DE69027731T2

DE69027731T2 - Elektroakustischer Wandler und Tonwiedergabesystem

Info

Publication number: DE69027731T2
Application number: DE69027731T
Authority: DE
Inventors: Makoto Yamagishi
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-09-30
Filing date: 1990-09-28
Publication date: 1996-12-12
Anticipated expiration: 2010-09-29
Also published as: AU6365890A; DE69027731D1; AU636659B2; US6307943B1; KR910007380A; MY107236A; EP0421681A2; EP0421681B1; JPH03117999A; CA2026458C; CA2026458A1; KR0158884B1; EP0421681A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektroakustische Wandlereinheit zur Tonwiedergabe und eine Tonwiedergabevorrichtung, die einen elektroakustischen Wandler oder Transformer verwendet.
Bekannte elektroakustische Wandler oder Tonwiedergabevorrichtungen umfassen Koplhörer und Ohrhörer
Die genannte elektroakustische Wandlereinheit weist einen elektroakustischen Wandler zur Umwandlung der die akustischen Signale repräsentierenden elektrischen Signale in Ton auf Eine weithin bekannte Form eines elektroakustischen Wandlers ist der Typ einer Kopfhörereinrichtung, die so ausgebildet ist, daß sie ein Paar elektroakustischer Wandler gegenüber den beiden Ohrmuscheln des Benutzers hält.
Die US-Patentschrift 4,682,363 beschreibt ein wassertaugliches persönliches Tonsystem aufweisend Ohrhöreranordnungen, die ausgebildet sind, den Gehörgang des Benutzers hermetisch abzudichten, um darin eine trockene Luftsäule zu bilden.
Die US-Patentschrift 3,995,113 beschreibt ein Übertragungs-/Empfangssystem vom Ohrstöpseltyp, das einen Wandler umfaßt, der in einem Hauptgehäuse untergebracht ist, dessen Äußeres eine Paßform zum Einfügen in den Gehörgang aufweist. Die Vorrichtung kann akustische Signale in das Ohr übertragen und akustische Signale der Stimme des Trägers empfangen. Die Vorrichtung umfaßt einen Kanal, der mit dem Äußeren verbunden ist.
Die Patentschrift GB-A-2,197,158 und deren Äquivalent FR-A-2,604,589 beschreibt ein Ohrmikrofon zum Einsetzen in den äußeren Gehörgang, um diesen abzuschließen, das einen Empfangsmechanismus aufweist, um durch Knochen weitergeleitete Stimmsignale zu empfangen und die akustischen Stimmsignale durch einen Tonkanal im Mikrofonkörper in das Ohr zu leiten. Das Mikrofon umfaßt einen Gang, der mit dem Tonkanal und dem Äußeren verbunden ist.
Andere Tonwiedergabevorrichtungen umfassen auch ein Paar Lautsprechereinheiten als Tonwiedergabevorrichtung zur Umwandlung von elektrischen Signalen in Ton. Bei einer Form weist die Lautsprechereinheit eine Lautsprechereinheit mit einer Membran, die als die tonwiedergebende Einheit arbeitet, und ein Lautsprechergehäuse auf, das die Lautsprechereinheit enthält, wobei die tonabstrahlende Seite nach außen weist. Bei einer solchen Tonwiedergabevorrichtung ist die Lautsprechereinheit vor dem und in Richtung auf den Hörer angeordnet, um eine Tonwiedergabe durch die Lautsprechervorrichtung zu bewirken.
Andererseits ist bei den oben beschriebenen Kopfhörergeräten, die den Wandler bildende elektroakustische Wandlereinheit in nächster Nähe des und zum Trommelfell des Hörers weisend angeordnet, so daß sich stehende Wellen zwischen der Wandlereinheit und dem Trommelfell ausbilden können; unter solchen Umständen kann es vorkommen, daß der Hörer ein Druckgefühl aufgrund der stehenden Wellen hat oder das Gefühl hat, als wenn sich die Schallquelle innerhalb seines Kopfes befindet.
Bei dem oben beschriebenen elektroakustischen Wandler wird die elektroakustische Wandlereinheit in einer Position gehalten, wo diese den äußeren Gehörgang des Hörers im wesentlichen abschließt, so daß der Hörer, der den elektroakustischen Wandler verwendet, sich nicht in der Lage fühlen kann, Schall von außen wahrzunehmen. So kann die Verwendung des elektroakustischen Wandlers während des Gehens auf der Straße oder des Fahrens eines Fahrzeuges oder Autos ein sicheres Gehen oder Fahren gefährden, da sich der Benutzer der äußeren Situation nicht bewußt ist.
Bei einem Lautsprechersystem mit Gehäuse erfordert die Anforderung einer optimalen Tonwiedergabe über einen großen Frequenzbereich einschließlich des unteren Frequenzbereiches gewöhnlich eine Vergrößerung des Volumens des Lautsprechergehäuses, das den Lautsprecher bildet und/oder eine Vergrößerung der Fläche der Membran der Sprechereinheit. Wenn das Gehäusevolumen oder die Membranfläche erhöht wird, vergrößern sich die Ausmaße der Vorrichtung.
Andererseits kann es bei einer Tonwiedergabevorrichtung, bei dem die Größe der Vorrichtung erhöht wird, um eine Tonwiedergabe über einen großen Frequenzbereich zu ermöglichen, zeitweise unmöglich sein, eine Tonwiedergabe bei einem genügend großen Tondruck zu erwirken, ohne eine Störung oder Verärgerung der Nachbarn, beispielsweise in engen Wohnverhältnissen, herbeizuführen.
Angesichts des Beschriebenen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektroakustischen Wandler vorzuschlagen, der, wenn er als Kopfhörervorrichtung oder Ohrhörervorrichtung ausgebildet ist, kein Druckgefühl oder kein Gefühl, als ob sich die Tonquelle innerhalb des Kopfes des Benutzers befindet, hervorruft.
Es ist eine Aufgabe eines weiteren Aspektes der vorliegenden Erfindung, eine Tonwiedergabevorrichtung vorzuschlagen, die in der Lage ist, Ton über einen breiten Frequenzbereich einschließlich des unteren Frequenzbereiches zufriedenstellend ohne unnötige Zunahme der Größe der Vorrichtung oder Störung der Nachbarn wiederzugeben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine elektroakustische Wandlereinheit zur Tonwiedergabe vorgeschlagen, aufweisend:
einen in einem Gehäuse befindlichen elektroakustischen Wandler, und
eine Tonleitungsröhre zur Leitung des Tones von dem elektroakustischen Wandler aus dem Gehäuse heraus, dadurch gekennzeichnet,
daß die Tonleitungsröhre einen Außendurchmesser aufweist, der um soviel kleiner als 7 mm ist, was ein typischer Innendurchmesser des menschlichen äußeren Gehörganges ist, so daß das tonabstrahlende Ende der Tonleitungsröhre in den äußeren Gehörgang eingeführt werden kann, ohne daß der äußere Gehörgang abgeschlossen wird.
Die elektroakustische Wandlereinheit kann bei einer Tonwiedergabevorrichtung verwendet werden, die auch eine Tonwiedergabeeinrichtung zum Empang von elektrischen Signalen und Umwandlung dieser in Ton aufweist, wobei der elektroakustische Wandler ausgebildet ist, wenigstens die niedrigfrequente Komponente des Frequenzbereiches des akustischen Signales des durch die Tonwiedergabeeinrichtung wiedergegebenen Tons wiederzugeben.
So kann der Ton in das Innere des äußeren Gehörganges geleitet werden, ohne den äußeren Gehörgang abzuschließen.
Die erfindungsgemäße Tonwiedergabevorrichtung ist so ausgebildet und ausgeführt, daß der Ton durch die Tonwiedergabeeinrichtung wiedergegeben werden kann, die ausgebildet ist zum Empfang von akustischen Signalen und Umwandlung der akustischen Signale in Ton zu dessen Wiedergabe, und der elektroakustische Wandler ist so ausgebildet, wenigstens die Niederfrequenzkomponente des der Tonwiedergabeeinrichtung zugeführten akustischen Signales umzuwandeln und den von der sich in dem Gehäuse befindlichen elektroakustischen Wandlereinheit abgestrahlten Ton nach außerhalb der Einheit zu leiten, während der Ton in den äußeren Gehörgang mittels einer Tonleitungsröhre abgestrahlt wird, die wenigstens an ihrem tonabstrahlenden Ende einen geringeren Durchmesser aufweist als der Durchmesser des äußeren Gehörganges, um zu ermöglichen, daß das tonabstrahlende Ende in den äußeren Gehörgang eingeschoben wird, ohne den äußeren Gehörgang zu verschließen. Auf diese Weise können der durch die Tonwiedergabeeinrichtung und der durch die elektroakustische Wandlereinheit der elektroakustischen Übertragung wiedergegebene Ton beide gleichzeitig gehört werden.
Die Erfindung wird anhand eines nicht beschränkenden Beispieles in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht ist, die die Ausbildung eines Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen elektroakustischen Wandlers zeigt;
Fig. 2 ein Äquivalentschaltbild ist, das die akustischen Charakteristiken des elektroakustischen Wandlers zeigt;
Fig. 3 ein Bild ist, das die Frequenzcharakteristik des wiedergegebenen Tones des elektroakustischen Wandlers zeigt;
