DE3731132A1

DE3731132A1 - Filmmembran-lautsprecher

Info

Publication number: DE3731132A1
Application number: DE19873731132
Authority: DE
Inventors: Kye Soo Lee
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 1986-09-16
Filing date: 1987-09-16
Publication date: 1988-03-24
Also published as: JPH0416558Y2; US4820952A; DE3731132C2; JPS63165998U

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lautsprecher und insbesondere einen Filmmembran-Lautsprecher, in dem eine Filmmembran, insbesondere durch ein piezoelektri sches Element gesteuert ist.

Lautsprecher werden allgemein in zwei Arten eingeteilt: dynamische Lautsprecher und piezoelektrische oder Kristall-Lautsprecher, die ein piezoelektrisches Element verwenden. Der dynamische Lautsprecher besteht aus einem Magnetschaltkreis, einer Sprechspule und Trichterpapier. Dynamische Lautsprecher sind infolge ihres einfachen Aufbaus und ihrer hohen Modulationskennwerte weitver breitet.

Es gibt jedoch auch verschiedene Nachteile dieser Laut sprecher, die sich insbesondere auf die beträchtliche Größe und das große Gewicht dynamischer Lautsprecher beziehen. In neuerer Zeit wurden Kristall-Lautsprecher entwickelt, die solche Nachteile nicht aufwiesen. In Kristall-Lautsprechern wandelt das piezoelektrische Element elektrische Signale in Schallsignale um. Wenn eine Spannung an das piezoelektrische Element gelegt wird, tritt eine mechanische Schwingung auf. Diese wird an eine Membran gelegt, die die Schallwellen erzeugt. Kristall-Lautsprecher sind kleiner und leichter als dynamische Lautsprecher, sind bequem zu verwenden und besitzen den Vorteil leichter Montage sowie die Voraus setzungen, diese Lautsprecher in einer Massenproduktion herzustellen.

Da jedoch die Schalldruckcharakteristik des piezoelek trischen Elementes zum Hochtonschallbereich gehört, sind Kristall-Lautsprecher nicht geeignet, um eine Mittel- oder Tiefton-Schallerzeugung zu erreichen. Dieser Nach teil begrenzt die Verwendung von Kristall-Lautsprechern auf Hochton-Lautsprecher zur Hochtonerzeugung.

Diesbezüglich ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Filmmembran-Lautsprecher zu schaffen, der aus einem piezoelektrischen Element und einer Filmmembran besteht, bei dem die vorerwähnten Probleme vorhandener Kristall-Lautsprecher vermieden sind und mit dem ein breiterer Bereich von Schalldruckwerten erreicht wird. Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, die Filmmembran und das piezoelektrische Element so anzu ordnen, daß der Filmmembran-Lautsprecher qualitativ bessere Schalldruckeigenschaften erreicht.

Die vorgenannten Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kristall-Lautsprecher bzw. Filmmembran- Lautsprecher aus einer Reihenanordnung von piezoelektri schen Elementen an zwei gegenüberliegenden Seiten eines Rahmens besteht, an denen die Kanten einer Filmmembran festgelegt sind, so daß die Membran eine Wölbung bzw. einen Bogen bildet.

Die Kombination der Hochton-Schalldruckcharakteristik der piezoelektrischen Elemente mit der stoß- oder schwingungsdämpfenden Funktion der Filmmembran kann verbesserte Schalldruckkennwerte selbst für Mittel- oder Tieftonerzeugung bewirken.

Außerdem wird durch V-förmige Falten, die nahe der Kan ten der Filmmembran vorgesehen sind und eine entspre chende V-förmige Nut an dem jeweiligen piezoelektrischen Element die Falte der Filmmembran fest und sicher in der V-förmigen Nut auf der Oberseite des jeweiligen piezo elektrischen Elementes aufgenommen. Dies verbessert den Kontakt zwischen der Filmmembran und dem piezoelektri schen Element und unterstützt die Übertragung der Schwingung von dem jeweiligen piezoelektrischen Element auf die Filmmembran.

