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Die Erfindung betrifft eine Gehörschutzvorrichtung, die von einer Person in einer sehr lauten Umgebung getragen werden kann, um das Gehör dieser Person vor zu großem Lärm zu schützen. Eine derartige sehr laute Umgebung liegt beispielsweise am Arbeitsplatz einer Person vor, an welchem Maschinen betrieben werden, die Lärm verursachen.
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Es sind bereits Gehörschutzvorrichtungen in Form von aus Kunststoff bestehenden Ohrenstöpseln bekannt. Derartige Ohrenstöpsel weisen eine an die Form des Gehörganges einer Person angepasste Form auf und dienen zum vollständigen Verschluss des Gehörganges dieser Person. Durch derartige Ohrenstöpsel werden alle in der Umgebung der genannten Person auftretenden Geräusche stark gedämpft.
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Des weiteren sind Gehörschutzvorrichtungen bekannt, welche Abdeckelemente enthalten, die die Ohren einer Person komplett abdecken. Auch durch derartige Gehörschutzvorrichtungen werden alle in der Umgebung der die Gehörschutzvorrichtung tragenden Person auftretenden Geräusche stark gedämpft.
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Ein Nachteil der vorgenannten Gehörschutzvorrichtungen besteht darin, dass eine verbale Kommunikation mit einer Person, die die Gehörschutzvorrichtung trägt, nicht möglich ist.
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Aus der
DE 601 25 782 T2 , der
US 2008/0219456 A1 und der
US 2002/0080979 A1 ist jeweils eine Gehörschutzvorrichtung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen bekannt.
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Des Weiteren ist aus der
DE 101 52 197 A1 ein Verfahren zum Programmieren eines Hörgerätes, ein Programmiergerät für das Hörgerät sowie eine Fernbedienung für das Hörgerät bekannt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine weitere Gehörschutzvorrichtung anzugeben, die den oben genannten Nachteil nicht aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Gehörschutzvorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass eine die Gehörschutzvorrichtung tragende Person einerseits vor hohem Umgebungslärm geschützt ist, andererseits aber trotz Tragens der Gehörschutzvorrichtung verbale Kommunikation aus der Umgebung verstehen kann. Erzielt werden diese Vorteile im Wesentlichen dadurch, dass die Gehörschutzvorrichtung eine Elektronik mit einem digitalen Filter aufweist, welches dazu vorgesehen ist, verschiedene Frequenzbereiche eines empfangenen Schallsignals unterschiedlich stark zu dämpfen. Das Ausgangssignal des digitalen Filters wird nach einer Umwandlung in ein analoges Signal mittels eines in einem Ohrverschlusselement vorgesehenen Lautsprechers wiedergegeben. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass im Umgebungslärm enthaltene Sprachsignale ungedämpft oder weitgehend ungedämpft dem Gehör des Benutzers zugänglich gemacht werden, während beispielsweise Maschinenlärm stark gedämpft wird. Dennoch bleibt es dem Benutzer weiterhin möglich, auf Geräusche der Maschine zu achten, so dass auch die Kommunikation zwischen Benutzer bzw. Bedienperson und Maschine weiterhin möglich ist.
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Vorzugsweise sind die Dämpfungen, die in den verschiedenen Frequenzbereichen des empfangenen Schallsignals wirksam sind, durch eine Programmierung einstellbar und durch eine Umprogrammierung veränderbar. Diese Programmierungen erfolgen in vorteilhafter Weise mittels eines externen Programmiergerätes unter Verwendung von Funksignalen oder Infrarotsignalen.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, die Elektronik, die das digitale Filter enthält, des weiteren mit einer Steuereinheit auszurüsten, welche Spracherkennungsmittel aufweist. Diese Steuereinheit steuert das digitale Filter vorzugsweise derart an, dass im Falle des Vorliegens von Sprachsignalen die Dämpfung derjenigen Frequenzbereiche, in denen die Sprachsignale vorliegen, beispielsweise auf 0 dB reduziert wird und dass im Falle des Nichtvorliegens von Sprachsignalen die Dämpfung derjenigen Frequenzbereiche, in denen Sprachsignale üblicherweise liegen, auf einen programmierten Dämpfungswert eingestellt wird.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dem Benutzer eine Fernbedienung bereit zu stellen, mittels welcher er die Dämpfung aller Frequenzbereiche nach seinen individuellen wünschen um ein- und denselben Faktor erhöhen oder erniedrigen kann.
