(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インイヤ式ヘッドセットのためのオフヘッド検出システムであって、
補聴システムからの音声信号、フィードフォワードマイクロフォン信号、およびドライバ出力信号を受信する入力デバイスと、
前記音声信号と、前記フィードフォワードマイクロフォン信号と、オフヘッドデータとの組合せに基づいて前記ドライバ出力信号の値を予測する予想出力計算回路と、
ドライバに提供される観測した出力信号と計算した予想出力とを比較して前記インイヤ式ヘッドセットのオフヘッド状態を決定する比較回路と
を備える、オフヘッド検出システム。
【請求項２】
前記入力デバイスが、フィードバックマイクロフォン信号を処理するアクティブノイズ低減(ANR)回路を含む、請求項1に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項３】
ANR回路が、フィードバックマイクロフォン信号と前記フィードフォワードマイクロフォン信号の両方を処理する、請求項1に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項４】
少なくとも、前記比較回路が、デジタル信号プロセッサ(DSP)の部分として構築され配置される、請求項3に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項５】
前記フィードフォワードマイクロフォン信号および音声信号を測定する信号監視回路をさらに備える、請求項1に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項６】
前記インイヤ式ヘッドセットが耳から取り外されたときに大きさを変える音響伝達関数に従って前記オフヘッドデータが作られている、請求項5に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項７】
前記予想出力計算回路が、前記音声信号と、前記信号監視回路からの前記フィードフォワードマイクロフォン信号と、前記オフヘッドデータとの組合せに基づいて前記ドライバ出力信号の前記値を予測し、前記比較の結果によって、予測されるドライバ出力信号が測定された信号と類似していることを確認すると、オフヘッド状態が確認される、請求項6に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項８】
はめ込み品質評価を実施するための方法であって、
インイヤ式ヘッドセットが着用されたときのオフヘッド状態を検出するステップと、
前記オフヘッド状態に関する情報フィードバックを表示するステップと
を含み、
前記オフヘッド状態を検出するステップが、
入力デバイスによって、補聴システムからの音声信号、フィードフォワードマイクロフォン信号、およびドライバ出力信号を受信するステップと、
前記音声信号と、前記フィードフォワードマイクロフォン信号と、オフヘッドデータとの組合せに基づいて前記ドライバ出力信号の値を予想出力計算回路によって予測するステップと、
ドライバに提供される観測した出力信号と計算した予想出力を比較回路により比較して、前記インイヤ式ヘッドセットのオフヘッド状態を決定するステップと
を含む、方法。
【請求項９】
前記フィードフォワードマイクロフォン信号および音声信号を信号監視回路によって測定するステップをさらに含む、請求項8に記載の方法。
【請求項１０】
前記インイヤ式ヘッドセットが耳から取り外されたときに大きさを変える音響伝達関数に従って前記オフヘッドデータが作られている、請求項8に記載の方法。
【請求項１１】
前記比較の結果によって、予測されるドライバ出力信号が測定された信号と類似していることを確認すると、オフヘッド状態が確認される、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
オフヘッド検出のための方法であって、
ドライバ出力信号の推定される離散変換を決定するために、フィードフォワードマイクロフォン信号および補聴システムからの入力音声信号に信号処理を実施するステップと、
前記ドライバ出力信号の実際の離散変換を決定するステップと、
前記実際の離散変換と前記推定される離散変換とを比較するステップと、
前記実際の離散変換と前記推定される離散変換とが十分に類似していると決定されるときにオフヘッド状態を決定するステップと
を含む、方法。
【請求項１３】
フィードバックANRループがアクティブな選択周波数で、前記ドライバ出力信号、フィードフォワードマイクロフォン信号、および入力音声信号の各々について、離散フーリエ変換(DFT)が計算される、請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
リスニングデバイスのための制御システムであって、
検出イベントに応じて利得を減少させる検出システムと、
少なくともフィードバックベースのノイズ低減機能を管理するアクティブノイズ低減(ANR)回路と
を備え、
