Brevet FR2668015A1 — publié le 19920417

Procédé pour améliorer la qualité de la restitution d'une ambiance sonore, et appareil de mise en oeuvre comportant au moins un hautparleur émettant dans trois directions. La présente invention concerne un procédé permettant d'améliorer la qualité de la restitution d'une ambiance sonore, en mono ou en stéréophonie. Elle concerne également un appareil de mise en oeuvre du procédé. Actuellement, différents appareils permettent la restitution d'une ambiance sonore. Ces appareils comportent généralement deux "enceintes" comportant un ou plusieurs transducteurs électroacoustiques appelés "haut-parleurs". Chaque enceinte comporte généralement trois haut-parleurs assurant chacun la transmission de différentes fréquences, basses, médium ou aiguës. Ces haut-parleurs utilisent des matières ou des technologies différentes dans le but d'améliorer la transmission des sons. Les "timbres" de ces hautparleurs sont maintenant très proches de la réalité, mais le problème de la spatialité n'est pas résolu.Ces haut-parleurs ne restituent pas fidèlement les sons enregistrés, et ceci est dû au fait qu'ils n'émettent que selon une seule direction qui est toujours perpendiculaire à la face ouverte de l'enceinte et de même sens que le divergent de la membrane conique du haut-parleur (cette unique direction correspond à l'émission appelée E1 ci-après, voir notamment la figure 1). En effet, ces enceintes sont des cavités fermées sur cinq côtés et les hautparleurs sont toujours placés en regard de la face ouverte, c'est-à-dire que l'axe principal de la membrane conique du haut-parleur est toujours perpendiculaire à cette face ouverte de la cavité. On connaît également des appareils munis d'enceintes appelées "basses-réffexes" qui permettent une émission sonore selon deux directions, une direction avant correspondant au sens divergent de la membrane (comme le cas du haut-parleur émettant dans une seule direction) et une direction arrière (correspondant à l'émission E2 ciaprès, voir notamment figure 1), mais cette émission arrière suit un chemin particulier dans l'enceinte afin d'être remise en phase avec l'onde avant. Que ces appareils connus assurent un seul sens d'émission ou deux sens d'émission, la restitution d'un son n'est jamais homogène. La présente invention a pour but d'assurer une restitution homogène des sons et d'améliorer la finesse et plus particulièrement la spatialité de ces sons, en créant une dissymétrie de pression acoustique entre les différents sens d'émission. La présente invention a pour objet un procédé permettant la restitution d'une ambiance sonore à l'aide d'au moins un transducteur électro-acoustique qui peut être de tous types connus. Selon l'invention, il consiste à faire émettre ce ou ces transducteurs selon trois directions perpendiculaires, une émission frontale (E1), une émission arrière (E2) et une émission latérale (E3) en quadrature avec les deux autres. Selon une première variante, ce procédé consiste à faire émettre un transducteur selon les trois directions, les trois zones d'émission étant alors complètement étanches l'une envers l'autre. Selon une autre variante, ce procédé consiste à faire émettre un transducteur selon deux directions, les deux zones d'émission étant étanches l'une envers autre, et un transducteur selon une troisième direction correspondant à une émission latérale. La présente invention a également pour objet un appareil permettant la restitution d'une ambiance sonore, comportant au moins un transducteur électro-acoustique, un tube ouvert à ses deux extrémités et dans lequel le transducteur est placé perpendiculairement à l'axe du tube. Selon l'invention, cet appareil comporte une cavité ouverte sur une face, l'axe principal du transducteur étant parallèle à la face ouverte de la cavité, l'émission de ce transducteur étant alors principalement latérale. Selon une autre caractéristique de l'invention, le transducteur est situé pour moitié dans le tube et pour moitié dans la cavité, une étanchéité étant alors assurée entre la cavité et le tube, la partie du transducteur située dans le tube divisant celui-ci en une partie frontale assurant une émission frontale et une partie arrière assurant une émission arrière, ces deux parties étant étanches l'une envers l'autre. Selon un autre mode de réalisation, il comporte deux transducteurs, un transducteur logé dans un tube assurant les deux émissions frontales et arrières, et un transducteur logé dans une cavité assurant l'émission latérale. Selon encore un autre mode de réalisation, il comporte plusieurs tubes comportant chacun un transducteur. Selon encore un autre mode de réalisation, la cavité comporte d'autres transducteurs dont l'axe principal est dans un plan parallèle à la face ouverte de la cavité, la transmission de tous ces transducteurs étant principalement latérale. Cet appareil peut comporter plusieurs cavités comportant chacune un ou plusieurs transducteurs. Selon une variante de réalisation, le tube a son axe principal non rectiligne. Selon encore une variante de réalisation, la face ouverte de la cavité a une forme non plane permettant de libérer une partie frontale d'un transducteur, cette partie émettant alors un son directement endehors de la cavité. Selon