CN112218198A - 便携式设备及其操作方法 - Google Patents

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CN112218198A CN202010647767.9A CN202010647767A CN112218198A CN 112218198 A CN112218198 A CN 112218198A CN 202010647767 A CN202010647767 A CN 202010647767A CN 112218198 A CN112218198 A CN 112218198A
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Abstract

本公开涉及便携式设备及其操作方法。例如，便携式设备包括麦克风结构，麦克风结构被配置用于将接收到的音频信号转换为表示所接收音频信号的电子信号，并且用于通过发射超声波并且通过接收超声波的反射来收发超声波。便携式设备包括控制单元，控制单元被配置用于评估超声波的反射，以便获得评估结果，并且用于基于评估结果控制便携式设备的操作。

Description

便携式设备及其操作方法
技术领域
本发明涉及一种便携式设备及其操作方法。本发明还涉及通过使用具有超声波收发器功能的音频麦克风进行基于接近度的耳机佩戴检测。
背景技术
便携式设备可使用电池供电。用户可独立于设备的使用来打开和关闭设备，即，用户可打开设备以便使用它，并且可以在使用之后关闭设备。例如，示例设备是耳机。
对便携式设备的长操作时间和/或便携式设备的舒适操作提出了要求。
发明内容
实施例提供了一种便携式设备，其包括麦克风结构，麦克风结构被配置用于将接收到的音频信号转换为表示接收到的音频信号的电子信号，并且用于通过发射超声波并且通过接收超声波的反射来收发超声波。便携式设备包括控制单元，控制单元被配置用于评估超声波的反射，以便获得评估结果，并且用于基于评估结果控制便携式设备的操作。这允许基于反射的超声波控制操作，以便允许省电，例如在未使用状态下，由此实现长时间操作和/或舒适操作。
另一实施例提供了一种用于操作便携式设备的方法。该方法包括将接收到的音频信号转换为表示接收到的音频信号的电子信号。该方法还包括通过发射超声波并且通过接收超声波的反射来收发超声波。该方法包括评估超声波的反射，以便获得评估结果。该方法还包括基于评估结果控制便携式设备的操作。
本文还描述了进一步的实施例。
附图说明
将参考附图在下文中描述实施例，其中：
图1a示出了根据一个实施例的便携式设备的示意框图；
图1b示出了便携式设备的示意框图，其中在对象处获得超声波的反射；
图2a示出了根据一个实施例的与用户交互的便携式设备的示意图；
图2b示出了根据一个实施例的利用前馈控制实施的便携式设备的示意框图；
图2c示出了根据一个实施例的便携式设备的部分的示意框图，其中自适应控制基于反馈控制；
图3a示出了根据一个实施例的ANC耳机的操作的示意框图；
图3b示出了根据一个实施例的用于控制或操作ANC耳机的又一方式的示意图；
图4示出了根据一个实施例的作为移动电话的便携式设备的示意框图；
图5示出了根据一个实施例的用于提供关于超声波的进一步细节的示意图；以及
图6示出了根据一个实施例的用于操作便携式设备的方法的示意流程图。
具体实施方式
相同或等效元件或具有相同或等效功能的元件在以下描述中用相同或等效的参考标号来表示，即使它们出现在不同附图中。
在以下描述中，阐述多个细节以提供对本发明的实施例的更彻底的解释。然而，本领域技术人员应理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其它实例中，为了避免模糊本发明的实施例，以框图形式而不是详细地示出已知结构和设备。此外，除非另有特别说明，否则下文描述的不同实施例的特征可以彼此组合。
