AT8799U1 - Internetkopfhörer - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen drahtlosen Kopfhörer mit einer Elektronikeinheit und zumindest einer mit der Elektronikeinheit verbundenen Ohrkapsel, wobei die Elektronikeinheit ein WLAN-Sender/Empfänger-Modul für bidirektionale Drahtlosübertragung aufweist. Um die Auswahl an Audiodateien zu erhöhen und die Flexibilität des Benutzers zu gewährleisten, weist der Kopfhörer ein an den Datenausgang des WLAN-Sender/Empfänger-Moduls (1) angeschlossenes Internetmodul (2) auf, wobei das Internetmodul (2) einen Browser (3) zur Herstellung einer Internetverbindung umfasst und der Ausgang des Internetmoduls (3) mit der Ohrkapsel (9) verbunden ist.

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen drahtlosen Kopfhörer mit zumindest einer Ohrkapsel und einem WLAN-Sender/Empfänger-Modul für bidirektionale Drahtlosübertragung.

Aus dem Stand der Technik bekannte drahtlose Kopfhörer funktionieren auf der Basis der Funk-5 oder Infrarotübertragung. Sie umfassen eine Elektronikeinheit mit einem Funkempfänger, zumeist einer Energieversorgung und für den Fall digitaler Signale einen D/A-Wandler und gegebenenfalls Verstärker. Für das Funktionieren dieser drahtlosen Kopfhörer ist eine entsprechende Sendestation erforderlich, die an eine Audiosignalquelle, wie zum Beispiel einen CD-Player, Rundfunkreceiver, etc. angeschlossen werden muss. Der Nachteil dieser drahtlosen Kopfhörer io besteht darin, dass die Anzahl der verfügbaren Programmquellen im allgemeinen sehr gering ist. Die Anzahl der Programmquellen ist auf die Möglichkeiten, die die jeweilige Audiosignalquelle bietet, beschränkt. So kann der Hörer zum Beispiel nur auf die im Receiver programmierten FM-Sendestationen, oder im Falle eines CD-Players auf die Bestände seiner CD-Sammlung zurückgreifen. 15

Im Gegensatz dazu offenbart die US 6,728,585 B2 einen drahtlosen Kopfhörer, der einen Festplattenspeicher aufweist. Eine Drahtlosverbindung zwischen dem Kopfhörer und einem Computer erlaubt das Laden von Audioinhalten auf den Festplattenspeicher des Kopfhörers. Einmal im Festplattenspeicher gespeichert ist es für den Benutzer möglich, die Audiodaten zu hören. In 20 einem derartigen Kopfhörer ersetzt der Festplattenspeicher lediglich die Audiodatenspeicher wie CDs oder Audiokassetten und das Programmrepertoire ist auf die im Festplattenspeicher des Kopfhörers gespeicherten Audiodaten beschränkt.

Ein weiteres Anwendungsgebiet drahtloser Kopfhörergarnituren, auch Headset genannt, die 25 neben den Ohrkapseln auch ein Mikrofon umfassen, ist die drahtlose Übertragung zwischen einem Sprecher und einem in seiner Nähe befindlichen Mobiltelefon. Derartige Headsets kommunizieren beispielsweise über eine sog. Bluetooth-Verbindung mit dem Mobiltelefon und erfordern einen entsprechenden Sender bzw. Empfänger. Die oben beschriebenen Kopfhörer und die sog. Headsets bzw. deren Sendestationen sind nicht miteinander kompatibel, so dass im 30 Falle eines Anrufes der Kopfhörer durch eine Kopfsprechgamitur ausgewechselt werden muss.

Die EP 1 482 686 A2, durch Bezugnahme in die Beschreibung aufgenommen, offenbart ein wireless Headset, welches bei einem eingehenden Telefonat beginnt, mit einem ersten initiierenden Gerät, z.B. Mobiltelefon, Telefon, PC, Laptop, etc., ein Piconet herzustellen. Unter 35 Piconet wird eine Punkt-zu-Punkt Verbindung in Form eines Bluetooth-Netzes verstanden. Wenn die Verbindung nicht zustande kommt, wird versucht mit einem zweiten Gerät, das mit dem ersten Gerät über ein lokales Netzwerk kommuniziert, ein Piconet herzustellen, usw.. Sobald eine Verbindung zwischen Headset und einem im lokalen Netzwerk eingebetteten Gerät vorhanden ist, wird ein Telefongespräch ermöglicht. 40

Die US 6,230,029 B1, durch Bezugnahme in die Beschreibung aufgenommen, offenbart ein wireless Headset, das mit einer Basisstation, z.B. einem Handy über magnetisch induktive Kopplung verbunden ist. Die Telefongesprächsannahme erfolgt über Knopfdruck oder Spracherkennung direkt an der Basisstation. Am Headset selbst sind lediglich ein Aus- und EinschaK-45 knöpf und ein Knopf zur Auswahl von verschiedenen Übertragungskanälen zwischen Basisstation und dem wireless Headset. Mit einem derartigen Headset kann lediglich telefoniert werden. Die Bedienung und die Telefonannahme erfolgt über die Basisstation, wodurch der Benutzer auch räumlich an die Basisstation, z.B. Handy gebunden ist. so Die WO 01/27783 A1 offenbart einen spezielle Form von Internetanwendungen mit benuteer-freundlichen und voreingestellten Abfragemechanismen. Dabei wird die Anwendung von Internet mittels einer sogenannten Mikrobrowsersoftware bei PDAs, Elektronischen Organizern und Mobiltelefonen erwähnt. Die über das Internet zur Verfügung gestellten Informationen können über ein Interface abgerufen werden, wobei die obengenannten Voreinstellungen in einersoge-55 nannten Information database gespeichert werden, um dem Benutzer die für ihn wichtigsten 3 AT 008 799 U1

Informationen jederzeit bereit zu stellen zu können.

