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Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Lautsprecherbox mit mindestens
je einem in einem Gehäuse mit Resonanzraum in der Vorderplatte angeordneten und
nach vorne abstrahlenden Basslautsprecher, einem Mitteltonlautsprecher und einem
Hochtonlautsprecher zur stereophonen Ab strahlung akustischer Signale mit mindestens
einem Basslautsprecher, mindestens einem Mitteltonlautsprecher und mindestens einem
Hochtonlautsprecher.
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Lautsprecherboxen dieser Art mit den verschiedensten geometrischen
Konfigurationen der einzelnen Lautsprecher zueinander sind bekannt (vgl. z.B. OS
25 56 343).
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lautsprecherbox der
genannten Art so auszugestalten, daß über einen möglichst weiten Raum ein von der
jeweiligen Position des Zuhörers abhängiges stereophones Hörerlebnis bereit gestellt
wird, wobei möglichst gleichmäßig tiefe, mittlere und hohe Frequenzen hörbar gemacht
werden sollen
und die Anordnung der Lautsprecher zueinander so getroffen
werden soll, daß ein Rauschen der Lautsprecher nicht wahrnehmbar ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Grundkorpus,
der das Gehäuse für den Basslautsprecher bildet, im Querschnitt fünfeckig ausgebildet
ist, daß ferner ein erster Mitteltonlautsprecher in einer der bezüglich der Vorderplatte
nach hinten schräg gestellten Rückplatten angeordnet ist, und daß oberhalb des im
Grundkorpus gebildeten Resonanzraumes zwei Hochtonlautsprecher derart angeordnet
sind, daß die Achsen ihrer Ab strahlung parallel zur Vorderplatte und zueinander
entgegengesetzt, schräg nach oben gerichtet sind, und daß oberhalb des im Grundkorpus
vorgesehenen Resonanzraumes ferner ein zweiter Mitteltonlautsprecher derart angeordnet
ist, daß die Achse seiner Abstrahlung senkrecht zur Vorderplatte und schräg nach
oben gerichtet ist.
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Die Erfindung betrifft ferner mehrere vorteilhafte Weiterbildungen.
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Bei dieser Lautsprecherbox entsteht eine durch die angegebenen Maßnahmen
besonders abgestimmte Kombination direkter und indirekter Abstrahlung, wobei ein
Teil der indirekten Abstrahlung verwinkelt erfolgt. Dadurch werden im Zusammenwirken
mit der praktisch vorgegebenen Begrenzung des Hörraumes akustische Signale so vermittelt,
daß das Gehör die einzelnen Schalleindrücke räumlich miteinander verknüpft.
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Der im Grundkorpus eingesetzte Mitteltonlautsprecher strahlt bei einer
Stereowiedergabe durch zwei Lautsprecherboxen nach hinten in den Raum zwischen den
beiden Lautsprecherboxen ab.
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Er arbeitet in einem Frequenzbereich von 300 Hz und 4000 Hz. Da dies
fast vier Oktaven sind, spielt sich der größte Teil des musikalischen Geschehens
vom Grundton her in diesem Bereich ab.
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Dabei ist für das Empfinden des räumlichen Hörens bei der Stereophonie
die Kanaltrennung besonders wichtig. Das ergibt sich in besonders vorteilhafter
Weise durch die fünfeckige Ausbildung des Querschnittes des Grundkorpus und die
genannte Anordnung des ersten Mitteltonlaut-
sprechers in der nach
innen gerichteten schräg gestellten Rückplatte des Grundkorpus.
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Verwendet wird für den 3D-Lautsprecher ein Hornstrahler.
