DE2427142A1 - Hi-fi-lautsprecheranlage - Google Patents
Hi-fi-lautsprecheranlageInfo
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
- H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
- H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only
- H04R1/30—Combinations of transducers with horns, e.g. with mechanical matching means, i.e. front-loaded horns
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- H04R5/00—Stereophonic arrangements
- H04R5/02—Spatial or constructional arrangements of loudspeakers
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- Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
Description
US-Änm. lfo. 3&7 157 .
vom 5· Juni 1973
vom 5· Juni 1973
Harold Norman Beveridge, 1.616 Frances chi Road,
Santa Barbara, California, U.S.A.
Santa Barbara, California, U.S.A.
Hi-Fi-Laut Sprecheranlage
Die Erfindung betrifft eine Hi-Fi-Lautsprecheranlage, die in
Wohnräumen verwendbar ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Hi-Fi-LautSprecheranlage zu
schaffen, die eine Schallempfindung hoher Transparenz in Wohnräumen,
insbesondere in kleinen Räumen und Räumen mit niedriger Decke, erzeugt.
Dazu ist erfindungsgemäss ein Lautsprecher vorgesehen, der Schall
in zylindrischen Wellen abstrahlt, die eine vertikale Achse, einen
halbzylindrischen Schallabstrahlungsbereich, dessen Abstrahlungswinkel sich vorzugsweise wenigstens über 15o erstreckt, und einen
länglichen, vertikalen Schallabstrahlungsbereich im wesentlichen von dem Boden zu der Deckenhöhe haben, der die Niveaus von normal
sitzenden und stehenden Hörern einschliesst und überspannt, wobei diese Niveaus etwa 0,5 und 1,75 m über dem Boden liegen. Vorzugsweise
hat der Lautsprecher, eine Schalllinse mit einer Reihe von Kanälen, die sich von der Schallquelle zu dem Lautsprecherausgang
erstrecken. 32s sind im wesentlichen gerade, mittlere Kanäle und divergierende, aussere Kanäle mit allmählich zunehmender Krümmung
vorgesehen. Die Schallquelle ist vorzugsweise ein elektrostatischer Vollbereich-Lautsprecher.
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Nach weiterer Ausgestaltung· dei· lirfindung ist der genannte Lautsprecher
in einer Lautsprecheranlage enthalten, die zwei senkrechte, schallrefl eic Gierende Flächen auf weist, die von dem Lautsprecher
und von dem Zuliörerbereich unter Abstand angeordnet
sind, wobei der Lautsprecher so aufgebaut und angeordnet ist,
dass er den Schall über einen ersten i/eg direkt zu dem Zuhörerbereich und zu jeder der reflektierenden Flächen abstrahlt. Die reflektierenden Flächen reflektieren das siel- übor die volle
Höhe erstreckende Schallbild des Lautsprechers über einen zweiten beziehungsweise über einen dritten i/eg zu dem Zuhörerbereich,
wobei die Ueglüngon des ersten, zweiten und dritten sieges sich
voneinander -wenigstens um einen Abstand unterscheiden, der der
minimalen Zeitdauer entspricht, die bei dem Auflösungsvermögen
des Gehörs zur Unterscheidung beziehungsweise Trennung- von Schallquellen erforderlich ist. Vorzugsweise unterscheiden sich die
Schallwege voneinander um wenigstens einen Meter. Nach vorteilhafter Ausgestaltung kann die Lautsprecheranlage zur Stereowiedergabe zwei Lautsprecher aufweisen, denen jeweils zwei reflektierende Flächen zugeordnet sind. In einem i/olmrauül werden
die reflektierenden Flächen vorzugsweise durch eine iändwand und die linke und rechte Seitenwand gebildet, wobei der linke und
der rechte Lautsprecher an den entsprechenden Seitenwänden angeordnet sind, von der Mndwand einen bestimmten Abstand haben und aufeinander zu gerichtet sind. Der Abstrahlungs-Bogenbereich jedes Lautsprechers schliesst den Zuhörerbereich, die gegenüberliegende Seitenwand und die Endwand ein, so dass der zweite Schallweg jedes Lautsprechers sich zu der gegenüberliegenden Seitenwand und von dort zu dem Zuhörer, und der dritte Schallbereich von jedem Lautsprecher sich zu der ündwand und von dort zu dem Zuhörerbereich erstreckt. Vorzugsweise haben die Lautsprecher von der ISncleinen Abstand von wenigstens einem Meter.
