FR3103951A1 - Dispositif de transmission d’ondes mécaniques élastiques combinable avec un instrument de musique à vent à trous latéraux - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un dispositif de transmission (E, R) d’ondes mécaniques élastiques configuré pour être combiné avec un instrument de musique à vent à trous latéraux comprenant un corps tubulaire, ledit dispositif de transmission étant destiné à être disposé de façon amovible à l’intérieur du corps tubulaire de l’instrument et comprenant : Une structure déformable (10) depuis une configuration rétractée en une configuration déployée et vice versa ; Un noyau rigide (11) relié à la structure déformable (10) ; Un dispositif de transformation (12) positionné dans le noyau rigide (11) et apte à transformer un signal électrique de commande en des ondes mécaniques élastiques et/ou transformer des ondes mécaniques élastiques en un signal électrique caractéristique d’une configuration de bouchage des trous latéraux de l’instrument ; caractérisé en ce que le dispositif de transmission (E, R) comprend : un moyen de mise en position (13) dans une position finale du dispositif de transmission en configuration rétractée à l’intérieur du corps tubulaire, et en ce que la structure déformable (10) est configurée pour propager des ondes mécaniques élastiques dans la position finale du dispositif de transmission en configuration déployée entre le corps tubulaire et le dispositif de transformation. Figure pour l’abrégé : Fig. 2
Description
L’invention se situe dans le domaine technique des instruments de musique à vent hybrides, c'est-à-dire des instruments à vents qui peuvent alternativement fonctionner selon un premier mode acoustique et selon un second mode numérique. L’invention s’applique à tous types d’instruments de musique à vent à trous latéraux parmi lesquels une clarinette, un saxophone, une flûte, un hautbois, un cor anglais ou un basson, cette liste n’étant pas exhaustive. Elle concerne un dispositif de transmission d’ondes mécaniques élastiques combinable avec un instrument de musique tel que mentionné ci-dessus.
Le mode de fonctionnement acoustique est le mode de fonctionnement natif d’un instrument de musique à vent. Dans ce mode, le son est produit par des vibrations de la colonne d’air de l’instrument qui sont déclenchées par le souffle du joueur.
Un mode de fonctionnement numérique consiste à équiper un instrument de musique à vent de composants électroniques qui permettent la production de sons numériques obtenus par une technique de synthèse sonore appliquée à un ou plusieurs signaux électriques produits par les composants.
Le mode de fonctionnement numérique d’un instrument de musique à vent permet notamment de rendre l’instrument silencieux en restituant le son numérisé au joueur par le biais d’un casque. En effet, la pratique musicale acoustique peut être source de nuisance sonore et peut contraindre un musicien à jouer uniquement pendant certaines plages horaires voir à le décourager de la pratique de cet instrument.
Un autre avantage d’un fonctionnement numérique est l’élargissement de la palette de timbres grâce à une technique de synthèse sonore.
Un problème à résoudre dans ce contexte est de concevoir un dispositif combinable avec l’instrument à vent acoustique qui puisse être facilement réversible pour que l’utilisateur puisse passer d’un mode de fonctionnement numérique à un mode de fonctionnement acoustique.
Un autre problème à résoudre est de concevoir un dispositif adaptable au même instrument de différents fabricants, c’est-à-dire qui soit adaptable quels que soient les écarts géométriques d’un fabricant à l’autre sans pour autant modifier les dimensions de l’instrument.
Une première approche pour rendre un instrument silencieux consiste à atténuer le son produit par l’instrument. On connaît pour cela des méthodes basées sur l’usage de matériaux absorbants du type mousse ou des méthodes basées sur une atténuation par enveloppement. Ces méthodes sont peu intrusives et peu onéreuses mais ne sont pas suffisamment efficaces sur l’ensemble du spectre acoustique considéré. De façon générale, le son produit par les instruments à vent à trous latéraux est plus difficile à atténuer que le son produit par d’autres instruments, par exemple les instruments de la famille des cuivres.
Une autre approche pour limiter les nuisances sonores consiste à utiliser un dispositif se substituant au fonctionnement acoustique de l’instrument, autrement dit un instrument totalement numérique. Ce type d’instrument permet simultanément la mesure des paramètres du souffle (intensité et pincement des lèvres) ainsi que de la position des doigts sur l’instrument. Les touches peuvent être statiques ou mécaniques. Couplé à un synthétiseur, ce type d’instrument permet de disposer d’une large palette de timbres et s’avère facile à utiliser. Sa conception technique minimaliste en fait un produit relativement abordable en termes de coûts. En revanche, la prise en main d’un tel dispositif est différente d’une clarinette ou d’un saxophone en raison de la configuration et du comportement mécanique des touches et du bec. Cet instrument requiert donc un apprentissage complémentaire et non mutualisé ce qui est insatisfaisant lorsque le musicien souhaite monter en compétence avec son instrument acoustique.
Une solution de l’art antérieur consiste à insérer un dispositif qui s’intercale entre deux parties hautes d’un instrument, par exemple entre le bec et le bocal d’un saxophone, pour permettre la détection des ondes. Cette solution n’est pas satisfaisante car elle allonge la taille de l’instrument de musique et modifie donc la posture de son utilisateur (notamment un recul de la tête par rapport à la position des bras). Par ailleurs, les temps de réponse annoncés pour ce type de solution sont de plus de 100 ms. Un temps de réponse de cet ordre de grandeur n’est pas satisfaisant pour la pratique d’un instrument à vent, il doit être beaucoup plus court, et idéalement inférieur à 10 ms.
L’invention vise à pallier tout ou partie des problèmes cités plus haut en proposant un dispositif adaptable, amovible et universel pour différents instruments apte à générer et recevoir des signaux acoustiques ultrasonores en étant en contact avec le corps de l’instrument.