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Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren beispielhafter Erläuterung anhand der Figuren.
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1 zeigt eine Blockdarstellung einer Gehörschutzvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel für die Erfindung.
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2 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung unterschiedlicher Dämpfungen eines empfangenen Schallsignals.
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3 zeigt ein weiteres Diagramm zur Erläuterung unterschiedlicher Dämpfungen eines empfangenen Schallsignals.
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4 zeigt eine Blockdarstellung einer Gehörschutzvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel für die Erfindung.
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Die 1 zeigt eine Blockdarstellung einer Gehörschutzvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel für die Erfindung. Diese Gehörschutzvorrichtung 1 weist eine in einem Gehäuse 2 angeordnete Elektronik 3 auf, wobei diese Elektronik 3 in Form eines Mikrochips realisiert ist. Des weiteren enthält die Gehörschutzvorrichtung ein Ohrverschlusselement 11, welches über einen Schallschlauch 10 mit dem Gehäuse 2 verbunden ist.
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In bzw. am Gehäuse 2 sind ferner ein zur Energieversorgung der Elektronik 3 vorgesehener Akkumulator 4 oder eine Batterie, ein Ein-/Ausschalter 7, eine Funkschnittstelle 8a, eine Infrarotschnittstelle 8b und ein Mikrophon 9 angeordnet.
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Die mittels des Mikrophons 9 aufgenommenen Schallsignale, welche Umgebungslärm und auch im Umgebungslärm eventuell enthaltene Sprachsignale umfassen, werden nach einer Analog-Digital-Wandlung einem digitalen Filter 5 und einer Steuereinheit 6 zugeführt. Die Steuereinheit 6 ist ebenso wie das digitale Filter 5 Bestandteil des Mikrochips 3. Bei dem digitalen Filter 5 handelt es sich vorzugsweise um ein adaptiv steuerbares elektronisches Filter.
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Die an der Funkschnittstelle 8a empfangenen Funksignale, die an der Infrarotschnittstelle 8b empfangenen Infrarotsignale und die vom Ein-/Ausschalter 7 bereitgestellten Schaltsignale werden ebenfalls der Steuereinheit 6 zugeführt, bei welcher es sich um einen Mikrocomputer handelt.
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Bei den an der Funkschnittstelle 8a empfangenen Funksignalen 21, welche vorzugsweise Bluetooth-Signale sind, handelt es sich um Signale, die von einem Funksender 15 ausgesendet werden. Dieser Funksender 15 ist Bestandteil eine Programmiergerätes 14. Das Programmiergerät 14 weist des weiteren eine Tastatur 17 und ein Display 16 auf. Bei diesem Programmiergerät kann es sich um einen Personal-Computer handeln, der mit einer zur Programmierung des digitalen Filters geeigneten Software ausgestattet ist.
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Bei den an der Infrarotschnittstelle 8b empfangenen Infrarotsignalen 22 handelt es sich um Signale, die von einem Infrarotsender 20 ausgesendet werden. Dieser Infrarotsender 20 ist Bestandteil einer Fernbedienung 18, die des weiteren eine Lautstärketaste 19 enthält.
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Das digitale Filter 5 ist dazu vorgesehen, die verschiedenen Frequenzbereiche des vom Mikrophon 9 aufgenommenen Schallsignals unterschiedlich stark zu dämpfen. Die in den verschiedenen Frequenzbereichen wirksamen Dämpfungen bzw. Dämpfungsfaktoren werden durch einen Programmiervorgang festgelegt und können durch eine Umprogrammierung verändert werden.
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Dieser Programmiervorgang und das Umprogrammieren erfolgen unter Verwendung des Programmiergerätes 14. Mittels der Tastatur 17 dieses Programmiergerätes wird für jeden Frequenzbereich eine zugehörige Dämpfung festgelegt und auf dem Display 16 beispielsweise in Form einer Tabelle visualisiert. Anschließend erfolgt eine Übertragung der Dämpfungen bzw. Dämpfungsfaktoren in Form von Funksignalen 21, vorzugsweise Bluetooth-Signalen, zur Funkschnittstelle 8a des Gehäuses 2. Von dort aus werden die Dämpfungsfaktoren an die Steuereinheit 6 weitergeleitet und von dieser zu einer entsprechenden Einstellung des digitalen Filters 5 verwendet. Eine Umprogrammierung erfolgt auf entsprechende Weise.
