EP4645898A1 - Akustische linse und zugehöriges haushaltsgerät - Google Patents

Akustische linse und zugehöriges haushaltsgerät

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Publication number
EP4645898A1
EP4645898A1 EP24173760.0A EP24173760A EP4645898A1 EP 4645898 A1 EP4645898 A1 EP 4645898A1 EP 24173760 A EP24173760 A EP 24173760A EP 4645898 A1 EP4645898 A1 EP 4645898A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sound
acoustic lens
household appliance
area
sound source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24173760.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Clément Georges CORSELLI
Justin JUNG
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vorwerk and Co Interholding GmbH
Original Assignee
Vorwerk and Co Interholding GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vorwerk and Co Interholding GmbH filed Critical Vorwerk and Co Interholding GmbH
Priority to EP24173760.0A priority Critical patent/EP4645898A1/de
Publication of EP4645898A1 publication Critical patent/EP4645898A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/32—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
    • H04R1/34—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by using a single transducer with sound reflecting, diffracting, directing or guiding means
    • H04R1/345—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by using a single transducer with sound reflecting, diffracting, directing or guiding means for loudspeakers
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
    • G10K11/30—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using refraction, e.g. acoustic lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/02—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein
    • H04R1/023—Screens for loudspeakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/02—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein
    • H04R1/028—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein associated with devices performing functions other than acoustics, e.g. electric candles

Definitions

  • the invention relates to an acoustic lens for influencing the radiation behavior of a sound source and a household appliance with an acoustic lens.
  • Sound waves emitted by sound sources such as loudspeakers depend on the angle of radiation. Typically, there is a main direction in which the sound is emitted directly and therefore most loudly. The greater the angle to this main direction, the weaker the emitted sound often becomes. Thus, the sound emitted by a sound source varies in volume depending on the position of the receiver.
  • the angular dependence can also be frequency-dependent. Low frequencies are often radiated equally in all directions (omnidirectional radiation pattern), while high frequencies exhibit a strong directional dependence. This effect is particularly pronounced when the receiver is located close to the sound source.
  • a horn or waveguide can be used for this purpose, but this requires considerable installation space and also increases the directionality of the sound.
  • the goal is to emit sound as uniformly as possible across a wide angular range and in as many frequency ranges as possible.
  • the object of the invention is to provide an advanced acoustic lens and an advanced household appliance.
  • an acoustic lens is used to influence the radiation pattern of a sound source.
  • the acoustic lens comprises an entrance region for the entry of sound waves from a sound source, a sound delay region to slow down the sound waves, and at least one fracture edge for the reflection of sound waves to create an indirect sound source.
  • the invention combines the effects of sound delay and the creation of an indirect sound source. In this way, the sound is emitted with different time delays and diverging from at least two emission regions. A particularly large spatial area can be covered with sound in a largely uniform manner. This is especially true for high frequencies.
  • the frequency range is significantly extended in the solution according to the invention. Furthermore, it provides a means of directing the sound. Compared to systems based on time delay of the sound source, it requires considerably less installation space.
  • Sound delay refers to the slowing of sound propagation.
  • sound can be delayed by a path length refractor or an obstacle array with numerous obstacles that are small compared to the wavelength of the sound. Perforated plates through which the sound passes can also be used for delay.
  • Sound waves can be delayed completely or partially.
  • the sound delay area typically delays the sound waves from the sound source.
  • sound waves from an indirect sound source are also delayed, either completely or partially.
  • only a portion of the sound waves from the sound source is delayed. This can be achieved by directing the sound in a desired direction or by increasing the angular range of the sound source. In other words, the sound can be defocused.
  • An indirect sound source is a sound source present in addition to the sound source connected to the entrance area.
  • An indirect sound source is not an active sound source that generates sound itself. Rather, it is a passive sound source that receives sound and modifies it through reflection. The sound from the (main) sound source thus reaches the fracture edge directly or indirectly and is radiated there. In comparison to the sound radiated directly from the sound source, the directional characteristics and/or the timing of the radiation are typically altered. The sound can also be defocused in this way.
  • a fracture edge is an edge at which sound waves are refracted.
  • the fracture edge can, for example, be formed as an edge with an angle of approximately 90° or less. From the sound source's perspective, there may be a gap or depression behind the fracture edge.
  • the fracture edge can be straight or curved.
  • the fracture edge typically runs perpendicular to the direction of sound propagation.
  • An acoustic lens is an object that selectively influences the directional characteristics, propagation speed, focusing and/or direction of sound waves.
  • the incoming sound is preferably emitted (radiated) by a sound source such as a loudspeaker.
  • the incoming area can include one or more inlet openings. In principle, there can also be multiple inlet areas for multiple sound sources.
  • the acoustic lens includes, in particular, an exit region for the emission of sound.
  • the exit region is preferably significantly larger than the inlet region.
  • the exit region can be at least 5 times larger, preferably at least 10 times larger, and in one embodiment at least 15 times larger and/or at most 100 times larger than the inlet region.
  • the exit region can be a surface region of the acoustic lens, particularly if the fracture edges are arranged on the surface of the acoustic lens, and/or can include one or more exit openings.
  • the exit region can comprise different exit regions.
  • the acoustic lens is a planar element.
  • a planar element is an element whose extent in the two principal directions of extension is greater by a factor F than its extent in the third direction, which is perpendicular to the principal directions of extension.
  • F is at least 3, in particular at least 5, and preferably at least 8 or at least 10 and/or at most 1000.
  • the plane spanned by the principal extension directions can be straight or curved.
  • the acoustic lens has a thickness of at most 5 cm, preferably at most 4 cm, particularly preferably at most 3 cm, and in another exemplary embodiment at most 2 cm. In particular, the thickness is more than 0.5 cm or 1 cm. The thickness is the extent of the acoustic lens measured along the short third direction. A particularly compact design is provided.
  • the sound delay region is arranged such that sound waves entering through the entrance region are generated with different delays.
  • Different parts of the incoming sound are delayed to varying degrees. This can be achieved, for example, by requiring one part of the wavefront to travel a greater distance than another. This allows different sound components to be generated and emitted at different times. As a result, the sound propagates in a diverging or defocused manner. The sound can be emitted over a particularly wide angular range, minimizing its directivity.
  • the sound delay area includes several guiding elements for forming sound paths of different lengths.
  • Guide elements are technically simple and allow for the adjustment of each individual path, even with a large number of sound paths, to precisely control the desired delay.
  • the guide elements typically have different lengths, making it particularly easy to achieve different delays.
  • the guiding elements comprise guiding surfaces extending in the direction of sound, as well as adjoining deflection elements. In this way, the sound can be guided along a guiding element and ultimately deflected by a deflection element in order to be emitted.
  • the sound path initially travels along the surface of the acoustic lens, specifically along its principal plane of extension.
  • Guiding surfaces may be present, extending along the plane defined by the first and second principal planes of extension of the acoustic lens. These surfaces may, for example, follow ridges that form a grid.
  • Deflection elements can be arranged to prevent sound from radiating out of the acoustic lens. These elements may be located in the outer region of the acoustic lens and may become smaller with increasing length of the sound path.
  • the sound direction then runs perpendicular to the main plane of extension of the acoustic lens in order to be radiated outwards.
  • deflection elements extending perpendicular to this plane may be present, either alternatively or additionally. These may be located, for example, at the ends of struts and/or be incorporated into parts of a surrounding frame of the acoustic lens. They may be arranged approximately perpendicular to the respective sound path and terminate it. The sound can then radiate out of the acoustic lens.
  • the acoustic lens in the entrance area includes a distribution area where the sound paths originate.
  • the distribution area is free of guiding elements.
  • the different sound paths originate in the distribution area.
  • the incoming sound is distributed across the different paths within the distribution area.
  • This allows for particularly effective sound delay.
  • the distribution area may have a circular shape and/or the sound paths may originate at different angles relative to a central point within the distribution area. This allows specific portions of the sound to be directed along particular sound paths.
  • the fracture edge is located on a surface of the acoustic lens. Specifically, the fracture edge is located on an outer surface. The fracture edge therefore points outwards. This allows for particularly undisturbed propagation of the sound from the indirect sound source.
  • the surface can consist of several Surface elements exist that can be arranged at a distance from each other.
  • the acoustic lens comprises several fracture edges. For example, two, three, four, five, six, seven, or eight fracture edges are present. In another embodiment, approximately ten, twelve, or fifteen fracture edges are present. Fracture edges can be continuous or have breaks. In particular, several fracture edges are arranged one after the other. Different proportions of the sound emitted by the sound source are thus reflected at the respective fracture edges. In this way, a multitude of distributed indirect sound sources can be provided within the surface, which can have different distances from the sound source. At least partially concentric fracture edges can be present. Preferably, the fracture edges are curved. Fracture edges can, for example, run in the form of circular paths or arbitrarily curved paths.
  • Fracture edges can be arranged so that the sound is reflected substantially or completely in a predetermined direction and/or within a predetermined angular range.
  • the acoustic lens can be located in the lower part of a household appliance, such as a food processor, to emit acoustic signals to a user.
  • fracture edges can be arranged so that sound is reflected primarily forward. This can, for example, provide particularly effective sound coverage within a 180° angular range where the user is located.
  • fracture edges reflect particularly high frequencies, the directivity can be significantly reduced even at high frequencies. Depending on the type of sound emitted, this can improve signal strength or speech intelligibility, for example.
  • the acoustic lens has a direct path through which a portion of the sound waves entering through the entrance area are emitted essentially unchanged. A portion of the incoming sound can thus pass through the acoustic lens and be emitted as direct sound. In this way, a total of Multiple (real and virtual) sound sources are used. This allows for even sound coverage of a particularly large area.
  • the direct path is preferably designed as a free passage between the entry area and an exit area for sound.
  • the direct path can include multiple passages and/or multiple direct paths can be provided for one or more sound sources.
  • the direct path can be covered with a protective layer, such as a mesh, fabric, or grid, to prevent objects from entering the acoustic lens and/or the sound source, and/or to create a visually closed shape.
  • a protective layer such as a mesh, fabric, or grid
  • the acoustic lens can be partially or completely covered with a protective layer, such as a protective grid or mesh, to prevent objects from entering the acoustic lens and/or the sound source.
  • a protective layer is stretched over the housing of the acoustic lens.
  • the sound emitted from the direct path corresponds to the sound reflected off a surface below the household appliance.
  • the acoustic lens is designed as a grid.
