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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einsatz an akustischen Wandlern, einen akustischen Wandler mit der Vorrichtung und System unter Verwendung von akustischen Wandlern und findet insbesondere für Lautsprecher und Mikrofone zur Verbesserung der Klangqualität Anwendung.
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Derzeit werden Ton, Musik und Sprache wiedergegeben, indem Aufzeichnungen oder Mikrofonsignale elektrisch verstärkt und mit Schallwandlern „hörbar“ gemacht werden. Die Technik dazu ist mehr oder weniger komplex - je nach Qualitätsanspruch.
Im einfachsten Fall sind die Schallwandler im Produkt bereits verbaut (Unterhaltungs- und Nachrichtentechnik). Geht es um hochwertige Wiedergabe, werden Schallwandler separat aufgestellt und exakt ausgerichtet als Abschluss einer audiophilen Kette.
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Als Schallwandler werden alle akustischen Schallquellen wie dynamische Lautsprecher, akustische Wandlersysteme sowie Flächenschallquellen zur Ton-, Musik und Sprachwiedergabe wie Lautsprecher (Breitbänder, Ein- und Mehrwegesysteme), Hornsysteme, Biegewellenwandler, Radialstrahler und Elektrostate verstanden. Eingeschlossen sind auch Bass- oder Schallreflexöffnungen und Schallreflektoren.
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Die beschriebene Technik wird zum größten Teil in Räumen aufgestellt. Dabei beeinträchtigt die Akustik des Hörraumes die Qualität des Hörens negativ.
Gemäß dem Stand der Technik wird mit raumakustischen Maßnahmen versucht, die Beeinträchtigungen durch den Hörraum zu mindern. Das erfolgt im Raum mit Absorbern in Form von beispielsweise Teppichen, Schaum, Vorhängen oder dergleichen, mittels Diffusoren in Form von rauen Oberflächen, Holz- und Kunststoffklötzchen, fein bis grob gegliederten Steinoberflächen, Regalen, oder mittels Bassfallen, insbesondere Helmholtz-Resonatoren, Schaum oder ähnlichem.
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Derartige Einrichtungen werden frei im Raum oder an Wänden, Decken, Fenstern und Türen oder auf dem Boden angebracht. Sie müssen aus physikalischen Gründen oft groß, schwer, dick und mit verschiedenartigsten Oberflächen versehen sein. Meistens stören sie ein behagliches Wohnumfeld.
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Die nachfolgenden Druckschriften zeigen den aktuellen Stand der Technik, um direkt am Wandler (Chassis) Klangverbesserungen vorzunehmen. Der Grundgedanke dahinter ist: Je besser das akustische Signal vom Wandler, umso besser das Gehörte aus der Summe Direktschall + Raumreflexionen.
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Die Druckschrift
DE 26 49 771 C3 zeigt einen Lautsprecher, bei dem einzelne Elemente, so genannte Schalleitungsstäbe mit hoher Schallgeschwindigkeit, in die Membran eingesetzt werden. Als Material für diese Elemente ist eine Mischung aus etwa 60% Graphit und 40% Epoxidharz offenbart.
Das Ziel besteht in der Vermeidung von Resonanzen der Membran, um eine Dämpfung überflüssig zu machen.
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Die Druckschrift
DE 694 27 942 T2 beschreibt Membran-integrierte Formkörper für Lautsprecher, die aus Diamantmaterial bestehen können. Der Membranabschnitt des Stoffsubstrats weist ein Polymerharz auf, das zumindest zum Teil darin einimprägniert ist, um dem Membranabschnitt Steifheit zu verleihen.
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Es ist vorgesehen, dass vorzugsweise vorbestimmte Abschnitte des gewebten Stoffsubstrats mit Polymerharzen oder anderen Mitteln beschichtet oder imprägniert werden.
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Die Druckschrift
US 2011/0222722 A1 enthält einen Lautsprecher, der im Randbereich Schallleiter aufweist, deren Schallgeschwindigkeit höher ist als in der Luft. Ziel ist die Glättung der Wellenfront des Lautsprechers.
