WO2024104520A1 - RAUMKLANG-KOPFHÖRER AUF GRUNDLAGE GROßFLÄCHIGER PLANAR-SCHALLWANDLER - Google Patents

RAUMKLANG-KOPFHÖRER AUF GRUNDLAGE GROßFLÄCHIGER PLANAR-SCHALLWANDLER Download PDF

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WO2024104520A1
WO2024104520A1 PCT/DE2023/000147 DE2023000147W WO2024104520A1 WO 2024104520 A1 WO2024104520 A1 WO 2024104520A1 DE 2023000147 W DE2023000147 W DE 2023000147W WO 2024104520 A1 WO2024104520 A1 WO 2024104520A1
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headphone
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headphones
planar
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Florian M. KÖNIG
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Koenig Florian M
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    • H04R7/02—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
    • H04R7/04—Plane diaphragms

Definitions

  • the invention relates to a headphone with a left and a right headphone capsule, in each of which a magnetostatically driven planar sound transducer (10) with a sound-emitting membrane (11) is accommodated, wherein the membrane (11) is enclosed on both sides by strip-shaped, parallel magnetic north and south poles (NN, SS) which are spaced from one another to form sound passage gaps (21).
  • a magnetostatically driven planar sound transducer (10) with a sound-emitting membrane (11) is accommodated, wherein the membrane (11) is enclosed on both sides by strip-shaped, parallel magnetic north and south poles (NN, SS) which are spaced from one another to form sound passage gaps (21).
  • the two planar sound transducers of these headphones can be designed with an electrostatic or magnetostatic drive.
  • the membranes of these sound transducers are large, extremely thin and low-mass in the form of thin foils in order to achieve practical efficiency.
  • the low mass of the membranes which are only a few micrometers thick, has the advantage over electrodynamic and electromagnetic drives with relatively massive membranes that a frequency range of well beyond the audibility limit of around 20 kHz can be achieved.
  • the almost inertia-free reaction of the membrane makes the sound transducer extremely pulse-accurate, which benefits the high resolution and spatial information of the sound signal.
  • the isoplanar vibration behavior of the membrane offers a minimum of partial vibrations and thus, with optimal design, contributes to a particularly pure and clear sound result that was previously not achievable with headphone concepts equipped with electrodynamically driven sound transducers.
  • stereo headphones equipped with it are able to modify the pronounced in-head localization of binaural sound events, which is perceived as unpleasant, with a conventional central arrangement of the sound transducers essentially centrally in front of the auditory entrance of the user's ear in favor of a forward localization of sound events by arranging the sound transducers from the front and bottom starting from the aforementioned central arrangement, as described for example in EP 0484 354 and DE 42 37 710.2, DE 195 14 105.9, DE 100 61 837.5.
  • the basis for the pre-localization of sound events generated in this way is the targeted use of individual direction-specific distortions of the pinna (auricle), which acts as a directional filter. This is caused by the sound being dampened and reflected at the relief edges of the auricle depending on the frequency and thus being transmitted to the ear canal in different intensity-related ways depending on its frequency components.
  • the auricle for example, shades or dampens sound coming from behind.
  • a headphone with the features of the preamble of claim 1 is known from US2015326974A1.
  • the magnet north and south poles and sound passage gaps which are spaced apart from one another to form sound passage gaps, run in a vertical direction with reference to the line of sight of the headphone user.
  • An object of the present invention is therefore to take measures to provide a forward localization of sound events using headphones based on large-area planar sound transducers.
  • the subject of the invention is therefore a headphone with a left and a right headphone capsule, in each of which a magnetostatically driven planar sound transducer with a sound-emitting membrane is accommodated, whereby the membrane is surrounded on both sides by strip-shaped, parallel, magnetic north and South poles (NN, SS) which are spaced apart from one another to form sound passage gaps, characterized in that a sound reflector is arranged in a lower edge zone (lower region) on the outside of the planar sound transducer facing away from the respective auricle of a headphone user, and the magnetic north and south poles and sound passage gaps are aligned so as to rise diagonally from back to front with reference to the direction of vision of the headphone user.