Fig. 4 ein Schaltblld ist, das den Aufbau einer Korrekturschaltung zur Korrektur der Frequenzcharakteristik des elektroakustischen Wandlers zeigt;
Fig. 5A eine Seitenansicht ist, die den Zustand zeigt, in dem der elektroakustische Wandler als Ohrhörer ausgebildet ist, der an den Ohrmuscheln des Benutzers angebracht ist;
Fig. 5B eine Querschnittsansicht ist, die den Zustand zeigt, in der der elektroakustische Wandler als Ohrhörer ausgebildet ist, der an den Ohrmuscheln des Benutzers angebracht ist;
Fig. 6A eine Seitenansicht ist, die ein weiteres Beispiel des Zustandes zeigt, in dem der elektroakustische Wandler als Ohrhörer ausgebildet ist, der an den Ohrmuscheln des Benutzers angebracht ist;
Fig. 6B eine Querschnittsansicht ist, die ein weiteres Beispiel eines Zustandes zeigt, bei dem der elektroakustische Wandler als Ohrhörer ausgebildet ist, der an den Ohrmuscheln des Benutzers angebracht ist;
Fig. 7 eine Perspektivdarstellung ist, die noch ein weiteres Beispiel des Zustandes zeigt, in dem der elektroakustische Wandler als Ohrhörer ausgebildet ist, der an den Ohrmuscheln des Benutzers angebracht ist;
Fig. 8 eine Perspektivdarstellung ist, die den als Kopfhörer ausgebildeten elektroakustischen Wandler zeigt;
Fig. 9 eine Perspektivdarstellung ist, die ein weiteres Beispiel der Ausbildung des elektroakustischen Wandlers zeigt;
Fig. 10 eine schematische Perspektivansicht ist, die die Ausbildung der erfindungsgemäßen Tonwiedergabevorrichtung zeigt;
Fig. 11 ein Schaltbild ist, das den Aufbau der obigen Tonwiedergabevorrichtung zeigt, wobei die Niedrigfrequenzkomponente des akustischen Signales dem elektroakustischen Wandler zugeführt werden kann;
Fig. 12 ein Bild ist, das die Frequenzcharakteristik des Verstärkers zeigt, der die Niedrigfrequenzkomponente des akustischen Signales dem in Fig. 11 gezeigten elektroakustischen Wandler liefert, und die Frequenzcharakteristik des von dem Wandler wiedergegebenen Tones zeigt;
Fig. 13 ein Schaltbild ist, das ein weiteres Beispiel eines Aufbaus zur Zuführung der Niedrigfrequenzkomponente der akustischen Signale zu dem elektroakustischen Wandler zeigt;
Fig. 14 eine Perspektivdarstellung ist, die den Aufbau der Halterung der Tonwiedergabeeinrichtung der Tonwiedergabevorrichtung am Kopf des Hörers zeigt;
Fig. 15 eine Seitenansicht ist, die die Ausbildung einer Tonleitungsröhre zeigt, die bei der Tonwiedergabeeinrichtung vorgesehen ist, die bei der Tonwiedergabevorrichtung durch den Kopf des Hörers gehalten wird;
Fig. 16 eine Querschnittsansicht ist, die ein weiteres Beispiel der Ausbildung des elektroakustischen Wandlers in der Tonwiedergabevorrichtung zeigt;
Fig. 17 ein akustisches Äquivalentschaltbild ist, das die akustische Charakteristik des in Fig. 16 gezeigten elektroakustischen Wandlers zeigt;
Fig. 18 eine Querschnittsansicht ist, die noch ein weiteres Beispiel einer Ausbildung des elektroakustischen Wandlers in der Tonwiedergabevorrichtung zeigt;
Fig. 19 eine Seitenansicht eines weiteren Beispieles des Aufbaus der Tonleitungsröhre von elektroakustischen Wandlern verschiedener Typen ist;
Fig. 20 eine Querschnittsansicht ist, die die Ausbildung zeigt, wenn ein an den Ohrmuscheln des Benutzers befestigter Kopfhörer als Tonwiedergabeeinrichtung bei der obigen Tonwiedergabevorrichtung verwendet wird;
Fig. 21 eine Querschnittsdarstellung ist, die die Ausbildung des als Tonwiedergabeeinrichtung der Tonwiedergabevorrichtung ausgebildeten abgedichteten Kopfhörers zeigt.
Anhand der Zeichnungen werden bestimmte bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail erläutert.
Die Fig. 1 bis 4 illustrieren ein Ausführungsbeispiel eines elektroakustischen Wandlers, der als Ohrhörer, der an den Ohrmuscheln befestigt wird, ausgebildet ist.
Die in Fig. 1 gezeigte Ohrhörervorrichtung umfaßt ein Gehäuse 1 und eine Wiedergabeeinheit 2, die ein innerhalb des Gehäuses 1 befindliche elektroakustische Wandlereinheit ist.
Die Tonwiedergabeeinheit 2 weist eine Membran und eine magnetische Schaltung auf Eine Schwingspule ist an der Membran befestigt, so daß sie im Magnetfeldweg der magnetischen Schaltung liegt. Das heißt, wenn bei der vorliegenden Tonwiedergabeeinheit 2 das elektrische Signal, das das Ansteuersignal ist, der Schwingspule über die Versorgungsleitung 2a zugeführt wird, die Schwingspule im Magnetfeldweg der magnetischen Schaltung angesteuert und zurückgesetzt wird. Das Zurücksetzen der Schwingspule wird zu der Membran übertragen, die dann den wiedergegebenen Ton an der Vorder- und Rückseite abstrahlt.
Das Gehäuse 1 besteht beispielsweise aus Kunstharz und ist ausgebildet, die Tonwiedergabeeinheit 2 aulzunehmen und zu halten. Das Gehäuse 1 hat eine Öffnung 1a, wobei die Vorderseite als Tonabstrahlseite der Tonwiedergabeeinheit 2 arbeitet, die zur Außenseite weist. Das Gehäuse 1 nimmt auf und hält die Tonwiedergabeeinheit 2, wobei die Vorderseite der Tonwiedergabeeinheit über die Öffnung 1a nach außen weist.
Die Stromversorgung (elektrische Verbindungsleitung) 2a wird mittels eines in dem Gehäuse 1 vorgesehenen Versorgungsauslasses 1c aus dem Gehäuse 1 geleitet.
Das Gehäuse 1 weist eine Tonleitungsröhre 3 auf, die eine Verbindung zwischen dem Inneren und Äußeren des Gehäuses 1 herstellt. So ist das Gehäuse 1 mit einer Tonleitungsöffnung 1b versehen, die an der lateralen Seite der Tonwiedergabeeinheit 2 angeordnet ist, wobei die Tonleitungsröhre 3 in Form eines Hohlzylinders mit der Öffnung 1b ausgerichtet ist. Diese Tonleitungsröhre 3 ist in einem Stück mit dem Gehäuse 1 und mit einer festgelegten Länge ausgebildet, so daß sie weg vom Gehäuse 1 weist. Das Abschlußende 3a, das als Tonabstrahlende dient, ist so gebogen, daß es in die gleiche Richtung wie die Einheit 2 weist und als die Tonleitungsöffnung 3b geöffnet ist.
So breitet sich der von der Rückseite der Tonwiedergabeeinheit 2 in das Innere des Gehäuses 1 abgestrahlte Ton von dem Inneren des Gehäuses über die Tonleitungsöffnung ib in das Innere der Tonleitungsröhre 3 aus, so daß er über die Tonabstrahlungsöffnung 3b der Tonleitungsröhre 3 nach außen abgestrahlt wird.
Das äußere Ende 3a der Tonleitungsröhre 3 hat einen wie durch den Pfeil d in Fig. 1 gezeigten Außendurchmesser, der kleiner ist als der Innendurchmesser des äußeren Gehhörganges E, der durch den Pfeil e in Fig. 1 gezeigt ist, so daß das äußere Ende 3a in den äußeren Gehörgang E eingeschoben werden kann, ohne den äußeren Gehörgang E vollständig abzuschließen, um einen genügend großen Zwischenraum zu bilden, um eine Schallausbreitung zwischen ihm und der Innenwand des äußeren Gehörganges E zu erlauben. Der Innendurchmesser des äußeren Gehörganges E des Menschen beträgt üblicherweise 7 bis 9 mm. Der äußere Abschnitt 3c der Tonleitungsröhre 3 ist genau in ungefähr 90º-Richtung gebogen, so daß bei der sich auf den Ohren des Benutzers befindlichen Vorrichtung die Tonabstrahlungsöffnung 3b zur Innenseite des äußeren Gehörganges E gerichtet ist.
Wenn die oben beschriebene Ohrhörervorrichtung verwendet wird, wird das äußere Ende 3a der Tonleitungsröhre 3 in den äußeren Gehörgang E eingeschoben, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Das heißt, diese Ohrhörervorrichtung wird, wie später beschrieben wird, durch ein Halteglied gehalten, so daß der von der Tonabstrahlungsöffnung 3b am äußeren Ende 3a der in den äußeren Gehörgang E eingeschobenen Tonleitungsröhre abgestrahlte Ton das nicht dargestellte Trommelfell nach Ausbreitung durch den Innenraum des äußeren Gehörganges E erreicht.
Diese Ohrhörervorrichtung erlaubt es, daß Ton von der Tonwiedergabeeinheit 2 das Trommelfell über den äußeren Gehörgang E erreicht, ohne den äußeren Gehörgang abzuschließen. Daher kann mit der vorliegenden Ohrhörervorrichtung der Ton wiedergegeben werden, ohne die Hörbarkeit von äußeren Schallquellen zu unterbinden.
