DE102017118815A1

DE102017118815A1 - Lautsprecheranordnung und Kopfhörer zum räumlichen Lokalisieren eines Schallereignisses

Info

Publication number: DE102017118815A1
Application number: DE102017118815.0A
Authority: DE
Inventors: Andrea Rusconi Clerici Beltrami; Ferruccio Bottoni; Thomas Gmeiner
Original assignee: USound GmbH
Current assignee: USound GmbH
Priority date: 2017-08-17
Filing date: 2017-08-17
Publication date: 2019-02-21
Also published as: US11146874B2; CN111213387A; EP3669554A1; AU2018319201A1; TW201914317A; SG11202001322SA; KR20200059218A; CN111213387B; US20200252710A1; WO2019034656A1; CA3072978A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lautsprecheranordnung (1), insbesondere für On-Ear-Kopfhörer, zum Anordnen auf und/oder über dem Ohr (2) mit einem Gehäuse (3), in dem ein Tieftöner (4), mittels dem Tieftonschallwellen entlang einer Tieftonschallachse (5) zum Ohr (2) hin abstrahlbar sind, und zumindest ein Hochtöner (6) angeordnet ist, mittels dem Hochtonschallwellen entlang einer Hochtonschallachse (7) abstrahlbar sind. Erfindungsgemäß ist der zumindest eine Hochtöner (6) ein MEMS-Lautsprecher.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lautsprecheranordnung, insbesondere On-Ear-Kopfhörer, zum Anordnen auf und/oder über dem Ohr mit einem Gehäuse, in dem ein Tieftöner, mittels dem Tieftonschallwellen entlang einer Tieftonschallachse zum Ohr hin abstrahlbar sind, und zumindest ein Hochtöner angeordnet ist, mittels dem Hochtonschallwellen entlang einer Hochtonschallachse abstrahlbar sind.
Für moderne Anwendungen, beispielsweise für die sogenannte Virtual Reality oder Augmented Reality, ist es vorteilhaft, wenn mit Hilfe eines Kopfhörers und den damit erzeugten Geräuschen eine Lokalisation eines Schallereignisses im Raum für das menschliche Gehör ermöglicht wird. Zu einem 3D-Objekt sollen auch die dazugehörigen 3D-Geräusche geliefert werden, um eine realistischere Wiedergabe einer Landschaft oder beispielsweise eines virtuellen Orchesters zu ermöglichen.
Natürliche Geräusche bzw. Schallereignisse, wie beispielsweise ein Zwitschern von Vögeln, kann das menschliche Gehör beispielsweise anhand eines Laufzeitunterschieds der Schallwellen zu den beiden Ohren im Raum lokalisieren. Dabei können auch Phasenunterschiede zwischen den Schallwellen zu den beiden Ohren eine Rolle spielen. Mit herkömmlichen Stereo-Kopfhörern ist die räumliche Ortung des Schallereignisses nur bedingt möglich. Jedoch sollte es gerade bei Virtual Reality und beispielsweise beim Betrachten des 3D-Objekts so sein, dass auch der 3D-Ton erzeugt wird, um nicht nur ein dreidimensionales Seherlebnis zu erhalten, sondern auch ein dreidimensionales Hörerlebnis. Beispielsweise sollte beim Drehen des Kopfes eine immer noch gleiche räumliche Position der Schallquelle des Schallereignisses erkennbar sein.
Aus der EP 1 071 309 B1 ist ein Kopfhörer mit zwei, den Ohren eines Nutzers zugeordneten rechten und linken Gehäusen bekannt, die Schallwände aufweisen, in denen dynamische Schallwandler angeordnet sind, die jeweils einen Hochtöner und einen koaxial zu diesem angeordneten Mitten-/Tieftöner umfassen. Mit Hilfe einer Abschattung von Schallwellen, kann ein Schallereignis lokalisiert werden. Nachteilig daran ist es, dass derartige Schallwandler nur schlecht für die Erzeugung des 3D-Tons geeignet sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, die Nachteile des Stands der Technik zu beheben.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Lautsprecheranordnung und einen Kopfhörer mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.
Vorgeschlagen wird eine Lautsprecheranordnung zum Anordnen auf und/oder über dem Ohr. Die Lautsprecheranordnung kann beispielsweise für On-Ear-Kopfhörer verwendet werden. Der Kopfhörer kann beispielsweise Kopfhörermuscheln aufweisen, in denen die Lautsprecheranordnung angeordnet ist. Mit Hilfe der Lautsprecheranordnung kann vorzugsweise ein 3D-Geräusch erzeugt werden, so dass ein virtuelles Schallereignis, das durch die Lautsprecheranordnung abspielbar ist, für das menschliche Gehör im Raum lokalisierbar ist. Das menschliche Gehör kann dadurch eine räumliche Herkunft des virtuellen Schallereignisses lokalisieren. Mittels der Lautsprecheranordnung kann das menschliche Gehör beispielsweise erkennen, dass eine virtuelle Schallquelle vor dem Kopf des Trägers angeordnet ist. Dadurch kann ein Hörerlebnis, insbesondere in Verbindung mit einer virtuellen und/oder erweiterten Realität (augmented Reality), verbessert werden.
Die Lautsprecheranordnung weist ein Gehäuse auf. In dem Gehäuse ist ein Tieftöner angeordnet, mittels dem Tieftonschallwellen entlang einer Tieftonschallachse zum Ohr hin abstrahlbar sind. Des Weiteren ist in dem Gehäuse zumindest ein Hochtöner angeordnet, mittels dem Hochtonschallwellen entlang einer Hochtonschallachse abstrahlbar sind. Die Tieftonschallwellen des Tieftöners können dabei von einer geringen Frequenz sein. Geringe Frequenzen können dabei einen Frequenzbereich umfassen, der in einem für das menschliche Gehör unteren Hörspektrum angeordnet ist. Die Tieftonschallwellen können beispielsweise Frequenzen von 20 Hz, also ab einer unteren Hörschwelle des menschlichen Gehörs, bis 1 - 2 kHz umfassen. Das sind die Frequenzen, die vom Tieftöner oder aus Woofern abgestrahlt werden können.
Ebenso kann der Hochtöner relativ hohe Frequenzen abstrahlen. Dies umfasst insbesondere Frequenzen, die über den Frequenzen der Tieftonschallwellen angeordnet sind. Die Frequenzen der Hochtonschallwellen können beispielsweise von 1 - 2 kHz bis zu 15 - 20 kHz, also bis etwa zur oberen Hörschwelle des menschlichen Gehörs, reichen.
Beispielsweise können mit Hilfe des Tieftöners die tiefen Töne und mit dem Hochtöner die hohen Töne abgespielt werden.