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Aus der Druckschrift
DE 100 49 744 A1 ist ein dynamisches Lautsprechersystem mit einer Membran aus polykristallinem Diamant bekannt. Da herkömmliche Lautsprechermembranen nicht unendlich steif sind und sich bei impulsförmiger Anregung mehr oder weniger stark verformen führt dies dazu, dass sich ab einer bestimmten Aufbrechfrequenz bestimmte Membranteile gegenphasig zur anregenden Spule bewegen, wodurch hörbare, lineare und nichtlineare Verzerrungen, die die Klangqualität hochwertiger Lautsprechersysteme beeinträchtigen auftreten. Die Verwendung einer Membran aus Diamant soll diesen Effekt reduzieren.
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Durch die große Härte des hier verwendeten Formteils aus synthetischem Diamanten wird eine erhöhte Formstabilität der Lautsprechermembrane erzielt. Durch die extrem hohe Schallausbreitungsgeschwindigkeit im Diamantgitter wird weiterhin die Aufbrechfrequenz F(br) weit in den Ultraschallbereich verschoben und kann sich im Hörbereich nicht mehr nachteilig bemerkbar machen.
Nachteilig ist, dass eine Nachrüstung an bestehenden Lautsprechersystem nicht oder nur unter Einsatz von erheblichen Kosten im Sinne eines Austausches der Membranen möglich ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Einsatz an akustischen Wandlern einen akustischen Wandler mit der Vorrichtung sowie ein System unter Verwendung von akustischen Wandlern und Vorrichtungen zu entwickeln, welche einen einfachen konstruktiven Aufbau aufweisen, die Hörqualität der von den Wandlern abgegeben Schallwellen verbessert und den akustischen Einfluss eines Hörraums auf die Audiowiedergabe reduziert.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des1., 16. und 17. Patentanspruchs gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß weist eine Vorrichtung zum Einsatz an wenigstens einem Schallwandler wenigstens ein Transmissions-Gitter (nachfolgend Gitter genannt) auf, welches zumindest bereichsweise vor einem Schallwandler angeordnet ist, wobei das Gitter wenigstens ein akustisches Element aufweist, das in Ausbreitungsrichtung des Schalls angeordnet ist, wobei die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls innerhalb des akustischen Elements größer als in Luft ist. Der austretende Schall des Schallwandlers trifft zumindest bereichsweise auf das Gitter und das wenigstens eine akustische Element, wobei mittels des akustischen Elements der aus dem Schallwandler austretende und auf das akustische Element auftreffende Schall im Bereich des akustischen Elements im Vergleich zur umgebenden Luft wesentlich beschleunigt wird.
Dies ist auf die unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schall in unterschiedlichen Medien zurückzuführen. So wird der Schall in einem festen Medium gegenüber einem gasförmigen Medium beschleunigt, da die Schallausbreitungsgeschwindigkeit in dem festen Medium größer ist als in Luft.
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Ein Schallwandler wandelt akustische Signale als Schallwechseldrücke in elektrische Signale (Mikrofon) oder eine elektrische Spannung in akustische Signale (Lautsprecher) um.
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Der Schallwandler ist hier bevorzugt in Form eines Lautsprechers oder Mikrofons ausgebildet.
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Anstelle der Anordnung der Vorrichtung vor einem Schallwandler kann diese auch vor einem Schallreflektor angeordnet werden.
Das akustische Element kann mit unterschiedlich gestalteten Halteapparaten vor dem Schallwandler oder Schallreflektor angeordnet sein.
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Bevorzugt weist die Vorrichtung wenigstens einen Halteapparat zur Aufnahme wenigstens eines akustischen Elements des Gitters auf.
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Vorzugsweise weist der Halteapparat eine oder mehrere Öffnungen auf, in denen das/die akustischen Elemente angeordnet sind. Die Öffnungen sind variabel mit akustischen Elementen bestückbar, so dass in Schallausbreitungsrichtung der Schall in den akustischen Elementen beschleunigt wird im Vergleich zur Umgebungsluft.
