DE102015119834A1

DE102015119834A1 - Microphone headphone device for an external processing unit and method for secure real-time transmission of computer-processed sound signals

Info

Publication number: DE102015119834A1
Application number: DE102015119834.7A
Authority: DE
Inventors: Pascal WERNER; Philipp Skribanowitz; Nicholas Clark
Original assignee: Mimi Hearing Technologies GmbH
Current assignee: Mimi Hearing Technologies GmbH
Priority date: 2015-11-17
Filing date: 2015-11-17
Publication date: 2017-05-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung für eine externe Recheneinheit, welche zumindest die folgenden Komponenten aufweist: – zumindest einen Lautsprecher mit einer Halteeinrichtung zum temporären Halten des zumindest einen Lautsprechers bei einem menschlichen äußeren Gehörgang; – zumindest ein Mikrofon bei jeweils einem der Lautsprecher zur Aufnahme von Geräuschen in der Umgebung des jeweiligen Lautsprechers; – zumindest eine Schnittstelle zu einer externen Recheneinheit zum Übermitteln von Signalen zu dem zumindest einen Lautsprecher und von dem zumindest einen Mikrofon von einer externen Recheneinheit beziehungsweise an die externe Recheneinheit; und – zumindest ein Kabel, welches den zumindest einen Lautsprecher und das zumindest eine Mikrofon zum Übertragen der Signale mit der zumindest einen Schnittstelle verbindet. Die Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung kennzeichnet sich vor allem dadurch, dass die zumindest eine Schnittstelle eine digitale Schnittstelle ist, dass zwischen der zumindest einen Schnittstelle und dem zumindest einen Kabel eine Analog/Digital-Wandlereinrichtung vorgesehen ist, und dass zwischen der zumindest einen Schnittstelle und dem zumindest einen Lautsprecher eine erste Verstärkereinrichtung vorgesehen ist. Mit der hier dargestellten Erfindung ist es möglich, eine beliebige externe Recheneinheit zur digitalen Verbesserung einer Audioausgabe zu verwenden und zugleich unabhängig von der jeweils gewählten Recheneinheit eine reproduzierbare Klangqualität zu erreichen.The invention relates to a microphone headphone device for an external computing unit, which comprises at least the following components: at least one loudspeaker with a holding device for temporarily holding the at least one loudspeaker in a human external auditory canal; - At least one microphone in each one of the speakers for recording noise in the vicinity of the respective speaker; At least one interface to an external computing unit for transmitting signals to the at least one loudspeaker and of the at least one microphone from an external arithmetic unit or to the external arithmetic unit; and - at least one cable connecting the at least one loudspeaker and the at least one microphone for transmitting the signals to the at least one interface. The microphone headphone device is characterized in particular by the fact that the at least one interface is a digital interface, that between the at least one interface and the at least one cable an analog / digital converter device is provided, and that between the at least one interface and the at least one loudspeaker is provided with a first amplifier device. With the invention presented here, it is possible to use any external arithmetic unit for digital improvement of an audio output and at the same time to achieve a reproducible sound quality independently of the particular arithmetic unit selected.

Description

Gegenstand der Erfindung Subject of the invention

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung für eine externe Recheneinheit sowie mit einem Verfahren zum sicheren Echtzeit-Übertragen von rechner-prozessierten Klangsignalen in zumindest einen Lautsprecher für ein menschliches Ohr unter Berücksichtigung von mittels zumindest eines am Kopf positionieren Mikrofons, bevorzugt für die Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung. The present invention relates to a microphone headphone device for an external processing unit and to a method for the secure real-time transmission of computer-processed sound signals in at least one speaker for a human ear, taking into account by means of at least one head-mounted microphone, preferably for the microphone headphone device.

Stand der Technik State of the art

Für die Verbesserung der Hörqualität sind aus dem Stand der Technik verschiedene Kopfhörereinrichtungen bekannt, insbesondere für Hörgeschädigte. Beispielsweise ist aus der US 8,243,942 B2 und der WO 2010/129 212 A1 ein externes System zur Störschallunterdrückung für Kopfhörer bekannt. Aus der DE 10 2004 016 577 ist ein System zum einfachen Austauschen von Ohrstücken bekannt, welches dadurch Rückkopplungseffekte vermeidet und somit die Nutzung von Kopfhörern als Hörgerät verbessert. For improving the quality of hearing, various headphone devices are known from the prior art, in particular for the hearing impaired. For example, is from the US 8,243,942 B2 and the WO 2010/129 212 A1 an external system for noise suppression for headphones known. From the DE 10 2004 016 577 is a system for easy replacement of ear pieces known, which thereby avoids feedback effects and thus improves the use of headphones as a hearing aid.

Weiterhin ist es bekannt, Mikrofone beim Lautsprecher des Kopfhörers anzuordnen, um Störgeräusche zu tilgen (Digital-Noise-Cancelling), wie zum Beispiel das MDR-NC31-Headset von Sony. Auch ist eine ähnliche Anordnung von Mikrofonen zur klangrealistischen, sogenannten binauralen, Aufnahme zum Beispiel eines gespielten Musikinstruments bekannt, wie zum Beispiel das CS-10EM-Headset der Firma Roland (www.roland.com). Furthermore, it is known to arrange microphones in the speaker of the headphone to eliminate noise (digital noise-canceling), such as the MDR-NC31 headset from Sony. Also, a similar arrangement of microphones for sound realistic, so-called binaural, recording, for example, a played musical instrument known, such as the CS-10EM headset Roland (www.roland.com).

Nachteilig bei den bisher bekannten Systemen ist, dass die Klangqualität sowohl der Mikrofone als auch der Lautsprecher von der in dem angeschlossenen Gerät jeweils verbauten Audioelektronik abhängig ist. Die Firma Sony empfiehlt zum Beispiel das MDR-NC31-Headset für eine optimale Performance in Kombination mit den eigenen Smartphones zu nutzen. A disadvantage of the previously known systems is that the sound quality of both the microphones and the loudspeaker is dependent on the audio electronics installed in the connected device. For example, Sony recommends using the MDR-NC31 headset for optimal performance in combination with their own smartphones.

Die hier geschilderten Nachteile aus dem vorbekannten Stand der Technik werden mit der im Folgenden beschriebenen Erfindung zumindest teilweise gelöst. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen. The disadvantages described here from the prior art are at least partially solved by the invention described below. The features of the invention will become apparent from the independent claims, to which advantageous embodiments are indicated in the dependent claims. The features of the claims may be combined in any technically meaningful manner, and to this end, the explanations of the following description and features of the figures may be used, which include additional embodiments of the invention.

Beschreibung der Erfindung Description of the invention

Die Erfindung betrifft eine Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung für eine externe Recheneinheit, welche zumindest die folgenden Komponenten aufweist:

– zumindest einen Lautsprecher mit einer Halteeinrichtung zum temporären Halten des zumindest einen Lautsprechers bei einem menschlichen äußeren Gehörgang;
– zumindest ein Mikrofon bei jeweils einem der Lautsprecher zur Aufnahme von Geräuschen in der Umgebung des jeweiligen Lautsprechers;
– zumindest eine Schnittstelle zu einer externen Recheneinheit zum Übermitteln von Signalen zu dem zumindest einen Lautsprecher und von dem zumindest einen Mikrofon von einer externen Recheneinheit beziehungsweise an die externe Recheneinheit; und
– zumindest ein Kabel, welches den zumindest einen Lautsprecher und das zumindest eine Mikrofon zum Übertragen der Signale mit der zumindest einen Schnittstelle verbindet. Die Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung kennzeichnet sich vor allem dadurch, dass die zumindest eine Schnittstelle eine, bevorzugt standardisierte, digitale Schnittstelle ist, dass zwischen der zumindest einen Schnittstelle und dem zumindest einen Kabel eine Analog/Digital-Wandlereinrichtung vorgesehen ist, und dass zwischen der zumindest einen Schnittstelle und dem zumindest einen Lautsprecher eine erste Verstärkereinrichtung vorgesehen ist.

The invention relates to a microphone headphone device for an external computing unit, which has at least the following components:

- At least one speaker with a holding device for temporarily holding the at least one speaker in a human external auditory canal;
- At least one microphone in each one of the speakers for recording noise in the vicinity of the respective speaker;
At least one interface to an external computing unit for transmitting signals to the at least one loudspeaker and of the at least one microphone from an external arithmetic unit or to the external arithmetic unit; and
- At least one cable which connects the at least one speaker and the at least one microphone for transmitting the signals to the at least one interface. The microphone headphone device is characterized in particular by the fact that the at least one interface is a, preferably standardized, digital interface, that between the at least one interface and the at least one cable, an analog / digital converter device is provided, and that between the at least one interface and the at least one speaker a first amplifier means is provided.

Die hier vorgeschlagene Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung eignet sich ganz besonders als Hörgerät für Menschen mit schwachem und moderatem Hörverlust, ist aber auch für Menschen mit gesundem oder durchschnittlich normalem Gehör geeignet. Bei bisherigen Hörgeräten wird ein interner Rechner beziehungsweise Prozessor genutzt. Zum einen sind solche Hörgeräte sehr teuer und zum anderen in ihrer Leistung deutlich beschränkt. Aufgrund der hohen Kosten werden diese frühestens alle sechs Jahre ausgetauscht. Während dieser Nutzungsdauer werden die Einstellungen meist unverändert belassen, weil hierzu ein Fachmann, insbesondere ein Hörgeräteakustiker, aufgesucht werden muss. Zudem sind die Möglichkeiten eines solchen Geräts deutlich beschränkt und nur eingeschränkt für individuelle Situationen anpassbar. Derzeit sind Hörgeräte auf dem Markt, bei denen zwischen zwei oder drei Voreinstellungen gewechselt werden kann, wobei diese Voreinstellungen von einem Hörgeräteakustiker, eventuell wegen des großen Aufwands für den Nutzer nur einmalig beim Erwerb des Hörgeräts, vorgenommen werden. Das Wechseln zwischen den Hörgerätvoreinstellungen ist mittels eines Schalters am Hörgerät oder auch per drahtloser Übertragung zum Beispiel mittels einer App möglich. Mit der zunehmenden Verbreitung von mobilen (externen) Recheneinheiten, insbesondere Smartphones, ist grundsätzlich eine zusätzliche Rechenleistung zur Verfügung gestellt, welche aber bisher nicht ausreichend genutzt werden kann, weil die Audioausgabe über die individuell in den mobilen Recheneinheiten verbauten Verstärker an die jeweils verbauten Lautsprecher und/oder Mikrofone der mobilen Recheneinheit angepasst sind. Weiterhin sind mobile Recheneinheiten verbreitet, welche teilweise nicht zur Audioausgabe eingerichtet sind, wie zum Beispiel eBook-Reader. Auch solche Recheneinheiten sind für eine erfindungsgemäße Verwendung einsetzbar. Aber auch immobile (externe) Recheneinheiten, wie zum Beispiel ein PC oder Mac, insbesondere am Arbeitsplatz, mit oder ohne Audio-Komponenten sind einsetzbar. The microphone-headphone device proposed here is particularly suitable as a hearing aid for people with weak and moderate hearing loss, but is also suitable for people with healthy or average normal hearing. In previous hearing aids, an internal computer or processor is used. On the one hand, such hearing aids are very expensive and, on the other hand, they are considerably limited in their performance. Due to the high costs, these are replaced at the earliest every six years. During this period of use, the settings are usually left unchanged, because this requires a specialist, in particular a hearing aid acoustician, to be visited. In addition, the possibilities of such a device are clearly limited and adaptable only to a limited extent for individual situations. Currently, hearing aids are on the market, in which between two or three presets can be changed, these presets are made by a hearing care professional, possibly because of the great effort for the user only once when purchasing the hearing aid. Switching between the hearing aid default settings is possible by means of a switch on the hearing aid or via wireless transmission, for example by means of an app. With the proliferation of mobile (external) Arithmetic units, in particular smartphones, is basically an additional computing power provided, but which can not be sufficiently used so far, because the audio output via the built-in mobile computing units amplifiers are adapted to the particular built-speakers and / or microphones of the mobile computing unit. Furthermore, mobile computing units are common, some of which are not set up for audio output, such as eBook readers. Such computing units can also be used for a use according to the invention. But even immobile (external) computing units, such as a PC or Mac, especially in the workplace, with or without audio components can be used.