sind, wobei der Lautsprecher so aufgebaut und angeordnet ist,
dass er den Schall über einen ersten i/eg direkt zu dem Zuhörerbereich und zu jeder der reflektierenden Flächen abstrahlt. Die reflektierenden Flächen reflektieren das siel- übor die volle
Höhe erstreckende Schallbild des Lautsprechers über einen zweiten beziehungsweise über einen dritten i/eg zu dem Zuhörerbereich,
wobei die Ueglüngon des ersten, zweiten und dritten sieges sich
voneinander -wenigstens um einen Abstand unterscheiden, der der
minimalen Zeitdauer entspricht, die bei dem Auflösungsvermögen
des Gehörs zur Unterscheidung beziehungsweise Trennung- von Schallquellen erforderlich ist. Vorzugsweise unterscheiden sich die
Schallwege voneinander um wenigstens einen Meter. Nach vorteilhafter Ausgestaltung kann die Lautsprecheranlage zur Stereowiedergabe zwei Lautsprecher aufweisen, denen jeweils zwei reflektierende Flächen zugeordnet sind. In einem i/olmrauül werden
die reflektierenden Flächen vorzugsweise durch eine iändwand und die linke und rechte Seitenwand gebildet, wobei der linke und
der rechte Lautsprecher an den entsprechenden Seitenwänden angeordnet sind, von der Mndwand einen bestimmten Abstand haben und aufeinander zu gerichtet sind. Der Abstrahlungs-Bogenbereich jedes Lautsprechers schliesst den Zuhörerbereich, die gegenüberliegende Seitenwand und die Endwand ein, so dass der zweite Schallweg jedes Lautsprechers sich zu der gegenüberliegenden Seitenwand und von dort zu dem Zuhörer, und der dritte Schallbereich von jedem Lautsprecher sich zu der ündwand und von dort zu dem Zuhörerbereich erstreckt. Vorzugsweise haben die Lautsprecher von der ISncleinen Abstand von wenigstens einem Meter.
spezielle Ausführungsform der Erfindung kann wie folgt zusammengefasst
werden. Die Lautsprecheranlage weist Lautsprecher auf, die eine halbzylindrische Wellenform abstrahlen, wobei der
vertikale Bereich des Lautsprechers die Niveaus eines sitzenden und eines stehenden Zuhörers einschliesst und überdeckt und sich
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annähernd vom Boden zur Deckenhöhe erstreckt. Zwei soldier Lautspreclier
werden in einem Raum angeordnet, aufeinander zu gerichtet
und unter Abstand zu einer Endwand aufgestellt. Der Bogenbei-eich
der Schallab strahlung jedes Lautsprechers ist so gewählt, dass der Zuhörerbereich einen direkten. Schall und zwei von der
Seitenwand und der IDndwand erzeugte Schallreflektionen erster
Ordnung von jedem der beiden Lautsprecher empfängt. Die itfeglän—
gen unterscheiden sich um einen Betrag, der grosser als die Länge ist, die sich aus der minimalen Zeit ergibt, die bei dem Auflösungsvermögen
des Gehörs eine Trennung von Schallquellen gestattet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beiliegenden
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 ein© schematische Seitenansicht der erfindungsgemässen
Lautsprecheranlage»
Figur 2 eine Seitenansicht einer Lautsprecheranordnung ohne
die Merkmale von Figur 1;
Figur 2a ein& graphische Darstellung von Interferenzen, die
bei der Anlage von Figur'2 auftreten;
Figur 3 eine schematische Draufsicht auf die erfindungsgemässe
Anlage; \
Figur 3a eine perspektivische Darstellung der Stereo-Lautsprecheranlage
nach Figur 3»
Figur 4 einen horizontalen Schnitt durch einen elektrostatischen
Lautsprecher für den vollen Hörbereich^ wobei eine Verstärkerschaltung schematisch dargestellt ist;
Figur 4a im Detail die Anordnung der ¥ände der Schalllinse
bei dem Lautsprecher von Figur 1 ;
Figur 5 eine perspektivische Darstellung der Vorderseite der
Schallinse aus den Figuren h und 4a, wobei der Lautsprecherausgang
dargestellt ist;
Figur 6 eine xjerspektivische Darstellung ähnlich wie Figur 5»
wobei die Hintersexte des Lautsprechers beziehungsweise der Eingang
der Schallinse gezeigt ist;
Figur 7 eine Seitenansicht einer alternativen Ausfülirungsform
eines bei der Brfindung verwendbaren Lautsprechers; und
Figur 8 eine Draufsicht auf den Lautsprecher von Figur 7·
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In den Figuren 1 und 3a ist ein Lautsprecher 18 mit vertikaler
Längsachse gezeigt, der eine halbzylindrische Schallweille I9 mit
allen interessierenden Frequenzen, Bass und Sopran, erzeugt und den Zuhörerbereich L mit allen Frequenzen gleichförmig- beschallt.
