ES2319614T3 - Terminal para los oidos con un microfono dirigido hacia el meato. - Google Patents
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Abstract
Terminal para los oídos que comprende: una sección de cierre (2) para estar dispuesta en el meato (3) de un ser humano, y medios para una eliminación activa del ruido, que comprende: una sección exterior (1) dispuesta, adyacente a una parte situada hacia al exterior de la sección de cierre (2) y que comprende un micrófono interior (M2) que tiene una entrada de sonido que está dirigida hacia el meato, definiendo la sección de cierre (2) un canal (T1) entre el micrófono interior (M2) y la parte interna del meato (3), y una unidad electrónica (11) acoplada al micrófono interior (M2) y a una fuente de alimentación (12); un micrófono exterior (M1) para convertir las señales acústicas del entorno en señales eléctricas; y un generador de sonido (SG) dirigido hacia el meato acoplado a la unidad electrónica (11), en el que la unidad electrónica comprende medios de análisis para eliminar el ruido activo mediante la retroalimentación de las señales acústicas convertidas, al menos, por uno de dichos micrófono interior (M2) y dicho micrófono exterior (M1) utilizando dicho generador de sonido (SG) orientado hacia el meato.
Description
Terminal para los oídos con un micrófono
dirigido hacia el meato.
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La presente invención se refiere al diseño
físico de un tapón de protección para los oídos con protección
auditiva adaptable combinado con un terminal de comunicaciones de
audio.
Existen muchas soluciones para protección
auditiva y comunicaciones de audio en ambientes ruidosos basadas en
tapones de protección para los oídos con auriculares (altavoces),
micrófonos acústicos, micrófonos de pómulo o micrófonos de
garganta. Todas estas soluciones tienen una o varias de las
siguientes propiedades indeseables:
- -
- son pesados y toscos,
- -
- son incómodos,
- -
- tienen una calidad baja de captación y recuperación del sonido,
- -
- tienen una mala atenuación del sonido,
- -
- tienen una atenuación tanto de sonidos deseados como de los no deseados.
- Es un objetivo de la presente invención dar a conocer un terminal para los oídos que no tiene ninguno de dichos inconvenientes, siendo un protector auditivo inteligente contenido en el oído, ligero, con comunicación inalámbrica. La atenuación del ruido se adapta automáticamente a las condiciones de ruido y a los modos de comunicación. Por tanto, la presente invención protege la audición y proporciona unas capacidades de comunicación mejoradas en diferentes entornos de ruido, de manera simultánea. Está prevista para una utilización continua durante la jornada laboral u otros periodos en los que se necesita protección auditiva y/o comunicación de voz.
- La invención se refiere asimismo a un dispositivo para utilizar el sonido del habla producido en el oído de una persona que lleva tapones de protección para los oídos para protección auditiva de las comunicaciones según la invención.
- Los dispositivos actuales destinados a captar la voz de una persona en un ambiente muy ruidoso representan un reto tecnológico y se presentan en diversas formas. Las formas más típicas comprenden:
- -
- un micrófono en la proximidad de la boca, dispuesto en un micrófono acústico. El micrófono está fabricado con una característica que resalta el campo cercano a la boca. Este tipo es denominado a menudo como "eliminación de ruido".
- -
- Un captador de vibraciones en contacto con la garganta que recoge las vibraciones de las cuerdas vocales.
- -
- Un captador de vibraciones en contacto con la pared del meato, el canal auditivo exterior, que recoge las vibraciones del tejido de la cabeza.
- -
- Un captador similar en contacto con el pómulo.
Estos tipos de dispositivos, o bien son
considerablemente sensibles al ruido acústico que enmascara el
habla, o ciertos sonidos del habla son transmitidos con baja
calidad, especialmente los sonidos de consonantes de alta
frecuencia necesarios para una buena inteligibilidad.
Por medidas de seguridad y sanidad es preciso
que las personas expuestas a altos niveles de ruido lleven
protectores auditivos. Dichos protectores toman la forma de copas
herméticas que cubren la oreja o de tapones de protección para los
oídos que bloquean el canal auditivo. A menudo se prefiere este
último tipo de protector por su menor tamaño y su relativa
comodidad.
Así pues, es un objetivo adicional de la
presente invención dar a conocer unos tapones de protección para
los oídos con dos propiedades deseables:
- -
- la cavidad cerrada herméticamente en la parte interior del meato por medio del tapón de protección para los oídos está relativamente libre de ruidos externos, siendo éste el propósito del tapón de protección para los oídos en la protección de la audición.
- -
- El campo acústico en la cavidad generada por la voz de la propia persona contiene todos los componentes de frecuencia necesarios para reconstruir el habla con una buena inteligibilidad.
La solución según la invención se vale de estos
hechos. Mediante la utilización de un micrófono para captar el
campo acústico en la parte interna del meato y procesar la señal del
micrófono según la invención, se genera una señal de habla de alta
calidad y bajo enmascaramiento de ruido.
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Es un objetivo adicional de la presente
invención dar a conocer un sistema para aumentar la sensación de
naturalidad del usuario con respecto a su propia voz cuando utiliza
un terminal de comunicaciones protector de la audición según la
invención.
Utilizando los tapones de protección para los
oídos ordinarios el usuario siente a menudo su propia voz
distorsionada, una característica que reduce la comodidad de llevar
protectores auditivos. Los protectores de la audición ordinarios
cambian la trayectoria normal de transmisión de sonido desde la boca
a los tímpanos. De esta manera la retroalimentación auditiva de los
usuarios a su propia voz queda afectada dando como resultado un
cambio involuntario en la generación del habla. Una respuesta
normal es elevar el nivel de la propia voz cuando se utilizan
cascos con auriculares o tapones de protección para los oídos.
La invención soluciona este problema filtrando y
mezclando la propia voz del usuario captada tanto por el micrófono
exterior como por el interior de un oído y reproduciendo la señal en
el altavoz del otro oído. También es posible reproducir la señal
mediante el altavoz del mismo oído, en cuyo caso se debe aplicar la
eliminación de la realimentación. De esta manera la voz del usuario
se siente más natural tanto con respecto a la respuesta a la
frecuencia como al nivel del habla. Esta característica aumentará el
nivel de aceptación para una utilización continuada de los
protectores auditivos durante toda la jornada laboral. La señal de
la propia voz se añade y se reproduce de tal manera que se mantiene
la propiedad de reducción de ruido del protector auditivo.
Un objetivo adicional de la presente invención
es dar a conocer un dispositivo de medición personal programable,
de la dosis de exposición al ruido que mide la verdadera exposición
en el oído del usuario y calcula el riesgo de daños en la
audición.
Los dispositivos de medición actuales de las
dosis de exposición al ruido, también denominados dosímetros,
consisten normalmente en un micrófono y una pequeña unidad
electrónica que puede estar fijada al cuerpo o ser llevada en un
bolsillo. El micrófono puede estar montado en la unidad electrónica
o puede estar sujeto al cuello o al hombro. El documento ANSI S1.25
contiene las especificaciones de dichos dosímetros.
