EP4282163A2 - Am kopf tragbarer schallerzeuger, signalprozessor und verfahren zum betreiben eines schallerzeugers oder eines signalprozessors - Google Patents

Am kopf tragbarer schallerzeuger, signalprozessor und verfahren zum betreiben eines schallerzeugers oder eines signalprozessors

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EP4282163A2
EP4282163A2 EP22702896.6A EP22702896A EP4282163A2 EP 4282163 A2 EP4282163 A2 EP 4282163A2 EP 22702896 A EP22702896 A EP 22702896A EP 4282163 A2 EP4282163 A2 EP 4282163A2
Authority
EP
European Patent Office
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signal
sound
transducer
bandpass filters
signal path
Prior art date
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Pending
Application number
EP22702896.6A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Kaetel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kaetel Systems GmbH
Original Assignee
Kaetel Systems GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP4282163A2 publication Critical patent/EP4282163A2/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H04R2205/022—Plurality of transducers corresponding to a plurality of sound channels in each earpiece of headphones or in a single enclosure

Definitions

  • the present invention relates to the field of electroacoustics and in particular to concepts for recording and reproducing acoustic signals.
  • acoustic scenes are recorded using a set of microphones. Each microphone outputs a microphone signal.
  • a microphone signal For example, for an orchestral audio scene, 25 microphones may be used.
  • a sound engineer performs a mixing of the 25 microphone output signals into, for example, a standard format such as a stereo format, a 5.1, a 7.1, a 7.2, or other appropriate format.
  • a stereo format for example, two stereo channels are created by the sound engineer or an automatic mixing process.
  • a 5.1 format mixing results in five channels and one subwoofer channel.
  • a mix is made into seven channels and two subwoofer channels in a 7.2 format, for example.
  • a mixed result is applied to electrodynamic loudspeakers.
  • there are two speakers with the first speaker receiving the first stereo channel and the second speaker receiving the second stereo channel.
  • in a 7.2 playback format for example, there are seven loudspeakers in predetermined positions and two subwoofers that can be placed relatively arbitrarily. The seven channels are routed to their respective speakers, and the two subwoofer channels are routed to their respective subwoofers.
  • the European patent EP 2692154 B1 describes a set for capturing and playing back an audio scene, in which not only the translation is recorded and played back, but also the rotation and also the vibration. Therefore, a sound scene is not only represented by a single detection signal or a single mixed signal, given, but by two detection signals or two mixed signals, which on the one hand are recorded simultaneously and on the other hand are reproduced simultaneously. This achieves that different emission characteristics are recorded from the audio scene compared to a standard recording and are reproduced in a playback environment.
  • a set of microphones is placed between the acoustic scene and an (imaginary) auditorium in order to capture the "conventional" or translational signal, which is characterized by a high level of directionality or high quality excellent.
  • a second set of microphones is placed above or to the side of the acoustic scene to record a low-Q or low-directivity signal intended to represent the rotation of the sound waves as opposed to translation.
  • corresponding loudspeakers are placed in the typical standard positions, each having an omnidirectional array to reproduce the rotational signal and a directional array to reproduce the "conventional" translational sound signal.
  • European patent EP 2692144 B1 discloses a loudspeaker for reproducing, on the one hand, the translational audio signal and, on the other hand, the rotary audio signal.
  • the loudspeaker thus has an omnidirectionally emitting arrangement on the one hand and a directionally emitting arrangement on the other hand.
  • European patent EP 2692151 B1 discloses an electret microphone which can be used to record the omnidirectional or the directional signal.
  • European patent EP 3061262 B1 discloses an earphone and a method for manufacturing an earphone that generates both a translatory sound field and a rotary sound field.
  • the European patent application EP 3061266 AO intended for granting discloses a headphone and a method for generating a headphone which is designed to convert the “conventional” translatory sound signal using a first transducer and to generate the rotary sound field using a second transducer arranged perpendicularly to the first transducer.
  • the recording and playback of the rotational sound field in addition to the translational sound field leads to a significantly improved and thus high-quality audio signal perception, which almost gives the impression of a live concert, although the audio signal is played back through loudspeakers or headphones or earphones.
  • a disadvantage of the concept described is that the recording of the additional signal, which reproduces the rotation of the sound field, represents an additional outlay.
  • pieces of music be it classical pieces or pop pieces, in which only the conventional translational sound field has been recorded. These pieces are typically still highly compressed in their data rate, such as in accordance with the MP3 standard or the MP4 standard, which contributes to an additional degradation in quality which, however, is normally only audible to experienced listeners.
  • there are almost no audio pieces that are not recorded in at least stereo format i.e. with a left channel and a right channel.
  • the development is even more in the direction of generating more channels than a left and a right channel, i.e. surround recordings with, for example, five channels or even recordings with higher formats are generated, which are referred to as MPEG Surround or Dolby Digitally known in the art.
  • a disadvantage of the headphones described in European Patent EP 2692144 B1 is that the second converter has to be arranged perpendicular to the first converter. This entails a relatively high overall height, so that such a concept results in a rather deeper headphone capsule, which protrudes relatively far from the head when worn, although, due to the right-angled transducer in the headphone capsule, the distance is at least the omnidirectional emitting transducer from the ear is low.
  • the object of the present invention is to provide an improved concept for a sound generator that can be worn on the head.
  • the present invention is based on the finding that a more efficient sound generator concept can be achieved by providing a first sound generator element on a first head side and a second sound generator element on a second head side, each with two sound transducers, which are each arranged in their sound generator element in such a way that Sound emission directions of the respective at least two sound transducers, which are arranged in a sound generator element, are parallel to one another or deviate from one another by less than 30°.
  • This concept also enables implementation within an in-ear headphone element, ie within a headphone that is not worn on the outside of the ear as a headphone capsule, but can be inserted into the external auditory canal. Since the two loudspeakers or sound transducers in a headphone capsule or in an in-ear element for one ear are both in the same Chen direction or emit in only a slightly divergent direction, it is possible that these two sound transducers in the same plane, so typically can be arranged side by side.
  • the two sound converters which are on one side in a sound generator element are arranged, a separating bar or a separating web is provided between the two headphones in order to mechanically decouple the two sound transducers arranged next to one another, so to speak.
  • This mechanical decoupling can then be dispensed with if electronic decoupling is carried out, as is achieved, for example, by means of a signal processor which preferably has mutually orthogonal filter banks in the signal paths for the different sound transducers in a sound generator element.
  • the first transducer receives a signal that has been filtered by a first plurality of bandpass filters
  • the second transducer receives a drive signal that has been filtered by a second plurality of bandpass filters, the filters for the individual transducers not being the same but im With regard to the center frequencies of the different bandpass filters, they are interleaved or arranged “interdigitally”.
  • a optimal control of the signals is achieved by the adjacent sound generators, which are each supplied with different signals which are phase-shifted to one another in preferred embodiments.
  • the signals applied to the sound transducers in one and the same sound generating element are out of phase with one another and also have the same bandwidth, apart from possibly different filter banks in the signal paths for the sound transducers.
  • the implementation with different filter banks, which are typically arranged orthogonally or interdigitally or interlaced with one another in the different signal paths does not involve a division of a signal into a high-frequency range, a mid-frequency range and a low-frequency range. Instead, the entire spectrum, possibly apart from missing bands due to the multiplicity of bandpass filters, is emitted via each signal converter.
  • the signals for the individual sound transducers are enriched to emulate a rotation using a side signal generator, which calculates a side signal from a left channel and a right channel, with the side signal typically difference signal between left and right.
  • a side signal generator which calculates a side signal from a left channel and a right channel, with the side signal typically difference signal between left and right.
  • the side signal or the rotation signal is preferably supplied to both signal paths, so that the side signal or the rotation signal is output by both signal generators in addition to the corresponding left or right channel.
  • a sound generator in a sound generator element no longer functions, as in the prior art, to reproduce the translational signal, while the other sound generator acts to reproduce the rotary signal.
  • both sound generators act to reproduce a combination of both signals, i.e. the rotary component, which is determined from the side signal or is fed directly, and the translatory component, which is represented by the input for the corresponding left channel signal or right channel signal.
  • control signal for the sound transducers is generated in a sound generator element in that, in addition to the left channel, for example a high-pass filtered left Channel with appropriate processing and different phase shift is added for both signal paths.
  • the combination signal then consists of the left signal present for the left side and an additional high-pass filtered and possibly amplified or attenuated original signal, to which different phase shifts are applied depending on the signal path.
  • the signal processor is contained within the head-worn sounder.
  • the sound generator that can be worn on the head such as headphones or earphones, only receives the left and right channels, and the signals for the at least four sound transducers that are provided according to the invention are then derived from the received left and right channels, which, for example, is transmitted from a mobile phone via Bluetooth to the sound generator that can be worn on the head.
  • the sound generator that can be worn on the head has an autonomous power supply, such as a power supply via a battery or an accumulator that can be charged.
  • either the left and the right channel or the four control signals for the different sound transducers are transmitted to the sound generator elements via wired or wireless communication.
  • a voltage supply for the sound generator elements is also achieved via wired communication.
  • a power supply such as a rechargeable battery, must be present in the head-mounted sound generator.
  • the control signals for the sound generators are generated directly in the sound generator that can be worn on the head or separately, for example within a mobile phone, which then sends the individual control signals for each individual sound transducer to the sound transducers via wireless communication, for example via Bluetooth or WLAN .
  • One aspect of the present invention is therefore also the implementation of a signal processor for generating the control signals for the sound converters in headphones or earphones, the signal processor being designed separately from the sound converters, for example as an arrangement within a mobile phone or another mobile device.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a sound generator that can be worn on a head according to exemplary embodiments of the present invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a partition wall between the two sound generators in a sound generator element
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the arrangement of the sound converters in relation to the head of a user with a horizontal arrangement of the sound converters in relation to one another;
  • FIG. 5 shows a schematic implementation of a signal processor for generating the control signals for the four sound transducers
  • Fig. 6 shows a preferred implementation with different options for a branching element of Fig. 5;
  • Fig. 7a shows a preferred implementation of a signal path of Fig. 5;
  • FIG. 7b shows a schematic representation of the frequency responses of the first plurality of bandpass filters and the second plurality of bandpass filters of FIG. 7a;
  • FIG. 8a shows a schematic representation of a headphone according to an embodiment of the present invention
  • 8c shows a schematic arrangement of the integrated implementation of the signal generation in a headphone with a side signal generator and orthogonal band-pass filters in the various signal paths; and 9 shows an alternative implementation of the present invention without a side signal generator and without an orthogonal arrangement of bandpass filters in the signal paths.
  • the head wearable sound generator includes a first sound generating element 100 on a first side and a second sound generating element 200 on a second side.
  • the first page can be the left page and the second page can then be the right page.
  • the first sound generator element 100 comprises at least one first sound transducer 110 and a second sound transducer 120, which are arranged such that sound emission directions of the first sound transducer 110 and the second sound transducer 120 are aligned parallel to one another or deviate from one another by less than 30°.
  • the arrangement in the sound generating element 200 for the other or right side with respect to the third sound transducer 210 and the fourth sound transducer 220 is such that sound emission directions of the third sound transducer 210 and the fourth sound transducer 220 are parallel to each other or deviate from each other by less than 30° .
  • the two sound generator elements are connected to one another via a connecting web 600 .
  • separating webs 130 or 230 are arranged in the sound generator elements between the individual sound transducers, which separate the sound transducers 110 and 120 or 210 and 220, which are preferably arranged horizontally with respect to one another. This means that when the present invention is designed as headphones, the separating webs 130 or 230 extend vertically, ie from bottom to top or from top to bottom when the headphones are worn on a head, as is still the case with reference to FIG 3 is shown.
  • the head-worn sound generator is provided with either an input interface or a signal processor, with the signal processor being integrated into the headset or being separate, such as within a cellular phone or other mobile device, as shown in item 300.
  • the output of the element 300 thus provides the control signals 301 for the first sound transducer, 302 for the second sound transducer, 303 for the third sound transducer and 304 for the fourth, regardless of whether the element 300 is designed as an input interface or as a complete signal processor 300 transducer ready.
  • the different sound transducers in a sound generator element 100 or 200 receive different signals from one another, which in a preferred implementation are phase-shifted with respect to one another and have spectral components in a frequency range preferably between 500 and 15,000 Hz, possibly with different interleaved bands that are damped due to orthogonal bandpass filter structures in the different signal paths.
  • the two signals are preferably the same with regard to their power or volume in a sound generator element.
