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Technisches
Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Lautsprechereinheiten und
insbesondere auf solche, die in Verbindung mit einem „Heimkino" benutzt werden.
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Hintergrund
der Erfindung
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Ein
entscheidender Aspekt bei Heimkino-Systemen besteht in der Natur
und Qualität
der Tonwiedergabe. Ein wichtiges Merkmal einer guten Heimkino-Tonwiedergabe ist
der sogenannte „Raumklang", das heißt die Illusion,
dass der erzeugte Ton von überall
her auf den Hörer
trifft und nicht nur aus einer speziellen einzelnen Quelle (das
heißt,
es sind Raumklanglautsprecher vorgesehen). Üblicherweise sind Raumklanglautsprecher
hinter dem Betrachter und/oder seitlich von diesem angeordnet, und
sie bestehen allgemein aus zwei kolbengetriebenen Membranlautsprechern,
die außer
Phase arbeiten, um eine akustische Strahlungsrichtcharakteristik
einer „acht" zu erzeugen (wobei
die Treiber auch bei der Grundfrequenz in Phase sein können oder
es können getrennte
Niederfrequenztreiber im Gehäuse
angeordnet werden). Derartige herkömmliche kolbengetriebene Raumklanglautsprecher
haben jedoch den Nachteil, dass sie teuer sind und im allgemeinen nicht
ein vollständiges, überzeugendes
Umgebungsraumprofil dem Hörer
liefern können.
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Die
deutsche Patentanmeldung
DE
199 558 67 A1 beschreibt ein flaches Lautsprechersystem
zur Bass-Reproduktion. Das System umfasst ein flaches nichtstrahlendes
Gehäuse
mit einer Frontöffnung umschließend ein
Gehäusevolumen
eine Platten-Membran innerhalb der Frontöffnung und ein Bass-Wandler
ist am Gehäuse
und/oder der Platten-Membran in der Weise angebracht, dass die Membran
einen Teil der Außenwand
des Gehäuses bildet.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neuartige
Lautsprechereinheit zu schaffen, die geeignet ist für eine Fünfkanal- Supertonkompaktdisk
(SACD), und/oder die geeignet ist zur Erzeugung einer Raumklangwiedergabe,
beispielsweise für
Anwendungen im Heimkino. Die vorliegende Erfindung sucht insbesondere
die Notwendigkeit getrennter Raumklanglautsprecher zu vermeiden,
die hinter dem Betrachter eines Heimkinosystems angeordnet sind.
Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht beschränkt auf
Anwendungen mit SACD-Systemen, oder in Verbindung mit Heimkinoanwendungen,
oder auf Raumklanganwendungen allgemein, obgleich derartige Anwendungen
für die vorliegende
Erfindung besonders geeignet sind.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft diese eine Lautsprechereinheit, die
in Kombination einen kolbengetriebenen Membranlautsprecher (das
heißt
einen Lautsprecher, bei dem sich eine Membran kolbenartig als im
wesentlichen starres Ganzes über
wenigstens einen Teil des Betriebsfrequenzbereichs bewegt) und einen
allgemein planaren Resonanzplattenlautsprecher aufweist, dadurch
gekennzeichnet, dass die Resonanzplatte in Bezug auf den kolbengetriebenen
Membranlautsprecher in einer solchen Stellung festgelegt ist, dass
eine Achse, entlang der die Membran kolbengetrieben wird, im wesentlichen
in der Ebene der Resonanzplatte liegt.
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Vorzugsweise
ist der Resonanzplattenlautsprecher relativ zum kolbengetriebenen
Membranlautsprecher (der im folgenden als Membranlautsprecher bezeichnet
wird) derart positioniert, dass die Emission der akustischen Strahlung
vom Membranlautsprecher von dem Resonanzplattenlautsprecher im wesentlichen
nicht behindert wird. Vorteilhafterweise kann der Resonanzplattenlautsprecher über, unter
oder hinter dem Membranlautsprecher angeordnet sein. Am zweckmäßigsten
ist es, wenn der Resonanzplattenlautsprecher hinter dem Membranlautsprecher
liegt. Vorzugsweise ist der Resonanzplattenlautsprecher so angeordnet,
dass der Ton von den beiden gegenüberliegenden Hauptoberflächen gleichzeitig
abgestrahlt wird.