Es sei aber auch darauf hingewiesen, dass die Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung auch für gesunde Hörer einsetzbar ist. Hierbei sei vor allem ein Tilgen von Störgeräuschen im Alltag (Verkehrsgeräusche oder ähnliches) oder für einen Musiker, welcher sich voll auf seine Musik konzentrieren will, als Anwendungsbeispiel genannt. It should also be noted that the microphone headphone device can also be used for healthy listeners. Here, especially a deletion of noise in everyday life (traffic noise or the like) or for a musician who wants to concentrate fully on his music, called as an application example.

Mittels der Verwendung einer externen Recheneinheit sind eine schnellere Berechnung und/oder komplexere Algorithmen einsetzbar. By means of the use of an external computing unit, a faster calculation and / or more complex algorithms can be used.

Die Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung ist sowohl für ein Ohr als auch, bevorzugt, für beide Ohren einrichtbar. Der zumindest eine Lautsprecher der Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung ist in einer Ausführungsform mittels einer Haltevorrichtung (temporär, also vom Nutzer leicht wieder entfernbar) auf ein Ohr aufsetzbar, wobei es dieses (zumindest teilweise) bedeckt. Bevorzugt ist der zumindest eine Lautsprecher in einer anderen Ausführungsform aber mittels der Haltevorrichtung (temporär, also vom Nutzer leicht wieder entfernbar) in den äußeren Gehörgang einsteckbar (Plug-In) ausgebildet. Hierbei sind verschiedene Varianten bekannt, beispielsweise individuell angepasste Einstecker von der Firma normal (www.nrml.com) oder von der Firma OwnPhones (ownphones.com). Die Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung ist für einen Nutzer im Wesentlichen so einfach zu nutzen wie normale Kopfhörer beziehungsweise Headsets zum Hören von Audiodaten und/oder zum Telefonieren. The microphone-headphone device can be set up for both an ear and, preferably, for both ears. The at least one speaker of the microphone headphone device is in one embodiment by means of a holding device (temporarily, so easily removable by the user again) placed on an ear, where it (at least partially) covered. Preferably, the at least one speaker in another embodiment but by means of the holding device (temporarily, so easily removable by the user again) in the outer ear canal plugged (plug-in) is formed. Different variants are known here, for example individually adapted studs from the company normal (www.nrml.com) or from the company OwnPhones (ownphones.com). The microphone-headphone device is for a user essentially as easy to use as normal headphones or headsets for listening to audio data and / or to make phone calls.

Weiterhin ist zumindest ein Mikrofon vorgesehen, mittels welchem Geräusche aus der Umgebung des jeweiligen Lautsprechers aufnehmbar sind. Hierbei ist eine Möglichkeit, die Geräusche der Umgebung durch sogenanntes Beamforming mittels zumindest zwei Mikrofonen, zum Beispiel am linken Ohr eins und am rechten Ohr eins, infolge des zeitlichen Versatzes eine Richtung zu ermitteln und auf Basis dieser Richtungsbestimmung eine geeignete Verstärkung beziehungsweise Unterdrückung zu nutzen. Alternativ (oder eventuell auch zusätzlich) wird ein im oder möglichst nah am äußeren Gehörgang angeordnetes Mikrofon genutzt, den eingeleiteten Schall aufzunehmen. Das hat den Vorteil, dass die natürliche Gegebenheit des äußeren Gehörgangs genutzt wird, welche das individuelle Gehirn erlernt hat und somit die Verarbeitung vom Gehirn besser nutzbar ist, wobei zugleich der technische Aufwand geringer ist. Das zumindest eine Mikrofon ist dabei bevorzugt in die Haltevorrichtung des Lautsprechers integriert, sodass es leicht zu handhaben ist und bevorzugt vor Beschädigungen im normalen Umgang mit der Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung geschützt ist. Darüber hinaus ist das Mikrofon bevorzugt starr zum Lautsprecher angeordnet, sodass nach einem Positionieren des jeweiligen Lautsprechers beim äußeren Gehörgang auch die Ausrichtung des Mikrofons, zumindest reproduzierbar für einen individuellen Nutzer, klar definiert ist. Beispielsweise deckt das Mikrofon oder eine Mehrzahl von Mikrofonen derart positioniert eine Umgebung oder ein Teil einer solchen Umgebung ab, welches dem (Haupt-)Hörfeld des jeweiligen Ohrs entspricht. Furthermore, at least one microphone is provided, by means of which noise from the environment of the respective loudspeaker can be received. Here is a way to determine the sounds of the environment by so-called beamforming by means of at least two microphones, for example, the left ear one and the right ear one, due to the time offset a direction and to use based on this direction determination a suitable gain or suppression. Alternatively (or possibly additionally), a microphone arranged in or as close as possible to the external auditory canal is used to record the sound introduced. This has the advantage that the natural condition of the external auditory canal is used, which has learned the individual brain and thus the processing of the brain is better usable, while at the same time the technical complexity is lower. The at least one microphone is preferably integrated into the holding device of the loudspeaker, so that it is easy to handle and is preferably protected against damage during normal handling of the microphone headphone device. In addition, the microphone is preferably arranged rigidly to the loudspeaker, so that after a positioning of the respective loudspeaker in the outer auditory canal, the orientation of the microphone, at least reproducibly for an individual user, is clearly defined. For example, the microphone or a plurality of microphones so positioned covers an environment or a part of such an environment, which corresponds to the (main) field of view of the respective ear.

Das zumindest eine (Übertragungs-)Kabel ist dazu eingerichtet, aufgenommene (analoge) Signale von zumindest einer Schnittstelle zu dem zumindest einen Lautsprecher beziehungsweise von dem Mikrofon zu der zumindest einen Schnittstelle schnell und möglichst störungsfrei zu übertragen. Mit dem Kabel wird bevorzugt eine Mehrzahl von Leitungen bezeichnet, welche die Komponenten der Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung in benötigter Weise flexibel miteinander verbindet. Das Kabel umfasst hierzu koaxiale oder parallele und/oder geflochtene Leitungen. Bevorzugt ist mindestens eine Leitung pro Anschlusseinheit der zumindest einen Schnittstelle vorgesehen. The at least one (transmission) cable is set up to transmit recorded (analog) signals from at least one interface to the at least one loudspeaker or from the microphone to the at least one interface quickly and with as little disruption as possible. With the cable, a plurality of lines is preferably referred to, which connects the components of the microphone headphone device flexibly in the required manner. The cable comprises for this purpose coaxial or parallel and / or braided lines. At least one line per connection unit of the at least one interface is preferably provided.

Die Schnittstelle ist zum Übermitteln von Signalen auf eine angeschlossene Recheneinheit eingerichtet. Dabei handelt es sich im Gegenteil zu vorbekannten Schnittstellen nicht um einen analogen Anschluss, wie zum Beispiel einen Klinkenstecker, sondern um eine digitale Schnittstelle, bevorzugt eine standardisierte digitale Schnittstelle, wie zum Beispiel ein USB-Anschluss (Universal Serial Bus) oder Lightning^®-Port. Digitale Schnittstellen zur Anbindung von Kopfhörern (beziehungsweise Headsets) an Smartphones sind sowohl von Geräten der Firma Apple sowie von Geräten, welche das Betriebssystem Android in der Version L nutzen, bekannt. Die entsprechende Schnittstelle von Apple wird mit dem Begriff Lightning^®-Port bezeichnet. Google beziehungsweise die Firmen, welche Geräte mit Android in der Version L als Betriebssystem entwickeln, herstellen und einsetzen, nutzen den (meist Micro-)USB-Anschluss als digitale Schnittstelle. Die digitale Schnittstelle ist zum Übermitteln von digitalisierten Daten eingerichtet. Das heißt, dass ein einzelner Übertragungsanschluss verschiedene und variierende Daten übertragen kann, zum Beispiel als Datenpakete mit einem individuell an die Datenart, Datenzeit und/oder Datenziel angepassten Head versehen. Bei einer analogen Schnittstelle ist jeder der Übertragungsanschlüsse von einem Datentyp über die gesamte Übertragungsdauer blockiert. Damit ist eine Echtzeit-Übertragung eines deutlich größeren, Datensatzes möglich, in der Regel durch Komprimierung jeweils kleiner Datenpakete. Somit sind analogseitig deutlich mehr analoge Anschlüsse möglich als dies mit einem derzeit üblichen 4-poligen, beziehungsweise dem derzeitigen Maximum 5-poligen, Klinkenstecker zum (analogen) Übermitteln von Audiosignalen möglich ist. Anders gesagt heißt das, dass die Übertragungsanschlüsse der digitalen Schnittstelle frei belegbar und (zeitlich gestaffelt) jeweils mehrfach belegbar sind. Das heißt zumindest ein Teil der Übertragungsanschlüsse muss nicht wie bei einem analogen Anschluss mit einem physisch definierten Signaltyp gekoppelt sein, sondern ist in automatisierter Absprache mit der Recheneinheit einem Signaltyp frei zuordbar beziehungsweise nach Bedarf veränderbar. Hierzu ist zumindest die Schnittstelle mit einer internen Logik beziehungsweise mit einem Maschinencode versehen, welche sich bevorzugt beim Anschließen selbsttätig installiert (Plug and Play). Mittels der digitalen Schnittstelle ist die Art der übertragenen Daten vollkommen frei. Neben Audiodaten lassen sich auch andere Daten übertragen. Dabei ist die Übertragung nicht auf eine bestimmte Anzahl an Audiokanälen eingeschränkt. The interface is set up for transmitting signals to a connected computer unit. This is contrary to prior art interfaces not an analog connection, such as a jack, but a digital interface, preferably a standardized digital interface, such as a USB (Universal Serial Bus) or Lightning ^® port , Digital interfaces for the connection of headphones (or headsets) to smartphones are known both from devices from the Apple company and from devices that use the Android operating system version L. The corresponding Apple interface is called the Lightning ^® Port. Google or the companies that develop devices with Android version L as the operating system, manufacture and use, use the (mostly micro-) USB port as a digital interface. The digital interface is set up to transmit digitized data. That is, a single transmission port is different and varying Data transmitted, for example, as a data packets provided with a customized to the data type, data time and / or data destination head. In an analog interface, each of the transfer ports of one data type is blocked over the entire transmission period. Thus, a real-time transmission of a much larger, data set is possible, usually by compression of small data packets. Thus, on the analog side, significantly more analog connections are possible than is possible with a currently customary 4-pole, or the current maximum 5-pole, jack plug for (analog) transmission of audio signals. In other words, this means that the transmission connections of the digital interface can be freely assigned and (time staggered) can be assigned multiple times. This means that at least some of the transmission connections do not have to be coupled with a physically defined signal type as in the case of an analog connection, but can be freely assigned to a signal type in automated agreement with the arithmetic unit or can be changed as required. For this purpose, at least the interface is provided with an internal logic or with a machine code, which is preferably installed automatically when connected (plug and play). By means of the digital interface, the type of transmitted data is completely free. In addition to audio data, other data can be transmitted. The transmission is not limited to a certain number of audio channels.

