DE10061837A1 - Valuation of treble sound pattern for head-set ear pieces, has tubular elements inclined or unevenly aligned to hearing path of earpiece - Google Patents
Valuation of treble sound pattern for head-set ear pieces, has tubular elements inclined or unevenly aligned to hearing path of earpieceInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Kopfhörer mit einem Schallwandler-Aufnahmegehäuse, einer Schallwand und zumindest einer in dieser angeordneten Schallwandleranordnung, enthal tend einen Hochtonschallwandlerbereichbereich.The invention relates to a headphone with a transducer housing, one Baffle and at least one arranged in this transducer arrangement tends to be a high frequency transducer area.
Üblicherweise ist die Schallwandleranordnung des in Rede stehenden Kopfhörers als Ko axialschallwandler aufgebaut mit einem Tiefmitteltonschallwandlerbereich, vor welchem koaxial ein Hochtonschallwandlerbereich angeordnet ist. Der erwünschte Frequenzgang wird üblicherweise bei Kopfhörer mit einem derartigen Schallwandler dadurch erreicht, daß der Wirkungsgrad des Hochtonschallwandlerbereichs auf demjenigen des Tiefmittel tonschallwandlerbereichs abgestimmt ist. Weichen wie bei Lautsprechern zwischen den Schallwandlern sind nicht üblich. Vielmehr kommt eine aufwendige digitale Frequenz gangentzerrung (DSP) zum Einsatz. Im übrigen kann der Frequenzgang des Koaxial schallwandlers beeinflußt werden durch die Ausbildung der Schallwand, durch das Refle xionsvermögen derselben, des Kopfpolsters und dergleichen.Usually the transducer arrangement of the headphone in question is a Ko axial transducer built with a low-mid range transducer, in front of which A tweeter area is arranged coaxially. The desired frequency response is usually achieved with headphones with such a transducer, that the efficiency of the high-frequency transducer area on that of the low-mid sound transducer range is matched. Crossovers like speakers between the Sound transducers are not common. Rather, there is a complex digital frequency gear equalization (DSP) is used. Otherwise, the frequency response of the coaxial sound transducer are influenced by the formation of the baffle, by the Refle Xions ability of the same, the head cushion and the like.
Der Erfindung steht die Aufgabe zugrunde, einen Kopfhörer der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine gezielte Manipulation des Frequenzgangs mit einfachen Mitteln zur Optimierung der Schallabstrahlung von dessen Schallwandleranordnung gewährleistet.The invention has for its object a headphones of the type mentioned to create a targeted manipulation of the frequency response with simple means for Optimization of the sound radiation from its transducer arrangement guaranteed.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbil dungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This problem is solved by the features of claim 1. Advantageous further education the invention are specified in the subclaims.
Die Erfindung basiert demnach auf einem speziellen Schallführungsrohr, welches vor dem Hochtonschallwandlerbereichbereich der Schallwandleranordnung mit einem Ende positi oniert ist, wobei das andere Ende des Schallführungsrohrs zum Ohr des Kopfhörernutzers gerichtet ist. Diese Maßnahme gestattet eine verstärkte Hochtonbeschallung des Außenohrs und damit eine mechanische Hochtonentzerrung des Kopfhörers mit kostengünstigen und einfachen Mitteln. The invention is therefore based on a special sound guide tube, which before Tweeter area region of the sound transducer arrangement with one end positi is on, with the other end of the sound guide tube to the ear of the headphone user is directed. This measure allows an increased tweeting of the outer ear and thus a mechanical tweeter equalization of the headphones with inexpensive and simple means.
