ES2320734T3 - Terminal para los oidos, con microfono en el meato auditivo, que tiene un filtrado que proporciona a las señales transmitidas las caracteristicas del sonido hblado. - Google Patents
Terminal para los oidos, con microfono en el meato auditivo, que tiene un filtrado que proporciona a las señales transmitidas las caracteristicas del sonido hblado. Download PDFInfo
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Abstract
Terminal para los oídos, que comprende una sección de cierre (2) dispuesta para su utilización en el meato auditivo (3) de un ser humano, y que comprende un micrófono interno (M2) para el oído, que tiene una entrada de sonido dirigida hacia el interior del meato auditivo (3); y que tiene una sección exterior (1) para estar dispuesto adyacente a la parte dirigida hacia el exterior de la sección de cierre (2); comprendiendo la sección exterior (1) el micrófono interior (M2) y definiendo la sección de cierre (2) un canal (T1) entre el micrófono interior (M2) y la entrada de sonido en la superficie de la sección de cierre, dispuesta frente al meato auditivo; comprendiendo también la sección exterior (1); una unidad electrónica (11) que incluye medios de tratamiento de señales (21-26) acoplados a dicho micrófono interior (M2) que comprende medios de filtrado para filtrar la señal desde dicho micrófono interior (M2), siendo programables dichos medios de filtrado para transformar la señal, en base a los sonidos recibidos en el oído mediante dicho micrófono interior (M2), en señales eléctricas equivalentes que tienen esencialmente las características de los sonidos hablados del usuario del terminal para los oídos, de manera que las señales eléctricas equivalentes están adaptadas para ser transmitidas de forma digital o analógica a otras unidades electrónicas y, después de ello, utilizadas para presentar los sonidos reconstruidos que se desean; y comprendiendo los medios de tratamiento de señales (21-26) medios de análisis de los sonidos (21) y medios de selección (22, E3) para hacer posible una clasificación del funcionamiento de la señal analizada, dependiendo la decisión correspondiente para la selección de un filtro de acondicionamiento (23, 24, 25) de las propiedades de la señal desde el micrófono (M2).
Description
Terminal para los oídos, con micrófono en el
meato auditivo, que tiene un filtrado que proporciona a las señales
transmitidas las características del sonido hablado.
La invención se refiere al diseño físico de un
tapón adaptativo de protección auditiva para los oídos combinado
con un terminal de comunicaciones de audio.
Existen muchas soluciones para la protección
auditiva y la comunicación de audio en entornos ruidosos, basadas
en tapones para los oídos y tapa orejas con auriculares (altavoces),
micrófonos de brazo, micrófonos para el pómulo o laringófonos.
Todas estas soluciones tienen una o varias de las siguientes
propiedades no deseables:
- -
- Pesadas y toscas.
- -
- Incómodas.
- -
- Calidad inferior del sonido captado y recuperado.
- -
- Mala atenuación del ruido.
- -
- Atenuación tanto de los sonidos deseados como de los no deseados.
- Un objetivo de esta invención es dar a conocer un terminal para los oídos que no tiene ninguno de estos inconvenientes, ya que es un protector auditivo inteligente, ligero, situado en su totalidad dentro del oído, con comunicación inalámbrica. La atenuación del ruido se adapta automáticamente a las condiciones acústicas y a los modos de comunicación. Por lo tanto, la presente invención protege la audición y proporciona, simultáneamente, capacidades mejoradas de comunicación en diferentes entornos acústicos. Dicha invención está destinada a una utilización continua durante la jornada laboral u otros períodos en los que se necesita protección auditiva y/o comunicación de voz.
- La invención se refiere también a un dispositivo para utilizar el sonido del habla, producido en el oído de una persona que lleva tapones para los oídos protectores de comunicaciones auditivas según la invención.
- Los dispositivos actuales destinados a captar el habla de una persona en un entorno muy ruidoso representan un desafío tecnológico y adoptan formas diversas. Los tipos más comunes incluyen:
- -
- Un micrófono muy próximo a la boca, soportado en un micrófono de brazo. El micrófono está fabricado con una característica que destaca el campo cercano a la boca. Este tipo se denomina, a veces, "de anulación del ruido".
- -
- Un captador de vibraciones en contacto con la garganta, que capta las vibraciones de las cuerdas vocales.
- -
- Un captador de vibraciones en contacto con la pared del meato auditivo, el conducto auditivo externo, que capta las vibraciones del tejido en la cabeza.
- -
- Un captador similar en contacto con el pómulo.
\vskip1.000000\baselineskip
Estos tipos de dispositivos son bastante
sensibles al ruido acústico que enmascara el habla, o son malos
transmisores de ciertos sonidos del habla, especialmente los
sonidos consonantes de alta frecuencia necesarios para una buena
inteligibilidad.
Las normas de seguridad e higiene requieren que
las personas expuestas a altos niveles de ruido lleve puestos
protectores auditivos. Los protectores adoptan la forma de copas
estancas que tapan el oído, o de tapones para los oídos que
bloquean el conducto auditivo. Habitualmente, este último tipo de
protector es el preferente debido a su tamaño reducido y a su
comodidad relativamente satisfactoria.
De esta manera, un objetivo adicional de esta
invención es dar a conocer un tapón para los oídos con dos
propiedades deseables:
- -
- La cavidad cerrada en la parte interior del meato auditivo por medio del tapón para los oídos está relativamente libre de ruido externo, que es el objetivo del tapón para los oídos al proteger la audición.
- -
- El campo sonoro en la cavidad generado por la propia voz de las personas contiene todos los componentes de frecuencia necesarios para reconstruir el habla con buena inteligibilidad.
\newpage
La solución según la invención aprovecha estos
hechos. Utilizando un micrófono para captar el campo sonoro en la
parte interior del meato auditivo y tratando la señal del micrófono
según la invención, se produce una señal hablada de alta calidad y
con un bajo enmascaramiento del ruido.
Un objetivo adicional de esta invención es dar a
conocer un sistema para aumentar la sensación de naturalidad de la
propia voz del usuario cuando usa un terminal de comunicaciones de
protección auditiva según la invención.
Utilizando tapones para los oídos o tapa orejas
normales, el usuario percibe habitualmente su propia voz
distorsionada, una característica que reduce la comodidad de
utilizar protectores auditivos. Los protectores auditivos normales
cambian la trayectoria habitual de transmisión del sonido desde la
boca hasta las membranas del tímpano. De esta manera, resulta
afectada la realimentación auditiva de la propia voz del usuario,
dando como resultado un cambio involuntario en la salida del habla.
Una respuesta normal es elevar el nivel de la propia voz cuando se
utilizan auriculares o tapones para los oídos.
