DEP0040064DA - Lautsprecheranordnung mit Richtwirkung - Google Patents

Description

Siemens & Halske München, den 12«4»49

Aktiengesellschaft

Berlin-Siemensstadt IA 9/520/120

Brie f ans ohr i ft*
Münchenl
Dienerstr. 16

Lautsprecher anordnung mit Richtwiricung«

Die,Erfindung bezieht sioh auf LautSprecheranordnungen zur Beschallung grosser Säume oder Flächen im Freien* z«B« Kirchen? Theater, VerBammiungahallen» Sportplätze und dergl«* Bs ist bekannt, hierfür dezentralisierte XautSprecheranlagen zu verwenden, doch befriedigen diese in raumakustischer Beziehung nicht vollkommen, insbesondere wenn sich das Besjprechungsmikrophon im gleL chen Raum befindet» Sine wesentliche Verbesserung wird gemäss der Erfindung dadurch erzielt, dass mehrere Riehtgruppen, von denen jede aus einer "Vielzahl von in einer, vorzugsweise vertikalen,, Reihe liegenden gleichphasig erregten laut-' Sprechern besteht, ar. gekrümmten oder gewinkelten Ssßhallwänden nach verschiedenen Richtungen strahlend angeordnet sind«,

Jede der Richtgruppen wirkt nach Art einer sog« geraden Strahlergruppe, die bei senkrechter bzw* etwas geneigter Anordnung- eine starke Schallbündelung in der Vertikalen ergibtj die Strahlungsenergie wird dadurch in Euizrichtung vergrössert, Reflexionen an Decken und Flächen sind dagegen wsitgehendst vermiedene In der Horizontalen ist die Bündelung geringer, sodass der Schall sich in einer bestimmten Breite gleichmässig verteilt« Bei gewissen raumakustischen Aufgaben, z*3» bei sehr breiten Räumen bzw» grossen freien

Plätzen, genügt die Strahl br ei te einer solchen G-ruppe aber nicht zur völligen Erfassung aller Zuhörer. Insbesondere trifft dies zu auf die für die Sprachverständlichkeit wichtigen hohen Frequenzen, die sich nur in einem schmalen Bereich senkrecht vor der lautsprecherebene ausbreiten und an den Seiten nicht hörbar sind» Durch mehrere nach verschiedenen Richtungen strahlende Richtgruppen gemäss der Erfindung gelingt es, solche breit ausgedehnte Räume und Flächen gleichmässig mit Schall zu versorgen,. Dabei ist gegenüber der dezentralisierten Anlage der weitere YcrteiÜ. vorhanden? dass Ton und Bild wie bei der natürlichen Schallübertragung eine Einheit bilden,

Die gekrümmten oder gewinkelten Schallwände sind vorzugsweise so ausgebildet ur.d angeordnet? dass sich die Strahlungsbereiche der G-ruppen allseitig ergänzen, sich aber möglichst wehig überschneiden« Hacn der weiteren Erfindung "wird vorgeschlagen, lautsprecher bzw. Richtgruppen zu verwenden, die eine einseitige Richtwirkung besitzen^ hierdurch wird der nach rückwärts gehende Schall* der zu störenden Reflexionen an Flächen und Wänden führen kann, unterdrückt, Die einseitige Richtwirkung erzielt man zweckmässig mit Hilfe von auf den Schall von der einen Membranseite wirkenden akustischen laufzeitgliedern_N aae-h -^yfc—„—»-—,r--^5&4«*&aöB«44«iB^^ Bei einer besonders zweckmässigen Ausführungsform bestehen die akustischen laufzeitglieder aus entsprechend definierten lufträumen auf der einen Seite, fc_eB* der Rückseite der lautSprechermembranen, in deren Begrenzung eine oder mehrere, s*B. durch 2¹IIz, Watte oder ähnlichem DämpiungSEiaterialy reibungsgedämpfte Öffnungen vorgesehen sind*

