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Hintergrund der Erfindung
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1. Erfindungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein Kopfhörer
und insbesondere solche Kopfhörer, die bezüglich
eines Schallboxenbetriebs schaltbar sind.
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2. Stand der Technik
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Kopfhörer
und Schallboxen weisen im allgemeinen Lautsprecher zur Abgabe von
Geräusch auf der Grundlage von Audiosignalen auf. Kopfhörer
sind typischerweise klein gebaut, besitzen geringe Energie und sind
in der Lage, nur ein kleines Klangvolumen auszusenden. Im Gebrauch
müssen daher die Kopfhörer nahe an den Ohren des
Benutzer plaziert werden. Im Gegensatz dazu hat die Schallbox ein größeres
Volumen und mehr Energie und kann ein stärkeres und intersiveres
Klangvolumen aussenden.
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In
der Praxis kommt es häufig vor, daß ein Benutzer,
der einer Tonaufzeichnung lauscht, zwischen Kopfhörern
und Schallbox zu schalten wünscht, um die Tonaufzeichnung
zu gewünschten Bedingungen herzustellen. Zu diesem Zweck
wird gegenwärtig eine Kopfhörer/Schallbox-Wandler-Vorrichtung
auf dem Markt angeboten. Während des Betrieb sind die entsprechenden
Stecker der Kopfhörer und der Schallbox mit der Wandler-Vorrichtung
verbunden, was durch einen Schalter geschieht, der betätigt
werden kann, um den Tonausgang zwischen den Kopfhörern
und der Schallbox zu schalten. Diese Art Umwandlungs-Vorrichtung
erfordert jedoch, daß die Kopfhörer und die Schallbox
gleichzeitig vorhanden sind, eine Tatsache, die sich nicht für
jede Benutzungsform eignet.
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Die
chinesische Patentanmeldungen
Nr. 2006 20 137 507.2 und
2006 20 157 870.0 offenbaren
Kopfhörer mit Schallbox-Fähigkeit. Die in diesen Patenten
beschriebenen Kopfhörer erfordern jedoch zwei Lautsprechersätze,
nämlich einen Lautsprechersatz, der speziell für
eine reguläre Art des Kopfhörerbetriebs angepaßt
ist und einen anderen Lautsprechersatz, der speziell für
einen Schallboxbe trieb angepaßt ist. Infolgedessen werden
die Kopfhörer schwer und sind nicht bequem zu benutzen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Um
die obigen Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen, schafft
die Erfindung einen Satz Kopfhörer, der in der Lage ist,
zwischen einem regulären Kopfhörerbetrieb und
einem Schallboxbetrieb zu schalten, um Töne durch einen
einzigen Lautsprechersatz abzugeben.
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Gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Kopfhörersatz
zwei Ohrmuscheln auf, von denen jede im Inneren mit einem Lautsprecher
versehen ist, und hat eine innere Kammer, die mit einer Übertragungsleitung
der Helmholtz-Resonanz versehen ist. Des weiteren wird ein offenes
Loch, das an einem äußeren Gehäuse jeder Muschel
angeordnet ist, als Austrittsöffnung der Übertragungsleitung
benutzt. Des weiteren ist eine Schnur mit einem Verbindungsstecker
vorgesehen, wobei die Schnur mit den Lautsprechern gekoppelt ist,
und ein Teil der Schnur ist mit einem Lautstärkenverstärker
ausgestattet, der zwischen dem Verbindungsstecker und den Lautsprechern
geschaltet ist. Schließlich ist ein Schalter vorhanden,
der betätigbar ist, um ein Tonsignal, das durch die Lautsprecher
abgegeben wird, zwischen verschiedenen Energiestufen zu schalten.
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Der
Verbindungsstecker kann ein RCA-Tonstecker sein, wie er in herkömmlichen
Kopfhörern vorgesehen ist. Wenn die Tonausgangs-Einrichtung ein
USB-Interface aufweist, das mit Tonausgangsfähigkeiten
versehen ist (beispielsweise einen Computerhost), kann der Anschlußstecker
auch ein USB-Stecker sein, und die Kopfhörer können
des weiteren ein USB-Tonsignal-Wandlerinterface aufweisen, das durch
die Schnur zwischen dem USB-Stecker und dem Tonstärkenverstärker
in Reihe geschaltet ist. Bei einem Schallboxbetrieb wird das digitale
Tonsignal, das von einer Tonausgangs-Einrichtung erzeugt wird, durch
den USB-Anschlußstecker auf das USB-Tonsignal-Wandlerinterface übertragen.
