ES2204470T3 - Dispositivo de adquisicion y restitucion de sonido. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de orejeta (101) de adquisición y de restitución de sonido desviado, siendo el dispositivo autónomo y pudiendo ser fijado a una oreja de un usuario del dispositivo, y comprendiendo un ramal (108) de sostenimiento y de un tapón (110) de oreja, y comprendiendo unos medios (201-203) para emitir y recibir de forma radioeléctrica datos correspondientes a informaciones audibles, estando el ramal sujeto entre el cráneo y el pabellón de una oreja, estando el tapón de la oreja y el ramal de sujeción en unión (109) mecánica elástica, comprendiendo el tapón un altavoz (111), caracterizado porque: - el ramal comprende unos medios (112, 113) para recibir señales de voz propagadas a través de una mastoides del usuario, - el ramal comprende un acelerómetro (112) en unión elástica con el ramal, - el tapón de oreja está colocado en el conducto auditivo externo.

Description

Dispositivo de adquisición y restitución de sonido.

El invento tiene por objeto un dispositivo de adquisición y de restitución de sonido desviado. El campo del invento es la telefonía móvil. Sin embargo, el campo puede extenderse a todos los dispositivos cuya finalidad sea encaminar un sonido que, por diversas razones, no debe ser oído más que por un solo usuario. El fin del invento es separar lo máximo posible al usuario de un teléfono portátil o móvil de la antena de este teléfono móvil. En efecto, ésta emite ondas radioeléctricas de una potencia relativamente elevada, susceptible de interferir con el cerebro del usuario del teléfono móvil. Otra finalidad del invento es permitir al usuario de un teléfono móvil conservar el uso de sus dos manos mientras que utiliza un teléfono móvil para recibir o emitir una comunicación.

En el estado de la técnica se conocen los equipos o "kits" de manos libres que permiten seguir una conversación telefónica sin por ello tener cogido su teléfono móvil con una mano, ni cerca de su oreja. Una de las soluciones escogidas para la puesta en práctica de un equipo de manos libres, es utilizar un altavoz de difusión amplificada, y un micrófono cuya sensibilidad haya sido aumentada. Los problemas de un tal dispositivo son, por un lado, la difusión atmosférica y amplificada de las informaciones de voz o sonoras recibidas. En efecto, todas las personas presentes en las proximidades del teléfono móvil, que utilicen un tal dispositivo, pueden oír la conversación. Esto puede resultar práctico durante una conferencia, pero puede ser molesto en el marco de una utilización en un coche, por ejemplo. En efecto, si el conductor del vehículo debe recibir una llamada, todos los pasajeros de este vehículo podrán seguir la conversación y, por ello, su actividad será perturbada.

Por otro lado, se trata de una escucha amplificada. Para obtener este resultado, se utiliza un amplificador de potencia, que consumirá más corriente que un amplificador estándar utilizado en modo normal. Esto, por tanto, reducirá la autonomía del teléfono móvil. Esto es molesto, ya que la autonomía del teléfono móvil es una de sus principales características. Además, debido a la preocupación por conservar una autonomía correcta, el amplificador de potencia será dimensionado lo más ajustado posible. Se corre el riesgo, entonces, de que se produzcan fenómenos de saturación distorsionen el sonido emitido por el altavoz. Al consumo excesivo y a la difusión atmosférica, se añaden, además, los problemas de distorsión, que perjudican a la calidad del sonido.

Por último, el hecho de utilizar un micrófono que tenga una sensibilidad aumentada, y más o menos omnidireccional, hace que el micrófono tenga en cuenta todos los ruidos que le rodeen. De esta manera, un interlocutor alejado deberá soportar, además de la conversación, todos los ruidos, que rodeen al teléfono móvil, en el modo de manos libres.

