DE69911961T2

DE69911961T2 - Plattenförmiger resonanter lautsprecher

Info

Publication number: DE69911961T2
Application number: DE69911961T
Authority: DE
Inventors: Henry Azima; Denis Huntingdon MORECROFT
Original assignee: New Transducers Ltd
Current assignee: NVF Tech Ltd
Priority date: 1998-07-03
Filing date: 1999-07-01
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2019-07-02
Also published as: NZ508511A; HK1031972A1; JP2002533957A; AU754818B2; EP1084592B1; HUP0103957A2; NO20010005L; KR100609947B1; US7174025B2; ID27279A; JP4614534B2; EP1084592A1; DE69911961D1; EA200100102A1; HUP0103957A3; US20050002537A1; BG105047A; TR200100136T2; US20010026625A1; CN1307791A

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft Lautsprecher und insbesondere resonanzpaneelförmige Lautsprecher und Antriebseinheiten für paneelförmige Lautsprecher, die entweder einzeln oder integriert mit einem anderen Gegenstand, wie z. B. einem Bilderrahmen, einer Vitrine, einem Anzeigebildschirm, einem Spiegel und dergleichen mit lichtdurchlässigen oder transparenten glasartigen Paneelen oder einem Laptop oder ähnlichen Personal-Computern einschließlich persönlichen Organisern, tragbaren und ähnlichen Computern mit einem Anzeigebildschirm oder tragbaren und ähnlichen Telefonhörern, wie z. B. mit einem Anzeigebildschirm ausgestatteten Mobiltelefonen sowie Baugruppen mit einem Anzeigebildschirm, die als Lautsprecher angetrieben werden können und zur Integration in einen Gegenstand wie die oben genannten vorgesehen sind.
Derartige resonanzpaneelförmige Lautsprecher sind allgemein in der internationalen Patentanmeldung WO97/09842 beschrieben und sind als verteilte Moden (distributed mode = DM) Lautsprecher (distributed mode loudspeakers = DML) bekannt geworden.
Stand der Technik
Es ist bekannt vorzuschlagen, die transparente Fläche einer Armbanduhr anzutreiben, damit diese als Summer oder Schallabgabevorrichtung wirkt, d. h. einfache Schalltöne abgibt, beispielsweise um als Wecker für den Träger der Armbanduhr zu dienen.
In der FR-A-2649575 ist ein Bildschirm beschrieben, dessen Oberfläche durch einen oder mehrere Lautsprecherantriebe) angetrieben wird. Der Bildschirm wird in einem TV-Empfänger eingesetzt, der zur Direktbetrachtung sowie für das Projektionsfernsehen oder das Rückprojektionsfernsehen vorgesehen ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht unter anderem darin, ein transparentes paneelförmiges Resonanzelement bereitzustellen, das als Lautsprecher angetrieben werden kann, beispielsweise zur Wiedergabe von Sprache oder Musik.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Funktionalität eines Resonanzpaneellautsprechers zu verbessern, um eine unmittelbare Eingabe durch den Anwender zu ermöglichen.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß umfasst ein Lautsprecher einen Anzeigebildschirm, ein paneelförmiges Element, das benachbart zum Anzeigebildschirm angeordnet ist und von dem zumindest ein Abschnitt transparent ist, durch den der Anzeigebildschirm sichtbar ist, und einen Schwingungserregungswandler, der zum Aufbringen von Energie auf das paneelförmige Element an einem Kanten- oder Randabschnitt des paneelförmigen Elements angebracht ist, um das paneelförmige Element als akustischen Abstrahler wirken zu lassen, dadurch gekennzeichnet, dass das paneelförmige Element dazu eingerichtet ist, sich bei Audiofrequenzen resonant zu verhalten, dass der Schwingungswandler Biegewellenenergie auf das paneelförmige Element aufzubringen vermag, um es mitschwingen und beim Mitschwingen als akustischer Abstrahler wirken zu lassen, und dass ein Randabschnitt oder mehrere Randabschnitte des paneelförmigen Elements festgeklemmt oder eingespannt ist/sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Anzeigebildschirmmodul, beispielsweise für eine Anzeigeeinheit (visual display unit, VDU), mit einem Anzeigebildschirm, einem Resonanzlautsprecher, der ein paneelförmiges Element, von dem zumindest ein Abschnitt transparent ist, durch den der Anzeigebildschirm sichtbar ist, und einen Schwingungserregungswandler umfasst, der an einem Kanten- oder Randabschnitt des haneelförmigen Elements angebracht ist, um das paneelförmige Element mitschwingen und als akustischen Abstrahler oder Lautsprecher wirken zu lassen, wobei ein Randabschnitt oder mehrere Randabschnitte des paneelförmigen Elements festgeklemmt oder eingespannt ist/sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Gegenstand von der Art eines Bilderrahmens oder -halters, einer Vitrine, einer Anzeigevorrichtung, eines Spiegels oder dergleichen mit einem/einer zu betrachtenden Bereich oder Oberfläche des Gegenstands, der ein paneelförmiges Resonanzelement, von dem zumindest ein Abschnitt transparent oder lichtdurchlässig ist, durch den der Anzeigebereich oder die Oberfläche oder der Gegenstand sichtbar ist, oder durch den zumindest Licht von dem Anzeigebereich übertragbar ist, und eine Schwingungserregungseinrichtung, umfasst, die an einem Kanten- oder Randabschnitt des paneelförmigen Elements angebracht ist, um das paneelförmige Element mitschwingen und als akustischen Ab strahler oder Lautsprecher wirken zu lassen, wobei ein Randabschnitt oder mehrere Randabschnitte des paneelförmigen Elements festgeklemmt oder eingespannt ist/sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Telefonhörer oder dergleichen, wie z. B. ein Mobiltelefon oder Handy mit einem Lautsprecher, der einen Anzeigebildschirm, ein paneelförmiges Resonanzelement, von dem zumindest ein Abschnitt transparent ist, durch den der Anzeigebildschirm sichtbar ist, und eine Schwingungserregungseinrichtung umfasst, die an einem Kanten- oder Randabschnitt des paneelförmigen Elements angebracht ist, um das paneelförmige Element mitschwingen und als akustischen Abstrahler oder Lautsprecher wirken zu lassen, wobei ein Randabschnitt oder mehrere Randabschnitte des paneelförmigen Elements festgeklemmt oder eingespannt ist/sind.
