DE102005042431A1

DE102005042431A1 - Lautsprecheranordnung zur Abstrahlung von Schallwellen

Info

Publication number: DE102005042431A1
Application number: DE102005042431A
Authority: DE
Inventors: Ewald Kienle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-04-27
Filing date: 2005-09-07
Publication date: 2006-11-09
Also published as: EP1718101A2; EP1718101A3

Abstract

Es wird eine Lautsprecheranordnung (10) zur Abstrahlung von Schallwellen vorgeschlagen, die wenigstens einen elektroakustischen Wandler (26, 29, 30) enthält. Vorgesehen sind mehrere, jeweils auf unterschiedliche Resonanzfrequenzen abgestimmte Resonatoren (15-22), welche die vom elektroakustischen Wandler (26, 29, 30) erzeugten Schallwellen abstrahlen. Die Lautsprecheranordnung (10) weist einen hohen Wirkungsgrad auf und eignet sich insbesondere zur Beschallung von großen Räumen wie Veranstaltungshallen, Kirchen, Konzertsälen, Kinos, Discotheken, Theater, großen Wohnzimmern und dergleichen sowie zur Beschallung von Freiluft-Veranstaltungen.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Lautsprecheranordnung zur Abstrahlung von Schallwellen nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.

Aus dem Gebrauchsmuster DE-U 79 17 378 ist eine elektronische Orgel bekannt geworden, die ein natürliches, einer Pfeifenorgel entsprechendes Klangbild erzeugt. Vorgesehen sind Resonatoren, deren Anzahl denen der abzustrahlenden Töne entspricht. Im Unterschied zur Pfeifenorgel wird der Resonator nicht zur eigentlichen Tonerzeugung und Klangformung eingesetzt. Der Resonator weist ein auf den abzustrahlenden Ton abgestimmtes Luftvolumen auf, das von einem elektroakustischen Wandler zu Schwingungen angeregt wird.

Die vorbekannte Orgel ermöglicht insbesondere eine großflächige Abstrahlung von sehr tiefen Tönen bis hinab zu 16 Hz mit einem vergleichsweise geringen Schalldruck entsprechend einer niedrigen Lautstärke, die aufgrund der großen bewegten Luftmasse dennoch große Räume wie beispielsweise Kirchen zu beschallen vermag.

Der elektroakustische Wandler wird mit elektrischen Audiosignalen beaufschlagt, die entsprechend der betätigten Tasten der Orgel eine jeweils vorgegebene Frequenz und gegebenenfalls deren Harmonische aufweisen, auf welche zumindest ein Resonator abgestimmt ist.

Aus dem Patent DE 195 06 909 ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von Tönen mit natürlichem Klangcharakter für elektronische Orgeln bekannt geworden, die eine Weiterbildung der aus dem Gebrauchsmuster DE-U 79 17 378 bekannten Orgel betrifft.

Ein elektroakustischer Wandler beaufschlagt auch hier wenigstens einen zur Schallabstrahlung vorgesehenen Resonator mit Schallwellen. Die Resonatoren sind als Orgelpfeifen realisiert, deren Körper jeweils derart bemessen ist, dass für eine bestimmte Tonfrequenz Resonanz auftritt. Die Orgelpfeifen weisen einen trichterförmigen Pfeifenfuß, ein Ober- und Unterlabium, eine Öffnung und einen für Schallwellen durchgängigen offenen kernlosen Innenraum auf. Der elektroakustische Wandler ist unter dem trichterförmigen Pfeifenfuß angeordnet und über die Öffnung akustisch mit dem Pfeifenfuß verbunden.

Der elektroakustische Wandler wird wieder mit elektrischen Audiosignalen beaufschlagt, die entsprechend der betätigten Tasten der Orgel eine jeweils vorgegebene Frequenz und gegebenenfalls deren Harmonische aufweisen, auf welche zumindest ein Resonator abgestimmt ist.

Bei der Konstruktion von Lautsprecheranordnungen zur Abstrahlung von Schallwellen werden große Anstrengungen unternommen, Resonanzerscheinungen sowohl an den elektroakustischen Wandlern (Lautsprecherchassis) als auch insbesondere an den Gehäusen oder Schallwänden zum Erreichen eines glatten Frequenzgangs möglichst zu vermeiden.

Zum Bau der Gehäuse werden vorzugsweise Materialien mit hoher Dichte wie beispielsweise mittelhoch oder hoch verdichtete Spanplatten (MDF) oder sogar Marmorplatten verwendet. Zusätzlich werden Dämpfungselemente wie beispielsweise mechanische Versteifungen und Verstrebungen und/oder Dämmmaterial aus beispielsweise Bitumen eingesetzt, um unerwünschte Lautsprecherchassis- und/oder Gehäuseresonanzen zu unterdrücken.

