Beschreibung

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein Soundsystem mit mindestens zwei Schallwandlern und mindestens zwei Reflektoren. Weitere Ausführungs beispiele beziehen sich auf eine Kopfstütze mit mindestens zwei Schallwandlern und min destens zwei Reflektoren. Spezielle Ausführungsbeispiele beziehen sich auf einen Fahr zeugsitz oder einen drehbaren Fahrzeugsitz mit einem Soundsystem beziehungsweise ei ner entsprechenden Kopfstütze. Weitere Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Fahr zeug oder ein Personenkraftfahrzeug mit einem Fahrzeugsitz oder mehreren Fahrzeugsit zen.

Eine der größten Herausforderungen und gleichzeitig eines der gefragtesten Features im Automotive-Audio-Bereich ist die Generierung sogenannter Sound-Zonen, welche es den Insassen erlauben unterschiedlichen Audio-Content zu hören, ohne sich dabei gegenseitig zu stören. Dies ist vor allem deswegen so schwer, weil die Ausbreitung der Schallwellen in der Fahrgastzelle nicht, oder nur zum Teil reduziert bzw. eliminiert werden kann. Zudem stellt der Fahrzeuginnenraum aufgrund seiner zahlreichen, komplexen Reflexionsflächen eine akustisch schwer handhabbare Umgebung dar. Ein häufig genannter Wert für die not wendige Signaldämpfung zwischen zwei Zonen ist 40dB. Ist die erreichte Dämpfung zwi schen zwei Soundzonen nicht ausreichend, überlagern sich die beiden Signale hörbar. In der Regel empfinden Menschen das als sehr unangenehm, vor allem bei der Wiedergabe unterschiedlicher Musiksignale. Die bereits entwickelten Technologien basieren auf unter schiedlichen Ansätzen, unterliegen jedoch stets großen Kompromissen. Der Hörer muss Verluste hinnehmen, die sich entweder in der Klangqualität oder in der akustischen Tren nung der Soundzonen deutlich bemerkbar machen. Aktuell wird deswegen das Szenario unterschiedlicher Soundzonen im KFZ von der Automobilindustrie als noch nicht realisier bar eingestuft.

Ausgehend von diesem speziellen Fall lässt sich das zugrundeliegende Problem allgemein wie folgt fassen: In verschiedenen Szenarios ist es erwünscht, personalisiertes Audio einem oder mehreren Hörern zur Verfügung zu stellen. Personalisiertes Audio kann als Tonwie dergabe definiert werden, die in erster Linie auf die Position eines einzelnen Hörers fokus siert ist und/oder für diese Position optimiert ist. Auf eine Hörerposition fokussiert zu sein bedeutet, dass das wiedergegebene Audio einen bedeutend größeren Schalldruckpegel an den Ohren des Hörers im Vergleich zu anderen Positionen aufweist. Durch die Fokussie rung wird eine unerwünschte Abstrahlung von akustischer Energie andernorts reduziert. Ein Fokussieren ist allgemein notwendig für Anwendungen wie Klangzonen, aber auch überall dort wünschenswert, wo Ressourceneffizienz wichtig ist. Für eine Hörerposition op timiert zu sein bedeutet, dass Eigenschaften, die die Wahrnehmungsqualität einer Audio- wiedergabe definieren, für diese Position unabhängig von der Audiowiedergabe an anderen Orten gewählt werden können. Dies bedeutet implizit, dass an den Ohren des Hörers eine präzise Steuerung des wahrgenommenen Signals über das akustische Signal erfolgt.

Im Stand der Technik gibt es hier schon einige grundsätzliche Ansätze. Eine hinreichend bekannte Lösung, die die obigen Ziele erfüllt, besteht darin, die Sende-/Empfangsgeräte nahe bei dem Hörer zu platzieren, wie dies bei Kopfhörern geschieht. Jedoch gibt es viele Situationen, in denen Kopfhörer ungeeignet sind. Dies kann an öffentlichen Orten aus hy gienischen Gründen oder an Orten, an denen Nutzer weitere akustische Reize wahrneh men soll (z.B. in Fahrzeugen aus Sicherheitsgründen), oder aus Gründen der persönlichen Annehmlichkeit der Fall sein.

Für das spezielle Problem der Zonentrennung im Fahrzeug gibt es einige Veröffentlichun gen in der Patentliteratur: Systeme zur Erschaffung personalisierter Soundzonen arbeiten zum Beispiel mit Treibern, die einen selbstdemodulierenden Ultraschallstrahl in Richtung des Insassen senden US2006262935A1 (bzw. US20060404444). Die im Wesentlichen gute akustische Separation geht hier auf Kosten der Audioqualität, die vor allem für die Musikwiedergabe, durch die fehlenden tieffrequenten Anteile zu gering ausfällt. Ein anderer Ansatz ist der Einsatz von Lautsprechern mit ausgeprägter Richtwirkung US20140281325 A1. Jedoch hängt die Richtwirkung stark vom Frequenzbereich ab, so dass bereits der obere Mitteltonbereich deutlich an Ausrichtung verliert. Beamforming ist ebenfalls eine Mög lichkeit um eine Richtwirkung zu erzielen, erfordert jedoch üblicherweise eine größere An zahl an Treibern, was sich letztlich deutlich in den Kosten bemerkbar machen würde. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Lautsprecher sehr nah an den Ohren des Zuhörers zu positionieren. In typischen Fahrzeuginnenräumen bleibt dazu nur die Option, die Laut sprecher in die Kopfstütze zu integrieren. Werden Lautsprecher nach dem Stand der Tech nik in eine Kopfstütze integriert, so wird das wiedergegebene Signal vom Zuhörer stets von hinten wahrgenommen. Das wird häufig als unangenehm empfunden und soll deshalb ver mieden werden. Um dies zu verhindern müsste man die Lautsprecher an einer Verlänge rung der Kopfstütze in Blickrichtung des Zuhörers positionieren. Dies würde ein großes Vo- lumen mittig im Fahrzeuginnenraum beanspruchen, was beim gegenwärtigen Fahrzeug entwurf undenkbar ist. Außerdem darf das Blickfeld des Fahrers nicht eingeschränkt wer den und es müssen weitere Sicherheitsaspekte in Betracht gezogen werden. Folglich ist eine solche Lösung nicht praktikabel. Ferner sei auch auf die US2017/0088266 A1 und die EP2405670A1 verwiesen.

Die Anordnung von Lautsprechern beziehungsweise T reibern nahe am Hörer ohne die Ver wendung von Kopfhörern ist eine schwierige Aufgabe, insbesondere, wenn bestimmte wei tere Anforderungen erreicht werden sollen. Eine wichtige Anforderung ist, dass bei der Re produktion das erzeugte Klangfeld nicht so erscheinen soll, als ob es von hinten kommt, da das häufig als unangenehm empfunden wird. Wenn man von einem speziellen Anwen dungsfall der unterschiedlichen Hörzonen (Sound-Zonen) in einem Fahrzeug ausgeht, wird durch diese Erkenntnis der naheliegende Ansatz ausgeschlossen, entsprechend welchem die Lautsprecher einfach hinter dem Kopf, das heißt zum Beispiel in der Kopfstütze des Hörers, installiert werden. Das Vermeiden einer Wahrnehmung von hinten unter Verwen dung von konventionellen Lautsprechern würde implizieren, die Lautsprecher vor dem Hö rer anzuordnen, was aus offensichtlichen Gründen die weniger favorisierte Lösung ist. Zum Hintergrund: Ein wichtiger Qualitätsfaktor besteht darin, dass die Wiedergabe nicht als von hinten kommend wahrgenommen wird, was allgemein als unangenehm empfunden wird. Dies schließt unkomplizierte Lösungen, bei denen Lautsprecher einfach in die Kopfstütze des Sitzes eines Hörers integriert werden, von vornherein aus. Eine Vermeidung einer Wahrnehmung von hinten, während herkömmliche Lautsprecher verwendet werden, würde implizieren/würde bedeuten, die Lautsprecher vor dem Hörer zu positionieren, was aus na heliegenden Gründen ungünstig ist.

Obwohl die Treiber von Kopfhörern nicht vor dem Hörer positioniert sind, sind die Wieder gabeergebnisse dennoch überzeugend. Dies liegt daran, dass Kopfhörer an den Ohren des Hörers eine präzise Steuerung des akustischen Signals über das emittierte Signal ermögli chen. Im Prinzip kann dies auch mit Lautsprechern erreicht werden, die sich seitlich des Kopfes des Hörers befinden, falls diese groß genug sind, den emittierten Schall in Richtung der Ohren des Hörers zu fokussieren. Jedoch würde die daraus resultierende technische Neuheit bedeuten, dass sperrige Lautsprechertreiber seitlich des Kopfes des Hörers posi tioniert sind. Das sich daraus ergebende Produktdesign wäre aus Annehmlichkeits-, Sicher- heits- und/oder ästhetischen Gründen für die meisten Anwendungen inakzeptabel. Allge mein ist es wahrscheinlich, dass ein Nutzer sperrige Teile, die in Richtung des Randes seines Gesichtsfeldes positioniert sind, als unangenehm empfindet. Für bestimmte Anwen dungsgebiete wie das Innere von Fahrzeugen sind zusätzliche Einschränkungen in Be tracht zu ziehen. Beispielsweise liegt eine Beschränkung bezüglich Hindernissen vor, die die Sicht des Fahrers beeinträchtigen könnten. Weitere Einschränkungen in diesem Bereich betreffen das Gewicht und die Form von Objekten, die im Falle eines Unfalls potenziell gefährlich sein können. Für die Ausgestaltung von Sitzen oder ähnlichen Gegenständen ist ein Erfordernis sperriger Teile zu den Seiten hin ziemlich unattraktiv. Außerdem gibt es Anwendungen, in denen derartige sperrige Teile aufgrund geometrischer Einschränkungen unmöglich sind: In Bezug auf autonomes Fahren wird davon ausgegangen, dass in einem zukünftigen Fahrzeug die Vordersitze umgedreht werden können. Bei einer derartigen An wendung würde eine Verwendung erweiterter Kopfstützen, die die Lautsprechertreiber be inhalten, sogar unmöglich, da dies die Bewegung des Sitzes beeinträchtigen würde. Schließlich ermöglicht die Technologie des Standes der Technik keine zufriedenstellende Lösung für die vorliegende Aufgabe. Deshalb besteht der Bedarf nach einem verbesserten Ansatz.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Konzept zu schaffen, das für einen oder mehrere Hörer unterschiedliche Hörzonen formt und sich hierbei durch einen verbes serten Kompromiss aus Ausnutzung von zur Verfügung stehendem Bauraum, einfache Im- plementierbarkeit und gute Reproduktionseigenschaften auszeichnet.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen ein Soundsystem mit mindes tens zwei Schallwandler, die z.B. in einem Gehäuse integriert sein können, sowie mindes tens zwei Reflektoren. Beispielsweise kann einer der mindestens zwei Schallwandler dem linken Kanal und einer der mindestens zwei Schallwandler dem rechten Kanal zugeordnet sein. Die mindestens zwei Reflektoren definieren eine konkave Geometrie und/oder schlie ßen ein Volumen ein. Die mindestens zwei Reflektoren sind gegenüberliegend z.B. an zwei Seiten des Gehäuses angeordnet, so dass die mindestens zwei Reflektoren jeweils mit einem der mindestens zwei Schallwandler Zusammenwirken, das heißt also beispielsweise der eine der zwei Reflektoren mit dem einen der zwei Schallwandler und der andere der zwei Reflektoren mit dem anderen der zwei Schallwandler. Bei der Zusammenwirkung wird der von dem einen mindestens zwei Schallwandler emittierte Schall in Richtung eines Zent- rums des eingeschlossenen Volumens und/oder in Richtung eines Fokuspunkts der konka ven Geometrie reflektiert. Der Fokus. Stellt beispielsweise die erwartete Position der Ohren oder des Kopfes eines Hörers, der das Sound-System benutzt, da.

Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel ist dieses Soundsystem in eine Kopf stütze integriert. Das heißt also, dass das Gehäuse einen Teil der Kopfstützte entsprechend Ausführungsbeispielen formen kann. Ein Gehäuse wird beispielsweise als ein oder mehrere Kammern verstanden, in welche die Lautsprechertreiber integriert sind. Im Fall von mehre ren Kammern sind diese mechanisch miteinander verbunden, sodass sie zusammen ein Gehäuse bilden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel schafft eine Kopfstütze (KS), mindestens zwei Schall wandlern sowie mindestens zwei Reflektoren, die an den Seiten der KS angeordnet sind. Die Anordnung ist derart, dass die mindestens zwei Reflektoren jeweils mit einem der min destens zwei Schallwandler Zusammenwirken (ein Reflektor mit dem einen Schallwandler und ein anderer Reflektor mit dem anderen Schallwandler beispielweise) und den von dem einen der mindestens zwei Schallwandler emittieren Schall reflektieren. Selbstverständlich kann auch der Schall von dem anderen der mindestens zwei Schallwandler reflektiert wer den. Entsprechend Ausführungsbeispielen definieren die mindestens zwei Schallwandler zusammen mit dem Gehäuse eine konkave Geometrie und/oder schließen ein Volumen ein, wobei die mindestens zwei Reflektoren so angeordnet sind, dass die oben erläuterte Zusammenwirkung entsteht. In dieser Zusammenwirkung wird der Schall in Richtung eines Zentrums des eingeschlossenen Volumens und/oder in Richtung eines Fokuspunkts der konkaven Geometrie reflektiert. Die KS formt beispielsweise ein Gehäuse für die zwei Schallwandler.

Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch das Anordnen der Lautsprechertreiber an einer Position im Bereich der rückwärtigen Hemisphäre eines Zuhörers beziehungsweise insbesondere des Zuhörerkopfes es unter Verwendung von Reflektoren möglich ist, den abgestrahlten Klang auf die Ohren des Zu hörers so zu reflektieren, dass eine präzise Kontrolle des Signals, das zu den Ohren des Zuhörers gelangt, möglich ist. Die Reflektoren sind beispielsweise hierbei etwas weiter in Sichtrichtung des Zuhörers positioniert, im Vergleich zu den entsprechenden Lautspre chern. Entsprechend Ausführungsbeispielen ermöglicht das Design jedem Zuhörer ein per sönliches Stereoerlebnis, indem z. B. das Klangbild eines Kopfhörers erstellt werden kann. Das Anhören unterschiedlicher Musikinhalte in jeder Klangzone ist möglich, ohne dass sich die Insassen gegenseitig stören. Da keine zusätzlich, außerhalb der KS verbauten Treiber mehr nötig sind, stellt jede KS für sich ein eigenständiges Wiedergabesystem dar. Bei dreh bar gelagerten Autositzen (Konzept autonomes Fahren) dreht sich somit die Stereobühne mit dem Insassen, so dass unabhängig von der Ausrichtung des Sitzes dasselbe Klangbild wiedergegeben werden kann. In der Serienfertigung könnte ein einheitliches eigenständi ges KS Wedergabesystem, das modellübergreifend verbaut und abgestimmt wird, zur ei ner deutlichen Kosteneinsparungen führen.

Im Allgemeinen heißt es, dass die potenziell voluminösen und schweren Lautsprechertrei ber vorteilafterweise an einer Position platziert werden können, die für die meisten Produkt designs unkritisch ist. Gleichzeitig können die Reflektoren, die an einer potenziell kritische ren Position befindlich sind, aus einem Material mit geringem Gewicht hergestellt werden und sind in der Regel im Erscheinungsbild viel schlanker als ein gleichermaßen effektiver Lautsprechertreiber. Eine derartige schlanke Ausgestaltung ermöglicht auch ein müheloses Verschieben des Reflektors mittels eines Betätigungsglieds, das verwendet werden könnte, um eine fokussierte Wedergabe zu aktiveren oder zu deaktivieren. Außerdem kann ein Betätigungsglied die Position des Reflektors variieren, um die Sitzposition des Hörers zu berücksichtigen. Zudem kann ein derartiger Reflektor gänzlich aus optisch transparentem Material hergestellt werden, was bei Lautsprechertreibern derzeit unmöglich ist.