  • the implementation in FIG. 1 is in the form of an earphone, with at least one and preferably all four sound transducers being in the form of a balanced armature transducer, an M EMS transducer or a dynamic transducer, with each transducer also having a having a separate sound output to direct the sound into the ear according to its sound emission direction, the sound emission direction of each sound transducer being the same or differing by at most 30° or by at most.
  • each sound generator element When implemented as a headphone, each sound generator element is designed as a headphone chamber, which can be either a completely closed headphone chamber or an open headphone chamber, which are mechanically connected to one another by the connecting web 600 so that the headphone can be worn well and comfortably on an individual's head.
  • each, sound transducer in each sound generator element is designed as a headphone capsule, with each headphone capsule having the same size, with a diameter of a headphone capsule being less than 4 cm.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the top view of a head 400 of an individual, of which a nose 410 is drawn schematically at the front in the top view.
  • Fig. 3 also shows the preferably horizontal arrangement of the sound transducers next to each other in a sound generator element or a headphone capsule 100 or 200, a partition wall 130 extending from top to bottom being provided between the two sound transducers, depending on the implementation.
  • This partition is shown in perspective in FIG. 2 and preferably has a height that projects less than 3 cm and preferably only 2 cm with respect to the first acoustic transducer 110 and the second acoustic transducer 210 .
  • the dividing wall is not simply a rectangular dividing wall, for example, but semicircular, elliptical or parabola-shaped, with the dividing web or the dividing wall protruding the highest at the shortest distance between the two centers or central positions of the first and second sound transducers, as is shown schematically in Fig 2, in which the partition wall has the highest point 130a at the direct connection of the two middle positions 110a, 120a.
  • a semi-circular divider 130 already provides an improvement over a rectangular divider, it is preferred to make an elliptical or parabellar-shaped divider so that the divider achieves the lowest possible frequency dependence, or so that all frequencies emitted by the sound transducers, of be influenced as similarly as possible to the separator.
  • the first partial image shows a parallel emission towards the ear. This most preferred arrangement is favorable in that the two sound transducers can be arranged next to one another and both emit towards the ear.
  • the second partial picture shows a crooked emission with diverging directions. This implementation can be favorable when a different arrangement is not possible due to a special shape of the headphone chamber. However, converging emission is more preferred, in which the direction of the sound transducers can be selected in such a way that the sound is effectively “aimed” into the ear canal.
  • a parallel or oblique emission towards the ear is shown, which can also be an option due to external conditions.
  • the high-quality sound according to the invention is achieved when the emission directions diverge by less than 30°, in that each sound generator with its emission deviates by at most 30° from a parallel emission, as shown in Fig. 4 is.
  • the most the case is preferred in which both sound converters are formed and arranged in a sound generator element such that there is at most an angle of 30° between the two main emission directions of the two sound converters or both converters emit in parallel.
  • FIG. 5 shows a preferred implementation of the signal processor 300 shown schematically in FIG.
  • the signal processor inputs a left headphone signal 306 and a right headphone signal 308 via the respective L and R inputs.
  • each side has its own branching element, i.e. a first branching element 326 (for the left branch) and a second Branching element 346 (for the right branch) is provided.
  • Each branching element branches the individual signal path on the input side, i.e. the left signal, for example, into a first signal path 321 on the output side, which supplies the control signal for the first sound transducer, and into a second signal path on the output side, which supplies the control signal 302 for the second signal converter.
  • the signal processor 300 is designed to have a branching element 346 for the generation of the control signals 303 and 304 for the third sound transducer 210 of FIG. 1 and the fourth sound transducer 220 of FIG fourth signal path 361 opens.
  • the signal processor includes a side signal generator 370, which receives both the input signal of the first channel 306 and the input signal of the second channel 308 and supplies a side signal on the output side and into the respective branching element 326 or 346 feeds or alternatively or additionally feeds into the respective signal paths.
  • the side signal for the left channel may be shifted 180° with respect to the side signal for the right channel.
  • each signal path is designed to also receive the original input signal via bypass lines 323a, 323b for the left channel or bypass lines 343a and 343b for the right channel in addition to the output signal of the branching element.
  • Each signal converter thus receives a control signal that consists of the original left or right channel and also has a signal that originates from the branching element.
  • the signal in the signal path i.e. the "combined" signal
  • the signal in the signal path can be further processed, specifically for the two signal paths differently, for example through different mutually orthogonal filter banks, i.e. the signal for a sound transducer in a headphone chamber and the signal for the other transducers in the headphone chamber have different frequency ranges from each other, but together they result in an excellent sound due to the previous signal processing.
  • FIG. 6 shows a preferred implementation of branching element 326 or branching element 346 of FIG. 5.
  • Each branching element may have a variable gain 326a at its input.
  • An adder 326b is also provided, via which a side signal can be added, or alternatively another decorrelated signal or, if present, the specially recorded and processed rotation signal, with the translation signals then being fed in via the left input and the right input.
  • the adder 326b is not present but is replaced by a filter 326d.
  • the alternative with filter is shown in Figure 9, while the alternative with side signal is shown in Figure 8c.
  • a variable amplifier 326c can again be provided on the output side, which, like the variable amplifier 326a, can also achieve a negative amplification, ie an attenuation.
  • the branching element there preferably follows a branching point 326g, from which the two output signal paths branch off, although a phase shifter 326e, 326f is connected in front of each signal path.
  • the branching element contains a separate phase shifter for each signal path, the phase shifters for the two signal paths having the same absolute value, for example between 80 and 100° and preferably 90°, but having different signs.
  • a phase shifter can also be present in only one path, for example in the upper or in the lower path, so that the signals in the two paths are nevertheless different from one another or are phase-shifted.
  • a symmetrical design as shown in Figure 6 is preferred.
  • the variable amplifiers 326a, 326b do not necessarily have to be present. Instead, only a single amplifier or no amplifier can be provided, or the amplifiers can even be present on the output side after or before the phase shifter, i.e. after the branching element 326g, in order to obtain the same effect, but with twice the effort compared to the Implementation of variable amplifier 326c before node 326g.
  • the second signal path 341 also includes a second plurality of bandpass filters 340, a downstream adder 342 and, just like the first signal path 321, an output-side element 324 or 344, which is shown as an amplifier in FIG. May include analog converters and other signal conditioning elements. However, if all processing is done in the analog domain, then no digital-to-analog converter is needed.
  • the two bandpass filter implementations 320, 340 differ from each other as shown schematically in Figure 7b.
  • the bandpass filter with center frequency fi shown at 320a in Fig. 7b in terms of its transfer function H(f), as well as bandpass filter 320b with center frequency f 3 , shown at 320b, as well as bandpass filter 320c with center frequency f 5 , belong to the first plurality of bandpass filters 320 and are therefore arranged in the first signal path 321, while the bandpass filters 340a, 340b with the center frequencies f2 and f4 are arranged in the lower signal path 341, i.e. belong to the second plurality of bandpass filters.
  • the bandpass filter implementations 320, 340 are thus orthogonal to one another or are interdigital or interleaved, so that the two signal converters in a sound generator element, for example the sound generator element 100 of FIG. 1, emit signals with the same overall bandwidth, but differ in that every second band is muted. This means that the separating web can be dispensed with, since the mechanical separation has been replaced by an "electrical" separation.
  • the bandwidths of the individual bandpass filters in FIG. 7b are drawn only schematically. Preferably, the bandwidths increase from bottom to top, in the form of a preferably approximated Bark scale.
  • the entire frequency range is divided into at least 20 bands, so that the first plurality of band-pass filters comprises 10 bands and the second plurality of band-pass filters also comprises 10 bands, which then in turn cover the entire Play audio signal.
  • bandpass filters in a digital way, for example by means of a filter bank, a critically sampled filter bank, a QMF filter bank or a Fourier transform of whatever kind or an MDCT implementation with subsequent merging or different processing of the bands can also be used.
  • the different bands can also have a constant bandwidth from the low end to the high end of the frequency range, for example from 500 to 15000 Hertz/Hz or above.
  • the number of bands can also be much larger than 20, such as 40 or 60 bands, so that each plurality of bandpass filters represents half of the total number of bands, such as 30 bands in the case of 60 total bands.
  • FIG. 8c A representation of the implementation of FIG. 7a together with a side signal generator is shown in FIG. 8c.
  • 8b shows a schematic representation to the effect that 2n even-numbered band-pass filters are used in the generation for the drive signal 302, 303, while 2n-1 (odd-numbered band-pass filters) are used for the generation of the drive signals 301 and 304.
  • the arrangement of the sound transducers in headphones is shown schematically in FIG. 8a, with the separating web being shown in dashed lines since it can also be omitted if electronic decoupling is achieved by the mutually orthogonal bandpass filters.
  • mechanical decoupling can also take place with the separating web.
  • FIG. 8c further shows an implementation of the branching element of FIG. 6 with adder 326b and phase shifts of +/- 90° in the phase shifting elements 326e, 326f.
  • the side signal generator 370 is designed in such a way that it calculates the side signal as (LR) for the left area, i.e. the two signal paths 321, 341, which is calculated by the 180° phase shifter 372 and the adder 371 in 8c is shown.
  • a further side signal is generated for the two signal paths 351, 361 for the right signal processing block, namely the signal (RL), which in turn is achieved by the two blocks 374 (180° phase shift) and 373 (adder).
  • Fig. 8c shows that the corresponding side signal can still be variably amplified/attenuated, as illustrated by the variable amplification elements 375, 376.
  • the corresponding side signal is added into the branching element via the adder 326b, which is arranged before the branching point 326g.
  • two adders 326b could also be provided after the branching point 326g in the upper branch and in the lower branch.
  • Fig. 8c also shows the additional coupling of the unchanged left channel via the Adders 322, 342 in the left signal processing block and the corresponding adders in the right signal processing block at the bottom of Figure 8c.
  • FIG. 9 shows an alternative implementation of the present invention without a side signal generator 370 and with an implementation of the branching element 326 with the filter 326d of FIG. 6.
  • This filter is preferably implemented as a high-pass filter (HP).
  • HP high-pass filter
  • the separating web Since there is no electrical decoupling by means of orthogonal bandpass filters in FIG. 9, it is preferred to use the separating web in the exemplary embodiment shown in FIG. In contrast, the separating web can also be omitted in the embodiment in FIG. 8c, since electrical decoupling is used by the mutually orthogonal bandpass filters.
  • electronic decoupling can also be achieved in FIG. 9 by the filter banks 320, 340, as in FIG. 8c or 7a, without also using side signal generation. Even then, due to the existing electronic decoupling of the two sound transducers arranged next to one another, the separating web can be dispensed with. However, both measures can also be taken, namely both the separating web and the electronic decoupling.
  • the proportion of the side signal filtered by the orthogonal filter banks can be made large or small. If amplifier 326a is set to high attenuation and amplifier 375 to amplification, the output of adder 326b is mainly the side signal, which is processed by phase shifters 326b, 326f and filter banks 320, 340 and then the original left signal is impressed, for example, by the adders 322, 342. The two signals which are output by the two sound transducers 110, 120 arranged next to one another then differ to a relatively great extent.
  • branches 323a, 323b While they share the common part provided via branches 323a, 323b, they differ in the side signal, which is boosted compared to the left channel, for example. If, on the other hand, the amplifier 326a is set to a relatively high gain and the amplifier 375 to a relatively low gain, the proportion of the orthogonally filtered side signal in the drive signal 301, 302 be relatively small, so that the two sound transducers 110, 120 output almost the same signal.
  • the corresponding elements can be used to find an optimal setting due to the high flexibility of the present invention, which can be found empirically, for example, through listening tests for specific sound material and, depending on the application, can be programmed or programmed automatically or manually can be reprogrammed.
  • aspects have been described in the context of a device, it is understood that these aspects also represent a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step. Similarly, aspects described in connection with or as a method step also constitute a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device.
  • Some or all of the method steps may be performed by hardware apparatus (or using a hardware Apparatus), such as a microprocessor, a programmable computer, or an electronic circuit. In some embodiments, some or more of the essential process steps can be performed by such an apparatus.
  • embodiments of the invention may be implemented in hardware or in software. Implementation can be performed using a digital storage medium such as a floppy disk, DVD, Blu-ray Disc, CD, ROM, PROM, EPROM, EEPROM or FLASH memory, hard disk or other magnetic or optical memory, on which electronically readable control signals are stored, which can interact with a programmable computer system in such a way or interact that the respective method is carried out. Therefore, the digital storage medium can be computer-readable.
