DE3710464C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Lautsprechersystem gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE-GM 85 29 497 ist eine Lautsprecherbox bekannt, bei
der zum Erzielen einer rundum gleichmäßigen
Richtcharakteristik die Mittel- und Hochtöner in senkrechter
Richtung und die abgestrahlten Schallwellen auf
rotationssymmetrische Reflexionskörper gerichtet sind, durch
die die Schallwellen in horizontaler Richtung umgelenkt
werden.
Aus der DE-OS 29 24 204 ist ein Lautsprecher mit einer
bienenwabenförmig strukturierten Membran bekannt.
In der DE-OS 22 36 374 ist ein elektro-akustisches
Wandlersystem offenbart, dessen mit der Schwingspule
gekoppelte Membran aus einem textilen hochelastischen
Material besteht.
In der FR 12 27 457 ist ein Lautsprecher beschrieben, dessen
Gehäuse sphärische Form haben kann und dessen Membran ein
Schallreflektor mit elliptischen Seitenflächen
gegenübergesetzt ist, wobei die Hauptachsen der Membran und
des Reflektors zusammenfallen.
Ferner ist der GB 6 53 263 ein Lautsprecher mit einem
teilkugelförmigen Lautsprechergehäuse zu entnehmen, an dessen
offener Seite die Lautsprechermembran angesetzt ist.
In der US 20 96 192 ist ein Lautsprecher offenbart, dessen
Gehäuse elliptische oder kugelförmige Gestalt haben kann und
einen internen, der Lautsprechermembran gegenübergesetzten
Reflektor umschließt, dessen Hauptachse mit der Achse der
Membran übereinstimmt.
Des weiteren ist in der DE-GM 85 11 970 ein Lautsprecher
beschrieben, an dem oberhalb der Lautsprechermembran ein
Schallreflektor angebracht, dessen Winkellage steuerbar ist.
Schließlich ist in der DE-AS 11 33 759 ein oberhalb der
Lautsprechermembran angeordneter Reflektor beschrieben,
dessen Reflexionsoberfläche im wesentlichen kreisförmig ist.
Hinsichtlich der Erzeugung eines
stereophonen Schallfelds mit getreuer Tonwiedergabe war also
bisher ein System vorherrschend, bei dem als ideale Hörstelle
nur ein Scheitel eines gleichseitigen Dreiecks mit zwei Laut
sprechern für die Tonfrequenzsignal-Abstrahlung in getreuer
Tonwiedergabe vorgesehen war, wobei jeweils einer der Laut
sprecher an einem Ende der Basislinie des Dreiecks angeordnet
war. Daher ist offenbar kein Tonsystem geschaffen worden,
welches das Genießen einer stereophonen Tonwiedergabe mit
echter Naturtreue in einem breiten Bereich erlaubt. Dies
beruht hauptsächlich auf einer schmalen Richtcharakteristik
bei der Schallabstrahlung.
Fig. 9A und 9B zeigen einen Hörbereich und eine Richtcharak
teristik bei einer herkömmlichen stereophonen
Schallabstrahlung. In den Fig. 9A und 9B sind mit 121, 122
und 124 jeweils Lautsprecher bezeichnet, während als schraffierter
Bereich ein Hörbereich 123 bezeichnet ist.
Andererseits wird behauptet, daß mit einem als Vortragssaal-
Lautsprechersystem bekannten Lautsprechersystem von BOSE
(USA) auch an einer Stelle außerhalb des Scheitels eines
gleichseitigen Dreiecks ein ausgeglichenes stereophones
Schallempfinden hervorgerufen wird. Dies beruht darauf, daß
beim BOSE-System in einem Wiedergabeschallfeld auch
indirekter Schall hervorgerufen wird, um unter Berücksichti
gung der Bedeutung von indirektem Schall (der von den Wänden, dem
Fußboden, der Decke und dergleichen im Schallfeld reflektiert
wird) einen erweiterten Hörbereich wie in einer üblichen Kon
zerthalle zu gewinnen, während dagegen bei einem herkömmlichen
stereophonen System für getreue Tonwiedergabe hauptsächlich
der sog. direkte Schall, nämlich der direkt von Lautsprechern
ankommende Schall angestrebt wird.
In Fig. 10A und 10B sind der Hörbereich und die Richtungsver
teilung der stereophonen Schallabstrahlung beim BOSE-
System dargestellt. Mit 121′, 122′ und 124′ sind Lautsprecher
bezeichnet, während als schraffierter Bereich ein Hörbereich
123′ als Standort eines Zuhörers angegeben ist.
