WO1995014362A1 - Mehrkanalkopfhörer mit gesteuerter abstrahlcharakteristik - Google Patents

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WO1995014362A1
WO1995014362A1 PCT/DE1994/001340 DE9401340W WO9514362A1 WO 1995014362 A1 WO1995014362 A1 WO 1995014362A1 DE 9401340 W DE9401340 W DE 9401340W WO 9514362 A1 WO9514362 A1 WO 9514362A1
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sound transducer
channel headphones
channel
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Florian Meinhard König
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Koenig Florian Meinhard
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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 invention relates to a multi-channel headphone with at least one sound transducer per headphone according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a multichannel headphone with a single sound transducer per headphone capsule essentially arranged in its center according to the preamble of claim 9.
  • the invention relates to a multichannel headphone with a single sound transducer per headphone capsule, which in favor of one essentially horizontally located hearing event has a special arrangement according to the preamble of claim 11.
  • the invention relates to a multi-channel headphone with a plurality of acentrically arranged sound transducers per headphone according to the preamble of claim 12.
  • the listening event situation can be significantly improved horizontally-front by the fact that the Radiation of the sound transducer in each headphone capsule is controlled by targeted partial vaporization or by differently vaporizing its radiation surface, for example the dividing line from an acoustically damped radiation surface to a radiation surface that is not or less damped preferably rises partially in the direction of view of the user (see characterizing Features of claim 11).
  • the measures according to the invention mentioned in claim 11 therefore achieve the object of increasing the listening event situation. to improve rizontal front.
  • Another advantage results from the fact that these measures can be used to achieve pre-localization of hearing events even with multichannel headphones, the headphone capsules of which do not sufficiently permit the special arrangement of the sound transducers described below in the capsules at the front below.
  • the knowledge obtained above was abstracted to the effect that the acoustic shading effects achieved in this way can advantageously be used in relation to the ear auditory canal for multi-channel reproduction (more than two channels), in which a plurality of sound transducers per headphone capsule of the multi-channel headphone be used (preamble of claim 12), for example, to spatially To optimize the impression in the case of multi-channel reproduction of, for example, HDTV or DOLBY SURROUND sound signals in accordance with the characterizing features of claim 12. This solves the problem of optimizing the precision of the positionability in a multi-channel reproduction by means of a multi-channel headphone.
  • FIG. 1 shows schematically the arrangement of a headphone capsule of a stereo small headphone on the outer ear of a user, the sound transducer being arranged essentially centrally in the capsule and being partially covered according to the invention with acoustic damping,
  • FIG. 2 schematically shows the view of an ear-enclosing headphone capsule of a four-channel headphone on the outer ear of a user, the sound transducer being displaced downwards in favor of locating hearing events in advance, starting from the conventional central arrangement in the headphone capsule, and the Sound transducer according to the invention is partially covered acoustically damping and
  • Fig. 3 shows a modification of the arrangement shown in Fig. 2 with additional partially silenced sound transducers (six-channel headphones).
  • the reference number 1 denotes the outer ear relief of the left ear of a headphone user
  • 2 the ear-facing partition of the left headphone capsule 2a of a small stereo headphone, which lies on top of the ear on the outer ear 1
  • a circular-cylindrical sound transducer 3 Arranged in the center of the headphone partition 2 is a circular-cylindrical sound transducer 3 which, in a manner not shown, consists of a bass-mid-tone diaphragm mounted centrally in the sound transducer housing and a concentrated trisch trained high-frequency membrane, which is approximately at the level of the ear canal entry point 3 of the ear.
  • the lower partial surface 4 can be covered with an acoustically less strongly damping material than the upper partial surface 6.
  • the upper and lower partial surfaces 6 and 5 adjoin one another via a dividing line 7, which extends in a straight line except for a curved central region 5 and increases from left to right in the viewing direction of the headphone user.
  • the curved dividing line region 5 serves to prevent part of the high-frequency membrane of the sound transducer 3 from being covered by the acoustically damped partial surface 6, i.e. release.
  • the attenuated partial surface 6 is arranged such that it lies opposite part of the outer ear 1 above the ear canal entry point 3, while the part of the outer ear 1 below is freely irradiated by the sound transducer.
  • an outer-ear near-field / free-field sound reinforcement situation is obtained which initializes the outer ear 1 as a directional filter for binaural pre-localization of hearing events and consequently "simulates" the directional filter information of the sensory perception which is missing in the usual small multi-channel headphones.
  • the consequence of this is that the unrealistic top-I head localization of listener events, which is unavoidable when the transducer is not partially covered, is replaced by essentially pre-locating listener events in accordance with natural hearing without headphones.
  • the damped sound transducer partial area 6 takes up less than 50% of the total sound transducer radiation area (this is the lower radiation area 4 plus the upper radiation area 6).
  • the separation line 7, which preferably falls towards the front, between the two partial areas 4 and 6 results in a distribution of the external ear sound, which enables the above-mentioned sensory perception in favor of a prior localization of hearing events.
  • the shape of the curvature of the curved dividing line region 5 allows the tweeter portion of the emitted sound region to be controlled in a targeted manner.