  • a digital storage medium such as a floppy disk, DVD, Blu-ray Disc, CD, ROM, PROM, EPROM, EEPROM or FLASH memory, hard disk or other magnetic or optical memory, on which electronically readable control signals are stored, which can interact with a programmable computer system in such a way or interact that the respective method is carried out. Therefore, the digital storage medium can be computer-readable.
  • embodiments according to the invention comprise a data carrier having electronically readable control signals capable of interacting with a programmable computer system in such a way that one of the methods described herein is carried out.
  • embodiments of the present invention can be implemented as a computer program product with a program code, wherein the program code is effective to perform one of the methods when the computer program product runs on a computer.
  • the program code can also be stored on a machine-readable carrier, for example.
  • exemplary embodiments include the computer program for performing one of the methods described herein, the computer program being stored on a machine-readable carrier.
  • an exemplary embodiment of the method according to the invention is therefore a computer program that has a program code for performing one of the methods described herein when the computer program runs on a computer.
  • a further exemplary embodiment of the method according to the invention is therefore a data carrier (or a digital storage medium or a computer-readable medium) on which the computer program for carrying out one of the methods described herein is recorded.
  • a further exemplary embodiment of the method according to the invention is therefore a data stream or a sequence of signals which represents the computer program for carrying out one of the methods described herein.
  • the data stream or sequence of signals may be configured to be transferred over a data communication link, such as the Internet.
  • Another embodiment includes a processing device, such as a computer or programmable logic device, configured or adapted to perform any of the methods described herein.
  • a processing device such as a computer or programmable logic device, configured or adapted to perform any of the methods described herein.
  • a further exemplary embodiment according to the invention comprises a device or a system which is designed to transmit a computer program for carrying out at least one of the methods described herein to a recipient.
  • the transmission can take place electronically or optically, for example.
  • the recipient may be a computer, mobile device, storage device, or similar device.
  • the device or the system can, for example, comprise a file server for transmission of the computer program to the recipient.
  • a programmable logic device e.g., a field programmable gate array, an FPGA
  • a field programmable gate array may cooperate with a microprocessor to perform any of the methods described herein.
  • the methods are performed on the part of any hardware device. This can be hardware that can be used universally, such as a computer processor (CPU), or hardware that is specific to the method, such as an ASIC.

Abstract

Am Kopf tragbarer Schallerzeuger, mit folgenden Merkmalen: einem ersten Schallerzeugerelement (100) auf einer ersten Seite; und einem zweiten Schallerzeugerelement (200) auf einer zweiten Seite, wobei in dem ersten Schallerzeugerelement wenigstens ein erster Schallwandler (110) und ein zweiter Schallwandler (120) so angeordnet sind, dass Schallemissionsrichtungen des ersten Schallwandlers und des zweiten Schallwandlers parallel sind oder um weniger als 30° von einer parallelen Emissionsrichtung abweichen, und wobei in dem zweiten Schallerzeugerelement (200) ein dritter Schallwandler (210) und ein vierter Schallwandler (220) so angeordnet sind, dass Schallemissionsrichtungen des dritten Schallwandlers (210) und des vierten Schallwandlers (220) parallel zueinander sind oder weniger als 30° von einer parallelen Emissionsrichtung abweichen.

Description

Am Kopf tragbarer Schallerzeuger, Signalprozessor und Verfahren zum Betreiben eines Schallerzeugers oder eines Signalprozessors
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Elektroakustik und insbesondere auf Konzepte zum Aufzeichnen und Wiedergeben von akustischen Signalen.
Typischerweise werden akustische Szenen unter Verwendung eines Satzes von Mikrophonen aufgenommen. Jedes Mikrophon gibt ein Mikrophonsignal aus. Für eine Audioszene eines Orchesters, beispielsweise, können 25 Mikrophone verwendet werden. Dann führt ein Toningenieur eine Mischung der 25 Mikrophon-Ausgangssignale in, beispielsweise, ein Standardformat durch, wie beispielsweise ein Stereoformat, ein 5.1-, ein 7.1-, ein 7.2-, oder ein anderes entsprechendes Format. Bei einem Stereoformat werden beispielsweise durch den Toningenieur oder einen automatischen Mischprozess zwei Stereokanäle erzeugt. Bei einem 5.1 -Format resultiert das Mischen in fünf Kanälen und einem Subwoofer- Kanal. Analog hierzu wird beispielsweise in einem 7.2-Format eine Mischung in sieben Kanäle und zwei Subwoofer- Kanäle vorgenommen. Wenn die Audioszene in einer Wiedergabeumgebung „gerendert“ bzw. aufbereitet werden soll, wird ein Mischergebnis an elektrodynamische Lautsprecher angelegt. In einem Stereo- Wiedergabeszenario existieren zwei Lautsprecher, wobei der erste Lautsprecher den ersten Stereokanal empfängt, und der zweite Lautsprecher den zweiten Stereokanal empfängt. In einem 7.2-Wiedergabeformat existieren beispielsweise sieben Lautsprecher an vorbestimmten Positionen und darüber hinaus zwei Subwoofer, die relativ beliebig platziert werden können. Die sieben Kanäle werden an die entsprechenden Lautsprecher angelegt, und die zwei Subwoofer-Kanäle werden an die entsprechenden Subwoofer angelegt.
Die Verwendung einer einzigen Mikrophonanordnung bei der Erfassung von Audiosignalen und die Verwendung einer einzigen Lautsprecheranordnung bei der Wiedergabe der Audiosignale vernachlässigen typischerweise die wahre Natur der Schallquellen. Das europäische Patent EP 2692154 B1 beschreibt ein Set zum Erfassen und Wiedergeben einer Audioszene, bei dem nicht nur die Translation aufgenommen und wiedergegeben wird, sondern auch die Rotation und darüber hinaus auch die Vibration. Daher wird eine Tonszene nicht nur durch ein einziges Erfassungssignal oder ein einziges gemischtes Signal wieder- gegeben, sondern durch zwei Erfassungssignale oder zwei gemischte Signale, die einerseits simultan aufgezeichnet werden, und die andererseits simultan wiedergegeben werden. Damit wird erreicht, dass unterschiedliche Emissionscharakteristika von der Audioszene im Vergleich zu einer Standard-Aufnahme aufgezeichnet werden und in einer Wiedergabeumgebung wiedergegeben werden.
Hierzu wird, wie es in dem europäischen Patent dargestellt ist, ein Satz von Mikrophonen zwischen der akustischen Szene und einem (gedachten) Zuhörerraum platziert, um das „konventionelle“ oder Translations-Signal zu erfassen, das sich durch eine hohe Gerichtetheit bzw. hohe Güte auszeichnet.
Darüber hinaus wird ein zweiter Satz von Mikrophonen oberhalb oder seitlich von der akustischen Szene platziert, um ein Signal mit niedriger Güte bzw. niedriger Gerichtetheit aufzuzeichnen, das die Rotation der Schallwellen im Gegensatz zur Translation abbilden soll.
Auf der Wiedergabeseite werden an den typischen Standardpositionen entsprechende Lautsprecher platziert, von denen jeder eine omnidirektionale Anordnung hat, um das Rotationssignal wiederzugeben, und eine direktionale Anordnung hat, um das „konventionelle“ translatorische Schallsignal wiederzugeben. Ferner existiert noch ein Subwoofer entweder an jeder der Standard-Positionen oder nur ein einziger Subwoofer an irgendeiner Stelle.
Das europäische Patent EP 2692144 B1 offenbart einen Lautsprecher zum Wiedergeben von, einerseits, dem translatorischen Audiosignal und, andererseits, dem rotatorischen Audiosignal. Der Lautsprecher hat also eine omnidirektional emittierende Anordnung einerseits und eine direktional emittierende Anordnung andererseits.
Das europäische Patent EP 2692151 B1 offenbart ein Elektretmikrophon, das zum Aufzeichnen des omnidirektionalen oder des direktionalen Signals eingesetzt werden kann.
Das europäische Patent EP 3061262 B1 offenbart einen Ohrhörer und ein Verfahren zum Herstellen eines Ohrhörers, der sowohl ein translatorisches Schallfeld als auch ein rotatorisches Schallfeld erzeugt.
Die zur Erteilung vorgesehene europäische Patentanmeldung EP 3061266 AO offenbart einen Kopfhörer und ein Verfahren zum Erzeugen eines Kopfhörers, der ausgebildet ist, um unter Verwendung eines ersten Wandlers das „konventionelle“ translatorische Schallsignal zu erzeugen, und unter Verwendung eines zweiten senkrecht zum ersten Wandler angeordneten Wandlers das rotatorische Schallfeld zu erzeugen.
Die Aufzeichnung und Wiedergabe des rotatorischen Schallfelds zusätzlich zum translatorischen Schallfeld führt zu einer signifikant verbesserten und damit hochqualitativen Audiosignalwahrnehmung, die nahezu den Eindruck eines Live-Konzertes vermittelt, obgleich das Audiosignal durch Lautsprecher oder Kopf- bzw. Ohrhörer wiedergebeben wird.
Damit wird ein Schallerlebnis erreicht, das nahezu nicht unterscheidbar von der ursprünglichen Tonszene ist, bei der der Schall nicht durch Lautsprecher, sondern durch Musikinstrumente oder menschliche Stimmen emittiert wird. Dies wird dadurch erreicht, dass berücksichtigt wird, dass der Schall nicht nur translatorisch, sondern auch rotatorisch und gegebenenfalls auch vibratorisch emittiert wird und daher entsprechend aufgezeichnet und auch wiedergegeben werden soll.
Nachteilig an dem beschriebenen Konzept ist, dass die Aufzeichnung des zusätzlichen Signals, das die Rotation des Schallfelds wiedergibt, einen weiteren Aufwand darstellt. Darüber hinaus existieren viele Musikstücke, seien es Klassik-Stücke oder Pop-Stücke, bei denen nur das konventionelle translatorische Schallfeld aufgezeichnet worden ist. Diese Stücke sind typischerweise noch in ihrer Datenrate stark komprimiert, wie beispielsweise gemäß dem MP3-Standard oder dem MP4-Standard, was zu einer zusätzlichen Qualitätsverschlechterung beiträgt, die jedoch normalerweise nur für geübte Hörer hörbar ist. Andererseits existieren fast keine Audiostücke mehr, die nicht wenigstens im Stereo-Format aufgezeichnet sind, also mit einem linken Kanal und einem rechten Kanal. Die Entwicklung geht sogar eher in die Richtung, dass mehr Kanäle als ein linker und ein rechter Kanal erzeugt werden, dass also Surround-Aufzeichnungen mit zum Beispiel fünf Kanälen oder sogar Aufzeichnungen mit höheren Formaten erzeugt werden, was unter dem Stichwort MPEG- Surround oder Dolby Digital in der Technik bekannt ist.
Damit existieren sehr viele verschiedene Stücke, die wenigstens im Stereo-Format, also mit einem ersten Kanal für die linke Seite und einem zweiten Kanal für die rechte Seite aufgezeichnet sind. Es existieren sogar immer mehr Stücke, bei denen eine Aufzeichnung mit mehr als zwei Kanälen erfolgt ist, beispielsweise für ein Format mit mehreren Kanälen auf der linken Seite und mehreren Kanälen auf der rechten Seite und einem Kanal in der Mitte. Noch höher aufgestellte Formate verwenden mehr als fünf Kanäle in der Ebene und darüber hinaus noch Kanäle von oben oder Kanäle von schräg oben und gegebenenfalls auch, wenn möglich, Kanäle von unten.
Nachteilig an dem beschriebenen Kopfhörer im europäischen Patent EP 2692144 B1 ist, dass der zweite Wandler senkrecht zum ersten Wandler angeordnet werden muss. Dies bringt eine relativ hohe Bauhöhe mit sich, so dass sich ein solches Konzept in einer eher tieferen Kopfhörerkapsel auswirkt, die im getragenen Zustand vom Kopf relativ weit vorsteht, wobei dennoch, aufgrund des rechtwinklig angeordneten Wandlers in der Kopfhörerkapsel, der Abstand zumindest des omnidirektional emittierenden Wandlers vom Ohr gering ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Konzept für einen am Kopf tragbaren Schallerzeuger zu liefern.