Bei einer A.usfü.hrumgsform der Erfindung sind die Richtgruppen an einer Schallwand in Form einer Zylindermantelfläche oder eines Teiles einer solchen angeordnet. Bei einer weiteren iusführungsform sind die Schallwände mit den Richtgruppen zu einem mehrseitigen Prisma oder einem

Teil eines solchen zusammengefügt» Die S-challwände sind gegebenenfalls gegenüber der Vertikalen geneigt* vorzugsweise asymmetrisch geneigt, angeordnete Uach der weiteren 'Er-findung bilden sie zweckmässig eine säulenartige Einheit _r 3,B. mit allseitiger Abstrahlung, die an zentraler Stelle im Raum bzw. Zuhörerfeld aufgestellt wird» Es kommt auch der Zusammenbau in Form einer ampelartigen Einheit in Betracht, die aufgehängt oder auf einem Mast befestigt wird« Die Phasenlage der einzelnen Richtgruppen untereinander ist nach der weiteren Erfindung veränderbar ι z.B. durch Umpoleni man kann hierdurch z.B. mit Hilfe eines Umschalters wahlweise verschiedene Richtcharakteristiken erzielen, z.B. kreisförmige, nierenförmige oder achtförmige*

Die Srfindung und weitere Einzelheiten sind anhand der Abb. 1-20 beispielsweise erläuterte

In .a/bb« 1 ist eine laut Sprecheranordnung der Erfindung in ihrer einfachsten Aufbauweise perspektivisch und im Grundriss dargestellte An einer Raumwand 1 sind zwei gegeneinander gewinkelte Schallwände 2 in vertikaler X»age befestigt« Auf jeder von diesen ist eine aus z.B. je sechs Sinzell^utSprechern 3 in einer Reihe bestehende Richtgruppe angeordnet» Die Schallwände 2 bilden einen solchen Winkel miteinander, dass sich die horizontalen Strahlungsbereiche der Richtgruppen gegenseitig ergänzen, sich an den Rändern aber möglichst nur wenig überschneiden« Bei der lautSprecheranordnung nach Abb· 2 sind drei Schallwände mit vertikalen Richtgruppen vorgesehen. Sie bilden zweckmässig einen Winkel von 120° miteinander* Bei der Ausführungsform nach Abb» 3 ist eine ähnliche Wirkung mit Hilfe einer gekrümmten Schallwand in Form einer leilfläche eines Zylindermantels erzielt» In Abb· 4 ist eine weitere Ausführungsform dieser Art dargestellt_y bei der die lautsprecher 3 der einzelnen Richtgruppen gegeneinander versetzt angeordnet sind. Man erzielt hierdurch kleinere Abstände zwischen den einzelnen Richtgruppen*£-;>£/, k$k-\ ^ Erfindungt^emäss^werden diese Abstände der Richtgruppen

■untereinander klein zur Schallwellenlänge im mittleren und unteren tjbertragungsbereich gemacht« Sofern diese Bedingung eingehalten ist_? wird eine "besonders "breite Abstrahlung in der Horizontalen erreicht*

Anhand von Abb, 5 ist im Grundriss die Schallyissiieilung in einem verhältnismässig breiten Raum erläutf2"^_? wie sie ζ,3. mit Hilfe einer Anordnung gemäss Abb» E erzielt wirdβ Die horizontalen Strahlungskegel 5 der einzelnen an den gewinkelten Schallwänden 2 befindlichen Richtgruppen ergänzen sich dabei gegenseitig und erfüllen den gesamten Raum«

