DE3706481C2 - Ohrhörer - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Ohrhörer und ist insbesondere auf eine Verbesserung der akustischen Charakteristik von sog. offenen Ohrhörern in dem niedrigen und dem hohen Frequenzbereich gerichtet.

Offene Ohrhörer gemäß dem Stand der Technik haben ein Gehäuse mit einer Wandlereinheit darin, die aus einem magnetischen Kreis und einem Schwingsystem besteht, welches durch eine Membran und eine Schwingspule gebildet ist. In derartigen offenen Ohrhörern verringert sich die Ansprechempfindlichkeit bei Frequenzen unterhalb der Resonanzfrequenz des Schwingsystems, und daher ist es notwendig, daß die Resonanzfrequenz einen niedrigen Wert hat, um die Charakteristik für niedrige Frequenzen zu verbessern. Um die Resonanzfrequenz zu verringern, ist es notwendig, die reziproke Steifigkeit und/oder die äquivalente Masse des Schwingsystems zu erhöhen. Um die reziproke Steifigkeit des Schwingsystems zu erhöhen, ist es notwendig, ein Material für die Membran auszuwählen, das eine hohe reziproke Steifigkeit hat, und die Dicke der Membran zu verringern. Indessen sind der reziproken Steifigkeit des Materials, das für die Membran verwendet werden kann, Grenzen gesetzt, und für das Ausmaß, auf welches die Dicke der Membran herabgesetzt werden kann, besteht ebenfalls eine Grenze. Ein weiteres Erhöhen der äquivalenten Masse des Schwingungssystems verursacht eine Verschlechterung der Empfindlichkeit und der akustischen Charakteristik des Ohrhörers in dem hohen Frequenzbereich.

Um die zuvor genannten Probleme zu vermeiden, wurde durch den Anmelder auch der vorliegenden Erfindung bereits früher vorgeschlagen - wie dies beispielsweise in der Japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 71 055/1983 offenbart ist, welche Gegenstand der ungeprüften Japanischen Gebrauchsmuster- Offenlegungsschrift Nr. 1 77 287/1984 war - in dem Ohrhörer oder Kopfhörer einen Kanal vorzusehen, der sich von dem Gehäuse auf der Rückseite der Treibereinheit aus erstreckt, so daß wenn der Ohrhörer in das Ohr eingesetzt ist, der Kanal außerhalb der Ohrmuschel vorsteht. Der Kanal ist ausgebildet, um eine äquivalente Masse vorzusehen, die der äquivalenten Masse und der reziproken Steifigkeit des Schwingsystems zuzurechnen ist, so daß die Resonanzfrequenz in Korrespondenz zu der zuzurechnenden äquivalenten Masse des Kanals herabgesetzt wird. Daher kann die Resonanzfrequenz ohne Rücksicht auf die reziproke Steifigkeit und die äquivalente Masse des Schwingsystems herabgesetzt werden, was zu dem Ergebnis führt, daß die Charakteristik des Ohrhörers in dem niedrigen Frequenzbereich verbessert werden kann. Indessen erfordert eine derartige Verbesserung der Charakteristik in dem niedrigen Frequenzbereich, daß ein deutlicher akustischer Widerstand parallel zu der äquivalenten Masse des Kanals vorliegt, beispielsweise durch Vorsehen von akustisch widerstandsbehaftetem Material in der Öffnung oder in Öffnungen, die in dem Gehäuse auf der Rückseite der Wandlereinheit ausgebildet sind. Indessen wird in diesem Fall ein Resonanzkreis durch die Masse des Schwingsystems und die reziproke Steifigkeit des Gehäuses auf der Rückseite der Wandlereinheit gebildet, der parallel zu dem erwähnten akustischen Widerstand angeordnet ist. Als Ergebnis eines derartigen Resonanzkreises erscheint in der Frequenzcharakteristik des Ohrhörers eine Spitze bei Frequenzen von 3 bis 5 kHz, d. h. es wird ein Teil des hohen Frequenzbereiches aufgeweitet, so daß metallische Geräusche übermäßig deutlich sind und einen unangenehmen Höreindruck vermitteln. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß wenn der niedrige Frequenzbereich des Ohrhörers erweitert ist, eine unerwünschte Spitze in dem hohen Frequenzbereich auftritt und dementgegen, wenn versucht wird, eine derartige Spitze zu unterdrücken, der reproduzierbare niedrige Frequenzbereich nicht ausgeweitet werden kann.

Dementsprechend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Ohrhörer zu schaffen, der einen erweiterten reproduzierbaren niedrigen Frequenzbereich hat und bei dem jedwede sich ergebende Spitze in dem hohen Frequenzbereich wirksam unterdrückt wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Unteransprüche bilden den Erfindungsgedanken in besonders vorteilhafter Weise weiter.

