DE68919315T2

DE68919315T2 - Tonwiedergabevorrichtung.

Info

Publication number: DE68919315T2
Application number: DE68919315T
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Iida; Kiyofumi Inagawa; Masayoshi Miura; Hiroyuki Sogawa
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1988-09-21
Filing date: 1989-09-18
Publication date: 1995-04-06
Anticipated expiration: 2009-09-19
Also published as: US5022486A; EP0360517A2; DE68919315D1; KR0137144B1; EP0360517A3; EP0360517B1; CA1336295C; KR900005838A; MY104217A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tonwiedergabevorrichtung, bei der der reproduzierte Ton von einer Lautsprechereinheit über ein akustisches Rohr, das an einer Ohrmuschel befestigt ist, gehört werden kann. Insbesondere bezieht sie sich auf eine Tonwiedergabevorrichtung, bei der der reproduzierte Ton von der Lautsprechereinheit in ein akustisches Rohr abgestrahlt werden kann, bei dem ein Ende als Ohrmuschelbefestigungsabschnitt ausgebildet ist und bei dem das andere Ende als Ende ausgebildet ist, das den Ton nichtreflektiert, und bei der der reproduzierte Ton über das akustische Rohr gehört werden kann.
Es sind verschiedene Arten von Tonwiedergabevorrichtungen bekannt, beispielsweise Kopfhörer oder Ohrhörervorrichtungen, bei der der reproduzierte Ton mit einer Lautsprechereinheit gehört werden kann, die an der Ohrmuschel des Hörers befestigt ist.
Wenn der reproduzierte Ton mit einer derartigen weitverbreiteten Tonwiedergabevorrichtung gehört wird, beispielsweise mit einein Ohrhörer, wird der reproduzierte Ton, der als reproduzierter Ton gehört werden kann, der von der Lautsprechereinheit abgestrahlt wird, von dem Ohrhörergehäuse, das die Lautsprechereinheit aufnimmt, über den äußeren Gehörgang abgestrahlt, so daß das Trommelfell in Schwingungen versetzt wird.
Bei dem obigen Ohrhörer neigt der reproduzierte Ton, der das Trommelfell erreicht, dazu, daß er dort reflektiert wird, so daß er die Ohrmuschel über den äußeren Gehörgang verläßt. Bei herkömmlichen Ohrhörern ist das Ohrhörergehäuse an der Ohrmuschel so befestigt, daß es den äußeren Gehörgang verschließt, so daß der reflektierte Ton, der dazu neigt, die Ohrmuschel zu verlassen, durch das Gehäuse oder die Lautsprechereinheit reflektiert wird, so daß er wieder in den äußeren Gehörgang abgestrahlt wird und sich in Richtung auf das Trommelfell sich bewegt.
Bei den oben beschriebenen herkömmlichen Ohrhörern ist der Ton, der unmittelbar von der Lautsprechereinheit in Richtung auf das Trommelfell abgestrahlt wird, und der Ton, der einmal durch das Trommelfell reflektiert wird und wieder am Ohrhörergehäuse oder an der Lautsprechereinheit reflektiert wird, durch den Benutzer hörbar.
Wenn der reproduzierte Ton, der unmittelbar in Richtung auf das Trommelfell abgestrahlt wird, und der Ton der durch das Trommelfell reflektiert wird, zeitweise voneinander um eine Periode voneinander beabstandet ist, die nicht mehr als mehrere hundert Mikrosekunden beträgt, werden die Töne so gehört, als ob sich die Tonquelle innerhalb des Kopfes des Benutzers befindet, so daß sich für den Benutzer ein "starres" oder ,'bedrückendes" Gefühl einstellt.
Um zu verhindern, daß der Ton, der einmal durch das Trommelfell reflektiert wurde, wieder durch das Ohrhörergehäuse reflektiert wird, ist ein Ohrhörer vorgeschlagen worden, bei dem ein zentraler Teil einer Membrane einer Lautsprechereinheit, die dem äußeren Gehörgang der Ohrmuschel gegenüberliegt, so entfernt angeordnet ist, daß der reproduzierte Ton nur von der Peripherie der Membrane abgestrahlt wird. In diesem Fall kann der Ton, der direkt auf das Ohrhörergehäuse reflektiert wird, reduziert werden, während der Bereich der Membrane, die durch den reflektierten Ton in Schwingungen versetzt wird, verringert werden kann, was eine reduzierte Höhe des reflektierten Tons zur Folge hat, der in Richtung auf die Membrane gestrahlt wird und somit verbesserte Tonwiedergabeeigenschaften zur Folge hat.
Wenn man jedoch die Tonquelle bei der Lautsprechereinheit von dem äußeren Gehörgang aus betrachtet, unterscheidet sich die akustische Impedanz am Eingang des äußeren Gehörgangs von der innerhalb des äußeren Gehörgangs, was wiederum eine Tonreflexion in einem Bereich zwischen dem Ohrhörergehäuse und dem Eingang zum äußeren Gehörgang zur Folge hat, so daß der reflektierte Ton wieder zurück in Richtung auf das Trommelfell reflektiert wird. Somit kann das oben erwähnte "starre" oder "bedrückende" Gefühl nicht vermieden werden.
Es ist weiter ein Ohrhörer vorgeschlagen worden, bei dem die Tonreflexion durch das Ohrhörergehäuse oder dergleichen durch ein Umkehrfilterverfahren vermieden wird.
Umkehrfilterverfahren weisen jedoch Nachteile auf, da sie nicht universell verwendet werden können, da die akustischen Impedanz des Trommelfells nicht die gleiche für individuelle Benutzer ist und die Umkehrfilter somit auf jeden Benutzer zugeschnitten werden müßten.
Aus diesem Grund ist eine Tonwiedergabevorrichtung erfunden worden, bei der, um eine Tonreflexion bei der Lautsprechereinheit oder dem Ohrhörergehäuse auf der Tonquellenseite zu vermeiden, wenn man die Tonquelle vom Eingang des äußeren Gehörgangs aus betrachtet, oder die Tonreflexion, die durch Impedanzänderungen am Eingang des äußeren Gehörgangs erzeugt wird, der reproduzierte Ton, der von der Lautsprechereinheit abgestrahlt wird, zur Ohrmuschel über ein akustisches Rohr übertragen wird.
Bei dieser Art Tonwiedergabevorrichtung, bei der ein akustisches Rohr verwendet wird, ist eine Lautsprechereinheit auf einer seitlichen Seite des akustischen Rohrs angeordnet. Als Lautsprechereinheit wird im allgemeinen ein Lautsprecher mit einer Membrane verwendet.
Im allgemeinen ist jedoch die akustische Impedanz der Membrane, die bei einem Membranlautsprecher verwendet wird, niedriger als die Impedanz innerhalb der Innenseite des akustischen Rohrs. Auf der anderen Seite ist es schwierig, den Membranlautsprecher am Rohr zu befestigen, da die Tonabstrahloberfläche des Lautsprechers auf die Innenseite der Rohr gerichtet sein soll, ohne den Innendurchmesser des akustischen Rohrs zu verändern. Wenn daher die Lautsprechereinheit lediglich auf einer Seite des akustischen Rohrs befestigt ist, tritt eine Tonreflexion an der Seite der Membran der Lautsprechereinheit auf.
Die US-A-4 677 679 offenbart einen Ohrhörer, bei dem der Lautsprecher mit dem Ohr über ein Rohr mit einem sehr engen Durchmesser (1,35 mm) gekoppelt ist, wobei der Lautsprecher gleichmäßig beabstandet zwischen dem Ohr und dem anderen Ende des Rohrs, das verschlossen ist, angeordnet ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tonwiedergabevorrichtung bereitzustellen, bei der der reproduzierte Ton, der von einer Lautsprechereinheit abgestrahlt wird, über ein akustisches Rohr hörbar ist, das an der Ohrmuschel des Benutzers befestigt ist.
Erfindungsgemäß ist eine Tonwiedergabevorrichtung vorgesehen, mit
wenigstens einem akustischen Rohr mit im wesentlichen dem gleichen Innendurchmesser wie der eines äußeren Gehörgangs, und
einer Lautsprechereinheit, die auf dem akustischen Rohr so befestigt ist, daß deren Schallabstrahloberfläche auf eine Seite des akustischen Rohrs gerichtet ist,
wobei das akustische Rohr ein erstes Ende aufweist, das als Ohrmuschelbefestigungsabschnitt ausgebildet ist;
dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Ende des akustischen Rohrs schallreflexionsfrei ist, und daß die Lautsprechereinheit auf dem akustischen Rohr näher am Ohrmuschelbefestigungsabschnitt als am schallreflexionsfreien Ende befestigt ist.
Wie aus der folgenden Beschreibung deutlich werden wird, kann es verhindert werden, daß der Ton, der von der Lautsprechereinheit abgestrahlt wird und in den äußeren Gehörgang über das akustische Rohr eingeführt wird, so daß er das Trommelfell erreicht, wo er durch das Trommelfell reflektiert wird, durch die Membran der Lautsprechereinheit oder aufgrund der Änderungen der akustischen Impedanz am Eingang zum äußeren Gehörgang zurück reflektiert wird.
Die akustische Impedanz des akustischen Rohrs kann konstant gemacht werden, und man kann verhindern, daß der Ton, der vom äußeren Gehörgang reflektiert wird, zurück innerhalb des akustischen Rohrs reflektiert wird.
Die Tonwiedergabevorrichtung, die an der Ohrmuschel befestigt werden kann, ist angenehm zu tragen.
Die Länge des akustischen Rohrs, das den reproduzierten Ton, der von der Lautsprechereinheit in Richtung auf die Ohrmuschel abgestrahlt wird, kann gekürzt werden, da der von der Ohrmuschel reflektierte Ton gut gedämpft werden kann.
Der Ohrmuschelbefestigungsabschnitt, der auf dem einem Ende des akustischen Rohrs befestigt ist, kann abgenommen werden und ausgetauscht werden, damit er an den äußeren Gehörgang angepaßt werden kann, der von Benutzer zu Benutzer verschieden ist.
Es können sogar äußere Töne gehört werden, wenn der Ohrmuschelbefestigungsabschnitt, der auf dem einem Ende des akustischen Rohrs vorgesehen ist, an der Ohrmuschel befestigt ist, um den äußeren Gehörgang zu verschließen.
Wenn die Vorrichtung als Wiedergabevorrichtung für einen Stereoton bestimmt ist, können Übersprechkomponenten des reproduzierten Tons, der von der linken und rechten Lautsprechereinheit abgestrahlt wird, erhalten werden, um ein "entspanntes" Hörgefühl zu erzeugen, das heißt, ein Hörgefühl, als ob die Tonquelle außerhalb des Kopfs des Benutzers wäre und der Benutzer den reflektierten Ton von den Lautsprechereinheiten hören würde, die in einiger Entfernung vom Hörer angeordnet sind.
Das akustische Rohr der Tonwiedergabevorrichtung kann einen Innendurchmesser aufweisen, der ungefähr gleich dem Innendurchmesser des äußeren Gehörgangs ist, so daß, wenn der Ton, der durch das Troinmelfell reflektiert wird, im äußeren Gehörgang vorhanden ist, die Innenseite des Rohrs betritt, die akustische Impedanz nicht geändert wird. Da das andere Ende des Rohrs als Ende ausgebildet ist, das den Ton nichtreflektiert, wird der Ton, der den äußeren Gehörgang verläßt, damit er den letzteren nicht wieder betreten kann, nicht am anderen Ende des Rohrs in Richtung auf das Trommelfell zurückreflektiert.
Die obigen und anderen Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich, wenn man diese in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen liest.
Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine Ohrhörer-Tonwiedergabevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht in Längsrichtung, die wesentliche Teile des Lautsprecherbefestigungsabschnitts zeigen.
Fig. 2B ist eine vergrößerte Querschnittsansicht in Querrichtung, die wesentliche Teile davon zeigt.
Fig. 3A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht in Längsrichtung, die wesentliche Teile eines anderen Beispiels eines Lautsprecherbefestigungsabschnitts zeigt.
Fig. 3B ist eine vergrößerte Querschnittsansicht in Querrichtung, die wesentliche Teile davon zeigt.
Fig. 4A ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Lautsprechereinheit zeigt, bei der ein piezoelektrisches Element verwendet wird.
Fig. 4B ist eine vergrößerte Querschnittsansicht in Querrichtung, die wesentliche Teile davon zeigt.
Fig. 5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht in Längsrichtung, die wesentliche Teile eines anderen Beispiels einer Lautsprechereinheit zeigt, bei der ein piezoelektrisches Element verwendet wird.
Fig. 6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht in Längsrichtung, die wesentliche Teile eines anderen Beispiels eines Montagezustands der Lautsprechereinheit am akustischen Rohr zeigt.
Fig. 7 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die ein weiteres Beispiel eines Montagezustands der Lautsprechereinheit an dem akustischen Rohr zeigt.
Fig. 8 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine Tonwiedergabevorrichtung zeigt, bei der die Lautsprechereinheit der Innenseite des akustischen Rohrs gegenüberliegt.
Fig. 9 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die wesentliche Teile eines Beispiels einer Befestigung einer Lautsprechereinheit an einem akustischen Rohr zeigt.
Fig. 10 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die wesentliche Teile eines Beispiels einer Befestigung einer Lautsprechereinheit an einer gewünschten Position des akustischen Rohrs zeigt.
Fig. 11 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Tonwiedergabevorrichtung zeigt, die für eine stereophone Wiedergabe geeignet ist.
Fig. 12 ist eine Querschnittsansicht, die eine Tonwiedergabevorrichtung zeigt, bei der das Ohrmuschelbefestigungsteil abnehmbar auf dem akustischen Rohr befestigt ist.
Fig. 13 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Tonwiedergabevorrichtung, bei der ein Standard-Ohrmuschelbefestigungsteil abnehmbar auf dem akustischen Rohr befestigt ist.
Fig. 14 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Tonwiedergabevorrichtung, bei der ein Ohrmuschelbefestigungsteil mit einem großen Durchmesser abnehmbar an dem akustischen Rohr befestigt ist.
Fig. 15 ist eine Querschnittsansicht einer Tonwiedergabevorrichtung, bei der ein akustisches Widerstandsteil innerhalb des akustischen Rohrs vorgesehen ist.
Fig. 16 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Tonwiedergabevorrichtung, die ein anderes Beispiel des akustischen Widerstandsteils zeigt, das innerhalb des akustischen Rohrs vorgesehen ist.
Fig. 17 ist eine Querschnittsansicht, die eine Tonwiedergabevorrichtung zeigt, bei der der akustische Widerstandsabschnitt auf der inneren Oberfläche des akustischen Rohrs gebildet ist.
Fig. 18 ist eine Querschnittsansicht, die eine Tonwiedergabevorrichtung zeigt, die mit einem akustischen Rohr versehen ist, dessen Innendurchmesser sich von dem einem Ende zum anderen Ende hin ändert.
Fig. 19 ist eine Querschnittsansicht, die eine Tonwiedergabevorrichtung zeigt, bei der ein akustisches Widerstandsteil innerhalb des akustischen Rohrs vorgesehen ist, dessen Innendurchmesser wie in Fig. 18 gezeigt sich ändert.
Fig. 20 ist eine Querschnittsansicht einer Tonwiedergabevorrichtung, die ein akustisches Rohr aufweist, das einen Innendurchmesser aufweist, der allmählich von dem einem Ende in Richtung auf das andere Ende ansteigt.
Fig. 21 ist eine Querschnittsansicht, die eine Tonwiedergabevorrichtung zeigt, die für eine stereophone Reproduktion geeignet ist.
Fig. 22 ist eine perspektivische Gesamtansicht einer Tonwiedergabevorrichtung, die für eine stereophone Reproduktion geeignet ist.
Fig. 23 ist eine perspektivische Gesamtansicht einer Tonwiedergabevorrichtung, die für eine stereophone Tonreproduktion geeignet ist, bei der ein einziges akustisches Rohr verwendet wird.
Fig. 24 ist eine Querschnittsansicht, die eine Tonwiedergabevorrichtung zeigt, die für eine stereophone Reproduktion mit einem zweiohrigen System geeignet ist, bei dem zwei Lautsprechereinheiten für jeweils den linken und rechten Kanal verwendet werden.
Fig. 25 ist eine Querschnittsansicht einer Tonwiedergabevorrichtung, bei der ein akustisches Widerstandsteil in einem Rohr für eine Lautsprechereinheit vorgesehen ist, die für jeweils den linken und rechten Kanal vorgesehen ist.
Fig. 26 ist eine Querschnittsansicht, die eine Tonwiedergabevorrichtung zeigt, die für eine stereophone Reproduktion für ein zweiohriges System geeignet ist, bei der eine Filterschaltung verwendet wird.
Fig. 27 ist eine Querschnittsansicht eines Schwingers, der einen reproduzierten Ton an seinem Ausgang liefert, der in das akustische Rohr abgestrahlt wird, anstelle der Lautsprechereinheit.
Fig. 28 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Befestigung des Schwingers am akustischen Rohr zeigt.
Fig. 29 ist eine Vorderansicht, die eine Tonwiedergabevorrichtung zeigt, wobei die Töne von außen gleichzeitig mit den von der Lautsprechereinheit reproduzierten Tönen gehört werden können, sowie eine elektrische Schaltung dazu.
Fig. 30 ist Querschnittsansicht einer Tonwiedergabevorrichtung, die die Montageposition der Mikrophoneinheit und der Lautsprechereinheit gegenüber dem akustischen Rohr zeigt.
Fig. 32 ist eine Vorderansicht, die eine Tonwiedergabevorrichtung zeigt, wobei die Töne von außen gleichzeitig mit dem reproduzierten Ton gehört werden kann, wobei äußere Geräusche unterdrückt werden, sowie eine Schaltung dazu.
Es wird nun eine Ausführungsform einer Tonwiedergabevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung für einen Kopfhörer, der an der Ohrmuschel eines Benutzers befestigt ist, ausführlich beschrieben.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, besteht die Tonwiedergabevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung hauptsächlich aus einem akustischen Rohr 1 und einer Lautsprechereinheit 2, die die reproduzierten Töne abstrahlt, die sich innerhalb dieses akustischen Rohrs fortpflanzen.
Das akustische Rohr 1 besteht aus einem langgestreckten röhrenförmigen Körper, der einen Innendurchmesser W hat, der über die Länge des Rohrs konstant ist und ungefähr gleich dem Innendurchmesser W&sub0; eines äußeren Gehörgangs A ist. Die Innenseite des akustischen Rohrs 1 wirkt als Tonkanal zum Übertragen des reproduzierten Tons, der von einer Lautsprechereinheit 2 zur Ohrmuschel abgestrahlt wird. Da der Innendurchmesser W des akustischen Rohrs 1 ungefähr gleich dem Innendurchmesser W&sub0; des äußeren Gehörgangs A ist, kann die akustische Impedanz des akustischen Rohrs 1 ungefähr gleich der akustischen Impedanz des äußeren Gehörgangs A gemacht werden. Wenn die akustische Impedanz des akustischen Rohrs ungefähr gleich der akustischen Impedanz des äußeren Gehörgangs A ist, ist es möglich, eine Reflexion des Tons aufgrund von Änderungen der akustischen Impedanz zu verhindern, die sonst auftreten würde, wenn der Ton, der durch ein Trommelfell B reflektiert wird, an der Außenseite über einen Eingang C zum äußeren Gehörgang existiert, so daß es möglich ist, zu verhindern, daß der reflektierte Ton zurück in den äußeren Gehörgang A geführt wird. Daher reicht es aus, den Innendurchmesser W des akustischen Rohrs 1 so auszuwählen, daß er ungefähr gleich dem mittleren Durchmesser des äußeren Gehörgangs A ist. Der Mittelwert des Innendurchmessers W&sub0; des äußeren Gehörgangs A eines Erwachsenen beträgt ungefähr 7,5 mm. Wenn man daher den Innendurchmesser W des akustischen Rohrs 1 auf 6 bis 9 mm festlegt, wird es möglich, die Differenz im Querschnittsbereich zwischen des akustischen Rohrs 1 und dem Eingang C zum äußeren Gehörgang A zu reduzieren, um eine Tonreflexion zu vermeiden, so daß die Bildung von stehenden Wellen verhindert wird und es verhindert werden kann, daß der reflektierte Ton das Trommelfell B erreicht, so daß zufriedenstellende akustische Eigenschaften erhalten werden können.
Das akustische Rohr 1 ist an einem Ohrmuschelbefestigungselement 3 befestigt, um die eine Seite des Rohrs am Eingang C des äußeren Gehörgangs A zu befestigen. Das Befestigungselement 3 besteht aus einem elastischen synthetischen Kunststoff oder Gummi, um den Berührungskontakt zur Ohrmuschel D zu verbessern. Es sei angemerkt, daß dieses Befestigungselement 3 einen Durchmesser W&sub1; hat, der gleich dem Innendurchmesser W des akustischen Rohrs 1 ist, damit es verhindert werden kann, daß die akustische Impedanz des akustischen Rohrs 1 geändert wird.
Das andere Ende des akustischen Rohrs 1 ist so ausgebildet, daß an ihm keine Tonreflexion auftritt. Das heißt, daß das akustische Rohr 1 am anderen Ende entgegengesetzt zur Befestigungsseite am Eingang A offen ist und als langgestreckter röhrenförmiger Körper ausgebildet ist.
Mit dem akustischen Rohr, das über seine gesamte Länge den gleichen Innendurchmesser W aufweist und am anderen Ende offen ist, kann man verhindern, daß eine Tonreflexion am anderen Ende auftritt. Wenn sogar eine gewisse Tonreflexion auftreten würde, kann das Phänomen eines Stereotropismus innerhalb des Kopfes vermieden werden, wenn man die Ausbreitungsverzögerungszeit des reflektierten Tons zur Ohrmuschel in bezug auf den reproduzierten Ton einstellt, der unmittelbar von der Lautsprechereinheit 2 abgestrahlt wird.
Das bedeutet, daß die akustische Impedanz des akustischen Rohrs 1, gesehen vom äußeren Gehörgang A aus, gleich der akustischen Impedanz des äußeren Gehörgangs A sein kann, so daß prinzipiell eine Tonreflexion am Ende des akustischen Rohrs 1 nicht auftritt. Damit wird der Ton, der durch das Trommelfell B reflektiert wird, nicht auf die Seite einer Kopfhörereinrichtung zurückreflektiert, so daß er nicht zurück auf das Trommelfell B auftrifft. Somit ist es möglich, zu vermeiden, daß ein Stereotropismus im Kopf auftritt, das heißt, ein Phänomen, bei dem das Klangbild fest im Kopf des Benutzers festliegt, während der Benutzer dem reproduzierten Ton zuhört.
Das oben beschriebene akustische Rohr ist an der Lautsprechereinheit 2 befestigt, um den reproduzierten Ton abzustrahlen, der sich über das akustische Rohr zur Ohrmuschel fortpflanzt. Die hier verwendete Lautsprechereinheit 2 besteht aus einem dynamischen Lautsprecher. Wie in den Figuren 2A und 2B gezeigt ist, ist diese Lautsprechereinheit 2 an dem akustischen Rohr 1 mit Hilfe eines Gehäuses 4 befestigt, das an der äußeren Peripherie des akustischen Rohrs 1 angeordnet ist. Die Lautsprechereinheit 2 ist in einem Montageloch 4a im Gehäuse 4 befestigt, wobei die Tonabstrahloberfläche 2a auf die Innenseite des Rohrs 1 gerichtet ist. Durch die auf diese Weise befestigte Lautsprechereinheit 2 wird ein Teil des akustischen Rohrs 1, das der Tonabstrahloberfläche 2a der Lautsprechereinheit 2 innerhalb des Gehäuses 4 gegenüberliegt, in Druckschwingungen durch den von der Lautsprechereinheit 2 reproduzierten Ton bei einem Betrieb der Lautsprechereinheit 2 angeregt. Als Folge davon pflanzt sich der reproduzierte Ton von der Lautsprechereinheit 2 in die Tonröhre 1 fort.
Da die Lautsprechereinheit 2 wie oben beschrieben auf der äußeren Peripherie des akustischen Rohrs 1 befestigt ist, ist der Innendurchmesser W des akustischen Rohrs über dessen Gesamtlänge gleich, so daß eine gleichmäßige akustische Impedanz für den Ton, der von der Trommelfell B reflektiert wird, sichergestellt werden kann. Das hat zur Folge, daß eine Zurückreflexion des reflektierten Tons verhindert wird.
Es sei betont, daß, obwohl ein Teil 1a des akustischen Rohrs 1, das der Lautsprechereinheit 2 im Gehäuse 4 gegenüberliegt, aus dem gleichen Material wie der restliche Teil des Rohrs 1 gebildet sein kann, es aus einem Material gebildet sein kann, das höhere Schwingungseigenschaften innerhalb des Bereichs von nicht sich ändernden akustischen Impedanzen innerhalb des akustischen Rohrs 1 zeigen kann, so daß der reproduzierte Ton sich innerhalb des akustischen Rohrs 1 besser fortpflanzen kann. Das Gehäuse 4 kann weiter so ausgebildet sein, daß es die gesamte äußere Peripherie des akustischen Rohrs 1 umgibt, wie in den Figuren 3A und 3B gezeigt ist, so daß es nicht nur auf einem Teil der äußeren Peripherie des Rohrs 1 gebildet ist.
Obwohl die Lautsprechereinheit 2 bei der oben beschriebenen Ausführungsform durch einen dynamischen Wandler gebildet ist, kann die Lautsprechereinheit 6 auch durch ein piezoelektrisches Element gebildet sein, wie in den Figuren 4A und 4B gezeigt ist. Das piezoelektrische Element 5 der Lautsprechereinheit 6 besteht aus einem Zylinder, dessen Innendurchmesser gleich dem Innendurchmesser W des akustischen Rohrs 1 ist. Wie in Fig. 4B gezeigt ist, ist das piezoelektrische Element mit einem Zwischenteil des akustischen Rohrs 1 verbunden, so daß das Element 5 einen Teil des Rohrs 1 bildet. Durch Antreiben des piezoelektrischen Elements 5 durch Treiberströme, die für das piezoelektrischen Element 5 geeignet sind, ist es möglich, den gewünschten reproduzierten Ton in das Innere des akustischen Rohrs 1 abzustrahlen.
Das piezoelektrische Element 5 ist als Zylinder ausgebildet, der einen Durchmesser aufweist, der gleich dem Innendurchmesser W des akustischen Rohrs 1 ist, so daß der Innendurchmesser des akustischen Rohrs 1 sich nicht ändert und daher die Einbindung des piezoelektrischen Elements 5 keine Änderung der akustischen Impedanz zur Folge hat.
Das piezoelektrische Element 5 kann als Zylinder ausgebildet sein, der so geformt ist, daß er sich unmittelbar auf die äußere Peripherie des akustischen Rohrs 1 legt, so daß er auf der äußeren Peripherie des Rohrs 1 befestigt werden kann. Durch das auf diese Weise befestigte piezoelektrische Element wird das Rohr 1 unmittelbar in Schwingungen versetzt, um den reproduzierten Ton innerhalb des akustischen Rohrs abzustrahlen. Wenn man annimmt, daß das piezoelektrische Element entlang der axialen Richtung x des akustischen Rohrs 1 bewegbar ist, kann die Position einer Tonerzeugung im Rohr und daher der Richtungssinn der Tonquelle vom Kopf des Benutzers wie gewünscht verändert werden.
Obwohl bei der oben beschriebenen Ausführungsform ein Teil des akustischen Rohrs 1 unmittelbar in Schwingungen durch das piezoelektrische Element 5, der Lautsprechereinheit 2 oder 6 zur Abstrahlung des reproduzierten Tons in das Innere des Rohrs 1 versetzt werden kann, können die akustischen Schwingungen einer Lautsprechereinheit 8 zum Rohr 1 auch über einen Schwingungsübertragungsabschnitt 7 übertragen werden, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Das heißt, daß die in Fig. 6 gezeigte Tonwiedergabevorrichtung so ausgebildet ist, daß der Schwingungsübertragungsabschnitt 7 zur Übertragung von akustischen Schwingungen von der Lautsprechereinheit 8 so angepaßt ist, daß er unmittelbar mit der äußeren Peripherie des akustischen Rohrs 1 verbunden ist, und daß das akustische Rohr 1 in Schwingungen angeregt wird, um den reproduzierten Ton in das Innere des akustischen Rohrs 1 abzustrahlen.
Die Lautsprechereinheit 8 kann ähnlich wie die übliche dynamische Lautsprechereinheit in einer Weise ausgebildet sein, daß der Schwingungsübertragungsabschnitt 7 angetrieben wird, um Schwingungen des akustischen Rohrs 1 zu verursachen. Die Lautsprechereinheit 8 kann am akustischen Rohr 1 durch ein Befestigungsteil 9 befestigt werden, wie in Fig. 7 gezeigt ist, und die Befestigungsposition dieses Befestigungsteils 9 in bezug auf das akustische Rohr 1 und damit die Tonerzeugungsposition im akustischen Rohr 1 kann variabel gemacht werden, um den Abstandssinn der Tonquelle gegenüber dem Kopf des Benutzers ähnlich variabel zu machen.
Bei der Tonwiedergabevorrichtung, bei der die in Fig. 1 gezeigte Lautsprechereinheit 2 verwendet wird, ist das Gehäuse 4 auf der äußeren Peripherie des akustischen Rohrs 1 angeordnet, die Lautsprechereinheit 2 ist an diesem Gehäuse 4 befestigt, der reproduzierte Ton wird in das Innere dieses Gehäuses abgestrahlt, und ein Teil des akustischen Rohrs 1 wird durch den in das Innere des Gehäuses 4 abgestrahlten Ton in Schwingungen versetzt, so daß der reproduzierte Ton in das Innere des akustischen Rohrs 1 abgestrahlt wird. Die oben beschriebene Tonwiedergabevorrichtung, bei der eine dynamische Lautsprechereinheit 2 verwendet wird, kann auch so ausgebildet sein, daß der von der Lautsprechereinheit 2 abgestrahlte Ton direkt in das Innere des akustischen Rohrs abgestrahlt wird, damit er in Richtung auf die Ohrmuschel sich fortpflanzen kann.
Fig. 8 zeigt eine Anordnung, bei der der von der dynamischen Lautsprechereinheit 2 abgestrahlte Ton unmittelbar in das akustische Rohr 1 abgestrahlt wird. Die in Fig. 8 gezeigte Tonwiedergabevorrichtung ist so ausgelegt und konstruiert, daß ein Teil des akustischen Rohrs 1 ausgebaucht ist, so daß ein Aufnahmeabschnitt 14 für die Lautsprechereinheit festgelegt wird, in welchem die dynamische Lautsprechereinheit 2 untergebracht ist. Diese Lautsprechereinheit 2 ist so montiert, daß ihre Tonabstrahloberfläche 2a der Innenseite des akustischen Rohrs 1 gegenüberliegt. Die Lautsprechereinheit 2 ist vorzugsweise so montiert, daß sie nicht den Innendurchmesser W des akustischen Rohrs 1 verändert, so daß es vermieden wird, daß die akustische Impedanz des akustischen Rohrs 1 gestört wird.
Das heißt, daß, wenn die Lautsprechereinheit 2 am akustischen Rohr 1 befestigt ist, eine Membrane 12 als Tonabstrahloberfläche 2a der Lautsprechereinheit 2 in Richtung auf den Aufnahmeabschnitt 14 für die Lautsprechereinheit 2 gerichtet ist, die Querschnittsfläche S&sub1; des akustischen Rohrs 1 am Aufnahmeabschnitt 14 für die Lautsprechereinheit vergrößert wird. Das heißt, daß, wenn die Querschnittsfläche S&sub1; des Aufnahmeabschnitts 14 für die Lautsprechereinheit vergrößert wird und der Innendurchmesser des akustischen Rohrs 1 beträchtlich geändert wird, sich die akustische Impedanz innerhalb des akustischen Rohrs 1 ändert. Als Folge davon tritt im Bereich zwischen dem Eingang zum äußeren Gehörgang und dem Aufnahmeabschnitt für die Lautsprechereinheit eine Tonreflexion auf, so daß der reflektierte Ton zum Trommelfell zurückkehrt. Es besteht daher die Gefahr, daß das Klangbild im Kopf des Benutzers fixiert wird, d.h. ein Phänomen, das vor allem beim Hören mit einem Kopfhörer auftritt.
Wie in Fig. 10 gezeigt ist, ist die Lautsprechereinheit 2, die am akustischen Rohr 1 montiert ist, mit ihrer Membrane 12 parallel zur Längsseite des akustischen Rohrs 1 angeordnet. Somit wird vorzugsweise die Querschnittsfläche S&sub2; des akustischen Rohrs 1 am Aufnahmeabschnitt 14 für die Lautsprechereinheit nicht verändert, so daß die Querschnittsfläche S&sub2; des Aufnahmeabschnitts 14 für die Lautsprechereinheit gleich der Querschnittsfläche S des akustischen Rohrs 1 wird. Damit kann die akustische Impedanz innerhalb des akustischen Rohrs 1 konstant gemacht werden.
Bei den obigen Ausführungsformen ist die Tonwiedergabevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ein Monokopfhörer, der an einem Ohr befestigt ist.
Die Tonwiedergabevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt, sondern sie kann als Stereotonwiedergabevorrichtung ausgebildet sein, wobei zwei solche Kopfhörer für das rechte und das linke Ohr vorgesehen werden.
Nach Fig. 11 ist zum Aufbau der in dieser Figur gezeigten Tonwiedergabevorrichtung ein akustisches Rohr 1A für den linken Kanal und ein akustisches Rohr 1B für den rechten Kanal für eine Stereotonwiedergabe vorgesehen. Diese akustischen Rohre 1A, 1B sind so gebogen, daß sie sich dem Profil eines Kopfes E anpassen. Diese gebogenen Rohre 1A, 1B überlappen teilweise einander und sind untereinander durch Befestigungsbänder 5 eng miteinander verbunden. Dabei sind die akustischen Rohre 1A, 1B so montiert, daß die Ohrmuschelbefestigungselemente 3A, 3B sich einander gegenüberliegen, so daß, wenn die Rohre am Kopf E befestigt werden, die Ohrmuschelbefestigungselemente 3A, 3B den Ohrmuscheln gegenüberliegen.
Die in Fig. 11 gezeigte Tonwiedergabevorrichtung ist am Kopf E befestigt, wobei die gebogenen akustischen Rohre 1A, 1B so auseinanderlaufen, daß die Befestigungsabschnitte 3A, 3B auf die Eingänge C der äußeren Gehörgänge A von beiden Seiten geschoben werden, so daß es vermieden wird, daß die Befestigungsabschnitte 3A, 3B sich von den Ohrmuscheln D lösen, so daß eine zufriedenstellende Befestigung erzielt wird.
Das Ohrmuschelbefestigungselement, das auf einem Ende des akustisctien Rohrs 1 vorgesehen ist, ist abnehmbar, und es ist eine Vielzahl von Ohrmuschelbefestigungselementen vorgesehen, wobei diese jeweils einen Außendurchmesser aufweisen, der dem Durchmesser des äußeren Gehörgangs von verschiedenen Benutzern entspricht. Diese Ohrmuschelbefestigungselemente werden in geeigneter Weise ausgewählt, damit sie an den individuellen Verbraucher angepaßt werden können, und sie werden auf einem Ende des akustischen Rohrs befestigt, so daß eine Tonwiedergabevorrichtung bereitgestellt werden kann, die beim Tragen für jeden Benutzer das Gefühl einer sicheren Befestigung bietet.
Es werden nun mehrere spezielle Ausführungsformen der Tonwiedergabevorrichtung angegeben.
Die Tonwiedergabevorrichtung hat ein akustisches Rohr 21, das ähnlich aufgebaut ist wie das akustische Rohr der vorhergehenden Ausführungsform. Dieses akustische Rohr 21 ist als verlängertes Rohr ausgebildet, das einen Innendurchmesser W aufweist, der gleichmäßig über seine Gesamtlänge ist und ungefähr gleich dem Innendurchmesser W&sub0; des äußeren Gehörgangs A der Ohrmuschel ist.
Eine Lautsprechereinheit 22 ist auf der Seite des akustischen Rohrs 21 befestigt. Diese Lautsprechereinheit 22 ist am akustischen Rohr 21 so befestigt, daß seine Tonabstrahloberfläche 22a der Innenseite des akustischen Rohrs 21 gegenüberliegt. Vorzugsweise ist die Lautsprechereinheit 22 so befestigt, daß sie nicht den Innendurchmesser W des akustischen Rohrs 21 verändert, so daß es verhindert werden kann, daß sich die akustische Impedanz des akustischen Rohrs 21 ändert.
Zur Montage der Lautsprechereinheit 22 am akustischen Rohr 21 kann die Lautsprechereinheit in einem Gehäuse angeordnet sein, das wiederum auf dem akustischen Rohr 21 montiert sein kann, oder die Lautsprechereinheit kann in einem Aufnahmeabschnitt einer Lautsprechereinheit enthalten sein, der wiederum am akustischen Rohr 21 montiert ist.
Wie in Fig. 12 gezeigt ist, ist ein Ohrmuschelbefestigungselement 23, das am Eingang C des äußeren Gehörgangs A einer Ohrmuschel D befestigt ist, entfernbar an einem Ende des akustischen Rohrs 21 befestigt. Dieses Ohrmuschelbefestigungselement 23 besteht aus einem elastischen synthetischen Kunststoff oder Gummi, um das Gefühl einer sicheren Befestigung an der Ohrmuschel D zu verbessern. Das Ohrmuschelbefestigungselement 23 kann sicher am äußeren Gehörgang A befestigt werden, wenn es am Ohrmuschelbefestigungsabschnitt 23a des Befestigungselements 23 am Umfang des Eingangs C des äußeren Gehörgangs A angrenzt oder wenn der Befestigungsabschnitt 23a etwas in den leicht gedehnten Eingang C eingeführt wird.
Es sei darauf hingewiesen, daß das Ohrmuschelbefestigungselement 23 am akustischen Rohr 21 befestigt ist, wobei ein Paßabschnitt 23b, der dem Ohrmuschelbefestigungsabschnitt 23a gegenüberliegt, in einen entsprechenden Paßabschnitt 24 eingepaßt wird, der einstückig an einem Ende des akustischen Rohrs 21 ausgebildet ist. Das Ohrmuschelbefestigungselement 23 kann frei montiert und demontiert werden, da es lediglich einen festen Sitz auf dem akustischen Rohr 21 hat.
Da die Tonwiedergabevorrichtung mit dem Gefühl einer guten Befestigung getragen werden kann, kann jede Person damit versehen werden, wenn eine Vielzahl von verschiedenen Arten von Ohrmuschelbefestigungselementen mit verschiedenen Außendurchmessern vorher bereitgestellt wird und wenn eines der Elemente, das zum Innendurchmesser W&sub0; des äußeren Gehörgangs A eines individuellen Benutzers paßt, ausgewählt wird.
Es werden nun weiter verschiedene Ausführungsformen von Ohrmuschelbefestigungselementen 23 beschrieben.
Fig. 13 zeigt ein erstes Ohrmuschelbefestigungselement 23A einer Standardgröße, das am akustischen Rohr 21 befestigt ist. Dieses erste Ohrmuschelbefestigungselement 23A hat einen Innendurchmesser W&sub2;, der ungefähr gleich dem Innendurchmesser W des akustischen Rohrs 21 ist. Die Querschnittsfläche S&sub0; des äußeren Gehörgangs A, die Querschnittsfläche S des akustischen Rohrs 24 und die Querschnittsfläche S&sub3; des ersten Ohrmuschelbefestigungselements 23A sind in etwa gleich, so daß durch eine Festlegung des Innendurchmessers W&sub0; und der Querschnittsfläche S&sub0; auf der einen Seite und des Innendurchmessers W&sub1; und der Querschnittsfläche W&sub1; des ersten Ohrmuschelbefestigungselements 23A auf der anderen Seite derart, daß sie ungefähr einander gleich sind, die akustische Impedanzcharakteristik nicht geändert wird, wenn der vom Trommelfell B reflektierte Ton über den äußeren Gehörgang A in das akustische Rohr 21 eingeführt wird.
Fig. 14 zeigt ein zweites Ohrmuschelbefestigungselement 23B für eine Person, die einen äußeren Gehörgang A hat, dessen Innendurchmesser W&sub0;&sub1; größer ist als der Innendurchmesser W des akustischen Rohrs 21. Dieses zweite Ohrmuschelbefestigungselement 23B hat als Ohrmuschelbefestigungsteil 23a einen größeren Durchmesserabschnitt, der einen Durchmesser hat, der dem Durchmesser des größeren Innendurchmessers W&sub0;&sub1; des äußeren Gehörgangs A entspricht, und einen Paßabschnitt 23b zum akustischen Rohr 21 einen Abschnitt mit einem geringeren Durchmesser, dessen Innendurchmesser gleich dem Innendurchmesser W des akustischen Rohrs 21 ist. Somit hat das zweite Ohrmuschelbefestigungselement 23B einen Innendurchmesser W&sub3;, der sich allmählich vom Ohrmuschelbefestigungsabschnitt 23a in Richtung auf den Paßabschnitt 23b ändert. Die Querschnittsflächen S&sub4; bis S&sub5; des zweiten Ohrmuschelbefestigungselements 23B in Richtung auf den Paßabschnitt 23b verändern sich allmählich und gleichmäßig, so daß verhindert wird, daß der reflektierte Ton am zweiten Ohrmuschelbefestigungselement 23B aufgrund von Änderungen erzeugt wird, die durch die akustische Impedanzcharakteristiken aufgrund plötzlicher Änderungen des Innendurchmessers der Querschnittsfläche verursacht werden würden.
Obwohl es nicht gezeigt ist, kann ein drittes Ohrmuschelbefestigungselement für eine Person, deren äußeren Gehörgang A einen Innendurchmesser W&sub0; hat, der kleiner als der Innendurchmesser W des akustischen Rohrs 21 ist, so angeordnet werden, daß umgekehrt zu der in Fig. 14 gezeigten Anordnung der Durchmesser des Ohrmuschelbefestigungselements vom Ohrmuschelbefestigungsabschnitt am Eingang C am äußeren Gehörgang A in Richtung auf den Paßabschnitt 23b des akustischen Rohrs 21 allmählich ansteigt.
Da das Ohrmuschelbefestigungselement 23 abnehmbar ist, und mehrere solcher Elemente von verschiedenen Größen abwechselnd verwendet werden, um den Innendurchmesser W&sub0; des äußeren Gehörgangs A des individuellen Benutzers daran anzupassen, kann die Tonwiedergabevorrichtung universell ausgebildet sein, da nur ein Typ eines einen vorgegebenen Innendurchmesser aufweisenden Rohrs 21 genügt, um den Innendurchmesser W&sub0; an den äußeren Gehörgang A aller Benutzer anzupassen.
Weiter kann die Differenz zwischen dem Innendurchmesser W&sub0; des äußeren Gehörgangs A und dem Innendurchmesser W des akustischen Rohrs durch das Ohrmuschelbefestigungselement 23 kompensiert werden, es kann vermieden werden, daß die Charakteristik der akustischen Impedanz geändert wird, wenn der vom Trommelfell 8 reflektierte Ton vom äußeren Gehörgang A in das akustische Rohr 21 geführt wird, so daß es verhindert werden kann, daß der reflektierte Ton erzeugt wird.
Bei den bei den oben beschriebenen Ausführungsformen verwendeten akustischen Rohren wird der vom äußeren Gehörgang der Ohrmuschel reflektierte Ton innerhalb des akustischen Rohrs gedämpft, so daß es verhindert wird, daß der Ton aus dem Rohr abgestrahlt wird, und es wird ebenfalls verhindert, daß der Ton am anderen Ende des Rohrs in Richtung auf die Ohrmuschel zurück reflektiert wird. Das heißt, daß das andere Ende des akustischen Rohrs reflexionsfrei ist, da der reflektierte Ton vom äußeren Gehörgang der Ohrmuschel innerhalb des akustischen Rohrs gedämpft wird. Damit jedoch der reflektierte Ton im akustischen Rohr, das lediglich ein leerer Kanal ist, gedämpft wird, ist es notwendig, ein extrem langes akustisches Rohr zu verwenden.
Die unten beschriebene Ausführungsform einer Tonwiedergabevorrichtung erlaubt es, die Länge des akustischen Rohrs zu reduzieren, wobei die Dämpfung des von der Lautsprechereinheit wiedergegebenen Tons, der von der Ohrmuschel reflektiert wird, vergrößert wird, um eine Verringerung der Größe der Tonwiedergabevorrichtung zu erzielen.
Die in Fig. 15 gezeigte Tonwiedergabevorrichtung weist ein akustisches Rohr 31 auf, das als röhrenförmiges Element ausgebildet ist, das einen Innendurchmesser W aufweist, der über dessen Länge gleich ist, und der ungefähr gleich dem Innendurchmesser W&sub0; des äußeren Gehörgangs A der Ohrmuschel ist.
Eine Lautsprechereinheit 32 ist auf einer Seite des akustischen Rohrs 31 befestigt. Diese Lautsprechereinheit ist am akustischen Rohr 31 so befestigt, daß ihre Tonabstrahloberfläche 32a dem Inneren des Rohrs 31 gegenüberliegt. Vorzugsweise ist die Lautsprechereinheit 32 so montiert, daß sie nicht den Innendurchmesser W des akustischen Rohrs 21 verändert, so daß es verhindert wird, daß die akustische Impedanz des akustischen Rohrs 31 verändert wird. Ein Ohrmuschelbefestigungselement 33, das am Eingang C des äußeren Gehörgangs A der Ohrmuschel D befestigt ist, ist an einem Ende des akustischen Rohrs 31 befestigt. Das Ohrmuschelbefestigungselement 33 hat einen Innendurchmesser W&sub4;, der ungefähr gleich dem Innendurchmesser W des akustischen Rohrs 31 ist, so daß die akustischen Impedanzeigenschaften innerhalb des akustischen Rohrs 31 nicht geändert werden.
Ab der Befestigungsposition der Lautsprechereinheit 32 innerhalb des akustischen Rohrs 31 in Richtung auf einen Teil 31a des äußeren Endes des Rohrs 31 ist das Innere des Rohrs mit einem akustischen Widerstand gefüllt, um den Ton zu dämpfen, der von der Lautsprechereinheit 32 abgestrahlt wird und der vom Trommelfell B der Ohrmuschel D reflektiert wird. Als Material 34 für den akustischen Widerstand werden Materialien verwendet, die besondere Eigenschaften zur Absorbierung des Tons aufweisen, beispielsweise Wolle, Baumwolle oder geschäumter Urethanschaumstoff. Wenn man das akustische Widerstandsmaterial 34 innerhalb des akustischen Rohrs 31 vorsieht, kann der von der Ohrmuschel reflektierte Ton absorbiert werden und im akustischen Rohr 31 gedämpft werden, so daß die Länge des Rohrs 31 reduziert werden kann.
Da der reflektierte Ton völlig im Inneren des akustischen Rohrs 31 durch den akustischen Widerstand 34 gedämpft werden kann, kann das andere Ende des Rohrs wahlweise offen oder geschlossen sein.
Anstelle nur eine Art eines akustischen Widerstands vorzusehen, können verschiedene Arten von akustischen Widerständen, die verschiedene Tonabsorberfunktionen aufweisen, im akustischen Rohr 31 vorgesehen werden.
Wie in Fig. 16 gezeigt ist, kann der akustische Widerstand 34 durch einen ersten akustischen Widerstand 34a gebildet sein, um wirksam die Tonkomponente des Niederfrequenzbereichs zu dämpfen, durch einen zweiten akustischen Widerstand 34b, um wirksam die Tonkomponente des Mittelfrequenzbereichs zu dämpfen, und durch einen dritten akustischen Widerstand 34c, um wirksam die Tonkomponente des Hochfrequenzbereichs zu dämpfen, wobei diese in dieser Reihenfolge von der Lautsprechereinheit 32 aus gesehen aneinander gereiht sind. Ein auf diese Weise angeordneter Tonwiderstand 34 erlaubt es, den reflektierten Ton über einen weiten Frequenzbereich wirksam und sofort zu dämpfen.
Das Material des akustischen Widerstandes 34 ist nicht auf das oben beschriebene Tonabsorbermaterial beschränkt, sondern es soll lediglich ein Widerstand sein, um den reflektierten Ton dämpfen. So kann es beispielsweise aus einem Wollnetz oder Drahtnetz bestehen, das an der inneren Peripherie des akustischen Rohrs 1 befestigt ist.
In Abwandlung dazu kann das akustische Rohr 31 selbst die Funktion des akustischen Widerstands übernehmen.
So kann beispielsweise wie in Fig. 17 gezeigt ist das akustische Rohr 31 aus einem Herausnahme-Akustikrohr 31A für den reproduzierten Ton bestehen, das zuerst mit der Lautsprechereinheit 32 verbunden ist und das so angepaßt ist, daß es den reproduzierten Ton übertragen kann, der von der Lautsprechereinheit 32 zur Ohrmuschel abgestrahlt wird, und einem akustischen Dämpfungsrohr 31B für den reflektierten Ton, das mit dein Ende dieses akustischen Herausnahmerohrs 31A für den reproduzierten Ton verbunden ist. Dieses akustische Dämpfungsrohr 31B für den reflektierten Ton ist dazu bestimmt, daß es die Funktion des akustischen Widerstands aufweist. Damit das akustische Rohr eine solche Funktion aufweisen kann, ist die Innenoberfläche des akustischen Dämpfungsrohrs 31B so hergestellt, daß sie die Luftreibung oder den Widerstand vergrößert. Für einen solchen Zweck können winzige Erhöhungen oder Ausnehmungen 35 auf der inneren Peripherie des akustischen Dämpfungsrohrs 31B gebildet sein, wie in Fig. 17 gezeigt ist, und zwar durch eine sogenannte glatte oder matte Endbearbeitung.
Obwohl es nicht gezeigt ist, kann ein akustischer Widerstand 34 innerhalb des akustischen Dämpfungsrohrs 31B vorgesehen werden, um die Dämpfung des reflektierten Tons zu verbessern und die Länge des akustischen Rohrs 31 weiter zu verringern.
Bei der oben beschriebenen Tonwiedergabevorrichtung wird, wenn man das akustische Rohr 31 von dem äußeren Gehörgang A aus betrachtet, das andere Ende des akustischen Rohrs 31 durch eine akustische Impedanz abgeschlossen, die gleich der akustischen Impedanz des äußeren Gehörgangs A ist, so daß im Prinzip keine Reflexion am Abschlußende des Rohrs auftreten kann. Wenn jedoch eine Tonreflexion am anderen Ende des akustischen Rohrs 31 auftritt, kann der reflektierte Ton vollständig gedämpft werden, bevor er das Trommelfell B erreicht.
Daher kann es nicht vorkommen, daß der durch das Trommelfell B reflektierte Ton wieder beim akustischen Rohr 31 zurück reflektiert wird, um somit in Richtung auf das Trommelfell B zurückgeführt zu werden, so daß das Phänomen vermieden wird, daß das Tonbild innerhalb des Kopfes eines Hörers während des Abhörens eines reproduzierten Tons stationar verbleibt.
Bei der oben beschriebenen Tonwiedergabevorrichtung weist das akustische Rohr einen gleichmäßigen Durchmesser von einem Ende zum anderen Ende auf. Um jedoch wirksam den reflektierten Ton innerhalb des akustischen Rohrs zu dämpfen, kann das akustische Rohr wie unten beschrieben ausgebildet sein.
Die in Fig. 18 gezeigte Tonwiedergabevorrichtung weist ein akustisches Rohr 41 auf, dessen Durchmesser sich allmählich und gleichmäßig von einem Ende, das am Ohrmuschelbefestigungsteil 43 befestigt ist, zum anderen Ende ändert. Diese akustische Rohr 41 hat einen Durchmesser W&sub5; an einem Ende 41a, der ungefähr gleich dem Innendurchmesser W&sub0; des äußeren Gehörgangs A ist. Das Ohrmuschelbefestigungselement 43 zur Ermöglichung einer Befestigung des akustischen Rohrs 41 am äußeren Gehörgang 43 ist am Ende 41a des Rohrs 41 befestigt. Das Befestigungselement 41 hat ebenfalls einen Innendurchmesser, der gleich dem Innendurchmesser W&sub0; des äußeren Gehörgangs A ist.
Das andere Ende 41b des akustischen Rohrs 41 ist wie unten erklärt angeordnet, um als Nicht-Ton-Reflexionsende zu wirken.
Das heißt, daß sich der Innendurchmesser W&sub6; des akustischen Rohrs 41 allmählich und gleichmäßig von der Befestigungsposition der Lautsprechereinheit 42 am Rohr 41 in Richtung auf das andere Ende 41b des Rohrs 41 ändert. Bei der vorliegenden gezeigten Ausführungsform nimmt der Innendurchmesser W&sub6; des Rohrs allmählich ab. Der Grund für eine Reduzierung des Innendurchmessers W&sub6; des akustischen Rohrs 41 auf diese allmähliche Art und Weise in bezug auf den Innendurchmesser W&sub0; des äußeren Gehörgangs A besteht darin, allmählich die Dämpfung des reflektierten Tons im Rohr insoweit zu steigern, so daß sich die akustische Impedanz im akustischen Rohr 41 nicht verändert, um den reflektierten Ton völlig innerhalb des akustischen Rohrs auszulöschen. Das heißt, daß der Innendurchmesser oder die Querschnittsfläche des akustischen Rohrs 41 allmählich von der Befestigungsseite zum akustischen Kanal A an seinem einen Ende 41a zum anderen Ende oder dem Nicht-Ton-Reflexionsende 41b abnimmt, um zwar mit der Befestigungsposition der Lautsprechereinheit 42 zur akustischen Rohr 41 im Grenzbereich, wodurch der Widerstand gegenüber der Tonamplitude im Rohr so vergrößert wird, wie der reflektierte Ton, der von dem einen Ende 41a einfällt, in Richtung auf das andere Ende oder das Nicht-Ton-Reflexionsende 41b verbreitet wird, um den reproduzierten Ton zu dämpfen oder den reflektierten Ton gänzlich auszulöschen. Es sei darauf hingewiesen, daß, wenn die Querschnittsfläche des akustischen Rohrs 41 sich allmählich ändert, keine Änderungen bezüglich der akustischen Impedanz des akustischen Rohrs 41 verursacht werden, so daß reflektierte Tonwellen nicht erzeugt werden.
Daher kann bei dem oben beschriebenen akustischen Rohr 41, nachdem der von der Lautsprechereinheit 42 abgestrahlte reproduzierte Ton durch das Trommelfell B reflektiert wird, so daß er wieder in das Rohr 41 einfällt, es vermieden werden, daß der Ton zurück in Richtung auf den äußeren Gehörgang reflektiert wird, da er innerhalb dieses akustischen Rohrs 41 gedämpft werden kann.
Wenn ein akustischer Widerstand 44, beispielsweise ein tonabsorbierendes Material, innerhalb des akustischen Rohrs in einem Bereich vorgesehen ist, der näher am anderen Ende oder dem Nicht-Ton-Reflexionsende 41b des Rohrs als die Lautsprechereinheit 42 ist, kann eine Dämpfung des reflektierten Tons innerhalb des akustischen Rohrs 41 weiter gesteigert werden. Es sei darauf hingewiesen, daß, wenn der reflektierte Ton völlig innerhalb des akustischen Rohrs 41 durch den akustischen Widerstand gedämpft werden kann, die Endfläche des anderen Endes 41b des Rohrs 41 geöffnet sein kann, wie mit Pos. 45 in Fig. 18 gezeigt ist, oder geschlossen sein kann, wie mit Pos. 47 in Fig. 19 gezeigt ist.
Der akustische Widerstand 44 innerhalb der Rohr 41 braucht nicht aus einem Widerstandsmaterial bestehen, sondern er kann aus mehreren aneinandergereihten akustischen Widerständen bestehen, die geeignet sind, die Töne von verschiedenen Frequenzbereichen jeweils zu dämpfen.
Das akustische Rohr 41 selbst kann als akustischer Widerstand ausgebildet sein. Das heißt, daß das akustische Rohr, das eine höhere Tondämpfung aufweisen soll, so ausgebildet ist, daß die Innenwandoberfläche des akustischen Rohrs 41 durch winzige Einkerbungen durch eine Glatt-Matt-Bearbeitung gebildet ist, um die Luftreibung innerhalb des Rohrs 41 zu vergrößern.
Um den Ton weiter zu dämpfen und die Länge des akustischen Rohrs 41 zu verkürzen, kann der akustische Widerstand 44, beispielsweise ein Tonabsobermaterial, innerhalb des akustischen Rohrs 41 vorgesehen sein, das als akustisches Absorberteil ausgebildet ist, das oben beschrieben wurde, wodurch hohe Tondämpfungseigenschaften erzielbar sind.
Fig. 20 zeigt ein akustisches Rohr 51, dessen Durchmesser in Richtung auf das andere Ende oder das nichttonreflektierende Ende 51b beständig anwächst.
Wenn die Querschnittsfläche des akustischen Rohrs 51 auf diese Weise allmählich und gleichmäßig anwächst, wird die akustische Impedanz innerhalb des akustischen Rohrs 51 nicht abrupt geändert, so daß das Auftreten einer Reflexion des reproduzierten Tons verhindert wird. Auf der anderen Seite kann die akustische Impedanz innerhalb des akustischen Rohrs 51 schnell an die der äußeren Seite angeglichen werden, was eine gute Dämpfung des reflektierten Tons zur Folge hat, der vom Trommelfell B reflektiert wird.
Es wird nun eine Ausführungsform der Tonwiedergabevorrichtung beschrieben, bei der eine Stereotonwiedergabe mit Hilfe eines akustischen Rohrs durchgeführt wird, das an einem Ende an einem Ohrmuschelbefestigungsabschnitt befestigt ist und an dessen entgegengesetzten Ende zum Ohrmuschelbefestigungsabschnitt ein nichttonrefelektierender Abschnitt angeordnet ist.
Die Tonwiedergabevorrichtung, die für eine Stereotonreproduktion vorgesehen ist, weist ein akustisches Rohr 61L für eine linke Ohrmuschel EL und ein akustisches Rohr 61R für eine rechte Ohrmuschel ER auf. Jedes Rohr 61L und 61R besteht aus einem langgestreckten röhrenförmigen Teil, das einen gleichmäßigen Innendurchmesser W&sub6; hat und an beiden Enden offen ist. Jede der akustischen Rohre 61L und 61R hat einen Innendurchmesser W&sub6;, der ungefähr gleich dem Innendurchmesser W&sub0; des rechten und linken äußeren Gehörgangs eL und eR ist. Das eine offene Ende des akustischen Rohrs 61L und 61R ist jeweils als Ohrmuschelbefestigungsabschnitt 62L und 62R ausgebildet. Diese Ohrmuschelbefestigungsabschnitte 62L, 62R weisen jeweils eine reduzierte Dicke an den vordersten Teilen auf, die jeweils in den Eingang der äußeren Gehörgänge eL, eR eingeführt und dort befestigt werden.
Das heißt, wenn die Ohrmuschelbefestigungsabschnitte 62L, 62R, jeweils im äußeren Gehörgang eL und eR der Ohrmuscheln EL, ER befestigt werden, weisen die äußeren Gehörgänge eL, eR und die akustischen Rohre 61L, 61R, die mit den Gehörgängen eL, eR jeweils verbunden sind, ungefähr einen konstanten Durchmesser auf und sind von den Trommelfellen PL, PR zu den anderen offenen Enden 63L, 63R der akustischen Rohre 61L, 61R gleichmäßig beabstandet.
Auf den peripheren Oberflächen der akustischen Rohre 61L, 61R sind dicht bei den Ohrmuschelbefestigungsabschnitten 62L, 62R zwei Lautsprecherbefestigungsdurchgangslöcher 64L, 64R gebohrt, die als Lautsprecherbefestigungsabschnitte dienen. In diesen Durchgangslöchern 64L, 64R sind Lautsprechereinheiten 65L, 65R für das rechte und das linke Ohr vorgesehen, die diese komplett verschließen. Diese Lautsprechereinheiten 65L, 65R sind dynamische Einheiten mit einem magnetischen Joch und einem Magneten, die einen magnetischen Kreis bilden, sowie einer Schwingspule, die mit einer Membrane verbunden ist und innerhalb eines Magnetfeldes verschoben werden kann, wobei das Magnetfeld durch Anlegung von elektrischen Signalen gebildet wird. Diese Lautsprechereinheiten sind innerhalb der Durchgangslöcher 64L, 64R angeordnet, wobei ihre Tonabstrahlseiten der Innenseite der akustischen Rohre 61L, 61R jeweils gegenüberliegen.
Die Tonabstrahloberflächen der Lautsprechereinheiten 65L, 65R fluchten im wesentlichen mit der Innenwandoberfläche der akustischen Rohre 61L, 61R, so daß die Innendurchmesser der akustischen Rohre 61L, 61R konstant sind und nicht bei den Montagebereichen der Lautsprechereinheiten 65L, 65R geändert werden.
Bei der oben beschriebenen Tonwiedergabevorrichtung bleibt der Innendurchmesser vom Trommelfell PL, PR zu den offenen Enden 63L, 63R der akustischen Rohre 61L, 61R, die jeweils den Trommelfellen PL, PR zugeordnet sind, im wesentlichen konstant, so daß die akustische Impedanz innerhalb der äußeren Gehörgänge eL, eR im wesentlichen jeweils gleich der Impedanz innerhalb der zugeordneten akustischen Rohre 61L, 61R ist.
Aus diesem Grund wird der reproduzierte Ton, der von den Lautsprechereinheiten 65L, 65R abgestrahlt wird, nicht reflektiert, wenn er sich durch die Innenseite der zugeordneten akustischen Rohre 61L, 61R ausbreitet, so daß er auf die äußeren Gehörgänge eL, eR auftrifft.
Somit wird der Ton, der sich innerhalb der äußeren Gehörgänge eL, eR bis zu den Trommelfellen PL, PR ausbreitet und durch die Trommelfelle PL, PR reflektiert wird, nicht am Eingang der Außenohrkanäle eL, eR reflektiert, wenn er sich innerhalb der Gehörgänge eL, eR in Richtung auf die zugeordneten akustischen Rohre 61L, 61R ausbreitet.
Der Ton, der von den Trommelfellen PL, PR reflektiert wird, breitet sich innerhalb der akustischen Rohre 61L, 61R in Richtung auf die anderen offenen Enden 63L, 63R aus. Der Ton, der sich innerhalb der akustischen Rohre 61L, 61R in Richtung auf die offenen Enden 63L, 63R ausbreitet, wird gedämpft, wenn er sich innerhalb der Rohre 61L, 61R ausbreitet. Der Ton, der die offenen Enden 63L, 63R erreicht, wird aufgrund der Änderungen der akustischen Impedanz an den offenen Enden 63L, 63R reflektiert, so daß er sich zurück in Richtung auf die Ohrmuschelbefestigungsabschnitte 62L, 62R ausbreitet. Dieser wird jedoch im Laufe seiner Ausbreitung gedämpft, so daß er die Trommelfelle PL, PR nicht erreicht. Das heißt, die Enden der akustischen Rohre 61L, 61R gegenüber den Ohrmuschelbefestigungsabschnitten 62L, 62R und hinter den Lautsprechereinheiten 65L, 65R sind als nichttonreflektierende Abschnitte ausgebildet.
Bei der oben beschriebenen Tonwiedergabevorrichtung erreicht der Ton, der die Trommelfelle PL, PR erreicht und dort reflektiert wird, nicht wieder das Trommelfell PL, PR, so daß ein sogenanntes "starres", oder "bedrückendes" Gefühl vermieden wird.
Nach Fig. 21, die eine modifizierte Ausführungsform einer Tonwiedergabevorrichtung zeigt, werden elektrische Signale zur Lautsprechereinheit 65L für das linke Ohr über eine Filtereinheit 66L für das linke Ohr und zur Lautsprechereinheit 65R für das rechte Ohr über eine Filtereinheit 66R für das rechte Ohr geliefert.
In der Filtereinheit für das linke Ohr 66L werden elektrische Signale für das linke Ohr, die über einen linken Kanaleingangsanschluß L geliefert werden, über eine erste Pegeleinstellschaltung 67LL zu einer ersten Additionsstelle 69L übertragen. Die elektrischen Signale für das rechte Ohr, die über einen rechten Kanaleingangsanschluß R geliefert werden, werden dagegen über eine zweite Pegeleinstellschaltung 67RL und eine erste Verzögerungsschaltung 68L zur ersten Additionsstelle 69L geliefert. Die durch die erste Additionsstelle 69L addierten Signale werden zur Lautsprechereinheit für das linke Ohr 65L übertragen.
Die elektrischen Signale für den rechten Kanal werden einer vorgegebenen Signalverarbeitung durch die oben erwähnte zweite Pegeleinstellschaltung 67RL und die erste Verzögerungsschaltung 68L unterworfen. Diese Signalverarbeitung wird so durchgeführt, daß die akustischen Eigenschaften der sogenannten Übersprechkomponenten den elektrischen Signalen des rechten Kanals mitgeteilt werden, so daß der Ton des rechten Kanals von den elektrischen Signalen des rechten Kanals, der durch die Lautsprechereinheit reproduziert wird, die die rechte Seite des Benutzers in einiger Entfernung vom Benutzer vorsieht, auch vom linken Ohr des Benutzers gehört werden kann.
In der Filtereinheit für das rechte Ohr 66R werden elektrische Signale für den rechten Kanal, die über einen rechten Kanaleingangsanschluß R geliefert werden, über eine dritte Pegeleinstellschaltung 67RR zu einer zweiten Additionsstelle 69R übertragen. Auf der anderen Seite werden elektrische Signale für das rechte Ohr, die über einen rechten Eingangssignalanschluß R geliefert werden, über eine vierte Pegeleinstellschaltung 67LR und eine zweite Verzögerungsschaltung 68R zu der oben erwähnten zweiten Additionsstelle 69R übertragen. Diese so an der zweiten Additionsstelle 69R addierten Signale werden zur Lautsprechereinheit für das rechte Ohr 65R übertragen.
Die elektrischen Signale für den linken Kanal werden einer vorbestimmten Signalverarbeitung durch die oben erwähnte zweite Pegeleinstellschaltung 67LR und die erste Verzögerungsschaltung 68R unterworfen. Diese Signalverarbeitung wird so durchgeführt, daß die akustischen Eigenschaften der sogenannten Übersprechkomponenten den elektrischen Signalen für den linken Kanal mitgeteilt werden.
Der Zweck der ersten und dritten Pegeleinstellschaltung 67LL, 67RR besteht darin, die elektrischen Signale des rechten und linken Kanals miteinander abzugleichen.
Bei der oben beschriebenen Signalwiedergabevorrichtung werden die akustischen Signale für den linken Kanal und die akustischen Signale für den rechten Kanal als Übersprechkomponenten durch das linke Ohr gehört, während die akustischen Signale für den rechten Kanal und die akustischen Signale für den linken Kanal als Übersprechkomponenten durch das rechte Ohr gehört werden.
Daher kann bei der oben beschriebenen Tonwiedergabevorrichtung das sogenannte "starre" oder "bedrückende" Gefühl vermieden werden, da die Übersprechkomponenten, die auf ähnliche Weise erhalten werden, wenn der Ton von zwei Lautsprechereinheiten reproduziert wird, die in einem Abstand vom Hörer angeordnet sind, ein Gefühl eines zufriedenstellenden entspannten Hörens zur Folge haben.
Die akustischen Rohre 61L, 61R können so vorgeformt sein, daß sie sich der Kontur des Kopfs eines Hörers anpassen, wie in Fig. 22 gezeigt ist, wo die gebogenen Bereiche der akustischen Rohre 61L, 61R so ausgebildet sind, daß sie bezüglich ihres Innendurchmessers oder bezüglich der Querschnittsfläche des inneren Leerraums der Rohre konstant sind. Als Folge davon können die Rohre 61L, 61R eine konstante akustische Impedanz für das Trommelfell des Hörers in Richtung auf die offenen Enden 63L, 63R aufweisen, so daß es vermieden wird, daß die reflektierenden akustischen Signale von den Trommelfellen wieder die Trommelfelle erreichen, so daß das oben erwähnte "starre" oder "bedrückende" Gefühl vermieden wird.
Wenn die akustischen Rohre 61L, 61R übereinandergelegt werden und an entsprechenden äußeren peripheren Stellen miteinander verbunden werden, können diese Rohre als sogenannte Kopfbänder verwendet werden, um die Tonwiedergabevorrichtung am Kopf eines Benutzers zu befestigen.
Fig. 23 zeigt eine modifizierte Ausführungsform einer Tonwiedergabevorrichtung, bei der nur ein akustisches Rohr 71 verwendet wird, das so gebogen ist, daß es sich der Form des Kopfes des Benutzers anpaßt. Dieses akustische Rohr 71 ist ein röhrenförmiges Teil, das einen gleichmäßigen Innendurchmesser aufweist, der ungefähr gleich dem Innendurchmesser des äußeren Gehörgangs ist. Die beiden offenen Enden des Rohrs 71 sind als zwei Ohrmuschelbefestigungsabschnitte 72R, 72L ausgebildet, und die Lautsprechereinheiten 75R, 75L, die mit diesen Ohrmuschelbefestigungsabschnitten 72R, 72L verbunden sind, sind an den äußeren peripheren Oberflächen des akustischen Rohrs 71 befestigt.
Ein Tonabsorberteil 70 ist in der Innenseite des Zentralbereichs eingebracht, das heißt, in einem Bereich, der gleichmäßig von den Ohrmuschelbefestigungsabschnitten 72R, 72L des akustischen Rohrs 71 beabstandet ist. Das Tonabsorberteil 70 kann aus einem Material, das einen vergrößerten Oberflächenbereich hat, beispielsweise aus Fasern einschließlich Glaswolle, oder aus einem geschäumten Material beispielsweise geschäumtem Styrol bestehen.
Bei der in Fig. 23 gezeigten Tonwiedergabevorrichtung wird das akustische Signal, das von den Lautsprechereinheiten 75L, 75R abstrahlt, die entsprechenden Trommelfelle über die zugeordneten Ohrmuschelbefestigungsteile 72R, 72L und die äußeren Gehörgänge erreichen. Bei der vorliegenden Tonwiedergabevorrichtung wird die akustische Impedanz so eingestellt, daß sie von den Trommelfellen des Hörers bis zum Tonabsorberteil 70 konstant ist. Somit fällt der Ton, der an der Trommelfell reflektiert wird, in das akustische Rohr 71B ohne Reflexion und breitet sich innerhalb des Rohrs 71 aus, so daß er gedämpft wird, bevor er das Tonabsorberteil 70 erreicht. Der reflektierte Ton wird in diesem Tonabsorberteil absorbiert, ohne daß er sich in Richtung auf die Ohrmuschelbefestigungsabschnitte 72L, 72R ausbreitet. Das heißt, die Seite des akustischen Rohrs 71 gegenüber den Lautsprechereinheiten 75L, 75R und hinter den Ohrmuschelbefestigungsabschnitten 72L, 72R ist als nichttonreflektierender Abschnitt ausgebildet. Somit wird bei dieser Ausführungsform wie bei der Tonwiedergabevorrichtung, die zwei akustische Rohre aufweist, die in Fig. 22 gezeigt ist, der Ton, der vom Trommelfell reflektiert wird, nicht wieder das Trommelfell erreichen, so daß das oben erwähnte "starre" oder "bedrückende" Gefühl vermieden wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform, die aus einem einzigen akustischen Rohr 71 besteht, kann das akustische Rohr 63 als sogenanntes Kopfband verwendet werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform, die aus einem einzigen akustischen Rohr 71 besteht, wie in Fig. 23 gezeigt ist, kann die Art des Materials oder Dichte geändert oder in geeigneter Weise eingestellt werden, so daß der reproduzierte Ton, der das Tonabsorberteil erreicht, durch das Tonabsorberteil 70 nach einer gewissen Dämpfung laufen darf.
In diesem Fall erreicht der reproduzierte Ton, der aus der Lautsprechereinheit für das linke Ohr 75L ausströmt, die linke Ohrmuschel, während er sich gleichzeitig innerhalb des akustischen Rohrs 71 ausbreitet, so daß er die rechte Ohrmuschel über das Tonabsorberteil 70 erreicht. Ähnlich erreicht der reproduzierte Ton von der Lautsprechereinheit für das rechte Ohr 75R die rechte Ohrmuschel, während er sich gleichzeitig innerhalb des akustischen Rohrs 71 ausbreitet, so daß er die linke Ohrmuschel über das Tonabsorberteil 70 erreicht. Der reproduzierte Ton, der die Ohrmuscheln von den Lautsprechereinheiten 75L, 75R erreicht, wird gedämpft und verzögert, wenn er innerhalb des akustischen Rohrs 71 und durch das Tonabsorberteil 70 geführt wird. Das heißt, daß der reproduzierte Ton, der die Ohrmuscheln von den Lautsprechereinheiten 75L, 75R erreicht, die akustischen Eigenschaften aufweist, die als sogenannte Übersprechkomponenten wie oben erwähnt bezeichnet wurden.
Somit können in diesem Fall die akustischen Signale der Übersprechkomponenten, die ähnlich denen sind, die erhalten werden, wenn der Ton von zwei Lautsprechereinheiten erzeugt wird, die in einer Entfernung von einem Hörer angeordnet sind, erzeugt werden, ohne die oben erwähnten Filtereinheiten zu verwenden, was das Gefühl eines zufriedenstellenden "entspannten" Hörens zur Folge hat.
Wenn die akustischen Signale, die durch das Tonabsorberteil 70 laufen, als akustische Signale für die Übersprechkomponenten verwendet werden, wird die Verzögerung für diese Komponenten durch Faktoren wie der Länge des akustischen Rohrs 71 an den Befestigungspositionen der Lautsprechereinheiten 75L, 75R, bestimmt, während die Höhe der Dämpfung durch Faktoren wie durch die Länge des akustischen Rohrs 71 oder die Art des Materials oder die Dichte des Tonabsorberteils 70 bestimmt wird. Somit können die akustischen Signale für die Übersprechkomponenten, die die gewünschte Verzögerungszeit und Dämpfung aufweisen, erhalten werden, wenn man in geeigneter Weise die Länge des akustischen Rohrs 71, die Befestigungsposition der Lautsprechereinheiten 75L, 75R, oder die Art des Materials oder die Dichte des Tonabsorberteils 70 verändert oder einstellt.
Inzwischen ist ein zweiohriges System einer Wiedergabevorrichtung für eine Kopfbefestigung vorgeschlagen worden, die zur Erzeugung eines Stereotons geeignet ist.
Mit dem "zweiohrigen System" meint man ein solches System, bei dem die elektrischen Signale des linken Kanals so verarbeitet werden, daß sie akustische Eigenschaften der sogenannten Übersprechkomponenten zeigen, bevor sie zur rechten Lautsprechereinheit zusammen mit den elektrischen Signalen des rechten Kanals geliefert werden, während die elektrischen Signale des rechten Kanals so verarbeitet werden, so daß sie akustische Eigenschaften der sogenannten Übersprechkomponenten zeigen, bevor sie zur Lautsprechereinheit für den linken Kanal zusammen mit den elektrischen Signalen des linken Kanals geliefert werden. Durch die "akustischen Eigenschaften der Übersprechkomponenten" sind solche Eigenschaften gemeint, bei denen, wenn die elektrischen Signale des linken und rechten Kanals durch den linken und rechten Lautsprecher reproduziert werden, die in einer Entfernung vom Benutzer montiert sind, der Ton des linken Kanals oder die akustischen Signale mit dem rechten Ohr und der Ton des rechten Kanals oder die akustischen Signale mit dem linken Ohr gehört werden.
Somit werden bei einer derartigen Tonwiedergabevorrichtung die Übersprechkomponenten, die denen ähnlich sind, wenn der Ton von zwei Lautsprechereinheiten reproduziert wird, die in einer Entfernung vom Benutzer vorgesehen sind, erzeugt, um ein "entspanntes" Hörgefühl zu realisieren.
Die Tonwiedergabevorrichtung, die nun unten erklärt wird, ist ein solches oben beschriebenes zweiohriges System.
Nach Fig. 24 besitzt diese Tonwiedergabevorrichtung ein akustisches Rohr 81L für eine linke Ohrmuschel EL und ein akustisches Rohr 81R für eine rechte Ohrmuschel ER. Jedes Rohr 81L und 81R ist ein verlängertes röhrenförmiges Teil, das einen einheitlichen Innendurchmesser W&sub7; aufweist und an beiden Enden offen ist. Der Innendurchmesser W&sub7; dieser akustischen Rohre 81L, 81R ist so festgelegt, daß er ungefähr gleich dem Innendurchmesser W&sub0; der Gehörgänge eL, eR ist. Die einen offenen Enden der akustischen Rohre 81L, 81R sind als Ohrmuschelbefestigungsabschnitte 82L, 82R ausgebildet. Diese Ohrmuschelbefestigungsabschnitte 82L, 82R sind bezüglich ihrer Dicke an den vordersten Bereichen reduziert, um eine Einfügung und Befestigung der vordersten Teile in die Eingänge der äußeren Gehörgänge zu ermöglichen.
Wenn somit die Befestigungsabschnitte 82L, 82R in den äußeren Gehörgängen eL, eR der Ohrmuscheln EL, ER befestigt sind, sind die äußeren Gehörgänge eL, eR und die dazu gehörigen akustischen Rohre 81L, 81R fortlaufend zueinander und weisen ungefähr einen konstanten Durchmesser von den Trommelfellen PL, PR bis zu den entgegengesetzten offenen Enden 83L, 83R der akustischen Rohre 81L, 81R auf.
Der mittlere Innendurchmesser des äußeren Gehörgangs eines Erwachsenen beträgt ungefähr 7,5 mm, so daß der Innendurchmesser W&sub7; der akustischen Rohre 81L, 81R vorzugsweise so ausgewählt wird, daß er ungefähr 6 bis 9 mm beträgt.
Auf den peripheren Oberflächen der akustischen Rohre 81L, 81R sind in der Nähe der Ohrmuschelbefestigungsabschnitte 82L, 82R Durchgangslöcher 84L, 84R für Lautsprechereinheiten gebildet, die als Befestigungsabschnitt für die erste Lautsprechereinheit dienen. Eine linke und rechte Lautsprechereinheit 85L, 85R ist jeweils in dem linken und rechten Montagedurchgangsloch 84L, 84R montiert, so daß diese Durchgangslöcher verschlossen werden. Diese ersten Lautsprechereinheiten 85L, 85R sind dazu bestimmt, die gelieferten elektrischen Signale in entsprechende akustische Signale umzuwandeln, und sie sind als dynamische Lautsprecher ausgebildet, die beispielsweise aus einem Magneten und einem magnetischen Joch bestehen, so daß ein magnetischer Kreis gebildet wird, und einer Schwingspule, an die elektrische Signale geführt werden und die dadurch zusammen mit einer Membrane innerhalb eines Magnetfelds verstellt wird, das durch die magnetische Schaltung bestimmt wird. Diese ersten Lautsprechereinheiten 85L, 85R sind in den ersten Durchgangslöchern 84L, 84R so befestigt, daß ihre Tonabstrahlseiten der Innenseite der akustischen Rohre 81L, 81R, gegenüberliegen.
Auf den peripheren Oberflächen der akustischen Rohre 81L, 81R ist jeweils ein linkes und rechtes Montagedurchgangsloch 86L, 86R für eine zweite Lautsprechereinheit gebildet. Diese zweiten Montagedurchgangslöcher 86L, 86R sind an Stellen vorgesehen, die weiter von den Ohrmuschelbefestigungsabschnitten 82L, 82R als die erste Montagedurchgangslöcher 84L, 84R durch eine Entfernung DL, DR beabstandet sind, wie in Fig. 24 gezeigt ist. Die linke und rechte zweite Lautsprechereinheit 87L, 87R ist in diesen Montagedurchgangslöchern 84L, 84R für die linke und rechte zweite Lautsprechereinheit montiert, so daß diese Durchgangslöcher verschlossen werden. Diese zwei zweiten Lautsprechereinheiten 87L, 87R können die elektrischen Signale in akustische Signale umwandeln, und sie sind ähnlich wie die ersten Lautsprechereinheiten aufgebaut. Die zweiten Lautsprechereinheiten 87L, 87R sind in zweiten Durchgangslöchern 86L, 86R zur Lautsprechermontage befestigt, wobei die Tonabstrahloberfläche der Innenseite der akustischen Rohre 81L, 81R gegenüberliegen.
Die Tonabstrahloberflächen dieser beiden Lautsprechereinheiten 85L, 85R, 87L, 87R, sind so befestigt, daß sie in etwa mit den Innenwandoberflächen der akustischen Rohre 81L, 81R fluchten. Aus diesem Grund weisen die akustischen Rohre 81L, 81R einen im wesentlichen gleichen Innendurchmesser sogar an den Befestigungsstellen der Lautsprechereinheiten 85L, 85R, 87L, 87R auf.
Bei der oben beschriebenen Tonwiedergabevorrichtung bleibt der Innendurchmesser von den Trommelfellen PL, PR bis zu den offenen Enden 83L, 83R der akustischen Rohre 81L, 81R, die jeweils mit den Trommelfellen PL, PR in Verbindung stehen, im wesentlichen konstant, so daß die akustische Impedanz innerhalb der äußeren Gehörgänge eL, eR ungefähr gleich der Impedanz innerhalb der zugehörigen akustischen Rohre 81L, 81R ist.
Aus diesem Grund wird der reproduzierte Ton, der von den Lautsprechereinheiten 85L, 85R abgestrahlt wird, nicht reflektiert, wenn er sich über die Innenseite der zugehörigen akustischen Rohre 81L, 81R ausbreitet, wenn er auf die äußeren Gehörgänge eL, eR trifft.
Somit wird auch der Ton, der sich innerhalb der äußeren Gehörgänge eL, eR bis zu den Trommelfellen PL, PR ausbreitet und durch die Trommelfelle PL, PR reflektiert wird, nicht am Eingang der äußeren Gehörgänge eL, eR reflektiert, wenn er sich innerhalb der Gehörgänge eL, eR in Richtung auf die zugehörigen akustischen Rohre 81L, 81R ausbreitet.
Der von den Trommelfellen PL, PR reflektierte Ton breitet sich innerhalb der akustischen Rohre 81L, 81R in Richtung auf die anderen offenen Enden 63L, 63R aus. Der Ton, der sich innerhalb der akustischen Rohre 81L, 81R in Richtung auf die offenen Enden 83L, 83R ausbreitet, wird so gedämpft, wenn er sich innerhalb der Rohre 81L, 81R ausbreitet. Der Ton, der die offenen Enden 83L, 83R erreicht, wird aufgrund der Änderungen der akustischen Tmpedanz an den offenen Enden 83L, 83R reflektiert, so daß er sich zurück in Richtung auf die Ohrmuschelbefestigungsabschnitte 82L, 82R ausbreitet. Er wird jedoch auf seinem Ausbreitungsweg gedämpft, so daß er nicht wieder die Trommelfelle PL, PR erreicht. Das heißt, die Enden der akustischen Rohre 81L, 81R gegenüber den Ohrmuschelbefestigungsabschnitten 82L, 82R und hinter den Lautsprechereinheiten 85L, 85R bilden nichttonreflektierende Abschnitte.
Bei der in Fig. 24 gezeigten Tonwiedergabevorrichtung werden die elektrischen Signale des linken Kanals zur linksseitigen ersten Lautsprechereinheit 85L und zur rechtsseitigen zweiten Lautsprechereinheit 87R über einen linken Eingangssignalanschluß L geliefert, während die elektrischen Signale des rechten Kanals zur rechtsseitigen ersten Lautsprechereinheit 85R und zur linksseitigen zweiten Lautsprechereinheit 87L über den rechten Eingangssignalanschluß R geliefert werden.
Da die zweiten Lautsprechereinheiten 87L, 87R weiter von den Ohrmuschelbefestigungsabschnitten 82L, 82R als die ersten Lautsprechereinheiten 85L, 85R beabstandet angeordnet sind, erreicht der von diesen zweiten Lautsprechereinheiten 87L, 87R abgestrahlte Ton die Trommelfelle PL, PR mit einer bestimmten zeitlichen Verzögerung bezogen auf die Tongeschwindigkeit und den Abstand DL, DR gegenüber dem reproduzierten Ton, der von den ersten Lautsprechereinheiten 85L, 85R abgestrahlt wird. Auf der anderen Seite werden die von den zweiten Lautsprechereinheiten 87L, 87R abgestrahlten akustischen Signale über eine längere Entfernung als der von den ersten Lautsprechereinheiten 85L, 85R abgestrahlte Ton verbreitet, bevor sie die Trommelfelle PL, PR erreichen, so daß der von diesen zweiten Lautsprechereinheiten 87L, 87R abgestrahlte reproduzierte Ton wesentlich mehr gedämpft wird als der von den ersten Lautsprechereinheiten 85L, 85R abgestrahlte Ton, wenn er die Trommelfelle PL, PR erreicht.
Die akustischen Eigenschaften des reproduzierten Tons, der von den zweiten Lautsprechereinheiten 87L, 87R abgestrahlt wird und die Trommelfelle PL, PR mit einer solchen Verzögerung und Dämpfung erreicht, liegen in der Nähe der akustischen Eigenschaften des reproduzierten Tons des linken Kanals und des rechten Kanals, der durch das rechte und linke Ohr gehört wird, wenn die elektrischen Signale für den linken und rechten Kanal durch eine linke und rechte Lautsprechereinheit wiedergegeben werden, die in einer Entfernung vom Hörer angeordnet sind, das heißt, sie weisen die akustischen Eigenschaften der sogenannten Übersprechkomponenten auf.
Bei einer solchen Tonwiedergabevorrichtung kann der vom linken Kanal reproduzierte Ton und der vom rechten Kanal reproduzierte Ton als Übersprechkomponente durch das linke Ohr gehört werden, während der reproduzierte Ton des rechten Kanals und der reproduzierte Ton des linken Kanals als Übersprechkomponente durch das rechte Ohr gehört werden kann.
Daher haben bei dieser Tonwiedergabevorrichtung die akustischen Signale der Übersprechkomponenten, die ähnlich denen sind, die erhalten werden, wenn der Ton von zwei Lautsprechereinheiten reproduziert wird, die in einer Entfernung vom Hörer angeordnet sind, zur Folge, daß ein zufriedenstellendes "entspannntes" Hörgefühl erreicht wird.
Die Dämpfung und die Zeitverzögerung der Übersprechkomponenten werden durch die Abstände DL, DR zwischen den linken und rechten ersten Lautsprechereinheiten 85L, 85R und den linken und rechten zweiten Lautsprechereinheiten 87L, 87R bestimmt. Daher können die akustischen Signale der Übersprechkomponenten, die die gewünschte Zeitverzögerung und Dämpfung aufweisen, durch geeignetes Ändern oder Einstellen der Befestigungspositionen der Lautsprechereinheiten 85L, 85R, 87L, 87R erhalten werden.
Es kann vorkommen, daß der Unterschied im Pegel zwischen dem reproduzierten Ton, der von den ersten Lautsprechereinheiten 85L, 85R abgestrahlt wird, und dem reproduzierten Ton, der von den zweiten Lautsprechereinheiten 87L, 87R abgestrahlt wird, nicht zufriedenstellend durch die Entfernungen zwischen den ersten Lautsprechereinheiten 85L, 85R und den zweiten Lautsprechereinheiten 87L, 87R eingestellt werden kann. In einem solchen Fall kann die Pegeldifferenz zwischen den Tönen, die die Trommelfelle PL, PR erreichen, auf einem gewünschten Wert gehalten werden, wenn man Lautsprechereinheiten unterschiedlicher Empfindlichkeiten für die linken und rechten ersten Lautsprechereinheiten 85L, 85R und die linken und rechten zweiten Lautsprechereinheiten 87L, 87R verwendet.
Insbesondere bei einer niedrigeren Dämpfung des reproduzierten Tons, der von den zweiten Lautsprechereinheiten 87L, 87R abgestrahlt wird und die Trommelfelle PL, PR erreicht, werden zweite Lautsprechereinheiten 87L, 87R mit einer niedrigeren Empfindlichkeit verwendet. Wenn umgekehrt die Dämpfung hoch ist, werden zweite Lautsprechereinheiten 87L, 87R mit einer höheren Empfindlichkeit verwendet.
Bei der oben beschriebenen Tonwiedergabevorrichtung können zur Einstellung der Pegeldifferenz zwischen dem reproduzierten Ton, der von den linken und rechten ersten Lautsprechereinheiten 85L, 85R abgestrahlt wird und die Trommelfelle PL, PR erreicht, und dem reproduzierten Ton, der von den zweiten Lautsprechereinheiten 87L, 87R abgestrahlt wird, ein rechtes und linkes Tonabsorberteil 88L, 88R im Inneren der akustischen Rohre 81L, 81R eingebracht werden, wie in Fig. 25 gezeigt ist. Das linke Tonabsorberteil 88L ist innerhalb des linken akustischen Rohrs 81L zwischen der ersten Lautsprechereinheit 85L und der zweiten Lautsprechereinheit 87L angeordnet, während das rechte Tonabsorberteil 88R innerhalb des rechten akustischen Rohrs 81R zwischen der ersten Lautsprechereinheit 85R und der zweiten Lautsprechereinheit 87R angeordnet ist.
Diese Tonabsorberteile 88L, 88R können eine vergrößerte Oberfläche haben, die aus Fasern gebildet sein kann, beispielsweise aus Glasfasern oder geschäumten Materialien, beispielsweise aus geschäumtem Styrol. Die Materialien oder Dichten der Tonabsorbermaterialien können in geeigneter Weise geändert oder eingestellt werden, so daß der reproduzierte Ton, der die Tonabsorberteile 88L, 88R, erreicht, diese nach einer bestimmten Tondämpfung durchläuft. Somit erreicht der reproduzierte Ton, der von der rechten und linken zweiten Lautsprechereinheit 87L, 87R abgestrahlt wird, die Ohrmuscheln über die Tonabsorberteile 88L, 88R,
Auf diese Weise wird der reproduzierte Ton, der von den zweiten Lautsprechereinheiten 87L, 87R abgestrahlt wird und innerhalb der akustischen Rohre 81L, 81R sich ausbreitet, bevor er die Ohrmuscheln über die Tonabsorberteile 88L, 88R erreicht, sowohl gedämpft als auch verzögert.
Daher weist bei der in Fig. 25 gezeigten Tonwiedergabevorrichtung der reproduzierte Ton, der von den linken und rechten zweiten Lautsprechereinheiten 87L, 87R abgestrahlt wird, akustische Eigenschaften von Übersprechkomponenten auf, die ähnlich denen sind, als ob eine Tonwiedergabe durch zwei Lautsprecher durchgeführt wird, die in einem Abstand vom Hörer vorgesehen sind, so daß ein ausgezeichnetes "entspanntes" Hörgefühl sichergestellt ist.
Bei der oben beschriebenen Tonwiedergabevorrichtung können die elektrischen Signale zu den Lautsprechereinheiten 85L, 85R, 87L, 87R über eine linke und rechte erste Filterschaltung 89LL, 89RR und eine linke und rechte zweite Filterschaltung 89RL, 89LR geliefert werden. Insbesondere werden die elektrischen Signale des linken Kanals von einem linken Kanaleingangsanschluß zur linken ersten Lautsprechereinheit 85L über eine erste Filterschaltung 89LL für das linke Ohr geliefert. Die elektrischen Signale für den rechten Kanal werden von einem Eingangsanschluß R für den rechten Kanal zur rechten ersten Lautsprechereinheit 85R über eine erste Filterschaltung 89RR für das rechte Ohr geliefert und die elektrischen Signale für den rechten Kanal werden ebenfalls vom Eingangsanschluß R für den rechten Kanal zur linken zweiten Lautsprechereinheit 87L über eine zweite Filterschaltung 89RL für das linke Ohr geliefert. Schließlich werden die elektrischen Signale für den rechten Kanal vom Eingangsanschluß R für den rechten Kanal über eine erste Filterschaltung 89RR für das rechte Ohr geliefert.
Die elektrischen Signale des rechten Kanals werden durch die linke, zweite Filterschaltung 89RL in bezug beispielsweise auf den Signalpegel und Frequenzabhängigkeit einer bestimmten Verarbeitung unterworfen. Diese Signalverarbeitung wird in einer Weise durchgeführt, den Signalpegel oder die hohen Frequenzkomponenten zu dämpfen oder die oben erwähnte akustische Charakteristik der sogenannten Übersprechkomponenten für die elektrischen Signale des rechten Kanals zu bilden. Auf ähnliche Weise werden die elektrischen Signale des linken Kanals durch die rechte, zweite Pegeleinstellschaltung 89LR einer bestimmten Verarbeitung unterworfen. Diese Signalverarbeitung wird in einer Weise durchgeführt, die akustischen Charakteristiken der sogenannten Übersprechkomponenten zu den elektrischen Signalen des linken Kanals zu bilden.
Die ersten Filterschaltungen 89LL, 89RR sind so ausgelegt, daß sie die zu ihnen gelieferten elektrischen Signale des rechten und linken Kanals einer bestimmten Verarbeitung bezüglich beispielsweise der Signalpegel oder der Frequenzcharakteristik unterwerfen und zwar in einer Weise, daß die elektrischen Signale, die durch die zweiten Filterschaltungen 89RL, 89LR durchlaufen, zufriedenstellend als die sogenannten Übersprechkomponenten verwendet werden können.
Bei der oben beschriebenen Tonwiedergabevorrichtung kann das "starre" oder "bedrückende" Hörgefühl beseitigt werden, da die Übersprechkomponenten ähnlich denen sind, die erhalten werden, wenn die Tonwiedergabe durch zwei Lautsprechereinheiten durchgeführt wird, die entfernt vom Hörer angeordnet sind, wodurch ein optimales "entspanntes" Hörgefühl erzielbar ist.
Es sei betont, daß die Lautsprechereinheit, die bei der Tonwiedergabevorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, nicht auf die oben beschriebene Membraneinrichtung begrenzt ist, sondern es können Lautsprechereinheiten verschiedener Arten und Aufbauten verwendet werden. Es können ebenso sogenannte Oszillatoren oder Schwinger verwendet werden.
Wenn man insbesondere die Schwinger als linke und rechte erste und zweite elektroakustische Wandlerelemente verwendet, können diese Schwinger in einer Lage auf den akustischen Rohren 91L, 91R befestigt werden, wie in den Fig. 27 und 28 gezeigt ist. Diese Schwinger 90 sind jeweils mit axial bewegbar gelagerten Schwingerwellen 90a versehen, die in axiale Schwingungen erregt werden, beispielsweise durch elektromagnetische nichtgezeigte Mittel.
Diese Schwinger 90 sind auf dem akustischen Rohr 91L oder 91R durch ein Halteelement 91 befestigt, so daß die Schwingerwelle 90a in Druckkontakt mit der äußeren peripheren Oberfläche jedes akustischen Rohrs gehalten wird. Diese akustischen Rohre 91L, 91R weisen daher keine Montage-Durchgangslöcher auf, um die Schwinger 90 zu befestigen, und sind daher als gleichmäßige rohrförmige Teile mit einem konstanten Innendurchmesser ausgebildet.
Wenn der Schwinger 90 in Schwingungen versetzt wird, werden die Schwingungen der Schwingerwelle 90a über die äußere Wand der akustischen Rohre 91L oder 91R übertragen, so daß sie sich in Richtung auf die Innenseite der akustischen Rohre 91L oder 91R ausbreiten. Auf diese Weise können sich die akustischen Signale in Richtung auf der Innenseite der akustischen Rohre 91L oder 91R wie bei den oben beschriebenen Lautsprechereinheiten ausbreiten.
Die Schwinger 90 können auf den akustischen Rohren 81L, 81R so befestigt werden, daß sie einstellbar axial auf den akustischen Rohren gleiten können, wie durch einen Pfeil A in Fig. 28 angedeutet ist. In diesem Fall kann der Abstand zwischen dem Schwinger als erstes elektroakustisches Wandlerelement und dem Schwinger als zweites elektroakustisches Wandlerelement frei eingestellt werden, so daß die Zeitverzögerung der akustischen Signale der sogenannten Übersprechkomponenten leicht wie gewünscht geändert werden kann.
Bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen wird die Tonwiedergabevorrichtung am Kopf des Benutzers mit den Ohrmuschelbefestigungsabschnitten auf den einen Enden der akustischen Rohre in engem Kontakt mit den Eingängen der äußeren Gehörgänge befestigt. Wenn aus diesem Grund der Benutzer eine derartige Tonwiedergabevorrichtung einmal trägt, kann der Ton von der Außenseite kaum gehört werden. Dies kann eine Gefahr darstellen, wenn beispielsweise der Benutzer gerade läuft, wenn er die Vorrichtung an seinen Ohren trägt.
Bei der unten beschriebenen Ausführungsform einer Tonwiedergabevorrichtung kann der Ton von außen gleichzeitig mit dem wiedergegebenen Ton gehört werden, sogar dann, wenn der äußere Gehörgang mit dem Ohrmuschelbefestigungsabschnitt der akustischen Rohre verschlossen ist.
Nach Fig. 29 ist eine solche Tonwiedergabevorrichtung durch akustische Rohre 101R, 101L, Lautsprechereinheiten 102R, 102L und Mikrophoneinheiten 103R, 103L, gebildet, die auf diesen akustischen Rohren befestigt sind.
Jedes akustische Rohr 101R, 101L hat einen Innendurchmesser, der ungefähr gleich dem Innendurchmesser des äußeren Gehörgangs A einer Ohrmuschel D ist. Die akustischen Rohre 101R, 101L sind beieinander angeordnet und gemäß der Form des Kopfs eines Benutzers gebogen. Dadurch kann die Länge jedes akustischen Rohrs 101R, 101L erhöht werden. Auf den einen Enden 105R, 105L der akustischen Rohre 101R, 101L sind Ohrmuschelbefestigungsteile 101R, 101L befestigt, und die anderen Enden 107R, 107L der Rohre bleiben offen.
Die Lautsprechereinheiten 102R, 102L sind in der Nähe der einen Enden 105R, 105L der akustischen Rohre 101R, 101L befestigt, wie in Fig. 30 gezeigt ist. Insbesondere sind Montage-Durchgangslöcher 108 in der Nähe der einen Enden 105R, 105L des akustischen Rohrs 101R, 101L gebildet und die Lautsprechereinheiten 101R, 101L sind in diesen Durchgangslöchern 108 befestigt.
Auf der äußeren Peripherie der akustischen Rohre 101R, 101L sind in der Nähe der einen Enden 105R, 105L die Mikrophoneinheiten 103R, 103L befestigt, wie in Fig. 30 gezeigt ist.
Wenn die Tonwiedergabevorrichtung in Gebrauch ist, wird das Ohrmuschelbefestigungsteil 106R, 106L in den Eingängen C der äußeren Gehörgänge A befestigt, wie in Fig. 31 gezeigt ist. Wenn die Tonwiedergabevorrichtung auf diese Weise befestigt ist, sind die Mikrophoneinheiten 103R, 103L in der Nähe der Ohren des Benutzers angeordnet. Somit können die Töne von außen durch die Mikrophoneinheiten 103R, 103L an der gleichen Position aufgenommen werden, als ob diese Töne mit den Ohren gehört werden.
Bei der oben beschriebenen Tonwiedergabevorrichtung werden Audiosignale vom rechten Eingangsanschluß 111R und vom linken Eingangsanschluß 111L jeweils zu Mischeinrichtungen 112R, 112L geliefert. Die Ausgangssignale von den Mikrophoneinheiten 103R, 103L werden jeweils zu den Mischeinrichtungen 112R, 112L geliefert. Die Audiosignale von den Eingangsanschlüssen 111R, 111L werden mit den durch die Mikrophoneinheiten 103R, 103L aufgenommenen Signalen jeweils in den Mischeinrichtungen 112R, 112L gemischt. Die Ausgangssignale der Mischeinrichtungen 112R, 112L werden jeweils über Treiberschaltungen 113R, 113L zu den Lautsprechereinheiten 102R, 102L übertragen.
Auf diese Weise werden sie gemischten Signale, die aus den Audiosignalen von den Eingangsanschlüssen 111R, 111L und den durch die Mikrophoneinheiten 103R, 103L aufgenommenen Signalen zusammengesetzt sind, zu den Lautsprechereinheiten 102R, 102L geliefert. Auf diese Weise können die Töne von außen gleichzeitig mit den Audiosignalen von den Eingangsanschlüssen 111R, 111L, gehört werden. Die Mikrophoneinheiten 103R, 103L sind bei den Ohren des Benutzers angeordnet, so daß er und sie die Töne von außen an der gleichen Position wie die Ohren hören kann. Daher kann der Benutzer die Töne von außen hören, als ob er diese Töne unmittelbar an den Ohren hören würde. Da auf der anderen Seite die Mikrophoneinheiten 103R, 103L auf der äußeren Peripherie der akustischen Rohre 101R, 101L befestigt sind, die aus einem Material bestehen, das starke Tondämpfungseigenschaften aufweist, besteht nicht die Gefahr eines Pfeifens, wenn die Mikrophoneinheiten 103R, 103L in der Nähe der Lautsprechereinheiten 102R, 102L befestigt werden.
Die in Fig. 29 gezeigte Tonwiedergabevorrichtung ist so aufgebaut, daß durch Verbindung der Mikrophone an den akustischen Rohren die Töne von außen gleichzeitig mit dem reproduzierten Ton gehört werden können, wenn die Vorrichtung durch den Benutzer getragen wird.
Wenn jedoch die Töne von außen gehört werden können, kann es vorkommen, wenn beispielsweise Geräuschquellen wie Klimaanlagen, Motore oder Elektromotore vorhanden sind, daß diese Geräusche, die extrem aufdringlich für die Ohren sind, ebenfalls durch die Mikrophone aufgenommen werden.
Eine Ausführungsform einer Tonwiedergabevorrichtung, die unten beschrieben wird, ist so ausgebildet, daß die üblichen Töne von außen gehört werden können und daß darüber hinaus das Geräusch von außen unterdrückt werden kann.
Die Basisanordnung der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist im wesentlichen gleich der Ausführungsform, die in Fig. 29 gezeigt ist, mit folgenden Ausnahmen.
Die Tonwiedergabevorrichtung, die es erlaubt, die Geräusche von außen zu unterdrücken und die üblichen Töne von außen sowie den reproduzierten Ton zu hören, ist in Fig. 32 gezeigt. Wie dort gezeigt ist, werden die Audiosignale von einem Eingangsanschluß 111R der rechten Audiosignale und einem Eingangsanschluß 111L jeweils zu Mischeinrichtungen 112R, 112L geliefert. Die Ausgangssignale von einer rechten Mikrophoneinheit 103R und einer linken Mikrophoneinheit 103L werden zu den Mischeinrichtungen 112R, 112L über Adaptionsfilter 123R, 123L geliefert.
Die Adaptionsfilter 123R, 123L sind so eingerichtet, daß sie die seriellen Zeitdaten annehmen, um so die Fehler nach dem Minimum-Rechteck-Verfahren durch ein lineares System zu minimieren und das periodische Geräusch unterdrücken, das eine starke Korrelation zeigt. Durch diese Adaptionsfilter 123R, 123L werden Geräuschkomponenten von außen, die periodisch auftreten, beispielsweise Geräusche von Elektromotoren oder Maschinen unterdrückt.
In den Mischeinrichtungen 112R, 112L werden die Audiosignale von Eingangsanschlüssen 111R, 111L mit den Ausgangssignalen gemischt, die von den Mikrophoneinheiten 103R, 103L über die Adaptionsfilter 123R, 123L geliefert werden. Die Ausgangssignale von den Mischeinrichtungen 112R, 112L werden über Treiberschaltungen 113R, 113L zur rechten und linken Lautsprechereinheit 102R, 102L geliefert.
Auf diese Weise werden die Audiosignale von den Eingangsanschlüssen 111R, 111L mit den Eingangssignalen gemischt, die durch die Mikrophoneinheiten 102R, 102L aufgenommen wurden, und die derart gemischten Signale werden zur rechten und linken Lautsprechereinheit 102R, 102L geliefert. Damit können die Töne von außen gleichzeitig mit den Audiosignalen von den Eingangsanschlüssen 111R, 111L gehört werden.
Die Signale von der linken und rechten Mikrophoneinheit 103R, 103L durchlaufen das rechte und linke Adaptionsfilter 123R, 123L und sind dadurch rauschfrei, da sie eine starke Korrelation aufweisen. Wenn daher Geräuschquellen beispielsweise Klimaanlagen, Elektromotore oder Maschinen in der Nähe vorhanden sind, können diese Geräusche nicht gehört werden.
Bei der oben beschriebenen Tonwiedergabevorrichtung werden die Rauschkomponenten, die eine starke Korrelation in den Signalen aufweisen, die durch die rechte und linke Mikrophoneinheit 103R, 103L aufgenommen werden, durch das rechte und linke Adaptionsfilter 123R, 123L entfernt. Die Töne von außen, die aufgrund der Adaptionsfilter 123R, 123L rauschfrei sind, und die Audiosignale von den Eingangsanschlüssen 111R, 111L werden gemischt, bevor sie zur rechten und linken Lautsprechereinheit 102R, 102L geliefert werden. Auf die Weise können die Töne von außen und die Audiosignale von dem Eingangsanschluß 111R, 111L gleichzeitig gehört werden. Die Signale, die durch die rechte und linke Mikrophoneinheit 103R, 103L aufgenommen wurden, durchlaufen das rechte und linke Adaptionsfilter, so daß sogar dann, wenn Geräuschquellen vorhanden, beispielsweise Klimaanlagen, Elektromotore oder Maschinen, das Nutz-Rauschverhältnis nicht gestört wird.

Claims

1. Tonwiedergabevorrichtung mit

wenigstens einem akustischen Rohr (1) mit im wesentlichen dem gleichen Innendurchmesser (W) wie der eines äußeren Gehörgangs (A), und

einer Lautsprechereinheit (2), die auf dem akustischen Rohr (1) so befestigt ist, daß deren Schallabstrahloberfläche auf eine Seite des akustischen Rohrs gerichtet ist,

wobei das akustische Rohr (1) ein erstes Ende aufweist, das als Ohrmuschelbefestigungsabschnitt (3) ausgebildet ist;

dadurch gekennzeichnet,

daß das zweite Ende des akustischen Rohrs schallreflexionsfrei ist, und daß die Lautsprechereinheit (2) auf dem akustischen Rohr (1) näher am Ohrmuschelbefestigungsabschnitt (3) als am schallreflexionsfreien Ende befestigt ist.

2. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Ohrmuschelbefestigungsabschnitt (3) aus einem elastischen Material besteht.

3. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Ohrmuschelbefestigungsabschnitt (3) auf dem akustischen Rohr (1) lösbar befestigt ist.

4. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das zweite Ende des akustischen Rohrs dem ersten Ende (3) gegenüberliegt ist, und wobei der Ohrmuschelbefestigungsabschnitt (3) so ausgebildet ist, daß er die Dämpfung eines durch ein Trommelfell reflektierten Tons vergrößert.

5. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Innendurchmesser des akustischen Rohrs sich allmählich und gleichmäßig in Richtung auf das zweite Ende ändert.

6. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Innendurchmesser des akustischen Rohrs allmählich und gleichmäßig in Richtung auf das zweite Ende abnimmt.

7. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 6, wobei das zweite Ende des akustischen Rohrs geschlossen ist und ein akustischer Widerstand (34) innerhalb des akustischen Rohrs vorgesehen ist.

8. Tonwiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, die weiter einen akustischen Widerstand aufweist, der angepaßt ist, die Luftreibung im akustischen Rohr im zweiten Endstück des akustischen Rohrs zu vergrößern.

9. Tonwiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, die weiter ein akustisches Widerstandsteil (34) im zweiten Endstück des akustischen Rohrs aufweist.

10. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 9, wobei das akustische Widerstandsteil (34) aus mehreren akustischen Widerstandsmaterialien (34a, 34b, 34c) mit verschiedenen Eigenschaften besteht.

11. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 10, wobei die akustischen Widerstandsmaterialien von der Seite in Richtung auf die Lautsprechereinheit (32) ein erstes akustisches Widerstandsmaterial (34a) zur wirksamen Verminderung der Niederfreguenzbereichs-Tonkomponente, ein zweites akustisches Widerstandsmaterial (34b) zur wirksamen Verminderung der Mittelfrequenzbereichs-Tonkomponente und ein drittes akustisches Widerstandsmaterial (34c) zur wirksamen Verminderung der Hochfrequenzbereichs-Tonkomponente aufweist.

12. Tonwiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Lautsprechereinheit (5) auf dem akustischen Rohr axial bewegbar befestigt ist.

13. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Lautsprechereinheit (5) durch ein piezoelektrisches Element gebildet ist.

14. Tonwiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 mit einer Mikrophoneinheit (103L,R), die auf einer Seitenwand des akustischen Rohrs angeordnet ist, wobei das Ausgangssignal der Mikrophoneinheit zur Lautsprechereinheit (102L,R) übertragen wird.

15. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Mikrophoneinheit (103L,R) auf der Seitenfläche des akustischen Rohrs so angeordnet ist, daß sie näher an der Ohrmuschel (D) angeordnet ist als die Lautsprechereinheit (102L,R).

16. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 14 oder 15 mit Rauschunterdrückungsmitteln (123L,R) zur Unterdrückung von Rauschkomponenten im Ausgangssignal von der Mikrophoneinheit (103L,R), bevor das Ausgangssignal zur Lautsprechereinheit (102L,R) geliefert wird.

17. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Rauschunterdrückungsmittel (123L,R) durch ein Filter gebildet werden, das die Eigenschaft zur Unterdrückung von Rauschkomponenten aufweist, die eine starke Korrelation zeigen.

18. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 17 mit einer Mischeinrichtung (112L,R) zum Mischen des Ausgangssignals der Rauschunterdrückungsmittel (123L,R) mit dem akustischen Signal, das zur Lautsprechereinheit (102L,R) geliefert wird.

19. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei:

das zumindest eine akustische Rohr mit zwei Ohrmuschelbefestigungsabschnitten versehen ist, die an der linken und rechten Ohrmuschel befestigt sind, die jeweils einen Innendurchmesser aufweisen, der ungefähr gleich dem Innendurchmesser des äußeren Gehörgangs ist, wobei die Vorrichtung aufweist

rechte und linke Lautsprechereinheiten, die auf der peripheren Oberfläche des akustischen Rohrs so angeordnet sind, daß ihre Tonabstrahloberflächen der Innenseite des akustischen Rohrs gegenüberliegen, und wobei der schallreflexionsfreie Abschnitt zwischen den Lautsprechereinheiten vorgesehen ist.

20. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 19 mit zwei akustischen Rohren, die jeweils an einer der Lautsprechereinheiten befestigt sind.

21. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, die weiter eine Signalverarbeitungseinrichtung (66L,R) aufweist zum Addieren von Übersprechkomponenten mit Signalen, die zur Lautsprechereinheit geliefert werden.

22. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung (66L,R) so angepaßt ist, daß sie akustische Signale von einem der Kanäle liefert, die eigentlich zu jeder Lautsprechereinheit zu liefern sind mit einem Teil des akustischen Signals des anderen Kanals.

23. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 22, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung (66L,R) so angepaßt ist, akustische Signale zu jeder Lautsprechereinheit zu liefern, die eigentlich zu jeder Lautsprechereinheit geliefert werden sollten, und Signale, die akustische Signale für den anderen Kanal bilden, die um eine bestimmte Zeit verzögert sind.

24. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 23, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung eine Pegeleinstelleinrichtung (67) zur Einstellung des Pegels der akustischen Signale des anderen Kanals aufweist, gegenüber akustischen Signalen für den einen Kanal, die eigentlich zu jeder Lautsprechereinheit geliefert werden sollten, und Verzögerungsmittel (68) zum Verzögern der Ausgangssignale der Pegeleinstelleinrichtung um eine vorgegebene Zeit.

25. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 24, bei der eine Lautsprechereinheit (85) vorhanden ist, an die akustische Signale des einen Kanals geliefert werden sollten, und eine Lautsprechereinheit (87), an die akustische Signale des anderen Kanals geliefert werden.

26. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 25, bei der eine Lautsprechereinheit (85) vorhanden ist, an die akustischen Signale zum einen Kanals eigentlich geliefert werden sollten, und eine andere Lautsprechereinheit (87), an die akustische Signale zum anderen Kanals geliefert werden, wobei diese Lautsprechereinheiten um einen vorgegebenen Abstand (D) von einander beabstandet sind.

27. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 26, wobei die akustischen Signale von vorgegebenen Übersprechkomponenten durch Einstellung des Abstandes (D) zwischen der Lautsprechereinheit (85), an die akustischen Signale des einen Kanals eigentlich geliefert werden, und der Lautsprechereinheit (87), an die akustische Signale des anderen Kanals geliefert werden, erhalten werden.

28. Tonwiedergabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das akustische Rohr eine akustische Impedanz aufweist, die ungefähr gleich der akustischen Impedanz des äußeren Gehörgangs (A) ist.

29. Tonwiedergabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Ende des akustischen Rohrs geöffnet ist.

30. Tonwiedergabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das akustische Rohr einen Teil von Befestigungsmitteln zum Befestigen der Vorrichtung an dem Kopf eines Benutzers bildet.

31. Tonwiedergabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ohrmuschelbefestigungsabschnitt (3) solche Konturen aufweist, daß er dicht an einen Eingang des äußeren Gehörgangs paßt.

32. Tonwiedergabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ohrmuschelbefestigungsabschnitt einen solchen Innendurchmesser (W&sub1;) aufweist, daß die akustische Impedanz des akustischen Rohrs nicht geändert wird.

33. Tonwiedergabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ohrmuschelbefestigungsabschnitt einen Innendurchmesser (W&sub1;) aufweist, der ungefähr gleich dem Innendurchmesser (W) des akustischen Rohrs ist.