DE19923754A1 - Hörersatz für Gehörlose - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf als Hörersatz oder Hörhilfe für Hörgeschädigte dienende Geräte, die sich dadurch auszeichnen, daß sämtliche, notwendige Komponenten, nämlich eine als Mikrofon ausgestaltete Sensoreinheit, wenigstens eine Digitalisierungseinheit, wenigstens eine digitale Datenverarbeitungseinheit, wenigstens eine Ausgabeeinheit und wenigstens eine Stromversorgungseinheit in einem einzigen Gerät zusammengefaßt sind. Vorteilhaft an der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik ist es, daß eine höhere Flexibilität hinsichtlich der Signalerkennung und insbesondere eine größere Mobilität hinsichtlich der Signalerfassung erzielt wird. Dies kommt insbesondere bei einer portablen Ausgestaltung des Gerätes zum Tragen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hörersatz bzw. eine Hörhilfe für Gehörlose, hochgradig Schwerhörige und Resthörige der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art. Im Folgenden sollen derartige Geräte allgemein als "Hörersatz" oder "Hörersatz-Gerät" und die Zielgruppe allgemein als "Hörgeschädigte" angesprochen werden.

Hörersatz der genannten Art wird eingesetzt zur Verbesserung der Lebensqualität und zur Erhöhung der Sicherheit von Gehörlosen. Viele wesentliche Ereignisse des täglichen Lebens werden von Normalhörigen akustisch wahrgenommen. Beispiele hierfür sind das Herannahen eines Polizeiwagens, signalisiert durch das Martinshorn, Feuergefahr, signalisiert durch eine Feuersirene, Eintritt eines besonderen Zeitpunktes, signalisiert durch Klingeln eines Weckers etc. Manche dieser Ereignisse, wie z. B. das Herannahen eines Polizeiwagens sind außer durch akustische auch durch redundante, optische Signale detektierbar. Dies trifft jedoch bei weitem nicht für alle Ereignisse zu, insbesondere ist das durch das Ereignis erzeugte akustische Signal häufig das als erstes detektierbare.

Bekannte Hörersatz-Geräte basieren darauf, daß ein Ereignis an Hand eines von ihm ausgelösten Signals detektiert und durch Prüfung des Signals nach vorgegebenen Kriterien auf seine Relevanz für den Gehörlosen hin untersucht wird. Je nach Ergebnis der Prüfung wird dann eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe eines für den Gehörlosen wahrnehmbaren Signals veranlaßt.

Schwierigkeiten bereitet dabei insbesondere die Detektion eines geeigneten, von dem zu registrierenden Ereignis ausgelösten Signals, das vorzugsweise dem akustischen Signal gleichwertig ist, sowie die differenzierte Relevanzprüfung, die auf rein technischer Ebene ohne Zuhilfenahme des menschlichen Geistes zu erfolgen hat. Keine Probleme dagegen bereitet die Erzeugung eines für den Gehörlosen wahrnehmbaren Signals. Hier bietet sich insbesondere ein von einem Vibrationsmotor erzeugtes, taktiles Signal an, da es, sofern der Signalgeber in unmittelbarer Körpernähe getragen wird, auch ohne ständige Beobachtung des Signalgebers unverzüglich wahrgenommen werden kann. Eine andere Möglichkeit ist die Erzeugung optischer Signale, was keine Körpernähe des Signalgebers, oft aber eine größere Anzahl starker, optischer Signalgeber oder die ständige Beobachtung eines einzelnen, schwächeren Signalgebers (z. B. LED) erfordert, um den gesamten Bewegungsbereich des Gehörlosen abzudecken.

Bei einem bekannten Hörersatz wird das durch das Ereignis "Türklingel wird gedrückt" ausgelöste, akustische Signal durch Detektion eines redundanten, elektrischen Signals substituiert. Dies kann konkret als Messung des Stromflusses in der Versorgungsleitung der Klingel oder eines entsprechenden Spannungsabfalls erfolgen. Die Relevanzprüfung erfolgt in diesem Fall auf besonders einfache Art: Kriterium ist das Überschreiten eines gewissen Schwellenwertes, der in der Regel bereits durch die Empfindlichkeit des Meßgerätes vorgegeben ist. Die Registrierung des Ereignisses entspricht in diesem Fall somit dem positiven Ergebnis der Relevanzprüfung. Nach Registrierung des Ereignisses muß die für den Gehörlosen wahrnehmbare Signalerzeugung erfolgen. Hierzu wird entweder eine an zentraler Stelle angebrachte optische oder eine am Körper des Gehörlosen getragene taktile Ausgabeeinheit angesteuert, die beispielsweise über Funk angesprochen wird. Diese Lösung birgt wesentliche Nachteile:

• 1. 1.) Es kann nur ein einziges, hoch spezielles Ereignis registriert werden.
• 2. 2.) Durch Verwendung verschiedener, zusammenwirkender Geräte ist ein hoher apparativer Aufwand erforderlich.
• 3. 3.) Durch die notwendige, ortsfeste Installation wenigstens einiger Geräteeinheiten ist die Mobilität des Gehörlosen deutlich einge­ schränkt.