本文描述的实施例涉及便携式设备。便携式设备可涉及预期、被配置或制造供用户在其操作期间携带或佩戴的设备或结构。示例便携式设备是移动电话、笔记本电脑、耳机、音乐播放器等。
这种便携式设备可由用户打开和关闭，或者可以不同的方式与用户交互。例如，移动电话(特别是智能手机)可在键入文本消息时被用户观看，并且可以在将设备用作电话时保持在耳朵附近。在后一种情况下，可以关闭屏幕，以便节省电池的能量和/或通过附接触摸屏来避免对设备的错误输入。
作为进一步的示例，可以在佩戴耳机时打开耳机，并且在从头部移除耳机时关闭耳机。这同样适用于主动降噪(ANC)的耳机，该主动降噪包括适于生成消除用户耳朵处的外部噪声的噪声。当佩戴ANC耳机时，可以打开该功能，而当从用户的头部移除耳机时，可以关闭该功能。因此，可以避免不必要的噪声排放和/或功耗。
图1a示出了根据一个实施例的便携式设备10的示意框图。便携式设备10可包括麦克风结构12，其被配置用于将接收到的音频信号14转换为电子信号16。电子信号16可表示接收到的音频信号14，即，其可以是电子版本或其表示。音频信号14可以是要被捕获的外部音频信号，但是也可以是要被检测的剩余信号，例如来自ANC耳机。即，麦克风结构12可以是误差麦克风。
除了将音频信号14转换为电子信号16之外，麦克风结构12还可被配置用于收发超声波18。由于音频信号14的处理可被限于音频范围(例如，20Hz到20kHz等之间)，所以音频信号14的转换和超声波18的收发可同时执行，但是也可以顺次执行。
收发超声波18可包括发射超声波18和接收超声波18的反射18’。反射18’可相对于超声波18的发射时间以特定时间延迟接收，其中时间延迟可基于麦克风结构12与提供用于反射超声波18的反射表面或主体的对象之间的距离，从而生成反射18’。因此，反射18’的接收可以是可选的，因为其可基于对象的存在。在不存在对象的情况下，反射可保持不存在。对象的不存在可等于或等效于与对象的距离超过阈值。这种超出会导致幅度和/或时间延迟，其可被认为是太低或太长而无法处理或测量。
便携式设备10可包括控制单元22，其被配置用于评估反射18’，以便获得评估结果24。控制单元22可被配置用于基于评估结果24控制便携式设备10的操作。例如，控制单元22可输出或提供适应、激活或停用便携式设备10的功能的控制信号，例如可以打开或关闭便携式设备10的部件，或者可以其他方式切换或改变功能。控制单元22可包括处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等。尽管被描述为单独部件，但是控制单元22也可以集成到麦克风结构12中。
控制单元22可以从麦克风结构12接收信号28，该信号包含关于接收到的反射18’的信息。信号28还可以包括关于由麦克风结构12发射的超声波18的信息，例如，以允许由控制单元22确定飞行时间。备选地，控制单元22可在例如控制麦克风结构12时已经访问这些信息。
根据一个实施例，信号16和28可以是相同的信号，并且控制单元22可分离这两个信号或者可以区分这两个信号，例如响应于信号14的频率范围不同于超声波18的频率范围。备选地，与反射18’有关的信息可作为单独的信号被引导到控制单元22。
控制单元22可被配置为控制麦克风结构12，以便发射超声波18。例如，控制单元22可以向麦克风结构12提供包含这种信息的控制信号22a。麦克风结构12可被配置为在至少两个不同的频率范围内可操作。例如，第一频率范围是音频范围，例如，人类可感知的频率范围，例如在20Hz到20kHz之间等。这里与第二频率范围分离地，可布置超声波18的超声波频率范围。例如，超声波频率范围可以在至少40kHz和至多120kHz的频率范围内、至少60kHz和至多100kHz的频率范围内、或者至少70kHz和至多90kHz的频率范围内，例如80kHz。