Bei der vorliegenden Erfindung weist ein Ohrhörer eine Resonanzeinrichtung auf. Die Resonanzeinrichtung weist eine Röhre und einen Topf auf, der mit der Röhre verbunden ist und an dem Gehäuse hinter der Wandlereinheit angebracht ist. Der Topf weist einen Durchmesser und eine Länge auf, die größer als der Durchmesser der Röhre ist. Die Resonanzfrequenz der Resonanzeinrichtung entspricht dabei im wesentlichen der Resonanzfrequenz eines Hohlraums des Gehäuses, der hinter der Wandlereinrichtung ausgebildet ist.

Bei einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist somit die Resonanzfrequenz eines Resonanzkreises, der durch eine äquivalente Masse, welche durch die Röhre gegeben ist, und eine reziproke Steifigkeit, die durch den Topf gegeben ist, gebildet ist, nahe an eine Resonanzfrequenz gebracht, die durch eine Masse des Schwingsystems, welches in der Wandlereinheit enthalten ist, und eine reziproke Steifigkeit des Gehäuses auf der Rückseite der Wandlereinheit gegeben ist, um auf diese Weise die relativ hohe Frequenzspitze zu unterdrücken, die ansonsten aus der Resonanz des Gehäuses auf der Rückseite der Wandlereinheit und aus der Masse des Schwingungssystems resultieren würde.

Somit wird auch die Wiedergabe-Frequenzcharakteristik im hohen Frequenzbereich verbessert.

Die Erfindung wird durch die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert, wobei in den Figuren korrespondierende Teile und Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Beispiels für einen Ohrhörer gemäß dem Stand der Technik.

Fig. 2 zeigt ein Ersatzschaltbild, das mit dem Ohrhörer gemäß Fig. 1 korrespondiert.

Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels für einen Ohrhörer gemäß dem Stand der Technik.

Fig. 4 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht, in der die Anordnung des Ohrhörers gemäß Fig. 3 nach dessen Einsetzen in das Ohr eines Benutzers dargestellt ist.

Fig. 5 zeigt ein Ersatzschaltbild, das mit dem Ohrhörer gemäß Fig. 3 korrespondiert.

Fig. 6 zeigt ein Diagramm, aus dem die charakteristischen Frequenzgänge für Ohrhörer gemäß dem Stand der Technik hervorgehen.

Fig. 7 zeigt eine Querschnittsansicht, die einen Ohrhörer gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung darstellt.

Fig. 8 zeigt ein Ersatzschaltbild, das mit dem Ohrhörer gemäß Fig. 7 korrespondiert.

Fig. 9 u. Fig. 10 zeigen Diagramme, die die Frequenzgänge von Ohrhörern gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit denen von Ohrhörern gemäß dem Stand der Technik darstellen.

Fig. 11 zeigt eine Querschnittsansicht eines Ohrhörers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung.

Damit die Probleme, die durch die vorliegende Erfindung gelöst werden sollen, vollständig verstanden werden, wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, die einen sog. offenen Ohrhörer 10 gemäß dem Stand der Technik zeigt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht der Ohrhörer 10 aus einem Gehäuse 11, das eine Treibereinheit oder Wandlereinheit 12 enthält. Die Wandlereinheit 12 enthält einen magnetischen Kreis, der durch eine magnetische Platte 13, ein Joch 14 und einen Magneten 15 gebildet ist, sowie ein Schwingsystem, das aus einer Membran 16 und einer Schwingspule 17 gebildet ist, die innerhalb eines Spalts zwischen dem Joch 14 und dem Magneten 15 untergebracht ist. Die Wandlereinheit 12 erstreckt sich quer durch das Gehäuse 11 nahe einer Schallerzeugungsöffnung an der Vorderseite des Gehäuses, wobei das Innere des Gehäuses in einen vorderen Hohlraum 18a und einen hinteren Hohlraum 18b unterteilt wird. Durch die Mitte der Wandlereinheit 12 erstreckt sich ein Loch 19, in das akustisch widerstandsbehaftetes Material 20, beispielsweise Urethan oder dergl., eingebettet ist. Durch die Platte 13 der Wandlereinheit 12 erstreckt sich eine Vielzahl von Löchern 21, die durch ein akustisch widerstandsbehaftetes Material 22 abgedeckt sind. An der Rückseite des Gehäuses 11 ist eine Vielzahl von Löchern 23 ausgebildet, und der hintere Hohlraum 18b kommuniziert frei durch diese Löcher 23 mit der umgebenden Atmosphäre. Über die Schallerzeugungsöffnung an der Vorderseite des Gehäuses 11 erstreckt sich eine Schutzabdeckung 24 zum Verhindern einer Beschädigung der Membran 16, welche Schutzabdeckung aus einem inneren ausgestanzten Metallblatt 24a, das in sich relativ große Löcher aufweist, einem äußeren ausgestanzten Metallblatt 24b, das in sich relativ kleine Löcher aufweist, und einer Stofflage 24c gebildet sein kann, die zwischen den Metallblättern 24a u. 24b zum Verhindern des Eintritts von Staub oder dergl. vorgesehen ist. Von der Wandlereinheit 12 aus erstrecken sich Anschlußdrähte 25, die aus dem Gehäuse 11 heraus durch eine Buchse oder eine isolierte Durchführung 26 geführt sind, die in einem geeigneten Loch angeordnet ist, welches an der Seite des Gehäuses 11 ausgebildet ist.

