DE202016001446U1 - Round sound reflector - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung beschreibt kegelartige Schalldiffusoren, welche vornehmlich zusammen mit Lautsprechern verwendet werden können. Diese Diffusor-Kegel zeichnet aus, dass sie grundsätzlich konvex geformt sind (1), dabei ausgestattet sind mit einem an der KegelBasis (h) deutlichen konvexen Kreisbogen (f) und mit mindestens einer geraden Kegel-Seitenwand (d), die in der KegelSpitze mündet.The present invention describes cone-shaped sound diffusers which can be used primarily with loudspeakers. This diffuser cone distinguishes that they are basically convex shaped (1), being equipped with a convex arc (f) distinct at the cone base (h) and having at least one straight cone sidewall (d) in the cone tip empties.
Description
Beschreibung & Stand der TechnikDescription & state of the art
-
{a} Rundumstrahlende Lautsprecher sind jetzt seit etwa 100 Jahre bekannt.(Im deutschen Raum erschien 1925 eine Monographie zum Thema Lautsprecher, in welcher unter der Überschaft
”Indirekt wirkende Lautsprecher” mehrere Beispiele dafür aufgeführt werden (Nesper 1925b: 53–60) "Indirect-acting Speakers" Several Examples Be Listed (Nesper 1925b: 53-60) - {b} Es gibt inzwischen verschiedene Schallwandler- & Konstruktions-Prinzipien, durch welche eine optimale omnidirektionale Schall-Übertragung & -Ausbreitung erzielt werden soll. Es gibt u. a. Lautsprecher-Treiber mit konstruktiv bedingter rundstrahlender Schallausbreitung (z. B. PlasmaHochtöner), dann Dipole sowie Bipole, Gehäuse mit versetzten Lautsprechern (z. B. Gehäuse in Kugelform), sowie die oberhalb unter {a} erwähnten Gehäuse bzw. Systeme mit Radial-Hörnern bzw. Diffusor-Elementen. Eine kleine Übersicht ist auf de.Wikipedia.org unter dem Stichwort ”Omnidirektionaler Lautsprecher” zu finden. In vorliegender Erfindung geht es primär um Schalldiffusor-Elemente.{b} There are now various sound transducer & design principles that should achieve optimal omnidirectional sound transmission & propagation. There are u. a. Speaker driver with design-related omnidirectional sound propagation (eg plasma tweeter), then dipoles as well as bipoles, housings with staggered loudspeakers (eg housings in spherical form), and the housings or systems with radial contact mentioned above under {a}. Horns or diffuser elements. A small overview can be found on de.Wikipedia.org under the keyword "omnidirectional loudspeaker". In the present invention, it is primarily to sound diffuser elements.
-
{c} Als Diffusor-Elemente werden derzeit von den diversen Anbietern von Rundstrahlern überwiegend solche mit konkav gekrümmter Oberfläche verwendet. Dies unter anderem deswegen, um eine möglichst kugelförmige Schallausbreitung zu erzielen. Ein Beispiel hierfür ist die Patentschrift
DE 19527499 DE 19527499 -
{d} In der Patentschrift
DE 10 2011 113 602.2 DE 10 2011 113 602.2 -
{e} In der Patentschrift
DE000010341213A1 DE000010341213B4 DE000010341213A1 DE000010341213B4
Zugrunde liegende ProblemeUnderlying problems
- {f} Im Lautsprecherbau ist bekannt, dass im Nahbereich eines Lautsprecher-Treibers alles an Kanten vermieden werden soll, weil es sonst zu Kanten-Beugungseffekten kommt und damit u. a. zu Phantom-Schallquellen. Beim Bau von Rundstrahlern wird zu wenig berücksichtigt, dass auch kantig ausgeführte Schalldiffusoren solche Kanten-Beugungseffekte evozieren und darüber vor allem auch Baffle-Steg-Effekte. Die Auswirkung davon ist, dass sich die Wiedergabe-Frequenzkurve der Lautsprecherbox verschlechtert und dass die lokale Platzierung und Ortbarkeit der Stimmen/Instrumente/Geräusche/Effekte/etc. (im Weiteren nur noch kurz ”Stimmen” genannt) negativ beeinflusst wird. Daher kommt auch der Ruf, dass Rundstrahler den prinzipiellen Nachteil hätten, dass sie eine schlechtere Stimmen-Platzierung und Ortbarkeit hätten als Direktstrahler – was aber mitnichten so sein muß.{f} In loudspeaker construction is known that in the vicinity of a loudspeaker driver, all edges should be avoided, otherwise it comes to edge-diffraction effects and thus u. a. to phantom sound sources. When constructing omnidirectional radiators, too little consideration is given to the fact that even edged sound diffusers evoke such edge-diffraction effects and, above all, baffle-bridge effects as well. The effect of this is that the loudspeaker box's playback frequency response is degraded and the local placement and traceability of the voices / instruments / sounds / effects / etc. (hereinafter referred to as "voices" for short) is negatively influenced. Therefore comes the call that omnidirectional have the principal disadvantage that they have a worse voice placement and Ortbarkeit than direct emitters - but this is by no means so.