In anderen Worten ausgedrückt heißt also, dass entsprechend Ausführungsbeispielen aus Sicht des Zuhörers die zumindest zwei Lautsprecher hinter ihm beziehungsweise direkt hinter ihm positioniert sind, während die Reflektoren in Bezug auf die Lautsprecher etwas weiter in Sichtrichtung, das heißt also zu dem Zuhörer hin, positioniert sind. Insofern ergibt sich also folgende Anordnung in Sichtrichtung beziehungsweise in der grundsätzlichen Lautsprecherabstrahlrichtung. Die Lautsprecher sind hinter der voraussichtlichen Position des Zuhörerkopfes positioniert, während in dieser Sichtrichtung die Reflektoren dazwischen angeordnet sind. Wenn man beispielsweise von einem Kreis oder eine Ellipse ausgeht, befindet sich der Kopf beziehungsweise die zu erwartende Kopfposition beispielsweise im Zentrum des Kreises oder der Ellipse, während die Lautsprecher auf dem Kreisbogen in einem Segment angeordnet sind und die Reflektoren auf dem Kreisbogen beziehungsweise in diesem Bogen seitlich, das heißt links und rechts neben den Lautsprechern.. Wenn man beispielsweise davon ausgeht, dass aus Sicht des Nutzers, der nach 12:00 Uhr schaut, die Kopfstütze bei 6:00 Uhr angeordnet ist und die Lautsprecher bei 07:00 Uhr beziehungs weise 5:00 Uhr, so kann davon ausgegangen werden, dass die Reflektoren bei 3:00 Uhr beziehungsweise 9:00 Uhr oder 4:00 Uhr beziehungsweise 08:00 Uhr positioniert sind. Ent sprechend Ausführungsbeispielen erstreckt sich die oben erläuterte konkave Geometrie also entlang einer Ellipse. Alternativ ausgedrückt wird das eingeschlossene Volumen durch eine Ellipse definiert. Im Allgemeinen kann die konkave Geometrie eindimensional ohne zweidimensional ausgebildet sein. Eine Eindimensionalität ergibt sich beispielsweise durch ein gebogenen Reflektor, der in x-Richtung eine Kreisbogenform und in y-Richtung eine Gerade aufweist (Beispiel Zylindersegment). Eine konkave Form in zwei Dimensionen ergibt sich beispielsweise durch ein Kugelsegment.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass entsprechend Ausführungsbeispielen die Ellipse eine oder zwei Dimensionen aufweisen kann. Bezüglich des Hörers, der die Kopfstütze benutzt, sei angemerkt, dass die mindestens zwei Reflektoren, also seitlich zu einem Bereich, an geordnet sind, an welchem sich der Hörer befindet. Die Anordnung ist entsprechend Aus führungsbeispielen seitlich so, dass ein Schall zu dem Hörer, der die Kopfstütze benutzt, reflektiert wird. Wenn man sich das Gehäuse der Kopfstütze beziehungsweise die Kopf stütze betrachtet, hat diese zwei Seiten, eine Oberseite und eine Unterseite (die dem Sitz, zu welchem die Kopfstütze gehört, zugewandt ist) sowie eine Rückseite und eine Vorder seite (die dem Hörer, der die Kopfstütze benutzt, zugewandt ist). Anders ausgedrückt heißt es, dass die mindestens zwei Reflektoren in Sichtrichtung des Hörers, der die Kopfstütze benutzt, gesehen weiter vorne angeordnet sind als die mindestens zwei Schallwandler und/oder das Gehäuse.

Bei obiger Definition, dass die Reflektoren seitlich angeordnet sind, heißt es also, dass die Reflektoren an den Seiten oder entlang der Seiten angeordnet sind. Diese Seiten sind ge genüberliegend zueinander und bevorzugter Weise ist die Kopfstütze hier symmetrisch. Entsprechend Ausführungsbeispielen sind die mindestens zwei Reflektoren in der Relation zu dem Gehäuse symmetrisch angeordnet. Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen sind die zwei Reflektoren symmetrisch. Beispielsweise können entsprechend Ausführungs beispielen die mindestens zwei Reflektoren in die Seiten beziehungsweise Seitenwände der zwei Seiten des Gehäuses integriert sein. Hierzu können beispielsweise die Innensei tenflächen der zwei Seiten als die mindestens zwei Reflektoren genutzt werden. Entspre chend Ausführungsbeispielen sind die mindestens zwei Schallwandler innenliegend im Ge häuse angeordnet und in Bezug auf die Innenseitenwände der zwei Seiten des Gehäuses so angeordnet, dass die Innenseitenflächen der Seiten als die mindestens zwei Reflektoren dienen. Entsprechend Ausführungsbeispielen weist das Gehäuse zumindest zwei Auslass kanäle auf, die einerseits durch die Innenseitenwände der zwei Seiten des Gehäuses und andererseits durch die innenliegenden mindestens zwei Schallwandler definiert sind. An ders ausgedrückt heißt es, dass das Gehäuse im Bereich der zwei Auslasskanäle Öffnun gen aufweist.

Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen sind die mindestens zwei Reflektoren be weglich, motorisch beweglich, ausfahrbar oder motorisch ausfahrbar mit dem Gehäuse be ziehungsweise der Kopfstütze verbunden. Das ermöglicht vorteilhafterweise, dass in einem nicht benutzten Zustand die Reflektoren eingefahren werden können. Entsprechend Aus führungsbeispielen können die Reflektoren ausgebildet sein, um im nicht benutzten Zu stand die Auslasskanäle, wie sie oben erläutert wurden, zu verschließen.

Entsprechend Ausführungsbeispielen können die mindestens zwei Reflektoren beweglich, das heißt also ausrichtbar sein. Entsprechend einem Ausführungsbeispiel weist das Sound system zusätzlich zur Kopfstütze eine Sensorik auf, die ausgebildet ist, eine Position eines Kopfes des Hörers, der die Kopfstütze benutzt, zu ermitteln. Eine Steuerung ist entspre chend weiteren Ausführungsbeispielen ausgebildet, um die mindestens zwei Reflektoren entsprechend der ermittelten Position des Kopfes auszurichten.

Bezüglich der Form der mindestens zwei Reflektoren sei angemerkt, dass diese bevorzug ter Weise gebogen sind. Entsprechend Ausführungsbeispielen können die mindestens zwei Reflektoren so gebogen sein, dass sich die zwei gebogenen Reflektoren gemeinsam oder jeder für sich entlang einer Ellipse erstrecken. Additiv oder alternativ können die mindestens zwei Reflektoren so gebogen sein, dass sich die zwei gebogenen Reflektoren entlang einer gemeinsamen Ellipse oder einer Ellipse pro Reflektor erstrecken, wobei z.B. die Ohrenpo sition (bei einer Ellipse je Seite) und/oder die Kopfposition des Hörers, der die Kopfstütze benutzt, im Brennpunkt der Ellipse liegt. Der Treiber kann im weiteren Brennpunkt der El lipse angeordnet sein.

Entsprechend Ausführungsbeispielen weisen die mindestens zwei Reflektoren jeweils eine Form auf, die einen höheren Frequenzanteil des emittierten Schalls zu den Ohren des Hö rers, der die Kopfstütze benutzt, richtet oder fokussiert. Ein höherer Frequenzanteil kann beispielsweise ein Frequenzanteil oberhalb von 200 Hz, 400 Hz, 1000 Hz oder 2000 Hz sein. Entsprechend Ausführungsbeispielen sind die mindestens zwei Schallwandler des halb ausgebildet, um einen Hochtonbereich und/oder einen Hochtonbereich > 200 Hz, > 400 Hz oder > 1000 Hz oder > 2000 Hz wiederzugeben. Entsprechend Ausführungsbei- spielen weist das Soundsystem und/oder die Kopfstütze einen oder zwei zusätzliche Schall wandler für einen Tieftonbereich auf, z. B. ein Tieftonbereich < 200 Hz, < 400 Hz oder < 1000 Hz. Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen kann die Kopfstütze mindestens einen oder zwei zusätzliche Schallwandler aufweisen, z. B. für einen Tieftonbereich (siehe oben), wobei die einen oder zwei zusätzlichen Schallwandler z.B. an der Vorderseite des Gehäuses angeordnet sind. Entsprechend Ausführungsbeispielen kann der Zusatzschall wandler oder allgemein ein oder mehrere Tieftöner in einem Polster der Kopfstütze ange ordnet sein, das ausgebildet ist, mit einem Kopf des Hörers, der, wenn er die Kopfstütze benutzt, in Berührung zu treten.

Entsprechend einem Ausführungsbeispiel weist das Soundsystem/die Kopfstütze eine Au- dioverarbeitungsvorrichtung auf, die ausgebildet ist, für einen Tiefton Störfrequenzen durch gegenphasige Ansteuerung der mindestens zwei Schallwandler auszulöschen. Entspre chend weiteren Ausführungsbeispielen ist die Audioverarbeitungsvorrichtung ausgebildet, um das Audiosignal mittels eines HRTFs zu verarbeiten, so dass die Reproduktion eines Audiosignals derart erfolgt, dass es so klingt, als ob sich die Reproduktion vor dem Kopf des Hörers, der die Kopfstütze benutzt, befindet.