Zur Erhöhung des Wirkungsgrads und zur Minimierung von Verzerrungen sind unterschiedlichste Lautsprecheranordnungen bekannt geworden. Eine Übersicht kann beispielsweise dem Fachbuch von Bernd Stark, "Lautsprecher Handbuch ", Richard Pflaum Verlag München, 4. Auflage 1988 entnommen werden. Auf den Seiten 140–149 sind Transmissionline-Gehäuse beschrieben, bei denen der von einem elektroakustischen Wandler rückwärtig abgestrahlte Schall nicht im Gehäuse eliminiert, sondern nutzbar gemacht wird.

Bis auf die frontseitige Schallabstrahlung der Transmissionline-Gehäuse stimmen die physikalischen Gegebenheiten der Transmissionline-Gehäuse wenigstens näherungsweise mit denen der Resonatoren überein, die im bereits angegebenen Stand der Technik beschrieben sind. Vorgesehen ist eine Umwegleitung, die als Röhre bezeichnet werden kann. Der rückwärtig abgestrahlte Schall durchläuft zunächst die Röhre, bevor er nach außen gelangt. Die Länge der Röhre ist im Wesentlichen auf den Tieftonbereich, insbesondere auf die tiefste wiederzugebende Frequenz der Lautsprecheranordnung abzustimmen. Wenn die Röhre eine geeignete Länge hat, wird die Schallwelle derart verzögert, dass sie gleichphasig zur direkt abgestrahlten Schallwelle ist. Wenn der Wegstreckenunterschied eine halbe Wellenlänge oder ein ungerades Vielfaches davon beträgt, kommt es jeweils zu einer Verstärkung der abgestrahlten Schallwellen. Entsprechend kommt es bei einem Wegstreckenunterschied von einer ganzen Wellenlänge und Vielfachen davon zu Auslöschungen. Aufgrund der Tatsache, dass die vom elektroakustischen Wandler abgestrahlten Schallwellen bis zum Verlassen der Röhre nicht alle die gleichen Wegstrecken zurücklegen, werden einerseits Verstärkungen abgeschwächt aber andererseits die unerwünschten Auslöschungen verhindert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einer Lautsprecheranordnung zur Abstrahlung von Schallwellen anzugeben, die eine räumliche wirkende Klangwiedergabe insbesondere auch bei niedrigem Schalldruck mit einem hohen Wirkungsgrad ermöglicht.

Die Aufgabe wird durch die im unabhängigen Anspruch angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Lautsprecheranordnung zur Abstrahlung von Schallwellen enthält wenigstens einen elektroakustischen Wandler, der mehrere zur Schallabstrahlung vorgesehene Resonatoren mit Schallwellen beaufschlagt, die jeweils auf unterschiedliche Frequenzen abgestimmt sind. Die Abstrahlung von Schallwellen über Resonatoren ermöglicht eine großflächige Abstrahlung von Schallwellen mit einem hohen Wirkungsgrad. Die räumliche Aufteilung auf mehrere Resonatoren ruft bei einem Zuhörer ein räumliches transparentes Klangbild hervor, das sich insbesondere bereits bei einem geringen Schalldruck entsprechend einer geringen Lautstärke einstellt.

Während bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lautsprecheranordnungen besonders darauf geachtet wird, dass keine Resonanzen auftreten oder Maßnahmen getroffen werden, die nicht zu vermeidenden Resonanzen weitgehend zu unterdrücken, werden erfindungsgemäß mit den Resonatoren gezielt Resonanzen herausgebildet, um die Schallwellen abzustrahlen.

Es hat sich unerwartet herausgestellt, dass mit der erfindungsgemäßen Lautsprecheranordnung ein überraschend guter Höreindruck erzielt wird, obwohl in Schallmessungen die Resonanzen festzustellen sind. Ein guter Klangeindruck wurde bislang von den an sich von elektronischen Orgeln gemäß dem Stand der Technik bekannten Anordnungen nur erwartet, wenn der wenigstens eine elektroakustische Wandler bestimmungsgemäß mit diskreten Frequenzen beaufschlagt wird, die einer Grundschwingung oder einem Vielfachen der Schwingungsfrequenz eines der Resonatoren entspricht.

Durch die räumliche Anordnung der Resonatoren ist nur eine geringe Leistung einer Audioendstufen erforderlich, die dadurch preisgünstig ist.

Das Klangvolumen wird durch die Resonanzenwirkung derart verstärkt, das auf herkömmliche, hochwertige Lautsprecherchassis verzichtet werden kann.

