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Dokumentenidentifikation DE102004041635A1 24.03.2005
Titel Schall-Aufnahme/Wiedergabe-Kombination
Anmelder Ultrasone AG, 82377 Penzberg, DE
Erfinder König, Florian M., 82110 Germering, DE
Vertreter JUNG HML, 80799 München
DE-Anmeldedatum 27.08.2004
DE-Aktenzeichen 102004041635
Offenlegungstag 24.03.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.03.2005
IPC-Hauptklasse H04R 5/033
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Schall-Aufnahme/Wiedergabe-Kombination auf Grundlage eines Kopfhörers mit zumindest einer Kopfhörerkapsel, die einen Wiedergabeschallwandler (1) zur Schallwiedergabe und ein Mikrofon (2) zur Schallaufnahme enthält, das bei bestimmungsgemäßer Nutzung des Kopfhörers im Bereich der Concha der Ohrmuschel eines Kopfhörerbenutzters zu liegen kommt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Schall-Aufnahme/Wiedergabe-Kombination.

Kopfhörer sind in unterschiedlich Ausgestaltungen der Prinzipien ohrumschließend, ohraufliegend – jeweils mit schalldurchlässigen bzw. schallisolierenden Kopfhörerkapseln – und innerhalb der Concha der Ohrmuschel mit stöpselförmigen Kopfhörerkapseln bekannt, die in den Gehörgang eingreifen und in diesem abgestützt sind.

Zur Aufzeichnung von Tonsignalen bzw. von Schall werden entweder diskrete Mikrofone im Raum aufgestellt oder in speziellen Vorrichtungen, wie Grenzflächen/Kugeln/Kunstköpfen integriert. Ferner ist es bekannt, Mikrofone zur kopfbezogenen Schallaufzeichnung im Gehörgang von Nutzern anzuordnen, beispielsweise, um Musik vor Ort kostengünstig und für Kopfhörerwidergabe ähnlich der Aufnahme per Kunstkopf optimiert anzubringen

Ferner ist es z. B. aus der US-A-5 208 867 bekannt, mit einem in der Kopfhörerkapsel eines Kopfhörers angeordneten Mikrofon Umgebungslärm zu erfassen und über eine spezielle Elektronik vom über den Wiedergabeschallwandler des Kopfhörers wahrgenommenen Nutzsignal zu subtrahieren, um dem Nutzer trotz hohen Umgebungsgeräusches die Möglichkeit zu bieten, das Nutzsignal wahrzunehmen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Anordnung zu schaffen, mit welcher Schall bzw. Tonsignale kostengünstig und mit hoher Qualität aufgenommen und wiedergegeben werden kann bzw. können.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen festgelegt.

Die Erfindung stellt demnach eine Schall-Aufnahme/Wiedergabe-Kombination auf Grundlage eines Kopfhörers mit zumindest einer Kopfhörerkapsel, die einen Wiedergabeschallwandler zur Schallwiedergabe und ein Mikrofon zur Schallaufnahme enthält, das bei bestimmungsgemäßer Nutzung des Kopfhörers im Bereich der Concha der Ohrmuschel eines Kopfhörernutzers zu liegen kommt.

Mit anderen Worten sieht die Erfindung vor, einen Kopfhörer mit Kopfmikrofonen bzw. im Bereich des Gehörgangs angeordneten Mikrofonen in eine Einheit zu kombinieren, die es gestattet, Schall bzw. Tonsignale mittels kombinierter Aufnahme- und Wiedergabe-Schallwandler (die Aufnahme-Schallwandler bilden Mikrofone) sowohl aufzunehmen als auch wiederzugeben, wobei der Aufnahmeprozess auch parallel zum Wiedergabeprozess aktiv sein kann. Damit eignet sich die erfindungsgemäße Kombination besonders gut zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Live-Ereignissen, wie etwa Konzerten.

