DE68922400T2

DE68922400T2 - Lautsprecheranordnung.

Info

Publication number: DE68922400T2
Application number: DE68922400T
Authority: DE
Inventors: Tima Tarkkonen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-11-08
Filing date: 1989-11-07
Publication date: 1996-01-25
Anticipated expiration: 2009-11-08
Also published as: FI885131A; ATE121898T1; EP0442912A1; FI885131A0; EP0442912B1; DK77191D0; FI81471B; DE68922400D1; US5227591A; WO1990005434A1; JPH04502987A; DK77191A; FI81471C; ES2017316A6

Description

Die Erfindung betrifft eine Lautsprecheranordnung, die im Oberbegriff des beigefügten Patentanspruches 1 definiert ist.
Im Prinzip wird ein stereoakustischer Klangeffekt heutzutage auf die Weise erzeugt, daß eine musikalische Darbietung oder ähnliches mit zwei Mikrophonen, die bevorzugterweise in einem Abstand voneinander angeordnet sind, auf genommen wird, wobei der Abstand dem Abstand zwischen den menschlichen Ohren entspricht. Die Spannungssignale von den Mikrophonen werden in zugehörigen Verstärkern verstärkt und, im allgemeinen jeder Klangkanal separat, auf ein geeignetes Mittel wie eine Platte oder Kassette auf genommen. Entsprechend wird die erhaltene Aufnahme abgespielt durch Verstärken des Klangsignals, das in jedem Kanal aufgenommen worden ist, in Zugehörigen Verstärkern und durch Reproduzieren des Klangs über Lautsprecher, die in einer geeigneten Entfernung angeordnet sind.
Die Schwierigkeit bei dem derzeitigen System besteht darin, daß ein Stereoeffekt üblicherweise nur gebildet wird, wenn die Lautsprecher der getrennten Kanäle gemeinsam mit dem Hörer ein gleichschenkliges Dreieck derart bilden, daß der Hörer an der Spitze des Dreiecks angeordnet ist. Daher ist die Erzeugung eines in die Tiefe ausgedehnten Stereoeffekts in einem groben Raum schwierig.
Eine weitere Schwierigkeit ist, daß die derzeitigen Anordnungen wenigstens zwei Lautsprechereinheiten erfordern.
Im Stand der Technik ist es aus der FI-Patentveröffentlichung 35014 eine Anordnung bekannt, bei der zwei normale Stereokanal-Signale elektrisch in drei unterschiedliche Ausgangssignale transformiert werden, die verstärkt und über drei Lautsprechereinheiten abgegeben werden. Bis zu einem gewissen Grad erzeugt diese Art der Anordnung einen stereoakustischen Eindruck einer Ausdehnung in die Tiefe innerhalb eines gegebenen Raumes.
Die Schwierigkeit der vor stehend erwähnten Anordnung besteht darin, daß sie drei Lautsprechereinheiten und einen speziellen Verstärker zur Erzeugung von drei Ausgangssignalen aus zwei normalen Stereokanal-Signalen erfordert.
Der größte Nachteil der heutigen Stereo-Lautsprecheranordnungen ist, daß sie innerhalb des zur Verfügung stehenden Raumes schwierig so anzuordnen sind, daß die Hörer an verschiedenen Seiten des Raumes einen klaren stereoakustischen Eindruck der abgespielten Aufzeichnung bekommen können. Auf der anderen Seite ist eine spezielle Ausrüstung erforderlich, wenn die Anordnung entsprechend der oben beschriebenen finnischen Patentveröffentlichung verwendet wird.
Ein weiterer Nachteil bei derzeitigen Stereo-Lautsprecheranordnungen ist, daß der hervorgebrachte stereoakustische Klangeffekt kaum einen Eindruck des sich in die Tiefe ausdehnenden Klanges gibt. Das Klangfeld scheint flach aus der Wand zu kommen. Für ein Zwei-Lautsprecher-System ist es zutreffend, daß es bis zu einem gewissen Grad möglich ist, eine Ausdehnung des Klangfeldes in die Tiefe zu erzeugen, vor allem innerhalb des mittleren Klangpegels der Lautsprecher, aber der Eindruck des Darbietungsraumes bleibt jedoch ungenügend und hängt stark von dem Vorstellungsvermögen des Hörers ab.