可以在音频范围和超声波范围之间设置频率间隙。尽管音频信号14也可以包括音频范围外的部分，例如麦克风结构12可被配置用于生成电子信号16，以便仅具有音频范围内的部分。麦克风结构12可包括评估电路，例如，用于将音频信号14转换为电子信号16的专用集成电路(ASIC)、微控制器或现场可编程门阵列(FPGA)。例如，评估电路可以是控制单元22的一部分，或者可以与控制单元22形成公共部件。
麦克风结构12可包括微机电系统(MEMS)。例如，麦克风结构12的膜结构和/或一个或多个背板结构可包括半导体材料，例如砷化镓材料或硅材料。这种MEMS麦克风结构可在包括音频范围和超声波频率范围的大频率范围下操作。
通过使用控制信号26，可至少部分地基于反射18’来控制便携式设备10的操作。这允许区分超声波18保持未被反射的情况(例如，当没有接收到反射18’或者其幅度低于预定阈值时)与反射18’被接收或者至少是预定阈值的情况。这允许对便携式设备10进行自动控制。
图1b示出了便携式设备10的示意框图，其中，反射18’响应于超声波18在对象32处的反射而获得。例如，对象32可以与用户相关。例如，对象32可以是用户的头部或其一部分(例如，耳朵等)。尽管本文描述的一些实施例涉及对象32的识别或分类，但实施例可以简单地检测反射18’，这隐含地要求对象32反射超声波18。
对象32可沿空间中的任何方向执行移动34。通过对反射18'的连续评估，控制单元22还可以确定或检测对象32的移动34的速度和/或位置和/或方向。控制单元22可被配置用于确定对象32朝麦克风结构12的接近。控制单元22可被配置用于基于此来控制便携式设备10。例如，便携式设备10是耳机。控制单元可被配置用于在耳机被放在用户头上时准备声冲击(acoustic shock)。例如，这可能意味着去激活，以控制扬声器的较低声压或者忽略主动降噪系统的自适应控制器的更新等。换句话说，由于距离信息可以不仅仅是简单的开/关指示，因此也可以进行自转换。例如，这可用于所谓的接近度信息可使系统为压力冲击做好准备的接通情况。具有超声波收发器功能的该麦克风可输出专用接近度数据，或者接近度数据可以根据标准音频处理路径中的音频信号进行计算。
根据一个实施例，便携式设备10可以是可穿戴设备。控制单元22可被配置用于提供佩戴检测，以便控制便携式设备10的操作。当再次参考耳机的示例时，可以执行佩戴检测，以便检测用户是否戴上耳机或摘下耳机。接下来，在反射18’的评估时，可以检测与便携式设备10相邻的对象32的存在。备选地或者附加地，可以检测对象32的不存在。在检测到存在的情况下，可将便携式设备的功能切换或控制到第一模式。基于检测到对象的不存在，该功能可被控制为不同的第二模式。当提及耳机时，例如，第一模式可以是主动或打开，即，该功能可被激活。第二模式可以是功能的停用。即，控制器可在检测到耳机已被戴上时打开耳机和/或在检测到耳机已被取下时停用耳机。
当参考便携式设备10是移动电话的示例时，第一模式可以是无效或停用的屏幕，至少考虑到触摸灵敏度和/或显示功能。第二模式可以是显示器的激活模式。
超声波不仅允许检测对象32的存在或不存在，而且还用于检测对象32的结构。例如，控制单元22可被配置用于至少确定对象32面向麦克风结构12的表面32A的拓扑或表面概况。例如，对象32可以是用户的耳朵。控制单元22可被配置用于确定反射超声波18的耳朵的拓扑。控制单元22可基于拓扑确定耳机相对于用户头上的左耳和/或右耳的位置。例如，发射超声波18的麦克风结构12可位于耳机的一个或两个听筒中，使得控制单元22可得出耳机放置在头部的两个定向。例如，这可用于调整将生成的音频信号的左/右声道。
根据一个实施例，控制单元22可被配置用于例如通过确定拓扑并将确定的拓扑与其他拓扑区分开来和/或通过将确定的拓扑与已知拓扑相关来分类或识别对象。例如，耳朵的拓扑可与用户和/或用户的设置相关联，例如便携式设备10的优选声压级、响度或其它设置(还可以包括其它子系统(例如，无线电台、要播放的播放列表等)的设置)。
