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Beschreibung & Stand der Technik
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- {a} Für die gute Wiedergabe von Audiomaterial über Lautsprecher spielt der gegebene akustische Raum mit seinen Reflexionen eine wesentliche Rolle. In den meisten Fällen – vor allem bei der Nutzung von Direktstrahlern – wird dieser Einfluss des Raumes als störend empfunden, negativ bewertet und daher so weit wie möglich ausgeschaltet. Anders bei omnidirektionalen Lautsprechern, denn hier wird der gegebene akustische Raum bewusst mit einbezogen. Aber auch hier gibt es Situationen, wo man unerwünschte Reflexionen etwas hilflos in Kauf nimmt.
Die vorliegende Erfindung dient dazu, mit ungünstigen, räumlich-akustischen Gegebenheiten konstruktiv umzugehen und dabei einen maximalen Nutzen aus den räumlich- akustischen Reflexionsverhältnissen zu ziehen, nämlich durch die bewusste Auswahl und Platzierung von zusätzlichen, situativ akustisch geeigneten Reflektoren. Das ist vor allem dann bedeutsam, wenn stereophones, Surround- oder mehrkanaliges Audiomaterial auf hohem Niveau wiedergegeben werden soll.
- {b} Es geht bei der hier vorgestellten Erfindung um tendenziell flächige Reflektoren – hier ”Reflektor-Schilde” genannt –, die bei Bedarf additiv eingesetzt werden (s. , {1}). Der Einsatz dieser Reflektor-Schilde im Sinn der vorliegenden Erfindung betrifft vor allem Lautsprecher vom Typ Rundumstrahler (omnidirektionale Lautsprecher), wobei hier grundsätzlich alle Bauformen gemeint sind. Aber es betrifft auch Direktstrahler, denn einerseits ist auch beim Bau von direktstrahlenden Lautsprechern derzeit eine zunehmende Tendenz zu beobachten, einzelne (zumindest partiell) indirekt strahlende Lautsprecher-Chassis {5} mit zu integrieren, um etwa eine höhere akustisch immersive Räumlichkeit zu erreichen; andererseits werden in manchen Installationen bzw. Anwendungen auch Direktstrahler zumindest partiell bewusst gegen Wände und andere schallreflektierende Objekte gerichtet. Darüber hinaus sind alle Arten von Schallwandler und sonstigen Schallübertrager gemeint, sofern sie primär oder sekundär Schall – zumindest partiell – indirekt wiedergeben.
Alle diese Lautsprecher und Schallübertrager werden in dieser Schrift subsumiert unter dem Begriff (partielle) ”Indirekt-Strahler”.
- {c} Zur Präzisierung: Ich spreche im Rahmen dieser Erfindung nicht von der Art Reflektoren, welche in Rundumstrahlern auf der Basis von Diffusoren (s. , {4a}) eingesetzt werden, die vielfach die Form von Kegeln haben, welche einem einzelnen Lautsprecher-Chassis {5} zugeordnet sind und welche den von diesem Lautsprecher-Chassis kommenden Direktschall kreis- bis annähernd kugelförmig im Raum verteilen sollen (siehe dazu auch DE 20 2016 001 446 ). Wenn, dann werden die hier besprochenen ”Reflektor-Schilde” additiv zu diesen Diffusoren eingesetzt.
- {d} Die folgenden Parameter werden bei der Wiedergabe von Audiomaterial mittels Indirekt-Strahler durch Reflexionen beeinflusst – sowohl positiv (+) wie negativ (–):
Die authentische Weiträumigkeit des akustischen Geschehens (+), die präzise Lokalisierbarkeit der einzelnen Stimmen (+), der vergrößerte Sweet-Spot (+), die Transparenz der Stimmen (+), die Immersivität der Wiedergabe (+), die subjektive Orientierung im Raum (+), die räumliche Authentizität bei der Wiedergabe von größeren Klangkörpern (+), die klangliche Identität mit der Aufnahmesituation (–).
