DE102005058175A1

DE102005058175A1 - Speaker arrangement for sound in a motor vehicle

Info

Publication number: DE102005058175A1
Application number: DE200510058175
Authority: DE
Inventors: Holger Dr. Opfer; Carsten Spichalsky
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2005-12-05
Filing date: 2005-12-05
Publication date: 2007-06-06
Also published as: EP1793646A3; EP1793646A2

Abstract

Lautsprecheranordnung (1) und zugehöriges Verfahren zur Beschallung in einem Kraftfahrzeug, umfassend mindestens einen Lautsprecher, der von mindestens einem Audio-Prozessor ansteuerbar ist, wobei der Lautsprecher als mindestens ein elektrostatischer Flächenlautsprecher (2) mit unidirektionaler Abstrahlcharakteristik ausgebildet ist und der Flächenlautsprecher (2) Mittel zur aktiven und/oder passiven Dämpfung der Schallabstrahlung in eine einer Hauptabstrahlrichtung (5) entgegengesetzten Abstrahlrichtung aufweist.Loudspeaker arrangement (1) and associated method for sound reinforcement in a motor vehicle, comprising at least one loudspeaker that can be controlled by at least one audio processor, the loudspeaker being designed as at least one electrostatic flat-panel loudspeaker (2) with unidirectional radiation characteristic, and the flat-panel loudspeaker (2) Has means for active and / or passive damping of the sound radiation in a radiation direction opposite to a main radiation direction (5).

Description

Die Erfindung betrifft eine Lautsprecheranordnung und ein zugehöriges Verfahren zur Beschallung in einem Kraftfahrzeug.The The invention relates to a loudspeaker arrangement and an associated method for sonication in a motor vehicle.

Lautsprecheranordnungen zur Beschallung des Innenraums eines Kraftfahrzeugs z.B. mit Musik oder akustischen Informationen, die beispielsweise von einem Radio, CD-Player, DVD-Player bzw. einem Telekommunikations- oder Navigationssystem als Audiosignal bereitgestellt werden, sind seit langem üblich und bekannt. Gängige Lautsprechersysteme verwenden dabei üblicherweise elektrodynamische Lautsprecher, wobei die Membran durch die Wechselwirkung zwischen elektrischem Strom und einem magnetischen Gleichfeld angetrieben und als Kraftquelle die Lorentzkraft ausgenutzt wird. Elektrodynamische Lautsprecher sind jedoch aufgrund ihrer üblichen Konus-Bauform sowie der verwendeten Permanent-Magneten in der Regel recht voluminös und schwer, so dass insbesondere bei einer Anordnung mehrerer Lautsprecher ein enormer Platzbedarf entsteht, der insbesondere in den begrenzten Raumverhältnissen im Innenraum eines Kraftfahrzeugs Kompromisse hinsichtlich Einbauort, Schalleistung sowie optimaler Abstrahlcharakteristik erforderlich macht.Loudspeaker arrangements for sonicating the interior of a motor vehicle e.g. with music or acoustic information, for example from a radio, CD player, DVD player or a telecommunications or navigation system as Audio signal are provided, have long been common and known. common Speaker systems usually use electrodynamic Speaker, the diaphragm being due to the interaction between electric current and a DC magnetic field and as a power source, the Lorentz force is exploited. Electrodynamic However, speakers are due to their usual cone design as well the permanent magnet used is usually quite bulky and heavy, so that in particular with an arrangement of several speakers one enormous space is required, especially in the limited space in the interior of a motor vehicle compromises with regard to installation location, Sound performance and optimal radiation characteristics required power.

Aus der WO 99/56498 ist ein akustisches Element bekannt, welches eine beliebige Anzahl, vorzugsweise zwei, Schichten und mindestens eine zu der Schicht beabstandete Kunststofffolie umfasst, wobei mindestens eine Schicht mindestens eine poröse Schicht umfasst und die poröse Schicht und die Kunststofffolie im wesentlichen nur an bestimmten Unterstützungsstellen miteinander in Kontakt kommen, während an den anderen Stellen ein Luftspalt zwischen der porösen Schicht und der Kunststofffolie vorhanden ist. Die poröse Schicht ist entweder elektrisch leitfähig oder mindestens auf einer ihrer Oberflächen so beschichtet, dass sie elektrisch leitfähig ist. Die Kunststofffolie ist aufgeladen oder mit einer elektrisch leitenden Oberfläche versehen. Die Unterstützungsstellen, an denen die Kunststofffolie und die poröse Schicht miteinander in Kontakt kommen, sind derart angeordnet, dass die gesamte Struktur ihre Dicke verändern kann. Durch Anlegen eines Signals an mindestens eine poröse Schicht wird dann die Kunststofffolie in Schwingungen versetzt, wobei vorzugsweise auch die andere poröse Schicht mit dem gegenphasigen Signal beaufschlagt wird. Diese Anordnung stellt einen elektrostatischen Flächenlautsprecher dar. Elektrostatische Flächenlautsprecher besitzen die Eigenschaft einer besonders ausgeprägten Richtcharakteristik, d.h. eine ausgeprägte Schallabstrahlung senkrecht zur Lautsprecherebene. Da sie üblicherweise aus Kunststoff hergestellt werden, zeichnen sie sich neben ihrer flachen Bauweise des Weiteren durch gute Formbarkeit und geringes Gewicht aus. Da es sich bei den gängigen Flächenlautsprechern üblicherweise um akustische Dipole handelt, erfolgt die Abstrahlung jedoch typischerweise in beiden Richtungen senkrecht zur Lautsprecherfläche. Dadurch ist z.B. eine individuelle Einzelplatzbeschallung innerhalb des Kraftfahrzeugs ohne zusätzliche konstruktive Maßnahmen nicht möglich. Werden zur Umgehung der Problematik der Rückabstrahlung des Schalls beispielsweise Flächenlautsprecher flach im Dachhimmel des Fahrzeugs angeordnet, so wird der Schall zwar zum einen wie erwünscht in Richtung der Insassen nach unten abgestrahlt, zum anderen erfolgt jedoch auch in entgegengesetzter Richtung eine Abstrahlung des Schalls nach oben, welche von der Karosserie reflektiert und ungerichtet in den Innenraum zurückgeworfen wird. Dies führt zu einer Verschlechterung des Klangs im Innenraum, unterbindet die ausgeprägte Richtcharakteristik der Flächenlautsprecher und kann unerwünschte Übersprecheffekte oder Resonanzen mit sich bringen. Zudem kann der von oben kommende Schall vom Zuhörer als unangenehm bzw. unnatürlich empfunden werden.Out WO 99/56498 an acoustic element is known which a any number, preferably two, layers and at least one to the layer comprises spaced plastic film, wherein at least a layer at least one porous Layer includes and the porous Layer and the plastic film essentially only at certain support points get in touch with each other while in the other places an air gap between the porous layer and the plastic film is present. The porous layer is either electrical conductive or at least on one of their surfaces so coated that they is electrically conductive. The plastic film is charged or with an electrically conductive surface Mistake. The support agencies, where the plastic film and the porous layer in contact come, are arranged so that the entire structure their thickness change can. By applying a signal to at least one porous layer Then the plastic film is vibrated, preferably also the other porous one Layer is applied to the opposite phase signal. This arrangement represents an electrostatic flat speaker. Electrostatic Panel loudspeaker have the property of a particularly pronounced directivity, i. a pronounced Sound emission perpendicular to the speaker level. As they usually do Made of plastic, they stand out next to theirs flat construction furthermore by good formability and low Weight off. As is the case with the common area loudspeakers usually is acoustic dipoles, however, the radiation typically occurs in both directions perpendicular to the speaker surface. Thereby is e.g. an individual single station sound within the Motor vehicle without additional constructive measures not possible. Be used to circumvent the problem of re-radiation of the sound, for example Panel loudspeaker Placed flat in the headliner of the vehicle, so does the sound on the one hand as desired in the direction of the occupants down radiated, on the other hand but also in the opposite direction a radiation of the sound to above, which reflects from the body and undirected in the Thrown back interior becomes. this leads to to a deterioration of the sound in the interior, prevents the pronounced Directional characteristic of the area loudspeakers and can cause unwanted crosstalk effects or resonances. In addition, the coming from above sound from the listener as unpleasant or unnatural be felt.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zu Grunde, eine verbesserte Lautsprecheranordnung zur Beschallung in einem Kraftfahrzeug zu schaffen.Of the The invention is therefore based on the technical problem, an improved Speaker arrangement for the sound in a motor vehicle create.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 13. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution the technical problem arises from the objects with the features of the claims 1 and 13. Further advantageous embodiments of the invention result from the dependent claims.

Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zu Grunde, dass die oben genannten Nachteile überwunden werden können, wenn der betreffende elektrostatische Flächenlautsprecher mit einer unidirektionalen Abstrahlcharakteristik ausgebildet ist. Um eine solche unidirektionale Abstrahlcharakteristik zu erzielen ist es vorstellbar, den Schall in der einen Abstrahlrichtung, die der erwünschten Hauptabstrahlrichtung entgegengesetzt ist, abzudämpfen. Daher wird erfindungsgemäß eine Lautsprecheranordnung und ein entsprechendes Verfahren zur Beschallung in einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen, umfassend mindestens einen Lautsprecher, der von mindestens einem Audio-Prozessor ansteuerbar ist, wobei der Lautsprecher als mindestens ein elektrostatischer Flächenlautsprecher mit unidirektionaler Abstrahlcharakteristik ausgebildet ist und der Flächenlautsprecher Mittel zur aktiven und/oder passiven Dämpfung der Schallabstrahlung in eine einer Hauptabstrahlrichtung entgegengesetzten Abstrahlrichtung aufweist. Dadurch wird eine freie Platzierung des bzw. der Lautsprecher(s) im Innenraum des Fahrzeugs ermöglicht, wobei gleichzeitig eine Einzelplatzbeschallung realisierbar ist. Außerdem können dann durch eine geeignete Positionierung der Lautsprecheranordnung Raumklangeffekte wie beispielsweise „Virtual Dolby Surround" oder eine Wellenfeldsynthese erzielt werden. Des Weiteren ist vorstellbar, dass die Lautsprecheranordnung aus mindestens zwei benachbarten Flächenlautsprechern gebildet wird, die mittels unterschiedlicher komplexer Übertragungsfunktionen zur Einstellung einer bestimmten Abstrahlcharakteristik ansteuerbar sind. Mittels der komplexer Übertragungsfunktionen kann ein Richtlautsprecher, d.h. eine in unterschiedliche Raumrichtungen unterschiedlich abstrahlende Schallquelle mit einer Hauptkeule im Winkel von 0°, über die gesamte Audiofrequenz eingestellt werden, um beispielsweise Nebenkeulen, die zu einem Übersprechen zu benachbarten Fahrzeugsitzen führen, zu vermeiden. Dabei kann unter einem erfindungsgemäßen Richtlautsprecher verstanden werden, dass für Frequenzen, deren Wellenlänge kleiner als die Ausdehnung des Strahlers vertikal zur Ausrichtung des Strahlers ist, alle Nebenkeulen der Richtcharakteristik oberhalb von 45° abweichend von der Ausrichtung des Strahlers um mindestens –10 dB kleiner sind. Auf diese Weise wird eine individuelle Einzelplatzbeschallung innerhalb des Fahrzeuginnenraums ermöglicht. Unter dem Begriff „Kraftfahrzeug" sind dabei vorzugsweise Automobile zu verstehen, in gleicher Weise sind jedoch auch andere Verkehrs- und Transportmittel wie z.B. Luft- oder Schienenfahrzeuge erfasst.The invention is based on the finding that the abovementioned disadvantages can be overcome if the relevant electrostatic flat-panel loudspeaker is designed with a unidirectional emission characteristic. In order to achieve such a unidirectional radiation characteristic, it is conceivable to attenuate the sound in the one emission direction, which is opposite to the desired main emission direction. Therefore, the invention proposes a loudspeaker arrangement and a corresponding method for sound reinforcement in a motor vehicle, comprising at least one loudspeaker which can be controlled by at least one audio processor, wherein the loudspeaker is designed as at least one electrostatic flat-panel loudspeaker with unidirectional radiation characteristic and the area loudspeaker means for active and / or passive attenuation of the sound radiation in a direction of a main radiation opposite direction of radiation. This allows a free placement of the speaker (s) in the interior of the vehicle, at the same time a single-seat sound is feasible. In addition, then by a suitable positioning of the sound Furthermore, it is conceivable that the loudspeaker arrangement is formed from at least two adjacent area loudspeakers, which can be controlled by means of different complex transmission functions for setting a specific radiation characteristic Directional loudspeakers, ie a sound source emitting differently in different spatial directions with a main lobe at an angle of 0 °, can be set over the entire audio frequency in order to avoid, for example, side lobes leading to crosstalk to adjacent vehicle seats in that, for frequencies whose wavelength is smaller than the extension of the radiator vertical to the orientation of the radiator, all side lobes of the directivity are Stik above 45 ° deviating from the orientation of the radiator by at least -10 dB are smaller. In this way, an individual single-station sound is made possible within the vehicle interior. The term "motor vehicle" are preferably to be understood automobiles, but in the same way are also other means of transport and transport such as aircraft or rail vehicles detected.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der mindestens eine Lautsprecher verschwenkbar im Innenraum eines Kraftfahrzeuges angeordnet. Auf diese Weise kann der Lautsprecher in nahezu beliebige Positionen gebracht und insbesondere im Hinblick auf seine Abstrahlcharakteristik den akustischen Verhältnissen des Innenraums sowie der individuellen Nutzungssituation innerhalb des Fahrzeugs bzw. den Bedürfnissen des Benutzers angepasst werden, so dass insbesondere die Einstrahlung des Schalls zur Erzeugung von Rundumklang bzw. eine Einzelplatzbeschallung ermöglicht werden.In a further advantageous embodiment of the at least a speaker pivoted in the interior of a motor vehicle arranged. In this way, the speaker in almost any Positions brought and in particular with regard to its radiation characteristics the acoustic conditions the interior as well as the individual usage situation within of the vehicle or the needs be adapted to the user, so that in particular the irradiation of sound for generating all-round sound or a single-station sound allows become.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der mindestens eine Lautsprecher ausklappbar am Dachhimmel des Kraftfahrzeugs angeordnet. Auf diese Weise kann z.B. für Passagiere im Fond des Fahrzeugs der Lautsprecher zur Benutzung heruntergeklappt und in die akustisch optimale Position gebracht werden, so dass der heruntergeklappte Lautsprecher das Audiosignal entsprechend seiner ausgeprägten Richtcharakteristik optimal und direkt von vorne auf den Fahrgast abstrahlen kann. Wird der Lautsprecher nicht mehr benötigt, so kann er wieder nach oben in die Ruheposition im Dachhimmel geklappt werden und nimmt somit keinen zusätzlichen Raum mehr in Anspruch bzw. stört nicht die freie Sicht des Benutzers. Zum Versenken des Lautsprechers im Dachhimmel sind dabei diverse bekannte Klapp- und/oder Schiebemechanismen vorstellbar.In a further advantageous embodiment of the at least a speaker hinged arranged on the headliner of the motor vehicle. On this way can e.g. For Passengers in the rear of the vehicle use the speakers folded down and placed in the acoustically optimal position so that the folded down speaker is the audio signal according to its pronounced Directivity optimally and directly from the front to the passenger can radiate. If the speaker is no longer needed, so he can again folded up into the rest position in the headliner and thus does not take up any additional space or disturbs not the free view of the user. To sink the speaker in the headliner are various known folding and / or sliding mechanisms imaginable.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Mittel zur passiven Dämpfung der Schallabstrahlung als mindestens eine schalldämmende Schicht an der der Hauptabstrahlrichtung abgewandten Seite des Lautsprechers ausgebildet. Dabei ist vorzugsweise auf der der Hauptabstrahlrichtung abgewandten Seite das Rückvolumen des Flächenlautsprechers durch eine dämmende Schicht, beispielsweise aus Mineralwolle, akustisch möglichst stark bedämpft sowie durch einen weiter vorzugsweise möglichst schallharten Abschluss nach außen begrenzt. Somit wird in einfacher Weise eine unidirektionale Abstrahlung des elektrostatischen Flächenlautsprechers gewährleistet. Die genannten passiven Dämpfungstechniken entfalten dabei ihre beste Wirkung im mittleren und hohen Frequenzbereich.In In another advantageous embodiment, the means for passive damping the sound radiation as at least one sound-absorbing layer on the side of the loudspeaker facing away from the main emission direction educated. In this case, the main emission direction is preferably on the opposite side, the back volume of the area loudspeaker through an insulating Layer, for example of mineral wool, acoustically as strong as possible attenuated and by a preferably preferably as hard-sounding degree outward limited. Thus, in a simple way, a unidirectional radiation of the electrostatic surface speaker guaranteed. The mentioned passive damping techniques unfold their best effect in the medium and high frequency range.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Mittel zur aktiven Dämpfung der Schallabstrahlung als mindestens eine Vorrichtung zur aktiven Schallauslöschung ausgebildet, welche mindestens einen weiteren Lautsprecher umfasst, wobei die aktive Schallauslöschung durch Erzeugen eines Signals, das gegenphasig zum Signal des mindestens einen Lautsprechers ist, sowie durch Ansteuern des weiteren Lautsprechers mit dem gegenphasigen Signal erfolgt. Der weitere Lautsprecher ist dabei vorzugsweise ebenfalls als elektrostatischer Flächenlautsprecher ausgebildet, welcher die Abstrahlung von Schall in die der Hauptabstrahlrichtung entgegengesetzte Richtung aktiv dämpft. Die aktive Dämpfung erfolgt dabei nach dem in Theorie und Praxis wohlbekannten „Active Noise Cancellation"-Prinzip (ANC), häufig auch als „Gegenschall"-Prinzip bezeichnet. Dabei wird mit Hilfe des weiteren Lautsprechers ein Schallsignal erzeugt, das zumindest entgegen der erwünschten Hauptabstrahlrichtung gegenphasig zum Schallsignal des mindestens einen (Haupt-)Lautsprechers ist. Dadurch löschen sich die Schallamplituden der gegensätzlichen Phasen in der der Hauptabstrahlrichtung entgegengesetzten Richtung im Idealfall gegenseitig nahezu völlig aus, was zu einer aktiven Schalldämpfung in der betreffenden Abstrahlrichtung führt. Da die vergleichsweise simplen passiven Dämpfungstechniken nicht in allen Frequenzbereichen effektiv anwendbar sind, bietet sich insbesondere in diesen Fällen häufig eine aktive Dämpfung mittels ANC an. Insbesondere im tiefen Frequenzbereich erfordert die passive Dämpfung große Mengen an passivem Schallabsorptionsmaterial, dicken Absorptionsschichten bzw. speziellen Strukturen, was zu hohen Kosten und zusätzlichem Gewicht führt und besonders bei mangelnden Platzverhältnissen keine gangbare Lösung mehr darstellt. In diesen Fällen kann eine aktive Dämpfung vorteilhaft sein. Insbesondere die Kombination solcher aktiver Dämpfungsmaßnahmen mit einer zusätzlichen passiven Dämpfung ist dabei äußerst effektiv und führt zu guten Ergebnissen. Das ANC-Prinzip kann zudem auch in vorteilhafter Weise in der Hauptabstrahlrichtung zur Verbesserung der Abstrahlcharakteristik, beispielsweise zur Reduktion von unerwünschten seitlichen Übersprecheffekten bei der Einzelplatzbeschallung, Anwendung finden. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass im Falle der aus dem Dachhimmel ausklappbaren Variante des Flächenlautsprechers die aktiven Dämpfungsmaßnahmen sowohl in der hochgeklappten Position des bzw. der Flächenlautsprecher im Dachhimmel als auch in der heruntergeklappten Position eingesetzt werden können.In a further advantageous embodiment, the means for actively attenuating the sound radiation are designed as at least one active sound cancellation device comprising at least one further loudspeaker, wherein the active sound cancellation by generating a signal which is in phase opposition to the signal of the at least one loudspeaker, and by Controlling the other speaker with the opposite-phase signal takes place. The further loudspeaker is preferably also designed as an electrostatic flat loudspeaker which actively dampens the radiation of sound in the direction opposite to the main emission direction. The active damping is carried out according to the well-known in theory and practice "Active Noise Cancellation" principle (ANC), often referred to as "antinoise" principle. In this case, a sound signal is generated with the help of the other speaker, which is at least opposite to the desired main emission direction in phase opposition to the sound signal of the at least one (main) speaker. As a result, the sound amplitudes of the opposing phases in the opposite direction of the main radiation cancel each other out almost completely in the ideal case, resulting in an active sound attenuation in the respective emission direction. Since the comparatively simple passive attenuation techniques are not effectively applicable in all frequency ranges, an active attenuation by means of ANC is frequently used, in particular in these cases. In particular, in the low frequency range passive damping requires large amounts of passive sound absorption material, thick absorption layers or special structures, which leads to high costs and additional weight and represents no viable solution especially in lack of space. In these cases, active damping may be beneficial. In particular, the combination of such active damping measures with an additional passive damping is extremely effective and leads to good results. The ANC principle can also advantageously in the Hauptab Beam direction to improve the radiation characteristics, for example, to reduce unwanted side crosstalk effects in the single-station sound, apply. It is particularly advantageous that in the case of ausklappbaren from the headliner variant of the area loudspeaker, the active damping measures can be used both in the folded position of or the area speaker in the headliner and in the folded down position.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Erzeugung des gegenphasigen Signals in Abhängigkeit eines von einem Mikrofon erfassten Schallsignals des mindestens einen Lautsprechers und/oder in Abhängigkeit eines mittels des Audio-Prozessors aufbereiteten Signals zur Ansteuerung des mindestens einen Lautsprechers. Die Ansteuerung des weiteren Lautsprechers zur Erzeugung des gegenphasigen Signals kann dabei zum einen adaptiv mit Hilfe eines Mikrofons, durch welches das abgestrahlte Schallsignal des (Haupt-)Lautsprechers erfasst wird, erfolgen. Dieses Vorgehen erfordert zwar zusätzlichen Hardwareaufwand, ist jedoch vergleichsweise einfach und preisgünstig zu realisieren. Zudem können dabei insbesondere die tatsächlichen Abstrahlverhältnisse im Rahmen eines geschlossenen "Feedback"-Regelkreises bestmöglich berücksichtigt werden, da mittels des Mikrofons eine Erfassung des vom mindestens einen (Haupt-)Lautsprecher tatsächlich abgestrahlten Schalls und eine Erzeugung eines darauf basierenden "Fehlersignals" erfolgt, welches in die Regelung einfließt. Andererseits kann jedoch die Ansteuerung des weiteren Lautsprechers zur Erzeugung des gegenseitigen Signals auch unmittelbar auf Basis des aufbereiteten Signals zur Ansteuerung des mindestens einen (Haupt-)Lautsprechers erfolgen, welches dann als Referenzsignal dient. Ist die Abstrahlcharakteristik bzw. Übertragungsfunktion des (Haupt-)Lautsprechers bekannt, so kann vorzugsweise mittels des Audio-Prozessors aus dem gesendeten Referenzsignal des (Haupt-)Lautsprechers im Rahmen einer vorwärtsgekoppelten "Feedforward"-Regelung, d.h. ohne Nutzung des Fehlersignals, das zur aktiven Dämpfung notwendige "Gegensignal" berechnet werden. Es ist des Weiteren auch vorstellbar, die Ansteuerung des weiteren Lautsprechers anhand einer Kombination aus feedback- und feedforward-Regelung, d.h. in Abhängigkeit des vom Mikrofon abgegebenen Fehlersignals und des aufbereiteten Referenzsignals zur Steuerung des (Haupt-)Lautsprechers zu betreiben, um eine möglichst effiziente aktive Dämpfung zu erzielen. Die Realisierung des Reglers ist dabei sowohl in analoger als auch digitaler Funktionsweise denkbar.In In another advantageous embodiment, the generation takes place of the antiphase signal in dependence a detected by a microphone sound signal of at least a loudspeaker and / or depending on one by means of the audio processor conditioned signal for controlling the at least one speaker. The control of the other speaker for generating the anti-phase Signals can adaptively with the help of a microphone, through which the radiated sound signal of the (main) speaker recorded. This procedure requires additional Hardware cost, but is relatively easy and inexpensive too realize. In addition, you can especially the actual Abstrahlverhältnisse considered in the best possible way within the framework of a closed feedback feedback loop be, because by means of the microphone, a collection of at least a (main) speaker actually radiated sound and a generation of an "error signal" based thereon, which into the regulation. On the other hand, however, the control of the other speaker for generating the mutual signal also directly on basis the conditioned signal for controlling the at least one (main) loudspeaker take place, which then serves as a reference signal. Is the emission characteristic or transfer function of the (main) loudspeaker, so can preferably by means of of the audio processor from the transmitted reference signal of the (main) loudspeaker in the context of a feedforward control, i. without Using the error signal, the "counter signal" required for active damping is calculated. It is also conceivable, the control of the other Loudspeaker using a combination of feedback and feedforward control, i.e. dependent on the error signal emitted by the microphone and the edited one Operate reference signal to control the (main) speaker, one as possible efficient active damping to achieve. The realization of the controller is both analogue as well as digital functionality conceivable.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Mikrofon als elektrostatisches Flächenmikrofon ausgebildet. Zu diesem Zwecken kann die weitere vorteilhafte Eigenschaft elektrostatischer Lautsprecher ausgenutzt werden, dass diese relativ einfach auch als Mikrofon, d.h. zur Wandlung von Schalldrucken in ein elektrisches Signal, betrieben werden können. Wird an die porösen Schichten elektrostatischer Lautsprecher keine Signalspannung aktiv angelegt, so führt eine einfallende Schallwelle zu einer Auslenkung der Kunststoffschicht, was eine Spannungsänderung an den Elektroden der porösen Schichten zur Folge hat, welche als Signalspannung abgreifbar ist. Daher ist es in einfacher Weise möglich, die elektrostatischen Lautsprecher wechselweise auch als Mikrofon, z.B. für die Freisprechanlage oder zur fahrzeuginternen Kommunikation zwischen verschiedenen Insassen, zu betreiben. Somit eröffnet sich aufgrund der flachen Bauweise der Elektrostaten die Möglichkeit der Nutzung von Richtmikrofonen auch im begrenzten Innenraum eines Kraftfahrzeugs.In In another advantageous embodiment, the microphone is as electrostatic surface microphone educated. For this purpose, the further advantageous property electrostatic speakers are exploited that this relatively simple also as a microphone, i. for the conversion of sound pressure into an electric one Signal, can be operated. Is attached to the porous Layers of electrostatic speakers no signal voltage active created, so leads an incident sound wave to a deflection of the plastic layer, what a voltage change at the electrodes of the porous layers has the consequence, which can be tapped off as signal voltage. thats why it in a simple way possible the electrostatic speakers alternately as a microphone, e.g. For the hands-free or in-vehicle communication between different Inmates, operate. Thus opened due to the flat design of Elektrostaten the possibility the use of directional microphones even in the limited interior of a Motor vehicle.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind der mindestens eine Lautsprecher und der mindestens eine weitere Lautsprecher als elektrostatische Flächenlautsprecher ausgebildet, wobei der jeweils eine als Flächendipol und der jeweils andere als Flächenmonopol ausgebildet ist. Elektrostatische Flächenlautsprecher können sowohl als Flächenmonopol- als auch als Flächendipol-Lautsprecher betrieben werden. Unter einem Flächendipol ist dabei ein Flächenlautsprecher zu verstehen, dessen Richtcharakteristik eine Abstrahlung des Schalls mit sich bringt, die in beiden Richtungen senkrecht zur Lautsprecheroberfläche gegenphasig erfolgt. Unter einem Flächenmonopol ist hingegen ein Flächenlautsprecher zu verstehen, dessen Richtcharakteristik eine Abstrahlung des Schalls mit sich bringt, die in beiden Richtungen senkrecht zur Lautsprecheroberfläche gleichphasig erfolgt. Ein Flächenmonopol kann beispielsweise mittels eines sog. Multilayer-Panels erzeugt werden, welches einem aus mehreren Schichten sowie Membranen zusammengesetzten elektrostatischen Flächenlautsprecher entspricht. Für die bereits oben beschriebene aktive Dämpfung mittels ANC ist es besonders vorteilhaft, wenn jeweils einer der beiden verwendeten Lautsprecher als Flächendipol und der jeweils andere als Flächenmonopol ausgebildet ist, da dann eine Auslöschung lediglich in einer Abstrahlrichtung erfolgt. Dabei ist darauf zu achten, dass jeweils diejenige Seite der beiden Lautsprecher, die die zum anderen Lautsprecher unterschiedliche Phase aufweist, in die der Hauptabstrahlrichtung entgegengesetzten Richtung ausgerichtet ist, damit die Dämpfung mittels Phasenauslöschung nur in dieser Richtung erfolgt.In a further advantageous embodiment of the at least a speaker and the at least one other speaker as electrostatic area loudspeakers formed, wherein each one as a surface dipole and the other as surface monopoly is trained. Electrostatic flat speakers can both as surface monopoly as well as a surface dipole speaker operate. Under a surface dipole is a flat speaker to understand whose directional characteristic is a radiation of sound brings with it in two directions perpendicular to the speaker surface in phase opposition he follows. Under a monopoly area is a flat speaker to understand whose directional characteristic is a radiation of sound entails that in both directions perpendicular to the speaker surface in phase he follows. An area monopoly can be produced for example by means of a so-called. Multilayer panel, which is an electrostatic composed of several layers and membranes Panel loudspeaker equivalent. For the already described active damping by means of ANC is special advantageous if in each case one of the two speakers used as surface dipole and each other as area monopoly is formed, since then an extinction only in a radiation direction he follows. It is important to ensure that each side the two speakers, which are different from the other speakers Phase, in which the main radiation direction opposite Direction is aligned, so that the attenuation by means of phase cancellation only done in this direction.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der mindestens eine weitere Lautsprecher als aktiver Reflektor ausgebildet. Ist jeweils einer der beiden verwendeten Lautsprecher als Flächendipol und der jeweils andere als Flächenmonopol ausgebildet, so erfolgt dann eine Auslöschung lediglich in einer der Abstrahlrichtungen, nämlich die, in der die beiden Lautsprecher mit unterschiedlicher Phase abstrahlen, wobei diese Abstrahlrichtung vorzugsweise der Hauptabstrahlrichtung entgegengesetzt ist. Da dann demgegenüber in Hauptabstrahlrichtung beide Lautsprecher zueinander gleichphasig abstrahlen, kann der in „Wunschrichtung" abgestrahlte Schalldruck dadurch sogar maximal verdoppelt werden, da sich die gleichen Phasen in Hauptabstrahlrichtung überlagern und somit verstärken. Es handelt sich bei dieser Anordnung daher um einen sog. „aktiven Reflektor".In a further advantageous embodiment, the at least one further loudspeaker is designed as an active reflector. Is one of the two speakers used as surface dipole and the other formed as a surface monopole, so then an extinction takes place only in one of the emission directions, namely the one in which emit the two speakers with different phase, this emission direction is preferably opposite to the main emission. On the other hand, since both loudspeakers radiate out of phase with one another in the main emission direction, the sound pressure emitted in the "desired direction" can thereby be even doubled, since the same phases are superimposed in the main emission direction and therefore amplified Reflector".

