SE505151C2

SE505151C2 - Adaptive tactile communication aid for deaf and partially deaf persons

Info

Publication number: SE505151C2
Application number: SE9502536A
Authority: SE
Inventors: Jan Nordstrand; Gustaf Soederlund
Original assignee: Jan Nordstrand; Gustaf Soederlund
Priority date: 1995-07-10
Filing date: 1995-07-10
Publication date: 1997-07-07
Also published as: SE9502536L; SE9502536D0

Abstract

The communication aid includes a vibration emitter (12) that is contained in a casing which is small enough to be enclosed by a hand in order to achieve the largest possible tactile transmission surface. The casing also incorporates a signal strength regulator (30), which by means of a rotatable wheel (31) makes it possible to continuously adjust the emitted vibrations from the emitter. The vibrations are adjusted to an amplitude which provides the greatest possible tactile sensitivity to the vibrations, corresponding to the sound within a desired sound frequency interval. The signal strength regulator further incorporates a potentiometer with integrated switch for switching on and off. The potentiometer is mechanically coupled to the wheel, which is incorporated in the casing for manoeuvring of the vibration amplitude. The vibration emitter preferably takes the form of a bone-conducting vibration apparatus.

Description

505 151 2 signaler. Fjärrstyrningssignalerna överförs via hörapparatbära- rens skelett genom transkutan koppling till en kontaktyta för styranordningen. 505 151 2 signals. The remote control signals are transmitted via hearing aid skeleton of the cleanser by transcutaneous coupling to a contact surface for the control device.

Ett ytterligare amerikanskt patentdokument US-A-5 337 364 visar en kommunikationsutrustning för att överföra ljudinformation.A further U.S. patent document US-A-5,337,364 discloses a communication equipment for transmitting audio information.

Utrustningen innefattar en extern förstärknings- och bearbet- ningsanordning och en omvandlare som omvandlar de skapade elektriska ljudsignalerna till en mekanisk svängning. Anordningen visas i en föredragen utföringsform som en omvandlare 14 vilken på motsvarande sätt som en armbandsklocka sättes på handleden.The equipment includes an external reinforcement and processing and a converter that converts the created ones the electrical sound signals to a mechanical oscillation. The device shown in a preferred embodiment as a converter 14 which in the same way as a wristwatch is put on the wrist.

Den externa bearbetningsanordningen 12 innefattar vidare en inbyggd mikrofon 20, en volymkontroll 18 en ljusdiod 21 samt ett anslutningsjack för omvandlaren 14 och ett ytterligare an- slutningsjack för en ytterligare extern mikrofon 23.The external processing device 12 further comprises a built-in microphone 20, a volume control 18, an LED 21 and a connection jack for the converter 14 and an additional closing jack for an additional external microphone 23.

En motsvarande anordning visas även i det svenska patentdokumen- tet SE 7901088-0 (Publikationsnummer 415 947). Genom att anlägga anordningen vid handleden, erhåller man en relativt dålig känsla för vibrationerna då handleden liksom handens utsida har en betydligt sämre total känsel jämfört med handens insida.A corresponding device is also shown in the Swedish patent document tet SE 7901088-0 (Publication number 415 947). By constructing device at the wrist, you get a relatively bad feeling for the vibrations when the wrist as well as the outside of the hand have one significantly worse overall feel compared to the inside of the hand.

Det finns vidare tillgängligt ett antal komersiella vibrations- givare som är avsedda att anbringas främst mot skallbenet vilka därvid kombineras med en.extern förstärknings- och bearbetningsa- nordning motsvarande den visad i US-A-5 337 364 och vilken kan utnyttja olika moduler för erhållandet av audioinformationen såsom exempelvis en mikrofon, en IR-enhet eller en annan enhet för trådlös mottagning exempelvis i kombination med en hörsel- slinga.There are also a number of commercial vibration sensors that are intended to be applied primarily to the skull bone which combined with an external reinforcement and processing north corresponding to that shown in US-A-5 337 364 and which can use different modules to obtain the audio information such as, for example, a microphone, an IR device or another device for wireless reception, for example in combination with a loop.

