DE69602102T2 - Inertial schwingungswandler - Google Patents

Inertial schwingungswandler

Info

Publication number
DE69602102T2
DE69602102T2 DE69602102T DE69602102T DE69602102T2 DE 69602102 T2 DE69602102 T2 DE 69602102T2 DE 69602102 T DE69602102 T DE 69602102T DE 69602102 T DE69602102 T DE 69602102T DE 69602102 T2 DE69602102 T2 DE 69602102T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
component
transducer
panel
bending device
acoustic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69602102T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69602102D1 (de
Inventor
Henry Azima
Martin Colloms
Neil Harris
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NVF Tech Ltd
Original Assignee
New Transducers Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GBGB9517918.0A external-priority patent/GB9517918D0/en
Priority claimed from GBGB9522281.6A external-priority patent/GB9522281D0/en
Priority claimed from GBGB9606836.6A external-priority patent/GB9606836D0/en
Application filed by New Transducers Ltd filed Critical New Transducers Ltd
Publication of DE69602102D1 publication Critical patent/DE69602102D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69602102T2 publication Critical patent/DE69602102T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R7/00Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
    • H04R7/02Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
    • H04R7/04Plane diaphragms
    • H04R7/045Plane diaphragms using the distributed mode principle, i.e. whereby the acoustic radiation is emanated from uniformly distributed free bending wave vibration induced in a stiff panel and not from pistonic motion
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Description

    GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung bezieht sich auf Wandler und insbesondere auf Schwingungswandler für Lautsprecher mit paneelförmigen akustischen Abstrahlelementen.
  • STAND DER TECHNIK
  • Aus der GB-A-2262861 ist ein paneelförmiger Lautsprecher bekannt mit:
  • 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;
  • einer Befestigungseinrichtung, die das Paneel trägt oder es mit einem Haltekörper in freier ungedämpfter Weise verbindet;
  • 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.
  • Die FR-A-2 569 931 von SAWAFUJI offenbart einen piezoelektrischen Schwingungserzeuger und Lautsprecher mit einer Piezoplatte, die mit einer nahe ihrem Schwerpunkt angeordneten Masse belastet und mit einer in Schwingung zu versetzenden Lautsprechermembran über den Umfang der Piezoplatte gekoppelt ist.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • 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, eingespei ste Schwingungsenergie aufrechtzuerhalten und durch Biegewellen in einer wirksamen Fläche (wirksamen Flächen) fortzupflanzen, die quer zur Dicke oft, aber nicht notwendigerweise, 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 gleichen Datums 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.
  • Diese Erfindung betrifft insbesondere aktive akustische Vorrichtungen in Form von Lautsprechern.
  • 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.
  • Die Erfindung ist ein Inertial-Schwingungswandler (Trägheits-Schwingungswandler) zum Erregen eines Bauteils mit der Fähigkeit, 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 dem Wandler, der auf dem Bauteil an einem der Orte oder Stellen angebracht ist, um das Bauteil in Schwingung zu versetzen, um es in Resonanz treten bzw. schwingen zu lassen, wobei ein akustischer Strahler geschaffen wird, der ein akustisches Ausgangssignal liefert, wenn er in Resonanz schwingt, worin der Wandler eine plattenartige piezoelektrische Biegevorrichtung, eine in der Mitte der plattenartigen Biegevorrichtung angeordnete Einrichtung, die dazu bestimmt ist, die Biegevorrichtung an dem in Schwingung zu versetzenden Bauteil anzubringen, wobei die Anordnung derart ist, daß ein wesentlicher Teil der Biegevorrichtung von dem Bauteil für eine Bewegung in bezug darauf beabstandet ist, und eine am Umfang der Biegevorrichtung befestigte Masse aufweist. Die Befestigungseinrichtung kann ein leichtes steifes Bauteil sein. Die piezoelektrische Biegevorrichtung kann von kristalliner Form sein. Nach einem anderen Aspekt ist die Erfindung ein Lautsprecher, gekennzeichnet durch ein Bauteil mit der Fähigkeit, 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 wie oben beschrieben, der 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.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Erfindung wird beispielhaft in den beiliegenden Zeichnungen schematisch veranschaulicht, in denen:
  • 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. 2a ein partieller Schnitt auf der Linie A-A von Fig. 1 ist;
  • Fig. 2b ein vergrößerter Querschnitt durch einen Strahler mit verteilten Moden der in Fig. 2a gezeigten Art ist und zwei alternative Konstruktionen zeigt;
  • Fig. 3 ein Diagramm einer ersten Ausführungsform eines Wandlers ist;
  • Fig. 4 ein Diagramm einer zweiten Ausführungsform eines Wandlers ist; und
  • Fig. 5 ein Diagramm einer dritten Ausführungsform eines Wandlers ist.
  • BESTE VERFAHREN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • 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 Paneel (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.
  • 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 Mo torspule des Wandlers zu entfernen und somit die Leistungsaufnahme zu verbessern.
  • 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.
  • 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 zellularen 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.
  • 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 ori entierte Kristallstruktur in der Spritzrichtung, eine bevorzugte Orientierung für die gute Ausbreitung der Energie hoher Töne von dem Antriebspunkt zum Paneelumfang.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 Wiedergabe des natürlichen Raums und der natürlichen Atmosphäre in den reproduzierten Tonaufzeichnungen.
  • 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.
  • 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 Ab stands 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.
  • 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.
  • Fig. 3 veranschaulicht eine Ausführungsform eines piezoelektrischen Wandlers (9), in dem eine kristalline scheibenartige Piezo-Biegevorrichtung (27) bei ihrer Mitte an einem Ende eines leichten steifen zylindrischen Blocks (93) aus hartem Schaumkunststoff angebracht ist, der in einer Öffnung (20) in einem Strahlerpaneel (2) mit verteilten Moden z. B. durch ein Klebemittel unbeweglich bzw. fest angebracht ist, wobei das eine Ende des Blocks (28) von der Seite des Paneels (2) so vorsteht, daß der Umfang (31) der Biegevorrichtung (27) einer Seite des Paneels (2) benachbart frei aufgehängt ist. Ein Ringwulst (25) aus Kunststoff, z. B. mit Mineralien versetztem Polyvinylchlorid, ist am Umfang der Piezo-Biegevorrichtung (27) fest angebracht, um dem freien Umfang der Piezo-Biegevorrichtung Masse hinzuzufügen. Wenn der Wandler mit einem akustischen Signal erregt wird, schwingt somit die Piezo-Biegevorrichtung (27) und sendet aufgrund ihrer Masse Biegewellen in das Paneel (2) aus, um das Paneel in Resonanz schwingen und ein akustisches Ausgangssignal erzeugen und abstrahlen zu lassen. Der Wandler (9) kann durch ein gewölbtes Gehäuse (26) bedeckt sein, das an dem Paneel (2) befestigt ist, um den Wandler zu schützen.
  • Der piezoelektrische Wandler (9) von Fig. 4 weist eine scheibenartige Piezo-Biegevorrichtung (27) auf, die durch ihren Umfang (31) an der Oberfläche eines Paneels (2) z. B. mit Hilfe eines Klebstoffs fest angebracht ist, wobei der zentrale Teil der Biegevorrichtung (27) über einem Hohlraum (29) in dem Paneel (2) so frei aufgehängt ist, daß nur der Umfang (31) der Biegevorrichtung (27) mit dem Paneel in Kontakt steht. Eine Masse (25) z. B. aus Kunststoffmaterial ist an der Mitte der Biegevorrichtung (27) mit einem dazwischen angeord neten Dämpfungskissen (30) aus einem elastischen bzw. federndem Material, z. B. aus einem elastischen Polymer, angebracht.
  • Ein auf die Piezo-Biegevorrichtung angewandtes elektrisches Signal wird somit die Biegevorrichtung schwingen und folglich Biegewellen in das Paneel aussenden lassen. Der Antriebseffekt des Wandlers wird durch Belasten des Treibers (27) mit der Masse (25), um dessen Trägheit zu erhöhen, gesteigert.
  • Die Wandleranordnung (9) von Fig. 5 ist der von Fig. 4 ähnlich, außer daß in dieser Ausführungsform ein Paar Piezo- Biegevorrichtungen (27) auf gegenüberliegenden Seiten eines Hohlraums (29) durch ein Paneel (2) angebracht ist, um im Gegentaktmodus (Ziehen und Drücken) zu arbeiten. In dieser Anordnung sind die Mitten beider Biegevorrichtungen (27) durch eine gemeinsame Masse (25) mit zwischen jeder Biegevorrichtung (27) und der Masse (25) angeordneten federnden Dämpfungskissen (30) miteinander verbunden.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Die Wandler der Erfindung sind relativ einfach im Aufbau und wirkungsvoll im Einsatz.

