DE1133759B

DE1133759B - Schallwiedergabevorrichtung mit einem oder mehreren mit einem Reflektor versehenen Lautsprechern

Info

Publication number: DE1133759B
Application number: DEN17794A
Authority: DE
Inventors: Marten Tjeerd Haltjema; Herbert Mensen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1959-01-27
Filing date: 1960-01-23
Publication date: 1962-07-26
Also published as: AT225255B; BE586902A; FR1246066A; CH400240A; GB928377A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schallwiedergabevorrichtung mit einem oder mehreren mit einem Reflektor versehenen Lautsprechern. Die Schallwiedergabe von Lautsprechern ist im allgemeinen bei weitem nicht ideal. Dies kann sowohl auf die Frequenzkennlinie als auch auf die Richtcharakteristik der Lautsprechermembranen zurückzuführen sein. Die Ausstrahlung der hohen Töne der Membranen ist in den meisten Fällen zu stark gebündelt, so daß die hohen Töne in einer bestimmten Richtung, welche für diese Töne die Hauptstrahlungsrichtung des Lautsprechers darstellt, viel stärker wiedergegeben werden als daneben. Dies wirkt sich besonders bei stereophonischer Schallwiedergabe aus, wo der erwähnte Nachteil zu einer Verkleinerung des Bereiches führt, in dem das stereophonische Hören wahrnehmbar ist. Die Verkleinerung des zum stereophonischen Hören geeigneten Bereiches kann sogar derart sein, daß dadurch eine befriedigende stereophonische Schallwiedergabe in Wohnzimmern fast unmöglich ist. Der erwähnte Nachteil kann in gewissem Grade durch Verbesserung der Richtcharakteristik der Membranen behoben werden. Dies ist aber schwierig und kostspielig.

Die Erfindung bezweckt, auf einfacherem und billigerem Wege die Richtcharakteristik der Lautsprecher derart zu verbessern, daß sich in der waagerechten Ebene eine kreisförmige Richtcharakteristik ergibt. Man kann sich diesem Ziel dadurch nähern, daß die hohen Töne in erster Linie in senkrechtem Sinne gebündelt und in zweiter Linie in waagerechtem Sinne gestreut werden.

Mit der Vorrichtung nach der Erfindung kann diese Verbesserung bei Anwendung eines Reflektors dadurch erzielt werden, daß der Reflektor den Schall in senkrechtem Sinne in der Weise bündelt, daß, der Öffnungswinkel des reflektierten Bündels kleiner ist als der des ursprünglichen Bündels und in waagerechtem Sinne in der Weise streut, daß das reflektierte Bündel eine für praktisch sämtliche ausgestrahlten Frequenzen nahezu kreisförmige Horizontal-Riehtcharakteristik aufweist. Auf diese Weise ergibt sich nicht nur eine nahezu kreisförmige Horizontal-Richtcharakteristik, sondern außerdem eine so scharfe Bündelung des Schalls in senkrechtem Sinne, daß die Anordnung sogar mit einer Lautsprechersäule vergleichbar wird, obwohl bei letzterer viel mehr Lautsprecher erforderlich sind.

An dieser Stelle sei bemerkt, daß bereits eine Schallwiedergabevorrichtung mit einem mit Reflektor versehenen Lautsprecher bekannt ist, bei der durch den Reflektor der ausgestrahlte Schall gebündelt wird. Diese Schalleitwände der bekannten Vorrichtung Schallwiedergabevorrichtung
mit einem oder mehreren mit einem
Reflektor versehenen Lautsprechern

Anmelder:

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 27. Januar 1959 (Nr. 235 517)

Marten Tjeerd Haltjema und Herbert Mensen,

Eindhoven (Niederlande),
sind als Erfinder genannt worden

können aus gekrümmten Flächen bestehen. Bei dieser Anordnung wird jedoch angestrebt, den Schall möglichst diffus nach allen Seiten zu verteilen. Eine Schallwiedergabevorrichtung nach der Erfindung dagegen ergibt eine stark gebündelte Vertikalcharakteristik und gleichzeitig eine verhältnismäßig schwach gebündelte Horizontalcharakteristik. Für diese Ausgestaltung der Schallabstrahlungskurven ist maßgebend die Erkenntnis, daß die bekannte Richtwirkung der üblichen Lautsprechersysteme für höhere Frequenzen unter Umständen nachteilig ist, so daß es vorteilhaft erscheint, die Horizontalcharakteristik zu verbreitern. Bei einer solchen Verbreiterung ergibt sich zwangläufig eine Abnahme der Schallamplitude, und diese Abnahme kann im gewissen Umfang dadurch kompensiert werden, daß man die Bündelung in der Vertikalen vergrößert.