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Die
vorliegende Erfindung hat den Vorteil, dass durch die Orientierung
der Achse des kolbengetriebenen Membranlautsprechers, derart dass
diese im wesentlichen in der Ebene des Resonanzplattenlautsprechers
liegt, der Resonanzplattenlautsprecher normalerweise ein akustisches
Strahlungsmuster gemäß einer
acht erzeugt, indem der Schall von beiden gegenüberliegenden Hauptoberflächen der Platte abgestrahlt
wird, wobei die „null" des Strahlungsmusters
allgemein mit der Achse des Membranlautsprechers zusammenfällt. Infolgedessen
erzeugt die Benutzung des Resonanzplattenlautsprechers in dieser Orientierung
die Type eines akustischen Strahlungsmusters, das allgemein bei
einem Raumklang erforderlich ist. Außerdem – und das ist äußerst vorteilhaft – tendieren
Resonanzplattenlautsprecher dazu, die akustische Strahlung zu diffundieren,
was ideal für
einen Raumklang ist. Diese beiden Charakteristiken in Kombination
bedeuten, dass der Resonanzplattenlautsprecher der Lautsprechereinheit
gemäß der vorliegenden
Erfindung allgemein ein Lautsprechersystem mit extrem wirksamen
Raumklang erzeugt. Die Tatsache, dass die Lautsprechereinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung einen derartigen Raumklanglautsprecher mit einem Membranlautsprecher
kombiniert (der vorzugsweise als Einzelpol arbeitet), hat den außerordentlichen
Vorteil, dass getrennte Raumklanglautsprecher hinter dem Betrachter
bzw. dem Hörer
wegfallen können
und stattdessen eine oder mehrere (vorzugsweise ein Paar) Lautsprechereinheiten
gemäß der vorliegenden
Erfindung, benachbart zum Fernseher oder als Teil desselben oder
eines anderen Heimkinoschirms sowohl den bildgemäßen Ton, als auch den Raumklang
liefern.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft diese die Benutzung
von zwei Lautsprechereinheiten gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden
Erfindung, um sowohl eine Raumklangwiedergabe als auch eine stereophonische Klangwiedergabe
gleichzeitig zu ermöglichen.
Die Resonanzplattenlautsprecher erzeugen vorzugsweise den Raumklangreproduktion,
und die kolbenartig angetriebenen Membranlautsprecher erzeugen vorzugsweise
die stereophone Klangwidergabe.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft diese ein audiovisuelles
System mit einem visuellen Anzeigemittel und wenigstens einer Lautsprechereinheit
(aber vorzugsweise zwei Lautsprechereinheiten) gemäß dem ersten
Aspekt der vorliegenden Erfindung. Vorzugsweise ist das audiovisuelle
System ein Heimkinosystem (oder ein Heimunterhaltungssystem). Vorzugsweise
bestehen die visuellen Anzeigemittel aus einem Fernsehgerät. Die visuellen
Anzeigemittel und die Lautsprechereinheiten können in einer einzigen Einheit
kombiniert sein.
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Weitere
bevorzugte und wahlweise Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung.
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Kurzebeschreibung
der Zeichnungen
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Diese
und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung
ergeben sich in Verbindung mit der folgenden Beschreibung, den Ansprüchen und
den beiliegenden Zeichnungen. In der Zeichnung zeigen:
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1 ist
eine schematische Darstellung der relativen Positionen und Orientierungen
eines Resonanzplattenlautsprechers und eines Membranlautsprechers
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Lautsprechereinheit.
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2 ist
eine schematische Darstellung eines audiovisuellen Systems gemäß der vorliegenden Erfindung
während
der Benutzung; und
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3 ist
eine auseinandergezogene Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Lautsprechereinheit.