Ein akustisch arbeitendes System des sog. offenen Ohrhörers 10, wie er zuvor anhand von Fig. 1 beschrieben wurde, kann durch die in Fig. 2 gezeigte Ersatzschaltung dargestellt werden. Dazu wird das Schwingsystem der Wandlereinheit 12 durch eine Reihenschaltung aus einer äquivalenten Masse M_d, einer reziproken Steifigkeit C_d und eines akustischen Widerstands R_d ausgedrückt. Eine Kraft, die eine Vorwärts- u. Rückwärtsbewegung der Membran 16 bewirkt, wird durch eine Spannungsquelle V_s repräsentiert, und mit R_a wird der akustische Widerstand für den Durchtritt des Schalls durch das akustisch widerstandsbehaftete Material 20 in dem Loch 19 und durch das akustisch widerstandsbehaftete Material 22, welches die Löcher 21 in der Wandlereinheit 12 bedeckt, bezeichnet. In der Ersatzschaltung gemäß Fig. 2 wird das hintere akustische System durch eine Parallelschaltung aus einer reziproken Steifigkeit C_b und einem akustischen Widerstand R_b des hinteren Hohlraums 18b repräsentiert. Desweiteren werden die reziproke Steifigkeit, die äquivalente Masse und der akustische Widerstand des äußeren Ohrs, in dessen Öffnung der Ohrhörer 10 eingesetzt wird, durch C_cup, M_cup bzw. durch R_cup repräsentiert.

Da kein Widerstandsmaterial den Durchtritt des Schalls durch die Löcher 23 auf der Rückseite des Gehäuses 11 hindert oder in anderer Weise stört, ist der akustische Widerstand R_b des hinteren Hohlraums 18b so klein, daß er im Vergleich mit dem akustischen Widerstand R_a vernachlässigt werden kann. In ähnlicher Weise kann ebenfalls die reziproke Steifigkeit C_b des hinteren Hohlraums 18b wegen des Vorhandenseins der unbedeckten Löcher 23 vernachlässigt werden. Daher kann die Ersatzschaltung gemäß Fig. 2 als eine Reihenresonanzschaltung aufgefaßt werden, die aus der äquivalenten Masse M_d, der reziproken Steifigkeit C_d und den akustischen Widerständen R_d u. R_a des Schwingsystems besteht. Daher kann die Resonanzfrequenz f₀ wie folgt ausgedrückt werden:

In dem offenen Ohrhörer gemäß dem Stand der Technik, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, verringert sich die Ansprechempfindlichkeit bei Frequenzen unterhalb der Resonanzfrequenz f₀ des Schwingsystems. Daher ist es wünschenswert, die Resonanzfrequenz f₀ so klein wie möglich zu machen, um die untere Frequenzcharakteristik zu verbessern. Wie aus Gleichung (1) ersichtlich, kann die Resonanzfrequenz f₀ durch Erhöhen der reziproken Steifigkeit C_d und/oder der äquivalenten Masse M_d des Schwingsystems herabgesetzt werden. Um die reziproke Steifigkeit C_d des Schwingsystems zu erhöhen, ist es notwendig, ein Material mit einer hohen Nachgiebigkeit für die Membran 16 auszuwählen und/oder die Dicke der Membran zu verringern. Indessen sind Grenzen für die hohe Nachgiebigkeit der Materialien, die für die Membran verwendet werden können, gesetzt, und für das Ausmaß, auf das die Dicke der Membran 16 verringert werden kann, ist ebenfalls eine Grenze gegeben. Desweiteren verursacht ein Erhöhen der äquivalenten Masse M_d des Schwingsystems eine Verschlechterung der Empfindlichkeit und der akustischen Charakteristik des Ohrhörers 10 in dem hohen Frequenzbereich.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß der Anmelder der vorliegenden Erfindung bereits früher mit der ungeprüften Japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. 1 77 287/1984, die weiter oben ausführlicher bezeichnet ist, um die zuvor genannten Probleme zu umgehen, vorgeschlagen hat, einen Ohrhörer 10′ mit einem Kanal 27 zu schaffen, der sich von einem Gehäuse 11′ aus erstreckt und mit einem hinteren Hohlraum 18′b des Gehäuses kommuniziert. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist der Ohrhörer 10′ dazu bestimmt, in die Öffnung des äußeren Ohres E eines Benutzers in einer Weise einzusetzen, daß ein Endabschnitt des Kanals 27 aus der Ohrmuschel hervorsteht. Diese Teile des Ohrhörers 10′, die ähnlich den Teilen des Ohrhörers 10 sind, der zuvor anhand von Fig. 1 beschrieben wurde, sind durch jeweils gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet, und eine ins einzelne gehende Beschreibung dieser Teile kann entfallen.

