CN103517196B - 具有自动模式切换的双耳听音系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有自动模式切换的双耳听音系统，包括适于建立无线链路的第一和第二听音装置，每一听音装置包括：信号处理单元，用于处理信号及基于控制输入进行逻辑行动；及用于建立无线链路的天线和收发器单元，收发器单元包括：发射控制单元，其使能以提供第一/第二工作传输距离的、第一/第二水平的发射功率传输第一/第二数据；接收控制单元，其使能从对侧听音装置接收第一和第二数据；及其中发射控制单元适于使第一数据包括用于分别在第二和第一听音装置中进行第一行动的第一控制信号；及其中接收控制单元适于从自相应的对侧听音装置接收的第一数据提取第一控制信号；及其中信号处理单元分别适于基于第一控制信号进行所述第一行动。

Description

具有自动模式切换的双耳听音系统
技术领域
本申请涉及便携听音装置领域，如助听器尤其是双耳系统。本发明尤其涉及包括适于相应位于用户左耳和右耳之处或之中的第一和第二听音装置的双耳听音系统，第一和第二听音装置包括使能在听音装置之间交换信息的天线和收发器电路。
本申请还涉及双耳听音系统的运行方法及双耳听音系统的用途。
本申请还涉及包括处理器和程序代码的数据处理系统，程序代码使处理器执行本发明方法的至少部分步骤。
例如，本发明的实施例可用在包括多对能彼此无线通信的装置的应用中，例如助听器、耳机、有源耳朵保护系统等。
背景技术
下面的现有技术说明涉及本申请的应用领域之一，即助听器。
听力仪器（HI）用户可能具有多种残疾，因而通过打开电池抽屉（这是使听力仪器断电以使电池的不必要消耗最小化的典型方式）以在夜间关闭助听器成为每日的挑战。或者，用户可能在听力仪器通电的情况下将其留在抽屉中或桌子上，从而导致较低的电池寿命及可能导致一些干扰亲属或宠物的反馈噪声（如在夜间期间）。
US2009/0087005A1描述了一种包括两个助听器的助听器系统，在两个助听器之间提供无线信号传输。助听器自动打开和关闭。为此，可确定一助听器接收的、传自另一相应助听器的电磁信号的场强或值。所确定的值与阈值比较，只要场强大于阈值，则关闭相应助听器（睡眠模式）；否则，只要测得的场强低于阈值，则打开助听器。
US2010/0184383A1涉及包括第一和第二通信装置（如双耳助听器系统的一对听力仪器）的通信系统，每一装置包括用于在装置之间建立无线链路的发射和接收单元。至少第一通信装置包括控制单元，用于基于链路的质量度量动态调节其发射单元的发射功率，其中，当两个通信装置预期非正常使用时，该系统适于使用动态发射功率调节实现该系统的不完全断电模式。
发明内容
本申请的目标在于提供改进的双耳听音系统。本申请的目标在于提供适于节能的双耳听音系统。
本申请的目标由所附权利要求限定的及下面描述的发明实现。
双耳听音系统
在本申请的一方面，本申请的目标由双耳听音系统实现，其包括适于相应位于用户左耳和右耳之处或之中的第一和第二听音装置，第一和第二听音装置适于建立使能在听音装置之间交换信息的无线链路，每一听音装置包括：
-信号处理单元，用于处理包括音频的信号及用于基于一个或多个控制输入进行逻辑行动；及
-用于建立无线链路的天线和收发器单元，该收发器单元包括：
--发射控制单元，其使能以提供第一工作传输距离的、第一水平的发射功率传输第一数据及以提供第二工作传输距离的、第二水平的发射功率传输第二数据，其中第二工作传输距离大于第一工作传输距离；
--接收控制单元，当第一和第二听音装置分别位于第一和第二工作传输距离内时，其使能从对侧听音装置接收第一和第二数据；
及其中第一和第二听音装置的发射控制单元适于实现：第一数据包括用于分别在第二和第一听音装置中进行第一行动的第一控制信号；及其中第二和第一听音装置的接收控制单元适于实现：从自相应的对侧听音装置接收的第一数据提取第一控制信号；及其中第二和第一听音装置的信号处理单元分别适于基于第一控制信号进行第一行动。
这具有有助于根据双耳听音系统的两个听音装置当前的工作距离进行行动的自动方案的优点。
在本说明书中，术语“对侧装置”意为双耳听音系统的、相对于当前描述的装置的另一装置，即第一听音装置的“对侧装置”为第二听音装置，反之亦然。第一控制信号优选作为一个或多个控制输入之一反馈给信号处理单元。
应当理解，双耳听音系统适于实现：第一和第二数据传输自第一听音装置并在第二听音装置中接收（如果传输距离适当），及第一和第二数据传输自第二听音装置并在第一听音装置中接收（如果传输距离适当）。因此，当传输自第一听音装置时，第一（或第二）控制信号可导致第一（或第二）行动由第二听音装置的信号处理单元进行（反之亦然）。
在特定实施例中，第一和第二听音装置的发射控制单元适于实现：第二数据包括用于分别在第二和第一听音装置中进行第二行动的第二控制信号；及其中第二和第一听音装置的接收控制单元适于实现：从自相应的对侧听音装置接收的第二数据提取第二控制信号；及其中第二和第一听音装置的信号处理单元分别适于基于第二控制信号进行第二行动。
在特定实施例中，如果第一控制信号被接收和提取尚未达预定时间或根据预定方案，第二和第一听音装置的接收控制单元适于产生第三控制信号，及其中第二和第一听音装置的信号处理单元分别适于基于第三控制信号进行第三行动。
在实施例中，第一行动包括启动特定运行模式。