Fig. 2 zeigt ein akustisches Äquivalentschaltbild, das die akustischen Charakteristiken der Ohrhörervorrichtung zeigt. Eine äquivalente Masse Md für die Tonwiedergabeeinheit 2, eine Compliance (Nachgiebigkeit) Cd und ein akustischer Widerstand Rd sind in Reihe geschaltet und eine Compliance Cb innerhalb des Gehäuses list mit der Reihenschaltung der äquivalenten Masse Md, der Compliance Cd und dem akustischen Widerstand Rd geschaltet, um eine geschlossene Schleife zu bilden. Eine der Verbindungen zwischen der Compliance Cb auf der einen Seite und der äquivalenten Masse Md, der Compliance Cd und dem akustischen Widerstand Rd auf der anderen Seite ist mit einer akustischen Schaltung &epsi; innerhalb des äußeren Gehörganges E über die äquivalente Masse Mb der Luft in der Tonleitungsröhre 3 verbunden. Die andere der Verbindungen zwischen der Compliance Cb auf der einen Seite und der äquivalenten Masse Md, dem akustischen Widerstand Rd und der Compliance Cd auf der anderen Seite ist direkt mit der akustischen Schaltung &epsi; des äußeren Gehörganges E verbunden. Die akustische Schaltung &epsi; in dem äußeren Gehörgang E bildet eine geschlossene Schleife, bestehend aus der äquivalenten Masse Me innerhalb des äußeren Gehörganges E, der Compliance Ce und dem akustischen Widerstand Re. Die Verbindung zwischen der Compliance Ce und dem akustischen Widerstand Re ist mit einer äquivalenten Masse Mb der Luft in der Tonleitungsröhre 3 verbunden. Die Verbindung zwischen der Compliance Ce und der äquivalenten Masse Me ist mit der anderen Verbindung B der Verbindungen zwischen der äquivalenten Masse Md, der Compliance Cd und dem akustischen Widerstand Rd auf der einen Seite und der Compliance Cb auf der anderen Seite verbunden.
Bei der obigen akustischen Schaltung ist die Resonanzfrequenz f&sub0; der Ohrhörervorrichtung gegeben als f&sub0; = 1/(2π CMD + Mb) Cd ... (1)
welche geringer ist als die Resonanzfrequenz der Tonwiedergabeeinheit 2 alleine. Daher ist bei der beschriebenen Ohrhörervorrichtung eine optimale Tonwiedergabe über einen großen Frequenzbereich einschließlich des niedrigen Frequenzbereiches möglich.
Das Frequenzansprechen des wiedergegebenen Tones durch die Tonwiedergabeeinheit 2 alleine zeigt einen Resonanzpeak bei ungefähr 2 kHz, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Um die Effekte dieses Resonanzpeaks zu vemngern, werden die obigen Tonsignale einer Korrekturschaltung 5 der Tonwiedergabeeinheit 2 zugeführt. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, weist diese Korrekturschaltung 5 eine Serienschaltung von ersten und zweiten Kondensatoren 6 und 7 zwischen einem der Ausgangsenden Sb der Signalquelle 5a und einem Eingangsende der Tonwiedergabeeinheit 2 auf, und wobei erste und zweite Widerstände 8 und 9 in Reihe geschaltet sind, so daß sie parallel sind mit den Kondensatoren 6 und 7. Die Verbindung zwischen den Kondensatoren 6 und 7 ist über einen dritten Widerstand 10 mit dem anderen Ausgangsenden 5c der Signalquelle 5a mitverbunden, die dem anderen Eingangsende der Tonwiedergabeeinheit 2 verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem ersten Widerstand 8 und dem zweiten Widerstand 9 ist über einen dritten Kondensator 11 mit dem anderen Ausgangsende 5c der Signalquelle 5a verbunden.
Durch Zuführung der obigen akustischen Signale mittels der eben beschriebenen Korrekturschaltung 5 zu der Tonwiedergabeeinheit 2 kann der Ton mit einer glatteren Frequenzcharakteristik wiedergegeben werden, die im geringeren Maße durch Resonanzpeaks beeinflußt ist.
Der erfindungsgemaße elektroakustische Wandler kann so ausgebildet sein, daß ein Paar der oben beschriebenen Ohrhörereinrichtungen ausgebildet ist, an den Ohrmuscheln des Benutzers befestigt zu werden und für das linke und rechte Ohr verwendet zu werden, um eine Stereo-Tonwiedergabe auszuführen.
Andererseits kann die Tonwiedergabeeinheit des erfindungsgemäßen elektroakustischen Wandlers in einem Gehäuse 1 untergebracht und befestigt sein, wobei die Rückseite über die Öffnung 1a nach außen weist und die Vorderseite zur Innenseite des Gehäuses 1 weist. In diesem Fall kann der von der Vorderseite der Tonwiedergabeeinheit 2 abgestrahlte Ton durch die Tonleitungsröhre 3 geleitet werden, um den äußeren Gehörgang E zu erreichen.
Der erfindungsgemäße elektroakustische Wandler, der als zur Verwendung an den Ohren des Benutzers befestigte Ohrhörervorrichtung ausgebildet ist, kann auch wie in den Fig. 5A und 5B gezeigt ausgebildet und konstruiert sein, wo ein Vorsprung 4a als Halteglied am vordersten Teil 3c der Tonleitungsröhre 3 vorgesehen ist und die Vorderseite 3c der Tonleitungsröhre 3 in einem Hohlraum der Ohrmuschel D gehalten ist, die eine Ausnehmung des Ohres C ist. Das heißt, wenn bei der vorliegenden Ohrhörervorrichtung die äußere Seite 3c der Tonleitungsröhre 3 in den Hohlraum der Ohrmuschel D mit der Vorderseite der Tonleitungsröhre 3 nach unten gerichtet eingeschoben wird, wird der Vorsprung 4a in Abstützung mit dem Tragus F und dem Antitragus J im unteren Bereich der Ohrmuschelausnehmung D gehalten. Die Tonleitungsröhre 3 hängt an einem Einschnitt K zwischen Tragus F und Antitragus 3 und ist in Abstützung an die Außenfläche der Otorrhea, einem Abschnitt der Ohrmuschel C an einer Position unterhalb des Zwischeneinschnittes K gehalten.
Wenn der Vorsprung 4a in Abstützung an den Tragus F und den Antitragus 3 gehalten ist und wenn die Tonleitungsröhre 3 in Abstützung an die Otorrhea L gehalten ist, wird die äußere Seite 3c der Tonleitungsröhre 3 innerhalb des Hohlraumes der Ohrmuschel D gehalten und das äußere Ende 3a der Tonleitungsröhre 3 wird in den äußeren Gehörgang E eingeschoben, wie in Fig. 5B gezeigt ist. Da bei der Ohrhörervorrichtung der Abstützpunkt der Tonleitungsröhre 3 mit der Otorrhea L unterhalb des Befestigungspunktes ist, der den Vorsprung 4a hält, wird eine Drenung in der durch den Pfeil X in Fig. 5B gezeigten Richtung mit dem Abstützpunkt zwischen Tragus F und Antitragus 3 als Drehpunkt, welches die Fallrichtung des Vorsprunges 4a von dem Hohlraum der Ohrmuschel D ist, unterbunden, so daß eine sichere und positive Befestigung der Ohrhörervorrichtung durch die Ohrmuschel C garantiert wird.
Bei der Ohrhörervorrichtung kann auch ein torusförmiges Glied 4b als Befestigungsglied an der äußeren Seite 3c der Tonleitungsröhre 3 vorgesehen sein, wie in den Fig. 6A und 68 gezeigt ist, so daß die äußere Seite 3c der Tonleitungsröhre 3 durch das torusförmige Halteglied 4b im Hohlraum der Ohrmuschel D gehalten werden kann. Das heißt, wenn bei der vorliegenden Ohrhörervorrichtung die äußere Seite 3c der Tonleitungsröhre 3 in den Hohlraum der Ohrmuschel D geschoben wird, wobei die äußere Seite der Tonleitungsröhre 3 nach unten gerichtet ist, wird das torusförmige Glied 4b in Abstützung mit Tragus F und Antitragus 3 im Hohlraum der Ohrmuschel D gehalten. Die hintere Außenfläche des torusförmigen Gliedes 4b, das beim Einfügen des torusförmigen Gliedes 4b in den Hohlraum der Ohrmuschel D zur Außenseite des Ohres C weist, ist als abgeschrägter Abschnitt 4d ausgebildet, um eine bestmögliche Abstützung durch Tragus F und Antitragus 3 sicherzustellen. Die Tonleitungsröhre 3 ist ausgebildet, sich durch den Einschnitt K zwischen Tragus F und Antitragus 3 nach unten zu erstrecken und ist in Abstützung mit der äußeren Seitenfläche der Otorrhea L gehalten.
Wenn des torusförmige Glied 4b so in Abstützung mit Tragus F und Antitragus 3 gehalten wird und die zweite Tonleitungsröhre 3 in Abstützung mit der Otorrhea L gehalten wird, wird die äußere Seite 3c der Tonleitungsröhre 3 innerhalb des Hohlraumes der Ohrmuschel D gehalten, wie in Fig. 68 gezeigt ist und das äußere Ende 3a der Tonleitungsröhre 3 wird in den äußeren Gehörgang E eingeschoben, der gleichzeitig mittels eines zentralen Durchgangsloches 4c im torusförmigen Glied 4b nach außen weist. Mit der vorliegenden Ohrhörervorrichtung dient ähnlich wie bei der in Fig. SB gezeigten Ohrhörervorrichtung der Abstützpunkt der Tonleitungsröhre 3 auf der Otorrhea L und der des torusförmigen Gliedes 4b auf Tragus F und Antitragus 3 dazu, eine Drenung des torusförmigen Gliedes 4b in Richtung eines Herausfallens des torusförmigen Gliedes aus dem Hohlraum der Ohrmuschel D zu verhindern, wie durch einen Pfeil x in Fig. 68 gezeigt ist, um eine sichere und positive Halterung der Ohrhörervorrichtung durch die Ohrmuschel C zu gewährleisten.
Währenddessen ist bei der in Fig. 5A, 5B, 6A und 5B gezeigten Ohrhörervorrichtung die Tonleitungsröhre 3 ausgebildet, mit dem Gehäuse 1 an der Seitenfläche der vorderen Seite verbunden zu sein, und der Leitungsausgang 1c ist auf der Vorderseite vorgesehen.