Das USB-Tonsignal-Wandlerinterface wandelt dann das digitale Tonsignal
in ein analoges Tonsignal um. Das analoge Tonsignal wird daraufhin durch
den Tonstärkenverstärker verstärkt und
an die Lautsprecher abgegeben. Infolgedessen hat der von den Lautsprechern
abgegebene Schall eine höhere Energie und kann bei einem
höheren Klangvolumen gehört werden. Für
einen regulären Kopfhörerbetrieb (also niedriger
Energiepegel und geringes Schallvolumen am Ausgang der Lautsprecher)
läßt sich der Schalter betätigen, um
eine andere Tonausgangsstärke den Lautsprechern zuzuführen.
Dies kann auf unterschiedliche Weisen erreicht werden, so beispielsweise
durch Schalten eines Dämpfers, Einstellen der Verstärkungshöhe
des Tonstärkenverstärkers oder direktes Anschließen
des Eingangs der Lautsprecher an den Tonausgang des USB-Tonsignal-Wandlerinterfaces,
usw.
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Die
Funktion des Schalters besteht hauptsächlich darin, ein
Tonsignal unterschiedlicher Ausgangsstärke an die Lautsprecher
zu übertragen. Diese Funktion des Schalters läßt
sich dadurch erreichen, daß der Tonstärkenverstärker
entweder eingeschaltet oder ausgeschaltet wird. Der Schalter kann ein
Schiebeschalter, ein Druckknopfschalter oder ein Drehschalter mit
Stärkensteuerfunktion sein.
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Bei
einer Ausführungsform sind der Tonstärkenverstärker,
das USB-Tonsignal-Wandlerinterface und ähnliche elektrische
Komponenten zur Bearbeitung von Tonsignalen in irgendeiner der Ohrmuscheln
angeordnet. Bei anderen Ausführungsformen können
der Tonstärkenverstärker, das USB-Tonsignal-Wandlerinterface
und ähnliche elektrische Komponenten zur Bearbeitung von
Tonsignalen in einem diese einschließenden Gehäuse
plaziert sein. Darüber hinaus kann auch der Schalter in
dem einschließenden Gehäuse angeordnet sein. Zwecks
flexibler Benutzung kann das einschließende Gehäuse
eine Fassung aufweisen, die als Toneingangsinterface ausgebildet
ist. Wenn eine äußere Tonsignalquelle mit dem
Toneingangsinterface verbunden wird, werden alle Anschlüsse
mit dem Tonausgang des USB-Tonsignal-Wandlerinterfaces auf das Toneingangsinterface
geschaltet. Für ein bestimmtes Niveau der Ausgangsleistung
im Schallboxenbetrieb kann das einschließende Gehäuse
auch eine Stromversorgung aufweisen, die so geartet ist, daß sie
eine äußere Stromquelle zwecks Stromzufuhr an
den Tonstärkenverstärker anschließt.
Der Tonstärkenverstärker kann dadurch höhere
Ausgangsleistungen erzielen. Das einschließende Gehäuse
kann einen Baßausgangsanschluß aufweisen, so daß es
mit einem starken Baßlautsprecher verbunden werden kann.
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Bei
diversen Ausführungsformen können die Kopfhörer
so ausgeführt sein, daß sie zwecks Benutzung eine
Ohraufhängungskonfiguration aufweisen oder mit einem Kopfband
versehen sind. Insbesondere kann jede Ohrmuschel durch eine drehbare Konstruktion
oder abnehmbare Gelenkkonstruktion an dem einen Ende des Kopfbandes
angebracht sein. Die Ohrmuscheln lassen sich dadurch drehen oder
von dem Kopfband trennen, um zwischen dem Kopfhörerbetrieb
und dem Schallboxenbetrieb zu schalten. Dazu kommt, daß das
Kopfband auch faltbar sein kann oder ein abnehmbares Kopfband sein kann,
was sich dadurch erreichen läßt, daß eine
passende Faltkonstruktion oder abnehmbare Konstruktion an einem
geeigneten Teil (vorzugsweise dem Mittelteil) des Kopfbandes vorgesehen
wird. Das Kopfband wird dadurch in zwei Teile unterteilt, die in
Bezug aufeinander beweglich sind, um die beiden Ohrmuscheln in unterschiedlichen
Positionen anzuordnen, und zwar entsprechend dem Kopfhörerbetrieb und
dem Schallboxenbetrieb. Um das automatische Schalten zwischen dem
Kopfhörerbetrieb und dem Schallboxenbetrieb zu ermöglichen,
kann der Schaltermechanismus entweder auch mit der Gelenkkonstruktion
zwischen der Ohrmuschel und dem Kopfband oder der Falt- oder Abbaukonstruktion
an dem Kopfband verbunden werden.
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Darüber
hinaus ist eine Innenkammer jeder Ohrmuschel mit einer Übertragungsleitung
der Helmholtz-Resonanz ausgestattet. Eine Austrittsöffnung an
dem einen Ende der Übertragungsleitung ist auf einem äußeren
Gehäuse der Ohrmuschel angeordnet, und diese Austrittsöffnung
ist ein offenes Loch auf einer Rückwand des äußeren
Gehäuses der Ohrmuschel. Der Lautsprecher befindet sich
an einem vorderen Ende des äußeren Gehäuses.
