WO2013171255A1 - Head-tracking headset and device - Google Patents

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WO2013171255A1
WO2013171255A1 PCT/EP2013/060018 EP2013060018W WO2013171255A1 WO 2013171255 A1 WO2013171255 A1 WO 2013171255A1 EP 2013060018 W EP2013060018 W EP 2013060018W WO 2013171255 A1 WO2013171255 A1 WO 2013171255A1
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WO
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signal
surround sound
headset
energy
head tracking
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/060018
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German (de)
French (fr)
Inventor
Christian Hoene
Patrick SCHREINER
Original Assignee
Eberhard Karls Universität Tübingen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eberhard Karls Universität Tübingen filed Critical Eberhard Karls Universität Tübingen
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S7/00—Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
    • H04S7/30—Control circuits for electronic adaptation of the sound field
    • H04S7/302—Electronic adaptation of stereophonic sound system to listener position or orientation
    • H04S7/303—Tracking of listener position or orientation
    • H04S7/304—For headphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S1/00—Two-channel systems

Definitions

  • the invention relates to a head-tracking headset and an associated remote station in the form of a device.
  • a headset is a combination of headphones and microphone.
  • headsets can be connected to personal computers (PCs), notebooks, smartphones, and cell phones (collectively referred to as “computers” or “devices”) to listen to, talk, or play music, for example.
  • PCs personal computers
  • notebooks smartphones
  • cell phones collectively referred to as "computers” or “devices”
  • Headsets are available in mono and stereo versions.
  • a mono headset only supports one acoustic transmission channel.
  • a stereo headset has two channels, one for the right and one for the left ear.
  • Headsets can be connected to computers via cable or wireless in a variety of ways.
  • two three-pin 3.5mm phone plugs are usually used to connect the headset.
  • the jack plugs typically have the colors green and red. Green is used to control the headphones, whereby analogue acoustic signals for the headphones are transmitted via the green connection.
  • Red is intended for the connection of a (mono) microphone, which also reproduces the acoustic signals in analog form.
  • the red microphone port of a computer also provides a power supply needed by some microphone technologies for operation.
  • Mobile phones often do not have two separate phone jacks, but use different male-female combinations.
  • head tracking typically determines the location and orientation of the head.
  • DOF degrees of freedom
  • X, Y and Z coordinates can be determined for the location and the roll, pitch and yaw angles (English pitch, yaw, roll) for orientation.
  • head pose is also summarized under the term (head) pose.
  • the measurement of the magnetic field (compass), gravitational acceleration (as in the case of the solder) and the rotational acceleration (as with the gyroscope) are suitable.
  • the position can be determined for example by means of GPS or indoors by means of ultrasound, cameras, radio waves, etc.
  • Headtracking headsets are often used in conjunction with so-called surround sound applications.
  • surround sound applications take advantage of the fact that humans can naturally hear in space.
  • the human being not only records the sound waves (and their meaning), but also can estimate from which direction the sound waves come and how far away the sound source is. This ability is called spatial hearing.
  • stereo headphones can be used.
  • the acoustic signal to be reproduced is recorded by means of a so-called head Related-Transfer-Function (HRTF) filtered, which enhances the impression of space.
  • HRTF head Related-Transfer-Function
  • the HRTF modifies the sound waves depending on the direction they arrive at the head of the listener. In other words, the sound has a different sound when it arrives at the listener from the front, back, left, right, up, or down.
  • head tracking is also helpful to increase localization accuracy.
  • a head pose or head orientation is recorded and, among other things, the HRTF is automatically adjusted depending on head position or head orientation, because after a head movement the sound also comes from a different direction.
  • head-tracking headsets are therefore well suited.
  • the invention has for its object to provide a head-tracking headset, a device and a system that are simple and inexpensive to implement and in particular require no change in conventional connections or interfaces in the device.
  • the invention achieves this object by a headtracking headset according to claim 1, a device, i. the corresponding remote site, such as a PC, a notebook, a smartphone, etc., according to claim 12 and a system according to claim 16.
  • the headtracking headset has a first port through which a first signal is transmitted from the headtracking headset, and a second port through which a second signal is received from the device that includes a surround sound signal that is, for example, head-based. or head pose dependent is generated by an associated surround sound application.
  • the first terminal may correspond to a conventional microphone terminal, which is conventionally coded by means of the color red.
  • the second connection may, for example, correspond to a conventional stereo headphone jack or a jack or a jack plug, which is conventionally coded by means of the color green.
  • the first and the second terminal may be part of a conventional four-pole jack or a corresponding four-pin phone jack, which serves as both headphone and as a microphone connection.
  • the first port then corresponds, for example, to the microphone portion of the four-pole jack plug or the four-pin jack socket, and the second port corresponds, for example, to the headphone portion of the four-pin jack plug or the four-pin jack socket.
  • each of the first and second terminals has a first connection point or a first connection terminal for a reference potential, wherein the reference potential of the first and the second connection can be identical, and each have a second connection point or a second connection terminal for one associated signal potential, so that the first and the second signal is transmitted as a potential difference between the respective first and second terminal.
  • the headtracking headset further has at least one, for example exactly two, conventional sound transducers 4, which convert or convert the surround sound signal into a sound signal.
  • the transducers form the headphones of the headtracking headset.
  • the headtracking headset further includes a conventional microphone for generating a microphone signal.
  • the head tracking headset further comprises one or more conventional sensors for determining a head orientation or head pose, the sensors generating head sensor or head orientation dependent digital sensor data.
  • the sensors can detect the complete position, ie position and orientation of the head. However, the sensors can also detect only the head orientation, for example in the form of a relative rotation of the head, since surround sound can generally be simulated sufficiently well if only the orientation is detected.
  • Typical sensors that can be used for orientation determination are based on Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) technology to detect acceleration, spin acceleration, and / or magnetic fields.
  • MEMS Micro-Electro-Mechanical Systems
  • optical sensors cameras
  • RF-based field or transit time measurements or ultrasonic sensors can be used.
  • the sensors are extended by a CPU to condition the sensor data, ie to generate the associated digital sensor data from analog sensor sizes.
  • the head tracking headset further includes a modulator configured to modulate a sensor data carrier signal with the digital sensor data.
  • the sensor data carrier signal can, for example, be amplitude, phase or frequency modulated.
  • the head tracking headset further comprises an overlay circuit which is designed to superimpose, in particular to add, the microphone signal and the sensor data carrier signal modulated with the digital sensor data to the first signal.
  • the sensor data carrier signal may have a carrier frequency, which is for example about 22 kHz and which is greater than an upper microphone signal cutoff frequency, which is for example about 18 kHz.
  • the superposition circuit may be designed to limit the microphone signal in the frequency domain to the upper microphone signal cutoff frequency. For this purpose, corresponding low-pass or bandpass filters may be provided in the superposition circuit.
  • the second signal may include a control signal in addition to the surround sound signal, wherein the control signal is generated by modulating a control data carrier signal with digital control data in the remote station, wherein the control data carrier signal has a carrier frequency which is approximately 22kHz, for example is and which is greater than an upper Jardinklangsignal cutoff frequency, which is for example about 18kHz, wherein the surround sound signal and the modulated with the digital control data control data carrier signal for generating the second signal superimposed, in particular added, are.
  • the headtracking headset may further comprise: a filter, comprising for example a first and a second bandpass filter unit, which or the second signal in the frequency domain in a first signal portion corresponding to the second signal in a frequency range up to the Jardinklangsignal cutoff frequency and which decomposes the surround sound signal and decomposes a second signal component corresponding to the second signal in a frequency range above the surround signal threshold frequency, and a demodulator which demodulates the second signal component of the second signal to demodulate the control data.
  • a filter comprising for example a first and a second bandpass filter unit, which or the second signal in the frequency domain in a first signal portion corresponding to the second signal in a frequency range up to the Jardinklangsignal cutoff frequency and which decomposes the surround sound signal and decomposes a second signal component corresponding to the second signal in a frequency range above the surround signal threshold frequency
  • a demodulator which demodulates the second signal component of the second signal to demodulate the control
  • control data for example, operating parameters of the head tracking headset can be set.
  • the control data may be used to transmit control information from the device to the head-tracking headset, for example to turn the sensors off or on, to change a capture rate, to perform firmware updates, and so forth.
  • the headtracking headset may include an energy harvesting circuit configured to generate operating power for the headtracking headset and / or an energy store of the headtracking headset from the second signal.
  • the energy recovery circuit may be configured to generate the operating energy from a signal component of the second signal, which is in a frequency range above the Jardinklangsignal- cutoff frequency, for example in a frequency range above about 22kHz.
  • the second signal can have a control signal and a signal for energy transmission as superposed signal components in addition to the surround sound signal.
  • the surround sound signal may include a variable surround signal level
  • the control signal may include a variable control signal level
  • the energy transfer signal may include an adjustable power signal level.
  • the surround signal level may depend on the control signal level and / or the power signal level.
  • the energy signal level may depend on the surround signal level and / or the control signal level.
  • the control signal level may depend on the surround signal level and / or the power signal level.
  • the second signal transmits in this case both the surround sound signal, the control signals and the power transmission signal.
  • the maximum level of the second signal may be limited and override should be avoided.
  • all three signals could be limited, for example, to one third of a maximum allowable level of the second signal.
  • the levels or volume levels of the three individual signals are regulated as a function of the level of a signal of the other two signals or the level of the two other signals. If, for example, an energy store of the headset is loaded and no control data are to be transmitted, the surround sound signal can be transmitted at full volume since the other two signals can be switched off.
  • the level of the power supply signal must be increased at the expense of the other two signals. Conversely, if just high-level surround sound signals are being transmitted, the level or amplitude of the other two signals should be reduced. If, on the other hand, only a quiet room sound signal is transmitted, the other two signals can be amplified. It is also possible to delay the transmission of the signals in time, if just a signal requires a high level or a high amplitude. For example, the control signal can be delayed in time if the surround sound signal is currently noisy.
  • the headtracking headset may further comprise a sensor data compression unit configured to compress the digital sensor data before it is modulated with the sensor data carrier signal.
  • the (digital) sensor data is compressed before it is transmitted, resulting in a higher data transfer rate and better channel utilization.
  • similar methods can be used in this case as well as in the compression of speech signals.
  • An example of such a method is "Adaptive Differential Pulse Code Modulation.”
