CN104735579A - 用于具有生理传感器的耳机的适配系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于具有生理传感器的耳机的适配系统以及一种将包括生理传感器的耳机系统适配于用户的方法。所述适配系统包括：耳机，其具有扬声器；生理传感器，其被配置成为测量生理数据而定位；以及处理器，其连接至生理传感器，以便接收所测量的生理数据并且处理所测量的生理数据，从而输出生理信息和适配参数。应用程序与所述耳机相关联，并且被配置为接收生理信息和适配参数。所述应用程序可至少评估适配参数，用于向用户指示耳机是否适当地定位，并且根据适配参数的评估来发出第一通知。

Description

用于具有生理传感器的耳机的适配系统

技术领域

本发明涉及具有生理传感器的耳机(例如，涉及头带式耳机或耳机)，并且尤其涉及耳机或头带式耳机系统，这些系统包括在位于用户耳朵内时耳机或头带式耳机的适配的评估。

背景技术

在本领域中，在耳机内提供实时非创伤性健康监控器或传感器是众所周知的。健康监控器可包括整合在装置内的多个小型传感器，这些传感器足够小，以便适合置入耳中。收集生理数据，并且可将这些数据发送到处理器内，在该处理器内储存和/或处理数据。人们建议为一副耳机的耳承(earpiece)配置传感器，并且耳机或耳承可使用有线连接或者使用任何已知的无线协议(例如，蓝牙、Wi-Fi或ZigBee)与处理器进行通信。

然后，处理器处理数据并且将数据组织成图表，并且在(例如)手机或计算机上显示这些数据，以便将从所测量的数据中提取的信息传送给用户。

然而，从传感器中获得可靠的数据却是一种挑战。

发明内容

本发明的一个目标在于，提高从在耳承中的传感器中获取的数据的数据质量。

根据本公开的一个方面，提供了一种耳机系统，该耳机系统包括耳机，其具有扬声器；生理传感器，其被配置成为测量生理数据而定位；以及处理器，其连接至生理传感器，用于接收所测量的生理数据并且处理所测量的生理数据，以便输出生理信息和适配参数。耳机系统进一步包括应用程序，其与所述耳机相关联，所述应用程序被配置为接收生理信息和适配参数。应用程序可至少评估适配参数，以便向用户指示耳机是否适当地定位，并且根据适配参数的评估来发出第一通知。

根据本公开的另一个方面，提供了一种将包括生理传感器的耳机系统适配于用户的方法。所述耳机系统包括耳机，其具有扬声器；生理传感器，其被配置成为测量用户的生理数据而定位；以及处理器，其连接至生理传感器，以便处理生理数据，并且输出生理信息和适配参数。所述方法包括以下步骤：在与所述耳机相关联的应用程序中，接收生理信息和适配参数；评估所述适配参数；以及根据适配参数的评估(例如通过计算机应用程序用户界面)发出第一通知。

耳机具有扬声器和生理传感器，该生理传感器被配置成为测量生理数据而定位。例如，生理传感器可被配置为定位于用户的耳朵内或附近，以便在耳机位于在位于用户的耳朵的操作位置中时，生理传感器被定位以便允许测量来自用户的生理数据。在一些实施方式中，生理传感器可与耳朵连接。或者/此外，生理传感器可形成耳机的一部分。

耳机可为任何一个耳机或任何一副耳机、头带式耳机，例如，外挂头带式耳机或耳内式头带式耳机和耳机，用户可通过任何传统的方式佩戴这副耳机和/或头带式耳机，例如，使用头带、颈带、耳夹、耳钩、压配合等。

传感器可为能够测量生理数据的任何传感器，例如，任何换能器或电极。传感器可为无触摸传感器，该传感器能够无触摸地测量生理数据。传感器可为光学传感器、压敏传感器、电极、运动传感器(例如，加速计)、位置传感器、电容传感器等。

在一些实施方式中，传感器位于用户的耳朵内。因此，传感器可构成耳承的一部分，(例如，耳内式耳机的耳塞)或在耳机上刚好在内耳外面的耳塞，或者传感器可位于与耳上式耳机连接的耳拴或耳塞内。

具有传感器的耳承可构成耳机的一部分，并且耳机或耳承可使用有线连接或者使用任何已知的无线协议(例如，蓝牙、DECT、Wi-Fi或ZigBee)与处理器进行通信。

而且，耳机包括处理器，该处理器连接至生理传感器，以便接收所测量的生理数据并且处理所测量的生理数据，从而输出生理信息和适配参数。

生理数据可为从传感器中测量的任何数据，并且处理器可被配置为处理生理数据，以便提供生理信息，例如，心率、运行里程、代谢速率、消耗的热量、最大摄氧量以及很多其他信息。

