DE69302392T2

DE69302392T2 - Mikrofon-und lautsprechersystem

Info

Publication number: DE69302392T2
Application number: DE69302392T
Authority: DE
Inventors: Raymond Wehner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-08-18
Filing date: 1993-08-18
Publication date: 1996-12-05
Anticipated expiration: 2013-08-19
Also published as: CA2076288C; US5666433A; DE69302392D1; EP0657085B1; JPH08501913A; WO1994005133A1; EP0657085A1; CA2076288A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Schallaufnahme- und Schallwiedergabegeräte.

Hintergrund

Ein Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Mikrofon mit einem zylindrischen Wandler-Gehäuse mit einer seitlich sich erstreckenden Achse und mit einem zentralen Teil und zwei Endteilen, wobei der zentrale Teil zueinander nicht parallele, elliptische Stirnflächen aufweist, die spiegelsymmetrisch orientiert sind gegenüber einer zu der seitlichen Achse senkrechten Ebene, und wobei die Endteile innere Stirnflächen aufweisen, die parallel zu und gegenüber jeweils einer der Stirnflächen des zentralen Teils angeordnet sind, und mit Mikrofon-Wandlern, angeordnet zum Empfang von Schall (aus dem Raum) zwischen jeweils einem Endteil und dem zentralen Teil.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf einen Lautsprecher, umfassend:
ein zylindrisches, hohles Gehäuse mit einer sich seitwärts erstreckenden Achse, welches einen zentralen Teil und zwei Endteile aufweist, wobei der zentrale Teil zueinander nicht parallele Stirnflächen aufweist, die spiegelsymmetrisch gegenüber einer zu der Achse senkrechten Ebene sind; die Endteile haben innere Stirnflächen gegenüber und parallel zu jeweils einer der Stirnflächen des zentralen Teils; und vier Lautsprecher-Wandler sind angeordnet in dem Gehäuse, wobei zwei zentrale Lautsprecher-Wandler in dem zentralen Teil zu jeweils einem der Endteile hin abstrahlen bzw. Schall abgeben, und mit jeweils einem endständigen Lautsprecher-Wandler in jedem der Endteile, die in Richtung auf den zentralen Teil abstrahlen, wobei alle Lautsprecher- Wandler gegenüber dem Gehäuse abgedichtet sind.
Ein Mikrofon und ein Lautsprecher dieses Typs sind offenbart in der EP-A-0 256 688 (CA-A-1 282 711, erteilt am 9. April 1991 auf den Namen Raymond Wehner, dem Anmelder dieser Anmeldung).
Die CA-A-1 060 350, erteilt am 14. August 1979, und die EP-A-0 256 688 beschreiben Mikrofon- und Lautsprechersysteme zur Aufzeichnung und Freiluftwiedergabe von Schallfeldern, so daß das wiedergegebene Schallfeld die Richtungs- und Entfernungsinformationen aus dem ursprünglich aufgezeichneten Feld zur Identifizierung durch das menschliche Gehör enthält. Mikrofone in diesen Systemen sollen Analogmodelle des menschlichen Gehörs sein, die die Schallinformationen bezüglich Entfernung und Richtung identifizieren, die vom menschlichen Gehör identifiziert werden würden. Der Lautsprecher-Aspekt des Systems bedient sich der Hamilton-Jacobi-Theorie der Wellenbewegung.
Die Lautsprecher sollen den Identifikationsprozeß invertieren und ein Schallfeld erzeugen, das die ursprünglichen Richtungs- und Entfernungs informationen enthält.

Zusammenfassung

Die vorliegende Erfindung betrifft bestimmte Verbesserungen an den bekannten Systemen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Mikrofon vom oben beschriebenen Typ geschaffen, das gekennzeichnet ist durch: die inneren Stirnflächen der Endteile sind nicht perforiert, und es werden nur zwei Mikrofon-Wandler verwendet, jeweils angeordnet zentral auf der Stirnfläche des zentralen Teils.
Dieses Mikrofon bedient sich des Konzeptes zusammenlaufender Abtastspalte oder -schlitze des in der EP-A-056 688 offenbarten Allrichtungs-Optimalschattenmikrofons, verwendet aber nur zwei Wandler und massive Schallwände als Endteile. Im Gebrauch wird das Mikrofon so angeordnet, daß die Stirnflächen des zentralen Teils und der Endteile in Ebenen liegen, die nach unten und nach vorne zusammenlaufen. Die Ebenen schneiden sich vorzugsweise unter dem Flächenwinkel eines regelmßigen Tetraeders (70º32').
Das Mikrofongehäuse weist außerdem vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf, so daß die einander gegenüberliegenden Stirnflächen der Teile elliptisch sind.
Die äußeren Stirnflächen des Gehäuses sind vorzugsweise parallel zu den inneren Stirnflächen der jeweiligen Endteile.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Lautsprecher vom obigen Typ geschaffen, gekennzeichnet durch:
die Endteile haben geschlossene äußere Enden;
eine Schallwand erstreckt sich quer durch den zentralen Teil zwischen den beiden zentralen Wandlern;
aperiodische bzw. schwingungsdämpfende Kammermittel; und Mittel zum Kommunizieren bzw. zur Verbindung zwischen dem Gehäuse an der Rückseite jedes Wandlers und den schwingungsdämpfenden Kammer-Mitteln.
Jeder Wandler strahlt somit aus einem Raum mit einem Gesamt- Luftvolumen, das das Volumen der jeweiligen schwingungsdämpfenden Kammer einschließt. Das Volumen kann an die compliance und andere Kenngrößen des Wandlers angepaßt gewählt werden. Der Wandler soll keine inhärenten Resonanz- oder Färbungseigenschaften aufweisen.
Dieser Aspekt der Erfindung liefert außerdem einen Lautsprecher mit einer wie oben gekennzeichneten Zentraleinheit und wobei:
die Zentraleinheit weist einander entgegengesetzte linke und rechte Enden auf, die Endteile umfassen einen linken Endteil und einen rechten Endtteil, die im Gehäuse montierten vier Lautsprecher-Wandler umfassen einen zentralen linken inneren und einen zentralen rechten inneren Wandler im zentralen Teil, die in Richtung auf den linken bzw. den rechten Endteil abstrahlen, und einen zentralen linken äußeren und einen zentralen rechten äußeren Wandler im linken bzw. im rechten Endteil, die jeweils in Richtung auf den zentralen Teil abstrahlen, wobei sich jeder Wandler quer durch das Gehäuse erstreckt und das Gehäuse verschließt, und weiterhin umfassend:
eine linke und eine rechte Endeinheit einschließlich jeweiliger zylindrischer Gehäuse mit jeweiligen seitlichen Achsen, die auf die seitliche. Achse der Zentraleinheit ausgerichtet sind, wobei die linke und die rechte Einheit im Abstand vom linken bzw. vom rechten Ende der Zentraleinheit angeordnet sind, die linke und die rechte Endeinheit jede einen zentralen Teil und zwei Endteile an einander entgegengesetzten Enden des zentralen Teils aufweisen, jeder zentrale Teil eine innere und eine äußere Stirnfläche parallel zu den benachbarten Stirnflächen des zentralen Teils der Zentraleinheit aufweist, jeder Endteil jeder Endeinheit eine innere Stirnfläche gegenüber und parallel zu jeweils einer der Stirnflächen des zentralen Teils der Endeinheit aufweist; und
zwei Lautsprecher-Wandler, die im zentralen Teil der rechten Endeinheit montiert sind, einschließlich eines endständigen linken äußeren und eines endständigen linken inneren Lautsprecher-Wandlers, die in Richtung auf die linke bzw. die rechte Stirnfläche des zentralen Teils der linken Endeinheit abstrahlen; und
zwei Lautsprecher-Wandler, die im zentralen Teil der rechten Endeinheit montiert sind, einschließlich eines endständigen rechten äußeren und eines endständigen rechten inneren Lautsprecher-Wandlers, die in Richtung auf die linke bzw. die rechte Stirnfläche des zentralen Teils der rechten Endeinheit abstrahlen.
Jeder Endteil einer Endeinheit weist vorzugsweise einen zentralen durchgehenden Kanal auf, der auf die Achse ausgerichtet ist. Eine Schallwand teilt den Raum im Endteil der Endeinheit zwischen den Wandlern in zwei Kammern, die mit jeweiligen schwingungsdämpfenden Kammern in Verbindung stehen. Die Endeinheiten weisen somit einen der Zentraleinheit ähnlichen Aufbau auf.
Die schwingungsdämpfenden Kammern sind mit den Lautsprecher- Gehäusen über rohrförmige Kanäle verbunden, die mit Schwingungsdämpfern ausgestattet sind. Die schwingungsdämpfenden Kammern selbst sind mit fraktalartigen Körpern geringer Dichte gefüllt, um die Schwingungsantworten der Kammern aperiodisch zu machen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