Das paneelförmige Resonanzelement kann aus einem steifen Kunststoff, wie z. B. Polystyrol oder aus Glas oder einem anderen steifen, transparenten Material bestehen.
Es kann mehr als eine Schwingungserregungseinrichtung zum Aufbringen von Biegewellenenergie auf das paneelförmige Element vorhanden sein, um es zur Erzeugung einer akustischen Ausgabe mitschwingen zu lassen. Derartige mehrere Schwingungserreger können zur Bereitstellung einer monauralen Ausgabe mit dem gleichen Signal angetrieben werden, oder können zur Erzeugung einer Mehrkanalausgabe, wie z. B. einer Stereoausgabe, einzeln angetrieben werden. Die oder jede Antriebseinrichtung kann an einem Kanten- oder Randabschnitt des paneelförmigen Elements oder an einem Abschnitt des paneelförmigen Elements außerhalb seines transparenten Abschnitts angebracht sein. Die Anbringung am Rand kann so erfolgen, wie es in der internationalen Patentanmeldung PCT/GB99/00143 beschrieben ist. Die Schwingungserreger können in Paaren an einem Kanten- oder Randabschnitt oder an gegenüber liegenden Kanten- oder Randabschnitten des paneelförmigen Elements oder anderen Abschnitten des Elements außerhalb seines transparenten Abschnitts angebracht sein. Der oder jeder Schwingungserreger kann unmittelbar mit dem paneelförmigen Element gekoppelt sein. Die Schwingungserreger können elektrodynamisch oder piezoelektrisch sein. Die Schwingungserreger können eine Inertialeinrichtung umfassen oder können teilweise oder vollständig geerdet sein. Der/die Erreger kann/können federnd, z. B. an einem zugehörigen Rahmenelement, beispielsweise dem Deckel des Laptop-Computers abgestützt sein. Das paneelförmige Element kann federnd an dem Rahmen entlang einer Kante oder entlang mehrerer Kanten abgestützt sein. Wenn das Paneel rechteckig ist, kann sich die federnde Aufhängung so mit entlang dreier benachbarter Kanten erstrecken und der/die Erreger können an der vierten Kante vorhanden sein. Alternativ dazu können alle vier Kanten des Paneels federnd abgestützt sein.
Die Schwingungserreger können alternativ oder zusätzlich eine piezoelektrische Schicht (z. B. aus PVDF- oder PLZT-Material) oder eine Elektretschicht, z. B. eine transparente piezoelektrische Schicht oder Elektretschicht umfassen. Das piezoelektrische Material oder das Elektretmaterial kann auf oder in einen Teil des paneelförmigen Elements oder auf oder in das gesamte paneelförmige Element laminiert oder aufgeschmolzen oder anderweitig damit verbunden sein oder in einen Teil des paneelförmigen Elements oder das gesamte paneelförmige Element eingebettet sein, das aus Glas, Kunststoff oder einem Verbundmaterial aus Glas und Kunststoff besteht. Transparente Leiter können ebenfalls auf oder in dem Paneel vorgesehen sein, um die Schwingungserreger mit Energie zu versorgen.
Der Lautsprecher kann von der in der internationalen Patentanmeldung mit der Nummer WO97/09842 beschriebenen allgemeinen Art sein. Somit kann der Lautsprecher ein Element umfassen, das dazu in der Lage ist, eine Eingangsschwingungsenergie durch Biegewellen in zumindest einem Betriebsbereich aufrechtzuerhalten und weiterzuleiten, der sich quer zur Dicke erstreckt, um Resonanzmoden-Schwingungskomponenten über den zumindest einen Bereich verteilt aufzuweisen, wobei an dem Element ein Schwingungserreger angebracht ist, um das Element in Schwingungen zu versetzen und es zur Bildung eines akustischen Abstrahlers mitschwingen zu lassen, der beim Mitschwingen eine akustische Ausgabe bereitstellt.