Hinsichtlich der getreuen stereophonen Tonwiedergabe hat die
BOSE-Theorie Schwachpunkte. Der jeweilige Anwender wird näm
lich vorbringen, daß zu viel Wert auf einen verbreiterten
Hörbereich für die echte stereophone Tonwiedergabe gelegt
ist, um eine echte stereophone Schallwirkung in genauer Ton
wiedergabe zu erhalten. Das heißt, das BOSE-System ergibt zwar ein
stereophones System, jedoch nicht ein stereophones Wiederga
besystem mit hoher Wiedergabetreue. Dies ergibt sich haupt
sächlich aus folgenden beiden Mängeln:
- 1. Mangelhafte Phasencharakteristik:
- Die BOSE-Lautsprecher sind derart aufgebaut, daß die Schallenergie sowohl nach vorne für den direkten Schall als auch nach hinten für den indirekten Schall abgestrahlt wird. Beispielsweise hat das BOSE-System 901 Lautsprecher mit kleinem Durchmesser, die radial an der Rückseite des Systems angeordnet sind, und einen einzigen Lautsprecher an der Vor derseite des Systems. Dazu ist zu sagen, daß ein System mit mehreren Lautsprechern hinsichtlich der Phasencharakteristik im allgemeinen einem System mit einem einzigen Lautsprecher unterlegen ist. Genauer gesagt ist das BOSE-System 901 ein System mit mehreren Lautsprechern für den gleichen Frequenz bereich, so daß diese Tendenz auffallend sein dürfte. Ferner wird durch die tatsächliche Auslegung der Lautsprecher nicht eine Schallquelle mit gleicher Phase in jeder Richtung reali siert, obwohl die Gestaltungstheorie erfüllt sein könnte. Fig. 11 zeigt die Phasenverteilung bei einem idealen BOSE-Lautsprecher. Diese Phasencharakteristik wird durch Ortskurven konstanter Schallenergie-Pegel erhalten und ist zusammen mit der Schallintensität von großer Bedeu tung. Falls man aus einem System mit mehreren Lautsprechern einen Ton mit verschiedenerlei gemischten Phasen hört, der einen großen Anteil an reflektierten Wellen enthält, kann durch das Hörempfinden nicht auf genaue Weise das Schallfeld nachempfunden werden.
- 2. Mangelhafte Steuerung des indirekten Schalls:
- Bei der Auslegung eines Schallfelds ist größte Sorgfalt da rauf zu richten, wie der indirekte Schall in verschiedenerlei Räumen gesteuert wird, da nämlich der Hörbereich, die Echos und dergleichen alle vom indirekten Schall beeinflußt werden. In dieser Hinsicht kann die BOSE-Theorie als richtig bezeichnet werden. Der tatsächliche Zustand eines Wiedergabe- Schallfelds ist jedoch ziemlich vielgestaltig, so daß mit einer normierten festgelegten Richtcharakteristik wie bei spielsweise derjenigen von BOSE-Lautsprechern kein ideales Schallfeld erzeugt werden kann. Dies gilt natürlich auch für ein herkömmliches Lautsprechersystem mit getreuer Tonwiedergabe. Bei diesem herkömmlichen System wird nicht auf den reflektierten Schall von der Rückseite der Lautsprecher und dergleichen zurückgegriffen, so daß es weniger anfällig ist als das BOSE- System. Das Problem bei dem BOSE-System besteht darin, daß dieses zwar ein Lautsprechersystem ist, bei dem der reflek tierte Schall von der Rückseite und dergleichen beachtet wird, aber die Anpassung des BOSE-Systems an ein wichtiges Schallreflektionsobjekt, nämlich die Abstimmung auf das Wie dergabe-Schallfeld nur bei der Einstellung des Systems wie bei herkömmlichen Lautsprechern erfolgt.
Die Ursache, warum das BOSE-Lautsprechersystem nicht als
echtes stereophones Lautsprechersystem für getreue Tonwieder
gabe anzusehen ist, obgleich es verschiedenerlei Vorteile
hat, beruht nicht auf einem theoretischen Problem, sondern
auf den vorstehend beschriebenen technischen Mängeln.