Bislang erfolgt die Schallaufzeichnung streng getrennt von der Schallwiedergabe mit räumlich getrennten Mitteln, d. h., es müssen mit entsprechendem Kostenaufwand zwei getrennte Geräte angeschafft und gehandhabt werden. Aufgrund der getrennten Gerätschaft ist eine Wiedergabe unter denselben akustischen Nahfeld-Bedingungen wie bei der Aufnahme nicht realisierbar. Erfindungsgemäß hingegen werden Mikrofone und Wiedergabe-Schallwandler als integrales Gerät unter denselben Nachfeld-Bedingungen, nämlich in den Ohren eines Nutzers eingesetzt, was eine überaus kostengünstige Lösung für das Problem einer hochqualitativen Aufnahme- und Wiedergabesituation bereitstellt, die aufnahmeseitig die Vorteile eines Kunstkopfes optimiert für das spezifische Gehör des jeweiligen Nutzers mit der hochqualitativen Kopfhörerwiedergabe kombiniert. Darüber hinaus ist eine breitbandige oder frequenzselektiv unterschiedliche Verstärkung mittels geeigneter, an sich bekannter elektronischer Mittel bei der Kopfhörerwiedergabe vorgesehen.

Neben einer "Entweder-oder-Nutzung" hinsichtlich Tonaufnahme oder Tonwiedergabe gewährleistet die erfindungsgemäße Kombination eine gezielt rückgekoppelte Schall- bzw. Tonwiedergabe. Die erfindungsgemäß ortsnahe Anordnung von Mikrofon und Wiedergabeschallwandler erlaubt über eine gegenphasige Zumischung des per Mikrofon live aufgenommenen Schalls zu dem live gehörten Schall eine frequenzbereichsbezogene oder breitbandige Tonsignalintensitätsbeeinflussung. Dadurch ist ein sogenanntes aktives In-Ear-Monitoring u. a. für Schlagzeuger auf der Bühne mit dynamischer Klangbildregulierung gegebenenfalls zusätzlich zum Einsatz eines Equalizers, oder gegebenenfalls zusätzlich zu einer Breitbandpegelabsenkung zur Schonung des Gehörs bei dauerhaft zu hohen Lautstärkeverhältnissen, realisierbar.

Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sehen vor, dass

  • – die Kopfhörerkapsel zumindest teilweise schalldurchlässig ist;
  • – Wiedergabeschallwandler und Mikrofon relativ zueinander so angeordnet sind und/oder eine Abstrahlcharakteristik bzw. Richtcharakteristik derart aufweisen, dass sie bezüglich des wiedergegebenen bzw. aufgenommen Schalls minimal interferieren bzw. rückkoppeln;
  • – Wiedergabeschallwandler und Mikrofon Rücken an Rücken mit voneinander weg weisenden Schallwandlerelementen angeordnet sind;
  • – zwischen Wiedergabeschallwandler und Mikrofon eine Trennwand zur akustischen Trennung bzw. Entkopplung dieser beiden Elemente vorgesehen ist;
  • – in die Kopfhörerkapsel ein Mikrofonverstärker zur Verstärkung von Mikrofonausgangssignalen integriert ist;
  • – eine Umschalteinrichtung vorgesehen ist, um wahlweise den Wiedergabeschallwandler und/oder das Mikrofon zu betreiben;
  • – die Umschalteinrichtung in die Kopfhörerkapsel integriert ist;
  • – eine mit dem Wiedergabeschallwandler und dem Mikrofon verbundene Tonsignalverarbeitungseinheit vorgesehen ist, um eine dosierte Rückkopplung zwischen dem Wiedergabeschallwandler und dem Mikrofon bereitzustellen;
  • – Wiedergabeschallwandler und Mikrofon von einer Schutzhülle umschlossen sind;
  • – die Schutzhülle aus einem breitbandig akustisch durchlässigen Material, vor allem einem Schaumstoffmaterial besteht;
  • – die Schützhülle die Kopfhörerkapsel bildet;
  • – Tonsignalzuführungsleitungen, einschließlich einer Tonsignal-Rückführungsleitung bis hin zu den Schallwandlern (Mirkophon und Wiedergabeschallwandler) und einer externen Tonsignalverarbeitungseinheit bzw. einer Steckerverbindung geschirmt sind;
  • – die akustische Trennwand eine schallundurchlässige Lochung zum Hindurchtritt einer Tonsignalverbindungsleitung zwischen den beiden Schallwandlern aufweist;
  • – bidirektionale Tonsignalzuführungsleitungen einer Tonsignalverarbeitungseinheit und eine regelbare Rückkopplung mit Tonsignalphasendrehung um 180 Grad zwischen den Tonsignalleitungen vorgesehen sind;
  • – wahlweise eine breitbandige oder schmalbandige Rückkopplung vorgesehen ist;
  • – die Rückkopplung in ihrer Intensität einstellbar ist;
  • – sämtliche Elemente der erfindungsgemäßen Kombination für den stereofonen, binauralen, also für einen linken und rechten Tonsignalkanalbetrieb doppelt ausgelegt sind;
  • – ein Aufhol- bzw. Vorverstärker und/oder frequenzabhängige Pegelregulierung direkt an dem Mikrofon angebracht bzw. mit diesem galvanisch über eine Tonsignalleitung bzw. eine Mikrophon- Phantomspeisungszuleitung verbunden ist;
  • – in additiv-serieller Vorschaltung ein oder mehrere aktive und/oder passive, elektrische Bauelemente zur Tonsignalverstärkung und/oder frequenzabhängigen Pegelregulierung für den Wiedergabeschallwandler vorgesehen sind;
  • – eine integrierte, Gleichspannungsversorgungsquelle seriell mit der Umschalteinrichtung verbunden ist, und
  • – die Kopfhörerkapsel zur Einführung und Halterung in die Concha der Ohrmuschel des Kopfhörernutzers stöpselförmig gebildet ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine schematischen Schnittansicht der erfindungsgemäßen Schall-Aufnahme/Wiedergabe-Kombination mit einem Umschalter für eine Universal-Tonaufnahme-Wiedergabe-Anwendung, wobei nur ein binauraler Stereokanal gezeigt ist.

