DE602005005936T2 - Elektroakusticher Wandler - Google Patents

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Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf elektroakustische Wandler und im Besonderen auf elektrodynamische akustische Wandler.
  • Hintergrund
  • Herkömmliche planare elektroakustische Wandler umfassen eine Schall erzeugende Membran, die innerhalb eines Gehäuses befestigt ist. Ein elektrisches Leiterbahnmuster ist auf eine Oberfläche der Membran aufgebracht und ist angeschlossen, um elektrische Leistung von einer geeigneten Leistungsquelle zu erhalten. Die Schwingung der Membran wird zur Verfügung gestellt durch Magnetfelder, die durch eine Vielzahl von Magneten hervorgerufen wird, die so innerhalb des Gehäuses befestigt sind, dass sie auf einer oder den entgegen gesetzten Seiten der Membran in gegenüber liegender Beziehung zum elektrischen Leiterbahnmuster stehen.
  • Das U.S. Patent Nr. 6,008,714 (Okuda et al.) offenbart einen elektroakustischen Wandler, der eine Dauermagnetplatte, eine schwingende Membran, angeordnet in gegenüber liegender Beziehung zur Dauermagnetplatte, ein federndes Dämpfungselement, das zwischen der schwingenden Membran und der Dauermagnetplatte angeordnet ist, und ein Halterungselement zur Einstellung der Position der schwingenden Membran in Bezug auf die Dauermagnetplatte umfasst. Die Dauermagnetplatte besteht aus einer starren Anordnung, die ein paralleles streifenförmiges vielpoliges magnetisiertes Muster aufweist, und eine Vielzahl von Luftauslassdurchgangslöchern ist in neutralen Zonen des magnetisierten Musters angeordnet. Die schwingende Membran ist aus einer dünnen und weichen Kunstharzfolie ausgeformt, auf der durch Drucken eine Spirale ausgeformt ist. Ein linearer Teilbereich des Leiterbahnmusters ist in einer Position angeordnet, die den neutralen Zonen der Dauermagnetplatte entspricht, und die schwingende Membran ist so gelagert, dass sich die schwingende Membran in einer der Dicke nach gerichteten Richtung verlagern kann. Das federnde Dämpfungselement ist aus Folienblättern ausgeformt, die im Wesentlichen die gleichen Abmessungen aufweisen wie die schwingende Membran, und die weich sind und eine hohe Luftdurchlässigkeit aufweisen. Auf Grund der großen abstrahlenden Oberfläche der planaren Membran weisen Wandler, wie die von Okuda offenbarten, eine hohe Richtwirkung auf. Weiterhin weisen solche Wandler größere Inhomogenitäten des Magnetfelds auf, die den Wirkungsgrad des Wandlers reduzieren.
  • Das U.S. Patent Nr. 3,832,499 (Oscar Heil) offenbart einen elektroakustischen Wandler, in dem ein Leiter in einem Mäandermuster auf mindestens einer Seite einer flexiblen Membran angeordnet ist. Die flexible Membran ist gefältelt oder gewellt so dass, wenn die Membran in ein Magnetfeld gebracht wird, das entlang einer Achse von der Vorderseite zur Rückseite ausgerichtet ist, wobei wenn elektrischer Strom in einer vorgegebenen Knickung in einer Richtung senkrecht zu dem Magnetfeld und in einer benachbarten Knickung in einer entgegen gesetzten Richtung fließt, die benachbarten Knickungen abwechselnd nach rechts und nach links verlagert werden entlang einer dritten Achse, die senkrecht verläuft sowohl zu der Achse von der Vorderseite zur Rückseite und zur Richtung des elektrischen Stroms. Die Lufträume zwischen benachbarten Knickungen, die einer Seite der Membran gegenüber liegen, werden ausgedehnt, während die Lufträume auf der anderen Seite kontrahiert werden, wodurch bewirkt wird, dass sich eine akustische Abstrahlung entlang der Achse von Vorderseite zur Rückseite fortpflanzt. Wandler wie der von Heil offenbarte weisen eine verbesserte Richtwirkung auf, weisen aber auf Grund von Inhomogenitäten des Magnetfelds eine geringere magnetische Flussdichte auf.