在特定实施例中，第一行动包括启动（或维持）传声器关模式，其中听音装置的传声器或传声器系统关闭。从而可避免反馈，及相较于反馈啸声持续延长的时间段的情形（例如在助听器系统使用之间，通常在用户睡觉或休息时间段期间，如在夜里）节能。
在特定实施例中，第一行动包括启动（或维持）低功率运行模式。在实施例中，低功率运行模式包括听音装置的“不完全断电”，“不完全断电”意为装置的功耗相较于装置的正常运行状态或模式（如预定时间段例如日间使用期间的平均功耗）大大减小，如减小到正常情形的20%，如减小到正常情形的10%，如减小到正常情形的5%，如减小到正常情形的1%。双耳听音系统适于至少使收发器单元的发射控制单元和接收控制单元能在低功率（或睡眠）模式时分别传输和接收第一控制信号。
在特定实施例中，每一听音装置适于自动基于所涉及听音装置中的决定、或通过给定听音装置中接收自用户接口（如经听音装置上的启动元件或经遥控装置）的命令、或基于来自外部装置和/或传感器的控制输入而切换成完全断电模式（或至少切换成比本发明中描述的低功率模式消耗更少功率的断电模式）。
在特定实施例中，第二行动包括启动（或维持）正常运行模式。
在特定实施例中，第三行动包括启动（或维持）正常运行模式。
在特定实施例中，第一和第二听音装置中的至少一个包括使能人工启动正常运行模式的启动元件（当听音装置处于低功率模式或处于完全断电（“关”）状态时）。在实施例中，双耳系统包括使用户能人工启动正常运行模式的遥控器（包括使听音装置脱离低功率模式，如使系统“打开”）。
在实施例中，正常运行模式包括听音系统由用户佩戴并处于工作状态如打开及处于提供用户在正常使用期间预期功能的状态时的模式。
在实施例中，发射控制单元适于实现：第一控制信号根据第一计时方案进行传输。在实施例中，第一计时方案包括第一控制信号以第一预定时间间隔（以第一发射频率）进行传输，如每30秒。在实施例中，第一听音装置的第一计时方案等于第二听音装置的第一计时方案。在实施例中，第一和第二听音装置中的第一计时方案不同。在实施例中，第一和/或第二听音装置的第一计时方案取决于所涉及装置的运行模式。在实施例中，所涉及装置在处于低功率模式时的第一计时方案不同于其处于正常运行模式时的第一计时方案。
在实施例中，第一控制信号在双耳听音系统的低功率模式期间及正常运行模式期间进行传输。
在实施例中，发射控制单元适于实现：第二控制信号根据第二计时方案进行传输。在实施例中，第二计时方案包括第二控制信号以第二预定时间间隔（以第二发射频率）进行传输，如每30秒。在实施例中，第一和第二计时方案一样。在实施例中，第一和第二计时方案不同。在实施例中，第一发射频率大于第二发射频率。在实施例中，在实施例中，第一听音装置的第二计时方案等于第二听音装置的第二计时方案。在实施例中，第一和第二听音装置中的第二计时方案不同。
在实施例中，当按正常运行使用时，第一传输距离小于第一和第二听音装置之间的最小距离。在实施例中，第一传输距离小于10cm，如小于5cm。
在实施例中，当按正常运行使用时，第二传输距离大于第一和第二听音装置之间的最小距离。在实施例中，第二传输距离大于10cm，如大于12cm。在实施例中，第二传输距离小于100cm，如小于50cm。
在实施例中，第一和/或第二传输距离具有相应的最小工作频率，当低于该频率时，第一和/或第二控制信号不能在相应听音装置的接收器中适当提取（例如，由于接收器饱和（对于当前的发射器-接收器距离，发射功率太大））。在实施例中，第一工作传输距离(ΔL1)为第一和第二听音装置之间的最小距离(L1min)和最大距离(L1max)之间的范围。在实施例中，第二工作传输距离(ΔL2)为第一和第二听音装置之间的最小距离(L2min)和最大距离(L2max)之间的范围。在实施例中，第一和第二工作传输距离重叠。在实施例中，第二工作传输距离包括第一工作传输距离。在实施例中，第一和第二工作传输距离不重叠。
在实施例中，当第一和第二听音装置已分别接收到第一控制信号时，第一和第二听音装置的发射控制单元适于将第一信息信号分别发送给第二和第一听音装置。在实施例中，第二和第一听音装置的信号处理单元分别适于基于从相应对侧听音装置接收的第一控制信号和第一信息信号进行第一行动。换言之，第一控制信号必须在两个听音装置的任一装置中启动第一行动之前接收在两个听音装置中（同时，即在随后的第一控制信号传输之间的预定时间间隔内，和/或预定的多个时间）。
在实施例中，第一和第二听音装置被授权以使能在其间交换数据。在实施例中，前述授权在初始配对过程中提供，例如包括检索表，其中可定义被允许与所涉及听音装置（至少对侧听音装置）通信的一个或多个授权装置。在实施例中，发射单元适于发出具有第一和第二数据的检索表，如第一和第二控制信号。在实施例中，接收单元适于识别从授权装置接收的、第一或第二数据中的检索表并适于仅提取从授权装置接收的第一或第二控制信号。
在实施例中，第一和/或第二听音装置适于提供助听器功能，例如提供随频率而变的增益以补偿用户的听力损失。在实施例中，信号处理单元适于增强输入音频信号并提供处理后的输出信号。数字助听器的各个方面在[Schaub;2008]中描述。
在实施例中，第一和/或第二听音装置包括用于将处理后的电输出信号转换为输出声音的输出变换器，如接收器（扬声器）。
在实施例中，第一和/或第二听音装置包括用于将输入声音转换为电输入信号的输入变换器（如传声器）。在实施例中，第一和/或第二听音装置包括定向传声器系统，适于在佩戴听音装置的用户的局部环境中增强多个声源中的目标声源。
