DE102014109007A1 - Multifunction headphone system for sports activities - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Multifunktionskopfhörersystem für sportliche Aktivitäten beschrieben, das folgendes aufweist: eine erste Vorrichtung, die zum Tragen in einem Ohr eines Benutzers eingerichtet ist und eine erste Datenkommunikationseinheit und einen ersten Lautsprecher aufweist, und eine zweite Vorrichtung, die zum Tragen im anderen Ohr des Benutzers eingerichtet ist und eine zweite Datenkommunikationseinheit und einen zweiten Lautsprecher aufweist, wobei zumindest eine der ersten und zweiten Vorrichtungen eine Sensoreinheit und eine Datenverarbeitungseinheit aufweist, wobei die Datenverarbeitungseinheit zum Erzeugen von Leistungsdaten basierend auf von der Sensoreinheit erfassten Messdaten eingerichtet ist, wobei die erste Vorrichtung ferner eine Signalverarbeitungseinheit aufweist, die zum Erzeugen eines binauralen Audiosignals basierend auf den Leistungsdaten eingerichtet ist, das binaurale Audiosignal aufweisend einen ersten Signalteil zur Ausgabe durch den ersten Lautsprecher und einen zweiten Signalteil zur Ausgabe durch den zweiten Lautsprecher, und wobei die erste Datenkommunikationseinheit zum Übertragen des zweiten Signalteils des binauralen Audiosignals an die zweite Datenkommunikationseinheit eingerichtet ist. Es wird ferner ein Verfahren beschrieben.A multifunction headphone system for sports activities is described, comprising: a first device adapted to be worn in one user's ear and having a first data communication unit and a first speaker, and a second device adapted to be worn in the other user's ear is arranged and has a second data communication unit and a second loudspeaker, wherein at least one of the first and second devices comprises a sensor unit and a data processing unit, wherein the data processing unit is configured to generate power data based on measured data acquired by the sensor unit, wherein the first device further comprises a Signal processing unit, which is adapted to generate a binaural audio signal based on the performance data, the binaural audio signal having a first signal part for output by the first speaker and a n second signal part for output by the second loudspeaker, and wherein the first data communication unit is arranged for transmitting the second signal part of the binaural audio signal to the second data communication unit. A method is further described.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Multimediageräte mit Funktionalität zur Erfassung, Auswertung und Ausgabe von Daten in Bezug auf sportliche Aktivitäten oder medizinische Rehabilitationsmaßnahmen, insbesondere das Gebiet der tragbaren Systeme, die zur Erfassung, Auswertung und Ausgabe solcher Daten in Verbindung mit dem Ausüben sportlicher Aktivitäten geeignet sind.The invention relates to the field of multimedia devices having functionality for acquiring, evaluating and outputting data relating to athletic activities or medical rehabilitation measures, in particular the field of portable systems suitable for acquiring, evaluating and outputting such data in connection with practicing sports activities are.
Hintergrundbackground
Es besteht eine Vielzahl von verschiedenen Systemen, die es Benutzer beim Ausüben sportlicher Aktivitäten möglich machen, verschiedenste leistungsrelevante und auf andere Weise interessante Informationen, wie beispielsweise Herzschlagfrequenz, Atemfrequenz, Geschwindigkeit, Zeitdauer und viele weiteren Daten, aufzuzeichnen und zu analysieren, sowohl während des Ausübens als auch nach dem Ausüben der sportlichen Aktivität.There are a variety of different systems that allow users to perform athletic activities to record and analyze a variety of performance-related and otherwise interesting information, such as heart rate, respiratory rate, speed, duration and many other data, both while exercising as well as after practicing sports activity.
Ein Teil dieser Systeme gibt mangels einer Anzeigevorrichtung dem Benutzer Auskunft über die vorgenannten Informationen durch Ausgabe verschiedener Audiosignale, wie etwa Töne oder Sprachsignale, die die Informationen quantifizieren sollen. Diese Ausgabeform ist aber mit erheblichen Einschränkungen verbunden. Somit kann beispielsweise nur Auskunft über eine einzelne Information nach der anderen gegeben werden. Ferner fehlt es an eine einfache und intuitive Methode, Auskunft über die Relation zwischen einem gegenwärtigen Wert und einem voreingestellten Schwellenwert zu geben.Some of these systems, in the absence of a display device, provide the user with information about the aforementioned information by outputting various audio signals, such as sounds or voice signals, intended to quantify the information. However, this form of output is associated with considerable limitations. Thus, for example, only information about one piece of information at a time can be given. There is also a lack of a simple and intuitive way to provide information about the relation between a current value and a preset threshold.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kopfhörersystem für sportliche Aktivitäten bereitzustellen, das Auskunft über leistungsrelevante Informationen in einer einfachen und intuitiv leicht erfassbaren Art und Weise geben kann.The present invention has for its object to provide a headphone system for sporting activities, which can give information about performance-related information in a simple and intuitive easily detectable manner.
ZusammenfassungSummary
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.This object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments of the present invention are described in the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Multifunktionskopfhörersystem für sportliche Aktivitäten beschrieben. Das beschriebene System weist folgendes auf: (a) eine erste Vorrichtung, die zum Tragen in einem Ohr eines Benutzers eingerichtet ist und eine erste Datenkommunikationseinheit und einen ersten Lautsprecher aufweist, und (b) eine zweite Vorrichtung, die zum Tragen im anderen Ohr des Benutzers eingerichtet ist und eine zweite Datenkommunikationseinheit und einen zweiten Lautsprecher aufweist, (c) wobei zumindest eine der ersten und zweiten Vorrichtungen eine Sensoreinheit und eine Datenverarbeitungseinheit aufweist, wobei die Datenverarbeitungseinheit zum Erzeugen von Leistungsdaten basierend auf von der Sensoreinheit erfassten Messdaten eingerichtet ist, (d) wobei die erste Vorrichtung ferner eine Signalverarbeitungseinheit aufweist, die zum Erzeugen eines binauralen Audiosignals basierend auf den Leistungsdaten eingerichtet ist, das binaurale Audiosignal aufweisend einen ersten Signalteil zur Ausgabe durch den ersten Lautsprecher und einen zweiten Signalteil zur Ausgabe durch den zweiten Lautsprecher, und (e) wobei die erste Datenkommunikationseinheit zum Übertragen des zweiten Signalteils des binauralen Audiosignals an die zweite Datenkommunikationseinheit eingerichtet ist.According to a first aspect of the invention, a multi-function headphone system for sports activities is described. The described system comprises: (a) a first device adapted to be worn in an ear of a user and having a first data communication unit and a first speaker, and (b) a second device adapted to be worn in the user's other ear and at least one of the first and second devices comprises a sensor unit and a data processing unit, wherein the data processing unit is configured to generate performance data based on measurement data acquired by the sensor unit, (d) wherein the first device further comprises a signal processing unit configured to generate a binaural audio signal based on the performance data, the binaural audio signal comprising a first signal portion for output by the first speaker and a second signal portion for output by the second one loudspeaker, and (e) wherein the first data communication unit is arranged to transmit the second signal part of the binaural audio signal to the second data communication unit.
