DE3834442C1

DE3834442C1 - Device for multi-channel transmission of information via the sense of touch

Info

Publication number: DE3834442C1
Application number: DE19883834442
Authority: DE
Inventors: Hans Dr.-Ing. 8028 Taufkirchen De Leysieffer; Guenter 7449 Neckartenzlingen De Hortmann
Original assignee: Hortmann GmbH
Current assignee: Sonova Holding AG
Priority date: 1988-10-10
Filing date: 1988-10-10
Publication date: 1989-11-09

Abstract

A device for the multi-channel transmission of information, particularly speech information, via the sense of touch. The device has a plurality of electromechanical transducers for converting electrical signals into vibrotactile stimulus signals intended for acting on different skin locations of the body surface. These transducers and a preceding signal processing device are integrated in a common portable housing. The transducers are preferably arranged in pairs and advantageously grouped in such a manner that they come to rest against the finger members or the fingertips of the user (Fig. 1). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät für die mehrkanalige Übertragung von Informationen, insbesondere Sprachinformationen, über den Tastsinn, mit einer Mehrzahl von elektromechanischen Wandlern zum Umwandeln von elektrischen Signalen in zur Einwirkung auf verschiedene Hautorte der Körperoberfläche bestimmte vibrotaktile Reizsignale.The invention relates to a device for the multi-channel transmission of information, in particular voice information, via the sense of touch, with a plurality of electromechanical transducers for converting electrical signals intended to affect various skin locations on the surface of the body vibrotactile stimulus signals.

Ein solches Gerät erlaubt es insbesondere, Schwersthörgeschädigten oder Ertaubten und Gehörlosen wesentliche Informationen der natürlichen Sprache zu übermitteln. Dabei ist die mehrkanalige Reizung wichtig, weil der einkanalig gereizte Tastsinn, anders als das gesunde Gehör, nicht in der Lage ist, unterschiedliche Anregungsfrequenzen als verschiedene Informationen deutlich zu unterscheiden. Daher kann eine einkanalige Übertragung von Informationen, bei der nur ein Wandler einen Hautort anregt, im wesentlichen nur Intensitätsunterschiede und zeitliche Strukturen übermitteln. Da die menschliche Sprache aber wesentliche Informationen im Frequenzbereich (Spektralbereich) enthält, ist eine Übertragung mit mehreren getrennten Kanälen unerläßlich, die mit geeigneter Codierung die spektralen Merkmale mittels der gleichen Anzahl von Wandlern (Reizgebern) auf verschiedene Hautorte der Körperoberfläche überträgt. Als Reizregion für die Applikation mehrerer Reizgeber ist aus informationstechnischen Gründen und wegen der psychophysikalischen Eigenschaften des Tastsinns die Hand (bzw. die Hände) am besten geeignet.Such a device allows, in particular, hearing impaired or deaf people and deaf essential information of natural language to transfer. The multi-channel irritation is important because of the single-channel irritated sense of touch, unlike healthy hearing, is unable to differentiate Excitation frequencies as different information clearly to distinguish. Therefore, a single-channel transmission of information, where only one transducer stimulates a skin location, essentially only differences in intensity and transmit temporal structures. Because human language but contains essential information in the frequency range (spectral range), a transmission with several separate channels is essential, which with suitable coding the spectral features using the same number of Transducers (stimulators) on different skin locations on the body surface. As a stimulus region for the application of several stimuli is from information technology Reasons and because of the psychophysical properties the hand (or hands) best suited to the sense of touch.

Bei einem bekannten Gerät der vorstehend genannten Art (DE 35 10 508 A) sind die als taktile Reizgeber dienenden Wandler als Fingerringe ausgebildet, die an die verschiedenen Finger einer Hand angesteckt und über einzelne Anschlußleitungen mit Steuersignalen beaufschlagt werden. Ein anderes bekanntes Gerät zum Ersetzen des direkten Hörens (EP-A2-01 67 471) sorgt für eine mehrkanalige elektrische Stimulation mit Hilfe von Elektroden, welche die Hand mit Stromimpulsen beaufschlagen. Die Elektroden sind dabei gleichfalls in Fingerringe eingebaut, von denen Anschlußleitungen über ein eine gemeinsame Gegenelektrode bildendes Armband zu einer Signalverarbeitungsvorrichtung führen, die in einem separaten Gehäuse untergebracht ist. Des weiteren ist es bekannt (DE 33 22 108 C2), bei einem Sprechanbahnungsgerät einen elektroakustischen Wandler, der akustischen Signalen entsprechende elektrische Signale in mechanische Vibrationen umwandelt, in ein am Handgelenk zu tragendes Armband zu integrieren und über eine Zuleitung an einen entfernt aufgestellten Signalverarbeitungsteil anzuschließen. In a known device of the type mentioned above (DE 35 10 508 A) the transducers serving as tactile stimulators are designed as finger rings, which are attached to the different fingers of one hand and via individual connecting lines with control signals. Another known one Device for replacing direct hearing (EP-A2-01 67 471) ensures multi-channel electrical stimulation with the help of electrodes which the hand with Apply current pulses. The electrodes are also in finger rings built-in, of which connection lines via a common counter electrode lead forming bracelet to a signal processing device, which is housed in a separate housing. Furthermore, it is known (DE 33 22 108 C2), an electroacoustic in a speech initiation device Transducer, electrical signals corresponding to the acoustic signals converted into mechanical vibrations, into one to be worn on the wrist Integrate bracelet and via a supply line to a remote To connect signal processing part.

Hörgeschädigte und Taube sind in aller Regel bestrebt, ihre Behinderung nicht zu zeigen. Infolgedessen ist die Akzeptanz von Hörhilfen und Hörprothesen um so geringer, je auffälliger die betreffenden Geräte sind. Daneben ist es von Wichtigkeit, daß das Hörgerät den Benutzer in seinen Aktivitäten möglichst wenig beeinträchtigt. Hinsichtlich dieser Anforderungen können die bekannten Geräte nicht befriedigen.Hearing impaired people and deaf people are generally anxious, but not their disabilities to show. As a result, the acceptance of hearing aids and hearing prostheses is around the lower the more conspicuous the devices in question are. It is also from Importance that the hearing aid the user in his activities as possible little affected. With regard to these requirements, the known Do not satisfy devices.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, ein tragbares und handliches Gerät zu schaffen, das sich durch besondere Unauffälligkeit auszeichnet und dem Benutzer in hohem Maße Freiheit für andere Aktivitäten gibt.The invention is accordingly based on the object of being portable and to create handy device that is characterized by special inconspicuity and gives the user a high degree of freedom for other activities.

Diese Aufgabe wird bei einem Gerät der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wandler und eine diesen Wandlern vorgeschaltete Signalverarbeitungsvorrichtung in einem gemeinsamen tragbaren Gehäuse integriert sind.This object is achieved according to the invention in a device of the type mentioned at the beginning solved in that the converter and one upstream of these converters Signal processing device integrated in a common portable housing are.