GB-A-2016863 offenbart eine kompakte Lautsprecheranordnung zur Wiedergabe von Klängen in Wohnzimmern, die über mindestens zwei Kanäle durch Lautsprecherkombinationen, bei denen die Lautsprecher in unterschiedliche Richtungen abstrahlen und physisch nahe aneinander angeordnet sind, übertragen werden, und in welcher Anordnung eine einzelne physisch konzentrierte Lautsprecherkombination für jeden von zwei Kanälen vorgesehen ist.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die oben angegebenen Nachteile zu beseitigen. Die Lautsprecheranordnung der Erfindung bedeutet eine erhebliche Verbesserung bei der Erzeugung eines dreidimensionalen Stereo-Klangeffekts innerhalb eines gegebenen Raumes.
Die Lautsprecheranordnung der Erfindung ist durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gekennzeichnet.
Die Lautsprecheranordnung der Erfindung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Stereo-Klangeffektes soll in einer geeigneten Entfernung von Klang-reflektierenden Oberflächen angeordnet werden. Gemäß der Erfindung sind die Lautsprecherelemente des linken und rechten Kanals in der Lautsprecheranordnung innerhalb ein und derselben Lautsprechereinheit angeordnet, wo sie voneinander durch eine Zone, die wenigstens der Größe des Abstands zwischen menschlichen Ohren entspricht, getrennt sind und wo sie so angeordnet sind, daß sie nach unterschiedlichen Seiten der genannten Zone, in ähnlicher Art, in 180º-Kreissektoren so abstrahlen, daß der von den Oberflächen reflektierte Schall zusammen mit dem direkt aus der Lautsprechereinheit kommenden Schall einen in der Tiefe ausgedehnten dreidimensionalen Stereoklangeffekt erzeugt, und zwar hauptsächlich in dem Sektor, der sich von der Lautsprechereinheit weg erstreckt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Elemente tiefer Frequenzen des linken und rechten Kanals vertikal und mit den Kegeln in entgegengesetzten Richtungen angeordnet, so daß zwischen ihnen eine Schallreflexionsplatte angebracht ist.
Der wichtigste Vorteil der Erfindung ist, daß durch Verwendung nur einer Lautsprechereinheit ein stereoakustischer, in die Tiefe ausgedehnter Eindruck des ursprünglichen Darbietungsraumes erzeugt wird. Somit kommt der Eindruck, den der Hörer von einer musikalischen Darbietung oder dergleichem erhält, dem wirklichen Eindruck nahe, den Hörer, die bei der tatsächlichen Darbietung dabei waren, erleben.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß die Lautsprecheranordnung einen dreidimensionalen Stereoeffekt innerhalb eines Strahlungssektors von vorzugsweise 45 - 50 Grad ermöglicht. Damit ist die Position des Hörers in Bezug auf die Lautsprecheranordnung ziemlich frei. Somit erhält der Hörer einen in die Tiefe ausgedehnten, stereoakustischen Klangeindruck im größten Teil des gegebenen Raumes.
Noch ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß die Lautsprecheranordnung mit allen regulären Stereosystemen kompatibel ist.
Im folgenden ist die Erfindung in größeren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen erklärt. Dabei ist
Figur 1 eine Darstellung einer Lautsprecheranordnung gemäß der Erfindung von der Seite in teilweisem Querschnitt betrachtet;
Figur 2 einer Darstellung der Lautsprecheranordnung von Figur 1 von oben in teilweisem Querschnitt gesehen; und
Figur 3 eine Darstellung der Arbeitsweise der Lautsprecheranordnung der Erfindung innerhalb eines gegebenen Raumes mit Schall-reflektierenden Wänden.
Figuren 1 und 2 stellen eine schematische Darstellung einer Lautsprecheranordnung der Erfindung dar. Die Lautsprecherelemente 12a, 13a, 14a und entsprechend 12b, 13b und 14b des linken Kanals 2 und des rechten Kanals 3 sind innerhalb ein und derselben Lautsprechereinheit 1 angeordnet. Die Lautsprecherelemente des linken Kanals 2 und des rechten Kanals 3 sind voneinander durch eine vertikale Zone 4 getrennt. In diesem Fall ist die Zone 4 ein klangdurchdringender Raum, der insbesondere zwischen den Klangelementen 13a, 13b mittlerer Frequenz und den Klangelementen 14a, 14b hoher Frequenz angeordnet ist. Die Breite a der Zone 4 liegt im Bereich von 15 bis 25 cm, was dem Abstand der menschlichen Ohren voneinander entspricht.
