Nach dem derzeitigen Stand der Technik
steht keine Vorrichtung zur Verfügung,
die das Abhören mehrkanaliger, im
Besonderen stereophoner Signale mittels
einer am Kopf zu tragenden Apparatur so
ermöglicht, daß eine annähernd
naturgetreue, im Besonderen räumliche
Darstellung des Tondokumentes, soweit
es mehrkanalig im Besonderen
stereophon abgemischt vorliegt, gegeben
ist. Besondere Nachteile sind, daß
Signale, die am äußersten Rand des
Hörpanoramas positioniert sind, sich
direkt neben dem Öhr zu befinden
scheinen und daß Signale in mittiger
Position des Hörpanoramas sich im oder
über dem Kopf zu befinden scheinen;
insbesondere als störend wird das
Abhören monauraler Tonsignalquellen
empfunden, die sich unmittelbar vor dem
oder im Kopf des Hörenden zu befinden
scheinen.According to the current state of the art
no device is available,
listening to multi-channel, in
Special stereophonic signals using
an apparatus to be worn on the head like this
allows an approximate
lifelike, especially spatial
Presentation of the sound document, so far
it multi-channel in particular
stereophonic mixed is given
is. Particular disadvantages are that
Signals at the very edge of the
Audio panoramas are positioned themselves
right next to the eye
seem and that signals in the middle
Position of the hearing panorama in or
seem to be over the head;
this is particularly annoying
Listening to monaural sound sources
felt immediately before the
or in the head of the listener
seem to be.
Es existieren zur Lösung dieses Problems
Vorschläge, deren Aufgabe es ist, den
fehlenden räumlichen Klangeindruck, wie
es bei der klassischen Anordnung der
Wandler W eines Kopfhörers, die direkt
auf das Trommelfell gerichtet sind, der
Fall ist, herzustellen.There are solutions to this problem
Proposals whose task is to
lack of spatial sound impression, like
it with the classic arrangement of the
Converter W of a headphone that directly
are directed to the eardrum, the
Case is to manufacture.
Diese Lösungsvorschläge lassen sich in
zwei Gruppen einteilen:
These proposed solutions can be divided into two groups:
-
1. Vorrichtungen oder vielmehr
Verfahren, die versuchen, mit Hilfe der
modernen Datenverarbeitungstechnik die
für das menschliche Ohr typischen
Verzerrungen künstlich mit
mathematischen Algorithmen
nachzuahmen und so das am Trommelfell
eintreffende Signal mit einer
Rauminformation zu versehen und damit
mit Hilfe herkömmlich angeordneter 4
Wandler W die Trommelfelle des rechten
und linken Ohres zu beschallen.
Erfahrungsgemäß hat diese
Vorgehensweise immer noch Mängel; so
steht die Mitte des Hörpanoramas höher
als die Seiten. Ein weiterer Nachteil ist,
daß das Tonsignal vor der
Datenverarbeitung digitalisiert werden
muß und nach diesem Prozeß wieder
zurückgewandelt werden muß. Dabei
geht der ursprüngliche Klangeindruck
analoger Schallquellen selbstverständlich
verloren, zudem ist der apparative
Aufwand sehr hoch.1. Devices or rather
Procedures that try using the
modern data processing technology
typical of the human ear
Artificially using distortions
mathematical algorithms
imitate and so on the eardrum
incoming signal with a
To provide spatial information and thus
using conventionally arranged 4th
Transducer W the eardrums of the right
and the left ear.
Experience has shown that this
Procedure still shortcomings; so
the center of the audio panorama is higher
than the pages. Another disadvantage is
that the sound signal before the
Data processing can be digitized
must and after this process again
must be converted back. there
goes the original sound impression
analog sound sources, of course
lost, moreover, the apparatus
Very high effort.
-
2. Vorrichtungen, die die Position der
Wandler W mit Bezug zum Außenohr so
variieren, daß ein gewisser räumlicher
Eindruck entsteht. Der erreichte Effekt ist
allerdings nicht vollständig und die
Ortbarkeit der Schallereignisse kommt dem
natürlichen Hörempfinden nicht sehr nahe.