Die Tieftonschallachse, wie auch die Hochtonschallachse, können dabei die Achsen sein, entlang derer der abgestrahlte Schall vom Tieftöner bzw. vom Hochtöner eine höchste Intensität aufweist. Die Tieftonschallachse bzw. die Hochtonschallachse kann beispielsweise koaxial zu einer Mittelachse des Tieftöners bzw. des Hochtöners orientiert sein. Der Tieftöner strahlt die Tieftonschallwellen im Wesentlichen entlang der Tieftonschallachse ab. Die meiste Schallleistung kann dabei entlang der Tieftonschallachse angeordnet sein.
Erfindungsgemäß ist der zumindest eine Hochtöner ein MEMS-Lautsprecher. MEMS ist dabei eine Abkürzung für mikroelektromechanische Systeme. Mit Hilfe des MEMS-Lautsprechers können sehr klare Frequenzen abgespielt werden. Außerdem kann der MEMS-Lautsprecher einen geringen Klirrfaktor aufweisen. Der MEMS-Lautsprecher kann Schallwellen mit Frequenzen abspielen, die nur wenig von Soll-Frequenzen abweichen. Der MEMS-Lautsprecher weist ebenso eine geringe Verzerrung auf. Eine Lokalisierung des virtuellen Schallereignisses kann dadurch für das menschliche Gehör vereinfacht werden.
Des Weiteren kann mit Hilfe des MEMS-Lautsprechers ein breites Frequenzspektrum abgespielt werden. Der MEMS-Lautsprecher kann zugleich Frequenzen im Mitteltonbereich, beispielsweise von 1 - 2 kHz bis 8 - 10 kHz, wie Frequenzen im Hochtonbereich abspielen. Mit Hilfe eines einzigen MEMS-Lautsprechers kann somit ein Mitteltöner und ein Hochtöner realisiert werden. Mittels des MEMS-Lautsprechers können auch Schallwellen über 20 kHz erzeugt werden.
Außerdem kann der MEMS-Lautsprecher sehr klein ausgebildet sein, so dass damit Hochtonschallwellen erzeugt werden können, die aus einem kleinen Raumwinkel zum menschlichen Ohr gelangen. Das menschliche Gehör kann dadurch die Herkunft der Hochtonschallwellen sehr präzise lokalisieren.
Mit Hilfe des Hochtöners, der als MEMS-Lautsprecher ausgebildet ist, können zusätzlich zu den Tieftonschallwellen des Tieftöners Hochtonschallwellen abgespielt werden, mittels denen das menschliche Gehör die Herkunft des virtuellen Schallereignisses lokalisieren kann. Dabei ist es nicht zwangsweise so, dass der Hochtöner beispielsweise von oberhalb des Ohres die Hochtonschallwellen erzeugen muss, um dem menschlichen Gehör den Eindruck zu vermitteln, dass das Schallereignis oberhalb des Ohres bzw. des Kopfes des Trägers stattgefunden hat. Mittels des Hochtöners kann auch ein Schallwellenfeld ausgebildet werden, wobei dieser im Wesentlichen überall an der Lautsprecheranordnung angeordnet sein kann, so dass dem menschlichen Gehör der Eindruck vermittelt wird, dass das Schallereignis oberhalb des Ohres stattgefunden hat. Das Schallwellenfeld kann zusätzlich oder alternativ auch von den Tieftonschallwellen des Tieftöners ausgebildet sein.
Das Schallwellenfeld kann weiterhin auch durch eine Interferenz der Tieftonschallwellen und der Hochtonschallwellen ausgebildet sein.
Des Weiteren ist der zumindest eine als MEMS-Lautsprecher ausgebildete Hochtöner vom Tieftöner, insbesondere in Bezug zu dessen Tieftonschallachse, radial beabstandet angeordnet. Hierdurch kann der Hochtöner dazu genutzt werden, ein aus einer bestimmten Richtung kommendes Geräusch zu simulieren. Des Weiteren kann ein Schallwellenfeld in einem großen Raumvolumen ausgebildet werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung kann der zumindest eine Hochtöner relativ zum Tieftöner derart angeordnet sein, dass seine Hochtonschallachse die Tieftonschallachse in einer Seitenansicht schneidet. Die Hochtonschallachse und die Tieftonschallachse können somit einen gemeinsamen Kreuzungswinkel aufweisen. Dadurch, dass die Hochtonschallachse und die Tieftonschallachse sich in einer Seitenansicht schneiden, können beide auch windschief zueinander angeordnet sein, um ebenfalls den Kreuzungswinkel aufzuweisen. Wenn die beiden Achsen zueinander windschief angeordnet sind, können die beiden Achsen in eine Ebene projiziert werden. Daraufhin schneiden sich die beiden Achsen und es kann der Kreuzungswinkel ausgebildet sein.
Wie oben beschrieben, strahlt der Tieftöner die Tieftonschallwellen entlang der Tieftonschallachse zum Ohr hin ab. Da die Tieftonschallwellen eine relativ geringe Frequenz aufweisen, weisen diese eine relativ hohe Wellenlänge auf. Die Wellenlänge liegt im Bereich von einigen zehn Zentimetern bis zu Metern. Bei diesen Wellenlängen kann das menschliche Gehör den Entstehungsort der Schallwellen nur schlecht lokalisieren. D.h., dass die Tieftonschallwellen für die Lokalisation des Schallereignisses im Wesentlichen ungeeignet sind.
Dagegen kann ein Entstehungsort von Schallwellen mit hohen Frequenzen vom menschlichen Gehör gut geortet werden. Mit Hilfe des Hochtöners, der derart angeordnet ist, dass seine Hochtonschallachse die Tieftonschallachse in einer Seitenansicht schneidet, so dass diese den gemeinsamen Kreuzungswinkel aufweisen, können die Hochtonschallwellen erzeugt werden, die die räumliche Lokalisation des Schallereignisses durch das menschliche Gehör zulassen. Durch den Kreuzungswinkel können beispielsweise die entlang der Hochtonschallachse verlaufenden Hochtonschallwellen oberhalb des Tieftöners erzeugt werden, die dann schräg von oben auf das Ohr zulaufen. Ein Hörer erhält sodann den Eindruck, als ob das Schallereignis in einer gewissen Höhe über seinem Kopf stattgefunden hat.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Tieftonschallachse koaxial zu einer axialen Richtung des Tieftöners angeordnet.
Ebenso ist es von Vorteil, wenn die Tieftonschallachse und die Hochtonschallachse des zumindest einen Hochtöners parallel zueinander orientiert sind. Dadurch können die Tiefton- und die Hochtonschallwellen zum Ohr hin abgestrahlt werden. Reflexionen, Brechungen und/oder Beugungen der Schallwellen können dadurch vermindert werden.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn der zumindest eine Hochtöner zum Tieftöner hingeneigt ist. Beispielsweise kann die Hochtonschallachse koaxial zu einer axialen Richtung des Hochtöners angeordnet sein. Wenn die Hochtonschallachse koaxial zur axialen Richtung des Hochtöners verläuft, kann durch die Neigung des Hochtöners zum Tieftöner der Kreuzungswinkel ausgebildet sein.