La invención resuelve este problema filtrando y
mezclando la propia voz del usuario captada por el micrófono
exterior o el interior, en un oído, y reproduciendo la señal en el
altavoz en el otro oído. Es posible asimismo reproducir la señal
por medio del altavoz en el mismo oído, en cuyo caso se tiene que
aplicar una anulación de la realimentación. De esta manera, la voz
del usuario se percibe más natural tanto con respecto a la respuesta
de frecuencia como al nivel del habla. Esta característica
aumentará el nivel de aceptación para una utilización continua de
los protectores auditivos durante toda la jornada laboral. La señal
de la voz propia se añade y se reproduce de tal modo que se
mantiene la propiedad de reducción del ruido del protector
auditivo.
Un objetivo adicional de esta invención es dar a
conocer un medidor de dosis de exposición al ruido personal y
programable, que mide la exposición verdadera en el oído del usuario
y calcula el riesgo de daños en la audición.
Los medidores actuales de las dosis de
exposición al ruido, también llamados dosímetros, consisten
habitualmente en un micrófono y en una pequeña unidad electrónica
que puede estar fijada al cuerpo o puede llevarse en un bolsillo.
El micrófono puede estar montado en la unidad electrónica o puede
estar sujeto al cuello o en el hombro. La norma ANSI S1.25
especifica dosímetros.
Los dosímetros actuales tienen varios
inconvenientes:
- -
- Los dosímetros no miden el ruido que afecta realmente al órgano auditivo (por ejemplo, cuando el usuario lleva puesto un protector auditivo, un casco, etc.). Incluso cuando el oído no está cubierto, las mediciones pueden estar influidas por el efecto pantalla producido por el cuerpo.
- -
- Los dosímetros son susceptibles a errores intencionados o no intencionados, que pueden influir en las lecturas, tales como que el usuario dé golpes o cante en los micrófonos del dosímetro o los debidos al ruido generado por el viento.
- -
- Los dosímetros son imprecisos si está presente el ruido de choques o impactos.
- La invención resuelve estos problemas utilizando un micrófono que mide el sonido en el tímpano y utiliza procedimientos de análisis que tienen en cuenta tanto el sonido estacionario como el dinámico. Cuando el dosímetro forma parte de un terminal de comunicaciones, éste incluye ruidos externos, la señal de comunicación entrante, así como los posibles fallos del equipo.
- Es asimismo un objetivo de la presente invención dar a conocer un dispositivo para verificar in situ que se está utilizando apropiadamente un protector auditivo.
- Los protectores auditivos actuales tienen la forma de copas de cierre que tapan el oído, o de tapones para los oídos que bloquean el conducto auditivo. En ambos tipos, es muy importante evitar las fugas del sonido acústico a través o alrededor de las partes de cierre y de bloqueo de los protectores auditivos.
- La experiencia demuestra que existen varios factores que pueden afectar el cierre de un protector auditivo y aumentar, de esta manera, el riesgo de daños a la audición. Estos factores incluyen:
- -
- Superficies irregulares a las que el material de cierre no es capaz de adaptarse apropiadamente. Por ejemplo, las gafas utilizadas con copas para los oídos, y los tapones para los oídos utilizados por las personas que tienen los conductos auditivos formados de manera irregular.
- -
- Colocación inadecuada del protector auditivo. Se requiere experiencia y paciencia por parte del usuario para conseguir un protector auditivo montado correctamente. En los casos en los que el usuario lleva puesto un casco o un gorro, el protector auditivo puede ser empujado accidentalmente fuera de su posición durante la utilización.
- -
- Envejecimiento de los materiales en la zona de cierre que puede reducir la elasticidad de la misma y permitir, de esta manera, fugas alrededor de dicho cierre.
El efecto de las fugas se reduce amortiguando el
ruido potencialmente dañino. Idealmente, las fugas se deberían
detectar y solucionar antes de la exposición al ruido. Las fugas
puede que no sean claramente audibles. En consecuencia, las
situaciones acústicas pueden comprender componentes intermitentes o
dinámicos que pueden dañar la audición casi instantáneamente, si un
protector auditivo está funcionando defectuosamente o es imperfecto,
sin conocimiento del usuario.
- La invención resuelve estos problemas gracias a una medición acústica in situ, que es analizada y se da a conocer al usuario de forma audible, o a un equipo externo mediante señales de comunicación. Los dispositivos necesarios para la medición son una parte integral del protector auditivo. El usuario puede activar la verificación en todo momento, o ésta puede funcionar continuamente cuando la aplicación es crítica. Opcionalmente, otras personas (o dispositivos) distintos del usuario pueden activar la verificación, por ejemplo, para verificar la función protectora auditiva antes de permitir el acceso a una zona ruidosa.
El documento U.S.A. 5.426.719 da a conocer un
sistema de comunicación incorporado en tapa orejas o tapones para
los oídos para ser utilizado en entornos acústicos de riesgo. El
sistema incluye medios de filtrado optimizados. La electrónica del
sistema está situada en una sección que no está colocada en el
oído.
El documento U.S.A. 5.276.739 da a conocer un
audífono programable con tratamiento de señales digitales.
Los problemas anteriormente mencionados se
resuelven gracias a la invención según las reivindicaciones
adjuntas.
La invención se describirá a continuación
haciendo referencia a los dibujos que se acompañan, que muestran la
invención mediante ejemplos.
La figura 1 es una sección vertical simplificada
a lo largo del eje central del meato auditivo del oído externo de
un ser humano, con un terminal para los oídos introducido según una
realización de la invención, mostrado también en sección vertical a
lo largo del eje, coincidente localmente con el eje del meato
auditivo.
La figura 2 es un esquema del cableado eléctrico
que muestra los elementos y conexiones funcionales entre los
componentes electrónicos en una realización preferente según la
invención.
La figura 3 es una ilustración de un método
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, bajo condiciones que son, por otra parte, de
silencio.
La figura 4 es una ilustración del análisis
sonoro del habla y la posterior clasificación de la fuente sonora,
con un filtrado efectuado de acuerdo con la clasificación de la
fuente sonora, según una realización de la invención.
La figura 5 es una ilustración de otro método
según la invención, que muestra un análisis del sonido captado
próximo al oído, que se compara con un análisis del sonido captado
por un micrófono dispuesto en el meato auditivo.
La figura 6 muestra una sección simplificada a
través de los oídos derecho e izquierdo de un ser humano, con
terminales para los oídos según la invención mostrados con fines
sonoros naturales mejorados.