  • the grid is a planar element.
  • a grid is a perforated element.
  • a grid therefore comprises through openings. The openings extend along the third direction, i.e., through the short extent. This is independent of any protective element that may be present and cover the openings.
  • the openings of a grille can be uniformly or irregularly shaped.
  • the openings are separated by grille elements, for example, by bars.
  • the bars can be straight or curved. There can be bars running in a straight or curved direction and/or bars arranged at an angle to the straight or curved direction. Bars do not have to be arranged intersectingly. Irregular shapes of grille elements or bars can be used. In addition to the technically determined shapes, aesthetic considerations can also be taken into account in the design of the grille or the bars.
  • the grille is bounded by a surrounding frame.
  • the openings of the grille can be smaller or occupy a larger area than the grid elements arranged in between, such as bridges.
  • the distances between the webs are preferably no greater than 15 mm, particularly 12 mm, and most preferably 10 mm.
  • a protective element may be provided.
  • a rib of the grid in particular each rib, comprises at least one guide surface and a deflection element.
  • a rib of the grid, in particular each rib comprises a guide element and a fracture edge.
  • Another aspect of the invention is a household appliance with an acoustic lens according to the invention and a sound source coupled to the entrance area of the acoustic lens.
  • the sound source is a loudspeaker.
  • any household appliance equipped with a sound source and suitable for emitting sound to people can be considered a household appliance.
  • this refers to an appliance whose sound source is not intended to be placed at or in the user's ear.
  • the household appliance in question is, for example, a kitchen appliance.
  • Household appliances have sound sources, for example, for notification and/or warning, but also for voice output. Good audibility and, in the case of voice output, good text intelligibility are essential, which can be ensured by the acoustic lens according to the invention.
  • the household appliance is a food processor.
  • the food processor includes, for example, a food preparation container and, in particular, a rotating tool for chopping and/or mixing food in the food preparation container.
  • the food processor includes, in particular, a motor for rotating the tool.
  • the food processor includes, for example, a Heating device for heating food in the food preparation vessel.
  • the food preparation vessel may be removable.
  • the food processor may be designed for the at least partially automated preparation of food based on an electronically stored recipe.
  • a control unit of the food processor may access a digital recipe and, by a recipe step, be instructed to operate the tool and/or the heating device in a manner defined by that recipe step.
  • the food processor may be configured to provide the user with audible cues and/or instructions using the sound source. For example, the user may be instructed to add a specific quantity of a specific ingredient to the food preparation vessel and/or to operate the tool in a defined manner.
  • the household appliance is a cleaning device, such as a cleaning robot.
  • Cleaning devices can issue various acoustic instructions to users, which can be advantageously accomplished through the acoustic lens as described.
  • a cleaning robot is a robot capable of picking up particles.
  • a cleaning robot can clean an area without requiring a user during the cleaning process.
  • the cleaning robot can be a vacuuming robot and/or a mopping robot.
  • a mopping robot has a wiping element, such as a cloth, mop, sponge, or cleaning cloth. The wiping element can absorb water.
  • a mopping robot can have a fan for suctioning dirt and/or be configured so that the wiping element can be moved translationally and/or rotationally relative to the robot's housing to pick up dirt particles.
  • a vacuuming robot can autonomously clean an area by vacuuming.
  • the vacuuming robot has a fan that draws in air.
  • the vacuuming robot has a container in which the vacuumed particles are collected.
  • the robotic vacuum cleaner has at least one filter that separates the dust from the air it draws in, which is laden with particles. The cleaned air is then blown out of the robotic vacuum cleaner.
  • a housing component can be positioned between the acoustic lens and the sound source.
  • the sound source can also be encapsulated.
  • a loudspeaker enclosure Such an enclosure is designed to allow sound to be transmitted to the acoustic lens, for example, through at least one opening in the enclosure.
  • An enclosure or housing is particularly advantageous for low frequencies (bass).
  • the sound source and the acoustic lens are arranged such that sound emanating from the acoustic lens is radiated downwards, particularly obliquely downwards.
  • the sound source is already positioned to emit sound obliquely downwards. It has been shown that this achieves a particularly low directivity of the resulting sound.
  • the household appliance is designed and intended to be placed on a surface such as a table or countertop. In this case, the downward-directed sound allows for particularly effective sound transmission to the user.
  • the acoustic lens is located at a distance of at most 5 cm, preferably at most 4 cm, particularly preferably at most 3 cm and/or at least 1 cm, preferably at least 1.5 cm or at least 2 cm, from the surface on which the household appliance is placed.
  • the underside of a household appliance incorporating the acoustic lens may be inclined. Accordingly, the distance may vary depending on its position. The values mentioned refer in particular to an average distance.
  • the appliance typically includes mounting elements such as feet.
  • the mounting surface is a flat plane defined by these mounting elements. If the appliance is placed on a flat surface such as a table or countertop, this flat surface constitutes the mounting surface.
  • the distance is the shortest measured distance between the mounting surface and the acoustic lens. In an alternative configuration, the distance between the acoustic lens and the mounting surface of the appliance is a maximum of 5 cm.
  • a further sound component is generated, which is based on the reflection of the emitted sound waves at the surface. This allows an even larger area to be covered with sound almost uniformly.
  • the direct sound is reflected.
  • the acoustic lens is inclined at an angle of at least 5°, preferably at least 10°, and in one example at least 15°, and/or at most 45°, preferably at most 35°, and particularly preferably at most 30°, relative to the surface on which the household appliance is placed.
  • the angle is measured between the downward-facing surface of the acoustic lens and the surface on which the appliance is placed. In this way, the sound can be directed particularly effectively to the possible positions of the user via reflections from the surface.
  • the acoustic lens is arranged in a recording area of the household appliance.
  • This recording area has, in particular, a substantially smooth back wall.
  • the rear wall is the wall that bounds the recording area from behind.
  • the rear wall is at least substantially, and preferably completely, closed. This is not contradicted by the fact that the rear wall may have an opening for sound to enter the acoustic lens.
  • This design allows the back wall to act as a reflective surface for sound waves contained within the acoustic lens. Sound can only be emitted outwards through the acoustic lens.
  • the acoustic lens is mounted in a receiving area of the household appliance, in particular a housing of the household appliance.
  • the receiving area has, in particular, the same contour as the acoustic lens, so that the acoustic lens can be inserted into the receiving area and then does not protrude, or only minimally protrudes, beyond the surrounding areas of the housing.
  • the acoustic lens is positively locked in place.
  • the acoustic lens is detachably mounted.
  • a grille is present in the household appliance, e.g., in its housing, which mechanically protects the sound source.
  • the acoustic lens is dimensioned such that the user can grasp, point, and/or carry the household appliance over the acoustic lens without damaging the acoustic lens or the sound source.
  • the acoustic lens thus has a certain Rigidity that gives it stability. In this way, the acoustic lens provides additional mechanical protection to the sound source.
  • the outer contour of the sound source and the contour of the entrance area of the acoustic lens are essentially corresponding in shape.
  • an approximately circular shape can be chosen, which can particularly correspond to the shape of the loudspeaker used.
  • struts and/or a grille can be present in the area of the aforementioned shape, for example on a housing.
  • the sound paths run obliquely towards a front or front edge of the appliance.
  • the sound paths run diagonally forward relative to the appliance. If there is a surface that essentially limits the appliance at the front, this can be the front. Otherwise, a front edge is typically present.
  • the front edge is typically rounded.
  • a front edge is the edge or side that faces the user during normal use.
  • the forward-facing sound paths ensure that the user in front of the appliance is effectively exposed to sound, regardless of their exact position.
  • Another aspect of the invention is the use of an acoustic lens, in particular an acoustic lens according to the invention, to influence the radiation behavior of a sound source, especially in a household appliance such as a kitchen machine.
  • Figure 1 shows an acoustic lens 1 from a slightly oblique angle above.
  • the entrance area 4 is located approximately in the center at the top.
  • a sound source such as a loudspeaker, can be positioned above the entrance area 4 to direct sound waves into the acoustic lens.
  • Below the entrance area 4 is a direct path, which, for example, Figure 7 and explained in the accompanying description. Sound waves from the sound source can be emitted directly through acoustic lens 1 via the direct path.
  • the entrance area 4 comprises a distribution area 15, from which a multitude of sound paths originate, leading into Figure 6
  • the sound paths are defined by the guide elements 10 of the sound delay area 5.
  • the guide elements 10 are designed as curved webs of different lengths. The outer ends Sound paths are longest at the outer edges, while those ending inwards are shorter. This allows for a particularly strong defocusing of the sound, as in Figure 11 is shown.
  • the struts have a flat underside from which wall-like extensions rise vertically. Initially, the sound travels outwards along the sound paths within the acoustic lens 1, through the cavities located between the struts. To guide this sound along the respective sound path, the wall-like extensions of the struts serve as guiding surfaces 12 extending in the direction of the sound. Subsequently, the upper surfaces of the flat struts act as deflection elements 13 to deflect the sound and retain it inside through reflection.
  • the entire structure of the struts for example in cross-section approximately L-shaped, also serves as a conductive surface 12.
  • the sound encounters an outer frame of the acoustic lens 1, which serves as a deflecting element 13.
  • the sound is reflected at this and, if necessary after further reflection at a rear wall, cf. Figure 4 , directed outwards or downwards perpendicular to the main extension plane of the acoustic lens 1.
  • the acoustic lens 1 is designed as an irregularly shaped grating 20, with the webs forming the guiding elements 10 creating open spaces between them. These spaces serve as exit openings for sound.
  • the acoustic lens 1 further comprises several hooks 27 and a fastening 25, which is designed, for example, as a flexible or flexible hook. This allows for a positive-locking and, in particular, non-destructively detachable connection with a household appliance. For example, a click connection is possible.
  • Figures 1 to 15 The acoustic lens shown can have rounded edges.
  • the narrow edges can be semicircular. This allows for the creation of sound paths of varying lengths in a particularly suitable way.
  • the guiding elements 10 and deflecting elements 13 correspond to obstacles that are, in particular, smaller than the considered wave patterns of the sound.
  • the guiding elements 10 or guiding surfaces 12 are preferably arranged, particularly with regard to their spacing, such that they are optimized for a specific frequency or frequency range. This frequency range can, for example, be 5 to 20 kHz.
  • the wavelength which can be calculated as the quotient of the speed of sound and the frequency, is 3.4 cm at 10 kHz.