Andere bekannte Systeme arbeiten auf Grundlage der direkten Detektion des akustischen Signals. Problematisch ist hierbei vor allem die Relevanzprüfung, bei der unwesentliche, akustische Ereignisse von den interessierenden unterschieden werden müssen. Auch hier wird im Allgemeinen das Schwellenwertkriterium genutzt. Dies setzt allerdings voraus, daß ein Mikrofon in unmittelbarer Nähe der Schallquelle angeordnet ist. Im übrigen funktionieren diese Geräte analog zu dem oben Geschilderten und weisen ähnliche Nachteile auf. Abhilfe geschaffen wird hierdurch lediglich hinsichtlich der hochgradigen Spezifität des zu registrierenden Ereignisses, da grundsätzlich verschiedene Ereignisse registriert werden können, sofern das Mikrofon in hinreichender Nähe der Schallquelle angebracht wird. Es sind Ausführungen bekannt, bei denen mehrere Mikrofone an verschiedenen Schallquellen angebracht sind, die registrierte Ereignisse an eine zentral positionierte Schalteinheit weitergeben, von welcher aus die Ausgabeeinheit aktiviert wird.

Eine andere Klasse von Geräten, die auch für vollkommen unterschiedliche Zwecke eingesetzt wird, ist unter der Gattungsbezeichnung "Schlüsselfinder" bekannt. Die Geräte umfassen ein Mikrofon, eine Datenverarbeitungseinheit sowie eine akustische Ausgabeeinheit. Derartige Geräte können lediglich Pfeiftöne an Hand ihrer streng periodischen Charakteristik von anders gearteten Geräuschen und Klängen unterscheiden. Wird ein Pfeifton detektiert, gibt eine Ausgabeeinheit ein akustisches Signal aus. Schlüsselfinder werden beispielsweise bei Schlüsselanhängern eingesetzt und erlauben es, den verlegten oder verdeckten Schlüssel akustisch zu lokalisieren. Sie sind als Hörersatz völlig ungeeignet, da sie ein vom Benutzer generiertes Signal akustisch bestätigen statt ein fremdes, akustisches Signal zu prüfen und dem Benutzer auf nicht akustische Weise zu melden.

Unter der Gruppenbezeichnung "Vocoder" sind weiter Hörersatz-Geräte bekannt, die akustische Signale direkt in taktile Information umsetzen. Eine Registrierung spezieller Ereignisse und selektive Meldung an den Benutzer nach einer Relevanzprüfung findet hier jedoch nicht statt. Außerdem ist für derartige, hochtechnische Instrumente ein erheblicher apparativer Aufwand notwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Gerät der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art zur Verfügung zu stellen, das geeignet ist, dem Hörgeschädigten relevante, akustische Signale erzeugende Ereignisse auf für ihn wahrnehmbare Weise zu melden, wobei seine Mobilität möglichst wenig eingeschränkt werden soll. Weiter soll eine Herstellung ohne allzu hohen apparativen Aufwand und die damit verbundenen Kosten möglich sein.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1. Diesen kommt im Einzelnen folgende Bedeutung zu. Als Sensor ist ein Mikrofon vorgesehen, so daß die von dem zu registrierenden Ereignis ausgelösten akustischen Signale direkt detektiert werden können. Dies hat den Vorzug, daß sämtliche Vorteile akustischer Warneinrichtungen genutzt werden können. Diese liegen u. a. in der beschränkten Reichweite des akustischen Signals, die in der Regel der räumlichen Relevanz des zu registrierenden Ereignisses angepaßt ist, wodurch eine unnötige Alarmierung durch weit entfernte Ereignisse vermieden wird. Außerdem sind akustische Signale aufgrund ihrer im Vergleich zu optischen Signalen langen Wellenlänge und den damit verbundenen Beugungseffekten auch bei einzelnen Signalquellen ohne ständige, zielgenaue Beobachtung der Signalquelle detektierbar.

Vorzugsweise sind sämtliche Komponenten in einem einzigen, portabel gestalteten Gerät zusammengefaßt. Dies gestattet dem Höhrgeschädigten eine unbegrenzte Mobilität ohne Sicherheitseinbußen. Dies hat insbesondere im Straßenverkehr Vorteile, wo alle bekannten Geräte, die eine besondere räumliche Nähe von Mikrofon und Schallquelle verlangen, untauglich sind.

Besonders vorteilhaft ist es, alle Komponenten des Gerätes in einem einzigen Gehäuse anzuordnen und als Ausgabeeinheit einen Vibrationsmotor vorzusehen, so daß das Gerät ähnlich einem Pager mit einen Clip an Gürtel oder Hosenbund getragen werden kann, wodurch der zur Wahrnehmung des taktilen Ausgabesignals notwendige Körperkontakt gewährleistet ist.