Die erfindungsgemäße Lautsprecheranordnung kann dagegen mit beliebigen Audiosignalen beaufschlagt werden, die zumindest abschnittsweise ein kontinuierliches oder quasikontinuierliches Frequenzspektrum aufweisen, wie beispielsweise Sprache, Musik, Geräusche und dergleichen.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lautsprecheranordnung ergeben sich aus abhängigen Ansprüchen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Resonatoren als Hohlraumresonatoren, insbesondere als Röhren ausgebildet sind. Dadurch kann eine relativ große Luftmasse in Schwingungen versetzt werden. Gemäß einer speziellen Ausgestaltung sind zumindest einige Hohlraumresonatoren als Orgelpfeifen ausgebildet. Damit kann ein besonders feines transparentes Klangbild erreicht werden. Anstelle der Orgelpfeifen können auch andere Metallröhren eingesetzt werden, die gegebenenfalls einen Aufschnitt aufweisen. Die Metallröhren oder Orgelpfeifen können aus unterschiedlichen Legierungen hergestellt sein und. Die Legierungen können im Hinblick auf eine gezielte Herausbildung einer Verstärkung von Obertönen und/oder deren Verteilung ausgewählt werden.

Eine Ausgestaltung sieht eine Aufteilung in wenigstens zwei unterschiedliche Resonatorgruppen vor, wobei die Resonatorgruppen vorzugsweise auf unterschiedliche Frequenzbereiche der abzustrahlenden Schallwellen abgestimmt sind. Mit dieser Maßnahme können die Resonatoren der einzelnen Resonatorgruppen im Hinblick auf die Frequenz der abzustrahlenden Schallwellen optimiert werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die zur Abstrahlung des Tieftonbereichs vorgesehenen Resonatoren als Röhren und die zur Abstrahlung des daran anschließenden höheren Frequenzbereichs vorgesehenen Resonatoren als Metallröhren, beispielsweise Orgelpfeifen, ausgestaltet sind. Die zur Abstrahlung des Tieftonbereichs vorgesehenen Resonatoren werden vorzugsweise aus Kunststoff, beispielsweise PVC, hergestellt, während die zur Abstrahlung des höheren Frequenzbereichs vorgesehenen Resonatoren vorzugsweise aus Metall oder Holz hergestellt sind.

Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass wenigstens jeder Resonatorgruppe, vorzugsweise jedem einzelnen Resonator, ein elektroakustischer Wandler, beispielsweise ein Membranlautsprecher, zugeordnet ist. Dadurch ist der Einsatz von jeweils speziell für den abzustrahlenden Frequenzbereich optimierten elektroakustischen Wandlern möglich.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Lautsprechers sieht die zusätzliche Einbindung von wenigstens einem Hochton-Lautsprecherchassis, insbesondere von wenigstens einer Hochtonkalotte vor. Insbesondere Hochtonkalotten können Beigeräusche verursachen, die im konkreten Anwendungsfall erwünscht sind. Die Geräusche können beispielsweise einem leichten Wind oder stimmlich leichtem Pusten/Atmen entsprechen. Das wenigstens eine Hochton-Lautsprecherchassis wird vorzugsweise nur oberhalb einer vorgegebenen Frequenz mit Audiosignalen beaufschlagt.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Anzahl der Resonatoren wenigstens gleich der Anzahl von vorgegebenen abzustrahlenden Ganztonschritten oder höchstens Halbtonschritten entspricht. Anhand von Hörproben wurde festgestellt, dass mit dieser Maßnahme bereits ein homogenes Klangbild trotz der einzelnen vorhandenen Resonanzen erreicht werden kann.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der wenigstens eine elektroakustische Wandler jeder Resonatorgruppe oder jeder einzelne elektroakustische Wandler mit einem elektronischen Filter verbindbar ist, dessen Durchlassfrequenz auf den von der Resonatorgruppe oder dem Resonator wiederzugebenden Frequenzbereich abgestimmt ist. Die elektronischen Filter können als Frequenzweichen realisiert sein, die nach einer Audioendstufe angeordnet sind. In einer anderen Ausgestaltung können mehrere Audioendstufen vorgesehen sein, wobei die elektronischen Filter vorzugsweise vor den einzelnen Audioendstufen angeordnet sind.

Eine Ausgestaltung sieht ein Lautsprechergehäuse vor, in welchem die erfindungsgemäße Lautsprecheranordnung angeordnet ist. Das Lautsprechergehäuse ermöglicht insbesondere einen einfachen Transport der Lautsprecheranordnung. Die Form des Lautsprechergehäuses kann auf die unterschiedlichste Art und Weise ausgestaltet sein. Dem Geschmack eines Kunden und dessen räumlichen Vorgaben sind wenig Grenzen gesetzt. Die Aufstellung des Lautsprechergehäuses kann sowohl vertikal als auch horizontal erfolgen.

