JP6220084B2

JP6220084B2 - 差分信号測定を使用する、ヘッドフォンが頭部にあることの検知

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Inventors: エドウィン・シー・ジョンソン・ジュニア
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Description

本開示は、一般に、着用可能な音声デバイスの電力制御のためのシステムに関するものである。

ユーザは、まわりの人々の気を散らすことも邪魔することもなく音楽を楽しむために、ヘッドセットを着用することができる。ノイズキャンセルヘッドセットを着用すると、ユーザは、音声の一部分でない様々なノイズを聞くことなく音楽などの音声を聞くことができる。しかしながら、ノイズキャンセルヘッドセットは、一般に、音声プレーヤからヘッドセットへ音声を直接供給するために使用されるもの以上に、追加の電力を使用する。追加の電力は、ヘッドセットに給電するために使用されるバッテリから供給され得る。

ノイズキャンセルヘッドセットがユーザによって着用されていないことが検知されたとき、ヘッドセットに供給する電力を低減すると、ノイズキャンセルヘッドセット用バッテリの寿命を延ばすことができる。一実装形態では、ヘッドセットは、第1の補償ネットワークに結合された第1のスピーカと、第2の補償ネットワークに結合された第2のスピーカと、第1のスピーカに関連付けられた第1の信号と第2のスピーカに関連付けられた第2の信号の間の差分信号を感知するように構成された差動感知モジュールとを有する。差分信号は、ユーザのヘッドセット着用が検知されているかどうか判断するために使用される。ヘッドセットは電源を有し、ユーザのヘッドセット着用が、差分信号に基づいて検知されたかどうかということを基に、第1のスピーカおよび第2のスピーカに供給する電力レベルが調節される。

第1の補償ネットワークは、第1の電流および第1の音声供給を受け取って、第1のスピーカに第1の出力を供給する。第2の補償ネットワークは、第2の電流および第2の音声供給を受け取って、第2のスピーカに第2の出力を供給する。第1の補償ネットワークは、第1の補償ネットワークに第1のフィードバックデータを供給する第1のフィードバックマイクロフォンに結合されている。第2の補償ネットワークは、第2の補償ネットワークに第2のフィードバックデータを供給する第2のフィードバックマイクロフォンに結合されている。

差動感知モジュールが有する差動増幅器は、第1の増幅器入力において第1の信号を受け取り、第2の増幅器入力において第2の信号を受け取って、差分信号を生成するように構成されている。第1の信号および第2の信号の例には、第1および第2の電流、第1および第2の音声供給、または第1および第2の補償ネットワークからの第1および第2の出力信号を含むものがある。特定の実装形態では、差動増幅器は、差分信号をフィルタリングして、フィルタリングされた波形を生成するように構成された帯域通過フィルタに結合されている。帯域通過フィルタは、フィルタリングされた波形の大きさのレベル検知するように構成されたレベル検知器に結合されている。フィルタリングされた波形の大きさのレベルは、ユーザのヘッドセット着用が検知されているかどうか判断するのに使用される。

別の実装形態では、方法は、第1のスピーカおよび第2のスピーカを有するヘッドセットに音声を出力するステップと、差動感知モジュールにおいて差分信号を求めるステップと、差分信号に基づいて、ユーザのヘッドセット着用が検知されているかどうか判断するステップとを含む。この方法は、第1のフィードバックマイクロフォンからの第1のフィードバックデータを第1の補償ネットワークに供給するステップと、第2のフィードバックマイクロフォンからの第2のフィードバックデータを第2の補償ネットワークに供給するステップとをさらに含む。この方法は、ユーザのヘッドセット着用が差分信号に基づいて検知されているどうかということに基づいて、ヘッドセットに印加する電力レベルを調節するステップも含む。たとえば、ヘッドセットがユーザに着用されていないことが検知されたとき、電力レベルが下げられるかまたはオフにされる。

ヘッドセットの例示的な実装形態の図である。差動感知モジュールの例示的な実装形態のブロック図である。 2組の差動入力を有する差動感知モジュールの例示的な実装形態のブロック図である。ヘッドセットの電力レベルを調節するための方法の例示的な実装形態の流れ図である。

図1は、第1のスピーカ110および第2のスピーカ120を有するヘッドセット100を表す。第1のスピーカ110および第2のスピーカ120は、それぞれ第1の補償ネットワーク116および第2の補償ネットワーク126によって供給された音声出力信号に対応する音を出力するように構成されている。第1の補償ネットワーク116は、第1の音声供給140に基づいて第1の出力信号112を第1のスピーカ110に供給し、第2の補償ネットワーク126は、第2の音声供給142に基づいて第2の出力信号122を第2のスピーカ120に供給する。

