DE102008047796A1

DE102008047796A1 - Vorrichtung zur Erzeugung von breitbandigem Schall im Hörbereich des Menschen

Info

Publication number: DE102008047796A1
Application number: DE200810047796
Authority: DE
Inventors: Robert Dr. Bösnecker
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2008-09-17
Filing date: 2008-09-17
Publication date: 2010-04-15
Also published as: WO2010031612A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wiedergabe von Schall. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lautsprecher nach dem Transversalwellen-Prinzip anzugeben, der in der Lage ist, auch den tieffrequenten Teil des menschlichen Hörbereichs anzuregen. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Wiedergabe von Schall mittels zumindest einer Folie, die zumindest teilweise zu transversalwellenartigen Schwingungen anregbar ist, wobei die transversalwellenartigen Schwingungen mittels zumindest eines elektromechanischen Wandlers, mit dem elektrische Tonsignale in mechanische Schwingungen umwandelbar sind, an zumindest einem Anregungspunkt in die Folie einkoppelbar sind. Unter Folie wird dabei ein Material verstanden, das biegsam und/oder aufwickelbar und/oder aufrollbar ist und das diese Eigenschaft wenigstens teilweise dauerhaft beibehält.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wiedergabe von Schall.
Eine derartige Vorrichtung dient zur Erzeugung von akustischen Ereignissen wie beispielsweise Sprache, Musik, Warntönen und/oder Frequenzen bzw. Frequenzgemischen, die beispielsweise von Menschen wenigstens teilweise mit den Ohren wahrgenommen werden können.
Aus dem Stand der Technik sind u. a. folgende Vorrichtungen zur Erzeugung von akustischen Ereignissen bekannt:
Für die Erzeugung von akustischen Ereignissen werden im allgemeinen Kolbenhub-Lautsprecher verwendet. Diese schieben Luft hin und her und erzeugen so Luftdruckschwankungen. Diese Schwankungen breiten sich kugelförmig von dem Lautsprecher aus weg. Liegen die Schwankungsfrequenzen im Bereich des menschlichen Hörbereichs, so werden sie als akustisches Ereignis wahrgenommen.
Eine andere Form der Luftanregung ist seit den 1920'er Jahren unter dem Namen Blatthaller bekannt. Dieser von Walter Schottky bei Siemens in Berlin erfundene Lautsprecher arbeitet nach dem Prinzip einer vibrierenden Fläche.
Seit den 1960'er Jahren sind die Arbeiten von Warnaka bekannt. Er verwendet wie Schottky auch biegesteife Membranen, die nicht ausgewickelt werden können.
Seit den 1990'er Jahren sind die Arbeiten von H. Azima und der Firma nxt bekannt. Hier werden ebenfalls biegesteife Membranen verwendet, die so steif sein müssen, dass sie in der Lage sind Resonanzen auszubilden.
Seit den 1980'er Jahren sind die Arbeiten von Josef Manger bekannt. Dieser benutzt eine nicht heterogene Membran um mittels eines Biegewellen Anregungsmechanismus einen Schallerzeuger zu machen. Die Manger-Membrane ist in der Mitte dünner und wird zu ihren Rändern hin dicker. Die Antriebsvorrichtung befindet sich zwischen der dünnsten und der dicksten Stelle der Membrane. Somit entstehen beim sogenannten Manger-Wandler die hohen Frequenzen gewollt innerhalb der Antriebsvorrichtung, die mittleren Frequenzen entstehen außerhalb. Tiefe Frequenzen erzeugt der Manger-Wandler gar nicht, weshalb er immer in Verbindung mit einem Tiefton-Lautsprecher betrieben werden muss, um ein brauchbares Klangbild zu erhalten.
