EP3758858A1 - Dispositif vibroacoustique - Google Patents

Dispositif vibroacoustique

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Publication number
EP3758858A1
EP3758858A1 EP19713091.7A EP19713091A EP3758858A1 EP 3758858 A1 EP3758858 A1 EP 3758858A1 EP 19713091 A EP19713091 A EP 19713091A EP 3758858 A1 EP3758858 A1 EP 3758858A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vibroacoustic device
vibroacoustic
microcontroller
audio signal
user
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19713091.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Alban Duroy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Studio Duroy
Original Assignee
Studio Duroy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Studio Duroy filed Critical Studio Duroy
Publication of EP3758858A1 publication Critical patent/EP3758858A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/04—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with electromagnetism
    • B06B1/045—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with electromagnetism using vibrating magnet, armature or coil system
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/3827—Portable transceivers
    • H04B1/385—Transceivers carried on the body, e.g. in helmets
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/06—Loudspeakers
    • H04R9/066—Loudspeakers using the principle of inertia
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/02—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein
    • H04R1/025—Arrangements for fixing loudspeaker transducers, e.g. in a box, furniture
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/02—Details casings, cabinets or mounting therein for transducers covered by H04R1/02 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/023—Transducers incorporated in garment, rucksacks or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2400/00—Loudspeakers
    • H04R2400/03—Transducers capable of generating both sound as well as tactile vibration, e.g. as used in cellular phones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2460/00—Details of hearing devices, i.e. of ear- or headphones covered by H04R1/10 or H04R5/033 but not provided for in any of their subgroups, or of hearing aids covered by H04R25/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2460/13—Hearing devices using bone conduction transducers

Definitions

  • the invention relates to a vibroacoustic device.
  • a piece of music consists of sounds of different frequencies.
  • the volume of the sound impacts these frequencies differently: thus, at equal volume, high frequencies are less than low frequencies. This is because the bass is felt more strongly by the whole body than the highs.
  • the balance between bass and treble is also part of the criteria to note the quality of an audio device.
  • noise reducers so that the user is not bothered by these noises and does not increase the sound too much.
  • these noise limiters all operate on the same principle of capturing the external noise and emitting in the headphones an identical sound, but inverted frequency, so that the noise is canceled.
  • the device “WOOJER®” which comprises a vibratory mechanism enclosed in a housing carried either by a strap or a jacket.
  • the box is connected to an audio device (digital walkman type) and headphones, and vibrates according to the rhythm of the music (so only depending on the bass). It only vibrates on low frequencies below 500Hz.
  • an audio device digital walkman type
  • headphones and vibrates according to the rhythm of the music (so only depending on the bass). It only vibrates on low frequencies below 500Hz.
  • the casing in which the vibration mechanism is located transmits little vibration. It is then necessary either to increase the power strongly to feel the vibrations or to strongly press the device against the body.
  • the strap system proposed by the WOOJER system does not allow such a tightening: even tightening tightly the strap, the tightening is done at the level of a shoulder and an armpit, but little at the level of the thorax. It follows that in use, so that all is comfortable to wear, do not over tighten the strap to breathe. In doing so, the housing is not supported against the thorax which, combined with its structure, does not allow to transmit vibrations effectively.
  • the device “SUBPAC®” which comprises a vibratory mechanism enclosed in a case carried by a backpack.
  • This device addressed to musicians, is much more powerful than the WOOJER device, because the housing is much larger and contains several vibratory mechanisms distributed over a wide area corresponding to the back of the user.
  • This device is, therefore, heavy and bulky.
  • it requires a powerful tightening of the straps of the bag to promote contact between the shell of the housing and the body of the user.
  • the box vibrates only according to the rhythm of the music (so only depending on the bass). It vibrates only at low frequencies between 1 Hz and 200 Hz, the goal being to allow a musician to produce or mix music longer without damaging his ears, feeling the low frequencies rather than listening to them. .
  • An object of the present invention is therefore to provide a powerful vibrating device, but not bulky, capable of transmitting a large part of the sound spectrum of the music (thus perceptible by humans, that is to say between 20 Hz and 20 Hz. about kHz) and not only the bass, without emitting a loud volume to the outside so as not to disturb the people around.
  • Another object of the invention is to provide a vibrating device that effectively transmits vibrations without requiring too much tightness against the body of the user.
  • the idea of the invention is to put the vibrating part of the vibratory mechanism directly in contact with the chest of the user (and not enclosed in a casing), the vibrating part transforming the thorax of the user into a membrane emitting the sound towards the inside of the body, in particular by using the rib cage as a sounding board.
  • the transduction of sound by the body of the user is done through a rigid vibrating disc covered with a layer of elastomer, preferably silicone, which ensures transmission of the entire sound spectrum of the music (the spectrum being advantageously filtered) and not simply the low frequencies.