Bei den bekannten Verfahren ist also bei der Erzeugung eines
stereophonen Schallfeldes entweder der Ort für eine ideale
Tonwiedergabe räumlich stark begrenzt, oder es besteht kein
echtes stereophones System mit echter Naturtreue.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein
Lautsprechersystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1
derart weiterzubilden, daß in einem relativ großen räumlichen
Bereich eine stereophone Tonwiedergabe möglich ist, bei der
eine hohe Wiedergabetreue gewährleistet ist, d. h. gute
Phasencharakteristik sowie die Möglichkeit der Steuerung des
indirekten Schalls.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispie
len unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1A und 1B jeweils das Funktionsprinzip und die
Richtungsverteilung eines Rundstrahler-Schallreflek
tor-Lautsprechersystems als ein erstes Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
Fig. 2A und 2B jeweils das Funktionsprinzip und die
Richtungsverteilung eines Schallreflektor-Lautspre
chersystems mit spezieller ±30°-Richtwirkung als ein
zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 3A und 3B jeweils das Funktionsprinzip und die
Richtungsverteilung eines Schallreflektor-Lautspre
chersystems, das praktisch eine einfache ±30°-
Richtwirkung hat, als ein drittes Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
Fig. 4 eine Darstellung der Richtungsverteilung eines
herkömmlichen Lautsprechersystems bei 1000
Hz und 4000 Hz,
Fig. 5 eine Darstellung von Rundstrahlungs-Frequenz
kennlinien eines herkömmlichen Lautspre
chersystems,
Fig. 6A und 6B jeweils die Schallquelle, falsche
Schallquellen und Abstrahlungswellen eines herkömm
lichen Lautsprechersystems bzw. eine vir
tuelle Schallquelle und die Abstrahlungswellenformen
eines Schallreflektor-Lautsprechers,
Fig. 7 als viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung ein auf
zuhängendes Rundstrahler-Zweikanal-Lautsprechersys
tem mit Schallreflektoren,
Fig. 8 als fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ein
feststehendes Lautsprechersystem mit zwei Bereichen,
Schallreflektoren und veränderbarer Richtwirkung,
Fig. 9A und 9B die Verteilung von Stereophonie-Hör
positionen bei einem herkömmlichen Laut
sprechersystem mit getreuer Tonwiedergabe bzw. die
Richtungsverteilung des Lautsprechers,
Fig. 10A und 10B die Verteilung der Hörpositionen bei
einem stereophonen BOSE-System bzw. die Richtungs
verteilung eines Lautsprechers desselben, und
Fig. 11 ein Beispiel für die Phasenverteilung bei
einem idealen BOSE-Lautsprecher.
In den Fig. 1A und 1B sind jeweils die prinzipielle Gestal
tung bzw. die Richtungsverteilung eines Rundstrahler-Schall
reflektor-Lautsprechersystems als ein erstes Ausführungsbeispiel
dargestellt.
Aus der Fig. 1A ist ersichtlich, daß einer kreisförmigen
Membran 1 auf einem Lautsprechergehäuse 3 ein konischer
Schallspiegel bzw. Schallreflektor 2 koaxial zu der Membran 1
gegenübergesetzt ist, so daß die senkrecht von der Membran 1
abgestrahlte akustische Energie gleichmäßig radial nach außen
reflektiert wird, was schließlich einer virtuellen Rundstrah
ler-Schallquelle äquivalent ist. Diese Ausführungsform wird deshalb
verwendet, da die Probleme hinsichtlich der Tonqualität,
insbesondere hinsichtlich der Phase, die gleichen wie bei
einem herkömmlichen Lautsprecher für getreue Tonwiedergabe sind und
weil die Verwendung der Abstrahlung eines einzelnen Lautspre
chers sowie die perfekte Rundstrahleigenschaft eines Schall
spiegels bzw. Schallreflektors auf einfache Weise sowohl
theoretisch als auch praktisch zu realisieren sind.
Ein stereophones Schallreflektor-Lautsprechersystem für ge
treue Tonwiedergabe gemäß der vorstehenden Beschreibung ist
ein äußerst fortschrittliches System, mit dem die Vereinbar
keit der Steuerung der Tonqualität (insbesondere der Phase)
mit der Steuerung der Richtungsverteilung herbeigeführt wird,
die mit herkömmlichen Verfahren nicht erzielbar ist. In
einem herkömmlichen Lautsprechersystem für getreue Tonwiedergabe
kann natürlich dieses System zu einem Mehrfach-System abge
wandelt werden, um dadurch die Tonqualität weiter zu verbes
sern, vorausgesetzt, daß wie bei dem herkömmlichen
Lautsprechersystem für die getreue Tonwiedergabe eine (Phan
tom)-Schallquelle nur auf der gleichen Achse wie die Laut
sprecher gelegt werden muß.
