DE19923754A1 - Hörersatz für Gehörlose - Google Patents
Hörersatz für GehörloseInfo
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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.
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
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19923754A DE19923754A1 (de) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | Hörersatz für Gehörlose |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19923754A DE19923754A1 (de) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | Hörersatz für Gehörlose |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19923754A1 true DE19923754A1 (de) | 2000-12-21 |
Family
ID=7909017
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19923754A Withdrawn DE19923754A1 (de) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | Hörersatz für Gehörlose |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19923754A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10032750A1 (de) * | 2000-07-05 | 2002-01-17 | Opel Adam Ag | Fernbedienung |
CN112669547A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-16 | 江苏科技大学 | 一种听障人群适用门铃 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE8815443U1 (de) * | 1988-12-13 | 1989-03-09 | Strasdat, Frank-Uwe, 6492 Sinntal | Signalgeber für Hörgeschädigte |
DE4033673A1 (de) * | 1990-10-23 | 1992-04-30 | Max Prell | Drahtloses alarm-/kommunikationssystem fuer schwerhoerige |
DE19510848A1 (de) * | 1995-03-17 | 1996-09-26 | Markus Schneider | Mobile Telekommunikationshilfe für Hörgeschädigte |
DE19648003A1 (de) * | 1996-11-20 | 1998-06-04 | Sennheiser Electronic | Signalanzeigesystem |
-
1999
- 1999-05-25 DE DE19923754A patent/DE19923754A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8130 | Withdrawal |