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Die vorstehend beschriebene Programmierung und Umprogrammierung der Dämpfungsfaktoren erfolgt vorzugsweise in einem Fachbetrieb. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Benutzer im Betrieb der Vorrichtung nicht auf Grund einer Fehlprogrammierung des digitalen Filters Gehörschäden davontragen kann.
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Die genannte Programmierung der Dämpfungsfaktoren für das digitale Filter 5 erfolgt derart, dass in Frequenzbereichen, in denen starker Maschinenlärm auftritt, eine starke Dämpfung vorliegt, und in Frequenzbereichen, in denen kein starker Maschinenlärm auftritt, eine nur geringe oder gar keine Dämpfung vorliegt.
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Die Anwendung einer Gehörschutzvorrichtung gemäß der Erfindung kann beispielsweise in einer Fabrik erfolgen, in welcher unter Verwendung von mit großer Lautstärke arbeitenden Maschinen Produkte hergestellt bzw. bearbeitet werden, beispielsweise unter Verwendung von Sägemaschinen, Schleifmaschinen oder Fräsmaschinen.
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Die Frequenzbereiche, in denen diese Maschinen starken Lärm erzeugen, sind in der Regel bekannt oder können durch Messungen ermittelt werden. Das digitale Filter 5 wird dann derart programmiert, dass in diesen Frequenzbereichen eine starke Dämpfung des vom Mikrophon 9 aufgenommenen Schallsignals entsteht.
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Um eine verbale Kommunikation mit einer die Gehörschutzvorrichtung tragenden Person zu ermöglichen, wird das vom Mikrophon 9 aufgenommene Schallsignal auch der Steuereinheit 6 zugeführt. Diese ist mit einem Sprachsignaldetektor ausgerüstet, der dazu in der Lage ist, das vom Mikrophon 9 empfangene Schallsignal auszuwerten und im Schallsignal enthaltene Sprachsignale zu detektieren. Zu diesem Zweck wertet der Sprachsignaldetektor die im empfangenen Schallsignal enthaltenen Frequenzen, die bei den jeweiligen Frequenzen auftretende Dynamik und das Zeitverhalten der Signale aus. Des weiteren verwendet der Sprachsignaldetektor eine der Steuereinheit 6 zugehörige Datenbank, in welcher Sprachmustern entsprechende Daten abgespeichert sind, um durch Vergleichsvorgänge von empfangenen Signalmustern mit abgespeicherten Signalmustern gegebenenfalls vorliegende Sprachsignale zu detektieren.
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Erkennt die Steuereinheit 6 ein Vorliegen von Sprachsignalen im empfangenen Schallsignal, dann reduziert sie die in den den Sprachsignalen zugeordneten Frequenzbereichen wirksame Dämpfung, so dass die Sprachsignale entweder ungedämpft oder mit reduzierter Dämpfung das digitale Filter 5 passieren können. Alternativ dazu kann auch eine Anhebung der Sprachlautstärke bei gleichzeitiger starker Dämpfung von Maschinenlärm erfolgen.
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Die Ausgangssignale des digitalen Filters 5 werden in einem Digital-Analog-Wandler 12 in ein analoges Signal umgewandelt und dann über den Schallschlauch 10 an das Ohrverschlusselement 11 übertragen. Dort erfolgt in einem Lautsprecher 13 eine Umsetzung des analogen Signals in ein akustisches Ausgangssignal. In diesem akustischen Ausgangssignal sind Sprachsignale enthalten, die von der das Ohrverschlusselement 11 tragenden Person gut verstanden werden können. Die in den anderen Frequenzbereichen vorliegenden Bestandteile des vom Mikrophon 9 empfangenen Schallsignals werden im digitalen Filter 5 stark gedämpft und können dadurch das Gehör der das Ohrverschlusselement 11 tragenden Person nicht schädigen und auch die Verständlichkeit der Sprachsignale nicht oder nur wenig beeinträchtigen.
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Erkennt die Steuereinheit 6 hingegen, dass in dem vom Mikrophon 9 empfangenen Schallsignal keine Sprachsignale enthalten sind, dann steuert die Steuereinheit 6 das digitale Filter 5 derart an, dass in denjenigen Frequenzbereichen des Schallsignals, in denen Sprachsignale normalerweise liegen, eine der Vorprogrammierung entsprechende höhere Dämpfung eingestellt wird.
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Die Steuereinheit überprüft nach alledem, ob in dem vom Mikrophon 9 empfangenen Schallsignal Sprachsignale enthalten sind oder nicht. Sind in dem vom Mikrophon 9 empfangenen Schallsignal keine Sprachsignale enthalten, dann arbeitet das digitale Filter 5 mit den vorprogrammierten Dämpfungen in den einzelnen Frequenzbereichen. Dadurch ist ein ausreichender Gehörschutz für die die Gehörschutzvorrichtung tragende Person sichergestellt. Sind hingegen in dem vom Mikrophon 9 empfangenen Schallsignal Sprachsignale enthalten, dann reduziert die Steuereinheit 6 in den Frequenzbereichen, in denen die Sprachsignale auftreten, die Dämpfung des digitalen Filters 5 derart, dass die genannten Sprachsignale von der die Gehörschutzvorrichtung tragenden Person gehört und verstanden werden können, wobei auch hier sichergestellt ist, dass in allen anderen Frequenzbereichen ein ausreichender Gehörschutz für die die Gehörschutzvorrichtung tragende Person sichergestellt ist.
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Alternativ dazu kann eine geeignete Programmierung der Dämpfungsfaktoren für die verschiedenen Frequenzbereiche des empfangenen Schallsignals auch einmalig vorgenommen werden und dann im Betrieb der Gehörschutzvorrichtung solange verwendet werden, bis eine Umprogrammierung von einem oder mehreren der Dämpfungsfaktoren erfolgt.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dem Benutzer eine Fernbedienung 18 zur Verfügung zu stellen, mittels welcher er selbst die vorprogrammierte Dämpfung für alle Frequenzbereiche gleichermaßen erhöhen oder erniedrigen kann, um seinen individuellen Wünschen gerecht zu werden. Zu diesem Zweck weist die Fernbedienung 18 eine Lautstärketaste 19 auf, mittels welcher die Dämpfung des digitalen Filters 5 erhöht oder erniedrigt werden kann, um die Lautstärke der das digitale Filter 5 passierenden Signale über den gesamten Frequenzbereich gleichermaßen zu verringern oder zu erhöhen.
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Die 2 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung unterschiedlicher Dämpfungen eines empfangenen Schallsignals. In diesem Diagramm ist längs der Ordinate die Dämpfung D in dB und längs der Abszisse die Frequenz f aufgetragen. Der dargestellte Frequenzbereich reicht von einer Frequenz f0 bis zu einer Frequenz f9. Die Frequenz f0 beträgt beispielsweise 50 Hz, die Frequenz f1 beträgt 1 kHz, die Frequenz f2 beträgt 2 kHz, usw.. Die gezeigten Frequenzbereiche können äquidistant sein oder unterschiedlich groß sein. Jedem dieser Frequenzbereiche ist eine individuelle Dämpfung zugeordnet. Beispielsweise ist dem Frequenzbereich von f0 bis f1 eine Dämpfung von 50 dB, dem Frequenzbereich von f1 bis f2 eine Dämpfung von 40 dB, dem Frequenzbereich von f2 bis f3 eine Dämpfung von 30 dB, dem Frequenzbereich von f3 bis f4 eine Dämpfung von 20 dB, dem Frequenzbereich von f4 bis f5 eine Dämpfung von 20 dB, dem Frequenzbereich von f5 bis f6 eine Dämpfung von 20 dB, dem Frequenzbereich von f6 bis f7 eine Dämpfung von 20 dB, dem Frequenzbereich von f7 bis f8 eine Dämpfung von 60 dB und dem Frequenzbereich von f8 bis f9 eine Dämpfung von 60 dB zugeordnet.
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Wird im Betrieb der Vorrichtung von der Steuereinheit 6 das Vorliegen von Sprachsignalen im empfangenen Schallsignal erkannt, welche in den Frequenzbereichen f3 bis f4, f4 bis f5 und f5 bis f6 liegen, dann steuert die Steuereinheit 6 das digitale Filter 5 derart an, dass die in diesen Frequenzbereichen wirksame Dämpfung auf jeweils 0 dB reduziert wird. Dies ist in der 2 durch die waagrechte gestrichelte Linie in den genannten Frequenzbereichen veranschaulicht.
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Die 3 zeigt ein weiteres Diagramm zur Erläuterung unterschiedlicher Dämpfungen eines empfangenen Schallsignals. Auch in diesem Diagramm ist längs der Ordinate die Dämpfung D in dB und längs der Abszisse die Frequenz f1 aufgetragen. Auch hier reicht der dargestellte Frequenzbereich von einer Frequenz f0 bis zu einer Frequenz f9. Auch hier ist jedem Frequenzbereich eine individuelle Dämpfung zugeordnet. Diese individuelle Dämpfung ist in allen Frequenzbereichen um 10 dB höher als bei dem in der 2 gezeigten Diagramm. Diese in allen Frequenzbereichen um 10 dB höhere Dämpfung wurde dadurch eingestellt, dass der Benutzer ausgehend von den in der 2 veranschaulichten Dämpfungen die Lautstärketaste 19 der Fernbedienung 18 ein- oder mehrmals betätigt hat, um die Lautstärke der vom Lautsprecher 13 ausgegebenen Signale in allen Frequenzbereichen um 10 dB zu verringern bzw. die Dämpfung der das digitale Filter 5 passierenden Signale in allen Frequenzbereichen um 10 dB zu erhöhen.
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Vorzugsweise ist die Form des Gehäuses 2 bügelförmig, so dass das Gehäuse 2 über die Verbindungsstelle eines Ohres mit dem Kopf des Benutzers gelegt werden kann. Die Form des Ohrverschlusselementes 11 ist an die Form des Gehörganges einer Person angepasst, so dass das Ohrverschlusselement in ein Ohr des Benutzers eingeführt werden kann. Der Schallschlauch 10 verbindet das Gehäuse 2 mit dem Ohrverschlusselement 11 und besteht aus biegsamen Kunststoff bzw. Gummi. Auf diese Weise wird ein hoher Tragekomfort der Gehörschutzvorrichtung erreicht. In den Schallschlauch 10 ist eine elektrische Litze integriert, die den Lautsprecher 13 mit Strom und dem Nutzsignal versorgt.
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Es besteht die Möglichkeit, ein Ohrverschlusselement 11 – wie es in der 1 gezeigt ist – mit einem Lautsprecher 13 auszustatten und ein weiteres Ohrverschlusselement, welches in das andere Ohr des Benutzers eingeführt wird, ohne Lautsprecher vorzusehen. Alternativ dazu können auch vom Gehäuse 2 zwei Schallschläuche weggeführt werden, wobei einer dieser Schallschläuche mit einem das linke Ohr des Benutzers verschließenden Ohrverschlusselement und der andere Schallschlauch mit einem das rechte Ohr des Benutzers verschließenden Ohrverschlusselement verbunden ist, wobei in beiden Ohrverschlusselementen jeweils ein Lautsprecher vorgesehen ist.
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Die 4 zeigt eine Blockdarstellung einer Gehörschutzvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel für die Erfindung. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel sind alle Bauteile, die gemäß 1 im Gehäuse 2 angeordnet sind, Bestandteil des Ohrverschlusselementes 11, so dass die in der 4 dargestellte Gehörschutzvorrichtung 1 ein Ohrverschlusselement 11 aufweist, in welches alle zur Verarbeitung des empfangenen Schallsignals notwendigen elektronischen Bauteile integriert sind. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Digital-Analog-Wandler 12 und dem Lautsprecher 13 kein Schallschlauch, sondern eine herkömmliche elektrische Verbindung vorgesehen. In Bezug auf die technische Funktionsweise stimmt die in der 4 gezeigte Gehörschutzvorrichtung 1 mit der in der 1 gezeigten Gehörschutzvorrichtung 1 überein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehörschutzvorrichtung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Elektronik
- 4
- Akku; Batterie
- 5
- digitales Filter
- 6
- Steuereinheit
- 7
- Ein-/Ausschalter
- 8a
- Funkschnittstelle
- 8b
- Infrarotschnittstelle
- 9
- Mikrophon
- 10
- Schallschlauch
- 11
- Ohrverschlusselement
- 12
- Digital-Analog-Wandler
- 13
- Lautsprecher
- 14
- Programmiergerät
- 15
- Funksender
- 16
- Display
- 17
- Tastatur
- 18
- Fernbedienung
- 19
- Lautstärketaste
- 20
- Infrarotsender
- 21
- Funksignal
- 22
- Infrarotsignal
- 23
- Schallsignal
