WO2003041448A1 - Flachlautsprecheranordnung - Google Patents

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WO2003041448A1
WO2003041448A1 PCT/EP2002/012404 EP0212404W WO03041448A1 WO 2003041448 A1 WO2003041448 A1 WO 2003041448A1 EP 0212404 W EP0212404 W EP 0212404W WO 03041448 A1 WO03041448 A1 WO 03041448A1
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WO
WIPO (PCT)
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drivers
arrangement according
flat
plate
speaker arrangement
Prior art date
Application number
PCT/EP2002/012404
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Pfaffinger
Original Assignee
Harmann/Becker Automotive Systems (Straubing Division) Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Harmann/Becker Automotive Systems (Straubing Division) Gmbh filed Critical Harmann/Becker Automotive Systems (Straubing Division) Gmbh
Publication of WO2003041448A1 publication Critical patent/WO2003041448A1/de

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R7/00—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
    • H04R7/02—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
    • H04R7/04—Plane diaphragms
    • H04R7/045—Plane diaphragms using the distributed mode principle, i.e. whereby the acoustic radiation is emanated from uniformly distributed free bending wave vibration induced in a stiff panel and not from pistonic motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R11/00—Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for
    • B60R11/02—Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for for radio sets, television sets, telephones, or the like; Arrangement of controls thereof
    • B60R11/0217—Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for for radio sets, television sets, telephones, or the like; Arrangement of controls thereof for loud-speakers
    • B60R11/0223—Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for for radio sets, television sets, telephones, or the like; Arrangement of controls thereof for loud-speakers of flat type
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2205/00—Details of stereophonic arrangements covered by H04R5/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2205/022—Plurality of transducers corresponding to a plurality of sound channels in each earpiece of headphones or in a single enclosure
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S1/00—Two-channel systems
    • H04S1/002—Non-adaptive circuits, e.g. manually adjustable or static, for enhancing the sound image or the spatial distribution

Definitions

  • the invention relates to a flat speaker arrangement.
  • Flat-panel loudspeakers in particular plate loudspeakers, of conventional design (planar) are operated under resonance, that is to say, design measures are used to prevent the plate from being operated in the frequency range around the bending vibration resonance.
  • This principle known from conventional cone loudspeakers, is referred to as a piston loudspeaker.
  • bending vibrations are prevented (with great design effort).
  • Plate loudspeakers of the latest design are operated resonantly, which means that constructive measures expressly promote that the plate is subjected to bending vibration resonances in the operating frequency range.
  • This loudspeaker principle is referred to as a multi-resonance plate loudspeaker.
  • the known multi-resonance plate loudspeakers are all plate-shaped, direct-radiating loudspeakers which can also be used without a housing and which are operated, for example, in motor vehicles as ceiling loudspeakers, door loudspeakers and so on.
  • Multi-resonance plate loudspeakers are known for example from WO 97/09842.
  • large flat speakers have a high sensitivity due to the large diaphragm area, since the radiated power is proportional to the diaphragm area and proportional to the square of the average effective speed on the diaphragm. Furthermore, relatively low non-linear distortions occur due to the low deflection.
  • Multi-resonance plate loudspeakers are often installed in the door when used in motor vehicles. Since this location is deep down in the vehicle, the distance to the ear is very far and at an unfavorable angle. However, other typical installation locations in motor vehicles, such as, for example, the vehicle ceiling or footwell in motor vehicles, are also extremely unsuitable for installing multi-resonance panel loudspeakers.
  • the object of the invention is therefore to provide a flat speaker arrangement with which the radiation characteristic of multi-resonance plate speakers is changed without changing the position.
  • a flat loudspeaker arrangement with at least two (plate loudspeaker) drivers, which are coupled to at least one sound plate - that is to say with a common sound plate or separate sound plates - and a signal processing unit connected upstream of the two drivers and controlled by two input signals.
  • Direction for generating control signals for the two drivers which are each the same as the sum of the input signals evaluated differently in terms of amplitude and phase, such that the main emission direction of the two drivers in connection with the sound plate depends on the evaluation of the input signals.
  • This arrangement can be expanded by additional drivers, either only two of these drivers being controlled via the signal conditioning device and the others directly, or else further drivers up to all drivers being controlled via one or more signal conditioning devices.
  • the drivers can be individual, in Groups or all can be coupled together with (each) a sound plate.
  • the signal processing device has two adders, to each of which one of the input signals is supplied with the interposition of a first phase shifter and a first coefficient element and the other input signal is supplied with the interposition of a second phase shifter and a second coefficient element.
  • One of the two coefficient elements can also be equal to the coefficient 1, which means that this coefficient element can be implemented by a simple connection.
  • first and second phase shifters each produce the same phase shifts and the first and second coefficient elements each produce the same attenuations / gains. This is particularly advantageous in the case of a symmetrical arrangement of the drivers in relation to the listening location if the drivers are also controlled with a stereo signal.
  • phase shifters have phase shifts that are independent of the frequency. Depending on the application, these can also be changeable.
