DE69831230T2 - Drahtlose hörmuschel für einen offenen gehörgang - Google Patents
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Description
- GEBIET DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hörmuschel für einen offenen Gehörgang, und insbesondere eine Hörmuschel für einen offenen Gehörgang, welche mit externen Geräten über eine drahtlose Verbindung kommunizieren kann.
- Das U.S. Patent Nr. 5 572 594 beschreibt einen Gehörganggerätehalter, welcher die Verschlusslauteffekte durch Minimierung der Dämpfung der Schallwellen, welche durch den Gehörgang zu dem Trommelfell gelangen, minimiert. Dieser Gerätehalter ist jedoch nicht für den Betrieb mit Standardhörgeräten ausgelegt.
- STAND DER TECHNIK
- Die Telekommunikationsindustrie befand sich in der vergangenen Dekade in einem Zustand schnellen Wachstums. Das Ergebnis dieses Wachstums war die Verbreitung von Kommunikationssystemen, z.B. Telefonen, Funktelefonen, und Computernetzwerken, und die Schaffung der Möglichkeit jemanden zu kontaktieren, wenn er von zu Hause oder dem Büro abwesend ist. Seit der Zunahme der Funktelefone besteht ein Bedarf an Freisprech-Kommunikationsmethoden, und zwar entweder für ein Funktelefon oder für ein normales Telefon. Eine solche Methode bietet ein Kopfhörer mit Mikro (sog. "Headset") mit einem Galgenmikrofon. Das Headset kann entweder ein oder zwei Hörmuscheln haben, welche auf das Ohr passen und ein Galgenmikrofon, welches an der Hörmuschelbaugruppe angebracht ist und sich bis zum Mund des Benutzers erstreckt. Das Headset wird entweder durch Anbringen am Kopf oder durch Anbringen hinter dem Ohr gesichert. Das Problem bei dieser Baugruppe ist, dass sie kosmetisch unattraktiv ist, und es unangenehm ist, sie über lange Zeitspannen zu tragen. Des Weiteren ist sie groß, springt ins Auge, lästig und für Freisprech-Betrieb während des Fahrens oder Gehens ungeeignet.
- Ein anderes Problem mit dem herkömmlichen Headset mit Galgenmikrobaugruppen besteht darin, dass diese Baugruppen die Sprachsignale in der Hörmuschel nicht umwandeln, um Korrekturen für verschiedene Hörbeeinträchtigungen zuzulassen. Herkömmliche Hörgeräte werden üblicherweise so verwendet, dass sie entweder hinter das Ohr oder in das Ohr passen. Über verschiedene Signalverarbeitungstechniken werden Töne, die an das Ohr übertragen werden sollen, bearbeitet, um das Hören des Benutzers innerhalb des verwendbaren akustischen Frequenzbereichs zu erleichtern und zu optimieren. Diese Geräte blockieren jedoch den Gehörgang, so dass nur wenige oder gar keine Töne in einer natürlichen, nicht unterstützen Form das Ohr erreichen. Des Weiteren weisen solche Geräte Mängel auf, wie z.B. Rückkopplungen, wenn sie mit Kommunikationsgeräten, wie z.B. Telefonen, benutzt werden.
- Herkömmliche Hörgeräte bieten im Allgemeinen eine ausreichende Signalaufbereitung für die meisten Hörbeeinträchtigungen über den gesamten nötigen Frequenzbereich. Diese Gerätearten sind jedoch für Menschen mit geringen Hörverlusten aus einer Vielzahl von Gründen nicht optimal. Herkömmliche Hörgeräte können laute Töne unnötigerweise verstärken, so dass diese Töne unbehaglich und lästig für Benutzer mit geringen Hörverlusten werden. In vielen Hörgeräten werden solche lauten Töne auch durch Tonverarbeitungsschaltkreise verzerrt, was die Verständlichkeit der Sprache oder die Qualität der anderen Töne maßgeblich verschlechtert. Zusätzlich bewirken diese Arten von Hörgeräten oft Phasenverschiebungen bei empfangenen Tönen, was zu einer Verringerung der Fähigkeit des Benutzers führt, die Tonquellen zu lokalisieren. Diese Hörgeräte können daher bestimmte Töne beeinträchtigen, welche die Benutzer mit geringen Hörverlusten ansonsten ohne jegliche Hilfe ausreichend gut hören könnten. Herkömmliche Hörgerätesysteme verursachen ein Problem, welches als Okklusionseffekt (Verschlusslauteffekt) bekannt ist. Der Okklusionseffekt führt zur gesteigerten Lautstärke von Niedrigfrequenztönen aufgrund der Übertragung von Tönen durch Gewebeleitfähigkeit wenn der Gehörgang blockiert ist und die Luftleitfähigkeit behindert wird, wodurch Töne entstehen, die für den Nutzer sowohl unnatürlich als auch unangenehm sind. Zusätzlich sind diese herkömmlichen Hörgeräte für Benutzer mit geringen Hörverlusten übermäßig kompliziert und lästig.
- Deswegen besteht ein Bedarf an einer Kommunikationshörmuschel welche die Freisprech-Kommunikation mit einem Funktelefon oder anderen Zwei-Wege-Kommunikationsgeräten erlaubt, welche unauffällig und kosmetisch attraktiv ist. Gleichzeitig sollte die Hörmuschel den Gehörgang zumindest geringfügig offen lassen, um es Benutzern mit geringer Hörbeeinträchtigung oder keinen Hörbeeinträchtigungen zu ermöglichen, Umgebungstöne über den Gehörgang zu empfangen. Außerdem sollte die Hörmuschel imstande sein, Veränderungen der Töne zu ermöglichen, welche durch die Hörmuschel verursacht wurden, um jegliche Hörbeeinträchtigungen auszugleichen.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kommunikationshörmuschel, welche durch Benutzer mit oder ohne Hörbeeinträchtigungen verwendet werden kann, um so mit einem externen Gerät kommunizieren zu können, wie z.B. mit externen Kommunikationsnetzwerken. Eine Kommunikationshörmuschel umfasst ein Gehörgangsröhrchen in einer zur Positionierung in dem Gehörgang eines Benutzers geeigneten Größe, so dass der Gehörgang zumindest teilweise offen ist für direktes Empfangen von Umgebungstönen ohne Verstärkung. Es wird auch ein Tonprozessor bereitgestellt, um die empfangenen Umgebungstöne zu verarbeiten, um ein aufbereitetes analoges Signal zu erstellen. Das aufbereitete analoge Signal wird dann in digitale Signale umgewandelt und über eine drahtlose Verbindung an eine Fernbedienungseinheit übertragen. Die Hörmuschel empfängt auch Signale von der Fernbedienungseinheit, welche dann bearbeitet und auf einen Lautsprecher in der Hörmuschel beaufschlagt werden. Die empfangenen bearbeiteten Signale können auch genutzt werden, um Geräuschkompensation zu erzeugen und/oder die Verwendung der Hörmuschel als ein Kommunikationsmittel zu verbessern.
- Gemäß einer alternativen Ausfhrüngsform ist die Kommunikationshörmuschel so angepasst, dass sie vollständig in das Ohr passt, wobei der Gehörgang mindestens teilweise für das Empfangen von Umgebungstönen offen bleibt.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Diese und andere Ziele können durch die unten stehende Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen vollständig verstanden werden, worin:
-
1 eine drahtlose Hörmuschel für einen offenen Gehörgang gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; -
2 eine Hörmuschel für einen offenen Gehörgang darstellt; -
3 ein Blockdiagramm einer drahtlosen Hörmuschel für einen offenen Gehörgang gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; -
4(a) –(b) die erfindungsgemäße Hörmuschel darstellen, welche gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an verschiedenen externen Geräten angebracht ist; -
5 ein Blockdiagramm einer Fernbedienungsverarbeitungseinheit darstellt, welche in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung steht; und -
6 –11 verschiedene Hörmuschelsysteme gemäß beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
1 veranschaulicht eine drahtlose Hörmuschel für einen offenen Gehörgang, welche als ein Hörgerät/Kommunikationsgerät eingesetzt werden kann. Die Hörmuschel10 umfasst drei Hauptteile: ein Ohrröhrchen12 , ein Verarbeitungsteil14 und eine Antenne16 , welche genutzt werden kann, um mit anderen elektronischen Teilen zu kommunizieren, wie es nachstehend beschrieben wird. -
2 liefert eine detailliertere Ansicht des Ohrröhrchenbereichs12 . Das Hörmuschelsystem für einen offenen Gehörgang20 umfasst ein Gehörgangsröhrchen22 , welches zur Positionierung in dem Ohr des Benutzers ausgelegt ist, so dass der Gehörgang zumindest teilweise für das direkte Empfangen von Umgebungstönen offen bleibt. Das Gehörgangsröhrchen22 ist mit einem Hörmuschelröhrchen24 verbunden. Diese Verbindung kann dadurch hergestellt werden, dass man das Gehörgangsröhrchen22 kegelförmig zugespitzt auslaufen lässt, so dass das Hörmuschelröhrchen24 und das Gehörgangsröhrchen22 sicher zusammen passen. Alternativ kann ein Verbindungsstück oder ähnliches benutzt werden, um das Gehörgangsröhrchen22 und das Hörmuschelröhrchen24 zu verbinden, oder das Hörmuschelröhrchen24 und das Gehörgangsröhrchen22 können als ein einzelnes gemeinsames Röhrchen ausgeführt sein. Das Hörmuscheköhrchen24 ist auch mit einem Gehäuse26 verbunden. Das Gehäuse26 umschließt ein Tonverarbeitungsgerät, Lautsprecher und ein Mikrofon, wie unter Bezug auf3 beschrieben. -
2 veranschaulicht ferner einen Widerhaken28 , der an einer Seite des Gehörgangröhrchens22 angebracht werden kann. Der Widerhaken28 erstreckt sich außerhalb des Gehör gangröhrchens22 , so dass es hinter dem Tragus ruht, um das Gehörgangsröhrchen22 genau in dem Gehörgang platziert zu halten. Der Widerhaken kann aus weichem Material hergestellt sein, (z.B. gummiähnliches Material), um das Ohrgewebe nicht zu verletzen. An dem Ende des Gehörgangröhrchens22 , kann die Spitze30 weich sein, so dass die Gehörgangwand nicht verletzt wird. - Das Röhrchen
22 kann nach der Kontur des Ohres geformt und aus einem Material gefertigt sein, welches eine gewisse Steifheit aufweist (z.B. Plastik oder anderes Material). Dadurch wirkt die gesamte Baugruppe, inklusive dem Gehäuse26 , den Röhrchen22 und24 , dem Widerhaken28 und der Spitze30 als Einheit, um die Hörmuschel in Position zu halten. Das Röhrchen22 kann so flexibel gestaltet sein, dass die Spitze der Hörmuschel leicht in das Ohr und aus ihm heraus geführt werden kann. - Das Gehäuse
26 setzt Schaltkreise ein, um Signale an ein Fernbedienungsteil, wie z.B. einen persönlichen Kommunikationsknoten (personal communication node) oder ein Funktelefon zu senden und zu empfangen. Ein Hörgerät mit einem drahtlosen Fernbedienungsprozessor ist in WO96/41498 A offengelegt. Wie in3 veranschaulicht, kann die durch die Hörmuschel ausgeführte Aufbereitung in drei Hauptbereiche unterteilt werden: einen Transceiver30 , einen handelsüblichen digitalen I/C Steuerchip32 ; und einen analogen Chip34 . Der Transceiver30 ist miteiner Antenne31 verbunden. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Transceiver30 ein Galliumarsenidtransceiver sein, welcher bei 5,8 GHz betrieben wird, und die Antenne kann auf ein Viertel einer Wellenlänge eingestellt werden, wodurch die Antenne ungefähr 1,27 cm (1/2 Zoll) lang ist. Der handelsübliche digitale Steuerchip32 führt alle digitalen Funktionen aus, die zum Steuern der drahtlosen Verbindung zwischen dem Transceiver und dem externen Gerät benötigt werden, und führt auch Paketieren, Depaketieren der Daten in Pakete, Fehlerberichtigungs-Codierung, etc., aus. Der digitale Steuerchip32 kann auch die digitalen Funktionen in Bezug auf Analog-in-Digital-Umwandlung ausführen. Der analoge Chip34 ist mit einem Mikrofon35 und einem Lautsprecher36 verbunden. Wenn das Mikrofon ein Signal erfasst, wird das Signal an einen Sigma-Delta A/D-Modulator37 gesendet. Der Modulator37 gibt einen seriellen Strom von digitalisierten Daten mit einer sehr hohen Frequenz ab. Der Datenstrom wird an einen Dezimationsfilter38 gesendet, welcher ein Digitalfilter ist, der aus dem Datenstrom bei einer niedrigeren Taktzahl eine Parallelanordnung von Bits, welche die individuellen Abtastwerte darstellen, filtert. In dieser Ausführungsform wurden die analogen und digitalen Teile der Analog/Digital-Wandlung getrennt, so dass der analoge Teil durch den analogen Chip ausgeführt und der digitale Teil durch den digitalen Chip ausgeführt wird. Es liegt für den Fachmann nahe, dass die A/D- Wandlung durch andere Möglichkeiten ausgeführt werden kann oder ohne die analogen und digitalen Teile zu trennen, und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die Abtastwerte des Dezimationsfilters38 werden in einem FIFO39 gepuffert, wobei die Daten normalerweise von 8 bis 16 Bit tief sind, abhängig von der Tiefe des Analog-/Digital-Wandlers. Das Signal wird dann mit Fehlerberichtigungs-Codierungs-Bits in der Fehlerberichtigungs-Codierungs-Verschlüsselungseinheit40 verschlüsselt. Die Verschlüsselungseinheit40 fügt dem zu übertragenden Bitstrom Bits zu, welche redundante Informationen der übertragenen Daten darstellen. Die Redundanz erlaubt dem anderen Ende der Verbindung, der Verarbeitungseinheit in den externen Geräten, Fehler zu beheben, welche in der drahtlosen Verbindung aufgrund von Störungen und Signalabbrüchen vorkommen können. Das verschlüsselte Signal wird dann in einem Paketierer41 paketiert, um notwendige übergeordnete Bits für Header und einleitende Informationen, Stop-Bits, Synchronisations-Bits, Adressbits, etc., hinzuzufügen. Diese Information wird benötigt, um die Verbindung richtig zu handhaben. Die paketierten Daten werden dann an den Transceiver30 gesendet, der die Information an die Fernbedienungseinheit übermittelt. - Empfängt der Transceiver
30 Daten, werden die Daten an einen Depaketierer42 gesendet. Der Datenstrom wird dann an die Fehlerberichtigungs-Codierungs-Anzeigeeinheit43 gesendet, welche durch Überprüfen der Fehlerberichtigungs-Codierung alle Fehler zurücksetzt, die sich während der Überwagung ereignen. Die dekodierten Signale werden dann in einem FIFO44 zwischengespeichert. Der digitale Datenstrom wird dann mit einem D/A-Wandler, der z.B. eine Impulsdauermodulation in dem Regler45 sein kann, in ein analoges Signal zurückgewandelt. Ein analoges Signal wird dann von dem Regler45 hergestellt und an einem Verstärker46 angelegt, der den Lautsprecher36 ansteuert. - Der digitale Steuerchip kann eine Energieversorgung zur Bereitstellung von Energie für den Steuerchip und den Transceiver
30 enthalten. Zusätzlich kann der Steuerchip32 auch eine Energieversorgungsüberwachung50 enthalten, die die Lebensdauer von Batterien durch Ausschalten oder Einleiten des Ruhezustandes für vorgegebene Zeitspannen, in welchen das System nicht benötigt wird, maximiert. Der Steuerchip32 enthält auch einen Mikrocontroller-Zeit-Prozessor52 und zugehörige Speicher54 und56 . - Die empfangenen und aufbereiteten Signale können auch eingesetzt werden, um Geräuschdämpfung zu erzeugen und/oder den Gebrauch des Geräts als Kommunikationsgerät zu verbessern. Normalerweise liegen Geräusche, die durch das Hörgerät aufgenommen werden, in einem Frequenzbereich von z.B. etwa 500 Hz, während die zu erkennende Sprache in einem zweiten Frequenzbereich liegt, z.B. über 1000 Hz. Deswegen kann die Hörmuschel Signale im Bereich von 400–600 Hz von den empfangenen Signalen ausfiltern. Die sich daraus ergebenen Signale können dann verstärkt und invertiert und an den Lautsprecher gesendet werden, um in den Gehörgang übertragen zu werden. Die invertierten Signale werden dann die Geräuschkomponente des Tones in dem Gehörgang von etwa 500 Hz entfernen. Zusätzlich kann ein Teil des an dem Mikrofon empfangenen Signals verarbeitet werden und zurück an den Lautsprecher gesendet werden, um dem Benutzer zu helfen, seine/ihre eigene Stimme zu hören, die teilweise verzerrt sein kann, da die Hörmuschel teilweise das Ohr verschließt.
- In der oben beschriebenen Hörmuschel sind alle elektronischen Komponenten der Hörmuschel, z.B. inklusive des Mikrofons und Lautsprechers, in der Hinter-dem-Ohr-Komponente der Hörmuschel untergebracht. Für den Fachmann ist es naheliegend, dass die Hörmuschel so gestaltet werden kann, dass sie in das Ohr oder den Gehörgang passt, solange der Gehörgang zumindest teilweise offen bleibt, um Umgebungstöne zu empfangen. Z.B. kann die Hörmuschel
90 wie ein offener Zylinder mit dicken Wänden92 ausgeführt sein, wobei es die Öffnung94 in der Mitte des Zylinders Umgebungstönen erlaubt, in den Gehörgang vorzudringen; dabei sind alle elektrischen Komponenten, wie in6 dargestellt, in den Wänden des Zylinders angebracht, wobei aber die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. - Gemäß verschiedenen alternativen Ausführungsformen können das Mikrofon und der Lautsprecher an unterschiedlichen Orten außerhalb der BTE-Komponente (BTE = behind the ear = Hinter dem Ohr) platziert werden. Dies verbessert die Qualität des Tones, welcher durch das Mikrofon aufgenommen wurde, und insbesondere die Stimme des Benutzers, wobei das Ohr als natürlicher Filter dient. Gemäß einer in
7 illustrierten Ausführungsform, wird ein Röhrchen90 in den Eingang des Mikrofons35 eingebracht und das Röhrchen erstreckt sich in den Gehörgang des Benutzers. Das an dem Gehörgang angebrachte offene Ende des Röhrchens90 erlaubt Tönen im Gehörgang in das Röhrchen vorzudringen und sich bis zum Eingang des Mikrofons35 auszubreiten. Alternativ könnte das Röhrchen90 , wie in8 veranschaulicht, ab dem Mikrofon35 verlängert werden, aber außerhalb des Gehörgangs angebracht sein, um die durch Töne des Lautsprechers verursachte und von dem Mikrofon35 aufgenommene Rückkopplung zu verringern. Wie in9 illustriert, kann in einer anderen Ausführungsform anstatt des Einsetzens eines Röhrchens, um den Ton an einen Eingang des Mikrofons35 zu liefern, das Mikrofon35 von dem Gehäuse26 zu dem Ende des Gehörgangröhrchens90 , welches in dem Gehörgang angebracht ist, bewegt werden. In dieser Ausführungsform werden Ausgaben des Mikrofons elektronisch über eine im Gehörgang90 enthaltene Leitung an das Gehäuse26 zur Aufbereitung überführt. Wie in10 illustriert, kann der Lautsprecher ebenso von dem Gehäuse26 zu dem Gehörgangsröhrchen bewegt werden. Letztlich werden, wie in11 illustriert, sowohl das Mikrofon, als auch der Lautsprecher der Hinter-dem-Ohr-Komponente in das In-dem-Kanal-Gerät verlagert, wobei vier Kabel (zwei für das Mikrofon und zwei für den Lautsprecher) durch ein oder mehrere Kabel zu den elektronischen Signalverarbeitungskomponenten führen, welche in dem Gehäuse26 angebracht sind. Es ist für den Fachmann naheliegend, dass das Mikrofon und der Lautsprecher auch irgendwo zwischen dem Gehäuse26 und dem Ende des/der Gehörgangröhrchen(s) angebracht sein können. - Wie oben erwähnt und in den
4(a) –(b) illustriert, kann die Hörmuschel mit einem Funktelefon oder einem persönlichen Kommunikationsknoten (PCN) über eine drahtlose Verbindung kommunizieren. Ein beispielhafter persönlicher Kommunikationsknoten ist in der U.S. Patentanmeldung Nr. 08/758 365, inzwischen als U.S. Patent 6112103 am 29.08.2000 veröffentlicht, beschrieben, welche am 3. Dezember 1996 unter dem Titel "Personal Communication Device" angemeldet wurde. Auch wenn nur eine Hörmuschel gezeigt ist, würde ein Fachmann verstehen, dass es für einen Benutzer wünschenswert wäre, zwei Hörmuscheln zu tragen.4(a) illustriert einen persönlichen Kommunikationsknoten gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der PCN100 ist zu Illustrationszwecken in4(b) dargestellt, wobei er mit einem Funktelefon110 verbunden ist, welches zur direkten Verbindung an den PCN100 angepasst ist. Der PCN100 erlaubt einem Benutzer mindestens ein Fernbedienungsgerät einfach durch Ausgabe von Sprachbefehlen zu regeln. Der PCN100 erkennt und übersetzt die Sprachbefehle des Benutzers, bestimmt ob die Befehle an ein vorhandenes Fernbedienungsgerät, mit welchem er verbunden ist, gesendet werden sollen, und leitet dementsprechend die Sprachbefehle an das dazugehörige Fernbedienungsteil weiter. Zum Beispiel kann der PCN100 direkt an ein Funktelefon110 angeschlossen werden, welches für die Verbindung mit einem PCN ausgelegt ist. Das Funktelefon110 kann in normaler Art und Weise durch Codeeingaben über eine kleine Tastatur oder als Antwort auf von dem PCN100 verschickte Sprachbefehle, betrieben werden. Es liegt für einen Fachmann nahe, dass ein Funktelefon ohne eine kleine Tastatur oder Bildschirm eingesetzt werden kann und stattdessen lediglich durch Sprachbefehle gesteuert werden kann. Wird der PCN100 mit einem Funktelefon110 verbunden, kann ein Benutzer Gespräche beantworten, Gespräche führen, Nachrichten empfangen oder senden und so weiter, und zwar einfach durch Ausführen von Sprachbefehlen. Ebenso kann der PCN an anderen elektronischen Geräten, wie z.B. Computer, angeschlossen werden, welche durch den Einsatz von Sprachbefehlen gesteuert werden können. - Wie
5 zeigt, verarbeitet der PCN100 Signale, welche er von der durch den Benutzer getragenen Hörmuschel über einen Lautsprecher102 empfängt, wobei diese sowohl Sprachbefehle zur Steuerung des Funktelefons100 als auch Sprachdaten umfassen, die über das Funktelefonnetzwerk geleitet werden, und übermittelt geeignete Signale an das Funktelefon110 . Der PCN100 bearbeitet auch Signale des Telefons110 und übermittelt diese Signale über den Sender104 an die Hörmuschel. Zur Ausführung dieser Funktionen enthält der PCN100 ein Betriebssystem112 , Audio-Digital-Signalverarbeitungs-Algorithmen (DSP = digital signal processing)114 , einen Daten Eingang/Ausgang (I/O) Pufferregler116 , einen Spracherkennungsbefehlregler118 , ein Tonverarbeitungssystem120 , Daten I/O Puffer122 und124 , eine adaptive Sprachfilter- und Geräuschkompensationseinheit126 , und eine Speichereinheit128 und/oder jede beliebige Kombination oder Unterkombination dieser Komponenten. - Das Betriebssystem
112 enthält Software zur Planung der Softwareanwendungen, Planung der Handhabung von Abbruchanfragen, Daten-Eingabe/Ausgabe, und teilt Speicher für verschiedene Anwendungen des PCN100 zu. Die Tonverarbeitungseinheit120 enthält grundlegende Software, welche z.B. in einem Hörgerät zur Verbesserung der Signalverständigung und Verständlichkeit benutzt wird. Das Tonverarbeitungssystem120 kann mit einem Funkprozessor ausgestalten sein, in der Art wie in WO96/41498A beschrieben. Die Tonverarbeitungseinheit120 kann auch die oben erwähnte Geräuschkompensation ausführen. - Die Tonverarbeitungseinheit
120 kann auch zum Abändern der empfangenen Signale programmiert werden, um verschiedene Probleme auszugleichen. Zunächst haben verschiedene Arten von Funktelefonen an der Buchse des Headsets, an welche der PCN angeschlossen wird, unterschiedliche Amplitudenpegelwerte. Damit der PCN und die Hörmuschel richtig mit dem Funktelefon über die Buchse des Headsets kommunizieren können, müssen die Amplitudenpegelwerte des PCN und des Funktelefons übereinstimmen. Deswegen muss das Tonverarbeitungssystem in der Lage sein, die Verstärkung der Signale, die zwischen dem PCN und dem Funktelefon laufen, anzupassen, bis die Verstärkung abgestimmt ist. Dies erlaubt es, den PCN an verschiedene Funktelefone anzuschließen und die Kompatibilität beizubehalten. - Bei Funktelefonen wird die Stimme des Benutzers durch das Mikrofon aufgefangen und ein Teil des Sprachsignals wird an die Hörmuschel zurückgegeben, so dass der Benutzer seine eigene Stimme im Telefon hören kann. Wird die erfindungsgemäße Hörmuschel mit einem Funktelefon betrieben, wird ein Teil der zurückgegebenen Stimme des Benutzers des Funkte lefons an den Lautsprecher in der Hörmuschel gesendet, der das Signal in den Gehörgang überträgt. Wenn das Signal sehr stark ist, oder der Sprecher und das Mikrofon sehr nah zusammen sind, kann eine Rückkopplungsschleife erzeugt werden, da das Mikrofon das zurückgekoppelte Signal aufnimmt, was zu einem pfeifenden Geräusch führen kann. Ein anderes Rückkopplungsproblem ergibt sich, wenn zwischen den beiden Benutzern eine Verzögerung in der Übertragungsverbindung herrscht. Während des Gesprächs kann die Stimme der anderen Person in den Gehörgang des Hörmuschelbenutzers gelangen, aber gleichzeitig wird die Stimme durch das Mikrofon aufgefangen, welches die Stimme zurück an den anderen Benutzer sendet. Wenn irgendeine Verzögerung in der Übertragungsverbindung besteht, wird ein Echo erzeugt. Um diese Rückkopplungsprobleme abzubrechen, kann das Tonverarbeitungssystem
120 auch programmiert werden, um als ein Anti-Rückkopplungsgerät zu funktionieren, um Rückkopplung in der Hörmuschel zu verhindern. - Der Spracherkennungssteuerungsregler
118 enthält Software, die die Sprachbefehle des Benutzers wiedergibt. Zum Beispiel kann ein Sprachbefehl als ein Befehl zur Steuerung des Funktelefons110 wiedergegeben werden, um eine bestimmte Funktion auszuführen. - Der Spracherkennungssteuerungsregler
118 kann innerhalb einer handelsüblichen Sprecherkennungssoftware wie z.B. Lexicus Microbrain von Motorola oder der Voice Dialer, Modell VCS 2060 von Voice Control Systems, Inc. in Dallas, Texas, ausgeführt werden. Der Spracherkennungssteuerungsregler118 wird während einer Set-up-Phase vorab trainiert, um die Stimme eines bestimmten Benutzers zu erkennen. Z.B. spricht der Benutzer einfach eine Folge ausgewählter Wörter und der Spracherkennungssteuerungsregler118 wird auf eine bekannte Art programmiert, d.h. trainiert, um jedes durch den Benutzer gesprochene Wort auf der Basis dieser ausgewählten Wörter zu erkennen. Der Spracherkennungssteuerungsregler118 kann z.B. unabhängig von der verwendeten Sprache sein. - Der Spracherkennungssteuerungsregler
118 passt einen Sprachbefehl in eine bestimmte Steuerungsfunktion in einer Bibliothek oder Nachschlagetafel des Speichers128 an. Nach Anpassung des Sprachbefehls an eine bestimmte Steuerungsfunktion und ein bestimmtes Fernbedienungsgerät, kann der Spracherkennungssteuerungsregler118 einen entsprechenden Steuerungscode ausgeben, um z.B. Takten von Befehlen und/oder Daten an einen oder mehrere Fernbedienungsteil(e) über das Betriebssystem zu regeln. - Die Audio-DSP-Algorithmeneinheit
114 bietet digitale Tonverarbeitungsalgorithmen für den Spracherkennungssteuerungsregler118 in dem Tonverarbeitungssystem120 unter der Steuerung des Betriebssystems112 . Die Audio-DSP-Algorithmeneinheit114 kann gemäß den in U.S. Patent Nr. 5 479 522 beschriebenen Merkmalen ausgeführt werden. Die Audio-DSP-Algorithmeneinheit114 kann auch geräuschkompensierende Algorithmen für das Tonverarbeitungssystem120 anbieten. - Der Daten I/O Pufferregler
116 speichert vorübergehend Daten, Sprache und Steuersignale. Das persönliche Kommunikationsgerät enthält auch eine adaptive Sprachfilter- und Geräuschauflösungseinheit126 , welche die Signalqualität durch Filtern und Auflösen von Geräuschen in den Signalen erhöht. Die adaptive Sprachfilter- und Geräuschauflösungseinheit126 kann z.B. gemäß U.S. Patent Nr. 5 140 640 von GRAUPE et al. ausgeführt werden und/oder gemäß dem auf Noise Cancellation Technology (NCT) übertragenen U.S. Patent Nr. 5452361 von JONES mit dem Titel "Reduced VLF Overload Susceptibility Active Noise Cancellation Headset". - U.S. Patent Nr. 5 031 219 beschreibt eine Gehörgangvorrichtung, die kleiner als der Gehörgang ist. Diese Vorrichtung gibt jedoch immer noch gedämpfte Umgebungstöne auf das Trommelfell des Benutzers ab.
- Für den Fachmann liegt nahe, dass die vorliegende Erfindung in anderen spezifischen Formen ausgeführt werden kann. Die zurzeit offengelegten Ausführungsformen werden dafür in jeglicher Hinsicht als erläuternd und nicht einschränkend erachtet. Das Gebiet der Erfindung wird eher durch die beigefügten Ansprüche angegeben, denn durch die vorangegangene Beschreibung.
Claims (21)
- Eine Kommunikationshörmuschel (
10 ); welche einen Tonprozessor (32 ) zur Verarbeitung von Umgebungstönen aufweist, die von einem Mikrofon (35 ) empfangen werden, um aufbereitete Signale zu erstellen, Mittel zur Übertragung der aufbereiteten Signale an mindestens eine Fernbedienungseinheit (100 ) über eine drahtlose Verbindung, und Mittel zum Empfangen von Signalen von dieser Fernbedienungseinheit (100 ), welche von dem Tonprozessor (32 ) verarbeitet und auf einen Lautsprecher (36 ) beaufschlagt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationshörmuschel (10 ) des Weiteren aufweist: ein mit dem Tonprozessor (32 ) verbundenes Gehörgangsröhrchen (24 ), zur Ausstrahlung der Signale der Fernbedienungseinheit (100 ) in den Gehörgang, welches in einer zur Positionierung in dem Gehörgang des Benutzers geeigneten Größe ausgebildet ist, so dass der Gehörgang zumindest teilweise offen bleibt, damit Umgebungstöne außerhalb des Gehörgangs zu dem Trommelfell des Benutzers gelangen. - Die Kommunikationshörmuschel (
10 ) gemäß Anspruch 1, wobei der Tonprozessor (32 ) so ausgestaltet ist, dass er außerhalb des Gehörgangs angebracht werden kann. - Die Kommunikationshörmuschel (
10 ) gemäß Anspruch 2, wobei der Tonprozessor (32 ) so ausgestaltet ist, dass er hinter dem Ohr des Benutzers platziert werden kann. - Die Kommunikationshörmuschel (
10 ) gemäß Anspruch 1, wobei die Fernbedienungseinheit (100 ) ein persönlicher Kommunikationsknoten ist. - Die Kommunikationshörmuschel (
10 ) gemäß Anspruch 4, wobei der persönliche Kommunikationsknoten (100 ) Mittel (120 ) zum Manipulieren von Signalen umfasst, um diese bei Hörbeeinträchtigung anzupassen. - Die Kommunikationshörmuschel (
10 ) gemäß Anspruch 4, wobei der persönliche Kommunikationsknoten (100 ) Rückkopplung in der Hörmuschel (10 ) verhindert. - Die Kommunikationshörmuschel (
10 ) gemäß Anspruch 4, wobei der persönliche Kommunikationsknoten (100 ) eine Zwei-Wege-Kommunikation durchführen kann. - Die Kommunikationshörmuschel (
10 ) gemäß Anspruch 4, wobei der persönliche Kommunikationsknoten (100 ) an ein Zwei-Wege-Kommunikationsgerät (110 ) anschließt, um Signalen zu erlauben, zwischen der Hörmuschel (10 ) und dem Zwei-Wege-Kommunikationsgerät (110 ) ausgetauscht zu werden. - Die Kommunikationshörmuschel (
10 ) gemäß Anspruch 8, wobei der persönliche Kommunikationsknoten (100 ) die Verstärkung der Signale anpasst, welche an das Zwei-Wege-Kommunikationsgerät (110 ) gesendet und von dem Zwei-Wege-Kommunikationsgerät (110 ) empfangen werden, so dass der persönliche Kommunikationsknoten (100 ) und das Zwei-Wege-Kommunikationsgerät (110 ) kompatibel sind. - Die Kommunikationshörmuschel (
10 ) gemäß Anspruch 8, wobei das Zwei-Wege-Kommunikationsgerät (110 ) ein Funktelefon ist. - Die Kommunikationshörmuschel (
10 ) gemäß Anspruch 1, wobei die Fernbedienungseinheit (100 ) ein Zwei-Wege-Kommunikationsgerät ist. - Die Kommunikationshörmuschel (
10 ) gemäß Anspruch 1, wobei der Tonprozessor (32 ) einen A/D-Wandler umfasst und wobei die übertragenen bearbeiteten Signale digital sind. - Die Kommunikationshörmuschel (
10 ) gemäß Anspruch 1, wobei der Umgebungston mit den Signalen der Fernbedienungseinheit (100 ) in dem Gehörgang des Benutzers vermischt wird. - Die Kommunikationshörmuschel (
10 ) gemäß Anspruch 1, wobei das Gehörgangsröhrchen (24 ) zumindest teilweise offen ist, damit ein Umgebungston außerhalb des Gehörgangs direkt zu einem Trommelfell des Benutzers gelangen kann. - Die Kommunikationshörmuschel (
10 ) gemäß Anspruch 1, welche weiterhin noch ein Röhrchen (90 ) aufweist, welches mit dem Tonprozessor (32 ) verbunden ist, um Umgebungstöne zu dem Eingang des Mikrofons (35 ) zu übertragen. - Die Kommunikationshörmuschel (
10 ) gemäß Anspruch 15, wobei das andere Röhrchen (90 ) ein Gehörgangsröhrchen (90 ) in einer zur Positionierung in dem Gehörgang des Benutzers geeigneten Größe ist. - Die Kommunikationshörmuschel (
10 ) gemäß Anspruch 1, welche weiterhin ein Gehäuse (26 ) aufweist, welches den Tonprozessor (32 ) und den Lautsprecher (36 ) aufweist. - Die Kommunikationshörmuschel (
10 ) gemäß Anspruch 1, welche weiterhin ein Gehäuse (26 ) aufweist, welches den Tonprozessor (32 ) umschließt, wobei der Lautsprecher (36 ) an dem Gehörgangsröhrchen (24 ) außerhalb des Gehäuses (26 ) befestigt ist, und elektrisch mit dem Tonprozessor (32 ) über Kabel in dem Gehörgangsröhrchen (24 ) verbunden ist. - Die Kommunikationshörmuschel (
10 ) gemäß Anspruch 1, welche weiterhin ein Gehäuse (26 ) aufweist, welches den Tonprozessor (32 ), den Lautsprecher (36 ) und das Mikrofon (35 ) aufweist. - Die Kommunikationshörmuschel (
10 ) gemäß Anspruch 15, welche weiterhin ein Gehäuse (26 ) aufweist, welches den Tonprozessor (32 ) umschließt, wobei das Mikrofon (35 ) an dem anderen Röhrchen (90 ) außerhalb des Gehäuses (26 ) befestigt ist, und elektrisch mit dem Tonprozessor (32 ) über Kabel in dem anderen Röhrchen (90 ) verbunden ist. - Die Kommunikationshörmuschel (
10 ) gemäß Anspruch 1, wobei der Tonprozessor (32 ) zur Verstärkung der Umgebungstöne ausgestaltet ist.
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