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Das Transmissions Gitter wird somit erstmalig gebildet durch die Luft, in welcher die „Löcher“ in Form der akustischen Elemente angeordnet sind, in welchen der von dem Schallwandler abgegebene Schall im Vergleich zur Luft beschleunigt wird und somit im Bereich jedes akustischen Elements einen „Vorlauf“ in Vergleich zur Schallausbreitungsgeschwindigkeit in der Umgebungsluft erfährt.
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Es können wahlweise und gezielt bestimmte Zonen der Vorrichtung mittels eines oder mehrerer Halteapparate mit derartigen akustischen Elementen versehen werden, oder auch nicht.
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Der/die Halteapparat/e sollen dem vom Schallwandler abgegebenen Schall keinen Widerstand entgegensetzen. Deshalb sind sie mit großen Öffnungen versehen, um sie so schalldurchlässig wie möglich zu machen.
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Um den Widerstand der Gitter und deren Einfluss auf die Wiedergabequalität bei der Schallabgabe gering zu halten weist das Gitter bevorzugt eine Krümmung auf, wobei es gebogen um den Schallwandler anordbar ist. Vorzugsweise ist das Gitter halbkugelförmig mit halbem Kreisumfang des Durchmessers des abgedeckten Chassis ausgeführt. Des Weiteren sind aber auch flache Bögen oder eine frontparallele Abdeckung der Chassis möglich.
Beispielsweise kann der Halteapparat eine Krümmung aufweisen und somit gebogen um den Schallwandler angeordnet sein.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann die Vorrichtung mehrere hintereinanderliegende Halteapparate aufweisen, die vor einem Schallwandler anordenbar sind. Daraus resultieren kaskadierende Gitteraufbauten. Des Weiteren können die Halteapparate und/oder die darin aufgenommenen akustischen Elemente zur Feinjustage gegeneinander verschiebbar ausgebildet sein. Alternativ können auch nur einzelne akustische Elemente an dem Halteapparat verschiebbar sein.
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Der Halteapparat kann auch gitterförmig ausgebildet sein,
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Für eine weitere Optimierung der Klangqualität kann die Vorrichtung dreh- und/oder kippbar gelagert werden. So kann mittels der Halteapparate und der akustischen Elemente auf das Abstrahlverhalten der Chassis beziehungsweise auf Raumgegebenheiten eingegangen werden.
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Die Fläche der Abdeckung mittels der Vorrichtung vor den Schallwandlern und/oder Schallreflektoren kann variieren und ist von einer vollständigen Abdeckung bis hin zu einer teilweisen Anpassung möglich. Es kann sich dabei auch um eine sternförmige Ausgestaltung, kombiniert aus und mit Gitter- sowie Spaltenelementen, handeln. Um eine optimale Klangqualität zu erreichen wird die Vorrichtung auf den jeweiligen Schallwandler in Form eines Hoch-, Mittel- Tieftöner, Flächen- oder Radialstrahlers inklusive Bassreflexöffnungen usw. speziell angepasst.
Dabei sollte vorteilhafter Weise die Vorrichtung den Schallwandler bzw. den Schallreflektor zumindest teilweise oder vollständig überdecken.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Vorrichtung einen oder mehrere Halteapparate auf, mittels derer in ihrer Form unterschiedlich ausgeführte Haltestrukturen die akustischen Elemente variabel vor den Schallwandlern bzw. den Schallreflektoren platzieren.
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Die akustischen Elemente weisen im Vergleich zu Luft eine mindestens 10-fache Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls auf und bestehen insbesondere aus Glas, Quarz oder Diamant.
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Die in dem Gitter angeordneten akustischen Elemente bestehen dabei bevorzugt aus Diamant, da Diamant eine vielfach höhere Schallgeschwindigkeit von 18.000 m/s (bei 20°C) aufweist als Luft (343 m/s bei 20°C), so dass der abgegebene Schall durch die akustischen Elemente im Vergleich zur Umgebungsluft stark beschleunigt wird.