  • FIG. 2 shows schematically in a representation similar to FIG. 1 the arrangement of a left headphone capsule of a four-channel headphone opposite the outer ear 1 of a headphone user.
  • the headphone capsule of which only a circular bridge grille 10 is shown, which serves to hold the sound transducer, is circumaural, in other words has a larger outer diameter than the headphone capsule 2a of FIG. 1 lying on the ear
  • the web grating 10 or the headphone capsule (not shown) is arranged essentially in the region of the ear canal entry point 3.
  • the structure of the web grid 10 in detail is of no interest for the present invention. It is only essential that the web grating 10 is intended for receiving a (first) sound transducer 11, which can be designed similarly to the sound transducer in Fig. 1, i.e. with a large low-mid-range diaphragm 12 and a small high-range diaphragm 13 concentric to it, and for receiving a second sound transducer 20.
  • a (first) sound transducer 11 can be designed similarly to the sound transducer in Fig. 1, i.e. with a large low-mid-range diaphragm 12 and a small high-range diaphragm 13 concentric to it, and for receiving a second sound transducer 20.
  • the first sound transducer 11 in the embodiment of FIG. 2 is forward in the viewing direction, ie in the direction of the arrow 14, and in the direction of the vertical displacement amount that exceeds this horizontal displacement amount
  • Arrow 15 down to the outer edge of the Web grating 10 is arranged displaced in order to reach the hearing event situation described at the beginning horizontally, which is described in detail in WO-91/01616.
  • the direction of displacement resulting from the horizontal and vertical displacements is indicated by arrow 16 in FIG. 2.
  • the radiation surface of the first sound transducer 11 is divided in a manner similar to that in FIG. 1 into two partial surfaces, of which an upper partial surface 17a is covered with an acoustically damping material, while the lower partial surface 17b is preferably uncovered.
  • the acoustically damped partial surface 17a covers only a part of the mid-low-frequency diaphragm 12 and leaves the high-frequency diaphragm 13 completely free.
  • the dividing line 18 between the two partial surfaces 16 and 17 runs straight across the tweeter membrane 13 and in the viewing direction, in the direction of arrow 14, rising relatively steeply at an angle of> 45 °. It is thereby surprisingly achieved that the hearing event position horizontally at the front, which is achieved by the special arrangement of the first sound transducer 11 at the front and bottom, is optimized.
  • Fig. 2 the second sound converter 20 is shown with double-dashed lines, which is also in the web grating
  • the second sound transducer 20 is arranged essentially diametrically opposite to the first sound transducer 11 and is at a short distance from the latter in such a way that its outer edge adjoins the ear canal entry point 3.
  • the Ab ⁇ radiating surface of the second transducer 20 are not partially covered with acoustic damping material, but voll ⁇ permanently open.
  • the second sound converter 20 is used, for example, for the level-reduced reproduction of effect signals when using the four-channel headphones in connection with, for example, a DOLBY SURROUND system.
  • the radiation area of the second sound transducer 20 can also be partially covered, as will be explained below with reference to FIG. 3 for a multi-sound transducer multi-channel headphone, in order to improve the location of fictitious sound sources.
  • FIG. 3 shows a modification of the embodiment of FIG. 2 with an additional third sound transducer 30.
  • the same elements as in FIG. 2 are designated with the same reference numbers.
  • the arrangement of the second sound transducer 20 in FIG. 3 differs from the arrangement of the sound transducer 20 in FIG. 2 in that, in FIG. 3, the sound transducer 20, starting from the center of the web grating 10, likewise likewise upwards, predominantly backwards is moved.
  • the sound radiation surface of the sound transducer 20 in FIG. 3 is partially covered and thus has an acoustically more damped partial surface 22 and an acoustically undamped partial surface 21, and the dividing line 23 between the two partial surfaces 21 and 22 runs essentially perpendicular, i.e. parallel to the direction indicated by the arrow 15 (and thus perpendicular to the viewing direction, which is indicated by the arrow 14).
  • the dividing line 23 can also drop horizontally or to the rear, opposite to the viewing direction.
  • the third sound transducer 30 is arranged almost completely in a left upper quadrant of the grating 10, and is thus shifted upward out of the center of the grating 10 with a horizontal shift amount and a predominant vertical shift amount.
  • the arrangement of the sound transducer 30 thus corresponds approximately to the arrangement of the sound transducer 11 arranged at the front at the bottom, which is reflected on the horizontal radius 34 of the web 10, but is arranged slightly offset to the rear relative to the sound transducer 30 in the lower left quadrant of the web grille 10.
  • the second lies in relation to the quadrants of the web grid 10 Sound transducer 20 predominantly in the upper right quadrant and to a lesser extent in the lower right quadrant.
  • the sound transducer 30 also has an acoustically more attenuated partial surface 32 and an acoustically unaffected partial surface 31, and the dividing line 33 between the partial surfaces 31 and 32 runs in the direction of view (arrow 14) falling at an angle that coincides with the opposite sign corresponds to the angle of the rising dividing line 18 of the sound transducer 11.