  • N, SS magnetic north and South poles
  • the increased high-frequency sound radiation of the large-area membrane which is achieved by sound reflection, starting from its lower or lower-front edge zone, shifts the original in-head localization of auditory events downwards or lower-front, whereby this sound radiation with a focus essentially at the bottom manifests itself in a forward localization of sound events due to the large-area structure of the auricle being exposed to sound.
  • the decentralized rear, especially high-frequency reflection stimulates part of the large-area membrane in a decentralized manner, primarily at the bottom, and feeds it to the auricle, which stimulates a kind of simulation of free sound wave incidence at the bottom and/or lower-front.
  • the extent to which sound events can be located in the front can also be individually adjusted or changed by optimizing the sound reflector, which advantageously extends parallel to the line of sight of the headphone user, on the inner side of the respective planar sound transducer facing the respective auricle of a headphone user, in a central upper edge zone, a designed, slightly sound-damping element running parallel to the line of sight of the headphone user is advantageously arranged, the sound-damping element advantageously extends parallel to the line of sight of the headphone user, the sound-damping element is advantageously designed to dampen high sound signal frequencies, in particular from approximately 300 Hz to 10 kHz, preferably from 500 kHz to 3 kHz, an off-center zone (area facing towards/away from the auricle and area opposite the auricle between the upper edge zone and the lower edge zone of the front and back of the planar sound transducer is acoustically permeable without damping.
  • the magnetic north and south poles and sound passage gaps are advantageously aligned so as to run diagonally from back to front with respect to the line of sight of the headphone user.
  • the diagonal alignment of the magnetic north and south poles and sound passage gaps of the membrane drive preferably encloses an angle of 10 to 60 degrees, especially 20 to 45 degrees.
  • Fig. 1 shows a schematic plan view of a planar sound transducer of the headphones according to the invention and, to the right, a side view of the planar sound transducer in its use position in front of the auricle of a headphone user, and
  • Fig.2 is a top view of the planar sound transducer of Fig. 1 in a usage position rotated with respect to its normal vector.
  • the headphone to be explained here also includes a sound transducer in each headphone capsule.
  • This sound transducer is a large-area planar sound transducer 10 with a sound-emitting membrane 11.
  • the planar sound transducer 10 is designed as a magnetostat, i.e. its membrane, which is only a few micrometers thick and therefore extremely low in mass, is electromagnetically driven.
  • This drive comprises magnetic strips that run parallel to one another, are spaced apart from one another and enclose the membrane 11 at a distance on both sides, of which a pair of magnetic strips N,N or S,S on both sides of the membrane 11 have the same polarity (north or south pole), with the successively arranged magnetic strip pairs N,N and S,S are alternately of one and the other polarity.
  • the membrane 11 is coated with an electrically conductive material and is connected to an audio signal source which causes the membrane to vibrate in response to the audio signal due to its arrangement between the magnetic strip pairs N,N and S,S and to emit sound.
  • the membrane 11 is clamped in a frame-shaped holder 12, which also functions as a carrier for the magnetic strip pairs N,N, and S,S.
  • a sound reflector 15 is arranged on the outside of the planar sound transducer 10 in its lower edge zone, facing away from the respective auricle 13 of a headphone user; the sound reflector 15 is likewise supplemented or extended by a supplementary sound reflector 15a that is identical to the sound reflector 15, depending on the headphone design (compare open/closed or sound-impermeable or sound-permeable; ear pad design, etc.).
  • the sound reflector 15 comprises an acoustically hard and therefore reflective film or continuous plastic wall (see sound reflector 15 and/or supplementary sound reflector 15a), through which the sound radiation from the area of the membrane 11 located in front of this film and/or plastic wall is amplified by reflection on the sound reflector.
  • the extent to which an acoustically "hard” sound reflector is arranged with a reduced area in area 14 and/or in the central area 20 (see below9) or whether an area-expanded "hard” supplementary sound reflector is provided in the central area 15a facing away from the auricle to optimize the spatial sound image relates to the acoustic design of the respective headphones as a rather open, partially closed or closed designed surround sound headphone; see also ear pad variants or headphone housings (or headphone capsules) such as closing or sound-impermeable in the bass range as well as sound-permeable ear pad variants in the lower mid-frequency range up to the highest audible frequency range, which determine this in an influencing manner.