  • Die US Patentanmeldung 2004/0170296A1 (Von Hellermann) offenbart einen akustischen Wandler mit einem Array von zu einander beabstandeten Magneten, die so ausgerichtet sind, dass ihre Polstirnflächen einen Winkel in Bezug auf eine Ebene aufweisen, die eine Oberfläche einer Schall erzeugender planaren Membran definiert, auf der ein Leiterbahnmuster auf mindestens einer Seite der planaren Membran angeordnet ist. Von Hellermann verbessert die Einheitlichkeit der Ansteuerungsmagnetfelder zu dem Zweck, die Magnetfeldverteilung dadurch im Bereich einer Größenordnung wesentlich zu verbreitern, in dem größere Aussparungen zwischen der Wandlermembran und den Magneten zur Verfügung gestellt werden. Auf Grund der großen abstrahlenden Oberfläche der planaren Membran weisen Wandler wie die von Von Hellermann offenbarten jedoch ebenfalls eine hohe Richtwirkung auf. Die Japanische Patentanmeldung 55-068798 offenbart einen elektroakustischen Wandler zur Steigerung des Wandlungswirkungsgrads durch Verengen des magnetischen Raums des Lautsprechers oder Ähnlichem durch Ausformung der V-förmigen oder umgekehrt V-förmigen Membran und auf diese Weise das Anwenden des magnetischen Flusses senkrecht auf jedes Stück der Membran, um die Dichte des magnetischen Flusses zu erhöhen. Die Japanische Patentanmeldung JP 3262300 offenbart einen elektroakustischen Wandler, wobei die zwei Stirnflächen der V-förmigen Membran in Phase arbeiten, so dass sie wie ein Horn wirken.
  • Keine der bekannten Ausführungsformen für einen gefältelten Membranwandler nach dem Stand der Technik stellen sowohl im Wesentlichen breite akustische Richtwirkung der Membran wie auch im Wesentlichen gleichförmigen magnetischen Fluss senkrecht zur Membran zur Verfügung.
  • Zusammenfassung
  • Dementsprechend ist es ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung, die Beschränkungen nach dem Stand der Technik zu überwinden.
  • Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektroakustischer Wandler zur Verfügung gestellt, der eine im Wesentlichen V-förmige Membran aufweist, die eine gefaltete Platte aus Kunststofffolienmaterial aufweist; besagte V-förmige Membran weist zwei obere Enden, ein unteres Ende, eine innere Oberfläche, eine äußere Oberfläche, ein Gehäuse zur Halterung der Membran an mindestens den zwei oberen Enden der V-förmigen Membran, eine auf mindestens einer Oberfläche der Membran angeordnete strukturierte leitfähige Schicht, und am Gehäuse in Positionen, die der Membran benachbart sind, befestigte Dauermagnete auf, wie zum Beispiel zwei Magnete, die benachbart sind zu Positionen, die den oberen Enden der Membran benachbart sind, oder drei Magnete, die den oberen Enden und dem unteren Ende der Membran benachbart sind. Auf Grund relativ eng beabstandeter Magnete, die ihre Polstirnflächen in Bezug auf einander nicht parallel ausgerichtet aufweisen, ist das Magnetfeld sehr homogen. Auf diese Weise wird der Wirkungsgrad des Wandlers verbessert.
