DE2847351A1

DE2847351A1 - Stereophonic headphones with sound tubes - has tubes embedded in insulation in electrical supply cable to simulate room reflections

Info

Publication number: DE2847351A1
Application number: DE19782847351
Authority: DE
Inventors: Guenter Hehemann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-07-18
Filing date: 1978-10-31
Publication date: 1980-05-08

Abstract

The stereophonic headphones have sound tube connections to alter the resonance or sound tubes functioning as resonance delayers. The sound tubes are designed for simulating room reflections in the feed cable of the headphones. The feed cable has three or five electrical lines and two or four sound tubes embedded in the insulation of the feed cable. The sound associated with long resonance is passed from a pressure chamber behind the left sound radiating membrane into one sound tube inside the feed cable.

Description

Stereophonischer Kopfhörer Stereophonic headphones

als Zusatz zu den Patentanmeldungen P 27 32 425.0, P 27 34 624.3 und P 27 41 004o-4 Die Patentanmeldungen P 27 32 425.0 und deren Zusatzpatentanmeldungen P 27 34 624.3 und P 27 41 004.4 betreffen einen stereophonischen Kopfhörer mit verhallenden Schallrohrverbindungen zwischen den Schallräumen vor, hinter oder an den Schallabstrahlern der beiden Hörkapseln eines geschlossenen oder halbgeschlossenen stereophonischen Kopfhörers beziehungsweise mit Hilfsschallrohren in der Funktion von Hallverzögerern. Fur offene Kopfhörer waren die dort vorgeschlagenen Anordnungen nur bedingt verwendbar und wirksam, weil bei dlesen keine geschlossenen Schallräwle entstehen, die sich durch lange Schallrohre zur Simulatlon r-er Schallreflexion im Raum verbinden lie-Ben. Die erfindungsgemäße Aufgabe bestand daher darin, eine für geschlossene und offene Kopfhörer gleichermaßen geeignete Ausführungsforn nach dem vorgeschlagenen Prinzip der Kopfhörerverhallung zu entwickeln. as an addition to patent applications P 27 32 425.0, P 27 34 624.3 and P 27 41 004o-4 The patent applications P 27 32 425.0 and their additional patent applications P 27 34 624.3 and P 27 41 004.4 relate to stereophonic headphones with fading Sound pipe connections between the sound rooms in front of, behind or on the sound emitters of the two ear capsules of a closed or semi-closed stereophonic Headphones or with auxiliary sound pipes in the function of reverb delayers. The arrangements proposed there could only be used to a limited extent for open headphones and effective, because there are no closed sound waves that form with each other Connect through long sound tubes to simulate the sound reflection in the room. The object of the invention was therefore to find one for closed and open Headphones equally suitable embodiment according to the proposed principle to develop headphone reverberation.

