本发明专利技术涉及一种扬声器装置(1)，特别是用于放置在耳朵(2)和/或耳朵(2)上的耳挂式耳机，其具有壳体(3)且内设低音扬声器(4)，该低音扬声器(4)产生的低频声波沿着低音声轴(5)传送声向耳朵(2)，且至少一高音扬声器(6)所产生的音频声波沿着高音声轴(7)传送。根据本发明专利技术，该至少一高音扬声器(6)是MEMS扬声器。
Speaker and headphone layout for positioning sound signals in space
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在空间中定位声音信号的扬声器和耳机布局
本专利技术涉及一种扬声器布局，特别是耳挂式耳机，其壳体可置于耳朵及/或耳朵上，壳体中设有低音扬声器及至少一高音扬声器，藉由该低音扬声器可将低频声波沿着低音声轴传送到耳朵，藉由该高音扬声器可将高频声波沿着高音声轴传送到耳朵。
技术介绍
在现代应用中，例如在虚拟现实或增强实境中，若能使耳机和耳机所产生的声音在房间中得到人类听觉方面的声音信号定位是有利的。3D物体也应该伴随着3D声音，以便更逼真地再现风景或例如虚拟管弦乐。由于房间中的声波到两个耳朵的传送时间差，使得自然噪声或例如鸟鸣声的声音信号可以定位到人类的耳朵。声波到两耳之间的相位差也扮演定位角色。传统的立体声耳机仅能部分地定位声音信号的空间位置。然而，尤其是对于虚拟现实而言，例如，当观看3D物体时，应该还能产生3D声音，以便不仅获得三维视觉体验，而且还能获得三维听觉体验。例如，当转动头部时，应该仍能识别出声音信号的声源的相同空间位置。EP1071309B1专利案公开了一对耳机，其具有分配给使用者耳朵的左右两个壳体，壳体中设有挡板供布置动态声音换能器，每个挡板包括一高音扬声器和与其同轴布置的中心/低音扬声器。藉由声波投影而可定位声音信号。这样做的缺点是这种换能器不适合产生3D声音。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是克服现有技术的缺点。该目的通过具有独立权利要求的特征的扬声器装置和耳机予以实现。本专利技术提出一种置于耳朵和/或耳朵上的扬声器装置。扬声器装置可用于例如耳挂式耳机。耳机可以例如具有耳机壳体，扬声器装置布置在耳机壳体中。借助于扬声器装置，可以优选地产生3D声音，使得可以由扬声器装置播放的虚拟声音信号可以定位在用于人类听觉的空间中。因此，耳朵可以定位虚拟声音信号的空间原点。借助于扬声器装置，例如，耳朵可以识别出虚拟声源布置在佩戴者的头部前方。结果，可以改善收听体验，特别是与虚拟和/或增强实境相结合的听觉体验。扬声器装置具有壳体。在壳体中，布设有低音扬声器，低频声波可沿着低音声轴传送到耳朵。此外，至少一个高音扬声器布置在壳体中，通过该高音扬声器可以将高频声波沿着高音声轴传送。低音扬声器的低频声波可以是低频的。该低频可以包括人类听觉的较低可听频谱的频率范围中。低频声波，例如20Hz的频率，亦即从人类听觉的较低听力临界值到包括1-2kHz的频率。这些是低音扬声器可以发送的频率。同样，高音扬声器可以发出相对较高的频率。特别地，这包括大于低频声波频率的频率。高频声波的频率可以在例如1至2kHz至15至20kHz的范围内，也就是说大于人类耳朵的听力临界值。例如，低音扬声器可播放低音，而高音扬声器可以播放高音。因此，低音声轴以及高音声轴可以是低音扬声器或高音扬声器的辐射声音具有最大强度的轴。低音声轴或声音声轴可以例如与低音扬声器或高音扬声器的中心轴同轴地定向。低音扬声器基本上沿着低音声轴发出低频声波。大部份的声音能量会沿着低音声轴。根据本专利技术，至少一个高音扬声器是MEMS扬声器。MEMS是微机电系统的缩写。藉由MEMS扬声器可以播放非常清晰的频率。此外，MEMS扬声器可以具有低谐波失真。MEMS扬声器可以在与标称频率略有不同的频率下播放声波。MEMS扬声器也具有低失真。由此可以简化耳朵的虚拟声音信号的定位。此外，可以使用MEMS扬声器播放宽带谱。同时，MEMS扬声器可以再现中频的频率，例如从1-2kHz到8-10kHz，例如高音范围内的频率。藉由单个MEMS扬声器，可以实现中频和高音扬声器。通过MEMS扬声器，还可以产生超过20kHz的声波。此外，MEMS扬声器可以做得非常小，因此它可以产生高频声波，这些声波来自耳朵的小立体角。因此，耳朵可以非常精确地定位高频声波的原点。藉由设计成MEMS扬声器的高音扬声器可以除了低音扬声器的低频声波之外，额外产生高频声波，藉此人类耳朵得以定位该虚拟声音信号的原点。如此不一定要由位于耳朵上方的高音扬声器产生可使人类听觉产生声音信号发生在耳朵或佩戴者头部上方的印象。借助于高音扬声器和形成的声波场，可以基本上布置在扬声器装置的任何地方，使得人类听到声音信号好像是发生在耳朵上方。声波场可以附加地或替代地由低音扬声器的低音扬声器声波形成。声波场也可以通过低音扬声器声波和高频声波的干扰形成。此外，至少一个设计为来自低音扬声器的MEMS扬声器高音扬声器，特别是相对于低音声轴，布置成径向间隔开。这允许高音扬声器用于模拟来自特定方向的噪声。此外，可以在大空间中形成声波场。在一个有利的改良方案中，至少一个高音扬声器可以相对于低音扬声器布置，使得其高音声轴在侧视图中与低音声轴相交。