在实施例中，听音装置包括用于从另一装置如通信装置或另一听音装置无线接收电磁信号并提供电输入信号的天线和收发器电路。在实施例中，电输入信号表示或包括音频信号和/或控制信号（如用于设置听音装置的运行参数（如音量）和/或处理参数）和/或信息信号（如与另一装置的状态有关，例如对决定接收听音装置中采取的行动有作用）。在实施例中，听音装置包括用于对所接收的电磁信号进行解调的解调电路，以提供表示音频信号和/或控制信号和/或信息信号的电输入信号。总的来说，听音装置的发射器和天线及收发器电路建立的无线链路可以是任何类型。在实施例中，无线链路在功率约束条件下使用，例如由于听音装置包括便携式（通常电池驱动的）装置。在实施例中，无线链路为基于近场通信的链路，例如基于发射器和接收器部分的天线线圈之间的感应耦合的感应链路。在另一实施例中，无线链路基于远场电磁辐射。在实施例中，听音装置包括两个不同的无线链路。在实施例中，第一数据经第一短距离链路进行传输（例如基于相邻电感线圈之间的感应耦合），而第二数据经较长距离的链路进行传输（例如基于辐射场）。
在实施例中，经无线链路进行的通信根据特定调制方案进行安排，例如模拟调制方案，如FM（调频）或AM（调幅）或PM（调相），或数字调制方案，如ASK（幅移键控）如开-关键控、FSK（频移键控）、PSK（相移键控）或QAM（正交调幅）。
在实施例中，听音装置和另一装置（如另一听音装置）之间的通信处于基带（音频频率范围，如0和20kHz之间）中。优选地，听音装置和另一装置（如另一听音装置）之间的通信基于高于100kHz频率下的某种调制。优选地，用于在听音装置和另一装置之间建立通信的频率低于50GHz，例如位于从50MHz到50GHz的范围中，例如高于300MHz，例如在高于300MHz的ISM范围中，例如在900MHz范围中或在2.4GHz范围中。
在实施例中，第一和/或第二听音装置包括电小天线。在本说明书中，“电小天线”意为天线的空间延伸（如任何方向的最大物理尺寸）远小于所发射电信号的波长λTx。在实施例中，天线的空间延伸为10、50、100或以上的因子，或1000或以上的因子，小于所发射信号的载波波长λTx。在实施例中，听音装置为相当小的装置。在本说明书中，术语“相当小的装置”意为其最大物理尺寸（因而用于提供到装置的无线接口的天线的最大物理尺寸）小于10cm如小于5cm的装置。在实施例中，“相当小的装置”为其最大物理尺寸远小于（如小3倍以上，如小10倍以上，如小20倍以上）天线针对其设计的无线接口的工作波长（理想地，用于以给定频率辐射电磁波的天线应大于或等于该频率下所辐射波的波长的一半）。在860MHz时，真空波长为约35cm。在2.4GHz时，真空波长为约12cm。在实施例中，听音装置具有0.15m级的最大外尺寸（如手持移动电话）。在实施例中，听音装置具有0.08m级的最大外尺寸（如耳机）。在实施例中，听音装置具有0.04m级的最大外尺寸（如听力仪器）。
在实施例中，第一和第二听音装置为便携装置，如包括本机能源如电池例如可再充电电池的装置。在实施例中，本机能源具有1000mAh的最大容量，如500mAh，在不进行更换或再充电的情形下，其向听音装置（处于正常运行模式）提供几小时或几天时间级的工作时间，如最多1、3、7或10天。
在实施例中，第一和/或第二听音装置包括输入变换器（传声器系统和/或直接电输入（如无线接收器））和输出变换器（如扬声器）之间的正向或信号通路。在实施例中，信号处理单元位于正向通路中。在实施例中，信号处理单元适于根据用户的特定需要提供随频率而变的增益。在实施例中，听音装置包括分析通路，其包括用于分析输入信号或来自正向通路的信号（如确定电平、调制、信号类型、声反馈估计等）的功能元件。在实施例中，分析通路和/或信号通路的部分或所有信号处理在频域进行。在实施例中，分析通路和/或信号通路的部分或所有信号处理在时域进行。
在实施例中，听音装置包括模数(AD)转换器以按预定采样率如20kHz使模拟输入数字化。在实施例中，听音装置包括数模(DA)转换器以将数字信号转换为模拟输出信号，例如以经输出变换器呈现给用户和/或传给另一装置。
在实施例中，第一和/或第二听音装置还包括用于所涉及应用的其它有关功能，如压缩、降噪等。
在实施例中，第一和/或第二听音装置包括助听器如听力仪器，例如适于位于耳朵处或完全或部分位于用户耳道中的听力仪器，例如耳机、耳麦、耳朵保护装置或其组合。
在实施例中，双耳听音系统还包括辅助装置。在实施例中，该系统适于在听音装置和辅助装置之间建立通信链路以使能交换信息（如控制和状态信号，可能音频信号）或将信息从一装置转发给另一装置。在实施例中，辅助装置是或包括音频网关设备，其适于（如从娱乐装置，例如TV或音乐播放器，从电话装置例如移动电话，或从计算机例如PC）接收多个音频信号，及适于选择和/或组合所接收音频信号（或信号组合）中的适当信号以传给听音装置。在实施例中，辅助装置是或包括遥控器，用于控制双耳听音系统的一个或两个听音装置的功能和运行。
在实施例中，双耳听音系统还包括用于存放双耳听音系统的听音装置的容器。在实施例中，该容器适于实现：当第一和第二听音装置位于容器中时，第一水平的发射功率足以使第一控制信号能从这些装置的每一装置中的第一数据接收和提取。从而，确保了安全存放并保持供电（如果第一控制信号用于进行使所涉及装置进入低功率模式的行动）。在实施例中，该容器包括反射来自所涉及听音装置的天线的电磁波的层或涂层。从而电磁信号的强度（对于给定发射功率）在接收器处最大。在实施例中，该容器具有适于确保位于容器中的第一和第二听音装置在第一工作传输距离内的形状和尺寸。