  • a layer of elastomer preferably silicone
  • the subject of the invention is a vibroacoustic device comprising a permanent magnet generating a permanent magnetic field in a gap called air gap, and a coil of electrically conductive wire arranged in this gap in the axial direction and provided with two terminals.
  • the coil is secured to a plate on which is fixed a rod surmounted by a disk covered with an elastomer layer intended, in use, to bear against the thorax of a user.
  • the vibroacoustic device can be housed in a housing carried by one end of a resilient hoop shaped so that, in use, the elastomer layer bears against the thorax of a user and a second end of the hoop resting against the back of the user;
  • the second end of the arch may be provided with a battery electrically connected to the housing of the first end;
  • the vibroacoustic device may comprise a microcontroller connected to a receiver of an audio signal intended to be transmitted, in use, from an audio source, the microcontroller being connected to the electrical terminals of the coil and programmed to electrically power the electrical terminals according to an audio signal received from the audio source, in use;
  • the receiver can be wired and include a wired connection socket to an audio source
  • the receiver may be wireless and include a wireless audio signal receiving antenna and a transducer transforming the wireless audio signal into an electrical signal;
  • the microcontroller can be programmed to filter certain frequencies of the audio signal before powering the electrical terminals;
  • the filtration may include attenuation of certain frequencies of the audio signal
  • the microcontroller can be programmed to attenuate at least the 60 Hz, 91 0 Hz, 3.6 kHz and 1 4 kHz frequencies;
  • the housing may comprise adjustment buttons connected to the microcontroller to choose one or more frequencies to be filtered;
  • the housing may include adjustment buttons connected to the microcontroller to set a filter to be applied on one or more frequencies;
  • the elastomer layer may have a curved profile
  • the elastomer layer may have a spherical cap shape
  • the elastomer layer may have a convex spherical cap shape
  • the elastomer layer may have a concave spherical cap shape;
  • the elastomer layer may have a maximum thickness of 2 mm and the rod has a length of between 0.5 cm and 1.5 cm, preferably 1 cm; and or
  • the elastomer may be chosen from silicones and rubber.
  • Figure 1 is a schematic sectional view of a first embodiment of a vibroacoustic device according to the invention
  • Figure 2 is a schematic sectional view of a vibroacoustic device according to the invention mounted at one end of a bow provided with a housing;
  • Figure 3 is a schematic sectional view of a second embodiment of a vibroacoustic device according to the invention;
  • Figure 6 is a schematic side view of an exemplary mounting of a vibroacoustic device according to the invention on a user.
  • FIG. 7 a schematic front view of a variant of the vibroacoustic device according to the invention mounted on a strap carried by a user.
  • FIG. 1 illustrates a vibroacoustic device 1 00 according to the invention. It operates on the same principle as conventional loudspeakers: it comprises a permanent magnet January 01 generating a permanent magnetic field in a given space called air gap 102, and a coil 1 03 of conductive wire of electricity arranged in this gap in the axial direction XX and provided with two electrical terminals (not shown in the figure).
  • the vibroacoustic device is an electromechanical transducer which transforms an electrical signal (the audio signal) into a mechanical movement.
  • the vibroacoustic device 1 00 according to the invention has no membrane, so that it does not generate sound by itself.
  • the coil 1 03 is secured to a plate 1 04 on which is fixed a rod 1 05 surmounted by a disc 1 06 covered with a layer of elastomer 1 07, rubber or preferably in silicone, intended to be in support against the chest of a user.
  • the elastomer layer 107 is not flat but has a curved profile, preferably in the form of a spherical cap.
  • the elastomer layer 1 07 has a convex spherical cap shape
  • the elastomer layer 1 08 has a concave spherical cap shape.
  • the curved shape of the elastomer layer provides optimal vibration transmission to the user's body without requiring too much application force.
  • the elastomer layer 1 07-1 08 has a maximum thickness of 2 mm and the rod 105 has a length of between 0.5 cm and 1.5 cm, preferably 1 cm.
  • the rod 105 of approximately 1 cm provides a space E between the plate 104 and the disk 106 which allows the vibrations to be transmitted with optimum power to the body of the user. With a shorter stem, it is necessary to amplify the signal strength to obtain the
  • the vibroacoustic device 1 00 according to the invention is advantageously housed in a housing 1 1 0 carried by an end 1 21 of an elastic arch 1 20.
  • the hoop according to the invention is shaped so that,
  • the elastomer layer bears against the thorax of a user and a second end of the arch bears against the back of the user (see Figures 4 to 6).
  • the housing 1 1 0 receiving the vibroacoustic device 1 00 according to the invention has a housing 1 1 1 for the device, and a lid
  • the rod 1 05 passes through the cover 1 1 2 of the housing and the elastomer layer 1 07 (or 1 08) bears against the chest of a user during use.
  • the housing 1 1 0 also comprises a microcontroller 1 14
  • the microcontroller 1 14 is connected to the electrical terminals of the coil and programmed to electrically power, in use the electrical terminals of the coil according to an audio signal received from the source
  • the receiver 1 1 5 is a so-called “auxiliary” connection jack type "Jack", 3.5 mm in diameter to connect an audio source such as a digital music player.
  • the receiver 1 15 is connected by wire connection to the microcontroller 1 14 (these connections are not illustrated for the sake of clarity of the figures).
  • the device according to the invention comprises a wireless receiver, for example of the Bluetooth® or WiFi type. It then comprises a wireless audio signal receiving antenna and a transducer transforming the wireless audio signal into an electrical signal to the microcontroller 1 14.
  • the audio signal is preferably amplified to generate an amplified electrical signal transmitted to the coil.
  • the housing includes 1 1 7 volume up and down control buttons controlling the adjustable signal amplifier 1 1 6.
  • the hoop 1 20 (or alternatively the housing 1 1 0) comprises a connection socket 1 23 for an audio headset, to allow the user to combine the sensation transmitted by the vibroacoustic device according to the invention with the normal hearing of music with headphones.
  • the vibroacoustic device is connected to a battery.
  • the second end 1 22 of the arch 1 20 comprises a housing 1 30 provided with a battery electrically connected to the housing 1 10 of the first end 1 21 (see Figures 5 and 6).
  • the vibrations are transmitted very efficiently.
  • 1 05 allows the transmission to the user of the entire musical spectrum, not just bass.
  • the user's ribcage interior is transformed into a sound box and the ribcage itself acts as the membrane of the conventional loudspeakers.
  • the device according to the invention vibrates and generates an acoustic wave in the body of the user.
  • the device according to the invention having dimensions of the order of a few centimeters transmits the vibrations very effectively.
  • the microcontroller 1 14 is programmed to filter certain frequencies of the audio signal before
  • this filtration comprises attenuation of certain frequencies of the audio signal, in particular the frequency bands centered on 60 Hz, 910 Hz, 3.6 kHz and 14 kHz.
  • the frequency band centered on 230 Hz is also attenuated.
  • Filtered depends on the quality of the components used. Overall, a band of 5 Hz to 10 Hz wide is preferred. Typically, the frequency bands centered on 60 Hz, 91 0 Hz, 3.6 kHz and 14 kHz are attenuated by 1 5 decibels, and the frequency band centered on 230 Hz is attenuated by 5 decibels.
  • the housing 1 1 0 (or the hoop 1 20) comprises adjustment buttons connected to the microcontroller to choose one or more frequencies to filter, and to adjust a filter to apply on the frequency (s) (typically the attenuation value).
  • the effectiveness of the vibroacoustic device according to the invention is such that it is possible to use it with a strap 200 (see FIG. 7) and not with an elastic arch 1 1 0, while obtaining an efficient transmission of vibrations in the whole spectrum of music (possibly partially filtered).
  • the vibroacoustic device is housed in a housing 300 attached to the strap, the housing comprising a lid provided with an orifice 3 1 3 to let the rod 1 05 and allow contact between the elastomer layer and the user (see Figure 3).
  • the tightening of the strap does not need to be too strong and does not risk to hinder the breathing of the user.
  • the user receiving part of the music thanks to the vibroacoustic device according to the invention he can lower the sound of his headphones and preserve his hearing.
  • the volume emitted outwardly by the vibroacoustic device according to the invention is very limited and allows not to disturb the people around while feeling very strongly the music itself.

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Abstract

L'invention propose un dispositif vibroacoustique puissant, mais peu encombrant, capable de transmettre une grande partie du spectre sonore de la musique, et sans émettre un volume sonore important vers l'extérieur pour ne pas déranger les personnes alentour. L'invention propose un dispositif vibroacoustique comprenant un aimant permanent (101) générant un champ magnétique permanent dans un espace (102) appelé entrefer, et une bobine (103) de fil conducteur d'électricité agencée dans cet entrefer dans le sens axial (X-X) et munie de deux bornes électriques, la bobine (103) étant solidaire d'une plaque (104) sur laquelle est fixé une tige (105) surmontée d'un disque (106) recouvert d'une couche d'élastomère (107-108) destinée, en utilisation, à être en appui contre le thorax d'un utilisateur.

Description

DISPOSITIF VIBROACOUSTIQUE.
L'invention se rapporte à un dispositif vibroacoustique.
Un morceau de musique est constitué de sons de différentes fréquences. Le volume du son impact différemment ces fréquences : ainsi, à volume égal, des fréquences aiguës s'entendent moins que des fréquences basses. Cela vient du fait que les basses sont ressenties plus fortement par l'ensemble du corps que les aigus.
Par conséquent, lorsqu'une personne augmente le volume du son pour mieux distinguer les aigus, il inflige à son corps, et en particulier à ses oreilles, des vibrations qui peuvent être nocives à court, moyen ou long terme.
D'ailleurs, certaines législations limitent le niveau de basses autorisé dans les appareils audio, notamment pour les casques audio, pour limiter le risque de surdité.
L'équilibre entre les basses et les aigus fait d'ailleurs partie des critères pour noter la qualité d'un appareil audio.
Le problème posé par le volume sonore des appareils audio, et en particulier des casques, est d'autant plus important que de plus en plus de personnes écoutent de la musique depuis leur smartphone.
Pour limiter le risque de surdité, il a déjà été proposé des appareils qui limitent automatiquement le volume sonore au-delà d'une certaine durée d'utilisation. Néanmoins, ces systèmes peuvent toujours être forcés par l'utilisateur, car il ne s'agit là que d'une proposition faite par l'appareil.
Un tout autre type d'appareil propose des réducteurs de bruits extérieurs, afin que l'utilisateur ne soit pas gêné par ces bruits et n'augmente pas trop le son. Or, ces limiteurs de bruit fonctionnent tous sur le même principe consistant à capter le bruit extérieur et à émettre dans les écouteurs un son identique, mais de fréquence inversée, de sorte que le bruit s'annule.
Si le bruit extérieur n'est plus capté par l'oreille, cette dernière subit néanmoins une pression acoustique deux fois plus forte sans que l'utilisateur ne s'en rende compte. Il en découle des maux de tête très fréquents.
Pour limiter l'impact des basses sur les oreilles, il a déjà été proposé des systèmes audio séparant physiquement les haut-parleurs de basses des haut-parleurs de moyennes et hautes fréquences.
En particulier, pour limiter les nuisances sonores, il a déjà été proposé de supprimer la membrane des haut-parleurs de basses pour que ceux- ci ne transmettent que des vibrations, et non du son, au corps.
Cependant, ces dispositifs n'ont jamais donné entière satisfaction en raison du faible niveau de sensation ressentie et, souvent, du désagrément à avoir longtemps contre soi un boîtier vibrant.
On peut citer, par exemple, le dispositif « WOOJER® » qui comprend un mécanisme vibratoire enfermé dans un boîtier porté soit par une sangle soit par une veste.
Le boîtier est relié à un dispositif audio (type baladeur numérique) et à un casque audio, et vibre en fonction du rythme de la musique (donc uniquement en fonction des basses). Il ne vibre que sur des basses fréquences inférieures à 500Hz.
Ce dispositif présente de nombreux inconvénients. Le plus important est que le boîtier dans lequel se trouve le mécanisme vibratoire transmet peu de vibration. Il est alors soit nécessaire d'augmenter fortement la puissance pour ressentir les vibrations soit nécessaire de presser fortement le dispositif contre le corps. Or, le système de sangle proposé par le système WOOJER ne permet pas un tel serrage : même en serrant fortement la sangle, le serrage se fait au niveau d'une épaule et d'une aisselle, mais peu au niveau du thorax. Il en découle qu'en utilisation, pour que l'ensemble soit agréable à porter, il ne faut pas trop serrer la sangle pour pouvoir respirer. Ce faisant, le boîtier n'est pas en appui contre le thorax ce qui, combiné à sa structure, ne permet pas de transmettre efficacement les vibrations.
On peut également citer le dispositif « SUBPAC® » qui comprend un mécanisme vibratoire enfermé dans un boîtier porté par un sac à dos. Ce dispositif, adressé aux musiciens, est beaucoup plus puissant que le dispositif WOOJER, car le boîtier est beaucoup plus grand et renferme plusieurs mécanismes vibratoires répartis sur une zone large correspondant au dos de l'utilisateur.
Ce dispositif est, par conséquent, lourd et encombrant. En outre, comme pour le dispositif précédent, il nécessite un serrage puissant des sangles du sac pour favoriser le contact entre la coque du boîtier et le corps de l'utilisateur.
Cependant, les vibrations transmises au dos de l'utilisateur ne permettent pas de ressentir efficacement les basses fréquences.
Or, le boîtier vibre uniquement en fonction du rythme de la musique (donc uniquement en fonction des basses). Il ne vibre que sur des basses fréquences comprises entre 1 Hz et 200 Hz, l'objectif étant de permettre à un musicien de produire ou mixer de la musique plus longtemps sans abîmer ses oreilles, en ressentant les basses fréquences plutôt qu'en les écoutant.
Un objectif de la présente invention est donc de fournir un dispositif vibrant puissant, mais peu encombrant, capable de transmettre une grande partie du spectre sonore de la musique (donc perceptible par les humains, c'est-à-dire entre 20 Hz et 20 kHz environ) et non uniquement les basses, et ce sans émettre un volume sonore important vers l'extérieur pour ne pas déranger les personnes alentours. Un autre objectif de l'invention est de proposer un dispositif vibrant transmettant efficacement les vibrations sans nécessiter un serrage trop fort contre le corps de l'utilisateur.
L'idée de l'invention est de mettre la partie vibrante du mécanisme vibratoire directement en contact avec le thorax de l'utilisateur (et non enfermée dans un boîtier), la partie vibrante transformant le thorax de l'utilisateur en membrane émettant le son vers l'intérieur du corps, en particulier en utilisant la cage thoracique comme caisse de résonnance.
Selon l'invention, la transduction du son par le corps de l'utilisateur se fait grâce à un disque vibrant rigide recouvert d'une couche en élastomère, de préférence en silicone, qui assure une transmission de tout le spectre sonore de la musique (le spectre étant avantageusement filtré) et non simplement les fréquences basses.
À cette fin, l'invention a pour objet un dispositif vibroacoustique comprenant un aimant permanent générant un champ magnétique permanent dans un espace appelé entrefer, et une bobine de fil conducteur d'électricité agencée dans cet entrefer dans le sens axial et munie de deux bornes électriques, dans lequel la bobine est solidaire d'une plaque sur laquelle est fixé une tige surmontée d'un disque recouvert d'une couche d'élastomère destinée, en utilisation, à être en appui contre le thorax d'un utilisateur.
Selon d'autres modes de réalisation, qui peuvent être combinés entre eux :
• le dispositif vibroacoustique peut être logé dans un boîtier porté par une extrémité d'un arceau élastique conformé pour que, en utilisation, la couche d'élastomère soit en appui contre le thorax d'un utilisateur et qu'une seconde extrémité de l'arceau soit en appui contre le dos de l'utilisateur ;
• la seconde extrémité de l'arceau peut être munie d'une batterie reliée électriquement au boîtier de la première extrémité ; • le dispositif vibroacoustique peut comprendre un microcontrôleur relié à un récepteur d'un signal audio destiné à être émis, en utilisation, depuis une source audio, le microcontrôleur étant relié aux bornes électriques de la bobine et programmé pour alimenter électriquement les bornes électriques en fonction d'un signal audio reçu depuis la source audio, en utilisation ;
• le récepteur peut être filaire et comprendre une prise de connexion filaire à une source audio ;
• le récepteur peut être sans fil et comprendre une antenne de réception du signal audio sans fil et un transducteur transformant le signal audio sans fil en signal électrique ;
• le microcontrôleur peut être programmé pour filtrer certaines fréquences du signal audio avant d'alimenter électriquement les bornes électriques ;
• la filtration peut comprendre une atténuation de certaines fréquences du signal audio ;
• le microcontrôleur peut être programmé pour atténuer au moins les fréquences 60 Hz, 91 0 Hz, 3,6 kHz et 1 4 kHz ;
• le boîtier peut comprendre des boutons de réglage connectés au microcontrôleur pour choisir une ou des fréquences à filtrer ;
• le boîtier peut comprendre des boutons de réglage connectés au microcontrôleur pour régler un filtre à appliquer sur une ou plusieurs fréquences ;
• la couche d'élastomère peut présenter un profil courbé ;
• la couche d'élastomère peut présenter une forme de calotte sphérique ;
• la couche d'élastomère peut présenter une forme de calotte sphérique convexe ;
• la couche d'élastomère peut présenter une forme de calotte sphérique concave ; • la couche d'élastomère peut présenter une épaisseur maximale de 2 mm et la tige présente une longueur comprise entre 0,5 cm et 1 ,5 cm, de préférence 1 cm ; et/ ou
• l'élastomère peut être choisi parmi les silicones et le caoutchouc.
D'autres caractéristiques de l'invention seront énoncées dans la description détaillée ci-après, faite en référence aux dessins annexés, qui représentent, respectivement :
la figure 1 , une vue schématique en coupe d'un premier mode de réalisation d'un dispositif vibroacoustique selon l'invention ;
la figure 2, une vue schématique en coupe d'un dispositif vibroacoustique selon l'invention monté à une extrémité d'un arceau munie d'un boîtier ; la figure 3, une vue schématique en coupe d'une deuxième mode de réalisation d'un dispositif vibroacoustique selon l'invention ;
- les figures 4 et 5, des vues schématiques d'un exemple de montage d'un dispositif vibroacoustique selon l'invention sur un utilisateur, respectivement de face et de dos ;
la figure 6, une vue schématique de profil d'un exemple de montage d'un dispositif vibroacoustique selon l'invention sur un utilisateur ; et
- la figure 7, une vue schématique de face d'une variante du dispositif vibroacoustique selon l'invention monté sur une sangle portée par un utilisateur.
La figure 1 illustre un dispositif vibroacoustique 1 00 selon l'invention. Il fonctionne sur le même principe que les haut-parleurs classiques : il comprend un aimant permanent 1 01 générant un champ magnétique permanent dans un espace donné appelé entrefer 102, et une bobine 1 03 de fil conducteur d'électricité agencée dans cet entrefer dans le sens axial X-X et munie de deux bornes électriques (non illustrée sur la figure).
Lorsqu'un courant électrique parcourt cette bobine, cette dernière tend à sortir du champ magnétique permanent de l'entrefer dans le sens axial. Ainsi, en faisant varier la tension en fonction du signal musical, la bobine tend à entrer et sortir de l'entrefer 1 02.
Ainsi, le dispositif vibroacoustique selon l'invention est un transducteur électromécanique qui transforme un signal électrique (le signal audio) en un mouvement mécanique.
Cependant, contrairement aux haut-parleurs classiques, le dispositif vibroacoustique 1 00 selon l'invention est dépourvu de membrane, de sorte qu'il ne génère pas de son à lui seul.
Conformément à l'invention, la bobine 1 03 est solidaire d'une plaque 1 04 sur laquelle est fixée une tige 1 05 surmontée d'un disque 1 06 recouvert d'une couche d'élastomère 1 07, en caoutchouc ou de préférence en silicone, destinée à être en appui contre le thorax d'un utilisateur.
De manière avantageuse, la couche d'élastomère 1 07 n'est pas plane mais présente un profil courbé, de préférence en forme de calotte sphérique. Sur la figure 1 , la couche d'élastomère 1 07 présente une forme de calotte sphérique convexe, alors que sur la figure 3, la couche d'élastomère 1 08 présente une forme de calotte sphérique concave.
La forme courbée de la couche d'élastomère assure une transmission optimale des vibrations au corps de l'utilisateur, sans nécessiter une force d'application trop importante.
Dans un mode de réalisation préféré, la couche d'élastomère 1 07-1 08 présente une épaisseur maximale de 2 mm et la tige 1 05 présente une longueur comprise entre 0,5 cm et 1 ,5 cm, de préférence 1 cm. La tige 1 05 d' I cm environ ménage un espace E entre la plaque 1 04 et le disque 1 06 qui permet aux vibrations d'être transmises avec une puissance optimale au corps de l'utilisateur. Avec une tige de plus faible longueur, il est nécessaire d'amplifier la puissance du signal pour obtenir le
5 même résultat.
Comme illustré en figure 2, le dispositif vibroacoustique 1 00 selon l'invention est avantageusement logé dans un boîtier 1 1 0 porté par une extrémité 1 21 d'un arceau élastique 1 20. À la différence des arceaux élastiques des casques audio classiques, l'arceau selon l'invention est conformé pour que,
Ί 0 en utilisation, la couche d'élastomère soit en appui contre le thorax d'un utilisateur et qu'une seconde extrémité de l'arceau soit en appui contre le dos de l'utilisateur (voir figures 4 à 6).
Le boîtier 1 1 0 recevant le dispositif vibroacoustique 1 00 selon l'invention présente un logement 1 1 1 pour le dispositif, ainsi qu'un couvercle
1 5 1 1 2 muni d'un trou 1 1 3 pour le passage de la tige 1 05 du dispositif 1 00.
Ainsi, selon l'invention, la tige 1 05 traverse le couvercle 1 1 2 du boîtier et la couche d'élastomère 1 07 (ou 1 08) est en appui contre le thorax d'un utilisateur lors de l'utilisation.
Le boîtier 1 1 0 comprend également, un microcontrôleur 1 14
20 relié à un récepteur 1 1 5 d'un signal audio émis depuis une source audio, par l'intermédiaire d'un amplificateur de signal 1 1 6.
Le microcontrôleur 1 14 est relié aux bornes électriques de la bobine et programmé pour alimenter électriquement, en utilisation les bornes électriques de la bobine en fonction d'un signal audio reçu depuis la source
25 audio (et amplifié par l'amplificateur).
Dans le mode de réalisation illustré, le récepteur 1 1 5 est une prise de connexion filaire dite « auxiliaire », de type « Jack », de 3,5mm de diamètre pour connecter une source audio telle qu'un baladeur numérique. Dans ce cas, le récepteur 1 15 est connecté par liaison filaire au microcontrôleur 1 14 (ces connexions ne sont pas illustrées par souci de clarté des figures).
Alternativement, ou en combinaison, le dispositif selon l'invention comprend un récepteur sans fil, par exemple de type Bluetooth® ou WiFi. Il comprend alors une antenne de réception du signal audio sans fil et un transducteur transformant le signal audio sans fil en signal électrique à destination du microcontrôleur 1 14.
Le signal audio est de préférence amplifié pour générer un signal électrique amplifié transmis à la bobine. À cette fin, le boîtier comprend des boutons de commande 1 1 7 d'augmentation et de réduction de volume commandant l'amplificateur de signal réglable 1 1 6.
Selon un mode de réalisation avantageux, l'arceau 1 20 (ou alternativement le boîtier 1 1 0) comprend une prise de connexion 1 23 pour un casque audio, afin de permettre à l'utilisateur de combiner la sensation transmise par le dispositif vibroacoustique selon l'invention avec l'audition normale de la musique avec un casque audio.
Pour alimenter l'ensemble des composants électroniques, le dispositif vibroacoustique selon l'invention est relié à une batterie.
Avantageusement, la seconde extrémité 1 22 de l'arceau 1 20 comprend un boîtier 1 30 muni d'une batterie reliée électriquement au boîtier 1 10 de la première extrémité 1 21 (voir figures 5 et 6).
Grâce au contact entre la couche d'élastomère 1 07-1 08 avec le thorax (en particulier la région du plexus solaire) de l'utilisateur, les vibrations sont transmises très efficacement.
La couche d'élastomère courbée 1 07-1 08 combinée à la tige
1 05 permet la transmission à l'utilisateur de tout le spectre musical, et pas seulement des basses. L'intérieur de la cage thoracique de l'utilisateur est transformé en caisse de résonnance et la cage thoracique elle-même assure le rôle de la membrane des haut-parleurs classiques.
Les sons sont véritablement ressentis par l'utilisateur grâce aux
5 vibrations, et entendus par l'utilisateur grâce aux sons émis à l'intérieur de son corps et transmis à son oreille interne par son propre corps.
Ainsi, le dispositif selon l'invention vibre et génère une onde acoustique dans le corps de l'utilisateur.
L'utilisation d'un arceau élastique assure un parfait contact entre
Ί 0 la couche d'élastomère et le corps, sans gêner la respiration de l'utilisateur.
De manière inattendue au regard de l'état de la technique, le dispositif selon l'invention présentant des dimensions de l'ordre de quelques centimètres transmet les vibrations de manière très efficace.
L'expérience peut même être un peu fatigante, car toutes les
1 5 vibrations sont transmises. L'inventeur s'est aperçu qu'en filtrant certaines fréquences, l'utilisation devenait beaucoup plus agréable et pouvait être supportée pendant plusieurs heures.
Ainsi, dans une mode de réalisation préféré, le microcontrôleur 1 14 est programmé pour filtrer certaines fréquences du signal audio avant
20 d'alimenter électriquement les bornes électriques de la bobine 103.
De préférence, cette filtration comprend une atténuation de certaines fréquences du signal audio, en particulier les bandes de fréquences centrées sur 60 Hz, 910 Hz, 3,6 kHz et 14 kHz. Avantageusement, la bande de fréquences centrée sur 230 Hz est également atténuée. La largeur de la bande
25 filtrée dépend de la qualité des composants utilisée. Globalement, une bande de 5 Hz à 1 0 Hz de large est préférée. Typiquement, les bandes de fréquences centrées sur 60 Hz, 91 0 Hz, 3,6 kHz et 14 kHz sont atténuées de 1 5 décibels, et la bande de fréquences centrée sur 230 Hz est atténuée de 5 décibels.
Le choix des bandes et leur atténuation dépendent généralement de la taille du dispositif vibroacoustique et de l'utilisateur.
Dans un mode de réalisation avantageux, plutôt destiné aux professionnels, le boîtier 1 1 0 (ou l'arceau 1 20) comprend des boutons de réglage connectés au microcontrôleur pour choisir une ou des fréquences à filtrer, ainsi que pour régler un filtre à appliquer sur la ou les fréquences (typiquement la valeur de l'atténuation).
L'efficacité du dispositif vibroacoustique selon l'invention est telle, qu'il est possible de l'utiliser avec une sangle 200 (voir figure 7) et non avec un arceau élastique 1 1 0, tout en obtenant une transmission efficace des vibrations dans tout le spectre de la musique (éventuellement filtré partiellement).
Dans ce mode de réalisation, le dispositif vibroacoustique est logé dans un boîtier 300 fixé à la sangle, le boîtier comprenant un couvercle muni d'un orifice 3 1 3 pour laisser passer la tige 1 05 et permettre un contact entre la couche d'élastomère et l'utilisateur (voir figure 3).
Grâce au dispositif vibroacoustique selon l'invention, le serrage de la sangle n'a pas besoin d'être trop fort et ne risque pas de gêner la respiration de l'utilisateur.
L'utilisateur recevant une partie de la musique grâce au dispositif vibroacoustique selon l'invention, il peut baisser le son de son casque et préserver son audition.
En outre, le volume sonore émis vers l'extérieur par le dispositif vibroacoustique selon l'invention est très limité et permet de ne pas déranger les personnes alentour tout en ressentant très fortement la musique soi-même.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif vibroacoustique comprenant un aimant permanent (1 01 ) générant un champ magnétique permanent dans un espace (1 02) appelé entrefer, et une bobine (1 03) de fil conducteur d'électricité agencée dans cet entrefer dans le sens axial (X-X) et munie de deux bornes électriques, caractérisé en ce que la bobine (103) est solidaire d'une plaque (1 04) sur laquelle est fixé une tige (1 05) surmontée d'un disque (1 06) recouvert d'une couche d'élastomère ( 1 07-1 08) destinée, en utilisation, à être en appui contre le thorax d'un utilisateur.
2. Dispositif vibroacoustique selon la revendication 1 , dans lequel le dispositif vibroacoustique (1 00) est logé dans un boîtier (1 1 0) porté par une extrémité (1 21 ) d'un arceau élastique (1 20) conformé pour que, en utilisation, la couche d'élastomère (1 07-1 08) soit en appui contre le thorax d'un utilisateur et qu'une seconde extrémité ( 1 22) de l'arceau soit en appui contre le dos de l'utilisateur.
3. Dispositif vibroacoustique selon la revendication 2, dans lequel la seconde extrémité de l'arceau est munie d'une batterie reliée électriquement au boîtier de la première extrémité.
4. Dispositif vibroacoustique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant un microcontrôleur (1 14) relié à un récepteur (1 1 5) d'un signal audio destiné à être émis, en utilisation, depuis une source audio, le microcontrôleur étant relié aux bornes électriques de la bobine (1 03) et programmé pour alimenter électriquement les bornes électriques en fonction d'un signal audio reçu depuis la source audio, en utilisation.
5. Dispositif vibroacoustique selon la revendication 4, dans lequel le récepteur est filaire et comprend une prise de connexion filaire (1 1 5) à une source audio.
6. Dispositif vibroacoustique selon la revendication 4, dans lequel le récepteur est sans fil et comprend une antenne de réception du signal audio sans fil et un transducteur transformant le signal audio sans fil en signal électrique.
5 7. Dispositif vibroacoustique selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel le microcontrôleur est programmé pour filtrer certaines fréquences du signal audio avant d'alimenter électriquement les bornes électriques.
8. Dispositif vibroacoustique selon la revendication 7, dans
Ί 0 lequel la filtration comprend une atténuation de certaines fréquences du signal audio.
9. Dispositif vibroacoustique selon l'une quelconque des revendications 7 à 8, dans lequel le microcontrôleur est programmé pour atténuer au moins les fréquences 60 Hz, 91 0 Hz, 3,6 kHz et 14 kHz.
15 1 0. Dispositif vibroacoustique selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel le boîtier (1 1 0-200) comprend des boutons de réglage connectés au microcontrôleur pour choisir une ou des fréquences à filtrer.
1 1 . Dispositif vibroacoustique selon l'une quelconque des revendications 7 à 1 0, dans lequel le boîtier (1 1 0-200) comprend des boutons
20 de réglage connectés au microcontrôleur pour régler un filtre à appliquer sur une ou plusieurs fréquences.
1 2. Dispositif vibroacoustique selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 , dans lequel la couche d'élastomère (1 07-1 08) présente un profil courbé.
25 1 3. Dispositif vibroacoustique selon la revendication 1 2, dans lequel la couche d'élastomère (1 07-1 08) présente une forme de calotte sphérique.
14. Dispositif vibroacoustique selon la revendication 1 3, dans lequel la couche d'élastomère (1 07) présente une forme de calotte sphérique convexe.
1 5. Dispositif vibroacoustique selon la revendication 1 3, dans lequel la couche d'élastomère (1 08) présente une forme de calotte sphérique concave.
1 6. Dispositif vibroacoustique selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 5, dans lequel la couche d'élastomère (1 07-1 08) présente une épaisseur maximale de 2 mm et la tige présente une longueur comprise entre 0,5 cm et 1 ,5 cm, de préférence 1 cm.
1 7. Dispositif vibroacoustique selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 6, dans lequel l'élastomère est choisi parmi les silicones et le caoutchouc.
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