Abhängig von den Bedingungen für das Wiedergabeschallfeld ist
die Rundstrahlung nicht immer am günstigsten. Das heißt, es könnte
eine gesteuerte Richtwirkung richtig sein. Dies ist deshalb
der Fall, weil vielerlei Bedingungen oder Einschränkungen
hinsichtlich der Größe und Form eines Wiedergabeschallfelds,
der Beschaffenheit von Wänden oder dergleichen, der Lautspre
cheraufstellung, der Abstände an der Rückseite der Lautspre
cher und dergleichen bestehen. In diesem Fall kann die Rich
tungsverteilung bzw. Richtcharakteristik nach Belieben durch
die Form der Fläche der Lautsprechermembran, die Form des
Schallreflektors und die Lage des Lautsprechers bestimmt
werden. Die Richtcharakteristik steht natürlich in Zusammen
hang mit der von der virtuellen Schallquelle in der Hauptach
se abgestrahlten Energiemenge, so daß durch das Wählen einer
breiten Richtcharakteristik der Wirkungsgrad auf der Haupt
achse verringert wird. Daher ist es erforderlich, bei der
Auslegung des Lautsprechers einen Ausgleich zwischen der
Richtcharakteristik und dem Wirkungsgrad zu finden.
Die Fig. 2A und 2B zeigen jeweils ein System mit einem fest
gelegten Richtbereich von ±30° als zweites Ausführungsbei
spiel bzw. dessen Richtcharakteristik. In diesem Fall
nimmt ein Schallreflektor 11, bei dem die Form einer Laut
sprechermembran 12 gegenüber einer Kreisform abgeändert ist,
während eine Rotationssymmetrie beibehalten ist, eine Form
an, bei der hauptsächlich ein Teil eines konischen Drehkör
pers verwendet ist.
Im praktischen Einsatz ist es jedoch für dieses System aus
reichend, eine schwache Richtwirkung dadurch zu erhalten, daß
die Hauptachsen einer kreisförmigen Membran und des konischen
Drehkörpers des Schallreflektors versetzt werden. Die Richt
wirkung ist entsprechend den tatsächlichen Zuständen eines
Zuhörerraums und nach Wunsch einstellbar. Die Fig. 3A und 3B
zeigen jeweils ein System gemäß einem dritten Ausführungs
beispiel, bei dem die Mittelachse eines Schallreflektors 21
in Form eines konischen Drehkörpers mit dem Außenumfang einer
kreisförmigen Membran 22 übereinstimmt, bzw. die Richtcharak
teristik dieses Systems. Obgleich Abweichungen von ungefähr ±
7% in einem Bereich von bis zu ±30° auftreten können, ent
stehen dadurch in der Praxis keinerlei Probleme, während sich
außerhalb des Bereichs von ±30° eine weiche bzw. flache
Energieverteilung ergibt.
Vorstehend wurden zwar die Merkmale des stereophonen Laut
sprechersystems für getreue Tonwiedergabe mit einem Schall
reflektor hauptsächlich im Hinblick auf die gleichphasige
Abstrahlung über einen sehr weiten Winkel beschrieben, jedoch
hat dieses System weitere Vorteile, die mit dem Lautsprecher
system nach dem Stand der Technik nicht erreichbar sind. Die
Richtcharakteristik des Systems gemäß den Ausführungsbeispie
len ist frequenzunabhängig. Die Fig. 4 zeigt die Richtcharak
teristik eines herkömmlichen Lautsprechers bei 1000
Hz und 4000 Hz. Üblicherweise ergibt sich mit zunehmender
Frequenz eine schärfere Richtwirkung. Das heißt, die Richtcharak
teristik ist frequenzabhängig. Demgegenüber ist die Richtcha
rakteristik des vorstehend beschriebenen stereophonen Laut
sprechersystems für getreue Tonwiedergabe mit dem Schallre
flektor im wesentlichen von der Frequenz unabhängig und konstant.
Dies gilt deshalb, weil die Richtungsverteilung bzw.
