DE112015005064T5

DE112015005064T5 - Membran für eine lautsprecher-vorrichtung

Info

Publication number: DE112015005064T5
Application number: DE112015005064.7T
Authority: DE
Inventors: Il-Kyung Suh; Han-Ryang Lee
Original assignee: Slivice Co Ltd
Current assignee: Slivice Co Ltd
Priority date: 2014-11-08
Filing date: 2015-11-09
Publication date: 2017-08-03
Also published as: CN107005765A; WO2016072817A1; CN107005765B; US20170318391A1

Abstract

Eine Membran für eine Lautsprecher-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die eine Hauptachse und eine Nebenachse senkrecht dazu aufweist, umfasst: ein Randteil, das mit einem Membranrand oder einem Rahmen gekoppelt und zu einer im Wesentlichen flachen Oberfläche ausgebildet ist; ein konvexes Teil, das innerhalb des Randteils angeordnet und dazu ausgebildet ist, aufwärts-konvex zu sein; und ein konkaves Teil, das innerhalb des konvexen Teiles angeordnet und dazu ausgebildet ist, abwärts-konkav zu sein, wobei, mit Bezug auf den Abschnitt in der Richtung der Nebenachse, der Höhenunterschied zwischen dem höchsten Punkt des konvexen Teiles und dem niedrigsten Punkt des konkaven Teiles in dem Zentralbereich größer ist als der Höhenunterschied zwischen dem höchsten Punkt des konvexen Teiles und dem niedrigsten Punkt des konkaven Teiles in dem Außenbereich in der Richtung der Hauptachse, wo das konkave Teil beginnt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Membran für eine Lautsprecher-Vorrichtung, und insbesondere eine Membran mit einer steifigkeitsverstärkenden Struktur auf ihrer Oberfläche, um das Auftreten einer ungewollten Vibrationsmode zu verhindern, wodurch Akustikeigenschaften verbessert werden.
Hintergrund
Die in der Lautsprecher-Vorrichtung verwendete Membran wird durch einen Lautsprechertreiber zur Erzeugung eines Schalldrucks zum Vibrieren gebracht. Der Lautsprechertreiber kann eine Schwingspule und einen magnetischen Schaltkreis umfassen, die durch eine elektromagnetische Kraft, welche durch die Wechselwirkung eines Magneten und eines Stroms erzeugt wird, eine Auf-und-Ab-Vibration erzeugen, ein piezoelektrisches Element, das gemäß einer angelegten Spannung eine Auf-und-Ab-Vibration erzeugt, oder einen Kondensator, der durch eine angelegte Spannung ein elektrisches Feld erzeugt. Die physikalischen Eigenschaften der Membran bestimmen die Akustikeigenschaften des Lautsprechers. Um einen qualitativ hochwertigen Klang zu erzeugen, sollte die Membran ein geringes Gewicht und eine hohe Steifigkeit aufweisen.
Das Gewicht der Membran steht in Bezug zu dem Lautsprecher-Wirkungsgrad. Dieses Verhältnis wird durch den sogenannten „Thiele/Small”-Parameter ausgedrückt, wobei der Lautsprecher-Wirkungsgrad umgekehrt proportional zum Quadrat des Gewichtes des Vibrationssystems einschließlich der Membran ist. Mit zunehmendem Gewicht der Membran nimmt der Schalldruckpegel (SPL) des Lautsprechers ab und die Resonanzfrequenz f₀ nimmt zu. Im Gegensatz dazu wird, wenn das Gewicht der Membran abnimmt, der SPL des Lautsprechers angehoben und somit kann ein stärkerer Schall erzeugt werden, wobei die Resonanzfrequenz f₀ abnimmt, wodurch das Niedrigfrequenz-Wiedergabeband verstärkt wird.
Die Steifigkeit der Membran steht in Bezug zu einer Frequenz-Antwortcharakteristik des Lautsprechers. Die Vibration einer idealen Membran ist eine Kolbenbewegung, bei der sich die gesamte Oberfläche der Membran gleichförmig als ein starrer Körper auf und ab bewegt. Jedoch zeigt eine mechanische Analyse der Vibration einer realen Membran unregelmäßige Vibrationen, wie zum Beispiel die Ausbruchsfrequenz (Break-Up-Mode) und Ausdehnung auf einem Teil der Vibrationsplatte. Solche unregelmäßigen Vibrationen verursachen bei einer bestimmten Frequenz destruktive Interferenz, was zu einer ungünstigen Frequenz-Antwortcharakteristik führt, was wiederum eine akustische Verzerrung verursacht. Insbesondere bei Komponentenlautsprechern, die unterschiedliche Längen in der vertikalen und der seitlichen Richtung aufweisen, ist das Problem der Verzerrung der Frequenz-Antwortcharakteristik stärker wahrnehmbar. Komponentenlautsprecher, welche in elektronischen Geräten, wie zum Beispiel einem Fernseher, einem Monitor, einem Notebook-Computer, einem Tablet, einem Smartphone und einem mobilen Kommunikationsendgerät verwendet werden, welche ein Display umfassen, haben oftmals eine rechtwinkelige Gestalt mit einer Hauptachse (in der seitlichen Richtung) und eine Nebenachse (in der vertikalen Richtung), um so auf einer Umrandung des äußersten Teils des Display befestigt zu werden und somit nicht sichtbar zu sein. In diesem Fall unterscheidet sich die Länge des Vibrationspfades in der vertikalen Richtung von der Länge des Vibrationspfades in der seitlichen Richtung, wobei unterschiedliche Randbedingungen, unter denen die Umgebung angekoppelt ist, in der vertikalen Richtung und in der seitlichen Richtung gegeben sind. Dementsprechend weisen die Komponentenlautsprecher schlechtere Frequenz-Antwortcharakteristiken auf als kreisförmige oder quadratische Lautsprecher.