Undertecknarna av den föreliggande ansökningen har under ett antal år arbetat med dessa olika varianter av taktila givare men funnit att det fortfarande finns behov av en enkelt adaptiv anordning som innebär ett enkelt handhavande och som är billig i framställning och ger maximalt möjlig överföring av ett brett audiospektrum till den döve som taktilt stöd vid läppavläsning. 505 151 Redogörelse för uppfinningen Föreliggande uppfinning avser en anordning i form av ett adaptivt taktilt kommunikationshjälpmedel som komplement vid läppav- läsning. Anordningen enligt det oberoende patentkravet 1 innefattar en adaptiv taktil vibrationsgivare som hâlles i handen och där signalstyrkan regleras med samma hand som känner vibrationerna. Genom en lämplig utformning av den taktila givaren erhålls en maximal anliggningsyta mot handens känsliga delar och utnyttjas så stor del av hela handens känselomráde som möjligt för att överföra kompletterande information vid läppavläsning.The signatories of the present application have jointly number of years working with these different variants of tactile sensors but found that there is still a need for a simple adaptive device which involves easy operation and which is inexpensive in production and provides the maximum possible transmission of a wide audio spectrum to the deaf as tactile support for lip reading. 505 151 Disclosure of the invention The present invention relates to a device in the form of an adaptive device tactile communication aid as a complement to lip reading. The device according to the independent claim 1 includes an adaptive tactile vibration sensor held in the hand and where the signal strength is regulated with the same hand that feels the vibrations. Through a suitable design of the tactile sensor a maximum contact surface is obtained against the sensitive parts of the hand and utilize as much of the entire touch area of the hand as possible to transmit supplementary information during lip reading.

Anordningen är vidare anpassad att överföra ett maximalt frekvensregister i form av mekanisk vibration motsvarande ljudfrekvensen.The device is further adapted to transmit a maximum frequency register in the form of mechanical vibration corresponding the sound frequency.

Läppavläsning kan därvid på ett enkelt sätt övas och testas med videoinspelade filmsekvenser med en person som säger speciella övningsmeningar med och utan stöd av stämbandsvibrationer, men med taktil komunikationshjälp i enlighet med den föreliggande anordningen.Lip reading can then be practiced and tested in a simple way video-recorded movie sequences with a person saying special practice sentences with and without the support of vocal cord vibrations, but with tactile communication assistance in accordance with the present the device.

Utöver datorträning kan anordningen enligt den föreliggande uppfinningen användas tillsammans med i stort sett alla ljud- givande apparater försedda med utgång för hörtelefon, till exempel TV, bandspelare, radio och många hörapparater. De beroende patentkraven avser härvid olika utföringsformer av den föreliggande uppfinningen.In addition to computer training, the device according to the present invention the invention is used in conjunction with virtually all audio luminaires equipped with headphone output, to such as TV, tape recorder, radio and many hearing aids. The The dependent claims here relate to different embodiments thereof present invention.

Figurbeskrivning Uppfinningen kommer att beskrivas i forn1 av en föredragen, belysande utföringsform och med hjälp av de bifogade ritningarna där lika hänvisningsbeteckningar anger lika eller motsvarande element och där: Fig. 1 visar en. belysande utföringsform av anordningen i enlighet med den föreliggande uppfinningen, S05 151 4 Fig. 2 visar en genomskärning av anordningen längs ett snitt II-II i fig. 1, och Fig. 3 visar ett enkelt blockschema över anordningen enligt den föreliggande uppfinningen illustrerad i fig. 1.Figure description The invention will be described in the foregoing by a preferred, illustrative embodiment and with the aid of the accompanying drawings where like reference numerals indicate like or equivalent elements and where: Fig. 1 shows a. illustrative embodiment of the device in in accordance with the present invention, S05 151 4 Fig. 2 shows a cross-section of the device along a section II-II in Fig. 1, and Fig. 3 shows a simple block diagram of the device according to the present invention illustrated in Fig. 1.