Um das von Manger gewünschte Abstrahlverhalten zu erhalten, ist die Membran punktsymmetrisch ausgestaltet, meist besitzt sie symmetrisch verteilte Spitzen oder Zipfel, die für ein gleichmäßiges Spektrum sorgen sollen. Die Membrane ist oftmals wie ein symmetrischer Stern ausgebildet.
Weitere im Stand der Technik aufgeführte Patente geben Aufschluss darüber, dass das Transversalwellen-Prinzip gut bekannt ist. Lautsprecher, die nach diesem Prinzip arbeiten, besitzen eine meist plattenförmige Membran. Diese kann plan oder auch gekrümmt sein. Durch einen entsprechenden Antrieb wird die Membranfläche zu Vibrationen angeregt. Diese Vibrationen regen die die Membran umgebende Luft zum Schwingen an. Liegen die Schwingungsfrequenzen im Hörbereich, so werden sie als akustisches Ereignis wahrgenommen. Das schallerzeugende Prinzip beruht also auf einer flächenhaft ausgebildeten Membran, die vibriert.
Im Gegensatz dazu werden bei den meisten bisher verwendeten Lautsprechern sog. Longitudinalwellen-Erzeuger verwendet. Ein Longitudinalwellen-Erzeuger arbeitet beispielsweise wie ein konventioneller Kolbenhub-Lautsprecher. Eine meist konusförmige Membrane wird durch ein elektrisch verstärktes Audiosignal dazu angeregt, sich auf einer Achse hin- und herzubewegen und somit ein akustisches Abbild des Audiosignals we nigstens teilweise zu erzeugen. Die von diesem Lautsprecher erzeugten Schallwellen sind in longitudinaler Richtung zu ihm ausgerichtet.
Ein Transversalwellen-Erzeuger arbeitet wie eine vibrierende Fläche. Durch einen entsprechenden Antrieb, der meist elektrodynamisch und/oder piezoelektrisch erfolgt, wird eine Fläche zu Vibrationen angeregt. Diese vibrierende Fläche erzeugt nun ein Schallwellenbild, das zu oben genannten Longitudinalwellen vollkommen unterschiedlich ist. Dieses Wellenbild wird Transversalwelle genannt, da es sich entlang der Schallfläche entwickelt. Dieses Prinzip ist beispielsweise im Musikinstrumentenbau seit Jahrhunderten bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lautsprecher nach dem Transversalwellen-Prinzip anzugeben, der in der Lage ist, auch den tieffrequenten Teil des menschlichen Hörbereichs anzuregen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Wiedergabe von Schall mittels zumindest einer Folie, die zumindest teilweise zu transversalwellenartigen Schwingungen anregbar ist, wobei die transversalwellenartigen Schwingungen mittels zumindest eines elektromechanischen Wandlers, mit dem elektrische Tonsignale in mechanische Schwingungen umwandelbar sind, an zumindest einem Anregungspunkt in die Folie einkoppelbar sind.
Definition Folie:
Unter einer Folie wird im Folgenden ein Material verstanden, das eine bestimmte Biegsamkeit und an allen Stellen eine definierte konstante Dicke besitzt.
Um die Biegsamkeit zu bestimmen wird folgende Test-Apparatur verwendet: Die Folie, die als Membranfläche verwendet werden soll, wird an einem Ende oder an einem Rand in einen senkrecht stehenden Halter eingespannt und/oder festgeklemmt. Ein Teil der Folie ist nun fixiert, der Rest der Folie befindet sich frei im Raum. Nun wird dieser Halter um 45 Grad geneigt, die Neigung erfolgt senkrecht zur Folienfläche. Aufgrund ihrer Biegefähigkeit wird die Folie reagieren, wodurch definiert ist, ob es sich um eine Folie handelt. Mögliche Reaktionen:

a.) schon beim Fixieren in den senkrecht stehenden Halter fällt das Testmaterial in sich zusammen. Dann handelt es sich um eine weiche Folie, beispielsweise Frischhaltefolie.
b.) beim Fixieren in den senkrecht stehenden Halter steht das Testmaterial ebenfalls noch senkrecht, beim 45 Grad geneigten Halter kippt das Testmaterial aber, so dass ihr dem Halter gegenüberliegendes Ende um mehr als 5 Grad von den 45 Grad abweicht. Dann handelt es sich um eine harte Folie, beispielsweise eine Plastikfolie.
c.) beim Fixieren in den senkrecht stehenden Halter steht das Testmaterial senkrecht und beim 45 Grad geneigten Halter neigt sich das dem Halter gegenüberliegende Ende um weniger als 5 Grad Differenz. Dann handelt es sich um keine Folie sondern um eine wenig oder gar nicht biegsame Platte, beispielsweise eine Wabenplatte oder eine Gipsfaserplatte oder eine Metallplatte usw.

Es muss weiterhin beachtet werden, dass das Testmaterial in der originalen Größe zum Test verwendet wird, in der es als Folienmembrane eingesetzt wird. Wird beispielsweise eine Folie mit einer Größe von 80 cm × 70 cm zur Vibration angeregt, so muss für die Bestimmung der Folien-Eigenschaft mittels obigen Tests auch eine 80 cm × 70 cm Folie zum Test hergenommen werden. Es kann dabei durchaus passieren, dass ein sehr kleines Stück (beispielsweise 10 cm × 10 cm) eines Material X keine Folie im obigen Sinn ergibt, aber ein großes, langes Stück (beispielsweise 10 cm × 120 cm) des gleichen Materials X sehr wohl eine Folie im obigen Sinn sein kann.
Unter Folie wird also im Folgenden ein Material verstanden, das biegsam und/oder aufwickelbar und/oder aufrollbar ist, und das diese Eigenschaft wenigstens teilweise dauerhaft beibehält.
Die erfindungsgemäß ausgeführte Vorrichtung erzeugt durch Vibrationen einer Folie eine Bewegung der sie umgebenden Luft. Der die Folie zu Vibrationen anregende Vibrationserzeuger ist in der Lage, Vibrationsfrequenzen zu erzeugen, die wenigstens teilweise im menschlichen Hörbereich liegen. Das können hohe Frequenzen, aber auch sehr tiefe Frequenzen sein. Die Vorrichtung erzeugt vorzugsweise Transversalwellen. Da sich spezielle Folien in dieser offengelegten Vorrichtung besonders gut dazu eignen tiefe Frequenzen zu erzeugen, kann dadurch die Verwendung eines konventionellen Tiefton-Lautsprechers (Subwoofers) eliminiert werden, was einen deutlichen Kostenvorteil bei der Erbringung eines Breitband-Systems mit sich bringt. Die hier eingesetzten Folien sind elektrisch neutral, d. h. sie führen keine Spannungen und/oder Ströme und sind für den Menschen ungefährlich.
Weiterhin besitzt die Vorrichtung eine beliebige geometrische Form, die durch Vibration die sie umgebende Luft zum Schwingen anregt. Dabei ist sie in der Lage vor allem den tieffrequenten Teil des menschlichen Hörbereiches anzuregen. Dadurch kann der Einsatz eines Tieftöners (Woofers) umgangen werden.
Abgrenzung zum Stand der Technik:
Prior Art:

DE 2003950 A1 Oskar Heil 19.02.1969

In dieser Patentschrift wird eine Vorrichtung offengelegt, bei der eine Folie als Lautsprechermembran verwendet wird.
Die Folie wird dabei um eine Vielzahl von Plus und Minus Polen gefaltet und besitzt eine elektrische Leitfähigkeit. Wird sie nun von einem Signalstrom durchflossen, so bewegt sie sich im Magnetfeld der Pole.
Abgrenzung zu dieser Offenlegung:
Erstens ist die Folie gefaltet.
Zweitens ist sie mit elektrischer Leitfähigkeit versehen. Drittens werden keine Transversalwellen erzeugt.
Weiterhin eignet sich dieses Prinzip nicht, um mittlere und tiefe Frequenzen zu erzeugen. Lautsprecher, die nach diesem Prinzip arbeiten, benötigen noch einen zusätzlichen Tieftöner.

US 3,345,469 R. L. Rod 02.03.1964

In dieser Patentschrift wird eine Vorrichtung offengelegt, wie man eine Folie zum Bau eines Elektrostaten verwendet.
Hierbei wird eine auf ein elektrisches Feld reagierende Folie in ein elektrostatisches Feld gebracht. Die Folie schwebt gleichsam zwischen zwei flächenhaften Polen. Die zum Schweben notwendige Spannung beträgt in der Praxis 8000 bis 12000 Volt und schädigt den Menschen nachhaltig, sollte er mit dieser Spannung in Berührung kommen. Das zu übertragende Signal wird nun auf diese Hochspannung hinzuaddiert und bewirkt, daß sich die gesamte Folie bewegt und somit ein akustisches Ereignis erzeugt.
Abgrenzung zu dieser Offenlegung:
Erstens ist die Folie elektrisch beeinflußbar.
Zweitens werden keine Transversalwellen erzeugt.
Drittens sind die verwendeten Spannungen stark gesundheitsschädlich.
Weiterhin eignet sich dieses Prinzip nicht um tiefe Frequenzen zu erzeugen. Lautsprecher, die nach diesem Prinzip arbeiten, benötigen noch einen zusätzlichen Tieftöner.