- {g} Konkave Schalldiffusoren produzieren im Nahbereich von auftreffendem und reflektiertem Schall sich überkreuzende Wellen, welche zu Interferenzen führen. Das bedeutet somit, sie produzieren eine frequenzabhängige Anhebung bis Absenkung von Tönen und somit eine Verzerrung des Schallereignisses. Dies ist sowohl meßtechnisch darstellbar und als auch hörbar.{g} Concave sound diffusers produce crossing waves at close range of incident and reflected sound, which causes interference. This means that they produce a frequency-dependent increase to decrease of sounds and thus a distortion of the sound event. This is both metrologically representable and audible.
- {h} Vielfach wird im Zusammenhang mit Rundstrahlern gesagt, dass die kugelförmige Schallausbreitung das Optimum darstelle. Deswegen werden, wie oben unter Punkt {c} dargestellt, bisher überwiegend konkave Schalldiffusoren favorisiert. Wenn man allerdings an einer Stereo-Anlage zwei solche Rundstrahler mit (tendenziell) kugelförmiger Schallausbreitung betreibt, dann befinden sich die im Audio-Panorama mittig angeordneten Stimmen nicht mehr auf der Höhe der Lautsprecher, sondern kleben fast unter der Zimmerdecke, nämlich etwa im HalbkreisRadius oberhalb von diesen beiden Lautsprechern. Das heißt, bei einem Lautsprecher-Abstand von 12 m sind das ~6 m oberhalb der Lautsprecher-Ebene (immer eine gut abgemischte Produktion vorausgesetzt).{h} It is often said in connection with omnidirectional sources that the spherical sound propagation is the optimum. Therefore, as shown above under point {c}, so far predominantly concave sound diffusers favored. However, if you operate on a stereo system two such omnidirectional with (tend to) spherical sound propagation, then the centrally located in the audio panorama voices are no longer at the height of the speakers, but stick almost under the ceiling, namely about semicircle radius above from these two speakers. That is, with a speaker distance of 12 m, these are ~ 6 m above the speaker level (always assuming a well mixed production).
- {i} Der Schall-Abstrahlwinkel eines elektro-magnetischen Lautsprecher-Treibers ist stark abhängig vom Neigungswinkel der Lautsprechermembran samt Ausformung des MittelKonus – incl. Phase-Plugs –, also von seiner Membran-Geometrie. Damit hängt aber auch der effektive Schall-Reflektionswinkel ab Schalldiffusor-Oberfläche von dieser Membran-Geometrie ab. Dem wird aber noch kaum Rechnung getragen. So haben etwa bislang die allermeisten Doppelkegel-Diffusoren von diversen Herstellern oben und unten etwa denselben Winkel, obwohl z. B. ein Kalotten-Hochtöner eingesetzt wird, der aber eine ganz andere Membran-Geometrie hat als der gegenüberliegende Baß-/Mitteltöner.{i} The sound radiation angle of an electro-magnetic loudspeaker driver is strongly dependent on the angle of inclination of the loudspeaker diaphragm together with shaping of the center cone - incl. phase plug -, thus of its membrane geometry. But this also depends on the effective sound reflection angle from the sound diffuser surface of this membrane geometry. But this is hardly taken into account. So far, for example, have the vast majority of double-cone diffusers from various manufacturers above and below about the same angle, although z. B. a dome tweeter is used, but has a very different membrane geometry than the opposite bass / midrange.