  • Die Weite der Öffnung (der Abstand der zwei oberen Enden der Membran) kann ziemlich klein sein, um die Richtwirkung zu verbessern, aber nicht so klein, dass Probleme bewirkt werden, wie eine Zunahme unerwünschter Kompressions- und Resonanzeffekte.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Die Erfindung kann unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren und die folgende Beschreibung besser verstanden werden. Die Elemente in den Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgerecht wiedergegeben, stattdessen wird die Betonung auf die Veranschaulichung der Prinzipien der Erfindung gelegt. Außerdem bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den Figuren einander entsprechende Teile. In den Figuren:
  • ist 1 eine Ansicht im Querschnitt eines beispielhaften elektrodynamischen akustischen Wandlers entsprechend der Erfindung, der einen Phasenstecker und ein rechteckiges Halteelement für die Membran aufweist;
  • ist 2 eine Ansicht im Querschnitt eines alternativen Halteelements für den elektrodynamischen akustischen Wandler gemäß 1, wobei besagtes Halteelement einen externen Radius aufweist;
  • ist 3 eine Ansicht im Querschnitt eines weiteren alternativen Halteelements für den elektrodynamischen akustischen Wandler gemäß 1, wobei besagtes Halteelement einen externen Radius und Halteklammern aufweist;
  • ist 4 eine Ansicht im Querschnitt eines weiteren beispielhaften elektrodynamischen akustischen Wandlers entsprechend der Erfindung, der eine strukturierte leitfähige, zwischen den Magneten angeordnete Schicht aufweist;
  • ist 5 eine Ansicht im Querschnitt eines weiteren beispielhaften elektrodynamischen akustischen Wandlers entsprechend der Erfindung, der eine zusätzliche strukturierte leitfähige, zwischen den Magneten und an den oberen Enden der Membran angeordnete Schicht aufweist;
  • ist 6 eine Ansicht im Querschnitt einer beispielhaften mit der vorliegenden Erfindung anzuwendenden Membran, die eine strukturierte Schicht aufweist;
  • ist 7 eine Ansicht im Querschnitt eines weiteren beispielhaften elektrodynamischen akustischen Wandlers entsprechend der Erfindung, der ein belüftetes Gehäuse aufweist.
  • ist 8 eine Ansicht im Querschnitt eines weiteren beispielhaften elektrodynamischen akustischen Wandlers entsprechend der Erfindung, der ein weichmagnetisches Element zum Fokussieren des magnetischen Flusses aufweist;
  • ist 9 ein Diagramm, das den Unterschied im Magnetfluss eines beanspruchten Wandlers veranschaulicht, der unterschiedliche Magnetwinkel aufweist;
  • ist 10 ein Diagramm, das die Variation der Flussdichte entlang der Bewegungsrichtung der Membran veranschaulicht;
  • ist 11 eine Ansicht im Querschnitt eines Antriebssystems eines bekannten elektrodynamischen planaren Lautsprechers (EDPLs) und des Magnetflussverhaltens des besagten Antriebssystems;
  • ist 12 eine Ansicht im Querschnitt und das magnetische Flussverhalten des Antriebssystems eines elektrodynamischen planaren Wandlers entsprechend der Erfindung, der einen Öffnungswinkel von 60 Grad und einen Öffnungsweite von 15 mm aufweist;
  • ist 13 eine Ansicht im Querschnitt und das magnetische Flussverhalten des Antriebssystems eines elektrodynamischen planaren Wandlers entsprechend der Erfindung, der einen Öffnungswinkel von 75 Grad und einen Öffnungsweite von 10 mm aufweist;
  • ist 14 eine Ansicht im Querschnitt und das magnetische Flussverhalten des Antriebssystems eines elektrodynamischen planaren Wandlers, der einen Öffnungswinkel von 90 Grad und eine Öffnungsweite von 5 mm aufweist.
  • ist 15 eine Ansicht im Querschnitt und das magnetische Flussverhalten des Antriebssystems eines elektrodynamischen planaren Wandlers, der einen Öffnungswinkel von 90 Grad und eine Öffnungsweite von 10 mm aufweist.
  • ist 16 eine Ansicht im Querschnitt und das magnetische Flussverhalten des Antriebssystems eines elektrodynamischen planaren Wandlers entsprechend der Erfindung, der nur zwei Magnete aufweist.
