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Bei
der Erfindung handelt es sich um ein Soundsystem, welches vorwiegend
in PKW aber auch anderen Kraftfahrzeugen zu Land, Wasser und Luft
einfach und mit geringstem Aufwand, Platzbedarf und Materialeinsatz
eingesetzt bzw. integriert oder installiert werden kann. Dabei eignet
es sich auch als Ergänzung
bestehender Systeme.
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Es
eignen sich unter anderem folgende Einbau- bzw. Installationsorte
besonders: in dem Armaturenbrett/Dashboard, Heckablage, Heckklappe,
im Dachbereich oder in der Rückenlehne,
Kopfstütze des
Vordermanns bzw. die Mittelkonsole sowohl im vorderen wie auch im
hinteren Bereich.
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Dabei
kann in allen Fällen
der NF Anschluss oder Kontakt zu den Quellgeräten wie z. B. CD, DVD, Tunern,
Fernsehern, MP3-Playern, Computern, Laptops oder auch anderen Quellen
per Kabel aber auch über
Wireless (also per Funk usw.) stattfinden.
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So
angeschlossen kann das Gerät
auch als so genannter Center-, Haupt- und Surround-Lautsprecher
Verwendung finden. Dabei ist vorgesehenen das Soundsystem zu aktivieren
(integrierte Mehrkanal Leistungsverstärker und z. B. aktive Frequenzweichen)
und so würde
das erfindungsgemäße Soundsystem
im Prinzip die ganzen bestehende Lautsprecher ersetzen oder diese
zumindest teilweise ergänzen.
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Es
kann aber auch passiv über
externe bzw. andere Verstärker
betrieben werden, hierbei würde eine
entsprechende Elektronik in die Anlage eingeschliffen werden (z.
B. zwischen Vor- und Endverstärker,
oder DVD/CD und Endverstärker
oder zwischen den Lautsprecher und Verstärker, in den Monitorkanal usw.)
um das Gerät
an die Anlage, Räumlichkeit, Fahrzeug
usw. anzupassen.
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Für das hier
gewählte
Beispiel wählten
wir die sonst übliche
Konstellation bzw. Installation eines Soundsystems wie man es in
einem PKW sonst vorfindet. Diese haben allerdings alle ein Prinzip
bedingtes Problem bzw. mehrere artverwandte Schwächen. Die Einbauorte bzw. Stellen
sind normalerweise die Türen
(Tief-, Mittel- und
Hochtöner),
die A und C Säulen
(Hochtöner),
Spiegeldreieck für
Außenspiegel (Hochtöner) und
zusätzlich
noch das Dashboard (Mittel- und Hochtöner) und die Heckablage (soweit vorhanden
hier Tief-, Mittel- und Hochtöner)
und unter dem Fahrer- und Beifahrersitz (Tieftöner).
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Alles
in allem können
im Hochpreissegment durchaus bis zu 20 verschiedene Lautsprecherchassis
installiert sein. Selbst in der unteren bis Mittelklasse sind es
immerhin noch 10 bis 13 Stück.
Aber auch hier gilt, dass nicht Masse und Menge gleich Qualität bzw. ein
zufrieden stellendes Ergebnis erzeugt.
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Das
Problem ist, dass die Lautsprecher sich z. B. in den Türen an akustisch
extrem ungünstigen Positionen
zumeist in Richtung Fußraum
befinden in die dazugehörigen
Hochtöner
und auch Mitteltöner, je
nach Montageplatz über
einen halben – ja
sogar bis zu einem Meter von einander weg befinden.
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Ein
halber Meter entspricht allerdings von der Wellenlänge her
(akustisch) einer Frequenz von 700 Hz. Da die meisten Hochtöner allerdings
erst ab 1500 Hz sinnvoll einsetzbar sind dürften die Lautsprecher nicht
weiter als 20 cm von einander entfernt sein.
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Diese
Entfernung ist unter normalen Bedingungen überhaupt nicht möglich, zumindest
derzeit nicht und schon gar nicht mit den heutigen Sound-/Lautsprecher
Konzepten.