Vorteilhaft ist es, wenn das Gehäuse an einer Stirnseite offen ist. Dadurch können beispielsweise der Tieftöner und/oder der zumindest eine Hochtöner zur Montage in das Gehäuse eingebracht werden.
Zusätzlich oder alternativ ist es von Vorteil, wenn im Gehäuse ein Abdeckelement angeordnet ist, das mit dem Gehäuse eine Kavität ausbildet. Das Abdeckelement kann beispielsweise an der offenen Stirnseite angeordnet sein, so dass mit Hilfe des Abdeckelements die offene Stirnseite verschließbar ist. In der Kavität kann vorzugsweise der Tieftöner angeordnet sein. Die Kavität kann beispielsweise als Resonanzraum für den Tieftöner dienen, so dass die Tieftonschallwellen mittels der Kavität verstärkbar sind. Die Kavität kann auch ein Hintervolumen des Tieftöners sein.
Von Vorteil ist es außerdem, wenn das Abdeckelement einen Fensterabschnitt aufweist, durch den die Tieftonschallwellen des Tieftöners aus der Kavität austreten können. Der Fensterabschnitt kann beispielsweise gitterförmig ausgebildet sein. Mit Hilfe des Fensterabschnitts können die Tieftonschallwellen aus der Kavität austreten. Die Kavität bleibt dabei noch in gewissem Maße begrenzt. Die Tieftonschallachse kann dabei vorteilhafterweise durch den Fensterabschnitt verlaufen. Der Fensterabschnitt kann außerdem gewölbt sein. Der Fensterabschnitt kann sich von der Kavität weg wölben. Dadurch können beispielsweise die Hochtonschallwellen an dem Fensterabschnitt reflektiert werden, so dass diese zum Ohr umgeleitet werden. Die Hochtonschallachse des Hochtöners kann dazu beispielsweise auf den Fensterabschnitt gerichtet sein.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Abdeckelement zumindest einen Austrittsdurchgang aufweist, durch den die Hochtonschallwellen des zumindest einen Hochtöners austreten können. Wenn die Lautsprecheranordnung mehrere Hochtöner aufweist, können auch mehrere Austrittsdurchgänge im Abdeckelemente angeordnet sein, so dass jedem Hochtöner ein Austrittsdurchgang zugeordnet werden kann. Die Hochtonschallachse des zumindest einen Hochtöners kann dabei durch den Austrittsdurchgang verlaufen.
Zusätzlich oder alternativ kann auch der zumindest eine Hochtöner in der Kavität angeordnet sein. Dadurch kann beispielsweise die Kavität auch für den Hochtöner als Resonanzraum dienen.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn die Lautsprecheranordnung mehrere Hochtöner umfasst. Vorzugsweise sind diese in Bezug zur Tieftonschallachse in Umfangsrichtung um den, insbesondere mittig angeordneten, Tieftöner herum angeordnet.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Hochtöner zueinander in Umfangsrichtung durch, insbesondere gleiche oder unterschiedlich große, Umfangswinkel voneinander beabstandet sind. Dabei können die Hochtöner um die Tieftonschallachse angeordnet sein. Dadurch können mehrere Hochtonschallachsen der jeweiligen Hochtöner aus mehreren Richtungen zum Ohr des Trägers gerichtet sein. Hierdurch kann ein 3D-Ton erzeugt werden, der aus mehreren Richtungen stammen kann.
Vorteilhaft ist es, wenn die Lautsprecheranordnung eine Steuereinheit umfasst. Die Steuereinheit ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass zumindest die Hochtöner in einem Normal-Modus und/oder in einem Raumklang-Modus betreibbar sind. Im Normal-Modus ist für den Benutzer keine räumliche Lokalisierung eines Schallereignisses möglich. Der Normal-Modus ist demnach für gewöhnliche Anwendungen, wie beispielsweise Musikhören, geeignet. Insbesondere bei Bildunterstützen Anwendungen, wie beispielsweise Computerspielen, Spielfilmen oder Konzertaufnahmen, kann der Raumklang-Modus zum Einsatz kommen. So ermöglich dieser dem Benutzer eine richtungs- und/oder raumbasierte Wahrnehmung von Schallereignissen, d.h. insbesondere einen 3D-Raumklang.
Vorteilhaft ist es, wenn die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass diese im Normal-Modus gleichzeitig alle Hochtöner ansteuert. Hierdurch kann ein voluminöser aus allen Richtungen kommendes Klangerlebnis erzeugt werden.
Vorteilhaft ist es, wenn mittels der Steuereinheit im Raumklang-Modus gleichzeitig nur einer der Hochtöner und/oder nur ein Teil der Hochtöner ansteuerbar ist, so dass ein für den Benutzer räumlich lokalisierbares Schallereignisses erzeugbar ist. Vorteilhafterweise wird von der Steuereinheit hierfür zumindest derjenige Hochtöner angesteuert, der sich in einem in Umfangsrichtung mit der Klangrichtung korrespondierenden Winkelintervall befindet. Zusätzlich oder alternativ ist es vorteilhaft, wenn mehrere oder alle Hochtöner von der Steuereinheit im Raumklang-Modus derart ansteuerbar sind, dass die Schallwellen von verschiedenen Hochtönern miteinander interferieren, so dass sich diese gegenseitig auslöschen und/oder verstärken.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Lautsprecheranordnung eine mit der Steuereinheit gekoppelte inertiale Messeinheit, insbesondere ein Gyroskop und/oder einen Beschleunigungssensor, umfasst. Diese ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass mittels dieser eine räumliche Orientierung und/oder eine räumliche Position der Lautsprecheranordnung erfassbar sind. Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit derart ausgebildet, dass mittels dieser das vom Benutzer räumlich lokalisierbare Schallereignis in Abhängigkeit der von der inertialen Messeinheit erfassten Messwerte anpassbar ist.
Zusätzlich oder alternativ kann zumindest ein Teil der Hochtöner radial benachbart zum Fensterabschnitt angeordnet sein. Dadurch ist eine kompakte Ausführung der Lautsprecheranordnung möglich.