Durch den Verlauf des Schallführungsrohrs, auf dessen Längsmittenachse bezogen, kann der Hochtonschallanteil, der von der Schallwandleranordnung abgestrahlt wird, gezielt an das Ohr des Nutzers angekoppelt und gegebenenfalls gezielt zu dessen Gehörgang geleitet werden. Vorzugsweise kann das Schallführungsrohr auch so ausgerichtet sein, daß der von ihm transportierte Hochtonschallanteil nicht unmittelbar zum Gehörgang des Ohr sondern an eine beliebige Stelle des Außenohrreliefs gerichtet wird. Hierdurch wird erreicht, daß der Anteil des per Schallführungsrohr dem Ohr eines Nutzers zugeführte Hochtonschallan teil individuell Ohrmuschel-frequenzgangentzerrt in den Gehörgang des Ohrs geleitet wer den kann.Due to the course of the sound guide tube, based on its longitudinal center axis, can the high-frequency sound component, which is emitted by the sound transducer arrangement, specifically the user's ear is coupled and, if necessary, directed to the ear canal become. Preferably, the sound guide tube can also be aligned so that the it didn't transport the high-frequency sound component directly to the ear canal but anywhere in the outer ear relief. This ensures that the proportion of the tweeter supplied to the ear of a user via the sound guide tube Some of the ear cup frequency equalized equalized into the ear canal that can.
Insbesondere dann, wenn die Schallwandleranordnung des Kopfhörers zentrisch im jewei ligen Kopfhörergehäuse bzw. zum Gehörgang des Ohrs gerichtet angeordnet ist, wird eine Orientierung des Schallführungsrohr ausgehend von der Schallwand gewählt, die senkrecht zu dieser verläuft.Especially when the sound transducer arrangement of the headphones is centered in each case headphones housing or is directed towards the ear canal, a Orientation of the sound guide tube selected from the baffle that is vertical runs to this.
Entweder dann, wenn der Hochtonschallanteil per Schallführungsrohr nicht direkt zum Gehörgang geleitet werden soll oder dann, wenn die Schallwandleranordnung mit ihrem Hochtonschallwandlerbereichbereich nicht zentrisch im Kopfhörergehäuse sondern ver setzt zu diesem und damit nicht in Gegenüberlage zum Gehörgang angeordnet ist, wird eine Orientierung des Schallrohrs gewählt, die ausgehend von der Schallwand schräg von unten vorn nach oben hinten verläuft. Alternativ hierzu kann das Schallführungsrohr ge krümmt verlaufend gebildet sein.Either if the high-frequency sound component is not sent directly to the sound guide tube Ear canal or when the transducer assembly with your Tweeter area not centered in the headphone housing but ver sets to this and thus is not placed opposite to the ear canal an orientation of the sound tube is selected, which starts at an angle from the baffle runs from the bottom front to the top back. Alternatively, the sound guide tube can be ge to be curved.
In jedem Fall ist bevorzugt gewährleistet, daß das Schallführungsrohr vor dem Gehörgang des Ohrs unter Abstand vom Gehörgang endet, um eine Irritation des Ohrs in diesem be sonders empfindlichen Bereich zu vermeiden, die hervorgerufen würde, wenn das Schall führungsrohr in Kontakt mit dem Ohr gelangt.In any case, it is preferably ensured that the sound guide tube in front of the ear canal of the ear at a distance from the ear canal to irritate the ear in this be to avoid particularly sensitive area that would be produced if the sound guide tube comes into contact with the ear.
Die Gestaltung des Schallführungsrohrs kann in unterschiedlicher Weise getroffen sein, und zwar sowohl was die Form des Schallführungsrohrs selbst wie dessen Abmessung be trifft. The sound guide tube can be designed in different ways, both the shape of the sound guide tube itself and its dimensions meets.
Vorteilhafterweise ist das Schallführungsrohr zwischen 2 und 50 mm, bevorzugt zwischen 3 und 40 mm, bevorzugt zwischen 5 und 30 mm lang.The sound guide tube is advantageously between 2 and 50 mm, preferably between 3 and 40 mm, preferably between 5 and 30 mm long.
Der Durchmesser des Schallführungsrohrs entspricht bevorzugt in etwa dem Durchmesser des Hochton-Schallwandlerbereichs und er beträgt bevorzugt 0,5 mm bis 2 mm.The diameter of the sound guide tube preferably corresponds approximately to the diameter of the high-frequency transducer area and it is preferably 0.5 mm to 2 mm.
Um eine Beeinträchtigung der Schallabstrahlung des Hochtonschallwandlerbereichbereichs der Schallwandleranordnung zu vermeiden, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß das schallwandlerseitige Ende des Schallführungsrohrs in etwa an den Hochtonschallwandler bereichbereich angrenzt, ohne diesen jedoch zu berühren.To impair the sound radiation of the high-frequency transducer area to avoid the transducer arrangement, it is advantageously provided that the end of the sound guide tube on the transducer side approximately to the tweeter transducer area adjacent, but without touching it.
Wie bereits ausgeführt, sind unterschiedliche Formen des Schallwandlerrohrs möglich. Gemäß einer Variante besitzt das Schallwandlerrohr kreisförmigen Querschnitt. Gemäß einer alternative Variante weist das Schallwandlerrohr in Richtung auf das Ohr des Nutzers einen sich trichterartig erweiternden Verlauf auf. In jedem Fall ist zu einer optimalen Ein speisung von Schall aus dem Hochtonschallwandlerbereichbereich der Schallwandleran ordnung vorgesehen, daß das schallwandlerseitige Ende des Schallführungsrohr konzen trisch zum kreisförmigen Hochtonschallwandlerbereich verläuft.As already stated, different shapes of the transducer tube are possible. According to one variant, the sound converter tube has a circular cross section. According to an alternative variant, the transducer tube points towards the ear of the user a funnel-like course. In any case, an optimal one feeding sound from the high-frequency transducer area of the transducers Regulation provided that the sound transducer end of the sound conduit concentrate tric to the circular high-frequency transducer area.
Um das Schallführungsrohr möglichst nahe über seinen gesamten Querschnitt an das Ohr heranführen zu können, ist der zum Ohr weisende Rand des Schallführungsrohrs parallel zur Schallwand verlaufend gebildet.Around the sound guide tube as close as possible over its entire cross-section to the ear The edge of the sound guide tube pointing towards the ear is parallel formed running to the baffle.
Für das Material des Schallführungsrohrs kommen ebenfalls die unterschiedlichsten Mate rialien in Betracht. Bevorzugt sind Kunststoff und Metall.A wide variety of materials also come for the material of the sound guide tube rialien into consideration. Plastic and metal are preferred.
Aus herstellungstechnischen Gründen und aus Gründen der Herstellungskosten ist das Schallführungsrohr vorteilhafterweise materialeinheitlich bzw. integral mit der Schallwand bzw. deren Stützstruktur gebildet. For manufacturing reasons and manufacturing costs, this is Sound guide tube advantageously made of the same material or integral with the baffle or their support structure formed.
Ein bevorzugter Einsatz des erfindungsgemäßen Kopfhörers betrifft einen solchen mit de zentraler Schallwandleranordnung zur Erzeugung eines Vorneortungs-Schallfelds, daß dadurch erzielt wird, daß die Schallwandleranordnung ausgehend von der normalen zentri schen Anordnung im jeweiligen Kopfhörergehäuse nach unten vorne versetzt zu liegen kommt. In diesem Fall verläuft das Schallführungsrohr von schräg unten vorne geneigt in etwa zum Gehörgang und/oder zur Helix des beschallten Ohrs gerichtet.A preferred use of the headphones according to the invention relates to those with de central sound transducer arrangement for generating a pre-location sound field that is achieved in that the transducer arrangement starting from the normal centri arrangement in the respective headphone housing to be offset downwards at the front is coming. In this case, the sound guide tube is inclined from the front at the bottom directed towards the ear canal and / or the helix of the sonicated ear.
