DE102022203969A1

DE102022203969A1 - Steuereinrichtung und Verfahren zur Steuerung eines am Kopf getragenen Gerätes, Ohrhörer und Steuerungssystem

Info

Publication number: DE102022203969A1
Application number: DE102022203969.6A
Authority: DE
Inventors: Samuel Hauser; Lukas Grinewitschus
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-04-25
Filing date: 2022-04-25
Publication date: 2023-10-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Detektion von Gesten durch ein am Kopf getragenes Gerät. Zur Detektion derartiger Gesten wird eine auf das Gerät einwirkende Beschleunigung erfasst und ein dabei gewonnenes Beschleunigungssignal ausgewertet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung sowie ein Verfahren zur Steuerung für ein am Kopf getragenes Gerät. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen drahtlosen Ohrhörer sowie ein Steuerungssystem.
Stand der Technik
Obwohl die vorliegende Erfindung nachfolgend bevorzugt am Beispiel eines Ohrhörers beschrieben wird, ist die Erfindung nicht hierauf begrenzt. Vielmehr kann das erfindungsgemäße Prinzip der Detektion von Gesten am Kopf eines Benutzers auch auf beliebige weitere Komponenten angewendet werden, welche am Kopf getragen werden.
Zur Wiedergabe von akustischen Signalen, wie beispielsweise Musik oder Sprache, werden neben konventionellen Kopfhörern zunehmend auch Ohrhörer eingesetzt, welche an der Ohrmuschel befestigt oder in den Gehörgang eingeführt werden können. So sind beispielsweise Ohrhörer, die in einem Ohr getragen werden können auch unter dem Begriff „Hearables“ bekannt. Zur Bedienung und insbesondere zur Steuerung der Audiowiedergabe existieren verschiedene Verfahren, welche die Steuerung beispielsweise durch Tippen oder Wischen mit einem Finger auf die Gehäuseoberfläche eines solchen Ohrhörers ermöglichen.
Die Druckschrift EP 2 363 784 A2 beschreibt z.B. einen Ohrhörer mit einem Sensor, der eine Benutzereingabe an der Oberfläche des Ohrhörers detektiert und ein hierzu korrespondierendes Ausgangssignal bereitstellt.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft eine Steuereinrichtung sowie ein Steuerverfahren für ein am Kopf getragenes Gerät, sowie einen drahtlosen Ohrhörer und ein Steuerungssystem mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Demgemäß ist vorgesehen:

Eine Steuereinrichtung für ein am Kopf getragenes Gerät mit einem Beschleunigungssensor und einer Auswerteeinrichtung. Der Beschleunigungssensor ist dazu ausgelegt, ein zu einer auf den Beschleunigungssensor einwirkenden Beschleunigung korrespondierendes Beschleunigungssignal bereitzustellen. Die Auswerteeinrichtung ist dazu ausgelegt, unter Verwendung des von dem Beschleunigungssensor bereitgestellten Beschleunigungssignals eine an dem Kopf ausgeführte Geste zu detektieren.

Weiterhin ist vorgesehen:

Ein drahtloser Ohrhörer mit einem Audiomodul und einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung. Das Audiomodul ist dazu ausgelegt, ein Audiosignal zu empfangen und ein zum empfangenen Audiosignal korrespondierendes akustisches Signal auszugeben.

Ferner ist vorgesehen:

Steuerungssystem, mit einem Gerät, das dazu ausgelegt ist, an einem Kopf eines Benutzers getragen zu werden und das eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung umfasst. Das Steuerungssystem umfasst ferner eine Steuerungsvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, Informationen über die von der Steuereinrichtung detektierte Geste zu empfangen und
eine Funktionalität eines weiteren, mit der Steuerungskomponente (2) dem Audiosystem gekoppelten, Geräts unter Verwendung der detektierten Geste zu steuern.

Schließlich ist vorgesehen:

Ein Steuerverfahren für ein am Kopf getragenes Gerät. Das Steuerverfahren umfasst einen Schritt zum Empfangen eines Beschleunigungssignals. Das Beschleunigungssignal korrespondiert hierbei zu einer auf einen Beschleunigungssensor in dem Gerät einwirkende Beschleunigung. Weiterhin umfasst das Verfahren einen Schritt zum Detektieren einer Geste, insbesondere einer an dem Kopf ausgeführten Geste. Das Detektieren der Geste erfolgt insbesondere unter Verwendung des empfangenen Beschleunigungssignals.

Vorteile der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass am Kopf getragenen Geräte wie beispielsweise relativ kleine Ohrhörer, die insbesondere im Ohr getragen werden, in der Regel wenig Oberfläche für eine Benutzereingabe bieten. Hierdurch wird der Benutzerkomfort aufgrund der geringen zur Verfügung stehenden Fläche gemindert.
Es ist daher eine Idee der vorliegenden Erfindung, dieser Erkenntnis Rechnung zu tragen und ein verbessertes Bedienkonzept für Geräte wie Hearables oder Ähnliches bereitzustellen, welches den Komfort für eine Benutzereingabe steigern kann. Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, mittels eines Beschleunigungssensors auf das Gerät einwirkende Beschleunigungen zu erfassen. Aus den so detektierten Beschleunigungen kann daraufhin auf mögliche Gesten geschlossen werden, welche an einem Kopf ausgeführt werden, an welchem das Gerät mit dem Beschleunigungssensor getragen wird. Durch die Auswertung der detektierten Beschleunigungssignale können beispielsweise klopfende oder wischende Gesten detektiert werden. Insbesondere ist es auch möglich, durch die Auswertung der Beschleunigungssensoren auch eine Position an dem Kopf zu ermitteln, an welcher die Geste ausgeführt worden ist.
Da auf Grundlage der erfassten Beschleunigungssignale somit Gesten identifiziert werden können, welche über den gesamten Kopf ausgeführt werden, ist die Benutzereingabe nicht mehr auf den geringen Bereich einer Oberfläche des am Kopf getragenen Gerätes beschränkt. Somit wird einerseits die Eingabe für einen Benutzer deutlich vereinfacht. Darüber hinaus können derartige Gesten über den gesamten Kopf auch wesentlich einfacher ausgeführt und präziser detektiert werden, als dies zum Beispiel auf einer sehr geringen Oberfläche eines im Ohr getragenen Hearables möglich ist.
Die dabei detektierten Gesten können beispielsweise klopfende Gesten an verschiedenen Positionen des Kopfes umfassen. Insbesondere kann beispielsweise nicht nur die Anzahl der Klopfbewegungen detektiert werden, sondern auch zwischen klopfenden Gesten an verschiedenen Positionen des Kopfes unterschieden werden. Ebenfalls ist eine Unterscheidung zwischen verschiedenen wischenden Gesten möglich. Beispielsweise kann zwischen wischenden Gesten an unterschiedlichen Positionen des Kopfes unterschieden werden. Darüber hinaus kann auch noch zwischen wischenden Gesten unterschieden werden, welche sich von einer entfernteren Position in Richtung des Gerätes hin bewegen oder umgekehrt von einer Position in der Nähe des Gerätes zu einer weiter entfernten Position am Kopf. Darüber hinaus können auch wischende Gesten detektiert werden, bei welcher die Geste sich zunächst in Richtung des Gerätes bewegt und sich im weiteren Verlauf wieder davon entfernt. Die Gesten können zum Beispiel in der Nähe des Ohres, an verschiedenen Positionen der Stirn oder an beliebigen anderen geeigneten Positionen am Kopf ausgeführt werden.
Durch die Analyse von zeitlichem Verlauf sowie Amplitude des detektierten Beschleunigungssignals können hierbei die zuvor genannten sowie gegebenenfalls auch weitere geeignete Gesten detektiert werden.
Auf diese Weise kann zwischen einer Vielzahl von unterschiedlichen Gesten unterschieden werden. Die verschiedenartigen Gesten können beispielsweise dazu genutzt werden, um Funktionen in Zusammenhang mit dem am Kopf getragenen Gerät zu steuern. Handelt es sich bei dem Gerät beispielsweise um einen Ohrhörer, so kann durch die verschiedenen Gesten beispielsweise die Wiedergabelautstärke verändert werden. Ebenso ist es beispielsweise möglich, eine Wiedergabe zu starten, zu pausieren oder zu stoppen. Darüber hinaus sind selbstverständlich auch beliebige andere Operationen möglich. Zum Beispiel kann bei der Wiedergabe von mehreren Musikstücken zu einem nachfolgenden oder vorausgegangenen Musikstück gesprungen werden, in Zusammenhang mit einem gekoppelten Mobiltelefon kann zum Beispiel ein Anruf angenommen oder beendet werden, oder es kann eine beliebige andere Operation ausgelöst werden.
Für die Detektion von Benutzergesten an dem Kopf, an dem das jeweilige Gerät getragen wird, ist grundsätzlich ein einziges Gerät ausreichend. Hierbei kann zum Beispiel das Gerät an einem zuvor festgelegten Ohr, also entweder dem linken oder dem rechten Ohr getragen werden. In diesem Fall können die detektierten Gesten unter Verwendung der Kenntnis für die vorgegebene Position des jeweiligen Gerätes ermittelt werden. Somit können absolute Positionen bzw. Bewegungsrichtungen, das heißt von links nach rechts, von rechts nach links, am linken bzw. rechten Ohr oder Ähnliches ermittelt werden.
Ist dagegen bei einem einzelnen Gerät die genaue Position am Kopf nicht bekannt, so ist es dennoch möglich, die Position bzw. Bewegungsrichtung relativ zu dem jeweiligen Gerät zu ermitteln. In diesem Fall kann beispielsweise ermittelt werden, ob die Geste sich zu dem Gerät hin, von dem Gerät weg oder an dem Gerät vorbei bewegt. Ebenso ist es beispielsweise möglich, bei klopfenden Gesten zu bestimmen, ob die Geste in der Nähe des Gerätes ausgeführt wird oder an einer entfernteren Position am Kopf.
Wie im Weiteren noch näher erläutert wird, ist es darüber hinaus auch möglich, zwei Geräte miteinander zu koppeln und somit zwei Beschleunigungssignale miteinander zu vergleichen. Beispielsweise können bei einem Paar von Ohrhörern Beschleunigungssignale von Beschleunigungssensoren sowohl im linken als auch rechten Ohr erfasst werden.
Bei den Beschleunigungssensoren kann es sich dabei um beliebige geeignete Beschleunigungssensoren handeln. Insbesondere sind beispielsweise Beschleunigungssensoren auf Grundlage von mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) oder Ähnlichem möglich.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Auswerteeinrichtung dazu ausgelegt, eine Position der detektierten Geste an dem Kopf zu bestimmen. Bei der Verwendung nur eines Beschleunigungssensors kann beispielsweise die Position der detektierten Geste auf Grundlage einer maximalen Amplitude des Beschleunigungssignals und/oder charakteristischen Eigenschaften in einem Signalverlauf des Beschleunigungssignals ermittelt werden. Auf diese Weise kann mindestens eine Abschätzung der Entfernung zwischen dem Beschleunigungssensor und der Position, an welcher die Geste ausgeführt wurde, bestimmt werden. Darüber hinaus ist es gegebenenfalls auch möglich, auf Grundlage des Beschleunigungssignals eine noch präzisere Aussage über die Position am Kopf zu ermitteln. Beispielsweise können durch Auswertung des Signalverlaufs des Beschleunigungssignals Aussagen darüber getroffen werden, an welchem Teil des Kopfes eine Geste ausgeführt wurde. So können beispielsweise Gesten an eher weicheren Teilen des Kopfes, wie zum Beispiel einer Wange, zu einem Signalverlauf führen, der sich von einem Signalverlauf an einem eher festeren Teil, wie zum Beispiel der Stirn, unterscheidet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Auswerteeinrichtung dazu ausgelegt, zwischen verschiedenen Arten von Gesten, zum Beispiel zwischen klopfenden Gesten und wischenden Gesten am Kopf zu unterscheiden. Auch hierbei kann die Unterscheidung beispielsweise auf Grundlage der Amplitude und/oder des Signalverlaufs in dem Beschleunigungssignal erfolgen. Darüber hinaus kann insbesondere bei wischenden Gesten auch eine Aussage über die Wischrichtung in Bezug auf den Beschleunigungssensor getroffen werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Auswerteeinrichtung dazu ausgelegt, die an dem Kopf ausgeführte Geste unter Verwendung eines Vergleichs des von dem Beschleunigungssensor bereitgestellten Beschleunigungssignals mit vorgegebenen charakteristischen Merkmalen zu detektieren. Beispielsweise können in der Auswerteeinrichtung charakteristische Sequenzen abgespeichert sein, welche mit Sequenzen des Beschleunigungssignals verglichen werden. Auf Grundlage eines solchen Vergleichs kann daraufhin beispielsweise eine vorbestimmte Geste detektiert werden. Als charakteristische Merkmale können auch eine maximale Amplitude oder gegebenenfalls ein zeitlicher Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Peaks in dem Beschleunigungssignal herangezogen werden. Darüber hinaus sind selbstverständlich auch beliebige andere charakteristische Merkmale möglich, welche zur Detektion von vorgegebenen Gesten in dem Beschleunigungssignal identifiziert werden können.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Steuereinrichtung eine Ausgabeeinrichtung. Diese Ausgabeeinrichtung kann dazu ausgelegt sein, ein zu der detektierten Geste korrespondierendes Ausgangssignal bereitzustellen. Beispielsweise kann dieses Ausgangssignal Daten bezüglich einer identifizierten Geste umfassen. Diese Daten können grundsätzlich in digitaler oder analoger Weise bereitgestellt werden. Insbesondere kann das Ausgangssignal beispielsweise über eine kabellose Kommunikationsverbindung die detektierte Geste an ein weiteres Gerät übertragen. Zum Beispiel können von einem Gerät detektierte Gesten an ein Smartphone oder Ähnliches übertragen werden. Daraufhin kann dieses Gerät auf Grundlage der Informationen über die detektierte Geste eine Funktionalität steuern. Beispielsweise kann eine Lautstärke angepasst werden, eine Wiedergabe von Audiosignalen gestoppt oder gestartet werden, ein Telefonanruf angenommen oder beendet werden, oder beliebige andere Funktionalitäten entsprechend der detektierten Geste ausgeführt werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Steuereinrichtung eine Empfangseinrichtung. Die Empfangseinrichtung ist dazu ausgelegt, Daten eines weiteren Beschleunigungssignals von einem weiteren Beschleunigungssensor zu empfangen. Dieser weitere Beschleunigungssensor kann in einem weiteren am Kopf getragenen Gerät angeordnet sein. Dabei kann die Auswerteeinrichtung dazu ausgelegt sein, eine an dem Kopf ausgeführte Geste unter Verwendung des von dem Beschleunigungssensor bereitgestellten Ausgangssignals und den empfangenen Daten des weiteren Beschleunigungssensors zu detektieren. Auf diese Weise ist es möglich, für die Detektion einer Geste am Kopf Beschleunigungssignale an mehreren Positionen zu erfassen und diese gemeinsam auszuwerten. Beispielsweise können bei einem System aus zwei Ohrhörern an den beiden Ohren des Benutzers Beschleunigungssignale erfasst werden. Hierbei kann beispielsweise eines der beiden Beschleunigungssignale an den anderen Ohrhörer übertragen werden und somit gemeinsam verarbeitet werden. Die Übertragung kann beispielsweise kabellos über eine Funkverbindung oder Ähnliches erfolgen. Zusätzlich oder alternativ ist es auch möglich, die Beschleunigungssignale von mehreren am Kopf getragenen Geräten zu einem externen Gerät, beispielsweise einem Smartphone, Tablet oder ähnlichem, zu übertragen und die übertragenen Beschleunigungssignale durch dieses externe Gerät auszuwerten.
Bei der Verwendung von mehreren Beschleunigungssignalen, die an unterschiedlichen Positionen des Kopfes erfasst worden sind, kann die Detektion einer Geste auch mittels Vergleich der einzelnen Beschleunigungssignale erfolgen. Hierzu können die einzelnen Beschleunigungssignale beispielsweise unter Verwendung einer gemeinsamen Zeitbasis erfasst und miteinander verglichen werden. Darüber hinaus können zur Detektion von Gesten auch die Amplituden der einzelnen Beschleunigungssignale miteinander verglichen werden. Selbstverständlich sind darüber hinaus auch beliebige andere Ansätze zur Identifikation von Gesten unter Verwendung von mehreren Beschleunigungssignalen möglich, wobei die Beschleunigungssignale an unterschiedlichen Positionen des Kopfes erfasst worden sind.
Gemäß einer Ausführungsform des Steuerungssystems ist das Gerät mit der Steuereinrichtung in einem Ohrhörer, einer Brille, einem Stirnband, einem Helm oder einem anderen am Kopf tragbaren Element angeordnet. Somit steht das Gerät in direktem Kontakt mit dem Kopf und die während der Geste am Kopf auftretenden Impulse können durch den Beschleunigungssensor erfasst und ausgewertet werden.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, soweit sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich den Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu den jeweiligen Grundformen der Erfindung hinzufügen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Dabei zeigen:

1: eine schematische Darstellung eines Prinzipschaubildes eines drahtlosen Ohrhörers mit einer Steuereinrichtung gemäß einer Ausführungsform;
2: eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung einer Gestendetektion mit einer Steuereinrichtung gemäß einer Ausführungsform;
3: eine schematische Darstellung eines Verlaufs für ein Beschleunigungssignal zur Detektion einer Geste gemäß einer Ausführungsform;
4: eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Detektion einer Geste gemäß einer Ausführungsform;
5: eine schematische Darstellung eines Signalverlaufs zur Detektion einer Geste gemäß einer Ausführungsform; und
6: ein Ablaufdiagramm, wie es einem Verfahren zur Detektion einer Geste gemäß einer Ausführungsform zugrunde liegt.

Beschreibung der Ausführungsformen
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein Gerät 1, welches am Kopf eines Benutzers getragen werden kann. Obwohl die nachfolgende Erfindung bevorzugt in Zusammenhang mit einem Ohrhörer beschrieben wird, ist die Erfindung nicht auf derartige Ohrhörer beschränkt.
Vielmehr kann das erfindungsgemäße Grundprinzip der Detektion von Gesten an einem Kopf auch durch beliebige andere am Kopf getragenen Geräte realisiert werden. Beispielsweise kann es sich bei dem am Kopf getragenen Gerät 1 auch um ein Gerät handeln, welches in einer Brille integriert oder an einer Brille angebracht ist. Darüber hinaus sind auch beliebige andere Geräte 1 möglich, welche am Kopf getragen werden können und in Kontakt mit dem Kopf stehen, um mechanische Impulse zu empfangen, die durch eine Geste am Kopf eines Benutzers entstehen.
Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform kann es sich beispielsweise um einen drahtlosen Ohrhörer 1 handeln, wie er beispielsweise in einem Audiosystem gemäß einer Ausführungsform verwendet werden kann. Ein derartiger Ohrhörer 1 kann zum Beispiel in oder an einem Ohr getragen werden. Beispielsweise kann es sich um einen Ohrhörer handeln, welcher zumindest teilweise in den Gehörgang eines Ohres eingeführt werden kann. Grundsätzlich sind jedoch auch Ohrhörer denkbar, welche an dem Ohr getragen werden können und dabei in engem Kontakt mit dem Ohr bzw. dem Kopf stehen. Der Kontakt zwischen dem Ohrhörer 1 und dem Kopf, insbesondere dem Ohr sollte dabei derart eng sein, dass Kraftimpulse von dem Kopf bzw. Ohr an den Ohrhörer 1 übertragen werden können. Insbesondere sollen hierbei Impulse infolge einer auf dem Kopf ausgeführten Geste derart an den Ohrhörer 1 übertragen werden können, dass diese durch einen nachfolgend beschriebenen Beschleunigungssensor 11 erfasst werden können.
Bei diesen Gesten kann es sich beispielsweise um klopfende Gesten handeln, bei welchen ein Benutzer mit einem Finger oder einem Gegenstand gegen den Kopf klopft. Beispielsweise kann eine solche klopfende Geste ein Tippen mit einem Finger auf die Stirn, die Schläfe oder einen anderen Bereich des Kopfes umfassen. Darüber hinaus sind auch wischende Gesten möglich, bei denen ein Benutzer mit einem Finger oder einem Gegenstand über einen Bereich des Kopfes hinwegwischt. Beispielsweise kann der Benutzer mit einem Finger an dem Ohr oder an einem anderen Bereich des Kopfes entlangwischen. Ebenso ist beispielsweise ein Wischen mit dem Finger, einer Handfläche oder Ähnlichem über die Stirn oder einen anderen Bereich des Kopfes möglich.
Bei diesen oder beliebigen anderen geeigneten Gesten wird während der Geste ein Impuls auf den Kopf ausgeübt, der sich durch den Kopf hinweg auf den Ohrhörer 1 überträgt. In dem Ohrhörer 1 kann eine Steuereinrichtung 10 vorgesehen sein, welche einen Beschleunigungssensor 11 und eine Auswerteeinrichtung 12 umfasst. Der Beschleunigungssensor 11 der Steuereinrichtung 10 kann die durch die Geste hervorgerufenen Beschleunigungseffekte registrieren und ein hierzu korrespondierendes Beschleunigungssignal ausgeben. Grundsätzlich kann es sich dabei um ein eindimensionales oder mehrdimensionales Beschleunigungssignal handeln. Auch wenn im Nachfolgenden die vorliegende Erfindung auf Grundlage eines eindimensionalen Beschleunigungssignales näher erläutert wird, so ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Grundsätzlich sind darüber hinaus auch mehrdimensionale Beschleunigungssignale möglich, bei denen die einzelnen Raumrichtungen getrennt erfasst und ausgewertet werden können.
Bei dem Beschleunigungssensor 11 kann es sich beispielsweise um einen Beschleunigungssensor mit einer mikroelektromechanischen Struktur (MEMS) handeln. Darüber hinaus sind jedoch grundsätzlich beliebige andere Arten von Beschleunigungssensoren möglich, welche dazu in der Lage sind, die während einer Benutzergeste am Kopf in dem Ohrhörer 1 hervorgerufenen Beschleunigungssignale zu erfassen.
Die von dem Beschleunigungssensor 11 detektierten Beschleunigungssignale können daraufhin an der Auswerteeinrichtung 12 bereitgestellt werden. Die Auswerteeinrichtung 12 kann die empfangenen Beschleunigungssignale analysieren und auf Grundlage dieser Beschleunigungssignale eine an dem Kopf ausgeführte Geste detektieren. Das Funktionsprinzip der Gestendetektion durch die Auswerteeinrichtung 12 unter Verwendung des Beschleunigungssignals wird im Nachfolgenden noch näher erläutert.
Der Ohrhörer 1 kann ferner ein Audiomodul 20 umfassen. Dieses Audiomodul 20 kann ein elektronisches Audiosignal empfangen und auf Grundlage dieses Audiosignals ein Schallsignal generieren. Dieses Schallsignal kann in Richtung des Ohrs bzw. in den Gehörgang eines Benutzers abgegeben werden. Hierzu sind grundsätzlich beliebige Arten der Schallerzeugung möglich.
Das Audiosignal kann beispielsweise mittels eines Kommunikationsmoduls 30 empfangen und an das Audiomodul 20 weitergeleitet werden. Bei dem Kommunikationsmodul 30 kann es sich zum Beispiel um ein drahtloses Kommunikationsmodul handeln. Dieses Kommunikationsmodul 30 kann zum Beispiel eine drahtlose Kommunikationsverbindung mit einem weiteren Gerät 2 aufbauen. Auf diese Weise können Daten von dem weiteren Gerät 2 empfangen werden. Diese Daten können insbesondere Daten für das wiederzugebende Audiosignal umfassen. Bei der drahtlosen Kommunikationsverbindung kann es sich beispielsweise um eine Bluetooth-Verbindung oder Ähnliches handeln. Darüber hinaus sind selbstverständlich auch beliebige andere drahtlose Kommunikationsverbindungen möglich.
Das Kommunikationsmodul 30 kann darüber hinaus auch mit der Steuereinrichtung 10 gekoppelt werden. Auf diese Weise können die von der Steuereinrichtung 10 detektierten Gesten an ein weiteres Gerät 2 übertragen werden. Hierdurch ist es möglich, Funktionalitäten an dem weiteren Gerät 2 auf Grundlage der detektierten Gesten auszuführen. Beispielsweise können die von dem weiteren Gerät 2 an den Ohrhörer 1 übertragenen Audiodaten auf Grundlage der detektierten Gesten angepasst werden. So ist zum Beispiel eine Anpassung der Lautstärke auf Grundlage der detektierten Gesten möglich. Ebenso kann beispielsweise eine Wiedergabe von Audiodaten gestartet, unterbrochen oder angehalten werden. Handelt es sich bei dem weiteren Gerät 2 beispielsweise um ein Mobiltelefon, so ist es auch möglich, auf Grundlage der detektierten Gesten einen Telefonanruf anzunehmen oder zu beenden. Darüber hinaus sind selbstverständlich auch beliebige andere Aktionen auf Grundlage der detektierten Gesten möglich. Zum Beispiel kann auch bei der Wiedergabe von mehreren Musikstücken aus einer Liste in Abhängigkeit der detektierten Gesten zum nächsten Element der Liste gesprungen werden.
Weiterhin ist es auch möglich, beispielsweise mittels des Kommunikationsmoduls 30 den Ohrhörer 1 mit einem weiteren Ohrhörer 1a zu koppeln. Auf diese Weise können beispielsweise Daten, welche von dem weiteren Gerät 2 empfangen worden sind, an den weiteren Ohrhörer 1a übertragen bzw. weitergeleitet werden.
Umfasst auch der weitere Ohrhörer 1a einen Beschleunigungssensor, so ist es beispielsweise auch möglich, Beschleunigungssignale von dem weiteren Ohrhörer 1a zu empfangen und diese gemeinsam mit den Beschleunigungssignalen des Ohrhörers 1 auszuwerten. Hierzu können die Ohrhörer 1, 1a miteinander synchronisiert werden, um eine gemeinsame Zeitbasis für die Erfassung der Beschleunigungssignale zu haben. Auf diese Weise können die beiden Beschleunigungssignale miteinander verglichen werden und ein zeitlicher Versatz von charakteristischen Elementen in den Beschleunigungssignalen ermittelt werden. Dies wird im Nachfolgenden ebenfalls noch näher erläutert.
2 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Detektion von Gesten an dem Kopf K eines Benutzers mittels eines oder mehrerer Ohrhörer 1, 1a. Wie in 2 dargestellt, kann beispielsweise in einem Ohr des Benutzers ein zuvor beschriebener Ohrhörer 1 mit einer Steuereinrichtung 10 vorgesehen sein. An dem gegenüberliegenden Ohr kann darüber hinaus optional ein weiterer Ohrhörer 1a vorgesehen sein. Dieser weitere Ohrhörer 1a kann, wie zuvor bereits erläutert, mit dem Ohrhörer 1 kommunikativ gekoppelt sein, um die erfassten Beschleunigungssignale von dem Ohrhörer 1a an den Ohrhörer 1 zu übertragen, sodass der Ohrhörer 1 das intern erfasste Beschleunigungssignal mit dem von dem weiteren Ohrhörer 1a empfangenen Beschleunigungssignal vergleichen kann. Alternativ ist es auch möglich, die Detektion der Gesten an dem Kopf K lediglich mittels eines einzelnen Ohrhörers 1 auszuführen. Darüber hinaus kann der Vergleich der Beschleunigungssignale der Ohrhörer 1 und Ohrhörer 1a ebenfalls auf einem weiteren Gerät 2 durchgeführt werden.
Bei den zu detektierenden Gesten kann es sich beispielsweise um eine Geste G1 handeln, bei welcher ein Benutzer einmal oder mehrere Male eine klopfende Bewegung gegen den Kopf ausführt. Bei einer solchen klopfenden Geste wird ein Impuls auf den Kopf ausgeübt, welcher durch den Beschleunigungssensor 11 in dem Ohrhörer 1 erfasst werden kann. Je nach Position, an welcher diese klopfende Geste ausgeführt wird, kann sich aufgrund der jeweiligen Eigenschaften am Kopf K sowie den Ausbreitungseigenschaften des Impulses durch den Kopf K hindurch, ein unterschiedliches Beschleunigungssignal ergeben, welches durch den Beschleunigungssensor 11 detektiert wird. So können beispielsweise an eher festen Stellen des Kopfes K kürzere Impulse mit einer stärkeren Amplitude detektiert werden, während an eher weicheren Stellen langgezogenen Impulse mit geringerer Amplitude detektiert werden können. Darüber hinaus können gegebenenfalls durch Auswertung des Beschleunigungssignals bzw. der Beschleunigungssignale weitere Rückschlüsse über die jeweilige Position erfolgen, an welcher Geste G1 ausgeführt worden ist. Ferner kann selbstverständlich auch die Anzahl der klopfenden Gesten ermittelt werden.
Darüber hinaus sind beispielsweise auch wischende Gesten G2 möglich, bei welcher ein Benutzer zunächst den Kopf K berührt und daraufhin eine Bewegung ausführt. Auch derartige wischende Gesten G2 führen zu charakteristischen Eigenschaften in den detektierten Beschleunigungssignalen, welche durch die Auswerteeinrichtung 12 detektiert werden können. Hierbei ist es einerseits möglich, auf Grundlage des Beschleunigungssignals zu ermitteln, ob die wischende Geste sich in Richtung des Ohrhörers 1 bewegt, oder von dem Ohrhörer 1 weg. Bei der Verwendung von zwei Ohrhörern 1 und 1a kann auch detektiert werden, von welchem Ohrhörer zu welchem die wischende Geste ausgeführt wird. Gegebenenfalls sind darüber hinaus auch weitergehende Informationen über die Art der wischenden Geste sowie die Position, an welcher die wischende Geste ausgeführt worden ist, möglich.
Handelt es sich bei den Ohrhörern 1 und 1a um Ohrhörer, welche speziell entweder für das linke oder rechte Ohr konzipiert sind, so kann auch diese Information, an welchem Ohr der jeweilige Ohrhörer 1 bzw. 1a angebracht ist, mit in die Detektion der Gesten einbezogen werden. Handelt es sich bei den Ohrhörern 1 bzw. 1a um Ohrhörer, welche sowohl in das linke als auch in das rechte Ohr eingeführt werden können, so ist es in diesem Fall jeweils möglich, die detektierten Gesten relativ zu den jeweiligen Ohrhörern zu ermitteln.
3 zeigt eine schematische Darstellung des zeitlichen Verlaufs von Beschleunigungssignalen A und B, wie sie beispielsweise durch Beschleunigungssensoren 11 in den Ohrhörern 1 und 1a erfasst worden sind. Der Signalverlauf A stellt hierbei beispielsweise den Verlauf eines Beschleunigungssignals dar, wie er durch den Beschleunigungssensor 11 in dem zuvor beschriebenen Ohrhörer 1 erfasst worden ist. Der Signalverlauf B stellt weiterhin einen Signalverlauf dar, wie er in einem Beschleunigungssensor eines weiteren Ohrhörers 1a erfasst worden ist. Dabei kann, wie zuvor bereits beschrieben, der Signalverlauf B von dem weiteren Ohrhörer 1a über eine Kommunikationsverbindung zu der Steuereinrichtung 10 des Ohrhörers 1 übertragen werden.
Wie in 3 zu erkennen ist, weist der Signalverlauf des Beschleunigungssignals A, welches in dem Ohrhörer 1 erfasst worden ist, eine größere Amplitude auf, als die Amplitude des Beschleunigungssignals B von dem weiteren Ohrhörer 1a. Darüber hinaus ist auch ein zeitlicher Versatz t zwischen dem maximalen Ausschlag des Beschleunigungssignals A in Ohrhörer 1 gegenüber dem maximalen Ausschlag des Beschleunigungssignals B von dem weiteren Ohrhörer 1a zu sehen. Aufgrund derartiger Eigenschaften kann beispielsweise daraus geschlossen werden, dass die dabei detektierte Geste sich in einem Bereich des Kopfes K befindet, welcher einen geringeren räumlichen Abstand zu dem Ohrhörer 1 hat, als zu dem weiteren Ohrhörer 1a. Ferner kann beispielsweise aufgrund des sehr scharfen Peaks in den Signalverläufen, sowie der sich daraufhin anschließenden Abklingeigenschaft daraus geschlossen werden, dass es sich hierbei um eine klopfende Geste handelt. Aufgrund des einmaligen starken Ausschlags der Signalverläufe kann ferner darauf geschlossen werden, dass es sich bei der klopfenden Geste um ein einmaliges Klopfen handelt. Entsprechend kann beim Auftreten mehrerer derartiger Ausschläge auf die Anzahl der Klopfbewegungen geschlossen werden.
Darüber hinaus können auch weitere charakteristische Sequenzen in den Signalverläufen A bzw. B detektiert werden und hieraus auf die jeweilige Geste geschlossen werden. So weist beispielsweise der Signalverlauf A eine charakteristische Sequenz C auf. Beispielsweise kann eine solche charakteristische Sequenz C einen Hinweis auf eine bestimmte Position geben, an welcher die Geste am Kopf K ausgeführt worden ist. Neben rein theoretischen Überlegungen für die charakteristischen Eigenschaften der Beschleunigungssignale können dabei insbesondere auch Beobachtungen von experimentell erfassten Signalverläufen herangezogen werden. Beispielsweise können Spezifikationen zu charakteristischen Sequenzen der Signalverläufe in einen Speicher der Steuereinrichtung 10 abgespeichert werden. Entsprechend können die erfassten Signalverläufe mit charakteristischen Signalverläufen verglichen werden, welche in einem solchen Speicher der Steuereinrichtung 10 abgespeichert sind. Darüber hinaus sind selbstverständlich auch beliebige andere Ansätze, beispielsweise auf Grundlage von künstlicher Intelligenz oder Ähnlichem möglich, um Gesten zu detektieren, welche auf Grundlage der Beschleunigungssensoren detektiert werden können.
Neben einem reinen Vergleich der erfassten Beschleunigungssignale A und B mit vorgegebenen Spezifikationen, ist es darüber hinaus auch möglich, die Analyse der Beschleunigungssignale A und B dynamisch anzupassen. Beispielsweise kann die Erkennung von Gesten in einer Initialisierungsphase trainiert werden. Hierzu kann ein Benutzer beispielsweise aufgefordert werden, eine oder mehrere vorgegebene Gesten auszuführen. Daraufhin können die dabei erfassten Beschleunigungssignale ausgewertet werden und gegebenenfalls ein oder mehrere Parameter zur Erkennung bzw. Detektion von Gesten auf Grundlage der so gewonnenen Trainingsdaten angepasst werden. Zum Beispiel können auf Grundlage derartiger Trainingsdaten Grenzwerte für die Amplituden in den Signalverläufen angepasst werden, auf deren Grundlage eine entsprechende Geste detektiert wird. Ebenso ist beispielsweise ein Training zur Ermittlung von Positionen am Kopf möglich. Darüber hinaus kann während einer solchen Trainingsphase auch automatisch erkannt werden, ob ein Ohrhörer 1 im linken Ohr oder im rechten Ohr angebracht ist.
Insbesondere wenn beispielsweise auch charakteristische Sequenzen C in einem der Beschleunigungssignale A oder B identifiziert werden, ist es bei einer solchen Analyse gegebenenfalls auch ausreichend, lediglich ein Beschleunigungssignal A oder B zu analysieren, um eine entsprechende Geste zu detektieren. In einem solchen Fall ist es daher gegebenenfalls nicht erforderlich, mehrere Beschleunigungssignale miteinander zu vergleichen. Vielmehr kann die Detektion von Gesten dabei auch durch ein einzelnes Beschleunigungssignal A erfolgen, ohne ein weiteres Beschleunigungssignal B von einem weiteren Ohrhörer 1a zu empfangen.
4 zeigt eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Detektion von Gesten G3 an dem Kopf K eines Benutzers. Bei der in 4 dargestellten Geste G3 kann es sich insbesondere um eine wischende Geste handeln, bei welcher ein Benutzer zunächst eine Stelle des Kopfes K berührt und daraufhin eine wischende Bewegung ausführt. In der in 4 dargestellten wischenden Geste G3 handelt sich dabei beispielsweise um eine wischende Geste, welche am Ohr entlang, das heißt zunächst in Richtung des Ohres und daraufhin wieder vom Ohr weg erfolgt. Selbstverständlich können auch beliebige andere wischende Gesten ausgeführt werden, wie diese beispielsweise auch durch die Geste G2 in 2 dargestellt sind.
5 zeigt eine Darstellung eines Signalverlaufs eines Beschleunigungssignals, wie es beispielsweise von einem Beschleunigungssensor 11 während einer wischenden Geste erfasst worden ist. Wie in dem hier dargestellten Signalverlauf zu erkennen ist, weist der Signalverlauf vier stärkere Ausschläge D1-D4 auf. Jeder dieser Ausschläge D1-D4 entspricht dabei einer einzelnen wischenden Bewegung. Entsprechend kann somit eine wischende Geste G3 detektiert werden, welche viermal nacheinander ausgeführt worden ist. Die einzelnen wischenden Gesten G3 entsprechen dabei jeweils einer Sequenz mit mehreren starken Ausschlägen, wobei zwischen den einzelnen wischenden Gesten G3 jeweils eine längere Pause mit nur geringen Amplituden in den Signalverläufen zu detektieren ist.
Durch weitere genauere Auswertung der jeweiligen Signalverläufe kann dabei analog zu der Detektion von klopfenden Gesten auch auf die jeweilige Position geschlossen werden, an welcher eine solche wischende Geste G3 ausgeführt worden ist.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm, wie es einem Verfahren zur Detektion von Gesten durch ein am Kopf K getragenes Gerät 1 zugrunde liegt. In Schritt S1 wird zunächst ein Beschleunigungssignal empfangen, das zu einer auf einem Beschleunigungssensor in dem Gerät 1 einwirkenden Beschleunigung korrespondiert. In Schritt S2 erfolgt daraufhin ein Detektieren einer am Kopf K ausgeführten Geste unter Verwendung des empfangenen Beschleunigungssignals.
Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung die Detektion von Gesten durch ein am Kopf getragenen Gerätes. Zur Detektion derartiger Gesten wird eine auf das Gerät einwirkende Beschleunigung erfasst und ein dabei gewonnenes Beschleunigungssignal ausgewertet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2363784 A2 [0004]

Claims

Steuereinrichtung (10) für ein am Kopf (K) getragenes Gerät (1), mit einem Beschleunigungssensor (11), der dazu ausgelegt ist, ein zu einer auf den Beschleunigungssensor (11) einwirkenden Beschleunigung korrespondierendes Beschleunigungssignals bereitzustellen, und einer Auswerteeinrichtung (12), die dazu ausgelegt ist, unter Verwendung des von dem Beschleunigungssensor (11) bereitgestellten Beschleunigungssignals eine an dem Kopf (K) ausgeführte Geste zu detektieren.
Steuereinrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Auswerteeinrichtung (12) dazu ausgelegt ist, eine Position der detektierten Gesten am Kopf (K) zu bestimmen.
Steuereinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Auswerteeinrichtung (12) dazu ausgelegt ist, verschiedene Typen von Gesten, insbesondere klopfende Gesten und/oder wischende Gesten am Kopf (K) zu erkennen.
Steuereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Auswerteeinrichtung (12) dazu ausgelegt ist, die an dem Kopf (K) ausgeführte Geste unter Verwendung eines Vergleichs des von dem Beschleunigungssensor (11) bereitgestellten Beschleunigungssignals mit vorgegebenen charakteristischen Merkmalen zu detektieren.
Steuereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer Ausgabeeinrichtung, die dazu ausgelegt ist, ein zu der detektieren Geste korrespondierendes Ausgangssignal bereitzustellen.
Steuereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Empfangseinrichtung, die dazu ausgelegt ist, Daten eines weiteren Beschleunigungssignals von einem weiteren Beschleunigungssensor zu empfangen, der in einem weiteren am Kopf (K) getragenen Gerät angeordnet ist, wobei die Auswerteeinrichtung (12) dazu ausgelegt ist, eine an dem Kopf (K) ausgeführte Geste unter Verwendung des von dem Beschleunigungssensor (11) bereitgestellte Ausgangssignals und der empfangenen Daten des weiteren Beschleunigungssensors zu detektieren.
Drahtloser Ohrhörer (1), mit: einem Audiomodul (20), das dazu ausgelegt ist, ein Audiosignal zu empfangen und ein zu den Audiosignal korrespondierendes akustisches Signal auszugeben; und einer Steuereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Steuerungssystem, mit: einem Gerät (1), das dazu ausgelegt ist, an einem Kopf (K) eines Benutzers getragen zu werden und das eine Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 umfasst; und einer Steuerungsvorrichtung (2), die dazu ausgelegt ist, Informationen über die von der Steuereinrichtung (10) detektierte Geste zu empfangen und eine Funktionalität eines weiteren, mit der Steuerungsvorrichtung (2) gekoppelten, Geräts unter Verwendung der detektierten Geste zu steuern.
Steuerungssystem nach Anspruch 8, wobei das Gerät (1) in einem Ohrhörer, einer Brille, einem Stirnband, einem Helm oder einem anderen am Kopf tragbaren Element angeordnet ist.
Steuerverfahren für ein am Kopf (K) getragenes Gerät (1), mit den Schritten: Empfangen (S1) eines Beschleunigungssignals, das zu einer auf einen Beschleunigungssensor (11) in dem Gerät (1) einwirkenden Beschleunigung korrespondiert, und Detektieren (S2) einer an dem Kopf (K) ausgeführte Geste unter Verwendung des empfangenen Beschleunigungssignals.