  • the first sound transducer 11 with the stereo or front signal, the second sound transducer 20 with a rear effect surround signal and the third sound transducer 30 with a front e.g. feeds the effect surround signal reproducing the vertical sound events in order to achieve a spatial sound reproduction similar to that of a corresponding number of loudspeakers.
  • the partition 2b is provided, which insulates the inner volume of the headphone capsule 2a from the outer ear 1 and has a recess for the sound transducer 3.
  • a similar partition although not shown, can be provided in the embodiments according to FIGS. 2 and 3.
  • the purpose of this partition wall is that when the headphone capsule is arranged on the outer ear, no or only a certain proportion of sound reflections from the outer ear and from the head region of a headphone user is reflected into the inner volume of the headphone capsule. It is thereby achieved that the sound transducer 3 or the plurality of sound transducers 11, 20 and possibly 30 act as point sound sources.
  • the partition for example partition 2 in 1, designed with an acoustic damping that is greater than that of the transducer surface 5 or the transducer surface 17b, 21 and 31 and less than or equal to the damping of the transducer surface 6 or 17a, 22 and 32.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Mehrkanalkopfhörer mit zumindest einem Schallwandler (3), einem einzigen im wesentlichen im Zentrum der Kopfhörerkapsel (2a) angeordneten Schallwandler (3) anstelle der dabei üblicherweise auftretenden Oben-Im-Kopf-Lokalisation ein im wesentlichen horizontal vorne geordnetes Hörereignis zu erzeugen, ist die Abstrahlfläche dieses Schallwandlers (3) in zwei Teilflächen (4, 6) unterteilt, die unterschiedliche akustische Widerstände haben und über eine Trennlinie (7) aneinander grenzen, wobei die akustisch schwächer bedämpfte Teilfläche (6) vorwiegend unter dem Gehörgangeingang (3) eines Außenohrs des Kopfhörer-Benutzers angeordnet ist, während die andere Teilfläche mit größerer akustischer Bedämpfung vorwiegend über dem Gehörgangeingang (3) liegt.

Description

Mehrkanalkopfhörer mit gesteuerter Abstrahlcharakteristik
Die Erfindung betrifft einen Mehrkanalkopfhörer mit zumindest einem Schallwandler pro Kopfhörer gemäß Oberbegriff des An¬ spruchs l. Die Erfindung betrifft außerdem einen Mehrkanal¬ kopfhörer mit einem einzigen pro Kopfhörerkapsel im wesentli¬ chen in seinem Zentrum angeordneten Schallwandler gemäß Ober¬ begriff des Anspruchs 9. Ferner betrifft die Erfindung einen Mehrkanalkopfhörer mit einem einzigen Schallwandler pro Kopf- hörerkapsel, der zugunsten eines im wesentlichen horizontal vorne georteten Hörereignisses eine spezielle Anordnung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 11 hat. Schließlich betrifft die Erfindung einen Mehrkanalkopfhörer mit einer Mehrzahl von azentrisch angeordneten Schallwandlern pro Kopfhörer gemäß Oberbegriff des Anspruchs 12.
Über lange Jahre war das Entwicklungsziel bei Mehrkanalkopf¬ hörern eine hohe Klangbildneutralität, die weitgehend derje¬ nigen beim natürlichen Hören bzw. beim Hören über Lautspre¬ chern entspricht. Diese Entwicklung ist seit ca. 15 Jahren im wesentlichen ausgereizt. Der Nachteil dieser herkömmlichen Mehrkanalkopfhörer besteht in einer überwiegenden Ortung fik¬ tiver Schallquellen im Kopf, insbesondere oben im Kopf.
In letzter Zeit sind deshalb Anstrengungen unternommen wor¬ den, die für herkömmliche Mehrkanalkopfhörer charakteristi¬ sche, der natürlichen Hörerfahrung widersprechende Im-Kopf- Lokalisation zugunsten einer der natürlichen Hörerfahrung entsprechenden überwiegenden Vorneortbarkeit zu überwinden (Bühnen- effekt) . Erreicht wird diese zwischenzeitlich bei¬ spielsweise mittels digitaler Filtertechnik, die ähnlich wie für Studiozwecke realisierte Richtungsmischpulte arbeiten. Nachteilig sind dabei die hohen Kosten und Klangbildverzer¬ rungen, die einem Langzeithören mit durch diese Filtertechnik entzerrten Mehrkanalkopfhörern entgegenstehen.
Ein weiterer Lösungsweg besteht in der sogenannten Freifeld¬ oder Diffusfeldentzerrung der kompletten kopfbezogenen Auf- nahme-Wiedergabe-Übertragungsstrecke. Diese Lösung führt zu einer Klangfarben-neutralen Kopfhörer-Tonwiedergabe, erfor¬ dert jedoch für eine wirksame Vorneortung von Hörereignissen eine individuelle Nachentzerrung für den jeweiligen Benutzer, die äußerst aufwand- und damit kostenintensiv ist. Ohne eine individuelle Nachentzerrung ist die Erzielung einer Vorneor¬ tung von Hörereignissen durch die Freifeld- oder Diffusfeld¬ entzerrung stark umstritten.