Als Untergruppe dieser Lösungsansätze
könnte man eine spezielle Variante von
Ohrknopfhörern auffassen, die allerdings
schon aufgrund der Abmessung ihrer
Wandler W keine sehr hohe
Übertragungsqualität besitzen.2. Devices that control the position of the
Transducer W with reference to the outer ear see above
vary that a certain spatial
Impression is created. The effect achieved is
however not completely and the
The location of the sound events comes
not very close to natural hearing.
As a subset of these approaches
you could get a special variant of
Take earbuds, however
based on the dimensions of their
Converter W is not a very high one
Have transmission quality.
Eine neuere wissenschaftliche Arbeit legt
dar, wie die als
'Außenohrübertragungsfunktion (AOÜF)'
bezeichnete schallformende Eigenschaft
des menschlichen Außenohres im Detail
funktioniert (Johann Maximilian
Burchard, Eckhard Irrgang und Burghard
Andresen, Die Funktion der
menschlichen Ohrmuschel, Spektrum der
Wissenschaft Juni 1997, S. 66-74). Die
aus dieser Arbeit zu entnehmende
besondere Eigenschaft der menschlichen
Ohrmuschel bietet nun einen neuen
Ansatz, um einen Kopfhörer zu
entwickeln, der dem Hörenden eine
räumliche Empfindung eines
mehrkanaligen, im speziellen eines
stereophonen Tonsignals oder eines auf
beide Ohren gegebenen Monosignals
vermittelt. Der Effekt wird dadurch
erreicht, daß die Wandler W bei beiden
Ohren auf den aus der erwähnten Arbeit
hervorgehenden relevanten Abschnitt der
menschlichen Ohrmuschel gerichtet
werden. Im weiteren Verlauf wird die
akustische Information durch die
Ohrmuschel genauso prozessiertwie beim
natürlichen Hörvorgang. Entscheidend
für die Ortbarkeit von Schallereignissen
im Raum scheint dabei ein etwa 13 bis 18 mm
großer Abschnitt der Ohrmuschel zu
sein, der sich im oberen Bereich der
Anthelix vor ihrer Gabelung, also mit
Bezug auf den Gehörgang-Eingang nach
oben versetzt, befindet. Der am Ohr
eintreffende Schall wird hier geteilt und
läuft zum einen entlang der unteren
Flanke der Anthelix zur Concha und in
den Gehörgang, und zum anderen durch
die obere Flanke der Anthelix nach oben
in die wie eine Flüstergalerie
ausgebildete Krempe der oberen Helix,
von dort durch die Helixwurzel in den
Hinteren Bereich der Concha, hierin nach
unten und schließlich durch den
Antitragus nach oben gelenkt in den
Gehörgang. Der Laufzeitunterschied, der
hierdurch zwischen beiden Signalwegen
entsteht, beträgt etwa 0.2 ms. Diese
Information wird offenbar vom Hörareal
des Cortex dazu benutzt, um die
räumliche Ortung der Schallquelle
vorzunehmen. Eine weitere Rolle scheint
dabei die Verformung der beiden
Schallsignale, die jedes Schallereignis auf
diese Weise hervorruft, mit Bezug auf die
Amplitude zu spielen. Die ausgeprägteste
Ausformung der beiden Wellenberge
erscheint dabei bei einer seitlichen
Position der Schallquelle in einem
Winkel von 45° zur Medianebene. Eine
weitere Verformung läßt sich bei
vertikaler Bewegung der Schallquelle
beobachten.A more recent scientific work puts
represent how the as
'Outer ear transfer function (AOÜF)'
designated sound-shaping property
of the human outer ear in detail
works (Johann Maximilian
Burchard, Eckhard Irrgang and Burghard
Andresen, The function of
human auricle, spectrum of
Science June 1997, pp. 66-74). The
to be extracted from this work
special characteristic of human
Auricle now offers a new one
Approach to headphones too
develop one for the listener
spatial sensation of a
multi-channel, especially one
stereophonic sound signal or one
both ears given mono signal
mediated. The effect is this
achieved that the converter W in both