Bei jeder Ausführung des erfindungsgemäßen Kopfhörers ist ebenfalls zur Vermeidung einer Irritation eines Ohr vorgesehen, daß es am ohrseitigen Ende einen abgerundeten Rand aufweist.With each execution of the headphones according to the invention is also to avoid an irritation of an ear provided that there is a rounded end at the ear end Has edge.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert; in diesen zeigen:The invention is explained in more detail below using the drawings as an example; in show this:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein ohrumschließendes Gehäuse eines erfindungsgemäßen Kopfhörers mit zwei Schallwandleranordnungen, und Fig. 1 is a plan view of an ear-enclosing housing of a headphone according to the invention with two sound transducer arrangements, and
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein ohraufliegendes Gehäuse eines erfindungsgemäßen Kopfhö rers mit einer einzigen Schallwandleranordnung. Fig. 2 is a plan view of an on-ear housing of a headphone according to the invention with a single sound transducer arrangement.
Das in Fig. 1 gezeigte Gehäuse eines Kopfhörers, der zwei derartige Gehäuse zur Anord nung vor dem linken und rechten Ohr des Nutzers aufweist, ist in Fig. 1 nicht gezeigt. Ge zeigt ist in Fig. 1 die Stützstruktur 10 der Schallwand bzw. Luftvolumentrennwand durch welche das gezeigte Kopfhörergehäuse in Richtung auf das Ohr eines Nutzers abgeschlos sen ist. Die Stützstruktur 10 ist gitterartig gebildet und besteht beispielsweise aus einem Kunststoffspritzteil. Die Gitterstruktur bedarf im vorliegenden Fall keiner Erläuterung, weil sie keinen Beitrag zur Erfindung leistet.The housing of headphones shown in Fig. 1, which has two such housing for Anord voltage in front of the left and right ear of the user, is not shown in Fig. 1. Ge shows in Fig. 1, the support structure 10 of the baffle or air volume partition through which the headphone housing shown in the direction of the ear of a user is ruled out. The support structure 10 is formed like a lattice and consists, for example, of a plastic injection molded part. The lattice structure does not require any explanation in the present case because it makes no contribution to the invention.
Die Stützstruktur 10 umfaßt zwei nicht nähr gezeigte Aufnahmebereiche für zwei koaxiale Schallwandleranordnungen 11 und 12. Die beiden Schallwandleranordnungen 11 und 12 sind im vorliegenden Fall identisch aufgebaut und enthalten jeweils zwei koaxial angeord nete Schallwandlersysteme, nämlich einen durchmessergroßen Tiefmitteltonschallwand lerbereich 13, 14 und einen durchmesserkleinen im Zentrum dieses durchmessergroßen Schallwandlerbereichs liegenden Hochtonschallwandlerbereich 15, 16.The support structure 10 comprises two receiving areas, not shown, for two coaxial sound transducer arrangements 11 and 12 . The two sound transducer arrangements 11 and 12 are constructed identically in the present case and each contain two coaxially arranged transducer systems, namely a large-diameter low-mid-range baffle area 13 , 14 and a small-diameter high-frequency transducer area 15 , 16 located in the center of this large-diameter sound transducer area.
Der Koaxialschallwandler 11 ist in der Darstellung von Fig. 1 im linken unteren Quadran ten der Stützstruktur 10 angeordnet, der durch eine vertikale Achse A und eine Horizontal achse C begrenzt ist, und der Koaxialschallwandler 11 liegt in diesem Quadranten auf einer Geraden B.The Koaxialschallwandler 11 is in the illustration of FIG. 1 in the lower left of the support structure 10 Quadran th arranged, the C axis by a vertical axis A and a horizontal is limited, and the Koaxialschallwandler 11 is located in this quadrant on a straight line B.
In etwa im diametral gegenüberliegenden Quadranten, über diese Grenzen jedoch gering fügig sich hinaus erstreckend ist der Koaxialschallwandler 12 angeordnet.The coaxial transducer 12 is arranged approximately in the diametrically opposite quadrant, but extends slightly beyond these limits.