Die Lautsprecherelemente der beiden Kanäle 2, 3, insbesondere die Elemente 13a, 14a; 13b, 14b mittlerer und hoher Frequenz sind in Form eines Halbkreises in der Lautsprechereinheit 1 so angeordnet, daß sie in Richtung ihrer jeweiligen 180º-Kreissektoren A, B abstrahlen.
Die Elemente 12a, 12b tiefer Frequenz sind im unteren Teil der Lautsprechereinheit 1 angeordnet. Sie sind vertikal, mit den Lautsprecherkegeln in entgegengesetzten Richtungen angeordnet und in den Tragplatten 16a, 16b befestigt. Zwischen den Elementen 12a, 12b tiefer Frequenz ist die Klangreflexionsplatte 11 angeordnet. Damit werden die tiefen Töne von den Elementen 12 tiefer Frequenz durch die Räume zwischen der Klangreflexionsplatte 11 und den Tragplatten 16a, 16b durch die Öffnungen 15a, 15b jeweils zu ihren jeweiligen Sektoren A, B zu unterschiedlichen Seiten der Zone 4 geleitet.
In der Lautsprecheranordnung der Figuren 1 und 2 ist wenigstens ein Teil der Elemente 14a, 14b hoher Frequenz im konischen oberen Teil 17 der Lautsprechereinheit 1 angeordnet.
In der Lautsprecheranordnung können auch Doppelkegel-Lautsprecher verwendet werden, die einen großen Klangfrequenzbereich aufweisen. Sie können in ihrer eigenen Lautsprechereinheit angeordnet werden, z. B. auf die gleiche Weise wie die Tonelemente 13a, 13b mittlerer Frequenz in der Lautsprechereinheit von Figur 2, und eine vertikale Zone 4 ist zwischen den Lautsprecherelementen des linken und rechten Kanals angeordnet. Damit werden getrennte Höhen- und Baßlautsprecherelemente überflüssig.
In Figur 3 ist die Lautsprecheranordnung der Erfindung im gegebenen Raum angeordnet. Die Lautsprechereinheit 1 befindet sich in einer geeigneten Entfernung von den Klangreflektierenden Oberflächen 8. Damit kommen die Klangwellenfelder, die von den Klangelementen 12a, 13a, 14a der beiden Klangkanäle 2, 3 erzeugt werden, sowohl direkt über die Wege 6 als auch von den Oberflächen 8 des Raums oder von Möbeln reflektiert über den Weg 7 zu den Ohren des Hörers 5. Die Klangwellen der getrennten Kanäle kommen in etwas unterschiedlichen Zeiten und in geringfügig unterschiedichen Phasen im Verhältnis zueinander bei den Ohren des Hörers an. Dieses erzeugt einen Klangeffekt, der dem Hörer 5 den Eindruck vermittelt, daß er bei der ursprünglichen Darbietung dabei ist.
Aufgrund des Einflusses der Zone 4 erzeugen die Lautsprecherelemente 13a, 13b; 14a, 14b der getrennten Kanäle eine akustische Rückkoppelung zueinander. Da die Breite der Zone 4 wenigstens in der Länge des Abstands zwischen menschlichen Ohren gewählt ist, d.h. in demselben Abstand wie zwischen den Mikrophonen während der Aufnahme, wird zusammen mit dem Schall, der von den Oberflächen reflektiert werden und dem Schall, der direkt aus der Lautsprechereinheit 1 kommt, ein sich in die Tiefe erstreckender, dreidimensionaler Stereoklangeffekt erzeugt, hauptsächlich innerhalb des Sektors parallel zur Zone 4, sich von der Lautsprechereinheit 1 weg erstreckend, wobei der Sektor vorteilhafterweise ca. 50º aufweist. Die gepunkteten Linien in Figur 1 bezeichnen den Abstrahlsektor 10.
In den oben beschriebenen vorteilhaften Ausführungsformen der Lautsprecheranordnung der Erfindung ist die Rückkopplung zwischen den Lautsprecherelementen der getrennten Kanäle der Lautsprecheranordnung akustisch. Die Rückkopplung kann wahlweise zumindest teilweise elektrisch ausgeführt werden, indem ein kleiner Teil der Klangsignale von den Kanälen über Kreuz zu entgegengesetzen Kanälen geführt wird. Damit kann die Zone 4 ein geeignet breiter, klangbeständiger Raum a zwischen den Lautsprecherelementen der getrennten Kanäle sein.