Ears on the from the work mentioned
emerging relevant section of the
human auricle
become. In the further course the
acoustic information by the
Processed auricle exactly as with
natural hearing process. Crucial
for the location of sound events
in the room there appears to be about 13 to 18 mm
large section of the auricle too
be in the upper part of the
Anthelix before her fork, so with
Regarding the ear canal entrance after
offset above. The one on the ear
incoming sound is divided here and
runs along the lower one
Flank the anthelix to the concha and in
the ear canal, and through to the other
the top flank of the anthelix up
like a whispering gallery
trained brim of the upper helix,
thence through the helix root into the
Posterior area of the concha, hereinafter referred to
below and finally through the
Antitragus directed upwards into the
Ear canal. The runtime difference that
hereby between the two signal paths
is about 0.2 ms. This
Information is apparently from the listening area
of the cortex used to the
spatial location of the sound source
to make. Another role seems
thereby the deformation of the two
Sound signals that indicate every sound event
that way, with reference to the
Play amplitude. The most pronounced
Formation of the two wave crests
appears on a side
Position of the sound source in one
Angle of 45 ° to the median plane. A
further deformation can be
vertical movement of the sound source
observe.
Eine Nutzung dieser Signalaufbereitung
durch das menschliche Außenohr für den
Bau eines Kopfhörers ist die Aufgabe der
vorgelegten Entwicklung. Dabei reicht
der beschriebene Effekt aus, um beim
Abhören mehrkanaliger, im Besonderen
stereophoner Tonsignale einen
räumlichen Höreindruck zu gewinnen,
wenn man die Wandler W eines
Kopfhörers genau auf die beschriebene
Struktur ausrichtet bzw. eventuell mit
Hilfe eines geeigneten Traggestells
ausrichtbar macht.Use of this signal processing
through the human outer ear for the
Building a headphone is the job of
submitted development. It is enough
the effect described in order to
Monitoring multi-channel, in particular
stereophonic sound signals
to gain spatial listening impression
if you convert the converter W one
Headphones exactly to the described
Aligns structure or possibly with
With the help of a suitable support frame
alignable.
Die grundlegende Eigenschaft eines so
konstruierten Kopfhörers ist die
Anordnung seitlich vom Kopf einige cm
vor dem Ohr und etwa 2-4 cm oberhalb
des Gehörgang-Eingangs (Zeichnung
Seite 1). Die Wandler W sind dabei in
einem Winkel von etwa 45° auf den
oberen Teil der Anthelix ausgerichtet.
Damit erreicht der der Schall das Ohr in
dem oben beschriebenen Sinne, daß das
Schallsignal von der Ohrmuschel geteilt
wird und auf den beiden Schallwegen der
Ohrmuschel wie beschrieben den
Gehörgang und schließlich das
Trommelfell erreicht. Der so beim
Abhören mehrkanaliger, im Besonderen
stereophoner Tonsignalquellen erreichte
Höreindruck ist stark räumlich ausgeprägt
sowohl im Sinne einer räumlichen Tiefe
als auch in der Breite des Hörpanoramas.
Das gesamte Panorama ist dabei völlig
eben, und liegt deutlich vor dem
Hörenden. Insbesondere trifft dies auch
auf monaurale Tonsignalquellen zu, die
sich ebenfalls deutlich vor dem Hörenden
zu befinden scheinen, wenn sie simultan
auf beide Ohren gegeben werden.The basic quality of such a thing
constructed headphone is the
Arrangement a few cm to the side of the head
in front of the ear and about 2-4 cm above
of the ear canal entrance (drawing
Page 1). The converters W are in
at an angle of about 45 ° to the
upper part of the anthelix.