Los dosímetros actuales tienen diversos
inconvenientes:
- -
- los dosímetros no miden el ruido que realmente afecta al órgano de la audición (por ejemplo, cuando el usuario lleva un protector auditivo, casco, etc.). Incluso cuando el oído no se encuentra cubierto, las medidas pueden estar influidas por la protección corporal.
- -
- Los dosímetros son susceptibles de errores intencionados o no, que pueden influir en las lecturas, tales como que el usuario golpee o cante sobre los micrófonos del dosímetro o debidos al ruido generado por el viento.
- -
- Los dosímetros no son precisos si se produce ruido de impulsos o impactos.
- La invención soluciona estos problemas utilizando un micrófono que mide el sonido en el tímpano y emplea procedimientos de análisis que tienen en cuenta tanto el sonido estacionario como el producido por impulsos. Cuando el dispositivo de medición de dosis forma parte de un terminal de comunicaciones, éste incluye ruidos externos, la señal de comunicaciones entrante, así como el posible funcionamiento defectuoso del equipo.
- Es asimismo un objetivo de la presente invención dar a conocer un dispositivo para verificar in situ que un protector de la audición está siendo utilizado correctamente.
- Los protectores actuales de la audición se presentan en forma de copas herméticas que encierran el oído, o de tapones de protección para los oídos que bloquean el canal auditivo. Para ambos tipos, es críticamente importante evitar fugas del sonido de ruido a través o alrededor de las partes de cierre o de bloqueo de los protectores auditivos. La experiencia demuestra que diversos factores pueden comprometer el cierre de un protector auditivo y por tanto aumentar el riesgo de daño auditivo. Estos factores incluyen:
- -
- superficies irregulares a las que el material de cierre no es capaz de acoplarse adecuadamente. Ejemplos de esto son el uso de gafas con auriculares y tapones de protección para los oídos utilizados por personas con canales auditivos formados de manera irregular.
- -
- Una incorrecta colocación del protector auditivo. Se requiere experiencia y paciencia por parte del usuario para conseguir colocar correctamente el protector auditivo. En los casos en los que el usuario lleva un casco o una gorra, el protector auditivo puede ser empujado accidentalmente hacia el exterior de su posición durante su uso.
- -
- El envejecimiento de los materiales de cierre puede reducir la elasticidad de la junta de cierre y, por tanto, permitir fugas alrededor de dicha junta.
\newpage
El resultado de las fugas se reduce mediante la
atenuación de los ruidos potencialmente dañinos. Idealmente, las
fugas se deben detectar y remediar antes de que se produzca la
exposición al ruido. Las fugas pueden no ser audibles claramente.
En consecuencia, las situaciones de ruido pueden comprender
componentes intermitentes o de impulsos que pueden dañar la
audición casi instantáneamente si el protector auditivo funciona de
manera defectuosa o deficiente sin conocimiento del usuario.
La invención soluciona estos problemas mediante
una medición acústica in situ, que es analizada y comunicada
al usuario de forma audible, o a un equipo externo mediante señales
de comunicación. Los dispositivos necesarios para la medición
forman parte integral del protector auditivo. La verificación puede
ser activada por el usuario en cualquier momento o puede estar
continuamente en funcionamiento cuando la aplicación es crítica.
Opcionalmente, la verificación puede ser activada por otras
personas (o dispositivos) distintos del usuario, por ejemplo, para
verificar el funcionamiento del protector auditivo antes de permitir
la entrada a una zona ruidosa.
El documento US 5577511 se refiere a un molde
auditivo con micrófonos interiores y exteriores para la medición de
la oclusión.
El documento US 5317273 muestra un dispositivo
para la medición de las alteraciones del ruido de un protector
auditivo, utilizando micrófonos interiores y exteriores.
El documento US 5276739 describe un audífono
programable con tratamiento digital de la señal.
El documento US 4 986 925 describe un sistema
activo de reducción de ruido.
Los problemas anteriormente mencionados se
solucionan con la presente invención según las reivindicaciones
adjuntas.
La invención se describirá a continuación con
referencia a los dibujos adjuntos, mostrando los dibujos la
invención por medio de ejemplos.
La figura 1 es una sección vertical simplificada
a lo largo del eje central del meato del oído externo de un ser
humano en posición vertical, con un terminal para los oídos
insertado según una realización de la invención, mostrado asimismo
en su sección vertical a lo largo del eje que coincide localmente
con el eje del meato.
La figura 2 es un diagrama del cableado
eléctrico que muestra los componentes funcionales y las conexiones
entre componentes electrónicos en una realización preferente según
la invención.
La figura 3 es una ilustración de un método
aplicado a un terminal para los oídos según la invención, que
muestra que el análisis espectral del sonido captado en el oído es
comparado con el análisis espectral del sonido captado por un
micrófono a una distancia estándar, por ejemplo, de 1 metro, en
condiciones de silencio.
La figura 4 es una ilustración del análisis del
sonido del habla y la consiguiente clasificación de las fuentes del
sonido con un filtrado llevado a cabo según la clasificación de las
fuentes del sonido según una realización de la invención.
La figura 5 es una ilustración de otro método
aplicado a un terminal para los oídos según la invención, que
muestra un análisis del sonido captado en las proximidades del oído,
siendo comparado con un análisis del sonido captado mediante un
micrófono dispuesto en el meato.
La figura 6 muestra una sección simplificada de
los oídos derecho e izquierdo de un ser humano con terminales para
los oídos, según la invención mostrada, con el propósito de
conseguir un sonido natural mejorado.
La figura 7 muestra un diagrama de procesos para
una realización de la invención que se refiere a la medición de las
dosis de ruido, mostrando aquí una ponderación A con medidas de las
dosis acumuladas de ruido y también con una ponderación C para el
registro de valores pico de ruido.
La figura 8 muestra otra realización de la
invención que muestra un esquema de un proceso para la verificación
en línea del funcionamiento del protector auditivo.
La figura 9 muestra un diagrama de la analogía
eléctrica del fenómeno acústico en el que se basa una realización
para la verificación en línea del funcionamiento del protector
auditivo.
El diseño físico de una realización de la
presente invención permite la construcción de un terminal de
comunicaciones y protector auditivo, completamente contenido en el
oído, con fuerte atenuación pasiva del sonido, fuerte atenuación
activa del sonido, alta calidad en la restauración el sonido, alta
calidad en la captación del sonido, pequeño tamaño, ligero y de un
ajuste cómodo.
En la figura 1 se muestra una realización de la
presente invención y se da a conocer el diseño físico general de un
terminal de comunicaciones y protector auditivo, completamente
contenido en el oído, considerado como una combinación de cierre
pasivo, con características y colocación de transductores
electroacústicos así como de filtros acústicos, sistema de
circuitos eléctricos y un sistema de ventilación para compensar la
presión.
El terminal para los oídos comprende una sección
exterior (1) dispuesta para estar situada adyacente a la parte
situada hacia el exterior de la sección de cierre (2), y una parte
situada hacia el interior de la sección exterior (1) formada para
ajustar en la concha u oído externo alrededor de la parte exterior
del meato (3).
El diseño físico representado mediante una
realización de la invención permite algunas o todas las siguientes
funcionalidades:
- -
- los sonidos exteriores son atenuados mediante una combinación de control pasivo y activo del ruido. La atenuación pasiva se obtiene mediante un tapón de protección para los oídos (1), (2) con un sistema de cierre (2) insertado en la parte exterior del canal auditivo o meato (3). El control activo del ruido se consigue utilizando uno o dos micrófonos (M1), (M2) y un altavoz (SG) junto con un sistema de circuitos electrónicos en una unidad electrónica (11) montada en el sistema del tapón de protección para los oídos. Los algoritmos para el control del ruido son conocidos por si mismos y no se describirán en detalle en este documento, pero pueden comprender la eliminación activa del ruido mediante retroalimentación de las señales acústicas convertidas, como mínimo, por uno de dichos micrófonos (-M1-, -M2-) a través del generador de sonido (-SG-).
- -
- La restauración de los sonidos deseados (sonidos externos y señales del sistema de comunicación) en el tímpano o tympanum (4) se consigue utilizando los mismos micrófonos (M1), (M2) y el altavoz (SG) y la unidad electrónica (11). De nuevo, los algoritmos para obtener dicha restauración son conocidos por si mismos y no se describirán en detalle en este documento, pero pueden comprender la amplificación de las frecuencias elegidas convertidas por dicho micrófono (-M1-) y la generación de la señal acústica correspondiente a través de dicho generador de sonido (-SG-). Las frecuencias pueden encontrarse, por ejemplo, dentro del margen normal de la voz humana.
- -
- La captación de la voz del usuario se lleva a cabo mediante un micrófono (M2) con acceso al espacio cerrado del meato (3). Esta señal se procesa por medio de un sistema electrónico analógico o digital en la unidad electrónica (11) para hacerla altamente natural e inteligible, tanto para el propio usuario como para sus compañeros de comunicación o para ambas partes. Esta señal es de alta calidad y muy adecuada para el control de voz y el reconocimiento del habla.
- -
- El control en línea y la verificación del funcionamiento del protector auditivo se obtiene inyectando una señal acústica de medición, preferentemente mediante el generador de sonidos o el altavoz (SG) en el meato, y analizando la señal captada por el micrófono (M2) que tiene acceso a la señal acústica en el meato (3).
- -
- La medida de la dosis de exposición al ruido en el tímpano (4) y el cálculo en línea llevado a cabo por el sistema de circuitos electrónicos y la alerta del riesgo de daño auditivo, tanto mediante señales de alerta audibles como de otro tipo, tanto al usuario de la protección auditiva como a otro personal relacionado.
- -
- La compensación de la presión entre los dos lados del sistema del tapón de protección para los oídos se obtiene utilizando un conducto (T3), (T4) muy delgado o una válvula que compensa las diferencias de presión estática mientras mantiene una fuerte atenuación del sonido de baja frecuencia. Se puede incorporar una válvula de seguridad (V) en el sistema (T3), (T4) de compensación de la presión para llevar a cabo una descompresión rápida.
La figura 1 muestra una realización según la
invención. El tapón de protección para los oídos comprende una
sección principal o exterior (1) que contiene dos micrófonos (M1),
(M2) y un generador de sonido (SG). La sección principal se diseña
de manera que proporciona una colocación cómoda y segura en la
concha (cavidad en forma de cuenco en la entrada del canal
auditivo). Esto se puede conseguir utilizando piezas moldeadas
individualmente del oído que son mantenidas en su lugar mediante el
oído externo o utilizando una presión flexible alrededor de la
estructura del oído externo. Una sección de cierre (2) está sujeta a
la sección principal. La sección de cierre puede ser una parte
integral del tapón de protección para los oídos o puede ser
intercambiable. El sonido de entrada del micrófono (M1) está
conectado al exterior del tapón de protección para los oídos para
captar los sonidos exteriores. El micrófono (M2) está conectado a la
parte interna del meato (3) por medio de un canal (T1) de
transmisión acústica. El canal de transmisión acústica puede
contener opcionalmente elementos adicionales de filtrado acústico.
Una salida (S_{SG}) del generador de sonido (SG) está abierta a
la parte interior del meato (3) por medio de un canal (T2) de
transmisión acústica entre el generador de sonido (SG) y la parte
situada hacia el interior de la sección de cierre (2). El canal de
transmisión acústica (T2) puede contener opcionalmente elementos
adicionales de filtrado acústico.
Si se puede disponer de micrófonos (M2) y
generadores de sonido (SG) más pequeños, será posible montar el
micrófono (M2) y el generador de sonido (SG) en la parte más
interior de la sección de cierre. En este caso no serán necesarios
los canales de transmisión (T1) y (T2). Estas características no
forman parte de la invención reivindicada.
Los dos micrófonos y el generador de sonido
están conectados a una unidad electrónica (11), que puede estar
conectada a otros equipos mediante un interfaz de conexión (13) que
puede transmitir señales digitales o analógicas, o ambas, y
opcionalmente energía.
El sistema electrónico y una fuente de energía
(12), por ejemplo una batería, pueden estar incluidos en una
sección principal (1) o en una sección separada.
Los micrófonos (M1), (M2) pueden ser, en una
realización preferente, micrófonos electret miniatura estándares
como los utilizados en audífonos. También se pueden utilizar los
micrófonos de silicio desarrollados recientemente.
El generador de sonido (SG) puede estar basado,
en una realización preferente, en el principio electromagnético o
electrodinámico como en los generadores de sonido utilizados en los
audífonos.
Según una realización preferente de la
invención, se incorpora una válvula de seguridad (V) en el conducto
de ventilación que comprende los canales (T3) y (T4). La válvula (V)
está dispuesta para abrirse si la presión estática de la parte
interior del meato (3) supera la presión exterior en una cantidad
predeterminada, permitiendo la compensación de la presión durante
una descompresión rápida. Dicha descompresión puede producirse con
personal aéreo civil o militar que experimenta una rápida pérdida
de la presión de aire externa. Dicha descompresión también puede
producirse con paracaidistas, buzos y similares. La compensación de
la presión en caso de cambios de presión que se producen lentamente
se consigue utilizando un estrecho orificio de ventilación (T4) que
puede evitar la válvula (V). Un diseño adecuado de dicho orificio de
ventilación (4) permite la compensación de la presión estática sin
sacrificar la atenuación del ruido de baja frecuencia.
La sección principal del tapón de protección
para los oídos se puede fabricar con materiales polímeros estándares
que se utilizan en los audífonos comunes. La parte de cierre se
puede fabricar con una espuma elástica de polímero, que se vuelve a
expansionar lentamente conservando la forma, como PVC, PUR u otros
materiales adecuados para los tapones de protección para los
oídos.
Para algunas aplicaciones (niveles de ruido
menos extremos), no según la presente invención, el tapón de
protección para los oídos puede ser moldeado en una sola pieza (1),
(2) combinando la sección principal (1) y la sección de cierre (2).
