DE102019206381B3

DE102019206381B3 - Transmission system for transmitting an audio signal to a listener using structure-borne sound

Info

Publication number: DE102019206381B3
Application number: DE102019206381.0A
Authority: DE
Inventors: Markus KLUG; Tobias Scheu; Johannes Scheuchenpflug
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2019-05-03
Filing date: 2019-05-03
Publication date: 2020-11-05
Anticipated expiration: 2039-05-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Übertragungssystem (10) zum Übertragen eines Audiosignals zu einem Hörer (40) mittels Körperschall. Die Erfindung betrifft außerdem ein mobiles Endgerät (20) mit einem mechanischen Schwingungsgeber (30) und einen mechanischen Schwingungsgeber (30) für ein mobiles Endgerät (20). Das Übertragungssystem (10) umfasst das mobile Endgerät (20) des Hörers (40) und den mechanischen Schwingungsgeber (30). Der mechanische Schwingungsgeber (30) ist dazu ausgebildet, das Audiosignal zu empfangen, das empfangene Audiosignal in ein mechanisches Schwingungssignal umzuwandeln und in Übereinstimmung mit dem mechanischen Schwingungssignal eine Schwingungsbewegung durchzuführen. Mittels der Schwingungsbewegung erfolgt bei zumindest mittelbarem Kontakt des mechanischen Schwingungsgebers (30) mit einem Schädelknochen (42) des Hörers (40) das Übertragen des Audiosignals zu dem Hörer (40) mittels Körperschall.

The invention relates to a transmission system (10) for transmitting an audio signal to a listener (40) by means of structure-borne sound. The invention also relates to a mobile terminal (20) with a mechanical vibration transmitter (30) and a mechanical vibration transmitter (30) for a mobile terminal (20). The transmission system (10) comprises the mobile terminal (20) of the listener (40) and the mechanical vibration transmitter (30). The mechanical vibration generator (30) is designed to receive the audio signal, to convert the received audio signal into a mechanical vibration signal and to carry out a vibration movement in accordance with the mechanical vibration signal. With at least indirect contact of the mechanical vibration transmitter (30) with a skull bone (42) of the receiver (40), the vibration movement is used to transmit the audio signal to the receiver (40) by means of structure-borne sound.

Description

Die Erfindung betrifft ein Übertragungssystem zum Übertragen eines Audiosignals zu einem Hörer mittels Körperschall.The invention relates to a transmission system for transmitting an audio signal to a listener by means of structure-borne sound.

Ein mobiles Endgerät, wie zum Beispiel ein Smartphone, weist üblicherweise eine Lautsprechervorrichtung auf, die dazu ausgelegt ist, ein Audiosignal für einen Benutzer des mobilen Endgeräts auszugeben. Bei lauten Umgebungslautgeräuschen wird jedoch ein Zuhören sowie generell ein Hören des Audiosignals, das mittels der Lautsprechervorrichtung übertragen wird, für den Benutzer erschwert, da zum Beispiel störend laute Umgebungsgeräusche zusätzlich zu dem Audiosignal in ein Ohr des Benutzers gelangen können. Außerdem kann aufgrund der Ausbreitung der Schallwellen des Audiosignals ein Störgeräusch für zum Beispiel andere Personen der Umgebung des Benutzers erzeugt werden. Außerdem können diese anderen Personen gegebenenfalls beispielsweise ein Gespräch zwischen dem Benutzer und einem Gesprächspartner mittels des mobilen Endgeräts mithören, was gegebenenfalls von dem Benutzer nicht gewünscht ist.A mobile terminal device, such as a smartphone for example, usually has a loudspeaker device which is designed to output an audio signal for a user of the mobile terminal device. In the case of loud ambient noises, however, listening and generally hearing the audio signal that is transmitted by means of the loudspeaker device is made more difficult for the user, since, for example, annoyingly loud ambient noises can get into the user's ear in addition to the audio signal. In addition, due to the propagation of the sound waves of the audio signal, interference noise can be generated for other people in the vicinity of the user, for example. In addition, these other people can, for example, overhear a conversation between the user and a conversation partner by means of the mobile terminal, which the user may not want.

In der DE 199 59 493 A1 ist eine Freisprechvorrichtung mit Mikrofon und Tonwiedergabeelement zur Kopplung mit einem Telefon, Mobiltelefon oder einem Funkgerät gezeigt. Hierbei sind das Mikrofon und das Tonwiedergabeelement in einem Ohrbügel einer Brille angeordnet. Das Tonwiedergabeelement ist als mechanischer Schwingungsgeber ausgebildet, der am Hinterohr anliegend eine akustische Übertragung über einen Schädelknochen eines Trägers der Brille zum Innenohr des Trägers ermöglicht.In the DE 199 59 493 A1 shows a hands-free device with microphone and sound reproduction element for coupling with a telephone, mobile phone or a radio device. Here, the microphone and the sound reproduction element are arranged in an ear hook of glasses. The sound reproduction element is designed as a mechanical vibration generator which, lying on the rear ear, enables acoustic transmission via a skull bone of a wearer of the glasses to the inner ear of the wearer.

Die EP 1 738 567 B1 zeigt ein Brillengestell mit einem integrierten akustischen Kommunikationssystem zur Kommunikation mit einem Mobilfunkgerät sowie ein entsprechendes Verfahren. Mittels des Brillengestells werden für einen Benutzer Körperschallwellen am Schädelknochen produziert, die durch den Körper propagieren, wodurch ein Audiosignal von dem Benutzer gehört werden kann.The EP 1 738 567 B1 shows a spectacle frame with an integrated acoustic communication system for communication with a mobile radio device and a corresponding method. By means of the spectacle frame, structure-borne sound waves are produced on the skull bone for a user, which propagate through the body, whereby an audio signal can be heard by the user.