Der gesamte Umfang des paneelförmigen Elements kann mechanisch geklemmt sein.
Das paneelförrnige Element kann in einer Einrichtung angebracht sein, die eine Seite des paneelförmigen Elements umschließt, wodurch die akustische Abstrahlung von dieser einen Seite in der Art eines infiniten Resonanzwand-Lautsprechers zumindest teilweise in dem Gehäuse oder dem Hohlraum gehalten wird. Das Gehäuse oder der Hohlraum kann so ausgebildet sein, dass es/er das modale Verhalten des Paneels verändert, wie in der internationalen Patentanmeldung PGT/GB99/01048 beschrieben.
Das paneelförrnige Element kann die Fläche einer Anzeigeeinheit oder dergleichen, z. B. die äußere transparente Schutzoberfläche des Anzeigebildschirms oder über dem Anzeigebildschirm, beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige oder eine Plasmaanzeige eines Laptops oder eines ähnlichen Computers, bilden. Eine Polymerfilm-Flüssigkristallanzeige kann mit dem paneelförmigen Element verbunden oder anderweitig daran angebracht oder integriert damit ausgebildet sein, wodurch die Lautsprecher- und Anzeigefunktionen integriert werden.
Das paneelförmige Resonanzelement kann eine anwenderzugängliche Oberfläche und eine Einrichtung umfassen, die auf der Oberfläche angeordnet oder mit ihr verbunden ist und auf eine Anwenderberührung reagiert. Die auf den Anwender reagierende Einrichtung kann als Berührungssteuerungseinrichtung wirken, durch die der Anwender z. B. Anweisungen eingeben oder Informationen bereitstellen kann, beispielsweise an die mit dem Lautsprecher verbundene Vorrichtung.
Somit kann der Lautsprecher beispielsweise ein Bedienfeld, z. B. für einen Verkaufsautomaten von der in der internationalen Patentanmeldung WO97/09842 beschriebenen Art, bilden oder kann die Bedienung eines Computers steuern.
Die auf den Anwender reagierende Einrichtung kann sichtbare oder unsichtbare Bereiche umfassen, die, falls erforderlich, durch einen Aufdruck oder eine Beschriftung oder, wenn sie sichtbar sind, durch einen Kontakt oder eine Metallisierung gekennzeichnet sind, bei denen zum Erkennen der unmittelbaren Anwesenheit oder der Berührung durch eine Person, einen Finger etc. kapazitive oder Leitfähigkeitsverfahren oder alternative Verfahren eingesetzt werden. Druckschalter können ebenfalls an der Oberfläche angebracht oder darin eingebettet sein. Sowohl für transparente als auch für lichtdurchlässige Lautsprechertypen können diese oder andere gut bekannte Verfahren eingesetzt werden.
Das Resonanzlautsprecherpaneel kann ebenso mit anderen Erfassungsverfahren kombiniert werden, die Matrizes von lichtemittierenden Einrichtungen und Rezeptoren, wie z. B. Fotodioden und/oder Fotozellen um den Umfang des Paneels einschließen und die die Position, beispielsweise die eines auf einen Punkt auf dem Paneel gerichteten Fingers erfassen.
Falls metallisierte Kontakte eingesetzt werden, können diese aus einer Metalloxidschicht oder einer dünnen Metallschicht bestehen und können dadurch, falls erforderlich, einschließlich der zugehörigen Verdrahtung transparent gehalten werden. Somit können sowohl die Kontaktbereiche als auch die verbindende Verdrahtung mit der Kante des Paneels so gestaltet werden, dass sie die optischen Eigenschaften des Paneels nicht beeinträchtigen.
Anwendungen umfassen die Touchscreen-Steuerung für transparente Computer- und Videoanzeigen-Resonanzpaneellautsprecher, für lichtdurchlässige Anzeige- und Beleuchtungs-Resonanzpaneellautsprecher und für automatisierte Ticketautomaten (ATM)- und Verkaufsautomatenanwendungen. Viele andere Anwendungsarten sind möglich, beispielsweise in der Konsumelektronik, z. B. als sprechendes oder schallabgebendes Resonanz-Touchpaneel für eine beleuchtete oder nicht beleuchtete Fernsteuerungseinheit oder für eine Mobiltelefonanzeige mit einer geeigneten Fläche oder für eine Kombination einer Anzeige, eines Lautsprechers und eines Steuerungspaneels mit Beleuchtung. Mit der Entwicklung mobiler Videotelefone stellt das Konzept einen weiteren technischen Wert bereit, wobei das transparente Lautsprecherpaneel vom Berührungstyp auch einen Teil einer Videoanzeigenanordnung oder einer zugehörigen Anordnung bildet.
Die Reaktion eines Anwenders auf Steuerungseinstellungen über das Resonanzlautsprecherpaneea mit eingebauten Schaltknöpfen wäre auch in Steuerelementen einer Hifi- und Audioanlage nützlich, insbesondere wenn eine komplexe Einstellung erforderlich ist, wie beispielsweise in Heimkinosystemen.