  • the spacing between the guiding elements 10 or their deflection elements 13 is approximately half the wavelength. Deviations of ⁇ 30%, preferably ⁇ 15%, are acceptable. This ensures particularly effective sound delay.
  • Figure 2 shows the acoustic lens 1, designed as a grating 20, from below or from the sound exit side. It can be seen that the acoustic lens 1 also includes fracture edges 6 at which sound is reflected, thus creating indirect sound sources (cf. Figure 2).
  • Figure 12 The fracture edges 6 are arranged on the outer edges of the guide elements 10 or webs and, in the example shown here, have an angle of approximately 90°. In particular, the edges of the guide elements 10 facing away from at least part of the entrance area, i.e., those facing away from the direction of the sound, serve as fracture edges 6. These can radiate sound as indirect sound sources over a wide angular range.
  • the guiding elements 10, for example the guiding surfaces 12 and deflection elements 13, as well as the fracture edge 6, can therefore be realized by the same physical features, for example by different areas of the same physical features such as webs.
  • a protective layer particularly an acoustically transparent mesh or fabric, may be present, spanning, for example, the entire underside and/or the entire sound-emitting side. This may be injected into the acoustic lens 1 or bonded to it, for example, by adhesive. On the visible underside of the acoustic lens 1, the outer surfaces of the guiding elements 10 or webs form a common outer surface 17, which may be flat. The mesh or fabric may be stretched over this surface. Alternatively, the surface may also be structured. This may be the case, for example, if the fracture edges are designed to protrude from the surface.
  • Figure 3 Figure 2 shows a household appliance, namely a kitchen appliance, which includes an acoustic lens 1.
  • the viewing direction leads through the household appliance 2 diagonally forward to the inner upper surface of the acoustic lens 1.
  • a sound source 3 (see also Figure 7 ) is located adjacent to the acoustic lens 1 and is sound-conductingly coupled to the entrance area 4.
  • FIG 4 shows a household appliance 2, for example, the household appliance 2 from Figure 3 , without the acoustic lens 1 in a perspective view from a low angle.
  • a receiving area 22 is provided in a lower housing part of the household appliance 2, into which the acoustic lens 1 can be received and attached.
  • the receiving area 22 is designed as a recess into which the acoustic lens 1 can be inserted, in particular such that the surface 17 (cf. Figure 2 ) flush with the adjacent housing wall of the household appliance 2. This creates a flat surface.
  • a rear wall 23 of the receiving area 22 is smooth. This allows the rear wall to reflect sound waves, which can then only pass through the acoustic lens 1. Minor deviations from the smooth shape, such as those caused by the mounting holes shown or other design features, are permissible. Such deviations must affect less than 10% of the surface of the receiving area 22.
  • a grid-like structure with openings is located centrally in the rear wall 23, behind which the sound source is positioned. The grid-like structure thus serves as additional protection for the sound source. In the assembled state, the entrance area of the acoustic lens 1 is located adjacent to this structure.
  • FIG. 5 The household appliance displays 2 out Figure 4 with the attached acoustic lens 1. Also indicated is a front edge 24 of the household appliance.
  • the acoustic lens 1 is therefore located on the front underside of the household appliance 2 and thus faces the user.
  • Arrows indicate the sound 26 emitted forward from the sound delay area in the direction of the user. Bent arrows indicate the sound emitted via the direct path 18, which in this embodiment is reflected off a surface (not shown) on which the household appliance 2 is placed and is emitted forward towards the user as reflected sound 19.
  • Figure 6 shows a sectional view of a household appliance 2 with an acoustic lens 1, in particular of the household appliance 2 made of Figure 5 It is cut along a vertical central axis, revealing the sound source 3 and the inlet area 4 with the distribution area 15.
  • Arrows indicate the sound waves emitted via the sound delay area 5 and thus the respective sound paths 11, which are defined by the respective guide elements 10 as described above. It is evident that the sound waves coming from the sound source 3 are distributed in the inlet area 4, which is free of guide elements 10. Furthermore, it is evident that the outermost sound paths 11 are the longest and thus cause the greatest delay.
  • FIG 7 shows a similar sectional view of a household appliance 2, for example, the household appliance 2 from Figure 6 , from a slightly oblique angle above.
  • the sound source 3 designed as a loudspeaker, with its associated loudspeaker housing 46 is clearly visible.
  • the loudspeaker is therefore encapsulated in its own loudspeaker housing 46.
  • the loudspeaker housing 46 has, for example, an opening on the side shown below, through which the sound reaches the acoustic lens 1.
  • a mounting surface 21 is shown, which corresponds, for example, to the surface of a worktop or table on which the household appliance 2 is placed.
  • the distance d between the acoustic lens 1 and the mounting surface 21 of the household appliance 2 is between 1.5 cm and 3.5 cm. This allows the reflection of the high frequencies to be directed particularly effectively towards the user.
  • Figure 8 shows a similar representation of a household appliance 2 from a slightly elevated angle, for example, the household appliance from Figure 6 and/or from Figure 7 .
  • Figure 6 Identify the sound paths marked with arrows.
  • FIGs 9 to 13 The diagrams show cutaway drawings of a household appliance 2, partially with acoustic lens 1, from the front.
  • Figure 9 Figure 5 illustrates the effect of the sound delay zone, where the length of the arrows corresponds to the loudness or sound pressure. It depicts a snapshot at the beginning of a sound event. The arrows show that the largest proportion of the sound emanates from the center, which is due to the direct sound. The further away the sound emanates, the lower the loudness. Subsequently, due to the delay effect, a higher loudness is achieved even at these points.
  • Figure 10 This shows the effect of direct sound alone without an acoustic lens 1.
  • Direct sound 14 is emitted exclusively from the center and is represented in the form of sound waves.
  • Figure 11 shows a similar representation of the combination of direct sound 14 and sound 9 delayed via the sound delay region 5.
  • numerous indirect sound sources are present due to the different exit openings of the respective sound paths, enabling a wide sound propagation, as shown in the form of the resulting sound 16.
  • the delay and the decreasing volume towards the outside lead to a defocusing of the sound.
  • the delayed sound 9 can be emitted in a straight line.
  • FIG 12 The combination of direct sound 14 and indirect sound 8 emitted via the fracture edges 6 is shown.
  • a closure 28 in the form of a plate is provided, which closes the sound paths of the sound delay area 5.
  • the direct sound 14 is only allowed to pass through in the center.
  • a multitude of indirect sound sources 7 are provided, which reflect the sound emitted from the center and radiate the sound directed outwards. This also enables a wide sound propagation, as shown in the form of the resulting sound 16.
  • the Figures 14 and 15 show differing designs of acoustic lenses 1.
  • the guiding elements are 10 wider and in Figure 15 significantly wider.
  • the curvatures of the guide elements 10 are adapted to obtain a particularly uniform resulting sound.
  • the wall-like guide surfaces are longer and curved to particularly reduce sound. to guide the traffic in the desired direction.
  • aesthetic considerations can also play a role, especially regarding the shape and arrangement of the guiding elements.
  • Figure 16 Figure 1 shows a section of a household appliance 2, specifically a kitchen appliance.
  • the household appliance comprises a housing 40, which is preferably made of plastic.
  • a loudspeaker module 44 which in turn comprises a loudspeaker housing 46, is located in the housing 40.
  • the loudspeaker housing 46 is typically attached to the housing 40 of the kitchen appliance 2.
  • At least one loudspeaker is arranged in the loudspeaker housing 46 as a sound source.
  • the loudspeaker module 44 is designed such that sound from the loudspeaker is emitted downwards or at an angle.
  • the loudspeaker module 44 has one or more openings on its underside to direct the sound to the acoustic lens.
  • the loudspeaker module 44 is acoustic lens 1.
  • the loudspeaker module is acoustically coupled to the entrance area of the acoustic lens, for example as shown in Figure 3 As shown.
  • a recording area for the acoustic lens 1 may be present on the underside of the household appliance 2, as shown in Figure 4 shown.
  • the acoustic lens 1 is removable from the housing 40 of the household appliance 2.
  • the sound thus travels from the loudspeaker housing 46 and the housing 40 of the household appliance 2 to the acoustic lens.
  • the loudspeaker housing 46 and also the housing 40 provide mechanical protection for the loudspeaker.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine akustische Linse zur Beeinflussung des Abstrahlverhaltens einer Schallquelle und ein Haushaltsgerät mit einer solchen. Eine akustische Linse (1) umfasst einen Eintrittsbereich (4) für den Eintritt von Schallwellen einer Schallquelle (3), einen Schallverzögerungsbereich (5) zum Verzögern von Schallwellen, sowie zumindest eine Bruchkante (6) zur Reflexion von Schallwellen zwecks Schaffung einer Indirektschallquelle (7). So kann der resultierende Schall besonders effektiv defokussiert werden, sodass ein Benutzer unabhängig von seiner konkreten Position den Schall besonders gut wahrnehmen kann.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine akustische Linse zur Beeinflussung des Abstrahlverhaltens einer Schallquelle und ein Haushaltsgerät mit einer akustischen Linse.
  • Von Schallquellen wie z. B. Lautsprechern ausgestrahlte Schallwellen sind abhängig vom Winkel der Abstrahlung. Typischerweise ist eine Hauptrichtung vorhanden, in welcher der Schall direkt und damit am lautesten abgestrahlt wird. Je größer der Winkel zur Hauptrichtung wird, desto schwächer wird häufig der abgestrahlte Schall. Die Beschallung mit einer Schalquelle erfolgt also mit unterschiedlicher Lautstärke in Abhängigkeit von der Position des Empfängers.
  • Die Winkelabhängigkeit kann zudem frequenzabhängig sein. Tiefe Frequenzen werden häufig in alle Richtungen gleich stark abgestrahlt (Rundstrahlcharakteristik), während hohe Frequenzen eine starke Richtungsabhängigkeit aufweisen. Dieser Effekt ist besonders stark, wenn sich der Empfänger nahe an der Schallquelle befindet.
  • Beispielsweise aufgrund baulicher Beschränkungen ist es nicht immer möglich, die Achse der Schallquelle direkt auf die zu beschallende Person auszurichten. Zu diesem Zweck kann zum Beispiel ein Horn oder ein Wellenleiter verwendet werden, was wiederum großen Bauraum benötigt und zudem die Richtwirkung des Schalls erhöht. Es besteht Bedarf, einen möglichst gleichmäßigen Schall in einem großen Winkelbereich und in möglichst allen Frequenzbereichen abzugeben.
