[发明专利]呼吸器面罩语音增强设备和方法

说明书

技术领域

本文描述了语音增强设备和包括语音增强设备的呼吸器面罩、以及增强呼吸器面罩的佩戴者的语音传输的方法。

背景技术

呼吸器面罩被用于多种环境，例如喷漆室、谷物贮藏库、具有危险生物材料的实验室、包含某些化学烟雾的环境等。呼吸器面罩通常适于接收多个过滤器单元以及专门设计用于要使用面罩的危险环境的其它附接件。因此，只是通过改变过滤器，同一面罩主体可用于多种不同的危险环境。这种改变的过滤器的简易性通过允许制造用于多种环境的单个面罩而使得面罩非常节省成本。

呼吸器面罩与佩戴者的面部限定清洁空气包层。清洁空气包层包括清洁空气源并且由面罩、面罩与佩戴者的面部的密封部分以及面罩的呼气阀界定。

呼吸器面罩有两种一般设计：局部面具呼吸器面罩和完全面具呼吸器面罩。局部面具呼吸器面罩通常包封佩戴者的口部和鼻部，并且与佩戴者的面部中与鼻部和口部邻接的部分形成密封。当使用局部面具呼吸器面罩时，眼睛是未受保护的。完全面具呼吸器面罩是大得多的单元，并且除佩戴者的鼻部和口部之外还包封佩戴者的眼睛。

另外，呼吸器面罩可区分为正压装置或负压装置。正压装置通常包括具有或不具有过滤器的外部泵或加压容器，该外部泵或加压容器是清洁空气源并且迫使空气进入面罩中。负压呼吸器面罩通过佩戴者吸气所产生的负压起作用。吸气在清洁空气包层的内部产生负压并且将空气吸取到呼吸器面罩中。一般来讲，借助负压通过一个或多个过滤器吸取环境空气。过滤器使空气清洁并且空气随后被吸取到面罩的清洁空气包层中以用于由佩戴者吸气。

已经进行了尝试以增强与呼吸器面罩有关的语音的可理解度，因为面罩盖住了佩戴者的口部。无源装置是纯机械的，并且有源装置涉及通过电动放大实现的某种形式的增强。最常见的无源通信装置是音膜。虽然音膜是可用的，但它们所提供的增强的可理解度的水平是有限的。

有源语音传输装置可提供更好的语音增强，但可能受操作这些单元所需的功率限制。一些有源语音放大单元在美国专利4,352,353、4,508,936、4,989,596、4,980,926、5,138,666、5,224,473、5,224,474、6,382,206等中有所描述。

发明内容

本文描述了语音增强设备和包括语音增强设备的呼吸器面罩、以及增强呼吸器面罩的佩戴者的语音传输的方法。

在一个或多个实施例中，本文所述的语音增强设备和方法检测呼吸器面罩的清洁空气包层中的在第一频率范围内的声能并且使用扬声器在清洁空气包层的外部传送补偿声能。在一个或多个实施例中，补偿声能表现出预定衰减振幅特征，使得在预定衰减频率范围的至少90％内，补偿声能具有超过面罩主体的声衰减特征不到6dB的振幅。在一个或多个实施例中，可传送具有在一个或多个衰减频率范围内一样或不一样的衰减振幅特征的补偿声能。

在一个或多个实施例中，一个或多个预定衰减频率范围可基于使用的语音增强设备所具有的一般呼吸器面罩或特定类型的呼吸器面罩的衰减特性来选择。呼吸器面罩的衰减特性可描述为语音的频率范围中未通过面罩或通过而具有减小的振幅的一个或多个部分。本文所述的语音增强设备和方法可通过在清洁空气包层的外部在一个或多个衰减频率范围内传送补偿声能来补偿由呼吸器面罩引起的衰减。在这样做时，本文所述的语音增强设备和方法可提高呼吸器面罩的佩戴者附近的人对语音的理解度。在一个或多个实施例中，可传送具有在一个或多个衰减频率范围内一样或不一样的衰减振幅特征的补偿声能。

因为本文所述的语音增强设备和方法传送整个语音频率范围的仅一部分内的和/或具有一个或多个所选择的衰减振幅特征的声能，所以相比于其他设备和方法，例如被设计来传送在更广泛的频率范围内的或不具有衰减振幅特征的声能的系统，使用本文所述的设备和方法增强语音所需的功率可减少，该更广泛的频率范围例如使用本文所述的设备和方法在清洁空气包层中检测到的全部频率范围。在一个方面，如本文所述的呼吸器面罩的一个或多个实施例可包括：面罩主体，该面罩主体被构造成在面罩与佩戴者的口部和鼻部之间限定清洁空气包层；以及语音增强设备。语音增强设备包括：麦克风，该麦克风被构造用于附接到面罩主体，该麦克风进一步被构造成当附接到面罩主体时检测清洁空气包层内的声能；扬声器，该扬声器被构造成在清洁空气包层的外部产生声能；以及控制器，该控制器可操作地连接到扬声器和麦克风。