Eine erfolgreiche und kostengünstige Lösung zur Realisierung einer überwiegenden Vorneortung von Hörereignissen mittels Mehrkanalkopfhörern ist in der auf den Anmelder zurückgehen¬ den WO-91/01616 beschrieben. Bei diesem Mehrkanalkopfhörer wird durch den im Oberbegriff des Anspruchs 11 angegebenen, technisch überraschend einfachen Maßnahmen, eine Vorneortbar- keit von Hörereignissen mittels Mehrkanalkopfhörern erreicht, nämlich durch eine einfache Positionsverschiebung der her¬ kömmlicherweise am Außenohrrelief angeordneten Schallwandler nach vorn und überwiegend nach unten. Das Ausmaß der Vorneor¬ tung von stereophonem Klangereignissen kann außerdem durch ein Verändern dieser spezifischen Schallwandler nordnung pro¬ blemlos ausgeführt werden (DE-A-14110902) .
Bei Versuchen des Anmelders, das Ausmaß der Vorneortung von Mehrkanalkopfhörern, ausgehend von dem vorstehend genannten Mehrkanalkopfhörer mit vorne unten angeordneten Schallwand¬ lern weiter zu optimieren, hat sich überraschenderweise her¬ ausgestellt, daß die Hörereignislage horizontal-vorne sich dadurch deutlich verbessern läßt, daß die Abstrahlung des Schallwandlers in jeder Kopfhörerkapsel durch ein gezieltes partielles Bedampfen oder durch unterschiedlich starkes Be¬ dampfen seiner Abstrahlfläche gesteuert wird, wobei z.B. die Trennlinie von einer akustisch bedämpften Abstrahlfläche zu einer nicht oder schwächer bedämpften Abstrahlfläche in Sichtrichtung des Benutzers vorzugsweise teilweise ansteigend verläuft (siehe kennzeichnende Merkmale des Anspruchs 11) . Durch die im Anspruch 11 genannten erfindungsgemäßen Maßnah¬ men wird deshalb die Aufgabe gelöst, die Hörereignislage ho- rizontal vorne zu verbessern. Ein Vorteil ergibt sich ferner dadurch, daß durch diese Maßnahmen eine Vorneortbarkeit von Hörereignissen auch mit Mehrkanalkopfhörern erreicht werden kann, deren Kopfhörerkapseln die spezielle vorstehend be¬ schriebene Anordnung der Schallwandler vorn unten in den Kap¬ seln nicht in ausreichendem Maße zuläßt.
Die zuletzt genannte Feststellung hat den Anmelder dazu ver¬ anlaßt, Untersuchungen mit teilweise akustisch bedämpften Schallwandlern an herkömmlichen Mehrkanalkopfhörern mit im wesentlichen im Zentrum der Kopfhörer angeordneten Schall¬ wandlern gemäß Oberbegriff des Anspruchs 9 auszuführen. Dabei hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß eine geziel¬ te Teilabdeckung der Schallwandlerabstrahlflache derart, daß bei bestimmungsgemäß auf dem Kopf eines Kopfhörer-Benutzers angeordnetem Mehrkanalkopfhörer eine Teilfläche relativ hoher Bedämpfung vorwiegend über und die andere Teilfläche relativ niedriger oder keiner Bedämpfung vorwiegend unter dem Gehör¬ gang angeordnet sind, zumindest annäherungsweise eine Hörer¬ eignislage horizontal vorn erbringt. Vorteilhaft ist dies insbesondere für Stereokleinkopfhörer, wie sie in Zusammen¬ hang mit transportablen Tonwiedergabegeräten verwendet wer¬ den, die in der Regel nicht ohrumschließend, sondern ohrauf¬ liegend sind und eine Verschiebung des Schallwandlers aus dem Zentrum heraus nach vorn und unten in ausreichendem Maße nicht zulassen. Durch die kennzeichnenden Merkmale des An¬ spruchs 9 wird demnach die Aufgabe gelöst, auch bei im we¬ sentlichen im Zentrum der Kopfhörerkapseln angeordneten Schallwandlern eines Mehrkanalkopfhörers eine Hörereignislage horizontal vorne zu erzeugen.