Das äußere Gehäuse und der Lautsprecher
bilden eine Kammer, die einen relativ großen Anpassungsraum
hat. Ein hinteres Inneres des äußeres Gehäuses
besitzt mehrere konzentrische Ringe mit einem Mittelpunkt auf einer
zentralen Achse der Austrittsöffnung. Ein konzentrischer,
ringförmiger Deckel bedeckt die Austrittsöffnung
und die konzentrischen Ringe, so daß ein Ringkanal gebildet
wird, der die Kammer mit der Austrittsöffnung verbindet,
um dadurch die Übertragungsleitung der Helmholtz-Resonanz
zu bilden, die so angepaßt ist, daß Baßausgänge
verstärkt und stehende Wellen auf ein Minimum beschränkt
werden. Bei alternativen Ausführungsformen kann eine Innenkammer
der Ohrmuschel mit einem schallabsorbierenden Material gefüllt
werden, um die Schallqualität zu erhöhen. Dazu
kommt, daß die Austrittsöffnung der Übertragungsleitung
der Helmholtz-Resonanz und der Lautsprecher auch auf derselben Achse
angeordnet sein können. Darüber hinaus kann eine
innere Oberfläche des äußeren Gehäuses
der Ohrmuschel so ausgebildet werden, daß sie eine gekrümmte
Form hat. Schallwellen, die von dem Lautsprecher erzeugt werden,
können auf diese Weise von der gekrümmten Oberfläche
reflektiert werden und dann durch die Übertragungsleitung
der Helmholtz-Resonanz nach außen wandern, um die Schallqualität
zu erhöhen.
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Des
weiteren kann auch ein verschließender Körper
zur Einstellung der Größe der Austrittsöffnung vorgesehen
werden, so daß der Baßschalldruck-Ausgang kontrolliert
gesteuert werden kann. Bei einem Kopfhörerbetrieb kann
der verschließende Körper die Austrittsöffnung
einstellen oder schließen, um einen zu starken Baßschallausgang
zu verhindern, der dem zuhörenden Publikum mißfallen
könnte. Bei einem Schallboxenbetrieb wird der verschließende
Körper in eine offene Position eingestellt. Der verschließende
Körper kann eine Prallplatte sein, die in Bezug auf die
Austrittsöffnung beweglich ist, und zwar unter Steuerung
eines Betriebskörpers zur Einstellung, Schließung
oder Öffnung der Austrittsöffnung. Alternativ
dazu kann der verschließende Körper auch ein Dichtungselement
sein, das aus einer geschlossenen Lage auf der Austrittsöffnung
direkt vollständig geöffnet werden kann.
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Wenigstens
ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung
einer leichtgewichtigen und leicht tragbaren Kopfhörer-Konstruktion,
die sich leicht zwischen einem Kopfhörerbetrieb und einem
Schallboxenbetrieb schalten läßt und die für
den Benutzer Kosten spart.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Zum
besseren Detailverständnis der oben angegebenen Merkmale
der vorliegenden Erfindung wird auf die mehr in Einzelne gehende
Beschreibung der Erfindung verwiesen, die auf die Ausführungsformen
Bezug nimmt, von denen einige in den beigefügten Zeichnungen
dargestellt sind. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die
beigefügten Zeichnungen nur typische Ausführungsformen
dieser Erfindung darstellen und daß sie deshalb ihren Schutzbereich nicht
beschränken sollen, sondern Zugang zu anderen gleichermaßen
effektiven Ausführungsformen gewähren sollen.
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1 ist
eine schematische Darstellung der Konstruktion der Ausführungsform
1 gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2A und 2B sind
schematische Diagramme, die die diversen Betriebsarten der Ausführungsform
1 zeigen;
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3A, 3B und 3C sind
schematische Darstellungen, die diverse Konfigurationen der Benutzung
der Ausführungsform 1 zeigen;
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4A, 4B, 4C und 4D sind schematische
Darstellungen, die diverse Konfigurationen der Benutzung der Ausführungsform
2 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;
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5 ist
eine schematische Ansicht, die den Aufbau der Ausführungsform
3 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6A und 6B sind
schematische Darstellungen, die die diversen Betriebsarten der Ausführungsform
3 zeigen;
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7 ist
eine schematische Ansicht der Konstruktion der Ausführungsform
4 gemäß der vorliegenden Erfindung;
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8 ist
eine schematische Ansicht der Konstruktion der Ausführungsform
5 gemäß der vorliegenden Erfindung;
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9 ist
eine schematische Ansicht der Konstruktion einer Ohrmuschel gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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10 ist
ein Schaubild, das Schalldruckausgänge der Kopfhörer
gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung und herkömmlicher Kopfhörer vergleicht;
und
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11 ist
eine Querschnittsansicht eines Kopfhörers mit einem verschließenden
Körper, der so eingestellt werden kann, daß er
eine Austrittsöffnung auf einer Rückseite einer
Ohrmuschel des Kopfhörers abdichtet, und zwar gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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12 ist
eine schematische Ansicht des verschließenden Körpers
von 11, der so eingestellt ist, daß er die
Austrittsöffnung öffnet, und zwar gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Ausführungsform 1
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Wie
aus 1 hervorgeht, so ist dort ein Kopfhörersatz
gemäß einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zu sehen, der im wesentlichen ein Kopfband,
zwei Ohrmuscheln 2 und eine Schnur 1 mit einem
Anschlußstecker 11 aufweist. Jede Ohrmuschel 2 ist
mit einem Ende des Kopfbandes 4 durch ein Gelenk 41 verbunden.