Zu den Vorzügen offener Kopfhörer zählt der angeblich sehr gute räumliche KIangeindruck, den sie beim I:opShörerbenotzer hinterlassen, während es sich dabei in Wirklichkeit natürlich nur darum handelt, da sich bei ihnen infolge ihrer offenen Bauweise eine gerlng« igige, insbesondere um den Hinterkopf herumlaufende schleicnende Schallwelle ergibt, die die Im-Kopf-Lokalisation etwas mlidert, doch kann sie diese nur verwischen, nicht beseitigen, da sie einerseits zu schwach ist und andererseits die Schallstrecke in dem nicht sehr günstigen Bereich zwischen 20 und 30 Zentimetern liegt. Aber das menschliche Hörsystem reagiert aufgrund seiner Hörlernerfahrungen auf das Fehlen von Nachhall höchst empfindlich mit Im-Kopf-Lokalisationserscheinungen, die durch die offene Kopfhörerbauweise tatsächlich etwas gemildert werden, während das Hörsystem ein Zuviel an falschem Nachhall anscheinend gar nicht weiter als störend empfindet, weil es solchen falschen, zusätzlichen Nachhall aus seinen Hörlernerfahrungen des tagtäglichen Erlebens gewohnt ist. Auch die Qualität des Nachhalls scheint von untergeordneter Bedeutung zu sein, und der Frequenzumfang in Höhe und Tiefe soll Ja, zur Simulation der Schallabschattung durch den Kopf, sogar gering sein, Hauptsache, er ist überhaupt vorhanden und gibt, was den kurzen Nachhall von circa 0,5 Millisekunden betrifft, dem vorheramanderen Ohr eintreffenden Schall die Richtungskennung. Fehlt dieser Nachhall, so ortet das menschliche Hörsystem ganz folgerichtig den Schalleinfallwinkel in jener Richtung, in der er das der Schallquelle scheinbar abgewandte Ohr am spätesten und am schwächsten erreichen würde, nämlich, wegen der nach vorne gerichteten Ohrmuschel, schräg nach hinten zu dem der Schallquelle scheinbar zugewandten Ohr, und da wegen Fehlens des langen Nachhalls die Ortung der scheinbaren Entfernung gleich Null ist, ergibt sich der Lokalisationspunkt der Schallquelle als scheinbar hinter dem der Schallquelle zugewandtenOhr,seitlicham Hinter kopf liegend. In der bekannten Art zieht das menschliche Hörsystem die beiden Lokalisationspunkte hinter dem linken Ohr einerseits und dem rechten Ohr andererseits zu einem in der Mitte zwischen diesen beiden Punkten liegenden Punkt zusammen. One of the advantages of open headphones is the allegedly very good spatial quality Sound impression that you leave on the I: op earphone sucker while it is doing it in reality, of course, it is only a question of the fact that, as a result of their open A narrow construction, especially a dragging one that runs around the back of the head Sound wave results, which suppresses the localization in the head somewhat, but it can do this just blur, don't eliminate, because on the one hand it is too weak and on the other hand the sound path in the not very favorable range between 20 and 30 centimeters lies. But the human hearing system responds based on its listening experience highly sensitive to the lack of reverberation with symptoms of localization in the head, the can actually be mitigated somewhat by the open headphone design, while the Hearing system too much false reverberation apparently no further than annoying feels because there is such false, additional reverberation from his listening experience is used to everyday experience. The quality of the reverberation also seems to differ to be of minor importance, and the frequency range in height and depth is intended Yes, to simulate the sound shadowing by the head, even be low, the main thing is, it is actually there and gives what the short reverberation of about 0.5 milliseconds relates to the directional identification of the sound arriving in front of the other ear. Is missing This reverberation is how the human hearing system locates the angle of incidence of the sound in the direction in which the ear apparently turned away from the sound source is the latest and would reach the weakest, namely, because of the forward-facing auricle, obliquely backwards to the ear apparently facing the sound source, and because of that In the absence of long reverberation, the location of the apparent distance is zero, the localization point of the sound source appears to be behind that of the Sound source facing ear, lying on the side of the back of the head. In the known way the human hearing system pulls the two localization points behind the left one Ear on the one hand and the right ear on the other to one in the middle between them point lying together.

Eben so entsteht, grob gesprochen, die unangenehmste Form der Im-Kopflokalisation, die man Im-Hinterkopf-Lokalisation nennen könnte und allen bisherigen Stereokopfhörern eigen ist.This is how, roughly speaking, the most unpleasant form of in-head localization arises, which one could call in the back of the head localization and all previous stereo headphones is own.

Da bei einem gänzlich offenen Kopfhörer keine Schallräume vor oder an den beiden Schallabstrahlern bestehen, die man durch Schallrohre miteinander verbinden könnte, war es notwendig, ein System zu entwickeln, das ohne solche Schallräume auskommt. Erfindungsgemäß wird daher in Anlehnung an die in Fig. 6 der Patentanmeldung P 27 34 624.3 dargestellte Anordnung einer hinter der Membran des Schallabstrahlers liegenden Druckkammer vorgeschlagen, bei offenen Kopfhörern eine solche Anordnung zu verwenden und das beziehungsweise die langen Schallrohre in das Zuleitungskabel des Kopfhörers zu verlegen, um den Kopfhörerbenutzer nicht durch ein oder mehrere Schallrohre etwa im opfhörerbügel zu belasten. Andererseits wird dadurch das Zuleitungskabel kaum schwerer, denn es werden ja in seine ohnehin vorhandene Isolation lediglich luftgefüllte Hohlraume eingefügt, die es nur unwesentlich voluminöser machen. ner Anschluß der langen Schallrohre an eine Druckkammer dürfte sich empfohlen, um in einem Schallrohr von bis zu zehn Meter Länge den nötigen Schalldruck zu erhalten. Rei einer Anordnung mit zwei langen Schallrohren münden die anderen Enden der Schallrohre in den Hallbereich zwischen dem Schallabstrahler und dem Ohr des Kopfhörerbenutzers auf der gegenüberliegenden Wopf(hörer)seite ein, der bei einem offenen Kopfhörer im Regelfall in der Mitte einer porösen Schaumstoffscheibe liegt. Since with completely open headphones there are no sound spaces in front of or exist at the two sound emitters, which are connected to each other through sound pipes could connect, it was necessary to develop a system without such sound rooms gets by. According to the invention, based on that shown in FIG. 6 of the patent application P 27 34 624.3 shown arrangement behind the membrane of the sound emitter lying pressure chamber proposed such an arrangement with open headphones to use and the or the long sound tubes in the supply cable to misplace the headphones, around the headphone user to load one or more sound tubes, for example in the earphone hanger. On the other hand will as a result, the supply cable is hardly heavier, because it will be in its already existing one Insulation only inserted air-filled cavities, which are only insignificantly more voluminous do. A connection of the long sound tubes to a pressure chamber should be recommended, in order to obtain the necessary sound pressure in a sound tube of up to ten meters in length. In an arrangement with two long sound tubes, the other ends of the sound tubes open into the reverberation area between the sound emitter and the ear of the headphone user on the opposite Wopf (listener) side, the one with open headphones is usually in the middle of a porous foam disc.

Für den Fall, daß in einem langen Schallrohr trotz Anschlusses an eine Druckkammer der Schalldruck nicht ausreicht, wird vorgeschlagen, innerhalb des Schallrohrs eine oder mehrere elektronische Verstärkereinheiten, ähnlich wie sie von der Hörgerätetechnik her bekannt sind, anzuordnen, die den auf sie treffenden Nachhall verstärkt weitergeben. In the event that in a long sound tube despite being connected to A pressure chamber of the sound pressure is not sufficient, it is suggested inside of the sound tube one or more electronic amplifier units, similar to they are known from hearing aid technology to arrange the ones that apply to them Pass on reverberation more intensely.

Weitere Merltmale und Einzelheiten der Erfindung können der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung entnommen werden, in der Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch den erfindungsgemäßen Kopfhörer darstellt, Fig. 2 einen Querschnitt durch das erfindungsgemäß erforderliche Zuleitungskabel, Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Matrix und Patrix der vorgeschlagenen Steclgverbindung, Fig. 4 einen schematischen Schnitt durch einen Klinkenstekker mit eingebauten Verstärkereinheiten und Fig. 5 in schematischer Darstellung mehrere in einem Schallrohr hintereinander angeordnete Verstärkereinheiten zeigt, die in dieser Art eine Nachhallkette bilden. Further features and details of the invention can be found in the following Description will be taken from the drawing, in Fig. 1 a vertical Shows a section through the headphones according to the invention, Fig. 2 shows a cross section through the supply cable required according to the invention, FIG. 3 is a perspective view View of the matrix and patrix of the proposed plug connection, FIG. 4 a schematic section through a jack plug with built-in amplifier units and FIG. 5 shows a schematic representation of several in succession in a sound tube shows arranged amplifier units, which form a reverberation chain in this way.