Vorteilhafterweise kann der Kreuzungswinkel zwischen 90° und 170° betragen. Der Kreuzungswinkel kann aber auch zwischen 100° und 150° liegen. Dadurch kann im Wesentlichen jeder Entstehungsort des Schallereignisses im Raum erzeugt werden. Als Bezugslinie kann beispielsweise die Tieftonschallachse dienen. Wenn weiterhin beispielsweise die Lautsprecheranordnung in einem Kopfhörer angeordnet ist und von einer Person getragen wird, kann die Tieftonschallachse senkrecht zum Ohr orientiert sein. Des Weiteren kann bei vorgesehener Tragweise des Kopfhörers die Tieftonschallachse horizontal orientiert sein. Wenn beispielsweise der Kreuzungswinkel 90° beträgt, steht die Hochtonschallachse senkrecht auf der Tieftonschallachse. Die Tieftonschallwellen können dann von einem Schallereignis stammen, das über dem Kopf des Trägers stattgefunden hat bzw. soll es bei der virtuellen Realität einem Schallereignis entsprechen, dass über dem Kopf stattgefunden hat.
Der Kreuzungswinkel kann aber auch 170° betragen, wobei dies einem Schallereignis entspricht, dass in einer größeren Entfernung (einige Meter) neben dem Ohr des Trägers stattgefunden hat. Die Hochtonschallachse schneidet dann die Tieftonschallachse unter einem spitzen Winkel. Unter einem derartigen Kreuzungswinkel treffen die Hochtonschallwellen annähernd senkrecht auf das Ohr.
Auch ist es von Vorteil, wenn der Umfangswinkel zwischen 15° und 90° beträgt. Dabei muss der Umfangswinkel zwischen jeweils zwei Hochtöner nicht gleich sein. Beispielsweise können zwei benachbarte Hochtöner mittels eines Umfangswinkels von 30° getrennt sein. Ein anderes Hochtönerpaar kann mittels eines Umfangswinkels von 45° getrennt sein. Wieder ein anderes Hochtönerpaar kann mittels eines Umfangswinkels von 90° getrennt sein. Desto geringer der Umfangswinkel zwischen jeweils zwei Hochtönern ist, desto höher kann eine Richtungsauflösung des Schallereignisses sein. D.h., dass das Schallereignis genauer im Raum lokalisierbar ist.
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn der Tieftöner ein elektrodynamischer Lautsprecher ist. Dadurch können auf einfache Weise die Tieftonschallwellen erzeugt werden. Wenn außerdem der elektrodynamische Lautsprecher lediglich tiefe Töne abspielen muss, kann dieser auf das entsprechende Frequenzspektrum optimiert werden.
Des Weiteren wird ein Kopfhörer zum Anordnen auf und/oder über dem Ohr mit zumindest einer Lautsprecheranordnung vorgeschlagen. Mit Hilfe des Kopfhörers kann vorzugsweise ein 3D-Ton erzeugt werden, so dass das menschliche Gehör eine Herkunft des virtuellen Schallereignisses lokalisieren kann. Der Kopfhörer kann beispielsweise für eine virtuelle Realität oder „augmented Reality“ (erweiterte Realität) verwendet werden.
Dabei kann der Kopfhörer zwei Lautsprecheranordnungen aufweisen, wobei eine Lautsprecheranordnung dem linken Ohr und die andere Lautsprecheranordnung dem rechten Ohr zugeordnet ist. Die Lautsprecheranordnung kann beispielsweise in einer Kopfhörermuschel angeordnet sein, die beim Tragen des Kopfhörers über und/oder auf dem Ohr angeordnet ist. Die Lautsprecheranordnung kann sich somit in einem geringen Abstand (einige Zentimeter) neben dem Ohr befinden.
Erfindungsgemäß ist dabei die Lautsprecheranordnung gemäß zumindest einem in der vorangegangenen und/oder nachfolgenden Beschreibung beschriebenen Merkmal ausgebildet.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst der Kopfhörer eine Steuereinheit, die einen Tieftöner der Lautsprecheranordnung derart ansteuern kann, dass ein vom Kopfhörer wiedergegebenes Schallereignis räumlich lokalisierbar ist. Die Steuereinheit kann zusätzlich oder alternativ auch zumindest einen Hochtöner derart ansteuern, dass das von der Lautsprecheranordnung wiedergegebene Schallereignis räumlich lokalisierbar ist.
Mit Hilfe des Kopfhörers können beispielsweise bei der virtuellen Realität dazugehörige Töne erzeugt werden, die einen räumlichen Eindruck erwecken. Der Kopfhörer kann damit beispielsweise Teil einer Vorrichtung für eine virtuelle Realität sein. Mit Hilfe der virtuellen Realität kann beispielsweise an einem virtuellen Orchesterkonzert teilgenommen werden. Mittels des Kopfhörers kann die dazugehörige Musik räumlich lokalisiert werden. Die Musik wird nicht mehr einfach abgespielt, sondern einem Träger des Kopfhörers kann der Eindruck vermittelt werden, dass die Musik von einer bestimmten Position im Raum zu ihm gelangt.
Die Steuereinheit kann den Tieftöner und/oder den Hochtöner derart ansteuern, dass das Schallereignis räumlich lokalisierbar ist. Dabei kann die Steuereinheit beispielsweise ein Signal an den Hochtöner gegenüber dem Signal des Tieftöners zeitlich verzögern, so dass ein räumlicher Eindruck des Schalls entsteht. Die Lautsprecheranordnung kann auch mehrere Hochtöner umfassen. Dann kann die Steuereinheit die Hochtöner auch verschieden ansteuern, so dass der räumliche Eindruck entsteht. Beispielsweise kann die Steuereinheit auch die Wiedergabe des Schalls eines Tieftöners in einer Lautsprecheranordnungen gegenüber dem anderen Tieftöner in der anderen Lautsprecheranordnungen verzögern, so dass beispielsweise für das Gehör feststellbar ist, ob das Schallereignis links oder rechts von ihm stattgefunden hat.
Die Steuereinheit kann des Weiteren mit Hilfe des zumindest einen Hochtöners und/oder des Tieftöners eine Wellenfeldsynthese durchführen. Mittels des Hochtöners kann die Steuereinheit ein Schallwellenfeld ausbilden, das dem eines realen Schallereignisses nah kommt oder sogar identisch dazu ist. Dadurch kann ein realistisches und räumliches Schallereignis wiedergegeben werden. Ferner können beispielsweise mit mehreren Hochtönern Hochtonschallwellen erzeugt werden, die gegenseitig miteinander interferieren. Die jeweiligen Hochtonschallwellen löschen und/oder verstärken sich gegenseitig, so dass ein nahezu realistisches Schallwellenfeld ausgebildet ist. Der Träger des Kopfhörers erhält den Eindruck, dass das Schallereignis an einem bestimmten Punkt im Raum stattgefunden hat.
