CH698823B1 - Enceinte de diffusion acoustique. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une enceinte de diffusion acoustique comprenant une membrane et au moins un actuateur électromagnétique (5.1 à 5.4) fixé sur ladite membrane. L’enceinte comprend en outre un ou plusieurs barrages (3.1 à 3.5) fixés sur la membrane, des moyens d’alimentation dudit (desdits) actuateur(s) pour activer ladite membrane et un support élastique attaché d’une part à l’un au moins desdits barrages et d’autre part à un capot (12). Ledit support élastique porte en outre des moyens (16) pour la fixation de l’enceinte. La membrane est de préférence en bois.

Description

Domaine de l’invention

[0001] La présente invention concerne une enceinte de diffusion acoustique telle que définie dans la revendication 1. Plus précisément, la présente invention concerne une enceinte pour un instrument de musique qui crée un climat acoustique très présent à partir de toute source audio (HiFi) ou instrumentale (guitare, violon), en remplacement ou en complément de haut-parleurs traditionnels.

Etat de la technique

[0002] Le principe des enceintes ou haut-parleurs est connue dans l’état de la technique. Ainsi, pour produire des sons, il faut faire vibrer de l’air. Un haut-parleur est une sorte de moteur, généralement il est constitué d’une bobine électrique mobile baignant dans le flux magnétique d’un aimant. La bobine est solidaire d’une membrane mobile en carton ou en matière synthétique, tendue sur un cadre qui solidarise le tout. Quand on fait passer un courant électrique dans un fil qui est placé dans un champ magnétique, ce fil est soumis à des forces dites de Laplace, lesquelles peuvent mettre le fil en mouvement. Le haut-parleur transforme d’abord le courant qu’on lui assigne en mouvement de la bobine. Celle-ci met en mouvement la membrane du haut-parleur, qui elle-même met l’air en mouvement. Le son perçu par un homme ou un animal étant par nature une vibration de l’air, le haut-parleur «transforme le courant électrique en son». Il existe plusieurs types de haut-parleurs par exemple: électrodynamique, isodynamique, électrostatique, piézoélectrique et à plasma.

[0003] Le haut-parleur électrodynamique, couvrant environ 99% du marché, a aujourd’hui encore un fonctionnement relativement simple pour une technologie de masse.

[0004] Une enceinte dite traditionnelle, telle que décrite ci-dessus par exemple, a pour objectif la transparence du son. Pour atteindre ce but les audiophiles travaillent donc avec des matériaux inertes et utilisent la technologie pour paramétrer le son. Dans cette vue de l’esprit, on s’adresse essentiellement aux oreilles en privant ainsi le son d’une bonne partie de son spectre et de son énergie.

[0005] Une enceinte traditionnelle produit un son focal, ce qui génère une dispersion conique de l’information sonore. La puissance de l’onde sonore décroît en fonction du carré de la distance. Chaque doublement de distance produit une perte de 6 dB.

[0006] Il est à noter qu’une table d’harmonie est excitée de différentes manières: avec des cordes frottées, pincées ou frappées, par sympathie avec le son émis par un instrument de musique, à l’aide de transducteurs électromagnétiques, à l’aide de transducteurs piézoélectrique, à l’aide d’un haut-parleur traditionnel fixé dessus ou par sympathie, à l’aide de lamelles métallique ou en bambou, à l’aide d’un mécanisme de boîte à musique ou encore à l’aide d’une montre à sonnerie.

[0007] L’enceinte selon la présente invention utilise une excitation similaire à celle d’une table d’harmonie. Ceci a pour effet de générer une onde sonore plane dont l’énergie décroît de 3 dB à chaque doublement de distance.

[0008] Les enceintes conventionnelles présentent en outre d’autres défauts. En particulier, une partie des vibrations sonores sont transmises par contact au sol. Ceci produit d’une part une perte d’énergie utile et d’autre part, ceci peut conduire à des interférences.

[0009] Dans la présente invention, il y a un découplage entre la partie support et la partie générant le son. Il en résulte que le son est purement aérien et qu’aucune énergie n’est perdue de façon involontaire.

