EP1122974A1

EP1122974A1 - Illuminating assembly with built-in panel speaker

Info

Publication number: EP1122974A1
Application number: EP00102075A
Authority: EP
Inventors: Rudolf Boesnecker
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-02-02
Filing date: 2000-02-02
Publication date: 2001-08-08
Anticipated expiration: 2020-02-02
Also published as: DE50014004D1; EP1122974B1; ATE352968T1; PT1122974E; ES2281316T3; DK1122974T3

Abstract

The loudspeaker has a sound radiating element (4d) mounted in a holder with an associated converter (6) that converts the audio signals fed to it into mechanical vibrations to stimulate the sound radiating element to transversal flexural vibrations and hence sound radiation. The flat loudspeaker thus formed is integrated into a lighting arrangement. The converter is mounted in a light housing and forms part of the light as well as the sound radiating element.

Description

In eine Beleuchtungsanordnung integrierter FlächenlautsprecherArea loudspeakers integrated in a lighting arrangement

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flächenlautsprecher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a surface speaker according to the preamble of claim 1.

Flächenlautsprecher der genannten Art sind als solche seit langem, beispielsweise aus US-A-3 247 925 oder auch US-A-3 347 335 bekannt. Aus dem breiten bekannten Stand der Technik wurden die beiden genannten Dokumente insbesondere auch deshalb ausgewählt, weil darin die Prinzipien dieses Lautsprechertyps besonders klar dargestellt sind.Area speakers of the type mentioned are as such long, for example from US-A-3 247 925 or also US-A-3 347 335 known. From the wide known prior art the two named documents were therefore also particularly important selected because it contains the principles of this type of speaker are shown particularly clearly.

Danach wird bei einem Flächenlautsprecher eine nach dem elektrodynamischen Prinzip arbeitende Schwingspule eingesetzt, die unmittelbar an eine Fläche - an sich zunächst nicht definierter Größe und Dicke und aus einem gewählten Material bestehend - mechanisch angekoppelt wird. Wird die Schwingspule von einem Schallgeber elektrisch angeregt, so werden ihre Schwingungen auf die als Membran wirkende Fläche übertragen, womit diese selbst ein den Schall abgebendes Element bildet. Damit handelt es sich bei diesem Lautsprechertyp nicht um einen Punktstrahler, wie er konventionell häufig benutzt wird, sondern um einen großflächigen Strahler. In der Wahrnehmung eines Hörers wirkt diese großflächige Schaltquelle wesentlich natürlicher als eine punktförmig strahlende Schallquelle. Es ist daher unmittelbar einsehbar, daß sich mit einem Flächenlautsprecher ein stereophonischer Effekt wesentlich einfacher erzielen läßt als mit den konventionell gebräuchlichen mehr oder weniger punktförmig strahlenden Lautsprechertypen.After that, with a flat panel loudspeaker, the electrodynamic one Principle working voice coil used, that directly on a surface - initially not defined in itself Size and thickness and made of a chosen material - mechanically coupled. Will the voice coil electrically excited by a sound generator, so your Transfer vibrations to the surface acting as a membrane, which itself forms an element that emits sound. This means that this speaker type is not one Spotlight, as is commonly used conventionally, but a large-area spotlight. In the perception this large-area switching source has a significant effect on a listener more natural than a point source of sound. It is therefore immediately visible that with a surface speaker a stereophonic effect much easier can achieve more than with the conventionally used or less pointy loudspeaker types.

In dem genannten Dokument US-A-3 247 925 ist bereits erwähnt, daß das Schall abgebende Element des Flächenlautsprechers ein Bauteil eines Gehäuses eines Plattenspielers, Radios oder Fernsehgerätes bilden könne oder auch als Teil einer Wand bzw. Decke eines Raumes gestaltet sein könne. Weitere Anwendungsmöglichkeiten für einen Flächenlautsprecher sind in jüngerer Zeit beispielsweise aus EP-B-0 847 663 sowie EP-B-0 847 670 bekannt geworden. In ersterem Dokument ist offenbart, einen Flächenlautsprecher zur Beschallung eines Fahrgastraumes in einem Fahrzeug einzusetzen. Im zweiten Beispiel ist ein Anzeigeschirm, bestehend aus einem Paneel mit einer lichtreflektierenden oder lichtemittierenden Oberfläche beschrieben, bei dem das Paneel als das Schall abgebende Element eines Flächenlautsprechers eingesetzt wird.The aforementioned document US-A-3 247 925 already mentions that the sound emitting element of the surface speaker Component of a housing of a turntable, radio or TV can form or as part of a wall or ceiling of a room. Other uses for a surface speaker are younger Time, for example from EP-B-0 847 663 and EP-B-0 847 670 became known. The former document discloses one Area loudspeakers for sound reinforcement in a passenger compartment use in a vehicle. In the second example is a Display screen, consisting of a panel with a light reflecting or light-emitting surface, where the panel as the sound emitting element is one Surface speaker is used.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Flächenlautsprecher der eingangs genannten Art eine weitere Ausführungsform zu schaffen, bei der dessen Funktionsprinzip sowie auch seine Gestaltungsmöglichkeiten mit besonderem Vorteil eingesetzt werden.The present invention has for its object a surface speaker of the type mentioned to create another embodiment, the principle of its operation as well as its design options with special Advantage.

Bei einem Flächenlautsprecher der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 beschriebenen Merkmale.With a surface loudspeaker of the type mentioned at the beginning this object is achieved according to the invention by the in the license plate of claim 1 described features.