In den beigefügten Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Fig. 1 ist eine Vorderansicht eines Mikrofons, dessen eine Hälfte im Querschnitt gezeigt ist;
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf das Mikrofon, dessen eine Hälfte im Querschnitt gezeigt ist;
Fig. 3 ist eine Seitenansicht des Mikrofons;
Fig. 4 ist eine Seitenansicht des Mikrofons, dessen Endteil entfernt ist;
Fig. 5 ist eine Vorderansicht des Lautsprechers, dessen eine Hälfte im Querschnitt gezeigt ist;
Fig. 6 ist eine Draufsicht auf den Lautsprecher, dessen eine Hälfte im Querschnitt gezeigt ist;
Fig. 7 ist ein axialer Querschnitt durch einen Kanal;
Fig. 8 ist eine Prinzipskizze, die die Verbindungen des Lautsprecher-Wandlers mit einer konventionellen Stereoschallquelle zeigt;
Fig. 9 ist eine Prinzipskizze, die die Verbindungen des Lautsprecher-Wandlers mit einer Quelle von unter Verwendung des vorliegenden Mikrofons aufgezeichneten Signalen zeigt;
Fig. 10 ist eine Darstellung des Außen- und Mittelohres, die die Membrana Tympani und die halbkreisförmigen Kanäle zeigt;
Fig. 11 zeigt ein Vektorgleichgewicht;
Fig. 12 zeigt ein orthogonal orientiertes regelmäßiges Tetraeder;
Fig. 13 zeigt ein regelmäßiges Oktaeder in der orthogonalen Stellung;
Fig. 14 zeigt eine überlagerung des Tetraeders, des Oktaeders und des Vektorgleichgewichtes von Fig. 11, 12 und 13;
Fig. 15 und 16 sind Diagramme der Frequenz gegen den Schalldruck, die durch Tests unter Verwendung eines Optimalschattenmikrofons als Hydrophon erzeugt wurden;
Fig. 17 ist ein Diagramm wie in Fig. 15 und 16 unter Verwendung eines Allrichtungsmikrofons in Luft;
Fig. 18 ist ein Diagramm wie in Fig. 17 für eine ferne Schallquelle;
Fig. 19 ist ein Diagramm des gleichen Tests wie in Fig. 18, zeigt jedoch die Phasendifferenz zwischen dem rechten und dem linken Kanal gegen die Frequenz;
Fig. 20 und 21 sind Diagramme ähnlich Fig. 18 und 19; und
Fig. 22 ist eine isometrische Ansicht einer Zeichenkugel zur Ortsbestimmung.