Das beschriebene System besteht aus zwei Vorrichtungen, die jeweils zum Tragen in einem Ohr (links und rechts) eingerichtet ist und einen Lautsprecher sowie eine Datenkommunikationseinheit aufweist. Die erste und zweite Vorrichtung können mittels der jeweiligen Datenkommunikationseinheiten mit einander kommunizieren, insbesondere können sie beide Daten an die andere Vorrichtung übertragen und Daten von der anderen Vorrichtung empfangen. Zumindest eine der beiden Vorrichtungen weist eine Sensoreinheit und eine Datenverarbeitungseinheit auf, wobei letztere zum Erzeugen von Leistungsdaten basierend auf Messdaten eingerichtet ist, die von der Sensoreinheit erfasst werden. Die erste (oder die zweite) Vorrichtung weist ferner eine Signalverarbeitungseinheit auf, die zum Erzeugen eines binauralen Audiosignals basierend auf den Leistungsdaten eingerichtet ist. Das binaurale Audiosignal besteht aus einem ersten Signalteil, der zur Ausgabe durch den ersten Lautsprecher vorgesehen ist, und einem zweiten Signalteil, der zur Ausgabe durch den zweiten Lautsprecher vorgesehen ist. Die erste Datenkommunikationseinheit ist zum Übertragen des zweiten Signalteils des binauralen Audiosignals an die zweite Datenkommunikationseinheit eingerichtet, so dass der zweite Signalteil von dem zweiten Lautsprecher ausgegeben werden kann. Durch synchronisierte Ausgabe des ersten Signalteils im einen Ohr und des zweiten Signalteils im anderen Ohr, kann der Benutzer das binaurale Audiosignal wahrnehmen und dadurch Informationen erhalten, die für das Ausüben einer sportlichen Aktivität relevant sind.The system described consists of two devices, each adapted to be carried in an ear (left and right) and having a loudspeaker and a data communication unit. The first and second devices may communicate with each other via the respective data communication units, in particular, they may both transmit data to the other device and receive data from the other device. At least one of the two devices has a sensor unit and a data processing unit, the latter being set up to generate performance data based on measurement data acquired by the sensor unit. The first (or second) device further comprises a signal processing unit configured to generate a binaural audio signal based on the performance data. The binaural audio signal consists of a first signal part, which is provided for output by the first loudspeaker, and a second signal part, which is provided for output by the second loudspeaker. The first data communication unit is set up to transmit the second signal part of the binaural audio signal to the second data communication unit, so that the second signal part can be output by the second loudspeaker. By synchronized output of the first signal part in one ear and the second signal part in the other ear, the user can perceive the binaural audio signal and thereby obtain information that is relevant for the exercise of a sporting activity.
In diesem Dokument bezeichnet „binaurales Audiosignal” insbesondere ein Audiosignal, das beim Ausgeben in den beiden Ohren eines Benutzers einen räumlichen Höreindruck mit genauer Richtungslokalisation hervorruft. Mit anderen Worten kann der Benutzer einer einzelnen Komponente, wie beispielsweise einem gepulsten Tonsignal, eines binauralen Audiosignals eine bestimmte Position im dreidimensionalen Raum zuordnen.In this document, "binaural audio signal" refers in particular to an audio signal that produces a spatial sound impression with accurate directional location when outputting in the two ears of a user. In other words, the user of a single component, such as a pulsed tone signal, may be a binaural Assign audio signal to a specific position in three-dimensional space.
In diesem Dokument bezeichnet „Sensoreinheit” insbesondere eine Einheit mit einem oder mehreren einzelnen Sensoren, die zum Erzeugen eines oder mehrerer elektrischen Signale (Messdaten) basierend auf elektrische Signale von jedem einzelnen Sensor eingerichtet ist.In this document, "sensor unit" more particularly means a unit having one or more individual sensors arranged to generate one or more electrical signals (measurement data) based on electrical signals from each individual sensor.
In diesem Dokument bezeichnet „Leistungsdaten” insbesondere Daten, die Werte in Bezug auf sportliche Aktivitäten aufweisen. Solche Werte umfassen insbesondere Werte, die für die sportliche Aktivität beschreibend sind, wie beispielsweise eine Länge einer gelaufenen, gefahrenen oder geschwommenen Strecke oder einen Höhenunterschied, sowie Werte, die für den Benutzer beschreibend sind, wie beispielsweise Geschwindigkeit, Atemfrequenz, Sauerstoffsättigung des Blutes oder Herzschlagfrequenz.In this document, "performance data" means, in particular, data that has values relating to athletic activities. Such values include, in particular, values that are descriptive of the athletic activity, such as a length of a run, driven or swum route, or a height difference, and values that are descriptive of the user, such as speed, respiratory rate, blood oxygen saturation, or heart rate ,
Die Datenverarbeitungseinheit ist dazu eingerichtet, die Messdaten von der Sensoreinheit, vorzugsweise als digitale Signale, zu erhalten und zu verarbeiten, um Leistungsdaten durch Berechnung zu erzeugen.The data processing unit is set up to receive and process the measurement data from the sensor unit, preferably as digital signals, in order to generate performance data by calculation.
Die Signalverarbeitungseinheit ist dazu eingerichtet, ein binaurales Audiosignal basierend auf Leistungsdaten derart zu erzeugen, dass ein Benutzer beim Hören des binauralen Audiosignals einen oder mehrere spezifischen Werte der Leistungsdaten, Änderungen bei einem oder mehreren spezifischen Werten der Leistungsdaten und/oder eine Relation zwischen einem oder mehreren spezifischen Werten der Leistungsdaten und entsprechenden Referenzwerten, insbesondere Schwellenwerten, erkennen bzw. erfahren kann. Das binaurale Audiosignal ermöglicht insbesondere, dass Informationen über mehrere Werte gleichzeitig an verschiedenen räumlichen Positionen zu hören sind.The signal processing unit is configured to generate a binaural audio signal based on performance data such that a user hears one or more specific values of the performance data, changes in one or more specific values of the performance data, and / or a relation between one or more when listening to the binaural audio signal specific values of the performance data and corresponding reference values, in particular threshold values. In particular, the binaural audio signal allows information on multiple values to be heard simultaneously at different spatial locations.
Die Datenverarbeitungseinheit und die Signalverarbeitungseinheit mögen als einzelne Verarbeitungseinheiten (Hardware) oder sie mögen als funktionelle Einheiten auf einem oder mehreren Prozessoren (Software) implementiert sein.The data processing unit and the signal processing unit may be implemented as individual processing units (hardware) or they may be implemented as functional units on one or more processors (software).
Jede Vorrichtung weist ein Gehäuse auf, in dem die jeweilige ganze Vorrichtung integriert ist. Jedes Gehäuse ist zum Tragen im Ohr eines Benutzers eingerichtet. Dabei ist jedes Gehäuse so geformt, dass die jeweilige Vorrichtung in einem typischen (linken oder rechten) Ohr gut hineinpasst und festgehalten werden kann, auch bei sportlichen Aktivitäten. Jedes Gehäuse weist vorzugsweise eine Öffnung auf, die so gestaltet und positioniert ist, dass der (erste oder zweite) Lautsprecher Schall in den Gehörgang des Benutzers abgeben kann.Each device has a housing in which the respective entire device is integrated. Each housing is designed to be worn in the ear of a user. In this case, each housing is shaped so that the respective device in a typical (left or right) ear fits well and can be held, even during sports activities. Each housing preferably has an opening that is configured and positioned so that the (first or second) speaker can deliver sound into the auditory canal of the user.
Zusammenfassend ermöglicht das System, dass ein Benutzer beim Ausüben einer sportlichen Aktivität mittels binauraler Audioausgabe über Werte von Leistungsdaten informiert wird, wobei die einzelne Werte der Leistungsdaten auf Messdaten basieren, die während der sportlichen Aktivität von der Sensoreinheit erfasst werden.In summary, the system allows a user to be informed of values of performance data via a binaural audio output while exercising a sports activity, with the individual values of the performance data being based on measurement data acquired by the sensor unit during the athletic activity.