DE 3542458 R. Görike 30.11.1985

In dieser Patentschrift wird eine Vorrichtung offengelegt, wie man eine Folie zum Bau eines großflächigen Elektrostaten konstruiert. Das Antriebsprinzip entspricht dem der US 3,345,469 und hat somit nichts mit dieser Offenlegung hier gemeinsam.

WO 9956498 K. Kirjavainen 04.11.1999

In dieser Patentschrift wird eine Vorrichtung offengelegt, wie man mittels einer elektrisch leitfähigen oder aufladbaren Folie einen großflächigen Lautsprecher konstruiert. Das Antriebsprinzip ähnelt dem eines Elektrostaten.
Abgrenzung zu dieser Offenlegung:
Erstens ist die Folie elektrisch aufladbar, oder zweitens ist sie mit elektrischer Leitfähigkeit versehen. Drittens werden keine Transversalwellen erzeugt.

EP 0592570 B1 A. Bientz 25.03.1992

In dieser Patentschrift wird ein Telephonhandgerät beschrieben, beim dem mittels piezo-elektrischer Erreger die Schallerzeugung stattfinden soll. Dabei wird „... der elektroakustische Wandler durch eine Trägerfolie gebildet wird, die eine Schallmembran beinhaltet, wobei das piezoelektrische Element auf der Trägerfolie befestigt ist, die Trägerfolie ferner Leiterbahnen beinhaltet ...”
Abgrenzung zu dieser Offenlegung:
Es wird eine Trägerfolie und nicht die Schallmembran angeregt. Die Anregung findet also nicht an der Schallmembrane statt. Zweitens können piezo-elektrische Erreger keine tiefen Frequenzen erzeugen. Die Lehre dieses Patents bezieht sich auf Telephonanwendungen und nicht auf Tiefton Wiedergabe.

EP 0590799 B1 B. Cherek 01.09.1993

In dieser Patentschrift wird eine zu Transversal Schwingung angeregte Platte (plate) beschrieben. Eine sich hinter der Platte befindende Folie und ein daran anschließendes Schall tötendes Material dienen offensichtlich nicht zur Schallerzeugung, sondern zur Bedämpfung.
Abgrenzung zu dieser Offenlegung:
Es wird eine Schall-Platte zur Schallerzeugung verwendet und keine Folie.