  • One encoder for each roll pitch yaw angle could be used to reduce the data rate, for example, a faster ADPCM can be used. Transfer mode and a slower, but more accurate and absolute PCM mode are switched.
  • the sensors can be designed to determine further measured variables, such as, for example, temperature, heart rate, magnetic field and / or sound, wherein corresponding digital sensor data are also generated for these measured variables, which are then modulated and transmitted with the sensor data carrier signal.
  • data can be transmitted to the head pose, but also other sensor information or sensor data, such as temperature, heart rate, pressure, body conductance, keystrokes, proximity sensors (to determine if and how the headset is attached), magnetic field (for a Compass function), pedometer, gyroscopes, sound signals (especially low frequencies), optical signals (for example, the positions of bright light sources such as Wiimode), etc.
  • the device for receiving the first signal from a headtracking headset mentioned above and sending the second signal to the headtracking headset the device in the form of a personal computer, a notebook, a smartphone, etc., has a first port, via which the first signal is received by the headtracking headset, the first port of the device corresponds to the first port of the headtracking headset, and a second port via which the second signal is sent to the headtracking headset, the second port of the device corresponding to the second port of the headtracking headset.
  • the device further comprises a filter, for example comprising a first and a second bandpass filter unit which decomposes the first signal in the frequency domain into a first signal component which corresponds to the first signal in a frequency range up to the microphone signal cutoff frequency and a second signal component or decompose, which corresponds to the first signal in a frequency range above the microphone signal cutoff frequency.
  • the apparatus further includes a demodulator that demodulates the second signal portion to demodulate the sensor data.
  • the device may include a surround sound unit that generates the surround sound signal in response to the demodulated sensor data.
  • the device may include a modulator configured to modulate the control data carrier signal with the digital control data, and an overlay circuit configured to convert the surround signal and the control data carrier signal modulated with the digital control data to the second Signal to superimpose, in particular to add.
  • the device may comprise an energy signal generation unit which is designed to generate an energy signal which has exclusively frequencies in a frequency range above the surround signal threshold frequency, for example above about 22 kHz, wherein the overlay circuit is further adapted to the surround sound signal associated with the digital control data modulated control data carrier signal and the energy signal to the second signal to superimpose, in particular to add.
  • the system includes a headtracking headset and a device.
  • Fig. 1 is a headtracking headset and associated device.
  • Fig. 1 shows a system comprising a head-tracking headset 1 and an associated device 8 in the form of a so-called smartphone.
  • the headtracking headset 1 and the device 8 are electrically connected to each other by means of a single conventional cable with a four-pole jack plug or by means of two conventional cables, each with three-pole jacks, the four-pin jack plug into a corresponding socket of the headtracking headset (not shown) 1 can be plugged.
  • a possible signal assignment of the cable or jack connector reference is also made to the relevant specialist literature.
  • a first signal S1 is sent to the device 8 via the first connection 9 of the headtracking headset 1, and a second signal S2 from the device 8, which contains a conventional surround sound signal RS, is received via the second connection 5.
  • the headtracking headset 1 has two sound transducers 4 (only a single sound transducer 4 is shown by way of example), which form a headset, with the sound transducers 4 conventionally converting the (stereo) surround sound signal RS into an audible sound signal.
  • a microphone 3 is conventionally provided for generating a microphone signal MS.
  • Sensors 2 with integrated signal processing are used to determine a head orientation, wherein the sensors 2 generate digital sensor data depending on the head orientation.
  • a modulator 6 of the headtracking headset 1 is designed to modulate a sensor data carrier signal with the digital sensor data, an overlay circuit 7 of the headtracking headset 1 being designed, the microphone signal MS and the sensor data modulated with the digital sensor data.
  • carrier signal to the first signal S1 to superimpose, in particular to add.
  • the sensor data carrier signal has a carrier frequency that is greater than an upper microphone signal cutoff frequency.
  • the superposition circuit 9 is designed to limit the microphone signal in the frequency domain to the upper microphone signal cutoff frequency.
  • the overlay circuit 9 comprises one or more filter units with suitably selected edge frequencies.
  • the head orientation is conventionally determined.
  • the sensor data carrier signal is modulated with the corresponding sensor data (if necessary previously converted into a corresponding analog signal) and combined with the analog microphone signal MS using output filters not shown in detail in the superposition circuit 9.
  • the combined signals are thus transmitted to the device 1 as the first signal S1.
  • the device 8 has a filter 10 which divides the first signal S1 in the frequency domain into a first signal component which corresponds to the first signal in a frequency range up to the microphone signal cutoff frequency, and a second signal component. which corresponds to the first signal in a frequency range above the microphone signal cutoff frequency.
  • the first signal component corresponds to the microphone signal MS and can be suitably processed further.
  • the receiver 8 has a demodulator 11, which demodulates the second signal component in order to demodulate the sensor data.
  • a surround unit 12 generates the surround sound signal RS in response to the sensor data.
  • the device 8 has a modulator 17, which is designed to modulate a control data carrier signal with the digital control data.
  • the control data carrier signal can, for example, be amplitude, phase or frequency modulated.
  • the control data carrier signal has a carrier frequency which is greater than an upper Hautklangsignal- cutoff frequency.
  • an overlay circuit 18 Downstream of the modulator 17 is an overlay circuit 18, which is designed to superimpose, in particular to add, the spatial sound signal and the control data carrier signal modulated with the digital control data to the second signal S2.
  • the headtracking headset For extracting this control data from the second signal S2, the headtracking headset has a filter 12, which the second signal in the frequency domain in a first signal component corresponding to the second signal in a frequency range up to the Jardinklangsignal cutoff frequency and which forms the surround sound signal, and decomposes a second signal component which corresponds to the second signal in a frequency range above the surround signal frequency limit frequency.
  • a demodulator 13 demodulates the second signal portion of the second signal S2 to demodulate the control data.
  • control data operating parameters of the headtracking headset are adjustable.
  • the device 8 has an energy signal generation unit, not shown, which is designed to generate an energy signal, for example in the form of a high-frequency sinusoidal voltage signal, which exclusively contains frequencies in a frequency range above the surround sound signal cutoff frequency wherein the superposition circuit 18 is further configured to add, in particular, the surround sound signal, the control data carrier signal modulated with the digital control data, and the energy signal superimposed on the second signal.
  • an energy signal generation unit not shown, which is designed to generate an energy signal, for example in the form of a high-frequency sinusoidal voltage signal, which exclusively contains frequencies in a frequency range above the surround sound signal cutoff frequency
  • the superposition circuit 18 is further configured to add, in particular, the surround sound signal, the control data carrier signal modulated with the digital control data, and the energy signal superimposed on the second signal.
  • the headtracking headset 1 has an energy recovery circuit 14, which is designed to generate operating energy for the headtracking headset 1 and / or an energy storage of the headtracking headset 1, not shown, from the first signal S1.
  • the power generation circuit 14 is configured to generate the operating power from a signal portion of the second signal S2, i. the energy signal, which is in a frequency range above the carrier frequency of the control data carrier signal.
  • the analogue input signal S2 of the headtracking headset 1 can be separated into a surround sound signal RS and a control signal by means of two filter units, which can be provided in the filter 12. While the surround sound signal RS directly to the Sound transducer 4 and the headphones is passed, the control signal is demodulated and processed appropriately.
  • a head orientation or head pose is determined.
  • the correspondingly generated sensor data are converted into an analog signal, modulated and combined with the analog microphone signal MS by means of suitable output filter units, which may be contained in the superposition circuit 7.
  • the combined signals are thus transmitted as the first signal S1 to the device 8.
  • the filter 12 may comprise a high-pass filter unit which extracts a high-frequency range of the second signal S2.
  • the frequency range provided for the energy harvesting circuit 14 can be very narrowband.
  • the power supply of the head tracking headset 1 can be ensured by a battery, an accumulator or by piezoelectric or thermoelectric generators.
  • the filter units possibly provided in the superposition circuit 7 can be adapted to corresponding filter units of the filter 10 in the apparatus, ie the microphone signal MS and the sensor data signal are to be superimposed in the frequency domain.
  • the structure of the headtracking headset 1 is essentially independent of the type of device 1 used. In other words, regardless of the type of device used, identical filter configurations can be used.
  • low frequencies and DC components can be filtered out, for example, by means of an upstream capacitor at the first signal S1.
  • the received and properly filtered signal can be converted to a digital signal and then split into audio data and modulated sensor data.
  • the audio data or microphone data is routed directly to the processing application.
  • the sensor data is demodulated and then also transmitted to a processing application, such as a surround sound application.
  • a signal for controlling the sensors 2 is generated in the device 1, which subsequently serves to modulate a carrier signal.
  • the audio stream to be played out in the form of the surround sound signal RS and the control signal are combined and transmitted to the headtracking headset 1.
  • the filter units possibly provided in the filter 12 should be adapted to the corresponding filter units in the device 1.
  • both audio signals and sensor data are transmitted, which are modulated onto an associated carrier signal.
  • the sensors 2 are integrated into the headtracking headset 1 to determine the head orientation or head pose.
  • the sensor data can be used for any application (including surround sound calculations) on any audio-processing devices (eg PC, smartphone, tablet, etc.) can be used.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Stereophonic System (AREA)
  • Stereophonic Arrangements (AREA)

Abstract

A head-tracking headset (10) has: a first connection (9), by means of which a first signal (S1) is sent, a second connection (5), by means of which a second signal (S2) is received, which contains a stereophonic sound signal (RS), at least one sound transducer (4), which converts the stereophonic sound signal into a sound signal, a microphone (3) for producing a microphone signal (MS), sensors (2) for determining a head pose or a head orientation, wherein the sensors produce digital sensor data in accordance with the head pose or the head orientation, a modulator (6), which is designed to modulate a sensor data carrier signal with the digital sensor data, and a superposing circuit (7), which is designed to superpose, in particular to add, the microphone signal and the sensor data carrier signal modulated with the digital sensor data to form the first signal.

Description

Headtracking-Headset und Gerät  Headtracking headset and device
Die Erfindung betrifft ein Headtracking-Headset und eine zugehörige Gegenstelle in Form eines Geräts. The invention relates to a head-tracking headset and an associated remote station in the form of a device.