Detaillierte Beschreibung

In Fig. 1 bis 4 der beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird, ist ein Mikrofon 10 dargestellt, das ein Gehäuse 12 aufweist, das durch einen Stiel 14 auf einem Sockel 16 festgehalten wird. Der Sockel ist mit einer Wasserwaage 18 ausgestattet, so daß das Mikrofon für den Gebrauch richtig ausgerichtet werden kann.
Das Mikrofongehäuse weist einen zentralen Körper mit einer zylindrischen Seitenwand 22 und elliptischen Stirnwänden 24 auf, die in Ebenen, die sich unter dem Flächenwinkel eines regelmäßigen Tetraeders schneiden, zur Vorderseite hin nach unten und nach innen schräg stehen. Die Längsachse jeder Stirnfläche ist in einem Winkel von 45º zur Horizontalen orientiert.
Jede Stirnwand 24 weist eine zentrale Bohrung 26 auf, in der ein Mikrofon-Wandler 28 untergebracht ist. Die elektrischen Leiter 30 vom Wandler laufen durch den Stiel 14 in den Sockel 16. Das Mikrofon ist weiterhin mit zwei Endteilen 32 ausgestattet. Jeder Endteil weist eine innere Stirnfläche 34 parallel zu und gegenüber der Außenfläche der benachbarten Stirnwand 24 und eine äußere Stirnfläche 36 parallel zu der inneren Stirnfläche 34 auf. Der Endteil ist wie der zentrale Teil 20 zylindrisch, aber ein massiver Körper und nicht hohl wie der zentrale Teil. Der zentrale Teil 20 und der Endteil 32 des Mikrofons sind mit einem geeigneten Gewebematerial 38 bedeckt, das schalldurchlässig ist, zumindest dort, wo es die Spalte zwischen dem zentralen Teil und den Endteilen bedeckt.
Fig. 5 bis 9 zeigen einen Lautsprecher und Bauteile davon zur Verwendung bei der Wiedergabe von unter Verwendung des Mikrofons 10 aufgezeichnetem Schall. Der Lautsprecher 42 weist eine Zentraleinheit 44, eine linke Endeinheit 46 und eine rechte Endeinheit 48 auf. Die drei Einheiten sind alle auf eine gemeinsame seitliche Achse x-x ausgerichtet. Wie insbesondere in Fig. 5 und 6 gezeigt, weist die Zentraleinheit 44 einen zentralen Teil 50, einen linken Endteil 52 und einen rechten Endteil 54 auf. Der Lautsprecher ist um eine zentrale Vertikalebene spiegelsymmetrisch, so daß das linke Ende des zentralen Teils 50 den gleichen, aber in bezug auf das rechte Ende umgekehrten Aufbau aufweist.
Der zentrale Teil 50 des Lautsprechers weist ein zylindrisches Gehäuse 56 mit elliptischen Stirnflächen 58 und 59 auf, die nach oben und nach vorne zusammenlaufen. Die Ebenen, die die Stirnflächen enthalten, schneiden sich unter dem Flächenwinkel eines regelmäßigen Tetraeders.
Der rechte Endteil 54 weist eine innere Stirnfläche 60 auf, die parallel zu der Stirnfläche 58 ist und dieser gegenüberliegt Die äußere Stirnfläche 62 des rechten Endteils ist parallel zu der inneren Stirnfläche und mit einer Stirnwand 64 verschlossen. Die Enden 58 und 60 des zentralen Teils und der Endteile sind offen.
Im Inneren des Gehäuses des zentralen Teils 50 befindet sich ein Lautsprecher-Wandler 66, der in Richtung auf das Ende 58 abstrahlt. Dieser wird als der zentrale rechte innere Wandler bezeichnet. Im rechten Endteil 54 befindet sich ein zentraler rechter äußerer Wandler 68, der in Richtung auf die innere Stirnfläche 60 dieses Teils abstrahlt. Der Wandler 68 wird als der zentrale rechte äußere Wandler bezeichnet. Am linken Ende der Zentraleinheit 44 befinden sich ein zentraler linker innerer und ein zentraler rechter äußerer Wandler, die symmetrisch angeordnet sind.
Eine vertikale Schallwand 70 trennt das Innere des zentralen Teils 50 zwischen dem zentralen rechten inneren und dem zentralen linken inneren Wandler. Der Wandler strahlt somit in Richtung auf die elliptischen Spalte zwischen dem zentralen Teil und den Endteilen sowie nach hinten in individuelle Räume ab, die durch jeweilige Teile des Gehäuses gebildet werden. Die Räume auf der Rückseite der Wandler stehen über vertikale rohrförmige Kanäle 72 mit dem Inneren eines Gehäuses 74 in Verbindung, das durch eine Wand 76 intern in einer Reihe von schwingungsdämpfenden Kammern 78 geteilt ist. Jede schwingungsdämpfende Kammer steht über einen jeweiligen Kanal mit der Rückseite eines jeweiligen Wandlers in Verbindung. Die schwingungsdämpfenden Kammern sind mit leichten fraktalartigen Körpern gefüllt, z.B. Popcorn.
Die Endeinheiten 46 und 48 des Lautsprechers sind ähnlich, aber spiegelsymmetrisch aufgebaut. Im folgenden wird die rechte Endeinheit 48 beschrieben; die linke Endeinheit weist natürlich den gleichen Aufbau auf.
Die rechte Endeinheit 48 enthält drei aufeinander ausgerichtete zylindrische Teile, einen zentralen Teil 82, einen linken Endteil 84 und einen rechten Endteil 48. Der zentrale Teil weist zwei elliptische Stirnflächen 88 und 90 auf, die parallel zueinander und zu den Stirnflächen 58, 60 und 62 der Zentraleinheit sind. Der linke Endteil 84 weist eine innere und eine äußere Stirnfläche 92 und 94 auf, die zu den Stirnflächen 88 und 90 parallel sind. Ahnlich weist der rechte Endteil 86 eine innere und eine äußere Stirnfläche 96 und 98 auf, die zu den Stirnflächen 88 und 90 parallel sind.
Während der zentrale Teil 48 hohl ist, sind die Endteile 84 und 86 massive Blöcke mit axialen Bohrungen 100 bzw. 102.
Innerhalb des zentralen Teils 82 des rechten Endteils 86 befinden sich ein endständiger rechter innerer Wandler 104 und ein endständiger rechter äußerer Wandler 106. Dies sind Lautsprecher- Wandler, die in Richtung der Stirnflächen 88 bzw. 90 nach innen bzw. nach außen weisen. Eine vertikale Schallwand 108 teilt das Innere des zentralen Teils 82 in zwei Räume auf den Rückseiten der jeweiligen Wandler.
Zwei Kanäle 112 verbinden die Räume mit dem Inneren eines Gehäuses 114, das durch eine Wand 116 in zwei schwingungsdämpfende Kammern 118 geteilt wird. Jede der schwingungsdämpfenden Kammern steht über einen jeweiligen Kanal mit einem der Räume in Verbindung. Die schwingungsdämpfenden Kammern sind mit leichten fraktalartigen Körpern 120 gefüllt, z.B. Popcorn. Zwei vertikale Stützen 122 tragen die Endteile 84 bzw. 86 auf der Oberseite des Gehäuses 114.
Jeder der Kanäle 72 und 112 ist als Leitung 124 mit interner Schalldämpfung aufgebaut, um Resonanzeffekte möglichst klein zu machen. Die Leitung weist an einander diametral gegenüberliegenden Stellen zwei Bohrungen 126 in ihrer Wand auf. In die Bohrungen hinein erstrecken sich die Enden eines Stahlstabes 128, der als Vibratorkörper dient. Der Stab 128 weist einen kleineren Durchmesser als die Bohrungen auf, und der freie Raum um den Stab herum ist mit einem zähflüssigen Dichtmaterial 130 gefüllt, in diesem Fall einer Dichtungsmasse für Rohrgewinde. Die Leitung ist mit einem selbstdämpfenden Fasermaterial 132 gefüllt, in diesem Ausführungsbeispiel hochfeiner Stahlwolle. Wenn er durch Schallschwingungen erregt wird, schwingt der Stab als freier Körper. Die Schwingungen werden durch die zähflüssige Dichtungsmasse und die Stahlwolle gedämpft.
Wie schematisch in Fig. 8 dargestellt, sind die verschiedenen Wandler des Systems mit einem Stereoverstärker 134 verbunden. Der zentrale linke äußere, der zentrale rechte innere, der endständige linke innere und der endständige rechte äußere Wandler sind alle mit dem rechten Ausgangskanal des Verstärkers verbunden, während die anderen Wandler mit dem linken Ausgangskanal verbunden sind.
In Fig. 8 sind die Verbindungen mit dem Verstärker für die Wiedergabe einer konventionellen Stereoaufzeichnung eingerichtet.
In diesem Fall sind die Phasen der mit dem rechten und dem linken Ausgangskanal des Verstärkers verbundenen Lautsprecher umgekehrt. In Fig. 9 sind die Lautsprecher verbunden, um unter Verwendung des Mikrofons der Erfindung Schall wiederzugeben. In diesem Fall sind die Phasen alle gleich.
Es wurde festgestellt, daß die Amplitudenverhältnisse der den verschiedenen Wandlern zugeführten Signale geeignet zu wählen sind, um die wirkungsvollste Wiedergabe zu erzielen. Dem zentralen linken äußeren, dem zentralen rechten äußeren, dem endständigen linken inneren und dem endständigen rechten inneren Wandler ist daher ein Signal mit einem Amplitudenverhältnis von 9:1 in bezug auf das dem zentralen linken inneren und dem zentralen rechten inneren Wandler zugeführte Signal zuzuführen. Den beiden übrigen Wandlern, dem endständigen linken äußeren und dem endständigen rechten äußeren Wandler, ist Leistung mit einem Amplitudenverhältnis von 5:1 zum zentralen linken inneren und zum zentralen rechten inneren Wandler zuzuführen.

