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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kopfhörer und auf eine akustische Vorrichtung, die Geräusch bzw. Rauschen aus der Umgebung reduziert und die es leichter macht, beispielsweise Musik anzuhören.
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Stand der Technik
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Es ist ein sogenannter Geräuschauslöschungs-Kopfhörer bekannt, der Rauschen bzw. Geräusch der Umgebung dadurch reduzieren kann, dass das Geräusch um den Benutzer mittels eines Mikrofons aufgenommen wird, welches mit einem Kopfhörer in einem Gehäuse eingeschlossen ist, dass das Geräusch analysiert wird und dass ein Schall bzw. Klang negativer Phase von dem Signal-Audio-Umsetzelement des Kopfhörers (nachstehend als ”Treibereinheit” bezeichnet) abgegeben wird.
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In diesem Falle sind bezüglich des Geräuschauslöschungssystems zwei Typen verfügbar: ein Vorwärts- bzw. Mitkopplungssystem und ein Rückkopplungssystem. 9 veranschaulicht eine Konfiguration des Geräuschauslöschungs-Kopfhörers des Mitkopplungssystems, während 10 eine Konfiguration des Geräuschauslöschungs-Kopfhörers des Rückkopplungssystems veranschaulicht.
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Bei dem Mitkopplungssystem gemäß 9 ist das Mikrofonelement an einer solchen Stelle angeordnet, dass ein Gerausch um das Mikrofonelement aufgefangen wird, dass allerdings ein von der Treibereinheit 2 freigesetzter Schall nicht aufgefangen wird. Das elektrische Signal von dem Mikrofonelement 1, welches dem aufgefangenen umgebenden Geräusch entspricht, wird an die Entzerrerschaltung 3 abgegeben.
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Diese Entzerrerschaltung 3 weist einen Phasengang und einen Amplitudengang bzw. -verlauf auf, das heißt eine Frequenzcharakteristik, die optimal ausgelegt ist, um ein Audiosignal zum Auslöschen des eingegebenen umgebenden Geräusches zu erhalten. Ein Ausgangssignal der Entzerrerschaltung 3 wird über eine Addiererschaltung 4 an einen Verstärker AMP 5 abgegeben.
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Dieser Verstärker AMP 5 ist derart optimal ausgelegt, dass die Verstärkung des Audiosignals zum Auslöschen des Umgebungsgeräusches optimal wird. Das Audiosignal zum Auslöschen des Umgebungsgeräusches von dem Verstärker AMP 5 wird an die Treibereinheit 2 abgegeben. Dies bedeutet, dass die Treibereinheit 2 als Schallquelle zum Auslöschen des Umgebungsgeräusches wirkt, welches den Anwender umgibt.
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Wie oben beschrieben, wird der Schall negativer Phase bezogen auf das Umgebungsgeräusch in der Nähe der Benutzer-Ohren abgegeben und mit dem Umgebungsgerausch akustisch zusammengesetzt bzw. synthetisiert. Als Ergebnis wird das Umgebungsgeräusch ausgelöscht, und den Schall mit reduziertem Umgebungsgeräusch nimmt der Benutzer wahr.
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In dem Fall, wie diesem, werden von einem Audiosignal-Eingangsanschluß 6 Musiksignale, etc. abgegeben, in der Addiererschaltung 4 addiert und über den Verstärker AMP 5 an die Treibereinheit 2 abgegeben, und Musik wird wiedergegeben. Zu diesem Zeitpunkt kann sich der Benutzer einer qualitativ hochwertigen Musik komfortabel erfreuen, ohne die Lautstärke übermäßig aufzudrehen, und zwar sogar dann, wenn das Umgebungsgeräusch stark ist, da es, wie oben beschrieben, ausgeloscht und reduziert wird.
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Anschließend sammelt in dem Rückkopplungssystem gemäß 10 das Mikrofonelement 1 den zusammengesetzten Schall zwischen dem Umgebungsgeräusch und dem von der Treibereinheit 2 abgegebenen Schall auf. Der Frequenzgang (Phasen- und Amplitudengang) der Entzerrerschaltung 3 ist in einer solchen Weise optimal ausgelegt, dass der durch das Mikrofonelement 1 aufgesammelte zusammengesetzte Schall ein Pegel unterhalb eines bestimmten Pegels wird. Die Verstärkung des Verstärkers AMP 5 ist ebenfalls so ausgelegt, dass optimale Auslöschungseffekte bezüglich des Umgebungsgeräusches erzielt werden.
