DE102017210729A1 - Arrangement for influencing airborne sound events - Google Patents
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Abstract
Bereitgestellt wird eine Anordnung zur Beeinflussung von Luftschallereignissen, wobei die Anordnung derart gebildet ist, dass durch Anregung von Luftmolekülen eine virtuelle Schallwand derart erzeugt und angeregt wird, dass eine projizierte Fläche im Raum aufgespannt wird, durch welche ein darauf auftreffendes oder durchtretendes Luftschallereignis beeinflusst wird.Provided is an arrangement for influencing airborne sound events, wherein the arrangement is formed in such a way that, by exciting air molecules, a virtual baffle is generated and excited in such a way that a projected area in the space is spanned, by which an airborne event impinging on or passing through it is influenced.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Beeinflussung von Luftschallereignissen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an arrangement for influencing airborne sound events according to the preamble of
Für die Anwendung in Fahrzeugen sind unterschiedlichste akustische Systeme zur aktiven Geräuschkompensation (ANC-Active Noise Cancellation) bekannt. Diese Systeme erzeugen einen um 180° phasengedrehten Gegenschall oder Vibration, um ein Schallereignis oder Vibrationen an einem bestimmten Ort in ihrer Energie zu reduzieren bzw. auszulöschen. Hierzu werden meist Lautsprecher oder Körperschallwandler verwendet.For use in vehicles a variety of acoustic systems for active noise cancellation (ANC-Active Noise Cancellation) are known. These systems generate 180 ° phase-shifted backlash or vibration to reduce or cancel out a sound event or vibration at a particular location in their energy. For this purpose, mostly loudspeakers or structure-borne sound transducers are used.
Diese Systeme sind meist auf tiefe Frequenzbereiche, einen definierten Ort und eventuell eine kamerabasierte Kopfpositionslösung begrenzt, um in einem offenen Raum eine entsprechende Wirkung zu zeigen. Ebenso ist die Positionierung der Lautsprecher und der Referenzmikrofone z.B. dicht am Ohr ebenfalls sehr stark von der erwünschten zu erreichenden Dämpfung eines Schallereignisses abhängig.These systems are usually limited to low frequency ranges, a defined location and possibly a camera-based head position solution, to show a corresponding effect in an open space. Likewise, the positioning of the speakers and reference microphones is e.g. close to the ear also very much dependent on the desired to be achieved damping of a sound event.
Ferner werden zur Schallunterdrückung bzw. Schallreduzierung in Räumen wie Büros beispielsweise Schallschutzwände verwendet, welche sowohl Platz benötigen als auch eine freie Sicht behindern. Solche Wände, Aufsteller etc. sind hinlänglich bekannt.Furthermore, for sound suppression or noise reduction in rooms such as offices, for example, noise barriers are used, which both require space and hinder a clear view. Such walls, stands, etc. are well known.
Allerdings haben alle bekannten Systeme Nachteile, wie oben beschrieben. Es werden entweder komplexe, für Störungen empfindliche und teils auf einen definierten Ort beschränkte oder Platz und Sicht raubende Anordnungen benötigt, um Luftschallereignisse zu beeinflussen.However, all known systems have disadvantages as described above. Either complex, interference-prone and sometimes confined to a defined location or space and sight consuming arrangements needed to influence airborne noise events.
Deshalb ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, eine entsprechende Anordnung bereitzustellen, durch welche diese Nachteile überwunden werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Therefore, it is an object of this invention to provide a corresponding arrangement by which these disadvantages are overcome. This object is achieved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Vorgeschlagen wird eine Anordnung zur Beeinflussung von Luftschallereignissen in einem Raum, wobei die Anordnung derart gebildet ist, dass durch Anregung von Luftmolekülen eine virtuelle Schallwand derart erzeugt und angeregt wird, dass eine projizierte Fläche im Raum aufgespannt wird, durch welche ein darauf auftreffendes oder durchtretendes Luftschallereignis beeinflusst wird.A proposed arrangement for influencing airborne sound events in a room, wherein the arrangement is formed such that by exciting air molecules, a virtual baffle is generated and excited in such a way that a projected area is spanned in space, through which an airborne sound event impinging or passing thereon being affected.
Vorgeschlagen wird ferner, dass die Anordnung mindestens ein Array mit mindestens einem Ultraschalllautsprecher aufweist, wobei das Array dazu eingerichtet ist, durch Aussenden von Ultraschallwellen die virtuelle Schallwand zu erzeugen und anzuregen.It is further proposed that the arrangement has at least one array with at least one ultrasonic loudspeaker, wherein the array is set up to generate and excite the virtual baffle by emitting ultrasonic waves.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass die virtuelle Schallwand derart erzeugt und angeregt ist, dass die Beeinflussung derart erfolgt, dass das Luftschallereignis durch die virtuelle Schallwand in eine vorgegebene Richtung reflektiert und/oder abgelenkt wird, und/oder dass das Luftschallereignis durch die virtuelle Schallwand reduziert wird.Furthermore, it is provided that the virtual baffle is generated and excited such that the influencing takes place in such a way that the airborne sound event is reflected and / or deflected by the virtual baffle in a predetermined direction, and / or that the airborne sound event is reduced by the virtual baffle becomes.