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Diese akustischen Diamantelemente sind in Form von Kristallen, flachen, konkav oder konvex geformten Wafern, Linsen, geschliffenen Diamanten oder Platten in allen denkbaren geometrischen Ausführungen und Materialstärken ausgebildet. Es kann künstlicher oder natürlicher Diamant verwendet werden.
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Der Halteapparat ist bevorzugt aus Metall, Holz, Kunststoff oder Glas ausgebildet, jedoch können auch Kombinationen der üblichen Werkstoffe vorliegen.
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Der Halteapparat mit den darin aufgenommenen akustischen Elementen kann mehrere Ausgestaltungen aufweisen, wobei dieser einer ersten Ausgestaltung gitterartig aus aufgereihten Stäben oder umgeformten Lochblechen bzw. Streckmetallgittern besteht. Alternativ kann der Halteapparat in Form von durchbrochenen Platten oder frei dreidimensional geformten Gebilden gefertigt sein.
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Die in dem Halteapparat angeordneten Öffnungen für die akustischen Elemente sind bevorzugt auf die jeweiligen Korn- Platten, Kristall- oder Wafergrößen abgestimmt. Sie können auch trichterförmig geformt sein, und Gewinde enthalten, um die akustischen Elemente stabil und variabel darin zu befestigen. Ist der Halteapparat aus ferromagnetischem Werkstoff, z.B. Eisen, können die akustischen Elemente auch durch magnetisch ausgeführte Fassungen, welche gegebenenfalls ein- oder beidseitig trichterförmig ausgebildet sind, daran befestigt werden.
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Erfindungsgemäß ist ebenfalls ein Schallwandler mit der vorgenannt beschriebenen Vorrichtung.
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Die Funktion der Vorrichtung kann wie folgt beschrieben werden:
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Trifft Schall mit einer Wellenlänge auf einen Spalt, die viel größer ist, als der Spalt, wird er am Spalt gebeugt und es entsteht eine neue eigenständige Schallquelle. Das Gleiche passiert bei einem „kurzen Spalt“ wie zum Beispiel bei einem Loch. Setzt man mehrere Löcher nebeneinander, entsteht ein Gitter. Trifft der Schall auf ein Gitter, entstehen viele punktförmige Schallquellen, die sich in einiger Entfernung vom Gitter zu einer ebenen Welle vereinigen.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung stellen die akustischen Elemente mit einem Material, welches eine größere Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls im Vergleich zu Luft aufweist, sozusagen die Löcher in der Umgebungsluft dar. Durch diese „Hochgeschwindigkeitslöcher“ wird der auftreffende Schall im Vergleich zur Umgebungsluft beschleunigt und erlangt einen „Vorlauf‟ zu dem sich in der Luft ausbreitenden Schall.
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Zu dieser Erkenntnis kommt hinzu, dass das bevorzugte Material des akustischen Elements in Form von Diamant Schall etwa 52-mal schneller als Luft leitet. Das bedeutet, dass eintreffender Schall den Diamanten mit 52-facher Schallgeschwindigkeit durchläuft.
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Fügt man zwischen eine Schallquelle zum Beispiel in Form eines Schallwandlers und Hörer, eine Person oder ein Mikrophon ein Gitter aus Luft und akustischen Elementen ein, wird das Ausgangssignal der Schallquelle, z.B. des Schallwandlers in einen direkt die Umgebungsluft durchlaufenden Schallanteil sowie einen durch die akustischen Elemente beschleunigten Schallanteil geteilt.
