EP1122974B1

EP1122974B1 - Illuminating assembly with built-in panel speaker

Info

Publication number: EP1122974B1
Application number: EP00102075A
Authority: EP
Inventors: Robert Boesnecker
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-02-02
Filing date: 2000-02-02
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2020-02-02
Also published as: ATE352968T1; EP1122974A1; ES2281316T3; DE50014004D1; PT1122974E; 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

Die Erfindung bezieht sich auf eine Beleuchtungsanordnung mit einem autsprecher.The invention relates to a lighting arrangement with a speaker.

Eine solche ist zum Beispiel aus der DE-A-44 40 583 bekannt.Such is known for example from DE-A-44 40 583.

Flächenlautsprecher sind als solche auch 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 loudspeakers have long been known as such, for example from US Pat. No. 3,247,925 or US Pat. No. 3,347,335. From the widely known state of the art, the two cited documents were selected, in particular because the principles of this speaker type are particularly clearly illustrated therein.

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 Schallquelle 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.Thereafter, a voice loudspeaker operating according to the electrodynamic principle is used in a flat-panel loudspeaker, which is mechanically coupled to a surface of an initially undefined size and thickness and of a selected material. If the voice coil is electrically excited by a sound generator, then their vibrations are transmitted to the surface acting as a membrane, whereby this itself forms a sound-emitting element. Thus, this speaker type is not a spotlight, as it is commonly used conventionally, but a large-area radiator. In the perception of a listener, this large-area sound source is much more natural than a point-source sound source. It is therefore immediately apparent that a stereophonic effect can be achieved much more simply with a flat-panel loudspeaker than with the conventionally used more or less punctiform radiating 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.It is already mentioned in the cited document US-A-3 247 925 that the sound emitting element of the flat loudspeaker can form a component of a housing of a turntable, radio or television set or also as part of a wall or ceiling of a room could be designed. Further applications for a flat-panel loudspeaker have recently become known, for example, from EP-B-0 847 663 and EP-B-0 847 670. In the first document it is disclosed to use a surface loudspeaker for sonicating a passenger compartment in a vehicle. In the second example, a display screen consisting of a panel having a light-reflecting or light-emitting surface in which the panel is used as the sound-emitting element of a flat-panel loudspeaker is described.

Aus der internationalen Veröffentlichung WO 97/09856 ist ein tragbarer CD-Spieler bekannt, der ein Paar einander gegenüber liegender Paneel-förmiger Lautsprecher aufweist. Der CD-Spieler umfasst einen Hauptteil mit Drehteller und einen Deckel zum Abdecken des Drehtellers. Auf den Deckel sind die Lautsprecher montiert, die ein steifes, leichtes Paneel in Sandwich-Bauweise mit einem Kern aus Kunststoffschaum und zwei gegenüber liegenden den Kunststoffkern einschließenden Deckschichten aufweisen. Das Paneel ist über eine weiche Lagerung in einem umlaufenden Rahmen festgelegt. An vorbestimmter Position ist auf dem Paneel ein Wandler angebracht, der durch einen Signalverstärker getrieben dem Paneel Biegewellen aufprägt. Indem das Paneel zu Resonanzschwingungen angeregt wird, strahlt das Paneel eine akustischen Wiedergabe aus.International Publication WO 97/09856 discloses a portable CD player having a pair of opposing panel-shaped speakers. The CD player includes a main body with a turntable and a lid to cover the turntable. The loudspeakers are mounted on the lid, which have a stiff, lightweight sandwich-type panel with a plastic foam core and two facing layers surrounding the plastic core. The panel is set over a soft storage in a surrounding frame. At a predetermined position on the panel, a transducer is mounted, which drives driven by a signal amplifier the panel bending waves. By stimulating the panel to resonate, the panel emits an audible sound.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Flächenlautsprecher 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 to provide for a flat panel speaker a further embodiment in which its operating principle as well as its design options are used with particular advantage.

Bei einer Beleuchtungsanordnung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 beschriebenen Merkmale.In a lighting arrangement of the type mentioned, this object is achieved by the features described in the characterizing part of claim 1.

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 is known from the prior art described above, although the design and material selection of the sound emitting element of the flat-panel loudspeaker certainly have certain boundary conditions, they can also comply with a variety of design forms and materials that the luminaire designer and designer enough free space leave open for individual embodiments. In the present case of application, it is advantageous that the sound-emitting element is not initially determined in its shape in the flat-panel loudspeaker. Probably it should have a relatively high stiffness at low mass, since it is relatively large area, it follows that it is relatively thin compared to its surface. These boundary conditions certainly meet the lighting designer in many applications.