Somit kann das Luftschallereignis im Pegel und/oder der Ausbreitungsrichtung beeinflusst werden, damit z.B. die Lautstärke auf der anderen Seite der virtuellen Schallwand reduziert werden kann.Thus, the airborne sound event in the level and / or the propagation direction can be influenced so that e.g. the volume on the other side of the virtual baffle can be reduced.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass zusätzlich ein Absorptionsmaterial auf einer dem zumindest einen Array gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, so dass sich die virtuelle Schallwand zwischen dem zumindest einen Array und dem Absorptionsmaterial befindet. Somit kann eine unerwünschte Reflexion der ausgesendeten Ultraschallwellen vermieden werden.Furthermore, it is provided that additionally an absorption material is arranged on a side opposite to the at least one array, so that the virtual baffle is located between the at least one array and the absorption material. Thus, an unwanted reflection of the emitted ultrasonic waves can be avoided.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass das zumindest eine Array in mehrere Segmente aufgeteilt ist, wobei jedes Segment mindestens einen Ultraschalllautsprecher aufweist, der dazu eingerichtet ist, einen unterschiedlichen Bereich der virtuellen Schallwand zu erzeugen und anzuregen. Somit erfolgt eine schnellere Anregung und die Zykluszeiten der Anregung werden reduziert. Ferner können unterschiedliche Frequenzen pro Bereich beeinflusst werden.Furthermore, it is provided that the at least one array is divided into a plurality of segments, wherein each segment has at least one ultrasonic loudspeaker which is set up to generate and excite a different region of the virtual baffle. Thus, a faster excitation and the cycle times of the excitation are reduced. Furthermore, different frequencies per area can be influenced.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass jeder Bereich der virtuellen Schallwand derart erzeugt und angeregt ist, dass die Beeinflussung derart erfolgt, dass das darauf auftreffende Luftschallereignis durch den jeweiligen Bereich der virtuellen Schallwand in eine vorgegebene Richtung reflektiert und/oder abgelenkt wird, und/oder dass das Luftschallereignis durch den jeweiligen Bereich der virtuellen Schallwand reduziert wird.Furthermore, it is provided that each region of the virtual baffle is generated and excited such that the influencing takes place in such a way that the airborne sound event impinging thereon is reflected and / or deflected by the respective region of the virtual baffle in a predetermined direction, and / or the airborne sound event is reduced by the respective area of the virtual baffle.
Somit kann das Luftschallereignis im jeweiligen Bereich im Pegel und/oder der Ausbreitungsrichtung beeinflusst werden, damit z.B. die Lautstärke auf der anderen Seite der virtuellen Schallwand reduziert werden kann.Thus, the airborne sound event in the respective area in the level and / or the direction of propagation can be influenced so that e.g. the volume on the other side of the virtual baffle can be reduced.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Bereiche der virtuellen Schallwand im Raum übereinander oder in einem Abstand zueinander nebeneinander oder in einer Kombination aus übereinander und in einem Abstand nebeneinander angeordnet sind.Furthermore, it is provided that the regions of the virtual baffle in space are arranged one above the other or at a distance from one another next to one another or in a combination of one above the other and at a distance next to one another.
Durch Überlagerung oder nebeneinander und hintereinander Platzieren mehrerer unterschiedlicher Bereiche der virtuellen Schallwand kann die virtuelle Schallwand in ihrer Dicke variiert werden. Dabei kann ein Abstand zwischen den unterschiedlichen Bereichen der virtuellen Schallwand vorgesehen sein, um Schallereignisse einer gewünschten Frequenz zu beeinflussen. Somit können auch tief-frequente Schallereignisse beeinflusst werden.By overlaying or placing next to each other and consecutively several different areas of the virtual baffle, the virtual baffle can be varied in thickness. In this case, a distance between the different regions of the virtual baffle may be provided to influence sound events of a desired frequency. Thus even low-frequency sound events can be influenced.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass zusätzlich ein Absorptionsmaterial auf einer zumindest einem Segment des Arrays gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, so dass sich die Bereiche der virtuellen Schallwand zwischen dem zumindest einen Segment und dem Absorptionsmaterial befinden.Furthermore, it is provided that additionally an absorption material is arranged on an at least one segment of the array opposite side, so that the areas of the virtual baffle are located between the at least one segment and the absorbent material.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass die virtuelle Schallwand derart erzeugt und angeregt ist, dass zusätzlich eine Modulation des Luftschallereignisses erfolgt. Somit kann nicht nur der Pegel und die Ausbreitungsrichtung beeinflusst werden, sondern es kann auch eine Maskierung des Luftschallereignisses erzielt werden.Furthermore, it is provided that the virtual baffle is generated and excited in such a way that additionally a modulation of the airborne sound event takes place. Thus, not only the level and the propagation direction can be influenced, but also a masking of the airborne sound event can be achieved.