Die EP 1 161 064 A2 beschreibt ein Mobiltelefon mit einem drahtlosen Kopfhörer bzw. Headset, mit dem der Nutzer telefonieren oder Musik hören kann. Die Übertragung der Daten vom Mobil-5 telefon zum Kopfhörer erfolgt über Bluetooth Technologie und WAP-Anwendungen. Die Bereitstellung der Daten erfolgt bereits im Mobiltelefonteil, wodurch der Benutzer unweigerlich auf das Mobiltelefon angewiesen ist.

Die US 2004/0107271 A1 offenbart ein Headset, welches über eine Bluetooth-Verbindung mit io einer mobilen Station in Verbindung steht, die wiederum von einem mobilen Kommunikationssystem versorgt wird. Die Audiodaten werden bereits durch die mobile Station bereitgestellt, auch erfolgt die Auswahl der Audioquellen über die mobile Station 30. Der Kopfhörer beinhaltet lediglich einen "call button", mit dem der Benutzer des Kopfhörers von der Musikwiedergabe auf einen einlangenden Anruf umschatten kann und umgekehrt. Ähnlich wie bei vorangegangenen 15 Druckschriften sind auch hier die Freiheiten des Benutzers und die Möglichkeiten stark eingeschränkt.

Die DE 203 02 087 U1 offenbart einen Kopfhörer mit integriertem MP3-Player. Die Steuerung des MP3-Players erfolgt entweder über einen am Kopfhörer angebrachten Steuerungsbügel mit 20 Buttons oder über eine IR-Fernbedienung, die beispielsweise an einer Armbanduhr angeordnet ist oder über Sprachsteuerung. Eine zusätzliche Variante weist zusätzlich zum MP3-Player einen Radioempfänger auf. Das Programmrepertoire ist daher auf obige Möglichkeiten eingeschränkt. 25 Die US 2002/0003889 A1 offenbart einen Kopfhörer mit einem Speichermedium, das im Bereich einer der Hörmuscheln einsteckbar ist. Ein derartiger Kopfhörer benötigt weder Kabel noch Funkübertragung. Knöpfe zum Bedienen wie Play, Forward, Reward sowie fürs Lauterund Leiserstellen sind an der Außenseite einer Ohrmuschel integriert, ebenso die Energieversorgung für die Audiowiedergabe. In einem Ausführungsbeispiel ist auch eine Antenne vorge-30 sehen, die mit einer sogenannten "player unit" in Verbindung steht, beispielsweise wenn größere Medien wie CDs oder Kassetten abgespielt werden sollen und der Raum auf dem Kopfhörer zu klein ist. In einer Ausführungsform ist auch ein Mikrofon vorgesehen, beispielsweise um den Benutzer zu ermöglichen das Headset als Aufnahmegerät zu verwenden. Auch kann ein derartiger Kopfhörer einen Radioempfänger beinhalten. Bezüglich des Programmrepertoires gilt 35 ähnliches wie bereits bei vorangegangenen Druckschriften erwähnt.

In der US 2002/0082839 A1 ist ein drahtloser Kopfhörer dargestellt, der über ein wireless Interface eines Homeserversystems mit dem Internet kommuniziert. Es wird auch die Möglichkeit von Voice over IP und Voice Browser erwähnt, wodurch ganz allgemein Interaktion mit dem 40 Internet über Sprache ermöglicht wird. Jedoch müssen die Daten, z.B. jene aus dem Internet, bereits vom Homeserversystems abgerufen, aufbereitet und zur Verfügung gestellt werden. Der Benutzer ist an dieses System gebunden, wodurch räumliche Flexibilität stark eingeschränkt ist.

Die US 2002/0068610 A1 offenbart ein Prinzip, wie während eines eingehenden Telefonats die 45 Musikwiedergabe unterbrochen wird. Wie bei vorangegangen Druckschriften ist jedoch keine Programmvielfalt gewährleistet.

Die US 5,099,519 offenbart eine Art Kopfhörer, mit dem Telefonieren möglich ist. Nach demselben Prinzip wie Mobiltelefone umfasst dieser Kopfhörer eine Antenne zur Funkübertragung, so Dabei befindet sich in einer Ohrmuschel ein Lautsprecher und in der zweiten ein Mikrophon. Der vom Benutzer rührende Schall geht dabei durch die Gesichtsknochen in Richtung Ohrmuschel. Die Funktion eines derartigen Kopfhörers ist lediglich auf Telefonieren beschränkt.

Die US 5,544,249 offenbart eine Technik zum Falten von Audiosignalen, wobei gleichzeitig die 55 Rechenleistung minimiert werden kann. Kopfhörer bleiben in dieser Druckschrift unerwähnt. 4 AT 008 799 U1

Die JP 05-252597 zeigt zwei digitale Filter, um ein mit einem räumlichen Eindruck versehenes akustisches Signal zur Verfügung zu stellen. Offensichtlich handelt es sich hierbei um die Möglichkeit, einem Signal unmittelbar vor dem Hörerlebnis mit Kopfhörern einen Raumeindruck zu verleihen. Bezüglich des Programmrepertoires fehlt jede Offenbarung. 5 /

Ebenfalls Stand der Technik sind sog. Wireless Media Receiver. Derartige Geräte, an die beispielsweise eine Stereo-Anlage oder ein TV-Gerät angeschlossen werden können, sind mit einem Wireless 802.11 Interface ausgestattet und können über ein Wireless Gateway eine Verbindung zum Internet hersteilen, wodurch Internetradiohören und Video-Streaming ermög-io licht wird. Der Nachteil derartiger Wireless Media Receiver besteht darin, dass diese Geräte zwar portabel sind, aber zusätzlich z.T. unhandliche und schwere Endgeräte angeschlossen werden müssen, wodurch der Benutzer beim Hören oder Sehen gänzlich unflexibel und an den , Standort des Endgerätes gebunden ist. 15 Die Erfindung setzt sich zum Ziel einen Kopfhörer zu schaffen, der nicht auf die oben beschriebenen Möglichkeiten beschränkt ist, sondern dem Benützer ein großes Programmrepertoire zur Verfügung stellt und gleichzeitig uneingeschränkte Flexibilität einräumt.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel mit einem drahtlosen Kopfhörer der eingangs genannten Art 20 dadurch erreicht, dass der Kopfhörer einen Browser zum Herstellen einer Internetverbindung umfasst. Während die WLAN-Verbindung dazu dient, eine Drahtlosverbindung zu einem Router, PC, etc. aufzubauen, bildet der Browser eine logische Verbindung, die eine Stufe höher ist als die 25 WLAN-Verbindung und die einen direkten Zugriff auf das Internet erlaubt. Der Browser ist direkt im Kopfhörer vorgesehen und kann durch den Benutzer über ein User-Interface, welches ebenfalls am Kopfhörer vorgesehen ist, kontrolliert und betätigt werden. Der Benutzer mit-einem erfindungsgemäßen Kopfhörer ist komplett unabhängig und kann verschiedene Audiodaten auswählen, ohne zusätzliche Geräte, wie PCs, Laptops, etc., zu betätigen. 30

Der erfindungsgemäße Kopfhörer ist über ein WLAN mit einem WLAN-Router verbunden, wodurch der Benutzer Zugriff auf alle Äudioquellen hat, die auch für Personalcomputer verfügbar sind. Zu diesen Äudioquellen gehören gespeicherte Audiosignale, wie zum Beispiel WAV-Dateien, Streaming-Audio-Signale, die das Programm diverser Intemetradiostationen wieder-35 geben und Audiosignale aus Programmen, die Internettelefonie (VolP-Voice over IP) ermöglichen. Sogenannte WLAN (Wireless Local Area Network)-Router sind lokale Sendestationen, die eine drahtlose Verbindung mehrerer Personal Computers (PCs) in einer Wohnung, am Arbeitsplatz oder Internetcafes ermöglichen. Derartige WLAN-Router ersetzen im allgemeinen ein drahtgebundenes LAN (Local Area Network). 40 WLAN ist als Oberbegriff für alle auf dem Markt befindlichen drahtlosen lokalen Datennetze zu verstehen. Obwohl im allgemeinen Sprachgebrauch mit WLAN ein Funknetzwerk nach IEEE 802.11 gemeint ist, fallen unter diesen Begriff auch Bluetooth, HomeRF und OpenAir und selbstverständlich alle anderen Techniken und Standards mit denen sich drahtlose Funknete-45 werke aufbauen lassen. WLAN bezeichnet ein drahtloses lokales Funknetzwerk, wobei damit zumeist ein Standard der IEEE 802.11-Familie gemeint ist. Die einzelnen Varianten unterscheiden sich hauptsächlich in ihrer Übertragungsrate bzw. ihrem Frequenzbereich. Beispielsweise funkt WLAN nach 802.11b so (mit einer Übertragungsrate von max. 11 Mbit/s brutto) oder 802.11g (mit einer Übertragungsrate von max. 54 Mbit/s brutto) im 2,4-GHz-Band, während WLAN 802.11a (mit einer Übertragungsrate von max. 54 Mbit/s brutto) im 5-GHz-Band untergebracht ist. Üblicherweise können mit 802.11 Endgeräten Reichweiten zwischen 30 bis 100 Meter erreicht werden. Bessere WLAN-Hardware mit entsprechenden Antennen erlaubt bei Gichtkontakt sogar 100 bis 55 300 Meter Reichweite. 5 AT 008 799 U1

Anstelle einer 802.11-Verbindung wäre auch eine Bluetooth-Verbindung denkbar. Bei Bluetooth handelt es sich ebenfalls um eine drahtlose Übermittlung per kurzer Radiowelle. Diese Technologie nutzt das frei verfügbare Frequenzband ISM (Industrial Scientific Medical), welches bei 2,45-GHz arbeitet. Dabei wird ein Frequency Hopping-Verfahren eingesetzt. Die Bandbreite 5 beträgt rund 1 MBit/s und ist aufgesplittet in 721 kBit/s für Daten (entspricht zirka zwölf ISDN-Kanälen) und drei ISDN-Kanälen, also 192 kBit/s, für Sprache. Mit Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen lassen sich ebenfalls kleine Netze (Local Area Networks) realisieren. Die Reichweite einer Bluetooth-Verbindung beträgt ungefähr zehn Meter, wobei kein Sichtkontakt nötig ist. In Zukunft soll es auch Produkte geben, die Distanzen von bis zu 100 Metern überbrücken io können. Für eine Bluetoothverbindung muss ein eigener Sendeteil installiert werden. Z.B. ermöglicht das Anstecken eines Bluetooth-USB-Adapters an einen PC oder Notebook das drahtlose Kommunizieren mit beliebigen Bluetooth-fähigen Geräten.

