DE69632073T2 - Piezolautsprecher für verbesserte passagierkabinen-audiosysteme - Google Patents

Description

• Obwohl sie Töne gut wiederzugeben vermögen, erfordern konventionelle Lautsprecher viel Platz und stellen eine ineffiziente Möglichkeit zur Umwandlung elektrischer Leistung in akustische Leistung dar. Aufgrund der Notwendigkeit, eine sich bewegende Spule zum Antreiben der Membran bereitzustellen, kann der Platzbedarf nicht auf einfache Art und Weise verringert werden. Piezoelektrische Membran-Lautsprecher wurden als Alternative zu Lautsprechern mit beweglicher Spule vorgeschlagen. Eine derartige Vorrichtung wurde von Martin in dem US-Patent Nr. 4,368,401 und später von Takaya in dem US-Patent Nr. 4,439,640 beschrieben. Beide Erfindungen betrafen die Befestigung eines scheibenförmigen Piezoelements an einer Membran. Bei Martins Vorrichtung wurde eine dicke Klebstoffschicht (10 bis 50% der Dicke der Trägerplatte) zwischen einer Trägerplatte und der Piezokeramik verwendet. Die Klebstoffschicht diente zur Dämpfung von Resonanzen. Takaya erreicht das gleiche durch die Verwendung einer Folie, die einen kleineren Q-Faktor aufwies als die Membran. Beide Erfinder beschreiben scheibenförmige Membranen und piezokeramische Platten. In dem US-Patent Nr. 3,423,543 verwendet Kompanek eine Mehrzahl von keramischen Wafern, die aus piezoelektrischen Materialien, wie z. B. Bleizirkonat-Bleititanatmischungen bestehen und verschiedene Formen aufweisen. Leitfähige Schichten werden an beiden Seiten des Wafers befestigt und dann auf eine ebene Platte geklebt.
• Kompanek führt aus, dass die Platte vorzugsweise aus einem leitfähigen Metall, wie z. B. Stahl besteht, aber auch aus Kunststoff oder Papier mit einer die Oberfläche bildenden leitfähigen Schicht darauf bestehen kann. Eine weitere von Kumada in dem US-Patent Nr. 4,352,961 diskutierte derartige Vorrichtung versucht durch die Verwendung verschiedener Formen für die Membran, wie z. B. einer Ellipsenform, das Frequenzverhalten weiter zu verbessern. Er beansprucht darüber hinaus die Möglichkeit, den Lautsprecher aus transparenten piezokeramischen Materialien, wie z. B. aus mit Lanthan dotiertem Zirkontitanat herzustellen, so dass der Lautsprecher in Anwendungen, wie z. B. Ohrenabdeckungen und Radioanzeigen eingesetzt werden kann. Er verwendet darüber hinaus anstelle einer einzigen keramischen Schicht ein bimorphes Element zum Antreiben der Membran. Alle obengenannten Verfahren verwenden ein von einer piezokeramischen Einrichtung angetriebenes flaches Paneel und unternehmen keinen Versuch, eine dreidimensionale Anordnung zur Verbesserung der Klangqualität einzusetzen. Die Membran muss an irgendeiner Art von Rah men befestigt und an dem Rahmen festgeklemmt werden. In dem US-Patent Nr. 4,779,246 diskutieren Bage, Takaya und Dietzsch jeweils Verfahren zur Befestigung der Membran an einem Stützrahmen. Bei frühen Versuchen wurden Piezokeramiken zum Antreiben konischer Formen eingesetzt, die an diejenigen erinnern, die in Lautsprechern zu finden sind. Derartige Vorrichtungen sind bei Kompanek, US-Patent Nr. 3,423,543 sowie bei Schafft, US-Patente Nr. 3,548,116 und 3,786,202 zu finden. Schafft diskutiert den Bau einer zur Verwendung in Lautsprechern geeigneten Vorrichtung. Diese Vorrichtung weist einen sehr viel komplexeren Aufbau auf als flache Paneellautsprecher und ist nicht für Anwendungen geeignet, bei denen ein Lautsprecher mit einem niedrigen Profil benötigt wird. Um eine Bewegung des Mittelpunkts der Membran zu begrenzen, verwendet Bage, US-Patent Nr. 4,079,213 ein Gehäuse mit einer zentralen Stütze. Er macht geltend, dass dies die Position von Knotenpunkten auf die Position der zentralen Stütze reduziert und daher das Frequenzverhalten der Vorrichtung verbessert. Das Gehäuse wird zur Abstützung der zentralen Stütze verwendet und weist Öffnungen auf, um für einen Druckabbau zu sorgen, und verbessert nicht die akustische Leistung. Piezoelektrische Lautsprecher, bei denen eine piezoelektrische Schwingungseinrichtung mittels durch Drähte gebildeter Kopplungselemente mit einer Membran verbunden ist, wurden von Nakamura in dem US-Patent Nr. 4,593,160 diskutiert. Einschlägigere Arbeiten zu dünnen Lautsprechern, bei denen piezoelektrische Elemente eingesetzt werden, wurden von Takaya in dem US-Patent Nr. 4,969,197 diskutiert. Takaya verwendete zwei gegenüberliegende ebene Schaummembranen mit einem Paar von Ausnehmungen, die die Begrenzung der Bewegung des piezoelektrischen Antriebs minimieren. Dünne Lautsprecher wurden in dem US-Patent Nr. 5,073,946 von Satoh et al. diskutiert, das den Einsatz von Schwingspulen einschloss. Verfahren zur Unterdrückung eines Lautstärkenrauschens wurden von Warnaka in dem US-Patent Nr. 4,562,589 für Flugzeugkabinen diskutiert. An Bauteilen befestigte Vibrationseinrichtungen zur Schalldämmung in Flugzeugen wurden von Fuller in dem US-Patent Nr. 4,7155,559 diskutiert. Diese Erfindung unterscheidet sich von Warnaka und Fuller dahingehend, dass das Ziel darin besteht, durch die Verwendung von flachen Paneellautsprechern verbesserte Mittelton- und Hochtonausgabe zu erhalten und gleichzeitig zur Tieftonausgabe auf die dynamischen Lautsprecher des Rauschunterdrückungssystems zurückzugreifen.
• Die US-A-4,594,729 beschreibt ein Kraftfahrzeug mit in der Fahrgastkabine angeordneten Lautsprechern, beispielsweise einem Paar von Lautsprechern, die zur Erzeugung linker bzw. rechter Signale an entgegengesetzten Enden des Armaturenbretts angeordnet sind. Die JP-A-62 198 541 beschreibt einen in einen Fahrzeugdachhim mel eingebetteten Lautsprecher. Der Lautsprecher umfasst eine aus einem piezoelektrischen Material bestehende Membran.
• Der Erfindung ist in den unabhängigen Patentansprüchen definiert. Bevorzugte Merkmale sind in den abhängigen Patentansprüchen wiedergegeben.
• In einer Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Tonwiedergabe in einer Kabine, beispielsweise eines Automobils, eines Lastwagens, eines Flugzeugs oder in einer anderen Fahrgastkabine gemäß dem Patentanspruch 1. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Tonerzeugung nahe den Ohren der Fahrgäste erfolgt. Da Mittel- und Hochtöne am schnellsten durch die Materialien in dem Automobil (Sitzkissen, Türpaneele, etc.) gedämpft werden, verbesserte die Anordnung der Schallquellen nahe dem Zuhörer die wahrgenommene Klangqualität. Ein einziger dynamischer Tieftonlautsprecher (Woofer) sorgt für den gesamten Bass, der für eine hohe Klangqualität erforderlich ist, da niedrige Frequenzen durch die Materialien in dem Automobil (Sitzkissen, Türpaneele, etc.) nicht rasch gedämpft werden. Ein derartiges Audiosystem kann auch an ein Schalldämpfungssystem angepasst werden, bei dem die dynamischen Lautsprecher des Schalldämpfungssystems zur Bereitstellung der Tieftöne verwendet werden. Obwohl hier die Anwendung in einem Automobil diskutiert wird, kann dasselbe Verfahren in einem Flugzeug, in Lastwagen, in Freizeitfahrzeugen und in Bussen eingesetzt werden.
• In einer zweiten Ausführungsform wird ein Lautsprechersystem für eine Fahrgastkabine gemäß dem Patentanspruch 5 bereitgestellt.
• Bevorzugte Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun lediglich beispielhaft mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, von denen:
• 1 ein Blockdiagramm der Audioschaltung ist.
• 2 eine Darstellung des Moduls ist, das zur Erzeugung eines piezoelektrischen Lautsprechersystems auf eine Oberfläche aufgebracht werden kann.
• 3 eine mögliche Ausgestaltung eines flachen Paneellautsprechers für die Fahrgastkabine zeigt.