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Einzelbeschreibung
der Erfindung
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1 zeigt
schematisch eine Lautsprechereinheit 10 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Diese Lautsprechereinheit besteht aus
einem Resonanzplattenlautsprecher 1 und einem Membranlautsprecher 7.
Der beispielsweise Resonanzplattenlautsprecher 1 weist
eine allgemein ebene Resonanzplatte 3 auf, die darauf befestigt
Erreger 5 aufweist. Die Erreger 5 (von denen zwei
dargestellt sind, von denen die Platte 3 jedoch auch nur
einen Erreger 5 oder mehr als zwei Erreger aufweisen kann)
werden vom Resonanzplattenlautsprecher 1 erregt, und bewirken,
dass die Platte 3 in Resonanz kommt, und dadurch eine akustische Strahlung
emittiert.
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Die
Erreger 5 können
aus irgendeiner Wandlertype bestehen, beispielsweise einem elektromagnetischem
Wandler (z.B. einer bewegten Spule), einem piezoelektrischem Wandler
oder einem elektrostatischem Wandler. Die Platte 3 selbst kann
aus irgendeinem Material bestehen, beispielsweise aus einem Polymermaterial
und/oder einem Glasfasermaterial und/oder einem Kohlenstofffasermaterial und/oder
aus einem Kartonmaterial oder dergleichen. Die Platte 3 kann
aus einem einzigen Materialblatt oder aus mehreren Schichten (oder
einer anderen Verbundkonstruktion) bestehen, und/oder die Platte
kann einen Kern, beispielsweise einen Honigwabenkern oder eine Schaumkonstruktion,
aufweisen.
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Bei
diesem Beispiel ist die Platte 3 im wesentlichen eben (das
heißt,
sie besteht aus einer dünnen
und flachen Platte). Dies hat den Vorteil, dass das akustische Strahlungsmuster,
das aus den beidenr Hauptflächen
der Platte 3 abgestrahlt wird, im wesentlichen gleich ist
(dadurch wird beispielsweise die diffuse Raumklangakustik der Schallwiedergabe verbessert).
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Resonanzplattenlautsprecher
werden oft als Lautsprecher „mit
verteilten Modus" (DMLs)
bezeichnet, weil sie allgemein durch Erregung einer Vielzahl von
Vibrationsmoden arbeiten, die über
die Platte verteilt sind (die Platte arbeitet allgemein vollständig in
Resonanz). Die Resonanzplattenlautsprecher können beispielsweise derart
ausgebildet sein, wie sie in der internationalen Patentveröffentlichung
Nummer WO9709842 beschrieben sind.
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Nunmehr
soll auf den kolbenbetriebenen Membranlautsprecher 7 Bezug
genommen werden. Die Ausdrücke „Kolbenlautsprecher" und „kolbenbetriebener
Membranlautsprecher" wie
sie in dieser Beschreibung benutzt werden, beziehen sich auf einen Lautsprecher,
bei dem sich eine Membran in einer kolbenartigen Bewegung im wesentlichen
als starres Ganzes über
wenigstens einen Teil des Betriebsfrequenzbereiches bewegt (beispielsweise
bis zu 700 Hz). Als solches weist der kolbenartig angetriebene Membranlautsprecher 7 eine
allgemein konische Membran 9 und einen Treiber 11 für die Membran 9 auf.
Der Treiber 11 kann ein elektromechanischer Wandler zum
Beispiel ein Wandler mit einer bewegten Spule sein, oder es können auch
andere Typen von Treibern Anwendung finden.
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Der
kolbengetriebene Membranlautsprecher 7 bewirkt vorzugsweise
eine bildkonforme Tonwiedergabe (während der Resonanzplattenlautsprecher 1 vorzugsweise
eine diffuse Raumklangwiedergabe bewirkt). Am zweckmäßigsten
ist es, wenn der Membranlautsprecher 7 als eine monopole
akustische Quelle wirkt (und vorzugsweise der Resonanzplattenlautsprecher 1 als
diffuse akustische Dipolquelle wirkt). Der Membranlautsprecher 7 emittiert
vorzugsweise den akustischen Ausgang des linken bzw. rechten Signals
der Stereophonquelle.