Ein miniaturisierter Wiedergabe-Schallwandler eines miniaturisierten Kopfhörers ist mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet. Die Bezugsziffer 2 bezeichnet einen Aufnahmeschallwandler bzw. Mikrofon, vorzugsweise vom Elektret-Schallwandlertyp. Mikrofon und Wiedergabeschallwandler sind Rücken an Rücken angeordnet, so dass deren Schallwandlerelemente voneinander weg weisen.

Ein akustisches Trenn- sowie Halterungselement 3 dient zur Trennung einer Luftmasse bzw. eines Luftvolumens für das Mikrofon 2 von derjenigen bzw. demjenigen des Wiedergabe-Schallwandlers 1 sowie zur Halterung bzw. Fixierung des Schallwandlers 1, galvanischer Kontaktierungselemente sowie des Mikrofons 2. Ein teil- oder vollschalldurchlässiges, ohrpolsterähnliches Staubschutzhüllenelement 4 umgibt diese Anordnung in Art einer Kopfhörerkapsel bzw. eine solche festlegend und ist bevorzugt aus Schaumgummi gefertigt. Nach außen ragend ist ein in seinen Abmessungen klein gehaltener Schalter 5 in der Hülle 4 angeordnet, um bei Betätigung zwischen einer Tonsignalzuführung 7 zum Wiedergabeschallwandler 1 und einer Tonsignalabführung 8 vom Mikrofon 2 in Bezug auf die Tonsignalspeisung des Schallwandlers 1 bzw. einem Abgriff des Mikrofonsignals vom Mikrofon 2 manuell umschalten zu können.

Beide Schallwandler 1, 2 sind galvanisch mit einer weiteren Signalführung, nämlich einer Tonsignal-Rückführungsleitung 6 verbunden. Die Leitung 6 ist entweder über eine akustisch undurchlässige Lochung in der Trenn-/Halterungswand 3 zwischen den beiden Schallwandlern 1, 2 oder über eine externe Kabel-/Steckerverbindung angeschlossen, wobei ein direkter Anschluss der Tonsignalleitungsverbindung 6 via Lochung bevorzugt ist.

Für eine geregelte Tonsignalrückkopplung zwischen dem Mikrofon- und Wiedergabeschallwandlersignal bzw. Kleinlautsprechersignal ist eine externe Tonsignalverarbeitungseinheit (z. B. ein Tonaufnahme-Tonwiedergabegerät) vorgesehen. Integriert in die Hülle 4 ist ein Tonsignalvorverstärker bzw. Mikrofonverstärker 10 vorgesehen. Mit der Bezugsziffer 11 ist ein vorzugsweise kapazitives Vorschaltbauelement bezeichnet, das ebenfalls innerhalb der Hülle 3 angeordnet ist. Die Elemente 10 und 11 sind in unmittelbarer Nähe des Wiedergabeschallwandlers 1 und des miniaturisierten Mikrofons 2 zwischen diesen angeordnet und an der Trennwand 3 fixiert, welch mit der Hülle bzw. Kapsel 4 mechanisch verbunden ist.

