NL1019428C2 - Oorbedekker met geluidsopnemend element. - Google Patents

Oorbedekker met geluidsopnemend element. Download PDF

Info

Publication number
NL1019428C2
NL1019428C2 NL1019428A NL1019428A NL1019428C2 NL 1019428 C2 NL1019428 C2 NL 1019428C2 NL 1019428 A NL1019428 A NL 1019428A NL 1019428 A NL1019428 A NL 1019428A NL 1019428 C2 NL1019428 C2 NL 1019428C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
sound
ear
cover
head
elements
Prior art date
Application number
NL1019428A
Other languages
English (en)
Inventor
Adelbert Willem Bronkhorst
Original Assignee
Tno
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tno filed Critical Tno
Priority to NL1019428A priority Critical patent/NL1019428C2/nl
Priority to AU2002348627A priority patent/AU2002348627A1/en
Priority to GB0411392A priority patent/GB2398451B/en
Priority to PCT/NL2002/000763 priority patent/WO2003049492A1/en
Priority to US10/496,392 priority patent/US20050041817A1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1019428C2 publication Critical patent/NL1019428C2/nl

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/32Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
    • H04R1/40Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by combining a number of identical transducers
    • H04R1/406Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by combining a number of identical transducers microphones
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A42HEADWEAR
    • A42BHATS; HEAD COVERINGS
    • A42B3/00Helmets; Helmet covers ; Other protective head coverings
    • A42B3/04Parts, details or accessories of helmets
    • A42B3/16Ear protection devices
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F11/00Methods or devices for treatment of the ears or hearing sense; Non-electric hearing aids; Methods or devices for enabling ear patients to achieve auditory perception through physiological senses other than hearing sense; Protective devices for the ears, carried on the body or in the hand
    • A61F11/06Protective devices for the ears
    • A61F11/08Protective devices for the ears internal, e.g. earplugs
    • A61F11/12External mounting means
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/10Earpieces; Attachments therefor ; Earphones; Monophonic headphones
    • H04R1/1083Reduction of ambient noise
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/10Earpieces; Attachments therefor ; Earphones; Monophonic headphones
    • H04R1/1091Details not provided for in groups H04R1/1008 - H04R1/1083
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R5/00Stereophonic arrangements
    • H04R5/033Headphones for stereophonic communication

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Stereophonic System (AREA)
  • Helmets And Other Head Coverings (AREA)
  • Headphones And Earphones (AREA)

