EP3032844A1

EP3032844A1 - Casque audio, notamment pour la pratique sportive

Info

Publication number: EP3032844A1
Application number: EP15197412.8A
Authority: EP
Inventors: Karim Fargeau; Margot PEJAUDIER
Original assignee: Parrot SA
Current assignee: Parrot Drones SAS
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2015-12-02
Publication date: 2016-06-15
Also published as: CN105704599A; FR3030173B1; FR3030173A1; US9532130B2; JP2016123085A; US20160173968A1

Abstract

Ce casque (10) comprend deux écouteurs (12) aptes à être introduits à l'intérieur ou à proximité du conduit auditif (O) de l'utilisateur. Les écouteurs (12) sont reliés par un élément de liaison comprenant un arceau central (14) reposant sur le sommet (S) de la tête de l'utilisateur du casque, et deux branches latérales (16) prolongeant l'arceau. Chacune des branches comprend à une extrémité proximale (18) une liaison articulée (20) avec l'extrémité de l'arceau central, à une extrémité distale (22) une liaison déformable (24) avec l'écouteur respectif, et dans une région médiane (36) un boitier (40) logeant des composants électriques ou électroniques (50, 52) et pourvu sur un côté interne du casque, tourné vers la tête de l'utilisateur, d'une face d'appui (48) apte à venir en contact avec une région temporale (T) de l'utilisateur du casque.

Description

L'invention concerne les casques audio, notamment les modèles qui sont adaptés à la pratique sportive.
Un casque audio comprend deux écouteurs reliés par un élément de liaison positionné autour de la tête de l'utilisateur du casque, en passant soit au-dessus de la tête, soit à l'arrière de la tête (entourant donc la région occipitale).
Un tel type de casque est décrit en détail notamment dans l'article de Geoff Gasior "The Sweet Sound of Koss' PortaPro Headphones", The Tech Report -Technological Dissonance, 15 juillet 2010, XP055203885. Par ailleurs, l'arceau de ce casque comporte des branches articulées pour permettre son rangement sous une forme repliée compacte. L'arceau comporte également des patins d'appui sur la région temporale, permettant de reprendre une partie de l'effort de serrage de la lame métallique de l'arceau et éviter ainsi un inconfort résultant d'une force d'appui excessive de l'écouteur sur la partie supérieure du pavillon de l'oreille du porteur.
Dans le cas d'une pratique sportive, la difficulté principale est le maintien correct du casque sur la tête de l'utilisateur en dépit des mouvements, sauts et autres sollicitations répétées qu'implique l'exercice d'un sport.
Ce problème devient particulièrement critique si l'on veut munir le casque d'une liaison sans fil (du type liaison Bluetooth ou analogue) et/ou de circuits de traitement numérique tels qu'un circuit de réduction active du bruit ambiant (ANC, Active Noise Control), un circuit de détection et de traitement de données biométriques, etc. Le casque doit alors supporter non seulement les transducteurs acoustiques, mais également une ou plusieurs cartes de circuit imprimé portant les composants actifs et passifs, ainsi que des capteurs (microphones, accéléromètres, etc.) et bien entendu une batterie rechargeable ou une pile pour l'alimentation de ces divers circuits et capteurs, ainsi qu'une connectique appropriée.
Il en résulte une augmentation du poids et du volume du casque qui sont généralement incompatibles avec un maintien correct de celui-ci sur la tête de l'utilisateur.
C'est pourquoi, en pratique sportive, les utilisateurs choisissent le plus souvent des écouteurs intra-auriculaires (ou intra-conque), qui assurent une bonne tenue au niveau de l'oreille, et sont à la fois légers et confortables.
Si l'on veut munir de tels écouteurs intra-auriculaires de circuits additionnels, par exemple des circuits de liaison sans fil, la solution habituellement retenue consiste à loger tous ces éléments dans un boitier prolongeant l'écouteur et faisant saillie hors du pavillon de l'oreille, à la manière des prothèses auditives d'ancienne génération de type "contour d'oreille". Une telle solution est décrite par exemple dans le US 2014/0307891 A1 , qui prévoit deux écouteurs intra-auriculaires associés chacun à un boitier "contour d'oreille", les deux boitiers droit et gauche étant reliés mécaniquement et électriquement par un câble en forme de pendentif.
Le boitier associé à l'écouteur intra-auriculaire peut éventuellement se prolonger en direction de la bouche si l'on veut y loger également un micro pour des fonctions de communication (téléphonie "mains libres" notamment), comme décrit par exemple par le US D469081 S .
Mais l'ensemble devient lourd et inconfortable, empêchant une utilisation prolongée en pratique sportive.
Une autre solution, décrite par exemple par le US 2014/0205108 A1 , consiste à déporter les circuits électroniques et la batterie dans un boitier porté en sautoir par l'utilisateur. Il n'y a plus de problème de maintien ou de confort au niveau des écouteurs, mais pour éviter la gêne produite par le boitier déporté par exemple lorsque l'utilisateur court, il est nécessaire de lui adjoindre une pince, un brassard ou autre moyen de maintien pour qu'il ne gêne pas le coureur.
Ces difficultés sont encore plus contraignantes si l'on veut munir le casque non seulement de circuits de communication sans fil, mais aussi de circuits ANC de réduction active du bruit ambiant. Ces circuits sont en effet volumineux et lourds, et nécessitent une batterie bien plus puissante pour assurer une autonomie même de quelques heures, compte tenu de la consommation du ou des processeurs numériques mis en oeuvre par ces circuits.
C'st pourquoi les casques ANC sont pratiquement toujours des casques de type circumaural ou supra-aural (c'est-à-dire avec une garniture entourant complètement l'oreille, ou posée sur le contour du pavillon de l'oreille), comme décrit par exemple par le EP 2 597 889 A1 (Parrot ).
Ces casques sont inadaptés à une pratique sportive du fait du volume et de la masse des écouteurs, outre un maintien insuffisant sur la tête de l'utilisateur pour résister aux mouvements divers produits lors de l'exercice. De plus, même en l'absence de sollicitations brusques, les écouteurs appliqués contre l'oreille ou autour de l'oreille se révèlent rapidement très inconfortables en pratique sportive et/ou en cas de chaleur ou de port prolongé, du fait de l'absence d'aération du pavillon de l'oreille.
La solution avec des écouteurs intra-auriculaires est de ce fait la seule qui puisse être, concrètement, retenue en pratique sportive.
Ainsi, le problème de l'invention est d'adjoindre à des écouteurs intra-auriculaires ou intra-conque (qui ont fait leurs preuves auprès des sportifs en termes de confort et de tenue) des circuits électroniques mêmes volumineux et lourds, ainsi que les piles ou batteries nécessaires à leur alimentation, sans pour autant devoir faire des concessions sur le confort et le maintien.
Les contraintes d'acceptabilité en pratique sportive intensive et prolongée sont notamment les suivantes :