Der Schalter 5 dient zum Umschalten zwischen einem Aufnahme- und Wiedergabe-/Beschallungs-Modus. Er ist außerdem dazu ausgelegt, wahlweise das Mikrofon oder den Wiedergabeschallwandler an die Zu-/Ableitungen bzw. die Tonsignalverarbeitungseinheit zu legen.

Die Schaltungsanordnung ist so getroffen, dass in der Praxis zum Umschalten zwischen dem Aufnahme- und dem Tonwiedergabebetrieb lediglich der dreipolige (Mini-Stereoklinken-) Stekker von der Stereo-Input- in die Stereo-Output-Buchse von z. B. einem MP3-Recorder umgesteckt werden muss.


Anspruch[de]
  1. Schall-Aufnahme/Wiedergabe-Kombination auf Grundlage eines Kopfhörers mit zumindest einer Kopfhörerkapsel, die einen Wiedergabeschallwandler (1) zur Schallwiedergabe und ein Mikrofon (2) zur Schallaufnahme enthält, das bei bestimmungsgemäßer Nutzung des Kopfhörers im Bereich der Concha der Ohrmuschel eines Kopfhörernutzers zu liegen kommt.
  2. Schall-Aufnahme/Wiedergabe-Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfhörerkapsel zumindest teilweise schalldurchlässig ist.
  3. Schall-Aufnahme/Wiedergabe-Kombination nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Wiedergabeschallwandler (1) und Mikrofon (2) relativ zueinander so angeordnet sind und/oder eine Abstrahlcharakteristik bzw. Richtcharakteristik derart aufweisen, dass sie bezüglich des wiedergegebenen bzw. aufgenommen Schalls minimal interferieren bzw. rückkoppeln.
  4. Schall-Aufnahme/Wiedergabe-Kombination nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass Wiedergabeschallwandler (1) und Mikrofon (2) Rücken an Rücken mit voneinander weg weisenden Schallwandlerelementen angeordnet sind.
  5. Schall-Aufnahme/Wiedergabe-Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Wiedergabeschallwandler (1) und Mikrofon (2) eine Trennwand (3) zur akustischen Trennung bzw. Entkopplung dieser beiden Elemente (1, 2) vorgesehen ist.
  6. Schall-Aufnahme/Wiedergabe-Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in die Kopfhörerkapsel ein Mikrofonverstärker (10) zur Verstärkung von Mikrofonausgangssignalen integriert ist.
  7. Schall-Aufnahme/Wiedergabe-Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umschalteinrichtung (5) vorgesehen ist, um wahlweise den Wiedergabeschallwandler (1) und/oder das Mikrofon (2) zu betreiben.
  8. Schall-Aufnahme/Wiedergabe-Kombination nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung (5) in die Kopfhörerkapsel integriert ist.
  9. Schall-Aufnahme/Wiedergabe-Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Wiedergabeschallwandler (1) und dem Mikrofon (2) verbundene Tonsignalverarbeitungseinheit vorgesehen ist, um eine dosierte Rückkopplung zwischen dem Wiedergabeschallwandler (1) und dem Mikrofon (2) bereitzustellen.
  10. Schall-Aufnahme/Wiedergabe-Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Wiedergabeschallwandler (1) und Mikrofon (2) von einer Schutzhülle (4) umschlossen sind.
  11. Schall-Aufnahme/Wiedergabe-Kombination nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle (4) aus einem breitbandig akustisch durchlässigen Material, vor allem einem Schaumstoffmaterial besteht.
  12. Schall-Aufnahme/Wiedergabe-Kombination nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schützhülle (4) die Kopfhörerkapsel bildet.
  13. Schall-Aufnahme/Wiedergabe-Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfhörerkapsel zur Einführung und Halterung in die Concha der Ohrmuschel des Kopfhörernutzers stöpselförmig gebildet ist.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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