DE 2236374 C J. Manger 25.07.1972

In dieser Patentschrift wird Membraneigenschaft für einen Lautsprecher beschrieben. Diese Patentschrift baut aus dieser Lautsprechermembran mittels der bekannten Konus-Lautsprechertechnik einen Schallerzeuger.
Abgrenzung zu dieser Offenlegung:
Erstens wird eine Lautsprechermembran und nicht eine Folie als schallabgebendes Element verwendet.
Zweitens werden keine Transversalwellen erzeugt.
Wie in den aufgeführten Beispielen zum Stand der Technik zu ersehen ist, wurden in einigen Fällen schon eine starre Platten und/oder eine elektrisch aktive(Metall-)Folie eingesetzt. Die hier offengelegte Lehre von einer bis in den Baß hinunterreichenden schwingenden Folie ist allerdings noch nicht vorher aufgetreten.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass wenigstens eine folienartige Fläche mit konstanter Dicke wenigstens teilweise zu transversalwellenartigen Schwingungen angeregt wird. Dies ist ein weiterer Unterschied zum sogenannten Manger-Wandler, bei dem die Membran in der Mitte dünner ausgeführt ist. Dies ermöglicht zudem den Bau sehr preiswerter Membranen, da die Dicke nicht variiert werden muss.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass die gewünschten Frequenzen außerhalb des wenigstens einen Anregungspunkts liegen. Im Gegensatz wiederum zum Manger-Wandler unterscheidet sich die hier offengelegte Vorrichtung dadurch, dass die hohen Frequenzen nicht nur innerhalb, sondern vor allem außerhalb der Antriebsvorrichtung (dem elektromechanischen Wandler) entstehen. Um dies bei der Folie zu realisieren, sind die Antriebselemente so gestaltet, dass sie punktförmig und/oder nahezu punktförmig ausgestaltet sind. Nahezu punktförmig bedeutet, dass die Wellenlängen der hohen Frequenzen größer sind als die physikalische Ausdehnung des Antriebspunktes. Der Antriebspunkt des An triebselements kann beispielsweise so groß sein wie ein Schraubenkopf oder wie ein Geldstück.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass die Fläche wenigstens teilweise nicht transparent ist.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass wenigstens eine folienartige Fläche wenigstens teilweise klar spiegelnd und/oder diffus spiegelnd ist.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass wenigstens eine folienartige Fläche wenigstens teilweise aufwickelbar ist. Diese Folie kann bei Nichtbenutzung wenigstens teilweise aufgewickelt werden. Diese Folie kann auch zur Benutzung wenigstens teilweise abgewickelt werden. Diese Form der Ausgestaltung verbindet nun erfindungsgemäß die Eigenschaften einer wickelbaren Folie mit dem Bereich Beschallung.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass wenigstens eine folienartige Fläche auf wenigstens einen festen Rahmen fixiert ist. Um während der Benutzung eine hinreichende Stabilität zu gewährleisten, kann also die Folie mit Hilfe einer beispielsweise rahmenartigen Konstruktion gestützt werden.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass wenigstens einer der Schwingungsanreger nach dem elektrodynamischen Prinzip arbeitet, das heißt, dass er elektrische Signale in eine entsprechende Bewegung wenigstens teilweise umsetzt.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass wenigstens einer der Schwingungsanreger sich exakt in der Mitte und/oder nahe der Mitte der Folie befindet.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass wenigstens einer der Schwingungsanreger, der sich exakt in der Mitte und/oder nahe der Mitte der Folie befindet zur Wiedergabe der tiefen Frequenzen wenigstens teilweise genutzt wird.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass wenigstens ein Teil der Folie zur Bildprojektion und/oder zur Darstellung von Bildern und/oder Symbolen und/oder Werbung und/oder Warnhinweisen und/oder Gebotszeichen und/oder Verbotszeichen und/oder Hinweiszeichen verwendet wird. Zumindest eine Folie ist im Betriebszustand plan und/oder eben und/oder faltenfrei und eignet sich somit auch als Projektionsfläche.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass wenigstens einer der Schwingungsanreger ein akustisches Signal wiedergibt, das synchron oder zeitversetzt synchron zu einer Bildwiedergabe läuft und/oder einen inhaltlichen Bezug zur Bildwiedergabe hat. (Beispielsweise Video, Diaschau, Notdurchsage, Evakuierungsansage u. v. m.)
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass wenigstens eine folienartige Fläche wenigstens teilweise resistent ist gegen Umwelteinflüsse wie beispielsweise Schmutz, Staub, Schleim, Körperflüssigkeiten jeglicher Art, Säuren, Basen, sowie feste, flüssige oder gasförmige Schadstoffe oder beliebige Mischungen aus denselben.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass wenigstens eine folienartige Fläche wenigstens teilweise abwaschbar und/oder beliebig reinigbar ist.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass wenigstens eine folienartige Fläche so robust ist und/oder durch eine Hilfskonstruktion so stabilisiert wird, dass sie wenigstens ein Gewicht das wenigstens ihrem Eigengewicht (Rohgewicht) entspricht, tragen und/oder widerstehen kann.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass wenigstens eine folienartige Fläche wenigstens teilweise selbstleuchtend und/oder Licht aussendend und/oder hinterleuchtet ist und/oder die Folie seitlich eingeleuchtet wird.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass wenigstens eine folienartige Fläche wenigstens teilweise Festbild und/oder Bewegtbild und/oder Information anzeigend gestaltet ist.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass wenigstens eine folienartige Fläche wenigstens teilweise nicht plan ausgeformt ist, sondern beispielsweise dreidimensional geformt ist (konkav, konvex, o. ä.).