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In dem Rückkopplungssystem, wie es in 10 dargestellt ist, ist die Addiererschaltung 4 auf der Eingangsseite der Entzerrerschaltung 3 angeordnet. Das Musiksignal, etc. wird von dem Audiosignal-Eingangsanschluß 6 geliefert, in der Addiererschaltung 4 addiert und über die Entzerrerschaltung 3 und den Verstärker AMP 5 an die Treibereinheit 2 abgegeben, und die Musik wird wiedergegeben. In diesem Fall kann sich der Anwender der Musik hoher Qualitat komfortabel erfreuen, ohne die Lautstärke übermäßig aufzudrehen, da das Umgebungsgeräusch, wie oben beschrieben, sogar dann ausgelöscht ist, wenn es laut ist.
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Da der Geräuschauslöschungs-Kopfhörer die oben erwähnten Vorteile aufweist, wird er zum Anhören von Musik im Flugzeug mit verminderten Motoren- bzw. Triebwerksgeräuschen verwendet.
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Ein konventioneller Geräuschauslöschungs-Kopfhörer weist indessen ein Komponentenelement zur Geräuschauslöschung auf, welches so aufgebaut bzw. strukturiert ist, dass es mit einem Kopfhörerabschnitt in einer solchen Weise zusammenhängend ist, dass es von dem Kopfhörerabschnitt praktisch untrennbar ist. Der Grund für den integralen Aufbau liegt darin, dass der Geräuschauslöschungs-Kopfhorer die negative Phasenkomponente des Geräuschsignals über ein breites Band erzeugt, welches eine Dekade übersteigt, und das Geräusch unter dem Gesichtspunkt des Arbeitsprinzips auslöscht, dass aber aufgrund von starken Schwankungen der Audiocharakteristiken sowie der Absorption der Schwankungen der individuellen Störauslöschungskomponentenelemente sämtliche Elemente zu einem Element integriert und umfassend eingestellt und korrigiert werden, um die Auslöschungseffekte zu maximieren.
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Diese Art des integralen Aufbaus weist jedoch folgende Probleme auf:
- 1) Sogar dann, wenn ein Teil der Komponentenelemente, wie Ohrmuschelpolster, die mit dem menschlichen Körper in Kontakt gelangen, aus hygienischen Gründen ausgewechselt werden müssen, muß das Ganze ausgewechselt werden;
- 2) wenn ein Teil der Komponentenelemente ausgewechselt wird, muß das Ganze wieder eingestellt bzw. justiert werden;
- 3) die in dem Fall hervorgerufenen Wartungsaufwendungen werden groß, ob die Gesamtheit oder ein Teil ausgewechselt wird.
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Dokument
JPH 03 207 198 A offenbart ein Gerät zur Reduktion von Umgebungsgeräuschen bei Kopfhörern. Mittels eines am Kopfhörer angebrachten Mikrophons werden Umgebungsgeräusche am Ohr des Benutzers aufgezeichnet und an ein Gerät zur Signalverarbeitung übermittelt, welche das von dem Mikrophon aufgezeichnete Umgebungsgeräusch verarbeitet, so dass sich bei Überlagerung das verarbeitete Signal und die Umgebungsgeräusche auslöschen. Das verarbeitet Signal wird mit den Audiosignalen, beispielsweise Musikstücken, gemischt und an die Kopfhörer übermittelt, so dass sich dann am Ohr des Benutzers die Umgebungsgeräusche und das verarbeitete Signal auslöschen und der Benutzer ein Audiosignal mit reduzierten Umgebungsgeräuschen hört.
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Dokument
JP 09 130 885 A offenbart eine Vorrichtung zur Regulierung der Lautstärke von Kopfhörern in Abhängigkeit der Veränderung der Umgebungslautstärke. Hierfür wird das Umgebungsgeräusch aufgezeichnet und an eine Vergleichseinheit sowie an eine Verzögerungseinheit übermittelt. Die Verzögerungseinheit verzögert das Umgebungsgeräusch um einen bestimmten zeitlichen Betrag und übermittelt das verzögerte Umgebungsgeräusch ebenfalls an die Vergleichseinheit. Die Vergleichseinheit bestimmt den Unterschied und damit die Veränderung zwischen dem verzögerten und dem nicht verzögerten Umgebungsgeräusch und übermittelt die Veränderung an eine Regulierungseinheit, welche die Lautstärke der Kopfhörer dann in Abhängigkeit der Veränderung reguliert.