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Das erfolgt daher, dass die Diamanten in der Umgebungsluft zu „Hochgeschwindigkeitslöchern“ für Schall werden, ähnlich Löchern in einer schallgedämmten Wand. Dieser Schallanteil überholt den Schallanteil, der sich mit einfacher Schallgeschwindigkeit in der Luft ausbreitet. Jedes akustische Element, insbesondere jeder Diamant, wird dadurch entsprechend den physikalischen Erscheinungen an einem Transmissions-Gitter zur „eigenen“ Schallquelle mit „vorauseilendem“ Signal. Durch spezielle Kristallformen der akustischen Elemente kann dieser Schallanteil auch mehrfach gestreut werden.
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Auf die Erfindung bezogen lässt sich feststellen, dass wenn die Schallquelle, insbesondere ein Schallwandler, durch ein Transmissions-Gitter hindurch sendet, der beschleunigte Schallanteil aus dem bevorzugt „Diamantgitter“ = akustische Elemente aus Diamant in Umgebungsluft gehalten von einem Halteapparat vorauseilend als exakte Kopie(n) auf den Hörer trifft. Kurz darauf erreicht der durchlaufende Originalschall zeitverzögert den Hörer.
Die Signale aus dem Schallwandler/der Schallquelle erreichen den Hörer dadurch mehrfach kurz hintereinander. Das führt dazu, dass die mehrfach gehörten Originalsignale wesentlich intensiver vom menschlichen Hörsystem aufgenommen werden als nur das einzelne Originalsignal. Störende Raumreflexionen haben dadurch wesentlich geringere Chancen, zum Bewusstsein des Hörers durchzudringen (Haas-Effekt).
Mit der Schichtdicke und der Fläche beziehungsweise der Korngröße der Diamanten kann die Zeitdifferenz zwischen vorauseilendem und normal durchlaufendem Schall beeinflusst werden.
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Ein als rein, sauber und holografisch wahrgenommener Klang kann dadurch gezielt „herausgearbeitet“ werden.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein System aus mehreren Schallwandlern in Kombination mit mehreren erfindungsgemäßen Vorrichtungen.
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Verstärkt werden diese vorgenannt beschriebenen Effekte durch das erfindungsgemäße System dadurch, dass weitere mit derartigen Gittern versehene Schallwandler im Raum aufgestellt werden. Diese werden den jeweiligen vorderen Kanälen (Links, Recht, Mitte usw.) diagonal gegenüber hinter dem Hörer aufgestellt und exakt auf die vorderen Lautsprecher ausgerichtet. Wird nun das Signal der „Originalkanäle“ (Links, Rechts, Mitte usw.) so eingespielt, dass es von der Lautstärke her die Raumreflexionen gerade so übertönt, werden die Raumreflexionen nicht mehr wahrgenommen (die vorhandene Raumakustik wird künstlich mit dem eigentlich gewünschten Originalsignal überspielt, der Haassche Effekt wirkt auch hier). Werden darüber hinaus die Signale zeitlich etwas verzögert (Phasenverschiebung), verändert sich dadurch akustisch der virtuelle Hörraum.
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Durch den Einsatz von Diamanten zwischen Schallquellen und einem akustischen Wandler in Form eines Mikrofons und einer Aufnahmequelle werden Bündelungs-, Streu- und Fokussierungseinstellungen möglich.
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Der Einfluss der Akustik des Hörraumes wird durch das erfindungsgemäße System sehr stark beim Hören unterdrückt. Damit verbessert sich die Hörqualität von Ton-, Musik- und Sprachwiedergabe deutlich.
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Vorteilhaft ist, dass das erfindungsgemäße System auch an bestehenden akustischen Anlagen einfach nachgerüstet werden kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung der Anordnung der Vorrichtung in einem Hörraum,
- 2 Ausgestaltungen von Varianten a bis d des Halteapparates in einer Vorderansicht,
- 3 Ausgestaltungen des Halteapparates der Varianten a bis d gemäß 2 in einer Seitenansicht,
- 4 drei hintereinander angeordnete Gitter,
- 5 das akustische Element mit und ohne Fassungen,
- 6 eine Frontalansicht der akustischen Elemente,
- 7 ein asymmetrisch vor einem Lautsprecher angeordnetes Gitter,
- 8 Ausschnitt eines Halteapparates, der ein Grundelement und daran angeordnete zueinander parallele Streben aufweist,
- 9 eine Vorrichtung mit einem Halteapparates 2 mit kreisförmigem Grundelement und oben biegsamen Streben,
- 10 System mit mehreren akustischen Wandlern und Vorrichtungen.