  • ist 17 eine Ansicht im Querschnitt und das magnetische Flussverhalten des Antriebssystems eines elektrodynamischen planaren Wandlers entsprechend der Erfindung, der nur zwei Magnete und ein Gehäuse aufweist, das an seinem unteren Ende eine den Fluss fokussierende Ausführungsform aufweist;
  • ist 18 eine Ansicht im Querschnitt und das magnetische Flussverhalten des Antriebssystems eines elektrodynamischen planaren Wandlers entsprechend der Erfindung, der nur zwei Magnete und ein den Fluss fokussierendes Element am unteren Ende des Gehäuses aufweist; und
  • ist 19 eine Ansicht im Querschnitt des Antriebssystems eines elektrodynamischen planaren Wandlers mit drei Magneten, die übliche Bereiche für Tiefe, Öffnungswinkel und Antriebswinkel veranschaulicht.
  • Detaillierte Beschreibung
  • 1 veranschaulicht einen beispielhaften elektroakustischen Wandler entsprechend der Erfindung, der eine im Allgemeinen V-förmige Membran 1 aufweist, wobei besagte V-förmige Membran 1 eine gefaltete oder gewölbte Platte 2 aus Polyäthylen und/oder Polyäthylen-Naphtalat und/oder Polymid aufweisendem Kunststofffolienmaterial aufweist, und weiterhin zwei obere Enden 3, ein unteres Ende 4, eine innere Oberfläche 5 und eine äußere Oberfläche 6 aufweist. Die Membran 1 wird an mindestens ihren oberen zwei Enden 3 von einem starren Gehäuse 7 gehalten, das die Membran auf ihrer äußeren Oberfläche 6 umgibt. Auf der inneren Oberfläche 5 und/oder der äußeren Oberfläche 6 ist jeweils eine strukturierte leitfähige Schicht 8 angeordnet, die eine einer Schwingspule ähnliche Schaltung darstellt. Die strukturierten leitfähigen Schichten 8 sind mit (in den Figuren nicht gezeigten) elektrischen Anschlusselementen verbunden, um elektrische (in den Figuren nicht gezeigte) Eingangssignale entgegen zu nehmen. Dauermagnete 9, 10 und 11 sind an dem Gehäuse 7 in Positionen angebracht, die den oberen zwei Enden 3 und dem unteren Ende 4 benachbart sind.
  • Die leitfähigen Schichten 8 sind auf der Membran 1 im Wesentlichen in Positionen angeordnet, die den Magneten 9, 10 und 11 nicht benachbart sind, was im vorliegenden Fall zwischen den Bereichen der Membran der Fall ist, die den Magneten 9, 10 und 11 benachbart sind. Die Dauermagnete 9, 10 und 11 sind in einer Position zwischen dem Gehäuse 7 und den äußeren Oberflächen der Membran 1 angeordnet. Weiterhin sind die Dauermagnete 9, 10 und 11 vorzugsweise Neodymmagnete und sind so angeordnet, dass sie entgegen gesetzte Magnetfelder erzeugen, zum Beispiel weisen die Magnete 9 und 10 am oberen Ende der Membran 1 ihren Südpol S in Richtung der Membran 1 ausgerichtet auf, während der Magnet 11 am unteren Ende der Membran 1 seinen Nordpol N in Richtung der Membran 1 ausgerichtet aufweist.
  • Die Membran 1 ist an ihren oberen Enden 3 mittels eines Haftmittels 12 an einem Frontelement 13 befestigt, das eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist, wobei das Frontelement 13 mit dem Gehäuse 7 verbunden ist, um eine ausreichende Anordnungsoberfläche für die Membran 1 zur Verfügung zu stellen. Neben der Form des in 1 gezeigten Frontelements 13 sind andere Formen anwendbar, wie im Besonderen eine Form 15, die einen externen Radius aufweist, wie aus 2 ersehen werden kann. Alternativ dazu können Halteklammern 14, wie in 3 veranschaulicht, für das Klammern der Membran 1 an das Frontelement 13 an den zwei oberen Enden 3 verwendet werden. Weiterhin kann die Membran zwischen den zwei oberen Enden 3 und dem unteren Ende 4 gespannt werden.
  • Ein für eine verbesserte Schallverteilung geeignetes Schallwellenleiterelement ist in einer der inneren Oberfläche der Membran 1 benachbarten Position angeordnet. In dem in 1 veranschaulichten Wandler stellt das Schallwellenleiterelement 16 in Verbindung mit einer Zugschraube 17 weiterhin die Spannung für die Membran 1 zur Verfügung, durch Ziehen der Membran an ihrem unteren Ende 4 in Richtung des Magnets 11. Die Zugschraube 17 erstreckt sich vom unteren Teil des Gehäuses 7 (oder alternativ vom Magneten 11) durch eine Öffnung in der Membran 1 in einen von der inneren Seite 5 der Membran 1 umgebenen Raum. Die Zugschraube 17 kann selbst elastisch sein oder elastisch mit dem Gehäuse 7 oder dem Magneten 11 verbunden sein. Das Schallwellenleiterelement 16 ist mechanisch verbunden (alternativ dazu zum Beispiel mit einer Schnappverbindung verbunden, angenietet oder angeschraubt) mit der Zugschraube 17. Das Schallwellenleiterelement 16 und die Zugschraube 17 formen einen so genannten Phasenstecker aus.
  • Der Wandler gemäß 4 ist dem in 1 gezeigten ähnlich, weist aber keinen Phasenstecker und keine zweite leitfähige Schicht auf der inneren Oberfläche 5 einer Membran 21 auf. Die einzige leitfähige Schicht 18 ist auf der Membran 1 im Wesentlichen in Positionen angeordnet, die nicht zu den Magneten 9, 10 und 11 benachbart sind, die hauptsächlich zwischen jenen Flächen der den Magneten 9, 10 und 11 benachbarten Membran liegen, die nur eine geringe Überlappung mit den Magneten 9 und 10 aufweisen und einen gewissen Abstand zum Magneten 11 aufweisen.
  • Der Wandler gemäß 5 ist dem in 4 gezeigten ähnlich, weist aber eine zusätzliche Struktur 20 der leitfähigen Schicht 18 zwischen den auf der einen Seite den Magneten 9 und 10 benachbarten Positionen und auf der anderen Seite den oberen Enden 3 einer Membran 22 auf, die nur eine geringe Überlappung mit den Magneten 9 und 10 aufweisen. Die Membranen 1, 21 und 22, wie in den 1, 4 und 5 veranschaulicht, weisen zwei Kanten mit einem flachen unteren Bereich dazwischen am unteren Ende 4 der entsprechenden Membran auf.
  • 6 ist eine Draufsicht der nicht gefalteten Membran 21 gemäß 4, die die Struktur der leitfähigen Schicht 18 auf der äußeren Oberfläche 6 der Membran 21 in größerem Detail veranschaulicht, wobei die strukturierte leitfähige Schicht 18 aus Aluminium oder einer Aluminium umfassenden Legierung hergestellt ist. Obwohl andere Materialien, wie im Besonderen Kupfer und Kupferlegierungen anwendbar sind, werden Aluminium und seine Legierungen wegen deren geringen Gewichts und ihrer ausgezeichneten elektrischen Leitfähigkeit in Bezug auf das Massenverhältnis bevorzugt. Die strukturierte leitfähige Schicht 18 ist in einem Mäandermuster 24 angeordnet, wobei die Ströme 25 in benachbarten Linien des Musters 24 in Richtungen fließen, die eine gleichförmige Kraftrichtung auf die Membran hervorrufen. In 6 ist das Mäandermuster 24 in zwei Gruppen auf jeder der Hälften der Membran 18 angeordnet, wodurch ein so genanntes Schmetterlingsmuster ausgeformt wird. Die Membran 18 weist weiterhin einen Träger 26 auf, der im vorliegenden Fall eine Platte aus Polyäthylennaphtalat-(Polyethylene-naphtalate – PEN)Kunststofffolienmaterial ist. Die punktierte Linie 27 zeigt das untere Ende an und die Linien 28 und 29 zeigen die oberen Enden der Membran 18 an, wenn sie gefaltet ist. Obwohl die oben veranschaulichte Anordnung bevorzugt wird, sind andere Strukturen und im Besonderen Mäanderstrukturen, wie zum Beispiel einem Akkordeon ähnliche Strukturen ebenfalls anwendbar.
  • Die in den 1, 4 und 5 veranschaulichten Wandler weisen jeder ein Gehäuse mit einer becherförmigen Form auf, die in Verbindung mit der Membran ein geschlossenes Volumen ausformen, während der in 7 gezeigte Wandler ein Gehäuse 29 mit Öffnungen 30 aufweist, wobei die Öffnungen 30 von einer akustisch dämpfenden Schicht 31 bedeckt sind, zum Beispiel aus Filzmaterial, geschäumtem Kunststoff, zellulärem Kunststoff usw. Weiterhin weist die Membran 32 gemäß 7 im Gegensatz zu der in den 1, 4 und 5 gezeigten Membran ein gewölbtes unteres Ende 33 ohne Kanten auf.
  • 8 ist eine Ansicht im Querschnitt eines weiteren beispielhaften elektrodynamischen akustischen Wandlers entsprechend der Erfindung, der ein weichmagnetisches Element 34 zum Fokussieren des magnetischen Flusses aufweist. Das weichmagnetische Element 34 ist zum Beispiel ein Ferromagnet, im Besonderen eine Stahlstab oder jeder andere Weichmagnet, der angepasst ist, um den magnetischen Fluss zu fokussieren.
  • 9 zeigt Graphen, die das magnetische Flussverhalten der elektrodynamischen planaren Wandler gemäß 1 und 11 bis 15 veranschaulichen, die unterschiedliche Antriebswinkel aufweisen.
  • Ein wichtiger Aspekt der Erfindung ist die akustische Öffnung. Die Öffnungsweite sollte klein sein, um die Richtwirkung zu verbessern, andererseits führt der Aufbau einer sehr engen V-förmigen Aussparung erwartungsgemäß zu Problemen wie Kompressions- und Resonanzeffekten, und mach den weiteren Wandlerentwurf (Phasensteckerausführung, Membranträger, mechanische Toleranzen) auf Grund des eingeschränkten Platzes komplizierter. Ein guter Zielwert für die Weite sollte etwa 12 bis 15 mm sein (für gute Richtwirkung kleiner als eine Wölbung mit 19 mm).
  • Die Ergebnisse einer Magnetflussanalyse (die magnetische Flussdichte B in Abhängigkeit von unterschiedlichen Formwinkeln) werden in 9 gezeigt. Der beste Kompromiss zwischen Öffnungsweite W und Verteilung der ansteuernden Kraft bringt aus dem Flussdichtegraphen hervor, dass dieser bei einem Öffnungswinkel, das heißt einem Antriebswinkel, zwischen 60 und 80 Grad liegt und im Besonderen bei etwa 75°, wodurch die maximale Kraft in der Ebene der gespannten Membranbereiche bewirkt wird. Ein näherer Blick auf die Flussdichte B in 10 zeigt, dass die Variation der Flussdichte B entlang der Bewegungsrichtung der Membran (senkrecht zur Folienebene) kleiner ist (flacherer Graph) als in bekannten planaren Anordnungen. Dies verringert harmonische Verzerrungen.