  • a flat speaker arrangement with at least four drivers, it can be provided that two of the drivers are arranged between the two other drivers (on one or more sound plates) and the main emission directions of the two one driver in connection with the associated sound plate (s) are set at a certain angle to the vertical from each other in the direction of the other drivers together with the associated sound plate (s).
  • the main emission directions of the other drivers can be at certain angles to the vertical in the direction of the one driver.
  • the one two drivers are arranged next to the two other drivers, the main emission direction of the two one driver and the other two drivers each being set at a specific angle to the vertical in the direction of one another.
  • a further signal processing device can be connected upstream of the other drivers.
  • Plate loudspeakers constructed and controlled in this way preferably each have at least one driver for generating vibrations, a sound plate and a holder.
  • the sound plate is preferably designed as a self-supporting, low-damping sandwich plate with a light, shear-resistant core and a front and / or rear cover sheet completely connected to it.
  • the drivers are preferably connected to the back of the sound plate, and the back of the drivers can be designed to fasten the plate speakers to a surface suitable for this.
  • the sound plate is provided on the back with a distance profile, which can hold the sound plate in a self-supporting manner.
  • the back of the spacer profile can be designed for attachment to a surface provided for this purpose.
  • Several individual spacer elements can be provided as the spacer profile.
  • a mat made of soft material that is fixed to the entire back of the sound plate can be used as a distance profile.
  • the flat loudspeaker arrangement is provided for noise suppression at a listening location, the signal conditioning device being set such that the flat loudspeaker arrangement at the listening location generates a compensating sound that is opposite to a disturbing sound occurring at the listening location.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of an inventive
  • FIG. 2 shows an embodiment of a flat loudspeaker arrangement according to the invention with four drivers and a sound plate
  • FIG. 3 shows an embodiment of a flat speaker arrangement according to the invention with four drivers and two Klangp1a11en,
  • FIG. 4 shows an embodiment of a flat loudspeaker arrangement according to the invention with four drivers and four
  • Fig. 5 shows an embodiment of a plate speaker for use in a flat speaker arrangement according to the invention.
  • two drivers 1, 2 coupled to a sound plate 26 are each controlled by one of two stereophonic input signals E x , E 2 , each with a power amplifier 3, 4 interposed.
  • the power amplifiers 3, 4 are preceded by a signal processing device 5, which processes the input signals.
  • le Ei, E 2 are supplied.
  • the input signal Ei is added to an adder 8 via a phase shifter 6 with a frequency-independent phase shift ⁇ i and via a coefficient element 7 with a coefficient K representing a damping or amplification.
  • the adder 8 receives the input signal E 2 .
  • the adder 8 uses this to generate a drive signal A x for the power amplifier 3.
  • the input signal E 2 is fed to an adder 13 via a phase shifter 11 with the frequency-independent phase shift ⁇ i and via a coefficient element 12 with the coefficient Ki.
  • the adder 13 also receives the input signal E x with the interposition of a phase shifter 14 with the frequency-independent phase shift ⁇ 2 and a coefficient element 10 with the coefficient K 2 and generates a drive signal A 2 for the power amplifier 4.
  • the input signals Ei, E 2 are each fed to two phase shifters 6, 9 and 11, 14, respectively, which generate the phase shifts ⁇ i, ⁇ 2 .
  • the phase-shifted input signals Ei, E 2 are then evaluated with the coefficients K x and K 2 , which act as weight factors, and the control signals Ai, A 2 are then added in a crosswise manner. After amplification, the control signals Ai, A 2 are supplied to the drivers. 1, 2 Expressed formally, A x and A 2 behave as follows depending on Ei and E 2 , Ki and K 2 , ⁇ i and ⁇ 2 :
  • a 2 Ki + E 2 (Cpi) + K 2 * Ei ( ⁇ 2 ) Due to the phase condition of the two control signals Ai and A 2 , the distance of the drivers 1, 2 from one another and the distance of the listener from the drivers 1, 2, a shift in the main beam direction is effected, which is represented in FIG. 1 by two axes 16, 17 is.
  • the phase shifts ⁇ i, ⁇ the preferred parameters for setting the azimuth of the main emission directions.
  • two further drivers 18, 19 are provided in addition to the drivers 1, 2 in connection with the signal conditioning device 5 from FIG. 1, which are coupled to the sound plate 26 like the drivers 1, 2. These are driven directly by the input signals E x and E 2 , the input signal E x forming the left channel L and the input signal E 2 forming the right channel R of a stereophonic signal.
  • the other drivers 18 and 19 are arranged to the left and right of drivers 1 and 2, in such a way that the axes 20, 21 of the main emission direction are directed inwards to drivers 1 and 2.
  • the axes 16, 17 of the main radiation direction of the drivers 1, 2 are directed more outwards, away from each other. This results in an undisturbed stereo impression for two listeners 22, 23, since the drivers 2, 18 reproduce the left channel L and the drivers 1, 19 the right channel R, the drivers 1 and 18 reproducing the listener 22 and the drivers 2 and 19 sound the listener 23.
  • the drivers 18, 19 and the sound plate 26 can be installed in a suitable manner to generate the desired main emission direction.
  • the arrangement according to FIG. 2 can be modified as shown in FIG. 3.
  • a signal conditioning device 24 which is constructed, for example, like the signal conditioning device 5, is connected upstream of the drivers 18, 19 and the radiation characteristic is set such that the axes 20, 21 are directed more inward in the main emission direction.
  • the drivers 1, 18 and 2, 19 are arranged in pairs next to each other and coupled in pairs with a sound plate 33, 34 each. In this case, drivers 1 and 18 sound on receiver 22 and drivers 2 and 19 on receiver 23.
  • Axes 20 and 21 or 16 and 17 are each inclined towards one another.
  • the arrangement according to FIG. 3 according to FIG. 4 can be modified such that drivers 1, 2 and 18, 19 are arranged in pairs next to one another and each with a sound plate 33 to 38 are coupled.
  • the drivers 1 and 2 sound on the receiver 23 and the drivers 18 and 19 on the receiver 22.
  • the axes 20 and 21 or 16 and 17 are in turn inclined towards one another.
  • the individual sound plates 33 to 38 can be mounted independently of one another or can form a sound plate consisting of four decoupled, mechanically connected individual elements.
  • the flat loudspeakers formed from drivers and sound plate are always arranged on one level, they can be arranged in any way.
  • the arrangements designed for stereo signals in the exemplary embodiments can also be used for noise reduction, in which a special noise evaluation device 25 is connected upstream of the flat loudspeaker arrangement. This prepares interference signals occurring at the listening location for the flat loudspeaker arrangement in such a way that the sound emitted by them is equal to the antiphase interference signals. For this reason, at least partially This eliminates the interference signal at the listening location so that the noise level is reduced there.
  • the flat loudspeaker arrangement can be set so that the listening location can be freely selected (for example, the head area of the driver and front passenger).
  • FIG. 5 shows a record loudspeaker, for example for an application according to FIG. 1, which consists, among other things, of a multi-resonance sound plate 27 and a support device.
  • the multi-resonance sound plate 13 is supported in a self-supporting and low-damping manner, for example, by a support device 14 designed as support feet at the corners of the multi-resonance sound plate 13.
  • the multi-resonance sound plate 13 is made of hard, almost brittle material in such a way that overall a maximum bending Stiffness is achieved with the lowest possible mass coating.
  • rigid foam panels with or without cover layers or honeycomb sandwich panels are provided for this purpose.
  • the material requirements can be subdivided into the highest possible expansion wave speed of the cover layer material and the lowest possible average density of the core material in combination with an average high shear modulus.
  • the arrangement shown represents a complete multi-resonance plate loudspeaker.
  • the distance profile 2 which is arranged between the self-supporting multi-resonance sound plate 13 and a wall (not shown in detail).
  • This component serves as a holder for the self-supporting multi-resonance sound plate 13, which is designed using sandwich technology can record without hindering the vibration of the multi-resonance plate 13 polarized normally to the wall.
  • the distance profile 14 can fulfill its function defined in many ways.

Abstract

Flachlautsprecheranordnung mit mindestens einer Klangplatte 26, 33, 34, 35, 36, 37, 38, mit dieser gekoppelten Treibern 1, 2 und einer den Treibern 1, 2 vorgeschalteten, durch zwei Eingangssignale E¿1?, E¿2? angesteuerten Sinalaufberei-tungseinrichtung 5 zum Erzeugen von welche Ansteuersignalen A¿1?, A¿2? für die Treiber 1, 2, Ansteuersignale jeweils gleich der Summe über die in Amplitude und Phase jeweils unterschiedlich bewerteten Eingangssignale E¿1?, E¿2? sind derart, dass die Abstrahlrichtung der Treiber 1, 2 von der Bewertung der Eingangssignale E¿1?, E¿2? abhängt.

Description

Beschreibung
Flachlaut Sprecheranordnung
Die Erfindung betrifft eine Flachlautsprecheranordnung .
Flachlautsprecher, insbesondere Plattenlautsprecher, konventioneller Bauart .(Planare) werden unterresonant betrieben, dass heißt , durch konstruktive Maßnahmen wird versucht , einen Betrieb der Platte im Frequenzbereich um die Biegeschwin- gungsresonanz zu verhindern . Dieses von konventionellen Konuslautsprechern her bekannte Prinzip wird als Kolbenlautsprecher bezeichnet . Im Falle älterer Plattenlautsprecher werden wie beim Kolbenlautsprecher Biege Schwingungen (mit ho- hem konstruktiven Aufwand) verhindert .
Plattenlautsprecher neuester Bauart werden dagegen resonant betrieben, dass heißt , durch konstruktive Maßnahmen wird ausdrücklich gefördert , dass die Platte im Betriebsfrequenzbe- reich in Biegeschwingungsresonanzen gerät . Dieses Lautsprecherprinzip wird als Multiresonanz-Plattenlautsprecher bezeichnet . Die bekannten Multiresonanz-Plattenlautsprecher sind durchweg plattenförmige , direkt strahlende , auch ohne Gehäuse verwendbare Lautsprecher, die beispielsweise in Kraftfahrzeugen als Deckenlautsprecher, Türlautsprecher und so weiter betrieben werden . Multiresonanzplattenlautsprecher sind beispielsweise aus der WO 97/ 09842 bekannt .