Richtcharakteristik ohne weitere Bedingungen durch die Zusam
menhänge zwischen der Form und Lage der Membran und des
Schallreflektors bestimmt ist. Ferner entsteht, anders als bei
Licht, bei Schallwellen eine Ablenkung bzw. Beugung,
da im Vergleich zum Licht die Schallwellen eine große Wellen
länge haben. Allgemein sind Schallwellen großer Wellenlänge
(für niedrige Tonhöhe) schwierig zu reflektieren, so daß der
Schallreflektor nicht sehr viel Einfluß hat, während Schall
wellen mittlerer und hoher Töne praktisch wie bei der Refle
xion von Licht zu handhaben sind. Als physikalische Gegeben
heit kann dies nicht vermieden werden, jedoch entsteht vor
teilhafterweise in der Praxis dadurch kein Problem, was nach
folgend beschrieben wird. Die Fig. 5 ist eine grafische
Darstellung, die den Grund hierfür veranschaulicht und die
Rundstrahlungs-Frequenzkennlinien eines herkömmlichen
Lautsprechers für getreue Tonwiedergabe zeigt. Gemäß
diesen Kennlinien werden Schallwellen niedriger Töne bis
ungefähr 400 Hz auch in der Richtung von ±90° nur um unge
fähr 7 dB und in der Richtung ±60° nur um ungefähr 2 bis 3
dB abgeschwächt. Das heißt, die Schallwellen niedriger Töne ver
teilen sich von selbst in einem beträchtlichen Ausmaß durch
ihre Beugung ohne Verwendung des Schallreflektors. Daher
werden diese Gegebenheiten, wenn auch unvollkommen, durch einen Schallreflektor ver
bessert.
Weiterhin ist praktisch gesehen das menschliche Richtungsemp
finden um so schwächer, je niedriger die Tonfrequenz wird,
wobei insbesondere unterhalb von 200 Hz das Orten einer
Schallquelle sehr schwierig ist. Das heißt, die Schallwellen mit
weniger als 200 Hz müssen nur vorhanden sein, was auch die
Grundlage des sog. 3 D-Stereosystems bildet (bei dem von einem
rechten und einem linken Lautsprecher die mittleren und hohen
Töne abgegeben werden, während die tiefen Töne nur von einem
einzigen Lautsprecher abgegeben werden, um Raum usw. zu spa
ren). Somit entsteht kein Problem, wenn die tiefen Töne,
insbesondere unterhalb von 200 Hz von einem herkömmlichen
Tieftöner abgegeben werden, wobei die physikali
schen Gegebenheiten und das Hörempfinden genutzt werden,
nämlich die Umstände, daß infolge der Beugung der Schallwel
len tiefer Töne die Richtcharakteristik auch eines gewöhn
lichen Lautsprechers verbreitert ist und daß die Ortsbestim
mung einer Schallquelle um so unbestimmter wird, je niedriger
die Tonfrequenz wird.
Ein weiteres Merkmal des Schallreflektor-Systems beruht in
der Verteilung virtueller Schallquellen auf einer vertikalen
Linie. Ein herkömmlicher Lautsprecher ist eine Schallquelle
mit begrenzter Oberfläche, bei dem Schallwellen aus unechten
Schallquellen an den Rändern eines Gehäuses überlagert sind,
so daß das akustische Empfinden hinsichtlich der Lokalisie
rung der Schallwelle irregeführt wird. Falls im einzelnen der
Abstand zwischen der Mitte der Schallquelle und den Randli
nien des Gehäuses im wesentlichen gleich dem Ohrenabstand
ist, wird die Irreführung um so stärker. Diese Bedingungen
sind in Fig. 6A dargestellt.
Beim Schallreflektor-System sind die virtuellen Schall
quellen prinzipiell nur auf einer zu jeder Richtung senkrech
ten Linie verteilt, so daß auch ein übliches Kastengehäuse
keine Reflexion an dem Schallreflektor ergibt, da dieser
konisch ist und seine Achse vertikal steht. Die Fig. 6A und
6B veranschaulichen den Vergleich zwischen virtuellen Schall
quellen und zwischen Abstrahlungswellen eines herkömmlichen
Lautsprechersystems und eines Schallreflektor-Sys
tems. Aus diesen Figuren ist ersichtlich, daß beim Schall
reflektor-System keine Phantom-Schallquellen auftreten und
die Schallquellen vertikal auf einer Linie verteilt sind, so
daß sich keine Ausdehnung der abgestrahlten Schallwellen in
horizontaler Richtung ergibt. Daher ist dieses System hin
sichtlich der Ortung der Schallquellen optimal. Ferner ergibt
gemäß der vorstehenden Beschreibung der Umstand, daß die
Richtcharakteristik von der Frequenz unabhängig ist und eine
breite Gleichphasigkeit erzielt wird, eine echte stereophone
getreue Wiedergabe, die mit einem herkömmlichen System nicht
erreichbar ist.
Die Eigenschaften des vorstehend beschriebenen stereophonen
Lautsprechersystems für getreue Tonwiedergabe mit einem
Schallreflektor sind folgende:
- 1. Ein echtes stereophones System für getreue Tonwiedergabe in Theorie und/oder praktischer Ausführung, nämlich ein Laut sprechersystem mit hoher Tonqualität, insbesondere gleich mäßiger Phasenabstrahlung und mit steuerbarer Richtcharakte ristik.
- 2. Im wesentlichen konstante Richtcharakteristik über den ganzen Tonfrequenzbereich (was mit herkömmli chen Lautsprechersystemen nicht erreichbar ist).
- 3. Richtcharakteristik, die entsprechend den Eigenschaften und Bedingungen des Wiedergabe-Schallfelds veränderbar ist.
- 4. Einfügung von Lautsprechern wie herkömmlichen Lautsprechern für getreue Tonwiedergabe in ein Mehrkanal-System.
- 5. Leichtes Erzielen perfekter Rundstrahlung.
- 6. Aufteilung von Schallquellen auf nur einer vertikalen Linie ohne Entstehung von unechten Schallquellen in Gehäuse rändern.
In der vorstehenden Beschreibung wurden ein kugelförmiges
Lautsprechergehäuse und ein ebener Lautsprecher dargestellt,
jedoch sind das keine wesentlichen Bedingungen, obgleich dies
vorzuziehen ist. Natürlicherweise müssen die Lautsprecher für
getreue Tonwiedergabe ausgelegt sein, so daß sie ferner Ei
genschaften haben müssen, die üblicherweise von hochwertigen
Lautsprechern gefordert werden. Als Material für den Schall
reflektor muß ein Material gewählt werden, das Schallwel
len sehr wenig absorbiert und eine Resonanz innerhalb des
Tonfrequenzbereichs verhindert. Ferner ist es in Anbetracht
der Beugung der Schallwellen erforderlich, daß die Refle
xionsfläche des Schallreflektors etwas größer als die erfor
derliche geometrische Fläche ist.
Es wird nun ein viertes Ausführungsbeispiel für den tatsächlichen
Aufbau des vorstehend beschriebenen Systems beschrieben.
1. Ungerichtetes Zweikanal-Lautsprechersystem für stereo
phone getreue Tonwiedergabe mit Schallreflektoren:
Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht dieses Systems, in welchem ein Tief/Mitteltonlautsprecher 33 mit flacher Membran mit dem Durchmesser von 16 cm und ein Hochtonlautsprecher 37 mit flacher Membran mit einem Durchmesser von 4 cm in kugelför mige Lautsprechergehäuse 32 bzw. 36 derart eingesetzt sind, daß sie nach unten gerichtet sind. Der obere Teil des Hochtö ner-Lautsprechergehäuses 36 ist konisch geformt und der Mem bran des Tief/Mittelton-Lautsprechers gegenübergesetzt, wobei die Lautsprecher 33 und 37 die gleiche Achse haben. Das heißt, bei diesem System bildet das Hochtöner-Lautsprechergehäuse 36 eine Einheit mit einem Schallreflektor für tiefe und mittlere Töne. Ein Hochton-Schallreflektor 39 hängt derart herunter, daß die Achse des konischen Teils dieses Schallreflektors 39 mit der der Lautsprechermembran übereinstimmt. Dies ergibt eine gleichförmige Rundstrahlung im ganzen Frequenzbereich von 90 Hz bis 20 kHz bei diesem Lautsprechersystem. Ferner wird ein ausgeglichenes stereophones Hörempfinden in hoher Wiedergabegüte über einen weiten Hörbereich hervorgerufen.
Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht dieses Systems, in welchem ein Tief/Mitteltonlautsprecher 33 mit flacher Membran mit dem Durchmesser von 16 cm und ein Hochtonlautsprecher 37 mit flacher Membran mit einem Durchmesser von 4 cm in kugelför mige Lautsprechergehäuse 32 bzw. 36 derart eingesetzt sind, daß sie nach unten gerichtet sind. Der obere Teil des Hochtö ner-Lautsprechergehäuses 36 ist konisch geformt und der Mem bran des Tief/Mittelton-Lautsprechers gegenübergesetzt, wobei die Lautsprecher 33 und 37 die gleiche Achse haben. Das heißt, bei diesem System bildet das Hochtöner-Lautsprechergehäuse 36 eine Einheit mit einem Schallreflektor für tiefe und mittlere Töne. Ein Hochton-Schallreflektor 39 hängt derart herunter, daß die Achse des konischen Teils dieses Schallreflektors 39 mit der der Lautsprechermembran übereinstimmt. Dies ergibt eine gleichförmige Rundstrahlung im ganzen Frequenzbereich von 90 Hz bis 20 kHz bei diesem Lautsprechersystem. Ferner wird ein ausgeglichenes stereophones Hörempfinden in hoher Wiedergabegüte über einen weiten Hörbereich hervorgerufen.