THEORETISCHE ÜBERLEGUNGEN

Das menschliche Gehör empfängt Informationen, die wie folgt klassifiziert werden können:
Schallspektruminformationen;
Schallrichtungsinformationen;
Schallentfernungsinformationen.
Auf die Entwicklung von Systemen zur getreuen Aufzeichnung und Wiedergabe von Schallspektruminformationen hat man große Anstrengungen aufgewandt. Das Vorliegende betrifft die Richtungsund Entfernungs informationen.
Bei der Schallaufzeichnung und -wiedergabe hat man verschiedene Systeme vorgeschlagen, um eine exakte Aufzeichnung und Wiedergabe des ursprünglichen Schallfeldes zu ermöglichen. Zu den vorgeschlagenen Lösungen gehören die konventionelle Stereophonie (mit zwei Kanälen), Quadrophonie (mit vier Kanälen), die Kunstkopf-Stereophonie und verschiedene andere Mehrlautsprechersysteme einschließlich des in Pierce, John Robinson: "The Science of Musical Sound", S.160-162 vorgeschlagenen Systems mit vier Lautsprechern. Die Pierce-Schrift äußert die konventionelle Lehre, daß es nicht möglich ist, daß mehrere Zuhörer elektronisch wiedergegebenen Schall gleich hören können, außer mit Kopfhörern. Pierce erörtert außerdem das Problem der Schallrichtung in einem Schallaufzeichnungs- und -wiedergabesystem. Bei konventioneller Stereophonie gibt es nur zwei Schallrichtungen, zu jedem Kanal eine. Quadrophonieschall bedeutet eine Verbesserung, indem zwei zusätzliche Schallrichtungen bereitgestellt werden. Pierce schlägt eine Anordnung mit vier Lautsprechern vor, die an einem einzigen Punkt in der Mitte der vier Lautsprecher eine besonders exakte Wiedergabe eines Schallfeldes ermöglicht. Die gesamte Stoßrichtung dieses Standes der Technik ist, aus so vielen Richtungen wie möglich Schall zum Zuhörer zu senden.
Dieses Problem der Aufzeichnung und Wiedergabe der Schallrichtung kann von einem anderen Standpunkt her angegangen werden. Das menschliche Gehör hat zwei Kanäle. Es ist stereophonisch. Die davon empfangenen Schallinformationen genügen, das menschliche Gehirn mit den Schallrichtungs- und -entfernungsinformationen zu versorgen, die aufgezeichnet und wiedergegeben werden sollen. Es sollte daher möglich sein, dies mit Stereophonie (zwei Kanälen) durchzuführen. Dieses hat man erreicht, indem man zur Aufzeichnung einen Kunstkopf und zur Widergabe Kopfhörer verwendet hat. Bei diesem System ist der Kopf so gestaltet, daß er eine möglichst genaue Darstellung des menschlichen Kopfes ist. Die Mikrofone befinden sich in den Ohren des Kunstkopfes, um sämtliche Schallinformationen aufzuzeichnen, die am gleichen Ort von den Ohren eines menschlichen Kopfes empfangen würden. Die Kopfhörer geben die im Ohr eines Zuhörers aufgezeichneten Schallinformationen wieder. Die Genauigkeit der Aufzeichnung und Wiedergabe der Schallrichtungsinformationen unter Verwendung dieser Technik ist bekannt. Nachteile sind jedoch die bedeutenden Kosten, die Kompliziertheit des Kunstkopfes und die Notwendigkeit, den Schall über Kopfhörer wiederzugeben, um sämtliche aufgezeichneten Schallinformationen zu empfangen.
Falls zwei Mikrofone auf einander entgegengesetzten Seiten eines Gegenstandes im Abstand angeordnet sind, ändert sich die gegenseitige Beeinflussung des Gegenstandes und der Schallausbreitung nach den Mikrofonen in Übereinstimmung mit der Richtung, aus der der Schall ankommt, und der Entfernung zur Schallquelle. Daher ergibt sich an den beiden Mikrofonen ein Unterschied im Schallfeld, der eine Funktion der Schallrichtung und -entfernung ist. Diese Erscheinung tritt auch beim menschlichen Hören auf. Die von den beiden Ohren identifizierte Schalldifferenz wird vorn Gehirn zur Entschlüsselung der Richtung verwendet, aus der der Schall ankommt. Die dazu veröffentlichte Literatur enthält MCFADDEN, Dennis, and PASKENEN, Edward G., "Binaural Beats at High Frequencies", Science, Band 190, Nr. 4121, 24. Oktober 1975, S. 394.
Falls sich ein geeignet geformter Gegenstand zwischen zwei geeignet positionierten Mikrofonen befindet, werden die Mikrofone theoretisch Schallfelder erfahren und aufzeichnen, die die Richtungs- und Entfernungsinformationen enthalten, die das menschliche Gehirn zur Bestimmung des Schallortes verwendet. Es stellt sich dann die Frage, welche Systemgeometrie die gewünschten Ergebnisse liefert. Dabei sind sowohl anatomische als auch psychoakustische Faktoren zu berücksichtigen.
Beim menschlichen Gehör sind die Membrana Tympani (Trommelfelle) elliptisch und liegen in Ebenen, die unter dem Flächenwinkel des regelmäßigen Tetraeders zusammenzulaufen scheinen. Die Schnittlinie der beiden Ebenen ist in der normalen aufrechten Stellung in ungefähr 45º zur Horizontalen orientiert. Es wird vorgeschlagen, daß eine ähnliche Geometrie für die Stereoaufzeichnung von Schallfeldern geeignet sein sollte. Es ist dann erforderlich, eine geeignete Geometrie zu bestimmen und zu beschreiben.