Die vorliegende Erfindung ist auch dadurch bestimmt, daß mehrere Ausnehmungen oder Bohrungen in dem Rahmen aus gebildet sind, und zwar unter dem unteren Abschnitt des jeweiligen piezoelektrischen Elementes, um jede Überla gerung mit der Reflexionswelle zu vermeiden, die erzeugt wird, wenn die Schwingungswelle des piezoelektrischen Elementes auf den Rahmen trifft. Im Rahmen der vorlie genden Erfindung ist ferner die Filmmembran transparent ausgeführt, so daß dann, wenn sich ein Bild an der Innenseite des Rahmens befindet, dieses von außen durch die transparente Filmmembran hindurch sichtbar ist.

Entsprechend verbessert die vorliegende Erfindung die Schalldruckcharakteristik für Mittel- und Tiefton schallwellen durch die Filmmembran, die die Hochton- Schalldruckcharakteristik der piezoelektrischen Elemente dämpft. Die Abnahme in der Größe und im Gewicht des Lautsprechers macht diesen in seiner Handhabung be quemer und vermindert die Länge des Produktionspro zesses, so daß hierdurch eine Verringerung der Produk tionskosten eintritt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungs beispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Film membran-Lautsprechers nach der vorlie genden Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt A-A nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Druntersicht des Ausführungsbei spiels 1 nach der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht nach einem Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 einen Schnitt B-B nach Fig. 4;

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform des Aus führungsbeispiels 2;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Film membran-Lautsprechers nach einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung;

Fig. 8 einen Schnitt C-C nach Fig. 7;

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Film membran-Lautsprechers nach einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung;

Fig. 10 einen vergrößerten Ausschnitt der Dar stellung nach Fig. 9;

Fig. 11 eine Vorderansicht eines Filmmembran- Lautsprechers für den Fall, daß ein Bild an der Innenseite des Rahmens angeordnet und durch eine transparente Lautspre chermembran sichtbar ist.

Die Beschreibung des Filmmembran-Lautsprechers nach der vorliegenden Erfindung erfolgt nachstehend für jedes Ausführungsbeispiel wie folgt.

Ausführungsbeispiel 1

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, haben beide Seiten eines Rahmens 1 eine Nut 2, die an ihrer Bodenseite piezoelektrische Elemente 3 enthält. Die Faltlinien der Falten in der Filmmembran nahe den Kanten der quadrati schen Filmmembran sind am oberen Abschnitt der piezo elektrischen Elemente 3 festgelegt. Die Kantenabschnitte 6 der Filmmembran sind am Rahmen 1 befestigt.

Verschiedene Ausnehmungen, hier Bohrungen 4, befinden sich unterhalb der piezoelektrischen Elemente 3 unter halb der Nut 2 im Rahmen 1. Schwingungswellen, die durch die Vibration der piezoelektrischen Elemente erzeugt werden, werden durch die Bohrungen 4 emittiert, so daß die Erzeugung von Reflexionswellen vermieden ist.

Fig. 2 ist ein Schnitt A-A nach Fig. 1. Wenn elektrische Spannung an die piezoelektrischen Elemente 3 gelegt wird, beginnen diese zu schwingen, und diese Schwingung wird auf die Filmmembran 5 übertragen, die die Schall wellen erzeugt. In der Zwischenzeit werden die Schwin gungswellen vom Boden der piezoelektrischen Elemente 3 durch die vorerwähnten Bohrungen 4 abgestrahlt, ohne daß sie innerhalb der Nut 2 reflektiert werden. Infolge die ser Anordnung werden die Schwingungswellen des piezoelektrischen Elementes 3, die durch die Strombeauf schlagung des piezoelektrischen Elementes 3 erzeugt werden nicht mit Reflexionswellen überlagert.