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine akustische Vorrichtung bereitzustellen, die die oben erwähnten Probleme aus dem Wege räumen kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Um die oben erwähnten Probleme zu lösen, offenbart die vorliegende Erfindung eine akustische Vorrichtung umfassend: einen am Benutzerkopf anzubringenden Kopfhörerabschnitt mit einer ersten und zweiten Kopfhörerkapsel für das rechte und linke Ohr, mit einem ersten und zweiten Mikrofonelement zur Ermittlung des Schalls um den Benutzer und einem ersten und zweiten signalakustischen Wandlerelement mit einer Funktion als Schallquelle zum Auslöschen des Schalls um den Benutzer herum, untergebracht in der jeweils ersten und zweiten Kopfhörerkapsel und ausgestattet mit einem ersten Ausgangsanschluss, der mit einem ersten und zweiten Einstellabschnitt zum Einstellen der Ausgangsgröße des durch die Mikrofonelemente aufgefangenen Audiosignals und mit einem ersten Eingangsanschluss zur Eingabe des Audiosignals ausgestattet ist, welches an die signalakustischen Wandlerelemente abgegeben ist, wobei der erste und zweite Einstellabschnitt dazu ausgelegt sind durch eine Betätigungseinrichtung eingestellt zu werden, die der Benutzer von außen her zu betätigen imstande ist und einen Steuerschaltungsabschnitt, der unabhängig und trennbar vom Kopfhörerabschnitt ist, ausgestattet mit einem zweiten Eingangsanschluss, der mit dem ersten Ausgangsanschluss verbunden ist, und einem zweiten Ausgangsanschluss, der mit dem ersten Eingangsanschluss verbunden ist, und bestimmt zur Steuerung zumindest der Frequenzeigenschaften und/oder der Verstärkungseigenschaften des Audiosignals von den Mikrofonelementen des Kopfhörerabschnitts, welches über den zweiten Eingangsanschluss eingegeben ist, zur Erzeugung eines Signals, welches als Schallquelle zum Auslöschen des Umgebungsschalls dient, und zur Abgabe des Signals an die signalakustischen Wandlerelemente des Kopfhörerabschnitts über den zweiten Ausgangsanschluss (22).
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Da der Kopfhörerabschnitt und der Steuerschaltungsabschnitt zur Erzeugung des Signals zum Auslöschen des Umgebungsschalls unabhängig gebildet sind, braucht sogar in dem Fall, dass ein Teil der Komponentenelemente ausgewechselt wird, nicht die Gesamtheit ersetzt zu werden. Sogar dann, wenn ein Teil des Kopfhörerabschnitts oder des Steuerschaltungsabschnitts ausgewechselt bzw. ersetzt wird, ist eine Einstellung überdies lediglich des Kopfhörerabschnitts oder des Steuerabschnitts erforderlich, bezüglich dessen die genannte Teilauswechslung vorgenommen wird, und die Einstelloperation wird einfach und die Wartungskosten können reduziert werden.
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Der Geräuschauslöschungs-Kopfhörer und die akustische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, dass ein Einstellabschnitt vorgesehen ist zur Einstellung der auszulöschenden Lautstärke des Umgebungsschalls in der Kopfhörerkapsel.
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Sogar dann, wenn der Kopfhörerabschnitt und der Steuerschaltungsabschnitt separat gebildet bzw. aufgebaut sind, und zwar durch Bereitstellen eines Einstellabschnitts im bzw. beim Kopfhörerabschnitt, kann eine geeignete Einstellung als Geräuschauslöschungs-Kopfhörervorrichtung erzielt werden.
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Darüber hinaus sind der Geräuschauslöschungs-Kopfhörer und die akustische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzeigenschaften und/oder Verstärkungseigenschaften des Steuerschaltungsabschnitts auf bestimmte Pegel bei einer bestimmten Frequenz innerhalb eines Bereiches von 50 Hz bis 1,5 kHz eingestellt werden.
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Da Einstellungen in der Weise vorgenommen werden, dass der Steuerschaltungsabschnitt selbst nahezu frei von irgendwelche Veränderungen ist, können die beiden Abschnitte sogar dann, wenn sie separat vorgesehen sind, so konfiguriert werden, dass sie die bestimmten Geräuschauslöschungseffekte insbesondere durch Kombinationen zeigen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 stellt ein Diagramm dar, in welchem das Gesamtkonfigurationsbeispiel einer Ausführungsform einer akustischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht ist.
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2 stellt ein Diagramm dar, welches einen wesentlichen Teil einer Ausführungsform einer akustischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschreibt.
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3 stellt ein Diagramm dar, weiches ein konkretes Schaltungsbeispiel eines Teiles der Ausführungsform gemäß 1 veranschaulicht.
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4 stellt ein Diagramm dar, welches ein konkretes Schaltungsbeispiel eines Teiles der Ausführungsform gemäß 1 veranschaulicht.
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5 stellt ein Diagramm dar, welches ein konkretes Schaltungsbeispiel eines Teiles der Ausführungsform gemäß 1 veranschaulicht.
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6 stellt ein Diagramm dar, welches ein konkretes Schaltungsbeispiel eines Teiles der Ausführungsform gemäß 1 veranschaulicht.
