DE2437373A1

DE2437373A1 - Einrichtung zur aufnahme von schallsignalen unter verwendung eines kunstkopfes

Info

Publication number: DE2437373A1
Application number: DE2437373A
Authority: DE
Inventors: Jost Haase; Klaus Hiemann
Original assignee: Polygram GmbH
Current assignee: Polygram GmbH
Priority date: 1974-08-02
Filing date: 1974-08-02
Publication date: 1976-02-19
Also published as: DE2437373C3; DE2437373B2

Description

Einrichtung zur Aufnahme von Schallsignalen unter Verwendung eines Kunstkopfes.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Aufnahme von Schallsignalen unter Verwendung eines Kunstkopfes, dessen äußere Formen, insbesondere die beiden Ohrmuscheln und die äußeren Gehörgänge, weitgehend denen eines menschlichen Kopfes nachgebildet sind und bei dem die inneren Enden der nachgebildeten äußeren Gehörgange mit je einem Mikrofon bzw. dessen Membran abgeschlossen sind.
Die Tonsignal-Aufnahnetechik ist von der permanenten Forderung bestin.mt, wonach die in einem Raum erzeugte Schallinformation so aufgenommen werden soll, daß sie einem außerhalb dieses Raumes befindlichen Hörer möglichst naturgetreu wiedergegeben werden kann und zwar so, als befände sich dieser Hörer in diesem Raum.
Bisher bekannte Verfahren vermögen jedoch weder die Forderung der akustischen Abbildung der Breite und Tiefe einer Schallquelle noch die Illusion-des Raumeindrucks voll befriedigend zu erfüllen. Eine gewisse Abhilfe schafft die sogenannte Kunstkopf-Stereophonie, deren Grundprinzip bekanntlich darin besteht, die an den nachgebildeten Ohren des Kunstkopfes auftretenden Schalldrucke über Kopfhörer so genau wie möglich an den Ohren des Hörers zu reproduzieren, was naturgemäß nur in dem Maße gelingen kann, wie der Kunstkopf in akustischer Hinsicht die gleichen Eigenschaften wie ein menschlicher Kopf aufweist. Man ist deshalb fortwährend bestrebt, das Material und die Form des Kunstkopfes, insbesondere die Ohrmuscheln,sehr genau nachzubilden. So hat man beispielsweise einen Kunstkopf aus Plastikmaterial hergestellt, das akustisch ähnliche Eigenschaften besitzt wie das menschliche Gewebe. Dennoch bleiben nach wie vor viele Wünsche offen, da die Ortung nach vorne sehr unzureichend ist und außerdem der Eindruck entsteht, als komme die Schallquelle von oben und nicht von vorne. Schließlich bes-tehen auch Probleme in Bezug auf die EntSernungsauflösung, da nur für extrem nahe Schallquellen eine Ortung, und auch hicr nur von oben, möglich ist, während bereits bei Entfernungen ab 2 Meter der Eindruck einer vollständigen Diffusität des Klangbildes entsteht, was sich z.B. bei Orchesteraufnahmen in sogenannten Verdeckungseffekten äußert.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie diesen Schwierigkeiten auf möglichst einfache Weise begegnet werden kann.
Ausgehend von einer Kunstkopf-Einrichtung der eingangs genannteri Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß in der Weise gelöst, daß zwischen der Rückseite jedes der beiden Mikrofone und der an der Vorderseite des Kunstkopfes nachgebildeten Nase je ein rohrartiger, zur Nase hin geöffneter Luftkanal vorgesehen ist und daß die beiden Mikrofone als Druckgradien tenmikrofone ausgebildet sind. Durch die Einbeziehung des inneren Gehörgangs, d.h. durch die Nachbildung der Eustachschen Röhre als Verbindung zwischen Mittelohr und Nasenrachenraum, läßt sicii gegenüber bekannten Kunstkopfanordnungen eine wesentliche Verbesserung des Klangeindrucks erreichen, wobei vor allem eine nahezu einwandfreie Ortung nach vorne und eine wesentlich verbesserte Entfernungsauflösung nach vorne beitragen. Auch hinsichtlich Frequenzgang und Hörebene ist eine weitgehende Angleichung an das natürliche Hörempfinden festzustellen. Darüber hinaus ermöglicht der erfindungsgemäß ausgebildete Kunstkopf sogar eine in geringen Grenzen variierende vertikale Ortung.
im folgenden wird der prinzipielle Aufbau eines erfindungsgemäß ausgebildeten Kunstkopfes anhand der Zeichnung näher erläutert.
Die Figur zeigt in schematischer Darstellung einen Kunstkopf 1, dessen äußere Formen weitgehend denen eines menschlichen Kopfes nachgebildet sind. Dies gilt insbesondere für die Ohrmuschel 2 und den äußeren Gehörgang 3, an dessen innerem Ende ein Mikrofon 4 vorgesehen ist (in der Zeichnung ist aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich das rechte Ohr dargestellt) Als Mikrofon 4 ist ein sogenannter Druckgradientenempfänger vorgesehen, dessen niedrig eingespannte Membran eine gute Nachtbildung für das ebenfalls niedrig eingespannte Trommelfell des menschlichen Kopfes darstellt. Zwischen der Rückseite des Druckgradientenempfängers und der an der Vorderseite des Kunstkopfes nachgebildeten Nase 5 ist ein zur Nase 5 hin offener Luftkanal 6 vorgesehen, der in seinem ersten Bereich aus einem dünnen Rohr mit einer etwa 1 mm großen Bohrung besteht, welches in eine hohlraumartige Erweiterung übergeht und schließlich in eine schmale Nasenöffnung mündet, was insgesamt eine Nachbildung der Eustachschen Röhre oder Ohrtrompete und das Nasenrachenraums bzw. der Kiebernhöhlen darstellt Letztlich lassen sich die Form des Luftkanals 6 mit den daran angrenzenden Hohlräumen, sowie das diesen Scha1-raum abgrenzende Material soweit verfeinern, daß schließlich sämtliche Schalleitungen des menschlichen Kopfes, insbesondere auch die Knochenschalleitungen, nachgebildet werden.
Bei einem derart ausgebildeten Kunstkopf gelangt nun die Schalldruckwelle nicht nur über den äußeren Gehörgang 3 an das Mikrofon 4, condern über den Luftkanal 6 auch an dessen Rückseite, wie dies auch bei natürlichen Hörvorgang der Fall ist. Aus diesem Grund wird für das Mikrofon 4 zweckmäßig ein sogenannter Druckgradientenempfänger vorgesehen, der sich von einem normalen Druckmikrofon dadurch unterscheidet, daß er nicht einen Druck, sondern eine Druckdifferenz auswertet, was voraussetzt, daß die Schalldruckwelle von beiden Seiten auf die Membran einwirkt, Zur Bedampfung der Gehörgangresonanzen hat es sich ferner als zweckmäßig erwiesen, die dem äußeren Gehörgang 7 zugewandte Seite der Mikrofonmembran sowie die daran angrenzenden Bereiche des äußeren Gehörganges mit einem Dämpfungsma-terial, z.B. Steinwolle, Watte oder dergleichen, auszukleiden.
4 Patentansprüche 1 Figur