第1の補償ネットワーク116に結合された第1のフィードバックマイクロフォン114が、第1の補償ネットワーク116に第1のフィードバックデータ115を供給する。第1のフィードバックデータ115は、第1の補償ネットワーク116によって、第1のスピーカ110に供給する第1の出力信号112を調節するのに使用される。たとえば、第1のフィードバックデータ115が第1のフィードバックマイクロフォン114によって検知されたノイズ(たとえば環境ノイズ)を含んでいるとき、第1の補償ネットワーク116は、ノイズを補償するために第1のフィードバックデータ115を使用して第1の出力信号112を修正する(たとえば信号からノイズ信号を減じるか、または反転したノイズ信号を第1の補償ネットワークにおいて信号に加算する)。第1の補償ネットワーク116は、増幅器駆動回路、イコライザ、およびフィードバック補償モジュールなどの音声処理構成要素を含む。代替実装形態では、第1の出力信号112をさらに修正するために、第1のフィードフォワードマイクロフォンが、第1の補償ネットワーク116に第1のフィードフォワードデータを供給する。

同様に、第2の補償ネットワーク126に結合された第2のフィードバックマイクロフォン124が、第2の補償ネットワーク126に第2のフィードバックデータ125を供給して第2の出力信号122を形成する。たとえば、第2のフィードバックデータ125が第2のフィードバックマイクロフォン124によって検知されたノイズ(たとえば環境ノイズ)を含んでいるとき、第2の補償ネットワーク126は、ノイズを補償するために第2のフィードバックデータ125を使用して第2の出力信号122を修正する。第2の補償ネットワーク126は、増幅器駆動回路、イコライザ、およびフィードバック補償モジュールなどの音声処理構成要素を含む。代替実装形態では、第2の出力信号122をさらに修正するために、第2のフィードフォワードマイクロフォンが、第2の補償ネットワーク126に第2のフィードフォワードデータを供給する。

第1の音声供給140が、第1の音声入力LAにおいて第1の補償ネットワーク116に供給される。第2の音声供給142が、第2の音声入力RAにおいて第2の補償ネットワーク126に供給される。第1の補償ネットワーク116は、少なくとも第1のフィードバックデータ115に基づいて第1の音声供給140を処理して第1の出力信号112を生成する。第1の補償ネットワーク116と、第1のスピーカ110と、第1のフィードバックマイクロフォン114とが組み合わされて、第1のフィードバックループを形成する。第2の補償ネットワーク126は、少なくとも第2のフィードバックデータ125に基づいて第2の音声供給142を処理する。第2の補償ネットワーク126は、第2の出力信号122によって、処理された音声を第2のスピーカ120に供給する。第2の補償ネットワーク126と、第2のスピーカ120と、第2のフィードバックマイクロフォン124とが組み合わされて、第2のフィードバックループを形成する。

ヘッドセット100がイヤーカップを含むとき、第1のスピーカ110、第2のスピーカ120、第1のフィードバックマイクロフォン114、および第2のフィードバックマイクロフォン124はイヤーカップの内部に配置され、イヤーカップの内部の音圧レベルは、第1のフィードバックマイクロフォン114および第2のフィードバックマイクロフォン124によって測定可能である。第1のフィードバックマイクロフォン114および第2のフィードバックマイクロフォン124のdB_SPL範囲は、それだけではないが、好ましくは約25dB_SPL〜約125dB_SPLである。第1のフィードバックマイクロフォン114において測定された音圧レベルが第1のフィードバックデータ115に含まれ、第2のフィードバックマイクロフォン124において測定された音圧レベルが第2のフィードバックデータ125に含まれる。第1の補償ネットワーク116は、第1のフィードバックデータ115によって第1の出力信号112を調節することができ、第2の補償ネットワーク126は、第2のフィードバックデータ125によって第2の出力信号122を調節することができる。

ヘッドセット100は電源150から電力を受け取る。電源150によって第1の補償ネットワーク116に供給される第1の電流118は、第1の電流ノードLIにおいて、第1の分路抵抗器119(または他の電流感知デバイス)によって測定され得る。電源150によって第2の補償ネットワーク126に供給される第2の電流128も、第2の電流ノードRIにおいて、第2の分路抵抗器129(または他の電流感知デバイス)によって測定され得る。第1のフィードバックマイクロフォン114および第2のフィードバックマイクロフォン124によって検知される低周波数(たとえば500Hz未満の周波数)により、第1の補償ネットワーク116および第2の補償ネットワーク126が電源150からより多くの電力を消費し、したがって第1の電流118および第2の電流128がそれぞれ増加する。

電源150には電力コントローラ152が結合されている。電力コントローラ152は差動感知モジュール154を含む。差動感知モジュール154は、第1の電流118および第2の電流128、第1の音声供給140および第2の音声供給142、第1の出力信号112および第2の出力信号122、またはそれらの任意の組合せに相当する入力を受け取るように構成されている。差動感知モジュール154は、入力に基づいて差分信号を求める。電力コントローラ152は、電源150に、第1の補償ネットワーク116および第2の補償ネットワーク126に供給する電力レベルを調節させるように構成されている。

電力レベルは、差分信号としきい値の間の比較に基づいて調節される。差分信号がしきい値未満であるとき、電力レベルがスタンバイ状態に低下され、第1の補償ネットワーク116および第2の補償ネットワーク126に供給される電力が低レベルまたはゼロになる。しきい値は、ヘッドセットがユーザによって着用されていないとき、差分信号がしきい値未満になるように設定される。周囲環境またはヘッドセット100における変化が第1のスピーカ110と第2のスピーカ120に対して同様の作用をもたらすので、差分信号は、ヘッドセット100がユーザによって着用されているかどうかを、絶対信号値よりも良好に示す。また、特定の状況が第1のスピーカ110と第2のスピーカ120の両方に対して類似の影響を及ぼし得るので、差分信号は、環境処理などの機能に対して、より頑健でより耐性のある手法をもたらす。