Im folgenden sollen noch einige weitere Beispiele anderer WLAN-Verbindungen kurz erwähnt 15 werden: Unter HiperLAN (High Performance Radio LAN) versteht man den Europäischen Standard (ETSI) im 5-GHz-Band. Type 1 spezifiziert ein drahtloses Ethernet mit 24 MBit/s. Wireless ATM ist eine Variante des HiperLAN mit 20 MBit/s im 5-GHz-Band. HiperAccess ist eine Variante des HiperLAN. Die Technik ist Wireless Local Loop mit 20 MBit/s im 5-GHz-Band. HiperLINK ist eine Variante des HiperLAN. Die Technik ist eine drahtlose Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit 20 155 MBit/s im 17-GHz-Band. Home Radio Frequency ist eine abgespeckte und damit kosten günstige IEEE-802.11-Alternative für Heimanwender. Mit dem Shared Wireless Access Protocol (SWAP) gibt es die Möglichkeit zur Sprachübertragung. Open Air ist ein drahtloser Netz-Standard vor IEEE-802.11 von der Firma Proxim. 25 Erfindungswesentlich ist, dass eine ständige bidirektionale Funkübertragungsstrecke zwischen Kopfhörer bzw. Headset und dem WLAN-Router oder Gateway entsteht. Da das 802.11-Protokol am meisten verbreitet ist und lediglich eine "Anmeldung" nach einmaliger Installation der Internetverbindung erforderlich ist, stellt dies eine bevorzugte Ausführungsform dar. 30 Über sogenannte "HotSpots" kann man heutzutage an vielen Orten, zum Beispiel in Restaurants, Internetcafes, Bahnhöfen, etc., mit WLAN-fähigen Geräten ins Netz gehen. "Hotspots" sind öffentliche WLAN-Zugänge, von denen man mit einem Notebook im Internet surfen kann. Viele Notebooks haben daher bereits einen WLAN-Modul für bidirektionale Drahtlosübertragung 35 integriert. Mit einem erfindungsgemäßen Kopfhörer kann man also in der Umgebung sog. Hotspots auch Internetradio hören und telefonieren. Über dieses WLAN-Netzwerk werden nun Audiodaten zum Kopfhörer übertragen. Dazu zählen auch Daten, die im Streaming-Verfahren über IP-basierte Netzwerke ausgestrahlt werden, z.B. 40 im MP3 oder WMA9 (WindowsMedia 9; Kompressionsstandard von Microsoft) -Format. Dieses Angebot von Wort- und Tonsendungen ist auch unter dem Begriff Internetradio oder Webradio bekannt. Dabei werden digitale Audiosignale mit meist verlustbehafteten Audiokompressions-verfahren komprimiert und mittels Encoder kodiert. Insbesondere aufgrund der Zunahme der Anzahl der Breitbandinternetanschlüsse in vielen Ländern hat sich das Intemetradio als alterna-45 tive Verbreitungsplattform für Radioprogramme diverser Art etabliert. Auch bestehende Hörfunksender nutzen diese alternative Übertragungstechnik parallel zur Funkübertragung ihrer Programme. Damit wird auch Hörern, die das Radioprogramm weder terrestrisch noch über Satellit empfangen können, der Empfang von Radiosendungen ermöglicht. Radio im Internet bieten beispielsweise auch die öffentlich rechtlichen Sendeanstalten an, um Stammhörer au-50 ßerhalb ihres Sendegebietes zu erreichen, beispielsweise Studenten bei einem Auslandsaufenthalt.

Eine weitere Möglichkeit zur Übertragung von Audiosignalen stellt die Internettelefonie (VolP; Voice over Internet Protocol) dar. Die dafür erforderlichen Programme und Einrichtungen er-55 möglichen die Durchführung von Sprachtelefonie über das Internet. Dazu zählen Programme 6 AT 008 799 U1 wie Skype, Picophone, etc. Dabei ist die Qualität der Sprach Übertragung mit jener über das Festnetz durchaus vergleichbar.

In bevorzugter Ausgestaltung verfügt der erfindungsgemäße Kopfhörer über ein Benutzerinter-5 face, mit dem der Benutzer zwischen einzelnen Audio- bzw. Programmquellen (z.B. Internetradiostationen) wählen kann. Das Benutzerinterface kann z.B. in Form von Tasten an einer der Kopfhörermuscheln ausgebildet sein, mit der zwischen einzelnen Programmquellen umgeschaltet werden kann. Eine weitere Möglichkeit besteht darin dem Benutzer eine Fernsteuerung, ähnlich der bei einem Fernsehgerät oder der bei einem Receiver verwendeten Fernsteuerung, io zur Verfügung zu stellen, wobei der erfindungsgemäße Kopfhörer einen entsprechenden Empfänger aufweist. Diese Fernsteuerung umfasst zweckmäßigerweise unter anderem numerische Eingabemöglichkeiten, mit der diverse Intemetradiostationen angewählt werden können. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform besteht darin, dass der Kopfhörer ein Mikrofon umfasst, also in Form eines Headsets ausgebildet ist. Mit eingebauten bzw. programmierten 15 Spracherkennungsfunktionen kann der Benutzer die Auswahl der gewünschten Audioquellen durch Spracheingaben steuern. Das Mikrophon ist dabei vorzugsweise in Mundhöhe angeordnet, z.B. auf einer von der Ohrkapsel herabhängenden Stange.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt 20 Fig. 1 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Kopfhörers,

Fig. 2A ein Blockdiagramm des Signalmanagementmoduls mit binauraler Musikwiedergabe in Stereo und alternativer VolP Mono-Signalführung,

Fig. 2B ein Blockdiagramm des Signalmanagementmoduls mit Musikwiedergabe aus der "hin-ten"-Richtung und des VolP-Signals aus der "vome"-Richtung, 25 Fig. 3 die schematische Darstellung des Konfigurationsmoduls, und