  • 11 ist eine Ansicht im Querschnitt eines solchen bekannten elektrodynamischen planaren Lautsprechers (EDPL) und seines Flussverhaltens des besagten Lautsprechers. 12 veranschaulicht das magnetische Flussverhalten eines elektrodynamischen planaren Wandlers entsprechend der Erfindung, der einen Antriebswinkel von 60 Grad und eine Öffnungsweite von 15 mm aufweist, während sich 13, 14 und 15 auf Wandler beziehen, die entsprechend einen Antriebswinkel von 75 Grad und eine Öffnungsweite von 10 mm, einen Antriebswinkel von 90 Grad und eine Öffnungsweite von 5 mm, und einen Antriebswinkel von 90 Grad und eine Öffnungsweite von 10 mm aufweisen.
  • 16 ist eine Ansicht im Querschnitt und das magnetische Flussverhalten eines elektrodynamischen planaren Wandlers entsprechend der Erfindung, der im Gegensatz zu den beispielhaften oben veranschaulichten Wandlern nur zwei Magnete 9 und 10 aufweist. Die Magnete 9 und 10 gemäß 16 sind so an dem Gehäuse 7 befestigt, dass sie an Positionen zwischen den oberen Enden und dem unteren Ende der (nicht gezeigten) Membran angrenzen. Dementsprechend ist die Schwingspulenanordnung in Positionen außerhalb dieser Position angeordnet. Vorzugsweise ist das Gehäuse aus weichmagnetischem Material, wie zum Beispiel Stahl oder Ähnlichem hergestellt.
  • Der elektrodynamische planare Wandler gemäß 17 ist ähnlich dem in 16 gezeigten. Der Wandler gemäß 17 weist jedoch eine aufwärts gerichtete Biegung an seinem unteren Ende auf, die ein Flussfokussierungselement 35 ausformt. Wiederum kann die Schwingspulenanordnung in Positionen außerhalb der den Magneten benachbarten Position angeordnet sein, und das Gehäuse kann aus weichmagnetischem Material hergestellt sein.
  • In 18 ist ein Flussfokussierungselement 36 alternativ dazu am unteren Ende des Gehäuses getrennt vom Gehäuse 7 angeordnet und am unteren Ende des Gehäuses 7 mit diesem verbunden.
  • 19 ist eine Ansicht im Querschnitt eines elektrodynamischen planaren Wandlers mit drei Magneten, die typische Bereiche für Tiefe, Öffnungswinkel und Antriebswinkel veranschaulicht, wobei zum Beispiel die Tiefe < 15 mm ist, der Antriebswinkel zwischen 60° und 80° ist, und der Öffnungswinkel zwischen 40° und 60° ist.
  • Die vorliegende Erfindung macht Gebrauch von den Vorteilen des EDPL Prinzips für einen effizienten Hochtonlautsprecher. Herkömmliche EDPLs weisen jedoch eine große abstrahlende Oberfläche und deshalb eine hohe Richtwirkung auf. Dieser Nachteil wird von der vorliegenden Erfindung durch Reduzieren der akustischen Öffnung auf Grund der Faltung der Membran in eine V Form überwunden. Die zur Membran tangentiale magnetische Flussdichte und die Homogenität des Feldes senkrecht zur Membran kann durch speziell gestaltete Antriebssysteme erhöht werden, um einen Wirkungsgradverlust auf Grund einer kleinen Membranfläche zu kompensieren. Die Flussdichte kann weiterhin durch Verwendung von Magneten mit gegenüber liegenden Feldern erhöht werden.

Claims (25)

  1. Elektroakustischer Wandler, aufweisend: eine V-förmige Membran (1), umfassend eine gefaltete oder gewölbte Folie (2) aus Kunststofffolienmaterial; die V-förmige Membran (1) weiterhin aufweisend zwei obere Enden (3), ein unteres Ende (4), eine innere Oberfläche (5) und eine äußere Oberfläche (6); einen Rahmen (7) zum Halten der Membran an mindestens den zwei oberen Enden (3) der V-förmigen Membran (1), wobei der Rahmen ein unteres Ende aufweist, das in einer unteren Ebene angeordnet ist; eine strukturierte leitfähige Schicht (8), angeordnet auf mindestens einer Oberfläche (5, 6) der Membran; und zwei Dauermagnete (9, 10), befestigt am Rahmen (7) in Positionen, die den oberen Enden (3) der Membran benachbart sind, wobei die Seitenstücke des Rahmens (7) so angeordnet sind, um einen Motorwinkel von 60 bis 80 Grad zwischen der unteren Ebene und jedem der Seitenstücke zur Verfügung zu stellen.
  2. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 1, wobei der Motorwinkel 75 Grad beträgt.
  3. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 1 oder 2, aufweisend einen dritten Magneten, der benachbart zum unteren Ende (4) der Membran (1) angeordnet ist.
  4. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die leitfähige Schicht (8) auf der Membran (1) in Positionen angeordnet ist, die den Magneten (9, 10, 11) nicht benachbart sind.
  5. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Rahmen an seinen zwei oberen Enden (3) Halteelemente (13) zum Halten der Membran (1) aufweist.
  6. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Membran (1) zwischen den zwei oberen Enden (3) und dem unteren Ende (4) gespannt ist.
  7. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiterhin aufweisend Halteklammern (14) zum Einspannen der Membran (1) an den zwei oberen Enden (3) und/oder dem unteren Ende (4).
  8. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 7, wobei mindestens eine der Klammern (14) elastisch ist.
  9. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiterhin aufweisend ein Schallwellenleiterelement (16), angeordnet in einer der inneren Oberfläche (5) benachbarten Position der Membran (1).
  10. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiterhin aufweisend einen Phasenstecker (19) zum Einspannen der Membran (1) am unteren Ende (4) und zum Leiten des Schalls; wobei der Phasenstecker eine Schallwellen leitende Form aufweist und in einer der inneren Oberfläche (5) benachbarten Position der Membran (1) angeordnet ist.
  11. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Dauermagnete (9, 10, 11) in einer Position zwischen dem Rahmen (7) und der äußeren Oberfläche (6) der Membran (1) angeordnet sind.
  12. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Rahmen (7) eine tassenförmige Form aufweist, die in Verbindung mit der Membran (1) ein geschlossenes Volumen bildet.
  13. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Rahmen (7) eine tassenförmige Form aufweist, die Öffnungen aufweist.
  14. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 13, wobei die Öffnungen von einer akustisch dämpfenden Schicht (31) bedeckt sind.
  15. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das untere Ende (4) der Membran (1) zwei Kanten aufweist.
  16. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das untere Ende (4) der Membran (1) gewölbt ist.
  17. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 16, weiterhin aufweisend mindestens ein benachbart zum unteren Ende (4) der Membran (1) angeordnetes ferromagnetisches Element (35, 36) zum Fokussieren von magnetischem Fluss.
  18. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 17, wobei das ferromagnetische Element (35, 36) ein weich-magnetischer Stab ist.
  19. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Dauermagnete (9, 10, 11) Neodym-Magnete sind.
  20. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei das Kunststofffolienmaterial (2) Polyäthylen oder Polyäthylennaphtalat oder Polyimid enthält.
  21. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei die oberen Enden (3) der Membran (1) durch Klebstoff am Rahmen befestigt sind.
  22. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei die strukturierte leitfähige Schicht (8) Aluminium aufweist.
  23. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei die strukturierte leitfähige Schicht (8) in einem Mäandermuster angeordnet ist.
  24. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 23, wobei jede Oberfläche (5, 6) der Membran eine strukturierte leitfähige Schicht (8) aufweist.
  25. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 24, wobei die Magnete (9, 10, 11) so angeordnet sind, dass sie entgegengesetzte Magnetfelder erzeugen.
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