Somit stellt das System eine Vielzahl von Funktionalitäten bereit, ohne dass weitere Geräte oder externe Sensoren benötigt werden, und ermöglicht insbesondere eine Ausgabe von leistungsrelevanten Informationen in einer einfachen und intuitiv leicht erfassbaren Art und Weise. Dabei sind die Vorrichtungen des Systems sehr kompakt, diskret und angenehm im Ohr zu tragen.Thus, the system provides a variety of functionalities without the need for additional devices or external sensors, and in particular, enables output of performance-related information in a simple and intuitive manner. The devices of the system are very compact, discreet and comfortable to wear in the ear.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das von der Signalverarbeitungseinheit erzeugte binaurale Audiosignal eine Signalkomponente auf, die für einen Wert der Leistungsdaten indikativ ist.According to an embodiment of the invention, the binaural audio signal generated by the signal processing unit has a signal component indicative of a value of the performance data.
In diesem Dokument bezeichnet „Signalkomponente” insbesondere einen Bestandteil des binauralen Audiosignals, den der Benutzer von anderen Bestandteilen des Audiosignals unterscheiden kann bzw. eindeutig identifizieren kann. Insbesondere kann der Benutzer der Signalkomponente eine räumliche Position zuordnen, das heißt, er kann eine Richtung erkennen, aus welcher die Signalkomponente wiedergeben wird.In this document, "signal component" refers in particular to a component of the binaural audio signal which the user can distinguish from other components of the audio signal or can uniquely identify. In particular, the user can assign a spatial position to the signal component, that is, he can recognize a direction from which the signal component is reproduced.
Die Signalkomponente mag insbesondere vorgespeicherte Sprachelemente oder ein Tonsignal aufweisen.The signal component may in particular comprise pre-stored speech elements or a sound signal.
Die Signalkomponente mag beispielsweise aus einem Namen des Wertes gefolgt von dem gegenwärtigen Wert des Wertes bestehen, wie beispielsweise „Geschwindigkeit” gefolgt von „23 Kilometer pro Stunde”, „Geschwindigkeit” gefolgt von „5 Minuten und 17 Sekunden pro Kilometer” oder „Herzfrequenz” gefolgt von „155 Schläge pro Minute”.For example, the signal component may consist of a name of the value followed by the current value of the value, such as "speed" followed by "23 kilometers per hour", "speed" followed by "5 minutes and 17 seconds per kilometer" or "heart rate" followed by "155 beats per minute".
Alternativ mag die Signalkomponente aus einem Namen des Wertes gefolgt von einem gepulsten Tonsignal bestehen, wobei die Pulsfrequenz und/oder Tonhöhe des gepulsten Tonsignals von dem Wert der Leistungsdaten abhängt. Dabei kann der Benutzer Änderungen in dem Wert erkennen, indem die Pulsfrequenz und/oder Tonhöhe des Tonsignals sich ändern.Alternatively, the signal component may consist of a name of the value followed by a pulsed tone signal, wherein the pulse rate and / or pitch of the pulsed tone signal depends on the value of the performance data. In this case, the user can recognize changes in the value by changing the pulse rate and / or pitch of the sound signal.
Weiter alternativ mag die Signalkomponente lediglich aus einem gepulsten Tonsignal, wie das oben beschriebene, bestehen.Still alternatively, the signal component may consist only of a pulsed tone signal, such as that described above.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Signalverarbeitungseinheit ferner dazu eingerichtet, das binaurale Audiosignal so zu erzeugen, dass eine räumliche Position der Signalkomponente von dem Wert der Leistungsdaten abhängig ist.According to a further embodiment of the invention, the signal processing unit further configured to generate the binaural audio signal such that a spatial location of the signal component is dependent upon the value of the performance data.
Mit anderen Worten wird die räumliche Position der Signalkomponente verschoben, wenn der entsprechende Wert sich ändert. Dies kann zum Beispiel so erfolgen, dass die Signalkomponente nach vorne oder nach oben verlagert wird, wenn der Wert zunimmt, und nach hinten oder nach unten verlagert wird, wenn der Wert abnimmt.In other words, the spatial position of the signal component is shifted as the corresponding value changes. This can be done, for example, by shifting the signal component forward or upward as the value increases, and shifting it backwards or downwards as the value decreases.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die räumliche Position der Signalkomponente relativ zu einer Ebene abhängig von einer Differenz zwischen dem Wert der Leistungsdaten und einem vorbestimmten Referenzwert.According to another embodiment of the invention, the spatial position of the signal component relative to a plane is dependent on a difference between the value of the performance data and a predetermined reference value.
Die Ebene mag insbesondere eine vertikale Ebene durch den Körper des Benutzers oder eine horizontale Ebene durch den Kopf (auf Höhe der Ohren) des Benutzers sein. Solange die Signalkomponente in einer dieser Ebenen wiedergeben wird, das heißt, direkt an der linken oder rechten Seite des Benutzers oder auf Höhe der Ohren des Benutzers, dann ist der Wert gleich oder nahe an dem vorbestimmten Referenzwert.In particular, the plane may be a vertical plane through the user's body or a horizontal plane through the user's head (at the level of the ears). As long as the signal component is reproduced in one of these planes, that is, directly on the left or right side of the user or at the level of the user's ears, then the value is equal to or close to the predetermined reference value.
Wenn der Wert den vorbestimmten Referenzwert oder Schwellenwert übersteigt, wird die Position der Signalkomponente zum Beispiel nach vorne oder nach oben verschoben, wobei die Menge der Verschiebung von der Differenz zwischen dem Leistungswert und dem Referenzwert abhängt. In ähnlicher Weise kann die Position der Signalkomponente nach unten oder nach hinten verschoben werden, wenn der Wert den (oder einen anderen) Referenzwert oder Schwellenwert unterschreitet. Veranschaulichend könnte dies so umgesetzt werden, dass ein gepulstes Tonsignal in Bezug auf die Herzfrequenz des Benutzers auf Höhe der Ohren zu hören ist, solange die Herzfrequenz sich in einem vorbestimmten Bereich befindet, wie etwa 130–140 Schläge pro Minute, nach oben verschoben wird, wenn die Herzfrequenz den maximalen Wert des vorbestimmten Bereichs überschreitet, das heißt 140 Schläge pro Minute, und nach unten verschoben wird, wenn die Herzfrequenz den minimalen Wert des vorbestimmten Bereichs unterschreitet, das heißt 130 Schläge pro Minute.For example, if the value exceeds the predetermined reference value or threshold, the position of the signal component is shifted forward or upward, the amount of the shift depending on the difference between the power value and the reference value. Similarly, the position of the signal component may be shifted down or back if the value falls below the (or other) reference value or threshold. Illustratively, this could be implemented so that a pulsed tone signal is heard at the level of the ears with respect to the heart rate of the user, as long as the heart rate is within a predetermined range, such as 130-140 beats per minute, is shifted upwards, when the heart rate exceeds the maximum value of the predetermined range, that is, 140 beats per minute, and is shifted downward when the heart rate falls below the minimum value of the predetermined range, that is, 130 beats per minute.
Somit kann der Benutzer leicht und intuitiv erkennen, ob der Wert von dem vorbestimmten Referenzwert abweicht und, wenn dies der Fall ist, entsprechend agieren, um den Wert wieder an den vorbestimmten Referenzwert anzunähern.Thus, the user can easily and intuitively recognize whether the value deviates from the predetermined reference value and, if so, act accordingly to approximate the value to the predetermined reference value.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das von der Signalverarbeitungseinheit erzeugte binaurale Audiosignal eine weitere Signalkomponente auf, die für einen weiteren Wert der Leistungsdaten indikativ ist, und die Signalverarbeitungseinheit ist ferner dazu eingerichtet, das binaurale Audiosignal so zu erzeugen, dass eine räumliche Position der weiteren Signalkomponente unterschiedlich von der räumlichen Position der Signalkomponente ist.According to a further exemplary embodiment of the invention, the binaural audio signal generated by the signal processing unit has a further signal component that is indicative of another value of the performance data, and the signal processing unit is further configured to generate the binaural audio signal such that one spatial position of the other Signal component is different from the spatial position of the signal component.