用途
此外，本发明提供上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的双耳听音系统的用途。在实施例中，提供在包括两个听力仪器、耳机、有源耳朵保护系统等或其组合的系统中的用途。
方法
另一方面，本申请进一步提供双耳听音系统的运行方法，双耳听音系统包括适于相应位于用户左耳和右耳之处或之中的第一和第二听音装置，第一和第二听音装置适于建立使能在听音装置之间交换信息的无线链路。该方法包括：
-处理包括音频的信号及基于一个或多个控制输入进行逻辑行动；及
-建立无线链路，同时：
--使能以提供第一工作传输距离的、第一水平的发射功率传输第一数据及以提供第二工作传输距离的、第二水平的发射功率传输第二数据，其中第二工作传输距离大于第一工作传输距离；
--当第一和第二听音装置分别位于第一和第二工作传输距离内时，使能接收第一和第二数据；
-使第一数据包括用于分别在第二和第一听音装置中进行第一行动的第一控制信号；
-使从自相应的对侧听音装置接收的第一数据提取第一控制信号；及
-基于第一控制信号进行第一行动。
当由对应的过程适当代替时，上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的系统的结构特征可与本发明方法结合，反之亦然。方法的实施例具有与对应系统一样的优点。
计算机可读介质
本发明进一步提供保存包括程序代码的计算机程序的有形计算机可读介质，当计算机程序在数据处理系统上运行时，使得数据处理系统执行上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的方法的至少部分（如大部分或所有）步骤。除了保存在有形介质如磁盘、CD-ROM、DVD、硬盘、或任何其它机器可读的介质上，计算机程序也可经传输介质如有线或无线链路或网络如因特网进行传输并载入数据处理系统从而在不同于有形介质的位置处运行。
数据处理系统
本发明进一步提供数据处理系统，包括处理器和程序代码，程序代码使得处理器执行上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的方法的至少部分（如大部分或所有）步骤。
本发明的进一步的目标由从属权利要求和本发明的详细描述中限定的实施方式实现。
除非明确指出，在此所用的单数形式的含义均包括复数形式（即具有“至少一”的意思）。应当进一步理解，说明书中使用的术语“具有”、“包括”和/或“包含”表明存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。应当理解，除非明确指出，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，可以是直接连接或耦合到其他元件，也可以存在中间插入元件。如在此所用的术语“和/或”包括一个或多个列举的相关项目的任何及所有组合。除非明确指出，在此公开的任何方法的步骤不必须精确按所公开的顺序执行。
附图说明
本发明将在下面参考附图、结合优选实施方式进行更完全地说明。
图1a示出了听音装置的实施例，其可形成双耳听音系统的一部分。
图1b示出了包括第一和第二听音装置的双耳听音系统的实施例。
图1c示出了双耳听音系统的两个听音装置位于用户耳朵处、处于运行模式时的情形。
图2a和2b示出了包括第一和第二听力仪器的双耳助听器系统的两个实施例。
图3示出了包括双耳助听器系统和音频网关形式的辅助装置的听音系统的实施例，该系统适于在三个装置之间建立通信链路。
图4示出了根据本发明的听音装置的实施例。
为清晰起见，这些附图均为示意性及简化的图，它们只给出了对于理解本发明所必要的细节，而省略其他细节。在所有附图中，同样的附图标记用于同样或对应的部分。
通过下面给出的详细描述，本发明进一步的适用范围将显而易见。然而，应当理解，在详细描述和具体例子表明本发明优选实施例的同时，它们仅为说明目的给出。对于本领域的技术人员来说，从下面的详细描述可显而易见地得出其它实施方式。
具体实施方式
代替打开便携听音装置（如助听器）的电池抽屉以省电或代替在夜间仍保持听音装置处于开-状态，通过靠近放置双耳听音系统的装置而启动低功率或睡眠模式。
提出了一种解决方案，其中听音装置如听力仪器HI的无线接口用于检测双耳系统（如双耳助听器系统）的听音装置是否彼此靠近。低功率信号（具有第一水平的发射功率）根据预定方案如以预定时间间隔（如每30秒）从每一听音装置发送。低功率信号具有预定的（第一工作传输）距离（如最大距离为5cm）。低功率信号包括指令（所选、特定）接收器接收该低功率信号以进行行动的第一控制信号（命令）。当在一个或两个听力仪器中检测到低功率信号时，所涉及听力仪器可被调整进入功耗减小的睡眠模式。在实施例中，双耳听音系统被调整，使得低功率信号必须在两个听音装置的任一听音装置中启动睡眠模式之前接收在两个听音装置中。当双耳系统的听音装置在低功率通信的预定最大距离内时，睡眠模式适于使低功率信号仍然能进行传输和接收。一起构成双耳听音系统的听音装置优选适于知道彼此（如在初始配对过程中，如包括检索表），其中定义被允许与所涉及听音装置通信的一个或多个授权装置。听音系统的发射装置优选适于相对于其它装置识别其自身。听音系统的接收装置优选适于仅接受来自已知装置的信息。只要低功率信号存在（检测到），听音装置适于保持在睡眠模式。低功率信号的小传输距离防止听音装置（如听力仪器）在使用时进入睡眠模式（如儿童的两只耳朵之间的最小距离为约12cm）。当低功率信号不再被双耳系统的给定听音装置接收到时（作为装置不再处于接近状态的指示），其将离开睡眠模式并启动正常模式，例如进入在启动时正常使用的程序（或在进入睡眠模式之前最后使用的程序）。在睡眠模式时，传声器、接收器和大多数DSP处理关闭，节省高达99%的电（相较于正常运行）。在实施例中，听音装置适于根据预定方案如以预定频率发射低功率信号。在实施例中，当听音装置处于正常运行模式时，听音装置适于以预定正常模式频率发射低功率信号。在实施例中，当听音装置处于睡眠模式时，听音装置适于以预定睡眠模式频率发射低功率信号。在实施例中，正常模式频率小于睡眠模式频率。在实施例中，正常模式频率大于睡眠模式频率。在实施例中，正常模式频率和/或睡眠模式频率可配置，如用户可配置（如经听音装置上的用户接口和/或经听音装置的遥控器）。
图1a示出了听音装置的实施例，其可形成根据本发明的双耳听音系统的一部分。图1b示出了包括第一和第二听音装置（例如，如图1a中所示的听音装置）的双耳听音系统的实施例。
图1a示出了听音装置LD如助听器，包括从输入变换器MIC（如传声器或传声器系统）到输出变换器SPK（如扬声器）的正向通路，该正向通路形成在其间并包括用于基于一个或多个控制输入进行逻辑行动、用于处理输入变换器拾取的信号（或源自其的信号）及用于向输出变换器提供增强信号的处理单元SP，例如用于对信号应用随频率而变的增益。正向通路还可包括模数转换器AD和数模转换器DA，以使能在正向通路中进行数字信号处理。听音装置LD还包括本机能源BAT如电池，以对装置的部分或所有功能元件进行供电。基于一个或多个控制输入信号（如来自双耳听音系统的对侧听音装置的第一控制信号），处理单元SP适于进行或启动与电池BAT消耗有关的逻辑行动，例如通过提供启动各个功能元件的开或关的控制信号。作为备选或另外，本机能源BAT可包括控制单元（参见图4中的单元CNT），以使听音装置的各个功能部分（如传声器系统、信号处理的部分等）能基于来自处理单元SP的一个或多个控制信号（参见图4中的控制信号PCT）而有选择地断电（或通电）。听音装置LD还包括用于建立到另一装置如双耳听音系统的第二听音装置（参见图1b、1c中的LD2）的无线链路（参见图1b、1c中的IA-WL）的天线ANT和收发器单元Rx-Tx。收发器单元Rx-Tx包括发射控制单元，其使能以提供第一工作传输距离(1stTx-range)如小于7cm的、第一水平的发射功率传输第一数据及以提供第二工作传输距离(2ndTx-range)如至少12cm的、第二水平的发射功率传输第二数据。第二工作传输距离大于第一工作传输距离，以使能实施随距离而变的控制方案。收发器单元Rx-Tx还包括接收控制单元，当第一和第二听音装置分别位于第一和第二工作传输距离内时，其使能接收第一和第二数据（图1b和1c分别示出了双耳听音系统的听音装置LD1、LD2的相互距离在第一工作传输距离(1stTx-range)和第二工作传输距离(2ndTx-range)内时的情形）。第二工作传输距离(2ndTx-range)可以也可不包括第一工作传输距离(1stTx-range)。听音装置的发射控制单元适于将用于（在对侧听音装置中）进行第一行动的第一控制信号插入在第一数据流中。听音装置的接收控制单元适于从接收自相应的对侧听音装置的第一数据提取第一控制信号，其中第二和第一听音装置的信号处理单元分别适于基于第一控制信号进行第一行动（如听音装置的功能部分的断电或通电）。（耳间）无线链路（参见图1b、1c中的IA-WL）优选为基于相应听音装置的发射器部分和接收器部分的天线线圈之间的感应耦合的感应链路（即优选天线（图1a中的ANT）为电感线圈）。作为备选，无线链路可基于远场、电磁辐射（如在高于100MHz的频率，例如高于1GHz）。
图1b和1c示出了双耳听音系统的两个听音装置LD1、LD2的两种不同情形（位置）。在两种情形下，双耳助听器系统包括在运行使用时适于位于用户左耳和右耳之处或之中的第一和第二听音装置LD1、LD2。听音装置适于经无线通信链路在其间交换信息，如特定耳间(IA)无线链路IA-WL。两个听音装置LD1、LD2适于使能交换状态信号，例如包括第一和第二控制信号。为建立耳间链路IA-WL，每一听力仪器包括天线和收发器电路（在此由天线符号和模块IA-Rx/Tx指示）。听音装置LD1、LD2优选体现为结合图1a所述的听音装置LD。
图1b示出了双耳听音系统的两个听音装置LD1、LD2位于用于存放双耳听音系统的听音装置的容器BOX中的情形。该容器适于（例如尺寸、形状、设计和材料上）实现：第一水平的发射功率足以使第一控制信号能从位于容器中的第一和第二听音装置LD1、LD2的每一个中的第一数据进行接收和提取。在实施例中，该容器具有适于确保第一和第二听音装置LD1、LD2在位于容器中时在第一工作传输距离（图1a中的1stTx-range）内的形状和尺寸。第一数据可在双耳听音系统的听音装置中从对侧听音装置安全接收的最大工作传输距离由图1b中LMaxLP的指示。在该距离下或低于该距离，假定双耳听音系统非出于正常运行使用状态。容器BOX优选适于确保在听音装置位于容器中时听音装置之间的距离小于LMaxLP。两个听音装置LD1、LD2在其在容器BOX的当前位置时的实际距离由图1b中的L指示（在此L<LMaxLP）。双耳听音系统假定非处于非运行状态时的最小工作传输距离由图1b中的LMinNORM指示。双耳听音系统适于实现：LMinNORM大于LMaxLP，例如至少大5cm。在该距离或高于该距离时，假定双耳听音系统处于正常运行使用状态（尽管它们可能处于彼此相距太远而不能接收第二数据（或以更高水平的发射功率传输的其它数据）的情形）。
