DE2716345A1

DE2716345A1 - Vorrichtung zur verbesserung der wiedergabe von tonaufnahmen

Info

Publication number: DE2716345A1
Application number: DE19772716345
Authority: DE
Inventors: Stefan Reich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-04-13
Filing date: 1977-04-13
Publication date: 1978-10-19

Description

VORRICHTUNG ZUR VERBESSERUNG DER WIEDERGABE VON TONAUFNAHMEN
Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein entsprechendes Gerät zur Verbesserung der Wiedergabe von Stereo-und Kunstkopf- Aufnahmen, speziell zur Ermöglichung der Borne-Ortung bei Kopfhörerwiedegabe, wobei des Arbeitsprinzip erweitert werden kann auf a) Die Wiedergabe von Quadrophonis- und mehrkanaligen Aufnahmen Ober Kopfhörer mit ausgeprägter Vorne- und Hinten-Ortung, eventuell auch oben- ünten-Ortung, sowie b) die Möglichkeit, Kunstkopfaufnahmen über Lautsprecher eingemäß, mit ausreichender Kanaltrennung, wehrneheber zu machen.
Es ist bekannt, daß bei der Wiedergabe von Kunstkopf-Aufnahmen durch Kopfhörer des Problem auftritt, daß des Ortungsempfinden außerhalb des Kopfes, vor allem noch vorne, beeinträchtigt ist. Das Richtungshören nach vorne oder hinten basiert zum größten Teil bekanntlich darauf, daß bei unsillkürlicher minimaler Kopf Drehung die Schallsignale in den Ohren zu verschiedenen, von der Drehung abhängigen Zeiten eintraffen, gemäß der Schallgeschwindigkeit in der Luft. Dieser Effekt wird vom Ohr wahrgenommen, tritt aber selbstverständlich nicht ein beim Hören einer Aufnahme mit konventionellen Kopfhörern, sondern nur mit Lautsprechern.
Es ist weiterhin bekannt, daß die gewöhnliche Lautsprecherwiedergabe einer Kunstkop-Aufnahme, welche für Kopfhörerwiedergabe bestimmt ist, auch nicht den gewünschten Höreffekt ermöglicht, und zwar wegen der ungenüngenden Kanaltrennung der Stereosignale auf dem Weg von Lautsprecher zu Ohr.
Aufgabe der Erfindung ist se, einen natüriicheren Höreneindruck zu erzielen bei der Wiedergabe von Tonaufnahmen, insbesondere von Kunstkopf-Aufnahmen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung, welche im einfachsten Fall -tür Stereowiedergabe- zwei Verzögerungsglieder besitzt, mit denen die Signale Jedes Stereokanals getrennt verzögert werden, wobei die verzögerten Signale über Kopfhörer wiedergegeben werden und wobei die Differenz der Verzögerungszeiten variabel ist und gesteuert wird von einer Anordnung, welche die Winkelstellung des Kopfes der hörenden Person oder des Kophörers erfasst. Mit diesem Verfahren wird eine Kopfhörerwiedergabe erreicht, welche den eingangs erwähnten, von sußen-rhalb kommend empfundenen Schslleindruck simuliert.
Erfindungsgemäßig können die Verzögerungsglieder ergänzt werden durch variable Filter, deren Frequenzgang die Änderung des Schallspektrums simuliert, welche durch die Richtwirkung des menschlichen Ohre bei verschiedenen Hörrichtungen auftritt, Erfindungsgemäßig kann des Arbeitsprinzip erweitert werden auf die Wiedergabe von Aufnahmen mit mehr als zwei Kanälen. Hierbei erhalten beliebige Kanäle #### eingene Verzögerungseinrichtungen, deren Verzögerungszeiten sinngemäß gesteuert werden von Vorrichtungen, welche die linkelstellung des Kopfes um eins oder mehrere Achsen erfassen.
Gemäß Anspruch 2) kann eine Qaudrophonisaufnahme derart wiedergegeben werden, daß die Verzögerungszeit der hinteren Kanäle in entgegenbesetzter Weise wie die der Vorderen gesteuert wird, so daß bei Rechtsdrehung des Kopfes sowohl das Vorne-rechts-Signsl,sls euch des Minten-links-Signal stärker verzögert wird gegenüber den Signalen der beiden anderen Kanäle. und umgekehrt bezüglich der Seiten.Vorzugsweise können die beiden für den vorderen Hörbereich bestimmten Kanäle Vorne-links und Vorne rechts mit Kunstkopf aus vorderer Richtung aufgenommen werden, während die hinteren Kanäle ebenfalls mit Kunstkopf, zeitlich synchron, aber akustisch getrennt, etwa mittels einer akustischen Abschirmung und einem zweiten Kunstkopf, aufgenommen werden. Bei der Wiedergabe werden beide verzögerten rechten Signale summiert an die rechte Kopfhörermuschel gegeben, und umgekehrt bezüglich der Seiten. Bei einer einfacheren Qusdrophonis-Ausführung können die hinteren Kanäle unverzögert an den Kopfhörer gegeben werden.