Das Innere jeder Ohrmuschel 2 ist mit einem Lautsprecher 3 ausgestattet,
der elektrisch mit der Schnur 1 in Verbindung steht. Der
Anschlußstecker 11 ist ein USB-Anschlußstecker.
Ein Teil der Schnur 1 ist auch mit einem einschließenden
Gehäuse 5 versehen, in dem ein USB-Tonsignal-Wandlerinterface 7,
ein Schalter 8, ein Baßausgangsanschluß 9 und
ein Tonstärkenverstärker 6 entsprechend
angeordnet sind. Der USB-Anschlußstecker, das USB-Tonsignal-Wandlerinterface 7,
der Schalter 8, der Kopfhörer 6 und die Lautsprecher 3 bilden
den Hauptschaltkreis der vorliegenden Erfindung, der gemäß dem
in den 2A und 2B gezeigten
Prinzip arbeitet.
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2A ist
ein schematisches Schaubild, das einen Betrieb der elektrischen
Schaltungskonstruktion gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt. Wenn der Schalter 8 (Schalter kann
entweder ein Druckknopf oder ein Schubschalter sein) auf Schallboxenbetrieb
geschaltet wird, wird das digitale Tonsignal, das von der Tonausgangseinrichtung
(die ein USB-Interface mit Tonausgangsfähigkeiten haben
muß) durch den USB-Anschlußstecker 11 zu
dem USB-Tonsignal-Wandlerinterface 7 übertragen.
Ein Digital-zu-Analog-Wandler (DAC) im Inneren des USB-Tonsignal-Wandlerinterfaces 7 wandelt
dann das digitale Tonsignal in ein analoges Tonsignal um. Das analoge
Tonsignal wird daraufhin durch den Tonstärkenverstärker 6 verstärkt
und den Lautsprechern 3 zugeführt. Infolgedessen
hat das Tonsignal, das den von den Lautsprechern 3 abgegeben
wird, eine größere Stärke und läßt
sich mit einem höheren Schallvolumen, wie es beispielsweise
von einer Schallbox abgegeben wird, hören. Wenn der Schalter 8 auf
einen regulären Kopfhörerbetrieb geschaltet wird,
wird das analoge Tonsignal, das von dem USB-Tonsignal-Wandlerinterface 7 abgegeben wird,
nicht durch den Tonstärkenverstärker behandelt,
sondern direkt durch die Lautsprecher 3 abgegeben. Infolgedessen
hat das von den Lautsprechern abgegebene Tonsignal eine geringere
Stärke, die für einen regulären Kopfhörergebrauch
geeignet ist.
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2B ist
ein schematisches Schaubild, das einen Betrieb der elektrischen
Schaltungskonstruktion gemäß einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfin dung zeigt. Der USB-Verbindungsstecker 11,
das USB-Tonsignal-Wandlerinterface 7, der Schalter 8,
der Tonstärkenverstärker 6 und die Laustsprecher 3 können
entsprechend in Reihe geschaltet werden. Bei dieser Konfiguration
wird der Schalter 8 als ein Dämpfer benutzt, beispielsweise
ein progressiver Drehschalter, der einen einstellbaren Widerstand
verwendet. Das digitale Tonsignal, das von der Tonabgabe-Einrichtung
erzeugt wird (diese muß ein USB-Interface mit Tonausgangseigenschaften
besitzen), wird durch den USB-Anschlußstecker 11 an
das USB-Tonsignal-Wandlerinterface 7 übertragen.