Wenn das binaurale Audiosignal mehrere Signalkomponenten aufweist, können damit Werte in Bezug auf verschiedene Leistungsdaten an verschiedenen vorbestimmten Stellen im dreidimensionalen Raum um den Kopf des Benutzers herum wiedergegeben werden. Zum Beispiel kann ein erstes gepulstes Tonsignal oder Sprachsignal bzgl eines ersten Leistungswertes an einer Stelle links oben und ein zweites gepulstes Tonsignal oder Sprachsignal bzgl. eines zweiten Leistungswertes an einer Stelle vorne unten wiedergeben werden. Die Wiedergabe der einzelnen Signalkomponente mag gleichzeitig oder zeitversetzt stattfinden.When the binaural audio signal has a plurality of signal components, it can reproduce values related to various performance data at various predetermined locations in the three-dimensional space around the head of the user. For example, a first pulsed tone or speech signal may be rendered at a top left position and a second pulsed tone or speech signal at a front lower position with respect to a second power value. The playback of the individual signal component may take place simultaneously or with a time delay.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Signalverarbeitungseinheit zum Modifizieren vorgespeicherter Audiodaten in Abhängigkeit von zumindest einem Wert der Leistungsdaten eingerichtet.According to a further exemplary embodiment of the invention, the signal processing unit is set up to modify prestored audio data as a function of at least one value of the performance data.
Das Modifizieren der vorgespeicherten Audiodaten mag insbesondere darin bestehen, eine Lautstärke, eine Wiedergabegeschwindigkeit und/oder eine Tonhöhe der vorgespeicherten Audiodaten in Abhängigkeit von dem zumindest einen Wert der Leistungsdaten zu reduzieren oder erhöhen. Mit anderen Worten mag die Signalverarbeitungseinheit zum Beispiel die Lautstärke, Wiedergabegeschwindigkeit und/oder Tonhöhe der vorgespeicherten Audiodaten erhöhen, wenn die Herzschlagfrequenz einen oberen Schwellenwert überschreitet, und reduzieren, wenn die Herzschlagfrequenz einen unteren Schwellenwert unterschreitet.In particular, modifying the prestored audio data may be to reduce or increase a volume, a playback speed and / or a pitch of the prestored audio data in dependence on the at least one value of the performance data. In other words, the signal processing unit may, for example, increase the volume, playback speed and / or pitch of the prestored audio data when the heartbeat rate exceeds an upper threshold and reduce when the heartbeat rate falls below a lower threshold.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die erste Datenkommunikationseinheit und die zweite Datenkommunikationseinheit drahtlose Datenkommunikationseinheiten, die zum Kommunizieren mit einander eingerichtet sind.According to another embodiment of the invention, the first data communication unit and the second data communication unit are wireless data communication units configured to communicate with each other.
Die Datenkommunikationseinheiten mögen insbesondere Bluetooth-Einheiten sein, mit der eine drahtlose Datenkommunikation zwischen den beiden Vorrichtungen durchgeführt werden kann, um Messdaten, Leistungsdaten und Audiosignale von einer Vorrichtung zur anderen Vorrichtung und umgekehrt zu übertragen.The data communication units may in particular be Bluetooth units with which wireless data communication between the two devices can be performed to transmit measurement data, performance data and audio signals from one device to the other device and vice versa.
Zumindest eine der drahtlosen Datenkommunikationseinheiten mag ferner zur drahtlosen Datenkommunikation mit einem externen Gerät eingerichtet sein, wie zum Beispiel einem Mobiltelefon, einem Smartphone, einem Tablet, einem Laptop-Computer usw. Die Datenkommunikationseinheit mag optional eine Infrarot-Einheit aufweisen, die eine Datenübertragung mit moduliertem infrarotem Licht ermöglicht.At least one of the wireless data communication units may also be for wireless data communication with an external device may be configured, such as a mobile phone, a smartphone, a tablet, a laptop computer, etc. The data communication unit may optionally have an infrared unit that allows data transmission with modulated infrared light.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Sensoreinheit eine physiologische Sensoreinheit auf.According to a further exemplary embodiment of the invention, the sensor unit has a physiological sensor unit.
In diesem Dokument bezeichnet „physiologische Sensoreinheit” insbesondere eine Sensoreinheit, die zum Erzeugen eines oder mehrerer elektrischen Signale in Abhängigkeit von einem oder mehreren physiologischen Werten eines Benutzers eingerichtet ist.In this document, "physiological sensor unit" refers in particular to a sensor unit which is set up to generate one or more electrical signals as a function of one or more physiological values of a user.
Die physiologische Sensoreinheit mag insbesondere einen Pulsoxymetriesensor aufweisen, das heißt einen Sensor zur nicht invasiven Ermittlung der arteriellen Sauerstoffsättigung über die Messung der Lichtabsorption. Dieser mag zwei unterschiedlich gefärbte Lichtquellen, insbesondere Leuchtdioden, und einen Fotosensor aufweisen und ist vorzugsweise derart in dem Gehäuse der Vorrichtung angebracht, dass die Lichtquellen einen Bereich der Hautoberfläche im Ohr des Benutzers beleuchten können und der Fotosensor entsprechende Reflektionen von der Hautoberfläche detektieren kann, wenn die Vorrichtung im Ohr des Benutzers angebracht ist. Der Pulsoxymetriesensor mag insbesondere im Bereich einer Oberfläche des Gehäuses derart angebracht sein, dass der Pulsoxymetriesensor sich beim Tragen der Vorrichtung im Ohr in engem Kontakt mit der Hautoberfläche im Ohr befindet, insbesondere der Hautoberfläche im Bereich hinter dem Tragus. (Als Tragus wird die kleine Knorpelmasse an der Ohrmuschel bezeichnet, die kurz vor dem Gehörgang (Porus acusticus externus) aufliegt). Durch Ansteuerung der Lichtquellen und Verarbeitung des vom Fotosensor ausgegebenen Signals kann die Datenverarbeitungseinheit zum Beispiel unter anderem die folgenden Leistungsdaten erzeugen: einen arteriellen Sauerstoffsättigungswert, einen Atmungsfrequenzwert, einen kardiovaskulären Flusswert, einen Herzzeitvolumenwert, einen Blutdruckwert und einen Blutzuckerwert.The physiological sensor unit may in particular have a pulse oximetry sensor, that is to say a sensor for the non-invasive determination of the arterial oxygen saturation via the measurement of the light absorption. This may include two differently colored light sources, in particular light emitting diodes, and a photosensor and is preferably mounted in the housing of the device such that the light sources can illuminate a portion of the skin surface in the user's ear and the photosensor can detect corresponding reflections from the skin surface, if the device is mounted in the user's ear. The pulse oximetry sensor may be mounted in particular in the region of a surface of the housing such that the pulse oximetry sensor is in close contact with the skin surface in the ear when the device is worn in the ear, in particular the skin surface in the region behind the tragus. (Tragus is the small cartilage mass on the auricle called, which rests just before the auditory canal (Porus acusticus externus)). For example, by driving the light sources and processing the signal output by the photosensor, the data processing unit may generate, among others, the following performance data: an arterial oxygen saturation value, a respiratory rate value, a cardiovascular flux value, a cardiac output, a blood pressure value, and a blood glucose value.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Sensoreinheit eine Bewegungssensoreinheit auf.According to a further exemplary embodiment of the invention, the sensor unit has a motion sensor unit.