Darüber hinaus würden auch Haushaltsanwendungen, wie z. B. Geschirrspüler oder Waschmaschinen sowie industrielle Instrumente mit anzeigeorientierten Befehlen, wie z. B. Analysegeräten und Oszilloskope von einem Einsatz dieser Technologie profitieren.
Die Erfindung kann in Laptopsteuerungen und anderen Computersteuerungen, in Verkaufsortdatensystemen, in persönliche Bestandssteuerungs- sowie Beschriftungseinrichtungen und auch in Automobilnavigationseinheiten, in Armaturenbrettanzeigen mit einem eine: Resonanzpaneellautsprecheranordnung umfassenden Fenster, in Verkaufsortprodukten mit einer Schallausgabe und einer Einrichtung zum Eingeben von Anwender/Kundendaten oder zur Steuerung von Betriebsinformationen und in ähnlicher Weise für Informationsanzeigeneinheiten für Museen, Zoos etc. sowie in interaktiven audiovisuellen Einrichtungen eingesetzt werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist beispielhaft schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, in denen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Laptop-Computers mit geöffnetem Deckel zeigt, um eine Computertastatur und einen Anzeigebildschirm offenzulegen;
2 eine Teilquerschnittsansicht durch den Deckel des in 1 dargestellten Laptop-Computers zeigt;
3 eine perspektivische Ansicht eines Mobilfunktelefons oder Handys mit einer Tastatur und einem Anzeigebildschirm zeigt;
4 eine Teillängsschnittsansicht durch das in 3 dargestellte Mobiltelefon zeigt;
5 eine perspektivische Explosionsansicht einer zur Befestigung an einer Wand vorgesehene und mit einem Lautsprecher kombinierte Bilderrahmenanordnung zeigt;
6 eine perspektivische Ansicht einer Vitrine, z. B. für ein Geschäft oder ein Museum mit einem Lautsprecher in einer teilweise aufgebrochenen Ansicht zeigt, um verborgene Einzelheiten zu zeigen;
7a und 7b Teilquerschnittsansichten durch die in 5 dargestellte Bilderrahmenanordnung bzw. die in 6 dargestellte Vitrine zeigen;
8 eine perspektivische Ansicht eines Anzeigebildschirmmoduls zeigt, das die Funktionen des Anzeigebildschirms mit denen eines Lautsprechers integriert;
9 eine Querschnittsansicht durch das in 8 dargestellte Modul zeigt;
10 eine perspektivische Ansicht eines Verkaufsautomaten mit einem erfindungsgemäßen kombinierten Lautsprecher/Anzeigebildschirm zeigt;
11 eine perspektivische Ansicht einer optischen Anzeigeeinheit, wie z. B. eines Fernsehers mit dem erfindungsgemäßen kombinierten Lautsprecher/Anzeigebildschirm zeigt;
12 eine perspektivische Ansicht eines Laptop-Computers von allgemein der in 1 gezeigten Art zeigt, bei dem der Anzeigebildschirm ein Touchpad umfasst;
13 eine perspektivische Ansicht eines Mobiltelefons von allgemein der in 3 gezeigten Art zeigt, bei dem der Anzeigebildschirm ein Touchpad umfasst;
14 eine Teilquerschnittsseitenansicht eines kombinierten Resonanzpaneel-lautsprechers und eines Touchpads zeigt;
15 und 16 jeweils eine perspektivische Explosionsansicht und eine Querschnittsseitenansicht eines allgemein in den 8 und 9 dargestellten Moduls mit einem Touchpad zeigen; und
17 eine schematische perspektivische Teilansicht einer auf einen Fernseher aufgebrachten Anzeigebildschirm/Lautsprecher-Antriebseinheit zeigt.
Beste Möglichkeiten zur Ausführung der Erfindung
In den 1 und 2 der Zeichnungen umfasst ein Laptop-Computer 20 ein Gehäuse 21 mit einer Tastatur 27 und einem Deckel 22, der bei 28 schwenkbar an dem Gehäuse befestigt ist, um im geschlossenen Zustand über der Tastatur zu liegen und im angehobenen oder geöffneten Zustand, wie gezeigt, einen Anzeigebildschirm 23 zugänglich zu machen. In 1 ist der Deckel teilweise aufgebrochen dargestellt, um verborgene Einzelheiten zu zeigen.
Der Laptop-Deckel 22 ist mit einem umgebenden Umfangsrand 29 ausgebildet, um einen flachen Behälter oder ein flaches Gehäuse 30 festzulegen, in dem ein Flüssigkristallanzeige (liquid crystal display, LCD)-Bildschirm 23 befestigt ist, der durch eine rechteckige transparente schützende Abdeckung 24 in Form eines resonanzpaneelförmigen Elements beispielsweise von der in der WO97/09842 beschriebenen allgemeinen Art sichtbar ist, das in dem Deckel entlang aller vier Kanten, d. h. der zwei Seitenkanten 31, der oberen Kante 33 und der unteren Kante 32 mittels einer dazwischen angeordneten federnden Aufhängung 25, beispielsweise aus einem Schaumgummistreifen in dem Deckel aufgehängt ist. Zwei Paare von Inertialschwingungserregern in Form von sich bewegenden Spulen 26 sind an der oberen Kante 33 der paneelförmigen Abdeckung 24 in der Nähe der Seiten 31 angebracht, um das Paneel zum Mitschwingen anzutreiben, um als Lautsprecher zu wirken, und die Erreger sind an an dem Deckel befestigten federnden Aufhängungen 34, beispielsweise aus Schaumgummi, abgestützt. Die Erreger sind hinter einem rückwärtigen Flansch 35 des Umfangsrands 29 verborgen und somit im Gebrauch unsichtbar.