例如，控制单元22可通过使用机器学习来分析回声(即，反射18’)，以便确定多个佩戴场景中的一个(例如，左/右检测)，或者提取对象12(例如，耳朵)的声学指纹。例如，通过针对由对象12引起的反射18’的一个或多个参数(例如，频率变化等)校准设备，可分别为设备10、控制单元22分别学习声学指纹。
备选地或者附加地，除机器学习之外，例如，可通过布置收发机或麦克风结构12使其相对于对象12的等待或预定位置倾斜来将定向特性实现到设备10中。因此，不同的佩戴场景可导致不同的反射18’。例如，在第一场景中，声音信号18可进入耳朵中，耳朵可充当一种声音抛物面镜并引起具有高幅度的反射18'(即，响亮信号)，而当具有不同场景(不同耳朵)时，倾斜方向可指向对象12的不同部分(例如，头部)，从而引起不同的(例如，较低)的幅度。因此，控制单元22可基于幅度执行差异化处理。
备选地或者附加地，控制单元22可确定被检测的对象32是耳朵还是不同的对象。例如，控制单元22可控制耳机，以便在检测到耳朵的存在时激活，但是如果对象32不是耳朵，则可以保持耳机关闭，允许在将耳机放置在支架上时保持耳机停用。例如，可以在ANC耳机和/或其他耳机(例如，用于播放音乐或语音的耳机)上执行耳朵检测和/用户确定。
例如，当检测到耳机相对于左耳和/或右耳的位置时，控制单元22可控制耳机的操作，以便在要用耳机再现或输出的左声道和右声道之间切换。
控制单元22备选地或者附加地被配置用于从反射的超声波18’得到对象(例如，应用于耳机的耳罩)的图案。控制单元22可确定耳机的与该图案相关联的至少一个操作参数，并且用于根据该操作参数来控制耳机。例如，耳机可确定耳朵是小还是大，并且可以确定是否提供具有高或低(响亮或无声)幅度的信号和/或可适应响应于耳朵的变化形状或体积的ANC声道的模型。
控制单元22备选地或者附加地被配置用于从反射的超声波18’得到对象(例如，应用于耳机的耳罩)的图案或拓扑。控制单元22可确定耳机的与该图案相关联的至少一个操作参数，并且用于根据该操作参数来控制耳机。例如，耳机可确定耳朵是小还是大，并且可以确定是否提供具有高或低(响亮或无声)幅度的信号和/或可适应响应于耳朵的变化形状或体积的ANC声道的模型。根据一个实施例，耳朵的形状可与特定概况(profile)相关，可能与单个用户相关。该概况可包含用户特定的设置，例如，要发射的声压的最小或最大幅度或水平、频率响应、响度等。
图2a示出了根据一个实施例的与用户36交互的便携式设备20的示意图。例如，便携式设备20被实施为具有麦克风38的ANC耳机，其被配置用于检测或捕获外部噪声42，即，相应的音频信号。便携式设备20包括扬声器44，其被控制以相对于外部噪声42输出所谓的抗噪声，以便至少部分地消除外部噪声42。便携式设备20包括麦克风结构12，其被配置为发射超声波18并接收反射18’。麦克风结构12可协同地用作ANC耳机的误差麦克风。对象32(即，用户36)的检测可同时进行，即，同时进行或顺次进行。即，控制单元22可被配置用于操作麦克风结构12，用于转换接收到的音频信号并且同时或顺次地收发超声波18。
控制单元22可被配置用于评估反射18’，以便检测与便携式设备20相邻的用户36的存在。基于存在，控制单元22可激活主动降噪功能。基于检测到不存在，控制单元备选地或者附加地停用主动降噪功能。
在超声波收发器模式下，麦克风的音频性能可能会短时间中断。实施例涉及防止对适当处理操作产生负面影响或引起可听见的影响。从系统架构的角度来看，误差麦克风可以是将被使用的优选结构元件，因为其例如被用于前馈拓扑，以更新自适应算法，其中短信号不连续性不会损害或者容易被考虑。在混合ANC拓扑中，可应用智能切换或转换方法来掩盖收发机操作期间的音频停机。
图2b示出了利用前馈控制实现的便携式设备20的示意框图。ANC耳机的前馈控制可包括误差确定器46a(例如，最小均方(LMS)块)，用于确定预测信号48与从麦克风结构12获得的误差信号52之间的误差，以使用用W(z)表示的自适应滤波器54来实施自适应算法。从而，可基于由S(z)表示的路径56的估计56’，针对噪声修改、校正或减小通过ANC耳机的路径56。