Um die volle Funktion der digitalen Schnittstelle ausnutzen zu können, ist es notwendig eine Analog/Digital-Wandlereinrichtung vorzusehen, welche die ankommenden analogen Signale von dem zumindest einen Mikrofon von einem analogen Signal in ein digitales Signal umwandeln, sowie umgekehrt die zu übertragenden Signale zu dem zumindest einen Lautsprecher von einem digitalen Signal in ein analoges Signal umwandeln. Die Analog/Digital-Wandlereinrichtung ist dabei bevorzugt eine einzige Einheit, für andere Anwendungszwecke ist für jeden Komponententyp der Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung, zum Beispiel Lautsprecher und Mikrofon, jeweils ein einzelner Analog/Digital-Wandler und/oder für jede Komponente der Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung ein einzelner Analog/Digital-Wandler vorgesehen. Bevorzugt weist die Analog/Digital-Wandlereinrichtung eine Auflösung von 16 Bit oder mehr, bevorzugt 24 Bit, auf. Damit lässt sich die Lautstärke feiner in einzelne Stufen unterteilen, also auflösen. Zum Beispiel bei 1 Bit (2¹) gäbe es nur zwei Zustände, nämlich aus oder laut. Die Feinheit der Stufen ist ab etwa 20 Bit für ein gutes durchschnittliches menschliches Gehör eine ausreichende Auflösung der Lautstärke. Bei einigen Geräten wird derzeit nur eine 16 Bit-Auflösung angeboten, sodass für bestimmte Anwendungen, wie zum Beispiel Hörtests, manuelles leiser oder lauter Einstellen des Ausgabesignals, notwendig ist. In order to take advantage of the full function of the digital interface, it is necessary to provide an analogue / digital converter device which converts the incoming analogue signals from the at least one microphone from an analog signal to a digital signal, and vice versa the signals to be transmitted to the convert at least one speaker from a digital signal to an analog signal. The analog / digital converter device is preferably a single unit, for other applications is for each component type of microphone headphone device, such as speakers and microphone, each a single analog / digital converter and / or for each component of the microphone Headphone device provided a single analog / digital converter. The analog / digital converter device preferably has a resolution of 16 bits or more, preferably 24 bits. This allows the volume of finer subdivide into individual stages, so dissolve. For example, with 1 bit (2 ¹ ), there would be only two states, namely off or loud. The fineness of the stages is from about 20 bits for a good average human hearing sufficient resolution of the volume. Some devices currently only offer a 16-bit resolution, so for some applications, such as listening tests, manual low or high volume adjustment of the output signal is necessary.

Weiterhin umfasst die Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung zumindest eine (erste) Verstärkereinrichtung, welche an den zumindest einen Lautsprecher angepasst ist und digital steuerbar ist. Im Gegensatz zu vorbekannten Kopfhörern ist die Verstärkereinrichtung hier bezogen auf die Recheneinheit ein (oder mehrere und/oder mehrstufige(s)) externe(s) Gerät(e), welche physisch mit dem zumindest einen Lautsprecher gekoppelt oder zumindest zueinander fest zugeordnet ist, sodass die Verstärkereinrichtung auf diesen zumindest einen Lautsprecher optimiert einrichtbar ist. Es sei dabei darauf hingewiesen, dass die Bezeichnung erste Verstärkereinrichtung nur der Unterscheidung in der vorliegenden Darstellung dient und nicht bedingt, dass eine zweite Verstärkereinrichtung vorgesehen sein muss. Bisherige Kopfhörer nutzen den Verstärker, welcher intern in einer Recheneinheit, insbesondere in einem Smartphone, vorgesehen ist und auf den Lautsprecher oder auf ein mitgeliefertes (meist mittels eines Klinkensteckers verbindbares) Headset der Recheneinheit optimiert ist. Dies führt bei unterschiedlichen Recheneinheiten mit ein und demselben Kopfhörer zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen der Klangqualität, welche unter Umständen für den Nutzer inakzeptabel sind. Die hier vorgeschlagene Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung umgeht diese Problematik durch eine eigene (externe) Verstärkereinrichtung, wobei zugleich die Rechenelektronik der Recheneinheit für die Aufarbeitung von einem Audiosignal für den zumindest einen Lautsprecher nutzbar ist. Insbesondere ist auch die Rechenelektronik ausreichend frei nutzbar, um Einstellungen an der Verstärkereinrichtung zu verändern, zum Beispiel für individuelle Anpassungen, Erweiterungen von Funktionen sowie allgemeinen Software-Updates. Hiermit ist also die individuelle Ausgangsimpedanz der Verstärkereinrichtung auf die Eingangsimpedanz der verwendeten Lautsprecher, besonders bevorzugt werksseitig, eingerichtet. Zugleich ist die Eingabe (zum Beispiel Überlagerung) von Audiosignalen durch individuelle Quellen, insbesondere digitale Quellen, ermöglicht. Damit wird eine Klangqualität erreicht, welche mit den vorbekannten Kopfhörern mit frei austauschbaren Recheneinheiten so nicht möglich waren. Furthermore, the microphone headphone device comprises at least one (first) amplifier device, which is adapted to the at least one speaker and is digitally controllable. In contrast to previously known headphones, the amplifier device is here based on the arithmetic unit one (or more and / or multistage external device (s) which is physically coupled to the at least one loudspeaker or at least fixedly assigned to each other, so the amplifier device can be set up optimized for this at least one loudspeaker. It should be noted that the term first amplifier means only serves to distinguish in the present representation and does not require that a second amplifier means must be provided. Previous headphones use the amplifier, which is provided internally in a computing unit, in particular in a smartphone, and is optimized for the loudspeaker or a supplied (usually connectable by means of a jack) headset of the arithmetic unit. This leads to very different results of the sound quality with different computing units with one and the same headphones, which under certain circumstances are unacceptable to the user. The microphone headphone device proposed here circumvents this problem by its own (external) amplifier device, wherein at the same time the computing electronics of the arithmetic unit for the processing of an audio signal for the at least one speaker is available. In particular, the computing electronics can be used sufficiently freely to change settings on the amplifier device, for example, for individual adjustments, enhancements of functions and general software updates. Hereby, therefore, the individual output impedance of the amplifier device to the input impedance of the speakers used, particularly preferably factory set. At the same time, the input (for example superimposition) of audio signals by individual sources, in particular digital sources, is made possible. Thus, a sound quality is achieved, which were not possible with the previously known headphones with freely interchangeable arithmetic units.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind eine Mehrzahl von Mikrofonen an jeweils einem Lautsprecher angeordnet, wobei diese jeweils unterschiedliche Empfangsbereiche in der Umgebung des jeweiligen Lautsprechers abdecken, wobei bevorzugt zumindest ein Mikrofon vorgesehen ist, mittels welchem ein Geräusch im äußeren Gehörgang aufnehmbar ist, während der jeweilige Lautsprecher beim Eingang zu dem äußeren Gehörgang positioniert ist, wobei weiterhin bevorzugt ein Mikrofon zur Knochenschallaufnahme eingerichtet ist. According to a further advantageous embodiment, a plurality of microphones are each arranged on a loudspeaker, wherein these each cover different reception areas in the surroundings of the respective loudspeaker, wherein preferably at least one microphone is provided, by means of which a noise in the external auditory canal can be accommodated while the respective one Speaker is positioned at the entrance to the external auditory canal, further preferably a microphone for bone sound recording is set up.

Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform ist eine Mehrzahl von Mikrofonen an jeweils einem Lautsprecher vorgesehen, welche verschiedene Empfangsbereiche in der Umgebung des jeweiligen Lautsprechers abdecken. Besonders bevorzugt sind dabei die Empfangsbereiche der Mikrofone und deren Lage jeweils bekannt, sodass diese Information bei der Verbesserung des Audiosignals mit einfließen kann, zum Beispiel mittels Beamforming, also mittels Ermitteln der Richtung, aus welcher ein Geräusch kommt. Insbesondere für Hörgeschädigte ist die Richtung eines störenden Geräuschs wichtig, und ist hierbei für die Anpassung des Audiosignals nutzbar. In einer beispielhaften Ausführungsform wird nur ein Mikrofon pro Ohr eingesetzt und dieses wird so nah wie möglich ans Trommelfell gesetzt. Die Signalverarbeitung wird dann im Weiteren dem Gehirn überlassen, welches auf diese Signale ausgelegt und optimiert ist. In einer alternativen beispielhaften Ausführungsform werden mehrere Mikrofone verwendet, sodass verschiedene Geräuschquellen auf Softwareebene besser identifizierbar und gegebenenfalls herausrechenbar sind. Damit ist es auch möglich in einer sehr lauten Umgebung hauptsächlich ein Geräusch beziehungsweise ein erwünschtes Audiosignal, welche(s) aus einer bestimmten, vorgegebenen Richtung kommt/kommen, zu verstärken und alles andere abschwächen, oder eben umgekehrt. In this advantageous embodiment, a plurality of microphones are provided on each one speaker, which cover different receiving areas in the vicinity of the respective speaker. In this case, the reception ranges of the microphones and their position are particularly preferably known, so that this information can be included in the improvement of the audio signal, for example by means of beamforming, ie by determining the direction from which a sound is coming. Especially for the hearing impaired, the direction of a disturbing noise is important, and can be used for the adaptation of the audio signal. In an exemplary embodiment, only one microphone per ear is used and this is placed as close as possible to the eardrum. The signal processing is then left to the brain, which is designed and optimized for these signals. In an alternative exemplary embodiment, multiple microphones are used so that different software-level noise sources are more easily identifiable and, if necessary, computable. Thus, it is also possible in a very noisy environment mainly a sound or a desired audio signal, which (s) comes from a certain, predetermined direction / reinforce and attenuate everything else, or vice versa.

Ganz besonders bevorzugt ist ein Mikrofon im äußeren Gehörgang vorgesehen. Das Mikrofon ist hierbei zwischen der Lautsprechermembran und dem Trommelfell angeordnet, sodass die Abgabe der Schallwellen ermittelbar und/oder sogar messbar ist. Ganz besonders bevorzugt ist diese Messung für die Beeinflussung des verbesserten Audiosignals in Echtzeit nutzbar. Most preferably, a microphone is provided in the external auditory canal. The microphone is in this case arranged between the speaker diaphragm and the eardrum, so that the output of the sound waves can be determined and / or even measured. Most preferably, this measurement is usable for influencing the improved audio signal in real time.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Mikrofon zur Knochenschallaufnahme eingerichtet, sodass zum Beispiel ein Sprechen des Trägers der Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung erfassbar ist. Ganz besonders bevorzugt ist diese Messung für die Beeinflussung des verbesserten Audiosignals in Echtzeit nutzbar. In a further preferred embodiment, a microphone for bone sound recording is set up, so that, for example, speaking of the wearer of the microphone headphone device can be detected. Most preferably, this measurement is usable for influencing the improved audio signal in real time.