Obwohl die Paare von Erregern als an der oberen Kante des Paneels befestigt dargestellt sind, kann es dann, wenn ein Mehrkanal-, wie z. B. ein Stereobetrieb oder ein Audiobetrieb erforderlich ist, vorteilhaft sein, die Paare von Erregern noch weiter zu trennen, indem sie zur Erbringung einer besseren Stereotrennung an entgegengesetzten Seiten des Paneels angebracht werden.
Das transparente paneelförmige Element 24 kann aus Polystyrol, Polycarbonat oder einem ähnlichen Material oder einem Verbundmaterial aus Glas und Kunststoff, z. B. einem Kunststoff- oder Aerogelkern mit Glasschichten bestehen. Wenn das paneelförmige Element eine Kunststofffläche aufweist, kann es mit einer kratzbeständigen Beschichtung versehen sein.
In den 3 und 4 der Zeichnungen umfasst ein Mobilfunktelefon oder Handy 40 ein Gehäuse 41, in konventioneller Weise einen Funksender und -empfänger (nicht gezeigt), eine aus dem Gehäuse ragende Antenne 42 zum Senden und Empfangen von Funksignalen, einen in dem Gehäuse angebrachten Anzeigebildschirm 43, eine in dem Gehäuse benachbart zu dem Anzeigebildschirm angeordnete Tastatur 44, durch die das Gerät bedient wird, und ein Mikrofon 49.
Wie in 4 gezeigt ist, ist das Gehäuse 41 mit einer Öffnung ausgebildet, die durch einen umgebenden Umfangsrand 45 festgelegt wird, unter dem der allgemein mit der Bezugsziffer 43 bezeichnete Anzeigebildschirm angebracht ist, der eine Flüssigkristallanzeige (liquid crystal display, LCD) 51 umfasst, die durch eine rechteckige transparente schützende Abdeckung 46 in Form eines resonanzpaneelförmigen Elements sichtbar ist, das die Öffnung abdeckt und das entlang seines Umfangs mittels einer federnden Aufhängung, z. B. einem zwischen der Innenfläche des Rands 45 und dem Umfangsrand des paneelförmigen Elements 46 angeordneten Schaumgummistreifen 47 in dem Gehäuse aufgehängt und darin abgedichtet ist. Ein Inertialschwingungserreger in Form einer sich bewegenden Spule 48 ist an der oberen Kante des transparenten paneelförmigen Abdeckungselements angebracht, um das Paneel zum Mitschwingen anzutreiben, um in der in der WO97/09842 allgemein beschriebenen Art und Weise als Lautsprecher zu wirken. Der Erreger 48 ist an einer an dem Gehäuse befestigten federnden Aufhängung 50, z. B. aus Schaumgummi, abgestützt.
Der Erreger ist hinter dem Umfangsrand 45 der Öffnung in dem Gehäuse verborgen und somit im Gebrauch unsichtbar. Das transparente paneelförmige Element kann aus Polystyrol, Polycarbonat oder einem ähnlichen Material oder einem Verbundmaterial aus Glas und Kunststoff, z. B. einem Kunststoff- oder Aerogelkern mit Glasschichten bestehen. Wenn das paneelförmige Element 46 eine Kunststofffläche aufweist, kann es mit einer kratzbeständigen Beschichtung versehen sein.
Es ist vorgesehen, dass der Lautsprecher normal verwendet wird, d. h. dass der Lautsprecher zum Schutz der Privatsphäre nahe am Ohr des Anwenders positioniert ist, oder dass er mit erhöhter Lautstärke als "Freisprech"-Telefon verwendet wird. Ein mechanischer Summen, d. h. ein Nichtschall-Alarm kann in den Lautsprecher integriert sein. Ein derartiger Summen kann den Schwingungserreger 48 nutzen oder kann eine separate Einrichtung sein.
5 zeigt eine an einer Wand hängende Bilder- oder Fotorahmenanordnung 60 mit einem rechteckigen vorderen Rahmen 61, der einen Aufhängedraht 68 aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, mit einem Wandhaken zusammenzuwirken, um das Bild in seiner Position zu halten, und einem rechteckigen transparenten paneelförmigen Element 62, das eine schützende Abdeckung über einem Bild 63 bildet. Wie aus der 7a ersichtlich ist, ist der vordere Rahmen 61 mit einem umgebenden Umfangsrand 64 ausgebildet, der eine Öffnung festlegt, durch die das Bild/Foto 63 oder dergleichen durch die transparente schützende Abdeckung 62 sichtbar ist, die in Form eines paneelförmigen Resonanzelements ausgebildet ist, das entlang seines Umfangs mittels einer dazwischen angeordneten federnden Aufhängung 65, z. B. aus einem Schaumgummistreifen, federnd in dem Rahmen 61 aufgehängt ist. Ein hinterer Rahmen 67 wirkt mit dem vorderen Rahmen 61 zusammen und trägt eine zweite federnde Aufhängung 65, wodurch der Umfang des Paneels 62 von beiden Seiten abgestützt ist. Der hintere Rahmen 67 trägt einen Bilderrücken 69, auf dem das Bild 63 in der gewünschten Art und Weise aufgebracht ist.