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Dazu
kommt noch, dass die jetzigen Lautsprecher immer von den Hörern bzw.
im Auto befindlichen Personen abgewandt montiert sind und damit der
so genannte Bündelungseffekt
(auch ein Produkt der Frequenzabhängigen Wellenlängen) voll
durchschlägt
und somit im PKW akustisch virtuell überhaupt keine geschlossene „Bühne” bzw. „Bühnenabbildung” zu Stande
kommt.
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Man
hat stets den Eindruck dass die Musik und vor allem wichtige Sprachinformation
nur von rechts und links, also von den Einbaupositionen her kommt.
In der Mitte ist überhaupt
nichts und darüber hinaus
hat man das Hörgefühl dass
sich die Bühne
in Kniehöhe
befindet.
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Das
hat natürlich
nichts mit HiFi zu tun und führt
auch dazu, dass man ständig
bestrebt ist noch lauter zu drehen, da ja die meisten Geräusche von der
Windschutzscheibe und den Türen
her rühren und
damit den eigentlichen Sound überdecken
bzw. abschatten.
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Nun
versucht diesem Problem zu begegnen, in dem man einen so genannten „Centerspeaker” in der
Oberseite mittig im Dashboard platziert. Da dieser aber wiederum
ganz anders (vertieft liegend) als alle anderen Lautsprecher zu
dem Hörer
hin montiert wird, ist auch dieses Ergebnis nur bedingt befriedigend
und verbessert das Ergebnis der restlichen Lautsprecher auch nicht.
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Darüber hinaus
wird hierfür
auch noch ein weiterer Verstärker
benötigt
da hier aus dem Stereosignal erst einmal ein mono Signal generiert
werden muss welches den Centerspeaker betreibt. Da dieser Aufwand
natürlich
erheblich Geld kostet wird diese Lösung auch nur in den gehobenen
Preisklassen realisiert und immer mit einem Aufpreis bezahlt.
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Alles
in allem sind im Prinzip alle jetzigen Soundsysteme, egal aus welcher
Preisklasse nicht wirklich überzeugend.
Dazu kommt noch dass die Einbaupositionen ja erst einmal zur Verfügung gestellt
werden müssen
und auch Aufwand für
entsprechende Verkablung, die Installation, Material, Manpower usw.
ist ganz erheblich ist und enorm kostenaufwändig.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Soundsystem soll
mit einfachen Mitteln Lösungsansätze aufgezeigt werden
die nicht nur akustisch eine deutliche Verbesserung bringen sondern
auch wirtschaftlich klare Vorteile haben.
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Während dass
jetzige bestehende (Stand der Technik) Konzept im wesentlichen aus
Subbässen,
Mitteltief-, Mittel-, Hochtönern
und eventuell Centerspeakern besteht setzt das erfindungsgemäße Konzept
im wesentlichen auf Mitteltieftöner
und Breitbandlautsprechern im Hochtonbereich (nachstehend Breitbänder genannt).
Und als Erweiterung bei Bedarf noch Subbässe welche aber nur in wirklich großräumigen Fahrzeugen
von Nöten
sind.
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Theoretisch
benötigt
man mit dem erfindungsgemäßen Soundsystem
nur noch 6 Lautsprecher, 4 Breitbänder und 2 Tiefmitteltöner, wenn
man die Tiefmitteltöner
am hinteren Ende der Tür
in Richtung C Säule
möglichst
hoch montieren würde
so dass genügend
Teile der Schallwellen in den hinteren Fahrgastraum reichen. Dies
wird vor allem deshalb möglich,
weil die Breitbänder
sehr tief angekoppelt werden können
(Trennfrequenz der Frequenzweiche). Gemeint ist eine Trennfrequenz
von beispielsweise 500 Hz oder auch tiefer.
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Damit
können
die Breitbänder
noch in einem Radius von über
70 cm zu dem jeweilig zugehörigen Tiefmitteltöner montiert
werden.
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Wie
Eingangs schon beschrieben sollte die Entfernung zwischen den Hoch-
und Tieftönern,
die Wellenlänge
die der Frequenzweichentrennfrequenz entspricht nicht überschreiten
da man sonst akustisch eine große
Lücke im
Gesamtfrequenzgang bekommt, welcher sich in einen sehr inhomogenen Klang
ausdrückt
den man auch mit elektrischer Manipulation nicht wirklich beheben
kann. Das Ergebnis ist ein sehr verfärbter und unnatürlicher
Klang einhergehend mit einer sehr schlechten Sprachverständlichkeit
und starken Richtwirkung.
