FR3012007A1

FR3012007A1 - ACCOUSTIC DEVICE FOR USE BY A USER USING DIRECTIVE TRANSDUCERS

Info

Publication number: FR3012007A1
Application number: FR1359907A
Authority: FR
Inventors: Matthieu Gomont; Stephane Briere; Valerie Briere
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-10-11
Filing date: 2013-10-11
Publication date: 2015-04-17
Anticipated expiration: 2033-10-11
Also published as: FR3012007B1

Abstract

Dispositif acoustique destiné à être porté par un utilisateur (1), ce dispositif comprend : - au moins un module transducteur (3) configuré pour émettre un signal audible vers une zone de restitution sonore, et - des moyens de maintien (4) dudit module transducteur par rapport au tronc y compris les épaules d'un utilisateur de manière à orienter le module transducteur vers une zone d'écoute.Acoustic device intended to be worn by a user (1), this device comprises: - at least one transducer module (3) configured to transmit an audible signal to a sound reproduction zone, and - means for holding (4) said module transducer relative to the trunk including the shoulders of a user so as to orient the transducer module to a listening area.

Description

Dispositif acoustique destiné à être porté par un utilisateur, utilisant des transducteurs directifs L'invention concerne les dispositifs acoustiques portés par des utilisateurs, en particulier les dispositifs acoustiques configurés pour l'écoute d'un signal sonore.The invention relates to acoustic devices worn by users, in particular acoustic devices configured for listening to a sound signal.

Les dispositifs acoustiques peuvent être des casques, par exemple en forme d'arceau destiné à entourer la tête d'un utilisateur pour positionner des transducteurs sonores, par exemple des haut-parleurs, en vis-à-vis des oreilles de l'utilisateur. On connaît également les dispositifs de type écouteurs intra auriculaires adaptés pour se loger dans les oreilles d'un utilisateur. Ces dispositifs connus présentent un certain nombre d'inconvénients. Par exemple, ces dispositifs peuvent être particulièrement inconfortables puisque reposant sur les oreilles qui sont des zones particulièrement innervées donc sensibles à la pression d'appui que peuvent exercer les casques et les écouteurs. Ces dispositifs connus sont également encombrants. On peut noter que cet encombrement contribue à rendre ces casques inconfortables à l'usage. Un autre inconvénient des dispositifs connus est celui de la pollution sonore qui vise les personnes situées autour de l'utilisateur d'un casque utilisé à un volume sonore élevé. Cette pollution sonore peut être particulièrement gênante si l'utilisateur du casque éloigne le casque de ses oreilles alors que le casque est toujours en fonctionnement.The acoustic devices may be helmets, for example in the form of a bow designed to surround the head of a user to position sound transducers, for example speakers, vis-à-vis the ears of the user. Intra-ear headphones are also known devices adapted to lodge in the ears of a user. These known devices have a number of disadvantages. For example, these devices can be particularly uncomfortable since they rely on the ears, which are particularly innervated zones, which are therefore sensitive to the pressure of support that can be exercised by the helmets and headphones. These known devices are also bulky. It can be noted that this size contributes to make these helmets uncomfortable with use. Another disadvantage of known devices is that of noise pollution that targets people around the user of a headset used at a high volume. This noise pollution can be particularly troublesome if the user of the helmet removes the helmet from his ears while the helmet is still operating.

On peut également noter que l'utilisation de casques ou d'écouteurs est rendue délicate lorsque l'utilisateur pratique une activité sportive au cours de laquelle le casque peut glisser ou les écouteurs peuvent se déloger des oreilles de l'utilisateur.It can also be noted that the use of helmets or headphones is made difficult when the user practices a sports activity during which the headphones can slide or the headphones can dislodge the user's ears.

Les dispositifs connus ont également pour inconvénient de présenter des problèmes d'hygiène, qui peuvent être problématiques pour les utilisateurs, en particulier lorsque les dispositifs sont partagés entre plusieurs utilisateurs.Known devices also have the disadvantage of presenting hygiene problems, which can be problematic for users, particularly when the devices are shared between several users.

Enfin, il est à noter que dans certaines activités, il n'est actuellement pas possible d'utiliser des dispositifs conventionnels qui empêchent l'utilisateur d'entendre les sons émis autour de lui, par exemple pendant la conduite de véhicules tels que des automobiles ou des cycles, ou encore pendant l'utilisation de machines.Finally, it should be noted that in certain activities, it is not currently possible to use conventional devices that prevent the user from hearing sounds emitted around him, for example while driving vehicles such as cars. or cycles, or during the use of machines.

Le but de l'invention est de remédier aux problèmes cités, notamment à ceux de l'inconfort, de la pollution sonore, de l'encombrement, de la difficulté d'utilisation des casques et des écouteurs pendant une activité sportive, au problème de l'hygiène. Elle vise également à rendre possible l'écoute des sons émis autour de l'utilisateur, tout en permettant à l'utilisateur de pouvoir entendre le signal sonore qu'il souhaite entendre. L'invention a donc pour objet un dispositif acoustique destiné à être porté par un utilisateur, comprenant : - au moins un module transducteur configuré pour émettre un signal audible vers une zone de restitution sonore, et - des moyens de maintien dudit module transducteur par rapport au tronc y compris les épaules d'un utilisateur, de manière à orienter le module transducteur vers une zone d'écoute. Les moyens de maintien permettent de faire correspondre la zone de restitution sonore avec la zone d'écoute qui peut être par exemple une oreille d'un utilisateur. L'invention est donc fondée sur la possibilité de configurer des transducteurs pour obtenir, à une certaine distance des transducteurs, une zone d'écoute convenable, et également qu'il est possible de positionner ces transducteurs vers le tronc (y compris les épaules) de l'utilisateur. On peut ainsi permettre à l'utilisateur de pouvoir entendre un signal sonore sans les inconvénients décrits ci-avant.The object of the invention is to remedy the problems mentioned, particularly those of discomfort, noise pollution, congestion, difficulty of use of the helmets and headphones during a sports activity, the problem of hygiene. It also aims to make it possible to listen to the sounds emitted around the user, while allowing the user to be able to hear the sound signal that he wishes to hear. The invention therefore relates to an acoustic device intended to be worn by a user, comprising: - at least one transducer module configured to emit an audible signal to a sound reproduction zone, and - means for maintaining said transducer module relative to to the trunk including the shoulders of a user, so as to orient the transducer module to a listening area. The holding means make it possible to match the sound reproduction zone with the listening zone, which may for example be an ear of a user. The invention is therefore based on the possibility of configuring transducers to obtain, at a certain distance from the transducers, a suitable listening zone, and also that it is possible to position these transducers towards the trunk (including the shoulders) of the user. It is thus possible to allow the user to hear a sound signal without the disadvantages described above.