Zwei Inertialschwingungserreger in Form einer sich bewegenden Spule 66 sind an der oberen Kante des paneelförmigen Abdeckungselements angebracht, um das Paneel zum Mitschwingen anzutreiben, um als Lautsprecher zu wirken. Die Erreger sind hinter dem Umfangsrand 64 verborgen und somit im Gebrauch unsichtbar. Das paneelförmige Element kann aus transparentem Polystyrol, Polycarbonat oder einem ähnlichen Material oder einem Verbundmaterial aus Glas und Kunststoff, z. B. einem Kunststoff- oder Aerogelkern mit Glasschichten bestehen. Wenn das paneelförmige Element eine Kunststofffläche aufweist, kann es mit einer kratzbeständigen Beschich tung versehen sein. Mit dieser Anordnung kann das Bild, falls gewünscht, auf einfache Art und Weise ausgetauscht werden.
Obwohl die in 5 gezeigte Anordnung zur Befestigung an einer Wand vorgesehen ist, verstecht es sich, dass die Bilder/Fotorahmenanordnung 60, falls gewünscht, durch die Hinzufügung eines allgemeinen konventionellen Rückenständers freistehend ausgebildet sein kann.
6 zeigt eine freistehende Vitrine 70, die allgemein kubisch ist und einen Sockel 71, eine Oberseite 72 und vier transparente Schaufenster 73, eines auf jeder Seite der Vitrine, umfasst, die sich zwischen dem Sockel und der Oberseite erstrecken. Bei dieser Vitrine kann/können eines oder mehrere, beispielsweise alle vier Fenster 73 dazu eingerichtet sein, mit Hilfe von Schwingungserregern 74 im Wesentlichen in der in der WO97/09842 beschriebenen Art und Weise als resonanzpaneelförmige Lautsprecher zu wirken.
Die in den 6 und 7b dargestellte Vitrine 70 ist genauso aufgebaut und funktioniert im Wesentlichen genauso, wie es in den 5 und 7a im Zusammenhang mit der Bilderrahmenanordnung 60 dargestellt ist. Somit ist das rechteckige transparente resonanzpaneelförmige Element 73 federnd zwischen Schaumgummi oder ähnlichen Streifen 75 in der Oberseite 72 und dem Sockel 71 der Vitrine aufgehängt und Inertialschwingungserreger 74 sind hinter einem Flansch 79 an der Oberseite 72 an dem Paneel 73 angebracht, so dass sie durch diesen verborgen werden. Die transparenten Paneele können somit angetrieben werden, um mitzuschwingen und um als Lautsprecher zu wirken, beispielsweise um ein Audioelement zu der Darstellung von Produkten oder eines Kunstwerks in der Vitrine hinzuzufügen.
Das transparente Paneel 73 kann wie oben beschrieben, aufgebaut sein.
Die 8 und 9 der Zeichnungen zeigen ein Modul 80 mit einem Anzeigebildschirm und einem resonanzpaneelförmigen Lautsprecher der im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach den 1 und 2 beschriebenen allgemeinen Art. In diesem Fall ist das Modul 80 dazu vorgesehen, eine selbsttragende Einheit zu bilden, die zur späteren Montage zur Bildung eines fertigen Produkts, z. B. eines Fernsehers, einer VDU oder dergleichen hergestellt werden kann. Das Modul umfasst einen im Wesentlichen rechteckigen Rahmen 82, der aus einem leichtgewichtigen gepressten Metall bestehen kann, in oder an dem ein Anzeigebildschirm 81, z. B. eine Flüssigkristallanzeige, starr befestigt ist, wobei über diesem Bildschirm 81 ein rechteckiges transparentes resonanzpaneelförmiges Element 83 federnd aufgehängt ist. Das paneelförmige Element 83 ist auf einem federnden Umfangsstreifen 84 aus Schaumgummi oder dergleichen an dem Rahmen 82 abgestützt. Eine federnde Dichtung/Aufhängung 85, z. B. aus einem Schaumgummistreifen, ist zwischen der Kante des Bildschirms 81 und dem Paneel 83 angeordnet, um einen Hohlraum 86 zwischen diesen zu bilden. Schwingungserreger 87 sind am Umfangsrand des Paneels 83 an Positionen außerhalb des Bereichs des Bildschirms 81 angebracht, um das Paneel zum Mitschwingen anzuregen, um als Lautsprecher zu wirken.
10 zeigt einen Verkaufsautomaten 90 mit einer Vitrine 91, die ein Bedienfeld 92 und einen Liefer- oder Ausgabeschacht 93 umfasst. Das Bedienfeld 92 umfasst ein kombiniertes Anzeige- und Audiomodul 80, wie es im Zusammenhang mit den 8 und 9 beschrieben wurde, um die Bedienung des Verkaufsautomaten zu vereinfachen, und kann ebenso die unten beschriebenen zusätzlichen Funktionen aufweisen.