Ferner wurden die vorstehend erhaltenen Erkenntnisse dahinge¬ hend abstrahiert, daß die damit erzielten akustischen Ab- schattungswirkungen gegenüber dem Ohrgehörgang für eine mehr- kanalige Wiedergabe (mehr als zwei Kanäle) vorteilhaft ein¬ setzbar sind, bei der eine Mehrzahl von Schallwandlern pro Kopfhörerkapsel des Mehrkanalkopfhörers eingesetzt werden (Oberbegriff von Anspruch 12) , um beispielsweise den räumli- chen Eindruck bei einer Vielkanalwiedergabe von beispielswei¬ se HDTV- oder DOLBY-SURROUND-Tonsignalen gemäß den kennzeich¬ nenden Merkmalen von Anspruch 12 zu optimieren. Dadurch wird die Aufgabe gelöst, die Präzision der Ortbarkeit bei einer Mehrkanalwiedergabe durch einen Mehrkanalkopfhörer zu opti¬ mieren.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert; es zeigen
Fig. 1 schematisch die aufliegende Anordnung einer Kopfhörer- kapsel eines Stereo-Kleinkopfhörers am Außenohr eines Benut¬ zers, wobei der Schallwandler im wesentlichen zentral in der Kapsel angeordnet und erfindungsgemäß teilweise akustisch dämpfend abgedeckt ist,
Fig. 2 schematisch die Ansicht einer ohrumschließenden Kopf- hörerkapsel eines Vierkanalkopfhörers am Außenohr eines Be¬ nutzers, wobei der Schallwandler zugunsten einer Vorneortbar- keit von Hörereignissen nach vorne unten ausgehend von der herkömmlichen zentralen Anordnung in der Kopfhörerkapsel ver¬ schoben ist, und wobei der Schallwandler erfindungsgemäß teilweise akustisch bedämpfend abgedeckt ist und
Fig. 3 eine Abwandlung der in Fig. 2 gezeigten Anordnung mit zusätzlichen teilweise schallbedämpften Schallwandlern (Sechskanalkopfhörer) .
In Fig. 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 das Außenohrrelief des linken Ohrs eines Kopfhörer-Benutzers, 2 die ohrzuge¬ wandte Trennwand der linken Kopfhörerkapsel 2a eines Stereo¬ kleinkopfhörers, die ohraufliegend auf dem Außenohr 1 auf¬ liegt, kreisrund ist und einen Außendurchmesser von ungefähr 4 cm hat. Im Zentrum der Kopfhörertrennwand 2 ist ein kreis¬ zylindrisch ausgebildeter Schallwandler 3 angeordnet, der in nicht dargestellter Weise aus einer mittig im Schallwandler- gehäuse gelagerten Baß-Mittentonmembran und einer konzen- trisch dazu ausgebildeten Hochtonmembran besteht, die in etwa auf der Höhe des Gehörgangeintrittspunkts 3 des Ohrs liegt.
Erfindungsgemäß ist ein Teil der Abstrahlfläche des Schall¬ wandlers 3, nämlich eine oben liegende Teilfläche 6 mit einem akustisch dämpfenden Material bedeckt, während die andere, die unten liegende Teilfläche 4 unbedeckt ist. Alternativ hierzu kann die untere Teilfläche 4 mit einem akustisch weni¬ ger stark dämpfenden Material als die obere Teilfläche 6 be¬ deckt sein. Die obere und die untere Teilflächen 6 und 5 grenzen über eine Trennlinie 7 aneinander, die bis auf einen gekrümmten mittleren Bereich 5 geradlinig verläuft und in Sichtrichtung des Kopfhörer-Benutzers, in Fig. 1 von links nach rechts ansteigend verläuft. Der gekrümmte Trennlinienbe¬ reich 5 dient dazu, einen Teil der Hochtonmembran des Schall¬ wandlers 3 nicht durch die akustisch bedämpfte Teilfläche 6 zu bedecken d.h. frei zu lassen.
Wie aus Fig. 1 ferner hervorgeht, ist die bedämpfte Teilflä¬ che 6 derart angeordnet, daß sie einen Teil des Außenohrs 1 über dem Gehörgangeintrittspunkt 3 gegenüberliegt, während der darunterliegende Teil des Außenohrs 1 vom Schallwandler frei bestrahlt wird. Durch diese Anordnung wird eine Außen- ohr-Nah-/Freifeld-Beschallungssituation erhalten, die das Au¬ ßenohr 1 als Richtungsfilter für eine binaurale Vorneortung von Hörereignissen initialisiert und folglich die bei übli¬ chen KleinMehrkanalkopfhörern fehlende Richtungsfilterinfor¬ mation der Sinneswahrnehmung "simuliert", die zur Folge hat, daß die bei nicht teilweise abgedecktem Schallwandler unver¬ meidbare unrealistische Oben-I -Kopf-Lokalisation von Hörer¬ eignissen ersetzt wird durch eine im wesentlichen Vorneortung von Hörereignissen entsprechend dem natürlichen Hören ohne Kopfhörer.
Die bedämpfte Schallwandlerteilfläche 6 nimmt von der gesam¬ ten Schallwandlerabstrahlungsfläche (dies ist die untere Ab- strahlungsflache 4 plus die obere Abstrahlungsflache 6) weni¬ ger als 50% ein. Durch die vorzugsweise nach vorne hin abfallende Trennungsli¬ nie 7 zwischen den beiden Teilflächen 4 und 6 ergibt sich ei¬ ne Verteilung der Außenohrbeschallung, die die vorstehend ge¬ nannte Sinneswahrnehmung zugunsten einer Vorneortung von Hör¬ ereignissen ermöglicht.
Durch die Ausprägung der Krümmung des gekrümmten Trennlinien¬ bereichs 5 läßt sich gezielt der Hochtonanteil des abge¬ strahlten Tonbereichs steuern.