Die Ohrhörervorrichtung kann auch wie in Fig. 7 gezeigt ist ausgebildet sein, wobei ein armförmiger Ohrhänger 13, der als Halteglied gebogen ist, an der Außenseite des Gehäuses 1 vorgesehen ist, und wobei der Ohrhänger auf der Oberseite der äußeren Seite der Ohrmuschel C eingreift und gehalten ist. Wenn bei dieser Ohrhörervorrichtung der Ohrhänger 13 in die Ohrmuschel C eingreift und von dieser gehalten wird, wird die äußere Seite 3a der zweiten Tonleitungsröhre 3 in den äußeren Gehörgang E geschoben.
Der erfindungsgemäße elektroakustische Wandler kann auch ausgebildet sein, am Kopf des Benutzers befestigt zu werden. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, wird ein Paar der oben beschriebenen Ohrhörervorrichtungen an beiden Seiten eines Kopfbandes 12 befestigt, das ausgebildet ist, im wesentlichen auf den Kopf des Benutzers zu passen. Solch eine Kopfhörervorrichtung wird verwendet mit dem durch den Kopf des Benutzers gehaltenen Kopfband 12, wobei die äußeren Seiten der zweiten Tonleitungsröhren 3 der Ohrhörervorrichtungen in die äußeren Gehörgänge des rechten und linken Ohres des Benutzers geschoben werden. Die in Fig. 8 gezeigte Kopfhörervorrichtung weist ein Paar Tonwiedergabeeinneiten 7 auf, um eine Stereowiedergabe zu ermöglichen.
Der erfindungsgemäße elektroakustische Wandler kann auch wie in Fig. 9 gezeigt ausgebildet sein, wo das Gehäuse 1 am Haarband 12 vorgesehen ist und zwei Tonleitungsröhren 3l, 3r für das rechte und linke Ohr am Gehäuse 1 vorgesehen sind. Die Tonleitungsröhren 3l, 3r sind so ausgebildet, daß sie an beiden Seiten des Haarbandes 12 herausragen. Dieser elektroakustische Wandler wird mit dem Haarband 12 verwendet, das auf dem Kopf des Benutzers befestigt ist, wobei die äußeren Seiten 3a der Tonleitungsröhren 3l, 3r in die äußeren Gehörgänge E des linken und rechten Ohres des Benutzers geschoben werden. Bei dem elektroakustischen Wandler breitet sich der durch die Tonwiedergabeinheit, die sich in dem Gehäuse 1 befindet und durch dieses gehalten wird, wiedergegebene Ton durch die Tonleitungsröhren 3l, 3r aus, um die äußeren Gehörgänge E des linken und rechten Ohres zu erreichen.
Das in Fig. 10 gezeigte erfindungsgemäße Tonwiedergabesystem besteht aus einer Kopfhörervorrichtung 14 des Typs, der an den Ohrmuscheln des Benutzers befestigt wird, wobei ein Paar von den in Fig. 1 gezeigten Ohrhörervorrichtungen gezeigt sind, um einen elektroakustischen Wandler zu bilden, wobei rechte und linke Lautsprechervorrichtungen 15l, 15r als Wiedergabevorrichtungen arbeiten.
Jede der Lautsprechervorrichtungen 15l, 15r weist eine Lautsprechereinheit 15a mit einer magnetischen Schaltung und einer Membran und einem Lautsprechergehäuse 15b auf, welches die Lautsprechereinheit 15a enthält und stützt, wobei die tonabstrahlende Seite nach außen weist. Wenn die Tonsignale der Lautsprechervorrichtung 15l, 15r zugeführt werden, wandeln diese Vorrichtungen 15l, 15r die Tonsignale in Schwingungen der Membran der Lautsprechereinheit 15a um, um den Ton wiederzugeben. Die Lautsprechereinheiten 15l, 15r sind auf der linken und rechten vorderen Seite des Hörers 17 angeordnet, wobei die tonabstrahlende Seite auf den Hörer 17 weist.
Damit nur die Niedrigfrequenzkomponente des den Lautsprechervorrichtungen 15l, 15r gelieferten akustischen Signales der Kopfhorervorrichtung 14 zugeführt wird, werden die oben erwähnten akustischen Signale der Kopfhörervorrichtung 14 über den Verstärker 16 zugeführt, wie in Fig. 11 gezeigt ist. Die Verstärkungsfaktor-Frequenzcharakteristik des Verstärkers 16 ist ungefähr Null im Bereich oberhalb ungefähr 1 kHz, wie mit G in Fig. 12 gezeigt ist, und wobei im Bereich unterhalb von ungefähr 1 kHz der Verstärkungsfaktor größer ist.
Die Kopfhörervorrichtung 14, der die elektrischen Signale über den Verstärker 16 mit dieser Verstärkungsfaktor-Frequenzcharakteristik zugeführt werden, führt eine Tonwiedergabe mit einer Frequenzcharakteristik aus, bei der der Schalldruck im Frequenzbereich von 20 bis 100 Hz angehoben ist.
Bei der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Tonwiedergabevorrichtung werden die Ansteuersignale als Ton durch die Lautsprechervorrichtungen 15l, 15r wiedergegeben, während die Niedrigfrequenzkomponenten der Ansteuersignale durch die Kopfhörervorrichtung wiedergegeben werden. Da durch die Kopfhörervorrichtung 14 der wiedergegebene Ton das Trommelfell des Hörers 17 erreicht, ohne den äußeren Gehörgang C des Hörers 17 zu verschließen, kann der Hörer 17 den durch die Lautsprechervorrichtung 15l, 15r wiedergegebenen Ton und den durch die Kopfhörervorrichtung 14 wiedergegebenen Ton gleichzeitig hören.
Somit erlaubt es die beschriebene Tonwiedergabevorrichtung, die Größe des Lautsprechergehäuses 15b oder der Lautsprechereinheit 15a, die die Lautsprechervorrichtungen 15l, 15r bilden, zu verringern, und die Verringerung der Ausmaße dieser Lautsprechervorrichtungen 15l, 15r im Niedrigfrequenzbereich wird durch die Tonwiedergabe im Niedrigfrequenzbereich mittels der Kopfhörervorrichtung 14 kompensiert. So arbeiten bei dieser Tonwiedergabevorrichtung der Ton von der Lautsprechervorrichtung 15l, 15r und der Ton von der Kopfhörervorrichtung 14 zusammen, um eine zufriedenstellende Tonwiedergabe über einen großen Frequenzbereich einschließlich des Niedrigfrequenzbereiches zu realisieren.
Währenddessen ist bei der vorliegenden Tonwiedergabevorrichtung die Gerichtetheit und Fixiertheit der Teile, die die empfundene Tonstufe ausmachen, zum größten Teil durch die Töne im niedrigen und hohen Frequenzbereich bestimmt, die durch die Lautsprechereinrichtungen 15l, 15r wiedergegeben werden. Der Ton innerhalb des Niedrigfrequenzbereiches, der durch die Kopfhörervorrichtung 14 wiedergegeben wird, bestimmt im wesentlichen nicht die Gerichtetheit und Fixiertheit des wiedergegebenen Tons.
Der Verstärker 16 kann auch so ausgebildet sein, daß seine Charakteristik zwischen der Verstärkungs-Frequenzcharakteristik, die den oben erwähnten Niedrigfrequenzbereich betont und einer im wesentlichen flachen Frequenzcharakteristik über den gesamten Frequenzbereich umgeschaltet werden kann. Wenn die flache Einstellung des Verstärkers 16 verwendet wird, gibt die Ohrhörervorrichtung 14 den Ton über den gesamten Frequenzbereich wieder, so daß eine zufriedenstellende Tonwiedergabe ohne Verwendung der Lautsprechervorrichtungen 15l, 15r erreicht werden kann.
Damit nur die Niedrigfrequenzkomponente des Tonsignales der Kopfhörervorrichtung 14 zugeführt wird, kann das Tonsignal der Kopfhörervorrichtung 14 über eine elektrische Schaltung 18 vom passiven Netzwerktyp zugeführt werden, wie in Fig. 13 gezeigt ist. Diese elektrische Schaltung vom passiven Netzwerktyp enthält mehrere Spulen 20a, 20b, 20c, die zwischen einem Ausgang 19a einer Signalquelle 19 und einem Eingang der Tonwiedergabeeinheit 2 der Kopfhörervorrichtung 14 zwischengeschaltet sind. Diese Spulen 20a, 20b, 20c sind miteinander in Reihe verbunden. Kondensatoren 21a, 21b, 21c sind zwischen Verbindungen zwischen den Spulen 20a, 20b, 20c und dem anderen Ausgang 19b der Signalquelle 19 verbunden, die mit dem anderen Eingang der Tonwiedergabeeinheit 2 verbunden ist.
Die der Kopfhörervorrichtung 14 über die passive elektrische Schaltung 18 zugeführten Signale werden der Kopfhörervorrichtung 14 nach einer Dämpfüng zugeführt, die bei höheren Frequenzkomponenten stärker ausgeführt wird. Das Maß der Dämpfung kann bestimmt werden durch geeignete Wahl der Induktivitätswerte der Spulen 20a, 20b, 20c und der Blindwiderstandswerte der Kondensatoren 21a, 21b, 21c und kann dadurch repräsentiert werden, wie sehr der Pegel des Tonsignales der doppelten Frequenz im Vergleich mit den Tonsignalen einer gegebenen Frequenz gedämpft wird, wie etwa 6 dB/Okt oder 12 dB/Okt.
Die akustische Schaltung für die Kopfhörervorrichtung 14 ist in Fig. 2 gezeigt, wobei die äquivalente Masse Mb der Luft in der Tonleitungsröhre 3 mit der akustischen Schaltung für die Tonwiedergabeeinheit 2 verbunden ist. Je größer daher die äquivalente Masse Mb der Luft innerhalb der Tonleitungsröhre 3 ist, desto geringer ist die Resonanzfrequenz f&sub0; der Kopfhörervorrichtung 14, so daß eine zufriedenstellendere Wiedergabe des Tonsignales im Niedrigfrequenzbereich durch die Kopfhörervorrichtung 14 realisiert werden kann.
