DE69601732T2 - PACKAGING - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verpackung und insbesondere auf eine Verpackung mit Lautsprechern.The invention relates to a packaging and in particular to a packaging with loudspeakers.
Aus der GB-A-2262861 ist ein paneelförmiger Lautsprecher bekannt mit:From GB-A-2262861 a panel-shaped loudspeaker is known with:
einem resonanten Mehrmoden-Strahlerelement, das ein aus zwei Materialhäuten mit einem einen Abstand bildenden Kern mit einem quer laufenden zellularen Aufbau gebildetes Einheits-Sandwich-Paneel ist, worin das Paneel ein Verhältnis der Biegesteifigkeit (B) in allen Orientierungen zur dritten Potenz der Paneelmasse pro Oberflächeneinheit (u) von mindestens 10 aufweist;a resonant multimode radiating element which is a unitary sandwich panel formed from two material skins with a spaced core having a transverse cellular structure, wherein the panel has a ratio of the bending stiffness (B) in all orientations to the cube of the panel mass per unit surface area (u) of at least 10;
einer Befestigungseinrichtung, die das Paneel trägt oder es mit einem Haltekörper in freier ungedämpfter Weise verbindet;a fastening device that supports the panel or connects it to a support body in a free, undamped manner;
und einer mit dem Paneel gekoppelten elektromechanischen Antriebseinrichtung, die dazu dient, als Antwort auf eine elektrische Eingabe innerhalb eines Arbeitsfrequenzbandes für den Lautsprecher in dem Strahlerpaneel eine Mehrmodenresonanz anzuregen.and an electromechanical drive device coupled to the panel for exciting a multi-mode resonance in the radiator panel in response to an electrical input within an operating frequency band for the loudspeaker.
Die US-A-4 607 747 von STEINER offenbart eine Verpackung mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines Signals oder einer Melodie, wenn die Verpackung geöffnet wird. Ein federnd angebrachter Signalgenerator ist offenbart.US-A-4 607 747 to STEINER discloses a package with a device for generating a signal or a melody when the package is opened. A spring-mounted signal generator is disclosed.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwenden Bauteile von einer Beschaffenheit, Struktur und Konfiguration, die im allgemeinen und/oder speziell durch Verwirklichen von Lehren unserer gleichzeitig anhängigen PCT-Veröffentlichung Nr. WO97/09842 gleichen Datums gewonnen werden können. Solche Bauteile haben folglich die Fähigkeit, eingespeiste Schwingungsenergie aufrechtzuerhalten und durch Biegewellen in einer wirksamen Fläche (wirksamen Flächen) fortzupflanzen, die quer zur Dicke oft, aber nicht notwendigerwei se, zu den Rändern des Bauteils (der Bauteile) verläuft (verlaufen), sind mit oder ohne Anisotropie der Biegesteifigkeit so konfiguriert, daß sie Resonanzmoden-Schwingungskomponenten aufweisen, die in vorteilhafter Weise zum akustischen Koppeln mit Umgebungsluft über die Fläche(n) verteilt sind, und weisen vorbestimmte bevorzugte Orte oder Stellen innerhalb der Fläche für Wandlereinrichtungen auf, insbesondere einen betriebsfähig aktiven oder beweglichen Teil(e) davon, der in bezug auf eine akustische Schwingungsaktivität in der (den) Fläche(n) und üblicherweise elektrische Signale entsprechend einem akustischen Inhalt einer solchen Schwingungsaktivität wirksam ist. In der gleichzeitig anhängigen internationalen Veröffentlichung Nr. WO97/09842 sind Anwendungen für solche Bauteile als "passive" akustische Vorrichtungen ohne Wandlereinrichtungen oder in solchen ins Auge gefaßt bzw. erwogen, wie z. B. für Hall bzw. Echo oder für akustisches Filtern oder zum akustischen "Stimmen" (engl. voicing) eines Raums oder Zimmers; und als "aktive" akustische Vorrichtungen mit Wandlereinrichtungen oder in solchen, wie z. B. in einem bemerkenswert weiten Bereich von Schallquellen oder Lautsprechern, wenn sie mit in Schall umzuwandelnden Eingangssignalen versorgt werden, oder in Mikrophonen, wenn sie in andere Signale umzuwandelndem Schall ausgesetzt sind.Embodiments of the present invention utilize components of a nature, structure and configuration that may be obtained generally and/or specifically by implementing teachings of our co-pending PCT Publication No. WO97/09842 of even date. Such components thus have the ability to sustain and propagate injected vibration energy by bending waves in an effective area(s) that is often, but not necessarily, transverse to the thickness. se, to the edges of the component(s), are configured, with or without anisotropy of flexural stiffness, to have resonant mode vibration components advantageously distributed over the surface(s) for acoustic coupling with ambient air, and have predetermined preferred locations or sites within the surface for transducer means, in particular an operatively active or movable part(s) thereof operative with respect to acoustic vibration activity in the surface(s) and usually electrical signals corresponding to an acoustic content of such vibration activity. In co-pending International Publication No. WO97/09842, applications for such components as "passive" acoustic devices without or in transducer means are envisaged, such as for reverberation or for acoustic filtering or for acoustic "voicing" of a space or room; and as "active" acoustic devices having or incorporating transducer means, such as in a remarkably wide range of sound sources or loudspeakers when supplied with input signals to be converted into sound, or in microphones when exposed to sound to be converted into other signals.