Bevorzugt ist zumindest eines der Mikrofone direkt an der Halteeinrichtung des Lautsprechers angeordnet, oder in diese integriert. Preferably, at least one of the microphones is arranged directly on the holding device of the loudspeaker, or integrated in it.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist weiterhin eine zweite Verstärkereinrichtung zwischen der zumindest einen Schnittstelle und dem zumindest einen Mikrofon angeordnet. According to a further advantageous embodiment, a second amplifier device is further arranged between the at least one interface and the at least one microphone.

In dieser bevorzugten Ausführungsform umfasst die Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung zumindest eine zweite Verstärkereinrichtung, welche an das zumindest eine Mikrofon angepasst ist und digital steuerbar ist. Im Gegensatz zu vorbekannten Mikrofon-Kopfhörern ist die zweite Verstärkereinrichtung hier bezogen auf die Recheneinheit ein (oder mehrere und/oder mehrstufige(s)) externe(s) Gerät(e), welche(s) physisch mit dem zumindest einen Mikrofon gekoppelt oder zumindest zueinander fest zugeordnet ist/sind, sodass die zweite Verstärkereinrichtung auf dieses zumindest eine Mikrofon optimiert einrichtbar ist. Bisherige Mikrofon-Kopfhörer nutzen den Verstärker, welcher intern in einer Recheneinheit, insbesondere in einem Smartphone, vorgesehen ist und auf das Mikrofon der Recheneinheit optimiert ist. Dies führt bei unterschiedlichen Recheneinheiten mit ein und demselben Mikrofon-Kopfhörer zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen, welche unter Umständen für den Nutzer inakzeptabel sind. Die hier vorgeschlagene Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung umgeht diese Problematik durch eine externe zweite Verstärkereinrichtung, wobei zugleich die Rechenelektronik der Recheneinheit für die Aufarbeitung von einem Audiosignal für das zumindest eine Mikrofon nutzbar ist. Insbesondere ist auch die Rechenelektronik ausreichend frei nutzbar, um Einstellungen an der zweiten Verstärkereinrichtung zu verändern, zum Beispiel für individuelle Anpassungen, Erweiterungen von Funktionen sowie allgemeinen Software-Updates. Damit wird eine Verbesserung der Klangqualität erreicht, welche mit den vorbekannten Mikrofon-Kopfhörern mit frei austauschbaren Recheneinheiten so nicht möglich war. In this preferred embodiment, the microphone headphone device comprises at least a second amplifier device, which is adapted to the at least one microphone and is digitally controllable. In contrast to previously known microphone headphones, the second amplifier device is here based on the arithmetic unit one (or more and / or multistage external) device (s) physically coupled to the at least one microphone or at least is / are firmly assigned to each other, so that the second amplifier means can be set up optimized for this at least one microphone. Previous microphone headphones use the amplifier, which is internally provided in a computing unit, in particular in a smartphone, and is optimized for the microphone of the arithmetic unit. This results in different computing units with the same microphone headphones to very different results, which may be unacceptable for the user. The microphone headphone device proposed here circumvents this problem by an external second amplifier device, wherein at the same time the computing electronics of the arithmetic unit for the processing of an audio signal for the at least one microphone can be used. In particular, the computing electronics can be used sufficiently freely to change settings on the second amplifier device, for example, for individual adjustments, enhancements of functions and general software updates. This achieves an improvement of the sound quality which was not possible with the previously known microphone headphones with freely exchangeable arithmetic units.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist zumindest ein zusätzlicher Sensor zur Aufnahme von zumindest einem der folgenden Parameter vorgesehen:

– Pulsfrequenz des Nutzers;
– Hirnaktivität des Nutzers;
– Körpertemperatur des Nutzers;
– Beschleunigung einer Komponente der Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung, bevorzugt des zumindest einen Lautsprechers; und
– lokale und/oder globale Position einer Komponente der Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung, bevorzugt des zumindest einen Lautsprechers.

According to a further advantageous embodiment, at least one additional sensor is provided for receiving at least one of the following parameters:

- Pulse frequency of the user;
- Brain activity of the user;
- body temperature of the user;
Acceleration of a component of the microphone headphone device, preferably of the at least one loudspeaker; and
Local and / or global position of a component of the microphone headphone device, preferably of the at least one loudspeaker.

In dieser vorteilhaften Ausführungsform ist der zusätzliche Sensor beziehungsweise eine Mehrzahl von zusätzlichen Sensoren zum einen zur Aufnahme von Daten über den Nutzer und zum anderen über die Umgebung des Nutzers vorgesehen. In this advantageous embodiment, the additional sensor or a plurality of additional sensors is provided on the one hand for receiving data about the user and on the other hand over the surroundings of the user.

Weil im oder beim Ohr einige gesundheitsrelevante Daten erhoben werden können, der Platz jedoch beschränkt ist, ist es vorteilhaft weitere Messungen vorzunehmen beziehungsweise dafür zusätzliche Messeinrichtungen zu integrieren. Because some health-relevant data can be collected in or at the ear, but the space is limited, it is advantageous to carry out further measurements or to integrate additional measuring devices for this purpose.

Mittels einer weiteren Messeinrichtung lässt sich beispielsweise die Pulsfrequenz und/oder Beschleunigung des Nutzers ermitteln. Diese Daten sind für andere Zwecke nutzbar, zum Beispiel für BigData-Aufgabenstellungen, oder aber für den derzeitigen Zustand des Nutzers, ob dieser zum Beispiel gerade Sport treibt. Zum Beispiel beim Joggen ist sowohl ein erhöhter Puls als auch eine charakteristischer Beschleunigungsverlauf ermittelbar. Aus diesem Zustand sind Rückschlüsse auf ein geeignetes Hörprofil einstellbar und dieses dann dem Nutzer anbietbar oder automatisiert einstellbar. By means of a further measuring device, for example, the pulse rate and / or acceleration of the user can be determined. These dates can be used for other purposes, for example, for BigData tasks, or for the current state of the user, for example, if this is just doing sports. For example, when jogging both an increased pulse and a characteristic acceleration curve can be determined. From this state, conclusions can be set to a suitable hearing profile and this can then be made available to the user or automatically adjusted.

Mittels zumindest einer Elektrode lässt sich die Hirnaktivität des Nutzers ermitteln. Damit lassen sich Rückschlüsse auf den Zustand des Nutzers oder BigData erheben. Darüber hinaus sind tatsächliche Hörrezeptionen ohne den Umweg der Befragung des Nutzers ermittelbar und somit eventuell genauer darstellbar. By means of at least one electrode, the brain activity of the user can be determined. This can be used to draw conclusions about the state of the user or BigData. In addition, actual hearing receptions can be determined without the detour of the user and thus possibly more accurately representable.

Zur Aufnahme der Hirnaktivität wird bevorzugt eine EEG (Elektro-Enzephalographie) mittels Anbringen von zumindest einer Elektrode am Kopf ausgeführt. Die zumindest eine Elektrode ist dabei bevorzugt in der Haltevorrichtung für den Lautsprecher integriert. To record the brain activity, an EEG (electroencephalography) is preferably carried out by attaching at least one electrode to the head. The at least one electrode is preferably integrated in the holding device for the speaker.

Mittels des Erfassens der lokalen Position, also zum Beispiel die relative Position des Nutzers oder seines Ohres in einem Raum und/oder zu einer Audioquelle sind vorbekannte Störquellen in die Verbesserung des Audiosignals einbeziehbar. Mittels des Erfassens einer globalen Position, zum Beispiel mittels GPS (Global Position System), sind insbesondere vorbekannte Störquellen, welche auch von anderen Nutzern oder durch andere Quellen bekannt sind, in die Verbesserung des Audiosignals einbeziehbar. By detecting the local position, for example the relative position of the user or his ear in a room and / or to an audio source, previously known sources of interference can be included in the improvement of the audio signal. By detecting a global position, for example by means of GPS (Global Position System), in particular known interference sources, which are also known by other users or by other sources, can be included in the improvement of the audio signal.

Für die Nutzung der vom zumindest einen Sensor erzeugten Signale ist es häufig ausreichend, davon auszugehen, dass der Sensor durch die Positionierung der Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung beim Ohr des Nutzers relativ zum Kopf des Nutzers positioniert ist. Zum Beispiel kann aber auch durch eine ungewöhnliche Beschleunigung (oder Beschleunigungsrichtung) oder ungewöhnlicher Geräuschaufnahmen durch zumindest eines der Mikrofone eine Fehlpositionierung des zumindest einen Sensors registriert werden. For the use of the signals generated by the at least one sensor, it is often sufficient to assume that the sensor is positioned by the positioning of the microphone headset device at the user's ear relative to the user's head. For example, but also by an unusual acceleration (or direction of acceleration) or unusual sound recordings by at least one of the microphones, a malpositioning of the at least one sensor can be registered.

Weiterhin können die ermittelten Signale des zumindest einen zusätzlichen Sensors dazu genutzt werden, den Nutzer darauf hinzuweisen, dass die Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung eventuell nicht richtig positioniert ist. Damit können auch Fehleinstellungen, insbesondere dauerhafte Fehleinstellungen, vermieden werden. Furthermore, the detected signals of the at least one additional sensor can be used to inform the user that the microphone headphone device may not be properly positioned. This also incorrect settings, especially permanent misadjustments can be avoided.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist weiterhin zumindest eine Telefonspule zum Erfassen eines induktiven Signals vorgesehen ist, bevorzugt jeweils eine Telefonspule pro Raumrichtung, welche jeweils orthogonal zueinander ausgerichtet sind,
wobei bevorzugt die Analog/Digital-Wandlereinrichtung zum Wandeln des erfassten Signals eingerichtet ist und das gewandelte Signal an die zumindest eine Schnittstelle übergebbar ist. According to an advantageous embodiment, at least one telecoil for detecting an inductive signal is furthermore provided, preferably in each case one telecoil per spatial direction, which are each oriented orthogonally to one another,
wherein preferably the analog / digital converter means is arranged for converting the detected signal and the converted signal can be transmitted to the at least one interface.