Diese Aufgabe wird durch einen am Kopf tragbaren Schallerzeuger gemäß Patentanspruch 1 , einen Signalprozessor gemäß Patentanspruch 23, ein Verfahren zum Betreiben eines Schallerzeugers nach Patentanspruch 30, ein Verfahren zum Betreiben eines Signalprozessors nach Patentanspruch 31 oder ein Computerprogramm nach Patentanspruch 32 gelöst.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass ein effizienteres Schallerzeugerkonzept dadurch erreicht werden kann, dass ein erstes Schallerzeugerelement auf einer ersten Kopfseite und ein zweites Schallerzeugerelement auf einer zweiten Kopfseite mit jeweils zwei Schallwandlern versehen sind, die jeweils in ihrem Schallerzeugerelement derart angeordnet sind, dass Schallemissionsrichtungen der jeweiligen wenigstens zwei Schallwandler, die in einem Schallerzeugerelement angeordnet sind, parallel zueinander sind oder weniger als 30° voneinander abweichen.
Damit wird es ermöglicht, dass die einzelnen Schallwandler in den entsprechenden Kopfhörerkapseln relativ wenig „auftragen“, so dass Kopfhörerkapseln erreicht werden, die relativ flach ausgebildet sein können. Dieses Konzept ermöglicht ferner eine Implementierung innerhalb eines In-Ear-Kopfhörerelements, also innerhalb eines Kopfhörers, der nicht als Kopfhörerkapsel außen am Ohr getragen wird, sondern in den äußeren Gehörgang eingeführt werden kann. Da die beiden Lautsprecher beziehungsweise Schallwandler in einer Kopfhörerkapsel beziehungsweise in einem In-Ear-Element für ein Ohr beide in der glei- chen Richtung oder in nur einer wenig divergierenden Richtung emittieren, wird es ermöglicht, dass diese beiden Schallwandler in derselben Ebene, also typischerweise nebeneinander angeordnet werden können. Im Vergleich zum früheren Kopfhörer wird damit eine größere Breite einer Kopfhörerkapsel erreicht, da nunmehr zwei Wandler nebeneinander angeordnet werden. Dies ist jedoch gegenüber der Alternative mit einem Wandler vor dem anderen Wandler konstruktiv wesentlich einfacher und im Hinblick auf den höheren Platzverbrauch unkritisch, weil die Maße für die einzelnen Schallwandler ohnehin unkritisch sind, im Vergleich zu Maßen von Kopfhörerkapseln, die das gesamte Ohr umschließen. Bei In- Ear-Ausführungen ist die Implementierung ohnehin unkritisch, weil zwei Miniatur-Wandler, die nebeneinander angeordnet sind, über zwei nebeneinander angeordnete Öffnungen jeweils in das Ohr hinein emittieren können. Damit wird eine platzsparende Bauweise bei guter Audioqualität erreicht.
Je nach Implementierung, also ob der Kopfhörer mit einem Signalprozessor versehen ist oder ob der Kopfhörer bereits mit den einzelnen Signalen für die Wandler gespeist wird, und je nach Implementierung der Signalerzeugung für die einzelnen Kopfhörer wird zur Trennung der beiden Schallwandler, die auf einer Seite in einem Schallerzeugerelement angeordnet sind, eine Trennleiste beziehungsweise ein Trennsteg zwischen den beiden Kopfhörern vorgesehen, um die beiden nebeneinander angeordneten Schallwandler gewissermaßen mechanisch voneinander zu entkoppeln. Auf diese mechanische Entkopplung kann dann verzichtet werden, wenn eine elektronische Entkopplung durchgeführt wird, wie sie beispielsweise mittels eines Signalprozessors erreicht wird, der in den Signalpfaden für die unterschiedlichen Schallwandler in einem Schallerzeugerelement vorzugsweise zueinander orthogonale Filterbänke aufweist. Der erste Schallwandler erhält ein Signal, das durch eine erste Mehrzahl von Bandpassfiltern gefiltert worden ist, und der zweite Schallwandler erhält ein Ansteuersignal, das durch eine zweite Mehrzahl von Bandpassfiltern gefiltert worden ist, wobei die Filter für die einzelnen Schallwandler nicht gleich sind, sondern im Hinblick auf die Mittenfrequenzen der unterschiedlichen Bandpassfilter verschachtelt beziehungsweise „interdigital“ angeordnet sind.
Je nach Implementierung mit Trennsteg und einem Signalprozessor ohne orthogonale Bandpassfilteranordnungen oder einer Implementierung mit orthogonalen Bandpassfilteranordnungen in den verschiedenen Signalpfaden und keinem Trennsteg zwischen den Schallwandlern im Schallerzeugerelement oder einer Implementierung mit Trennsteg und orthogonalen Bandpassfilteranordnungen in den unterschiedlichen Signalpfaden wird eine optimale Ansteuerung der Signale durch die nebeneinanderliegenden Schallerzeuger erreicht, die mit jeweils unterschiedlichen Signalen beaufschlagt werden, die bei bevorzugten Ausführungsbeispielen phasenverschoben zueinander sind. Bei anderen Ausführungsbeispielen sind die Signale, die an die Schallwandler in ein und demselben Schallerzeugerelement angeordnet sind, zueinander phasenverschoben und haben ferner dieselbe Bandbreite, abgesehen von gegebenenfalls unterschiedlichen Filterbänken in den Signalpfaden für die Schallwandler. Dennoch handelt es sich bei der Implementierung mit unterschiedlichen Filterbänken, die typischerweise orthogonal beziehungsweise interdigital oder verschachtelt zueinander in den unterschiedlichen Signalpfaden angeordnet sind, nicht um eine Aufteilung eines Signals in einen Hochtonbereich, einen Mitteltonbereich und einen Tieftonbereich. Stattdessen wird das gesamte Spektrum, gegebenenfalls abgesehen von fehlenden Bändern aufgrund der Mehrzahl von Bandpassfiltern, über jeden Signalwandler abgegeben.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen wird eine Anreicherung der Signale für die einzelnen Schallwandler zur Emulation einer Rotation unter Verwendung eines Seite-Signal-Er- zeugers erreicht, der ein Seite-Signal aus einem linken Kanal und einem rechten Kanal berechnet, wobei das Seite-Signal typischerweise das Differenzsignal zwischen links und rechts ist. Dieses Ausführungsbeispiel ist dann vorteilhaft, wenn es kein eigenes Rotationssignal gibt. Falls es jedoch ein eigenes Rotationssignal gibt, wird dieses Signal anstatt des Seite-Signals in die Signalpfade eingespeist.
Das Seite-Signal oder das Rotationssignal wird vorzugsweise beiden Signalpfaden zugeführt, so dass das Seite-Signal oder das Rotationssignal durch beide Signalerzeuger zusätzlich zum entsprechenden linken beziehungsweise rechten Kanal ausgegeben wird. Bei der vorliegenden Erfindung fungiert also ein Schallerzeuger in einem Schallerzeugerelement nicht mehr, wie im Stand der Technik, zur Wiedergabe des translatorischen Signals, während der andere Schallerzeuger zur Wiedergabe des rotatorischen Signals wirkt. Stattdessen wirken beide Schallerzeuger zur Wiedergabe einer Kombination von beiden Signalen, also dem rotatorischen Anteil, der aus dem Seite-Signal ermittelt wird oder direkt zugeführt wird, und dem translatorischen Anteil, der durch den Eingang für das entsprechende linke Kanalsignal beziehungsweise rechte Kanalsignal dargestellt wird.
Bei alternativen Ausführungsbeispielen, wo ein Seite-Signal-Erzeuger nicht vorhanden ist, wird das Ansteuersignal für die Schallwandler in einem Schallerzeugerelement dadurch erzeugt, dass zusätzlich zu dem linken Kanal beispielsweise ein hochpassgefilterter linker Kanal mit entsprechender Verarbeitung und für beide Signalpfade unterschiedliche Phasenverschiebung hinzuaddiert wird. Das Kombinationssignal besteht dann aus dem, für die linke Seite vorhandenen, linken Signal und einem zusätzlichen hochpassgefilterten und gegebenenfalls verstärkten oder gedämpften Ursprungssignal, das je nach Signalpfad mit unterschiedlichen Phasenverschiebungen beaufschlagt wird.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen ist der Signalprozessor in dem am Kopf tragbaren Schallerzeuger enthalten. Dann erhält der am Kopf tragbare Schallerzeuger, wie beispielsweise ein Kopfhörer oder ein Ohrhörer, lediglich den linken und den rechten Kanal, und die Signale für die wenigstens vier Schallwandler, die erfindungsgemäß vorgesehen sind, werden dann aus dem empfangenen linken und rechten Kanal, das beispielsweise von einem Mobiltelefon per Bluetooth zu dem am Kopf tragbaren Schallerzeuger übermittelt wird, berechnet bzw. erzeugt. In diesem Fall existiert in dem am Kopf tragbaren Schallerzeuger eine autonome Stromversorgung, wie zum Beispiel eine Stromversorgung über eine Batterie beziehungsweise einen Akkumulator, der aufladbar ist.
Bei anderen Ausführungsbeispielen werden entweder der linke und der rechte Kanal oder bereits die vier Ansteuersignale für die unterschiedlichen Schallwandler per drahtgebundener oder per drahtloser Kommunikation an die Schallerzeugerelemente übermittelt. Im Falle einer drahtgebundenen Übermittlung wird es bevorzugt, dass ferner eine Spannungsversorgung für die Schallerzeugerelemente ebenfalls über die drahtgebundene Kommunikation erreicht wird. Im Falle von drahtlosen Übertragungen muss, wie dargestellt, eine Leistungsversorgung, wie beispielsweise ein aufladbarer Akkumulator, in dem am Kopf tragbaren Schallerzeuger vorhanden sein. Je nach Implementierung wird die Erzeugung der Ansteuersignale für die Schallerzeuger in dem am Kopf tragbaren Schallerzeuger direkt vorgenommen oder aber separat, beispielsweise innerhalb eines Mobiltelefons, das dann die einzelnen Ansteuersignale für jeden einzelnen Schallwandler per Drahtloskommunikation, beispielsweise per Bluetooth oder WLAN, an die Schallwandler sendet. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht somit auch in der Implementierung eines Signalprozessors zur Erzeugung der Ansteuersignale für die Schallwandler in einem Kopf- oder Ohrhörer, wobei der Signalprozessor getrennt von den Schallwandlern ausgebildet ist, also beispielsweise als Anordnung innerhalb eines Mobiltelefons oder eines anderen mobilen Geräts.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines an einem Kopf tragbaren Schallerzeugers gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Trennwand zwischen den zwei Schallerzeugern in einem Schallerzeugerelement;
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Anordnung der Schallwandler bezüglich des Kopfes einer Anwenderin beziehungsweise eines Anwenders mit horizontaler Anordnung der Schallwandler zueinander;
Fig. 4 eine schematische Darstellung von verschiedenen Anordnungen der einzelnen Schallwandler zueinander;
Fig. 5 eine schematische Implementierung eines Signalprozessors zum Erzeugen der Ansteuersignale für die vier Schallwandler;
Fig. 6 eine bevorzugte Implementierung mit verschiedenen Optionen für ein Verzweigungselement von Fig. 5;
Fig. 7a eine bevorzugte Implementierung eines Signalpfads von Fig. 5;
Fig. 7b eine schematische Darstellung der Frequenzgänge der ersten Mehrzahl von Bandpassfiltern und der zweiten Mehrzahl von Bandpassfiltern von Fig. 7a;
Fig. 8a eine schematische Darstellung eines Kopfhörers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8b eine schematische Darstellung der ersten und zweiten Mehrzahl von Bandpässen in den unterschiedlichen Signalpfaden;
Fig. 8c eine schematische Anordnung der integrierten Implementierung der Signalerzeugung in einem Kopfhörer mit Seite-Signal-Erzeuger und orthogonalen Bandpässen in den verschiedenen Signalpfaden; und Fig. 9 eine alternative Implementierung der vorliegenden Erfindung ohne Seite-Signal-Erzeuger und ohne orthogonale Anordnung von Bandpässen in den Signalpfaden.
Fig. 1 zeigt einen am Kopf tragbaren Schallerzeuger gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der am Kopf tragbare Schallerzeuger umfasst ein erstes Schallerzeugerelement 100 auf einer ersten Seite und ein zweites Schallerzeugerelement 200 auf einer zweiten Seite. Die erste Seite kann beispielsweise die linke Seite sein und die zweite Seite kann dann die rechte Seite sein. Ferner umfasst das erste Schallerzeugerelement 100 wenigstens einen ersten Schallwandler 110 und einen zweiten Schallwandler 120, die so angeordnet sind, dass Schallemissionsrichtungen des ersten Schallwandlers 110 und des zweiten Schallwandlers 120 parallel zueinander ausgerichtet sind oder um weniger als 30° voneinander abweichen. Ferner ist die Anordnung in dem Schallerzeugerelement 200 für die andere beziehungsweise rechte Seite im Hinblick auf den dritten Schallwandler 210 und den vierten Schallwandler 220 derart, dass Schallemissionsrichtungen des dritten Schallwandlers 210 und des vierten Schallwandlers 220 parallel zueinander sind oder um weniger als 30° voneinander abweichen.