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7 stellt ein Diagramm dar, welches einen wesentlichen Teil einer weiteren Ausführungsform der akustischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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8 stellt ein Diagramm dar, welches das Gesamtkonfigurationsbeispiel einer noch weiteren Ausführungsform der akustischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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9 stellt ein Diagramm zur Beschreibung eines Geräuschauslöschungs-Kopfhörers eines Mitkopplungssystems dar.
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10 stellt ein Diagramm zur Beschreibung eines Geräuschauslöschungs-Kopfhörers eines Rückkopplungssystems dar.
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Beste Ausführungsform zur Ausführung der Erfindung
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Nachstehend werden Ausführungsformen der akustischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen nunmehr detailliert beschrieben.
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Wie in 1 veranschaulicht, umfaßt eine akustische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einen Kopfhörerabschnitt 10 und einen Steuerschaltungsabschnitt 20. Wie dargestellt, sind der Kopfhorerabschnitt 10 und der Steuerschaltungsabschnitt 20 gesondert vorgesehen, und der Kopfhörerabschnitt 10 ist mit einem Stereostecker 11 als rechtem und linkem Audiosignal-Ausgangsanschluß (erster Ausgangsanschluß) und einem Stereostecker 12 als rechtem und linker Audiosignal-Eingangsanschluß (erster Eingangsanschluß) versehen, und der Steuerschaltungsabschnitt 20 ist mit einer Steckerbuchse 21 als rechtem und linkem Audiosignal-Eingangsanschluß (zweiter Eingangsanschluß) und mit einem Steckeranschluß 22 als rechtem und linkem Audiosignal-Ausgangsanschluß (zweiter Ausgangsanschluß) in dem Seitenabschnitt der Kapsel 23 versehen. Die Einführung der Stecker 11, 12 des Kopfhörerabschnitts 10 in die Steckerbuchsen 21, 22 des Steuerschaltungsabschnitts 20 verbindet den Kopfhörerabschnitt 10 mit dem Steuerschaltungsabschnitt 20 und liefert eine Anordnung bzw. Konfiguration des Geräuschauslöschungs-Kopfhörers, wie er später beschrieben wird.
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Innerhalb jeder der Kopfhörerkapseln 13L, 13R für das rechte Ohr und das linke Ohr des Kopfhörerabschnitts 10 sind Mikrofonelemente 14L, 14R, Treibereinheiten 15L, 15R und Verstärkungseinstellabschnitte 16L, 16R vorgesehen bzw. installiert. Die Ausgangsanschlüsse der Mikrofonelemente 14L, 14R sind mit dem Stereostecker 11 als rechte und linke Audiosignal-Ausgangsanschlüsse über Verstärkungseinstellabschnitte 16L, 16R verbunden. Der Stereostecker 12 als rechter und linker Audiosignal-Eingangsanschluß ist mit den Treibereinheiten 15L bzw. 15R verbunden.
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Die Kopfhörerkapseln 13L, 13R für die linken und rechten Ohren sind übrigens durch ein aus elastischem Material bestehendes Gurtband 17 verbunden. Im Hinblick auf diejenigen Teile, die mit den Benutzerohren der Kopfhörerkapsel in Kontakt sind, sind die Ohrhörerkissen 18L, 18R mit Polstermaterial ausgestattet. Durch das Gurtband 17 ist der Kopfhörerabschnitt 10 imstande, am Benutzerkopf angebracht zu werden. Dies ist kaum verschieden von generellen Kopfhörern.
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Die Steuerschaltung 20 weist eine Entzerrerschaltung 24, eine Addiererschaltung 25 und einen Verstärker AMP 26 auf, und bei der vorliegenden Ausführungsform, bei der diese mit dem Kopfhörerabschnitt 10 verbunden ist, ist eine Mitkopplungssystem-Geräuschauslöschungsschaltung konfiguriert.
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Der Steuerschaltungsabschnitt 20 ist mit einem Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtungsabschnitt 27 ausgestattet, und das von der Steckerbuchse 21 her eingegebenen Audiosignal wird diesem Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtungsabschnitt 27 als Aufzeichnungssignal zugeführt, und es wird zugleich als Wiedergabe-Audiosignal von diesem Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtungsabschnitt 27 an die Addiererschaltung 25 abgegeben. Dieser Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtungsabschnitt 27 kann in verschiedener Weise konfiguriert sein, wie beispielsweise mit einer optischen Platte oder einer fotoelektromagnetischen Platte, wie sie zur Aufzeichnung verwendet wird, oder mit einem Magnetband.