Aufgrund der sehr guten Abstrahleigenschaften der Schallwellen und des hohen Wirkungsgrads der erfindungsgemäßen Lautsprecheranordnung eignet sich die erfindungsgemäße Lautsprecheranordnung insbesondere zur Beschallung jeglicher Räume. Insbesondere auch große Räume wie Veranstaltungshallen, Kirchen, Konzertsäle, Kinos, Discotheken, Theater und ähnliche Einrichtungen, aber auch Freiluft-Veranstaltungen lassen den erfindungsgemäßen Lautsprecher zu seiner vollen Entfaltung gelangen. Der erfindungsgemäße Lautsprecher kann sowohl in privaten Wohnungen als auch in öffentlichen Gebäuden vorteilhaft eingesetzt werden.

Mit zwei oder mehreren erfindungsgemäßen Lautsprecheranordnungen kann eine stereophone oder mehrkanalige Wiedergabe erreicht werden.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lautsprecheranordnung ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.

Zeichnung

Die 1–3 zeigen unterschiedliche Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Lautsprechers.

1 zeigt eine Lautsprecheranordnung 10, die eine erste, zweite und dritte Resonatorgruppe 11, 12, 13 enthält. Die erste Resonatorgruppe 11 enthält einen ersten, zweiten, dritten und vierten Resonator 15, 16, 17, 18. Die zweite Resonatorgruppe 12 enthält einen fünften Resonator 19 und die dritte Resonatorgruppe 13 enthält einen sechsten, siebten und achten Resonator 20, 21, 22.
Die Resonatoren 15–18 der ersten Resonatorgruppe 11 sind mit einem Luftverteiler 25 verbunden, an welchem ein erster elektroakustischer Wandler 26 angekoppelt ist. Der fünfte Resonator 19 der zweiten Resonatorgruppe 12 ist über eine in einem Pfeifenstock 27 angeordnete Öffnung 28 mit einem zweiten elektroakustischen Wandler 29 akustisch verbunden. Der sechste, siebte und achte Resonator 20–22 der dritten Resonatorgruppe 13 ist jeweils ebenfalls über im Pfeifenstock 27 angeordnete Öffnungen 28 akustisch mit einem dritten elektroakustischen Wandler 30 verbunden.
Der fünfte, sechste, siebte und achte Resonator 19–22 ist jeweils als Orgelpfeife realisiert, die jeweils einen Aufschnitt 31 aufweist, der von einem Unterlabium 32 und einem Oberlabium 33 begrenzt ist.
Der erste elektroakustische Wandler 26 ist mit einem ersten elektronischen Filter 40 verbindbar, das als Tiefpassfilter realisiert ist. Der zweite elektroakustische Wandler 29 ist mit einem zweiten elektronischen Filter 41 verbindbar, das als Bandpassfilter realisiert ist und der dritte elektroakustischer Wandler 30 ist mit einem dritten elektronischen Filter 42 verbindbar, das als Hochpassfilter realisiert ist.
Die Resonatorgruppen 11–13, die elektroakustischen Wandler 26, 29, 30 sowie das erste, zweite und dritte elektronische Filter 40–42 sind in einem Lautsprechergehäuse 43 angeordnet, das einen ersten Anschluss 44 aufweist, der mit einer ersten Audioendstufe 45 verbunden werden kann.
Die erste Audioendstufe 45 enthält zumindest einen Leistungsverstärker zum Betreiben der elektroakustischen Wandler 26, 29, 30 der Lautsprecheranordnung 10. An die erste Audioendstufe 45 sind wahlweise ein CD-Spieler 46, ein Bandgerät 47, ein Rundfunkgerät 48 und/oder ein Mikrofon 49 anschließbar.
2 zeigt eine alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lautsprecheranordnung 10. Diejenigen in 2 gezeigten Teile, die mit den in 1 gezeigten Teilen übereinstimmen, tragen jeweils dieselben Bezugszeichen. Der erste elektroakustische Wandler 26 ist mit einem zweiten Anschluss 60, der zweite elektroakustische Wandler 29 mit einem dritten Anschluss 61 und der dritte elektroakustische Wandler 30 mit einem vierten Anschluss 62 verbunden. Der zweite Anschluss 60 ist mit einer zweiten Audioendstufe 63 ist, der dritte Anschluss 61 mit einer dritten Audioendstufe 64 und der vierte Anschluss 62 mit einer vierten Audioendstufe 65 verbindbar.
Vor die zweite Audioendstufe 63 ist ein viertes elektronisches Filter 66 geschaltet, das als Tiefpassfilter realisiert ist. Vor die dritte Audioendstufe 64 ist ein fünftes elektronisches Filter 67 geschaltet, das als Bandpassfilter realisiert ist. Vor die vierte Audioendstufe 65 ist ein sechstes elektronisches Filter 68 geschaltet, das als Hochpassfilter realisiert ist. Die elektronischen Filter 66–68 sind mit einem Vorverstärker 69 verbindbar, an welchem wieder das CD-Gerät 46, das Bandgerät 47, das Rundfunkgerät 48 und/oder das Mikrofon 49 angeschlossen sein können.