Gemäß Anspruch 8) können die wiederzugebenden Wiederfrequenz-Signale auf Hochfrequenz aufmoduliert werden, die als Ultraschall gesendet wird und von Ultraschall-Empfängern, die auf dem Kopfhörer angebracht sind empfangen wird, so daß doe Niederfrquenz-Signale Übertragen werden und getrennt zu den zugehörigen Kopfhörermuscheln gelangen.
der Feder beispiele In einem Ausführungsbeispiel gelangt der Ultraschall von ln stationär angeordneten Sonder zu ja einem Empfänger neben der rechten und der linken Hörerauschel eines Kopfhörers, so daß die Ultraschallstrecke selbst, als akustische Verzögeungsstrecke dient, indem die Signale in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Kopfhörers im linken und im rechten Ultraschallempfänger zu verschiedenen Zeiten einteffen.
Beschreibung einer gesonderten Vorrichtung zum Erfassen der Kopfstellung anhand Zeichnung eines Ausführungsbeispiels, siehe Fig. 13, @@@@@@@@@@ Sei Verwendung elektrischer Verzögerungsglied er wird zum Steuern der Verzögerungszeiten eine gesonderte Vorrichtung benötigt.
Dazu befindet sichauf dem Kopfhörer (1) eine Spule (2) mit senkrechter Spulenachses, und eine Spule (3),deren Achse in Längsrichtung weist.
Seide Spulen sind als Empfängerspulen ausgebildet und empfangen ein Wechselmagnetfel, dessen Frequenz vorzugsweise im Sereich um 30 bis 200 Kilohertz liegt und von einer Send er spule abgestrahlt wird (4),die sich in oder auf dem Gehäuse des stationär angeordneten Hilfsgerätes befindet (5).Die Spulenachse der Senderspule (4) ist so angeordnet, daß eine vertikal und eine horizontal polarisierte Magnetfeldkomponente ausgesendet werden.
Die Vertikalkomponente des Feldes wird in Spule (2) empfangen, wobei die Phase und Amplitude der induzierten Wechsel spannung unabhängig ist von der Drehstellung des Hörers um die Hechaches.
Die Amplitude der in Spule (3) induzierten Spannung ist gleich null, wenn die Hörerperson genau in Richtung zum Sender schaut. Bei Drehung des Kopfhörers zur Seite ist diese Amplitude proportional zum Cosinus des Drahtsinkels und kenn,nech Normierung bezüglich der Referenzspannung aus Spule (2) und Demodulation mit einem Phasendetektor, als Ausgangs- und Steuer signal dienen.
Für Lautsprecherwiedergabe von Kunstkopfaufnahmen kann erfindungsmäßig die Arbeitsweise der Verzögerungsanordnungen nach Anspruch 13) abgewandelt werden derart, daß die akustische Mischung beider Kanäle, die bei Lautsprecherwiedergabe eintritt'weitgehend kompensiert wird.
Dazu wird dem linken Lautsprecher die Differenz zwischen dem Signal des ursprünglichen linken Kanals und dem von dem Verzögerungsglied verzögerten und einem eventuellen Frequenzfilter geformten Signal des rechten Kanals zugeführt, und umgekehrt bezüglich der Seiten.
Das Signal des rechten Kunstkopfmikrofons, das von einem Schall verursacht ist,dsr von rechter Seite mit Kunstkopf aufgenommen wurde, wird in der Anordnung derart verzögert und gefiltert, daß dessen Spannungsverlauf im Wesentlichen identisch ist mit dem schon von der Aufnahme her verzögerten Signal des abgewandten linken Mikrofons.
Demzufolge tritt eine starke Signslabschrachung auf in der Differenz dieser Signale,welche sn den linken Lautsprecher gegeben wird.
Hierdurch wird die gewünschte Erhöhung der Basisbreite erreicht.
Zur Lautsprecherwiedergabe von Kunstkopfaufnahmen läßt sich die gewünschte Verzögerung und Differenzbildung auch auf skustischem Wege durchführen, indem anstelle der Lautsprecher je ein Kunstkopf veruendet wird,in welche sn Stelle der Ohr-Nachbildungen Lautsprecher eingebaut sind.Fiq. 2) zeigt eine Anordnung der Kunstköpfe in Bezug zur hörenden Person (6).Der in linken Kunstkopt(7) auf der hörerzugewandten Seite liegende Lautsprecher (8) iet an den linken Ksnal angeschlossen.
Dar im linken Kunstkopf auf der hörer-abgewandten Seite liegende Lautsprecher (9) ist mit verpolter Phase sn den rechten Kanal angeschlossen, und umgekehrt bezüglich der Seiten.
Die auf dem längeren Schallweg (ion) vom abgewandten Lautsprecher (9) zum Hörer (6) auftretende Verzögerung des invertierten Schallsignals in Bezug zum direkten Schall aus dem Lautsprecher (8) bewikrt, daß eine Auslöschung eintritt, sofern ein mit einem Aufnahme-Kunstkopf aufgenommener'von der rechten Seite kommender Schall reproduziert wird.