El material para este diseño puede ser un material típico utilizado
para los tapones pasivos de protección para oídos (Elacin,
acryl).
También es posible, no según la presente
invención, fabricar los tapones de protección para los oídos en una
sola pieza que comprende la sección principal (1) y la sección de
cierre (2), todas ellas fabricadas con la espuma de polímero
mencionada anteriormente, pero entonces los canales (T1), (T2),
(T3), (T4) tienen que estar fabricados de un material de pared que
evite que los canales (T1), (T2), (T3), (T4) se aplasten cuando la
sección de cierre (2) se inserta en el meato (3).
Todas las características mencionadas
anteriormente se pueden obtener mediante un sistema de circuitos
eléctrico representado mediante el diagrama de bloques de la figura
2.
El micrófono (M1) capta el sonido ambiente. En
(E1) se amplifica la señal del micrófono (M1) y se muestrea y
digitaliza en un convertidor (E2) de analógico a digital y alimenta
una unidad de tratamiento (E3) que puede ser un procesador digital
de señales (DSP), un microprocesador (\muP) o una combinación de
ambos. Una señal (51) del micrófono (M2) que capta el sonido en el
meato (3) entre la sección aislante (2) y el tímpano (4) se
amplifica en el amplificador (E4) y se muestrea y digitaliza en el
convertidor de analógico a digital (E5) y alimenta la unidad de
tratamiento (E3).
En la unidad de tratamiento (E3) se genera la
señal digital (DS) deseada. Esta señal (DS) se convierte a su forma
analógica en el convertidor digital-analógico (E7) y
se alimenta al amplificador de salida analógica (E6) que controla
el altavoz (SG). La señal de sonido generada por el altavoz (SG) se
alimenta el tímpano (4) a través del canal (T2) en el meato (3) tal
como se ha descrito anteriormente.
La unidad de tratamiento (E3) está conectada a
los elementos de memoria RAM (memoria de acceso aleatorio) (E8), a
la memoria ROM (memoria de sólo lectura) (E9) y a la memoria EEPROM
(memoria de sólo lectura programable y borrable eléctricamente)
(E10). Las memorias (E8), (E9) y (E10) se utilizan en una
realización preferente de la invención para almacenar los programas
informáticos, los coeficientes de filtrado, datos del análisis y
otros datos relevantes.
El sistema de circuitos electrónicos (11) puede
estar conectado a otras unidades eléctricas mediante un interfaz
digital bidireccional (E12). La comunicación con otras unidades
eléctricas puede realizarse a través de un cable o de forma
inalámbrica a través de un enlace de radio digital. El estándar
Bluetooth para radio digital de corto alcance (especificación del
sistema Bluetooth, versión 1.0 B, del 1 de diciembre de 1999,
Telefonaktiebolaget LM Ericsson) es un posible candidato para la
comunicación inalámbrica para este interfaz digital (E12).
\newpage
En una realización preferente de la invención,
las señales que pueden ser transmitidas a través de este interfaz
son:
- el código de programa para la unidad de
tratamiento (E3),
- los datos de análisis para la unidad de
tratamiento (E3),
- los datos de sincronización cuando se utilizan
dos terminales para los oídos (1), (2) en modo binaural,
- las señales de audio digitalizadas en ambas
direcciones, hacia y desde un terminal para los oídos (1), (2),
- las señales de control para controlar el
funcionamiento del terminal para los oídos,
- las señales de medición digital para el
diagnóstico del funcionamiento del terminal para los oídos.
\vskip1.000000\baselineskip
En (E11) se puede generar una señal de control
manual y alimentar la unidad de tratamiento (E3). La señal de
control puede ser generada mediante pulsadores de funcionamiento,
interruptores, etc., y se puede utilizar para conectar y
desconectar la unidad, para cambiar el modo de funcionamiento, etc.
En una realización alternativa, una señal de voz predeterminada
puede constituir las señales de control de la unidad de tratamiento
(E3).
El sistema de circuitos eléctricos se alimenta
mediante la fuente de alimentación (12a) que puede ser una batería
primaria o recargable dispuesta en el tapón de protección para los
oídos o en una unidad independiente, o puede ser alimentado a
través de una conexión con otro equipo, por ejemplo, una
comunicación por radio.
Una realización de la invención se refiere a la
utilización del terminal para los oídos como un "captador de voz
en el oído". El sonido de la voz de la propia persona tal como se
oye en el meato no es idéntico al sonido de la voz de la misma
persona tal como la oye un oyente externo. La presente realización
de la invención remedia este problema. El micrófono (M2) mostrado
en la figura 3 capta el sonido en la parte interior del meato (3)
cerrado al exterior mediante una sección de cierre (2) en un
dispositivo de comunicaciones protector de la audición del tipo de
tapón de protección para los oídos. La señal se amplifica mediante
el amplificador (E4) mostrado en la figura 2, se convierte de
analógica a digital mediante el convertidor
analógico-digital (E5) y es procesada en la unidad
de tratamiento digital de señales (DSP) o microordenador (E3). El
procesado puede ser considerado como un filtrado dependiente de la
señal, que tiene en cuenta las propiedades de la señal del habla
así como las estimaciones calculadas de la ubicación de la
generación del sonido para los diferentes sonidos del habla. Por
tanto, puede mejorar la inteligibilidad y la naturalidad del
habla.
Las figuras 1 y 3 muestran ejemplos de
realizaciones de la invención, estando integrado el micrófono (M2)
en un tapón de protección para los oídos de comunicaciones y de
protección de la audición. El canal de transmisión acústica (T1)
conecta el micrófono (M2) a la parte interior del meato (3). El
micrófono (M2) capta el campo de sonido generado por la voz de la
propia persona. La señal se puede amplificar en el amplificador
(E4), se convierte de analógica a digital en el convertidor
analógico-digital (E5) y se procesa en la unidad de
tratamiento digital de señales (DSP) o microordenador (E3). Una
señal procesada desde (E3) se puede transmitir en forma digital a
través de un interfaz digital (E12) a otras unidades eléctricas. En
una realización alternativa, la señal procesada por (E3) puede ser
convertida de digital a analógica y transmitida de forma análoga a
otras unidades eléctricas.
La figura 4 muestra una posible disposición del
tratamiento de la señal según la invención. Muestra un ejemplo del
tipo de filtrado dependiente de la señal que se puede aplicar a la
señal del micrófono (M2) a efectos de obtener una buena
reconstrucción de la señal del habla, haciéndola altamente
inteligible, incluso en ambientes altamente ruidosos.