Fig. 3 die eine Teilbodenansicht zeigt, stellt im ein zelnen die verschiedenen Bohrungen 4 vor, die im Boden der Nut 2 ausgebildet sind und die sich durch den unte ren Teil des Rahmens 1 erstrecken.

Ausführungsbeispiel 2

Fig. 4 verkörpert ein zweites Ausführungsbeispiel des Filmmembran-Lautsprechers nach der vorliegenden Erfin dung.

Die Filmmembran 5 kommt in Berührung mit der Oberseite der piezoelektrischen Elemente 3, die sich an jeder Seite des Rahmens befinden.

Die Faltkanten der Falten der obigen Filmmembran liegen an den piezoelektrischen Elementen 3 an, und ein Weich körper 7 ist an der Unterseite der Filmmembran 5 vorgesehen. Durch geeignete Regulierung der Schwingung der Filmmembran 5 wird die Schwingung homogenisiert und jede übermäßige Schwingung beseitigt, so daß die Emp findlichkeit für die Mittel- und Tieftonerzeugung ver bessert wird.

Fig. 5 ist ein Schnitt B-B nach Fig. 4, der zeigt, daß das Weichkörperelement entlang der oberen und unteren Kante der Filmmembran 5 vorgesehen ist.

Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform des Ausführungs beispieles 2.

Das Weichkörperelement 7 in Fig. 6 ist länger als das jenige, das in Fig. 5 gezeigt ist und ist mit dem Rahmen 1 verbunden.

Ausführungsbeispiel 3

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht eines Film membran-Lautsprechers eines dritten Ausführungsbei spiels der vorliegenden Erfindung.

Mehrer piezoelektrische Elemente 3 sind an beiden Seiten des Rahmens 3 installiert, und mit der Oberseite der piezoelektrischen Elemente 3 sind die Faltkanten der Seitenfaltung der Filmmembran 5 in Verbindung.

Die Kanten der vorerwähnten Filmmembran 5 sind zwischen dem Rahmen 1 und der Randabdeckung 9 über ein Dämpfungs element 8 befestigt.

Dieses Dämpfungselement 8 besteht aus Gummi, Schwamm oder einem Kunststoffschaum. Es ist zwischen dem Rahmen 1 und der Kantenabdeckung 9 angeordnet und ist mit der Filmmembran 5 verbunden, um ungleichmäßige Schwingungen zu beseitigen, die an den Kanten der Filmmembran 5 er zeugt werden.

Fig. 8 ist ein Schnitt C-C nach Fig. 7.

Diese Darstellung zeigt die Kante der Filmmembran 5, die über das Dämpfungselement 8 an dem Rahmen 1 und der Kantenabdeckung 9 befestigt ist.

Das vorerwähnte Dämpfungselement 8 beseitigt ungleich mäßige Schwingungen durch Absorption derjenigen Schall wellen, die durch die Kanten der Filmmembran 5 erzeugt werden.

Ausführungsbeispiel 4

Fig. 9 ist ein Halbschnitt eines Filmmembran-Lautspre chers nach der vorliegenden Erfindung.

An der Oberseite des piezoelektrischen Elementes 3 ist ein Übertragungselement 10 angeordnet, dessen V-förmige Nut 11 den Faltabschnitt 12 der Filmmembran 5 aufnimmt.

Fig. 10 ist eine vergrößerte Teilansicht aus Fig. 9. Fig. 10 zeigt, daß die V-förmige Nut 11 auf der Ober seite des Übertragungselementes 10 ausgebildet ist, das an der Oberseite des piezoelektrischen Elementes 3 an geordnet ist. Diese V-förmige Nut 11 nimmt die Falt kante der Falte 12 der Filmmembran 5 auf.