Fig. 2 zeigt schematisch in einer ähnlichen Darstellung wie Fig. 1 die Anordnung einer linken Kopfhorerkapsel eines Vier¬ kanalkopfhörers gegenüber dem Außenohr 1 eines Kopfhörer-Be¬ nutzers. Im Gegensatz zur Fig. 1 ist die Kopfhorerkapsel, von der lediglich ein kreisförmiges Steggitter 10 gezeigt ist, das zur Halterung des Schallwandlers dient, ohrumschließend, hat also mit anderen Worten einen größeren Außendurchmesser als die ohraufliegende Kopfhorerkapsel 2a von Fig. 1. Das Zentrum des Steggitters 10 bzw. die nicht gezeigte Kopfhorer¬ kapsel ist im wesentlichen im Bereich des Gehörgangeintritts- punkts 3 angeordnet.
Der Aufbau des Steggitters 10 im einzelnen ist für die vor¬ liegende Erfindung nicht von Interesse. Wesentlich ist ledig¬ lich, daß das Steggitter 10 zur Aufnahme eines (ersten) Schallwandlers 11 bestimmt ist, der ähnlich ausgebildet sein kann wie der Schallwandler in Fig. 1, d.h. mit einer großen Tiefmittentonmembran 12 und einer zu ihr konzentrischen klei¬ nen Hochtonmembran 13 sowie zur Aufnahme eines zweiten Schallwandlers 20.
Ausgehend von der beispielsweise in Fig. 1 gezeigten üblichen zentrischen Anordnung ist der erste Schallwandler 11 bei der Ausführungsform von Fig. 2 in Sichtrichtung nach vorn, d.h. in Richtung des Pfeils 14, und um einen diesen horizontalen Verschiebungsbetrag übertreffenden vertikalen Verschiebungs- betrag in Richtung des Pfeils 15 nach unten zum Außenrand des Steggitters 10 hin verschoben angeordnet, um die eingangs be¬ schriebene Hörereignislage horizontal vorne zu erreichen, die im einzelnen in der WO-91/01616 beschrieben ist. Die aus den horizontalen und vertikalen Verschiebungen resultierende Ver¬ schiebungsrichtung ist in Fig. 2 mit dem Pfeil 16 bezeichnet.
Die Abstrahlfläche des ersten Schallwandlers 11 ist in ähnli¬ cher Weise wie in Fig. 1 in zwei Teilflächen unterteilt, von denen eine oben liegende Teilfläche 17a mit einem akustisch dämpfenden Material bedeckt ist, während die untere Teilflä¬ che 17b vorzugsweise unbedeckt ist. Die akustisch bedämpfte Teilfläche 17a überdeckt in der dargestellten Ausführungsform ausschließlich einen Teil der Mittentieftonmembran 12 und läßt die Hochtonmembran 13 vollständig frei. Die Trennlinie 18 zwischen den beiden Teilflächen 16 und 17 verläuft über der Hochtonmembran 13 geradlinig und in Sichtrichtung, in Richtung des Pfeils 14, relativ steil ansteigend unter einem Winkel von > 45°. Dadurch wird überraschenderweise erreicht, daß die Hörereignislage horizontal vorne, die durch die spe¬ zielle Anordnung des ersten Schallwandlers 11 vorne unten er¬ reicht wird, optimiert.
In Fig. 2 ist der zweite Schallwandler 20 mit doppelstrich¬ punktierten Linien gezeigt, der ebenfalls in dem Steggitter
10 angeordnet ist und denselben Aufbau wie der Schallwandler
11 hat. Der zweite Schallwandler 20 ist im wesentlichen dia¬ metral gegenüberliegend zum ersten Schallwandler 11 angeord¬ net und hat einen geringen Abstand von diesem, derart, daß er mit seinem Außenrand an den Gehörgangeintrittspunkt 3 an¬ grenzt. In' der dargestellten Ausführungsform ist die Ab¬ strahlfläche des zweiten Schallwandlers 20 nicht teilweise mit akustisch dämpfendem Material abgedeckt, sondern voll¬ ständig offen.
Der zweite Schallwandler 20 dient beispielsweise zur pegelre¬ duzierten Wiedergabe von Effektsignalen bei der Verwendung des Vierkanalkopfhörers im Zusammenhang mit beispielsweise einer DOLBY-SURROUND-Anlage. Die Abstrahlfläche des zweiten Schallwandlers 20 kann jedoch auch teilweise bedeckt sein, wie nachfolgend anhand Fig. 3 für einen Mehrschallwandler-Mehrkanalkopfhörer erläutert wird, um die Ortbarkeit von fiktiven Schallquellen zu verbes¬ sern.
Fig. 3 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform von Fig. 2 mit einem zusätzlichen dritten Schallwandler 30. In Fig. 3 sind dieselben Elemente wie in Fig. 2 mit denselben Bezugs¬ ziffern bezeichnet.