图2c示出了便携式设备20的部分的示意框图，其中自适应控制基于反馈控制。第一部分46可实施基于图2a的前馈控制的结构，其与第二部分58组合以实现反馈，使得该结构也可以被称为混合ANC拓扑。麦克风结构12的输出(即，检测到的误差信号)可用于馈送另一个误差确定器46b，以便调整自适应滤波器62。
如图2c所示的混合ANC系统可理解为前馈和反馈拓扑的组合。例如，当与窄带噪声相比时，前馈拓扑可以在更高程度上为宽带噪声提供益处。例如，在前馈拓扑中，由于参考麦克风的低频频响下降而导致的信号损失和相移可限制低频处的衰减性能。在这种情况下，可使用反馈拓扑。例如，在反馈拓扑中，测量的残差信号可用于估计参考信号
Figure BDA0002573718530000093
因此，前馈可衰减与参考信号相关联的主要噪声，而反馈可抵消由残差e(n)和滤波器输出y(n)乘以示为
Figure BDA0002573718530000091
的二次路径估计56’重建的噪声分量。麦克风结构12的输出(由此，检测到的误差信号e(n))可用于馈送误差确定器46b，以便调整自适应滤波器62，并且其可用于生成参考信号
Figure BDA0002573718530000092
的估计作为自适应滤波器62的输入。
换句话说，ANC耳机可使用如图2c所示的双麦克风设置。一个麦克风38可捕获耳罩外的环境噪声，而第二麦克风12用于使用来自耳罩内的误差信号来调谐算法。
通过同时将麦克风结构12用作误差麦克风和评估图2a所示的反射18’的结构，控制22可基于图2b所示的反射18’跳过自适应滤波器54和/或62的更新。即，反射18’是人工生成的误差，其在更新期间被考虑时会引起自适应滤波器54和/或62中的误差。例如，控制单元可以在接收到反射18’的时间间隔期间和/或在发射超声波18之后不久的时间期间暂停或取消更新。备选地或者附加地，可以在频率范围内执行分离，以便仅考虑音频信号的频率范围。
即，作为耳机的便携式设备可包括主动降噪器，主动降噪器被配置用于基于自适应控制器进行主动降噪，其中自适应控制器被配置用于基于所接收的音频信号连续地执行主动降噪器的控制的自适应。自适应控制器被配置用于在收发超声波的时间间隔期间暂停自适应。备选地，自适应控制器可被配置用于执行不受超声波18影响的自适应。
换句话说，图2c示出了具有混合ANC拓扑的便携式设备20的实施方式的示意框图。
图3a示出了根据一个实施例的ANC耳机的操作的示意框图。在第一操作模式64期间，可执行ANC。在第二操作模式66期间，可执行对象检测，即，可确定对象(例如，头部)是否在耳机附近。在对象检测66期间，可暂停ANC 64，或者备选地，例如在不调整ANC参数的同时继续。
图3b示出了用于控制或操作ANC耳机的另一方法的示意图。在第一操作模式64中，控制器被自适应，而在不同的操作模式64’中，如结合操作模式66所描述的，执行对象检测。在操作64’中，执行或继续ANC，但没有控制器或自适应滤波器的自适应。
换句话说，佩戴检测可以是主动降噪(ANC)耳机中的特征。为了不干扰环境，特别是在无线应用的情况下，不会不必要地消耗功率，当用户将ANC耳机取下时，将音频静音并关闭ANC耳机中的功率密集型处理是有价值的。一种常见情况是用户摘下耳机并忘记手动停止音频和/或关机。耳机将继续运行，在环境中传播声音，直到电池耗尽。通过自动关闭耳机，可防止这种情况。与容易出错的机电开/关相比，实施例提供了可靠的检测。
图4示出了根据一个实施例的便携式设备40的示意框图。例如，便携式设备40是移动电话。尽管本文给出的解释与智能手机(其中天线等可布置在外壳68内并且可具有相对较大的显示器72)相关，但实施例还涉及其他种类的移动电话，包括具有电话功能的个人数字助理(PDA)或台式计算机等。便携式设备40包括麦克风结构12，其例如可布置在用于电话的扬声器附近、显示器72后面或任何其他位置。例如，布置麦克风结构12，以便将超声波收发到预期对象32(例如，用户的头部)所沿的方向。