Diese Erfindung betrifft insbesondere eine Verpackung mit akustischen Vorrichtungen z. B. in Form von Lautsprechern. Der Ausdruck "Verpackung" soll generell Behälter umfassen, ob sie Einwegbehälter sind oder nicht.This invention relates in particular to a package with acoustic devices, e.g. in the form of loudspeakers. The term "packaging" is intended to include containers in general, whether they are disposable containers or not.
Bauteile, wie sie oben erwähnt sind, werden hierin Strahler mit verteilten Moden genannt und sollen wie in der obigen PCT-Anmeldung und/oder andernfalls wie speziell hierin dargelegt gekennzeichnet sein.Devices as mentioned above are referred to herein as distributed mode radiators and shall be characterized as in the above PCT application and/or otherwise as specifically set forth herein.
Die Erfindung ist eine Verpackung mit einem Tongenerator, gekennzeichnet durch eine Plattenkomponente, die einen Teil der Verpackung bildet und als ein Bauteil mit der Fähigkeit dient, eingespeiste Schwingungsenergie aufrechtzuerhalten und durch Biegewellen in zumindest einer wirksamen Fläche fortzupflanzen, die quer zur Dicke verläuft, um Resonanzmoden- Schwingungskomponenten über die zumindest eine Fläche zu verteilen mit vorbestimmten bevorzugten Orten oder Stellen innerhalb der Fläche für Wandlereinrichtungen, und mit einem Wandler, der ganz und ausschließlich auf dem Bauteil an einem der Orte oder Stellen angebracht ist, um das Bauteil in Schwingung zu versetzen, um es in Resonanz treten zu lassen, wobei ein akustischer Strahler geschaffen wird, der ein akustisches Ausgangssignal liefert, wenn er in Resonanz schwingt. Das Bauteil kann einen zwischen Hautschichten sandwichartig aufgenommenen zellularen Kern aufweisen. Das Bauteil kann einen Kern aus geschäumtem Kunststoff aufweisen, der zwischen Schichten aus Kraftpappe sandwichartig aufgenommen ist. Der Wandler kann eine piezoelektrische Biegevorrichtung sein, und die Biegevorrichtung kann kristallin sein. Das Bauteil kann eine Seite eines Kastens bilden. Der Kasten kann einen Deckel und eine mit dem Deckel verbundene Einrichtung aufweisen, um auf eine Bewegung des Deckels in bezug auf den Kasten hin eine Betätigung des Wandlers auszulösen. Die Verpackung kann einen Signalgenerator, einen Verstärker und eine elektrische Batterie aufweisen, um den Wandler anzutreiben.The invention is a package with a sound generator, characterized by a plate component forming part of the package and serving as a component capable of sustaining and propagating input vibration energy by bending waves in at least one effective surface extending transversely to the thickness to distribute resonant mode vibration components over the at least one surface with predetermined preferred locations or sites within the surface for transducer means, and with a A transducer mounted wholly and exclusively on the component at one of the locations or sites for vibrating the component to cause it to resonate, thereby providing an acoustic radiator which provides an acoustic output signal when vibrating in resonance. The component may comprise a cellular core sandwiched between layers of skin. The component may comprise a core of foamed plastic sandwiched between layers of kraft cardboard. The transducer may be a piezoelectric flexure and the flexure may be crystalline. The component may form one side of a box. The box may comprise a lid and means connected to the lid for causing actuation of the transducer in response to movement of the lid relative to the box. The package may comprise a signal generator, an amplifier and an electric battery to power the transducer.
