EP3097702A1 - Multifunctional headphone system for sports activities - Google Patents

Multifunctional headphone system for sports activities

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Publication number
EP3097702A1
EP3097702A1 EP15701341.8A EP15701341A EP3097702A1 EP 3097702 A1 EP3097702 A1 EP 3097702A1 EP 15701341 A EP15701341 A EP 15701341A EP 3097702 A1 EP3097702 A1 EP 3097702A1
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EP
European Patent Office
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data
signal
processing unit
user
unit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15701341.8A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Nikolaj HVIID
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bragi GmbH
Original Assignee
Bragi GmbH
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Filing date
Publication date
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Priority claimed from DE102014109007.1A external-priority patent/DE102014109007A1/en
Application filed by Bragi GmbH filed Critical Bragi GmbH
Publication of EP3097702A1 publication Critical patent/EP3097702A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/55—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception using an external connection, either wireless or wired
    • H04R25/552—Binaural

Definitions

  • the invention relates to the field of multimedia devices with functionality for acquisition, evaluation and output of data relating to athletic
  • Activities or medical rehabilitation measures in particular the field of portable systems suitable for the collection, evaluation and output of such data in connection with the exercise of sporting activities.
  • Some of these systems in the absence of a display device, provide the user with information about the aforementioned information by outputting various audio signals, such as sounds or voice signals, intended to quantify the information. This output form is but with considerable
  • the present invention has for its object to provide a headphone system for sporting activities, which can give information about performance-related information in a simple and intuitive easily detectable manner.
  • the described system comprises: (a) a first device adapted to be worn in an ear of a user and a first device
  • a second device adapted to be carried in the other ear of the user and having a second data communication unit and a second speaker,
  • at least one of the first and second devices comprises a sensor unit and a second communication device Data processing unit, wherein the data processing unit for generating
  • Performance data is set up based on measured data acquired by the sensor unit, (d) wherein the first device further comprises a
  • a signal processing unit configured to generate a binaural audio signal based on the performance data, the binaural audio signal comprising a first signal portion for output by the first speaker and a second signal portion for output by the second speaker, and (e) the first data communication unit for Transmission of the second signal part of the binaural audio signal to the second data communication unit is set up.
  • the system described consists of two devices, each adapted to be carried in an ear (left and right) and having a loudspeaker and a data communication unit.
  • the first and second devices each adapted to be carried in an ear (left and right) and having a loudspeaker and a data communication unit.
  • Devices can communicate with each other by means of the respective data communication units, in particular they can both transmit data to the other device and receive data from the other device.
  • At least one of the two devices has a sensor unit and a data processing unit, the latter for generating
  • Performance data is set up based on measurement data provided by the
  • the first (or second) device further comprises a signal processing unit configured to generate a binaural audio signal based on the performance data.
  • the binaural audio signal consists of a first signal part, which is intended to be output by the first loudspeaker, and a second signal part, which is provided for output by the second loudspeaker.
  • Data communication unit is for transmitting the second signal part of the binaural audio signal to the second data communication unit
  • the user can perceive the binaural audio signal and thereby obtain information that are relevant for the exercise of a sporting activity.
  • binaural audio signaT refers in particular to an audio signal which, when output in the two ears of a user, causes a spatial auditory impression with precise directional localization.
  • the user of a single component such as For example, a pulsed sound signal, a binaural audio signal to assign a specific position in three-dimensional space.
  • sensor unit more particularly means a unit having one or more individual sensors arranged to generate one or more electrical signals (measurement data) based on electrical signals from each individual sensor.
  • performance data refers, in particular, to data having values relating to athletic activities, such values including, in particular, values descriptive of the athletic activity, such as a length of a run, driven or swum route or altitude difference, and values that are descriptive of the user, such as speed, respiratory rate,
  • the data processing unit is set up to receive and supply the measurement data from the sensor unit, preferably as digital signals
  • the signal processing unit is configured to generate a binaural audio signal based on performance data such that a user hears one or more specific values of the performance data, changes in one or more specific values of the performance data, and / or a relation between one or more when listening to the binaural audio signal specific values of the performance data and corresponding reference values, in particular threshold values.
  • the binaural audio signal allows information on multiple values to be heard simultaneously at different spatial locations.
  • the data processing unit and the signal processing unit may be implemented as individual processing units (hardware) or they may be implemented as functional units on one or more processors (software).
  • Each device has a housing in which the respective whole
  • each housing is shaped so that the respective device in a typical (left or right) ear fits well and can be held, even during sports activities.
  • Each housing preferably has an opening that is configured and positioned so that the (first or second) speaker can deliver sound into the auditory canal of the user.
  • the system allows a user to be informed of values of performance data via a binaural audio output while exercising a sporting activity, the individual values of the performance data being based on measurement data obtained during the sporting activity of the athlete
  • the system provides a variety of functionalities without the need for additional devices or external sensors, and in particular, enables output of performance-related information in a simple and intuitive manner.
  • the system provides a variety of functionalities without the need for additional devices or external sensors, and in particular, enables output of performance-related information in a simple and intuitive manner.
  • Signal processing unit generated binaural audio signal one
  • Signal component indicative of a value of the performance data.
  • signal component refers to a component of the binaural audio signal that the user receives from others
  • Components of the audio signal can distinguish or unique
  • the user can identify.
  • the user can assign a spatial position to the signal component, that is, he can recognize a direction from which the signal component is reproduced.
  • the signal component may in particular comprise pre-stored speech elements or a sound signal.
  • the signal component may consist of a name of the value followed by the current value of the value, such as "speed” followed by “23 kilometers per hour”, “speed” followed by “5 minutes and 17 seconds per kilometer” or "heart rate” followed by "155 beats per minute”.
  • the signal component may consist of a name of the value followed by a pulsed tone signal, wherein the pulse rate and / or pitch of the pulsed tone signal depends on the value of the performance data.
  • the user can recognize changes in the value by changing the pulse rate and / or pitch of the sound signal.
  • the signal component may consist only of a pulsed tone signal, such as that described above.
  • Signal processing unit further configured to generate the binaural audio signal so that a spatial position of the signal component is dependent on the value of the performance data.
  • the spatial position of the signal component is shifted as the corresponding value changes. This can be done, for example, by shifting the signal component forward or upward as the value increases, and shifting it backwards or downwards as the value decreases.
  • the spatial position of the signal component relative to a plane is dependent on a difference between the value of the performance data and a predetermined reference value.
  • the plane may be a vertical plane through the user's body or a horizontal plane through the user's head (at the level of the ears). As long as the signal component is reproduced in one of these planes, that is, directly on the left or right side of the user or at the level of the user's ears, then the value is equal to or close to the predetermined reference value.
  • the position of the signal component is shifted forward or upward, the amount of the shift depending on the difference between the power value and the reference value.
  • the position of the signal component can be shifted down or back if the value is the (or another)
  • Beats per minute and is shifted down when the heart rate falls below the minimum value of the predetermined range, that is 130
  • the user can easily and intuitively recognize whether the value deviates from the predetermined reference value and, if so,
  • the binaural audio signal generated by the signal processing unit has a further one
  • Signal component which is indicative of another value of the performance data
  • the signal processing unit is further configured to generate the binaural audio signal so that a spatial position of the further signal component is different from the spatial position of the signal component.
  • the binaural audio signal has multiple signal components, it is possible to obtain values relating to different performance data at various predetermined locations in three-dimensional space around the head of the
  • a first pulsed tone or speech signal may be rendered at a top left position and a second pulsed tone or speech signal at a front lower position with respect to a second power value.
  • the playback of the individual signal component may take place simultaneously or with a time delay.
  • Signal processing unit for modifying pre-stored audio data in dependence on at least one value of the performance data set may be to reduce or increase a volume, a playback speed and / or a pitch of the prestored audio data in dependence on the at least one value of the performance data.
  • the signal processing unit may, for example, like the volume, the playback speed and / or the pitch of the pre-stored
  • Threshold and reduce if the heart rate falls below a lower threshold.
  • the first data communication unit and the second data communication unit are wireless data communication units configured to communicate with each other.
  • the data communication units may be, in particular, Bluetooth units with which wireless data communication between the two
  • Devices can be performed to transmit measurement data, performance data and audio signals from one device to the other device and vice versa.
  • At least one of the wireless data communication units may also be configured for wireless data communication with an external device, such as a mobile phone, a smartphone, a tablet, a laptop computer, etc.
  • the data communication unit may optionally include an infrared unit that transmits data with modulated data infrared light allows.
  • physiological sensor unit in particular a sensor unit, which is used to generate one or more electrical
  • Signals is set up in response to one or more physiological values of a user.
  • the physiological sensor unit may in particular have a pulse oximetry sensor, that is to say a sensor for the non-invasive determination of the arterial oxygen saturation via the measurement of the light absorption.
  • a pulse oximetry sensor that is to say a sensor for the non-invasive determination of the arterial oxygen saturation via the measurement of the light absorption.
  • This may have two differently colored light sources, in particular light-emitting diodes, and a photosensor, and is preferably mounted in the housing of the device in such a way that the light sources cover a region of the light source
  • Skin surface in the user's ear can illuminate and the photosensor can detect corresponding reflections from the skin surface when the device is mounted in the user's ear.
  • the pulse oximetry sensor may in particular in the region of a surface of the housing in such a way
  • Device in the ear is in close contact with the skin surface in the ear, especially the skin surface in the area behind the tragus.
  • Tragus is the small cartilage mass on the auricle called, which rests just before the auditory canal (Porus acusticus externus)).
  • the data processing unit may, among other things, generate the following performance data: an arterial oxygen saturation value, a respiratory rate value, a cardiovascular flux value, a
  • Cardiac output a blood pressure value and a blood glucose value.
  • motion sensor unit refers in particular to a sensor unit which is used to generate one or more electrical signals in Dependent on movement of the sensor unit is set up, in particular electrical signals that depend on an acceleration, inclination or displacement of the sensor unit relative to one or more predetermined directions.
  • the motion sensor unit may in particular comprise an accelerometer or an acceleration sensor, which is or for detecting
  • Acceleration and / or acceleration changes in at least one predetermined direction is arranged relative to the housing of the device.
  • the accelerometer is a 3D
  • Accelerometer that can detect accelerations along three mutually perpendicular directions and output three corresponding electrical signals. By processing the signals from the motion sensor unit,
  • the data processing unit can generate, for example, the following and further performance data: a
  • Step count, a distance value and a speed value are both integers.
  • the data processing unit may in particular be set up to receive and process both the measurement data from the motion sensor unit (movement data) and the measurement data from the physiological sensor unit (physiological data), preferably as digital signals, in order to generate performance data by calculation.
  • movement data the measurement data from the motion sensor unit
  • physiological data physiological data
  • Performance data are calculated based solely on the movement data, other values of the performance data based solely on the physiological data, and still other values of the performance data based on both the movement data and the physiological data.
  • the system allows a user to be informed via binaural audio output about multiple values of performance data when exercising a sporting activity, wherein the individual values of the performance data are based on movement data and / or physiological data obtained during the athletic activity of each
  • Motion sensor unit and / or the physiological sensor unit are detected, and represented by sounding at different spatial positions around the head of the user signal component.
  • the housing of each device has a first portion and a second portion, wherein the first portion for insertion into an ear canal and the second portion for attachment in an auricle are arranged, wherein a shape and / or size of the second Section is customizable.
  • the first portion is substantially conical and shaped to fit within an outer portion of the ear canal.
  • the speaker is preferably mounted within the first section to deliver sound directly into the ear canal.
  • the second section is shaped so that it can be inserted and held in the concha of the ear of a typical ear.
  • the shape and / or size of the second portion may be, for example, by adding self-adhesive material on a portion of the surface of the second
  • At least one of the devices further comprises a capacitive sensor unit disposed on a surface of the housing such that it can be touched by a user when the device is mounted in the user's ear.
  • the capacitive sensor unit may be mounted on a surface of the housing facing outward when the device is mounted in the ear.
  • the capacitive sensor unit is designed to detect touches, in particular tapping or stroking touches, which are made, for example, with a finger by the user.
  • At least one of the devices further comprises a microphone, in particular a
  • Bone conduction microphone used to capture user speech
  • spoken by the user voice commands is set up.
  • bone conduction microphone allows user speech to be detected without being (or only slightly) affected by ambient noise.
  • At least one of the devices further comprises an electroencephalography sensor unit (brainwave measurement) adapted to detect an electrical signal on a skin surface of a user.
  • an electroencephalography sensor unit (brainwave measurement) adapted to detect an electrical signal on a skin surface of a user.
  • At least one of the devices further comprises a control unit integrated in the housing and further for controlling the device in response to touches detected by the capacitive sensor unit and / or in response to user speech is detected by the microphone, and / or in response to an electrical signal generated by
  • Electroencephalography sensor unit is detected.
  • the user may control the functionality of the device by touching the capacitive sensor unit, by uttering voice commands, and / or by predetermined thoughts.
  • a single short touch (knock) on the capacitive sensor unit may trigger a first control signal, two consecutive short touches may trigger a second control signal, etc. Further, swipe up, down, forward, and back, respectively, may trigger predetermined control signals.
  • At least one of the devices further comprises a contact sensor for detecting whether the device is mounted in the ear.
  • the contact sensor may be capacitive and mounted on a portion of the surface of the housing that contacts the skin surface when worn in the ear. If the contact sensor has not registered contact with a skin surface for a while, the device may for example, in a standby mode or switched off completely.
  • At least one of the devices furthermore has a memory for storing the performance data generated by the data processing unit.
  • the stored performance data may be accessed, for example, to calculate averages or to make comparisons with previous activities.
  • At least one of the devices further comprises a near field communication unit (N FC unit).
  • N FC unit near field communication unit
  • the NFC unit enables storage and / or readout of various data in or from the device, for example identification data of the user or GPS data indicating the last position of the device.
  • GPS data can be regularly transmitted from a smartphone.
  • one of the two devices of the system preferably functions as a primary device (master) in the system, in the sense that this device transmits control and data signals to the second (secondary) device, in particular sensor signals detected by the secondary device transmitted to the primary device, are taken into account in the generation of control and data signals in the primary device.
  • at least one of the devices of the system has a bone conduction microphone and both devices have a microphone which is suitable for detecting
  • the bone conduction microphone is in particular for detecting
  • the ambient noise detected by the external microphones can be used for noise reduction in order to improve the recognition of the voice commands.
  • the recognition of the voice commands and the processing for noise reduction are preferably in one
  • At least one of the devices of the system has a recognition unit which is set up to recognize predetermined movement patterns which are involved
  • the detection unit is adapted to receive and process a signal from the bone conduction microphone in the primary device and signals from the outwardly directed microphones of the two devices.
  • the processing includes an analysis of the timing of the pitch (frequency) and volume for each of the three signals. This processing of the sound signals, each through and around the
  • Body of the user around allows detection of predetermined movement pattern, in particular the detection of a direction of a stroking touch the body surface of the user.
