DE602004002685T2

DE602004002685T2 - Lautsprecher

Info

Publication number: DE602004002685T2
Application number: DE602004002685T
Authority: DE
Inventors: Derek Philip DE HAAN
Original assignee: Alcons Audio BV
Current assignee: Alcons Audio BV
Priority date: 2003-03-03
Filing date: 2004-03-03
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2024-03-04
Also published as: EA200501242A1; NO20054542L; JP2006519568A; ZA200507069B; NO336698B1; DE602004002685D1; BRPI0407996A; EA007636B1; AU2004217208A1; ATE341922T1; KR100988114B1; NL1022819C2; JP4217260B2; WO2004080119A1; EP1611771A1; CA2517448A1; BRPI0407996B1; CA2517448C; US7558395B2; AU2004217208B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lautsprecher, umfassend ein Gehäuse, das mit einer Magneteinheit versehen ist, die ein Magnetfeld erzeugt, und eine Membran, die in einem Rahmen montiert ist und mit einem elektrischen Leiter versehen ist, der in einer Struktur auf der Membran angeordnet ist, wobei die Membran in dem Magnetfeld in einer Weise positioniert ist, daß eine Kraft ausgeübt wird, wenn Strom durch die Leiterstruktur auf der Membran angelegt wird, wobei die Kraft die Membran in Bewegung setzen kann, um Schall zu erzeugen, wobei die Leiterstruktur auf der Membran in mindestens zwei voneinander beabstandeten Schwingbereichen vorgesehen ist, der Lautsprecher mit mindestens zwei Schallkanälen versehen ist, die sich zwischen den beiden Schwingbereichen und der Außenseite des Gehäuses erstrecken.
Ein derartiger Lautsprecher ist in der US-Patentschrift Nr. 4,264,789 beschrieben. Die Schallkanäle leiten den Schall, der von den beiden getrennten Schwingbereichen zwischen den Magneten erzeugt wird, zur Umgebung. Derartige Mehrfachschallquellen weisen den Nachteil auf, daß Laufzeitunterschiede zwischen dem Schall von jeder der beiden Quellen erzeugt werden, was zu verschiedenen Ankunftszeiten an einer bestimmten Position im Raum führt. Dies führt zu unerwünschter Interferenz, die bewirkt, daß der Schall in Abhängigkeit von der Frequenz und der Position des Hörers entweder verstärkt oder zumindest teilweise gedämpft wird. Dieses Phänomen wird auch als "lobing" bezeichnet.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Lautsprecher der in der Einleitung genannten Art bereitzustellen, der den oben beschriebenen Effekt auf eine einfache und effiziente Weise reduziert und/oder im Vergleich mit bekannten Lautsprechern verbesserte mechanische und/oder akustische Eigenschaften aufweist.
Für diesen Zweck neigen sich die zentralen Achsen der beiden Schallkanäle, die zwischen der Außenwand und der Innenwand jedes Kanals angeordnet sind, in Richtung zueinander über eine bestimmte Strecke von der Membran. Die zentrale Achse des Schallkanals wird als die imaginäre Mittelebene angesehen, die sich genau zwischen der Innenwand und der Außenwand des Kanals befindet. Auf diese Weise werden die Wellenfronten der beiden Schallquellen allmählich aufeinander zu geleitet und sind beim Austreten aus den Schallkanälen kombiniert. Nachfolgend kann sich die eine kombinierte Wellenfront in der Umgebung aufweiten. Auf diese Weise wird der obengenannte Lobing-Effekt in großem Maße verhindert. Vorzugsweise neigen sich die Außenwände der beiden Schallkanäle, die voneinander am weitesten weg positioniert sind, in Richtung zueinander über eine bestimmte Strecke von der Membran und ebenfalls vorzugsweise neigen sich die Innenwände der beiden Schallkanäle, die am dichtesten aneinander positioniert sind, in Richtung zueinander über mindestens eine bestimmte Strecke von der Membran. Noch bevorzugter erstrecken sich die Innenwand und die Außenwand jedes Schallkanals im wesentlichen parallel zueinander.
Die Strecke, über die sich die Wände zueinander neigen, beträgt vorzugsweise mindestens das 0,5-fache, vorzugsweise mindestens das 1-fache der Breite der Schallkanäle. Der Abstand zwischen den Innenwänden der Schallkanäle auf der Außenseite des Gehäuses beträgt ferner vorzugsweise weniger als das 0,5-fache, vorzugsweise weniger als das 0,2-fache, des Abstands zwischen den Innenwänden auf der Seite der Membran. Damit wird erreicht, daß die beiden Wellenfronten so allmählich wie möglich kombiniert werden.
Vorzugsweise schließen sich die Außenwände der Schallkanäle an die divergierenden Wände eines Schalltrichters in der Nähe von ihren Enden an.
Die Erfindung wird nun im Detail erläutert mittels einer Ausführungsform, die in den Figuren gezeigt ist, in denen:
1 eine perspektivische Teilansicht eines Lautsprechers zeigt;
2 eine Querschnittsansicht des Lautsprechers von 1 zeigt;
3 eine Querschnittsansicht des Lautsprechers von 1 zeigt, an dem ein Schalltrichter montiert ist; und