structure suffisamment légère pour être supportable en pratique sportive sans gêne pour l'utilisateur ;
adaptation aisée à la morphologie individuelle de la tête de chaque utilisateur ;
assurance d'un excellent confort, même en cas de port prolongé et avec exercice d'une activité physique ; et
garantie d'un maintien en place efficace et une stabilité parfaite du casque sur la tête de l'utilisateur, particulièrement lors d'une pratique sportive.

L'invention propose à cet effet un casque audio comprenant, de manière en elle-même connue, deux écouteurs de type intra-auriculaire ou intra-conque aptes à être introduits à l'intérieur ou à proximité d'un conduit auditif respectif de l'utilisateur du casque, un boitier logeant des composants électriques ou électroniques, et un élément de liaison apte à être positionné autour de la tête d'un utilisateur du casque.
De façon caractéristique de l'invention, l'élément de liaison l'élément de liaison comprend un arceau central apte à venir reposer sur le sommet de la tête de l'utilisateur du casque de manière à y former un premier point de contact avec la tête de l'utilisateur, ainsi que deux branches latérales prolongeant l'arceau central à chacune de ses extrémités. Chacune de ces branches comprend : à une extrémité proximale de la branche, une liaison articulée avec l'extrémité respective de l'arceau central, cette liaison procurant au moins un degré de liberté en pivotement autour d'un axe perpendiculaire au plan d'ensemble du casque ; à une extrémité distale de la branche, une liaison déformable avec l'écouteur respectif, de manière que les écouteurs forment au niveau du conduit auditif un deuxième et un troisième point de contact respectifs ; et, dans une région médiane de la branche, le boitier logeant les composants électriques ou électroniques, ce boitier étant pourvu sur un côté interne du casque, tourné vers la tête de l'utilisateur, d'une face d'appui apte à venir en contact avec une région temporale de l'utilisateur du casque, de manière que les faces d'appui forment au niveau des tempes un quatrième et un cinquième point de contact respectifs.
Selon diverses caractéristiques subsidiaires avantageuses :

la face d'appui est une face plane munie d'un garnissage souple ;
l'arceau central est un arceau flexible, élastiquement déformable selon au moins un degré de liberté en flexion dans le plan d'ensemble du casque ;
le degré de liberté procuré par la liaison articulée de la branche à l'arceau central présente un débattement suffisant pour permettre un repli complet de la branche contre l'arceau central, avec les branches et les boitiers essentiellement situés d'un même côté d'une ligne joignant les deux liaisons articulées, notamment avec le boitier situé du côté de la partie la plus proximale de la région médiane de la branche ;
le boitier est un boitier distinct de la région médiane de la branche, et solidarisé à celle-ci du côté intérieur de la branche ;
la branche comprend en outre un élément télescopique de réglage de taille, apte à modifier la distance séparant l'arceau central de l'écouteur, notamment avec cet élément télescopique situé à proximité de ladite la liaison de la branche à l'arceau central ;
la liaison articulée de la branche à l'arceau central inclut un élément de serrage à ressort apte à solliciter élastiquement la branche vers le côté interne du casque, dans une direction orientée vers la tempe de l'utilisateur ;
le casque comprend au moins un microphone incorporé à une branche dans sa région médiane, et un connecteur incorporé à une branche avec un réceptacle débouchant à l'extrémité distale de la branche, l'axe de ce réceptacle étant dans le prolongement de la direction générale de la branche.

On va maintenant décrire un exemple de mise en oeuvre de l'invention, en référence aux dessins annexés où les mêmes références désignent d'une figure à l'autre des éléments identiques ou fonctionnellement semblables.

La Figure 1 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation du casque selon l'invention.
La Figure 2 est une vue de côté du casque de la Figure 1.
Les Figures 3 et 4 sont des vues de face du casque de la Figure 1, respectivement en position déployée, avant mise en place sur la tête de l'utilisateur, et en position repliée pour le rangement et le transport.
La Figure 5 est une vue en perspective éclatée montrant le contenu des boitiers contenant les circuits électroniques et la batterie.
La Figure 6 est une vue de détail agrandie de la liaison de l'extrémité de la branche latérale du casque à l'écouteur supporté par cette extrémité.

Sur les figures, la référence 10 désigne de façon générale un exemple de réalisation d'un casque selon l'invention, qui comporte deux écouteurs 12 réunis par un élément de liaison comprenant un arceau central 14 et deux branches 16.
Les écouteurs 12 sont d'un type connu, dit "intra-auriculaire" (comme dans l'exemple illustré sur les figures) ou "intra-conque". Les écouteurs intra-auriculaires sont ceux qui comportent un tube pénétrant dans le conduit auriculaire, ce tube assurant le maintien mécanique de l'écouteur sur l'oreille, tandis que les écouteurs intra-conque sont destinés à être disposés dans la région de la dépression centrale (conque inférieure) de l'oreille externe située au débouché du conduit auriculaire.
Les deux branches 16 avec leurs écouteurs 12 sont semblables et symétriques. Chacune comporte à son extrémité proximale 18 une liaison 20 articulée à l'arceau central 14. Cette liaison articulée 20 procure au moins un degré de liberté en pivotement autour d'un axe Δ perpendiculaire au plan d'ensemble du casque. Elle inclut en outre, avantageusement, un élément de serrage à ressort permettant de solliciter élastiquement la branche 16 vers le côté interne du casque afin de solliciter cette branche, et donc l'écouteur 12, en direction de la tempe et de l'oreille de l'utilisateur pour améliorer le couplage de l'écouteur à l'oreille.
Du côté distal 22, la branche 16 est reliée à l'écouteur 12 par une liaison déformable 24, par exemple (voir Figure 6) un surmoulage de matière molle entre l'extrémité de la branche 16 et la base de l'écouteur 12, de manière à rendre mobile (flèches 26) l'écouteur 12 par rapport à la branche et faciliter l'introduction et le maintien de l'embout saillant 28 de l'écouteur dans le canal auditif. On notera que l'invention est de préférence mise en oeuvre avec des écouteurs 12 de type intra-auriculaire, qui procurent une isolation accrue à l'égard des bruits ambiants du fait de l'embout saillant 28 introduit dans le canal auditif. Cet embout 28 est par ailleurs muni d'une pièce déformable (non illustrée), par exemple en silicone ou en mousse, pour assurer un meilleur couplage avec l'oreille et ainsi une meilleure isolation passive.
L'arceau central 14 est déformable en flexion, c'est-à-dire en restant dans le plan d'ensemble du casque (le plan de la figure dans le cas de la Figure 3), par exemple grâce à une lame métallique élastique 30 noyée dans la matière de l'arceau central 14. Cette flexibilité permet d'adapter aisément le casque à la plupart des diamètres de boite crânienne susceptibles d'être rencontrés.
Également pour permettre une adaptation à la morphologie des différents utilisateurs, il est prévu à proximité de la liaison articulée 20 un élément télescopique 32 permettant de faire varier, typiquement jusqu'à une extension maximale de 40 mm, la distance (référencée 34 sur la Figure 3) séparant la liaison articulée 20 de l'écouteur 12, de manière à s'adapter à la plupart des hauteurs de boite crânienne susceptibles d'être rencontrées.
D'autre part, la région médiane 36 de la branche 16 supporte un boitier 40 remplissant plusieurs fonctions que l'on exposera plus bas. Avantageusement, le boitier 40 est situé dans la partie la plus proximale 38 de la région médiane 36, ce qui permet notamment de replier sur lui-même le casque pour le rangement et le transport.
Cette position repliée est notamment illustrée Figure 4 : les éléments télescopiques 32 ont été mis dans une position d'extension minimale, et il subsiste suffisamment de place entre les deux boitiers 40 pour que les deux écouteurs 12 puissent prendre place dans l'intervalle. Dans cette position de repli complet, on constate que l'ensemble des éléments volumineux du casque, principalement les deux boitiers 40 et les deux écouteurs 12 se situent essentiellement d'un même côté d'une ligne joignant les deux liaisons articulées 20 de part et d'autre de l'arceau central 14, assurant ainsi une compacité maximale.
Comme illustré notamment Figure 5, chaque boitier 40 est constitué d'un corps 42 relié à la branche 16 par un élément 44, de manière que le boitier 40 puisse faire légèrement saillie vers le côté interne du casque, en direction de la tempe de l'utilisateur. En variante, on pourrait toutefois prévoir une branche plus épaisse englobant le boitier 40 sous une forme plus intégrée.
Le corps 42 est fermé par un couvercle 46 muni d'un garnissage formant face d'appui 48, par exemple un garnissage de mousse qui assure une triple fonction :

meilleur contact avec la tête de l'utilisateur, la déformation de la mousse permettant d'épouser le profil de la tempe de l'utilisateur ;
élément de confort au contact casque-tempe ; et
résistance au glissement, pour une meilleure stabilité notamment à l'encontre des mouvements brusques lors d'une pratique sportive.

Les boitiers 40 contiennent divers éléments électriques ou électroniques, par exemple une ou plusieurs cartes de circuit imprimé 50 dans l'un des boitiers, et une batterie rechargeable 52 dans l'autre boitier, les deux boitiers étant réunis via une liaison électrique (non représentée) parcourant l'arceau central 30.
Les circuits électroniques 50 peuvent être éventuellement reliés à divers capteurs et/ou organes électriques supportés par les branches 16, par exemple un ou plusieurs capteurs microphoniques 54 (pour des fonctions de téléphonie "mains libres" et/ou des fonctions ANC par captation du niveau de bruit ambiant), ou encore un connecteur électrique avec un réceptacle 56 débouchant à l'extrémité de la branche avec son axe dans le prolongement de la direction générale de la branche.
La particularité de la configuration de casque que l'on vient de décrire est de posséder cinq points de contact avec la tête de l'utilisateur, à savoir, comme illustré Figure 1 :

un point S où l'arceau central 14 est en contact avec le sommet du crâne ;
deux points T où les faces d'appui 48 des boitiers 40 sont en contact avec les parties latérales du crâne, dans la région temporale ou parié-to-temporale ; et
deux points O où les écouteurs 12 sont en contact avec le canal auditif dans lequel l'embout 28 a été inséré.

On réalise ainsi, de façon caractéristique de l'invention, un maintien de type "tête-tempes-oreilles" qui à la fois : i) garantit une stabilité parfaite du casque, particulièrement lors de la pratique d'activité sportive, et ii) assure un très bon confort, même pendant un port prolongé et/ou dans une ambiance à température relativement élevée, car le pavillon de l'oreille et la majeure partie de la tête de l'utilisateur (à l'exception, limitée, des cinq points de contact) restent aérés et ventilés pour permettre notamment l'évacuation de la transpiration.

Claims

Un casque audio (10), comprenant :
- deux écouteurs (12) de type intra-auriculaire ou intra-conque aptes à être introduits à l'intérieur ou à proximité d'un conduit auditif respectif de l'utilisateur du casque ;

- un boitier logeant des composants électriques ou électroniques ; et

- un élément de liaison apte à être positionné autour de la tête d'un utilisateur du casque,
caractérisé en ce que l'élément de liaison comprend :

- un arceau central (14) apte à venir reposer sur le sommet de la tête de l'utilisateur du casque de manière à y former un premier point de contact (S) avec la tête de l'utilisateur ; et

- deux branches latérales (16) prolongeant l'arceau central à chacune de ses extrémités, chacune de ces branches comprenant :
· à une extrémité proximale (18) de la branche, une liaison articulée (20) avec l'extrémité respective de l'arceau central, cette liaison procurant au moins un degré de liberté en pivotement autour d'un axe (Δ) perpendiculaire au plan d'ensemble du casque ;

· à une extrémité distale (22) de la branche, une liaison déformable (24) avec l'écouteur respectif, de manière que les écouteurs forment au niveau du conduit auditif un deuxième et un troisième point de contact (O) respectifs ; et

· dans une région médiane (36) de la branche, le boitier (40) logeant les composants électriques ou électroniques (50, 52), ce boitier étant pourvu sur un côté interne du casque, tourné vers la tête de l'utilisateur, d'une face d'appui (48) apte à venir en contact avec une région temporale de l'utilisateur du casque, de manière que les faces d'appui forment au niveau des tempes un quatrième et un cinquième point de contact (T) respectifs.
Le casque de la revendication 1, dans lequel ladite face d'appui (48) est une face plane munie d'un garnissage souple (46).
Le casque de la revendication 1, dans lequel l'arceau central (14, 30) est un arceau flexible, élastiquement déformable selon au moins un degré de liberté en flexion dans le plan d'ensemble du casque.
Le casque de la revendication 1, dans lequel ledit degré de liberté procuré par la liaison articulée de la branche à l'arceau central présente un débattement suffisant pour permettre un repli complet de la branche contre l'arceau central, avec les branches et les boitiers essentiellement situés d'un même côté d'une ligne joignant les deux liaisons articulées.
Le casque de la revendication 4, dans lequel le boitier (40) est situé du côté de la partie (38) la plus proximale de la région médiane (36) de la branche.
Le casque de la revendication 1, dans lequel le boitier (40) est un boitier distinct de ladite région médiane (36) de la branche, et solidarisé (44) à celle-ci du côté intérieur de la branche.
Le casque de la revendication 1, dans lequel la branche comprend en outre un élément télescopique de réglage de taille (32, 34), apte à modifier la distance séparant l'arceau central de l'écouteur.
Le casque de la revendication 7, dans lequel ledit élément télescopique de réglage de taille (32, 34) est situé à proximité de ladite la liaison (20) de la branche à l'arceau central.
Le casque de la revendication 1, dans lequel la liaison articulée (20) de la branche à l'arceau central inclut un élément de serrage à ressort apte à solliciter élastiquement la branche vers le côté interne du casque, dans une direction orientée vers la tempe de l'utilisateur.
Le casque de la revendication 1, comprenant en outre au moins un microphone (54) incorporé à une branche dans sa région médiane.
Le casque de la revendication 1, comprenant en outre au moins un connecteur (56) incorporé à une branche avec un réceptacle débouchant à l'extrémité distale de la branche, l'axe de ce réceptacle étant dans le prolongement de la direction générale de la branche.