Die beiden Schallerzeugerelemente sind dann, wenn der am Kopf tragbare Schallerzeuger ein Kopfhörer ist, über einen Verbindungssteg 600 miteinander verbunden. Ferner sind bei bestimmten Ausführungsbeispielen in den Schallerzeugerelementen zwischen den einzelnen Schallwandlern Trennstege 130 beziehungsweise 230 angeordnet, die die vorzugsweise horizontal zueinander angeordneten Schallwandler 110 und 120 beziehungsweise 210 und 220 trennen. Dies bedeutet, dass sich dann, wenn die vorliegende Erfindung als Kopfhörer ausgebildet ist, die Trennstege 130 beziehungsweise 230 vertikal, also von unten nach oben beziehungsweise von oben nach unten erstrecken, wenn der Kopfhörer an einem Kopf getragen ist, wie es noch Bezug nehmend auf Fig. 3 dargestellt wird. Darüber hinaus ist der am Kopf tragbare Schallerzeuger entweder mit einer Eingangsschnittstelle oder einem Signalprozessor versehen, wobei der Signalprozessor integriert in den Kopfhörer ausgeführt ist oder separat ausgeführt ist, wie beispielsweise innerhalb eines Mobiltelefons oder eines anderen mobilen Geräts, wie es beim Element 300 dargestellt ist. Der Ausgang des Elements 300 stellt somit unabhängig davon, ob das Element 300 als Eingangsschnittstelle ausgebildet ist oder als kompletter Signalprozessor 300 ausgebildet ist, die Ansteuersignale 301 für den ersten Schallwandler, 302 für den zweiten Schallwandler, 303 für den dritten Schallwandler und 304 für den vierten Schallwandler bereit. Damit erhalten die unterschiedlichen Schallwandler in einem Schallerzeugerelement 100 beziehungsweise 200 voneinander unterschiedliche Signale, welche bei einer bevorzugten Implementierung zueinander phasenverschoben sind und Spektralanteile in einem Frequenzbereich vorzugsweise zwischen 500 und 15.000 Hz aufweisen, gegebenenfalls mit verschiedenen, aufgrund orthogonaler Bandpassfilterstrukturen in den unterschiedlichen Signalpfaden gedämpften, verschachtelten Bändern. Vorzugsweise sind beide Signale dagegen im Hinblick auf ihre Leistung beziehungsweise Lautstärke in einem Schallerzeugerelement gleich. Dies stellt auch einen Vorteil der vorliegenden Erfindung dar, indem die Schallwandler, da sie nicht mehr nach Schallwandlern für translatorische Signale und Schallwandlern für rotatorische Signale getrennt sind, identisch ausgeführt werden können, was die effiziente Herstellung einerseits und die effiziente Anwendung andererseits sowohl im Hinblick auf den Tragekomfort als auch die Implementierung des Signalprozessors vereinfacht beziehungsweise verbessert.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Implementierung in Fig. 1 als Ohrhörer ausgebildet, wobei zumindest einer und vorzugsweise alle vier Schallwandler als Balanced- Armature-Wandler, als M EMS- Wandler oder als dynamischer Wandler ausgebildet ist bzw. sind, wobei jeder Wandler ferner einen getrennten Schallausgang aufweist, um den Schall gemäß seiner Schallemissionsrichtung ins Ohr zu richten, wobei die Schallemissionsrichtung von jedem Schallwandler gleich ist, beziehungsweise um höchstens 30° unterschiedlich ist bzw. um höchstens.
Bei der Implementierung als Kopfhörer ist jedes Schallerzeugerelement als Kopfhörerkammer ausgebildet, die entweder eine komplett geschlossene oder eine offene Kopfhörerkammer sein kann, welche durch den Verbindungssteg 600 miteinander mechanisch verbunden sind, damit der Kopfhörer gut und bequem an dem Kopf eines Individuums getragen werden kann.
Vorzugsweise ist zumindest einer und jedoch bei besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen jeder Schallwandler in jedem Schallerzeugerelement als Kopfhörerkapsel ausgebildet, wobei jede Kopfhörerkapsel dieselbe Größe aufweist, wobei ein Durchmesser einer Kopfhörerkapsel kleiner als 4 cm ist.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung der Draufsicht auf einen Kopf 400 eines Individuums, von dem in der Draufsicht vorne schematisch eine Nase 410 gezeichnet ist. Fig. 3 zeigt ferner die vorzugsweise horizontale Anordnung der Schallwandler nebeneinander in einem Schallerzeugerelement beziehungsweise einer Kopfhörerkapsel 100 beziehungsweise 200, wobei je nach Implementierung zwischen den beiden Schallwandlern eine sich von oben nach unten erstreckende Trennwand 130 vorgesehen ist. Diese Trennwand ist in Fig. 2 in perspektivischer Ansicht dargestellt und hat vorzugsweise eine Höhe, die weniger als 3 cm und vorzugsweise lediglich 2 cm bezüglich des ersten Schallwandlers 110 und des zweiten Schallwandlers 210 vorsteht. Vorzugsweise ist die Trennwand nicht einfach eine zum Beispiel rechteckige Trennwand, sondern halbkreisförmig, ellipsenförmig oder parabellförmig, wobei bei der kürzesten Entfernung zwischen den beiden Mittelpunkten beziehungsweise Mittelpositionen des ersten und des zweiten Schallwandlers der Trennsteg beziehungsweise die Zwischenwand am höchsten vorsteht, wie es schematisch in Fig. 2 ersichtlich ist, bei der die Trennwand an der direkten Verbindung der beiden Mittelpositionen 110a, 120a die höchste Stelle 130a aufweist.
Obgleich ein halbkreisförmiger Trennsteg 130 bereits eine Verbesserung im Vergleich zu einem rechteckigen Trennsteg liefert, wird es bevorzugt, einen ellipsenförmigen oder parabellförmigen Trennsteg zu machen, damit der Trennsteg eine möglichst geringe Frequenzabhängigkeit erreicht, beziehungsweise damit alle Frequenzen, die von den Schallwandlern emittiert werden, von dem Trennsteg möglichst gleich beeinflusst werden.
Fig. 4 zeigt bevorzugte Anordnungen der beiden Schallwandler, die typischerweise als flache Kopfhörerkapseln ausgebildet sind, in einer Kopfhörerkammer. Das erste Teilbild zeigt eine parallele Emission zum Ohr hin. Diese am meisten bevorzugte Anordnung ist dadurch günstig, dass die beiden Schallwandler nebeneinander angeordnet werden können und beide zum Ohr hin emittieren. Das zweite Teilbild zeigt eine verwinkelte Emission mit divergierenden Richtungen. Diese Implementierung kann dann günstig sein, wenn aufgrund einer besonderen Formgebung der Kopfhörerkammer eine andere Anordnung nicht möglich ist. Eher bevorzugt wird jedoch die konvergierende Emission, bei der die Richtung der Schallwandler so ausgewählt werden kann, dass der Schall gewissermaßen in den Gehörgang hinein „gezielt“ wird. Im untersten Teilbild ist eine parallele beziehungsweise schräge Emission zum Ohr hin dargestellt, die sich ebenfalls aufgrund von äußeren Gegebenheiten anbieten kann. In allen Implementierungen hat sich herausgestellt, dass der erfindungsgemäße hochqualitative Klang erreicht wird, wenn die Emissionsrichtungen um weniger als 30° divergieren, dahingehend, dass jeder Schallerzeuger mit seiner Emission zu einer parallelen Emission höchstens um 30° abweicht, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Am meisten bevorzugt wird der Fall, dass beide Schallwandler in einem Schallerzeugerelement ausgebildet und angeordnet sind, dass zwischen den beiden Hauptemissionsrichtungen der beiden Schallwandler höchstens ein Winkel von 30° ist oder beide Wandler parallel emittieren.
Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Implementierung des Signalprozessors 300, der schematisch in Fig. 1 gezeigt ist. Der Signalprozessor enthält eingangsseitig ein linkes Kopfhörersignal 306 und ein rechtes Kopfhörersignal 308 über die entsprechenden Eingänge L und R. Ferner ist bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung für jede Seite ein eigenes Verzweigungselement, d.h. ein erstes Verzweigungselement 326 (für den linken Zweig) und ein zweites Verzweigungselement 346 (für den rechten Zweig) vorgesehen. Jedes Verzweigungselement verzweigt den eingangsseitigen einzelnen Signalpfad, also das linke Signal beispielsweise in einen ersten ausgangsseitigen Signalpfad 321 , der das Ansteuersignal für den ersten Schallwandler liefert, und in einen ausgangsseitigen zweiten Signalpfad, der das Ansteuersignal 302 für den zweiten Signalwandler liefert. Ferner ist der Signalprozessor 300 ausgebildet, um für die Erzeugung der Ansteuersignale 303 und 304 für den dritten Schallwandler 210 von Fig. 1 beziehungsweise den vierten Schallwandler 220 von Fig. 1 wieder mit einem Verzweigungselement 346 aufzuweisen, das ausgangsseitig in einen dritten Signalpfad 351 und einen vierten Signalpfad 361 mündet.
Darüber hinaus umfasst der Signalprozessor bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung einen Seite-Signal-Erzeuger 370, der sowohl das Eingangssignal des ersten Kanals 306 als auch das Eingangssignal des zweiten Kanals 308 empfängt und ausgangsseitig ein Seite-Signal liefert und in das jeweilige Verzweigungselement 326 beziehungsweise 346 einspeist oder alternativ oder zusätzlich in die jeweiligen Signalpfade einspeist. Das Seite-Signal für den linken Kanal kann um 180° verschoben sein bezüglich des Seite-Signals für den rechten Kanal. Ferner ist jeder Signalpfad ausgebildet, um zusätzlich zum Ausgangssignal des Verzweigungselements auch das ursprüngliche Eingangssignal über Umwegleitungen 323a, 323b für den linken Kanal beziehungsweise Umwegleitungen 343a und 343b für den rechten Kanal zu erhalten. Jeder Signalwandler erhält somit ein Ansteuersignal, das aus dem ursprünglichen linken beziehungsweise rechten Kanal besteht und zusätzlich noch ein Signal aufweist, das vom Verzweigungselement stammt. Ferner kann je nach Implementierung das Signal im Signalpfad, also das „kombinierte“ Signal noch weiter verarbeitet werden, und zwar für die beiden Signalpfade unterschiedlich, wie beispielsweise durch verschiedene zueinander orthogonale Filterbänke, also dass das Signal für einen Schallwandler in einer Kopfhörerkammer und das Signal für den anderen Schallwandler in der Kopfhörerkammer voneinander unterschiedliche Frequenzbereiche haben, die jedoch zusammen aufgrund der vorherigen Signalverarbeitung einen hervorragenden Klang ergeben.
Fig. 6 zeigt eine bevorzugte Implementierung des Verzweigungselements 326 oder des Verzweigungselements 346 von Fig. 5. Jedes Verzweigungselement kann eingangsseitig einen variablen Verstärker 326a aufweisen. Ferner ist ein Addierer 326b vorgesehen, über den ein Seite-Signal hinzuaddiert werden kann, oder alternativ ein anderes dekorreliertes Signal oder, falls vorhanden, das eigens aufgenommene und verarbeitete Rotationssignal, wobei dann über den linken Eingang und den rechten Eingang die Translationssignale eingespeist werden.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist der Addierer 326b nicht vorhanden, sondern wird durch einen Filter 326d ersetzt. Die Alternative mit Filter ist in Fig. 9 dargestellt, während die Alternative mit Seite-Signal in Fig. 8c dargestellt ist. Ausgangsseitig kann je nach Implementierung wieder ein variabler Verstärker 326c vorgesehen sein, der ebenso wie der variable Verstärker 326a auch eine negative Verstärkung, also eine Dämpfung erreichen kann. Dann folgt im Verzweigungselement vorzugsweise ein Verzweigungspunkt 326g, von dem die zwei Ausgangs-Signalpfade abzweigen, wobei jedoch vor jedem Signalpfad ein Phasenschieber 326e, 326f geschaltet ist. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen enthält das Verzweigungselement für jeden Signalpfad einen eigenen Phasenschieber, wobei die Phasenschieber für die beiden Signalpfade den gleichen Betrag, wie beispielsweise zwischen 80 und 100° und vorzugsweise 90° haben, jedoch unterschiedliche Vorzeichen aufweisen. Alternativ kann jedoch auch nur in einem Pfad ein Phasenschieber vorhanden sein, wie beispielsweise im oberen oder im unteren Pfad, so dass dennoch erreicht wird, dass die Signale in den beiden Pfaden unterschiedlich voneinander beziehungsweise phasenverschoben sind. Eine symmetrische Ausführung, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, wird jedoch bevorzugt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass die variablen Verstärker 326a, 326b nicht unbedingt vorhanden sein müssen. Stattdessen kann auch nur ein einziger Verstärker oder kein Verstärker vorgesehen sein, oder es können die Verstärker sogar ausgangsseitig nach oder vor dem Phasenschieber, also nach dem Verzweigungselement 326g vorhanden sein, um denselben Effekt zu erhalten, jedoch mittels des doppelten Aufwands, im Vergleich zu der Implementierung des variablen Verstärkers 326c vor dem Verzweigungspunkt 326g.
