Brevet FR2691867A1 — publié le 19931203

La présente invention concerne un procédé de répartition spatiale de sources sonores destiné à donner à l'auditeur l'impression d'être immergé dans un environnement sonore qu'il soit musical, parlé ou bruité. Le but d'une écoute stéréophonique est de permettre à l'auditeur de reconstituer l'emplacement des sources sonores au moment de l'enregistrement. La notion de localisation des sources est dans ce cas très importante. Le procédé selon l'invention utilise soit un enregistrement monophonique, soit une prise de son directe (microphone ou sortie d'un instrument électronique) et les disperse dans l'espace entourant l'auditeur qui perd ainsi toute notion de localisation du message sonore, ou suivant une application particulière, remplace la notion de localisation de la source émettrice, par celle de localisation dans l'espace d'une fréquence ou d'une bande de fréquences déterminée. Cette dispersion est assurée par un découpage en fréquences de la bande acoustique (20 HZ - 20 KHZ) en sous-bandes affectées chacune à un point de l'espace où elles sont diffusées par des reproducteurs électro-acoustiques. Le nombre des sous-bandes dépend du degré de sophistication souhaité et de la fréquence centrale de la sous-bande, partant du principe que plus cette fréquence est élevée, plus accentuée sera sa directivité, plus étroite sera la sous-bande donc, plus nombreuses seront les sources sonores. La diffusion de chaque sous-bande est assurée par une enceinte active sélective c'est-à-dire par un haut-parleur et une enceinte spécialement adaptés à la fréquence centrale. Cette enceinte est alimentée par un amplificateur sélectif incorporé dont la largeur de bande correspond au découpage en sous-bandes de la bande acoustique globale. La figure 1 donne un exemple d'un tel découpage en sous-bandes. La première sous-bande, soit par exemple de 20 à 200 HZ (1), sera diffusée par une enceinte du type "boomer". Etant donné l'absence ou la très faible directivité de ces fréquences son emplacement dans le local d'écoute sera sans importance. La figure 2 donne un exemple non limitatif de découpage en sous-bandes inspiré du découpage de l'échelle musicale en octaves. Chaque ligne horizontale représente une octave et chaque cercle représente une source sonore. Par exemple, I'octave 8 (2) a été découpée en 12 sous-bandes, soit un demi-ton par source sonore (ce qui représente un cas extrême) et l'octave 3 (3) en deux sous-bandes, par exemple do à fa (4) et sol à si (5). Les octaves -1, 0, 1 et 2 sont prises en charge par un "boomer" (non représenté). (6) serait l'octave 4, (7) I'octave 5, (8) I'octave 6, (9) I'octave 7. Partant de cette même figure on peut envisager diverses configurations spatiales. La ligne BB' représente le sol du niveau d'écoute et la ligne AA' la partie la plus élevée. - Le cas le plus défavorable est celui où AA'B'B est un plan, par exemple un mur. La directivité sera obtenue en orientant les sources sonores vers le point d'écoute considéré comme le plus favorable. - Si le plan AA'B'B est incurvé (surface gauche) sa partie concave vers le point d'écoute, la situation sera améliorée. - Si les lignes AB et A'B' sont confondues on obtiendra un cylindre. - Si de plus les points A et A' sont confondus on aura une demi-sphère. Dans ces deux derniers cas, la disposition en lignes horizontales pourra être remplacée par une disposition en une spirale unique en mettant les diverses lignes horizontales bout à bout; par exemple, dans le sens ascendant, en plaçant la source (10) après la source (11). On voit que dans un tel cas, la notion de localisation de la source est remplacée par celle de localisation d'une note, chaque note ayant son remplacement précis dans l'espace entourant l'auditeur. Dans le cas d'un message parlé et pour le procédé qui vient d'être décrit, le fondamental et ses harmoniques auront une direction privilégiée, direction qui variera d'un locuteur à l'autre. Si, par contre, la distribution des sous-bandes est "quelconque", toute notion globale de localisation sera perdue. Un tel découpage en sous-bandes permettrait peutetre d'améliorer les conditions d'écoute de locaux présentant des résonances marquées et des réverbérations importantes. D'un point de vue pratique, on peut noter que: - Les enceintes étant chacune spécialement affectée à une bande de fréquences, leur conception en est facilitée et leur rendement optimisé. - Pour diminuer la complexité de l'installation, la totalité des enceintes est alimentée par une ligne unique de modulation, chaque enceinte par son amplificateur sélectif incorporé prélevant la sous-bande qui lui a été attribuée. La figure 3 schématise ce dispositif. Elle montre: I'enceinte active (12) comprenant un amplificateur sélectif (13) et son haut parleur (19). - La puissance moyenne que doit fournir chaque amplificateur est très réduite ce qui facilite grandement le problème du refroidissement des semiconducteurs de sortie. - L'alimentation en continu des amplificateurs peut également être fournie par une alimentation unique (uni ou bipolaire). Si l'on se base sur un courant de repos de l'ordre de 30 mA par amplificateur, pour une trentaine d'enceintes, le courant de repos que devra fournir l'alimentation générale sera de l'ordre de l'ampère. - L'ensemble des trois fils (14) peut être du cable d'installation électrique courant à 3 (alimentation unipolaire) ou à 4 conducteurs. Eventuellement un conducteur de plus si l'on désire séparer les masses (15) alimentation et modulation. Etant en continu, les fils d'alimentation (16) n'induiront pas de tension de ronflement sur le fil de modulation (17). Ce dernier, pour éviter la réception de tout rayonnement intempestif devra être alimenté sous une tension relativement élevée (quelques volts ou dizaines de volts) et à basse impédance. Tous les fils du câble (14) étant à basse tension, on améliore les conditions de sécurité de l'installation. II est évident que pour ne pas déformer le message sonore, le niveau acoustique devra être autant que possible uniforme sur toute la plage acoustique. Ceci suppose que chaque amplificateur sélectif soit muni d'un réglage de niveau (18) pour compenser les différences de rendement des diverses enceintes et éventuellement les caractéristiques acoustiques du lieu d'écoute. Pour une installation de sonorisation déjà existante, les amplificateurs sélectifs ne pourront pas être logés dans les enceintes mais devront être groupés dans une armoire, chaque sortie alimentant le haut-parleur qui lui aura été affecté. REVENDICATIONS 1) Procédé pour produire un effet d'espace sonore à partir d'une source monophonique caractérisé par la division de la bande de fréquence à reproduire en sous-bandes (1) affectées chacune à un point de l'espace où elles seront diffusées par un reproducteur électro-acoutisque. 2) Procédé selon la revendication 1 caractérisé (Fig. 2) en ce que l'on dispose les reproducteurs électroacoustiques pour reproduire dans l'espace et de façon ascendante, en horizontal, la succession des notes de la gamme musicale, isolées (2) ou groupées (4) et (5), et en vertical, la succession des octaves (3), (6), (7), (8), (9), (2) selon un plan concave par rapport à l'auditeur, ou mieux cylindrique ou hémisphérique. 3) Dispositif de répartition spatiale d'une source sonore monophonique, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il se compose d'un cable (14) ne véhiculant que des tensions faibles tant pour l'alimentation (16) que pour la modulation (17) des enceintes actives (12) comportant chacune un amplificateur de puissance (13) alimentant un haut-parleur (19) et muni d'un réglage de niveau (18).