| 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
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| 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.
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| Beschreibung[de] |
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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.
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| Anspruch[de] |
- 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.
- Schall-Aufnahme/Wiedergabe-Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kopfhörerkapsel zumindest teilweise schalldurchlässig ist.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Schall-Aufnahme/Wiedergabe-Kombination nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
dass die Umschalteinrichtung (5) in die Kopfhörerkapsel integriert ist.
- 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.
- 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.
- Schall-Aufnahme/Wiedergabe-Kombination nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
dass die Schutzhülle (4) aus einem breitbandig akustisch durchlässigen
Material, vor allem einem Schaumstoffmaterial besteht.
- Schall-Aufnahme/Wiedergabe-Kombination nach Anspruch 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, dass die Schützhülle (4) die Kopfhörerkapsel bildet.
- 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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