• 4 eine weitere mögliche Ausgestaltung eines flachen Paneellautsprechers für die Fahrgastkabine zeigt.
• 5 einen flachen Paneellautsprecher mit einem geschlossenen Volumen zeigt, bei dem die in den 3 und 4 dargestellten Paneelausgestaltungen eingesetzt sind.
• 6 einen flachen Paneellautsprecher mit einem geschlossenen Volumen zeigt, bei dem ein mit zwei piezoelektrischen Elementen ausgestattetes dünnes Paneel eingesetzt ist.
• 7 ein flacher Paneellautsprecher ist, bei dem piezoelektrische Flächenabschnitte mit zwei gestreckten Kunststoffmembranen verbunden sind, die durch einen starren Rahmen abgestützt und durch eine starre Stütze gespannt gehalten werden.
• 8 eine Möglichkeit zur Entzerrung zeigt.
• 9 den Audioantrieb sowie eine mögliche Form der Entzerrung zeigt, bei der das durch Verlagerungen in dem Piezoelement erzeugte Signal als Maß für die Paneelresonanz verwendet wird.
• 10 die Positionen der flachen Paneellautsprecher in einer Fahrgastkabine, in diesem Fall einem Automobil zeigt.
• 11 die Integration eines flachen Paneellautsprechers in ein aktives Schalldämpfungssystem zeigt.
• 12 die Installation piezoelektrischer Lautsprecher in Innenausstattungspaneele einer Flugzeugkabine zeigt.
• Alle Lautsprechersysteme erfordern irgendeine Form der Verstärkung. Gegenwärtig verwendet die Erfindung ein in dem Blockdiagramm in 1 dargestelltes System. Das Audiosignal 1 wird einem linearen Verstärker 2 zugeführt, der das Signal „boostet" oder verstärkt. Die Ausgabe des Verstärkers 2 wird einem 17-zu-1 Transformator 3 zugeführt, um die Spannungsamplitude an dem piezoelektrischen Element 4 zu erhöhen. Dies ist erforderlich, da die Verlagerung in dem piezoelektrischen Element unmittelbar mit dem angelegten elektrischen Potential zusammenhängt.
• 2 zeigt den Aufbau des piezoelektrischen Lautsprechermoduls mit einem eingebauten Dämpfungsmaterial. Das piezoelektrische Element 5 wird unmittelbar auf die anzuregende Oberfläche 6 aufgebracht. Ein Dämpfungsmaterial 7 wird dann in der Nähe des piezoelektrischen Elements, in diesem Fall eine Paneelmembran, angeordnet. Vorzugsweise ist das piezoelektrische Element von dem Dämpfungsmaterial 7 umgeben. Die Anordnung des Dämpfungsmaterial in der Nähe des piezoelektrischen Elements hat zwei Vorteile. Sie sorgt für eine Verringerung der strukturellen Resonanzen in der Oberfläche, auf die das piezoelektrische Element aufgebracht ist, und sie isoliert die zum Antreiben des piezoelektrischen Elements verwendete hohe Spannung von der Umgebung. Dies ist wichtig, um einen elektrischen Schlag aufgrund der an das piezoelektrische Element angelegten hohen Spannungen zu vermeiden. Der Audioverstärker ist mit wärmeleitfähigem Epoxid in ein Gehäuse 8 eingegossen. Dies schützt nicht nur die elektronischen Komponenten vor der Umgebung, sondern sorgt auch für eine gute Verteilung der Wärmelast von dem Audioverstärker und verhindert einen möglichen elektrischen Schlag. Eine Abdeckung 9 zur überwiegenden Abdeckung der elektronischen Komponenten ist über dem Gehäuse der elektronischen Komponenten angeordnet und sorgt für eine endgültige Abdichtung der Einheit gegen die Umgebung. Die positiven und die negativen Stromanschlüsse 10, 11 und die positiven und die negativen Audiosignalanschlüsse 12, 13 sind als sich außerhalb des Gehäuses erstreckend gezeigt. Die Masse der Abdeckung und des Gehäuses für die elektronischen Komponenten, die auf dem Dämpfungsmaterial angebracht sind, stellt grundsätzlich eine Last einer Feder dar, die so angepasst werden kann, dass sie zur Dämpfung bei der Grundresonanz der Anordnung beiträgt.