3 zeigt eine alternative Ausgestaltung der in 2 gezeigten Anordnung. Diejenigen in 3 gezeigten Teile, die mit den in 2 gezeigten Teilen übereinstimmen, tragen jeweils wieder dieselben Bezugszeichen. Ein erster Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausgestaltung liegt darin, dass die Audioendstufen 63–65 sowie die elektronischen Filter 66–68 innerhalb des Lautsprechergehäuses 43 angeordnet sind. Die Eingänge der elektronischen Filter 66–68 sind an eine einzige, die fünfte Verbindung 70 geführt, die mit dem Ausgang des Vorverstärkers 69 verbunden werden kann. Mit dem Ausgang der dritten Audioendstufe 65 ist ein Hochton-Lautsprecherchassis 71 verbunden.
Die erfindungsgemäße Lautsprecheranordnung 10 arbeitet folgendermaßen: Die von der Audioendstufe 45, 63–65 bereitgestellten, im Audiofrequenzbereich liegenden elektrischen Signale werden von dem wenigstens einen elektroakustischen Wandler 26, 29, 30, beispielsweise einem Membranlautsprecher, in Schallwellen umgewandelt. Die Schallwellen werden aber nicht wie bei herkömmlichen Lautsprecheranordnungen von den elektroakustischen Wandlern 26, 29, 30, sondern von den Resonatoren 15–22 abgestrahlt.
Während bei den herkömmlichen Lautsprecheranordnungen besonders darauf geachtet wird, dass keine Resonanzen auftreten oder Maßnahmen getroffen werden, die nicht zu vermeidenden Resonanzen weitgehend zu unterdrücken, werden erfindungsgemäß mit den Resonatoren 15 – 22 gezielt Resonanzen herausgebildet, um die Schallwellen abzustrahlen.
Im Rahmen von Hörproben konnte mit der erfindungsgemäßen Lautsprecheranordnung 10 ein überraschend guter Höreindruck erzielt werden, obwohl in Schallmessungen die Resonanzen festzustellen sind. Ein guter Klangeindruck wurde bislang von der an sich von elektronischen Orgeln bekannten Anordnung nur erwartet, wenn der wenigstens eine elektroakustische Wandler 26, 29, 30 bestimmungsgemäß mit diskreten Frequenzen beaufschlagt wird, die einer Grundschwingung oder einem Vielfachen der Schwingungsfrequenz eines der Resonatoren 15–22 entspricht. Die erfindungsgemäße Lautsprecheranordnung 10 kann dagegen mit beliebigen Audiosignalen beaufschlagt werden, die zumindest abschnittsweise ein kontinuierliches oder quasikontinuierliches Frequenzspektrum aufweisen, wie beispielsweise Sprache, Musik, Geräusche und dergleichen. Bei den in den 1–3 gezeigten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Lautsprecheranordnung 10 sind als Audiosignalquellen das CD-Gerät 46, das Bandgerät 47, der Rundfunkempfänger 48 und/oder das Mikrofon 49 als Beispiele für beliebige Audiosignalquellen gezeigt.
Die erfindungsgemäße Lautsprecheranordnung 10 enthält vorzugsweise wenigstens zwei Resonatorgruppen 11–13. Die erste Resonatorgruppe 11 ist beispielsweise für die Abstrahlung des Tieftonbereichs optimiert. Der erste, zweite, dritte und vierte Resonator 15–18 sind vorzugsweise als Hohlraumresonatoren, beispielsweise als Röhren realisiert. An ihrem oberen Ende können die Hohlraumresonatoren entweder offen oder geschlossen sein. Die Länge der Resonatoren 15–18 hängt von der tiefsten wiederzugebenden Frequenz ab. Die Wellenlängen zwischen den Frequenzen 20 Hz und 100 Hz betragen etwa 17 m bis 3,5 m. Die Länge der Resonatoren 15–18 im Tieftonbereich kann durch konstruktive Maßnahmen wie beispielsweise eine U-förmige Biegung auf handhabbare Maße beispielsweise für einen Transport der erfindungsgemäßen Lautsprecheranordnung 10 verringert werden. Für die Wiedergabe insbesondere für den Tieftonbereich kann die erste Resonatorgruppe 11 beispielsweise auf einen Frequenzbereich von 16 Hz bis 200 Hz ausgelegt werden.
Die Luftsäulen in den Resonatoren 15–18, die mit dem Luftverteiler 25 in Verbindung stehen, werden mit dem ersten elektroakustischen Wandler 26, beispielsweise einem Membranlautsprecher, in Schwingungen versetzt. Gegebenenfalls kann für jeden einzelnen Resonator 15–18 ein separater elektroakustischer Wandler vorgesehen sein, sodass der Luftverteiler 25 entfällt. Die Abstrahlung der Schallwellen erfolgt hauptsächlich über die Oberfläche der Resonatoren 15–18. Die Arbeitsweise der ersten Resonatorgruppe 11 kann im Detail aus dem im Stand der Technik genannten Gebrauchsmuster GM-U 79 17 378 entnommen werden, auf das vollinhaltlich Bezug genommen wird und zur Offenbarung der vorliegenden Anmeldung mit herangezogen werden soll.