Nach der Zeichnung erstreckt sich der Lautsprecher über den gesandten
Abstand von dem Boden zur Decke und überdeckt damit die normale Position 3 für einen sitzenden Zuhörer und die Position
für einen stehenden Zuhörer. Wie durch die Pfeile angedeutet ist,
ist das direkte Schalldruckfeld bei allen Frequenzen in der gesamten Höhe des Lautsprechers gleichförmig, so dass der Zuhörer
dieselbe Schalleinpfindung unabhängig· von einer Änderung der Kopfhöhe
hat. Ferner bilden bei dieser Anordnung die Decke und der Boden Grenzflächen der Zylinderwelle, und es wird kein Schallmuster
von Ileflektionen an Decke oder Boden erzeugt, das eine nachteilige Interferenz mit dem den Zuhörer erreichenden Schall
erzeugen kann.
Im Gegensatz dazu ist eine andere Anordnung in Figur 2 gezeigt.
Der Lautsprecher 18 erzeugt zwar eine Zylinderwelle, hat jedorfi
nur eine Höhe von etwa einem Meter, gemessen vom Boden, Dabei ergeben sich zwei ernsthafte Probleme, Der direkte Hochfrequenzschall,
der sehr stark gerichtet ist, und der direkte Niederfrequenzschall beschallen den sitzenden Zuhörer S wie in Figur 1·
Da die Kopfhöhe eines aufrecht stehenden Zuhörers E über dem
Niveau H des Lautsprechers IS1 liegt, erreicht der Hochfrequenzschall
(starke Richtcharakteristik) die Position E nicht mit derselben Intensität, so dass das Schallfeld verzerrt ist.
Da das obere Ende des Lautsprechers 18' ein gutes Stück unter der
Decke liegt, wirkt der Lautsprecher ferner ähnlich wie eine Punktquelle für den Niederfrequenzschall, so dass sich eine erhebliche
Reflektion an der Decke ergibt. Diese Reflektion an der Decke
führt ebenfalls zu einem verzerrten Feld, wobei die wichtigen höheren Frequenzen fehlen. Ferner kann der gezeigte Raum eine
niedrige Deckenhöhe haben, wie sie gewöhnlich in Wohnräumen vorhanden ist, zum Beispiel 2,5 m oder weniger. Folglich kann die
Weglänge der Reflektion sehr nahe bei der ¥eglänge des direkten Schalls liegen, so dass sich bei niedrigeren Frequenzen eine
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Interferenz mit dem direkten Schall ergibt, wie in Figur 2a
dargestellt ist.
Als Ergebnis hört der stehende Zuhörer ein flaches, uninteressantes
Schallbild, das nicht die Eigenschaft hat, die als Transparenz bekannt ist. Schliesslich bemerkt der Zuhörer störende
SchallSchwankungen, wenn er sich zwischen den beiden Positionen
E und S bewegt.