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der mindestens eine Lautsprecher als Mikrofon und/oder als akustisches Dämpfungselement einsetzbar. Neben der bereits oben beschriebenen vorteilhaften Eigenschaft von elektrostatischen Lautsprechern, in vergleichsweise einfacher Weise auch als Mikrofon betrieben werden zu können, können diese auch aufgrund ihrer flachen Bauweise, der porösen Schichten sowie des in ihnen enthaltenen Luftvolumens gleichzeitig als Dämpfungselemente Verwendung finden. Dies bietet sich insbesondere in der am Dachhimmel angebrachten klappbaren Variante an, wenn die Lautsprecher sich in der nach oben geklappten Position befinden. Auch ist eine zusätzliche Verwendung als thermisches Isolationselement, als mechanischer Stabilisator sowie als elastisches Federungselement vorstellbar.In a further advantageous embodiment of the at least a speaker as a microphone and / or as an acoustic damping element used. In addition to the advantageous property already described above of electrostatic speakers, in comparatively simple Way to be operated as a microphone, these can also be due to their flat design, the porous Layers and the volume of air contained in them simultaneously as damping elements Find use. This is particularly useful in the headliner attached foldable variant on, when the speakers themselves in the folded up position. Also is an additional use as a thermal insulation element, as a mechanical stabilizer as well as an elastic suspension element conceivable.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der mindestens eine Lautsprecher als Projektionsfläche für die Darstellung visueller Information einsetzbar. Da in Kraftfahrzeugen in zunehmendem Maße visuelle Infotainment-Applikationen wie z.B. TV-, Video- bzw. DVD-Systeme Anwendung finden, können für diese vorzugsweise Flächenlautsprecher neben ihrer Schallabstrahlungsfunktion gleichzeitig als Bildprojektionsfläche dienen. Hierfür sind insbesondere Flächenlautsprecher mit heller bzw. weißer Außenfläche vorteilhaft. Insbesondere in Verbindung mit der am Dachhimmel angebrachten klappbaren Variante der elektrostatischen Flächenlautsprecher lässt sich somit in platzsparender Weise eine vorteilhafte Doppelnutzung der Flächenlautsprecher erreichen.In a further advantageous embodiment of the at least a speaker as a projection surface for visual representation Information can be used. As in motor vehicles increasingly visual Infotainment applications such as TV, video or DVD systems application find, can for this preferably area speakers next to their Schallabstrahlungsfunktion serve simultaneously as an image projection surface. Therefor are especially area speakers with bright or white outer surface advantageous. Especially in conjunction with the hinged on the headliner variant the electrostatic flat speaker can be Thus, in space-saving manner, a beneficial double use of Panel loudspeaker to reach.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist mindestens eine Frequenzweiche zur Auftrennung der Frequenzanteile der vorzunehmenden Beschallung vorgesehen und zumindest die tiefen Frequenzanteile sind über einen separaten Sub-Woofer und/oder Bass-Shaker abstrahlbar. Da elektrostatische Flächenlautsprecher insbesondere in den höheren Frequenzbereichen ein überzeugendes Klangverhalten bieten, während sie die tieferen Frequenzanteile häufig nicht in gleicher Weise mit ausreichender Schallleistung bzw. -qualität reproduzieren können, ist es sinnvoll, für ein vollständiges Klangbild die tiefen Frequenzanteile separat mittels dafür besser geeigneter Mittel einzustrahlen. Dies kann z.B. mittels eines vorzugsweise an bzw. unter dem Fond-Sitz angeordneten Sub-Woofers und/oder Bass-Shakers erfolgen. Es ist zudem ebenfalls vorstellbar, dass dessen beispielsweise auf den Vordersitzen unerwünschterweise hörbare Schallanteile dort weiter vorzugsweise durch gegenphasig betriebene Lautsprecher aktiv gedämpft bzw. gegenphasig überlagert werden, um auch für die tiefen Frequenzen eine zumindest örtlich begrenzte Beschallung innerhalb des Fahrzeuginnenraums zu erzielen.In a further advantageous embodiment is at least one Crossover for separating the frequency components of the sound to be made provided and at least the low frequency components are over one separate subwoofer and / or bass shaker can be emitted. Because electrostatic Panel loudspeaker especially in the higher ones Frequency ranges a convincing To provide sound behavior while they often do not use the lower frequency components in the same way with sufficient sound power or quality can reproduce is it makes sense for a complete sound picture the low frequency components separately by means better suited for this purpose irradiate. This can e.g. by means of a preferably on or Under the rear seat arranged sub-woofers and / or bass shakers respectively. It is also conceivable that, for example on the front seats undesirably audible Schallanteile there further preferably operated by antiphase Speaker actively attenuated or in opposite phases superimposed be in order for too the low frequencies an at least localized sound within the vehicle interior.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigenThe Invention will be described below with reference to a preferred embodiment explained in more detail. In the associated Drawings show