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 flat-panel loudspeaker can easily be used in the dual function as an optically effective component of the lamp. In addition to the possibility of using translucent or at least partially translucent materials for the sound-emitting element, the sound-emitting element can also be readily equipped with a directionally or optionally diffusely reflecting surface without significantly influencing the acoustic properties. Thus, the sound-emitting element of the flat-panel loudspeaker is also readily to be designed as an optically effective component of a lighting arrangement. In addition, for the operation of one or more light sources of an artificial lighting arrangement usually a mains voltage supply, in addition, more often control lines must be available when the lighting arrangement is to be operated regulated according to predetermined parameters. In the majority of applications, these electrical lines are hidden from view, in larger lighting systems, for example, cable ducts and the like are provided for the wiring. Thus, immediately the power supply, and also means are available to introduce in a corresponding manner also to the flat panel audio cable and connect. In cases where the supply of audio cables does not seem readily possible or is too expensive to construct, it is also possible to operate without a direct line connection the transformer of the area speaker by supplying him the audio signals over a radio link or an infrared link.

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 embodiment of the invention, the transformer of the flat-panel loudspeaker is preceded by an electronic signal processing unit for compensating non-linearities in the acoustic transmission characteristic of the sound-emitting element. This development of the invention is particularly advantageous because of this because it considerably expands the possibilities for selecting the material of the sound-emitting element. With this development, the restrictions are avoided, which so far opposed the enforcement of the area speaker in the market many times. For so far, despite many years of efforts, it has only been possible to a limited extent to improve the acoustic reproduction properties of the flat-panel loudspeaker in such a way that it becomes competitive with respect to these properties with the conventional loudspeakers used in many cases. Further embodiments and advantages of the invention will be apparent from 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 Blockschaltbild 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 will be described in more detail below with reference to the drawing. It shows

1 shows schematically a wall lamp with a flat housing frame, in which a translucent panel is clamped, which also forms a sound-emitting element of a flat-panel loudspeaker,
2 shows a section through the wall lamp according to FIG. 1 along a section line II-II, FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing the signal processing for audio signals output from a sound carrier and supplied to transducers of a flat-panel loudspeaker;
FIG. 4 shows a floor lamp which is at the same time designed as a flat loudspeaker,
FIG. 5 shows a suspended ceiling light with a halogen spotlight as the light source and a transparent shade which at the same time forms the sound-emitting element of the flat-panel loudspeaker,
Figure 6 is a secondary lamp for fluorescent lamps with integrated flat panel speakers and
FIG. 7 shows a room lighting arrangement in secondary technology with a projector light placed close to the floor and a reflector unit arranged in its light cone on the room ceiling, in which the area 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 eines Flächenlautsprechers bildet.In Figure 1, a wall lamp 1 is shown schematically in a three-dimensional view. The wall lamp 1 has a substantially frame-shaped lamp housing 2, at the bottom of a light source 3, which is exemplified here as a compact saving lamp is set. In side parts of the lamp housing 2, a preferably opaque diaphragm is elastically clamped, which forms the sound-emitting element 4 of a flat-panel 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 bertrager 6 benachbart, gegebenenfalls eine diesem Übertrager 6 vorgeschaltete Endstufe 7 vorgesehen sein kann. In dieser Endstufe 7 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.In a sectional view of Figure 2, this is shown in more detail. In the double-folded side part of the lamp housing 2, an elastic strip 5 is circumferentially arranged on the inner edges. This biases the opal diaphragm, ie the sound-emitting element 4 lying at a predetermined distance 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, a transformer 6 is arranged as part of the area loudspeaker. It is mechanically, as indicated schematically attached to the rear wall of the lamp housing 2 and is under elastic bias on the inside of the sound-emitting element 4 at. In Figure 2 is further exemplified that in this space between the rear wall of the lamp housing 2 and the preceding sound emitting element 4, the transformer 6 adjacent, optionally a transformer 6 upstream this power amplifier 7 may be provided. In this final stage 7 her supplied audio signals are in particular amplified and then delivered to the transformer 6. Conventional transducers for flat-panel loudspeakers have a permanent magnet system and a voice coil to be excited via transverse electrical oscillations, the oscillations of which are transmitted to the mechanically coupled sound-emitting element 4 in the present case. As a result, it is excited to vibrate, which propagate in it as transverse bending waves. The so mechanically excited aperture of the wall lamp 1 gives its vibrational energy in the form of sound waves areal to the environment.

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 of the lamp cover as a sound emitting element 4 of a flat-panel loudspeaker, it is known that a number of parameters are decisive, on which it depends how the individual modes of the transverse bending waves propagate in the sound-emitting element 4. Not only its shape and dimensions, but also its mass and rigidity play a role, it also depends on how it is clamped. Especially in the present case, in which the sound-emitting element 4 is a component of a lamp, this can not be formed solely in terms of its acoustic properties. It is therefore to be understood that in the conversion of the transformer supplied electrical audio signals in sound waves emitted by the sound emitting element 4, sometimes considerable distortions may occur. In other words, this means that the transfer characteristic of the sound emitting element 4 is non-linear. This nonlinear transfer function can be detected by measurement for each specific combination of a lighting arrangement with a flat-panel loudspeaker. Thus, the particular caused by the sound-emitting element 4 transmission error is known and can be used to correct the function of the area speaker.

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.FIG. 3 schematically shows in a block diagram how this correction of the function of the area loudspeaker is achieved. As a generator for the audio signals, by way of example, a tape recorder or cassette player 8 is shown, to which a signal processing unit 9 is connected, which in particular represents an electrical filter whose transfer function is formed inversely to the frequency response of the transmission characteristic of the area loudspeaker. Since the transmission characteristic of the sound-emitting element 4 may well have considerable nonlinearities even in this application, it will depend on the requirements of the transmission quality, how well the frequency response of the signal processing unit 9 to the actual Frequency response of the sound emitting element 4 adapts. Whenever increased demands are placed on the transmission quality, it will be expedient to construct the signal processing unit 9 as a digital filter, as is also shown in FIG. In this embodiment, the signal processing unit 9 has as an input circuit a sample / hold element 10, which is often referred to as a "sample and hold" circuit. Thus, the audio signal supplied from the tape recorder 8 as an analog signal is sampled according to a predetermined sampling theorem. The respective sampled instantaneous value is buffered and offered to an analog-to-digital converter 11. This converts the serially offered instantaneous values of the audio signal into binary digital signals. The digital signals are fed to a digital signal processor 12, in which purely computationally required for correcting the frequency response signal shaping is performed. 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 12 is converted back into an analog signal. This analogue signal is fed via the already mentioned in Figure 2, in particular designed as an output amplifier output stage 7 to the transformer 6 and optionally also more than a transformer 6, in the latter case then 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 8 shown in FIG. 3 advantageously makes use of advances in the development of digital signal processing. High-performance digital signal processors have long been used extensively for "real-time" applications. The handling of digital signal processors, their possible uses and designs for achieving individual functions can be assumed to be already known here. In the schematic representation of FIG. 3, therefore, the circuit configuration 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 are interconnected via a bus system with parallel address, control and data lines. The ability to store in the program memory a specific, tailored to the individual application program upgrades the signal processor to a universal electronic circuit. In the present case, it is advantageous to implement the filter or filters in the form of FIR (Finite Impulse Response) filters with which complex transfer functions can also be realized in a known manner in the case of "real-time" requests. In the context of the present solution, the signal processing unit 9 may optionally also comprise a plurality of digital signal processors, which then operate in parallel operation, if very high demands are placed on the transmission quality of the area loudspeaker. In this context, it should also be noted that the connection between the output of the signal processing unit 9 and the output stage 7 need not necessarily be formed as a galvanic line. As will be shown, it may be advantageous to provide a radio link, for example an infrared link, as the connection between the signal processing unit 9 and the output stage 7.

In weiteren Figuren der Zeichnungen sind 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 further figures of the drawings further examples of the possible combination of a lighting arrangement are shown with a flat speaker. Insofar as in these embodiments elements or components are used which are functionally directly comparable with corresponding elements or components of the wall lamp 1 described with reference to FIGS. 1 and 2, these are designated by identical reference symbols.