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Dies bedeutet, dass bei der vorliegenden Ausführungsform der Steuerschaltungsabschnitt 20 in einer solchen Weise konfiguriert ist, dass er über das Entzerrerelement und das Verstärker- bzw. AMP-Element für die Gerauschauslöschungs-Kopfhörervorrichtung verfügt, die in eine Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung vom transportablen Typ einbezogen sind, beispielsweise mit dem Magnetband oder der fotoelektromagnetischen Platte, die für den bzw. als Aufzeichnungstrager verwendet wird.
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Wie oben beschrieben, weist die Entzerrerschaltung 24 Phasen- und Amplitudengänge auf, das heißt einen Frequenzgang, der optimal ausgelegt ist, um das Audiosignal zum Auslöschen des Schalles um den Benutzer des Kopfhörerabschnitts 10 in dem Steuerschaltungsabschnitt 20 zu erhalten. Darüber hinaus ist der Verstärker AMP 26 derart optimal ausgelegt, dass die Verstärkung des Audiosignals zum Auslöschen des Schalls um den Benutzer zu einem Optimum wird. Der Verstarker AMP 26 weist eine Konfiguration auf, die eine Verstärkungseinstellung durch halbfeste Widerstände, etc. ermöglicht.
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Ferner werden, wie oben beschrieben, zur Erzielung eines Auffangens bzw. einer Aufnahme der Veränderungen bzw. Schwankungen der Komponentenelemente in dem Fall, dass der Geräuschauslöschungs-Kopfhörer in den Kopfhörerabschnitt 10 und in den Steuerschaltungsabschnitt 20 aufgeteilt ist, die folgenden Punkte bei der vorliegenden Ausführungsform berücksichtigt.
- 1) Im Falle der vorliegenden Ausführungsform, wie sie oben beschrieben worden ist, ist der Frequenzgang des Steuerschaltungsabschnitts 20 optimiert, um den Umgebungsschall effektiv auszulöschen, und Teile mit ±5%- oder ±2%-Toleranzen werden für den Steuerschaltungsabschnitt 20 verwendet, so dass die Schwankungen bzw. Variationen der Charakteristiken des Steuerschaltungsabschnitts 20 minimal werden.
- 2) Wie in 2 veranschaulicht, werden die Gesamtverstärkungsfehler von der Entzerrerschaltung 24 zum Verstärker AMP 26 des Steuerschaltungsabschnitts 20 bei diesem Beispiel an der Position von 300 Hz der Frequenz innerhalb von ±0,2 dB eingestellt. Diese eingestellter Frequenz stellt ein Beispiel dar, und eine bestimmte Frequenz wird zwischen 50 Hz und 1,5 kHz gewählt, und vorzugsweise zwischen 100 Hz und 1 kHz. Dies stellt ein Band dar, in welchem die Gerauschauslöschung effektiv durchgeführt wird.
- 3) In die Steckerbuchsen 21, 22 des Steuerschaltungsabschnitts 20 werden die Stecker 11, 12 des Kopfhörerabschnitts 10 nach den Einstellungen eingeführt und verbunden, um den Kopfhörerabschnitt 10 mit dem Steuerschaltungsabschnitt 20 zu verbinden, und es werden beispielsweise halbfeste Widerstande der Einstellabschnitte 16L, 16R des Kopfhörerabschnitts 10 eingestellt, um die Verstärkungen einzustellen und in einem Zustand festzulegen, in welchem die auszulöschende Lautstärke maximiert ist.
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Wie oben beschrieben, wird bei der vorliegenden Ausführungsform in dem Steuerschaltungsabschnitt 20 der absolute Fehler der Komponententeile derart gesteuert, dass er so klein wie möglich ist, und der Fehler im Kopfhörerabschnitt 10 wird durch die in diesen Kopfhorerabschnitt einbezogenen Einstellelemente 1 zu 1 eingestellt, und sogar dann, wenn der Geräuschauslöschungs-Kopfhörer in den Kopfhörerabschnitt 10 und in den Steuerschaltungsabschnitt 20 aufgeteilt ist, ist die umfassende Erzielung einer akustischen Vorrichtung ermöglicht, die nahezu frei ist von Veränderungen und die für zufriedenstellende Auslöschungseffekte des Umgebungsschalls sorgen kann.
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Dies bedeutet, dass unter der Bedingung, dass der Kopfhörerabschnitt 10 mit dem Steuerschaltungsabschnitt 20 verbunden ist, das Audiosignal, welches dem durch die Mikrofonelemente 14L, 14R aufgefangenen Umgebungsschall entspricht, der Entzerrerschaltung 24 des Steuerschaltungsabschnitts 20 über die Einstellabschnitte 16L, 16R eingangsseitig zugeführt und in einer solchen Weise gesteuert wird, dass die Phasen- und Amplitudengänge bezüglich des Audiosignals zum Auslöschen des Umgebungsschalls optimal werden. Das Ausgangssignal dieser Entzerrerschaltung 24 wird über die Addiererschaltung 25 an den Verstärker AMP 26 abgegeben und zur optimalen Verstärkung bezüglich eines Audiosignals zum Ausloschen des Umgebungsschalls gemacht.
