DE69602203T2

DE69602203T2 - Paneelförmige lautsprecher

Info

Publication number: DE69602203T2
Application number: DE69602203T
Authority: DE
Inventors: Henry Azima; Martin Colloms; Neil Harris
Original assignee: New Transducers Ltd
Current assignee: NVF Tech Ltd
Priority date: 1995-09-02
Filing date: 1996-09-02
Publication date: 1999-09-16
Anticipated expiration: 2016-09-03
Also published as: AU6881896A; ES2132953T3; EP0847665A1; CN1195458A; AU703122B2; JPH11512257A; HK1008649A1; EA001720B1; RO119045B1; EA199800172A1; DK0847665T3; DE69602203D1; CA2230461A1; WO1997009846A1; EP0847665B1; ATE179296T1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf Lautsprecher und insbesondere auf Lautsprecher mit platten- bzw. 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 US-A-3 247 925 von WARNAKA offenbart einen Resonanzpaneellautsprecher für niedrige Frequenzen, der in einem Gestell angebracht und durch einen am Gestell befestigten elektromechanischen Wandler erregt wird.

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, eingespeiste Schwingungsenergie aufrechtzuerhalten und durch Biegewellen in einer wirksamen Fläche (wirksamen Flächen) fortzu pflanzen, 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 akustische 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 paneelförmiger Lautsprecher mit einem Bauteil, das ein steifes leichtes Paneel mit der Fähigkeit aufweist, 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 ersten und zweiten Wandlern, die auf dem Bauteil an zwei der Orte oder Stellen angebracht sind, 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. Die ersten und zweiten Wandler können dafür ausgelegt sein, in verschiedenen Frequenzbereichen zu arbeiten. Der Strahler kann einen zwischen Häuten sandwichartig aufgenommenen zellularen Kern aufweisen. Die Lautsprecher können einen den Strahler haltenden Rahmen und eine federnde Aufhängung aufweisen, durch die der Strahler am Rahmen befestigt ist. Der Rahmen kann den Strahler umgeben, und die Aufhängung kann am Rand des Strahlers befestigt sein. Die ersten und zweiten Wandler können ganz und ausschließlich auf dem Strahler befestigt sein. Einer der Wandler kann elektromagnetisch sein. Einer der Wandler kann piezoelektrisch sein. Der paneelförmige Lautsprecher kann ein zweites Bauteil mit der Fähigkeit aufweisen, eingespeiste Schwingungsenergie aufrechtzuerhalten und durch Biegewellen in zumindest einer wirksamen Fläche aufrechtzuerhalten, 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 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, wobei das zweite Bauteil auf oder in dem ersten Bauteil angebracht ist und eine federnde Aufhängung die ersten und zweiten Bauteile koppelt. Das zweite Bauteil kann in einer Öffnung im ersten Bauteil angebracht sein. Der zweite Wandler kann ganz und ausschließlich auf dem zweiten Bauteil angebracht sein.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung ist 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 Lautsprechers mit verteilten Moden gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 4 ein Diagramm einer zweiten Ausführungsform eines Lautsprechers mit verteilten Moden gemäß der Erfindung ist;
Fig. 5 ein Diagramm einer dritten Ausführungsform eines Lautsprechers mit verteilten Moden gemäß der Erfindung ist;
Fig. 6 ein Diagramm einer vierten Ausführungsform eines Lautsprechers mit verteilten Moden gemäß der Erfindung ist; und
Fig. 7 ein perspektivisches Diagramm 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 un ter 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.
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 orientierte 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 Schichtma terials, 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 Intensi tätsabfall 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.
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 einen paneelförmigen Lautsprecher (81), der dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten im wesentlichen ähnlich ist und in dem das Paneel (2) mit verteilten Moden mit einer im wesentlichen rechtwinkligen Öffnung (82) innerhalb seiner Grenzen ausgebildet ist, in der ein zweites schallabstrahlendes Paneel (4) mit verteilten Moden mit einer federnden Aufhängung (3) angebracht ist, die zwischen den jeweiligen Paneelen angeordnet ist. Das Paneel (4) ist in gleicher Weise wie das Paneel (2) z. B. mit einem Häute (21) trennenden zentralen Kern (22) aufgebaut. Das Paneel (4) wird durch seinen eigenen Wandler (9) angetrieben, der ganz und ausschließlich auf oder in dem Paneel (4) an einer vorbestimmten Stelle angebracht ist, um ein akustisches Ausgangssignal mit hoher Frequenz zu erzeugen, während das Paneel (2) durch einen separaten Wandler (9) angetrieben wird, um ein akustisches Ausgangssignal niedrigerer Frequenz zu erzeugen, so daß der Lautsprecher das ganze akustische Spektrum ohne weiteres umfassen kann. Eine solche Anordnung kann nützlich sein, falls Verluste im Material des Paneels dazu neigen, hohe Frequenzen zu dämpfen. Auf jedem oder einem der Paneele kann mehr als ein Wandler angebracht sein, um die Leistungsfähigkeit zu verbessern.
Fig. 4 veranschaulicht, wie ein Paneel (2) mit verteilten Moden gemäß der vorliegenden Erfindung und z. B. der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Art durch ein Paar (70, 71) Wandler (9) angetrieben werden kann, um in Resonanz zu schwingen. Der kleinere (70) der Wandler ist ein Hochfrequenz-Piezowandler z. B. der in Fig. 7 gezeigten Art, und der größere (71) der Wandler ist von der elektrodynamischen Art, z. B. wie in unseren gleichzeitig anhängigen internationalen Veröffentlichungen Nr. WO97/09859, WO97/09861, WO97/09858 beschrieben ist.
Die Wandler (70, 71) werden durch einen Verstärker (10) angetrieben, der mit den jeweiligen Wandlern mit einem dazwischen angeordneten Aufwärtstransformator (72) und Anpassungswiderstand (73) in der Leitung zum Piezowandler im Hinblick auf dessen relativ hohe Spannungsanforderung parallel gekoppelt ist. Falls erwünscht, können mehr als ein Wandler (70) und/oder Wandler (71) vorgesehen werden, um die Leistungsfähigkeit zu verbessern.
Fig. 5 veranschaulicht, wie ein Paneel (2) mit verteilten Moden gemäß der vorliegenden Erfindung z. B. der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Art durch ein Paar (70, 74) Wandler (9) angetrieben werden kann, wobei der Wandler (70) ein piezoelektrischer Wandler für hohe Frequenzen z. B. der in Fig. 7 gezeigten Art ist und der Wandler (70) ein piezoelektrischer Wandler für niedrige Frequenzen der in unserer gleichzeitig anhängigen internationalen Veröffentlichung Nr. WO97/09861 gezeigten Art ist. Die Bezugsziffer (75) gibt an, daß der Wandler (74) mit einer Masse beschwert ist, um dessen Trägheit zu erhöhen. Die Wandler (70, 74) werden durch einen Verstärker (10) angetrieben, mit dem sie parallel verbunden sind, wobei Widerstände (78) dazwischen angeordnet sind, um ein frequenzteilendes Netzwerk zu schaffen. Falls erwünscht, können mehr als ein Wandler (70) und/oder Wandler (74) vorgesehen werden, um die Leistungsfähigkeit zu verbessern.
Fig. 6 veranschaulicht, wie ein Paneel (2) mit verteilten Moden gemäß der vorliegenden Erfindung z. B. der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Art durch ein Paar (68, 69) elektrodynamische Wandler z. B. der in unseren gleichzeitig anhängigen internationalen Veröffentlichungen Nr. WO97/09859, WO97/09861, WO97/09858 beschriebenen Arten angetrieben werden kann.
Der Wandler (68) ist als ein Hochfrequenztreiber gedacht und hat folglich eine niedrige Induktivität, wohingegen der Wandler (69) als ein Niederfrequenztreiber gedacht ist und eine hohe Induktivität aufweist.
Die Wandler (68, 69) werden durch einen Verstärker (10) mit einem Kondensator (77) in der Leitung zum Wandler (68) parallel angetrieben, um als Frequenzteiler zu wirken, um den Großteil des Hochfrequenzsignals zum Wandler (68) zu leiten. Falls erwünscht, können mehr als ein Wandler (68) und/oder Wandler (69) vorgesehen werden, um die Leistungsfähigkeit zu verbessern.
Fig. 7 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 Piezoscheibe (27) veranlassen, sich zu biegen und somit das Paneel (2) lokal federnd bzw. elastisch zu verformen, um Biegewellen in das Paneel auszusenden.