Le dispositif obtenu est porté au niveau du tronc ou des épaules de l'utilisateur, qui sont des zones faiblement innervées. L'utilisation prolongée du dispositif n'est donc pas inconfortable. On peut noter qu'un module transducteur configuré pour émettre un signal audible vers une zone de restitution sonore ne produit aucun signal audible en dehors de cette zone, la zone pouvant par exemple être une bande unidirectionnelle. On obtient ainsi une réduction de la pollution sonore. L'encombrement du dispositif au voisinage de la tête d'un utilisateur est nul par rapport aux dispositifs connus selon l'art antérieur. Le dispositif obtenu est particulièrement stable. Il est en effet possible d'obtenir une meilleure stabilité par une fixation sur le tronc (y compris les épaules) d'un utilisateur que sur sa tête.The device obtained is worn at the level of the trunk or shoulders of the user, which are weakly innervated areas. Prolonged use of the device is not uncomfortable. It may be noted that a transducer module configured to emit an audible signal to a sound reproduction zone produces no audible signal outside this zone, the zone being able for example to be a unidirectional band. This reduces the noise pollution. The size of the device in the vicinity of the head of a user is zero compared to known devices according to the prior art. The device obtained is particularly stable. It is indeed possible to obtain a better stability by fixing on the trunk (including the shoulders) of a user than on his head.

L'invention permet également d'éviter les contacts directs entre l'utilisateur et le dispositif, ce qui améliore les problèmes d'hygiène. En effet, le dispositif peut être porté au dessus des vêtements d'un utilisateur. Enfin, le dispositif obtenu a pour avantage de laisser les oreilles de l'utilisateur libres, ce qui permet de pouvoir continuer à entendre les sons produits dans l'environnement immédiat de l'utilisateur, et donc de permettre par exemple la conduite de véhicules ou l'utilisation de machines, ces activités ne pouvant être pratiquées qu'en laissant à l'utilisateur la possibilité d'entendre les sons émis autour de lui. Le dispositif peut comprendre deux modules transducteurs directifs, c'est-à-dire qui émettent un signal audible vers une zone de restitution sonore et inaudible ailleurs, les moyens de maintien et chaque module transducteur étant configurés pour que le signal soit audible au voisinage d'une oreille d'un utilisateur et inaudible ailleurs. Chaque module transducteur peut comporter un ensemble de transducteurs, le dispositif comprenant en outre des moyens de traitement délivrant un signal à émettre à chaque transducteur avec une phase choisie pour obtenir, pour chaque ensemble de transducteurs, ledit signal audible. En utilisant plusieurs transducteurs, par exemple des haut-parleurs omnidirectionnels espacés et alignés ou formant une matrice, et en appliquant des déphasages choisis pour chaque signal à émettre, on peut obtenir, au voisinage d'une zone choisie, une addition en phase des émissions de chaque transducteur. En dehors de cette zone, les déphasages atténuent fortement ces émissions qui ne sont plus audibles. Par déphasage, on entend des décalages temporels.The invention also avoids direct contact between the user and the device, which improves hygiene problems. Indeed, the device can be worn over a user's clothing. Finally, the device obtained has the advantage of leaving the ears of the user free, which allows to continue to hear the sounds produced in the immediate environment of the user, and thus to allow for example the driving of vehicles or the use of machines, these activities can be performed only by allowing the user the opportunity to hear the sounds emitted around him. The device may comprise two directional transducer modules, that is to say that emit an audible signal to a sound reproduction zone and inaudible elsewhere, the holding means and each transducer module being configured so that the signal is audible in the vicinity of an ear of a user and inaudible elsewhere. Each transducer module may comprise a set of transducers, the device further comprising processing means delivering a signal to be transmitted to each transducer with a selected phase to obtain, for each set of transducers, said audible signal. By using several transducers, for example omnidirectional loudspeakers spaced and aligned or forming a matrix, and by applying selected phase shifts for each signal to be emitted, it is possible to obtain, in the vicinity of a selected zone, a phase addition of the emissions of each transducer. Outside this zone, the phase shifts strongly attenuate these emissions which are no longer audible. By phase shift, we mean time offsets.

Bien qu'il soit possible de n'utiliser que deux transducteurs, il est préférable d'utiliser un plus grand nombre de transducteurs. On peut également noter que bien qu'il soit possible d'utiliser des transducteurs sonores (c'est-à-dire configurés pour émettre des signaux ayant des fréquences allant de 16 hertz à 20 kilohertz), il est préférable d'utiliser des transducteurs à ultrasons qui permettent plus facilement de positionner une zone de restitution sonore. Ainsi, chaque transducteur de l'ensemble de transducteurs peut être un transducteur à ultrasons, les moyens de traitement délivrant un signal électrique modulé avec ladite phase choisie, par exemple modulé en amplitude ou en largeur d'impulsion (« PWM : Pulse Width Modulation » en langue anglaise), audit transducteur à ultrasons. En utilisant un signal modulé en amplitude, par exemple avec une fréquence de modulation supérieure à 32 kilohertz, ou de préférence supérieure à 40 kilohertz, on obtient une émission bien dirigée depuis les transducteurs grâce à l'utilisation d'une porteuse haute fréquence. En effet, le positionnement des transducteurs de l'ensemble de transducteurs pour obtenir l'effet directif dépend notamment de la longueur d'onde des signaux utilisés. Il est préférable d'utiliser un signal modulé à une fréquence choisie (par exemple élevée) pour avoir un agencement de transducteurs qui permet d'obtenir un signal audible dans toutes ses fréquences (de 16 hertz à 20 kilohertz) avec une zone de restitution fixe. En outre, au voisinage de ces fréquences élevées, par exemple au voisinage de 40 kilohertz, les phénomènes de propagation du signal dans l'air, ainsi que le contact avec un élément tel que le pavillon d'une oreille, permettent de démoduler le signal sans utiliser de dispositif démodulateur particulier. Le signal démodulé est ainsi audible par l'utilisateur. Tel est également le cas pour un signal modulé en largeur d'impulsion. Les moyens de maintien peuvent comprendre un bandeau formant deux boucles destinées à entourer les épaules d'un utilisateur et à être reliées entre elles dans le dos de l'utilisateur. Le dispositif, en forme de huit puisque formé de deux boucles reliées entre elles, peut ainsi être positionné de manière stable sur l'utilisateur. Le dispositif formé de deux boucles est de préférence élastique pour améliorer la stabilité du dispositif. On obtient ainsi un dispositif bien adapté pour la pratique d'activités sportives.Although it is possible to use only two transducers, it is preferable to use a larger number of transducers. It may also be noted that although it is possible to use sound transducers (that is, configured to transmit signals having frequencies from 16 Hz to 20 kilohertz), it is preferable to use transducers ultrasound which makes it easier to position a sound reproduction area. Thus, each transducer of the set of transducers may be an ultrasonic transducer, the processing means delivering an electrical signal modulated with said selected phase, for example modulated in amplitude or in pulse width ("PWM: Pulse Width Modulation" in English), said ultrasonic transducer. By using an amplitude-modulated signal, for example with a modulation frequency greater than 32 kHz, or preferably greater than 40 kHz, a well-directed emission from the transducers is obtained by using a high frequency carrier. Indeed, the positioning of the transducers of the set of transducers to obtain the directional effect depends in particular on the wavelength of the signals used. It is preferable to use a signal modulated at a chosen frequency (for example high) to have a transducer arrangement which makes it possible to obtain an audible signal in all its frequencies (from 16 hertz to 20 kHz) with a fixed restitution zone . Furthermore, in the vicinity of these high frequencies, for example in the vicinity of 40 kilohertz, the phenomena of propagation of the signal in the air, as well as the contact with an element such as the horn of an ear, make it possible to demodulate the signal without using a particular demodulator device. The demodulated signal is thus audible by the user. This is also the case for a modulated signal in pulse width. The holding means may comprise a strip forming two loops intended to surround the shoulders of a user and to be connected together in the back of the user. The device, in the form of eight since formed of two loops connected together, can thus be positioned stably on the user. The device formed of two loops is preferably elastic to improve the stability of the device. This provides a device well suited for the practice of sports activities.

Chaque boucle peut comporter un module transducteur, par exemple placé sur le bandeau au niveau des épaules de l'utilisateur, ou à la base du cou de l'utilisateur, ou encore sur la poitrine de l'utilisateur. En variante, les moyens de maintien peuvent comprendre un bandeau en forme de U destiné à entourer partiellement la base du cou d'un utilisateur pour former deux bras s'étendant sur la partie antérieure du tronc depuis la base du cou. Le dispositif est ainsi maintenu par son propre poids appliqué contre l'utilisateur. Cette disposition permet d'obtenir un dispositif qui peut être enfilé ou retiré très rapidement et simplement par l'utilisateur. Le bandeau peut être rigide. On obtient ainsi un bon maintien du bandeau qui ne bascule ni vers la partie postérieure de l'utilisateur ni vers les côtés.Each loop may include a transducer module, for example placed on the band at the shoulders of the user, or at the base of the neck of the user, or on the chest of the user. Alternatively, the holding means may comprise a U-shaped strip designed to partially surround the base of a user's neck to form two arms extending over the anterior portion of the trunk from the base of the neck. The device is thus maintained by its own weight applied against the user. This arrangement provides a device that can be donned or removed very quickly and simply by the user. The headband can be rigid. This results in a good maintenance of the headband that does not tilt either towards the rear part of the user or towards the sides.

Chaque bras du bandeau peut comporter un module transducteur, par exemple à son extrémité. Chaque module transducteur peut être en outre configuré pour émettre un signal audio omnidirectionnel, ledit bandeau étant en outre configuré pour être positionné en arceau verticalement sur la tête d'un utilisateur pour positionner chaque module transducteur au voisinage d'une oreille. On obtient ainsi un dispositif ayant deux modes d'utilisation, un premier mode dans lequel le dispositif repose autour du cou de l'utilisateur, et les modules transducteurs sont placés du côté de la face antérieure de l'utilisateur qui entend à distance un signal sonore inaudible pour d'autres utilisateurs situés à proximité, et un deuxième mode d'utilisation correspondant à une utilisation classique d'un casque audio.Each arm of the strip may comprise a transducer module, for example at its end. Each transducer module may further be configured to output an omnidirectional audio signal, said strip being further configured to be vertically positioned on a user's head to position each transducer module adjacent to an ear. A device having two modes of use is thus obtained, a first mode in which the device rests around the user's neck, and the transducer modules are placed on the side of the front face of the user who remotely hears a signal. inaudible sound for other nearby users, and a second mode of use corresponding to conventional use of headphones.

Les moyens de maintien peuvent comporter des moyens de fixation de chaque module transducteur sur un vêtement d'un utilisateur. Ces moyens de fixation peuvent être utilisés avec ou sans bandeau, et ils sont particulièrement avantageux pour des bandeaux qui ne sont pas rigides. On pourra par exemple fixer les extrémités du bandeau sur les revers ou le col des vêtements portés par l'utilisateur, ou directement fixer les modules transducteurs. Le dispositif peut comprendre en outre des moyens de connexion configurés pour recevoir des informations relatives à la position de chaque zone d'écoute.The holding means may comprise means for fixing each transducer module on a user's clothing. These fastening means can be used with or without a strip, and they are particularly advantageous for strips that are not rigid. It may for example fix the ends of the headband on the lapels or collar of the clothing worn by the user, or directly fix the transducer modules. The device may further comprise connection means configured to receive information relating to the position of each listening area.

Ces informations peuvent être par exemple des informations numériques communiquées par une connexion filaire ou sans-fil (par exemple USB, Bluetooth, Wifi, Zigbee, infrarouge...) qui indique au dispositif qui peut comprendre des moyens de traitement, comment s'orienter et où placer la zone de restitution sonore par rapport à la zone d'écoute. En effet, ces informations peuvent provenir d'un système informatique, par exemple un système informatique portable tel qu'un ordinateur portable, une tablette, ou encore un ordiphone. On peut ainsi adapter le dispositif, par exemple à l'aide de l'un desdits systèmes informatiques mentionnés ci-avant, à chaque anatomie d'utilisateur. Le dispositif peut comprendre en outre une alimentation électrique. Cette alimentation électrique peut alimenter les modules transducteurs, mais également tout moyen de traitement embarqué au sein du dispositif.This information may for example be digital information communicated by a wired or wireless connection (for example USB, Bluetooth, Wifi, Zigbee, infrared, etc.) which indicates to the device which can include means of treatment, how to orientate oneself and where to place the sound reproduction area with respect to the listening area. Indeed, this information can come from a computer system, for example a portable computer system such as a laptop, a tablet, or a smartphone. It is thus possible to adapt the device, for example using one of the aforementioned computer systems, to each user's anatomy. The device may further comprise a power supply. This power supply can supply the transducer modules, but also any embedded processing means within the device.

Le dispositif peut également comprendre des moyens mécaniques d'ajustement de l'orientation de chaque module transducteur. Par exemple, il peut s'agir de moyens configurés pour permettre la rotation d'un module transducteur pour l'orienter manuellement vers les oreilles d'un utilisateur. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - les figures 1 et 2 illustrent schématiquement différents modes de réalisation de dispositifs selon l'invention comprenant un bandeau formant deux boucles, - les figures 3 à 7 illustrent schématiquement différents modes de réalisation de dispositifs selon l'invention comprenant un bandeau en forme de U, - les figures 8 et 9 sont des représentations bidimensionnelles de l'audibilité d'un signal à partir d'un ensemble de transducteurs sonores, et - la figure 10 est un graphique illustrant schématiquement des signaux modulés en amplitude transmis par des transducteurs à ultrasons. Sur la figure 1, on a représenté un utilisateur 1 portant un dispositif acoustique 2 conforme à l'invention. Plus précisément, on a représenté le tronc y compris les épaules, et la tête d'un utilisateur 1.The device may also comprise mechanical means for adjusting the orientation of each transducer module. For example, it may be means configured to allow the rotation of a transducer module to manually direct it to the ears of a user. Other objects, features and advantages of the invention will become apparent on reading the following description, given solely by way of nonlimiting example, and with reference to the appended drawings in which: FIGS. 1 and 2 schematically illustrate different Embodiments of devices according to the invention comprising a strip forming two loops, - Figures 3 to 7 schematically illustrate different embodiments of devices according to the invention comprising a U-shaped strip, - Figures 8 and 9 are two-dimensional representations of the audibility of a signal from a set of sound transducers, and - Figure 10 is a graph schematically illustrating amplitude-modulated signals transmitted by ultrasonic transducers. In Figure 1, there is shown a user 1 carrying an acoustic device 2 according to the invention. More precisely, the trunk, including the shoulders, and the head of a user 1 have been represented.

Le dispositif acoustique 2 comprend deux modules transducteurs 3 et des moyens de maintien 4 des modules transducteurs. Chaque module transducteur est configuré pour émettre un signal audible vers une zone de restitution sonore. A titre d'exemple, 30 les modules transducteurs peuvent être des transducteurs unidirectionnels. On pourra notamment utiliser un ensemble de transducteurs (de type haut-parleurs omnidirectionnels) alignés ou formant une matrice et espacés, pour délivrer des signaux sonores déphasés et obtenir une zone de restitution sonore bien définie. Le dispositif 2 peut alors être équipé de moyens de traitement délivrant à chaque transducteur sonore un signal avec une phase choisie. Ces moyens de traitement, non représentés sur la figure pour des raisons de simplicité, peuvent comprendre un processeur intégré au voisinage des modules transducteurs 3. Les moyens de traitement peuvent également être situés dans un module additionnel, espacé et communiquant avec les modules transducteurs 3. Chaque transducteur des modules de transducteur 3 peut être un transducteur à ultrasons destiné à émettre des signaux modulés en amplitude ou modulés en largeur d'impulsion, avec une phase choisie. Les moyens de maintien 4 représentés sur la figure 1 comprennent un bandeau formant deux boucles qui entourent chaque épaule de l'utilisateur 1 et qui sont reliées entre elles dans le dos de l'utilisateur au point 5. Le bandeau, qui forme un huit, est préférentiellement élastique de sorte qu'il soit étendu lorsqu'il est porté pour obtenir un bon maintien sur l'utilisateur 1. Les modules transducteurs 3 sont disposés vers la face antérieure de l'utilisateur 1, sur sa poitrine. Les moyens de maintien 4 sont configurés pour qu'une fois portés, les modules transducteurs 3 soient orientés vers les oreilles de l'utilisateur. Ainsi, la zone de restitution sonore des transducteurs correspond à une zone d'écoute située au voisinage des oreilles de l'utilisateur. Les signaux émis par les modules transducteurs 3 sont inaudibles ailleurs.The acoustic device 2 comprises two transducer modules 3 and holding means 4 of the transducer modules. Each transducer module is configured to emit an audible signal to a sound reproduction area. By way of example, the transducer modules may be unidirectional transducers. It will be possible in particular to use a set of transducers (omnidirectional loudspeakers type) aligned or forming a matrix and spaced, to deliver phase-shifted audio signals and obtain a well-defined sound reproduction area. The device 2 can then be equipped with processing means delivering to each sound transducer a signal with a chosen phase. These processing means, not shown in the figure for reasons of simplicity, may include a processor integrated in the vicinity of the transducer modules 3. The processing means may also be located in an additional module, spaced apart and communicating with the transducer modules 3. Each transducer of the transducer modules 3 may be an ultrasonic transducer for transmitting amplitude modulated or pulse width modulated signals with a selected phase. The holding means 4 shown in FIG. 1 comprise a band forming two loops which surround each shoulder of the user 1 and which are connected to each other in the back of the user at point 5. The band, which forms an eight, is preferentially elastic so that it is extended when worn to obtain a good hold on the user 1. The transducer modules 3 are arranged towards the front face of the user 1, on his chest. The holding means 4 are configured so that when worn, the transducer modules 3 are oriented towards the ears of the user. Thus, the sound reproduction zone of the transducers corresponds to a listening area located in the vicinity of the user's ears. The signals emitted by the transducer modules 3 are inaudible elsewhere.

Il est possible de disposer, par exemple sous les modules transducteurs 3, des moyens d'ajustement mécanique de l'orientation de chaque module transducteur. A titre indicatif, on pourra utiliser un système permettant une rotation des modules transducteurs 3 pour choisir la position angulaire des modules transducteurs 3 et permettre une orientation vers les oreilles de l'utilisateur 1. Sur la figure 2, on a représenté un autre mode de réalisation dans lequel un dispositif acoustique 2' comprend des moyens de maintien 4' analogues à ceux décrits en se référant à la figure 1. Plus précisément, les moyens de maintien 4' comportent deux boucles reliées entre elles. Le dispositif 2' comprend ici deux modules transducteurs 3' qui ne sont pas disposés sur la face antérieure de l'utilisateur 1 mais vers la base du cou de l'utilisateur 1. Les modules transducteurs 3' sont ainsi rapprochés des oreilles de l'utilisateur 1. Sur la figure 3, on a représenté un dispositif acoustique 20a porté par un utilisateur 1. Le dispositif acoustique 20a comporte des modules transducteurs 30a et des moyens de maintien 40a.It is possible to have, for example under the transducer modules 3, means for mechanically adjusting the orientation of each transducer module. As a guide, we can use a system allowing rotation of the transducer modules 3 to choose the angular position of the transducer modules 3 and allow orientation to the ears of the user 1. In Figure 2, there is shown another mode of embodiment in which an acoustic device 2 'comprises holding means 4' similar to those described with reference to Figure 1. More specifically, the holding means 4 'comprise two loops connected to each other. The device 2 'here comprises two transducer modules 3' which are not arranged on the front face of the user 1 but towards the base of the user's neck 1. The transducer modules 3 'are thus brought closer to the ears of the user. User 1. In Figure 3, there is shown an acoustic device 20a carried by a user 1. The acoustic device 20a comprises transducer modules 30a and 40a holding means.

Les moyens de maintien 40a comprennent un bandeau en forme de U qui entoure partiellement la base du cou de l'utilisateur 1 pour former deux bras s'étendant sur la partie antérieure du tronc depuis la base du cou, par exemple sur la poitrine de l'utilisateur 1. Les moyens de maintien 40a peuvent ainsi être facilement enfilés par l'utilisateur.The holding means 40a comprise a U-shaped band which partially surrounds the base of the neck of the user 1 to form two arms extending on the anterior part of the trunk from the base of the neck, for example on the chest of the body. 1. The holding means 40a can thus be easily threaded by the user.

Les moyens de maintien 40a, notamment le bandeau de ces moyens de maintien, peuvent être rigides pour ainsi être stables et ne pas basculer. C'est le poids du bandeau, et en particulier le poids des bras qui s'étendent sur la partie antérieure du tronc, qui permettent d'obtenir une bonne stabilité.The holding means 40a, in particular the strip of these holding means, can be rigid so as to be stable and not tilt. It is the weight of the headband, and in particular the weight of the arms which extend on the front part of the trunk, which make it possible to obtain a good stability.

On va maintenant décrire, en se référant aux figures 4 à 7, d'autres modes de réalisation de l'invention dans lesquels les moyens de maintien comprennent un bandeau en forme de U. Sur la figure 4, on a représenté un dispositif 20b dans lequel des moyens de maintien 40b comprennent un bandeau en forme de U, éventuellement rigide, mais ils supportent des modules transducteurs 30b disposés à la base du cou de l'utilisateur 1, qui sont de ce fait rapprochés des oreilles de l'utilisateur. Sur la figure 5, on a représenté une autre variante de l'invention dans laquelle un dispositif acoustique 20c comporte des moyens de maintien 40c et des modules transducteurs 30c, les moyens de maintien 40c comprenant un bandeau en forme de U ayant des dimensions réduites par rapport au bandeau illustré à la figure 3. On pourra par exemple utiliser un bandeau ayant une largeur comprise entre 1 et 2 centimètres pour loger le bandeau dans le col d'un vêtement de l'utilisateur 1, et ainsi obtenir un meilleur maintien. Sur la figure 6, on a représenté un dispositif acoustique 20d dans lequel chaque module transducteur 30d est en outre configuré pour émettre un signal audio omnidirectionnel, par exemple au moyen d'un haut parleur supplémentaire omnidirectionnel. Dans ce mode de réalisation, le bandeau des moyens de maintien 40d du dispositif 20d est en outre configuré pour être positionné en arceau verticalement sur la tête d'un utilisateur pour positionner chaque module transducteur au voisinage d'une oreille de l'utilisateur. En d'autres termes, outre un fonctionnement en émettant à distance un signal audible dans les oreilles de l'utilisateur 1, le dispositif 20d propose un fonctionnement comme un casque classique. Les modules transducteurs peuvent par exemple être configurés pour émettre depuis une face extérieure un signal audible vers une zone de restitution sonore et, depuis une face intérieure dirigée vers l'utilisateur lorsqu'il porte le dispositif 20d sur sa tête, un signal audible omnidirectionnel. Sur la figure 7, on a représenté un dispositif 20e comprenant des modules transducteurs 30e et des moyens de maintien 40e comportant un bandeau en forme de U et comportant des moyens de fixation 41e du bandeau sur le vêtement de l'utilisateur, ici son col 60e. Le bandeau des moyens de maintien 40e peut ainsi être souple et fin, la stabilité du dispositif 20e étant assurée par les moyens de fixation 41e qui peuvent être des pinces. Dans une autre variante non représentée, les moyens de maintien peuvent ne comprendre que les moyens de fixation 41e. Aucun bandeau n'est alors nécessaire, et l'on fixe directement sur un vêtement de l'utilisateur les modules transducteurs.With reference to FIGS. 4 to 7, other embodiments of the invention will now be described in which the holding means comprise a U-shaped strip. FIG. 4 shows a device 20b in FIG. which holding means 40b comprise a U-shaped strip, possibly rigid, but they support transducer modules 30b arranged at the base of the neck of the user 1, which are therefore close to the ears of the user. FIG. 5 shows another variant of the invention in which an acoustic device 20c comprises holding means 40c and transducer modules 30c, the holding means 40c comprising a U-shaped strip having dimensions reduced by relative to the strip shown in Figure 3. It may for example use a strip having a width of between 1 and 2 centimeters to accommodate the headband in the neck of a garment of the user 1, and thus obtain a better support. FIG. 6 shows an acoustic device 20d in which each transducer module 30d is further configured to transmit an omnidirectional audio signal, for example by means of an additional omnidirectional loudspeaker. In this embodiment, the strip of the holding means 40d of the device 20d is further configured to be positioned vertically on the head of a user to position each transducer module in the vicinity of an ear of the user. In other words, in addition to operating by remotely emitting an audible signal in the ears of the user 1, the device 20d offers operation as a conventional helmet. The transducer modules may, for example, be configured to transmit an audible signal from an external face to a sound reproduction zone and, from an inner face directed towards the user when it carries the device 20d on its head, an omnidirectional audible signal. FIG. 7 shows a device 20e comprising transducer modules 30e and holding means 40e comprising a U-shaped strip and comprising fastening means 41e of the strip on the clothing of the user, here his collar 60e. . The headband of the holding means 40e can thus be flexible and thin, the stability of the device 20e being provided by the fixing means 41e which can be clamps. In another variant not shown, the holding means may comprise only the fixing means 41e. No band is then necessary, and the transducer modules are attached directly to a garment of the user.

On peut noter que les dispositifs acoustiques 20a à 20e peuvent comprendre en outre des moyens de connexion configurés pour recevoir des informations relatives à la position de chaque zone d'écoute. On obtient ainsi un paramétrage des dispositifs pour chaque utilisateur.It may be noted that the acoustic devices 20a to 20e may further comprise connection means configured to receive information relating to the position of each listening area. This gives a parameter setting of the devices for each user.

Ces informations peuvent être par exemple des informations numériques communiquées par une connexion filaire ou sans-fil (par exemple USB, Bluetooth, Wifi, Zigbee, infrarouge...) qui indique au dispositif comment s'orienter et où placer la zone de restitution sonore par rapport à la zone d'écoute. Ces informations peuvent provenir d'un système informatique, par exemple un système informatique portable tel qu'un ordinateur portable, une tablette, ou encore un ordiphone. Le dispositif incorporera alors des moyens de traitement des informations délivrées par le système informatique pour en déduire des informations d'orientation et de positionnement de la zone de restitution sonore. A cet effet, les moyens de connexions des dispositifs 20a à 20e peuvent constituer une entrée pour une connexion filaire ou encore une antenne intégrée.This information can be for example digital information communicated by a wired or wireless connection (for example USB, Bluetooth, Wifi, Zigbee, infrared ...) that tells the device how to move and where to place the sound reproduction area compared to the listening area. This information can come from a computer system, for example a portable computer system such as a laptop, a tablet, or a smartphone. The device will then incorporate information processing means delivered by the computer system to derive orientation information and positioning of the sound reproduction area. For this purpose, the connection means of the devices 20a to 20e may constitute an input for a wired connection or an integrated antenna.

On peut également noter qu'un signal audio peut être reçu par les dispositifs 20a à 20e, par exemple au moyen d'une connexion filaire numérique ou analogique, ou par une connexion sans-fil. Les dispositifs 20a à 20e peuvent comprendre une alimentation électrique, qui peut par exemple alimenter les modules transducteurs, mais également tout moyen de traitement embarqué au sein du dispositif. A titre indicatif, l'alimentation électrique peut être une pile, une pile rechargeable, ou encore une batterie rechargeable. Sur la figure 8, on a représenté de manière bidimensionnelle l'audibilité d'un signal à partir d'un ensemble de transducteurs, par exemple des transducteurs omnidirectionnels qui peuvent être commandés avec des déphasages, c'est-à-dire des décalages temporels. On a en outre représenté schématiquement sur cette figure 8 quatre transducteurs alignés 100a, 100b, 100c et 100d. Chaque transducteur peut être espacé de son voisin d'une distance de l'ordre de 20 millimètres. A titre indicatif, en appliquant respectivement à chaque transducteur sonore 100a à 100d les déphasages suivants : -0,307 millisecondes, -0.296 millisecondes, -0.296 millisecondes et -0.307 millisecondes on obtient une zone de restitution sonore 101 dans laquelle le signal est audible, généralement appelée lobe par l'homme du métier, avec un point maximum 102 situé ici à 10 centimètres des transducteurs 100a à 100d. A l'extérieur de cette zone 101, le signal émis par les transducteur sonores 100a à 100d est fortement atténué, par exemple à -70 décibels par rapport au point maximum 102. Sur la figure 9, on a représenté un autre exemple de l'audibilité d'un signal bidimensionnel obtenu à partir des quatre transducteurs 100a à 100d décrits en se référant à la figure 8. Dans l'exemple de la figure 9, des déphasages différents sont appliqués aux transducteurs 100a à 100d pour déplacer la zone de restitution sonore. Plus précisément, on peut utiliser des déphasages pour les transducteurs 100a à 100d ayant respectivement des valeurs de :-0.345 millisecondes, -0.308 millisecondes, -0.279 millisecondes et -0.260 millisecondes.It may also be noted that an audio signal may be received by the devices 20a through 20e, for example by means of a digital or analogue wire connection, or by a wireless connection. The devices 20a to 20e may comprise a power supply, which may for example supply the transducer modules, but also any on-board processing means within the device. As an indication, the power supply can be a battery, a rechargeable battery, or a rechargeable battery. FIG. 8 is a two-dimensional representation of the audibility of a signal from a set of transducers, for example omnidirectional transducers which can be controlled with phase shifts, that is to say time shifts. . FIG. 8 diagrammatically shows four aligned transducers 100a, 100b, 100c and 100d. Each transducer may be spaced from its neighbor by a distance of the order of 20 millimeters. As an indication, by applying respectively to each sound transducer 100a to 100d the following phase shifts: -0.307 milliseconds, -0.296 milliseconds, -0.296 milliseconds and -0.307 milliseconds we obtain a sound reproduction zone 101 in which the signal is audible, generally called lobe by the skilled person, with a maximum point 102 located here at 10 centimeters transducers 100a to 100d. Outside this zone 101, the signal emitted by the sound transducers 100a to 100d is greatly attenuated, for example at -70 decibels with respect to the maximum point 102. FIG. 9 shows another example of the audibility of a two-dimensional signal obtained from the four transducers 100a to 100d described with reference to FIG. 8. In the example of FIG. 9, different phase shifts are applied to the transducers 100a to 100d in order to move the sound reproduction zone. . More precisely, it is possible to use phase shifts for the transducers 100a to 100d respectively having values of: -0.345 milliseconds, -0.308 milliseconds, -0.279 milliseconds and -0.260 milliseconds.

On obtient ainsi une zone de restitution sonore 101' sensiblement orientée vers la droite sur la figure 9, et un point maximum 102' déplacé vers la droite par rapport au point maximum 102 décrit en se référant à la figure 8. Ainsi, en appliquant un traitement préalable délivrant quatre signaux avec des déphasages choisis, on peut obtenir une orientation dans l'espace pour qu'un signal ne soit audible que dans les oreilles d'un utilisateur. D'autres configurations restent toutefois possibles. On pourra utiliser un nombre différent de transducteurs sonores, d'autres espacements entre les transducteurs et d'autres valeurs de déphasages. On pourra notamment utiliser une matrice de transducteurs. Bien entendu, les valeurs de déphasage pourront être adaptées pour chaque utilisateur. Pour obtenir un bon effet directif, on peut utiliser des 30 transducteurs à ultrasons, agencés par exemple comme les transducteurs décrits en se référant aux figures 8 et 9, ou encore agencés en matrice. Sur la figure 10, on a représenté l'évolution dans le temps de signaux émis par un transducteur à ultrasons. On a notamment représenté le signal audio à transmettre 201. Ce signal audio à transmettre peut être modulé en amplitude par une porteuse haute- fréquence 202, ayant de préférence une fréquence de l'ordre de 40kHz. On obtient un signal modulé en amplitude 203 qui est fournit à un transducteur à ultrasons. La propagation du signal émis par le transducteur à ultrasons est directive. La propagation du signal modulé en amplitude dans l'air permet d'obtenir une démodulation partielle, à cause de la compression et de la décompression de l'air, comme illustré par la courbe 204. Enfin, l'arrivée du signal dans le pavillon de l'oreille d'un utilisateur permet d'obtenir un signal démodulé (courbe 205). On peut noter que le signal démodulé 205 correspond au signal audio à transmettre, avec un déphasage du au traitement et à la propagation du signal et également au choix de la zone de restitution sonore. Grâce à l'invention, on obtient un dispositif acoustique qui résout les problèmes du manque de confort, de la pollution sonore, de l'encombrement, de la difficulté d'utilisation des casques et des écouteurs pendant une activité sportive et enfin les problèmes d'hygiène, tout en permettant à l'utilisateur de pouvoir entendre le signal sonore qu'il souhaite entendre. L'invention trouve application dans les domaines dans lesquels on utilise traditionnellement des casques pour écouter un signal sonore. L'invention est notamment bien adaptée pour la pratique d'activités sportives, ou encore pour les activités dans lesquelles il est préférable de dissimuler les dispositifs acoustiques utilisés. Enfin, l'invention est particulièrement bien adaptée pour les activités dans lesquelles un même dispositif est partagé entre plusieurs utilisateurs.This produces a sound reproduction zone 101 'substantially oriented to the right in FIG. 9, and a maximum point 102' displaced to the right with respect to the maximum point 102 described with reference to FIG. 8. Thus, by applying a preprocessing delivering four signals with selected phase shifts, it is possible to obtain an orientation in space so that a signal is audible only in the ears of a user. Other configurations, however, remain possible. It will be possible to use a different number of sound transducers, other spacings between the transducers and other phase shift values. In particular, a matrix of transducers may be used. Of course, the phase shift values can be adapted for each user. To obtain a good directive effect, ultrasound transducers, arranged for example as the transducers described with reference to FIGS. 8 and 9, or arranged in a matrix, may be used. FIG. 10 shows the evolution over time of signals emitted by an ultrasound transducer. In particular, the audio signal to be transmitted 201 is represented. This audio signal to be transmitted may be modulated in amplitude by a high-frequency carrier 202, preferably having a frequency of the order of 40 kHz. An amplitude modulated signal 203 is obtained which is provided to an ultrasonic transducer. The propagation of the signal emitted by the ultrasonic transducer is directive. The propagation of the modulated amplitude signal in the air makes it possible to obtain a partial demodulation, because of the compression and decompression of the air, as illustrated by the curve 204. Finally, the arrival of the signal in the horn from the ear of a user makes it possible to obtain a demodulated signal (curve 205). It may be noted that the demodulated signal 205 corresponds to the audio signal to be transmitted, with a phase shift due to the processing and propagation of the signal and also to the choice of the sound reproduction zone. Thanks to the invention, we obtain an acoustic device that solves the problems of lack of comfort, noise pollution, congestion, difficulty of use of the headphones and headphones during a sports activity and finally the problems of hygiene, while allowing the user to be able to hear the sound signal he wants to hear. The invention finds application in the fields in which helmets are traditionally used for listening to a sound signal. The invention is particularly well suited for the practice of sports activities, or for activities in which it is better to conceal the acoustic devices used. Finally, the invention is particularly well suited for activities in which the same device is shared between several users.

L'invention trouve application dans les audio-guides, par exemples utilisés lors de visites de musées.The invention finds application in audio guides, for example used during museum visits.

Claims

REVENDICATIONS1. Acoustic device intended to be worn by a user (1), characterized in that it comprises: - at least one transducer module (3, 3 ', 30a, ..., 30e) configured to transmit an audible signal to a zone sound reproduction, and - holding means (4, 4 ', 40a, ... 40e) of said transducer module relative to the trunk including the shoulders of a user, so as to orient the transducer module to a zone d listen.

2. Device according to claim 1, comprising two directional transducer modules (3, 3 ', 30a, ..., 30e), the holding means (4, 4', 40a, ... 40e) and each transducer module being configured so that the signal is audible in the vicinity of a user's ear and inaudible elsewhere.

3. Device according to claim 1 or 2, wherein each transducer module (3, 3 ', 30a, ..., 30e) comprises a set of transducers (100a, ..., 100d), the device further comprising processing means delivering a signal to be transmitted to each transducer with a selected phase to obtain, for each set of transducers, said audible signal.

4. Device according to claim 3, wherein each transducer module of the set of transducers (3, 3 ', 30a, ..., 30e) is an ultrasonic transducer, the processing means delivering a modulated electrical signal (203). ) with said selected phase to said ultrasonic transducer.

The device of claim 4, wherein the signal is amplitude modulated (203) and the modulation frequency is greater than 32 kilohertz or 40 kilohertz.

6. Device according to any one of the preceding claims, wherein the holding means (4, 4 ') comprises a strip forming two loops intended to surround the shoulders of a user and to be interconnected in the back of the user.

7. Device according to claim 6, wherein said strip is elastic.

8. Device according to claim 6 or 7, wherein each loop comprises a transducer module.

9. Device according to any one of claims 1 to 5, wherein the holding means (30a, ..., 30e) comprise a U-shaped strip intended to partially surround the base of the neck of a user to form two arms extending on the anterior part of the trunk from the base of the neck.

10. Device according to claim 9, wherein the strip is rigid.

11. Device according to claim 9 or 10, wherein each arm of the strip comprises a transducer module.

The device of claim 11, wherein each transducer module (40d) is further configured to output an omnidirectional audio signal, said strip being further configured to be vertically positioned on a user's head to position each module transducer in the vicinity of an ear of the user.

13. Device according to any one of the preceding claims, wherein the holding means comprise means for fixing each transducer module on a garment of a user.

14. Device according to any one of the preceding claims, further comprising connection means configured to receive information relating to the position of each listening area.

15. Device according to any one of the preceding claims, further comprising a power supply.

16. Apparatus according to any one of the preceding claims, further comprising mechanical means for adjusting the orientation of each transducer module.