La figura 7 muestra un diagrama de tratamiento
para una realización de la invención con respecto a la medición de
las dosis de ruido, mostrando en este caso una ponderación A con
mediciones de dosis de ruido acumuladas, y también 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 tratamiento para la verificación
en línea del comportamiento del protector auditivo.
La figura 9 muestra un diagrama de analogía
eléctrica del fenómeno acústico en el que está basada una
realización para la verificación en línea del comportamiento del
protector auditivo.
\vskip1.000000\baselineskip
El diseño físico de una realización de la
presente invención permite la construcción de un protector auditivo
y terminal de comunicaciones completo, situado en su totalidad
dentro del oído, con una fuerte atenuación sonora pasiva, fuerte
atenuación sonora activa, recuperación sonora de alta calidad,
captación sonora de alta calidad, pequeño tamaño, poco peso y ajuste
cómodo.
Una realización de esta invención se muestra en
la figura 1, y proporciona el diseño físico general de un protector
auditivo y terminal de comunicaciones completo, situado en su
totalidad dentro del oído, considerado como una combinación de
cierre pasivo, de características y colocación de los transductores
electroacústicos, así como de los filtros acústicos, del conjunto
de circuitos eléctricos y de un sistema de ventilación para
compensación de la presión.
\newpage
El terminal para los oídos comprende una sección
exterior (1) dispuesta para estar situada adyacente a la parte
dirigida hacia el exterior de la sección de cierre (2), y una pieza
de la parte dirigida hacia el interior de la sección exterior (1)
está formada para ajustarse al oído externo alrededor de la parte
exterior del meato auditivo (3).
El diseño físico representado por una
realización de la invención permite algunas o todas las funciones
siguientes:
- -
- Los sonidos externos son atenuados por una combinación de control sonoro activo y pasivo. La atenuación pasiva se obtiene mediante un tapón (1), (2) para los oídos con un sistema de cierre (2) introducido en la parte exterior del conducto o meato auditivo (3). El control sonoro activo se consigue utilizando uno o dos micrófonos (M1), (M2) y un altavoz (SG), junto con circuitos electrónicos en una unidad electrónica (11) montada en el sistema del tapón para los oídos. Los algoritmos para el control del ruido son conocidos en sí mismos y no se describirán con todo detalle en esta memoria, pero pueden incluir la anulación activa del ruido mediante realimentación de señales acústicas, convertidas al menos por uno de dichos micrófonos (M1, M2) a través del generador de sonidos (SG).
- -
- La recuperación de los sonidos deseados (sonidos externos y de señales desde el sistema de comunicación) en la membrana del tímpano o en el propio tímpano (4), se consigue utilizando los mismos micrófonos (M1), (M2), el altavoz (SG) y la unidad electrónica (11). Asimismo, los algoritmos para obtener esto son conocidos en sí mismos y no se describirán con detalle en esta memoria, pero pueden incluir 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 sonidos (SG). Las frecuencias pueden estar, por ejemplo, dentro del intervalo normal de la voz humana.
- Terminal para los oídos según la reivindicación 1, que comprende un generador de sonidos (SG) dispuesto para estar dirigido hacia el meato auditivo y acoplado a dicha unidad electrónica (11), en el que la unidad electrónica (11) comprende medios de filtrado para la transmisión activa del sonido, por ejemplo, mediante amplificación de frecuencias elegidas convertidas por dicho micrófono exterior (M1) y generando la señal acústica correspondiente a través de dicho generador de sonidos (SG).
- -
- La captación de la voz del usuario se realiza gracias a un micrófono (M2) con acceso al espacio cerrado en el meato auditivo (3). Esta señal se trata mediante dispositivos electrónicos analógicos o digitales en la unidad electrónica (11) a efectos de hacerla altamente natural e inteligible, tanto para el propio usuario como para sus interlocutores, o para ambas partes. Esta señal es de alta calidad y adecuada para el control de la voz y el reconocimiento del habla.
- -
- El control y la verificación en línea del comportamiento del protector auditivo se obtienen inyectando una señal de medición acústica, preferentemente mediante el generador de sonidos o altavoz (SG) en el meato auditivo, y analizando la señal captada por el micrófono (M2) que tiene acceso a la señal acústica en el meato auditivo (3).
- -
- La medición de la dosis de exposición al ruido en el tímpano (4) y el cálculo en línea realizados mediante circuitos electrónicos, y el aviso de riesgo de daños a la audición mediante señales de aviso audibles o de otro tipo, al usuario de la protección auditiva o a otras personas relacionadas.
- -
- La compensación de presión entre los dos lados del sistema de tapones para los oídos se obtiene utilizando un conducto muy delgado (T3), (T4) o una válvula que compense las diferencias de presión estática, manteniendo al mismo tiempo una fuerte atenuación sonora de baja frecuencia. Una válvula de seguridad (V) para cuidar la rápida descompresión puede estar incorporada en el sistema (T3), (T4) de compensación de presión.
La figura 1 muestra una realización según la
invención. El tapón para los oídos comprende una sección principal
(1) que contiene dos micrófonos (M1) y (M2) y un generador de
sonidos (SG). La sección principal está diseñada de tal modo que
proporciona una colocación cómoda y segura en la concha (la cavidad
en forma de cuenco a la entrada del canal auditivo). Esto se puede
conseguir utilizando piezas para los oídos moldeadas individualmente
que se mantienen en posición mediante el oído externo o utilizando
una presión variable alrededor de la estructura del oído externo.
Una sección de cierre (2) está fijada a la sección principal. La
sección de cierre puede ser una parte integral del tapón para los
oídos, o puede ser recambiable. La entrada de sonido del micrófono
(M1) está conectada al exterior del tapón para los oídos, captando
los sonidos externos. El micrófono (M2) está conectado a la parte
interior del meato auditivo (3) mediante un canal de transmisión
acústica (T1). El canal de transmisión acústica puede contener
elementos de filtrado acústico adicionales, opcionales. Una salida
(S_{SG}) del generador de sonidos (SG) está abierta hacia la parte
interior del meato auditivo (3) mediante un canal de transmisión
acústica (T2) entre el generador de sonidos (SG) y la parte dirigida
hacia el interior de la sección de cierre (2). El canal de
transmisión acústica (T2) puede contener elementos de filtrado
acústico adicionales, opcionales.
Cuando se disponga de micrófonos (M2) y
generadores de sonidos (SG) más pequeños, será posible montar el
micrófono (M2) y el generador de sonidos (SG) en la parte más
interior de la sección de cierre. No hay necesidad de los canales
(T1) y (T2) de transmisión.
Los dos micrófonos y el generador de sonidos
están conectados a una unidad electrónica (11), que puede estar
conectada a otro equipo mediante un interfaz de conexión (13), que
puede transmitir señales digitales o analógicas, o ambas, y
opcionalmente potencia.