In Abb. 6 ist eine eaulenartige Anordnung dargestellt? bei der ζ·Β. sechs Richtgruppen an einer Schallwand 2 in Porm öiner Zylindermantelfläche angeordnet sind» Bei gleichphasiger Erregung aller Sichtgruppen wird eine &leichmässige Abstrahlung nach allen Seiten erzielt» Diese Säule wird vorzugsweise an zentraler Stelle im Raum bzw_e Zuhörerfelcl aufgestellt« Sine weitere für einen ähnlichen Zweck bestimmte Säule ist in Airtu 7 dargestellt. Bei dieser sind vier Schallwände Z nach Art eines vierseitigen Prisma zusammengebaut» In Abwandlung dieser Anordnung kann min eine andere Anzahl von Schallwänden zu einem Prisma mit entsprechend vielen Seiten zusammen» fügen, z«B_e drei Schallwände zu einem dreiseitigen Prisma ₉ fünf Schallwände zu einem fünfseitigen Prisma? sechs Schallwände zu einem sechsseitigen Prisma usw«

Bei der Ausführungsform nach Abb» 8 sind die S-challwände zu einer ampelartigen Einheit zusammengebaut, die an zentraler Stelle im Raum aufgehängx werden kann» Man kann ebenfalls eine beliebig andere Anzahl von Schallwänden — analog zur Säule nach Abb. 7 - bei der Ampel benutzen« In Abb« 9 ist die Ampel auf einem Mast befestigte Pie Schallwände der Ampel sind zweckmässig nach unten geneigt zusammengefügt, um die Hauptstrahlung etwas nach unten auf die Zuhörer zu richten· Die Neigung der einzelnen Schallwände kann dabei verschieden sein, im einfachsten

sind sie alle symmetrisch geneigt« Man kann im übrigen auch eine Ampel benutzen, "bei der eine Schall wand in Form eines Kegelstumpf es vorgesehen ist, -lessen kleinere Schnittflache unten liegt« In diesen Kegelstumpf kann eine beliebige Anzahl von Richtgruppen vertikaler Lautsprecherrei« hen eingebaut sein, zweckmässig vier unter 90° stehende,®

ist vorteilhafx die Anordnung so zu treffen» dass die gewinkelten Schallwände sowohl in der Horizontalen als auch in der Vertikalen verstellt werden kännen* Zur Yer-» stellung des Winkels sind die Schallwände nach Abb_e 10 durch senkrechte Scharniere 6 oder dergl« miteinander verbunden« Zur Verstellung der Neigung nach Abb« Il werden vorzugsweise waagerechte Scharniere δ an einem Rahmen 7 benutztj. der Neigungswinkel jeder Schallwand 2 kann dabei unabhängig von denen der anderen eingestellt werden»

In Abb, 12 ist Cer Grundriss einer aus vier Richtgruppen bestehenden Säule dargestellt, bei der einseitig gerichtete Xautsprechergruppenr-*«*ffttgswe4-B«--a^

verwendet sind. Hierbei ergibt sich

eine raumakustisch besonders günstige Schallverteilung« Die Inordnung besteht aus z.B» vier vertikales «Schallwänden 2 mit je einer vertikalen Seihe von Lautsprechern 3* Auf der Rückseite derselben sind die packungen 9 aus Filz* Watte oder ähnlichem Dämpfungsmaterial angebracht! die zusammen mit den zwischen lautsprechermembran und durchbrochenem J&embrankorb liegenden Lufträumen ein akustisches Xaufzeitglied mit Reibungsdämpfung bilden® Hierdurch wird der Schall von der Rückseite der Membranen in der phase gegenüber dem von der Membranvorderseite ausge** henden Schall soweit geändert» dass nach vom Verstärkt&i'g und nach hinten Auslöschung eintritt« Zwischen oder In d&ti Schallwänden 2 sind Öffnungen in Jorm von Schlitzen uäd dergl» vorgesehen* um den von den Meinbranrückseitsn keinjitte;p* den Schall, der die einseitige. Sicht Charakteristik naeh vorn hindurch zu lassen* Die Öffnungen sind falls durch schalldurchlässigen Stoff IO verkleidet« Xus«*- serlich sieht die Anordnung ähnlich wie die Säule der &bb*7 aus,*