Zu dem Ohrhörer 10′ sei angemerkt, daß die Löcher oder Öffnungen 21 in der Platte 13 unbedeckt sind, d. h. das akustisch widerstandsbehaftete Material 22, das in Fig. 1 gezeigt ist, ist hier fortgelassen, so daß der akustische Widerstand R_a im wesentlichen Null ist. Indessen ist jedem der Löcher oder Öffnungen 23 an der im wesentlichen stumpfkegeligen Rückseite des Gehäuses 11′ ein akustisch widerstandsbehaftetes Materialstück 28 beigeordnet, so daß der akustische Widerstand R_b dadurch auf einen ausreichenden Wert für einen Zweck, der im folgenden im einzelnen zu beschreiben sein wird, eingestellt ist.

Um die Schallerzeugungsöffnung an der Vorderseite des Gehäuses 11′ herum ist ein elastischer Ring 29 aus Gummi oder dergl. zum Verhindern einer Streuung des Schalls durch Austritt zwischen der Platte 13 und dem Gehäuse 11′ und zwischen der Platte 13 und der Schutzabdeckung 24 vorgesehen. In dem Endabschnitt des Kanals 27 sind von dem Gehäuse 11′ entfernt Öffnungen 30 vorgesehen. Der Kanal 27 hat eine Länge, die im wesentlichen größer als dessen Durchmesser ist, beispielsweise eine Länge von 12 mm und einen Durchmesser von 2.2 mm, in welchem Fall der Kanal ersatzweise durch eine äquivalente Masse M_duct dargestellt werden kann, die der Reihenschaltung der äquivalenten Masse M_d, der reziproken Steifigkeit C_d und der akustischen Widerstände R_d u. R_a des Schwingsystems zuzurechnen ist. Daher wird die Resonanzfrequenz f₀ um einen Betrag verringert, der mit der zugerechneten äquivalenten Masse M_duct korrespondiert. Eine derartige Verringerung der Resonanzfrequenz f₀ wird unabhängig von der reziproken Steifigkeit C_d und der äquivalenten Masse M_d des Schwingsystems zum Verbessern der Charakteristik des Ohrhörers in dem niedrigen Frequenzbereich erzielt.

Es sei angemerkt, daß die unterste Resonanzfrequenz f₀ des Ohrhörers 10′ durch das Vorsehen des Kanals 27, wie zuvor beschrieben, nur herabgesetzt werden kann, wenn der akustische Widerstand R_b, der parallel zu der äquivalenten Masse M_duct des Kanals 27 liegt, wesentlich größer als Null ist. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß um die Wirkung der äquivalenten Masse M_duct wesentlich zu machen, der akustische Widerstand R_b durch Vorsehen des akustisch widerstandsbehafteten Materials 28 über den Öffnungen 23 erhöht werden muß. Beispielsweise ändert sich, wie in Fig. 6 gezeigt, wenn der akustische Widerstand R_b durch eine geeignete Veränderung des Materials, der Dicke oder dergl. des akustisch widerstandsbehafteten Materials 28, das den Öffnungen 23 zugeordnet ist, erhöht wird, die charakteristische Kurve (der Frequenzgang) des Ohrhörers, wie dies durch die Kurven A, B u. C dargestellt ist. Indessen wird, wenn der akustische Widerstand R_b erhöht wird, ein Resonanzkreis durch die reziproke Steifigkeit C_b, die parallel zu dem akustischen Widerstand R_b liegt, und die äquivalente Masse M_d des Schwingsystems gebildet. Als Ergebnis eines derartigen Resonanzkreises tritt in der Frequenzgangkurve des Ohrhörers bei Frequenzen von 3 bis 5 kHz eine Spitze auf, d. h. ein Teil des hochfrequenten Bereiches ist angehoben, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, so daß metallische Geräusche übermäßig auffällig werden und einen unangenehmen Höreindruck vermitteln. Es tritt also in dem Fall des Ohrhörers gemäß dem Stand der Technik, wie er in Fig. 3 gezeigt ist, dann wenn der niedrige Frequenzbereich des Ohrhörers nach unten erweitert wird, eine unerwünschte Spitze in dem hohen Frequenzbereich auf, während wenn eine derartige Spitze unterdrückt wird, der reproduzierbare niedrige Frequenzbereich nicht erweitert werden kann.