También se conocen sistemas de manos libres que se presentan con la forma de un casco, como se describe en los documentos WO 97/27721 A y EP-A-0 868 064 A. Estos cascos comprenden escuchadores que se alojan en las proximidades, o dentro, de las orejas, y un micrófono que se presenta delante de la boca del usuario. Tales sistemas son, por tanto, muy voluminosos y visibles. Su utilización no pasa, por tanto, desapercibida, e incluso es imposible en ciertos casos. En efecto, si se considera el caso del motorista, por ejemplo, un mensajero, que debe estar frecuentemente en contacto con su centro de mando, no puede utilizar uno de tales sistemas, y debe, por tanto, quitarse su casco sistemáticamente para servirse de su teléfono móvil. Existen sistemas más discretos y más compactos, pero en esos casos, están unidos por un hilo, bien directamente al teléfono móvil, o bien a un dispositivo que permita conectarlos al teléfono móvil. Este hilo es visible, poco estético y constituye una traba a la libertad de movimiento del portador. Puede, además, quedar enganchado en cualquier obstáculo que se sitúe en el paso del portador.

Otro problema de los teléfonos móviles existentes, es la potencia, a priori excesiva, de las señales radioeléctricas emitidas por su antena. Esta potencia es considerada excesiva, ya que la antena se sitúa en las proximidades del cerebro del usuario. Se teme, pues, que a más o menos largo plazo, la proximidad entre la antena y el cerebro pueda conducir a lesiones en éste último. Se conocen soluciones para paliar este eventual problema. Especialmente, la de desplazar la antena del teléfono móvil hacia la parte de abajo del teléfono móvil. Pero la antena queda todavía demasiado cerca.

La utilización de un equipo de manos libres existente, palia este problema, pero presenta los problemas indicados en el párrafo precedente.

El invento resuelve estos problemas estableciendo una unión hertziana de débil potencia entre el teléfono móvil y un dispositivo, una orejeta, colocada cerca de la oreja del usuario. La orejeta comprende todos los medios necesarios para el establecimiento de la conexión con el teléfono móvil, sin que sea necesario añadirle cualquier dispositivo. Es capaz de transmitir a su portador, y sólo a él, los sonidos recibidos por el teléfono móvil, y de transmitir al teléfono móvil los sonidos emitidos por el usuario. De dimensión reducida, la orejeta puede muy bien ser portada bajo un casco, por ejemplo. La distancia máxima entre la orejeta y el teléfono móvil al cual está conectada es de 1,5 m. Si se consideran las leyes de atenuación de las ondas electromagnéticas durante una propagación en el aire, la potencia, de las ondas electromagnéticas, recibida por el cerebro del usuario, que viene de la antena del teléfono móvil, es, por tanto, considerablemente reducida. El invento realiza entonces, por consiguiente, su doble objetivo de alejar la antena del teléfono móvil del cerebro del usuario, y de realizar un equipo de manos libres discreto, tanto en su apariencia como en su utilización.

El invento, tiene, por tanto, por objeto, un dispositivo de orejeta de adquisición y de restitución de sonido desviado, siendo el dispositivo autónomo y pudiendo ser fijado a una oreja del usuario del dispositivo, y comprendiendo un ramal de sostenimiento y un tapón de oreja,

- y que comprende unos medios para emitir y recibir de modo radioeléctrico datos correspondientes a informaciones audibles,

- estando el ramal sostenido entre el cráneo y el pabellón de una oreja,

- estando el tapón de oreja y el ramal de sostenimiento en unión mecánica elástica

- comprendiendo el tapón un altavoz,

caracterizado porque:

- el ramal comprende unos medios para adquirir señales de voz propagadas a través de una mastoide del usuario,

- el ramal comprende un acelerómetro en unión elástica con el ramal,

- el tapón de oreja está colocado en el conducto auditivo externo.