Ferner ist es von Vorteil, wenn der Kopfhörer eine inertiale Messeinheit umfasst, mittels der eine räumliche Orientierung des Kopfhörers ermittelbar ist. Zusätzlich oder alternativ kann auch eine räumliche Position des Kopfhörers ermittelbar sein. Die inertiale Messeinheit kann beispielsweise ein Gyroskop und/oder einen Beschleunigungssensor umfassen. Die inertiale Messeinheit kann außerdem mit der Steuereinheit zum Übertragen von Messungen gekoppelt sein. Mittels der Steuereinheit können die Orientierung und/oder Position des Kopfhörers ermittelt werden.
Beispielsweise können mit Hilfe des Gyroskops Drehungen des Kopfhörers ermittelt werden. Dreht beispielsweise der Träger des Kopfhörers seinen Kopf nach links und damit auch den Kopfhörer, kann die Steuereinheit die neue Orientierung des Kopfes ermitteln. Die Steuereinheit kann daraufhin den Tieftöner und/oder den zumindest einen Hochtöner derart ansteuern, dass der Eindruck erweckt wird, dass das Schallereignis fest im Raum angeordnet ist und sich nicht mitdreht. Das Schallereignis kann bei der Drehung des Kopfes beispielsweise von vorderhalb des Kopfes nach hinterhalb des Kopfes wandern, so dass der Träger den Eindruck erhält, dass das Schallereignis zu Beginn vor ihm war, während der Drehung des Kopfes neben ihm war und schließlich hinter ihm ist.
Mit Hilfe des Beschleunigungssensors kann ebenfalls die Position im Raum erkannt werden. Läuft der Träger beispielsweise an einem virtuellen Schallereignis vorbei, kommt die Quelle des Schallereignisses zuerst auf den Träger zu und entfernt sich anschließend. Die Steuereinheit kann daraufhin beispielsweise gemäß der zunehmenden Entfernung die Lautstärke des wiedergegebenen Schallereignisses verringern. Die Steuereinheit kann auch die Position des Schallereignisses verändern.
Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:

1 eine seitliche Ansicht einer Schnittansicht eines Ohres eines Trägers und eine seitliche Ansicht einer Lautsprecheranordnung,
2 eine Draufsicht einer Lautsprecheranordnung mit einem Tieftöner und zumindest einem Hochtöner,
3 eine Schnittansicht einer Lautsprecheranordnung,
4 eine Schnittansicht gemäß einer Schnittlinie A-A der 2,
5 eine Schnittansicht gemäß einer Schnittlinie B-B der 2,
6 eine Schnittansicht gemäß einer Schnittlinie C-C der 2,
7 eine perspektivische Ansicht der Lautsprecheranordnung mit einen Tieftöner und mehreren Hochtönern
8 eine schematische Darstellung der Lautsprecheranordnung in einem Normal-Modus und
9 eine schematische Darstellung der Lautsprecheranordnung in einem Raumklang-Modus.

1 zeigt eine seitliche Schnittansicht eines Ohres 2 eines Trägers und eine seitliche Ansicht einer Lautsprecheranordnung 1, wie dieser beispielsweise in einem hier nicht gezeigten Kopfhörer angeordnet ist. Die Lautsprecheranordnung 1 kann beispielsweise in einer Kopfhörermuschel des Kopfhörers angeordnet sein. Die Kopfhörermuschel kann beispielsweise das Ohr 2 umschließen, so dass Umgebungsgeräusche gedämpft werden können.
Wie in 1 gezeigt ist, kann die Lautsprecheranordnung 1 einen Abstand zum Ohr 2 aufweisen, der bei vorgesehener Verwendung des Kopfhörers einige Zentimeter betragen kann. Die Lautsprecheranordnung 1 kann ferner dem Ohr 2 zugewandt sein. Ein hier nicht gezeigter Tieftöner 4 kann in der Lautsprecheranordnung 1 angeordnet sein. Eine Tieftonschallachse 5 des Tieftöners 4 kann auf das Ohr 2 gerichtet sein. Bei einer vorgesehenen Verwendung des Kopfhörers ist es vorteilhaft, dass die Tieftonschallachse 5 dem Ohr 2 zugewandt ist, so dass Tieftonschallwellen, die sich entlang der Tieftonschallachse 5 ausbreiten, ins Ohr 2 gelangen. Reflexionen, Beugungen oder Brechungen der Tieftonschallwellen können hierdurch vermindert werden. Außerdem kann dadurch die Leistung des Tieftöners 4 gering gehalten werden.
Die Tieftonschallwellen weisen dabei relativ geringe Frequenzen auf. Diese können beispielsweise Frequenzen im Bereich von 20 Hz bis 1 - 2 kHz aufweisen. Aufgrund der mit der geringen Frequenz verbundenen hohen Wellenlänge, kann ein Träger einen Entstehungsort der Tieftonschallwellen nicht oder nur schlecht lokalisieren.
Um einen Entstehungsort eines (virtuellen) Schallereignisses, beispielsweise eines Instruments in einem Orchester, lokalisieren zu können, weist die Lautsprecheranordnung 1 zumindest einen, in der 1 nicht gezeigten, Hochtöner 6 auf. Mittels des Hochtöners 6 können Hochtonschallwellen mit einer Frequenz von beispielsweise 1 - 2 kHz bis 20 - 30 kHz erzeugt werden. In diesem Frequenzbereich kann ein Träger des Kopfhörers den Entstehungsort des Schallereignisses lokalisieren.
Da in 1 ein menschliches Ohr 2 gezeigt ist, sollen der Einfachheit halber für die Beschreibung der Figuren die Orientierungsbezeichnungen oben, unten, rechts, links, vorne und hinten verwendet werden, wenn es bei der Erklärung der Erfindung hilfreich ist. Das Ohr 2 kann dabei derart im Raum angeordnet sein, wie es bei einer stehenden oder aufrecht sitzenden Person, dem Träger, angeordnet ist. Ferner zeigt 1 eine Horizontale H, die als Bezugsebene dienen kann. Bei vorgesehener Verwendung des Kopfhörers und wenn der Träger steht oder aufrecht sitzt, kann die Horizontale H mit einer Horizontalen der Umgebung parallel sein. Derartige Bezüge zu einer Umgebung sollen dabei lediglich die Erläuterung der Erfindung erleichtern.
Der Hochtöner 6 kann Hochtonschallwellen entlang einer Hochtonschallachse 7 abstrahlen. Gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Hochtöner 6 über dem Ohr 2 angeordnet. Dem Träger kann somit der Eindruck vermittelt werden, dass das Schallereignis über ihm war. Zusätzlich oder alternativ kann auch zumindest ein weiterer Hochtöner 6 unter dem Ohr 2 angeordnet sein. Dadurch können Schallereignisse lokalisiert werden, die unter dem Ohr 2 des Trägers stattgefunden haben. Des Weiteren können natürlich noch mehr Hochtöner 6 in der Lautsprecheranordnung 1 angeordnet sein, um Schallereignisse abzubilden, die vor und/oder hinter dem Träger stattgefunden haben.