  • Such recognition is based on the fact that the pitch and volume of the signal detected by one of the microphones increases in the course of the movement when the movement is toward the microphone, and decreases when the movement takes place away from the microphone.
  • An analysis of the signal from the bone conduction microphone thus allows detection of whether the movement is directed up or down.
  • analysis of the signals from the two outbound microphones allows detection of whether the movement is to the left or to the right.
  • the recognition unit can recognize when the user, for example, a finger from left to right or from top to bottom over his cheek. Chest or his stomach pulls.
  • each detectable motion pattern may be associated with a predetermined control command. For example, moving upwards may increase the playback volume, and moving upwards may reduce the playback volume.
  • the system may be used as a headset in conjunction with a mobile
  • Mobile phone smartphone or tablet.
  • the use as a headset allows the
  • a method is described. The described method comprises the following steps: (a) acquisition of measurement data by means of a sensor unit, (b) production of performance data based on the measurement data by means of a data processing unit, wherein the sensor unit and the data processing unit in a first
  • the described method is based essentially on the same
  • the invention can be implemented both by means of a computer program, i. a software, as well as by means of one or more special electrical
  • Circuits ie in hardware or in any hybrid form, ie by means of software components and hardware components realized. It should be noted that embodiments of the invention have been described with reference to different subject matters.
  • Figure 1 shows a block diagram of one of the two devices of a system according to an embodiment.
  • FIG. 2A shows a first view of a device according to FIG.
  • FIG. 2B shows a second view of a device according to FIG.
  • FIG. 2C shows a third view of a device according to FIG.
  • FIG. 3 shows a system according to an exemplary embodiment.
  • Detailed Description Figure 1 shows a block diagram of one of the two devices of a system according to an embodiment.
  • the device is integrated in a housing which is adapted for carrying in the ear and is described in more detail below in connection with FIGS. 2A, 2B and 2C, and has a data processing unit 1, a signal processing unit 2, a loudspeaker 3, an accelerometer 4 and a pulse oximeter or a pulse oximetry sensor 5.
  • the data processing unit 1 receives data from the accelerometer 4 and the pulse oximeter 5 and processes them to obtain performance data such as
  • Example a step number, a distance, a speed, an arterial oxygen saturation, a respiratory rate, a cardiovascular flow, a cardiac output, a blood pressure, a blood sugar value, etc., to generate or calculate.
  • the performance data is transmitted to and used by the signal processing unit 2 to generate an audio signal which is output through the speaker 3 into the user's ear.
  • Audio signal is generated in such a way that the user hears the sound
  • Performance data can learn. This can be done by outputting language elements (for example, pre-stored numbers and words) or pulsed ones
  • the device further comprises a central control unit or controller 9 and a memory 11.
  • the controller 9 is connected to the data processing unit 1, the signal processing unit 2, and the memory 11, and configured to control these units and obtain information therefrom
  • the controller 9 controls, for example which of the performance data generated by the data processing unit 1, the signal processing unit 2 is to take into account when generating the audio signal, for example, whether the audio signal just information about heart rate, speed or something else should give.
  • the controller may also control the signal processing unit 2 such that in the memory 11
  • stored music or the like (for example, an audiobook) is played regardless of the performance data.
  • the control unit 9 is further provided with a first microphone 7, a second microphone 14, a touch sensor unit 6, an EEG unit (electroencephalography unit) 8, a contact sensor unit 10, a Bluetooth unit 12, and an NFC unit (near field communication unit). 13 connected. These units are also integrated in the housing and
  • the device generally allow the user to control the functionality of the device and that the device can communicate with an external device such as a similar device, a smartphone or a computer.
  • the first microphone 7 is a bone conduction microphone mounted in the housing so that it can sense sound being transmitted through the cranial bone, for example when speaking.
  • One function of the first microphone 7 is to detect user speech, for example voice commands to control the device or user speech when the device is used as a headset in conjunction with an external device.
  • the second microphone 14 is mounted in the housing so that it can detect ambient sound in particular.
  • disturbing ambient sounds can be filtered by the user's speech, which enhances the use as a headset as well as the recognition quality of voice commands.
  • Another application of the two microphone signals is the Detection of acoustic gestures, that is the detection of certain moving or stroking touches of the body surface. More specifically, an acoustic gesture may be, for example, that the user makes a quick stroking motion over his or her skin or clothing in a particular direction (vertical, horizontal, etc.) with a finger, the finger moving the skin or clothing throughout the movement touched. By such stroking movements, sound is generated and by analyzing the signals picked up by the microphones 7 and 14, the direction, speed and other characteristics of the gesture can be recognized and converted into control signals.
  • the touch sensor unit 6 has a plate with a plurality of capacitive sensors and is mounted on a part of the surface of the housing so that the user can touch it with the finger when the device is worn in the ear. In other words, the touch sensor unit 6 is located on a surface of the housing that is from the
  • the control unit 9 can combine a sweeping movement upward with a volume increase and a sweeping movement down with a volume reduction and drive the signal processing unit 2 accordingly.
  • the control unit may, for example, associate a one-time knock on the touch-sensor unit 6 with a function change and a twice-repeated knock with a selection of a function.
  • the EEG unit 8 has a plurality of electrodes mounted on the surface of the housing so that measurements of electrical potentials on the skin surface in the ear can be made. These measurements are analyzed by the control unit and compared with pre-stored measurements to detect certain user's thoughts and to use as control commands. For example, intense thinking about one's favorite food may trigger an announcement of calories burned to date.
  • the contact sensor unit 10 has a capacitive sensor mounted in the surface area of the housing so as to contact the skin surface of the user when worn in the ear. Thus, the controller 9 can recognize whether the device is being used or not and generate different control signals accordingly. For example, you can
  • the Bluetooth unit 12 is for wireless communication with other devices (for example, devices carried in the other ear) or external devices (cellular phone, PC, etc.).
  • other devices for example, devices carried in the other ear
  • external devices cellular phone, PC, etc.
  • sensor signals from both sides can be taken into account for improved precision in the field
  • the one device functions as a primary device or master in the sense that it receives and processes data from both devices and defines the respective audio signals to be output.
  • Communication with an external device may take place during use of the device, that is during the exercise of a physical activity.
  • data such as music or GPS data may be transmitted from the device to the device and used or stored there.
  • data such as
  • detected sensor data or calculated performance data are transmitted from the device to the device. This also allows one Using the device as a headset in conjunction with
  • Communication with the external device can also be done when the
  • Device is not used in the ear, for example, to configure the various control options described above to
  • threshold values for example for heart rate, respiratory rate, distance, time or speed etc.
  • the NFC unit 13 allows communication with one
  • Near field communication capable device for example a smartphone, when this is brought into the vicinity of the device. It can
  • Configuration data from the smartphone are transmitted to the device or stored in the device data, such as
  • Contact information for the user can be read out. This information can be useful if the device is lost
  • FIGS. 2A, 2B and 2C show various views of a device 20 according to an exemplary embodiment, in particular the shape of the housing in which all units of the device 20 are integrated.
  • Figure 2A shows a view of a device 20 having a housing.
  • the housing is made of plastic, for example silicone, and basically has a first section 21 and a second section 22.
  • the first portion 21 is for insertion into the ear canal of a user and the second portion 22 is for attachment in the auricle of the
  • the first section 21 is substantially identical to the first section 21.
  • the second section 22 is shaped to be in Concha the
  • Pinna of a typical ear can be used and held there.
  • the housing further has a surface 23 which faces away from the auditory canal and thus can be reached by the user with a finger, for example.
  • the surface 23 has in particular a capacitive
  • Sensor unit for detecting control commands from the user, for example when the user tapes his finger on the surface 23 or sweeps over the surface 23 in a certain direction.
  • the housing Near the surface 23, the housing has a closable opening 25 through which a plug (not shown) can be coupled to a socket to charge the battery of the device 20 or to exchange data with the device 20.
  • the housing further has an opening 26 which is mounted at a location in the surface of the housing which, when the device 20 is worn in the ear, closely contacts the skin, particularly in the area behind the tragus.
  • the opening 26 may include a pulse oximetry sensor, the two
  • the opening 26 is mounted in the housing such that the light sources can illuminate an area of the skin surface in the user's ear and the photosensor can detect corresponding rejections from the skin surface.
  • the opening 26 may alternatively contain a bone conduction microphone.
  • one device may like the pulse oximetry sensor and the other device
  • FIG. 2B shows a further view of the device 20, wherein the
  • the device 20 further includes a collar or sleeve 28 which encloses a portion of the surface 23 and serves to adjust the size of the device to a user's ear.
  • the collar 28 is made of soft plastic and detachable from the housing. Thus, the user can try different sleeves 28 of different sizes and choose the one that provides the best fit.
  • FIG. 2C shows yet another view of the device 20, wherein the device is rotated by 180 ° in comparison with the view in FIG. 2B.
  • Ear canal protrudes deepest have openings 29 through which the sound generated by a built-in speaker device can be output.
  • the openings 25, 26, 27 and 29 are all sealed watertight, so that the device 20 can also be used during swimming or rain.
  • FIG. 3 shows a system according to an exemplary embodiment.
  • the system includes a first device 20R and a second device 20L.
  • the first device 20R is adapted to be worn in the right ear and the second device is adapted to be worn in the left ear.
  • Each device 20R and 20L substantially correspond to the device 20 described above, but the first device 20R has a bone conduction microphone 7 in its opening 26, the second device 20L having a pulse oximetry sensor 5 in its opening 26.
  • the first device 20R functions as a primary device or master in the sense that it receives and processes data from both devices 20R, 20L and defines the respective audio signal to be output.
  • the two devices 20 R and 20 L communicate with each other via their respective Bluetooth unit 12 (see FIG. 1) and can thus provide sensor data,
  • the secondary device 20L transmits, in particular, pulse oximeter data and
  • Motion sensor data derived from pulse oximeter data and / or motion sensor data to the primary device 20R Motion sensor data derived from pulse oximeter data and / or motion sensor data to the primary device 20R.
  • the data processing unit 1 of the first device 20R generates power data based on the data obtained from the second device 20L and the measurement data acquired by its own sensor unit.
  • the performance data is used by the signal processing unit 2 of the first binaural audio signal generating apparatus.
  • the binaural audio signal consists of a first (right) signal part, which is output by the speaker 3 of the first device 20R, and a second (left) signal part, which is transmitted to the second device via the Bluetooth connection and output from the loudspeaker 3 thereof becomes .
  • the user may have one or more specific values of the performance data, changes in one or more specific values of the performance data, and / or a relation between one or more specific values of the performance data
  • the binaural audio signal allows in particular that Information about multiple values can be heard simultaneously (or nearly simultaneously) at different spatial positions.
  • the generated binaural audio signal includes a signal component, such as a pulsed tone signal or a sequence of prestored speech elements, that is indicative of a value of the performance data.
  • This signal component is heard by the user at a particular spatial location.
  • This spatial position can be moved or changed as the corresponding value of the performance data changes. This can be done, for example, by shifting the signal component forward or upward as the value increases, and shifting it backwards or downwards as the value decreases.
  • the displacement of the position may be relative to a vertical plane extending through the body of the user or a horizontal plane extending through the head (at the level of the ears) of the user. As long as the
  • the value is equal to or close to a predetermined reference value. If the value is the predetermined reference value or
  • the user can easily and intuitively recognize whether the value deviates from the predetermined reference value and, if so,
  • the generated binaural audio signal may include other signal components that are indicative of other values of the performance data.
  • the binaural audio signal is generated so that a spatial position of each signal component is different from the spatial position of the other signal components.
  • a first pulsed tone signal or speech signal may be related to the heartbeat rate at a top left location and a second pulsed one
  • Sound signal or voice signal regarding a speed at a point forward down to be played may occur simultaneously or slightly time-delayed to facilitate user perception.

Abstract

A multifunctional headphone system for sports activities is described that has the following: a first apparatus that is set up to be worn in one ear of a user and has a first data communication unit and a first loudspeaker, and a second apparatus that is set up to be worn in the other ear of the user and has a second data communication unit and a second loudspeaker, wherein at least one of the first and second apparatuses has a sensor unit and a data processing unit, wherein the data processing unit is set up to produce performance data on the basis of measurement data captured by the sensor unit, wherein the first apparatus additionally has a signal processing unit that is set up to produce a binaural audio signal on the basis of the performance data, the binaural audio signal having a first signal component for output by the first loudspeaker and a second signal component for output by the second loudspeaker, and wherein the first data communication unit is set up to transmit the second signal component of the binaural audio signal to the second data communication unit. In addition, a method is described.

Description

Multifunktionskopfhörersystem für sportliche Aktivitäten  Multifunction headphone system for sports activities
Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft das Gebiet der Multimediageräte mit Funktionalität zur Erfassung, Auswertung und Ausgabe von Daten in Bezug auf sportliche FIELD OF THE INVENTION The invention relates to the field of multimedia devices with functionality for acquisition, evaluation and output of data relating to athletic
Aktivitäten oder medizinische Rehabilitationsmaßnahmen, insbesondere das Gebiet der tragbaren Systeme, die zur Erfassung, Auswertung und Ausgabe solcher Daten in Verbindung mit dem Ausüben sportlicher Aktivitäten geeignet sind. Activities or medical rehabilitation measures, in particular the field of portable systems suitable for the collection, evaluation and output of such data in connection with the exercise of sporting activities.
Hintergrund Es besteht eine Vielzahl von verschiedenen Systemen, die es Benutzer beim Ausüben sportlicher Aktivitäten möglich machen, verschiedenste Background There are a variety of different systems that make it possible for users to engage in sports activities
leistungsrelevante und auf andere Weise interessante Informationen, wie beispielsweise Herzschlagfrequenz, Atemfrequenz, Geschwindigkeit, Zeitdauer und viele weiteren Daten, aufzuzeichnen und zu analysieren, sowohl während des Ausübens als auch nach dem Ausüben der sportlichen Aktivität. record and analyze performance-related and otherwise interesting information, such as heart rate, respiratory rate, speed, duration and many other data, both while exercising and after practicing physical activity.
Ein Teil dieser Systeme gibt mangels einer Anzeigevorrichtung dem Benutzer Auskunft über die vorgenannten Informationen durch Ausgabe verschiedener Audiosignale, wie etwa Töne oder Sprachsignale, die die Informationen quantifizieren sollen. Diese Ausgabeform ist aber mit erheblichen Some of these systems, in the absence of a display device, provide the user with information about the aforementioned information by outputting various audio signals, such as sounds or voice signals, intended to quantify the information. This output form is but with considerable
Einschränkungen verbunden. Somit kann beispielsweise nur Auskunft über eine einzelne Information nach der anderen gegeben werden. Ferner fehlt es an eine einfache und intuitive Methode, Auskunft über die Relation zwischen einem gegenwärtigen Wert und einem voreingestellten Schwellenwert zu geben. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kopfhörersystem für sportliche Aktivitäten bereitzustellen, das Auskunft über leistungsrelevante Informationen in einer einfachen und intuitiv leicht erfassbaren Art und Weise geben kann. Restrictions connected. Thus, for example, only information about one piece of information at a time can be given. There is also a lack of a simple and intuitive way to provide information about the relation between a current value and a preset threshold. The present invention has for its object to provide a headphone system for sporting activities, which can give information about performance-related information in a simple and intuitive easily detectable manner.