Wird ein gehäuseloser Multiresonanz -Plattenlautsprecher in die Nähe einer schallreflektierenden Wand (Abstand geringer als Plattendiagonale , Ausrichtung planparallel ) gebracht , so beobachtet man einem generellen Leistungsabfall bei tiefen Tönen (Wand-Effekt ) . Ein Lösungsansatz für den „Wand-Effekt " besteht darin, den Multiresonanz -Plattenlautsprecher mit ei- nem rückwärtig angeordneten Flachgehäuse abzuschirmen . Der Lösungsansatz eignet sich j edoch nur für kleine , handlich Platten, wobei eine eingeschränkte Bandbreite auftritt . Große Flachlautsprecher haben theoretisch folgende Vorteile : es wird eine sehr tiefe untere Grenzfrequenz durch Bipolarabschirmung erreicht , wobei die Plattenresonanzen verhältnismä- ßig tief liegen . Des weiteren haben große Flachlautsprecher eine hohe Empfindlichkeit durch die große Membranfläche, da die abgestrahlte Leistung proportional zur Membranfläche und proportional zum Quadrat der mittleren, effektiven Schnelle auf der Membran ist . Weiterhin treten relativ geringe nicht- lineare Verzerrungen infolge der geringen Auslenkung auf .
Aufgrund der großen Fläche kann bei gleicher abgegebener a- kustischer Leistung das Schnelle-Quadrat entsprechend geringer ausfallen . Schließlich kann eine relativ hohe Maximalleistung aufgrund der großen Fläche abgegeben werden .
Multiresonanz- Plattenlautsprecher werden bei Verwendung in Kraftfahrzeugen häufig in der Türe verbaut . Da dieser Ort tief unten im Kraftfahrzeug liegt , ist die Entfernung zum Ohr sehr weit und unter einem ungünstigen Winkel . Aber auch ande- re , typische Einbauplätze in Kraftfahrzeugen wie beispielsweise die Fahrzeugdecke oder der Fußraum in Kraftfahrzeugen sind denkbar ungeeignet für einen Einbau von Multiresonanz - Plattenlautsprechern .
Ein Einbau von Multiresonanz-Plattenlautsprechern in Kraftfahrzeugen ist aber andererseits sehr wünschenswert , da sie nur wenig Raum beanspruchen und unter Umständen auch Teil der im Kraftfahrzeug benötigten dekorativen Verkleidung sein können .
Aus der DE 19956690 ist eine Beschallungseinrichtung bekannt bei der die Abstrahlcharakteristik von Konuslautsprechern auf elektronischem Wege veränderbar ist und daher einen größeren Freiraum bei der Installation der Lautsprecher bietet.
Allerdings ist die dort beschriebene Beschallungseinrichtung für Kolbenlautsprecher konventioneller Bauart ausgerichtet, die beispielsweise eine keulenförmige Abstrahlung gewährleisten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Flachlautsprecheran- Ordnung anzugeben, mit der ohne Lageänderung die Abstrahlcharakteristik von Multiresonanz-Plattenlautsprecher verändert wird.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Flachlautsprecheranordnung gemäß Patentanspruch 1 bzw. Patentanspruch 18. Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Vorteil der Erfindung ist es, dass mit verhältnismäßig gerin- gern Aufwand bei einem hohen Maß an Einbaufreiheit eine für die meisten Anwendungsfälle zufriedenstellende Richtcharakteristik erzielt werden kann.
Erzielt wird diese im Einzelnen durch eine Flachlautsprecher- anordnung mit mindestens zwei (Plattenlautsprecher-) Treibern, die mit mindestens einer Klangplatte - also mit einer gemeinsamen Klangplatte oder getrennten Klangplatten - gekoppelt sind, und einer den zwei Treibern vorgeschalteten, durch zwei Eingangssignale angesteuerten Signalaufbereitungsein- richtung zum Erzeugen von Ansteuersignalen für die zwei Treiber, welche jeweils gleich der Summe über die in Amplitude und Phase jeweils unterschiedlich bewerteten Eingangssignale sind derart, dass die Hauptabstrahlrichtung der zwei Treiber in Verbindung mit der Klangplatte von der Bewertung der Ein- gangssignale abhängt.
Diese Anordnung kann um zusätzliche Treiber erweitert werden, wobei entweder nur zwei dieser Treiber über die Signalaufbereitungseinrichtung angesteuert werden und die anderen di- rekt, oder aber auch weitere Treiber bis hin zu allen Treibern über eine oder mehrere Signalaufbereitungseinrichtungen angesteuert werden. Die Treiber können dabei einzelnen, in Gruppen oder alle zusammen mit (jeweils) einer Klangplatte gekoppelt sein.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist die Signalaufbe- reitungseinrichtung zwei Addierer auf, denen unter Zwischenschaltung eines ersten Phasenschiebers und eines ersten Koeffizientenglieds jeweils eines der Eingangssignale und unter Zwischenschaltung eines zweiten Phasenschiebers und eines zweiten Koeffizientenglieds das jeweils andere Eingangssignal zugeführt wird. Eines der beiden Koeffizientenglieder kann dabei auch gleich dem Koeffizienten 1 sein, was bedeutet, dass dieses Koeffizientenglied durch eine einfache Verbindung realisiert werden kann.
Weiterhin kann vorgesehen werden, dass die ersten und zweiten Phasenschieber jeweils gleiche Phasenverschiebungen und die ersten und zweiten Koeffizientenglieder jeweils gleiche Dämpfungen/Verstärkungen erzeugen. Dies ist insbesondere bei einer symmetrischen Anordnung der Treiber im Bezug auf den Ab- hörort vorteilhaft, wenn zudem die Treiber mit einem Stereosignal angesteuert werden.
Die Phasenschieber weisen dabei von der Frequenz unabhängige Phasenverschiebungen auf. Diese können je nach Anwendungsfall auch veränderbar sein.
Bei einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung mit mindestens vier Treibern kann vorgesehen werden, dass zwei der Treiber zwischen den zwei anderen Treibern (auf einer o- der mehreren Klangplatten) angeordnet sind und die Hauptabstrahlrichtungen der beiden einen Treiber in Verbindung mit der/den zugehörigen Klangplatte (n) in bestimmtem Winkel zur Senkrechten von einander weg in Richtung der anderen Treiber samt der/den zugehörigen Klangplatte (n) eingestellt sind. Dabei können die Hauptabstrahlrichtungen der anderen Treiber sich in bestimmten Winkeln zur Senkrechten in Richtung der einen Treiber befinden.
Bei einer alternativen Anordnung sind die einen zwei Treiber neben den zwei anderen Treiber angeordnet, wobei die Hauptabstrahlrichtung der beiden einen Treiber und der beiden anderen Treiber jeweils in einem bestimmten Winkel zur Senkrechten in Richtung zu einander eingestellt sind.
Den anderen Treibern kann dabei eine weitere Signalaufbereitungseinrichtung vorgeschaltet sein.
Derart aufgebaute und angesteuerte Plattenlautsprecher weisen bevorzugt jeweils mindestens einen Treiber zur Schwingungser- zeugung, eine Klangplatte und eine Halterung auf. Die Klangplatte wird bevorzugt als freitragende, dämpfungsarme Sandwichplatte mit leichtem, scherfestem Kern und einem damit vollständig verbundenen, vorderen und/oder hinteren Deckblatt ausgeführt.
Die Treiber sind bevorzugt mit der Rückseite der Klangplatte verbunden, wobei die Rückseiten der Treiber zur Befestigung der Plattenlautsprecher an einer dafür geeigneten Fläche aus- gebildet sein können.
Des Weiteren kann vorgesehen werden, dass die Klangplatte auf der Rückseite mit einem Distanzprofil versehen ist, welches die Klangplatte freitragend haltern kann. Die Rückseite des Distanzprofils kann dabei zur Befestigung an einer dafür vorgesehen Fläche ausgebildet sein. Als Distanzprofil können mehrere einzelne Abstandselemente vorgesehen werden. Alternativ kann als Distanzprofil auch eine vollflächig an der Rückseite der Klangplatte fixierte Matte aus weichem Material verwendet werden. Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist die Flachlautsprecheranordnung zur Geräuschunterdrückung an einem Abhörort vorgesehen, wobei die Signalaufbereitungseinrichtung so eingestellt ist, dass die FlachlautSprecheranordnung am Abhörort einen zu einem am Abhörort auftretenden Störschall gegenpha- sigen Kompensationsschall erzeugt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine erste Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen
FlachlautSprecheranordnung mit zwei Treibern und einer Klangplatte,
Fig. 2 eine Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung mit vier Treibern und einer Klangplatte,
Fig. 3 eine Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung mit vier Treibern und zwei Klangp1a11en,
Fig. 4 eine Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Flach- lautsprecheranordnung mit vier Treibern und vier
Klangplatten und
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel eines Plattenlautsprechers zur Anwendung bei einer erfindungsgemäßen Flachlaut- Sprecheranordnung.
Bei dem Au führungsbeispiel nach Fig. 1 werden zwei mit einer Klangplatte 26 gekoppelte Treiber 1, 2 jeweils durch eines von zwei stereophonen Eingangssignalen Ex, E2 unter Zwischen- schaltung jeweils eines Leistungsverstärkern 3, 4 angesteuert. Den Leistungsverst rkern 3, 4 ist dabei eine Signalaufbereitungseinrichtung 5 vorgeschaltet, der die Eingangssigna- le Ei, E2 zugeführt werden. In der Signalaufbereitungseinrichtung 5 wird das Eingangssignal Ei über einen Phasenschieber 6 mit einer frequenzunabhängigen Phasenverschiebung φi und über ein Koeffizientenglied 7 mit einem eine Dämpfung oder Ver- Stärkung repräsentierenden Koeffizienten K einem Addierer 8 zugefügt. Außerdem erhält der Addierer 8 unter Zwischenschaltung eines Phasenschiebers 9 mit einer frequenzunabhängigen Phasenverschiebung φ2 und eines Koeffizientenglieds 10 mit einer eine Dämpfung oder eine Verstärkung repräsentierenden Koeffizienten K2 das Eingangssignal E2.