Der Hochtöner 6 ist dabei radial vom Tieftöner 4 beabstandet angeordnet. Die Hochtonschallachse 7 kann ferner parallel zur Tieftonschallachse 5 orientiert sein.
2 zeigt eine Draufsicht auf eine Lautsprecheranordnung 1 mit einem Tieftöner 4 und zumindest einem Hochtöner 6. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der 2 weist die Lautsprecheranordnung 1 sieben Hochtöner 6a - 6g auf.
Mittig in der Lautsprecheranordnung 1 ist der Tieftöner 4 angeordnet. Die Tieftonschallachse 5 ist in 2 nicht gezeigt - sie ist aus der Zeichenebene heraus gerichtet. Zusätzlich oder alternativ können auch die hier nicht gezeigten Hochtonschallachsen 7 der jeweiligen Hochtöner 6a - 6g aus der Zeichenebene heraus gerichtet sein.
Im Gehäuse 3 ist ferner ein Abdeckelement 8 angeordnet. Das Abdeckelement 8 weist einen Fensterabschnitt 9 auf, durch den die Tieftonschallwellen des Tieftöners 4 aus dem Gehäuse 3 austreten können. Der Tieftöner 4 kann dabei koaxial zum Fensterabschnitt 9 angeordnet sein. Insbesondere kann auch die Tieftonschallachse 5 koaxial zum Fensterabschnitt 9 angeordnet sein.
Die Hochtonschallachsen 7 der jeweiligen Hochtöner 6a - 6g können senkrecht zum Abdeckelement 8 angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann auch die Tieftonschallachse 5 senkrecht zum Abdeckelement 8 angeordnet sein.
Das Abdeckelement 8 weist außerdem zumindest einen Austrittsdurchgang 10 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der 2 weist das Abdeckelement 8 mehrere Austrittsdurchgänge 10 auf, wobei der Einfachheit halber lediglich ein Austrittsdurchgang 10 mit einem Bezugszeichen versehen ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedem Hochtöner 6a - 6g ein Austrittsdurchgang 10 zugeordnet. Durch den Austrittsdurchgang 10 können die Hochtonschallwellen der Hochtöner 6a - 6g durch das Abdeckelement 8 durch- und aus dem Gehäuse 3 austreten.
Des Weiteren weist das Abdeckelement 8 mehrere Öffnungen 11 auf, wobei der Einfachheit halber lediglich eine Öffnung 11 mit einem Bezugszeichen versehen ist. Mit Hilfe der Öffnungen 11 kann beispielsweise ein Druckausgleich zwischen einer Kavität 12 im Gehäuse 3 und der Umgebung stattfinden.
In einer Umfangsrichtung um den Tieftöner 4 sind die Hochtöner 6a - 6g voneinander beabstandet angeordnet. Die Hochtöner 6a - 6g sind durch einen Umfangswinkel α, β, γ voneinander beabstandet. Gemäß 1 und 2 weist die Lautsprecheranordnung 1 die Horizontale H als Bezugsebene auf. Die Horizontale H kann beispielsweise im Kopfhörer so angeordnet sein, dass bei vorgesehener Verwendung des Kopfhörers die Horizontale H ebenfalls horizontal zur Umgebung orientiert ist. Der Hochtöner 6g kann damit beispielsweise oberhalb des Ohres 2 angeordnet sein.
Beispielsweise kann der Umfangswinkel α zwischen den Hochtönern 6g und 6f ausgebildet sein. Des Weiteren kann der Umfangswinkel β zwischen den Hochtönern 6a und 6e ausgebildet sein. Ferner kann der Umfangswinkel γ zwischen den Hochtönern 6d und 6f ausgebildet sein. Die Umfangswinkel α, β, γ können in einem Bereich zwischen 15° und 90° liegen. Desto geringer die Umfangswinkel α, β, γ sind, desto genauer kann die Richtung des Schallereignisses lokalisiert werden.
Außerdem können die Hochtöner 6a - 6g einen radialen Abstand R zum Tieftöner 4, insbesondere zur Tieftonschallachse 5, aufweisen. Der Einfachheit halber ist lediglich der Hochtöner 6g mit dem radialen Abstand R versehen. Beispielsweise weisen die Hochtöner 6a - 6d einen geringeren radialen Abstand R zum Tieftöner 4 als der Hochtöner 6g auf. Die Hochtöner 6a - 6d sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel benachbart zum Fensterabschnitt 9 angeordnet. Insbesondere können die Austrittsdurchgänge 10 der Hochtöner 6a - 6d an den Fensterabschnitt 9 angrenzen.
Eine hier nicht gezeigte Steuereinheit 14 kann, um einen 3D-Ton zu erzeugen, die Hochtöner 6a - 6g verschieden ansteuern. So können die Hochtöner 6a - 6g von der Steuereinheit 14 in einem in 8 schematisch dargestellten Normal-Modus und in einem in 9 schematisch dargestellten Raumklang-Modus betrieben werden. Im Raumklang-Modus kann die Steuereinheit 14 nur einen oder einige Hochtöner 6a - 6g ansteuern, so dass die Hochtonschallwellen lediglich aus einer Richtung zum Ohr 2 gelangen. Dadurch ist bereits eine gewisse Lokalisierbarkeit des Schallereignisses gegeben. Die Steuereinheit 14 kann die Hochtöner 6a - 6g aber auch gemäß einer Wellenfeldsynthese ansteuern. Mit Hilfe der Wellenfeldsynthese können virtuelle akustische Umgebungen geschaffen werden. Dazu kann die Steuereinheit 14 einige Hochtöner 6a - 6g derart ansteuern, dass ein Schallwellenfeld durch die Hochtöner 6a - 6g ausgebildet ist, das dem eines realen Schallereignisses entspricht oder dem zumindest nahe kommt. Dabei können die Schallwellen von verschiedenen Hochtönern 6a - 6g miteinander interferieren, so dass sie sich gegenseitig auslöschen und/oder verstärken. Es kann dadurch ein Schallwellenfeld erzeugt werden, das den Eindruck erweckt, dass das Schallereignis aus einer bestimmten Richtung zum Ohr 2 gelangt.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der 2 können ferner die Hochtöner 6e und 6f auf der Horizontalen H liegen. Bei vorgesehener Trageweise des Kopfhörers mit der Lautsprecheranordnung 1 kann mit Hilfe der beiden Hochtöner 6e, 6f beispielsweise ein Schallereignis lokalisiert werden, das vor und/oder hinter dem Ohr 2 entstanden ist.
Mit Hilfe des Hochtöners 6g kann beispielsweise ein Schallereignis lokalisiert werden, das über dem Ohr 2 stattfand. Mit Hilfe des Hochtöners 6c kann ein Schallereignis dargestellt werden, das beispielsweise schräg unterhalb stattgefunden hat. Mit Hilfe des Hochtöners 6d kann ein Schallereignis dargestellt werden, das beispielsweise schräg oberhalb stattgefunden hat. Mit Hilfe der beiden Hochtöner 6a, 6b kann ein Schallereignis dargestellt werden, das schräg oberhalb und/oder schräg unterhalb stattgefunden hat.
3, 4, 5, 6 zeigen jeweils eine Schnittansicht der Lautsprecheranordnung 1 gemäß den Schnittlinien der 2.
Das in den 3, 4, 5, 6 gezeigte Gehäuse 3 ist an einer Stirnseite 13 offen. Das an der Stirnseite 13 offene Gehäuse 3 kann mittels des Abdeckelements 8 verschlossen werden. Das Gehäuse 3 und das Abdeckelement 8 begrenzen eine Kavität 12 im Gehäuse 3. In der Kavität 12 kann der Tieftöner 4 angeordnet sein. Die Kavität 12 kann beispielsweise als Resonanzraum für den Tieftöner 4 wirken. Die Kavität 12 kann auch ein Hintervolumen des Tieftöners 4 bilden. Zusätzlich oder alternativ kann auch der zumindest eine Hochtöner 6 in der Kavität 12 angeordnet sein.
Das Abdeckelement 8 weist in einem Mittenbereich den Fensterabschnitt 9 auf. Der Fensterabschnitt 9 und der Tieftöner 4 können koaxial zueinander angeordnet sein. Der Fensterabschnitt 9 kann auch koaxial zur Tieftonschallachse 5 angeordnet sein. Der Fensterabschnitt 9 kann im Bereich des Tieftöners 4 nach außen, von der Kavität 12 weg, gewölbt sein.
Gemäß dem in den 3, 4, 5, 6 gezeigten Tieftöner 4 kann dieser als ein elektrodynamischer Lautsprecher ausgebildet sein.
Ebenfalls gezeigt sind die Hochtöner 6, die als MEMS-Lautsprecher ausgebildet sein können. Ein Vorteil von MEMS-Lautsprechern ist, dass diese klein ausgebildet werden können. Ferner weist der MEMS-Lautsprecher einen geringen Klirrfaktor auf. Mittels des MEMS-Lautsprechers können Schallwellen wiedergegeben werden, die eine geringe Verzerrung aufweisen. Ferner kann mit dem MEMS-Lautsprecher ein breites Frequenzspektrum abgedeckt werden.
Gemäß der 3 ist der Hochtöner 6 derart angeordnet, dass dessen Hochtonschallachse 7 parallel zur Tieftonschallachse 5 des Tieftöners 4 orientiert ist. Dadurch können die Hochtonschallwellen entlang der Hochtonschallachse 7 zum Ohr 2 hin abgestrahlt werden. Das menschliche Gehör erhält den Eindruck, dass ein Schallereignis über dem Ohr 2 stattgefunden hat.
Gemäß den 4, 5, 6 ist der zumindest eine Hochtöner 6 relativ zum Tieftöner 4 derart angeordnet, dass seine Hochtonschallachse 7 die Tieftonschallachse 5 in der hier gezeigten Schnittansicht schneidet. Die Hochtonschallachse 7 weist zur Tieftonschallachse 5 einen Kreuzungswinkel δ, ε, ζ auf.
3 zeigt den Schnitt entlang der Schnittlinie A-A der 2. Gemäß 3 kann der Kreuzungswinkel δ 90° betragen. Die Hochtonschallachse 7 steht somit senkrecht auf der Tieftonschallachse 5. Die Hochtonschallwellen können beispielsweise an der gewölbten Fläche des Fensterabschnitts 9 zum Ohr 2 reflektiert werden. Die Hochtonschallwellen des Hochtöners 6 können aber auch mit anderen Hochtonschallwellen interferieren, um ein Schallwellenfeld auszubilden. Mit Hilfe des Hochtöners 6 kann ein Schallereignis erzeugt werden, das von oberhalb des Ohres 2 stammt.
4 zeigt den Schnitt entlang der Schnittlinie B-B der 2. Gemäß 4 kann der Kreuzungswinkel ε im Bereich um 110° liegen. Die Hochtonschallwellen können dann entlang der Hochtonschallachse 7 in Richtung Ohr 2 abgestrahlt werden.
5 zeigt den Schnitt entlang der Schnittlinie C-C der 2. Gemäß 5 kann der Kreuzungswinkel ζ auch im Bereich um 120° liegen. Die Hochtonschallwellen können dann entlang der Hochtonschallachse 7 in Richtung Ohr 2 abgestrahlt werden.
Ein gemäß der 4, 5, 6 gezeigter Schnittpunkt der Hochtonschallachsen 7 mit der Tieftonschallachse 5 muss nicht vor dem Ohr 2 angeordnet sein. Der Schnittpunkt kann auch hinterhalb des Ohres 2, also innerhalb des Kopfes, angeordnet sein.
7 zeigt eine perspektivische Ansicht der Lautsprecheranordnung 1. Die Merkmale sind aus den vorangegangenen Figuren bekannt, so dass auf eine Erklärung der 7 verzichtet wird.
In den 8 und 9 ist schematisch ein Lautsprecheranordnung 1 mit der vorstehend beschriebenen Steuereinheit 14 dargestellt. Die Lautsprechereinheit 1 kann gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ausführungsbeispiele ausgebildet sein, wobei die genannten Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination vorhanden sein können. Insbesondere kann die Lautsprecheranordnung mehrere als MEMS-Lautsprecher ausgebildete Hochtöner 6a - 6g aufweisen. Diese können alle oder einzeln die in den 3 bis 6 beschriebenen Kreuzungswinkel δ, ε, ζ aufweisen.
Die Steuereinheit 14 ist bei allen vorstehenden Ausführungsbeispielen derart ausgebildet, dass diese die Hochtöner 6a - 6g in einem Normal-Modus (vgl. 8) und/oder in einem Raumklang-Modus (vgl. 9) betreiben kann. Im Normal-Modus ist für den Benutzer keine räumliche Lokalisierung eines Schallereignisses möglich. Der Normal-Modus ist demnach für gewöhnliche Anwendungen, wie beispielsweise Musikhören, geeignet. Insbesondere bei Bildunterstützen Anwendungen, wie beispielsweise Computerspielen, Spielfilmen oder Konzertaufnahmen, kann der Raumklang-Modus zum Einsatz kommen. So ermöglicht dieser dem Benutzer eine richtungs- und/oder raumbasierte Wahrnehmung von Schallereignissen, d.h. insbesondere einen 3D-Raumklang.