Insbesondere im öffentlichen Raum, zum Beispiel in Kirchen oder Vortragssälen, sind sogenannte Hearing-Loops, also Audiosignale auf Basis von magnetischen Strömen, für Hörgeschädigte oder für Simultanübersetzungen installiert, welche über solch sogenannte Telefonspulen (oder engl.: Telecoils) induktiv sensierbar sind. Solche Telefonspulen sind derzeit in den marktüblichen mobilen Rechnereinheiten, insbesondere Smartphones, nicht vorgesehen. Daher ist es für die Erweiterung der Funktionen dieser Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung vorteilhaft, die Funktionen auf diese gewohnte Audioübermittlung zu erweitern. Auch ist es vorteilhaft in Hinsicht auf die zunehmende Menge an digitalen drahtlos übermittelten Daten insbesondere im Bereich von größeren Menschenansammlungen diese Übertragungsoption anzubieten. Ganz besonders bevorzugt in einer mehrsprachigen Vortragssituation ist es dabei vorteilhaft das Signal von zusätzlichen Störgeräuschen, wie zum Beispiel dem anders-sprachigen Originalvortrag, mittels des zumindest einen Mikrofons ausblenden zu können. Especially in public space, for example in churches or lecture theaters, so-called hearing loops, ie audio signals based on magnetic currents, are installed for the hearing impaired or for simultaneous translations, which are inductively sensitive via such so-called telecoils. Such telecoils are currently not provided in the market mobile computing units, especially smartphones. Therefore, it is advantageous for the expansion of the functions of this microphone headphone device to extend the functions to this familiar audio transmission. It is also advantageous in view of the increasing amount of digitally transmitted wireless data, especially in the field of larger crowds, to offer this transmission option. It is particularly advantageous in a multilingual presentation situation, it is advantageous to be able to hide the signal of additional noise, such as the different-language original lecture, by means of at least one microphone.

Besonders bevorzugt ist jeweils eine Telefonspule pro Raumrichtungen vorgesehen, welche jeweils orthogonal zueinander ausgerichtet sind, sodass der Nutzer sich nicht durch Bewegen einer verschlechterten Signalübertragung aussetzt, sondern unabhängig von seiner Position im Raum ein optimales Signal aufnehmen kann. Hierzu wird bevorzugt das aufgenommene induktive Signal über eine Analog/Digital-Wandlereinrichtung digitalisiert und via Schnittstelle an die Recheneinheit übergeben, sodass stets das optimale Audiosignal an den zumindest einen Lautsprecher übermittelt werden kann. Das induktive Signal ist so unabhängig von der Empfangsrichtung aufnehmbar. Die drei Signale werden nach einer Digitalisierung auf der Recheneinheit geeignet verrechnet und nach Digital/Analog-Wandlung auf dem zumindest einen Lautsprecher wiedergegeben. Particularly preferably, in each case one telecoil is provided per spatial direction, which are each oriented orthogonally to one another, so that the user does not expose himself by moving a deteriorated signal transmission, but can record an optimal signal regardless of his position in the room. For this purpose, the recorded inductive signal is preferably digitized via an analog / digital converter device and transferred via interface to the arithmetic unit, so that always the optimal audio signal can be transmitted to the at least one speaker. The inductive signal is so independent of the receiving direction recordable. The three signals are suitably charged after digitization on the arithmetic unit and reproduced after digital / analog conversion on the at least one speaker.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine Energiequelle umfasst, wobei die Energiequelle zum Versorgen zumindest einer der folgenden Komponenten eingerichtet ist:

– Lautsprecher;
– Mikrofon;
– Analog/Digital-Wandlereinrichtung;
– zusätzlicher Sensor nach Anspruch 4;
– Verstärkereinrichtung; und
– eine verbundene externe Recheneinheit,

wobei bevorzugt weiterhin eine separate Energieaufnahmeschnittstelle vorgesehen ist. According to a further advantageous embodiment, an energy source is included, wherein the energy source is arranged to supply at least one of the following components:

- Speaker;
- microphone;
- analog / digital converter device;
- Additional sensor according to claim 4;
- Amplifier device; and
A connected external processing unit,

wherein preferably also a separate power receiving interface is provided.

Häufig ist die eingesetzte externe, insbesondere mobile, Recheneinheit für den zusätzlichen Rechenaufwand nicht mit ausreichender Energiekapazität ausgelegt, sodass es vorteilhaft ist, mittels der externen Energiequelle, insbesondere einen Akkumulator, auf eine Energieversorgung von der externen Recheneinheit verzichten zu können. Ganz besonders bevorzugt wird zumindest der Prozessor der Recheneinheit von der Energiequelle zusätzlich versorgt, bevorzugt indirekt mittels eines gesteuerten und/oder adäquaten Aufladens des Akkumulators der angeschlossenen externen Recheneinheit. Often, the external, in particular mobile, computing unit used for the additional computational effort is not designed with sufficient energy capacity, so that it is advantageous to be able to dispense with a power supply from the external computing unit by means of the external energy source, in particular an accumulator. Most preferably, at least the processor of the arithmetic unit is additionally supplied by the energy source, preferably indirectly by means of a controlled and / or adequate charging of the accumulator of the connected external arithmetic unit.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist mittels der ersten Verstärkereinrichtung ein größerer Schalldruckpegel erzeugbar, als ein in der Recheneinheit enthaltener Verstärker, bevorzugt sind Signale unterhalb einer unteren Hörschwelle auf ein Lautstärken-Niveau oberhalb dieser Hörschwelle anhebbar, während die Signale oberhalb dieser Hörschwelle nicht oder nur vermindert angehoben werden. According to a further advantageous embodiment, a greater sound pressure level can be generated by means of the first amplifier device than an amplifier contained in the arithmetic unit; signals below a lower threshold of audibility can preferably be raised to a volume level above this audible threshold, while the signals above or below this audible threshold are not reduced be raised.

Es gibt zwei unterschiedliche Klassen von Hörschädigungen. Zum ersten gibt es eine sogenannte konduktive Hörschädigung, bei welcher das Trommelfell verhärtet, die Gehörknöchelchen unbeweglicher sind oder eine (temporäre) Verlegung des äußeren Gehörgangs, zum Beispiel infolge einer Entzündung vorliegt. Diese Schädigung tritt heutzutage nur noch selten auf. Häufiger ist die sogenannte sensorineurale Hörschädigung, bei welcher das Innenohr geschädigt ist. Hierbei bleibt die Schmerzschwelle bei keiner weiteren vorliegenden Schädigung gleich. Hier ist eine frequenzabhängige und/oder lautstärkenabhängige Verstärkung vorzunehmen. There are two different classes of hearing impairment. First, there is a so-called conductive hearing impairment, in which the eardrum hardens, the ossicles are immovable or a (temporary) transfer of the external auditory canal, for example, as a result of inflammation. This damage occurs only rarely today. More common is the so-called sensorineural hearing impairment, in which the inner ear is damaged. In this case, the pain threshold remains the same for no other damage present. Here is a frequency-dependent and / or volume-dependent gain to make.

Für die meisten Hörgeschädigten ist daher eine frequenzabhängige und/oder lautstärkenabhängige Verstärkung durchzuführen. Hierzu ist zum Beispiel ein Bandpassfilter eingestellt und/oder einstellbar. Sind die Signale in einem Frequenzbereich, der schlechter als normal wahrnehmbar ist, unterhalb einer aufgrund der Hörschädigung vergleichsweise hochgesetzten unteren (individuellen) Hörschwelle werden diese Signale auf ein Lautstärken-Niveau oberhalb dieser Hörschwelle anhebbar. Signale oberhalb der individuellen Hörschwelle oder anderer Frequenz, die normal wahrnehmbar sind, werden nicht oder nur vermindert angehoben. Therefore, a frequency-dependent and / or volume-dependent amplification is to be carried out for the most hearing-impaired. For this purpose, for example, a bandpass filter is set and / or adjustable. If the signals in a frequency range which is perceivable to be worse than normal are below a lower (individual) hearing threshold which is comparatively elevated due to the hearing impairment, these signals can be raised to a volume level above this hearing threshold. Signals above the individual hearing threshold or other frequency which are normally perceptible are not raised or only reduced.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der zumindest eine Lautsprecher zur Geräuschtilgung eingerichtet. According to a further advantageous embodiment, the at least one loudspeaker is set up for sound deadening.

Mittels des zumindest einen Mikrofons werden Umgebungsgeräusche gemessen und phasenverschoben über die Lautsprecher wiedergegeben, sodass das gemessene Geräusch durch die so erzeugte Interferenz getilgt wird, oder mit anderen Worten ausgelöscht wird. Ein Signal, welches übermittelt werden soll, wird dann über das Interferenzsignal superponiert und ist dann (fast) unverändert hörbar. By means of the at least one microphone, ambient noise is measured and reproduced out of phase via the loudspeakers, so that the measured noise is canceled out by the interference thus generated, or in other words is extinguished. A signal to be transmitted is then superimposed on the interference signal and then (almost) unchanged audible.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein computerausführbares Verfahren zum sicheren Echtzeit-Übertragen von rechner-prozessierten Klangsignalen in zumindest einen Lautsprecher für ein menschliches Ohr unter Berücksichtigung von mittels zumindest eines am Kopf positionieren Mikrofons vorgeschlagen, bevorzugt für eine Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, welches zumindest die folgenden Schritte aufweist:

a. Einspeisen eines analogen Mikrofonsignals auf Grundlage mittels des zumindest einen am Kopf positionierten Mikrofons erfassten Geräuschs, Weiterleiten des analogen Mikrofonsignals an eine Analog/Digital-Wandlereinrichtung und Übermitteln des gewandelten digitalen Mikrofonsignals an eine Recheneinheit;
b. Erzeugen eines digitalen verbesserten Ausgabesignals für die menschliche Wahrnehmung mittels Anpassen eines digitalen Audiosignals an das übermittelte digitale Mikrofonsignal nach einem vorbestimmten Algorithmus;
c. Wandeln des digitalen verbesserten Ausgabesignals in ein analoges verbessertes Ausgabesignal und Übermitteln des analogen verbesserten Ausgabesignals an den zumindest einen Lautsprecher für ein menschliches Ohr, wobei die Signalverarbeitung von Schritt a. bis Schritt c. insgesamt eine Latenz von maximal 10 Millisekunden verursacht. Das Verfahren kennzeichnet sich vor allem dadurch, dass das Analog/Digital-Wandeln vor dem Übermitteln an die Recheneinheit vorgenommen wird, und dass das Digital/Analog-Wandeln nach dem Ausgeben des digitalen verbesserten Ausgabesignals aus der Recheneinheit vorgenommen wird, und dass das Ausgabesignal vor dem Übermitteln an den zumindest einen Lautsprecher und nach dem Ausgeben des digitalen verbesserten Ausgabesignals aus der Recheneinheit in einer (ersten) Verstärkereinrichtung verstärkt wird, wobei die (erste) Verstärkereinrichtung auf die Eigenschaften des zumindest einen Lautsprechers zugeschnitten ist.

According to a further aspect of the invention, a computer-executable method for the secure real-time transmission of computer-processed sound signals in at least one speaker for a human ear, taking into account by means of at least one head-mounted microphone proposed, preferably for a microphone headphone device according to a Embodiment according to the above description, comprising at least the following steps:

a. Feeding an analog microphone signal based on the sound detected by the at least one microphone positioned at the head, forwarding the analog microphone signal to an analogue / digital converter device and transmitting the converted digital microphone signal to a computer unit;
b. Generating a digital enhanced human perception output signal by adapting a digital audio signal to the transmitted digital microphone signal according to a predetermined algorithm;
c. Converting the digital enhanced output signal to an analog enhanced output signal and transmitting the analog enhanced output signal to the at least one human ear speaker, the signal processing of step a. until step c. Overall, a maximum latency of 10 milliseconds is caused. The method is characterized in particular by the fact that the analog / digital conversion is performed before the transmission to the arithmetic unit, and that the digital / analog conversion is performed after outputting the digital improved output signal from the arithmetic unit, and that the output signal before transmitting to the at least one loudspeaker and after outputting the digital enhanced output signal from the arithmetic unit in a (first) amplifier device, the (first) amplifier device being tailored to the characteristics of the at least one loudspeaker.

