Brevet FR3087987A1 — publié le 20200501

La présente invention concerne un dispositif de stéréophonie élargie pour enceintes acoustiques monobloc amplifiées. On assiste au niveau des récentes enceintes connectées notamment, à une multiplication de systèmes sonores de petites tailles diffusant les sons à partir d'un seul 5 module au lieu des deux modules distincts stéréophoniques traditionnels. Cette tendance s'accompagne souvent, afin de compenser la perte inévitable d'une véritable diffusion stéréophonique, de dispositifs de spatialisation du son faisant appel à des circuits induisant des retards, additionnés parfois pour certaines configurations à des tweeters multiples permettant de rendre l'enceinte concernée omnidirectionnelle. 10 Toutefois, la faiblesse du volume, de la technique et de la taille dévolus aux différents haut-parleurs et de ce fait, la pauvreté qualitative des registres medium et grave qui en résulte, ajoutée au choix et à l'épaisseur des matériaux retenus - généralement plastiques - rendent celles-ci la plupart du temps incompatibles avec la notion de vraie haute-fidélité. Leur faible puissance, surtout si l'enceinte fonctionne sur batteries, l'absence de 15 réels haut-parleurs de grave, les vibrations internes qui s'ajoutent aux réflexions induites par le plan horizontal (tables..) sur lequel elles sont posées, s'ajoutent comme autant d'obstacles supplémentaires à une écoute de qualité. Un certain nombre de produits monoblocs de taille plus importante et cherchant à promouvoir un meilleur niveau de qualité sonore ont toutefois été conçus au cours de ces 20 dernières années. Le brevet JPH0819084, par exemple et plus récemment le brevet FR 1002660, ont chacun pour objectif, à partir de meubles placés non loin du sol, l'un en utilisant les parois d'un local d'écoute existant, l'autre en ajoutant la possibilité d'une paroi additionnelle entre le haut-parleur arrière et la paroi murale arrière, de diffuser un effet stéréophonique de qualité à partir d'un même volume. Concernant le brevet 25 JPH0819084 tout d'abord, la distance variable de l'enceinte monobloc et de ses haut- parleurs arrière par rapport au mur du local d'écoute concerné ainsi que la capacité réfléchissante indéterminée de celui-ci conduisent obligatoirement à des résultats sonores aléatoires ainsi qu'à un accroissement éventuel des déphasages sonores constatés dans l'hypothèse d'un habillage acoustiquement réfléchissant (murs - sol - plafond). A 30 l'opposé, face à des parois absorbantes (tissu muraux, tapis épais...), l'efficacité d'un tel dispositif devient forcément réduite. Concernant le brevet FR 1002660, en revanche, il a été possible de pallier ce type d'aléas en induisant l'utilisation éventuelle d'une paroi sonore réfléchissante aménagée à proximité immédiate du haut-parleur arrière. En effet, compte tenu de la vitesse peu 2 élevée de propagation des ondes sonores et afin d'éviter les phénomènes d'échos importants qui perturbent la netteté et l'intelligibilité du signal d'origine, il a été choisi de pouvoir contrôler la capacité réfléchissante de la paroi concernée et surtout de la placer à la plus faible distance possible de la source sonore (haut- parleurs arrière) afin de minimiser les effets de retards sonores (échos). Située à l'arrière du meuble (enceinte), cette paroi additionnelle permet d'ajuster précisément les caractéristiques de la courbe de réponse résultant de l'ensemble ainsi constitué. Compte tenu de l'angle de positionnement, généralement autour de 45° dans le sens longitudinal des haut-parleurs arrière par rapport à ladite cloison verticale, on obtient vers l'avant une diffusion homogène des sons medium/aigus au-dessus du plan horizontal formé par le meuble, bien perceptible par toute personne se situant en face. Cela est d'autant plus perceptible s'agissant d'enceintes implantées à faible distance du sol. Le dispositif, objet de la présente invention, a pour objectif de pallier ces inconvénients, référence étant principalement faite au brevet FR 1002660, considéré 15 comme étant l'état de la technique le plus proche. De façon plus précise, le dispositif selon l'invention se compose d'un ensemble monobloc (1) caractérisé en ce qu'il est muni de haut-parleurs (2) et (3), placés sur chaque côté opposé de celui-ci, lesdits haut-parleurs (3) étant dirigés vers le haut, et lesdits haut-parleurs (2) et (3) étant disposés de telle sorte que les sons produits par ceux-ci sont 20 simultanément diffusés vers deux axes opposés ou perpendiculaires l'un par rapport à l'autre, lesdits sons étant réfléchis grâce à des réflecteurs acoustiquement réfléchissants et de forme convexe (4) placés à l'avant desdits haut-parleurs (3). Avantageusement, les réflecteurs (4) seront hémisphériques. Selon une forme préférentielle de l'invention, les réflecteurs (4) seront réalisés, 25 au niveau de leur face convexe, en un matériau acoustiquement réfléchissant. Avantageusement, les réflecteurs (4) auront un rayon de courbure frontal différent du rayon de courbure latéral. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront mieux à la lecture de la description qui va suivre, faite en regard des figures suivantes données 30 à titre indicatif et nullement limitatif parmi lesquelles : - la Figure 1 est une vue en coupe transversale du dispositif selon l'invention, - la Figure 2 est un schéma vu en plan des angles de réflexions sonores à partir d'une paroi linéaire classique comparativement à ceux obtenus à partir d'une forme convexe. 3 - la Figure 3 est une vue en plan comparative des zones de perception sonore effectives à la même fréquence de 8000 Hz et représentées sur un plan horizontal à partir d'une paroi linéaire comparativement à celles du dispositif selon l'invention. Référence étant faite à la Figure 1, le dispositif selon l'invention (1) se présente 5 sous forme d'une enceinte disposée horizontalement et comprend à l'une de ses extrémités des haut-parleurs (2), dits haut-parleur avant, et, situés à l'extrémité opposée de ce dispositif, des haut-parleurs (3), dits haut-parleurs arrière, ces derniers pouvant être inclinés vers le haut ou posés à plat (à l'horizontale). Lesdits haut-parleurs (2) et (3) sont disposés l'un par rapport à l'autre de telle sorte que les sons produits soient simultanément diffusés vers deux axes stéréophoniques opposés ou éventuellement perpendiculaires. Le dispositif selon l'invention (1) est donc constitué d'un volume, qui regroupe dans un système acoustique monobloc des Mut-parleurs placés sur un côté de celui-ci (2), lesdits haut-parleurs (2) pouvant être reliés éventuellement par un ou par plusieurs haut-parleurs de graves ainsi que par des haut-parleurs d'aigus (tweeters) Afin d'optimiser éventuellement, selon les architectures de meubles, les effets de réflexion, l'angle d'inclinaison desdits haut-parleurs (3) pourra varier de façon à former préférentiellement un angle incident pouvant se situer entre 0° et 70° par rapport à l'horizontale. Faisant face et placée à proximité des dits hautparleurs (3) ou éventuellement intégrée à ceux-ci, un réflecteur convexe (4), acoustiquement réfléchissant, de taille comparable à celle des haut-parleurs (3) concernés, éventuellement réglables en inclinaison, permettra de rediffuser par réfraction contrôlée les fréquences émises par ces haut-parleurs (3). Les réflecteurs (4) auront des caractéristiques réfléchissantes au niveau des sons émis par les haut-parleurs (3), c'est-à-dire que leur surface convexe sera lisse, notamment brillante et de toute façon acoustiquement réfléchissante. Une matière plastique, imprimée en 3D, ou injectée, ou bien encore thermoformée, éventuellement traitée par vernissage ou chromage, sera privilégiée ; l'utilisation de résines ou de métaux emboutis, éventuellement peints ou chromés, ou de fibres de cellulose enduite est également envisageable. Ces réflecteurs (4) auront avantageusement une forme hémisphérique ou celle d'un quartier d'hémisphère pourvu que ce quartier soit suffisamment large pour répercuter les sons issus des haut-parleurs (3) ; ils pourront aussi avoir la forme d'une calotte ou d'un quartier de calotte avec les mêmes contraintes que pour les quartiers d'hémisphères. 4 Préférentiellement, les réflecteurs (4) auront un rayon latéral différent du rayon frontal ; on entend par rayon frontal le rayon de courbure correspondant à une coupe depuis le sommet des réflecteurs (4) jusqu'à leur base, le rayon latéral correspondant au rayon de courbure mesuré à la base desdits réflecteurs (4). Les meilleurs résultats ont été obtenus avec un rayon frontal de 50° à 5 300°, le rayon latéral se situant entre 30° et 100°. Comme on le voit sur le schéma ci-dessous, la directivité d'un haut-parleur commence à augmenter au-delà de 30° de manière significative dès 2000 Hz environ et ce, bien entendu, dans les quatre directions. Cette directivité, qui peut varier légèrement selon les caractéristiques de chaque haut-parleur concerné, mais seulement dans une 10 faible mesure, devient encore plus notable, comme représenté sur ce schéma, à partir des fréquences situées au-dessus de 8000 Hz environ et cela dès 10° par rapport à l'axe de diffusion (0°). 15 L'élargissement de la courbe de directivité d'une enceinte obtenu grâce aux réflexions contrôlées des haut-parleurs medium/aigues orientés vers des réflecteurs convexes placés à l'avant de ceux-ci et/ou intégrés mécaniquement à eux, permet par conséquent de contourner en bonne partie cette difficulté. Comme on le constate sur le schéma ci-dessous, en prenant comme même point 20 de référence une fréquence de 8000 Hz, on peut constater que la courbe de directivité normale face à un haut-parleur selon l'art antérieur, c'est-à-dire face à une paroi plane représentée sur ce schéma en (a) se trouve sensiblement améliorée en (b) avec le même haut-parleur, mais placé cette fois-ci face à une hémisphère réfléchissante. Ainsi de suite bien entendu pour toutes les fréquences. 25 5 D'autres variantes du dispositif, non représentées dans la présente description, pourront être envisagées en complément de la configuration de base illustrée aux Figures 5 1 et 3. Par exemple, afm d'élargir la bande passante, il sera possible de disposer vers l'arrière des tweeters à côté des haut-parleurs (3), munis également de réflecteurs convexes spécifiques, orientés vers le haut ou pouvant varier selon un angle réglable, ou aussi, selon un angle d'inclinaison différent de celui desdits haut-parleurs de medium (3). Par ailleurs, afin de simplifier l'assemblage de l'ensemble ainsi que de pouvoir se 10 rapprocher éventuellement encore plus près de la source sonore (membrane), il sem possible d'intégrer le réflecteur sonore (4) à la structure même dudit haut-parleur (3). La Figure 2 est un schéma vu en plan des angles de réflexions sonores à partir d'une paroi linéaire classique comparativement à ceux obtenus à partir d'une forme convexe. 15 Référence étant faite à cette Figure 2, il a été constaté qu'en l'absence de réflecteur convexe (4), une paroi plane continue (1') placée entre les haut-parleurs stéréophoniques arrière (3), à proximité et face à ceux-ci, possède l'inconvénient de constituer de chaque côté, à l'avant desdits haut-parleurs stéréophoniques arrière (3) un barrage acoustique générant des ondes stationnaires qui empêchent l'élargissement voulu du champ 20 stéréophonique ainsi qu'une précision sonore optimale exempte de déphasages et de retards acoustiques. D'autre part, s'agissant par définition d'une paroi linéaire (1'), référence étant faite à cette même Figure 2, l'angle de diffusion des sons réfléchis (6) pour tous les niveaux de fréquences medium et aigues, sera logiquement égal à leur angle de diffusion (5) provenant directement des hautparleurs eux-mêmes, compte tenu du fait 6 que l'angle incident d'une onde sonore sur une surface plane est physiquement égal à son angle de diffusion réfléchi. Si l'ensemble du dispositif permettra, grâce au déplacement vers l'arrière d'une partie des sources sonores, de reculer physiquement le point d'écoute pour une meilleure perception stéréophonique de la part de l'auditeur quand il se 5 rapproche du système, en même temps les caractéristiques intrinsèques de directivité des dites sources sonores resteront inchangées. En utilisant un réflecteur convexe (4), l'angle de diffusion élargi (7) obtenu par rapport à l'angle de réflexion habituel (6) résultant de réflexions sur une paroi plane classique pourra ainsi, compte tenu de la surface convexe de ces réflecteurs, qui offre une 10 multitude de points de réflexions ouverts, permettre une diffusion stéréophonique plus large, avec une élimination des phénomènes de réfraction sonore internes et d'ondes stationnaires dus à la présence d'une cloison plane ainsi qu'un meilleur rendu dans les fréquences élevées procuré par une diminution sensible de la directivité des haut-parleurs (3). L'angle de diffusion des réflecteurs (4) pourra par ailleurs éventuellement être 15 accentué d'avantage au plan latéral en diminuant le rayon de courbure de ceux-ci par rapport au rayon de courbure frontal, sur lequel il sera donné des détails plus avant dans la présente description, afin d'élargir la diffusion sonore et d'améliorer ainsi l'effet stéréophonique. Référence étant maintenant faite à la Figure 3, on peut constater, en choisissant ce 20 même point de référence à 8000 Hz comme exemple que, dans le cas du dispositif selon l'invention, le son réfléchi plus ouvert et mieux défini (7') dans les aigus permet à l'auditeur de s'approcher et de se mouvoir avantageusement à l'intérieur de la portion définie par ce nouvel espace et au plus près de la partie avant du meuble. Dans un même type de configuration et à cette même fréquence de 8000 Hz, en n'utilisant que la 25 réflexion d'une paroi linéaire selon l'art antérieur, l'espace (6') défini au même niveau de fréquence à l'intérieur de lignes parallèles à celles des haut-parleurs avant (2) est sensiblement moins large. Cet espace élargi (7') permet en outre de se mouvoir à bonne distance du meuble dans une zone qui va en s'élargissant par rapport à l'espace théorique de base défini par les seuls haut-parleurs avant (2) à la même fréquence. Cette meilleure 30 perception stéréophonique est accompagnée en outre d'une définition sonore étendue pour toutes les fréquences élevées, qui est procurée par une moindre chute d'énergie hors de l'axe. Ainsi, dans toutes les hypothèses où l'auditeur se trouvera soit en position assise face à un bureau, soit debout dans une zone latérale, située à proximité d'un meuble 7 équipé de ces haut-parleurs arrière (3) munis de déflecteurs, les haut-parleurs (3) seront en mesure de prendre le relais là où les haut-parleurs (2) auront cessé d'être efficaces au plan stéréophonique ainsi que de relayer ceux-ci qualitativement dans les fréquences élevées dès que l'on s'éloigne de leur axe naturel de diffusion (à partir de 10° environ). 5 Les avantages obtenus grâce au dispositif selon l'invention sont multiples : on dispose, dans un système monobloc de la possibilité de diffuser un son de grande clarté, dont le rendu stéréophonique sera calibré et homogène, tout particulièrement dans les fréquences élevées, sur une large zone d'écoute, que l'on soit assis devant le bureau ou le meuble concerné, debout face à lui ou sur l'un des deux côtés et à une certaine distance. 10 En outre, le dispositif selon l'invention REVENDICATIONS1) Dispositif stéréophonique constitué d'un ensemble monobloc (1) disposé horizontalement, caractérisé en ce qu'il est muni de haut-parleurs (2) et (3) placés sur chaque côté opposé de celui-ci, lesdits haut-parleurs (3) étant dirigés vers le haut, et lesdits haut-parleurs (2) et (3) étant disposés de telle sorte que les sons produits par ceux- ci sont simultanément diffusés vers deux axes opposés ou perpendiculaires l'un par rapport à l'autre, lesdits sons étant réfléchis grâce à des réflecteurs acoustiquement réfléchissants et de forme convexe (4) placés à l'avant desdits haut-parleurs (3). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les réflecteurs (4) sont orientés vers les haut-parleurs (3), ces derniers étant orientables par rapport à l'horizontale selon un angle réglable. 3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que ledit angle est situé entre 0° et 70°. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les réflecteurs (4) situés devant les haut-parleurs (3) sont physiquement intégrés à ceux- ci. 5) Dispositif selon d'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le rayon latéral des réflecteurs (4) est différent de leur rayon frontal. 6) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le rayon frontal est compris entre 50° et 300°, le rayon latéral se situant entre 30° et 100°. 7) Dispositif selon d'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la surface convexe des réflecteurs (4) sera acoustiquement réfléchissante. 8) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite surface convexe sera réalisée en matière plastique, imprimée en 3D, ou injectée, ou bien encore thennoformée, éventuellement traitée par vernissage ou chromage 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'une deuxième paire de haut-parleurs, complémentaires en fréquence, est orientée vers une deuxième surface réfléchissante convexe. 10) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est muni d'un système de réglage permettant de modifier la réponse en fréquence des 30 haut-parleurs.