Claims

Patentansprüche.

1. Einr ichtung zur Aufnahme von Schallsignalen unter Veraxendung eines Kunstkopfes, dessen äußere Formen, insbesondere die beiden Ohrmuscheln und die äußeren Gehörgänge, weitgehend denen eines menschlichen Kopfes nachgebildet sind und bei dem die inneren Enden der nachgebildeten äußeren Gehörgänge mit je einem Mikrofon bzw. dessen Membran abgeschlossen sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß zwischen der Rückseite jedes der beiden Mikrofone (4) und der an der Vorderseite des Kunstkopfes (i) nachgebildeten Nase (5) je ein rohrartiger, zur Nase hin geöffneter Luftkanal (6) vorgesehen ist und daß die beiden Mikrofone als Druckgradientenmikrofone ausgebildet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß im Zuge des rohrartigen Luftkanals (6) hohlraumartige, eie Nachbildung des Nasenrachenraumes darstellende Enfeiterungen vorgesehen sind.

3. einrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Form des Luftkanals (6) mit den daran angrenzenden Hohlräumen so ausgebildet und das diesen Schallraum abgrenzende Material so gewahlt sind, daß alle Schalleitungen des menschlichen Kopfes, insbesondere auch die Knochenschalleitungen, nachgebildet sind.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die dem äußeren Gehörgang () zugewandte Seite der Mikrofonmembran und die daran angrenzenden Bereiche des äußeren Gehörganges mit Dämpfungsmaterial ausgekleidet sind.

L e e r s e i t e