Das computerausführbare Verfahren ist dazu eingerichtet, die Rechenleistung einer externen Recheneinheit, insbesondere einer mobilen Recheneinheit wie zum Beispiel einem Smartphone, für die Aufbereitung von Audiosignalen und/oder zum Reduzieren wahrzunehmender Störgeräusche einzusetzen. Bei bisherigen Hörgeräten wird ein interner Rechner beziehungsweise Prozessor genutzt. Zum einen sind solche Hörgeräte sehr teuer und zum anderen in ihrer Leistung deutlich beschränkt. Aufgrund der hohen Kosten werden diese frühestens alle sechs Jahre ausgetauscht. Während dieser Nutzungsdauer werden die Einstellungen meist unverändert belassen, weil hier zu ein Fachmann, insbesondere ein Hörgeräteakustiker, aufgesucht werden muss. Zudem sind die Möglichkeiten eines solchen Geräts deutlich beschränkt und nicht für individuelle Situationen anpassbar. Mit der zunehmenden Verbreitung von mobilen (externen) Recheneinheiten, insbesondere Smartphones, ist eine zusätzliche Rechenleistung zur Verfügung gestellt, welche aber bisher nicht ausreichend genutzt werden kann, weil die Audioausgabe über die individuell in den mobilen Recheneinheiten verbauten Verstärker an die jeweils verbauten Lautsprecher und/oder Mikrofone der mobilen Recheneinheit angepasst sind. Hier wird nun ein Verfahren vorgeschlagen, bei welchem eine Verstärkereinrichtung eingesetzt wird, welche an den jeweiligen zumindest einen Lautsprecher und/oder das jeweilige zumindest eine Mikrofon festgekoppelt ist, bevorzugt mittels eines (Übertragungs-)Kabels fest verbunden ist, und an die Performance des jeweiligen zumindest einen Lautsprechers und/oder des jeweiligen zumindest einen Mikrofons angepasst ist. Das von dem zumindest einen Mikrofon aufgenommene Mikrofonsignal wird, bevorzugt zunächst über eine zweite Verstärkereinrichtung geleitet und anschließend, in eine Analog/Digital-Wandlereinrichtung digitalisiert und über die digitale Schnittstelle an die Recheneinheit übergeben. Ein von der Recheneinheit auszugebendes digitales Audiosignal wird auf Basis dieses Mikrofonsignals überarbeitet, wobei ein geeigneter Algorithmus eingesetzt wird. Der Algorithmus ist hierbei an die Situation und/oder an den individuellen Nutzer anpassbar. Dieses verbesserte digitale Audiosignal wird nun über die digitale Schnittstelle an eine externe Digital/Analog-Wandlereinrichtung übergeben und über eine erste Verstärkereinrichtung angepasst an den jeweiligen verwendeten zumindest einen Lautsprecher übermittelt. Damit wird eine Audioqualität erreicht, welche die Nutzung einer beliebigen externen Recheneinheit, sogar ohne eigene Audioeinrichtungen, ermöglicht. Insbesondere bei einer kabelgebundenen Ausführungsform wird eine derart geringe Latenzzeit erreicht, dass das Hören, insbesondere in einem direkten Gespräch, für den Nutzer scheinbar unverzögert ankommt. The computer-executable method is set up to use the computing power of an external computing unit, in particular a mobile computing unit such as a smartphone, for the processing of audio signals and / or for reducing perceptible noise. In previous hearing aids, an internal computer or processor is used. On the one hand, such hearing aids are very expensive and, on the other hand, they are considerably limited in their performance. Due to the high costs, these are replaced at the earliest every six years. During this period of use, the settings are usually left unchanged, because here a specialist, in particular a hearing aid acoustician, must be visited. In addition, the possibilities of such a device are clearly limited and not customizable for individual situations. With the increasing use of mobile (external) computing units, especially smartphones, an additional computing power is provided, but which can not yet be sufficiently used, because the audio output via the built-in individual in the mobile computing units amplifier to the respective built-in speakers and / or microphones of the mobile computing unit are adapted. Here, a method is proposed in which an amplifier device is used, which is coupled to the respective at least one speaker and / or the respective at least one microphone, preferably fixedly connected by means of a (transmission) cable, and to the performance of the respective is adapted to at least one speaker and / or the respective at least one microphone. The microphone signal recorded by the at least one microphone is, preferably initially passed through a second amplifier device and then digitized in an analog / digital converter device and transferred via the digital interface to the arithmetic unit. A digital audio signal to be output by the arithmetic unit is reworked on the basis of this microphone signal, using a suitable algorithm. The algorithm is adaptable to the situation and / or to the individual user. This improved digital audio signal is now transferred via the digital interface to an external digital / analog converter device and transmitted via a first amplifier device adapted to the particular used at least one speaker. Thus, an audio quality is achieved, which allows the use of any external processing unit, even without their own audio equipment. In particular, in a wired embodiment, such a low latency is achieved that listening, especially in a direct conversation, for the user arrives apparently instantaneously.

Die Latenz sollte hierbei maximal 10 ms [Millisekunden] betragen. Dies ist ausreichend, um ein Audiosignal für die menschliche Wahrnehmung als lippensynchron darzustellen. Nach den derzeitigen drahtlosen Übermittlungsverfahren und Übermittlungsfrequenzen ist dies nur mit großem Aufwand einzuhalten. Es wird daher eine kabelgebundene Übertragung für eine kostengünstige Umsetzung bevorzugt. Wird aber beispielsweise ein neuer Standard für die Bluetooth-Übertragung oder eine Bluetooth ähnliche Übertragung durchgesetzt, ist dieser aufgrund der schnellen Frequenz und der ausreichenden Reichweite und der nicht notwendigen Sichtverbindung bevorzugt. The latency should not exceed 10 ms [milliseconds]. This is sufficient to render an audio signal for human perception as lip-sync. According to current wireless transmission methods and transmission frequencies, this can only be achieved with great effort. Therefore, a wired transmission is preferred for cost-effective implementation. However, if, for example, a new standard for the Bluetooth transmission or a Bluetooth-like transmission is enforced, this is preferred because of the fast frequency and the sufficient range and the unnecessary visual connection.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches ein computerausführbares Verfahren nach obiger Beschreibung enthält. Nach einem Speichern und/oder nach einem Kopieren des Computerprogramms oder nach einer Installation ist das computerausführbare Verfahren betriebsfertig auf einer externen Recheneinheit, bevorzugt einem Smartphone, ausführbar. According to another aspect of the invention, there is provided a computer program and a computer program product incorporating a computer-executable method as described above. After saving and / or after copying the computer program or after installation, the computer-executable method is ready for operation on an external computing unit, preferably a smartphone.

Das als Computerprogramm und/oder das auf einem Computerprogrammprodukt gespeicherte Verfahren ist beispielsweise modular ausgeführt und notwendige bekannte und bereits ausgearbeitete Verfahrensbestandteile zur Ausführung des Verfahrens sind aus anderen Quellen, wie zum Beispiel einem Server im Internet, beziehbar. Darüber hinaus ist zusätzliche Hardware, wie zum Beispiel Beschleunigungssensoren, Temperatursensoren und Mikrofone, bevorzugt in einem Smartphone, zur Ausführung des Verfahrens einbindbar. The method stored as a computer program and / or on a computer program product is, for example, modular and necessary known and already elaborated method components for executing the method can be obtained from other sources, such as a server on the Internet. In addition, additional hardware, such as acceleration sensors, temperature sensors and microphones, preferably in a smartphone, for implementing the method einbindbar.

Figurenbeschreibung figure description

Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, die bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in The above-described invention will now be described in detail in the background of the invention with reference to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments. The invention is not limited by the purely schematic drawings in any way, it being noted that the drawings are not dimensionally accurate and are not suitable for the definition of size ratios. It is shown in

1: eine schematische Darstellung einer Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung; 1 a schematic representation of a microphone headphone device;

2: ein menschlicher Kopf mit Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung im Ohr; 2 : a human head with microphone headphone device in the ear;

3: eine schematische Darstellung eines äußeren Gehörgangs mit einer Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung, welche an ein Smartphone angeschlossen ist; und 3 a schematic representation of an external auditory canal with a microphone headphone device which is connected to a smartphone; and

4: ein Schaubild eines computerausführbaren Verfahrens. 4 : a diagram of a computer-executable process.

In 1 ist schematisch eine Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung 1 dargestellt, bei welcher eine linke Haltevorrichtung 38 und eine rechte Haltevorrichtung 39 vorgesehen sind. Die linke Haltevorrichtung 38 umfasst hierbei einen linken Lautsprecher 3, ein erstes linkes Mikrofon 6, ein zweites linkes Mikrofon 7 und ein drittes linkes Mikrofon 8. Das erste linke Mikrofon 6 ist hierbei wie der linke Lautsprecher 3 im äußeren Gehörgang 5 (vergleiche 3) angeordnet, wenn die Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung 1 getragen wird. Genauso ist die rechte Haltevorrichtung 39 aufgebaut, und umfasst einen rechten Lautsprecher 4, ein erstes rechtes Mikrofon 9, ein zweites rechtes Mikrofon 10 ziehen und ein drittes rechtes Mikrofon 11. Das erste rechte Mikrofon 9 ist hierbei wie das erste linke Mikrofon 6 und wie der rechte Lautsprecher 4 im äußeren Gehörgang 5 (vergleiche 3) angeordnet, wenn die Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung 1 getragen wird. Die Lautsprecher 3 und 4, sowie die Mikrofone 6 bis 11 sind jeweils über ein linkes Kabel 14 beziehungsweise ein rechtes Kabel 15 über eine digitale Schnittstelle 13, zum Beispiel ein Micro-USB-Anschluss oder ein Lightning^®-Port, mit einer externen Recheneinheit 2 (vergleiche 3) signalübertragend verbindbar. Zwischen der digitalen Schnittstelle 13 und Lautsprechern 3 und 4 und den Mikrofonen 6 bis 11, sind eine erste Verstärkereinrichtung 17 beziehungsweise eine zweite Verstärkereinrichtung 22 vorgesehen. Die erste Verstärkereinrichtung 17 weist dabei eine Ausgangsimpedanz auf, welche mit der Eingangsimpedanz der Lautsprecher 3 und 4 korreliert. Die zweite Verstärkereinrichtung 22 weist dabei eine Eingangsimpedanz auf, welche mit der Ausgangsimpedanz der Mikrofone 6 bis 11 korreliert. Bevorzugt ist die Impedanz der Verstärkereinrichtungen 17 und 22 (einmalig, bevorzugt werkseitig) einstellbar. Weiterhin ist das analoge Audiosignal der Mikrofone 6 bis 11 mittels einer Analog/Digital-Wandlereinrichtung 16 in ein digitales Audiosignal zu übersetzen und an die digitale Schnittstelle 13 zu übergeben. Umgekehrt ist mittels der Analog/Digital-Wandlereinrichtung 16 ein digitales Ausgabesignal von der digitalen Schnittstelle 13 in ein analoges Ausgabesignal für die Lautsprecher 3 und 4 übersetzbar. In 1 is schematically a microphone headphone device 1 illustrated in which a left-hand holding device 38 and a right holding device 39 are provided. The left holder 38 this includes a left speaker 3 , a first left microphone 6 , a second left microphone 7 and a third left microphone 8th , The first left microphone 6 This is like the left speaker 3 in the external auditory canal 5 (see 3 ) arranged when the microphone headphone device 1 will be carried. So is the right-hand fixture 39 constructed, and includes a right speaker 4 , a first right microphone 9 , a second right microphone 10 pull and a third right microphone 11 , The first right microphone 9 This is like the first left microphone 6 and like the right speaker 4 in the external auditory canal 5 (see 3 ) arranged when the microphone headphone device 1 will be carried. The speaker 3 and 4 , as well as the microphones 6 to 11 are each via a left cable 14 or a right cable 15 via a digital interface 13 , for example, a micro-USB port or a Lightning ^® port, with an external processing unit 2 (see 3 ) signal transmitting connectable. Between the digital interface 13 and speakers 3 and 4 and the microphones 6 to 11 , are a first amplifier device 17 or a second amplifier device 22 intended. The first amplifier device 17 has an output impedance that matches the input impedance of the speakers 3 and 4 correlated. The second amplifier device 22 has an input impedance which matches the output impedance of the microphones 6 to 11 correlated. The impedance of the amplifier devices is preferred 17 and 22 (once, preferably factory) adjustable. Furthermore, the analog audio signal of the microphones 6 to 11 by means of an analog / digital converter device 16 to translate into a digital audio signal and to the digital interface 13 to hand over. Conversely, by means of the analog / digital converter device 16 a digital output signal from the digital interface 13 in an analog output signal for the speakers 3 and 4 translatable.

