ВНУТРИНОСОВОЙ РАДИОИНТЕРФЕЙС КОСТНОЙ ПРОВОДИМОСТИ Российский патент 2009 года по МПК H04R25/00 H04M1/05 H04M1/725 

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано как оконечное устройство для носимого радиоретранслятора, а также людьми с дефектами наружных и средних ушей.

Человек обладает двумя способами слушания.

Первый способ, называемый "воздушной проводимости слушания" начинается с вибрации наружного уха (барабанной перепонки), что в свою очередь передает сигнал в среднее ухо, а затем во внутреннее ухо (улитку). Далее происходит генерирование сигналов в слуховых нервах. Далее происходит расшифровка и интерпретация в мозгу.

Второй способ "костной проводимости слушания" происходит, когда звуковая вибрация передается непосредственно от челюсти (черепа) во внутреннее ухо в обход наружного и среднего ушей, либо непосредственно в мозг (если поврежден слуховой нерв).

Хотя воспринимаемое качество звука от костной проводимости хуже качества звука от воздушной проводимости, но более чем достаточно для воспроизведения устной информации. Однако если использовать известные методы компенсации искажений (вносимых в амплитудно-частотную характеристику сигнала при прохождении звуковых колебаний через костные ткани) непрерывно поступающего сигнала, то это позволит слушать высококачественное музыкальное произведение.

Известно устройство, размещенное в ушной раковине (см. заявку на патент США 2005/0286731, МКИ7 H04R 25/00. Неприметное полупостоянное устройство слушания/опубликована 2005.12.29) и включающее в себя водонепроницаемый корпус, выполненный из эластичного материала, электроакустический преобразователь, аккумулятор и приемный модуль, расположенные в водонепроницаемом корпусе.

Недостатками известного устройства являются: низкий уровень скрытности ношения; низкая эффективность, выражающаяся в необходимости систематической его выемки из ушной раковины для подзаряда аккумулятора, в отсутствии функции передачи информации.

Известно устройство, размещенное на зубе (см. заявку на патент США 2005/0196008, МКИ7 H04R 25/00. Метод и прибор для микрофона костной проводимости зуба/опубликована 2005.09.08) и включающее в себя устройство для прижима к кости, водонепроницаемый корпус, содержащий в себе электроакустический преобразователь, аккумулятор и передающий модуль.

Недостатками известного устройства являются: низкий уровень скрытности ношения; низкая эффективность, выражающаяся в необходимости систематической его выемки изо рта для подзаряда аккумулятора, в отсутствии функции приема информации.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) к заявленному является устройство, размещенное на носу (см. заявку на патент США 2005/0286734, МКИ7 H04R 25/00. Носовое костной проводимости устройство радиосвязи /опубликована 2005.12.29), включающее в себя электроакустический преобразователь, устройство для прижима к коже носовой кости, антенну, водонепроницаемый корпус с расположенным внутри приемопередающим блоком, соединенным с электроакустическим преобразователем и антенной и включающим в себя аккумулятор, процессор сигналов, первый приемный модуль, передающий модуль и модуль памяти параметров по умолчанию, соединенные с процессором сигналов.

Недостатками указанного технического решения по сравнению с заявленным являются: низкий уровень скрытности ношения; низкая эффективность, выражающаяся в наличии обратной связи по вибрационным колебаниям костной проводимости, в необходимости систематически вынимать из устройства аккумулятор для его подзаряда, в отсутствии функции дистанционного ввода голосовых команд костной проводимости для управления параметрами приемопередатчика.

Технический результат, создаваемый изобретением, состоит в достижении высокого уровня скрытности ношения устройства и высокой эффективности, выражающейся в устранении обратной связи по вибрационным колебаниям костной проводимости, в отказе от необходимости систематической выемки устройства для подзаряда аккумулятора, во введении функции дистанционного ввода голосовых команд костной проводимости для управления параметрами приемопередатчика.