Die erfindungsgemäße Tonwiedergabevorrichtung ist nicht auf Ausbildungen beschränkt, in denen die Tonwiedergabe lediglich für den Niedrigfrequenzbereich durch die Kopfhörervorrichtung ausgeführt wird, sondern ein sogenannter umgebender Ton (surround sound) kann mit der Kopfhörervorrichtung 14 wiedergegeben werden. Das heißt, die den Lautsprechervorrichtungen 15l, 15r zugeführten Tonsignale werden über eine sogenannte Umgebungstonschaltung der Kopfhörervorrichtung 14 zugeführt. Diese Umgebungstonschaltung gibt das Tonsignal nach einer festgelegten Verzögerung und Dämpfung aus.
Bei der oben beschriebenen Tonwiedergabevorrichtung wirken der durch die Lautsprechereinrichtungen 15l, 15r und der durch die Kopfhörervorrichtung 14 wiedergegebene Ton zusammen, um Ton mit sogenannter Konzerthallenpräsenz wiederzugeben, d.h. gleichzeitig mit den nachhallenden und verbleibenden Tonkomponenten.
Die erfindungsgemäße Tonwiedergabevorrichtung kann wie in Fig. 14 gezeigt ausgebildet sein, wobei die Lautsprechervorrichtungen 15l, 15r durch den Kopf des Hörers gehalten sein können.
Bei der in Fig. 14 gezeigten Tonwiedergabevorrichtung werden die Lautsprechervorrichtungen 15l, 15r an der vorderen linken und rechten Seite des Hörers 17 durch ein Haarband 12 und ein Paar von Lautsprecherhaltearmen 22 gehalten, die nach außen vorstehend durch das Haarband 12 gehalten werden, wobei die tonabstrahlende Seite auf den Hörer 17 zeigt. Die Kopfhörervorrichtung 14 wird durch den Hörer 17 wie bei den oben beschriebenen Tonwiedergabevorrichtungen getragen.
Da bei der vorliegenden Tonwiedergabevorrichtung die Lautsprechereinrichtungen 15l, 15r den Eindruck der stationären Tonbildposition des wiedergegebenen Tones bestimmen, werden diese durch den Kopf 17 des Hörers gehalten und die Lautsprechereinrichtungen 15l, 15r folgen einer Bewegung des Kopfes des Hörers, wobei eine zufriedenstellende Tonwiedergabe ausgeführt werden kann, ohne daß sich die empfundene Tonstufe ändert.
Andererseits kann bei der oben beschriebenen Tonwiedergabevorrichtung, bei der die Lautsprechereinrichtungen 15l, 15r vom Kopf des Hörers getragen werden, die Tonleitungsröhre 13 am Lautsprechergehäuse 15 der Lautsprechereinrichtungen 15l, 15r vorgesehen sein, ohne daß die Kopthörervorrichtung 14 verwendet wird, wie in Fig. 15 gezeigt ist.
Das heißt, bei der vorliegenden Tonwiedergabevorrichtung ist eine Tonleitungsröhre 3 ähnlich deijenigen am Gehäuse 1 der Kopfhörervorrichtung 14 am Lautsprechergehäuse 15b vorgesehen. Diese Tonleitungsröhre 3 ist so ausgebildet, daß der von der Rückseite des Lautsprechergehäuses 15b zur inneren Seite des Lautsprechergehäuses 15b abgestrahlte Schall über die Tonleitungsöffnung 15c, die im Lautsprechergehäuse 15b vorgesehen ist, nach außen geleitet und über die Tonabstrahlungsöffnung 3b am äußeren Ende 3a abgestrahlt wird, um den äußeren Gehörgang E des Hörers 17 zu erreichen. Das heißt, bei der vorliegenden Tonwiedergabevorrichtung ist der durch die Lautsprechereinheit 15a nach vorne abgestrahlte Ton der durch die Tonwiedergabevorrichtung abgestrahlte Ton, während der durch die Lautsprechereinheit 15a abgestrahlte Ton aquivalent dem durch den elektroakustischen Wandler wiedergegebenen Ton ist.
Die oben beschriebene Tonwiedergabevorrichtung ist so ausgebildet, daß die Resonanzfrequenz des Lautsprechergehäuses 15b und diejenige in der Tonleitungsröhre 3b geringer sind als die Resonanzfrequenz der Lautsprechereinheit 15a, und daß die Niedrigfrequenzkomponente des von der Lautsprechereinheit 15a abgestrahlten Tones effektiver in die Tonleitungsröhre 3 geleitet wird. Daher wird bei der vorliegenden Tonwiedergabevorrichtung auch dann, wenn der Schalldruck der Niedrigfrequenzkomponente des von den Lautsprechereinrichtungen 15l, 15r in Richtung der Vorderseite wiedergegebenen Tones ungenügend ist, die Niedrigfrequenzkomponente des in Richtung der Rückseite der Lautsprechereinheit 15a abgestrahlten Tones durch die Tonleitungsröhre 3 zum äußeren Gehörgang E des Hörers 17 geleitet, um eine zufriedenstellende Tonwiedergabe zu realisieren.
Wenn bei der erfindungsgemäßen Tonwiedergabevorrichtung die Wiedergabe lediglich der Niedrigfrequenzkomponente des Tones durch die Kopfhörervorrichtung 14 ausgeführt werden soll, kann die Kopfhörervorrichtung 14 durch eine Kopfhörervorrichtung oder eine Ohrhörervorrichtung ersetzt werden, die in den Fig. 5A bis 9 gezeigt ist. Da der Ton im Niedrigfrequenzbereich nicht die Positionsstabilität des wiedergegebenen Tones beeinflußt, kann die Tonwiedergabe zufriedenstellend erreicht werden, wenn der Ton im Niedrigfrequenzbereich nur einem Ohr zugeführt wird.
Als die erfindungsgemäße Tonwiedergabevorrichtung bildender elektroakustischer Wandler können verschiedene Wandler verwendet werden, die zur zufriedenstellenden Wiedergabe von Niedrigfrequenztönen ausgebildet sind, zusätzlich zu der oben beschriebenen Kopfhörervorrichtung 14, oder den in den Fig. 5A bis 9 gezeigten Kopfhörervorrichtungen oder Ohrhörervorrichtungen.
Als Ohrhörervorrichtung, die die Kopfhörervorrichtung 14 bildet, kann eine Vorrichtung verwendet werden, die, wie in Fig. 16 gezeigt ist, eine Trennwand 24 mit einem Durchgang 23 in dem Gehäuse 1 der in Fig. 1 gezeigten Ohrhörervorrichtung aufweisen kann, wobei die Ohrhörervorrichtung als sogenannter Doppelbaß-Reflex-Typ ausgebildet sein kann. Bei dieser Ohrhörervorrichtung ist das Gehäuse 1 durch die Trennwand 2 in eine erste Luftkammer 25 auf der Seite der Tonwiedergabeeinheit 2 und eine zweite Luftkammer 26 auf der Seite der Tonleitungsöffnung 1b aufgeteilt. Diese erste und zweite Luftkammer 25, 26 sind miteinander durch den genannten Durchgang 23 in der Trennwand 24 verbunden.
Bei der oben beschriebenen Ohrhörervorrichtung wird der in Richtung der Rückseite der Tonwiedergabeeinheit 2 abgestrahlte Ton in die erste Luftkammer 25 abgestrahlt, um durch den Durchgang 23 in die zweite Lufikammer 26 geleitet zu werden. Der in die zweite Luftkammer 26 geleitete Ton wird über die Tonleitungsöffnung 1b und die Tonleitungsröhre 3 geleitet.
In einer äquivalenten akustischen Schaltung der oben beschriebenen Ohrhörervorrichtung sind, wie in Fig. 17 gezeigt ist, die äquivalente Masse Md, die Compliance Cd und der akustische Widerstand Rd der Tonwiedergabeeinheit in Reihe geschaltet und eine Compliance C&sub1; in der ersten Luftkammer 25 ist mit der Reihenschaltung verbunden, um eine geschlossene Schleife zu bilden. Eine der Verbindungen zwischen der Äquivalenzmasse Md, der Compliance Cd und dem akustischen Widerstand Rd, die in Fig. 17A gezeigt sind, ist mit einer akustischen Schaltung &epsi; des äußeren Gehörganges E mittels der äquivalenten Masse M&sub1; der Luft in der Verbindung 23 und der äquivalenten Masse Mb der Luft in der Tonleitungsröhre 3 verbunden. Die äquivalente Masse M&sub1; und die äquivalente Masse Mb sind miteinander in Reihe verbunden. Die andere Verbindung zwischen der äquivalenten Masse Md, der Compliance Cd und dem akustischen Widerstand Rd einerseits und der Compliance C&sub1; andererseits, in Fig. 17 als B gezeigt, ist mit der akustischen Schaltung &epsi; des äußeren Gehörganges E verbunden. Eine Compliance C&sub2; in der zweiten Lufikammer 26 ist zwischen der Verbindung zwischen der äquivalenten Masse M&sub1; der Luft in der Verbindung 23 und der äquivalenten Masse Mb der Luft in der Tonleitungsröhre 3 einerseits und der anderen Verbindung zwischen der Compliance C&sub1; und der äquivalenten Masse Md, der Compliance Cd und dem akustischen Widerstand Rd andererseits, zwischengeschaltet, die in Fig. 17 als B dargestellt ist.
In der akustischen Schaltung &epsi; des äußeren Gehörganges E bilden die äquivalente Masse Me im äußeren Gehörgang E, die Compliance Ce und der akustische Widerstand Re eine geschlossene Schleife. Die Verbindung zwischen der Compliance Ce und dem akustischen Widerstand Re ist mit der äquivalenten Masse Mb in der Tonleitungsröhre 3 verbunden.
Die Verbindung zwischen der Compliance Ce und der äquivalenten Masse Me ist mit der anderen Verbindung zwischen der äquivalenten Masse Md, der Compliance Cd und dem akustischen Widerstand Rd, in Fig. 17 als B gezeigt, verbunden.
Bei der mittels der in Fig. 17 gezeigten akustischen Schaltung beschriebenen Ohrhörervorrichtung kann die Resonanzfrequenz f&sub0; der Ohrhörervorrichtung umso geringer werden, je größer die Summe der äquivalenten Masse M&sub1; der Luft in dem Durchgang 23 und der äquivalenten Masse Mb der Luft in der Tonleitungsröhre 3 ist. Das heißt, bei der vorliegenden Ohrhörervorrichtung kann die Resonanzfrequenz f&sub0; in dem Maße entsprechend der äquivalenten Masse M&sub1; der Luft in den Durchgang 23 geringer gemacht werden im Vergleich mit der in Fig. 1 gezeigten Tonhörervorrichtung, so daß die Tonwiedergabe des Niedrigfrequenzbereiches zufriedenstellend ausgeführt werden kann.
Bei der die Kopfhörervorrichtung 14 bildenden Ohrhörervorrichtung kann ein solcher Wandler verwendet werden, bei dem, wie in Fig. 18 gezeigt ist, die Tonleitungsröhre 3 oder die in Fig. 1 gezeigte Ohrhörervorrichtung in mehrere Tonleitungsabschnitte 28a, 28b durch eine Trennwand 27 aufgeteilt ist, die entlang der Achse der Tonleitungsröhre 3 ausgebildet ist.
Das heißt, bei der Tonleitungsröhre 3 der vorliegenden Ohrhörervorrichtung können die durch die Trennwand 27 definierten Tonleitungsabschnitte 28a, 28b verschiedene Innendurchmesser oder Längen aufweisen, während sie so ausgebildet sind, daß die äquivalenten Massen in den Tonleitungsabschnitten 28a, 28b einander ungefähr gleich sind. Daher wird es bei der vorliegenden Ohrhörervorrichtung möglich, die Entstehung einer Resonanz entlang der Tonleitungsröhre 3 zu verhindern, um eine optimale Tonwiedergabe im Niedrigfrequenzbereich zu realisieren.
Bei der Ohrhörervorrichtung, die die Kopfhörervorrichtung 14 bildet, kann ein dichtes Abschlußglied 29 bestehend aus einem luftdurchlässigen Material wie Urethan zum Umschließen der äußeren seitlichen Oberfläche der äußeren Seite 3c der Tonleitungsröhre 3 vorgesehen sein, wie in Fig. 19 gezeigt ist.
Bei einer solchen Ohrhörervorrichtung, bei der das Verschlußglied 29 an der äußeren seitlichen Oberfläche am äußeren Ende 3c der Tonleitungsröhre 3 vorgesehen ist, ist das Ausmaß des dichten Abschlusses in der Tonleitungsröhre 3 und des äußeren Gehörganges E verbessert, um den Schalldruck des wiedergegebenen Tones im Niedrigfrequenzbereich zu verbessern.
Da das Verschlußglied 29 luftdurchlässig ist, unterbindet es nicht das Hören des von den Lautsprechereinrichtungen 15l, 15r wiedergegebenen oder des äußeren Schalls. Das Verschlußglied 29 kann abnehmbar an der Tonleitungsröhre 3 ausgebildet sein.
Als die Tonwiedergabeeinrichtung, die die erfindungsgemäße Tonwiedergabevorrichtung bildet, können ebenfalls Kopfhörervorrichtungen, die zur Ausführung einer Tonwiedergabe über den gesamten Frequenzbereich von dem niedriegen zum hohen Bereich geeignet sind, neben den oben erwähnten Lautsprechereinrichtungen 15l, 15r verwendet werden.
Somit besteht diese Tonwiedergabevorrichtung, wie in Fig. 20 gezeigt ist, aus einer Ohrhörervorrichtung des Typs, der am Ohr des Benutzers befestigt ist, der die akustischen Signale zur Tonwiedergabe zugeführt werden, und einem elektroakustischen Wandler 34, der ausgebildet ist zur Wiedergabe wenigstens der Niedrigfrequenzkomponente des akustischen Signales, das mittels des Verstärkers 16 oder der passiven Schaltung 18 zugeführt wird. Als elektroakustischer Wandler 34 werden die in den Fig. 1, 5A bis 9, 16 oder 18 gezeigten Ohrhörervorrichtungen oder eine Kopfhörervorrichtung verwendet, die ein Paar solcher Ohrhörervorrichtungen benutzt.
Die an den Ohren 30 des Benutzers befestigte Kopffiörervorrichtung ist ausgebildet, ein Paar Tonwiedergabeeinheiten 31 in einer Position gegenüber den Eingängen der äußeren Gehörgänge E zu halten, die ausgebildet sind, akustische Signale in Ton umzuwandeln. Das heißt, die Tonwiedergabeeinheiten 31 sind in einem Kopfhörergehäuse 32 untergebracht und gehalten, wie in Fig. 20 gezeigt ist, wobei die tonabstrahlende Seite über die tonabstrahlende Öffnung 32a nach außen weist. Dieses Kopfhörergehäuse 32 befindet sich in dem Hohlraum der Ohrmuschel D, welche die Ausnehmung im Ohr C bildet, wobei die tonabstrahlende Seite der Tonwiedergabeeinheit 31 in das Innere des äußeren Gehörganges E weist und durch Tragus und Antitragus gehalten ist. Ein elektrischer Ahschluß 31a, der das Ansteuersignal der Tonwiedergabeeinheit 31 liefert, wird mittels eines Kabelführungsabschnittes 32c, der sich von dem Kopfhörergehäuse 32 erstreckt und mittels eines Kabelausganges 32c, das am vordersten Teil des Kabelführungsabschnittes 32c vorgesehen ist, nach außen geleitet.
Das Kopfhörergehäuse 32 weist eine Tonleitungserweiterungsröhre 33 zur Bildung einer Verbindung zwischen der Umgebung der Außenseite der Tonwiedergabeeinheit 31, welches die Tonabstrahlseite der Tonwiedergabeeinheit 31 ist, und der Rückseite des Kopfhörergehäuses 32 auf, welche der tonabstrahlenden Seite gegenüberliegt Das heißt, die Tonleitungserweiterungsröhre 33 ist als an beiden Enden geöffhete Röhre ausgebildet und in einem Stück mit dem Kopfhörer innerhalb diesem Kopfhörergehäuse 32 ausgebildet, so daß eine Endöfihung 33a von der Umgebung der Außenseite der Tonwiedergabeeinheit 31 zur Vorderseite weist und die andere Endöffnung 33b von der Umgebung der Mitte auf der Rückseite des Kopfhörergehäuses 32 zur Rückseite weist.
Das äußere Ende 3a der Tonleitungsröhre 3 des elektroakustischen Wandlers 34 kann abnehmbar und eingreifend in die andere Endöffnung 33b der Tonleitungserweiterungsröhre 33 eingeschoben werden. Das heißt, der von der Rückseite der Tonwiedergabeeinheit 2 des elektroakustischen Wandlers 34 in das Innere des Gehäuses 1 des elektroakustischen Wandlers 34 abgestrahlte Ton wird mittels der Tonleitungsröhre 3, der Tonabstrahlungsöffnung 3b und der Öffnung 33b am anderen Ende der Tonleitungserweiterungsröhre 33 in die Tonleitungserweiterungsröhre 33 geleitet. Der so in die Tonleitungserweiterungsröhre 33 geleitete Ton breitet sich in der Erweiterungsröhre 33 so aus, daß er an der Öffnung 33a am einen Ende, die der Vorderseite gegenüberliegt, abgestrahlt wird. Die Öffnung 33a am einen Ende der Tonleitungserweiterungsröhre 33 weist zum Eingang des äußeren Gehörganges E wie die akustische Wandlereinheit 31 der Kopfhörereinheit 30, die am Ohr des Benutzers befestigt ist, so daß der von der Endöfihung 33a abgestrahlte Ton das Innere des äußeren Gehörganges E erreicht.
Bei der oben beschriebenen Tonwiedergabevorrichtung wird der Ton durch die am Ohr 30 des Benutzers befestigte Kopfhörervorrichtung über den gesamten Frequenzbereich wiedergegeben. Auch wenn die Niedrigfrequenzkomponente des durch die am Ohr 30 des Benutzers befestigte Kopfhörervorrichtung einen ungenügenden Schalldruck aufweist, wird der Schall im Niedrigfrequenzbereich durch den elektroakustischen Wandler 34 wiedergegeben, um den äußeren Gehörgang E zu erreichen. Das heißt, der durch die am Ohr 30 des Benutzers befestigte Kopfhörervorrichtung und durch den elektroakustischen Wandler 34 wiedergegebene Ton wirken zusammen, um eine zufriedenstellende Tonwiedergabe zu erwirken.
Wenn andererseits die Kopfhörervorrichtung als Wiedergabevorrichtung, die die erfindungsgemäße Wiedergabevorrichtung bildet, verwendet wird, kann die am Kopf des Benutzers befestigte Kopfhörervorrichtung, d.h. die dicht abgeschlossene Kopfhörervorrichtung verwendet werden.
Die Kopfhörervorrichtung 35 vom Kopfbefestigungstyp ist so ausgebildet, daß ein Paar Tonwiedergabeeinheiten 36 zur Umwandlung von akustischen Signalen in Ton den Eingängen der beiden äußeren Gehörgänge E gegenüberliegend befestigt sind. Das heißt, wie in Fig. 21 gezeigt, befindet sich die Tonwiedergabeeinheit 36 in dem zugehörigen Kopfhörergehäuse 37, wobei die tonabstrahlende Oberfläche über die tonabstrahlende Öffnung 37a nach außen weist. Diese Kopfhörergehäuse 37 sind an beiden Enden eines Haarbandes 38 befestigt und, da das Haarband 38 vom Kopf des Hörers gehalten ist, sind die Kopfhörergehäuse 37 in Abstützung mit den Ohrmuscheln C gehalten, so daß die tonabstrahlende Oberfläche der Tonwiedergabeeinheit 36 dem Eingang des äußeren Gehörganges E gegenüberliegt Am Umfang des Kopfhörergehäuses 37 ist ein ringförmiges Pufferglied 39 aus Urethan oder Gummi abstützend an der Ohrmuschel C befestigt. Der Anschluß 36a zur Lieferung von Ansteuersignalen zur Tonwiedergabeeinheit 36 wird durch den am Kopfhörergehäuse 37 vorgesehenen Anschlußausgang 37b nach außen geführt.
Das Kopfhörergehäuse 37 weist eine Tonleitungserweiterungsröhre 40 zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Umgebung des Umfanges der Tonwiedergabeeinheit 36 auf der Vorderseite oder der tonabstrahlenden Seite der Tonwiedergabeeinheit 36 und der Rückseite des Kopfhörergehäuses 37 auf, das auf die tonabstrahlende Seite weist, wie im Fall des oben beschriebenen an der Ohrmuschel 30 des Benutzers befestigten Kopfhörers. Die Tonleitungsverlängerungsröhre 40 ist in dem Kopfhörergehäuse 37 als eine Röhre ausgebildet, die an beiden Seiten offen ist und in einem Stück mit dem Kopfhörergehäuse 37 ausgebildet ist, wobei eine Endöffnung 40a von der Umgebung der Außenseite der Tonwiedergabeeinheit 36 nach vorne weist und die andere Endöffnung 40b von ungefähr der Mitte der Rückseite des Kopfhörergehäuses 37 nach hinten weist.
Die andere Endöffnung 40b der Tonleitungsverlängerungsröhre 40 ist so ausgebildet, daß das äußere Ende 3a des Tonleitungsendes 3 des elektroakustischen Wandlers 34 abnehmbar eingeschoben und befestigt werden kann. Das heißt, der von der Rückseite der Tonwiedergabeeinheit 2 abgestrahlte Ton des elektroakustischen Wandlers 34 wird mittels der Tonleitungsröhre 3, der Tonabstrahlungsöffnung 3b und der anderen Endöffnung 40b der Tonleitungsverlängerungsröhre 40 in die Tonleitungsverlängerungsröhre 40 übertragen. Der in die Tonleitungsverlängerungsröhre 40 übertragene Schall breitet sich innerhalb der Tonleitungsverlängerungsröhre 40 aus, so daß er an der einen Endöffnung 40a, die zur Vorderseite weist, abgestrahlt wird. Die eine Endöffnung 33a der Tonleitungsverlängerungsröhre 40 weist zum Eingang des äußeren Gehörganges E wie die akustische Wandlereinheit 36 der dicht abgeschlossenen Kopfhörervorrichtung 35, so daß der von der einen Endöffnung 40a abgestrahlte Ton den äußeren Gehörgang E erreichen kann.
Bei der oben beschriebenen Tonwiedergabevorrichtung kann der Ton über den gesamten Frequenzbereich mittels der oben beschriebenen dicht abgeschlossenen Kopfhörervorrichtung 35 wiedergegeben werden. Auch wenn die Niedrigfrequenzkomponente des durch diese dicht abgeschlossene Kopfhörervorrichtung 35 wiedergegebenen Tons nur einen ungenügenden Schalldruck aufweist, wird der Ton im Niedrigfrequenzbereich durch den elektroakustischen Wandler 34 wiedergegeben, um den äußeren Gehörgang E zu erreichen. Das heißt, der durch die dicht abgeschlossene Kopfhörervorrichtung 35 wiedergegebene Ton und der durch den elektroakustischen Wandler 34 wiedergegebene Ton wirken zusammen, um eine zufriedenstellende Tonwiedergabe zu erzielen.
Bei dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen elektroakustischen Wandler weist die Tonleitungsröhre, durch die der von der sich in dem Gehäuse befindlichen elektroakustischen Wandlereinheit abgestrahlte Ton nach außerhalb des Gehäuses geleitet wird, wenigstens an dem tonabstrahlenden Ende, das in den äußeren Gehörgang eingeschoben wird, einen geringeren Durchmesser als der äußere Gehörgang auf Aus diesem Grund wird es für den elektroakustischen Wandler möglich, den Ton durch den äußeren Gehörgang zu leiten, ohne den äußeren Gehörgang abzuschließen.
Daher werden bei dem vorliegenden elektroakustischen Wandler keine stehenden Wellen in dem Raum zwischen dem Trommelfell des Hörers und der Wandlereinheit erzeugt, während äußerer Schall in den äußeren Gehörgang durch den Raum zwischen der Innenwand des äußeren Gehörganges und der Außenseite der Tonleitungsröhre in den äußeren Gehörgang gelangen kann.
So kann die vorliegende Erfindung einen elektroakustischen Wandler liefern, der vorteilhaft beispielsweise für eine Ohrhörervorrichtung oder eine Kopfhörervorrichtung verwendet werden kann, und welche den Ton ohne Druckgefühl wiedergeben können. Zusätzlich wird bei der erfindungsgemäßen Tonwiedergabevorrichtung der elektroakustische Wandler mit Ansteuersignalen versorgt und wandelt die Ansteuersignale in Ton um, der durch eine Tonwiedergabeeinrichtung wiedergegeben wird, und wobei wenigstens die Niedrigfrequenzkomponente des der Tonwiedergabeeinrichtung zugeführten akustischen Signales in Ton umgewandelt wird. So wird der Ton mittels einer Tonleitungsröhre eines geringeren Durchmessers als demjenigen des äußeren Gehörganges in den äußeren Gehörgang abgestrahlt, ohne den äußeren Gehörgang abzuschließen, so daß der von der sich in dem Gehäuse befindlichen elektroakustischen Wandler abgestrahlte Ton zur Außenseite des Gehäuses geleitet werden kann und wenigstens die tonabstrahlende Seite in den äußeren Gehörgang hineingeschoben werden kann.
Daher können bei der vorliegenden Tonwiedergabevorrichtung sowohl der durch die Tonwiedergabeeinrichtung wiedergegebene Ton als auch der durch die Tonwiedergabeeinheit der Kopfhörervonichtung wiedergegebene Ton gleichzeitig gehört werden.
Auch wenn die Niedrigfrequenzkomponente des durch die Tonwiedergabevorrichtung wiedergegebenen Tons einen ungenügenden Schalldruck aufweist, kann dieser Ton daher den äußeren Gehörgang E erreichen. So wirken der durch die dicht abgeschlossene Kopfhörervorrichtung 35 und der durch den elektroakustischen Wandler abgegebene Ton zusammen, um eine zufliedenstellende Tonwiedergabe zu erwirken.
Bei dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen elektroakustischen Wandler weist die Tonleitungsröhre zur Leitung des von der in dem Gehäuse befindlichen elektroakustischen Wandlereinheit abgestrahlten Tones wenigstens an seinem tonabstrahlenden Ende einen geringeren Durchmesser als der äußere Gehörgang auf, so daß das tonabstrahlende Ende in den äußeren Gehörgang geschoben werden kann. So ist es bei dem vorliegenden elektroakustischen Wandler möglich, den Ton in den äußeren Gehörgang zu leiten, ohne diesen zu verschließen.
So werden bei dem vorliegenden elektroakustischen Wandler keine stehenden Wellen zwischen dem Trommelfell des Hörers und der elektroakustischen Wandlereinheit erzeugt, während Ton zwischen der Innenwand des äußeren Gehörganges und der Außenfläche der Tonleitungsröhre geleitet werden kann.
So liefert die vorliegende Erfindung einen elektroakustischen Wandler, der vorteilhaft beispielsweise für eine Ohrhörervorrichtung oder eine Kopfhörervorrichtung verwendet werden kann, und mit der der Ton wiedergegeben werden kann, ohne ein Druckgefühl, oder ein Gefühl, als ob sich die Schallquelle fest innerhalb des Kopfes des Hörers befinden würde, hervorzurufen.
Bei der erfindungsgemäßen Tonwiedergabevorrichtung wird die Tonwiedergabeeinrichtung mit elektrischen Signalen versorgt, damit diese Signale in Ton zur Wiedergabe desselben umgewandelt werden, während der elektroakustische Wandler ausgebildet ist, wenigstens die Niedrigfrequenzkomponente dieser der Tonwiedergabevorrichtung zugeführten Signale in Ton umzuwandeln. Der elektroakustische Wandler strahlt den Ton in den äußeren Gehörgang ab, ohne ihn mittels einer Tonleitungsröhre zu stoppen, die einen geringeren Durchmesser aufweist als der äußere Gehörgang, um den von der sich in dem Gehäuse befindlichen elektroakustischen Wandlereinheit abgestrahlten Ton zur Außenseite des Gehäuses abzustrahlen, und wobei es ermöglicht wird, daß wenigstens das tonabstrahlende Ende in den äußeren Gehörgang geschoben wird.
Bei der vorliegenden Tonwiedergabevorrichtung können der durch die Tonwiedergabeeinrichtung und der durch die Tonwiedergabeeinheit der Kopfhörervorrichtung wiedergegebene Schall gleichzeitig gehört werden.
Auch wenn die Niedrigfrequenzkomponente des durch die Tonwiedergabeeinrichtung wiedergegebenen Tones einen unzureichenden Schalldruck aufweist, wird daher dieser Schall durch den durch den elektroakustischen Wandler wiedergegebenen Ton verstärkt, um eine zufriedenstellende Tonwiedergabe zu erreichen.
Es sei festgehalten, daß, da die Positionsstabilität des wiedergegebenen Tones durch den durch die Tonwiedergabeeinheit im mittleren bis hohen Frequenzbereich wiedergegebenen Ton bestimmt wird, diese durch den Ton im Niedrigfrequenzbereich kaum beeinträchtigt wird, auch wenn der Ton im Niedrigfrequenzbereich in den äußeren Gehörgang abgestrahlt wird.
Daher schlägt die Erfindung eine Tonwiedergabevorrichtung vor, bei der der Ton über einen weiten Frequenzbereich einschließlich des Niedrigfrequenzbereiches zufriedenstellend wiedergegeben werden kann, ohne die Größe der Vorrichtung zu erhöhen oder die Nachbarn zu stören.