Claims (4)

1. Inertial-Schwingungswandler (9) zum Erregen eines Bauteils (2) mit der Fähigkeit, 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 (9), der 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, worin der Wandler eine plattenartige piezoelektrische Biegevorrichtung (27), eine in der Mitte der plattenartigen Biegevorrichtung angeordnete Einrichtung (93), die dazu bestimmt ist, die Biegevorrichtung an dem in Schwingung zu versetzenden Bauteil (2) anzubringen, wobei die Anordnung derart ist, daß ein wesentlicher Teil der Biegevorrichtung von dem Bauteil (2) für eine Bewegung in bezug darauf beabstandet ist, und eine am Umfang der Biegevorrichtung befestigte Masse (25) aufweist.
2. Inertial-Schwingungswandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung (93) ein leichtes steifes Bauteil ist.
3. Inertial-Schwingungswandler nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die piezoelektrische Biegevorrichtung (27) von kristalliner Form ist.
4. Lautsprecher (81), gekennzeichnet durch ein Bauteil (2) mit der Fähigkeit, 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 (9), und mit einem Wandler nach einem der vorhergehenden Anspruche, der auf dem Bauteil (2) an einem der Orte oder Stel len 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.
DE69602102T 1995-09-02 1996-09-02 Inertial schwingungswandler Expired - Fee Related DE69602102T2 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9517918.0A GB9517918D0 (en) 1995-09-02 1995-09-02 Acoustic device
GBGB9522281.6A GB9522281D0 (en) 1995-10-31 1995-10-31 Acoustic device
GBGB9606836.6A GB9606836D0 (en) 1996-03-30 1996-03-30 Acoustic device
PCT/GB1996/002160 WO1997009861A1 (en) 1995-09-02 1996-09-02 Inertial vibration transducers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69602102D1 DE69602102D1 (de) 1999-05-20
DE69602102T2 true DE69602102T2 (de) 1999-09-16

Family

ID=34865247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69602102T Expired - Fee Related DE69602102T2 (de) 1995-09-02 1996-09-02 Inertial schwingungswandler

Country Status (20)

Country Link
EP (1) EP0847677B1 (de)
JP (1) JPH11512256A (de)
AT (1) ATE179045T1 (de)
AU (1) AU703198B2 (de)
BR (1) BR9610428A (de)
CA (1) CA2229857A1 (de)
CZ (1) CZ57498A3 (de)
DE (1) DE69602102T2 (de)
DK (1) DK0847677T3 (de)
EA (1) EA000858B1 (de)
ES (1) ES2131958T3 (de)
HK (1) HK1008638A1 (de)
HU (1) HUP9901393A3 (de)
IL (1) IL123374A (de)
NZ (1) NZ316558A (de)
PL (1) PL325246A1 (de)
RO (1) RO119056B1 (de)
SK (1) SK25598A3 (de)
TR (1) TR199800365T1 (de)
WO (1) WO1997009861A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021133329A1 (de) 2021-12-03 2023-06-07 USound GmbH MEMS-Schallwandler mit einer Dämpfungsschicht aus Klebstoff