Die vorzugsweise als Hohlraumresonatoren, beispielsweise als Röhren realisierten Resonatoren 15–18 der ersten Resonatorgruppe 11 werden vorzugsweise aus Kunststoff, beispielsweise PVC, hergestellt. Die Schallabstrahlung und insbesondere das resonierende Luftvolumen kann mit der Wandstärke der Hohlraumresonatoren und insbesondere mit dem Innendurchmesser variiert werden. Damit kann auch die Güte der Resonatoren 15–18 beeinflusst werden, sodass auch bei einer Anregung außerhalb der Resonanzfrequenzen der Resonatoren 15–18 eine Schwingung der Luftsäule auftreten und der Schall abgestrahlt werden kann. Die Vorgänge entsprechen bis auf die fehlende direkte Schallabstrahlung von den elektroakustischen Wandlern 26, 29, 30 wenigstens näherungsweise denen, die bei Transmissionline-Gehäusen auftreten, welche bereits eingangs im Stand der Technik beschrieben wurden.
Bei der Festlegung der Anzahl der unterschiedlichen Resonatoren 15–22 ist zu berücksichtigen, dass die Resonatoren 10–22 nicht nur auf der Grund-Resonanzfrequenz, dem Grundton resonieren, sondern auch auf ganzzahligen Vielfachen der Grundfrequenz, also auch auf allen höheren Oktaven. Ebenso werden sämtliche Aliquoten in Resonanz versetzt. Es ist daher denkbar, beispielsweise mit nur zwölf Resonatoren 15–22, entsprechend den Halbtönen der tiefsten wiederzugebenden Oktave auszukommen. In der Praxis werden zweckmäßigerweise mehr Resonatoren 15–22 eingesetzt, um die Frequenzen mehrerer Oktaven mit separaten Resonatoren 15–22 wiederzugeben. Vorgesehen sein können die Ganztonschritte jeder Oktave. Vorzugsweise werden die Halbtonschritte jede Oktave mit separaten Resonatoren 15–22 berücksichtigt.
Vorzugsweise ist wenigstens eine weitere Resonatorgruppe 12, 13 vorgesehen, deren Resonanzfrequenzen auf den Mitteltonbereich und/oder Hochtonbereich des wiederzugebenden Schallspektrums abgestimmt sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die zweite Resonatorgruppe 12 mit dem fünften Resonator 19 als Orgelpfeife realisiert, deren Pfeifenhals im Pfeifenstock 27 gelagert ist, der die Öffnung 28 zum zweiten elektroakustischen Wandler 29 aufweist. Die Orgelpfeife ist mit dem Aufschnitt 31 versehen, der vom Unterlabium 32 und vom Oberlabium 33 begrenzt wird. Wie bereits bei der ersten Resonatorgruppe 11 ist der als Orgelpfeife realisierte Resonator 19 der zweiten Resonatorgruppe 12 nicht selbst zur Klangerzeugung, sondern lediglich zur Abstrahlung der Schallwellen vorgesehen. Die Orgelpfeife 19 ist vorzugsweise aus Metall oder Holz hergestellt.
Anstelle der Orgelpfeifen können auch andere Metallröhren eingesetzt werden, die gegebenenfalls einen Aufschnitt aufweisen. Die Metallröhren oder Orgelpfeifen können aus unterschiedlichen Legierungen hergestellt sein und. Die Legierungen können im Hinblick auf eine gezielte Herausbildung einer Verstärkung von Obertönen und/oder deren Verteilung ausgewählt werden.
Der Unterschied zwischen der zweiten und dritten Resonatorgruppe 12, 13 liegt lediglich in der unterschiedlichen Anregung der Luftsäule der Resonatoren 19–22. Während in der zweiten Resonatorgruppe 12 jedem Resonator 19 ein separater elektroakustischer Wandler 29, beispielsweise einem Membranlautsprecher, zugeordnet ist, wird in der dritten Resonatorgruppe 13 mehreren Resonatoren 20–22 jeweils ein elektroakustischer Wandler 30, ebenfalls beispielsweise ein Membranlautsprecher, zugeordnet. Die Arbeitsweise der zweiten und dritten Resonatorgruppe 12, 13 kann im Detail aus dem im Stand der Technik genannten Patent DE 195 06 909 entnommen werden, auf das vollinhaltlich Bezug genommen wird und zur Offenbarung der vorliegenden Anmeldung mit herangezogen werden soll.
Sofern unterschiedliche Resonatorgruppen 11–13 in der erfindungsgemäßen Lautsprecheranordnung 10 vorgesehen sind, werden anstelle nur eines elektroakustischen Wandlers 26, 29, 30 zweckmäßigerweise mindestens eine der Anzahl der Resonatorgruppen 11–13 entsprechende Anzahl von elektroakustischen Wandlern 26, 29, 30 vorgesehen. Aufgrund der Eigenschaften der elektroakustischen Wandler 26, 29, 30 werden die elektronischen Filter 40–42; 63–65 vorgesehen, die lediglich diejenigen Frequenzanteile des Audiosignals an den elektroakustischen Wandler 26, 29, 30 weiterleiten, für die der elektroakustische Wandler 26, 29, 30 optimiert ist.
