DE102006035573B4

DE102006035573B4 - Verfahren zum Betreiben eines Lautsprechers und Audio-Anlage

Info

Publication number: DE102006035573B4
Application number: DE200610035573
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2013-05-23
Anticipated expiration: 2026-07-28
Also published as: DE102006035573A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Lautsprechers (10), bei dem der Lautsprecher (10) von einer Signalquelle (20) mit einem Audio-Signal angesteuert wird und der Lautsprecher (10) ein Schallsignal mit einer vorbestimmten, die Abhängigkeit des Schalldrucks (P) von einem Winkel (α) zur Haupt-Abstrahlrichtung (24) des Lautsprechers (10) wiedergebenden Abstrahlcharakteristik (40) abgibt, wobei sich das Klangbild des Lautsprechers (10) in Abhängigkeit von dem Winkel (α) des Lautsprechers verändert, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung (β) des Lautsprechers (10) relativ zu einem Bezugsniveau (26) durch einen ein Signal erzeugenden Sensor (30) erfasst wird und dass die Abstrahlcharakteristik (40) in Abhängigkeit von dem Signal des Sensors (30) elektronisch derart modifiziert wird, dass die Höhen abgesenkt oder angehoben werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Lautsprechers, bei dem der Lautsprecher von einer Signalquelle mit einem Audio-Signal angesteuert wird und der Lautsprecher ein Schallsignal mit einer vorbestimmten, die Abhängigkeit des Schalldrucks von einem Winkel zur Haupt-Abstrahlrichtung des Lautsprechers wiedergebenden Abstrahlcharakteristik abgibt.
Die Erfindung betrifft ferner eine Audio-Anlage mit einer Signalquelle und mit einem an die Signalquelle angeschlossenen Lautsprecher, wobei Mittel vorgesehen sind, um eine die Abhängigkeit des Schalldrucks von einem Winkel zur Haupt-Abstrahlrichtung des Lautsprechers wiedergebende Abstrahlcharakteristik zu modifizieren.
Bei hochwertigen Lautsprechern ist eines der bestimmenden Kriterien dessen Abstrahlcharakteristik. Darunter versteht man den vom Lautsprecher abgegebenen Schalldruck in Abhängigkeit vom Winkel relativ zur Haupt-Abstrahlrichtung, die üblicherweise mit der Hauptachse des Lautsprechers übereinstimmt. Die Abstrahlcharakteristik wird dabei für mehrere Winkel als Frequenzgang in dem für Audio-Anlagen wichtigen Bereich zwischen beispielsweise 20 Hz und 20 kHz aufgenommen.
Dabei zeigt sich in der Regel, dass die Frequenzgänge des Schalldrucks für niedrige Frequenzen weniger vom Winkel zur Hauptabstrahlrichtung abhängen und sich erst im Bereich ab einigen kHz merkliche Abweichungen ergeben. Diese Abweichungen sind auch für den Laien deutlich als Veränderung des Klangeindrucks und/oder der Sprachverständlichkeit wahrnehmbar.
Lautsprecher sind üblicherweise auf die herkömmliche, stehende Einbaulage mit horizontaler Haupt-Abstrahlrichtung optimiert. Sie werden aber nicht nur in dieser herkömmlichen Ausrichtung betrieben. In manchen Einsatzfällen wird nämlich auch eine schräge oder eine liegende Einbaulage gewählt, beispielsweise bei der Beschallung von größeren Räumen, wenn sich die Lautsprecher in der Decke oder bei hohen Räumen im Übergang von der Decke zur Wand befinden.
In diesen Fällen ist die vorgegebene Abstrahlcharakteristik nicht optimal, weil der Hörer die oben beschriebenen Abweichungen des Schalldrucks in Abhängigkeit vom Winkel zur Hauptabstrahlrichtung anders wahrnimmt.
Aus der JP 2005295455 A ist eine Lautsprechervorrichtung bekannt, bei der die Hoch-, Mittel- und Tieftöner über separate Verstärkerstufen angesteuert werden. Hierbei eine Umschaltvorrichtung vorgesehen, um das Ausgabeziel des Signals für die Hochtöner zu ändern.
Aus der JP 05183998 A ist ein Kopfhörer zur Simulierung einer Tonquelle bekannt. Der Kopfhörer weist einen Sensor zur Erfassung eines Drehwinkels des Kopfes relativ zur simulierten Tonquelle auf. Anhand des Sensors wird die Lautstärke auf der einen Seite des Kopfhörers relativ zur anderen Seite verändert. Zudem wird die Laufzeit des Signals verändert.
Aus der JP 55080020 A ist es bekannt, die Abstrahlcharakteristik von Lautsprechern zu messen.
Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass der oben beschriebene Nachteil vermieden wird. Insbesondere sollen ein Verfahren und eine Anlage bereitgestellt werden, bei denen der Höreindruck unabhängig davon ist, wie der Lautsprecher zu einem Bezugsniveau ausgerichtet ist.
Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Ausrichtung des Lautsprechers relativ zu einem Bezugsniveau durch einen ein Signal erzeugenden Sensor erfasst wird und die Abstrahlcharakteristik in Abhängigkeit von dem Signal des Sensors elektronisch derart modifiziert wird, dass die Höhen abgesenkt oder angehoben werden.
Bei einer Anlage der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Lautsprecher mit einem Sensor zum Erfassen einer Ausrichtung des Lautsprechers relativ zu einem Bezugsniveau versehen ist, und dass die Mittel die Abstrahlcharakteristik in Abhängigkeit von einem Signal des Sensors elektronisch modifizieren.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
Die Erfindung ermöglicht es nämlich erstmals, die Schallabgabe eines Lautsprechers in einer Audio-Anlage danach zu optimieren, dass die Einbaulage des Lautsprechers berücksichtigt wird. Damit können herkömmliche Lautsprecher auch in geneigter oder liegender Einbaulage verwendet werden, ohne dass Einbussen hinsichtlich des Klangbildes oder der Sprachverständlichkeit hingenommen werden müssen.
Bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Abstrahlcharakteristik im Lautsprecher modifiziert wird bzw. bei der Anlage sind die Mittel im Lautsprecher angeordnet. Alternativ kann aber auch die Abstrahlcharakteristik in der Signalquelle modifiziert werden bzw. es können die Mittel in der Signalquelle angeordnet sein.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass je nach den konstruktiven Gegebenheiten die erforderlichen Bauelemente und Einheiten in der jeweils zweckmäßigeren Anlagenkomponente untergebracht werden können. Dabei sind natürlich auch Mischformen möglich, bei denen die Bauelemente und Einheiten auf die Komponenten verteilt sind.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Abstrahlcharakteristik derart modifiziert, dass bei horizontaler Haupt-Abstrahlrichtung die Höhen abgesenkt und bei vertikaler Haupt-Abstrahlrichtung die Höhen angehoben werden.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass gerade der im vorliegenden Zusammenhang wichtige Frequenzbereich von beispielweise oberhalb von 5 kHz berücksichtigt wird.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1: eine äußerst schematisierte Seitenansicht einer Audio-Anlage mit einem Lautsprecher in stehender Anordnung;
2: eine Darstellung wie in 1, jedoch für eine liegende Anordnung des Lautsprechers; und
3: ein Beispiel für eine Abstrahlcharakteristik.
In 1 bezeichnet 10 einen verzerrungsarmen Lautsprecher von an sich bekannter Bauweise. Der Lautsprecher 10 ist in Flachbauweise ausgeführt, wie sie beispielsweise in der DE 103 03 030 A1 und der DE 10 2004 034 882 A1 beschrieben ist.
Der Lautsprecher 10 hat ein Gehäuse 12. In dem Gehäuse 12 ist eine Membran 14 gehalten. Die Membran 14 ist rotationssymmetrisch zu einer Achse 16 des Lautsprechers 10 ausgebildet. Sie wird von einem Wandlersystem 18 angetrieben.
Eine Signalquelle 20, beispielsweise ein Verstärker, ist über eine erste Leitung 22 mit dem Wandlersystem 18 verbunden. Dadurch wird die Membran 14 angetrieben und der Lautsprecher 10 gibt ein Schallsignal im wesentlichen in einer Haupt-Abstrahlrichtung 24 ab, die mit der Achse 16 übereinstimmt.
Mit dem Winkel α ist eine Richtung schräg zur Haupt-Abstrahlrichtung bezeichnet. Das Klangbild des Lautsprechers 10 verändert sich in Abhängigkeit von diesem Winkel α, wie noch anhand von 3 erläutert werden wird.
In 1 befindet sich der Lautsprecher 10 in der üblichen stehenden Lage, d. h. in vertikaler Ausrichtung zu einem horizontalen Bezugsniveau 26, beispielsweise einem Boden. Der Lautsprecher ist bevorzugt drahtlos mit einer Signalquelle verbunden, kann aber auch über ein Kabel angeschlossen sein.
In dem Lautsprecher 10 ist ein Sensor 30 angeordnet. Der Sensor 30 erfasst die Ausrichtung des Lautsprechers 10 relativ zu dem Bezugsniveau 26. Derartige Sensoren 30 sind in Form sogenannter Neigungssensoren bekannt. Der Sensor 30 ist über eine zweite Leitung 32 oder gleichfalls drahtlos mit der Signalquelle 20 verbunden, kann aber alternativ auch mit entsprechenden Komponenten im Lautsprecher 10 verbunden sein.