Claims

ANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Verbesserung der Richtungsempfindung bei der Wiedergabe von Schallaufzeichnungen, gekennzeichnet dadurch, daß die wiederzugebenden Signale der Übertragungskanäle oder ein Teil davon, vorzugsweise zuei oder vier nit Kunstkopt aufgenommene Kanäle, mittels Verzögerungsglieder verzögert werden und an die Wandler-Syteme eine Kopfhörers gegben werden, und daß die Verzögerungs-Zieten variabel sind und bestimmt werden von der Winkelstellung des Kopfes der hörenden Person, vorzugsweise mittels einer Anordnung, welche die Winkelstellung des Kopfhörers erfasst und im wesentlichen besteht sue einem oder mehreren Sendern und eine. oder mehreren Kopfängern el ektromangnetische r oder sku stischer Strahlung, wobei die rdnung /oder die anordnung eit de. Kopfhörer mechanisch verbunden ist, während die Sonderanordnung /oder die Empfängeranordnung stastionär angeordnet ist. Hierbei enthält die Empfängeranordnung eine Demodulations- und/oder Filtereinrichtung.

welche die bei der Drehung des Kopthdrers verursachte Änderung von physikalischen Größen wie Amplitude, Empfangerichtung und/oder Phasenlage regiestriert, die in Empfänger /oder in den ExptZngern verursscht werden.
2) Verfahren nach Anspruch 1). gekennzeichnet dadurch, daß vier Kanäls einer Quadraphonisübertragung vorhanden sind, welche vorzugeweise von zwei synchron aufnehmenden Kunstköpfen stammen, und daß die Signale des Hinten-Rechts-Kanals in gleicher Weise eis die Signale des Vorne-Linke-Signals verzögert werden, aber die hinteren Signale nicht verzögert uerden,und daß die gegebenfalls verzögerten Signale beider rechten Kanäle summiert an des rechte Ohr gegeben werden; und umgekehrt bezüglich der Seiten.
3) Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1) oder 2), gekennzeichnet dadurch, daß sich die Vezögerungsglieder zusammen mit elektrischen Anschlußeinrichtungen und nit Teilen der Anordnung zum Erfassen der Kopfstellung in einem Gehäuse befinden.
4) Gerät nach Ansprüchen i , 2) und 3),gekennzeichnet dadurch, daß die Verzögerungsglieder bestehen aus nehreren hintereinandergeschalteten als sktive R-C-Phasenfilter aufgebauten Phssenschiebegliedern.
5) Gerät nach Ansprüchen 1), t), und 3), gekennzeichnet dadurch, daß die Verzögerungsglieder bestehen aus elektronischen analogen Schieberegistern,sogenannten Eimerketten.
6) Gerät nach Ansprüchen i), 2) und 3), gekennzeichnet, dedurch,daß die Verzögerungsglieder Kombiniert sind mit je einer elektrisch variablen Frequenzfilteranordnung, deren Frequnzgang im wesentlichen so beschaffen ist,mis die Änderung des Schallspektru.s,welche surch die Richtung des menschlichen Ohres bei verschiedenen Hör-@ richtungen auftritt.
7) Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1) und/oder 2) gekennzeichnet dadurch,daß die Verzögerungsglieder aus akustisch arbeitenden Verzögerungsstrecken bestehen, wobei die Verzögerung durch die Länge des Sehellueges bestimmt ist und suf mechanische Weise gesteuert oird von der Drehstellung des Kopfes der hörenden Person,des Kopfhörers,oder eines Teils davon.
8) Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1) und/oder 2) und nach Anspruch 7),gekennzeichnet dadureh,dsß die Verzögerungsglieder bestehen aus einer Ultraschallstrecke zwischen einem oder mehreren stationär angeordneten Ultraschallsendern und einer Empänderanordnung auf dem Kopfhörer,eobei die zu verzögerndan Niedertrequenz-Signale auf den Ultraschall aufioduliert sind, und wobei auf Grund der Eigenschaften des Ultraschalls die Verzögerungs-Zeit direkt abhängt von der räumlichen Stellung der auf da. Kopfhörer befindlichen Empfängeranordnung, so daß keine weiteren Einrichtungen zum Erfassen der Kopfstellung nötig
9) Gerät nach Ansprüchen 1), 2), und 3), gekennzeichnet dadurch, daß die Anordnung zum Erfassen der Kopfstellung unter anderem besteht aus einem stationär angeordneten Sender modulierter optischer Strahlung, welcher vorzugsweise Infrerot-Emissionsdioden enthalt, und einer auf dem Kopfhörer befestigten Anordnung iit mindestens zwei optelektronischen Wandleren, welche die Strahlung empfangen mit von der Kopfhörerstellung abhängigen Intensitätsverhältnissen.
10) Gerät nach Ansprüchen 1), 2), und 3), gekennzeichnet dadurch, daß die Anordnung zum Erfassen der Kopfstellung unter anderem besteht aus mindestens einer stationären Senderspule, welche ein Wechselamgentfeld abstrahlt, und einer Anordnung mit mindestens zwei Empfängerspulen, die auf dem Kopfhörer befesitigt sind und das Magnetfeld empfangen mit von der Kopfhörerstellung abhän gigen Amplituden- und Phasenverhältnissen.
11) Gerät nach Ansprüchen 1), 2) und 3), gekennzeichnet durch, daß die Anordnung zur Erfassen der Kopfstellung unter anderem besteht aus zwei gekreuzten Senderspulen, welche, mit zwei phasenverschobenen Frequenzen gespeist,ein sich drehendes Magnet-Feld abstrahlen, und einer auf dem Kopfhörer befestigten Empfänger-Spule, welche kombiniert ist mit einer Phasendetektorschaltung.
12) Anordnung zum Erfassen der Kopfstellung nach Anspruch 10) oder 11), gekennzeichnet dadurch, daß Sender und Empfänger vertauscht angeordnet sind,eo daß sich der Sender auf dem Kophörer befindet und der Empfänger stationär ist.
13) Zusatzeinrichtung des Gerätes nach Anspruch 3) zur Erhõhung der Basiebreite bei Lautsprecherwiedergabe von Kunstkopf-Aufnahmen, gekennzeichnet durch einen Schalter, welcher die Anordnung zum Erfassen der Kopfstellung abzuschalten erlaubt und welcher die Lautsprecher derart an die Verzögerungsglieder und eventuellen Filter schaltet, daß dem linken Lautsprecher die Differenz zwischen dem ursprünglichen linken Mikrofonsignal und dem verzögerten und/oder gefilterten Signal des rechten Kanals zugeführt ird,und umgekehrt bezüglich der Seiten.
14) Anordnung zur akustischen Durchführung des Anspruch 13) zugrundeliegenden Verfahrens, gekennzeichnet dadurch, daß enstelle der Lautsprecher zwei Kunstköpfe verwendet werden, in welche an Stelle der Uhr-Nachbildungen Lautsprecher eingebaut ind,und daß der im rechten Kunstkopf auf der Hörer-zugewandten Seite liegende Lautsprecher an den rechten Kanal angeschlossen ist, und der im rechten Kunstkopf auf der vom Hörer abgesendten Seite liegende Lautsprecher mit verpolter Phase an den linken Kanal angeschlossen ist, und entsprechend umgekehrt bezüglich der Seiten.