Brevet FR2830404A1 — publié le 20030404

DISPOSITIF D'ECOUTE DE SIGNAUX VOCAUX ET/OU MUSICAUX, PAR TRANSMISSION OSSEUSE CRANIENNE L'invention concerne un dispositif d'écoute de signaux vocaux et/ou musicaux par transmission osseuse crânienne. A l'heure actuelle, les dispositifs d'écoute de signaux vocaux et/ou musicaux sont classiquement constitués d'écouteurs internes, c'est- à-dire d'écouteurs à embouts de petites dimensions que l'on introduit dans le conduit auditif. Le premier inconvénient de tels écouteurs réside dans le fait que leur utilisation régulière se traduit par une détérioration des facultés auditives, phénomène constaté médicalement de plus en plus fréquemment, notamment chez les utilisateurs de magnétophones et/ou de radios portables connus sous l'appellation baladeurs, et qui peut conduire à des lésions irréversibles. De plus, de tels écouteurs sont gênants pour la perception des sons extérieurs et leur port peut s'avérer extrêmement dangereux dans de nombreuses circonstances du fait de l'isolement auditif de leur utilisateur. Il existe également, à l'heure actuelle, des dispositifs d'écoute selon lesquels la transmission auditive est réalisée par le processus de la conduction osseuse. De tels dispositifs, notamment décrits dans les brevets US 4.309. 575, GB 672.722 et US 3.134. 861, qui consistent en des transducteurs électro-magnétiques, trouvent principalement leur application dans le domaine médical en vue de la réalisation de tests audiométriques. Toutefois, de par leur conception et notamment de leur poids et de leur prix de revient, il est difficilement envisageable d'utiliser de tels transducteurs à des fins d'utilisation quotidienne et de commercialisation à grande échelle. De plus, la transmission des sons est réalisée par l'intermédiaire d'un contact ponctuel tel qu'un plot de contact apte, du fait de ses faibles dimensions, à exercer sur le crâne une pression conséquente qui permet d'obtenir une excellente transmission des sons. Toutefois, cette pression ponctuelle exercée sur le crâne s'avère peu agréable et peut devenir traumatisante au bout d'un certain temps d'utilisation du dispositif d'écoute. Cette pression ponctuelle peut également s'avérer traumatisante en cas de choc accidentel sur le dispositif d'écoute. Pour pallier cet inconvénient, une autre solution décrite notamment dans le brevet US-5.889. 730, a consisté à réaliser un écouteur acoustique comportant une membrane piézoélectrique intégrée dans un boîtier et dont les vibrations sont transmises à une plaque conductrice en un matériau tel que du polyuréthane obturant une des faces frontales du boîtier et formant un conducteur acoustique. Selon cette solution, le contact entre le dispositif d'écoute et le crâne est un contact surfacique puisque constitué d'une plaque conductrice acoustiquement, et dans la théorie non susceptible de gêner l'utilisateur. Toutefois, dans la pratique, la plaque conductrice subit des déformations induites par celles de la membrane piézoélectrique et s'avère donc transmettre cette déformation contre le crâne au niveau d'une zone d'appui de surface réduite pratiquement assimilable à un contact ponctuel. Par conséquent, de tels dispositifs d'écoute s'avèrent conduire aux mêmes désagréments que ceux des dispositifs d'écoute à plot de contact. De plus, il a également été constaté que la qualité de la transmission osseuse de tels dispositifs d'écoute est inférieure à celle des dispositifs d'écoute à plot de contact. La présente invention vise à pallier ces inconvénients et a pour principal objectif de fournir un dispositif d'écoute de signaux vocaux et/ou musicaux par transmission osseuse, dont le port est très confortable pour l'utilisateur et possédant une excellente qualité de transmission osseuse des sons. A cet effet, l'invention vise un dispositif d'écoute de signaux vocaux et/ou musicaux par transmission osseuse crânienne comprenant : - un boîtier doté d'une face frontale, dite avant, ouverte et obturée par une membrane souple, et une face frontale opposée, dite arrière, consistant en une paroi rigide hermétique, - un élément piézoélectrique de dimensions adaptées pour être intégré dans le boîtier de façon à s'étendre parallèlement aux faces frontales de ce dernier, - des moyens de maintien de l'élément piézoélectrique adaptés pour solidariser la périphérie de ce dernier au boîtier, de façon à diviser le volume interne dudit boîtier en deux chambres hermétiques : e une chambre, dite avant, délimitée par la membrane souple et l'élément piézoélectrique, et remplie d'un fluide ou d'un gel incompressible, et e une chambre, dite arrière, délimitée par l'élément piézoélectrique et la paroi frontale arrière du boîtier, et incorporant des moyens amortisseurs aptes à compenser les contraintes exercées sur l'élément piézoélectrique, résultant des forces exercées sur la membrane souple lors de son application contre un crâne. Selon l'invention le dispositif d'écoute comprend donc un élément piézoélectrique maintenu au niveau de sa périphérie à l'intérieur d'un boîtier de façon à pouvoir se déformer axialement, et délimitant deux chambres hermétiques à l'intérieur dudit boîtier : une chambre avant obturée par une membrane souple formant une surface de contact avec le crâne, et remplie d'un fluide ou gel incompressible qui permet, d'une part, de répartir uniformément sur l'intégralité de la surface de la membrane souple, les forces et pressions résultant des déformations de l'élément piézoélectrique, et d'autre part, de transmettre sans les altérer, les vibrations de cet élément piézoélectrique et d'obtenir ainsi une excellente transmission des sons équivalente à celle obtenue avec un contact ponctuel. et une chambre arrière incorporant des moyens amortisseurs permettant de compenser les contraintes exercées sur l'élément piézoélectrique. Un tel dispositif d'écoute est donc d'un port très agréable du fait de la répartition uniforme des forces et pressions exercées sur le crâne, sur une grande surface consistant en l'intégralité de la surface de la membrane souple, qui permet de diminuer notablement les forces et pressions exercées sur le crâne par rapport à celles exercées par les dispositifs actuels. De plus, il permet d'obtenir une excellente qualité de transmission des sons du fait de la non-altération par le fluide ou gel incompressible des vibrations de l'élément piézoélectrique qui sont donc parfaitement répercutées au niveau de la membrane souple. Selon une première variante avantageuse de l'invention, les moyens amortisseurs comprennent des moyens élastiques en butée contre l'élément piézoélectrique et la paroi frontale arrière du boîtier, de façon à former un appui souple apte à s'opposer à une déformation rémanente de cet élément piézoélectrique. Selon cette variante de réalisation, les moyens élastiques disposés dans la chambre arrière font office de ressorts évitant à l'élément piézoélectrique de s'écraser et se briser et présentant une souplesse adaptée pour autoriser la vibration de cet élément piézoélectrique. Selon cette variante, en outre, et de façon avantageuse, les moyens élastiques consistent en au moins un joint torique disposé dans une gorge annulaire ménagée dans la paroi frontale arrière du boîtier, et de section de diamètre supérieur à la profondeur de cette gorge. De plus, de façon avantageuse, la chambre arrière du boîtier renferme un fluide compressible. Selon une seconde variante avantageuse de l'invention, la chambre arrière est remplie d'un fluide ou d'un gel incompressible, les moyens amortisseurs comportant des moyens élastiques dépourvus de contact avec l'élément piézoélectrique et aptes à se déformer de façon à absorber les variations de volume de la chambre arrière lors des vibrations dudit élément piézoélectrique. Selon cette seconde variante, la chambre arrière est donc remplie d'un fluide ou gel incompressible qui permet d'obtenir un équilibre des pressions de part et d'autre de l'élément piézoélectrique. De plus cette chambre arrière renferme des moyens élastiques aptes à se déformer de façon à absorber les variations de volume malgré l'incompressibilité du fluide ou gel. Cette variante, outre l'équilibrage des pressions de part et d'autre de l'élément piézoélectrique, conduit, en outre, à éviter la transmission des sons vers la portion de paroi du boîtier délimitant la chambre arrière, et donc le fonctionnement en haut-parleur du dispositif d'écoute. De plus, l'effet d'amortissement des vibrations de l'élément piézoélectrique est moindre que celui obtenu avec un système de ressort au contact de cet élément piézoélectrique, et les vibrations sont donc moins atténuées. Selon cette variante, en outre, les moyens élastiques peuvent avantageusement consister en une bague annulaire en un matériau élastique logée dans la chambre arrière du boîtier. Dans ce cas, de même que pour la première variante, la membrane souple est avantageusement conformée de façon à présenter une forme bombée qui conduit à éviter le contact du boîtier contre le crâne. Selon un autre mode de réalisation visant la constitution des moyens élastiques, et de façon avantageuse, le dispositif d'écoute selon l'invention comprend une chambre annulaire, dite d'amortissement, ménagée autour de la chambre avant de façon à être délimitée par une zone annulaire périphérique de la membrane souple, ladite chambre d'amortissement étant isolée de ladite chambre avant, et communiquant avec la chambre arrière de façon que la zone périphérique de la membrane souple constitue les moyens élastiques d'absorption de variations de volume de ladite chambre arrière. Cette conception des moyens élastiques conduit aux mêmes avantages que ceux obtenus pour le premier type précité de moyens élastiques. De plus, les pressions exercées sur les zones centrales et périphériques de la membrane souple étant en opposition de phase, l'amplitude relative des vibrations entre ces deux zones se trouve doublée. Par ailleurs, de façon avantageuse, la membrane souple est alors conformée de façon à présenter une zone centrale de forme bombée apte à délimiter la chambre avant, séparée par une gorge annulaire, d'une couronne annulaire bombée apte à délimiter la chambre d'amortissement. Selon un autre aspect de l'invention, et de façon avantageuse, le fluide ou gel incompressible consiste en de l'eau, et l'élément piézoélectrique est revêtu d'un revêtement isolant vis-à-vis de l'eau. D'autres caractéristiques, buts, et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui représentent à titre d'exemples non limitatifs trois modes de réalisation ref préférentiels. Sur ces dessins : - la figure 1 est une vue en perspective en mode éclaté des éléments constitutifs d'un premier mode de réalisation du dispositif d'écoute selon l'invention, - la figure 2 est une coupe longitudinale transversale et axiale de ce dispositif d'écoute, - la figure 3 est une vue en perspective en mode éclaté des éléments constitutifs d'un deuxième mode de réalisation du dispositif d'écoute selon l'invention, - la figure 4 est une coupe longitudinale transversale et axiale de ce dispositif d'écoute, - la figure 5 est une vue en perspective en mode éclaté des éléments constitutifs d'un troisième mode de réalisation du dispositif selon l'invention, et les figures 6 et 7 sont des coupes longitudinales transversales selon des plans respectifs A et B de ce dispositif d'écoute. Les dispositifs d'écoute selon l'invention représentés aux figures sont adaptés pour transmettre ou recevoir des signaux vocaux et/ou musicaux par transmission osseuse crânienne. Ils sont, en outre, conformés de façon à présenter une forme et une épaisseur réduites permettant une tenue naturelle et confortable sous tout moyen connu porté sur la tête, sans nécessiter de moyen spécifique de maintien. De plus, ces dispositifs d'écoute sont, en outre, adaptés pour fonctionner tant en milieu aquatique qu'aérien. Chacun de ces dispositifs comprend, en premier lieu, un élément piézoélectrique vibrant classique 1 comportant une couche vibrante circulaire en céramique 2 déposée sur un disque métallique 3 bordé par une bague annulaire 4 d'amortissement neutre. De plus, des fils de connexion électrique 5 sont classiquement raccordés à cet élément vibrant ; Enfin, cet élément vibrant 1 est isolé par tout revêtement connu tel que du latex ou de l'élastomère de silicone... Selon les trois modes de réalisation représentés aux figures cet élément vibrant 1 est intégré à l'intérieur d'un boîtier hermétique et délimite à l'intérieur de ce boîtier deux chambres hermétiques dites avant 6 et arrière 7. Selon le mode de réalisation représenté aux figures 1 et 2, ce boîtier se compose de deux sous-ensembles destinés à être assemblés en fin de montage. Le premier de ces sous-ensembles comprend un flasque avant 8 consistant en une bague annulaire 9 de section en forme de L, prolongée par un embout radial 10 en forme de goulotte. Le premier sous-ensemble comprend, en outre, une membrane souple 11 en un matériau tel que du latex, présentant une forme circulaire bombée bordée par une collerette périphérique radiale 12. Les dimensions de cette membrane 11 sont adaptées pour que la collerette 12 vienne porter en appui à l'intérieur du flasque avant 8 dans une position où la partie centrale de cette dernière s'étend à l'extérieur dudit flasque avant. Le premier sous-ensemble comprend enfin une bague annulaire 13 dotée d'un bossage annulaire 14 adapté pour venir se loger dans le flasque avant 8 de façon à assurer le maintien de la membrane souple 11 à l'intérieur de ce dernier. Le second sous-ensemble comprend, en premier lieu, un flasque arrière 15 en forme de coupelle cylindrique de dimensions adaptées pour loger l'élément vibrant 1, et dont la paroi de fond 15a comporte un plot annulaire en saillie 16 d'appui de la bague d'amortissement 4 de cet élément vibrant 1. Comme le flasque avant 8, ce flasque arrière 15 comporte également un embout radial 21 en forme de goulotte ménagé de façon à être assemblé avec celui dudit flasque avant. Ce flasque arrière 15 comporte, enfin, un épaulement interne 17 ménagé dans le rebord périphérique 15b de ce dernier. Le second sous-ensemble comporte en outre une bague annulaire 18 de blocage de l'élément vibrant 1 à l'intérieur du flasque arrière 15, présentant une forme de L adaptée pour qu'une de ses ailes, radiale, vienne en appui sur la bague d'amortissement 4 de cet élément vibrant 1, et que son autre aile axiale vienne en butée contre l'épaulement interne 17 du flasque arrière 15. En dernier lieu, le flasque arrière 15 comporte une rainure annulaire 19 ménagée dans la paroi de fond 15a de ce dernier, apte à loger partiellement un joint torique 20 en un matériau élastique agencé pour pouvoir être comprimé entre l'élément vibrant 1 et cette paroi de fond 15a. Une fois les divers éléments des deux sous-systèmes assemblés et ces deux sous-systèmes solidarisés, et tel que représenté à la figure 2, ces derniers forment un boîtier hermétique doté d'un manchon formé par les deux embouts 10,21, sur lequel vient se clipser un manchon 22. De plus et surtout, l'élément vibrant 1 délimite à l'intérieur de ce boîtier deux chambres hermétiques : la chambre avant 6 destinée à être remplie d'eau par l'intermédiaire d'un orifice 23 ménagé dans l'embout 21 du flasque arrière 15 et communiquant avec cette chambre avant 6, ledit orifice étant ensuite obturé par un bouchon 25, la chambre arrière 7 dans laquelle le joint torique 20 fait office de ressort souple autorisant les vibrations de l'élément vibrant 1. Le dispositif d'écoute représenté aux figures 3 et 4 comporte également un boîtier constitué de deux sous-ensembles quasi identiques et identifiés avec les mêmes références numériques pour les éléments similaires. La seule différence entre ces deux variantes consiste dans le fait que dans le second mode de réalisation le plot annulaire 16, le joint torique 20 et la rainure annulaire 19 du flasque arrière 15 sont supprimés. En lieu et place de ces derniers, la chambre arrière 7 est remplie d'eau par l'intermédiaire d'un orifice 26 ménagé dans la paroi de fond 15a du flasque arrière 15 et obturé par un bouchon 27. De plus, les moyens amortisseurs sont constitués d'une bague annulaire 28 logée dans le flasque arrière 15 et de diamètre adapté pour servir d'appui à la bague d'amortissement 4 de l'élément vibrant 1, sans contact avec le disque métallique 3 de ce dernier. Cette bague annulaire 28 réalisée en un matériau tel qu'un élastomère de silicone, permet d'absorber les variations de volume de la chambre arrière 7, et autorise ainsi les vibrations de l'élément vibrant 1. Le boîtier du dispositif d'écoute représenté aux figures 5 à 7 consiste quant à lui principalement en un flasque annulaire 30 doté e-n premier lieu d'une gorge externe radiale 31. La face arrière de ce flasque 30 est obturée d'une plaque cylindrique rigide 32 destinée à délimiter la chambre arrière 7. De plus, d'un seul tenant avec ce flasque 30, se trouve ménagée une couronne 33 délimitant à l'intérieur de ce dernier une chambre annulaire périphérique 34 d'amortissement. A l'intérieur de ce flasque 30, et toujours d'un seul tenant avec ce dernier, se trouve ménagée une seconde couronne 36 concentrique avec la première couronne 33, et de diamètre inférieur à celui de cette première couronne 33, adapté pour que ladite seconde couronne forme un siège d'appui de l'élément vibrant 1. Ces deux couronnes internes 33,36 présentent, en outre, un tronçon longitudinal crénelé 35,37 apte à mettre en communication la chambre arrière 7 et la chambre annulaire d'amortissement 34. Le dispositif selon ce troisième mode de réalisation comprend, en outre, une bague 38 de section en forme de L, de maintien de l'élément vibrant 1 contre la couronne 36. En vue d'assurer ce maintien, cette bague comprend un tronçon annulaire 39 doté d'une portion d'extrémité crénelée dotée d'ergots internes 40 agencés pour venir se clipser dans les créneaux 37 de la seconde couronne 36. Cette bague de maintien 38 comporte, enfin, un bossage frontal oblique 41 adapté pour former un logement 44 de forme rétentive avec la première couronne 33 du flasque arrière 30. Ce troisième type de dispositif d'écoute comprend, enfin, une membrane souple 42 conformée de façon à présenter une zone centrale 45 de forme bombée apte à délimiter la chambre avant 6, séparée par une gorge annulaire, d'une couronne annulaire 43 bombée apte à délimiter la chambre d'amortissement. Tel que représenté aux figures 6 et 7 cette membrane souple 42 et maintenue sur le flasque arrière 30 au moyen de deux joints toriques : un joint torique 46 logé dans la gorge externe 31 du flasque arrière 30, et un joint torique 47 logé dans la gorge de cette membrane elle-même introduite dans le logement de forme rétentive 44 du flasque arrière 30. Selon ce principe la chambre arrière 7 est remplie d'eau et communique avec la chambre annulaire 34 délimitée par la couronne annulaire bombée 43 de la membrane 42, qui fait donc office de moyens élastiques d'absorption de variations de volumes de cette chambre arrière 7. REVENDICATIONS 1/-Dispositif d'écoute de signaux vocaux et/ou musicaux par transmission osseuse crânienne, caractérisé en ce qu'il comprend : - un boîtier (8,15 ; 30,32) doté d'une face frontale, dite avant, ouverte et obturée par une membrane souple (11 ; 42), et une face frontale opposée (15a ; 32), dite arrière consistant en une paroi rigide hermétique, - un élément piézoélectrique (1) de dimensions adaptées pour être intégré dans le boîtier de façon à s'étendre parallèlement aux faces frontales de ce dernier, - des moyens (18 ; 32) de maintien de l'élément piézoélectrique (1) adaptés pour solidariser la périphérie de ce dernier au boîtier, de façon à diviser le volume interne dudit boîtier en deux chambres hermétiques : e une chambre (6), dite avant, délimitée par la membrane souple (11 ; 42) et l'élément piézoélectrique (1), et remplie d'un fluide ou d'un gel incompressible, et a une chambre (7), dite arrière, délimitée par l'élément piézoélectrique (1) et la paroi frontale arrière (15a ; 32) du boîtier, et incorporant des moyens amortisseurs (20 ; 28 ; 34,43) aptes à compenser les contraintes exercées sur l'élément piézoélectrique (1), résultant des forces exercées sur la membrane souple (11 ; 42) lors de son application contre un crâne. 2/-Dispositif d'écoute selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens amortisseurs comprennent des moyens élastiques (20) en butée contre l'élément piézoélectrique (1) et la paroi frontale arrière (15a) du boîtier, de façon à former un appui souple apte à s'opposer à une déformation rémanente de cet élément piézoélectrique. 3/-Dispositif d'écoute selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens élastiques consistent en au moins un joint torique (20) disposé dans une gorge annulaire (19) ménagée dans la paroi frontale arrière (15a) du boîtier, et de section de diamètre supérieur à la profondeur de cette gorge (19). 4/-Dispositif d'écoute selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la chambre arrière (7) du boîtier renferme un fluide compressible. 5/-Dispositif d'écoute selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre arrière (7) est remplie d'un fluide ou d'un gel incompressible, les moyens amortisseurs comportant des moyens élastiques (28 ; 34, 43) dépourvus de contact avec l'élément piézoélectrique (1) et aptes à se déformer de façon à absorber les variations de volume de la chambre arrière (7) lors des vibrations dudit élément piézoélectrique. 6/-Dispositif d'écoute selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens élastiques consistent en une bague annulaire (28) en un matériau élastique, logée dans la chambre arrière (7) du boîtier. 7/-Dispositif d'écoute selon l'une des revendications 2 ou 5, caractérisé en ce que la membrane souple (11) est conformée de façon à présenter une forme bombée. 8/-Dispositif d'écoute selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre annulaire (34), dite d'amortissement, ménagée autour de la chambre avant (6) de façon à être délimitée par une zone annulaire périphérique (43) de la membrane souple (42), ladite chambre d'amortissement étant isolée de ladite chambre avant, et communiquant avec la chambre arrière (7) de façon que la zone périphérique (43) de la membrane souple (42) constitue les moyens élastiques d'absorption de variations de volume de ladite chambre arrière. 9/-Dispositif d'écoute selon la revendication 8, caractérisé en ce que la membrane souple (42) est conformée de façon à présenter une zone centrale (45) de forme bombée apte à délimiter la chambre avant (6), séparée par une gorge annulaire, d'une couronne annulaire (43) bombée apte à délimiter la chambre d'amortissement (34). 10/-Dispositif d'écoute selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide ou gel incompressible consiste en de l'eau, et en ce que l'élément piézoélectrique (1) est revêtu d'un revêtement isolant vis-à-vis de l'eau.