Aus Fig. 7 ist zu entnehmen, daß ein Ohrhörer 10A gemäß einem Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung im allgemeinen ähnlich dem Ohrhörer 10′ ist, der zuvor anhand von Fig. 3 beschrieben wurde, wobei dessen korrespondierenden Teile mit jeweils gleichen Bezugszeichen versehen sind. Wie zuvor ausgeführt, hat das Gehäuse 11′ einen angenähert stumpfkegeligen hinteren Abschnitt, und im Falle des Ohrhörers 10A ist ein angenähert zylindrischer Topf 31 in geeigneter Weise in dem Zentrum eines derartigen stumpfkegeligen hinteren Abschnitts des Gehäuses 11′ angebracht. Der Topf 31 und der hintere Hohlraum 18′b des Gehäuses 11′ kommunizieren miteinander durch eine Röhre 32, die sich zentral in den Topf 31 hinein erstreckt. Durch das Zentrum der hinteren Wand des Topfes 31 verlaufend ist eine Öffnung 33 vorgesehen, und über diese Öffnung 33 erstreckt sich ein akustisch widerstandsbehaftetes Material 34, beispielsweise Urethan oder dergl..

In einem praktischen Beispiel für den Ohrhörer 10A gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Magnet 15 einer Wandlereinheit 12′ aus Samariumkobalt hergestellt, und die Membran 16 besteht aus einem Polyäthylenfilm, der eine Dicke von 6 µm hat. Der Kanal 27 hat einen Durchmesser von 2.2 mm und eine Länge von 12 mm, während die Röhre 32 ebenfalls eine Länge hat, die größer als deren Durchmesser ist, beispielsweise eine Länge von 1.5 mm und einen Durchmesser von 1 mm. Schließlich ist der Topf 31 mit einem inneren Volumen von 70 mm³ ausgestattet.

Aus Fig. 8 ist ersichtlich, daß die akustische Ersatzschaltung für den Ohrhörer 10A gemäß der Erfindung gegenüber derjenigen des in Fig. 5 gezeigten Ersatzschaltbildes für den Ohrhörer 10′ gemäß dem Stand der Technik durch Zufügung einer äquivalenten Masse M_tt, einer reziproken Steifigkeit C_tt und eines akustischen Widerstands R_tt, welche Größen mit der Röhre 32, dem Topf 31 bzw. der Öffnung 33 korrespondieren, verändert ist. Gemäß Fig. 8 wird wie in Fig. 5 die äquivalente Masse M_duct des Kanal 27 der Reihenschaltung zugefügt, die aus der äquivalenten Masse M_d, der reziproken Steifigkeit C_d und dem akustischen Widerstand R_d des Schwingsystems besteht, so daß die unterste Resonanzfrequenz f₀ in Übereinstimmung mit dem Betrag der zugefügten äquivalenten Masse M_duct herabgesetzt wird. Ein solches Herabsetzen der untersten Resonanzfrequenz f₀ durch die zugefügte äquivalente Masse M_duct wird durch den wesentlichen Wert des akustischen Widerstands R_b, der sich aus dem akustisch widerstandsbehafteten Material 28 ergibt, welches die Öffnungen 22 bedeckt, möglich gemacht. Indessen wird aufgrund der äquivalenten Masse M_tt, die durch die Röhre 32 gebildet wird, der reziproken Steifigkeit C_tt, die durch den Topf 31 gebildet wird, und des akustischen Widerstands R_tt, der durch die Öffnung 33 gebildet wird, welche durch das akustisch widerstandsbehaftete Material 34 bedeckt ist, die Spitze, die ansonsten in dem Frequenzbereich von 3 bis 5 kHz durch die Resonanz der äquivalenten Masse M_d des Schwingsystems und der reziproken Steifigkeit C_b des hinteren Hohlraums 18′b verursacht würde, unterdrückt.

Es sei angemerkt, daß durch die äquivalente Masse M_tt der Röhre 32 und die reziproke Steifigkeit C_tt des Topfes 31 ein Resonanzkreis gebildet wird. Daher nimmt die Impedanz über dem Kreis, der aus der äquivalenten Masse M_tt, der reziproken Steifigkeit C_tt und dem akustischen Widerstand R_tt besteht, bei der Resonanzfrequenz eines solchen Resonanzkreises ab. Auf diese Weise kann durch Auswählen der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises, der durch die äquivalente Masse M_tt und die reziproke Steifigkeit C_tt gebildet wird, derart, daß sie einen Wert nahe der Resonanzfrequenz des Kreises annimmt, der aus der äquivalenten Masse M_d des Schwingsystems und der reziproken Steifigkeit C_b des hinteren Hohlraums 18′b besteht, die Spitze, die ansonsten durch die äquivalente Masse M_d und die reziproke Steifigkeit C_b in dem Frequenzbereich von 3 bis 5 kHz verursacht würde, in ausreichendem Maße unterdrückt werden.

Wie aus Fig. 9 zu entnehmen, in welcher die Kurve D₁ mit ausgezogener Linie den Frequenzgang für den Ohrhörer 10A repräsentiert, der die vorliegende Erfindung enthält, und die gestrichelt dargestellte Kurve D₀ den Frequenzgang des Ohrhörers 10′ gemäß dem Stand der Technik, wie er in Fig. 3 gezeigt ist, repräsentiert, ist die Spitze, die in dem Frequenzbereich von 3 bis 5 kHz für den Ohrhörer gemäß dem Stand der Technik auftritt, in dem Fall des Ohrhörers 10A gemäß der vorliegenden Erfindung im wesentlichen Ausmaß unterdrückt. Die Kurven D₀ u. D₁ in Fig. 9 repräsentieren die Frequenzgänge für die Ohrhörer 10′ bzw. 10A, vorausgesetzt, daß diese Ohrhörer 10′ u. 10A im wesentlichen gleiche Werte für den akustischen Widerstand R_b aufweisen.

Indessen kann, wenn dies gewünscht ist, der akustische Widerstand R_b des Ohrhörers 10A gemäß der vorliegenden Erfindung wesentlich relativ zu dem akustischen Widerstand R_b für den Ohrhörer 10′ gemäß dem Stand der Technik erhöht werden, um dadurch desweiteren die unterste Resonanzfrequenz f₀ des Ohrhörers 10A, welcher die Erfindung enthält, herabzusetzen, ohne die Spitze in dem Frequenzbereich von 3 bis 5 kHz über diejenige hinaus, die in dem Frequenzgang des Ohrhörers 10′ gemäß dem Stand der Technik auftritt, zu erhöhen. Die Kurve D₂ in Fig. 10 zeigt den Frequenzgang eines Ohrhörers gemäß der vorliegenden Erfindung, in dem der akustische Widerstand R_b über den korrespondierenden akustischen Widerstand R_b des Ohrhörers 10′ gemäß dem Stand der Technik hinaus, wie er in Fig. 3 gezeigt ist, und der den Frequenzgang hat, welcher durch die Kurve D₀ repräsentiert ist, erhöht worden ist. Aus einem Vergleich der Kurven D₀ u. D₂ ist ersichtlich, daß wenn die Spitzen in dem Frequenzbereich von 3 bis 5 kHz für die Ohrhörer gemäß der vorliegenden Erfindung bzw. gemäß dem Stand der Technik nahezu gleich gemacht werden dürfen, die unterste Resonanzfrequenz f₀ niedriger für den Ohrhörer gemäß der vorliegenden Erfindung als für den Ohrhörer gemäß dem Stand der Technik, beispielsweise 100 Hz verglichen mit 150 Hz, gemacht werden kann.

Obgleich Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung in Gestalt eines Ohrhörers zeigt, in dem der Topf 31 eine Öffnung oder ein Loch 33 an seiner Rückseite hat, die durch akustisch widerstandsbehaftetes Material 34 bedeckt ist, ist ersichtlich, daß die Erfindung auch auf einen Ohrhörer 10B, wie er in Fig. 11 gezeigt ist, anwendbar ist, bei dem ein Topf 31′ eine geschlossene Kammer definiert, die nur mit dem hinteren Hohlraum 18′b des Gehäuses 11′ durch die Röhre 32 kommuniziert. Von dem Vorstehenden abgesehen, d. h. abgesehen von dem Fortlassen der Öffnung 33 und des akustisch widerstandsbehafteten Materials 34 von dem Topf 31′ ist der Ohrhörer 10B im wesentlichen gleich dem Ohrhörer 10A, und dessen verschieden Teile sind mit jeweils gleichen Bezugszeichen wie die korrespondierenden Teile des Ohrhörers 10A versehen.