Der Addierer 8 erzeugt daraus ein Ansteuersignal Ax für den Leistungsverstärker 3. In analoger Weise wird das Eingangssignal E2 über einen Phasenschieber 11 mit der frequenzunab- hängigen Phasenverschiebung φi und über ein Koeffizientenglied 12 mit dem Koeffizienten Ki einem Addierer 13 zugeführt. Der Addierer 13 erhält zudem unter Zwischenschaltung eines Phasenschiebers 14 mit der frequenzunabhängigen Phasenverschiebung φ2 und eines Koeffizientenglieds 10 mit dem Ko- effizienten K2 das Eingangssignal Ex und erzeugt daraus ein Ansteuersignal A2 für den Leistungsverstärker 4.
Die Eingangssignale Ei, E2 werden also jeweils zwei Phasenschiebern 6, 9 bzw. 11, 14 zugeführt, die die Phasenverschie- bungen φi, φ2 erzeugen. Danach werden die phasenverschobenen Eingangsignale Ei, E2 mit den als Gewichtsfaktoren fungierenden Koeffizienten Kx und K2 bewertet und anschließend über Kreuz die Ansteuersignale Ai, A2 ergebend addiert. Nach Verstärkung werden die Ansteuersignale Ai, A2 den Treibern 1, 2 zugeführt. Formal ausgedrückt verhalten sich Ax und A2 in Abhängigkeit von Ei und E2, Ki und K2, φi und φ2 wie folgt:
Ai = Ki * Ei (φi) + K2 * E2 (φ2)
A2 = Ki + E2 (Cpi) + K2 * Ei (φ2) Aufgrund der Phasenbedingung der beiden Ansteuersignale Ai und A2, der Entfernung der Treiber 1, 2 zueinander so wie die Entfernung des Zuhörers zu den Treibern 1, 2 wird eine Verschiebung der Hauptstrahlrichtung bewirkt, die in Fig. 1 durch zwei Achsen 16, 17 dargestellt ist. Abgesehen von einigen die Hauptabstrahlrichtung bestimmenden Parametern wie beispielsweise dem durch den festen Einbau der Treiber 1, 2 in ein Fahrzeug vorgegebenen Abstand beider sowie einem durch eine annähernd feste Position des Hörers gegebenen festen Ab- stand des Zuhörers zu den Treibern 1, 2 sind bei einer vorausgesetzten konstanten Lautstärke in der Regel die Phasenverschiebungen φi, φ die bevorzugten Parameter zur Einstellung des Azimuths der Hauptabstrahlrichtungen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind außer den Treibern 1, 2 in Verbindung mit der Signalaufbereitungseinrichtung 5 aus Fig. 1 zwei weitere Treiber 18, 19 vorgesehen, die wie die Treiber 1, 2 mit der Klangplatte 26 gekoppelt sind. Diese werden direkt durch die Eingangssignale Ex und E2 ange- steuert, wobei das Eingangssignal Ex den linken Kanal L und das Eingangssignal E2 den rechten Kanal R eines stereophonen Signals bildet. Die weiteren Treiber 18 und 19 sind dabei links bzw. rechts von den Treibern 1 und 2 angeordnet und zwar derart, dass die Achsen 20, 21 der Hauptabstrahlrichtung nach innen zu den Treibern 1 und 2 hingerichtet sind.
Die Achsen 16, 17 der Hauptabstrahlrichtung der Treiber 1, 2 sind dabei mehr nach außen, voneinander weg gerichtet. Damit ergibt sich für zwei Zuhörer 22, 23 jeweils ein ungestörter Stereoeindruck, da die Treiber 2, 18 den linken Kanal L und die Treiber 1, 19 den rechten Kanal R wiedergeben, wobei die Treiber 1 und 18 den Zuhörer 22 und die Treiber 2 und 19 den Zuhörer 23 beschallen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass die Treiber 18, 19 und die Klangplat- te 26 in geeigneter Weise zur Erzeugung der gewünschten Hauptabstrahlrichtung eingebaut werden können. Ist dies jedoch nicht möglich, dann kann die Anordnung nach Fig. 2 wie in Fig. 3 gezeigt abgeändert werden. Den Treibern 18, 19 wird eine Signalaufbereitungseinrichtung 24, die beispielsweise wie die Signalaufbereitungseinrichtung 5 aufge- baut ist, vorgeschaltet und die Abstrahlcharakteristik so eingestellt, dass die Achsen 20, 21 in der Hauptabstrahlrichtung mehr nach innen gerichtet sind. Die Treiber 1, 18 bzw. 2, 19 sind dabei paarweise nebeneinander angeordnet und paarweise mit jeweils einer Klangplatte 33, 34 gekoppelt. In die- sem Fall beschallen die Treiber 1 und 18 den Hörer 22 und die Treiber 2 und 19 den Hörer 23. Die Achsen 20 und 21 bzw. 16 und 17 sind dabei jeweils einander zugeneigt.