Die Steifigkeit eines allgemeinen Lautsprechermaterials nimmt mit abnehmendem Gewicht des Materials ab, und nimmt mit zunehmendem Gewicht zu. Beispielsweise ist die Verwendung einer Metallmembran hinsichtlich Steifigkeit vorteilhaft, weshalb eine relativ gute Frequenz-Antwortcharakteristik erzielbar ist. Allerdings ist das Gewicht dabei erhöht, wobei SPL und f₀ reduziert sind. Materialien, welche dieses Problem lösen können, umfassen leichte Metalle, wie zum Beispiel Aluminium, Magnesium oder Duraluminium, oder neuartige Materialien, wie zum Beispiel Carbonfaser, Glasfaser und Kevlar. Diese neuartigen Materialien sind als Membranmaterialien geeignet, da sie bei hoher Steifigkeit nur geringes Gewicht aufweisen. Allerdings sind diese Materialien teuer. Das heißt, diese neuartigen Materialien sind für Membranen in teuren Lautsprechern zum Musikhören geeignet, jedoch nicht für eine Verwendung in niedrigpreisigen Komponentenlautsprechern.
Membranmaterialien für Komponentenlautsprecher sind im Allgemeinen kostengünstige Papier- oder Polymer-Filme. Diese Materialien haben den Vorteil, dass sie ein geringes Gewicht und dafür auch eine geringe Steifigkeit aufweisen.
19 zeigt eine Membran 10 für eine Komponentenlautsprecher-Vorrichtung nach dem Stand der Technik. Die Membran 10 umfasst einen Randbereich 11, einen konvexen Bereich 12 und einen konkaven Bereich 13. Die Membran 10 ist durch Pressen von Papier einer bestimmten Dicke hergestellt worden. Der Randbereich 11 ist flach ausgebildet, um so mit dem Rand eines elastischen Materials oder mit einem Lautsprecherrahmen verbunden zu werden. Der konvexe Bereich 12 ist zu einer Kreisform ausgebildet, um so in Richtung auf die schallerzeugende Oberfläche der Membran konvex zu sein und für die gesamte Oberfläche der Membran 10 eine zusätzliche Steifigkeit bereitzustellen. Der konkave Bereich 13 ist innerhalb des konvexen Bereiches 12 ausgebildet, und weist dabei die gleiche Höhe auf wie der Randbereich. Insbesondere ist der konkave Bereich 13 flach ausgebildet, so dass der konkave Bereich die gleiche Höhe über seiner gesamten Fläche aufweist, wobei der höchste Punkt des konvexen Bereiches 12 außerdem dazu ausgebildet ist, an allen seinen Stellen die gleiche Höhe aufzuweisen.
Gemäß einer solchen herkömmlichen Struktur ist, da die Membran 10 aus Papier hergestellt ist, ihr Gewicht gering, wobei die Biegesteifigkeit und die Torsionssteifigkeit der Membran durch den konvexen Bereich 12 etwas verstärkt ist. Allerdings ist der Effekt des Verstärkens der Steifigkeit durch den konvexen Bereich 220 nicht ausreichend, wobei das Problem der Verzerrung der Akustikeigenschaft, das – durch eine bei einer Resonanzfrequenz auftretenden Resonanzmode – aufgrund der Materialeigenschaft der Membran 10 verursacht wird, noch gelöst werden muss. Insbesondere wurde durch den Stand der Technik bestätigt, dass, trotz der durch den konvexen Bereich 12 verstärkten Steifigkeit, die Membran bei der Unterdrückung der ersten Resonanzmode sehr schwach ist. Es wurde bestätigt, dass, wenn beispielsweise eine äußere Kraft von 10 kPa auf die Membran 10 nach dem Stand der Technik ausgeübt wird, die maximale Auslenkung der Membran 11,292 mm bei 215 Hz beträgt, wo die erste Resonanzmode auftritt. Außerdem tritt eine starke Klangverzerrung bei einer Frequenz auf, die dem menschlichen Hörempfindlichkeitsbereich entspricht.
Dokumente aus dem Stand der Technik umfassen US-Patent Nr. 8,199,962 , US-Patent Nr. 6,026,929 , und US-Patent Nr. 2,960,177 .
Offenbarung
Technisches Problem
Es ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, Akustikeigenschaften einer Lautsprecher-Vorrichtung durch Verstärken der Steifigkeit einer Membran zu verbessern.
Technische Lösung
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Membran für eine Lautsprecher-Vorrichtung eine Gestalt mit einer Hauptachse und einer Nebenachse senkrecht zur Hauptachse auf und umfasst folgendes: einen Randbereich, der mit einem Membranrand oder einem Rahmen verbunden ist und im Wesentlichen eben ausgebildet ist; einen konvexen Bereich, der innerhalb des Randbereichs positioniert und dazu ausgebildet ist, konvex-aufwärts gerichtet zu sein; und einen konkaven Bereich, der innerhalb des konvexen Bereiches positioniert und dazu ausgebildet ist, konkav-abwärts gerichtet zu sein, wobei, in einem Querschnitt entlang der Nebenachse, ein Unterschied in der Höhe zwischen einem höchsten Punkt des konvexen Bereiches und einem niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches in einem Zentralbereich größer ist als ein Unterschied in der Höhe zwischen dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches und dem niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches in einem Außenbereich auf der Hauptachse, von welcher der konkave Bereich beginnt.
Bei der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung kann ein Unterschied in der Höhe zwischen dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches und dem niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches an einer Position, wo der Unterschied in der Höhe zwischen dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches und dem niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches der kleinste ist, weniger als 30% eines Unterschiedes in der Höhe zwischen dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches und dem niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches betragen an einer Position, wo der Unterschied in der Höhe zwischen dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches und dem niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches der größte ist.
Bei der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung kann, in dem Querschnitt entlang der Nebenachse, der Unterschied in der Höhe zwischen dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches und dem niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches von dem Zentralbereich zu einer Außenseite entlang der Hauptachse reduziert sein.
Bei der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung kann, in dem Querschnitt entlang der Nebenachse, die Höhe des höchsten Punktes des konvexen Bereiches in dem Zentralbereich größer sein als die Höhe des höchsten Punktes des konvexen Bereiches in dem Außenbereich auf der Hauptachse, von welcher der konkave Bereich beginnt.
Bei der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung kann, in dem Querschnitt entlang der Nebenachse, die Höhe des höchsten Punktes des konvexen Bereiches von dem Zentralbereich zu einer Außenseite entlang einer Hauptachse abnehmen.