超声波18的反射18’可用于检测与便携式设备40相邻的相应对象的存在。基于此，可调整便携式设备40的功能。例如，可基于确定的存在来停用显示器72。备选地或者附加地，基于确定的不存在，可激活显示器72。
图5示出了用于提供与例如作为便携式设备10的一部分的麦克风结构12收发超声波18相关的进一步细节的示意图。
横坐标示出时间轴t，而纵坐标示出用于收发超声波(特别是用于发射超声波)的麦克风结构的控制的幅度A。时间t和幅度A仅具有定性性质。除非另有明确说明，否则所示的相同幅度和/或时间也可指彼此不同的幅度和/或时间，反之亦然。
为了收发超声波18，可控制麦克风结构12以发射多个脉冲741-743。尽管示出了三个脉冲741-743，但是可以发射任何其他适当的数量，例如至少一个脉冲、至少两个脉冲、至少三个脉冲、至少五个脉冲或至少十个脉冲，或者更多或更少。例如，麦克风结构12被控制以便在评估间隔761、762、763和/或764期间输出五个脉冲。单脉冲741和742之间的时间差Δt可与获得的超声波的频率(例如，至少40kHz和最多120kHz，诸如80kHz)相关。
脉冲74i以i(1、…)的重复率(1/Δt)和将被发射的脉冲数可与测量间隔761、762、763和/或764或进一步的测量间隔的持续时间有关。实施例提供了测量间隔76，其具有至多1ms、至多0.2ms或至少0.07ms的持续时间。例如，以80kHz的频率发射的五个脉冲的数量可导致大约0.0625ms的持续时间。测量间隔761的另一时间可用于评估反射18’。因此，测量间隔761-764的时间持续可以是超声波向/从其行进的对象的预期最大范围。例如，在反射18’在测量间隔761之后到达的情况下，可忽略该信号。
控制单元可被配置用于控制麦克风结构，以便收发超声波以及在具有至少10/s、至少15/s和至少20/s的重复率的多个测量间隔761-764期间评估超声波的反射。
图6示出了根据一个实施例的用于操作便携式设备的方法的示意流程图。方法600包括接收到的音频信号被转换为表示接收到的音频信号的电子信号的步骤610。步骤620包括通过发射超声波并且通过接收超声波的反射来收发超声波。步骤630包括评估超声波的反射，以便获得评估结果。步骤640包括基于评估结果控制便携式设备的操作。
可选地，例如响应于被控制的操作，可以在步骤640之后执行步骤610。
即，评估结果可用于打开和/或关闭便携式设备和/或用于调整其他参数。
可选地，该方法可包括与确定对象(例如，耳罩)的拓扑有关的步骤。该方法可包括确定与先前存储的用户概况(用户标识，即耳罩概况可与特定用户相关联)和/或与确定的概况(用户分类，例如小/大耳罩、左/右耳罩)相关的至少一个操作参数；以及用于基于操作参数来控制便携式设备。例如，可使用本文描述的便携式设备来执行这些步骤。
对于便携式结构，可以在不改变硬件布置的情况下添加佩戴检测功能，即，协同地使用结构。此外，ANC拓扑等也可以通过使用具有超声波收发器功能的音频麦克风来使用。除了其标准麦克风操作模式外，这种具有超声波收发器功能的麦克风还可以用作接近传感器。通过测量发射和反射接收的超声波信号之间的时间，可以计算出与例如如图2a所示的对象之间的距离。通过利用接近度信息，可以正确地启用/禁用音频信号以及在用户戴上/摘下耳机时更好地控制预处理。只需将具有超声波收发器功能的麦克风保持在常开状态，就可以关闭所有其他耗电量大的操作，从而与标准开启操作相比，显著降低了总体功耗。
此外，来自耳朵的超声波反射可用于识别特定用户的耳朵。通过这种识别，耳机可以仅针对特定用户和/或可被激活的特定用户概况(包括如最大水平、频率响应、响度等的声学特性)而启用。此外，其可用于识别左耳和右耳，以便实现自动左/右声道切换。因此，定向佩戴意识可能是多余的。该功能可借助机器学习技术而启用。