Man hat vorgeschlagen, daß ein zur Beschreibung von Naturerscheinungen geeigneter Satz von mathematischen Koordinaten nicht das konventionelle kartesische Koordinatensystem mit drei Achsen, sondern ein System mit vier Achsen ist, beschrieben in Buckminster Fuller: "Synergetics: Explorations in the Geometry of Thinking", McMillan Co. Inc. 1975, S. 876.
Außerdem glaubt man, daß im menschlichen Gehör zur Identifizierung von Schallinformationen ein in der Natur vorkommendes Koordinatensystem verwendet wird, das nicht das kartesische Koordinatensystem ist und das dem Koordinatensystem mit vier Achsen von Fuller äquivalent ist.
Auf der Basis dieser Hypothese wurde vorhergesagt, daß ein mittig zwischen zwei Mikrofone gesetzter tetraederförmiger Gegenstand nicht nur die erwartete Stereoaufzeichnung liefern würde, sondern auch die richtigen Richtungs- und Entfernungsinformationen aufzeichnen würde, die vom menschlichen Gehirn interpretiert werden können. Versuche mit diesem Konzept zeigten, daß Richtungsinformationen verschlüsselt wurden, daß sie richtig verschlüsselt wurden und daß sie unter Verwendung von Freiluftkopfhörern vom menschlichen Gehirn entschlüsselt werden konnten, falls
1. der Gegenstand die Form eines regelmäßigen Tetraeders aufwies,
2. Die Mikrofone und die Mitte des Volumens des Tetraeders auf eine einzige horizontale Achse gelegt wurden, und
3. Eine Seite des Tetraeders horizontal und oberhalb der übrigen Seiten des Tetraeders lag.
Ein derart geformtes Mikrofon wird als Optimalschattenmikrofon bezeichnet und ist in dem kanadischen Patent 1 060 350 des Anmelders beschrieben.
In einer Folgeentwicklung wurde ein Allrichtungsmikrofon hergestellt, das die Tetraedergeometrie in bezug auf den Wandlereingang behielt, bei dem aber der Tetraederkörper weggelassen war. Es wurden ebenfalls hervorragende Ergebnisse erzielt.
Die jüngste Entwicklung ist das Syntropiemikrofon auf der Basis eines Vektorgleichgewicht-Modells (kubisches Oktaeder) des menschlichen Gehörs. Das Mikrofon ermöglicht den Empfang von Schallenergie in einem geometrischen Muster und liefert Richtungs- und Entfernungsinformationen in bezug auf einen einzigen Mittelpunkt.
Um dieses Modell mit dem menschlichen Gehor in Verbindung zu bringen, beachte man, daß das menschliche Vestibularsystem so arbeitet, daß eine horizontale und vertikale Ausrichtung erzeugt wird, in der der Hörapparat für eine korrekte Bestimmung der Schallrichtung- und Entfernung in der anatomischen (orthogonalen) Stellung angeordnet ist.
Man beobachtet, daß es einen planaren Zusammenhang zwischen den Ebenen der oberen, hinteren und seitlichen halbkreisformigen Kanäle und den drei Ebenen eines sphärischen, in die Orthogonalstellung gebrachten Oktaeders gibt. Wie oben beobachtet, gibt es außerdem einen planaren Zusammenhang zwischen den menschlichen Membrana Tympani und zwei Ebenen eines orthogonal angeordneten regelmäßigen Tetraeders. Es wird angenommen, daß das menschliche Gehör bei der Bestimmung der Richtung einer Schallquelle einen einzigen Punkt als Bezugspunkt verwendet, und zwar den Hypothalamus. Dieser entspricht geometrisch dem Mittelpunkt eines Vektorgleichgewichtes (kubisches Oktaeder), wie in Fig. 11 gezeigt. Das Vektorgleichgewicht kann verknüpft werden mit dem entsprechend der Orientierung der Membrana Tympani orthogonal orientierten regelmäßigen Tetraeder (Fig. 12) und mit einem den drei Ebenen der halbkreisförmigen Kanäle entsprechenden regelmäßigen Oktaeder (Fig. 13). Die überlagerten Figuren sind in Fig. 14 dargestellt.
Diese geometrischen Beziehungen werden als Grundlage für eine Analyse bestimmter experimenteller Daten verwendet, die von Herrn Gilbert Wehner unter Verwendung eines Optimalschattenmikrofons auf Tetraederbasis als Hydrophon und des nachfolgend entwickelten Allrichtungsmikrofons in Luft erzeugt wurden. Die experimentellen Daten sind in Fig. 15 bis 21 dargestellt und werden in den folgenden Beispielen beschrieben.

BEISPIEL 1

Unter Verwendung eines Optimalschattenmikrofons als Hydrophon und einer ungefähr 45 Fuß (13,5 Meter) vom Mikrofon entfernten Schallquelle wurden die in Fig. 15 gezeigten Leistungsspektren erzeugt. Die zwei Graphen der Frequenz gegen die Amplitude stellen die Antworten der beiden Kanäle (links und rechts) des Mikrofons dar. Man beobachtet, daß es einen steilen Höcker bei 12.010 Hz und ein benachbartes Minimum bei 11.910 Hz gibt.

BEISPIEL 2

Unter Verwendung einer ungefähr 15 Fuß (4,5 Meter) vom Mikrofon entfernten Schallquelle wurde ein Test ähnlich wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die erhaltenen Leistungsspektren sind in Fig. 16 aufgetragen. In diesem Fall gibt es einen steilen Leistungshöcker bei einer Mittenfrequenz von 12.030 Hz und ein Minimum bei 11.710 Hz.

