DE112015005272T5

DE112015005272T5 - Vorrichtung und verfahren zum erfassen des entfernens und anbringens eines ohrhörers

Info

Publication number: DE112015005272T5
Application number: DE112015005272.0T
Authority: DE
Inventors: Sarmad Qutub; William Ryan
Original assignee: Knowles Electronics LLC
Current assignee: Knowles Electronics LLC
Priority date: 2014-11-24
Filing date: 2015-11-20
Publication date: 2017-09-21
Also published as: US20160150335A1; CN107113489A; US9872116B2; WO2016085814A1; WO2016085814A9

Abstract

Wenigstens ein elektrischer Wert für eine Vielzahl von Frequenzen wird über einen Frequenzbereich gemessen. Eine Impedanz wird basierend auf dem wenigstens einen elektrischen Wert für jede aus der Vielzahl von Frequenzen in dem Frequenzbereich berechnet, wobei das Berechnen eine Vielzahl von Impedanzen erzeugt. Eine maximale Impedanz aus der Vielzahl von Impedanzen und eine mit der maximalen Impedanz assoziierte Frequenz werden bestimmt. Die Frequenz wird mit einem vorbestimmten Schwellwert verglichen und es wird basierend auf dem Vergleich bestimmt, ob ein Ohrhörer von dem Ohr eines Trägers entfernt wurde.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Dieses Patent beansprucht den Vorteil gemäß 35 U.S.C. §119(e) der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62083530 mit dem Titel „Apparatus and Method for detecting earphone Removal and Insertion”, die am 24. November 2014 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hier unter Bezugnahme eingeschlossen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Anmeldung betrifft akustische Einrichtungen und insbesondere das Bestimmen, ob diese Einrichtungen am Ohr angebracht oder von diesem entfernt wurden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Über die letzten Jahre hinweg wurden verschiedene Typen von akustischen Einrichtungen verwendet. Akustische Einrichtungen werden in Ohrhörern verwendet, die vollständig oder wenigstens teilweise in das Ohr eingesteckt werden. Ohrhörer können einen Lautsprecher enthalten, der Schallenergie für einen Hörer vorsieht. Zum Beispiel kann Musik für den Benutzer wiedergegeben werden. Außerdem können auch verschiedene andere elektronische Einrichtungen, wie etwa Anwendungsprozessoren, in einem Ohrhörer enthalten oder mit diesem verbunden sein.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn man bestimmen kann, ob ein Ohrhörer von dem Ohr entfernt (oder in dieses eingesteckt) wurde. Zum Beispiel sollte Musik wiedergegeben werden, wenn der Ohrhörer eingesteckt ist, aber nicht wiedergegeben werden, wenn er entfernt wurde. Damit können die Einrichtungen effizienter betrieben werden und kann Strom gespart werden.
Bekannte Ansätze sind entweder nicht ganz zuverlässig bzw. korrekt bei der Bestimmung des Einsteckens/Entfernens oder sind zu kompliziert und/oder kostspielig für eine Implementierung. Die Probleme der bekannten Ansätze haben zu einer Unzufriedenheit der Benutzer geführt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Um die Erfindung zu verdeutlichen, wird in der folgenden ausführlichen Beschreibung auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen,
1 ist ein Blockdiagramm, das ein System zeigt, das für das Bestimmen des Einsteckens und/oder Entfernens gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist.
2 ist ein Flussdiagramm mit entsprechenden Kurven, das einen Ansatz für das Bestimmen des Entfernens und/oder Einsteckens eines Ohrhörers gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert.
3 ist ein Kurvendiagramm, das die Verwendung von Toleranzen bei der Ohrhörer-Einsteckbestimmung gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt.
Dem Fachmann sollte deutlich sein, dass die in den Figuren gezeigten Elemente der Verdeutlichung dienen. Es ist weiterhin zu beachten, dass bestimmte Aktionen und/oder Schritte in einer bestimmten Reihenfolge des Auftretens beschrieben oder gezeigt werden können, wobei dem Fachmann deutlich sein sollte, dass diese Reihenfolge nicht zwingend ist. Weiterhin sollte deutlich sein, dass die hier verwendeten Bezeichnungen die gewöhnlich in den entsprechenden Kontexten damit assoziierten Bedeutungen aufweisen, außer wenn hier eigens spezifische Bedeutungen definiert werden.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die vorliegenden Ansätze ermöglichen das Bestimmen, ob ein Ohrhörer von einem menschlichen Ohr entfernt (oder in dieses eingesteckt) wurde. Die Bestimmung der Anordnung des Ohrhörers wird automatisch vorgenommen, ohne dass hierfür eine Betätigung durch den Benutzer (Hörer) erforderlich ist. Außerdem verwendet die Bestimmung einfach verfügbare elektrische Parameter, die einfach an dem Ohrhörer erhalten werden können.
Mit Bezug auf 1 wird im Folgenden ein Beispiel eines Systems 100 beschrieben, das bestimmt, ob ein Ohrhörer von einem Ohr entfernt (oder in dieses eingesteckt) wurde. Unter einem Ohrhörer ist hier eine Vorrichtung zu verstehen, die in ein menschliches Ohr eingesteckt oder wenigstens teilweise eingesteckt wird. In einem anderen Beispiel wird der Ohrhörer über dem Ohr positioniert (erstreckt sich also nicht in den Ohrkanal). In allen Beispielen sieht der Ohrhörer Schallenergie für den Hörer vor. Das System 100 umfasst einen Anwendungsprozessor 102, einen Codec 104, einen Klasse-D-Verstärker 106, einen ersten Widerstand 108, einen zweiten Widerstand 110, einen Lautsprecher 111 (mit einem Lautsprecher-Vordervolumen 112). Das System 100 wird mit dem Ohr oder Kopf 114 eines Hörers gekoppelt.
Der Anwendungsprozessor 102 kann verschiedene Anwendungen (wie z. B. das Wiedergeben von Musik) für den Hörer über den Codec 104 und den Klasse-D-Verstärker 106 vorsehen, die die digitalen Signale des Anwendungsprozessors 102 zu analogen Signalen wandeln. In einigen Beispielen kann der Klasse-D-Verstärker 106 mit dem Codec 104 integriert sein. In anderen Beispielen kann der Verstärker eine andere Topologie wie etwa Klasse AB, Klasse H usw. aufweisen.
Der erste Widerstand 108 und der zweite Widerstand 110 sehen einen Aufbau vor, in dem eine Strommessung erhalten und zu dem DSP 116 gegeben wird. Der Lautsprecher 111 (mit dem Lautsprecher-Vordervolumen 112) präsentiert Signale von dem Anwendungsprozessor 102 für den Hörer. Der Lautsprecher 111 kann eine Einrichtung eines beliebigen Typs sein, die ein elektrisches Signal zu einer Schallenergie wandelt und die Schallenergie für einen Hörer präsentiert. In einem Beispiel kann der Lautsprecher ein Lautsprecher des Ankertyps sein. In einem anderen Beispiel kann er ein dynamischer Lautsprecher sein. Die für den Hörer zu präsentierende Schallenergie wird in dem Lautsprecher-Vordervolumen 112 erzeugt.
Es ist zu beachten, dass ein Lautsprecher des Ankertyps eine Spule, ein Joch, Magnete und einen Anker enthält. Eine Erregung der Spule mit einem elektrischen Signal erzeugt einen sich ändernden Magnetfluss, der den Anker bewegt. Der Anker ist über eine Antriebsstange mit einer Membrane gekoppelt, wobei eine Bewegung des Ankers die Membrane in dem Vordervolumen 112 bewegt, um einen für den Hörer präsentierten Klang zu erzeugen.
Ein dynamischer Lautsprecher enthält eine Spule, eine Magnetschaltung, Magnete und einen Korb mit einer mechanisch mit der Spule verbundenen Membrane. Eine Erregung der Spule mit einem elektrischen Signal erzeugt einen sich ändernden Magnetfluss, der die Spule und die Membrane bewegt. Die Spule bewegt die Membrane und die Spule gemeinsam (ähnlich wie ein beweglicher Kolben), wodurch die Erzeugung eines Klangs veranlasst wird. Folglich erzeugt eine Bewegung der Membrane in dem Vordervolumen 112 einen Klangdruck, der für den Hörer präsentiert wird.
Der DSP 116 ist eine beliebige digitale Signalverarbeitungseinrichtung, die die empfangenen Signale nimmt und basierend auf einer Auswertung dieser Signale bestimmt, ob der Ohrhörer vom Ohr entfernt (oder in dieses eingesteckt) wurde. Wenn der Ohrhörer entfernt wurde, kann in einem Beispiel ein Pausesignal 113 an den Anwendungsprozessor 102 gesendet werden, damit der Anwendungsprozessor 102 keine Schallenergie für den Hörer vorsieht.
In einem Beispiel des Betriebs des Systems 100 von 1 werden Strom- und Spannungsmessungen zu dem DSP 116 gegeben. Diese Messungen werden über die Widerstände 108 und 110 vorgenommen und umfassen V_s (über den Widerstand 108) und V_r (über den Widerstand 110). Die Messungen werden auch über einen breiten Frequenzbereich durchgeführt.
Ein Impedanzwert (Z) wird für jeden der gemessenen Spannungs- und Stromwerte (bei einer bestimmten Frequenz) berechnet. Dann wird eine maximale Impedanz (Zmax) aller über die Frequenzen gemessenen Impedanzwerte bestimmt. Aus der maximalen Impedanz wird eine mit der maximalen Impedanz assoziierte Frequenz (Fz) bestimmt, die der Systemresonanz entspricht. Eine vorbestimmte Resonanzfrequenz des Lautsprechers 111 mit einem offenen Vordervolumen 112 ist bekannt (mit anderen Worten ist die natürliche Resonanz der Einrichtung bekannt). Außerdem ist eine vordefinierte Resonanzschwellwertfrequenz bekannt, die die Systemresonanz wiedergibt, wenn der Lautsprecher mit einem Hohlraum verbunden ist, der ausreichend groß ist, um als eine offene Bedingung betrachtet zu werden. Wenn die bestimmte Frequenz bei oder unter der vordefinierten Schwellwertfrequenz des Lautsprechers 111 liegt, ist der Ohrhörer offen (von dem Ohr entfernt). Und wenn die bestimmte Frequenz über der vorbestimmten Schwellwertresonanzfrequenz des Lautsprechers 111 liegt, ist der Ohrhörer geschlossen (in das Ohr eingesteckt oder an diesem angebracht).
Es kann auch eine Toleranz verwendet werden, um die Bestimmung dazu, ob sich der Ohrhörer an oder in dem Ohr befindet, vorzunehmen. Wie in 3 gezeigt, kann die Systemresonanzfrequenz fz mit vorbestimmten Frequenzen f0 und f1 verglichen werden. Es können Toleranzen für f0 (für eine offene Position) und f1 (für eine geschlossene Position) verwendet werden. Wenn zum Beispiel fz unter f0 fällt, wird der Ohrhörer als in der offenen Position bestimmt; und über f1 wird der Ohrhörer als in der geschlossenen Position bestimmt.
Basierend auf dieser Bestimmung können verschiedene Steuersignale gesendet werden. In einem Beispiel kann ein Pausesignal 113 an den Anwendungsprozessor 102 gesendet werden, damit der Anwendungsprozessor 102 keinen Schall für den Hörer präsentiert, wenn der Ohrhörer als in der offenen Position bestimmt wird. Es sind auch andere Befehle oder Modusänderungen möglich, wenn der Ohrhörer von dem Ohr entfernt oder an/in dem Ohr platziert wird.
Mit Bezug auf 2 wird im Folgenden ein Beispiel für das Bestimmen des Entfernens und/oder Einsteckens des Ohrhörers beschrieben.
In Schritt 202 werden Spannungen und Ströme 230 über einen Frequenzbereich gemessen. Zum Beispiel können die Spannung und der Strom bei der Eingabe des Lautsprechers für eine Vielzahl von Frequenzen gemessen werden. In Schritt 204 werden jeweils die Impedanzen 232 zum Beispiel unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes berechnet.
In Schritt 206 wird die maximale Impedanz 234 berechnet. Dies kann zum Beispiel bewerkstelligt werden, indem alle Impedanzwerte aus dem Schritt 204 verglichen werden und der maximale Wert genommen wird.
In Schritt 208 wird die mit der maximalen Impedanz assoziierte Frequenz 236 bestimmt. Zum Beispiel kann eine Reaktionskurve des Systems bekannt sein und kann der Punkt auf der Reaktionskurve bestimmt werden. Sobald dieser Punkt bestimmt wurde, kann die assoziierte Frequenz bestimmt werden, indem die Frequenz (auf der y-Achse) der Kurve untersucht wird.
In Schritt 210 wird bestimmt, ob die in Schritt 208 bestimmte Frequenz über oder unter einem vorbestimmten Schwellwert liegt. Wenn die bestimmte Frequenz fz bei oder unter der vorbestimmten Resonanzfrequenz des Lautsprechers liegt, ist der Ohrhörer offen (von dem Ohr entfernt). Und wenn die bestimmte Frequenz über der vorbestimmten Resonanzfrequenz des Lautsprechers liegt, ist der Ohrhörer geschlossen (in dem Ohr eingesteckt oder an dem Ohr platziert). Wie weiter oben erläutert, können Toleranzen mit dem Vornehmen dieser Bestimmungen assoziiert sein.
Wie weiter oben genannt, können basierend auf dieser Bestimmung verschiedene Steuersignale gesendet werden. In einem Beispiel kann ein Pausesignal an einen Anwendungsprozessor gesendet werden, damit der Anwendungsprozessor keinen Klang für den Hörer vorsieht, wenn der Ohrhörer als in der offenen Position bestimmt wird. Es sind jedoch auch andere Aktionen möglich.
Vorstehend wurden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung einschließlich einer besten den Erfindern bekannten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Es ist jedoch zu beachten, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die Erfindung sind und diese in keiner Weise einschränken.

Claims

Verfahren zum Bestimmen, ob ein Ohrhörer-Vordervolumen geschlossen ist und sich an dem Ohr eines Trägers befindet, umfassend: Messen wenigstens eines elektrischen Werts für eine Vielzahl von Frequenzen über einen Frequenzbereich, Berechnen einer Impedanz basierend auf dem wenigstens einen elektrischen Wert für jede aus der Vielzahl von Frequenzen in dem Frequenzbereich, wobei das Berechnen eine Vielzahl von Impedanzen erzeugt, Bestimmen einer maximalen Impedanz aus der Vielzahl von Impedanzen und einer mit der maximalen Impedanz assoziierten Frequenz, Vergleichen der Frequenz mit einem vorbestimmten Schwellwert und Bestimmen, basierend auf dem Vergleich, ob ein Ohrhörer-Vordervolumen geschlossen ist oder nicht und ob der Ohrhörer von dem Ohr eines Trägers entfernt wurde.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der wenigstens eine elektrische Wert wenigstens eine Strommessung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin das Senden eines Signals an einen Prozessor, wenn ein Entfernen erfasst wird, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der wenigstens eine elektrische Parameter ein Strom ist und der Strom an dem Eingang eines Lautsprechers gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Lautsprecher ein dynamischer Lautsprecher ist.
Vorrichtung zum Bestimmen, ob ein Ohrhörer von dem Ohr eines Trägers entfernt wurde, umfassend: eine Messeinrichtung, die konfiguriert ist zum Messen wenigstens eines elektrischen Werts für eine Vielzahl von Frequenzen über einen Frequenzbereich, und eine Verarbeitungseinrichtung, die mit der Messeinrichtung gekoppelt ist, wobei die Verarbeitungseinrichtung konfiguriert ist zum Berechnen einer Impedanz basierend auf dem wenigstens einen elektrischen Wert für jede aus der Vielzahl von Frequenzen in dem Frequenzbereich, wobei das Berechnen eine Vielzahl von Impedanzen erzeugt, wobei die Verarbeitungseinrichtung weiterhin konfiguriert ist zum Bestimmen einer maximalen Impedanz aus der Vielzahl von Impedanzen und einer mit der maximalen Impedanz assoziierten Frequenz, und wobei die Verarbeitungseinrichtung weiterhin konfiguriert ist zum Vergleichen der Frequenz mit einem vorbestimmten Schwellwert und zum Bestimmen, basierend auf dem Vergleich, ob ein Ohrhörer von dem Ohr eines Trägers entfernt wurde.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Messeinrichtung wenigstens einen Widerstand umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Messeinrichtung elektrische Signale von einem Verstärker empfängt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der wenigstens eine elektrische Wert wenigstens eine Strommessung umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Verarbeitungseinrichtung ein Pausesignal an einen Prozessor sendet, wenn ein Entfernen erfasst wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der wenigstens eine elektrische Parameter ein Strom ist und der Strom durch die Messeinrichtung am Eingang eines Lautsprechers gemessen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Lautsprecher ein dynamischer Lautsprecher ist.