Belysande utföringsform En.belysande utföringsform av en taktil givare i enlighet med den föreliggande uppfinningen visas i fig. 1. Anordningen 10 enligt fig. 1 består av ett ca 15 cm långt rör 20, i den belysande utföringsformen av plast, lämpligen teflon, med ytterdiametern 35 m, vari inryms en vibrator 12 (en kommersiellt tillgänglig bentelefonvibrator) tillsammans med ett batteri 14 och en reglerbar förstärkare 16 för ytspecifik överföring av ljud till vibrationer i frekvensintervall omkring 50 - 1000 Hz. Röret 20 är vidare i vardera änden försett med lock 22 och 24. Regleringen av förstärkaren sker med en potentiometer placerad så att den bekvämt näs med företrädesvis tummen när användaren håller röret med bentelefonvibratorn.Illustrative embodiment An illustrative embodiment of a tactile sensor in accordance therewith the present invention is shown in Fig. 1. The device 10 according to Fig. 1 consists of an approximately 15 cm long tube 20, in the illustrative the embodiment of plastic, preferably Teflon, with the outer diameter 35 m, which houses a vibrator 12 (a commercially available one) leg telephone vibrator) together with a battery 14 and a adjustable amplifier 16 for surface-specific transmission of sound to vibrations in frequency range around 50 - 1000 Hz. Tube 20 is further provided at each end with lids 22 and 24. The regulation of the amplifier is done with a potentiometer placed so that it comfortable nose with preferably the thumb when the user holds the tube with the leg telephone vibrator.

En sådan använd bentelefonvibrator 12 är normalt avsedd att sitta bakom ena örat för att där överföra ljud till mastoidbenet, varvid ljudet leds förbi trumhinnan och hörselbenen och in i Cochlea. För en helt döv person fungerar emellertid ej detta, utan vibrationer kan istället uppfattas bättre med fingrarna, som är rikligt försedda med känselkroppar och därmed kan förmedla talat ljud taktilt, så att läppavläsning fungerar bättre. Det går att med handen.uppfatta vibrationerna direkt fràn benledaren, men denna är för liten och knölig för att vara direkt hanterbar.Such a used leg telephone vibrator 12 is normally intended to sit behind one ear to transmit sound to the mastoid bone, the sound being led past the eardrum and auditory bones and into Cochlea. For a completely deaf person, however, this does not work, without vibrations can instead be perceived better with the fingers, as are abundantly provided with sensory bodies and thus can convey spoken sound tactile, so that lip reading works better. It works to perceive the vibrations directly from the bone conductor with the hand, but this is too small and lumpy to be directly manageable.

Genom att placera bentelefonvibratorn 12 i röret 20 och samtidigt tillse att denna inpassas med en anpassningsanordning 18 i röret 20 som ger maximal vibrationsöverföring till röret erhålles en maximal taktil yta mot en omslutande hand. Anordningen ger därvid en optimal signal efterson1man hela tiden kan ändra signalstyrkan till en "lagom"-nivå genom ett signalstyrkeregleringsorgan 30. 505 151 5 Signalstyrkeregleringsorganet bestár i den belysande utförings- formen av ett i röret infällt hjul 31 som är kopplat till axeln på en potentiometer, som enligt teknikens ståndpunkt i sin tur är kopplad som förstärkningsreglering för förstärkaren” Genoulatt med tummen rotera hjulet 31 åt ena eller andra hållet kan användaren enkelt reglera förstärkarens förstärkning med poten- tiometern. Detta àstadkomer ett reglage med vilket en användare med sama hand snabbt ökar eller minskar signalen från till exempel flera talare som sitter pä olika avstånd och kanske talar med olika röstläge och styrka. Ergonomiskt blir därvid signalen genonn denna reglering optimal eftersom: användaren samtidigt känner och reglerar signalen i det område användaren.koncentrerar sitt medvetna "lyssnande" pä sama gäng som talarens läpprörelser kan studeras.By placing the leg telephone vibrator 12 in the tube 20 and simultaneously ensure that this is fitted with an adjusting device 18 in the pipe 20 which provides maximum vibration transmission to the tube, one is obtained maximum tactile surface against an enclosing hand. The device thereby provides an optimal signal efterson1man can constantly change the signal strength to a "reasonable" level through a signal strength control means 30. 505 151 5 The signal strength control means consists of the illustrative embodiment. the shape of a wheel 31 recessed into the tube which is coupled to the shaft on a potentiometer, which according to the state of the art in turn is connected as a gain control for the amplifier “Genoulatt with the thumb rotate the wheel 31 in one direction or the other the user can easily control the gain of the amplifier with thiometer. This provides a slider with which a user with the same hand quickly increases or decreases the signal from to for example, several speakers sitting at different distances and perhaps speaking with different voice mode and strength. Ergonomically, this is the signal through this regulation optimal because: the user at the same time senses and regulates the signal in the area the user is concentrating his conscious "listening" to the same gang as the speaker's lip movements can be studied.