Die Schallwandler 11 und 12 nicht abdeckend ist auf der Stützstruktur 10 eine Schallwand ausgebildet, beispielsweise in Gestalt einer Filzauflage oder eines Metallblechs oder be vorzugt eines MU-Metallblechs. Die Anordnung der Struktur 10 sowie der Schallwandler 11 und 12 in bezug auf das Ohr 17 eines Kopfhörernutzers geht aus Fig. 1 ebenfalls hervor.The sound transducers 11 and 12 not covering a baffle is formed on the support structure 10 , for example in the form of a felt pad or a metal sheet or preferably an MU metal sheet. The arrangement of the structure 10 and the sound transducers 11 and 12 in relation to the ear 17 of a headphone user can also be seen in FIG. 1.
Eine Besonderheit der vorliegenden Erfindung betrifft ein Schallführungsrohr 18, das mit einem Ende unter Abstand vor dem Hochtonschallwandlerbereich 15 des Koaxialschall wandlers 11 endet und das mit dem anderen Ende zum Ohr, insbesondere zum Gehörgang des Ohrs 17 ausgerichtet verläuft und ebenfalls mit Abstand von diesem endet.A special feature of the present invention relates to a sound guide tube 18 which ends at one end at a distance from the high-frequency transducer region 15 of the coaxial transducer 11 and which is aligned with the other end to the ear, in particular the ear canal of the ear 17 and also ends at a distance from this.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform verläuft das Schallführungsrohr 10 damit schräg ausgehend vom Hochtonschallwandlerbereich 15 in Richtung auf den Gehörgang des Ohrs 17 (der nicht gezeigt ist). In der dargestellten Ausführungsform ist das Schallfüh rungsrohr 18 kreiszylindrisch gebildet und besitzt einen ohrseitigen Rand, der in etwa pa rallel zur Schallwand-Stützstruktur 10 verläuft.In the embodiment shown in FIG. 1, the sound guide tube 10 thus extends obliquely from the high-frequency transducer region 15 in the direction of the ear canal of the ear 17 (which is not shown). In the illustrated embodiment, the sound guide tube 18 is formed as a circular cylinder and has an ear-side edge which extends approximately parallel to the baffle support structure 10 .
Die akustisch relevanten Abmessungen des Schallführungsrohrs 18 sind so gewählt, daß der Frequenzbereich oberhalb von 10 kHz entlang dem Schallführungsrohr 18 zum Ohr 17 geführt wird. Dabei ist davon auszugehen, daß die Führungswirkung auf den vom Schall führungsrohr 18 übertragenen Schall in wirksamer Weise (Resonanz) bis zu einem Viertel der geführten Wellenlänge des geführten Schalls sich auswirkt. Entsprechend sind der In nendurchmesser und die Länge des Rohrs 18 zu wählen, auch im Hinblick darauf, daß der Schall vom Hochtonschallwandlerbereich 15 möglichst optimal in das Rohr 13 eingespeist wird.The acoustically relevant dimensions of the sound guide tube 18 are selected so that the frequency range above 10 kHz is guided along the sound guide tube 18 to the ear 17 . It can be assumed that the guiding effect on the sound transmitted from the sound guide tube 18 in an effective manner (resonance) affects up to a quarter of the guided wavelength of the guided sound. Accordingly, the inner diameter and the length of the tube 18 are to be selected, also with a view to the fact that the sound from the high-frequency transducer region 15 is fed as optimally as possible into the tube 13 .
Der Koaxialschallwandler 12 ist mit einem derartigen Schallführungsrohr nicht versehen und dient bei der dargestellten Ausführungsform dazu, Surround-Schallereignisse abzu strahlen. Alternativ kann ein Schallführungsrohr jedoch auch dem Koaxialschallwandler 12 zugeordnet sein.The coaxial sound transducer 12 is not provided with such a sound guide tube and, in the embodiment shown, serves to radiate surround sound events. Alternatively, however, a sound guide tube can also be assigned to the coaxial sound transducer 12 .