2 zeigt den Lautsprecher 10 in einer liegenden Einbaulage, beispielsweise in einer Decke. Der Lautsprecher 10 ist dann mit seiner Haupt-Abstrahlrichtung 24' nach unten gerichtet. Dies ist in 2 als Neigung β, hier von 90°, zum Bezugsniveau 26 eingezeichnet.
3 zeigt einen Ausschnitt aus einer Abstrahlcharakteristik 40 für den Frequenzbereich f = 1 kHz – 20 kHz. Die Abstrahlcharakteristik 40 besteht aus fünf Verläufen 42a bis 42e des Schalldrucks P über den genannten Frequenzbereich, wobei die Verläufe 42a bis 42e nach dem Winkel α parametriert sind.
Wie man der Abstrahlcharakteristik 40 ohne weiteres entnehmen kann, ändert sich der Schalldruck in dem dargestellten Beispiel ab etwa 7 kHz merklich mit dem Winkel α. Dies bedeutet, dass das Klangbild des Lautsprechers und die Sprachverständlichkeit sich ebenfalls merklich ändern, wenn der Hörer nicht exakt in Richtung der Haupt-Abstrahlrichtung 24 steht, sondern schräg dazu. Diese Änderung des Klangbildes wiederum wird unterschiedlich empfunden, wenn der Lautsprecher sich beispielsweise in der in 2 dargestellten Einbaulage befindet.
Erfindungsgemäß wird daher die Abstrahlcharakteristik 40 des Lautsprechers 10 modifiziert, je nachdem wie groß der Winkel β ist. Der Winkel β steht als Signal des Sensors 30 zur Verfügung und kann zur elektronischen Modifizierung der Abstrahlcharakteristik entweder im Lautsprecher 10 oder in der Signalquelle 20 verwendet werden. Beispielsweise kann die Abstrahlcharakteristik 40 derart modifiziert werden, dass bei horizontaler Haupt-Abstrahlrichtung 24 die Höhen abgesenkt und bei vertikaler Haupt-Abstrahlrichtung 24' die Höhen angehoben werden.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Lautsprechers (10), bei dem der Lautsprecher (10) von einer Signalquelle (20) mit einem Audio-Signal angesteuert wird und der Lautsprecher (10) ein Schallsignal mit einer vorbestimmten, die Abhängigkeit des Schalldrucks (P) von einem Winkel (α) zur Haupt-Abstrahlrichtung (24) des Lautsprechers (10) wiedergebenden Abstrahlcharakteristik (40) abgibt, wobei sich das Klangbild des Lautsprechers (10) in Abhängigkeit von dem Winkel (α) des Lautsprechers verändert, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung (β) des Lautsprechers (10) relativ zu einem Bezugsniveau (26) durch einen ein Signal erzeugenden Sensor (30) erfasst wird und dass die Abstrahlcharakteristik (40) in Abhängigkeit von dem Signal des Sensors (30) elektronisch derart modifiziert wird, dass die Höhen abgesenkt oder angehoben werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstrahlcharakteristik (40) im Lautsprecher (10) modifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstrahlcharakteristik (40) in der Signalquelle (20) modifiziert wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstrahlcharakteristik (40) derart modifiziert wird, dass bei horizontaler Haupt-Abstrahlrichtung (24) die Höhen abgesenkt und bei vertikaler Haupt-Abstrahlrichtung (24') die Höhen angehoben werden.
Audio-Anlage mit einer Signalquelle (20) und mit einem an die Signalquelle (20) angeschlossenen Lautsprecher (10), wobei Mittel vorgesehen sind, um eine die Abhängigkeit des Schalldrucks (P) von einem Winkel (α) zur Haupt-Abstrahlrichtung (24) des Lautsprechers (10) wiedergebende Abstrahlcharakteristik (40) zu modifizieren, dadurch gekennzeichnet, dass der Lautsprecher (10) mit einem Sensor (30) zum Erfassen einer Ausrichtung (β) des Lautsprechers (10) relativ zu einem Bezugsniveau (26) versehen ist, und dass die Mittel die Abstrahlcharakteristik in Abhängigkeit von einem Signal des Sensors (30) elektronisch derart modifizieren, dass die Mittel die Höhen absenken oder anheben.
Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel im Lautsprecher (10) angeordnet sind.
Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel in der Signalquelle (20) angeordnet sind.
Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalquelle (20) und der Lautsprecher (10) drahtlos miteinander verbunden sind.