In Figur 1 sind zu erkennen der linke Schallabstrahler 1, der rechte Schallabstrahler 2, die linke Schallabetrahlermembran 3, die rechte Schallabstrahlermembran 4, die Druckkammer 5 hinter der linken Schallabstrahlermembran 3, die Druckkammer 6 hinter der rechten Schallabstrahlermembran 4, der Hallbereich 7 vor der linken Schallabstrahlermembran 3, der Hallbereich 8 vor der rechten Schallabstrahlermembran 4, das Zuleitungskabel 9, der Klinkenstecker 16, der Klinkensteckerschaft 17 und die Schallröhrenumkehrschleifen 18 und 19 innerhalb des Klinkensteckerschafts 17, des weiteren die Matrix 20 und Patrix 21 der Steckverbindung des Zuleitungskabels 9 sowie der Kopfhörerbügel 24 mit den auf ihm aufliegenden kurzen Schal lr ohren 25 nach P 27 41 004.4, ferner die Schaumstoffscheibe 26 der rechten Hörkapsel und die Schaumstoffscheibe 27 der linken Eörkapsel. Ebenso sind gezeigt die elektrischen Leitungen 10 innerhalb des Zuleitungskabels 9, die Isolation 11 des Zuleitungskabels 9, die Schallröhren 12, 13, 14, 15 innerhalb des Zuleitungskabels 9 und die beiden Schallröhrenumkehrschleifen 18 und 19. The left sound emitter 1 and the right one can be seen in FIG Sound emitter 2, the left sound emitter membrane 3, the right sound emitter membrane 4, the pressure chamber 5 behind the left sound radiator membrane 3, the pressure chamber 6 behind the right sound radiator membrane 4, the reverberation area 7 in front of the left sound emitting membrane 3, the reverberation area 8 in front of the right sound emitting membrane 4, the supply cable 9, the jack plug 16, the jack plug shaft 17 and the sound tube reverse loops 18 and 19 within the jack plug shaft 17, furthermore the matrix 20 and patrix 21 of the plug connection of the supply cable 9 and the headphone hanger 24 with the short scarf lr ears resting on it 25 according to P 27 41 004.4, also the foam disc 26 of the right earpiece and the foam disc 27 of the left ear capsule. The electrical ones are also shown Lines 10 within the supply cable 9, the insulation 11 of the supply cable 9, the sound tubes 12, 13, 14, 15 within the feed cable 9 and the two Tube reversal loops 18 and 19.

Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch das vorgeschlagene Zuleitungskabel 9 mit den drei elektrischen Leitungen 10, der Isolation 11 und den Schallröhren 12, 13, 14 und 15. Figure 2 shows a cross section through the proposed supply cable 9 with the three electrical lines 10, the insulation 11 and the sound tubes 12, 13, 14 and 15.

Figur 3 zeigt die Matrix 20 und die Patrix 21 der Steckverbindung des Zuleitungskabels 9 sowie die elektrischen Kontaktstifte 22 und die Schallröhrenstifte 23. FIG. 3 shows the matrix 20 and the patrix 21 of the plug connection of the supply cable 9 as well as the electrical contact pins 22 and the sound tube pins 23

Figur 4 zeigt in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch einen Teil eines Klinkensteckers 16 mit dem Steckerschaft 17, den beiden Verstärkereinheiten 28, dem Mikrofon 29, dem integrierten Halbleiter-Schaltkreis 30, dem Schallgeber 31, der Stromzuführung32 sowie den Batterien oder wiederaufladbaren Akkumulatoren 33, die in diesem Beispielsfall außen am Steckerschaft 17 angeordnet sind. FIG. 4 shows a schematic representation of a cross section through a part of a jack plug 16 with the plug shaft 17, the two amplifier units 28, the microphone 29, the integrated semiconductor circuit 30, the sounder 31, the power supply 32 and the batteries or rechargeable accumulators 33, which in this example are arranged on the outside of the plug shaft 17.