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Wie
auch schon Eingangs beschrieben haben die jetzigen Systeme ja eine
erheblich Schwäche eine
richtig geschlossene Bühne
abzubilden da die Lautsprecher zueinander sich im Prinzip direkt
gegenüberstehen
und entsprechend den Schall ausbreiten, der Hörer befindet allerdings nicht
in dem Direktschall und Hördreieck.
Aus diesem Grund hört
er auch nur die rechte und nur die linke Seite – und im extrem Fall sogar
mehr von der jeweils anderen Seite da diese vom Winkel her mehr
zu ihm gewand ist als seine eigene Seite.
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Es
gibt noch eine weitere Einsparungsmöglichkeit im Verstärkerbereich.
Dieser geht unmittelbar einher mit geringerer Wärmeentwicklung, weniger Energiebedarf
und geringerer Kraftstoffverbrauch sowie Schadstoffemission. Von
den 12 und mehr Verstärkerzügen um die
Lautsprecher der jetzigen Systeme zu betreiben würden mit dem erfindungsgemäßen Lautsprechersystem
im günstigsten
Fall nur noch 4 verbleiben und das Soundergebnis wäre objektiv
immer noch wesentlich eindrucksvoller und akustisch besser als das
dem Stand der Technik entsprechend. Im folgenden wird Erfindung
anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele
mit Hilfe der Figuren näher
beschrieben. Es zeigen im einzelnen:
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1 zeigt
diverse mögliche
Positionen der Breitbänder
des erfindungsgemäßen Soundsystems
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2 zeigt
diverse mögliche
Positionen der Breitbänder
und der Tiefmitteltöner
des erfindungsgemäßen Soundsystems
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3 zeigt
die gerade bzw. direkt abstrahlend montierte Variante des Breitbänders im
Dashboard und eine mögliche
Einbauposition der Tiefmitteltöner
des erfindungsgemäßen Soundsystems
in den Türen
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4 zeigt
die schräge
bis liegend bzw. indirekt abstrahlend montierte Variante des Breitbänders im
Dashboard und eine mögliche
Einbauposition der Tiefmitteltöner
des erfindungsgemäßen Soundsystems
in den Türen
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5 zeigt
die gerade bzw. direkt abstrahlend montierte Variante des Breitbänders im
Dashboard als Detail von 3
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6 zeigt
die schräge
bis liegend bzw. indirekt abstrahlend montierte Variante des Breitbänders im
Dashboard als Detail von 4
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In
der 1 ist ein PKW Innenraum räumlich dargestellt mit diversen
prädestinierten
Positionen für das
erfindungsgemäße Soundsystem.
Einmal Position A für
Fahrer und Beifahrer im vorderen Bereich und die entsprechende Position
D für die
Beifahrer im Fontbereich im PKW.
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Sollte
Position D zu tief liegen oder eine exklusivere getrennt regelbare
Variante gewünscht sein,
könnte
man die Positionen B wählen
bzw. zu D dazu nehmen wenn hinten eine 3-Dreisitzig Variante von
Nöten sein
sollte.
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Es
kann aber auch vorteilhaft sein die Position C zu nehmen wenn weder
D noch B möglich
sind. Es ist auch denkbar im Himmel bzw. Dachbereich das erfindungsgemäße Soundsystem
zu montieren und zwar als Integration in Leuchten oder Armaturen für Rückspiegel,
Schiebedachschaltern oder gar Klappkonstruktionen von Cabrios egal
ob im oder an Soft- oder Hardtopkonstruktionen.
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In
der 2 ist ein PKW Innenraum räumlich dargestellt mit diversen
prädestinierten
Positionen für die
Tiefmitteltöner
des erfindungsgemäßen Soundsystems
wie z. B. die Position G in den Türen für Fahrer und Beifahrer im vorderen
und hinteren Font Bereich des PKW.
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Sollte
für die
Breitbänder 1 und 2 des
erfindungsgemäßen Soundsystems
alle anderen Position wie B, D und C nicht gehen bzw. wenn eine
exklusivere getrennt regelbare Variante gewünscht wird könnte auch
Position F eine Lösung
darstellen. Auch hier ist eine Kombination aus allen anderen Positionen
denkbar.