Der DAC im Inneren des USB-Tonsignal-Wandlerinterfaces 7 wandelt
dann das digitale Tonsignal in ein analoges Tonsignal. Durch Einstellen
des Dämpfers kann das analoge Tonsignal in unterschiedlichen
Höhen auf den Tonstärkenverstärker 6 übermittelt
werden. Der Tonstärkenverstärker kann dann auch
in der Lage sein, das Tonsignal in unterschiedlichen Höhen an
die Lautsprecher 3 abzugeben. Bei einem regulären
Kopfhörerbetrieb ist der Tonstärkenverstärker
mit einer Ausgangshöhe von 1 eingestellt, und der Dämpfer
wird dann als Justierelement derart benutzt, daß die Ausgangshöhe
wie eine Volumensteuerung der Kopfhörer verringert oder
vergrößert werden kann. Andererseits kann das
Tonsignal dann, wenn der Dämpfer so eingestellt wird, daß die
Ausgangshöhe des Tonstärkenverstärkers
allmählich auf einen gegebenen Größenwert
ansteigt, von den Lautsprechern gehört werden, ohne daß die
Kopfhörer getragen werden müssen. Dadurch kann
ein Schallboxbetrieb erreicht werden, bei dem ein Anstieg der Ausgabehöhe
benutzt werden kann sie eine Volumensteuerung des Schallboxbetriebs.
Dazu kommt, daß der Schalter 8 als einstellbarer
Widerstand ausgebildet werden kann, der betätigbar ist,
um unterschiedliche Ausgangshöhen für den Tonstärkenverstärker 6 und das
USB-Tonsignal-Wandlerinterface 7 einzustellen. Der Baßausgangsanschluß 9 läßt
sich mit einer externen Baßausgangsquelle verbinden.
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Wie
in den 3A, 3B und 3C gezeigt,
kann das Verbindungsglied zwischen jeder der beiden Ohrmuscheln 2 und
dem Kopfband 4 ein Drehgelenk sein. Bei einem regulären
Kopfhörerbetrieb können die Ohrmuscheln 2 in
eine Stellung in Bezug auf das Kopfband 4 gedreht werden,
die in 3A dargestellt ist. Bei einem
Schallboxenbetrieb können die Ohrmuscheln 2 in
eine andere Lage in Bezug auf das Kopfband 4 gedreht werden,
wie dies in den 3B und 3C zu
sehen ist. Um ein automatisches Schalten zwischen dem regulären
Kopfhörerbetrieb und dem Schallboxenbetrieb zu ermöglichen,
kann der Schalter auch auf den Ohrmuscheln so ausgebildet sein,
daß er in Verbindung mit der Bewegung der Gelenke zwischen
den Ohrmuscheln und dem Kopfband arbeitet. Wenn die Ohrmuscheln in die
in 3A gezeigte Position bewegt werden, wird der Schalter
durch das Gelenk der Ohrmuscheln und des Kopfbandes so geschaltet,
daß der elektrische Schaltkreis in den regulären
Kopfhörerbetrieb geschaltet wird. Sobald die Ohrmuscheln
in die in 3B oder 3C gezeigte
Lage bewegt werden, wird der Schalter durch dasselbe Gelenk so geschaltet,
daß der elektrische Schaltkreis in den Schallboxenbetrieb
geschaltet wird. Auf diese Weise kann der Schaltmechanismus gemäß gut
bekannten Konstruktionen ausgelegt werden, deren Details hier aus Gründen
der Klarheit weggelassen sind.
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Es
versteht sich, daß die im umschließenden Gehäuse
zusammengebauten Komponenten in jeder der Ohrmuscheln alternativ
angebracht sind. Darüber hinaus kann entweder das umschließende
Gehäuse oder eine der Ohrmuscheln eine zusätzliche
Fassung zur Aufnahme eines RCA-Toneingangsinterfaces aufweisen.
Wenn ein Tonausgangsanschluß einer externen Tonsignalquelle
mit dem RCA-Toneingangsinterface verbunden wird, wird die Verbindung aller
Tonausgänge mit dem USB-Wandlerinterface auf das RCA-Toneingangsinterface
geschaltet. Um eine höhere Leistung des Tonausgangs im
Schallboxenbetrieb zu erreichen, kann das umschließende Gehäuse
auch eine besondere Fassung zur Aufnahme eines Stromzufuhreingangsinterfaces
aufweisen, die mit einer externen Stromzufuhr gekoppelt werden kann.
Auf diese Weise kann externer Strom dem Tonstärkenverstärker
zugeführt werden, um die Leistung des Tonausgangs zu vergrößern.
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Ausführungsform 2
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Wie
aus den 4A, 4B, 4C und 4D ersichtlich,
unterscheidet sich die Ausführungsform 2 von der Ausführungsform
1 darin, daß das Verbindungsglied 21 zwischen
jeder Ohrmuschel 2 und dem Kopfband eine zylindrische Verbindungsanordnung
ist. Demzufolge kann jede Ohrmuschel zwei- und dreidimensionale
Drehungen in Bezug auf das Kopfband ausführen, um unterschiedliche
Nutzungsarten zu ermöglichen und eine bequeme Anordnung
in einem kleineren Volumen zuzulassen, sobald die Ausführungsform
nicht benutzt wird, so daß ihre Handhabung erleichtert
wird.
