Наушники с шумоподавлением для людей с расстройством восприятия аутического спектра

Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использована для лечения людей с расстройствами аутического спектра (далее - РАС).
Известны наушники, осуществляющие мониторинг окружающей аудио-обстановки для страдающих нарушением аутического спектра (патент на ПМ CN №210228853 U от 27.02.2019), соединенные оголовьем, датчик сигнала энцефалограммы, закрепленный в верхней части оголовья, сигнальные процессоры в верхней части оголовья и провода, соединяющие сигнальные процессоры с наушниками.
Недостатком данных наушников является то, что они не обеспечивают контроля интенсивности (громкости) звука.
Известны наушники и способ их работы (патент US №8655003 от 09.12.2010 г. ), содержащие микрофон для генерации входного сигнала; преобразователь звука, выполненный с возможностью излучения первой звуковой составляющей в ухо пользователя в ответ на управляющий сигнал; акустический канал для передачи внешнего звука, чтобы обеспечить второй звуковой компонент для уха пользователя; акустический клапан для управления затуханием акустического канала в ответ на сигнал, поступающий по схеме управления акустическим клапаном в ответ на входной сигнал.
В этом примере наушники представляют собой закрытые наушники или наушники-вкладыши. Особенность таких наушников заключается в том, что они обеспечивают акустическое затухание между внешней звуковой средой и ухом пользователя. Это затухание может быть значительным (например, типичные значения 20-30 дБ не являются необычными для наушников-вкладышей).
Такое затухание выгодно во многих сценариях, где, например, требуется или желательно пассивное снижение шума.
Недостаток данных наушников - в том, что в их конструкции не предусмотрено преобразование звукового сигнала, необходимое для людей с РАС.
Известны наушники для людей со слуховой аномалией, в том числе для детей с РАС (заявка US №20200252732 А1 от 17.08.2018), имеющие микрофон, предусилитель, аналого-цифровой преобразователь, Bluetooth, модуль DSP, акустический клапан, цифроаналоговый преобразователь, постусилитель и громкоговоритель. Микрофон улавливает окружающий шум и передает информацию об окружающем шуме на предусилитель, предусилитель выполнен с возможностью преобразования окружающего шума в цифровой сигнал и ввода цифрового сигнала в модуль DSP, а модуль DSP предназначен для внутренней генерации сигнала шумоподавления, инвертированного к исходному шуму, и преобразует сигнал шумоподавления в аналоговый сигнал, который усиливается постусилителем и доставляется в громкоговоритель, модуль DSP подключен к беспроводной цепи Bluetooth, модуль DSP управляет открытием и закрытием акустического клапана, обеспечивающего свободное прохождение и пассивное шумоподавление звука в открытом состоянии.
В наушниках реализован метод активного и пассивного шумоподавления для частотных характеристик слуха разных людей.
Недостаток данных наушников - в том, что контроль интенсивности (громкости) звука требует ручной регулировки, что может являться проблемой для людей с РАС.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, - обеспечение автоматического регулирования комфортной акустической среды для людей с РАС.
Техническая задача, - обеспечение автоматического регулирования комфортной акустической среды для людей с РАС, - решена в конструкции наушников с шумоподавлением для людей с расстройством восприятия аутического спектра, имеющих модуль Bluetooth, модуль питания и соединенные оголовьем корпуса, каждый из которых содержит микрофон, предусилитель, аналого-цифровой преобразователь, цифроаналоговый преобразователь, модуль DSP (акустический процессор), громкоговоритель и пассивный шумопоглощающий элемент, при этом для трансляции окружающих звуков с интенсивностью до 40 дБ акустический процессор включает модуль управления и постусилитель, обеспечивающие автоматическое поддержание уровня звукового давления, передаваемого к органам слуха.
Для обеспечения пассивного шумоподавления пассивный шумопоглощающий элемент выполнен в виде шумопоглощающей пористой вставки между наушниками и околоушным пространством.
Технический эффект, - обеспечение автоматического регулирования комфортной акустической среды для людей с РАС, - обеспечивается следующей совокупностью отличительных признаков: для трансляции окружающих звуков с интенсивностью до 40 дБ акустический процессор включает модуль управления и постусилитель, обеспечивающие автоматическое поддержание уровня звукового давления, передаваемого к органам слуха.
Для обеспечения пассивного шумоподавления пассивный шумопоглощающий элемент выполнен в виде шумопоглощающей пористой вставки между наушниками и околоушным пространством.
Совокупность отличительных признаков наушников или признаков, им эквивалентных, не обнаружена в процессе патентно-информационного поиска, следовательно, полезная модель соответствует критерию «новизна».
На фиг. 1 показана блок-схема наушников с шумоподавлением для лечения людей с расстройством восприятия аутического спектра.
Наушники с шумоподавлением для людей с расстройством восприятия аутического спектра (фиг. 1) имеют модуль 1 Bluetooth, модуль 2 питания и соединенные оголовьем 3 корпуса 4а и 4b, каждый из которых содержит микрофон 5, предусилитель 6, аналого-цифровой преобразователь 7, цифроаналоговый преобразователь 8, модуль 9 DSP (акустический процессор), громкоговоритель 10 и пассивный шумопоглощающий элемент 11, при этом для трансляции окружающих звуков с интенсивностью до 40 дБ акустический процессор 9 включает модуль 12 управления и постусилитель 13, обеспечивающие автоматическое поддержание уровня звукового давления, передаваемого к органам слуха.
Для обеспечения пассивного шумоподавления пассивный шумопоглощающий элемент 11 выполнен в виде шумопоглощающей пористой вставки между наушниками и околоушным пространством.
Описание работы устройства
Установленные на наушниках микрофоны 5 принимают звуки внешней среды. При звуковом давлении ниже 40 дБ (настраиваемая величина, диапазон регулирования от 25 до 45 дБ) модули 12 управления транслируют внутрь защищаемого объема, к органам слуха, с помощью громкоговорителей 10 все звуки с той же интенсивностью, что и снаружи.
При звуковом давлении в окружающей среде от 40 дБ до 70 дБ модуль 12 управления снижает интенсивность звука, передаваемого к органу слуха, таким образом, чтобы звуковое давление, попадающее на орган слуха, не превышало 40 дБ. Интенсивность звукового давления (громкость звука), передаваемого к органам слуха, регулируется автоматически, без участия пользователя, однако может быть настроена специалистом, контролирующим лечение человека с РАС, в пределах от 25 до 45 дБ. Эффект снижения звукового давления происходит в пассивном режиме с помощью пассивного шумопоглощающего элемента 11 (шумопоглощающей пористой вставки). Наушники при этом работают как противошумные с пассивным шумоподавлением и эффективностью пассивного шумоподавления до 30 дБ.
При звуковом давлении в окружающей среде выше 70 дБ модуль 12 управления полностью выключает трансляцию и подключает модуль 9 DSP (акустический процессор), который обеспечивает активное шумоподавление на величину 15-20 дБ. Наушники в этом режиме работают одновременно с активным и пассивным шумоподавлением, что обеспечивает снижение звукового давления, передаваемого к органам слуха человека с РАС, на величину порядка 40-45 дБ.
Модуль 1 Bluetooth обеспечивает возможность прослушивания музыки, телефонного разговора с внешних устройств (смартфонов и т.п.), а также белого шума, благотворно влияющего на человека с РАС.
Наушники обеспечивают уровень интенсивности звука, воспринимаемого органами слуха человека, не выше 30-40 дБ, при возможности воспроизведения музыки, телефонного разговора или белого шума.
Микрофон 5 улавливает окружающий шум и передает информацию об окружающем шуме на предусилитель 6, выполненный с возможностью преобразования окружающего шума в цифровой сигнал и ввода цифрового сигнала в модуль 9 DSP, предназначенный для внутренней генерации сигнала шумоподавления, инвертированного к исходному шуму, и преобразующий сигнал шумоподавления в аналоговый сигнал, который усиливается постусилителем 13 и доставляется в громкоговоритель 10.