A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de transmission d’ondes mécaniques élastiques configuré pour être combiné avec un instrument de musique à vent à trous latéraux comprenant un corps tubulaire, ledit dispositif de transmission étant destiné à être disposé de façon amovible à l’intérieur du corps tubulaire de l’instrument et comprenant:
- Une structure déformable depuis une configuration rétractée en une configuration déployée et vice versa;
- Un noyau rigide relié à la structure déformable;
- Un dispositif de transformation positionné dans le noyau rigide et apte à transformer un signal électrique de commande en des ondes mécaniques élastiques et/ou transformer des ondes mécaniques élastiques en un signal électrique caractéristique d’une configuration de bouchage des trous latéraux de l’instrument;
- un moyen de mise en position dans une position finale du dispositif de transmission en configuration rétractée à l’intérieur du corps tubulaire,
Dans un mode de réalisation, le corps tubulaire comprend une butée, et le moyen de mise en position comprend une glissière, la glissière étant destinée à guider le dispositif de transmission le long du corps tubulaire jusqu’à la butée.
Avantageusement, le moyen de mise en position comprend un contact surfacique entre la structure déformable et le corps tubulaire.
Dans un autre mode de réalisation, le dispositif de transmission comprend en outre un moyen de maintien dans la position finale du dispositif de transmission en configuration déployée.
Dans un autre mode de réalisation du dispositif de transmission, le corps tubulaire s’étendant sensiblement selon un premier axe X, le dispositif de transmission s’étendant sensiblement selon le premier axe X, le moyen de maintien dans la position finale comprend une pluralité de contacts ponctuels entre la structure déformable et le corps tubulaire.
Avantageusement, le moyen de maintien comprend:
- une pluralité de lamelles définissant un contour de la structure déformable et s’étendant, en configuration rétractée, sensiblement parallèlement au premier axe X, et
- une pluralité de tiges, chacune de la pluralité de tiges ayant une première et une seconde extrémité, et étant reliée à la seconde extrémité à une parmi la pluralité de lamelles en un point de fixation et orientée selon un deuxième axe Y sécant au premier axe X,
Avantageusement, le moyen de maintien comprend:
- une pluralité de lamelles définissant un contour de la structure déformable dans laquelle est positionné le noyau rigide, la pluralité de lamelles s’étendant, en configuration rétractée, sensiblement parallèlement au premier axe X, chacune de la pluralité de lamelles ayant une première extrémité libre et une seconde extrémité, la pluralité de lamelles étant reliées entre elles au niveau de la seconde extrémité, et
- une pluralité de rainures s’étendant sensiblement parallèlement au premier axe X et disposées autour du noyau rigide, chacune de la pluralité de rainures étant en vis-à-vis d’une parmi la pluralité de lamelles, ladite rainure et ladite lamelle étant de formes complémentaires, rendant le noyau rigide mobile en translation selon le premier axe X par rapport à la structure déformable,
Dans un autre mode de réalisation, le dispositif de transmission selon l’invention comprend en outre un dispositif de détection d’une position d’une clé de l’instrument relié au dispositif de transformation, préférentiellement au moins deux magnétomètres et un émetteur de champ magnétique.
L’invention concerne aussi un ensemble de transmission comprenant:
- un dispositif de transmission dit d’émission dans lequel le dispositif de transformation est apte à transformer un signal électrique de commande en des ondes mécaniques élastiques, comprenant en outre un premier dispositif de communication, préférentiellement de type infra-rouge;
- au moins un dispositif de transmission dit de réception dans lequel le dispositif de transformation est apte à transformer des ondes mécaniques élastiques en un signal électrique caractéristique d’une configuration de bouchage des trous latéraux de l’instrument, comprenant en outre un second dispositif de communication, préférentiellement de type infra-rouge;
L’invention concerne également un instrument de musique à vent à trous latéraux destiné à produire sélectivement des sons acoustiques et des sons électriques, comprenant un instrument de musique à vent à trous latéraux combiné à un dispositif de transmission ou un ensemble de transmission.
L’instrument de musique à vent à trous latéraux peut être un saxophone ou une clarinette ou une flûte ou un hautbois ou un basson.
L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d’un mode de réalisation donné à titre d’exemple, description illustrée par le dessin joint dans lequel:
L’invention est destinée à être mise en œuvre pour une application d’un procédé permettant de détecter et localiser une perturbation d’un milieu par le biais d’un système composé d’au moins un émetteur d’ondes acoustiques et d’au moins un récepteur d’ondes acoustiques couplés à un dispositif électronique qui reçoit et analyse le signal produit par le récepteur d’ondes acoustiques pour en déduire la localisation de la perturbation. Un tel procédé est connu de l’art antérieur, par exemple la publication internationale WO2016/173879.
Dans la suite de la description, on parlera d’ondes mécaniques élastiques pour désigner plus largement les ondes compatibles de l’application envisagée dont les ondes acoustiques font partie.
En outre, l’invention est décrite dans l’exemple du saxophone mais l’invention s’applique à tous types d’instruments de musique à vent à trous latéraux parmi lesquels une clarinette, un saxophone, une flûte, un hautbois, un cor anglais ou un basson, cette liste n’étant pas exhaustive.
Plus généralement, l’invention est décrite dans le domaine des instruments de musique à vent. Toutefois, le principe de l’invention peut s’appliquer à tout dispositif adaptable, amovible à positionner dans un corps creux, comme par exemple dans une canalisation à géométrie variable ou non, notamment pour des applications de contrôles non destructifs avec détection d’activité acoustique.