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In 1 ist ein schematischer Hörraum H mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Im Zentrum des Hörraums H ist ein Schallwandler 1, insbesondere ein Lautsprecher oder eine Bassreflexöffnung oder ein Reflektor angeordnet. Der schematisch eingezeichnete Schallwandler 1 kann auch aus mehreren verschieden im Raum angeordneten Schallwandlern bestehen.
Vor dem Schallwandler 1 ist in Ausbreitungsrichtung des Schalls ein beabstandetes bogenförmiges und gitterartiges Halteelement 2 angeordnet, welches von dem aus dem Schallwandler 1 austretenden Schall durchdrungen wird. Das Halteelement 2 weist darin angeordnete Öffnungen 3 auf, in denen zumindest teilweise ein akustisches Element 4 angeordnet ist. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls innerhalb des akustischen Elements 4 ist höher als in Luft, so dass der Schall in den akustischen Elementen 4 gegenüber der Umgebung und den Öffnungen 3, in denen sich Umgebungsluft befindet, beschleunigt wird. Dadurch wird eine Art akustisches Gitter G aus in der Luft befindlichen akustischen Elementen 4 gebildet, die in der Luft durch das Halteelement 2 vor dem Schallwandler positioniert sind.
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In den 2 und 3 sind unterschiedliche Ausgestaltungen a bis d des Halteapparates 2 in einer Vorderansicht (2) und einer Seitenansicht (3) dargestellt. Gemäß den Darstellungen kann der Halteapparat 2 in Form von durchbrochenen Platten oder frei dreidimensional geformten Gebilden ausgebildet sein.
Für eine Optimierung der Klangqualität kann die Vorrichtung mit dem Halteapparat 2 dreh- und/oder kippbar gelagert werden. So kann mittels des Halteapparates 2 auf das Abstrahlverhalten der Chassis beziehungsweise auf Raumgegebenheiten eingegangen werden.
Die in den 2 und 3 dargestellten gitterförmigen Halteapparate 2 sind nur beispielhaft, der Halteapparat 2 kann auch anderweitige Formen und Konturen annehmen. Für eine bessere Darstellung wurde auf die Darstellung eines akustischen Elements innerhalb des Halteapparates 2 verzichtet.
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4 zeigt einen kaskadierenden Aufbau eines Halteapparates 2 mit mehreren hintereinanderliegenden gitterförmigen Bestandteilen 2.1. Die gitterförmigen Bestandteile 2.1 des Halteapparates 2 sind gekrümmt und derart zueinander angeordnet, dass in einer horizontalen Linie eine Öffnung 3 eines ersten Bestandteil 2.1 hinter einem geschlossenen Steg eines zweiten Bestandteil 2.1 und folgend einer Öffnung 3 eines dritten Bestandteils 2.1 des Halteapparates 2 angeordnet ist. Dadurch werden in Schallausbreitungsrichtung drei hintereinander angeordnete akustische Gitte G gebildet. Die Bestandteile 2.1 des Halteapparates 2 können jedoch auch anderweitig zueinander versetzt angeordnet werden. Auch eine gerade Ausgestaltung der Bestandteile 2.1 bzw. des Halteapparates 2 ist möglich.
In einer oder mehreren Öffnungen 3 der gitterförmig und z.B. dreidimensional, insbesondere kugelsegmentförmig, gebogenen Bestandteile 2.1 des Halteapparates 2 können akustische Elemente (hier nicht dargestellt) angeordnet sein.
Gemäß 5 ist ein akustisches Element 4 in vier Ausgestaltungen a) bis d) im Längsschnitt dargestellt. Von links nach rechts betrachtet ist a) zuerst ein akustisches Element 4 dargestellt, durch welches der Schall jeweils in Pfeilrichtung (bevorzugt aus einer Richtung) durchgeleitet und beschleunigt werden kann. In der daneben angeordneten Darstellung b) wird der Schall in Pfeilrichtung durch das akustische Element 4 geleitet, wobei das akustische Element 4 in einer Fassung 6 angeordnet ist.
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Die Fassung 6 kann entsprechend der zwei rechten Darstellungen c) und d) auch in Form eines beidseitigen oder einseitigen Horns ausgebildet sein. Dabei wird der Schall vor dem Durchdringen des akustischen Elements 4 gebündelt und im Falle des beidseitigen Horns ähnlich einem Horn nach dem Durchdringen an die Raumakustik angebunden.
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Eine Draufsicht des akustischen Elements 4 ist in 6 dargestellt. Das akustische Element 4 wird von einer Fassung 6 umschlossen, beziehungsweise ist in einer Fassung 6 angeordnet. Die Fassung 6 kann gemäß 5 unterschiedlich ausgebildet sein und dabei den Schall bündeln oder an die Raumakustik anbinden.
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Es ist möglich, die Fassung 6 als Ringmagnet auszubilden und darin das akustische Element anzuordnen, so dass die Fassung 6 mit dem akustischen Element 4 an beliebigen Positionen eines Halteapparates aus ferromagnetischem Material (z.B. Eisen) befestigt werden kann.
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Gemäß 7 ist vor einem Schallwandler 1 in Form eines Lautsprechers oder einer Bassreflexöffnung oder eines Reflektors ein halbkugelförmiger gitterartiger Halteapparat 2 angeordnet. Der Halteapparat 2 ist asymmetrisch vor dem Schallwandler 1 angeordnet, wobei der Halteapparat 2 hier eine breite und eine schmale Seite neben dem Lautsprecher (Schallwandler 1) aufweist bzw. den Lautsprecher (Schallwandler 1) in unterschiedlichen Abständen umringt. Der Halteapparat 3 weist einzelne Öffnungen 3 auf. In einige der Öffnungen 3 ist jeweils ein akustisches Element 4 eingebracht. Dadurch wird ebenfalls ein akustisches Gitter G gebildet
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Es sind vielfältige weitere Varianten von Halteapparaten 2 möglich um ein oder mehrere akustische Elemente 4 aufzunehmen.
Die akustischen Elemente 4 können in permanentmagnetischen Fassungen 6 angeordnet sein oder die Fassungen der akustischen Elemente in Permanentmagneten aufgenommen werden, so dass die akustischen Elemente 4 beliebig an einem Halteapparat 2 aus ferromagnetischem Material positioniert werden können.
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8 zeigt beispielhaft einen Ausschnitt eines Halteapparates 2, der ein Grundelement 2.2 aufweist, welches hier nur bereichsweise in dem Ausschnitt sichtbar ist. An dem Grundelement 2 erstrecken sich zwei zueinander parallele Streben 2.3 aus einem ferromagnetischen Material. An den beiden Streben 2.3 ist eine Fassung 6 aus einem Ringmagneten befestigt, in dessen nicht bezeichneter Ausnehmung das akustische Element 4 angeordnet ist, wobei dieses durch magnetische Anziehungskraft an den Streben 2.3 fixiert ist.
Mit der magnetischen Fassung 6 kann das akustische Element 4 gemäß der beiden dargestellten Pfeile frei an den Streben 2.3 verschoben werden. Ebenso vorstellbar ist die Befestigung an nichtmagnetischen Materialen durch Verschraubungen an den akustischen Elementen.
Es können mehrere der Streben 2.3 umfangsseitig an einem Grundelement 2.2 angeordnet sein.