Bei der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung kann, in dem Querschnitt entlang der Nebenachse, die Höhe des niedrigsten Punktes des konkaven Bereiches in dem Zentralbereich niedriger sein als die Höhe des niedrigsten Punktes des konkaven Bereiches in dem Außenbereich auf der Hauptachse, von welcher der konkave Bereich beginnt.
Bei der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung kann, in dem Querschnitt entlang der Nebenachse, die Höhe des niedrigsten Punktes des konkaven Bereiches von dem Zentralbereich zu einer Außenseite entlang der Hauptachse zunehmen.
Bei der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung kann der konvexe Bereich zu einer gleichmäßigen Kurvenform mit einem konvexen Zentralbereich in einem Querschnitt entlang der Hauptachse ausgebildet sein.
Bei der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung kann der konkave Bereich zu einer gleichmäßigen Kurvenform mit einem konkaven Zentralbereich in einem Querschnitt entlang der Hauptachse ausgebildet sein.
Bei der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung kann der konvexe Bereich einen ersten Verbinder umfassen, der zu einer gleichmäßigen Kurvenform von dem Randbereich zu dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches in dem Querschnitt entlang der Nebenachse ausgebildet ist.
Bei der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung kann der konkave Bereich einen zweiten Verbinder umfassen, der wenigstens einen Abstand umfasst, der zu einer gleichmäßigen Kurvenform zwischen dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches und dem niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches in dem Querschnitt entlang der Nebenachse ausgebildet ist.
Bei der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung kann der erste Verbinder einen Krümmungsradius aufweisen, der größer als ein Krümmungsradius des zweiten Verbinders in dem Zentralbereich im Querschnitt entlang der Nebenachse ist.
Bei der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung kann der Krümmungsradius des zweiten Verbinders von dem Zentralbereich zu einer Außenseite entlang der Hauptachse zunehmen.
Bei der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung kann der konkave Bereich einen zweiten Verbinder umfassen, der mit einem vertikalen Oberflächenbereich versehen ist in wenigstens einem Abstand von dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches zum niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches in dem Querschnitt entlang der Nebenachse.
Bei der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung kann der niedrigste Punkt des konkaven Bereiches in dem Querschnitt entlang der Nebenachse mit einem horizontalen Bereich versehen sein.
Bei der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung kann die Höhe des niedrigsten Punktes des konkaven Bereiches größer als oder gleich der Höhe des Randbereichs sein.
Bei der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung kann die Höhe des niedrigsten Punktes des konkaven Bereiches in dem Zentralbereich gleich der Höhe des Randbereiches sein, und die Höhe des niedrigsten Punktes kann in Bereichen außer dem Zentralbereich entlang der Hauptachse größer als die Höhe des Randbereichs sein.
Vorteilhafte Wirkungen
Bei einer Membran für eine Lautsprecher-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist der konvexe Bereich bei der Mitte der Hauptachse höher ausgebildet als an den beiden Enden der Hauptachse, um die Membran mit einer verstärkten Steifigkeit zu versehen. Dadurch können Vibrationen in der Break-Up-Mode und der Resonanzmode unterdrückt werden, wodurch die Akustikeigenschaft der Lautsprecher-Vorrichtung verbessert werden kann.
Bei einer Membran für eine Lautsprecher-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist der konkave Bereich bei der Mitte der Hauptachse niedriger ausgebildet als an den beiden Enden der Hauptachse, um die Membran mit einer verstärkten Steifigkeit zu versehen. Dadurch können Vibrationen in der Break-Up-Mode und der Resonanzmode unterdrückt werden, wobei die Akustikeigenschaft der Lautsprecher-Vorrichtung verbessert werden kann.
Bei einer Membran für eine Lautsprecher-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weisen der konvexe Bereich und der konkave Bereich in der Hauptachsen-Richtung entgegengesetzte Formen oder Gestalten auf, um die Membran so mit einer verstärkten Steifigkeit zu versehen. Dadurch können Vibrationen in der Break-Up-Mode und der Resonanzmode unterdrückt werden, wodurch die Akustikeigenschaft der Lautsprecher-Vorrichtung verbessert werden kann.
Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Draufsicht auf eine Membran für eine Lautsprecher-Vorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine untere Ansicht der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Draufsicht auf die Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine seitliche Ansicht der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine Querschnittsansicht der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang einer Linie A-A'.
6 ist eine detaillierte Querschnittsansicht der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Linie A-A'.
7 ist eine vordere Ansicht der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine vordere Teilansicht der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Linie B-B'.
9 ist eine Draufsicht auf eine Membran für eine Lautsprecher-Vorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine untere Ansicht der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine Draufsicht auf die Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 ist eine seitliche Ansicht der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
13 ist eine Querschnittsansicht der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Linie A-A'.
14 ist eine detaillierte Querschnittsansicht der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Linie A-A'.
15 ist eine vordere Ansicht der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
16 ist eine vordere Teilansicht der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Linie B-B;
17 ist eine Kurve, welche die maximalen Vibrationsauslenkungen einer Membran für eine Lautsprecher-Vorrichtung nach dem Stand der Technik und für eine Membran für eine Lautsprecher-Vorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei entsprechenden Frequenzen darstellt.
18 ist eine Vergleichstabelle, welche die maximalen Vibrationsauslenkungen einer Membran für eine Lautsprecher-Vorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und für eine Membran für eine Lautsprecher-Vorrichtung nach dem Stand der Technik bei entsprechenden Frequenzen zeigt.
19 ist eine Draufsicht auf eine Membran für eine Lautsprecher-Vorrichtung nach dem Stand der Technik.
Bezugszeichenliste

100: Membran
110: Randbereich
120: konvexer Bereich
130: konkaver Bereich
132: vertikaler Oberflächenbereich
134: horizontaler Bereich

Beste Ausführungsform
Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform einer Membran für eine Lautsprecher-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine Draufsicht auf eine Membran für eine Lautsprecher-Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 2 ist eine untere Ansicht der Membran gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 ist eine Draufsicht auf die Membran gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 4 ist eine seitliche Ansicht der Membran gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 5 und 6 sind Querschnittsansichten der Membran gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (entlang der Linie A-A'). 7 ist eine vordere Ansicht der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 8 ist eine vordere Teilansicht der Membran gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (entlang der Linie B-B').