In diesem Dokument bezeichnet „Bewegungssensoreinheit” insbesondere eine Sensoreinheit, die zum Erzeugen eines oder mehrerer elektrischen Signale in Abhängigkeit von Bewegung der Sensoreinheit eingerichtet ist, insbesondere elektrische Signale, die von einer Beschleunigung, Neigung oder Verschiebung der Sensoreinheit relativ zu einer oder mehreren vorbestimmten Richtungen abhängen.In this document, "motion sensor unit" means, in particular, a sensor unit adapted to generate one or more electrical signals in response to movement of the sensor unit, in particular electrical signals which depend on acceleration, tilt or displacement of the sensor unit relative to one or more predetermined directions ,
Die Bewegungssensoreinheit mag insbesondere ein Akzelerometer bzw. einen Beschleunigungssensor aufweisen, das bzw. der zum Erfassen von Beschleunigung und/oder Beschleunigungsänderungen in zumindest einer vorbestimmten Richtung relativ zu dem Gehäuse der Vorrichtung eingerichtet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Akzelerometer ein 3D-Akzelerometer, das Beschleunigungen entlang dreier aufeinander senkrechten Richtungen erfassen und drei entsprechende elektrische Signale ausgeben kann.The motion sensor unit may in particular comprise an accelerometer or an acceleration sensor which is set up to detect acceleration and / or acceleration changes in at least one predetermined direction relative to the housing of the device. In a preferred embodiment, the accelerometer is a 3D accelerometer that can detect accelerations along three mutually perpendicular directions and output three corresponding electrical signals.
Durch Bearbeitung der Signale von der Bewegungssensoreinheit, beispielsweise mittels Mustererkennung, kann die Datenverarbeitungseinheit zum Beispiel folgende und weitere Leistungsdaten erzeugen: einen Schrittzahlwert, einen Distanzwert und einen Geschwindigkeitswert.By processing the signals from the motion sensor unit, for example by means of pattern recognition, the data processing unit can, for example, generate the following and further performance data: a step number value, a distance value and a speed value.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen beide Vorrichtungen eine Bewegungssensoreinheit auf.According to a further embodiment of the invention, both devices comprise a motion sensor unit.
Durch Verarbeitung von Bewegungsdaten, die im Bereich beider Ohren des Benutzers erfasst werden, kann eine erhöhte Präzision der Leistungsdaten erreicht werden.By processing motion data acquired in the area of both ears of the user, increased precision of the performance data can be achieved.
Die Datenverarbeitungseinheit mag insbesondere dazu eingerichtet sein, sowohl die Messdaten von der Bewegungssensoreinheit (Bewegungsdaten) als auch die Messdaten von der physiologischen Sensoreinheit (physiologischen Daten), vorzugsweise als digitale Signale, zu erhalten und zu verarbeiten, um Leistungsdaten durch Berechnung zu erzeugen. Dabei können einige Werte der Leistungsdaten allein basierend auf den Bewegungsdaten, andere Werte der Leistungsdaten allein basierend auf den physiologischen Daten und noch weitere Werte der Leistungsdaten basierend auf sowohl den Bewegungsdaten als auch den physiologischen Daten berechnet werden.The data processing unit may in particular be set up to receive and process both the measurement data from the motion sensor unit (movement data) and the measurement data from the physiological sensor unit (physiological data), preferably as digital signals, in order to generate performance data by calculation. Here, some values of the performance data alone based on the movement data, other values of the performance data based solely on the physiological data, and still other values of the performance data may be calculated based on both the movement data and the physiological data.
Zusammenfassend ermöglicht das System, dass ein Benutzer beim Ausüben einer sportlichen Aktivität mittels binauraler Audioausgabe über mehrere Werte von Leistungsdaten informiert wird, wobei die einzelne Werte der Leistungsdaten auf Bewegungsdaten und/oder physiologischen Daten basieren, die während der sportlichen Aktivität jeweils von der Bewegungssensoreinheit und/oder der physiologischen Sensoreinheit erfasst werden, und durch an verschiedenen räumlichen Positionen um den Kopf des Benutzers herum erklingende Signalkomponente dargestellt werden.In summary, the system allows a user to be informed of multiple values of performance data via a binaural audio output while exercising a sport activity, the individual values of the performance data being based on movement data and / or physiological data obtained from the motion sensor unit during the athletic activity and / or or the physiological sensor unit, and displayed by signal components sounding at various spatial positions around the user's head.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Gehäuse jeder Vorrichtung einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf, wobei der erste Abschnitt zum Einführen in einen Gehörgang und der zweite Abschnitt zur Befestigung in einer Ohrmuschel eingerichtet sind, wobei eine Form und/oder Größe des zweiten Abschnittes anpassbar ist.According to a further embodiment of the invention, the housing of each device has a first portion and a second portion, wherein the first portion for insertion into an ear canal and the second portion are adapted for attachment in an auricle, wherein a shape and / or size of the second portion is adaptable.
Der erste Abschnitt ist im Wesentlichen kegelförmig und so geformt, dass er in einem äußeren Teil des Gehörgangs hineinpasst. Der Lautsprecher ist vorzugsweise innerhalb des ersten Abschnittes angebracht, um Schall direkt in den Gehörgang abzugeben.The first portion is substantially conical and shaped to fit within an outer portion of the ear canal. The speaker is preferably mounted within the first section to deliver sound directly into the ear canal.
Der zweite Abschnitt ist so geformt, dass er in der Concha der Ohrmuschel eines typischen Ohrs eingesetzt und dort festgehalten werden kann. Die Form und/oder Größe des zweiten Abschnittes mag zum Beispiel durch Hinzufügen selbstklebenden Materials auf einem Teil der Oberfläche des zweiten Abschnittes angepasst werden.The second section is shaped so that it can be inserted and held in the concha of the ear of a typical ear. The shape and / or size of the second portion may be adjusted, for example, by adding self-adhesive material on a portion of the surface of the second portion.
Das gesamte Gehäuse mag insbesondere aus Kunststoff gefertigt sein. Die Öffnungen für Lautsprecher, Sensoren usw. mögen wasserdicht abgedichtet sein, so dass die Vorrichtung auch beim Schwimmen verwendet werden kann.The entire housing may in particular be made of plastic. The openings for speakers, sensors, etc. may be sealed watertight, so that the device can also be used while swimming.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist zumindest eine der Vorrichtungen ferner eine kapazitive Sensoreinheit auf, die an einer Oberfläche des Gehäuses derart angeordnet ist, dass sie von einem Benutzer berührt werden kann, wenn die Vorrichtung im Ohr des Benutzers angebracht ist.According to another embodiment of the invention, at least one of the devices further comprises a capacitive sensor unit disposed on a surface of the housing such that it can be touched by a user when the device is mounted in the user's ear.
Die kapazitive Sensoreinheit mag insbesondere auf einer Oberfläche des Gehäuses angebracht sein, die nach außen zeigt, wenn die Vorrichtung im Ohr angebracht ist.In particular, the capacitive sensor unit may be mounted on a surface of the housing facing outward when the device is mounted in the ear.
Die kapazitive Sensoreinheit ist eingerichtet zum Erfassen von Berührungen, insbesondere klopfenden oder streichenden Berührungen, die zum Beispiel mit einem Finger vom Benutzer getätigt werden.The capacitive sensor unit is designed to detect touches, in particular tapping or stroking touches, which are made, for example, with a finger by the user.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist zumindest eine der Vorrichtungen ferner ein Mikrofon auf, insbesondere ein Knochenleitungsmikrofon, das zum Erfassen von Benutzersprechen, insbesondere von vom Benutzer gesprochenen Sprachbefehle, eingerichtet ist.According to a further exemplary embodiment of the invention, at least one of the devices furthermore has a microphone, in particular a bone conduction microphone, which is set up for detecting user speech, in particular voice commands spoken by the user.