当用户将耳机佩戴在预期的操作位置时，适配参数可提供将传感器放在耳朵内或者耳朵旁的指示。因此，适配参数可指示由处理器接收的传感器数据的质量，和/或适配参数可指示传感器定位的正确程度，以便传感器测量用户的生理数据。通过将适配参数提供给应用程序，提供耳机的适配的指示，即，传感器的正确放置或定位的程度的指示，以便传感器接收高质量的传感器数据。

例如，适配参数可为一个值，并且适配参数的这个值可指示传感器是否具有足以使传感器在定义良好的质量中接收传感器数据的适配或者用户是否应相对于耳朵调整耳机和/或传感器，以便改进适配参数，从而提高从传感器中接收的数据的质量。

本发明的一个优点在于，将适配参数提供给应用程序，以便用户获得耳机的适配的客观测量。通常，适配是耳机的适配是否被视为良好的用户的主观意见。

应用程序可至少评估适配参数，以便向用户指示耳机是否适当地定位。应用程序还可根据适配参数的评估，发出第一通知。应用程序可为任何应用程序，例如，应用软件，并且可在外部装置上执行，例如，包括处理器的外部装置。

根据适配参数，所述第一通知可为肯定的或否定的。在一些实施方式中，所述适配参数的评估包括将所接收的适配参数和适配参数阈值进行比较，用于指示耳机的适当定位或错误定位。如果耳机适当地定位，那么可发出第一肯定通知，并且如果耳机错误地定位，那么可发出第一否定通知。

所述适配参数可以是所测量的生理数据的质量的测量。适配参数阈值可为质量参数，从而对于高于适配参数阈值的适配参数值，耳机相对于传感器正确地定位，并且可发出肯定通知，同样，对于低于适配参数阈值的适配参数值，根据所选择的适配参数，可发出否定通知，反之亦然。

如果耳机适当地定位，那么可发出第一肯定通知，例如，以便通知用户耳机和/或传感器正确地定位。在耳机和/或传感器以传感器接收用户的足够好的信号的方式定位并且因此在处理器中接收的生理数据的数据质量足够好从而(例如)用户可以开始锻炼时，耳机和/或传感器可正确地定位。同样，如果耳机错误地定位，那么可发出第一否定通知。因此，第一否定通知可提示用户调整耳机和/或传感器，以便例如在开始锻炼之前改进传感器的定位，。

所述耳机系统(例如，应用程序)可包括适配测试模式，以帮助用户调整耳机和/或传感器，以便改进从传感器中接收的生理数据的质量。例如，在发出第一否定通知时，可手动或自动激活适配测试模式。因此，接收否定通知的用户可选择适配测试模式，或者否定通知的发布可激活适配测试模式。

例如，适配测试模式可包括快速启动适配测试以便为用户提供检查耳机和/或传感器是否正确地放在耳朵内或耳朵旁边的选择，以便处理器能够接收足够好的生理数据，从而能够在开始使用耳机系统之前(例如，在开始锻炼之前)，将可靠的生理信息提供给应用程序。测试模式(例如，快速启动适配测试)可提供关于耳机应如何适合耳朵的图形可视化。还可以在测试模式中提供适配参数或适配参数的指示(例如，适配参数的图形说明)，以便向用户指示放置或定位传感器的正确程度。

应用程序可提供用户界面，并且可通过用户界面发出第一通知。用户界面可为音频界面、图形界面、多媒体界面、触觉界面、显示器等及其任意组合。第一和任何进一步通知可为通过用户界面发出的音频通知和/或视觉通知。

所述适配测试模式可包括重新评估适配参数并且发出进一步通知。所述第一和/或进一步通知可包括建议重新布置包括生理传感器的耳机。例如，在重新布置耳机和/或传感器之后，适配测试模式可包括用于重新评估适配参数的反馈循环。因此，例如，用户界面可显示如何重新布置耳机和/或传感器，以便提高生理数据的质量。显示器可包括图形解释、多媒体元素，例如，显示耳机和/或传感器定位的一个或多个可能的校正的视频。