Zusammenfassung Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Abstract This task is solved by the objects of the independent ones
Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.  Claims. Advantageous embodiments of the present invention are described in the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein According to a first aspect of the invention is a
Multifunktionskopfhörersystem für sportliche Aktivitäten beschrieben. Das beschriebene System weist folgendes auf: (a) eine erste Vorrichtung, die zum Tragen in einem Ohr eines Benutzers eingerichtet ist und eine erste Multifunction headphone system for sports activities described. The described system comprises: (a) a first device adapted to be worn in an ear of a user and a first device
Datenkommunikationseinheit und einen ersten Lautsprecher aufweist, und (b) eine zweite Vorrichtung, die zum Tragen im anderen Ohr des Benutzers eingerichtet ist und eine zweite Datenkommunikationseinheit und einen zweiten Lautsprecher aufweist, (c) wobei zumindest eine der ersten und zweiten Vorrichtungen eine Sensoreinheit und eine Datenverarbeitungseinheit aufweist, wobei die Datenverarbeitungseinheit zum Erzeugen von And (b) a second device adapted to be carried in the other ear of the user and having a second data communication unit and a second speaker, (c) wherein at least one of the first and second devices comprises a sensor unit and a second communication device Data processing unit, wherein the data processing unit for generating
Leistungsdaten basierend auf von der Sensoreinheit erfassten Messdaten eingerichtet ist, (d) wobei die erste Vorrichtung ferner eine Performance data is set up based on measured data acquired by the sensor unit, (d) wherein the first device further comprises a
Signalverarbeitungseinheit aufweist, die zum Erzeugen eines binauralen Audiosignals basierend auf den Leistungsdaten eingerichtet ist, das binaurale Audiosignal aufweisend einen ersten Signalteil zur Ausgabe durch den ersten Lautsprecher und einen zweiten Signalteil zur Ausgabe durch den zweiten Lautsprecher, und (e) wobei die erste Datenkommunikationseinheit zum Übertragen des zweiten Signalteils des binauralen Audiosignals an die zweite Datenkommunikationseinheit eingerichtet ist. A signal processing unit configured to generate a binaural audio signal based on the performance data, the binaural audio signal comprising a first signal portion for output by the first speaker and a second signal portion for output by the second speaker, and (e) the first data communication unit for Transmission of the second signal part of the binaural audio signal to the second data communication unit is set up.
Das beschriebene System besteht aus zwei Vorrichtungen, die jeweils zum Tragen in einem Ohr (links und rechts) eingerichtet ist und einen Lautsprecher sowie eine Datenkommunikationseinheit aufweist. Die erste und zweite The system described consists of two devices, each adapted to be carried in an ear (left and right) and having a loudspeaker and a data communication unit. The first and second
Vorrichtung können mittels der jeweiligen Datenkommunikationseinheiten mit einander kommunizieren, insbesondere können sie beide Daten an die andere Vorrichtung übertragen und Daten von der anderen Vorrichtung empfangen. Zumindest eine der beiden Vorrichtungen weist eine Sensoreinheit und eine Datenverarbeitungseinheit auf, wobei letztere zum Erzeugen von Devices can communicate with each other by means of the respective data communication units, in particular they can both transmit data to the other device and receive data from the other device. At least one of the two devices has a sensor unit and a data processing unit, the latter for generating
Leistungsdaten basierend auf Messdaten eingerichtet ist, die von der Performance data is set up based on measurement data provided by the
Sensoreinheit erfasst werden. Die erste (oder die zweite) Vorrichtung weist ferner eine Signalverarbeitungseinheit auf, die zum Erzeugen eines binauralen Audiosignals basierend auf den Leistungsdaten eingerichtet ist. Das binaurale Audiosignal besteht aus einem ersten Signalteil, der zur Ausgabe durch den ersten Lautsprecher vorgesehen ist, und einem zweiten Signalteil, der zur Ausgabe durch den zweiten Lautsprecher vorgesehen ist. Die erste Sensor unit to be detected. The first (or second) device further comprises a signal processing unit configured to generate a binaural audio signal based on the performance data. The binaural audio signal consists of a first signal part, which is intended to be output by the first loudspeaker, and a second signal part, which is provided for output by the second loudspeaker. The first
Datenkommunikationseinheit ist zum Übertragen des zweiten Signalteils des binauralen Audiosignals an die zweite Datenkommunikationseinheit Data communication unit is for transmitting the second signal part of the binaural audio signal to the second data communication unit
eingerichtet, so dass der zweite Signalteil von dem zweiten Lautsprecher ausgegeben werden kann. Durch synchronisierte Ausgabe des ersten configured so that the second signal part can be output from the second speaker. By synchronized output of the first
Signalteils im einen Ohr und des zweiten Signalteils im anderen Ohr, kann der Benutzer das binaurale Audiosignal wahrnehmen und dadurch Informationen erhalten, die für das Ausüben einer sportlichen Aktivität relevant sind. Signal part in one ear and the second signal part in the other ear, the user can perceive the binaural audio signal and thereby obtain information that are relevant for the exercise of a sporting activity.
In diesem Dokument bezeichnet„binaurales AudiosignaT insbesondere ein Audiosignal, das beim Ausgeben in den beiden Ohren eines Benutzers einen räumlichen Höreindruck mit genauer Richtungslokalisation hervorruft. Mit anderen Worten kann der Benutzer einer einzelnen Komponente, wie beispielsweise einem gepulsten Tonsignal, eines binauralen Audiosignals eine bestimmte Position im dreidimensionalen Raum zuordnen. In this document, "binaural audio signaT refers in particular to an audio signal which, when output in the two ears of a user, causes a spatial auditory impression with precise directional localization. In other words, the user of a single component, such as For example, a pulsed sound signal, a binaural audio signal to assign a specific position in three-dimensional space.
In diesem Dokument bezeichnet„Sensoreinheit" insbesondere eine Einheit mit einem oder mehreren einzelnen Sensoren, die zum Erzeugen eines oder mehrerer elektrischen Signale (Messdaten) basierend auf elektrische Signale von jedem einzelnen Sensor eingerichtet ist. In this document, "sensor unit" more particularly means a unit having one or more individual sensors arranged to generate one or more electrical signals (measurement data) based on electrical signals from each individual sensor.
In diesem Dokument bezeichnet„Leistungsdaten" insbesondere Daten, die Werte in Bezug auf sportliche Aktivitäten aufweisen. Solche Werte umfassen insbesondere Werte, die für die sportliche Aktivität beschreibend sind, wie beispielsweise eine Länge einer gelaufenen, gefahrenen oder geschwommenen Strecke oder einen Höhenunterschied, sowie Werte, die für den Benutzer beschreibend sind, wie beispielsweise Geschwindigkeit, Atemfrequenz, In this document, "performance data" refers, in particular, to data having values relating to athletic activities, such values including, in particular, values descriptive of the athletic activity, such as a length of a run, driven or swum route or altitude difference, and values that are descriptive of the user, such as speed, respiratory rate,
Sauerstoffsättigung des Blutes oder Herzschlagfrequenz. Oxygen saturation of the blood or heart rate.
Die Datenverarbeitungseinheit ist dazu eingerichtet, die Messdaten von der Sensoreinheit, vorzugsweise als digitale Signale, zu erhalten und zu The data processing unit is set up to receive and supply the measurement data from the sensor unit, preferably as digital signals
verarbeiten, um Leistungsdaten durch Berechnung zu erzeugen. process to generate performance data by calculation.
Die Signalverarbeitungseinheit ist dazu eingerichtet, ein binaurales Audiosignal basierend auf Leistungsdaten derart zu erzeugen, dass ein Benutzer beim Hören des binauralen Audiosignals einen oder mehrere spezifischen Werte der Leistungsdaten, Änderungen bei einem oder mehreren spezifischen Werten der Leistungsdaten und/oder eine Relation zwischen einem oder mehreren spezifischen Werten der Leistungsdaten und entsprechenden Referenzwerten, insbesondere Schwellenwerten, erkennen bzw. erfahren kann. Das binaurale Audiosignal ermöglicht insbesondere, dass Informationen über mehrere Werte gleichzeitig an verschiedenen räumlichen Positionen zu hören sind. Die Datenverarbeitungseinheit und die Signalverarbeitungseinheit mögen als einzelne Verarbeitungseinheiten (Hardware) oder sie mögen als funktionelle Einheiten auf einem oder mehreren Prozessoren (Software) implementiert sein. The signal processing unit is configured to generate a binaural audio signal based on performance data such that a user hears one or more specific values of the performance data, changes in one or more specific values of the performance data, and / or a relation between one or more when listening to the binaural audio signal specific values of the performance data and corresponding reference values, in particular threshold values. In particular, the binaural audio signal allows information on multiple values to be heard simultaneously at different spatial locations. The data processing unit and the signal processing unit may be implemented as individual processing units (hardware) or they may be implemented as functional units on one or more processors (software).
Jede Vorrichtung weist ein Gehäuse auf, in dem die jeweilige ganze Each device has a housing in which the respective whole
Vorrichtung integriert ist. Jedes Gehäuse ist zum Tragen im Ohr eines Device is integrated. Every case is for wearing in the ear of a
Benutzers eingerichtet. Dabei ist jedes Gehäuse so geformt, dass die jeweilige Vorrichtung in einem typischen (linken oder rechten) Ohr gut hineinpasst und festgehalten werden kann, auch bei sportlichen Aktivitäten. Jedes Gehäuse weist vorzugsweise eine Öffnung auf, die so gestaltet und positioniert ist, dass der (erste oder zweite) Lautsprecher Schall in den Gehörgang des Benutzers abgeben kann. Zusammenfassend ermöglicht das System, dass ein Benutzer beim Ausüben einer sportlichen Aktivität mittels binauraler Audioausgabe über Werte von Leistungsdaten informiert wird, wobei die einzelne Werte der Leistungsdaten auf Messdaten basieren, die während der sportlichen Aktivität von der User set up. In this case, each housing is shaped so that the respective device in a typical (left or right) ear fits well and can be held, even during sports activities. Each housing preferably has an opening that is configured and positioned so that the (first or second) speaker can deliver sound into the auditory canal of the user. In summary, the system allows a user to be informed of values of performance data via a binaural audio output while exercising a sporting activity, the individual values of the performance data being based on measurement data obtained during the sporting activity of the athlete
Sensoreinheit erfasst werden. Sensor unit to be detected.
Somit stellt das System eine Vielzahl von Funktionalitäten bereit, ohne dass weitere Geräte oder externe Sensoren benötigt werden, und ermöglicht insbesondere eine Ausgabe von leistungsrelevanten Informationen in einer einfachen und intuitiv leicht erfassbaren Art und Weise. Dabei sind die Thus, the system provides a variety of functionalities without the need for additional devices or external sensors, and in particular, enables output of performance-related information in a simple and intuitive manner. Here are the
Vorrichtungen des Systems sehr kompakt, diskret und angenehm im Ohr zu tragen. Devices of the system very compact, discreet and comfortable to wear in the ear.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das von der According to one embodiment of the invention, that of the
Signalverarbeitungseinheit erzeugte binaurale Audiosignal eine Signal processing unit generated binaural audio signal one
Signalkomponente auf, die für einen Wert der Leistungsdaten indikativ ist. In diesem Dokument bezeichnet„Signalkomponente" insbesondere einen Bestandteil des binauralen Audiosignals, den der Benutzer von anderen Signal component indicative of a value of the performance data. In particular, in this document, "signal component" refers to a component of the binaural audio signal that the user receives from others
Bestandteilen des Audiosignals unterscheiden kann bzw. eindeutig Components of the audio signal can distinguish or unique
identifizieren kann. Insbesondere kann der Benutzer der Signalkomponente eine räumliche Position zuordnen, das heißt, er kann eine Richtung erkennen, aus welcher die Signalkomponente wiedergeben wird. can identify. In particular, the user can assign a spatial position to the signal component, that is, he can recognize a direction from which the signal component is reproduced.
Die Signalkomponente mag insbesondere vorgespeicherte Sprachelemente oder ein Tonsignal aufweisen. The signal component may in particular comprise pre-stored speech elements or a sound signal.
Die Signalkomponente mag beispielsweise aus einem Namen des Wertes gefolgt von dem gegenwärtigen Wert des Wertes bestehen, wie beispielsweise „Geschwindigkeit" gefolgt von„23 Kilometer pro Stunde",„Geschwindigkeit" gefolgt von„5 Minuten und 17 Sekunden pro Kilometer" oder„Herzfrequenz" gefolgt von„155 Schläge pro Minute". For example, the signal component may consist of a name of the value followed by the current value of the value, such as "speed" followed by "23 kilometers per hour", "speed" followed by "5 minutes and 17 seconds per kilometer" or "heart rate" followed by "155 beats per minute".
Alternativ mag die Signalkomponente aus einem Namen des Wertes gefolgt von einem gepulsten Tonsignal bestehen, wobei die Pulsfrequenz und/oder Tonhöhe des gepulsten Tonsignals von dem Wert der Leistungsdaten abhängt. Dabei kann der Benutzer Änderungen in dem Wert erkennen, indem die Pulsfrequenz und/oder Tonhöhe des Tonsignals sich ändern. Alternatively, the signal component may consist of a name of the value followed by a pulsed tone signal, wherein the pulse rate and / or pitch of the pulsed tone signal depends on the value of the performance data. In this case, the user can recognize changes in the value by changing the pulse rate and / or pitch of the sound signal.
Weiter alternativ mag die Signalkomponente lediglich aus einem gepulsten Tonsignal, wie das oben beschriebene, bestehen. Still alternatively, the signal component may consist only of a pulsed tone signal, such as that described above.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die According to a further embodiment of the invention is the
Signalverarbeitungseinheit ferner dazu eingerichtet, das binaurale Audiosignal so zu erzeugen, dass eine räumliche Position der Signalkomponente von dem Wert der Leistungsdaten abhängig ist. Mit anderen Worten wird die räumliche Position der Signalkomponente verschoben, wenn der entsprechende Wert sich ändert. Dies kann zum Beispiel so erfolgen, dass die Signalkomponente nach vorne oder nach oben verlagert wird, wenn der Wert zunimmt, und nach hinten oder nach unten verlagert wird, wenn der Wert abnimmt. Signal processing unit further configured to generate the binaural audio signal so that a spatial position of the signal component is dependent on the value of the performance data. In other words, the spatial position of the signal component is shifted as the corresponding value changes. This can be done, for example, by shifting the signal component forward or upward as the value increases, and shifting it backwards or downwards as the value decreases.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispie! der Erfindung ist die räumliche Position der Signalkomponente relativ zu einer Ebene abhängig von einer Differenz zwischen dem Wert der Leistungsdaten und einem vorbestimmten Referenzwert. According to another Ausführungsbeispie! According to the invention, the spatial position of the signal component relative to a plane is dependent on a difference between the value of the performance data and a predetermined reference value.