Die Verwendung eines Knochenleitungsmikrofons ermöglicht insbesondere, dass Benutzersprechen erfasst werden kann, ohne (oder nur geringfügig) von Umgebungsgeräuschen beeinflusst zu werden.In particular, the use of a bone conduction microphone allows user speech to be detected without being (or only slightly) affected by ambient noise.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist zumindest eine der Vorrichtungen ferner eine Elektroenzephalografie-Sensoreinheit (Gehirnstrommessung) auf, die zum Erfassen eines elektrischen Signals an einer Hautoberfläche eines Benutzers eingerichtet ist.According to another embodiment of the invention, at least one of the devices further comprises an electroencephalography sensor unit (brainwave measurement) adapted to detect an electrical signal on a skin surface of a user.
Durch Mustererkennung können aus dem erfassten elektrischen Signal vorbestimmte Gehirnaktivitäten beim Benutzer erkannt werden, insbesondere persönlich aufregende Gedanken.By pattern recognition, predetermined brain activities can be detected by the user from the detected electrical signal, in particular personally exciting thoughts.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist zumindest eine der Vorrichtungen ferner eine Steuereinheit auf, die in dem Gehäuse integriert ist und ferner zum Steuern der Vorrichtung in Abhängigkeit von Berührungen, die von der kapazitiven Sensoreinheit erfasst werden, und/oder in Abhängigkeit von Benutzersprechen, das von dem Mikrofon erfasst wird, und/oder in Abhängigkeit von einem elektrischen Signal, das von Elektroenzephalografie-Sensoreinheit erfasst wird.According to a further embodiment of the invention, at least one of the devices further comprises a control unit integrated in the housing and further for controlling the device in response to touches detected by the capacitive sensor unit and / or in response to user speech is detected by the microphone, and / or in response to an electrical signal detected by the electroencephalography sensor unit.
Somit kann der Benutzer beispielsweise die Funktionalität der Vorrichtung durch Berühren der kapazitiven Sensoreinheit, durch Aussprechen von Sprachbefehlen und/oder durch vorbestimmte Gedanken steuern.Thus, for example, the user may control the functionality of the device by touching the capacitive sensor unit, by uttering voice commands, and / or by predetermined thoughts.
Insbesondere mag eine einzige kurze Berührung (Klopfen) auf der kapazitiven Sensoreinheit ein erstes Steuersignal auslösen, zwei aufeinanderfolgende kurze Berührungen ein zweites Steuersignal auslösen usw. Des Weiteren mag ein Streichen nach oben, nach unten, nach vorne und nach hinten jeweils vorbestimmte Steuersignale auslösen.In particular, a single short touch (knock) on the capacitive sensor unit may trigger a first control signal, two consecutive short touches may trigger a second control signal, etc. Further, swipe up, down, forward, and back, respectively, may trigger predetermined control signals.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist zumindest einer der Vorrichtungen ferner einen Kontaktsensor auf zum Detektieren, ob die Vorrichtung im Ohr angebracht ist.According to another embodiment of the invention, at least one of the devices further comprises a contact sensor for detecting whether the device is mounted in the ear.
Der Kontaktsensor mag insbesondere kapazitiv sein und auf einem Teil der Oberfläche des Gehäuses angebracht sein, der beim Tragen im Ohr die Hautoberfläche kontaktiert. Wenn der Kontaktsensor eine Zeit lang kein Kontakt mit einer Hautoberfläche registriert hat, kann die Vorrichtung beispielsweise in einem Standby-Modus geschaltet oder ganz ausgeschaltet werden.In particular, the contact sensor may be capacitive and mounted on a portion of the surface of the housing that contacts the skin surface when worn in the ear. For example, if the contact sensor has not registered contact with a skin surface for a while, the device may be switched in a standby mode or turned off completely.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist zumindest einer der Vorrichtungen ferner einen Speicher auf zum Speichern der von der Datenverarbeitungseinheit erzeugten Leistungsdaten.According to another embodiment of the invention, at least one of the devices further comprises a memory for storing the performance data generated by the data processing unit.
Durch Abspeichern der Leistungsdaten können diese später vom Speicher ausgelesen und extern verarbeitet werden. Des Weiteren können im Laufe einer sportlichen Aktivität auf die abgespeicherten Leistungsdaten zugegriffen werden, um beispielsweise Durchschnittswerte zu berechnen oder Vergleiche mit früheren Aktivitäten durchzuführen.By saving the performance data, these can later be read from memory and processed externally. Furthermore, in the course of a sporting activity, the stored performance data can be accessed for example, to calculate averages or make comparisons with previous activities.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist zumindest einer der Vorrichtungen ferner eine Nahfeldkommunikationseinheit (NFC-Einheit) auf.According to another embodiment of the invention, at least one of the devices further comprises a near-field communication unit (NFC unit).
Die NFC-Einheit ermöglicht ein Speichern und/oder Auslesen verschiedener Daten in bzw. aus der Vorrichtung, zum Beispiel Identifikationsdaten des Benutzers oder GPS-Daten, die die letzte Position der Vorrichtung angeben. Solche GPS-Daten können zum Beispiel regelmäßig von einem Smartphone übertragen werden.The NFC unit enables storage and / or readout of various data in or from the device, for example identification data of the user or GPS data indicating the last position of the device. For example, such GPS data can be regularly transmitted from a smartphone.
Generell funktioniert eine der beide Vorrichtungen des Systems vorzugsweise als primäre Vorrichtung (Master) in dem System, in dem Sinne, dass diese Vorrichtung Steuer- und Datensignale an die zweite (sekundäre) Vorrichtung übermittelt, wobei insbesondere Sensorsignale, die von der sekundären Vorrichtung erfasst und an die primäre Vorrichtung übermittelt werden, bei der Erzeugung von Steuer- und Datensignalen in der primären Vorrichtung berücksichtigt werden.In general, one of the two devices of the system preferably functions as a primary device (master) in the system, in the sense that this device transmits control and data signals to the second (secondary) device, in particular sensor signals detected by the secondary device transmitted to the primary device, are taken into account in the generation of control and data signals in the primary device.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist zumindest eine der Vorrichtungen des Systems ein Knochenleitungsmikrofon auf und beide Vorrichtungen weisen ein Mikrofon auf, das zum Erfassen von Umgebungsschall eingerichtet ist.According to a further exemplary embodiment of the invention, at least one of the devices of the system has a bone conduction microphone and both devices have a microphone that is set up to detect ambient sound.
Das Knochenleitungsmikrofon ist insbesondere zum Erfassen von Sprachbefehlen eingerichtet, die vom Benutzer zur Steuerung des Systems ausgesprochen werden. Dabei kann der von den externen Mikrofonen erfasste Umgebungsschall zur Rauschminderung verwendet werden, um die Erkennung der Sprachbefehle zu verbessern. Die Erkennung der Sprachbefehle sowie die Verarbeitung zur Rauschminderung erfolgen vorzugsweise in einer entsprechenden Signalverarbeitungseinheit, die in der primären Vorrichtung des Systems integriert ist.The Bone Conduction Microphone is particularly adapted for detecting voice commands that are spoken by the user to control the system. In this case, the ambient noise detected by the external microphones can be used for noise reduction in order to improve the recognition of the voice commands. The recognition of the voice commands as well as the processing for noise reduction are preferably carried out in a corresponding signal processing unit which is integrated in the primary device of the system.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist zumindest eine der Vorrichtungen des Systems eine Erkennungseinheit auf, die zum Erkennen vorbestimmter Bewegungsmuster eingerichtet ist, die bei streichenden Berührungen einer Körperoberfläche eines Benutzers entstehen.According to a further exemplary embodiment of the invention, at least one of the devices of the system has a detection unit which is set up to detect predetermined movement patterns which are produced by stroking a body surface of a user.
Die Erkennungseinheit ist insbesondere dazu eingerichtet, ein Signal von dem Knochenleitungsmikrofon in der primären Vorrichtung und Signale von den nach außen gerichteten Mikrofonen der beiden Vorrichtungen zu erhalten und verarbeiten. Die Verarbeitung weist insbesondere eine Analyse des zeitlichen Verlaufs der Tonhöhe (Frequenz) und Lautstärke für jedes der drei Signale auf. Diese Verarbeitung der Schallsignale, die sich jeweils durch und um den Körper des Benutzers herum fortpflanzt haben, ermöglicht eine Erkennung von vorbestimmten Bewegungsmuster, insbesondere die Erkennung einer Richtung einer streichenden Berührung der Körperoberfläche des Benutzers. Eine solche Erkennung basiert auf die Tatsache, dass die Tonhöhe und Lautstärke des von einem der Mikrofone erfassten Signals im Laufe der Bewegung zunimmt, wenn die Bewegung in Richtung zu dem Mikrofon hin erfolgt, und abnimmt, wenn die Bewegung von dem Mikrofon weg erfolgt. Eine Analyse des Signals von dem Knochenleitungsmikrofon ermöglicht somit eine Erkennung, ob die Bewegung nach oben oder unten gerichtet ist. In ähnlicher Weise ermöglicht eine Analyse der Signale von den beiden nach außen gerichteten Mikrofonen eine Erkennung, ob die Bewegung nach links oder rechts erfolgt. Durch weitere Analyse aller drei Signale können auch schräge Bewegungen erkannt werden.In particular, the detection unit is adapted to receive and process a signal from the bone conduction microphone in the primary device and signals from the outwardly directed microphones of the two devices. In particular, the processing includes an analysis of the timing of the pitch (frequency) and volume for each of the three signals. This processing of the sound signals propagated respectively through and around the body of the user enables recognition of predetermined movement patterns, in particular the detection of a direction of stroking the body surface of the user. Such recognition is based on the fact that the pitch and volume of the signal detected by one of the microphones increases in the course of the movement as the movement is toward the microphone and decreases as the movement away from the microphone occurs. An analysis of the signal from the bone conduction microphone thus allows detection of whether the movement is directed up or down. Similarly, analysis of the signals from the two outbound microphones allows detection of whether the movement is to the left or to the right. By further analysis of all three signals and oblique movements can be detected.
Mit anderen Worten kann die Erkennungseinheit erkennen, wenn der Benutzer beispielsweise einen Finger von links nach rechts oder von oben nach unten über seine Wange. Brust oder seinen Bauch zieht.In other words, the recognition unit can recognize when the user, for example, a finger from left to right or from top to bottom over his cheek. Chest or his stomach pulls.
Die Erkennung solcher Bewegungsmuster bzw. Berührungsmuster kann vorteilhafterweise zum Steuern der Vorrichtungen bzw. des Systems verwendet werden. Genauer gesagt kann jedes erfassbares Bewegungsmuster mit einem vorbestimmten Steuerbefehl verknüpft sein. Zum Beispiel kann eine Bewegung nach oben die Wiedergabelautstärke erhöhen und eine Bewegung nach oben die Wiedergabelautstärke reduzieren.The recognition of such movement patterns or contact patterns can be used advantageously for controlling the devices or the system. More specifically, each detectable motion pattern may be associated with a predetermined control command. For example, moving upwards may increase the playback volume, and moving upwards may reduce the playback volume.
Das System mag als Headset in Verbindung mit einer mobilen Kommunikationsvorrichtung verwendet werden, insbesondere einem Mobiltelefon, Smartphone oder Tablet.The system may be used as a headset in conjunction with a mobile communication device, in particular a mobile phone, smartphone or tablet.
Die Verwendung als Headset ermöglicht unter anderem, dass die verschiedenen Steuerungsfunktionalitäten des Systems zum Steuern der mobilen Kommunikationsvorrichtung eingesetzt werden und dass Daten, wie beispielsweise GPS-Daten oder Sprachbefehle von einer auf der mobilen Kommunikationsvorrichtung laufenden Navigationsanwendung, an das System übermittelt wird.Use as a headset, inter alia, allows the various control functionalities of the system to control the mobile communication device to be employed, and that data, such as GPS data or voice commands from a navigation application running on the mobile communication device, is communicated to the system.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren beschrieben. Das beschriebene Verfahren weist die folgenden Schritte auf: (a) Erfassen von Messdaten mittels einer Sensoreinheit, (b) Erzeugen von Leistungsdaten basierend auf den Messdaten mittels einer Datenverarbeitungseinheit, wobei die Sensoreinheit und die Datenverarbeitungseinheit in einer ersten Vorrichtung, die zum Tragen in einem Ohr eines Benutzers eingerichtet ist und eine erste Datenkommunikationseinheit und einen ersten Lautsprecher aufweist, oder in einer zweiten Vorrichtung, die zum Tragen im anderen Ohr des Benutzers eingerichtet ist und eine zweite Datenkommunikationseinheit und einen zweiten Lautsprecher aufweist, enthalten sind, (c) Erzeugen eines binauralen Audiosignals basierend auf den Leistungsdaten mittels einer Signalverarbeitungseinheit, die in der ersten Vorrichtung enthalten ist, das binaurale Audiosignal aufweisend einen ersten Signalteil zur Ausgabe durch den ersten Lautsprecher und einen zweiten Signalteil zur Ausgabe durch den zweiten Lautsprecher, und (d) Übertragen des zweiten Signalteils des binauralen Audiosignals an die zweite Datenkommunikationseinheit mittels der ersten Datenkommunikationseinheit.According to a second aspect of the invention, a method is described. The method described comprises the following steps: (a) acquisition of measurement data by means of a sensor unit, (b) production of performance data based on the measurement data by means of a data processing unit, wherein the sensor unit and the data processing unit in a first device, which is to be worn in an ear a user is set up and a first data communication unit and a first speaker, or in a second device, which is adapted to carry in the other ear of the user and having a second data communication unit and a second speaker are included, (c) generating a binaural audio signal based on the performance data means a signal processing unit included in the first device, the binaural audio signal having a first signal part for output by the first loudspeaker and a second signal part for output by the second loudspeaker, and (d) transmitting the second signal part of the binaural audio signal to the second data communication unit by means of the first data communication unit.
Das beschriebene Verfahren basiert im Wesentlichen auf der gleichen Erkenntnis wie das oben beschriebene System gemäß dem ersten Aspekt und den Ausführungsbeispielen davon, nämlich dass Messdaten, wie beispielsweise Bewegungsdaten und/oder physiologische Daten in zumindest einer von zwei eigenständigen Vorrichtung erfasst und verarbeitet werden, um ein binaurales Audiosignal in Abhängigkeit von erzeugten Leistungsdaten zu erzeugen und auszugeben.The method described is essentially based on the same insight as the above-described system according to the first aspect and the embodiments thereof, namely, that measurement data such as movement data and / or physiological data are acquired and processed in at least one of two stand-alone devices binaural audio signal in response to generated performance data to generate and output.
Die Erfindung kann sowohl mittels eines Computerprogramms, d. h. einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektrischer Schaltungen, d. h. in Hardware oder in beliebig hybrider Form, d. h. mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden.The invention can be implemented both by means of a computer program, i. H. a software, as well as by means of one or more special electrical circuits, d. H. in hardware or in any hybrid form, d. H. using software components and hardware components.
Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände beschrieben wurden. Insbesondere sind einige Ausführungsformen der Erfindung mit Verfahrensansprüchen und andere Ausführungsformen der Erfindung mit Vorrichtungsansprüchen beschrieben. Dem Fachmann wird jedoch bei der Lektüre dieser Anmeldung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand gehören, auch eine beliebige Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Typen von Erfindungsgegenständen gehören.It should be noted that embodiments of the invention have been described with reference to different subject matters. In particular, some embodiments of the invention are described with method claims and other embodiments of the invention with apparatus claims. However, it will be readily apparent to those skilled in the art upon reading this application that, unless explicitly stated otherwise, in addition to a combination of features belonging to a type of subject matter, any combination of features that may result in different types of features is also possible Subject matters belong.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform.Further advantages and features of the present invention will become apparent from the following exemplary description of a preferred embodiment.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Detaillierte BeschreibungDetailed description
Die Datenverarbeitungseinheit
Die Vorrichtung weist ferner eine zentrale Steuereinheit bzw. Steuerung
Die Steuereinheit
Das erste Mikrofon
Das zweite Mikrofon
Die Berührungssensoreinheit
Die EEG-Einheit
Die Kontaktsensoreinheit
Die Bluetooth-Einheit
Kommunikation mit einem externen Gerät kann während Benutzung der Vorrichtung, das heißt während der Ausübung einer sportlichen Aktivität, stattfinden. In diesem Falle können Daten, wie beispielsweise Musik- oder GPS-Daten, von dem Gerät an die Vorrichtung übertragen werden und dort verwendet oder gespeichert werden. Gleichzeitig können Daten, wie beispielsweise erfasste Sensordaten oder berechnete Leistungsdaten, von der Vorrichtung an das Gerät übertragen werden. Dies ermöglicht auch eine Benutzung der Vorrichtung als Headset in Verbindung mit Kommunikationsanwendungen.Communication with an external device may take place during use of the device, that is during the exercise of a physical activity. In this case, data such as music or GPS data may be transmitted from the device to the device and used or stored there. At the same time, data, such as acquired sensor data or calculated performance data transmitted from the device to the device. This also allows use of the device as a headset in conjunction with communication applications.
Kommunikation mit dem externen Gerät kann auch erfolgen, wenn die Vorrichtung nicht im Ohr benutzt wird, beispielsweise um die verschiedenen oben beschriebenen Steuerungsmöglichkeiten zu konfigurieren, um Schwellenwerte (zum Beispiel für Herzfrequenz, Atemfrequenz, Distanz, Zeit oder Geschwindigkeit etc.) festzulegen oder um Leistungsdaten zur externen Verarbeitung auszulesen. Dies erfolgt zweckmäßig mittels einer speziellen Anwendung oder App.Communication with the external device may also occur when the device is not being used in the ear, for example, to configure the various controls described above to set thresholds (eg, heart rate, respiratory rate, distance, time or speed, etc.) or performance data for external processing. This is done appropriately by means of a special application or app.
Die NFC-Einheit
Die
Die
Das Gehäuse weist ferner eine Oberfläche
Das Gehäuse weist ferner eine Öffnung
Die
Die
Die Öffnungen
Die erste Vorrichtung
Das binaurale Audiosignal besteht aus einem ersten (rechten) Signalteil, der durch den Lautsprecher
Das erzeugte binaurale Audiosignal enthält eine Signalkomponente, wie beispielsweise ein gepulstes Tonsignal oder eine Folge von vorgespeicherten Sprachelementen, die für einen Wert der Leistungsdaten indikativ ist. Diese Signalkomponente ist für den Benutzer an einer bestimmten räumlichen Position zu hören. Diese räumliche Position kann verschoben bzw. geändert werden, wenn sich der entsprechende Wert der Leistungsdaten ändert. Dies kann zum Beispiel so erfolgen, dass die Signalkomponente nach vorne oder nach oben verlagert wird, wenn der Wert zunimmt, und nach hinten oder nach unten verlagert wird, wenn der Wert abnimmt. Die Verschiebung der Position kann insbesondere relativ zu einer vertikalen Ebene, die sich durch den Körper des Benutzers erstreckt, oder einer horizontalen Ebene, die sich durch den Kopf (auf Höhe der Ohren) des Benutzers erstreckt, erfolgen. Solange die Signalkomponente in einer dieser Ebenen wiedergeben wird, das heißt, direkt an der linken oder rechten Seite des Benutzers oder auf Höhe der Ohren des Benutzers, dann ist der Wert gleich oder nahe an einem vorbestimmten Referenzwert. Wenn der Wert den vorbestimmten Referenzwert oder Schwellenwert übersteigt, wird die Position der Signalkomponente zum Beispiel nach vorne oder nach oben verschoben, wobei die Menge der Verschiebung von der Differenz zwischen dem Leistungswert und dem Referenzwert abhängt. In ähnlicher Weise kann die Position der Signalkomponente nach unten oder nach hinten verschoben werden, wenn der Wert den (oder einen anderen) Referenzwert oder Schwellenwert unterschreitet.The generated binaural audio signal includes a signal component, such as a pulsed tone signal or a sequence of prestored speech elements, that is indicative of a value of the performance data. This signal component is heard by the user at a particular spatial location. This spatial position can be moved or changed as the corresponding value of the performance data changes. This can be done, for example, by shifting the signal component forward or upward as the value increases, and shifting it backwards or downwards as the value decreases. In particular, the displacement of the position may be relative to a vertical plane extending through the body of the user or a horizontal plane extending through the head (at the level of the ears) of the user. As long as the signal component is reproduced in one of these levels, that is, directly on the left or right side of the user or at the level of the user's ears, then the value is equal to or close to a predetermined reference value. For example, if the value exceeds the predetermined reference value or threshold, the position of the signal component is shifted forward or upward, the amount of the shift depending on the difference between the power value and the reference value. Similarly, the position of the signal component may be shifted down or back if the value falls below the (or other) reference value or threshold.
Somit kann der Benutzer leicht und intuitiv erkennen, ob der Wert von dem vorbestimmten Referenzwert abweicht und, wenn dies der Fall ist, entsprechend agieren, um den Wert wieder an den vorbestimmten Referenzwert anzunähern.Thus, the user can easily and intuitively recognize whether the value deviates from the predetermined reference value and, if so, act accordingly to approximate the value to the predetermined reference value.
Das erzeugte binaurale Audiosignal kann weitere Signalkomponente enthalten, die für weitere Werte der Leistungsdaten indikativ sind. In diesem Falle wird das binaurale Audiosignal so erzeugt, dass eine räumliche Position jeder Signalkomponente unterschiedlich von der räumlichen Position der anderen Signalkomponenten ist. Damit können Werte in Bezug auf verschiedene Leistungsdaten an verschiedenen vorbestimmten Stellen im dreidimensionalen Raum um den Kopf des Benutzers herum wiedergegeben werden. Zum Beispiel kann ein erstes gepulstes Tonsignal oder Sprachsignal bzgl der Herzschlagfrequenz an einer Stelle links oben und ein zweites gepulstes Tonsignal oder Sprachsignal bzgl. einer Geschwindigkeit an einer Stelle vorne unten wiedergeben werden. Die Wiedergabe der einzelnen Signalkomponente mag gleichzeitig oder leicht zeitversetzt stattfinden, um die Wahrnehmung durch den Benutzer zu erleichtern.The generated binaural audio signal may include other signal components that are indicative of other values of the performance data. In this case, the binaural audio signal is generated so that a spatial position of each signal component is different from the spatial position of the other signal components. Thus, values relating to various performance data can be reproduced at various predetermined locations in three-dimensional space around the user's head. For example, a first pulsed tone signal or speech signal may be reproduced with respect to the heartbeat frequency at a position upper left and a second pulsed tone signal or speech signal with respect to a velocity at a position forward lower. Playback of the individual signal component may occur simultaneously or slightly time-delayed to facilitate user perception.
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