Die erwünschten Effekte der Erfindung, die im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben wurden, werden auch dann erzielt, wenn der
Lautsprecher nicht vollständig den Boden oder die Decke erreicht, obwohl gewisse Verluste auftreten, wenn von dem Idealzustand abgewichen
wird, dass der Lautsprecher sich von dem Boden bis zur Decke erstreckt. Die Höhe sollte näherungsweise gleich dem Boden-Decken-Abstand
sein und die normale Sitzposition und Standposition überspannen und sich über diese hinaus erstrecken, wobei gewöhnlich
die Punkte o,5 m und 1,75 ra (vorzugsweise 2 m) über dem Boden eingeschlossen sind.
Nach den Figuren 3 und 3a ist der Lautsprecher 18 von Figur 1
speziell derart angeordnet, dass die Zylinder-Schallwelle von dem Lautsprecher 18 direkt den Zuhörerbereich L entlang dem Feg P^
und entlang der Wege P-t--j- und P-rTT erreicht, die jeweils die Reflektion
erster Ordnung von einer senkrechten, schallreflektierenden Wand darstellen. Die Geometrie ist so gewählt, dass Unterschiede
zwischen den Längen dieser verschiedenen Wege grosser als die der Laufzeit entsprechende Länge sind, die nach dem Auflösungsvermögen des Gehörs eine Unterscheidung von getrennten Quellen gestattet.
Diese das Auflösungsvermögen berücksichtigende Zeitdauer bezieht sich auf die psychisch-akustische Beobachtung, dass
das menschliche Gehör zwei ähnliche Schallwellen je nach der Länge der Zeitdauer zwischen den Schallwellen unterschiedlich behandelt.
Bei kurzen Zeitintervallen werden zwei Schallwellen in einer Schallempfindung vereinigt. Dieses Phänomen hängt damit zusammen, dass
Menschen in der Lage sind, eine einzige Schallwelle als solche trotz der Zeitdifferenz zu erkennen, mit der die Schallwelle die
beiden Ohren erreicht. ¥enn die Zeit zwischen den Schallwellen er-
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heblich länger ist, dia, grosser als 2 msec, lcann ein Zuliörer
zwei unterschiedliche Schallquellen und Richtungen erkennen. Die Entscheidungsfr.Iiigkeit nimmt nit ztinehmender Zeitdxfferenz zu.
Daher betrafen die Untorscniede zwischen den verschiedenen tie—
gen wenigstens o,3 ia und vorzugsweise wenigstens 1 m. Durch diese
Abstände wird sichergestellt, dass die virtuellen Schallbilder II und III von den beiden reflektierenden Flächen erkannt werden«
Die reflektierenden Flächen in den Figuren 3 und k werden von den
Wanden eines Raumes gebildet, in dem zwei Lautsprecher angeordnet sind, uni eine stereophone Schallwiedergabe zu erzeugen.
Der Raum weist eine Endwand W7-, und linke und rechte Seitenwände
¥L und ¥T3 auf. Der Lautsprecher 18, der oben erwähnt wurde, ist
der linke Lautsprecher S , der an der linken ¥and steht, und der rechte Lautsprecher 3„ ist an der rechten Wand angeordnet.
Die Schallwege PT, PTT und P-r-r-r- des Lautsprechers sind die vifege
des direkten Schalls, der ersten Reflektion von der rechten ¥and ¥R beziehungsweise der ersten Reflektion von der Sndwand ¥„. Entsprechend
sind die Schallwege P', P' T und P'TT des rechten Lautsprechers
die ¥ege des direkten Schalls, der ersten lieflektion von
der linken ¥and ¥T beziehungsweise der ersten Reflektion von der
Endwand ¥_->.
Der Äbstrahlungsbogen jeder zylindrischen ¥ellenfront, die von
den Lautsprechern abgegeben wird, ist genügend gross, damit der Schall direkt zu dem Zuhörer und gegen die Endwand unter einem
solchen Kinkel gerichtet wix"d, dass er den Zuhörer als erste
Reflektion und mit einer geeigneten Verzögerung, wie oben erwähnt wurde, erreicht.
Dazu "haben die Lautsprecher (Figur 3) Abstrahlungswinkel grosser
als 15o°, in denen der i/inkel A zwischen den liegen P- und P^1
enthalten sind. Die Lautsprecher haben von den Endwänden einen Abstand d, vorzugsweise einen Abstand von wenigstens einem Meter.
