähernd ausgereizt ist. Diese offerieren unter Verwendung herkömmlicher Tonkonserven eine unnatürliche Empfindung des Aufenthaltsortes von fiktiven Schallquellen, genannt Im-Kopf-Lokalisation.

In jüngster Zeit sind Anstrengungen unternommen worden, die für herkömmliche (Studio-) Kopfhörer charakteristische, der natürlichen Hörerfahrung widersprechenden Im-Kopf-Lokalisation zugunsten einer an die natürliche Hörerefahrung angepaßte Vorne-Lokalisation zu überwinden. Erreicht wurde dies z.B. mittels auf kostenintensive, digitale Filtertechnik beruhende, mit enormen Aufwand für Tonstudiozwecke realisierte Richtungsmischpulte. Hierbei treten ferner nachteilhaft unnatürliche Klangbildverzerrungen auf.

Ein weiterer, bereits früher beschrittener Lösungsweg sieht eine sogenannte Freifeld- oder Diffusfeldentzerrung der kompletten, kopfbezogenen Aufnahme-Wiedergabe-Übertragungsstrecke vor, welche in erster Linie zu einer klangfarben-neutralen Kopfhörer-Tonwiedergabe beitrug. Die dazu relevante, individuelle Nachentzerrung ist, genauso wie das erste Beispiel der realisierten Richtungsmischpulte sehr kosten-aufwands-intensiv. Die Erzielung einer Vorneortung von Hörereignissen ist ohne eine binaurale Individual-Entzerrung umstritten bzw. stark personengebunden.

Eine erfolgreiche sowie kostengünstige Lösung zur Realisierung einer Vorneortung von Hörereignissen mittels Stereokopfhörer ist schließlich in der auf den Anmelder zurückgehende WO-91/01616 beschrieben. Dieser Kopfhörer beinhaltet im wesentlichen den eingangs genannten Aufwand. Demnach wird eine Vorneempfindung von Klanggeschehen durch eine technisch überraschend einfache Maßnahme erreicht, nämlich dadurch, daß die Schallwandler des Stereokopfhörers, ausgehend von der herkömmlichen Anordnung von Schallwandlern, dem Gehörgang gegenüberliegend, nach vorne und überwiegend nach unten verschoben angeordnet sind. Durch iteratives Verändern der Schallwandleranordnung im an den Ohren anliegenden Kopfhörergehäuse kann die Qualität bzw. das Ausmaß der Vorneortung von stereophonen Klanggebilden optimiert sowie gegebenfalls sogar an das individuelle, binaurale Hörvermögen des jeweiligen Benutzers angepaßt werden (DE-PS 4110902).

Eine zur üblichen Bauform von Kopfhörern {mit Oben-Im-Kopf-Lokalisation) vergleichbare Entzerrungsrichtlinie für Kopfhörer mit Vorneortung von Hörereignissen sowie z.B. unten-vorne plazierter Schallwandler beschreibt DE-PS 4310075. Dies ist bei Vierkanal-Kopfhörern u.a. zur mehrkanaligen Wiedergabe von HDTV- oder DOLBY-Surround-Tonsignalen (unter Zugrundelegung von WO-91/01616) wesentlich, da hierbei, neben der Abbildung von in einer vorne gelegenen Hörereignisviertelkugel (in Horizontal- und Medianebene, ab Frontalebene vorne), die Klangbildqualität (ortsunabhängig) konstant sein soll.

Überraschenderweise hat sich bei Optimierungsversuchen zur Hörereignislage VORNE mittels zwei- und vierkanaligen Kopfhörern herausgestellt, daß bei flächenbegrenzter, teilweiser Anhebung des akustischen Widerstandes der Schallwandler-Abstrahlungseigenschaften, hinsichtlich einer unterschiedlichen Dämpfung der Abstrahlungsöffnung des Schallwandlers {zur Ohrmuschen hin gerichtete Teilfläche, kleiner 50 % der Gesamtabstrahlungsflache), sich eine Verbesserung der Hörereignislage zugunsten horizontal-vorne ergab.