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Deshalb
werden, wie bei dem Ausführungsbeispiel
nach 2 dargestellt und weiter unten beschrieben, zwei
Lautsprechereinheiten 10 gemäß der Erfindung vom Hörer (oder
Betrachter bei einem Heimkinosystem) benutzt, wobei jeder der beiden Membranlautsprecher 7 der
beiden Einheiten 10 bildkonforme, stereophone akustische
Strahlung emittiert und die beiden Resonanzplattenlautsprecher 1 (keine
bildbezogenen) akustische Raumklangstrahlungen emittieren.
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Wie
bei dem Beispiel nach 1 dargestellt, liegt die Ebene
der Resonanzplatte in der gleichen Orientierung wie die Achse A-A,
längs derer
die Membran 9 kolbenmäßig angetrieben
wird. Tatsächlich
liegt die Achse A-A in der gleichen Ebene wie die Resonanzplatte 3.
Vorzugsweise ist der Resonanzplattenlautsprecher 1 relativ
zu den kolbengetriebenen Membranlautsprechern 7 derart
angeordnet, dass die Emission der akustischen Strahlung vom Membranlautsprecher 7 im
wesentlichen unbehindert durch den Resonanzplattenlautsprecher 1 abgestrahlt
wird. Zweckmäßigerweise
wird der Resonanzplattenlautsprecher 1 über, unter oder hinter dem Membranlautsprecher 7 angeordnet.
Noch zweckmäßiger ist
es, den Resonanzplattenlautsprecher 1 hinter den Membranlautsprecher 7 aufzustellen. Demgemäß ist, wie
in 1 dargestellt, die Resonanzplatte 3 hinter
dem Membranlautsprecher 1 angeordnet, sodass der gerichtete
akustische Ausgang (wie durch den Pfeil D angegeben) des Membranlautsprechers 7 durch
den Resonanzplattenlautsprecher 1 nicht behindert wird.
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Der
akustische Ausgang des Resonanzplattenlautsprechers 1 wird
durch die Pfeile 6 angedeudet. Wie ersichtlich, verläuft der
Ausgang der Resonanzplatte 3 allgemein senkrecht zu jenen
der Membran 9, jedoch ist der Ausgang der Resonanzplatte 3 diffus
und in Form eines Dipols mit der „Null" zentriert auf der Achse A-A des Membranlautsprechers 7.
Infolgedessen wird die „Null" des diffusen Dipols
des Resonanzplattenlautsprechers 1 allgemein auf den Hörer/Betrachter
zentriert, wenn der Membranlautsprecher 7 auf den Hörer/Betrachter
gerichtet wird, und der Ausgang der Resonanzplatte 3 wird
als Umgebungsklang wahrgenommen, trotz der Tatsache, dass die Lautsprechereinheiten
normalerweise nur vor dem Hörer/Betrachter
aufgestellt sind.
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Vorzugsweise
ist der Resonanzplattenlautsprecher 1 so angeordnet, dass
er den Klang von beiden gegenüberliegenden
Hauptoberflächen
der Platte 3 gleichzeitig abstrahlt. Eine Lautsprechereinheit 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung hat den Vorteil, dass dadurch, dass die Ebene des Resonanzplattenlautsprechers 1 so
angeordnet ist, dass er allgemein die gleiche Orientierung wie die
Achse des kolbengetriebenen Membranlautsprechers 7 hat,
der Resonanzplattenlautsprecher 1 normalerweise ein akustisches
Strahlungsmuster allgemein gemäß der Figur einer
acht aufweist, indem der Klang von beiden gegenüberliegenden Hauptoberflächen der
Platte 3 abgestrahlt wird, wobei die „Null" des Strahlungsmusters allgemein mit
der Achse des Membranlautsprechers 7 zusammenfällt. Infolgedessen
wird durch Benutzung eines Resonanzplattenlautsprechers 1 in dieser
Orientierung die Type des akustischen Strahlungsmusters erzeugt,
die allgemein für
den Raumklang gewünscht
wird. Außerdem,
und dies ist besonders zweckmäßig, sucht
der Resonanzplattenlautsprecher diffuse akustische Strahlung zu
erzeugen, was ideal für
den Raumklang ist. Diese beiden Charakteristiken bedeuten in ihren
Kombinationen, dass der Resonanzplattenlautsprecher 1 der
Lautsprechereinheit 10, gemäß der vorliegenden Erfindung
allgemein ein extrem wirksames Raumklanglautsprechersystem schafft.