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Bei
anderen Ausführungsformen kann die Gelenkkonstruktion auch
eine Kombination aus zylindrischen und sphärischen Verbindungsanordnungen sein,
wie sie im Stand der Technik bekannt ist.
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Ausführungsform 3
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Wie
in 5 ersichtlich, können die Kopfhörer
gemäß der Ausführungsform 3 im wesentlichen ein
Kopfband 4, zwei Ohrmuscheln 2 und eine Leiterschnur 1 aufweisen,
die mit einem Anschlußstecker 11 versehen ist.
Jede Ohrmuschel 2 ist entsprechend an einem Ende des Kopfbandes 4 durch
ein Gelenk 41 verbunden und weist einen Lautsprecher 3 auf, der
in ihm angebracht ist. Die Schnur 1 ist elektrisch mit
jedem Lautsprecher 3 verbunden. Der Verbindungsstecker 11 ist
ein RCA-Tonstecker. Ein Teil der Schnur 1 ist auch mit
einem umschließenden Gehäuse 5 versehen,
in dem ein Schalter 8, ein Baßausgangsanschluß 9 und
ein Tonstärkenverstärker 6 entsprechend
angeordnet sind. Der RCA-Verbindungsstecker, der Schalter 8,
der Tonstärkenverstärker 6 und die Lautsprecher 3 bilden
den Hauptschaltkreis der vorliegenden Ausführungsform 3.
Der Schaltmechanismus der elektrischen Schaltung zwischen dem Schallboxbetrieb
und dem regulären Kopfhörerbetrieb ist unten in
Verbindung mit den schematischen Schaubildern der 6A und 6B beschrieben.
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6A ist
ein schematisches Schaubild, das einen Betrieb der Ausführungsform
3 darstellt. Wenn der Schalter 8 (der Schalter kann entweder
ein Druckknopf oder ein Schiebeschalter sein) auf Schallboxbetrieb
gedreht wird, wird das analoge Tonsignal, das von einer Tonabgabeeinrichtung
erzeugt wird, durch den RCA-Tonstecker und den Tonstärkenverstärker
an den Schalter 8 übertragen. Nach Verstärkung
durch den Tonstärkenverstärker wird das analoge
Tonsignal durch die Lautsprecher 3 mit einer vergrößerten
Stärke und höherem Volumen abgegeben, so beispielsweise
von einer Schallbox. Andererseits wird das analoge Tonsignal, das
von der Tonabgabeeinrichtung erzeugt wird, dann, wenn der Schalter
auf den regulären Kopfhörerbetrieb gedreht wird,
durch den RCA-Tonstecker und den Schalter übertragen und
wird dann direkt durch die Lautsprecher abgegeben. Infolgedessen
hat das von den Lautsprechern abgegebene Tonsignal eine geringere Stärke
und ein geringeres Volumen, wie sie für einen regulären
Kopfhörerbetrieb geeignet sind.
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6B ist
ein schematisches Schaubild, das einen Betrieb des elektrischen
Schaltkreises der Kopfhörer gemäß einer
anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Der RCA-Tonstecker 11, der Schalter 8, der Tonstärkenverstärker 6 und
die Lautsprecher 8 sind entsprechend in Reihe geschaltet,
so daß die elektrische Schaltung des Kopfhörersatzes
gebildet wird. Bei dieser Konfi guration dient der Schalter 8 als
ein Dämpfer wie beispielsweise ein progressiver Drehschalter,
der einen einstellbaren Widerstand verwendet. Das analoge Tonsignal,
das in der Tonausgangs-Einrichtung erzeugt wird, wird durch den
RCA-Tonstecker und den Dämpfer übertragen. Durch
Einstellen des Dämpfers läßt sich das
analoge Tonsignal in unterschiedlichen Stärken auf den
Tonstärkenverstärker übertragen. Bei
einem regulären Kopfhörerbetrieb ist der Tonstärkenverstärker
auf eine Ausgangshöhe gleich 1 eingestellt, während
der Dämpfer als Justiereinrichtung benutzt wird, so daß die
Ausgangshöhe verkleinert oder vergrößert
werden kann, und zwar wie eine Volumensteuerung der Kopfhörer.
Andererseits kann das Tonsignal dann, wenn der Dämpfer
so eingestellt wird, daß die Ausgangshöhe des
Tonstärkenverstärkers sich allmählich
auf einen gegebenen Größenwert verkleinert, von
den Lautsprechern gehört werden, ohne daß notwendigerweise
Kopfhörer getragen werden müssen. Dadurch kann
ein Schallboxenbetrieb erreicht werden, bei dem eine Vergrößerung der
Ausgangshöhe als Volumensteuerung des Schallboxenbetriebs
benutzt werden kann. Dazu kommt, daß der Schalter 8 als
einstellbarer Widerstand ausgebildet sein kann, der zur Einstellung
unterschiedlicher Ausgangsgrößen des Tonstärkenverstärkers 6 betreibbar
ist.