Hierfür ist die Steuereinheit 14 derart ausgebildet, dass diese im Normal-Modus gleichzeitig alle Hochtöner 6a - 6g ansteuert. Somit kann ein voluminöser aus allen Richtungen kommendes Klangerlebnis erzeugt werden.
Im in 9 dargestellten Raumklang-Modus ist von der Steuereinheit 14 gleichzeitig nur einer der Hochtöner 6a - 6g und/oder nur ein Teil der Hochtöner 6a - 6g ansteuerbar ist, so dass ein für den Benutzer räumlich lokalisierbares Schallereignisses, das in 9 durch den Pfeil angedeutet ist, erzeugbar ist. Vorteilhafterweise wird hierfür von der Steuereinheit 14 zumindest derjenige Hochtöner 6a - 6g angesteuert, der sich in einem in Umfangsrichtung mit der Klangrichtung korrespondierenden Winkelintervall befindet, d.h. abbildungsgemäß die beiden rechts unten befindlichen Hochtöner 6a - 6g. Zusätzlich oder alternativ ist es vorteilhaft, wenn mehrere oder alle Hochtöner von der Steuereinheit 14 im Raumklang-Modus derart ansteuerbar sind, dass die Schallwellen von verschiedenen Hochtönern 6a - 6g miteinander interferieren, so dass sich diese gegenseitig auslöschen und/oder verstärken, um das Raumklangerlebnis zu erzeugen.
In einem vorliegend nicht dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Lautsprecheranordnung 1 eine mit der Steuereinheit 14 gekoppelte inertiale Messeinheit, insbesondere ein Gyroskop und/oder einen Beschleunigungssensor. Diese ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass mittels dieser eine räumliche Orientierung und/oder eine räumliche Position der Lautsprecheranordnung 1 erfassbar ist. Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit 14 derart ausgebildet, dass mittels dieser das vom Benutzer räumlich lokalisierbare Schallereignis in Abhängigkeit der von der inertialen Messeinheit erfassten Messwerte anpassbar ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.
Bezugszeichenliste

1: Lautsprecheranordnung
2: Ohr
3: Gehäuse
4: Tieftöner
5: Tieftonschallachse
6: Hochtöner
7: Hochtonschallachse
8: Abdeckelement
9: Fensterabschnitt
10: Austrittsdurchgang
11: Öffnungen
12: Kavität
13: Stirnseite
14: Steuereinheit
α, β, γ: Umfangswinkel
δ, ε, ζ: Kreuzungswinkel
H: Horizontale
R: radialer Abstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1071309 B1 [0004]

Claims

Lautsprecheranordnung (1), insbesondere für On-Ear-Kopfhörer, zum Anordnen auf und/oder über dem Ohr (2) mit einem Gehäuse (3), in dem ein Tieftöner (4), mittels dem Tieftonschallwellen entlang einer Tieftonschallachse (5) zum Ohr (2) hin abstrahlbar sind, und zumindest ein Hochtöner (6) angeordnet ist, mittels dem Hochtonschallwellen entlang einer Hochtonschallachse (7) abstrahlbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Hochtöner (6) ein MEMS-Lautsprecher ist und vom Tieftöner (4), insbesondere von seiner Tieftonschallachse (5), radial beabstandet angeordnet ist.
Lautsprecheranordnung nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Hochtöner (6) relativ zum Tieftöner (4) derart angeordnet ist, dass seine Hochtonschallachse (7) die Tieftonschallachse (5) in einer Seitenansicht schneidet, so dass diese einen gemeinsamen Kreuzungswinkel (δ, ε, ζ) aufweisen.
Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tieftonschallachse (5) und die Hochtonschallachse (7) des zumindest einen Hochtöners (6) parallel zueinander orientiert sind.
Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochtöner (6) zum Tieftöner (4) hingeneigt ist.
Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) an einer Stirnseite (13) offen ist und/oder dass im und/oder am Gehäuse (3), insbesondere an der offenen Stirnseite (13), ein Abdeckelement (8) angeordnet ist, das mit dem Gehäuse (3) eine Kavität (12) ausbildet, wobei vorzugsweise in der Kavität (12) der Tieftöner (4) und/oder der Hochtöner (6) angeordnet ist.
Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (8) einen, insbesondere gitterförmigen, Fensterabschnitt (9) aufweist, durch den die Tieftonschallwellen des Tieftöners (4) aus der Kavität (12) austreten können.
Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (8) zumindest einen Austrittsdurchgang (10) aufweist, durch den die Hochtonschallwellen des zumindest einen Hochtöners (6) austreten können.
Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Hochtöner (6a - 6g) in Bezug zur Tieftonschallachse (5) in Umfangsrichtung um den Tieftöner (4) herum angeordnet sind.
Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochtöner (6a - 6g) zueinander in Umfangsrichtung durch, insbesondere gleiche oder unterschiedliche, Umfangswinkel (α, β, γ) voneinander beabstandet sind.
Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lautsprecheranordnung (1) eine Steuereinheit umfasst, mit der zumindest die Hochtöner (6a - 6g) in einem Normal-Modus und/oder in einem Raumklang-Modus betreibbar sind.
Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass diese im Normal-Modus gleichzeitig alle Hochtöner (6a - 6g) ansteuert und/oder im Raumklang-Modus zur Erzeugung eines für einen Benutzer räumlich lokalisierbaren Schallereignisses zeitgleich nur einen oder einen Teil der Hochtöner (6a - 6g) ansteuert und/oder mehrere oder alle Hochtöner (6a - 6g) derart ansteuert, dass die Schallwellen von verschiedenen Hochtönern (6a - 6g) miteinander interferieren, so dass sich diese gegenseitig auslöschen und/oder verstärken.
Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lautsprecheranordnung (1) eine mit der Steuereinheit gekoppelte inertiale Messeinheit, insbesondere ein Gyroskop und/oder einen Beschleunigungssensor, umfasst, mittels der eine räumliche Orientierung und/oder eine räumliche Position der Lautsprecheranordnung (1) erfassbar ist, und/oder dass die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass mittels dieser das vom Benutzer räumlich lokalisierbare Schallereignis in Abhängigkeit der von der inertialen Messeinheit erfassten Messwerte anpassbar ist.
Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreuzungswinkel (δ, ε, ζ) zwischen 90° und 170°, insbesondere zwischen 100° und 150°, beträgt und/oder dass der Umfangswinkel (α, β, γ) zwischen 15° und 90° beträgt.
Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tieftöner (4) ein elektrodynamischer Lautsprecher ist.
Kopfhörer, insbesondere On-Ear-Kopfhörer, zum Anordnen auf und/oder über dem Ohr (2) mit zumindest einer Lautsprecheranordnung (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Lautsprecheranordnung (1) gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche ausgebildet ist.