因此，高音声轴和低音声轴可以具有共同的夹角。高音声轴和低音声轴在侧视图中呈交叉，两者也可以彼此间呈一夹角而倾斜地布置。如果两个轴线彼此倾斜，则可以将两个轴线投影在一个平面中。然后两个轴线相交并且可以形成夹角。如上所述，低音扬声器沿着低音声轴向耳朵辐射低频声波。由于低音扬声器声波具有相对低的频率，因此它们具有相对高的波长。波长在几十公分到几公尺的范围内。在这些波长下，人类听觉无法良好地定位声波的来源。也就是说，低音扬声器声波基本上不适合于声音信号的定位。相反地，耳朵可以很好地定位具有高频的声波的原点。将高音扬声器布置成使其高音声轴在侧视图中与低音声轴相交，使得它们具有共同的夹角，而使耳朵对高频声波的声音信号的空间予以定位。通过夹角，例如，可以产生沿着高音声轴的高频声波在低音扬声器上方运行，然后从上方倾斜地送到耳朵。然后，听者会感受到声音信号发生在他头顶某个高度。在本专利技术的另一有利实施例中，低音声轴系与低音扬声器的轴向系同轴地布置。同样地，如果低音声轴和至少一个高音扬声器的声音轴线彼此平行定向则是有利的。结果，低频和高频声波可以辐射向耳朵。由此可以减少声波的反射、折射和/或衍射。此外，至少一个高音扬声器倾斜于低音扬声器是有利的。例如，高音声轴可以与高音扬声器的轴向同轴地布置。如果高音声轴与高音扬声器的轴向同轴，则高音扬声器向低音扬声器的倾斜可以形成夹角。有利的是，壳体在一个端面处呈开放。结果，例如，即可将低音扬声器和/或至少一个高音扬声器安装在壳体中。附加地或替代地，有利的是，壳体设有一盖板，该盖板与壳体形成腔体。盖板可以例如设置在开放端，由该盖板封闭该开放端。在腔体中，优选地，可以布置低音扬声器。腔体可以例如用作低音扬声器的谐振腔体，使得低音扬声器声波可以通过腔体放大。腔体也可以作为低音扬声器的后部空间。如果盖板具有开槽也是有利的，低音扬声器的低音声波可以通过该开槽从腔体中传送出。开槽可以是例如格状。通过该开槽，低频声波可以从腔体中传送出。腔体仍然提供一定程度的阻制。低音声轴延伸穿过开槽是有利的。开槽也可以是弯曲的。开槽也可以凸出远离腔体。结果，例如，高频声波可以在开槽处被反射，从而被复位向到耳朵。高音扬声器的高音声轴可以指向例如开槽部分。此外，有利的是，盖板具有至少一个出口通道，至少本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种在空间中定位声音信号的扬声器装置布局，用于放置在耳朵(2)和/或耳朵(2)上的耳挂式耳机，该扬声器装置(1)具有壳体(3)，低音扬声器(4)沿着低音声轴(5)传送声至耳朵(2)，并且至少一高音扬声器(6)沿着高音声轴(7)传送高频声波，其特征在于：该至少一高音扬声器(6)是MEMS扬声器，并且与该低音扬声器(4)径向间隔开，特别是与该低音声轴(5)间隔开。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170817 DE 10201711881501.一种在空间中定位声音信号的扬声器装置布局，用于放置在耳朵(2)和/或耳朵(2)上的耳挂式耳机，该扬声器装置(1)具有壳体(3)，低音扬声器(4)沿着低音声轴(5)传送声至耳朵(2)，并且至少一高音扬声器(6)沿着高音声轴(7)传送高频声波，其特征在于：该至少一高音扬声器(6)是MEMS扬声器，并且与该低音扬声器(4)径向间隔开，特别是与该低音声轴(5)间隔开。
2.如权利要求1所述的在空间中定位声音信号的扬声器装置布局，其特征在于，该至少一高音扬声器(6)相对于该低音扬声器(4布置成该高音声轴(7)在侧视时与该低音声轴(5)相交，使得它们具有共同夹角(δ、ε、ζ)。
3.如前述权利要求任一项所述的在空间中定位声音信号的扬声器装置布局，其特征在于，该至少一高音扬声器(6)的该低音声轴(5)和该高音声轴(7)彼此平行定向。
4.如前述权利要求任一项所述的在空间中定位声音信号的扬声器装置布局，其特征在于，该高音扬声器(6)到该低音扬声器(4)是倾斜的。
5.如前述权利要求任一项所述的在空间中定位声音信号的扬声器装置布局，其特征在于，该壳体(3)的前端面(13)是开放的和/或一盖板(8)设置在该壳体(3)中和/或该壳体(3)上，特别是在该前端面(13)上，该盖板(8)与该壳体(3)形成腔体(12)，优选地该低音扬声器(4)和/或该高音扬声器(6)系设置在该腔体(12)中。
6.如前述权利要求任一项所述的在空间中定位声音信号的扬声器装置布局，其特征在于，该盖板(8)具有格状的开槽(9)，该低音扬声器(4)的该低频声波从该腔体(12)中通过该开槽传送出。
7.如前述权利要求任一项所述的在空间中定位声音信号的扬声器装置布局，其特征在于，该盖板(8)具有至少一出口通道(10)，该至少一高音扬声器(6)可以通过该出口通道传送出。
8.如前述权利要求任一项所述的在空间中定位...
【专利技术属性】
技术研发人员：费鲁乔·博托尼，安德里亚·韦斯高尼·克莱里西·贝尔特拉米，汤玛仕·基摩纳，H·庞伯格，A·松塔基，
申请(专利权)人：悠声股份有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT
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