Figur 5 ze 4t in schematischer Darstellung, wie sich in einem Schallrohr entsprechender Länge durch mehrere'hintereinandergesetzte Verstärkereinheiten 28, bestehend aus Mikrofon 29, integriertem Halbleiter-Schaltkreis 30, Schallgeber 31 und Stromzuführung'32;-ine Nachhallkette erstellen läßt. Figure 5 shows 4t in a schematic representation of how in a sound tube corresponding length by several amplifier units 28 placed one behind the other, consisting of microphone 29, integrated semiconductor circuit 30, sounder 31 and Stromzufleitung'32; -a reverberation chain can be created.

Bei einem fünf Meter langen Zuleitungskabel 9, das vorzugsweise als Spiralkabel, in der Länge dehnbar, ausgeführt sein sollte, ergibt sich für das erfindungsgemäße lange Schallrohr also eine Länge von zweimal fünf gleich zehn Metern, die einer Schallaufzeit von rund 33 Millisekunden entsprechen. Durch seine Steckverbindung ist diese Zuleitungskabel samt seinem Klinkenstecker 16 vom Kopfhörerbenutzer auf einfachste Weise gegen ein anderes von beispielsweise nur drei Meter Länge auswechselbar, das einer Länge der langen Schallrohre von sechs Metern und damit einem um rund 18 Millisekunden verzögerten Nachhall entspricht. Ebenso leicht ist ein einfaches Zuleitungskabel auf diese Weise nachträglich in eines mit elektronischer Verstärkung durch eine Verstärkereinheit 28 umrüstbar. Selbstverständlich braucht die Länge der Schallröhren 12, 13, 14, 15 nicht mit der des Zuleitungskabels übereinzustimmen, sondern kculn kiirzer sein, indem an beliebiger Stelle des Zuleitungskabels 9 Schallröhrenumkehrschleifen 18, 19 beziehungsweise Verstärkereinheiten 28 vorgesehen sind, wodurch sich, unab hängig von der Länge des Zuleitungskabels 9 jede gewünschte Hallverzögerung bis über den Bereich von 33 Millisekunden erzielen läßt, wobei solcher bereits die Raumreflexion in einem recht großen Raum simuliert eine bisher nur durch sehr teure Systeme rein elektronischer Verhallung mittels Simerket Dens eichern (analog) und Schieberegistern (digital) erzielbare räuiftiche Wirkung, wobei diese Systeme entgegen dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen noch den entscheidenden Nachteil hauben, daß sie sich nicht mehr im Kopfhörer und dessen Zuleitungskabel unterbringen lassen, sondern ein Zusatzgerät in Form eines meist sogar größeren Kastens erforderlich machen. With a five meter long supply cable 9, which is preferably as Spiral cable should be designed to be stretchable in length, results for the invention long sound tube a length of two times five equal ten meters, one Sonic transit time of around 33 milliseconds. Thanks to its plug connection, this is a supply cable including its jack plug 16 against a headphone user in the simplest possible way other interchangeable, for example only three meters in length, that of a length of the long sound tubes of six meters and thus a delay of around 18 milliseconds Reverberation corresponds. A simple supply cable is just as easy in this way subsequently in one with electronic amplification by an amplifier unit 28 convertible. Of course, the length of the sound tubes 12, 13, 14, 15 does not match that of the supply cable, but can be shorter, in that at any point on the supply cable 9 sound tube reversal loops 18, 19 or amplifier units 28 are provided, which, inde pendent from the length of the supply cable 9 any desired Hall delay up to the Can achieve range of 33 milliseconds, such as the room reflection In a fairly large room, one previously only simulated using very expensive systems Electronic reverb using Simerket Dens e save (analog) and shift registers (digitally) achievable smoking effect, these systems contrary to the invention proposed still have the decisive disadvantage that they can no longer be used can be accommodated in the headphones and their supply cable, but an additional device in the form of a mostly even larger box.

Die Matrix 20 und die Patrix 21 der Steckverbindung sollten selbstverständlich s@ ausgebildet sein, daß der Kopfhörerbenutzer bereits vom offensichtlichen Augenschein her gar nicht erst versucht, eine falsche Steckverbindung herzustellen. Ebenso ist selbstverstän½lich , daß die Steckverbindung das Zuleitungskabel 9 entspre hend der Normung an die linke Hörkapsel anschließen sollte. The matrix 20 and the patrix 21 of the connector should of course s @ be trained so that the headphone user can already see it did not even try to make the wrong plug connection. Likewise is Of course, that the connector, the supply cable 9 accordingly the standardization should connect to the left earpiece.

Claims

Claims 1. Stereophonic headphones with sound tube connections for its reverberation or with sound tubes in the function of reverb retarders according to patent application P 27 32 425.0 and its additional patent applications P 27 34 624.3 and P 27 41 004.4, characterized in that the respectively the long sound tubes to simulate the room reflection laid in the headphone's supply cable (9) are.

2. Stereophonic headphones according to claim 1, characterized in that that in the supply cable (9) except for three or five electrical lines two or four embedded in the insulation (11) of the supply cable (9) Sound tubes (12, 13, 14, 15) are provided.

3. Stereophonic headphones according to claim 1 and 2, characterized in that that the long reverberation certain sound from a pressure chamber (5) behind the the left sound radiator membrane (3) into a sound tube (12) inside the supply cable (9) is directed into the plug shank (17) of the Elinken plug (16) or cube standard plug in a sound tube reversing loop (18) into one of the other sound tubes (13) in the opposite direction is deflected and to the reverberation area (8) in front of the sound radiator membrane (4) of the right sound emitter (2) is conducted while at the same time analog the sound intended for reverberation from the pressure chamber (6) behind the sound emitting membrane (4) of the right sound emitter (2) via another pair of sound tubes (14 and 15) in the reverberation area (7) in front of the sound emitter membrane (3) of the left sound emitter (1) is directed.

4. Stereophonic headphones according to claim 1, 2 and 3, characterized in that that this consists of three or five electrical lines (10) and four sound tubes (12, 13, 14, 15) existing supply cables (9) of the headphones to one or more Places, one of them on the left headphone capsule, in the form of a matrix (20) and a patrix (21) is designed to be pluggable.

5. Stereophonic headphones according to claim 1 and 4, characterized in that that the matrix (20) and the patrix (21) of the connector are designed in such a form is that there is only one plug-in option and thus no incorrect polarity of the electrical lines (10) and no incorrect plug-in connection of the sound tubes (12, 13, 14, 15) can be done by the headphone user.

6. Stereophonic headphones according to claim 1, characterized in that that within the supply cable (9) only a pair of sound tubes (12, 13 or 14, 15) is provided, in the simultaneous opposite reverberation to each another body capsule facing away from the apparent sound source is given by this a pair of sound tubes (12, 13 or 14,15) the two sound chambers in front of the sound emitters a closed or semi-closed headphone that connects between the Sound radiating membranes and the ear of the headphone user, through to the outside mostly a cushion ring can be formed.

7. Stereophonic headphones according to claim 1, characterized in that that the supply cable (9) is designed as a spiral cable that is expandable in length.

8. Stereophonic headphones according to claim 1 to 5 and 7, characterized characterized in that within the sound tubes or within sound tube parts one or more electronic amplifier units (28) consisting of a microphone (29), integrated Italian conductor circuit (30), sounder (31) and power supply (32) are arranged, which amplifies the reverberation hitting them in long sound tubes pass on.

9. Stereophonic headphones according to claim 1 to 5, 7 and 8, characterized characterized in that the power supply (32) of the amplifier unit (28) is connected to the power supply of the control unit is connected.

10. Stereophoniseker headphones according to claim 1 to 5 and 7 to 9, characterized in that the power supply of the amplifier unit (28) from batteries (33) or rechargeable batteries, for example on the outside of the Plug shaft (17) of the jack plug (16) can be arranged.

11. Stereophonic earphone according to claim 1 to 5 and 7 to 10, characterized in that several amplifier units in a long sound tube (28) are arranged one behind the other and in this way, with the intervening Sound pipe sections, form a reverberation chain.