Die hier gezeigte schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung 1 weist zusätzliche vorteilhafte Merkmale auf, welche jeweils für sich einzeln oder in Kombination ergänzbar sind. Hierbei sind ein erster Sensor 23, zum Beispiel eine Pulsmesseinrichtung, ein zweiter Sensor 24, zum Beispiel eine Elektrode zur Abnahme von Hirnströmen, ein dritter Sensor 25, zum Beispiel ein Beschleunigungssensor, ein vierter Sensor 26, zum Beispiel ein Thermometer, und ein fünfter Sensor 27, zum Beispiel ein GPS-Sensor, mit der digitalen Schnittstelle 13 verbunden. Weiterhin ist hier eine (eigene) Energiequelle 34, zum Beispiel ein Lithium-Akkumulator, vorgesehen, wobei bevorzugt hierzu zusätzlich eine Energieaufnahmeschnittstelle 35 vorgesehen ist. In diesem Beispiel ist die Energieaufnahmeschnittstelle 35 über die digitale Schnittstelle 13 mit der Energiequelle 34 verbunden. In einer anderen Variante sind die Energieaufnahmeschnittstelle 35 und die Energiequelle 34 direkt miteinander verbunden. In einer weiteren Variante wird die Energieaufnahme zum Laden der Energiequelle 34 von der digitalen Schnittstelle 13 bewerkstelligt. Weiterhin ist besonders bevorzugt eine Telefonspuleneinrichtung vorgesehen, wobei hier eine erste Telefonspule 28 entlang einer ersten Richtung 31, eine zweite Telefonspule 29 entlang einer zweiten Richtung 32 und eine dritte Telefonspule 30 entlang einer dritten Richtung 33 vorgesehen sind. Somit sind alle Raumrichtungen abgedeckt und eine gute Position und Lager unabhängige Signalrezeption (von einer Hearing-Loop) gewährleistet. The schematic representation of a microphone headphone device according to the invention shown here 1 has additional advantageous features, which can be supplemented individually or in combination. Here are a first sensor 23 , For example, a pulse measuring device, a second sensor 24 , For example, an electrode for the removal of brain waves, a third sensor 25 , for example an accelerometer, a fourth sensor 26 , for example a thermometer, and a fifth sensor 27 , for example a GPS sensor, with the digital interface 13 connected. Furthermore, here is a (own) energy source 34 , For example, a lithium battery, provided, wherein preferably this additionally an energy absorption interface 35 is provided. In this example, the power consumption interface 35 via the digital interface 13 with the energy source 34 connected. In another variant, the energy absorption interface 35 and the energy source 34 directly connected. In a further variant, the energy consumption for charging the power source 34 from the digital interface 13 accomplished. Furthermore, a telephone coil device is particularly preferably provided, in which case a first telephone coil 28 along a first direction 31 , a second telecoil 29 along a second direction 32 and a third telecoil 30 along a third direction 33 are provided. Thus, all spatial directions are covered and ensure a good position and bearing independent signal reception (by a hearing loop).

In 2 ist ein menschlicher Kopf 37 gezeigt, bei dem eine Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung 1 mit ihrer hier gezeigten rechten Haltevorrichtung 39 in dem entsprechenden Ohr 36 angeordnet ist. In 2 is a human head 37 shown in which a microphone headphone device 1 with her right holding device shown here 39 in the corresponding ear 36 is arranged.

In 3 ist ein (rechter) äußerer Gehörgang 5 im Schnitt gezeigt, wobei von einer Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung 1 eine rechte Haltevorrichtung 39 beim Eingang 21 des äußeren Gehörgangs 5 beim Ohr 36 angeordnet ist. Somit sind der rechte Lautsprecher 4 und das erste rechte Mikrofon 9 im äußeren Gehörgang 5 angeordnet. Das zweite rechte Mikrofon 10 und das dritte rechte Mikrofon 11 sind hingegen zur Umgebung 12 ausgerichtet. Der Empfangsbereich des ersten rechten Mikrofons 9 ist somit in etwa der äußere Gehörgang 5. Das zweite rechte Mikrofon 10 und das dritte rechte Mikrofon 11 weisen unterschiedliche Empfangsbereiche auf, welche zum Beispiel rechnerisch, zum Beispiel mittels Beamforming, auf einen ersten Empfangsbereich 18, einen zweiten Empfangsbereich 19 und einen dritten Empfangsbereich 20 festlegbar sind. Es sei dabei darauf hingewiesen, dass die Empfangsbereiche 18 bis 20 allein für das bessere Verständnis rein schematischen ohne Beschränkung auf die tatsächliche physikalische Lagezuordnung dargestellt sind. In 3 is a (right) external auditory canal 5 shown in section, being by a microphone headphone device 1 a right holding device 39 at the entrance 21 of the external auditory canal 5 at the ear 36 is arranged. Thus, the right speaker 4 and the first right microphone 9 in the external auditory canal 5 arranged. The second right microphone 10 and the third right microphone 11 are, however, to the environment 12 aligned. The reception area of the first right microphone 9 is thus approximately the external auditory canal 5 , The second right microphone 10 and the third right microphone 11 have different reception areas, which, for example, mathematically, for example by means of beamforming, to a first reception area 18 , a second reception area 19 and a third reception area 20 are definable. It should be noted that the reception areas 18 to 20 solely for the sake of better understanding purely schematic without limitation to the actual physical location mapping are shown.

Über das rechte Kabel 15 werden die aufgenommenen analogen Audiosignale der rechten Mikrofone 9 bis 11 über eine zweite Verstärkereinrichtung 22 geleitet, wobei die zweite Verstärkereinrichtung 22 auf die rechten Mikrofone 9 bis 11 abgestimmt ist. Die verstärkten analogen Audiosignale werden nun an eine Analog/Digital-Wandlereinrichtung 16 übergeben, welche das verstärkte analoge Audiosignal in ein digitales Audiosignal umwandelt. Das digitale Audiosignal wird mittels einer digitalen Schnittstelle 13 an eine externe Recheneinheit 2 übergeben und dort verarbeitet. Umgekehrt ist ein (verbessertes) digitales Ausgabesignal von der externen Recheneinheit 2 auf die digitale Schnittstelle 13 übergebbar und der Analog/Digital-Wandlereinrichtung 16 (korrekter hier Digital/Analog-Wandlereinrichtung) als (verbessertes) analoges Ausgabesignal an die erste Verstärkereinrichtung 17 übergebbar, welche das analoge Ausgabesignal für den rechten Lautsprecher 4 aufbereitet und über das rechte Kabel 15 an den rechten Lautsprecher 4 übergibt. About the right cable 15 become the recorded analog audio signals of the right microphones 9 to 11 via a second amplifier device 22 passed, wherein the second amplifier means 22 on the right microphones 9 to 11 is tuned. The amplified analog audio signals are now sent to an analog to digital converter 16 which converts the amplified analog audio signal into a digital audio signal. The digital audio signal is transmitted via a digital interface 13 to an external processor 2 handed over and processed there. Conversely, an (improved) digital output signal from the external arithmetic unit 2 to the digital interface 13 transferable and the analog / digital converter device 16 (correct here digital / analog converter device) as (improved) analog output signal to the first amplifier device 17 transferable, which the analog output signal for the right speaker 4 prepared and over the right cable 15 to the right speaker 4 passes.

In 4 ist ein Schaubild eines computerausführbaren Verfahrens gezeigt, bei welchem zunächst Umgebungsgeräusche aufgenommen werden, in einer externen Recheneinheit bearbeitet werden und anschließend verbessert über einen Lautsprecher ausgegeben werden. Bevorzugt wird hierzu eine Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung 1 wie in den vorhergehenden Figuren beschrieben eingesetzt. In 4 2 is a diagram of a computer-executable method in which ambient noise is first recorded, processed in an external arithmetic unit, and then output improved via a speaker. For this purpose, a microphone headphone device is preferred 1 used as described in the preceding figures.

Zunächst wird in einem Schritt a.i ein analoges Mikrofonsignal durch Aufnahme aus der Umgebung eingespeist und daraufhin in einem Schritt a.ii an eine Analog/Digital-Wandlereinrichtung weitergeleitet. Anschließend wird in einem Schritt a.iii aus dem analogen Mikrofonsignal ein digitales Mikrofonsignal in der Analog/Digital-Wandlereinrichtung erzeugt, welches in einem Schritt a.iv an eine externe Recheneinheit, bevorzugt über eine digitale Schnittstelle, übermittelt wird. First, in a step a.i, an analog microphone signal is input by recording from the environment and then forwarded in a step a.ii to an analog / digital converter device. Subsequently, in a step a.iii, a digital microphone signal is generated in the analog / digital converter device from the analog microphone signal, which is transmitted in a step a.iv to an external arithmetic unit, preferably via a digital interface.

In einem Schritt b.i wird ein digitales Audiosignal, zum Beispiel von einer Musikwiedergabe oder eines Telefonats, auf Basis des übermittelten digitalen Mikrofonsignals für den Nutzer angepasst, wobei hier ein geeigneter Algorithmus eingesetzt wird. Hieraus wird in einem Schritt b.ii ein verbessertes digitales Ausgabesignal erzeugt, welches für die menschliche Wahrnehmung, insbesondere für einen Hörgeschädigten, zur erleichterten Wahrnehmung verbessert ist. Im darauffolgenden Schritt b.iii wird geprüft, ob das digitale verbesserte Audiosignal von dem eingesetzten Algorithmus in geeigneter Weise aufbereitet worden ist. Ist dies nicht der Fall, werden die Schritte b.i bis b.iii wiederholt, wobei bevorzugt einen anderer oder veränderter Algorithmus zur Aufbereitung eingesetzt wird. Solange eine vorgegebene maximale Latenz (bevorzugt maximal 10 ms [Millisekunden]) insgesamt nicht überschritten wird, können die Schritte b.i bis b.iii bis zur ausreichenden Aufarbeitung des digitalen verbesserten Ausgabesignals wiederholt werden. In a step b.i, a digital audio signal, for example from a music reproduction or a telephone call, is adapted to the user on the basis of the transmitted digital microphone signal, whereby a suitable algorithm is used here. From this, in a step b.ii an improved digital output signal is generated which is improved for human perception, in particular for a hearing impaired person, for facilitated perception. In the following step b.iii it is checked whether the digitally enhanced audio signal has been suitably processed by the algorithm used. If this is not the case, the steps b.i to b.iii are repeated, whereby preferably another or modified algorithm is used for the preparation. As long as a predetermined maximum latency (preferably a maximum of 10 ms [milliseconds]) is not exceeded altogether, the steps b.i to b.iii can be repeated until sufficient processing of the digital improved output signal.

Sobald das digitale verbesserte Ausgabesignal den Anforderungen in Schritt b.iii genügt oder eine Überschreitung der maximalen Latenz droht, wird das verbesserte digitale Ausgabesignal über eine digitale Schnittstelle an die Digital/Analog-Wandlereinrichtung übergeben und dort in einem Schritt c.i in ein verbessertes analoges Ausgabesignal umgewandelt. Abschließend wird in einem Schritt c.ii das analoge verbesserte Ausgabesignal an den zumindest einen Lautsprecher übergeben, nachdem das analoge verbesserte Ausgabesignal über eine auf den zumindest einen Lautsprecher eingerichtete Verstärkereinrichtung geleitet worden ist. Once the digital enhanced output signal meets the requirements of step b.iii or threatens to exceed the maximum latency, the enhanced digital output signal is passed through a digital interface to the digital-to-analog converter where it is converted to an enhanced analog output signal in step ci , Finally, in a step c.ii, the analogue enhanced output signal is transferred to the at least one loudspeaker after the analogue enhanced output signal has been passed through an amplifier device established on the at least one loudspeaker.

Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass das Analog/Digital-Wandeln in Schritt a.iii von dem analogen Mikrofonsignal in ein digitales Mikrofonsignal vor dem Übermitteln an die externe Recheneinheit vorgenommen wird, und dass das Digital/Analog-Wandeln in Schritt c.i nach dem Ausgeben des digitalen verbesserten Ausgabesignals aus der externen Recheneinheit vorgenommen wird. Darüber hinaus wird das Ausgabesignal vor dem Übermitteln an den zumindest einen Lautsprecher und nach dem Ausgeben des digitalen verbesserten Ausgabesignals aus der externen Recheneinheit in einer Verstärkereinrichtung verstärkt, wobei die Verstärkereinrichtung (Ausgangsimpedanz) auf die Eigenschaften des zumindest einen Lautsprechers (Eingangsimpedanz) zugeschnitten ist. It should be noted at this point that the analog-to-digital conversion in step a.iii is made from the analog microphone signal to a digital microphone signal before transmission to the external arithmetic unit, and that the digital-to-analog conversion in step ci outputting the digital enhanced output signal from the external arithmetic unit. Moreover, the output signal is amplified before being transmitted to the at least one loudspeaker and after outputting the digital enhanced output signal from the external arithmetic unit in an amplifier device, wherein the amplifier device (output impedance) is tailored to the characteristics of the at least one loudspeaker (input impedance).

Mit der hier dargestellten Erfindung ist es möglich, eine beliebige externe Recheneinheit zur digitalen Verbesserung einer Audioausgabe zu verwenden und zugleich unabhängig von der jeweils gewählten Recheneinheit eine reproduzierbare Klangqualität zu erreichen. With the invention presented here, it is possible to use any external arithmetic unit for digital improvement of an audio output and at the same time to achieve a reproducible sound quality independently of the particular arithmetic unit selected.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Mikrofon-Kopfhörer-Einrichtung Microphone Headset facility
2 2: externe Recheneinheit external arithmetic unit
3 3: linker Lautsprecher left speaker
4 4: rechter Lautsprecher right speaker
5 5: äußerer Gehörgang external auditory canal
6 6: erstes linkes Mikrofon first left microphone
7 7: zweites linkes Mikrofon second left microphone
8 8th: drittes linkes Mikrofon third left microphone
9 9: erstes rechtes Mikrofon first right microphone
10 10: zweites rechtes Mikrofon second right microphone
11 11: drittes rechtes Mikrofon third right microphone
12 12: Umgebung Surroundings
13 13: digitale Schnittstelle digital interface
14 14: linkes Kabel left cable
15 15: rechtes Kabel right cable
16 16: Analog/Digital-Wandlereinrichtung Analog / digital conversion means
17 17: erste Verstärkereinrichtung first amplifier device
18 18: erster Empfangsbereich first reception area
19 19: zweiter Empfangsbereich second reception area
20 20: dritter Empfangsbereich third reception area
21 21: Eingang entrance
22 22: zweite Verstärkereinrichtung second amplifier device
23 23: erster Sensor first sensor
24 24: zweiter Sensor second sensor
25 25: dritter Sensor third sensor
26 26: vierter Sensor fourth sensor
27 27: fünfter Sensor fifth sensor
28 28: erste Telefonspule first telecoil
29 29: zweite Telefonspule second telecoil
30 30: dritte Telefonspule third telecoil
31 31: erste Raumrichtung first spatial direction
32 32: zweite Raumrichtung second spatial direction
33 33: dritte Raumrichtung third spatial direction
34 34: Energiequelle energy
35 35: Energieaufnahmeschnittstelle Energy harvesting interface
36 36: Ohr ear
37 37: Kopf head
38 38: linke Halteeinrichtung left holding device
39 39: rechte Halteeinrichtung right holding device

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 8243942 B2 [0002]
WO 2010/129212 A1 [0002]
DE 102004016577 [0002]

Claims

Microphone headphone device ( 1 ) for an external processing unit ( 2 ), comprising at least the following components: - at least one loudspeaker ( 3 . 4 ) with a holding device ( 38 ) for temporarily holding the at least one loudspeaker ( 3 . 4 ) in a human external auditory canal ( 5 ); At least one microphone ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) with one of the speakers ( 3 . 4 ) for recording noises in the environment ( 12 ) of the respective loudspeaker ( 3 . 4 ); At least one interface ( 13 ) to an external processor ( 2 ) for transmitting signals to the at least one loudspeaker ( 3 . 4 ) and of the at least one microphone ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) from an external computing unit ( 2 ) or to the external computing unit ( 2 ); and at least one cable ( 14 . 15 ), which the at least one speaker ( 3 . 4 ) and the at least one microphone ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) for transmitting the signals with the at least one interface ( 13 ), characterized in that the at least one interface ( 13 ) a digital interface ( 13 ) is that between the at least one interface ( 13 ) and the at least one cable ( 14 . 15 ) an analog / digital converter device ( 16 ), and that between the at least one interface ( 13 ) and the at least one loudspeaker ( 3 . 4 ) a first amplifier device ( 17 ) is provided.

Microphone headphone device ( 1 ) according to claim 1, wherein a plurality of microphones ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) on each one speaker ( 3 . 4 ) are arranged, these each having different reception areas ( 18 . 19 . 20 ) in the neighborhood ( 12 ) of the respective loudspeaker ( 3 . 4 ), wherein preferably at least one microphone ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) is provided, by means of which a noise in the external auditory canal ( 5 ) is receivable while the respective speaker ( 3 . 4 ) at the entrance ( 21 ) to the external auditory canal ( 5 ), further preferably a microphone ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) is set up for bone sound recording.

Microphone headphone device ( 1 ) according to claim 1 or 2, further comprising a second amplifier device ( 22 ) between the at least one interface ( 13 ) and the at least one microphone ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) is arranged.

Microphone headphone device ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein at least one additional sensor ( 23 . 24 . 25 . 26 . 27 ) is provided for receiving at least one of the following parameters: - Pulse frequency of the user; - Brain activity of the user; - body temperature of the user; Acceleration of a component of the microphone headphone device ( 1 ), preferably of the at least one loudspeaker ( 3 . 4 ); and - local and / or global position of a component of the microphone headphone device ( 1 ), preferably of the at least one loudspeaker ( 3 . 4 ).

Microphone headphone device ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein furthermore at least one telecoil ( 28 . 29 . 30 ) is provided for detecting an inductive signal, preferably in each case a telecoil ( 28 . 29 . 30 ) per spatial direction ( 31 . 32 . 33 ), which are each aligned orthogonal to each other, wherein preferably the analog / digital converter device ( 16 ) is arranged to convert the detected signal and the converted signal to the at least one interface ( 13 ) can be transferred.

Microphone headphone device ( 1 ) according to any one of the preceding claims, wherein an energy source ( 34 ), wherein the energy source ( 34 ) is arranged to supply at least one of the following components: - Loudspeakers ( 3 . 4 ); - microphone ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ); Analog / digital converter device ( 16 ); - additional sensor ( 23 . 24 . 25 . 26 . 27 ) according to claim 4; Amplifier device ( 17 . 22 ); and - a connected external computing unit ( 2 ), wherein furthermore preferably a separate energy absorption interface ( 35 ) is provided.

Microphone headphone device ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein by means of the first amplifier device ( 17 ), a larger sound pressure level can be generated than one in the arithmetic unit ( 2 Preferably, signals below a lower hearing threshold to a volume level above this hearing threshold can be raised, while the signals above this threshold are not raised or only reduced.

Microphone headphone device ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the at least one loudspeaker ( 3 . 4 ) is set up for sound cancellation.

Computer-executable method for the secure real-time transmission of computer-processed sound signals into at least one loudspeaker ( 3 . 4 ) for a human ear ( 36 ) taking into account by means of at least one on the head ( 37 ) position microphones ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ), preferably for a microphone headphone device ( 1 ) after one of the preceding claims, comprising at least the following steps: a. Feeding an analog microphone signal based on at least one head ( 37 ) positioned microphone ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) detected sound, forwarding the analog microphone signal to an analog / digital converter device ( 16 ) and transmitting the converted digital microphone signal to a computing unit ( 2 ); b. Generating a digital enhanced human perception output signal by adapting a digital audio signal to the transmitted digital microphone signal according to a predetermined algorithm; c. Converting the digital enhanced output signal into an analog enhanced output signal and transmitting the analog enhanced output signal to the at least one speaker ( 3 . 4 ) for a human ear ( 36 ), the signal processing of step a. until step c. caused a latency of a maximum of 10 milliseconds, characterized in that the analog / digital conversion before transmitting to the arithmetic unit ( 2 ) and that the digital-to-analog conversion after outputting the digital enhanced output signal from the arithmetic unit ( 2 ), and in that the output signal is transmitted to the at least one loudspeaker before transmission ( 3 . 4 ) and after outputting the digital enhanced output signal from the arithmetic unit ( 2 ) in an amplifier device ( 17 ), wherein the amplifier device ( 17 ) on the characteristics of the at least one loudspeaker ( 3 . 4 ) is tailored.

A computer program product comprising a computer program containing a computer-executable method according to claim 9, which after operation and / or after copying of the computer program or after an installation ready for operation on an external computing unit ( 2 ), preferably a smartphone, is executable.