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9807316D0 (en) * 1998-04-07 1998-06-03 New Transducers Ltd Loudspeaker
US6324294B1 (en) 1996-09-03 2001-11-27 New Transducers Limited Passenger vehicles incorporating loudspeakers comprising panel-form acoustic radiating elements
GB9705979D0 (en) * 1997-03-22 1997-05-07 New Transducers Ltd Passenger vehicles
GB9709438D0 (en) * 1997-05-10 1997-07-02 New Transducers Ltd Loudspeaker transducer
GB9714050D0 (en) 1997-07-03 1997-09-10 New Transducers Ltd Panel-form loudspeakers
DE19757097B4 (de) * 1997-12-20 2004-04-15 Harman Audio Electronic Systems Gmbh Schallwiedergabeanordnung
DE19821862A1 (de) * 1998-05-15 1999-11-18 Nokia Deutschland Gmbh Schallwiedergabeanordnung
DE19821860A1 (de) 1998-05-15 1999-11-18 Nokia Deutschland Gmbh Treiber für flaches Klangpaneel
CA2336072A1 (en) 1998-06-22 1999-12-29 Slab Technology Limited Loudspeakers
DE19843079A1 (de) * 1998-09-19 2000-03-23 Nokia Deutschland Gmbh Multiresonanzplatte
US6304435B1 (en) 1998-11-12 2001-10-16 Acer Incorporated Laptop computer with flat panel speakers
GB0211508D0 (en) * 2002-05-20 2002-06-26 New Transducers Ltd Transducer
US11431312B2 (en) 2004-08-10 2022-08-30 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
US10848118B2 (en) 2004-08-10 2020-11-24 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
US10158337B2 (en) 2004-08-10 2018-12-18 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
US8284955B2 (en) 2006-02-07 2012-10-09 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
US10701505B2 (en) 2006-02-07 2020-06-30 Bongiovi Acoustics Llc. System, method, and apparatus for generating and digitally processing a head related audio transfer function
US10848867B2 (en) 2006-02-07 2020-11-24 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
US11202161B2 (en) 2006-02-07 2021-12-14 Bongiovi Acoustics Llc System, method, and apparatus for generating and digitally processing a head related audio transfer function
US9615189B2 (en) 2014-08-08 2017-04-04 Bongiovi Acoustics Llc Artificial ear apparatus and associated methods for generating a head related audio transfer function
US10069471B2 (en) 2006-02-07 2018-09-04 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
GB0710378D0 (en) 2007-05-31 2007-07-11 New Transducers Ltd Audio apparatus
DE102009048866A1 (de) 2009-08-27 2011-03-03 Bösnecker, Robert, Dr. Akustisches Antriebselement mit Mittenloch
US9883318B2 (en) 2013-06-12 2018-01-30 Bongiovi Acoustics Llc System and method for stereo field enhancement in two-channel audio systems
US9264004B2 (en) 2013-06-12 2016-02-16 Bongiovi Acoustics Llc System and method for narrow bandwidth digital signal processing
US9906858B2 (en) 2013-10-22 2018-02-27 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
US9615813B2 (en) 2014-04-16 2017-04-11 Bongiovi Acoustics Llc. Device for wide-band auscultation
US10820883B2 (en) 2014-04-16 2020-11-03 Bongiovi Acoustics Llc Noise reduction assembly for auscultation of a body
US10639000B2 (en) 2014-04-16 2020-05-05 Bongiovi Acoustics Llc Device for wide-band auscultation
US9564146B2 (en) 2014-08-01 2017-02-07 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing in deep diving environment
US9638672B2 (en) 2015-03-06 2017-05-02 Bongiovi Acoustics Llc System and method for acquiring acoustic information from a resonating body
DE102015104478B4 (de) * 2015-03-25 2021-05-27 Bruno Winter Flachlautsprecher
EP3142385B1 (de) * 2015-09-14 2020-01-08 Vestel Elektronik Sanayi ve Ticaret A.S. Tonwiedergabeanzeige
US9621994B1 (en) 2015-11-16 2017-04-11 Bongiovi Acoustics Llc Surface acoustic transducer
US9906867B2 (en) 2015-11-16 2018-02-27 Bongiovi Acoustics Llc Surface acoustic transducer
CA3096877A1 (en) 2018-04-11 2019-10-17 Bongiovi Acoustics Llc Audio enhanced hearing protection system
WO2020028833A1 (en) 2018-08-02 2020-02-06 Bongiovi Acoustics Llc System, method, and apparatus for generating and digitally processing a head related audio transfer function