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Bei der Erfindung sind ja zusätzlich zu diesem erstgenannten Mitteltonlautsprecher,
der weitgehend für eine dreidimensionale Wirkung verantwortlich ist, noch ein zweiter
Mitteltonlautsprecher vorgesehen. Im mittleren Frequenzbereich hat man also einmal
die Ab strahlung nach hinten in die Mitte über den ersten Mitteltonlautsprecher,
die dort zu einer Reflexion führt und somit dem Zuhörer erst mit einer gewissen
Verzögerung (Nachhalleffekt) erreicht, während gleichzeitig über den zweiten Mitteltonlautsprecher
eine Ab strahlung nach vorne oben ohne eine Verzögerung mit demselben Frequenzbereich
erfolgt. Es kommen also die ersten schall starken Reflexionen aus dem Mittelbereich
und wirken mit den ersten Rauminformationen von vorne oben und seitlich in besonderer
Weise zusammen. Dabei ist gleichzeitig von Vorteil, daß durch die Verwendung eines
Hornlautsprechers für den ersten Mitteltonlautsprecher bei Ab-
strahlung
nach hinten kein Grundrauschen gehört wird.
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Die Ausschaltung der Wahrnehmbarkeit jeglichen spezifischen Grundrauschens
durch die Hochtonlautsprecher ergibt sich durch die aufeinandergerichtete Zuordnung
in der speziell verwinkelten Art und Weise; der "mittlere Verlauf" der Frequenzen
wird so stark verstärkt, daß die Eigenresonanz der beiden Lautsprecher nicht mehr
wahrgenommen wird.
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Die beiden Hochtonlautsprecher jeder Lautsprecherbox strahlen zunächst
einmal direkt in zwei verschiedene Richtungen, und zwar zu den Seiten hin, ab. Sie
werden in verschiedenen Abständen von der Begrenzung (Wand, Decke) des Raumes reflektiert.
Der weitere Verlauf des Schalls wird also differenziert wahrgenommen, weil er unterschiedliche
Wege bis zum Betrachter zurücklegt. Daraus ergibt sich eine spezifische indirekte
Klangausbildung, wobei der Hörer die Summe von vier Einzelschallquellen (zwei von
jeder Lautsprecherbox) von der Raumbegrenzung reflektiert an seinem Standort wahrnimmt.
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Mit Ausnahme der direkten Abstrahlung der tiefen Frequenzen nach vorne
durch den Basslautsprecher (indirekt ergänzt durch die Abstrahlung nach hinten außen
über die Bassauskopplungsöffnung des Grundkorpus) handelt es sich bei den zwei Hochtonlautsprechern
und den beiden Mitteltonautsprechern einer Lautsprecherbox stets um indirekte Abstrahlung.
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Damit ergibt sich eine in besonderem Maß von der Ausbildung des Raumes
abhängige unterschiedliche Wahrnehmung mit stark räumlichem Hören.
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Die Anordnung der Hochtonlautsprecher mit der indirekten Abstrahlung
bewirkt, daß man an jedem bestimmten Ort vier Hochtonanteile wahrnimmt, wobei die
Frequenz der vier Hochtonanteile an jedem Punkt der Wahrnehmung stets gleich ist,
jedoch alle vier Teile infolge des unterschiedlichen Laufweges in unterschiedlicher
Phasenlage ankommen. Sie werden alle addiert und es ergibt sich stets eine unterschiedliche
von der jeweiligen Position abhängige Wahrnehmung.
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Ein Ausführungsbespiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme
auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es stellen dar: Figur 1 eine
perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels; Figur 2 die Vorderansicht des
Ausführungsbeispiels nach Figur 1; Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III
in Figur 2; Figur 4 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels nach Figuren 1 bis
3; Figur 5 eine schematische Darstellung der Wirkungsweise der 3D-Lautsprecher 9;
Figur 6 eine schematische Darstellung der Wirkungsweise der Bassauskopplungsöffnungen
7;
Figur 7 eine schematische Darstellung der Wirkungsweise des
Mitteltonlautsprechers 13; Figur 8 eine schematische Darstellung der Wirkungsweise
der Hochtonlautsprecher 14 und 15? Die Figuren 1 bis 4 zeigen eine Lautsprecherbox
1, wie sie zu einem Paar symmetrisch anzuordnender Lautsprecherboxen gehört. Es
handelt sich in Figuren 1 bis 4 um eine Lautsprecherbox, die -vom Zuhörer aus gesehen
--links aufgestellt ist.