1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lautsprecheranordnung in der Querschnittsansicht, 1 a schematic representation of a preferred embodiment of a loudspeaker arrangement according to the invention in the cross-sectional view,

2 eine schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lautsprecheranordnung in der Querschnittsansicht, 2 a schematic representation of another preferred embodiment of a loudspeaker arrangement according to the invention in the cross-sectional view,

3 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer in einem Fahrzeug montierten erfindungsgemäßen Lautsprecheranordnung in der Querschnittsansicht, 3 a schematic representation of a preferred embodiment of a vehicle-mounted loudspeaker arrangement according to the invention in the cross-sectional view,

4 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer in einem Fahrzeug montierten erfindungsgemäßen Lautsprecheranordnung in der Draufsicht, 4 a schematic representation of a preferred embodiment of a vehicle-mounted loudspeaker arrangement according to the invention in plan view,

5 eine schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer in einem Fahrzeug montierten erfindungsgemäßen Lautsprecheranordnung in der Draufsicht, 5 a schematic representation of another preferred embodiment of a vehicle-mounted loudspeaker arrangement according to the invention in plan view,

6 eine schematische Darstellung eines Flächenlautsprechers in der Querschnittsansicht (Stand der Technik), 6 a schematic representation of a surface speaker in the cross-sectional view (prior art),

7a eine schematische Darstellung eines Flächendipols, 7a a schematic representation of a surface dipole,

7b eine schematische Darstellung eines Flächenmonopols und 7b a schematic representation of a monopoly area and

8 eine schematische Darstellung eines Multilayer-Panels in der Querschnittansicht. 8th a schematic representation of a multilayer panel in the cross-sectional view.

1 zeigt schematisch einen Flächenlautsprecher 2, wie er in einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lautsprecheranordnung 1 zur Anwendung kommt. Der elektrostatische Flächenlautsprecher 2 ist dabei mit einer unidirektionalen Abstrahlcharakteristik ausgebildet. Dazu wird der Schall nahezu ausschließlich in einer Hauptabstrahlrichtung 5 abgestrahlt, während er in der Richtung, die der erwünschten Hauptabstrahlrichtung 5 entgegengesetzt ist, abgedämpft wird. Zu diesem Zweck weist der Flächenlautsprecher 2 sowohl Mittel zur aktiven als auch zur passiven Dämpfung der Schallabstrahlung in der der Hauptabstrahlrichtung 5 entgegengesetzten Abstrahlrichtung auf. Der elektrostatische Flächenlautsprecher 2 ist zudem von mindestens einem Audio-Prozessor (nicht dargestellt) ansteuerbar. Die Mittel zur passiven Dämpfung der Schallabstrahlung sind dabei als zumindest schwach schalldämmende Schicht 6 an der der Hauptabstrahlrichtung 5 abgewandten Seite des Flächenlautsprechers 2 ausgebildet. Dazu ist das Rückvolumen des Flächenlautsprechers 2 bzw. der Lautsprecheranordnung 1 auf der der Hauptabstrahlrichtung 5 abgewandten Seite durch die schwach schalldämmende Schicht 6, die beispielsweise aus Mineralwolle ausgebildet sein kann, zumindest an den Rändern akustisch wenigstens schwach bedämpft. Des Weiteren sind die Mittel zur aktiven Dämpfung der Schallabstrahlung als eine Vorrichtung zur aktiven Schallauslöschung ausgebildet. Dazu ist ein ebenfalls als elektrostatischer Flächenlautsprecher ausgebildeter Sekundärlautsprecher 8 als weiterer Lautsprecher vorgesehen, welcher die Abstrahlung von Schall in die der Hauptabstrahlrichtung 5 entgegengesetzte Richtung aktiv dämpft. Die aktive Dämpfung erfolgt dabei nach dem Prinzip der „Active Noise Cancellation" (ANC), d.h. es erfolgt eine aktive Schallauslöschung durch Erzeugen eines Schallsignals mittels des Sekundärlautsprechers 8, welches gegenphasig zu dem vom Flächenlautsprecher 2 entgegen der Hauptabstrahlrichtung 5 abgestrahlten Schallsignal ist. Dadurch löschen sich dann im Idealfall die Schallamplituden der gegensätzlichen Phasen in der der Hauptabstrahlrichtung 5 entgegengesetzten Richtung gegenseitig nahezu völlig aus, was zu einer aktiven Schalldämpfung in dieser Richtung führt, weswegen lediglich eine Hauptschallamplitude 4 in der Hauptabstrahlrichtung 5 erhalten bleibt und vom Flächenlautsprecher 2 als Schall nach außen abgegeben wird. Dazu wird zunächst ein gegenphasiges Signal 15 erzeugt, welches gegenphasig zu einem Nutzsignal 12 ist, mit dem der elektrostatische Flächenlautsprecher 2 angesteuert wird. Mit diesem gegenphasigen Signal 15 wird dann der Sekundärlautsprecher 8 angesteuert. Die Erzeugung des gegenphasigen Signals 15 erfolgt dabei mittels eines Reglers 10, der vorzugsweise Bestandteil des (nicht dargestellten) Audio-Prozessors ist. Die Erzeugung kann dabei zum einen in Abhängigkeit eines von einem Mikrofon 11 erfassten Schallsignals des Flächenlautsprechers 2 erfolgen. Dazu ist an der Rückseite des Sekundärlautsprechers 8 das als elektrostatisches Flächenmikrofon ausgebildete Mikrofon 11 vorgesehen. Die Ansteuerung des Sekundärlautsprechers 8 zur Erzeugung des gegenphasigen Schallsignals erfolgt dann adaptiv mit Hilfe des Mikrofons 11, durch welches das entgegen der Hauptabstrahlrichtung 5 abgestrahlte Schallsignal des Flächenlautsprechers 2 erfasst wird. Mittels des Mikrofons 11 erfolgt nach der Erfassung des vom Flächenlautsprecher 2 tatsächlich abgestrahlten Schalls die Erzeugung eines darauf basierenden Fehlersignals 14, welches dann an den Regler 10 übermittelt wird und als Stellgröße in die Regelung einfließt. Dies entspricht dann einem geschlossenen "Feedback"-Regelkreis. Andererseits kann jedoch die Ansteuerung des Sekundärlautsprechers 8 zur Erzeugung des gegenphasigen Schallsignals auch unmittelbar auf Basis des aufbereiteten Nutzsignals 12 zur Ansteuerung des Flächenlautsprechers 2 erfolgen, welches dann als Referenzsignal 13 für die Regelung dient. Ist die Abstrahlcharakteristik bzw. Übertragungsfunktion des Flächenlautsprechers 2 bekannt, so kann mittels des Reglers 10 aus dem gesendeten Referenzsignal 13 im Rahmen einer vorwärtsgekoppelten „Feedforward"-Regelung, d.h. ohne Nutzung des Fehlersignals 14, das zur aktiven Dämpfung notwendige gegenphasige Signal 15 berechnet werden. Im vorliegenden Falle erfolgt die Ansteuerung des Sekundärlautsprechers 8 anhand einer Kombination aus feedback- und feedforward-Regelung. Um sicherzustellen, dass lediglich die unerwünschten Schallamplituden des Flächenlautsprechers 2, die entgegen der Hauptabstrahlrichtung 4 abgestrahlt werden, mittels ANC ausgelöscht werden, sind der Flächenlautsprecher 2 und der Sekundärlautsprecher 8 beide als elektrostatische Flächenlautsprecher ausgebildet, wobei der jeweils eine als Flächendipol 20 und der jeweils andere als Flächenmonopol 21 (vgl. 7a und 7b) ausgebildet ist. Dabei ist jeweils diejenige Seite der beiden Lautsprecher, die die zum anderen Lautsprecher unterschiedliche Phase aufweist, in die der Hauptabstrahlrichtung 5 entgegengesetzten Richtung ausgerichtet, damit die Dämpfung mittels Phasenauslöschung nur in dieser Richtung erfolgt. Da demgegenüber in Hauptabstrahlrichtung 5 dann Flächenlautsprecher 2 und Sekundärlautsprecher 8 zueinander gleichphasig abstrahlen, kann der Schalldruck der in Hauptabstrahlrichtung 5 abgestrahlten Hauptschallamplitude 4 dadurch sogar maximal verdoppelt werden, d.h. der Sekundärlautsprecher 8 wirkt als aktiver Reflektor. Der die Charakteristik eines Flächenmonopols 21 aufweisende Lautsprecher kann dabei beispielsweise als Multilayer-Panel 30 (vgl. 8) ausgebildet sein. 1 schematically shows a flat speaker 2 as in a preferred embodiment of a loudspeaker arrangement according to the invention 1 is used. The electrostatic Panel loudspeaker 2 is formed with a unidirectional radiation characteristic. For this purpose, the sound is almost exclusively in a main emission direction 5 while radiating in the direction of the desired main radiation direction 5 is opposite, is damped. For this purpose, the area speaker 2 both means for active and passive attenuation of the sound radiation in the main emission direction 5 opposite direction of emission. The electrostatic flat speaker 2 is also controlled by at least one audio processor (not shown). The means for passive attenuation of the sound radiation are at least weak sound-insulating layer 6 at the main radiation direction 5 facing away from the area speaker 2 educated. This is the back volume of the area speaker 2 or the speaker assembly 1 on the main radiation direction 5 opposite side by the weak sound insulating layer 6 , which may be formed for example of mineral wool, acoustically at least weakly damped at least at the edges. Furthermore, the means for active attenuation of the sound radiation are designed as an active sound cancellation device. This is also a trained as electrostatic flat speaker secondary speaker 8th provided as a further speaker, which the emission of sound in the main emission direction 5 opposite direction actively attenuates. The active damping takes place according to the principle of "Active Noise Cancellation" (ANC), ie there is an active sound cancellation by generating a sound signal by means of the secondary speaker 8th , which is in phase opposition to that of the area loudspeaker 2 against the main emission direction 5 emitted sound signal is. As a result, in the ideal case, the sound amplitudes of the opposing phases in the main emission direction are extinguished 5 opposite direction of each other almost completely, resulting in an active sound attenuation in this direction, so only a main sound amplitude 4 in the main emission direction 5 is preserved and the area speaker 2 is emitted as sound to the outside. For this purpose, initially an antiphase signal 15 generated, which in phase opposition to a useful signal 12 is with which the electrostatic area speaker 2 is controlled. With this antiphase signal 15 then becomes the secondary speaker 8th driven. The generation of the antiphase signal 15 takes place by means of a regulator 10 which is preferably part of the (not shown) audio processor. The generation can be done depending on one of a microphone 11 recorded sound signal of the area speaker 2 respectively. This is on the back of the secondary speaker 8th the microphone designed as electrostatic surface microphone 11 intended. The activation of the secondary loudspeaker 8th to generate the antiphase sound signal is then adaptively using the microphone 11 , by which the contrary to the main emission direction 5 radiated sound signal of the area loudspeaker 2 is detected. By means of the microphone 11 takes place after the detection of the area loudspeaker 2 actually radiated sound, the generation of an error signal based thereon 14 , which then to the controller 10 is transmitted and used as a manipulated variable in the regulation. This then corresponds to a closed "feedback" loop. On the other hand, however, the control of the secondary speaker 8th for generating the antiphase sound signal also directly on the basis of the processed useful signal 12 for controlling the area loudspeaker 2 take place, which then as a reference signal 13 serves for the regulation. Is the emission characteristic or transfer function of the area loudspeaker 2 known, so by means of the regulator 10 from the transmitted reference signal 13 in the context of a feedforward control, ie without the use of the error signal 14 , the antiphase signal necessary for active damping 15 be calculated. In the present case, the control of the secondary loudspeaker takes place 8th using a combination of feedback and feedforward control. To ensure that only the unwanted sound amplitudes of the area speaker 2 , which oppose the main emission direction 4 are emitted, extinguished by means of ANC are the area loudspeaker 2 and the secondary speaker 8th both formed as electrostatic surface speakers, each one as a surface dipole 20 and each other as area monopoly 21 (see. 7a and 7b ) is trained. In each case, that side of the two loudspeakers which has the phase different from that of the other loudspeaker is in the direction of the main emission direction 5 Aligned opposite direction, so that the attenuation by means of phase cancellation takes place only in this direction. In contrast, in the main emission direction 5 then area speakers 2 and secondary speakers 8th can radiate in phase with each other, the sound pressure in the main direction of radiation 5 radiated main sound amplitude 4 even doubled by that, ie the secondary speaker 8th acts as an active reflector. The characteristic of a surface monopoly 21 exhibiting speakers can, for example, as a multilayer panel 30 (see. 8th ) be formed.