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Das Audiosignal von dem Verstärker AMP 26 zum Auslöschen des Schalls um den Oben beschriebenen Benutzer wird an die Treibereinheiten 15L, 15R des Kopfhörerabschnitts 10 abgegeben. Dies bedeutet, dass die Treibereinheiten 15L, 15R als Schallquellen zum Auslöschen des Schalls um den Benutzer herum wirken.
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Auf diese Weise wird der Schall mit einer negativen Phase bezogen auf jenen der Umgebung nahe des Ohrs (Trommelfell) des Benutzers abgegeben und dieser Schall wird akustisch mit dem Umgebungsschall zusammengesetzt. Als Ergebnis wird der Umgebungsschall ausgelöscht, und der Benutzer ist imstande, den Schall mit reduziertem Umgebungsschall zu hören.
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In diesem Falle werden Musiksignale, etc. von dem Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtungsabschnitt 27 abgegeben, in der Addiererschaltung 25 addiert und an die Treibereinheiten 15L, 15R über den Verstärker AMP 26 abgegeben, und die Musik wird wiedergegeben. Der Wiedergabeschall, den der Benutzer in diesem Falle hört, ist ein klarer Wiedergabeschall mit vermindertem bzw. gemildertem Umgebungsschall.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine sogenannte binaurale Aufzeichnung mit einer hervorragenden Präsenz mittels des Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtungsabschnitts 27 möglich. Dies bedeutet, dass die Mikrofonelemente 14L, 14R an den Kopfhörerkapseln 13L, 13R angebracht sind und Schallwellen extrem nahe der Schallwellen aufzufangen imstande sind, die der Benutzer mit seinen Ohren hört. Folglich ermoglicht die Aufzeichnung und Wiedergabe des mit den Mikrofonelementen 14L, 14R durch den Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtungsabschnitt 27 aufgefangenen Schalls die Wiedergabe des Schalls extrem nahe des Schalls, den der Benutzer mit seien Ohren hört, und der Wiedergabeschall mit hervorragender Präsenz ist erreichbar.
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Der Grund dafür, warum diese Art der binauralen Aufzeichnung ermöglicht ist, liegt darin, dass der Kopfhörerabschnitt 10 und der Steuerschaltungsabschnitt 20 unabhängig gemacht sind und dass der Stereostecker 11 als Ausgangsanschluß bezüglich des Audiosignals des durch die Mikrofonelemente 14L, 14R aufgefangenen Schalls ausgestattet ist.
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Ferner wird es bei der vorliegenden Erfindung möglich, des Audiosignal von den Mikrofonelementen 14L, 14R bei den Treibereinheiten 15L, 14R gleichzeitig zu überwachen, während das betreffende Signal in dem Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtungsabschnitt 27 aufgezeichnet wird.
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Anschließend wird eine Beschreibung bezüglich bestimmter Konfigurationsbeispiele der variierenden Verstärkungen in den Einstellabschnitten 16L, 16R gegeben.
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Das Beispiel der 3 ist der Fall des Einstellabschnitts 16L, in welchem das durch akustoelektrische Signalumwandlung bei dem Mikrofonelement 14L erhaltene Audiosignal in dem FET AMP (Feldeffekttransistorverstärker) 31 verstärkt und abgenommen wird, und ein halbfester Widerstand 32 ist in Reihe zu diesem Audiosignal installiert. Durch Einstellen des Widerstandswertes des halbfesten Widerstands 32 werden Verstärkungen eingestellt.
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Das Beispiel der 4 ist ähnlich dem Fall des Einstellabschnitts 16L, in welchem ein Kondensator 33 und ein halbfester Widerstand 34 zwischen Drain und Source des FET AMP 31 angeschlossen sind. Im Falle dieses Beispiels werden ebenfalls durch Einstellen des Widerstandswerts des halbfesten Widerstands 34 Verstärkungen eingestellt.
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Der Verstärkungseinstellabschnitt ist auf der Seite der Treibereinheit 15L, 15R installierbar. In 5 und 6 sind Konfigurationsbeispiele in einem solchen Fall sowie Beispiele auf der Seite der Treibereinheit 15L veranschaulicht.
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Dies bedeutet, dass 5 einen Reihentyp zeigt und dass 6 einen Paralleltyp zeigt. Dies bedeutet, dass bei dem Beispiel der 5 ein halbfester Widerstand 35 in Reihe mit der Treiberspule der Membran der Treibereinheit 15L verbunden ist. Bei dem Beispiel der 6 ist der Widerstand, der der Treiberspule der Membran der Treibereinheit 15L parallelgeschaltet ist, in einer solchen Weise konfiguriert, dass er durch den halbfesten Widerstand 36 einstellbar ist.