Entsprechend Ausführungsbeispielen sind die mindestens zwei Reflektoren transparent o- der teiltransparent ausgeführt. Die Größe der zwei Reflektoren kann beispielsweise derart festgelegt werden, dass diese einen Durchmesser oder eine Ausdehnung haben, die im Bereich von 1/6 bis 12/6 oder 1/6 bis 60/6 oder 1/6 bis 120/6 eines Abstandes von dem jeweiligen Reflektor zu dem Fokuspunkt des Zentrums liegt. Entsprechend weiteren Aus führungsbeispielen liegt ein Abstand von dem jeweiligen Reflektor zum Fokuspunkt oder zum Zentrum in einem Bereich, der Werte zwischen 1/3 bis 6/3 oder 1/3 und 30/3 oder 1/6 und 120/6 eines Durchmessers des menschlichen Kopfes umfasst.

Entsprechend Ausführungsbeispielen wird ein Fahrzeugsitz oder sogar ein drehbarer Fahr zeugsitz mit einem Soundsystem und einer Kopfstütze, wie oben erläutert, geschaffen. Wenn man von einem drehbaren Fahrzeugsitz ausgeht, kann das einerseits einen Beifah rersitz (vorne und hinten) oder auch den Fahrersitz betreffen. Ein drehbarer Fahrersitz ist gerade im Bereich von autonomen Fahren zwar aus aktueller Sicht noch nicht zulässig, aber durchaus vorstellbar. Bei einer voll autonomen Fahrt kann es somit dem Fahrer sowie auch den restlichen Insassen möglich sein, ihren Fahrersitz in der Fahrgastzelle zu drehen, um so die Möglichkeit zu haben, sich gegenseitig zuzuwenden oder den Sitz in jede andere beliebige Richtung auszurichten. Das Prinzip legt nahe, dass herkömmliche Soundsysteme mit statisch verbauten Lautsprechern nicht mehr funktionieren würden, da die Bühnenab bildung ebenfalls statisch ist und nicht auf einen gedrehten Fahrersitz angepasst werden kann. Durch die vorgesehene Anordnung würde der erhebliche Zusatzaufwand, der entste hen würde, wenn ein Wiedergabesystem so in einem Fahrzeug integriert werden soll, dass es mit einem gedrehten Sitz ebenfalls Reproduktion ermöglicht, entfallen.

Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Fahrzeug, wie zum Beispiel ein PKW mit einem Fahrersitz oder einem drehbaren Fahrersitz oder mehreren Fahrzeugsitzen oder mehreren drehbaren Fahrzeugsitzen geschaffen. Hierbei ist vorteilhaft, dass jeder Sitz seine eigenen Lautsprecher hat und diese aufgrund der Reflektoren eine gute akustische Trennung voneinander ermöglichen. Das ermöglicht also entsprechend weiteren Ausfüh rungsbeispielen, dass jeder Fahrzeugsitz oder drehbarer Fahrzeugsitz ausgebildet ist, eine eigene Audioszene beziehungsweise Audiozone zu reproduzieren.

Weitere Bildungen sind in den Unteransprüchen definiert. Nachfolgend werden Ausfüh rungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges in der Vogelper spektive zur Erläuterung des verwendeten Bauraums für das Sound system beziehungsweise das in die Kopfstützen integrierte Sound system zur Erläuterung von Ausführungsbeispielen;

Fig. 2a und 2b schematische Darstellungen eines Gehäuses beziehungsweise einer Kopfstütze mit integriertem Soundsystem gemäß einem Basisausfüh rungsbeispiel;

Fig. 3eine schematische Darstellung einer Kopfstütze mit einem integrierten Soundsystem gemäß erweiterten Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Funktionalität des

Soundsystems gemäß Ausführungsbeispielen;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Ellipse zur Erläuterung der An ordnung von Schallwandlern und Reflektoren gemäß Ausführungs beispielen; Fig. 6 eine schematische Darstellung zur Illustration der Bündelung durch geometrische Reflektoren im Hochtonbereich hin zu einem Ohr des Hörers gemäß Ausführungsbeispielen;

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Kopfstütze mit Zusatzlautspre chern gemäß erweiterten Ausführungsbeispielen;

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Kopfstütze mit integrierten Re flektoren für ein Soundsystem gemäß weiteren Ausführungsbeispie len; und

Fig. 9 eine schematische Darstellung eines Ellipsenausschnitts zur Erläute rung von Ausführungsbeispielen.

Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegen den Zeichnungen erläutert werden, sei darauf hingewiesen, dass gleichwirkende Elemente und Strukturen mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die Beschreibung derer aufeinander anwendbar beziehungsweise austauschbar ist.

Fig. 1 zeigt einen PKW 10 in der Draufsicht, bei welchem vier Sitzplätze 12VL, 12VR, 12HL, 12HR markiert sind. Jeder der Sitzplätze weist eine eigene Kopfstütze 14 auf. Jede Kopf stütze 14 (im Folgenden mit KS abgekürzt) des Kraftfahrzeuges 10 (KFZ) kann für sich ein unabhängiges Vollbandaudiowiedergabesystem formen. Dieses wird nachfolgend Bezug nehmend auf Fig. 2 erläutert.

Fig. 2a zeigt eine Kopfstütze 14 mit einem Gehäuse 15, z.B. zur Verwendung im Fahrzeug 10 an einer der möglichen Sitzplatze 12VL bis 12 HR, das heißt also in dem Fahrzeug 10 eingebaut. Das Gehäuse 15 weist zwei Seiten (links und rechts) 15L und 15R auf. Diese zwei Seiten 15L und 15R sind einander gegenüberliegend. Eine weitere Seite des Gehäu ses 15 ist die Vorderseite 15V. Die Kopfstütze 14 weist zumindest zwei Treiber 16R und 16L auf. Diese zwei Treiber sind hier an der Vorderseite 15V angeordnet. Die Treiber kön nen beispielsweise für die Kanäle links und rechts dienen. Zusätzlich weist die Kopfstütze 14 zwei Reflektoren 18R und 18L auf. Die Reflektoren 18R und 18L sind den Treibern 16R und 16L zugeordnet. Die Reflektoren 18R und 18L sind seitlich angeordnet, das heißt im Bereich der Seiten 15R und 15L. Im Bereich angeordnet ist dahingehend zu verstehen, dass diese beispielsweise in der Verlängerung der Seiten 15R und 15L angeordnet sein können, direkt an den Seiten 15L und 15R, durch die Seiten 15L und 15R geformt, usw. Wenn man davon ausgeht, dass der Kopf des Hörers 20 an der Vorderseite 15V der Kopf stütze angrenzt oder anliegt beziehungsweise da potenziell positioniert sein soll, kann seit lich auch dahingehend interpretiert werden, dass die Reflektoren 18R und 18L seitlich in Bezug auf den Kopf 20 angeordnet sind. Entsprechend einem Ausführungsbeispiel sind die Reflektoren 18R und 18L in Sichtrichtung 20S des Kopfes 20 weiter vorne angeordnet, das heißt näher am Kopf 20 als die Treiber 16R und 16L. Das ist nur ein Ausführungsbeispiel und stellt keine zwingende Bedingung dar. Entsprechend einem Ausführungsbeispiel sind Kopfstütze 14, die Treiber 16L und 16R sowie die Reflektoren 18R und 18L entlang einer Kreisbogenform oder Ellipsenform angeordnet. Diese Ellipsenform ist hier anhand der ge strichelten Linie 14e dargestellt und erstreckt sich um den Kopf 20. Entsprechend einem Ausführungsbeispiel liegt der Kopf 20 im Zentrum, das heißt Fokuspunkt, der Ellipse. An dieser Stelle sei angemerkt, dass der Kopf 20 des Hörers nicht Teil der Vorrichtung ist, wobei die Position des Kopfes dahingehend zu verstehen ist, dass das die Position des Hörers ist, auf welche die Vorrichtung 14 optimiert ist. Die Position ist mit dem Bezugszei chen 20P versehen.