Tras la amplificación en (E4) y la conversión de
analógico a digital en (E5), se analiza la señal del micrófono (M2)
en la unidad de tratamiento DSP/\muP (E3). El análisis
representado por el bloque (21) de la figura 4 puede comprender una
estimación a corto plazo de la energía espectral de la señal del
micrófono, una estimación de la autocorrelación a corto plazo de la
señal del micrófono o una combinación de ambas. Basándose en estas
estimaciones, se puede llevar a cabo una clasificación continua con
la decisión correspondiente representada por el bloque (22) en la
unidad de tratamiento (E3) para la selección del filtro de
preparación más adecuado para la señal del micrófono (M2). En el
ejemplo mostrado en la figura 4, la selección se puede realizar, por
ejemplo, entre tres filtros H1(f), H2(f) y
H3(f) representados por los bloques (23), (24) y (25),
adecuados para los sonidos de las vocales, sonidos nasales y
sonidos fricativos respectivamente. La señal procesada se encuentra
presente en la salida (26) del bloque (22). Se pueden aplicar otras
clasificaciones del sonido que utilizan subdivisiones más
sofisticadas entre las clasificaciones de los sonidos y sus filtros
de sonido correspondientes y algoritmos de análisis. El algoritmo
de selección puede comprender transiciones graduales entre las
salidas de los filtros a efectos de evitar partículas audibles. El
filtrado y la selección se llevan a cabo en la unidad de
tratamiento (E3) de manera simultánea al análisis y la clasificación
del sonido.
La base para las características del filtrado y
del análisis y la clasificación correspondientes en la unidad de
tratamiento (E3) puede ser obtenida a partir de un experimento de la
forma mostrada en la figura 3. Se utiliza un tapón de protección
para los oídos con un micrófono (M2) con las mismas propiedades que
las del utilizado para la captación de voz, para captar la voz de
un tema de prueba desde el meato (3) mostrado en la parte superior
de la figura 3. De forma simultánea, la voz se registra mediante un
micrófono (M3) de alta calidad enfrente del sujeto, a una distancia
nominal de 1 metro, bajo condiciones anecoicas (ausentes de eco).
Las estimaciones de las densidades espectrales de la energía se
pueden calcular para las dos señales mediante los análisis
representados por los bloques (27) y (28) respectivamente, y los
niveles L1(f) y L2(f) correspondientes son comparados
en el comparador (29). La salida del comparador está representada
mediante la función de transferencia H(f). Los análisis
pueden ser estimaciones espectrales a corto plazo, por ejemplo,
espectros de 1/9 de banda de octava en la gama de frecuencias de
100 Hz a 14.000 Hz. Las secuencias de prueba que el sujeto emite
pueden comprender sonidos del habla mantenidos constantes durante
aproximadamente 1 segundo. Para los sonidos de voz, la persona
puede hacer que el tono varíe durante el periodo de análisis. Las
funciones de transferencia de los filtros descritos en relación con
la figura 4 se pueden basar en los diagramas de H(f), los
niveles de densidad espectral del micrófono (M3) a campo libre
extraídos de los niveles correspondientes del micrófono (M2) del
interior del oído.
La realización más simple de la invención puede
reducir el sistema de la figura 4 a un único filtro invariante en
el tiempo. El análisis y el tratamiento de selección pueden ser
entonces omitidos. La función de transferencia del único filtro
sigue estando basada en los diagramas de los niveles de densidad
espectral del micrófono de campo libre extraídos de los niveles
correspondientes del micrófono contenido en el oído, descrito en
relación con la figura 3. La función de transferencia puede ser una
combinación de los resultados de los diversos sonidos del habla,
ponderados según su importancia para la inteligibilidad y la
naturalidad del habla procesada.
Otra realización de la invención se entenderá
mejor bajo el término "voz propia natural", que indica que una
persona que lleva un terminal para los oídos percibirá su propia voz
como natural aún teniendo el meato bloqueado mediante un tapón de
protección para los oídos.
El micrófono interior (M2) o el micrófono
exterior (M1), o una combinación de ambos, capta la señal de sonido
que representa la señal de voz del usuario. La señal se amplifica,
se convierte de analógica a digital y se analiza en el procesador
digital de señales (E3). Basándose en las funciones de transferencia
medidas anteriormente del habla del usuario en el micrófono (M2)
(y/o -M1-), se puede filtrar la señal del micrófono para recuperar
la naturalidad del habla del usuario. La señal se convierte entonces
de digital a analógica, se amplifica y se reproduce en un altavoz
interno (SG). El altavoz interno (SG) se puede disponer en un
terminal para los oídos (1), (2) similar, en el otro oído del
usuario para evitar una retroalimentación local en el tapón de
protección para los oídos. En una disposición acústicamente más
exigente se puede utilizar el altavoz (SG), dispuesto en el mismo
meato (3) en el que está situado el micrófono (M2) de captación,
exigiendo de esta manera la eliminación de la retroalimentación. La
señal deseada en el altavoz (SG) en el otro oído se puede transmitir
a través de conductores eléctricos por la parte exterior de la
cabeza del usuario o a través de señales de radio.
La figura 6 muestra una realización preferente
de la invención estando integrada la característica de voz propia
natural en dos tapones de protección para los oídos de
comunicaciones con protección activa de la audición. Cada tapón de
protección para los oídos puede comprender una sección principal (1)
que contiene dos micrófonos, un micrófono exterior (M1) y un
micrófono interior (M2), y un generador de sonido (SG). Los tapones
de protección para los oídos derecho e izquierdo son generalmente
simétricos, siendo idénticos por lo demás para ambos oídos. La
sección (2) es la parte de cierre acústico del protector de la
audición. Un canal de transmisión acústica (T1) conecta el
micrófono (M2) a la parte interna del meato (3). El micrófono (M2)
capta el sonido del meato (3). Cuando el usuario está hablando y el
canal auditivo se encuentra cerrado, esta señal es principalmente
la señal de voz del propio usuario. Esta señal se filtra y se
reproduce en el altavoz (SG) en el otro oído. Un canal de
transmisión acústica (T2) conecta el generador de sonido (SG) a la
parte interna del meato (3). En la figura 2 se muestra un diagrama
de bloques del sistema electrónico.
La figura 4 muestra un ejemplo del tipo de
filtrado dependiente de la señal que se puede aplicar a la señal
del micrófono a efectos de obtener una buena reconstrucción de la
voz.
Tras la amplificación en (E4) y la conversión de
analógico a digital en (E5), se analiza la señal del micrófono (M2)
en la unidad de tratamiento DSP/\muP (E3). El análisis
representado por el bloque (21) de la figura 4 puede comprender una
estimación a corto plazo de la energía espectral de la señal del
micrófono, una estimación de la autocorrelación a corto plazo de la
señal del micrófono o una combinación de ambas. Basándose en estas
estimaciones, en la unidad de tratamiento (E3) se puede realizar una
clasificación continua con la decisión correspondiente representada
por el bloque (22) para la selección del filtro de preparación más
adecuado para la señal del micrófono (M2). En el ejemplo mostrado
en la figura 4, la selección puede realizarse, por ejemplo, entre
tres filtros H1(f), H2(f) y H3(f) representados
por los bloques (23), (24) y (25), adecuados para los sonidos de
vocales, sonidos nasales y sonidos fricativos respectivamente. La
señal procesada se encuentra presente en la salida (26) del bloque
(22). Se pueden aplicar otras clasificaciones de sonido utilizando
subdivisiones más sofisticadas entre las clasificaciones del sonido
y los filtros de sonido correspondientes y los algoritmos de
análisis. El algoritmo de selección puede comprender transiciones
graduales entre las salidas de los filtros a efectos de evitar
partículas audibles. El filtrado y la selección se llevan a cabo en
la unidad de tratamiento (E3) de forma simultánea al análisis y la
clasificación del sonido.
La base para las características de filtrado y
la clasificación y análisis correspondientes en la unidad de
tratamiento (E3) se pueden obtener de un experimento de la forma
mostrada en la figura 5. Se utiliza un tapón de protección para los
oídos con un micrófono (M2), generalmente con las mismas propiedades
que las del utilizado para la captación de voz, para captar la voz
de un tema de prueba desde el meato (3) mostrado en la parte
superior de la figura 5. De forma simultánea, se registra la voz
mediante un micrófono (M4) de alta calidad en las proximidades del
oído del sujeto, bajo unas condiciones de ausencia de eco. Las
estimaciones de las densidades espectrales de la energía se pueden
calcular para las dos señales mediante los análisis representados
por los bloques (37) y (38) respectivamente, y los niveles
L1(f) y L2(f) correspondientes se comparan en el
comparador (39). La salida del comparador se representa mediante la
función de transferencia H(f). Los análisis pueden ser
estimaciones espectrales a corto plazo, por ejemplo, espectros de
1/9 de banda de octava en la gama de frecuencias de 100 Hz a 14.000
Hz. Las secuencias de prueba que emite el sujeto pueden comprender
sonidos del habla mantenidos constantes durante aproximadamente 1
segundo. Para sonidos de voz, el sujeto puede hacer que el tono
varíe durante el periodo de análisis. Las funciones de transferencia
de los filtros descritos en relación con la figura 4 pueden estar
basados en los diagramas de H(f), los niveles de densidad
espectral del micrófono de campo abierto (M4) extraídos de los
niveles correspondientes del micrófono (M2) contenido en el
oído.
La realización más simple de la invención puede
reducir el sistema de la figura 4 a un único filtro invariante en
el tiempo. Entonces el tratamiento de selección y análisis pueden
ser omitidos. La función de transferencia del único filtro está
basada en los diagramas de los niveles de densidad espectral del
micrófono de campo abierto extraídos de los niveles
correspondientes del micrófono contenido en el oído, descritos en
relación con la figura 5. La función de transferencia puede ser una
combinación de los resultados de los diversos sonidos del habla,
ponderados según su importancia para la naturalidad del habla
procesada.
Otra realización de la invención se denomina
"Dispositivo de medición personal de las dosis de exposición al
ruido". De manera similar a las realizaciones anteriores, un
micrófono (M2) capta el sonido en el meato (3). Una de las
características nuevas es que esta exposición al ruido se mide en el
meato, incluso aunque el oído ya está protegido frente al ruido. La
señal del micrófono (M2) se amplifica, se convierte de analógica a
digital y se analiza en una unidad de tratamiento digital de la
señal (DSP) o microordenador (E3) de la misma manera descrita
anteriormente. Según una realización preferente de la invención, el
análisis abarca tanto ruido estacionario como semiestacionario, y
ruido de impulsos. El resultado del análisis se compara con los
criterios de riesgo de daños y el usuario recibe una señal de alerta
audible o de cualquier otra forma cuando se están a punto de
superar ciertos límites y se deben tomar medidas. La señal de alerta
también se puede transmitir a otras partes, por ejemplo,
dispositivos de control de la higiene industrial. El registro del
tiempo del análisis puede ser almacenado, según una realización
preferente, en una memoria, por ejemplo, en la memoria RAM (E8),
para una lectura y tratamiento posteriores.
La figura 1 muestra una realización preferente
de la invención con el dispositivo de medición personal de las
dosis de exposición al ruido incorporado en un tapón de
comunicaciones para los oídos, con protección auditiva activa, que
comprende una sección principal (1) que contiene dos micrófonos, un
micrófono exterior (M1) y un micrófono interior (M2), y un
generador de sonido (SG). Dado que esta realización forma parte del
tapón de protección para los oídos con protección auditiva, se fija
una sección de cierre (2) a la sección principal. Un canal de
transmisión acústica (T1) conecta el micrófono (M2) a la parte
interior del meato (3). Por tanto, el micrófono (M2) capta el
sonido presente en el meato (3), justo en la parte exterior del
tímpano (tympanum) (4). Un canal de transmisión acústica (T2)
conecta el generador de sonido (SG) a la parte interior del meato
(3). El generador de sonido (SG) puede proporcionar información
audible al usuario, en forma de señales de alerta o de habla
sintética.
Todos los circuitos electrónicos así como la
batería se disponen en la sección principal (1).
En la figura 2 se muestra un diagrama de bloques
de una posible puesta en práctica de esta realización. El sonido se
capta mediante el micrófono (M2), se amplifica y se convierte de
analógico a digital antes de alimentar la unidad de tratamiento
(E3) con el DSP o \muP (o ambos) como unidades de tratamiento
centrales. Las unidades de memoria (E8) con memoria RAM, (E9) con
memoria ROM y (E10) con memoria EEPROM pueden almacenar programas,
datos de configuración y resultados de los análisis. La información
para el usuario se genera en la unidad central de tratamiento (E3),
se convierte de digital a analógica, se amplifica, y se puede
presentar como información audible a través del altavoz (SG). El
interfaz digital se utiliza para la programación, el control y la
lectura de los resultados.
La señal de tratamiento para el cálculo de la
exposición al ruido se muestra en el diagrama de flujo de la figura
7. La señal del micrófono (M2) se amplifica, se convierte en forma
digital y se analiza mediante algoritmos en la unidad de
tratamiento (E3). En primer lugar, se aplica la compensación muestra
por muestra representada por el bloque (41) para compensar las
irregularidades en la respuesta del micrófono, el canal de
transmisión (T1) y la respuesta del canal auditivo ausente debido
al bloqueo del canal mediante el tapón de protección para los
oídos. Las muestras procesadas pueden ser evaluadas, según la
invención, al menos de dos maneras. Para obtener la dosis de ruido
estacionario o semiestacionario se aplica una ponderación A
representada por el bloque (42). Existen estándares para esta
ponderación A: IEC 179, y los valores de las muestras se elevan al
cuadrado y se acumulan en los bloques (43) y (44) respectivamente.
Para obtener el valor pico para estimar el ruido de impulso, se
aplica una ponderación C representada por el bloque (45) según los
estándares aceptados internacionalmente, asimismo IEC 179, y el
valor pico (sin tener en cuenta su signo) se guardan en el bloque
(46). La dosis de ruido y los valores pico se comparan finalmente
con unos límites predeterminados en un algoritmo de decisión
representado por el bloque (47) de manera que se pueda proporcionar
una señal de alerta. La información audible para el usuario se
puede proporcionar en forma de señal de alerta o de habla sintética.
La señal de alerta también se puede trasmitir a otras partes, por
ejemplo a dispositivos de control de la higiene industrial. El
registro del tiempo de ambas señales se puede almacenar también en
la memoria de la unidad de tratamiento (E3) para una posterior
lectura y evaluación adicional.
Además de la utilización en dispositivos de
protección auditiva pasivos, esta realización de la invención se
puede utilizar como protección auditiva cuando el terminal se
utiliza como auriculares acoplados a reproductores de CD para
controlar de manera similar la dosis de ruido proporcionada por los
auriculares al oído durante un periodo de tiempo o en picos.
Otra realización de la invención, denominada
"verificación/control en línea del funcionamiento del protector
auditivo" utiliza el hecho de que un campo de sonido generado
localmente en la cavidad cercana al tímpano está influido por las
fugas del protector auditivo. Un pequeño transductor electroacústico
(fuente de sonido) (SG) y un micrófono (M2) se disponen en una
sección de cierre (2) dispuesta para atenuar los sonidos que entran
en la cavidad del meato (3). Se utiliza una unidad de microordenador
o de tratamiento digital de señales (DSP) (E3) en la sección
principal (1) o en la sección de cierre (2) para generar una señal
predeterminada que se convierte de digital a analógica mediante el
convertidor digital-analógico (E7), se amplifica
mediante el amplificador (E6) y se aplica a la fuente de sonido
(SG), que genera un campo de sonido en la parte cerrada del meato
(3). El micrófono (M2) capta el sonido en la cavidad del meato (3).
Esta señal se amplifica mediante el amplificador (E4), se convierte
de analógica a digital mediante el convertidor
analógico-digital (E5) y se analiza en el
procesador digital de señales o microprocesador (E3). El resultado
del análisis se compara con los resultados almacenados de las
medidas anteriores del mismo tipo en una situación con unas buenas
condiciones de cierre. El usuario puede obtener confirmación
audible o de otro tipo de los mensajes si la fuga es aceptablemente
baja, o una señal de alerta si la fuga es inaceptablemente alta. De
la misma manera, se puede transmitir una señal a otros casos, por
ejemplo, una unidad externa de control de la higiene industrial, con
información sobre las fugas. Un ejemplo puede ser que un terminal
para los oídos según la invención se utilice para comprobar las
fugas en la protección auditiva cuando el usuario se encuentra en la
puerta de control de entrada de una zona expuesta a ruido. Si
tienen lugar fugas, se puede transmitir una señal desde el terminal
para los oídos a un receptor de señal correspondiente en la puerta
que tiene medios para bloquear la puerta de entrada hasta que se
hayan remediado y verificado las condiciones de fuga.
La figura 1 muestra una realización de la
invención en la que el dispositivo de verificación está integrado
en un tapón de protección para los oídos con protección auditiva.
Esta realización comprende una sección exterior (1) que contiene un
micrófono (M2) y un generador de sonidos (SG). Una sección de cierre
interior (2) está fijada a la sección exterior. Un canal (T2) de
transmisión acústica conecta el generador de sonidos (SG) a la
parte interna del meato (3). El generador de sonidos (SG) genera una
señal acústica predeterminada, que genera un campo de sonido en el
meato (3). Un canal (T1) de transmisión acústica conecta el
micrófono (M2) a la parte interna del meato (3). El micrófono (M2)
capta el campo de sonido creado por el generador de sonido (SG). La
generación y el análisis de la señal se llevan a cabo en una unidad
de tratamiento digital de señales (DSP) o microordenador (E3) con
amplificadores y convertidores adecuados, tal como se describe en
los párrafos anteriores. Todos los circuitos electrónicos (11) así
como la fuente de alimentación (12) se disponen en la sección
exterior (1).
La figura 8 muestra una disposición de
tratamiento de la señal según la realización preferente de la
invención. Esta realización utiliza una señal que genera una
caracterización fiable del campo de sonido en la cavidad,
preferentemente que no moleste al usuario. La señal puede comprender
uno o más componentes sinusoidales presentados simultáneamente o en
secuencia. De manera alternativa, se puede utilizar una secuencia
pseudoaleatoria. En ambos casos, preferentemente tanto las partes
del campo de sonido en fase como las desfasadas son analizadas y
utilizadas en el algoritmo de verificación.
En el diagrama de flujo de la figura 8 se
muestra un ejemplo del tratamiento de señales. En el ejemplo, se
generan dos tonos puros de diferentes frecuencias f_{1} y f_{2}
mediante algoritmos en la unidad de tratamiento (E3). Los
generadores están representados mediante los bloques (81) y (82)
respectivamente. Los generadores generan tanto los componentes en
fase (sin) como los desfasados (cos). Los componentes en fase se
añaden todos juntos en el bloque (83), se convierten a su forma
analógica, se amplifican y se aplican al generador de sonido (SG).
El campo de sonido resultante es captado por el micrófono (M2),
amplificado, convertido en forma digital y analizado por los
algoritmos en la unidad de tratamiento (E3) mediante una serie de
detectores representados por los bloques (84), (85), (86) y (87).
Los componentes en fase y desfasadas de la señal del micrófono (M2)
son analizados para cada una de las dos frecuencias. El algoritmo de
detección lleva a cabo una multiplicación muestra a muestra de las
dos señales de entrada y suaviza el resultado con un filtro de paso
bajo. Las salidas de los cuatro detectores se aplican a un
algoritmo de decisión representado por el bloque (88) en el que son
comparadas con los valores almacenados. El resultado de la decisión
puede ser una señal digital en tiempo real "pasa"/"no
pasa" que indica una atenuación de protección del ruido aceptable
o unas condiciones de protección inaceptables. El resultado del
análisis se compara con los resultados almacenados de medidas
anteriores del mismo tipo en una situación con unas buenas
condiciones de cierre.
Los valores almacenados para el algoritmo de
decisión pueden estar basados, según una realización preferente, en
experimentos de laboratorio previos, pero los valores para el
algoritmo de decisión también pueden ser determinados, por ejemplo,
calculando el promedio y fijando un límite inferior de aceptación
para una realización de determinación general de la invención.
El número y los valores de las frecuencias y las
características de suavizado de los detectores se eligen como un
compromiso entre la audibilidad y el tiempo de respuesta. Si es
necesaria una verificación continua, se pueden utilizar bajas
frecuencias, por ejemplo, en la gama de 10 a 0 Hz, de niveles
suficientemente bajos a efectos de evitar molestias.
Posteriormente, los tonos puros pueden ser enmascarados auralmente
parcial o totalmente por el ruido residual transmitido por el
protector auditivo.
\newpage
El fenómeno acústico en el que se basa la
realización de la invención se muestra mediante el diagrama de
analogía eléctrica de la figura 9. En el diagrama, el generador de
sonidos (SG) se modela mediante su equivalente acústico Thevenin
representado por los bloques (91) y (92). La presión del sonido (p1)
se genera mediante el generador Thevenin (91), dando como resultado
una velocidad de volumen a través de la impedancia de Thevenin
(Z1(f)92). El micrófono (M2) se modela mediante su
impedancia acústica (Z3(f)) representada por el bloque (93).
La presión de sonido (p2) en la entrada del micrófono es convertida
en una señal eléctrica por el micrófono. Para el propósito de la
presente ilustración, todos los elementos acústicos expuestos a la
presión de sonido generada por el generador de sonido (SG), excepto
el micrófono, se agrupan todos en la impedancia acústica
(Z2(f)) representada por el bloque (95). Una fuga en el
protector auditivo se puede modelar mediante un cambio en la
impedancia acústica variable (Z2(f)). El cambio afectará
normalmente tanto al módulo dependiente de la frecuencia como a la
fase dependiente de la frecuencia de (Z2(f)). Este cambio
lleva a un cambio en la relación entre las presiones de sonido (p2)
y (p1), que se analiza tal como se ha descrito en relación con la
figura 8.
Claims (14)
1. Terminal para los oídos que comprende: una
sección de cierre (2) para estar dispuesta en el meato (3) de un
ser humano, y medios para una eliminación activa del ruido, que
comprende:
- una sección exterior (1) dispuesta, adyacente a una parte situada hacia al exterior de la sección de cierre (2) y que comprende un micrófono interior (M2) que tiene una entrada de sonido que está dirigida hacia el meato, definiendo la sección de cierre (2) un canal (T1) entre el micrófono interior (M2) y la parte interna del meato (3), y
- una unidad electrónica (11) acoplada al micrófono interior (M2) y a una fuente de alimentación (12);
- un micrófono exterior (M1) para convertir las señales acústicas del entorno en señales eléctricas; y
- un generador de sonido (SG) dirigido hacia el meato acoplado a la unidad electrónica (11),
- en el que la unidad electrónica comprende medios de análisis para eliminar el ruido activo mediante la retroalimentación de las señales acústicas convertidas, al menos, por uno de dichos micrófono interior (M2) y dicho micrófono exterior (M1) utilizando dicho generador de sonido (SG) orientado hacia el meato.
2. Terminal para los oídos, según la
reivindicación 1, que comprende un canal de ajuste de la presión
(T3) para ralentizar la circulación del aire hacia el meato (3) y
desde el mismo a través de la sección de cierre (2).
3. Terminal para los oídos, según la
reivindicación 2, en el que el canal de ajuste de la presión (T3)
incluye una válvula de presión de seguridad (V) dispuesta para
abrirse si la diferencia de presión entre el meato y el entorno del
usuario supera un límite predeterminado.
4. Terminal para los oídos, según la
reivindicación 3, que comprende un canal de desvío (T4) en el canal
de ajuste de la presión (T3).
5. Terminal para los oídos, según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, que comprende un interfaz de
conexión (13, E12), por ejemplo, un receptor de radio o un
acoplamiento eléctrico, acoplado a la unidad electrónica (11),
estando dotada dicha unidad electrónica de unos medios de conversión
(E7) para convertir las señales recibidas desde dicho interfaz y
estando acoplada al generador de sonido (SG) para transmitir
información acústica al usuario.
6. Terminal para los oídos, según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, que comprende un interfaz de
conexión (13, E12), por ejemplo un transmisor de radio o un
acoplamiento eléctrico, acoplado a la unidad electrónica (11),
estando dotada dicha unidad electrónica de medios de conversión (E5)
para convertir las señales recibidas desde el micrófono interior
(M2) para transmitir información eléctrica o electromagnética desde
el usuario.
7. Terminal para los oídos, según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que la unidad electrónica
(11) comprende medios de filtrado para la transmisión activa del
sonido, por ejemplo, mediante la amplificación de las frecuencias
elegidas convertidas mediante dicho micrófono exterior (M1) y
generando la señal acústica correspondiente a través de dicho
generador de sonido (SG).
8. Terminal para los oídos, según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que la unidad electrónica
(11) comprende medios de filtrado acoplados a dicho micrófono
interior para filtrar la señal desde dicho micrófono interior (M2),
siendo dichos medios de filtrado programables para transformar las
señales basándose en los sonidos recibidos en el oído mediante
dicho micrófono interior (M2), en sonidos que tienen esencialmente
las características de sonidos hablados del usuario del terminal
para los oídos.
9. Terminal para los oídos, según la
reivindicación 8, que comprende un interfaz de conexión (13, E12)
para transmitir la señal filtrada desde el terminal para los
oídos.
10. Terminal para los oídos, según la
reivindicación 1, para proteger la audición del usuario, en el
que:
la unidad electrónica (11, E3) comprende un
analizador del sonido acoplado a dicho micrófono interior (M2) para
analizar las características del sonido del campo de sonido
resultante en el meato (3), generando características de sonido
analizadas;
medios de almacenamiento en la unidad
electrónica (11, E8, E9, E10) para almacenar características de
sonido medidas predeterminadas de un dispositivo de protección
auditiva con un funcionamiento adecuado;
unos medios de comparación en la unidad
electrónica (11, E3) para comparar las características del sonido
analizadas por el micrófono interior (M2) con las características
del sonido medidas, almacenadas de manera predeterminada;
\newpage
medios de indicación acoplados a dichos medios
de comparación (11, E3) para ser activados si dichas características
de sonido analizadas difieren de manera significativa de dichas
características de sonido predeterminadas.
11. Terminal para los oídos, según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que
la unidad electrónica (11) incluye medios de
filtrado acoplados a dicho micrófono interior para filtrar la señal
de dicho micrófono interior (M2), siendo dichos medios de filtrado
programables para transformar las señales basándose en los sonidos
recibidos en el oído por dicho micrófono interior (M2), en sonidos
que, combinados con la propia voz del usuario, generan una voz que
suena natural para el usuario.
12. Terminal para los oídos, según la
reivindicación 11, en el que dicha unidad electrónica comprende
asimismo medios de supresión de la retroalimentación para suprimir
la retroalimentación entre el generador de sonido (SG) y el
micrófono interior (M2).
13. Terminal para los oídos que comprende dos
terminales para los oídos, siendo el primero de los cuales por lo
menos un terminal para los oídos según la reivindicación 11,
comprendiendo dicho primer terminal para los oídos un interfaz de
conexión (13, E12) para transmitir la señal filtrada desde el
terminal para los oídos a dicho segundo terminal para los oídos
dispuesto para ser ubicado en el otro oído del usuario,
comprendiendo dicho segundo terminal para los oídos un interfaz de
conexión (13, E12) correspondiente y un generador de sonido (SG)
para emitir el sonido en dicho segundo oído.
14. Terminal para los oídos, según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 12, en el que el micrófono interior (M2)
está dispuesto para convertir una señal de sonido captada, en una
señal de salida (51); incluyendo la unidad electrónica (11) unos
medios de análisis del sonido dispuestos para analizar la señal de
salida (51) y comparar la señal con unas señales predeterminadas
correspondientes a límites de ruido aceptables y para activar un
indicador cuando se detecta que se han superado dichos límites.
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