• 3 zeigt eine mögliche Ausgestaltung eines flachen Paneellautsprechers für die Fahrgastkabine. Ein piezoelektrischer Flächenabschnitt 14 ist mittig mit einer Kopplungsschicht in Form einer kleinen, dünnen, elliptischen Kunststoffscheibe 15 verbunden, die einen Übergang zu einer größeren elliptischen Scheibe 16 bereitstellt, welche mit einem Paneel 17 verbunden ist. Dieses kann ein leichtgewichtiges Paneel aus geschäumtem Kunststoff oder ein Innenausstattungs- oder Verkleidungspaneel der Kabine sein. Die elliptisch geformten Scheiben tragen dazu bei, die Heftigkeit struktureller Resonanzen in dem dünnen Paneellautsprecher zu verringern und sorgen darüber hinaus für eine Übergangskopplung auf das Paneel. Das Paneel sollte aus anisotropen Materialien bestehen, um die Wirkungen struktureller Resonanzen weiter abzumildern. Ein elektrischer Anschluss 18 wird zur Bereitstellung des Audiosignals verwendet.
• 4 zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltung eines flachen Paneellautsprechers für die Fahrgastkabine. Ein piezoelektrischer Flächenabschnitt 19 ist außermittig mit einer kleinen, dünnen, elliptischen Kunststoffscheibe 20 verbunden, die einen Über gang zu einer größeren elliptischen Scheibe 21 bereitstellt, welche mit einem Paneel 22 verbunden ist. Dieses kann ein leichtgewichtiges Paneel aus geschäumtem Kunststoff oder ein Innenausstattungs- oder Verkleidungspaneel der Kabine sein. Die elliptisch geformten Scheiben tragen zur Verringerung der Heftigkeit struktureller Resonanzen in dem dünnen Paneellautsprecher bei und sorgen darüber hinaus für eine Übergangskopplung auf das Paneel. Die außermittige Anordnung des piezoelektrischen Flächenabschnitts sorgt für eine zusätzliche Verringerung der Strukturresonanzen. Das Paneel sollte aus anisotropen Materialien bestehen, um die Wirkungen struktureller Resonanzen weiter abzumildern. Ein elektrische Anschluss 23 wird zur Bereitstellung des Audiosignals verwendet.
• 5 zeigt einen flachen Paneellautsprecher mit einem geschlossenen Volumen, bei dem die in den 3 und 4 dargestellten Paneelausgestaltungen eingesetzt sind. Das Paneel 24 ist, wie oben erläutert, mit der Kombination aus einem piezoelektrischen Element und Übergangsschichten 25 ausgestattet. Das Volumen ist von der Rückseite durch eine Gehäuserahmeneinrichtung geschlossen, die eine dünne Platte 26 umfasst, welche durch vier Schrauben mit einem Rahmen zusammengehalten wird. Eine Vorderansicht des Flachlautsprechers 30 zeigt die Position der vier Schrauben 31, 32, 33, 34 und die Kombination (im Relief) 35 aus dem piezoelektrischen Element und den elliptischen Übergangsschichten. Um für ein hohes Ausmaß an Nachgiebigkeit zu sorgen, ist das Paneel nur an den Ecken befestigt. Die vier Seiten des Paneels sind mit einer elastischen Abdeckung (dünne Kunststoffschicht oder Klebeband) abgedichtet. Diese Abdichtung verhindert eine Selbstauslöschung der Druckwellen, die die Ränder des Paneels umschlingen. Der Hohlraum ist zur Dämpfung jeglicher Hohlraumresonanzen mit einer Glasfaserisolierung gefüllt.
• Das Paneel 24 kann Teil der Dachverkleidung oder der Innenausstattung der Kabine sein, wobei die Platte 26 in diesem Fall das Bauteil (wie z. B. das Dach) ist. In diesem Fall sind die Schraube und der Rahmen nicht erforderlich, die Innenausstattung muss jedoch mit dem Bauteil an den Rändern akustisch abdichtend verbunden werden, um zwischen dem Paneel 24 und der Platte 26 ein Gehäuse oder einen Hohlraum zu bilden.