BEISPIEL 3

Die in Fig. 17 gezeigten Daten wurden unter Verwendung eines Allrichtungsmikrofons in Luft gesammelt. In diesem Fall sind zwei Markierungsstellen an den steilen Minima bei 1,0775 kHz und 1,0862 kHz ausgewählt. Die Schallquelle war schätzungsweise 40 Meter vom Mikrofon entfernt.

BEISPIEL 4

Fig. 18 und 19 geben Informationen wieder, die unter Verwendung eines Allrichtungsmikrofons und einer Schallquelle gewonnen wurden, die sich viel weiter vom Mikrofon weg als in den vorherigen Beispielen befand, einer geschätzten Entfernung von 1,3 Meilen (2,09 km). Die aufgetragenen Daten umfassen die Kurve der Amplitude gegen die Frequenz von Fig. 18 und die Kurve der Phase gegen die Frequenz von Fig. 19. Die in Fig. 19 aufgetragene Phase ist die Phasendifferenz zwischen dem linken und dem rechten Kanal des Mikrofons.
In diesem Beispiel wird die Markierungsstelle bei einer Frequenz von 312,11 Hz gewonnen, welche der kleine Höcker in der Phase in der Mitte des Graphen der Phase gegen die Frequenz ist. Dieser entspricht genau dem steilen Höcker in der Mitte des Graphen der Amplitude gegen die Frequenz.

BEISPIEL 5

In Fig. 20 und 21 sind Graphen ähnlich denen von Fig. 18 und 19 gezeigt, wobei ebenfalls eine ungefähr 1,3 Meilen vom Mikrofon entfernte Schallquelle verwendet wurde. Die Markierungsstellen in den Daten werden an der steilen Mittenfrequenz der Amplitudenkurve bei 310 Hz und an den beiden Minima auf einander entgegengesetzten Seiten dieses Höckers gewonnen. Aus dem Graphen der Phase gegen die Frequenz wird bestimmt, daß die Phasendifferenzen für die drei Markierungsstellen ∅&sub1;=91º, ∅&sub2;=-55º und ∅&sub3;=43º sind. Diese Werte stellen Schall dar, der horizontal und aus 90º rechts herankommt. Außerdem war die Amplitude rechts größer als links. Diese Werte werden in dem im folgenden beschriebenen Prozeß verwendet.

BESTIMMUNG VON ORT UND ENTFERNUNG

Es wird erwartet, daß die oben beschrieben Daten und ähnliche Daten zur Bestimmung von Ort und Entfernung der Schallquelle auf ein sphärisches Oktaeder in der Orthogonalstellung abgebildet werden können. Diese Prozedur wird im folgenden beschrieben und ist in Fig. 22 dargestellt.

KONSTRUKTION DER KUGEL

1. Auf einem sphärischen bzw. kugelformigen Gegenstand werden drei Großkreise erzeugt, so daß jeder den anderen in zwei Punkten unter 90º schneidet. Dies ergibt den Umriß eines sphärischen Oktaeders mit acht dreieckigen Seiten.
2. Die Kante jeder dreieckigen Seite wird zweigeteilt, und der Mittelpunkt jeder Kante wird mit dem Mittelpunkt der beiden benachbarten Kanten verbunden. Dies ergibt den Umriß oder die Topologie eines sphärischen Vektorgleichgewichtes.
3. Die Kugel wird so ausgerichtet, daß einer der Großkreise als ein transversaler Bogen auf 45º zur Horizontalen eingestellt ist und die übrigen Großkreise so eingestellt sind, daß sie sich vorne an einer als innerer Scheitelpunkt bekannten Stelle und hinten an einer als äußerer Scheitelpunkt bekannten Stelle schneiden. Eine schräge Linie, die die Scheitelpunkte verbindet, liegt in der Mittelebene, eingestellt auf 45º von der Horizontalen und in einer Vorne-Hinten-Richtung nach oben laufend.
Durch den transversalen Bogen auf jeder Seite und durch die Mittelebene der Kugel geht eine horizontale Linie. Dies definiert einen rechten und einen linken Eingangspunkt an den Schnittpunkten der horizontalen Linie mit dem transversalen Bogen.
Ein weiterer Großkreis liegt in der horizontalen Ebene und geht durch den rechten und den linken Eingangspunkt. Ein weiterer Großkreis liegt in der Mittellinien-Vertikalebene, derart, daß der vordere Schnittpunkt zwischen dem horizontalen Großkreis und dem vertikalen Großkreis eine Höhe 0º und einen Azimut 0º aufweist.

BESTIMMUNG DES ORTES

Der Ort einer Schallquelle wird unter Verwendung der markierten Kugel und der wie oben im Beispiel 5 gezeigt gewonnenen Phasendaten bestimmt. Der Zeichenvorgang wird im folgenden beschrieben:
1. Am rechten Eingangspunkt trage man die ∅&sub1;-Daten nach oben und vorne auf dem transversalen Bogen auf. Falls ∅&sub1; größer als 45º und positiv ist, gehe man am ersten Schnittpunkt nach rechts und fahre fort. Falls ∅&sub1; negativ ist, gehe man nach links und fahre fort.
2. Am rechten Eingangspunkt trage man die ∅&sub2;-Daten nach unten und hinten auf dem transversalen Bogen auf. Falls ∅&sub2; größer als 45º und positiv ist, gehe man am ersten Schnittpunkt nach rechts. Falls er negativ ist, gehe man nach links und fahre fort.
3. Am linken Eingangspunkt trage man die ∅&sub2;-Daten nach oben und vorne auf dem transversalen Bogen auf. Falls ∅&sub2; größer als 45º und positiv ist, gehe man am ersten Schnittpunkt nach links und fahre fort. Falls ∅&sub2; negativ ist, gehe man nach rechts und fahre fort.
4. Am linken Eingangspunkt trage man die ∅&sub1;-Daten nach unten und hinten auf dem transversalen Bogen auf. Falls ∅&sub1; größer als 45º und positiv ist, gehe man am ersten Schnittpunkt nach rechts. Falls er negativ ist, gehe man nach links.
5. Die ∅&sub3;-Informationen werden zweiseitig und gleich weit vom rechten und vorn linken Eingangspunkt entfernt abgebildet. Falls ∅&sub3; positiv ist, fahre man vorne vom Eingangspunkt aus fort. Falls er größer als 135º ist, gehe man nach unten und fahre fort und gehe außerdem nach oben und fahre fort. Falls ∅&sub3; negativ ist, fahre man hinten fort. Falls ∅&sub3; größer als 135º ist, gehe man nach unten und nach oben und fahre fort.
Jeder Satz Auftragungen ergibt die Scheitelpunkte eines Dreiecks oder Vierecks, bei dem die Scheitelpunkte auf einen Kreis fallen, dessen Mittelpunkt auf der Kugel markiert ist. Es gibt zwei solche Punkte auf der Kugel. Der Mittelpunkt auf der Seite mit der größeren Amplitude ist zu wählen. Die Höhe und der Azimutwinkel des gewählten Punktes sind diejenigen der Schallquelle.