Die Anordnung des zweiten Schallwandlers 20 in Fig. 3 unter¬ scheidet sich von der Anordnung des Schallwandlers 20 in Fig. 2 dadurch, daß in Fig. 3 der Schallwandler 20 ausgehend vom Zentrum des Steggitters 10 zwar ebenfalls nach oben, überwie¬ gend nach hinten verschoben ist. Die Schallabstrahlfläche des Schallwandlers 20 in Fig. 3 ist teilweise bedeckt und hat da¬ mit eine akustisch stärker bedämpfte Teilfläche 22 und eine akustisch unbedämpfte Teilfläche 21, und die Trennlinie 23 zwischen den beiden Teilflächen 21 und 22 verläuft im wesent¬ lichen lotrecht, d.h. parallel zu der durch den Pfeil 15 an¬ gedeuteten Richtung (und damit senkrecht zur Sichtrichtung, die mit dem Pfeil 14 angedeutet ist) . Alternativ kann die Trennlinie 23 jedoch auch horizontal oder nach hinten, entge¬ gengesetzt zur Sichtrichtung, abfallen.
Der dritte Schallwandler 30 ist nahezu vollständig in einem linken oberen Quadranten des Gitters 10 angeordnet, und damit aus dem Zentrum des Gitters 10 heraus mit einem waagerechten Verschiebungsbetrag und einem überwiegenden vertikalen Ver¬ schiebungsbetrag nach oben verschoben. Die Anordnung des Schallwandlers 30 entspricht damit in etwa der am horizonta¬ len Radius 34 des Stegs 10 gespiegelten Anordnung des vorne unten angeordneten Schallwandlers 11, der jedoch geringfügig relativ zum Schallwandler 30 nach hinten versetzt im unteren linken Quadranten des Steggitters 10 angeordnet ist. Auf die Quadranten des Steggitters 10 bezogen, liegt der zweite Schallwandler 20 überwiegend im oberen rechten Quadranten und zu einem geringeren Teil im unteren rechten Quadranten. Der Schallwandler 30 hat ebenfalls eine akustisch stärker be¬ dämpfte Teilfläche 32 und eine akustisch unbedä pfte Teilflä¬ che 31, und die Trennlinie 33 zwischen den Teilflächen 31 und 32 verläuft in Sichtrichtung (Pfeil 14) gesehen abfallend un¬ ter einen Winkel, der mit umgekehrten Vorzeichen dem Winkel der ansteigenden Trennlinie 18 des Schallwandlers 11 ent¬ spricht.
Vorteilhafterweise wird der erste Schallwandler 11 mit dem Stereo- oder Frontsignal, der zweite Schallwandler 20 mit ei¬ nem hinteren Effekt-Surround-Signal und der dritte Schall¬ wandler 30 mit einem vorderen, z.B. die vertikale Schaller¬ eignisse wiedergebenden Effekt-Surround-Signal beschickt, um eine räumliche Klangwiedergabe ähnlich wie über eine entspre¬ chende Anzahl von Lautsprechern zu erzielen.
Wesentlich an der Anordnung der Schallwandler von Fig. 3 ist, daß die akustische Abschattung oder Bedämpfung der drei Schallwandler 11, 20 und 23 zur Optimierung der Ortbarkeit zum Zentrum des Gitters 10 hin bzw. zum Gehöreingang hin aus¬ gerichtet sind.
Wie Fig. 1 zeigt, ist auf der dem Außenohr zugewandten Seite 1 des Schallwandlers 2a die Trennwand 2b vorgesehen, die das Innenvolumen der Kopfhorerkapsel 2a vom Außenohr 1 isoliert und eine Aussparung für den Schallwandler 3 hat. Eine ähnli¬ che Trennwand kann, obwohl nicht dargestellt, bei den Ausfüh¬ rungsformen gemäß den Fig. 2 und 3 vorgesehen sein. Der Zweck dieser Trennwand besteht darin, daß bei am Außenohr angeord¬ neter Kopfhörerkapsel keine oder nur ein bestimmter Anteil von Schallreflexionen vom Außenohr und vom anschließenden Kopfbereich eines Kopfhörer-Benutzers in das Innenvolumen der Kopfhorerkapsel reflektiert wird. Dadurch wird erreicht, daß der Schallwandler 3 bzw. die Vielzahl von Schallwandlern 11, 20 und gegebenenfalls 30 als Punktschallquellen wirken. Aus diesem Grund ist die Trennwand, beispielsweise Trennwand 2 in Fig. 1, mit einer akustischen Dämpfung ausgelegt, die größer ist als diejenige der Schallwandlerteilfläche 5 bzw. der Schallwandlerteilfläche 17b, 21 und 31 und kleiner gleich der Dämpfung der Schallwandlerteilfläche 6 bzw. 17a, 22 und 32.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Mehrkanalkopfhörer mit zwei Kopfhörerkapseln und zumin¬ dest einem Schallwandler pro Kopfhorerkapsel, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstrahlfläche des Schallwandlers (8;11;20;30) in zwei Teilflächen (4;6;17;17a;17b;21;22;31;32) unterteilt ist, die unterschiedliche akustische Widerstände haben und über eine Trennlinie (7;18;23;33) aneinandergrenzen.
2. Mehrkanalkopfhörer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine-Teilfläche (4;17b;21;31) mit einem akustisch dämpfenden Material bedeckt ist, während die andere Teil¬ fläche (6;17a;22;32) unbedeckt ist.