Känselsinnet uppfattar ljud i fasta kroppar men med en helt annorlunda dynamik och signalupplösningsförmäga än ett normal hörselsinne. En användare kan, utan ansträngning, endast urskilja detaljer som frekvensskillnader och variation i signalstyrka om dessa är inom ett snävt styrkeintervall. Vibratorn 12 är därför försedd med ett hölje 18, 20 med goda vibrationsöverföringsegen- skaper och av lagom storlek för att fingrarna skall kunna slutas runt hela anordningen, som är slät i motsats till själva benled- ningsvibratorn, som är störande kantig, om den skulle användas direkt. Användaren häller nämligen ganska hårt i vibratorn för att vibrationerna skall "gà pä djupet" i handen. Detta har en rent fysiologisk förklaring och beror på den sinnescelltyp som aktiveras, Vater Pacini, även betecknade VP-celler. Det finns flera olika typer av känselceller i huden med olika egenskaper.The emotional sense perceives sound in solid bodies but with a whole different dynamics and signal resolution than normal sense of hearing. A user can, without effort, only discern details such as frequency differences and variation in signal strength these are within a narrow range of strengths. The vibrator 12 is therefore provided with a housing 18, 20 with good vibration transmission properties and of the right size for the fingers to be closed around the whole device, which is smooth in contrast to the bone joints themselves. vibrator, which is disturbingly angular, if used Immediately. The user pours quite hard into the vibrator too that the vibrations should "go deep" in the hand. This has one purely physiological explanation and depends on the type of sensory cell that activated, Vater Pacini, also referred to as VP cells. There is several different types of sensory cells in the skin with different properties.

VP-cellerna uppfattar ljudvibrationer djupt ner i huden, där även handbenen sprider vibrationer, så att fler VP-celler aktiveras, vilket ger tydligare signal. Ytaktiva celler kan även aktiveras men känns då mera som en kittling.The VP cells perceive sound vibrations deep into the skin, there as well the wrists disperse vibrations, so that more VP cells are activated, which gives a clearer signal. Surfactant cells can also be activated but then feels more like a tickle.

I den belysande utföringsformen.används en speciellt utformad och anpassad bit 18 av trä för att inryma benvibratorn 12 för att från denna överföra vibrationerna till själva röret 20 som utgör 505 151 6 själva höljet för anordningen 10 och vilket samtidigt i en främre ände inrymmer den standardmässiga förstärkaren 16 enligt tek- nikens ståndpunkt, företrädesvis med hjälp av ett par operations- förstärkare, som uppvisar mättlig strömförbrukning och ger en lämplig elektrisk utsignal till benvibratorn 12. I den belysande utföringsformen används en potentiometer med en integrerad ström- brytare sä att anordningen enkelt kan slás till och fràn med sama manövreringsrörelse som vid signalstyrkeregleringen.In the illustrative embodiment, a specially designed and adapted piece 18 of wood to accommodate the leg vibrator 12 to from this transmit the vibrations to the tube 20 itself 505 151 6 the housing itself for the device 10 and which at the same time in a front end houses the standard amplifier 16 according to position, preferably by means of a pair of surgical amplifier, which exhibits moderate power consumption and provides a suitable electrical output to the leg vibrator 12. In the illuminating In the embodiment, a potentiometer with an integrated current is used. switch so that the device can be easily switched on and off same maneuvering motion as in signal strength control.

Trä har exempelvis visat sig ge en bra överföring av den mekaniska signalen fràn.benvibratorn, men olika träslag har visat sig ge skillnad i överföringen. Man kan därvid förvänta sig att ett mycket lätt material ger bra överföring då impedansen (trög- heten) i den svängande massan blir liten. Samtidigt bör materia- let inte vara för poröst då detta i sin tur kommer att ge en dämpande effekt. Det finns naturligtvis även andra konstgjorda material som kan visa sig lämpliga som överföringsmaterial för vibrationerna även om den idag föredragna belysande utförings- formen utnyttjar trä för inneslutningen av benvibratorn i röret, som bildar anordningen 10 för taktil kommunikationshjälp.Wood, for example, has been shown to provide a good transfer of it mechanical signal from the bone vibrator, but different types of wood have shown make a difference in the transfer. One can then expect that a very light material provides good transmission as the impedance (sluggish in the oscillating mass becomes small. At the same time, let not be too porous as this in turn will give one damping effect. Of course, there are other artificial ones as well materials which may prove suitable as transfer materials for vibrations even though the presently preferred illustrative embodiment the mold uses wood to enclose the bone vibrator in the pipe, which forms the device 10 for tactile communication assistance.

Fig. 2 visar med en genomskärningsvy längs ett snitt II-II i fig. 1 hur bentelefonvibratorn 12 är tätt inpassad i röret 20 med hjälp av en anpassningsbit 18, vilken i den belysande utförings- formen är utförd i trä. Anpassningsbiten fixerar vibratorn unge- fär vid mitten av röret 20, och plats erhålls i ena änden av röret för ett batteri 14 och i andra änden av röret för en läg- frekvensförstärkare 16.Fig. 2 shows with a sectional view along a section II-II in fig. 1 shows how the leg telephone vibrator 12 is tightly fitted in the tube 20 with by means of an adaptation bit 18, which in the illustrative embodiment the shape is made of wood. The adapter bit fixes the vibrator approximately fur at the center of the tube 20, and space is obtained at one end of the tube for a battery 14 and at the other end of the tube for a frequency amplifier 16.

Fig. 3 visar ett förenklat blockschema över en belysande utföringsfonn av anordningen enligt den föreliggande uppfin- ningen. En elektrisk signal förs in till ett isolationssteg 15, företrädesvis med förstärkningen 1. Signalen förs vidare via en förstärkningsregleringsanordning 30 till en förstärkare 16, vilken direkt driver vibratorn 12 som lämnar mekaniska sväng- ningar via en resonansutjämning bestående av anpassningen 18 och röret 20. Den elektriska kopplingen matas i den belysande 505 151 7 utföringsformen med ett 9V standardbatteri av typ 6F22.Fig. 3 shows a simplified block diagram of an illustrative embodiment of the device according to the present invention ningen. An electrical signal is input to an isolation stage 15, preferably with the gain 1. The signal is passed on via a gain control device 30 to an amplifier 16, which directly drives the vibrator 12 leaving mechanical oscillations via a resonant equalization consisting of the adjustment 18 and tube 20. The electrical connection is fed into the illuminator 505 151 7 embodiment with a 9V standard 6F22 battery.

I en andra utföringsform placeras batteriet 14 och själva för- stärkningsanordningen 15, 16 i en separat box, så att anordningen som hålls i handen endast innefattar själva vibratorn 12 med sin anpassning 18 och styrkeregleringsanordningen 30, 31 och därmed erhåller en mindre total massa.In a second embodiment, the battery 14 is placed and the the reinforcing device 15, 16 in a separate box, so that the device held in the hand only includes the vibrator 12 itself with its adaptation 18 and the power control device 30, 31 and thus receives a smaller total mass.

I båda utföringsformerna är anordningen i ena änden anordnad med en tunn kabel 40, som är försedd med en lämplig kontakt 42 för anslutning till utrustning som har en för fackmannen känd vanlig utgång för hörtelefon, till exempel TV, bandspelare, CD-spelare, radio, liksom även många typer av hörhjälpmedel.In both embodiments, the device is provided at one end with a thin cable 40, which is provided with a suitable connector 42 for connection to equipment that has a standard known to those skilled in the art headphone output, such as TV, tape recorder, CD player, radio, as well as many types of hearing aids.

Förutom det primära användningsomrádet, som taktilt kommunika- tionshjälpmedel för döva och hörselskadade, utgör anordningen 10 ett väsentligt hjälpmedel för att träna läppavläsning med döva och hörselskadade. En typisk sådan tillämpning av anordningen i enlighet med uppfinningen är i samband med uppspelning av videoinspelade träningsprogram. Anordningen 10 ansluts till en videobandspelarens eller CD-spelares (ej visade) audioutgång samtidigt som att denna på vanligt sätt ansluts till sin ordinarie bildskärm i form av en TV eller motsvarande (ej visad).In addition to the primary area of use, as tactile communication aids for the deaf and hard of hearing, the device 10 an essential aid for practicing lip reading with the deaf and hearing impaired. A typical such application of the device in in accordance with the invention is in connection with playback of video-recorded training programs. The device 10 is connected to a audio output of the VCR or CD player (not shown) at the same time as this is connected to its in the usual way regular monitor in the form of a TV or equivalent (not shown).

På skärmen visas i närbild ett ansikte pä en person, som talar och uttalar ord som exempelvis "ANNA", "ATTA" eller "APPA", vilka ser tämligen lika ut sett som läpprörelser. Genom att med reg- leringsanordningen optimera inställningen av vibrationernas styrka, vilka kan variera vid olika tillfällen, förbättras den döves förmåga att urskilja rätt ord. Med datorteknik kan då pà för fackmannen.känt sätt anordnas ett interaktivt träningsprogram där olika ord slumpas fram och den döve matar in vilket ord som uppfattas och datorn anger om.det är rätt eller fel och statistik kan erhållas över resultatet. Den döve kan själv enkelt konstate- ra sina framsteg vid övandet. Genom denna metod kan den döve pä ett effektivt sätt tränas att bättre klara verbal kommunikation med hörande som inte behärskar teckenspråk.The screen shows a close-up of a person speaking and pronounces words such as "ANNA", "ATTA" or "APPA", which looks pretty much the same as lip movements. By regulating optimize the setting of the vibrations strength, which can vary at different times, it is improved the ability of the deaf to discern the right word. With computer technology can then on for the person skilled in the art. an interactive training program is arranged where different words are randomly selected and the deaf person enters which word is perceived and the computer indicates whether it is right or wrong and statistics can be obtained over the result. The deaf person can easily ascertain their progress in practice. Through this method, the deaf can effectively trained to better cope with verbal communication with hearing impaired who do not speak sign language.

S05 151 8 Den taktila kommunikationsanordningen i enlighet med den föreliggande uppfinningen kan givetvis av fackmannen modifieras och utföras pá en mångfald sätt utan att avvika från uppfin- ningens andemening och omfattning, vilken definieras genom de bilagda patentkraven.S05 151 8 The tactile communication device accordingly the present invention can, of course, be modified by those skilled in the art and performed in a variety of ways without departing from the invention. the spirit and scope of the application, which is defined by the appended claims.

Claims

505 151 PATENT CLAIMS

Device (10) for tactile communication comprising an amplifier device with its own power source, a vibration sensor (12) and a volume control, characterized in that the vibration sensor (12) is included in a housing adapted to be enclosed by a hand to obtain the largest possible tactile transmission surface, and that the housing further comprises a signal strength control means (30), the user accessing the signal strength control means (30) with the same hand, preferably with the thumb, which by means of a rotatable wheel (31) makes it possible to continuously adjust the emitted vibrations from the device's built-in vibration sensor via signals from the amplifier device to an amplitude that provides the greatest possible tactile feeling for the vibrations corresponding to sound within a desired sound frequency range.

Device according to claim 1, characterized in that the signal strength control means (30) further comprises a potentiometer with integrated switch for on and off, the potentiometer being necanically connected to the wheel (31) which is recessed in the housing for operating the vibration amplitude.

Device according to claim 2, characterized in that the device comprises a vibration sensor (12) in the form of a bone line vibrator which is included in an adapting device (18) of a material which transmits the vibrations to the entire housing (10) of the device to provide a maximum vibration sensation to the hand enclosing the device.

Device according to claim 2 or 3, characterized in that the device comprises a connection cable (40) provided with a standard connector (42) for connection to suitable AV equipment, for example for lip reading training with the assistance of the device. which is kept enclosed by the user's hand and is controlled with the same hand via the signal strength control means (30).