Die Ebene mag insbesondere eine vertikale Ebene durch den Körper des Benutzers oder eine horizontale Ebene durch den Kopf (auf Höhe der Ohren) des Benutzers sein. Solange die Signalkomponente in einer dieser Ebenen wiedergeben wird, das heißt, direkt an der linken oder rechten Seite des Benutzers oder auf Höhe der Ohren des Benutzers, dann ist der Wert gleich oder nahe an dem vorbestimmten Referenzwert. In particular, the plane may be a vertical plane through the user's body or a horizontal plane through the user's head (at the level of the ears). As long as the signal component is reproduced in one of these planes, that is, directly on the left or right side of the user or at the level of the user's ears, then the value is equal to or close to the predetermined reference value.
Wenn der Wert den vorbestimmten Referenzwert oder Schwellenwert übersteigt, wird die Position der Signalkomponente zum Beispiel nach vorne oder nach oben verschoben, wobei die Menge der Verschiebung von der Differenz zwischen dem Leistungswert und dem Referenzwert abhängt. In ähnlicher Weise kann die Position der Signalkomponente nach unten oder nach hinten verschoben werden, wenn der Wert den (oder einen anderen) For example, if the value exceeds the predetermined reference value or threshold, the position of the signal component is shifted forward or upward, the amount of the shift depending on the difference between the power value and the reference value. Similarly, the position of the signal component can be shifted down or back if the value is the (or another)
Referenzwert oder Schwellenwert unterschreitet. Veranschaulichend könnte dies so umgesetzt werden, dass ein gepulstes Tonsignal in Bezug auf die Herzfrequenz des Benutzers auf Höhe der Ohren zu hören ist, solange die Herzfrequenz sich in einem vorbestimmten Bereich befindet, wie etwa 130-140 Schläge pro Minute, nach oben verschoben wird, wenn die Herzfrequenz den maximalen Wert des vorbestimmten Bereichs überschreitet, das heißt 140Reference value or threshold below. Illustratively, this could be implemented so that a pulsed tone signal is heard at the level of the ears with respect to the heart rate of the user, as long as the heart rate is within a predetermined range, such as 130-140 beats per minute, is shifted upwards, when the heart rate exceeds the maximum value of the predetermined range, that is, 140
Schläge pro Minute, und nach unten verschoben wird, wenn die Herzfrequenz den minimalen Wert des vorbestimmten Bereichs unterschreitet, das heißt 130Beats per minute, and is shifted down when the heart rate falls below the minimum value of the predetermined range, that is 130
Schläge pro Minute. Beats per minute.
Somit kann der Benutzer leicht und intuitiv erkennen, ob der Wert von dem vorbestimmten Referenzwert abweicht und, wenn dies der Fall ist, Thus, the user can easily and intuitively recognize whether the value deviates from the predetermined reference value and, if so,
entsprechend agieren, um den Wert wieder an den vorbestimmten act accordingly to restore the value to the predetermined value
Referenzwert anzunähern. Approximate reference value.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das von der Signalverarbeitungseinheit erzeugte binaurale Audiosignal eine weitere According to a further embodiment of the invention, the binaural audio signal generated by the signal processing unit has a further one
Signalkomponente auf, die für einen weiteren Wert der Leistungsdaten indikativ ist, und die Signalverarbeitungseinheit ist ferner dazu eingerichtet, das binaurale Audiosignal so zu erzeugen, dass eine räumliche Position der weiteren Signalkomponente unterschiedlich von der räumlichen Position der Signalkomponente ist. Signal component, which is indicative of another value of the performance data, and the signal processing unit is further configured to generate the binaural audio signal so that a spatial position of the further signal component is different from the spatial position of the signal component.
Wenn das binaurale Audiosignal mehrere Signalkomponenten aufweist, können damit Werte in Bezug auf verschiedene Leistungsdaten an verschiedenen vorbestimmten Stellen im dreidimensionalen Raum um den Kopf des Thus, when the binaural audio signal has multiple signal components, it is possible to obtain values relating to different performance data at various predetermined locations in three-dimensional space around the head of the
Benutzers herum wiedergegeben werden. Zum Beispiel kann ein erstes gepulstes Tonsignal oder Sprachsignal bzgl eines ersten Leistungswertes an einer Stelle links oben und ein zweites gepulstes Tonsignal oder Sprachsignal bzgl. eines zweiten Leistungswertes an einer Stelle vorne unten wiedergeben werden. Die Wiedergabe der einzelnen Signalkomponente mag gleichzeitig oder zeitversetzt stattfinden. User around. For example, a first pulsed tone or speech signal may be rendered at a top left position and a second pulsed tone or speech signal at a front lower position with respect to a second power value. The playback of the individual signal component may take place simultaneously or with a time delay.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die According to a further embodiment of the invention is the
Signalverarbeitungseinheit zum Modifizieren vorgespeicherter Audiodaten in Abhängigkeit von zumindest einem Wert der Leistungsdaten eingerichtet. Das Modifizieren der vorgespeicherten Audiodaten mag insbesondere darin bestehen, eine Lautstärke, eine Wiedergabegeschwindigkeit und/oder eine Tonhöhe der vorgespeicherten Audiodaten in Abhängigkeit von dem zumindest einen Wert der Leistungsdaten zu reduzieren oder erhöhen. Mit anderen Worten mag die Signalverarbeitungseinheit zum Beispiel die Lautstärke, Wiedergabegeschwindigkeit und/oder Tonhöhe der vorgespeicherten Signal processing unit for modifying pre-stored audio data in dependence on at least one value of the performance data set. In particular, modifying the prestored audio data may be to reduce or increase a volume, a playback speed and / or a pitch of the prestored audio data in dependence on the at least one value of the performance data. In other words, the signal processing unit may, for example, like the volume, the playback speed and / or the pitch of the pre-stored
Audiodaten erhöhen, wenn die Herzschlagfrequenz einen oberen Increase audio data when the heart rate is upper
Schwellenwert überschreitet, und reduzieren, wenn die Herzschlagfrequenz einen unteren Schwellenwert unterschreitet. Threshold, and reduce if the heart rate falls below a lower threshold.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die erste Datenkommunikationseinheit und die zweite Datenkommunikationseinheit drahtlose Datenkommunikationseinheiten, die zum Kommunizieren mit einander eingerichtet sind. According to another embodiment of the invention, the first data communication unit and the second data communication unit are wireless data communication units configured to communicate with each other.
Die Datenkommunikationseinheiten mögen insbesondere Bluetooth-Einheiten sein, mit der eine drahtlose Datenkommunikation zwischen den beiden The data communication units may be, in particular, Bluetooth units with which wireless data communication between the two
Vorrichtungen durchgeführt werden kann, um Messdaten, Leistungsdaten und Audiosignale von einer Vorrichtung zur anderen Vorrichtung und umgekehrt zu übertragen. Devices can be performed to transmit measurement data, performance data and audio signals from one device to the other device and vice versa.
Zumindest eine der drahtlosen Datenkommunikationseinheiten mag ferner zur drahtlosen Datenkommunikation mit einem externen Gerät eingerichtet sein, wie zum Beispiel einem Mobiltelefon, einem Smartphone, einem Tablet, einem Laptop-Computer usw. Die Datenkommunikationseinheit mag optional eine Infrarot-Einheit aufweisen, die eine Datenübertragung mit moduliertem infrarotem Licht ermöglicht. At least one of the wireless data communication units may also be configured for wireless data communication with an external device, such as a mobile phone, a smartphone, a tablet, a laptop computer, etc. The data communication unit may optionally include an infrared unit that transmits data with modulated data infrared light allows.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die According to a further embodiment of the invention, the
Sensoreinheit eine physiologische Sensoreinheit auf. In diesem Dokument bezeichnet„physiologische Sensoreinheit" insbesondere eine Sensoreinheit, die zum Erzeugen eines oder mehrerer elektrischen Sensor unit on a physiological sensor unit. In this document, "physiological sensor unit" in particular a sensor unit, which is used to generate one or more electrical
Signale in Abhängigkeit von einem oder mehreren physiologischen Werten eines Benutzers eingerichtet ist. Signals is set up in response to one or more physiological values of a user.
Die physiologische Sensoreinheit mag insbesondere einen Pulsoxymetriesensor aufweisen, das heißt einen Sensor zur nicht invasiven Ermittlung der arteriellen Sauerstoffsättigung über die Messung der Lichtabsorption. Dieser mag zwei unterschiedlich gefärbte Lichtquellen, insbesondere Leuchtdioden, und einen Fotosensor aufweisen und ist vorzugsweise derart in dem Gehäuse der Vorrichtung angebracht, dass die Lichtquellen einen Bereich der The physiological sensor unit may in particular have a pulse oximetry sensor, that is to say a sensor for the non-invasive determination of the arterial oxygen saturation via the measurement of the light absorption. This may have two differently colored light sources, in particular light-emitting diodes, and a photosensor, and is preferably mounted in the housing of the device in such a way that the light sources cover a region of the light source
Hautoberfläche im Ohr des Benutzers beleuchten können und der Fotosensor entsprechende Reflektionen von der Hautoberfläche detektieren kann, wenn die Vorrichtung im Ohr des Benutzers angebracht ist. Der Pulsoxymetriesensor mag insbesondere im Bereich einer Oberfläche des Gehäuses derart Skin surface in the user's ear can illuminate and the photosensor can detect corresponding reflections from the skin surface when the device is mounted in the user's ear. The pulse oximetry sensor may in particular in the region of a surface of the housing in such a way
angebracht sein, dass der Pulsoxymetriesensor sich beim Tragen der be appropriate that the pulse oximetry sensor when wearing the
Vorrichtung im Ohr in engem Kontakt mit der Hautoberfläche im Ohr befindet, insbesondere der Hautoberfläche im Bereich hinter dem Tragus. (Als Tragus wird die kleine Knorpelmasse an der Ohrmuschel bezeichnet, die kurz vor dem Gehörgang (Porus acusticus externus) aufliegt). Durch Ansteuerung der Device in the ear is in close contact with the skin surface in the ear, especially the skin surface in the area behind the tragus. (Tragus is the small cartilage mass on the auricle called, which rests just before the auditory canal (Porus acusticus externus)). By controlling the
Lichtquellen und Verarbeitung des vom Fotosensor ausgegebenen Signals kann die Datenverarbeitungseinheit zum Beispiel unter anderem die folgenden Leistungsdaten erzeugen : einen arteriellen Sauerstoffsättigungswert, einen Atmungsfrequenzwert, einen kardiovaskulären Flusswert, einen By way of example, for light sources and processing of the signal output by the photosensor, the data processing unit may, among other things, generate the following performance data: an arterial oxygen saturation value, a respiratory rate value, a cardiovascular flux value, a
Herzzeitvolumenwert, einen Blutdruckwert und einen Blutzuckerwert. Cardiac output, a blood pressure value and a blood glucose value.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die According to a further embodiment of the invention, the
Sensoreinheit eine Bewegungssensoreinheit auf. In diesem Dokument bezeichnet„Bewegungssensoreinheit" insbesondere eine Sensoreinheit, die zum Erzeugen eines oder mehrerer elektrischen Signale in Abhängigkeit von Bewegung der Sensoreinheit eingerichtet ist, insbesondere elektrische Signale, die von einer Beschleunigung, Neigung oder Verschiebung der Sensoreinheit relativ zu einer oder mehreren vorbestimmten Richtungen abhängen. Sensor unit on a motion sensor unit. In this document, "motion sensor unit" refers in particular to a sensor unit which is used to generate one or more electrical signals in Dependent on movement of the sensor unit is set up, in particular electrical signals that depend on an acceleration, inclination or displacement of the sensor unit relative to one or more predetermined directions.
Die Bewegungssensoreinheit mag insbesondere ein Akzelerometer bzw. einen Beschleunigungssensor aufweisen, das bzw. der zum Erfassen von The motion sensor unit may in particular comprise an accelerometer or an acceleration sensor, which is or for detecting
Beschleunigung und/oder Beschleunigungsänderungen in zumindest einer vorbestimmten Richtung relativ zu dem Gehäuse der Vorrichtung eingerichtet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Akzelerometer ein 3D-Acceleration and / or acceleration changes in at least one predetermined direction is arranged relative to the housing of the device. In a preferred embodiment, the accelerometer is a 3D
Akzelerometer, das Beschleunigungen entlang dreier aufeinander senkrechten Richtungen erfassen und drei entsprechende elektrische Signale ausgeben kann. Durch Bearbeitung der Signale von der Bewegungssensoreinheit, Accelerometer that can detect accelerations along three mutually perpendicular directions and output three corresponding electrical signals. By processing the signals from the motion sensor unit,
beispielsweise mittels Mustererkennung, kann die Datenverarbeitungseinheit zum Beispiel folgende und weitere Leistungsdaten erzeugen : einen For example, by means of pattern recognition, the data processing unit can generate, for example, the following and further performance data: a
Schrittzahlwert, einen Distanzwert und einen Geschwindigkeitswert. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen beide Step count, a distance value and a speed value. According to a further embodiment of the invention, both
Vorrichtungen eine Bewegungssensoreinheit auf. Devices on a motion sensor unit.
Durch Verarbeitung von Bewegungsdaten, die im Bereich beider Ohren des Benutzers erfasst werden, kann eine erhöhte Präzision der Leistungsdaten erreicht werden. By processing motion data acquired in the area of both ears of the user, increased precision of the performance data can be achieved.
Die Datenverarbeitungseinheit mag insbesondere dazu eingerichtet sein, sowohl die Messdaten von der Bewegungssensoreinheit (Bewegungsdaten) als auch die Messdaten von der physiologischen Sensoreinheit (physiologischen Daten), vorzugsweise als digitale Signale, zu erhalten und zu verarbeiten, um Leistungsdaten durch Berechnung zu erzeugen. Dabei können einige Werte der Leistungsdaten allein basierend auf den Bewegungsdaten, andere Werte der Leistungsdaten allein basierend auf den physiologischen Daten und noch weitere Werte der Leistungsdaten basierend auf sowohl den Bewegungsdaten als auch den physiologischen Daten berechnet werden. The data processing unit may in particular be set up to receive and process both the measurement data from the motion sensor unit (movement data) and the measurement data from the physiological sensor unit (physiological data), preferably as digital signals, in order to generate performance data by calculation. Here are some values of Performance data are calculated based solely on the movement data, other values of the performance data based solely on the physiological data, and still other values of the performance data based on both the movement data and the physiological data.