图1c示出了双耳听音系统的两个听音装置LD1、LD2位于用户耳朵处、处于运行模式时的情形。两个听音装置LD1、LD2之间在用户头部处当前位置时的实际距离由图1c中的L指示（在此L>LMinNORM）。
图2a和2b示出了包括第一和第二听力仪器的双耳助听器系统的两个实施例。图2a和2b中所示的双耳助听器系统实施例中的每一个包括适于位于用户左耳和右耳之处或之中的第一和第二听力仪器HI-1、HI-2。听力仪器HI-1、HI-2中的每一个包括结合图1a-1c所述的功能元件：传声器MIC、扬声器SPK、信号处理单元SP、电池BAT和用于交换第一数据1stD和第二数据2ndD的耳间(IA)无线链路IA-WL、IA-Rx/Tx。另外，图2a和2b的每一听力仪器包括另外的无线接口，用于建立到另一装置（如双耳系统的另一听音装置和/或任何其它通信装置如移动电话、音频娱乐装置、音频网关设备、或遥控装置等）的无线链路。另外的无线接口通过天线ANT和收发器电路Rx/Tx实施，其向所涉及听力仪器的信号通路和/或信号处理器SP提供所提取的信号INw（如包括音频和/或控制/信息信号）。
在图2a的双耳助听器系统实施例中，从另外的无线接口ANT、Rx/Tx提取的信号INw与来自传声器（或传声器系统）的输入信号INm（包括从所涉及听力仪器的环境拾取的音频信号）并行馈给选择器或混合器单元SEL/MIX。选择器或混合器单元SEL/MIX的输出IN呈现传声器信号INm或无线接收的音频信号INw或其混合形式的合成音频输入信号。信号的选择或混合例如可由经用户接口UI（如听力仪器上的启动元件或从遥控装置接收的信号）产生的控制信号UC进行控制。选择器或混合器单元SEL/MIX还可由从经另外的无线接口ANT、Rx/Tx接收的信号提取的控制信号SELw进行控制。听力仪器HI-1、HI-2还包括反馈抵消系统，其包括用于提供从扬声器输出到传声器输入的反馈的估计量FBest的反馈估计单元AF及用于将反馈估计量FBest从合成音频输入信号IN减去的求减单元“+”（仅在合成音频输入信号IN仅或主要源自传声器输入信号INm时相关；如果不是这种情形，优选禁用反馈估计单元AF）。求减单元“+”的输出信号ER，表示反馈校正的输入信号（“误差信号”），馈给信号处理单元SP进行进一步增强（例如，根据用户的听力受损应用随频率而变的增益），及连同来自信号处理单元SP的输出（或“参考”）信号OUT馈给反馈估计单元AF。输入变换器MIC或ANT、Rx/Tx和输出变换器SPK之间的听力仪器正向通路的音频信号处理例如部分或完全在时域进行。第一数据1stD和第二数据2ndD在信号处理单元SP中产生并转发给耳间无线链路IA-WL、IA-Rx/Tx以传给相应的另一听力仪器。
相比于图2a的双耳助听器系统实施例，图2b的实施例包括另一给信号处理单元SP的控制输入信号X-CNT。该另一控制输入信号X-CNT例如可源自形成所涉及听力仪器的一部分或连接到所涉及听力仪器的传感器。该另一控制输入信号优选可连同第一（可能及第二）控制信号一起使用以影响所涉及听力仪器中的决定（如启动通电或（部分）断电行动（以进入低功率模式））。来自本听力仪器和对侧听力仪器的控制信号例如一起使用，以影响本听力仪器中的决定或参数设置。另外的（本机）控制信号例如可包括与听力仪器的当前声环境的分类（或其它环境参数）有关的信息（例如反馈电平、音频输入信号电平、仪器移动等）。图2b的实施例还表明了正向通路的信号处理（参见，用于使来自传声器MIC的模拟输入数字化（从而提供数字传声器信号INm）的模数AD转换器及将数字信号OUT转换为模拟输出信号以经扬声器SPK呈现给用户的数模DA转换器）。输入变换器MIC或ANT、Rx/Tx和输出变换器SPK之间的、听力仪器HI-1、HI-2的正向通路的音频信号处理部分或完全在频域进行（参见从输入端元IU到信号处理单元SP的频带拆分信号IFB1,…,IFBNI和从信号处理单元SP到输出单元OU的OFB1,…,OFBNO）。在实施例中，用于处理音频信号的频带数量NI、NO在信号处理单元SP的输入侧NI和输出侧NO均一样。输入和输出单元IU、OU例如分别实施为分析和合成滤波器组。输入端元IU从传声器和另外的无线接口接收输入信号INm和INw并提供合成（混合或选择）的频带拆分输入信号IFB1,…,IFBNI。输出单元OU从信号处理单元SP接收频带拆分输出信号OFB1,…,OFBNO并提供合成时域输出信号OUT。