  • US 7 278 513 B2 , US 6 095 279 A , EP 3 585 066 A1 und WO 2022 221 582 A1 beschreiben Anordnungen zur Beeinflussung von Schall.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte akustische Linse sowie ein weiterentwickeltes Haushaltsgerät bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die akustische Linse gemäß Anspruch 1 und das Haushaltsgerät gemäß dem nebengeordneten Anspruch. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Zur Lösung der Aufgabe dient eine akustische Linse zur Beeinflussung des Abstrahlverhaltens einer Schallquelle. Die akustische Linse umfasst einen Eintrittsbereich für den Eintritt von Schallwellen einer Schallquelle, einen Schallverzögerungsbereich zum Verzögern von Schallwellen, sowie zumindest eine Bruchkante zur Reflexion von Schallwellen zwecks Schaffung einer Indirektschallquelle.
  • Die Erfindung kombiniert die Effekte der Verzögerung des Schalls und der Schaffung einer Indirektschallquelle. Auf diese Weise wird der Schall einerseits mit unterschiedlichen zeitlichen Verzögerungen ausgestrahlt und andererseits aus wenigstens zwei Austrittsregionen divergierend ausgestrahlt. Es kann ein besonders großer räumlicher Bereich weitgehend gleichmäßig beschallt werden. Dies gilt besonders auch für hohe Frequenzen.
  • Im Vergleich zu Systemen, die lediglich auf Reflexionen an einer Gehäuseoberfläche basieren, ist bei der erfindungsgemäßen Lösung der Frequenzbereich deutlich erweitert. Zudem wird eine Möglichkeit zur Ausrichtung des Schalls bereitgestellt. Im Vergleich zu Systemen, die auf zeitlicher Verzögerung der Schallquelle basieren, wird wesentlich geringerer Bauraum benötigt.
  • Die Verzögerung von Schall meint die verlangsamte Ausbreitung von Schall. Beispielsweise kann Schall durch einen Weglängenrefraktor oder eine Hindernisanordnung mit einer Vielzahl von Hindernissen, die klein im Vergleich zu der betrachteten Wellenlänge des Schalls sind, verzögert werden. Auch Lochplatten, durch die der Schall hindurchstrahlt, können zur Verzögerung verwendet werden. Schallwellen können ganz oder teilweise verzögert werden. Der Schallverzögerungsbereich verzögert typischerweise die Schallwellen der Schallquelle. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass zusätzlich oder ergänzend Schallwellen der Indirektschallquelle ganz oder teilweise verzögert werden. Insbesondere wird nur ein Teil der Schallwellen der Schallquelle verzögert. Zum einen kann der Schall in eine gewünschte Richtung gelenkt werden. Zum anderen kann der beschallte Winkelbereich vergrößert werden. Mit anderen Worten kann der Schall defokussiert werden.
  • Die Indirektschallquelle ist eine zusätzlich zu der an den Eingangsbereich angeschlossenen Schallquelle vorhandene Schallquelle. Die Indirektschallquelle ist keine aktive Schallquelle, die selbst Schall generiert. Die Indirektschallquelle ist vielmehr eine passive Schallquelle, die Schall empfängt und in Form einer Reflexion verändert abstrahlt. Schall aus der (Haupt-)Schallquelle gelangt also unmittelbar oder mittelbar an die Bruchkante und wird dort abgestrahlt. Dabei wird im Vergleich mit dem direkt von der Schallquelle abgestrahlten Schall typischerweise die Richtcharakteristik und/oder der Zeitpunkt der Abstrahlung verändert. Der Schall kann auch auf diese Weise defokussiert werden.
  • Eine Bruchkante ist eine Kante, an der Schallwellen gebrochen werden. Zu diesem Zweck kann die Bruchkante beispielsweise als Kante ausgebildet mit einem Winkel von ungefähr 90° oder kleiner ausgebildet sein. Von der Schallquelle aus gesehen kann hinter der Bruchkante eine Lücke oder Vertiefung angeordnet sein. Die Bruchkante kann gerade oder gekrümmt sein. Die Bruchkante verläuft typischerweise quer zur Ausbreitungsrichtung des Schalls.
  • Eine akustische Linse ist ein Gegenstand, der die Richtcharakteristik, die Ausbreitungsgeschwindigkeit, die Fokussierung und/oder die Ausbreitungsrichtung von Schallwellen gezielt beeinflusst.
  • Der eintretende Schall wird bevorzugt von einer Schallquelle wie beispielsweise einem Lautsprecher abgegeben (abgestrahlt). Der Eintrittsbereich kann eine oder mehrere Eintrittsöffnungen umfassen. Es können prinzipiell auch mehrere Eintrittsbereiche für mehrere Schallquellen vorhanden sein.
  • Die akustische Linse umfasst insbesondere einen Austrittsbereich für den Austritt von Schall. Der Austrittsbereich ist bevorzugt wesentlich größer als der Eintrittsbereich. Beispielsweise kann der Austrittsbereich um einen Faktor von wenigstens 5, bevorzugt wenigstens 10 und in einer Ausführungsform wenigstens 15 und/oder höchstens 100 größer sein als der Eintrittsbereich. Der Austrittsbereich kann ein Oberflächenbereich der akustischen Linse sein, insbesondere wenn die Bruchkanten an der Oberfläche der akustischen Linse angeordnet sind, und/oder eine oder mehrere Austrittsöffnungen umfassen. Der Austrittsbereich kann unterschiedliche Austrittsregionen umfassen.
  • Insbesondere ist die akustische Linse ein flächiges Element. Ein flächiges Element ist ein Element, dessen Erstreckung in den zwei Haupterstreckungsrichtungen um jeweils einen Faktor F größer ist als dessen Erstreckung in die senkrecht zu den Haupterstreckungsrichtungen ausgerichtete dritte Richtung. F ist wenigstens 3, insbesondere wenigstens 5 und bevorzugt wenigstens 8 oder wenigstens 10 und/oder höchstens 1000. Die durch die Haupterstreckungsrichtungen aufgespannte Ebene kann gerade oder gekrümmt sein.
  • In einer Ausführungsform weist die akustische Linse eine Dicke von höchstens 5 cm, bevorzugt höchstens 4 cm, besonders bevorzugt höchstens 3 cm und in einer Ausführungsbeispiel höchstens 2 cm auf. Insbesondere beträgt die Dicke mehr als 0,5 cm oder 1 cm. Die Dicke ist die entlang der kurzen dritten Richtung gemessene Erstreckung der akustischen Linse. Es wird eine besonders kompakte Bauform bereitgestellt.
  • In einer Ausgestaltung ist der Schallverzögerungsbereich so eingerichtet, dass aus den durch den Eintrittsbereich eintretenden Schallwellen unterschiedlich verzögerte Schallwellen generiert werden.
  • Es werden also unterschiedliche Teile des eintretenden Schalls unterschiedlich stark verzögert. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass ein Teil der Wellenfront eine größere Strecke zurücklegen muss als ein anderer Teil. So können unterschiedliche Anteile des Schalls generiert werden, die zu unterschiedlichen Zeiten abgestrahlt werden. Auf diese Weise breitet sich der Schall divergierend oder defokussiert aus. Der Schall kann in einem besonders großen Winkelbereich abgestrahlt werden. Die Richtwirkung des Schalls wird minimiert.
  • In einer weiteren Ausgestaltung umfasst der Schallverzögerungsbereich mehrere Leitelemente zur Ausbildung von Schallpfaden unterschiedlicher Länge.
  • Durch Schaffung von Schallpfaden unterschiedlicher Länge mit Leitelementen kann die Verzögerung von Schall auf geringem Bauraum erreicht werden. Leitelemente sind technisch einfach und ermöglichen auch bei einer Vielzahl an Schallpfaden die Anpassung des einzelnen Pfades zur gezielten Einstellung der jeweiligen Verzögerung. Die Leitelemente haben typischerweise unterschiedliche Längen. So können besonders einfach unterschiedliche Verzögerungen erreicht werden.
  • In einer Ausgestaltung umfassen die Leitelemente sich in Schallrichtung erstreckende Leitflächen sowie daran anschließende Ablenkelemente. Auf diese Weise kann der Schall entlang eines Leitelements geleitet werden und am Ende durch ein Ablenkelement geeignet abgelenkt werden, um ausgestrahlt zu werden.
  • Die Schallrichtung verläuft insbesondere zunächst in der Fläche der akustischen Linse bzw. entlang der Haupterstreckungsebene der akustischen Linse. Es können Leitflächen vorhanden sein, die sich entlang der von den ersten und zweiten Haupterstreckungsrichtungen der akustischen Linse aufgespannten Ebene erstrecken. Diese können beispielsweise Stegen folgen, die ein Gitter formen können. Die Ablenkelemente können so angeordnet sein, dass sie ein Ausstrahlen von Schall aus der akustische Linse verhindern. Die Ablenkelemente können im äußeren Bereich der akustischen Linse angeordnet sein. Die Ablenkelemente können mit zunehmender Länge des Schallpfades kleiner werden.
  • Insbesondere verläuft die Schallrichtung anschließend quer zur Haupterstreckungsebene der akustischen Linse, um nach außen abgestrahlt zu werden. Dementsprechend können alternativ oder ergänzend Ablenkelemente vorhanden sein, die sich senkrecht zu der genannten Ebene erstrecken. Diese können sich beispielsweise am Ende von Stegen befinden und/oder von Teilen eines umlaufenden Rahmens der akustischen Linse verkörpert sein. Sie können etwa rechtwinklig zu dem jeweiligen Schallpfad angeordnet sein und diesen beenden. Der Schall kann dann aus der akustischen Linse ausstrahlen.
  • In einer Ausgestaltung umfasst die akustische Linse im Eintrittsbereich einen Verteilbereich, an welchem die Schallpfade starten. In einer Ausgestaltung ist der Verteilbereich frei von Leitelementen.
  • Die unterschiedlichen Schallpfade starten im Verteilbereich. Mit anderen Worten wird der eintretende Schall im Verteilbereich auf die unterschiedlichen Pfade verteilt. So kann die Verzögerung des Schalls besonders effektiv erfolgen. Beispielsweise weist der Verteilbereich eine runde Form auf und/oder die Schallpfade starten in unterschiedlichen Winkelpositionen in Bezug auf einen Mittelpunkt des Verteilbereichs. So können gezielt bestimmte Anteile des Schalls entlang bestimmter Schallpfaden geführt werden.