因此，实施例涉及使用具有超声波接收器功能的音频麦克风的ANC耳机的基于接近度的佩戴检测。
尽管在装置的上下文中描述了一些方面，但是很明显，这些方面还表示对应方法的描述，其中块或设备对应于方法步骤或方法步骤的特征。类似地，在方法步骤的上下文中描述的方面也表示对应装置的对应块或项目或特征的描述。
根据特定实施要求，本发明的实施例可以硬件或软件实施。可使用数字存储介质(例如，软盘、DVD、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或闪存)来执行该实施方式，数字存储介质上存储有电子可读控制信号，与可编程计算机系统协作(或能够协作)以便执行相应的方法。
根据本发明的一些实施例包括具有电子可读控制信号的数据载体，其能够与可编程计算机系统协作，从而执行本文描述的方法之一。
一般来说，本发明的实施例可实施为具有程序代码的计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，程序代码可操作以执行一种方法。例如，程序代码可存储在机器可读载体上。
其他实施例包括存储在机器可读载体上的用于执行本文描述的方法之一的计算机程序。
换句话说，本发明方法的一个实施例由此是：当计算机程序在计算机上运行时，计算机程序具有用于执行本文所述方法之一的程序代码。
因此，本发明方法的另一实施例是数据载体(或数字存储介质或计算机可读介质)，其上记录有用于执行本文所述方法之一的计算机程序。
因此，本发明方法的另一实施例由此是表示用于执行本文所述方法之一的计算机程序的数据流或信号序列。例如，数据流或信号序列可被配置为经由数据通信连接(例如，经由因特网)来传送。
另一实施例包括处理装置，例如计算机或可编程逻辑器件，其被配置为或适于执行本文所述方法之一。
另一实施例包括计算机，其上安装有用于执行本文所述方法之一的计算机程序。
在一些实施例中，可编程逻辑器件(例如，现场可编程门阵列)可用于执行本文所述方法的部分或全部功能。在一些实施例中，现场可编程门阵列可与微处理器协作以执行本文描述的方法之一。通常，这些方法优选通过任何硬件设备来执行。
上述实施例仅仅是对本发明的原理的说明。应当理解，对本领域技术人员来说，本文描述的布置和细节的修改和变化将是显而易见的。因此，仅通过即将提出的专利权利要求的范围来限制，而不是通过对本文的实施例的描述和解释而呈现的具体细节来限制。

Claims (14)

1.一种便携式设备，包括：
麦克风结构(12)，被配置用于将接收到的音频信号(14)转换为表示接收到的所述音频信号(14)的电子信号(16)，并且用于通过发射超声波(18)并且通过接收所述超声波的反射(18’)来收发所述超声波(18)；
控制单元(22)，被配置用于评估所述超声波的所述反射(18’)，以便获得评估结果(24)，并且用于基于所述评估结果(24)控制所述便携式设备的操作。
2.根据权利要求1所述的便携式设备，所述便携式设备是可佩戴设备，其中所述控制单元(22)被配置用于提供佩戴检测，以便控制所述便携式设备的操作。
3.根据权利要求1或2所述的便携式设备，其中所述控制单元(22)被配置用于评估所述超声波的所述反射(18’)，以便检测与所述便携式设备相邻的对象(32)的存在，并且用于将所述便携式设备的功能控制为第一模式，以便控制所述便携式设备的操作；和/或
用于评估所述超声波的所述反射(18’)，以便检测与所述便携式设备相邻的对象(32)的不存在，并且用于将所述便携式设备的功能控制为第二模式，以便控制所述便携式设备的操作。
4.根据前述权利要求中任一项所述的便携式设备，所述便携式设备是耳机，其中所述控制单元(22)被配置用于：
确定反射所述超声波(18)的耳朵的拓扑并确定所述耳机相对于头部的左耳和/或右耳的至少一个位置，并且用于基于所述位置调整所述耳机的操作；和/或