Dies gilt insbesondere dann, wenn ein akustisches, dünnes Fließ mit einem geringen akustischen Widerstand das Luftvolumen der

Kopfhörer-Kapsel von dem an der Ohrmuschel trennt und ein annähernd zu NULL gehender akustischer Widerstand der überwiegenden Hauptabstrahlungsflache des Schallwandlers vorliegt.

Durch die vorliegende Erfindung, wie sie durch die Merkmale des Anspruchs 1 verkörpert ist, wird also die Aufgabe gelöst, die Hörereignislage VORNE, auch bei geringerem, sonst nicht ausreichenden Abstand des unten-vorne an der Ohrmuschel plazierten Schallwandlers einzustellen bzw. die bislang bei Kopfhörern vorgegebene Hörereignislage VORNE in der gewünschten Horizontalebene über ein größeres Frequenzspektrum zu stabilisieren.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden; es zeigt:

Fig. 1 die Draufsicht der wesentlichen Elemente einer vor der linken Ohrmuschel befindlichen Kopfhörer-Beschallungsvor

richtung zur Verbesserung der Vorneortung von Hörereignissen.

Die in Fig. 1 gezeigten Elemente 1 bis 6 stellen vorab eine für die Erfindung vorgegebene Beschallungsvorrichtung für z.B. einen Raumklang-Kopfhörer dar. Die aufgezeigte linke Ohrmuschel 5 ist von einem akustisch neutralen (d.h., der akustische Widerstand, z.B. Reflexion, geht gegen Null) Steggitter 1 verdeckt, welches als Befestigungsglied einer akustischen Trennwand 2 dient. Dieses Steggitter 1 befindet sich üblicherweise (hier nicht dargestellt) in einer Kopfhörer-Kapsel und wird ohr-/kopfseitig mittels Ohrpolster beaufschlagt. Ferner sind mit dem aus Kunststoff bestehenden Steggitter 1 ein unten-vorne sowie hinten-oben plazierter Schallwandler 3, 4 verklebt/verspannt. Die Schallwandler 3 und 4 sind vorwiegend zentrisch auf einer Lautsprecherachse mit 33 Grad Aufwärtsrotation, bezüglich 0 Grad unten (Lot) sowie horizontal vorne bzw. 90 Grad, fixiert angeordnet.

Dabei baut sich mittels der Lautsprecher-Positionierung nach 3 in einem Stereokopfhörer, oder in einem vierkanaligen Raumklang-Kopfhörer, ein horizontal vorne empfundenes Klanggeschehen auf. Hingegen nimmt man mittels der Lautsprecher-Positionierung, ungefähr vor dem Gehörgang 4, ein oben, oftmals nach hinten weg driftendes Stereohörereignis wahr. Somit sind bei optimaler Erzeugung von Punktschallquellen, wie sie sich durch die in Rede stehenden beiden Schallwandler (-anordnungen) ergeben, und entsprechend vorliegender Klangbildentzerrung, die relevanten, dreidimensionalen Äaian-Hörereignisstrukturen einer Konzertsaal-Atmossphäre gegeben: Vorne empfungenes Bühnenklanggeschehen seitlich, oben sowie rückwärts zu erwartende Raumreflexionen etc., entsprechen per vorliegendem Vierkanal-Kopfhörer den Standards der bislang nur mittels Lautsprecher-Wiedergabe via DOLBY-Surround oder HDTV-Tonsignal-Übertragung geschaffenen Hörereignissen.

Die Nahfeldbeschallungssituation des Außenohres (Ohrmuschel 1) bedingt einen hohen Abstrahlungswirkungsgrad des für die Vorneortung von vorne liegenden Hörereignissen relevanten Schallwandlers 3, der sich anhand eines zugehörigen Durchbruches mit einem akustischen Widerstand überwiegend gegen NULL auszeichnet (näheres zur Schallabstrahlungsflache 10, welche zum Gehörgang bzw. zum Schnittpunkt der LOT- und VORNE-Achse hin gerichtet ist, siehe Text unten). Zur Erzeugung von einer für die Vorneortung von Hörereignissen wichtigen Resonanz im obersten Hörbereich bei ca. 13 kHz, ist eine Perforation des Durchbruches von Schallwandler 3 gegeben (u.a. auch als mechanischer Schutz für die Schallwandler-Membran nötig). Eine speziell ausgesuchte Trennwand 2 mit vorzugsweise akustisch niedrigem Widerstand unterstützt die Existenz der somit gegebenen Punktscha11quellen 3 und 4. Die Trennwand 2 besteht z.B. aus einem 0,1 bis 2 Millimeter dicken Filzmaterial, welche außerdem zur Schaffung der individuell erzeugten, richtungsspezifischen, linearen Verzerrungen für eine Hörereignisempfindung horizontal vorne beiträgt. Insbesondere geschieht dies durch die im unteren Frequenzbereich, d.h. kleiner 1 kHz hoch zur Wirkung kommenden Reflexionseigenschaften der Trennwand (bzw. des Filzmateriales) 2 und teilweise Durchlässig-

keit sowie Absorbtionfähigkeit im darüber liegenden Frequenzbereich. Eine außerordentliche Bedeutung hat diese Absorbtionswirkung (u.a. mit akustisch hohem Widerstand umschrieben) direkt vor dem Gehörgang, weshalb der Durchbruch des hinten-oben angeordneten Schallwandlers 4 mindestens aus dem gleichen Material besteht, wie es durch die Trennwand 2 vorgegeben ist. D.h., daß mit dem vorliegenden, optimierten Klanggeschehen und horizontal vorne empfundener Hörereignislage ein {gegenüber der Trennwand 2} verstärkter akustischer Widerstand des Durchbruches von Schallwandler 4 berücksichtigt ist. Das hierzu verwendete Material zeichnet sich durch eine große Oberfläche und großes Höchst-Hörfrequenz-Absorbtionsverhalten aus, welches durch eine feinbehaarte, dichte sowie flauschige Oberflächenstruktur gegeben ist. Aufgrund der zur Trennwand 2 und Ohrmuschel-Abmessungen verhältnismäßig groß ausfallenden Schallwandler (Position hinten-oben, gemäß 4) ist eine dezentrale Anordnung des eher gehörgangnahen Schallwandlers 4 vorgegeben, welcher symetrisch zur Lautsprecherachse 6, nach Schallwandler 3, plaziert ist, wobei die Unten-Vorne-Positionierung von 3 vornehmlich der Vorneortung von Hörereigbnissen, jedoch weniger die hinten-oben-Plazierung von 4 der Oben-Hinten-Lokalisation von Raumschallereignissen zugute kommt. Die optimierte Lage der Lautsprecherachse liegt bei ca. 33 Grad unten-vorne (unten = Lot = 0 Grad, 90 Grad = vorne).

Erfindungsgemäß ist nun der für die Vorneortung von Hörereignissen verantwortliche Schallwandler 3, welcher in Fig. 1 aus einem Baß-/ Mittenton-Membran-Bereich 8 und einem Hochton-Membran-Bereich 9 besteht, mit einem zum Gehörgang hin gerichteten, abstrahlungsflächen-begrenzten Bereich 10 beaufschlagt, der sich durch seinen hohen akustischen Widerstand auszeichnet. Der Hochton-Membran-Bereich 9 beispielsweise vollständig sowie die größere Abstrahlungsfläche des Mittenton-Membran-Bereiches 8 weisen einen gegen NULL gehenden akustischen Widerstand auf. Der Bereich 7 stellt das Chassis dar. Der Bereich zwischen 7 und 8 ist für Knick-ZFalz-/ Klebverbindungen gedacht.