Claims

1. Elektroakustische Wandlereinheit zur Tonwiedergabe aufweisend:

einen in einem Gehäuse (1) befindlichen elektroakustischen Wandler (2), und

eine Tonleitungsröhre (3) zur Leitung des Tones von dem elektroakustischen Wandler aus dem Gehäuse (1) heraus, dadurch gekennzeichnet,

daß die Tonleitungsröhre (3) einen Außendurchmesser (d) aufweist, der um soviel kleiner als 7 mm ist, was ein typischer Innendurchmesser (e) des menschlichen äußeren Gehörganges (E) ist, so daß das tonabstrahlende Ende (3b) der Tonleitungsröhre (3) in den äußeren Gehörgang (E) eingeführt werden kann, ohne daß der äußere Gehörgang (E) abgeschlossen wird.

2. Elektroakustischer Wandler gemäß Anspruch 1,

wobei das Gehäuse (1) so ausgebildet ist, daß die Rückseite der elektroakustischen Wandlereinheit abgedeckt wird.

3. Elektroakustische Wandlereinheit gemäß Anspruch 2,

wobei die Tonleitungsröhre (3) im wesentlichen L-förmig ist und an ihrem dem tonabstrahlenden Ende (3b) gegenüberliegenden Ende eine tonübertragende Öffnung (1b) aufweist, die an der lateralen Seite des Gehäuses (1) ausgebildet ist.

4. Elektroakustische Wandlereinheit gemäß Anspruch 1, 2 oder 3,

ferner aufweisend eine Halteeinrichtung zur Halterung von einem von der Wandlereinheit oder der Tonleitungsröhre (3) derart, daß das tonabstrahlende Ende der Tonleitungsröhre sich in einer festgelegten Position innerhalb des äußeren Gehörganges (E) befindet.

5. Elektroakustische Wandlereinheit gemäß Anspruch 4,

wobei die Halteeinrichtung wenigstens einen Vorsprung (4a) aufweist, der an der äußeren Seite der Tonleitungsröhre (3) vorgesehen ist und so ausgebildet ist, daß er in einer Ohrmulde eingreifbar ist.

6. Elektroakustische Wandlereinheit gemäß Anspruch 4,

wobei die Halteinrichtung ein torusförmiges Gebilde (46) aufweist, das am äußeren Ende der Tonleitungsröhre (3) vorgesehen ist und ausgebildet ist, im Hohlraum der Ohrmuschel (1)) gehalten zu werden.

7. Elektroakustische Wandlereinheit gemäß Anspruch 4,

wobei die Halteeinrichtung einen Ohranhänger (13) aufweist, der außerhalb des Gehäuses (1) ausgebildet ist und mit der Oberseite der Außenseite des Gehäuses (1) verbunden ist.

8. Elektroakustische Wandlereinheit gemäß Anspruch 4,

wobei die Halteeinrichtung ein Kopfband (12) aufweist.

9. Elektroakustische Wandlereinheit gemäß Anspruch 8,

wobei das Gehäuse (1) an einem oberen Endabschnitt des Kopfbandes (12) vorgesehen ist und ein Paar Tonleitungsröhren (3) an dem Befestigungsteil vorgesehen sind.

10. Elektroakustische Wandlereinheit gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche,

wobei ein aus einem luftdurchlässigen Material gebildetes Abdichtelement am tonabstrahlenden Ende (3b) der Tonleitungsröhre (3) vorgesehen ist.

11. Elektroakustische Wandlereinheit gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche,

wobei der Wandlereinheit zugeführte akustische Signale dieser mittels einer Kompensationsschaltung zur Kompensation von in der Wandlereinheit erzeugten Resonanzspitzen zugeführt werden.

12. Tonwiedergabevorrichtung aufweisend:

eine elektroakustische Wandlereinheit gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, und

eine separate Tonwiedergabeeinrichtung zum Empfang von elektrischen Signalen und Umwandlung dieser in Ton,

wobei der elektroakustische Wandler ausgebildet ist, wenigstens die Niedrigfrequenzkomponente des Frequenzbereiches des akustischen Signales des mittels der Tonwiedergabeeinrichtung wiedergegebenen Tones wiederzugeben.

13. Vorrichtung gemäß Anspruch 12,

wobei wenigstens die Niedrigfrequenzkomponente des der Tonwiedergabeeinrichtung zugeführten akustischen Signales dem elektroakustischen Wandler zugeführt wird.

14. Vorrichtung gemäß Anspruch 12,

ferner aufweisend eine Verstärkereinrichtung (16) zur Verstärkung der Niedrigfrequenzkomponente des der Tonwiedergabeeinrichtung zugeführten akustischen Signales.

15. Vorrichtung gemäß Anspruch 14,

wobei die Verstärkereinrichtung (16) eine passive elektrische Schaltung (18) aufweist.