Wie die Lautsprecher-Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik umfasst die Membran 100 für eine Lautsprecher-Vorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Randbereich 110, einen konvexen Bereich 120 und einen konkaven Bereich 130.
Die Membran 100 weist eine rechtwinkelige oder „Laufbahn”-Form auf mit einer Hauptachse und einer Nebenachse rechtwinkelig zu der Hauptachse. Im Vergleich zu einer kreisförmigen oder quadratischen Membran ist die Membran 100 dazu geeignet, an einem Gerät, einschließlich eines Displays, angebracht zu werden, und stellt dabei strukturell einen Übertragungspfad für eine Vibration bereit, die in der Vibrationsrichtung nicht gleichförmig ist, was zu einer Break-Up-Mode-Vibration und einer schlechten Frequenz-Antwortcharakteristik führt. Deshalb ist über der Struktur der in 19 dargestellten herkömmlichen Membran 10 eine verbesserte Verstärkungsstruktur erforderlich. Das Material der Membran 100 ist nicht in bestimmter Weise beschränkt. Bei Verwendung eines Materials, wie zum Beispiel Papier oder ein Polymerfilm, der eine relativ geringe Steifigkeit besitzt, kann die Frequenz-Antwortcharakteristik durch eine Steifigkeits-Verstärkungsstruktur deutlich verbessert werden, wie weiter unten beschrieben wird. Selbstverständlich kann, selbst wenn die Steifigkeits-Verstärkungsstruktur nach der vorliegenden Erfindung bei der Membran 100 angewendet wird, die aus einem Material mit einer relativ hohen Steifigkeit gebildet ist, wie zum Beispiel Edelstahl, Aluminium, Magnesium, Duraluminium, Carbonfaser, Glasfaser und Kevlar, die Frequenz-Antwortcharakteristik durch eine zusätzliche Verstärkung der Steifigkeit verbessert werden.
Die Membran 100 der vorliegenden Erfindung ist nicht auf einen durch eine Schwingspule angetriebenen dynamischen Lautsprecher beschränkt, sondern kann auf Lautsprecher unter Verwendung anderer Antriebstechniken angewendet werden, einschließlich eines elektrostatischen Lautsprechers oder eines Piezo-Lautsprechers.
Der Randbereich 110 wird mit dem Membran-Rand oder einem Rahmen verbunden und ist im Wesentlichen flach ausgebildet. Der Membran-Rand ist im Allgemeinen aus einem elastischen Material gebildet, wie zum Beispiel thermoplastisches Polyurethan (TPU). Der Membran-Rand wird mit dem Randbereich 110 an seiner Innenseite verbunden und an den Rahmen der Lautsprecher-Vorrichtung über seine Unterseite angefügt, und dient somit zur Bereitstellung einer Dämpfungskraft für die Membran 100. In einer weiteren Ausführungsform können die Membran 100 und der Membran-Rand integral ausgebildet sein. In diesem Fall kann der Randbereich 110 weiterhin einen Membran-Rand an seinem äußersten Umfang umfassen. weiterhin kann, für den Fall eines Subminiatur-Lautsprechers, wie zum Beispiel einem Mikro-Lautsprecher, die Membran 100 direkt mit dem Rahmen der Lautsprecher-Vorrichtung ohne eine Komponente entsprechend dem Membran-Rand verbunden werden. Ähnlich der herkömmlichen Membran 200 kann der Randbereich 110 derart ausgebildet sein, um über seiner gesamten Fläche die gleiche Höhe aufzuweisen.
Der konvexe Bereich 120 ist innerhalb des Randbereichs positioniert und dazu ausgebildet, in einer nach oben gerichteten Richtung der Schallerzeugungsoberfläche der Membran 100 konvex zu sein. In der vorliegenden Beschreibung ist eine Oberfläche des Lautsprechers, die nach außen gerichtet ist, als eine obere Oberfläche definiert, und die in Richtung auf die Innenseite des Lautsprechers weisende Fläche ist als die Unterseite definiert.
Der konkave Bereich 130 ist innerhalb des konvexen Bereiches positioniert und dazu ausgebildet, in einer Richtung nach unten relativ zu dem konvexen Bereich 120 konkav zu sein.
Im Folgenden werden die Formen des konvexen Bereiches 120 und des konkaven Bereiches 130 detailliert mit Bezug auf 3 bis 8 beschrieben. In der vorliegenden Beschreibung bedeutet „der höchste Punkt des konvexen Bereiches 120” nicht der höchste Punkt auf dem gesamten konvexen Bereich 120, sondern bezieht sich auf den höchsten Punkt des konvexen Bereiches in einem Querschnitt entlang der Nebenachse (Linie B-B'). Dies liegt daran, weil der konvexe Bereich 120 im Querschnitt entlang der Nebenachse (Linie B-B') in einigen Ausführungsformen eine Kurvengestalt als Ganzes aufweisen kann, wie es in 8 gezeigt ist. Deshalb variiert der höchste Punkt des konvexen Bereiches 120 in Abhängigkeit von der Position des Querschnitts entlang der Nebenachse (Linie B-B'). Aus dem gleichen Grund bedeutet „der niedrigste Punkt des konkaven Bereiches 130” nicht der niedrigste Punkt auf dem gesamten konkaven Bereich 130, sondern bezieht sich auf den niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches 130 in einem Querschnitt entlang der Nebenachse (Linie B-B').