Ein Headset ist eine Kombination aus Kopfhörer und Mikrofon. Headsets können beispielsweise an Personal Computer (PC), Notebooks, Smart- phones und Handys (im Folgenden zusammenfassend als "Computer" oder "Gerät" bezeichnet) angeschlossen werden, um beispielsweise Musik zu hören, zu telefonieren oder zu spielen. A headset is a combination of headphones and microphone. For example, headsets can be connected to personal computers (PCs), notebooks, smartphones, and cell phones (collectively referred to as "computers" or "devices") to listen to, talk, or play music, for example.
Headsets gibt es in Mono- und Stereo-Ausführungen. Ein Mono-Headset unterstützt nur einen akustischen Übertragungskanal. Ein Stereo- Headset weist zwei Kanäle auf, einen für das rechte und einen für das linke Ohr. Headsets are available in mono and stereo versions. A mono headset only supports one acoustic transmission channel. A stereo headset has two channels, one for the right and one for the left ear.
Headsets können per Kabel oder per Funk auf verschiedene Weisen an Computer angeschlossen sein. Bei PCs und Notebooks werden in der Regel zwei dreipolige 3,5mm Klinkenstecker verwendet, um das Headset anzuschließen. Die Klinkenstecker haben typischerweise die Farben grün und rot. Grün dient zur Ansteuerung des Kopfhörers, wobei über den grünen Anschluss analog akustische Signale für den Kopfhörer übertragen werden. Headsets can be connected to computers via cable or wireless in a variety of ways. For PCs and notebooks, two three-pin 3.5mm phone plugs are usually used to connect the headset. The jack plugs typically have the colors green and red. Green is used to control the headphones, whereby analogue acoustic signals for the headphones are transmitted via the green connection.
Rot ist für den Anschluss eines (Mono-)Mikrofons vorgesehen, das die akustischen Signale ebenfalls analog wiedergibt. Häufig liefert der rote Mikrofon-Anschluss eines Computers zusätzlich eine Versorgungsspannung, die von manchen Mikrofon-Technologien für den Betrieb benötigt wird. Handys weisen häufig keine zwei voneinander getrennten Klinkenbuchse auf, sondern verwenden andere Stecker-Buchse-Kombinationen. Aktuelle Smartphones weisen beispielsweise einen vierpoligen Klinkenstecker auf, der sowohl als Kopfhöreranschluss als auch Mikrofon- Anschluss dient. Red is intended for the connection of a (mono) microphone, which also reproduces the acoustic signals in analog form. Often, the red microphone port of a computer also provides a power supply needed by some microphone technologies for operation. Mobile phones often do not have two separate phone jacks, but use different male-female combinations. Current smartphones, for example, have a four-pin phone plug that serves as both a headphone jack and a microphone jack.
Der Begriff Headtracking bedeutet "Kopf-Verfolgung". Beim Headtra- cking wird typisch Ort und die Ausrichtung des Kopfes bestimmt. Hierbei können bis zu sechs Freiheitsgrade (engl. 6 Degrees of Freedom - DOF) bestimmt werden. Für den Ort können X-, Y- und Z-Koordinate bestimmt werden und für die Orientierung die Roll-, Nick- und Gier-Winkel (englisch pitch, yaw, roll). Diese sechs Freiheitsgrade fasst man auch unter dem Begriff (Kopf-)Pose zusammen. Technisch gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Pose zu bestimmen. Für die Orientierung bieten sich die Messung des Magnetfelds (Kom- pass), Erdbeschleunigung (wie beim Lot) und die Rotationsbeschleunigung (wie beim Gyroskop) an. Die Position kann beispielsweise mittels GPS oder im Innenbereich mittels Ultraschall, Kameras, Funkwellen, etc. bestimmt werden. The term head tracking means "head tracking". Head tracking typically determines the location and orientation of the head. Here, up to six degrees of freedom (DOF) can be determined. X, Y and Z coordinates can be determined for the location and the roll, pitch and yaw angles (English pitch, yaw, roll) for orientation. These six degrees of freedom are also summarized under the term (head) pose. Technically, there are different ways to determine the pose. For orientation, the measurement of the magnetic field (compass), gravitational acceleration (as in the case of the solder) and the rotational acceleration (as with the gyroscope) are suitable. The position can be determined for example by means of GPS or indoors by means of ultrasound, cameras, radio waves, etc.
Headtracking-Headsets werden häufig in Verbindung zusammen mit so genannten Raumklanganwendungen verwendet. Derartige Raumklanganwendungen machen sich die Tatsache zu Nutze, dass der Mensch von Natur aus räumlich hören kann. Der Mensch erfasst nicht nur die Schallwellen (und deren Bedeutung), sondern kann auch abschätzen, aus welcher Richtung die Schallwellen kommen und wie weit die Schallquelle entfernt ist. Diese Fähigkeit wird räumliches Hören genannt. Um mittels einer Raumklanganwendung Raumklang realistisch zu reproduzieren, können Stereo-Kopfhörer verwendet werden. Das zu reproduzierende akustische Signal wird mittels einer so genannten Head- Related-Transfer-Function (HRTF) gefiltert, die den Raumeindruck verstärkt. Die HRTF modifiziert die Schallwellen in Abhängigkeit von der Richtung, mit der sie beim Kopf des Zuhörers eintreffen. Mit anderen Worten weist der Schall einen anderen Klang auf, wenn er von vorne, hinten, links, rechts, oben oder unten beim Hörer eintrifft. Headtracking headsets are often used in conjunction with so-called surround sound applications. Such surround sound applications take advantage of the fact that humans can naturally hear in space. The human being not only records the sound waves (and their meaning), but also can estimate from which direction the sound waves come and how far away the sound source is. This ability is called spatial hearing. To realistically reproduce surround sound using a surround sound application, stereo headphones can be used. The acoustic signal to be reproduced is recorded by means of a so-called head Related-Transfer-Function (HRTF) filtered, which enhances the impression of space. The HRTF modifies the sound waves depending on the direction they arrive at the head of the listener. In other words, the sound has a different sound when it arrives at the listener from the front, back, left, right, up, or down.
Neben der HRTF ist auch Headtracking hilfreich, um die Lokalisierungsgenauigkeit zu erhöhen. Hierbei wird eine Kopfpose oder Kopforientierung erfasst und unter anderem die HRTF automatisch kopfposen- oder kopforientierungsabhängig angepasst, denn nach einer Kopfbewegung kommt auch der Schall aus einer anderen Richtung. In addition to HRTF, head tracking is also helpful to increase localization accuracy. In this case, a head pose or head orientation is recorded and, among other things, the HRTF is automatically adjusted depending on head position or head orientation, because after a head movement the sound also comes from a different direction.
Zu Erzeugung eines realistischen Raumeindrucks sind daher Headtra- cking-Headsets gut geeignet. To create a realistic spatial impression, head-tracking headsets are therefore well suited.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Headtracking-Headset, ein Gerät sowie ein System zur Verfügung zu stellen, die einfach und kostengünstig realisierbar sind und die insbesondere keine Änderung herkömmlicher Anschlüsse bzw. Schnittstellen bei dem Gerät erfordern. The invention has for its object to provide a head-tracking headset, a device and a system that are simple and inexpensive to implement and in particular require no change in conventional connections or interfaces in the device.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Headtracking-Headset nach Anspruch 1 , ein Gerät, d.h. die entsprechende Gegenstelle, wie beispielsweise einen PC, ein Notebook, ein Smartphone etc., nach Anspruch 12 sowie ein System nach Anspruch 16. The invention achieves this object by a headtracking headset according to claim 1, a device, i. the corresponding remote site, such as a PC, a notebook, a smartphone, etc., according to claim 12 and a system according to claim 16.
Das Headtracking-Headset weist einen ersten Anschluss auf, über den ein erstes Signal vom Headtracking-Headset übertragen bzw. gesendet wird, und einen zweiten Anschluss auf, über den ein zweites Signal vom Gerät empfangen wird, das ein Raumklangsignal beinhaltet, welches beispielsweise kopforientierungs- oder kopfposenabhängig von einer zugehörigen Raumklanganwendung erzeugt wird. Der erste Anschluss kann einem herkömmlichen Mikrofon-Anschluss entsprechen, der herkömmlich mittels der Farbe Rot kodiert ist. The headtracking headset has a first port through which a first signal is transmitted from the headtracking headset, and a second port through which a second signal is received from the device that includes a surround sound signal that is, for example, head-based. or head pose dependent is generated by an associated surround sound application. The first terminal may correspond to a conventional microphone terminal, which is conventionally coded by means of the color red.
Der zweite Anschluss kann beispielsweise einem herkömmlichen Ste- reo-Kopfhöreranschluss bzw. einer Klinkenbuchse oder einem Klinkenstecker entsprechen, der herkömmlich mittels der Farbe Grün kodiert ist. The second connection may, for example, correspond to a conventional stereo headphone jack or a jack or a jack plug, which is conventionally coded by means of the color green.
Alternativ können der erste und der zweite Anschluss Bestandteil eines herkömmlichen vierpoligen Klinkensteckers bzw. einer entsprechenden vierpoligen Klinkenbuchse sein, der bzw. die sowohl als Kopfhöreran- schluss als auch als Mikrofon-Anschluss dient. Der erste Anschluss entspricht dann beispielsweise dem Mikrofonanteil des vierpoligen Klinkensteckers bzw. der vierpoligen Klinkenbuchse und der zweite Anschluss entspricht beispielsweise dem Kopfhöreranteil des vierpoligen Klinken- Steckers bzw. der vierpoligen Klinkenbuchse. Der erste und der zweite Anschluss weisen beispielsweise jeweils einen ersten Anschlusspunkt bzw. eine erste Anschlussklemme für ein Bezugspotential auf, wobei das Bezugspotential des ersten und des zweiten Anschluss identisch sein können, und weisen jeweils einen zweiten Anschlusspunkt bzw. ei- ne zweite Anschlussklemme für ein zugehöriges Signalpotential auf, sodass das erste und das zweite Signal als Potentialdifferenz zwischen der jeweils ersten und zweiten Klemme übertragen wird. Alternatively, the first and the second terminal may be part of a conventional four-pole jack or a corresponding four-pin phone jack, which serves as both headphone and as a microphone connection. The first port then corresponds, for example, to the microphone portion of the four-pole jack plug or the four-pin jack socket, and the second port corresponds, for example, to the headphone portion of the four-pin jack plug or the four-pin jack socket. For example, each of the first and second terminals has a first connection point or a first connection terminal for a reference potential, wherein the reference potential of the first and the second connection can be identical, and each have a second connection point or a second connection terminal for one associated signal potential, so that the first and the second signal is transmitted as a potential difference between the respective first and second terminal.
Das Headtracking-Headset weist weiter mindestens einen, beispielswei- se genau zwei, herkömmliche Schallwandler 4 auf, der bzw. die das Raumklangsignal in ein Schallsignal wandelt bzw. wandeln. Die Schallwandler bilden den Kopfhörer des Headtracking-Headsets. The headtracking headset further has at least one, for example exactly two, conventional sound transducers 4, which convert or convert the surround sound signal into a sound signal. The transducers form the headphones of the headtracking headset.
Das Headtracking-Headset weist weiter ein herkömmliches Mikrofon zur Erzeugung eines Mikrofonsignals auf. Das Headtracking-Headset weist weiter einen oder mehrere herkömmliche Sensoren zur Bestimmung einer Kopforientierung oder Kopfpose auf, wobei die Sensoren kopfposen- oder kopforientierungsabhängig digitale Sensordaten erzeugen. Die Sensoren können die vollständige Po- se, also Position und Orientierung des Kopfes, erfassen. Die Sensoren können jedoch auch lediglich die Kopforientierung erfassen, beispielsweise in Form einer relativen Drehung des Kopfes, da Raumklang in der Regel hinreichend gut simuliert werden kann, wenn nur die Orientierung erfasst wird. Typische Sensoren, die für die Orientierungsbestimmung verwendet werden können, basieren auf Micro-Electro-Mechanical- Systems(MEMS)-Technologie, um Beschleunigung, Rotationsbeschleunigung und/oder Magnetfelder zu erfassen. Zur Positionsbestimmung können optische Sensoren (Kameras), RF-basierte Feld- oder Laufzeitmessungen oder Ultraschall-Sensoren verwendetet werden. Typischer Weise werden die Sensoren um eine CPU erweitert, um die Sensordaten aufzubereiten, d.h. die zugehörigen digitalen Sensordaten aus analogen Sensorgrößen zu erzeugen. The headtracking headset further includes a conventional microphone for generating a microphone signal. The head tracking headset further comprises one or more conventional sensors for determining a head orientation or head pose, the sensors generating head sensor or head orientation dependent digital sensor data. The sensors can detect the complete position, ie position and orientation of the head. However, the sensors can also detect only the head orientation, for example in the form of a relative rotation of the head, since surround sound can generally be simulated sufficiently well if only the orientation is detected. Typical sensors that can be used for orientation determination are based on Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) technology to detect acceleration, spin acceleration, and / or magnetic fields. To determine the position, optical sensors (cameras), RF-based field or transit time measurements or ultrasonic sensors can be used. Typically, the sensors are extended by a CPU to condition the sensor data, ie to generate the associated digital sensor data from analog sensor sizes.
Das Headtracking-Headset weist weiter einen Modulator auf, der dazu ausgebildet ist, ein Sensordaten-Trägersignal mit den digitalen Sensordaten zu modulieren. Das Sensordaten-Trägersignal kann beispielsweise amplituden-, phasen- oder frequenzmoduliert werden. The head tracking headset further includes a modulator configured to modulate a sensor data carrier signal with the digital sensor data. The sensor data carrier signal can, for example, be amplitude, phase or frequency modulated.
Das Headtracking-Headset weist weiter eine Überlagerungsschaltung auf, die dazu ausgebildet ist, das Mikrofonsignal und das mit den digitalen Sensordaten modulierte Sensordaten-Trägersignal zu dem ersten Signal zu überlagern, insbesondere zu addieren. The head tracking headset further comprises an overlay circuit which is designed to superimpose, in particular to add, the microphone signal and the sensor data carrier signal modulated with the digital sensor data to the first signal.
Das Sensordaten-Trägersignal kann eine Trägerfrequenz aufweisen, die beispielsweise ca. 22kHz beträgt und die größer ist als eine obere Mikrofonsignal-Grenzfrequenz, die beispielsweise ca. 18kHz beträgt. Die Überlagerungsschaltung kann dazu ausgebildet sein, das Mikrofonsignal im Frequenzbereich auf die obere Mikrofonsignal-Grenzfrequenz zu begrenzen. Hierzu können entsprechende Tiefpass- bzw. Bandpassfilter in der Überlagerungsschaltung vorgesehen sein. The sensor data carrier signal may have a carrier frequency, which is for example about 22 kHz and which is greater than an upper microphone signal cutoff frequency, which is for example about 18 kHz. The superposition circuit may be designed to limit the microphone signal in the frequency domain to the upper microphone signal cutoff frequency. For this purpose, corresponding low-pass or bandpass filters may be provided in the superposition circuit.
Das zweite Signal kann zusätzlich zum Raumklangsignal ein Steuersignal beinhalten, wobei das Steuersignal dadurch erzeugt ist, dass in der Gegenstelle bzw. im Gerät ein Steuerdaten-Trägersignal mit digitalen Steuerdaten moduliert wird, wobei das Steuerdaten-Trägersignal eine Trägerfrequenz aufweist, die beispielsweise ca. 22kHz beträgt und die größer ist als eine obere Raumklangsignal-Grenzfrequenz, die beispielsweise ca. 18kHz beträgt, wobei das Raumklangsignal und das mit den digitalen Steuerdaten modulierte Steuerdaten-Trägersignal zur Erzeugung des zweiten Signals überlagert, insbesondere addiert, werden. The second signal may include a control signal in addition to the surround sound signal, wherein the control signal is generated by modulating a control data carrier signal with digital control data in the remote station, wherein the control data carrier signal has a carrier frequency which is approximately 22kHz, for example is and which is greater than an upper Raumklangsignal cutoff frequency, which is for example about 18kHz, wherein the surround sound signal and the modulated with the digital control data control data carrier signal for generating the second signal superimposed, in particular added, are.
Das Headtracking-Headset kann weiter aufweisen: einen Filter, beispielsweise umfassend eine erste und einen zweite Bandpassfiltereinheit, welcher bzw. welche das zweite Signal im Frequenzbereich in einen ersten Signalanteil, der dem zweiten Signal in einem Frequenzbe- reich bis zur Raumklangsignal-Grenzfrequenz entspricht und der das Raumklangsignal bildet, und einen zweiten Signalanteil zerlegt bzw. zerlegen, der dem zweiten Signal in einem Frequenzbereich oberhalb der Raumklangsignal-Grenzfrequenz entspricht, und einen Demodulator, der den zweiten Signalanteil des zweiten Signals demoduliert, um die Steu- erdaten zu demodulieren. The headtracking headset may further comprise: a filter, comprising for example a first and a second bandpass filter unit, which or the second signal in the frequency domain in a first signal portion corresponding to the second signal in a frequency range up to the Raumklangsignal cutoff frequency and which decomposes the surround sound signal and decomposes a second signal component corresponding to the second signal in a frequency range above the surround signal threshold frequency, and a demodulator which demodulates the second signal component of the second signal to demodulate the control data.
In Abhängigkeit von den Steuerdaten können beispielsweise Betriebsparameter des Headtracking-Headsets eingestellt werden. Die Steuerdaten können beispielsweise dazu dienen, Steuerinformationen vom Gerät zum Headtracking-Headset zu übertragen, um beispielsweise die Sensoren aus- oder einzuschalten, eine Erfassungsrate zu ändern, Firmware-Updates durchzuführen, usw. Das Headtracking-Headset kann eine Energiegewinnungsschaltung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, Betriebsenergie für das Headtracking-Headset und/oder einen Energiespeicher des Headtracking- Headsets aus dem zweiten Signal zu erzeugen. Depending on the control data, for example, operating parameters of the head tracking headset can be set. For example, the control data may be used to transmit control information from the device to the head-tracking headset, for example to turn the sensors off or on, to change a capture rate, to perform firmware updates, and so forth. The headtracking headset may include an energy harvesting circuit configured to generate operating power for the headtracking headset and / or an energy store of the headtracking headset from the second signal.
Die Energiegewinnungsschaltung kann dazu ausgebildet sein, die Betriebsenergie aus einem Signalanteil des zweiten Signals zu erzeugen, der in einem Frequenzbereich oberhalb der Raumklangsignal- Grenzfrequenz liegt, beispielsweise in einem Frequenzbereich oberhalb von ca. 22kHz. The energy recovery circuit may be configured to generate the operating energy from a signal component of the second signal, which is in a frequency range above the Raumklangsignal- cutoff frequency, for example in a frequency range above about 22kHz.
Das zweite Signal kann als überlagerte Signalanteile zusätzlich zu dem Raumklangsignal ein Steuersignal und ein Signal zur Energieübertra- gung aufweisen. Das Raumklangsignal kann einen einstellbaren bzw. variablen Raumklangsignalpegel aufweisen, das Steuersignal kann einen einstellbaren bzw. variablen Steuersignalpegel aufweisen und das Signal zur Energieübertragung kann einen einstellbaren bzw. variablen Energiesignalpegel aufweisen. Der Raumklangsignalpegel kann von dem Steuersignalpegel und/oder dem Energiesignalpegel abhängen. Der Energiesignalpegel kann von dem Raumklangsignalpegel und/oder von dem Steuersignalpegel abhängen. Der Steuersignalpegel kann von dem Raumklangsignalpegel und/oder dem Energiesignalpegel abhängen. The second signal can have a control signal and a signal for energy transmission as superposed signal components in addition to the surround sound signal. The surround sound signal may include a variable surround signal level, the control signal may include a variable control signal level, and the energy transfer signal may include an adjustable power signal level. The surround signal level may depend on the control signal level and / or the power signal level. The energy signal level may depend on the surround signal level and / or the control signal level. The control signal level may depend on the surround signal level and / or the power signal level.
