DE19641113A1

DE19641113A1 - Eigenresonanter Lautsprecher

Info

Publication number: DE19641113A1
Application number: DE19641113A
Authority: DE
Inventors: Young-Ahn Kim
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-10-13
Filing date: 1996-10-05
Publication date: 1997-04-17
Also published as: KR0146747B1; GB9621071D0; JPH09135490A; KR970025269A; FR2739997B1; GB2306273B; GB2306273A; FR2739997A1; US5854435A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen eigenresonanten Laut sprecher.

Es ist bekannt, daß der Mechanismus von Saiteninstrumenten, wie Violinen, Bratschen, Celli, Kontrabässen und akustischen Gitarren ausgezeichnete Tonfrequenzeigenschaften und Stereo phonieeffekte bietet. In den Fig. 1A und 1B ist ein typi sches Saiteninstrument dargestellt, das einen Körper 1, eine Platte 2, gegen die eine jeweilige Saite 3 gedrückt wird, ei nen Saitenträger 8, der ein Ende der jeweiligen Saite 3 hält, Brücken 4 und 6 zur Übertragung der Schwingungen der jeweili gen Saite 3 auf den Körper 1 und zur Bildung von Verbindungs punkten während der Schwingung der jeweiligen Saite 3 sowie eine Spannungseinstellvorrichtung 9 aufweist, welche das an dere Ende der jeweiligen Saite 3 hält und deren Spannung steuert.

Das Funktionsprinzip des solchermaßen aufgebauten Saitenin struments wird in einem exemplarischen Fall einer offenen Saitenschwingung beschrieben. Bezugnehmend auf Fig. 1B vari iert die Spannung der Saite 3, wenn selbige zwischen einer obersten Auslenkung VH und einer untersten Auslenkung VL über die beiden Verbindungsstellen 7 und 7′ schwingt, mit deren Schwingungsfrequenz in der durch den Pfeil angezeigten Rich tung über der Brücke 4, d. h. nach oben und unten, so daß die Schwingungsspannung der Saite 3 den Kontaktpunkt der Brücke 4 mit der Vorderfläche des Körpers 1 beaufschlagt. Als Folge davon verteilt sich die Schwingungsenergie der Saite 3 über den gesamten Körper 1. Die charakteristischen resonanten Töne des Saiteninstruments sind diesem charakteristischen Mecha nismus desselben zuzuschreiben, das den Körper 1 aufweist, der aus einer Frontplatte, einer Rückplatte, Seitenplatten und in der Frontplatte ausgebildeten Resonanzöffnungen 5 be steht und in dem eine Resonanz der Schwingung der Saite 3 auftritt.

Bei diesem Körper 1 des Saiteninstruments ist der Mittelbe reich beider Seitenplatten gekrümmt und verschmälert, die Front- und die Rückplatte sind konvex und die beiden Reso nanzöffnungen 5 sind in der Frontplatte benachbart zu den ge krümmten Seitenbereichen ausgebildet. Das Saiteninstrument verdankt seine ausgezeichneten Tonfrequenzeigenschaften und Stereophonieeffekte in einem hohen Maß derartigen strukturel len Eigenschaften des Körpers 1.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstel lung eines eigenresonanten Lautsprechers mit ausgezeichneten Tonfrequenzeigenschaften und Stereophonieeffekten zugrunde.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines eigenresonanten Lautsprechers mit den Merkmalen des An spruchs 1. Dieser Lautsprecher verwendet den Resonanzmecha nismus eines Saiteninstrumentes und besitzt dadurch ausge zeichnete Tonfrequenzeigenschaften und Stereophonieeffekte. Dazu ist die Gestalt des eigenresonanten Lautsprechers derje nigen eines Saiteninstrumentes nachgebildet, wobei an geeig neter Stelle eine Vibrationseinheit plaziert ist, um ein elektrisches Tonsignal in eine mechanische Tonschwingung zu transformieren.