11 zeigt eine Anzeigeeinrichtung 100 mit einem Gehäuse 101, das ein oben im Zusammenhang mit den 8 und 9 beschriebenes kombiniertes Anzeige/Lautsprechermodul 80 aufnimmt, wobei das Gehäuse 101 allgemein konventionelle Steuerknöpfe oder Regler 102 umfasst. Die entgegengesetzten Seiten des transparenten Paneels 83, das die vordere Abdeckung über dem Anzeigebildschirm bildet, sind mit Bereichen a bis f ausgebildet, die Touchpads bilden, durch die der Anwender die Funktion der Einrichtung 100 durch einfaches Berühren des geeigneten Pads steuern kann.
Die 12 bis 16 zeigen, wie Touchpads bei den oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung eingesetzt werden können. Somit zeigt 12 Touchpads o, p, die auf den Bildschirm eines Laptop-Computers 20 aufgebracht sind, während 13 Touchpads h bis m zeigt, die auf den Bildschirm eines Mobiltelefons 40 aufgebracht sind.
14 zeigt eine Querschnittsansicht, in der die Touchpads an einem Resonanzpaneel dargestellt sind.
Die 15 und 16 zeigen auf das Resonanzpaneel eines Moduls 80 der in den 8 und 9 gezeigten Art aufgebrachte Touchpads 88.
17 zeigt, wie die vorliegende Erfindung bei einem Kathodenstrahlröhren- oder Plasmabildschirm-Fernseher 110 eingesetzt werden kann. Es ist zu berücksichtigen, dass nur die wesentlichen Merkmale der Erfindung in den Zeichnungen dargestellt sind. Auf das Gehäuse oder die Ummantelung des Fernsehers wurde aus Klarheitsgründen verzichtet, obwohl das Gehäuse oder die Ummantelung dazu dient, die mit dem Lautsprecher kombinierte optische Anzeige 111 abzustützen, ähnlich wie der Deckel des in den 1 und 2 gezeigten Laptop-Computers dazu dient, die Anzeige/den Lautsprecher abzustützen.
Wie in der Zeichnung gezeigt ist, ist ein rechteckiges Resonanzpaneel 112 vor der optischen Anzeige 111 angeordnet und das Paneel 112 ist mit einem transparenten Fenster 113 ausgebildet, das abgerundete Ecken 114 aufweist. Schwingungserreger 115 sind am Randabschnitt des Paneels 112 außerhalb des Fensters 113 an dessen gegenüberliegenden Seiten angeordnet. Touchpads 116 sind entlang der unteren Kante des Fensters angeordnet. Falls gewünscht, kann der Abschnitt des paneelförmigen Elements außerhalb des Fensters als Abdeckung dienen, um zugehörige Komponenten zu verbergen, oder eine separate Abdeckung kann über dem paneelförmigen Element positioniert werden.
Die Erfindung stellt somit eine Anordnung bereit, die die Funktionen einer optischen Anzeige und eines Lautsprechers oder mehrerer Lautsprecher verbindet und die die Herstellung einer/eines dünnen platzsparenden VDU oder Fernsehers oder dergleichen ermöglicht.

Claims

Lautsprecher mit einem Anzeigebildschirm (23, 51, 63, 81, 111), einem paneelförmigen Element (24, 46, 62, 73, 83, 112), das benachbart zum Anzeigebildschirm angeordnet ist und von dem zumindest ein Abschnitt transparent ist, durch den der Anzeigebildschirm sichtbar ist, und einem Schwingungserregungswandler (26, 48, 66, 74, 87, 115), der zum Aufbringen von Energie auf das paneelförmige Element an einem Kanten- oder Randabschnitt des paneelförmigen Elements (24, 46, 62, 73, 83, 112) angebracht ist, um das paneelförmige Element als akustischer Abstrahlen wirken zu lassen, dadurch gekennzeichnet, dass das paneelförmige Element dazu eingerichtet ist, sich bei Audiofrequenzen resonant zu verhalten, dass der Schwingungswandler (26, 48, 66, 74, 87, 115) dazu eingerichtet ist, Biegewellenenergie auf das paneelförmige Element aufzubringen, um es mitschwingen und beim Mitschwingen als akustischer Abstrahlen wirken zu lassen, und dass ein Randabschnitt oder mehrere Randabschnitte des paneelförmigen Elements festgeklemmt oder eingespannt sind.
Lautsprecher nach Anspruch 1, bei dem das gesamte paneelförmige Resonanzelement (24, 46, 62, 73, 83) transparent ist.
Lautsprecher nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem das paneelförmige Resonanzelement aus Kunststoff besteht.
Lautsprecher nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem das paneelförmige Resonanzelement aus Polystyrol, Polycarbonat oder Glas oder einem Laminat aus Kunststoff und Glas besteht.
Lautsprecher nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem das paneelförmige Element ein Laminat ist, das einen Kern aus Kunststoff oder einem Aerogel mit Häuten aus Glas umfasst.
Lautsprecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der mehr als einen Schwingungserregungswandler (26, 48, 66, 74, 87, 115) umfasst.
Lautsprecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der Schwingungserregungswandler umfasst, die in Paaren an einer Kante oder an Kanten oder an Randabschnitten des paneelförmigen Elements angebracht sind.
Lautsprecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der oder jeder Schwingungserregungswandler unmittelbar mit dem paneelförmigen Element gekoppelt ist.
Lautsprecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schwingungserregungswandler ein elektrodynamischer Wandler ist.
Lautsprecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schwingungserregungswandler ein Inertialwandler ist.
Lautsprecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der eine zugehörige Halteeinrichtung (29, 41, 61, 67, 72, 79, 82) umfasst, in der der Lautsprecher angebracht ist.
Lautsprecher nach Anspruch 11, bei dem die zugehörige Halteeinrichtung ein Rahmen (61, 67, 82) oder ein Chassis ist.
Lautsprecher nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, bei dem das paneelförmige Resonanzelement federnd an der zugehörigen Halteeinrichtung (29, 41, 61, 67, 72, 79, 82) abgestützt ist.
Lautsprecher nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem das paneelförmige Element rechteckig ist, und bei dem sich die federnde Paneelhalterung (5, 47, 65, 75, 84) entlang zumindest dreier benachbarter Kanten des paneelförmigen Elements erstreckt.
Lautsprecher nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem jeder Schwingungserregungswandler federnd in der zugehörigen Halteeinrichtung angebracht ist.
Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder 11 bis 14, bei dem der Schwingungserregungswandler eine transparente piezoelektrische Einrichtung oder Elektreteinrichtung auf oder in zumindest einem Teil des paneelförmigen Elements umfasst.
Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder 16, bei dem der gesamte Umfang des paneelförmigen Elements mechanisch eingespannt ist.
Lautsprecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das paneelförmige Element in einem zugehörigen Hohlraum angebracht ist, der eine Einrichtung oder ein Gehäuse festlegt, die/das eine Seite des paneelförmigen Elements umschließt, wodurch die akustische Abstrahlung von dieser Seite zumindest teilweise in dem Gehäue oder Hohlraum (30, 86) gehalten wird.
Lautsprecher nach Anspruch 18, bei dem das Gehäuse oder der Hohlraum (30, 86) eine geringe Tiefe aufweist, um das modale Verhalten des paneelförmigen Elements zu verändern.
Lautsprecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Anzeigebildschirm integriert mit dem paneelförmigen Element ausgebildet ist.
Lautsprecher nach Anspruch 20, bei dem der integrierte Anzeigebildschirm eine Licht abstrahlende oder übertragende oder reflektierende Einrichtung umfasst.
Lautsprecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das paneelförmige Element (24, 46, 62, 73, 83, 112) die Außenfläche einer optischen Anzeigeeinheit bildet.
Lautsprecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der eine Polymerfilm-Flüssigkristallanzeige umfasst, die mit dem paneelförmigen Element verbunden oder anderweitig daran angebracht ist.
Lautsprecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das paneelförmige Resonanzelement eine anwenderzugängliche Oberfläche (92) und eine Einrichtung (88, 116, 102) umfasst, die auf der Oberfläche angeordnet oder mit ihr verbunden ist und auf eine Anwenderberührung reagiert.
Lautsprecher nach Anspruch 24, bei dem die auf den Anwender reagierende Einrichtung Kontaktflächen (88, 116), Bereiche, Schalter oder Knöpfe (102) auf dem paneelförmigen Element umfasst, die ein Mittel für einzugebende Anweisungen oder Informationen bilden.
Lautsprecher nach Anspruch 24 oder 25, bei dem die auf den Anwender reagierende Einrichtung sichtbare Bereiche auf dem paneelförmigen Element umfasst, die durch einen Aufdruck oder eine Beschriftung gekennzeichnet sind, um die Anwesenheit eines Anwenders oder die Berührung durch einen Anwender zu erfassen.
Lautsprecher nach einem der Ansprüche 24 bis 26, bei dem die auf den Anwender reagierende Einrichtung metallisierte, auf den Anwender reagierende Kontakte aus einer transparenten Metalloxidschicht oder einer dünnen Metallschicht auf dem paneelförmigen Element umfasst.
Lautsprecher nach einem der Ansprüche 24 bis 27, bei dem die auf den Anwender reagierende Einrichtung am Umfang des paneelförmigen Elements angeordnet ist.
Anzeigebildschirmmodul (80) mit einem Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 28 und einem Chassis oder einem Rahmen (82), das/der den Anzeigebildschirm hält und das transparente paneelförmige Element federnd hält.
Telefonhörer (40) mit einem Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 28.
Tragbarer Personal Computer (20) mit einem Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 28.
Tragbarer Personal Computer (20) nach Anspruch 31, der ein Gehäuse (21) mit einer Tastatur (27) und einem Deckel (22) umfasst, der dazu eingerichtet ist, die Tastatur zu umschließen und einen Anzeigebildschirm (23) trägt, wobei der Anzeigebildschirm einen Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 28 umfasst. 1784