Bei dem Gerät nach der Erfindung entfallen jegliche störenden und auffälligen Zuleitungen und Kabel zwischen Gliedern, z. B. den Fingern und/oder den Handgelenken, des Benutzers und einem von den Reizgebern getrennt untergebrachten Signalverarbeitungsteil. Sämtliche funktionswichtigen Teile sind in einem gemeinsamen Gehäuse zu einer Einheit zusammengefaßt, die so klein wie möglich ausgebildet wird. Das Gerät läßt sich durch einfaches Handauflegen nutzen, wobei die Wandler als solche praktisch unsichtbar sind. Nimmt der Benutzer die Hand weg, ist er sofort wieder völlig frei von jeder Behinderung durch das Gerät. Damit ist eine hohe psychologische und kosmetische Akzeptanz speziell auch bei Kindern gewährleistet.In the device according to the invention, any annoying and conspicuous is eliminated Supply lines and cables between links, e.g. B. the fingers and / or the Wrists, the user and one separately from the stimulators Signal processing part. All functionally important parts are combined in a common housing into one unit that is so small is trained as possible. The device can be put on by hand use, the transducers as such are practically invisible. Takes if the user shakes hands, he is immediately completely free of any disability through the device. This is high psychological and cosmetic Acceptance especially guaranteed for children.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Wandler paarweise in einer zur Anlage an den Fingergliedern (z. B. bei Kindern) oder an den Fingerspitzen geeigneten Gruppierung, vorzugsweise in Angleichung an die Lage der Finger einer Hand, derart strahlenförmig verteilt angeordnet, daß jeweils ein Wandlerpaar mit jeweils einem Finger in Eingriff kommt. Zur Anpassung an die individuellen Bedürfnisse, insbesondere die Fingerlänge, kann dabei zweckmäßig mindestens ein Teil der Wandlerpaare entlang der Verbindungsachse der jeweiligen Wandler verschiebbar und/oder bei mindestens einem Teil der Wandlerpaare der gegenseitige Wandlerabstand in Strahlrichtung einstellbar sein. In a further embodiment of the invention, the converters are in pairs in one for resting on the phalanges (e.g. in children) or on the fingertips suitable grouping, preferably in line with the location of the Fingers of a hand, arranged in a radial pattern, such that one The transducer pair comes into engagement with one finger each. To adapt to the individual needs, especially the finger length, can be useful at least some of the pairs of transducers along the connection axis of the respective transducer slidable and / or at least some of the pairs of transducers the mutual transducer distance in the beam direction can be adjustable.

In das gemeinsame Gehäuse können vorteilhaft auch ein Mikrophon und eine Stromquelle, letztere zweckmäßig in Form eines wiederaufladbaren Akkumulators, integriert sein.A microphone and a can also advantageously be in the common housing Power source, the latter expediently in the form of a rechargeable battery, be integrated.

Als besonders wirkungsvoll bei gleichwohl begrenztem Aufwand erwies sich eine achtkanalige Signalverarbeitung und vibrotaktile Reizung mit vorzugsweise unterschiedlichen Reizfrequenzen.One proved to be particularly effective with limited effort eight-channel signal processing and vibrotactile stimulation with preferably different ones Stimulus frequencies.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further refinements of the invention result from the subclaims.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtPreferred embodiments of the invention are based on the accompanying drawings explained in more detail. It shows

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Gehäuseoberseite eines erfindungsgemäßen Gerätes mit verschiebbar angeordneten Wandlerpaaren, Fig. 1 is a plan view of the housing top side of a device according to the invention with slidably mounted transducer pairs,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine abgewandelte Ausführungsform des Gerätes, Fig. 2 is a plan view of a modified embodiment of the apparatus,

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein weiter abgewandeltes Gerät, bei dem die Wandler der einzelnen Wandlerpaare gegeneinander verstellbar sind, Fig. 3 is a plan view of a further modified apparatus in which the transducers of each transducer pairs are adjustable against each other,

Fig. 4 ein Prinzipschaltbild der Signalverarbeitungsvorrichtung eines Gerätes nach den Fig. 1 bis 3, Fig. 4 is a block diagram of the signal processing apparatus of a device according to FIGS. 1 to 3,

Fig. 5 die Durchlaßcharakteristik der Filterbank der Signalverarbeitungsvorrichtung, Fig. 5 illustrates the transmission characteristics of the filter bank of the signal processing device,

Fig. 6 ein Teilschaltbild einer Inhibitionsmatrix der Signalverarbeitungsvorrichtung und Fig. 6 is a partial circuit diagram of a signal processing device and the Inhibitionsmatrix

Fig. 7 in stark vergrößertem Maßstab eine bevorzugte Ausführungsform eines als Reizgeber vorgesehenen Wandlers. Fig. 7 in a greatly enlarged scale a preferred embodiment of a transducer provided as a stimulator.

Das in Fig. 1 veranschaulichte taktile Hörgerät weist ein kleines tragbares Gehäuse 10 auf, in dem eine Signalverarbeitungsvorrichtung 11 (Fig. 4) untergebracht ist. Die später näher erläuterte Signalverarbeitungsvorrichtung 11 zerlegt ein elektrisches Audiosignal, das von einem Mikrophon oder einer anderen Audiosignalquelle kommt, in im vorliegenden Ausführungsbeispiel acht Frequenzbänder. Die dadurch erhaltenen Teilsignale werden nach einer Hüllkurvendemodulation einem Reizfrequenzträgersignal aufmoduliert. Mit den modulierten Reizfrequenzträgersignalen werden acht elektromechanische Wandler 12 bis 19 angesteuert, um die betreffenden elektrischen Signale in vibrotaktile Reizsignale umzuwandeln. Die Wandler oder Reizgeber 12 bis 19 sind gleichfalls in das Gehäuse 10 integriert. Neben der Gruppe der Wandler 12 bis 19 befindet sich auf der einen, in Fig. 1 rechten Seite der Oberseite 20 des Gehäuses 10 ein Bedienfeld 21. Das Bedienfeld 21 beeinhaltet ein internes (in das Gehäuse 10 eingebautes) Mikrophon 22, einen Eingangswahlschalter 23, einen Batterietest-Taster 24 mit zugeordneter Leuchtdiodenkette 25, einen Steller 26 zur Manipulation der Reizstärke aller acht Kanäle zusammen sowie einen Ein/Ausschalter 27, der zugleich die Wahl der Schwelle des Regeleinsatzes eines Mikrophonvorverstärkers 28 (Fig. 4), d. h. eine Empfindlichkeitseinstellung, erlaubt. Mittels des Eingangswahlschalters 23 kann von dem internen Mikrophon 22 wahlweise auf ein über eine Buchse 29 anschließbares externes Mikrophon oder einen von einer Buchse 30 gebildeten Audioeingang umgeschaltet werden, an den beispielsweise von einem Rundfunk- oder Fernsehgerät kommende Audiosignale anlegbar sind. Das Gerät ist batteriebetrieben. Für diesen Zweck sind in dem Gehäuse 10 vorzugsweise wiederaufladbare Akkumulatoren untergebracht, die zum Wiederaufladen über eine Buchse 31 an ein zweckentsprechendes Netzgerät angeschlossen werden können.The tactile hearing aid illustrated in FIG. 1 has a small portable housing 10 , in which a signal processing device 11 ( FIG. 4) is accommodated. The signal processing device 11 , which will be explained in more detail later, decomposes an electrical audio signal, which comes from a microphone or another audio signal source, into eight frequency bands in the present exemplary embodiment. The partial signals thus obtained are modulated onto an stimulus frequency carrier signal after envelope demodulation. The modulated stimulus frequency carrier signals are used to control eight electromechanical transducers 12 to 19 in order to convert the relevant electrical signals into vibrotactile stimulus signals. The transducers or stimuli 12 to 19 are also integrated in the housing 10 . In addition to the group of transducers 12 to 19 , a control panel 21 is located on one side of the upper side 20 of the housing 10 in FIG . The control panel 21 contains an internal microphone 22 (built into the housing 10 ), an input selector switch 23 , a battery test button 24 with an associated LED chain 25 , an actuator 26 for manipulating the stimulus intensity of all eight channels together, and an on / off switch 27 , which at the same time the choice of the threshold of the control insert of a microphone preamplifier 28 ( FIG. 4), ie a sensitivity setting, is permitted. The input selector switch 23 can be used to switch from the internal microphone 22 either to an external microphone that can be connected via a socket 29 or to an audio input formed by a socket 30 , to which audio signals coming from a radio or television set, for example, can be applied. The device is battery operated. For this purpose, preferably rechargeable batteries are accommodated in the housing 10 , which can be connected to a suitable power supply unit via a socket 31 for recharging.