Die DE 10 2017 112 170 A1 zeigt einen Ohrschmuck mit einer Mikrofoneinrichtung, eine Lautsprechereinrichtung und eine Kommunikationseinheit zum Bereitstellen einer bidirektionalen kabellosen Kommunikationsverbindung zu einem portablen Endgerät des Benutzers, um über die Kommunikationsverbindung ein Mikrofonsignal an die Mikrofoneinrichtung und das Endgerät auszusenden.The DE 10 2017 112 170 A1 shows ear jewelery with a microphone device, a loudspeaker device and a communication unit for providing a bidirectional wireless communication connection to a portable terminal of the user in order to transmit a microphone signal to the microphone device and the terminal via the communication connection.

Alle diese Übertragungssysteme zum Übertragen eines Audiosignals zu einem Hörer benötigen zusätzlich zu einem mobilen Endgerät oder einem Telefon eine separate Übertragungsvorrichtung, die beispielsweise als Brille oder Ohrschmuck ausgestaltet ist.All of these transmission systems for transmitting an audio signal to a listener require, in addition to a mobile terminal or a telephone, a separate transmission device, which is designed, for example, as glasses or earrings.

Die US 2019/0110130 A1 , die CN 109 451 115 A und die CN 204 948 127 U zeigen jeweils ein mobilen Endgerät mit einem in das jeweilige mobile Endgerät integrierten oder an dem jeweiligen mobilen Endgerät angeordneten mechanischen Schwingungsgeber.The US 2019/0110130 A1 , the CN 109 451 115 A and the CN 204 948 127 U each show a mobile terminal with a mechanical vibration transmitter integrated into the respective mobile terminal or arranged on the respective mobile terminal.

Die JP H07 - 312 631 A zeigt ein mobiles Endgerät mit einem relativ zu einem Gehäuse des Endgeräts verschiebbaren und rotierbaren Lautsprecher.The JP H07-312631 A shows a mobile terminal with a loudspeaker that can be displaced and rotated relative to a housing of the terminal.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung bereitzustellen, mittels der ein Audiosignal von einem Mobiltelefon zu einem Hörer zuverlässig direkt übertragen werden kann.The object of the invention is to provide a solution by means of which an audio signal can be reliably transmitted directly from a mobile phone to a listener.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen nicht trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung und den Figuren angegeben.This object is achieved by the subject matter of the independent patent claim. Advantageous configurations with useful, non-trivial developments of the invention are given in the following description and the figures.

Das erfindungsgemäße Übertragungssystem zum Übertragen eines Audiosignals zu einem Hörer basiert auf einer Körperschallübertragung. Die Übertragung des Audiosignals zu dem Hörer erfolgt somit mittels' Körperschall. Das Übertragungssystem umfasst hierfür ein mobiles Endgerät des Hörers und einen mechanischen Schwingungsgeber. Der mechanische Schwingungsgeber ist dazu ausgebildet, das Audiosignal zu empfangen, das empfangene Audiosignal in ein mechanisches Schwingungssignal umzuwandeln und in Übereinstimmung mit dem mechanischen Schwingungssignal eine Schwingungsbewegung durchzuführen. Das mechanische Schwingungssignal liegt in einem Frequenzbereich, der mittels Körperschall übertragen wird. Mittels des mechanischen Schwingungssignals wird also eine Wellenform des Audiosignals nachgeahmt, das zum Beispiel im für einen Menschen hörbaren Frequenzbereich zwischen 20 Hertz und 20.000 Hertz oder einem Teilfrequenzbereich des hörbaren Frequenzbereichs zwischen zum Beispiel 50 Hertz und 10.000 Hertz, 100 Hertz und 5.000 Hertz, 150 Hertz und 5.000 Hertz, 200 Hertz und 5.000 Hertz, 500 Hertz und 2.000 Hertz oder insbesondere 500 Hertz und 1000 Hertz liegt. Das Audiosignal wird hierbei zum Beispiel von einer Kommunikationseinrichtung des mobilen Endgeräts empfangen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann es sich bei dem Audiosignal beispielsweise um Musik oder einen anderen Multimediainhalt handeln, der beispielsweise in einer Speichereinheit des mobilen Endgeräts hinterlegt ist oder über eine drahtlose Kommunikationsverbindung, beispielsweise mittels einer drahtlosen Funkverbindung mit einer externen Server-Einrichtung, von dem mobilen Endgerät empfangen wird. Bei dem mobilen Endgerät des Hörers handelt es sich beispielsweise um ein Smartphone.The transmission system according to the invention for transmitting an audio signal to a listener is based on structure-borne sound transmission. The audio signal is thus transmitted to the listener by means of structure-borne sound. For this purpose, the transmission system comprises a mobile device for the listener and a mechanical vibration transmitter. The mechanical vibration transmitter is designed to receive the audio signal, to convert the received audio signal into a mechanical vibration signal and to carry out a vibration movement in accordance with the mechanical vibration signal. The mechanical vibration signal lies in a frequency range that is transmitted by means of structure-borne sound. Using the mechanical vibration signal, a waveform of the audio signal is imitated, for example in the frequency range between 20 Hertz and 20,000 Hertz that is audible to a human or a sub-frequency range of the audible frequency range between, for example, 50 Hertz and 10,000 Hertz, 100 Hertz and 5,000 Hertz, 150 Hertz and 5,000 Hertz, 200 Hertz and 5,000 Hertz, 500 Hertz and 2,000 Hertz, or in particular 500 Hertz and 1000 Hertz. The audio signal is received, for example, by a communication device of the mobile terminal. As an alternative or in addition to this, the audio signal can be, for example, music or some other multimedia content that is stored, for example, in a memory unit of the mobile terminal or via a wireless communication connection, for example by means of a wireless radio connection with an external server device, from the mobile Device is received. With the mobile The handset's end device is, for example, a smartphone.

Körperschall bezeichnet allgemein Schall, der sich in einem Festkörper ausbreitet. Körperschall kann von einem Menschen, vor allem bei tiefen Frequenzen, taktil wahrgenommen werden. Hörbar ist allgemein nur der durch den schwingenden Festkörper abgestrahlte Luftschall. Eine Ausnahme bildet jedoch in den Schädelknochen übertragener Körperschall, der mittels einer sogenannten Knochenleitung übermittelt direkt vom Innenohr wahrgenommen werden kann. Dieser Übertragungsmechanismus ist also nicht auf eine Funktionsfähigkeit eines Mittelohrs des Hörers angewiesen. Das mobile Endgerät des Übertragungssystems wird daher erfindungsgemäß mit einem Schallgeber, das heißt dem mechanischen Schwingungsgeber, ausgestattet, der dazu ausgebildet ist, eine Übertragung von Schallwellen durch Körperschall zu ermöglichen, falls das mobile Endgerät zumindest im Bereich des mechanischen Schwingungsgebers zumindest mittelbar mit einem Schädelknochen des Hörers in Kontakt steht. Mittels der Schwingungsbewegung des mechanischen Schwingungsgebers erfolgt daher bei zumindest mittelbarem Kontakt des mechanischen Schwingungsgebers mit dem Schädelknochen des Hörers das Übertragen des Audiosignals zu dem Hörer mittels Körperschall.Structure-borne sound generally describes sound that propagates in a solid. Structure-borne noise can be perceived by a human being, especially at low frequencies. Generally speaking, only the airborne sound emitted by the vibrating solid is audible. An exception, however, is structure-borne sound transmitted into the cranial bones, which can be perceived directly by the inner ear via what is known as bone conduction. This transmission mechanism is therefore not dependent on the functionality of the listener's middle ear. The mobile terminal of the transmission system is therefore equipped according to the invention with a sound transmitter, i.e. the mechanical vibration transmitter, which is designed to enable the transmission of sound waves by structure-borne noise if the mobile terminal is at least indirectly connected to a skull bone at least in the area of the mechanical vibration transmitter The listener is in contact. The transmission of the audio signal to the listener by means of structure-borne sound therefore takes place by means of the vibration movement of the mechanical vibration transmitter with at least indirect contact of the mechanical vibration transmitter with the skull bone of the listener.

Zum Durchführen der Schwingungsbewegung wird hierbei beispielsweise mittels des mechanischen Schwingungsgebers ein dafür vorgesehener Teilbereich des mobilen Endgeräts in eine Schwingung gemäß der bestimmten Schwingungsbewegung versetzt. Das mobile Endgerät führt also zumindest in dem Teilbereich eine dem Schwingungssignal entsprechende Vibrationsbewegung durch. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass mit dem mobilen Endgerät selbst eine Audiosignalübertragung mittels Körperschall durchgeführt werden kann. Zusätzliche Komponenten, wie beispielsweise eine dafür vorgesehene Brille, sind somit für die Audiosignalübertragung nicht nötig. Durch die direkte Übertragung zum Innenohr über den Schädelknochen mittels des Übertragungssystems wird eine hohe Qualität des Hörens des als Schwingungssignal übermittelten Audiosignals unabhängig von Umgebungsgeräuschen erreicht, da die Umgebungsgeräusche die Knochenleitung des Audiosignals und folglich die Qualität des Hörens nicht beeinflussen. Mit einem derartigen Übertragungssystem kann daher sogar beispielsweise ein Telefonieren unter Wasser ermöglich werden, da die direkte Übertragung des Signals vom mechanischen Schwingungsgeber über den Schädelknochen zum Innenohr des Hörers erfolgt, wodurch eine Schallwellenweiterleitung durch ein Medium, wie beispielsweise Luft, nicht benötigt wird, um mittels der Schwingungsbewegung des mechanischen Schwingungsgebers das Audiosignal zu dem Hörer zu übermitteln. Das Übertragungssystem kann also in vielseitigen Umgebungen erfolgreich eingesetzt werden.In order to carry out the oscillating movement, for example by means of the mechanical oscillator, a sub-area of the mobile terminal provided for this purpose is set to oscillate according to the determined oscillating movement. The mobile terminal therefore performs a vibration movement corresponding to the vibration signal, at least in the partial area. This has the advantage that the mobile terminal itself can be used to transmit audio signals using structure-borne sound. Additional components, such as glasses intended for this purpose, are therefore not required for the audio signal transmission. Due to the direct transmission to the inner ear via the cranial bone by means of the transmission system, a high quality of hearing of the audio signal transmitted as a vibration signal is achieved regardless of ambient noise, since the ambient noise does not affect the bone conduction of the audio signal and consequently the quality of hearing. With such a transmission system, it is even possible to make phone calls underwater, for example, since the signal is transmitted directly from the mechanical vibration transmitter via the skull bone to the inner ear of the listener, which means that sound wave transmission through a medium such as air is not required to to transmit the audio signal to the listener of the vibration movement of the mechanical vibration generator. The transmission system can therefore be used successfully in a wide variety of environments.

In einer nicht beanspruchten Ausgestaltungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der mechanische Schwingungsgeber in ein Gehäuse des mobilen Endgeräts integriert ist. Der mechanische Schwingungsgeber kann beispielsweise fest in das mobile Endgerät verbaut sein und beispielsweise in einem Rahmen des Gehäuses angeordnet sein. Relevant ist hierbei, dass der mechanische Schwingungsgeber derart in dem Gehäuse verbaut ist, dass bei Durchführung der Schwingungsbewegung diese Schwingungsbewegung dann zu spüren ist, wenn das mobile Endgerät zumindest mittelbar an den Schädelknochen des Hörers gehalten wird. Letztendlich wird hierdurch eine in das mobile Endgerät integrierte Möglichkeit zur Audiosignalübermittlung mittels Körperschall realisiert, sodass das Übertragungssystem aus nur einer einzelnen Komponente bestehen kann. Dadurch wird das Übertragungssystem besonders vielseitig und schnell einsetzbar, da für dieses lediglich das mobile Endgerät und somit kein zusätzliches Zubehör benötigt wird.In an embodiment of the invention that is not claimed, it is provided that the mechanical vibration transmitter is integrated into a housing of the mobile terminal. The mechanical vibration transmitter can, for example, be permanently installed in the mobile terminal and, for example, be arranged in a frame of the housing. It is relevant here that the mechanical vibration transmitter is installed in the housing in such a way that when the vibration movement is carried out, this vibration movement can be felt when the mobile terminal is held at least indirectly against the cranium of the listener. Ultimately, this creates an option for audio signal transmission by means of structure-borne sound, which is integrated into the mobile terminal, so that the transmission system can consist of only one single component. This makes the transmission system particularly versatile and quick to use, since only the mobile device and therefore no additional accessories are required for it.

In einer weiteren nicht beanspruchten Ausgestaltungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der mechanische Schwingungsgeber im Gehäuse unter einem Bildschirm des mobilen Endgeräts positioniert ist. Der mechanische Schwingungsgeber kann also beispielsweise direkt unterhalb eines beispielsweise berührungssensitiven Bildschirms des mobilen Endgeräts angeordnet sein. Der mechanische Schwingungsgeber ist dazu ausgebildet, beim Durchführen der Schwingungsbewegung zumindest bereichsweise den Bildschirm des mobilen Endgeräts zum Schwingen in Übereinstimmung mit der durchgeführten Schwingungsbewegung anzuregen. Das mobile Endgerät muss also nicht in einer besondere Pose, zum Beispiel mit einem seitlichen Rahmen oder der Rückseite in Kontakt mit dem Schädelknochen des Hörers gebracht werden, sondern kann intuitiv derart neben das Ohr des Hörers gehalten werden, dass durch die Vibration des Bildschirms die Schwingungsbewegung direkt an den Schädelknochen übertragen wird. Letztendlich wird der Hörer in diesem Beispiel das mobile Endgerät an den Bereich einer Schläfe neben einem seiner Ohren halten und von dort aus die Schwingungsbewegung, die von dem Bildschirm des mobilen Endgeräts durchgeführt wird, auf seinen Schädelknochen übertragen. Das mobile Endgerät des Übertragungssystems ist somit besonders intuitiv verwendbar, da eine Benutzerpose in etwa übereinstimmt mit der Benutzerpose, mit der der Benutzer bei einem herkömmlichen mobilen Endgerät dieses im Bereich seines Ohres halten würde. Denn die beschriebene Benutzerpose, bei der das mobile Endgerät an die Schläfe neben dem Ohr gehalten wird, ist lediglich beispielsweise zwischen einem halben Zentimeter und drei Zentimeter vom Ohr in Richtung der Schläfe relativ zu der herkömmlichen Benutzerpose verschoben.In a further embodiment of the invention, which is not claimed, it is provided that the mechanical vibration transmitter is positioned in the housing under a screen of the mobile terminal. The mechanical vibration transmitter can therefore be arranged, for example, directly below a, for example, touch-sensitive screen of the mobile terminal. The mechanical vibration transmitter is designed to excite the screen of the mobile terminal device to vibrate in accordance with the performed vibration movement, at least in regions, when the vibration movement is carried out. The mobile device does not have to be brought into contact with the listener's skull bone in a special pose, for example with a side frame or the back, but can be held intuitively next to the listener's ear in such a way that the vibration of the screen causes the oscillating movement is transmitted directly to the skull bone. Ultimately, in this example, the listener will hold the mobile terminal to the area of a temple next to one of his ears and from there the vibratory movement, which is carried out by the screen of the mobile terminal, will be transmitted to his skull bone. The mobile terminal of the transmission system can thus be used particularly intuitively, since a user pose roughly corresponds to the user pose with which the user would hold a conventional mobile terminal in the area of his ear. Because the described user pose, in which the mobile device is held against the temple next to the ear, is only between half a centimeter and three centimeters away, for example Ear displaced toward the temple relative to the conventional user pose.