3. Mehrkanalkopfhörer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das akustisch dämpfende Material ein Filz, ein Flies¬ stoff oder eine Folie aus Natur und/oder Kunststoff ist.
4. Mehrkanalkopfhörer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennlinie (18;23;33) eine Gerade ist.
5. Mehrkanalkopfhörer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trennlinie (7) derart verläuft, daß ein zentra¬ ler Hochtonbereich des Schallwandlers nur teilweise abge¬ deckt oder nicht abgedeckt ist.
6. Mehrkanalkopfhörer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennlinie (7) gewellt verläuft.
7. Mehrkanalkopfhörer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennlinie (7;18;23;33) radial beabstandet zum Zentrum der im wesentlichen kreisförmigen Schallwandler- abstrahlflache verläuft.
8. Mehrkanalkopfhörer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die akustisch stärker bedämpfte Teilfläche (6;17a;22;32) höchstens gleich groß wie die andere Teil¬ fläche (4;17b;21;31) ist.
9. Mehrkanalkopfhörer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, der mit einem einzigen Schallwandler (8) pro Kopfhorerkapsel (2a) als- Stereokopfhörer ausgelegt ist, wobei der Schall¬ wandler (8) im wesentlichen im Zentrum der Kopfhorerkap¬ sel angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilfläche (6) mit größerem akustischen Wider¬ stand bei bestimmungsgemäß auf dem Kopf eines Kopfhörer- Benutzers angeordnetem Mehrkanalkopfhörer vorwiegend über und die andere Teilfläche (4) vorwiegend unter dem Gehör¬ gangeingang (3) angeordnet sind.
10. Mehrkanalkopfhörer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennlinie (7) in Sichtrichtung des Kopfhörer-Be¬ nutzers abfallend und/oder ansteigend und/oder horizontal derart verläuft, daß die üblicherweise bei Mehrkanalkopf- hörern angetroffene Oben-Im-Kopf-Lokalisation eines Hör¬ ereignisses in ein im wesentlichen horizontal vorne geor¬ tetes Hörereignis umgewandelt ist.
11. Mehrkanalkopfhörer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, der mit einem einzigen Schallwandler pro Kopfhorerkapsel als Stereokopfhörer ausgelegt ist, wobei der jeweils einzige Schallwandler pro Kopfhorerkapsel, ausgehend von der her¬ kömmlichen Anordnung am Außenohrrelief um einen vorgege- benen Betrag in Blickrichtung nach vorn und um einen den horizontalen Betrag überwiegenden vorgegebenen Betrag in Blickrichtung nach unten verschoben ist, der ausreicht, um die Oben-Im-Kopf-Lokalisation in ein im wesentlichen horizontal vorne geortetes Hörereignis umzuwandeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennlinie (18) des Schallwandlers (11) in Sicht¬ richtung ansteigend verläuft, um die Hörereignislage ho¬ rizontal vorne zu verbessern.
12. Mehrkanalkopfhörer nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einer Mehrzahl von azentrisch angeordneten Schallwandlern (11;20;30) pro Kopfhorerkapsel, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilflächen (17a;22;32) mit größerem akustischen
Widerstand zum Zentrum der Kopfhorerkapsel weisen.
13. Mehrkanalkopfhörer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei bestimmungsgemäß auf dem Kopf eines Kopfhörer-Be¬ nutzers angeordnetem Mehrkanalkopfhörer die Trennlinie (18) eines in Sichtrichtung des Kopfhörer-Benutzers vorn unten angeordneten Schallwandlers (11) in dieser Richtung ansteigend verläuft.
14. Mehrkanalkopfhörer nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei bestimmungsgemäß auf dem Kopf eines Kopfhörer-Be¬ nutzers angeordnetem Mehrkanalkopfhörer die Trennlinie (33) eines in Sichtrichtung des Kopfhörer-Benutzers vorn oben über dem Gehörgangeingang (3) angeordneten Schall¬ wandlers (30) in dieser Richtung abfallend oder parallel zu ihr verläuft.
15. Mehrkanalkopfhörer nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei bestimmungsgemäß auf dem Kopf eines Kopfhörer-Be¬ nutzers angeordnetem Mehrkanalkopfhörer die Trennlinie (23) eines hinten mit seinem Zentrum über dem Gehörgang¬ eingang (3) angeordneten Schallwandlers (20) im wesentli¬ chen vertikal oder bis 45° entgegen die Sichtrichtung ab¬ fallend verläuft.
16. Mehrkanalkopfhörer nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Außenohr (1) eines Kopfhörer-Benutzers zuge¬ wandte Seite der Kopfhorerkapsel (2a) bzw. das Steggitter (10) eine Trennwand (2) hat, in der die Abstrahlfläche des Schallwandlers (3,11) bzw. der Schallwandler (11,20,30) ausgespart ist, wobei die Trennwand (2) eine akustische Dämpfung hat, die größer ist als diejenige der akustisch schwächer gedämpften Schallwandler-Teilfläche (4,17b,21,31) und kleiner gleich diejenige der akustisch stärker gedämpften Schallwandlertrennfläche (6,17a,22,32) .
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