Brevet FR2747004A1 — publié le 19971003

Convertisseur électrostatique. La présente invention concerne un convertisseur électrostatique et une pastille pour le canal auditif doté d'un tel convertisseur électrostatique en vue d'une utilisation en tant que convertisseur de haute qualité pour appareils de correction auditive et/ou casque HI-FI. Le principe des convertisseurs électrostatiques est connu depuis longtemps. Contrairement aux convertisseurs électrodynamiques dont la membrane circulaire est entraînée par une bobine mobile, l'entraînement de la membrane se fait sur toute la surface O10 dans le cas du convertisseur électrostatique. Ceci est obtenu par l'invention, par l'insertion entre deux électrodes de surface, d'une feuille conductrice très mince en tant que membrane génératrice de sons qui réagit aux modifications les plus minimes de la tension à fréquence vocale qui est appliquée. Une membrane excitée de cette manière suit le signal sonore avec une extrême précision. Elle réagit avec une telle rapidité que la reproduction est pratiquement dépourvue de distorsions d'intermodulation, d'erreurs de phase et de produits d'intermodulation. Par ailleurs, la masse réduite de la membrane contribue également sensiblement à l'obtention d'un niveau de reproduction d'une excellente fidélité auquel n'arrive pas un convertisseur électrodynamique parce que la membrane d'un convertisseur électrodynamique est bien plus épaisse que la membrane d'un convertisseur électrostatique qui, par exemple, peut disposer d'une membrane d'une épaisseur de 1 grm environ. Contrairement au convertisseur électrodynamique, un convertisseur électrostatique implique cependant un déploiement de technologie assez important; ainsi lors de sa fabrication, les tolérances les plus strictes doivent être respectées et la grande stabilité dimensionnelle nécessite des coûts de production assez élevés. En raison des coûts plus élevés d'un convertisseur électrostatique, ce dernier n'est utilisé la plupart du temps que dans le secteur de luxe de la Hi-Fi et HighEnd. Pour les écouteurs dits "écouteurs intra-conque", c'est-à-dire, les pastilles placées dans le conduit auditif, qui présentent des convertisseurs et qui sont enfoncés dans le conduit auditif externe de l'oreille humaine, l'utilisation de convertisseurs électrostatiques n'était pas possible jusqu'à présent parce que, en raison du diamètre réduit du conduit auditif, on ne pouvait pas réaliser des surfaces de convertisseur qui soient d'une dimension suffisante et qui puissent fournir les signaux acoustiques nécessaires dans la qualité requise. C'est pourquoi la présente invention a pour objectif de réaliser un convertisseur électrostatique qui puisse être utilisé également pour les pastilles dans le conduit auditif pour les "écouteurs intra-conque", comme dans le cas des appareils de correction auditive. En outre, les résonances à l'intérieur du conduit auditif doivent être minimisées. Conformément à la présente invention, cet objectif est atteint à l'aide d'un convertisseur électrostatique présentant un boîtier tubulaire dans lequel une membrane plane de convertisseur est disposée, la membrane étant disposée dans un angle différent de O par rapport à la section transversale du boîtier. En raison de la disposition angulaire de la membrane du convertisseur par rapport à la section transversale du boîtier, on obtient une disposition antiparallèle de la membrane du convertisseur par rapport au tympan, ce qui a pour conséquence une réduction des résonances à l'intérieur du conduit auditif. En outre, en raison de la disposition angulaire de la membrane par rapport à la section transversale du boîtier, la surface de la membrane est sensiblement surélevée par rapport à la surface transversale du boîtier, ce qui a pour effet des pressions acoustiques plus élevées et une résonance fondamentale du système plus basse. D'autres avantages sont décrits dans les sous-revendications. Les mesures concernant à la présente invention montre une qualité élevée de transmission du convertisseur électrostatique et permettent tout simplement une utilisation du convertisseur électrostatique dans un appareil de correction auditive ou pour un "écouteur intra-conque" à des fins de hi-fi. L'angle de la membrane du convertisseur par rapport à la section transversale du boîtier est de 30 à 90 degrés environ et de préférence de 60 degrés. Si la membrane et les électrodes du convertisseur qui entourent la membrane traversent en diagonale un boîtier tubulaire ou en forme de cylindre circulaire, il en résulte automatiquement une membrane de convertisseur avec une surface elliptique. Pour l'amortissement, il est avantageux de disposer dans le boîtier du matériel d'amortissement, comme par exemple, des carreaux, du tissu, des matières, de la ouate ou d'autres moyens d'amortissement du côté de la membrane opposé à l'oreille et/ou face à l'oreille. La présente invention est expliquée plus précisément ci-après à l'aide d'un mode de réalisation représenté schématiquement. Les figures montrent: Figure 1: une section transversale d'une pastille électrostatique pour conduit auditif, Figure 2: une coupe le long de la ligne A-A de la figure 1. La figure 1 montre une section transversale longitudinale d'une pastille 1 pour conduit auditif qui présente un boîtier 2 de forme cylindrique dans le cas de la figure; dans le mode de réalisation montré, l'axe longitudinal est identifié par la référence L et le plan transversal du boîtier par Q. A l'intérieur du boîtier 2 est disposée une membrane 3 en diagonale; dans le mode de réalisation montré, elle coupe le plan transversal Q en formant un angle de 60 degrés environ. Des deux côtés de la membrane 3 sont disposées des électrodes 4. La disposition pratiquement en diagonale de la membrane 3 du convertisseur donne une surface de membrane 6 en forme d'ellipse, telle qu'elle est montrée sur la figure 2. En raison de la disposition angulaire de la membrane 3 à l'intérieur du boîtier du convertisseur 2, la surface de la membrane est sensiblement surélevée par rapport à la surface transversale du boîtier du cylindre de telle sorte que des pressions acoustiques plus élevées sont possibles et que le convertisseur présente une résonance fondamentale plus basse. Comparé à une solution dans laquelle la membrane du convertisseur est disposée le long de la section transversale du boîtier, une réduction des résonances propres de la membrane est obtenue et de plus, les résonances à l'intérieur du conduit auditif sont réduites par la disposition antiparallèle du convertisseur par rapport au tympan. Pour amortir la résonance fondamentale de la membrane, il est possible de loger à l'intérieur du boîtier 2, des moyens d'amortissement, par exemple, du carrelage, du tissu, des matières ou de la ouate et pour préciser, du côté de la membrane opposé à l'oreille et/ou face à l'oreille. Dans le mode de réalisation montré, la souplesse de la membrane 3 est plus importante que la souplesse du tympan. Par conséquent, la membrane est accordée à résonance grave. Afin que les mesures de sécurité prescrites - comme dans VDE-DIN 0860 - puissent être respectées, la tension du signal est inférieure à 34 volts. La membrane est dotée d'une charge constante, ce qui peut être obtenu par un électret ou un ferro-diélectrique ou par une autre tension de polarisation appliquée de l'extérieur. Le convertisseur montré permet de créer un appareil de correction auditive ou une pastille pour le conduit auditif de grande qualité ou un autre équipement de reproduction audio dont la qualité de reproduction est bien meilleure que dans le cas d'un convertisseur fondé sur un principe magnétique ou électrodynamique. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Convertisseur (1) électrostatique comprenant un boîtier (2) tubulaire dans lequel est disposée une membrane plane (3) de convertisseur, caractérisé en ce que la membrane est disposée dans un angle différent de O degrés par rapport à la section transversale (Q) du boîtier. 2. Convertisseur électrostatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le convertisseur fonctionne "en push-pull" (ou selon le principe symétrique). 3. Convertisseur électrostatique selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la membrane (3) traverse le boîtier en diagonale. 4. Convertisseur électrostatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'angle de la membrane par rapport à la section transversale du boitier (Q) est de 30 - 90 degrés environ, de préférence de 60 degrés environ. 5. Convertisseur électrostatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier (2) présente une section transversale circulaire ou elliptique et en ce que la membrane est en forme d'ellipse. 6. Convertisseur électrostatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un moyen d'amortissement est disposé du côté de la membrane opposé à l'oreille et/ou face à l'oreille. 7. Convertisseur électrostatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la souplesse de la membrane (3) est plus importante que la souplesse du tympan. 8. Convertisseur électrostatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tension du signal appliquée est inférieure à 34 volts. 9. Pastille pour le conduit auditif ou équipement de reproduction audio doté d'un convertisseur électrostatique selon l'une quelconque des revendications précédentes.