Problemlösungen troubleshooting
-
{j} Um den negativen Effekten von Kantenbeugung sowie Baffle-Steg zu begegnen (siehe Abs. {f}), bekommen die Diffusor-Kegel deutliche konvexe Rundungen (siehe
1 , f). Hierbei geht diese Rundung über den maximalen Kegeldurchmesser (g) hinaus wieder zurück in Richtung KegelMitte. (1 , i) Der optimale RundungsRadius an der Kegelbasis steht dabei in Abhängigkeit von der tiefsten Frequenz – somit längsten Wellenlänge –, welche der dem Diffusor zugeordnete Lautsprecher-Treiber wiedergeben kann & soll und zugleich von der tiefsten Frequenz, die vom Diffusor im gewünschten Winkel gemäß Reflektionsgesetz zurückgeworfen werden soll.{j} In order to counteract the negative effects of edge diffraction and the baffle bridge (see para. {f}), the diffuser cones get distinct convex curves (see1 , f). Here, this rounding goes beyond the maximum cone diameter (g) back to the center of the cone. (1 i) The optimum rounding radius at the cone base is dependent on the lowest frequency - thus the longest wavelength - which the loudspeaker driver assigned to the diffuser can and should reflect, and at the same time on the lowest frequency, that of the diffuser at the desired angle in accordance with the law of reflection to be thrown back. - {k} Ein weiterer Problemlösungsansatz für die in Abs. {j} formulierte Herausforderung ist, dass die Spitze des Diffusor-Kegels so nahe wie möglich an den zugehörigen Lautsprecher herangeführt wird. Für diese Diffusor-Spitze gilt zwar grundsätzlich dasselbe, wie das im vorigen Punkt zum optimalen Krümmungsradius Gesagte, jedoch wird mit Verringerung der Distanz zwischen Diffusor und Lautsprecher die Bedeutung immer geringer, sowohl quantitativ wie qualitativ.{k} Another problem solving approach for the challenge formulated in § {j} is that the tip of the diffuser cone should be brought as close as possible to the associated speaker. Although the same principle applies to this diffuser tip as the one described above for the optimal radius of curvature, with decreasing the distance between the diffuser and the loudspeaker, the meaning becomes ever smaller, both quantitatively and qualitatively.
-
{l} Indem die Schalldiffusor-Kegel gemäß vorliegender Erfindung nur mit geraden Seitenwänden (Kegel-Mantelseiten, siehe
1 , d bzw.2 , d1 & d2) ausgestattet sind plus den konvexen Kreisbögen {k}, kommt es zu keinen Interferenzen, wie in Punkt {g} ausgeführt.{L} By the sound diffuser cone according to the present invention only with straight side walls (cone shell sides, see1 , d2 , d1 & d2) plus the convex circular arcs {k}, there is no interference as stated in point {g}. -
{m} Die gerade Seitenwand eines Diffusor-Kegels kann auch zweiteilig sein (siehe
2 ), indem zwischen zwei Teil-Seitenwänden (d1 & d2) ein kleiner, konvexer Kreisbogen (j) eingefügt wird, sodaß – von der KegelSpitze aus gesehen und bezogen auf die Kegel-Mittelachse (i) – die erste Teil-Seitenwand (d1) einen größeren Winkel aufweist als die nächste Teil-Seitenwand (d2). (siehe2 ) {m} The straight side wall of a diffuser cone can also be in two parts (see2 ) by inserting between two partial sidewalls (d1 & d2) a small, convex circular arc (j), so that - viewed from the cone tip and with respect to the cone central axis (i) - the first partial sidewall (d1) has a larger angle than the next partial sidewall (d2). (please refer2 ) - {n} In derselben Weise können auch mehr als nur zwei Teil-Seitenwände mit unterschiedlichen Winkeln und Teilbögen realisiert werden (siehe dazu Abs. {e}). Und dadurch kann auch flexibel die Gesamthöhe des DiffusorKegels gestaltet werden.{n} In the same way, more than just two partial sidewalls with different angles and partial arcs can be realized (see para. {e}). And this also allows flexible design of the overall height of the diffuser cone.
-
{o} Indem nun der Durchmesser des Diffusor-Kegel in Bezug auf den MembranDurchmesser des Lautsprecher-Treibers und seine spezifische Abstrahl-Charakteristik kleiner oder größer gemacht wird, kann definiert werden, ob und wie viel an Schallwellen am Diffusor-Kegel vorbei auch quasi in direkter Weise abgestrahlt werden soll. Eine besondere Anwendung dessen ist, dass ein asymetrischer Diffusor-Kegel (
8 , c) zum Einsatz kommt, dessen rückwärtige, der Wand (l) zugewandte Seite mit einem kleineren Radius (r1) ausgeführt wird als seine vordere Seite (r2). Hierdurch wird erreicht, dass partiell die rückwärtige Schallabstrahlung (k) des Lautsprecher-Treibers über die Wand (z. B. Zimmerwand) etwa zur Decke (oder 180° gedreht zum Boden) geführt werden kann und hierdurch zum Beispiel die räumliche Abbildung des akustischen Geschehens gezielt vergrößert werden kann. (8 ){o} Now that the diameter of the diffuser cone is made smaller or larger with respect to the diaphragm diameter of the loudspeaker driver and its specific radiation characteristic, it can be defined whether and how much of the sound waves past the diffuser cone are also quasi in should be radiated direct way. A particular application of this is that an asymmetric diffuser cone (8th , c) is used, whose rear, the wall (l) facing side is designed with a smaller radius (r1) than its front side (r2). This ensures that partially the rearward sound radiation (k) of the loudspeaker driver can be led over the wall (eg room wall) to the ceiling (or 180 ° turned to the floor) and thus, for example, the spatial depiction of the acoustic event can be selectively increased. (8th ) -
{p} Hinzu kommt, dass ein Diffusor-Kegel nicht rotations-symmetrisch sein muß, sondern – je nach Gegebenheit und Anforderungsprofil – auch teil-symetrisch (siehe
3 ) oder auch ganz unsymmetrisch sein kann. Zusätzlich kann ein egal wie geformter Kegel (4 , c) in Bezug auf die Lautsprecher-Achse (a) gekippt werde (siehe4 ), immer dabei aber die hier dargestellten Problemlösungs-Kriterien einhaltend. Durch all dies ist eine sehr differenzierte Anpassung an akustische Gegebenheiten & Anforderungen möglich, aber auch an individuelle Vorlieben, Schwächen und sonstige Umstände.{p} In addition, a diffuser cone does not have to be rotationally symmetric, but - depending on the circumstances and requirements profile - also partially symmetric (see3 ) or can be completely unbalanced. In addition, no matter how shaped cone (4 , c) tilted with respect to the loudspeaker axis (a) (see4 ), always keeping to the problem-solving criteria presented here. Through all this a very differentiated adaptation to acoustic conditions & requirements is possible, but also to individual preferences, weaknesses and other circumstances. - {q} Wenn in einem Lautsprecher-Gehäuse bzw. -System mehrere Lautsprecher-Treiber samt zugeordneter Diffusor-Kegel verbaut werden, muß einerseits eine akkurate Abstimmung zwischen jedem einzelnen Lautsprecher-Treiber und dem ihm zugeordneten Diffusor-Kegel erfolgen gemäß einem oder mehrerer vorhergehender Ansprüche. Darüber hinaus muß aber auch (über das Maß hinaus, wie es generell die Herausforderung im Lautsprecherbau ist) das Zusammenspiel aller in einem Lautsprecher-Gehäuse bzw. -System beteiligter Lautsprecher-Treiber und Diffusor-Kegel aufeinander abgestimmt werden hinsichtlich Interferenzen, Diffusion, Frequenzspektrums-Verteilung, gemeinsamem Beschallungsbereich etc.{q} If you have multiple loudspeaker drivers and associated diffuser cones installed in a loudspeaker cabinet or system, you must have accurate co-ordination between each individual loudspeaker driver and its associated diffuser cone according to one or more of the preceding claims , In addition, however, the interaction of all the loudspeaker drivers and diffuser cones involved in a loudspeaker enclosure or system must be coordinated (with regard to interferences, diffusion, frequency spectrum spectrum) beyond the usual challenge in loudspeaker construction. Distribution, common PA area etc.
- {r} Die hier dargestellten, erfinderischen Neuerungen bewirken zusammen mit den anderen hier dargestellten Parametern in ihrem optimierten Zusammenspiel, dass man den in der Höhe genau definierten radialen Bereich, der beschallt werden soll, festlegen kann. Es sind: Die Abstrahl-Charakteristik des Lautsprecher-Treibers (siehe Abs. {i}) + der Durchmesser des Diffusor-Kegels + die Anzahl und die Länge der geraden Teil-Seitenwände + deren Winkel + der Radius & die Bogenlänge der Mittel- und End-Rundungen + die Höhe des DiffusorKegels + (A-)Symetrie-Ausführung des Diffusor-Kegels.{r} The inventive innovations presented here, together with the other parameters shown here, in their optimized interaction, make it possible to determine the precisely defined radial area which should be sonicated. They are: The emission characteristics of the loudspeaker driver (see para. {I}) + the diameter of the diffuser cone + the number and length of the straight part sidewalls + their angles + the radius & the arc length of the center and End curves + the height of the diffuser cone + (A-) Symmetry version of the diffuser cone.
- {s} Dies bewirkt, dass alle Vorteile von Rundstrahlern erhalten bleiben, dass aber auch die im Audio-Panorama mittig angeordneten Stimmen auf derselben Höhe bleiben wie die rundstrahlenden Lautsprecher. (siehe Abs. {h}){s} This preserves all the advantages of omnidirectional sources, but also ensures that the voices in the middle of the audio panorama remain at the same height as the omnidirectional loudspeakers. (see para. {h})
- {t} Die hier dargestellten, erfinderischen Neuerungen mitsamt dem optimierten Zusammenspiel der genannten Parameter bewirken ferner eine deutliche Präzisierung der Lokalisierbarkeit der Stimmen im Audio-Panorama. Das gilt in gleicher Weise für Stereo wie auch für Surround-Produktionen.{t} The inventive innovations presented here, together with the optimized interaction of the mentioned parameters, furthermore bring about a clear specification of the localizability of the voices in the audio panorama. This applies equally to stereo as to surround productions.