  • In einer Ausgestaltung ist die Bruchkante an einer Oberfläche der akustischen Linse angeordnet. Insbesondere ist die Bruchkante an einer äußeren Oberfläche angeordnet. Die Bruchkante weist demnach nach außen. Dies ermöglicht eine besonders ungestörte Ausbreitung des Schalls der Indirektschalquelle. Die Oberfläche kann aus mehreren Oberflächenelementen bestehen, die voneinander beabstandet angeordnet sein können.
  • In einer Ausgestaltung umfasst die akustische Linse mehrere Bruchkanten. Beispielsweise sind zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben oder acht Bruchkanten vorhanden. In einer anderen Ausgestaltung sind ungefähr zehn, ungefähr zwölf oder ungefähr fünfzehn Bruchkanten vorhanden. Bruchkanten können durchgehend ausgestaltet sein oder Unterbrechungen aufweisen. Insbesondere sind mehrere hintereinander angeordnete Bruchkanten vorhanden. Unterschiedliche Anteile des von der Schallquelle abgestrahlten Schalls werden so an den jeweiligen Bruchkanten reflektiert. Auf diese Weise können in der Fläche eine Vielzahl von verteilt angeordneten Indirektschallquellen bereitgestellt werden, die unterschiedliche Abstände zur Schallquelle haben können. Es können zumindest abschnittsweise konzentrisch angeordnete Bruchkanten vorhanden sein. Bevorzugt sind die Bruchkanten gebogen ausgestaltet. Bruchkanten können beispielsweise in Form von Kreisbahnen oder beliebig gekrümmten Bahnen verlaufen.
  • Bruchkanten können so angeordnet sein, dass der Schall im Wesentlichen oder vollständig in eine vorgegebene Richtung und/oder in einen vorgegebenen Winkelbereich reflektiert wird. Beispielsweise kann die akustische Linse im unteren Bereich eines Haushaltsgeräts, beispielsweise einer Küchenmaschine, angeordnet sein, um akustische Signale an einen Benutzer auszugeben. In diesem Fall können Bruchkanten so angeordnet sein, dass Schall hauptsächlich nach vorn reflektiert wird. Es kann so beispielsweise ein Winkelbereich von 180°, in dem sich der Benutzer aufhält, besonders vorteilhaft beschallt werden.
  • Da Bruchkanten besonders hohe Frequenzen reflektieren, kann so auch bei hohen Frequenzen die Richtwirkung deutlich verringert werden. So kann, je nach Art des ausgestrahlten Schalls, beispielsweise die Signalwirkung oder das Sprachverständnis verbessert werden.
  • In einer Ausgestaltung weist die akustische Linse einen Direktpfad auf, über den ein Teil der durch den Eintrittsbereich eintretenden Schallwellen im Wesentlichen unverändert ausgestrahlt werden. Ein Anteil des eintretenden Schalls kann so die akustische Linse passieren und als Direktschall abgegeben werden. Auf diese Weise werden insgesamt mehrere (echte und virtuelle) Schallquellen genutzt. Es kann so ein besonders großer Bereich gleichmäßig beschallt werden.
  • Der Direktpfad ist vorzugsweise als freier Durchgang zwischen dem Eintrittsbereich und einem Austrittsbereich für Schall ausgestaltet. Der Direktpfad kann mehrere Durchgänge umfassen und/oder es können mehrere Direktpfade für eine oder mehrere Schallquellen vorgesehen sein.
  • Der Direktpfad kann mit einem flächigen Schutzteil wie beispielsweise einem Netz, Gewebe oder Gitter als Schutz bedeckt sein, um ein Eindringen von Gegenständen in die akustische Linse und/oder die Schallquelle zu verhindern und/oder um optisch eine geschlossene Form zu erhalten. Die akustische Linse kann teilweise oder ganz mit einem flächigen Schutzteil wie beispielsweise einem Schutzgitter oder Schutznetz bedeckt sein, um ein Eindringen von Gegenständen in die akustische Linse und/oder die Schallquelle zu verhindern. Insbesondere ist ein Schutzteil über ein Gehäuse der akustischen Linse gespannt.
  • In einer Ausführungsform entspricht der aus dem Direktpfad abgegebene Schall dem Schall, der an einer Oberfläche unterhalb des Haushaltsgeräts gespiegelt wird.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist die akustische Linse als Gitter ausgeführt. Bevorzugt ist das Gitter ein flächiges Element. Ein Gitter ist ein durchbrochenes Element. Ein Gitter umfasst demnach durchgehende Durchbrüche. Die Durchbrüche verlaufen entlang der dritten Richtung, also durch die kurze Erstreckung hindurch. Dies ist unabhängig von einem etwaig vorhandene Schutzteil, welches die Durchbrüche überdecken kann.
  • Die Durchgangsöffnungen eines Gitters können gleichmäßig der unregelmäßig geformt sein. Die Durchgangsöffnungen sind durch Gitterelemente, beispielsweise durch Stege, voneinander getrennt. Die Stege können gerade oder gekrümmt verlaufen. Es können Stege in einer geraden oder gekrümmten Richtung und/oder Stege in einer dazu winklig angeordneten geraden oder gekrümmten Richtung vorhanden sein. Stege müssen nicht überkreuzend angeordnet sein. Es können unregelmäßige Formen von Gitterelementen oder Stegen verwendet werden. Neben den technisch bedingten Formen können auch ästhetische Gesichtspunkte bei der Formgebung des Gitters bzw. der Stege berücksichtigt werden. In einer Ausführungsform ist das Gitter von einem umlaufenden Rahmen begrenzt. Die Durchgangsöffnungen des Gitters können eine kleinere oder größere Fläche einnehmen als die dazwischen angeordneten Gitterelemente wie z. B. Stege.
  • Um ein unplanmäßiges Eindringen von Fingern oder Gegenständen zu verhindern, sind Abstände zwischen den Stegen bevorzugt nicht größer als 15 mm, insbesondere als 12 mm und besonders bevorzugt als 10 mm. Alternativ oder ergänzend kann ein Schutzteil vorhanden sein.
  • In einer Ausführungsform umfasst ein Steg des Gitters, insbesondere jeder Steg, mindestens eine Leitfläche und ein Ablenkelement. In einer Ausführungsform umfasst ein Steg des Gitters, insbesondere jeder Steg, ein Leitelement und eine Bruchkante.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Haushaltsgerät mit einer erfindungsgemäßen akustischen Linse und einer an den Eintrittsbereich der akustischen Linse gekoppelten Schallquelle. Insbesondere ist die Schallquelle ein Lautsprecher.
  • Das Haushaltsgerät kann grundsätzliches jedes mit einer Schallquelle ausgestattete Haushaltsgerät sein, welches zur Beschallung von Personen geeignet ist. Typischerweise ist ein solches Haushaltsgerät gemeint, dessen Schallquelle nicht zur Platzierung am oder im Ohr des Benutzers vorgesehen ist. Es ist bei derartigen Haushaltsgeräten grundsätzlich wünschenswert, ausgesendeten Schall über alle Frequenzbereiche zu defokussieren, um so eine besonders geringe Richtwirkung des Schalls zu erreichen. Auf diese Weise kann der Benutzer den ausgesendeten Schall weitgehend unabhängig von seiner relativen Position zum Haushaltsgerät wahrnehmen.
  • Das Haushaltsgerät ist beispielsweise ein Küchengerät. Haushaltsgeräte haben Schallquellen beispielsweise zur Benachrichtigung und/oder Warnung, aber auch zur Sprachausgabe. Hierbei ist eine gute Hörbarkeit und im Falle von Sprachausgabe ein gutes Textverständnis wesentlich, was durch die erfindungsgemäße akustische Linse gewährleistet werden kann.
  • In einer Ausgestaltung ist das Haushaltsgerät eine Küchenmaschine. Die Küchenmaschine umfasst beispielsweise ein Speisenzubereitungsgefäß und insbesondere ein drehbares Werkzeug zum Zerkleinern und/oder Mischen einer Speise in dem Speisenzubereitungsgefäß. Die Küchenmaschine umfasst insbesondere einen Motor zum Drehen des Werkzeugs. Die Küchenmaschine umfasst beispielsweise eine Heizeinrichtung zum Erhitzen einer Speise in dem Speisenzubereitungsgefäß. Das Speisenzubereitungsgefäß kann abnehmbar sein. Die Küchenmaschine kann zur zumindest teilweise automatisierten Zubereitung einer Speise anhand eines elektronisch gespeicherten Rezepts ausgestaltet sein. Eine Steuerungseinrichtung der Küchenmaschine kann auf ein digitales Rezept zugreifen und durch einen Rezeptschritt des Rezeptes veranlasst werden, das Werkzeug und/oder die Heizeinrichtung in einer durch den Rezeptschritt definierten Weise zu betreiben. Die Küchenmaschine kann dazu eingerichtet sein, dem Benutzer Hinweise und/oder Instruktionen akustisch unter Verwendung der Schallquelle auszugeben. Beispielsweise kann der Benutzer instruiert werden, eine bestimmte Menge einer bestimmten Zutat in das Speisenzubereitungsgefäß zu geben und/oder das Werkzeug in einer definierten Weise zu betreiben.
  • In einer Ausführungsform ist das Haushaltsgerät ein Reinigungsgerät, wie zum Beispiel ein Reinigungsroboter. Reinigungsgeräte können unterschiedliche akustische Instruktionen an Benutzer ausgeben, was durch die akustische Linse auf die beschriebene, vorteilhafte Weise erfolgen kann. Ein Reinigungsroboter ist ein Roboter, der Partikel aufnehmen kann. Ein Reinigungsroboter kann eine Fläche reinigen, ohne dass während des Reinigungsvorgangs ein Benutzer erforderlich ist. Der Reinigungsroboter kann ein Saugroboter und/oder ein Wischroboter sein. Ein Wischroboter verfügt über ein Wischelement, beispielsweise einen Lappen, Mob, Schwamm oder Reinigungsgewebe. Das Wischelement kann Wasser aufnehmen. Ein Wischroboter kann ein Gebläse zum Ansaugen von Schmutz aufweisen und/oder so eingerichtet sein, dass das Wischelement translatorisch und/oder rotatorisch relativ zum Gehäuse des Wischroboters bewegt werden kann, um Schmutzpartikel aufzunehmen. Ein Saugroboter kann selbstständig eine Fläche durch Saugen reinigen. Der Saugroboter verfügt über ein Gebläse, durch das Luft angesaugt werden kann. Der Saugroboter hat einen Behälter, in dem aufgesaugte Partikel gesammelt werden. Der Saugroboter verfügt über wenigstens einen Filter, durch den angesaugte, mit Partikeln beladene Luft von Staub getrennt wird. Die dadurch gereinigte Luft wird anschließend aus dem Saugroboter herausgeblasen.