2 zeigt schematisch eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lautsprecheranordnung 1 in der Querschnittsansicht, wobei auch hier der elektrostatische Flächenlautsprecher 2 mit einer unidirektionalen Abstrahlcharakteristik ausgebildet ist. Zum Zweck des Unterbindens einer bidirektionalen Schallabstrahlung weist der Flächenlautsprecher 2 hier jedoch lediglich Mittel zur passiven Dämpfung der Schallabstrahlung in der der Hauptabstrahlrichtung 5 entgegengesetzten Abstrahlrichtung auf, welche als schalldämmende Schicht 7 sowie einen schallharten Abschluss 9 an der der Hauptabstrahlrichtung 5 abgewandten Seite des Flächenlautsprechers 2 ausgebildet sind. Dabei ist auf der der Hauptabstrahlrichtung 5 abgewandten Seite das Rückvolumen des Flächenlautsprechers 2 durch die schalldämmende Schicht 7, die beispielsweise aus Mineralwolle ausgebildet sein kann, akustisch möglichst stark bedämpft sowie durch den möglichst schallharten Abschluss 9 nach außen begrenzt. Aufgrund der schalldämmenden Schicht 7 und dem schallharten Abschluss 9 werden die vom Flächenlautsprecher 2 in der der Hauptabstrahlrichtung 5 entgegengesetzten Richtung abgegebenen Schallamplituden nahezu völlig gedämpft bzw. in die entgegengesetzte Richtung reflektiert, was zu einer passiven Schalldämpfung in dieser Richtung führt, weswegen lediglich eine Hauptschallamplitude 4 in der Hauptabstrahlrichtung 5 erhalten bleibt und vom Flächenlautsprecher 2 als Schall nach außen abgegeben wird. 2 schematically shows a further preferred embodiment of the loudspeaker arrangement according to the invention 1 in the cross-sectional view, here again the electrostatic surface speaker 2 is formed with a unidirectional radiation characteristic. For the purpose of inhibiting bidirectional sound radiation, the area loudspeaker has 2 here only Means for passive attenuation of the sound radiation in the main emission direction 5 opposite emission direction, which as sound-insulating layer 7 as well as a reverberant finish 9 at the main radiation direction 5 facing away from the area speaker 2 are formed. It is on the main radiation direction 5 opposite side, the back volume of the area speaker 2 through the sound-insulating layer 7 , which may be formed, for example, from mineral wool, acoustically damped as much as possible and by the most reverberant finish 9 limited to the outside. Due to the sound-insulating layer 7 and the reverberant finish 9 become the of the area loudspeaker 2 in the main radiation direction 5 In the opposite direction emitted sound amplitudes almost completely damped or reflected in the opposite direction, resulting in a passive sound attenuation in this direction, so only a main sound amplitude 4 in the main emission direction 5 is preserved and the area speaker 2 is emitted as sound to the outside.

3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer in einem Kraftfahrzeug montierten erfindungsgemäßen Lautsprecheranordnung 1 schematisch in der Querschnittsansicht. Die Lautsprecheranordnung 1 weist dabei mindestens einen elektrostatischen Flächenlautsprecher 2 mit unidirektionaler Abstrahlcharakteristik auf, der Mittel zur aktiven und/oder passiven Dämpfung der Schallabstrahlung in eine der Hauptabstrahlrichtung 5 entgegengesetzten Abstrahlrichtung aufweist. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Flächenlautsprecher 2 gemäß den in 1 und 2 dargestellten Varianten handeln. Der Flächenlautsprecher 2 ist dabei ausklappbar am Dachhimmel 27 eines lediglich stilisiert dargestellten Kraftfahrzeugs angeordnet, wie durch den Doppelpfeil und die halb bzw. ganz ausgeklappte Position angedeutet. Auf diese Weise kann z.B. für einen Insassen 19b im Fond des Fahrzeugs der Flächenlautsprecher 2 zur Benutzung heruntergeklappt und in die akustisch optimale Position gebracht werden, so dass der heruntergeklappte Flächenlautsprecher 2 das Audiosignal entsprechend seiner ausgeprägten Richtcharakteristik optimal und direkt von vorne, das heißt in der Hauptabstrahlrichtung 5, auf den Insassen 19b abstrahlen kann. Der auf dem Rücksitz 18 befindliche Insasse 19b kann somit individuell beschallt werden, ohne dass ein auf dem Vordersitz 17 befindlicher Insasse 19a, der z.B. als Fahrer das Lenkrad 16 zu bedienen hat, beschallt wird. Wird der Flächenlautsprecher 2 nicht mehr benötigt, so kann er wieder nach oben in die Ruheposition im Dachhimmel 27 geklappt werden und nimmt somit keinen zusätzlichen Raum mehr in Anspruch bzw. stört nicht die freie Sicht des Insassen 19b. Der Flächenlautsprecher 2 ist dabei vorzugsweise in seiner hochgeklappten Stellung auch als Mikrofon und/oder als akustisches Dämpfungselement einsetzbar. In der heruntergeklappten Position dient der Flächenlautsprecher 2 neben seiner Schallabstrahlungsfunktion gleichzeitig auch als Bildprojektionsfläche 23 für visuelle Infotainment-Applikationen wie z.B. TV-, Video- bzw. DVD-Systeme. Zu diesem Zweck ist der Flächenlautsprecher 2 vorzugsweise mit einer hellen bzw. weißen Außenfläche versehen. Da der elektrostatische Flächenlautsprecher 2 lediglich in den höheren Frequenzbereichen ein überzeugendes Klangverhalten bietet, während die tieferen Frequenzanteile nicht mit ausreichender Schallleistung bzw. -qualität abgestrahlt werden, ist vorzugsweise eine Frequenzweiche (nicht dargestellt) zur Auftrennung der Frequenzanteile der vorzunehmenden Beschallung vorgesehen und zumindest die tiefen Frequenzanteile sind über einen separaten Shaker 25, der vorzugsweise unter dem Rücksitz 18 angeordnet ist, abstrahlbar. 3 shows an embodiment of a mounted in a motor vehicle loudspeaker arrangement according to the invention 1 schematically in the cross-sectional view. The speaker arrangement 1 has at least one electrostatic flat speaker 2 with unidirectional radiation characteristic, the means for active and / or passive attenuation of the sound radiation in one of the main emission direction 5 has opposite emission direction. This may be, for example, a flat-panel loudspeaker 2 according to the in 1 and 2 acted variants. The area speaker 2 is foldable on the headliner 27 arranged motor vehicle only stylized as indicated by the double arrow and the half or fully unfolded position. This way, for example, for an occupant 19b in the rear of the vehicle the area loudspeaker 2 folded down for use and placed in the acoustically optimal position, so that the folded-down area speaker 2 the audio signal according to its pronounced directional characteristics optimally and directly from the front, that is in the main emission direction 5 , to the inmates 19b can radiate. The one in the backseat 18 inmates 19b can therefore be individually sonicated, without one in the front seat 17 inmate 19a , for example, as a driver, the steering wheel 16 to use, is sonicated. Becomes the area speaker 2 no longer needed, he can go back up to the rest position in the headliner 27 be folded and thus takes no additional space or does not interfere with the free view of the occupant 19b , The area speaker 2 is preferably used in its raised position as a microphone and / or as an acoustic damping element. In the folded down position serves the area speaker 2 in addition to its sound radiation function also as an image projection surface 23 for visual infotainment applications such as TV, video and DVD systems. For this purpose, the area speaker 2 preferably provided with a bright or white outer surface. Because the electrostatic area speaker 2 only in the higher frequency ranges provides convincing sound behavior, while the lower frequency components are not radiated with sufficient sound power or quality, preferably a crossover (not shown) for separating the frequency components of the sound to be made provided and at least the low frequency components are on a separate shaker 25 which is preferably under the back seat 18 is arranged, radiatable.