encore une autre variante de réalisation, chaque cavité peut comporter un ventilateur placé entre le transducteur et le côté fermé opposé à la face ouverte. ll est décrit ci-après à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés, un appareil selon l'invention. La figure 1 montre un premier mode de réalisation de l'invention comportant un seul transducteur, le tube et la cavité étant alors adjacents; la figure 2 montre un deuxième mode de réalisation comportant deux transducteurs, un logé dans le tube et l'autre logé dans une cavité, le tube et la cavité étant alors séparés; la figure 3 est une vue selon m de la figure 2; la figure 4 montre un troisième mode de réalisation comportant deux tubes munis chacun d'un transducteur et une cavité renfermant trois transducteurs; la figure 5 est une vue selon V de la figure 4; la figure 6 montre une variante de réalisation, dans laquelle le tube est coudé et la face ouverte de la cavité est de forme non plane; la figure 7 est une vue en coupe selon VII de la figure 6; les figures 8 et 9 montrent une cavité de forme non plane renfermant trois transducteurs;; la figure 10 montre une cavité munie d'un ventilateur puisant l'air à l'extérieur; la figure 11 montre la même cavité, le ventilateur brassant l'air de la cavité sans apport extérieur. Dans la figure 1, l'appareil de restitution sonore se compose d'un tube 1, d'une cavité 2 adjacente au tube et d'un transducteur 3 composé principalement d'une membrane conique 4 et d'un aimant 5. Le transducteur est logé sensiblement pour moitié dans le tube 1 et pour moitié dans la cavité 2. Une étanchéité est assurée à l'aide d'un joint 6 entre la partie frontale du tube et la partie arrière de ce tube, la partie frontale correspondant à la zone d'émission E1, tandis que la partie arrière correspond à une zone d'émission E2. Une étanchéité est également assurée à l'aide d'une paroi souple 7 séparant la zone d'émission E1 et la zone d'émission E3 en quadrature. Cette paroi souple permet le débattement de la membrane du transducteur. La zone d'émission E1 correspond à une zone frontale émettant le son habituellement, la zone d'émission E2 correspond à une zone arrière, et enfin la zone E3 est appelée zone de court-circuit où se rejoignent la zone avant et la zone arrière. La longueur du tube est, à + 8% près, égale à dix fois ou à quatre fois son diamètre intérieur, et le transducteur est sensiblement fixé au quart de la longueur du tube, ce qui correspond à un maximum, le transducteur pouvant être fixé dans une zone comprise entre le bord du tube, côté émission E1, et le quart de la longueur du tube. Dans la figure 2, l'appareil comporte un tube 8 et une cavité 10 séparés, de sorte que le tube comporte un haut-parleur 9 dont l'axe principal est confondu avec celui du tube, la cavité 10 comportant un haut-parleur 11. L'axe principal de ce haut-parleur 11 est dans un plan parallèle à la face ouverte de la cavité 10, autrement dit l'axe du hautparleur 11 est perpendiculaire à l'émission E3 elle-même en quadrature avec l'émission E1 et E2 du tube 8. Ce haut-parleur 11 est maintenu par trois supports 12 solidaires de la cavité. La figure 2 montre un seul support 1 1 monté sur la face arrière de la cavité, opposée à la face ouverte, et la figure 3 montre les deux autres supports 1 1 montés chacun sur une face latérale. Dans la figure 4, l'appareil comporte deux tubes 8,8a et une cavité 13. Le tube 8 comporte un haut-parleur 9 et le tube 8a comporte un haut-parleur 9a. La longueur du tube 8a est sensiblement égale à dix fois son diamètre intérieur, tandis que le tube 8 a une longueur sensiblement égale à quatre fois son diamètre intérieur. A titre d'exemple, la longueur du tube 8a est de 170 cm et le diamètre du tube, correspondant au diamètre du haut-parleur, est de 17 cm, tandis que le tube 8 a une longueur de 84 cm et le diamètre du tube, correspondant au diamètre du haut-parleur 9, est de 21 cm. Chaque haut-paleur est bien entendu monté environ au quart de la longueur du tube, la zone d'émission E2 ayant alors une longueur sensiblement égale à trois fois la longueur de la zone d'émission E1. La cavité 2 renferme trois haut-parleurs, un haut-parleur 14 reproduisant les sons graves, un haut-parleur 15 reproduisant les sons médium et un haut-parleur 16 reproduisant les sons aigus. Comme dans le cas de la figure 2, chaque haut-parleur a son axe principal situé dans un plan parallèle à la face ouverte de la cavité, de sorte que l'émission E3 s'effectue principalement sur le côté de chaque haut-parleur. Mais, comme le montre la figure 5, chaque haut-parleur peut être orienté différemment dans la cavité, de sorte que l'axe principal de chaque haut-parleur n'est plus obligatoirement vertical. Dans la figure 6, l'appareil comporte un tube 22 renfermant un haut-parleur 23 et une cavité 24 renfermant un haut-parleur 25. Le tube 22 est, dans cette figure 6, coudé, mais il pourrait bien entendu prendre toutes les formes possibles, par exemple en spirale. Les seules conditions à respecter sont la longueur égale à environ quatre fois ou dix fois le diamètre interne, et la position du hautparleur à environ au quart de la longueur du tube, avec une zone E1 trois fois plus petite que la zone E2. La cavité 24 est, dans cette figure 6, de forme ovalisée et elle renferme un haut-parleur 25 en appui sur trois supports 26, 27, 28, les supports 27 et 28 étant visibles en figure 7. La particularité de cette cavité est le fait que le haut-parleur a une partie de sa face frontale visible de l'extérieur de la cavité. L'émission frontale E est alors directe, en-dehors de la cavité, ce qui ne détériore pas la qualité de la restitution sonore, à condition que l'émission E directe ainsi créée ne soit pas supérieure à 40% des émissions E1+E2. Bien entendu, le même effet pourrait être obtenu avec une face ouverte perpendiculaire aux faces latérales (comme c'est le cas dans les figures 2 et 4), mais avec un transducteur incliné de + 380 par rapport à un axe vertical, ceci étant représenté figure 6. I1 suffit alors de modifier la position du support 26. Les figures 8 et 9 montrent, comme les figures 4 et 5, une cavité comportant trois haut-parleurs, mais contrairement à la cavité des figures 4 et 5 qui est parallélépipédique, la cavité des figures 8 et 9 est de forme complexe. L'intérieur de cette cavité comporte des bossages 33, 34, comme le montre la figure 9. Cette forme complexe permet d'assurer une émission directement à l'extérieur du volume (émission E, figure 8), mais cette émission ne doit pas être supérieure à 40%, comme dans le cas de la cavité de la figure 6. Les figures 10 et 1f montrent une cavité 35 comportant un ventilateur 38, qui améliore encore la restitution sonore. Cette cavité 35 renferme un haut-parleur 36 monté sur un socle 37. Dans le cas de la figure 10, le ventilateur 38 puise de l'air à l'extérieur de la cavité, à travers un orifice 39, tandis que dans le cas de la figure 11, la cavité 35 ne comporte pas d'orifice 39 et le ventilateur 38 ne fait alors que brasser l'air présent dans la cavité. Bien entendu, tous ces modes de réalisation peuvent être combinés entre eux, c'est-à-dire qu'un appareil selon l'invention peut comporter pour un canal ou pour chaque canal dans le cas de la stéréophonie, un ou plusieurs tubes de longueurs différentes, rectilignes ou pas, renfermant un haut-parleur, et une ou plusieurs cavités parallélépipédiques ou courbes, et renfermant un ou plusieurs hautparleurs. REVENDICATIONS 1. Procédé permettant la restitution d'une ambiance sonore à l'aide d'au moins un transducteur électro-acoustique, caractérisé en ce qu'il consiste à faire émettre ce ou ces transducteurs selon trois directions perpendiculaires, une émission frontale (E1), une émission arrière (E2) et une émission latérale (E3) en quadrature avec les deux autres. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à faire émettre un transducteur (3) selon les trois directions, les trois zones d'émission étant alors complètement étanches l'une envers l'autre. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à faire émettre un transducteur (9, 9a, 23) selon deux directions, les deux zones d'émission (E1,E2) étant alors étanches l'une envers l'autre, et un transducteur (11,14,15,16,25,30,31,32,36), selon une troisième direction correspondant à une émission latérale (E3). 4. Appareil permettant la restitution d'une ambiance sonore, comportant au moins un transducteur électro-acoustique (3), au moins un tube (1) ouvert à ses deux extrémités et dans lequel le transducteur est placé perpendiculairement à l'axe du tube, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une cavité (2) ouverte sur une face, l'axe principal du transducteur étant parallèle à la face ouverte de la cavité. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le transducteur (3) est situé pour moitié dans le tube (1) et pour moitié dans la cavité (2), une étanchéité étant assurée entre la cavité et le tube à l'aide d'une membrane (7), la partie du transducteur située dans le tube divisant celui-ci en deux parties, une partie assurant une émission frontale (E1) et une partie assurant une émission arrière (E2), ces deux parties étant étanches l'une par rapport à l'autre. 6. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte deux transducteurs, un transducteur (9) logé dans un tube (8) assurant les deux émissions frontales et arrières (E1,E2), et un transducteur (11) logé dans une cavité (10) assurant l'émission latérale (E3). 7. Appareil selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs tubes (8, 8a) comportant chacun un transducteur (9, 9a). 8. Appareil selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la cavité (13, 29) comporte d'autres transducteurs (14,15,16,30,31,32) dont l'axe principal est dans un plan parallèle à la face ouverte de la cavité. 9. Appareil selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs cavités comportant un ou plusieurs transducteurs. 10. Appareil selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le tube (22) a son axe principal non rectiligne. 11. Appareil selon la revendication 6 ou 8, caractérisé en ce que la face ouverte de la cavité (24, 29) a une forme non plane permettant ainsi de libérer une partie frontale d'un transducteur (25, 31), cette partie émettant alors un son directement en-dehors de la cavité. 12. Appareil selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisé en ce qu'au moins une cavité (35) comporte entre son côté fermé et le transducteur (36) un ventilateur (38).