Aufgrund dieser Anordnung werden dem Zuhörer sechs verschiedene Schallwellen übermittelt, die alle den gesamten Frequenzbereich
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überdecken und sch.ein.bai? von sechs verschiedenen Schallquellen,
den zwei tatsächlichen Lautsprechern und den virtuellen Schallbildern
II, II1, III und III1 dex- ersten "Reflektion, kommen.
Der Zuhörer wird nicht mit gestörten Schallfeidern aufgrund von
Interferenz oder der Tatsache, dass nur ein Teil der Frequenzen den Zuhörer in einem vorgegebenen Schallbild erreicht, konfrontiert.
Daraus ergibt sich der Eindruck einer in hohem Maße transparenten lind breiten Schallquelle, Weil die halbzylindrischen Wellenfronten
sich von dem Boden bis zur Decke erstrecken, erfolgt die Dämpfung mehr auf der Basis von 1/R, wobei R die v/eglänge ist, statt mit
1/R , so dass sich eine gleichf öi-migere Feldverteilung in dem Zuhörerbereich
ergibt.
In dem bevorzugten Ausfülirungsbeispxel können die Lautsprecher
so aufgebaut sein, wie in der US-PS 3»668.335 beschrieben ist.
so aufgebaut sein, wie in der US-PS 3»668.335 beschrieben ist.
In den Figuren kf 4a, 5 und 6 ist ein Ausfülirungsbeispxel eines
elektrostatischen Vollbereich-LautSprechers gemäss der Erfindung
gezeigt. Die Hauptbestandteile sind ein elektrostatischer Wandler Io (mit einer grossen, flexiblen Membran 12, zB aus metallbeschichtetem
Mylar, und zwei starren, ebenen Elektroden Ik, 16,
mit hohem K-Faktor), einem starrwandigen Gehäuse, das den Wandler 1o umgibt, einem Austrittskanal, der hier die Form einer
Linse 2o hat, und einem Verstärker 22.
Linse 2o hat, und einem Verstärker 22.
Der elektrostatische Wandler 1o erstreckt sich über 1/3 der vollen
Breite des Gehäuses. Die "Elektrodenanordnung des Wandlers
hat eine Höhe von o,5 m. Mehrere solcher Wandler sind übereinander angeordnet, um die benötigte Höhe zu erreichen.
hat eine Höhe von o,5 m. Mehrere solcher Wandler sind übereinander angeordnet, um die benötigte Höhe zu erreichen.
Der elektrostatische Wandler in diesem Ausfülirungsbeispxel ist
ein symmetrischer Wandler, bei dein die flexible Membran 12 in
engge spannt ein Zustand zwischen zwei gelochten Elektroden 14, 16, gehalten wird. Das schallabsorbierende Material I9 und das starrwandige Gehäuse verhindern, dass der von der Membran 12 durch
ein symmetrischer Wandler, bei dein die flexible Membran 12 in
engge spannt ein Zustand zwischen zwei gelochten Elektroden 14, 16, gehalten wird. Das schallabsorbierende Material I9 und das starrwandige Gehäuse verhindern, dass der von der Membran 12 durch
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die Elektrode 14 nach hinten abgestrahlte Schall austreten und
den nach vorne austretenden Schall löschen kann·
Die vordere Elektrode 16 liegt unmittelbar neben der Eintrittsöffnung 2o. der Linse 22 (Figur 6). Die Linse besteht aus einer
Reihe von ¥änden 2o-, 2o„ ·.« 2o^ , die in vertikaler Richtung
igur 6), in der horizontalen Richtung jedoch nach einer speziellen Formgebung unter Abstand angeordnet sind und
bogenförmig verlaufen, um eine Reihe von Kanälen zu bilden (Figur 4a), Die Aussenwand 2o^ und die als nächstes angrenzende
¥and 2o? bilden einen Kanal (Kanal i) mit einem Einlass der
Breite W1, die einem entsprechenden, äusseren Abschnitt der
Membran 12 (durch die Öffnungen der äusseren Elektrode 16) entspricht. Die ¥ände 2ο.. und 2θρ laufen konvergent aufeinander zu
und beschreiben gleichzeitig eine Kurven zu der Mittellinie der Linse beziehungsweise zu dem Halsbereich 2o, der Linse hin.
Nahe bei diesem Bereich beginnen die Kanäle, eine entgegengesetzte
Kurve zu beschreiben, so dass der Kanal an dem Hals 2o, wiederum !Dn wesentlichen senkrecht zu der Membran steht, obwohl der Kanal
zu der Mittellinie hin versetzt ist, Jenseits dieses Bereichs beschreiben die Wände 2O1 und 2o2 eine Kurve von der Mittellinie
nach aussen und divergieren voneinander. Sie enden bei den Enden 2oe, die in diesem Ausführungsbeispiel ausserhalb der Vorderwand
des Gehäuses liegen. Die Achse A1 des Austritts des Kanals I ist
auf diese Weise um einen grossen Winkel von der Richtung seiner Kanalachse an dem Einlass nach aussen gerichtet. In ähnlicher
Weise bilden die andere Seite der Wand 2o2 und die Wand 2o„ den
Kanal II, Dieser Kanal ist so angeordnet, dass er den Schallausgang des nächstangrenzenden Teils der Membran empfängt. Er durchläuft
konvergente und divergente Kurven ähnlich wie der Kanal I, während seine Ausgangsachse A2 unter einem kleineren Winkel zu
der Senkrechten auf der Membran angeordnet ist. Der Kanal II bildet
das nächstangrenzende Segment des Vollwinkels A, der von der Schallinse erreicht wird. Der Kanal III wird auf ähnliche Weise
von den Wänden 2o„ und 2Ol gebildet und so weiter bis zu dem
Kanal IX, entlang dem sich die Mittellinie erstreckt. Die Linsenanordnung
ist symmetrisch um die Mittellinie, so dass der Kanal XVIII rechts aussen in ähnlicher Weise,jedoch in entgegengesetzter
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Richtung zu dem Kanal I bogenförmig verläuft.
Die äusseren Abschnitte der Wände 2ο..-2ο.. haben eine solche
dass eine Serie von Auslassachsen A-.-A.jg gebildet wird,
wobei die Projektionen dieser Achsen einen gemeinsamen, innen
liegenden Punkt C schneiden, der um einen beachtlichen Betrag (zB 1/3 Meter) von der Membran entfernt ist. Da ein Streuwinkel
A von etwa einem Halbkreis erwünscht ist, liegt der Mittelpunkt C auf der Ebene durch die Stirnfläche des Gehäuses. Vorzugsweise
sind die Krümmungen der Wände so angeordnet, dass der Schallweg P entlang jedem der Kanäle und nach aussen zu einem Kreis um den
gemeinsamen Mittelpunkt C der Auslässe die gleiche Länge für alle Kanäle hat. Es soll daher gelten: P1=P2=P3=: ,..P17=P13.
Durch diese Maßnahmen wird bewirkt, dass eine kreisförmige Wellenfront
abgestrahlt wird, obwohl die den Schall abstrahlende Membran eben und für hohe Frequenzen ausserordentlich richtungsorientiert
ist. Der Lautsprecher hält die gleiche in horizontalem Schnitt kreisförmige Form in seiner ganzen Höhe bei, so dass die Ausgangsschallwelle
eine zylindrische Form hat, die sich zur vollständigen Beschallung eines Raumes mit Hochfrequenzschall ausbreiten
kann. Die Wände können aus verschiedenen, an sich bekannten Lautsprechermaterialien, zB aus Papier mit geeigneter Stärke,
hergestellt sein. Die äusseren Kanäle können eine geringere Breite als die inneren Kanäle haben (dh. W..<TWq), so dass in vorteilhafter
Weise die Tatsache ausgenutzt wird, dass ein kanalartiger Bereich des Schalls ohne Verzerrung je mehr gebogen werden kann,
je kleiner der kanalförmige Bereich ist. Insbesondere für die
äusseren Kanäle sollte die Kanalbreite auf der Basis der kürzesten, interessierenden Tonwellenlänge gewählt sein und im allgemeinen
weniger als 3 cm betragen. Es bestehen jedoch in der Praxis
Grenzen, weil ein zu enger Kanal der Fortpflanzung des Schalls einen zu grossen Widerstand entgegensetzt. Es hat sich daher gezeigt,
dass eine Kanalbreite in der Grössenordnung von 1,5 cm für
die Kanäle geeignet ist. Eine praktische Bemessungsregel für Kanäle,
die stark gekrümmt sind, besteht darin, dass die Breite am Einlass des Kanals etwa gleich der Längenwelle der höchsten, interessierenden
Frequenz sein soll.