Die Maßnahmen nach der Erfindung sind besonders für stereophonisches Hören vorteilhaft, obwohl sie auch für das monaurale Hören eine beträchtliche Verbesserung bedeuten. Die gleichmäßige Energieausstrahlung für sämtliche Frequenzen infolge der nahezu kreisförmigen Richtcharakteristik begünstigt ganz besonders das stereophonische Wahrnehmen in einem größeren Wiedergaberaum, als bisher auf dieselbe verhältnismäßig einfache Weise möglich war, so daß eine breitere bzw. tiefere Masse des Publikums stereopho-

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nisch hören kann. Dies ist wie folgt zu verstehen: Je schärfer der zurückgeworfene Schaft in senkrechtem Sinne gebündelt wird, um so mehr Energie ist zur Streuung in waagerechtem Sinne verfügbar und um so breiter ist die Masse des Publikums, welches erfaßt wird. Beispielsweise in einem Wohnzimmer bestehen gegen eine schärfere Bündelung in senkrechtem Sinne gar keine Bedenken, da die Hörer unter normalen Verhältnissen mit ihren Köpfen in ungefähr gleicher Höhe sitzen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung, bei der die Lautsprecher eine Konusmembran enthalten und ein Reflektor mit Brennpunkt verwendet wird, weist der Reflektor zwecks Bündelung in senkrechtem

Fig. 6 ist eine schaubildliche Darstellung eines Lautsprechers mit einem Reflektor mit waagerecht gerichteter Lautsprecherachse.

In den Fig. 1,2 und 3 beizeichnet 1 einen Lautspreeher mit einer Konusmembran, der mit einem Reflektor 2 versehen ist, mittels dessen der Schall in senkrechtem Sinne gebündelt wird, so daß der Öffnungswinkel/? des zurückgeworfenen Bündels kleiner als der Öffnungswinkel α des ursprünglichen Bündels ist. ίο Unter dem Öffnungswinkel α ist der Winkel zu verstehen, den die Richtung des Schalles (z. B. durch die Linie 3 wiedergegeben) mit einer Linie parallel zur Lautsprecherachse 4 vor der Reflektion einschließt, und unter dem Öffnungswinkel β ist der zwischen den

Sinne eine Krümmung auf, zu der nur ein Haupt- 15 beiden Richtungen nach der Reflektion eingeschlosbrennpunkt gehört. Diese Krümmung kann parabo- sene Winkel zu verstehen, nämlich 3' bzw. 4'. Wie lisch, konstant oder hyperbolisch sein, während zum aus Fig. 1 ersichtlich, weist der Reflektor eine para-Erzielen eines parallel austretenden reflektierten Bün- bolische Krümmung auf, und die Membranachse geht dels die Hauptstrahlungsrichtung der Membran durch durch den Brennpunkt der Parabel hindurch. Dies erden Hauptbrennpunkt oder durch einen der diesem 20 gibt im dargestellten Falle einen Winkel β = 0, d. h., zugeordnetenNebenbrennpunkte hindurchgeht. In die- das zurückgeworfene Bündel tritt parallel hinaus.

Hierdurch ist in senkrechtem Sinne bereits eine schärfere Bündelung als in dem Falle, daß β im Intervall «>/?>0 liegt, und demnach eine Verbesserung in erster Linie der Richtcharakteristik erzielt.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Querschnitte des Reflektors in zur Lautsprecherachse 4 senkrechten Ebenen konvex. Die Linie 5 stellt einen solchen konvexen Querschnitt dar. Hierdurch wird der Schall, ab-In einer besonderen Ausführungsform der Vorrich- 30 gesehen von der Bündelung in senkrechtem Sinne, tung nehmen die Abmessungen des Querschnitts, in auch noch in waagerechtem Sinne gestreut, so daß eine zur Hauptstrahlungsrichtung der Lautsprecher senkrechter Richtung gemessen, allmählich zu, je weiter

sem und ähnlichen Fällen ist der Lautsprecher vorzugsweise waagerecht angeordnet, d.h. mit senkrecht gerichteter Achse, obwohl es auch möglich ist, die Lautsprecherachse waagerecht anzuordnen.

Zum Erzielen einer Streuung in waagerechtem Sinne formt man die Querschnitte des Reflektors in zur Hauptstrahlungsrichtung des Lautsprechers senkrechten Ebenen konvex.

der Querschnitt vom Lautsprecher entfernt ist. In letz-

Verbesserung in zweiter Linie erzielt wird, und zwar derart, daß das zurückgeworfene Bündel eine in der waagerechten Ebene liegende, für praktisch sämtliche

terem Falle können die Seitenbegrenzungsflächen des 35 ausgestrahlten Frequenzen nahezu kreisförmige Richt-Renektors in Richtung des hinaustretenden zurückge- charakteristik aufweist. Weiterhin ist aus der Figur worfenen Bündels in zueinander parallelen Ebenen
liegen, aber vorzugsweise verlaufen sie divergent. Es
ist dabei vorteilhaft, den Reflektor in Form einer abgestumpften Manteloberfläche zu gestalten. Die Er- 40 je weiter der Querschnitt vom Lautsprecher entfernt findung bezieht sich weiterhin auf einzelne Reflek- ist. Weiterhin haben die Seitenbegrenzungsflächen 7 toren zur Anwendung in einer Vorrichtung, in der sie
bei Verwendung in Verbindung mit Lautsprechern
mit einer Konusmembran im Längsschnitt parabolisch

gekrümmt und gegebenenfalls im Querschnitt konvex 45 _stalt einer abgestumpften Manteloberfläche, sind, und sie betrifft auch Kombinationen von Laut- I_n pig. 5 j_st ein Reflektor 9 mit konstanter Krüm

sprechern mit diesen Reflektoren und mit solcher Kombination versehene Schallanlagen.