Die Erfindung ist beispielhaft in den beiliegenden Zeichnungen schematisch veranschaulicht, in denen:The invention is illustrated schematically by way of example in the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 ein Diagramm ist, das einen wie in unserer gleichzeitig anhängigen internationalen Veröffentlichung Nr. WO97/09842 beschriebenen und beanspruchten Lautsprecher mit verteilten Moden zeigt;Fig. 1 is a diagram showing a distributed mode loudspeaker as described and claimed in our co-pending International Publication No. WO97/09842;
Fig. 2a ein partieller Schnitt auf der Linie A-A von Fig. 1 ist;Fig. 2a is a partial section on the line A-A of Fig. 1;
Fig. 2b ein vergrößerter Querschnitt durch einen Strahler mit verteilten Moden, der in Fig. 2a gezeigten Art ist und zwei alternative Konstruktionen zeigt;Fig. 2b is an enlarged cross-section through a distributed mode radiator of the type shown in Fig. 2a showing two alternative designs;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Verpackung ist; undFig. 3 is a perspective view of an embodiment of a package; and
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Wandlers ist.Fig. 4 is a perspective view of a transducer.
In Fig. 1 der Zeichnungen ist ein paneelförmiger Lautsprecher (81) der in unserer gleichzeitig anhängigen internationalen Veröffentlichung Nr. WO97/09842 gleichen Datums beschriebenen und beanspruchten Art dargestellt mit einem rechtwinkligen Rahmen (1), der um seinen Innenumfang eine federnde Aufhängung (3) trägt, die ein schallabstrahlendes Pa neel (2) mit verteilten Moden hält. Ein Wandler (9), z. B. wie ausführlich mit Verweis auf unsere gleichzeitig anhängigen internationalen Veröffentlichungen Nr. WO97/09859, WO97/09861, WO97/09858 gleichen Datums beschrieben ist, ist ganz und ausschließlich auf oder in dem Paneel (2) an einer durch Abmessungen x und y definierten vorbestimmten Stelle angebracht, deren Lage wie in unserer gleichzeitig anhängigen internationalen Veröffentlichung Nr. WO97/09842 gleichen Datums beschrieben berechnet wird, um Biegewellen in das Paneel auszusenden, um es in Resonanz treten bzw. schwingen zu lassen, um eine akustische Abgabe abzustrahlen.In Fig. 1 of the drawings there is shown a panel-shaped loudspeaker (81) of the type described and claimed in our co-pending International Publication No. WO97/09842 of the same date, comprising a rectangular frame (1) carrying around its inner periphery a resilient suspension (3) which carries a sound-radiating pa neel (2) with distributed modes. A transducer (9), e.g. as described in detail with reference to our co-pending International Publications Nos. WO97/09859, WO97/09861, WO97/09858 of even date, is mounted wholly and exclusively on or in the panel (2) at a predetermined location defined by dimensions x and y, the location of which is calculated as described in our co-pending International Publications No. WO97/09842 of even date, to emit bending waves into the panel to cause it to resonate or vibrate to radiate an acoustic output.
Der Wandler (9) wird durch einen Signalverstärker (10), z. B. einen Tonfrequenzverstärker, angetrieben, der durch Leiter (28) mit dem Wandler verbunden ist. Die Anforderungen an die Verstärkerlast und Leistung können ähnlich herkömmlichen Lautsprechern vom Konustyp vollkommen normal sein, wobei die Empfindlichkeit in der Größenordnung von 86-88 dB/Watt unter Raumbelastungsbedingungen liegt. Die Lastimpedanz des Verstärkers ist im wesentlichen resistiv bzw. ohmsch bei 6 Ohm, und die Leistungsaufnahme beträgt 20-80 Watt. Bestehen der Paneelkern und/oder die Häute aus Metall, können sie so hergestellt werden, daß sie als eine Wärmeabführeinrichtung bzw. Wärmesenke für den Wandler dienen, um Wärme von der Motorspule des Wandlers zu entfernen und somit die Leistungsaufnahme zu verbessern.The transducer (9) is driven by a signal amplifier (10), e.g. an audio amplifier, connected to the transducer by conductors (28). The amplifier load and power requirements may be quite normal, similar to conventional cone-type loudspeakers, with sensitivity being of the order of 86-88 dB/Watt under room loading conditions. The amplifier load impedance is essentially resistive at 6 ohms and the power consumption is 20-80 watts. If the panel core and/or skins are metal, they may be made to act as a heat sink for the transducer to remove heat from the transducer motor coil and thus improve power consumption.
Fig. 2a und 2b sind typische partielle Querschnitte durch den Lautsprecher (81) von Fig. 1. Fig. 2a zeigt, daß der Rahmen (1), die Einfassung (3) und das Paneel (2) durch jeweilige verklebte Verbindungsstellen (20) miteinander verbunden sind. Geeignete Materialien für den Rahmen umfassen eine leichte Einrahmung, z. B. eine Bildrahmung aus stranggepreßtem Metall, z. B. einer Aluminiumlegierung oder Kunststoff. Geeignete Einfassungsmaterialien umfassen federnde Materialien, wie z. B. Schaumgummi und Schaumkunststoffe. Geeignete Klebstoffe für die Verbindungsstellen (20) schließen Epoxid-, Acryl- und Zyanoacrylat-Klebstoffe etc. ein.Figures 2a and 2b are typical partial cross-sections through the loudspeaker (81) of Figure 1. Figure 2a shows that the frame (1), bezel (3) and panel (2) are connected together by respective bonded joints (20). Suitable materials for the frame include light framing, e.g., picture framing made of extruded metal, e.g., aluminum alloy or plastic. Suitable bezel materials include resilient materials such as foam rubber and foam plastics. Suitable adhesives for the joints (20) include epoxy, acrylic and cyanoacrylate adhesives, etc.
Fig. 2b veranschaulicht in einem vergrößerten Maßstab, daß das Paneel (2) ein steifes leichtes Paneel ist, das einen Kern (22) z. B. aus hartem Kunststoffschaum (97), beispielsweise quer-vernetztem Polyvinylchlorid, oder aus einer zellu laren Matrix (98), d. h. einer Bienenwabenmatrix aus einer Metallfolie, Kunststoff oder dergleichen, aufweist, wobei die Zellen quer zur Ebene des Paneels verlaufen und durch gegenüberliegende Häute (21) z. B. aus Papier, Pappe, Kunststoff oder einer Metallfolie oder Blech geschlossen sind. Bestehen die Häute aus Kunststoff, können sie durch Fasern aus beispielsweise Kohlenstoff, Glas, Kevlar (®) oder dergleichen in einer per se bekannten Art und Weise verstärkt werden, um ihren Modul zu erhöhen.Fig. 2b illustrates on an enlarged scale that the panel (2) is a rigid lightweight panel having a core (22) made of, for example, rigid plastic foam (97), for example cross-linked polyvinyl chloride, or of a cellular lar matrix (98), ie a honeycomb matrix made of a metal foil, plastic or the like, the cells running transversely to the plane of the panel and being closed by opposing skins (21), e.g. made of paper, cardboard, plastic or a metal foil or sheet metal. If the skins are made of plastic, they can be reinforced by fibers made of, for example, carbon, glass, Kevlar (®) or the like in a manner known per se in order to increase their modulus.
Erwogene Hautschichtmaterialien und Verstärkungen umfassen folglich Fasern aus Kohlenstoff, Glas, Kevlar (®), Nomex (®), d. h. Aramid etc. in verschiedenen Schichtungen und Geweben sowie Papier, geklebte Papierlaminate, Melamin und verschiedene synthetische Kunststoffilme mit hohem Modul, wie z. B. Mylar (®), Kaptan (®), Polykarbonat, Phenolharz bzw. Phenolverbindungen, Polyester oder verwandte Kunststoffe, und faserverstärkte Kunststoffe etc. und Blech oder eine Metallfolie. Eine Untersuchung der Vectra-Güte von flüssigkristallinen polymeren thermoplastischen Kunststoffen zeigt, daß sie für das Spritzgießen ultradünner Häute oder Hüllen geringerer Größe, z. B. bis zu einem Durchmesser von etwa 30 cm, nützlich sein können. Dieses Material selbst bildet eine orientierte Kristallstruktur in der Spritzrichtung, eine bevorzugte Orientierung für die gute Ausbreitung der Energie hoher Töne von dem Antriebspunkt zum Paneelumfang.Skin layer materials and reinforcements considered thus include fibers of carbon, glass, Kevlar (®), Nomex (®), i.e. aramid, etc. in various layers and weaves, as well as paper, bonded paper laminates, melamine and various high modulus synthetic plastic films such as Mylar (®), Kaptan (®), polycarbonate, phenolic resin or compounds, polyester or related plastics, and fiber reinforced plastics, etc. and sheet metal or metal foil. An examination of the Vectra grade of liquid crystal polymer thermoplastics shows that they can be useful for injection molding ultra-thin skins or shells of smaller sizes, e.g. up to about 30 cm in diameter. This material itself forms an oriented crystal structure in the spray direction, a preferred orientation for the good propagation of high-pitched energy from the drive point to the panel perimeter.