Claims

1. Eine Lautsprecheranordnung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Stereoeffektes, wobei die Lautsprecheranordnung in geeigneter Entfernung von schallreflektierenden Oberflächen anzuordnen ist und in ihr die Lautsprecherelemente (12a, 13a, 14a; 12b, 13b, 14b) des linken und rechten Kanals (2, 3) in ein und derselben Lautsprechereinheit (1) angeordnet sind; dadurch gekennzeichnet, daß die Lautsprecherelemente (12a,13a, 14a; 12b, 13b, 14b) des linken und rechten Kanals (2, 3) voneinander durch eine vertikale Zone (4) getrennt sind, die die gleiche Größe wie der Abstand (a) zwischen menschlichen Ohren hat, und wobei die Lautsprecherelemente jedes Kanals in Form eines Halbkreises in der Lautsprechereinheit (1) angeordnet sind, so daß sie nach unterschiedlichen Seiten (A, B) der genannten Zone (4), in ähnlicher Art, in 180º-Kreissektoren abstrahlen, in welchem Fall der von den Oberflächen reflektierte Schall zusammen mit dem direkt aus der Lautsprechereinheit kommenden Schall einen in der Tiefe ausgedehnten dreidimensionalen Stereotoneffekt erzeugt, und zwar hauptsächlich in einem Sektor (10), der sich von der vertikalen Zone (4) der Lautsprecheranordnung weg erstreckt, wobei der Sektor (10) symmetrisch in bezug auf die verschiedenen Seiten (A, B) angeordnet ist.

2. Eine Lautsprecheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zone (4) ein schalldurchdringender Raum ist.

3. Eine Lautsprecheranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Zone (4) im Bereich zwischen 15 und 25 cm liegt.

4. Eine Lautsprecheranordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zone (4) zwischen den Tonelementen (13a, 13b) mittlerer Frequenzen und zwischen den Tonelementen (14a, 14b) hoher Frequenzen angeordnet ist.

5. Eine Lautsprecheranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Tonelemente (14a, 14b) hoher Frequenzen im konischen oberen Teil (17) der Lautsprechereinheit (1) angeordnet ist.

6. Eine Lautsprecheranordnung nach einem der Ansprüche 1 - die Elemente (12a, 12b) tiefer Frequenzen des linken und rechten Kanals (2, 3) vertikal und mit den Kegeln in entgegengesetzten Richtungen angeordnet sind und daß eine Schallreflexionsplatte (11) zwischen ihnen angebracht ist.