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass die Schall abstrahlende Einheit aus mehr als einer folienartigen Fläche besteht, und somit Lautstärke und/oder Klangspektrum und/oder Phasenverhalten und/oder Abstrahlverhalten durch entsprechende Kombination bestimmbar sind.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass die Schall abstrahlende Einheit aus mehr als einer folienartigen Fläche besteht, die mit einem Abstand zueinander angeordnet sind und der Zwischenraum aus einer anderen Materie als Luft besteht.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass die Schall abstrahlende Einheit aus mehr als einer folienartigen Fläche besteht, die mit einem Abstand zueinander angeordnet sind und der Zwischenraum mit einer akustisch wirksamen Materie wie beispielsweise Öl und/oder Schaumstoff und/oder Granulat besteht.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass die Schall abstrahlende Einheit wenigstens teilweise aus einem biologisch abbaubaren und/oder umweltschutztechnisch unbedenklichen und/oder für den Verzehr geeigneten Material und/oder einer Materialkombination besteht, wobei wenigstens ein Teil beispielsweise wenigstens teilweise verrotten kann und/oder verfütterbar ist und/oder recycled werden kann.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass wenigstens ein die folienartige Fläche zur Vibration anregender Geber (elektromechanischer Wandler) nur an der Folie befestigt ist.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass wenigstens ein die folienartige Fläche zur Vibration anregender Geber nicht nur an der Folie befestigt ist, sondern über eine Hilfskonstruktion auch anderweitig abgestützt wird.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass wenigstens ein die folienartige Fläche zur Vibration anregender Geber sich von wenigstens einem anderen Geber in Form und/oder Geometrie und/oder Gewicht und/oder Wirkungsprinzip und/oder Farbe und/oder Befestigungsart unterscheidet. Sollte ein einziger Vibrationserzeuger nicht in der Lage sein, das gewünschte Klangspektrum zu erzeugen, so können somit auch mehrere unterschiedliche Vibrationserzeuger auf derselben Folie angeordnet sein, um in Summe das gewünschte Spektrum zu erzeugen.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass wenigstens ein die folienartige Fläche zur Vibration anregender Geber punktförmig fixiert und/oder im wesentlichen auf einer durchgehenden Befestigungsfläche fixiert ist.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass wenigstens ein die folienartige Fläche zur Vibration anregender Geber wenigstens teilweise über eine nicht punktförmig Fixierung angekoppelt ist, beispielsweise eine ringförmige oder vieleckige oder segmentweise Ankoppelung, wobei durch eine geeignete Bedämpfung dafür gesorgt wird, dass innerhalb des Ankoppelungsortes eine Hochton-Wiedergabe wenigstens teilweise bedämpft wird.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
1 eine aufgewickelte Folie zur Verwendung in einem Transversalwellen-Erzeuger,
2 eine Folie mit Schwingungserreger und einen Rahmen zur Stabilisierung der Folie.
1 zeigt eine geeignete Folie 1, die zu einer Rolle aufgewickelt ist. Zur Realisierung des im folgenden ”Transversal-Folien-Lautsprecher” (TFL) genannten Gebildes wird die Folie 1 von der Rolle abgewickelt, zugeschnitten und für den Einsatz hergerichtet.
2 zeigt die weiteren Komponenten: Diese so bearbeitete Folie 1 wird zur Stabilisierung auf einen Rahmen 2 geklebt, der beispielsweise aus Holz besteht. Die Folie 1 ist aber weiterhin biegsam, sie lässt sich beispielsweise leicht mit der Hand eindrücken, wenigstens um einen Millimeter. Würde man die Folie 1 wieder vom Rahmen 2 lösen, so könnte man sie wieder aufrollen.
An dieser Folie 1 werden nun Schwingungserreger 4 befestigt. Je nach Anwendungsfall können es wenigstens ein Erreger 4 oder auch eine Vielzahl von Erregern 4 sein. Die Erreger 4 können selbst biegsam sein, müssen es aber nicht. Zur Stabilisierung der Befestigung kann ein Stück eines geeigneten Materials 3 zwischen Erreger 4 und Folie 1 plaziert werden.
Die Schwingungserreger 4 werden nun von wenigstens einem Signal so versorgt, dass sie wenigstens teilweise ein vom Zuhörer wahrnehmbares Klangspektrum erzeugen. Dabei können unterschiedliche Erreger 4 unterschiedliche Teilspektren erzeugen, so dass sich erst in der Summe aller Erreger 4 das gewünschte Spektrum wenigstens teilweise bildet.
Die Folie 1 wird nun von den Erregern 4 zum Schwingen angeregt und erzeugt somit wenigstens teilweise den gewünschten Klang.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Wiedergabe von Schall. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lautsprecher nach dem Transversalwellen-Prinzip anzugeben, der in der Lage ist, auch den tieffrequenten Teil des menschlichen Hörbereichs anzuregen. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Wiedergabe von Schall mittels zumindest einer Folie, die zumindest teilweise zu transversalwellenartigen Schwingungen anregbar ist, wobei die transversalwellenartigen Schwingungen mittels zumindest eines elektromechanischen Wandlers, mit dem elektrische Tonsignale in mechanische Schwingungen umwandelbar sind, an zumindest einem Anregungspunkt in die Folie einkoppelbar sind. Unter Folie wird dabei ein Material verstanden, das biegsam und/oder aufwickelbar und/oder aufrollbar ist, und das diese Eigenschaft wenigstens teilweise dauerhaft beibehält.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 2003950 A1 [0019]
- US 3345469 [0024, 0031]
- DE 3542458 [0030]
- WO 9956498 [0031]
- EP 0592570 B1 [0033]
- EP 0590799 B1 [0035]
- DE 2236374 C [0037]