El invento se comprenderá mejor con la lectura de la descripción que sigue, y con el examen de las figuras que lo acompañan. Estas no son presentadas más que a título indicativo y, de ningún modo, limitativo del invento. Las figuras muestran:

- Figura 1: una ilustración de un dispositivo según el invento;

- Figura 2: una ilustración de los medios de la orejeta para adquirir y restituir los sonidos;

- Figura 3: una ilustración de la integración de los medios de la orejeta;

- Figura 4: una ilustración de los medios para conectar un teléfono móvil a la orejeta.

La figura 1 muestra una orejeta 101 según el invento. La figura 1 muestra también un teléfono móvil 102 conectada a un dispositivo 103 por una unión 104 filar. En una variante los medios del dispositivo 103 pueden estar comprendidos dentro del teléfono 102. El dispositivo 103 permite establecer una conexión 105 hertziana con la orejeta 101. Por otro lado, el teléfono 102 está conectado por una unión hertziana 106 a una estación de base 107.

Cuando es utilizada, la orejeta 101 está fijada a la oreja de su usuario gracias a un ramal 108 que se aloja entre el pabellón de la oreja y el cráneo del usuario. El ramal es, por tanto, mantenido en su sitio por presión y reacción. Existe una unión 109 mecánica elástica entre el ramal 108 y un tapón 110 de oreja. En el caso descrito, el tapón 110 se aloja en el interior de la oreja del usuario. Un extremo más fino del tapón 110 viene a alojarse en el canal auditivo del usuario.

El ramal 108 comprende un acelerómetro 112. Cuando la orejeta 101 está colocada en su sitio, el acelerómetro 112 está en contacto con una mastoides del usuario. Cuando el usuario habla, esto provoca unas vibraciones que se propagan entre otros lugares, en su caja craneal y en la mastoides. El acelerómetro 112 está en disposición de captar estas vibraciones. El acelerómetro 112 está fijado al ramal 108 por medio de una unión 113 elástica. La unión 113 elástica permite desacoplar las vibraciones recibidas por el ramal 108 de las vibraciones salidas de la mastoides sobre la cual está situado el acelerómetro 112. Por la misma razón, se ha establecido la unión 109 elástica entre el ramal 108 y el tapón 110 a fin de que las eventuales vibraciones emitidas por el tapón 110 no se propaguen en el ramal 108. En efecto, el tapón 110 comprende un altavoz 111 cuyo destino es emitir sonidos en un canal auditivo del usuario. Los sonidos son ondas. A fin de evitar un efecto larsen, hay que desacoplar al máximo el altavoz 111 y el micrófono 112. Por consiguiente, las únicas vibraciones captadas por el acelerómetro 112 son las salidas de la mastoides y, por tanto, debidas a la voz del usuario. En la práctica, la unión 109 puede ser realizada por un tubo elastómero que permite flexiones y permite pasar unos hilos entre el tapón 110 y el ramal 108.

Se establece también una unión eléctrica entre el ramal 108 y el tapón 110. Está unión no está representada en la figura 1. Esta unión permite no duplicar los medios de unión entre la orejeta 101 y el teléfono móvil 102 En efecto, la orejeta 101 comprende circuitos que permiten tratar los datos recibidos, ya sea por el acelerómetro 112, ya sea por el teléfono móvil 102. Estos datos son, entonces, transmitidos al teléfono 102 o transmitidos al altavoz 111.

En otra realización, el ramal 108 está situado sobre una oreja del usuario, mientras que el tapón 110 está situado en la otra oreja del mismo usuario. Esto permite obtener un desacoplamiento mecánico todavía mayor entre el ramal 108 y el tapón 110. Sin embargo, hay que mantener una unión eléctrica entre el ramal 108 y el tapón 110.