Zwischen den Zentren der beiden Schallwandler 12 und 13 ist ein Schalldämpfungskörper auf der Oberseite der Schallwand angeordnet und allgemein mit der Bezugsziffer 9 be zeichnet. Mit dem Dämpfungskörper 19, der aus Filz- oder Vliesmaterial besteht, wird erreicht, daß die zum Gehörgang des Ohrs 17 weisenden Schallwanderlabstrahlungsberei che so beeinflußt werden, daß relativ breitbandig die Frequenz oberhalb von 1 kHz ge dämpft bzw. absorbiert wird. Hierdurch wird erreicht, daß der Präsenzfrequenzbereich, der für einen schönen Klangcharakter zuständig ist, im Bereich von 2 bis 6 kHz eine Pegelre duktion erfährt. Eine weitere Pegelreduktion findet dadurch im 8 bis 10 kHz Frequenzband statt, um die bei herkömmlichen Kopfhörern zu beobachtende Oben-Im-Kopf-Lokalisation von über den Kopfhörer abgestrahlten Schallereignissen stark zu reduzieren.Between the centers of the two sound transducers 12 and 13 , a sound absorbing body is arranged on the top of the baffle and is generally designated by the reference number 9 be. With the damping body 19 , which consists of felt or non-woven material, it is achieved that the facing the auditory canal of the ear 17 Schallwanderlabstrahlungsberei che are influenced so that the frequency is damped or absorbed relatively broadband above 1 kHz ge. This ensures that the presence frequency range, which is responsible for a beautiful sound character, experiences a level reduction in the range from 2 to 6 kHz. A further level reduction takes place in the 8 to 10 kHz frequency band in order to greatly reduce the top-to-head localization of sound events emitted by the headphones that can be observed in conventional headphones.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kopfhörers mit Schallwandlerrohr für den Hochtonbereich einer Schallwandleranordnung ist in Fig. 2 gezeigt. Die kreis scheibenförmige Schallwand ist hier mit 20 bezeichnet und weist zum Ohr 17 eines Kopf hörernutzers. Die Koaxialschallwandleranordnung ist mit der Bezugsziffer 21 bezeichnet und umfaßt einen durchmessergroßen Tiefmitteltonschallwandlerbereich 22 sowie einen durchmesserkleinen Hochtonschallwandlerbereich 23, der im Zentrum des Tiefmittelton schallwandlerbereichs sitzt. Um eine Vorneortung von Schallereignissen zu erzielen, ist in diesem Fall der Tiefmitteltonschallwandlerbereich 22 partiell im oberen Bereich abgedeckt durch eine schalldurchlässige oder partiell schalldurchlässige A-förmige Wand 24. Diese Wand lässt den Hochtonschallwandlerbereich 23 vollständig unabgedeckt und für diesem konzentrisch endend befindet sich ein Schallführungsrohr 25, das schräg in Richtung auf den Gehörgang des Ohrs 7 verläuft und mit Abstand vor diesem endet. Zweck dieses Schallführungsrohrs ist eine direkte Beschallung der Helix des Ohrs 17 mit Hochtonschall. Mit diesem Schallführungsrohr 25 werden also dieselben Effekte erzielt wie mit dem Schallführungsrohr 18 von Fig. 1.A further embodiment of the headphone according to the invention with a sound converter tube for the high-frequency range of a sound converter arrangement is shown in FIG. 2. The circular disk-shaped baffle is designated here 20 and faces the ear 17 of a headphone user. The coaxial transducer arrangement is designated by the reference numeral 21 and comprises a large-diameter low-mid range transducer area 22 and a small-diameter high-frequency transducer area 23 which sits in the center of the low-mid range transducer area. In this case, in order to achieve a pre-location of sound events, the low-mid range transducer area 22 is partially covered in the upper area by a sound-permeable or partially sound-permeable A-shaped wall 24 . This wall leaves the high-frequency transducer area 23 completely uncovered and for this ends concentrically there is a sound guide tube 25 which runs obliquely in the direction of the auditory canal of the ear 7 and ends at a distance from it. The purpose of this sound guide tube is a direct sonication of the helix of the ear 17 with high frequency sound. The same effects are achieved with this sound guide tube 25 as with the sound guide tube 18 from FIG. 1.
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