- {e} Bei der Wiedergabe von stereophonem Audiomaterial und darüber hinaus – also bei Audiomaterial im 5.1-Format bis sehr viel mehr Kanäle oder bei objektbezogenen 3D-Sound-Installationen á la Wellenfeldsynthese und anderen mehrkanaligen Audioformaten – ist es bei Verwendung von Indirekt-Strahlern sehr bedeutsam, dass zumindest die näheren Reflexions-Verhältnisse für jeden der verwendeten Indirekt-Strahler möglichst gleich sind, wenn die unter {c} aufgeführten Parameter positiv beeinflusst werden sollen.
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Zugrunde liegende Probleme
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- {f} Vor allem im Zusammenhang mit direktstrahlenden Lautsprechern – welche noch immer die vorherrschenden Lautsprecher sind – wird versucht, Reflexionen weitgehend auszuschalten bzw. auf ein Mindestmaß zu reduzieren. Dies unter anderem um der Idee zu entsprechen, dass das Originalsignal, wie es bei der Aufnahme entstand, durch den Hörraum-Nachhall nicht verfälscht werden dürfe. Und noch wichtiger ist die Reflexions-Vermeidung bzw. Dämpfung bei Systemen, welche sich der Wellenfeldsynthese bedienen, denn da kann schon das kleinste Zuviel an Reflexivität die akustische Räumlichkeit und Lokalisierbarkeit der Stimmen ruinieren.
- {g} Mehr oder weniger flächige Reflektoren werden heute in den vielfältigsten Formen, Strukturen und Größenordnungen eingesetzt werden, um den Schall in eine gewünschte Richtung zu lenken bzw. zu bedampfen, sei es in Ton-Studios, Konzertsälen, Konferenzräumen, Bahnhöfen, im Privatbereich etc. Derartige Reflektoren werden auch im Nahbereich von Lautsprechern, auch im Zusammenhang mit Direktstrahlern eingesetzt – siehe z. B. Patentschrift US 4190739 . Diese hier eingesetzten Reflektoren sind aber baubedingt nur dazu gedacht, die stereophone Wiedergabequalität zu erhöhen, relativ unabhängig von den konkreten und sich auch verändernden räumlich-akustischen Gegebenheiten. Dies u. a. deswegen, weil der Reflektor fix mit dem Lautsprechergehäuse verbunden ist, nur um eine vertikale Achse geschwenkt werden kann und nicht einfach austauschbar ist mit einer anderen Art Material, Oberfläche oder/und Krümmung.
Vergleichbares gilt auch für die Patentschrift US5485521 und etliche mehr.
- {h} Eine andere Erfindung ( DE 00 0019 901 866 A1 ) bezieht sich bei der Verwendung von Reflektoren im speziellen auf Rundumstrahler. Allerdings wird hier ”von einer Kugelschall aussendenden Schallquelle” ausgegangen, was aber im Bezug auf die vorliegende Erfindung maximal ein Sonderfall ist und wahrscheinlich nur auf Plasma-Hochtoner zutrifft; zudem geht es in der genannten Schrift explizit um die effektivere Nutzung von rückwärtigem Schall.
- {i} Was braucht es für die optimale Wiedergabe von mehrkanaligem Audiomaterial über Indirekt-Strahler in Bezug auf die räumlichen Reflexionsverhältnisse? Kurz kann man sagen: Die räumlichen Reflexionsverhältnisse sollten für jeden Lautsprecher möglichst gleichartig sein. Im Folgenden wird die diesbezügliche Herausforderung beispielhaft anhand eines Stereo-Setups mit 2 indirekt strahlenden Lautsprechern beschrieben:
- i. Die Art der Schall-Reflexion und der Grad der Reflexion/Absorption sollte im Bereich des rechten und des linken Lautsprechers möglichst gleichartig sein! Hier die Konkretisierung an Hand eines Beispieles:
Wenn in der Nähe des linken Lautsprechers eine große Pflanze steht und in der Nähe des rechten Lautsprechers eine Fenster, so ist das ungünstig. Denn eine große Pflanze absorbiert einen Teil des Schalls und reflektiert den anderen Teil durch die vielfältige Oberfläche der Blätter recht diffus; auf der anderen Seite aber reflektiert ein Fenster allen Schall sehr hart und aufgrund ihrer glatten Oberfläche sehr geradlinig; dazu kommt, dass Fenster bei lauter Musik sogar zum Schwingen angeregt werden können und bestimmte höhere Resonanz-Frequenzen dadurch verstärkt werden.