  • Es ist nicht notwendig, dass die Schallquelle und die akustische Linse unmittelbar benachbart angeordnet sind. Lediglich eine Kopplung zur Übertragung des Schalls ist notwendig. Beispielsweise kann zwischen akustischer Linse und Schallquelle ein Gehäuseteil angeordnet sein. Es kann eine Kapselung der Schallquelle vorhanden sein, beispielsweise durch ein Lautsprechergehäuse. Eine solche Kapselung ist dann so ausgestaltet, dass Schall zur akustischen Linse übertragen werden kann, beispielsweise durch mindestens eine Öffnung im Gehäuse. Eine Kapselung bzw. das Gehäuse ist besonders vorteilhaft für tiefe Frequenzen (Bass).
  • In einer Ausgestaltung sind die Schallquelle und die akustische Linse so angeordnet, dass aus der akustischen Linse austretender Schall nach unten, insbesondere nach schräg unten, abgestrahlt wird. Insbesondere ist die Schallquelle bereits so angeordnet, dass sie nach schräg unten gerichteten Schall ausstrahlt. Es hat sich gezeigt, dass so eine besonders geringe Richtwirkung des resultierenden Schalls erreicht werden kann. Insbesondere ist das Haushaltsgerät dazu eingerichtet und bestimmt, auf einer Aufstellfläche wie beispielsweise einem Tisch oder einer Arbeitsplatte aufgestellt zu werden. In diesem Fall kann durch den nach unten gerichteten Schall ein Benutzer besonders gut beschallt werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung weist die akustische Linse einen Abstand von höchstens 5 cm, bevorzugt höchstens 4 cm, besonders bevorzugt höchstens 3 cm und/oder wenigstens 1 cm, bevorzugt wenigstens 1,5 cm oder wenigstens 2 cm, zu einer Aufstellebene des Haushaltsgeräts auf. Die Unterseite eines Haushaltsgeräts, welches die akustische Linse aufweist, kann schräg geformt sein. Dementsprechend kann der Abstand je nach Position unterschiedlich sein. Die genannten Werte beziehen sich insbesondere auf einen mittleren Abstand.
  • Typischerweise umfasst das Haushaltsgerät Aufstellelemente wie z. B. Aufstellfüße. Die Aufstellebene ist eine flache Ebene, die von den Aufstellelementen aufgespannt wird. Wird das Haushaltsgerät auf einer ebenen Oberfläche wie z. B. einem Tisch oder einer Arbeitsplatte aufgestellt, entspricht die ebene Oberfläche der Aufstellebene. Der Abstand ist die kürzeste gemessene Distanz zwischen der Aufstellebene und der akustischen Linse. Der Abstand zwischen der akustischen Linse und der Aufstellebene des Haushaltsgerät beträgt in einer alternativen Ausgestaltung höchstens 5 cm.
  • Auf diese Weise wird bei Aufstellung auf einer ebenen Oberfläche zusätzlich zu den unterschiedlichen, oben beschriebenen Schallanteilen ein weiterer Schallanteil erzeugt, der auf Reflexion der ausgestrahlten Schallwellen an der Aufstellebene beruht. Auf diese Weise kann ein noch größerer Bereich nahezu gleichförmig beschallt werden. In einer Ausführungsform wird der Direktschall reflektiert.
  • In einer Ausführungsform ist die akustische Linse in Bezug zu einer Aufstellebene des Haushaltsgeräts in einem Winkel von mindestens 5°, bevorzugt mindestens 10° und in einem Beispiel mindestens 15° und/oder von höchstens 45°, bevorzugt höchstens 35° und besonders bevorzugt höchstens 30° geneigt. Der Winkel wird zwischen der nach unten weisenden Oberfläche der akustischen Linse und der Aufstellebene gemessen. Auf diese Weise kann der Schall über Reflexionen an der Oberfläche besonders geeignet zu den möglichen Positionen des Benutzers geleitet werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist die akustische Linse in einem Aufnahmebereich des Haushaltsgeräts angeordnet. Der Aufnahmebereich weist insbesondere eine im Wesentlichen glatte Rückwand auf.
  • Die Rückwand ist die den Aufnahmebereich rückwärtig begrenzende Wand. Insbesondere ist die Rückwand zumindest im Wesentlichen und bevorzugt vollständig geschlossen. Dem steht nicht entgegen, dass die Rückwand eine Öffnung zum Eintreten des Schalls in die akustische Linse aufweisen kann.
  • Diese Ausgestaltung ermöglicht, dass die Rückwand somit als Reflexionsfläche für in der akustischen Linse befindliche Schallwellen dient. Ein Abstrahlen des Schalls durch die akustische Linse ist nur nach außen möglich.
  • In einer Ausführungsform ist die akustische Linse in einem Aufnahmebereich des Haushaltsgeräts, insbesondere eines Gehäuses des Haushaltsgeräts, befestigt. Der Aufnahmebereich weist insbesondere dieselbe Kontur auf wie die akustische Linse, sodass die akustische Linse in den Aufnahmebereich eingesetzt werden kann und dann nicht oder nur unwesentlich über die umliegenden Bereiche des Gehäuses hinausragt. In einer Ausführungsform ist die akustische Linse formschlüssig befestigt. In einer Ausführungsform ist die akustische Linse abnehmbar befestigt.
  • In einer Ausführungsform ist im Haushaltsgerät, z. B. in dessen Gehäuse, ein Gitter vorhanden, welches die Schallquelle mechanisch schützt. In einer Ausführungsform ist die akustische Linse so dimensioniert, dass der Nutzer das Haushaltsgerät über die akustische Linse greifen, angeben und/oder tragen kann, ohne dass die akustische Linse oder die Schallquelle Schaden nehmen. Die akustische Linse hat also eine gewisse Steifigkeit, die ihr Stabilität verleiht. So verleiht die akustische Linse der Schallquelle zusätzlichen mechanischen Schutz.
  • In einer Ausführungsform sind eine Außenkontur der Schallquelle und eine Kontur des Eintrittsbereichs der akustischen Linse im Wesentlichen korrespondierend geformt. Beispielsweise kann eine etwa kreisrunde Form gewählt werden, die insbesondere der Form des verwendeten Lautsprechers entsprechen kann. Um mechanischen Schutz für den Lautsprecher zu gewährleisten, können im Bereich der genannten Form, beispielsweise an einem Gehäuse, Stege und/oder ein Gitter vorhanden sein.
  • In einer Ausgestaltung verlaufen die Schallpfade schräg in Richtung einer Vorderseite oder Vorderkante des Haushaltsgeräts. Mit anderen Worten verlaufen die Schallpfade in Bezug zum Haushaltsgerät schräg nach vorn. Ist eine Fläche vorhanden, die das Haushaltsgerät im Wesentlichen nach vorn begrenzt, kann dies die Vorderseite sein. Anderenfalls ist typischerweise eine Vorderkante vorhanden. Die Vorderkante ist typischerweise abgerundet. Eine Vorderkante oder Vorderseite ist diejenige Kante oder Seite, die beim bestimmungsgemäßen Gebrauch dem Benutzer zugewandt ist.
  • Durch die nach vorn verlaufenden Schallpfade wird der vor dem Haushaltsgerät befindliche Benutzer unabhängig von seiner genauen Position effektiv beschallt.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Verwendung einer akustischen Linse, insbesondere einer erfindungsgemäßen akustischen Linse, zur Beeinflussung des Abstrahlverhaltens einer Schallquelle, insbesondere in einem Haushaltsgerät wie beispielsweise einer Küchenmaschine.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung auch anhand von Figuren näher erläutert. Merkmale der Ausführungsbeispiele können einzeln oder in einer Mehrzahl mit den beanspruchten Gegenständen kombiniert werden, sofern nichts Gegenteiliges angegeben wird. Die beanspruchten Schutzbereiche sind nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt.
  • Es zeigen:
    • Figur 1: eine akustische Linse von schräg oben;
    • Figur 2: eine akustische Linse von schräg unten;
    • Figur 3: ein Haushaltsgerät mit einer akustischen Linse;
    • Figur 4: ein Haushaltsgerät mit einem Aufnahmebereich für eine akustische Linse;
    • Figur 5: ein Haushaltsgerät mit einem Aufnahmebereich mit einer akustischen Linse;
    • Figur 6: eine Schnittdarstellung eines Haushaltsgeräts mit einer akustischen Linse;
    • Figur 7: eine perspektivische Schnittdarstellung eines Haushaltsgeräts;
    • Figur 8: eine weitere perspektivische Schnittdarstellung eines Haushaltsgeräts;
    • Figur 9: eine Schnittzeichnung eines Haushaltsgeräts mit akustischer Linse von vorn;
    • Figur 10: eine Schnittzeichnung eines Haushaltsgeräts ohne akustische Linse von vorn;
    • Figur 11: eine Schnittzeichnung eines Haushaltsgeräts mit akustischer Linse von vorn;
    • Figur 12: eine Schnittzeichnung eines Haushaltsgeräts mit teilweise verschlossener akustischer Linse von vorn;
    • Figur 13: eine Schnittzeichnung eines Haushaltsgeräts mit akustischer Linse von vorn;
    • Figur 14: eine weitere akustische Linse;
    • Figur 15: eine weitere akustische Linse; sowie
    • Figur 16: ein Haushaltsgerät mit einem Lautsprechermodul.
  • Figur 1 zeigt eine akustische Linse 1 von schräg oben. Der Eintrittsbereich 4 befindet sich ungefähr mittig oben. Oberhalb des Eintrittsbereichs 4 kann eine Schallquelle wie z. B. ein Lautsprecher angeordnet werden, um Schallwellen in die akustische Linse zu leiten. Unterhalb des Eintrittsbereichs 4 befindet sich ein Direktpfad, der beispielsweise in Figur 7 und der zugehörigen Beschreibung erläutert ist. Über den Direktpfad können Schallwellen der Schallquelle direkt durch die akustische Linse 1 hindurch ausgegeben werden.
  • Der Eintrittsbereich 4 umfasst einen Verteilbereich 15, an dem eine Vielzahl von Schallpfaden starten, die in Figur 6 dargestellt sind. Die Schallpfade werden definiert von den Leitelementen 10 des Schallverzögerungsbereichs 5. Die Leitelemente 10 sind als gekrümmte Stege mit unterschiedlichen Längen ausgeführt. Die außen endenden Schallpfade sind am längsten, während die innen endenden Schallpfade kürzer sind. Auf diese Weise kann eine besonders starke Defokussierung des Schalls erreicht werden, wie in Figur 11 dargestellt ist.
  • Die Stege weisen an der Unterseite eine flache Form auf, von der sich senkrecht nach oben führende wandartige Verlängerungen erstrecken. Zunächst verläuft der Schall im Inneren der akustischen Linse 1 in den zwischen den Stegen befindlichen Hohlräumen entlang der Schallpfade nach außen. Um diesen Schall im jeweiligen Schallpfad zu leiten, dienen die wandartigen Verlängerungen der Stege als sich in Schallrichtung erstreckende Leitflächen 12. Daran anschließend sind als Ablenkelemente 13 die Oberseiten der flachen Form der Stege vorgesehen, um den Schall abzulenken und durch Reflexion im Inneren zu halten.
  • Entlang der Schallpfade dient auch der gesamte, beispielsweise im Querschnitt etwa L-förmige Aufbau der Stege, als Leifläche 12. Am Ende der Schallpfade trifft der Schall auf einen äußeren Rahmen der akustischen Linse 1, der als Ablenkelement 13 dient. An diesen wird der Schall reflektiert und, ggf. nach erneuter Reflexion an einer Rückwand, vergl. Figur 4, senkrecht zur Haupterstreckungsebene der akustischen Linse 1 nach außen bzw. unten geleitet.
  • Die akustische Linse 1 ist als unregelmäßig geformtes Gitter 20 ausgeführt, wobei die die Leitelemente 10 bildenden Stege zwischen einander offene Zwischenräume ausbilden. Die Zwischenräume dienen als Austrittsöffnungen für Schall.
  • Die akustische Linse 1 umfasst ferner mehrere Haken 27 sowie eine Befestigung 25, die beispielsweise als biegsamer oder biegeweicher Haken ausgeführt ist. So kann eine formschlüssige und insbesondere zerstörungsfrei lösbare Verbindung mit einem Haushaltsgerät erfolgen. Beispielsweise ist eine Klickverbindung möglich.
  • Abweichend vom in den Figuren 1 bis 15 Gezeigten kann die akustische Linse an den Schmalseiten abgerundet ausgeführt sein. Beispielsweise können die Schmalseiten halbkreisförmig ausgestaltet sein. Auf diese Weise können auf besonders geeignete Weise unterschiedlich lange Schallpfade geschaffen werden.
  • Die Leitelemente 10 bzw. Ablenkelemente 13 entsprechen Hindernissen, die insbesondere kleiner als die betrachtete Wellengänge des Schalls sind. Die Leitelemente 10 bzw. Leitflächen 12 sind bevorzugt derart angeordnet, insbesondere hinsichtlich der Abstände zwischen einander, dass sie auf eine bestimmte Frequenz oder einen bestimmten Frequenzbereich hin optimiert sind. Dieser Frequenzbereich kann z. B. 5 bis 20 kHz betragen. Die Wellenlänge, die als Quotient aus Schallgeschwindigkeit und Frequenz berechnet werden kann, beträgt bei 10 kHz 3,4 cm. Bevorzugt beträgt der Abstand zwischen den Leitelementen 10 bzw. deren Ablenkelemente 13 ungefähr der halben Wellenlänge. Abweichungen von ±30%, bevorzugt ±15% sind akzeptabel. Dies gewährleistet eine besonders effektive Schallverzögerung.
  • Figur 2 zeigt die als Gitter 20 ausgeführte akustische Linse 1 von unten bzw. von der Schall-Austrittsseite. Hier zeigt sich, dass die akustische Linse 1 ferner Bruchkanten 6 umfasst, an denen Schall reflektiert wird, so dass auf diese Weise Indirektschallquellen vorhanden sind (vergl. Figur 12). Die Bruchkanten 6 sind an äußeren Kanten der Leitelemente 10 bzw. Stege angeordnet und weisen im hier gezeigten Beispiel einen Winkel von etwa 90° auf. Insbesondere dienen die von zumindest einem Teil des Eintrittsbereichs abgewandten, in Richtung des Schalls also rückwärtigen Kanten der Leitelemente 10 als Bruchkanten 6. Diese können als Indirektschallquellen den Schall in einem großen Winkelbereich abstrahlen.
  • Die Leitelemente 10, also beispielsweise die Leitflächen 12 und Ablenkelemente 13, sowie die Bruchkante 6 können demnach durch dieselben körperlichen Merkmale, beispielsweise durch unterschiedliche Bereiche derselben körperlichen Merkmale wie z. B. von Stegen, realisiert sein.
  • Es kann ein insbesondere akustisch transparentes Netz oder Gewebe als Schutzteil vorhanden sein, welches beispielsweise die gesamte Unterseite und/oder die gesamte Schall-Austrittsseite überspannen kann. Dieses kann in die akustische Linse 1 mit eingespritzt sein oder stoffschlüssig damit verbunden sein, beispielsweise durch Kleben. An der sichtbaren Unterseite der akustischen Linse 1 bilden die Außenflächen der Leitelemente 10 bzw. Stege insbesondere eine gemeinsame äußere Oberfläche 17 aus, die eben sein kann. Über diese Oberfläche kann das Netz oder Gewebe gespannt sein. Davon abweichend kann die Oberfläche auch strukturiert sein. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die Bruchkanten so ausgeführt sind, dass sie aus der Oberfläche hinausragen.
  • Figur 3 zeigt ein Haushaltsgerät 2, nämlich ein Küchengerät, welches eine akustische Linse 1 umfasst. Die Blickrichtung verläuft durch das Haushaltsgerät 2 hindurch nach schräg vorn auf die innen liegende Oberseite der akustischen Linse 1. Eine Schallquelle 3 (siehe auch Figur 7) befindet sich benachbart zur akustischen Linse 1 und ist Schall leitend an den Eintrittsbereich 4 gekoppelt.
  • Figur 4 zeigt ein Haushaltsgerät 2, beispielsweise das Haushaltsgerät 2 aus Figur 3, ohne die akustische Linse 1 in einer perspektivischen Darstellung von schräg unten. Es ist typischerweise in einem unteren Gehäuseteil des Haushaltsgeräts 2 ein Aufnahmebereich 22 vorhanden, in den die akustische Linse 1 aufgenommen und dort befestigt werden kann. Der Aufnahmebereich 22 ist als Aussparung ausgestaltet, in den die akustische Linse 1 insbesondere derart eingesetzt werden kann, dass die Oberfläche 17 (vergl. Figur 2) bündig mit der benachbarten Gehäusewand des Haushaltsgeräts 2 abschließt. Auf diese Weise entsteht eine ebene Oberfläche.
  • Eine Rückwand 23 des Aufnahmebereichs 22 ist glatt ausgestaltet. So kann die Rückwand zur Reflexion von Schallwellen dienen, die dann nur durch die akustische Linse 1 hindurch ausströmen können. Geringfügige Abweichungen von der glatten Form, wie sie beispielsweise durch die dargestellten Montagelöcher oder andere Formelemente bedingt werden können, sind zulässig. Derartige Abweichungen betreffen insbesondere weniger als 10% der Oberfläche des Aufnahmebereichs 22. Mittig in der Rückwand 23 befindet sich eine gitterartige Struktur mit Durchgangsöffnungen, hinter denen die Schallquelle angeordnet ist. Die gitterartige Struktur dient somit als zusätzlicher Schutz für die Schallquelle. Der Eintrittsbereich der akustischen Linse 1 ist im zusammengebauten Zustand benachbart zu dieser Struktur angeordnet.
  • Figur 5 zeigt das Haushaltsgerät 2 aus Figur 4 mit der befestigten akustischen Linse 1. Gekennzeichnet sind darüber hinaus eine Vorderkante 24 des Haushaltsgeräts. Die akustische Linse 1 befindet sich also an der vorderen Unterseite des Haushaltsgeräts 2 und ist damit dem Benutzer zugewandt. Pfeile zeigen den aus dem Schallverzögerungsbereich nach vorn in Richtung des Benutzers ausgesendeten Schall 26. Geknickte Pfeile zeigen den über den Direktpfad 18 ausgesendeten Schall, der in dieser Ausführungsform an einer (nicht dargestellten) Oberfläche, auf der das Haushaltsgerät 2 aufgestellt ist, gespiegelt wird und als gespiegelter Schall 19 nach vorn zum Benutzer ausgestrahlt wird.
  • Figur 6 zeigt Schnittdarstellung eines Haushaltsgeräts 2 mit einer akustischen Linse 1, insbesondere des Haushaltsgeräts 2 aus Figur 5. Es ist entlang einer vertikalen Mittelachse geschnitten, so dass die Schallquelle 3 sowie der Eintrittsbereich 4 mit dem Verteilbereich 15 erkennbar ist. Pfeile zeigen die über den Schallverzögerungsbereich 5 ausgesendeten Schallwellen und damit die jeweils zugehörigen Schallpfade 11, die wie oben beschrieben von den jeweiligen Leitelementen 10 definiert werden. Dabei ist ersichtlich, dass im frei von Leitelementen 10 ausgestalteten Eintrittsbereich 4 die von der Schallquelle 3 kommenden Schallwellen verteilt werden. Zudem ist erkennbar, dass die außen endenden Schallpfade 11 am längsten sind und damit die größte Verzögerung bewirken.
  • Figur 7 zeigt eine ähnliche Schnittdarstellung eines Haushaltsgeräts 2, beispielsweise des Haushaltsgeräts 2 aus Figur 6, von schräg oben. Hier ist die als Lautsprecher ausgestaltete Schallquelle 3 mit dem zugehörigen Lautsprechergehäuse 46 gut erkennbar. Der Lautsprecher ist demnach in einem eigenen Lautsprechergehäuse 46 gekapselt. Das Lautsprechergehäuse 46 hat beispielsweise an der unten dargestellten Seite eine Öffnung, durch die der Schall zur akustischen Linse 1 gelangt.