Als digitale Datenverarbeitungseinheit kann ein Mikroprozessor oder DSP (digitaler Signalprozessor) gewählt werden, dem eine Einheit zur digitalen Repräsentation des detektierten Signals vorgeschaltet ist. Die spezielle Ausführung hängt von den im DSP zur Relevanzprüfung verarbeitenden Algorithmen ab. Soll eine komplette Signalanalyse durchgeführt werden, so bietet sich die Verwendung eines Analog- Digital-Converters (ADC) an. Eine derartige vollständige Digitalisierung des detektierten Signals erlaubt eine Analyse unter Ausnutzung sämtlicher Möglichkeiten der digitalen Filtertechnik. Möglich wird hierdurch u. a. auch eine Analyse auf Basis einer Fourier-Transformation (vorzugsweise FFT - fast Fourier transform), die jedoch erheblichen Rechenaufwand erfordert. Günstiger ist es, insbesondere im Hinblick auf einen minimierten Stromverbrauch, der insbesondere bei portablen Geräten von entscheidender Bedeutung ist, andere, weniger aufwendige Filtertechniken zu verwenden. Um hier eine Vereinfachung zu erzielen, kann der Digitalisierungseinheit ein analoger Vorfilter vorgeschaltet sein. Nähere Details hierzu sollen weiter unten aufgeführt werden.

Als Alternative zum ADC kann die digitale Repräsentation des detektierten Signals durch die digitale Speicherung der zeitlichen Abstände von Passagen des Mikrofonausgangssignal durch einen bestimmten Schwellenwert, vorzugsweise die Nulldurchgänge, erfolgen. Eine statistische Analyse der Häufigkeitsverteilung dieser Werte kann bereits zu einer weitgehenden Charakterisierung des detektierten Signals und damit zur Relevanzprüfung genutzt werden. Selbstverständlich ist eine derartige Analyse weniger spezifisch als die vorgenannte Alternative, jedoch können Signale, deren Hauptfrequenzen im Wesentlichen stabil sind und die darüber hinaus optional eine Frequenz- oder Amplitudenmodulation von ca. 0,1 bis einige 10 Hz Modulationsfrequenz aufweisen können mit großer Zuverlässigkeit erkannt werden. Auch hier kann eine vorgeschaltete, analoge Filtereinheit zuverlässigere Ergebnisse bei reduziertem Rechenaufwand ermöglichen.

Für die spezielle Auslegung der Vorfilter bietet der Stand der Technik eine große Anzahl möglicher Varianten an, die nahezu beliebig kombiniert werden können. Der möglichst zu minimierende Stromverbrauch ist allerdings insbesondere bei der Verwendung aktiver Elemente ein stets im Auge zu behaltender Aspekt. Für die praktische Nutzbarkeit des Gerätes ist es notwendig, daß möglichst wenige Justierungen vom Benutzer vorgenommen werden müssen. Dies gilt insbesondere auch für die Filtereinheit. Um akustische Signale, die oft eine Bandbreite von ca. 50 Hz bis 5 kHz aufweisen, erfassen zu können bietet es sich an, die Frequenzkomponenten des detektierten Signals durch heterodyne Mischtechnik auf den Durchlaßbereich eines vorzugsweise starren Band- oder Tiefpaßfilters zu transformieren. Hierzu muß ein lokaler Oszillator zur Erzeugung einer lokalen Referenzoszillation vorgesehen sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die lokale Referenzoszillation eine Pulsweitenmodulation aufweist, da hierdurch unerwünschte Oberwellen des Signals besonders wirkungsvoll unterdrückt werden können.