Nachdem nun die Struktur der Kopfstütze 14 und des darin integrierten Soundsystems er läutert wurde, wird nachfolgend auf die Funktionsweise eingegangen. Die Schallwandler 16R und 16L emittieren Schall, z. B. für die Kanäle links und rechts in Richtung der Reflek toren 18L und 18R (16R zu 18R und 16L zu 18L). Der emittierte Schall ist mit dem Bezugs zeichen 17EL und 17ER versehen. Dieser Schall 17EL und 17ER wird von den Reflektoren 18R und 18L reflektiert, was anhand des reflektierten Schalls 19RR und 19RL dargestellt ist. Durch die optionale Ellipsenanordnung 18E, bei welcher die Reflektoren 18R und 18L optionaler Weise auch gebogen sein können, wird der Schall 19RR und 19RL in Richtung der Position 20P, das heißt dem Kopf, reflektiert. Durch diese Reflexion kommt der Schall wahrgenommener Weise nicht mehr von hinten, sondern von vorne. An dieser Stelle sei angemerkt, dass beispielsweise der Schall 19RR das rechte Ohr 20R des Hörers 20 er reicht, während der Schall 19RL das linke Ohr 20L erreicht. Dadurch definiert das Sound system jeder Kopfstütze 14 eine Soundzone um den jeweiligen Insassen mit zumindest zwei Kanälen.

Entsprechend Ausführungsbeispielen ist eine akustische Kombination mit zusätzlichen Treibern 16R und 16L an weiteren Einbauorten außerhalb der KS 14 ist möglich, wenn bestimmte Effekte erzielt werden sollen, aber nicht notwendig. Bauform und Bauart der KS 14 sind dabei so ausgelegt, dass möglichst wenig Schall 17ER und 17 EL, 19RR und 19RL emittiert wird und damit einhergehend, möglichst wenig Schall 17ER und 17 EL, 19RR und 19RL in die anderen Soundzonen eingestrahlt wird. An jeder KS 14 sind Reflektoren ange bracht, die zum einen maßgeblich zum wahrgenommen Klangbild beitragen und zum an deren eine Form besitzen, die höhere Frequenzanteile des abgespielten Audiosignals zu den Ohren 20R und 20L des Hörers 20 reflektieren/bündeln. Diese Reflektoren 18L und 18R erlauben es, die Wahrnehmung des Zuhörers so zu gestalten, dass dieser das Wie dergabesignal nicht von hinten wahrnimmt, obwohl sich die eigentlichen Lautsprecher in der Kopfstütze befinden. Je nach Ausführungsform können die Reflektoren 18L und 18R ein statisches Element der KS 14 sein, oder ein ein- bzw. ausfahrbares System bilden. Somit kann die Reflektor- bzw. Soundzones-Funktion z. B. durch das Drücken einer Taste aktiviert werden und die KS 14 fährt die Reflektoren aus.

Nachfolgend werden optionale Aspekte insbesondere im Zusammenhang mit den Reflek toren 18L und 18R erläutert; dabei ist insbesondere hervorzuheben, dass eine große Frei heit bei der Wahl des Reflektormaterials besteht.

So können diese besonders leicht und dünn gestaltet werden, um den besonderen Platz oder Sicherheitsanforderungen im Automobilbereich Rechnung zu tragen. Aufgrund dieser Anforderungen ist es oft nicht möglich, Lautsprechertreiber anstelle der Reflektoren einzu setzen. Darüber ist es problemlos möglich die Reflektoren durchsichtig zu gestalten, was bei Lautsprechertreibern im Allgemeinen nicht möglich ist. Dies kann verhindern, dass die Reflektoren die Sicht des Fahrers blockieren und eröffnet neue Möglichkeiten im visuellen Entwurf. Je nach Ausführungsform kann die KS z. B. mit zwei weiteren T reibern, die für den unteren Frequenzbereich zuständig sind, ausgerüstet werden. Die Basswiedergabe kann durch entsprechende Bass-Enhancement-Algorithmen verbessert werden, sollte dies auf grund der begrenzten Einbaugrößen der Treiber und dem geringen Gehäusevolumen der Treiber erforderlich sein. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, für die tieffrequenten An teile ein konventionelles Wiedergabesystem zu nutzen, wo in typischen Fahrzeuginnenräu men mit vier bis sechs Lautsprechern bis etwa 200 Hz ein Soundzone-Szenario realisiert werden kann. Zusätzlich können weitere algorithmische Methoden integriert werden, die bestimmte Effekte bewirken, wie zum Beispiel eine Verbreiterung, odereine Tiefenverschie bung der Stereobühne des wahrgenommenen Klangbildes. Außerdem kann die Kopfposi tion des Hörers ermittelt werden und damit eine Nachführung der Bühne, z. B. auf eine leichte Drehung des Kopfes, realisiert werden. Bei obigen Aspekten wurden insbesondere davon ausgegangen, dass 14 eine Kopfstütze, insbesondere eine Kopfstütze für ein Fahrzeug 10 darstellt. Entsprechend weiteren Aus führungsbeispielen kann durch eine derartige Anordnung auch ein Soundsystem unabhän gig von einem Fahrzeug geschaffen werden. Insofern bezieht sich das Ausführungsbeispiel aus Fig. 2 nicht nur auf die Fahrzeugkopfstütze 14, sondern auch allgemein auf eine Vor richtung 14, die hinter einem Hörer 20 angeordnet sein kann. Denkbar wären hierfür bei spielsweise Kopfstützen im Personennahverkehr, wie zum Beispiel Bus, Bahn und Flug zeug oder auch Kopfstützen in Gebäuden, z. B. Kino oder Wohnzimmer. Auch muss die Vorrichtung 14 nicht zwingend den Kopf stützen, sondern kann nur im Bereich eines Kop fes, z. B. hinter einer Person 20 oder in einer Wand hinter der Person 20, angeordnet sein. Beispiele hierfür wären zum Beispiel Stehplätze im Personennahverkehr oder auch Com putersoundsysteme. Weitere Beispiele sind sogenannte Gaming-Sitze oder Relax-Sitze in öffentlichen Bereichen, wie zum Beispiel Flughäfen.

Nachfolgend wird Bezug nehmend auf Fig. 2b eine erweiterte Version erläutert.

Fig. 2b zeigt eine konkrete Implementierung einer Kopfstütze (Prototypaufbau). Die Kopf stütze ist mit dem Bezugszeichen 14‘ versehen und umfasst ein Gehäuse 15‘ mit einem integrierten Soundmodul 16‘. Das Soundmodul 16‘ ist auf der Vorderseite 15V‘ des Gehäu ses 15‘ angeordnet, z. B. als Teil der Fläche, die zur Kopfabstützung dient. Links und rechts des Soundmoduls, das heißt also in Richtung der Seiten 15L‘ und 15R‘ sind Öffnungen 150R‘ und 150L‘ vorgesehen. Die Öffnungen sind durch das Gehäuseinnere gebildet, nämlich die Seitenwände 15SL‘ und 15SR‘ sowie die Boden- und Deckplatte 15B‘ und 15D‘. Die Gehäuseinnenwände 15SR‘ und 15SL‘ dienen als Reflektoren 18R‘ und 18L‘. Die Re flektoren 18R‘ und 18L‘ stellen mit dem integrierten Soundmodul 16‘, Boden 15B‘, der De cke 15D‘ und der Rückwand zwei Auslasskanäle 15ÖR‘ und 15ÖL‘ in Richtung der Ohren des jeweiligen Fahrzeuginsassen dar.

Bevor im Zusammenhang mit Fig. 3 auf eine mögliche Implementierung der Treiber einge gangen wird, sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass über die Füße 25 beziehungs weise die Adapterplatte 25 eine Befestigung der Kopfstütze 14‘ mit einem Sitz möglich ist. Entsprechend Ausführungsbeispielen kann das Soundmodul 16‘ über entsprechende Dämpfer mit dem Gehäuse 15 verbunden sein, um die Körperschallausbreitung zwischen Soundmodul 16‘ und Gehäuse 15‘ zu minimieren. Darüber hinaus können selbstverständ lich auch Dämpfer im Bereich der Befestigung 25 vorgesehen sein. Nachfolgend wird Bezug nehmend auf Fig. 3 das Soundmodul 16‘ entsprechend einer Va riante (erweitertes Ausführungsbeispiel) erläutert. Das Soundmodul 16‘ kann zwei Paar Lautsprecher integriert haben, welche zusammen als Stereovollbandsystem realisiert sind.