Das zweite Signal überträgt für diesen Fall sowohl das Raumklang- Signal, die Steuersignale und das Signal zur Energieübertragung. Der maximale Pegel des zweiten Signals kann jedoch begrenzt sein, wobei eine Übersteuerung vermieden werden sollte. Um dies sicherzustellen, könnten alle drei Signal beispielsweise auf ein Drittel eines zulässigen Maximalpegels des zweiten Signals begrenzt werden. Dies hätte jedoch den Nachteil, dass auch das Raumklangsignal pegelmäßig auf ein Drittel des Maximalpegels begrenzt wäre. Erfindungsgemäß werden die Pegel bzw. Lautstärken der drei Einzelsignale in Abhängigkeit von dem Pegel eines Signals der beiden anderen Signale oder der Pegel der beiden anderen Signale geregelt. Ist zum Beispiel ein Energiespeicher des Headsets geladen und sind keine Steuerdaten zu übertragen, so kann das Raumklangsignal mit voller Lautstärke übertragen werden, da die beiden anderen Signale abgeschaltet werden können. Ist hingegen die Energieversorgung nicht gewährleistet, so muss der Pegel des Signals zur Energieversorgung auf Kosten der beiden anderen Signale erhöht werden. Werden umgekehrt gerade Raumklangsignale mit hohem Pegel übertragen, sollte der Pegel bzw. die Amplitude der beiden anderen Signale reduziert werden. Wird hingegen nur ein leises Raumklangsignal gesendet, können die beiden anderen Signale verstärkt werden. Ebenso ist es möglich, die Übertragung der Signale zeitlich zu verzögern, wenn gerade ein Signal einen hohen Pegel bzw. eine hohe Amplitude erfordert. So kann beispielsweise das Steuersignal zeitlich verzögert werden, wenn das Raumklangsignal gerade laut ist. The second signal transmits in this case both the surround sound signal, the control signals and the power transmission signal. However, the maximum level of the second signal may be limited and override should be avoided. To ensure this, all three signals could be limited, for example, to one third of a maximum allowable level of the second signal. However, this would have the disadvantage that the surround sound signal level to one third the maximum level would be limited. According to the invention, the levels or volume levels of the three individual signals are regulated as a function of the level of a signal of the other two signals or the level of the two other signals. If, for example, an energy store of the headset is loaded and no control data are to be transmitted, the surround sound signal can be transmitted at full volume since the other two signals can be switched off. If, however, the power supply is not guaranteed, the level of the power supply signal must be increased at the expense of the other two signals. Conversely, if just high-level surround sound signals are being transmitted, the level or amplitude of the other two signals should be reduced. If, on the other hand, only a quiet room sound signal is transmitted, the other two signals can be amplified. It is also possible to delay the transmission of the signals in time, if just a signal requires a high level or a high amplitude. For example, the control signal can be delayed in time if the surround sound signal is currently noisy.
Das Headtracking-Headset kann weiter eine Sensordatenkomprimie- reinheit aufweisen, die dazu ausgebildet ist, die digitalen Sensordaten zu komprimieren, bevor diese mit dem Sensordaten-Trägersignal moduliert werden. Für diesen Fall werden die (digitalen) Sensordaten vor ihrer Übertragung komprimiert, wodurch sich im Ergebnis eine höhere Datenübertragungsrate und eine bessere Kanalausnutzung erzielen lassen. Im Prinzip können hierbei ähnliche Verfahren verwendet werden, wie auch bei der Kompression von Sprachsignalen. Ein Beispiel für ein solches Verfahren ist die „Adaptive Differential Pulse Code Modulation". Es könnte jeweils ein Encoder für die jeweiligen Roll-Nick-Gier-Winkel verwendet werden, um die Datenrate zu reduzieren. Es kann beispielswei- se zwischen einem schnelleren ADPCM-Übertragungsmodus und einem langsameren, jedoch genaueren und absoluten PCM Modus umgeschaltet werden. Die Sensoren können zur Bestimmung weiterer Messgrößen ausgebildet sind, wie beispielsweise Temperatur, Herzfrequenz, Magnetfeld und/oder Schall, wobei für diese Messgrößen ebenfalls korrespondie- rende digitale Sensordaten erzeugt werden, die dann mit dem Sensordaten-Trägersignal moduliert und übertragen werden. Es können nicht nur Daten zur Kopfpose übertragen werden, sondern auch andere Sensorinformationen bzw. Sensordaten, wie beispielsweise Temperatur, Herzschlag, Druck, Körperleitfähigkeit, Tastaturanschläge, Näherungs- sensoren (um festzustellen, ob und wie der Kopfhörer aufgesetzt ist), Magnetfeld (für eine Kompassfunktionalität), Pedometer, Gyroskope, Schallsignale (vor allem tiefe Frequenzen), optische Signale (zum Beispiel die Positionen heller Leuchtquellen wie bei einer Wiimode), usw. Das Gerät zum Empfangen des ersten Signals von einem oben genannten Headtracking-Headset und zum Senden des zweiten Signals an das Headtracking-Headset, das Gerät beispielsweise in Form eines PCs, eines Notebooks, eines Smartphones, usw., weist einen ersten An- schluss auf, über den das erste Signal von dem Headtracking-Headset empfangen wird, wobei der erste Anschluss des Geräts mit dem ersten Anschluss des Headtracking-Headsets korrespondiert, und einen zweiten Anschluss auf, über den das zweite Signal zu dem Headtracking- Headset gesendet wird, wobei der zweite Anschluss des Geräts mit dem zweiten Anschluss des Headtracking-Headsets korrespondiert. The headtracking headset may further comprise a sensor data compression unit configured to compress the digital sensor data before it is modulated with the sensor data carrier signal. In this case, the (digital) sensor data is compressed before it is transmitted, resulting in a higher data transfer rate and better channel utilization. In principle, similar methods can be used in this case as well as in the compression of speech signals. An example of such a method is "Adaptive Differential Pulse Code Modulation." One encoder for each roll pitch yaw angle could be used to reduce the data rate, for example, a faster ADPCM can be used. Transfer mode and a slower, but more accurate and absolute PCM mode are switched. The sensors can be designed to determine further measured variables, such as, for example, temperature, heart rate, magnetic field and / or sound, wherein corresponding digital sensor data are also generated for these measured variables, which are then modulated and transmitted with the sensor data carrier signal. Not only can data be transmitted to the head pose, but also other sensor information or sensor data, such as temperature, heart rate, pressure, body conductance, keystrokes, proximity sensors (to determine if and how the headset is attached), magnetic field (for a Compass function), pedometer, gyroscopes, sound signals (especially low frequencies), optical signals (for example, the positions of bright light sources such as Wiimode), etc. The device for receiving the first signal from a headtracking headset mentioned above and sending the second signal to the headtracking headset, the device in the form of a personal computer, a notebook, a smartphone, etc., has a first port, via which the first signal is received by the headtracking headset, the first port of the device corresponds to the first port of the headtracking headset, and a second port via which the second signal is sent to the headtracking headset, the second port of the device corresponding to the second port of the headtracking headset.
Das Gerät weist weiter einen Filter auf, beispielsweise umfassend eine erste und eine zweite Bandpassfiltereinheit, welcher bzw. welche das erste Signal im Frequenzbereich in einen ersten Signalanteil, der dem ersten Signal in einem Frequenzbereich bis zur Mikrofonsignal- Grenzfrequenz entspricht, und einen zweiten Signalanteil zerlegt bzw. zerlegen, der dem ersten Signal in einem Frequenzbereich oberhalb der Mikrofonsignal-Grenzfrequenz entspricht. Das Gerät weist weiter einen Demodulator auf, der den zweiten Signalanteil demoduliert, um die Sensordaten zu demodulieren. Das Gerät kann eine Raumklang-Einheit aufweisen, die in Abhängigkeit von den demodulierten Sensordaten das Raumklangsignal erzeugt. The device further comprises a filter, for example comprising a first and a second bandpass filter unit which decomposes the first signal in the frequency domain into a first signal component which corresponds to the first signal in a frequency range up to the microphone signal cutoff frequency and a second signal component or decompose, which corresponds to the first signal in a frequency range above the microphone signal cutoff frequency. The apparatus further includes a demodulator that demodulates the second signal portion to demodulate the sensor data. The device may include a surround sound unit that generates the surround sound signal in response to the demodulated sensor data.
Das Gerät kann einen Modulator aufweisen, der dazu ausgebildet ist, das Steuerdaten-Trägersignal mit den digitalen Steuerdaten zu modulie- ren, und eine Überlagerungsschaltung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, das Raumklangsignal und das mit den digitalen Steuerdaten modulierte Steuerdaten-Trägersignal zu dem zweiten Signal zu überlagern, insbesondere zu addieren. Das Gerät kann eine Energiesignalerzeugungseinheit aufweisen, die dazu ausgebildet ist, ein Energiesignal zu erzeugen, welches ausschließlich Frequenzen in einem Frequenzbereich oberhalb der Raumklangsignal-Grenzfrequenz aufweist, beispielsweise oberhalb ca. 22kHz, wobei die Überlagerungsschaltung weiter dazu ausgebildet ist, das Raumklangsignal, das mit den digitalen Steuerdaten modulierte Steuerdaten-Trägersignal und das Energiesignal zu dem zweiten Signal zu überlagern, insbesondere zu addieren. The device may include a modulator configured to modulate the control data carrier signal with the digital control data, and an overlay circuit configured to convert the surround signal and the control data carrier signal modulated with the digital control data to the second Signal to superimpose, in particular to add. The device may comprise an energy signal generation unit which is designed to generate an energy signal which has exclusively frequencies in a frequency range above the surround signal threshold frequency, for example above about 22 kHz, wherein the overlay circuit is further adapted to the surround sound signal associated with the digital control data modulated control data carrier signal and the energy signal to the second signal to superimpose, in particular to add.
Das System weist ein Headtracking-Headset und ein Gerät auf. The system includes a headtracking headset and a device.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Hierbei zeigt schematisch: The invention will be described below with reference to the drawing. This shows schematically:
Fig. 1 ein Headtracking-Headset und ein zugehöriges Gerät. Fig. 1 is a headtracking headset and associated device.
Fig. 1 zeigt ein System aufweisend ein Headtracking-Headset 1 und ein zugehöriges Gerät 8 in Form eines so genannten Smartphones. Das Headtracking-Headset 1 und das Gerät 8 sind mittels eines einzelnen herkömmlichen Kabels mit einem vierpoligen Klinkenstecker oder mittels zwei herkömmlichen Kabeln mit jeweils dreipoligen Klinkenste- ckem elektrisch miteinander verbunden, wobei der vierpolige Klinkenstecker in eine nicht näher dargestellte, korrespondierende Buchse des Headtracking-Headsets 1 gesteckt werden kann. Bei hergestellter Verbindung ist ein erster Anschluss 9 des Headtracking-Headsets 1 , der herkömmlich als Mikrofonanschluss dient, mit einem korrespondieren- den ersten Anschluss 15 des Geräts 8 verbunden und ein zweiter Anschluss 5 des Headtracking-Headsets 1 , der herkömmlich als Kopfhörer- Anschluss dient, ist mit einem korrespondierenden zweiten Anschluss 16 des Geräts 1 verbunden. Hinsichtlich einer möglichen Signalbelegung des Kabels bzw. Klinkensteckers sei auch auf die einschlägige Fachliteratur verwiesen. Fig. 1 shows a system comprising a head-tracking headset 1 and an associated device 8 in the form of a so-called smartphone. The headtracking headset 1 and the device 8 are electrically connected to each other by means of a single conventional cable with a four-pole jack plug or by means of two conventional cables, each with three-pole jacks, the four-pin jack plug into a corresponding socket of the headtracking headset (not shown) 1 can be plugged. When the connection is established, a first connection 9 of the head-tracking headset 1, which conventionally serves as a microphone connection, is connected to a corresponding first connection 15 of the device 8 and a second connection 5 of the headtracking headset 1, which conventionally serves as a headphone connection , is connected to a corresponding second terminal 16 of the device 1. With regard to a possible signal assignment of the cable or jack connector, reference is also made to the relevant specialist literature.
Über den ersten Anschluss 9 des Headtracking-Headsets 1 wird ein erstes Signal S1 an das Gerät 8 gesendet und über den zweiten Anschluss 5 wird ein zweites Signal S2 vom Gerät 8 empfangen, das ein herkömm- liches Raumklangsignal RS beinhaltet. A first signal S1 is sent to the device 8 via the first connection 9 of the headtracking headset 1, and a second signal S2 from the device 8, which contains a conventional surround sound signal RS, is received via the second connection 5.
Das Headtracking-Headset 1 weist zwei Schallwandler 4 (exemplarisch ist nur ein einzelner Schallwandler 4 dargestellt) auf, die einen Kopfhörer bilden, wobei die Schallwandler 4 das (Stereo-)Raumklangsignal RS herkömmlich in ein hörbares Schallsignal wandeln. The headtracking headset 1 has two sound transducers 4 (only a single sound transducer 4 is shown by way of example), which form a headset, with the sound transducers 4 conventionally converting the (stereo) surround sound signal RS into an audible sound signal.
Weiter ist herkömmlich ein Mikrofon 3 zur Erzeugung eines Mikrofonsignals MS vorgesehen. Sensoren 2 mit integrierter Signalverarbeitung dienen zur Bestimmung einer Kopforientierung, wobei die Sensoren 2 kopforientierungsabhängig digitale Sensordaten erzeugen. Ein Modulator 6 des Headtracking-Headsets 1 ist dazu ausgebildet, ein Sensordaten-Trägersignal mit den digitalen Sensordaten zu modulieren, wobei eine Überlagerungsschaltung 7 des Headtracking-Headsets 1 da- zu ausgebildet ist, das Mikrofonsignal MS und das mit den digitalen Sensordaten modulierte Sensordaten-Trägersignal zu dem ersten Signal S1 zu überlagern, insbesondere zu addieren. Furthermore, a microphone 3 is conventionally provided for generating a microphone signal MS. Sensors 2 with integrated signal processing are used to determine a head orientation, wherein the sensors 2 generate digital sensor data depending on the head orientation. A modulator 6 of the headtracking headset 1 is designed to modulate a sensor data carrier signal with the digital sensor data, an overlay circuit 7 of the headtracking headset 1 being designed, the microphone signal MS and the sensor data modulated with the digital sensor data. Suppose carrier signal to the first signal S1 to superimpose, in particular to add.
Das Sensordaten-Trägersignal weist eine Trägerfrequenz auf, die grö- ßer ist als eine obere Mikrofonsignal-Grenzfrequenz. The sensor data carrier signal has a carrier frequency that is greater than an upper microphone signal cutoff frequency.
Die Überlagerungsschaltung 9 ist dazu ausgebildet ist, das Mikrofonsignal im Frequenzbereich auf die obere Mikrofonsignal-Grenzfrequenz zu begrenzen. Hierzu umfasst die Überlagerungsschaltung 9 eine oder mehrere Filtereinheiten mit geeignet gewählten Kantenfrequenzen. The superposition circuit 9 is designed to limit the microphone signal in the frequency domain to the upper microphone signal cutoff frequency. For this purpose, the overlay circuit 9 comprises one or more filter units with suitably selected edge frequencies.
Mittels der Sensoren 2 wird herkömmlich die Kopforientierung ermittelt. Das Sensordaten-Trägersignal wird mit den entsprechenden Sensordaten (gegebenenfalls zuvor in ein entsprechendes analoges Signal um- gewandelt) moduliert und unter Verwendung von nicht näher dargestellten Ausgangsfiltern in der Überlagerungsschaltung 9 mit dem analogen Mikrofonsignal MS kombiniert. Die kombinierten Signale werden so als das erste Signal S1 zum Gerät 1 übertragen. Zur Trennung der im ersten Signal S1 kombinierten Signale weist das Gerät 8 ein Filter 10 auf, welches das erste Signal S1 im Frequenzbereich in einen ersten Signalanteil, der dem ersten Signal in einem Frequenzbereich bis zur Mikrofonsignal-Grenzfrequenz entspricht, und einen zweiten Signalanteil zerlegt, der dem ersten Signal in einem Fre- quenzbereich oberhalb der Mikrofonsignal-Grenzfrequenz entspricht. Der erste Signalanteil entspricht dem Mikrofonsignal MS und kann geeignet weiterverarbeitet werden. By means of the sensors 2, the head orientation is conventionally determined. The sensor data carrier signal is modulated with the corresponding sensor data (if necessary previously converted into a corresponding analog signal) and combined with the analog microphone signal MS using output filters not shown in detail in the superposition circuit 9. The combined signals are thus transmitted to the device 1 as the first signal S1. To separate the signals combined in the first signal S1, the device 8 has a filter 10 which divides the first signal S1 in the frequency domain into a first signal component which corresponds to the first signal in a frequency range up to the microphone signal cutoff frequency, and a second signal component. which corresponds to the first signal in a frequency range above the microphone signal cutoff frequency. The first signal component corresponds to the microphone signal MS and can be suitably processed further.
Zur Rückgewinnung der Sensordaten weist der Empfänger 8 einen De- modulator 1 1 auf, der den zweiten Signalanteil demoduliert, um die Sensordaten zu demodulieren. To recover the sensor data, the receiver 8 has a demodulator 11, which demodulates the second signal component in order to demodulate the sensor data.
Eine Raumklang-Einheit 12 erzeugt in Abhängigkeit von den Sensordaten das Raumklangsignal RS. A surround unit 12 generates the surround sound signal RS in response to the sensor data.
Zur Übertragung von Steuerdaten zum Headtracking-Headset 1 weist das Gerät 8 einen Modulator 17 auf, der dazu ausgebildet ist, ein Steuerdaten-Trägersignal mit den digitalen Steuerdaten zu modulieren. Das Steuerdaten-Trägersignal kann beispielsweise amplituden-, phasen- o- der frequenzmoduliert werden. Das Steuerdaten-Trägersignal weist eine Trägerfrequenz auf, die größer ist als eine obere Raumklangsignal- Grenzfrequenz. To transmit control data to the headtracking headset 1, the device 8 has a modulator 17, which is designed to modulate a control data carrier signal with the digital control data. The control data carrier signal can, for example, be amplitude, phase or frequency modulated. The control data carrier signal has a carrier frequency which is greater than an upper Raumklangsignal- cutoff frequency.
Dem Modulator 17 nachgeschaltet ist eine Überlagerungsschaltung 18, die dazu ausgebildet ist, das Raumklangsignal und das mit den digitalen Steuerdaten modulierte Steuerdaten-Trägersignal zu dem zweiten Signal S2 zu überlagern, insbesondere zu addieren. Downstream of the modulator 17 is an overlay circuit 18, which is designed to superimpose, in particular to add, the spatial sound signal and the control data carrier signal modulated with the digital control data to the second signal S2.
Zur Extraktion dieser Steuerdaten aus dem zweiten Signal S2 weist das Headtracking-Headset ein Filter 12 auf, welches das zweite Signal im Frequenzbereich in einen ersten Signalanteil, der dem zweiten Signal in einem Frequenzbereich bis zur Raumklangsignal-Grenzfrequenz entspricht und der das Raumklangsignal bildet, und einen zweiten Signalanteil zerlegt, der dem zweiten Signal in einem Frequenzbereich oberhalb der Raumklangsignal-Grenzfrequenz entspricht. Ein Demodulator 13 demoduliert den zweiten Signalanteil des zweiten Signals S2, um die Steuerdaten zu demodulieren. For extracting this control data from the second signal S2, the headtracking headset has a filter 12, which the second signal in the frequency domain in a first signal component corresponding to the second signal in a frequency range up to the Raumklangsignal cutoff frequency and which forms the surround sound signal, and decomposes a second signal component which corresponds to the second signal in a frequency range above the surround signal frequency limit frequency. A demodulator 13 demodulates the second signal portion of the second signal S2 to demodulate the control data.
Mittels der Steuerdaten sind Betriebsparameter des Headtracking- Headsets einstellbar. By means of the control data operating parameters of the headtracking headset are adjustable.
Zur Versorgung des Headtracking-Headsets 1 mit Energie weist das Gerät 8 eine nicht näher dargestellte Energiesignalerzeugungseinheit auf, die dazu ausgebildet ist, ein Energiesignal, beispielsweise in Form eines hochfrequenten sinusförmigen Spannungssignals, zu erzeugen, welches ausschließlich Frequenzen in einem Frequenzbereich oberhalb der Raumklangsignal-Grenzfrequenz aufweist, wobei die Überlagerungsschaltung 18 weiter dazu ausgebildet ist, das Raumklangsignal, das mit den digitalen Steuerdaten modulierte Steuerdaten-Trägersignal und das Energiesignal zu dem zweiten Signal zu überlagern, insbesondere zu addieren. To supply the headtracking headset 1 with energy, the device 8 has an energy signal generation unit, not shown, which is designed to generate an energy signal, for example in the form of a high-frequency sinusoidal voltage signal, which exclusively contains frequencies in a frequency range above the surround sound signal cutoff frequency wherein the superposition circuit 18 is further configured to add, in particular, the surround sound signal, the control data carrier signal modulated with the digital control data, and the energy signal superimposed on the second signal.