Wie in 6 gezeigt ist, im Querschnitt entlang der Nebenachse, ist der Unterschied d₁ zwischen der Höhe h_1-H des höchsten Punktes des konvexen Bereiches 120 und der Höhe h_1-L des niedrigsten Punktes des konkaven Bereiches 130 in dem Zentralbereich größer als der Unterschied d₂ zwischen der Höhe h_2-H des höchsten Punktes des konvexen Bereiches 120 und der Höhe h_2-L des niedrigsten Punktes des konkaven Bereiches 130 in dem Außenbereich auf der Hauptachse, von wo sich der konkave Bereich 130 zu erstrecken beginnt. Gemäß dieser Struktur, da sich die mechanische Spannung aufgrund der Form des konvexen Bereiches 120 und die mechanische Spannung aufgrund der Form des konkaven Bereiches 130 gegenseitig überlagern und auf die vordere Oberfläche der Membran 100 wirken, können die strukturelle Steifigkeit und insbesondere die Biegesteifigkeit und die Torsionssteifigkeit der Membran 100 deutlich verstärkt werden.
Hierbei ist die Position, bei welcher der kleinste Unterschied in der Höhe zwischen dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches 120 und dem niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches 130 gegeben ist, in dem Außenbereich auf der Hauptachse, von welcher der konkave Bereich 130 beginnt, und die Position, bei welcher der größte Unterschied in der Höhe zwischen dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches 120 und dem niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches 130 gegeben ist, ist in dem Zentralbereich auf der Hauptachse. Mit zunehmendem Unterschied zwischen den Unterschieden in der Höhe bei beiden Positionen kann die Steifigkeit der Membran 100 zunehmen. Falls dieser Unterschied jedoch übermäßig groß ist, kann die Steifigkeit eher reduziert sein, wobei die Herstellungskosten aufgrund einer plötzlichen Krümmungsänderung ansteigen können. In Anbetracht dieses Merkmals wird deshalb der kleinste Unterschied in der Höhe zwischen dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches 120 und dem niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches 130 vorzugsweise auf weniger als 30% von dem größten Unterschied d₁ in der Höhe eingestellt.
Dabei nimmt, wie es in 5 und 6 dargestellt ist, der Unterschied in der Höhe zwischen dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches 120 und dem niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches 130 in dem Querschnitt entlang der Nebenachse (Linie B-B') vorzugsweise von dem Zentralbereich 141 hin zu dem Außenbereich 142 entlang der Hauptachse ab. Da die Höhe des höchsten Punktes des konvexen Bereiches 120 von dem Zentralbereich 141 hin zu dem Außenbereich 142 abnimmt, kann der konvexe Bereich 120 in der Form einer gleichmäßigen konvexen Kurve mit einem konvexen Zentralbereich ausgebildet werden. Andererseits kann, da die Höhe des niedrigsten Punktes des konkaven Bereiches 130 von dem Zentralbereich 141 hin zu dem Außenbereich 142 zunimmt, der konkave Bereich 130 in der Form einer gleichmäßigen konkaven Kurve mit einem konkaven Zentralbereich ausgebildet werden. Allerdings ist die Form der Membran 100 der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann derart ausgebildet sein, dass die höchsten Punkte des konvexen Bereiches 120 oder die niedrigsten Punkte des konkaven Bereiches 130 die gleiche Höhe in einem bestimmten Bereich aufweisen, oder dass der höchste Punkt des konvexen Bereiches 120 oder der niedrigste Punkt des konkaven Bereiches 130 mit einer bestimmten Abstufung verändert sind.
In einigen Ausführungsformen können die niedrigsten Punkte des konkaven Bereiches 130 die gleiche Höhe entlang der Hauptachse aufweisen, während die Höhe der höchsten Punkte des konvexen Bereiches 120 in dem Zentralbereich größer als die Höhe des höchsten Punktes des konvexen Bereiches 120 in dem Außenbereich ist. Alternativ können die höchsten Punkte des konvexen Bereiches 120 die gleiche Höhe entlang der Hauptachse aufweisen, während die Höhe des niedrigsten Punktes des konkaven Bereiches 130 in dem Zentralbereich geringer ist als die Höhe des höchsten Punktes davon in dem Außenbereich. Gemäß diesen Ausführungsformen ist die Wirkung einer Verstärkung der Steifigkeit reduziert, und zwar im Vergleich zu der Ausführungsform, wo sowohl der konkave Bereich 130 als auch der konvexe Bereich 120 geändert sind.
Im Folgenden wird das Merkmal hinsichtlich der Form des Querschnitts entlang der Nebenachse beschrieben. 7 ist eine vordere Ansicht der Membran 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 8 ist eine Längs-Abschnittsansicht entlang der Linie B-B' entsprechend dem Zentralbereich der Membran 100. Der konvexe Bereich 120 kann einen ersten Verbinder umfassen, der mit einer gleichmäßigen Kurvenform ausgebildet ist von dem Randbereich 110 zum höchsten Punkt des konvexen Bereiches 120 im Querschnitt entlang der Nebenachse, wobei der konkave Bereich 130 einen zweiten Verbinder umfassen kann, der mit einer gleichmäßigen Kurvenform ausgebildet ist von dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches 120 zum niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches 130 in dem Querschnitt entlang der Nebenachse. Die Verbinder können auch in einer geradlinigen Form ausgebildet sein, im Gegensatz zu der Kurvenform. Im Hinblick auf eine einfache Herstellung der Membran 100 sowie im Hinblick auf die Haltbarkeit der Membran 100 sind die Verbinder jedoch vorzugsweise in einer Kurvenform ausgebildet, wie es in 7 und 8 gezeigt ist.
In diesem Fall ist, in dem Querschnitt entlang der Nebenachse in dem Zentralbereich, der Krümmungsradius des ersten Verbinders, der auf der Außenseite positioniert ist, vorzugsweise größer als der Krümmungsradius des zweiten Verbinders, der auf der inneren Seite positioniert ist. Das Ergebnis der Simulation der mechanischen Spannungsanalyse bestätigt, dass diese Form eine bessere Wirkung hinsichtlich einer Verstärkung der Steifigkeit bereitstellt.
Dabei kann der Krümmungsradius des Zentralbereiches des zweiten Verbinders, der den konvexen Bereich 120 und den konkaven Bereich 130 verbindet, zur Außenseite hin zunehmen. Diese Struktur ermöglicht es dem konkaven Bereich 130, einen steileren Anstieg im Zentralbereich zu haben, so dass die mechanische Spannung am Zentralbereich, welcher sich sehr wahrscheinlich krümmt, relativ groß wird, wodurch die Break-Up-Mode-Vibrationen entlang der Hauptachse verhindert wird.