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1132593B (de) * 1965-04-05 1962-07-05 Bolt Beranek & Newman Akustisch wirksame Platte, insbesondere zur Ankopplung an einen elektroakustischen Wandler
GB1593271A (en) * 1976-09-21 1981-07-15 Standard Telephones Cables Ltd Electro-acoustic transducers
GB2166022A (en) * 1984-09-05 1986-04-23 Sawafuji Dynameca Co Ltd Piezoelectric vibrator
US4751419A (en) * 1986-12-10 1988-06-14 Nitto Incorporated Piezoelectric oscillation assembly including several individual piezoelectric oscillation devices having a common oscillation plate member
US4969197A (en) * 1988-06-10 1990-11-06 Murata Manufacturing Piezoelectric speaker
US5031222A (en) * 1988-07-22 1991-07-09 Murata Manufacturing Co., Ltd. Piezoelectric speaker
WO1992003024A1 (en) * 1990-08-04 1992-02-20 The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Panel-form loudspeaker

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021133329A1 (de) 2021-12-03 2023-06-07 USound GmbH MEMS-Schallwandler mit einer Dämpfungsschicht aus Klebstoff

Also Published As

Publication number Publication date
HUP9901393A3 (en) 2001-08-28
RO119056B1 (ro) 2004-02-27
HUP9901393A2 (hu) 1999-08-30
NZ316558A (en) 1998-10-28
EA000858B1 (ru) 2000-06-26
EP0847677B1 (de) 1999-04-14
CZ57498A3 (cs) 1998-07-15
ATE179045T1 (de) 1999-04-15
ES2131958T3 (es) 1999-08-01
AU703198B2 (en) 1999-03-18
DE69602102D1 (de) 1999-05-20
JPH11512256A (ja) 1999-10-19
IL123374A0 (en) 1998-09-24
IL123374A (en) 2000-10-31
HK1008638A1 (en) 1999-05-14
WO1997009861A1 (en) 1997-03-13
EP0847677A1 (de) 1998-06-17
CA2229857A1 (en) 1997-03-13
DK0847677T3 (da) 1999-10-25
AU6881696A (en) 1997-03-27
PL325246A1 (en) 1998-07-06
BR9610428A (pt) 1999-12-21
TR199800365T1 (xx) 1998-05-21
EA199800254A1 (ru) 1998-10-29
SK25598A3 (en) 1998-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69602102T2 (de) Inertial schwingungswandler
DE69602203T2 (de) Paneelförmige lautsprecher
DE69601734T2 (de) Schwingungswandler
DE69602101T2 (de) Inertial-schwingungswandler
DE69601723T2 (de) Lautsprecher mit plattenförmigen abstrahlelementen
DE69601728T2 (de) Bildschirm mit lautsprechern
DE69601731T2 (de) Personalcomputer mit lautsprechern
DE69601725T2 (de) Lautsprecher mit paneelförmigen akustischen abstrahlelementen
DE69602279T2 (de) Lautsprecher mit paneelförmigen akustischen abstrahlelementen
DE69601733T2 (de) Tragbarer cd-spieler mit lautsprechern mit paneelförmigen akustischen abstrahlelementen
DE69602100T2 (de) Lautsprecher mit paneelförmigen schallausstrahlenden elementen
DE69602204T2 (de) PANEELFöRMIGE MIKROFONE
DE69601648T2 (de) Anschlagtafeln mit lautsprechern
DE69601726T2 (de) Personenkraftwagen mit lautsprechern mit paneelförmigen akustischen abstrahlelementen
DE69602281T2 (de) Musikinstrumente mit lautsprechern
DE69601732T2 (de) Verpackung
DE69601729T2 (de) Lautsprecher enthaltende anzeigeschirme
DE69601554T2 (de) Verkaufsautomat
DE69601724T2 (de) Grusskarte oder dergleichen mit lautsprecher
US6151402A (en) Vibration transducers
DE69605123T2 (de) Akustisches gerät
US6031926A (en) Panel-form loudspeakers
US6188775B1 (en) Panel-form loudspeakers
DE69601647T2 (de) Paneelförmige lautsprecher
US6351542B2 (en) Loudspeakers with panel-form acoustic radiating elements

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee