NL8001445A - Luidsprekereenheid. - Google Patents

Description

X Sch/AS/2 » i "Luidsprekereenheid"

De uitvinding heeft betrekking op een luidsprekereenheid met een membraan voor het omzetten van elektrische audiosignalen in geluidssignalen.

Een dergelijke luidsprekereenheid is bekend.

5 Bij deze bekende luidsprekereenheid doet zich het probleem voor, dat bij lage frequenties de geluidafstraling- niet-gericht plaatsvindt, terwijl bij toenemende frequentie de mate van bundeling geleidelijk toeneemt. Een consequentie hiervan is, dat een luisteraar liefst niet te ver van 10 de as van de luidspreker moet zijn verwijderd, daar anders ongewenste timbre-verschillen kunnen optreden. In het bijzonder voor stereoweergave vormt dit een ernstige beperking in de positievrijheid van de luisteraar, aangezien in dit geval immers de luisteraar dient plaats te nemen nabij 15 het snijpunt tussen de hartlijnen van beide luidspreker-eenheden. Om dit probleem het hoofd te bieden, zijn reeds luidsprekers voorgesteld, die over een zeer groot frequentie-bereik nagenoeg als monopool fungeren, dat wil zeggen over een groot frequentiebereik niet-gericht afstralen. Bekend 20 zijn bijvoorbeeld in dit verband de zogenaamde luidsprekers van het koepel-type, die in luidsprekereenheden van hoge kwaliteit in het bijzonder voor de weergave van hoge tonen gebruikelijk zijn.

Gebleken is nu, dat de volledig uniforme 25 geluidafstraling, zoals die plaatsvindt bij toepassing van dergelijke koepel-luidsprekers weliswaar een grotere vrijheid in de positie van de luisteraar met zich meebrengt, maar anderzijds aanleiding geeft tot verschijnselen, die de weergave zeer nadelig beïnvloeden. Bijvoorbeeld kan bij 30 toepassing van een rondstralende luidsprekereenheid niet worden voorkomen, dat bijvoorbeeld zijwanden en het plafond 800 1 4 45 f f -2- als geluidspiegels gaan fungeren, hetgeen leidt tot de vorming van gespiegelde, virtuele geluidbronnen, die zodanig kunnen interfereren met de primaire bron, namelijk de luidsprekereenheid, dat de freguentieresponsie van de over-5 dracht tussen luidsprekereenheid en luisteraar sterk afhankelijk is van de luisterruimte en grote afwijkingen vertoont ten opzichte van de frequentieresponsie van de luidsprekereenheid in het vrije veld.

Gebleken is verder, dat geen bekende luidspreker, 10 ook niet die van het rondstralende type, in staat is tot het bieden van een van de positie van de luisteraar in de luisterruimte onafhankelijke lokalisatiemogelijkheid. Bij toepassing van rondstralende luidsprekereenheden blijkt, dat het "geluidsbeeld" varieert met de specifieke positie 15 van de luisteraar in de luisterruimte. Bijvoorbeeld voor monitor-doeleinden, bijvoorbeeld in het geval, waarin op basis van een meerkanaalsopname een tot twee kanalen herleide versie dient te worden vervaardigd, bijvoorbeeld in een grammofoonplatenstudio, is dit uiterst ongewenst, aange-' 20 zien in dit geval immers verschillende luisteraars in de monitor-kamer elk een andere geluidindruk krijgen.

Zonder in details te treden met betrekking tot de fysische verschijnselen, die ten grondslag liggen aan de mogelijkheid, met behulp van twee luidsprekers 25 individuele instrumenten te lokaliseren over een breed front, wordt herinnerd aan een. uit de psycho-akoestiek bekend effekt, dat is onderzocht door onder anderen De Boer, Haas, Meyer/Schodder. Volgens dit principe bestaat er voor wat betreft de. stereo-lokalisatie een 30 verband tussen geluiddrukniveauvariaties en looptijd-verschillen. Deze twee grootheden kunnen elkaar namelijk 80 0 1 4 45 s i -3- grotendeels compenseren. Bereikt bijvoorbeeld het van de linker luidspreker afkomstige geluid de luisteraar 2 ms eerder dan het van de rechter luidspreker afkomstige geluid (corresponderend met een afstands-5 verschil van ongeveer 70 cm), dan beïnvloedt dit de lokalisatiemogelijkheid van de luisteraar niet, indien de rechter luidspreker een ongeveer 7 dB hoger niveau geeft dan de linker. Voor andere looptijdverschillen verkrijgt men andere compenserende niveauverschillen.

10 De uitvinding stelt zich ten doel, een luidsprekereenheid te verschaffen van een type., waarmee zoveel mogelijk de invloed van indirect geluid in de luisterruimte, in het bijzonder reflecties van wanden en dergelijke, wordt tegengegaan, en die een van de 15 specifieke positie van de luisteraar in de luisterruimte nagenoeg onafhankelijke lokalisatiemogelijkheid biedt, waartoe de uitvinding voorstelt, gebruik te maken van het hiervoor genoemde effekt.

Voor het verwezenlijken van deze doelstellingen 20 verschaft de uitvinding een luidsprekereenheid van het in de aanhef vermelde type, die volgens de uitvinding is gekenmerkt door middelen voor het zodanig met toenemende frequentie verkleinen van het effectief stralende oppervlak, dat de karakteristieke lineaire afmeting van het effectief 25 stralende oppervlak steeds ten minste ongeveer gelijk is aan een vooraf gekozen faktor maal de met de frequentie van het uit te stralen geluidssignaal corresponderende golflengte, één en ander zodanig, dat een richtingkarakteristiek wordt 800 1 4 45 -4- * * verkregen, volgens welke het geluiddrukniveau afhankelijk is van de azimutale oriëntatie volgens tenminste ongeveer het volgende verband:

Azimutale oriëntatie Geluiddrukniveau 13 0° 0 dB (referentie)

+ 10° -1 dB

+ 20° -4 dB

+ 30° · -9 dB

± 40° -12 dB

10 Bijvoorbeeld kan de luidsprekereenheid een in hoofdzaak rechthoekig membraan omvatten, waarbij de karakteristieke lineaire afmeting slechts in horizontale richting met de frequentie varieert; in dit geval bedraagt de genoemde faktor althans ongeveer 1,1.

15 Ook betreft de uitvinding een luidsprekereenheid met een in hoofdzaak rechthoekig membraan, waarbij de karakteristieke lineaire afmeting in horizontale en verticale richting varieert; in dit geval ligt de genoemde faktor in het gebied van ongeveer 1,2-1,3.

20 In een verder uitvoeringsvoorbeeld omvat de luidsprekereenheid volgens de uitvinding een in hoofdzaak cirkelvormig membraan, waarbij de karakteristieke lineaire afmeting in zowel horizontale als verticale richting varieert; in dit geval bedraagt de genoemde faktor althans ongeveer 25 1,3 - 1,4.

Volgens de uitvinding kunnen de genoemde middelen zijn uitgevoerd als filtereenheid met een laagdoor-laatkarakteristiek, welke filtereenheid zodanig met het membraan samenwerkt, dat een middendeel van het membraan 30 alle frequenties kan uitstralen en verder van het midden gelegen membraandelen slechts frequenties onder een kantel-frequentie kunnen uitstralen, welke kantelfrequentie lager is, naarmate het betreffende membraandeel verder van het midden is gelegen.

35 Deze laagdoorlaat-filtereenheid kan van het elektrische of het akoestische type zijn.

In het geval, waarin de laagdoorlaat-filtereenheid van het elektrische type is, kan de luidsprekereenheid volgens de uitvinding een ten minste in horizontale richting 800 1 4 45 it i -5- aantal aangrenzend geplaatste membraanelementen omvatten, waarvan het middelste element een ten minste in horizontale richting aantal aangrenzend geplaatste membraanelementen. omvat, waarvan het middelste element rechtstreeks en de overige 5 membraanelementen elk via een laagdoorlaatfilter met audio-signaaltoevoerklemmen zijn verbonden, van welke laagdoorlaat-filters de kantelfreguentie lager is, naarmate het betreffende membraanelement verder van het midden is gelegen. Hierbij kunnen de membraanelementen zijn uitgevoerd als met ten 10 minste êën zijde aan elkaar grenzende capacitieve schermen, en de laagdoorlaatfilters kunnen elk zijn uitgevoerd als in serie met een betreffend element opgenomen zelfinductie en een parallel aan of in serie met dat element opgenomen weerstand, welke zelfinducties en welke weerstanden alle een 15 zodanige waarde bezitten, dat een laagdoorlaatkarakteristiek wordt verkregen met een voor het betreffende element vereiste kantelfreguentie en een kwaliteitsfaktor in de grootte-orde van 1.

In het geval, waarin de laagdoorlaatfilter-20 eenheid van het akoestische type is, kan deze eenheid zodanig zijn uitgevoerd, dat aan de voorzijde van het membraan een filterorgaan uit geluidabsorberend materiaal is aangebracht, welk filterorgaan een middendeel van het membraan vrijlaat en een dikte bezit, die toeneemt met de afstand vanaf hét 25 middendeel.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van de bijbehorende tekening. Hierin tonen: fig. 1 het relevante deel van de richting-karakteristiek van een luidsprekereenheid volgens de 30 uitvinding? fig. 2 een schematische weergave van een eerste uitvoeringsvoorbeeld van een luidsprekereenheid volgens de uitvinding met een filtereenheid van het elektrische type? 35 fig. 3 een mogelijke verdere uitwerking van het in fig. 2 weergegeven eerste uitvoeringsvoorbeeld? fig. 4 een gedeeltelijk schematisch vooraanzicht van het membraan van een tweede uitvoeringsvoorbeeld van de 800 1 4 45 -6- luidspreke'r volgens de uitvinding; fig. 5 een schematisch vooraanzicht van een derde uitvoeringsvoorbeeld van de luidspreker volgens de uitvinding; 5 fig. 6 een schematisch vooraanzicht van een vierde uitvoeringsvoorbeeld van de luidspreker volgens de uitvinding; fig. 7 een schematisch vooraanzicht van een vijfde uitvoeringsvoorbeeld van de luidspreker volgens de 10 uitvinding; fig. 8 een schematisch vooraanzicht van een zesde uitvoeringsvoorbeeld van de luidspreker volgens de uitvinding; fig. 9 een dwarsdoorsnede van een zevende 15 uitvoeringsvoorbeeld van de luidspreker volgens de uitvinding, waarbij de membraanelementen bestaan uit hoog-polymeerfolie (HPF); fig. 10a,b,c bij wijze van voorbeeld drie mogelijke configuraties van elektrische, passieve filter-20 eenheden voor een luidsprekereenheid volgens ëën der figuren 2 tot en met 9; fig. 11 een perspektivisch aanzicht van een achtste uitvoeringsvoorbeeld van de luidspreker volgens de uitvinding met een akoestische laagdoorlaat-filtereenheid; 25 en fig. 12 een dwarsdoorsnede door het vlak XII-XII. in fig. 11.

Fig. 1 toont een richtingkarakteristiek van een luidspreker, waarmee volgens de uitvinding zeer gunstige 30 resultaten worden verkregen, zoals reeds eerder is uiteenw gezet; men dient dit diagram te interpreteren als de richtingafhankelijkheid van het geluiddrukniveau in een in hoofdzaak horizontaal vlak. Voor wat betreft de term "horizontaal" wordt opgemerkt, dat luidsprekereenheden veelal 35 een weinig hellend worden opgesteld; het zal evenwel duidelijk zijn, dat het principe van de uitvinding zich niet beperkt tot een exact horizontaal vlak. In het diagram volgens fig. 1 is de axiale richting van de luidsprekereenheid als referentie gebruikt; het geluiddrukniveau op een punt op de as wordt 800 1 445 -7- derhalve O dB gesteld. Ten opzichte van deze referentiewaarde verkrijgt men voor andere azimutale hoeken volgens de uitvinding:

+ 10° : - 1 dB

5 + 20° : - 4 dB

+ 30° : - 9 dB

+ 40° : -12 dB

Fig. 2 toont schematisch een uitvoeringsvoor-beeld van een luidsprekereenheid 1 volgens de uitvinding.

10 Deze omvat een transducentdeel in de vorm van een membraan. Dit bestaat uit een aantal, in dit geval 17, langwerpige capacitieve schermen 2...18 van bijvoorbeeld het elektrostatische type, en een daarmee verbonden elektrische laagdoorlaat-filtereenheid 19, die een aantal laagdoorlaat-15 filters 20.... 27 bevat. Alle schermen 2 t/m 18 zijn in dit uitvoeringsvoorbeeld identiek gekozen ter wille van de eenvoud van produktie. Via ingangsaansluitingen 28 kan een elektrisch audiosignaal worden toegevoerd. Het scherm 10 is rechtstreeks met de ingangsaansluitingen 28 verbonden en 20 ontvangt derhalve alle ingangsinformatie, ongeacht de freguentie.

In dit uitvoeringsvoorbeeld bedraagt de breedte van de schermen 2 t/m 18 ongeveer 6,3 cm, waardoor bij ongeveer 6 kHz de ideale richtkarakteristiëk volgens de uitvinding 25 wordt verkregen bij gebruikmaking van slechts één scherm, in dit geval het scherm 10. Boven deze frequentie van 6 kHz treedt een toenemende bundeling op, die evenwel subjectief nauwelijks hinderlijk is. Bij afnemende freguentie gaat het scherm 10 minder gericht afstralen. De filtereenheid 20 is 30 daarom zodanig ontworpen, dat de schermen 9 en 11 audio-informatie onder circa 6 kHz krijgen toegevoerd. Onder die freguentie zijn derhalve de drie eenheden 9, 10 en 11 werkzaam, zodat bij een freguentie 6:3 = 2 kHz weer de ideale richtkarakteristiëk wordt verkregen. Geheel analoog hiermee 35 zijn de filtereenheden 21 .... 27 zodanig ontworpen, dat hun kantelfreguenties omgekeerd evenredig zijn met het aantal schermen, dat in een bepaald frequentiedomein in bedrijf dient te zijn. Ter toelichting diene onderstaande 800 1 4 45 ί * -8- tabel, die betrekking heeft op dit specifieke uitvoerings-voorbeeld.

TABEL I

......... 1 ......... ...... f " — I

5 Frequentiegebied Aantal werkza- Kantelfrekwentie (Hz) me schermen filters (Hz) > 6000 1 (10) 20 : 6000 Hz 2000 - 6000 3 (9 - 11) 21 : ^2= 2000 10 1200 - 2000 5 (8 - 12) 22 : = 1200 860 - 1200 7 (7 - 13) 23 : = 860 670 - 860 9 (6 - 14) 24 : = 670 15 550 - 670 11.(5 - 15), 25:^^ = 550 '460 - 550 13 (4 - 16). 26 : = 460 400 - .460 15 (3 - 17) 27 : = 400 < 400 17 (2-18) 20 -:--—-;-—J ’ *---

De laagdoorlaatfilters 20 t/m 27 kunnen desgewenst elk een lichte vermogensversterker omvatten voor het aandrijven van de schermen 2 t/m 9, 11 t/m 18» In dat 25 geval kan in de toevoerleiding naar het scherm 10 ook een-dergelijke versterker zijn opgenomen.

Fig. 3 toont een nadere uitwerking van de luidsprekereenheid volgens fig. 2. Hier omvatten de laagdoorlaatfilters elk een zelfinductie (LI - L8) en een weer-30 stand (R1 - R8). De waarde van de weerstanden R1 t/m R8 bepaalt mede de kwaliteit van de door de capaciteit van een scherm en de bijbehorende zelfinductie gevormde kring. Deze kwaliteit Q ligt bij voorkeur in de grootte-orde van 1.

In het uitvoeringsvoorbeeld volgens de fig. 2 35 en 3 gaat voor dalende frequenties beneden circa 400 Hz de bundeling geleidelijk verloren. Dat is geen probleem, aangezien men bij die lagere frequenties principieel geen richting kan waarnemen. De aandacht wordt er op gevestigd, dat de 800 1 4 45 _ ^ J» -9- volgens de uitvinding gewenste bundeling in hoofdzaak plaatsvindt in een vlak, loodrecht op de lengterichting van de schermen, dus bij normaal gebruik in een in hoofdzaak horizontaal vlak. In het algemeen is dit voor normaal huis-5 kamergebruik voldoende. Na het voorgaande zal het evenwel duidelijk zijn, dat door gebruikmaking van een soortgelijke rangschikking en freguentieselectie voor de andere richting, dus de "verticale richting", ook een in verticale richting beheerste bundeling kan worden verkregen. Hiertoe kan 10 bijvoorbeeld een rangschikking met een aantal concentrische ringvormige schermen worden toegepast. Deze mogelijke variant zal hierna nog verder worden uitgewerkt.

De afmetingen van de verschillende schermen behoeven niet, zoals in het uitvoeringsvoorbeeld volgens de 15 fig. 2 en 3, onderling gelijk te zijn. De schermen kunnen bij toenemende afstand van het midden een toenemende breedte bezitten. In dat geval dienen de kantelfreguenties daaraan' te worden aangepast. Fig. 4 toont een uitgewerkt voorbeeld, waarin gebruik.is gemaakt van dit principe.

20 Het in fig. 4 getoonde uitvoeringsvoorbeeld vertoont ten opzichte van het uitvoeringsvoorbeeld volgens de fig. 2 en 3 de bijzonderheid, dat de verschillende membraan-elementen geen onderling gelijke breedte vertonen maar dat de paarsgewijze rond het middenelement gegroepeerde membraan-25 elementen een geleidelijk toenemende breedte bezitten. Bij het uitvoeringsvoorbeeld volgens de fig. 2 en 3 waren de kantelfreguenties van de verschillende filters gelijk aan een vooraf gekozen freguentie, bijvoorbeeld 6 kHz, gedeeld door het aantal voor een bepaalde freguentie werkzame elementen. 30 in het bijzonder voor muzikale doeleinden, waarop de uitvinding speciaal gericht is, verdient het de voorkeur, indien de verschillende kantelfreguenties op logaritmische schaal eguidistant zijn. Fig. 4 toont een uitvoeringsvoorbeeld, 800 1 4 45 -10- waarin dit principe is geïncorporeerd. Het in fig. 4 getoonde membraan is opgebouwd uit 17 membraanelementen 29..... 45.

Het middelste membraanelement 37 bezit een breedte van 40 mm, hetgeen correspondeert met een frequentie met een 5 rondstraalkarakteristiek volgens de uitvinding van 9400 Hz.

De breedte van de daaraan grenzende elementen 36 en 38 is zodanig gekozen, dat bij een frequentie van 6300 Hz weer de ideale richtkarakteristiek wordt verkregen voor het geval, dat bij die frequentie de drie elementen 36, 37 en 38 te 10 zamen werkzaam zijn. In dit uitvoeringsvoorbeeld is, betrekkelijk willekeurig, gekozen voor een verhouding tussen opeenvolgende kantelfrequenties van ongeveer 1,5.

In overeenstemming hiermee zijn ook verder steeds de breedten van de elementen 36, 35, 34, .... 29 en 38, 39, 40, 41 ...45 15 gekozen. Onderstaande tabel II geeft de verschillende relevante waarden.

TABEL II

Frequentiegebied (Hz) Aantal werkzame Breedte membraan- 2q schermen elementen (mm) > 9400 1 (37) 37 : 40 6300 - 9400 3 (36 - 38) 36/38 : 10 4200 - 6300 5 (35 - 39) 35/39 : 15 25 2800 - 4200 7 (34 - 40) 34/40 : 23 1860 - 2800 9 (33 - 41) 33/41 : 34 1240 - 1860 11 (32 - 42) 32/42 : 51 830 - 1240 13 (31 - 43) 31/43 : 76 550 - 830 15 (30 - 44) 30/44 : 114 3G < 550 17 (29 - 45) 29/45 : 171

In tabel II zijn de kantelfrequenties van de diverse voor dit uitvoeringsvoorbeeld noodzakelijke filters niet gegeven; aan de hand van de hiervoorgaande bespreking van de 35 fig, 2 en 3 en tabel I zal duidelijk zijn, hoe de diverse filters kunnen worden gedimensioneerd.

De aandacht wordt er op gevestigd, dat, indien tot een lagere frequentie een richtkarakteristiek volgens 800 1 4 45 -11- de uitvinding dient te worden gehandhaafd, de breedte van het scherm corresponderend kan worden vergroot. Ook kan desgewenst het aantal elementen worden vergroot, waardoor de tolerantie in de richtkarakteristiek nog kan worden 5 verkleind. Voor praktische doeleinden zal dit in het algemeen niet noodzakelijk zijn.