  • This reflected sound component which is amplified in total with the direct sound, interacts with the opposite area of the auricle (as a direction-specific, frequency-dependent filter relief) to produce a planar sound wave that radiates from diagonally bottom to top (not 90 degrees radiating vertically but enters the ear canal 16 at an angle other than 90 degrees and causes a near-field sound direction change in the ear in favor of a horizontal pre-localization of auditory events.
  • a damping element 17 is arranged in the ear canal 16, which comprises a fleece with a maximum slight or no damping, a few tenths of a millimeter thick, which is "quasi open” to the bass and treble radiation of the membrane 11 and dampens medium frequency components (around approximately 500 Hz to 3 kHz) of the emitted sound to a very small extent in order to provide a sound transmission behavior that provides an additive high frequency generation of around 3 to at least 20 kHz in front of the ear lobe 18 of the auricle 13, thereby optimizing the forward localization.
  • An upper region 19 of the planar sound transducer 10, shown in dashed lines, is acoustically completely open on both sides of this transducer over the entire audio signal frequency range in order to primarily ensure unhindered sound radiation or acoustic wave passage of the membrane 11 towards the ear / auricle over the entire audio/frequency range.
  • a central region 20 of the planar sound transducer 10, shown in dashed lines, adjacent to the lower region 14 and the upper region 19 on both sides of this transducer is either acoustically "hard” reflective or impermeable or, alternatively, directed towards the auricle 13, acoustically either partially permeable and/or slightly dampened by means of applied damping material in the lower to medium frequency range (approximately in the low-mid range up to 10 kHz or preferably up to 3 kHz).
  • the magnetic strip pairs N,N, and S,S of the electrostatic drive of the planar sound transducer 10 and the sound passage gaps 21 left free between them are advantageously aligned so as to rise diagonally from back to front with respect to the line of sight of the headphone user.
  • the diagonal alignment of the magnetic strip pairs N,N, and S,S and sound passage gaps 21 includes a rise or rotation angle 20 (or a) of 10 to 60 degrees, especially of 20 to 45 degrees.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Headphones And Earphones (AREA)

Abstract

1. Die Erfindung betrifft Kopfhörer mit einer linken und einer rechten Kopfhörer-Kapsel, in der jeweils ein magnetostatisch angetriebener Planar-Schallwandler (10) mit einer schallabstrahlenden Membran (11) aufgenommen ist, wobei und die Membran (11) beidseitig von streifenförmigen, parallel zueinander verlaufenden, Magnet-Nord- und Südpolen (NN, SS) umschlossen ist, die unter Ausbildung von Schalldurchlass-Spalten (21) voneinander beabstandet sind, dadurch gekennzeichnet, dass auf der von der jeweiligen Ohrmuschel (13) eines Kopfhörer-Nutzers ohrmuschel-abgewandten Außenseite des Planar-Schallwandlers (10) in einer unteren Randzone (unterer Bereich 14) ein Schallreflektor (15) angeordnet ist, und die Magnet-Nord- und Südpole und Schalldurchlass-Spalten (21) unter Bezug auf die Sichtrichtung des Kopfhörernutzers von hinten nach vorne schräg ansteigend (22) verlaufend ausgerichtet sind.

Description

Raumklang-Kopfhörer auf Grundlage großflächiger Planar-Schallwandler
Die Erfindung betrifft einen Kopfhörer mit einer linken und einer rechten Kopfhörer-Kapsel, in der jeweils ein magnetostatisch angetriebener Planar-Schallwandler (10) mit einer schallabstrahlenden Membran (11) aufgenommen ist, wobei und die Membran (11) beidseitig von streifenförmigen, parallel zueinander verlaufenden, Magnet-Nord- und Südpolen (NN, SS) umschlossen ist, die unter Ausbildung von Schalldurchlass-Spalten (21) voneinander beabstandet sind.
Es ist bekannt, die beiden Planar-Schallwandler dieses Kopfhörers mit einem elektrostatischen oder magnetostatischen Antrieb auszubilden. Die Membranen dieser Schallwandler sind zugunsten eines praxisgerechten Wirkungsgrads großflächig und extrem dünn und massearm in Gestalt dünner Folien ausgebildet. Die Massearmut der nur wenige Mikrometer dicken Membranen hat gegenüber elektrodynamischen und elektromagnetischen Antrieben mit relativ massereichen Membranen den Vorteil, dass ein Frequenzumfang von weit über die Hörbarkeitsgrenze von ca. 20 kHz hinaus erzielbar ist. Ferner macht die nahezu trägheitslose Reaktion der Membran den Schallwandler außerordentlich impulstreu, was einer hohen Auflösung und der Rauminformationen des Tonsignals zugutekommt. Ferner bietet das isoplanare Schwingungsverhalten der Membran ein Minimum an Partialschwingungen und trägt damit bei optimaler Konzeption zu einem besonders unverfälschten und klaren Klangresultat bei, das so mit elektrodynamischen angetriebenen Schallwandlern bestückten Kopfhörer-Konzepten bislang nicht erzielbar war.
Aufgrund ihrer relativ kleinflächigen Membran des Schallwandlers mit elektrodynamischen Antrieb sind damit ausgerüstete Stereo-Kopfhörer jedoch in der Lage, die als unangenehm empfundene, ausgeprägte Im-Kopf-Lokalisation von binauralen Schallereignissen bei konventioneller zentraler Anordnung der Schallwandler im Wesentlichen zentral vor dem Gehöreingang des Nutzerohrs zugunsten einer Vorneortung von Klangereignissen zu modifizieren, indem die Schallwandler ausgehend von der genannten zentralen Anordnung von vorn und unten verschoben angeordnet zu werden, wie beispielsweise in der EP 0484 354 und der DE 42 37 710.2, DE 195 14 105.9, DE 100 61 837.5 beschrieben. Grundlage für die derart erzeugte Vorneortbarkeit von Schallereignissen ist die gezielte Ausnutzung individueller richtungsspezifischer Verzerrungen der als Richtungsfilter wirkenden Pinna (Ohrmuschel), die dadurch hervorgerufen wird, dass der Schall an den Reliefkanten der Ohrmuschel frequenzabhängig bedämpft und reflektiert und dadurch abhängig von seinen Frequenzanteilen intensitätsbezogen unterschiedlich zum Gehörgang weitergeleitet wird. Die Ohrmuschel bewirkt beispielsweise, dass ein Schalleinfall, der von hinten kommt, abgeschattet bzw. gedämmt wird. Dadurch kann das Gehirn eines individuellen Kopfhörer- Nutzers etc. auf gewohnheitsgemäße sowie seit der frühesten Kindheit eintrainierte Richtungs-Informationen (siehe Head-Related-Transfer-Functions) über die 3D-räumliche Herkunft von Schallquellen oder psychoakustisch umschrieben Hörereignisse zurückgreifen, insbesondere ob ein Tonreiz bzw. Schallereignis von vorne, oben oder hinten sowie mit mehr oder weniger Elevation (bezogen auf die Horizontalebene) an der Ohrmuschel eintrifft.
Diese bekannte und effektive Maßnahme zur Bereitstellung der vorzugweise in der Horizontalebene existenten Vorneortbarkeit per Kopfhörer ist mit großflächigen planaren Schallwandlern nicht realisierbar. Der Grund dafür ist, dass diese Schallwandler über ihre gesamte große Fläche die Pinna der Ohren eines Nutzers einheitlich beschallen und damit unnatürliche lineare Nahfeld-Klangbildverzerrungen geschaffen werden, die einer neutralen und klaren Stereoton-Wiedergabe kontraproduktiv entgegenstehen. Hierbei werden überdies ungenügende oder gar kontraproduktive, für eine Außerkopf-Lokalisation bzw. Vorneortung von Hörereignissen doch wesentliche, individuelle richtungsspezifische Verzerrungen der Pinna erzeugt.
Ein Kopfhörer mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus der US2015326974A1 bekannt. Bei diesem Kopfhörer verlaufen die Magnet-Nord- und Südpole und Schalldurchlass-Spalten, die unter Ausbildung von Schalldurchlass- Spalten voneinander beabstandet sind, unter Bezug auf die Sichtrichtung des Kopfhörernutzers in vertikaler Richtung.
Es besteht ein Bedarf, auch mit Kopfhörern auf Grundlage großflächiger Planar- Schallwandler eine Nutzer-individuelle Vorne-Ortung von Hörereignissen zu erzielen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, Maßnahmen dafür zu treffen, dass mit einem Kopfhörer auf Grundlage großflächiger Planar-Schallwandler eine Vorne-Ortung von Schallereignissen bereitgestellt werden.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt.
Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Kopfhörer mit einer linken und einer rechten Kopfhörer-Kapsel, in der jeweils ein magnetostatisch angetriebener Planar-Schallwandler mit einer schallabstrahlenden Membran aufgenommen ist, wobei und die Membran beidseitig von streifenförmigen, parallel zueinander verlaufenden, Magnet-Nord- und Südpolen (NN, SS) umschlossen ist, die unter Ausbildung von Schalldurchlass-Spalten voneinander beabstandet sind, dadurch gekennzeichnet, dass auf der von der jeweiligen Ohrmuschel eines Kopfhörer-Nutzers ohrmuschel-abgewandten Außenseite des Planar- Schallwandlers in einer unteren Randzone (unterer Bereich) ein Schallreflektor angeordnet ist, und die Magnet-Nord- und Südpole und Schalldurchlass-Spalten unter Bezug auf die Sichtrichtung des Kopfhörernutzers von hinten nach vorne schräg ansteigend verlaufend ausgerichtet sind .
Dadurch wird in überraschender Weise eine im wesentlichen horizontale Vorne-Lokalisation mit minimierter Elevation von Hörereignissen mit einem Kopfhörer auf Grundlage großflächiger Planar-Schallwandler eine Vorneortung von Schallereignissen gewährleistet werden kann.
Eine mögliche Erklärung für die Vorneortbarkeit von Schallereignissen durch die erfindungsgemäße konstruktive Maßnahme ist, dass durch die per Schallreflexion erzielte verstärkte Höhen-Tonsignal-Schallabstrahlung der Großflächenmembran ausgehend von in deren eher unteren oder unten-vorderen Randzone die ursprüngliche Im-Kopf-Lokalisation von Hörereignissen nach unten oder unten-vorne verstärkt versetzt wird, wobei diese Schallabstrahlung mit im Wesentlichen unten liegendem Schwerpunkt sich aufgrund der großflächig mit Schall beaufschlagten Ohrmuschelstruktur in einer Vorneortung von Schallereignissen manifestiert. Anders ausgedrückt, wird durch die dezentrale rückwärtige, vor allem Hochton-Reflexion ein Teil der Großflächenmembran im Wesentlichen dezentral vornehmlich unten verstärkt angeregt und der Ohrmuschel zugeführt, was eine Art Simulation von freiem Schallwelleneinfall unten und/oder unten-vorne anregt.
Basierend auf diesen akusto-mechanischen Grundlagen-Erkenntnissen kann das Ausmaß der Vorne-Ortbarkeit von Schallereignissen dadurch auch individuell einstellbar bzw. veränderbar optimiert werden, dass der Schallreflektor sich vorteilhafterweise parallel zur Sichtrichtung des Kopfhörer- Nutzers erstreckt, auf der jeweiligen Ohrmuschel eines Kopfhörer-Nutzers zugewandten Innenseite des jeweiligen Planar-Schallwandlers in einer mittig-oberen Randzone vorteilhafterweise ein parallel zur Sichtrichtung des Kopfhörer-Nutzers verlaufendes ausgebildetes, frequenz-pegelbezogen geringfügig schalldämpfendes Element angeordnet ist, das schalldämpfende Element sich vorteilhafterweise parallel zur Sichtrichtung des Kopfhörer-Nutzers erstreckt, das schalldämpfende Element zur Dämpfung hoher Tonsignal-Frequenzen, vor allem von zirka 300 Hz bis 10 kHz, bevorzugt von 500 kHz bis 3 kHz vorteilhafterweise ausgelegt ist, eine außermittige Zone (ohrmuschel-zu/abgewandter Bereich sowie ohrmuschelgegenüberliegender Bereich zwischen der oberen Randzone und der unteren Randzone der Vorder- und Rückseite des Planar-Schallwandlers ungedämpft akustisch durchlässig ist.
Im Falle eines magnetostatisch angetriebenen Planar-Schallwandlers mit einer Membrane, die beidseitig von streifenförmigen, parallel zueinander verlaufenden, Magnet-Nord- und Südpolen umschlossen ist, die unter Ausbildung von Schalldurchlass-Spalten voneinander beabstandet sind, sind die Magnet-Nord- und Südpole und Schalldurchlass-Spalten unter Bezug auf die Sichtrichtung des Kopfhörernutzers vorteilhafterweise von hinten nach vorne schräg ansteigend verlaufend ausgerichtet sind. Bevorzugt schließt die Schrägausrichtung der Magnet-Nord- und Südpole und Schalldurchlass-Spalten des Membranantriebs einen Winkel von 10 bis 60 Grad, vor allem von 20 bis 45 Grad ein.
Nachfolgend wir die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig 1 schematisch eine Draufsicht eines Planarschallwandlers des erfindungsgemäßen Kopfhörers sowie rechts daneben eine Seitenansicht des Planarschallwandlers in seiner Nutzungsposition vor der Ohrmuschel eines Kopfhörer-Nutzers, und
Fig.2 die Draufsicht des Planarschallwandlers von Fig. 1 in einer um einer bezüglich seinem Normalenvektor gedrehten Nutzungsposition.
Wie jeder Kopfhörer mit einer linken und einer rechten Kopfhörer-Kapsel, umfasst auch der vorliegend zu erläuternde Kopfhörer in jeder Kopfhörerkapsel einen Schallwandler. Bei diesem Schallwandler handelt es sich vorliegend um einen großflächigen Planar- Schallwandler 10 mit einer schallabstrahlenden Membran 11. Der Planarschallwandler 10 ist als Magnetostat ausgebildet, d.h., seine nur wenige Mikrometer dicke und daher extrem massearme Membran in Gestalt einer wird elektromagnetisch angetrieben. Dieser Antrieb umfasst zueinander parallel verlaufende, voneinander beabstandete, die Membran 11 unter Abstand beidseitig umschließende Magnetstreifen, von denen jeweils eine Paar Magnetstreifen N,N bzw. S,S beidseits der Membran 11 dieselbe Polarität (Nord- oder Südpol) besitzen, wobei die aufeinanderfolgend angeordneten Magnetstreifenpaare N,N und S,S abwechselnd von der einen und der anderen Polarität sind. Die Membran 11 ist elektrisch leitend beschichtet und mit einer Audiosignalquelle verbunden, die die Membran, dem Audiosignal folgend aufgrund ihrer Anordnung zwischen den Magnetstreifenpaare N,N, und S,S in Schwingung versetzt, und Schall abzustrahlen.
Die Membran 11 ist eine rahmenförmige Halterung 12 eingespannt, die auch als Träger für die Magnetstreifenpaare N,N, und S,S fungiert.
In einem strichliert gezeigten unteren Bereich 14 ist auf der von der jeweiligen Ohrmuschel 13 eines Kopfhörer-Nutzers abgewandten Außenseite des Planar-Schallwandlers 10 in seiner unteren Randzone ein Schallreflektor 15 angeordnet; dergleichen ist der Schallreflektor 15 bedingt nach der Kopfhörer-Bauart (vergleiche offen / geschlossen bzw. schallundurchlässig oder schalldurchlässig; Ohrpolsterausführung usw.) ergänzt oder erweitert durch einen zum Schallreflektor 15 identischen Ergänzungs-Schallreflektor 15a. Der Schallreflektor 15 umfasst eine akustisch harte und dadurch reflektierende Folie oder durchgängige Kunststoffwand (siehe Schallreflektor 15 und/oder Ergänzungsschallreflektor 15a), durch welche die Schallabstrahlung des vor dieser Folie und/oder Kunststoffwand sitzenden Bereichs der Membran 11 durch Reflexion am Schallreflektor verstärkt reflektiert wird. In wieweit also im Bereich 14 und/oder im zentralen Bereich 20 (s. unten9 ein akustisch „harter" Schallreflektor flächenreduziert angeordnet ist oder raumklangbild- optimierend außerdem im mittigen Bereich 15a ohrmuschel-abgewandt ein flächen-erweiterter „harter" Ergänzungs- Schallreflektor vorgegeben ist bezieht sich auf die akustische Ausgestaltungsform des jeweiligen Kopfhörers als eher offenen, teilgeschlossenen oder geschlossenen ausgestalteten Raumklang-Kopfhörers; siehe u.a. auch Ohrpolstervarianten oder Kopfhörergehäuse (bzw. Kopfhörerkapseln) wie in etwa im Bassbereich schließend oder schallundurchlässig sowie entweder im unteren Mittenfrequenzbereich bis in den Hörhöchstfrequenzbereich schalldurchlässige Ohrpolstervarianten, welche dies beeinflussend vorgeben. Dieser reflektierte und in Summe mit dem Direktschall verstärkte Schallanteil interagiert mit dem gegenüberliegenden Bereich der Ohrmuschel (als richtungsspezifisches, frequenzabhängiges Filterrelief) unter Erzeugung einer planaren Schallwelle, die von schräg unten nach oben ein (nicht 90 Grad senkrecht abstrahlend sondern mit einem Winkel ungleich 90 Grad in den Gehörgang 16 eintritt und im Gehör eine Nahfeld-Schallrichtungsänderung zugunsten einer horizontalen Vorneortung von Hörereignissen hervorruft.
Ferner ist im strichliert gezeigten Bereich 14 auf der von der jeweiligen Ohrmuschel 13 eines Kopfhörer-Nutzers zugewandten Außenseite des Planar-Schallwandlers 10 (unmittelbar vor dem Gehörgang 16) ein Dämpfungselement 17 angeordnet, das ein maximal geringfügig oder nicht dämpfendes, einige zehntel Millimeter starkes Flies umfasst, das für die Bass- und Höhen-Abstrahlung der Membran 11 „quasi offen" ist und mittlere Frequenzanteile (so um zirka 500 Hz bis 3 kHz) des abgestrahlten Schall in sehr geringem Umfang dämpft, um ein Schalldurchlassverhalten bereitzustellen, das eine additive Hochfrequenz-Erzeugung um zirka 3 bis mindestens 20 kHz vor dem Ohrläppchen 18 der Ohrmuschel 13 bereitstellt, wodurch die Vorneortung optimiert wird.
Ein strichliert gezeigten oberer Bereich 19 des Planar-Schallwandlers 10 ist beidseits dieses Wandlers akustisch komplett über den gesamten Audiosignal-Frequenzbereich offen, um dort vornehmlich eine ungehinderte Schallabstrahlung oder akustischen Wellendurchlass der Membran 11 hin zum Ohr / Ohrmuschel über den gesamten Audio-/Frequenzbereich zu gewährleisten.
In Zusammenfassung ist ein strichliert gezeigter zentraler Bereich 20 des Planar- Schallwandlers 10 angrenzend an den unteren Bereich 14 und den oberen Bereich 19 beidseits diese Wandlers entweder akustisch „hart" reflektierend bzw. undurchlässig oder alternativ zur Ohrmuschel 13 hin gerichtet akustisch entweder teilweise durchlässig und/oder mittels aufgebrachtem Dämpfungsmaterial im niedrigeren bis mittleren Frequenzbereich (so in etwa im Tiefmittentonbereich bis 10 kHz bzw. vorzugsweise bis 3 kHz im geringen Umfang gedämpft.