  • Zudem ist eine Aufstellebene 21 dargestellt, die beispielsweise einer Oberfläche einer Arbeitsplatte oder eines Tischs entspricht, auf dem das Haushaltsgerät 2 aufgestellt ist. Der Abstand d zwischen der akustischen Linse 1 und der Aufstellebene 21 des Haushaltsgeräts 2 beträgt zwischen 1,5 cm und 3,5 cm. So kann die Reflexion der hohen Frequenzen besonders geeignet in Richtung Benutzer geführt werden.
  • Figur 8 zeigt eine ähnliche Darstellung eines Haushaltsgeräts 2 von schräg oben, beispielsweise des Haushaltsgeräts aus Figur 6 und/oder aus Figur 7. Es lassen sich in Analogie zur Figur 6 die mit Pfeilen gekennzeichneten Schallpfade erkennen.
  • Die Figuren 9 bis 13 zeigen Schnittzeichnungen eines Haushaltsgeräts 2, teilweise mit akustischer Linse 1, von vorn. Figur 9 zeigt die Wirkung des Schallverzögerungsbereichs 5, wobei die Länge der Pfeile der Lautstärke bzw. dem Schalldruck entsprechen. Dargestellt ist eine Momentaufnahme zu Beginn eines Schallereignisses. Die Pfeile zeigen, dass mittig der größte Anteil des Schalls ausströmt, was auf den Direktschall zurückzuführen ist. Je weiter entfernt der Schall ausströmt, desto geringer ist die Lautstärke. Anschließend wird durch die Verzögerungswirkung auch dort eine höhere Lautstärke erreicht.
  • Figur 10 zeigt die alleinige Wirkung des Direktschalls ohne akustische Linse 1. Es wird ausschließlich mittig Direktschall 14 abgegeben, der in Form von Schallwellen dargestellt ist.
  • Figur 11 zeigt in ähnlicher Darstellung die Kombination aus Direktschall 14 und über den Schallverzögerungsbereich 5 verzögertem Schall 9. Es sind im Schallverzögerungsbereich 5 durch die unterschiedlichen Austrittsöffnungen der jeweiligen Schallpfade eine Vielzahl an Indirektschallquellen vorhanden, die insgesamt eine breite Schallausbreitung ermöglichen, wie in Form des resultierenden Schalls 16 dargestellt. Die Verzögerung und die nach außen hin abnehmende Lautstärke führen zu einer Defokussierung des Schalls. Der verzögerte Schall 9 kann in gerader Richtung ausgegeben werden.
  • Figur 12 zeigt die Kombination aus Direktschall 14 und über die Bruchkanten 6 ausgesendetem Indirektschall 8. Hierzu ist ein Verschluss 28 in Form einer Platte vorhanden, der die Schallpfade des Schallverzögerungsbereichs 5 verschließt. Lediglich mittig wird der Direktschall 14 durchgelassen. Durch die Bruchkanten 6 (vergl. Figur 2) werden eine Vielzahl von Indirektschallquellen 7 bereitgestellt, die den mittig ausgesendeten Schall reflektieren und die insbesondere jeweils nach außen gerichteten Schall abstrahlen. Auch auf diese Weise wird bereits eine breite Schallausbreitung ermöglicht, wie in Form des resultierenden Schalls 16 dargestellt.
  • Die erfindungsgemäße Kombination dieser beiden Effekte wird nun in Figur 13 gezeigt. Hier überlagern sich Direktschall 14, verzögerter Schall 9 und Indirektschall 8 zu einem besonders weitwinklig abgestrahlten resultierenden Schall 16. Dies ist erkennbar an der besonders breiten, divergierenden Schallfront des resultierenden Schalls 16. Zudem ist es möglich, dass auch der verzögerte Schall 9 über die Bruchkanten 6 reflektiert wird und einen zusätzlichen, gewissermaßen doppelt verzögerten indirekten Schall ausstrahlt.
  • Die Figuren 14 und 15 zeigen abweichende Ausgestaltungen akustischer Linsen 1. In Figur 14 sind die Leitelemente 10 breiter ausgestaltet und in Figur 15 noch deutlich breiter. Die Krümmungen der Leitelemente 10 sind angepasst, um einen besonders gleichmäßigen resultierenden Schall zu erhalten. In Figur 15 sind darüber hinaus die wandartigen Leitflächen länger und gekrümmt ausgestaltet, um den Schall besonders gezielt in die gewünschte Richtung zu lenken. Neben den technisch bedingten Merkmalen können jedoch auch ästhetische Gesichtspunkte eine Rolle spielen, besonders bei Form und Anordnung der Leitelemente 10.
  • Figur 16 zeigt einen Ausschnitt eines Haushaltsgeräts 2, und zwar insbesondere eines Küchengeräts. Das Haushaltsgerät umfasst ein Gehäuse 40, welches insbesondere aus Kunststoff hergestellt ist. In dem Gehäuse 40 befindet sich ein Lautsprechermodul 44, welches wiederum ein Lautsprechergehäuse 46 umfasst. Das Lautsprechergehäuse 46 ist typischerweise an dem Gehäuse 40 des Küchengeräts 2 befestigt. In dem Lautsprechergehäuse 46 ist als Schallquelle mindestens ein Lautsprecher angeordnet. Bevorzugt ist das Lautsprechermodul 44 so ausgestaltet, dass Schall des Lautsprechers nach unten oder schräg unten ausgesendet wird. Beispielsweise weist das Lautsprechermodul 44 an seiner Unterseite eine oder mehrere Öffnungen auf, um den Schall zur akustischen Linse zu leiten.
  • Unterhalb des Lautsprechermoduls 44 befindet sich die akustische Linse 1. Das Lautsprechermodul ist Schall leitend an den Eintrittsbereich der akustischen Linse gekoppelt, beispielsweise wie in Figur 3 dargestellt. Es kann an der Unterseite des Haushaltsgeräts 2 ein Aufnahmebereich für die akustische Linse 1 vorhanden sein, wie dies in Figur 4 gezeigt ist. Insbesondere ist die akustische Linse 1 vom Gehäuse 40 des Haushaltsgeräts 2 abnehmbar.
  • Der Schall gelangt somit aus dem Lautsprechergehäuse 46 und dem Gehäuse 40 des Haushaltsgeräts 2 zur akustischen Linse. Bevorzugt bietet das Lautsprechergehäuse 46 und ebenfalls das Gehäuse 40 dem Lautsprecher einen mechanischen Schutz.
    • Bezugszeichenliste
  • Akustische Linse 1
    Haushaltsgerät 2
    Schallquelle 3
    Eintrittsbereich 4
    Schallverzögerungsbereich 5
    Bruchkante 6
    Indirektschallquelle 7
    Indirektschall 8
    Verzögerter Schall 9
    Leitelement 10
    Schallpfad 11
    Leitfläche 12
    Ablenkelement 13
    Direktschall 14
    Verteilbereich 15
    Resultierender Schall 16
    Oberfläche 17
    Direktpfad 18
    Gespiegelter Schall 19
    Gitter 20
    Aufstellebene 21
    Aufnahmebereich 22
    Rückwand 23
    Vorderkante 24
    Befestigung 25
    Ausgesendeter Schall 26
    Haken 27
    Verschluss 28
    Gehäuse 40
    Lautsprechermodul 44
    Lautsprechergehäuse 46
    Abstand d

Claims (15)

  1. Akustische Linse (1) zur Beeinflussung des Abstrahlverhaltens einer Schallquelle (3), umfassend
    - einen Eintrittsbereich (4) für den Eintritt von Schallwellen einer Schallquelle (3),
    - einen Schallverzögerungsbereich (5) zum Verzögern von Schallwellen, sowie
    - zumindest eine Bruchkante (6) zur Reflexion von Schallwellen zwecks Schaffung einer Indirektschallquelle (7).
  2. Akustische Linse (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallverzögerungsbereich (5) so eingerichtet ist, dass aus den durch den Eintrittsbereich (4) eintretenden Schallwellen unterschiedlich verzögerte Schallwellen generiert werden.
  3. Akustische Linse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallverzögerungsbereich (5) mehrere Leitelemente (10) zur Ausbildung von Schallpfaden (11) unterschiedlicher Länge umfasst.
  4. Akustische Linse (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitelemente (10) sich in Schallrichtung erstreckende Leitflächen (12) sowie daran anschließende Ablenkelemente (13) umfassen.
  5. Akustische Linse (1) nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die akustische Linse (1) im Eintrittsbereich (4) einen Verteilbereich (15) umfasst, an welchem die Schallpfade (11) starten, wobei der Verteilbereich (15) insbesondere frei von Leitelementen (10) ist.
  6. Akustische Linse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bruchkante (6) an einer Oberfläche (17) der akustischen Linse angeordnet ist.
  7. Akustische Linse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die akustische Linse (1) mehrere Bruchkanten (6) umfasst.
  8. Akustische Linse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die akustische Linse (1) einen Direktpfad (18) aufweist, über den ein Teil der durch den Eintrittsbereich (4) eintretenden Schallwellen im Wesentlichen unverändert ausgestrahlt werden.
  9. Akustische Linse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die akustische Linse (1) als Gitter (20) ausgeführt ist.
  10. Haushaltsgerät (2) mit einer akustischen Linse (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche und einer an den Eintrittsbereich (4) der akustischen Linse (1) gekoppelten Schallquelle (3), wobei die Schallquelle (3) insbesondere ein Lautsprecher ist.
  11. Haushaltsgerät (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Haushaltsgerät (2) eine Küchenmaschine ist.
  12. Haushaltsgerät (2) nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallquelle (3) und die akustische Linse (1) so angeordnet sind, dass aus der akustischen Linse austretender Schall nach unten, insbesondere nach schräg unten, abgestrahlt wird.
  13. Haushaltsgerät (2) nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die akustische Linse (1) einen Abstand (d) von höchstens 4 cm, bevorzugt höchstens 3 cm und/oder wenigstens 1 cm, bevorzugt wenigstens 2 cm, zu einer Aufstellebene (21) des Haushaltsgeräts (2) aufweist.
  14. Haushaltsgerät (2) nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die akustische Linse (1) in einem Aufnahmebereich (22) des Haushaltsgeräts (2) angeordnet ist, wobei der Aufnahmebereich (22) eine im Wesentlichen glatte Rückwand (23) aufweist.
  15. Haushaltsgerät (2) nach einem der fünf vorhergehenden Ansprüche, soweit rückbezogen auf Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallpfade (11) schräg in Richtung einer Vorderseite oder Vorderkante (24) des Haushaltsgeräts (2) verlaufen.
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