BESTIMMUNG DER ENTFERNUNG

Die Entfernung wird bestimmt, indem die Schallgeschwindigkeit in der Umgebung durch die Differenz zwischen den beiden Frequenzdeterminanten der Entfernung geteilt wird. Es wird auf die oben angegebenen speziellen Beispiele Bezug genommen.

BEISPIEL 1

FREQUENZEN:

erster Entfernungspunkt (RP1) = 12010 Hz
zweiter Entfernungspunkt (RP2) = 11910 Hz
RP1 - RP2 = 100 Hz
Schallgeschwindigkeit in Wasser ≈ 4860 Fuß pro Sekunde (1480 Meter pro Sekunde)
Entfernung = 4860/100 = 48 Fuß (14,6 Meter).
Im Vergleich dazu eine gemessene Entfernung von ungefähr 45 Fuß (13,7 Meter).

BEISPIEL 2

FREQUENZEN:

erster Entfernungspunkt (RP1) = 12030 Hz
zweiter Entfernungspunkt (RP2) = 11710 Hz
RP1 - RP2 = 320 Hz
Entfernung = 4860/320 = 15 Fuß (4,6 Meter)
Im Vergleich dazu eine gemessene Entfernung von ungefähr 15 Fuß (4,6 Meter).

BEISPIEL 3

Die Schallgeschwindigkeit in Luft ist ungefähr 344 Meter pro Sekunde.
erster Entfernungspunkt (RP1) = 1,0862 kHz
zweiter Entfernungspunkt (RP2) = 1,0775 kHz
RP1 - RP2 = 8,7 Hz
Entfernung = 344÷8,7 = 39,5 Meter.
Im Vergleich dazu eine geschätzte Entfernung von ungefähr 40 Meter.

BEISPIEL 4

In diesem Fall ist die Schallquelle weit weg, und die zwei Frequenzdeterminanten der Entfernung sind subzyklisch. In diesem Fall wird die Phasendifferenz verwendet, um die Entfernung zu bestimmen.
Entfernungspunkt (RP) = 312,11 Hz
Phasendifferenz am Entfernungspunkt Δ∅ = 58,5237º,
Frequenzdifferenz Δ
F = 58,5/360 = 0,162 Hz
Entfernung = 344÷0,162 = 2123 Meter.
Im Vergleich dazu eine geschätzte Entfernung von 2090 Meter (1,3 Meilen).

DYNAMISCHE ODER ROBOTER-SCHALLQUELLENBESTIMMUNG

Das Mikrofon der vorliegenden Erfindung kann in einem dynamischen oder Roboter-Schallquellenortungssystem verwendet werden. Beispielsweise kann das Mikrofon in einer Kardanaufhängung aufgehängt werden, mit einer vertikalen Drehachse, die durch die Mitte des Volumens des Mikrofons verläuft, und einer horizontalen Drehachse, die durch die Mitte des Volumens und parallel zur Längsachse des Mikrofons verläuft.
Wenn Schall identifiziert und auf einem Spektralanalysator bewertet wird, können die erzeugten Graphen wie oben erörtert verwendet werden, um die Richtung und die Entfernung der Schallquelle zu bestimmen.
Wenn die Schallquelle identifiziert wird, kann das Mikrofon in der Horizontalebene gedreht werden, bis die Amplitudenantworten der beiden Kanäle ausgeglichen sind. Der Drehbetrag ist der Azimut der Schallquelle. Dies liefert eine zweite Azimutmessung.
Das Mikrofon wird um die Horizontalachse gedreht, bis die Bestimmung der Höhe 0º ergibt. Der Drehbetrag um die Horizontalachse ist die Höhe der Schallquelle. Dies liefert eine zweite Messung der Höhe.
Mit dem auf die Schallquelle gerichteten Mikrofon können die Graphen der Spektralanalyse verwendet werden, um die Entfernung der Schallquelle zu bestimmen, was eine zweite Entfernungsmessung liefert.
Aus der vorhergehenden Analyse und Erörterung wird für erwiesen gehalten, daß es mit dem der Geometrie des menschlichen Gehörs nachgebildeten Schallsystem möglich ist, Informationen zu erfassen, aufzuzeichnen und zu analysieren, die die Entfernung und die Richtung einer Schallquelle angeben. Man glaubt, daß das im Vorhergehenden beschriebene Mikrofonsystem ein Analogon des menschlichen Gehörs ist und Einblicke liefert, wie das menschliche Gehör bei der Bestimmung von Entfernung und Richtung einer Schallquelle arbeitet und den Ort der Schallquelle liefert.
Das Vorhergehende lieferte zwar bestimmte spezielle Beispiele des Mikrofons und des Lautsprechers des vorliegenden Systems, selbstverständlich sind aber auch andere Ausführungsformen möglich und werden als im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung enthalten angesehen.
Es gibt zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten des Systems zur Erfassung und Identifizierung von Schall, den Positionen seiner Quellen und den Quellen selbst unter Verwendung einer Schallkennungs-Identifizierung. Anwendungen können beliebige Schallübertragungen in einem gasformigen oder flüssigen Medium umfassen. Einige der ins Auge gefaßten Anwendungen sind:
Akustische Navigation für Blinde oder für Fahrzeuge, einschließlich Start- und Landesystemen für Flugzeuge; Akustische Aspekte in "Virtual Reality"-Systemen, z.B. Spielen;
Virtuelle akustische Systeme in Anwendungen wie Flugsicherung;
Suche nach unterirdischen Flüssigkeiten und Gasen, z.B. Öl, Wasser und Erdgas;
Andere geologische Anwendungen, zum Beispiel Erdbebenortung;
Nebelhörner;
Windmesser, die Richtung und Geschwindigkeit angeben;
Überwachung von Meeresströmungen; und
Sonar in allen seinen Anwendungen.
In Anbetracht des Vorhergehenden sind selbstverständlich zahlreiche Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung möglich. Die Erfindung wird daher als allein durch den Schutzbereich der beigefügten Patentansprüche beschränkt angesehen.