• 6 zeigt einen flachen Paneellautsprecher mit einem geschlossenen Volumen, bei dem ein mit zwei piezoelektrischen Elementen 37, 38 ausgestattetes dünnes Paneel 36 eingesetzt ist. Das Volumen ist von der Rückseite mit einer dünnen Platte 39 geschlossen und mit vier Schrauben mit einem Rahmen 40 zusammengehalten. Eine Vorderansicht des Flachlautsprechers 43 zeigt die Position der vier Schrauben 46, 47, 48, 49 und die Position der piezoelektrischen Elemente 44, 45. Das in der Nähe des Mittelpunkts angeordnete Element 44 regt hauptsächlich ungerade Schwingungsmoden an, die die Tieftondruckwellen erzeugen. Das in der Nähe der befestigten Ecke angeordnete piezoelektrische Element 45 wird sowohl gerade als auch ungerade Moden anregen und die kombinierte Wirkung der zwei Elemente wird zu einem flacheren Frequenzverhalten führen. Um für ein hohes Ausmaß an Nachgiebigkeit zu sorgen, ist das Paneel nur an den Ecken befestigt. Die vier Seiten des Paneels sind mit einer elastischen Abdeckung (dünne Kunststoffschicht oder Klebeband) abgedichtet. Diese Abdichtung verhindert eine Selbstauslöschung der Druckwellen die die Ränder des Paneels umgeben. Zur Dämpfung jeglicher Hohlraumresonanzen ist der Hohlraum mit einer Glasfaserisolierung gefüllt.
• 7 zeigt einen flachen Paneellautsprecher, bei dem piezoelektrische Flächenabschnitte 50, 51 verwendet werden, die mit zwei gestreckten Kunststoffmembranen 52, 53 verbunden sind, welche durch einen starren Rahmen 52 abgestützt und durch eine starre Stütze 55 gespannt gehalten werden. Die Spannung in der Membran sorgt für zusätzliche akustische Energie, wenn das piezoelektrische Element angeregt wird und erhöht darüber hinaus die modale Dichte, was zur Abflachung des Frequenzverhaltens beiträgt. Die Membranen weisen eine geringfügig unterschiedliche Größe auf, um mehr Frequenzkomponenten und somit ein flacheres Frequenzverhalten zu erzeugen. Ein Abstandshalter 56 aus Gummi wird zur Isolierung der unmittelbaren Paneelschwingungen von der Decke 57 der Fahrgastkabine verwendet.
• 8 zeigt ein Verfahren zur Entzerrung. Ein piezoelektrischer Flächenabschnitt 58 ist an einem in Schwingung zu versetzenden Bauteil 59 angebracht. Das piezoelektrische Element wird durch einen Transformator 60 und ein Paar linearer Hochleistungsverstärker 61, 62 in einem „Schub-Zug"-Modus angetrieben. Ein kleinerer piezoelektrische Flächenabschnitt 63 ist zur Erfassung der starken Resonanzschwingungen in dem Paneel auf dem Paneel angeordnet. Dieses Signal wird durch einen Operationsverstärker 64 auf ein angemessenes Niveau verstärkt, das dann im Eingang des Verstärkers von dem Eingangsaudiosignal 65 subtrahiert wird.
• 9 zeigt den Audioantrieb mit einer weiteren möglichen Form der Entzerrung, bei der das durch die Verlagerungen in dem Piezoelement erzeugte Signal als Maß für die Paneelresonanz verwendet wird. Ein piezoelektrischer Flächenabschnitt 66 ist an dem in Schwingung zu versetzenden Bauteil 67 angebracht. Das piezoelektrische Element wird durch einen Transformator 68 und ein Paar linearer Hochleistungsverstärker 69, 70 in einem „Schub-Zug"-Modus angetrieben. Ein Differential- Operationsverstärker 71 wird dazu verwendet, das Signal auf der zweiten Seite des Transformators aufzufangen (sowohl die antreibenden Audiosignale als auch die Signale, die durch die Resonanzen des von dem piezoelektrischen Element angetriebenen Paneels erzeugt werden). Der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 71 wird auf einen Wert gesetzt, um dieses kombinierte Signal auf die Eingabeniveaus des Audiosignals zurück zu skalieren. Ein zusätzlicher Differential-Operationsverstärker 72 wird dazu verwendet, das Eingangsaudiosignal 73 zu subtrahieren, so dass das verbleibende Signal aus dem von dem piezoelektrischen Element erzeugten elektrischen Signal besteht. Jedes bedeutende durch das piezoelektrische Element erzeugte Signal ist das Ergebnis starker Paneelresonanzen. Dieses Signal wird zur Verringerung der Peaks in dem Frequenzverhalten des Paneels von dem Audioantrieb subtrahiert.