Claims

1. Paneelförmiger Lautsprecher (81) mit einem Bauteil (2), das ein steifes leichtes Paneel mit der Fähigkeit aufweist, 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 ersten und zweiten Wandlern (9), die auf dem Bauteil an zwei der Orte oder Stellen angebracht sind, 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.

2. Paneelförmiger Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Wandler (9) dafür ausgelegt sind, in verschiedenen Frequenzbereichen zu arbeiten.

3. Paneelförmiger Lautsprecher nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahler einen zwischen Häuten (21) sandwichartig aufgenommenen zellularen Kern (22) hat.

4. Paneelförmiger Lautsprecher nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen den Strahler (2) haltenden Rahmen (1) und durch eine federnde Aufhängung (3), durch die der Strahler am Rahmen befestigt ist.

5. Paneelförmiger Lautsprecher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (I) den Strahler umgibt, und dadurch, daß die Aufhängung am Rand des Strahlers befestigt ist.

6. Paneelförmiger Lautsprecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Wandler (9) ganz und ausschließlich auf dem Strahler angebracht sind.

7. Paneelförmiger Lautsprecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Wandler elektromagnetisch ist.

8. Paneelförmiger Lautsprecher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Lautsprecher piezoelektrisch ist.

9. Paneelförmiger Lautsprecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein zweites Bauteil (4) 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 (4) 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 zweite Bauteil (4) auf oder in dem ersten Bauteil (2) angebracht ist und eine federnde Aufhängung (3) die ersten und zweiten Bauteile (2, 4) koppelt.

10. Paneelförmiger Lautsprecher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Bauteil (4) in einer Öffnung (82) im ersten Bauteil (2) angebracht ist.

11. Paneelförmiger Lautsprecher nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Wandler ganz und ausschließlich auf dem Bauteil (4) angebracht ist.