Zusammenfassend ermöglicht das System, dass ein Benutzer beim Ausüben einer sportlichen Aktivität mittels binauraler Audioausgabe über mehrere Werte von Leistungsdaten informiert wird, wobei die einzelne Werte der Leistungsdaten auf Bewegungsdaten und/oder physiologischen Daten basieren, die während der sportlichen Aktivität jeweils von der In summary, the system allows a user to be informed via binaural audio output about multiple values of performance data when exercising a sporting activity, wherein the individual values of the performance data are based on movement data and / or physiological data obtained during the athletic activity of each
Bewegungssensoreinheit und/oder der physiologischen Sensoreinheit erfasst werden, und durch an verschiedenen räumlichen Positionen um den Kopf des Benutzers herum erklingende Signalkomponente dargestellt werden. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Gehäuse jeder Vorrichtung einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf, wobei der erste Abschnitt zum Einführen in einen Gehörgang und der zweite Abschnitt zur Befestigung in einer Ohrmuschel eingerichtet sind, wobei eine Form und/oder Größe des zweiten Abschnittes anpassbar ist.  Motion sensor unit and / or the physiological sensor unit are detected, and represented by sounding at different spatial positions around the head of the user signal component. According to a further embodiment of the invention, the housing of each device has a first portion and a second portion, wherein the first portion for insertion into an ear canal and the second portion for attachment in an auricle are arranged, wherein a shape and / or size of the second Section is customizable.
Der erste Abschnitt ist im Wesentlichen kegelförmig und so geformt, dass er in einem äußeren Teil des Gehörgangs hineinpasst. Der Lautsprecher ist vorzugsweise innerhalb des ersten Abschnittes angebracht, um Schall direkt in den Gehörgang abzugeben. The first portion is substantially conical and shaped to fit within an outer portion of the ear canal. The speaker is preferably mounted within the first section to deliver sound directly into the ear canal.
Der zweite Abschnitt ist so geformt, dass er in der Concha der Ohrmuschel eines typischen Ohrs eingesetzt und dort festgehalten werden kann. Die Form und/oder Größe des zweiten Abschnittes mag zum Beispiel durch Hinzufügen selbstklebenden Materials auf einem Teil der Oberfläche des zweiten The second section is shaped so that it can be inserted and held in the concha of the ear of a typical ear. The shape and / or size of the second portion may be, for example, by adding self-adhesive material on a portion of the surface of the second
Abschnittes angepasst werden. Das gesamte Gehäuse mag insbesondere aus Kunststoff gefertigt sein. Die Öffnungen für Lautsprecher, Sensoren usw. mögen wasserdicht abgedichtet sein, so dass die Vorrichtung auch beim Schwimmen verwendet werden kann. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist zumindest eine der Vorrichtungen ferner eine kapazitive Sensoreinheit auf, die an einer Oberfläche des Gehäuses derart angeordnet ist, dass sie von einem Benutzer berührt werden kann, wenn die Vorrichtung im Ohr des Benutzers angebracht ist. Section adapted. The entire housing may in particular be made of plastic. The openings for speakers, sensors, etc. may be sealed watertight, so that the device can also be used while swimming. According to another embodiment of the invention, at least one of the devices further comprises a capacitive sensor unit disposed on a surface of the housing such that it can be touched by a user when the device is mounted in the user's ear.
Die kapazitive Sensoreinheit mag insbesondere auf einer Oberfläche des Gehäuses angebracht sein, die nach außen zeigt, wenn die Vorrichtung im Ohr angebracht ist. Die kapazitive Sensoreinheit ist eingerichtet zum Erfassen von Berührungen, insbesondere klopfenden oder streichenden Berührungen, die zum Beispiel mit einem Finger vom Benutzer getätigt werden. In particular, the capacitive sensor unit may be mounted on a surface of the housing facing outward when the device is mounted in the ear. The capacitive sensor unit is designed to detect touches, in particular tapping or stroking touches, which are made, for example, with a finger by the user.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist zumindest eine der Vorrichtungen ferner ein Mikrofon auf, insbesondere ein According to a further embodiment of the invention, at least one of the devices further comprises a microphone, in particular a
Knochenleitungsmikrofon, das zum Erfassen von Benutzersprechen,  Bone conduction microphone used to capture user speech,
insbesondere von vom Benutzer gesprochenen Sprachbefehle, eingerichtet ist. In particular, spoken by the user voice commands, is set up.
Die Verwendung eines Knochenleitungsmikrofons ermöglicht insbesondere, dass Benutzersprechen erfasst werden kann, ohne (oder nur geringfügig) von Umgebungsgeräuschen beeinflusst zu werden. In particular, the use of a bone conduction microphone allows user speech to be detected without being (or only slightly) affected by ambient noise.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist zumindest eine der Vorrichtungen ferner eine Elektroenzephalografie-Sensoreinheit (Gehirnstrommessung) auf, die zum Erfassen eines elektrischen Signals an einer Hautoberfläche eines Benutzers eingerichtet ist. Durch Mustererkennung können aus dem erfassten elektrischen Signal vorbestimmte Gehirnaktivitäten beim Benutzer erkannt werden, insbesondere persönlich aufregende Gedanken. According to another embodiment of the invention, at least one of the devices further comprises an electroencephalography sensor unit (brainwave measurement) adapted to detect an electrical signal on a skin surface of a user. By pattern recognition, predetermined brain activities can be detected by the user from the detected electrical signal, in particular personally exciting thoughts.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist zumindest eine der Vorrichtungen ferner eine Steuereinheit auf, die in dem Gehäuse integriert ist und ferner zum Steuern der Vorrichtung in Abhängigkeit von Berührungen, die von der kapazitiven Sensoreinheit erfasst werden, und/oder in Abhängigkeit von Benutzersprechen, das von dem Mikrofon erfasst wird, und/oder in Abhängigkeit von einem elektrischen Signal, das von According to a further embodiment of the invention, at least one of the devices further comprises a control unit integrated in the housing and further for controlling the device in response to touches detected by the capacitive sensor unit and / or in response to user speech is detected by the microphone, and / or in response to an electrical signal generated by
Elektroenzephalografie-Sensoreinheit erfasst wird. Electroencephalography sensor unit is detected.
Somit kann der Benutzer beispielsweise die Funktionalität der Vorrichtung durch Berühren der kapazitiven Sensoreinheit, durch Aussprechen von Sprachbefehlen und/oder durch vorbestimmte Gedanken steuern. Thus, for example, the user may control the functionality of the device by touching the capacitive sensor unit, by uttering voice commands, and / or by predetermined thoughts.
Insbesondere mag eine einzige kurze Berührung (Klopfen) auf der kapazitiven Sensoreinheit ein erstes Steuersignal auslösen, zwei aufeinanderfolgende kurze Berührungen ein zweites Steuersignal auslösen usw. Des Weiteren mag ein Streichen nach oben, nach unten, nach vorne und nach hinten jeweils vorbestimmte Steuersignale auslösen. In particular, a single short touch (knock) on the capacitive sensor unit may trigger a first control signal, two consecutive short touches may trigger a second control signal, etc. Further, swipe up, down, forward, and back, respectively, may trigger predetermined control signals.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist zumindest einer der Vorrichtungen ferner einen Kontaktsensor auf zum Detektieren, ob die Vorrichtung im Ohr angebracht ist. According to another embodiment of the invention, at least one of the devices further comprises a contact sensor for detecting whether the device is mounted in the ear.
Der Kontaktsensor mag insbesondere kapazitiv sein und auf einem Teil der Oberfläche des Gehäuses angebracht sein, der beim Tragen im Ohr die Hautoberfläche kontaktiert. Wenn der Kontaktsensor eine Zeit lang kein Kontakt mit einer Hautoberfläche registriert hat, kann die Vorrichtung beispielsweise in einem Standby-Modus geschaltet oder ganz ausgeschaltet werden. In particular, the contact sensor may be capacitive and mounted on a portion of the surface of the housing that contacts the skin surface when worn in the ear. If the contact sensor has not registered contact with a skin surface for a while, the device may for example, in a standby mode or switched off completely.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist zumindest einer der Vorrichtungen femer einen Speicher auf zum Speichern der von der Datenverarbeitungseinheit erzeugten Leistungsdaten. According to a further exemplary embodiment of the invention, at least one of the devices furthermore has a memory for storing the performance data generated by the data processing unit.
Durch Abspeichern der Leistungsdaten können diese später vom Speicher ausgelesen und extern verarbeitet werden. Des Weiteren können im Laufe einer sportlichen Aktivität auf die abgespeicherten Leistungsdaten zugegriffen werden, um beispielsweise Durchschnittswerte zu berechnen oder Vergleiche mit früheren Aktivitäten durchzuführen. By saving the performance data, these can later be read from memory and processed externally. Furthermore, in the course of a sporting activity, the stored performance data may be accessed, for example, to calculate averages or to make comparisons with previous activities.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist zumindest einer der Vorrichtungen ferner eine Nahfeldkommunikationseinheit (N FC- Einheit) auf. According to another embodiment of the invention, at least one of the devices further comprises a near field communication unit (N FC unit).
Die NFC-Einheit ermöglicht ein Speichern und/oder Auslesen verschiedener Daten in bzw. aus der Vorrichtung, zum Beispiel Identifikationsdaten des Benutzers oder GPS-Daten, die die letzte Position der Vorrichtung angeben. Solche GPS-Daten können zum Beispiel regelmäßig von einem Smartphone übertragen werden. The NFC unit enables storage and / or readout of various data in or from the device, for example identification data of the user or GPS data indicating the last position of the device. For example, such GPS data can be regularly transmitted from a smartphone.
Generell funktioniert eine der beide Vorrichtungen des Systems vorzugsweise als primäre Vorrichtung (Master) in dem System, in dem Sinne, dass diese Vorrichtung Steuer- und Datensignale an die zweite (sekundäre) Vorrichtung übermittelt, wobei insbesondere Sensorsignale, die von der sekundären Vorrichtung erfasst und an die primäre Vorrichtung übermittelt werden, bei der Erzeugung von Steuer- und Datensignalen in der primären Vorrichtung berücksichtigt werden. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist zumindest eine der Vorrichtungen des Systems ein Knochenleitungsmikrofon auf und beide Vorrichtungen weisen ein Mikrofon auf, das zum Erfassen von In general, one of the two devices of the system preferably functions as a primary device (master) in the system, in the sense that this device transmits control and data signals to the second (secondary) device, in particular sensor signals detected by the secondary device transmitted to the primary device, are taken into account in the generation of control and data signals in the primary device. According to a further exemplary embodiment of the invention, at least one of the devices of the system has a bone conduction microphone and both devices have a microphone which is suitable for detecting
Umgebungsschall eingerichtet ist. Ambient sound is set up.
Das Knochenleitungsmikrofon ist insbesondere zum Erfassen von The bone conduction microphone is in particular for detecting
Sprachbefehlen eingerichtet, die vom Benutzer zur Steuerung des Systems ausgesprochen werden. Dabei kann der von den externen Mikrofonen erfasste Umgebungsschall zur Rauschminderung verwendet werden, um die Erkennung der Sprachbefehle zu verbessern. Die Erkennung der Sprach befehle sowie die Verarbeitung zur Rauschminderung erfolgen vorzugsweise in einer Voice commands established by the user to control the system. In this case, the ambient noise detected by the external microphones can be used for noise reduction in order to improve the recognition of the voice commands. The recognition of the voice commands and the processing for noise reduction are preferably in one
entsprechenden Signalverarbeitungseinheit, die in der primären Vorrichtung des Systems integriert ist. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist zumindest eine der Vorrichtungen des Systems eine Erkennungseinheit auf, die zum Erkennen vorbestimmter Bewegungsmuster eingerichtet ist, die bei corresponding signal processing unit, which is integrated in the primary device of the system. According to a further exemplary embodiment of the invention, at least one of the devices of the system has a recognition unit which is set up to recognize predetermined movement patterns which are involved
streichenden Berührungen einer Körperoberfläche eines Benutzers entstehen. Die Erkennungseinheit ist insbesondere dazu eingerichtet, ein Signal von dem Knochenleitungsmikrofon in der primären Vorrichtung und Signale von den nach außen gerichteten Mikrofonen der beiden Vorrichtungen zu erhalten und verarbeiten. Die Verarbeitung weist insbesondere eine Analyse des zeitlichen Verlaufs der Tonhöhe (Frequenz) und Lautstärke für jedes der drei Signale auf. Diese Verarbeitung der Schallsignale, die sich jeweils durch und um denstriking touches of a user's body surface. In particular, the detection unit is adapted to receive and process a signal from the bone conduction microphone in the primary device and signals from the outwardly directed microphones of the two devices. In particular, the processing includes an analysis of the timing of the pitch (frequency) and volume for each of the three signals. This processing of the sound signals, each through and around the
Körper des Benutzers herum fortpflanzt haben, ermöglicht eine Erkennung von vorbestimmten Bewegungsmuster, insbesondere die Erkennung einer Richtung einer streichenden Berührung der Körperoberfläche des Benutzers. Eine solche Erkennung basiert auf die Tatsache, dass die Tonhöhe und Lautstärke des von einem der Mikrofone erfassten Signals im Laufe der Bewegung zunimmt, wenn die Bewegung in Richtung zu dem Mikrofon hin erfolgt, und abnimmt, wenn die Bewegung von dem Mikrofon weg erfolgt. Eine Analyse des Signals von dem Knochenleitungsmikrofon ermöglicht somit eine Erkennung, ob die Bewegung nach oben oder unten gerichtet ist. In ähnlicher Weise ermöglicht eine Analyse der Signale von den beiden nach außen gerichteten Mikrofonen eine Erkennung, ob die Bewegung nach links oder rechts erfolgt. Durch weitere Analyse aller drei Signale können auch schräge Bewegungen erkannt werden. Body of the user around allows detection of predetermined movement pattern, in particular the detection of a direction of a stroking touch the body surface of the user. Such recognition is based on the fact that the pitch and volume of the signal detected by one of the microphones increases in the course of the movement when the movement is toward the microphone, and decreases when the movement takes place away from the microphone. An analysis of the signal from the bone conduction microphone thus allows detection of whether the movement is directed up or down. Similarly, analysis of the signals from the two outbound microphones allows detection of whether the movement is to the left or to the right. By further analysis of all three signals and oblique movements can be detected.
Mit anderen Worten kann die Erkennungseinheit erkennen, wenn der Benutzer beispielsweise einen Finger von links nach rechts oder von oben nach unten über seine Wange. Brust oder seinen Bauch zieht. In other words, the recognition unit can recognize when the user, for example, a finger from left to right or from top to bottom over his cheek. Chest or his stomach pulls.
Die Erkennung solcher Bewegungsmuster bzw. Berührungsmuster kann vorteilhafterweise zum Steuern der Vorrichtungen bzw. des Systems verwendet werden. Genauer gesagt kann jedes erfassbares Bewegungsmuster mit einem vorbestimmten Steuerbefehl verknüpft sein. Zum Beispiel kann eine Bewegung nach oben die Wiedergabelautstärke erhöhen und eine Bewegung nach oben die Wiedergabelautstärke reduzieren . Das System mag als Headset in Verbindung mit einer mobilen The recognition of such movement patterns or contact patterns can be used advantageously for controlling the devices or the system. More specifically, each detectable motion pattern may be associated with a predetermined control command. For example, moving upwards may increase the playback volume, and moving upwards may reduce the playback volume. The system may be used as a headset in conjunction with a mobile
Kommunikationsvorrichtung verwendet werden, insbesondere einem  Communication device to be used, in particular one
Mobiltelefon, Smartphone oder Tablet. Mobile phone, smartphone or tablet.
Die Verwendung als Headset ermöglicht unter anderem, dass die Among other things, the use as a headset allows the
verschiedenen Steuerungsfunktionalitäten des Systems zum Steuern der mobilen Kommunikationsvorrichtung eingesetzt werden und dass Daten, wie beispielsweise GPS-Daten oder Sprachbefehle von einer auf der mobilen Kommunikationsvorrichtung laufenden Navigationsanwendung, an das System übermittelt wird. Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren beschrieben. Das beschriebene Verfahren weist die folgenden Schritte auf: (a) Erfassen von Messdaten mittels einer Sensoreinheit, (b) Erzeugen von Leistungsdaten basierend auf den Messdaten mittels einer Datenverarbeitungseinheit, wobei die Sensoreinheit und die Datenverarbeitungseinheit in einer ersten various control functionalities of the system for controlling the mobile communication device are used and that data, such as GPS data or voice commands from a navigation application running on the mobile communication device, is transmitted to the system. According to a second aspect of the invention, a method is described. The described method comprises the following steps: (a) acquisition of measurement data by means of a sensor unit, (b) production of performance data based on the measurement data by means of a data processing unit, wherein the sensor unit and the data processing unit in a first
Vorrichtung, die zum Tragen in einem Ohr eines Benutzers eingerichtet ist und eine erste Datenkommunikationseinheit und einen ersten Lautsprecher aufweist, oder in einer zweiten Vorrichtung, die zum Tragen im anderen Ohr des Benutzers eingerichtet ist und eine zweite Datenkommunikationseinheit und einen zweiten Lautsprecher aufweist, enthalten sind, (c) Erzeugen eines binauralen Audiosignals basierend auf den Leistungsdaten mittels einer Signalverarbeitungseinheit, die in der ersten Vorrichtung enthalten ist, das binaurale Audiosignal aufweisend einen ersten Signalteil zur Ausgabe durch den ersten Lautsprecher und einen zweiten Signalteil zur Ausgabe durch den zweiten Lautsprecher, und (d) Übertragen des zweiten Signalteils des binauralen Audiosignals an die zweite Datenkommunikationseinheit mittels der ersten Daten kommunikationseinheit.  A device adapted to be worn in an ear of a user and having a first data communication unit and a first speaker, or included in a second device adapted to be worn in the other ear of the user and having a second data communication unit and a second speaker , (c) generating a binaural audio signal based on the performance data by means of a signal processing unit included in the first device, the binaural audio signal comprising a first signal part for output by the first loudspeaker and a second signal part for output by the second loudspeaker, and ( d) transmitting the second signal part of the binaural audio signal to the second data communication unit by means of the first data communication unit.
Das beschriebene Verfahren basiert im Wesentlichen auf der gleichen The described method is based essentially on the same
Erkenntnis wie das oben beschriebene System gemäß dem ersten Aspekt und den Ausführungsbeispielen davon, nämlich dass Messdaten, wie beispielsweise Bewegungsdaten und/oder physiologische Daten in zumindest einer von zwei eigenständigen Vorrichtung erfasst und verarbeitet werden, um ein binaurales Audiosignal in Abhängigkeit von erzeugten Leistungsdaten zu erzeugen und auszugeben. Recognition as the system described above according to the first aspect and the embodiments thereof, namely, that measurement data, such as movement data and / or physiological data in at least one of two stand-alone device are detected and processed to produce a binaural audio signal in response to generated performance data and spend.
Die Erfindung kann sowohl mittels eines Computerprogramms, d.h. einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektrischer The invention can be implemented both by means of a computer program, i. a software, as well as by means of one or more special electrical
Schaltungen, d. h. in Hardware oder in beliebig hybrider Form, d.h. mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden. Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände beschrieben wurden. Circuits, ie in hardware or in any hybrid form, ie by means of software components and hardware components realized. It should be noted that embodiments of the invention have been described with reference to different subject matters.
Insbesondere sind einige Ausführungsformen der Erfindung mit In particular, some embodiments of the invention are with
Verfahrensansprüchen und andere Ausführungsformen der Erfindung mit Vorrichtungsansprüchen beschrieben. Dem Fachmann wird jedoch bei der Lektüre dieser Anmeldung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand gehören, auch eine beliebige Method claims and other embodiments of the invention with device claims described. However, it will be apparent to those skilled in the art upon reading this application that, unless expressly stated otherwise, in addition to a combination of features associated with a type of subject matter, any and all of them
Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Typen von Erfindungsgegenständen gehören. Combination of features that belong to different types of invention objects is possible.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung einer bevorzugten Further advantages and features of the present invention will become apparent from the following exemplary description of a preferred
Ausführungsform. Embodiment.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Figur 1 zeigt ein Blockdiagramm von einer der beiden Vorrichtungen eines Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel. Figure 1 shows a block diagram of one of the two devices of a system according to an embodiment.
Figur 2A zeigt eine erste Ansicht einer Vorrichtung gemäß einem FIG. 2A shows a first view of a device according to FIG
Ausführungsbeispiel. Figur 2B zeigt eine zweite Ansicht einer Vorrichtung gemäß einem Embodiment. FIG. 2B shows a second view of a device according to FIG
Ausführungsbeispiel . Embodiment.
Figur 2C zeigt eine dritte Ansicht einer Vorrichtung gemäß einem FIG. 2C shows a third view of a device according to FIG
Ausführungsbeispiel . Embodiment.
Figur 3 zeigt ein System gemäß einem Ausführungsbeispiel . Detaillierte Beschreibung Figur 1 zeigt ein Blockdiagramm von einer der beiden Vorrichtungen eines Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung ist in einem Gehäuse integriert, das zum Tragen im Ohr eingerichtet ist und weiter unten in Verbindung mit den Figuren 2A, 2B und 2C näher beschrieben wird, und weist eine Datenverarbeitungseinheit 1, eine Signalverarbeitungseinheit 2, einen Lautsprecher 3, ein Akzelerometer 4 und ein Pulsoximeter bzw. einen Pulsoximetriesensor 5 auf. FIG. 3 shows a system according to an exemplary embodiment. Detailed Description Figure 1 shows a block diagram of one of the two devices of a system according to an embodiment. The device is integrated in a housing which is adapted for carrying in the ear and is described in more detail below in connection with FIGS. 2A, 2B and 2C, and has a data processing unit 1, a signal processing unit 2, a loudspeaker 3, an accelerometer 4 and a pulse oximeter or a pulse oximetry sensor 5.
Die Datenverarbeitungseinheit 1 erhält Daten von dem Akzelerometer 4 und dem Pulsoximeter 5 und verarbeitet diese, um Leistungsdaten, wie zum The data processing unit 1 receives data from the accelerometer 4 and the pulse oximeter 5 and processes them to obtain performance data such as
Beispiel eine Schrittzahl, eine Distanz, eine Geschwindigkeit, eine arterielle Sauerstoffsättigung, eine Atmungsfrequenz, einen kardiovaskulären Fluss, ein Herzzeitvolumen, einen Blutdruck, einen Blutzuckerwert usw., zu erzeugen bzw. berechnen. Die Leistungsdaten werden an die Signalverarbeitungseinheit 2 übermittelt und von dieser zum Erzeugen eines Audiosignals verwendet, das durch den Lautsprecher 3 ins Ohr des Benutzers ausgegeben wird. Das Example, a step number, a distance, a speed, an arterial oxygen saturation, a respiratory rate, a cardiovascular flow, a cardiac output, a blood pressure, a blood sugar value, etc., to generate or calculate. The performance data is transmitted to and used by the signal processing unit 2 to generate an audio signal which is output through the speaker 3 into the user's ear. The
Audiosignal wird so erzeugt, dass der Benutzer beim Hören des Audio signal is generated in such a way that the user hears the sound
entsprechenden Schalls Informationen über zumindest einen Wert der corresponding sound information about at least one value of
Leistungsdaten erfahren kann. Dies kann durch Ausgabe von Sprachelementen (zum Beispiel vorgespeicherten Zahlen und Wörtern) oder gepulsten Performance data can learn. This can be done by outputting language elements (for example, pre-stored numbers and words) or pulsed ones
Tonsignalen, durch Manipulation von Musik oder in sonstiger Weise erfolgen. Sound signals, by manipulation of music or otherwise done.
Die Vorrichtung weist ferner eine zentrale Steuereinheit bzw. Steuerung 9 und einen Speicher 11 auf. Die Steuerung 9 ist mit der Datenverarbeätungseinheit 1, der Signalverarbeitungseinheit 2, und dem Speicher 11 verbunden und dazu eingerichtet, diese Einheiten zu steuern und Informationen von diesen The device further comprises a central control unit or controller 9 and a memory 11. The controller 9 is connected to the data processing unit 1, the signal processing unit 2, and the memory 11, and configured to control these units and obtain information therefrom
Einheiten zu erhalten oder auszulesen. Die Steuerung 9 steuert zum Beispiel welche der von der Datenverarbeitungseinheit 1 erzeugten Leistungsdaten, die Signalverarbeitungseinheit 2 beim Erzeugen des Audiosignals berücksichtigen soll, zum Beispiel ob das Audiosignal gerade Auskunft über Herzfrequenz, Geschwindigkeit oder was anderes geben soll. Die Steuerung kann auch die Signalverarbeitungseinheit 2 derart steuern, dass im Speicher 11 Units to obtain or read. The controller 9 controls, for example which of the performance data generated by the data processing unit 1, the signal processing unit 2 is to take into account when generating the audio signal, for example, whether the audio signal just information about heart rate, speed or something else should give. The controller may also control the signal processing unit 2 such that in the memory 11
abgespeicherte Musik oder ähnliches (beispielsweise ein Hörbuch) unabhängig von den Leistungsdaten wiedergegeben wird. stored music or the like (for example, an audiobook) is played regardless of the performance data.
Die Steuereinheit 9 ist des Weiteren mit einem ersten Mikrofon 7, einem zweiten Mikrofon 14, einer Berührungssensoreinheit 6, einer EEG-Einheit - (Elektroenzephalografie-Einheit) 8, einer Kontaktsensoreinheit 10, einer Bluetooth-Einheit 12 und einer NFC-Einheit (Nahfeldkommunikationseinheit) 13 verbunden. Diese Einheiten sind auch im Gehäuse integriert und The control unit 9 is further provided with a first microphone 7, a second microphone 14, a touch sensor unit 6, an EEG unit (electroencephalography unit) 8, a contact sensor unit 10, a Bluetooth unit 12, and an NFC unit (near field communication unit). 13 connected. These units are also integrated in the housing and
ermöglichen generell, dass der Benutzer die Funktionalitäten der Vorrichtung beeinflussen bzw. steuern kann und dass die Vorrichtung mit einem externen Gerät, wie beispielsweise einer ähnlichen Vorrichtung, einem Smartphone oder einem Rechner kommunizieren kann. generally allow the user to control the functionality of the device and that the device can communicate with an external device such as a similar device, a smartphone or a computer.
Das erste Mikrofon 7 ist ein Knochenleitungsmikrofon, das so im Gehäuse angebracht ist, dass es Schall erfassen kann, der durch den Schädelknochen geleitet wird, zum Beispiel beim Sprechen. Eine Funktion des ersten Mikrofons 7 ist Benutzersprechen zu erfassen, zum Beispiel Sprachbefehle zur Steuerung der Vorrichtung oder das Benutzersprechen, wenn die Vorrichtung als Headset in Verbindung mit einem externen Gerät verwendet wird. The first microphone 7 is a bone conduction microphone mounted in the housing so that it can sense sound being transmitted through the cranial bone, for example when speaking. One function of the first microphone 7 is to detect user speech, for example voice commands to control the device or user speech when the device is used as a headset in conjunction with an external device.
Das zweite Mikrofon 14 ist so im Gehäuse angebracht, dass es insbesondere Umgebungsschall erfassen kann. Durch Verarbeitung der Signale von sowohl dem ersten Mikrofon 7 als auch dem zweiten Mikrofon 14 können störende Umgebungsgeräusche von dem Benutzersprechen filtriert werden, was die Verwendung als Headset sowie die Erkennungsqualität von Sprachbefehlen verbessert. Eine weitere Anwendung der beiden Mikrofonsignale ist die Erkennung von akustischen Gesten, das heißt die Erkennung von bestimmten bewegten oder streichenden Berührungen der Körperoberfläche. Genauer gesagt mag eine akustische Geste zum Beispiel darin bestehen, dass der Benutzer eine schnelle streichende Bewegung über seine Haut oder Kleidung in eine bestimmte Richtung (senkrecht, waagerecht usw.) mit einem Finger macht, wobei der Finger durch die ganze Bewegung die Haut oder Kleidung berührt. Durch solche streichende Bewegungen entsteht Schall und durch Analyse der von den Mikrofonen 7 und 14 aufgenommenen Signale kann Richtung, Geschwindigkeit und weitere Eigenschaften der Geste erkannt und in Steuersignale umgesetzt werden. The second microphone 14 is mounted in the housing so that it can detect ambient sound in particular. By processing the signals from both the first microphone 7 and the second microphone 14, disturbing ambient sounds can be filtered by the user's speech, which enhances the use as a headset as well as the recognition quality of voice commands. Another application of the two microphone signals is the Detection of acoustic gestures, that is the detection of certain moving or stroking touches of the body surface. More specifically, an acoustic gesture may be, for example, that the user makes a quick stroking motion over his or her skin or clothing in a particular direction (vertical, horizontal, etc.) with a finger, the finger moving the skin or clothing throughout the movement touched. By such stroking movements, sound is generated and by analyzing the signals picked up by the microphones 7 and 14, the direction, speed and other characteristics of the gesture can be recognized and converted into control signals.
Die Berührungssensoreinheit 6 weist eine Platte mit einer Vielzahl von kapazitiven Sensoren auf und ist auf einem Teil der Oberfläche des Gehäuses so angebracht, dass der Benutzer sie mit dem Finger berühren kann, wenn die Vorrichtung im Ohr getragen wird. Mit anderen Worten befindet sich die Berührungssensoreinheit 6 auf einer Oberfläche des Gehäuses, die vom The touch sensor unit 6 has a plate with a plurality of capacitive sensors and is mounted on a part of the surface of the housing so that the user can touch it with the finger when the device is worn in the ear. In other words, the touch sensor unit 6 is located on a surface of the housing that is from the
Gehörgang weg zeigt. Durch Streichen und/oder Klopfen mit dem Finger auf der Berührungssensoreinheit 6, kann der Benutzer die Vorrichtung steuern. Beispielsweise kann die Steuereinheit 9 eine streichende Bewegung nach oben mit einer Lautstärkeerhöhung und eine streichende Bewegung nach unten mit einer Lautstärkenreduktion verknüpfen und die Signalverarbeitungseinheit 2 dementsprechend ansteuern. In ähnlicher Weise kann die Steuereinheit zum Beispiel ein einmaliges Klopfen auf der Berührungssensoreinheit 6 mit einem Funktionswechsel und ein zweimal wiederholtes Klopfen mit einem Auswahl einer Funktion verknüpfen. Auditory canal pointing away. By stroking and / or tapping the finger on the touch sensor unit 6, the user can control the device. For example, the control unit 9 can combine a sweeping movement upward with a volume increase and a sweeping movement down with a volume reduction and drive the signal processing unit 2 accordingly. Similarly, the control unit may, for example, associate a one-time knock on the touch-sensor unit 6 with a function change and a twice-repeated knock with a selection of a function.