Unos dispositivos electrónicos y una fuente de
alimentación (12), por ejemplo, una batería, pueden estar incluidos
en la sección principal (1) o en una sección independiente.
En una realización preferente, los micrófonos
(M1), (M2) pueden ser micrófonos "electret" en miniatura
estándares, similares a los utilizados en audífonos. Se pueden
utilizar también los micrófonos de silicio recientemente
desarrollados.
El generador de sonidos (SG) puede estar basado,
en una realización preferente, en el principio electromagnético o
electrodinámico, tal como los generadores de sonidos aplicados en
audífonos.
Según una realización preferente de la
invención, una válvula de seguridad (V) está incorporada en el
conducto de ventilación que comprende los canales (T3) y (T4). La
válvula (V) está dispuesta para abrirse, si la presión estática en
la parte interior del meato auditivo (3) excede la presión exterior
en una magnitud predeterminada, permitiendo la compensación de la
presión durante una descompresión rápida. Dicha descompresión la
puede sufrir el personal aéreo militar o civil, que experimente una
pérdida rápida de la presión exterior del aire. Dicha descompresión
la pueden sufrir también paracaidistas, submarinistas y similares.
La compensación de presión para cambios de presión de variación
lenta se consigue utilizando una ventilación (T4) estrecha que puede
evitar la válvula (V). Un diseño apropiado de esta ventilación (T4)
permite una compensación de presión estática, sin sacrificar la
atenuación del ruido de baja frecuencia.
La sección principal del tapón para los oídos
puede estar fabricada de materiales polímeros estándares que se
utilizan en los audífonos normales. La parte de cierre puede estar
fabricada de una espuma polímera elástica de retención de la forma,
que se vuelve a expansionar lentamente, semejante a PVC, PUR o a
otros materiales adecuados para dichos tapones.
Para algunas aplicaciones (con niveles de ruido
menos extremos), el tapón para los oídos puede estar 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 (Elacín, acril) utilizado para tapones pasivos para
los oídos.
Es posible asimismo realizar el tapón para los
oídos en una sola pieza que comprende la sección principal (1) y la
sección de cierre (2), toda ella fabricada de la espuma polímera
mencionada anteriormente, pero los canales (T1), (T2), (T3), (T4)
deben ser fabricados de un material de pared que impide que los
canales (T1), (T2), (T3), (T4) se aplasten cuando la sección de
cierre (2) se introduce en el meato auditivo (3).
Todas las características mencionadas
anteriormente se pueden obtener mediante el conjunto de circuitos
eléctricos representados por el diagrama de bloques en la figura
2.
El micrófono (M1) capta el sonido ambiental. La
señal desde el micrófono (M1) es amplificada en (E1), muestreada y
digitalizada en un convertidor de analógico a digital (E2) y
alimentada a una unidad de tratamiento (E3) que puede ser un
tratador de señales digitales (DSP), un microtratador (\muP) o una
combinación de ambos. La señal (51) procedente del micrófono (M2),
que capta el sonido en el meato auditivo (3), entre la sección de
aislamiento (2) y el tímpano (4), es amplificada en el amplificador
(E4), muestreada y digitalizada en el convertidor de analógico a
digital (E5) y alimentada a la unidad de tratamiento (E3).
La señal digital (DS) deseada se genera en la
unidad de tratamiento (E3). Esta señal (DS) es convertida en forma
analógica en el convertidor digital a analógico (E7) y es alimentada
al amplificador de salida analógica (E6) que acciona el altavoz
(SG). La señal sonora producida por el altavoz (SG) es alimentada al
tímpano (4) mediante el canal (T2), hacia el interior del meato
auditivo (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),
ROM (memoria de lectura solamente) (E9) y EEPROM (memoria de solo
lectura programable que se puede borrar eléctricamente) (E10). Las
memorias (E8), (E9) y (E10) se utilizan, en una realización
preferente de la invención, para almacenar programas informáticos,
coeficientes de filtrado, datos de análisis y otros datos
relacionados.
El conjunto de circuitos electrónicos (11) puede
estar conectado a otras unidades eléctricas mediante un interfaz
digital bidireccional (E12). La comunicación con otras unidades
eléctricas se puede realizar mediante un cable o de modo
inalámbrico a través de un radioenlace digital. El estándar
Bluetooth para radio digital de corto alcance (Specification of the
Bluetooth System, Version 1.0B, 1 de diciembre de 1999, de la firma
Telefonaktiebolaget LM Ericsson) es un posible candidato de
comunicación inalámbrica para esta interfaz digital (E12).
En una realización preferente de la invención,
las señales que se pueden transmitir a través de este interfaz
son:
- -
- Un código de programa para la unidad de tratamiento (E3).
- -
- Datos de análisis desde la unidad de tratamiento (E3).
- -
- Datos de sincronización cuando se utilizan dos terminales (1), (2) para los oídos en un modo binaural.
- -
- Señales de audio digitalizadas en ambas direcciones, hacia el terminal (1), (2) para los oídos y desde el mismo.
- -
- Señales de control para controlar el funcionamiento del terminal para los oídos.
- -
- Señales digitales de medición para el diagnóstico del rendimiento del terminal para los oídos.
En (E11) puede generarse una señal de control
manual y alimentar la unidad de tratamiento (E3). La señal de
control puede ser generada mediante pulsadores de accionamiento,
conmutadores, etc., y se puede utilizar para conectar y desconectar
la unidad, para cambiar el modo de funcionamiento, etc. En una
realización alternativa, una señal predeterminada de voz puede
constituir las señales de control para la unidad de tratamiento
(E3).
El conjunto de circuitos eléctricos está
alimentado por la fuente de alimentación (12a) que puede ser una
batería primaria o recargable dispuesta en el tapón para los oídos o
en una unidad independiente, o puede estar alimentado mediante una
conexión a 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
situado dentro del oído". El sonido de la propia voz de una
persona, tal como se oye en el meato auditivo, no es idéntico al
sonido de la voz de la misma persona, tal como lo oye un oyente
externo. La presente realización de la invención soluciona este
problema. El micrófono (M2) mostrado en la figura 3 capta el sonido
en la parte interior del meato auditivo (3), cerrado mediante una
sección de cierre (2) en un dispositivo de comunicaciones para la
protección de los oídos, del tipo de tapón para los oídos. La señal
es amplificada mediante el amplificador (E4) mostrado en la figura
2, convertida de analógica a digital por el convertidor A/D (E5) y
tratada en la unidad de tratamiento de señales digitales (DSP) o
microinformática (E3). El tratamiento se puede considerar como un
filtrado dependiente de la señal, teniendo en cuenta las propiedades
de las señales del habla, así como las estimaciones calculadas de
la posición de la generación de sonidos para los diferentes sonidos
del habla. De esta manera, se puede mejorar la inteligibilidad y
naturalidad del habla.
Las figuras 1 y 3 muestran ejemplos de
realizaciones de la invención, estando integrado el micrófono (M2)
en un tapón para los oídos de protección auditiva para las
comunicaciones. El canal de transmisión acústica (T1) conecta el
micrófono (M2) a la parte interior del meato auditivo (3). El
micrófono (M2) capta el campo sonoro producido por la propia voz de
la persona. La señal puede ser amplificada en un amplificador (E4),
convertida de analógica a digital en un convertidor A/D (E5) y
tratada en la unidad de tratamiento de señales digitales (DSP) o
microinformática (E3). Una señal tratada se puede transmitir desde
(E3) en forma digital a través de una interfaz digital (E12) a
otras unidades eléctricas. En un ejemplo alternativo, la señal
tratada puede ser convertida de digital a analógica y transmitida
desde (E3) en forma analógica a otras unidades eléctricas.
La figura 4 muestra una posible disposición de
tratamiento de señales según la invención. Dicha figura muestra un
ejemplo del tipo de filtrado dependiente de la señal que se aplica a
la señal desde el micrófono (M2) a efectos de obtener una buena
reconstrucción de la señal del habla, haciéndola altamente
inteligible, incluso en entornos extremadamente ruidosos.
Después de la amplificación en (E4) y de la
conversión de analógica a digital en (E5), la señal del micrófono
(M2) es analizada en la unidad de tratamiento (DSP/\muP) (E3). El
análisis, representado por el bloque (21) en la figura 4, puede
comprender una estimación a corto plazo de la potencia espectral en
la señal del micrófono, una estimación de autocorrelación a corto
plazo de la señal del micrófono, o una combinación de ambas. En
base a estas estimaciones, en la unidad de tratamiento (E3) se
realiza una clasificación del funcionamiento, con la decisión
correspondiente representada por el bloque (22), para la selección
del filtro de acondicionamiento más adecuado para la señal desde el
micrófono (M2). En el ejemplo mostrado en la figura 4, la selección
se puede realizar entre, por ejemplo, tres filtros (H1(f)),
(H2(f)) y (H3(f)) representados por los bloques (23),
(24) y (25), apropiados para los sonidos vocales, los sonidos
nasales y los sonidos fricativos, respectivamente. La señal tratada
está presente en la salida (26) del bloque (22). Se pueden aplicar
otras clasificaciones sonoras utilizando subdivisiones más
sofisticadas entre las clasificaciones sonoras y los filtros sonoros
correspondientes y algoritmos de análisis. El algoritmo de
selección puede comprender transiciones progresivas entre las
salidas del filtro a efectos de evitar partículas audibles. El
filtrado y la selección se llevan a cabo en la unidad de
tratamiento (E3), junto con el análisis y la clasificación de los
sonidos.
El fundamento de las características del filtro
y el análisis y la clasificación correspondientes en la unidad de
tratamiento (E3) se pueden obtener a partir de un experimento de la
forma mostrada en la figura 3. Un tapón para los oídos con un
micrófono (M2), que tiene las mismas propiedades que el utilizado
para la captación de la voz, se utiliza para captar la voz de un
sujeto de ensayo desde el meato auditivo (3) mostrado en la parte
superior de la figura 3. Simultáneamente, la voz se registra con un
micrófono (M3) de alta calidad delante del sujeto, a una distancia
nominal de 1 metro, bajo condiciones anecoicas. Las estimaciones de
las densidades espectrales de potencia 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 se representa mediante la función de
transferencia (H(f)). Los análisis pueden ser breves
estimaciones espectrales, por ejemplo, espectros de 1/9 de octava en
el intervalo de frecuencias de 100 Hz a 14.000 Hz. Las secuencias
del ensayo que el sujeto pronuncia pueden comprender sonidos del
habla que se mantienen constantes durante aproximadamente 1 segundo.
Para sonidos de voz, la persona puede hacer que el tono varíe
durante el período de análisis. Las funciones de transferencia de
los filtros descritos en relación con la figura 4 se pueden basar
en diagramas de (H(f)), los niveles de densidad espectral
del micrófono (M3) en campo libre sustraídos de los niveles
correspondientes del micrófono (M2) situado dentro del oído.
Una puesta en práctica más simple, que no es
según una realización de la invención, puede reducir el sistema de
la figura 4 a un único filtro constante en el tiempo. Se puede
omitir entonces el análisis y el tratamiento de selección. La
función de transferencia del filtro único se sigue basando en
diagramas de los niveles de densidad espectral del micrófono en
campo libre sustraídos de los niveles correspondientes del micrófono
dentro del oído, descritos en relación con la figura 3. La función
de transferencia puede ser una combinación de los resultados para
los diversos sonidos del habla, ponderados de acuerdo con su
importancia para la inteligibilidad y naturalidad del habla
tratada.
Otra realización de la invención se comprende
mejor bajo el término "la propia voz natural" ("Natural Own
Voice"), que indica que una persona que lleve puesto un terminal
para los oídos percibirá su propia voz como natural, mientras tiene
bloqueado el meato auditivo por un tapón para los oídos.
El micrófono interior (M2) o el micrófono
exterior (M1), o una combinación de ambos, captan la señal sonora
que representa la señal de voz del usuario. La señal es amplificada,
convertida de analógica a digital y analizada en el tratador (E3)
de señales digitales. En base a funciones de transferencia medidas
previamente, desde el habla del usuario hasta el micrófono (M2)
(y/o -M1-), la señal del micrófono puede ser filtrada para recuperar
la naturalidad del habla del usuario. La señal es convertida a
continuación de digital a analógica, amplificada y reproducida en
un altavoz interno (SG). El altavoz interno (SG) puede estar
dispuesto en un terminal (1), (2) para los oídos similar, en el
otro oído del usuario a efectos de impedir la realimentación local
en el tapón para los oídos. En una disposición más exigente
acústicamente, se puede utilizar el altavoz (SG), dispuesto en el
mismo meato auditivo (3) en el que está situado el micrófono
interior (M2) de captación, exigiendo de esta manera la anulación
de la realimentación. La señal deseada al altavoz (SG) del otro oído
se puede transmitir mediante conductores eléctricos por el exterior
de la cabeza del usuario, o mediante señales de radio.
La figura 6 muestra una realización preferente
de la invención, estando integrada la característica de la propia
voz natural en dos tapones activos de comunicaciones, protectores
auditivos para los oídos. Cada tapón 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 sonidos (SG). Por otra parte, los tapones para los
oídos derecho e izquierdo son, generalmente, simétricos e
idénticos, para ambos oídos. La sección (2) es el cierre acústico
del protector auditivo. Un canal de transmisión acústica (T1)
conecta el micrófono (M2) a la parte interior del meato auditivo
(3). El micrófono (M2) capta el sonido desde el meato auditivo (3).
Cuando el usuario está hablando y el conducto auditivo está
cerrado, esta señal es principalmente la señal de la propia voz del
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 sonidos (SG) a la parte interior del meato auditivo
(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 aplica a la señal del
micrófono a efectos de obtener una buena reconstrucción de la
voz.
Después de la amplificación en (E4) y de la
conversión de analógica a digital en (E5), la señal del micrófono
(M2) se analiza en la unidad de tratamiento (DSP/\muP) (E3). El
análisis, representado por el bloque (21) en la figura 4, puede
comprender una estimación a corto plazo de la potencia espectral en
la señal del micrófono, una estimación de autocorrelación a corto
plazo de la señal del micrófono, o una combinación de ambas. En
base a estas estimaciones, se puede realizar una clasificación del
funcionamiento, con la decisión correspondiente representada por el
bloque (22), en la unidad de tratamiento (E3) para la selección del
filtro de acondicionamiento más adecuado para la señal desde el
micrófono (M2). En el ejemplo mostrado en la figura 4, la selección
se puede realizar entre, por ejemplo, tres filtros (H1(f)),
(H2(f)) y (H3(f)) representados por los bloques (23),
(24) y (25), apropiados para los sonidos vocales, los sonidos
nasales y los sonidos fricativos, respectivamente. La señal tratada
está presente en la salida (26) del bloque (22). Se pueden aplicar
otras clasificaciones de los sonidos utilizando subdivisiones más
sofisticadas entre las clasificaciones sonoras y los filtros sonoros
correspondientes y los algoritmos de análisis. El algoritmo de
selección puede comprender transiciones progresivas entre las
salidas del filtro a efectos de evitar partículas audibles. El
filtrado y la selección se llevan a cabo en la unidad de
tratamiento (E3), simultáneamente con el análisis y la clasificación
de los sonidos.
El fundamento de las características del filtro
y el análisis y la clasificación correspondientes en la unidad de
tratamiento (E3) se pueden obtener a partir de un experimento de la
forma mostrada en la figura 5. Un tapón para los oídos con un
micrófono (M2) que tiene, de modo general, las mismas propiedades
que el utilizado para la captación de la voz, se utiliza para
captar la voz de un sujeto de ensayo en el meato auditivo (3)
mostrado en la parte superior de la figura 5. Simultáneamente, se
registra la voz con un micrófono de alta calidad (M4) próximo al
oído del sujeto, bajo condiciones anecoicas. Se pueden calcular las
estimaciones de las densidades espectrales de potencia 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 breves
estimaciones espectrales, por ejemplo, espectros de 1/9 de octava
en el intervalo de frecuencias de 100 Hz a 14.000 Hz. Las
secuencias del ensayo que el sujeto pronuncia pueden comprender
sonidos del habla que se mantienen constantes durante
aproximadamente 1 segundo. Para sonidos de voz, el sujeto puede
hacer que el tono varíe durante el período de análisis. Las
funciones de transferencia de los filtros descritos en relación con
la figura 4, se pueden basar en diagramas de (H(f)), los
niveles de densidad espectral del micrófono (M4) en campo libre
sustraídos de los niveles correspondientes del micrófono (M2)
situado dentro del oído.
El ejemplo más sencillo, que no es según una
realización de la invención, puede reducir el sistema de la figura
4 a un único filtro constante en el tiempo. Se puede omitir entonces
el tratamiento de análisis y la selección. La función de
transferencia del filtro único se sigue basando en diagramas de los
niveles de densidad espectral del micrófono en campo libre,
sustraídos de los niveles correspondientes del micrófono situado
dentro del oído, descritos en relación con la figura 5. La función
de transferencia puede ser una combinación de los resultados para
los diversos sonidos del habla, ponderados de acuerdo con su
importancia para la naturalidad del habla tratada.
Otra realización de la invención se denomina
"Dosímetro personal de exposición al ruido". De modo similar a
las realizaciones anteriores, un micrófono (M2) capta el sonido en
el meato auditivo (3). Una de las nuevas características, es que
esta exposición al ruido se mide en el meato auditivo, incluso
cuando el oído está ya protegido contra el ruido. La señal desde el
micrófono (M2) es amplificada, convertida de analógica a digital y
analizada en una unidad de tratamiento de señales digitales (DSP) o
microinformática (E3), del mismo modo que el descrito
anteriormente. Según una realización preferente de la invención, el
análisis cubre tanto el ruido estacionario o semiestacionario, como
el ruido dinámico. El resultado del análisis se compara con
criterios de riesgo de daños y el usuario recibe una señal de aviso
audible o de otra forma, cuando están a punto de ser excedidos
ciertos límites y se tienen que realizar ciertas acciones. La señal
de aviso se puede transmitir también a otras partes, por ejemplo, a
dispositivos de control de la sanidad industrial. El registro
temporal del análisis se puede almacenar, según una realización
preferente, en una memoria, por ejemplo en la RAM (E8), para lectura
y tratamiento posteriores.
La figura 1 muestra una realización preferente
de la invención con el dosímetro personal de exposición al ruido,
integrado en un tapón activo para los oídos de protección de
comunicaciones auditivas, que comprende una sección principal (1)
que contiene dos micrófonos, un micrófono exterior (M1) y un
micrófono interior (M2), y un generador de sonidos (SG). Dado que
esta realización forma parte de un tapón de protección auditiva
para los oídos, una sección de cierre (2) está fijada a la sección
principal. Un canal de transmisión acústica (T1) conecta el
micrófono (M2) a la parte interior del meato auditivo (3). El
micrófono (M2) capta, por lo tanto, el sonido presente en el meato
auditivo (3), justamente al exterior de la membrana del tímpano
(tímpano) (4). Un canal de transmisión acústica (T2) conecta el
generador de sonidos (SG) a la parte interior del meato auditivo
(3). El generador de sonidos (SG) puede proporcionar información
audible al usuario, en forma de señales de aviso o de habla
sintética.
Todos los dispositivos electrónicos, así como la
batería, están dispuestos 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 es
captado por el micrófono (M2), amplificado y convertido de analógico
a digital antes de ser alimentado a la unidad de tratamiento (E3)
con (DSP) o (\muP) (o ambas) como unidades centrales de
tratamiento. Las unidades de memoria (E8) con RAM, (E9) con ROM y
(E10) con EEPROM pueden almacenar programas, datos de configuración
y resultados del 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 mediante el altavoz (SG). El interfaz digital se utiliza
para la programación, el control y la lectura de los resultados.
El tratamiento de señales para el cálculo de la
exposición al ruido se muestra en el diagrama de flujo en la figura
7. La señal desde el micrófono (M2) es amplificada, convertida a
forma digital y analizada mediante algoritmos en la unidad de
tratamiento (E3). En primer lugar, se aplica la compensación muestra
a muestra representada por el bloque (41) para compensar las
irregularidades en la respuesta del micrófono, en el canal de
transmisión (T1) y en la respuesta perdida del conducto auditivo
debido al bloqueo del conducto mediante el tapón para los oídos.
Las muestras tratadas se pueden evaluar, según la invención, por lo
menos, de dos modos. Para obtener la dosis de ruido estacionario o
semiestacionario, se aplica una ponderación A representada mediante
el bloque (42). Existen normas para esta ponderación A: las IEC 179,
y los valores de muestra son elevados al cuadrado y acumulados en
los bloques (43) y (44), respectivamente. Para obtener el valor pico
a efectos de evaluar el ruido dinámico, se aplica una ponderación C
representada por el bloque (45), según las normas aceptadas
internacionalmente, también las IEC 179, y el valor pico
(independientemente del signo) se guarda en el bloque (46). Las
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 puede dar un aviso. La
información audible al usuario se puede proporcionar en forma de
señales de aviso o de habla sintética. La señal de aviso se puede
transmitir también a otras partes, por ejemplo, a dispositivos de
control de la sanidad industrial. El registro temporal de ambas se
puede almacenar también en la memoria de la unidad de tratamiento
(E3) para una lectura posterior y una evaluación adicional.
Además de la utilización en los dispositivos
pasivos para la protección de los oídos, esta realización de la
invención se puede utilizar como protección de los oídos cuando el
terminal se utiliza como unos auriculares acoplados a lectores de
CD supervisando de modo similar, la dosis de ruido presentada por
los auriculares al oído a lo largo del tiempo, o en picos.
Otra realización de la invención, denominada
"Verificación/control en línea del rendimiento del protector
auditivo", se basa en el hecho de que un campo sonoro generado
localmente en la cavidad cerca de la membrana del tímpano está
influido por las fugas en el protector auditivo. Un pequeño
transductor electroacústico (fuente sonora) (SG) y un micrófono
(M2) están situados en una sección de cierre (2) dispuestos para
atenuar los sonidos que entran en la cavidad del meato auditivo
(3). Se utiliza una unidad de tratamiento de señales digitales
(DSP) o microinformática (E3) en la sección principal (1) o en la
sección de cierre (2) para generar una señal predeterminada que es
convertida de digital a analógica por el convertidor D/A (E7),
amplificada por el amplificador (E6) y aplicada a la fuente sonora
(SG), que genera un campo sonoro en la parte cerrada del meato
auditivo (3). El micrófono (M2) capta el sonido en la cavidad del
meato auditivo (3). Esta señal es amplificada por el amplificador
(E4), convertida de analógica a digital por el convertidor A/D (E5)
y analizada en el tratador o microtratador (E3) de señales
digitales. El resultado del análisis se compara con los resultados
almacenados de mediciones previas del mismo tipo en una situación
con buenas condiciones de cierre. El usuario puede conseguir una
confirmación audible u otros tipos de mensajes, si las fugas son
aceptablemente bajas, o una señal de aviso, si las fugas son
inaceptablemente elevadas. De la misma manera, se puede transmitir
una señal a otros lugares, por ejemplo, a una unidad exterior de
control de la sanidad industrial, con información sobre las fugas.
Un ejemplo puede ser un terminal para los oídos, según la invención,
que se utilice para verificar fugas en la protección auditiva,
mientras el usuario está en una puerta que controla el acceso a una
zona expuesta al ruido. Si se presentan fugas, se puede transmitir
una señal desde el terminal para los oídos hasta un receptor de
señales correspondiente en la puerta, que tiene medios para bloquear
la entrada a la misma hasta que se soluciona y verifica la
situación de fugas.
La figura 1 muestra una realización de la
invención, en la que el dispositivo de verificación está integrado
en un tapón de protección auditiva para los oídos. Esta realización
comprende una sección exterior (1) que contiene un micrófono (M2) y
un generador de sonidos (SG). Una sección interior de cierre (2)
está fijada a la sección exterior, pero puede estar realizada en
una sección exterior/sección de cierre (1), (2) integrada. Un canal
de transmisión acústica (T2) conecta el generador de sonidos (SG) a
la parte interior del meato auditivo (3). El generador de sonidos
(SG) produce una señal acústica predeterminada, que genera un campo
sonoro en el meato auditivo (3). Un canal de transmisión acústica
(T1) conecta el micrófono (M2) a la parte interior del meato
auditivo (3). El micrófono (M2) capta el campo sonoro definido por
el generador de sonidos (SG). La generación y el análisis de
señales se llevan a cabo en una unidad de tratamiento de señales
digitales (DSP) o microinformática (E3), con amplificadores y
convertidores apropiados, tal como se ha descrito en los párrafos
anteriores. Todos los dispositivos electrónicos (11), así como la
fuente de alimentación (12), están dispuestos en la sección
exterior (1).
La figura 8 muestra una disposición de
tratamiento de señales según una realización preferente de la
invención. Esta realización utiliza una señal que produce una
caracterización fiable del campo sonoro en la cavidad,
preferentemente sin molestar al usuario. La señal puede comprender
una o varias componentes sinusoidales presentadas simultáneamente,
o secuencialmente. Alternativamente, se puede utilizar una secuencia
seudoaleatoria. En ambos casos, preferentemente tanto las partes en
fase como las partes desfasadas del campo sonoro 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 este ejemplo, dos
tonos puros de frecuencias (f_{1}) y (f_{2}) diferentes son
generados mediante algoritmos en la unidad de tratamiento (E3). Los
generadores están representados por los bloques (81) y (82),
respectivamente. Los generadores generan tanto los componentes en
fase (seno) como los desfasados (coseno). Los componentes en fase
son sumados en el bloque (83), convertidos a forma analógica,
amplificados y aplicados al generador de sonidos (SG). El campo
sonoro resultante es captado por el micrófono (M2), amplificado,
convertido a forma digital y analizado mediante algoritmos en la
unidad de tratamiento (E3) para una serie de detectores
representados por los bloques (84), (85), (86) y (87). Los
componentes en fase y los desfasados de la señal del micrófono (M2)
son analizados para cada una de las dos frecuencias. El algoritmo
detector realiza una multiplicación muestra a muestra de las dos
señales de entrada y estabiliza el resultado con un filtro de paso
bajo. Las cuatro salidas de los 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 de
"pasa"/"no pasa", que indica una atenuación aceptable para
la protección del ruido o unas condiciones inaceptables de
protección. El resultado del análisis se compara con los resultados
almacenados de mediciones anteriores del mismo tipo en una
situación con buenas condiciones de cierre.
Los valores almacenados para el algoritmo de
decisión se pueden basar, según una realización preferente, en
experimentos anteriores de laboratorio, pero se pueden determinar
también valores para el algoritmo de decisión, por ejemplo,
realizando una media y fijando un límite inferior de aceptación para
una realización de utilización general de la invención.
El número y los valores de las frecuencias y las
características de estabilización de los detectores se eligen como
un compromiso entre la audibilidad y el tiempo de respuesta. Si
fuera necesaria una verificación continua del funcionamiento, se
podrían utilizar bajas frecuencias, por ejemplo, en el intervalo de
10 a 20 Hz, de niveles suficientemente bajos como para evitar
molestias. Los tonos puros se pueden enmascarar entonces
auditivamente de modo parcial o completo mediante el ruido residual
transmitido mediante el protector auditivo.
El fenómeno acústico en el que está basada 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) está modelado mediante su equivalente Thevenin
acústico representado por los bloques (91) y (92). La presión sonora
(p1) es generada mediante el generador Thevenin (91), dando como
resultado un flujo por unidad de superficie a través de la
impedancia Thevenin (Z1(f)) (92). El micrófono (M2) está
modelado mediante su impedancia acústica (Z3(f)),
representada por el bloque (93). La presión sonora (p2) a la entrada
del micrófono es convertida en una señal eléctrica por dicho
micrófono. Para el objetivo de la presente ilustración, todos los
elementos acústicos expuestos a la presión sonora generada por el
generador de sonidos (SG), excepto el micrófono, están agrupados en
la impedancia acústica (z2(f)) representada por el bloque
(95). Las fugas en el protector auditivo se pueden modelar mediante
un cambio en la impedancia acústica (Z2(f)) variable. El
cambio afectará habitualmente tanto al módulo dependiente de la
frecuencia como a la fase dependiente de la frecuencia de
(Z2(f)). Este cambio conduce a una variación en la relación
entre las presiones sonoras (p2) y (p1), que se analiza tal como se
ha descrito en relación con la figura 8.
Claims (11)
1. Terminal para los oídos, que comprende una
sección de cierre (2) dispuesta para su utilización en el meato
auditivo (3) de un ser humano, y que comprende un micrófono interno
(M2) para el oído, que tiene una entrada de sonido dirigida hacia
el interior del meato auditivo (3); y que tiene una sección exterior
(1) para estar dispuesto adyacente a la parte dirigida hacia el
exterior de la sección de cierre (2);
comprendiendo la sección exterior (1) el
micrófono interior (M2) y definiendo la sección de cierre (2) un
canal (T1) entre el micrófono interior (M2) y la entrada de sonido
en la superficie de la sección de cierre, dispuesta frente al meato
auditivo; comprendiendo también la sección exterior (1);
una unidad electrónica (11) que incluye medios
de tratamiento de señales (21-26) acoplados a dicho
micrófono interior (M2) que comprende medios de filtrado para
filtrar la señal desde dicho micrófono interior (M2), siendo
programables dichos medios de filtrado para transformar la señal, en
base a los sonidos recibidos en el oído mediante dicho micrófono
interior (M2), en señales eléctricas equivalentes que tienen
esencialmente las características de los sonidos hablados del
usuario del terminal para los oídos, de manera que las señales
eléctricas equivalentes están adaptadas para ser transmitidas de
forma digital o analógica a otras unidades electrónicas y, después
de ello, utilizadas para presentar los sonidos reconstruidos que se
desean; y
comprendiendo los medios de tratamiento de
señales (21-26) medios de análisis de los sonidos
(21) y medios de selección (22, E3) para hacer posible una
clasificación del funcionamiento de la señal analizada, dependiendo
la decisión correspondiente para la selección de un filtro de
acondicionamiento (23, 24, 25) de las propiedades de la señal desde
el micrófono (M2).
2. Terminal para los oídos, según la
reivindicación 1, que comprende un interfaz de conexión (13, E12)
para transmitir la señal filtrada desde el terminal para los
oídos.
3. Terminal para los oídos, según la
reivindicación 1 ó 2, que comprende un canal (T3) de ajuste de la
presión para un caudal lento de aire, hacia el meato auditivo (3) y
desde el mismo, a través de la sección de cierre (2).
4. Terminal para los oídos, según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una
parte de la parte dirigida hacia el interior de la sección exterior
(1) está formada para ajustar el oído externo alrededor de la parte
exterior del meato auditivo.
5. Terminal para los oídos, según la
reivindicación 3, en el que el canal (T3) de ajuste de la presión
incluye una válvula de descompresión (V).
6. Terminal para los oídos, según la
reivindicación 5, que comprende un canal de derivación (T4) en el
canal (T3) de ajuste de la presión.
7. Terminal para los oídos, según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, que comprende medios de generación
de sonidos para generar sonidos en base a la señal filtrada.
8. Terminal para los oídos, según la
reivindicación 7, en el que los medios de generación de sonidos
están situados en una unidad independiente colocada en el otro oído
del usuario.
9. Terminal para los oídos, según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, que comprende medios de análisis
acoplados a dicho micrófono interior (M2) y medios indicativos
acoplados a dichos medios de análisis, analizando dichos medios de
análisis los sonidos recibidos y comparando dichos sonidos con
valores predeterminados para niveles de ruido aceptables, y
activando dichos medios indicativos cuando se exceden dichos niveles
de ruido aceptables.
10. Terminal para los oídos, según la
reivindicación 9, en el que dichos medios indicativos son un
generador de sonidos dirigido hacia el meato auditivo del
usuario.
11. Terminal para los oídos, según la
reivindicación 1, que comprende un generador de sonidos para estar
dirigido hacia el meato auditivo del usuario, medios de análisis
acoplados a dicho micrófono interior, para medir el campo sonoro
resultante en el meato auditivo y comparar las características
predeterminadas medidas que caracterizan una protección de los
oídos que funciona apropiadamente, y medios indicativos acoplados a
dichos medios de análisis para ser activados cuando las señales
recibidas difieren significativamente de dichos valores
predeterminados.
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