- {u} Konkretes AnwendungsBeispiel: In dieser Art perfekt konstruierte und ausgestattete Rundstrahler – wie speziell über Abs. {r} bis {t} beschrieben – sind bestens als Studio-Abhör-Monitore einsetzbar. Ausgestattet mit einem glatten Frequenzgang und einer präzisen Lokalisierbarkeit der Stimmen haben sie gegenüber herkömmlichen Monitoren zusätzlich den Vorteil, dass der akustische Sweetspot sehr groß ist, sodass z. B. alle Mitglieder einer Band die Abmischung einer Produktion gemeinsam hören und beurteilen können und nicht nur eine einzige Person im Sweetspot des Stereodreiecks.{u} Concrete application example: In this kind perfectly designed and equipped omnidirectional - as in particular over Abs {r} to {t} described - are ideal for use as studio monitoring monitors. Equipped with a smooth frequency response and a precise localization of the voices, they also have the advantage over conventional monitors that the acoustic sweetspot is very large, so that z. For example, all members of a band can hear and judge the mix of a production together and not just a single person in the Sweetspot of the Stereo Triangle.
Beschreibung der Abbildungen und BezugszeichenlisteDescription of the drawings and list of reference numerals
Beschreibung der AbbildungenDescription of the pictures
Bezugszeichen & Bezeichnung der Einzelteile in den AbbildungenReference signs & designation of the individual parts in the pictures
-
- aa
- Achse des LautsprechersAxis of the speaker
- bb
- Lautsprecher-TreiberSpeaker Drivers
- cc
- DiffusorKegeldiffuser cone
- d, d1, d2d, d1, d2
- gerade Seitenwand/Seitenwände des DiffusorKegelsstraight side wall / side walls of the diffuser cone
- ee
- Hilfs-Kreis zur Diffusor-KrümmungAuxiliary circle to the diffuser curvature
- ff
- Kreisbogenförmige Krümmung der Basiskante des DiffusorKegelsArc-shaped curvature of the base edge of the diffuser cone
- gG
- Ebene des größten KegelDurchmessersPlane of largest cone diameter
- hH
- Basis(kante) des DiffusorKegelsBase (edge) of the diffuser cone
- ii
- Achse des DiffusorKegelsAxis of the diffuser cone
- jj
- bogenförmige Krümmung zwischen geraden Teil-Seitenwändenarcuate curvature between straight part-side walls
- kk
- Schallwellesound wave
- ll
- ReflexionsWand (Hauswand, Stellwand, ...)Reflection wall (house wall, partition, ...)
- mm
- Phase-Plug oder starrer KonusPhase plug or rigid cone
- r, r1, r2r, r1, r2
- Radius (Teil-)Radius (part)
- xy, xz, yzxy, xz, yz
- 3 verschiedene Ansichten im räumlichen Koordinatensystem x, y, z3 different views in the spatial coordinate system x, y, z
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 19527499 [0001] DE 19527499 [0001]
- DE 102011113602 [0001] DE 102011113602 [0001]
- DE 000010341213 A1 [0001] DE 000010341213 A1 [0001]
- DE 000010341213 B4 [0001] DE 000010341213 B4 [0001]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- ”Indirekt wirkende Lautsprecher” mehrere Beispiele dafür aufgeführt werden (Nesper 1925b: 53–60) [0001] "Indirect-acting Loudspeakers" several examples are listed (Nesper 1925b: 53-60) [0001]
Claims (10)
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---|---|---|---|
DE202016001446.4U DE202016001446U1 (en) | 2016-03-03 | 2016-03-03 | Round sound reflector |
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DE202016001446.4U DE202016001446U1 (en) | 2016-03-03 | 2016-03-03 | Round sound reflector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE202016001446U1 true DE202016001446U1 (en) | 2016-04-19 |
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ID=55913829
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE202016001446.4U Expired - Lifetime DE202016001446U1 (en) | 2016-03-03 | 2016-03-03 | Round sound reflector |
Country Status (1)
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DE (1) | DE202016001446U1 (en) |
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-
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R086 | Non-binding declaration of licensing interest | ||
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R157 | Lapse of ip right after 6 years |