Die als Reizgeber dienenden Wandler 12 bis 19 weisen jeweils einen schwingenden Stößel 32 auf, der senkrecht zu der Gehäuseoberseite 20 durch eine Blendenöffnung 33 der betreffenden Gehäusewand aus dem Gehäuse 10 vorsteht. Dabei sind immer zwei der Wandler 12 bis 19 paarweise angeordnet. Die vier dadurch erhaltenen Wandlerpaare 12, 13; 14, 15; 16, 17 und 18, 19 sind dabei in Angleichung an die Lage der Finger einer Hand auf der Gehäuseoberseite 20 derart strahlenförmig verteilt angeordnet, daß beim Auflegen der einen Hand des Benutzers die Stößel 32 der Wandler 12 bis 19 je zwei Hautpunkte der Fingerspitzen auf der Innenseite des kleinen Fingers, Ringfingers, Mittelfingers bzw. Zeigefingers berühren. Entsprechend der gezeigten bevorzugten Ausführungsform sind die Wandler 12 bis 19 zur Anlage an den Fingern der linken Hand gruppiert, damit der Benutzer die rechte Hand für andere Tätigkeit frei hat. Die vorstehenden Enden der Stößel 32 der Wandlerpaare 12, 13; 14, 15; 16, 17 und 18, 19 befinden sich jeweils in einer leicht vertieften Griffmulde 34, 35, 36 bzw. 37 an der Gehäuseoberseite 20. Die Stößel 32 der Wandler ragen aus den Blendenöffnungen 33 nur so weit in die Griffmulden 34 bis 37, daß sie beim Auflegen der Fingerkuppen auf die Griffmulden die Hautoberfläche eben berühren.The transducers 12 to 19 serving as stimulus generators each have an oscillating plunger 32 which projects perpendicularly to the housing top 20 through an aperture 33 of the housing wall in question from the housing 10 . Two of the transducers 12 to 19 are always arranged in pairs. The four transducer pairs 12, 13; 14, 15; 16, 17 and 18, 19 are arranged in such a way that they are arranged in a radiation pattern in alignment with the position of the fingers of one hand on the upper side 20 of the housing, so that when the user places one hand, the plunger 32 of the transducers 12 to 19 has two skin points on the fingertips Touch the inside of your little finger, ring finger, middle finger or index finger. In accordance with the preferred embodiment shown, the transducers 12 to 19 are grouped against the fingers of the left hand so that the user has the right hand free for other activities. The projecting ends of the plungers 32 of the pairs of transducers 12, 13; 14, 15; 16, 17 and 18, 19 are each located in a slightly recessed recessed grip 34, 35, 36 and 37 on the top 20 of the housing. The plungers 32 of the transducers protrude from the aperture openings 33 only so far into the recesses 34 to 37 that they just touch the surface of the skin when the fingertips are placed on the recesses.

Die Stößel 32 haben einen Durchmesser von 1 bis 4 mm, vorzugsweise etwa 2 mm. Der Durchmesser der Blendenöffnungen 33 ist dem Stößeldurchmesser derart angepaßt, daß zwischen der Umfangsfläche des Stößels 32 und dem Rand der zugehörigen Blendenöffnung 33 ein Spalt 38 von 0,5 bis 2 mm Breite, vorzugsweise etwa 1 mm Breite, vorhanden ist. Durch die derart bemessenen Spalte wird die Ausbreitung von unerwünschten Oberflächenwellen verhindert. Die Wandler jedes Wandlerpaares 12, 13; 14, 15, 16, 17 und 18, 19 haben in Richtung der der Lage der Finger entsprechenden Strahlen 39, 40, 41 bzw. 42 einen gegenseitigen Mittenabstand A von 2 bis 20 mm und vorzugsweise von 5 bis 15 mm. Als besonders geeignet erwies sich ein Mittenabstand A von etwa 12 mm. Die beiden Wandler eines Wandlerpaares sind bei der in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsform über einen Schlitten 43, 44, 45 bzw. 46 fest miteinander verbunden, und die Längsabmessung B der Griffmulden 34 bis 37 ist so bemessen, daß die Schlitten 43 bis 46 in Richtung der Strahlen 39 bis 42, d. h. entlang der Verbindungsachse der Wandlerpaare, innerhalb eines Verstellbereichs von ±25 mm, vorzugsweise etwa ±9 mm, verschoben werden können. Dies erlaubt es, auf einfache Weise unterschiedliche Fingerlängen zu berücksichtigen.The plungers 32 have a diameter of 1 to 4 mm, preferably about 2 mm. The diameter of the diaphragm openings 33 is adapted to the plunger diameter such that a gap 38 of 0.5 to 2 mm in width, preferably approximately 1 mm in width, is present between the peripheral surface of the plunger 32 and the edge of the associated diaphragm opening 33 . The gap dimensioned in this way prevents the propagation of unwanted surface waves. The transducers of each pair of transducers 12, 13; 14, 15, 16, 17 and 18, 19 have a mutual center distance A of 2 to 20 mm and preferably of 5 to 15 mm in the direction of the rays 39, 40, 41 and 42 corresponding to the position of the fingers. A center distance A of approximately 12 mm has proven to be particularly suitable. The two transducers of a pair of transducers are fixedly connected to one another in the embodiment illustrated in FIG. 1 via a slide 43, 44, 45 and 46 , and the longitudinal dimension B of the recessed grips 34 to 37 is dimensioned such that the slide 43 to 46 in the direction the beams 39 to 42 , ie along the connecting axis of the transducer pairs, can be displaced within an adjustment range of ± 25 mm, preferably approximately ± 9 mm. This allows different finger lengths to be taken into account in a simple manner.

Wie weiter unten näher erläutert ist, steigen die Mittenfrequenzen der Frequenzbänder, in welche das Mikrophonausgangssignal bei der Analyse zerlegt wird, an, und den von niedrigen zu höheren Frequenzen ansteigenden Frequenzbändern sind entsprechend von niedrigen zu höheren Frequenzen ansteigende Reizfrequenzen zugeordnet. Dabei ist die Kanal-Reizort-Zuordnung so getroffen, daß die Frequenzen der Frequenzbänder und die zugehörigen Reizfrequenzen von der einen zur anderen Handseite ansteigen. Bei dem in Fig. 1 veranschaulichten Fall der vibrotaktilen Reizung der Finger der linken Hand liegen die elektromechanischen Wandler 12, 13 am Ausgang der Kanäle 1 und 2 mit den tiefsten Analyse- und Reizfrequenzen. Die Wandler 14, 15 sind an die Kanäle 3 und 4, die Wandler 16 und 17 an die Kanäle 5 und 6 sowie die Wandler 18 und 19 an die Kanäle 7 und 8 mit den höchsten Analyse- und Reizfrequenzen angeschlossen. Entsprechend stimulieren die Kanäle 1 und 2 mit den tiefsten Analyse- und Reizfrequenzen die Spitze des kleinen Fingers, die Kanäle 3 und 4 die des Ringfingers, die Kanäle 5 und 6 die des Mittelfingers sowie die Kanäle 7 und 8 mit den höchsten Analyse- und Reizfrequenzen die Spitze des Zeigefingers. Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist innerhalb jedes Wandlerpaares der bezüglich der Finger vorne liegende Wandler 12, 14, 16, 18 dem Kanal mit der jeweils tieferen Analyse- und Reizfrequenz zugeordnet, während der hintere Wandler 13, 15, 17, 19 dem Kanal mit der jeweils tieferen Analyse- und Reizfrequenz zugeordnet ist. Diese Zuordnung kann gegebenenfalls jedoch auch umgekehrt werden.As will be explained in more detail below, the center frequencies of the frequency bands into which the microphone output signal is broken down in the analysis increase, and the frequency bands rising from low to higher frequencies are correspondingly assigned stimulus frequencies rising from low to higher frequencies. The channel-stimulus location assignment is made so that the frequencies of the frequency bands and the associated stimulus frequencies increase from one side of the hand to the other. In the case of vibrotactile stimulation of the fingers of the left hand illustrated in FIG. 1, the electromechanical transducers 12, 13 are located at the output of channels 1 and 2 with the lowest analysis and stimulation frequencies. The transducers 14, 15 are connected to the channels 3 and 4 , the transducers 16 and 17 to the channels 5 and 6, and the transducers 18 and 19 to the channels 7 and 8 with the highest analysis and stimulation frequencies. Correspondingly, channels 1 and 2 with the lowest analysis and stimulation frequencies stimulate the tip of the little finger, channels 3 and 4 that of the ring finger, channels 5 and 6 that of the middle finger, and channels 7 and 8 with the highest analysis and stimulation frequencies the tip of the index finger. In the illustrated embodiment, within each pair of transducers the transducer 12, 14, 16, 18 located in front of the fingers is assigned to the channel with the lower analysis and stimulation frequency, while the rear transducer 13, 15, 17, 19 is assigned to the channel with the respective one is associated with lower analysis and stimulation frequency. However, this assignment can also be reversed if necessary.

Die in Fig. 2 veranschaulichte abgewandelte Ausführungsform des taktilen Hörgerätes unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 im wesentlichen nur dadurch, daß ein Gehäuse 10′ vorgesehen ist, das so groß bemessen ist, daß der Benutzer die ganze Hand auf die Gehäuseoberseite 20 auflegen kann.The illustrated in Fig. 2 modified embodiment of the tactile hearing aid differs from that of FIG. 1 essentially only in that a housing 10 'is provided which is dimensioned so large that the user can put his whole hand on the top 20 of the housing .

Die weiter abgewandelte Ausführungsform des mehrkanaligen taktilen Hörgerätes gemäß Fig. 3 ist insbesondere für Kinder geeignet. Gegenüber den zuvor erläuterten Ausführungsformen für Erwachsenenhände sind dabei die Wandler 12 bis 19 jedes Wandlerpaares nicht mechanisch fest durch einen Schlitten verbunden; vielmehr können die Wandler entlang den dargestellten Achsen oder Strahlen 39, 40, 41 und 42 unabhängig voneinander verschoben werden, um eine Anpassung an unterschiedliche Fingerlängen zu erlauben. Die Stößel 32 der Wandler 12 bis 19 regen im Gegensatz zu den zuvor erläuterten Ausführungsformen nicht je zwei Hauptpunkte einer Fingerspitze an, sondern aus Abmessungsgründen jeweils Hautpunkte des äußeren und des mittleren Gliedes der Finger. Entsprechend ist die Länge B der Griffmulden 34, 35, 36 und 37 so bemessen, daß die Wandler jedes Wandlerpaares ausgehend von einem gegenseitigen Mittenabstand A von beispielsweise 20 mm um beispielsweise ±9 mm entlang den Strahlen 39 bis 42 nach vorne bzw. nach hinten verlagert werden können.The further modified embodiment of the multi-channel tactile hearing aid according to FIG. 3 is particularly suitable for children. Compared to the previously described embodiments for adult hands, the transducers 12 to 19 of each pair of transducers are not mechanically fixed by a slide; rather, the transducers can be displaced independently of one another along the axes or beams 39, 40, 41 and 42 shown in order to allow adaptation to different finger lengths. In contrast to the previously explained embodiments, the plungers 32 of the transducers 12 to 19 do not excite two main points of a fingertip, but rather, for dimensional reasons, skin points of the outer and middle limbs of the fingers. Correspondingly, the length B of the recessed handles 34, 35, 36 and 37 is dimensioned such that the transducers of each pair of transducers, starting from a mutual center distance A of, for example, 20 mm, are displaced for example ± 9 mm forwards and backwards along the beams 39 to 42 can be.

Die in dem Gehäuse 10 bzw. 10′ untergebrachte Signalverarbeitungsvorrichtung 11 weist gemäß Fig. 4 den Mikrophonvorverstärker 28 auf, der sowohl für eine automatische Verstärkungsregelung als auch für eine Höhenanhebung zur Kompensation des Höhenabfalls im Langzeitspektrum der Sprache sorgt. Für die Höhenanhebung kann eine einem Regelverstärkerteil vorgeschaltete Vorstufe vorgesehen sein, die eine Entzerrung erster Ordnung bewirkt und eine Grenzfrequenz von 500 Hz hat. Der Ein/Aus-Schalter 27 erlaubt es, den Regeleinsatz des Mikrophonverstärkers 28 und damit die Empfindlichkeit des Gerätes in beispielsweise drei Stufen zu wählen. Das Ausgangssignal des Mikrophonvorverstärkers 28 wird mehrkanalig, im vorliegenden Ausführungsbeispiel 8-kanalig, im Bereich von 100 bis 7000 Hz, vorzugsweise im Sprachfrequenzbereich von 150 bis 6230 Hz, verarbeitet, um die wesentliche spektrale Information des Sprachsignals zu übertragen. Jeder der mit seinem Eingang an den Ausgang des Mikrophonvorverstärkers 28 angeschlossenen Kanäle 1 bis 8 weist eines von acht Bandfiltern 51 bis 58 auf. Die Filterbank 51 bis 58 hat Tschebyscheff-Charakteristik, und sie zerlegt das Ausgangssignal des Mikrophonvorverstärkers 28 spektral in folgende Frequenzbänder:The 'accommodated in the housing 10 or 10 the signal processing device 11 comprises according to FIG. 4 shows the microphone pre-amplifier 28 which provides both an automatic gain control as well as for a high frequency boost to compensate for the height of drop in the long-term spectrum of the speech. A pre-stage upstream of a control amplifier part can be provided for the treble boost, which effects first order equalization and has a cut-off frequency of 500 Hz. The on / off switch 27 allows the control insert of the microphone amplifier 28 and thus the sensitivity of the device to be selected in three stages, for example. The output signal of the microphone preamplifier 28 is processed in a multi-channel manner, in the present exemplary embodiment 8-channel, in the range from 100 to 7000 Hz, preferably in the speech frequency range from 150 to 6230 Hz, in order to transmit the essential spectral information of the speech signal. Each of the channels 1 to 8 connected with its input to the output of the microphone preamplifier 28 has one of eight band filters 51 to 58 . The filter bank 51 to 58 has a Chebyshev characteristic, and it spectrally breaks down the output signal of the microphone preamplifier 28 into the following frequency bands:

Dabei sind mit f _u die untere Frequenz, mit f _o die obere Frequenz und mit f _m die Mittenfrequenz des jeweiligen Frequenzbandes bezeichnet. Die Durchlaßcharakteristik der Filterbank 51 bis 58 ist in Fig. 5 als Abhängigkeit der Größe des Ausgangssignals des betreffenden Bandfilters (in dB) von der Eingangsfrequenz dargestellt. Die an den Ausgängen der Bandfilter 51 bis 58 auftretenden Teilsignale werden jeweils einer Demodulatorstufe 61 bis 68 zugeführt. Jede der Demodulatorstufen 61 bis 68 besteht aus einem Doppelweggleichrichter 71 bis 78 und einem nachgeschalteten Tiefpaß 81 bis 88. Bei den Tiefpässen 81 bis 88 handelt es sich vorzugsweise jeweils um einen Tiefpaß erster Ordnung mit einer Grenzfrequenz von 16 Hz im Kanal 1, einer Grenzfrequenz von 24 Hz im Kanal 2 und einer Grenzfrequenz von 35 Hz in den Kanälen 3 bis 8. Die Demodulatorstufen 61 bis 68 bewirken eine Hüllkurvendemodulation der Filterausgangssignale. Die Amplituden der so gewonnenen zeitlich veränderlichen Gleichspannungen representieren die Energieinhalte der einzelnen Spektralbereiche des Sprachsignals. In einer den Tiefpässen 81 bis 88 nachgeschalteten Inhibitionsmatrix 89 werden die Hüllkurvensignale so vermascht, daß durch Differenzbildung der Signale von jeweils spektral benachbarten Kanälen nur die Intensitätsmaxima extrahiert werden, während nichtrelevante Informationen geringerer Stärke unterdrückt werden. Der den Kanälen 3, 4 und 5 zugeordnete Teil der Inhibitionsmatrix 89 ist im einzelnen in Fig. 6 dargestellt. Die den übrigen Kanälen zugeordneten Teile der Inhibitionsmatrix sind in entsprechender Weise aufgebaut. Die Ausgangssignale E₃, E₄ und E₅ der Tiefpässe 83, 84 und 85 werden jeweils von einem Operationsverstärker 90, 91 bzw. 92 der Inhibitionsmatrix 89 invertiert und gelangen über einen Widerstand 94, 95 bzw. 96 auf einen als Umkehraddierer beschalteten Operationsverstärker 97, 98 bzw. 99. Auf den Eingang dieses Umkehraddierers werden zusätzlich die nichtinvertierten Hüllkurvensignale der spektral direkt benachbarten Kanäle über Gewichtungswiderstände R _ÿ geführt. Im veranschaulichten Beispiel gelangen die Signale E₃ und E₅ über die Widerstände R _3/4 bzw. R _5/4 auf den Umkehraddierer 98 des Kanals 4. Auf diese Weise wird quantitativ die DifferenzThe lower frequency is designated by f _u, the upper frequency by f _o and the center frequency of the respective frequency band by f _m . The pass characteristic of the filter bank 51 to 58 is shown in FIG. 5 as a function of the size of the output signal of the band filter in question (in dB) from the input frequency. The partial signals occurring at the outputs of the band filters 51 to 58 are each fed to a demodulator stage 61 to 68 . Each of the demodulator stages 61 to 68 consists of a full-wave rectifier 71 to 78 and a downstream low-pass filter 81 to 88 . The low-pass filters 81 to 88 are preferably first-order low-pass filters with a cut-off frequency of 16 Hz in channel 1, a cut-off frequency of 24 Hz in channel 2 and a cut-off frequency of 35 Hz in channels 3 to 8. The demodulator stages 61 to 68 cause envelope demodulation of the filter output signals. The amplitudes of the time-varying direct voltages thus obtained represent the energy contents of the individual spectral ranges of the speech signal. In an inhibition matrix 89 downstream of the low-pass filters 81 to 88 , the envelope signals are meshed in such a way that only the intensity maxima are extracted by subtracting the signals from spectrally adjacent channels, while suppressing non-relevant information of lesser strength. The part of the inhibition matrix 89 assigned to the channels 3, 4 and 5 is shown in detail in FIG. 6. The parts of the inhibition matrix assigned to the other channels are constructed in a corresponding manner. The output signals E ₃, E ₄ and E ₅ of the low-pass filters 83, 84 and 85 are each inverted by an operational amplifier 90, 91 and 92 of the inhibition matrix 89 and pass through a resistor 94, 95 and 96 to an operational amplifier 97 connected as a reversing adder , 98 and 99 respectively. The non-inverted envelope signals of the spectrally directly adjacent channels are additionally fed to the input of this reversal adder via weighting resistors R _ÿ . In the illustrated example, the signals E ₃ and E ₅ reach the reversing adder 98 of the channel 4 via the resistors R _3/4 and R _5/4 . In this way the difference becomes quantitative

G₄*E₄ - (G _3/4*E ₃ + G _5/4*E ₅) G ₄ * E ₄ - (G _3/4 * E ₃ + G _5/4 * E ₅ )

gebildet. Diese Differenzbildung der Hüllkurven direkt benachbarter Kanäle bewirkt, daß bei einer wählbaren Pegeldifferenz zwischen zwei bzw. drei spektral benachbarten Kanälen die schwächeren Kanäle entsprechend einem geringeren Energieinhalt der Bandfilter gegenüber einem starken Signal abgeschwächt bzw. unterdrückt werden. An den Ausgängen der Inhibitionsmatrix (A₃, A₄ und A₅ für die Kanäle 3, 4 und 5 in Fig. 6) treten daher im wesentlichen nur noch die Hüllkurvensignale der spektralen Maxima (Formanten) des Sprachsignals auf, die wesentliche Informationen erhalten. Schwächere Signale, z. B. nichtinteressante Hintergrundgeräusche, werden unterdrückt. Die Inhibitionsmatrix 89 sorgt damit für eine wählbare Steigerung der spektralen Selektion der Filterband 51 bis 58, durch welche die Klassifizierung der spektralen Merkmale des Sprachsignals (Formanten und Frikative) ermöglicht bzw. verbessert wird.educated. This difference between the envelopes of directly adjacent channels has the effect that, with a selectable level difference between two or three spectrally adjacent channels, the weaker channels are attenuated or suppressed in accordance with a lower energy content of the bandpass filter compared to a strong signal. At the outputs of the inhibition matrix (A ₃, A ₄ and A ₅ for channels 3, 4 and 5 in Fig. 6), therefore, essentially only the envelope signals of the spectral maxima (formants) of the speech signal occur, which contain essential information. Weaker signals, e.g. B. uninteresting background noises are suppressed. The inhibition matrix 89 thus ensures a selectable increase in the spectral selection of the filter band 51 to 58 , by means of which the classification of the spectral features of the speech signal (formants and fricatives) is made possible or improved.

Die Ausgangssignale der Inhibitionsmatrix 89 gelangen auf eine Reihe von acht Amplitudenmodulatoren 101 bis 108 mit zugeordnetem Reizfrequenzoszillator 111 bis 118. Die Reizfrequenzoszillatoren 111 bis 118 erzeugen unterschiedliche Reizfrequenzen, wobei die Frequenzunterschiede so gewählt sind, daß sie von den Sinneszellen des Tastsinns unterschieden werden können bzw. eine unterschiedliche Empfindungsqualität hervorrufen. Vorzugsweise sind die Reizfrequenzen in Stufen von etwa 20% gestaffelt. Sie liegen zweckmäßig im Bereich von 50 bis 500 Hz und vorzugsweise im Bereich von 90 bis 400 Hz. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, sind den von niedrigen zu höheren Frequenzen ansteigenden Frequenzbändern von niedrigen zu höheren Frequenzen ansteigende Reizfrequenzen in sinngemäßer, natürlicher Weise zugeordnet, d. h. tiefe Spektralanteile des Sprachsignals sind der Empfindungsqualität "tiefe Reizfrequenz" bzw. hohe Spektralanteile der Empfindungsqualität "hohe Reizfrequenz" zugeordnet. Bei der veranschaulichten Ausführungsform beträgt die Reizfrequenz im Kanal 1 90 Hz, im Kanal 2 110 Hz, im Kanal 3 140 Hz, im Kanal 4 170 Hz, im Kanal 5 210 Hz, im Kanal 6 260 Hz, im Kanal 7 320 Hz und im Kanal 8 400 Hz. Reizfrequenzen in diesem Bereich können von den Sinnesrezeptoren des Tastsinns gut aufgenommen und verarbeitet werden. Die Reizsignale sind vorzugsweise sinusförmig. Bei den Reizfrequenzoszillatoren 111 bis 118 kann es sich um amplitudengeregelte Wien-Robinson-Generatoren handeln, die von Amplitudenmodulatoren 101 bis 108 in Form von spannungsgesteuerten Verstärkern angesteuert werden. Die Modulatoren 101 bis 108 steuern auf diese Weise die Intensität (Stärke) der Ausgangssignale der Oszillatoren 111 bis 118. Die so in der Amplitude veränderlichen und bezüglich ihrer Frequenz konstanten Signale werden in Endstufen, beispielsweise Gegentakt-B-Endstufen 121 bis 128 verstärkt. Die Endstufen 121 bis 128 treiben die elektromechanischen Wandler (Reizgeber) 12 bis 19, die, wie geschildert, an acht verschiedenen Hautorten der Körperoberfläche, vorzugsweise der Handregion, appliziert werden. Zur Einstellung der Fühlschwellen für die einzelnen Wandler 12 bis 19 ist jeder der Endstufen (Verstärker) 121 bis 128 jeweils ein Regler 131 bis 138 vorgeschaltet.The output signals of the inhibition matrix 89 arrive at a series of eight amplitude modulators 101 to 108 with an associated stimulus frequency oscillator 111 to 118 . The stimulation frequency oscillators 111 to 118 generate different stimulation frequencies, the frequency differences being selected such that they can be distinguished from the sense cells of the sense of touch or produce a different quality of sensation. The stimulus frequencies are preferably staggered in steps of approximately 20%. They are expediently in the range from 50 to 500 Hz and preferably in the range from 90 to 400 Hz. As can be seen from FIG. 4, the stimulus frequencies increasing from low to higher frequencies are assigned in a corresponding, natural manner from low to higher frequencies. ie low spectral components of the speech signal are assigned to the "low stimulus frequency" sensation quality or high spectral components to the "high stimulation frequency" sensation quality. In the illustrated embodiment, the stimulation frequency in channel 1 is 90 Hz, in channel 2 110 Hz, in channel 3 140 Hz, in channel 4 170 Hz, in channel 5 210 Hz, in channel 6 260 Hz, in channel 7 320 Hz and in Channel 8 400 Hz. Stimulus frequencies in this range can be well received and processed by the sense receptors of the sense of touch. The stimulus signals are preferably sinusoidal. The stimulus frequency oscillators 111 to 118 can be amplitude-controlled Wien-Robinson generators, which are driven by amplitude modulators 101 to 108 in the form of voltage-controlled amplifiers. In this way, the modulators 101 to 108 control the intensity (strength) of the output signals of the oscillators 111 to 118 . The signals which are variable in amplitude and constant in frequency are amplified in output stages, for example push-pull B output stages 121 to 128 . The output stages 121 to 128 drive the electromechanical transducers (stimulators) 12 to 19 , which, as described, are applied to eight different skin locations on the surface of the body, preferably the region of the hand. To set the sensing thresholds for the individual transducers 12 to 19 , a controller 131 to 138 is connected upstream of each of the output stages (amplifiers) 121 to 128 .

Die die zeitliche Auflösung des Analyseteils bestimmenden Zeitkonstanten der Hüllkurvendemodulation (Demodulatorstufen 61 bis 68) liegen im Bereich von 5 bis 30 ms und vorzugsweise im Bereich von 10 bis 20 ms. Sie sind damit dem zeitlichen Auflösungsvermögen des Tastsinnes bei mechanischer Reizung der Hautoberfläche angepaßt und so kurz, daß wichtige, kurzdauernde Sprachsignalanteile wie Plosive und Frikative gut übertragen werden können.The time constants of the envelope demodulation (demodulator stages 61 to 68 ) which determine the temporal resolution of the analysis part are in the range from 5 to 30 ms and preferably in the range from 10 to 20 ms. They are therefore adapted to the temporal resolution of the sense of touch with mechanical irritation of the skin surface and are so short that important, short-term speech signal components such as plosives and fricatives can be transmitted well.

Das Ausgangssignal der Endstufen 121 bis 128 geht an jeweils einen der Wandler 12 bis 19, von denen einer, z. B. der Wandler 12, in Fig. 7 in vergrößertem Maßstab dargestellt ist. Der auf dem elektromagnetischen Prinzip beruhende Wandler weist ein zylindrisches Wandlergehäuse mit einem Gehäuseunterteil 140 und einem damit über ein Feingewinde 141 verbundenen Gehäuseoberteil 142 auf. Gehäuseunterteil und Gehäuseoberteil können zweckmäßig aus Messing gefertigt sein. In das Gehäuseunterteil 140 ist ein aus isolierendem Werkstoff, beispielsweise Teflon (eingetragenes Warenzeichen) bestehender zylindrischer Wickelkörper 143 eingesetzt. Der Wickelkörper sitzt auf dem Boden 144 des Gehäuseunterteils 140 auf und trägt eine mit dem Ausgangssignal einer der Endstufen 12 bis 128 beaufschlagte Wicklung 145, deren Drahtenden durch miteinander fluchtende Drahtdurchführungen 146 und 147 des Wickelkörpers 143 bzw. des Gehäuseunterteils 140 aus dem Wandlergehäuse herausgeführt sind (nicht dargestellt). Der Wickelkörper 143 bildet einen zentralen Führungskanal 148 für einen in die Wicklung 145 eintauchenden Permanentmagnetanker 149, der vorzugsweise aus Samarium-Kobalt (SmCo₅) besteht. Der Permanentmagnetanker 149 ist mit seinem in Fig. 7 oberen Stirnende mit einer elastischen Membran 150 verbunden, vorzugsweise verklebt, und er kann sich in Achsrichtung des Führungskanals 148 unter dem Einfluß des von der Wicklung 145 erzeugten magnetischen Wechselfeldes bewegen. Zwischen der von der Membran 150 abliegenden Stirnseite des Permanentmagnetankers 149 und dem Boden 144 des Gehäuseunterteils 140 bildet der Führungskanal 148 eine Luftkammer 151. Diese steht mit der Außenseite des Wicklungsgehäuses über eine Ausgleichsbohrung 152 im Boden 144 des Gehäuseunterteils 140 in Verbindung.The output signal of the output stages 121 to 128 goes to one of the converters 12 to 19 , one of which, e.g. B. the converter 12 is shown in Fig. 7 on an enlarged scale. The converter, which is based on the electromagnetic principle, has a cylindrical converter housing with a lower housing part 140 and an upper housing part 142 connected to it via a fine thread 141 . The lower housing part and upper housing part can expediently be made of brass. A cylindrical bobbin 143 made of insulating material, for example Teflon (registered trademark), is inserted into the lower housing part 140 . The winding body sits on the bottom 144 of the lower housing part 140 and carries a winding 145 to which the output signal of one of the output stages 12 to 128 is applied, the wire ends of which are led out of the converter housing through wire feedthroughs 146 and 147 of the winding body 143 and the lower housing part 140 , which are aligned with one another ( not shown). The winding body 143 forms a central guide channel 148 for a permanent magnet armature 149 which is immersed in the winding 145 and which preferably consists of samarium cobalt (SmCo₅). The permanent magnet armature 149 is connected with its upper end in FIG. 7 to an elastic membrane 150 , preferably glued, and it can move in the axial direction of the guide channel 148 under the influence of the magnetic alternating field generated by the winding 145 . The guide channel 148 forms an air chamber 151 between the end face of the permanent magnet armature 149 remote from the membrane 150 and the bottom 144 of the lower housing part 140 . This is connected to the outside of the winding housing via a compensating bore 152 in the bottom 144 of the lower housing part 140 .

Die vorzugsweise aus säurefestem Gummi bestehende und etwa 0,2 mm starke Membran 150 ist im Bereich ihres Außenrandes zwischen zwei Stützringen, zweckmäßig Stahlringen, 153 und 154 unter mechanischer Vorspannung eingespannt. Dabei kann die Membran 150 um etwa 30% radial gedehnt und dann mit den beiden Stützringen 153, 154 verklebt werden. Der beispielsweise aus Kunststoff oder Aluminium bestehende Stößel 32 ist mit der Membran 150 auf der von dem Magnetanker 149 abgewendeten Seite fest verbunden, zweckmäßig verklebt. Der Stößel 32 ist mit dem Permanentmagnetanker 149 genau zentrisch ausgerichtet. Er ragt durch eine in das Gehäuseoberteil 142 eingesetzte Führungsbuchse 155 hindurch, die vorteilhaft aus einem Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften wie Teflon® besteht. Die Führungsbuchse 155 ist zu dem Führungskanal 148 des Wickelkörpers 143 zentrisch ausgerichtet und mit dem Gehäuseoberteil 142 zweckmäßig durch eine Preßpassung verbunden.The membrane 150, which is preferably made of acid-proof rubber and is approximately 0.2 mm thick, is clamped in the region of its outer edge between two support rings, suitably steel rings 153 and 154 under mechanical prestress. The membrane 150 can be radially stretched by about 30% and then glued to the two support rings 153, 154 . The plunger 32, which is made, for example, of plastic or aluminum, is fixedly connected to the membrane 150 on the side facing away from the magnet armature 149 , expediently glued. The plunger 32 is precisely centered with the permanent magnet armature 149 . It protrudes through a guide bush 155 inserted into the upper housing part 142 , which advantageously consists of a plastic with good sliding properties such as Teflon®. The guide bush 155 is centrally aligned with the guide channel 148 of the winding body 143 and is expediently connected to the upper housing part 142 by an interference fit.

Der Außendurchmesser der Stützringe 153, 154 und des Wickelkörpers 143 sowie der Innendurchmesser des Gehäuseoberteils 142 und des Gehäuseunterteils 140 sind so toleriert, daß die Teile mit geringstmöglichem Spiel ineinandergeschoben werden können. Die Innenbohrung der Führungsbuchse 155 und des Wickelkörpers 143 sind gerieben, um eine minimale Reibung zwischen dem Permanentmagnetanker 149 und dem Führungskanal 148 des Wickelkörpers 143 bzw. der Innenwand der Führungsbuchse 155 zu erreichen. Bei der Montage werden durch Verschrauben des Gehäuseoberteils 142 mit dem Gehäuseunterteil 140 die die Membran 150 haltenden Stützringe 153, 154 fest auf einen in Fig. 7 nach oben vorspringenden Rand 156 des Wickelkörpers 143 gedrückt.The outer diameter of the support rings 153, 154 and the winding body 143 and the inner diameter of the upper housing part 142 and the lower housing part 140 are tolerated so that the parts can be pushed into one another with the least possible play. The inner bore of the guide bush 155 and the winding body 143 are rubbed in order to achieve minimal friction between the permanent magnet armature 149 and the guide channel 148 of the winding body 143 or the inner wall of the guide bush 155 . During assembly, by screwing the upper housing part 142 to the lower housing part 140, the support rings 153, 154 holding the membrane 150 are firmly pressed onto an edge 156 of the winding body 143 which projects upwards in FIG. 7.

Die Resonanzfrequenz des elektromechanischen Wandlers wird im wesentlichen bestimmt durch die Masse des Magnetankers 149 und des Stößels 32 sowie durch die Steifigkeit der Membran 150 und des Luftvolumens in der Luftkammer 151. Die Resonanzfrequenz kann in gewissen Grenzen durch die Steifigkeit des Luftvolumens in der Luftkammer 151, durch die Größe der Ausgleichsbohrung 152 und durch die Masse des Stößels 32 eingestellt werden. Vorteilhaft ist die Resonanzfrequenz so gelegt, daß sie etwa in der Mitte des Reizfrequenzbereiches liegt. Bei dem vorliegend vorgesehenen Reizfrequenzbereich von 90 Hz bis 400 Hz kann die Wandlerresonanzfrequenz zweckmäßig auf etwa 250 Hz eingestellt sein. Die Resonanzgüte wird im wesentlichen durch die innere Dämpfung der Membran 150 bestimmt und ist so gewählt, daß einerseits ein möglichst hoher Wirkungsgrad in dem Reizfrequenzbereich erreicht wird und andererseits die Einschwingzeit des Wandlers nicht zu groß wird, um eine Übertragung kurzdauernder Sprachanteile im Bereich von etwa 10 ms zu gewährleisten. Die maximale (statische) Auslenkung des Magnetankers 149 kann nach oben etwa 1,0 mm und nach unten etwa 1,5 mm betragen. Das Wandlergehäuse kann bei der dargestellten Ausführungsform einen Durchmesser von etwa 11 mm und eine Länge von etwa 20 mm haben.The resonance frequency of the electromechanical transducer is essentially determined by the mass of the magnet armature 149 and the plunger 32 as well as by the rigidity of the membrane 150 and the air volume in the air chamber 151 . The resonance frequency can be set within certain limits by the rigidity of the air volume in the air chamber 151 , by the size of the compensating bore 152 and by the mass of the plunger 32 . The resonance frequency is advantageously set so that it lies approximately in the middle of the stimulation frequency range. With the stimulus frequency range of 90 Hz to 400 Hz provided in the present case, the transducer resonance frequency can expediently be set to approximately 250 Hz. The resonance quality is essentially determined by the internal damping of the membrane 150 and is selected so that on the one hand the highest possible efficiency in the stimulus frequency range is achieved and on the other hand the settling time of the transducer does not become too long to transmit short-term speech components in the range of about 10 to ensure ms. The maximum (static) deflection of the magnet armature 149 can be approximately 1.0 mm upwards and approximately 1.5 mm downwards. In the embodiment shown, the converter housing can have a diameter of approximately 11 mm and a length of approximately 20 mm.

Claims

1. Device for the multichannel transmission of information, in particular voice information, via the sense of touch, with a plurality of electromechanical transducers for converting electrical signals into vibrotactile stimulus signals intended to act on different skin locations on the body surface, characterized in that the transducers ( 12 to 19 ) and a signal processing device ( 11 ) connected upstream of these converters are integrated in a common portable housing ( 10, 10 ' ).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the transducers ( 12 to 19 ) are arranged in pairs.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the transducers ( 12 to 19 ) are arranged in a group suitable for contact with the phalanges.

4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the transducers ( 12 to 19 ) are arranged in a group suitable for contact with the fingertips.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that each of the transducers ( 12 to 19 ) has a vibrating plunger ( 32 ) which is perpendicular to the upper side of the housing ( 20 ) through an aperture ( 33 ) of the relevant housing wall from the housing ( 10, 10 ') protrudes.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the plunger ( 32 ) have a diameter of 1 to 4 mm, preferably about 2 mm.

7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the diameter of the aperture openings ( 33 ) is adapted to the plunger diameter such that a gap ( 38 ) between the peripheral surface of the plunger ( 32 ) and the edge of the associated aperture opening ( 33 ). from 0.5 to 2 mm wide, preferably about 1 mm wide, is present.

8. Device according to one of claims 2 to 7, characterized in that the transducer pairs ( 12, 13; 14, 15; 16, 17; 18, 19 ) in alignment with the position of the fingers of one hand, preferably the left hand, such are arranged in a radially distributed manner that one pair of transducers comes into engagement with one finger each.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that at least some of the pairs of transducers ( 12, 13; 14, 15; 16, 17; 18, 19 ) along the connecting axis ( 39, 40, 41, 42 ) of the respective transducers are slidably arranged is.

10. Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that in at least some of the pairs of transducers ( 12, 13; 14, 15; 16, 17; 18, 19 ) the mutual transducer distance in the beam direction is adjustable.

11. Device according to one of claims 4 to 7 and claim 8 or 9, characterized in that the transducers ( 12 to 19 ) of a pair of transducers in the beam direction have a mutual center distance (A) of 2 to 20 mm and preferably from 5 to 15 mm .

12. Device according to one of claims 5 to 11, characterized in that the projecting ends of the plunger ( 32 ) of the transducer pairs ( 12, 13; 14, 15; 16, 17; 18, 19 ) each in a recessed recessed grip ( 34, 35, 36, 37 ) are on the top of the housing ( 20 ).

13. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the top ( 20 ) of the housing ( 10 ) is dimensioned for placing at least the fingertips.

14. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the top ( 20 ) of the housing ( 10 ') is dimensioned for hanging up the whole hand.

15. Device according to one of the preceding claims, characterized in that additional operating and / or display elements ( 23 to 27 ) sit on the top of the housing ( 20 ).

16. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the upstream of the electromechanical transducers ( 12 to 19 ) signal processing device ( 11 ) is designed such that it is recorded by a microphone ( 22 ) and converted into an electrical signal, in particular acoustic signals Speech signals, and / or signals coming from another audio signal source are broken down into frequency bands and the partial signals thus obtained are modulated onto an stimulus frequency carrier signal after envelope demodulation.

17. Apparatus according to claim 16, characterized in that the signal processing device ( 11 ) is designed for a division into four to ten, preferably eight, frequency bands.

18. Apparatus according to claim 16 or 17, characterized in that the frequency bands in the range from 100 to 7000 Hz, preferably from 150 to 6230 Hz.

19. Device according to one of claims 16 to 18, characterized in that the electromechanical transducers ( 12 to 19 ) are assigned different stimulus frequencies.

20. Apparatus according to claim 19, characterized in that the frequency differences of the stimulus frequencies are chosen so that they are from the sensory cells the sense of touch can be distinguished or a different Create sensation quality.

21. Apparatus according to claim 20, characterized in that the stimulus frequencies are staggered in steps of approximately 20%.

22. Device according to one of claims 16 to 21, characterized in that the stimulation frequencies in the range from 50 to 500 Hz, preferably in the range from 90 to 400 Hz.

23. Device according to one of claims 19 to 22, characterized in that the frequency bands increasing from lower to higher frequencies correspondingly increasing from lower to higher frequencies Stimulus frequencies are assigned.

24. Apparatus according to claim 23, characterized in that the individual channels are assigned to the electromechanical transducers ( 12 to 19 ) such that the frequencies of the frequency bands and the associated stimulus frequencies increase from one side of the hand to the other.

25. Device according to one of claims 16 to 24, characterized in that the time constants of the envelope demodulation in the range from 5 to 30 ms and preferably in the range of 10 to 20 ms.

26. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that it is battery operated, preferably via rechargeable batteries is.

27. Device according to one of claims 4 to 26, characterized in that the batteries are also housed in the housing ( 10, 10 ' ).

28. Device according to one of claims 16 to 27, characterized in that the signal processing device ( 11 ) is provided with a number of channels corresponding number of band filters ( 51 to 58 ) which have different center frequencies and the input signal in a plurality of partial signals disassemble, and that each of the bandpass filters is followed by an envelope demodulator ( 61 to 68 ) and an amplitude modulator ( 101 to 108 ) with a stimulus frequency oscillator ( 111 to 118 ).

29. Apparatus according to claim 28, characterized in that each of the envelope demodulators ( 61 to 68 ) consists of a full-wave rectifier ( 71 to 78 ) and a downstream low-pass filter ( 81 to 88 ).

30. Apparatus according to claim 28 or 29, characterized in that an amplifier ( 121 to 128 ) is connected between the amplitude modulators ( 101 to 108 ) and the transducers ( 12 to 19 ).

31. Apparatus according to claim 30, characterized in that a controller ( 131 to 138 ) is connected upstream of the amplifiers ( 121 to 128 ) for setting the sensing thresholds for the individual transducers ( 12 to 19 ).

32. Device according to one of claims 28 to 31, characterized in that between the envelope curve demodulators ( 61 to 68 ) and the amplitude modulators ( 101 to 108 ) an inhibition matrix meshing the envelope signals of adjacent channels ( 89 ) is connected to suppress the weaker signals.

33. Device according to one of claims 28 to 32, characterized in that the microphone ( 22 ) is associated with a microphone preamplifier ( 28 ) with height increase to compensate for the drop in height in the long-term spectrum of the speech.

34. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the transducers ( 12 to 19 ) each have a permanent magnet armature ( 149 ) attached to a membrane ( 150 ), which moves in an electrically generated alternating magnetic field.

35. Apparatus according to claim 34, characterized in that each of the transducers ( 12 to 19 ) has a transducer housing from a lower housing part ( 140 ) and an associated, preferably screwed, upper housing part ( 142 ), in which the membrane ( 150 ), a the winding ( 145 ) generating the alternating magnetic field and the permanent magnet armature ( 149 ) are accommodated.

36. Apparatus according to claim 35, characterized in that the winding ( 145 ) is wound onto a winding body ( 143 ) which is inserted into the lower housing part ( 140 ) in a tightly tolerated manner and is seated on the bottom ( 144 ) of the lower housing part and which has a central guide channel ( 148 ). for the permanent magnet armature ( 149 ).

37. Apparatus according to claim 36, characterized in that the guide channel ( 148 ) forms an air chamber ( 151 ) between the end of the permanent magnet armature ( 149 ) projecting into the winding ( 145 ) and the bottom ( 144 ) of the lower housing part ( 140 ) communicates with the outside of the converter housing via a compensating bore ( 152 ).

38. Device according to one of claims 34 to 37, characterized in that the membrane ( 150 ) is clamped between the support rings ( 153, 154 ) engaging at the edge region of the membrane under mechanical prestress.

39. Apparatus according to claim 38, characterized in that the support rings holding the membrane ( 153, 154 ) are fitted between the upper housing part ( 142 ) and the winding body ( 143 ) and pressed against the winding body ( 143 ) when the converter housing is assembled from the upper housing part will.

40. Device according to one of claims 34 to 37, characterized in that the plunger ( 32 ) with the membrane ( 150 ) on the side facing away from the permanent magnet armature ( 149 ) is fixedly connected and aligned centrally to the permanent magnet armature.

41. Apparatus according to claim 40, characterized in that the plunger ( 32 ) protrudes through a guide bushing ( 155 ) which is centered in the upper housing part ( 142 ) and is centered on the guide channel ( 148 ) of the winding body ( 143 ).

42. Device according to one of claims 34 to 41, characterized in that the permanent magnet armature ( 149 ) consists of samarium cobalt.

43. Device according to one of claims 34 to 42, characterized in that the membrane ( 150 ) is an acid-resistant rubber membrane.