電力コントローラ152は、電力レベルに対する特定の期間内の調節を防止するために、遅延タイマをさらに含む。たとえば、遅延タイマが5分に設定されているとき、ヘッドセット100が5分間にわたって着用されていないことが差動感知モジュール154によって検知されるまで、電力レベルは低下されない。電力コントローラ152は、図2においてより詳細に示された要素をさらに含む。電力コントローラ152の実装形態の例は、それだけではないが、プロセッサおよびメモリモジュールもしくはメモリ回路、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、アナログ回路またはそれらの組合せなどを含む。

ヘッドセット100がユーザによって着用されているとき、差分信号は第1の特性を有する。第1の特性は、比較的大きい差分信号に関連し得る。たとえば、差分信号が第1の電流118と第2の電流128の間の差であるとき、第1の特性は、左側の電流ノードLIと右側の電流ノードRIの間の差が電流しきい値よりも大きいことに対応する。別の例として、差分信号が第1の出力信号112と第2の出力信号122の間の差に相当するとき、第1の特性は、左側の出力駆動回路LSと右側の出力駆動回路RSの間の差が出力信号のしきい値よりも大きいことに対応する。代替実装形態では、電流のしきい値または出力信号のしきい値は、第1の音声供給140と第2の音声供給142の間の音声供給の差に基づいて修正されてよい。たとえば、音声供給の差が大きければ、電流のしきい値または出力信号のしきい値が増加することになる。

ヘッドセット100がユーザによって着用されていないとき、差分信号は第2の特性を有する。たとえば、差分信号が第1の電流118と第2の電流128の間の差に相当するとき、第2の特性は、左側の電流ノードLIと右側の電流ノードRIの間の差が電流しきい値よりも小さいことに対応する。別の例として、差分信号が第1の出力信号112と第2の出力信号122の間の差に相当するとき、第2の特性は、左側の出力駆動回路LSと右側の出力駆動回路RSの間の差が出力信号のしきい値よりも小さいことに対応する。代替実装形態では、電流のしきい値または出力信号のしきい値は、第1の音声供給140と第2の音声供給142の間の音声供給の差に基づいて修正されてよい。たとえば、音声供給の差が大きければ、電流のしきい値または出力信号のしきい値が増加することになる。

動作時には、第1の音声入力LAおよび第2の音声入力RAは、デジタル音声プレーヤ、コンピュータ、テレビ、または任意の他の音声生成デバイスなどの音声源から、それぞれ第1の音声供給140および第2の音声供給142を受け取る。第1のフィードバックマイクロフォン114は、第1の補償ネットワーク116に第1のフィードバックデータ115を供給する。第1の補償ネットワーク116は、それだけではないが第1の音声供給140および第1のフィードバックデータ115を含んでいる信号源に基づいて第1の出力信号112を生成し、第1の出力信号112を第1のスピーカ110に送る。第2のフィードバックマイクロフォン124は、第2の補償ネットワーク126に第2のフィードバックデータ125を供給する。第2の補償ネットワーク126は、それだけではないが第2の音声供給142および第2のフィードバックデータ125を含んでいる信号源に基づいて第2の出力信号122を生成し、第2の出力信号122を第2のスピーカ120に送る。差動感知モジュール154は、第1の音声供給140および第2の音声供給142、第1の出力信号112および第2の出力信号122、第1の電流118および第2の電流128、またはそれらの組合せをサンプリングして差分信号を求める。

電力コントローラ152は、(ヘッドセット100がユーザによって着用されているかどうか判断するために)差分信号としきい値との比較に基づいて、電源150に電力レベルを調節させる。たとえば、差動感知モジュール154への入力信号の間の差が小さい場合など、差分信号がしきい値未満のとき、電力コントローラ152は、ヘッドセット100がユーザによって着用されていないと判断して、電源150に、ヘッドセット100への供給電力を(たとえば低電力のスタンバイ状態に切り換えることによって)低減させる。低電力のスタンバイ状態は、第1のフィードバックマイクロフォン114および第2のフィードバックマイクロフォン124、ならびに第1の補償ネットワーク116の構成要素と第2の補償ネットワーク126の構成要素のうちいくつかまたはすべてへの電力を維持する。低電力のスタンバイ状態のとき、入力間の差が増加した場合など、差分信号が第2のしきい値を満たすとき、電力コントローラ152は、ヘッドセット100がユーザによって着用されていると判断して、電源150に、ヘッドセット100への供給電力を(たとえばより高電力の活性状態に切り換えることによって)増加させる。いくつかの実装形態では、ヘッドセット100は、(差分信号の測定に基づいて)ヘッドセット100が着用されているかどうか判断して、ヘッドセットが着用されていると検出されたかそれとも着用されていないかを示すデータ(たとえばフラグ)を生成する。他の実装形態では、ヘッドセット100がユーザによって着用されているかどうかの明示的な判断はない。むしろ、電力コントローラ152は、しきい値に関する差分信号の比較測定を示すデータを出力する。電力レベルを調節することにより、ヘッドセット100がユーザによって着用されていないと(差分信号の測定に基づいて)判断されたとき、消費電力が低減されるという利益が得られ、ヘッドセット100のバッテリ寿命が延びる。