Fig. 4 einen erfindungsgemäßen Kopfhörer, der über WLAN mit einem Router verbunden ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Elektronikeinheit eines erfindungsgemäßen Kopfhörers bzw. Headsets umfasst ein WLAN-Sender/Empfänger-Modul für bidirektionale Drahtlosübertragung 1 und ein 30 Internetmodul 2, das die Verbindung zum Internet herstellt. WLAN-Module (z.B. nach dem 802.11-Standard oder Bluetooth-Module) sind im Stand der Technik bestens bekannt und sollen daher hier nur kurz beschrieben werden. Sie umfassen im wesentlichen eine Antenne, RF-Filter, Verstärker, einen Modulator, einen Demodulator und einen Ausgang, an dem die übertragenen Daten zur Verfügung stehen, einen Eingang, an dem die zu übertragenen Daten 35 zur Verfügung gestellt werden. Als lediglich zur Illustration dienendes Beispiel sei auf den WLAN-Receiver aus der US 2004/0242177 A1 verwiesen, die durch Bezugnahme in diese Beschreibung aufgenommen wird. Zusätzlich zum Receiver umfasst das WLAN-Modul der vorliegenden Erfindung einen Transmitter, in dem die Daten verschlüsselt, moduliert und schließlich mit der Trägerfrequenz gemäß dem je nach WLAN-Typ verwendeten Frequenzbe-40 reich versehen über die Antenne gesendet werden. Es handelt sich dabei also um eine bidirektionale drahtlose Verbindung, mit der Daten sowohl empfangen als auch gesendet werden können.

Das WLAN-Modul 1 ist mit einem Internetmodul 2 verbunden, das einen Browser 3 zur Herstel-45 lung einer Internetverbindung beinhaltet. Webbrowser kommunizieren mit Webservem zumeist über das http-Protokol und gelangen über sog. URL's (Uniform resource locator) auf bestimmte Webseiten. Auf Webseiten können u.a. auch audio Streaming media zur Verfügung gestellt werden. Dabei werden ununterbrochen Signale (Datenstrom) empfangen, die mit entsprechender Software oder unmittelbar über den Browser abgespielt werden können. Der Zugriff auf so Audiodateien erfolgt entweder in Echtzeit oder auf Abruf über das Internet oder Intranet (On-demand).

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet das Intemetmodul 2 einen Media Player 4. Es existieren eine Vielzahl verschiedener, miteinander konkurrierender Streaming 55 media Technologien. Die bekanntesten Vertreter sind "Real Media, Windows Media und Quick 7 AT 008 799 U1

Time. Mit dem Media Player 4 lassen sich auch auf einem im WLAN-Netzwerk integrierten PC gespeicherte oder als CD eingelegte Audiodateien direkt abrufen und abspielen. Eine zweite Möglichkeit besteht darin, über eine Verbindung zwischen Media Player 4 und Browser 3 die vom Browser aus dem Internet geholten Audiodaten abzuspielen. Das Internetmodul umfasst 5 vorzugsweise einen Programmspeicher zum Installieren des Browsers, einen Arbeitsspeicher und einen Prozessor zur Programmausführung, zum Verbinden mit dem Internet, Abspielen des Media Players. Der Browser 3 kann beispielsweise ein Internet Explorer (MS, MSN), Netscape, Opera, Firefox, etc., sein, im allgemeinen jedes Mittel, Hardware und/oder Software, über welches Information aus dem Internet beschafft werden kann. 10

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Internetmodul 2 entsprechende Software für Internettelefonie. Die vom Browser 3, vom Media Player 4 und der VolP-Einheit 5 ausgehenden digitalen Signale werden anschließend mittels Decoder 6 zu einem digitalen Audiosignal generiert. Über einen D/A-Wandler 7 gelangt das Audiosignal schließlich über 15 einen Verstärker 8 an die Ohrkapsel oder Ohrkapseln 9 des erfindungsgemäßen Kopfhörers. Im Falle, dass der Kopfhörer als Headset ausgebildet ist, ist ein Mikrophon 11 vorgesehen, welches über einen A/D-Wandler 12, einen Verstärker 13 mit der VolP-Einheit 5 verbunden ist. Der VolP-Einheit 5 ist ein Encoder 14 zum Verschlüsseln des digitalen Audiosignals in ein entsprechendes Dateiformat vorgeschaltet. Der Audio Driver 21 ist eine Treibersoftware, die es ermög-20 licht, dass der Media Player 4 und die VolP-Einheit 5 auf Daten vom A/D-Wandler 12 und vom D/A-Wandler 7 zugreifen können.

Die in Fig. 1 gezeigten Audioverbindungen zwischen einzelnen Modulen sind rein schematisch angedeutet. Selbstverständlich handelt es sich dabei, bis auf die VolP-Verbindung, um Stereo-25 Verbindungen mit jeweils zwei Strängen (L, R), wie in den Fig. 2A und 2B gezeigt.

Das im Blockdiagramm gezeigte Signalmanagementmodul 10 ist ein konfigurierbares Modul, welches darüber entscheidet, welche Signale tatsächlich am Lautsprecher des Kopfhörers oder Headsets wiedergegeben werden. Die wesentlichen Funktionen des Signalmanagementmoduls 30 10, das z.B. in einem Print realisiert ist, können vom Benutzer über ein Konfigurationsmodul 15, welches beispielsweise in einem externen PC installiert ist, voreingestellt werden (Fig. 3). Zu diesen möglichen Konfigurationen zählen zum Beispiel die Voreinstellung bzw. Zuordnung bestimmter Internetradiostationen über deren URL und die Möglichkeit, ein mittels Voice-IP eingehendes Telefonat an die Lautsprecher des Kopfhörers weiterzugeben und zugleich den 35 Audiodatenstrom, der von einer Audiodatenquelle kommt, für die Dauer des Telefonates stumm zu schalten.