Außerdem gestattet ein solches Formverfahren für diese und andere thermoplastischen Kunststoffe, daß die Werkzeugbestückung für die Formgebung Anordnungs- und Justierungsmerkmale, wie z. B. Rillen oder Ringe, für die genaue Anordnung von Wandlerteilen, z. B. der Motorspule und der Magnetaufhängung, trägt. Es wurde berechnet, daß es zusätzlich zu einigen schwächeren Kernmaterialien vorteilhaft wäre, die Hautdicke lokal, z. B. in einer Fläche oder einem Kreisring, bis zu 15% des Wandlerdurchmessers zu erhöhen, um diese Fläche zu verstärken und die Schwingungsenergie in vorteilhafter Weise in das Paneel zu koppeln. Der Hochfrequenzgang wird mit weicheren Schaummaterialien durch dieses Mittel verbessert.In addition, such a molding process for these and other thermoplastics allows the molding tooling to carry location and alignment features, such as grooves or rings, for the precise location of transducer parts, e.g. the motor coil and magnet suspension. It has been calculated that in addition to some weaker core materials, it would be advantageous to increase the skin thickness locally, e.g. in an area or annulus, up to 15% of the transducer diameter, to strengthen that area and advantageously couple the vibration energy into the panel. High frequency response is improved with softer foam materials by this means.
Erwogene Kernschichtmaterialien umfassen künstlich hergestellte Wabenkörper oder Riffelungen bzw. Wellungen einer Schicht oder Folie aus einer Aluminiumlegierung oder Kevlar (®), Nomex (®), unbeschichtete bzw. einfache oder verklebte Papiere und verschiedene synthetische Kunststoffilme sowie expandierten oder geschäumten Kunststoff oder Zellstoffmaterialien, sogar Aerogelmetalle, falls sie eine geeignet niedrige Dichte aufweisen. Einige geeignete Kernschichtmaterialien zeigen tatsächlich bei ihrer Herstellung eine brauchbare selbsttätige Hautbildung und/oder weisen ansonsten eine ausreichende inhärente Steifigkeit zur Verwendung ohne Schichtung bzw. Laminieren zwischen Hautschichten auf. Ein zellulares Kernmaterial hoher Güte ist unter dem Handelsnamen "Rohacell" bekannt, das als Strahlerpaneel geeignet sein kann und ohne Häute ist. Vom praktischen Standpunkt aus besteht das Ziel darin, für eine allgemeine Leichtigkeit und Steifigkeit zu sorgen, die für einen bestimmten Zweck geeignet sind, konkret einschließlich eines Optimierens von Beiträgen von Kern- und Hautschichten und Übergängen zwischen ihnen.Core layer materials considered include artificially produced honeycombs or corrugations or undulations of a Aluminum alloy sheet or foil or Kevlar (®), Nomex (®), uncoated or plain or bonded papers and various synthetic plastic films as well as expanded or foamed plastic or pulp materials, even aerogel metals if they have a suitably low density. Some suitable core sheet materials actually exhibit suitable self-skinning during manufacture and/or otherwise have sufficient inherent stiffness for use without lamination between skin layers. A high grade cellular core material is known under the trade name "Rohacell" which may be suitable as a radiator panel and is skinless. From a practical standpoint, the goal is to provide overall lightness and stiffness suitable for a particular purpose, specifically including optimizing contributions from core and skin layers and transitions between them.
Mehrere der bevorzugten Formulierungen für das Paneel verwenden Häute aus Metall und Metallegierungen oder alternativ dazu eine Kohlenstoffaserverstärkung. Diese beiden und auch Konstruktionen mit einer Legierung Aerogel oder einem Wabenkern aus Metall weisen beträchtliche Hochfrequenz- Abschirmeigenschaften auf, die in mehreren EMC-Anwendungen wichtig sind. Herkömmliche Lautsprecher vom Paneel- oder Konustyp weisen keine ihnen eigene Fähigkeit zur EMC-Abschirmung auf.Several of the preferred panel formulations use metal and metal alloy skins or, alternatively, carbon fiber reinforcement. Both of these, as well as alloy aerogel or metal honeycomb core designs, exhibit significant high frequency shielding properties that are important in several EMC applications. Conventional panel or cone type loudspeakers do not have any inherent EMC shielding capability.