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Beispiele des Einstellabschnitts der 3 bis 6 sind alle so konfiguriert, dass die Verstärkungen für jeden Kopfhörerabschnitt 10 durch die Verwendung des halbfesten Widerstands zum Zeitpunkt der Herstellung eingestellt werden, wobei es allerdings zugelassen ist, eine solche Konfiguration vorzunehmen, die dem Benutzer ermöglicht, eine weitere Einstellung zum Zeitpunkt des Gebrauchs vorzunehmen.
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7 zeigt in diesem Falle ein Konfigurationsbeispiel des Kopfhörerkapselteiles 13L auf der rechten Ohrseite des Kopfhörerabschnitts. Wie dargestellt, ist im Falle dieses Beispiels an der Kopfhörerkapsel 13L ein Einstellknopf 40 des Einstellabschnitts installiert, den der Benutzer betätigen und einstellen kann.
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Im Falle dieses Beispiels werden halbfeste Widerstände 32, 34, 35, 36 der 3 bis 6 mit einer Konfiguration empfohlen, um den halbfesten Widerstandsteil und einen veränderbaren Widerstandsteil aufzuteilen, der mit dem Einstellknopf 40 eingestellt werden kann. Dies bedeutet, dass das Ausmaß, welches die bestimmten Umgebungsgerausch-Auslöschungseffekte erzielen kann, durch Einstellen des halbfesten Widerstandsteiles gewährleistet ist. Durch die Einstellung seitens des Benutzers unter Verwendung des Einstellknopfes 40 sind die Auslöschungseffekte weiter verbessert. Im Falle dieses Beispiels ist der einstellbare Bereich durch den Benutzer eng, wobei jedoch sogar dann, wenn dieser Bereich nicht eingestellt wird, die bestimmten Geräuschauslöschungseffekte durch die Einstellung des halbfesten Widerstands erzielbar sind.
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Mit anderen Worten heißt dies, dass durch Einstellung des halbfesten Widerstands eine Einstellung bezüglich des Ausmaßes erzielt werden kann, in welchem ein gewisser zufriedenstellender Pegel von Auslöschungseffekten erzielt wird, dass allerdings Variationen der Auslöschungsleistung in Verbindung mit inhärenten Eigenschaften, wie dem Profil des äußeren Ohres des Benutzers, nicht kompensierbar sind. Gemäß diesem Beispiel kann jedoch der Variationsbereich, der nicht kompensierbar ist, durch die Benutzerbetatigung und -einstellung des Einstellknopfs 40 aufgefangen werden.
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Wie oben beschrieben, sind mit Rücksicht darauf, dass bei dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel der Kopfhorerabschnitt 10 und der Steuerschaltungsabschnitt 20 getrennt werden können, folgende verschiedene Vorteile erzielbar.
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Die Zuverlässigkeit des Kopfhörerabschnitts 10 ist verbessert. Mit anderen Worten heißt dies, dass die Ausfallrate niedriger erwartet wird. Sogar dann, wenn eine Kombination von eins zu einer Vielzahl ausgeführt wird, bei der ein Teil des Steuerschaltungsabschnitts 20 mit einer Vielzahl von Kopfhorerabschnitten 10 kombiniert wird, sind zufriedenstellende Auslöschungseffekte, wie gefordert, erzielbar.
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Die Kosten des Kopfhörerabschnitts 10 sind minimierbar, und die Austauschkosten sind zum Zeitpunkt des Austausches des Kopfhörerabschnitts infolge eines Bruches, etc. reduzierbar.
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Ein Signalausgang bzw. ein Ausgangssignal des Mikrofonelements ist nutzbar, und eine binaurale Aufzeichnung ist ohne weiteres erreicht. Zusätzlich ist eine gleichzeitige Aufzeichnung möglich, während das Ausgangssignal des Mikrofonelements aufgezeichnet wird.
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Dadurch, dass dem Benutzer ermöglicht ist, die Gesamtheit oder einen Teil des Einstellabschnitts des Kopfhörerabschnitts mit einem Einstellknopf einzustellen und zu betätigen, kann die auszulöschende Lautstärke verändert werden, und der Benutzer ist imstande, den optimalen Ausloschungspunkt einzustellen.
