Technisches Gebiet

Ausführungsbeispiele betreffen Kommunikationssysteme zur Anwendung in Umgebungen mit hohen Geräuschpegeln. Ferner betreffen Ausführungsbeispiele den Kopf eines Benut zers zumindest teilweise umschließende Systeme, wie etwa Atemschutzmasken oder Helme, mit einem Kommunikationssystem.

Hintergrund

In den unterschiedlichsten Situationen müssen Feuerwehrleute oder andere Atemschutzträ ger zu ihrem Schutz Vollgesichtsmasken sowie weitere Schutzkleidung tragen. Trotz hoher Geräuschpegel (z.B. bei Brandeinsatz oder Minenrettung) ist in diesen Situationen eine prä zise und schnelle Kommunikation im Einsatztrupp (d.h. intern) als auch mit der Einsatzlei tung (d.h. extern) notwendig. Gleichzeitig müssen in diesen Situationen aber auch Umge bungsgeräusche (z.B. Brandgeräusche des Feuers, Stimmen zu rettender Personen etc.) wahrgenommen werden können, um eine adäquate Situationseinschätzung zu ermöglichen. Ebenso ist der Gehörschutz von Bedeutung, da die Einsätze oftmals in Umgebungen mit hohen, das Gehör schädigenden Geräuschpegeln stattfinden.

Die Kommunikation von Atemschutzträgem unterliegt daher einer Reihe von spezifischen Anforderungen. Unter anderem soll auch bei hoher Umgebungslautstärke eine gute Sprach- verständlichkeit von eingehenden Funksprüchen möglich sein. Weiterhin soll ein Schutz vor Gehörschädigungen durch Umgebungsgeräusche bei gleichzeitig möglicher Wiedergabe von Funksprüchen gewährleistet sein. Auch sollte eine gute Verständlichkeit von Sprechern gewährleistet sein, die direkt und nicht über Funk mit dem Atemschutzträger kommunizie ren (z.B. zu rettende Personen).

Es besteht somit ein Bedarf ein verbessertes Konzept zur Kommunikation bereitzustellen.

Zusammenfassung

Der Bedarf kann durch den Gegenstand der Patentansprüche gedeckt werden. Ein erstes Ausführungsbeispiel betrifft ein Kommunikationssystem. Das Kommunikations- system umfasst einen Kopfhörer, der ausgebildet ist, basierend auf einem Audiosignal Schallwellen an ein Ohr (die Ohren) eines Benutzers auszugeben. Ein Kopfhörer ist ein Schallwandler, der in oder am Ohr des Benutzers getragen wird. Basierend auf dem (elektri schen oder elektromagnetischen) Audiosignal wird ein Bauteil (z.B. Membran) des Kopfhö- rers zu Schwingungen angeregt, um die Schallwellen an das Ohr (die Ohren) des Benutzers abzugeben. Das Audiosignal kann von dem Kopfhörer sowohl drahtgebunden (in Form ei- nes elektrischen Signals) als auch drahtlos (in Form eines elektromagnetischen Signals) empfangen werden. Ebenso umfasst das Kommunikationssystem ein Mikrofon, das ausge- bildet ist, basierend auf Umgebungsschall (d.h. Schall betreffend Geräusche in der Umge- bung des Benutzers) ein Mikrofonsignal auszugeben. Auch das Mikrofonsignal kann sowohl drahtgebunden (in Form eines elektrischen Signals) als auch drahtlos (in Form eines elekt romagnetischen Signals) durch das Mikrofon ausgegeben werden.

Ferner umfasst das Kommunikationssystem eine Prozessierschaltung, die ausgebildet ist, basierend auf dem Mikrofonsignal eine Signalkomponente des Audiosignals zu erzeugen, die Informationen zur Erzeugung von Schallwellen, die mit einem am Ohr des Benutzers auftretenden Anteil des Umgebungsschalls destruktiv interferieren, umfasst. Der Schall druckpegel am Ohr des Benutzers kann dadurch erheblich reduziert werden. Mit anderen Worten: Die Prozessierschaltung stellt eine aktive Färmkompensationsfunktion (engl active noise cancelling) bereit. Beispielsweise kann die Signalkomponente eine gegenpolige oder eine phasenverschobene Nachbildung des am Ohr des Benutzers auftretenden Anteils des Umgebungsschalls sein, um mit diesem destruktiv zu interferieren. Die Prozessierschaltung kann analoge und/oder digitale Komponenten umfassen für die Erzeugung der Signalkom ponente des Audiosignals. Die Prozessierschaltung kann z.B. einen oder mehrere Prozesso ren bzw. einen oder mehrere Prozessorkeme, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (engl. ASIC = Application-Specific Integrated Circuit), einen integrierten Schaltkreis (engl. IC = Integrated Circuit), ein Ein-Chip-System (engl. SoC = System on a Chip), ein programmierbares Fogikelement oder ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor (engl. FPGA = Field Programmable Gate Array) aufweisen, auf dem Software für die Erzeugung des Signalkomponente des Audiosignals abläuft. Ferner kann die Prozessierschaltung einen oder mehrere Speicher aufweisen, in denen z.B. die Software für die Erzeugung des Signalkomponente des Audiosignals oder sonstige Daten gespeichert sein können.

Zudem umfasst das Kommunikationssystem eine Funkschnittstelle. Die Funkschnittstelle ist eine Komponente des Kommunikationssystems, welche die Kommunikation des Kommuni kationssystems mit anderen System, Vorrichtungen etc. über Funk (d.h. modulierte elektro- magnetische Wellen) ermöglicht. Beispielsweise kann die Funkschnittstelle ein Funkgerät oder eine (drahtgebundene oder drahtlose) Schnittstelle zur Anbindung an ein Funkgerät sein.

Das Kommunikationssystem umfasst ferner eine Steuerschaltung, die ausgebildet ist, die Prozessierschaltung abhängig von einem Betriebszustand der Funkschnittstelle zu aktivie- ren. Wie auch die Prozessierschaltung kann die Steuerschaltung z.B. einen oder mehrere Prozessoren bzw. einen oder mehrere Prozessorkeme, einen anwendungsspezifischen inte- grierten Schaltkreis, einen integrierten Schaltkreis, ein Ein-Chip-System, ein programmier bares Fogikelement oder ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor aufweisen, auf dem Software für die (De-)Aktivierung der Prozessierschaltung abläuft. In einigen Ausführungsbeispielen können die Steuerschaltung und die Prozessierschaltung auch auf einem gemeinsamen Hardwarebauteil realisiert werden.

Die Steuerschaltung ermöglicht es, die aktive Färmkompensationsfunktion der Prozessier schaltung adaptiv zu aktivieren. Entsprechend kann eine Minderung des Umgebungsschalls am Ohr des Benutzers während eines über die Funkschnittstelle empfangenen Funkspruchs ermöglicht werden, um die Sprachverständlichkeit des eingehenden Funkspruchs zu verbes sern. Entsprechend kann auch der notwendige Signalpegel bzw. Fautstärkepegel, mit wel chem der Funkspruch über den Kopfhörer ausgegeben wird, reduziert werden. Beispielswei se kann die Steuerschaltung ausgebildet sein, eine den Funkspruch betreffende Signalkom ponente des Audiosignals mit geringerem Signalpegel zu erzeugen. Eine Gehörschädigung des Benutzers kann dadurch vermieden werden.

Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist die Steuerschaltung z.B. ausgebildet, den Emp fang des Funkspruchs über die Funkschnittstelle zu erkennen und infolgedessen die Prozes sierschaltung zu aktivieren. Das Erkennen des Empfangs des Funkspruchs kann beispiels- weise mittels Sprachpausenerkennung (engl voice activity detection) erfolgen. Entspre- chend kann sichergestellt werden, dass während der Ausgabe des Funkspruchs über die Kopfhörer der Umgebungsschall am Ohr des Benutzers gemindert ist.

In einigen Ausführungsbeispielen ist die Steuerschaltung ferner ausgebildet, ein Ende des Empfangs des Funkspruchs zu erkennen und infolgedessen die Prozessierschaltung zu deak tivieren. Das Erkennen des Endes des Empfangs des Funkspruchs kann beispielsweise wie- derum mittels Sprachpausenerkennung erfolgen. Durch das Deaktivieren der aktiven Lärm- kompensationsfunktion kann sichergestellt werden, dass der Benutzer nach Ende des Funk- spruchs weiterhin Umgebungsgeräusche wahmehmen kann und somit ein Situationsbe- wusstsein (engl situational awareness) des Benutzers erhalten bleibt. Dabei kann das Deak tivieren der aktiven Lärmkompensationsfunktion der Prozessierschaltung sowohl augen blicklich nach Erkennen des Endes des Empfangs des Funkspruchs erfolgen oder auch zeit versetzt (z.B. um einige Zehntelsekunden oder Sekunden, d.h. mit Hysterese) erfolgen.

In manchen Ausführungsbeispielen ist die Steuerschaltung ferner ausgebildet, ein Aussen den eines Funkspruchs über die Funkschnittstelle zu erkennen und infolgedessen die Prozes sierschaltung zu aktivieren. Das Erkennen des Aussendens des Funkspruchs kann beispiels weise wiederum mittels Sprachpausenerkennung oder einer Stellung eines Sprechknopfs bzw. -taste (engl push-to-talk button) erfolgen. Die Aktivierung der aktiven Lärmkompen- sationsfunktion der Prozessierschaltung ermöglicht eine Minderung des Umgebungsschalls am Ohr des Benutzers während des Aussendens des Funkspruchs. Entsprechend kann eine Ablenkung des Benutzers durch den Umgebungsschall reduziert werden, so dass sich der Benutzer besser auf die Formulierung bzw. Durchführung des Funkspruchs konzentrieren kann.

Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist die Steuerschaltung weiterhin ausgebildet, ein Ende des Aussendens des Funkspruchs zu erkennen und infolgedessen die Prozessierschal tung zu deaktivieren. Das Erkennen des Endes des Aussendens des Funkspruchs kann bei spielsweise wiederum mittels Sprachpausenerkennung oder der Stellung des Sprechknopfs bzw. -taste erfolgen. Durch das deaktivieren der aktiven Lärmkompensationsfunktion kann sichergestellt werden, dass der Benutzer nach Ende des ausgehenden Funkspruchs weiterhin Umgebungsgeräusche wahmehmen kann und somit ein Situationsbewusstsein des Benutzers erhalten bleibt. Das Deaktivieren der aktiven Lärmkompensationsfunktion der Prozessier schaltung kann wiederum sowohl augenblicklich nach Erkennen des Endes des Aussendens des Funkspruchs erfolgen oder auch zeitversetzt erfolgen.

In einigen Ausführungsbeispielen ist die Steuerschaltung ferner ausgebildet, einen Lautstär kepegel des Umgebungsschalls basierend auf dem Mikrofonsignal zu bestimmen und die Prozessierschaltung zu aktivieren, wenn der Lautstärkepegel über einem Referenzpegel liegt. Entsprechend können durch die Steuerschaltung für den Benutzer gefährlich Lautstär kepegel erkannt und durch die Aktivierung der aktiven Lärmkompensationsfunktion der Prozessierschaltung am Ohr des Benutzers gemindert werden. Entsprechend kann das Gehör des Benutzers vor hohen Lautstärkepegeln geschützt werden.

Gemäß manchen Ausführungsbeispielen ist die Steuerschaltung ferner eingerichtet, mensch liche Sprache betreffende Signalanteile des Mikrofonsignals zu erkennen und eine Signal komponente des Audiosignals basierend auf den die menschliche Sprache betreffenden Sig nalanteilen des Mikrofonsignals zu erzeugen. Die Erkennung der menschliche Sprache be treffenden Signalanteile des Mikrofonsignals kann beispielsweise wiederum mittels Sprach- pausenerkennung erfolgen. Zur Erzeugung der Signalkomponente des Audiosignals können die die menschliche Sprache betreffenden Signalanteile des Mikrofonsignals z.B. (digital oder analog) gefiltert und verstärkt (z.B. über eine automatische Verstärkungsregelung, engl automatic gain control) werden. Die Erkennung der menschliche Sprache betreffenden Signalanteile des Mikrofonsignals sowie die Ausgabe derselben über den Kopfhörer kann eine Verständlichkeit von Sprechern gewährleisten, die direkt und nicht über Funk mit dem Benutzer kommunizieren (z.B. zu rettende Personen). Entsprechend kann ein Situationsbe wusstsein des Benutzers verbessert sein.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen umfasst der Kopfhörer z.B. ein schallabsorbieren des Material, welches das Ohr des Benutzers zumindest teilweise umgibt. Entsprechend kann neben der der aktiven Lärmkompensationsfunktion durch die Prozessierschaltung auch eine passive Lärmkompensation erfolgen. Dadurch kann der Umgebungsschall am Ohr des Benutzers weiter gemindert werden, so dass auch der Lautstärkepegel der vom Kopfhörer ausgegebenen Schallwellen reduziert werden kann. Der Schutz des Gehörs des Benutzers kann somit weiter verbessert sein. In manchen Ausführungsbeispielen ist das Mikrofon auf einer vom Benutzer abgewandten Seite in den Kopfhörer integriert. Das Mikrofon kann somit eine Richtcharakteristik aufwei- sen, und eine Detektion des Umgebungsschalls ähnlich zu der Wahrnehmung des Ohrs des Benutzers ermöglichen. Eine Dämpfung bzw. Verfälschung des vom Mikrofon aufgezeich- neten Umgebungsschalls durch z.B. schallabsorbierendes Material des Kopfhörers kann somit vermieden werden.

Ausführungsbeispiele betreffen ferner ein weiteres Kommunikationssystem. Das Kommu nikationssystem umfasst wiederum einen Kopfhörer, der ausgebildet ist, basierend auf ei- nem Audiosignal Schallwellen an ein Ohr eines Benutzers auszugeben, sowie ein Mikrofon, das ausgebildet ist, basierend auf Umgebungsschall ein Mikrofonsignal auszugeben. Ferner umfasst das Kommunikationssystem eine Prozessierschaltung, die ausgebildet ist, basierend auf dem Mikrofonsignal eine Signalkomponente des Audiosignals zu erzeugen, die Informa tionen zur Erzeugung von Schallwellen, die mit einem am Ohr des Benutzers auftretenden Anteil des Umgebungsschalls destruktiv interferieren, umfasst. Der Kopfhörer, das Mikro- fon als auch die Prozessierschaltung können dabei wie oben beschrieben ausgeführt bzw. aufgebaut sein. Das Kommunikationssystem umfasst weiterhin eine Steuerschaltung, die ausgebildet ist, einen Lautstärkepegel des Umgebungsschalls basierend auf dem Mikrofon signal zu bestimmen und die Prozessierschaltung zu aktivieren, wenn der Lautstärkepegel über einem Referenzpegel liegt. Auch die Steuerschaltung kann wie oben beschrieben auf gebaut sein. Die Steuerschaltung ermöglicht die Erkennung für den Benutzer gefährlicher Lautstärkepegel sowie die Minderung des tatsächlich am Ohr des Benutzers auftretenden Umgebungsschalls durch die Aktivierung der aktiven Lärmkompensationsfunktion der Pro zessierschaltung. Entsprechend kann das Gehör des Benutzers vor hohen Lautstärkepegeln geschützt werden.

Auch betreffen Ausführungsbeispiele ein noch weiteres Kommunikationssystem. Das Kommunikationssystem umfasst wiederum einen Kopfhörer, der ausgebildet ist, basierend auf einem Audiosignal Schallwellen an ein Ohr eines Benutzers auszugeben, sowie ein Mik rofon, das ausgebildet ist, basierend auf Umgebungsschall ein Mikrofonsignal auszugeben. Der Kopfhörer als auch das Mikrofon kann dabei wie oben beschrieben ausgeführt bzw. aufgebaut sein. Weiterhin umfasst das Kommunikationssystem eine Steuerschaltung, die ausgebildet ist, menschliche Sprache betreffende Signalanteile des Mikrofonsignals zu er kennen und eine Signalkomponente des Audiosignals basierend auf den die menschliche Sprache betreffenden Signalanteilen des Mikrofonsignals erzeugen. Auch die Steuerschal tung kann wie oben beschrieben aufgebaut sein. Die Erkennung der menschliche Sprache betreffenden Signalanteile des Mikrofonsignals sowie die Ausgabe derselben über den Kopfhörer kann eine Verständlichkeit von Sprechern gewährleisten, die direkt und nicht über Funk mit Benutzer kommunizieren (z.B. zu rettende Personen). Entsprechend kann ein Situationsbewusstsein des Benutzers verbessert sein.

Weitere Ausführungsbeispiele betreffen ein den Kopf eines Benutzers zumindest teilweise umschließendes System mit einem hierin beschriebenen Kommunikationssystem. Bei dem den Kopf des Benutzers zumindest teilweise umschließenden System kann es sich bei spielsweise um eine Kopfbedeckung (z.B. Helm), ein Maske, einen Teil eines Schutzanzugs (z.B. Chemiekalienschutzanzug) oder einen Teil eines Atemschutzsystems (engl breathing apparatus) handeln. Das Atemschutzsystem kann z.B. ein umluftunabhängiges Atemschutz gerät (engl. Self-Contained Breathing Apparatus, SCBA), ein Kreislauf-Atemschutzgerät (engl. Closed Circuit Breathing Apparatus, CCBA) oder ein gebläseunterstütztes Luftfilter- Atemschutzgerät (engl. Powered Air-Purifying Respirator, PAPR) umfassen. Durch die Verwendung des hierin beschriebenen Kommunikationssystems kann beim Tragen des den Kopf des Benutzers zumindest teilweise umschließenden Systems eine gute Sprachverständ- lichkeit von eingehenden Funksprüchen, der Schutz vor Gehörschädigungen durch Umge bungsgeräusche sowie eine gute Verständlichkeit von Sprechern, die direkt und nicht über Funk mit dem Benutzer kommunizieren, gewährleistet sein.

Ausführungsbeispiele betreffen weiterhin eine Atemschutzmaske mit einem hierin beschrie benen Kommunikationssystem. Eine Atemschutzmaske ist ein Atemanschluss (d.h. der Teil des Atemschutzgerätes, der die Atemwege des Atemschutzgeräteträgers mit den übrigen Teilen des Atemschutzgerätes verbindet und sie gegen die Umgebungsatmosphäre ab schließt) und dient dem Schutz des Trägers vor Atemgiften. Gemäß einigen Ausführungs beispielen ist die Atemschutzmaske z.B. eine Vollmaske. Alternativ kann die Atemschutz maske auch eine Teilmaske (z.B. Halbmaske oder Viertelmaske sein). Durch die Verwen dung des hierin beschriebenen Kommunikationssystems kann beim Tragen der Atem schutzmaske eine gute Sprachverständlichkeit von eingehenden Funksprüchen, der Schutz vor Gehörschädigungen durch Umgebungsgeräusche sowie eine gute Verständlichkeit von Sprechern, die direkt und nicht über Funk mit dem Benutzer kommunizieren, gewährleistet sein.

In manchen Ausführungsbeispielen der Atemschutzmaske ist die Steuerschaltung ferner ausgebildet, den Referenzpegel basierend auf einem von einem zweiten Mikrofon an einer dem Benutzer zugewandten Seite des Maskenkörpers gemessenen Lautstärkepegel zu be- stimmen. Entsprechend kann der Referenzpegel an die konkrete Geräuschpegelsituation innerhalb der Atemschutzmaske angepasst werden. Das zweite Mikrofon kann beispielswei- se maskenintegriert sein, um die Sprache des Benutzers für ausgehende Funksprüche aufzu- nehmen. Diese Mikrofone weisen für gewöhnlich eine hohe Sensitivität auf und sind daher auch bei Anordnung innerhalb der Atemschutzmaske für die Detektion des Umgebungs- schalls geeignet. Durch die zusätzliche Verwendung des bereits vorhandenen Mikrofons für das vorgeschlagene Konzept kann zudem das Vorsehen zusätzlicher Mikrofone vermieden werden.

Ausführungsbeispiele betreffen ferner einen Helm mit einem hierin beschriebenen Kommu nikationssystem. Ein Helm ist eine stabile, schützende Kopfbedeckung gegen mechanische Einwirkungen. Bei dem Helm kann es sich sowohl um einen Gefechtshelm als auch um ei- nen Helm für zivile Zwecke (z.B. Schutzhelm wie etwa Feuerwehrhelm) handeln. Durch die Verwendung des hierin beschriebenen Kommunikationssystems kann beim Tragen der Atemschutzmaske eine gute Sprachverständlichkeit von eingehenden Funksprüchen, der Schutz vor Gehörschädigungen durch Umgebungsgeräusche sowie eine gute Verständlich keit von Sprechern, die direkt und nicht über Funk mit dem Benutzer kommunizieren, ge währleistet sein.

Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist das Mikrofon auf einer vom Benutzer abgewand- ten Seite, d.h. einer Außenseite, des Helms angeordnet. In manchen Ausführungsbeispielen ist das Mikrofon alternativ auf einer dem Benutzer zugewandten Seite, d.h. einer Innenseite, des Helms angeordnet. Entsprechend der Wahl der Positionierung des Mikrofons an dem Helm kann eine Richtcharakteristik des Mikrofons gemäß einem interessierenden bzw. als kritisch angesehenen Umgebungsschall erreicht werden. Entsprechend kann es gezielte ak tive Minderung des Umgebungsschalls am Ohr des Benutzers erzielt werden. Figurenkurzbeschreibung

Einige Beispiele von Vorrichtungen und/oder Verfahren werden nachfolgend bezugneh mend auf die beiliegenden Figuren lediglich beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kommunikationssystems;

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kopfhörers;

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Helms; und

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Atemschutzmaske; und

Fig. 5 zeigt beispielhaft Anordnungsmöglichkeiten für ein Mikrofon.

Beschreibung

Verschiedene Beispiele werden nun ausführlicher Bezug nehmend auf die beiliegenden Fi guren beschrieben, in denen einige Beispiele dargestellt sind. In den Figuren können die Stärken von Finien, Schichten und/oder Bereichen zur Verdeutlichung übertrieben sein.

Während sich weitere Beispiele für verschiedene Modifikationen und alternative Formen eignen, sind dementsprechend einige bestimmte Beispiele derselben in den Figuren gezeigt und werden nachfolgend ausführlich beschrieben. Allerdings beschränkt diese detaillierte Beschreibung weiterer Beispiele nicht auf die beschriebenen bestimmten Formen. Weitere Beispiele können alle Modifikationen, Entsprechungen und Alternativen abdecken, die in den Rahmen der Offenbarung fallen. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich in der gesamten Beschreibung der Figuren auf gleiche oder ähnliche Elemente, die bei einem Vergleich mit einander identisch oder in modifizierter Form implementiert sein können, während sie die gleiche oder eine ähnliche Funktion bereitstellen. Es versteht sich, dass, wenn ein Element als mit einem anderen Element„verbunden“ oder „gekoppelt“ bezeichnet wird, die Elemente direkt, oder über ein oder mehrere Zwischen elemente, verbunden oder gekoppelt sein können. Wenn zwei Elemente A und B unter Ver wendung eines„oder“ kombiniert werden, ist dies so zu verstehen, dass alle möglichen Kombinationen offenbart sind, d. h. nur A, nur B sowie A und B. Eine alternative Formulie rung für die gleichen Kombinationen ist„zumindest eines von A und B“. Das Gleiche gilt für Kombinationen von mehr als 2 Elementen.

Die Terminologie, die hier zum Beschreiben bestimmter Beispiele verwendet wird, soll nicht begrenzend für weitere Beispiele sein. Wenn eine Singularform, z. B.„ein, eine“ und „der, die, das“ verwendet wird und die Verwendung nur eines einzelnen Elements weder explizit noch implizit als verpflichtend definiert ist, können weitere Beispiele auch Pluralel emente verwenden, um die gleiche Funktion zu implementieren. Wenn eine Funktion nach folgend als unter Verwendung mehrerer Elemente implementiert beschrieben ist, können weitere Beispiele die gleiche Funktion unter Verwendung eines einzelnen Elements oder einer einzelnen Verarbeitungsentität implementieren. Es versteht sich weiterhin, dass die Begriffe„umfasst“,„umfassend“,„aufweist“ und/oder„aufweisend“ bei Gebrauch das Vor handensein der angegebenen Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Prozesse, Ele mente, Komponenten und/oder einer Gruppe derselben präzisieren, aber nicht das Vorhan densein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Prozesse, Elemente, Komponenten und/einer Gruppe derselben ausschließen.

Sofern nicht anderweitig definiert, werden alle Begriffe (einschließlich technischer und wis senschaftlicher Begriffe) hier in ihrer üblichen Bedeutung auf dem Gebiet verwendet, zu dem Beispiele gehören.

Fig. 1 zeigt ein Kommunikationssystem 100. Das Kommunikationssystem umfasst ein Mik rofon 110, das basierend auf Umgebungsschall 101 ein Mikrofonsignal 111 ausgibt. Ferner umfasst das Kommunikationssystem einen Kopfhörer 120, der basierend auf einem Audio- signal 121 Schallwellen 122 an ein Ohr 191 eines Benutzers 190 ausgibt. Wie in Fig. 1 an gedeutet, kann der Kopfhörer 120 dazu einen Lautsprecher 123 aufweisen. Eine beispielhafte Ausgestaltung des Kopfhörers 120 als Muschelkopfhörer ist in Fig. 2 gezeigt. Der Kopfhörer 120 weist eine Kopfhörermuschel 125 auf, welche das Ohr des Be- nutzers zumindest teilweise umschließt. In der Kopfhörermuschel 125 ist der Lautsprecher 123 angeordnet, welcher basierend auf dem über eine elektrische Leitung 128 empfangenen Audiosignal Schallwellen an das Ohr des Benutzers ausgibt. Lemer weist die Kopfhörermu- schel 125 ein schallabsorbierendes Material 124 auf, welches das Ohr des Benutzers zumin dest teilweise umgibt. Bei dem in Lig. 2 gezeigten Beispiel ist zudem das Mikrofon 100 des vorgeschlagenen Kommunikationssystems auf einer vom Benutzer abgewandten Seite in den Kopfhörer 120 integriert. Das Mikrofonsignal wird über eine elektrische Leitung 128 ausgegeben.

Das in Lig. 1 gezeigte Kommunikationssystem 100 umfasst ferner eine Prozessierschaltung 130, die basierend auf dem Mikrofonsignal 111 eine Signalkomponente des Audiosignals 121 erzeugt. Die Signalkomponente des Audiosignal 121 umfasst Informationen zur Erzeu- gung von Schallwellen 122, die mit einem am Ohr 191 des Benutzers 190 auftretenden An teil des Umgebungsschalls 101 destruktiv interferieren. Mit anderen Worten: Die Prozes sierschaltung 130 stellt eine aktive Lärmkompensationsfunktion bereit.

Lemer umfasst das Kommunikationssystem 100 eine Lunkschnittstelle. In dem Beispiel der Lig. 1 ist die Lunkschnittstelle als ein Lunkgerät 140 implementiert. Alternativ kann die Lunkschnittstelle auch als eine (drahtgebundene oder drahtlose) Schnittstelle zur Anbindung an ein Lunkgerät ausgebildet sein.

Das Kommunikationssystem 100 umfasst zudem ein eine Steuerschaltung 150, die die Pro zessierschaltung 130 abhängig von einem Betriebszustand der Lunkschnittstelle aktiviert bzw. deaktiviert. Dies ist in Lig. 1 durch den Block 151 symbolisiert, der z.B. eine entspre chende Softwarekomponente darstellen kann, die durch die Steuerschaltung 150 ausgeführt wird.

Die Steuerschaltung 150 erkennt mittels Sprachpausenerkennung den Empfang eines Lunk- spruchs über die Lunkschnittstelle (symbolisiert durch Block 152) und aktiviert infolgedes sen die Prozessierschaltung 130. Lemer erkennt die Steuerschaltung mittels Sprachpausen erkennung ein Ende des Empfangs des Lunkspruchs und deaktiviert infolgedessen die Pro- zessierschaltung 130. Wie in Fig. 1 angedeutet, kann die Steuerschaltung 150 den empfan genen Funkspruch auch mittels Filtern (symbolisiert durch Block 153) aufbereiten.

Die Steuerschaltung 150 weist eine Mischerfunktion (symbolisiert durch Block 154) auf, um das Audiosignal 121 zu erzeugen. Bei einem eingehenden Funkspruch erzeugt die Steu- erschaltung über die Mischerfunktion eine den Funkspruch betreffende Signalkomponente des Audiosignals 121.

Die Steuerschaltung 150 ermöglicht es, die aktive Lärmkompensationsfunktion der Prozes- sierschaltung 130 adaptiv zu aktivieren. Entsprechend kann eine Minderung des Umge- bungsschalls 101 am Ohr 191 des Benutzers 190 während eines über die Funkschnittstelle empfangenen Funkspruchs ermöglicht und somit die Sprachverständlichkeit des eingehen den Funkspruchs verbessert werden. So kann auch der notwendige Lautstärkepegel, mit welchem der Funkspruch über den Kopfhörer 120 ausgegeben wird, reduziert werden. Bei spielsweise kann die Steuerschaltung 150 die den Funkspruch betreffende Signalkomponen te des Audiosignals 121 mit geringerem Signalpegel zu erzeugen. Die Mischfünktion kann entsprechend der Aktivität der aktiven Lärmkompensationsfunktion eingestellt werden. Eine Gehörschädigung des Benutzers 190 kann dadurch vermieden werden. Durch das Deaktivie ren der aktiven Lärmkompensationsfunktion kann sichergestellt werden, dass der Benutzer 190 nach Ende des Lunkspruchs weiterhin Umgebungsgeräusche wahmehmen kann und somit ein Situationsbewusstsein des Benutzers 190 erhalten bleibt.

Das Kommunikationssystem 100 kann beispielsweise als masken- oder helmintegriertes Kommunikationssystem ausgebildet sein, so dass es einkommende Lunksprüche automati sche erkennt und die Geräuschunterdrückung adaptiv aktiviert. Nach Beendigung des Lunk- spruchs wird die aktive Geräuschunterdrückung wieder automatisch deaktiviert. Die Steuer schaltung 150, welche die einkommenden Lunksprüche erkennt und die aktive Geräuschun terdrückung (aktive Lärmkompensationsfunktion) adaptiv aktiviert, als auch die Prozessier schaltung 130 können wie in Lig. 1 gezeigt als eine einzelne (digitale) Signalverarbeitungs einheit ausgebildet sein.

Weiterhin kann die Steuerschaltung 150 mittels Sprachpausenerkennung oder durch Drü cken des Sprechknopfes (engl push-to-talk button) 160 ein Aussenden eines Lunkspruchs über die Funkschnittstelle erkennen und infolgedessen die Prozessierschaltung 130 aktivie- ren. Ebenso kann die Steuerschaltung 150 entsprechend ein Ende des Aussendens des Funk- spruchs erkennen und infolgedessen die Prozessierschaltung 130 wieder deaktivieren. Mit anderen Worten: Die (digitale) Signalverarbeitungseinheit kann derart gestaltet sein, dass sie (zusätzlich) einen ausgehenden Funkspruch erkennt und die aktive Geräuschunterdrückung adaptiv aktiviert. Dieser Mechanismus kann dem Benutzer 190 (z.B. ein Feuerwehrmann) eine bessere Konzentration auf den ausgehenden Funkspruch ermöglichen.

Weiterhin kann das z.B. am Kopfhörer (Ohrhörer) 120 außenliegende Mikrofon 110 (oder auch zusätzliche Mikrofone) dazu verwendet werden, Umgebungsgeräusche, d.h. den Um gebungsschall 101, aufzunehmen, während kein Funkspruch empfangen oder abgegeben wird. Die digitale Signalverarbeitungseinheit ist dabei so gestaltet, dass menschliche Stim men erkannt werden können. Mit anderen Worten: Die Steuerschaltung 150 erkennt ferner menschliche Sprache betreffende Signalanteile des Mikrofonsignals 111 (symbolisiert durch Block 155). Wird ein Sprachsignal erkannt, wird es nötigenfalls aufbereitet und über den Kopfhörer 120 an eines oder beide Ohren des Benutzers 190 ausgegeben. Das heißt, die Steuerschaltung 150 erzeugt eine Signalkomponente des Audiosignals 121 basierend auf den die menschliche Sprache betreffenden Signalanteilen des Mikrofonsignals 111. Die Aufbereitung der die menschliche Sprache betreffenden Signalanteile des Mikrofonsignals 111 kann beispielsweise ein Filtern (symbolisiert durch Block 156) und/oder auch ein auto matisches Verstärken auf einen gewünschten Signalpegel bzw. Fautstärkepegel (symboli siert durch Block 157) umfassen.

Ein weiterer Block der (digitalen) Signalverarbeitungseinheit ist (zusätzlich) ausgebildet, gefährlich Fautstärkepegel zu erkennen und in günstiger Weise (Situationsbewusstsein vs. Gehörschutz) die aktive Geräuschunterdrückung adaptiv einzustellen, um das Gehör des Benutzers zu schützen. Dazu wird das Mikrofon 110 und alternativ auch weitere außenlie gende Mikrofone oder auch maskenintegrierte Mikrofone für die Sprachkommunikation des Benutzers 190 verwendet. Insbesondere bestimmt die Steuerschaltung 150 einen Fautstär kepegel des Umgebungsschalls 101 basierend auf dem Mikrofonsignal 111 (symbolisiert durch Block 158) und aktiviert die Prozessierschaltung 130, wenn der Fautstärkepegel über einem Referenzpegel liegt (wiederum symbolisiert durch Block 151). In einigen Ausfüh rungsbeispielen kann das Ergebnis des Vergleichs zwischen Fautstärkepegel und Referenz- pegel noch gefiltert werden (symbolisiert durch Block 159). Das Mikrofon 110 kann dazu beispielsweise an einer Außenseite des Kopfhörers 120 angeordnet sein, um den Umge- bungsschall 101 aufzunehmen. Der Referenzpegel kann beispielsweise über eines oder meh rere maskenintegriertes Mikrofon für die Aufnahme von Sprache des Benutzers für ausge- hende Funksprüche bestimmt werden. Diese Mikrofone sind bereits in der Maske vorhanden und weisen eine hohe Sensitivität auf. Entsprechend müssen keine zusätzlich angebrachten Mikrofone verwendet werden.

Das Kommunikationssystem 100 kann das Schallsignal, welches am Ohr 191 des Benutzers 190 anliegt derart adaptiv von störenden Umgebungsgeräuschen (Umgebungsschall) befirei- en, dass während eines ankommenden Funkspruchs eine erhöhte Verständlichkeit der Sprachkommunikation gewährleistet werden kann. Wie bereits oben beschrieben, kann die Dämpfung der Umgebungsgeräusche für eine Begrenzung des am Ohr 191 notwendigen Signalpegels bzw. Lautstärkepegels des Funkspruchs auf ein Maß, das nicht gehörschädi- gend ist, sorgen. Zugleich kann durch die adaptive Anpassung der aktiven Geräuschunter drückung eine Reduktion des (externen) Geräuschpegels bei gleichzeitiger Beibehaltung des Situationsbewusstseins erfolgen.

Zudem kann durch die doppelte Nutzung eines oder mehrerer Mikrofone 110 am Kopfhörer (für die aktive Geräuschunterdrückung und für die Sprachverstärkung) mittels der (digita len) Signalverarbeitungseinheit eine Verstärkung von externen Sprechern ermöglicht wer den.

Insgesamt kann das Kommunikationssystem 100 somit eine erhebliche Verbesserung der Sprachqualität eingehender Funksprüche und gleichzeitig die Verständlichkeit von externen Sprechern verbessern. Zudem kann das Kommunikationssystem 100 um einen adaptiven Gehörschutz ergänzt sein.

Obwohl die Aspekte der vom Betriebszustand der Funkschnittstelle abhängigen Aktivierung der Lärmkompensationsfunktion, der vom Lautstärkepegel des Umgebungsschalls abhängi gen Aktivierung der Lärmkompensationsfunktion als auch die Erkennung und Ausgabe menschliche Sprache betreffender Signalanteile des Mikrofonsignals in Zusammenhang mit Fig. 1 gemeinsam beschrieben sind, können die einzelnen Aspekte auch alleine oder in Kombination mit jeweils nur einem der sonstigen Aspekte in einem Kommunikations System gemäß dem vorgeschlagenen Konzept implementiert sein.

In Fig. 3 ist im Weiteren ein Helm 300 mit einem hierin beschriebenen Kommunikations- system gezeigt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist dabei nur das Mikrofon 310 des Kommunikationssystems gezeigt. Das Mikrofon 310 ist dabei an verschiedenen Stellen des Helms 300 gezeigt. Dabei ist zu beachten, dass das Kommunikationssystem zum einen ein einziges Mikrofon an einer der nachfolgend beschriebenen Stellen umfassen kann oder auch mehrere Mikrofone an den verschiedenen nachfolgend beschriebenen Stellen.

Beispielsweise kann das Mikrofon auf Höhe der Ohren innerhalb der Helmschale 320 (Posi- tion 310-1) oder außerhalb der Helmschale 320 (Position 310-2) angeordnet sein. In der Nähe des Ohrs positionierte Mikrofone können vorteilhaft sein, um Umgebungsschall am Ohr zu erfassen und diesen anschließend zu kompensieren (z.B. über den integrierten Ohr hörer des Helms 300 - nicht dargestellt).

Alternativ oder ergänzend kann das Mikrofon außerhalb oder innerhalb der Helmschale 320 nach vorne gerichtet am Helm angebracht sein (Positionen 310-3 und 310-4). Wie in Fig. 3 angedeutet, kann das Mikrofon beispielsweise auf dem Visier 330 des Helms 300 ange- bracht sein. Auch kann das Mikrofon außerhalb oder innerhalb der Helmschale 320 nach hinten gerichtet am Helm angebracht sein (Position 310-5).

Durch die Verwendung des hierin beschriebenen Kommunikationssystems kann beim Tra gen des Helms eine gute Sprachverständlichkeit von eingehenden Funksprüchen, der Schutz vor Gehörschädigungen durch Umgebungsgeräusche sowie eine gute Verständlichkeit von Sprechern, die direkt und nicht über Funk mit dem Benutzer kommunizieren, gewährleistet sein.

Die in Fig. 3 gezeigt Anordnung von Mikrofonen ist nicht auf Helme beschränkt. Vielmehr können die in Fig. 3 gezeigten Grundsätze auch auf andere den Kopf bedeckende Systems bzw. den Kopf zumindest teilweise umschließende Systeme (z.B. Atemschutzsystem, Ge bläsefiltergerät PAPR oder Chemiekalienschutzanzug) übertragen werden. Weiterhin ist in Fig. 4 eine Atemschutzmaske 400 mit einem hierin beschriebenen Kommu- nikationssystem gezeigt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind dabei nur das Mikrofon 410 und der Kopfhörer 450 des Kommunikationssystems gezeigt.

Die Atemschutzmaske 400 umfasst einen Maskenkörper 410 (z.B. aus Gummi oder Sili kon), in den eine oder mehrere Sichtscheiben 420 eingelassen sind. Über eine Bebänderung 430 kann die Atemschutzmaske 400 am Kopf eines Benutzers befestigt werden.

Auf Höhe der Ohren des Benutzers ist der Kopfhörer 440 des Kommunikationssystems an geordnet. Ebenso ist das Mikrofon 450 an einer Außenseite des Kopfhörers angeordnet, um Umgebungsschall am Ohr zu erfassen und diesen anschließend zu kompensieren. Der Kopf hörer 440 ist bei dem Beispiel der Fig. 4 an der Bebänderung 430 befestigt. Es versteht sich jedoch von selbst, dass auch andere Befestigungsarten möglich sind. Ebenso kann die Posi tion des Mikrofons 450 verschieden sein.

Durch die Verwendung des hierin beschriebenen Kommunikationssystems kann beim Tra gen der Atemschutzmaske eine gute Sprachverständlichkeit von eingehenden Funksprüchen, der Schutz vor Gehörschädigungen durch Umgebungsgeräusche sowie eine gute Verständ lichkeit von Sprechern, die direkt und nicht über Funk mit dem Benutzer kommunizieren, gewährleistet sein.

Abschließend sind in Fig. 5 noch weitere Anordnungsmöglichkeiten für das Mikrofon des vorgeschlagenen Kommunikationssystems gezeigt. Die in Fig. 5 gezeigten Positionie rungsmöglichkeiten können insbesondere für Mikrofone, die zur Sprachverstärkung im Rahmen des vorgeschlagenen Konzepts genutzt werden, verwendet werden.

Bei dem Beispiel der Fig. 5 ist eine Atemschutzmaske 510 gezeigt, welche kabelgebunden über ein Bedienelement 520 mit einem Funkgerät 530 gekoppelt ist, so dass über ein Benut zer über ein in die Atemschutzmaske 510 integriertes Mikrofon Funksprüche an Dritte ab geben kann.

Wie in Fig. 5 gezeigt, kann das Mikrofon des Kommunikationssystems beispielsweise am Kabel 540 zwischen dem Funkgerät 530 und dem Bedienelement 520 für das Funkgerät (Position 550-1) oder dem Kabel 560 zwischen dem Bedienelement 520 und der Atem schutzmaske 510 (Position 550-2) angeordnet sein. Alternativ kann das Mikrofon des Kommunikationssystems auch in das Bedienelement 520 für das Funkgerät integriert sein bzw. an diesem angeordnet sein (Position 550-3). Auch kann das Mikrofon des Funkgeräts 530 als Mikrofon des Kommunikationssystems verwendet werden (Position 550-4).

Weiterhin kann das Mikrofon des Kommunikationssystems auch in das Tragesystem der Atemschutzmaske 510 (z.B. deren Bebänderung) oder diese selbst (nicht gezeigt) integriert sein. Auch kann das Mikrofon des Kommunikationssystems in die Kleidung des Benutzers (z.B. eine Jacke bzw. einen Mantel) integriert sein.

Das Mikrofon des Kommunikationssystems kann beispielsweise auch in ein Gasmessgerät 570, welches z.B. außerhalb eines Gasschutzanzugs von einem Benutzer getragen wird, in tegriert sein (Position 550-5).

Sämtliche in Fig. 5 gezeigten Positionen für das Mikrofon des Kommunikationssystems können eine verbesserte Detektion menschlicher Stimmen in Umgebungsschall um einen Benutzer herum ermöglichen.

Die Aspekte und Merkmale, die zusammen mit einem oder mehreren der vorher detaillierten Beispiele und Figuren beschrieben sind, können auch mit einem oder mehreren der anderen Beispiele kombiniert werden, um ein gleiches Merkmal des anderen Beispiels zu ersetzen oder um das Merkmal in das andere Beispiel zusätzlich einzuführen.

Durch die Beschreibung und Zeichnungen werden nur die Grundsätze der Offenbarung dar gestellt. Weiterhin sollen alle hier aufgeführten Beispiele grundsätzlich ausdrücklich nur Lehrzwecken dienen, um den Leser beim Verständnis der Grundsätze der Offenbarung und der durch den (die) Erfinder bei getragenen Konzepte zur Weiterentwicklung der Technik zu unterstützen. Alle hiesigen Aussagen über Grundsätze, Aspekte und Beispiele der Offenba rung sowie konkrete Beispiele derselben deren Entsprechungen umfassen.

Es versteht sich, dass die Offenbarung mehrerer, in der Beschreibung oder den Ansprüchen offenbarter Schritte, Prozesse, Operationen oder Funktionen nicht als in der bestimmten Reihenfolge befindlich ausgelegt werden soll, sofern dies nicht explizit oder implizit ander weitig, z. B. aus technischen Gründen, angegeben ist. Daher werden diese durch die Offen barung von mehreren Schritten oder Funktionen nicht auf eine bestimmte Reihenfolge be grenzt, es sei denn, dass diese Schritte oder Funktionen aus technischen Gründen nicht aus- tauschbar sind. Ferner kann bei einigen Beispielen ein einzelner Schritt, Funktion, Prozess oder Operation mehrere Teilschritte, -funktionen, -prozesse oder -operationen einschließen und/oder in dieselben aufgebrochen werden. Solche Teilschritte können eingeschlossen sein und Teil der Offenbarung dieses Einzelschritts sein, sofern sie nicht explizit ausgeschlossen sind.

Weiterhin sind die folgenden Ansprüche hiermit in die detaillierte Beschreibung aufge- nommen, wo jeder Anspruch als getrenntes Beispiel für sich stehen kann. Während jeder Anspruch als getrenntes Beispiel für sich stehen kann, ist zu beachten, dass - obwohl ein abhängiger Anspruch sich in den Ansprüchen auf eine bestimmte Kombination mit einem oder mehreren anderen Ansprüchen beziehen kann - andere Beispiele auch eine Kombinati on des abhängigen Anspruchs mit dem Gegenstand jedes anderen abhängigen oder unab hängigen Anspruchs umfassen können. Solche Kombinationen werden hier explizit vorge schlagen, sofern nicht angegeben ist, dass eine bestimmte Kombination nicht beabsichtigt ist. Ferner sollen auch Merkmale eines Anspruchs für jeden anderen unabhängigen An- Spruch eingeschlossen sein, selbst wenn dieser Anspruch nicht direkt abhängig von dem unabhängigen Anspruch gemacht ist.