Brevet FR2801163A1 — publié le 20010518

HAUT-PARLEUR A FILM PIEZO-ELECTRIQUE ET CASQUE A HAUT- PARLEUR INCORPORE UTILISANT CELUI-CI La présente invention concerne un haut-parleur à film piézo-électrique et un casque à haut-parleur incorporé utilisant le haut-parleur à film piézo- électrique et en particulier, un haut-parleur à film piézo-électrique capable de reproduire le son d'une manière hautement efficace avec une qualité de timbre élevée et un casque à haut-parleur incorporé utilisant le haut-parleur à film piézo-électrique. Les haut-parleurs à aimant (ou -à bobine acoustique) du type comportant une bobine acoustique disposée sur un tronc de cône ont été largement utilisés comme casques à haut-parleur incorporé. Il a été requis d'améliorer ces haut-parleurs à aimant présentant une limitation à la fois en miniaturisation et en légèreté. L'adoption d'un haut-parleur à film piézo-électrique, en considérant l'espace dans un casque et la sensation du conducteur lorsque le casque est placé sur le conducteur, a été décrite, par exemple, dans le brevet japonais No. Sho 63-175106 mis à l'inspection publique et le microfilm du modèle d'utilité japonais No. Sho 63-44584 mis à l'inspection publique. Toutefois, le haut-parleur à film piézo-électrique ci-dessus présente un problème car, puisqu'un matériau piézo-électrique du type à plaque plate est utilisé comme diaphragme, la sortie (pression acoustique) est généralement faible. D'autre part, le brevet japonais No. Hei 7-327298 mis à l'inspection publique a décrit un haut-parleur à film piézo-électrique incurvé caractérisé en ce qu'un rendement de sortie supérieur est obtenu lorsque le rayon de courbure de la portion incurvée du haut-parleur devient plus petit. Le haut-parleur à film piézo-électrique de l'art antérieur décrit cidessus ne présente qu'une technique générale pour augmenter la sortie du haut-parleur à film piézo-électrique et la qualité de timbre, particulièrement importante lorsque le haut-parleur à film piézoélectrique est utilisé comme haut-parleur sonore, n'est pas examinée, ainsi que la pression acoustique la plus convenable lorsqu'il est utilisé pour un casque pour un conducteur de motocycle. Par exemple, comme décrit dans le document ci- dessus, le brevet japonais No. Hei 7-327298 mis à l'inspection publique, la sortie du haut-parleur à film piézo-électrique devient plus élevée lorsque le rayon de courbure devient plus petit; toutefois, puisque la crête de la caractéristique de sortie est décalée du côté des fréquences supérieures par rapport à la bande des fréquences audio, il se produit un problème tel qu'une qualité de timbre élevée ne peut pas être obtenue, en particulier, pour la reproduction de la voix. Un but de la présente invention consiste à résoudre les problèmes décrits ci-dessus des haut- parleurs à film piézo-électrique de l'art antérieur et à fournir un hautparleur à film piézo-électrique incorporé dans un casque pour un conducteur de motocycle, qui est capable de reproduire le son avec une pression acoustique suffisamment audible, même pendant le fonctionnement du motocycle et avec une qualité de timbre élevée, ainsi qu'un casque à haut- parleur incorporé utilisant le haut-parleur à film piézo-électrique. Pour atteindre le but ci-dessus, la présente invention fournit un haut-parleur à film piézo- électrique dans lequel un film piézo-électrique plat est soutenu de manière incurvée, caractérisé en ce que le haut-parleur à film piézoélectrique possède au moins l'une des caractéristiques suivantes: (1) Le rayon de courbure R de la portion incurvée est fixé dans la plage de R>200 mm. (2) Le rayon de courbure R de la portion incurvée est fixé dans la plage de 210 mm (3) L'aire S de la surface principale du film piézo-électrique est située dans la plage de S'40 cm2. (4) L'aire S de la surface principale du film piézo-électrique est située dans la plage de 40 cm2 élevée. Selon la caractéristique (2), non seulement la caractéristique en fréquence de la pression acoustique dans la bande des fréquences audio peut être aplatie, mais le niveau de pression acoustique est également rendu relativement élevé, avec pour conséquence que la voix peut être reproduite avec une qualité de timbre élevée et un volume suffisant. Selon la caractéristique (3), non seulement la caractéristique en fréquence de la pression acoustique dans la bande des fréquences audio peut être aplatie, mais le niveau de pression acoustique est également rendu relativement élevé, avec pour conséquence que la voix peut être reproduite avec une qualité de timbre élevée et un volume suffisant. Selon la caractéristique (4), il est possible de réaliser la reproduction de la voix avec une qualité de timbre élevée et un volume suffisant, tout en conservant la simplicité de montage du haut-parleur à film piézo-électrique dans un casque. La présente invention va être décrite ci-après en détail en référence aux dessins, dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe d'un casque dans lequel est intégré un haut-parleur à film piézo- électrique de la présente invention. - La figure 2 est une vue de côté du -casque représenté sur la figure 1. La figure 3 est une courbe montrant la caractéristique de pression acoustique en fonction de la fréquence du haut-parleur à film piézoélectrique soutenu de manière incurvée dans un casque, le rayon de courbure dans la portion incurvée étant pris comme paramètre. La figure 4 est une vue en perspective montrant une forme soutenue du haut-parleur à film piézo- électrique. La figure 5 est une courbe montrant la caractéristique de pression acoustique en fonction de la fréquence du haut-parleur à film piézo-électrique qui est dans un casque tout en étant incurvé selon une forme incurvée spécifique, l'aire du plan principal du haut-parleur à film piézo-électrique étant prise comme paramètre. Un casque 1 comporte une coque de casque mince, dure, 11 faite typiquement d'une matière plastique renforcée par des fibres; une garniture (garniture de tête) 121A faite de polystyrène expansé, qui est fixée sur la surface interne de la coque de casque 11; un intérieur de tête 12A monté de façon amovible et séparable, de manière à recouvrir la garniture de tête 121A au moyen d'un ruban ("Magic Tape", non de marque) ou analogue; des intérieurs d'oreille 12B et un intérieur de menton 12C montés de manière amovible et séparable, avec des garnitures 121, à l'intérieur de la coque de casque 11; et une jugulaire 13, fixée à la coque de casque 11. Comme représenté sur la figure 2, l'intérieur d'oreille 12B et sa garniture ont une forme approximativement en U ou une forme en anneau avec un espace spécifique formée à la périphérie de l'oreille du conducteur pour ne pas comprimer l'oreille du conducteur mais pour protéger à la fois la périphérie de l'oreille du conducteur et la tempe du conducteur lorsque le casque 1 est placé sur la tête du conducteur. La garniture de tête 121A et l'intérieur 12A ont tous deux une forme qui ne gêne pas les oreilles du conducteur. Des haut-parleurs droit et gauche 10 (10R et 10L) utilisés pour le casque 1 sont montés de manière amovible sur les surfaces internes de certaines portions de la coque de casque 11, exposées à des espaces 14 formés entre les garnitures respectives pour éviter le contact des garnitures avec les oreilles du conducteur, au moyen d'un élément de fixation, tel qu'une bande ("Magic Tape"). De cette manière, selon ce mode de réalisation, puisque le haut-parleur 10 n'est pas fixé à une matière élastique intérieure susceptible d'être sensiblement dégradée par le temps qui s'écoule, telle que la garniture 121 (ou l'intérieur), mais est fixé sur le casque dur 1 rendant sensiblement négligeable la dégradation par le temps qui s'écoule, le haut-parleur peut être fixé solidement sur le casque 1 tout en étant maintenu de façon stable dans une posture désirée. La figure 3 est une courbe montrant la relation entre la fréquence (Hz) et la pression acoustique (dB) du haut-parleur à film piézo-électrique ci-dessus. En particulier, un rayon de courbure R dans une portion incurvée du hautparleur à film piézo-électrique 101, qui est incurvée dans une direction comme représenté sur la figure 4, est pris comme paramètre. De-plus, une onde sinusoïdale de 5 Veff est appliquée depuis un oscillateur 42 vers le haut-parleur à film piézo- électrique 101 et un microphone 41 est séparé du haut- parleur à film piézo-électrique 101 d'une distance de 1 m. La figure 4 ne suggère pas que le haut-parleur à film piézo-électrique 101 soit incurvé selon un arc circulaire précis et le rayon de courbure R représente un rayon de courbure substantiel de chaque portion incurvée. Le haut-parleur à film piézo-électrique 101 a une épaisseur de film "t" de 110 pm, une aire S de 50 cm2 et une forme rectangulaire de 100 mm X 50 mm. Sur la figure 3, en prenant en compte le fait que les informations nécessaires pour un conducteur soient fondamentalement des informations audio, l'attention doit se concentrer sur la bande principale des fréquences audio s'étendant de 700 Hz à 2 kHz. Le résultat expérimental obtenu par les inventeurs, représenté sur la figure 3, est le suivant: dans le cas du haut-parleur à film piézo-électrique ayant le rayon de courbure R qui se trouve dans la plage de 360 mm ou davantage ou dans la plage de 200 mm ou moins (représenté par des lignes en tirets), la pression acoustique est inférieure à la pression acoustique du hautparleur à film piézo-électrique ayant le rayon de courbure R, qui se trouve dans la plage de 200 mm dans la bande des fréquences audio n'est pas aplatie. De façon plus concrète, dans le cas du haut- parleur à film piézo-électrique ayant le rayon de courbure R dans la plage de 200 mm ou moins, dans la bande des fréquences audio, la caractéristique en fréquence de la pression acoustique n'est pas aplatie, de façon plus spécifique, la pression acoustique devient plus faible à mesure que la fréquence diminue, de sorte que la portion des fréquences élevées de la voix est renforcée, ce qui dégrade la qualité de timbre. En outre, du côté des fréquences basses (près de 700 Hz) de la bande des fréquences audio, la pression acoustique est inférieure à celle de l'autre côté des fréquences de la bande des fréquences audio, de sorte que le rendement de sortie par rapport à l'entrée est réduit. De cette manière, lorsque le rayon de courbure R du haut-parleur à film piézo-électrique soutenu de manière incurvée se trouve dans la plage de 200 mm ou moins, aussi bien la qualité de timbre que la pression acoustique du haut-parleur à film piézo-électrique sont insuffisantes. En conséquence, il est requis que le rayon de courbure R du haut-parleur à film piézo- électrique soutenu de manière incurvée soit supérieur à au moins 200 mm. D'autre part, si le rayon de courbure R est de 360 mm ou davantage, l'équilibre de la pression acoustique dans la bande des fréquences audio est préférable; toutefois, puisque la pression acoustique est relativement faible (une valeur inférieure à 60 dB est estimée être mesurée lorsque la même onde sinusoïdale est délivrée à un haut-parleur à aimant), il se produit un problème, sauf pour l'utilisation du haut- parleur à film piézo-électrique dans un environnement o la voix est audible avec une pression acoustique faible. En conséquence, en considérant un haut-parleur pour un casque placé sur un conducteur de motocycle,; le rayon de courbure R est limité, de préférence, à une plage inférieure à 360 mm. De cette manière, lorsque le rayon de courbure R du haut-parleur à film piézo-électrique soutenu de manière incurvée est en dehors de la plage de 210 mm rayon de courbure R du haut-parleur à film piézo- électrique soutenu de manière incurvée soit plus grand qu'au moins 200 mm et plus souhaitable qu'il soit limité dans la plage de 210 mm sonore suffisant. La figure 5 est une courbe montrant la relation entre la fréquence (Hz) et la pression acoustique (dB) du haut-parleur à film piézo-électrique, l'aire S du haut-parleur à film piézo-électrique étant prise comme paramètre. Le haut-parleur à film piézo-électrique reçoit une forme carrée ayant une épaisseur de 28 pm et le rayon de courbure dans la portion incurvée du haut- parleur à film piézo-électrique est de 500 mm. Sur la figure 5, les données obtenues avec l'aire fixée à 50 cm2 ou davantage sont représentées par une ligne en traits plein et les données obtenues avec l'aire fixée à 40 cm2 ou moins sont représentées par une ligne en tirets. Comme cela est apparent d'après le résultat expérimental obtenu par les inventeurs, représenté sur la figure 5, dans le cas du haut-parleur à film piézo-électrique ayant l'aire S dans la plage de cm2 ou moins, puisque la caractéristique en fréquence de la pression acoustique dans la bande des fréquences audio n'est pas aplatie et de façon plus spécifique, la pression acoustique est réduite à mesure que la fréquence diminue, la portion des fréquences élevées de la voix est renforcée ce qui dégrade la qualité de timbre et en outre, puisque le niveau de pression acoustique est relativement faible, le rendement de sortie par rapport à l'entrée devient faible. D'autre part, dans le cas du haut-parleur à film piézo-électrique ayant l'aire S dans la plage de plus de 40 cm2, en particulier, 50 cm2 ou davantage, la caractéristique en fréquence de la pression acoustique est aplatie et une pression acoustique suffisante est obtenue. Puisque l'aire d'un haut-parleur capable d'être intégré dans un casque est environ de 100 cm2 ou moins, l'aire du haut-parleur à film piézo-électrique pour un casque peut être supérieure à 40 cm2 (de préférence, 50 cm2 ou davantage) et 100 cm2 ou moins, c'est-à-dire, peut être limitée à la plage de 40 cm2 tout en conservant la simplicité de montage du haut- parleur à film piézo-électrique dans un casque. D'autre part, pour contrôler visuellement la réception d'un paiement au niveau d'un ETC (système de réception de paiement automatique) ou acquérir visuellement des informations d'un système de navigation, il est requis que le conducteur du motocycle déplace la ligne de visée vers le bas. Toutefois, selon la présente invention, puisqu'un haut- parleur avec des caractéristiques suffisantes peut être construit dans un casque sans augmenter le poids du casque ou sacrifier le confort du conducteur lorsque le casque est placé sur la tête du conducteur, les divers types d'informations décrites ci-dessus peuvent être acquises de façon audible. La présente invention présente les effets suivants: (1) L'invention concerne un haut-parleur à film piézo-électrique 10 dans lequel un film piézo- électrique plat est soutenu de manière incurvée, caractérisé en ce que le rayon de courbure R de ladite portion incurvée est situé dans la plage de R>200 mm. Puisque Le rayon de courbure R du haut-parleur à film piézo-électrique soutenu de manière incurvée dans un casque est fixé dans la plage de R> 200 mm, la caractéristique en fréquence de la pression acoustique dans la bande des fréquences audio peut être aplatie et la voix peut être reproduite avec une qualité de timbre élevée. {2) L'invention concerne également un haut-parleur à film piézo-électrique 10 dans lequel un film piézo- électrique plat est soutenu de manière incurvée, caractérisé en ce que le rayon de courbure R de ladite portion incurvée est situé dans la plage de 210 mm élevée et un volume suffisant. (3) L'invention concerne aussi un haut-parleur à film piézo-électrique 10 dans lequel un film piézo- électrique plat est soutenu de manière incurvée, caractérisé en ce que l'aire S de la surface principale dudit film piézo-électrique est située dans la plage de S>40 cm2. Puisque l'aire S de la surface principale du film piézo-électrique est fixée dans la plage de S>40 cm2, non seulement la caractéristique en fréquence de la pression acoustique dans la bande des fréquences vocales peut être aplatie, mais le niveau de pression acoustique est également rendu relativement élevé, avec pour conséquence que la voix peut être reproduite avec une qualité de timbre élevée et un volume suffisant. (4) L'invention concerne encore un haut-parleur à film piézo-électrique 10 dans lequel un film piézo- électrique plat est soutenu de manière incurvée, caractérisé en ce que l'aire (S) de la surface principale dudit film piézo-électrique est située dans la plage de 40 cm2 simplicité de montage du haut-parleur à film piézo- électrique dans un casque. (5) L'invention concerne en outre un casque à haut-parleur incorporé 1 caractérisé en ce qu'un haut- parleur à film piézo-électrique 10 est incorporé dans ledit casque 1. Puisqu'un haut-parleur à film piézo- électrique mince peut être utilisé, en remplacement d'un haut-parleur à bobine acoustique, comme haut- parleur pour un casque, il est possible de reproduire la voix avec une qualité de timbre élevée et un volume suffisant sans augmenter le poids total du casque et sacrifier le confort du conducteur lorsque le casque est placé sur le conducteur. REVENDICATIONS 1. Haut-parleur à film piézo-électrique (10) dans lequel un film piézoélectrique plat (101) est soutenu de manière incurvée, caractérisé en ce que le rayon de courbure (R) de ladite portion incurvée est situé dans la plage de R>200 mm. 2. Haut-parleur à film piézo-électrique (10) dans lequel un film piézo-électrique plat (101) est soutenu de manière incurvée, caractérisé en ce que le rayon de courbure (R) de ladite portion incurvée est situé dans la plage de 210 mm 3. Haut-parleur à film piézo-électrique (10) dans lequel un film piézoélectrique plat (101) est soutenu de manière incurvée, caractérisé en ce que l'aire (S) de la surface principale dudit film piézo-électrique est située dans la plage de S>40 cm2. 4. Haut-parleur à film piézo-électrique (10) dans lequel un film piézoélectrique plat (101) est soutenu de manière incurvée, caractérisé en ce que l'aire (S) de la surface principale dudit film piézo-électrique est située dans la plage de 40 cm2 5. Casque à haut-parleur incorporé (1) caractérisé en ce qu'un haut-parleur à film piézo- électrique (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 est incorporé dans ledit casque (1).