在发出否定通知时，所述应用程序可重新评估适配参数，并且根据适配参数，发出进一步通知。

所述重新评估可在发出前一个通知之后的预定的时间段之后进行，从而为用户提供充足的时间，来重新布置或重新定位耳机和/或传感器。

用户界面可包括用于发出视觉通知的可视用户界面。用户界面可另外/或者包括用于发出音频通知的音频用户界面，例如，声音、语音、音乐元素等。所述视觉或图形用户界面可被配置为用图形显示用户耳朵、目前放在用户耳朵内的物理传感器和/或扬声器的模型，物理传感器和/或扬声器的现有位置可以根据所接收的适配参数提供，并且其中，此外，所述可视用户界面被配置为建议调整物理传感器和/或扬声器的位置，以提高所测量的生理数据的质量。

所述耳机可进一步包括可更换的生理传感器耳朵适配器，以便确保具有可更换的生理传感器耳朵适配器的传感器适合具有多个不同的尺寸、形状以及形式的耳朵。所述应用程序可被配置为建议在安装耳机时更换生理传感器耳朵适配器，例如，在适配测试模式中。

所述扬声器(即，耳机扬声器)可被配置为在适配测试模式中或者期间提供测试模式音频信号。适配测试模式可包括用于重新评估适配参数的反馈循环，并且所述测试模式音频信号可以是为每个反馈循环重复的循环音频信号。所述应用程序可自动或者通过用户的手动输入来评估测试模式音频信号。

应用程序可为任何应用程序，并且可在位于耳机系统的外面的装置中执行，例如，在专用耳机装置、移动电话(例如，智能电话)、个人数字助理、平板电脑(例如，iPad)、笔记本电脑、计算机、健康监控装置等中执行。

现在，在后文中参照附图，更完整地描述本发明，在这些附图中，显示了本发明的示例性实施方式。然而，本发明可体现为具有不同的形式，并且不应理解为限于在本文中提出的实施方式。确切地说，提供这些实施方式，以便本公开彻底完整，并且向本领域的技术人员完整地传达本发明的范围。相似的参考数字在全文中表示相似的部件。因此，不在每幅图的描述中详细描述相似的部件。

附图说明

图1示出了一副耳机；

图2示出了耳机系统；

图3示出了耳机系统，其中，应用程序在计算装置上运行；

图4a至图4d示出了不同的适配部件；

图5示出了放在耳朵内的耳机；

图6a至图6c示出了适配测试模式显示器；以及

图7为示出适配方法的流程图。

具体实施方式

在图1中，显示了头戴式耳机1，具有第一耳机2和第二耳机3。耳机具有耳胶4和适配部件5。每个耳机2、3包括扬声器、生理传感器以及处理器，该处理器连接至位于主体6内的生理传感器(在图2中未显示)。在一些实施方式中，仅仅一个耳机2、3包括生理传感器和处理器。电线(cord)7使这两个耳机2、3互连，并且控制器8位于电线上。头戴式耳机可为无线头戴式耳机，例如，蓝牙头戴式耳机，并且可(例如)通过蓝牙与(例如)智能电话和/或健康监控装置无线通信。控制器包括用于调整音量的按钮和麦克风9。适配部件5位于主体6上，以便在耳机在用户的耳朵内位于预期的操作位置中时，在生理传感器与用户之间确保定义良好的界面。在一些实施方式中，适配部件5和耳胶4可为相同的部件。

在图2中，示出了根据本发明的一个实施方式的耳机系统10。耳机11与应用程序12相关联。应用程序12被配置为通过输入线13从耳机11中接收生理信息和适配参数。应用程序至少评估适配参数，以向用户指示耳机是否适当地定位，并且例如通过输出线14，根据适配参数的评估，发出第一通知。

图3示意性示出了耳机系统30，该耳机系统包括耳机31以及在计算装置40上运行的应用程序12。耳机31包括处理器32、扬声器33以及生理传感器34。耳机进一步包括无线通信单元37，用于当应用程序12在计算装置40上运行时，与应用程序12进行无线通信。计算装置40包括无线通信单元38，用于与在耳机内的无线通信单元37进行通信。而且，计算装置40包括其上执行应用程序12的处理器36和用户界面35(例如，包括显示器的用户界面)。计算装置40可为智能电话、平板手机、平板电脑、笔记本电脑、手持式电脑、固定式电脑、个人数字助理、健康监控器(例如，智能手表、跑步手表)等。