Und wenn am Abend der schöne, schwere Vorhang zugezogen wird, dann verändert sich dieses Reflexionsverhalten auf der rechten Seite noch mal, denn jetzt wird ein Großteil des Schalls geschluckt, und das ungleichmäßig über den ganzen Frequenzbereich.
- ii. Die Nähe & Distanz zum erst-nächsten größeren Objekt (Wand od. größerer Gegenstand) sollte rechts und links gleich bzw. gleichartig sein!
Und soweit als möglich sollte die Nähe & Distanz zum zweit-nächsten größeren Objekt rechts und links auch gleichartig sein.
Hierbei sollte man aber in der Regel die Lautsprecher nicht in einer Weise in die Ecken stellen, dass der Abstand nach der Seite und nach hinten gleich groß ist (und anderes mehr ...)
Hier die Konkretisierung an Hand eines Beispieles:
Wenn der linke Lautsprecher zur nächsten seitlichen Wand einen Abstand von 50 cm hat, der rechte Lautsprecher zu einer Kommode seitlich einen Abstand von ebenso 50 cm hat, aber die seitliche Wand dahinter weitere 60 cm weg ist, dann ist das reflexionsmäßig ungünstig.
Wenn dann noch dazu kommt, dass der linke Lautsprecher von der rückwärtigen Wand 100 cm entfernt steht, an der rechten Seite aber im Anschluss an die Kommode ein Bücherregal von 40 cm tiefe steht, dann hat der linke Lautsprecher zur Rückwand nur 60 cm Entfernung. Das ist dann auch ungünstig.
Und all das noch mal mehr, wenn das Bücherregal offen ist. Denn das reflektiert und vor allem absorbiert dann ja ganz anders als die Wand links.
- iii. Für größere Setups mit mehreren Lautsprechern gilt im Prinzip das Gleiche: Alle Indirekt-Strahler sollten die gleichen Reflexionsverhältnisse haben.
Wenn das nicht perfekt möglich ist, dann sollte man wenigstens darauf achten, dass die symmetrisch liegenden Lautsprecher möglichst gleichartige Reflexionsverhältnisse haben – also z. B. in einem 5.1 Setup die beiden Front-Lautsprecher recht & links bezüglich Reflexion symmetrische Reflexions-Verhältnisse aufweisen, und dass die beiden Rear-Lautsprecher rechts & links reflexionsmäßig auch entsprechend gleichartig sind.
- {j} Anhand der Aufstellung unter Punkt {i} wird das durchaus bekannte Reflexions-Problem zur optimalen Wiedergabe von mehrkanaligem Audiomaterial deutlich. Zugleich wird ansatzweise sichtbar, was gemacht werden kann, damit Indirekt-Strahler in einer Weise im Raum aufgestellt werden können, damit sich die Qualität der Reflexion nicht nur verbessert, sondern sogar vorteilhaft auswirkt.
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Aber was ist, wenn diese Basis-Vorschläge & Vorgaben unter {i} nicht oder nicht vollständig umgesetzt werden können – warum auch immer? (siehe dazu auch Punkt {p}) Hier – und nicht nur hier – kann die vorliegende Erfindung dienlich sein.
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Problemlösung
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- {k} Wir bringen in der Nähe der Indirekt-Strahler bzw. der entsprechenden Chassis Reflektor-Schirme gemäß der vorliegenden Erfindung an. Hierbei gibt es nun verschiedene Möglichkeiten. Zum Beispiel
- – nahe bei allen Indirekt-Strahlern eines mehrkanaligen Setups wird ein gleichartiger Reflektor-Schirm angebracht;
- – oder es wird nur bei einem einzigen ein Reflektor-Schirm angebracht, nämlich nur bei dem, wo ungünstige Reflexions-Bedingungen herrschen. Und dieser Schirm wird so designt und so ausgerichtet, dass er eine vergleichbare Reflexions-Umgebung herstellt wie bei den anderen,
- – und viele weitere Variationsmöglichkeiten.