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 17 über einen Leuchtenfuß 16 zugeführt. In diese Kabelleitung 17 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 16 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.In Figure 4, a floor lamp is shown schematically, in which in a conventional manner to a wire frame 15 here a cross-sectionally oval trained lampshade is attached, the sound-emitting in this embodiment Element 4a forms. The stiffer the material of this sound emitting element 4a is, the more advantageous it is to form its connection to the wire frame of the floor lamp resiliently in order to prevent a sound transmission to other light parts. The at least one transformer 6 is mechanically fixed to the wire frame 15 and on the other hand is under elastic bias on the sound emitting element 4a. In known manner, the power supply for the light source 3, for example, a light bulb is used here, with a cable line 17 via a lamp base 16 is supplied. In this cable line 17 and the line connection could be integrated, via which the transformer 6, the audio signals are supplied. Although not shown in FIG. 4, it would be advantageous in this context to arrange the output stage 7 shown in FIG. 2 in the lamp base 16 in this embodiment. As already mentioned, it would also be possible in this embodiment to use a radio link for supplying the audio signals to the transformer 6 of the flat-panel loudspeaker, in which case the power amplifier 7 upstream of the power amplifier 7 also comprises an optical receiver in addition to the power amplifier.

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, a designed as a pendant lamp ceiling light is shown as a further embodiment, in which a halogen lamp is used as the light source 3. As a creative, but also optically effective form of this ceiling light has an annular disc which is arranged in the same plane as the light source 3. If this flat pane consists of a transparent material, then a part of the light emitted by the light source 3 is radiated into it and emitted again by it under the corresponding optical effect as stray light. In this embodiment, this annular disc forms a sound emitting element 4b of the ceiling light, therefore, the attached via an arm 18 to the pendulum of the ceiling light transformer 6 is placed from above on this the sound-emitting element 4b forming annular disc. at In this embodiment, it is advantageous to arrange the output stage 7 (not shown in FIG. 5) in a pot-shaped cover box 19 provided near the ceiling at the upper end of the pendulum.

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 26 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 4c. 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 shown as a further embodiment of a combined with a flat panel lamp suspended on ropes suspended ceiling lamp in secondary technology. In itself, this type of luminaire is already widely known, so that the chosen schematic representation is quite sufficient. As the light source 3, a fluorescent lamp is used in this case, around which a primary reflector 20 is arranged such that the light source 3 is shaded in the normal operation of the lamp in the viewing direction. The primary reflector 20 is, as schematically indicated, mechanically fixed to an approximately box-shaped luminaire housing 2 '. On the underside of the luminaire housing 2 ', an approximately bird-wing-like trained secondary reflector 21 is provided, which is partly illuminated directly from the light source 3, but also receives reflected light from the primary reflector 20 and radiates these light components downwards. The lamp housing 2 'is attached via cables to a pair of Abdeckdosen 19, which are secured in the assembled state of the lamp via cable spirals 26 on a ceiling, not shown in Figure 6. In the embodiment shown in FIG. 6, for example, the mains power supply can be supplied via one of the two cable spirals 22 and the audio signals for the area loudspeaker can be supplied via the other. In this embodiment, a part of the lamp housing 2 'is used as the sound emitting element 4c of the area speaker. In the alternative selected in FIG. 6, an upper cover surface of the luminaire housing 2 'facing away from the secondary reflector 21 offers, for example, this sound-emitting element 4c. Alternatively, however, the secondary reflector 21 could be used as a sound-emitting element, if it is taken into account, this reflector elastically decoupled on the lamp housing 2 set '. Furthermore, it is schematically indicated in FIG. 6 that both an operating device, for example an electronic ballast 23, and at least the transformer 6 for the area loudspeaker are arranged within the luminaire housing 2 '.

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.FIG. 7 illustrates, as a further embodiment, an arrangement for room lighting, which is also particularly suitable for the integration of a flat-panel loudspeaker. It is an arrangement for zonal lighting also in secondary technology. The light source 3 used for the illumination is arranged in a projector light 24. Equipped with a corresponding optics, the projector light 24 radiates the light generated by the light source 3 bundled in the upper solid angle directed against a schematically indicated ceiling. In the beam of the projector light 24 a gimbal mounted on the ceiling ceiling reflector 25 is arranged. The ceiling reflector 25 has a frame 26, via which a reflector element, which forms the sound-emitting element 4d in this case, is fixed to a cardan suspension. This ceiling mounting the ceiling reflector 25 allows to adjust this relative to the ceiling individually. As indicated in FIG. 7 by arrows shown in broken lines, the light emitted by the projector light 24 can thus be directed by means of the ceiling reflector 25 in certain areas of the room in order, for example, to illuminate a workstation 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 in this illumination arrangement according to Figure 7 already existing launcher 24 can be readily used to accommodate in her also the control gear for the area speaker. As indicated schematically in FIG. 7, this applies above all to the digital signal processing unit 9. It would also be conceivable, however, to even accommodate a cassette or tape recorder 8 in the projector light 24. As already mentioned, the reflector element becomes of the ceiling reflector 25 is used as the sound emitting element 4d of the area speaker. The required transformer 6 is mechanically fixed to the frame 26 of the ceiling reflector 25. The connection between this transformer 6 and the output of the signal processing unit 9 arranged in the projector light 24 is produced via an infrared radio link. For this purpose, an infrared transmitter 27 and an attached to the ceiling reflector 25 infrared receiver 28 is provided in the projector light 24. This is connected via the likewise arranged on the ceiling reflector 25 power amplifier 7 to the transformer 6.

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 genügen. 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 above-described embodiments show that there are a variety of design possibilities in which a surface speaker integrated in a room lighting can be advantageously used. The architects, interior designers thus have solutions for a comfortable and individual room design available, which are aesthetically and technically functional and also meet high demands on room lighting and room acoustics. Considered from the aspect of building technology, the savings of additional cable guides, but in conventional solutions, in particular the sound cables are often disturbing, to be regarded as advantageous.

Claims

Lighting arrangement having a loudspeaker, characterized in that the loudspeaker is a flat loudspeaker having a sound-emitting element (4, 4a - 4d) held in a frame, which is assigned a transformer (6) which converts the audio signals delivered to it as electrical input signals into mechanical oscillations with which the sound-emitting element (4, 4a - 4d) is excited in transverse flexural oscillations so as to emit sound, the sound-emitting element (4, 4a - 4d) also being a component of the lighting arrangement so that the flat loudspeaker formed in this way is integrated into the lighting arrangement.
Lighting arrangement according to Claim 1, characterized in that the lighting arrangement is designed as a lamp in whose housing (2) the transformer (6) is arranged, and the sound-emitting element (4) forms a light-deflecting component of the lamp (1), via which the luminous flux generated by a light source (3) is emitted into the surroundings.
Lighting arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that the transformer (6) is preceded by an electronic signal processing unit (9) for equalizing nonlinearities in the acoustic transfer characteristic of the sound-emitting element (4, 4a - 4d).
Lighting arrangement according to Claim 3, 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, 4a - 4d) is stored and the audio signals delivered to it are pre-corrected in frequency excursion according to the inverse amplitude values of this transfer function.
Lighting arrangement according to one of Claims 3 and 4, characterized in that the lighting arrangement is designed as a lamp (1) in whose housing (2), besides the transformer (6), at least one output stage (7) preceding the latter is arranged.
Lighting arrangement according to Claim 5, characterized in that the lighting arrangement is designed as an on-ceiling lamp, an in-ceiling lamp or as a freely suspended ceiling lamp, in whose housing (2a) electronic operating devices (23) are arranged for operation both of the lamp and of the flat loudspeaker.
Lighting arrangement according to Claim 6, characterized in that the ceiling lamp is configured as a secondary lamp having at least one fluorescent lamp as the light source (3), a primary reflector (20) partially enclosing the latter and shading it in the viewing direction, and a secondary reflector (21) arranged on the lower side of the lamp housing (2'), a part of the lamp housing (2') being designed as the sound-emitting element (4c).
Lighting arrangement according to one of Claims 3 and 4, characterized in that the lighting arrangement is designed as a standard lamp having a shade, which is also the sound-emitting element (4a), and having a lamp base (17) in which at least one output stage preceding the transformer (6) is arranged.
Lighting arrangement according to one of Claims 3 and 4, characterized in that the lighting arrangement is designed as a zonal lighting arrangement (24, 25) in secondary technology having a spot lamp (24), which emits light preferably collimated and into the upper solid angle, and having a reflector unit (25) arranged in its light cone for light defection, the sound-emitting element (4d) being integrated into this reflector unit (25).
Lighting arrangement according to one of Claims 5 to 9, characterized in that an infrared or wireless transmission link (27, 28) is provided for the signal transmission between the electronic signal processing unit (9) and the output stage (7) preceding the transformer (6).