der Abb. 13 - 18 ist die Bildung von "unterschiedlichen horizontalen Sichtcharakteristiken durch ver-Bchiedenphasige Erregung der einzelnen Richtgruppen erläutert* angewendet bei einer Säule bzw. Ampel mi"fr z.B» vier unter 90° stehenden Schallwänden 2 mit Hichtgruppen* die vorzugsweise eine einseitige Hichtwirkung wie bei Abb« 12 besitzen* In Abb» 15 sind die -Lautsprecher äuLler vier Richtgr.uppen gleichphasig erregtf die Phase der Erregerspannung ,jeder Richtgruppe ist durch die daneben eingezeichneten Pfeile 11 gekennzeichnete Bs entsteht dabei die kreisförmige horizontale Richtcharakteristik 12» In Abb, 1$ sind die diagonal gegenüberliegenden Riclpfruppenpaare 15, 14 und 15? 16 mit entgegengesetzter Phase gespeist»- Bs ergibt sich dabei die achtförmige Horizontalcharakteristik 17» In Abb« 15 sind die drei Riehtgruppen 13» 14> und 16 gleichphasig und die vierte Eichtgruppe 15 gegenphasig erregte Es entsteht dabei die nierenförmige Sicht charakteristik 18« Bei Abb» 16 sind die Gruppen 13» 14 und 15 gleichphasig, die Gruppe 16 'gegenphasig erregte Die Mere 18 liegt dann um 90° verdreht« Bei Abb. 17 sind die Gruppen 14* 15 t 16 gleichphasig und 13 gegenphasig erregt· Die Eiere 18 ist um weitere 90° gedreht» Bei Abb. 18 Bind die Gruppen 13? 15

<j|emäss>wird zweckmässig ein Umschalter vorgesehen, mit Hilf© dessen man wahlweise die Erregerzustände der *i.bb· 13 - 18 einstellen kann« Man kann hiermit wahlweise bestimmte Teilgebiete eines Raumes oder eines freien Platzes bevorzugt mit 'Schall versorgen, z*B» auf Sportplätzen entweder das Publikum auf den Tribünen oder die Spieler auf dem Spielfeld» Der Umschalter wird gegebenenfalls ferngesteuert, z_eB, vom Sprecher am Mikrophon aus« Dieser kann dann beliebig die Sichtwirkung der lautSprecheranordnung verändern* Sofern eine ύοά den vier Richtgruppen abgeschaltet wird, bei gleichphasiger Erregung der anderen drei* ergibt sich eine Hiere mit unscharfem Minimum»

Jn Abbe 19 ist eine weitere Avsführungsform der Erfindung dargestellt^ bei eier die Schallwände 2 mit dea.üicht gruppen so ausgebildet und angeordnet sind, dass das Gr_ebilde wahlweise als Ampel aufgehängt oder als Säule aufgestellt werden kann* Die Schallwände sind zweckmässig mit Hilfe von Scharnieren- ähnlich wie bei Abb« 11 - an einem Gestell 19 befestigt und können in ihrer Neigung verstellt werden« Vorteilhaft ist am Gestell 19 ausserdem eine Torrichtung angebracht _s mit Hilfe deren die Befestigung auf einem Mast möglich ist» 5s ist ferner nach Abc, 20 die Möglichkeit vorgesehen* die Schallwände 2 vom Gestell 19 abzuklappen und ganz oder nahezu in eine Ebene umzuklappen* Es ergibt sich dann ein Gebilde ähnlich wie bei Abb« Z₉

Die Lautsprecheranor'lnungen der Erfindung werden zweekmässig in Verbindung mit einer Verstärkeranordnüng verwendet, bei der die hohen Frequenzen gegenüber den tiefen und mittleren Frequenzen des Übertragungsbereiches bevorzugt sind. Hierdurch wird eine annähernd gleichmassige Verteilung aller Frequenzen in der Breite des Wiedergaberaumes erzielt« Die hohen Frequenzen werden nämlich durch die Schallwände etwas stärker gerichtet als die mittleren und tiefen Frequenzen, die in der breite annähernd gleichmässig abgestrahlt werden» Es kann somit vorkommen, dass die für die Sprachverständigung wichtigen hohen Frequenzen in bestimmten Teilen des Eautaes schwächer gehört werden_e Durch die Höhenan-^ gebung in der Verstärkerapparatur wird äies

fj^fl4h I

ausgeglichen.