Immer geschieht dies durch die geschickte Auswahl und Platzierung von räumlich und situativ geeigneten Reflektor-Schilden.
- {l} In Bezug auf einen Indirekt-Strahler können ein bis mehrere Reflektor-Schilde positioniert werden.
Solche Reflektor-Schilde können entweder direkt am Gehäuse des Indirekt-Strahlers befestigt sein. Sie können aber auch selbständig stehend sein oder von oben abgehängt sein. Und sie können an anderen Objekten befestigt sein wie etwa an einer Wand, an Möbeln oder sonstigen Gegenständen, sowie eine Kombination von all dem. Hierbei ist der Winkel zwischen Reflektor-Schild und Indirekt-Strahler bei Bedarf hinsichtlich der Raum-Achsen X und/oder Y und/oder Z und/oder X veränderbar und muss, zusammen mit dem Abstand zu dem betreffenden Indirekt-Strahler den Umständen entsprechend präzise eingestellt werden. zeigt wie dies zum Beispiel mithilfe eines biegsamen Schwanenhalses realisiert werden kann.
Darüber hinaus können Reflektor-Schilde an die Umgebung (z. B. Wand) akustisch angekoppelt sein, etwa zum Zweck der Ausdehnung der reflexionsfähigen Frequenzen nach unten.
- {m} Diese Reflektor-Schirme werden auch hinsichtlich des Material, der Absorptions- & Reflexionseigenschaften und hinsichtlich der Oberfläche und ihrer Struktur designt. Dabei kann die Oberfläche geschlossen sein oder lammellenartig, gelocht oder verschiedenartigst durchbrochen, je nach gegebener Situation.
Und der Schicht-Aufbau der Reflektor-Schirme kann hierbei ein- bis mehrlagig sein. Auf diese Weise können Absorptions- bzw. Reflexions-Eigenschaften eines Raumes weiter harmonisiert werden.
- {n} Wir wählen die Größe des Reflektors in Abhängigkeit von der tiefsten zu reflektierende Frequenz – das ist der primär maßgebliche Faktor für seine Größe.
Hierbei ist zu beachten, dass der Durchmesser eines Reflektor-Schildes die tiefste Frequenz definiert, die mit diesem reflektiert werden kann. Etwas differenzierter betrachtet erhöhen bei Reflektoren die folgenden Faktoren deren Reflexionsfähigkeit für tiefe Frequenzen, nämlich: je steiler der Schall auf den Reflektor auftrifft & und je geringer der Abstand zum Hörer ist & je größer ein Reflektor ist & je geringer der Abstand des Reflektors zur Schallquelle ist.
Nicht nur aus letzterem Grund ist es oftmals empfehlenswert, das Reflektor-Schild so nahe wie möglich am Indirekt-Strahler zu positionieren, denn damit erreichen wir zusätzlich eine minimale Reflektions-Zeitverzögerung und vermeiden somit jegliche Abbildungsprobleme und erhalten so die beste Lokalisierbarkeit aller Stimmen sowie die bestmögliche Sprachverständlichkeit. ( )
- {o} Es empfiehlt sich in den meisten Fälle, plane Reflektor-Schilde zu verwenden, also solche ohne Krümmung/Wölbung ( ).
Wenn konkav gewölbte eingesetzt werden, dann sollte diese Krümmung so gering sein, dass die reflektierten Schallwellen sich erst in einer größeren Entfernung kreuzen, weil diese Kreuzungen sonst unerwünscht störende Interferenzen hervorrufen.
Wenn das Reflektor-Schild konvex gekrümmt sein soll, dann sollte man sich genau überlegen, wie weit die damit einhergehende Schall-Streuung für den gegebenen Zweck sinnvoll ist.
Es kann aber gegebenenfalls auch ein Reflektor-Schild sinnvoll sein, das in der Mitte plan oder auch leicht konvex ist und an einem Rand oder allen Rändern leicht konkav wird; plus etliche weitere Variationen. ist ein Beispiel für ein planes Reflektor-Schildes mit konkav gewölbtem oberen Rand.