Vorteilhafte, nachfolgend beschriebene Ausführungsformen der Erfindung sowie das zu derem besseren Verständnis oben be schriebene, herkömmliche Saiteninstrument sind in den Zeich nungen dargestellt, in denen zeigen:

Fig. 1A eine Frontansicht eines Kontrabasses,

Fig. 1B eine Seitenansicht des Kontrabasses,

Fig. 2 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen ei genresonanten Lautsprechers,

Fig. 3 eine seitliche Schnittansicht des eigenresonanten Lautsprechers von Fig. 2,

Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht eines wichtigen Be reiches des in Fig. 3 gezeigten eigenresonanten Lautsprechers,

Fig. 5 eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A von Fig. 3,

Fig. 6 eine Detailansicht einer in Fig. 4 gezeigten Vi brationseinheit des Lautsprechers,

Fig. 7a eine Schnittansicht einer Magnetstruktur des in Fig. 4 gezeigten Lautsprechers,

Fig. 7b eine Draufsicht auf die Magnetstruktur von Fig. 7a,

Fig. 8 eine Draufsicht auf ein weiteres Beispiel eines er findungsgemäßen eigenresonanten Lautsprechers und

Fig. 9 eine seitliche Schnittansicht des Lautsprechers von Fig. 8.

Nachfolgend wird ein erfindungsgemäßer, eigenresonanter Laut sprecher, der den Resonanzmechanismus eines Saiteninstrument körpers benutzt, unter Bezugnahme auf die entsprechenden Zeichnungen beschrieben. Ein solcher Lautsprecher ist in Fig. 2 perspektivisch dargestellt. Wie daraus zu erkennen ist, sind die oberen und unteren Seitenbereiche eines Körpers 1 des dort gezeigten, erfindungsgemäßen eigenresonanten Laut sprechers konvex gekrümmt, während sein Mittelabschnitt kon kav gekrümmt ist. Die Frontplatte und die Rückplatte des Kör pers 1 sind ähnlich zur Oberfläche einer Kugel konvex gestal tet und im wesentlichen von der Form einer figürlichen Acht. Zwei Resonanzöffnungen 5 sind direkt in der Frontplatte nahe des konkaven Bereichs der Seitenflächen ausgebildet, und ein Vibrator 10 einer Vibrationseinheit zur Transformation eines elektrischen Tonsignals in eine mechanische Tonschwingung ist zwischen den Resonanzöffnungen 5 oder im oberen oder unteren Bereich der Frontplatte des Körpers 1 vorgesehen.

Der eigenresonante Lautsprecher verwendet hierbei eine dem Körper 1 eines entsprechenden Saiteninstrumentes ähnliche Re sonanzstruktur als einen Lautsprecherkasten, wobei der Vibra tor 10 direkt zwischen den Resonanzöffnungen 5 der Frontplat te des Körpers 1 positioniert ist und ein elektrisches Tonsi gnal, das von einem Verstärker eines nicht gezeigten Audiosy stems übermittelt wird, in eine mechanische Tonschwingung transformiert. Erfindungsgemäß kann wenigstens eine Reso nanzöffnung 5 die Gestalt eines S oder eines Kreises oder ei ner anderen Konfiguration besitzen, und der Vibrator 10 kann zwischen den Resonanzöffnungen 5 oder an jeder Stelle ober halb oder unterhalb der Resonanzöffnungen 5 positioniert sein.

Die wie oben mit dem Körper 1 kombinierte Vibrationseinheit beinhaltet den Vibrator 10 und eine Magnetstruktur 20, wie sie in den Fig. 3 bis 7B genauer zu erkennen ist. Dabei weist der Vibrator 10 einen trichterförmigen Körper 11, eine um den unteren Teil des Körpers 11 gewickelte Spulenwicklung 12 und Fixierlöcher 13 zum Fixieren des Körpers 11 an der Frontplatte auf. An der Außenfläche des Körpers 11 ist ein Anschlußbereich 14 vorgesehen, um ein von einem nicht gezeig ten, externen Audiosystem zugeführtes Tonsignal auf die Spu lenwicklung 12 zu übertragen.

Der trichterförmige Körper ist hierbei aus Holz oder synthe tischen Harzen gebildet. In ersterem Fall ist die Spulenwick lung 12 mehrfach mit einem starken Klebstoff um den unteren Teil des Körpers 11 gewickelt, während in letzterem Fall die bereits geformte Spulenwicklung 12 in das injizierte Material des synthetischen Harzkörpers 11 eingetaucht wird. Dies be deutet, daß die Spulenwicklung 12 mit dem äußeren, unteren Bereich des trichterförmigen Körpers 11 verbunden wird.

Die Magnetstruktur 20 zur Erzeugung eines Magnetfeldes in der Spulenwicklung 12 besitzt einen Ringmagnet 21, einen in dem Ringmagnet 21 positionierten, magnetfeldinduktiven Eisenkern 22 sowie eine frontseitige 23 und eine rückseitige magnet feldinduktive Eisenplatte 24. Diese Magnetstruktur 20 und der Vibrator 10 sind in einer mechanisch voneinander lösbaren Weise kombiniert, wie in Fig. 4 dargestellt.