5 Blatt Zeichnungen
22 Patentansprüche

Claims (1)

1. Pat ent ansprüche

   1* lautsprecheranordnung mit Richtwirkung, dadurch gekennzeichnet? daas mehrere Rieht gruppen, von denen jede aus einer Vielzahl von in einer ₉ vorzugsweise vertikalen? Reihe liegenden gleichphasig erregten lautSprechern (3) besteht, an gekrümmten oder gewinkelten Schallwänden (2) nach verschiedenen Eichtungen strahlend angeordnet sind».

   2* Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lautsprecher (3) bzw, Richtgruppen eine einseitige Richtwirkung besitzen, vorzugsweise durch auf den Schall von der einen Membranseite wirkende akustische Xautfzeitglieder*·

   5β Anordnung nach Anspruch ?, dadurch gekennzeichnet _y <3.aß iie akustischen laufzeitglieder aus entsprechend definierten Xufträxtmen auf der einen Seite der Lautsprechermembranen bestehen* in deren Begrenzung eine oder mehrere _? z.B. durch Pilz, Watte oder ähnliches Dämpfungsmäterial (9) reibungsgedämpfte öffnungen vorgesehen Bind«

   4* Anordnung nach einem der Ansprüche 1—3» dadurch gekennzeichnet, dass die Richtgruppen an einer Schallwand (2) in Form einer Sflinderman-telfläche oder eines leiles einer solchen angeordnet sind«

   5# ,anordnung nach einem der Ansprüche 1-3* dadurch g ekenn— zeichnet, dass die Richtgruppen an, zu eönem mehrseitigen Prisma oder einem !Peil eines solchen zuö.ammengefügten S>challw.änJen (2) angeordnet sind*

   ο® Anordnung nach einem der Ansprüche 1 — 5* dadurch gekennzeichnet» dass die Schallwände (2) mit den, Rlchtgrutppen gegenüber der Vertikalen geneigt, vorzugsweise symmetrisch geneigt, angeordnet sind*

   7* Anor-dnung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichne t-y dass der Abstand der Richtgruppen untereinander klein zur Schal !wellenlänge im mittl.ereit jmd unteren Übertragungsbereich ist«

   8* Anordnung nich einem der Ansprüche 1-7* dadurch gekennzeichnet, dass die lautsprecher (3) der einzelnen Richtgruppen gegeneinander versetzt angeordnet sind«

   , ljiö.rdnung'^:nach: einem der Ansprüche; 1' — B, ■ daüurÖii_rgekennzeichnet^ ,d^ss die. Schällwände (2) mit. den- Richtgruppen; als /aä^iler!ia.r:tige Einheit.^ 2U33«; mit';allseiti-ger ^Dstrahlungj an zentraler S-tel.le· ■ im .Raum b.zwv

   :10# ' Anordnung: nach ^:einem -der'·. sänsprüclie-'. !■" ·-,' ,8-,·..' dadurch,-'-ger';. kennzeichnet-i; -^aSS_{1 :}di_;e;_:Schallwände (2):,:mii;:;; den· Ea:cht^:-' ■gxupp^en_f ;voraugsv?eIs^:e:' geneigt_:? ; alB ampe lar'tige, Einfe.ei ζϊΉ* mitfäl.!seitiger,.i.Dstrahlung^v-an ;Äentralex:₍Beeile; im; Eaum tzw·»;: Suhö:re^;r#eld^;;'auf gehängt.'. Qde;r}äuf ;einem', Mast, befestigt sindo^:

   H, :Än.b^:ranung^; .nach ei ä:sai 'de;r^ An'sprücheV ΐ ;>ί S-_f' da durch [ ge~ ke nn ζ <~;i ohne t _?/ dass; die Schal !wände i :(2) mit! äert' ,Richtr., ■.; grup pe η .„;^s' ^;g egslD e neiif öl' I's; :' gene igt <r .■ an. einer"'Raumwand'

   "i2*^: iinor..cln"raig nach.- ■e.-in.€:m'^;4e:2':;-lnspTüche;;l: ■■—;■ .JLDC^■' ;άa.äuräiiι■^g_;.e^;^■ ':fce;nn3eictoe:t^:V;.;daBS-;die:^^;^

   ■gruppen' :durch:^: seiher echte! Scharniere (6)·. pdeT:' dergl* ■■■■gegeneinander '.Tersted:i-bar'''2.it^nander'. νβχΐιύήαθη.^ϋι^* i'önTangi.nac.h-' einem Γ der ^ Ansprüche .-il{ -'■ ;12!^·' ■ dadur ch- -.ge-' ei'chne"t _?''. äaö3·■' di e', S chaXl'wände,· ^;mit ■ ^::;dgn.;.Rieih^g^appe ■ durch-.;wa'agere chi e¹'-Schsrni ere ■ -^Ef.¹)";, oder!:; dB!rgl.!;_e ^:>:;■ 'dn;. ilirer -

   •14V':^:&&qxdnung--nach.-■■■·'©Ijgem'·:·deiP-r^nsprfache- 1-- Ί^«! ■kfnnsjichnet_#jvdas%:_:in!; pde^-^^
   '^S^^mi^^den-IiicM^rupp^n^
   ^!eh3ri t;ze|l· j y^c-rg- e s .eii'.en¹;- siiad.»:

   der '.^nBp^che- 1:,,.·4ν:; 14 ddh v·^

   .Ϊ 6 i, :^|n;G r dnung Vnaeh

   •"'die .,..i^a.sen.-l.ag.e;-,.^.©^·, ^S e;h:.t.g;rup£^^

   h\,I^ Hilfe eines Umschalte rs«

   ,die.^haaenlsge ,^;eias^i Ö:aer!-^eh^ '

   ,ver.änderlDar:'..isty\:dass-^wahiwei^e; .e';ine';!kreisfp^rmigs^ -^;eine· nier^nförnige -öäsr-eine ^: ächtf örmige: _;hori z'öntaiLe· ^:'ßhsrakte.ristik' entsteht_o

   18« Anordnung nach einem der Anaprüche 15 - 17» dadurch, gekennzeichnert? dass bei vier "unter 90 stehenden Richtgruppen zur Bildung einer nierenförmigen Richtcharakteristik (13) drei Richtgruppen mit gleicher und eine mit entgegengesetzter Phase erregt sind*

   19* Anordnung nach einem der Ansprüche 15 - 17? dadurch gekennzeichnet, dass bei vier unter 90° stehenden Eichtgruppen zur Bildung einer achtförmigen Richtcharakteristik (16) die diagonal gegenüberliegenden Rieht grupp enpaar e nut entgegengesetzter !»hase ©rregt sind»

   20« Anordnung nach einem der Ansprüche 1 - 19s dadurch gekennzeichnety dass die Schallwände (2) mit den Richtgruppen so ausgebildet und angeordnet sind_s dass -wahlweise Benutzung als säulenartige oder ampelartige Einheit möglich ist«,

   21_Λ Anordnung nach Anspruch 2O₉ dadurch gekennzeichnet^ dass die Schallwände (2) ganz oder nahezu in eine Ebene umklappbar sind,

   22» Anordnung nach einem der Ansprüche 1-21, gekennzeich« net durch Terwendung in Verbindung mit einer Verstärker» anordnung? bei der die hohen Frequenzen gegenüber den tiefen und mittleren Frequenzen des Übertragungsbereiches ^:fe■evorz^^gt sind_e