In dem Fall des Ohrhörers 10B, der in Fig. 11 gezeigt ist, wird, wenn das Volumen des Topfes 31′ 70 mm³ beträgt und der Wert des akustischen Widerstands R_b ähnlich dem in dem Ohrhörer, der durch die Kurve D₂ in Fig. 10 repräsentiert ist, erhöht wird, der Frequenzgang des Ohrhörers durch die Kurve D₃ wiedergegeben. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß das Fortlassen des Lochs oder der Öffnung 33 von dem Topf 31 des Ohrhörers 10A die Wirkung einer Verschiebung der Spitze von dem Frequenzbereich von 3 bis 5 kHz zu einer Frequenz nahe 2 kHz hat. Ein solches Verschieben der Spitze in dem Frequenzgang führt dazu, daß die metallischen Geräusche weniger auffällig werden. Wenn das Volumen des Topfes 31′ in dem Ohrhörer 10B auf 300 mm³ erhöht wird, wird der Frequenzgang zu dem, der durch die Kurve D₄ in Fig. 10 angegeben ist. In einem solchen Fall ist die Spitze weniger ausgeprägt, und der Frequenzgang ist gewissermaßen abgeflacht. Indessen muß der Topf 31′ unerwünscht vergrößert werden, um ihn mit einem Volumen von 300 mm³ auszustatten.

Obgleich die Erfindung zuvor in deren Anwendungen auf Ohrhörer des sog. In-Luft-Typs (offene Ohrhörer) beschrieben wurde, die nahe dem Eingang des akustischen Kanals des Benutzerohrs positioniert werden, ist ersichtlich, daß die Erfindung in entsprechender Weise auch auf sog. geschlossene Ohrhörer anwendbar ist. Desweiteren werden die gewünschten Effekte der Erfindung insbesondere dann erreicht, wenn die Erfindung auf Stereophonie-Ohrhörer angewendet wird, die sowohl in das rechte als auch in das linke Ohr des Benutzers eingesetzt werden.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß der Resonanzkreis, der aus der äquivalenten Masse M_tt, die durch die Röhre 32 gebildet wird, und der reziproken Steifigkeit C_tt, die durch den Topf 31 oder 31′ gebildet wird, besteht, in seiner Resonanzfrequenz auf einen Wert eingestellt ist, der nahe der Resonanzfrequenz der reziproken Steifigkeit C_b des hinteren Hohlraums 18′b und der äquivalenten Masse M_d des Schwingsystems liegt. Aufgrund des Vorstehenden wird die Spitze des Frequenzgangs, die durch die Resonanz zwischen dem hinteren Hohlraum und der Masse des Schwingsystems verursacht wird, relativ unterdrückt. Auf diese Weise kann der Frequenzgang für hohe Frequenzen verbessert werden, und der akustische Widerstand R_b kann zum Herabsetzen der untersten Resonanzfrequenz f₀ erhöht werden.

Obgleich bevorzugte Ausführungsbeispiele für die vorliegende Erfindung im einzelnen anhand der Figuren beschrieben wurden, ist ersichtlich, daß die Erfindung nicht auf genau diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist und daß zahlreiche Änderungen und Modifikationen durch den Fachmann ausgeführt werden können, ohne daß dazu der allgemeine Erfindungsgedanke oder oder Schutzumfang, wie er durch die Ansprüche gegeben ist, verlassen werden müßte.

Claims (12)

1. Ohrhörer mit

• - einer Wandlereinheit (12′),
• - einem Gehäuse (11′), das die Wandlereinheit (12′) enthält und eine Schallerzeugungsöffnung vor der Wandlereinheit (12′) aufweist und als ein Hohlraum hinter der Wandlereinheit (12′) ausgebildet ist, und
• - einen Kanal (27), der sich von dem Gehäuse (11′) aus hinter der Wandlereinheit (12′) erstreckt und mit dem Inneren des Gehäuses (11′) kommuniziert, wobei der Kanal (27) einen Durchmesser und eine Länge hat, die wesentlich größer als der Durchmesser ist,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Resonanzeinrichtung vorgesehen ist mit einer Röhre (32) und einem Topf (31), der mit der Röhre (32) verbunden ist und an dem Gehäsue (11′) hinter der Wandlereinheit (12′) angebracht ist, wobei der Topf (31) einen Durchmesser und eine Länge hat, die größer als der Durchmesser der Röhre ist, und die Resonanzfrequenz der Resonanzeinrichtung im wesentlichen der Resonanzfrequenz des Hohlraums entspricht.

2. Ohrhörer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf (31) eine Öffnung (33) zur Atmosphäre hat und daß die Öffnung (33) des Topfes (31) ein akustisch widerstandsbehaftetes Material (34) aufweist, das sich über diese Öffnung (33) erstreckt.

3. Ohrhörer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf (31′) eine geschlossene Kammer definiert, die nur mit dem Gehäuse (11′) durch die Röhre (32) kommuniziert.

4. Ohrhörer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlereinheit (12′) Mittel (13, 14, 15), die einen magnetischen Kreis definieren, sowie eine Membran (16) und eine Schwingspule (17), die zusammen ein Schwingsystem bilden, enthält und daß eine Resonanzfrequenz des Resonanzkreises, der aus einer äquivalenten Masse, die durch die Röhre (32) gebildet wird, und eine reziproke Steifigkeit, die durch das Gehäuse (11′) gebildet wird, besteht, nahe einer Resonanzfrequenz eingestellt ist, die durch eine Masse des Schwingsystems (16, 17) und eine reziproke Steifigkeit des Gehäuses (11′) auf der Rückseite der Wandlereinheit (12′) bestimmt ist.

5. Ohrhörer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11′) eine Öffnung (23) an der Rückseite der Wandlereinheit (12′) hat und daß die Öffnung (23) des Gehäuses (11′) ein akustisch widerstandsbehaftetes Material (28) aufweist, das sich über die Öffnung zum Herabsetzen der untersten Resonanzfrequenz erstreckt, die durch die Masse des Schwingsystems (16, 17) und die reziproke Steifigkeit des Gehäuses (11′) auf der Rückseite der Wandlereinheit (12′) bestimmt ist, während der Resonanzkreis, der durch die Röhre (32) und den Topf (31) dargestellt ist, eine relativ hohe Frequenzspitze unterdrückt, die ansonsten in dem Frequenzgang des Ohrhörers (10A) gebildet würde.

6. Ohrhörer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf (31) eine Öffnung (33) zur Atmosphäre aufweist und daß die Öffnung (33) des Topfes (31) ein akustisch widerstandsbehaftetes Material (34) enthält, das sich über die Öffnung erstreckt.

7. Ohrhörer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf (31′) eine geschlossene Kammer definiert, die nur mit dem Gehäuse (11′) durch die Röhre (32) kommuniziert.

8. Ohrhörer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlereinheit (12′) einen magnetischen Kreis, der aus einer Platte (13), welche sich durch das Gehäuse (11′) erstreckt und letzteres in einen hinteren Hohlraum (18′b) und einen vorderen Hohlraum (18′a), der mit der Schallerzeugungsöffnung kommuniziert, unterteilt, einem Magneten (15) und einem Joch (14) besteht, und ein Schwingsystem (16, 17) enthält, das aus einer Membran (16), welche sich durch das Gehäuse (11′) in dem vorderen Hohlraum (18′a) erstreckt, und einer Schwingspule (17) besteht, die mit der Membran (16) verbunden ist, daß eine Resonanzfrequenz eines Resonanzkreises, der aus einer äquivalenten Masse, die durch die Röhre (32) gebildet wird, und einer reziproken Steifigkeit, die durch den Topf (31) gebildet wird, besteht, nahe einer Resonanzfrequenz festgelegt ist, die durch eine Masse des Schwingsystems (16, 17) und eine reziproke Steifigkeit des hinteren Hohlraums (18′b) bestimmt ist, und daß die Platte (13) der Wandlereinheit (12′) unabgedeckte Löcher (21) durch sich hindurch zum Kommunizieren der vorderen und hinteren Hohlräume (18′a, 18′b) miteinander aufweist.

9. Ohrhörer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11′) eine Öffnung (23) von dem hinteren Hohlraum (18′b) ausgehend mit einem akustisch widerstandsbehafteten Material (28) aufweist, welches sich darüber zum Herabsetzen der untersten Resonanzfrequenz erstreckt, die durch die Masse des Schwingsystems und die reziproke Steifigkeit des hinteren Hohlraums (18′b) bestimmt ist, während der Resonanzkreis, der durch die Röhre (32) und den Topf (31) gebildet wird, eine relativ hohe Frequenzspitze unterdrückt, die ansonsten in dem Frequenzgang des Ohrhörers entstehen würde.

10. Ohrhörer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf (31) eine Öffnung (33) zur Atmosphäre hat, in welcher akustisch widerstandsbehaftetes Material (34) angeordnet ist.

11. Ohrhörer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf (31′) eine geschlossene Kammer definiert, die nur mit dem hinteren Hohlraum (18′b) des Gehäuses (11′) durch die Röhre (32) kommuniziert.