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In gewissen Fällen kann eine Alternative zu dem elektrostatischen
Lautsprecher nach den Figuren h bis 6 in der Erfindung verwendet
werden. Beispielsweise können eine grosse Zahl kleiner,
elektromagnetischer Lautsprecher 5° (Figuren 7 und 8) verwendet
werden« Zum Beispiel können Lautsprecher mit einem Austrittskonus von 5 cm Breite und Höhe in vertikalen Reihen angeordnet
werden, um in etwa eine Höhe von Boden zu Decke zu erreichen. Eine Linse 52 bildet in allen Höhenbereichen in horizontalem
Schnitt im wesentlichen gerade mittlere Kanäle X und allmählich in einer Kurve nach aus sen verlaufende Kanäle Y, die von den
mittleren Kanälen divergieren, um den Hochfrequenzschall in eine
halbzylindrische ¥ellenform zu verteilen. In an sich bekannter Weise kann sichergestellt werden, dass dieser Lautsprecher eine
ausreichende Abstrahlung im Niederfrequenzbereich hat. Beispielsweise kann die Leistung bei niedrigen Frequenzen durch Verwendung
eines Filters angehoben werden, der die inverse Funktion zu dem Ansprechverhalten des Lautsprechers hat, und es können geeignete
Kammern— und Auf hängungsanordnungen gewählt werden, um die Resonanzfrequenz des Lautsprechersystems wirksam herabzusetzen.
Solch ein Lautsprecher kann ebenfalls eine halbzylindrische Wellenform
abstrahlen, um eine gleichförmige Beschallung bei allen
Frequenzen von dem Boden zur Decke und von Wand zu Wand zu erzeugen, so dass eine Schallwiedergabe mit hoher Qualität selbst
in kleinen Räumen erzielt wird.
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Claims (8)
- PatentansprücheLautsprecheranlage, um den Schall auf einen Zuhörerbereich zu richten, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lautsprecher (18 oder 5o) in der Art eines Zylinderwellengenerators, der eine halbzylindrische ¥elle (19) erzeugen kann, und zwei senkrechte, schallreflektierende Flächen (W„, W„) vorgesehen sind, die von dem Lautsprecher und von dem Zuhörerbereich (l) einen bestimmten Abstand haben, dass der Lautsprecher eine vertikale Achse, einen horizontalen Schallabstrahlungsbogen (A) und eine vertikale, längliche Abmessung(H) hat, an der Schall abgestrahlt wird und die näherungsweise gleich der Höhe von Boden zu Decke ist und sich über die Höhenpositionen eines normal sitzenden Zuhörers (s) und eines normal stehenden Zuhörers (e) erstreckt und diese Positionen einschliesst, dass der Lautsprecher derart aufgebaut und angeordnet ist, dass er den Schall direkt entlang einem ersten Weg (P-r) zu dem Zuhörerbereich und zu jeder der reflektierenden Flächen (Wn, W~) abstrahlen kannj wobei jede der reflektierenden Flächen ein sich über die volle Höhe erstreckendes Schallbild (il, III) des Lautsprechers über einen zweiten bzw· einen dritten Schallweg (Ρ™, P-r-r-r) direkt zu dem Zuhörerbereich reflektiert.