図2に関して、差動感知モジュール200のブロック図が示されている。差動感知モジュール200が有する差動増幅器205は、第1の増幅器入力202から第1の入力信号201を受け取り、第2の増幅器入力204から第2の入力信号203を受け取るように構成されている。第1の入力信号201の例には、第1の電流118(第1の電流ノードLIにおいて測定されたもの)、第1の音声供給140(第1の音声入力LAにおいて測定されたもの)、第1の出力信号112(第1の出力駆動回路LSにおいて測定されたもの)、またはそれらの組合せが含まれる。第2の入力信号203の例には、第2の電流128(第2の電流ノードRIにおいて測定されたもの)、第2の音声供給142(第2の音声入力RAにおいて測定されたもの)、第2の出力信号122(第2の出力駆動回路RSにおいて測定されたもの)、またはそれらの組合せが含まれる。差動増幅器205は、第1の入力信号201と第2の入力信号203の間の差に相当する差分信号206を生成するように構成されている。差動増幅器205は、差分信号206を帯域通過フィルタ207に供給する。

帯域通過フィルタ207は、差分信号206をフィルタリングするように構成されている。差分信号206は、フィルタリングされなければ、ヘッドセット100がユーザによって着用されているかどうかの判断とは直接関係しない外来のデータを含んでいる。電流差が感知される場合、帯域通過フィルタ207は、第1の補償ネットワーク116および第2の補償ネットワーク126によって消費される公称電流の差を除去するように構成されている。さらに、帯域通過フィルタ207は、検知された信号からもたらされる、ユーザの頭部におけるヘッドセット100の配置とは無関係な電流差を低減するように構成されている。帯域通過フィルタ207は、差分信号206をフィルタリングして、フィルタリングされた波形208を生成する。フィルタリングされた波形208がレベル検知器209に供給される。レベル検知器209は、フィルタリングされた波形208を分析して、第1の入力信号201と第2の入力信号203の間の差の量に相当するフィルタリングされた波形208の大きさを求める。レベル検知器209は、フィルタリングされた波形208の大きさがしきい値を上回るか/下回るか判断する。レベル検知器209は、その出力をプロセッサおよびメモリのモジュール230に供給する。あるいは、プロセッサおよびメモリのモジュール230が、フィルタリングされた波形208の大きさがしきい値を上回るか/下回るか判断してもよい。第1の入力信号201と第2の入力信号203の間の差がかなりあるとき(たとえばしきい値よりも大きいとき)、ヘッドセット100がユーザによって着用されていると判断される。第1の入力信号201と第2の入力信号203の間の差があまりないとき(たとえばしきい値未満のとき)、ヘッドセット100がユーザによって着用されていないと判断される。あるいは、プロセッサおよびメモリのモジュールの機能は、アナログ回路または特定用途向け集積回路(ASIC)において実施される。

第1の補償ネットワーク116および第2の補償ネットワーク126は、それぞれ第1のフィードバックデータ115および第2のフィードバックデータ125に基づいて、第1のスピーカ110および第2のスピーカ120に対する音声調節(たとえばノイズキャンセル、スピーカの移動)を行う。第1のフィードバックデータ115および第2のフィードバックデータ125は低周波数信号を含んでいる。第1のフィードバックマイクロフォン114および第2のフィードバックマイクロフォン124によって感知される低周波数は、ヘッドセット100がユーザによって着用されてないとき、第1のスピーカ110と第2のスピーカ120の間でほぼ等しい大きさおよび位相でもたらされる大きい波長に相当するものである。ヘッドセット100がユーザによって着用されていないとき、感知される低周波数の大きさおよび位相がほぼ等しいので、第1のフィードバックマイクロフォン114および第2のフィードバックマイクロフォン124によって感知されるイヤーカップの内部の圧力もほぼ等しく、結果的に、差分信号206はそれほど重要ではなくなる(たとえばしきい値未満になる)。ヘッドセット100がユーザによって着用されているとき、第1のスピーカ110のすぐ近くの第1のフィードバックマイクロフォン114および第2のスピーカ120のすぐ近くの第2のフィードバックマイクロフォン124によって感知される低周波数の周囲圧力はより大きくなる。

第1の補償ネットワーク116および第2の補償ネットワーク126は、それぞれ第1のフィードバックデータ115および第2のフィードバックデータ125を使用して、第1の出力信号112および第2の出力信号122を修正する。修正の例には、それだけではないが、第1のスピーカ110または第2のスピーカ120の物理位置の調節、第1の出力信号112または第2の出力信号122の音量の増減が含まれる。たとえば、ユーザに対する第1のスピーカ110の物理位置(たとえばユーザの耳により近いことまたはより遠いこと)は、周囲圧力に影響する。他の例では、第1のスピーカ110は、ユーザの耳に対して、ユーザの耳に向かないような角度で配向される。これらの修正は、第1の出力信号112と第2の出力信号122に対して異なる修正を適用することによって、間接的に差分信号206を生成する。

ヘッドセット100が着用されているとき、様々な不完全性によって、第1のスピーカ110のシールと第2のスピーカ120のシールの間に差が生じる傾向がある。不完全性の例には、それだけではないが、ユーザの頭部の形状における非対称性、イヤーカップのシールの差異、ユーザの頭部の(たとえば噛んでいるかまたは話しているときの)動きにおける差、心臓の鼓動に関連する血圧パルスの到着時間における差、ユーザの頭部の運動に関連付けられた圧力変化の異極性が含まれる。ヘッドセット100がユーザによって着用されているとき、これらの差が音圧レベルに影響を及ぼして、第1の出力信号112と第2の出力信号122の間に測定可能な差が生じる。加えて、第1のフィードバックマイクロフォン114および第2のフィードバックマイクロフォン124は、話すこと、噛むこと、歩くことなど、頭部の小さな運動からもたらされる異なる信号を検知する。ユーザの心臓の鼓動も、ユーザが比較的静止しているときさえ低周波数において感知され、第1のフィードバックマイクロフォン114と第2のフィードバックマイクロフォン124が、第1のスピーカ110と第2のスピーカ120の間の差を検知することが可能になる。これらの差は、第1の出力信号112および第2の出力信号122に影響を及ぼす。たとえば、第1の補償ネットワーク116は、第2の補償ネットワーク126が第2の出力信号122を調節するやり方とは違ったやり方で第1の出力信号112を調節し、第1のスピーカ110および第2のスピーカ120に関して、異なる音圧レベルについて音声品質を改善する。差分信号206はこれらの差を反映し、ヘッドセット100がユーザによって着用されている(たとえば差分信号がしきい値を上回る)かどうか判断するのに使用される。

プロセッサおよびメモリのモジュール230は、プロセッサおよびメモリのモジュール230がフィルタリングされた波形208のレベルに基づいてヘッドセット100がユーザによって着用されているかどうか判断したとき、電源250に、ヘッドセット100に供給する電力レベルを調節させるように構成されている。他の実装形態では、プロセッサおよびメモリのモジュール230は、電力レベルの不正確な調節または瞬時の調節を防止するために、電力レベルの調整を遅延させるように構成されている。たとえば、遅延時間が5分であれば、電力レベルを低下させる前に、ヘッドセット100が5分間にわたって装着されていないことが検知されなければならない。プロセッサおよびメモリのモジュール230の実装形態の例には、それだけではないが、記憶装置からの命令を実行するように構成された、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、アナログ回路、汎用プロセッサ、またはそれらの組合せが含まれる。

図3は、差動感知モジュール300の代替実装形態のブロック図を示す。差動感知モジュール300は、プロセッサおよびメモリのモジュール330に対する複数の入力を可能にする。差動感知モジュール300が有する第1の差動増幅器315は、第1の増幅器入力312において第1の入力信号311を受け入れ、第2の増幅器入力314において第2の入力信号313を受け入れるように構成されている。差動感知モジュール300は第2の差動増幅器325も有し、これは、第3の増幅器入力322において第3の入力信号321を受け入れ、第4の増幅器入力324において第4の入力信号323を受け入れるように構成されている。第1の差動増幅器315は、第1の入力信号311と第2の入力信号313の間の差に相当する第1の差分信号316を生成するように構成されている。第1の差動増幅器315は、第1の差分信号316を第1の帯域通過フィルタ317に供給する。第2の差動増幅器325は、第3の入力信号321と第4の入力信号323の間の差に相当する第2の差分信号326を生成するように構成されている。第2の差動増幅器325は、第2の差分信号326を第2の帯域通過フィルタ327に供給する。

第1の帯域通過フィルタ317は、第1の差分信号316をフィルタリングして第1のフィルタリングされた波形318を生成するように構成されており、第2の帯域通過フィルタ327は、第2の差分信号326をフィルタリングして第2のフィルタリングされた波形328を生成するように構成されている。第1の帯域通過フィルタ317は、第1のフィルタリングされた波形318を、レベル分析用の第1のレベル検知器319に供給し、第2の帯域通過フィルタ327は、第2のフィルタリングされた波形328を、レベル分析用の第2のレベル検知器329に供給する。第1のレベル検知器319および第2のレベル検知器329は、それぞれのフィルタリングされた波形に関連するレベル(たとえばそれぞれの入力信号間の差の大きさ)を示す情報を、プロセッサおよびメモリのモジュール330に供給する。プロセッサおよびメモリのモジュール330は、第1のレベル検知器319および第2のレベル検知器329によって供給された情報(たとえば大きさがしきい値を上回るかどうかということ)に基づいて、電源350に、ヘッドセット100に供給する電力のレベルを調節させるべきかどうか判断するように構成されている。プロセッサおよびメモリのモジュール330の実装形態の例には、それだけではないが、命令を実行するように構成された、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、アナログ回路、汎用プロセッサ、またはそれらの組合せが含まれる。