Claims

Vorrichtung zur Wiedergabe von Schall mittels zumindest einer Folie (1), die zumindest teilweise zu transversalwellenartigen Schwingungen anregbar ist, wobei die transversalwellenartigen Schwingungen mittels zumindest eines elektromechanischen Wandlers (4), mit dem elektrische Tonsignale in mechanische Schwingungen umwandelbar sind, an zumindest einem Anregungspunkt in die Folie (1) einkoppelbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei zumindest eine Folie (1) eine konstante Dicke aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei gewünschte Frequenzen des Schalls außerhalb des zumindest einen Anregungspunktes liegen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine Folie (1) zumindest teilweise nicht transparent ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine Folie (1) zumindest teilweise klar und/oder diffus spiegelnd ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine Folie (1) zumindest teilweise aufwickelbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine Folie (1) auf zumindest einem festen Rahmen fixiert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein elektromechanischer Wandler (4) nach dem elektrodynamischen Prinzip arbeitet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein elektromechanischer Wandler (4) zumindest im Wesentlichen zentral auf der Folie (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei zumindest einer der im Wesentlichen zentral auf der Folie (1) angeordneten elektromechanischen Wandler (4) zur Wiedergabe von tiefen Frequenzen zumindest teilweise nutzbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Teil der Folie (1) zu einer Bildwiedergabe verwendbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die elektrischen Tonsignale zumindest eines elektromechanischen Wandlers (4) synchron oder zeitversetzt synchron zu der Bildwiedergabe sind und/oder einen inhaltlichen Bezug zu der Bildwiedergabe haben.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine Folie (1) zumindest teilweise resistent ist gegen Umwelteinflüsse.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine Folie (1) zumindest teilweise abwaschbar und/oder reinigbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine Folie (1) derart robust und/oder durch eine Hilfskonstruktion derart stabilisiert ist, dass sie zumindest ein Gewicht, das ihrem Eigengewicht entspricht, tragen kann und/oder einem derartigen Gewicht widerstehen kann.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine Folie (1) zumindest teilweise selbstleuchtend und/oder lichtaussendend und/oder lichtdurchlassend und/oder derart ausgebildet ist, dass Licht seitlich einstrahlbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine Folie (1) derart ausgebildet ist, dass zumindest teilweise ein Festbild und/oder ein Bewegtbild und/oder eine Information anzeigbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine Folie (1) zumindest teilweise nicht plan ausgeformt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mittels zumindest zweier Folien (1) Lautstärke und/oder Klangspektrum und/oder Phasenverhalten und/oder Abstrahlverhalten räumlich einstellbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest zwei Folien (1) in einem Abstand zueinander angeordnet sind und ein Zwischenraum zwischen den Folien (1) aus einer anderen Materie als Luft besteht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest zwei Folien (1) in einem Abstand zueinander angeordnet sind und ein Zwischenraum zwischen den Folien (1) aus einer akustisch wirksamen Materie besteht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine Folie (1) zumindest teilweise aus einem biologisch abbaubaren und/oder umweltschutztechnisch unbedenklichen und/oder für den Verzehr geeigneten Material und/oder einer Materialkombination hieraus besteht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein elektromechanischer Wandler (4) an der Folie (1) befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein elektromechanischer Wandler (4) zumindest teilweise an einer Hilfskonstruktion befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest zwei elektromechanische Wandler (4) sich in Form und/oder Geometrie und/oder Gewicht und/oder Wirkungsprinzip und/oder Farbe und/oder Befestigungsart unterscheiden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein elektromechanischer Wandler (4) punktförmig und/oder im Wesentlichen auf einer durchgehenden Befestigungsfläche (3) auf der Folie (1) fixiert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein elektromechanischer Wandler (4) über eine nicht punktförmige Ankopplung auf der Folie (1) fixiert ist, wobei durch eine geeignete Bedämpfung innerhalb der Ankopplung eine Hochton-Wiedergabe zumindest teilweise bedämpft ist.