Durante una utilización de una orejeta 101 en el curso de una comunicación a distancia, el teléfono 102 está conectado con un interlocutor distante a través de la estación de base 107 y la unión 106. El teléfono 102 recibe, entonces, informaciones relativas a las palabras pronunciadas por el interlocutor distante. En el ejemplo ilustrado por la figura 1, el teléfono 102 transmite entonces sus informaciones al dispositivo 103 a través de la unión 104. Un dispositivo 103 da entonces forma a estas informaciones, en general las modula bajo la forma de una onda radioeléctrica, y las transmite a la orejeta 101. La orejeta 101 recibe estas informaciones, es decir, la onda radioeléctrica, y la desmodula para obtener las informaciones que puedan ser restituidas a la oreja del usuario a través del altavoz 101. Al mismo tiempo, las palabras pronunciadas por el usuario de la orejeta 101 son captadas, bajo la forma de vibraciones, por el acelerómetro 112. Informaciones correspondientes a estas palabras son, entonces moduladas y emitidas hacia el dispositivo 103, que las transmite a su vez al teléfono 102 que va a emitirlas al interlocutor distante. Se establece, por tanto, una unión "full dúplex" entre dos interlocutores de los cuales al menos uno de ellos utiliza la orejeta 101. El interlocutor que utiliza una orejeta según el invento no necesita tener su teléfono 102 móvil en la mano.

En efecto, si el usuario de la orejeta 101 desea emitir una llamada a un número, existen en el estado de la técnica medios de reconocimiento vocal que permiten marcar este número por medio de un dispositivo 101. Por ejemplo, el usuario de la orejeta 101 pronuncia una palabra clave: llamada; el teléfono sabe entonces que los sonidos que van a seguir corresponden, bien a un número a llamar, bien al nombre de una persona contenida en la memoria del teléfono móvil por tanto, de la cual el teléfono móvil es capaz de encontrar y de marcar el número. En el caso de una llamada entrante, existen sistemas para descolgar automáticamente que dispensan al usuario de la orejeta de tener que intervenir sobre el teléfono 102 móvil. Además, al final de la comunicación el teléfono móvil es capaz de volver a colgar él sólo.

La figura 2 muestra los medios realizados por la orejeta 101 para la adquisición y la restitución de sonido. La figura 2 muestra el captador 112 que está conectado a un ASIC 201. Un ASIC es un circuito especializado, las iniciales significan Application Specific Integrated Circuit o Circuito Integrado de Aplicación Especializada. En la práctica, se trata de circuitos que son realizados con vistas a responder a una necesidad específica para una aplicación. Su interés es que son poco voluminosos, pero su principal inconveniente es que no saben hacer nada más que aquello para lo que han sido concebidos. Esta es la solución que ha sido escogida en el caso actual, ya que se dispone de muy poco sitio para integrar los medios que se necesitan. La figura 2 muestra cuatro entradas o salidas del ASIC 201. La entrada II está conectada al acelerómetro 112. Una salida III está conectada a un altavoz 111. Una entrada-salida I está conectada a una antena 202. Esta antena 202 es el órgano que permite emitir y recibir las informaciones radioeléctricas intercambiadas entre la orejeta 101 y el teléfono 102. En la práctica, la antena 202 puede estar situada sobre la superficie exterior del ramal 108. La figura 2 muestra, también, un oscilador 203 conectado a una entrada IV del ASIC 201.

El oscilador 203 sirve, por un lado, para dar cadencia a la actividad del ASIC 201, pero también para la modulación y desmodulación de las señales recibidas por la antena 202.

La figura 3 muestra un detalle de las funcionalidades realizadas por el ASIC 201. La descripción que sigue presenta al ASIC como un conjunto de bloques funcionales. En la práctica, todos estos bloques se confunden en un mismo y único circuito integrado. La figura 3 muestra que la entrada-salida I del ASIC 201 está conectada a un duplexor, que está a su vez conectado a un desmodulador 303 y a un modulador 304. Las señales que son recibidas por la antena 202 son, entonces, transmitidas al duplexor que, a su vez, las transmite al desmodulador 303. El desmodulador 303 está, por otra parte, conectado a un bus 305. El desmodulador 303 produce, entonces, unos datos numéricos correspondientes a las informaciones recibidas por la antena 202. Estos dattos numéricos son colocados e el bus 305 y puestos a disposición de un microprocesador 306. El microprocesador 306 trata, entonces, estas informaciones, bajo el control de un programa contenido en una memoria 307 y transmite estas informaciones tratadas a un vocodificador 308 también por medio del bus 305. Los elementos 305 a 308 están conectados al bus 305. La salida del vocodificador 308 corresponde a la salida 3III del ASIC 201. Estas son, pues, las informaciones salidas del vocodificador las que son transmitidas al altavoz 111 y transformadas en sonido recibido por una oreja del usuario de la orejeta 101.

Por otro lado, la entrada III del ASIC 201 corresponde a la entrada de un convertidor analógico digital 309. El convertidor 309 está conectado al bus 305, lo que permite al microprocesador 306 leer las informaciones digitales producidas por el convertidor 309 a partir de las informaciones analógicas que le transmite el acelerómetro 112. Las informaciones producidas por el convertidor 309 son, entonces, leídas por el microprocesador 306 bajo el control de un programa contenido en la memoria 307 y después transmitidas por el bus 305 al modulador 304. El modulador 304 modula estas informaciones y después las transmite al duplexor 302 que las envía a la antena 202. Estas informaciones son, entonces, recibidas por el teléfono 102.

La figura 3 muestra también que el ASIC 201 comprende una entrada-salida V que es un acceso o puerto 310 que sirve de interfaz con un conectador. El acceso 310 está a su vez conectado al bus 305.

La figura 4 ilustra los medios que necesita el teléfono 102 para poder establecer una comunicación con la orejeta 101. Los medios descritos por la figura 4 puede estar o bien contenidos en el teléfono móvil 102, o pueden estar contenidos en el dispositivo 103. En la descripción precedente, se considera que estos medios estaban contenidos en el teléfono 102. Se considera, ahora, que estos medios están contenidos en el dispositivo 103. La figura 4 muestra una antena 401 conectada a un ASIC 402 por una entrada I. La figura 4 muestra también que el ASIC 402 está conectado a un oscilador 403 por una entrada IV y a un acceso 404 por una entrada-salida V. El ASIC 402 es idéntico al ASIC 201, salvo en que no son empleadas todas sus funcionalidades. De este modo, el ASIC 402 no utiliza el vocodificador y el convertidor analógico digital. En efecto, el dispositivo 103 no necesita hacer adquisiciones de sonido ni restituir los sonidos. El dispositivo 103 no tiene a su cargo más que el diálogo entre la orejeta 101 y el teléfono móvil 102. De este modo, el dispositivo 103 recibe por el acceso 404, provenientes del teléfono móvil al que está conectado por la unión 104, informaciones de voz correspondiente a las informaciones que el teléfono móvil 102 ha recibido por medio de la unión 106. El ASIC 402 puede, entonces, modular estas informaciones y transmitirlas a la antena 401 que va a emitirlas con destino a la antena 202.

Por otro lado, la antena 401 va a recibir las informaciones emitidas por la antena 202. Estas informaciones serán desmoduladas por el ASIC 402 y después enviadas al acceso 404 para ser puestas a disposición del teléfono móvil 102. El teléfono móvil 102 transmitirá estas informaciones a través de la unión 106.

En la práctica, los ASICs 201 y 402 pueden ser idénticos. Sin embargo, cuando se emplee en el dispositivo 103, no se conectarán todas las entradas-salidas del ASIC 402. En efecto, se necesita sólo, en el dispositivo 103, las entradas-salidas I, IV y V. El hecho de emplear el mismo ASIC es interesante, ya que reduce los costes de desarrollo y de producción. En efecto, produciendo un mismo producto en mayor cantidad, se realizan economías en proporción. Sin embargo, se puede considerar perfectamente utilizar dos ASIC diferentes para la orejeta 101 y para el dispositivo 103. En este caso, el ASIC 402 no comprendería ni vocodificador ni convertidor analógico digital. Análogamente, el ASIC 201 no comprendería acceso.

En el caso en que los medios descritos por la figura 2 estuvieran directamente comprendidos en el teléfono móvil 102, el ASIC 201 ya no necesitaría el acceso 310, ya que el ASIC 201 podría leer directamente las informaciones recibidas por el teléfono móvil 202 a través de la conexión 106 en el bus 305 que formaría, entonces, parte del teléfono móvil 102.

En la práctica, la conexión entre el dispositivo 103 y la orejeta se establecen a la frecuencia de 2,45 GHz o a la frecuencia de 5,80 GHz. Para establecerse, necesita una banda de 5 KHz. Además, el alcance de las misiones es muy débil, aproximadamente 1,5 m, es decir, de mW a 0,5mW. Esto no es nada comparado con la potencia del teléfono móvil 102 que es aproximadamente, de 1 W. El objetivo de disminuir la exposición del cerebro del usuario a las ondas electromagnéticas ha sido, entonces, bien alcanzado.

El débil alcance de los emisores de la orejeta 101 o del dispositivo 103, permite limitar los riesgos de interferencias con otros aparatos del mismo tipo. Sin embargo, para mayor seguridad se empareja un dispositivo del tipo 103 con una orejeta del tipo 101. De este modo, en las comunicaciones que se intercambian, existen identificaciones del emisor del mensaje así como del destinatario. Es decir, una orejeta del tipo 101 sabe cuándo se le dirige un mensaje y sabe a quién debe dirigir estos mensajes, igualmente para un dispositivo del tipo 103.

Los medios utilizados por el teléfono 102 para comunicar con el dispositivo 103, por ejemplo, a través del acceso 404, no han sido descritos. En efecto, se trata de medios similares a los utilizados por el mismo teléfono móvil 102 cuando este es utilizado como módem y conectado por su acceso 114 a un ordenador, por ejemplo.

Las figuras no hacen aparecer la alimentación eléctrica de la orejeta 101 y del cajetín 103. Estos aparatos están, sin embargo, dotados de ella y las alimentaciones no han sido representadas en una preocupación de ofrecer mayor claridad.

Claims (7)

1. Dispositivo de orejeta (101) de adquisición y de restitución de sonido desviado, siendo el dispositivo autónomo y pudiendo ser fijado a una oreja de un usuario del dispositivo, y comprendiendo un ramal (108) de sostenimiento y de un tapón (110) de oreja, y comprendiendo unos medios (201-203) para emitir y recibir de forma radioeléctrica datos correspondientes a informaciones audibles, estando el ramal sujeto entre el cráneo y el pabellón de una oreja, estando el tapón de la oreja y el ramal de sujeción en unión (109) mecánica elástica, comprendiendo el tapón un altavoz (111), caracterizado porque:

- el ramal comprende unos medios (112, 113) para recibir señales de voz propagadas a través de una mastoides del usuario,

- el ramal comprende un acelerómetro (112) en unión elástica con el ramal,

- el tapón de oreja está colocado en el conducto auditivo externo.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el tapón y el ramal están conectados eléctricamente.

3. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el ramal de sostenimiento está fijado a una oreja de un usuario y que el tapón de la oreja está en la otra oreja del usuario.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el acelerómetro está en contacto con una mastoides del usuario sobre cuya oreja está fijado el dispositivo.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el ramal comprende los medios de emisión recepción radioeléctrica, comprendiendo estos medios un circuito (201) especializado, una antena (202) y un oscilador (203).

6. Utilización de un dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el dispositivo establece una conexión con un cajetín (103) emisor receptor conectado (105) de forma hertziana con el dispositivo de la orejeta y de forma filar (104) a un teléfono (102) móvil.

7. Utilización de un dispositivo de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el dispositivo establece una conexión con un teléfono móvil que comprende unos medios (401-404) para conectarse de forma hertziana con el dispositivo de la orejeta.