- 2. Lautsprecheranlage, um einen Zuhörerbereich stereophon zu beschallen, wobei die Anlage zwei Lautsprecher und zugehörige, vertikale, schallreflektierende Flächen aufweist, die von den jeweiligen Lautsprechern und von dem Zuhörerbereich unter Abstand angeordnet sind, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Lautsprecher (S., SR) so aufgebaut und angeordnet ist, dass er den Schall entlang einem ersten Weg (PT» P'T) zu dem Lautsprecherbereich und zu jeder der zwei reflektierenden Flächen (W , W^; WL, WE) abstrahlt, und dass jede schallreflektierende Fläche ein sich über die volle Höhe erstrecken- ' des Schallbild (il, IIIJ II1, III1) des zugeordneten Lautsprechers direkt an den Zuhörerbereich über einen zweiten bzw» einen dritten Schallweg (Pj-r» -PtII' f"II» P'lII^ reflektiert.409881/09282427H2
- 3« Lautsprecheranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierenden Flächen durch einen Raum gebildet werden, der eine Endwand (W^,) und eine linke und eine rechte Seitenwand (¥T, Wn) bei Blickrichtung von dem Zuhörerbe-L Iireich (L) hat, dass die Lautsprecher (S^, S„) entlang den entsprechenden Seitenwänden (¥.. , W ) und unter Abstand von der Endwand (Wp) angeordnet und aufeinander zu gerichtet sind (Figur 3)» wobei der Abstrahlungskreisbogen für jeden Lautsprecher den Zuhb'rerbereich, die gegenüber liegende Seitenwand und die Endwand einschliesst, und dass für den linken Lautsprecher der zweite tfeg(PT ) sich von dem Lautsprecher zu der rechten Seitenwand (WR) und von dort zu dem Zuhörerbereich und der dritte ¥eg sich von dem Lautsprecher zu der Endwand und von dort zu dem Zuhörerbereich erstreckt und dass für den rechten Lautsprecher der zweite Weg sich von dem Lautsprecher zu der linken Seitenwand(¥T) und von dort zu dem Zuhörerbereich und der dritte Weg sich von dem Lautsprecher zu der Endwand (W„) und von dort zu dem Zuhörerbereich erstreckt, wobei der erste, der zweite und der dritte Weg sich in der Länge voneinander wenigstens um den Abstand unterscheiden, der der Zeitdauer entspricht, die entsprechend dem Auflösungsvermögen zur Wahrnehmung getrennter Schallquellen erforderlich ist.
- 4. Lautsprecheranlage nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Lautsprecher von der Endwand (Wp) wenigstens einen Abstand von etwa einem Meter haben.
- 5» Lautsprecheranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallwege (P-j-, P-r-r» ^TTT ^ von einem Lautsprecher sich voneinander um eine Lange von wenigstens einem Meter unterscheiden,
- 6» Lautsprecher zur Verwendung in einer Lautsprecheranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, um selbst in einem kleinen Raum eine transparente Schallempfindung über direkte und reflektierte Schallwege zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass der Lautsprecher einen Generator (18, 5o) für halb-409881/0928zylindrische Wellen mit einer vertikalen Achse, einem horizontalen Schallabstrahlungsbogen (A) und einer länglichen vertikalen Abmessung (h) aufweist, über der Schall abgestrahlt wird,' deren Höhe näherungsweise von Boden zu Decke reicht, und die die Höhenpositionen eines normal sitzenden Zuhörers (s) und eines normal stehenden Zuhörers (&) überspannt und einschliesst.
- 7, Lautsprecher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsausdehnung des Lautsprechers die Positionen o,5 und 1,75 Hi über dem Boden einschlies'st, und dass der horizontale Schallabstrahlungsbogen (a) wenigstens 15o beträgt.
- 8. Lautsprecher nach Anspruch 6 oder 7» gekennzeichnet durch eine Linse (Figuren h, 5, 6; Figur 8), die eine Reihe von der Schallquelle (To oder 5o) zu dem LautSprecherauslass führende Kanäle aufweist, die aus im wesentlichen geraden, mittleren Kanälen und in zunehmendem Mai3e gekrümmten und divergierenden, äusseren Kanälen bestehen, wobei die am weitesten aussen liegenden Kanäle voneinander um einen "Winkel von wenigstens etwa 150 divergieren.9· Lautsprecher nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass er ein elektrostatischer Vollbereichs-Lautsprecher ist,409881/0928L e e r s e i t e
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