第1の入力信号311および第2の入力信号313は、1つの信号タイプに制限されないが、第1の差分信号316を求めるときには、第1の入力信号311と第2の入力信号313は同一の信号タイプである。第1の差動増幅器315および第2の差動増幅器325は、異なる信号タイプを受け取る。たとえば、第1の入力信号311および第2の入力信号313が、1つの特定の信号タイプであるとき、第3の入力信号321および第4の入力信号323は、別の特定の信号タイプである。例示的実装形態の1つでは、第1の入力信号311および第2の入力信号313は、それぞれ第1の電流118および第2の電流128から入力を受け取り、第3の入力信号321および第4の入力信号323は、それぞれ第1の音声供給140および第2の音声供給142から入力を受け取る。別の例示的実装形態では、第1の入力信号311および第2の入力信号313は、第1のスピーカ駆動装置および第2のスピーカ駆動装置から入力を受け取る。プロセッサおよびメモリのモジュール330は、第1の差分信号316および第2の差分信号326の一方または両方に基づいて判断するように構成されている。例示的実装形態の1つでは、プロセッサおよびメモリのモジュール330は、ヘッドセット100がユーザによって着用されているかどうか判断するのに、電流と出力信号の両方を組み合わせて使用する。たとえば、プロセッサおよびメモリのモジュール330は、電流と出力信号の両方をそれぞれのしきい値と比較して、一方または両方がそれぞれのしきい値を満たすかどうか判断するように構成されている。さらに別の例示的実装形態では、プロセッサおよびメモリのモジュール330は、出力信号と音声供給の両方を使用し、出力信号だけに基づいて、ヘッドセット100がユーザによって着用されているかどうか判断する。たとえば、出力信号だけが、そのそれぞれのしきい値と比較される。2つの差動増幅器315および325しか示されていないが、他の実装形態は2つよりも多くの差動増幅器を含み、プロセッサおよびメモリのモジュール330が複数の差分信号の任意の組合せに基づいて判断することを可能にする。

例示的実装形態の1つでは、プロセッサおよびメモリのモジュール330は、複数の差分信号の大多数(たとえば3つの差分信号のうち2つ)がそれぞれのしきい値よりも大きいとき、ヘッドセット100がユーザによって着用されていると判断する。別の例示的実装形態では、第1の差分信号316は音声供給の差であり、第2の差分信号326は出力信号の差である。音声供給の差が出力信号の差に伝搬するので、出力信号のしきい値は、音声供給の差に基づいて増加される。したがって、しきい値を満たす第2の差分信号は、第1の差分信号の特性に基づくものである。

図4は、ヘッドセットの電力レベルを調節するための方法400の例示的実装形態を表す流れ図である。特定の例では、ヘッドセットはヘッドセット100である。方法400は、差動感知モジュールにおいて、ヘッドセットの第1のスピーカに関連付けられた第1の入力信号および第2のスピーカに関連付けられた第2の入力信号を受け取るステップ402を含む。たとえば、第1の入力信号は、第1の出力信号112、第1のフィードバックデータ115、第1の電流118、第1の音声供給140、またはそれらの組合せであり得て、第2の信号は、第2の出力信号122、第2のフィードバックデータ125、第2の電流128、第2の音声供給142、またはそれらの組合せであり得る。例示的実装形態では、差動感知モジュールは、図2の差動増幅器205、帯域通過フィルタ207、レベル検知器209、ならびにプロセッサおよびメモリのモジュール230を含む。別の例示的実装形態では、差動感知モジュールは、図3の第1の差動増幅器315、第2の差動増幅器325、第1の帯域通過フィルタ317、第2の帯域通過フィルタ327、第1のレベル検知器319、第2のレベル検知器329、ならびにプロセッサおよびメモリのモジュール330を含む。

方法400は、第1の入力信号と第2の入力信号の間の差に基づいて差分信号を求めるステップ404を含む。例示的実装形態では、差分信号を求めるステップは図2の差動増幅器205において生じる。別の実装形態では、差分信号を求めるステップは、第1の差動増幅器315および第2の差動増幅器325において生じる。

方法400は、ユーザのヘッドセット着用が検知されているかどうか、差分信号に基づいて判断するステップ406も含む。例示的実装形態では、ヘッドセットの着用が検知されているかどうか判断するステップは、図2のプロセッサおよびメモリのモジュール230において生じる。別の例示的実装形態では、ヘッドセットの着用が検知されているかどうか判断するステップは、図3のプロセッサおよびメモリのモジュール330において生じる。

方法400は、電源が供給する電力のレベルを差分信号に基づいて調節するステップ408をさらに含む。たとえば、電力コントローラ152は、ユーザのヘッドセット着用が検知されているかどうかの判断に応答して、電源150に、図1のような第1の補償ネットワーク116および第2の補償ネットワーク126に対して供給される電力レベルを下げさせる。いくつかの実装形態では、ステップ408において、特定の期間が満了するまで電力レベルが調節されるのを防止するために遅延タイマが含まれる。遅延タイマは、ユーザが短い会話のためにヘッドセットを一時的に取り外すときなど、ユーザのヘッドセット着用が検知されない短い時間の間、ヘッドセットが特定の電力レベルにとどまることを可能にする。