Description

<1
Titel: Oorbedekker met geluidsopnemend element
De uitvinding heeft betrekking op een oorbedekker die voorzien is van een geluidsopnemend element voor het opnemen van geluid uit een omgeving van de oorbedekker en een geluidsweergave element voor het weergeven van het geluid binnen de oorbedekker bij een oor dat door de 5 oorbedekker afgeschermd wordt.
Oorbedekkers, en met name gehoorbeschermers worden over het algemeen uitgevoerd in de vorm van een kap die over het oor geplaatst wordt. Naast kappen die over individuele oren geplaatst worden werken ook helmen of kappen die ter bescherming over het gehele hoofd geplaatst 10 worden oorbedekkend. De oorbedekking voorkomt dat geluid uit de omgeving ongedempt de oren van een gebruiker bereikt. Eenvoudige oorbedekkers, die alleen passieve geluidsdemping geven, hebben het nadeel dat de gebruiker niet goed op omgevingsgeluiden kan reageren, omdat hij of zij er min of meer van afgesloten wordt. Ook bij helmen die niet van 15 gehoorbescherming zijn voorzien maar wel de oren afschermen kan dit nadeel optreden.
Ter bestrijding van dit probleem is het bekend om in gehoorbeschermers een geluidsopnemend element en een geluidsweergave element op te nemen, om omgevingsgeluid aan het oor van de gebruiker 20 door te geven. Het geluidsopnemend element, bijvoorbeeld een microfoon, zit aan de buitenkant van de gehoorbeschermer en zet het omgevingsgeluid om in een elektrisch signaal. Het geluidsweergave element zit aan de binnenkant van de gehoorbeschermer en zet het elektrisch signaal om in geluid dat aan een oor van de gebruiker wordt doorgegeven. Dit kan 25 gepaard gaan met verzwakking of versterking van het geluid tot op een acceptabel niveau of met wegfilteren van schadelijke of hinderlijke geluidscomponenten, zoals extreem luide geluiden of geluiden in een bepaald frequentiebereik.
1019428« 2
Het is ook bekend om voor elk oor een apart geluidsopnemend element te gebruiken zodat de gebruiker het omgevingsgeluid stereofonisch richtingsgevoelig kan waarnemen. Toepassing van een geluidsopnemend en een geluidsweergave element bij helmen die beschermen tegen mechanische 5 gevaren, zoals militaire helmen of helmen voor de bouw is evenwel niet bekend.
Ondanks het gebruik van geluidsopnemers blijken de bekende oorbedekkers toch een duidelijk effect op het horen te houden. De posities van geluidsbronnen in de omgeving van de gebruiker blijken slechter 10 bepaald kunnen worden dan met niet bedekte oren.
Het is, onder meer, een doel van de uitvinding om te voorzien in een oorbedekker die minder merkbare verslechtering veroorzaakt van het ruimtelijk horen, en die de gebruiker in staat stelt op meer normale wijze 15 de richtingen van omgevingsgeluiden te bepalen.
De uitvinding voorziet in een oorbedekker voorzien van - een ruimtelijk array van meerdere geluidsopnemende elementen in of op een wand van de oorbedekker voor het opnemen van geluid uit een omgeving buiten de oorbedekker; 20 - een geluidsweergave element voor het weergeven van het geluid binnen de oorbedekker bij een oor dat door de oorbedekker bedekt wordt; en - een signaalbewerkingsinrichting voor het samenstellen van een uitgangssignaal voor weergave door het geluidsweergave element uit een samenstelling van respectievelijke ingangssignalen die door verschillende 25 elementen van het array van het geluid uit de omgeving zijn opgenomen..
De uitvinding maakt gebruik van het inzicht dat de reden voor de verslechtering van het ruimtelijk horen is dat er bij open oren specifieke richtingsafhankelijke akoestische effecten optreden, bepaald door de vorm van het lichaam (in het bijzonder het hoofd en de oorschelpen), die niet 30 gereproduceerd worden door bekende geluidsdoorgave systemen.
1019428· 3
Een meer natuurlijke richtingsafhankelijkheid wordt mogelijk door het weergegeven geluid samen te stellen uit een combinatie van de verschillende ingangssignalen die door een array van geluidsopnemende elementen op de oorbedekker zijn opgenomen.
5 De overdrachtsfuncties die de bijdrage van de verschillende ingangssignalen aan het weergegeven geluid bepalen worden bijvoorkeur zo gekozen ze een richtingsafhankelijkheid van overdracht van omgevingsgeluid naar geluid in de gehoorsgang realiseren die de natuurlijke akoestische overdrachtsfunctie van de open oren zoveel mogelijk benadert, 10 zij het mogelijk versterkt of verzwakt en eventueel onder wegfilteren van als schadelijk of hinderlijk beschouwde geluidscomponenten. Voor een aantal toepassingen is echter ook een niet-natuurlijke richtingafhankelijkheid bruikbaar, bijvoorbeeld als de akoestische effecten van een ruimte waarin de drager zich bevindt gecompenseerd moeten worden of bijvoorbeeld als een 15 aanpassing nodig is van het hoekbereik waarover de sterkste gevoeligheid optreedt, of waarin alleen geluiden uit bepaalde bereiken van geluidsrichtingen tot natuurlijke overdracht leiden enzovoort.
In een uitvoeringsvorm zijn de overdrachtsfuncties zo ingericht dat een overdracht van geluid uit een richting uit een bereik van vijfentwintig 20 tot zeventig graden bezijden de voorwaartse richting vanuit het hoofd maximaal is, vergeleken met richtingen met nadere hoeken ten opzichte van de voorwaartse richting.
Zonder de oorbedekking zorgt de vorm van de oorschelpen en de aanwezigheid van het hoofd normaal voor een maximale gevoeligheid voor 25 geluid uit een dergelijke richting. Dit wordt door de overdrachtsfuncties hersteld bij gebruik van de oorbedekker. De precieze richting waarin het maximum optreedt varieert van persoon tot persoon. De richting van het maximum ligt bijvoorkeur nagenoeg in het horizontale vlak door de oren. Ook hangt de precieze richting af van het frequentiebereik waarover de 30 sterkte van de overdracht gemiddeld wordt bepaald. Hiervoor wordt 1019428« 4 bijvoorkeur een bereik van lage en middelhoge frequenties gebruikt (bijvoorbeeld van 0 tot 5 kHz).
De uitvinding wordt bijvoorkeur voor bedekkingen van beide oren toegepast, met een eigen array van geluidsopnemende elementen voor elk 5 oor. Zodoende worden beide oren beschermd. De arrays bevinden zich bijvoorkeur zo dicht mogelijke bij de respectievelijke oren waarvoor zij het geluid opnemen.
Naarmate het of de arrays meer geluidsopnemende elementen bevatten zal een steeds natuurlijker geluidsweergave mogelijk zijn. Met 10 twee geluidsopnemende elementen per oor wordt echter al een duidelijke verbetering gekregen. De elementen voor één oor worden dan bijvoorkeur zo geplaatst dat ze in positie verschillen gezien langs een as die loodrecht op het verticale vlak dat door beide oren loopt, en nog meer bijvoorkeur in een horizontaal vlak door het oor. De afstand tussen de opnemende elementen 15 kan vrijelijk gekozen worden, maar liefst zo dat een optimaal natuurlijk effect mogelijk wordt. Bij een tweetal geluidsopnemende elementen blijkt een onderlinge afstand van twee centimeter goed te voldoen.
De gewenste overdrachtsfuncties kunnen bijvoorbeeld experimenteel bepaald worden, op basis van een vergelijking van 20 geluidsmetingen verricht met een array van geluidsopnemende elementen, met geluidsmetingen in de gehoorgang van een proefpersoon of kunsthoofd. Ook simulaties of theoretische berekeningen kunnen hiervoor gebruikt worden. De gewenste overdrachtsfuncties kunnen desgewenst specifiek voor een bepaald gebruiker bepaald worden, rekening houdend met zijn of haar 25 lichaamsbouw, maar ook meer algemene benaderde overdrachtsfuncties zijn mogelijk.
Deze en andere doelstellingen en voordelen van de gehoorbeschermer volgens de uitvinding zullen nader worden beschreven 30 aan de hand van de volgende figuren.
1019428« 5
Figuur 1A-B tonen een oorbedekker
Figuur 2 toont een signaalbewerkingsschakeling
Figuur 3 toont een gevoeligheidskarakteristiek 5
Figuur 1A-B tonen in voor- en zijaanzicht een oorbedekker in de vorm van een helm 10, met een eerste array van geluidsopnemende elementen 12 aan de buitenkant van de helm 10 en een eerste geluidsweergave element 14 aan de binnenkant van de helm 10. Verder 10 worden een tweede array van geluidsopnemende elementen 16 (slecht één zichtbaar in vooraanzicht) aan de buitenkant van de helm 10 en een tweede geluidsweergevende element 18 aan de binnenkant van de helm 10 getoond. De geluidsweergevende elementen 14, 18 zijn elk via een eigen signaalbewerkingsschakeling (niet getoond in figuur 1) verbonden met 15 meerdere van de geluidsopnemende elementen 12, 16.
Figuur 2 toont geluidsopnemende elementen 12, geluidsweergevende element 14 en de signaalbewerkingsschakeling voor het vormen van het signaal voor het geluidsweergevende element 14 voor één van de oren. De signaalbewerkingsschakeling bevat A/D omzetters 20, een 20 digitale signaalprocessor 22 en een D/A converter 24. De digitale signaalprocessor 22 is via A/D omzetters 20 aan de verschillende geluidsopnemende elementen gekoppeld en via D/A omzetter 24 aan het geluidsweergevende element 14. In beginsel kan voor elk van beide oren een schakeling zoals getoond in figuur 2 in de helm 10 worden opgenomen, maar 25 desgewenst kan een groter of kleiner deel van de signaalbewerkingsschakeling gemeenschappelijk voor de beide oren gebruikt worden.
Hoewel twee opnemers 12 per oor getoond worden zal het duidelijk zijn dat de uitvinding niet tot dit aantal beperkt is. Meer opnemers 12 30 kunnen per oor gebruikt worden, die elk bijvoorbeeld via een eigen A/D
1019428« 6 omzetter 20 aan de signaalprocessor 22 gekoppeld wordt. Ook is de uitvinding niet beperkt tot de getoonde plaatsing van de opnemers 12. Bijvoorkeur worden de opnemers 12 zo dicht mogelijk bij het oor geplaatst. Ook de afstand tussen de opnemers 12 is slechts illustratief. Een afstand 5 van meer dan 1 centimeter (bijvoorbeeld 2 centimeter) tussen de opnemers 12 voor eenzelfde oor is bruikbaar gebleken. Bijvoorkeur worden de opnemers 12 echter niet allemaal in hetzelfde verticale vlak geplaatst (met horizontaal en verticaal wordt hier verwezen naar deze richtingen bij het dragen van de oorbedekker, als het hoofd rechtop gehouden wordt).
10 Zodoende is het mogelijk verschil te maken tussen geluid dat van voor en achter het hoofd benadert. In het geval van twee opnemers 12 worden de opnemers bijvoorbeeld bijvoorkeur achter elkaar in hetzelfde horizontale vlak geplaatst.
In bedrijf wordt de helm door een gebruiker op het hoofd gedragen. 15 De geluidsopnemende elementen 12, 16 zetten omgevingsgeluid om in elektrische signalen, die door A/D omzettere 20 in bemonsterde digitale signalen worden omgezet. Signaalprocessor 22 berekent uit deze signalen digitale een samengesteld digitaal signaal. Signaalprocessor 22 geeft dit samengestelde signaal aan D/A omzetter 24 door, die het omzet en er aan 20 geluidsweergevend element 14 mee aanstuurt.
De signaalprocessor 22 berekent de samengestelde signalen Oj(t) (waarin j een index is voor de verschillende geluidsweergevende elementen 14, 18) in wezen met een lineaire bewerking, waardoor het uitgangssignaal van signaalprocessor 22 Oj(t) op tijdstip t een som is van signalen Si(t') van 25 de verschillende A/D omzetters 20 (gelabeld met i=l, 2...) op tijdstippen t' (<t), gewogen met filtercoëfficiënten h(i,t), bijvoorbeeld volgens de relatie.
Oj(t) = som over i en t' h(i,t-t') Si(t') 1019428· 7 (Dit is slechts een voorbeeld: zo zou O(t) ook van 0(t') kunnen afhangen (t'<t) of van intermediaire signalen die uit Si gevormd worden).
De filtercoëfficiënten h(i,t) kunnen positief, negatief of nul zijn. Ze beschrijven de overdrachtfuncties van de signalen Si van de op nemers 12, 5 16 naar de weergave elementen 14, 18 en verschillen over het algemeen voor de signalen uit verschillende A/D omzettere 20. In beginsel wordt het signaal Oj(t) voor een oor "j" alleen uit de signalen Si van de opnemers 12, 16 bij het betreffende oor "j" samengesteld, maar zonder van de uitvinding af te wijken kan ook gebruik gemaakt worden van signalen Si die bij het 10 andere oor zijn opgenomen.
De filtercoëfficiënten h(i,t) worden bijvoorkeur zo gekozen dat het geluid uit geluidsweergevend element 14 dat het trommelvlies van het oor aan die zijde bereikt zoveel mogelijk overeenkomt met het geluid dat het trommelvlies zou bereiken in volledige afwezigheid van de helm, behalve dat 15 het geluid mogelijk versterkt of verzwakt wordt (eventueel geregeld zodat een bepaald gemiddeld geluidsniveau gerealiseerd wordt) en dat schadelijke of hinderlijke elementen (bijvoorbeeld extreem luide geluiden, of geluiden in bepaalde frequentiebereiken) geëlimineerd of verzwakt worden.
Figuur 3 toont een natuurlijke gevoeligheidskarakteristiek voor 20 geluid met lage tot middelhoge frequenties (frequenties in een bereik van 0 tot 5 kHz) als functie van de hoek "phi" waaronder het geluid een oor nadert in een horizontaal vlak door het oor. De hoek 0 correspondeert met de voorwaartse richting (de richting loodrecht op een verticaal vlak door de oren). De gevoeligheid "A" is weergegeven met een logaritme verhouding 25 tussen de geluidssterkte van de geluidsbron en de sterkte van het resulterende geluid in de gehoorgang. De gevoeligheid varieert over ongeveer zeven decibel. Zichtbaar is dat deze karakteristiek een maximum heeft voor veertig graden van de voorwaartse richting af, aan de kant van het hoofd waar het oor zich bevindt. Dit is onder andere een gevolg van een 30 vorm van het hoofd en de oorschelp. De hoek waaronder het maximum 1019429· 8 optreedt kan van persoon tot persoon verschillen, maar ligt meestal in een bereik van vijfentwintig tot zeventig graden.
Een richtingsgevoeligheid die een maximum in een dergelijke richting heeft kan met de opnemers 12 bijvoorbeeld gerealiseerd worden 5 door de signalen van de verschillende opnemers in de signaal processor 22 onderling verschillen vertraagd bij elkaar op te tellen, zodat de vertraging in de signaal processor de onderlinge vertraging ongedaan maakt waarmee het geluid uit de betrokken richting de verschillende opnemers 12 bereikt. Verder kunnen de signalen bij de optelling verschillend gewogen worden.
10 Daarnaast kunnen de signalen gefilterd worden, bijvoorbeeld om hogere frequenties te onderdrukken, bijvoorbeeld frequenties die voor andere richtingen tot maxima in de gevoeligheidskarakteristiek zouden kunnen leiden dan het maximum van figuur 3.
Bijvoorkeur worden de filter coëfficiënten echter geoptimaliseerd 15 voor het verkrijgen van een gewenste richtingsafhankelijkheid. Dit kan op uiteenlopende wijze gedaan worden. In een voorbeeld worden de coëfficiënten met behulp van een kunsthoofd bepaald. Het kunsthoofd heeft de vorm van een hoofd en omvat een gehoorgang, waarin een geluidsopnemer is opgenomen. Het kunsthoofd wordt in een ruimte 20 geplaatst zonder de helm 10. In de ruimte worden vervolgens testsignalen opgewekt uit verschillende richtingen en de resulterende signalen aan de uitgang van de geluidsopnemers in de beide gehoorgangen worden gemeten. Vervolgens wordt deze procedure nogmaals uitgevoerd, maar met de helm 10 op het kunsthoofd geplaatst, en gebruik makend van de 25 geluidsopnemende elementen 12, 16, op de helm in plaats van de geluidsopnemers in de gehoorgangen. Uit de metingen worden de akoestische overdrachtsfuncties van de geluidsopnemers in de gehoorgang en op de helm berekend. De filtercoëfficiënten worden zodanig gekozen dat de verschillen tussen de overdrachtsfunctie van de geluidsopnemer in de 1019428· 9 gehoorgang en die van het array van geluidsopnemers op de helm, gemiddeld over frequentie en geluidsrichting minimaal zijn.
In een uitvoeringsvorm bepaalt men de fase (ten opzichte van de fase van de geluidsbron) en amplitude van het in het oor opgenomen geluid 5 zonder gehoorbeschermer die wordt uitgedrukt in een complexe factor A(f,x) als functie van de frequentie, f, en de richting, x, van het geluid. Vervolgens bepaalt men de fase en amplitude van het buiten de helm opgenomen geluid als complexe factor Bi(f,x), voor de verschillende opnemers, gelabeld met "i". In plaats van de fase en amplitude voor een specifieke frequentie kan men 10 voor A, B ook de overdrachtfactoren tussen bron en opnemer van het geluid met een spectrum in een frequentieband rond f nemen, of kan men gebruik maken van een breedbandige bron, waaruit achteraf factoren A en B bepaald worden. De te kiezen overdrachtsfuncties Hi(f) (fourier transform van de fxltercoëfficiënten h(i,t) leiden tot een geluid waarvan de fase en 15 amplitude bepaald wordt door som over i Hi(f,x)B(f,x) op de plaats waar het signaal A is opgenomen. Er wordt nu een 20 afwijkingsmaat Q gedefmiëerd: Q= integraal of som over f en x van w(f,x) | A(f,x)- som Hi(f,x)Bi(f,x) |2 25 (waarin w(f,x) een weegfunctie is die de verschillende frequenties f en richtingen x weegt). Desgewenst kan de weegfuntie w(f,x) constant genomen over alle richtingen en frequenties binnen het menselijke gehoorbereik. In een uitvoeringsvorm worden richtingen met verschillende hoeken ten opzichte van een verticale as door het hoofd verschillende gewogen, zo dat 30 richtingen in een band rond het horizontale vlak maximaal gewogen 1019428« 10 worden. Ook kunnen fase verschillen en amplitude verschillen tussen A(f,x) en de som Hi(f,x),Bi(f,x) verschillend gewogen worden: bijvoorkeur wordt het faseverschil lichter gewogen dan het amplitudeverschil. Dit blijkt het ontstaan van artefacten tegen te gaan.
5 De filtercoefficienten Hi worden zo gekozen dat zij Q
minimaliseren. Uiteraard betreft dit slechts een uitvoeringsvorm. De overdrachtsfuncties H kunnen ook op andere wijze berekend worden, bijvoorbeeld door gebruik te maken van computer simulaties of modelberekeningen. Ook is het niet essentieel dat als functie van de 10 frequentie f en met factoren A en B gerekend wordt: eenzelfde berekening kan met tijdsafhankelijke overdrachtsfuncties worden uitgevoerd.
Indien de geluidsweergevende elementen 14, 18 geen vlakke overdrachtskarakteristiek hebben kan het noodzakelijk zijn om een correctie hiervoor te implementeren, in de vorm van een filter dat de inverse 15 van deze overdrachtskarakteristiek heeft. Dit filter kan apart worden gerealiseerd of het kan worden geïntegreerd in de filters die achter de geluidsopnemende elementen zijn geschakeld.
Een experiment als hierboven omschreven kan ook uitgevoerd worden met het hoofd van een concrete gebruiker, bij wie in de 20 gehoorgangen miniatuur geluidsopnemers aangebracht worden.
De metingen met kunsthoofden en bij gebruikers maken verschillende uitvoeringsvormen mogelijk, die gerealiseerd kunnen worden door de filters in de digitale signaalprocessor met verschillende sets van coëfficiënten te laden. In een uitvoeringsvorm, bedoeld voor de meest 25 veeleisende toepassingen, zal de overdrachtsfunctie van het array van geluidsopnemers inclusief digitale filters en geluidsweergave element zo nauwkeurig mogelijk overeen komen met de overdrachtsfunctie van de open oren van de individuele gebruiker. In een andere uitvoeringsvorm kan de gebruiker kiezen uit een aantal voorgeprogrammeerde overdrachtsfuncties, 30 waarmee een adequate benadering van de eigen overdrachtsfunctie kan f019428· 11 worden gerealiseerd. In de meest eenvoudige uitvoeringsvorm is er slechts een enkele overdrachtsfunctie ingebouwd, bij voorbeeld gebaseerd op een kunsthoofd of een representatieve proefpersoon.
1019428«

Claims (9)

1. Oorbedekker voorzien van - een ruimtelijk array van meerdere geluidsopnemende elementen in of op een wand van de oorbedekker voor het opnemen van geluid uit een omgeving buiten de oorbedekker; 5. een geluidsweergave element voor het weergeven van het geluid binnen de oorbedekker bij een oor dat door de oorbedekker bedekt wordt; en - een signaalbewerkingsinrichting voor het samenstellen van een uitgangssignaal voor weergave door het geluidsweergave element uit een samenstelling van respectievelijke ingangssignalen die door verschillende 10 elementen van het array van het geluid uit de omgeving zijn opgenomen.
2. Oorbedekker volgens conclusie 1 waarin de signaalbewerkingsinrichting elk van de ingangssignalen met een eigen overdrachtsfunctie aan het uitgangssignaal laat bijdragen, waarbij er een afwijking is tussen een richtingsafhankelijkheid van overdracht van het 15 geluid uit de omgeving naar geluid binnen de oorbedekker en een natuurlijke akoestische overdracht van het geluid uit de omgeving naar de gehoorgang die zou optreden in afwezigheid van de oorbedekker, en waarin de gebruikte overdrachtsfuncties zo zijn ingesteld dat de afwijking onder een verzameling van mogelijke afwijkingen die voor verschillende mogelijke 20 overdrachtsfunctie zouden optreden nagenoeg minimaal is.
3. Oorbedekker volgens conclusie 1, waarin de signaalbewerkingsinrichting elk van de ingangssignalen met een eigen overdrachtsfunctie aan het uitgangssignaal voor weergave laat bijdragen, en waarin de overdrachtfuncties zo zijn ingesteld dat een sterkte van de 25 overdracht van het geluid uit de omgeving naar geluid binnen de oorbedekker bij het dragen van de oorbedekker als functie van een hoek tussen een hoofd waarop het oor zich bevindt en een richting waaruit het 1019428· geluid komt maximaal is voor geluid uit een richting die, gezien vanuit het bedekte oor van het hoofd afwijst, ligt in een hoekbereik van vijfentwintig tot zeventig graden met een voorwaartse as van het hoofd.
4. Oorbedekker volgens conclusie 1, voorzien van bedekking voor 5 beide oren, waarin voor elk oor voorzien is in een eigen ruimtelijk array van geluidsopnemende elementen en geluidsweergave element, waarin de signaalbewerkingsinrichting ingericht is voor het samenstellen van een eigen uitgangssignaal voor weergave door de geluidsweergave elementen voor elk oor, waarbij het eigen uitgangssignaal wordt samengesteld uit een 10 samenstel van tenminste de verschillende ingangssignalen die door elementen van het array van geluidsopnemende elementen voor het betreffende oor zijn opgenomen.
5. Oorbedekker volgens conclusie 4, waarin de signaalbewerkingsinrichting elk van de ingangssignalen met een eigen 15 overdrachtsfunctie aan de eigen uitgangssignalen laat bijdragen, en waarin de overdrachtfuncties zo zijn ingesteld dat een sterkte van de overdracht van het geluid uit de omgeving naar geluid binnen de oorbedekker bij het dragen van de oorbedekker als functie van een hoek met een hoofd waarop de oren zich bevindt voor elk oor maximaal is voor geluid uit een richtingen 20 die, gezien vanuit het desbetreffende oor van het hoofd afwijst, ligt in een hoekbereik van vijfentwintig tot zeventig graden met een voorwaartse as van het hoofd.
6. Oorbedekker volgens een der voorafgaande conclusies, uitgevoerd als een helm die tenminste een deel van het hoofd bedekt dat de beide oren 25 bevat, waarbij de geluidsopnemende elementen op of in een buitenwand van de helm zijn opgenomen, en het geluidsweergave element op of in een binnenwand van de helm bij tenminste één van de oren is opgenomen.
7. Oorbedekker volgens conclusie 6, waarin de binnenwand van de helm voorzien is van geluidsweergave elementen voor beide oren. «019418·
8. Werkwijze voor het vervaardigen van een gehoorbeschermer volgens conclusie 1, welke werkwijze de stappen bevat van - het bepalen van geluidssignaalwaarden van geluiden die een gehoorgang zonder de oorbedekking uit verschillende richtingen zouden bereiken; 5. het berekenen van filtercoëfficiënten voor de overdrachtfuncties waarmee elk van de ingangssignalen met een eigen overdrachtsfunctie aan het uitgangssignaal, zodat de filtercoëfficiënten een berekend verschil het tussen het samengestelde signaal en het bepaalde geluidssignaal gewogen over een aantal richtingen minimaliseren; 10. het programmeren van de signaalbewerkingsinrichting met de berekende filtercoëfficiënten.
9. Werkwijze voor het vervaardigen van een gehoorbeschermer volgens conclusie 8, welke werkwijze de stappen bevat van - het opstellen van geluidsopnemende elementen in het genoemde 15 ruimtelijke array ten opzichte van een hoofd, - het aanbieden van geluid aan de geluidsopnemende elementen uit verschillende ruimtelijke richtingen en het meten van resulterende ingangssignale n; - het opstellen van een verder geluidsopnemend element in een gehoorgang 20 van het hoofd; - het aanbieden van geluid aan het verdere geluidsopnemende element uit de verschillende ruimtelijke richtingen en meten van een verder signaal aan het verdere geluidsopnemend element; - het berekenen van filtercoëfficiënten, zodat een verschil tussen het 25 samengestelde geluid en het verdere signaal gemiddeld over de verschillende richtingen gezamenlijk geminimaliseerd wordt. 1019428»
NL1019428A 2001-11-23 2001-11-23 Oorbedekker met geluidsopnemend element. NL1019428C2 (nl)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1019428A NL1019428C2 (nl) 2001-11-23 2001-11-23 Oorbedekker met geluidsopnemend element.
AU2002348627A AU2002348627A1 (en) 2001-11-23 2002-11-25 Ear cover with sound receiving element
GB0411392A GB2398451B (en) 2001-11-23 2002-11-25 Ear cover with sound receiving element
PCT/NL2002/000763 WO2003049492A1 (en) 2001-11-23 2002-11-25 Ear cover with sound receiving element
US10/496,392 US20050041817A1 (en) 2001-11-23 2002-11-25 Ear cover with sound receiving element

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1019428 2001-11-23
NL1019428A NL1019428C2 (nl) 2001-11-23 2001-11-23 Oorbedekker met geluidsopnemend element.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1019428C2 true NL1019428C2 (nl) 2003-05-27

Family

ID=19774342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1019428A NL1019428C2 (nl) 2001-11-23 2001-11-23 Oorbedekker met geluidsopnemend element.

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20050041817A1 (nl)
AU (1) AU2002348627A1 (nl)
GB (1) GB2398451B (nl)
NL (1) NL1019428C2 (nl)
WO (1) WO2003049492A1 (nl)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060013409A1 (en) * 2004-07-16 2006-01-19 Sensimetrics Corporation Microphone-array processing to generate directional cues in an audio signal
US20060140415A1 (en) * 2004-12-23 2006-06-29 Phonak Method and system for providing active hearing protection
FR3052622B1 (fr) * 2016-06-13 2020-02-28 Elno Casque acoustique

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5125032A (en) * 1988-12-02 1992-06-23 Erwin Meister Talk/listen headset
EP0590698A2 (en) * 1992-05-31 1994-04-06 Verenigde Bedrijven Groeneveld B.V. Hearing protector
US5631965A (en) * 1992-06-19 1997-05-20 Chang; Joseph S. Hearing protector
WO2000045760A1 (de) * 1999-02-05 2000-08-10 Lars Wild Vorrichtung zur schalldämmung am menschlichen ohr
WO2001024575A2 (en) * 1999-09-27 2001-04-05 Jaber Associates, L.L.C. Noise suppression system with dual microphone echo cancellation

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4817149A (en) * 1987-01-22 1989-03-28 American Natural Sound Company Three-dimensional auditory display apparatus and method utilizing enhanced bionic emulation of human binaural sound localization
JPH06503897A (ja) * 1990-09-14 1994-04-28 トッドター、クリス ノイズ消去システム
JP2843278B2 (ja) * 1995-07-24 1999-01-06 松下電器産業株式会社 騒音制御型送受話器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5125032A (en) * 1988-12-02 1992-06-23 Erwin Meister Talk/listen headset
EP0590698A2 (en) * 1992-05-31 1994-04-06 Verenigde Bedrijven Groeneveld B.V. Hearing protector
US5631965A (en) * 1992-06-19 1997-05-20 Chang; Joseph S. Hearing protector
WO2000045760A1 (de) * 1999-02-05 2000-08-10 Lars Wild Vorrichtung zur schalldämmung am menschlichen ohr
WO2001024575A2 (en) * 1999-09-27 2001-04-05 Jaber Associates, L.L.C. Noise suppression system with dual microphone echo cancellation

Also Published As

Publication number Publication date
AU2002348627A1 (en) 2003-06-17
GB0411392D0 (en) 2004-06-23
US20050041817A1 (en) 2005-02-24
WO2003049492A1 (en) 2003-06-12
GB2398451A (en) 2004-08-18
GB2398451B (en) 2005-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7430300B2 (en) Sound production systems and methods for providing sound inside a headgear unit
CA2418027C (en) Ear protection with verification device
US7039195B1 (en) Ear terminal
US6754359B1 (en) Ear terminal with microphone for voice pickup
US9649225B2 (en) Electronic hearing protector with quadrant sound localization
US8081769B2 (en) Apparatus for rectifying resonance in the outer-ear canals and method of rectifying
CN111656800B (zh) 用于生成自然的定向耳廓提示的头戴式耳机装置
US20060013409A1 (en) Microphone-array processing to generate directional cues in an audio signal
US10674268B2 (en) System and method for operating a wearable loudspeaker device
CN107710784A (zh) 用于音频创建和传递的系统和方法
US20080013744A1 (en) Hearing device and method for supplying audio signals to a user wearing such hearing device
CA2418010C (en) Ear terminal with a microphone directed towards the meatus
WO2020035335A1 (en) Methods for obtaining and reproducing a binaural recording
EP1322268B1 (en) Ear terminal for noise control
NL1019428C2 (nl) Oorbedekker met geluidsopnemend element.
US20190282432A1 (en) Portable Environment Sensing Device
CA2474792C (en) Voice detection and discrimination apparatus and method
EP1313418B1 (en) Ear terminal with microphone in meatus, with filtering giving transmitted signals the characteristics of spoken sound
FR2857551A1 (fr) Dispositif pour capter ou reproduire des signaux audio
WO1989000800A1 (en) Silencer for playback sound field
US20050085185A1 (en) Method and apparatus for focusing sound
CN114467311A (zh) 主动降噪的方法与装置
US11683644B2 (en) Active noise cancellation system for helmets
US20220159368A1 (en) Hearing protection device
WO2006125679A2 (en) Hearing device and method for supplying audio signals to a user wearing such hearing device

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
MK Patent expired because of reaching the maximum lifetime of a patent

Effective date: 20211122