图3示出了包括双耳助听器系统和音频网关形式的辅助装置的听音系统的实施例，该系统适于在三个装置之间建立通信链路。图3示出了根据本发明的便携听音系统实施例的应用场合，其中辅助装置AD包括适于接收多个音频信号的音频选择装置（在此示为从娱乐装置如TV52、电话装置如移动电话51、计算机如PC53、和用于从环境拾取声音xIS如另一人的话音的外部传声器xMIC接收）。在图3的实施例中，音频网关设备AD的传声器11适于拾取用户自己的话音31并能够经无线链路6连接到一个或多个外部音频源51、52、53，无线链路在此为根据蓝牙标准的数字传输链路形式，如音频网关设备AD中的蓝牙收发器14(BT-Rx-Tx)所示。音频源和音频网关设备可使用按钮“BT对”进行配对。一旦配对，音频源的BT地址可保存在音频网关设备的存储器中以方便将来的配对。到音频源的链路也可以任何其它方便的无线和/或有线方式实施，及也可根据任何适当的调制类型或传输标准，可能因音频源不同而不同。不同于图3中所示的其它音频源可连接到音频网关，例如专用音频传输装置（如音乐播放器、拾音线圈、FM传声器等）。音频网关设备AD还包括选择器/组合器单元（未在图3中示出），适于使能选择适当信号或组合适当信号以传给双耳助听器系统的听力仪器HI-1、HI-2。想要的听音系统运行模式可由用户经模式选择按钮“模式1”和“模式2”进行选择。在此，模式1指电话会话模式（选择来自当前有效配对的移动电话的音频信号），及模式2指娱乐装置模式（选择来自当前有效配对的娱乐装置如TV或音乐播放器的音频信号）。音频网关设备还可具有遥控双耳助听器系统的功能，例如用于改变程序或改变听力仪器中的工作参数（如音量，参见Vol按钮），和/或用于使系统完全或部分断电（或通电）。
听力仪器中的每一个HI-1、HI-2包括可用手操作的用户接口UI，藉此使用户能通过用手操作用户接口（如按钮）而改变每一单个（或两个）听力仪器的工作条件，例如改变程序或工作参数（如音量）或使装置（完全或部分）断电或通电（即打开或关闭装置）。
听力仪器HI-1、HI-2示为安装在用户U左耳和右耳处的装置。图3的系统的每一听力仪器包括无线收发器，在此示为基于感应通信I-Rx。该收发器（至少）包括感应接收器（即感应线圈，其与音频网关设备AD的收发器I-Tx中的相应线圈感应耦合），其适于从音频网关设备接收音频信号（或作为基带信号，或作为调制（模拟或数字）信号，在后一情形下，从调制信号提取音频信号）。音频网关设备和每一听力仪器HI-1、HI-2之间的感应链路41示为单向，但也可为双向（例如能够在发射装置AD和接收装置HI-1、HI-2之间交换控制信号，以协商适当的传输通道）。作为备选或另外，听音装置（和/或音频网关设备）可适于从装置环境中的拾音线圈（T线圈）和/或从FM发射器（如形成外部传声器的一部分，例如参见xMIC，如果直接传给听力仪器）接收音频信号。
音频网关设备AD示为被携带在用户U的颈部周围的颈圈42中。颈圈42可具有携带圈和环形天线的组合功能，来自音频网关设备的音频信号馈给环形天线以更好地与听音装置的感应收发器感应耦合。
听力仪器HI-1、HI-2进一步适于在其间建立耳间无线链路IA-WL，至少用于在其间交换状态或控制信号，至少包括用于进行第一行动（例如通过进入低功率模式而部分断电）的第一控制信号。
图4示出了用在根据本发明的双耳听音系统中的听音装置的实施例。图4的听音装置包括与结合图1a的实施例所述一样的功能元件：
-从传声器MIC到扬声器SPK的正向通路，该正向通路包括处理单元SP；
-用于对听音装置的部分或所有功能元件供电的电池BAT；
-用于建立到双耳听音系统的对侧听音装置的无线链路的天线ANT和收发器单元Rx、Tx。
接收器单元Rx包括增益级，在此包括第一固定（前置放大）增益级AMP和第二可变增益级AGC。固定增益级AMP使来自天线ANT的输入信号放大固定的增益值并提供放大后的输出信号。第二级AGC的可变增益使接收器本身能将增益设定为适当的值，确保最佳信号电平用于接着的处理电路（在此为信号解调单元DEMOD）。增益级也可全部固定或全部可变。解调后（及可能解码后）的信号馈给接收控制单元RCU（至少）用于从解调后的输入信号提取第一和第二控制信号及用于使不同类型的信号如可能的音频信号与（例如第一和第二）控制信号分开（分别反映在输出信号RxD和RxC中）。第一和/或第二控制信号RxC的接收可导致行动在听音装置中进行，在此例如为控制听音装置各个部分的电源。接收控制信号RxC的信号处理单元SP将电源控制信号PCT发送给电池单元BAT的控制部分CNT以向听音装置的至少部分功能元件提供功率（电流），在此为到接收器Rx、发射器Tx、信号处理单元SP和传声器单元MIC的功率连接PWR的形式。能够个别控制不同于图4中所示的功能元件是适宜的。同样，能够个别控制信号处理单元SP的不同功能部分也是适宜的，例如反馈抵消系统、正向通路中的处理等。电池单元BAT的控制部分CNT，作为备选或另外，或信号处理单元SP适于控制对听音装置的各个功能部分/元件的功率供应，例如通过控制电池的电流流出，例如通过有选择地断开或闭合电池和所涉及的各个功能部分/元件之间的导体中的开关。
发射器单元Tx从信号处理单元SP接收将要传输的数据TxD。将要传输的数据可包括音频信号和/或控制信号（如第一和第二控制信号）。将要传输的数据TxD馈给调制单元MOD以调制载波和/或对该数据应用数字编码方案。调制后的信号馈给驱动器DRV以驱动天线ANT。并行地，发射器Tx从信号处理单元SP接收控制信号TxC以控制将要传输的数据的功率水平（或传输距离）。为此，发射器Tx包括发射控制单元TCU（至少），其基于控制信号TxC控制发射器在给定时间点的发射功率（经驱动器DRV）。这使能以提供第一工作传输距离（参见图1a中的1stTx-range）的、第一水平的发射功率传输第一数据（包括第一控制信号）及以提供第二工作传输距离（参见图1a中的2ndTx-range）的、第二水平的发射功率传输第二数据（包括第二控制信号）。