Die EEG-Einheit 8 weist eine Mehrzahl von Elektroden auf, die so an der Oberfläche des Gehäuses angebracht sind, dass Messungen von elektrischen Potenzialen an der Hautoberfläche im Ohr durchgeführt werden können . Diese Messungen werden von der Steuereinheit analysiert und mit vorgespeicherten Messungen verglichen, um bestimmte Gedanken des Benutzers zu erkennen und als Steuerbefehle zu benutzen. Zum Beispiel kann das intensive Denken an das eigene Lieblingsessen eine Ansage des bisherigen Kalorienverbrauchs auslösen. Die Kontaktsensoreinheit 10 weist einen kapazitiven Sensor auf, der so im Oberflächenbereich des Gehäuses angebracht ist, dass er beim Tragen im Ohr die Hautoberfläche des Benutzers kontaktiert. Somit kann die Steuerung 9 erkennen, ob die Vorrichtung verwendet wird oder nicht und dementsprechend verschiedene Steuersignale erzeugen. Zum Beispiel können The EEG unit 8 has a plurality of electrodes mounted on the surface of the housing so that measurements of electrical potentials on the skin surface in the ear can be made. These measurements are analyzed by the control unit and compared with pre-stored measurements to detect certain user's thoughts and to use as control commands. For example, intense thinking about one's favorite food may trigger an announcement of calories burned to date. The contact sensor unit 10 has a capacitive sensor mounted in the surface area of the housing so as to contact the skin surface of the user when worn in the ear. Thus, the controller 9 can recognize whether the device is being used or not and generate different control signals accordingly. For example, you can
Stromverbrauchintensive Funktionalitäten ausgeschaltet werden einige Power consumption-intensive features will be turned off some
Minuten nachdem die Vorrichtung aus dem Ohr genommen wurde. Minutes after the device has been removed from the ear.
Die Bluetooth-Einheit 12 dient zur drahtlosen Kommunikation mit anderen Vorrichtungen (zum Beispiel einer im anderen Ohr getragenen Vorrichtungen) oder externen Geräten (Mobiltelefon, PC usw.). Bei Kommunikation mit einer Vorrichtung im anderen Ohr des Benutzers können Sensorsignale von beiden Seiten berücksichtigt werden, um eine verbesserte Präzision in den The Bluetooth unit 12 is for wireless communication with other devices (for example, devices carried in the other ear) or external devices (cellular phone, PC, etc.). When communicating with a device in the user's other ear, sensor signals from both sides can be taken into account for improved precision in the field
Leistungsdaten zu erreichen. Ferner kann das erzeugte Audiosignal Achieve performance data. Furthermore, the generated audio signal
stereofonisch oder binaural bearbeitet werden. In solchen Systemen be processed stereophonically or binaurally. In such systems
funktioniert die eine Vorrichtung als primäre Vorrichtung oder Master in dem Sinne, dass sie Daten von beiden Vorrichtungen erhält und verarbeitet und die jeweils auszugebende Audiosignale definiert. the one device functions as a primary device or master in the sense that it receives and processes data from both devices and defines the respective audio signals to be output.
Kommunikation mit einem externen Gerät kann während Benutzung der Vorrichtung, das heißt während der Ausübung einer sportlichen Aktivität, stattfinden. In diesem Falle können Daten, wie beispielsweise Musik- oder GPS-Daten, von dem Gerät an die Vorrichtung übertragen werden und dort verwendet oder gespeichert werden. Gleichzeitig können Daten, wie Communication with an external device may take place during use of the device, that is during the exercise of a physical activity. In this case, data such as music or GPS data may be transmitted from the device to the device and used or stored there. At the same time, data, such as
beispielsweise erfasste Sensordaten oder berechnete Leistungsdaten, von der Vorrichtung an das Gerät übertragen werden. Dies ermöglicht auch eine Benutzung der Vorrichtung als Headset in Verbindung mit For example, detected sensor data or calculated performance data are transmitted from the device to the device. This also allows one Using the device as a headset in conjunction with
Kommunikationsanwendungen. Communication applications.
Kommunikation mit dem externen Gerät kann auch erfolgen, wenn die Communication with the external device can also be done when the
Vorrichtung nicht im Ohr benutzt wird, beispielsweise um die verschiedenen oben beschriebenen Steuerungsmöglichkeiten zu konfigurieren, um Device is not used in the ear, for example, to configure the various control options described above to
Schwellenwerte (zum Beispiel für Herzfrequenz, Atemfrequenz, Distanz, Zeit oder Geschwindigkeit etc.) festzulegen oder um Leistungsdaten zur externen Verarbeitung auszulesen. Dies erfolgt zweckmäßig mittels einer speziellen Anwendung oder App. Define threshold values (for example for heart rate, respiratory rate, distance, time or speed etc.) or to read out performance data for external processing. This is done appropriately by means of a special application or app.
Die NFC-Einheit 13 ermöglicht Kommunikation mit einem The NFC unit 13 allows communication with one
Nahfeldkommunikationsfähigen Gerät, zum Beispiel ein Smartphone, wenn dieses in die Nähe von der Vorrichtung gebracht wird. Dabei können Near field communication capable device, for example a smartphone, when this is brought into the vicinity of the device. It can
Konfigurationsdaten vom Smartphone an die Vorrichtung übertragen werden oder in der Vorrichtung gespeicherte Daten, wie zum Beispiel Configuration data from the smartphone are transmitted to the device or stored in the device data, such as
Kontaktinformationen für den Benutzer, können ausgelesen werden. Diese Informationen können nützlich sein, wenn die Vorrichtung verloren Contact information for the user can be read out. This information can be useful if the device is lost
aufgefunden wird oder in Verbindung mit einem Unfall. is found or in connection with an accident.
Die Figuren 2A, 2B und 2C zeigen verschiedene Ansichten einer Vorrichtung 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel, insbesondere die Form des Gehäuses, in welchem sämtliche Einheiten der Vorrichtung 20 integriert sind. Die Figur 2A zeigt eine Ansicht einer Vorrichtung 20, die ein Gehäuse aufweist. Das Gehäuse ist aus Kunststoff, beispielsweise Silikon, gefertigt und weist grundsätzlich einen ersten Abschnitt 21 und einen zweiten Abschnitt 22 auf. Der erste Abschnitt 21 ist zum Einführen in den Gehörgang eines Benutzers und der zweite Abschnitt 22 ist zur Befestigung in der Ohrmuschel des FIGS. 2A, 2B and 2C show various views of a device 20 according to an exemplary embodiment, in particular the shape of the housing in which all units of the device 20 are integrated. Figure 2A shows a view of a device 20 having a housing. The housing is made of plastic, for example silicone, and basically has a first section 21 and a second section 22. The first portion 21 is for insertion into the ear canal of a user and the second portion 22 is for attachment in the auricle of the
Benutzers gebildet. Dabei ist der erste Abschnitt 21 im Wesentlichen User made. In this case, the first section 21 is substantially
Kegelförmig, um in dem äußeren Teil des Gehörgangs gut hineinzupassen. Im Endbereich des ersten Abschnittes 21 ist ein elastischer Kragen 24 Tapered to fit well in the outer part of the ear canal. in the End portion of the first portion 21 is an elastic collar 24th
vorgesehen, der beim Tragen der Vorrichtung 20 im Ohr als Abdichtung funktioniert, so dass die Vorrichtung 20 den Gehörgang des Benutzers blockiert. Der zweite Abschnitt 22 ist so geformt, dass er in Concha der provided that functions as a seal when wearing the device 20 in the ear, so that the device 20 blocks the auditory canal of the user. The second section 22 is shaped to be in Concha the
Ohrmuschel eines typischen Ohrs eingesetzt und dort festgehalten werden kann. Pinna of a typical ear can be used and held there.
Das Gehäuse weist ferner eine Oberfläche 23 auf, die dem Gehörgang abgewandt ist und somit vom Benutzer zum Beispiel mit einem Finger erreichbar ist. Die Oberfläche 23 weist insbesondere eine kapazitive The housing further has a surface 23 which faces away from the auditory canal and thus can be reached by the user with a finger, for example. The surface 23 has in particular a capacitive
Sensoreinheit auf zum Erfassen von Steuerbefehle vom Benutzer, zum Beispiel wenn der Benutzer mit seinem Finger an der Oberfläche 23 klopft oder über die Oberfläche 23 in einer bestimmten Richtung streicht. In der Nähe von der Oberfläche 23 weist das Gehäuse eine schließbare Öffnung 25 auf, durch welche einen (nicht gezeigten) Stecker an einen Buchse gekoppelt werden kann, um die Batterie der Vorrichtung 20 aufzuladen oder um Daten mit der Vorrichtung 20 auszutauschen.  Sensor unit for detecting control commands from the user, for example when the user tapes his finger on the surface 23 or sweeps over the surface 23 in a certain direction. Near the surface 23, the housing has a closable opening 25 through which a plug (not shown) can be coupled to a socket to charge the battery of the device 20 or to exchange data with the device 20.
Das Gehäuse weist ferner eine Öffnung 26 auf, die an einer Stelle in der Oberfläche des Gehäuses angebracht ist, die beim Tragen der Vorrichtung 20 im Ohr die Haut, insbesondere im Bereich hinter dem Tragus, eng kontaktiert. Die Öffnung 26 mag einen Pulsoxymetriesensor enthalten, der zwei The housing further has an opening 26 which is mounted at a location in the surface of the housing which, when the device 20 is worn in the ear, closely contacts the skin, particularly in the area behind the tragus. The opening 26 may include a pulse oximetry sensor, the two
unterschiedlich gefärbte Lichtquellen, insbesondere Leuchtdioden, und einen Fotosensor aufweist. In diesem Fall ist die Öffnung 26 so in dem Gehäuse angebracht, dass die Lichtquellen einen Bereich der Hautoberfläche im Ohr des Benutzers beleuchten können und der Fotosensor entsprechende Rejektionen von der Hautoberfläche detektieren kann. Die Öffnung 26 mag alternativ ein Knochen leitungsmikrofon enthalten. In einem System mit zwei Vorrichtungen, eine für das linke Ohr und eine für das rechte Ohr, mag die eine Vorrichtung den Pulsoximetriesensor und die andere Vorrichtung das having differently colored light sources, in particular light-emitting diodes, and a photosensor. In this case, the opening 26 is mounted in the housing such that the light sources can illuminate an area of the skin surface in the user's ear and the photosensor can detect corresponding rejections from the skin surface. The opening 26 may alternatively contain a bone conduction microphone. In a system with two devices, one for the left ear and one for the right ear, one device may like the pulse oximetry sensor and the other device
Knochen leitungsmikrofon aufweisen. Die Figur 2B zeigt eine weitere Ansicht der Vorrichtung 20, wobei die Bone conduction microphone have. FIG. 2B shows a further view of the device 20, wherein the
Oberfläche 23 im Vordergrund zu sehen ist. Die Oberfläche 23 weist eine spalt- oder schlitzförmige Öffnung 27 auf, die von außen kommender Schall an ein (nicht gezeigtes) Mikrofon durchlässt. Die Vorrichtung 20 weist ferner eine Manschette oder Hülse 28 auf, die einen Teil der Oberfläche 23 umschließt und zum Anpassen der Größe der Vorrichtung an dem Ohr eines Benutzers dient. Die Manschette 28 ist aus weichem Kunststoff gefertigt und lösbar von dem Gehäuse. Somit kann der Benutzer verschiedene Hülsen 28 mit verschiedenen Größen ausprobieren und diejenige auswählen, die die beste Passform bereitstellt. Surface 23 can be seen in the foreground. The surface 23 has a slit-shaped or slot-shaped opening 27, which passes sound coming from the outside to a microphone (not shown). The device 20 further includes a collar or sleeve 28 which encloses a portion of the surface 23 and serves to adjust the size of the device to a user's ear. The collar 28 is made of soft plastic and detachable from the housing. Thus, the user can try different sleeves 28 of different sizes and choose the one that provides the best fit.
Die Figur 2C zeigt noch eine weitere Ansicht der Vorrichtung 20, wobei die Vorrichtung in Vergleich mit der Ansicht in Figur 2B um 180° gedreht ist. FIG. 2C shows yet another view of the device 20, wherein the device is rotated by 180 ° in comparison with the view in FIG. 2B.
Sowie der Kragen 24 als auch das Ende des ersten Abschnittes, das in denAs well as the collar 24 as well as the end of the first section, which in the
Gehörgang am tiefsten hineinragt, weisen Öffnungen 29 auf, durch welche der Schall, der von einem in der Vorrichtung integrierten Lautsprecher erzeugt wird, ausgegeben werden kann. Die Öffnungen 25, 26, 27 und 29 sind alle wasserdicht abgedichtet, so dass die Vorrichtung 20 auch beim Schwimmen oder Regen verwendet werden kann. Ear canal protrudes deepest, have openings 29 through which the sound generated by a built-in speaker device can be output. The openings 25, 26, 27 and 29 are all sealed watertight, so that the device 20 can also be used during swimming or rain.
Figur 3 zeigt ein System gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das System weist eine erste Vorrichtung 20R und eine zweite Vorrichtung 20L auf. Die erste Vorrichtung 20R ist zum Tragen im rechten Ohr eingerichtet und die zweite Vorrichtung ist zum Tragen im linken Ohr eingerichtet. Jede Vorrichtung 20R und 20L entsprechen im Wesentlichen die oben beschriebene Vorrichtung 20, doch weist die erste Vorrichtung 20R ein Knochen leitungsmikrofon 7 in ihrer Öffnung 26 auf, wobei die zweite Vorrichtung 20L einen Pulsoxymetriesensor 5 in ihrer Öffnung 26 aufweist. Die erste Vorrichtung 20R funktioniert als primäre Vorrichtung oder Master in dem Sinne, dass sie Daten von beiden Vorrichtungen 20R, 20L erhält und verarbeitet und die jeweils auszugebende Audiosignaie definiert. Die beiden Vorrichtungen 20 R und 20L kommunizieren miteinander über ihre jeweilige Bluetooth-Einheit 12 (siehe Figur 1) und können somit Sensordaten, FIG. 3 shows a system according to an exemplary embodiment. The system includes a first device 20R and a second device 20L. The first device 20R is adapted to be worn in the right ear and the second device is adapted to be worn in the left ear. Each device 20R and 20L substantially correspond to the device 20 described above, but the first device 20R has a bone conduction microphone 7 in its opening 26, the second device 20L having a pulse oximetry sensor 5 in its opening 26. The first device 20R functions as a primary device or master in the sense that it receives and processes data from both devices 20R, 20L and defines the respective audio signal to be output. The two devices 20 R and 20 L communicate with each other via their respective Bluetooth unit 12 (see FIG. 1) and can thus provide sensor data,
Leistungsdaten, Audiodaten, Steuerdaten etc. austauschen. Im Betrieb sendet die sekundäre Vorrichtung 20L insbesondere Pulsoximeterdaten und Exchange performance data, audio data, control data etc. In operation, the secondary device 20L transmits, in particular, pulse oximeter data and
Bewegungssensordaten bzw. Leistungsdaten, die von Pulsoximeterdaten und/oder Bewegungssensordaten abgeleitet sind, an die primäre Vorrichtung 20R. Die Datenverarbeitungseinheit 1 der ersten Vorrichtung 20R erzeugt Leistungsdaten basierend auf den von der zweiten Vorrichtung 20L erhaltenen Daten und den von seiner eigenen Sensoreinheit erfassten Messdaten. Die Leistungsdaten werden von der Signalverarbeitungseinheit 2 der ersten Vorrichtung zum Erzeugen eines binauralen Audiosignals verwendet. Motion sensor data derived from pulse oximeter data and / or motion sensor data to the primary device 20R. The data processing unit 1 of the first device 20R generates power data based on the data obtained from the second device 20L and the measurement data acquired by its own sensor unit. The performance data is used by the signal processing unit 2 of the first binaural audio signal generating apparatus.
Das binaurale Audiosignal besteht aus einem ersten (rechten) Signalteil, der durch den Lautsprecher 3 der ersten Vorrichtung 20R ausgegeben wird, und einem zweiten (linken) Signalteil, der über die Bluetooth-Verbindung an die zweite Vorrichtung übertragen wird und von deren Lautsprecher 3 ausgegeben wird . Durch synchronisierte Ausgabe des ersten Signalteils im rechten Ohr und des zweiten Signalteils im linken Ohr, kann der Benutzer das binaurale The binaural audio signal consists of a first (right) signal part, which is output by the speaker 3 of the first device 20R, and a second (left) signal part, which is transmitted to the second device via the Bluetooth connection and output from the loudspeaker 3 thereof becomes . By synchronized output of the first signal part in the right ear and the second signal part in the left ear, the user can binaural
Audiosignal wahrnehmen und dadurch Informationen erhalten, die für das Ausüben einer sportlichen Aktivität relevant sind. Insbesondere kann der Benutzer beim Hören des binauralen Audiosignals einen oder mehrere spezifischen Werte der Leistungsdaten, Änderungen bei einem oder mehreren spezifischen Werten der Leistungsdaten und/oder eine Relation zwischen einem oder mehreren spezifischen Werten der Leistungsdaten und Perceive the audio signal and thereby obtain information relevant to the exercise of a sporting activity. In particular, when listening to the binaural audio signal, the user may have one or more specific values of the performance data, changes in one or more specific values of the performance data, and / or a relation between one or more specific values of the performance data
entsprechenden Referenzwerten, insbesondere Schwellenwerten, erkennen bzw. erfahren . Das binaurale Audiosignal ermöglicht insbesondere, dass Informationen über mehrere Werte gleichzeitig (oder nahezu gleichzeitig) an verschiedenen räumlichen Positionen zu hören sind. corresponding reference values, in particular thresholds, recognize or experience. The binaural audio signal allows in particular that Information about multiple values can be heard simultaneously (or nearly simultaneously) at different spatial positions.
Das erzeugte binaurale Audiosignal enthält eine Signalkomponente, wie beispielsweise ein gepulstes Tonsignal oder eine Folge von vorgespeicherten Sprachelementen, die für einen Wert der Leistungsdaten indikativ ist. Diese Signalkomponente ist für den Benutzer an einer bestimmten räumlichen Position zu hören. Diese räumliche Position kann verschoben bzw. geändert werden, wenn sich der entsprechende Wert der Leistungsdaten ändert. Dies kann zum Beispiel so erfolgen, dass die Signalkomponente nach vorne oder nach oben verlagert wird, wenn der Wert zunimmt, und nach hinten oder nach unten verlagert wird, wenn der Wert abnimmt. Die Verschiebung der Position kann insbesondere relativ zu einer vertikalen Ebene, die sich durch den Körper des Benutzers erstreckt, oder einer horizontalen Ebene, die sich durch den Kopf (auf Höhe der Ohren) des Benutzers erstreckt, erfolgen. Solange dieThe generated binaural audio signal includes a signal component, such as a pulsed tone signal or a sequence of prestored speech elements, that is indicative of a value of the performance data. This signal component is heard by the user at a particular spatial location. This spatial position can be moved or changed as the corresponding value of the performance data changes. This can be done, for example, by shifting the signal component forward or upward as the value increases, and shifting it backwards or downwards as the value decreases. In particular, the displacement of the position may be relative to a vertical plane extending through the body of the user or a horizontal plane extending through the head (at the level of the ears) of the user. As long as the
Signalkomponente in einer dieser Ebenen wiedergeben wird, das heißt, direkt an der linken oder rechten Seite des Benutzers oder auf Höhe der Ohren des Benutzers, dann ist der Wert gleich oder nahe an einem vorbestimmten Referenzwert. Wenn der Wert den vorbestimmten Referenzwert oder Signal component in one of these levels, that is, directly on the left or right side of the user or at the level of the ears of the user, then the value is equal to or close to a predetermined reference value. If the value is the predetermined reference value or
Schwellenwert übersteigt, wird die Position der Signalkomponente zum Exceeds threshold, the position of the signal component becomes
Beispiel nach vorne oder nach oben verschoben, wobei die Menge der Example moved forward or up, with the amount of
Verschiebung von der Differenz zwischen dem Leistungswert und dem Shift from the difference between the power value and the
Referenzwert abhängt. In ähnlicher Weise kann die Position der Reference value depends. Similarly, the position of the
Signalkomponente nach unten oder nach hinten verschoben werden, wenn der Wert den (oder einen anderen) Referenzwert oder Schwellenwert Signal component to move down or to the back if the value is the (or other) reference value or threshold
unterschreitet. below.
Somit kann der Benutzer leicht und intuitiv erkennen, ob der Wert von dem vorbestimmten Referenzwert abweicht und, wenn dies der Fall ist, Thus, the user can easily and intuitively recognize whether the value deviates from the predetermined reference value and, if so,
entsprechend agieren, um den Wert wieder an den vorbestimmten act accordingly to restore the value to the predetermined value
Referenzwert anzunähern. Das erzeugte binaurale Audiosignal kann weitere Signalkomponente enthalten, die für weitere Werte der Leistungsdaten indikativ sind. In diesem Falle wird das binaurale Audiosignal so erzeugt, dass eine räumliche Position jeder Signalkomponente unterschiedlich von der räumlichen Position der anderen Signal komponenten ist. Damit können Werte in Bezug auf verschiedene Leistungsdaten an verschiedenen vorbestimmten Stellen im dreidimensionalen Raum um den Kopf des Benutzers herum wiedergegeben werden. Zum Approximate reference value. The generated binaural audio signal may include other signal components that are indicative of other values of the performance data. In this case, the binaural audio signal is generated so that a spatial position of each signal component is different from the spatial position of the other signal components. Thus, values relating to various performance data can be reproduced at various predetermined locations in three-dimensional space around the user's head. To the
Beispiel kann ein erstes gepulstes Tonsignal oder Sprachsignal bzgl der Herzschlagfrequenz an einer Stelle links oben und ein zweites gepulstesFor example, a first pulsed tone signal or speech signal may be related to the heartbeat rate at a top left location and a second pulsed one
Tonsignal oder Sprachsignal bzgl. einer Geschwindigkeit an einer Stelle vorne unten wiedergeben werden. Die Wiedergabe der einzelnen Signalkomponente mag gleichzeitig oder leicht zeitversetzt stattfinden, um die Wahrnehmung durch den Benutzer zu erleichtern. Sound signal or voice signal regarding a speed at a point forward down to be played. Playback of the individual signal component may occur simultaneously or slightly time-delayed to facilitate user perception.

Claims

Patentansprüche claims
1. Multifunktionskopfhörersystem für sportliche Aktivitäten, das System aufweisend : 1. Multifunction headphone system for sports activities, comprising the system:
eine erste Vorrichtung, die zum Tragen in einem Ohr eines Benutzers eingerichtet ist und eine erste Datenkommunikationseinheit und einen ersten Lautsprecher aufweist, und  a first device adapted to be worn in an ear of a user and having a first data communication unit and a first speaker, and
eine zweite Vorrichtung, die zum Tragen im anderen Ohr des Benutzers eingerichtet ist und eine zweite Datenkommunikationseinheit und einen zweiten Lautsprecher aufweist,  a second device adapted to be carried in the other ear of the user and having a second data communication unit and a second speaker,
wobei zumindest eine der ersten und zweiten Vorrichtungen eine Sensoreinheit und eine Datenverarbeitungseinheit aufweist, wobei die  wherein at least one of the first and second devices comprises a sensor unit and a data processing unit, wherein the
Datenverarbeitungseinheit zum Erzeugen von Leistungsdaten basierend auf von der Sensoreinheit erfassten Messdaten eingerichtet ist, Data processing unit is configured to generate performance data based on measured data acquired by the sensor unit,
wobei die erste Vorrichtung ferner eine Signal Verarbeitungseinheit aufweist, die zum Erzeugen eines binauralen Audiosignals basierend auf den Leistungsdaten eingerichtet ist, das binaurale Audiosignal aufweisend einen ersten Signalteil zur Ausgabe durch den ersten Lautsprecher und einen zweiten Signalteil zur Ausgabe durch den zweiten Lautsprecher, und  wherein the first device further comprises a signal processing unit configured to generate a binaural audio signal based on the performance data, the binaural audio signal comprising a first signal portion for output by the first loudspeaker and a second signal portion for output by the second loudspeaker, and
wobei die erste Datenkommunikationseinheit zum Übertragen des zweiten Signalteils des binauralen Audiosignals an die zweite  wherein the first data communication unit for transmitting the second signal part of the binaural audio signal to the second
Datenkommunikationseinheit eingerichtet ist. Data communication unit is set up.
2. Das System gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei das von der Signalverarbeitungseinheit erzeugte binaurale Audiosignal eine 2. The system according to the preceding claim, wherein the binaural audio signal generated by the signal processing unit a
Signalkomponente aufweist, die für einen Wert der Leistungsdaten indikativ ist.  Signal component that is indicative of a value of the performance data.
3. Das System gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die 3. The system according to the preceding claim, wherein the
Signal Verarbeitungseinheit ferner dazu eingerichtet ist, das binaurale Audiosignal so zu erzeugen, dass eine räumliche Position der Signal processing unit is further adapted to the binaural To generate audio signal so that a spatial position of the
Signalkomponente von dem Wert der Leistungsdaten abhängig ist. Signal component is dependent on the value of the performance data.
4. Das System gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die räumliche Position der Signalkomponente relativ zu einer Ebene abhängig von einer4. The system according to the preceding claim, wherein the spatial position of the signal component relative to a plane depends on a
Differenz zwischen dem Wert der Leistungsdaten und einem vorbestimmten Referenzwert ist. Difference between the value of the performance data and a predetermined reference value.
5. Das System gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das von der Signalverarbeitungseinheit erzeugte binaurale Audiosignal eine weitere 5. The system according to claim 2, wherein the binaural audio signal generated by the signal processing unit is another
Signalkomponente aufweist, die für einen weiteren Wert der Leistungsdaten indikativ ist, und wobei die Signalverarbeitungseinheit ferner dazu eingerichtet ist, das binaurale Audiosignal so zu erzeugen, dass eine räumliche Position der weiteren Signalkomponente unterschiedlich von der räumlichen Position der Signalkomponente ist.  Signal component, which is indicative of another value of the performance data, and wherein the signal processing unit is further adapted to generate the binaural audio signal so that a spatial position of the further signal component is different from the spatial position of the signal component.
6. Das System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Signalverarbeitungseinheit zum Modifizieren vorgespeicherter Audiodaten in Abhängigkeit von zumindest einem Wert der Leistungsdaten eingerichtet ist. The system of any one of the preceding claims, wherein the signal processing unit is adapted to modify prestored audio data in response to at least one value of the performance data.
7. Das System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Datenkommunikationseinheit und die zweite The system according to one of the preceding claims, wherein the first data communication unit and the second
Datenkommunikationseinheit drahtlose Datenkommunikationseinheiten sind, die zum Kommunizieren mit einander eingerichtet sind.  Data communication unit are wireless data communication units configured to communicate with each other.
8. Das System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensoreinheit eine physiologische Sensoreinheit aufweist. 8. The system according to one of the preceding claims, wherein the sensor unit comprises a physiological sensor unit.
9. Das System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensoreinheit eine Bewegungssensoreinheit aufweist. The system of any of the preceding claims, wherein the sensor unit comprises a motion sensor unit.
10. Das System gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei beide The system according to the preceding claim, wherein both
Vorrichtungen eine Bewegungssensoreinheit aufweisen. Devices have a motion sensor unit.
11. Verfahren aufweisend : 11. Method comprising:
Erfassen von Messdaten mittels einer Sensoreinheit,  Acquisition of measurement data by means of a sensor unit,
Erzeugen von Leistungsdaten basierend auf den Messdaten mittels einer Datenverarbeitungseinheit,  Generating performance data based on the measurement data by means of a data processing unit,
wobei die Sensoreinheit und die Datenverarbeitungseinheit in einer ersten Vorrichtung, die zum Tragen in einem Ohr eines Benutzers eingerichtet ist und eine erste Datenkommunikationseinheit und einen ersten Lautsprecher aufweist, oder in einer zweiten Vorrichtung, die zum Tragen im anderen Ohr des Benutzers eingerichtet ist und eine zweite Datenkommunikationseinheit und einen zweiten Lautsprecher aufweist, enthalten sind,  wherein the sensor unit and the data processing unit in a first device, which is adapted to be worn in an ear of a user and having a first data communication unit and a first speaker, or in a second device, which is adapted to be worn in the other ear of the user and a second Data communication unit and a second speaker, are included,
Erzeugen eines binauralen Audiosignals basierend auf den  Generating a binaural audio signal based on the
Leistungsdaten mittels einer Signalverarbeitungseinheit, die in der ersten Vorrichtung enthalten ist, das binaurale Audiosignal aufweisend einen ersten Signalteil zur Ausgabe durch den ersten Lautsprecher und einen zweiten Signalteil zur Ausgabe durch den zweiten Lautsprecher, und Performance data by means of a signal processing unit contained in the first device, the binaural audio signal comprising a first signal part for output by the first loudspeaker and a second signal part for output by the second loudspeaker, and
Übertragen des zweiten Signalteils des binauralen Audiosignals an die zweite Datenkommunikationseinheit mittels der ersten  Transmitting the second signal part of the binaural audio signal to the second data communication unit by means of the first
Datenkommunikationseinheit. Data communication unit.
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