Korrespondierend zur Energiesignalerzeugungseinheit des Geräts 1 weist das Headtracking-Headset 1 eine Energiegewinnungsschaltung 14 auf, die dazu ausgebildet ist, Betriebsenergie für das Headtracking- Headset 1 und/oder einen nicht näher dargestellten Energiespeicher des Headtracking-Headsets 1 aus dem ersten Signal S1 zu erzeugen. Die Energiegewinnungsschaltung 14 ist dazu ausgebildet, die Betriebsenergie aus einem Signalanteil des zweiten Signals S2, d.h. dem Energie- Signal, zu erzeugen, der in einem Frequenzbereich oberhalb der Trägerfrequenz des Steuerdaten-Trägersignals liegt. Corresponding to the energy signal generating unit of the device 1, the headtracking headset 1 has an energy recovery circuit 14, which is designed to generate operating energy for the headtracking headset 1 and / or an energy storage of the headtracking headset 1, not shown, from the first signal S1. The power generation circuit 14 is configured to generate the operating power from a signal portion of the second signal S2, i. the energy signal, which is in a frequency range above the carrier frequency of the control data carrier signal.
Erfindungsgemäß kann das analoge Eingangssignal S2 des Headtracking-Headsets 1 mittels zweier Filtereinheiten, die im Filter 12 vorge- sehen sein können, in ein Raumklangsignal RS und ein Steuersignal getrennt werden. Während das Raumklangsignal RS direkt an die Schallwandler 4 bzw. den Kopfhörer geleitet wird, wird das Steuersignal demoduliert und geeignet weiterverarbeitet. According to the invention, the analogue input signal S2 of the headtracking headset 1 can be separated into a surround sound signal RS and a control signal by means of two filter units, which can be provided in the filter 12. While the surround sound signal RS directly to the Sound transducer 4 and the headphones is passed, the control signal is demodulated and processed appropriately.
Mittels der Sensoren 2 wird eine Kopforientierung oder Kopfpose ermit- telt. Die entsprechend erzeugten Sensordaten werden in ein analoges Signal umgewandelt, moduliert und mittels geeigneter Ausgangsfiltereinheiten, die in der Überlagerungsschaltung 7 enthalten sein können, mit dem analogen Mikrofonsignal MS kombiniert. Die kombinierten Signale werden so als das erste Signal S1 zum Gerät 8 übertragen. By means of the sensors 2, a head orientation or head pose is determined. The correspondingly generated sensor data are converted into an analog signal, modulated and combined with the analog microphone signal MS by means of suitable output filter units, which may be contained in the superposition circuit 7. The combined signals are thus transmitted as the first signal S1 to the device 8.
Soll die Energieversorgung des Headtracking-Headsets 1 durch eine Energiegewinnungsschaltung bzw. Energy-Harvesting-Schaltung 14 realisiert werden, kann das Filter 12 eine Hochpassfiltereinheit umfassen, die einen hochfrequenten Bereich des zweiten Signals S2 extrahiert. Der für die Energy-Harvesting-Schaltung 14 vorgesehene Frequenzbereich kann sehr schmalbandig sein. If the power supply of the headtracking headset 1 is to be realized by an energy harvesting circuit or energy harvesting circuit 14, the filter 12 may comprise a high-pass filter unit which extracts a high-frequency range of the second signal S2. The frequency range provided for the energy harvesting circuit 14 can be very narrowband.
Falls zeitweise keine relevanten Audiodaten (z.B. bei Stille) an das Headtracking-Headset 1 übertragen werden, ist es möglich, nur ein Hochfrequenzsignal aufzumodulieren, um die Energieversorgung zu gewährleisten. If temporarily no relevant audio data (e.g., silence) is transmitted to the headtracking headset 1, it is possible to modulate only one high frequency signal to ensure the power supply.
Daneben kann die Energieversorgung des Headtracking-Headsets 1 durch eine Batterie, einen Akkumulator oder durch piezoelektrische oder thermoelektrische Generatoren gewährleistet werden. In addition, the power supply of the head tracking headset 1 can be ensured by a battery, an accumulator or by piezoelectric or thermoelectric generators.
Die eventuell in der Überlagerungsschaltung 7 vorgesehenen Filtereinheiten können an entsprechende Filtereinheiten des Filters 10 im Gerät angepasst sein, d.h. das Mikrofonsignal MS und das Sensordatensignal sind im Frequenzbereich geeignet zu überlagern. Der Aufbau des Headtracking-Headsets 1 ist im Wesentlichen unabhängig vom verwendeten Typ des Geräts 1 . Mit anderen Worten können unabhängig vom verwendeten Typ des Geräts 1 identische Filterkonfigurationen verwendet werden. The filter units possibly provided in the superposition circuit 7 can be adapted to corresponding filter units of the filter 10 in the apparatus, ie the microphone signal MS and the sensor data signal are to be superimposed in the frequency domain. The structure of the headtracking headset 1 is essentially independent of the type of device 1 used. In other words, regardless of the type of device used, identical filter configurations can be used.
Im Gerät 1 können beispielsweise mittels eines vorgeschalteten Kondensators beim ersten Signal S1 tiefe Frequenzen und Gleichstromanteile herausgefiltert werden. Das empfangene und geeignet gefilterte Signal kann in ein digitales Signal umgewandelt und dann in Audiodaten und modulierte Sensordaten aufgesplittet werden. In the device 1, low frequencies and DC components can be filtered out, for example, by means of an upstream capacitor at the first signal S1. The received and properly filtered signal can be converted to a digital signal and then split into audio data and modulated sensor data.
Die Audiodaten bzw. Mikrofondaten werden beispielsweise direkt an die verarbeitende Anwendung geleitet. Die Sensordaten dagegen werden demoduliert und dann ebenfalls an eine verarbeitende Anwendung, beispielweise eine Raumklanganwendung, übermittelt. For example, the audio data or microphone data is routed directly to the processing application. In contrast, the sensor data is demodulated and then also transmitted to a processing application, such as a surround sound application.
Weiterhin wird im Gerät 1 ein Signal zur Steuerung der Sensoren 2 er- zeugt, das anschließend zur Modulation eines Trägersignals dient. Der auszuspielende Audiostrom in Form des Raumklangsignals RS und das Steuersignal werden kombiniert und an das Headtracking-Headset 1 übertragen. Die eventuell im Filter 12 vorgesehenen Filtereinheiten sollten an die entsprechenden Filtereinheiten im Gerät 1 angepasst sein. Furthermore, a signal for controlling the sensors 2 is generated in the device 1, which subsequently serves to modulate a carrier signal. The audio stream to be played out in the form of the surround sound signal RS and the control signal are combined and transmitted to the headtracking headset 1. The filter units possibly provided in the filter 12 should be adapted to the corresponding filter units in the device 1.
Über den einzelnen Anschluss 9 des Headtracking-Headsets 1 werden sowohl Audiosignale als auch Sensordaten übertragen, die auf ein zu- gehöriges Trägersignal moduliert sind. Die Sensoren 2 sind in das Headtracking-Headset 1 integriert, um die die Kopforientierung oder Kopfpose zu bestimmen. Die Sensordaten können für beliebige Applika- tionen (u.a. auch Raumklangberechnungen) auf beliebigen audioverarbeitenden Endgeräten (z.B. PC, Smartphone, Tablet, etc.) verwendet werden. Via the individual connection 9 of the headtracking headset 1, both audio signals and sensor data are transmitted, which are modulated onto an associated carrier signal. The sensors 2 are integrated into the headtracking headset 1 to determine the head orientation or head pose. The sensor data can be used for any application (including surround sound calculations) on any audio-processing devices (eg PC, smartphone, tablet, etc.) can be used.

Claims

Patentansprüche Patent claims
1. Headtracking-Headset (1 ), aufweisend: 1. Head tracking headset (1), comprising:
einen ersten Anschluss (9), über den ein erstes Signal (S1 ) gesendet wird, a first connection (9), via which a first signal (S1) is sent,
einen zweiten Anschluss (5), über den ein zweites Signal (S2) empfangen wird, das ein Raumklangsignal (RS) beinhaltet, mindestens einen Schallwandler (4), der das Raumklangsignal (RS) in ein Schallsignal wandelt, a second connection (5), via which a second signal (S2) is received, which contains a surround sound signal (RS), at least one sound transducer (4), which converts the surround sound signal (RS) into a sound signal,
mindestens ein Mikrofon (3) zur Erzeugung eines Mikrofonsignals (MS), at least one microphone (3) for generating a microphone signal (MS),
Sensoren (2) zur Bestimmung einer Kopfpose oder einer Kopforientierung, wobei die Sensoren (2) kopfposenabhängig oder kopforientierungsabhängig digitale Sensordaten erzeugen, einen Modulator (6), der dazu ausgebildet ist, ein Sensordaten-Trägersignal mit den digitalen Sensordaten zu modulieren, und Sensors (2) for determining a head pose or a head orientation, the sensors (2) generating digital sensor data depending on the head pose or head orientation, a modulator (6) which is designed to modulate a sensor data carrier signal with the digital sensor data, and
eine Überlagerungsschaltung (7), die dazu ausgebildet ist, das Mikrofonsignal (MS) und das mit den digitalen Sensordaten modulierte Sensordaten-Trägersignal zu dem ersten Signal (S1 ) zu überlagern, insbesondere zu addieren. a superposition circuit (7), which is designed to superimpose, in particular add, the microphone signal (MS) and the sensor data carrier signal modulated with the digital sensor data to the first signal (S1).
2. Headtracking-Headset (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Sensordaten-Trägersignal eine Trägerfrequenz aufweist, die größer ist als eine obere Mikrofonsignal-Grenzfrequenz. 2. Head tracking headset (1) according to claim 1, characterized in that the sensor data carrier signal has a carrier frequency that is greater than an upper microphone signal limit frequency.
3. Headtracking-Headset (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlagerungsschaltung (7) dazu ausgebildet ist, das Mikrofonsignal (MS) im Frequenzbereich auf die obere Mikrofonsignal-Grenzfrequenz zu begrenzen. 3. Head tracking headset (1) according to claim 2, characterized in that the superposition circuit (7) is designed to limit the microphone signal (MS) in the frequency range to the upper microphone signal limit frequency.