2. Ungerichtetes Hybrid-Lautsprechersystem mit drei Kanälen
für getreue stereophone Tonwiedergabe:
Dieses Hybrid-Lautsprechersystem besteht aus einer Kombina tion eines Tieftöners für die Abgabe von Schallwellen mit 40 bis 150 Hz und dem vorstehend beschriebenen Rundstrahler- Lautsprechersystem für die stereophone getreue Tonwiedergabe in zwei Frequenzbereichen. Der Tieftöner wird auf dem Boden aufgestellt und dem Hörbereich zugewandt. Dies gibt einen weiten Hörbereich, in dem auch die Töne sehr niedriger Fre quenz wiedergegeben werden. In diesem Fall ist ein Übergang mit 12 dB/Oktave vorzusehen.
Dieses Hybrid-Lautsprechersystem besteht aus einer Kombina tion eines Tieftöners für die Abgabe von Schallwellen mit 40 bis 150 Hz und dem vorstehend beschriebenen Rundstrahler- Lautsprechersystem für die stereophone getreue Tonwiedergabe in zwei Frequenzbereichen. Der Tieftöner wird auf dem Boden aufgestellt und dem Hörbereich zugewandt. Dies gibt einen weiten Hörbereich, in dem auch die Töne sehr niedriger Fre quenz wiedergegeben werden. In diesem Fall ist ein Übergang mit 12 dB/Oktave vorzusehen.
3. Zweikanal-Lautsprechersystem zur stereophonen getreuen
Tonwiedergabe mit veränderbarer Richtwirkung:
Die Fig. 8 zeigt die grundlegende Gestaltung dieses Systems, bei dem ein Tief/Mittelton-Lautsprecher 43 mit ebener Membran mit dem Durchmesser von 16 cm auf der oberen Fläche eines kastenförmigen Gehäuses 44 befestigt ist und der Membran des Lautsprechers 43 ein konischer Schallreflektor 42 gegenüber gesetzt ist. Dieser Schallreflektor dient auch als Gehäuse für einen Hochton-Lautsprecher 41 mit einem Durchmesser von 4 cm. Der ganze Schallreflektor ist bewegbar und auf irgendeine beliebige Lage zwischen der Mitte und dem Rand des gegenüber liegenden Lautsprechers 43 einstellbar. Ferner ist ein koni scher Hochton-Schallreflektor 40 in eine beliebige Lage zwischen der Mitte und dem Rand des Hochton-Lautsprechers 41 einstell bar.
Die Fig. 8 zeigt die grundlegende Gestaltung dieses Systems, bei dem ein Tief/Mittelton-Lautsprecher 43 mit ebener Membran mit dem Durchmesser von 16 cm auf der oberen Fläche eines kastenförmigen Gehäuses 44 befestigt ist und der Membran des Lautsprechers 43 ein konischer Schallreflektor 42 gegenüber gesetzt ist. Dieser Schallreflektor dient auch als Gehäuse für einen Hochton-Lautsprecher 41 mit einem Durchmesser von 4 cm. Der ganze Schallreflektor ist bewegbar und auf irgendeine beliebige Lage zwischen der Mitte und dem Rand des gegenüber liegenden Lautsprechers 43 einstellbar. Ferner ist ein koni scher Hochton-Schallreflektor 40 in eine beliebige Lage zwischen der Mitte und dem Rand des Hochton-Lautsprechers 41 einstell bar.
Mit den gestrichelten Linien sind die Lagen der Schallreflek
toren für das Erzielen der Rundstrahlcharakteristik darge
stellt. Der Hochton-Schallreflektor 40 wird nur horizontal
oberhalb des Tief/Mittelton-Schallreflektors und -Gehäuses 42
bewegt, während der Tief/Mittelton-Schallreflektor in Form
des Gehäuses 42 schräg zum Gehäuse 44 für den Tief/Mittel
ton-Lautsprecher bewegt wird. Wenn die beiden virtuellen
Schallquellen so eingestellt werden, daß sie die gleiche
Richtcharakteristik haben, befinden sie sich auf der gleichen
vertikalen Achse, wobei sie zu Schallquellen gleicher Phase
werden.
Die Anordnung kann so getroffen werden, daß dann, wenn die
Schallreflektoren auf die gleiche Richtcharakteristik einge
stellt sind, mit einer Einstellvorrichtung der Abstand zwi
schen dem Schallreflektor und der Lautsprechermembran derart
verändert werden kann, daß die virtuellen Schallquellen auf
der gleichen vertikalen Achse ausgefluchtet sind.
4. Zweikanal-Lautsprechersystem zur stereophonen getreuen
Tonwiedergabe mit Schallreflektoren und mit einer Baßumlei
tung:
In dem vorstehend beschriebenen System gemäß 3. wird ein Baßumleitungskanal mit einer Auslaßöffnung an der Vorder seite des kastenförmigen Gehäuses für den Tief/Mitteltonlaut sprecher vorgesehen, um den Tieftonbereich zu verstärken.
In dem vorstehend beschriebenen System gemäß 3. wird ein Baßumleitungskanal mit einer Auslaßöffnung an der Vorder seite des kastenförmigen Gehäuses für den Tief/Mitteltonlaut sprecher vorgesehen, um den Tieftonbereich zu verstärken.
Claims (10)
1. Lautsprechersystem mit zwei Lautsprecheranordnungen,
die jeweils einen Lautsprecher mit einer Membran, die
Schallwellen in vertikaler Richtung abstrahlt, und einen
einen konischen Körper aufweisenden akustischen Reflektor,
der der Membran gegenüberliegt und die von der Membran
abgestrahlten Schallwellen in horizontaler Ebene reflektiert,
aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die akustischen
Reflektoren jeder Lautsprecheranordnung derart angeordnet
sind, daß die Hauptachse des jeweiligen akustischen
Reflektors im äußeren Bereich der zugehörigen Membran (12,
22) liegt, so daß sich eine derartige Richtcharakteristikverteilung
einstellt, daß über einen großen Bereich der
horizontalen Ebene ein stereophoner Eindruck erzielt wird.
2. Lautsprechersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Membran jeder Lautsprecheranordnung als
flache Platte ausgebildet ist.
3. Lautsprechersystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der akustische
Reflektor und die Membran jeder Lautsprecheranordnung zur
Steuerung der Richtwirkungsverteilung des Lautsprecheranordnungspaars
relativ zueinander bewegbar sind.
4. Lautsprechersystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lautsprecheranordnung
ein Gehäuse (32; 44) aufweist, in dem die Membran
befestigt ist und das eine sphärische Außenoberfläche
besitzt.
5. Lautsprechersystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Lautsprecher
vorhanden ist, der niederfrequente Töne abgibt.
6. Lautsprechersystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lautsprecheranordnung
einen weiteren Lautsprecher mit einer weiteren
Membran, die Schallwellen mit einer oberhalb der Frequenz
der von der ersteren Membran erzeugten Schallwellen liegenden
Frequenz in vertikaler Richtung abgibt, und einen
weiteren akustischen Reflektor (39; 40) umfaßt, der der
weiteren Membran gegenüberliegt und die von der weiteren
Membran abgegebenen Schallwellen in horizontaler Ebene
reflektiert, und daß die weiteren akustischen Reflektoren
(39; 40) derart angeordnet sind, daß sich eine solche
Richtwirkungsverteilung ergibt, daß ein stereophoner Eindruck
über einen großen Bereich der horizontalen Ebene
erzielt wird.
7. Lautsprechersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Lautsprecheranordnung ein Gehäuse (36;
42) besitzt, in dem die weitere Membran befestigt und das
integral mit dem ersteren akustischen Reflektor ausgebildet
ist.
8. Lautsprechersystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, daß bei jeder Lautsprecheranordnung eine
durch den ersteren Lautsprecher und den ersteren akustischen
Reflektor gebildete virtuelle Schallwelle und eine durch den
weiteren Lautsprecher und den weiteren akustischen Reflektor
gebildete virtuelle Schallwelle auf derselben Achse angeordnet
sind.
9. Lautsprechersystem nach Anspruch 6, 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der weitere akustische Reflektor (39;
40) und die weitere Membran jeder Lautsprecheranordnung
relativ zueinander beweglich sind.
10. Lautsprechersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Membran in einem
Gehäuse angebracht ist, das eine spärische Außenoberfläche
besitzt.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: TIEDTKE, H., DIPL.-ING. BUEHLING, G., DIPL.-CHEM. |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition |