DE102021124624A1

DE102021124624A1 - Schallwand

Info

Publication number: DE102021124624A1
Application number: DE102021124624.5A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Schläfer; Peter Willensdorfer
Original assignee: Limes Immersive Solutions GmbH
Current assignee: Limes Immersive Solutions GmbH
Priority date: 2021-09-23
Filing date: 2021-09-23
Publication date: 2023-03-23
Also published as: WO2023046567A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schallwand (1a-d), die eine plattenförmige Trägerstruktur (2) aus einem zumindest teilweise luftdurchlässigen und zumindest teilweise Schall absorbierenden Material umfasst, welches eine erste Oberfläche (2a), eine der ersten Oberfläche (2a) abgewandte zweite Oberfläche (2b), eine Dicke, und eine Aussparung (2c) aufweist. Die Schallwand (1 a-d) umfasst ferner eine Rahmenstruktur (3), an der die Trägerstruktur (2) befestigt ist, eine auf der ersten Oberfläche (2a) der Trägerstruktur (2) vollflächig aufgebrachte, zumindest teilweise schalltransparente Schicht (5), die insbesondere eine Projektionsfläche zum Aufprojizieren eines Bildes bildet oder die eine bildgebende Schicht zum Anzeigen eines Bildes ist, und einen in der Aussparung (2c) hinter der Schicht (5) angeordneten und Schall erzeugenden Schallwandler (4), der den Schall durch die Schicht (5) abzustrahlen vermag.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schallwand mit integriertem Schallwandler.
Die EP 1 078 300 B1 offenbart eine Projektionswand mit einer aus Segmenten gebildeten Projektionsfläche, von denen wenigstens zwei Segmente Schallabstrahlsegmente sind, mit welchen Schallwellen aus der Projektionsfläche abstrahlbar sind. Die Projektionsfläche ist zum Aufprojizieren eines Bildes vorgesehen. Das Bild wird beispielsweise mit einem Beamer bzw. einem Projektor auf die Projektionsfläche aufprojiziert. Dadurch ist es z.B. möglich, mittels einer Sequenz von Bildern einen Film auf die Projektionsfläche aufzuprojizieren. Für den dem Film zugeordneten Ton bedarf es wenigstens eines Schallwandlers.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Schallwand, insbesondere eine Projektionswand mit integriertem Schallwandler anzugeben.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Schallwand, aufweisend eine plattenförmige Trägerstruktur aus einem zumindest teilweise luftdurchlässigen und zumindest teilweise Schall absorbierenden Material, welches eine erste Oberfläche, eine der ersten Oberfläche abgewandte zweite Oberfläche, eine Dicke, und eine Aussparung aufweist, eine Rahmenstruktur, an der die Trägerstruktur befestigt ist, eine auf der ersten Oberfläche der Trägerstruktur vollflächig aufgebrachte, zumindest teilweise schalltransparente Schicht, und einen in der Aussparung hinter der Schicht angeordneten und Schall erzeugenden Schallwandler, der den Schall durch die Schicht abzustrahlen vermag. Die Schicht ist insbesondere eine Projektionsfläche zum Aufprojizieren eines Bildes oder eine bildgebende Schicht zum Anzeigen eines Bildes.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine modulare Schallwandvorrichtung, aufweisend mehrere, als Schallwandmodule ausgebildete erfindungsgemäße Schallwände, die nebeneinander, insbesondere matrixförmig nebeneinander angeordnet sind, um die modulare Schallwandvorrichtung zu bilden und insbesondere die Schichten der Schallwandmodule zusammen eine Gesamtprojektionsfläche oder eine bildgebende Gesamtschicht zum Anzeigen eines Bildes bilden. Unter „nebeneinander“ wird nicht nur verstanden, dass die Schallwandmodule horizontal nebeneinander angeordnet sind, sondern die Schallwandler können auch in vertikale Richtung nebeneinander angeordnet sein.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung, aufweisend die erfindungsgemäße Schallwand oder die erfindungsgemäße modulare Schallwandvorrichtung, einen Projektor zum Aufprojizieren einer Serie von Bildern auf die Projektionsfläche, und eine mit dem Schallwandler oder den Schallwandlern und dem Projektor verbundene und diese ansteuernde Steuervorrichtung, sodass der von dem Schallwandler oder den Schallwandlern abgegebene Schall synchron zu der Serie von Bildern ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung, aufweisend die erfindungsgemäße Schallwand oder die erfindungsgemäße modulare Schallwandvorrichtung, wobei die Schicht bzw. die Schichten als eine bildgebende Schicht bzw. als bildgebende Schichten ausgebildet ist bzw. sind, und eine mit dem Schallwandler oder den Schallwandlern und der bildgebenden Schicht bzw. den bildgebenden Schichten verbundene Steuervorrichtung, die eingerichtet ist, den bzw. die Schallwandler und die bildgebende Schicht bzw. Schichten derart anzusteuern, dass der von dem Schallwandler oder den Schallwandlern abgegebene Schall synchron zu einer mit der bildgebenden Schicht oder den bildgebenden Schichten angezeigten Serie von Bildern ist.
Die erfindungsgemäße Schallwand umfasst demnach die plattenförmige Trägerstruktur aus einem zumindest teilweise luftfdurchlässigen und zumindest teilweise Schall absorbierenden Material, die Rahmenvorrichtung und den Schallwandler. Die Rahmenvorrichtung ist vorzugsweise selbsttragend und ist insbesondere derart stabil, dass sie die Masse der Trägerstruktur, des Schallwandlers und der Schicht zu tragen vermag.
Die Schallwand ist insbesondere rechteckförmig und weist z.B. Seitenlängen von 0,6m bis 3,0m auf.
Der Schallwandler ist in der Aussparung der Trägerstruktur angeordnet. Dabei kann es vorgesehen sein, dass der Schallwandler an der Trägerstruktur direkt befestigt ist oder an der Rahmenvorrichtung.
Die Rahmenvorrichtung kann auch wenigstens eine Quer- und/oder wenigstens eine Längsstrebe zur Erhöhung der Steifigkeit oder Tragfähigkeit aufweisen.
Die Rahmenvorrichtung ist z.B. aus Holz, Kunststoff oder Metall, beispielsweise aus Aluminium.
Der Schallwandler ist z.B. ein Schallwandler nach dem Prinzip des Beamforming bzw. Beam Steering. Vorzugsweise ist der Schallwandler ein BMR (Balanced Mode Radiator) Schallwandler oder insbesondere ein DML (Distributed Mode Loudspeaker) Schallwandler. Diese Art von Schallwandlern kann relativ flach ausgeführt und somit relativ einfach in der Aussparung der Trägerstruktur angeordnet werden. In Kombination mit der Trägerstruktur können sich außerdem relativ gute, wenn nicht gar sehr gute akustische Eigenschaften der Schallwand ergeben.
Für eine relativ gute, wenn nicht gar sehr gute akustische Eigenschaft ist das Material der Trägerstruktur zumindest teilweise, vorzugsweise weitestgehend luftdurchlässig und zumindest teilweise, vorzugsweise weitestgehend Schall absorbierend.
Vorzugsweise ist das Material der Trägerstruktur derart, dass es Schall zumindest in einem Frequenzbereich über 50Hz, insbesondere über 90Hz und/oder mit einem Absorptionsgrad von α > 0,5, vorzugsweise α > 0,8 absorbiert. Die Abgabe von Schall tieferer Frequenzen als ca. 50 bzw. 90Hz kann z.B. durch die Verwendung von Schallabsorbern, wie sie dem Fachmann im Prinzip z.B. als Plattenschwinger bekannt sind, beeinflusst werden. Weitere Schallabsorber können z.B. auf der Rückseite, d.h. der zweiten Oberfläche der Schallwand befestigt oder in die Rahmenvorrichtung integriert sein.
Die Schall absorbierenden Eigenschaften der Trägerstruktur können z.B. durch die Wahl des Materials, aber auch durch die Dicke der Trägerstruktur eingestellt werden. Als Material kann vorzugsweise Blähglas oder PET oder eine Kombination dieser Materialien verwendet werden bzw. das Material der Trägerstruktur kann Blähglas oder PET oder eine Kombination dieser Materialien aufweisen.
Die Dicke der Trägerstruktur liegt vorzugsweise zwischen 15mm und 1 00mm. Dadurch ergeben sich relativ günstige akustische Eigenschaften, wobei die erfindungsgemäße Schallwand noch relativ leicht transportabel bleibt.
Die erfindungsgemäße Schallwand ist ggf. nicht nur vorgesehen Schall, insbesondere Musik oder Sprache mittels des Schallwandlers abzugeben, sondern ist insbesondere auch für visuelle Darstellung vorgesehen. Dazu umfasst die erfindungsgemäße Schallwand die auf der ersten Oberfläche der Trägerstruktur angeordnete Schicht. Die Schicht ist derart ausgeführt, dass sie auf der ersten Oberfläche vollständig angeordnet ist, also die erste Oberfläche der Trägerstruktur auch im Bereich der Aussparung überdeckt.
Die Schicht ist zumindest teilweise für Schall durchlässig, also zumindest teilweise schalltransparent, vorzugsweise möglichst gut schalltransparent, so dass der in der Aussparung der Trägerstruktur angeordnete Schallwandler seinen Schall möglichst ungehindert durch die Schicht abzustrahlen vermag, also durch die Schicht möglichst wenig verfälscht wird.
Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Schicht möglichst dünn ausgeführt wird, z.B. eine Dicke von weniger als 3mm aufweist, bzw. eine Dicke zwischen 0,1mm und 3mm aufweist. Die Dicke der Schicht kann deren Durchlässigkeit für Schall beeinflussen.
Für relativ gute, wenn nicht gar sehr gute akustische Eigenschaften ist die Schicht insbesondere möglichst nicht schallhart.
Die Schicht ist gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schallwand als eine Projektionsfläche zum Aufprojizieren eines Bildes ausgestaltet. Geeignete Materialien für eine solche Schicht sind z.B. ein Zelluloseputz, eine relativ dünne Laminatschicht oder Gewebe aus PET. Eine solche Schicht kann z.B. auch auf die Trägerstruktur aufgetragen werden, nachdem diese mit der Aussparung versehen ist. Es ist aber auch möglich, dass diese Schicht vor dem Herstellen der Aussparung bereits auf der Trägerstruktur aufgetragen ist.
Die Farbe der Schicht kann für die vorgesehene Projektionsumgebung oder -art angepasst, ggf. optimiert werden.
Alternativ ist die Schicht eine bildgebende Schicht, ist also eingerichtet, ein Bild bzw. eine Serie von Bildern aktiv anzuzeigen. Dies kann z.B. realisiert werden, indem die als bildgebende Schicht ausgebildete Schicht QLEDs, OLEDs oder LCDs aufweist, die insbesondere in einen Stoff eingewebt sind oder auf diesen aufgeklebt sind.
Die Rahmenvorrichtung und das Material der Trägerstruktur sind miteinander verbunden. Das Material der Trägerstruktur kann beispielsweise zur Gänze in der Rahmenvorrichtung liegen. Dann erstreckt sich vorzugsweise die Schicht über die Rahmenvorrichtung. Das Material der Trägerstruktur kann aber auch über der Rahmenvorrichtung stehen und dann seitlich bündig mit dieser abschließen.
Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schallwand ist die Aussparung der Trägerstruktur als eine durchgehende Öffnung ausgebildet, die die Schicht vollständig überdeckt. Diese Öffnung kann z.B. in die Trägerstruktur ausgeschnitten sein.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schallwand, ist die Trägerstruktur im Bereich der Aussparung als eine von der zweiten Oberfläche der Trägerstruktur zugängliche Einbuchtung ausgeführt, deren Dicke im Bereich der ersten Oberfläche im Vergleich zur Dicke der restlichen Trägerstruktur deutlich reduziert ist, sodass der Schallwandler seinen Schall durch diesen Teil der Trägerstruktur und der Schicht zumindest teilweise abzustrahlen vermag. Die Einbuchtung kann z.B. durch Fräsen hergestellt werden bzw. sein, sodass eine Schicht des Trägermaterials stehen bleibt. Der Ausschnitt bzw. die Ausfräsung ist vorzugsweise geringfügig größer als der Schallwandler, um ggf. eine direkte Schwingungsübertragung zwischen Schallwandlern zu verhindern, zumindest zu reduzieren.
Durch die relative geringe Stärke bzw. Dicke der Schicht und der möglichen Montage des Schallwandlers direkt dahinter, wird es ermöglicht, bei einer Bildwiedergabe einen Tiefenversatz, der zu einem Unterschied zwischen dem Betrachtungswinkel des Bildobjekts und dem Winkel zu der schallabstrahlenden Fläche des Schallwandlers führt, zu verringern oder gar zu verhindern. Dies gilt insbesondere für die Transversalebene (Hören in der Horizontalebene), da hier eine Abweichung am leichtesten zu hören ist.
Die erfindungsgemäße Schallwand weist vorzugsweise eine relativ geringe bauliche Tiefe auf.
Die Auslenkung einer Membran des Schallwandlers, entsprechend einem Luftstrom bzw. ein Gehäuse des Schallwandlers sollte die Trägerstruktur möglichst wenig oder gar nicht zum Schwingen anregen, um eine störungsfreie Bildwiedergabe mit unterschiedlichen Projektor-Optiken zu gewährleisten. Dies kann z.B. durch eine entsprechend steife Konstruktion der Rahmenvorrichtung erreicht werden.
Die erste Oberfläche kann planar oder gekrümmt, insbesondere stetig gekrümmt, vorzugsweise doppelt gekrümmt bzw. doppelt stetig gekrümmt ausgeführt sein. Dadurch ist es insbesondere möglich, eine gekrümmte, insbesondere eine doppelt gekrümmte Projektionsfläche bzw. bildgebende Oberfläche bereit zu stellen. Insbesondere die gekrümmte Ausführung kann aufgrund der Trägerstruktur relativ einfach hergestellt werden, wodurch unterschiedliche Bildwiedergaben möglich sind.
Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schallwand umfasst die Trägerstruktur mehrere, nebeneinander angeordnete, plattenförmige Trägerstruktursegmente, um zumindest eine annähernd gekrümmte erste Oberfläche zu bilden. Vorzugsweise ist dann die Schicht derart ausgebildet, dass sie eine stetig gekrümmte, vorzugsweise eine doppelt stetig gekrümmte Projektionsfläche bildet.
Die der Schicht zugewandte erste Oberfläche kann aber beispielsweise auch derart abgefräst werden bzw. sein, dass die einzelnen Trägerstruktursegmente eine gekrümmte, vorzugsweise doppelt gekrümmte Form annehmen. Im Falle der bildgebenden Schicht kann diese ebenfalls derart ausgeführt sein, dass sie ein gekrümmtes, insbesondere ein doppelt gekrümmtes Bild anzuzeigen vermag.
Wie bereits erwähnt, betrifft die Erfindung die modulare Schallwandvorrichtung, aufweisend mehrere, als Schallwandmodule ausgebildete erfindungsgemäße Schallwände. Die einzelnen Schallwandmodule sind nebeneinander angeordnet, z.B. mittels Befestigungsmittel nebeneinander befestigt, sodass die Schichten der Schallwandmodule zusammen die Gesamtprojektionsfläche oder die bildgebende Gesamtschicht zum Anzeigen eines Bildes bilden. Aufgrund der Modularisierung können verschieden große und /oder unterschiedlich aufgebaute Schallwandvorrichtungen zusammengestellt werden.
Gemäß einer Variante der erfindungsgemäßen modularen Schallwandvorrichtung weist diese wenigstens ein schallwandlerloses Modul auf, welches eine weitere Rahmenvorrichtung, eine weitere Trägerstruktur insbesondere ohne Aussparung, deren Material dem Material der Trägerstruktur der Schallwandmodule entspricht, und eine auf der weiteren Trägerstruktur vollflächig aufgebrachte, der Schicht der Schallwandmodule entsprechenden weitere Schicht umfasst, sodass das schallwandlerlose Modul und die Schallwandmodule zusammen die modulare Schallwandvorrichtung zu bilden vermögen. Das schallwandlerlose Modul umfasst demnach keinen Schallwandler.
Insbesondere können die einzelnen Schallwandmodule und ggf. die schallwandlerlosen Module verschiedene Größen und Formen (planar, einfach und doppelt gekrümmt) haben. Um die unterschiedlichen Formen zu erreichen, kann eine Spantenunterkonstruktion verwendet werden.
Um die Stetigkeit bei einfachen und doppelten Krümmungen zu erzielen, kann ein nicht hinreichend biegsames Trägermaterial z.B. segmentiert werden, um plattenförmige Trägerstruktursegmente zu erhalten. Diese werden z.B. untereinander verbunden und dann in die Rahmenvorrichtung eingebracht. Auch mit Hilfe der Spantenunterkonstruktion kann eine Annäherung an die Krümmung erzielt und die segmentierte Trägerstruktur in Form gehalten werden. Die exakte Stetigkeit kann dann über das Auftragen der Schicht erreicht werden, welche die Unstetigkeiten der Segmentierung durch unterschiedliche Stärke auszugleichen vermag.
Die Schallwand bzw. die Schallwandmodul kann einen einzigen Schallwandler oder mehrere Schallwandler umfassen. Umfasst die Schallwand bzw. das Schallwandmodul mehrere Schallwandler, dann kann die Schallwand bzw. das Schallwandmodul entsprechend mehrere Aussparungen umfassen. Es kann auch vorgesehen sein, dass zwei oder mehrere Schallwandler in einer Aussparung angeordnet sind.
Die Schicht kann für Anwendungen, in denen eine Bildwiedergabe nicht erwünscht/notwendig ist, bedruckt sein. Das System kann damit auch als rein absorbierendes, modulares Freiformsystem ausgeführt sein. Aussparungen sind möglich (z.B. für Türen), die Türen können als eigenständige Module ausgeführt sein.
Die Module können untereinander zu verschiedenen Formen verbunden werden (z.B. Quader, Kuppel, amorphe Wände). Die Module können entweder direkt miteinander oder über eine tragende Primärstruktur miteinander verbunden werden (z.B. bei großen Installationen oder hohen statischen Belastungen, wie. z.B. das Fliegen von Traversen).
Durch die Ausführung als modulare Schallwandvorrichtung werden neben fixen auch temporäre Aufbauten ermöglicht, da die Module wiederverwendbar sind und frei miteinander/untereinander kombiniert werden können. Dies verringert auch den CO2-Abdruck für Aufbauten dieser Art.
Durch die Kombination aus Freiformen und den beschriebenem absorbierenden, (elektro-) akustischen und bildwiedergebenden Eigenschaften der Module lassen sich jegliche Wandformen (planar, amorph, etc.) und Kubaturen (Quader, Zylinder, Kuppeln, etc.) ohne nachteilige akustische Effekte wie Flatterechos realisieren. In dieser Art ausgebauten Räumen kann so eine adaptive/immersive/3D-Akustik mit einer frontalen oder insbesondere 360°-Bildwiedergabe kombiniert werden (z.B. Immersives Theater/Immersive Konzerthäuser, Simulationsräume, Planetarien, etc.)
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind exemplarisch in den beigefügten schematischen Figuren dargestellt. Es zeigen:

1 eine erste Ausführung einer Schallwand in einer Explosionsdarstellung,
2 eine Seitenansicht der Schallwand der 1 in geschnittener Darstellung,
3 eine alternative Ausgestaltung der Schallwand der 1 in geschnittener Darstellung,
4 eine zweite Ausführung einer Schallwand in einer Explosionsdarstellung,
5 eine Seitenansicht der Schallwand der 4 in geschnittener Darstellung,
6 eine alternative Ausgestaltung der Schallwand der 4 in geschnittener Darstellung,
7 eine Ausführungsform einer Schallwand mit einer einfach gekrümmten Oberfläche in perspektivischer Darstellung,
8 eine Ausführungsform einer Schallwand mit einer doppelt gekrümmten Oberfläche in perspektivischer Darstellung, und
9 - 14 modulare Schallwandvorrichtungen mit mehreren, als Schallwände ausgeführte Schallwandmodulen.

Die 1 zeigt eine erste Ausführung einer Schallwand 1a in einer Explosionsdarstellung und die 2 zeigt eine Seitenansicht der Schallwand 1a in geschnittener Darstellung. Die 3 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Schallwand 1a in geschnittener Darstellung.
Die Schallwand 1a umfasst eine plattenförmige Trägerstruktur 2 aus einem zumindest teilweise luftfdurchlässigen und zumindest teilweise Schall absorbierenden Material, eine Rahmenvorrichtung 3, einen Schallwandler 4 und eine Schicht 5.
Die plattenförmige Trägerstruktur 2 umfasst eine erste Oberfläche 2a, auf der die Schicht 5 aufgetragen bzw. befestigt ist, und eine der ersten Oberfläche 2a abgewandte zweite Oberfläche 2b, die insbesondere die Rückseite der Schallwand 1a bildet.
Die Trägerstruktur 2 ist an der Rahmenvorrichtung 3 angeordnet bzw. befestigt. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umrandet die Rahmenvorrichtung 3 die Trägerstruktur 2 vollständig und die Schicht 5 erstreckt sich über die Rahmenvorrichtung 3 derart, dass sie bündig mit der Rahmenvorrichtung 3 abschließt.
Die Rahmenvorrichtung 3 ist z.B. aus Holz, Kunststoff oder Metall, beispielsweise aus Aluminium.
Die Rahmenvorrichtung 3 ist vorzugsweise selbsttragend und ist insbesondere derart stabil, dass sie die Masse der Trägerstruktur 2, des Schallwandlers 4 und der Schicht 5 zu tragen vermag.
Die Schallwand 1a ist insbesondere rechteckförmig und weist z.B. Seitenlängen von 0,6m bis 3,0m auf.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist das Material der plattenförmigen Trägerstruktur 2 derart, dass es Schall zumindest in einem Frequenzbereich über 50Hz, insbesondere über 90Hz und/oder mit einem Absorptionsgrad von α > 0,5, vorzugsweise α > 0,8 absorbiert. Die Abgabe von Schall tieferer Frequenzen als ca. 50 bzw. 90Hz kann z.B. durch die Verwendung von nicht dargestellten Schallabsorbern, wie sie dem Fachmann im Prinzip z.B. als Plattenschwinger bekannt sind, beeinflusst werden. Weitere Schallabsorber können z.B. auf der Rückseite, d.h. der zweiten Oberfläche 2b befestigt oder in die Rahmenvorrichtung 3 integriert sein.
Die Schall absorbierenden Eigenschaften der Trägerstruktur 2 können z.B. durch die Wahl des Materials, aber auch durch die Dicke der Trägerstruktur 2 eingestellt werden. Als Material wird im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels Blähglas oder PET oder eine Kombination dieser Materien verwendet werden.
Die Dicke der Trägerstruktur 2 liegt im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels zwischen 15mm und 100mm.
Die Trägerstruktur 2 umfasst eine Aussparung 2c, in der der Schallwandler 4 angeordnet, im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels an der Trägerstruktur 2 befestigt ist. Es ist aber auch möglich, dass der Schallwandler 4 an der Rahmenvorrichtung 3 befestigt ist. Dazu umfasst diese z.B. eine nicht dargestellte Quer- oder Längsstrebe.
Der Schallwandler 4 ist z.B. ein Schallwandler nach dem Prinzip des Beamforming bzw. Beam Steering. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der Schallwandler 4 ein BMR (Balanced Mode Radiator) Schallwandler oder vorzugsweise ein DML (Distributed Mode Loudspeaker) Schallwandler.
Die Aussparung 2c kann z.B. als eine Öffnung 22 ausgeführt sein, wie dies in der 2 dargestellt ist. Die Schicht 5 erstreckt sich in diesem Fall über die Öffnung 22.
Die Schicht 5 ist für Schall zumindest teilweise durchlässig, sodass der Schallwandler 4 den von ihm erzeugten Schall durch die Schicht 5 abzustrahlen vermag.
Die Aussparung 2c kann auch als eine Einbuchtung 32 ausgeführt sein, wie dies in der 3 dargestellt ist. In diesem Fall ist die Dicke der Trägerstruktur 2 im Bereich der Aussparung 2c bzw. Einbuchtung 32 kleiner als die restliche Dicke der Trägerstruktur 2, sodass der Schallwandler 4 den von ihm erzeugten Schall durch die Trägerstruktur 2 im Bereich der Aussparung 2c bzw. im Bereich der Einbuchtung 32 und durch die Schicht 5 abzustrahlen vermag. Die Einbuchtung 32 ist über die Rückseite der Schallwand 1a bzw. über die zweite Oberfläche 2b der Trägerstruktur 2 zugänglich.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist die Schallwand 1a nicht nur vorgesehen, um Schall, insbesondere Musik oder Sprache mittels des Schallwandlers 4 abzugeben, sondern ist auch für eine visuelle Darstellung vorgesehen. Dazu umfasst die Schallwand 1a die auf der ersten Oberfläche 2a der Trägerstruktur 2 angeordnete Schicht 5. Die Schicht 5 ist insbesondere derart ausgeführt, dass sie auf der ersten Oberfläche 2a vollständig angeordnet ist, also die erste Oberfläche 2a der Trägerstruktur 2 auch im Bereich der Aussparung 2c überdeckt.
Die Schicht 5 ist möglichst dünn ausgeführt und weist z.B. eine Dicke von weniger als 3 mm auf. Die Schicht 5 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels möglichst nicht schallhart.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels bildet die Schicht 5 eine Projektionsfläche zum Aufprojizieren eines Bildes und ist z.B. aus einem Zelluloseputz, einer relativ dünnen Laminatschicht oder aus einem Gewebe aus PET gefertigt.
Die Farbe der Schicht 5 kann für die vorgesehene Projektionsumgebung oder -art angepasst, ggf. optimiert werden.
Alternativ ist die Schicht 5 eine bildgebende Schicht, ist also eingerichtet, ein Bild bzw. eine Serie von Bildern aktiv anzuzeigen. Dies wird im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels realisiert, indem die als bildgebende Schicht ausgebildete Schicht 5 QLEDs, OLEDs oder LCDs aufweist, die z.B. in einem Stoff eingewebt oder auf diesen aufgeklebt sind.
Die 4 zeigt eine zweite Ausführung einer Schallwand 1b in einer Explosionsdarstellung und die 5 zeigt eine Seitenansicht der Schallwand 1b in geschnittener Darstellung. Die 6 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Schallwand 1b in geschnittener Darstellung.
Die in den 4 bis 6 gezeigte Schallwand 1 b unterscheidet sich im Wesentlichen von der in den 1 bis 3 gezeigten Schallwand 1a dadurch, dass die Trägerstruktur 2 die Rahmenvorrichtung 3 frontseitig überlappt und mit der Rahmenvorrichtung 3 seitlich bündig verläuft.
Die Trägerstruktur 2 der in der 5 gezeigten Variante der Schallwand 1b umfasst die als Öffnung 22 ausgebildete Aussparung 2c und die Trägerstruktur 2 der in der 6 gezeigten Variante der Schallwand 1b umfasst die als Einbuchtung 32 ausgebildete Aussparung 2c.
In den in den 1 bis 6 gezeigten Ausführungsbeispielen sind die ersten Oberflächen 2a und somit die Projektionsflächen bzw. die bildgebenden Schichten der Schallwände 1a, 1b planar.
Die erste Oberfläche 2a bzw. die Schicht 5 kann auch gekrümmt, insbesondere doppelt gekrümmt sein.
Die 7 zeigt eine Ausführungsform einer Schallwand 1c mit einer gekrümmten ersten Oberflächen 2a in perspektivischer Darstellung. Die gekrümmte erste Oberfläche 2a ist insbesondere einfach gekrümmt. Die 7a zeigt die Vorderseite und die 7b zeigt die Rückansicht der Schallwand 1c.
Die Rahmenvorrichtung 3 der in der 7 gezeigten Schallwand 1c ist mit einer Spantenunterkonstruktion gefertigt, sodass im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiel die Rahmenvorrichtung 3 mehrere gebogene bzw. gekrümmte Querstreben 3a umfasst.
Die 8 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Schallwand 1d. Diese unterscheidet sich im Wesentlichen von den in den 1 bis 6 gezeigten Schallwänden 1a, 1b dadurch, dass die Trägerstruktur 2 mehrere, nebeneinander angeordnete, plattenförmige Trägerstruktursegmente 82 umfasst, um zumindest eine annähernd gekrümmte, insbesondere doppelt gekrümmte erste Oberfläche 1a zu bilden.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann die Schicht 5 derart ausgebildet sein, dass sie eine gekrümmte, vorzugsweise eine doppelt gekrümmte, ggf. stetig gekrümmte bzw. doppelt stetig gekrümmte Projektionsfläche bildet. Im Falle der bildgebenden Schicht kann diese ebenfalls derart ausgeführt sein, dass sie ein gekrümmtes, insbesondere ein doppelt gekrümmtes Bild anzuzeigen vermag.
Die in den 1 bis 8 gezeigten Schallwände 1a, 1b, 1c, 1d können als Schallwandlermodule ausgebildet sein, sodass mehrere, nebeneinander angeordnete Schallwandlermodule eine Schallwandvorrichtung bilden. Die einzelnen Schallwandmodule sind nebeneinander angeordnet, z.B. mittels Befestigungsmittel nebeneinander befestigt, sodass die Schichten 5 der Schallwandmodule zusammen eine Gesamtprojektionsfläche oder eine bildgebende Gesamtschicht zum Anzeigen eines Bildes bilden. Aufgrund der Modularisierung können verschieden große und /oder unterschiedlich aufgebaute Schallwandvorrichtungen zusammengestellt werden.
Die 9 bis 14 zeigen Beispiele solcher Schallwandvorrichtungen 90, die jeweils mehrere, als Schallwandlermodule 91 ausgebildete Schallwände 1a bis d aufweisen. Die Schallwandvorrichtungen 90 können auch wenigstens ein schallwandlerloses Modul 92 aufweisen, welches eine weitere Rahmenvorrichtung, eine weitere Trägerstruktur insbesondere ohne Aussparung, deren Material dem Material der Trägerstruktur 2 der Schallwandmodule entspricht, und eine auf der weiteren Trägerstruktur vollflächig aufgebrachte, der Schicht 5 der Schallwandmodule 91 entsprechenden weitere Schicht umfasst, sodass das schallwandlerlose Modul 92 und die Schallwandmodule 91 zusammen die modulare Schallwandvorrichtung zu bilden vermögen.
Insbesondere können die einzelnen Schallwandmodule 91 und ggf. die schallwandlerlosen Module 92 verschiedene Größen und Formen (planar, einfach und doppelt gekrümmt) haben. Um die unterschiedlichen Formen zu erreichen, kann eine Spantenunterkonstruktion verwendet werden.
Die in der 9 dargestellte modulare Schallwandlervorrichtung 90 umfasst z.B. sechs Schallwandmodule 91, die z.B. entsprechend den in den 1 bis 3 oder 4 bis 6 dargestellten Schallwänden 1a, 1b ausgeführt sind.
Die in der 10 dargestellte modulare Schallwandlervorrichtung 90 umfasst z.B. mehrere Schallwandmodule 91, die z.B. entsprechend den in den 1 bis 3 oder 4 bis 6 dargestellten Schallwänden 1a, 1b ausgeführt sind, und mehrere schallwandlerlose Module 92. Es handelt sich hierbei insbesondere um einen Raum, an dessen Wände die Schallwandlervorrichtung 90 befestigt ist. Der Raum kann mittels einer Tür 100 betreten werden. Die Tür 100 kann ebenfalls mit einem Schallwandmodul 91 oder mit einem schallwandlerlosen Modul 92 versehen sein.
Die in der 10 dargestellte modulare Schallwandlervorrichtung 90 umfasst z.B. mehrere Schallwandmodule 91, die z.B. entsprechend den in den 7 oder 8 dargestellten Schallwänden 1c, d ausgeführt sind.
Die in der 11 dargestellte modulare Schallwandlervorrichtung 90 umfasst z.B. mehrere Schallwandmodule 91, die z.B. entsprechend den in den 7 oder 8 dargestellten Schallwänden 1c, d ausgeführt sind. Diese Schallwandvorrichtung 90 hat die Form einer amorphen Wand mit Durchgängen.
Die in der 12 dargestellte modulare Schallwandlervorrichtung 90 umfasst z.B. mehrere Schallwandmodule 91, die z.B. entsprechend der in der 7 dargestellten Schallwand 1c ausgeführt sind. Diese Schallwandvorrichtung 90 hat die Form eines Teilzylinders.
Die in der 13 dargestellte modulare Schallwandlervorrichtung 90 umfasst z.B. mehrere Schallwandmodule 91, die z.B. entsprechend den in den 7 oder 8 dargestellten Schallwänden 1c, d ausgeführt sind. Diese Schallwandvorrichtung 90 ist kuppelförmig.
Die in der 14 dargestellte modulare Schallwandlervorrichtung 90 umfasst z.B. mehrere Schallwandmodule 91, die z.B. entsprechend den in den 7 oder 8 dargestellten Schallwänden 1c, d ausgeführt sind. Diese Schallwandvorrichtung 90 ist in ihrem oberen Bereich kuppelförmig und in ihrem unteren Bereich zylinderförmig.
Sind die Schichten 5 als Projektionsflächen ausgebildet, dann können die Schallwände 1a bis 1d bzw. die Schallwandvorrichtungen 90 mit einem in der 9 gezeigten Projektor 93 zum Aufprojizieren einer Serie von Bildern auf die Projektionsfläche bzw. die Gesamtprojektionsfläche, und mit einer mit dem Schallwandler 4 bzw. den Schallwandlern 4 und dem Projektor 93 verbundene und diese ansteuernde Steuervorrichtung 94 kombiniert werden, sodass der von dem Schallwandler 4 oder den Schallwandlern 4 abgegebene Schall synchron zu der Serie von Bildern ist.
Sind die Schichten 5 bildgebende Schichten, dann können die Schallwände 1a bis 1d bzw. die Schallwandvorrichtungen 90 mit einer in der 6 gezeigten Steuervorrichtung 60 kombiniert werden, die die bildgebende Schicht bzw. Schichten und die Schallwandler 4 oder die Schallwandler 4 derart ansteuert, dass der von dem Schallwandler 4 oder den Schallwandlern 4 abgegebene Schall synchron zu einer mit der bildgebenden Schicht oder den bildgebenden Schichten angezeigten Serie von Bildern ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1078300 B1 [0002]

Claims

Schallwand, aufweisend: - eine plattenförmige Trägerstruktur (2) aus einem zumindest teilweise luftdurchlässigen und zumindest teilweise Schall absorbierenden Material, welches eine erste Oberfläche (2a), eine der ersten Oberfläche (2a) abgewandte zweite Oberfläche (2b), eine Dicke, und eine Aussparung (2c) aufweist, - eine Rahmenstruktur (3), an der die Trägerstruktur (2) befestigt ist, - eine auf der ersten Oberfläche (2a) der Trägerstruktur (2) vollflächig aufgebrachte, zumindest teilweise schalltransparente Schicht (5), die insbesondere eine Projektionsfläche zum Aufprojizieren eines Bildes bildet oder die eine bildgebende Schicht zum Anzeigen eines Bildes ist, und - einen in der Aussparung (2c) hinter der Schicht (5) angeordneten und Schall erzeugenden Schallwandler (4), der den Schall durch die Schicht (5) abzustrahlen vermag.
Schallwand nach Anspruch 1, wobei das Material der Trägerstruktur (2) Schall zumindest in einem Frequenzbereich über 50 Hz, vorzugsweise über 90 Hz, und/oder einem Schallabsorptionsgrad α > 0,5, vorzugsweise α > 0,8 absorbiert, und/oder die Dicke der Trägerstruktur (2) zwischen 15mm und 100mm liegt, und/oder das Material der Trägerstruktur (2) Blähglas oder PET oder eine Kombination dieser Materien umfasst.
Schallwand nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schicht (5) als ein Zelluloseputz, als Laminatschicht, oder als Gewebe aus PET ausgeführt ist, und/oder die Schicht (5) eine Dicke zwischen 0,1mm und 3mm aufweist.
Schallwand nach Anspruch 1 oder 2, wobei die als bildgebende Schicht ausgebildete Schicht (5) QLEDs, OLEDs oder LCDs aufweist, die insbesondere in einen Stoff eingewebt sind oder auf diesen aufegklebt sind
Schallwand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Aussparung (2c) der Trägerstruktur (4) als eine durchgehende Öffnung (22) ausgebildet ist, die die Schicht (5) vollständig überdeckt, oder wobei die Trägerstruktur (2) im Bereich der Aussparung (2c) als eine von der zweiten Oberfläche (2b) der Trägerstruktur (2) zugängliche Einbuchtung (32) ausgeführt ist, deren Dicke im Bereich der ersten Oberfläche (2a) im Vergleich zur Dicke der restlichen Trägerstruktur (2) deutlich reduziert ist, sodass der Schallwandler (4) seinen Schall durch diesen Teil der Trägerstruktur (2) und der Schicht (5) zumindest teilweise abzustrahlen vermag.
Schallwand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Oberfläche (2a) planar oder gekrümmt, insbesondere doppelt gekrümmt ausgeführt ist.
Schallwand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Trägerstruktur (2) mehrere, nebeneinander angeordnete, plattenförmige Trägerstruktursegmente (82) aufweist, um zumindest eine annähernd gekrümmte erste Oberfläche (2a) zu bilden, und insbesondere die Schicht (5) derart ausgebildet ist, dass sie eine gekrümmte Projektionsfläche bildet.
Modulare Schallwandvorrichtung, aufweisend mehrere, als Schallwandmodule (91) ausgebildete Schallwände (1a-d) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, die nebeneinander, insbesondere matrixförmig nebeneinander angeordnet sind, um die modulare Schallwandvorrichtung (90) zu bilden und insbesondere die Schichten (5) der Schallwandmodule (91) zusammen eine Gesamtprojektionsfläche oder eine bildgebende Gesamtschicht zum Anzeigen eines Bildes bilden.
Modulare Schallwandvorrichtung nach Anspruch 8, aufweisend wenigstens ein schallwandlerloses Modul (92), welches eine weitere Rahmenvorrichtung, eine weitere Trägerstruktur, deren Material dem Material der Trägerstruktur der Schallwandmodule entspricht, und eine auf der weiteren Trägerstruktur vollflächig aufgebrachte, der Schicht der Schallwandmodule entsprechenden weitere Schicht, sodass das schallwandlerlose Modul (92) und die Schallwandmodule zusammen die modulare Schallwandvorrichtung zu bilden vermögen.
Vorrichtung, aufweisend eine Schallwand nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder eine modulare Schallwandvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, einen Projektor (93) zum Aufprojizieren einer Serie von Bildern auf die Projektionsfläche, und eine mit dem Schallwandler (4) oder den Schallwandlern (4) und dem Projektor (93) verbundene und diese ansteuernde Steuervorrichtung (94), sodass der von dem Schallwandler (4) oder den Schallwandlern (4) abgegebene Schall synchron zu der Serie von Bildern ist.
Vorrichtung, aufweisend eine Schallwand nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder eine modulare Schallwandvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Schicht (5) bzw. die Schichten (5) als eine bildgebende Schicht bzw. als bildgebende Schichten ausgebildet ist bzw. sind, und eine mit dem Schallwandler (4) oder den Schallwandlern (4) und der bildgebenden Schicht bzw. den bildgebenden Schichten verbundene Steuervorrichtung (60), die eingerichtet ist, den bzw. die Schallwandler (4) und die bildgebende Schicht bzw. Schichten derart anzusteuern, dass der von dem Schallwandler oder den Schallwandlern abgegebene Schall synchron zu einer mit der bildgebenden Schicht oder den bildgebenden Schichten angezeigten Serie von Bildern ist.