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In
der 3 ist die gerade bzw. direkt abstrahlend montierte
Variante des Breitbänders 1 und 2 im
Dashboard und eine mögliche
Einbauposition der Tiefmitteltöner
des erfindungsgemäßen Soundsystems
in den Türen
zu sehen.
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Hierbei
werden die beiden Breitbänder 1 und 2 (für Stereowiedergabe
werden auch zwei Breitbänder/Lautsprecher
benötigt)
in einem gemeinsamen Gehäuse,
allerdings mit einer innen liegenden Trennwand (jeder Lautsprecher
hat sein eigenes Volumen) zwischen beiden Chassis montiert. Es soll
jetzt natürlich
nicht heißen
dass es zwingend ist getrennte Volumen oder gar zwei getrennte Lautsprecherchassis/Breitbänder zu
verwenden. Es kann unter Umständen
von Vorteil sein ein gemeinsames Volumen und einen Lautsprecher
mit einer so genannten Doppelschwingspule zu verwenden.
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Hierbei
wird nicht jeder einzelne Lautsprecher mit seiner eigenen Schwingspulenwicklung
an den jeweiligen eigenen Verstärkerkanal
angeschlossen sondern, jede der beiden Schwingspulenwicklungen die
sich gemeinsam in dem einen Lautsprecherchassis gewickelt befinden
an den jeweiligen eigenen Verstärkerkanal
angeschlossen.
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Die
Mitteltiefton Lautsprecher in den Türen, siehe Position G können hier
sowohl mit oder ohne eigenes Gehäuse
und mit oder ohne Adapter montiert werden. Es hat sich als vorteilhaft
erwiesen, eigene Gehäuse
mit so genannten Passivschwingern zu verwenden da diese bei selbst
sehr kleinen verwendeten Mitteltieftönern sehr beachtliche Ergebnisse
erzielen. Auch denkbar sind so genannte Bassreflexvarianten oder
auch ganz geschlossene Gehäuse ohne
so genannte Resonator-Prinzipien.
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In
der 4 ist die schräge
bis liegend bzw. indirekt abstrahlend montierte Variante des Breitbänders 1 und 2 im
Dashboard und eine mögliche
Einbauposition der Tiefmitteltöner
des erfindungsgemäßen Soundsystems
in den Türen
zu sehen. Auch hier gilt wie in 3 beschriebene
Möglichkeit
für Gehäusevarianten.
Im Unterschied zu 4 sind die Breitbänder 1 und 2 hier
in einer waagerechten bzw. liegenden Variante dargestellt. Diese
wird vorgeschlagen wenn in dem Dashboard nur sehr wenig Platz in der
Höhe bzw.
Dicke ist.
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In
der 5 ist die gerade bzw. direkt abstrahlend montierte
Variante des Breitbänders 1 und 2 im
Dashboard als Detail von 3 zu sehen. Hierbei ist darauf
zu achten, dass die Breitbänder 1 und 2 möglichst
wenig von umlaufenden oder begrenzenden Kanten in der Schallabstrahlung
behindert werden oder sich diese gar in einer richtigen Senke befinden
so dass sich die Schallausbreitung vor allem in horizontaler Richtung
behindert wird. Je weniger Kanten des do freier ist die Musik- usw. Wiedergabe.
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In
der 6 ist die schräge
bis liegend bzw. indirekt abstrahlend montierte Variante des Breitbänders 1 und 2 im
Dashboard als Detail von 4 zu sehen. Um ein Abstrahlen
der Schallwellen in Richtung Decke zu verhindern werden so genannte
Diffusorenkegel 3 über
dem Breitbänder 1 und 2 mittig
mit einem geringem Abstand montiert, damit sich die Schallwellen
nach dem Gesetzt des Einfall- gleich Ausfallwinkels im vorzugsweise
Kreis oder entsprechend der optimierten Reflexionsgeometrie und
Ausfallwinkels so brechen dass sie vom Fahrer und Beifahrer bestmöglich „anstrahlen” bzw. wahrgenommen
werden.