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Sie wird gebildet durch den Grundkorpus 2 und den Lautsprecherträger
3. Der Grundkorpus 2 hat, wie insbesondere aus Figur 3 zu ersehen. fünfeckigen Querschnitt.
Parallel zur Basislinie L verläuft die Vorderplatte 4; dazu rechtwinklig verlaufen
zwei weitere Platten; das Fünfeck des Grundrisses wird dann vervollständigt durch
die schräg nach außen gestellte Rückplatte 8 und die schräg nach innen gestellte
Rückplatte 6. In der Vorderplatte 4 ist der nach vorne abstrahlende Basslautsprecher
5 angebracht (Basislinie ist die
Verbindungslinie zweier Lautsprecherboxen).
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Die Rückplatte 6, die - bezogen auf die Basislinie L - schräg nach
außen steht, ist mit einer Bassauskopplungsöffnung 7 versehen.
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Hierdurch werden die Schwingungen, die im Resonanzraum 19 innerhalb
des Grundkorpus 2 durch den als Trichter ausgebildeten Basslaut--1 sprecher 5 angeregt
werden, ausgekoppelt. Die Abmessungen des Grundkorpus sind etwa folgende: Höhe h
= 56 cm; Breite b = 38 cm; Tiefe c = 15 cm und Seitenlänge der Rückplatten s = ca.
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21 cm. Die Anordnung des Basslautsprechers 5 in der Vorderplatte 4
ist derart, daß sein Mittelpunkt etwa auf 2/3 der Höhe h liegt. Die oeffnung 7 hat
einen Durchmesser von ca. 12 cm und ist etwas höher als dasiBasslautsprecher 5 angeordnet.
Das Volumen des Resonanzraumes 19 im Grundkorpus 2 ist ca. 50 1.
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Der Grundkorpus 2 weist ferner in seiner Rückplatte 8 einen Mitteltonlautsprecher
9 auf.
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Diese Rückplatte 8 ist diejenige, die - betrachtet man zwei nebeneinander
stehende Lautsprecherboxen - nach innen hinten gerichtet ist.
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Dieser Lautsprecher ist für eine verstärkt
dreidimensionale
Wirkung verantwortlich, da der von zwei solchen Mitteltonlautsprechern abgestrahlte
Schall an der Wand hinter den Lautsprecherboxen reflektiert wird und daher mit einer
gewissen Verzögerung den Zuhörer erreicht (Nachhalleffekt).
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Der Lautsprecherträger 3 weist drei Lautsprecherträgerplatten 10,
11, 12 au-f. Sie verkörpern die Ebenen, in denen die Hochtonlautsprecher 14, 15
und ein weiterer Mitteltonlautsprecher 13 angeordnet sind. Die Lautsprecherträgerplatte
11 ist im wesentlichen viereckig und gegenüber der Vertikalen X um den Winkel /3
von 400 bis 450 nach hinten geneigt.
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Die viereckige Platte steht auf der Spitze; in ihr ist der als Kugelkalotte
ausgebildete Mitteltonlautsprecher 13 angeordnet. Die Abstrahlung erfolgt also nach
vorne schräg oben und senkrecht zur Vorderplatte 4. Die Achse dieses Lautsprechers
ist mit 30 bezeichnet. Die beiden Lautsprecherträgerplatten 10 und 11 sind seitlich
gegenüber der Vertikalen X um ca. 400 bis 500 geneigt und tragen die Hochtonlautsprecher
14 bzw. 15, die
ebenfalls als Kugelkalotten ausgebildet sind.
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Diese strahlen, in Richtung ihrer Achsen 20, 21, seitlich ab, also
parallel zur Vorderplatte 4 und jeweils entgegengesetzt nach schräg oben.
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Das durch die Lautsprecherträgerplatten 10, 11, 12 sich ergebende
Gebilde, das etwa die Flächenzuordnung wie eine auf der Spitze stehende ., Pyramide
oder wie eine Tüte hat, wird von den Stützplatten 16 und 17 oberhalb des Grundkorpus
2 gehalten.