Der niedrigste Punkt des konkaven Bereiches 130 ist vorzugsweise derart ausgebildet, um die gleiche Höhe wie bzw. eine größere Höhe als die Höhe des mit dem Rand verbundenen Randbereichs 110 aufzuweisen. In diesem Fall ist die Höhe des niedrigsten Punktes des konkaven Bereiches 130 vorzugsweise gleich der Höhe des Randbereichs 110 im Zentralbereich und ist größer als die Höhe des Randbereichs 110 in den vom Zentralbereich verschiedenen Bereichen. Wenn der niedrigste Punkt des konkaven Bereichs 130 niedriger ist als der Randbereich 110, dann kann der untere Bereich der Membran 100 mit einer Form versehen sein, die konvex nach unten gerichtet ist, und zwar in einem Bereich entsprechend dem konkaven Bereich 130. Im Fall eines dynamischen Lautsprechers kann der konvexe Bereich der unteren Oberfläche eine Interferenz mit der an der unteren Oberfläche der Membran 100 angebrachten Schwingspule verursachen. Selbstverständlich kann, und zwar für den Fall eines elektrostatischen Lautsprechers oder eines piezoelektrischen Lautsprechers, bei denen keine weitere Komponente am unteren Bereich der Membran 100 angebracht ist, der niedrigste Punkt der Ausnehmung 130 an einer niedrigeren Position als der Randbereich 110 ausgebildet sein.
Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform der Membran für die Lautsprecher-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Um Überflüssiges zu vermeiden, wird die Beschreibung der Elemente nach der ersten Ausführungsform ausgelassen. 9 ist eine Draufsicht auf eine Membran für eine Lautsprecher-Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 10 ist eine untere Ansicht der Membran gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 11 ist eine Draufsicht auf die Membran gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 12 ist eine Seitenansicht der Membran gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 13 und 14 sind Querschnittsansichten der Membran gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (entlang der Linie A-A'). 15 ist eine vordere Ansicht der Membran gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 16 ist eine vordere Abschnittsansicht der Membran gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (entlang der Linie B-B').
Die Membran 100 für die Lautsprecher-Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat ebenso eine im Wesentlichen rechtwinkelige bzw. „Laufbahn”-Form mit einer Hauptachse und einer Nebenachse senkrecht zu der Hauptachse. Allerdings hat die Membran der zweiten Ausführungsform im Vergleich zu der ersten Ausführungsform eine zum Teil eingeschnittene Erweiterung, die sich von einem Teil des Randbereichs 110, der sich entlang der Hauptachse erstreckt, nach außen erstreckt. Diese Konfiguration soll für die Vibrationsoberfläche der Membran eine Dämpfungskraft bereitstellen und die Break-Up-Mode-Vibration weiter unterdrücken.
Der konvexe Bereich 120, der innerhalb des Randbereichs 110 positioniert ist, ist derart ausgebildet, um konvex nach oben gerichtet zu sein in Bezug auf die schallerzeugende Oberfläche der Membran 100, und der konkave Bereich 130, der innerhalb des konvexen Bereichs positioniert ist, ist dazu ausgebildet, sich bei Betrachtung von einer Seite konkav von dem konvexen Bereich zu erstrecken. Die Breite des konkaven Bereiches ist gleichmäßig entlang der Hauptachse mit Ausnahme beider Enden des konkaven Bereiches.
Mit Bezug auf 14 ist der Unterschied d₁ zwischen der Höhe h_1-H des höchsten Punktes des konvexen Bereiches 120 und der Höhe h_1-L des niedrigsten Punktes des konkaven Bereichs 130 im Zentralbereich auf der Hauptachse größer als der Unterschied d₂ zwischen der Höhe h_2-H des höchsten Punktes des konvexen Bereiches 120 und der Höhe h_2-L des niedrigsten Punktes des konkaven Bereiches 130 im Außenbereich auf der Hauptachse, von welcher sich der konkave Bereich 130 zu erstrecken beginnt. Hierbei ist die Position, bei welcher der kleinste Unterschied in der Höhe zwischen dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches 120 und dem niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches 130 gegeben ist, in dem Außenbereich auf der Hauptachse, von welcher sich der konkave Bereich 130 zu erstrecken beginnt, und die Position, bei welcher der größte Unterschied in der Höhe zwischen dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches 120 und dem niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches 130 gegeben ist, ist im Zentralbereich auf der Hauptachse.
Wie in 13 und 14 gezeigt ist, nimmt der Unterschied in der Höhe zwischen dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches 120 und dem niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches 130 im Querschnitt entlang der Nebenachse (Linie B-B') vorzugsweise vom Zentralbereich 141 zum Außenbereich 142 entlang der Hauptachse ab. Mit abnehmender Höhe des höchsten Punktes des konvexen Bereiches 120 von dem Zentralbereich 141 zum Außenbereich 142 kann der konvexe Bereich 120 in der Form einer gleichmäßigen konvexen Kurve mit einem konvexen Zentralbereich ausgebildet sein. Andererseits kann, mit zunehmender Höhe des niedrigsten Punktes des konkaven Bereiches 130 vom Zentralbereich 141 zum Außenbereich 142, der konkave Bereich 130 in der Form einer gleichmäßigen konkaven Kurve mit einem konkaven Zentralbereich ausgebildet werden.
Mit Bezug auf 15 und 16 kann der konvexe Bereich 120 einen ersten Verbinder umfassen, der mit einer gleichmäßigen Kurvenform von dem Randbereich 110 zum höchsten Punkt des konvexen Bereiches 120 im Querschnitt entlang der Nebenachse ausgebildet ist, und der konkave Bereich 130 kann einen zweiten Verbinder umfassen, der mit einem vertikalen Oberflächenbereich von dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches 120 zum niedrigsten Punkt des konkaven Bereichs 130 im Querschnitt entlang der Nebenachse versehen ist. Insbesondere kann, wenn der vertikale Oberflächenbereich in dem zweiten Verbinder ausgebildet ist, die Steifigkeit der Membran weiter gefestigt werden, wobei die Break-Up-Mode-Vibration weiter verhindert werden kann.
Wie oben mit Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben worden ist, kann die Höhe des niedrigsten Punktes des konkaven Bereiches 130 nicht unendlich abgesenkt werden, und die Höhe des niedrigsten Punktes des Zentralbereiches ist vorzugsweise gleich der Höhe des Randbereiches 110. In der zweiten Ausführungsform kann, um die maximale Länge des vertikalen Oberflächenbereiches mit der Höhe des niedrigsten Punktes des konkaven Bereiches, wie oben beschrieben bestimmt wurde, sicherzustellen, der niedrigste Punkt des konkaven Bereiches 130, der den zweiten Verbinder bildet, mit einem horizontalen Bereich 134 versehen sein, wie es in 15 und 16 gezeigt ist. Das heißt, der horizontale Bereich 134 wird bereitgestellt, um die Höhe des vertikalen Oberflächenbereiches 132 so weit wie möglich zu sichern.
Im Folgenden werden die Vibrationseigenschaften der herkömmlichen Membran 10 und der Membran 100 der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Simulationsdaten beschrieben. In der Simulation haben die herkömmliche Membran 10 und die Membran 100 der vorliegenden Erfindung das gleiche Material und die gleichen Abmessungen, und es wurde der gleiche Druck ausgeübt. Insbesondere wurde die Länge der Nebenachse der Membran 100 auf 10 mm eingestellt, und die Länge der Hauptachse wurde auf 71 mm eingestellt. Das Material der Membran 100 wurde auf Polyethylen festgesetzt. Wie in der typischen Komponenten-Lautsprecherstruktur ist die Membran 100 von einem Rand aus einem TPU-Material umgeben, und der Spulenkörper mit einem Durchmesser von 13 mm ist mit der Unterseite der Membran 100 gekoppelt, und die um den Spulenkörper gewickelte Schwingspule ist für eine Übertragung einer Kraft von 10 kPa auf einen oberen Bereich eingestellt. 19 zeigt den oberen Bereich des herkömmlichen Systems der Membran 10, wie sie für die Stress-Simulation verwendet wird, und 1 und 2 zeigen die oberen und unteren Bereiche des Systems der Membran 100 gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie für die Stress-Simulation verwendet wird.

Die Ergebnisse der Stress-Simulation sind unten in Tabelle 1 gezeigt. 17 zeigt eine Kurve, welche die maximalen Verschiebungen bzw. Auslenkungen bei jeder Frequenz darstellt, und 18 zeigt die maximalen Auslenkungswerte bei jeder Frequenz. TABELLE 1

	Stand der Technik		Membran 100 der Erfindung
	Frequenz	Auslenkung	Frequenz	Auslenkung
Resonanzmode 1. Ordnung	215 Hz	11,292mm	214 Hz	1,346 mm
Resonanzmode 2. Ordnung	225 Hz	7,891 mm	234 Hz	0,541 mm
Resonanzmode 3. Ordnung	452 Hz	0,029 mm	446 Hz	0,029 mm
Resonanzmode 4. Ordnung	593 Hz	0,022 mm	660 Hz	0,035 mm
Resonanzmode 5. Ordnung	702 Hz	1,402 mm	683 Hz	0,073 mm

Die Resonanzmode 1. Ordnung stellt eine Vibration dar, bei der der Zentralbereich der Membran 100 gemäß der Antriebskraft der Schwingspule wiederholt ansteigt und abfällt. Die Resonanzmode 2. Ordnung repräsentiert eine Vibration, bei der die Seitenoberflächen, die einander entlang der Nebenachse der Membran 100 gegenüberstehen, wiederholt in entgegengesetzten Richtungen ansteigen und abfallen. Die Resonanzmode 3. Ordnung repräsentiert eine Vibration, bei der die Enden der Membran 100, die sich entlang der Hauptachse der Membran 100 gegenüberstehen, wiederholt in den entgegengesetzten Richtungen ansteigen und abfallen, und die Resonanzmode 4. Ordnung repräsentiert eine Torsionsschwingung entlang der Nebenachse der Membran 100. Die Resonanzmode 5. Ordnung repräsentiert eine Vibration, bei der die Enden der Membran 100, die sich entlang der Hauptachse der Membran 100 gegenüberstehen, wiederholt in der gleichen Richtung ansteigen und abfallen. Die Vibration jeder Ordnung wird durch die Stress-Simulation bestätigt. Die Resonanzmoden 1. Ordnung, 3. Ordnung und 5. Ordnung, bei denen eine Vibration entlang der Hauptachse auftritt, werden im Wesentlichen durch die Biegesteifigkeit der Membran 100 beeinflusst, während die Resonanzmoden 2. Ordnung und 4. Ordnung, bei denen eine Vibration entlang der Nebenachse auftritt, durch die Torsionssteifigkeit der Membran 110 beeinflusst werden.
Die Resonanzmoden resultieren aus den Resonanzfrequenzen im Hinblick auf Material und Form der Membran 100. Selbst bei Verwendung des gleichen Materials variiert die maximale Breite der Vibrationsauslenkung bei einer bestimmten Frequenz, und zwar in Abhängigkeit von der strukturellen Form bzw. Gestalt der Membran. Im Gegensatz zu der normalen Vibration, die bei Anwendung eines Audiosignals erzeugt wird, wird eine Resonanzmode-Vibration, die von einer Resonanzfrequenz resultiert, relativ verstärkt, unabhängig von dem Audiosignal, so dass die Klangausgabe verzerrt wird. Dementsprechend wird bevorzugt, die Resonanzmode-Vibration so weit wie möglich zu unterdrücken.