Bei kleineren Kopfhörer-Abmessungen, die insbesondere durch die

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Größenverhältnisse von des Steggitters 1 vorgegeben sind, ist mit einer Verringerung/Verschlechterung des in der horizontalen Hörereignisebene Vorneempfindens von Klanggeschehen zu rechnen {Vorgabe gemäß Lautsprecher-Hörereignis-Kompatibilität), wenn nicht eine erfindungsgemäße, vorzugsweise "Schließung" der Schallwandler-Abstrahlungsflache 10 gegeben ist. Außerdem ist gerade aufgrund der Existenz des Bereiches 10 eine Verkleinerung der verhältnismäßig großen, ohrumschließenden, bislang bestehenden Kopfhörer-Beschal lungssysteme erzielt. Dies bedingt nicht unbedingt, vie ebenso bislang bekannt, einen kleineren Schallwandler, da hinzukommende, spezielle Effekte der Nahfeld-Beschallung der Ohrmuschel eine solche, erfindungsgemäße Vorrichtung fordern.

Die in Fig. 1 dargestellte Beschallungsvorrichtung eines vierkanaligen Raumklangkopfhörers mit Vorneortung von Hörereignissen zeigt die JMe Ohrmuschel-Beschallungsvariante. Für den binauralen, kopfbezogenen Beschallungsbetrieb ist dies gleichermaßen für die rechte Ohrmuschel, unter Zugrundelegung der Sichtrichtung vorne übertragbar.

Claims

Ansprüche

Verbesserte Beschallungsvorrichtung für Kopfhörer mit Vorneortung von Hörereignissen und einem in Sichtrichtung unten-vorne angeordneten Schallwandler, mit im Vergleich unterschiedlich ausgelegter, akustischer Schallwandler-Äbstrahlungs-Widerstandsbereiche, dadurch gekennzeichnet, daß ein dezentrisch in Sichtrichtung unten-vorne an einer Ohrmuschel (5) plazierter Schallwandler (3), hinsichtlich seiner beaufschlagten Schallabstrahlungs-Teilflächen, erstens einen zum Gehörgang näher gelegenen, kleineren Bereich mit dem höchsten akustischen Widerstand (10) und zweitens einen gegen NULL gehenden akustischen Widerstand des größeren Baß-Mittelton- (8) sowie Hochton-Membran-Bereiches (9) aufweist, als drittens der größte Bereich, der die Beschallungsvorrichtung vornehmlich durch die bedeckende, akustische Trennwand (2) betrifft und einen niedrigen akustischen Widerstand aufweist.

Verbesserte Beschallungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schallwandler (3) beaufschlagende Schallabstrahlungs-Teilfläche mit höchsten akustischem Widerstand (10) kleiner ist als jene Teilfläche, welche einen zu NULL gehenden akustischen Widerstand (8) beinhaltet.

Verbesserte Beschallungsvorrichtung nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise bei geringeren Abmessungen von überwiegend ohrumschließenden Kopfhörer-Beschallungssystemen die Schallabstrahlungs-Teilfläche mit dem höchsten akustischen Widerstand auch den Hochton-Membran-Bereich (9) erfaßt bzw. geringfügig verdeckt.

Verbesserte Beschallungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise ein bezüglich der Ohrmuschel (5) unten-vorne angeordneter Schallwandler (3) vorgegeben ist.

Verbesserte Beschallungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die akustisch bewegten Luftvolumina in einer Kopfhörer-Kapsel und jener vor der Ohrmuschel vorzugsweise durch eine 0,1 bis 2 Millimeter dicke, aus einem filzartigen Flies bestehende Trennwand (2) mit, im Vergleich zu den kleineren, den Schallwandler (3) betreffenden Schallabstrahlungs-Teilflächen, geringem akustischen Widerstand aufgeteilt sind.