Außerdem weisen die bevorzugten Formen piezo- und elektrodynamischer Wandler unwesentliche elektromagnetische Strahlung oder magnetische Streufelder auf. Herkömmliche Lautsprecher haben ein großes Magnetfeld bis zu einer Entfernung von 1 Meter, es sei denn, daß spezielle Gegenmaßnahmen zur Kompensation getroffen werden.In addition, the preferred forms of piezo and electrodynamic transducers have negligible electromagnetic radiation or stray magnetic fields. Conventional loudspeakers have a large magnetic field up to a distance of 1 meter, unless special countermeasures are taken to compensate.
Wo es wichtig ist, die Abschirmung in einer Anwendung aufrechtzuerhalten, kann eine elektrische Verbindung zu den leitenden Teilen eines geeigneten DML-Paneels hergestellt werden, oder ein elektrisch leitender Schaum oder eine ähnliche Schnittstelle kann für die Randbefestigung verwendet werden.Where it is important to maintain shielding in an application, an electrical connection can be made to the conductive parts of a suitable DML panel, or an electrically conductive foam or similar interface can be used for edge fixing.
Die Aufhängung (3) kann die Ränder des Paneels (2) dämpfen, um eine übermäßige Randbewegung des Paneels zu verhindern. Zusätzlich oder alternativ dazu kann eine weitere Dämpfung verwendet werden, z. B. Polster bzw. Flecken (engl. patches), die an ausgewählten Stellen an das Paneel geklebt sind, um eine übermäßige Bewegung zu dämpfen, um eine Resonanz gleichmäßig über das Paneel zu verteilen. Die Flecken können aus einem Material auf Bitumenbasis bestehen, wie es gewöhnlich in herkömmlichen Lautsprechergehäusen verwendet wird, oder können aus einem federnden oder steifen Polymerschichtmaterial bestehen. Einige Materialien, besonders Papier und Pappe, und einige Kerne können selbstdämpfend sein. Wo es erwünscht ist, kann die Dämpfung im Aufbau der Paneele erhöht werden, indem eher federnd verfestigende als steif verfestigende Klebstoffe verwendet werden.The suspension (3) may dampen the edges of the panel (2) to prevent excessive edge movement of the panel. In addition or alternatively, further damping may be used, such as pads or patches glued to the panel at selected locations to dampen excessive movement to distribute resonance evenly across the panel. The patches may be made of a bitumen-based material, as is commonly used in conventional loudspeaker enclosures, or may be made of a resilient or rigid polymeric layer material. Some materials, particularly paper and cardboard, and some cores may be self-damping. Where desired, damping in the construction of the panels may be increased by using resiliently consolidating rather than rigidly consolidating adhesives.
Die effektive selektive Dämpfung beinhaltet eine spezielle Anbringung, an dem Paneel einschließlich seines Schichtmaterials, von Einrichtungen, die permanent damit verbunden sind. Ränder und Ecken können für dominierende und weniger verteilte Niederfrequenzschwingungsmoden von erfindungsgemäßen Paneelen besonders von Bedeutung sein. Eine Befestigung einer Dämpfungseinrichtung am Rand kann in nützlicher Weise zu einem Paneel führen, bei dem dessen Schichtmaterial ganz gerahmt ist, obwohl ihre Ecken oft relativ frei sein können, z. B. für eine erwünschte Ausdehnung auf einen Betrieb bei niedrigeren Frequenzen. Die Befestigung kann durch klebende oder selbstklebende Materialien erfolgen. Andere Formen einer nützlichen Dämpfung, insbesondere im Sinne feinerer Effekte und/oder mittlerer und höherer Frequenzen, können durch eine geeignete Masse oder Massen erfolgen, die an vorbestimmten wirksamen mittleren lokalisierten Stellen der Fläche am Schichtmaterial befestigt sind.Effective selective damping involves special attachment to the panel including its laminated material of devices permanently connected thereto. Edges and corners may be particularly important for dominant and less distributed low frequency vibration modes of panels according to the invention. Attachment of a damping device at the edge may usefully result in a panel having its laminated material entirely framed, although its corners may often be relatively free, e.g. for a desired extension to lower frequency operation. Attachment may be by adhesive or self-adhesive materials. Other forms of useful damping, particularly in terms of finer effects and/or medium and higher frequencies, may be by a suitable mass or masses attached to the laminated material at predetermined effective central localized locations of the surface.