Wie aus dem eingangs beschriebenen Stand der Technik bekannt ist, gelten für die Ausgestaltung und Materialauswahl des Schall abgebenden Elementes des Flächenlautsprechers zwar durchaus bestimmte Randbedingungen, dennoch lassen sich diese auch mit einer Vielzahl von Gestaltungsformen und Materialien einhalten, die dem Leuchtenkonstrukteur und -gestalter genügend Freiraum für individuelle Ausführungsformen offen lassen. Im vorliegenden Anwendungsfalle ist es von Vorteil, daß bei dem Flächenlautsprecher das Schall abgebende Element in seiner Form zunächst nicht festgelegt ist. Wohl soll es bei geringer Masse eine relativ hohe Steifigkeit aufweisen, da es relativ großflächig ist, ergibt sich, dass es im Vergleich zu seiner Fläche verhältnismäßig dünn ist. Diese Randbedingungen kommen dem Leuchtenkonstrukteur bei vielen Anwendungen mit Sicherheit entgegen. As known from the prior art described at the outset is valid for the design and material selection of the Sound-emitting element of the area loudspeaker certain boundary conditions, but they can still be also with a variety of design forms and materials comply with the requirements of the luminaire designer and designer Leave room for individual designs. In the present application, it is advantageous that in the area loudspeaker the sound emitting element in its shape is not initially defined. It should be with low mass have a relatively high rigidity because it is relatively large, it turns out that it is compared to its area is relatively thin. These boundary conditions come with the luminaire designer in many applications Counter security.

Von weiterem Vorteil ist, daß das Schall abgebende Element des Flächenlautsprechers ohne weiteres auch in der Doppelfunktion als ein optisch wirksames Bauteil der Leuchte eingesetzt werden kann. Neben der Möglichkeit, für das Schall abgebende Element auch lichtdurchlässige oder wenigstens teilweise lichtdurchlässige Materialien heranzuziehen, kann das Schall abgebende Element ohne weiteres auch mit einer gerichtet oder wahlweise diffus reflektierenden Oberfläche ausgestattet werden, ohne die akustischen Eigenschaften wesentlich zu beeinflussen. Somit ist das Schall abgebende Element des Flächenlautsprechers ohne weiteres auch unmittelbar als ein optisch wirksames Bauteil einer Beleuchtungsanordnung auszugestalten. Dazu kommt ferner, daß für den Betrieb einer bzw. mehrerer Lichtquellen einer künstlichen Beleuchtungsanordnung üblicherweise eine Netzspannungsversorgung, zusätzlich immer häufiger auch Steuerleitungen zur Verfügung stehen müssen, wenn die Beleuchtungsanordnung nach vorgegebenen Parametern geregelt betrieben werden soll. In der Mehrzahl der Anwendungsfälle werden diese elektrischen Leitungen für einen Betrachter verdeckt geführt, bei größeren Beleuchtungsanlagen sind für die Leitungsführung beispielsweise Kabelkanäle und ähnliches vorgesehen. Damit stehen unmittelbar bereits die Stromversorgung, ferner auch Mittel zur Verfügung, um in entsprechender Weise auch an den Flächenlautsprecher Tonkabel heranzuführen und anzuschließen. In Fällen, wo das Zuführen von Tonkabeln nicht ohne weiteres möglich erscheint bzw. konstruktiv zu aufwendig ist, ist es auch möglich, ohne eine direkte Leitungsverbindung den Übertrager des Flächenlautsprechers zu betreiben, indem man ihm die Audiosignale über eine Funkstrecke oder eine Infrarotverbindung zuführt.Another advantage is that the sound emitting element of the area loudspeaker without any doubts used as an optically effective component of the lamp can be. In addition to being able to emit sound Element also translucent or at least partially Using translucent materials can do that Sound-emitting element easily directed with one or optionally equipped with a diffusely reflecting surface become essential without the acoustic properties to influence. Thus, the sound emitting element of the Surface speaker also directly as one To design optically effective component of a lighting arrangement. In addition, for the operation of one or several light sources of an artificial lighting arrangement Usually a mains voltage supply, in addition always control lines must also be available more often, if the lighting arrangement according to predetermined parameters should be operated in a regulated manner. In the majority of use cases these electrical wires are for a viewer concealed, for larger lighting systems are for the cable routing, for example, cable ducts and similar provided. This means that the Electricity supply, furthermore also means available in order Way also on the surface speaker sound cable introduce and connect. In cases where feeding of audio cables does not seem possible or is constructive is too expensive, it is also possible without a direct Line connection the transformer of the area loudspeaker to operate by giving him the audio signals over a Radio link or an infrared connection.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist dem Übertrager des Flächenlautsprechers eine elektronische Signalverarbeitungseinheit zum Ausgleichen von Nichtlinearitäten in der akustischen Übertragungscharakteristik des Schall abgebenden Elementes vorgeschaltet. Diese Weiterbildung der Erfindung ist insbesondere deswegen so vorteilhaft, weil sie die Möglichkeiten für die Materialauswahl des Schall abgebenden Elementes beträchtlich erweitert. Mit dieser Weiterbildung werden die Beschränkungen vermieden, die bisher einer Durchsetzung des Flächenlautsprechers auf dem Markt vielfach entgegenstanden. Denn bisher war es trotz langjährigem Bemühen nur eingeschränkt möglich, die akustischen Wiedergabeeigenschaften des Flächenlautsprechers so zu verbessern, daß er in bezug auf diese Eigenschaften mit den vielfach eingesetzten herkömmlichen Lautsprechern konkurrenzfähig wird. Weitere Ausgestaltungen sowie Vorteile der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.According to a particularly advantageous development of the invention is the transmitter of the area loudspeaker an electronic Signal processing unit for balancing Non-linearities in the acoustic transmission characteristic upstream of the sound-emitting element. This Further development of the invention is particularly advantageous because because they have the options for material selection of the sound-emitting element expanded considerably. With this training avoids the restrictions that so far an enforcement of the area loudspeaker on the Often opposed the market. Because so far it was despite long-term effort only possible to a limited extent, the acoustic Playback properties of the area loudspeaker so improve that in relation to these properties with the widely used conventional speakers competitive becomes. Further refinements and advantages of the invention can be found in the following description.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigt

Figur 1 schematisch eine Wandleuchte mit einem flachen Gehäuserahmen, in den eine lichtdurchlässige Blende eingespannt ist, die zugleich ein Schall abgebendes Element eines Flächenlautsprechers bildet,

Figur 2 einen Schnitt durch die Wandleuchte gemäß Figur 1 längs einer Schnittlinie II-II,

Figur 3 ein Blockschaltbildung zur Darstellung der Signalverarbeitung für Audiosignale, die von einem Tonträger abgegeben und Übertragern eines Flächenlautsprechers zugeführt werden, Figur 4 eine Stehleuchte, die zugleich als Flächenlautsprecher ausgebildet ist,

Figur 5 eine abgependelte Deckenleuchte mit einem Halogenstrahler als Lichtquelle und einem transparenten Schirm, der zugleich das Schall abgebende Element des Flächenlautsprechers bildet,

Figur 6 eine Sekundärleuchte für Leuchtstofflampen mit integriertem Flächenlautsprecher und

Figur 7 eine Raumbeleuchtungsanordnung in Sekundärtechnik mit einer bodennah aufgestellten Werferleuchte sowie einer in deren Lichtkegel an der Raumdecke angeordneten Reflektoreinheit, in die der Flächenlautsprecher integriert ist.

Embodiments of the invention are described below with reference to the drawing. It shows

FIG. 1 schematically shows a wall lamp with a flat housing frame, in which a translucent screen is clamped, which at the same time forms a sound-emitting element of a surface speaker,

FIG. 2 shows a section through the wall lamp according to FIG. 1 along a section line II-II,

3 shows a block circuit diagram for representing the signal processing for audio signals which are emitted by a sound carrier and are supplied to transmitters of a surface loudspeaker, FIG. 4 shows a floor lamp which is at the same time designed as a surface loudspeaker,

FIG. 5 shows a suspended ceiling lamp with a halogen spotlight as the light source and a transparent screen, which at the same time forms the sound-emitting element of the surface speaker,

Figure 6 shows a secondary lamp for fluorescent lamps with an integrated surface speaker and

FIG. 7 shows a room lighting arrangement in secondary technology with a launcher lamp installed close to the floor and a reflector unit arranged in its light cone on the ceiling, into which the surface loudspeaker is integrated.

In Figur 1 ist eine Wandleuchte 1 schematisch in einer dreidimensionalen Darstellung gezeigt. Die Wandleuchte 1 besitzt ein im wesentlichen rahmenförmiges Leuchtengehäuse 2, an dessen Boden eine Lichtquelle 3, die hier beispielhaft als Kompaktsparlampe dargestellt ist, festgelegt ist. In Seitenteilen des Leuchtengehäuses 2 ist eine vorzugsweise opale Blende elastisch eingespannt, die das Schall abgebende Element 4 eine Flächenlautsprechers bildet.In Figure 1, a wall lamp 1 is schematically in a three-dimensional Representation shown. The wall lamp 1 has an essentially frame-shaped lamp housing 2, on the Bottom of a light source 3, which is used here, for example, as a compact energy-saving lamp is shown, is fixed. In side parts the lamp housing 2 is a preferably opal panel clamped elastically, the sound emitting element 4 a Forms loudspeaker.

In einer Schnittdarstellung von Figur 2 ist dies näher gezeigt. In das doppelt abgekantete Seitenteil des Leuchtengehäuses 2 ist an dessen Innenkanten umlaufend ein elastischer Streifen 5 angeordnet. Dieser spannt die opale Blende, d. h. das Schall abgebende Element 4 in einem vorgegebenen Abstand parallel zur Hinterwand des Leuchtengehäuses 2 liegend ein. In dem Zwischenraum zwischen der Hinterwand des Leuchtengehäuses 2 und dem Schall abgebenden Element 4 ist ein Übertrager 6 als Teil des Flächenlautsprechers angeordnet. Er ist mechanisch, wie schematisch angegeben, an der Rückwand des Leuchtengehäuses 2 befestigt und liegt unter elastischer Vorspannung an der Innenseite des Schall abgebenden Elementes 4 an. In Figur 2 ist ferner beispielhaft angegeben, daß in diesem Zwischenraum zwischen der Rückwand des Leuchtengehäuses 2 und dem davor liegenden Schall abgebenden Element 4, dem Übertrager 6 benachbart, gegebenenfalls eine diesem Übertrager 6 vorgeschaltete Endstufe 7 vorgesehen sein kann. In dieser Endstufe werden ihr zugeführte Audiosignale insbesondere verstärkt und dann an den Übertrager 6 abgegeben. Bekannte Übertrager für Flächenlautsprecher besitzen ein Permanentmagnetsystem sowie eine über zugeführte elektrische Signale zu Transversalschwingungen anzuregende Schwingspule, deren Schwingungen im vorliegenden Falle auf das mechanisch angekoppelte Schall abgebende Element 4 übertragen werden. Dadurch wird dieses zu Schwingungen angeregt, die sich in ihm als transversale Biegewellen ausbreiten. Die so mechanisch angeregte Blende der Wandleuchte 1 gibt ihre Schwingungsenergie in Form von Schallwellen flächenhaft an die Umgebung ab. This is shown in more detail in a sectional view in FIG. In the double-folded side part of the lamp housing 2 is an elastic all around on the inner edges Strip 5 arranged. This stretches the opal aperture, i.e. H. the sound emitting element 4 at a predetermined distance lying parallel to the rear wall of the lamp housing 2. In the space between the rear wall of the lamp housing 2 and the sound-emitting element 4 is a transmitter 6 arranged as part of the surface speaker. He is mechanically, as indicated schematically, on the rear wall of the Luminaire housing 2 attached and is under elastic tension on the inside of the sound-emitting element 4 on. In Figure 2 is also given as an example that in this Clearance between the rear wall of the lamp housing 2 and the preceding element 4, the Transducer 6 adjacent, possibly one of these transmitters 6 upstream power amplifier 7 can be provided. In this Audio signals fed to it are in particular the final stage amplified and then delivered to the transmitter 6. Known Transducers for surface speakers have a permanent magnet system as well as via supplied electrical signals Transverse voice coil to be excited, whose Vibrations in the present case on the mechanically coupled Sound emitting element 4 are transmitted. Thereby this is stimulated to vibrate in it spread out as transverse bending waves. It's so mechanical excited aperture of the wall lamp 1 gives its vibrational energy in the form of sound waves from the surrounding area.