Die Tatsache, dass die Lautsprechereinheit 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung einen derartigen Raumklanglautsprecher 1 mit
einem Membranlautsprecher 7 kombiniert (der vorzugsweise
als Monopol wirkt), ergibt den erheblichen Vorteil, dass getrennte
herkömmliche
Raumklanglautsprecher, die hinter dem Betrachter/Hörer angeordnet werden,
wegfallen können
und stattdessen eine oder mehrere (vorzugsweise zwei) Lautsprechereinheiten 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung benachbart zu dem Fernseher (oder als Teil desselben)
(oder benachbart zu einem anderen Heimkinoschirm) angeordnet werden
kann, wodurch sowohl ein bildkonformer Klang als auch ein Raumklang
erzeugt werden, wie dies nachstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben
wird.
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2 ist
eine schematische Grundrissansicht eines beispielsweisen Heimkinosystems 12 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Das System 12 umfasst ein Fernsehgerät 13 (oder
eine andere visuelle Darstellungseinrichtung) und zwei Lautsprechereinheiten,
gemäß der vorliegenden
Erfindung nämlich zwei Lautsprechereinheiten 10 gemäß 1.
Die Lautsprechereinheiten 10 sind auf beiden Seiten des Fernsehgerätes 13 angeordnet
und so orientiert, dass ihre Membranlautsprecher 7 auf
den Hörer/Betrachter 15 gerichtet
sind. Wie oben beschrieben, erzeugt diese Anordnung die Wahrnehmung
eines Umgebungsraumklangs für
den Betrachter/Hörer,
obgleich die Lautsprecher 10 nur vor (und nicht hinter oder
seitlich) des Betrachters/Hörers
angeordnet sind. Durch die Anordnung wird außerdem ein bildkonformer stereophoner
Klang durch die gerichteten monopolen Membranlautsprecher erzeugt.
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Jede
Lautsprechereinheit 10 kann mehr als einen kolbengetriebenen
Membranlautsprecher 7 und/oder mehr als einen Resonanzplattenlautsprecher 1 aufweisen.
Beispielsweise kann die Funktion des kolbengetriebenen Lautsprechers 7 übernommen
werden (wobei zum Beispiel jeder der Lautsprecher auf einen speziellen
Frequenzbereich abgestimmt ist). Die kolbengetriebenen Membranlautsprecher 7 können beispielsweise
aus einem Compound-Lautsprecher der Bauart bestehen, wie dieser in
der US-A-5548657 beschrieben ist.
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In 1 ist
der Übersichtlichkeit
wegen ein Gehäuse
für die
Lautsprechereinheit 10 weggelassen. Vorzugsweise umfasst
eine Lautsprechereinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung außerdem
ein Gehäuse
in dem der Resonanzplattenlautsprecher 1 und der Membranlautsprecher 7 angeordnet
sind. 3 ist ein auseinandergezogenes Diagramm einer bevorzugten
Ausführung
einer Lautsprechereinheit 14 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
besteht die Lautsprechereinheit 14 aus einem Resonanzplattenlautsprecher 1 mit
einer Resonanzplatte 3 und einem Erreger 5 (in
Form eines elektromechanischen Wandlers), der daran befestigt ist,
und die Einheit weist außerdem
einen kolbengetriebenen Membranlautsprecher 7 auf, der
in 3 als Compound-Lautsprecher
jener Type dargestellt ist, wie sie in der US-A-5548657 beschrieben ist.