Fig. 3 zeigt in einer Vogelperspektive das Soundmodul 16‘, das in der Kopfstütze 14‘ inte griert ist. Die Seitenwände 15SL‘ und 15SR‘ dienen als Reflektoren 18L‘ und 18R‘. Die zwei Seitenflächen 15SL‘ und 15SR‘ sind beispielsweise über die Rückwand 15R‘ miteinander verbunden. An dieser Rückwand 15R‘ ist auch das Soundmodul 16‘ zwischen den zwei Seitenwänden 15SL‘ und 15SR‘ angeordnet, dass sowohl links als auch rechts zwischen dem Soundmodul 16‘ und der Seitenwand 15SL‘ beziehungsweise zwischen dem Sound modul 16‘ und der Seitenwand 15SR‘ die Auslasskanäle 150L‘ und 150R‘ geformt werden. Entsprechend Ausführungsbeispielen wird hier der Auslasskanal 150L‘ und 150R‘ durch die Seitenteile 16L‘ und 16R‘ des Soundmoduls 16‘ sowie die entsprechenden Reflektorflä chen 18L‘ und 18R‘ geformt. Optionaler Weise können die Reflektorflächen 18L‘ und 18R‘ gekrümmt sein, wie zum Beispiel konkav gekrümmt.

Auf den Seitenflächen 16L‘ und 16R‘ des Soundmoduls 16‘ (also auf den Flächen 16L‘ und 16R‘), die den jeweiligen Reflektoren 18L‘ und 18R‘ zugewandt sind, sind die Treiber 16LM‘ und 16RM‘ vorgesehen. Diese Treiber können beispielsweise für den Hochton beziehungs weise Hochmitteltonbereich (das heißt beispielsweise > 200 Hz, > 500 Hz, > 1000 Hz oder > 2000 Hz) zuständig sein. Entsprechend einer optionalen Variante können diese Treiber natürlich auch als Vollbereichstreiber ausgelegt sein und somit auch den Tiefton betreiben. Entsprechend diesem Ausführungsbeispiel sind allerdings die optionalen Treiber 16LT‘ und 16LR‘ vorgesehen. Diese sind beispielweise für den Tieftonbereich (< 500 Hz oder < 200 Hz oder < 100 Hz) ausgelegt. Da in diesen Frequenzen die Ortbarkeit nicht so stark ausge bildet ist, können die Treiber 16LT‘ und 16RT‘ im Soundmodul 16 auch so angeordnet sein, dass diese nach vorne abstrahlen (vgl. Soundabstrahlung 17F‘). Hier sind diese Treiber 16LT‘ und 16RT‘ beispielsweise an der Vorderseite des Gehäuses 15V‘ vorgesehen. Der direkte Schallabstrahl zum Kopf 20 des Hörers ist mit dem Bezugszeichen 17T versehen und trifft auf der Hinterseite des Kopfes 20 auf. Dadurch, dass dennoch eine Links-Rechts- T rennung zugeordnet zu den Ohren 20L und 20R vorgesehen ist, können die Tieftöne auch kanalgetrennt abgestrahlt werden (vgl. 17T).

Die Treiber mit den Bezugszeichen 16LM‘ und 16RM‘ sind gegenüberliegend zu den Re flektoren 18L‘ und 18R‘ so angeordnet, dass der von diesen Treibern emittierte Schall 17EU und 17ER‘ dann reflektiert durch die Reflektoren 18L‘ und 18R‘ als reflektierter Schall 17RL‘ und 17RR‘ gelangt. Die optionale gekrümmte beziehungsweise konkave Form der Reflek toren 18L und 18R fokussiert den Schall 17RL‘ und 17RR‘ auf die Ohren 20L und 20R beziehungsweise die zu erwartenden Ohrenpositionen. Da die Ortbarkeit im hohen Fre quenzbereich (beispielsweise > 200 Hz) zunimmt, ist es vorteilhaft, dass hier der Schall 17RL‘ und 17RR‘ gezielt zu den Ohren 20L und 20R gelangt und so eine Bühne vor dem Hörer 20 erzeugt werden kann. Hierzu wäre es auch denkbar, dass die Schallkeulen 20RL‘ beziehungsweise 20RR‘ nicht direkt auf die Ohren 20L und 20R gerichtet sind, sondern etwas in Sichtrichtung 20S (von der Kopfstütze 14 in Richtung des Kopfes 20 weg) nach vorne.

Entsprechend Ausführungsbeispielen besitzen alle Treiber 16LM‘, 16LT, 16RT‘ und 16RM‘ ein eigenes und/oder getrenntes Gehäusevolumen. Aufgrund der beschränkten Einbau größe der Tieftöner 16LT‘ und 16RT‘ und des für die Treiber 16LM‘ bis 16RM‘ zur Verfügung stehenden Gehäusevolumens, wird die Basswiedergabe durch entsprechendes Bass-En hancement aufgewertet. Beispielsweise befindet sich vor den Treibern 16LT‘ und 16RT‘ ein dünnes, gepolstertem Kopfteil (im Bereich von 15V‘), damit ein Anlehnen des Kopfes 20 gegen die Kopfstütze 14 möglich ist. An den Seiten des Kopfteils, in Richtung der Auslass kanäle 150R‘ beziehungsweise 150L‘, befinden sich entsprechend Ausführungsbeispielen Öffnungen, die einen Druckstau der Tieftöner 16LT‘ beziehungsweise 16RT‘ verhindern. Die Entfernung zum Kopf 20 des Hörers wird entsprechend Ausführungsbeispielen über einen Mechanismus der Adapterplatte eingestellt. Entsprechend Ausführungsbeispielen kann die Kopfstütze 14 außen mit Stoff oder Kunstleder verkleidet sein, wobei ein Stoff oder insbesondere ein akustisch-durchlässiger Stoff die Auslasskanäle 15 OR‘ und 150L‘ be deckt.

Bezug nehmend auf Fig. 4 wird nun ein Überblick über die Möglichkeiten, wie die Sound zonen (je eine Soundzone je Soundsystem beziehungsweise Kopfstütze) getrennt werden können, gegeben. Um überden gesamten Frequenzbereich eine möglichst hohe Dämpfung der Störsignale in den einzelnen Zonen zu erzielen, können verschiedene Effekte genutzt werden. Diese sind in Fig. 4 dargestellt.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Automotive Soundsystemen befinden sich beim vorge schlagenen System alle Treiber des Systems in unmittelbarer Entfernung zum Kopf des Hörers. Folglich wird bei gleichem Lautstärkeempfinden des Hörers von vornherein von den Lautsprechern wesentlich weniger Schallenergie abgestrahlt. Diese Reduzierung hat zur Folge, dass auch wesentlich weniger Störanteile in die anderen Zonen eingestreut werden. Um die Dämpfung der Störanteile in den jeweiligen Zonen weiter zu reduzieren, kann im Bassbereich mit entsprechenden Verfahren eine gegenphasige Auslöschung der Störfre quenzen durchgeführt werden.

Die mitunter größte Herausforderung liegt in der T rennung des Hochtonbereiches zwischen den einzelnen Soundzonen. Mit der hier beschriebenen Vorrichtung wird der wiedergege bene Schall direkt auf die Ohren des Zuhörers fokussiert. Folglich kann die abgestrahlte Schalleistung minimiert werden, so dass das Übersprechen in andere Zonen ebenfalls minimiert wird. Der hier zugrundeliegende Ansatz stellt den Kern der Erfindung dar und beschreibt eine neue Herangehensweise.

Entsprechend Ausführungsbeispielen werden sich die Eigenschaften einer Ellipse zunutze gemacht, die anhand von Fig. 5 erläutert wird.