Es ergibt sich, daß bei Verwendung dieser Reflektoren eine auffällige Verbesserung der Stereowir- 50 tors ist der Punkt F. Ein Lautsprecher 10 ist im Nekung auftritt, aber auch für das monoraule Hören benbrennpunkt F' des Reflektors angebracht. Sämtkann eine beträchtliche Verbesserung festgestellt werden. In Wohnzimmern ist bei einer normalen Lautsprecheranordnung nur + 20% der Zimmerfläche für
stereophonisches Wahrnehmen geeignet; durch An- 55
Wendung der Vorrichtung kann man über fast die

ersichtlich, daß die Abmessungen des Querschnitts in einer zur Hauptstrahlungsrichtung der Lautsprecher senkrechten Richtung gemessen, allmählich zunimmt,

und 8 des Reflektors in Richtung des heraustretenden zurückgeworfenen Bündels einen divergierenden Verlauf. Der Reflektor hat in den Fig. 2, 3 und 4 die Ge-

mung R dargestellt; M bezeichnet den Mittelpunkt eines Kreises mit Radius R, von dem der Reflektor einen Teil bildet. Der Hauptbrennpunkt des Reflek-

ganze, d. h. etwa 95% der Zimmerfläche eine gute Stereowirkung erzielen.

Die Erfindung wird an Hand einiger in der Zeichnung dargestellter ,Ausführungsbeispiele näher erläutert. -

Fig. 1 und 2 sind eine Seitenansicht bzw. Drauf sieht eines Lautsprechers,, der mit einem Reflektor mit parabolischer Krümmung versehen ist;

liehe' vom Lautsprecher ausgestrahlten Schallwellen treten nach der Reflektion parallel zur Nebenachse F'M heraus.

In allen diesen Fällen ist der Lautsprecher 1 oder 10 in waagerechter Lage angeordnet, d. h. mit der Achse senkrecht gerichtet, obwohl es auch möglich ist, die gleiche Horizontal-Richtcharakteristik zu erzielen, wenn die Lautsprecherachse waagerecht gerichtet ist. Dies ist in Fig. 6 für einen Lautsprecher 11 und einen Reflektor 12 daregestellt.

Bei einer praktischen Ausführungsform der Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 4 beträgt der Durchmesser der Membran 155 mm. Dies ergibt also eine Brenn-

Fig. 3 und 4 sind eine schaubildliche Darstellung 6g weite für den Reflektor von 78 mm. Die Höhe des

dieses Lautsprechers; Reflektors beträgt 245 mm und die Länge der Parabel

Fig. 5 zeigt einen Lautsprecher, der mit einem Re- 400 mm, so daß sämtliche hohen Töne ab etwa

flektor mit konstanter Krümmung versehen ist, und 1100 Hz gebündelt werden. Die kleinste Breite beträgt

mm und die größte Breite 225 mm, so daß für sämtliche hohen Töne ab etwa 2000 Hz eine Streuung auftritt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schallwiedergabevorrichtung mit einem oder mehreren mit einem Reflektor versehenen Lautsprechern, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor den Schall in senkrechtem Sinne in der Weise bündelt, daß der Öffnungswinkel des reflektierten Bündels kleiner ist als der des ursprünglichen Bündels und in waagerechtem Sinne in der Weise streut, daß das reflektierte Bündel eine für praktisch sämtliche ausgestrahlten Frequenzen nahezu kreisförmige Horizontal-Richtcharakteristik aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Lautsprecher eine Konusmembran besitzen und ein Reflektor mit Brennpunkt verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor eine Krümmung aufweist, zu der nur ein Hauptbrennpunkt gehört.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptstrahlungsrichtung der Membran durch den Hauptbrennpunkt oder durch einen der dazugehörigen Nebenbrennpunkte hindurchgeht.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lautsprecher in waagerechter Lage angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte des Reflektors in zur Hauptstrahlungsrichtung des Lautsprechers senkrechten Ebenen konvex sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen des Querschnitts, in zur Hauptstrahlungsrichtung der Lautsprecher senkrechter Richtung gemessen, allmählich um so größer werden, je weiter der Querschnitt vom Lautsprecher entfernt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenbegrenzungsflächen des Reflektors in Richtung des heraustretenden zurückgeworfenen Bündels divergent verlaufen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor die Gestalt einer abgestumpften Manteloberfläche hat.

9. Reflektor zur Verwendung in der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

10. Reflektor zur Verwendung in der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor im Längsschnitt eine parabolische, konstante oder hyperbolische Krümmung aufweist und gegebenenfalls im Querschnitt kugelförmig ist.

11. Lautsprecher mit Reflektor, dadurch gekennzeichnet, daß der Lautsprecher mit einem Reflektor nach Anspruch 9 oder 10 versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Österreichische Patentschrift Nr. 177 166.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen