RU2454019C2 - Способ и устройство для беспроводной генерации звука в ушной раковине - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области вспомогательного оборудования для использования абонентами, а именно к способу, посредством которого формируется система персональных контактов, а также к устройству для формирования звука с беспроводной передачей его в ушную раковину. Технический результат заключается в обеспечении более длительной работы системы за счет уменьшения энергопотребления, а также в уменьшении габаритов наушника. Для этого для беспроводной передачи звука, использующей радиосвязь малой мощности, первым электронным модулем, представляющим собой терминальный узел сотовой сети, и одним или несколькими модулями наушника, помещенными в ушной раковине пользователя и передающими звук в ушную раковину, при обмене звуковыми данными используют связь, имеющую симплексный характер в направлении от первого электронного модуля к модулю (модулям) наушника. При этом модуль (модули) наушника не передает (не передают) терминальному узлу сотовой сети речевую информацию пользователя, а голос пользователя или другой возможный звуковой сигнал передается непосредственно терминальному узлу сотовой сети посредством акустических волн. 4 н. и 27 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу, посредством которого формируется персональная система связи, а также к устройству для беспроводной передачи (по существу, генерации) звука в ушную раковину. В частности, изобретение относится к реализации процедуры обращения с мобильными телефонами и другими подобными устройствами, оставляющей руки свободными. Используя предлагаемое изобретение, можно также создать модуль наушника с возможностью удерживать его на месте в ушной раковине в течение удлиненного периода времени.

Уровень техники

Известно большое количество различных устройств указанного назначения, относящихся к типу "handsfree" ("свободные руки") и именуемых далее HF-устройствами. Все они или обеспечивают дуплексную радиосвязь, или присоединены к мобильному телефону проводом. Второй из указанных вариантов неудобен в эксплуатации, к тому же внешний вид пользователя с проводом, постоянно свисающим из ушной раковины, производит не слишком эстетическое впечатление. Такой провод легко переплетается с различными объектами и может создавать опасные ситуации. Например, при вождении автомобиля HF-устройство, вставленное в ушную раковину и соединенное проводом с другими компонентами, может оказаться очень опасным. Висящий провод затрудняет применение ремня безопасности и может зацепиться за рулевое колесо или за другие устройства управления движением, мешая водителю сконцентрироваться на рулении и прочем контроле транспортного средства.

Обычно соединительный проводник HF-устройства имеет небольшую длину и механически непрочен. Поэтому даже слабое механическое усилие может повредить его, т.е. сорвать работу всего устройства. На значительно более современном уровне функционируют устройства на базе радиочастотной техники, такие как HF-изделия, основывающиеся на технологии Bluetooth и в настоящее время широко представленные на рынке. Однако указанные устройства характеризуются коротким временем действия, т.к. система Bluetooth потребляет при ее использовании много энергии. В худшем случае батарейка выходит из строя в середине телефонного разговора, вынуждая пользователя перезаряжать HF-устройство и заново устанавливать телефонное соединение. В зависимости от степени использования максимальное время действия таких устройств составляет обычно от нескольких часов до нескольких дней.

В опубликованной заявке Великобритании №2239120 представлено техническое решение, в котором между наушником (динамиком) и модулем действующего телефона информация передается беспроводным образом. Перенос данных между указанными модулями имеет дуплексный характер.

HF-устройства Bluetooth относительно велики по размеру, поскольку как наушник, так и микрофон объединены в одном и том же устройстве-гарнитуре. Указанные устройства, имеющиеся в продаже, обычно закрепляются крючком-фиксатором на задней стороне уха, причем модуль наушника опирается на ухо, а микрофон находится в передней части устройства. Одно из таких технических решений представлено в опубликованной заявке Германии №10005007. HF-устройства типа Bluetooth могут создавать затруднения при ношении их в комбинации с аксессуарами одежды, т.к. из-за своего большого размера они выступают за мочку уха. Вес устройства ощущается дискомфортным образом, а при движении головы пользователя оно может легко развернуться в ушной раковине вследствие воздействия сил инерции. Кроме того, поскольку наушник прилегает к ушной раковине неплотно, находящиеся рядом посторонние люди могут услышать доносящиеся из него звуки.

Обычно применяемые HF-изделия представляют собой аксессуары мобильного телефона. Кроме всего прочего, в телефонах должен быть громкоговоритель, который отнимает пространство у собственно телефонного модуля, чрезмерно увеличивая размер устройства. В некоторых моделях телефонов HF-функция была использована таким образом, чтобы громкоговоритель телефона воспроизводил звук, а микрофон телефона применялся в качестве обычного микрофона. Однако в таком варианте может пострадать приватный характер телефонного звонка, поскольку все находящиеся поблизости люди могут слышать голоса обоих участников телефонного разговора.

В известные в настоящее время телефонные устройства закладывается большое разнообразие различных операций, интегрированных в одном устройстве. В этом случае приходится идти на компромисс между возможностью использования этих операций и свойствами устройства. Например, набирать сообщения на маленькой кнопочной панели (или клавиатуре) труднее, чем на большой, а все более уменьшающийся размер телефонов затрудняет размещение в нем высококачественной оптической системы фотокамеры и других модулей.

В продаже имеются специальные телефоны, предназначенные для инвалидов по зрению. В таких аппаратах у телефонного модуля меню озвучено, и его контроль осуществляется голосом или каким-то другим звуковым сигналом.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлены способ и устройство по настоящему изобретению, состоит в том, чтобы устранить перечисленные выше недостатки и разработать персональную систему связи для пользователей, в которой, в частности, звук передается в ушную раковину пользователя беспроводным образом.

По сравнению с известными модулями наушников аналогичный модуль, входящий в устройство согласно изобретению, можно существенно уменьшить. В результате появляется возможность расположить его достаточно близко к ушному проходу. HF-блок можно также частично или полностью разместить в ушной раковине пользователя или даже внутри ушного прохода. Рабочее время модуля наушника может составлять несколько недель или месяцев, причем этот модулю можно придать весьма малые размеры. Радиосвязь между модулем наушника и телефоном преимущественно имеет симплексный характер. При необходимости можно использовать и дуплексный тип радиосвязи, например для создания соединения и во время других процедур установления связи между модулями. Поддерживая радиосвязь преимущественно симплексным образом, можно существенно уменьшить энергию, потребляемую модулем наушника. Реальный телефонный модуль также может иметь уменьшенные размеры, т.к. нет необходимости вводить в него динамик. Использование телефонного модуля облегчается, поскольку во время разговора его вообще не нужно размещать на ухе пользователя. Согласно идее изобретения маленький телефонный модуль можно более легко поместить, например, на запястье пользователя (как часы).

Кроме присоединения к телефону предусмотрена возможность подсоединить HF-устройство для функционирования в комбинации с другими модулями, воспроизводящими или использующими звуки/информацию. Имеются в виду такие приборы, как радио, телевизор или какая-то другая аудиовизуальная установка. HF-устройство можно также использовать в информационных системах, из которых передаются сообщения, направленные в виде радиопередачи или только одному пользователю, или нескольким пользователям. Если HF-устройство дополнительно снабжено передатчиком, оно может функционировать также как личный идентификатор, передавая на находящийся поблизости приемный модуль собственные наборы кодовых чисел/характерных знаков. В качестве идентификатора соответствующим образом может работать и телефонный модуль. Предусмотрена возможность использовать такую информацию также при мониторинге рабочего времени или для определения местоположения человека, причем даже внутри здания. Следует отметить, что устройства GPS (Global Position System, Глобальная система позиционирования) обычно использовались на открытом воздухе и не способны определять положение внутри зданий.

Если есть такая потребность, два HF-блока, размещенные на/в ушах и снабженные звуковоспроизводящей системой, позволяют обеспечить для пользователя стереофоническое звучание, т.е. различный звук для каждого уха, причем даже от различающихся источников. Например, групповой телефонный разговор трех или более людей звучит для пользователя гораздо более естественно, когда голоса персонажей доносятся с различных направлений. Кроме того, в способе и устройстве согласно изобретению значение дисплея можно уменьшить или даже вообще исключить подобный модуль из устройства, поскольку предусмотрена возможность все обычные меню представить уху пользователя в звуковом варианте. При этом функции данного модуля можно контролировать, например посредством его позиционирования и/или перемещения. В этом случае появляется также возможность уменьшить в устройстве количество кнопок (клавиш). Если для системы личной связи требуются функции, использующие дисплей или пишущую клавиатуру увеличенного размера, указанные модули можно присоединить беспроводным образом к телефонному модулю и/или к модулю наушника.

Согласно изобретению предлагаемый способ позволяет также установить режим так называемых внутренних переговоров между пользователями, находящимися на близком расстоянии друг от друга. В альтернативном варианте имеется возможность осуществлять связь с несколькими пользователями, находящимися в различных точках, например на своих рабочих местах, с которых вызовы направляются через коммутаторный центр к проводным наружным линиям или к общим линиям радиосети. Это позволяет уменьшить стоимость телефонных разговоров, т.к. не нужно обеспечивать каждого сотрудника телефонным соединением глобального действия. Другими словами, предусмотрена возможность сформировать из телефонных модулей сеть, в которой можно передавать информацию между различными устройствами, а в случае необходимости - осуществлять выход из указанной сети или непосредственно с телефонных модулей, или централизованно через внутреннюю сеть. В последнем варианте понижается энергия, потребляемая телефонным модулем, поскольку по сравнению с любыми другими типами коммуникаций для радиосвязи требуется существенно меньше энергии. Кроме того, во внутренней сети можно влиять на практику учета переговоров таким образом, чтобы на рабочем месте, например, стоимость переговоров автоматически перечислялась не на собственный абонемент пользователя, а на счет работодателя.

Поскольку модуль наушника непрерывно готов к работе в ушной раковине, имеется также возможность легко организовать разговоры между двумя или несколькими пользователями. Голос пользователя трансформируется в цифровую форму в специальном оборудовании и через элементы передачи данных, входящие в состав телефонного модуля, информация переносится к участникам разговора и обратно (например, с использованием технологии GSM, PDC, PCS GPRS, EDGE, 3G, WCDMA, CDMA TDMA или UMTS и/или других технологий такого назначения). Затем переданная информация преобразуется в системе оборудования обратно в форму голоса, который может услышать пользователь/пользователи. Одним из преимуществ способа является тот факт, что для начала разговора не нужен требующий затрат времени телефонный вызов, а принимающее лицо/принимающие лица не должно/не должны на него отвечать, т.к. звук приходит непосредственно на модуль наушника. Примером применения системы мог бы служить разговор между спортсменом и тренером во время спортивного соревнования. В частности, все участники команды лыжной эстафеты имеют возможность слышать на дистанции инструкции тренера, а другие спортсмены той же команды (или прочие лица, включенные в эту переговорную группу) могут давать дополнительные комментарии, которые услышит каждый участник. Использование контактов в виде разговора облегчает проведение переговоров, например, между членами рабочей группы, причем независимо от того, где они находятся.

Телефонный модуль согласно изобретению необязательно должен быть устройством, имитирующим часы, он может походить на обычный мобильный телефон. В предпочтительном варианте осуществления изобретения возможно, кроме того, использование GPS и/или считывателя штрих-кода, встроенного в телефонный модуль. При наличии таких дополнений устройство превращается в универсальный аппарат, собирающий информацию. Его можно использовать для мониторинга рабочего времени, в частности в том случае, когда штрих-код обеспечивает возможность введения в устройство информации о работнике/работниках, рабочих заданиях, этапах работы, местах ее проведения, объемах выполняемой работы, изделиях, материалах и т.д. При использования GPS устройство должно находиться в зонах, в которых эта система гарантированно функционирует, а в других местах местоположение можно выбрать так, чтобы устройство работало или с применением штрих-кодов, или при условии наличия маломощных, например ультраширокополосных (УШП), радиопередатчиков, передающих информацию о положении внутри помещений на телефонный модуль (телефонные модули). Предусмотрена возможность применять устройство в различных приложениях для мониторинга рабочего времени, например для людей, работающих в одиночку в сельскохозяйственном производстве и в лесу, а также для охранных служб. Можно применять устройство согласно изобретению и на обычных рабочих местах, поскольку оно легко регистрирует выполнение даже кратковременных задач, являясь персональным и всегда находясь у пользователя, или, в другом варианте, располагаясь вблизи от места проведения работ. Следует иметь в виду, что стационарные варианты устройств, предназначенных для мониторинга рабочего времени, часто неудобны в обращении и очень дороги.

Предлагаемые устройства нет необходимости устанавливать стационарным образом. Поэтому, когда это потребуется, их можно легко перемещать к другим рабочим точкам. Такое устройство обладает способностью регистрировать события независимо от времени и места. Если место находится вне зоны действия сети GPRS (Global Personnel Recovering System) или какой-то другой сети передачи данных, зарегистрированная информация передается из памяти устройства позже, когда оно попадает в зону, охватываемую указанной сетью. С помощью GPS устройство может формировать также бортовой журнал водителя, регистрируя пройденные маршруты и снабжая их данными о времени пробега. Предусмотрена возможность использовать в устройстве информацию о перемещении/положении, полученную от соответствующего датчика, для автоматической подачи сигнала тревоги, если устройство слишком долго остается в одном и том же месте. Вследствие коммуникаций, осуществляемых телефонным модулем, устройство фактически функционирует в реальном времени в составе системы, контролирующей события (например, находясь под управлением программы, выполняемой персональным компьютером). Однако, кроме этого, телефонные модули могут накапливать информацию в своей памяти, причем при желании эта информация затем вводится в систему с использованием пакетной обработки данных.

Задачи, поставленные перед изобретением, можно решить с помощью способа и оборудования, в которых радиоприемник и, как вариант, передатчик или их комбинацию помещают в ушной раковине пользователя или в непосредственной близости от нее. При этом HF-устройство оборудовано интеллектуальной схемой выключателя питания, обеспечивающей фактически нулевой расход энергии, причем в режиме ожидания (standby state) указанное устройство вообще не потребляет энергию. Энергопотребление увеличивается во время оперативного использования устройства, когда устанавливается связь с главным устройством (главными устройствами). По сравнению с существующими телефонами реализация предлагаемого способа позволяет уменьшить размер телефонного модуля, т.к. при желании его громкоговоритель, а также дисплей можно исключить. Таким же образом можно упростить до минимума кнопочную панель телефонного модуля.

Предусмотрена возможность оборудовать телефонный модуль датчиком (датчиками) ускорения или другой модификацией соответствующего датчика (соответствующих датчиков), реагирующими на положение и/или перемещение указанного модуля. Их можно связать с меню главного устройства (в таком меню выбор осуществляется посредством перемещения и/или изменения положения, и дополнительно, когда это требуется, с помощью кнопочной панели). Кроме того, звуковая информация о выборе передается на модуль наушника пользователя. Эта звуковая информация может представлять собой речь, сигнальные звуки на различных частотах, музыку или какой-то другой соответствующий звуковой сигнал. Поскольку модуль наушника, уже находящийся в ушной раковине пользователя, подготовлен к ситуации, в которой он будет использоваться, применение устройства происходит естественным образом. Можно провести сравнение предлагаемого способа, например, с эксплуатацией известных систем мобильных телефонов, в которых большое количество различных функций объединено в одном функциональном модуле. В способе и устройстве согласно изобретению функции разделены между несколькими модулями, соединенными между собой посредством радиосвязи. Так, отправление текстового сообщения происходит в системе более легко за счет применения отдельных дисплея и пишущей клавиатуры, которые обеспечивают связь с телефонным модулем.

В предлагаемых способе и устройстве различные модули, производящие или использующие информацию, можно соединить друг с другом в качестве части персональной системы связи. Такие устройства содержат камеру, сканер, принтер, телефон, микрофон, громкоговоритель, оборудование, представляющее или генерирующее видео- или какое-то другое изображение, радио, проектор, считыватель штрих-кода, считыватель системы RFID (Radio Frequency Identification), GPS-приемник, персональный компьютер или какой-то другой соответствующий модуль. Общим признаком для всех перечисленных модулей является тот факт, что они обрабатывают или производят информацию.

С помощью одного или нескольких микрофонов, электронной схемы и программного обеспечения устройства система может выучить частотный спектр голоса пользователя. На основе указанного спектра она может контролировать эквалайзер (выравнивающий фильтр), улучшая тем самым качество звука на выходе и понижая избыточный шум.

Предусмотрена возможность присоединить HF-устройство, например, к автомобильному радиоприемнику, причем таким образом, чтобы каждый пользователь мог слушать свой канал, не мешая другим. В таком варианте указанную функцию нужно учесть при изготовлении приемника, снабдив его несколькими стандартными модулями настройки или современным цифровым радиоприемным узлом. Его функцию может непосредственно выполнять также телефонный модуль.

Используя программные средства оборудования, можно, в частности, передать текстовое сообщение в ушную раковину пользователя в виде речи и, соответственно, преобразовывать речь в текстовое сообщение для отсылки. Применение звуковых MMS-сообщений становится более естественным, а по отношению к оборудованию - более комфортным.

Настоящее изобретение помогает решить перечисленные выше проблемы и устранить недостатки известных устройств. Оно предлагает HF-устройства, обладающие повышенной надежностью и более удобные в эксплуатации. Такие устройства можно использовать разнообразным образом в различных ситуациях, причем они существенно меньше своих существующих аналогов.

Эти преимущества достигаются посредством предлагаемых способа, устройства, телефонного модуля и модуля наушника, охарактеризованных в независимых пунктах формулы изобретения.

В зависимых пунктах формулы раскрыты некоторые предпочтительные варианты осуществления изобретения.

Краткое описание чертежей

Далее изобретение будет описано более подробно на примере нескольких предпочтительных вариантов его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, из которых

фиг.1 иллюстрирует пример устройства согласно изобретению, в котором модуль наушника помещен в ушной раковине пользователя, а телефонный модуль находится на его руке,

фиг.2 иллюстрирует, только в качестве примера, телефонный модуль устройства по фиг.1,

фиг.3, также только в качестве примера, иллюстрирует модуль наушника устройства по фиг.1,

фиг.4 иллюстрирует устройство, содержащее клавиатуру и дисплей, используемые в одном из вариантов осуществления изобретения,

фиг.5 иллюстрирует альтернативный вариант выполнения телефонного модуля, показанного на фиг.2.

Осуществление изобретения

Устройство согласно изобретению реализуется в виде модулей (или устройств), включающих модуль 2 наушника, телефонный модуль 1 и, в предпочтительном варианте, блок 3, состоящий из комбинации клавиатуры и дисплея.

Между модулями 1 и 2 поддерживается радиосвязь. Поскольку указанные модули расположены близко друг к другу, а с другими более удаленными устройствами радиоконтакт нежелателен, радиосвязь поддерживается на низкоэнергетическом уровне. Радиосигналы, принимаемые устройством, не принадлежащим системе, в звуковую или какую-то другую информацию не преобразуются (если только они не предназначены для широковещательной передачи). Чтобы предотвратить участие посторонних устройств в не предназначенных для них трансляциях, для радиосвязи в предпочтительном варианте применяют надлежащие технологии шифрования. Желательно, чтобы управляющая электронная схема 23 модуля 2 наушника осуществляла дешифрование информации, а также содержала систему управления мощностью, понижающую потребление энергии до нуля или до уровня, близкого к нулю, когда отсутствует связь между модулями 2 и 1. Во время радиосвязи информация передается по радиоканалу в форме пачек импульсов, причем после завершения каждой пачки радиоблок 22 переключается или в режим ожидания, или в неактивный режим, потребляющие меньшее количество энергии.

Модуль наушника, получивший "пачку" звуковой информации, передает звук в ушную раковину пользователя, развертывая его на реальную длительность. Например, если информация передается с интервалами 0,2 с, а для ее передачи требуется 0,2 мс, средняя потребляемая энергия составляет примерно 1/1000 от энергии, требуемой на данный момент операции. Эти расчеты имеют только предварительный характер, причем перечень факторов, определяющих вклады в реальную среднюю потребляемую энергию, содержит время переключении, прочие пики энергии, а также объем информации и цикл ее передачи. Теоретически в настоящее время при применении, например, ультраширокополосной (УШП) связи скорость передачи данных может составлять 480 Мбит/с. Таким образом, средняя потребляемая энергия значительно уменьшается по сравнению с предыдущим примером, в котором используется быстрое время переключений. Если сделать информационные циклы передачи данных менее частыми, можно уменьшить среднюю потребляемую энергию, однако при этом задержится звуковой сигнал, сформированный для пользователя, а это может произвести ощущение некомфортной задержки во время телефонного разговора.

Радиоблок 22 содержит приемник и, кроме того (в предпочтительном варианте), передатчик. Для модуля 2 наушника предусмотрена возможность переключения на выполняемую операцию по заданному графику, причем интервалы между включениями должны быть достаточно длинными, чтобы предотвратить слишком высокое потребление энергии. Предусмотрена и другая процедура включения, осуществляемая посредством радиосвязи телефонного или какого-то другого модуля, функционирующего в системе. Так, если есть такая потребность, модуль 2 наушника соединяют также с другими устройствами, использующими ту же систему радиосвязи.

Предусмотрена возможность изготовить модуль 2 наушника таким маленьким, чтобы можно было полностью или частично установить его в ушной раковине или даже в ушном проходе пользователя. Чтобы указанный модуль гарантированно оставался в ушной раковине, его можно снабдить, например, дужкой, помещаемой за ухом.

Модуль 2 наушника может содержать также аккумуляторную батарейку 21 и, в возможном варианте, зарядную систему 26, работающую на основе солнечных элементов, кинетической или акустической энергии, индукции или термоэлектрического преобразователя. Предусмотрена возможность заменить перезаряжаемую батарейку 21 небольшой одноразовой (неперезаряжаемой) батарейкой, для которой зарядная система не нужна.

Для восприятия наружных звуков, поступающих от других источников, модуль 2 наушника снабжен также звуковым каналом 25, через который звуки попадают в ушную раковину. Одновременно с этим указанный канал выполняет функцию тракта, выравнивающего давление в ухе. В добавление к базисному стандартному варианту модуль 2 наушника можно оборудовать также персональным адаптером, имеющим удобную форму и обеспечивающим комфортное длительное использование устройства. Для выработки звука модуль наушника снабжен громкоговорителем (динамиком) 24 или каким-то другим компонентом такого назначения.

Сигнал, приходящий от телефонного модуля 1 к модулю 2 наушника, по отношению к речевой информации является симплексным. Поэтому энергия, потребляемая в указанном аппарате, очень мала. Дуплексные связи требуются только в том случае, когда телефон выполняет так называемые функции более высокого уровня, такие как подтверждение связи между модулями 1 и 2 или другие соответствующие операции. Из модуля 1 в модуль 2 и наоборот, кроме речевой информации и звуковых сигналов, можно передавать также и другую информацию, например сведения об уровне энергии (напряжения) перезаряжаемой или неперезаряжаемой батарейки. Информацию другого типа можно использовать для регулировки громкости звука модуля наушника и/или коррекции звучания. Посредством телефонного или какого-то другого модуля, входящего в систему, можно измерять уровень громкости звуков окружающей среды, используя для этого микрофон/микрофоны и с целью адаптации к окружающему шуму автоматически оптимизируя громкость такого звука, поступающего в ушную раковину.

Если непосредственно присоединить микрофон (не показан) также и к модулю 2 наушника, окружающий шум можно подавить, просто генерируя в громкоговорителе 24 указанного модуля звуковой сигнал, имеющий противоположную фазу. Предусмотрена возможность включать и выключать такую процедуру, посредством телефонного модуля или регулируя соответствующее напряжение. Подавление звука, осуществляемое подобным образом, можно использовать, когда устройство работает в условиях высокого уровня шума, или, например, чтобы исключить звуковую помеху, созданную ночью храпом находящегося рядом человека. Кроме того, вместо указанного подавления можно с помощью микрофона увеличить громкость звука, регулируя ее посредством телефонного модуля 1 под контролем управляющей электронной схемы 23 модуля наушника. Далее, акустическую энергию, генерируемую микрофоном, можно преобразовать в электрическую энергию, сохраняемую в конденсаторе/конденсаторах или аккумуляторе/аккумуляторах и используемую во время выполняемой операции.

В частности, при применении в автомобиле телефонный модуль 1 может регулировать звук автомобильного радиоприемника, функционирующего в виде компонента системы. Таким образом, понижают громкость, когда происходит или уже произошло соединение-вызов.

Телефонный модуль 1 состоит из дисплея 11, клавиатуры (кнопочной панели) 12, одного или нескольких микрофонов 13, батарейки 14, радиоблока 15, электронного блока 17 и антенного блока 18. Примененные в данном случае радиокомпоненты могут относиться, например, к УШП-типу, обеспечивающему высокую способность передачи информации при низкой потребляемой энергии. Кроме того, в таком варианте легко осуществляется дуплексная связь, причем без существенного увеличения расхода энергии. Сам по себе телефон вообще не нуждается в части, выполняющей функции наушника, т.е. размеры телефона можно уменьшить. Освободившееся при этом пространство можно использовать для других целей, например для дисплея или кнопочной панели. Поскольку модуль 2 наушника отделен от телефонного модуля 1, последнему можно придать форму, оптимальную для эргономического размещения, например, на запястьи. С целью экономии места и обеспечения максимальной емкости батарейки 14 телефонного модуля ее также можно поместить в наручном браслете.

Чтобы реализовать применение нескольких телефонов и наушников в одной и той же зоне, предусмотрена возможность синхронизации радиосвязи между телефонным модулем 1 и модулем 2 наушника. Синхронизация проводится, например, таким образом, чтобы телефонные модули "слышали" трансляции других телефонов, находящихся поблизости. Коммуникацию разделяют на отрезки времени, и новые поступающие телефонные вызовы подключаются к такому разбиению в незанятые отрезки времени. Кроме того, вместо синхронизации можно использовать широко известные протоколы столкновений. УШП или какую-то другую полосу радиочастот также разделяют на зоны разговора, подтверждения связи и других процедур, контролируемых системой. Коммуникации могут также функционировать согласно широко известным протоколам передачи информации, таким как протоколы TCP, UDP или IP.

Каждое устройство имеет в системе свой собственный адресный идентификатор, с помощью которого она верифицирует устройства, когда они функционируют в сети в независимом режиме. Кроме того, предусмотрена возможность создавать контролируемый информационный обмен между частями системы.

Микрофонный блок в телефонном модуле может состоять из одного или нескольких микрофонов. Во втором варианте появляется возможность компенсировать фоновый шум и усилить громкость речи пользователя или какого-то другого звукового сигнала. Это позволяет, например, идентифицировать направление прихода такого звука, а звуковые сигналы, поступающие с других направлений, можно при желании подавить. Если устройство имеет несколько микрофонов, в предпочтительном варианте предусмотрена возможность расположить их на разных сторонах телефонного модуля 1, чтобы улучшить распознавание направления, с которого поступил звуковой сигнал. Микрофон можно встроить в телефон или в наушник. В другом варианте предусмотрена возможность сформировать его в виде небольшого компонента такого же типа, что и наушник, и поместить в ушной раковине. Можно также расположить микрофон произвольным образом в месте, выбранном пользователем, например на воротнике рабочей рубашки, как часть предмета одежды, или присоединить к другим аксессуарам одежды, находящимся в пределах оперативного расстояния устройства.

Предусмотрена возможность соединить телефонный модуль 1 или модуль 2 наушника с другими устройствами, используя тот же вариант радиосвязи. На фиг.4 показано устройство 33 с увеличенными клавиатурой 31 и дисплеем 32. Электронный модуль устройства содержит требуемые радиочастотные компоненты (например УШП-компоненты), а также программное обеспечение, поддерживающее требуемую функцию. Таким устройством может быть портативный компьютер или какое-то другое соответствующее устройство.

На фиг.5 представлен альтернативный вариант выполнения телефонного модуля 1. В данном случае размер дисплея 42 можно существенно увеличить, поместив кнопки 41 вокруг него. Дисплей может иметь и какую-то другую форму, отличающуюся от круглой. Предусмотрена возможность снабдить, если это требуется, корпус телефонного модуля дополнительными кнопками 43. Другие детали указанного модуля соответствуют телефонному модулю 1, описанному выше.

Поскольку в маленьком устройстве трудно разместить большую и удобную в эксплуатации клавиатуру или кнопочную панель, предпочтительное решение проблемы заключается в использовании в устройстве сенсорной пластинки. Ее можно поместить или на верхней части дисплея, или, альтернативным образом, в каком-то другом месте устройства. На указанной пластинке пользователь имеет возможность писать или рисовать, а устройство интерпретирует вычерченные знаки как буквы, цифры или другие символы, посредством которых можно контролировать его работу. Если пластинка невелика, пользователь должен писать и вводить указанные знаки последовательно на один и тот же участок пластинки поверх друг друга.

Обычно при письме на бумаге или других материалах буквы и знаки воспроизводят слева направо, справа налево, сверху вниз или снизу вверх. В данном устройстве согласно изобретению буквы или знаки формируют поверх друг друга на одной и той же зоне сенсорной пластинки, а устройство интерпретирует их по очереди. Кроме того, предлагаемая схема предоставляет возможность рисовать на указанной пластинке независимо от положения устройства, т.е. от положения самой пластинки, т.к. интерпретация рисунка устройством не зависит от ориентации изображения. Это облегчает применение устройства, поскольку его можно поместить, например, на запястье пользователя и использовать, когда рука находится в различных положениях.

Дисплей устройства может представлять результат визуальным образом в виде наглядной комбинации характерных знаков/чисел или слов, а также их сочетания. В добавление к такому варианту система позволяет пользователю получать ответную информацию в звуковом виде, формируя подаваемые в модуль наушника пользователя аудиосигналы, соответствующие введенным знакам. Например, во время управления автомобилем изобретение предоставляет безопасную возможность использования телефона, при которой нет необходимости следить за дисплеем устройства.

Устройство можно оснастить также соответствующей сенсорной пластинкой таким образом, чтобы она физически находилась вне его компонентов и была связана с устройством через радиочастотный интерфейс.

Представленные чертежи и связанные с ними пояснения имеют своей целью проиллюстрировать настоящее изобретение только в качестве примеров. В деталях изобретение может изменяться, не выходя за границы своего объема, определяемого прилагаемой формулой. Специалисту в данной области будет очевидно, что размеры модулей и частные технические решения можно варьировать в зависимости от конкретного приложения. Кроме того, для вариантов осуществления изобретения предусмотрена возможность изменений в рамках эксплуатационных условий, требований заказчика, а также серийных технологических приемов и требований к изготовлению, выбираемых в связи с массовым производством.

Claims (31)

1. Способ беспроводной передачи звука, использующий радиосвязь малой мощности, по меньшей мере, между первым электронным модулем (1), представляющим собой терминальный узел сотовой сети, и одним или несколькими модулями (2) наушника, который (которые) помещен (помещены) в ушной раковине пользователя (пользователей) и передает (передают) звук в ушную раковину, при этом в радиосети указанные терминальные узлы функционируют независимым образом, используя ту же технологию передачи информации, отличающийся тем, что связь при обмене звуковыми данными имеет симплексный характер в направлении от первого электронного модуля к модулю (модулям) наушника, модуль (модули) (2) наушника не передает (не передают) первому электронному модулю речевую информацию пользователя, а голос пользователя или другой возможный звуковой сигнал передается непосредственно на первый электронный модуль посредством акустических волн.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при передаче информации в радиосети между первым модулем (1) и модулем (2) наушника применяют, по меньшей мере, один из следующих вариантов: УШП (ультраширокополосная) связь, радиочастотная связь малой мощности, а также протоколы TCP, UDP или IP.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что модуль (2) наушника представляет собой наушник небольшого размера, который вставляют в ухо или в ушной проход пользователя, причем указанный модуль имеет настолько низкое среднее потребление энергии, что остается готовым к применению в ухе или в ушном проходе в течение длительного времени.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что управление радиосвязью между телефонным модулем (1) и модулем (2) наушника осуществляют с использованием:
- уникальных адресных идентификаторов и/или
- разделения во времени.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют шифрование информации, передаваемой посредством радиосвязи между указанными модулями.

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что потребление энергии модуля (2) наушника понижают или модуль выключают, когда отсутствует радиосвязь с терминальными узлами.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что потребление энергии терминального узла понижают посредством передачи информации в виде пачек импульсов, причем необходимое для радиосвязи потребление энергии в интервалах между пачками импульсов мало или равно нулю.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что технологию сотовой сети выбирают из следующей группы: GSM, PDC, PCS, GPRS, EDGE, 3G, WCDMA, CDMA, TDMA или UMTS.

9. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что дополнительно к звуку между модулями осуществляют передачу информации об уровне зарядки, источника энергии и/или регулировке громкости звука, и/или управлении другими функциями указанных модулей, и/или передачу информации от пользователя.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый электронный модуль (1) регулируют с помощью меню, в котором выбор, по меньшей мере, частично производят посредством движения (движений) и/или положения (положений) модуля (модулей), причем звуковую информацию о произведенном выборе передают на модуль наушника пользователя.

11. Коммуникационная система для передачи звука, работающая на основе радиосвязи и содержащая, по меньшей мере, первый электронный модуль (1), который представляет собой терминальный узел сотовой сети, и, по меньшей мере, один модуль (2) наушника, отличающаяся тем, что
- модуль (2) наушника выполнен с возможностью, по меньшей мере, частичного введения его в ушную раковину или в ушной проход пользователя,
- первый электронный модуль расположен отдельно от модуля (2) наушника, а
- связь при обмене звуковыми данными имеет симплексный характер в направлении от первого электронного модуля к модулю (модулям) наушника, причем речевая информация от пользователя модулем (модулями) (2) наушника не передается на первый электронный модуль, а голос пользователя или другой возможный звуковой сигнал передается непосредственно на первый электронный модуль посредством акустических волн.

12. Система по п.11, отличающаяся тем, что первый электронный модуль (1) представляет собой телефонный модуль мобильного телефона, который расположен, по существу, отдельно от модуля (2) наушника, например закреплен на запястье пользователя.

13. Система по п.11, отличающаяся тем, что выполнена с возможностью применения одного или более микрофонов (13).

14. Система по п.13, отличающаяся тем, что микрофонный блок встроен в первый электронный модуль (1) и/или размещен в подходящем месте на оперативном расстоянии, например будучи связан с аксессуарами одежды.

15. Система по п.14, отличающаяся тем, что микрофонный блок содержит, по меньшей мере, один микрофон, выполненный с возможностью осуществления совместно с программным обеспечением или электроникой системы, по меньшей мере, одной из следующих операций:
- подавления нежелательных звуков,
- регулировки входящего в состав системы эквалайзера с обеспечением усиления сигналов на одних выбранных частотах и ослабления сигналов на других выбранных частотах,
- распознавания голоса пользователя по его частотному спектру,
- автоматической регулировки громкости звука, поступающего на модуль (2) наушника, до требуемого уровня,
- генерации звукового сигнала, который пользователь хочет передать в системе с первого электронного модуля (1), по меньшей мере, на один другой модуль.

16. Система по п.13, отличающаяся тем, что содержит два или более микрофонов
- для определения направления, с которого поступает звук, и/или
- для усиления и/или ослабления громкости речи пользователя.

17. Система по п.13, отличающаяся тем, что выполнена с возможностью преобразования акустической энергии, генерируемой микрофоном или другим компонентом, трансформирующим звук в электричество, в электрическую энергию, предназначенную для использования в работе системы.

18. Модуль (2) наушника, предназначенный для передачи звука в ушную раковину, выполненный как модуль типа "свободные руки" (handsfree-модуль), установленный с возможностью соединения посредством радиосвязи с первым электронным модулем (1), использующим тот же протокол обмена, и имеющий в радиосети свой собственный коммуникационный идентификатор, отличающийся тем, что связь при обмене звуковыми данными имеет симплексный характер в направлении от первого электронного модуля к модулю (2) наушника, причем модуль (2) наушника не передает речевую информацию от пользователя на первый электронный модуль (1), который выполнен с возможностью восприятия голоса пользователя или иных звуков в виде акустических волн.

19. Модуль наушника по п.18, отличающийся тем, что выполнен с возможностью соединения посредством радиосвязи с первым электронным устройством (1) терминального узла сотовой сети.

20. Модуль наушника по п.11, отличающийся тем, что два модуля (2) наушника размещены в обоих ушах, чтобы обеспечить стереофоническое воспроизведение.

21. Модуль наушника по п.18, отличающийся тем, что в модуле (модулях) (2) наушника находится (находятся) микрофон (микрофоны) (13), при этом распознанный микрофоном (микрофонами) звук предназначен для генерации в ушной раковине пользователя звукового сигнала с противоположной фазой, чтобы подавить нежелательный звук, воспринимаемый пользователем.

22. Модуль наушника по п.18, отличающийся тем, что имеет звуковой канал, который предназначен для пропускания наружных звуков в ушную раковину пользователя и/или для уравновешивания давления в ушной раковине.

23. Модуль наушника по п.18, отличающийся тем, что система зарядки источника энергии модуля наушника выполнена с возможностью функционирования, по меньшей мере, в одном из следующих вариантов: от солнечного элемента, от кинетической энергии, от акустической энергии, посредством индукции с использованием термоэлектрического преобразователя или наружного зарядного устройства.

24. Телефонный модуль терминального узла сотовой сети, содержащий средство для подключения к сотовой сети, по меньшей мере, один микрофон и средство для обмена информацией посредством радиосвязи, по меньшей мере, с одним модулем (2) наушника, выполненным с возможностью помещения в ушную раковину пользователя для генерации звука, отличающийся тем, что связь при обмене звуковыми данными между телефонным модулем и модулем (2) наушника имеет симплексный характер в направлении от телефонного модуля к модулю (модулям) (2) наушника, причем модуль (модули) (2) наушника не передает (не передают) речевую информацию от пользователя на телефонный модуль, а голос пользователя или другой возможный звук передается непосредственно на телефонный модуль акустическими волнами.

25. Телефонный модуль по п.24, отличающийся тем, что имеет конструктивное сходство с часами и/или его кнопочная панель расположена вокруг дисплея.

26. Телефонный модуль по п.24 или 25, отличающийся тем, что снабжен датчиком, реагирующим на положение и/или перемещение телефонного модуля, и выполнен с возможностью использования сигнала датчика для работы с меню и/или для формирования звука в модуле (2) наушника, помещенного в ушной раковине пользователя.

27. Телефонный модуль по п.26, отличающийся тем, что указанный датчик представляет собой датчик ускорения.

28. Телефонный модуль по п.24 или 25, отличающийся тем, что браслет, входящий в состав телефонного модуля, содержит батарейку/батарейки.

29. Телефонный модуль по п.24 или 25, отличающийся тем, что содержит, по меньшей мере, два микрофона (13).

30. Телефонный модуль по п.29, отличающийся тем, что звук, распознанный микрофоном (13), предназначен для посылки на телефонный модуль для управления его работой.

31. Телефонный модуль по п.24, отличающийся тем, что кнопочная панель заменена сенсорной поверхностью, обеспечивающей преобразование нарисованного/написанного на ней знака в срабатывании кнопок и в знаки, при этом телефонный модуль предназначен для беспроводной передачи соответствующей указанному знаку звуковой информации в виде речи и звуковых символов на модуль (2) наушника.

Images