So that the sound reaches the ear in
the sense described above that
Sound signal shared by the auricle
is and on the two sound paths the
Auricle as described
Ear canal and finally that
Tympanic membrane reached. The so at
Monitoring multi-channel, in particular
stereophonic sound signal sources reached
The auditory impression is very spatial
both in terms of spatial depth
as well as in the width of the audio panorama.
The entire panorama is complete
just, and is clearly ahead of
Hearing. This is particularly true
towards monaural sound sources that
also clearly in front of the listener
seem to be located when they are simultaneous
be given to both ears.
Die beschriebene Wirkung der
Ausrichtung der Wandler W auf das
Außenohr in der beschriebenen Weise
kann durch die Montage der Wandler W
in einen Schalltrichter, der den Schall bis
zur Ohrmuschel führt, verbessert
werden. Der Trichter ist dabei dergestalt,
daß er einem Rohr mit rundem oder
elliptischen Querschnitt entspricht, das in
einem Winkel von etwa 60° Grad gegehrt
abgeschnitten worden ist. Das andere
Ende wird stumpf, also in einem Winkel
von 90° abgeschnitten und in dieses Ende
der Wandler W eingesetzt. Durch die
Ausrichtung in einem Winkel von etwa
45° zur Medianebene liegt die dem
stumpfen Ende des Rohres mit dem
Wandler W gegenüberliegende Öffnung
des Rohres in einem Winkel von etwa
75° mit Bezug auf die Medianebene vor
der Ohrmuschel. Durch den gegehrten
Schnitt erreicht der Schall die
Ohrmuschel so, daß möglichst wenig
Schallenergie verloren geht.
Der erwünschte Effekt der Räumlichkeit
wird eventuell noch verbessert, wenn der
auf die Ohrmuschel aufteffende Schall
weiter auf den relevanten Anthelix-
Abschnitt konzentriert wird. Das wird
erreicht durch die Abschattung der
Concha vom eintreffenden Schall durch
eine entsprechende Ausführung des
Schalltrichters.The described effect of
Alignment of the transducer W on the
Outer ear in the manner described
can be achieved by installing the converter W
into a bell that up the sound
leads to the pinna, improved
become. The funnel is
that he has a tube with a round or
elliptical cross section corresponds to that in
mitered at an angle of about 60 degrees
has been cut off. The other
The end becomes blunt, i.e. at an angle
cut off from 90 ° and into this end
the converter W used. Through the
Alignment at an angle of approximately
The is 45 ° to the median level
blunt end of the tube with the
Transducer W opposite opening
of the pipe at an angle of about
75 ° with respect to the median level
the auricle. By the mitered
The sound reaches the cut
Ear cup so that as little as possible
Sound energy is lost.
The desired spatial effect
may be improved if the
sound hitting the auricle
further on the relevant anthelix
Section is concentrated. It will
achieved by shadowing the
Concha from the incoming sound
a corresponding version of the
Bell.
Eine weitere Verbesserung kann erreicht
werden, wenn der zum Hinterkopf
gelegene Rind des Trichters etwas
umgebogen wird derart, daß der Rand
zum Kopf hin in einem Winkel von etwa
45° umgebogen wird.A further improvement can be achieved
when the back of the head
the cattle of the funnel
is bent so that the edge
towards the head at an angle of about
Is bent 45 °.
Beide Trichter werden symmetrisch für
das linke und das rechte Ohr ausgeführt
und an einem auf oder an dem Kopf zu
tragendes Gestell montiert derart, daß sie
wie oben beschrieben seitlich des Kopfes
gehalten werden und auf die
Ohrmuscheln ausgerichtet werden
können. Die gesamte Konstruktion
erfordert dabei keinen besonders großen
Aufwand.Both funnels become symmetrical for
the left and right ear executed
and on one on or on the head
supporting frame mounted in such a way that it
to the side of the head as described above
be held and on the
Ear cups are aligned
can. The whole construction
does not require a particularly large one
Expenditure.