Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Aktiv-Richtlautsprecher der eingangs genannten Art hinsichtlich seiner Anwendungsflexibilität zu verbessern.

Aus diesem Grund ist erfindungsgemäß mindestens ein Mikrofon vorgesehen, das an einer Stelle im und/oder am Gehäuse angeordnet ist, wo das Minimum des abgestrahlten Schalldrucks liegt und/oder der abgestrahlte Schalldruck maximal 10 dB von diesem Minimum abweicht, und weiter eine Auswertungseinheit vorgesehen ist, die so aufgebaut ist, dass sie ein dem Leistungsverstärker zugeführtes Nutzsignal mit einem Mikrofonsignal des mindestens einen Mikrofons vergleicht, aus diesem Vergleich eine Regelgröße ableitet und mittels dieser Regelgröße die Lautstärke des Aktiv-Richtlautsprechers regelt. Demnach weist der Aktiv-Richtlautsprecher als Baueinheit noch zusätzlich mindestens eine Mikrofon auf. Die Auswertungseinheit ist bevorzugt ebenfalls als Baueinheit in dem Gehäuse integriert. Das Mikrofon wird an einer Stelle in und/oder am Gehäuse platziert, wo möglichst ein geringer Einfluss hinsichtlich der Wiedergabe des Aktiv-Richtlautsprechers vorliegt. Das Mikrofon oder die Mikrofone sind zwar relativ nahe an der eigentlichen Schallquelle (Lautsprecherchassis) angeordnet; von dieser aber möglichst weitgehend schalltechnisch entkoppelt. Das Minimum des abgestrahlten Schalldrucks hängt von der Bauform des jeweils verwendeten Aktiv-Richtlautsprechers ab und muss nicht zwingend eine einzige ausgeprägte Stelle im Gehäuse an der Gehäuseoberfläche sein. Bei einem Zylinderlautsprecher mit Supernieren-Charakteristik z. B. handelt es sich um einen zur Gehäusehauptachse symmetrisch umlaufenden ringförmigen Bereich. Bei Lautsprecherzeilen liegt dieses Minimum zumeist an den beiden Stirnseiten. Konstruktionsbedingt ist es nicht immer möglich, das Mikrofon oder die Mikrofone exakt an der Stelle des Minimums anzuordnen, so dass eine in gewissen Grenzen zulässige Abweichung hiervon möglich ist. Allerdings soll diese etwas lautere Anordnungsstelle nicht dazu führen, dass der abgestrahlte Schalldruck an dieser Kompromissstelle mehr als 10 dB von diesem Minimum abweicht.

In Situationen mit schwankendem Grundgeräusch (Umgebungsgeräusch) in einer Hörzone, z.B. in Abhängigkeit vom Besucheraufkommen und durch andere, z.B. tageszeitlich bedingte Faktoren, ergibt sich oft die Schwierigkeit, dass die Lautstärke so hoch eingestellt werden muss, dass bei hohem Grundgeräusch bei normalen Richtlautsprechern zwar eine gute Verständlichkeit gewährleistet ist, wodurch aber andererseits bei sehr geringem Grundgeräusch die Bereiche außerhalb der Hörzone stark beeinträchtigt werden. Die vorliegende Erfindung schafft hier Abhilfe, indem das Mikrofonsignal sowie das Nutzsignal einer Auswertungseinheit zugeführt und von dieser verglichen werden und aus diesem Vergleich eine Regelgröße zur Lautstärkeregelung abgeleitet wird. Nachdem der von dem integrierten Mikrofon aufgenommene Nutzsignalanteil im Wesentlichen ein Minimum darstellt, ist die erfindungsgemäße Anordnung in der Lage, auch auf kleine Schwankungen des Umgebungsgeräusches zu reagieren und insbesondere bei geringen Lautstärken des Umgebungsgeräusches ein gutes Regelergebnis zu liefern. Bevorzugt soll die Regelung im Nutzfrequenzbereich von 300 Hz bis 5000 Hz, also insbesondere im Sprachbereich, erfolgen. Hierzu ist anzumerken, dass sich die Abstrahlcharakteristik in Lautsprechern außerhalb dieses Frequenzbereichs stark ändern kann, weshalb die hier getroffenen Annahmen sich auf diesen Bereich beziehen sollen.

Eine möglichst gute Verarbeitung und Auswertung der Signale ist insbesondere dann gegeben, wenn der Energieverlauf pro Zeit des Schalldrucks ermittelt wird. Hierzu ist bei einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Auswertungseinheit sowohl das Verarbeiten des Nutzsignals als auch des Mikrofonsignals jeweils eine Filterschaltung, einen Gleichrichter und einen Integrator umfasst. Bevorzugt ist die Filterschaltung so ausgelegt, dass sie das Nutzsignal und das Mikrofonsignal jeweils im Frequenzgang der Charakteristik des menschlichen Gehörs anpasst.

Bei einer weiteren Variante umfasst die Auswertungseinheit weiter einen Differenzverstärker, dem das verarbeitete Nutzsignal und das verarbeitete Mikrofonsignal als Eingangsgrößen zugeleitet sind und der als Ausgangsgröße zumindest eine Regelvorgröße ableitet. Aufgrund der Differenzbildung lässt sich das verarbeitete Nutzsignal im Wesentlichen vollständig aus dem verarbeiteten Mikrofonsignal entfernen, so dass im Wesentlichen nur noch der Umgebungsgeräuschanteil des Mikrofonsignals übrigbleibt (mit nur noch sehr geringen Anteilen des vom Richtlautsprechers selbst abgestrahlten Signals).