4 und 5 zeigen zwei Varianten der in 3 dargestellten bevorzugten Ausführungsform der in einem Fahrzeug montierten erfindungsgemäßen Lautsprecheranordnung 1 in der Draufsicht. Dabei ist zu erkennen, dass die aus dem Dachhimmel 27 (vgl. 3) heruntergeklappten Flächenlautsprecher 2 aufgrund ihrer unidirektionalen Richtcharakteristik ihr jeweiliges Audiosignal direkt von vorne, d.h. in Hauptabstrahlrichtung 5 auf die Insassen 19b, 19c auf den Rücksitzen 18 des Fahrzeugs abstrahlen. Aufgrund der Mittel zur aktiven und/oder passiven Dämpfung der Schallabstrahlung in der der Hauptabstrahlrichtung 5 entgegengesetzten Richtung strahlen die Flächenlautsprecher 2 jedoch keinen Schall auf die auf den Vordersitzen 17 befindlichen Insassen 19a, 19d ab. Durch eine geeignete Positionierung der Lautsprecheranordnung 1 im Innenraum des Fahrzeugs können dann Raumklangeffekte wie beispielsweise Stereoklang bzw. „Virtual Dolby Surround" oder eine Wellenfeldsynthese erzielt werden. Da die in 4 und 5 dargestellte Lautsprecheranordnung 1 aus jeweils mindestens zwei benachbarten Flächenlautsprechern 2 gebildet wird, ist vorstellbar, dass diese mittels unterschiedlicher komplexer Übertragungsfunktionen zur Einstellung einer bestimmten Abstrahlcharakteristik ansteuerbar sind. Mittels dieser komplexer Übertragungsfunktionen kann ein Richtlautsprecher, d.h. eine in unterschiedliche Raumrichtungen unterschiedlich abstrahlende Schallquelle mit einer Hauptkeule im Winkel von 0°, über die gesamte Audiofrequenz eingestellt werden, um beispielsweise Nebenkeulen, die zu einem Übersprechen zu den benachbarten Fahrzeugsitzen führen, zu vermeiden. Auf diese Weise wird für die Insassen 19b und 19c jeweils eine individuelle Einzelplatzbeschallung innerhalb des Fahrzeuginnenraums ermöglicht. Bei der in 4 dargestellten Lautsprecheranordnung 1 sind die Flächenlautsprecher 2 jeweils separat angeordnet. Aus diesem Grund ist dort auch für beide Insassen 19a, 19d eine gemeinsame, von den Flächenlautsprechern 2 separate ausklappbare Bildprojektionsfläche für DVD-Nideo-/TV-Infotainmentfunktionen vorgesehen. In der in 5 dargestellten Variante sind die Flächenlautsprecher 2 in einer gemeinsamen ausklappbaren Fläche integriert, weswegen diese gleichzeitig auch als Bildprojektionsfläche 23 für DVD-Nideo-/TV-Entertainment genutzt werden kann. 4 and 5 show two variants of in 3 illustrated preferred embodiment of the vehicle-mounted loudspeaker arrangement according to the invention 1 in the plan view. It can be seen that the from the headliner 27 (see. 3 ) folded down area speakers 2 due to their unidirectional directivity their respective audio signal directly from the front, ie in the main emission direction 5 to the inmates 19b . 19c in the back seats 18 of the vehicle. Due to the means for active and / or passive attenuation of the sound radiation in the main emission direction 5 opposite direction radiate the area speakers 2 but no sound on the front seats 17 occupants 19a . 19d from. By a suitable positioning of the speaker assembly 1 in the interior of the vehicle then spatial sound effects such as stereo sound or "Virtual Dolby Surround" or a wave field synthesis can be achieved 4 and 5 illustrated speaker assembly 1 from in each case at least two adjacent area loudspeakers 2 is formed, it is conceivable that these can be controlled by means of different complex transfer functions for setting a specific emission characteristics. By means of these complex transfer functions, a directional loudspeaker, ie a sound source having a different lobe with a main lobe at an angle of 0 °, can be set over the entire audio frequency in order, for example, to avoid side lobes leading to crosstalk to the adjacent vehicle seats. This way, for the inmates 19b and 19c each individual individual sound reinforcement within the vehicle interior allows. At the in 4 illustrated speaker assembly 1 are the area speakers 2 each arranged separately. For this reason, there is also for both inmates 19a . 19d a common, from the area speakers 2 separate fold-out screen for DVD-Video / TV-Info provided tainmentfunktionen. In the in 5 variant shown are the area speakers 2 integrated in a common fold-out area, which is why this also as an image projection surface 23 can be used for DVD video / TV entertainment.

6 zeigt schematisch einen hinsichtlich des Funktionsprinzips bereits aus dem Stand der Technik bekannten gattungsgemäßen elektrostatischen Flächenlautsprecher 2a ohne unidirektionale Abstrahlcharakteristik in der Querschnittsansicht. Elektrostatische Lautsprecher funktionieren prinzipiell, indem sich eine elektrisch geladene möglichst leichte Kunststoffmembran 31 in einem elektrischen Feld bewegt. Dieses elektrische Feld wird im Allgemeinen durch ein Tonsignal 32 mit der Folge moduliert, dass die Kunststoffmembran 31 den Ton als Schall abstrahlt. Die Kunststoffmembran 31 muss dabei derart angespannt sein, dass eine lineare Übertragung und eine gute Beweglichkeit, d.h. insbesondere ausreichende Amplituden und geringe Dämpfung, gewährleistet sind und die Ausbildung von Membraneigenmoden unterdrückt werden. Dies wird erreicht, indem die isolierte Kunststoffmembran 31 zwischen zwei filzartige poröse Schichten 34 gelegt wird, welche mit metallischen Oberflächen 35 beschichtet sind. Die porösen Schichten 34 und die Kunststoffmembran 31 kommen dabei im wesentlichen nur an bestimmten als Klebenaht 37 ausgebildeten Unterstützungsstellen miteinander in Kontakt, während an den anderen Stellen ein Luftspalt bzw. Hohlraum 33 zwischen den porösen Schichten 34 und der Kunststoffmembran 31 vorhanden ist. Die Kunststoffmembran 31 wird dann mit einer Bias-Gleichspannung 36 von 300–500 Volt belegt. Alternativ dazu kann die Kunststoffmembran 31 auch als Elektret ausgebildet sein, d.h. als ein elektrisch isolierendes Material, das an zwei gegenüberliegenden Flächen entgegengesetzte elektrische Ladungen trägt und somit ein permanentes elektrisches Feld in seiner Umgebung erzeugt. Zudem werden die metallischen Oberflächen 35 mit dem gegenphasigen elektrischen Tonsignal 32 beaufschlagt. Dabei wirken die filzartigen porösen Schichten 34 bzw. das in ihnen enthaltenen Luftvolumen sowohl als Dämpfer als auch als Stabilisator und als Federelement. Durch eine örtliche Variation dieser Eigenschaften kann die Richtcharakteristik des Flächenlautsprechers 2a weiter positiv beeinflusst werden. Außerdem wird dessen Richtcharakteristik durch seine Formgebung beeinflusst. In der dargestellten Form wirkt der elektrostatische Flächenlautsprecher 2a dann als bidirektionaler Lautsprecher bzw. als Flächendipol (vgl. 7a). 6 schematically shows a known with respect to the principle of operation already known from the prior art electrostatic flat panel speakers 2a without unidirectional radiation characteristic in the cross-sectional view. Electrostatic speakers work in principle, by an electrically charged as light as possible plastic membrane 31 moved in an electric field. This electric field is generally triggered by a sound signal 32 modulated with the result that the plastic membrane 31 emits the sound as sound. The plastic membrane 31 must be so tight that a linear transmission and good mobility, ie in particular sufficient amplitudes and low attenuation, are guaranteed and the formation of membrane eigenmodes are suppressed. This is achieved by the isolated plastic membrane 31 between two felt-like porous layers 34 which is laid with metallic surfaces 35 are coated. The porous layers 34 and the plastic membrane 31 essentially come only on certain as adhesive seam 37 trained support points in contact, while in the other places an air gap or cavity 33 between the porous layers 34 and the plastic membrane 31 is available. The plastic membrane 31 is then with a bias DC voltage 36 occupied by 300-500 volts. Alternatively, the plastic membrane 31 also be designed as an electret, ie as an electrically insulating material which carries opposite electrical charges on two opposite surfaces and thus generates a permanent electric field in its environment. In addition, the metallic surfaces 35 with the antiphase electrical sound signal 32 applied. The felt-like porous layers act here 34 or the volume of air contained in them both as a damper and as a stabilizer and as a spring element. By a local variation of these characteristics, the directional characteristic of the area speaker 2a continue to be positively influenced. In addition, its directional characteristic is influenced by its shape. In the illustrated form, the electrostatic area speaker acts 2a then as bidirectional loudspeaker or as surface dipole (cf. 7a ).