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Die oben erwähnten Beispiele stellen Fälle dar, in denen der Steuerschaltungsabschnitt 20 eine Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung ist; es dürfte sich indessen erübrigen, darauf hinzuweisen, dass der Steuerschaltungsabschnitt 20 eine Konfiguration aufweisen kann, bei der eine Vorrichtung mit einem Entzerrerelement für den Geräuschauslöschungs-Kopfhörer und einem AMP-Element ausgestattet ist, ohne die Aufzeichnungs-/Wiedergabefunktionen zu besitzen. Die Vorrichtung, die nicht mit den Aufzeichnungs-/Wiedergabefunktionen ausgestattet ist, ist als Vorrichtung brauchbar, die beispielsweise in einer Flugzeugkabine verwendet wird. Im Falle einer Vorrichtungskonfiguration für eine Flugzeugkabine werden der Addiererschaltung 25 des Steuerschaltungsabschnitts 20 Audioquellen, wie im voraus erstellte Musikprogramme, zugeführt.
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Der Steuerschaltungsabschnitt 20 kann eine Konfiguration eines Fernbedienungsgebers bzw. einer Fernsteuerungseinrichtung einer Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung vom transportablen Typ aufweisen. 8 zeigt in diesem Falle das externe Konfigurationsschema.
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Dies bedeutet bei dem Beispiel der 8, dass die Stecker 11 und 12 des Kopfhörerabschnitts 10 mit Steckerbuchsen verbunden sind, die in dem Fernbedienungsgeber 50 installiert sind. Innerhalb des Fernbedienungsgebers 50 sind die Entzerrerschaltung 24, die Addiererschaltung 25 und der Schaltungsteil des Verstärkers AMP 26 des Steuerschaltungsabschnitts 20 gemäß 1 untergebracht, und im Falle dieses Beispiels ist eine Konfiguration einer Geräuschauslöschungs-Kopfhörervorrichtung durch den Kopfhörerabschnitt 10 und den Fernbedienungsgeber 50 realisiert.
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Dieser Fernbedienungsgeber 50 ist mit einem Stecker 51 ausgestattet, der mit dem Fernbedienungsanschluß und dem Kopfhöreranschluß der Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung 60 vielfach verbunden ist, um Funktionen zur Fernsteuerung der Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung 60 sowie Funktionen für den Empfang von Wiedergabesignalen von der Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung 60 und zur Abgabe dieser Signale an die Addiererschaltung 25 bereitzustellen.
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Darüber hinaus ist der Fernbedienungsgeber 50 bei diesem Beispiel mit einem Stecker 52 für die Einführung in eine Steckerbuchse als Audiosignal-Eingangsanschluß der Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung 60 ausgestattet und er verfügt über eine Funktion zur Abgabe von Audiosignalen von den Mikrofonelementen 14L, 14R des Kopfhörerabschnitts 10 zum Audiosignal-Eingangsanschluß der Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung 60. Mit diesen Funktionen wird in der Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung 60 eine binaurale Aufzeichnung möglich, und gleichzeitig wird in diesem Falle auch eine Überwachung möglich.
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Bei den oben erwähnten Ausführungsformen ist die Beschreibung bezüglich des Mitkopplungssystems für das Geräuschauslöschungssystem erfolgt; bei der vorliegenden Erfindung erübrigt es sich indessen, darauf hinzuweisen, dass dieselbe Konfiguration erzielbar ist, ob das Rückkopplungssystem für das Geräuschauslöschungssystem benutzt wird oder ob ein digitales System-Geräuschauslöschungssystem verwendet wird.
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Möglichkeit zur industriellen Nutzung
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Diese Erfindung wird bei dem sogenannten Geräuschauslöschungs-Kopfhörer angewandt zum Auffangen des Geräuschs um den Benutzer mittels des Mikrofons mit einem in einer Kapsel eingebauten Kopfhörer, zum Analysieren des Geräusches, zur Abgabe des Schalls mit einer negativen Phase zum Gerausch und zum Reduzieren des Umgebungsgerausches. In diesem Falle wird der Geräuschauslöschungs-Kopfhörer im Flugzeug benutzt, um Musik zu hören, wobei das Triebwerk- bzw. Motorengeräusch reduziert ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kopfhörerabschnitt
- 11
- Stecker (erster Ausgangsanschluß)
- 12
- Stecker (erster Eingangsanschluß)
- 13L, 13R
- Kopfhörerkapseln
- 14L, 14R
- Mikrofonelemente
- 15L, 15R
- Treibereinheiten
- 16L, 16R
- Verstärkungseinstellabschnitt
- 20
- Steuerschaltungsabschnitt
- 21
- Steckerbuchse (zweiter Eingangsanschluß)
- 22
- Steckerbuchse (zweiter Ausgangsanschluß)
- 24
- Entzerrerschaltung
- 25
- Addiererschaltung
- 26
- AMP bzw. Verstärker
- 27
- Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtungsabschnitt
- 40
- Einstellknopf
- 50
- Fernbedienungsgeber
- 60
- Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung
