-
L'invention concerne le domaine des enceintes acoustiques.
ARRIERE PLAN
-
On envisage de concevoir une enceinte acoustique ayant des surfaces externes courbes, et en particulier une enceinte ayant une forme de « gélule ». Cette enceinte peut éventuellement comprendre un support permettant de la positionner verticalement sur une surface plane (d'un meuble par exemple). L'enceinte peut aussi être posée directement en position horizontale sur cette surface plane.
-
L'enceinte est par exemple une enceinte dite « satellite » destinée à être connectée à un appareil configuré pour diffuser un contenu sonore, tel qu'un boîtier décodeur (ou STB, pour Set-Top Box). Le boîtier décodeur intègre lui-même possiblement un ou des haut-parleurs.
-
Une telle enceinte comporte classiquement un caisson acoustique. Il s'agit d'un boîtier étanche dans lequel sont intégrés un ou des haut-parleurs. Le boîtier peut être constitué d'une seule pièce ou bien peut être obtenu par l'assemblage de plusieurs pièces.
-
Le caisson acoustique, qui a lui aussi une forme proche de celle d'une gélule, définit un volume technique nécessaire à la mise en œuvre des fonctions techniques de la partie audio de l'enceinte. Le caisson délimite le volume acoustique, et intègre les haut-parleurs et les connections pour amener les signaux audio aux haut-parleurs. Ce volume technique peut aussi être utilisé pour intégrer des composants mettant en œuvre des fonctions « transverses » : pilotage, communication (interface Wi-Fi par exemple), alimentation électrique, etc.
-
L'enceinte acoustique comporte aussi une ou plusieurs pièces de protection montées sur le caisson et qui recouvrent (au moins) les membranes des haut-parleurs pour les protéger des agressions extérieures. Ces pièces de protection comprennent des trous pour laisser sortir les sons générés par les haut-parleurs. Ces pièces de protection permettent aussi de conférer un certain aspect esthétique à l'enceinte. Un tissu recouvre parfois entièrement ou partiellement les pièces de protection, qui remplissent alors en outre la fonction de support dudit tissu.
-
Généralement, dans une enceinte acoustique classique, les haut-parleurs sont montés directement sur une façade plane de l'enceinte. Cependant, ici, l'enceinte et le caisson ont des surfaces externes courbes et leurs faces ne sont donc pas planes.
-
On envisage donc de reculer les haut-parleurs par rapport à la surface externe du caisson. Ce recul dépend de la forme du caisson (et de l'enceinte), et peut être relativement important, ce qui implique, pour chaque haut-parleur, de prévoir un dispositif de guidage permettant de guider vers l'extérieur les sons produits par le haut-parleur.
-
On connaît des enceintes dans lesquelles les haut-parleurs sont reculés par rapport à la surface externe de l'enceinte, et qui sont équipées, pour chaque haut-parleur, d'un « tuyau de guidage » de forme générale proche d'une forme cylindrique.
-
Cette solution présente les inconvénients suivants.
-
Lorsque la profondeur des haut-parleurs est importante (par exemple quelques dizaines de millimètres), la forme cylindrique du tuyau de guidage ne permet pas d'assurer une bonne qualité de restitution sonore à cause des résonances acoustiques ayant lieu à l'intérieur du tuyau de guidage dans le sens de la profondeur. De plus, l'homogénéité de la diffusion du son est peu satisfaisante, notamment dans les hautes fréquences.
-
Par ailleurs, l'assemblage des différents tuyaux de guidage est relativement complexe, notamment si le caisson comprend plusieurs haut-parleurs dont les membranes sont positionnées au niveau d'une même face du caisson. Il est alors très difficile d'assurer un certain niveau de compacité et de rigidité de l'enceinte.
OBJET
-
L'invention a pour objet d'améliorer le rendu acoustique, la compacité et la rigidité d'une enceinte acoustique ayant des surfaces externes courbes et comprenant plusieurs haut-parleurs sur une même face.
RESUME
-
En vue de la réalisation de ce but, on propose un pavillon acoustique, agencé pour être intégré dans un caisson acoustique en formant un renfoncement dans une face dudit caisson acoustique, le pavillon acoustique comportant :
- un fond, dans lequel sont formés au moins deux trous elliptiques dans chacun desquels peut s'étendre une membrane d'un haut-parleur intégré dans ledit caisson acoustique ;
- un bord comprenant une surface supérieure définissant un contour du bord et destinée à s'étendre sur ladite face dudit caisson acoustique, et une paroi latérale interne qui relie le fond du pavillon acoustique à la surface supérieure du bord, le bord longeant partiellement chaque trou elliptique de sorte que son contour présente des portions courbes épousant la forme desdits trous elliptiques.
-
Les trous elliptiques, dans le fond du pavillon acoustique, permettent d'intégrer les haut-parleurs dans le caisson de sorte que ceux-ci soient positionnés à proximité de la surface supérieure du bord du pavillon et donc de la face du caisson, même si celle-ci présente des surfaces courbes.
-
La forme du contour du bord du pavillon et l'utilisation d'un même pavillon pour au moins deux haut-parleurs permettent de réduire les phénomènes de résonance et d'obtenir une diffusion plus homogène du son. Le rendu acoustique est nettement amélioré.
-
L'utilisation d'un même pavillon pour au moins deux haut-parleurs permet d'améliorer la rigidité de l'enceinte. Les haut-parleurs peuvent être rapprochés, ce qui améliore la compacité de l'enceinte.
-
On propose de plus un pavillon acoustique tel que précédemment décrit, dans lequel le fond comprend un premier trou elliptique et un deuxième trou elliptique de diamètre inférieur à celui du premier trou elliptique, le contour du bord ayant pour forme générale la forme d'un trapèze ayant des bases et des angles arrondis.
-
On propose de plus un pavillon acoustique tel que précédemment décrit, dans lequel, lorsque le pavillon acoustique est vu en coupe selon un plan perpendiculaire à une surface plane du fond, la paroi latérale interne du bord présente une forme convexe, au moins sur une portion courbe du bord qui longe le deuxième trou elliptique.
-
On propose de plus un pavillon acoustique tel que précédemment décrit, dans lequel une distance maximale entre chaque trou elliptique et la paroi latérale interne du bord est inférieure ou égale à la moitié d'une longueur d'onde correspondant à une fréquence maximale restituée par le haut-parleur ayant une membrane pouvant s'étendre dans le deuxième trou elliptique.
-
On propose de plus un pavillon acoustique tel que précédemment décrit, dans lequel une profondeur maximale du pavillon acoustique est inférieure ou égale à la moitié d'une longueur d'onde correspondant à une fréquence maximale restituée par le haut-parleur ayant une membrane pouvant s'étendre dans le deuxième trou elliptique.
-
On propose de plus une pièce monobloc, formant une portion d'un caisson acoustique, la pièce monobloc comprenant une face dudit caisson acoustique et intégrant un pavillon acoustique tel que précédemment décrit, le pavillon acoustique formant un renfoncement dans ladite face.
-
On propose de plus un caisson acoustique comprenant un pavillon acoustique tel que précédemment décrit ou une pièce monobloc telle que précédemment décrite.
-
On propose de plus une enceinte acoustique comprenant un caisson acoustique tel que précédemment décrit et au moins deux haut-parleurs intégrés dans le caisson acoustique, une membrane de chaque haut-parleur s'étendant dans l'un des trous elliptiques du pavillon acoustique.
-
On propose de plus une enceinte acoustique telle que précédemment décrite, le fond du pavillon acoustique comprenant un premier trou elliptique et un deuxième trou elliptique de diamètre inférieur à celui du premier trou elliptique, l'enceinte acoustique comprenant un premier haut-parleur ayant une membrane qui s'étend dans le premier trou elliptique et un deuxième haut-parleur ayant une membrane qui s'étend dans le deuxième trou elliptique.
-
On propose de plus une enceinte acoustique telle que précédemment décrite, une distance maximale entre chaque trou elliptique et la paroi latérale interne du bord du pavillon acoustique étant inférieure ou égale à la moitié d'une longueur d'onde correspondant à une fréquence maximale restituée par le deuxième haut-parleur.
-
On propose de plus une enceinte acoustique telle que précédemment décrite, une profondeur maximale du pavillon acoustique étant inférieure ou égale à la moitié d'une longueur d'onde correspondant à une fréquence maximale restituée par le deuxième haut-parleur.
-
On propose de plus une enceinte acoustique telle que précédemment décrite, le premier haut-parleur étant renfoncé plus profondément dans le caisson que le deuxième haut-parleur.
-
L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit de modes de mise en œuvre particuliers non limitatifs de l'invention.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
-
- [Fig. 1] la figure 1 est une vue en perspective d'une enceinte intégrant un pavillon selon un premier mode de réalisation ;
- [Fig. 2] la figure 2 est une vue en éclaté d'une enceinte intégrant un pavillon selon un deuxième mode de réalisation ; [Fig. 3] la figure 3 représente deux vues en perspective, l'une de face et l'autre de trois-quarts, du caisson acoustique de l'enceinte de la figure 1 ;
- [Fig. 4] la figure 4 est une vue de détail de la première vue de la figure 3 (sans les membranes des haut-parleurs) ; [Fig. 5] la figure 5 représente un graphique comprenant des courbes de la directivité horizontale à 16kHz d'une enceinte de l'art antérieur avec deux tuyaux de guidage, et d'une enceinte avec un pavillon selon la figure 1, ainsi qu'un graphique similaire pour la directivité verticale ;
- [Fig. 6] la figure 6 représente quatre pavillons ayant des profils différents ;
- [Fig. 7] la figure 7 représente une modélisation simplifiée d'une enceinte avec un pavillon ayant un profil concave, et une modélisation similaire d'une enceinte avec un pavillon ayant un profil convexe ;
- [Fig. 8] la figure 8 représente un graphique comprenant une courbe de la réponse fréquentielle à un mètre d'une enceinte avec un pavillon ayant un profil concave, et une courbe similaire pour une enceinte avec un pavillon ayant un profil convexe ;
- [Fig. 9] la figure 9 représente un graphique sur lequel est visible le champ acoustique à 13,6kHz généré par une enceinte avec un pavillon ayant un profil concave, et un graphique similaire pour une enceinte avec un pavillon ayant un profil convexe ;
- [Fig. 10] la figure 10 est une figure similaire à la figure 3, pour l'enceinte intégrant le pavillon selon le deuxième mode de réalisation ;
- [Fig. 11] la figure 11 représente des vues de côté de l'enceinte et de son support, avant et après le montage du support sur l'enceinte, selon une configuration de montage dite « pied de table » ;
- [Fig. 12] la figure 12 est une figure similaire à la figure 11, selon une configuration de montage dite « attache murale » ;
- [Fig. 13] la figure 13 représente une vue de face du support dans la configuration « pied de table », et une vue de face du support dans la configuration « attache murale » ;
- [Fig. 14] la figure 14 représente des vues du support selon un mode de réalisation particulier, avant et après le pliage de la partie incurvée ;
- [Fig. 15] la figure 15 représente plusieurs vues illustrant le support selon un mode de réalisation particulier, dans lequel la partie incurvée est bouterollée sur la base.
DESCRIPTION DETAILLEE
-
En référence aux figures 1 et 2, l'enceinte acoustique 10 est ici une enceinte portable qui comprend des surfaces externes courbes et qui a plus précisément la forme d'une « gélule ».
-
L'enceinte acoustique 10 comprend :
- un caisson acoustique selon un premier mode de réalisation 11 ;
- une première coque 12 ;
- une deuxième coque 13 ;
- une pièce de protection 14 ;
- un support 15.
-
En position nominale de fonctionnement, l'enceinte 10 est positionnée verticalement. Tous les termes de positionnement utilisés ici doivent être interprétés en considérant que l'enceinte 10 se trouve dans cette position nominale de fonctionnement.
-
Le caisson acoustique 11 comporte une partie centrale 16 et deux extrémités 17a, 17b de forme hémisphérique.
-
L'extrémité 17a forme une face supérieure 18 du caisson 11. L'extrémité 17b forme une face inférieure 19 du caisson 11. La partie centrale 16 comprend des faces latérales comprenant une face avant 20, une face arrière 21, une face de gauche 22 et une face de droite 23 du caisson 11.
-
Le caisson acoustique 11 a lui aussi pour forme générale la forme d'une gélule, mais qui est aplatie au niveau de sa face avant 20 et de sa face arrière 21. Toutes les surfaces externes du caisson 11 sont des surfaces courbes.
-
Deux haut-parleurs 25 sont ici intégrés dans le caisson acoustique 11 (les membranes des haut-parleurs sont visibles sur la figure 2). Le premier haut-parleur 25a est un haut-parleur de type Woofer. Il s'agit d'un haut-parleur qui reproduit les basses fréquences, par exemple comprises entre 100 Hz et 2 kHz. On parle aussi de haut-parleur de grave pour désigner ce type de haut-parleur.
-
Le deuxième haut-parleur 25b est un haut-parleur de type Tweeter. Il s'agit d'un haut-parleur qui reproduit les fréquences élevées, par exemple comprises entre 2 kHz et 20 kHz. On parle aussi de haut-parleur d'aigu pour désigner ce type de haut-parleur. Le diamètre de la membrane du deuxième haut-parleur 25b est inférieur à celui de la membrane du premier haut-parleur 25a.
-
Le premier haut-parleur 25a est intégré dans le caisson acoustique 11 de sorte que sa membrane est positionnée au niveau d'une portion inférieure de la face avant 20 du caisson acoustique 11. Le deuxième haut-parleur 25b est intégré dans le caisson acoustique 11 de sorte que sa membrane est positionnée au niveau d'une portion supérieure de la face avant 20 du caisson acoustique 11.
-
La première coque 12 vise à protéger la face de gauche 22 et la face de droite 23 du caisson 11. La première coque 12 est fixée au caisson par des vis 27.
-
La deuxième coque 13 vise à protéger la face arrière 21 et la face inférieure 19 du caisson 11. La deuxième coque 13 est fixée au caisson par des vis 28.
-
La pièce de protection 14 vise notamment à protéger la face avant 20 et la face supérieure 18 du caisson 11.
-
Le support 15 sera décrit plus bas dans cette description.
-
En référence aux figures 3 et 4, le caisson acoustique 11 comprend ici deux demi-coques 11a, 11b et un joint 40 qui s'étend sur les bords des demi-coques 11a, 11b. Lorsque le caisson acoustique 11 est assemblé, le joint 40 est comprimé et assure l'étanchéité acoustique du caisson 11.
-
Le caisson acoustique 11 comprend un pavillon acoustique 41. Le pavillon acoustique 41 est intégré dans le caisson acoustique 11 en formant un renfoncement dans une face dudit caisson acoustique 11. La face en question est ici la face avant 20.
-
Ici, le caisson acoustique 11 comprend une pièce monobloc, formant une portion du caisson 11. La pièce monobloc comprend une face dudit caisson acoustique 11, en l'occurrence la face avant 20, et intègre le pavillon 41. Le pavillon 41 forme donc une cavité constituée d'une pièce monobloc creuse. Cette pièce monobloc est la demi-coque avant 11a.
-
Le pavillon 41 comporte un fond 42, comprenant un méplat formant une surface plane 43, et au moins deux trous elliptiques 44a, 44b formés dans le fond 42 du pavillon, et dans chacun desquels peut s'étendre une membrane 45 d'un haut-parleur 25 intégré dans le caisson acoustique 11.
-
La surface plane 43 s'étend entre les deux trous 44a, 44b, dans un plan perpendiculaire à la profondeur du pavillon 41.
-
Ici, le fond 42 comprend deux trous elliptiques 44a, 44b qui sont des trous circulaires. On considère ainsi qu'un cercle est un cas particulier d'une ellipse.
-
La membrane 45 du premier haut-parleur 25a s'étend dans le premier trou 44a. La membrane 45 du premier haut-parleur 25a est fixée à un contour du premier trou 44a via une suspension 46 de forme torique.
-
La membrane 45 du deuxième haut-parleur 25b s'étend dans le deuxième trou 44b. La membrane 45 du deuxième haut-parleur 25b est fixée à un contour du deuxième trou 44b via une suspension 46 de forme torique.
-
Le pavillon 41 comporte aussi un bord 47. Le bord 47 comprend une surface supérieure 48 qui définit un contour du bord 47 et qui s'étend sur la face avant 20 du caisson 11, et une paroi latérale interne 49 qui relie le fond 42 à la surface supérieure 48 du bord 47. La surface supérieure 48 du bord 47 forme un bourrelet sur la face avant 20 du caisson 11.
-
Le bord 47 longe partiellement chaque trou 44a, 44b de sorte que son contour présente des courbures qui épousent la forme desdits trous 44a, 44b.
-
Le contour du bord 47, c'est-à-dire le bord 47 lui-même lorsque le pavillon 41 est vu de face, selon une vue avant, comme c'est le cas sur la vue de gauche de la figure 3, présente une première portion courbe 50, qui longe la partie inférieure du premier trou 44a, et une deuxième portion courbe 51, qui longe la partie supérieure du deuxième trou 44b. Le rayon de courbure de la première portion courbe 50 est proche du rayon du premier trou 44a. Le rayon de courbure de la deuxième portion courbe 51 est proche du rayon du deuxième trou 44b.
-
Le contour comprend aussi deux portions de liaison 52 qui relient la première portion courbe 50 et la deuxième portion courbe 51, et qui sont elles-mêmes ici incurvées vers l'intérieur du pavillon 41.
-
Le diamètre du deuxième trou 44b est inférieur à celui du premier trou 44a, de sorte que le contour du bord 47 a pour forme générale la forme d'un trapèze ayant des bases et des angles arrondis.
-
Comme illustré sur la figure 3, les côtés du trapèze définissant le contour du bord 47 peuvent être courbés et de de préférence, présenter un point d'inflexion 55 au niveau d'une zone centrale du pavillon, ici dans une zone comprise entre les deux haut-parleurs 25a, 25b. Ainsi, le contour du bord 47 est configuré de manière à épouser au plus près la membrane des haut-parleurs, ce qui a pour avantage ou effet de d'éviter les phénomènes de résonances indésirables.
-
Le pavillon 41 est donc conformé suivant un volume semblable à celui d'un demi-avocat, si ce n'est que le fond 42 comprend une surface plane 43.
-
Avantageusement, la paroi latérale interne 49 du bord 47 est positionnée très proche du premier trou 44a et du deuxième trou 44b, en particulier au niveau de la première portion courbe 50 et de la deuxième portion courbe 51 du contour du bord 47.
-
Ici, une distance maximale d entre chaque trou elliptique 44a, 44b et la paroi latérale interne 49 du bord 47 est inférieure ou égale à la moitié d'une longueur d'onde correspondant à une fréquence maximale restituée par le deuxième haut-parleur 25b.
-
Par « fréquence maximale restituée », on entend ici la fréquence maximale qu'est capable de restituer le haut-parleur ou la fréquence maximale pour laquelle est utilisé le haut-parleur. La fréquence maximale restituée est une donnée définie par le fabricant du haut-parleur dans la fiche technique du haut-parleur.
-
En rapprochant des haut-parleurs 25 la paroi latérale interne 49 du bord 47 du pavillon 41, on évite les phénomènes de résonances indésirables, notamment au niveau du tweeter (deuxième haut-parleur 25b).
-
Avantageusement, la profondeur maximale h du pavillon 41, définie comme étant la distance maximale entre le fond 42 du pavillon acoustique 41 et la surface supérieure 48 du bord 47, est aussi inférieure ou égale à la moitié de la longueur d'onde correspondant à la fréquence maximale restituée par le deuxième haut-parleur 25b.
-
On limite ainsi encore les phénomènes de résonances indésirables. On peut faire l'analogie avec le tube de Kundt, fermé à une extrémité (qui dans notre cas correspond à la surface plane du fond du pavillon) et ouvert à l'autre (qui dans notre cas correspond à l'air libre). Des modes de résonance ont lieu dans le tube selon la formule suivante : où n est un entier naturel, C est la vitesse du son dans l'air et L est la longueur du tube (dans notre cas la profondeur de la cavité du pavillon 41). Si la profondeur du pavillon 41 respecte ces conditions, les fréquences du tweeter 25b restent inférieures à ces modes de résonance.
-
Selon un exemple de mise en œuvre particulier, la fréquence maximale restituée par le tweeter 25b est égale à 20kHz, ce qui correspond dans l'air à une longueur d'onde de 17mm, soit à une distance d et une profondeur h maximales de 8.5mm.
-
Comme on l'a vu, la pièce 11a intégrant à la fois la face avant 20 du caisson 11 et le pavillon 41 est une pièce monobloc, contrairement aux enceintes de l'art antérieur, dans lesquelles les tuyaux de guidage associés aux différents haut-parleurs sont des pièces distinctes de la coque avant, si bien que les tuyaux de guidage nécessitent d'être assemblés à la coque avant.
-
Ainsi, le pavillon 41 est directement intégré à la face avant 20 du caisson 11, ce qui a pour principaux avantages d'optimiser les coûts de fabrication, de réduire le nombre de pièces de l'enceinte 10 et de faciliter l'assemblage de l'enceinte 10.
-
Par ailleurs, le contour en forme de trapèze aux bases et aux angles arrondis (en « avocat ») permet d'optimiser la directivité de l'enceinte 10, c'est-à-dire sa capacité à diffuser le son de manière la plus uniforme possible dans l'espace.
-
L'enceinte 10 munie du pavillon 41 fournit donc une diffusion plus homogène du son et ce, particulièrement dans les hautes fréquences (par exemple à 16 kHz).
-
Sur le graphique du haut de la figure 5 (directivité normalisée horizontale du deuxième haut-parleur 25b à 16kHz), on voit que le niveau sonore de la courbe C1, qui correspond à l'enceinte 10 avec le pavillon 41, est plus élevé que celui de la courbe C2, qui correspond à une enceinte avec deux tuyaux de guidage classiques. Le niveau sonore est par exemple supérieur de 10dB à 60° pour l'enceinte avec le pavillon 41.
-
De même, sur le graphique du bas (directivité normalisée verticale du deuxième haut-parleur 25b à 16kHz), on voit que le niveau sonore de la courbe C3, qui correspond à l'enceinte 10 avec le pavillon 41, est plus élevé que celui de la courbe C4, qui correspond à une enceinte avec deux tuyaux de guidage classiques.
-
Les graphiques de la figure 5 confirment donc l'amélioration de l'homogénéité de la diffusion sonore, bien visible à partir d'un angle de mesure de 60°.
-
Pour améliorer encore le rendu acoustique de l'enceinte, la surface du pavillon est conformée de manière à présenter des bords convexes, notamment autour du deuxième haut-parleur 25b restituant les hautes fréquences, c'est-à-dire dans l'extrémité supérieure du caisson 41.
-
On voit sur la figure 6 différents profils du pavillon. La paroi latérale interne 47 du bord 49 du pavillon 41a n'est pas convexe. La paroi latérale interne du bord du pavillon 41b est légèrement convexe. La paroi latérale interne et la surface supérieure du bord du pavillon 41c sont convexes. La paroi latérale interne et la surface supérieure du bord du pavillon 41d sont encore plus convexes.
-
On voit que le premier haut-parleur 25a est renfoncé plus profondément dans le pavillon que le deuxième haut-parleur 25b. Le deuxième haut-parleur 25b est donc légèrement avancé, selon la profondeur du pavillon 41, par rapport au premier haut-parleur 25a.
-
Ainsi, la distance d1 entre le haut de la suspension du premier haut-parleur 25a et la surface supérieure du bord est supérieure à la distance d2 entre le haut de la suspension du deuxième haut-parleur 25b et la surface supérieure du bord.
-
Pour le pavillon 41a, la distance d1 est égale à 14,16mm. La distance d2 est égale à 12, 66mm.
-
Pour le pavillon 41b, la distance d1 est égale à 16,98mm. La distance d2 est égale à 15,48mm.
-
Pour le pavillon 41c, la distance d1 est égale à 12,08mm. La distance d2 est égale à 10,59mm.
-
Pour le pavillon 41d, la distance d1 est égale à 9,09mm. La distance d2 est égale à 7,59mm.
-
On voit que la convexité permet de compenser la hauteur de la paroi vue par le deuxième haut-parleur 25b, et de réduire la largeur de la surface du fond s'étendant entre chaque trou elliptique 44a, 44b et la paroi latérale interne 49 du bord 47.
-
Ainsi, avantageusement, la paroi latérale interne 49 du bord 47 présente une forme convexe, au moins sur la deuxième portion courbe 51 du bord 47 qui longe le deuxième trou 44b.
-
On voit sur la figure 7 une modélisation simplifiée d'une enceinte avec un pavillon de profil concave, et une modélisation simplifiée d'une enceinte avec un pavillon de profil convexe.
-
On a simulé la réponse acoustique de ces enceintes. Le résultat de ces simulations est visible sur la figure 8.
-
On voit que la courbe C5 de la réponse fréquentielle à 1m de l'enceinte munie d'un pavillon dont le bord a un profil concave présente un pic d'absorption à 13kHz qui est très marqué, ce qui correspond à une fréquence de résonance liée au diamètre du pavillon dont le bord a un profil concave.
-
On constate que ce phénomène est très fortement atténué sur la courbe C6, qui correspond à l'enceinte munie d'un pavillon dont le bord a un profil convexe.
-
Ainsi, le profil convexe permet d'améliorer la directivité de l'enceinte avec un champ acoustique propagé de manière plus homogène.
-
On voit sur la figure 9 le champ acoustique 53 (puissance acoustique) généré, à la fréquence de résonance du pavillon (égale ici 13,6kHz), par l'enceinte munie d'un pavillon dont le bord a un profil concave. On voit aussi le champ acoustique 54 généré par l'enceinte munie d'un pavillon dont le bord a un profil convexe. Les courbes illustrées sur la figure 9 sont le résultat de simulations numériques.
-
Les lignes de surpression / dépression visibles sur le graphe de gauche (pavillon concave) ne sont pas régulières et témoignent d'une perturbation liée à la forme du pavillon. Cette perturbation n'est pas visible sur le graphe de droite (pavillon convexe). Le profil convexe du bord du pavillon permet donc une homogénéisation du champ acoustique 54 propagé par le pavillon.
-
En référence à la figure 10, un caisson acoustique 61 selon un deuxième mode de réalisation comprend à nouveau une demi-coque avant 61a et une demi-coque arrière 61b.
-
Le pavillon acoustique 62 est à nouveau intégré dans la demi-coque avant 61a pour former une pièce monobloc.
-
Le contour du bord 63 présente à nouveau une première portion courbe 64, qui longe la partie inférieure du premier trou 65a, et une deuxième portion courbe 66, qui longe la partie supérieure du deuxième trou 65b. Le contour comprend aussi deux portions de liaison 67 qui sont ici de forme générale rectilignes.
-
On voit ici que la paroi latérale interne 69 du bord 63 présente une forme convexe au niveau de la deuxième portion courbe 66 et des portions de liaison 67. La surface supérieure 70 du bord 63 est elle aussi convexe.
-
A nouveau, la surface supérieure 70 du bord 63 forme un bourrelet sur la face avant 71 du caisson 61. La largeur de ce bourrelet augmente progressivement vers le haut du caisson 61 à partir du bas de chaque portion de liaison 67, et est maximale au niveau de la partie supérieure de la deuxième portion courbe 66.
-
Le profil du bord 63 est donc très arrondi, et le pavillon 61 et la face avant forment un ensemble lisse, avec peu de discontinuités et sans angles, ce qui améliore la restitution sonore.
-
On s'intéresse maintenant plus précisément au support 15 de l'enceinte 10.
-
On sait que, sur le marché, il existe différents types de support d'enceinte. Certains supports permettent de poser l'enceinte uniquement sur une surface horizontale (par exemple sur une table) alors que d'autres supports permettent uniquement d'attacher l'enceinte sur une surface verticale (par exemple fixation au mur).
-
Toutefois, un même support ne permet pas de positionner l'enceinte sur une surface horizontale (par exemple sur un meuble) ou sur une surface verticale (par exemple contre un mur).
-
Il existe donc un besoin de concevoir un support pour enceinte polyvalent, c'est-à-dire un unique support capable de poser/fixer une enceinte sur différents types de support extérieurs (horizontaux ou verticaux). En particulier, le support de l'enceinte doit remplir les deux fonctions suivantes :
- la fonction dite « pied de table » pour un positionnement de l'enceinte sur une surface horizontale ;
- la fonction dite « attache murale » pour un positionnement de l'enceinte sur une surface verticale.
-
Le support doit par ailleurs présenter une forme adaptée à l'enceinte gélule et à ses surfaces externes courbes.
-
Le support doit assurer une cohérence esthétique avec la forme de l'enceinte, en particulier dans le cas d'une enceinte en forme de gélule, c'est-à-dire présentant des surfaces courbes.
-
En référence aux figures 11 et 12, le support 15 de l'enceinte 10 comprend :
- une base 100 ;
- une partie incurvée 101.
-
La base 100 est de forme générale plate et comprend une première face 102 et une deuxième face 103. La première face 102 est destinée à être en contact avec un support extérieur (par exemple une table, un mur).
-
La partie incurvée 101 s'étend depuis la deuxième face 103. La partie incurvée 101 comprend une première extrémité 105 reliée à la base 100 et une deuxième extrémité 106, libre. La partie incurvée 101 s'étend radialement à partir de la base 100 depuis sa première extrémité 105, jusqu'à sa deuxième extrémité 106.
-
De préférence, la partie incurvée 101 comprend une surface plane 107, orientée perpendiculairement à la base 100, et comprenant des moyens de fixation pour fixer la surface plane 107 sur une surface de l'enceinte 10. Ici, la surface plane 107 de la partie incurvée 101 est située au niveau de la deuxième extrémité 106 de la partie incurvée 101.
-
La figure 11 illustre la première configuration de montage du support sur l'enceinte. Cette configuration est dite « pied de table ».
-
Dans cette configuration, la première face 102 de la base 100 du support 15 est posée sur une surface horizontale plane (d'une table par exemple), et la fixation de la partie incurvée 101 à l'enceinte 10 se fait par l'arrière de l'enceinte 10. La surface plane 107 est donc fixée à la face arrière de l'enceinte 10.
-
La figure 12 illustre la deuxième configuration de montage du support 15 sur l'enceinte 10. Cette configuration est dite « attache murale ».
-
Dans cette configuration, la première face 102 de la base 100 du support 15 est attachée au mur et la fixation de la partie incurvée 101 à l'enceinte 10 s'effectue au-dessous de l'enceinte 10. La surface plane 107 est donc fixée à la face inférieure de l'enceinte 10.
-
On voit sur la figure 13 des vues de face du support 15 dans la configuration « pied de table (dessin de gauche) et dans la configuration « attache murale » (dessin de droite).
-
De préférence, la base 100 et la partie incurvée 101 du support 15 sont formées de manière monobloc (c'est-à-dire une seule pièce, par exemple en aluminium).
-
Par exemple, la surface de la base 100 est dimensionnée de manière à assurer la stabilité de l'enceinte 10, lorsque celle-ci est fixée à la partie incurvée 101 du support 15, notamment dans la configuration « attache murale ».
-
La base 100 comprend des moyens de fixation pour fixer le support sur une surface du support extérieur (par exemple par vissage du support 15 sur un mur). Par exemple, ces moyens de fixation comprennent un ou plusieurs trou(s) taraudé(s) formés dans l'épaisseur de la base et destiné(s) à recevoir une vis ou molette de vissage. Ces moyens de fixation ne sont pas représentés ici.
-
La base 100 est agencée de sorte que, lorsque l'enceinte 10 et le support 15 sont assemblés, l'axe de révolution X de l'enceinte 10 coïncide avec le centre de la base 100. Aussi, la surface de la base 100 du support 15, en contact avec la table, est dimensionnée de sorte que la projection du centre de gravité de l'enceinte 10 s'inscrit à l'intérieur de ladite surface.
-
De préférence, la partie incurvée 101 présente un rayon de courbure supérieur au rayon de courbure de la surface externe courbée de l'enceinte gélule 10, de sorte que la partie incurvée 101 épouse la forme courbée de l'enceinte 10 sans pourtant autant risquer de rentrer en contact avec elle.
-
La surface plane 107 de la deuxième extrémité 106 de la partie incurvée 101 comprend des moyens de fixation pour fixer le support sur l'enceinte, soit sur la face arrière de l'enceinte selon la première configuration de montage, soit sur la partie inférieure de l'enceinte selon la deuxième configuration de montage. Les moyens de fixation comprennent par exemple un ou plusieurs trous ou ouvertures 110 destiné(s) chacun(e) à recevoir une vis ou molette de vissage. Ici, les moyens de fixation comprennent un seul trou 110.
-
Par conséquent, l'enceinte gélule 10 comprend un ou plusieurs trou(s) taraudé(s) disposés en regard du ou des trous ou ouvertures 110 de la surface plane 107.
-
La surface plane 107 de la deuxième extrémité 106 de la partie incurvée 101 comprend en outre un ergot 111, visible sur la figure 11 et sur la figure 13. Cet ergot 111 est destiné à s'insérer dans un trou (non représenté) formé sur une face de l'enceinte 10, de manière à sécuriser l'enceinte 10 dans sa position verticale lorsqu'elle est fixée sur le support. Ainsi, il n'y a aucun risque que l'enceinte 10 pivote autour de la vis traversant l'ouverture 110 formée à travers de la surface plane 107 de la partie incurvée 101. Ceci est avantageux lors de l'étape de fixation de l'enceinte 10 à son support 15 (c'est-à-dire lors de l'installation), mais évite également que l'enceinte 10 ne pivote du fait des vibrations émises lors du fonctionnement de l'enceinte 10.
-
Ici, la partie incurvée 101 présente une épaisseur comprise entre 3mm et 6mm, de préférence 5mm. Ainsi, le support 15 est suffisamment robuste pour maintenir l'enceinte 10 verticalement et éviter qu'elle s'incline sous l'effet de son poids, et sans provoquer d'oscillations de l'enceinte 10 sur le support lorsqu'un utilisateur la manipule ou du fait des vibrations émises lors du fonctionnement.
-
Il est possible de réaliser la partie incurvée 101 en plastique. Il existe cependant un risque que le support 15 de l'enceinte 10 ne soit pas assez rigide et vibre avec l'enceinte 10.
-
Pour améliorer la rigidité du support et limiter les vibrations de l'ensemble enceinte/support lorsque l'enceinte 10 fonctionne, plusieurs modes de réalisation sont avantageux.
-
Dans un premier mode de réalisation, la partie incurvée 101 est réalisée en métal (par exemple en aluminium) plutôt qu'en plastique. Dans un mode de réalisation particulier, l'intégralité du support est réalisée en métal, par exemple le même métal que celui utilisé pour la base 100 (par exemple en aluminium), auquel cas le support 15 est une pièce monobloc métallique (ce qui a l'avantage d'être robuste et de limiter les vibrations par rapport au plastique).
-
Dans un deuxième mode de réalisation, la partie incurvée 101 est réalisée en plastique mais comprend en outre une nervure au dos de la partie incurvée. Dans un mode de réalisation particulier, l'intégralité de la pièce est réalisée en plastique, de préférence de manière monobloc, auquel cas la nervure peut être facilement formée dans la partie incurvée 101.
-
Dans un troisième mode de réalisation, visible sur la figure 14, le support 115 peut être réalisé à partir d'un pliage d'une découpe de plaque de métal (par exemple en aluminium). De manière avantageuse, le support 115 est formé d'une seule pièce.
-
Le dessin de gauche de la figure 14 représente le support 115 avant le pliage, et le dessin de droite représente le support 115 après le pliage. A nouveau, le support 115 comprend une base 116 et une partie incurvée 117 ayant à son extrémité libre une surface plane 118, munie d'un trou de fixation 119, sur laquelle est fixée l'enceinte.
-
Dans un quatrième mode de réalisation, visible sur la figure 15, le support 215 peut être scindé en deux pièces distinctes. Le support 215 comprend alors par exemple un socle plastique 216 (la base) et une partie incurvée 217 en métal. On vient bouteroller la première extrémité 218 (languette) de la partie incurvée 217, en métal (par exemple en aluminium), sur le fond 220 de la première face 221 de la base 216.
-
Le bouterollage est particulièrement avantageux pour fixer la partie incurvée 217 sur la base 216 pour les mêmes raisons qu'indiquées précédemment (i.e. pas de pièces supplémentaires, pas de risque de vibration, encombrement réduit, liaison très robuste). Des pions en plastique 222 s'étendent verticalement depuis le fond 220 de la première face 221 de la base 216. La base 216 comprend aussi une fente 223.
-
La première extrémité 218 de la partie incurvée 217 comprend une surface plane 224, qui s'étend orthogonalement à la surface plane 225 de la deuxième extrémité 226 de la partie incurvée. La surface plane 225 a la forme d'une pastille circulaire. La surface plane 224 comprend des trous 228, et des fentes 229 pratiquées dans les bords de la surface plane 224. Ici, la surface plane 224 est de forme carrée ; les trous 228 sont situés dans les coins de la surface plane 224 et les fentes 229 sont situées aux milieux des trois bords libres de la surface plane 224.
-
La surface plane 224 est insérée dans la fente 223 puis appliquée contre le fond 220 de la première face 221 de la base 216, de sorte que les pions 222 soient insérés dans les trous 228 et les fentes 229. La surface plane 224 est alors fixée par bouterollage au fond 220 de la première face 221 de la base 216.
-
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention tel que défini par les revendications.
-
Le pavillon ne forme pas obligatoirement une pièce monobloc avec une partie du caisson. Il pourrait s'agir d'une pièce rapportée, intégrée dans le caisson.
-
Les trous du pavillon (et donc les membranes des haut-parleurs) pourraient ne pas être circulaires, mais présenter la forme d'une ellipse dont le grand axe a une longueur différente du petit axe.
-
On a décrit ici que le premier haut-parleur (woofer) est intégré au niveau d'une portion inférieure de la face avant du caisson et que le deuxième haut-parleur (tweeter) est intégré au niveau d'une portion supérieure de la face avant du caisson. La position de ces haut-parleurs pourrait être différente. Le deuxième haut-parleur pourrait être situé sous le premier haut-parleur. Cette configuration est avantageuse par exemple dans le cas où l'enceinte est placée en hauteur, car elle permet d'avoir le deuxième haut-parleur dirigé vers la position d'écoute. Le premier haut-parleur et le deuxième haut-parleur ne sont d'ailleurs pas nécessairement positionnés au niveau de portions inférieure et supérieure de l'enceinte, l'un ou les deux haut-parleurs pourraient être positionnés au niveau d'une portion centrale.
-
Le pavillon peut comprendre plus de deux trous, et donc « accueillir » les membranes de plus de deux haut-parleurs. Dans un mode de réalisation, l'enceinte comporte sur une face, de haut en bas, un premier haut-parleur comprenant une membrane ayant un premier diamètre, un deuxième haut-parleur comprenant une membrane ayant un deuxième diamètre inférieur au premier diamètre, et un troisième haut-parleur comprenant une membrane ayant un troisième diamètre égal au premier diamètre. Le bord du pavillon longe la portion inférieure du premier trou dans lequel s'étend la membrane du premier haut-parleur, les côtés du deuxième trou dans lequel s'étend la membrane du deuxième haut-parleur, et la portion supérieure du troisième trou dans lequel s'étend la membrane du troisième haut-parleur.
-
Dans ce mode de réalisation, les premier et troisième haut-parleurs sont de préférence adaptés à restituer des fréquences acoustiques comprises entre 100 Hz et 2 kHz. Le deuxième haut-parleur est de préférence adapté à restituer des fréquences acoustiques comprises au moins entre 2 kHz et 20 kHz.
-
Dans un autre de mode de réalisation, l'enceinte comporte sur une face, de haut en bas, un premier haut-parleur comprenant une membrane ayant un premier diamètre, un deuxième haut-parleur comprenant une membrane ayant un deuxième diamètre inférieur au premier diamètre, et un troisième haut-parleur comprenant une membrane ayant un troisième diamètre inférieur au deuxième diamètre. Comme décrit précédemment, le bord du pavillon longe la portion inférieure du premier trou dans lequel s'étend la membrane du premier haut-parleur, les côtés du deuxième trou dans lequel s'étend la membrane du deuxième haut-parleur, et la portion supérieure du troisième trou dans lequel s'étend la membrane du troisième haut-parleur.
-
Dans cet autre mode de réalisation, le premier haut-parleur est de préférence adapté à restituer des fréquences acoustiques comprises entre 20 Hz et 500 Hz. Le deuxième haut-parleur est de préférence adapté à restituer des fréquences acoustiques comprises entre 500 Hz et 5 kHz. Le troisième haut-parleur est de préférence adapté à restituer des fréquences acoustiques comprises entre 5 kHz et 20 kHz.
-
De manière plus générale, on comprendra que d'autres configurations de l'enceinte pourront être envisagées dans la cadre de la présente invention, dès lors que les trous elliptiques sont agencés de manière à épouser le bord du pavillon. En pratique, le profil du bord du pavillon sera déterminé en fonction du nombre de haut-parleurs et du diamètre de leur membrane à intégrer dans l'enceinte.
-
Dans les modes de réalisation décrits en référence aux figures, le bord du pavillon le contour du bord a une forme d'avocat et plus généralement une forme de trapèze ayant des bases et des angles arrondis et de préférence des côtés courbés.
-
La présence d'un point d'inflexion sur au moins un côté courbé du trapèze, comme décrit en référence à la figure 3, est telle que le contour du bord du pavillon présente un rétrécissement. Ceci est par exemple le cas d'une enceinte comprenant un haut-parleur central de diamètre inférieur aux diamètres de deux autres haut-parleurs situés de part et d'autre du haut-parleur central.
-
On note aussi que la forme de trapèze aux bases et aux angles arrondis, n'est pas réservée à une configuration à deux haut-parleurs. Il est possible d'avoir une forme en trapèze avec plus de deux haut-parleurs (et donc avec au moins deux premiers haut-parleurs et/ou au moins deux deuxièmes haut-parleurs).
-
L'enceinte acoustique dans laquelle est intégré le caisson n'a pas nécessairement la forme d'une gélule.