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Bei
beiden bzw. allen hier vorgestellten und möglichen Varianten und Kombinationen
des erfindungsgemäßen Lautsprechersystems
fällt die
ungewöhnliche
Positionierung der Breitbänders 1 und 2 zu einander
auf, entgegen der üblichen
Positionierung bzw. der dem Stand der Technik entsprechen Einbaupositionen
in Fahrzeugen.
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Wie
Eingangs beschrieben, haben die üblichen
Systeme ja beschriebenen Probleme der Bühnendarstellung die basiert
auf mangelnder Reproduktionsfähigkeit
der so genannten räumlichen
Mitte. Diese ist prinzipiell in jedem Fahrzeug mal mehr mal weniger
vorhanden. Um diesem Problem, welches ja durch Geometrie bedingt
ist akustisch und elektrisch entgegen zu wirken, schlagen wir vor
die Lautsprecher der Seiten die sich oberhalb oder in Höhe des Dashboards
befinden einfach weg zu lassen.
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Diese
werden dann durch das mehr oder weniger mittig positionierte erfindungsgemäße Lautsprechersystem
ersetzt. Da hier der Stereoschallentstehungspunkt die Mitte bzw.
nur eine beschränkte Position
ist (wie übrigens
bei allen natürlichen
bzw. künstlichen
Schallquellen wie Instrumenten, Geräuschen, Tieren, Maschinen usw.
auch) stellt sich hier nicht das Problem der fehlenden Mitte bzw.
einer geschlossenen Bühne.
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Um
eine breitere Stereowiedergabe erzielen zu können muss man dann natürlich zu
elektronischen Mitteln greifen die die Stereobasisbreite künstlich
erhöhen
bzw. auseinander ziehen ohne allerdings die üblichen Nachteile solcher psychoakustischen
Manipulationen.
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Bei üblichen
Lautsprechersystemen oder Positionen wird dann nämlich die ohnehin schon mangelhafte
räumlich
richtige Mittenpositionsabbildung noch weiter auseinander gedehnt
so dass man das Gefühlbekommt,
man hätte
z. B. nicht nur einen Sänger
vor sich sondern 2 mal den gleichen – rechts und links.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Lautsprechersystem
werden die wichtigen Lautsprecherchassis, also die Breitbänder 1 und 2,
ja sehr nah oder so nah wie möglich
zu einander positioniert und daher ist der Schallentstehungspunkt
ohnehin nahezu einer. Und wenn dann elektrisch eine Stereobasisverbreiterung angewendet
wird ist die akustische Abbildung der Bühne nahezu realistisch und
darüber
hinaus sogar fast 3 Dimensional wenn man die richtigen Parameter der
Einstellung wählt.
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Bei
allen heutigen Radio, DVD-Systemen bzw. Head-Units werden mittlerweile
so genannte DSP's
als Digitalrechner und Steuergeräte
eingesetzt, so dass diese doch relativ schwierigen Einstellungen
einfach vorzunehmen und vor allem je nach Fahrzeugtyp anpassbar
und einstellbar sind.
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Als
postprocessing Algorithmen eignen sich auch die bestehenden von
Firmen wie z. B. Dolby, SRS, DTS usw. Besonders vorteilhaft sind
z. B. Dolby Virtual Speaker®, Dolby Surround Pro Logic®,
Dolby Pro Logic II, Dolby Digital EX oder z. B. dts-HD, DTS Digital
Surround Surround oder z. B. SRS Tru Surround XT, SRS Focus, SRS
Circle Sourround, SRS CS Auto oder von anderen. Es ist aber auch
vorgesehen hier ein so genanntes analog-processing einzusetzen also
zwischen Vor- und Endverstärker
oder CD/DVD und Verstärker
usw.
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Die
jetzt mit der Anmeldung und später
eingereichten Schutzansprüche
sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden
Schutzes. Die in den abhängigen
Schutzansprüche
angeführten
Rückbeziehungen
weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptschutzanspruches
durch die Merkmahle des jeweiligen Unterschutzanspruchs hin. Jedoch
sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen,
gegenständlichen
Schutzes für
die Merkmale der rückbezogenen
Unterschutzansprüche
zu verstehen.
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Merkmale,
die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im
Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel
zur Abgrenzung vom Stand der Technik beansprucht werden.