4 eine perspektivische Ansicht einer Membraneinheit zeigt.
Gemäß 1 umfaßt ein Lautsprecher ein Gehäuse, das aus zwei im wesentlichen identischen Metallteilen 1, 2 besteht, die mittels Schrauben 3 zusammengebaut sind. Jedes Gehäuseteil 1, 2 weist zwei längliche spitzförmige Aussparungen oder Schallkanäle 4, 5 auf, die dem Schall, der in dem Lautsprecher erzeugt wird, ermöglichen, sich in Richtung nach außen auszubreiten. Außerdem ist ein Gehäuseteil 1 mit elektrischen Anschlußpunkten 6, 7 versehen, an die die Schallsignalkabel eines Verstärkers angeschlossen werden können. Das Gehäuse 1, 2 ist mit Kühlrippen 8 zur Ableitung der Wärme versehen, die in dem Lautsprecher erzeugt wird.
Die Gehäuseteile 1, 2 umschließen einen Rahmen, der in 2 gezeigt ist und aus einem ersten, rahmenförmigen Rahmenelement 9 und zwei streifenförmigen Rahmenelementen 10, 11 (in 4 gezeigt) besteht. Die Rahmenelemente 9, 10, 11 sind vorzugsweise aus Kupfer oder eloxiertem Aluminium hergestellt. Die Außenfläche der Rahmenelemente 9, 10, 11 kontaktiert das Gehäuse 1, 2 rundherum. Eine Schwingmembran 12 ist mittels eines Leims oder mittels eines dünnen, doppelseitigen Klebebands an dem Rahmenelement 9 befestigt. Der Leim oder das Band ist von wärmeleitender Art. Die Membran 12 ist mit einer elektrischen Leiterstruktur 13 versehen, die mit den Anschlußpunkten 6, 7 verbunden ist und bewirkt, daß die Membran schwingt, wenn ein elektrisches Signal vom Verstärker an den Lautsprecher gegeben wird.
Wie in 3 gezeigt, umfaßt der Lautsprecher für diesen Zweck Magnete 13, die ein permanentes Magnetfeld erzeugen, in dem sich die Leiterstruktur der Membran 12 befindet. Die Leiterstruktur 14 wird von einem elektrisch leitenden Draht gebildet, der in einer länglichen, rechteckigen Spirale auf einer Seite der Membran 12 angeordnet ist. An den kurzen Seiten der rechteckigen Struktur sind die Rahmenelemente 10, 11 an der Leiterstruktur direkt montiert. Der Leim oder das Band, mittels dessen die Rahmenelemente an dem leitenden Draht befestigt sind, muß somit elektrisch isolieren. Auf der anderen Seite der Membran 12 sind genannte kurze Seiten der Struktur in gleicher Weise bedeckt, in diesem Fall von den kurzen Seiten des rahmenförmigen Rahmenelements 9. Auf diese Weise kann die Leiterstruktur 14 Wärme auf die Rahmenelemente 9, 10, 11 in zwei Richtungen übertragen.
Die beiden Enden des leitenden Drahtes sind mit Stromdurchführanschlüssen 15, 16 an dem Rahmenelement 10 verbunden, die wiederum mit den Anschlußpunkten 6, 7 elektrisch verbunden sind. Die Stromdurchführanschlüsse 15, 16 sind vom Rahmenelement 10 elektrisch isoliert. Die Leitungen der Leiterstruktur 14, die sich parallel zueinander in der Längsrichtung zwischen den Rahmenelementen 10, 11 erstrecken, bilden zwei voneinander beabstandete Schwingbereiche 17, 18.
In 3 erstrecken sich die Schallkanäle 4, 5 von einem Punkt, der sich in der Nähe der beiden voneinander beabstandeten Schwingbereiche 17, 18 auf der Oberfläche der Membran 12 befindet, zur Außenseite der Gehäuseteile 1, 2; auf einer Seite sind jedoch die Schallkanäle 4, 5 durch eine Abschlußplatte verschlossen, da der Lautsprecher den Schall in nur einer Richtung emittieren darf. Die Schallkanäle 4, 5 erstrecken sich anfänglich in einer, aus Sicht der Membran, zur Membran senkrechten Richtung, d.h. in dem Gebiet zwischen den Magneten 13, und nachfolgend neigen sich Schallkanäle 4, 5 zueinander. Sowohl die Außenwände 19 als auch die Innenwände 20 jedes Schallkanals 4, 5 neigen sich zueinander, wobei die Innenwand 19 und die Außenwand 20 eines Schallkanals 4, 5 sich weiter parallel zueinander erstrecken. Auf der Außenseite des Lautsprechers bleibt nur ein kleiner Abstand zwischen den Innenwänden 19 der beiden Schallkanäle 4, 5 übrig, der zumindest um ein Mehrfaches kleiner als der Abstand zwischen den Schwingbereichen 17, 18 ist. Auf diese Weise werden die Fronten der Schallwellen, die von den beiden Schwingbereichen 17, 18 erzeugt werden, aufeinander gerichtet und kombiniert, so daß nachteilige Interferenz zwischen den beiden Wellenfronten verhindert wird.
4 zeigt einen Schalltrichter 21, der in Schraubenlöchern 24 des Lautsprechers mittels Schrauben 23 montiert ist. Die Außenwände 19 der Schallkanäle 4, 5 schließen sich an die Wände 22 des Schalltrichters 21 an. Der Schalltrichter 21 sorgt für eine allmähliche Aufweitung der Schallfront, die die Schallkanäle 4, 5 verläßt, bevor sich die Schallfront in der Umgebung weiter aufweitet. Der Trichter, der aus einem Metall hergestellt ist, trägt ferner zur Wärmeableitung des Lautsprechers bei.

Claims

Lautsprecher, umfassend ein Gehäuse (1, 2), das mit einer Magneteinheit (13) versehen ist, die ein Magnetfeld erzeugt, und eine Membran (12), die in einem Rahmen (9, 10, 11) montiert ist und mit einem elektrischen Leiter versehen ist, der in einer Struktur (14) auf der Membran (12) angeordnet ist, wobei die Membran in dem Magnetfeld in einer Weise positioniert ist, daß eine Kraft ausgeübt wird, wenn Strom durch die Leiterstruktur (14) auf der Membran (12) angelegt wird, wobei die Kraft die Membran (12) in Bewegung setzen kann, um Schall zu erzeugen, wobei die Leiterstruktur (14) auf der Membran (12) in mindestens zwei voneinander beabstandeten Schwingbereichen (17, 18) vorgesehen ist, der Lautsprecher mit mindestens zwei Schallkanälen (4, 5) versehen ist, die sich zwischen den beiden Schwingbereichen (17, 18) und der Außenseite des Gehäuses (1, 2) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zentralen Achsen der beiden Schallkanäle (4, 5), die zwischen der Außenwand (19) und in der Innenwand (20) jedes Kanals angeordnet sind, in Richtung zueinander über eine bestimmte Strecke von der Membran (12) neigen.
Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Außenwände (19) der beiden Schallkanäle (4, 5), die voneinander am weitesten weg positioniert sind, in Richtung zueinander über eine bestimmte Strecke von der Membran (12) neigen.
Lautsprecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Innenwände (20) der beiden Schallkanäle (4, 5), die am dichtesten aneinander positioniert sind, in Richtung zueinander über mindestens eine bestimmte Strecke von der Membran (12) neigen.
Lautsprecher nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Innenwand (20) und die Außenwand (19) jedes Schallkanals (4, 5) im wesentlichen parallel zueinander erstrecken.
Lautsprecher nach einem der vorangehenden Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmte Strecke mindestens das 0,5-fache, vorzugsweise mindestens das 1-fache der Breite der Schallkanäle (4, 5) beträgt.
Lautsprecher nach einem der vorangehenden Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Innenwänden (20) der Schallkanäle (4, 5) auf der Außenseite des Gehäuses (1, 2) weniger als das 0,5-fache, vorzugsweise weniger als das 0,2-fache, des Abstands zwischen den Innenwänden (20) auf der Seite der Membran (12) beträgt.
Lautsprecher nach einem der vorangehenden Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Außenwände (19) der Schallkanäle (4, 5) an die divergierenden Wände eines Schalltrichters (21) in der Nähe von ihren Enden anschließen.