应用程序被配置为至少评估适配参数，以向用户指示耳机是否适当地定位，并且根据适配参数的评估，发出第一通知。该通知可通过用户界面35提供，并且该通知可为视觉和/或音频通知。此外/或者，可通过耳机(例如，在耳机中的扬声器)将该通知提供给用户。根据适配参数，第一通知可以是肯定的或否定的，并且适配参数的评估可包括将所接收的适配参数和适配参数阈值进行，以向用户指示耳机的适当定位或错误定位。例如，适配参数可为具有在1与100之间的值的适配参数，其中，100与传感器的最佳位置对应，即，100％，从而与最佳信号接收对应。例如，值20可足以用于可靠的测量，因此，适配参数阈值可为20，并且因此，该阈值可为20％。如果耳机适当地定位，那么发出第一肯定通知，并且如果耳机错误地定位，那么发出第一否定通知。

在图4a至图4d中，显示了不同的适配部件41、42、43、44，不同的适配部件41、42、43、44具有不同的形状和不同的尺寸。为了使生理传感器提供最佳结果，耳机的适配以及因此适配部件41、42、43、44的适配尤其重要。适配部件41、42、43、44具有用于传感器信号53的开口，该开口位于适配部件的下部分内，被配置为朝着用户的耳朵的下部分定位。可以看到，在耳朵部分(未显示)(即，传感器开口53)与传感器45之间延伸的部分的长度在适配部件41上比在适配部件42上更小，因此，L1小于长度L2，长度L2另外小于适配部件43的长度L3。适配部件44具有一种不同的总体适配形状，表示适配部件可具有任何形状，以便使耳机适合于用户的耳朵。

由于所有用户具有不同的耳朵形状和尺寸，所以通常，耳机具有适配部件和耳胶的选择，并且通常，用户可选择在耳朵中感觉最舒适的耳胶和/或适配部件。

在图5中示出了在用户的耳朵50内的耳机2。耳机2位于耳朵50的外耳52内，并且适配部件5的上部分压在外耳的上壁51上，然而，传感器开口53靠在外耳的下壁54上。

如上所述，适配参数是所测量的生理数据的质量的测量，并且通过用户界面发出第一通知，以通过第一肯定通知或第一否定通知向用户指示耳机是否被适当地定位。在提供了第一通知时，耳机系统可自动或者通过用户的人工交互进入适配测试模式，以改进耳机的适配。例如，适配测试模式可为向导，该向导包括多个步骤，用于帮助用户使耳机正确地配合耳朵。图6a-c示出了在适配测试模式期间可能的显示器。按照设想，适配测试模式可利用任何用户界面装置，以便向用户提供任何多媒体反馈，包括显示器、音频信息、视频等及其任意组合。

适配测试模式包括重新评估适配参数以及发出进一步通知，并且第一和/或进一步通知可包括建议重新布置包括生理传感器的耳机。在图6a-c中，用户被要求调整耳机和/或适配部件，以便提高传感器数据质量。在图6a中，用户被要求旋转耳机，以便提高适配；在图6b中，用户被要求向下移动耳机；并且在图6c中，用户被要求更换适配部件，并且在这种情况下，用户被要求使用更小的适配部件来提高传感器数据的质量。

在调整之后，重新评估适配参数，并且提供进一步通知，该循环可继续，直到获得可接受等级的传感器数据。

图7示出了描述使耳机与用户适配的方法70的流程图。在步骤71中，在应用程序中(例如，在被配置为运行应用程序的处理器中)接收生理信息和适配参数。应用程序与耳机相关联。在步骤72中，进入适配测试模式。适配测试模式可自动启动，或者适配测试模式的启动可由用户发起。在适配测试模式期间，测试模式音频信号被提供。步骤73是评估步骤，其中，评估适配参数，并且将该适配参数与适配参数阈值进行比较。在步骤73中，还评估测试模式音频信号。例如，用户可将测试模式音频信号确认为(例如)可接受或“良好”，或者不可接受或“较差”，然而，用户还可在某个数值范围上指示测试模式音频信号的质量，并且如果在这个数值范围上，质量高于阈值质量水平，那么该质量可解释为“良好”。在步骤74中，确认适配参数是否高于适配参数阈值以及测试模式音频信号是否“良好”。在作出肯定的回答时，在步骤75中发出肯定或积极的通知，以便向用户指示该装置现在良好地配合，并且用户可使用该装置开始。在得出否定结果的情况下，在步骤76中发出第一或进一步否定通知，并且在步骤73中重新评估适配。重新评估可能要在某个时间延迟之后进行，以便允许用户具有足够的时间来调整或重新调整耳机。此外，可实现其他标准，以便在合理数量的步骤中，能够完成适配。例如，可修改阈值，并且例如，在某个数量的步骤之后，阈值可降低，以便能够使用该系统。而且，可考虑一个标准比另一个标准占有更多权重，以便即使在某个数量的重新评估之后，音频质量不充足，也可开始使用该系统。