Fig. 5 zeigt eine Ellipse mit einem Mittelpunkt 0 und den zwei Brennpunkten F und F‘. Alle vom Brennpunkt F‘ ausgesendeten Strahlen über eine Reflexion an der Ellipse 14E‘ treffen nach betragsmäßig gleicher Wegstrecke auf F auf (weiterer Brennpunkt). Aus diesem Grund beschreibt die idealisierte Form der beiden Reflektoren 18L und 18R beziehungs weise 18L‘ und 18R‘ der Kopfstütze 14 jeweils einen Ellipsenausschnitt, der insbesondere den Hochtonbereich der abgestrahlten Signale reflektiert und zu dem jeweiligen Ohr 20R beziehungsweise 20L des Hörers 20 hin bündelt. Dabei liegen die Treiber jeweils in einem Brennpunkt der Ellipse 14E, z. B. im Brennpunkt F‘ und die Ohrenposition im anderen Brennpunkt F der Ellipse 14E‘. In anderen Worten ausgedrückt heißt es, dass der Schall auf einen Fokuspunkt im Bereich des Brennpunktes F fokussiert wird. Die Situation ist für das rechte Ohr 20R beziehungsweise den rechten Treiber 16R dargestellt. Fig. 16 zeigt einen Kreis, in welchem sich Kopf 20 (hier ist der voraussichtliche Kopfmittelpunkt 20X ein gezeichnet, nämlich im Koordinatensystem bei der Position 0-210) und Soundsystem be findet. Das Soundsystem umfasst für das rechte Ohr 20R die zwei Komponenten Reflektor 18R und Treiber 16R. Vom Treiber 16R wird der Schall 17ER zu dem Reflektor 18R reflek tiert, der aufgrund seiner gebogenen Form den Schall dann auf das Ohr 20R fokussiert (vgl. 19RR). Die Ellipse 14E definiert hier beispielsweise die Krümmung des Reflektors 18R, wobei sich das Ohr 20R und der Treiber 16R jeweils in einem Brennpunkt F beziehungs weise F‘ der Ellipse 14E befinden. An dieser Stelle sei angemerkt, dass eine exakte Fokussierung auf den Brennpunkt F be ziehungsweise das Ohr 20 R/20 L entsprechend Ausführungsbeispielen ist gar nicht zwin gend notwendig beziehungsweise vorteilhaft ist, da ein leichte Unschärfe beziehungsweise ein (leicht) diffuse Fokussierung um den Brennpunkt F herum (Reflektionen auf den Brenn punkt) bevorzugt ist, um Stabilität des Klangbildes auch bei Bewegung des Kopfes sicher zustellen. Deshalb ist entsprechend Ausführungsbeispielen der Schall in Richtung des Brennpunkt F gerichtet und weist ein diffuses Verhalten am Brennpunkt auf. Das kann bei spielsweise dadurch erreicht werden, dass nicht eine ideale Ellipse verwendet wird, son dern nur ein konkaver Reflektor.

Zusätzlich sind hier die Positionen für das linke Ohr 20L, den linken Treiber 16L sowie den linken Reflektor 18L illustriert. Die Anordnung kann entsprechend Ausführungsbeispielen symmetrisch in Bezug auf die X-Achse sein, wobei die X-Position entlang der X-Achse (vgl. Sichtrichtung) für die Treiber 16R und 16L, die Ohren 20L und 20R und die Reflektoren 18L und 18R bevorzugter Weise gleich ist. Die Position der Elemente 20L, 18L und 16L wird wiederum durch eine weitere Ellipse (nicht dargestellt) gegeben.

Diese Bündelung ermöglicht eine hohe Reduzierung der hochfrequenten Anteile bereits im abgespielten Signal, ohne dass am Ort der Ohren zu wenig Energie im Hochtonbereich vorliegt. Betrachtet man den menschlichen Kopf zusätzlich als Absorber hat dies eine sehr hohe Dämpfung hochfrequenter Signalanteile in den anderen Zonen zur Folge. Allgemein gilt nach [1] für die Schallreflektion an einer Oberfläche:

2c es f = -

⁹ ( Icosd ) ² e + s

Wobei f _g die Grenzfrequenz zwischen geometrischer und diffuser Reflexion darstellt. Au ßerdem ist I die Länge der kürzeren Seite des Reflektors, s der Abstand zwischen Schall sender und -reflektor und e der Abstand zwischen Schallreflektor und -empfänger. ϋ ist der Schalleinfallswinkel auf den Reflektor c ist die Schallgeschwindigkeit. Während die Ellipse der Theorie nach die maximale Bündelung erlaubt, kann in der Praxis leicht von dieser Form abgewichen werden, um z. B. eine größere Toleranz bei der Ohrenposition des Zuhörers zu erlauben. Nachfolgend werden weitere optionale Ausführungsformen erläutert, wobei hier insbeson dere Details in den Fokus rücken, die optional sind, aber auch separiert von weiteren Details in die Basisausführungsbeispiele, die oben erläutert wurden, einfügbar sind.

Entsprechend der Ausführungsform aus Fig. 7 können die Reflektoren 18L“ und 18R“ aus fahrbar angeordnet sein. Das Ausführungsbeispiel aus Fig. 7 geht im Wesentlichen von der Konfiguration aus dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 2b oder 3 aus und umfasst das Sound modul 16‘ in der entsprechenden Anordnung, wobei der Kopf 20 sich wiederum vor der Kopfstütze 14 befindet. In den Öffnungen 150R‘ und 150L‘ sind die beweglichen Reflek toren 18L“ und 18R“ angeordnet. Diese können beispielsweise gebogen sein und im aus gefahrenen Zustand in etwa die Form und Position der Reflektoren 18L‘ und 18R‘ aus Fig. 3 annehmen. Im eingefahrenen Zustand, hier dargestellt, ähnelt die Kopfstütze 14 in Form und Größe in etwa einer herkömmlichen Kopfstütze. Im ausgefahrenen Zustand werden die Öffnungen 150U und 15ÖR‘ freigegeben und erfüllen die Reflektorfunktion.

Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Reflektoren 18L“ und 18R“ nicht nur die Position auf und zu einnehmen, sondern auch entsprechend einstellbar sein. Hierbei kann entsprechend Ausführungsbeispielen eine Detektion der Kopfposition und der Kopfausrichtung erfolgen. Das kann zum Beispiel über kamerabasiertes Headtracking rea lisiert werden. Mithilfe dieser Daten kann zum Beispiel bei der Kopfdrehung eine Bühnen- nachführung realisierbar sein. Hierfür sind sowohl mechanische als auch algorithmische Ansätze denkbar. Als mechanischer Ansatz können die Elemente 18L“ und 18R“ rotiert werden. Ein algorithmischer Ansatz wäre der Einsatz von einer HRTF oder auch die einfa che Variation von Balance Links-Rechts beziehungsweise Phase Links-Rechts. Auch ist selbstverständlich eine statische Stereobühne im Lautsprechersystem denkbar.

Entsprechend Ausführungsbeispielen wäre es denkbar, dass das wahrgenommene Klang bild externalisiert wird. Anstatt einer kopfhörerähnlichen Wiedergabe wird die Stereobühne vor den Hörer projektiert. Hier denkbar z. B. ein Ansatz über „head-related transfer functions“ (HRTF’s).

Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen ist zudem die Kombination von Tweeter und Woofer durch einen entsprechenden Reflektor möglich, wie es im Zusammenhang mit Fig. 8 dargestellt ist. Fig. 8 startet von dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 3 oder 7, das heißt, dass die Kopfstütze 14 das Gehäuse 15 mit den Seitenflächen/Reflektoren 18R‘ und 18L beziehungsweise 18L‘ seitlich angeordnet sind. Zwischen diesen Reflektoren 18R‘ und 18L‘ ist das Soundmodul 16“ vorgesehen. Dieses Soundmodul 16“ weist an den Seitenflächen 16L“ und 16R“ die Treiber 16LF“ und 16RF“ auf. Die Treiber 16LF“ und 16RF“ sind bei spielweise als Vorbereichslautsprecher oder als Koaxial-Kombination oder allgemein als Kombination aus Hochtöner und Tieftöner beziehungsweise die Mitteltöner ausgeführt. Diese können den gesamten Frequenzbereich abbilden, so dass eine gute Stereoproduk tion mit bereits zwei Lautsprechern 16LF“ und 16RF“ möglich ist. An dieser Stelle sei an gemerkt, dass hier dann der gesamte Frequenzbereich in reflektierter Weise (vgl. Schall pfad 17EU, 19RU, 17ER‘ und 19RR‘) reproduziert wird.

Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen wären obige Aspekte auch in Kombination mit den entsprechenden Algorithmen, die das wahrgenommene Klangbild formen, möglich. Neben der technischen Verbesserung kann die Form / Oberflächengeometrie der Reflek toren weiter optimiert werden.

Akustische Optimierungen der Auslassform zur Reduzierung ungewollter akustischer Ef fekte oder zur Verstärkung der Bündelung hochfrequenter Signale und Teile sind denkbar. Zum Beispiel kann durch Annäherung der Reflektorform an einen Ellipsoidenausschnitt (vgl. Fig. 9) die Bündelung verstärkt beziehungsweise um eine Dimension erweitert werden.

Fig. 9 zeigt eine mögliche Reflektorform in Ellipsoidenform. Die Reflektoren sind beispiels weise dann links und rechts neben dem Zuhörer beziehungsweise leicht hinter dem Zuhörer angeordnet. Das heißt also, dass der Kopf beziehungsweise die potenzielle Kopfposition zwischen den Reflektoren liegen kann beziehungsweise die Reflektoren ein Volumen ein schließen, in welchem der Kopf höchstwahrscheinlich bei Benutzung der Kopfstütze positi oniert sein wird. Entsprechend Ausführungsbeispielen weisen die als Ellipsoiden ausge führten Reflektoren eine derartige Anordnung auf, dass sich ihre längere Achse in Sicht richtung erstreckt beziehungsweise sich im Wesentlichen in Sichtrichtung erstreckt, z. B. gewinkelt, während die kürzere Achse in Höhenrichtung, das heißt also senkrecht zur Sich trichtung verläuft. An dieser Stelle sei auch angemerkt, dass die Innenflächen der Reflek toren bevorzugter Weise dem Kopf beziehungsweise dem potenziellen Hörer zugewandt sind.