Fig. 5 toont een derde uitvoeringsvoorbeéld van een luidsprekereenheid volgens de uitvinding, waarbij in horizontale richting gebruik wordt gemaakt van de principes 10 volgens de fig. 2 en 3, terwijl tevens maatregelen zijn genomen om de toenemende bundeling met toenemende frequentie enigszins te beperken. Daartoe vertoont de luidspreker volgens fig. 5 de bijzonderheid, dat het middelste element, 49, in verticale richting relatief kort is; de daaraan aansluitende 15 elementen 48 en 50 zijn even breed maar bezitten een grotere lengte; de elementen 47 en 51 zijn weer langer dan de elementen 48 en 50, terwijl ten slotte de elementen 46 en 52 langer zijn dan de elementen 47 en 51. Na de voorgaande gedetailleerde uiteenzettingen met betrekking tot het eerste en het tweede 20 uitvoeringsvoorbeeld, in het bijzonder met betrekking tot fig. 3 en tabel I, zal het duidelijk zijn, hoe de luidsprekereenheid volgens dit derde uitvoeringsvoorbeeld kan worden gedimensioneerd; daarop zal derhalve hier niet meer in detail worden ingegaan.

25 Fig. 6 toont een vierde uitvoeringsvoorbeeld, dat een nadere uitwerking vormt van het in fig. 5 weergegeven principe. Deze luidspreker is zodanig uitgevoerd, dat de vrije oppervlakken tussen de diverse membraanelementeri ook zijn ingenomen door membraanelementen; op deze wijze kan een 30 in horizontale en in verticale richting binnen zekere grenzen naar wens beheersbare richtkarakteristiek worden verkregen.

Ook met betrekking tot dit vierde uitvoeringsvoorbeeld zullen geen dimensioneringsdetails worden gegeven. Deze hangen immers sterk af van de criteria, die een ontwerper stelt met het 35 oog op een bepaald gebruiksdoel.

Fig. 7 toont een vijfde uitvoeringsvoorbeeld van de luidsprekereenheid volgens de uitvinding. Hierbij zijn de verschillende membraanelementen als ringen met 800 1 4 45 -12- vierkante omtreksvorm uitgevoerd. De horizontale richtkarak-teristiek is gelijk aan de verticale richtkarakteristiek.

Fig. 8 toont een zesde uitvoeringsvoorbeeld van de luidspreker volgens de uitvinding. Dit is een variant 5 van de in fig. 7 weergegeven uitvoeringsvorm, waarbij de verschillende membraanelementen als concentrische, cirkelvormige ringen zijn uitgevoerd.

Fig. 9 toont een bovenaanzicht van een zevende uitvoeringsvoorbeeld van de luidsprekereenheid volgens de 10 uitvinding, waarbij gebruik is gemaakt van hoog-polymeerfolie als transducentelement voor de verschillende membraandelen.

In deze fig. 9 zijn uitvoeringsdetails achterwege gelaten; na de voorgaande uiteenzettingen zal het duidelijk zijn, hoe de luidsprekereenheid volgens dit uitvoeringsvoorbeeld kan 15 worden gedimensioneerd.

In de fig. 6, 7, 8 en 9 is afgezien van het gebruik van verwijzingssymbolen, aangezien deze figuren vooral bedoeld zijn ter illustratie van mogelijke geometrische details van het bij de luidspreker volgens de uitvinding 20 toe te passen membraan.

De fig. 10a,b en c tonen mogelijke uitvoeringsvormen van laagdoorlaat-filtereenheden, die deel kunnen uitmaken van de luidsprekereenheid volgens de uitvinding.

Het voorbeeld volgens fig. 10a correspondeert met de filter-25 eenheid, zoals die is toegepast in het uitvoeringsvoorbeeld volgens fig. 3. De corresponderende elementen zijn in deze fig. 10a derhalve met dezelfde verwijzingssymbolen aangeduid als in fig. 3.