Der Compound-Membranlautsprecher 7 weist einen Niederfrequenzteil
mit der dargestellten, im wesentlichen konischen Membran 9 auf,
und außerdem einen
Hochfrequenzteil, der eine allgemein kuppelförmig gestaltete, nicht dargestellte
Membran besitzt, die in dem Hals der konischen Membran oder in der Nähe hiervon
liegt.
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Die
in 3 dargestellte Lautsprechereinheit 14 umfasst
außerdem
ein Gehäuse 17,
in dem der Resonanzplattenlautsprecher 1 und der Membranlautsprecher 7 angeordnet
sind. Das Gehäuse 17 weist
mehrere Abschnitte oder Tafeln auf, die um die Lautsprecher 1 und 7 herum
zusammengestellt sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
umfasst das Gehäuse 17 zwei
Seitenplatten 17a, 17b, eine Frontplatte 17c und
eine hintere Platte 17d. Die verschiedenen Platten besitzen
Dichtungsringe (oder andere Dichtungen) 19, die dazwischen
angeordnet sind, um das Gehäuse
abzudichten. Die Dichtungsringe (oder die anderen Dichtungen) 19 können beispielsweise
aus Polymerschaum oder anderem Polymer-Dichtungsmaterial bestehen. Die Resonanzplatte 3 wird
an ihrer Stelle im Gehäuse 17 durch
ein Kleberkissen 21 (und/oder über nicht dargestellte Klebebänder) gehalten.
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Wie
deutlich aus 3 ersichtlich ist, besteht das
Gehäuse 17 aus
zwei Hauptteilen. Ein Hauptteil 23 des Gehäuses 17 umschließt (vorzugsweise
vollständig)
den kolbengetriebenen Membranlautsprecher 7, anders als
durch die Frontplatte 17c, die Öffnungen 25 aufweist, über die
die nach vorn gerichtete vom Membranlautsprecher 7 emittierte
akustische Strahlung ausgebreitet wird. Ein zweiter Teil 27 trägt den Resonanzplattenlautsprecher 1,
aber dieser Teil ist an den gegenüberliegenden Hauptseiten benachbart,
zu den gegenüberliegenden
Hauptseiten der Resonanzplatte 3 offen, damit sich die
seitlich gerichtete, vom Resonanzplattenlautsprecher 1 emittierte Strahlung
im wesentlichen frei von der Einheit ausbreiten kann. Der (oder
jeder) Erreger 5 wird durch kleine Verschlusselemente 29 geschützt, die
innerhalb der offenen Seiten des zweiten Teils 27 des Gehäuses angeordnet
sind. Eine Zuleitung 31 ist an beide Lautsprecher 1, 7 der
Einheit 14 über
Anschlußstifte 33 anschließbar.
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Als
solches schafft die vorliegende Erfindung eine neuartige Lautsprechereinheit,
die beispielsweise für
eine Fünfkanal-Superaudiokompaktdisk (SACD)
geeignet ist und/oder zur Erzeugung einer Raumklangwiedergabe benutzt
werden kann, beispielsweise für
Anwendung bei einem Heimkino. Die vorliegende Erfindung vermeidet
insbesondere die Notwendigkeit der Anordnung getrennter Raumklanglautsprecher,
die hinter dem Betrachter eines Heimkinosystems angebracht werden
müssten.
Jedoch ist die vorliegende Erfindung (wenigstens nicht in ihren
breitesten Aspekten) auf SACD oder Heimkinoanwendungen oder Raumklanganwendungen
allgemein beschränkt,
obgleich derartige Anwendungen besonders geeignet für die vorliegende
Erfindung sind.
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Die
vorliegende Erfindung wurde im einzelnen unter Bezugnahme auf gewisse
bevorzugte Versionen beschrieben, jedoch sind auch andere Versionen
denkbar. Daher sollte der Schutzumfang der beiliegenden Ansprüche nicht
auf die beschriebenen bevorzugten Versionen beschränkt sein.