Ein akustisches Paneel wie oben beschrieben ist bidirektional. Die Schallenergie von der Rückseite steht mit derjenigen von der Vorderseite in keiner starken Phasenbeziehung. Folglich besteht der Vorteil einer Gesamtsummierung akustischer Leistung im Raum, einer Schallenergie mit einer gleichmäßigen Frequenzverteilung, reduzierter Effekte reflektierender und stehender Wellen und der Vorteil einer besseren Wie dergabe des natürlichen Raums und der natürlichen Atmosphäre in den reproduzierten Tonaufzeichnungen.An acoustic panel as described above is bidirectional. The sound energy from the back does not have a strong phase relationship with that from the front. Consequently, there is the advantage of a total summation of acoustic power in the room, sound energy with an even frequency distribution, reduced effects of reflected and standing waves and the advantage of better Reproduction of natural space and atmosphere in the reproduced sound recordings.
Während die Abstrahlung von dem akustischen Paneel im wesentlichen ungerichtet ist, nimmt der Prozentanteil phasenbezogener Information außerhalb der Achse zu. Für einen verbesserten Fokus für das Phantomstereobild verleiht die Anordnung der Lautsprecher wie Bilder in der normalen Höhe einer stehenden Person den Vorteil einer maßvollen außeraxialen Anordnung für den normal sitzenden Hörer, was den Stereoeffekt optimiert. Die dreieckige Links/Rechts-Geometrie bezüglich des Hörers liefert gleichfalls eine weitere Winkelkomponente. Somit kann eine gute Stereowirkung erhalten werden.While the radiation from the acoustic panel is essentially omnidirectional, the percentage of off-axis phase information increases. For improved focus for the phantom stereo image, arranging the speakers like pictures at the normal height of a standing person gives the advantage of a moderate off-axis arrangement for the normally seated listener, optimizing the stereo effect. The triangular left/right geometry with respect to the listener also provides another angular component. Thus, a good stereo effect can be obtained.
Im Vergleich zur Wiedergabe herkömmlicher Lautsprecher besteht ein weiterer Vorteil für eine Gruppe von Hörern. Die intrinsisch verteilte bzw. gestreute Art einer Schallabstrahlung eines akustischen Paneels verleiht ihr ein Schallvolumen, das dem invers-quadratischen Gesetz für die Distanz für eine äquivalente Punktquelle nicht gehorcht. Da der Intensitätsabfall mit der Distanz viel geringer ist als durch das invers-quadratische Gesetz vorhergesagt, fördert dann somit das Intensitätsfeld für den Paneellautsprecher im Vergleich zu herkömmlichen Lautsprechern einen besseren Stereoeffekt für außerhalb der Mitte und schlecht plazierte Hörer. Dies verhält sich so, weil der außerhalb der Mitte plazierte Hörer nicht an dem zweifachen Problem infolge der Nähe bzw. des Abstands zum näher gelegenen Lautsprecher leidet, zunächst einmal der übermäßigen Zunahme in der Lautstärke von dem näher gelegenen Lautsprecher und dann der entsprechenden Abnahme in der Lautstärke von dem weiteren Lautsprecher.There is another advantage to a group of listeners when compared to conventional loudspeaker reproduction. The intrinsically dispersed nature of an acoustic panel's sound radiation gives it a sound volume that does not obey the inverse square law for distance for an equivalent point source. Since the intensity decay with distance is much less than predicted by the inverse square law, then the intensity field for the panel loudspeaker promotes a better stereo effect for off-center and poorly placed listeners compared to conventional loudspeakers. This is because the off-center listener does not suffer from the dual problem of proximity to the nearer loudspeaker, firstly the excessive increase in volume from the nearer loudspeaker and then the corresponding decrease in volume from the farther loudspeaker.
Es besteht auch der Vorteil eines optisch attraktiven, flachen, leichten paneelförmigen Lautsprechers mit guter Tonqualität, der nur einen Wandler und keinen Kreuzungspunkt (engl. crossover) für einen Ton über den vollen Bereich von jeder Paneelmembran benötigt.There is also the advantage of a visually attractive, flat, lightweight panel-shaped loudspeaker with good sound quality that requires only one transducer and no crossover point for sound over the full range of each panel diaphragm.
Fig. 3 veranschaulicht eine Verpackung mit der Lautsprechertechnologie der Fig. 1 und 2. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, liegt die Verpackung in Form eines Kastens (111) mit einem angelenkten Deckel (13) vor, wobei der Kasten oder zumindest ein Teil davon aus einem Verbundstoff hergestellt ist, der einen Kern aus geschäumtem Kunststoff aufweist, der zwi schen Schichten aus Kraftpappe sandwichartig aufgenommen ist, um ein Paneel wie in Fig. 2 gezeigt zu bilden, so daß der Kasten einen steifen leichten akustischen Strahler mit verteilten Moden aufweist, wie er mit Verweis auf die Fig. 1 und 2 beschrieben wurde.Fig. 3 illustrates a package with the loudspeaker technology of Figs. 1 and 2. As shown in Fig. 3, the package is in the form of a box (111) with a hinged lid (13), the box or at least a part thereof being made of a composite material having a core of foamed plastic which is sandwiched between sandwiched between layers of kraft cardboard to form a panel as shown in Fig. 2, so that the box comprises a rigid lightweight distributed mode acoustic radiator as described with reference to Figs. 1 and 2.