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Um
eine höhere Tonausgangsleistung bei Schallboxenbetrieb
zu erreichen, kann das einschließende Gehäuse
eine zusätzliche Fassung 51 zur Aufnahme eines
Leistungseingangsinterfaces aufweisen. Ein externer Stromquellenadapter 52 läßt sich
mit der Fassung 51 verbinden, so daß dem Tonstärkenverstärker
Strom zugeführt werden kann, um dessen Ausgangsleistung
zu vergrößern. Der externe Stromquellenadapter 52 kann
durch einen USB-Anschlußstecker ersetzt werden.
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Variationen
der obigen Ausführungsformen können denjenigen ähnlich
sein, die für die Ausführungsform 1 gegeben sind.
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Ausführungsform 4
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Wie
aus 7 ersichtlich, unterscheidet sich die Ausführungsform
4 von der Ausführungsform 1 darin, daß der Schalter 8 ein
Druckknopfschalter ist, der auf einer der beiden Ohrmuscheln 2 angebracht ist.
Die elektrische Schaltung und der Schaltmechanismus können ähnlich
den Ausführungsformen sein, wie sie oben in Verbindung
mit den 2A und 6A beschrieben
wurden.
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Ausführungsform 5
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Wie
aus 8 ersichtlich, unterscheidet sich die Ausführungsform
5 von der Ausführungsform 1 darin, daß der Schalter 8 ein
Drehschalter ist, der zur Volumensteuerung benutzt werden kann und
auf einer der beiden Ohrmuscheln 2 befestigt ist. Die elektrische
Schaltung und der Schaltmechanismus können ähnlich
den Ausführungsformen sein, die oben in Verbindung mit
den 2B und 6B beschrieben worden
sind.
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Bei
vielfältigen Ausführungsformen kann in Abhängigkeit
von der Struktur der Verbindungsglieder zwischen dem Kopfband und
den beiden Ohrmuscheln sowie dem Schaltmechanismus das Kopfband
auch als faltbares oder abnehmbares Kopfband ausgebildet sein. Mit
anderen Worten, ein Teil des Kopfbandes, vorzugsweise sein zentraler
Bereich, ist mit einer faltbaren oder entfernbaren Konstruktion versehen,
der das Kopfband in zwei Hälften teilt, die in Bezug aufeinander
beweglich sind. Die Relativbewegung zwischen den beiden Hälften
des Kopfbandes ergibt eine Relativbewegung zwischen den beiden Ohrmuscheln,
um auf diese Weise mit entweder dem Kopfhörerbetrieb oder
dem Schallboxenbetrieb zu harmonisieren. Darüber hinaus
kann die faltbare oder abnehmbare Struktur auch mit dem Schalter
gekoppelt sein, um ein automatisches Schalten zwischen dem Kopfhörerbetrieb
und dem Schallboxenbetrieb zu ermöglichen.
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Wie
in 9 dargestellt, ist eine innere Kammer jeder Ohrmuschel 2 mit
einer Übertragungsleitung der Helmholtz-Resonanz versehen.
Eine Ausgangsöffnung 21 an dem einen Ende der Übertragungsleitung
liegt auf einem äußeren Gehäuse der Ohrmuschel 2.
Diese Ausgangsöffnung ist ein offenes Loch auf einer Rückwand
des äußeren Gehäuses der Ohrmuschel 2.
Eine innere Oberfläche des äußeren Gehäuses
hat vorzugsweise eine gekrümmte Form. Der Lautsprecher 3 ist
auf einem vorderen Ende des äußeren Gehäuses
der Ohrmuschel 2 angeordnet. Das äußere
Gehäuse und der Lautsprecher 3 bilden eine Kammer 22,
die einen relativ langen Unterbringungsraum hat. Ein hinterer Innenraum jeder
Ohrmuschel ist mit einem konzentrischen, ringförmigen Ring 24 versehen,
dessen Mittelpunkt auf einer zentralen Achse der Austrittsöffnung 21 liegt. Die
Austrittsöffnung 21 und der konzentrische, ringförmige
Ring 24 können auf derselben Achse liegen wie
der Lautsprecher 3. Ein konzentrischer, ringförmiger
Deckel 25 bedeckt den konzentrischen ringförmigen
Ring 24, um dadurch einen ringförmigen, U-förmigen
oder V-förmigen Umlaufkanal 26 zu bilden. Die
Austrittsöffnung 21 begrenzt eine Öffnung des
Kanals 26. Die Kammer 22 steht durch den ringförmigen
Kanal 26 mit der Austrittsöffnung 21 an
dem hinteren Ende des äußeren Gehäuses
in Verbindung, um dadurch die Übertragungsleitung der Helmholtz-Resonanz
anzupassen, um auf effektive Weise Baßfrequenzausgänge
jedes Kopfhörers im Schallboxbetrieb zu verstärken.