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass der mechanische Schwingungsgeber ein Schwingungselement umfasst, das dazu ausgebildet ist, die Schwingungsbewegung durchzuführen. Das Schwingungselement ist mittels eines ausfahrbaren Verbindungselements an dem mobilen Endgerät befestigt und relativ zu einer Oberflächenebene des Bildschirms des mobilen Endgeräts zwischen einer eingefahrenen Passivstellung und einer ausgefahrenen Aktivstellung beweglich. Alternativ zu dem bisher beschriebenen, direkt in das mobile Endgerät integrierten mechanischen Schwingungsgeber kann dieser also als externe Komponente konstruiert sein, die zusammen mit dem mobilen Endgerät benutzt werden kann. Hierbei ist vorgesehen, dass das tatsächliche Schwingungselement, das heißt, dass die Komponente des mechanischen Schwingungsgebers, die das mechanische Schwingungssignal empfängt und in Übereinstimmung mit dem mechanischen Schwingungssignal die Schwingungsbewegung durchführt, relativ zum mobilen Endgerät beweglich gelagert ist. Hierbei kann das Schwingungselement beispielsweise eingeklappt werden, das heißt sich in einer eingefahrenen Passivstellung, in der es nicht die Schwingungsbewegung durchführt und somit kein Audiosignal zu dem Hörer mittels Körperschall übertragen wird, befinden. Sobald das Audiosignal zu dem Hörer mittels Körperschall übertragen werden soll, fährt das Schwingungselement aus und bewegt sich in die ausgefahrene Aktivstellung, in der es die Schwingungsbewegung durchführt. Die Bewegung zwischen diesen beiden genannten Stellungen erfolgt hierbei mittels des ausfahrbaren Verbindungselements, das als ausfahrbare Stange ausgebildet ist. Hierdurch wird es möglich, dass eine Vibration des mobilen Endgeräts in einer aktiven Phase, das heißt bei Durchführung der Schwingungsbewegung in der Aktivstellung, so gering wie möglich gehalten wird, da lediglich das Schwingungselement schwingt. Hierdurch wird das Übertragungssystem besonders komfortabel für den Hörer gestaltet, da dieser lediglich das schwingende Schwingungselement in zumindest mittelbaren Kontakt mit seinem Schädelknochen bringt, um das Audiosignal mittels Körperschall wahrnehmen zu können, ohne dabei ein stark schwingendes mobiles Endgerät in seiner Hand festhalten zu müssen.According to the invention, it is provided that the mechanical vibration transmitter comprises a vibration element which is designed to carry out the vibration movement. The vibration element is attached to the mobile terminal by means of an extendable connecting element and is movable relative to a surface plane of the screen of the mobile terminal between a retracted passive position and an extended active position. As an alternative to the previously described mechanical vibration transmitter integrated directly into the mobile terminal, it can therefore be constructed as an external component that can be used together with the mobile terminal. It is provided here that the actual vibration element, that is to say that the component of the mechanical vibration transmitter that receives the mechanical vibration signal and performs the vibration movement in accordance with the mechanical vibration signal, is movably supported relative to the mobile terminal. In this case, the vibration element can be folded in, for example, that is to say it can be in a retracted passive position in which it does not perform the vibration movement and thus no audio signal is transmitted to the listener by means of structure-borne sound. As soon as the audio signal is to be transmitted to the listener by means of structure-borne sound, the vibration element extends and moves into the extended active position in which it performs the vibration movement. The movement between these two mentioned positions takes place by means of the extendable connecting element, which is designed as an extendable rod. This makes it possible for a vibration of the mobile terminal device in an active phase, that is to say when performing the oscillating movement in the active position, to be kept as low as possible, since only the oscillating element oscillates. This makes the transmission system particularly comfortable for the listener, since he only brings the vibrating vibration element into at least indirect contact with his skull in order to be able to perceive the audio signal by means of structure-borne sound without having to hold a strongly vibrating mobile device in his hand.

Es ist vorgesehen, dass das Schwingungselement mit dem ausfahrbaren Verbindungselement mittels eines Befestigungselements am mobilen Endgerät befestigt ist. Es sind in einem Rahmen des mobilen Endgeräts entsprechende Befestigungshaken vorgesehen, an denen das ausfahrbare Verbindungselement mit dem daran angeordneten Schwingungselement positioniert ist. Hier sind auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Rahmens des Gehäuses des mobilen Endgeräts entsprechende Verankerungen vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das Befestigungselement aus einem Klebestoff hergestellt sein. Alternativ dazu kann das Befestigungselement an einer Hülle des mobilen Endgeräts angelagert sein, so dass das Befestigungselement, wenn es beispielsweise nicht benötigt wird, jederzeit von dem mobilen Endgerät entfernt werden kann. Hierdurch wird ermöglicht, dass der mechanische Schwingungsgeber auch in ein herkömmliches mobiles Endgerät mit geringem Aufwand integriert werden kann. Hierdurch wird das beschriebene Übertragungssystem besonders vielseitig einsetzbar gestaltet.It is provided that the vibration element with the extendable connecting element is fastened to the mobile terminal by means of a fastening element. Corresponding fastening hooks are provided in a frame of the mobile terminal, on which the extendable connecting element is positioned with the vibration element arranged thereon. Corresponding anchorages are provided here on two opposite sides of the frame of the housing of the mobile terminal. Alternatively or in addition to this, the fastening element can be made from an adhesive. Alternatively, the fastening element can be attached to a shell of the mobile terminal so that the fastening element can be removed from the mobile terminal at any time, for example when it is not needed. This enables the mechanical vibration transmitter to be integrated into a conventional mobile terminal with little effort. As a result, the transmission system described is designed to be particularly versatile.

Das mobile Endgerät weist einen mechanischen Schwingungsgeber auf. Der mechanische Schwingungsgeber ist dazu ausgebildet, ein Audiosignal zu empfangen, das empfangene Audiosignal in ein mechanisches Schwingungssignal umzuwandeln und in Übereinstimmung mit dem mechanischen Schwingungssignal eine Schwingungsbewegung durchzuführen. Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Übertragungssystem vorgestellten bevorzugten Ausgestaltungen und deren Vorteile gelten entsprechend, soweit anwendbar, für das erfindungsgemäße mobile Endgerät. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen mobilen Endgeräts hier nicht noch einmal beschrieben. Letztendlich stellt das mobile Endgerät zusammen mit dem mechanischen Schwingungsgeber das oben beschriebene Übertragungssystem zum Übertragen des Audiosignals zu einem Hörer mittels Körperschall dar. Hierbei ist jedoch stets der mechanische Schwingungsgeber in das mobile Endgerät integriert.The mobile terminal has a mechanical vibration transmitter. The mechanical vibration transmitter is designed to receive an audio signal, to convert the received audio signal into a mechanical vibration signal and to carry out a vibration movement in accordance with the mechanical vibration signal. The preferred embodiments presented in connection with the transmission system according to the invention and their advantages apply accordingly, if applicable, to the mobile terminal according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the mobile terminal according to the invention are not described again here. Ultimately, the mobile terminal, together with the mechanical vibration transmitter, represents the transmission system described above for transmitting the audio signal to a listener by means of structure-borne noise. However, the mechanical vibration transmitter is always integrated into the mobile terminal.

Der mechanische Schwingungsgeber ist für ein mobiles Endgerät zum Übertragen eines Audiosignals zu einem Hörer mittels Körperschall ausgelegt. Der mechanische Schwingungsgeber ist dabei dazu ausgebildet, dass Audiosignal zu empfangen, das empfangene Audiosignal in ein mechanisches Schwingungssignal umzuwandeln und in Übereinstimmung mit dem mechanischen Schwingungssignal eine Schwingungsbewegung durchzuführen. Hierbei kann das Audiosignal beispielsweise von einer Kommunikationseinrichtung des mobilen Endgeräts empfangen werden. Mittels der Schwingungsbewegung wird letztendlich bei zumindest mittelbarem Kontakt des mechanischen Schwingungsgebers mit einem Schädelknochen des Hörers das Übertragen des Audiosignals zu dem Hörer mittels Körperschall durchgeführt. Die in dem Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Übertragungssystem vorgestellten bevorzugten Ausgestaltungen und deren Vorteile gelten entsprechend, soweit anwendbar, für den erfindungsgemäßen mechanischen Schwingungsgeber. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen mechanischen Schwingungsgebers hier nicht noch einmal beschrieben. Der mechanische Schwingungsgeber kann fest in das mobile Endgerät integriert sein, er kann jedoch auch, wie oben beschrieben, als separates Element ausgebildet sein, das beispielsweise fest oder abnehmbar an dem mobilen Endgerät installiert werden kann.The mechanical vibration generator is designed for a mobile terminal device for transmitting an audio signal to a listener using structure-borne sound. The mechanical vibration transmitter is designed to receive the audio signal, to convert the received audio signal into a mechanical vibration signal and to carry out a vibration movement in accordance with the mechanical vibration signal. Here, the audio signal can be received, for example, by a communication device of the mobile terminal. By means of the vibration movement, the transmission of the audio signal to the listener by means of structure-borne sound is ultimately carried out with at least indirect contact of the mechanical vibration transmitter with a skull bone of the listener. The preferred refinements presented in connection with the transmission system according to the invention and their advantages apply accordingly, if applicable, to the mechanical vibration transmitter according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the mechanical vibration transmitter according to the invention are not included here described again. The mechanical vibration generator can be firmly integrated into the mobile terminal, but it can also, as described above, be designed as a separate element that can be installed permanently or detachably on the mobile terminal, for example.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.The invention also includes the combinations of the features of the described embodiments.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Hörers mit einem Übertragungssystem zum Übertragen eines Audiosignals mittels Körperschall; und
2 eine schematische Darstellung eines mobilen Endgeräts mit einem daran angeordneten mechanischen Schwingungsgeber.

Exemplary embodiments of the invention are described below. This shows:

1 a schematic representation of a listener with a transmission system for transmitting an audio signal by means of structure-borne sound; and
2 a schematic representation of a mobile terminal with a mechanical vibration transmitter arranged thereon.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der, Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and that also develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure is intended to include combinations of the features of the embodiments other than those shown. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention already described.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, the same reference symbols denote functionally identical elements.

In 1 ist für eine nicht beanspruchte Ausgestaltungsform ein Hörer 40 skizziert, der ein mobiles Endgerät 20 an den Bereich eines seiner Schädelknochen 42 neben einem seiner Ohren 44 hält. Das mobile Endgerät 20 wird von einem Übertragungssystem 10 umfasst, das dazu ausgebildet ist, ein Audiosignal zu dem Hörer 40 mittels Körperschall zu übertragen. Das Übertragungssystem 10 umfasst hierbei das mobile Endgerät 20 sowie einen mechanischen Schwingungsgeber 30. Der mechanische Schwingungsgeber 30 ist hierbei in das mobile Endgerät 20 integriert. Der mechanische Schwingungsgeber 30 ist dazu ausgebildet, das Audiosignal, das der Hörer 40 hören soll beziehungsweise hören möchte, zu empfangen, das empfangene Audiosignal in ein mechanisches Schwingungssignal umzuwandeln und in Übereinstimmung mit dem mechanischen Schwingungssignal eine Schwingungsbewegung durchzuführen. Diese Schwingungsbewegung ist in 1 mittels Schallwellen 12 skizziert. Das Audiosignal selbst kann hierbei beispielsweise von einer Kommunikationseinrichtung des mobilen Endgeräts 20, das beispielsweise als Smartphone ausgebildet ist, bereitgestellt werden, wobei das Audiosignal beispielsweise ein Sprachsignal eines Gesprächspartners des Hörers 40 ist. Alternativ dazu kann es sich bei dem Audiosignal um beispielsweise im mobilen Endgerät 20 hinterlegte Musik einer Musikbibliothek handeln.In 1 is a listener for an embodiment that is not claimed 40 outlined, of a mobile device 20th to the area of one of his skull bones 42 next to one of his ears 44 holds. The mobile device 20th is from a transmission system 10 which is configured to deliver an audio signal to the listener 40 to be transmitted by means of structure-borne noise. The transmission system 10 includes the mobile device 20th as well as a mechanical vibrator 30th . The mechanical vibration generator 30th is here in the mobile device 20th integrated. The mechanical vibration generator 30th is designed to receive the audio signal that the listener 40 should hear or would like to hear, to receive, to convert the received audio signal into a mechanical vibration signal and to perform an oscillating movement in accordance with the mechanical vibration signal. This vibrational movement is in 1 by means of sound waves 12th outlined. The audio signal itself can, for example, come from a communication device of the mobile terminal 20th , which is designed as a smartphone, for example, are provided, the audio signal, for example, a voice signal of a conversation partner of the listener 40 is. Alternatively, the audio signal can be, for example, in the mobile terminal 20th trade stored music in a music library.

In 2 ist das Übertragungssystem 10 erneut skizziert, wobei in diesem erfindungsgemäßen Beispiel der mechanische Schwingungsgeber 30 außerhalb eines Gehäuses 22 des mobilen Endgeräts 20 angeordnet ist. Der mechanische Schwingungsgeber 30 umfasst ein Schwingungselement 32, das dazu ausgebildet ist, die Schwingungsbewegung durchzuführen, was hier anhand der Schallwellen 12 skizziert ist. Das Schwingungselement 32 ist mittels eines ausfahrbaren Verbindungselements 34 an dem mobilen Endgerät 20 befestigt und relativ zu einer Oberflächenebene eines Bildschirms 24 des mobilen Endgeräts 20 zwischen einer eingefahrenen Passivstellung und einer ausgefahrenen Aktivstellung beweglich. In 2 ist hierbei die ausgefahrene Aktivstellung skizziert. Das Schwingungselement 32 mit dem ausfahrbaren Verbindungselement 34 ist mittels jeweiliger Befestigungselemente 36 an dem mobilen Endgerät 20 befestigt. Die jeweiligen Verbindungselemente 34 sind hierbei als aus- beziehungsweise einfahrbare Stangen skizziert. Eine Bewegungsrichtung 38, in der das Schwingungselement 32 relativ zur Oberflächenebene des Bildschirms 24 bewegt werden kann, ist ebenfalls in 2 skizziert.In 2 is the transmission system 10 outlined again, with the mechanical vibration transmitter in this example according to the invention 30th outside of an enclosure 22nd of the mobile device 20th is arranged. The mechanical vibration generator 30th comprises a vibrating element 32 , which is designed to carry out the oscillatory movement, which is based on the sound waves 12th is sketched. The vibrating element 32 is by means of an extendable connecting element 34 on the mobile terminal 20th attached and relative to a surface plane of a screen 24 of the mobile device 20th movable between a retracted passive position and an extended active position. In 2 the extended active position is sketched here. The vibrating element 32 with the retractable connector 34 is by means of the respective fastening elements 36 on the mobile terminal 20th attached. The respective connecting elements 34 are sketched as extendable or retractable rods. One direction of movement 38 , in which the vibrating element 32 relative to the surface plane of the screen 24 can be moved is also in 2 outlined.

Im Vergleich dazu ist in 1, wie oben beschrieben, der mechanische Schwingungsgeber 30 direkt in das mobile Endgerät 20 integriert. Hierfür kann der mechanische Schwingungsgeber 30 in das Gehäuse 22 des mobilen Endgeräts 20 integriert sein. Hierbei kann der mechanische Schwingungsgeber 30 unter dem Bildschirm 24 positioniert sein. Er ist in diesem Fall dazu ausgebildet, beim Durchführen der Schwingungsbewegung den Bildschirm 24 zum Schwingen in Übereinstimmung mit der durchgeführten Schwingungsbewegung anzuregen. Wird nun beispielsweise der Bildschirm 24 des mobilen Endgeräts 20 gegen den Schädelknochen 42 im Bereich der Schläfe neben dem Ohr 44 des Hörers 40 gehalten, kann mittels Körperschall aufgrund des zumindest mittelbaren Kontakts des mechanischen Schwingungsgebers 30 mit dem Schädelknochen 42 des Hörers 40 das Übertragen des Audiosignals zu dem Hörer 40 mittels Körperschall erfolgen.In comparison, in 1 , as described above, the mechanical vibration transmitter 30th directly into the mobile device 20th integrated. The mechanical vibration transmitter can do this 30th in the housing 22nd of the mobile device 20th be integrated. Here, the mechanical vibration transmitter 30th under the screen 24 be positioned. In this case, it is designed to control the screen when the oscillating movement is carried out 24 to vibrate in accordance with the performed vibrational movement. Now, for example, the screen 24 of the mobile device 20th against the skull bone 42 in the area of the temple next to the ear 44 of the listener 40 held, can by means of structure-borne noise due to the at least indirect contact of the mechanical vibration transmitter 30th with the skull bone 42 of the listener 40 transmitting the audio signal to the listener 40 take place by means of structure-borne noise.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine Körperschallfunktion für ein mobiles Endgerät 20 bereitgestellt werden kann. Hierbei erfolgt eine Übertragung von Audiosignalen von dem mobilen Endgerät 20 zu dem Hörer 40 mittels Körperschall. Es lassen sich hierbei alle Umgebungsgeräusche weiterhin mithören. Außerdem kann das Übertragungssystem 10 beispielsweise unter Wasser weiterhin benutzt werden, da unabhängig von einem Umgebungsmedium, wie typischerweise Luft, mittels des mobilen Endgeräts 20 das Audiosignal übertragen werden kann, da es als Schwingungssignal mittels der Schwingungsbewegung direkt vom Schädelknochen 42 an das Innenohr des Hörers 40 übertragen wird. Das Audiosignal ist hierbei von Personen in einer Umgebung des Hörers 40 in keiner Weise mithörbar, da nur die direkte Übertragung über den Schädelknochen 42 zum Innenohr des Hörers 40 stattfindet. Die Schwingungsbewegung kann hierbei alternativ mittels eines anderen Festkörpers erfolgen, wie beispielsweise dem beweglich am mobilen Endgerät 20 angeordneten Schwingungselement 32. Insgesamt wird das mobile Endgerät 20 mit einem sogenannten Schallgeber, das heißt mit dem mechanischen Schwingungsgeber 30, ausgestattet, der die Übertragung des mechanischen Schwingungssignals an den Schädelknochen 42 des Hörers 40 ermöglicht, beispielsweise mittels Anlegen des mobilen Endgeräts 20 an einen Kopf des Hörers 40 im Bereich der Schläfe. Letztendlich werden die Schallwellen 12 also mittels Körperschall übermittelt. Hierfür wird das Gehäuse 22 beziehungsweise eine Gehäusefront, das heißt der Bildschirm 24 oder der dafür vorgesehene spezielle Bereich am mobilen Endgerät 20 in Form des mittels der Befestigungselemente 36 positionierten Schwingungselements 32, zumindest mittelbar an den Schädelknochen 42 des Hörers 40 gehalten.Overall, the examples show how the invention provides a structure-borne sound function for a mobile terminal 20th can be provided. Here, audio signals are transmitted from the mobile terminal 20th to the listener 40 by means of structure-borne noise. All surrounding noises can still be heard. In addition, the transmission system 10 For example, they can continue to be used under water, since they are independent of an ambient medium such as typically air by means of the mobile terminal 20th the audio signal can be transmitted because it is an oscillation signal by means of the oscillation movement directly from the skull bone 42 to the inner ear of the listener 40 is transmitted. The audio signal is here from people in the vicinity of the listener 40 Cannot be overheard in any way, since only the direct transmission via the skull bone 42 to the inner ear of the listener 40 takes place. The oscillatory movement can alternatively take place here by means of another solid body, such as, for example, the movable body on the mobile terminal 20th arranged vibration element 32 . Overall, the mobile device 20th with a so-called sound generator, i.e. with the mechanical vibration generator 30th , equipped to transmit the mechanical vibration signal to the skull bone 42 of the listener 40 made possible, for example by creating the mobile terminal 20th to a head of the listener 40 in the area of the temple. Ultimately, the sound waves 12th so transmitted by means of structure-borne noise. This is what the housing 22nd or a housing front, i.e. the screen 24 or the special area provided for this on the mobile device 20th in the form of the means of the fastening elements 36 positioned vibration element 32 , at least indirectly to the skull bones 42 of the listener 40 held.

Claims

Transmission system (10) for transmitting an audio signal to a listener (40) by means of structure-borne sound, the transmission system (10) comprising a mobile terminal (20) for the listener (40) and a mechanical vibration transmitter (30), the mechanical vibration transmitter (30) is designed to receive the audio signal, to convert the received audio signal into a mechanical vibration signal and to carry out a vibration movement in accordance with the mechanical vibration signal, the mechanical vibration signal being in a frequency range that is transmitted by means of structure-borne noise, and the mechanical vibration transmitter (30) a vibration element (32) which is designed to carry out the vibration movement, wherein the vibration element (32) is attached to the mobile terminal (20) by means of two extendable connecting elements (34) and relative to a surface plane of a screen (24) of the mobile terminal (20) between an enclosed is movable in its passive position and an extended active position, the vibration element (32) being fastened to the extendable connecting elements (34) by means of a fastening element (36) on the mobile terminal (20), characterized in that the fastening element (36) in a frame is a Housing (22) of the mobile terminal device (20) are provided on two opposite sides of the frame fastening hooks on which respective extendable connecting elements (34) are positioned, the vibrating element (32) being arranged on the extendable connecting elements (34), with the two opposite sides of the frame of the housing (22) of the mobile terminal (20) corresponding anchorages are provided and the respective connecting elements (34) are designed as extendable rods.