Fig. 10b toont een variant, waarbij de membraan-30 elementen 2/18., 3/17 zijn opgenomen in een seriekring met een zelfinductie L9 en een weerstand R9, respectievelijk een zelfinductie L1Q en een weerstand R10, Door een aangepaste diraensionering bereikt men met een dergelijk seriefilter dezelfde resultaten als met het filter volgens fig. 10a.

35 Fig. 10c toont een variant, waarbij de ver schillende filters niet parallel, maar laddersgewijze met elkaar zijn verbonden. Van de filtereenheid zijn slechts twee secties weergegeven, namelijk de sectie met een serie- 800 1 4 45 - * -13- zelfinductie Lil en een serieweerstand Ril met parallel-belasting van het capacitieve element 2/18/ en een tweede sectie met een serie-zelfinductie L12 en een serieweerstand R12 en een belasting van het capacitieve element 3/17.

5 Fig. 11 toont een achtste uitvoeringsvoorbeeld van de luidspreker volgens de uitvinding in perspektief. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een vlak elektrostatisch scherm 53 met aan de voorzijde een beschermingsrooster 54.

Een middelste strook 55 is geheel vrij voor het uitstralen 10 van geluid van alle frequenties. Vanaf de middenstrook tot de 2ijranden strekken zich twee wiggen 56, 57 uit poreus geluidabsorberend materiaal uit, waarvan de dikte zodanig afhangt van de afstand ten opzichte van het midden, dat beide wiggen dienst doen als laagdoorlaat-filtereenheid.

15 De uitvinding beperkt zich .niet tot een bepaald type geluidabsorberend materiaal·. In verband met de grote verscheidenheid aan materialen, die voor het akoestische filter volgens de uitvinding kunnen worden toegepast, is afgezien van het beschrijven van uitvoeringsdetails. Na de voorgaande bespre-20 king Over de elektrische filters zal het duidelijk zijn, hoe voor een absorberend materiaal met bekende absorptie-eigenschappen het profiel dient te worden gekozen voor het bereiken van de richtkarakteristiek volgens de uitvinding.

Fig. -12 toont een dwarsdoorsnede in 25 het vlak XII-XII in fig. 11.

De uitvinding beperkt zich niet tot de in het voorgaande beschreven en aan de hand van de tekening toegelichte uitvoeringsvoorbeelden. Diverse wijzigingen in de onderdelen en in hun onderlinge samenhang kunnen worden 30 aangebracht, zonder dat daardoor het kader van de uitvinding wordt overschreden.

Bijvoorbeeld zijn diverse combinaties van de beschreven uitvoeringsvormen mogelijk. Als voorbeeld hiervan moge worden gewezen op de mogelijkheid, de luidsprekereenheid 35 met een akoestisch filter cirkelvormig uit te voeren. In dat geval kan gebruik worden gemaakt van een cirkelsymmetrisch wigorgaan met diametraal telkens dezelfde doorsnede.

Het is verder denkbaar, dat een luidspreker 800 1 4 45 -14- voor bepaalde doeleinden een richtkarakteristiek dient te bezitten, die correspondeert met een andere waarde van de eerder ter sprake gekomen faktor. Het zal duidelijk zijn, dat de principes van de uitvinding zich ook tot een derge-5 lijke uitvoeringsvorm uitstrekken.

Optimaal zijn die uitvoeringsvoorbeelden, waarbij de verschillende membraandelen zich in hoge mate fasegetrouw gedragen. Het meest in aanmerking komen derhalve luidsprekereenheden, die zijn gebaseerd op elektrostatische, 10 keramische (HPF) en orthodynamische principes. Ook het gebruik van elektrodynamische elementen, bijvoorbeeld een aantal kolomsgewijze gerangschikte gebruikelijke dynamische luidsprekers, zijn in principe bruikbaar.

Waarschijnlijk het meest kritische fregueritie-15 gebied in het kader van stereo-weergave strekt zich ongeveer uit vanaf enkele honderden tot enkele duizenden Hz. Gebruik kan derhalve bijvoorbeeld worden gemaakt van een aan de voorkant en de achterkant vrij afstralende luidspreker-eenheid van het dipooltype, terwijl de lage-tonen-weergave 20 onder de onderste grensfrequentie van de luidsprekereenheid wordt overgenomen door een andere luidsprekereenheid, die daarvoor meer geschikt is, bijvoorbeeld een luidsprekereenheid van het volledig gesloten type, een luidsprekereenheid van het basreflextype, een hoornsysteem, een transmissielijn, 25 of dergelijke.