Das erste elektronische Filter 40 ist beispielsweise als Tiefpassfilter realisiert, das nur die im Tieftonbereich liegenden Audiofrequenzen passieren lässt. Das zweite elektronische Filter 41 ist beispielsweise als Bandpassfilter realisiert, das lediglich den Mitteltonbereich passieren lässt. Das dritte elektronische Filter 42 ist beispielsweise als Hochpassfilter realisiert, das lediglich den Hochtonbereich passieren lässt. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lautsprecheranordnung 10 sind die elektronischen Filter 40–42 unmittelbar mit dem elektroakustischen Wandler 26, 29, 30 verbindbar. Die elektronischen Filter 40–42 werden mit dem von der ersten Audioendstufe 45 bereitgestellten Leistungssignal beaufschlagt. Das erste, zweite und dritte elektronische Filter 40–42 wird jeweils als Frequenzweiche bezeichnet und kann handelsüblich mit vorgegebenen Trennfrequenzen erhalten werden.
Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel werden die elektronischen Filter 40–42 vorzugsweise innerhalb des Lautsprechergehäuses 43 angeordnet, das die gesamte Lautsprecheranordnung 10 aufnimmt. Die erfindungsgemäße Lautsprecheranordnung 10 benötigt im einfachsten Fall lediglich den ersten Anschluss 44, der vorzugsweise im Lautsprechergehäuse 43 angeordnet ist.
Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die erfindungsgemäße Lautsprecheranordnung 10 von mehr als einer Audioendstufe 63–65 versorgt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die zweite, dritte und vierte Audioendstufe 63–65 vorgesehen, die mit dem ersten, zweiten und dritten elektroakustischen Wandler 26, 29, 30 der ersten, zweiten und dritten Resonatorgruppe 11–13 verbindbar sind. Die Verbindungen werden über den zweiten, dritten und vierten Anschluss 60–62 hergestellt, wobei die Anschlüsse 60–62 vorzugsweise im Lautsprechergehäuse 43 angeordnet sind.
Prinzipiell ist es auch bei diesem Ausführungsbeispiel möglich, das vierte, fünfte und sechste elektronische Filter 66–68 nach der zweiten, dritten und vierten Audioendstufe 63–65 anzuordnen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind bei diesem Ausführungsbeispiel das vierte, fünfte und sechste elektronische Filter 66–68 vor der zweiten, dritten und vierten Audioendstufe 63–65 angeordnet. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das vierte, fünfte und sechste elektronische Filter 66–68 jeweils im Kleinsignalbereich liegt, sodass erheblich mehr Möglichkeiten zur Realisierung des vierten, fünften und sechsten elektronischen Filters 66–68 gegeben sind. Das vierte, fünfte und sechste elektronische Filter 66–68 wird jeweils vom Vorverstärker 69 angesteuert, der beispielsweise eine Auswahlschaltung für die unterschiedlichen Audiosignalquellen 46–49 und/oder wenigstens eine Vorverstärkerschaltung und/oder Mittel zur Beeinflussung des Klangs enthält.
Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die in 2 gezeigten Audioendstufen 63–65 sowie die elektronischen Filter 66–68 innerhalb des Lautsprechergehäuses 43 angeordnet. Das Ausführungsbeispiel realisiert damit ein aktives Lautsprecherkonzept, bei dem der erfindungsgemäße Lautsprecher über die fünfte Verbindung 70 angeschlossen wird. Mit der fünften Verbindung 70 kann beispielsweise der in 2 gezeigte Vorverstärker 69 verbunden werden.
In 3 ist weiterhin eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Lautsprechers eingetragen, die bei sämtlichen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein kann. An der dritten Audioendstufe 65 ist neben dem dritten elektroakustischen Wandler 30 das wenigstens eine Hochton-Lautsprecherchassis 71 angeschlossen, das insbesondere für die Wiedergabe des Hochtonbereichs optimiert ist. Besonders vorteilhaft handelt es sich um eine Hochtonkalotte oder vorzugsweise mehrere Hochtonkalotten. Insbesondere Hochtonkalotten können Beigeräusche verursachen, die im vorliegenden Fall erwünscht sein können. Die Geräusche können beispielsweise einem leichten Wind oder stimmlich leichtem Pusten/Atmen entsprechen. Das wenigstens eine Hochton-Lautsprecherchassis 71 ist vorzugsweise innerhalb des Lautsprechergehäuses 43 angeordnet.
Das wenigstens eine Hochton-Lautsprecherchassis 71 wird vorzugsweise nur oberhalb einer vorgegebenen Frequenz mit Audiosignalen beaufschlagt, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel die Trennfrequenz durch das dritte elektronische Filter 68 gegeben ist. Die Trennfrequenz liegt beispielsweise bei 6 kHz. Gegebenenfalls ist für das wenigstens eine Hochton-Lautsprecherchassis 71 wenigstens eine nicht näher gezeigte separate Audioendstufe sowie vorzugsweise wenigstens ein nicht näher gezeigtes elektronisches Filter vorgesehen.