Infolge der V-förmigen Nut 11 in dem Übertragungselement 10 und des Faltenabschnittes 12 der Filmmembran 5 ist diese fest und glatt sitzend in der Nut 12 aufgenommen, und es ist nicht erforderlich, die Faltenabschnitte 12 der Filmmembran 5 einzeln in der Mitte des Übertragungs elementes 10 zu plazieren, wenn das piezoelektrische Element 3 mit der Filmmembran 5 zusammengefügt wird. Der Kontaktpunkt bzw. die Linienberührung zwischen dem Übertragungselement 10 und der Filmmembran 5 wird nur schwerlich gestört oder unterbrochen, nachdem der Falt abschnitt 12 und die V-förmige Nut 11 einmal miteinan der in Eingriff gekommen sind.

Fig. 11 zeigt eine Anordnung mit einem Bild an der Innenseite des Rahmens 1, das durch die Filmmembran 5 sichtbar bleibt. Wenn die Filmmembran 5 aus einem trans parenten Material besteht, kann das Bild durch diese hindurch von außen betrachtet werden.

Im Falle, daß ein Bild in dem Rahmen innerhalb des Film membran-Lautsprechers angebracht und der Lautsprecher an einer Wand aufgehangen ist, kann der Filmmembran-Laut sprecher auch als Bilderrahmen dienen, indem eine trans parente Filmmembran 5 verwendet wird.

Außerdem kann der Lautsprecher nach der vorliegenden Er findung leicht hängend an einer Wand aufgenommen werden, da er im Verhältnis zu seiner Breite nur eine geringe Dicke aufweist.

Die bogenförmige Gestalt der Filmmembran 5 vergrößert den Abstrahlungsbereich und damit den Hörbereich des Lautsprechers.

Claims

1. Filmmembran-Lautsprecher zur Erzeugung von Schall signalen aus elektrischen Signalen unter Verwendung zumindest eines piezoelektrischen Elementes, dadurch gekennzeichnet, daß Nuten (2) an beiden gegenüber liegenden Kanten eines Rahmens (1) ausgebildet und mehrere piezoelektrische Elemente (3) in Reihenan ordnung in diesen Nuten (2) aufgenommen sind,
daß eine Filmmembran (5) in Berührung mit der Ober seite der piezoelektrischen Elemente (3) kommt, und
daß beide gegenüberliegenden Kanten der Filmmembran (5) durch den Rahmen (1) und eine Kantenabdeckung (9) eingespannt festgelegt sind.

2. Filmmembran-Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ausnehmungen (4) im Bodenbereich der Nuten (2) angeordnet sind, so daß Schwingungswellen, die im unteren Bereich der piezo elektrischen Elemente (3) erzeugt werden, nach außen abgestrahlt werden.

3. Filmmembran-Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filmmembran (5) eine quadratische Gestalt aufweist und ihre linke und rechte Kante jeweils in Form eines "V" gefaltet ist.

4. Filmmembran-Lautsprecher nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filmmembran (5) als konvex geformtes Bogenelement vorgesehen ist.

5. Filmmembran-Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filmmembran (5) transparent ist.

6. Filmmembran-Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Weichkörperelement (7) jeweils die offene Ober- und Unterkante der Film membran (5) abdeckt.

7. Filmmembran-Lautsprecher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Weichkörperelement (7) mit der Filmmembran (5) und dem Rahmen (1) verbunden ist.

8. Filmmembran-Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere und untere Kante der Filmmembran (5) in einem Spalt zwischen dem Rahmen (1) und einer Kantenabdeckung (9) durch ein Dämpfungselement (8) aufgenommen ist.

9. Filmmembran-Lautsprecher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (8) aus Gummi-, Schaum- oder Kunststoffmaterial besteht.

10. Filmmembran-Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Übertragungselement (10) an der Oberseite der piezoelektrischen Elemente (3) vorgesehen und eine V-förmige Nut an dem Übertra gungselement ausgebildet ist, die den Kontakt mit der V-förmigen Falte (12) der Filmmembran (5) her beiführt.