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Gegenstand der Erfindung ist ein Kopfhörer, vorzugsweise mit einem in der Gebrauchslage am Ohr anliegenden oder das Ohr umschliessenden ringförmigen Dichtungswulst aus weichem, nachgiebigem, gegebenenfalls elastischem Material, welcher Dichtungswulst bei aufgesetztem Hörer einen Kopplungsraum zwischen der vom elektroakustischen Wandler angetriebenen Membran und dem Gehöreingang nach aussen weitgehend abschliesst und aus dem Kopplungsraum wenigstens ein Schallweg zur Rückseite der Wandlermembran und gegebenenfalls wenigstens ein Schallweg zu einem akustisch wirksamen Hohlraum geführt sind, welcher
Kopfhörer gemäss dem Stammpatent Nr. 330868 in den verschiedenen Schallwegen passive, schwingungsfähige
Membranen mit definierter Eigenresonanz aufweist, die in der Begrenzung des Kopplungsraumes angeordnet sind.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist nun in Betracht gezogen worden, dass sie auch auf jene
Konstruktionen von Kopfhörern zweckmässig und vorteilhaft anwendbar ist, bei denen zwischen der am Ohr anliegenden oder dieses umschliessenden Hörermuschel und dem elektroakustischen Wandler ein räumlicher
Abstand vorhanden ist, wobei Hörmuschel und Wandler mittels einer akustischen Leitung miteinander verbunden sind.
Solche Konstruktionen sind unter der Bezeichnung "Stethoskophörer" oder "Unterkinnhörer" bekanntgeworden. Im einfachsten Falle benötigen derartige Kopfhörer für monaurales Abhören nur einen einzigen Wandler, von dem zwei federnde oder biegsame akustische Leitungen in Form von Rohren ausgehen, deren Enden in Ohrmuscheln oder Ohroliven münden.
Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf diese Konstruktionen. Sie kann auch dort angewendet werden, wenn akustische Leitungen zwischen Wandler und Ohr zur Erzielung einer Laufzeitverzögerung vorgesehen werden sollen.
Im allgemeinen werden jedoch derartige akustische Leitungen zur Schallübertragung zwischen Ohr und
Wandler nicht gerne benutzt, weil sogenannte Pfeifenresonanzen auftreten können, die das Klangbild merkbar verschlechtern. So treten beispielsweise bei einer Leitungslänge von 23 cm Resonanzerscheinungen auf, die bei
370,1110 und 1850 Hz liegen.
Sieht man im Sinne der Erfindung passive Membranen im Kopplungsraum vor, die auf diese Frequenzen abgestimmt und durch Zuordnung eines Reibungswiderstandes entsprechend gedämpft sind, lassen sich diese
Pfeifenresonanzen weitgehend unterdrücken, so dass für die gesamte Anordnung ein einwandfreier Frequenzgang zustandekommt.
Bei einem Kopfhörer, bei dem zwischen Wandler und Hörermuschel eine akustische Leitung in Form eines Rohres vorgesehen ist, liegt im Prinzip eine Aufteilung des Kopplungsraumes in zwei Kammern vor, die über die akustische Leitung verbunden sind. Die eine Kammer besteht aus dem Hohlraum vor der aktiven Wandlermembran, von dem die akustische Leitung ausgeht, die zweite Kammer liegt am Ende der Leitung und trägt die Hörermuschel mit dem in der Gebrauchslage das Ohr nach aussen abdichtenden weichen oder elastischen Wulst.
Die Weiterbildung der im Stammpatent beschriebenen Erfindung besteht nun darin, dass in der Kammer des Kopplungsraumes, die in der Gebrauchslage das Ohr aufnimmt, und gegebenenfalls auch in der Kammer des Kopplungsraumes, der an die aktive Membran des Wandlers anschliesst, die passiven, gegebenenfalls mit einem Reibungswiderstand gedämpften Membranen in von diesen Kammern ausgehenden Schallwegen angeordnet sind.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es gegebenenfalls zweckmässig, die Eigenresonanzen der passiven Membranen in denselben Frequenzbereich zu legen oder gleich zu machen, da es mit dieser Massnahme gelingt, besonders stark hervortretende Pfeifenresonanzen zu kompensieren oder eine bandfilterartige Wirkung zu erzielen, wenn beispielsweise durch äussere Einflüsse oder durch Besonderheiten der Konstruktion die eine oder die andere der Pfeifenresonanzen Schwankungen unterworfen ist. Eine bandfilterartige Wirkung ist auch dann von Nutzen, wenn Herstellungstoleranzen eine Rolle spielen, weil dadurch eine nachträgliche Abstimmung der passiven Membranen entfallen kann, solange die Resonanzfrequenz innerhalb der vorgesehenen Bandbreite des Dämpfungsbereiches der passiven Membran liegt.
Im Falle des Auftretens mehrerer störender Resonanzerscheinungen können erfindungsgemäss die passiven Membranen, gegebenenfalls entsprechend durch zugeordnete Reibungswiderstände gedämpft, einzeln oder in Gruppen auf die störenden Resonanzen und bzw. oder Unregelmässigkeiten im Frequenzgang abgestimmt sein.
Im folgenden sollen weitere Merkmale der Erfindung und Vorteile an Hand der Zeichnungen erläutert werden, in denen Fig. 1 in schematischer Darstellung das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip erkennen lässt, Fig. 2 eine Draufsicht auf die dem Ohr zugeordnete Kopplungskammer ist, Fig. 3 eine Verbindung der beiden Kopplungskammern des Kopplungsraumes ohne Geschwindigkeitstransformation, Fig. 4 hingegen eine solche mit Geschwindigkeitstransformation darstellt, Fig. 5 vergleichende Frequenzgänge zeigt, Fig. 6 einen Querschnitt durch einen mit den erfindungsgemässen Mitteln ausgestatteten Unterkinn-Hörer vorstellt, Fig. 7 eine Querschnittsdarstellung des als akustische Leitung dienenden Rohres ist und Fig. 8 eine Variante für den Abschluss der im Gebrauch mit dem Gehöreingang gekoppelten Kammer des Kopplungsraumes darstellt.
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einem ringförmigen Luftspalt eines Magnetsystems-3-beweglichen Tauchspule-2-und einer mit dieser fest verbundenen Membran --1-- vorgesehen. Vor der Membran befindet sich die Luftkammer--4-, an die
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eine akustische Leitung --5-- angeschlossen ist, die in der Luftkammer --6-- mündet. Diese Kammer ist in bekannter Weise mit einem ringförmigen, weichen und bzw. oder elastischen Wulst --9-- versehen, der das
Ohr --10-- dicht umschliesst. In der festen Begrenzungswand dieser Kammer --6-- sind beispielsweise vier passive Membranen --7-- vorgesehen, die nach aussen führen und denen die Reibungswiderstände --8-- zugeordnet sind.
Die geometrische Anordnung der Membranen --7-- bzw. der Reibungswiderstände --8-- kann Fig. 2 beispielsweise entnommen werden. Unter Umständen sind die passiven Einzelmembranen auch durch eine einzige, ringförmige, die Mündung der akustischen Leitung --5-- umschliessende passive Membran ersetzbar, der entsprechende Reibungswiderstand wird dann zweckmässigerweise eine der Membran ähnliche
Gestalt aufweisen.
Selbstverständlich kann auch die Kopplungskammer --4-- vor der aktiven Membran--1--mit passiven Membranen oder mit einer einzigen ausgerüstet sein, was davon abhängt, welche Qualitätsforderungen an den Frequenzgang des Hörers gestellt werden und wie weit der Mehraufwand wirtschaftlich gerechtfertigt ist.
Die Ankopplung der aktiven Wandlermembran --1-- an die akustische Leitung, die zur
Kopplungskammer am Ohr führt, kann mit oder ohne Geschwindigkeitstransformation vorgenommen werden. In
Fig. 3 z. B. ist eine Ausführung beschrieben bzw. dargestellt, die ohne Geschwindigkeitstransformation arbeitet.
An die aktive Wandlermembran --11-- mit gegebenem Durchmesser schliesst sich unmittelbar die akustische Leitung --12-- an, die in der Kammer --13-- mündet. Der einfacheren Darstellung wegen ist an Stelle der vollständigen Konstruktion nur die Ohrimpedanz-15-in Form eines kurzen rohrförmigen Ansatzes - -15-- angedeutet. Im Sinne der Erfindung sind rund um die Einmündung der akustischen Leitung-12- in der Begrenzung der Kammer --13-- die passiven Membranen --14-- vorgesehen, die, wie schon früher bemerkt, auch durch eine einzige, ringförmige Membran ersetzt werden können.
Fig. 4 zeigt in stark vereinfachter Darstellung das Schema eines Hörers mit Geschwindigkeitstransformation zwischen der Kammer --17-- vor der Wandlermembran-16-und der Kammer --19-- am Ohr mit der
Ohrimpedanz-21--. Die beiden Kammern--17, 19--sind nämlich mittels eines akustischen Leiters in
Form eines Rohres --18-- miteinander verbunden, dessen Querschnitt geringer ist als die Membranfläche der Membran--16--und der Kopplungskammer--19--.
Es hat sich gezeigt, dass die Erfindung mit vollem Effekt sowohl bei einer Ausführung mit Geschwindigkeitstransformation als auch bei einer Ausführung ohne diese eingesetzt werden kann. Das Ergebnis ist in beiden Fällen gleich, wie beispielsweise den in Fig. 5 gezeigten Kurven entnommen werden kann.
Bei Verwendung passiver Membranen im Sinne der Erfindung erhält man die Kurve a, die einen durchaus ausgeglichenen Verlauf zeigt. Ersetzt man die passiven Membranen durch einen schallharten Abschluss, so ergibt sich die Kurve b. Es zeigt sich eine überhöhung im Frequenzbereich zwischen 100 und 500 Hz und ein sehr unruhiger Verlauf mit mehreren Spitzen und Tälern im darüberliegenden Frequenzbereich.
Die linearisierende Wirkung der erfindungsgemässen Massnahme bei Kopfhörern aller Art ist daher klar ersichtlich.
Ein praktisches Anwendungsbeispiel zeigt Fig. 6, die einen vollständigen Unterkinnhörer für monaurale Wiedergabe mit einem einzigen Schallwandler für beide Ohren schematisch im Schnitt darstellt.
Der einzige elektroakustische Wandler --23-- mit der Membran --24-- speist symmetrisch eine als akustischer Leiter wirkende hohle Gabel-22-, deren Querschnitt in Fig. 7 beispielsweise dargestellt ist. An jedem Ende der Gabel --22-- ist eine Kopplungskammer --26-- vorgesehen, die mittels Ohrpolster - dicht am Kopf aufsitzt. In der Begrenzungswand der Kopplungskammer --26-- sind mehrere erfindungsgemässe passive Membranen --28-- eingesetzt, die in Schallwegen liegen, die ins Freie oder in sonstwie wirksame akustische Hohlräume, die offen oder geschlossen sein können, führen. Der Schall gelangt aus der akustischen Leitung --22-- und die Öffnung --25-- in die Kopplungskammer-26--.
Ein Schutzgitter --30-- verhindert eine Beschädigung der passiven Membranen --28-- sowie der ihnen zugeordneten Reibungswiderstände--29--.
Der akustische Leiter ist aus einem Material gefertigt, das eine ausreichende Elastizität aufweist und der Gabel --22-- die Eigenschaften eines federnden Bügels erteilt.
An Stelle des ringförmigen Wulstes, der den Abschluss des Kopplungsraumes nach aussen bewirkt, kann auch ein ringförmiger Hohlkörper --31-- verwendet werden, der das Ohr umschliesst und bzw. oder an das Ohr gehängt wird, wie dies Fig. 8 entnehmbar ist. Der zweckmässigerweise aus Gummi oder Kunststoff geringer Shorehärte hergestellte schalenförmige Hohlkörper --31-- ergibt schon bei einem sanften Druck des als U-förmiger Bügel ausgebildeten akustischen Leiters--22--einen relativ dichten Abschluss am Ohr. Der innere Rand-32-des Hohlkörpers-31-greift in eine Nut des Gehäuses --33-- ein, das einen Bestandteil der Kopplungskamemr --26-- bildet, in die die akustische Leitung --22-- mündet.