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In 9 ist eine Vorrichtung mit einem Halteapparates 2 dargestellt, der ein unteres umfangsseitig geschlossenes hier kreisförmiges Grundelement 2.2 aufweist, an welches sich nach oben biegsame Streben 2.3 anschließen, an deren Enden akustische Elemente 4 angeordnet sind. Diese können in hier nicht dargestellten Fassungen befestigt sein, die an den freien Enden der Streben befestigt sind. Die Streben 2.3 können frei in eine gewünschte Position gebogen werden, was hier an einer Strebe 2.3 beispielhaft gestrichelt dargestellt ist.
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Die vorgenannten Varianten der Vorrichtungen können beliebig mit einander kombiniert sein oder es können auch andere konstruktive Varianten der Halteapparate vorgesehen werden.
Die Halteapparate können mittels geeigneter Elemente gestellfest oder verstellbar vor einer Schallquelle, z.B. einem Schallwandler, in Form eines Lautsprechers, eines Mikrofons und dergleichen oder einem Schallreflektor positioniert werden.
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In 10 ist eine Lautsprecheranordnung im Hörraum zur Unterdrückung der Hörbarkeit von Raumreflexionen dargestellt, die aus einem ersten Lautsprecherpaar mit Lautsprechern L, R und aus einem zweiten Lautsprecherpaar mit Lautsprechern L', R' bestehen. Jeder Lautsprecher L, R, L', R' ist mit einem Halteapparat 2 mit akustischen Elementen 4 versehen, die die Wirksamkeit der Anordnung wesentlich ermöglichen.
Der linke und rechte Lautsprecher L, R des ersten Lautsprecherpaares vor dem Hörer 5 senden jeweils das linke und rechte Signal der Aufnahme in der gewünschten Lautstärke (klassische Stereofonie-Wiedergabe).
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Die Lautsprecher R', L' hinter dem Hörer 5 sind seitenvertauscht angeordnet und exakt auf den jeweils diagonal gegenüber befindlichen Lautsprecher ausgerichtet (R' auf R und L' auf L). Damit sendet der rechts hinter dem Hörer stehende linke Kanal zum linken vorderen Kanal und umgekehrt. Die Lautsprecher R' und L' senden auch die Originalsignale der Aufnahme, jedoch lautstärkevermindert und bei Bedarf phasenversetzt.
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Von den hinter dem Hörer 5 platzierten Lautsprechern R', L' werden Raumreflexionen dadurch wirkungsvoll von der Wahrnehmung des Hörers 5 abgeschirmt, indem von den hinteren Lautsprechern R', L' ggf. lautstärke- und phasenveränderte Originalsignale in den Hörraum hinein abgespielt werden.
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Durch diese Anordnung sowie der damit verbundenen Signalverarbeitung werden „unsaubere“ Raumreflexionen durch „saubere“ Originalsignale überlagert. Mit der Phasenverschiebung kann akustisch auch die virtuelle Größe des Hörraumes verändert werden.
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Die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Systems liegt neben den Effekten der akustischen Elemente am Lautsprecher im Haasschen Effekt, dem Präzedenz-Effekt und der Superposition (ungestörte Überlagerung und Verstärkung) von frontal aufeinandertreffenden Wellen begründet.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung wird ein dreidimensionaler Hörraum geschaffen. Das räumliche Klangerlebnis bleibt dabei auch dann bestehen, wenn sich ein Zuhörer in einem Abhörraum frei bewegt, ähnlich wie bei der Wellenfeldsynthese.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schallwandler
- 2
- Halteapparat
- 2.1
- gebogene Bestandteile
- 2.2
- Grundelement
- 2.3
- Streben
- 3
- Öffnung
- 4
- Akustisches Element
- 5
- Hörer
- 6
- Fassung
- G
- Gitter
- L
- linker Lautsprecher des ersten Lautsprecherpaares
- R
- rechter Lautsprecher des ersten Lautsprecherpaares
- L'
- linker Lautsprecher des zweiten Lautsprecherpaares
- R'
- rechter Lautsprecher des ersten Lautsprecherpaares
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2649771 C3 [0007]
- DE 69427942 T2 [0008]
- US 2011/0222722 A1 [0010]
- DE 10049744 A1 [0011]