Wie in Fig. 2 gezeigt, sind die Magnetstreifenpaare N,N, und S,S des elektrostatischen Antriebs des Planarschallwandlers 10 und die dazwischen frei gelassenen Schalldurchlass- Spalten 21 unter Bezug auf die Sichtrichtung des Kopfhörernutzers vorteilhafterweise von hinten nach vorne schräg ansteigend verlaufend ausgerichtet. Bevorzugt schließt die Schrägausrichtung der Magnetstreifenpaare N,N, und S,S und Schalldurchlass-Spalten 21 einen Anstieg- bzw. Drehwinkel 20 (bzw. a) von 10 bis 60 Grad, vor allem von 20 bis 45 Grad ein. Bezugszeichenliste
Planarschallwandler
Membran
Halterung
Ohrmuschel unterer Bereich
Schallreflektor a Ergänzungs-Schallreflektor
Gehörgang
Dämpfungselement
Ohrläppchen oberer Bereich zentraler Bereich
Schalldurchlass-Spalten
Anstieg- bzw. Drehwinkel a

Claims

Patentansprüche
1. Kopfhörer mit einer linken und einer rechten Kopfhörer-Kapsel in der jeweils ein magnetostatisch angetriebener Planar-Schallwandler (10) mit einer schallabstrahlenden Membran (11) aufgenommen ist, wobei und die Membran (11) beidseitig von streifenförmigen, parallel zueinander verlaufenden, Magnet-Nord- und Südpolen (NN, SS) umschlossen ist, die unter Ausbildung von Schalldurchlass-Spalten (21) voneinander beabstandet sind, dadurch gekennzeichnet, dass auf der von der jeweiligen Ohrmuschel (13) eines Kopfhörer-Nutzers ohrmuschel-abgewandten Außenseite des Planar- Schallwandlers (10) in einer unteren Randzone (unterer Bereich 14) ein Schallreflektor (15) angeordnet ist, und die Magnet-Nord- und Südpole und Schalldurchlass-Spalten (21) unter Bezug auf die Sichtrichtung des Kopfhörernutzers von hinten nach vorne schräg ansteigend (22) verlaufend ausgerichtet sind.
2. Kopfhörer nach Anspruch 1, wobei sich der Schallreflektor (15) parallel zur Sichtrichtung des Kopfhörer-Nutzers erstreckt.
3. Kopfhörer nach Anspruch 1 oder 2, wobei auf der jeweiligen Ohrmuschel (13) eines Kopfhörer-Nutzers zugewandten Innenseite des jeweiligen Planar-Schallwandlers (10) in einer mittlere Randzone (mittlerer Bereich 17) ein parallel zur Sichtrichtung des Kopfhörer- Nutzers verlaufend ausgebildetes akustisch geringfügig oder leicht schalldämpfendes Element angeordnet ist.
4. Kopfhörer nach Anspruch 3, wobei das schalldämpfende Element parallel zur Sichtrichtung des Kopfhörer-Nutzers erstreckt.
5. Kopfhörer nach Anspruch 3 oder 4, wobei das schalldämpfende Element zur Dämpfung im wesentlichen mittlerer Tonsignal-Frequenzen, vor allem von zirka 300 Hz bis 10 kHz, bevorzugt von 500 kHz bis 3 kHz ausgelegt ist.
6. Kopfhörer nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei eine außermittige Zone (ohrmuschel-zu/abgewandter Bereich sowie ohrmuschel-gegenüberliegender Bereich) zwischen der oberen Randzone und der unteren Randzone der Vorder- und Rückseite des Planar-Schallwandlers ungedämpft akustisch durchlässig ist.
7. Kopfhörer nach Anspruch 6, wobei die Schrägausrichtung der Magnet-Nord- und Südpole (NN, SS) und Schalldurchlass-Spalten (21) einen Anstiegswinkel (22) von 10 bis 60 Grad, vor allem von 20 bis 45 Grad einschießt.
8. Kopfhörer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Kopfhörerkapsel auf der vom Ohr des Kopfhörer-Nutzers abgewandten Seite akustisch offen ist.
9. Kopfhörer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Kopfhörerkapsel und/oder Ohrpolster-Umrandung der Ohrmuschel (13) abgesehen von der dem Ohr des Kopfhörer- Nutzers zugewandten Seite insbesondere für den Audio-Frequenzbereich unterhalb von 1 kHz sowie insbesondere kleiner 300 Hz akustisch geschlossen ausgebildet ist.
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