7a und 7b stellen schematisch die Wirkungsweise von prinzipiell bereits aus dem Stand der Technik bekannten Flächendipolen bzw. -monopolen dar. Der in 7a dargestellte Flächendipol 20 besteht aus einem Flächenlautsprecher 2, dessen Richtcharakteristik eine Schallabstrahlung mit sich bringt, die in beiden Richtungen senkrecht zur Lautsprecheroberfläche gegenphasig erfolgt. D.h. in der einen Richtung wird das Schallsignal mit positiver Amplitude abgestrahlt, während simultan das gleiche Schallsignal in entgegengesetzter Richtung mit negativer Amplitude abgestrahlt wird. Der in 7b dargestellte Flächenmonopol 21 besteht ebenfalls aus einem Flächenlautsprecher 2, dessen Richtcharakteristik jedoch eine Schallabstrahlung mit sich bringt, die in beiden Richtungen senkrecht zur Lautsprecheroberfläche gleichphasig erfolgt. D.h., wenn in der einen Richtung das Schallsignal mit positiver Amplitude abgestrahlt, wird simultan das gleiche Schallsignal in entgegengesetzter Richtung ebenfalls mit positiver Amplitude abgestrahlt. Ein solcher Flächenmonopol 21 kann beispielsweise mittels eines in 8 dargestellten Multilayer-Panels 30 erzeugt werden, welches einem aus mehreren porösen Schichten 34 sowie Kunststoffmembranen 31 zusammengesetzten, mit Perforationen 38 versehenen elektrostatischen Flächenlautsprecher 2 entspricht. Die porösen Schichten 34 sind dabei jeweils mit metallischen Oberflächen 35 beschichtet. Die Unterstützungsstellen, an denen die Kunststoffmembranen 31 und die porösen Schichten 34 miteinander in Kontakt kommen, sowie die Perforationen 38 sind derart angeordnet, dass die gesamte Struktur des Multilayer-Panels 30 ihre Dicke verändern kann. 7a and 7b represent schematically the mode of action of in principle already known from the prior art surface dipoles or monopolies. The in 7a illustrated area dipole 20 consists of a flat speaker 2 whose directional characteristic brings a sound radiation with it, which takes place in opposite directions perpendicular to the speaker surface in both directions. That is, in one direction, the sound signal of positive amplitude is radiated, while simultaneously the same sound signal is radiated in the opposite direction with negative amplitude. The in 7b illustrated area monopoly 21 also consists of a flat speaker 2 However, its directional characteristic brings a sound radiation with it, which is in-phase in both directions perpendicular to the speaker surface in phase. That is, when the sound signal of positive amplitude is radiated in one direction, the same sound signal in the opposite direction is also radiated with positive amplitude simultaneously. Such a monopoly area 21 For example, by means of a in 8th illustrated multilayer panels 30 be generated, which one of several porous layers 34 as well as plastic membranes 31 compound, with perforations 38 provided with electrostatic surface speakers 2 equivalent. The porous layers 34 are each with metallic surfaces 35 coated. The support points where the plastic membranes 31 and the porous layers 34 come into contact with each other, as well as the perforations 38 are arranged such that the entire structure of the multilayer panel 30 can change their thickness.

11: LautsprecheranordnungSpeaker layout
2, 2a2, 2a: FlächenlautsprecherPanel loudspeaker
44: HauptschallamplitudeMain sound amplitude
55: Hauptabstrahlrichtungmain radiation
66: schwach schalldämmende Schichtweak soundproofing layer
77: schalldämmende Schichtsound insulating layer
88th: SekundärlautsprecherSecondary speaker
99: schallharter Abschlussreverberant graduation
1010: Reglerregulator
1111: Mikrofonmicrophone
1212: Nutzsignalpayload
1313: Referenzsignalreference signal
1414: Fehlersignalerror signal
1515: gegenphasiges Signalantiphase signal
1616: Lenkradsteering wheel
1717: Vordersitzfront seat
1818: Rücksitzback seat
19a, b, c, d19a, b, c, d: Insasseinmate
2020: Flächendipolflat dipole
2121: Flächenmonopolsurface monopoly
2323: Bildprojektionsflächescreen projection
2525: Shakershaker
2727: Dachhimmelheadliner
3030: Multilayer-PanelMultilayer panel
3131: KunststoffmembranPlastic membrane
3232: elektrisches Tonsignalelectrical sound
3333: Hohlraumcavity
3434: poröse Schichtporous layer
3535: metallische Oberflächemetallic surface
3636: Bias-GleichspannungDC bias
3737: Klebenahtadhesive seam
3838: Perforationenperforations

Claims

Speaker arrangement ( 1 ) for sonication in a motor vehicle, comprising at least one loudspeaker, which can be controlled by at least one audio processor, characterized in that the loudspeaker is designed as at least one electrostatic surface loudspeaker ( 2 ) is formed with unidirectional radiation characteristic, wherein the area loudspeaker ( 2 ) Means for active and / or passive attenuation of the sound radiation in one of a main emission direction ( 5 ) has opposite radiation direction.

Speaker arrangement ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the at least one loudspeaker is arranged pivotably in the interior of a motor vehicle.

Speaker arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one loudspeaker can be folded out on the headliner ( 27 ) of the motor vehicle is arranged.

Speaker arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the means for passive attenuation of the sound radiation as at least one sound-insulating layer ( 7 ) at the main radiation direction ( 5 ) facing away from the speaker are formed.

Speaker arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the means for active attenuation of the sound radiation are designed as at least one active sound cancellation device, which comprises at least one further loudspeaker, wherein the active sound cancellation by generating a signal ( 15 ), which is in opposite phase to the signal of the at least one loudspeaker, as well as by driving the further loudspeaker with the antiphase signal ( 15 ) he follows.

Speaker arrangement ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the generation of the antiphase signal ( 15 ) depending on a microphone ( 11 ) detected sound signal of the at least one speaker and / or in response to a processed by means of the audio processor signal for controlling the at least one speaker.

Speaker arrangement ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the microphone ( 11 ) is designed as an electrostatic surface microphone.

Speaker arrangement ( 1 ) according to one of claims 5 to 7, characterized in that the at least one loudspeaker and the at least one further loudspeaker as electrostatic surface loudspeakers ( 2 ), each of which is designed as a surface dipole ( 20 ) and the other as area monopoly ( 21 ) is trained.

Speaker arrangement ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the at least one further loudspeaker is designed as an active reflector.

Speaker arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one loudspeaker is used as a microphone ( 11 ) and / or can be used as an acoustic damping element.

Speaker arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one loudspeaker can be used as a projection surface for the display of visual information.

Speaker arrangement ( 1 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one crossover for separating the frequency components of the sound to be provided is provided and at least the low frequency components via a separate sub-woofer and / or bass shaker are radiated.

Method for sonication in a motor vehicle, comprising a loudspeaker arrangement ( 1 ) with at least one loudspeaker, which is controlled by at least one audio processor, characterized in that the loudspeaker is designed as at least one electrostatic surface loudspeaker ( 2 ), wherein the area loudspeaker ( 2 ) at least means for actively attenuating the sound radiation in one of a Hauptabstrahlrichtung ( 5 ) has opposite radiation direction and the means for active damping are controlled by the audio processor such that the sound is unidirectional.