Die Magnetstruktur 20 ist mit einer in dem Körper 1 angeord neten Halterung 30 verbunden. Die Halterung 30 ist geschraubt mit dem Körper 1 unter Zwischenfügung eines vibrationstole ranten Materials 31, wie z. B. Gummi, verbunden, und die Ma gnetstruktur ist in gleicher Weise geschraubt, unter Zwi schenfügung eines vibrationstoleranten Materials 32, mit der Halterung 30 verbunden. Die vibrationstoleranten Materialien 32 werden hierbei dazu verwendet, das Übertragen von Ton schwingungen von dem Körper 1 auf die Halterung 30 und von der Halterung 30 auf die Magnetstruktur 20 zu verhindern.

Wie oben beschrieben, ist der Vibrator 10 in die Vorderfläche des Körpers 1 eingesetzt und mit dieser geschraubt oder ge klebt verbunden. Der Vibrator 10 und die Magnetstruktur 20 sind mechanisch voneinander lösbar verbunden, um die Tiefton wiedergabecharakteristik zu verbessern. Bei dem wie oben auf gebauten, erfindungsgemäßen eigenresonanten Lautsprecher schwingt die Spulenwicklung 12, wenn ein elektrisches Tonsi gnal über den Anschlußbereich 14 auf die Spulenwicklung 12 übertragen wird, aufgrund des magnetischen Feldes der Magnet struktur 20, wodurch wiederum der trichterförmige Körper 11 des Vibrators 10 schwingt. Als Folge davon wird das elektri sche Tonsignal in ein Tonschwingungssignal transformiert. Die Tonschwingung des trichterförmigen Körpers 11 wird auf den Körper 1 übertragen, wodurch eine ausgezeichnete Tonwiederga be aufgrund des Resonanzphänomens bewirkt wird, welches cha rakteristisch für das zugrundeliegende Saiteninstrument ist.

Dabei können ausgezeichnete Hochtoneigenschaften und somit Tonwiedergabeeigenschaften über den gesamten hörbaren Fre quenzbereich mit nur einer einzigen Vibratorstruktur 10 da durch erhalten werden, daß der Körper 11 des Vibrators 10 in Form eines Trichters gestaltet ist. Der trichterförmige Kör per 11 ist vorzugsweise aus demselben Material gebildet wie der Körper 1. Dabei wird die Tonschwingung des Vibrators 10 auf den Körper 1 übertragen, während die Tonschwingung auf grund der vibrationstoleranten Materialien 31 und 32 weder vom Körper 1 auf die Halterung 30, noch von der Halterung 30 auf die Magnetstruktur 20 übertragen wird.

Die Fig. 8 und 9 veranschaulichen einen weiteren erfin dungsgemäßen, eigenresonanten Lautsprecher. Der Vibrator ist hierbei durch eine herkömmliche Lautsprechereinheit ersetzt. Da es schwierig ist, mit einer herkömmlichen Lautsprecherein heit alle Töne vom Tiefton- bis zum Hochtonbereich zu repro duzieren, werden für die Tieftöne und Hochtöne jeweils sepa rate Lautsprechereinheiten verwendet. Im gezeigten Beispiel ist ein Tieftonkörper 1a mit einem Hochtonkörper 1b dadurch kombiniert, daß zusammen eine Tieftoneinheit 40 und eine Hochtoneinheit 41 verwendet werden.

Die Lautsprechereinheiten 40 und 41 können zwischen ihren je weiligen Resonanzöffnungen 5 und 5a oder oberhalb oder unter halb der Resonanzöffnungen 5 und 5a in den Frontplatten der Körper 1a und 1b positioniert sein. Im Beispiel von Fig. 8 sind die Lautsprechereinheiten 40 und 41 zwischen den jewei ligen Resonanzöffnungen 5 und 5a angeordnet. Außerdem ist zu erkennen, daß der Hochtonkörper 1b im oberen Bereich des Tieftonkörpers 1a an der Frontplatte positioniert ist. Der Vorteil einer solchen Struktur ist derjenige, daß ein in Richtung Rückfläche der Lautsprechereinheiten abgestrahlter Ton eine ausgezeichnete Resonanz innerhalb des einem Saiten instrument nachgebildeten Körpers erzeugt und dadurch einen ausgezeichneten Stereoklang sowohl im Hochtonbereich als auch im Tieftonbereich bewirkt. Zudem besitzt der Lautsprecher ei ne höhere Ausgangsleistung als der Lautsprecher, der den Vi brator verwendet, abgesehen von seiner geringeren Fähigkeit zur Wiedergabe eines Originaltons.