在实施例中，当第一和第二装置之间的距离小时（在图1a中的第一工作传输距离1stTx-range内），听音装置适于进入低功率模式（如睡眠模式），这时只接收用低功率传输的控制信号。
在实施例中，当链路全部失去时（即第一和第二装置之间的距离大于图1a中的最大工作距离2ndTx-range的情形），例如当装置被拿走时，听音装置适于进入传声器关模式。
本发明由独立权利要求的特征限定。从属权利要求限定优选实施例。权利要求中的任何附图标记不意于限定其范围。
一些优选实施例已经在前面进行了说明，但是应当强调的是，本发明不受这些实施例的限制，而是可以权利要求限定的主题内的其它方式实现。
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Claims (15)

1.一种双耳听音系统，包括适于相应位于用户左耳和右耳之处或之中的第一和第二听音装置，第一和第二听音装置适于建立使能在听音装置之间交换信息的无线链路，每一听音装置包括：
-信号处理单元，用于处理包括音频的信号及用于基于一个或多个控制输入进行逻辑行动；及
-用于建立所述无线链路的天线和收发器单元，所述收发器单元包括：
--发射控制单元，其使能以提供第一工作传输距离的、第一水平的发射功率传输第一数据及以提供第二工作传输距离的、第二水平的发射功率传输第二数据，其中所述第二工作传输距离大于所述第一工作传输距离；
--接收控制单元，当第一和第二听音装置分别位于第一和第二工作传输距离内时，其使能从对侧听音装置接收第一和第二数据；
及其中第一和第二听音装置的发射控制单元适于实现：第一数据包括用于分别在第二和第一听音装置中进行第一行动的第一控制信号；及其中第二和第一听音装置的接收控制单元适于实现：从自相应的对侧听音装置接收的第一数据提取第一控制信号；及其中第二和第一听音装置的信号处理单元分别适于基于所述第一控制信号进行所述第一行动；其中第一行动包括启动或者保持低功率运行模式；及其中第一控制信号在所述双耳听音系统的所述低功率运行模式期间及正常运行模式期间传输。
2.根据权利要求1的双耳听音系统，其中第一和第二听音装置的发射控制单元适于实现：第二数据包括用于分别在第二和第一听音装置中进行第二行动的第二控制信号；及其中第二和第一听音装置的接收控制单元适于实现：从自相应的对侧听音装置接收的第二数据提取第二控制信号；及其中第二和第一听音装置的信号处理单元分别适于基于所述第二控制信号进行所述第二行动。
3.根据权利要求1的双耳听音系统，其中，当第一控制信号被接收和提取尚未达预定时间时或根据预定方案，第二和第一听音装置的接收控制单元适于产生第三控制信号，及其中第二和第一听音装置的信号处理单元分别适于基于所述第三控制信号进行第三行动。
4.根据权利要求1的双耳听音系统，其中所述第一行动包括启动传声器关模式。
5.根据权利要求2的双耳听音系统，其中所述第二行动包括启动正常运行模式。
6.根据权利要求3的双耳听音系统，其中所述第三行动包括启动正常运行模式。
7.根据权利要求1的双耳听音系统，其中发射控制单元适于使第一控制信号根据第一计时方案进行传输。
8.根据权利要求2的双耳听音系统，其中发射控制单元适于使第二控制信号根据第二计时方案进行传输。
9.根据权利要求1的双耳听音系统，其中当正常运行使用时，第一传输距离小于第一和第二听音装置之间的最小距离。
10.根据权利要求1的双耳听音系统，其中当正常运行使用时，第二传输距离大于第一和第二听音装置之间的最小距离。
11.根据权利要求1的双耳听音系统，其中当第一和第二听音装置已分别接收到第一控制信号时，第一和第二听音装置的发射控制单元适于将第一信息信号分别发送给第二和第一听音装置。
12.根据权利要求11的双耳听音系统，其中第二和第一听音装置的信号处理单元分别适于基于从相应对侧听音装置接收的第一控制信号和第一信息信号进行第一行动。
13.根据权利要求1的双耳听音系统，其中第一和第二听音装置被授权以使能在其间交换数据。
14.双耳听音系统的运行方法，所述双耳听音系统包括适于相应位于用户左耳和右耳之处或之中的第一和第二听音装置，第一和第二听音装置适于建立使能在听音装置之间交换信息的无线链路，所述方法包括：
-处理包括音频的信号及基于一个或多个控制输入进行逻辑行动；及
-建立所述无线链路，同时：
--使能以提供第一工作传输距离的、第一水平的发射功率传输第一数据及以提供第二工作传输距离的、第二水平的发射功率传输第二数据，其中第二工作传输距离大于第一工作传输距离；
--当第一和第二听音装置分别位于第一和第二工作传输距离内时，使能接收第一和第二数据；
-使第一数据包括用于分别在第二和第一听音装置中进行第一行动的第一控制信号；
-使从自相应的对侧听音装置接收的第一数据提取第一控制信号；
-基于所述第一控制信号进行所述第一行动；
-使得第一行动包括启动或者保持低功率运行模式；及
-使得第一控制信号在所述双耳听音系统的所述低功率运行模式期间及正常运行模式期间传输。
15.根据权利要求1的双耳听音系统的用途。
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