Die obige Tabelle bestätigt, dass die Steifigkeits-Verstärkungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung eine maximale Auslenkung aufweist, welche lediglich etwa ein Zehntel der maximalen Auslenkung der herkömmlichen einfachen „Laufbahn”-förmigen Steifigkeits-Verstärkungsstruktur in den Resonanzmoden 1. Ordnung und 2. Ordnung ist. Insbesondere ist bei der herkömmlichen Membran 10 die durch die äußere Kraft von 10 kPa erzeugte maximale Auslenkung bei 215 Hz gleich 11,292 mm. Andererseits ist die maximale Auslenkung der Membran 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit 1,346 mm relativ gering. Das heißt, die komplementären Formen des konvexen Bereiches 120 und des konkaven Bereiches 130 der vorliegenden Erfindung verstärken die Biegesteifigkeit der Membran 100 entlang der Hauptachse, wodurch die Resonanzmode 1. Ordnung wirksam aufgrund der Break-Up-Mode-Vibration unterdrückt wird. Außerdem kann die asymmetrische Form des ersten Verbinders und des zweiten Verbinders die Torsionssteifigkeit der Membran 100 entlang der Nebenachse verstärken, wodurch die Resonanzmode 2 Ordnung wirksam unterdrückt wird.
Industrielle Anwendbarkeit
Es ist offensichtlich, dass die obige Erfindung industriell anwendbar ist.

Claims

Membran für eine Lautsprecher-Vorrichtung, wobei die Membran eine Gestalt mit einer Hauptachse und einer Nebenachse senkrecht zur Hauptachse aufweist und folgendes umfasst: einen Randbereich; einen konvexen Bereich, der innerhalb des Randbereichs positioniert und dazu ausgebildet ist, konvex-aufwärts zu sein; und einen konkaven Bereich, der innerhalb des konvexen Bereiches positioniert und dazu ausgebildet ist, konkav-aufwärts zu sein, wobei, in einem Querschnitt entlang der Nebenachse, ein Unterschied in der Höhe zwischen einem höchsten Punkt des konvexen Bereiches und einem niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches in einem Zentralbereich größer ist als ein Unterschied in der Höhe zwischen dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches und dem niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches in einem Außenbereich auf der Hauptachse, von welcher der konkave Bereich beginnt.
Membran nach Anspruch 1, wobei ein Unterschied in der Höhe zwischen dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches und dem niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches an einer Position, wo der Unterschied in der Höhe zwischen dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches und dem niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches der kleinste ist, weniger als 30% eines Unterschiedes in der Höhe zwischen dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches und dem niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches beträgt an einer Position, wo der Unterschied in der Höhe zwischen dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches und dem niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches der größte ist.
Membran nach Anspruch 1, wobei der Querschnitt entlang der Nebenachse einen Abstand umfasst, in welchem der Unterschied in der Höhe zwischen dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches und dem niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches von dem Zentralbereich zu einer Außenseite entlang der Hauptachse reduziert ist.
Membran nach Anspruch 1, wobei, in dem Querschnitt entlang der Nebenachse, die Höhe des höchsten Punktes des konvexen Bereiches in dem Zentralbereich größer ist als die Höhe des höchsten Punktes des konvexen Bereiches in dem Außenbereich auf der Hauptachse, von welcher der konkave Bereich beginnt.
Membran nach Anspruch 4, wobei, in dem Querschnitt entlang der Nebenachse, die Höhe des höchsten Punktes des konvexen Bereiches von dem Zentralbereich zu einer Außenseite entlang einer Hauptachse abnimmt.
Membran nach Anspruch 1, wobei, in dem Querschnitt entlang der Nebenachse, die Höhe des niedrigsten Punktes des konkaven Bereiches in dem Zentralbereich niedriger ist als die Höhe des niedrigsten Punktes des konkaven Bereiches in dem Außenbereich auf der Hauptachse, von welcher der konkave Bereich beginnt.
Membran nach Anspruch 6, wobei, in dem Querschnitt entlang der Nebenachse, die Höhe des niedrigsten Punktes des konkaven Bereiches von dem Zentralbereich zu einer Außenseite entlang der Hauptachse zunimmt.
Membran nach Anspruch 1, wobei der konvexe Bereich zu einer gleichmäßigen Kurvenform mit einem konvexen Zentralbereich in einem Querschnitt entlang der Hauptachse ausgebildet ist.
Membran nach Anspruch 1, wobei der konkave Bereich zu einer gleichmäßigen Kurvenform mit einem konkaven Zentralbereich in einem Querschnitt entlang der Hauptachse ausgebildet ist.
Membran nach Anspruch 1, wobei der konvexe Bereich einen ersten Verbinder umfasst, der zu einer gleichmäßigen Kurvenform von dem Randbereich zu dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches in dem Querschnitt entlang der Nebenachse ausgebildet ist.
Membran nach Anspruch 10, wobei der konkave Bereich einen zweiten Verbinder umfasst, der wenigstens einen Abstand umfasst, der zu einer gleichmäßigen Kurvenform zwischen dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches und dem niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches in dem Querschnitt entlang der Nebenachse ausgebildet ist.
Membran nach Anspruch 11, wobei der erste Verbinder einen Krümmungsradius aufweist, der größer als ein Krümmungsradius des zweiten Verbinders in dem Zentralbereich im Querschnitt entlang der Nebenachse ist.
Membran nach Anspruch 12, wobei der Krümmungsradius des zweiten Verbinders von dem Zentralbereich zu einer Außenseite entlang der Hauptachse zunimmt.
Membran nach Anspruch 10, wobei der konkave Bereich einen zweiten Verbinder umfasst, der mit einem vertikalen Oberflächenbereich versehen ist in wenigstens einem Abstand von dem höchsten Punkt des konvexen Bereiches zum niedrigsten Punkt des konkaven Bereiches in dem Querschnitt entlang der Nebenachse.
Membran nach Anspruch 14, wobei der niedrigste Punkt des konkaven Bereiches in dem Querschnitt entlang der Nebenachse mit einem horizontalen Bereich versehen ist.
Membran nach Anspruch 1, wobei der Randbereich im Wesentlichen eben ist, und wobei die Höhe des niedrigsten Punktes des konkaven Bereiches größer als oder gleich der Höhe des Randbereichs ist.
Membran nach Anspruch 16, wobei die Höhe des niedrigsten Punktes des konkaven Bereiches in dem Zentralbereich gleich der Höhe des Randbereiches ist, und wobei die Höhe des niedrigsten Punktes in Bereichen außer dem Zentralbereich entlang der Hauptachse größer ist als die Höhe des Randbereichs.