Der erfindungsgemäße Lautsprecher zeigt somit, wie oben be schrieben, ausgezeichnete Tonfrequenzeigenschaften und Ste reophonieeffekte durch Verwenden der Gehäusestruktur eines Saiteninstruments, wobei voneinander separiert eine Magnet struktur und eine Vibrationseinheit vorgesehen sind. Dabei ist die Vibrationseinheit direkt an dem Lautsprecherkörper angebracht, so daß der charakteristische Resonanzmechanismus eines entsprechenden Saiteninstrumentes genutzt wird.

Claims

1. Eigenresonanter Lautsprecher, gekennzeichnet durch

- einen Lautsprecherkörper (1) mit konvexen unteren und obe ren Seitenbereichen, konkaven mittleren Seitenbereichen, kon vex gebogenen Front- und Rückplatten kund wenigstens einer in der Frontplatte benachbart zu den konkaven Seitenbereichen gebildeten Resonanzöffnung (5), wobei der Lautsprecherkörper eine im wesentlichen die Form einer figürlichen Acht besit zende Resonanzstruktur aufweist, und
- eine direkt an der Frontplatte des Lautsprecherkörpers der wenigstens einen Resonanzöffnung zugeordnet angebrachte Vi brationseinheit (10, 40, 41) zur Transformation eines elek trischen Tonsignals in eine mechanische Tonschwingung.

2. Eigenresonanter Lautsprecher nach Anspruch 1, weiter da durch gekennzeichnet, daß

- die Vibrationseinheit einen Vibrator (10) beinhaltet, der dadurch gebildet ist, daß ein Ende eines trichterförmigen Körpers (11) fest am Lautsprecherkörper (1) angebracht und um das andere Ende des trichterförmigen Körpers eine Spulenwick lung (12) gewickelt ist, und
- eine Magnetstruktur (20) vorgesehen ist, die einen Ringma gnet (21) zur Beaufschlagung der Spulenwicklung (12) mit ei nem Magnetfeld, eine in dem Ringmagnet angeordnete magnet feldinduktive Eisenspule (22) sowie frontseitige und rückseitige, magnetfeldinduktive Eisenplatten (23, 24) umfaßt.

3. Eigenresonanter Lautsprecher nach Anspruch 2; weiter da durch gekennzeichnet, daß der Vibrator (10) mechanisch von der Magnetstruktur (20) abnehmbar ist, wobei die Magnetstruk tur unter Zwischenfügung eines vibrationstoleranten Materials (32) an einer Halterung (30) angebracht und ein weiteres vi brationstolerantes Material (31) zwischen die Halterung und den Lautsprecherkörper (1) eingefügt ist, um eine Übertragung von Tonschwingungen zu verhindern.

4. Eigenresonanter Lautsprecher nach Anspruch 1, weiter da durch gekennzeichnet, daß die Vibrationseinheit von einer Lautsprechereinheit (40, 41) gebildet ist, um eine Tonschwin gungsabstrahlung nach hinten und wieder zurück zu ermögli chen.

5. Eigenresonanter Lautsprecher nach Anspruch 4, weiter da durch gekennzeichnet, daß eine Tieftonlautsprechereinheit (40) und eine Hochtonlautsprechereinheit (41) voneinander se pariert angeordnet sind, wobei die Hochtonlautsprechereinheit kleiner als die Tieftonlautsprechereinheit ist und an einer beliebigen Stelle der Frontplatte des Lautsprecherkörpers (1a) positioniert ist, der als Lautsprecherkasten der Tief tonlautsprechereinheit dient.

6. Eigenresonanter Lautsprecher nach Anspruch 5, weiter da durch gekennzeichnet, daß der Resonanzraum (1b) der Hochton lautsprechereinheit (41) von demjenigen (1a) der Tieftonlaut sprechereinheit (40) separiert ist.

7. Eigenresonanter Lautsprecher nach Anspruch 2 oder 3, wei ter dadurch gekennzeichnet, daß der Vibrator (10) aus demsel ben Material gebildet ist wie der Lautsprecherkörper (1).