Claims

1. Ein Mikrofon mit einem zylindrischen Wandler-Gehäuse (12) mit einer seitlich sich erstreckenden Achse und mit einem zentralen Teil (20) und zwei Endteilen (32), wobei der zentrale Teil (20) zueinander nicht parallele, elliptische Stirnflächen (24) aufweist, die spiegelsymmetrisch orientiert sind gegenüber einer zu der seitlichen Achse senkrechten Ebene, und wobei die Endteile (32) innere Stirnflächen (34) aufweisen, die parallel zu und gegenüber jeweils einer der Stirnflächen (24) des zentralen Teils angeordnet sind, und mit Mikrofon-Wandlern bzw. -übertragern (26), angeordnet zum Empfang von Schall (aus dem Raum) zwischen jeweils einem Endteil (32) und dem zentralen Teil (20), gekennzeichnet durch: die inneren Stirnflächen (34) der Endteile sind nicht perforiert, und es werden nur zwei Mikrofon- Wandler (26) verwendet, jeweils angeordnet zentral auf der Stirnfläche (24) des zentralen Teils (20).

2. Ein Mikrofon gemäß Anspruch 1, wobei jeder Endteil (32) einen massiven Block enthält.

3. Ein Lautsprecher, umfassend:

ein zylindrisches, hohles Gehäuse mit einer sich seitwärts erstreckenden Achse (X-X), welches einen zentralen Teil (50) und zwei Endteile (52, 54) aufweist, wobei der zentrale Teil (50) zueinander nicht parallele Stirnflächen (58, 59) aufweist, die spiegelsymmetrisch gegenüber einer zu der Achse senkrechten Ebene sind; die Endteile (52, 54) haben innere Stirnflächen (60) gegenüber und parallel zu jeweils einer der Stirnflächen (58, 59) des zentralen Teils; und

vier Lautsprecher-Wandler (66, 68) sind angeordnet in dem Gehäuse, wobei zwei zentrale Lautsprecher-Wandler (66) in dem zentralen Teil (50) zu jeweils einem der Endteile (52, 54) hin abstrahlen bzw. Schall abgeben, und mit jeweils einem endständigen Lautsprecher-Wandler in jeden der Endteile (52, 54), die in Richtung auf den zentralen Teil (50) abstrahlen, wobei alle Lautsprecher-Wandler (66; 68) gegenüber dem Gehäuse abgedichtet sind, gekennzeichnet durch:

die Endteile (52, 54) haben geschlossene äußere Enden (64);

eine Schallwand (70) erstreckt sich quer durch den zentralen Teil (50) zwischen den beiden zentralen Wandlern (66);

aperiodische bzw. schwingungsdämpfende Kammer-Mittel (72, 74, 76, 78); und

Mittel (72) zum Kommunizieren bzw. zur Verbindung zwischen dem Gehäuse an der Rückseite jedes Wandlers (66, 68) und den schwingungsdämpfenden Kammer-Mitteln (72, 74, 76, 78).

4. Ein Lautsprecher gemäß Anspruch 3, wobei jeder Endteil (52, 54) des Gehäuses eine äußere Stirnfläche (62) hat, die parallel zu seiner inneren Stirnfläche (60) ausgebildet ist.

5. Ein Lautsprecher gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei die schwingungsdämpfenden Kammer-Mittel (72, 74, 76, 78) vier abgedichtete Kammern (78), Kanal-Mittel (jeweis einen Kanal) (72) zur Verbindung je einer Kammer mit dem Geh:use an der Rückseite eines entsprechenden Lautsprecher-Wandlers und fraktalartige Körper aufweisen, die die Kammern ausfüllen.

6. Ein Lautsprecher gemäß Anspruch 5, wobei die Kanal-Mittel (72) Leitungen (124) umfassen, die von den Kammern (78) zu dem Gehäuse führen, wobei ein Vibratorkörper (128) in jeder Leitung und luftdurchlässige Dämpfungsmittel (132) zum Tragen des Vibratorkörpers in den Leitungen vorgesehen sind.

7. Ein Lautsprechersystem gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, als eine Zentraleinheit (44) und ferner umfassend:

zwei Endeinheiten (46, 48), jeweils mit einem zylindrischen Gehäuse ausgerichtet mit und in Abstand von der Zentraleinheit (44), jede Endeinheit hat einen hohlen zentralen Teil (82) und zwei Endteile (84, 86), wobei der zentrale Teil parallele, elliptische Stirnflächen (88, 90), ausgerichtet im wesentlichen parallel zu der benachbarten Stirnfläche (58) des zentralen Teils (50) der Zentraleinheit (44) aufweist, wobei die Endteile elliptische innere Stirnflächen (92, 96) gegenüber und parallel zu den jeweiligen Stirnflächen (88, 90) des zentralen Teils (82) der Endeinheit aufweisen;

zwei Lautsprecher-Wandler (104, 106) sind montiert in jedem zentralen Teil (82) der Endeinheiten und strahlen auf bzw. beschallen entsprechend jeweilige Endteile (84, 86) der Endeinheiten, jeder Lautsprecher-Wandler (104, 106) ist abgedichtet gegenüber dem Gehäuse;

eine Schallwand (108) erstreckt sich quer durch den zentralen Teil (82) zwischen den Lautsprecher-Wandlern;

aperiodische/schwingungsdärnpfende Kammern (114, 116, 118); und Mittel (112) zur Verbindung zwischen dem Gehäuse der Endeinheit an der Rückseite jedes Wandlers (104, 108) und den schwingungsdämpfenden Kammern (114, 116, 118).

8. Ein Lautsprecher gemäß Anspruch 7, wobei jeder Endteil (84, 86) des Gehauses jeder Endeinheit einen massiven Block mit einer axialen Bohrung (100, 102) aufweist.

9. Ein Lautsprecher gemäß Anspruch 8, wobei jeder Endteil (84, 86) des Gehäuses jeder Endeinheit eine äußere Stirnfläche (94, 98) parallel zu der inneren Stirnfläche (92, 96) desselben hat.

10. Ein Lautsprecher gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die schwingungsdärnpfenden Kammern (114, 116, 118) jeder Endeinheit (48) zwei abgedichtete Kammern (118), Kanalmittel (112), die jede Kammer mit dem Gehäuse der Endeinheit an der Rückseite des zugehörigen Lautsprecher-Wandlers (104, 106) verbinden, und fraktalartige Körper (120) zum Ausfüllen der Kammern aufweisen.

11. Ein Lautsprecher gemäß Anspruch 10, wobei die Kanalmittel (112) Leitungen (124), die von den Kammern (118) zu dem Gehäuse führen, einen Vibratorkörper (128) in jeder Leitung und luftdurchlässige Dämpfungsmittel (132) zum Tragen der Vibratorkörper in den Leitungen umfassen.