Um darüber hinaus die Richtcharakteristik an jeden Hörer in- dividuell noch weiter anpassen zu können, kann schließlich die Anordnung nach Figur 3 gemäß Figur 4 dahingehend abgeändert werden, dass die Treiber 1, 2 bzw. 18, 19 paarweise nebeneinander angeordnet und mit jeweils einer Klangplatte 33 bis 38 gekoppelt werden. In diesem Fall beschallen die Trei- ber 1 und 2 den Hörer 23 und die Treiber 18 und 19 den Hörer 22. Die Achsen 20 und 21 bzw. 16 und 17 sind dabei wiederum jeweils einander zugeneigt. Die einzelnen Klangplatten 33 bis 38 können unabhängig voneinander montiert sein oder aber eine aus vier entkoppelten, mechanisch miteinander verbundenen Einzelelementen bestehende Klangplatte bilden.
Obwohl in den Ausführungsbeispielen die aus Treibern und Klangplatte gebildeten Flachlautsprecher immer in einer Ebene angeordnet sind, können diese aber in beliebiger Weise ange- ordnet werden. Darüber hinaus können die bei den Ausführungsbeispielen für Stereosignale ausgelegten Anordnungen auch zur Störschallreduktion eingesetzt werden, in dem eine spezielle Geräuschauswerteeinrichtung 25 der FlachlautSprecheranordnung vorausgeschaltet wird. Diese bereitet am Abhörort auftretende Störsignale für die FlachlautSprecheranordnung so auf, dass die von dieser abgestrahlten Schalle gleich den gegenphasigen Störsignalen sind. Aus diesem Grund treten zumindest teilwei- se Auslöschungen des Störsignals am Abhörort auf, so das der Geräuschpegel dort reduziert wird. Die Flachlautsprecheranordnung kann dabei so eingestellt werden, dass der Abhörort frei gewählt werden kann (beispielsweise Kopfbereich von Fah- rer und Beifahrer) .
In Fig. 5 ist ein Plattenlautsprecher beispielsweise für eine Anwendung nach Figur 1 gezeigt, der unter anderem aus einer Multiresonanz-Klangplatte 27 und einer Stützvorrichtung be- steht. Die Multiresonanz-Klangplatte 13 ist freitragend und dämpfungsarm gehaltert beispielsweise durch eine als Stützfüße ausgebildete Stützvorrichtung 14 an den Ecken der Multiresonanz-Klangplatte 13. Die Multiresonanz-Klangplatte 13 ist aus hartem, fast sprödem Material gefertigt derart, dass ins- gesamt eine möglichst hohe Biege-Steifigkeit bei möglichst geringem Massenbelag erreicht wird. Beim Ausführungsbeispiel sind dazu Hartschaumplatten mit oder ohne Deckschichten oder aber Waben-Sandwich-Platten vorgesehen.
Bei Waben-Sandwich-Platten mit hinterer Deckschrift 15, Kern 16 und vorderer Deckschicht 17 lassen sich die Materialanforderungen unterteilen in eine möglichst hohe Dehnwellengeschwindigkeit des Deckschichtmaterials und eine möglichst geringe mittlere Dichte des Kernmaterials in Kombination mit im Mittel möglichst hohem Schubmodul. Zusammen mit dem auf der hinteren Fläche der Multiresonanz-Klangplatte 13 aufgesetzten oder eingelassenen Treibern 18 und der Halterung (in Fig. 5 nicht dargestellt) stellt die gezeigte Anordnung einen kompletten Multiresonanz-Plattenlautsprecher dar.
Vorteilhaft für die Eigenschaften eines derartigen Multireso- nanz-Plattenlautsprechers ist unter anderem das Distanzprofil 2, das zwischen der freitragenden Multiresonanz-Klangplatte 13 und einer nicht näher dargestellten Wand angeordnet ist. Dieses Bauelement dient als Halterung der freitragenden in Sandwichtechnik ausgeführten Multiresonanz-Klangplatte 13. Die Halterung muss die gewichtsbedingte statische Schwerkraft aufnehmen können, ohne die normal zur Wand polarisierte Schwingung der Multiresonanzplatte 13 zu behindern . Das Distanzprofil 14 kann seine so definierte Funktion in vielerlei Gestalt erfüllen .

Claims

Patentansprüche
1. Flachlautsprecheranordnung mit mindestens zwei mit mindestens einer Klangplatte (26, 33, 34, 35, 36, 37, 38) gekop- pelten Treibern (1, 2) und einer den zwei Treibern (1, 2) vorgeschalteten, durch zwei Eingangssignale (Ei, E2) angesteuerten Sinaiaufbereitungseinrichtung (5) zum Erzeugen von Ansteuersignalen (Ai, A2) für die zwei Treiber (1, 2) , welche jeweils gleich der Summe über die in Amplitude und Phase je- weils unterschiedlich bewerteten Eingangssignale (Ei, E2) sind derart, dass die Abstrahlrichtung der zwei Treiber (1, 2) von der Bewertung der Eingangssignale (Ex, E2) abhängt.
