Brevet FR2143320A1 — publié le 19730202

La présente invention concerne un microphone à effets directifs pour un appareil acoustique de petites dimensions, à porter par la tette, dont la membrane divise le bottier en deux chambres, les ondes sonores à recevoir de l'avant étant conduites à la première chambre par une ouverture de la paroi antérieure du bottier, et la seconde chambre recevant les ondes sonores à recevoir de 1parurière en passant par une résistance acoustique retardant le passage, agencée dans la paroi postérieure du bottier. Un microphone à effets directifs de ce genre est connu d'après la demande publiée allemande 1.277.347. Dans ce microphone à effets directifs, la résistance acoustique qui retarde le passage est formée par un grand nombre de canaux très étroits et relativement longs par rapport à leur diamètre. On obtientainsi que lorsqu'on attaque le microphone de l'avant, on produit un déphasage d'environ 180 degrés. Lorsqu'on attaque le microphone exactement de l'arrière , il ne se produit en principe aucun décalage de phase car les ondes sonores doivent parcourir un trajet plus long jusqu'à la face antérieure de la membrane. Par l'utilisation de ce décalage de phase, on obtient un renforcement lorsque l'attaque se fait de l'avant, et un amortissement lorsque l'attaque du microphone se fait de l'arrière.La résistance acoustique ralentissant le passage, formée par un grand nombre de canaux étroits, est dans les microphones à effets directifs connus, réalisée par de petits tubes capillaires groupés en un bloc. Ce bloc qui peut entre par exemple de matière céramique est relativement difficile à fabriquer. D'autre part, ce bloc occupe un espace qui n'est pas négligea ble , espace dont on dispose très parcimonieusement pour des appareils acstiques de petites dimensions, à porter par la tête. Pour des microphones à effets directifs plus grands, qui sont utilisés comme microphones normaux, c'est à-dire non plus comme appareils auriculaires, il est connu de former la résistance à la face postérieure du bottier par du feutre ou par un tissu qui présente des ouvertures correspondantes. Une matière de ce genre n'est pas utilisable dans le cas de micro phones à effets directifs pour des appareils acoustiques de petites dimensions, car pour des petites dimensions de ce genre, la résistance faite de cette matière ne serait pas reproductible. La section dont on dispose dans la résistance, ainsi que le nombre et la profondeur ou la longueur et le diamètre des ouvertures effectives sont très critiques dans e microphones de petites dimensions de ce genre. A la base de la présente invention se pose le problème de procurer un microphone à effets directifs du genre précité, qui présente en particulier des dimensions moindres que celle des microphones à effets directifs des appareils auriculaires et qui, au surplus, soit plus rationnel et plus économique. Ce problème est résolu suivant4'invention par le fait que l'on forme la résistance acoustique qui retarde le passager par un certain nombre de petites ouvertures courtes dans la pas roi postérieure du bottier. On a pu établir par des essais que le nombre et la pro- fondeur ou la longueur des ouvertures qui forment la résistance 9 pratiquées dans la paroi postérieure du bottier, doivent, pour un diamètre d'ouverture prédéterminé et pour un volume d'air prédéterminé de la chambre à la face postérieure de la mem brane, entre dans un rapport déterminé de l'un à l'autre. A la base de l'invention se trouve cependant la constatation surprenante du fait que les longs canaux à la face poste'= rieure de la membrane, qui existent dans le bloc de céramique connu, ne sont pas du tout nécessaires 9 mais peuvent être remplacés par un nombre plus petit d'ouvertures dans la paroi du bottier du microphone, qui se trouve à une certaine distance de l'ouverture antérieure, ouvertures qui réalisent une communication avec l'autre chambre de la membrane. Seul le rapport cité précédemment est critique et doit être observé dans la construction d'un microphone déterminé.Lorsque cette construction du microphone 9 c'est-à-dire lorsque les dimensions extérieures ainsi que 17 ouverture antérieure, aussi bien que les volumes d'air dans les deux chambres, sont fixes 9 la régis tance optimale peut toujours ètre obtenue par les mêmes ouvertures Chaque microphone est donc construit d'une même façon, c'est-à-dire que l'on dispose par fabrication même de la reproductibilité recherchée. Le microphone à effets directifs suivant l'invention est non seulement de construction simple et ,par suite, de fabrication économique, mais particulièrement petit car les longs canaux des microphones à effets directifs connus disparaissent. Suivant l'invention, les ouvertures qui forment la résistance sont faites dans une plaque séparée qui est fabriquée en une matière appropriée. Par exemple, les trous peuvent être obtenus par attaque chimique ; ceci a pour conséquence qu'en les rapportant à l'épaisseur de la plaque, ils ont une section transversale non pas cylindrique , mais en forme d'entonnoir. Pour autant qu'on a pu le constater, c'est le diamètre le plus petit des ouvertures qui est le diamètre critique. Lorsqu'on se trouve en présence d'une ouverture en forme d'entonnoir, l'épaisseur de la plaque, c'est-à-dire la longueur ou la profondeur des ouvertures, qui pourrait constituer un autre paramètre, est négligeable. Par une disposition appropriée, qui pourrait être par exemple une vis ou une broche que l'on peut fixer, il est possible, au surplus, d'influencer le volume d'air de la chambre depuis la face postérieure de la membrane pour pouvoir imposer des propriétés optimales au microphone à effets directifs après sa fabrication. Dans la suite, on décrira invention en se reportant aux dessins qui représentent plusieurs formes de réalisation. On y voit, en - Figure 1, une coupe dans un microphone à effets directifs suivant l'invention, dans lequel il s'agit d'un microphone de céramique - figure 2,une vue latérale en élévation du microphone à effets directifs de la figure 1s - figure 3, une coupe dans une autre forme de réalisation d'un microphone à effets directifs, suivant l'invention, dans lequel il s'agit d'un microphone magnétique - figure 4, une vue latérale en élévation du microphone à effets directifs de. la fulgure 3 9' - figure 5, une coupe dans une autre forme de réalisation d'un microphone à effets directifs suivant l'invention, dans lequel il s'agit à nouveau d'un microphone de céramique - figure 6, une vue en élévation du microphone de la figure 5, considérée du dessous - figure 7, une coupe dans une autre forme de réalisation d'un microphone à effets directifs suivant l'invention, dans lequel il s'agit d'un microphone à condensateur ou microphone électrostatique - figure 8, une vue en élévation latérale du microphone à effets directifs de la figure 7. Le microphone représenté aux dessins consiste en un boiter 1 qu'une membrane 2 divise en deux chambres i1 et 12. Une paroi intermédiaire 5 sert de monture pour différentes parties constructives. Une ouverture 4 sert à l'amenée des ondes sonores reçues de l'avant, à la chambre 12, d'un coté de la membrane. Les ouvertures 9 dans une plaque 7 servent à l'amenée des ondes sonores reçues de l'arrière, vers la chambre 11. Dans la forme de réalisation suivant les figures 1, 2 5 et 6, il s'agit d'un microphone céramique ou piézoélectrique, avec un transducteur de céramique correspondant 3. Dans la forme de réalisation suivant les figures 3 et 4, il s'agit d'un microphone magnétique avec un transducteur correspondant 10. Dans la forme de réalisation suivant les figures 1 et 2, on a prévu un dispositif de réglage 6 pour pouvoir influencer le volume d'air de la chambre 11. Ceci est possible évidemment aussi dans le cas des microphones des figures 3 à 6. Dans la forme de réalisation des figures 7 et 8, il s'agit d'un microphone à condensateur ou d'un microphone élec trostatique. Pour ces microphones à effets directifs, les chambres 11 et 12 sont séparées l'une de l'autre par une membrane 2. Des canaux de communication 13 relient la face inférieure de la membrane 2 à la chambre 11. Ces-canaux de communication 13 s'étendent à travers la contre-électrode 14. Un anneau distanceur 15 assure l-'.exirstence- d'un-art désiré par rapport à une platine de renforcement 16. Les ouvertures 9 sont à nou- veau pratiquées dans une plaque séparée 7. Dans la suite, on donnera quelques exemples pratiques concernant les dimensions du microphone et la grandeur d es ouvertures 9. Le microphone des figures 1 et 2 a été réalisé en une longueur de 8,4 mm, avec une largeur de 5,6 mm et une hauteur de 4 mm. De ce fait9 le volume dsair dans les chambres 11 et 12 est en principe établi. On a obtenu les propriétés optimales au cours des essais avec trois ouvertures 9 avec un diamètre moyen le plus étroit de 0,12 mm et une épaisseur de plaque 7 de 0,06 mm, et dans le cas de dix-huit ouvertures 9, un diamètre moyen le plus étroit de 0,070 mm et une épaisseur de plaque de 0,07 mm. On dira à ce propos que l'épaisseur des plaques n'est vraisemblablement pas critique, car les ouvertures, en raison de leur procédé de fabrication, étaient réalisées avec une forte conicité ou en forme d'entonnoir. Pour cette raison, on n'a indiqué aussi que le diamètre moyen le plus étroit pour le nombre des ouvertures. Le microphone à effets directifs des figures 3 et 4 a une longueur de 8,6 mm, une largeur de 595 mm et une hauteur de 4,1 mm. Les propriétés optimales ont alors été obtenues avec neuf ouvertures 9 avec un diamètre moyen le plus étroit de 0,096 mm et une épaisseur de plaque de 0,07 mm. Le microphone encore plus petit des formes de réalisation suivant les figures 5 et 69 dans lequel la plaque 7 a été munie d'ouvertures 9 à la face inférieure du bottier 1, avait une longueur de 894 mm9 une largeur de 5,6 mm et une hauteur de 2,4 mm. Dans ce microphone, les propriétés optimales ont été obtenues au cours des essais avec quatorze ouvertures 9 à diamètre d'ouverture moyen le plus étroit de 09C6 mm et une épais ser de plaque de 0,07 mm, ainsi quavec trois ouvertures 9 avec un diamètre d'ouverture moyen de O,092 mm et une épais- seur de plaque de 0,07 mm. Ici aussi, l'épaisseur de la plaque est vraisemblablement à négligercar les ouvertures 9 sont à nouveau réalisées avec une forte conicité. le microphone à effets directifs des figures 7 et 8 a une longueur et une largeur de 7 mm et une hauteur de 4 mm. Dans ce microphones il y a neuf ouvertures avec un diamètre moyen le plus étroit de 09062 mm et une épaisseur de plaque de 0,07 mm. REVENDICATIONS 1.- Microphone à effets directifs pour appareils acoustiques de petites dimensions, à porter par la tête, dont la membrane divise le bottier en deux chambres, la première chambre étant destinée à recevoir les ondes sonores de l'avant, par une ouverture dans la paroi antérieure du boStier,et la seconde, destinée à recevoir les ondes sonores de l'arrière, étant munie d'une résistance acoustique retardant le passage, disposée dans la paroi postérieure du bottier, caractérisé en ce que la résistance acoustique, qui retarde le passage, est formée par un certain nombre de petites ouvertures courtes dans la paroi postérieure du bottier. 2.- Microphone à effets directife suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre et la profondeur des ouvertures qui forment la résistance dans la paroi postérieure du bottier sont, pour un diamètre d'ouverture prédéterminé et pour un volume d'air prédéterminé de la chambre, à la face postérieure de la membrane, dans un rapport déterminé de l'un à l'autre. 3.- Microphone à effets directifs suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les ouvertures qui forment la résistance retardatrice sont pratiquées dans la paroi du bottier, qui est opposée à celle qui comporte l'autre ouverture, pour les ondes sonores à recevoir de l'avant. 4.- Microphone à effets directifs suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les ouvertures qui forment la résistance sont formées dans la paroi inférieure du bottier. 5.- Microphone à effets directifs suivant l'une quelconque des revendications 1,2,3 et 49 caractérisé en ce que les ouvertures qui forment la résistance sont pratiquées dans une plaque séparée. 6.- Microphone à effets directifs suivant l'une quelconque des revendications 1, 29 39 4 et 5 caractérisé en ce que l'on peut modifier, par un dispositif de réglage, le volume d'air dans la chambre du cté de la membrane quiesttfelié, par les ouvertures formant la résistancey à l'ambiance extérieure.