4. Headtracking-Headset (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 4. Head tracking headset (1) according to one of the preceding claims, characterized in that
das zweite Signal (S2) zusätzlich zum Raumklangsignal (RS) ein Steuersignal beinhaltet, wobei das Steuersignal dadurch erzeugt ist, dass ein Steuerdaten-Trägersignal mit digitalen Steuerdaten moduliert wird, wobei das Steuerdaten- Trägersignal eine Trägerfrequenz aufweist, die größer ist als eine obere Raumklangsignal-Grenzfrequenz, wobei das Raumklangsignal (RS) und das mit den digitalen Steuerdaten modulierte Steuerdaten-Trägersignal zur Erzeugung des zweiten Signals (S2) überlagert, insbesondere addiert, werden, wobei das Headtracking-Headset (1 ) weiter aufweist: the second signal (S2) contains a control signal in addition to the surround sound signal (RS), the control signal being generated by modulating a control data carrier signal with digital control data, the control data carrier signal having a carrier frequency that is greater than an upper surround sound signal -Cut-off frequency, wherein the surround sound signal (RS) and the control data carrier signal modulated with the digital control data are superimposed, in particular added, to generate the second signal (S2), the head tracking headset (1) further comprising:
ein Filter (12), welches das zweite Signal (S2) im Frequenzbereich in einen ersten Signalanteil, der dem zweiten Signal (S2) in einem Frequenzbereich bis zur Raumklangsignal-Grenzfrequenz entspricht und der das Raumklangsignal (RS) bildet, und einen zweiten Signalanteil zerlegt, der dem zweiten Signal (S2) in einem Frequenzbereich oberhalb der Raumklangsignal-Grenzfrequenz entspricht, und a filter (12) which splits the second signal (S2) in the frequency range into a first signal component which corresponds to the second signal (S2) in a frequency range up to the surround sound signal limit frequency and which forms the surround sound signal (RS), and a second signal component , which corresponds to the second signal (S2) in a frequency range above the surround sound signal cutoff frequency, and
einen Demodulator (13), der den zweiten Signalanteil des zweiten Signals (S2) demoduliert, um die Steuerdaten zu demodulieren. a demodulator (13) which demodulates the second signal component of the second signal (S2) in order to demodulate the control data.
5. Headtracking-Headset (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Betriebsparameter des Headtracking-Headsets (1 ) in Abhängigkeit von den Steuerdaten einstellbar sind. 5. Head tracking headset (1) according to claim 4, characterized in that operating parameters of the head tracking headset (1) can be adjusted depending on the control data.
6. Headtracking-Headset (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch 6. Head tracking headset (1) according to one of the preceding claims, characterized by
eine Energiegewinnungsschaltung (14), die dazu ausgebildet ist, Betriebsenergie für das Headtracking-Headset (1 ) und/oder einen Energiespeicher des Headtracking-Headsets (1 ) aus dem zweiten Signal zu erzeugen. an energy generation circuit (14) which is designed to generate operating energy for the head tracking headset (1) and/or to generate an energy storage of the head tracking headset (1) from the second signal.
7. Headtracking-Headset (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiegewinnungsschaltung (14) dazu ausgebildet ist, die Betriebsenergie aus einem Signalanteil des zweiten Signals (S2) zu erzeugen, der in einem Frequenzbereich oberhalb der Raumklangsignal-Grenzfrequenz liegt. 7. Head tracking headset (1) according to claim 6, characterized in that the energy generation circuit (14) is designed to generate the operating energy from a signal component of the second signal (S2) which is in a frequency range above the surround sound signal limit frequency.
8. Headtracking-Headset (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Signal (S2) zusätzlich zu dem Raumklangsignal (RS) ein Steuersignal und ein Signal zur Energieübertragung aufweist, wobei das Raumklangsignal (RS) einen einstellbaren Raumklangsignalpegel aufweist, das Steuersignal einen einstellbaren Steuersignalpegel aufweist und das Signal zur Energieübertragung einen einstellbaren Energiesignalpegel aufweist, wobei der Raumklangsignalpegel von dem Steuersignalpegel und/oder dem Energiesignalpegel abhängt, und/oder der Energiesignalpegel von dem Raumklangsignalpegel und/oder von dem Steuersignalpegel abhängt, und/oder Steuersignalpegel von dem Raumklangsignalpegel und/oder dem Energiesignalpegel abhängt. 8. Head tracking headset (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second signal (S2) has, in addition to the surround sound signal (RS), a control signal and a signal for energy transmission, the surround sound signal (RS) having an adjustable surround sound signal level , the control signal has an adjustable control signal level and the signal for energy transmission has an adjustable energy signal level, wherein the surround sound signal level depends on the control signal level and / or the energy signal level, and / or the energy signal level depends on the surround sound signal level and / or on the control signal level, and / or control signal level depends on the surround sound signal level and/or the energy signal level.
9. Headtracking-Headset (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Signal (S2) zusätzlich zu dem Raumklangsignal (RS) ein Steuersignal und ein Signal zur Energieübertragung aufweist, wobei das Raumklangsignal (RS) einen Raumklangsignalpegel aufweist, das Steuersignal einen Steuersignalpegel aufweist und das Signal zur Energieübertragung einen Energiesignalpegel aufweist, wobei das Raumklangsignal (RS), das Steuersignal und/oder das Signal zur Energieübertragung in Abhängigkeit von dem Raumklangsignalpegel, dem Steuersignalpegel und/oder dem Energiesignalpegel zeitlich verzögert übertragen wird/werden. 9. Head tracking headset (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second signal (S2) has, in addition to the surround sound signal (RS), a control signal and a signal for energy transmission, the surround sound signal (RS) having a surround sound signal level, the control signal has a control signal level and the signal for energy transmission has an energy signal level, the surround sound signal (RS), the control signal and / or the signal for energy transmission depending on the surround sound signal level, the control signal level and/or the energy signal level is/are transmitted with a time delay.
10. Headtracking-Headset (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Sensordatenkomprimierein- heit, die dazu ausgebildet ist, die digitalen Sensordaten zu komprimieren, bevor diese mit dem Sensordaten-Trägersignal moduliert werden. 10. Head tracking headset (1) according to one of the preceding claims, characterized by a sensor data compression unit which is designed to compress the digital sensor data before they are modulated with the sensor data carrier signal.
1 1. Headtracking-Headset (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (2) zur Bestimmung weiterer Messgrößen ausgebildet sind, wie beispielsweise Temperatur, Herzfrequenz, Magnetfeld und/oder Schall. 1 1. Head tracking headset (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensors (2) are designed to determine further measured variables, such as temperature, heart rate, magnetic field and / or sound.
12. Gerät (8) zum Empfangen des ersten Signals (S1 ) von einem Headtracking-Headset (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend: 12. Device (8) for receiving the first signal (S1) from a head tracking headset (1) according to one of the preceding claims, comprising:
einen ersten Anschluss (15), über den das erste Signal (S1 ) von dem Headtracking-Headset empfangen wird, a first connection (15), via which the first signal (S1) is received by the head tracking headset,
einen zweiten Anschluss (16), über den das zweite Signal (S2) zu dem Headtracking-Headset (1 ) gesendet wird, a second connection (16), via which the second signal (S2) is sent to the head tracking headset (1),
ein Filter (10), welches das erste Signal (S1 ) im Frequenzbereich in einen ersten Signalanteil, der dem ersten Signal (S1 ) in einem Frequenzbereich bis zur Mikrofonsignal- Grenzfrequenz entspricht, und einen zweiten Signalanteil zerlegt, der dem ersten Signal (S1 ) in einem Frequenzbereich oberhalb der Mikrofonsignal-Grenzfrequenz entspricht, und einen Demodulator (1 1 ), der den zweiten Signalanteil demoduliert, um die Sensordaten zu demodulieren. a filter (10) which breaks down the first signal (S1) in the frequency range into a first signal component which corresponds to the first signal (S1) in a frequency range up to the microphone signal limit frequency, and a second signal component which corresponds to the first signal (S1). in a frequency range above the microphone signal limit frequency, and a demodulator (1 1 ), which demodulates the second signal component in order to demodulate the sensor data.
Gerät (8) nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Raumklang-Einheit (12), die in Abhängigkeit von den Sensordaten das Raumklangsignal (RS) erzeugt. Device (8) according to claim 12, characterized by a surround sound unit (12) which generates the surround sound signal (RS) as a function of the sensor data.
14. Gerät (8) nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch 14. Device (8) according to claim 12 or 13, characterized by
einen Modulator (17), der dazu ausgebildet ist, das Steuerdaten-Trägersignal mit den digitalen Steuerdaten zu modulieren, und a modulator (17) which is designed to modulate the control data carrier signal with the digital control data, and
eine Überlagerungsschaltung (18), die dazu ausgebildet ist, das Raumklangsignal (RS) und das mit den digitalen Steuerdaten modulierte Steuerdaten-Trägersignal zu dem zweiten Signal (S2) zu überlagern, insbesondere zu addieren. a superposition circuit (18) which is designed to superimpose, in particular add, the surround sound signal (RS) and the control data carrier signal modulated with the digital control data to the second signal (S2).
15. Gerät (8) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, gekennzeichnet durch eine Energiesignalerzeugungseinheit, die dazu ausgebildet ist, ein Energiesignal zu erzeugen, welches ausschließlich Frequenzen in einem Frequenzbereich oberhalb der Raumklangsignal- Grenzfrequenz aufweist, wobei die Überlagerungsschaltung (18) weiter dazu ausgebildet ist, das Raumklangsignal (RS), das mit den digitalen Steuerdaten modulierte Steuerdaten-Trägersignal und das Energiesignal zu dem zweiten Signal zu überlagern, insbesondere zu addieren. 15. Device (8) according to one of claims 12 to 14, characterized by an energy signal generation unit which is designed to generate an energy signal which exclusively has frequencies in a frequency range above the surround sound signal limit frequency, the superposition circuit (18) furthermore is designed to superimpose, in particular add, the surround sound signal (RS), the control data carrier signal modulated with the digital control data and the energy signal to the second signal.
System, aufweisend: System comprising:
ein Headtracking-Headset (1 ) nach einem der Ansprüche 1 b 1 1 und a head tracking headset (1) according to one of claims 1 b 1 1 and
ein Gerät (8) nach einem der Ansprüche 12 bis 15. a device (8) according to one of claims 12 to 15.
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