Fig. 7a zeigt eine bevorzugte Implementierung des ersten Signalpfads 321 und im Vergleich dazu des zweiten Signalpfads 341 , wobei im ersten Signalpfad 321 eine erste Mehrzahl von Bandpassfiltern 320 vorgesehen ist, und ein nachgeschalteter Addierer 322 zur Addition des unveränderten ursprünglichen linken Signals, wie es durch die Leitung 323a symbolisiert wird. Entsprechend umfasst der zweite Signalpfad 341 ebenfalls eine zweite Mehrzahl von Bandpassfiltern 340, einen nachgeschalteten Addierer 342 und, ebenso wie der erste Signalpfad 321 , ein ausgangsseitiges Element 324 beziehungsweise 344, das als Verstärker in Fig. 7a dargestellt ist, das jedoch auch einen Digital/Analog-Wandler und weitere Signalkonditionierungselemente umfassen kann. Wenn die gesamte Verarbeitung jedoch in der analogen Domäne vorgenommen wird, so ist kein Digital/Analog-Wandler nötig.
Die beiden Bandpassfilterimplementierungen 320, 340 unterscheiden sich voneinander, wie es schematisch in Fig. 7b dargestellt ist. Der Bandpassfilter mit der Mittenfrequenz fi, der bei 320a in Fig. 7b im Hinblick auf seine Übertragungsfunktion H(f) dargestellt ist, sowie der Bandpassfilter 320b mit der Mittenfrequenz f3, der mit 320b dargestellt ist, als auch der Bandpassfilter 320c mit der Mittenfrequenz f5, gehören zu der ersten Mehrzahl von Bandpassfiltern 320 und sind daher im ersten Signalpfad 321 angeordnet, während die Bandpassfilter 340a, 340b mit den Mittenfrequenzen f2 und f4 in dem unteren Signalpfad 341 angeordnet sind, also zu der zweiten Mehrzahl von Bandpassfiltern gehören. Die Bandpassfilterimplementierungen 320, 340 sind somit orthogonal zueinander beziehungsweise interdigital oder verschachtelt ausgebildet, so dass die beiden Signalwandler in einem Schallerzeugerelement, beispielsweise dem Schallerzeugerelement 100 von Fig. 1 zwar Signale mit derselben gesamten Bandbreite emittieren, jedoch dahingehend unterschiedlich, dass in jedem Signal jedes zweite Band gedämpft ist. Damit wird erreicht, dass auf den Trennsteg verzichtet werden kann, da die mechanische Trennung durch eine „elektrische“ Trennung ersetzt worden ist. Die Bandbreiten der einzelnen Bandpassfilter in Fig. 7b sind lediglich schematisch gezeichnet. Vorzugsweise nehmen die Bandbreiten von unten nach oben zu, und zwar in Form einer vorzugsweise angenäherten Bark-Skala. Darüber hinaus wird es bevorzugt, dass der gesamte Frequenzbereich in wenigstens 20 Bänder eingeteilt wird, so dass die erste Mehrzahl von Bandpassfiltern 10 Bänder umfasst und die zweite Mehrzahl von Bandpassfiltern ebenfalls 10 Bänder umfasst, welche dann durch Überlagerung aufgrund der Emission der Schallwandler wiederum das gesamte Audiosignal wiedergeben.
Andere Einteilungen beziehungsweise Implementierungen der Bandpassfilter auf digitale Art und Weise, beispielsweise mittels einer Filterbank, einer kritisch abgetasteten Filterbank, einer QMF-Filterbank oder einer, wie auch immer gearteten, Fourier-Transformation oder einer MDCT-Implementierung mit anschließender Zusammenfassung beziehungsweise unterschiedlicher Verarbeitung der Bänder können ebenfalls verwendet werden. Genauso können die unterschiedlichen Bänder auch eine konstante Bandbreite von dem unteren Ende bis zum oberen Ende des Frequenzbereichs haben, beispielsweise von 500 bis 15000 Hertz/Hz oder darüber. Ferner kann die Anzahl der Bänder auch wesentlich größer als 20 sein, wie beispielsweise 40 oder 60 Bänder, so dass jede Mehrzahl von Bandpassfiltern die Hälfte der gesamten Anzahl von Bändern wiedergibt, wie beispielsweise 30 Bänder, im Falle von 60 gesamten Bändern.
Eine Darstellung der Implementierung von Fig. 7a zusammen mit einem Seite-Signal-Er- zeuger ist in Fig. 8c gezeigt. Fig. 8b zeigt eine schematische Darstellung dahingehend, dass 2n geradzahlige Bandpässe in der Erzeugung für das Ansteuersignal 302, 303 eingesetzt werden, während 2n-1 (ungeradzahlige Bandpässe) für die Erzeugung des Ansteuersignals 301 und 304 eingesetzt werden. Ferner ist die Anordnung der Schallwandler in einem Kopfhörer in Fig. 8a schematisch dargestellt, wobei der Trennsteg gestrichelt dargestellt ist, da er dann, wenn eine elektronische Entkopplung durch die zueinander orthogonalen Bandpässe erreicht wird, auch weggelassen werden kann. Selbstverständlich kann jedoch zusätzlich zur elektrischen Entkopplung auch eine mechanische Entkopplung mit dem Trennsteg erfolgen.
Fig. 8c zeigt ferner eine Implementierung des Verzweigungselements von Fig. 6 mit Addierer 326b und Phasenverschiebungen von +/- 90° in den Phasenschieberelementen 326e, 326f. Darüber hinaus ist der Seite-Signal-Erzeuger 370 so ausgebildet, dass er für den linken Bereich, also die beiden Signalpfade 321 , 341 das Seite-Signal als (L-R) berechnet, was durch den 180°-Phasenschieber 372 und den Addierer 371 in Fig. 8c dargestellt ist. Ferner wird für die beiden Signalpfade 351 , 361 für den rechten Signalverarbeitungsblock ein weiteres Seite-Signal erzeugt, nämlich das Signal (R-L), was wiederum durch die beiden Blöcke 374 (180°-Phasenverschiebung) und 373 (Addierer) erreicht wird. Darüber hinaus ist in Fig. 8c eingezeichnet, dass das entsprechende Seite-Signal noch variabel ver- stärkt/gedämpft werden kann, wie es durch die variablen Verstärkungsglieder 375, 376 dargestellt ist. Je nach Implementierung wird das entsprechende Seite-Signal in das Verzweigungselement über den Addierer 326b hinzuaddiert, der vor dem Verzweigungspunkt 326g angeordnet ist. Alternativ könnten jedoch auch zwei Addierer 326b nach dem Verzweigungspunkt 326g im oberen Zweig und im unteren Zweig vorgesehen sein. Darüber hinaus zeigt Fig. 8c auch die zusätzliche Einkopplung des unveränderten linken Kanals über die Addierer 322, 342 im linken Signalverarbeitungsblock und die entsprechenden Addierer im rechten Signalverarbeitungsblock unten in Fig. 8c.
Fig. 9 zeigt eine alternative Implementierung der vorliegenden Erfindung ohne Seite-Signal- Erzeuger 370 und mit einer Ausführung des Verzweigungselements 326 mit dem Filter 326d von Fig. 6. Dieses Filter ist vorzugsweise als Hochpass-Filter (HP) ausgebildet. Bei der in Fig. 9 gezeigten Implementierung ist ferner die Einkopplung des ursprünglichen linken beziehungsweise rechten Signals in die beiden Signalpfade unter Verwendung der Blöcke 323a, 323b enthalten.
Da bei Fig. 9 keine elektrische Entkopplung mittels orthogonaler Bandpassfilter auftritt, wird es bevorzugt, bei dem in Fig. 9 gezeigten Ausführungsbeispiel den Trennsteg zu verwenden. Dagegen kann der Trennsteg bei der Ausführung in Fig. 8c auch entfallen, da eine elektrische Entkopplung durch die zueinander orthogonalen Bandpassfilter eingesetzt wird.
Bei einer weiteren Ausführung kann in Fig. 9 ferner eine elektronische Entkopplung durch die Filterbänke 320, 340, wie in Fig. 8c oder Fig. 7a erreicht werden, ohne dass auch eine Seite-Signal-Erzeugung eingesetzt wird. Auch dann kann aufgrund der vorhandenen elektronischen Entkopplung der beiden nebeneinander angeordneten Schallwandler auf den Trennsteg verzichtet werden. Es können jedoch auch beide Maßnahmen getroffen werden, nämlich sowohl der Trennsteg als auch die elektronische Entkopplung.
Nachfolgend wird auf bestimmte Einstellungszustände der Ausführungsform von Fig. 8c eingegangen. Je nach Einstellung des Verstärkers 326a und des Verstärkers 375, beziehungsweise 376, kann der Anteil des Seite-Signals, das durch die orthogonalen Filterbänke gefiltert wird, groß oder klein gemacht werden. Wird der Verstärker 326a auf starke Dämpfung gestellt und der Verstärker 375 auf Verstärkung, so befindet sich am Ausgang des Addierers 326b hauptsächlich das Seite-Signal, das durch die Phasenschieber 326b, 326f und die Filterbänke 320, 340 bearbeitet wird und dann dem ursprünglichen linken Signal beispielsweise durch die Addierer 322, 342 aufgeprägt wird. Dann sind die beiden Signale, die durch die beiden nebeneinander angeordneten Schallwandler 110, 120 ausgegeben werden, relativ stark unterschiedlich. Sie haben zwar den gemeinsamen Teil, der über die Zweige 323a, 323b geliefert wird, unterscheiden sich jedoch in dem Seite-Signal, das im Vergleich zum linken Kanal beispielsweise verstärkt ist. Wird dagegen der Verstärker 326a auf relativ hohe Verstärkung und der Verstärker 375 auf relativ niedrige Verstärkung eingestellt, so wird der Anteil des orthogonal gefilterten Seite-Signals im Ansteuersignal 301 , 302 relativ gering sein, so dass durch die beiden Schallwandler 110, 120 nahezu dasselbe Signal ausgegeben wird. Je nach Anwendungsform und entsprechender Situation und entsprechendem Kopfhörer beziehungsweise Ohrhörer kann damit durch die entsprechenden Elemente aufgrund der hohen Flexibilität der vorliegenden Erfindung eine optimale Einstellung gefunden werden, die beispielsweise empirisch durch Hörtests für bestimmtes Tonmaterial gefunden werden kann und je nach Anwendungsform automatisch oder manuell einprogrammiert beziehungsweise umprogrammiert werden kann.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hardware-Apparats), wie zum Beispiel einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder eine elektronische Schaltung ausgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.
Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart Zusammenwirken können oder Zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein.
Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird. Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode dahin gehend wirksam ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft.
Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein.
Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist.
Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein Datenstrom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, transferiert zu werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahin gehend konfiguriert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist. Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung umfasst eine Vorrichtung oder ein System, die bzw. das ausgelegt ist, um ein Computerprogramm zur Durchführung zumindest eines der hierin beschriebenen Verfahren zu einem Empfänger zu übertragen. Die Übertragung kann beispielsweise elektronisch oder optisch erfolgen. Der Empfänger kann beispielsweise ein Computer, ein Mobilgerät, ein Speichergerät oder eine ähnliche Vorrichtung sein. Die Vorrichtung oder das System kann beispielsweise einen Datei-Server zur Übertragung des Computerprogramms zu dem Empfänger umfassen.
Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (beispielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor Zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell einsetzbare Hardware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.