当業者なら、発明概念から逸脱することなく、本明細書に開示された特定の装置および技術の多くの使用法および修正形態ならびにそれらからの離脱を行い得る。たとえば、本開示によるヘッドセットの選択された実装形態は、前の図の1つまたは複数を参照しながら説明されたもののすべての構成要素、より少数の構成要素、またはそれらとは異なる構成要素を含み得る。開示された実装形態は、本明細書に開示された装置および技術に含まれる(present in or possessed by)斬新な特徴および特徴の斬新な組合せの各々およびすべてを包含するものと解釈されるべきであり、添付の特許請求の範囲の有効範囲および等価物によってのみ限定されるべきである。

100 ヘッドセット
110 第1のスピーカ
112 第1の出力信号
114 第1のフィードバックマイクロフォン
115 第1のフィードバックデータ
116 第1の補償ネットワーク
118 第1の電流
119 第1の分路抵抗器
120 第2のスピーカ
122 第2の出力信号
124 第2のフィードバックマイクロフォン
125 第2のフィードバックデータ
126 第2の補償ネットワーク
128 第2の電流
129 第2の分路抵抗器
140 第1の音声供給
142 第2の音声供給
150 電源
152 電力コントローラ
154 差動感知モジュール
200 差動感知モジュール
201 第1の入力信号
202 第1の増幅器入力
203 第2の入力信号
204 第2の増幅器入力
205 差動増幅器
206 差分信号
207 帯域通過フィルタ
208 フィルタリングされた波形
209 レベル検知器
230 プロセッサおよびメモリのモジュール
250 電源
300 差動感知モジュール
311 第1の入力信号
312 第1の増幅器入力
313 第2の入力信号
314 第2の増幅器入力
315 第1の差動増幅器
316 第1の差分信号
317 第1の帯域通過フィルタ
318 第1のフィルタリングされた波形
319 第1のレベル検知器
321 第3の入力信号
322 第3の増幅器入力
323 第4の入力信号
324 第4の増幅器入力
325 第2の差動増幅器
326 第2の差分信号
327 第2の帯域通過フィルタ
328 第2のフィルタリングされた波形
329 第2のレベル検知器
330 プロセッサおよびメモリのモジュール
350 電源
LA 第1の音声入力
LI 左側の電流ノード
LS 左側の出力駆動回路
RA 第2の音声入力
RI 右側の電流ノード
RS 右側の出力駆動回路