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Diese tütenförmige Konfiguration der Lautsprecherträgerplatten 10,
11 und 12 ist lediglich eine -wenn auch besonders vorteilhafte - Möglichkeit, die
beiden Hochtonlautsprecher 14 und 15 sowie den Mitteltonlautsprecher 13 in die gewünschte
geometrische Lage zueinander zu bringen; sie bedingt auch zum Teil die dreieckige
Form der Lautsprecherträgerplatten 10, 12 und die Rautenie dadurch form der Lautsprecherträgerplatte
11. Die dadurch erreichte geometrische Stellung der Ebenen für die Lautsprecher
13 bis 15 zueinander ist entscheidend für die akustische Uberlagerung der abgestrahlten
Schallwellen. Die Achsen 20, 21, 30 der abgestrahlten Schallbündel der drei Lautsprecher
13
bis 15 treffen sich in einem Punkt P (siehe Figur 2), der etwa 20 bis 35 cm oberhalb
des Punktes Q liegt, in dem die Lautsprecherträgerplatten einander unten schneiden.
Der Abstand des Punktes P von dem Mitteltonlautsprecher 13 ist ca. 28 cm.
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Das Material aller Platten ist Plexiglas. Es ist ca. 1,5 cm stark.
Dann hat es die erforderliche Massivität und Starrheit für eine optimale Klanggestaltung.
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Als Vorbemerkung zur Erläuterung der für den qualitativ besonderen
Raumklang verantwortlichen Maßnahmen ist auf die bekannte Tatsache hinzuweisen,
daß die Abstrahlung von Schallwellen aus geometrisch nicht einfachen Gebilden schon
für einzelne Schallquellen ein außerordentlich komplizierter Vorgang ist; die Überlagerung
mehrerer in Nähe zueinander angeordneter derartiger Schallquellen ist demzufolge
rechnerisch und theoretisch in den meisten Fällen rechnerisch weder qualitativ noch
quantitativ zu erfassen, obwohl gerade diese Überlagerung für das Hörerlebnis entscheidend
ist. Dabei geht es nicht
nur um die Überlagerung der Wellen an
einem bestimmten Punkt, sondern vielmehr in möglichst großflächigen Räumen in der
Umgebung der Boxen, um ein realitätsnahes Hörerlebnis nicht nur an einer bestimmten
Stelle eines Raumes, sondern möglichst an mehreren Stellen eines Raumes zu haben,
wobei sich dies durchaus - wie in der Realität ja auch - in Abhängigkeit von dem
speziellen Standort ändern kann. Dabei istZtrotz beachtlicher theoretischer Kenntnisse
auf diesem Gebiet letztenendes immer nur ein mit vielen Einzelkenntnissen und Intuition
angereichertes Experimentieren und ein glücklicher Griff bei der Kombination verschiedener
Merkmale erforderlich. In diesem Sinne ist die nachfolgende Darstellung der als
besonders wichtig betrachteten Einzelmerkmale zu verstehen.
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(a) Der fünfeckige Querschnitt des Grundkorpus 2 in Verbindung mit
dem nach vorne abstrahlenden Basslautsprecher 5 ergibt eine besonders für tiefe
Frequenzen extrem rauscharme Abstrahlung.
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Es handelt sich dabei um ein nicht geschlossenes System, d.h. der
Resonanzraum 19 im
Grundkorpus 2 ist - durch die Bassauskopplungsöffnung
7 - offen; das führt zu einer hohen Ansprechempfindlichkeit des Basslautsprechers
5.
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Um ein weiches Ansprechverhalten bei extrem tiefen Frequenzen zu erreichen,
kann man in der Bassauskopplungsöffnung 7 das Dämpfungselement 18 anordnen (gestrichelt
eingezeichnet).
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Die höhenmäßige Anordnung des Basslautsprechers 5 und der Bassauskopplungsöffnung
7 im Grundkorpus 2 ist ebenfalls für den Aufbau der Schwingungen von Bedeutung.
Die Schwingungen im Resonanzraum 19 im Grundkorpus 2 werden durch die Rückseite
des Trichters des Basslautsprechers 5 bewirkt. Die Auskopplung hängt ebenfalls von
dem Durchmesser und der Höhe der Bassauskopplungsöffnung 7 ab. Für das einwandfreie
Funktionieren bi extrem tiefen Frequenzen ist ferner die angegebene Starrheit des
Materials des Grundkorpus 2 von Bedeutung.
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Die Schallausstreuung von der Bassauskopplungsöffnung 7 ist in Figur
7 dargestellt.
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(b) Die Anordnung des (3D-) Mitteltonlautsprechers 9 in der - bezogen
auf ein durch zwei Lautsprecherboxen gebildetes Stereosystem - nach innen hinten
gerichteten Rückplatte 8 bewirkt, daß, wie aus Figur 5 ersichtlich, beide Lautsprecher
eines Paares Lautsprecherboxen 1 nach rückwärts in die Mitte abstrahlen. Dort wird
an einer Wand der Schall reflektiert und gelangt nach dieser Reflexion in den Raum
nach vorne.
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Infolge der Verbindung eines Kugelkalotten-Lautsprechers ist ein
besonders weiter Abstrahlwinkel gegeben und nach der Reflexion wird vor den Lautsprechern
ein besonders weiter Bereich abgedeckt. Durch die Abstrahlung zunächst nach hinten
und dann nach der Reflexion nach vorne entsteht auch eine zeitliche Verzögerung
gegenüber den direkt nach vorne abgestrahlten Schallwellen, die den Eindruck entstehen
lässt, die Schallquelle befinde sich an einem Raum, der weiter hinter der Basislinie
L liegt. Auch dies entspricht einem realen Hörerlebnis, bei dem ein starker Anteil
der Grundtöne tief aus dem Orchesterraum kommt.
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In Figur 5 sind lediglich die Achsen der Strahlenbündel eingezeichnet.
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(c()- Innerhalb des Lautsprecherträgers 3 ergibt die geometrische
Anordnung der beiden Hochtonlautsprecher 14, 15 zueinander und zum Mittel-G tonlautsprecher
13 durch Überlagerung eine Ausschaltung des Rauschens (wahrnehmbare Schallwellen
bei leistungsmäßig starker Aussteuerung des Lautsprechers in Abwesenheit eines übertragenen
Signals). Dies hängt auch mit der Verwendung von Kugelkalottenlautsprechern für
diese drei Lautsprecher zusammen. Wie aus Figur 8 ersichtlich, ergibt sich gleichzeitig
eine gute Füllung des Raumes mit von den Hochtonlautsprechern abgestrahlten Schallwellen,
die dazu führt, daß nicht nu in einer zu beiden Lautsprecherboxen 1 symmetrischen
Position, sondern in einem sehr großflächigen Bereich der Stereoeffekt wahrgenommen
wird, und zwar in Abhängigkeit von der Raumposition, wie dies ja auch dem tatsächlichen
Hörerlebnis entspricht.
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(d) Gleichzeitig erfolgt durch die nach hinten schräg geneigte Anordnung
des Mitteltonlautsprechers und demgemäß die Ausrichtung der Achse des abgestrahlten
Strahlenbündels nach vorne oben an die Decke eines Raumes ebenfalls eine
weitgreifende
Raumfüllung, wie das schematisch in Figur 7 dargestellt ist.
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Diese verschiedenen beschriebenen Effekte ergaben in ihrer Summe einen
extrem raumfüllenden rauscharmen Stereoeffekt über einen besonders weiten Bereich
vor den Lautsprecherboxen.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung haben die Lautsprecher
folgenden Durchmesser: die Basslautsprecher 5: 250 mm (Trichter); Mitteltonlautsprecher
13: 14,5 cm (Kalotte); Hochtonlautsprecher 14, 15: 1,1 cm (Kalotte).
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- Ende der Beschreibung -