虽然显示和描述了这些发明的特定实施方式，但是要理解的是，并非旨在将所要求的发明限于优选的实施方式，并且对于本领域的技术人员，在不背离所要求的发明的精神和范围的情况下，显然可进行各种变化和修改。因此，说明书和附图应以说明性而非限制性意义来考虑。所要求的发明旨在包括替换物、修改以及等同物。

Claims (16)

1.一种耳机系统，包括

耳机，该耳机具有

扬声器；

生理传感器，该生理传感器被配置成为测量生理数据而被定位；以及

处理器，连接至所述生理传感器，以接收所测量的生理数据并且处理所测量的生理数据，从而输出生理信息和适配参数；以及

应用程序，与所述耳机相关联，

所述应用程序被配置为接收所述生理信息和所述适配参数，

其中，所述应用程序至少评估所述适配参数以向用户指示所述耳机是否被适当地定位，并且根据对所述适配参数的评估来发出第一通知。

2.根据权利要求1所述的耳机系统，其中，根据所述适配参数，所述第一通知是肯定的或否定的。

3.根据前述权利要求中任一项所述的耳机系统，其中，对所述适配参数的所述评估包括将所接收的适配参数与适配参数阈值进行比较，从而指示所述耳机的适当定位或错误定位，并且如果所述耳机被适当定位，那么发出第一肯定通知，以及如果所述耳机被错误地定位，那么发出第一否定通知。

4.根据权利要求3所述的耳机系统，其中，所述耳机系统包括适配测试模式，并且其中，一旦发出所述第一否定通知，所述适配测试模式被激活。

5.根据前述权利要求中任一项所述的耳机系统，其中，所述适配参数是所测量的生理数据的质量的测量。

6.根据前述权利要求中任一项所述的耳机系统，其中，所述应用程序在具有用户界面的装置上运行，并且其中，所述第一通知是通过所述用户界面发出的。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的耳机系统，其中，所述适配测试模式包括所述适配参数的重新评估以及进一步通知的发出。

8.根据前述权利要求中任一项所述的耳机系统，其中，所述第一和/或进一步通知包括重新布置具有所述生理传感器的所述耳机的建议。

9.根据权利要求2-8中任一项所述的耳机系统，其中，一旦发出否定通知，所述应用程序重新评估所述适配参数，并且根据所述适配参数发出进一步通知。

10.根据权利要求9所述的耳机系统，其中，在发出前一个通知之后的预定时间段之后，进行所述重新评估。

11.根据前述权利要求中任一项所述的耳机系统，其中，所述应用程序在具有用户界面的装置上运行，所述用户界面包括用于发出视觉通知的可视用户界面和/或所述用户界面包括用于发出音频通知的音频用户界面，并且其中，所述可视用户界面被配置为用图形显示所述用户的耳朵、目前定位在所述用户耳朵内的生理传感器和/或扬声器的模型，所述生理传感器和/或扬声器的目前的定位是根据所接收的适配参数而提供的，并且其中，所述可视用户界面进一步被配置为建议调整后的所述生理传感器和/或扬声器的定位，以提高所测量的生理数据的质量。

12.根据前述权利要求中任一项所述的耳机系统，其中，所述耳机进一步包括可更换的生理传感器耳朵适配器，并且其中，所述应用程序被配置为在适配所述耳机的过程中建议更换所述生理传感器耳朵适配器。

13.根据权利要求4-12中任一项所述的耳机系统，其中，所述扬声器被配置为在所述适配测试模式中提供测试模式音频信号。

14.根据权利要求13所述的耳机系统，其中，所述适配测试模式包括用于重新评估所述适配参数的反馈循环，并且其中，所述测试模式音频信号是用于每个反馈循环而重复的循环音频信号。

15.根据权利要求13-14中任一项所述的耳机系统，其中，所述应用程序进一步评估所述测试模式音频信号。

16.一种将包括生理传感器的耳机系统适配于用户的方法，所述耳机系统包括耳机，具有扬声器；生理传感器，被配置成为测量所述用户的生理数据而被定位；以及处理器，连接至所述生理传感器，以处理生理数据并且输出生理信息和适配参数，

所述方法包括以下步骤：

在与所述耳机相关联的应用程序中接收所述生理信息和所述适配参数，

评估所述适配参数，以及

根据对所述适配参数的评估来发出第一通知。