Claims

Lautsprecheranordnung zur Abstrahlung von Schallwellen, die wenigstens einen elektroakustischen Wandler (26, 29, 30) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, jeweils auf unterschiedliche Resonanzfrequenzen abgestimmte Resonatoren (15–22) vorgesehen sind, welche die vom elektroakustischen Wandler (26, 29, 30) erzeugten Schallwellen abstrahlen.
Lautsprecheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonatoren (15–22) als Hohlraumresonatoren ausgestaltet sind.
Lautsprecheranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlraumresonatoren als Röhren ausgebildet sind.
Lautsprecheranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlraumresonatoren als Orgelpfeifen oder Metallröhren ausgestaltet sind.
Lautsprecheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufteilung in wenigstens zwei unterschiedliche Resonatorgruppen (11–13) vorgesehen ist und dass die Resonatorgruppen (11–13) auf unterschiedliche Frequenzbereiche der abzustrahlenden Schallwellen abgestimmt sind.
Lautsprecheranordnung nach Anspruch 3, 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Abstrahlung des Tieftonbereichs vorgesehenen Resonatoren (15– 18) als Röhren und die zur Abstrahlung des daran anschließenden höheren Frequenzbereichs vorgesehenen Resonatoren (19–22) als Orgelpfeifen oder Metallröhren ausgestaltet sind.
Lautsprecheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die zur Abstrahlung des Tieftonbereichs vorgesehenen Resonatoren (15–18) aus Kunststoff hergestellt sind.
Lautsprecheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die zur Abstrahlung des oberhalb des Tieftonbereichs liegenden Frequenzspektrums vorgesehenen als Orgelpfeifen ausgestalteten Resonatoren (19–22) aus Metall oder Holz hergestellt sind.
Lautsprecheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Resonator (15–22) oder wenigstens jeder Resonatorgruppe (11–13) ein elektroakustischer Wandler (26, 29, 30) zugeordnet ist.
Lautsprecheranordnung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere elektroakustische Wandler (26, 29, 30) vorgesehen sind und dass jedem elektroakustischen Wandler (26, 29, 30) ein vorgegebener Frequenzbereich zugeordnet ist.
Lautsprecheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Resonatoren (15–22) wenigstens gleich der Anzahl von Ganztonschritten oder Halbtonschritten einer vorgegebenen Anzahl von Oktaven entspricht.
Lautsprecheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine elektroakustische Wandler (26, 29, 30) sowie die Resonatoren (15–22) in einem Lautsprechergehäuse (43) angeordnet sind.
Lautsprecheranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine elektroakustische Wandler (26, 29, 30) jeder Resonatorgruppe (11–13) mit einem elektronischen Filter (40–42; 66–68) verbindbar ist, dessen Durchlassfrequenzbereich auf den von der Resonatorgruppe (11–13) abzustrahlenden Frequenzbereich abgestimmt ist.
Lautsprecheranordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Filter (40–42) im Lautsprechergehäuse (43) angeordnet sind.
Lautsprecheranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonatorgruppen (11–13) zum Verbinden mit mehreren Audioendstufen (63–65) verdrahtet sind.
Lautsprecheranordnung nach Anspruch 13 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Filter (66–68) jeweils vor den Audioendstufen (63–65) angeordnet sind.
Lautsprecheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Hochton-Lautsprecherchassis (71) zur Hochtonwiedergabe vorgesehen ist.
Lautsprecheranordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochton-Lautsprecherchassis (71) als Hochtonkalotte ausgebildet ist.