La présente invention concerne un dispositif de transmission d’ondes mécaniques élastiques configuré pour être combiné avec un instrument de musique à vent à trous latéraux comprenant un corps tubulaire, ledit dispositif de transmission étant destiné à être disposé de façon amovible à l’intérieur du corps tubulaire de l’instrument et configuré pour propager des ondes mécaniques élastiques dans la position finale du dispositif de transmission en configuration déployée entre le corps tubulaire et le dispositif de transformation. Le dispositif de transmission peut être un dispositif d’émission d’ondes ou un dispositif de réception d’ondes, ou bien un dispositif à la fois d’émission et de réception d’ondes, comme expliqué au moyen des figures décrites ci-après.
La figure 1 illustre schématiquement un exemple d’application possible du principe de l’invention.
Sur la partie gauche de la figure 1 est représentée une clarinette 100 dans une configuration pour un jeu acoustique, c'est-à-dire une clarinette originale. Sur la partie droite de la figure 1, on a identifié deux parties amovibles de l’instrument: le bec 105 et le pavillon 106. Ces deux parties peuvent être enlevées pour configurer l’instrument en mode numérique. Pour cela on enlève le bec d’origine 105 et on peut placer dans le bocal de l’instrument un dispositif de transmission selon l’invention, c’est-à-dire un ou des émetteurs et/ou un ou des récepteurs d’ondes mécaniques ultrasonores. De même, dans le pavillon d’origine 106, on peut positionner un dispositif de transmission selon l’invention, c’est-à-dire un ou plusieurs émetteurs d’ondes mécaniques élastiques et/ou un ou plusieurs récepteurs associés. Le dispositif de transmission comporte, relié à l’intérieur de la colonne d’air, un dispositif de transformation, correspondant par exemple à un dispositif informatique ou électronique apte à recevoir et analyser le signal produit par un récepteur d’ondes acoustiques pour en déduire la localisation de la perturbation, relié aux émetteurs et récepteurs pour mettre en œuvre un procédé de détection et d’identification de l’état de bouchage des trous de l’instrument. Le dispositif de transformation est conçu pour mettre en œuvre les actions détaillées ci-après. Il comprend une unité de traitement pour l'exécution d'instructions d'un programme d'ordinateur pour mettre en œuvre ces actions. Mais il pourrait être remplacé par un dispositif électronique composé uniquement de circuits électroniques (sans programme d'ordinateur) pour la réalisation des mêmes actions. De façon générale, un procédé de détection et d’identification de l’état de bouchage des trous latéraux d’un instrument de musique à vent comprend une première phase d’apprentissage dans laquelle on active un état de bouchage des trous de l’instrument parmi l’ensemble des états possibles, on fait propager dans l’instrument des ondes mécaniques élastiques à partir d’au moins un point d’émission situé sur l’instrument, on capte les ondes mécaniques élastiques en au moins un point de réception appartenant à l’instrument et on sauvegarde certaines caractéristiques du signal capté dans une bibliothèque, cette première phase étant itérée sur l’ensemble des états de bouchage des trous de l’instrument correspondant à sa tablature chromatique, et une seconde phase de détection dans laquelle, le joueur active un état de bouchage des trous de l’instrument pour produire une note correspondante, on capte à nouveau les ondes mécaniques élastiques transmises entre au moins un point d’émission et au moins un point de réception et on compare certaines caractéristiques du signal capté aux caractéristiques correspondantes dans la bibliothèque pour en déduire quel est l’état de bouchage des trous qui est activé puis en déduire la note correspondante. L’Homme du métier pourra se référer à différents documents de l’art antérieur pour implémenter une ou des variantes de la méthode de traitement du signal produit par un ou plusieurs récepteurs d’ondes mécaniques élastiques.
Le bec peut aussi être un bec modifié qui peut être relié au dispositif informatique intégré dans le pavillon et comprendre un dispositif de détection du souffle du joueur. De cette façon, il est possible de synchroniser la restitution numérique des notes avec le souffle du joueur.
Le dispositif informatique fournit à un calculateur les notes associées aux états de bouchage des trous qui ont été détectés. Le calculateur exécute une méthode de synthèse sonore pour restituer numériquement les notes à un utilisateur au moyen d’un casque 202. Le calculateur peut être embarqué dans un ordinateur 200 ou un téléphone intelligent 201 ou tout autre dispositif électronique équivalent.
Des détails portant sur la détection et l’identification de la configuration de bouchage des trous latéraux de l’instrument sont disponibles dans l’art antérieur, par exemple la publication internationale WO2016/173879. La présente invention porte sur le dispositif émetteur et récepteur utilisable dans le cadre d’une telle détection.
La figure 2 représente schématiquement un dispositif de transmission selon l’invention. Ce dispositif de transmission peut être un émetteur d’ondes (noté avec la référence E) ou un récepteur d’ondes (noté avec la référence R). Le dispositif de transmission d’ondes mécaniques élastiques est configuré pour être combiné avec un instrument de musique 100 à vent à trous latéraux comprenant un corps tubulaire 101. Le dispositif de transmission est destiné à être disposé de façon amovible à l’intérieur du corps tubulaire 101 de l’instrument 100. Il comprend une structure déformable 10 depuis une configuration rétractée en une configuration déployée et vice versa. Autrement dit, il peut être initialement en configuration rétractée pour être ensuite placé dans sa configuration déployée. Et inversement, il peut être dans sa configuration déployée et ensuite remis en configuration rétractée. Cette possibilité de passer d’une configuration à l’autre permet au dispositif de transmission d’être placé et retiré de l’instrument de façon amovible, sans modification des parties de l’instrument. La structure déformable 10 peut être par exemple en plastique.
Le dispositif de transmission comprend en outre un noyau rigide 11 relié à la structure déformable 10, un dispositif de transformation 12 positionné dans le noyau rigide 11 et apte à transformer un signal électrique de commande en des ondes mécaniques élastiques et/ou transformer des ondes mécaniques élastiques en un signal électrique caractéristique d’une configuration de bouchage des trous latéraux de l’instrument.
Selon l’invention, le dispositif de transmission E, R comprendun moyen de mise en position 13 dans une position finale du dispositif de transmission en configuration rétractée à l’intérieur du corps tubulaire 101 et la structure déformable 10 est configurée pour propager des ondes mécaniques élastiques dans la position finale du dispositif de transmission en configuration déployée entre le corps tubulaire et le dispositif de transformation.
Le dispositif de transformation 12 est relié à au moins un élément piézoélectrique présentant une surface de contact contre la paroi du corps tubulaire 101, l’élément piézoélectrique étant destiné à être relié à une ou des électrodes. Un dispositif informatique peut être connecté aux électrodes des dispositifs de transmission (émission ou réception). Le dispositif informatique est alors apte à fournir un signal de commande au dispositif de transmission émetteur qui émet alors des ondes et le dispositif de transmission récepteur reçoit ces ondes que son élément piézoélectrique transmet à son dispositif de transformation en signal de réception à partir des ondes reçues. Ainsi, le dispositif de transformation est conçu pour détecter et localiser un contact sur l’instrument à partir du signal de réception correspondant aux ondes acoustiques reçues, c’est-à-dire aux ondes acoustiques émises par le dispositif de transmission émetteur et qui se sont propagées dans le corps de l’instrument. Le procédé de détection à mettre en œuvre nécessite donc de bien positionner le dispositif de transmission (émetteur et/ou récepteur d’ondes) dans le corps tubulaire 101 dans une position finale dans laquelle des contacts avec la paroi sont assurés. Les éléments piézoélectriques sont reliés à ces contacts pour permettre la bonne transmission des signaux.
La figure 3 représente schématiquement un exemple de positionnement possible d’un ou plusieurs dispositifs de transmission E, R selon l’invention. Un dispositif de transmission E dit émetteur peut être positionné dans le bocal de l’instrument 100 et un dispositif de transmission R dit récepteur peut être positionné dans le pavillon de l’instrument 100. Les deux dispositifs E et R peuvent aussi être inversés dans leur position. En outre, il est tout à fait envisageable de n’avoir qu’un seul dispositif de transmission qui remplit le rôle d’émetteur et de récepteur en configurant de manière adaptée le dispositif de transformation. Par exemple, le dispositif est configuré pour émettre un signal initiant la propagation d’ondes, et après une temporisation prédéfinie pour recevoir les ondes qui se sont propagées dans le corps de l’instrument.
Le positionnement du dispositif de transmission dans le corps de l’instrument permet de conserver la géométrie initiale de l’instrument. De plus, un tel dispositif de transmission ne génère aucune gêne dans la manipulation de l’instrument puisqu’il est positionné dans le corps de l’instrument.
Un dispositif de transmission E dit émetteur et un dispositif de transmission R dit récepteur avec des dispositifs de communication entre eux, communication qui peut être filaire, mais préférentiellement sans fil, constituent un ensemble de transmission 60.
La figure 4 représente schématiquement un premier mode de réalisation d’un dispositif de transmission R selon l’invention, en configuration rétractée et en configuration déployée. Le corps tubulaire 101 est représenté cylindrique mais il peut avoir une forme plus irrégulière. Dans ce mode de réalisation, le moyen de mise en position 13 comprend un contact surfacique 21 entre la structure déformable 10 et le corps tubulaire 101. Ce contact surfacique 21 a un effet de butée contre la paroi intérieure de l’instrument et permet au dispositif de transmission R d’être placé dans sa position finale dans laquelle il sera ultérieurement utilisé. Les éléments piézoélectriques sont avantageusement positionnés au niveau de la structure déformable 10 à proximité du contact surfacique 21. On peut également noter que le contact surfacique 21 peut être considéré comme une pluralité de contacts ponctuels (symbolisés par les deux sphères de contact), et que ce contact surfacique comprend au moins deux contacts ponctuels.
Le dispositif de transmission R peut comprendre en outre un moyen de maintien 15 dans la position finale du dispositif de transmission en configuration déployée. Une fois le dispositif de transmission R dans sa position finale (représenté alors en pointillés sur la figure), le moyen de maintien 15 assure le maintien du dispositif de transmission dans sa position finale en le plaçant dans sa configuration dite déployée. Le moyen de maintien 15 est représenté par deux contacts ponctuels 16 contre la paroi intérieure du corps tubulaire 101. Plus précisément, le corps tubulaire 101 s’étendant sensiblement selon un premier axe X, le dispositif de transmission s’étendant sensiblement selon le premier axe X, le moyen de maintien 15 dans la position finale comprend une pluralité de contacts ponctuels 16 entre la structure déformable 10 et le corps tubulaire 101. Ce mode de réalisation sera détaillé ci-après.
La figure 5 représente schématiquement un deuxième mode de réalisation d’un dispositif de transmission E selon l’invention, en configuration rétractée et en configuration déployée. Le corps tubulaire 101 d’un saxophone comprend une butée 102. Cette butée est appelée la cheminée et est présente dans tous les saxophones. Dans ce deuxième mode de réalisation, le moyen de mise en position 13 comprend une glissière 14, la glissière 14 étant destinée à guider le dispositif de transmission le long du corps tubulaire 101 jusqu’à la butée 102. Autrement dit, le dispositif de transmission est d’abord positionné dans la partie haute du corps tubulaire 101 (représenté en trait plein sur la partie gauche de la figure), puis glisse dans le corps tubulaire 101 jusqu’à ce que l’entrée de la glissière 14 rencontre la butée 102. La glissière 14 et la butée 102 coopèrent, ce qui assure le positionnement angulaire du dispositif de transmission E dans le corps tubulaire 101. La glissière 14 joue également le rôle de guidage du dispositif de transmission E dans le corps tubulaire 101 jusqu’à sa mise en butée contre la butée 102. Le dispositif de transmission E est alors dans sa position finale (représentée sur la partie droite de la figure en pointillés).
Le dispositif de transmission E peut comprendre en outre un moyen de maintien 15 dans la position finale du dispositif de transmission en configuration déployée. Une fois le dispositif de transmission R dans sa position finale (représenté alors en pointillés sur la figure), le moyen de maintien 15 assure le maintien du dispositif de transmission E dans sa position finale en le plaçant dans sa configuration dite déployée. Le moyen de maintien 15 est représenté par deux contacts ponctuels 16 contre la paroi intérieure du corps tubulaire 101. Plus précisément, le corps tubulaire 101 s’étendant sensiblement selon un premier axe X, le dispositif de transmission s’étendant sensiblement selon le premier axe X, le moyen de maintien 15 dans la position finale comprend une pluralité de contacts ponctuels 16 entre la structure déformable 10 et le corps tubulaire 101. Ce mode de réalisation sera détaillé ci-après.
La figure 6 représente schématiquement le deuxième mode de réalisation d’un dispositif de transmission E selon l’invention. Cette figure représente plus en détails le passage de la configuration rétractée dans la configuration déployée du dispositif de transmission E, lui permettant d’être maintenu dans sa position finale grâce au moyen de maintien 15.
Dans ce mode de réalisation, le moyen de maintien 15 comprendune pluralité de lamelles 17 définissant un contour de la structure déformable 10 et s’étendant, en configuration rétractée, sensiblement parallèlement au premier axe X. Il comprend aussi une pluralité de tiges 18, chacune de la pluralité de tiges 18 ayant une première 31 et une seconde 32 extrémité, et étant reliée à la seconde extrémité 32 à une parmi la pluralité de lamelles 17 en un point de fixation 19 et orientée selon un deuxième axe Y sécant au premier axe X, chacune de la pluralité de tiges 18 étant configurée pour appliquer une force F2 sur ladite lamelle 17 audit point de fixation 19 selon le deuxième axe Y lorsqu’une force F1 est appliquée sensiblement parallèlement au premier axe X à la première extrémité 31 de ladite tige 18, de sorte à déformer ladite lamelle 17 audit point de fixation 19 vers le corps tubulaire 101 et réaliser la pluralité de contacts ponctuels 16 entre la structure déformable 10 et le corps tubulaire 101 en configuration déployée.
Par exemple, une pièce de verrouillage 33 peut être utilisée pour appliquer la force F1 sur la première extrémité 31 de la tige 18. Cette pièce de verrouillage 33 peut disposer d’une partie 34 accessible de l’extérieur du corps tubulaire 101 lors de la mise en place du dispositif de transmission E, quand le bec est enlevé. La partie 34 peut présenter une prise ergonomique 35 pour faciliter la prise en main de la pièce 33 et sa manipulation pour appliquer la force F1 sur la structure déformable 10. L’application de la force F1 peut être obtenue par translation de la pièce 33 sur la première extrémité 31 de la tige 18. Avantageusement, un système vis-écrou peut être prévu pour permettre la coopération de la pièce 33 avec la structure déformable 10. La structure déformable 10 peut alors comprendre une vis 36 en son centre, et la pièce 33 un écrou correspondant si bien que la rotation de la pièce 33 autour de la vis 36 permet la translation de la pièce 33 de manière précise.
Par translation de la pièce 33 au sein de la structure déformable 10, la pièce 33 vient en contact de la tige 18, et en poursuivant la translation de la pièce 33 (par exemple par une rotation supplémentaire autour de l’axe X), la pièce 33 applique la force F1 au niveau de la première extrémité 31 de la tige 18. La tige 18 applique alors la force F2 sur la lamelle 17 à laquelle elle est reliée. Cette force F2 est appliquée sur la lamelle 17 au niveau du point de fixation 19. La lamelle 17 étant flexible, elle se déforme vers l’extérieur de la structure déformable 10, comme représenté schématiquement par les pointillés sur la figure. En maintenant la pièce de verrouillage 33 dans cette position, la lamelle 17 reste déformée et le dispositif de transmission E reste dans sa configuration déployée.
La pièce de verrouillage 33 vient mettre ainsi en compression les tiges 18 qui augmentent le diamètre de la structure déformable 10. Avec des lamelles 17 comprenant des courbures 37 comme représenté sur la figure, elles épousent la forme du cône de la pièce de verrouillage 33 et se rigidifient, améliorant le couplage vibratoire entre l’élément piézoélectrique et le corps tubulaire 101.
Le passage de la configuration déployée à la configuration rétractée se fait en stoppant l’application de la force F1 sur la tige radiale, c’est-à-dire en enlevant la pièce de verrouillage 33.
Le passage de configuration rétractée à la configuration déployée a été décrite avec une tige 18 et une lamelle 17, mais cela s’applique à toutes les tiges 18 et toutes les lamelles 17 associées aux tiges 18.
Le dispositif de transmission selon l’invention présente de multiples avantages. Sa structure déformable 10 permet de s’étendre dans le corps tubulaire 101 jusqu’à sa paroi intérieure pour en assurer son maintien en position. Il combine la souplesse des lamelles 17 pouvant présenter des courbures, et le maintien en extension de ces lamelles 17 par des tiges 18 radiales poussées par la pièce de verrouillage 33, par exemple via une extrémité conique de la pièce 33. Le dispositif de transmission est suffisamment rigide pour transmettre l’énergie des vibrations sans pertes viscoélastiques. Avantageusement, les lamelles 17 sont fixées au support de l’élément piézoélectrique par une rigidification sur sa périphérie, là où le déplacement vibratoire est le plus important. Afin d’avoir une bonne répétabilité du contact, les lamelles 17 sont avantageusement regroupées en trois groupes équi-répartis autour du dispositif de transmission E.
La figure 7 représente schématiquement le deuxième mode de réalisation d’un dispositif de transmission E selon l’invention. A l’extrémité de la glissière 14, on y voit un clip de butée 142. Le clip de butée 142 vient reposer sur la butée 102 du corps tubulaire 101. L’ensemble formé par la glissière 14 et le clip de butée 142 assure le bon positionnement du dispositif de transmission E dans le corps tubulaire grâce à l’arrêt en rotation, la butée de fin de course et le ressenti de fin de mise en position. Ainsi, l’invention permet de tirer parti de la cheminée présente dans tous les saxophones et qui contraint la géométrie du dispositif de transmission E, ainsi que la zone utilisable pour émettre les vibrations et verrouiller le module. Tout au long du dispositif de transmission, la glissière 14 permet le guidage pour conserver une orientation correcte jusqu’au clipsage. De plus, ce guidage permet une tolérance angulaire à la base du dispositif de transmission d’environ 30°, grâce à une entrée évasée de la glissière 14.
Avantageusement, le dispositif de transmission E comprend un dispositif de détection 51 d’une position d’une clé de l’instrument 100 relié au dispositif de transformation 12, préférentiellement au moins deux magnétomètres 52 et un émetteur 53 de champ magnétique, par exemple un aimant. Ce dispositif est schématiquement représenté sur la figure 3. Afin de détecter la position de la clé d’octave, un émetteur 53 de champ magnétique peut être clipsé à proximité de la clé d’octave. Au moins deux magnétomètres 52, avantageusement trois, sont positionnés à l’intérieur de la structure déformable 10 du dispositif de transmission E selon différents angles. En effet, à partir de ces différentes positions, il est possible de détecter la clé d’octave, quel que soit le saxophone utilisé. Le dispositif de transformation 12 est configuré pour lire la valeur des magnétomètres et enregistre pour chacun la plage de variation maximale du signal. Celle-ci contient les valeurs extrêmes dues au déplacement de la clé d’octave, mais aussi au bruit. Le magnétomètre qui possède la plus grande variation est sélectionné. Ensuite, un seuil hystérésique est choisi à un certain pourcentage de cette plage de signal. Ainsi, selon si la mesure est au-dessus ou en-dessous du seuil choisi, la clé d’octave est lue comme activée ou non.
La figure 8 représente schématiquement le premier mode de réalisation d’un dispositif de transmission R selon l’invention. Cette figure représente plus en détails le passage de la configuration rétractée dans la configuration déployée du dispositif de transmission R, lui permettant d’être maintenu dans sa position finale grâce au moyen de maintien 15.
Dans ce mode de réalisation, le moyen de maintien 15 comprendune pluralité de lamelles 27 définissant un contour de la structure déformable 10 dans laquelle est positionné le noyau rigide 11, la pluralité de lamelles 27 s’étendant, en configuration rétractée, sensiblement parallèlement au premier axe X, chacune de la pluralité de lamelles 27 ayant une première extrémité 41 libre et une seconde extrémité 42, la pluralité de lamelles 27 étant reliées entre elles au niveau de la seconde extrémité 42, et une pluralité de rainures 28 s’étendant sensiblement parallèlement au premier axe X et disposées autour du noyau rigide 11, chacune de la pluralité de rainures 28 étant en vis-à-vis d’une parmi la pluralité de lamelles 27, ladite rainure 28 et ladite lamelle 27 étant de formes complémentaires, rendant le noyau rigide 11 mobile en translation selon le premier axe X par rapport à la structure déformable 10. Le noyau rigide 11 est configuré pour appliquer une force F3 sur la pluralité de lamelles 27 selon le premier axe X lors d’une translation du noyau rigide 11 vers la seconde extrémité 42 de la pluralité des lamelles 27, de sorte à écarter la première extrémité 41 de la pluralité de lamelles 27 vers le corps tubulaire 101 et réaliser la pluralité de contacts ponctuels 16 entre la structure déformable 10 et le corps tubulaire 101 en configuration déployée.
La figure 9 représente schématiquement le premier mode de réalisation d’un dispositif de transmission R selon l’invention positionné en position finale dans un corps tubulaire. Son positionnement en position finale est assuré par le moyen de mise en position 13, pouvant être une pluralité de contacts ponctuels ou bien, comme représenté sur la figure, un contact surfacique au niveau du contact formé entre la structure déformable 10 et la paroi intérieure du corps tubulaire 101. Le dispositif de transmission R est en position rétractée.
La figure 10 représente schématiquement le premier mode de réalisation d’un dispositif de transmission R selon l’invention. Le dispositif de transmission R est en position rétractée (en traits pleins). En translatant le noyau rigide 11, la force F3 est appliquée sur la pluralité de lamelles 27. La forme évasée du noyau rigide 11, la souplesse des lamelles 27 et l’extrémité libre 41 des lamelles 27 permettent alors aux lamelles 27 de s’ouvrir vers l’extérieur. Autrement dit, sous l’application de la force F3 sur les lamelles 27 par le noyau rigide 11, les lamelles s’écartent jusqu’à prendre appui contre la paroi intérieure du corps tubulaire 101, comme représenté en pointillés sur la figure.
Le dispositif de transmission selon l’invention peut s’adapter à différents instruments qui ont des formes de pavillon variées. Pour bien le maintenir, il y a ainsi deux zones d’appui. La première permet le contact avec le pavillon (mise en position), elle permet également la transmission des ondes. La deuxième permet de figer la position finale du dispositif de transmission en évitant tout rotulage du dispositif R dans le corps tubulaire 101. Le coefficient entre le plastique de la structure déformable 10 et le cuivre de l’instrument 100 permet un bon maintien en position également.
Pour une bonne réception des ondes de l’émetteur piézoélectrique dans le pavillon, les éléments piézoélectriques sont collés sur une surface libre 43 sans interférences ni contacts avec d’autres éléments du dispositif de transmission R. Afin que les ondes se propagent au mieux, il faut qu’elles se diffusent dans un matériau solide qui est directement en contact avec l’instrument 100. Il est également possible d’utiliser plusieurs éléments piézoélectriques de géométries différentes afin de capter une plus grande richesse de signaux compte-tenu des sensibilités variables en fréquence et amplitude des récepteurs.
La figure 11 représente schématiquement une vue de face du premier mode de réalisation d’un dispositif de transmission R selon l’invention. Cette figure permet de bien visualiser les formes complémentaires des rainures 28 en vis-à-vis d’une des lamelles 27. Sur la figure, la partie de la lamelle 27 en vis-à-vis de la rainure 28 dispose d’une forme cylindrique et la rainure 28 est en V. Il est également envisageable d’avoir l’inverse, c’est-à-dire une rainure 28 avec une forme cylindrique (nous pourrions alors parler de nervure 28) et une lamelle en V, ou toutes autres formes complémentaires permettant le guidage et la translation du noyau rigide 11 entre les lamelles 27.
Afin de mettre en position le dispositif de transmission R, l’utilisateur doit disposer d’une bonne zone de prise en main et l’opération ne doit ni nuire à l’intégrité mécanique ni au fonctionnement du dispositif de transmission R. Pour cela, le noyau rigide 11 contenant l’électronique est l’élément manipulé par l’utilisateur puisque c’est un élément rigide. Lors de la mise en place dans le corps tubulaire 101, la première zone à rentrer en contact avec le pavillon est celle permettant la propagation des ondes, comme mentionné précédemment. On s’assure donc que ce contact de mise en position est toujours présent, peu importe l’instrument 100. Dans un second temps, l’utilisateur pousse le dispositif de transmission R dans le pavillon déformant ainsi les lamelles 27 constituant la structure déformable 10. La déformation des lamelles 27 entraîne une augmentation du diamètre du dispositif de transmission R au niveau du deuxième contact afin de s’adapter aux différents profils de pavillon selon l’instrument 100 utilisé. L’utilisateur est informé de la bonne mise en position et du bon maintien en position du dispositif de transmission R via un cran mécanique 44 actionné à partir d’une certaine force.
L’invention porte aussi sur un ensemble de transmission 60 comme mentionné précédemment. L’ensemble de transmission 60 comprend un dispositif de transmission E dit d’émission dans lequel le dispositif de transformation 12 est apte à transformer un signal électrique de commande en des ondes mécaniques élastiques, comprenant en outre un premier dispositif de communication 61, préférentiellement de type infra-rouge. Il comprend au moins un dispositif de transmission R dit de réception dans lequel le dispositif de transformation 12 est apte à transformer des ondes mécaniques élastiques en un signal électrique caractéristique d’une configuration de bouchage des trous latéraux de l’instrument 100, comprenant en outre un second dispositif de communication 62, préférentiellement de type infra-rouge. Et le premier dispositif de communication 61 est apte à recevoir un signal de commande émis par le second dispositif de communication 62, et le second dispositif de communication 62 est apte à recevoir des informations émises par le premier dispositif de communication 61.
Les modes de réalisation des dispositifs de transmission E et R ont été présentés comme dispositif de transmission E dit émetteur et comme dispositif de transmission R dit récepteur. Les dénominations sont interchangeables à partir du moment où le dispositif de transformation 12 dudit dispositif de transmission est adapté à la fonction d’émission et/ou de réception du dispositif de transmission.
Les dispositifs de communication 61, 62 permettent aux dispositifs de transmission E, R de communiquer entre eux. Ainsi, la communication avec les microcontrôleurs (des dispositifs de transformation 12) est simplifiée, et l’énergie utilisée est limitée (le pic lumineux étant de l’ordre de 800 ns). Cette communication permet d’envoyer la valeur de la clé d’octave, mesurée par un dispositif de transmission, mais aussi le niveau de batterie pour avertir l’utilisateur en cas d’un niveau de batterie faible. Les dispositifs de communication 61, 62 permettent aussi de synchroniser l’émission des vibrations par le dispositif de transmission émetteur avec la réception par le dispositif de transmission récepteur.
Le dispositif de transmission selon l’invention permet la transmission mécanique du signal généré par l’élément piézoélectrique (au niveau du dispositif émetteur), le verrouillage mécanique du dispositif de transmission par les mêmes points de contacts assurant la transmission du signal, l’arrêt en rotation du dispositif de transmission (deuxième mode de réalisation) en associant une sensation haptique de fin de mise en position, un système de détection de l’activation de la clé d’octave, associant mesure magnétique et algorithme de discrimination, un système de communication préférentiellement infrarouge intra-saxophone entre le bocal et le pavillon, permettant une synchronisation répétable entre le dispositif de transmission émetteur et le dispositif de transmission récepteur.
En outre, le dispositif de transmission selon l’invention permet la réception des ondes transmises (au niveau du dispositif récepteur) à travers le corps de l’instrument, la mise en position et le maintien en position du dispositif de transmission dans le corps tubulaire de l’instrument sans modification de l’instrument ni gêne lors de l’utilisation de l’instrument avec une structure déformable s’adaptant aux différents instruments, la communication entre les dispositifs de transmission, le traitement des informations grâce au dispositif de transformation, et enfin une autonomie énergétique grâce à l’implantation d’une batterie dans le dispositif de transmission.
L’invention concerne aussi un instrument de musique 100 à vent à trous latéraux destiné à produire sélectivement des sons acoustiques et des sons électriques, comprenant un instrument de musique à vent à trous latéraux combiné à au moins un dispositif de transmission E, R ou un ensemble de transmission 60 tels que décrits précédemment.
L’instrument de musique 100 à vent à trous latéraux peut être un saxophone ou une clarinette ou une flûte ou un hautbois ou un basson.
Claims (11)
- Dispositif de transmission (E, R) d’ondes mécaniques élastiques configuré pour être combiné avec un instrument de musique (100) à vent à trous latéraux comprenant un corps tubulaire (101), ledit dispositif de transmission étant destiné à être disposé de façon amovible à l’intérieur du corps tubulaire (101) de l’instrument (100) et comprenant:
- Une structure déformable (10) depuis une configuration rétractée en une configuration déployée et vice versa;
- Un noyau rigide (11) relié à la structure déformable (10);
- Un dispositif de transformation (12) positionné dans le noyau rigide (11) et apte à transformer un signal électrique de commande en des ondes mécaniques élastiques et/ou transformer des ondes mécaniques élastiques en un signal électrique caractéristique d’une configuration de bouchage des trous latéraux de l’instrument;
- un moyen de mise en position (13) dans une position finale du dispositif de transmission en configuration rétractée à l’intérieur du corps tubulaire,
- Dispositif de transmission (E) selon la revendication 1, le corps tubulaire (101) comprenant une butée (102), dans lequel le moyen de mise en position (13) comprend une glissière (14), la glissière (14) étant destinée à guider le dispositif de transmission le long du corps tubulaire (101) jusqu’à la butée (102).
- Dispositif de transmission (R) selon la revendication 1, dans lequel le moyen de mise en position (13) comprend un contact surfacique (21) entre la structure déformable (10) et le corps tubulaire (101).
- Dispositif de transmission (E, R) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant en outre un moyen de maintien (15) dans la position finale du dispositif de transmission en configuration déployée.
- Dispositif de transmission (E, R) selon la revendication 4, le corps tubulaire (101) s’étendant sensiblement selon un premier axe X, le dispositif de transmission s’étendant sensiblement selon le premier axe X, dans lequel le moyen de maintien (15) dans la position finale comprend une pluralité de contacts ponctuels (16) entre la structure déformable (10) et le corps tubulaire (101).
- Dispositif de transmission (E) selon la revendication 5, dans lequel le moyen de maintien (15) comprend:
- une pluralité de lamelles (17) définissant un contour de la structure déformable (10) et s’étendant, en configuration rétractée, sensiblement parallèlement au premier axe X, et
- une pluralité de tiges (18), chacune de la pluralité de tiges (18) ayant une première (31) et une seconde (32) extrémité, et étant reliée à la seconde extrémité (32) à une parmi la pluralité de lamelles (17) en un point de fixation (19) et orientée selon un deuxième axe Y sécant au premier axe X,
- Dispositif de transmission (R) selon la revendication 5, dans lequel le moyen de maintien (15) comprend:
- une pluralité de lamelles (27) définissant un contour de la structure déformable (10) dans laquelle est positionné le noyau rigide (11), la pluralité de lamelles (27) s’étendant, en configuration rétractée, sensiblement parallèlement au premier axe X, chacune de la pluralité de lamelles (27) ayant une première extrémité (41) libre et une seconde extrémité (42), la pluralité de lamelles (27) étant reliées entre elles au niveau de la seconde extrémité (42), et
- une pluralité de rainures (28) s’étendant sensiblement parallèlement au premier axe X et disposées autour du noyau rigide (11), chacune de la pluralité de rainures (28) étant en vis-à-vis d’une parmi la pluralité de lamelles (27), ladite rainure (28) et ladite lamelle (27) étant de formes complémentaires, rendant le noyau rigide (11) mobile en translation selon le premier axe X par rapport à la structure déformable (10),
- Dispositif de transmission (E) selon l’une des revendications 1 à 7, comprenant en outre un dispositif de détection (51) d’une position d’une clé de l’instrument (100) relié au dispositif de transformation (12), préférentiellement au moins deux magnétomètres (52) et un émetteur (53) de champ magnétique.
- Ensemble de transmission (60) comprenant:
- un dispositif de transmission (E) dit d’émission selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel le dispositif de transformation (12) est apte à transformer un signal électrique de commande en des ondes mécaniques élastiques, comprenant en outre un premier dispositif de communication (61), préférentiellement de type infra-rouge;
- au moins un dispositif de transmission (R) dit de réception selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel le dispositif de transformation (12) est apte à transformer des ondes mécaniques élastiques en un signal électrique caractéristique d’une configuration de bouchage des trous latéraux de l’instrument (100), comprenant en outre un second dispositif de communication (62), préférentiellement de type infra-rouge;
- Instrument de musique (100) à vent à trous latéraux destiné à produire sélectivement des sons acoustiques et des sons électriques, comprenant un instrument de musique à vent à trous latéraux combiné à un dispositif de transmission (E, R) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 ou un ensemble de transmission (60) selon la revendication 9.
- Instrument de musique (100) à vent à trous latéraux selon la revendication 10 dans lequel ledit instrument est un saxophone ou une clarinette ou une flûte ou un hautbois ou un basson.
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