[0010] Un autre inconvénient des enceintes classiques vient du fait que le son est généralement produit par deux sources ponctuelles distinctes. Il est nécessaire de faire un effort pour recombiner le son en une seule source. L’enceinte selon la présente invention utilise une source unique même pour diffuser des sons provenant de deux canaux différents. Il n’est donc pas nécessaire au cerveau de décoder les informations stéréo, ce qui assure une écoute plus naturelle.

Principe de l’invention

[0011] Le but de la présente invention est d’améliorer les dispositifs connus de la manière décrite ci-dessus.

[0012] Plus particulièrement, un but de la présente invention est de proposer une enceinte qui a un meilleur rendu du son quelle que soit la source utilisée (instrument ou appareil).

[0013] Un autre but est de proposer une enceinte qui plaise aux mélomanes.

[0014] L’enceinte selon l’invention est une enceinte travaillée avec des techniques de luthier.

[0015] La philosophie appliquée est l’acceptation de la couleur générée par l’emploi du bois de résonance. Le résultat est très proche de la musique de concert, en cela que le son conserve toutes ses dimensions.

[0016] Contrairement aux produits connus, l’enceinte selon l’invention n’utilise aucun haut-parleur pour produire du son. Elle est formée d’une membrane qui est mise en mouvement à l’aide de transducteurs électromagnétiques mécaniques. L’utilisation d’un capot fermant l’arrière de l’enceinte permet de casser le cours-circuit des basses propres à la technologie des haut-parleurs plats. Selon un mode de réalisation préféré, l’ensemble des proportions du système est basé sur des proportions liées au Nombre d’or (1.618). Les éléments sont proportionnés et situés les uns par rapport aux autres selon la suite des nombres naturels de Fibonacci, à savoir: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89,... On obtient chaque nombre par l’addition des deux qui le précédent. La division de deux nombres consécutifs (le plus grand par le plus petit) donne un résultat très proche du nombre d’or. L’unité de mesure choisie est le centimètre. Par exemple la membrane mesure 89 cm de côté et le cadre du bâti 55 cm de côté. Par contre le carré central mesure 34 cm de côté. Les actuateurs sont positionnés à 34 cm des bords extérieurs. Comme l’invention a été dimensionnée selon cette proportion, on la retrouve à beaucoup d’endroits.

[0017] La membrane est suspendue de préférence par quatre points d’ancrage situés sur des nœuds de vibration de telle manière que l’énergie générée par les actuateurs soit distribuée sur la membrane et non dans le bâti.

[0018] Le bâti comprend un cadre fixé à la membrane et un carré central fixé à un support. Ces deux éléments sont reliés entre eux par un câble élastique (ou un autre moyen équivalent) qui sert d’amortisseur et permet de conserver l’énergie dans la membrane. Le tout est fixé par un seul point d’ancrage au mur ou au sol par un trépied. Des filtres sont installés sur le carré central du bâti et reliés aux actuateurs, permettant ainsi d’orienter la réponse de l’enceinte. Comme accessoire, un boîtier actif peut être installé entre l’enceinte et un étage de préamplification, permettant d’orienter le son en fonction de l’utilisation (lieu de diffusion et type de musique).

[0019] La philosophie qui a conduit la création de cet instrument ravit les mélomanes avec une technologie qui permet la mise en vibration d’une table d’harmonie, et ce sont des techniques de luthier qui permettent d’orienter le son des enceintes selon l’invention.

[0020] L’invention sera mieux comprise par la description de modes d’exécution de celle-ci et des figures annexées dans lesquelles <tb>la fig. 1<sep>montre une première vue de dessus en perspective de l’enceinte selon l’invention; <tb>la fig. 2<sep>montre une deuxième vue arrière en perspective de l’enceinte selon l’invention; <tb>la fig. 3<sep>montre une vue en perspective et éclatée de l’enceinte selon l’invention et <tb>la fig. 4<sep>montre un détail de l’enceinte.

Description détaillée

[0021] Dans un premier mode d’exécution, l’enceinte 1 comprend une membrane 2 carrée en bois, par exemple en épicéa de résonance sur quartier dans cette exécution.

[0022] Dans ce mode, les dimensions de la membrane 2 sont (à titre d’exemple) de 890 x 890 x 4.5 mm (largeur x hauteur x épaisseur) environ. Elle est voûtée à l’aide de barrages 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 en lamellé-collé d’épicéa de résonance (par exemple) selon un rayon de 3 m environ. Cinq barrages 3.1 à 3.5 sont installés selon ce mode pour mettre en forme la membrane 2. Les barrages sont positionnés sur des nœuds de vibration, soit à 22% de la longueur des fibres (soit pour ce mode à 195 mm à l’axe du barrage environ).

[0023] Dans ce mode, les deux barrages extérieurs 3.1 et 3.5 font 15 mm d’épaisseur environ, les deux barrages d’ancrage 3.2 et 3.4 font 20 mm d’épaisseur environ et le barrage central 3.3 10 mm d’épaisseur environ. De préférence, tous sont arrondis sur le dessus et scaloppés aux deux extrémités de manière à équilibrer les fréquences et orienter le son. Bien entendu, les dimensions et le nombre des barrages indiqués ci-dessus forment un exemple de réalisation illustratif et des variations (en taille et en nombre) sont possibles dans le cadre de la présente invention.

[0024] Les deux barrages qui serviront d’ancrage 3.2 et 3.4 au bâti (voir plus loin dans la présente description) sont collés sur des nœuds de vibration, soit à environ 22% du bord de la membrane 2. Sur les deux barrages d’ancrage 3.2 et 3.4 sont fixés 4 boulons 4.1 à 4.4, à planter (par exemple des inserts), eux aussi situés à environ 22% de la longueur des fibre des bords. La membrane 2 ainsi formée est animée par quatre actuateurs électromagnétiques 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 mécaniques collés sur des chevalets 6.1, 6.2, 6.3, 6.4.

[0025] Dans un mode d’exécution, chaque actuateur 5.1 à 5.4 produit un signal de 15 W pour 8 Q. De préférence, ceux-ci sont câblés en série en deux groupes. Les chevalets 6.1 à 6.4 sont de deux sortes. Les premiers 6.1 et 6.3 qui vont favoriser les graves sont plutôt longs et dirigés vers le centre de la membrane 2 alors que les deux autres 6.2 et 6.4 plus petits, sont dirigés vers l’extérieur et favorisent les fréquences aiguës. A titre d’exemple, les chevalets 6.1 à 6.4 peuvent être en forme de gouttes d’eau, en épicéa de résonance et font 10 mm d’épaisseur environ. Les plus courts font environ 150 mm et les plus longs environ 300 mm de longueur. Ils sont axés à 22% de la longueur des fibres des bords supérieurs et inférieurs d’une part et d’autre part à environ 340 mm des bords latéraux.

[0026] Dans un mode d’exécution, il y a une distance de 185 mm environ entre les axes des barrages 3.1 et 3.2, une distance de 250 mm environ entre les axes des barrages 3.2 et 3.3 et respectivement 3.3 et 3.4, et une distance de 185 mm environ entre les axes des barrages 3.4 et 3.5.

[0027] La membrane est vernie de préférence sur ses deux faces avec un vernis de lutherie, permettant à la membrane de vibrer librement.

[0028] Le bâti est un châssis élastique fixé sur les deux barrages 3.2 et 3.4 décrits ci-dessus, ceci à l’aide de quatre silentblocs «forme bobine» 18 (voir plus bas dans la présente description).

[0029] Plus précisément, le bâti comprend un cadre 7 et un carré central 8, tout deux, par exemple en bouleau croisé de 12 mm d’épaisseur environ, et vernis pour éviter qu’ils ne travaillent à l’humidité.

[0030] Dans ce mode, le cadre 7 fait 550 x 550 mm sur 45 mm de largeur environ et le carré central 8 mesure 340 x 340 mm environ. Ces deux parties sont reliées entre elles à l’aide d’un moyen élastique, dans le cas présent un câble élastique 9 de qualité aéronautique de 4 mm de diamètre environ. Sur les traverses supérieure et inférieure du cadre 7 sont fixés quatre amortisseurs 10 (voir fig. 3et 4) annulaires en caoutchouc, à 170 mm environ des bords latéraux, et servant à appuyer les actuateurs. Sur le carré central 8 sont installés: une connectique 15 de type haut-parleur traditionnel (adaptée à la liaison avec différents types d’amplis et reliée aux actuateurs), un filtre servant à orienter le signal délivré aux actuateurs ainsi que des moyens de fixation de l’enceinte 16. Ces derniers comportent un Tom Holder, à savoir une fixation habituellement installée sur les Toms des batteries. Quatre silentblocs 11.1, 11.2, 11.3, 11.4 «forme bobine» y sont encore fixés et servent à la fixation du capot 12 qui ferme l’enceinte sur l’arrière par les ouvertures 13.1, 13.2, 13.3, 13.4. Le capot 12 voûté est fabriqué à l’aide de peuplier croisé par exemple. Les deux côtés servant à mettre en forme le dessus font 15 mm d’épaisseur environ alors que le dessus lui-même mesure 4 mm d’épaisseur environ. Les dimensions extérieures du capot sont de 820 x 820 mm environ. Le dessus est renforcé en son centre par un carré de peuplier croisé 4 mm de 340 x 340 mm environ, percé de 4 trous 13.1 à 13.4 permettant la fixation du capot au bâti. Le centre est percé d’une ouverture 14 circulaire de 200 mm de diamètre environ. L’extérieur et l’intérieur de capot 12 peuvent être gainés d’une toile (par exemple noire). L’intérieur est de préférence doublé d’un matériau d’amortissement, permettant de casser le court-circuit acoustique des graves. Afin de laisser la membrane de l’enceinte vibrer librement et encore d’étanchéifier l’enceinte, les bords du capot 12 sont équipés d’une bande en mousse, par exemple de 15 mm d’épaisseur sur 15 mm de largeur (non représentée).

[0031] Comme on le comprend de la description précédente et des dessins, le cadre 7 est lui-même fixé sur la membrane 2 par l’intermédiaire de moyens de fixation (des vis 17, quatre en tout dans ce mode d’exécution) qui portent chacune un silentbloc 18, lesdites vis 17 venant se visser dans les boulons 4.1 à 4.4, comme illustré dans la figure 3.

[0032] L’enceinte est fixée sur un pied ou sur un support mural (non représentés) par l’intermédiaire des moyens de fixation 16.

[0033] Un boîtier d’équalisation actif peut optionnellement être installé entre un système d’amplification et l’enceinte 1. Cet élément offre deux avantages: le premier c’est la possibilité de pouvoir calibrer le son en fonction du type de musique écoutée et le second, c’est la possibilité de pouvoir orienter le son en fonction du lieu d’écoute. Développé pour l’enceinte de la présente invention, cet accessoire peut tout aussi bien être installé dans un système de son conventionnel.

[0034] Bien entendu, toutes les dimensions, les formes, les matières et les valeurs indiquées ci-dessus sont données à titre d’exemples illustratifs et non limitatifs et des variations sont possibles dans le cadre de la présente invention avec d’autres matières, dimensions, etc., notamment en fonction des circonstances.

[0035] Plus précisément peuvent être variés dans le cadre de la présente invention notamment, – les dimensions/formes carrées ou rectangulaires – les épaisseurs – les bois de lutherie coupés sur quartier (par exemple cèdre, acajou, érable, sitka, spruce) ou d’autres matières équivalentes – les barrages (autres formes, positionnement, dimensions) – le nombre d’actuateurs et leur type – les chevalets: tailles variables et matières différentes (par exemple carbone) – les dimensions, matériaux, et formes des cadres 7 et carré central 8 (intérieurs et extérieurs) – le type de matériau élastique liant les pièces 7 et 8, par exemple il peut être formé par une membrane – le type de connectique haut-parleur.

[0036] Dans un autre mode, les dimensions de la membrane 2 sont 550 x 550 mm (largeur x hauteur).

[0037] Dans une autre variante, la matière choisie pour l’instrument ou sa table d’harmonie est du cèdre.

[0038] Dans une autre variante, les dimensions de la membrane 2 sont dans un rapport qui est sensiblement égal au nombre d’or.

[0039] Le son rendu se colore en fonction des types de construction voulus par le luthier. Le nombre des actuateurs varie de préférence entre 2 et 6, reliés de manière différente pour orienter le son.

Champs d’application

[0040] Pour une écoute de la musique – Particulier (utilisation privée) – Salles de concert – Musée – Lieux d’attente, hôtels

[0041] Pour l’amplification d’instruments – Guitariste – Autre musicien – Groupe de musique – Studio d’enregistrement – Enregistrement en live – Détaillant ou magasin de musique – Ecole de musique

[0042] Comme on le comprend aisément, l’enceinte selon l’invention peut former une partie d’un système complet formé notamment d’une source (par exemple un instrument de musique) et de l’enceinte. En particulier, si l’on utilise une guitare comme instrument (ou un autre instrument similaire en bois) on peut fabriquer la membrane dans la même matière que la table d’harmonie de l’instrument (par exemple en bois, voire même issu du même arbre) afin d’optimiser le rendu et la couleur du son produit. Bien entendu, ce principe n’est pas limité à la guitare et au bois et d’autres variantes ou combinaisons d’instruments et/ou de matières sont envisageables. A ce titre, les techniques de lutherie permettent de nombreux choix de matières, et par conséquent de nombreuses variantes et couples source-enceinte, en fonction du rendu sonore souhaité et de la coloration du son désirée en application de la présente invention.

Claims (17)

1. Enceinte de diffusion acoustique (1) comprenant une membrane (2) et au moins un actuateur électromagnétique (5.1 à 5.4) fixé sur ladite membrane (2), un ou plusieurs barrages (3.1 à 3.5) fixés sur la membrane, des moyens d’alimentation dudit ou desdits actuateurs pour activer ladite membrane (2) et un support élastique (7, 8) attaché d’une part à l’un desdits au moins un barrage et d’autre part à un capot (12), ledit support portant en outre des moyens (16) pour la fixation de l’enceinte.

2. Enceinte selon la revendication 1, dans laquelle la membrane a une forme rectangulaire.

3. Enceinte selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la membrane a une forme rectangulaire et des dimensions de 890 x 890 x 4.5 mm à savoir largeur x hauteur x épaisseur.

4. Enceinte selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la membrane est en bois.

5. Enceinte selon la revendication précédente, dans laquelle le bois est choisi dans la liste comprenant l’épicéa, le cèdre, l’acajou, l’érable, le sitka ou le spurce.

6. Enceinte selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la membrane est courbée selon un rayon de courbure prédéterminé.

7. Enceinte selon la revendication précédente, dans laquelle le rayon de courbure vaut 3 m.

8. Enceinte selon l’une des revendications précédentes, laquelle comprend 5 barrages (3.1 à 3.5).

9. Enceinte selon la revendication 8, dans laquelle deux barrages extérieurs (3.1; 3.5) sont disposés le long d’un bord de la membrane (2), deux barrages d’ancrage (3.2; 3.4) sont espacés de 185 mm des barrages extérieurs et un barrage central (3.5) est espacé de 250 mm des barrages d’ancrage.

10. Enceinte selon l’une des revendications précédentes, laquelle comprend quatre actuateurs électromagnétiques (5.1 à 5.4).

11. Enceinte selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle chaque actuateur est collé sur un chevalet (6.1 à 6.4).

12. Enceinte selon la revendication précédente, dans laquelle les chevalets n’ont pas tous les mêmes dimensions.

13. Enceinte selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le support élastique comprend un cadre (7) et un carré central (8), ledit cadre et ledit carré central étant reliés par un moyen élastique (9), le cadre (7) étant fixé à l’un au moins desdits barrages, le carré central (8) portant la connectique (15) pour l’alimentation des actuateurs et les moyens (16) pour la fixation de l’enceinte.

14. Enceinte selon la revendication 13, dans laquelle au moins l’une des proportions entre les couples d’éléments suivants est égale au nombre d’or: – la longueur d’un côté de la membrane et la longueur d’un côté du cadre (7); – la longueur d’un côté du cadre (7) et la longueur d’un côté du carré central (8); – la longueur d’un côté du cadre (7) et la distance entre les actuateurs électromagnétiques et les bords extérieurs de la membrane.

15. Système acoustique, comprenant une enceinte selon l’une des revendications précédentes et un instrument de musique.

16. Système selon la revendication 15, dans lequel une table d’harmonie de l’instrument de musique est faite dans la même matière que la membrane.

17. Système selon la revendication 16, dans lequel la matière est le bois de lutherie.