Bei obigen Ausführungsbeispielen wurde immer davon ausgegangen, dass es sich bei dem Gehäuse 15 um ein Kopfstützengehäuse einer Kopfstütze 14 handelt. Wie oben bereits angedeutet, sind natürlich auch weitere Anwendungen möglich. Insofern wird ganz allge mein gesprochen ein Soundsystem zur Audioreproduktion geschaffen, das folgende Ele mente umfasst: einen oder mehrere Lautsprecher, die positioniert in einer rückwärtigen Hemisphäre in Be zug auf eine (aktuelle) Sichtrichtung eines Zuhörers steht; und ein oder mehrere Reflektoren, die mehr in Sichtrichtung hin positioniert sind, im Vergleich zu den einen oder mehreren Lautsprechern und ausgebildet sind, um den abgegebenen Schall auf die Ohren des Zuhörers hin zu fokussieren.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass die rückwärtige Hemisphäre beispielsweise dahinge hend zu verstehen ist, dass in (normaler) Sichtrichtung die rückwärtige Hemisphäre ober halb von 90 Grad beginnt (0 Grad aus Hörersicht in Sichtrichtung) und vor 270 Grad endet. Bevorzugter Weise ist die rückwärtige Hemisphäre im Bereich zwischen 135 und 225 Grad. Der Ausdruck Hemisphäre ist deshalb gewählt, weil ersieh auch nach oben und nach unten erstreckt, und eine beliebige Form, die hinter dem Hörer angeordnet ist, verstanden werden kann; die Anordnung im rückwärtigen Winkel kann z.B. beliebig im Bereich zwischen 90 Grad und 270 Grad beziehungsweise 135 Grad und 225 Grad sein.

Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen sind zumindest zwei Lautsprecher und zwei Reflektoren vorgesehen, wobei je ein Lautsprecher einem Reflektor zugeordnet ist. Ent sprechend Ausführungsbeispielen kann diese Anordnung symmetrisch ein, symmetrisch in Sichtrichtung, das heißt die Symmetrieachse verläuft parallel zu der Sichtachse. Entspre chend Ausführungsbeispielen kann ein Paar aus Lautsprecher und Reflektor auf der einen Seite der Symmetrieachse/Sichtachse angeordnet sein, während das andere Paar auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet ist.

Entsprechend Ausführungsbeispielen ist die Dimension der ein oder mehreren Reflektoren, das heißt also beispielsweise der Durchmesser und/oder die Länge, vergleichbar, das heißt in der gleichen Größenordnung, wie die Größe des menschlichen Kopfes. Ebenso sind die Abstände zwischen der einzelnen Komponente, das heißt also zwischen Lautsprecher und Reflektor, ebenfalls vergleichbar mit dem menschlichen Kopf. Beispielsweise wäre es denk bar, dass der Reflektor einen Durchmesser D > 5 cm und < 50 cm, bevorzugter Weise > 15 und < 25 cm aufweist. Ebenso sind die Abstände zwischen Reflektor und Treiber > 5 oder > 15 cm und < 25 oder 50 cm. Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen können die einen oder mehreren Reflek toren eine konkave Form haben in einer oder mehreren Dimensionen.

Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen erstrecken sich die einen oder mehreren Reflektoren entlang einer Ellipse, das heißt also sie können eine elliptische Form in eine oder mehreren Dimensionen aufweisen.

Entsprechend einem Ausführungsbeispiel können die einen oder mehreren Lautsprecher eingebaut sein in eine Kopfstütze eines Sitzes, z. B. eines Fahrzeugsitzes oder eines wei teren Sitzes, z. B. im Zug, Kino, Flugzeug oder Wohnzimmer. Entsprechend einem Ausfüh rungsbeispiel ist der Sitz in einem Fahrzeug angeordnet. Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel wäre es denkbar, dass der Sitz drehbar ist, das heißt also, dass der selbige von der Fahrtrichtung weggedreht werden kann, z. B. entgegen der Fahrtrichtung. Dies ist beispielsweise bei Vans denkbar, wobei entsprechend Ausführungsbeispielen durch die autonome Fahrkapazität das Prinzip nicht nur für die Beifahrersitze denkbar wäre.

Entsprechend einem Ausführungsbeispiel sind die einen oder mehreren Reflektoren op tisch transparent oder zumindest partiell optisch transparent angeordnet. Entsprechend ei nem Ausführungsbeispiel können die einen oder mehreren Reflektoren bei einem Aktuator bewegt werden.

Vorteilhafterweise ermöglichen obige Ausführungsbeispiele das Realisieren von individuel len Soundzonen.

Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfah rens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein ent sprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrens schritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfah rensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hard ware-Apparats), wie zum Beispiel einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Compu- ter oder eine elektronische Schaltung ausgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispie len können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.

Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Er findung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers oder Festkörperspeicher durchgeführt werden, auf dem elektro nisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computer system derart Zusammenwirken können oder Zusammenwirken, dass das jeweilige Verfah ren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein.

Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmier baren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.

Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerpro grammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode da hingehend wirksam ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm produkt auf einem Computer abläuft.

Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger ge speichert sein.

Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinen lesbaren Träger gespeichert ist.

Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin be schriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ab läuft. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträ ger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufge zeichnet ist. Der Datenträger, das digitale Speichermedium oder das computerlesbare Me dium sind typischerweise gegenständlich und/oder nicht-vergänglich bzw. nicht-vorüberge hend.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein Daten strom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durch führen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahingehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, trans feriert zu werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahingehend konfigu riert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerpro gramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung umfasst eine Vorrichtung oder ein System, die bzw. das ausgelegt ist, um ein Computerprogramm zur Durchführung zumin dest eines der hierin beschriebenen Verfahren zu einem Empfänger zu übertragen. Die Übertragung kann beispielsweise elektronisch oder optisch erfolgen. Der Empfänger kann beispielsweise ein Computer, ein Mobilgerät, ein Speichergerät oder eine ähnliche Vorrich tung sein. Die Vorrichtung oder das System kann beispielsweise einen Datei-Server zur Übertragung des Computerprogramms zu dem Empfänger umfassen.

Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (bei spielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor Zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzu führen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell ersetzbare Hard ware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC.

Die hierin beschriebenen Vorrichtungen können beispielsweise unter Verwendung eines Hardware-Apparats, oder unter Verwendung eines Computers, oder unter Verwendung ei ner Kombination eines Hardware-Apparats und eines Computers implementiert werden.

Die hierin beschriebenen Vorrichtungen, oder jedwede Komponenten der hierin beschrie benen Vorrichtungen können zumindest teilweise in Hardware und/oder in Software (Com puterprogramm) implementiert sein.

Die hierin beschriebenen Verfahren können beispielsweise unter Verwendung eines Hard ware-Apparats, oder unter Verwendung eines Computers, oder unter Verwendung einer Kombination eines Hardware-Apparats und eines Computers implementiert werden.

Die hierin beschriebenen Verfahren, oder jedwede Komponenten der hierin beschriebenen Verfahren können zumindest teilweise durch Hardware und/oder durch Software ausgeführt werden.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Ein zelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.

Referenzen:

[1] Peter Häupl · Martin Homann · Christian Kölzow Olaf Riese · Anton Maas · Gerrit Höfker Christian Nocke · Wolfgang Willems (Hrsg.) „Lehrbuch der Bauphysik“ ISBN 978-3-8348-1415-9 - 07/2012 Bezugszeichen:

Gehäuse (15)

Schallwandler (16L, 16R, 16RT, 16LT, 16LM‘, 16RM‘, 16LF“, 16RF“) Reflektor (18L, 18R, 18F‘, 18R‘, 18L“, 18R“) Ellipse (14E)

Emittierter Schall (17ER, 17EL, 17ER‘, 17EL‘)

Kopfstütze (14)

Hörer (20)

Seiten (15L, 15R, 15U, 15R‘) Oberseite (15D‘)

Unterseite (15B‘)

Auslassöffnung/Auslasskanäle (150L‘, 150R‘)

Innenfläche (15SR‘, 15SL‘)

Fokuspunkt (F, F‘) Fahrzeugsitz (12)