Für diese Funktion der Leuchtenblende als ein Schall abgebendes Element 4 eines Flächenlautsprechers sind bekanntlich eine Reihe von Parametern entscheidend, von denen es abhängt, wie sich die einzelnen Moden der transversalen Biegewellen in dem Schall abgebenden Element 4 ausbreiten. Dabei spielen nicht nur seine Form und Abmessungen, auch seine Masse und Steifigkeit eine Rolle, es kommt ferner auch darauf an, wie es eingespannt ist. Gerade auch im vorliegenden Fall, in dem das Schall abgebende Element 4 ein Bauteil einer Leuchte darstellt, kann dieses nicht nur allein hinsichtlich seiner akustischen Eigenschaften ausgebildet werden. Es ist daher davon auszugehen, daß bei der Umwandlung der dem Übertrager zugeführten elektrischen Audiosignale in Schallwellen, die von dem Schall abgebenden Element 4 ausgestrahlt werden, zum Teil erhebliche Verzerrungen auftreten können. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß die Übertragungscharakteristik des Schall abgebenden Elementes 4 nichtlinear ist. Diese nichtlineare Übertragungsfunktion läßt sich für jede bestimmte Kombination einer Beleuchtungsanordnung mit einem Flächenlautsprecher meßtechnisch erfassen. Damit ist der insbesondere durch das Schall abgebende Element 4 verursachte Übertragungsfehler bekannt und kann zur Korrektur der Funktion des Flächenlautsprechers herangezogen werden.For this function the lamp cover as a sound emitting Element 4 of a surface speaker is known to be one Crucial set of parameters on which it depends how the individual modes of the transverse bending waves in Spread the sound-emitting element 4. Play it not only its shape and dimensions, but also its mass and Rigidity matters, it also depends on how it is clamped. Especially in the present case, in which the sound-emitting element 4 represents a component of a lamp, can not only this with regard to its acoustic Properties are trained. It is therefore from it assume that when converting the supplied to the transmitter electrical audio signals in sound waves by the sound-emitting element 4 are broadcast, in part significant distortions can occur. In other words this means that the transmission characteristic of sound dispensing element 4 is non-linear. This non-linear Transfer function can be used for any particular combination a lighting arrangement with a surface speaker measure. So that is especially through the Sound-emitting element 4 caused known transmission errors and can be used to correct the function of the surface speaker be used.

In Figur 3 ist schematisch in einem Blockschaltbild dargestellt, wie diese Korrektur der Funktion des Flächenlautsprechers erzielt wird. Als Generator für die Audiosignale ist beispielhaft ein Tonband- bzw. Kassettengerät 8 gezeigt, an das eine Signalverarbeitungseinheit 9 angeschlossen ist, die insbesondere ein elektrisches Filter darstellt, dessen Übertragungsfunktion invers zum Frequenzgang der Übertragungscharakteristik des Flächenlautsprechers ausgebildet ist. Da die Übertragungscharakteristik des Schall abgehenden Elementes 4 gerade auch in diesem Anwendungsfall durchaus erhebliche Nichtlinearitäten besitzen kann, wird es von den Anforderungen an die Übertragungsqualität abhängen, wie gut man den Frequenzgang der Signalverarbeitungseinheit 9 an den tatsächlichen Frequenzgang des Schall abgebenden Elementes 4 anpaßt. Immer dann, wenn erhöhte Anforderungen an die Übertragungsqualität gestellt werden, wird es zweckmäßig sein, die Signalverarbeitungseinheit 9 als ein digitales Filter aufzubauen, wie es auch in Figur 3 dargestellt ist. In dieser Ausführungsform besitzt die Signalverarbeitungseinheit 9 als Eingangsschaltung ein Abtast-/Halteglied 10, das häufig auch als "Sample and hold"-Schaltung bezeichnet wird. Damit wird das von dem Tonbandgerät 8 als analoges Signal zugeführte Audiosignal nach einem vorgegebenen Abtasttheorem abgetastet. Der jeweils abgetastete Momentanwert wird zwischengespeichert und einem Analog-Digital-Wandler 11 angeboten. Dieser setzt die seriell angebotenen Momentanwerte des Audiosignales in binär ausgedrückte Digitalsignale um. Die Digitalsignale werden einem digitalen Signalprozessor 12 zugeführt, in dem rein rechnerisch die zur Korrektur des Frequenzganges erforderliche Signalformung ausgeführt wird. An den Ausgang des Signalprozessors 12 ist ein Digital-Analog-Wandler 13 angeschlossen, mit dem das binäre Ausgangssignal des Signalprozessors 12 wieder in ein Analogsignal umgesetzt wird. Dieses Analogsignal wird über die bereits in Figur 2 erwähnte, insbesondere als Ausgangsverstärker ausgebildete Endstufe 7 dem Übertrager 6 bzw. gegebenenfalls auch mehr als einem Übertrager 6, in letzterem Fall dann parallel zugeführt.In Figure 3 is shown schematically in a block diagram, like this correcting the function of the area speaker is achieved. As a generator for the audio signals shown an example of a tape or cassette device 8 that a signal processing unit 9 is connected, the represents in particular an electrical filter, its transfer function inverse to the frequency response of the transmission characteristic the surface speaker is formed. Since the Transmission characteristics of the sound-emitting element 4 Especially in this application, it is quite substantial May have non-linearities, it will depend on the requirements depend on the transmission quality, how well you do that Frequency response of the signal processing unit 9 to the actual Frequency response of the sound emitting element 4 adjusts. Whenever there are increased transmission quality requirements be placed, it will be appropriate, the signal processing unit 9 as a digital filter, as also shown in Figure 3. In this embodiment has the signal processing unit 9 as an input circuit a sample / hold member 10, often called "Sample and hold" circuit is called. So that will be audio signal supplied from the tape recorder 8 as an analog signal sampled according to a given sampling theorem. The each sampled instantaneous value is buffered and an analog-digital converter 11 is offered. This sets the Serial instantaneous values of the audio signal in binary expressed digital signals. The digital signals become one digital signal processor 12 supplied, in the purely arithmetic the one required to correct the frequency response Signal shaping is carried out. At the output of the signal processor 12, a digital-to-analog converter 13 is connected, with which the binary output signal of the signal processor 12th is converted back into an analog signal. This analog signal is in particular about that already mentioned in FIG designed as an output amplifier 7 the transformer 6 or possibly also more than one transformer 6, in the latter case then fed in parallel.

Die in Figur 3 dargestellte Ausgestaltung der Signalverarbeitungseinheit 8 nutzt mit Vorteil Fortschritte in der Entwicklung der digitalen Signalverarbeitung. Leistungsfähige digitale Signalprozessoren werden bereits seit längerem in weitem Umfang auch für "Real Time"-Anwendungen eingesetzt. Der Umgang mit digitalen Signalprozessoren, ihre Verwendungsmöglichkeiten und Ausgestaltungen zum Erreichen individueller Funktionen können hier als bereits bekannt vorausgesetzt werden. In der schematischen Darstellung von Figur 3 ist deshalb der Schaltungsaufbau des digitalen Signalprozessors 12 nicht im einzelnen angegeben. Üblicherweise besitzt ein Signalprozessor neben einem Microcontroller, der eigentlichen Steuereinheit, einen Programm-, einen Daten- und einen Ein-/Ausgabespeicher, wobei diese Einheiten untereinander über ein Bussystem mit parallelen Adress-, Steuer- und Datenleitungen verbunden sind. Die Möglichkeit, in den Programmspeicher ein bestimmtes, auf den individuellen Anwendungsfall abgestimmtes Programm abzulegen, ertüchtigt den Signalprozessor zu einer universell einsetzbaren elektronischen Schaltung. Im vorliegenden Fall ist es vorteilhaft, das bzw. die Filter in Form von FIR (Finite Impulse Response)-Filtern zu implementieren, mit denen sich in bekannter Weise auch komplexe Übertragungsfunktionen bei "Real Time"-Anforderungen realisieren lassen. Im Rahmen der vorliegenden Lösung kann die Signalverarbeitungseinheit 9 gegebenenfalls auch mehrere digitale Signalprozessoren umfassen, die dann im Parallelbetrieb arbeiten, falls sehr hohe Anforderungen an die Übertragungsqualität des Flächenlautsprechers gestellt werden. In diesem Zusammenhang ist ferner darauf hinzuweisen, daß die Verbindung zwischen dem Ausgang der Signalverarbeitungseinheit 9 und der Endstufe 7 nicht notwendigerweise als galvanische Leitung ausgebildet sein muß. Wie noch gezeigt wird, kann es vorteilhaft sein, als Verbindung zwischen der Signalverarbeitungseinheit 9 und der Endstufe 7 eine Funkstrecke, beispielsweise eine Infrarotverbindung vorzusehen.The embodiment of the signal processing unit shown in FIG. 3 8 takes advantage of advances in development of digital signal processing. Powerful digital Signal processors have been around for a long time Scope also used for "real time" applications. Dealing with digital signal processors, their uses and configurations to achieve individual Functions can be assumed to be known here. 3 is therefore in the schematic representation the circuit structure of the digital signal processor 12 is not specified in detail. Usually has a signal processor in addition to a microcontroller, the actual control unit, a program, a data and an input / output memory, these units being one above the other Bus system with parallel address, control and data lines are connected. The possibility of entering the program memory certain, tailored to the individual application Storing a program makes the signal processor one universal electronic circuit. In the present Case it is advantageous to shape the filter or filters implement of FIR (Finite Impulse Response) filters, with which even complex transfer functions are known can be implemented for "real time" requirements. In the context of the present solution, the signal processing unit 9 optionally also several digital signal processors include, which then work in parallel, if very high demands on the transmission quality of the Area loudspeaker. In this context it should also be noted that the link between the output of the signal processing unit 9 and the output stage 7 not necessarily designed as a galvanic line have to be. As will be shown, it can be advantageous as a connection between the signal processing unit 9 and the output stage 7 a radio link, for example an infrared connection to provide.

In weiteren Figuren der Zeichnungen sind als weitere Beispiele für die mögliche Kombination einer Beleuchtungsanordnung mit einem Flächenlautsprecher dargestellt. Soweit bei diesen Ausführungsformen Elemente bzw. Bauteile Verwendung finden, die funktional mit entsprechenden Elementen bzw. Bauteilen der anhand der Figuren 1 und 2 beschriebenen Wandleuchte 1 unmittelbar vergleichbar sind, werden diese mit identischen Bezugszeichen bezeichnet.In other figures of the drawings are as further examples for the possible combination of a lighting arrangement represented with a surface speaker. So much for these Embodiments elements or components are used, the functional with corresponding elements or components the wall lamp 1 described with reference to FIGS. 1 and 2 are directly comparable, they will be identical Reference numerals.

In Figur 4 ist schematisch eine Stehleuchte gezeigt, bei der in an sich bekannter Weise an einem Drahtgestell 15 ein hier im Querschnitt oval ausgebildeter Leuchtenschirm befestigt ist, der in diesem Ausführungsbeispiel ein Schall abgebendes Element 4a bildet. Je steifer das Material dieses Schall abgebenden Elementes 4a ist, um so vorteilhafter ist es, seine Verbindung zu dem Drahtgestell der Stehleuchte federnd elastisch auszubilden, um einer Schallübertragung auf andere Leuchtenteile vorzubeugen. Der mindestens eine Übertrager 6 ist mechanisch an dem Drahtgestell 15 festgelegt und liegt andererseits unter elastischer Vorspannung an dem Schall abgebenden Element 4a an. In an sich bekannter Weise wird die Stromversorgung für die Lichtquelle 3, für die hier beispielhaft eine Glühlampe verwendet wird, mit einer Kabelleitung 16 über einen Leuchtenfuß 17 zugeführt. In diese Kabelleitung 16 könnte auch die Leitungsverbindung integriert sein, über die dem Übertrager 6 die Audiosignale zugeführt werden. Obwohl in Figur 4 nicht dargestellt, wäre es in diesem Zusammenhang von Vorteil, die in Figur 2 dargestellte Endstufe 7 bei dieser Ausführungsform in dem Leuchtenfuß 17 anzuordnen. Wie bereits erwähnt, wäre es auch bei dieser Ausführungsform möglich, für die Zuführung der Audiosignale zum Übertrager 6 des Flächenlautsprechers eine Funkstrecke einzusetzen, wobei in diesem Falle die dem Übertrager 6 vorgeschaltete Endstufe 7 neben dem Endverstärker auch einen optischen Empfänger umfaßt.A floor lamp is shown schematically in FIG in a manner known per se on a wire frame 15 here Luminaire shade with oval cross section attached is, which emits a sound in this embodiment Element 4a forms. The stiffer the material emitting this sound Element 4a is, the more advantageous it is Connection to the wire frame of the floor lamp resiliently elastic train to transmit sound to others Prevent lighting parts. The at least one transformer 6 is mechanically fixed to the wire frame 15 and lies on the other hand, under elastic prestress on the sound Element 4a. In a manner known per se, the Power supply for the light source 3, for the example here an incandescent lamp is used with a cable line 16 supplied via a lamp base 17. In this cable line 16 the line connection could also be integrated via the the audio signals are supplied to the transmitter 6. Although in Figure 4 not shown, it would be in this context Advantage, the output stage 7 shown in Figure 2 in this To arrange embodiment in the lamp base 17. As before mentioned, it would also be possible in this embodiment for the supply of the audio signals to the transmitter 6 of the surface speaker to use a radio link, in which If the amplifier 7 connected upstream of the transformer 6 is adjacent the power amplifier also includes an optical receiver.

In Figur 5 ist als ein weiteres Ausführungsbeispiel eine als Pendelleuchte ausgebildete Deckenleuchte dargestellt, bei der ein Halogenstrahler als Lichtquelle 3 eingesetzt wird. Als ein gestaltendes, aber auch optisch wirksames Formelement besitzt diese Deckenleuchte eine kreisringförmige Scheibe, die in der gleichen Ebene wie die Lichtquelle 3 angeordnet ist. Besteht diese plane Scheibe aus einem transparenten Material, so wird ein Teil des von der Lichtquelle 3 abgegebenen Lichtes in sie eingestrahlt und von ihr unter entsprechendem optischen Effekt als Streulicht wieder abgegeben. Bei dieser Ausführungsform bildet diese kreisringförmige Scheibe ein Schall abgebende Element 4b der Deckenleuchte, deshalb ist der über einen Arm 18 an dem Pendel der Deckenleuchte befestigte Übertrager 6 von oben auf diese das Schall abgebende Element 4b bildende kreisringförmige Scheibe aufgesetzt. Bei dieser Ausführungsform ist es vorteilhaft, die in Figur 5 nicht dargestellte Endstufe 7 in einer am oberen Ende des Pendels deckennah vorgesehenen, topfförmigen Abdeckdose 19 anzuordnen.In Figure 5 is a as a further embodiment Pendant lamp trained ceiling lamp shown at a halogen spotlight is used as the light source 3. As has a design, but also optically effective form element this ceiling lamp is an annular disc that is arranged in the same plane as the light source 3. If this flat disc is made of a transparent material, so becomes part of the light emitted by the light source 3 radiated into it and by it under appropriate optical Effect given off as stray light. At this Embodiment forms this circular disc Sound-emitting element 4b of the ceiling lamp, therefore which attached to the pendulum of the ceiling lamp via an arm 18 Transmitter 6 from above to the sound emitting Element 4b forming an annular disc is placed. At In this embodiment, it is advantageous that the in FIG Power amplifier 7, not shown, in a at the upper end of Pendulum-provided, pot-shaped cover box 19 to arrange.

In Figur 6 ist als weitere Ausführungsform für eine mit einem Flächenlautsprecher kombinierte Leuchte eine an Seilen ebenfalls abgependelt aufgehängt Deckenleuchte in Sekundärtechnik dargestellt. An sich ist auch dieser Leuchtentyp bereits vielfach bekannt, so daß die gewählte schematische Darstellung durchaus genügt. Als Lichtquelle 3 wird in diesem Fall eine Leuchtstofflampe eingesetzt, um die herum ein Primärreflektor 20 derart angeordnet ist, daß die Lichtquelle 3 beim normalen Betrieb der Leuchte in Blickrichtung abgeschattet ist. Der Primärreflektor 20 ist, wie schematisch angedeutet, an einem etwa kastenförmigen Leuchtengehäuse 2' mechanisch festgelegt. An der Unterseite des Leuchtengehäuses 2' ist ein etwa vogelschwingenartig ausgebildeter Sekundärreflektor 21 vorgesehen, der teils direkt von der Lichtquelle 3 angestrahlt wird, aber auch von dem Primärreflektor 20 reflektiertes Licht erhält und diese Lichtanteile nach unten abstrahlt. Das Leuchtengehäuse 2' ist über Seilzüge an ein Paar von Abdeckdosen 19 angehängt, die im montierten Zustand der Leuchte über Kabelspiralen 21 an einer in Figur 6 nicht dargestellten Raumdecke befestigt sind. In der in Figur 6 dargestellten Ausführungsform können beispielsweise über eine der beiden Kabelspiralen 22 die Netzstromversorgung und über die andere die Audiosignale für den Flächenlautsprecher zugeführt werden. Bei dieser Ausführungsform wird ein Teil des Leuchtengehäuses 2' als das Schall abgebende Element 4c des Flächenlautsprechers eingesetzt. In der in Figur 6 gewählten Alternative bietet eine von dem Sekundärreflektor 21 abgewandte obere Deckfläche des Leuchtengehäuses 2' beispielsweise dieses Schall abgebende Element. Alternativ dazu könnte aber auch der Sekundärreflektor 21 als Schall abgebendes Element eingesetzt werden, wenn dabei berücksichtigt wird, diesen Reflektor elastisch entkoppelt am Leuchtengehäuse 2' festzulegen. Ferner ist in Figur 6 schematisch angedeutet, daß sowohl ein Betriebsgerät, beispielsweise ein elektronisches Vorschaltgerät 23 als auch mindestens der Übertrager 6 für den Flächenlautsprecher innerhalb des Leuchtengehäuses 2' angeordnet sind.In Figure 6 is a further embodiment for one with a Surface loudspeakers combined a light on ropes as well Suspended suspended ceiling lamp using secondary technology shown. In itself, this type of luminaire is already widely known, so that the chosen schematic representation quite enough. In this case, the light source 3 is a fluorescent lamp inserted around which a primary reflector 20 is arranged such that the light source 3 at normal operation of the lamp shaded in the direction of view is. As indicated schematically, the primary reflector 20 is mechanically on an approximately box-shaped lamp housing 2 ' fixed. At the bottom of the lamp housing 2 'is a secondary reflector 21, which is designed like a bird's wing provided that is partially illuminated directly by the light source 3 is, but also reflected by the primary reflector 20 Receives light and emits these light components downwards. The lamp housing 2 'is connected to a pair via cable pulls attached by cover boxes 19, which in the assembled state Luminaire via cable spirals 21 on a not shown in Figure 6 Ceiling are attached. In the shown in Figure 6 Embodiment, for example, one of the two cable spirals 22 the mains power supply and others supplied the audio signals for the area loudspeaker become. In this embodiment, part of the lamp housing 2 'as the sound-emitting element 4c of the surface loudspeaker used. In the alternative chosen in Figure 6 offers one facing away from the secondary reflector 21 upper cover surface of the lamp housing 2 ', for example this Sound emitting element. Alternatively, however, could also the secondary reflector 21 as a sound-emitting element are used, if this is taken into account, this reflector to be elastically decoupled from the luminaire housing 2 '. Furthermore, it is indicated schematically in FIG. 6 that both an operating device, for example an electronic ballast 23 and at least the transmitter 6 for the Area loudspeakers arranged within the lamp housing 2 ' are.

In Figur 7 ist als eine weitere Ausführungsform eine Anordnung zur Raumbeleuchtung dargestellt, die sich ebenfalls für die Integration eines Flächenlautsprechers besonders eignet. Dabei handelt es sich um eine Anordnung für zonale Beleuchtung ebenfalls in Sekundärtechnik. Die zur Beleuchtung verwendete Lichtquelle 3 ist in einer Werferleuchte 24 angeordnet. Ausgestattet mit einer entsprechenden Optik strahlt die Werferleuchte 24 das von der Lichtquelle 3 erzeugte Licht gebündelt in den oberen Raumwinkel gegen eine schematisch angedeutete Raumdecke gerichtet ab. Im Lichtkegel der Werferleuchte 24 ist ein an der Raumdecke kardanisch befestigter Deckenreflektor 25 angeordnet. Der Deckenreflektor 25 besitzt einen Rahmen 26, über den ein Reflektorelement, das in diesem Fall das Schall abgebende Element 4d bildet, an einer kardanischen Aufhängung festgelegt ist. Diese Deckenbefestigung des Deckenreflektors 25 erlaubt es, diesen relativ zur Raumdecke individuell einzustellen. Wie in Figur 7 durch in unterbrochenen Linien dargestellten Pfeilen angedeutet ist, läßt sich somit das von der Werferleuchte 24 abgestrahlte Licht mittels des Deckenreflektors 25 definiert in bestimmte Raumbereiche richten, um beispielsweise einen Arbeitsplatz komfortabel zu beleuchten.An arrangement is shown in FIG. 7 as a further embodiment shown for room lighting, which is also for the integration of a surface speaker is particularly suitable. This is an arrangement for zonal lighting also in secondary technology. The one used for lighting Light source 3 is arranged in a projector lamp 24. Equipped with the appropriate optics, it shines Thrower lamp 24 bundles the light generated by the light source 3 in the upper solid angle against a schematically indicated Room ceiling directed from. In the light cone of the projector lamp 24 is a gimbal attached to the ceiling Ceiling reflector 25 arranged. The ceiling reflector 25 has a frame 26 over which a reflector element, which in this If the sound-emitting element 4d forms, on a gimbal Suspension is fixed. This ceiling mount the ceiling reflector 25 allows this relative to the ceiling individually set. As in Figure 7 by interrupted in The arrows shown in the lines are indicated, can thus be emitted by the projector lamp 24 Light defined by the ceiling reflector 25 in certain Align room areas, for example, a workplace to light comfortably.

Die bei dieser Beleuchtungsanordnung gemäß Figur 7 an sich bereits vorhandene Werferleuchte 24 kann ohne weiteres dazu benutzt werden, in ihr auch die Betriebsgeräte für den Flächenlautsprecher unterzubringen. Wie in Figur 7 schematisch angedeutet ist, betrifft dies vor allem die digitale Signalverarbeitungseinheit 9. Denkbar wäre es aber auch, in der Werferleuchte 24 sogar ein Kassetten- bzw. Tonbandgerät 8 unterzubringen. Wie bereits erwähnt, wird das Reflektorelement des Deckenreflektors 25 als das Schall abgebende Element 4d des Flächenlautsprechers verwendet. Der erforderliche Übertrager 6 ist mechanisch am Rahmen 26 des Deckenreflektors 25 festgelegt. Die Verbindung zwischen diesem Übertrager 6 und dem Ausgang der in der Werferleuchte 24 angeordneten Signalverarbeitungseinheit 9 wird über eine Infrarot-Funkstrecke hergestellt. Dazu ist in der Werferleuchte 24 ein Infrarotsender 27 und ein am Deckenreflektor 25 befestigter Infrarotempfänger 28 vorgesehen. Dieser ist über den ebenfalls am Deckenreflektor 25 angeordneten Endverstärker 7 mit dem Übertrager 6 verbunden.The lighting arrangement according to FIG. 7 per se existing projector lamp 24 can easily do so are used, in it also the operating devices for the area loudspeaker accommodate. As schematically in Figure 7 is indicated, this applies above all to the digital signal processing unit 9. But it would also be conceivable in the Thrower lamp 24 even accommodate a cassette or tape recorder 8. As already mentioned, the reflector element the ceiling reflector 25 as the sound emitting element 4d of the area loudspeaker used. The required transformer 6 is mechanically on the frame 26 of the ceiling reflector 25 fixed. The connection between this transformer 6 and the output of the signal processing unit arranged in the projector lamp 24 9 is via an infrared radio link manufactured. For this purpose, there is an infrared transmitter in the projector lamp 24 27 and an infrared receiver attached to the ceiling reflector 25 28 provided. This is also on the Ceiling reflector 25 arranged power amplifier 7 with the transformer 6 connected.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zeigen auf, dass es eine Vielzahl von Gestaltungsmöglichkeiten gibt, bei denen ein in eine Raumbeleuchtung integrierter Flächenlautsprecher vorteilhaft eingesetzt werden kann. Dem Architekten, Innenraumgestalter stehen damit Lösungswege für eine komfortable und individuelle Raumgestaltung zur Verfügung, die formal ästhetisch und technisch funktional auch hohen Ansprüchen an die Raumbeleuchtung und die Raumakustik genügt. Unter dem Aspekt der Gebäudetechnik betrachtet, ist die Ersparnis von zusätzlichen Kabelführungen, sind doch bei konventionellen Lösungen insbesondere die Tonkabel häufig störend, als vorteilhaft anzusehen.The embodiments described above show that there are a variety of design options for a surface loudspeaker integrated in a room lighting can be used advantageously. The architect Interior designers thus have solutions for a comfortable and individual room design available that is formal Aesthetically and technically functional also high demands room lighting and room acoustics are sufficient. Under the The aspect of building technology is the savings of additional cable routing, are conventional Solutions, especially the audio cables, often annoying, as advantageous to watch.

Claims

Area loudspeakers with a sound-emitting element (4, 4a to 4d) fixed in a holder, to which a transmitter (6) is assigned, which converts audio signals supplied to it as electrical input signals into mechanical vibrations, with which the sound-emitting element generates transverse bending vibrations and thus is stimulated to emit sound, characterized in that the surface loudspeaker thus formed is integrated in a lighting arrangement.

Flat panel loudspeaker according to claim 1, characterized in that the transmitter (6) is arranged in a housing of a lamp (z. B. 1) and a component of the lamp is also designed as the sound-emitting element (4).

Area loudspeaker according to claim 2, characterized in that the sound-emitting element (4) forms a light-directing component of the lamp (z. B. 1), via which the luminous flux generated by a light source is emitted into the environment.

Flat panel loudspeaker according to one of claims 1 to 3, characterized in that the transmitter (6) is preceded by an electronic signal processing unit (9) for compensating for non-linearities in the acoustic transmission characteristic of the sound-emitting element (4).

Flat panel loudspeaker according to claim 4, characterized in that the electronic signal processing unit (9) has a digital signal processor (12) in which the transfer function of the sound-emitting element (4) is stored and which pre-corrects the audio signals supplied to it in the frequency response in accordance with the inverse amplitude values of this transfer function .

Flat panel loudspeaker according to one of claims 4 or 5, characterized in that the lighting arrangement is designed as a lamp (z. B. 1), in the housing (2) of which at least one output stage (7) is arranged next to the transformer (6) .

Area loudspeaker according to claim 6, characterized in that the lighting arrangement is designed as a ceiling-mounted, recessed ceiling light or as a pendulum suspended ceiling light, in the housing (2a) of which there are both electronic operating devices (for example 23) for operating the light and of the surface speaker are arranged.

Area loudspeaker according to claim 7, characterized in that the ceiling lamp is designed as a secondary lamp with at least one fluorescent lamp as the light source (3), a primary reflector (20) partially surrounding it and shielding it in the viewing direction and a secondary reflector (21) arranged on the underside of the lamp housing , wherein a part of the lamp housing is designed as the sound emitting element.

Flat panel loudspeaker according to one of claims 4 or 5, characterized in that the lighting arrangement is designed as a floor lamp with a screen which is at the same time the sound-emitting element (4a) and with a lamp base (16) in which at least one of the transducers (6 ) upstream power amplifier is arranged.

Flat panel loudspeaker according to one of claims 4 or 5, characterized in that the lighting arrangement is designed as a zonal lighting arrangement (24, 25) in secondary technology with a projector lamp (24) which preferably bundles light and emits it in the upper solid angle and with one in the latter Light cone arranged reflector unit (25) for deflecting light, the sound-emitting element (4d) being integrated in this reflector unit.

Flat panel loudspeaker according to one of Claims 6 to 10, characterized in that an infrared or radio transmission link (27, 28) is provided for signal transmission between the electronic signal processing unit (9) and the output stage (7) upstream of the transmitter (6).