Wie bei allen portablen Geräten ist auch bei Hörhilfen das Problem der hinreichenden Spannungsversorgung von zentraler Bedeutung. Außer durch die Ausnutzung von Fortschritten der Akkumulatorentechnik können insbesondere bei Geräten mit sehr spezieller Aufgabenstellung besondere Maßnahmen zur Energieeinsparung getroffen werden. So läßt sich z. B. bei Verwendung eines ADC die notwendige Samplingrate durch eine möglichst gute, analoge Vorfilterung erheblich reduzieren, was sich unmittelbar auf den Energiebedarf auswirkt. Weiter bietet es sich an, Geräte mit Bewegungssensoren auszustatten, die nach einer voreingestellten Zeit das Gerät abschalten, sofern es in der Zwischenzeit nicht bewegt wurde. Hierbei ist es besonders günstig, einen vorhandenen Vibrationsmotor zur Erzeugung taktiler Ausgabesignale als Trägheitsbewegungssensor zu nutzen. Dies ist möglich, da die durch Bewegung in Schwingung versetzte Exzentermasse des Vibrationsmotors eine Spannung induziert wird, die verstärkt und weitergeleitet werden kann. Auf diese Weise läßt sich verhindern, daß die Batterien eines z. B. nachts abgelegten Gerätes entleert werden, weil das Gerät versehentlich nicht am Hauptschalter ausgeschaltet wurde. Andererseits ist es vorteilhaft, einen Schalter zur Verfügung zu haben, der einen eventuell vorhandenen Bewegungssensor bewußt überbrückt, so daß das Gerät z. B. auch von bewegungslos schlafenden Personen genutzt werden kann. Eine andere Methode zur Stromeinsparung bietet die sogenannte Watch-Dog- Technik. Hier wird die digitale Verrechnungseinheit deaktiviert und nur in bestimmten Abständen automatisch "geweckt". Die Weckintervalle sind dabei so klein zu wählen, daß möglichst sichergestellt wird, daß der Benutzer keine zu registrierenden Ereignisse versäumt. Günstiger ist allerdings ein bedarfsgerechtes Wecken der digitalen Verrechnungseinheit. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß ein vorzugsweise auf Hauptfrequenzen des zu detektierenden Signals eingestelltes, Vorfilter bei Überschreiten eines gewissen Schwellenwertes die digitale Datenverarbeitungseinheit aktiviert. Schließlich läßt sich, wie oben bereits erwähnt, der Stromverbrauch dadurch reduzieren, daß zur Datenverarbeitung Algorithmen mit möglichst geringem Rechenaufwand implementiert werden. Weitere Vorteile ergeben sich aus Unteransprüchen, der speziellen Beschreibung sowie den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 Schema des Signalflusses bekannter Hörersatz-Geräte gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 2 beispielhaftes Schaltungsschema eines erfindungsgemäßen Hörersatzes,

Fig. 3 perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Hörersatzes Fig. 4 Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Hörersatzes,

Fig. 5 Schnittzeichnung durch einen als Vibrationskissen ausgeführten, erfindungsgemäßen Hörersatz,

Fig. 6 perspektivische Darstellung eines als Vibrationskissen ausgeführten, erfindungsgemäßen Hörersatzes

Fig. 7 schematische Darstellung eines als Lichtwecker ausgeführten, erfindungsgemäßen Hörersatzes,

Fig. 8 schematische Darstellung eines als lernfähige Tiefton- Lichtklingel ausgeführten, erfindungsgemäßen Hörersatzes.

Soweit bei der folgenden Beschreibung spezieller Ausführungsformen auf die Zeichnungen verwiesen wird, findet für die Bezugszeichen folgende Systematik Anwendung: einfach gestrichene Bezugszeichen beziehen sich auf Ausführungsformen nach dem Stand der Technik. Bezugszeichen ohne weitere Zusätze beziehen sich auf die bevorzugte Ausführungsform, mit a, b oder c versehen Bezugszeichen beziehen sich auf weitere vorteilhafte Ausführungsformen. Dabei sind den einzelnen, wiederkehrenden Elementen jeweils die gleichen Zahlen zugeordnet.

In Fig. 1 ist schematisch eine Gerätekonfiguration dargestellt, die verschiedene, bekannte Ausführungsformen kombiniert. Bekannt sind beispielsweise Geräte, die das elektrische Signal, das zur Betätigung einer herkömmlichen Türklingel 1' benutzt wird, abgreifen und über eine Übertragungsstrecke 3' an einen Signalumsetzer 4' weitergeben, der das Ereignis "Türklingel wird betätigt" durch Detektion des elektrischen Signals registriert. Über das Anschlußkabel 43' und den Anschlußstecker 44', die hier beide sowohl der Spannungsversorgung des Signalumsetzers als auch als Übertragungsstrecke dienen, wird ein elektrisches Signal, z. B. eine 100 kHz-Schwingung, an das Hausnetz übertragen, das als Übertragungsstrecke 5' wirkt. Bei anderen bekannten Ausführungsformen wird die Übertragungsstrecke 5' durch eine eigene, vom Hausnetz unabhängige Leitung realisiert. Ebenfalls in Fig. 1 dargestellt ist eine weitere Variante eines bekannten Hörersatzes, wobei das Klingeln eines herkömmlichen Telefons 2' über ein in der Nähe z. B. durch Klebestreifen angebrachtes externes Mikrofon 21' in ein elektrisches Signal umgesetzt wird und analog zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform über die Übertragungsstrecke 3', den Signalumsetzer 4' an die Übertragungsstrecke 5' weitergegeben wird. Diese leitet das Signal über das als weitere Übertragungsstrecke fungierenden Anschlußkabel 43' und den Stecker 44' eines Funkumsetzers 6' an diesen weiter. Dessen Aufgabe besteht darin, das leitungsgebundene Signal in ein Funksignal umzusetzen, das über eine weitere, nicht leitungsgebundene Funk-Übertragungsstrecke 7' an das Empfangs- und Ausgabegerät 10' weitergeleitet wird, das der Hörgeschädigte bei sich trägt. Nach Empfang des Funksignals können verschiedene Ausgabeeinheiten des Empfangs- und Ausgabegerätes 10' aktiviert werden. Beispielhaft gezeigt sind hier Leuchtdioden 31', die im Gehäuse 11' untergebracht sind. Oft sind die Empfangs- und Ausgabegeräte 10' auch mit einem Vibrationsmotor, der in Fig. 1 nicht gezeigt ist, versehen. Weitere Elemente sind Regler 50' sowie Schalter 14'.

Derartige oder ähnlich aufgebaute Geräte weisen die in der allgemeinen Beschreibung erläuterten Nachteile auf. Abhilfe geschaffen wird durch ein erfindungsgemäßes Hörersatz-Gerät, das grundsätzlich den in Fig. 2 gezeigten schematischen Aufbau besitzt. Das von dem zu registrierenden Ereignis erzeugte, akustische Signal wird vermittels eines Mikrofons detektiert. Dabei handelt es sich vorzugsweise um ein in ein Gehäuse integriertes Mikrofon 20. Grundsätzlich ist jedoch auch die Verwendung eines extern anschließbaren Mikrofons 21 denkbar. Das durch das Mikrofon 20, 21 detektierte akustische Signal wird von einer Digitalisierungseinheit 26 in ein digitales Signal umgewandelt. Gemäß den Grundregeln der Elektronik empfiehlt es sich, das Mikrofon- Ausgangssignal über einen Vorverstärker 22 und einen Anti-Aliasing- Tiefpaß 23 zu schicken, und dann vorzugsweise einer einstellbaren Verstärkungs- bzw. Gain Control-Einheit 24 zuzuführen. Die Einstellung von Verstärkung und Gain Control kann über Regler 52 erfolgen.

Um die notwendige Samplingrate, und damit den Energieverbrauch zu reduzieren, empfiehlt es sich, dem ADC eine analoge Filtereinheit 25 vorzuschalten. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein passives Bandpassfilter handeln. Eine andere Möglichkeit der analogen Filterung bietet das in der Beschreibungseinleitung bereits erläuterte Heterodynverfahren. Die Einheit 26 zur digitalen Repräsentation des Signals kann als ADC ausgeführt sein. Eine komplette Digitalisierung der Signale ist indes für die Verwirklichung der Erfindung nicht zwingend. Vielmehr kann es genügen, wenn die Durchgänge des geeignet gefilterten Signals durch einen voreingestellten Schwellenwert gezählt und ihre Anzahl digital repräsentiert wird. In jedem Fall wird das Ausgangssignal der Einheit 26 einer zentralen Recheneinheit (CPU) 27 zugeführt, die insbesondere als DSP ausgeführt sein kann. Es ist selbstverständlich, daß eine derartige Einheit auch digitale Speichereinheiten umfaßt, die in Abb. 2 nicht gesondert gezeichnet sind. Üblicherweise werden derartige Recheneinheiten über einen Schwingquarz 28 getaktet. Die CPU übernimmt die rechnerische Aufbereitung des digitalisierten Signals und führt die Relevanzprüfung anhand der eingangs erläuterten Algorithmen, vorzugsweise durch Vergleich mit gespeicherten Referenzwerten durch. Die dauerhafte Speicherung der Algorithmen sowie der Referenzwerte erfolgt vorzugsweise in besonderen digitalen Speichereinheiten, z. B. EEPROMs 29. Ergibt die Relevanzprüfung, daß ein zu meldendes Ereignis eingetreten ist, können verschiedene Ausgabeelemente aktiviert werden. In Fig. 2 beispielhaft gezeigt sind ein Vibrationsmotor 30, dessen Exzentermasse 301 eine vom Hörgeschädigten wahrnehmbare Schwingung erzeugt. Als weitere Ausgangseinheit können LEDs 31 vorgesehen sein. Ein bei besonders vorteilhaften Ausführungsformen vorgesehener serieller oder paralleler Ausgang 36 ermöglicht den Anschluß weiterer Geräte. Weitere, in Fig. 2 nicht gezeigte Ausgabemöglichkeiten sind Tieftonlautsprecher oder Funkschnittstelle. Es kann günstig sein, insbesondere bei der Verwendung lernfähiger Algorithmen, die Funktion der CPU auch über externe Regler 53 ansprechbar zu machen. Selbstverständlich wird auch eine Stromversorgungseinheit benötigt, die z. B. als Batterie- oder Akku- Einheit oder als Netzteil ausgeführt sein kann.

Erfindungsgemäß befinden sich sämtliche vorgenannte Komponenten in einem einzigen Gerät, das die in den Fig. 3 und 4 gezeigte, besonders vorteilhalfte Ausführungsform haben kann. Danach sind sämtliche Komponenten des Empfangs- und Ausgabegerätes 10 in einem einzigen Gehäuse 11 untergebracht. Erkennbar sind ein internes Mikrofon 20 sowie ein Eingang 211 für ein externes Mikrofon. Weiter können Schalter 14 und/oder Regeleinheiten vorgesehen sein. Besonders vorteilhaft ist die Anordnung einer Reihe von LEDs 31, die mit unterschiedlichen zeitlichen und/oder räumlichen Mustern aufleuchten können, um unterschiedliche Ereignisse anzuzeigen. Nicht sichtbar in den Fig. 3 und 4 ist die bevorzugte Ausgabeeinheit, der Vibrationsmotor.

Das Gerät kann günstigerweise die Abmessungen eines herkömmlichen Pagergehäuses, d. h. ca. 48 × 73 × 18 mm haben. Um das Gerät stets in Körpernähe tragen zu können, empfiehlt es sich, einen federbelasteten Clip 12 über ein Gelenk 13 am Gehäuse 11 zu befestigen. Dieser kann an seinem unteren Ende 121 hakenförmig ausgebildet sein, so daß das Gerät nahezu unverlierbar am Gürtel getragen werden kann.

Nicht sichtbar in den Fig. 3 und 4 ist die notwendige Spannungsversorgung. Diese kann in üblicherweise durch Batterien realisiert sein. Günstiger ist es jedoch, wieder aufladbare Akkus zu verwenden, und das Gerät mit Ladekontakten zu versehen, so daß die Akkus während des Aufladens nicht aus dem Gerät genommen werden müssen, und das Gerät während des Ladevorganges einsatzbereit bleibt.

Dargestellt in Fig. 5 und Fig. 6 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hörersatzes als sog. Vibrationskissen. Deutlich erkennbar sind auch hier das integrierte Mikrofon 20a und der als Ausgabeeinheit fungierende Vibrationsmotor 30a mit der Exzentermasse 301a. Die Rotationsachse des Vibrationsmotors 30a steht vorzugsweise senkrecht zur Auflagefläche des Gerätes, die günstigerweise mit einer Anitrutsch-Beschichtung 15a belegt ist. Dies verhindert eine Zerstörung des Gerätes, wenn es bei laufendem Motor auf einen harten Boden fallen sollte. Die zwischen Mikrofon 20a und Vibrationsmotor 30a liegende Elektronik, die gemäß dem Schema aus Fig. 2 aufgebaut ist, ist zusammenfassend mit dem Bezugszeichen 22a versehen. Als weitere Ausgabeeinheit kann eine LCD-Anzeige 32a vorgesehen werden. Eine derartige optische Anzeige kann selbstverständlich auch in anderen Ausführungsformen eingesetzt werden, und umgekehrt ist selbstverständlich der Einsatz von LEDs, wie zuvor beschrieben, auch im Vibrationskissen möglich. Aufgabe eines Vibrationskissens ist es, einen schlafenden Hörgeschädigten bei Eintreten eines zu meldenden Signals auch ohne direkten Körperkontakt zu wecken. Vibrationskissen werden insbesondere unter Kopfkissen oder Matratzen in Betten verwendet. Es ist offensichtlich, daß der Vibrationsmotor solcher Geräte stärker ausgelegt sein muß, als derjenige von am Körper getragenen Einheiten. In der gezeigten Ausführungsform ist die Spannungsversorgung über wiederaufladbare Akkus 41a vorgesehen, die im Akkuaufnahmefach 40a angeordnet sind und über die Ladekontakte 42a aufzuladen sind. Weitere Einheiten wie Schalter 14a oder Regler können selbstverständlich je nach Bedarf vorgesehen sein.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hörersatzes als Lichtwecker. Auch hier sind sämtliche Komponenten in einem Gerät integriert. Dabei sind der Sensor, nämlich das integrierte Mikrofon 20b und die Elektronik, von der lediglich der Schalter 14b sichtbar ist, im Gerätefuß untergebracht, der über das Anschlußkabel 43b und den Stecker 44b mit dem Hausnetz verbunden ist. Als Teil des selben Gerätes, jedoch nicht im gleichen Gehäuse untergebracht, ist die als Ausgabeeinheit dienende Blitzlampe 33b. Eine solche, starke Blitzlampe, ist in der Lage, die Aufmerksamkeit des Hörgeschädigten zu erwecken, auch wenn dieser die Lampe nicht ständig direkt beobachtet. Grund hierfür ist die erhöhte Wahrnehmungsempfindlichkeit des Menschen für Signaländerungen. In der besonders vorteilhaften Ausführungsform der Fig. 7 ist zusätzlich eine Glühlampe 34b vorgesehen, die den Lichtwecker auch als Leselampe nutzbar macht.

Eine weitere, besonders vorteilhafte Ausführungsform ist in Fig. 8 dargestellt. Es handelt sich dabei um einen als lernfähige Tieftonlichtklingel ausgeführten, erfindungsgemäßen Hörersatz. Als Ausgabeeinheiten sind hier wiederum eine Blitzlampe 33c sowie ein Tieftonlautsprecher 35c vorgesehen. Die Detektion des Signals erfolgt wiederum über ein internes Mikrofon 20c. Neben Ausgabereglern 50c sind hier weitere Schaltelemente 51c vorgesehen, die als Lerntasten bezeichnet werden sollen. Werden nämlich lernfähige Algorithmen zur Relevanzprüfung des detektierten Signals eingesetzt, müssen zunächst Vergleichssignale gelernt, d. h. aufgenommen, aufbereitet und in geeigneter Form gespeichert werden. Um im Funktionsmodus zwischen Normalbetrieb, d. h. Detektion und Relevanzprüfung eingehender, akustischer Signale und dem Lernmodus unterscheiden zu können, müssen besondere Eingabeelemente vorgesehen sein. Diese können beispielsweise wie in Fig. 8 dargestellt, als Lerntasten 51c ausgeführt sein. Es kann hilfreich sein, die einzelnen Lerntasten 51c mit entsprechenden Markierungen 54c zu versehen, welche den Typus des zu lernenden Signals darstellen. Die Belegung der einzelnen Eingabeelemente ist jedoch den Anforderungen der Algorithmen und der speziellen Gestaltung des Gerätes unterworfen. Das in Fig. 8 dargestellte Gerät bezieht seine Energie über Anschlußkabel 43c und Stecker 44c aus dem Hausnetz. Selbstverständlich ist auch hier ein Batterie- oder Akkubetrieb möglich.

Die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen stellen selbstverständlich nur beispielhafte Gestaltungen des erfindungsgemäßen Hörersatzes dar. Sie sollen den Schutzbereich illustrieren, jedoch keineswegs einschränken. Insbesondere ist es möglich, sämtliche Ausgabekomponenten in sämtliche Gerätevarianten zu integrieren. Hier muß jedoch jeweils auf die spezielle Zielsetzung geachtet werden, um Geräte nicht unnötig zu überfrachten. Auch ist es selbstverständlich, daß die unterschiedlichen, zuvor beschriebenen Methoden der Signalverarbeitung und Relevanzprüfung grundsätzlich in jedes der Geräte einbaubar sind. Allerdings können hier auch wirtschaftliche Gründe berücksichtigt werden. Beispielsweise kann bei der Ausführung als Vibrationskissen zur Verwendung im Bett davon ausgegangen werden, daß hier relativ wenige störende Hintergrundgeräusche gefiltert werden müssen, so daß auf einfache Algorithmen und Filtertechniken zurückgegriffen werden kann. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3, die im täglichen Leben und direkt am Körper getragen wird, könnte es dagegen empfehlenswert sein, auf verfeinerte Filter- und Rechentechniken zurückzugreifen.

Bezugszeichenliste

1

' Türklingel

2

' Telefon

3

' Kabel-Übertragungsstrecke

4

' Signalumsetzer

5

' Übertragungsstrecke

6

' Funkumsetzer

7

' Funk-Übertragungsstrecke

10

Empfangs- und Ausgabegerät (bevorzugte Ausführungsform)

10

' Empfangs- und Ausgabegerät (gemäß Stand der Technik)

10

a Empfangs- und Ausgabegerät (Ausf. als Vibrationskissen)

10

b Empfangs- und Ausgabegerät (Ausf. als Lichtwecker)

10

c Empfangs- und Ausgabegerät (Ausf, als lernf. Lichtklingel)

11

Gehäuse von

10

11

' Gehäuse von

10

'

11

a Gehäuse von

10

a

11

b Gehäuse von

10

b

11

c Gehäuse von

10

c

12

Clip

121

Haken

13

Gelenk

14

Schalter in

11

14

' Schalter in

11

'

14

a Schalter in

11

a

14

b Schalter in

11

b

15

a Anti-Rutsch-Beschichtung

20

internes Mikrophon

20

a internes Mikrophon

20

b internes Mikrophon

20

c internes Mikrophon

21

externes Mikrophon

21

' externes Mikrophon

211

Eingang für

21

22

Vorverstärker

22

a Elektronik

23

Anti-Aliasing Tiefpaßfilter

24

regelbare Verstärkereinheit

25

Analoges Bandpaßfilter

26

Digitalisierungseinheit

27

Digitale Recheneinheit (CPU/DSP)

28

Schwingquarz

29

Digitale Speichereinheit (EEPROM)

30

Vibrationsmotor

30

a Vibrationsmotor

301

Exzentermasse

301

a Exzentermasse

31

LED

31

' LED

32

a LCD-Anzeige

33

b Blitzlampe

33

c Blitzlampe

34

b Glühlampe

35

c Tieftonlautsprecher

36

serielle oder parallele Schnittstelle

40

a Akku-Aufnahmefach

41

a Akku

42

a Ladekontakte

43

' Anschlußkabel

43

b Anschlußkabel

43

c Anschlußkabel

44

' Anschlußstecker

44

b Anschlußstecker

44

c Anschlußstecker

50

' Ausgaberegler

50

c Ausgaberegler

51

c Lerntasten

52

Verstärkungs-/Gain Control- Regler

53

Regler

54

Markierung

Claims (34)

1. Vorrichtung zur Hörhilfe oder zum Hörersatz für Hörgeschädigte, umfassend

• - eine Sensoreinheit zur Registrierung von möglicherweise interessierenden Ereignissen durch Detektion eines durch ein zu registrierendes Ereignis erzeugten Eingangsignals, wobei die Detektion durch den Sensor eine modifizierende Weiterleitung des Eingangssignals umfaßt,
• - wenigstens eine Einheit zur digitalen Repräsentation des detektierten Signals,
• - wenigstens eine digitale Datenverarbeitungseinheit, welche das weitergeleitete Signal nach wenigstens einem vorprogrammierten Kriterium prüft,
• - wenigstens eine Ausgabeeinheit, die bei Erfüllung des wenigstens einen vorprogrammierten Kriteriums durch das geprüfte Signal ein für den Hörgeschädigten wahrnehmbares Ausgabesignal ausgibt sowie
• - wenigstens eine Stromversorgungseinheit

dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit ein Mikrofon (20, 20a-c, 21) ist und daß sämtliche vorgenannten Einheiten in einem einzigen Gerät (10, 10a-c) zusammengefaßt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät portabel gestaltet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Einheiten in einem einzigen Gehäuse, angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Ausgabeeinheit als Vibrationsmotor (30, 30a) zur Erzeugung taktiler Signale ausgeführt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Ausgabeeinheit als optischer Signalgeber ausgeführt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine optische Ausgabeeinheit als LED (31) ausgeführt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine optische Ausgabeeinheit als Blitzlampe (33b, c) ausgeführt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine optische Ausgabeeinheit als Leselampe (34b) nutzbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Ausgabeeinheit als akustischer Signalgeber ausgeführt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine akustische Ausgabeeinheit als Tieftonlautsprecher (35c) ausgeführt ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Stromversorgungseinheit wenigstens eine Batterie oder wenigstens ein wiederaufladbarer Akku (41a) vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Stromversorgungseinheit ein Netzteil vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikrofon (20, 20a-c, 21) während der Ausgabe eines akustischen Ausgabesignals durch eine akustische Ausgabeeinheit deaktiviert wird.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Sensor detektiertes Signal nach mehreren, unterschiedlichen, vorprogrammierten Kriterien geprüft wird und das erzeugende Ereignis anhand dieser Kriterien zu einer von mehreren, vorprogrammierten Ereignisklassen zuordenbar ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Ausgabeeinheit bei Registrierung eines Ereignisses einer Klasse ein als für diese Klasse charakteristisch vorprogrammiertes Signal ausgibt.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kriterien zur Prüfung von Signalen anhand von beispielhaften Lernsignalen veränderbar sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Veränderung der Kriterien durch digitale Speicherung von Signalparametern der Lernsignale oder hieraus errechneter Werte erfolgt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Speicherung der Werte nicht-flüchtige, digitale Speichereinheiten vorgesehen sind, deren Speicherinhalt auch ohne fortwährende Spannungsversorgung erhalten bleibt, insbesondere EEPROMs (29).

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß von einem detektierten, akustischen Signal nur vorprogrammiert ausgewählte Frequenzkomponenten einer Prüfung unterworfen werden.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfung in einem Vergleich von Werten, die von den relativen Amplituden der ausgewählten Frequenzkomponenten abhängig sind, mit entsprechenden Werten gespeicherter Datensätze besteht.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfung in einem Vergleich der relativen Amplituden der ausgewählten Frequenzkomponenten als Funktion der Zeit mit entsprechenden Werten gespeicherter Datensätze besteht.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Einheit zur digitalen Repräsentation eines detektierten Signals wenigstens eine analoge Filtereinheit (23, 25) vorgeschaltet ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß im Rahmen der analogen Vorfilterung eine heterodyne Mischung des detektierten Signals mit einem lokalen Referenzsignal erfolgt.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das lokale Referenzsignal eine pulsweitenmodulierte Oszillation ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trägheitsbewegungssensor als An/Aus- Schalter vorgesehen ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 und 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Vibrationsmotor (30, 30a) als Bewegungssensor nutzbar ist.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Datenverarbeitungseinheit im Normalbetrieb deaktiviert ist und bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes des Ausgangssignals des Mikrofons (20, 20a-c, 21) oder einer analogen Filtereinheit aktiviert wird.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Repräsentation des detektierten, akustischen Signals in der Speicherung der zeitlichen Abstände der Passagen der Mikrofonausgangsspannung durch einen festgelegten Schwellenwert erfolgt.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Relevanzprüfung anhand einer statistischen Analyse der gespeicherten Abstände erfolgt.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß bei Detektion periodisch wiederholter Signale auch die Wiederholfrequenz als Parameter gespeichert und zur Relevanzprüfung ausgenutzt wird.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Lautstärke des detektierten Signals in ein eigenständiges Ausgabesignal umcodiert wird.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß eine serielle Schnittstelle (36) zur Datenübertragung vorgesehen ist.

33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Schnittstelle zur Übertragung und/oder zum Empfang von Funksignalen vorgesehen ist.

34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, eine zusätzliche Schnittstelle zur Übertragung und/oder zum Empfang von Infrarot-Signalen vorgesehen ist.