800 1 4 45

Claims (10)

1. Luidsprekereenheid met een membraan voor het omzetten van elektrische audiosignalen in geluidssignalen gekenmerkt door middelen voor het zodanig met toenemende frequentie verkleinen van het effectief stralende oppervlak, 5 dat de karakteristieke lineaire afmeting van het effectief stralende oppervlak steeds tenminste ongeveer gelijk is aan een vooraf gekozen faktor maal de met de frequentie van het uit te stralen geluidssignaal corresponderende golflengte, ëên en ander zodanig, dat een richtingkarakteristiek wordt 10 verkregen, volgens welke het geluiddrukniveau afhankelijk is van de azimutale oriëntatie volgens tenminste ongeveer het volgende verband: Azimutale oriëntatie Geluiddrukniveau 0° 0 dB (referentie) 15 + 10° -1 dB + 20° -4 dB + 30° -9 dB + 40° -12 dB

2. Luidsprekereenheid met een in hoofdzaak recht-20 hoekig membraan, waarbij de karakteristieke lineaire afmeting slechts in horizontale richting met de frequentie varieert, met het kenmerk, dat de genoemde faktor althans ongeveer 1,1 bedraagt.

3. Luidsprekereenheid volgens conclusie 1, 25 met een in hoofdzaak rechthoekig membraan,, waarbij de karakteristieke lineaire afmeting in horizontale en vertikale richting varieert, met het kenmerk, dat de genoemde faktor althans ongeveer 1,2-1,3 bedraagt.

4. Luidsprekereenheid volgens conclusie 1, 30 met een in hoofdzaak cirkelvormig membraan, waarbij de karakteristieke lineaire afmeting in horizontale en vertikale richting varieert, met het kenmerk, dat de genoemde faktor althans ongeveer 1,3-1,4 bedraagt.

5. Luidsprekereenheid volgens ëên der voorgaande 35 conclusies, met het kenmerk, dat de genoemde middelen zijn uitgevoerd als filtereenheid met een laag-doorlaatkarakte-ristiek, welke filtereenheid zodanig met het membraan samen- 800 1 4 45 ♦ + -16- werkt, dat een middendeel van het membraan alle frequenties kan uitstralen en verder van het midden gelegen membraan-delen slechts frequenties onder een kantelfrequentie kunnen uitstralen/ welke kantelfrequentie lager is, naar mate het 5 betreffende membraandeel verder van het midden is gelegen.

6. Luidsprekereenheid volgens conclusie 5, met het kenmerk., dat de laagdoorlaatfiltereenheid van het elektrische type is.

7. Luidsprekereenheid volgens conclusie 6, 10 gekenmerkt door een tenminste in horizontale richting aantal aangrenzend geplaatste membraaneleiaenten, waarvan het middelste element rechtstreeks en de overige membraanelementen elk via een laag-doorlaatfilter met audiosignaaltoevoer-klemmen zijn verbonden, van welke laag-doorlaatfliters de 15 kantelfrequentie lager is, naar mate het betreffende membraan-element verder van het midden is gelegen.

8. Luidsprekereenheid volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de membraanelementen zijn uitgevoerd als met tenminste één zijde aan elkaar grenzende capacitieve 20 schermen, en dat de laag-doorlaatfliters elk zijn uitgevoerd als in serie met. een betreffend element opgenomen zelfinductie en een parallel aan of in serie met dat element opgenomen weerstand,welke zelfinducties en welke weerstanden alle een zodanige waarde bezitten, dat een laag-doorlaatkarakteristiek 25 wordt verkregen met een voor het betreffende element vereiste kantelfrequentie en een kwaliteitsfaktor in de groötterdrde van 1.

9. Luidsprekereenheid volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de laag-doorlaatfiltereenheid van het 30 akoestische type is.

10. Luidsprekereenheid volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat aan de voorzijde van het membraan een filterorgaan uit geluidabsorberend materiaal is aangebracht, welk filterorgaan een middendeel van het membraan vrijlaat 35 en een dikte bezit, die toeneemt met de afstand vanaf het. middendeel. 80 0 1 445