Claims

第1のスピーカと、
第2のスピーカと、
前記第1のスピーカに関連付けられた第1の信号と前記第2のスピーカに関連付けられた第2の信号の間の差分信号を求めるように構成された差動感知モジュールと、
前記差分信号に基づいて、前記第1のスピーカおよび前記第2のスピーカに供給する電力レベルを調節するように構成された電源と
を備えるヘッドセット。
前記差動感知モジュールが、
第1の増幅器入力において前記第1の信号を受け取り、第2の増幅器入力において前記第2の信号を受け取って、前記第1の信号と前記第2の信号の間の差に基づいて前記差分信号を生成するように構成された差動増幅器と、
前記差動増幅器に結合された帯域通過フィルタであって、前記差分信号をフィルタリングして、フィルタリングされた波形を生成するように構成された帯域通過フィルタと、
前記帯域通過フィルタに結合されたレベル検知器であって、前記フィルタリングされた波形の大きさがしきい値を満たすかどうか判断するように構成されたレベル検知器と
を備える請求項1に記載のヘッドセット。
前記第1のスピーカおよび前記第2のスピーカがユーザによって着用されているとき、前記フィルタリングされた波形の大きさが前記しきい値を満たす請求項2に記載のヘッドセット。
前記電源が、前記フィルタリングされた波形の大きさが前記しきい値を満たさないことに応答して前記電力レベルを低下させるように構成されている請求項2に記載のヘッドセット。
前記電源が、前記フィルタリングされた波形が前記しきい値を満たすことに応答して前記電力レベルを上昇させるように構成されている請求項2に記載のヘッドセット。
前記第1のスピーカに結合された第1の補償ネットワークであって、第1の電流および第1の音声供給を受け取るように構成されており、前記第1のスピーカに第1の出力信号を供給するように構成されている第1の補償ネットワークと、
前記第2のスピーカに結合された第2の補償ネットワークであって、第2の電流および第2の音声供給を受け取るように構成されており、前記第2のスピーカに第2の出力信号を供給するように構成されている第2の補償ネットワークと
をさらに備える請求項1に記載のヘッドセット。
前記第1の補償ネットワークに結合された第1のフィードバックマイクロフォンであって、前記第1のフィードバックマイクロフォンが前記第1の補償ネットワークに第1のフィードバックデータを供給し、前記第1の出力信号が前記第1の音声供給および前記第1のフィードバックデータに基づいて生成される第1のフィードバックマイクロフォンと、
前記第2の補償ネットワークに結合された第2のフィードバックマイクロフォンであって、前記第2のフィードバックマイクロフォンが前記第2の補償ネットワークに第2のフィードバックデータを供給し、前記第2の出力信号が前記第2の音声供給および前記第2のフィードバックデータに基づいて生成される第2のフィードバックマイクロフォンと
をさらに備える請求項6に記載のヘッドセット。
前記第1の補償ネットワークに結合された第1のマイクロフォンであって、前記第1のマイクロフォンが前記第1の補償ネットワークに第1のデータを供給し、前記第1の出力信号が前記第1の音声供給および前記第1のデータに基づいて生成される第1のマイクロフォンと、
前記第2の補償ネットワークに結合された第2のマイクロフォンであって、前記第2のマイクロフォンが前記第2の補償ネットワークに第2のデータを供給し、前記第2の出力信号が前記第2の音声供給および前記第2のデータに基づいて生成される第2のマイクロフォンと
をさらに備える請求項6に記載のヘッドセット。
前記第1の信号が、前記第1の補償ネットワークに供給される第1の電流であり、前記第2の信号が、前記第2の補償ネットワークに供給される第2の電流である請求項6に記載のヘッドセット。
前記第1の信号が、前記第1の補償ネットワークに供給される第1の音声供給であり、前記第2の信号が、前記第2の補償ネットワークに供給される第2の音声供給である請求項6に記載のヘッドセット。
前記第1の信号が、前記第1のスピーカに供給される第1の出力信号であり、前記第2の信号が、前記第2のスピーカに供給される第2の出力信号である請求項1に記載のヘッドセット。
差動感知モジュールにおいて、ヘッドセットの第1のスピーカに関連付けられた第1の信号を受け取るステップと、
前記差動感知モジュールにおいて、前記ヘッドセットの第2のスピーカに関連付けられた第2の信号を受け取るステップと、
前記第1の信号と前記第2の信号の間の差に基づいて差分信号を求めるステップと、
電源が前記ヘッドセットに供給する電力レベルを、前記差分信号に基づいて調節させるステップと
を含む方法。
ユーザによる前記ヘッドセットの着用が検知されているかどうか判断するために、前記差分信号をしきい値と比較するステップと、
コントローラにおいて、前記差分信号と前記しきい値の前記比較に基づいて、前記ユーザによる前記ヘッドセットの着用が検知されているかどうか判断するステップと
をさらに含む請求項12に記載の方法。
前記ヘッドセットが前記ユーザによって着用されていないと判断されたとき、前記電力レベルをスタンバイ状態に低減させるステップをさらに含む請求項13に記載の方法。
前記ヘッドセットが前記ユーザによって着用されていると判断されたとき、前記電力レベルを活性状態に調節するステップをさらに含む請求項13に記載の方法。
前記第1のスピーカにおいて、第1の補償ネットワークからの第1の出力信号を受け取るステップであって、前記第1の出力信号が第1の音声供給および第1のフィードバックデータに基づくものであり、前記第1のフィードバックデータが、第1のフィードバックマイクロフォンによって前記第1の補償ネットワークに供給されるステップと、
前記第2のスピーカにおいて、第2の補償ネットワークからの第2の出力信号を受け取るステップであって、前記第2の出力信号が第2の音声供給および第2のフィードバックデータに基づくものであり、前記第2のフィードバックデータが、第2のフィードバックマイクロフォンによって前記第2の補償ネットワークに供給されるステップと
をさらに含む請求項12に記載の方法。
前記第1の信号が、前記第1の補償ネットワークに供給される、第1の電流、前記第1の音声供給、第1の出力信号、またはそれらの組合せであり、前記第2の信号が、前記第2の補償ネットワークに供給される、第2の電流、前記第2の音声供給、第2の出力信号、またはそれらの組合せである請求項16に記載の方法。
第1のスピーカと、
第2のスピーカと、
第1の増幅器入力において前記第1のスピーカに関連付けられた第1の信号を受け取り、第2の増幅器入力において前記第2のスピーカに関連付けられた第2の信号を受け取って、前記第1の信号と前記第2の信号の間の差に基づいて差分信号を生成するように構成された差動増幅器と、
前記差動増幅器に結合された帯域通過フィルタであって、前記差分信号をフィルタリングして、フィルタリングされた波形を生成するように構成された帯域通過フィルタと、
前記帯域通過フィルタに結合されたレベル検知器であって、前記フィルタリングされた波形の大きさがしきい値を満たすかどうか判断するように構成されたレベル検知器と、
前記フィルタリングされた波形の大きさがしきい値を満たすかどうかの前記判断に基づいて、前記第1のスピーカおよび前記第2のスピーカに供給する電力レベルを調節するように構成された電源と
を備えるヘッドセット。
前記第1のスピーカおよび第1のフィードバックマイクロフォンに結合された第1の補償ネットワークであって、前記第1のフィードバックマイクロフォンが前記第1の補償ネットワークに第1のフィードバックデータを供給し、第1の音声供給および前記第1のフィードバックデータに基づいて第1の出力信号が生成される第1の補償ネットワークと、
前記第2のスピーカおよび第2のフィードバックマイクロフォンに結合された第2の補償ネットワークであって、前記第2のフィードバックマイクロフォンが前記第2の補償ネットワークに第2のフィードバックデータを供給し、第2の音声供給および前記第2のフィードバックデータに基づいて第2の出力信号が生成される第2の補償ネットワークと
をさらに備える請求項18に記載のヘッドセット。
前記電源が、
前記フィルタリングされた波形の大きさが前記しきい値を満たさないときには低電力状態またはスタンバイ状態を使用して、
前記フィルタリングされた波形の大きさが前記しきい値を満たすときには活性状態を使用するようにさらに構成されている請求項18に記載のヘッドセット。