Das Signalmanagementmodul 10 ist - vom Audiodatenstrom in Richtung Kopfhörer betrachtet -dem Internetmodul nachgeschaltet und mit dessen Ausgang verbunden. Die Eingänge werden 40 je nach Programmwunsch des Benutzers über steuerbare Schalter an den Ausgang des Signalmanagementmoduls 10 gelegt. Mit digitalen Filtern können die eingehenden Audiosignale wie später genauer erläutert je nach Bedarf verändert werden.

Die Energieversorgung des erfindungsgemäßen Kopfhörers erfolgt beispielsweise über eine 45 Batterie oder einen aufladbaren Akku.

Mittels des Benutzerinface 16 kann der Benutzer wählen, welche Audiodatenquelle mit der Ohrkapsel bzw. den Ohrkapseln 9 verbunden wird und welche von den voreingestellten Internetradiostation oder Pfaden tatsächlich gewählt wird. Das Benutzerinterface kann ebenfalls eine so Lautstärkeregelung umfassen. Eine direkte Steuerverbindung 17 zwischen VolP-Einheit 5 und dem Signalmanagementmodul 10 ermöglicht das automatische durch- bzw. dazuschalten des Telefonanrufers.

In einer bevorzugten Ausführungsform können mittels der von AKG entwickelten sogenannten 55 IVA (Individual Virtual Acoustics)-Technologie den einzelnen Audiosignalen, also einerseits den 8 AT 008 799 U1

Audioquellen, die von Internetradio oder lokal gespeicherten Audiodateien stammen, und andererseits Telefonaten, verschiedene Richtungen zugewiesen werden. Das Blockdiagramm aus Fig. 2 soll dies verdeutlichen. Den auf den beiden Kanälen übertragenen Signalen werden mittels digitaler Filter 18 Richtungen aufgeprägt. Diese Filter simulieren sog. HRTFs (head 5 related transfer function) oder HRIRs (head related impulse response). Üblicherweise ist jeder Schalleinfallsrichtung ein Filterpaar zugeordnet, wobei das Signal zum linken Ohr mit einem Filter, das Signal zum rechten Ohr mit dem anderen Filter gefaltet wird. Die Filter enthalten die Laufzeit- und Pegelunterschiede, die sich durch Abschattung, Beugung und Reflexion an der Ohrmuschel, am Kopf, an den Schultern und am Oberkörper ergeben. Anschließend wird mit-io tels nachgeschalteten Verstärkern 19 der Pegel der einzelnen Signale auf das gewünschte Ausmaß angepasst (z.B. Telefon laut, Musik leise). Mit einem Adder 20 werden die Signale zusammengeführt und an die Ohrkapseln gelegt.

Beispielsweise kann damit die Musik von "hinten" und die Sprache von "vorne" abgebildet wer-15 den. Durch Amplituden- und Phasenverschiebungen können Schallquellen vom Menschen lokalisiert werden und es entsteht ein räumlicher Höreindruck. Beim Hören mit Kopfhörern werden normalerweise diese notwendigen „Verschiebungen“ ausgeschaltet, da die Schallquelle (Wandler) nun direkt am Ohr sitzt und jeweils nur ein Ohr beschallt. Dadurch kann der natürliche räumliche Höreindruck nicht entstehen. Mittels IVA-Technologie, gebräuchlicher ist der 20 Begriff HRTF (head related transfer function), ist man jedoch in der Lage, die Audio-Signale so aufzubereiten, dass die ursprünglichen Amplituden- und Phasenverschiebungen wiederherge-stellt werden und somit der gewohnte binaurale Klang entsteht. Natürliches räumliches Stereo-Hören und sogar Mehrkanal-Kinosound, wie man ihn aus modernen Vorführsälen kennt, ist somit auch daheim mit Kopfhörern möglich. Für den Hörer entsteht so ein Gesamteindruck, der 25 es ermöglicht die Information von verschiedenen Audiosignalen zu trennen.

Stand der Technik ist die in AKG-Kopfhörem der HEARO-Serie implementierte IVA-Technologie. Darunter versteht man die Realisierung von virtuellen akustischen Umgebungen unter Verwendung von Kopfhörern zusammen mit digitalen Filtern. Diese digitalen Filter sind im 30 allgemeinen als FIR-Filter (Finite Impulse Response Filter) ausgebildet und enthalten vor allem Informationen über - die Richtung des einfallenden Schalles - im allgemeinen identisch mit der Richtung, in der der Lautsprecher steht, - die akustischen Eigenschaften des umgebenden Raumes, 35 - die sogenannten Außenohrübertragungsfunktionen (HRTFs), - die Kopfhörerentzerrung - Klangfarbenfilter.

Bei mehrkanaligen Signalen, (Stereo, Surroundsignale wie Dolby Digital, Dolby Pro Logic etc.) 40 wird jedem Einzelsignal eine Richtung zugewiesen, d.h. die Stereolautsprecher werden virtuell links und rechts vorne platziert, die Surroundlautsprecher hinten usw.

Eine spezielle Ausführungsform dieser digitalen Filter ist in der US 5,544,249 A beschrieben. In dieser Druckschrift werden die Eigenschaften des Raumes derart berücksichtigt, dass nur jene 45 Impulsantwortkoeffizienten, die über einer betragsmäßig vorgegebenen Schwelle liegen, für die Faltung des Audiosignals herangezogen werden.

Grundlagen der für binaurales Hören erforderlichen Technologie werden in der US 5,033,086 A, der US 5,544,249 A, u.a. auch in der US 6,795,556 B1 und der US 6,504,933 A beschrieben, so Alle vier Dokumente werden durch Bezugnahme in diese Beschreibung aufgenommen. Der Einsatz der HRTF-Technologie erfolgt erfindungsgemäß z.B. in folgender Form: In der Ausgangssituation hört der Benutzer ein Audiosignal, das z.B. von einer am Host-PC gespeicherten MP3-Datei stammt und mittels des Mediaplayers abgespielt wird. Die HRTF (Head Related Transfer Function)-Koeffizienten bilden dabei eine Stereoanlage mit 2 Lautsprechern links und rechts vorne ab. Sei Eintreffen eines Telefonates über die VolP-Einheit wird das MP3-Signal auf 55 9 AT 008 799 U1

Mono geschaltet, um einen bestimmten Faktor (z.B. 20dB) abgeschwächt und mit der Richtung "hinten" kodiert. Das Signal des Telefonanrufers wird mit der Richtung "vorne" kodiert, sodass sich der Benutzer primär auf das eingehende Telefonat konzentrieren kann. (Varianten davon mit Mute-Schaltung und anderen Richtungen sind für den Fachmann naheliegend.) 5

In den Fig. 2A und 2B sind Möglichkeiten gezeigt, wie die einzelnen Audiosignale im Signalmanagementmodul 10 verarbeitet, also gefaltet und zusammengeführt werden. Die Audiodaten, die je nach Benutzereinstellung direkt über den Browser 3 oder den Media Player 4 dem Signalmanagementmodul 10 zur Verfügung gestellt werden, weisen Stereo-Format auf, wogegen io das VolP-Signal im Mono-Format am Eingang des Signalmanagementmoduls 10 vorliegt. Das Signalmanagementmodul weist somit internetmodulseitig zwei Stereo-Eingänge, einen Mono-Eingang und einen Mono-Ausgang für VolP auf. Headsetseitig ist ein Stereo-Ausgang für Audiodaten und VolP und ein Mono-Eingang für VolP vorgesehen. Im Signalmanagementmodul selbst befinden sich neben Umschaltern zur Auswahl der jeweiligen Audioquelle (Browser oder 15 Mediaplayer, VolP) digitale Filter 18a, 18b, 18c, 18d.

Im folgenden soll das Ausführungsbeispiel von Fig. 2A näher erläutert werden: Das auf der Ueitung "Links" des Stereokanals übertragene Signal wird mittels der digitalen Filter 18a und 18b verändert und jeweils an den "Links" Ausgang und den „Rechts" Ausgang des Signalmana-20 gementmoduls 10 gelegt. Durch entsprechende digitale Filterung dieses Signals kann dem resultierenden Signal die Richtung „Links vorne“ aufgeprägt werden. Aufgrund der frequenzabhängigen Amplituden- und Phasenverschiebungen hört der Benutzer des Headsets das Audio-signal, als käme es von links vome. Dieselbe Prozedur wird auch beim "Rechts'-Ausgang durchgeführt - Filter 18c und 18d -, sodass das am Kopfhörer anliegende Signal wiederum ein 25 Stereo-Signal ist, das aber im Gegensatz zum Eingangssignal aus den Richtungen „links vome" bzw. „rechts vorne" gehört wird. Das VolP-Signal bleibt in dieser Ausführung Mono, ohne dass ihm eine bestimmte Richtung aufgeprägt wird.

Im Beispiel aus der Fig. 2B werden dem eingehenden VolP-Signal und dem Audiostereosignal 30 unterschiedliche Richtungen aufgeprägt. Dies erfolgt für das VolP-Signal mit den digitalen Filtern 18e und 18f und für das Audiosignal mit den Filtern 18g und 18h.

Denkbar wäre selbstverständlich auch, dass mittels des Signalmanagementmoduls 10 das Audiosignal, von Internetradios oder CDs bei einem einkommenden Telefonat leiser zu schal-35 ten, so dass diese als angenehme Hintergrundmusik registriert werden, ohne die Kommunikation mit dem Telefonteilnehmer zu stören.

Im in Fig. 3 gezeigten Signalmanagementmodul 10 ist vorzugsweise ein kleiner Speicher (nicht gezeigt), z.B. ROM, mit einer Schnittstelle enthalten. Über ein mit Konfigurationssoftware pro-40 grammierten Konfigurationsmodul 15, welches ebenfalls über eine Schnittstelle verfügt und vorzugsweise in einem PC oder Notebook integriert ist, kann der Benutzer nun verschiedene Voreinstellungen vornehmen, die während des Konfigurierens des Signalmanagementmoduls 10 im Speicher (ROM) gespeichert werden. Zu diesen Einstellungen zählen zum Beispiel die Zuordnung verschiedener Internetradiostationen samt den zugehörigen Webadressen mit be-45 stimmten Tasten des Benutzerinterface 16. Ebenso können Pfade bzw. Quellverzeichnisse programmiert werden, die auf bestimmte Audiodateien, die am Computer lokal gespeichert sind, verweisen. Das Wählen einer bestimmten Taste am Benutzerinterface, z.B. einer Fernbedienung führt in Folge dazu, dass der Kopfhörer die entsprechende Audiodatei oder einen vom Internetradio zur Verfügung gestellten Stream anfordert. 50

Des weiteren beinhaltet das Konfigurationsmodul und nach der Übertragung auch der Speicher (ROM) des erfindungsgemäßen Headsets einstellbare Parameter für VolP, z.B. Art der Aktivierung bei eingehendem Telefonat, Dazuschalten des Telefonats zur Musik, Dämpfung der Musik und/oder Speicher für ein Telefonbuch oder persönliche Nummern. Weitere einstellbare Para-55 meter betreffen die HRTF-Parameter, die im wesentlichen die Filterkoeffizienten der digitalen

Claims (11)

10 AT 008 799 U1 Filter ausmachen und somit die Faltung des digitalen Audiosignals bestimmen, und WLAN-Verbindungsparameter. Dazu zählen insbesondere Sicherheitseinstellungen, die den Benutzer vor unbefugtem Mithören schützen sollen und die WLAN-Verbindung mit dem Router oder der PC-Steckkarte verschlüsseln. 5 In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Elektronikeinheit einen Audiodatenpuffer 22, der dazu dient, kurze Unterbrechungen des Audiodatenstromes abzufangen. Der Audiodatenpuffer 22 befindet sich vorzugsweise zwischen dem Ausgang des Intemetmoduls 2 und dem D/A-Wandler 7. Derartige Unterbrechungen können einerseits durch die Internetverbindung des io PCs oder die WLAN-Verbindung zwischen WLAN-Router und erfindungsgemäßen Kopfhörer bzw. Headset entstehen. Dieser Audiodatenpuffer 22 kann auch im Stand-By-Modus ausgenutzt werden, in dem das gepufferte Audiosignal der zuletzt eingestellten Internetradio Station im Audiodatenpuffer 22 gespeichert ist und beim Einschalten des Kopfhörers sofort zur Verfügung steht. 15 In einer besonders bevorzugten Ausführüngsform kann bei einem Headset zumindest ein Teil des Benutzerinterface über das Mikrofon 11 erfolgen. Z.B. kann bei einem eingehenden Telefonat eine über die Ohrkapsel akustisch hörbare Meldung dem Benutzer anzeigen, dass ihn jemand sprechen will. Mittels Mikrofon und nachgeschalteter Spracherkennung würde dann das 20 Telefonat durchgegeben werden, sofern der Benutzer z.B. mit der Antwort "JA" reagiert. Die Benutzung eines erfindungsgemäßen Kopfhörers bzw. Headsets ermöglicht dem Hörer eine Vielfalt von Möglichkeiten bezüglich zur Verfügung stehender Audioquellen. Dabei ist der Hörer nicht auf seine eigene CD-Sammlung beschränkt, sondern ist direkt mit Intemetradios und lokal gespeicherten Audiodatenquellen verbunden. Aufgrund der Beschaffenheit von WLAN-25 Verbindungen, sie eröffnen dieselben Möglichkeiten wie eine LAN-Verbindung, ermöglicht es, dass Dateien sowohl empfangen als auch versendet werden können. Durch diese Art der Verbindung - auch bidirektional genannt - wird gleichzeitig auch Internettelephonie möglich. Das lästige Auf- und Absetzen von Kopfhörern, immer wenn ein Telefonat eingeht erübrigt sich dadurch. Alle obigen Funktionen werden durch das Benutzerinterface 16, das in Form von oben 30 erwähnten Tasten direkt am Kopfhörer oder über eine Fernbedienung mit entsprechenden Empfänger am Kopfhörer, oder über Spracherkennung mit entsprechender Spracherkennungssoftware in der Elektronikeinheit des Kopfhörers steuerbar. Fig. 4 zeigt eine Anwendungsmöglichkeit eines erfindungsgemäßen Headsets 26 mit seiner 35 Elektronikeinheit 27, wobei das Headset über WLAN mit einem Router 23 verbünden ist. Der Router 23 wiederum ist an einen PC 24 angeschlossen, der z.B. über eine Telefonleitung 25 (und Telefonbuchse) mit dem Internet verbunden ist. 40 Ansprüche: 1. Drahtloser Kopfhörer mit zumindest einer Ohrkapsel und einem WLAN-Sender/Empfänger-Modul für bidirektionale Drahtlosübertragung, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfhörer einen Browser (3) zur Herstellung einer Internetverbindung umfasst. 45

2. Drahtloser Kopfhörer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das WLAN-Sender/Empfänger-Modul (1) für bidirektionale Drahtlosübertragung ein Bluetooth-Standard ist. so 3. Drahtloser Kopfhörer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das WLAN-Sender/Empfänger-Modul (1) für bidirektionale Drahtlosübertragung ein IEEE 802.11 Standard ist.

4. Drahtloser Kopfhörer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass 55 der Kopfhörer einen Media-Player (4) zum Abspielen von Audiodateien umfasst. n AT008 799U1

5. Drahtloser Kopfhörer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Audiodatenpuffer (22) zum Abfangen kurzer Unterbrechungen im Audiodatenstrom vorgesehen ist.

6. Drahtloser Kopfhörer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfhörer ein Benutzerinface (16) insbesondere zur Auswahl bestimmter Audiodaten-quellen und/oder Entgegennahme eines Telefongesprächs aufweist.

7. Drahtloser Kopfhörer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Benutzerinter- io face (16) eine Fernbedienung ist, mit der der Kopfhörer über einen entsprechenden am Kopfhörer angebrachten Empfänger ansteuerbar ist.

8. Drahtloser Kopfhörer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Benutzerinterface (16) am Kopfhörer vorgesehene Eingabetasten umfasst. 15

9. Drahtloser Kopfhörer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfhörer einen Speicher, z.B. ROM, zum Speichern von Benutzervoreinstellungen enthält.

10. Drahtloser Kopfhörer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfhörer ein Mikrophon (11) und eine VoicelP-Einheit (5) umfasst, wobei das Mikrophon (11) mit dem Eingang der VoicelP-Einheit (5) und die Ohrkapsel (9) mit dem Ausgang der VoicelP-Einheit (5) verbunden ist.

11. Drahtloser Kopfhörer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfhörer ein Signalmanagementmodul (10) umfasst, welches verschiedene Audioda-tenquellen, z.B. Browser (3), Media Player (4) und/oder VolP Einheit (5), mit der Ohrkapsel (9) zusammenschaltet.

12. Drahtloser Kopfhörer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalmana gementmodul (10) digitale Filter (18a, 18b, 18c, i8d, 18e, 18f) zum Falten des Audiosig-nals umfasst. 35 Hiezu 5 Blatt Zeichnungen 40 45 50 55