2. Flachlautsprecheranordnung nach Anspruch 1, bei der vier Treiber (1, 2, 18, 19) und mindestens einer zwei Treibern (1,
2) vorgeschalteten, durch zwei Eingangssignale (Ex, E2) angesteuerte Sinaiaufbereitungseinrichtung (5) zum Erzeugen von Ansteuersignalen (Ai, A2) für die mindestens zwei Treiber (1, 2) vorgesehen sind, wobei die Ansteuersignale (Ax, A2) je- weils gleich der Summe über die in Amplitude und Phase jeweils unterschiedlich bewerteten Eingangssignale (Ei, E2) sind derart, dass die Abstrahlrichtung der mindestens zwei Treiber (1, 2) von der Bewertung der Eingangssignale (Ex, E2) abhängt
3. FlachlautSprecheranordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Signalaufbereitungseinrichtung (5) zwei Addierer (8,
13) aufweist, denen jeweils unter Zwischenschaltung eines ersten Phasenschiebers (6, 11) und eines ersten Koeffizien- tenglieds (7, 12) jeweils eines der EingangsSignale (Ei, E2) und unter Zwischenschaltung eines zweiten Phasenschiebers (9,
14) und eines zweiten Koeffizientenglieds (10, 15) das jeweils andere Eingangssignal (Ei, E2) zugeführt wird.
4. Flachlautsprecheranordnung nach Anspruch 3, bei der die ersten und zweiten Phasenschieber (6, 11; 9, 14) jeweils gleiche Phasenverschiebungen (φi, φ2) und die ersten und zweiten Koeffizientenglieder (7, 12; 10, 15) jeweils gleiche Dämpfungen/Verstärkungen (Kx, K2) erzeugen.
5. FlachlautSprecheranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Phasenschieber (6, 11; 9, 14) von der Frequenz unabhängige Phasenverschiebungen (φi, φ2) erzeugen.
6. FlachlautSprecheranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Phasenverschiebung (φi, φ2) veränderbar ist.
7. Flachlautsprecheranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der zwei der Treiber (1, 2) zwischen den zwei anderen Treibern (18, 19) angeordnet sind und die Hauptabstrahlrichtungen der beiden einen Treiber (1, 2) in bestimmtem Winkel zur Senkrechten von einander weg in Richtung der anderen
Treiber (18, 19) eingestellt sind.
8. Flachlautsprecheranordnung nach Anspruch 7, bei der sich die Hauptabstrahlrichtungen der anderen Treiber (18, 19) in bestimmtem Winkel zur Senkrechten in Richtung der einen Treiber (1, 2) befinden.
9. Flachlautsprecheranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der die einen zwei Treiber (1, 2) neben den zwei ande- ren Treibern (18, 19) angeordnet sind und die Hauptabstrahl- richtungen der beiden einen Treiber (1, 2) und der beiden anderen Treiberr (18, 19) jeweils in einem bestimmten Winkel zur Senkrechten in Richtung zueinander eingestellt sind.
10. FlachlautSprecheranordnung nach Anspruch 7, 8 oder 9, bei der den anderen Treibern (18, 19) eine weitere Signalaufbereitungseinrichtung (24) vorgeschaltet ist.
11. Flachlautsprecheranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der jeweils mindestens ein Treiber (32) zur Schwingungserzeugung, eine Klangplatte (27) und eine Halterung (28, 34) einen Plattenlautsprecher bilden.
12. Flachlautsprecheranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der als Klangplatte (27) eine freitragende, dämpfungsarme Sandwichplatte mit leichtem, scherfestem Kern (30) und einem damit vollständig verbundenen, vorderen und/oder hinterem Deckblatt (31, 29) vorgesehen ist.
13. Flachlautsprecheranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Treiber (32) mit der Rückseite der Klangplatte (27) verbunden sind, wobei die Rückseite der Treiber (32) zur Befestigung der Plattenlautsprecher (1, 2, 18, 19) an einer dafür geeigneten Fläche ausgebildet ist.
14. Flachlautsprecheranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Klangplatte (27) auf der Rückseite mit einem Distanzprofil (28) versehen ist, welches die Klangplatte (13) freitragend halten kann.
15. Flachlautsprecheranordnung nach Anspruch 14, bei der die Rückseite des Distanzprofils (28) zur Befestigung an einer dafür vorgesehenen Fläche ausgebildet ist.
16. Flachlautsprecheranordnung nach Anspruch 14 oder 15, bei der als Distanzprofil (28) mehrere einzelne Abstandselemente (14) vorgesehen sind.
17 . Flachlautsprecheranordnung nach Anspruch 14 oder 15 , bei der als Distanzprofil (28) eine vollflächig an der Rückseite der Klangplatte (27) fixierte Matte aus weichem Material angebracht ist.
18. FlachlautSprecheranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, die zur Geräuschunterdrückung an einem Abhörort vorgesehen ist, wobei die Signalaufbereitungseinrichtung so eingestellt ist, dass die Flachlautsprecheranordnung am Abhörort einen zu einem am Abhörort auftretenden Störschall gegenpha- sigen Kompensationsschall erzeugt.
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