Vorteilhafterweise kann die Auswertungseinheit weiter einen Integrator umfassen, dem die Ausgangsgröße des Differenzverstärkers zugeleitet ist und dessen Ausgangsgröße einem spannungsgesteuerten Verstärker zugeleitet ist, der mit dem Leistungsverstärker verbunden ist. Bevorzugt handelt es sich um einen einstellbaren Integrator, der aus dem Differenzsignal (Ausgangsgröße des Differenzverstärkers) eine Stellgröße mit variabler Trägheit gewinnt. Diese Stellgröße wird dem spannungsgesteuerten Verstärker (VCA) zugeführt und bestimmt dessen Verstärkungsfaktor. Hierdurch ist weiter gewährleistet, dass die Wiedergabelautstärke des Aktiv-Richtlautsprechers proportional mit der Lautstärke des Umgebungsgeräusches zu- oder abnimmt, wobei darüber hinaus die Regelgeschwindigkeit einstellbar sein kann.

Bei einer günstigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Auswertungseinheit zum Erfassen des Nutzsignals die Ausgangsgröße des spannungsgesteuerten Verstärkers zugeleitet ist. Die Auswertungseinheit regelt demnach den spannungsgesteuerten Verstärker und greift gleichzeitig dessen Ausgangssignal zur weiteren Regelung ab.

Bevorzugt kann der Aktiv-Richtlautsprecher ein Zylinderlautsprecher mit Supernieren-Charakteristik sein und das mindestens eine Mikrofon an einer Rückseite des Gehäuses seitlich zur Gehäusemittelachse um mindestens 25 % des Gehäusedurchmessers versetzt angeordnet sein. Das Abstrahldiagramm eines solchen Zylinderlautsprechers mit Supernieren-Charakteristik (sieh 3) zeigt, dass bei 0°, also frontal vor dem Lautsprecher ein Abstrahlmaximum und ca. bei 135° ein Abstrahlminimum vorliegt. Allerdings muss berücksichtigt werden, dass es sich hierbei um eine Fernbetrachtung handelt, bei der der gesamte Lautsprecher als Punktschallquelle angesehen wird. Dennoch liefert dieses Abstrahldiagramm dem Fachmann bereits einen guten Anhaltspunkt, wo nach dem Abstrahlminimum zu suchen ist. Die eigentliche Vermessung muss dann im Gehäusenahbereich erfolgen, da es gegenüber dem Abstrahldiagramm aufgrund der Konstruktion des Gehäuses und der Anordnung des mindestens einen Lautsprecherchassis hierzu, wenn auch meistens nur zu kleineren, Abweichungen kommen kann. Der Fachmann findet demnach aufgrund von Schallmessungen am oder im Aktiv-Richtlautsprecher das Schalldruckminimum.

Gleiches gilt auch bei einer weiteren Ausführungsform, bei der der Aktiv-Richtlautsprecher eine Lautsprecherzeile ist und das mindestens eine Mikrofon an einer Stirnseite des Lautsprechergehäuses angeordnet ist. Aus dem zugehörigen Abstrahldiagramm (5) ergibt sich ein Abstrahlmaximum bei 0° und ein Abstrahlminimum bei 90°. Aus diesem Grund wird das Mikrofon bei einer solchen Lautsprecherzeile an der Stirnseite, und hier bevorzugt in deren Zentrum, angeordnet.

Ergänzend sei hier erwähnt, dass es sich bei den verwendeten Mikrofonen bevorzugt nicht um Richtmikrofone, sondern um Mikrofone mit möglichst geringem Bündelungsgrad &ggr; handelt, so dass insbesondere die Geräusche aus der Hörzone Berücksichtigung finden.

Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum automatischen Anpassen der Wiedergabelautstärke eines einer Hörzone zugeordneten Richtlautsprechers mit einem Bündelungsgrad &ggr; von mindestens 3,5 an die Umgebungsgeräusche in der Hörzone mit folgenden Schritten:

Zuführen eines verstärkten Nutzsignals zu mindestens einem Lautsprecherchassis;

Erfassen eines Mikrofonsignals, das den Gesamtschall an einer Stelle in oder am Lautsprechergehäuse widerspiegelt, wo der vom Lautsprecher abgestrahlte Schalldruck ein Minimum aufweist oder maximal 10 dB von diesem Minimum abweicht,

weitgehendes Eliminieren des vom Mikrofon aufgenommenen Nutzsignalanteils in einer Auswertungseinheit, die das Nutzsignal mit dem Mikrofonsignal vergleicht,

Ableiten einer Regelgröße aus dem vorangegangenen Vergleich, die im Wesentlichen von dem Umgebungsgeräusch der Hörzone abhängt, um die Wiedergabelautstärke an die Umgebungsgeräusche anzupassen.

Demnach entspricht die Regelgröße zur Lautstärkeregelung im Wesentlichen dem Umgebungsgeräusch, wodurch eine optimale Anpassung hieran in der Hörzone erfolgt. Sobald die Umgebungsgeräusche in der Hörzone sich verringern, erfolgt eine automatische Anpassung, so dass auch Personen, die sich außerhalb der Hörzone befinden, weniger beeinträchtigt werden.