Eine sinnvolle Möglichkeit kann sein, das Reflektor-Schild zu teilen und die 2 oder mehr Reflektor-Teile durch (fixierbare) scharnierartige Elemente zu verbinden. Hiermit erhält man nämlich ein situativ recht flexibel einstellbares und flexibel einsetzbares Schild-Reflektor-Element. zeigt eine Möglichkeit für so ein variabel einstellbares Reflektor-9Schild bestehend aus 2 Teilen.
- {p} Räume innerhalb von Gebäuden aber auch Räume außerhalb davon sowie in der freien Natur sind akustisch überwiegend stark vorgeprägt.
Neben den vorgegebenen akustischen Reflexionsverhältnissen durch Architektur und der akustisch relevanten Ausstattung dieser Räume kommen weitere Anforderungen sehr unterschiedlicher Natur dazu, die möglichst zu erfüllen sind – auch wenn sie manchmal untereinander inkompatibel sind.
Dazu zählen u. a. der Anlaß eines Geschehens, welche Art von akustischem Ereignissen primär gegeben ist, wo die akustischen Prioritäten liegen, ob Fenster/Türen offen oder geschlossen sind und dergleichen, die Anzahl der zu erwartenden Menschen, das (veränderliche) Mobilar wie etwa Bestuhlung und sonstige (temporäre) Gegenstände wie Dekoration, Installationen und Inszenierungen, natürlich auch ästhetisch-künstlerische Gesichtspunkte, dazu kommen Denkmalschutz, Brandschutz und etliches mehr.
Dies zusammen bildet das jeweils gegebene Erfordernis.
Man kann auch sagen, das gegebene Erfordernis ist die Summe aller Fakten, Anforderungen, Auflagen und Absichten in Bezug auf eine konkrete Situation, die in akustischer Hinsicht nach Möglichkeit berücksichtig und erfüllt werden sollen.
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Indem zumindest diese obigen Parameter (unter {k} bis {o}) intelligent gewählt und justiert werden, können auftretende Defizite bei aktuellen Reflexionsverhältnissen großteils kompensiert werden und können die akustischen Reflexionsverhältnisse für das jeweilig gegebene Erfordernis optimiert werden. Hierdurch können all die Vorzüge von Indirekt-Strahler wie unter {c} aufgeführt, unterstützen werden und im besten Fall voll zum Tragen kommen – sei es zu Hause, im Studio, Kino, bei Konzerten, Konferenzen, Performances, oder in Hotels, Geschäfts- & Verkaufsräumen u. v. m.
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Abbildungen und Bezugszeichenliste
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Die Abbildungen:
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– Reflektor-Schild mit flexiblem Schwanenhals
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– Diffusor mit planem Reflektor-Schild mit 2 konvex gekrümmten Seiten (Ansicht von oben)
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– planes Reflektor-Schild mit konkav gewölbtem oberen Rand vor (Indirekt-Strahler) Lautsprecher mit Diffusor (Ansicht v. d. Seite)
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– zweigeteiltes planes Reflektor-Schild mit scharnierartigem Element
vor Diffusor
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– Indirekt-Strahler mit Reflektor-Schild direkt dran
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Die Bezugs-Nummern in den Abbildungen:
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Die Bezugs-Nummern werden innerhalb dieser Gebrauchsmuster-Schrift in geschwungene Klammern gesetzt, also z. B.: {1} für: ”Reflektor-Schild”. Dies entweder mit Bezug zu einer ganz konkreten Abbildung oder auch ohne, also z. B.: , {1}, oder auch nur: {1}.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Reflektor-Schild
- 2
- scharnierartiges Element
- 3
- flexibler Schwanenhals mit Feststell-Mechanismus
- 4
- omnidirektionaler Diffusor
- 4a
- omnidirektionaler Diffusor von oben
- 4b
- omnidirektionaler Diffusor von der Seite
- 5
- Lautsprecher-Chassis
- 6
- Indirekt-Strahler (mit Diffusor + Lautsprecher-Chassis)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202016001446 [0001]
- US 4190739 [0001]
- US 5485521 [0001]
- DE 000019901866 A1 [0001]