Этот технический результат достигается тем, что носовое костной проводимости устройство радиосвязи, включающее в себя электроакустический преобразователь, устройство для прижима к коже носовой кости, антенну, водонепроницаемый корпус с, расположенным внутри, приемопередающим блоком, соединенным с электроакустическим преобразователем и антенной и включающим в себя аккумулятор, процессор сигналов, первый приемный модуль, передающий модуль и модуль памяти параметров по умолчанию, соединенные с процессором сигналов, устройство для прижима к коже носовой кости включает в себя эластичный опорный элемент с трубчатым каналом и не менее двух эластичных трубчатых электроизоляционных элементов, соединенных своими торцами с водонепроницаемым корпусом и эластичным опорным элементом, в трубчатом канале эластичного опорного элемента и внутри части эластичных трубчатых электроизоляционных элементов расположена антенна, электроакустический преобразователь выполнен обратимым, соединен с процессором сигналов и помещен в водонепроницаемый корпус, выполненный из эластичного материала и имеющий отверстия, совпадающие с отверстиями присоединенных эластичных трубчатых электроизоляционных элементов, приемопередающий блок включает в себя второй приемный модуль, синтезатор частот, модуль памяти дистанционно вводимых радиокоманд управления, модуль памяти меню и дистанционно вводимых голосовых команд костной проводимости, соединенные с процессором сигналов, модуль автоподзаряда и управления электропитанием, соединенный со вторым приемным модулем, аккумулятором и с процессором сигналов.

Поставленный технический результат достигается также тем, что: эластичный опорный элемент выполнен в виде сетчатой и/или овальной пластины; водонепроницаемый корпус выполнен в виде овальной пластины; электроакустический преобразователь выполнен из эластичного материала.

Устройство для прижима к коже носовой кости выполнено из эластичного материала для того, чтобы его возможно было, относительно легко, продвинуть через относительно узкие проходы в заданную носовую пазуху, а также чтобы его элементы огибали неровности стенок носовой пазухи.

Эластичные трубчатые элементы выполнены электроизоляционными для того, чтобы не было утечки электрического тока в тело человека.

Электроакустический преобразователь выполнен обратимым для того, чтобы он мог передавать и принимать звуковые колебания костной проводимости.

Корпус выполнен из эластичного материала для того, чтобы он огибал неровности стенки носовой пазухи и этим обеспечивал хороший акустический контакт.

Второй приемный модуль необходим для того, чтобы, совместно с модулем автоподзаряда и управления электропитанием, обеспечить непрерывный режим подзаряда аккумулятора.

Синтезатор частот необходим для того, чтобы имелась возможность переустанавливать приемные и передающий модули на нужные несущие радиочастоты.

Модуль памяти дистанционно вводимых радиокоманд управления необходим для того, чтобы в нем хранились образцы кодовых команд управления, поступающих по радиоканалу. Примеры назначения кодовых команд: разрешение на начало записи голосовых команд и их завершение; переустановка несущих радиочастот приемных и передающего модулей.

Модуль памяти меню и дистанционно вводимых голосовых команд костной проводимости необходим для того, чтобы в нем хранились образцы кодовых команд управления, поступающих по костям с аммплитудно-частотной характеристикой, присущей владельцу устройства. Примеры назначения голосовых команд: вызов меню; перевод устройства в «спящий» режим; уменьшение или увеличение громкости звучания.

Модуль автоподзаряда и управления электропитанием необходим для того, чтобы: по голосовой команде отключать и подключать электропитание к первому приемному модулю и передающему модулю; подавать на электроакустический преобразователь сигнал предупреждения о разряде аккумулятора и перевода устройства, через заданное время, в режим минимального энергопотребления; подавать на электроакустический преобразователь сигнал, извещающий о завершении заряда аккумулятора.

Выполнение эластичного опорного элемента и водонепроницаемого корпуса в виде овальной пластины, необходимо для того, чтобы легче было продвигать устройство через относительно узкие каналы в носовую пазуху и устанавливать его в ней. Водонепроницаемый корпус станет меньше в сечении, при сохранении объема. Эластичный опорный элемент станет уже при сохранении площади опоры.

На фиг. 1 изображено устройство в разрезе, на фиг. 2 - функциональная электрическая схема, на фиг. 3 - взаимодействие устройств через носимые радиоретрансляторы, где заявляемое устройство, расположенное в носовой пазухе, условно не показано. При этом соотносительные размеры составных частей устройства являются условными.

При этом: 1 - водонепроницаемый корпус; 2 - обратимый электроакустический преобразователь; 3 - приемопередающий блок; 4 - эластичный трубчатый электроизоляционный элемент; 5 - антенна; 6 - эластичный опорный элемент; 7 - второй приемный модуль; 8 - первый приемный модуль; 9 - передающий модуль; 10 модуль автоподзаряда и управления электропитанием; 11 - модуль памяти параметров по умолчанию; 12 - синтезатор частот; 13 - модуль памяти дистанционно вводимых радиокоманд управления; 14 - модуль памяти меню и дистанционно вводимых голосовых команд костной проводимости; 15 - процессор сигналов; 16 - аккумулятор; 17 - радиоретранслятор.

Внутриносовой радиоинтерфейс костной проводимости состоит из водонепроницаемого корпуса 1, содержащего обратимый электроакустический преобразователь 2 и приемопередающий блок 3, соединенный с обратимым электроакустическим преобразователем 2, эластичные трубчатые электроизоляционные элементы 4, в части которых расположена антенна 5 и эластичный опорный элемент 6 с трубчатым каналом (который условно не показан), соединенный с водонепроницаемым корпусом 1 посредством эластичных трубчатых электроизоляционных элементов 4. Антенна 5 проходит через трубчатый канал эластичного опорного элемента 6 и соединена с приемопередающим блоком 3 через отверстия (условно не показаны) в водонепроницаемом корпусе 1. Приемопередающий блок 3 состоит из второго приемного модуля 7, первого приемного модуля 8, передающего модуля 9, модуля автоподзаряда и управления электропитанием 10, модуля памяти параметров по умолчанию 11, синтезатора частот 12; модуля памяти дистанционно вводимых радиокоманд управления 13; модуля памяти меню и дистанционно вводимых голосовых команд костной проводимости 14, соединенных с процессором сигналов 15, аккумулятора 16, соединенного с модулем автоподзаряда и управления электропитанием 10.

Внутриносовой радиоинтерфейс костной проводимости вводят, через нижний и средний носовые ходы, в верхнечелюстную пазуху и располагают его так, чтобы электроакустический преобразователь 2 прижимался к носовой кости через водонепроницаемый корпус 1 и кожный покров. При этом эластичные трубчатые электроизоляционные элементы 4 и эластичный опорный элемент 6 будут упираться в другие части верхнечелюстной пазухи. Эластичные электроизоляционные элементы 4, являясь прямыми в исходном состоянии, примут, например, форму по фиг.1. Эту процедуру должен проводить врач или другой профессионал под наблюдением врача, используя фиброскоп, имеющий оптический и манипуляционный каналы. Заявляемое устройство может быть расположено в другой придаточной пазухе носа или в носовой полости.

После установки устройства в придаточной пазухе носа, производят его подготовку к работе следующим образом: кодовой командой с радиоретранслятора 17 переводят приемопередающий блок 3 в режим записи голосовых команд костной проводимости в модуль памяти меню и дистанцинно вводимых голосовых команд костной проводимости 14; владелец устройства произносит голосовые команды в строго заданной последовательности; запись каждой голосовой команды подтверждают кодовой командой с радиоретранслятора 17; после завершения записи голосовых команд производят перевод устройства в рабочий режим путем подачи голосовой команды; кодовыми командами с радиоретранслятора 17 настраивают второй приемный модуль 7 на радиоволну мощного радиопередатчика.

Внутриносовой радиоинтерфейс костной проводимости работает следующим образом. При передаче речевой информации: звуковые волны распространяются через кости, кожный покров, водонепроницаемый корпус 1 и достигают электроакустического преобразователя 2; переменный электрический сигнал с выхода электроакустического преобразователя 2 поступает через процессор сигналов 15 и передающий модуль 9 в антенну 5. При приеме речевой информации: переменный электрический сигнал с выхода антенны 5 поступает через первый приемный модуль 8 и процессор сигналов 15 на электроакустический преобразователь 2; вибрационные колебания электроакустического преобразователя 2, через водонепроницаемый корпус 1 и кожный покров, вызывают звуковые колебания в носовой кости, которые, распространяясь далее, поступают в оба внутренние уха. Процессор сигналов 15, при передаче речевой информации, отключает аккумулятор 16 от первого приемного модуля 8, а при приеме речевой информации от передающего модуля 9. При разряде аккумулятора 16, модуль автоподзаряда и управления электропитанием 10 подает предупредительный сигнал в процессор сигналов 15, который пропускает его на электроакустический преобразователь 2, а через заданное время переводит устройство в режим минимального энергопотребления. После заряда аккумулятора 16, модуль автоподзаряда и управления электропитанием 10 подает сигнал, извещающий о завершении заряда аккумулятора 16, в процессор сигналов 15, который пропускает его на электроакустический преобразователь 2 и переводит устройство в режим, действующий до разряда аккумулятора 16.

Внутриносовым радиоинтерфейсом костной проводимости, являющимся оконечным устройством носимого радиоретранслятора, пользуются следующим образом (см. фиг. 3). Оконечное устройство передает речевую информацию на несущей радиочастоте fl на «свой» носимый радиоретранслятор 17, который ретранслирует ее на несущей радиочастоте f4 на «чужой» радиоретранслятор 17, который ретранслирует ее на несущей радиочастоте 12 на «чужое» оконечное устройство. Прием речевой информации производится аналогично, но в следующей последовательности несущих радиочастот: f1; f3; f2. При этом несущие радиочастоты связи между разными оконечными устройствами и радиоретрансляторами могут быть разными.

Пример. Обратимый электроакустический преобразователь 2, выполненный в виде овальной пластины, имеет размеры: 4×8 мм; толщиной 0,5 мм. Приемопередающий блок 3, выполненный в виде овальной пластины, имеет размеры: 4×8 мм; толщиной 3 мм. Водонепроницаемый корпус 1 плотно облегает приемопередающий блок 3 вместе с обратимым электроакустическим преобразователем 2 и имеет толщину стенки 0,2 мм. Эластичный опорный элемент 6, выполненный в виде овальной пластины, имеет размеры: 4×8 мм; толщиной 0,7 мм. Масса устройства около 0,65 г. Радиус действия около 1,5 м.

Это устройство обладает высоким уровнем скрытного ношения, а в сочетании с носимым радиоретранслятором может быть использовано при эксплуатации сотового телефона, радиотелефона, радиоприемника, аудиомагнитофона, МР3 плеера. Это устройство в сочетании с носимым радиоретранслятором и акустоэлектрическим преобразователем, соединенными между собой, может быть использовано как слуховой аппарат. Кроме того, устройство приобретает особую ценность для акустически шумных условий среды, а также при выполнении его владельцем резких телодвижений.

Устройство предназначено для скрытного ношения и может быть использовано как оконечное устройство для носимого радиоретранслятора, а также в качестве слухового аппарата. Техническим результатом изобретения является повышение качества звукопередачи, удобства и скрытности при использовании. Устройство включает в себя водонепроницаемый корпус, обратимый электроакустический преобразователь, приемопередающий блок, эластичный трубчатый электроизоляционный элемент, антенну, эластичный опорный элемент, первый приемный модуль, второй приемный модуль, передающий модуль, модуль автоподзаряда и управления электропитанием, модуль памяти параметров по умолчанию, синтезатор частот, модуль памяти дистанционно вводимых радиокоманд управления, модуль памяти меню и дистанционно вводимых голосовых команд костной проводимости, процессор сигналов, аккумулятор, радиоретранслятор. 3 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. Носовое костной проводимости устройство радиосвязи, включающее в себя устройство для прижима к коже носовой кости, антенну, электроакустический преобразователь, водонепроницаемый корпус с расположенным внутри приемопередающим блоком, соединенным с электроакустическим преобразователем и антенной и включающим в себя аккумулятор, процессор сигналов, первый приемный модуль, передающий модуль и модуль памяти параметров по умолчанию, соединенные с процессором сигналов, отличающееся тем, что устройство для прижима к коже носовой кости включает в себя эластичный опорный элемент с трубчатым каналом и не менее двух эластичных трубчатых электроизоляционных элементов, соединенных своими торцами с водонепроницаемым корпусом и эластичным опорным элементом, в трубчатом канале эластичного опорного элемента и внутри части эластичных трубчатых электроизоляционных элементов расположена антенна, электроакустический преобразователь выполнен обратимым, соединен с процессором сигналов и помещен в водонепроницаемый корпус, выполненный из эластичного материала и имеющий отверстия, совпадающие с отверстиями присоединенных эластичных трубчатых электроизоляционных элементов, приемопередающий блок включает в себя второй приемный модуль, синтезатор частот, модуль памяти дистанционно вводимых радиокоманд управления, модуль памяти меню и дистанционно вводимых голосовых команд костной проводимости, соединенные с процессором сигналов, модуль автоподзаряда и управления электропитанием, соединенный со вторым приемным модулем, аккумулятором и с процессором сигналов.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что водонепроницаемый корпус и эластичный опорный элемент выполнены в виде овальных пластин.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что эластичный опорный элемент выполнен сетчатым.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электроакустический преобразователь выполнен из эластичного материала.