• 10 zeigt die Positionen der flachen Paneellautsprecher in einer Fahrgastkabine, in diesem Fall einem Automobil. Vier Mitteltonpaneele 74, 75, 76, 77 sind innerhalb der Dachverkleidung des Automobils angeordnet oder bilden einen Teil davon, und eines kann in jeder Tür 78, 79 angeordnet sein. Paare von Hochtönern 80, 81, 82, 83 sind ebenfalls in der Dachverkleidung angeordnet oder bilden einen Teil davon. Hochtöner 84 können darüber hinaus, wie gezeigt, an den Seiten des Fahrgastkabinenrahmens angeordnet sein. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass der Schall nahe den Ohren der Fahrgäste erzeugt wird. Da Mittel- und Hochtöne am schnellsten durch die Materialien in dem Automobil (Sitzkissen, Türpaneele, etc.) gedämpft werden, verbessert die Anordnung dieser Schallquellen in der Nähe des Zuhörers die wahrgenommene Klangqualität. Ein einziger dynamischer Tieftonlautsprecher (Woofer) sorgt für den gesamten Bass, der für eine hohe Klangqualität erforderlich ist, da die niedrigen Frequenzen durch die Materialien in dem Automobil (Sitzkissen, Türpaneele, etc.) nicht rasch gedämpft werden. In einer weiteren Ausführungsform bestehen die von piezoelektrischen Elementen angetriebenen Flachlautsprecher aus piezoelektrischen Elementen, die ausgewählte Bereiche der Innenausstattung oder der Verkleidung der Fahrgastkabine antreiben.
• 11 zeigt ein System für eine Fahrgastkabine, das ein aktives Schalldämpfungs-(ANR)-System umfassen würde. Das ANR-System 86 würde aus mindestens einem, jedoch vorzugsweise aus einer Mehrzahl von Mikrofonen 87, 88, 89 sowie aus mindestens einem, vorzugsweise jedoch aus einer Mehrzahl von dynamischen Tieftonlautsprechern 90, 91, 92 bestehen. Das Audiosystem 93 würde den Lautsprecher in dem ANR-System für Tieftöne und die Mitteltonflachpaneele 94, 95, 96, 97 sowie die Flachpaneelhochtöner 98, 99, 100, 101 nutzen. Dieses System würde den Nutzen eines Schalldämpfungssystem mit der verbesserten Audioleistung vereinigen, die aus der besseren Anordnung der Mittel- und Hochtonquellen resultiert.
• 12 zeigt die Anordnung piezoelektrischer Lautsprecher in der Innenausstattung einer Flugzeugkabine. Bei dieser speziellen Anwendung werden die Lautsprecher als Teil des PA-Systems (PA = public address) verwendet. Piezoelektrische Elemente 102, 103 sind zur Erzeugung der Hochtonausgabe an den steifen Teilen der Innenausstattung angeordnet. Piezoelektrische Elemente 104, 105 sind zur Erzeugung von Tief- und Mitteltönen an dem dünneren elastischeren Teil der Innenausstattung angeordnet, so dass während der Schwingung der Innenausstattung, d. h., wenn ein elektrisches Potential an die piezoelektrischen Elemente angelegt ist, gemeinsam Tief-, Mittel- und Hochtöne erzeugt werden können. Wenn sie mit einer Lautsprecheranlage (public address system) gekoppelt sind, wird eine Frequenzweiche 106 verwendet, um das von dem PA-System 107 übertragene Audiosignal in seine Hoch- und Tieftonanteile aufzuspalten.
• Piezoelektrischen Materialien existieren in einer Vielzahl von Formen als natürlich vorkommende kristalline Materialien, wie z. B. Quarz, als künstlich hergestellte kristalline und andere Materialien sowie als Kunststoffmaterialien, einschließlich Folien und Schäume. All diese Materialien werden als Teil dieser Erfindung betrachtet. Darüber hinaus dienen piezoelektrische Materialien lediglich als Beispiel für dünne schichtartige oder plattenartige Materialien, die in geeigneter Art und Weise zur Bildung von Wandlern eingesetzt werden können. Derartige andere Wandler können magnetostriktive Wandler, elektromagnetische Wandler, elektrostatische Wandler, Mikromotoren, etc. umfassen.
• Das Vorstehende wird lediglich als Beschreibung der Prinzipien der Erfindung betrachtet. Da eine Vielzahl von Modifikationen und Veränderungen für den Fachmann rasch ersichtlich ist, ist es darüber hinaus nicht beabsichtigt, die Erfindung auf die gezeigte und beschriebene exakte Anordnung und Funktionsweise zu beschränken, und dementsprechend fallen alle geeigneten Modifikationen und Äquivalente, die darauf zurückgreifen, in den Schutzbereich der Erfindung.
• Bezugszeichen in Klammern dienen nur Darstellungszwecken und haben keine beschränkende Wirkung auf den Schutzbereich der Ansprüche.

Claims (9)

1. Verfahren zur Tonwiedergabe in einer Fahrgastkabine aus einem Audiosignal (65, 73), das Tiefton-, Mittelton- und Hochtonfrequenzanteile aufweist, wobei das Verfahren umfasst: Anordnen von Lautsprechern (74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83) in Bereichen der Fahrgastkabine nahe den Ohren sitzender Fahrgäste, wobei die Lautsprecher (74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83) Mittel- und Hochtonfrequenzen wiederzugeben vermögen, und Anordnen mindestens eines dynamischen Tieftonlautsprechers (85, 90, 91, 92) in der Fahrgastkabine, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel- und Hochtonlautsprecher im Dachhimmel oder der Innenausstattung angeordnet sind oder einen Teil davon bilden und in Form flacher Paneellautsprecher mit einem geschlossenen Volumen ausgebildet sind, die ein Paneel (24, 36), das ein Teil des Dachhimmels oder der Innenausstattung ist, eine Platte (26, 39), ein an dem Paneel (24, 36) befestigtes piezoelektrisches Element (37, 38, 44, 45), das das Paneel zur Wiedergabe von Tönen im mittleren und oberen Frequenzbereich anzutreiben vermag, und eine Einrichtung umfassen, die die Platte (26, 39) zur Bildung eines Gehäuses zwischen dem Paneel und der Platte akustisch an dem Paneel (24, 36) abdichtet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem nur ein dynamischer Tieftonlautsprecher (85) in der Fahrgastkabine angeordnet wird, wobei dieser eine dynamische Tieftonlautsprecher entfernt von den Ohren sitzender Fahrgäste angeordnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die Platte ein Bauteil der Fahrgastkabine ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner das Bereitstellen einer Übergangskopplung (15, 16, 20, 21) zwischen dem piezoelektrischen Element und dem Paneel umfasst.
5. Lautsprechersystem zur Tonwiedergabe in einer Fahrgastkabine aus einem Audiosignal (65, 73) mit Tiefton-, Mittelton- und Hochtonanteilen, wobei das System umfasst: Lautsprecher (74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83) in Bereichen der Fahrgastkabine nahe den Ohren sitzender Fahrgäste, wobei die Lautsprecher Mittel- und Hochtonfrequenzen wiederzugeben vermögen, und mindestens einen dynamischen Tieftonlautsprecher (85, 90, 91, 92) in der Fahrgastkabine, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel- und Hochtonlautsprecher im Dachhimmel oder der Innenausstattung angeordnet sind oder einen Teil davon bilden und in Form flacher Paneellautsprecher mit einem geschlossenen Volumen ausgebildet sind, die ein Paneel (24, 36), das ein Teil des Dachhimmels oder der Innenausstattung ist, eine Platte (26, 39), ein an dem Paneel (24, 36) zur Wiedergabe von Tönen im mittleren und oberen Frequenzbereich befestigtes piezoelektrisches Element (37, 38, 44, 45) und eine Einrichtung umfassen, die die Platte zur Bildung eines Gehäuses zwischen dem Paneel und der Platte akustisch an dem Paneel abdichtet.
6. System nach Anspruch 5, bei dem die Platte ein Bauteil der Fahrgastkabine ist.
7. System nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, das eine Übergangskopplung (15, 16, 20, 21) zwischen dem piezoelektrischen Element und dem Paneel umfasst.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, die ferner umfasst: eine Lautsprecheranlage (public address system) (107), von der das Audiosignal ausgeht, und eine zwischen der Lautsprecheranlage (public address system) und den Lautsprechern angeordnete Frequenzweiche (106), um das Audiosignal der Lautsprecheranlage (public address system) in Tiefton-, Mittelton- und Hochtonfrequenzanteile aufzuspalten.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, die nur einen dynamischen Tieftonlautsprecher (85) umfasst, wobei dieser eine dynamische Tieftonlautsprecher entfernt von den Ohren sitzender Fahrgäste angeordnet ist.