确定对象(32)朝所述麦克风结构(12)的接近，并且用于控制所述耳机，以便在所述耳机被戴在头上时准备声冲击。
5.根据前述权利要求中任一项所述的便携式设备，所述便携式设备是具有主动降噪功能的耳机；其中所述麦克风结构(12)是误差麦克风；其中所述控制单元(22)被配置用于评估所述超声波的所述反射(18’)，以便检测与所述便携式设备相邻的对象(32)的存在，并且用于基于所述存在激活所述主动降噪功能；和/或
用于评估所述超声波的所述反射(18’)，以便检测与所述便携式设备相邻的对象(32)的不存在，并且用于基于所述不存在停用所述主动降噪功能。
6.根据权利要求5所述的便携式设备，其中所述耳机包括主动降噪器，所述主动降噪器被配置用于基于自适应控制器(54、62)进行主动降噪，所述自适应控制器被配置用于基于接收到的所述音频信号连续地执行所述主动降噪器的控制的适应；
其中所述自适应控制器(54、62)被配置用于在收发所述超声波(18)的时间间隔(76)期间暂停所述适应；或者
其中所述自适应控制器(54、62)被配置用于执行不受所述超声波(18)影响的所述适应。
7.根据前述权利要求中任一项所述的便携式设备，所述便携式设备是耳机，其中所述控制单元(22)被配置用于从所述超声波的所述反射(18’)中得到应用于所述耳机的耳罩的图案，并且用于确定所述耳机与所述图案相关联的至少一个操作参数并且用于根据所述操作参数控制所述耳机。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的便携式设备，所述便携式设备是具有显示器(72)的移动电话(40)；其中所述控制单元(22)被配置用于评估所述超声波的所述反射(18’)，以便检测与所述移动电话相邻的对象(32)的存在并且用于基于所述存在停用所述显示器(72)；和/或
用于评估所述超声波的所述反射，以便检测与所述移动电话相邻的对象(32)的不存在并且用于基于所述不存在激活所述显示器(72)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的便携式设备，其中所述控制单元(22)被配置用于控制所述麦克风结构(12)，以便在至少40kHz且至多120kHz的频率下发射所述超声波(18)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的便携式设备，其中所述控制单元(22)被配置用于控制所述麦克风结构(12)，以便收发所述超声波(18)，并且用于在具有至多1ms的持续时间的测量间隔(76)期间评估所述超声波的所述反射(18’)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的便携式设备，其中所述控制单元(22)被配置用于控制所述麦克风结构(12)，以便收发所述超声波(18)，并且用于在具有至少10/s的重复率的多个测量间隔(761-764)期间评估所述超声波的所述反射(18’)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的便携式设备，其中所述控制单元被配置用于操作所述麦克风结构，所述麦克风结构用于转换接收到的所述音频信号(14)，并且用于同时或顺次地收发所述超声波(18)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的便携式设备，其中所述麦克风结构是MEMS麦克风结构。
14.一种用于操作便携式设备的方法(600)，包括：
将接收到的音频信号(14)转换(610)为表示接收到的所述音频信号(14)的电子信号(16)；
通过发射超声波并且通过接收所述超声波的反射来收发(620)所述超声波；
评估(630)所述超声波的所述反射，以便获得评估结果；以及
基于所述评估结果控制(640)所述便携式设备的操作。
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