Claims

Patentansprüche
1. Am Kopf tragbarer Schallerzeuger, mit folgenden Merkmalen: einem ersten Schallerzeugerelement (100) auf einer ersten Seite; und einem zweiten Schallerzeugerelement (200) auf einer zweiten Seite, wobei in dem ersten Schallerzeugerelement (100) wenigstens ein erster Schallwandler (110) und ein zweiter Schallwandler (120) so angeordnet sind, dass Schallemissionsrichtungen des ersten Schallwandlers und des zweiten Schallwandlers parallel sind oder um weniger als 30° von einer parallelen Emissionsrichtung abweichen, und wobei in dem zweiten Schallerzeugerelement (200) ein dritter Schallwandler (210) und ein vierter Schallwandler (220) so angeordnet sind, dass Schallemissionsrichtungen des dritten Schallwandlers (210) und des vierten Schallwandlers (220) parallel zueinander sind oder weniger als 30° von einer parallelen Emissionsrichtung abweichen.
2. Schallerzeuger nach Anspruch 1 , der als Ohrhörer ausgebildet ist, und bei dem zumindest ein Schallwandler der ersten bis vierten Schallwandler als Balanced-Arma- ture- Wandler, als MEMS- Wandler oder als dynamischer Wandler ausgebildet ist, und wobei jeder Wandler einen eigenen Schallausgang aufweist, um Schall in der Emissionsrichtung zu emittieren.
3. Schallerzeuger nach Anspruch 1 , der als Kopfhörer ausgebildet ist, wobei das erste Schallerzeugerelement eine erste Kopfhörerkammer aufweist, wobei das zweite Schallerzeugerelement eine zweite Kopfhörerkammer aufweist, und wobei ein Verbindungssteg (600) angeordnet ist, der die erste Kopfhörerkammer und die zweite Kopfhörerkammer miteinander verbindet, und wobei der erste Schallwandler (110) und der zweite Schallwandler (120) in der ersten Kopfhörerkammer angeordnet sind, und wobei der dritte Schallwandler (210) und der vierte Schallwandler (220) in der zweiten Kopfhörerkammer angeordnet sind.
4. Schallerzeuger nach einem vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest ein Schallwandler der ersten bis vierten Schallwandler als Kopfhörerkapsel ausgebildet ist, wobei jede Kopfhörerkapsel dieselbe Größe aufweist, o- der wobei jede Kopfhörerkapsel einen Durchmesser aufweist, der kleiner als 4 cm ist.
5. Schallerzeuger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der erste Schwallwandler (110) und der zweite Schallwandler (120) horizontal nebeneinander angeordnet sind, wenn der Schallerzeuger an dem Kopf getragen wird, oder bei dem der dritte Schallwandler (210) und der vierte Schallwandler (220) horizontal nebeneinander angeordnet sind, wenn der Schallerzeuger an dem Kopf getragen wird.
6. Schallerzeuger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zwischen dem ersten Schallwandler (110) und dem zweiten Schallwandler (120) eine erste Zwischenwand (130) angeordnet ist, die weniger als 3 cm bezüglich des ersten Schallwandlers (110) und des zweiten Schallwandlers (120) vorsteht, oder bei dem zwischen dem dritten Schallwandler (210) und dem vierten Schallwandler (220) eine zweite Zwischenwand (230) angeordnet ist, die weniger als 3 cm bezüglich des dritten Schallwandlers (210) und des vierten Schallwandlers (220) vorsteht, oder wobei die erste Zwischenwand (130) oder die zweite Zwischenwand (230) um wenigstens 1 cm bezüglich eines jeweiligen Paars aus erstem und zweitem Schallwandler oder drittem und viertem Schallwandler vorsteht.
7. Schallerzeuger nach Anspruch 6, bei dem die erste Zwischenwand (130) oder die zweite Zwischenwand (230) halbkreisförmig, ellipsenförmig oder parabelförmig ist, wobei bei einer kürzesten Entfernung zwischen Mittelpunkten (110a, 120a) von dem ersten und dem zweiten Schallwandler oder dem dritten und dem vierten Schallwandler die Zwischenwand (130, 230) am höchsten vorsteht.
8. Schallerzeuger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der folgende Merkmale aufweist: eine Eingangs-Schnittstelle zum Empfangen eines ersten Ansteuersignals (301) für den ersten Schallwandler (110), eines zweiten Ansteuersignals (302) für den zweiten Schallwandler (120), eines dritten Ansteuersignals (303) für den dritten Schallwandler (210) und eines vierten Ansteuersignals (304) für den vierten Schallwandler (220), wobei das erste Ansteuersignal und das zweite Ansteuersignal zueinander phasenverschoben sind, oder wobei das dritte Ansteuersignal und das vierte Ansteuersignal zueinander phasenverschoben sind, oder wobei die ersten bis vierten Ansteuersignale einen Frequenzbereich zwischen 500 Hz und 1500 Hz umfassen, oder einen Signalprozessor (300), um aus einem ersten Eingangskanal (306) und aus einem zweiten Eingangskanal (308) das erste Ansteuersignal (301) für den ersten Schallwandler (110), das zweite Ansteuersignal (302) für den zweiten Schallwandler (120), das dritte Ansteuersignal (303) für den dritten Schallwandler (210) und das vierte Ansteuersignal (304) für den vierten Schallwandler (220) zu erzeugen, wobei das erste Ansteuersignal und das zweite Ansteuersignal zueinander phasenverschoben sind, oder wobei das dritte Ansteuersignal und das vierte Ansteuersignal zueinander phasenverschoben sind, oder wobei die ersten bis vierten Ansteuersignale einen Frequenzbereich zwischen 500 Hz und 1500 Hz umfassen.
9. Schallerzeuger nach Anspruch 8, bei dem der Signalprozessor (300) folgende Merkmale aufweist: einen ersten Eingang (306) für den ersten Eingangskanal; einen zweiten Eingang (308) für den zweiten Eingangskanal; ein erstes Verzweigungselement (326), das den ersten Eingang (306) mit einem ersten Signalpfad (321) für den ersten Schallwandler (110) und mit einem zweiten Signalpfad (341) für den zweiten Schallwandler (120) verbindet; oder ein zweites Verzweigungselement (246), das den zweiten Eingang (308) mit einem dritten Signalpfad (351) für den dritten Schallwandler (210) und mit einem vierten Signalpfad (361) für den vierten Schallwandler (220) verbindet, wobei wenigstens ein Signalpfad des ersten Signalpfads (321) und des zweiten Signalpfads (341) oder wenigstens ein Signalpfad des dritten Signalpfads (351) und des vierten Signalpfads (361) einen Phasenschieber (326e, 326f) aufweist.
10. Schallerzeuger nach Anspruch 9, bei dem das erste Verzweigungselement (326) oder das zweite Verzweigungselement (346) oder der erste Signalpfad (321) oder wenigstens ein Signalpfad des ersten Signalpfads (321), des zweiten Signalpfads (341), des dritten Signalpfads (351) und des vierten Signalpfads (361) ein frequenzselektives Filter aufweist, um einen gefilterten Anteil des ersten Eingangskanals (306) oder des zweiten Eingangskanals (308) in dem jeweiligen Signalpfad zu erhalten, wobei der jeweilige Signalpfad ferner einen Addierer (322, 342) aufweist, um zu dem gefilterten Anteil einen ungefilterten Anteil des ersten Eingangskanals (306) bzw. des zweiten Eingangskanals (308) zu addieren.
11. Signalerzeuger nach Anspruch 10, bei dem das frequenzselektive Filter ein Hochpassfilter (326d) aufweist.
12. Signalerzeuger nach Anspruch 9, bei dem der erste Signalpfad (321) eine erste Mehrzahl von Bandpassfiltern (320) aufweist und der zweite Signalpfad (341) eine zweite Mehrzahl von Bandpassfiltern (340) aufweist, wobei die erste Mehrzahl von Bandpassfiltern (320) und die zweite Mehrzahl von Bandpassfiltern (340) zueinander orthogonal ausgebildet sind, so dass ein Bandpasskanal der ersten Mehrzahl von Bandpassfiltern einen frequenzmäßigen Durchlassbereich hat, der in der zweiten Mehrzahl von Bandpassfiltern frequenzmäßig einem Sperrbereich entspricht.
13. Schallerzeuger nach Anspruch 12, bei dem die erste Mehrzahl von Bandpassfiltern (320) wenigstens zwei Bandpassfilter (320a, 320b) mit einer ersten Mittenfrequenz (fi) und einer dritten Mittenfrequenz (f3) aufweist, und bei dem die zweite Mehrzahl von Bandpassfiltern (340) wenigstens zwei Bandpassfilter (340a, 340b) aufweist, die eine zweite Mittenfrequenz (f2) und eine vierte Mittenfrequenz (f4) aufweisen, wobei die erste Mittenfrequenz (fi), die zweite Mittenfrequenz (f2), die dritte Mittenfrequenz (f3) und die vierte Mittenfrequenz (f4) in frequenzmäßig aufsteigender Reihenfolge angeordnet sind, und wobei die erste Mehrzahl von Bandpassfiltern (320) bei der zweiten Mittenfrequenz (f2) und der vierten Mittenfrequenz (f4) jeweils einen Sperrbereich hat, und wobei die zweite Mehrzahl von Bandpassfiltern (340) bei der ersten Mittenfrequenz (fi) und der dritten Mittenfrequenz (fs) jeweils einen Sperrbereich hat.
14. Schallerzeuger nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei dem der Signalprozessor (300) einen Seite-Signal-Erzeuger (370) aufweist, der ausgebildet ist, um aus dem ersten Eingangskanal (306) und dem zweiten Eingangskanal (308) eines oder mehrere Seite-Signale zu erzeugen, und wobei der Signalprozessor (300) ausgebildet ist, um das erste Ansteuersignal (301), das zweite Ansteuersignal (302), das dritte Ansteuersignal (303) und das vierte Ansteuersignal (304) unter Verwendung des einen oder der mehreren Seite-Signale zu ermitteln.
15. Schallerzeuger nach Anspruch 14, bei dem der Signalprozessor folgendes Merkmal aufweist: einen Seite-Signal-Kombinierer (326b) zum Kombinieren des Seite-Signals mit dem linken Kanal (306) oder dem rechten Kanal (308) signalflußmäßig vor einer Verzweigung in den ersten Signalpfad (321) und den zweiten Signalpfad (341) bzw. den dritten Signalpfad (351) und den vierten Signalpfad (361) oder signalflußmäßig nach der Verzweigung in die jeweiligen zwei Signalpfade.
16. Schallerzeuger nach einem der Ansprüche 8 bis 14, bei dem der Signalprozessor (300) ferner folgende Merkmale aufweist: einen weiteren Seite-Signal-Erzeuger (374, 373) oder einen Seite-Signal-Modifizierer, um wenigstens ein weiteres Seite-Signal zu erzeugen, und einen weiteren Seite-Signal-Kombinierer, um das weitere Seite-Signal mit dem anderen des linken Kanals (306) und des rechten Kanals (308) vor einer Verzweigung in zwei jeweilige Signalpfade oder nach der Verzweigung in die jeweiligen Signalpfade zu kombinieren. Schallerzeuger nach Anspruch 8, bei dem der Signalprozessor (300) folgende Merkmale aufweist: einen Seite-Signal-Erzeuger (370) zum Erzeugen eines ersten Seite-Signals und eines zweiten Seite-Signals aus dem ersten Eingangskanal (306) und dem zweiten Eingangskanals (308); einen ersten Seite-Signal-Kombinierer (326b) zum Kombinieren des ersten Seite-Signals mit dem ersten Eingangskanal (306); einen zweiten Seite-Signal-Kombinierer zum Kombinieren des zweiten Seite-Signals mit dem zweiten Eingangskanal (308); ein erstes Verzweigungselement (326) zum Verzweigen eines Ausgangssignals des ersten Seite-Signal-Kombinierers (326b) in einen ersten Signalpfad (321) für das erste Ansteuersignal (301) und in einen zweiten Signalpfad (341) für das zweite Ansteuersignal (302); und ein zweites Verzweigungselement zum Verzweigen eines Ausgangssignals des zweiten Seite-Signal-Kombinierers in einen dritten Signalpfad (351) für das dritte Ansteuersignal (303) und in einen vierten Signalpfad (361) für das vierte Ansteuersignal (304). Schallerzeuger nach Anspruch 17, bei dem der erste Seite-Signal-Kombinierer in dem ersten Verzweigungselement (326) angeordnet ist, und der zweite Seite-Signal-Kombinierer in dem zweiten Verzweigungselement (346) angeordnet ist, wobei das erste Verzweigungselement oder das zweite Verzweigungselement einen steuerbaren Verstärker (326a) an einem Kombinierereingang oder einen steuerbaren Verstärker (326c) an einem Kombiniererausgang aufweist, oder bei dem der Seite-Signal-Erzeuger (370) ein steuerbares Verstärkerelement (375, 376) aufweist, um eine Amplitude des ersten Seite-Signals oder des zweiten Seite- Signals zu erhöhen oder zu erniedrigen, oder bei dem der Seite-Signal-Erzeuger (370) ausgebildet ist, um das erste Seite-Signal und das zweite Seite-Signal so zu erzeugen, dass eine Phasenverschiebung zwischen dem ersten Seite-Signal und dem zweiten Seite-Signal einen Wert zwischen 120° und 240° und vorzugsweise 180° hat. Schallerzeuger nach Anspruch 17 oder 18, bei dem das erste Verzweigungselement (326) oder das zweite Verzweigungselement (346) ausgebildet ist, um unter Verwendung eines Phasenschiebers (326e) ein Signal für den ersten Signalpfad (321) mit einer positiven Phasenverschiebung zu beaufschlagen, und um unter Verwendung eines weiteren Phasenschiebers (326f) ein Signal für den zweiten Signalpfad (341) mit einer negativen Phasenverschiebung zu beaufschlagen. Schallerzeuger nach Anspruch 19, bei dem das erste oder zweite Verzweigungselement (326, 346) ausgebildet ist, um eine positive Phasenverschiebung zwischen 70° und 100° zu erzeugen, und um eine negative Phasenverschiebung zwischen -70° und -100° zu erzeugen. Schallerzeuger nach einem der Ansprüche 17 bis 20, bei dem der erste Signalpfad (321) eine erste Mehrzahl von Bandpassfiltern (320) aufweist und der zweite Signalpfad (341) eine zweite Mehrzahl von Bandpassfiltern (340) aufweist, wobei die erste Mehrzahl von Bandpassfiltern (320) und die zweite Mehrzahl von Bandpassfiltern (340) zueinander orthogonal ausgebildet sind, so dass ein Bandpasskanal der ersten Mehrzahl von Bandpassfiltern einen frequenzmäßigen Durchlassbereich hat, der in der zweiten Mehrzahl von Bandpassfiltern frequenzmäßig einem Sperrbereich entspricht. Schallerzeuger nach Anspruch 21 , bei dem der erste Signalpfad (321) die erste Mehrzahl (320) von Bandpassfiltern aufweist, bei dem der zweite Signalpfad (341) die zweite Mehrzahl von Bandpassfiltern (340) aufweist, bei dem der dritte Signalpfad (351) die erste Mehrzahl von Bandpassfiltern (320) aufweist und bei dem der vierte Signalpfad (361) die zweite Mehrzahl von Bandpassfiltern (340) aufweist, wobei der erste Signalpfad (321) ausgebildet ist, um das erste Ansteuersignal (301) für den ersten Schallwandler (110) zu liefern, wobei der zweite Signalpfad (341) ausgebildet ist, um das zweite Ansteuersignal (302) für den zweiten Signalpfad (341) zu liefern, wobei der dritte Signalpfad (351) ausgebildet ist, um das dritte Ansteuersignal (303) für den dritten Schallwandler (210) zu liefern, und wobei der vierte Signalpfad (361) ausgebildet ist, um das vierte Ansteuersignal (304) für den zweiten Schallwandler (220) zu liefern, wobei der erste Schallwandler (110) horizontal neben dem zweiten Schallwandler (120) angeordnet ist, und wobei der vierte Schallwandler (220) horizontal neben dem dritten Schallwandler (210) angeordnet ist, oder wobei die erste Mehrzahl von Bandpassfiltern (320) geradzahlige Bandpassfilter aufweist und die zweite Mehrzahl von Bandpassfiltern (340) ungeradzahlige Bandpassfilter aufweist.
23. Signalprozessor mit folgenden Merkmalen: einem ersten Eingang (306) für einen ersten Eingangskanal; einem zweiten Eingang (308) für einen zweiten Eingangskanal, wobei der Signalprozessor ausgebildet ist, um aus dem ersten Eingangskanal (306) und dem zweiten Eingangskanal (308) ein erstes Ansteuersignal (301) für einen ersten Schallwandler (110) und ein zweites Ansteuersignal (302) für einen zweiten Schallwandler (120) auf einer ersten Seite eines Schallerzeugers zu erzeugen, und um ein drittes Ansteuersignal (303) für einen dritten Schallwandler (210) und um ein viertes Ansteuersignal (304) für einen vierten Schallwandler (220) auf einer zweiten Seite des Schallerzeugers zu erzeugen; und einer Drahtlosschnittstelle zum Ausgeben des ersten Ansteuersignals (301), des zweiten Ansteuersignals (302), des dritten Ansteuersignals (303) und des vierten Ansteuersignals (304).
24. Signalprozessor nach Anspruch 23, bei dem der Signalprozessor (300) folgende Merkmale aufweist: einen Seite-Signal-Erzeuger (370) zum Erzeugen eines ersten Seite-Signals und eines zweiten Seite-Signals aus dem ersten Eingangskanal (306) und dem zweiten Eingangskanals (308); einen ersten Seite-Signal-Kombinierer (326b) zum Kombinieren des ersten Seite-Signals mit dem ersten Eingangskanal (306); einen zweiten Seite-Signal-Kombinierer zum Kombinieren des zweiten Seite-Signals mit dem zweiten Eingangskanal (308); ein erstes Verzweigungselement (326) zum Verzweigen eines Ausgangssignals des ersten Seite-Signal-Kombinierers (326b) in einen ersten Signalpfad (321) für das erste Ansteuersignal (301) und in einen zweiten Signalpfad (341) für das zweite Ansteuersignal (302); und ein zweites Verzweigungselement zum Verzweigen eines Ausgangssignals des zweiten Seite-Signal-Kombinierers in einen dritten Signalpfad (351) für das dritte Ansteuersignal (303) und in einen vierten Signalpfad (361) für das vierte Ansteuersignal (304). Signalprozessor nach Anspruch 24, bei dem der erste Seite-Signal-Kombinierer in dem ersten Verzweigungselement (326) angeordnet ist, und der zweite Seite-Signal- Kombinierer in dem zweiten Verzweigungselement (346) angeordnet ist, wobei das erste Verzweigungselement oder das zweite Verzweigungselement einen steuerbaren Verstärker (326a) an einem Kombinierereingang oder einen steuerbaren Verstärker (326c) an einem Kombiniererausgang aufweist, oder bei dem der Seite-Signal-Erzeuger (370) ein steuerbares Verstärkerelement (375, 376) aufweist, um eine Amplitude des ersten Seite-Signals oder des zweiten Seite- Signals zu erhöhen oder zu erniedrigen, oder bei dem der Seite-Signal-Erzeuger ausgebildet ist, um das erste Seite-Signal und das zweite Seite-Signal so zu erzeugen, dass eine Phasenverschiebung zwischen dem ersten Seite-Signal und dem zweiten Seite-Signal einen Wert zwischen 120° und 240° und vorzugsweise 180° hat. Signalprozessor nach einem der Ansprüche 23 und 24, bei dem das erste Verzweigungselement oder das zweite Verzweigungselement ausgebildet ist, um unter Verwendung eines Phasenschiebers (326e) ein Signal für den ersten Signalpfad (321) mit einer positiven Phasenverschiebung zu beaufschlagen, und um unter Verwendung eines weiteren Phasenschieber (326f) ein Signal für den zweiten Signalpfad (341) mit einer negativen Phasenverschiebung zu beaufschlagen. Signalprozessor nach einem der Ansprüche 23 bis 26, bei dem der erste Signalpfad (321) eine erste Mehrzahl von Bandpassfiltern (320) aufweist und der zweite Signalpfad (341) eine zweite Mehrzahl von Bandpassfiltern (340) aufweist, wobei die erste Mehrzahl von Bandpassfiltern (320) und die zweite Mehrzahl von Bandpassfiltern (340) zueinander orthogonal ausgebildet sind, so dass ein Bandpasskanal der ersten Mehrzahl von Bandpassfiltern einen frequenzmäßigen Durchlassbereich hat, der in der zweiten Mehrzahl von Bandpassfiltern frequenzmäßig einem Sperrbereich entspricht. Signalprozessor nach Anspruch 21 , bei dem der erste Signalpfad (321) die erste Mehrzahl (320) von Bandpassfiltern aufweist, bei dem der zweite Signalpfad (341) die zweite Mehrzahl von Bandpassfiltern (340) aufweist, bei dem der dritte Signalpfad (351) die erste Mehrzahl von Bandpassfiltern (320) aufweist, und bei dem der vierte Signalpfad (361) die zweite Mehrzahl von Bandpassfiltern (340) aufweist, wobei der erste Signalpfad (321) ausgebildet ist, um das erste Ansteuersignal (301) für den ersten Schallwandler (110) zu liefern, wobei der zweite Signalpfad (341) ausgebildet ist, um das zweite Ansteuersignal (302) für den zweiten Signalpfad (341) zu liefern, wobei der dritte Signalpfad (351) ausgebildet ist, um das dritte Ansteuersignal (303) für den dritten Schallwandler (210) zu liefern, und wobei der vierte Signalpfad (361) ausgebildet ist, um das vierte Ansteuersignal (304) für den zweiten Schallwandler (220) zu liefern, wobei der erste Schallwandler (110) horizontal neben dem zweiten Schallwandler (120) angeordnet ist, und wobei der vierte Schallwandler (220) horizontal neben dem dritten Schallwandler (210) angeordnet ist, oder 30 wobei die erste Mehrzahl von Bandpassfiltern (320) geradzahlige Bandpassfilter aufweist und die zweite Mehrzahl von Bandpassfiltern (340) ungeradzahlige Bandpassfilter aufweist.
29. Signalprozessor nach einem der Ansprüche 23 bis 28, der in einem mobilen Gerät angeordnet ist, wobei der erste Eingang (306) und der zweite Eingang (308) des Signalprozessors mit einer Audiobibliothek koppelbar ist, die in dem mobilen Gerät gespeichert ist, oder wobei der erste Eingang (306) und der zweite Eingang (308) mit einer entfernt angeordneten Audiobibliothek über eine Schnittstelle des mobilen Geräts koppelbar ist, und wobei die Drahtlosschnittstelle eine Bluetooth-Schnittstelle oder eine WLAN- Schnittstelle ist.
30. Verfahren zum Betreiben eines Schallerzeugers mit einem ersten Schallerzeugerelement (100) auf einer ersten Seite; und einem zweiten Schallerzeugerelement (200) auf einer zweiten Seite, mit folgenden Schritten:
Emittieren von Schall durch einen ersten Schallwandler (110) und einen zweiten Schallwandler (120) in dem ersten Schallerzeugerelement (100) so, dass Schallemissionsrichtungen des ersten Schallwandlers und des zweiten Schallwandlers parallel sind oder um weniger als 30° von einer parallelen Emissionsrichtung abweichen, und
Emittieren von Schall durch einen dritten Schallwandler (210) und einen vierten Schallwandler (220) in dem zweiten Schallerzeugerelement (200) so, dass Schallemissionsrichtungen des dritten Schallwandlers (210) und des vierten Schallwandlers (220) parallel zueinander sind oder weniger als 30° von einer parallelen Emissionsrichtung abweichen.
31. Verfahren zum Betreiben eines Signalprozessors mit einem ersten Eingang (306) für einen ersten Eingangskanal und einem zweiten Eingang (308) für einen zweiten Eingangskanal, mit folgenden Schritten:
Erzeugen, aus dem ersten Eingangskanal (306) und dem zweiten Eingangskanal (308), eines ersten Ansteuersignals (301) für einen ersten Schallwandler (110) und eines zweiten Ansteuersignals (302) für einen zweiten Schallwandler (120) auf einer 31 ersten Seite eines Schallerzeugers, und eines dritten Ansteuersignals (303) für einen dritten Schallwandler (210) und eines vierten Ansteuersignals (304) für einen vierten Schallwandler (220) auf einer zweiten Seite des Schallerzeugers; und Ausgeben, über eine Drahtlosschnittstelle, des ersten Ansteuersignals (301), des zweiten Ansteuersignals (302), des dritten Ansteuersignals (303) und des vierten Ansteuersignals (304). Computerprogramm mit einem Programmcode zum Durchführen des Verfahrens ge- maß Patentanspruch 31 oder des Verfahrens gemäß Patentanspruch 31 , wenn das Computerprogram auf einem Computer oder einem Prozessor abläuft.
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