Im vorliegenden Fall wird das hintere Paneel (140) des Kastens verwendet, um einen Lautsprecher (81) mit einem Strahler mit verteilten Moden zu schaffen, obwohl irgendeines der Paneele, die die Seiten des Kastens bilden, geeignet wäre, falls es geeignet aufgebaut wäre. Eine alternative Anordnung für den Wandler (9) ist in gestrichelten Linien dargestellt.In the present case, the rear panel (140) of the box is used to provide a loudspeaker (81) with a distributed mode radiator, although any of the panels forming the sides of the box would be suitable if suitably constructed. An alternative arrangement for the transducer (9) is shown in dashed lines.
Ein Piezo-Wandler (9), wie in Fig. 4 gezeigt, ist an der Innenseite des hinteren Paneels (140) des Kastens angebracht und wird durch eine Einheit (112) eines Tongenerators, Verstärkers und einer Batterie angetrieben, die ebenfalls auf dem hinteren Paneel angebracht ist. Die Einheit (112) wird durch einen Schalter gesteuert, der mit einem Gelenk (53) integral ausgebildet ist, durch das der Deckel (139) am Kasten befestigt ist, wodurch der Tongenerator aktiviert wird, wenn der Deckel angehoben wird.A piezo transducer (9) as shown in Fig. 4 is mounted on the inside of the rear panel (140) of the box and is driven by a unit (112) of a tone generator, amplifier and battery also mounted on the rear panel. The unit (112) is controlled by a switch integral with a hinge (53) by which the lid (139) is attached to the box, whereby the tone generator is activated when the lid is lifted.
In dieser Anordnung wird der Randabschluß des Paneels (2) durch die Ecken des Kastens gebildet, so daß kein zusätzlicher Rahmen (1) oder keine zusätzliche Aufhängung (3) der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Art erforderlich ist.In this arrangement, the edge finish of the panel (2) is formed by the corners of the box, so that no additional frame (1) or suspension (3) of the type shown in Figs. 1 and 2 is required.
Man erkennt, daß die Verpackung nicht die in der Zeichnung dargestellte Form haben muß, sondern z. B. gemäß den Anforderungen der Inhalte gestaltet sein könnte. Die Verpackung könnte folglich so gestaltet sein, daß sie eine CD oder dergleichen umschließt, und kann dafür eingerichtet sein, eine Audiovorschau der Inhalte der CD oder eine andere Information in bezug darauf zu liefern. Als ein weiteres Beispiel kann die Verpackung eine Spieldose bilden. Als ein weiteres Beispiel kann die Verpackung so eingerichtet sein, daß sie Audioanweisungen die Inhalte betreffend gibt.It will be appreciated that the packaging need not have the shape shown in the drawing, but could, for example, be designed according to the requirements of the contents. The packaging could thus be designed to enclose a CD or the like, and may be arranged to provide an audio preview of the contents of the CD or other information relating thereto. As a further example, the packaging may form a music box. As a further example, the packaging may be arranged to provide audio instructions relating to the contents.
Fig. 4 zeigt einen Wandler (9) für ein Paneel (2) mit verteilten Moden in Form einer kristallinen scheibenartigen Piezo-Biegevorrichtung (27), die auf einer Scheibe (118) z. B. aus Messing angebracht ist, die mit einer Seite des Paneels (2) z. B. durch eine Klebeverbindung (20) verbunden ist. Im Gebrauch wird ein über Zuleitungen (28) an den Wandler (9) angelegtes akustisches Signal die Piezo-Scheibe (27) veranlassen, sich zu biegen und somit das Paneel (2) lokal federnd zu verformen, um Biegewellen in das Paneel auszusenden.Fig. 4 shows a transducer (9) for a panel (2) with distributed modes in the form of a crystalline disk-like piezo-bending device (27) mounted on a disk (118) made of brass, for example, which is connected to one side of the panel (2) by an adhesive connection (20). In use, an acoustic signal applied to the transducer (9) via supply lines (28) will cause the piezo disc (27) to bend and thus locally deform the panel (2) in a resilient manner in order to emit bending waves into the panel.
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