Ein Querschnitt der Übertragungsleitung erscheint als eine
Konstruktion aus vielen konzentrischen Ringen mit einem Zentrum
auf der Mittelachse der Austrittsöffnung 21 sowie
konzentrische Kreise oder Ellipsen. Einer der konzentrischen Kreise
oder der äußerste Ring der Übertragungsleitung
hat eine Größe, die annähernd gleich einem
Umfang des permanentmagnetischen Körpers des Lautsprechers
ist. Die größte Resonanzspitze für Baßfrequenzen
kann dadurch für die Verstärkung der Baßfrequenzausgänge
der Kopfhörer in der Schallbox erhalten werden. 10 ist
eine grafische Darstellung, die gewisse Kennzeichen einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit einer herkömmlichen Kopfhörervorrichtung
vergleicht. Die Bezugszahl 103 bezeichnet eine Kurve, die
repräsentativ für einen Schalldruckausgang einer
Ohrmuschel mit Lautsprecher ist, während das Bezugszeichen 102 eine
Kurve bezeichnet, die repräsentativ für einen
Schalldruckausgang von dem offenen Loch auf der Ohrmuschel ist und
das Bezugszeichen 101 eine Kurve, die repräsentativ
für eine Ohrmuschel mit Lautsprecher ist und die eine innere
Kammer aufweist, welche mit einer Übertragungsleitung der Helmholtzresonanz
gemäß der vorliegenden Erfindung versehen ist.
Wie ersichtlich, haben die Kopfhörer gemäß der
vorliegenden Erfindung verstärkte Baßausgänge
und kleinere stehende Wellen, was zu einer verbesserten Tonqualität
führt. Dazu kommt, daß, weil der konzentrische,
ringförmige Deckel 25 zwischen der Austrittsöffnung 21 und
dem Lautsprecher 3 liegt, der konzentrische, ringförmige
Deckel und der Lautsprecher leicht montiert und fixiert werden können,
so daß die Massenproduktion vereinfacht wird. Darüber
hinaus kann die innere Kammer jeder Ohrmuschel auch mit einem schallabsorbierenden
Material 23 gefüllt werden, um dadurch die Schallqualität
zu verbessern.
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Ausführungsform 6
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11 ist
eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Es läßt sich ein verschließender
Körper 104 zum Einstellen der Größe
der Austrittsöffnung 21 vorsehen. Der verschließende
Körper 104 kann mit einem Betätigungskörper 105 verbunden
sein, wodurch der verschießende Körper 104 bewegt
und eingestellt werden kann, um (wie in 11 gezeigt)
die Austrittsöffnung 21 zu verschließen
oder (wie in 12 gezeigt) die Austrittsöffnung 21 zu öffnen. Wenn
die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Kopfhörerbe trieb
arbeitet, kann ein Benutzer den Betriebskörper 105 und
den verschließenden Körper 104 betätigen,
um auf diese Weise die Größe der Austrittsöffnung 21 einzustellen
oder die Austrittsöffnung 21 sogar zu verschließen,
um zu starke Baßtonausgänge zu verhindern, die
den Zuhörern lästig sind. Im Schallboxenbetrieb
kann der verschließende Körper 104 betätigt
werden, um geöffnet zu werden oder die Größe
der Austrittsöffnung 21 zu erhöhen. Das Übertragungselement
zwischen dem Betriebskörper 105 und dem verschließenden
Körper 104 kann eine Getriebeanordnung oder einen
Gestängemechanismus aufweisen, die sich elektrisch oder
manuell steuern lassen.
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Die
obige Beschreibung soll nur beispielhaft die Verwirklichung der
vorliegenden Erfindung darstellen und nicht als Beschränkung
des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung verstanden werden. Eine
auf diesem Gebiet tätige Person wird schnell verschiedenartige
Modifikationen erkennen, die an diversen Teilen vorgenommen können,
so beispielsweise der Konstruktion des Schalters, der Mechanismus
zum Bewirken des automatischen Schaltens zwischen unterschiedlichen
Betriebsarten oder der Verwirklichung der elektrischen Schaltung.
Obgleich die obige Beschreibung auf Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung gerichtet ist, sind weitere Ausführungsformen
der Erfindung somit herleitbar, ohne von ihrem grundlegenden Schutzbereich
abzuweichen, und dieser Schutzbereich wird durch die folgenden Ansprüche
bestimmt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
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Zitierte Patentliteratur
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- - CN 200620137507 [0004]
- - CN 200620157870 [0004]