Des Weiteren ist ein Fahrzeug mit einer oder mehreren beschriebenen Anordnungen vorgesehen, wobei jede der Anordnungen an einem Bereich des Dachhimmels derart angeordnet ist, dass zumindest ein Insasse des Fahrzeugs von zumindest einem anderen Insassen durch die virtuelle Schallwand getrennt ist.Furthermore, a vehicle is provided with one or more described arrangements, wherein each of the arrangements is arranged on an area of the headliner such that at least one occupant of the vehicle is separated from at least one other occupant by the virtual baffle.
Des Weiteren ist ein Raum mit einer oder mehreren beschriebenen Anordnungen vorgesehen, wobei jede der Anordnungen an einem Bereich des Raumes an der Decke und/oder dem Boden und/oder einer Wandseite angeordnet ist.Furthermore, a space is provided with one or more described arrangements, wherein each of the arrangements is arranged at an area of the space at the ceiling and / or the floor and / or a wall side.
Die Vorteile, welche für ein einzelnes Array gelten, sind ebenfalls auf mehrere Arrays oder auf ein Array anwendbar, der aus unterschiedlichen Segmenten gebildet ist.The advantages that apply to a single array are also applicable to multiple arrays or to an array made up of different segments.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, with reference to the figures of the drawing, the inventive details shows, and from the claims. The individual features can be realized individually for themselves or for several in any combination in a variant of the invention.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
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1 zeigt eine schematische Darstellung der Anordnung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. -
2 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Anordnung gemäß einer alternativen Ausführung der vorliegenden Erfindung -
3 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Anordnung gemäß einer alternativen Ausführung der vorliegenden Erfindung
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1 shows a schematic representation of the arrangement according to an embodiment of the present invention. -
2 shows a schematic representation of another arrangement according to an alternative embodiment of the present invention -
3 shows a schematic representation of another arrangement according to an alternative embodiment of the present invention
In den nachfolgenden Figurenbeschreibungen sind gleiche Elemente bzw. Funktionen mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the following description of the figures, the same elements or functions are provided with the same reference numerals.
Nachfolgend wird die Erfindung detailliert beschrieben, wobei zum Aufspannen der projizierten Fläche, d.h. zur Erzeugung der virtuellen Schallwand
Um die virtuelle Schallwand
Der bzw. die Ultraschalllautsprecher
Zum Aufspannen der virtuellen Schallwand
Beispielsweise wird ein Luftschallereignis S durch die virtuelle Schallwand
Zudem kann das Ultraschallsignal, also die Ultraschallwellen US, zusätzlich zur Anregung z.B. mit einem (Rausch-)Signal moduliert werden, um das durch die projizierte Fläche
Ferner ist es optional möglich, ein Absorptionsmaterial
Alternativ zu der in
Durch (räumliches) übereinander Platzieren der Bereiche
Durch Überlagerung bzw. nebeneinander und hintereinander Platzieren der Bereiche
In einer weiteren Ausführung (nicht gezeigt) können die in
Eine Aufteilung in mehrere Arrays
Auch bei dieser Anordnung mit mehreren Arrays oder einem in mehrere Segmente aufgeteilten Array
Die erfindungsgemäße Anordnung kann im Prinzip frei an Decke, Boden oder Wänden eines Raums oder an anderen geeigneten Flächen angeordnet werden, z.B. am Boden oder Decke eines Büros, wobei in diesem Fall ein vorhandener Teppich als Absorptionsmaterial
Auch im Fahrzeug kann eine solche virtuelle Schallwand
Weitere Anwendungen der Anordnung sind beispielsweise virtuelle Trennwände
Durch die erfindungsgemäße Anordnung kann also eine Reduktion des Gesamtpegels eines Luftschallereignisses, eine Veränderung bzw. Beeinflussung der Ausbreitungsrichtung des Schallsignals S und auch eine Maskierung des Informationsgehaltes eines Luftschallereignisses S erfolgen. Dabei ist besonders vorteilhaft, dass diese Schallwand
Durch eine Anordnung einer in mehrere Bereiche
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