前記検出システムの現在の状態を前記検出システムの予想される状態と比較することによって、前記リスニングデバイスがオフヘッドと考えられるときにそのことを検出するオフヘッド監視回路を前記検出システムが含み、
前記オフヘッド監視回路が、
前記ANR回路への、フィードフォワードマイクロフォン入力、および、補聴システムからの音声信号を測定する信号監視回路と、
前記測定したフィードフォワードマイクロフォン入力と、前記測定した音声信号と、前記リスニングデバイスが耳から取り外されたときに大きさを変える音響伝達関数に従って作られたオフヘッドデータとの組合せに基づいて、前記ANR回路の出力の値を予測する予想出力計算回路と、
前記ANR回路の出力と、前記音声信号と、前記フィードフォワードマイクロフォン入力との組合せを比較して、前記リスニングデバイスのオフヘッド状態を決定する比較回路と
を備える、制御システム。
【請求項１５】
音源から音を受け取り処理することに応答して前記ANR回路がアンチノイズ信号を生成し、音響ドライバで環境ノイズをキャンセルするために、前記アンチノイズ信号が音響ドライバに出力される、請求項14に記載の制御システム。
【請求項１６】
利得を音声信号と組み合わせて、変更を加えた音声信号を前記ANR回路に出力する補聴システムをさらに備える、請求項14に記載の制御システム。
【請求項１７】
フィードバックマイクロフォンおよびフィードフォワードマイクロフォンのそれぞれによって検出される信号を受け取り、音響ドライバへの出力信号を生成するために、前記検出されたフィードバックマイクロフォン信号およびフィードフォワードマイクロフォン信号ならびに前記補聴システムからの前記変更を加えた音声信号を処理する複数のデジタルフィルタを前記ANR回路が含む、請求項16に記載の制御システム。
【請求項１８】
前記リスニングデバイスが耳から取り外されたときに発振を減少させる利得減少システムをさらに備える、請求項14に記載の制御システム。
【請求項１９】
前記比較回路が、デジタル信号プロセッサ(DSP)の部分として構築され配置される、請求項14に記載の制御システム。
【請求項２０】
前記比較の結果によって、予測される音響ドライバへの出力信号が測定された信号と類似していることを確認すると、オフヘッド状態が確認される、請求項19に記載の制御システム。
【請求項２１】
はめ込み品質評価を実施するためのシステムであって、
補聴システムからの音声信号、フィードフォワードマイクロフォン信号、およびドライバ出力信号を受信する入力デバイスと、
前記音声信号と、前記フィードフォワードマイクロフォン信号と、ヘッドセットが耳から取り外されたときに大きさを変える音響伝達関数に従って作られたオフヘッドデータとの組合せに基づいて前記ドライバ出力信号の値を予測する予想出力計算回路と、
前記ドライバ出力信号と、前記音声信号と、前記フィードフォワードマイクロフォン信号とを比較して前記ヘッドセットのオフヘッド状態を決定する比較回路と、
前記オフヘッド状態に関する情報フィードバックを表示するディスプレイと
を備える、システム。
【請求項２２】
前記入力デバイスが、フィードバックマイクロフォン信号を処理するアクティブノイズ低減(ANR)回路を備える、請求項21に記載のシステム。
【請求項２３】
前記比較回路が、デジタル信号プロセッサ(DSP)の部分として構築され配置される、請求項22に記載のシステム。
【請求項２４】
前記ヘッドセットが耳から取り外されたときに発振を減少させる利得減少システムをさらに備える、請求項21に記載のシステム。
【請求項２５】
前記オフヘッド状態が確認されると、タイマの満了後に前記ヘッドセットが自動的に電源切断するように構成される、請求項21に記載のシステム。
【請求項２６】
前記オフヘッド状態が確認されると、タイマの満了後に前記ヘッドセットが異なる電源状態に自動的に移行するように構成される、請求項21に記載のシステム。
【請求項２７】
前記ディスプレイが、前記ヘッドセットの前記オフヘッド状態の指示を表示するユーザインターフェースを備える、請求項21に記載のシステム。
【請求項２８】
オフヘッド検出のためのシステムであって、
ドライバ出力信号の推定される離散変換を決定するために、フィードフォワードマイクロフォン信号および補聴システムからの入力音声信号に信号処理を実施する検出システムと、
前記ドライバ出力信号の実際の離散変換を決定する前記検出システムのプロセッサと、
前記実際の離散変換と前記推定される離散変換とを比較して、前記実際の離散変換と前記推定される離散変換とが十分に類似していると決定されるときにオフヘッド状態を決定する比較回路と
を備える、システム。
【請求項２９】
フィードバックANRループがアクティブな選択周波数で、前記ドライバ出力信号、フィードフォワードマイクロフォン信号、および入力音声信号の各々について、前記検出システムが離散フーリエ変換(DFT)を計算する、請求項28に記載のシステム。
【請求項３０】
インイヤ式ヘッドセットのためのオフヘッド検出システムであって、
補聴システムからの音声信号、フィードフォワードマイクロフォン信号、およびドライバ出力信号を受信する入力デバイスと、
前記音声信号と、前記フィードフォワードマイクロフォン信号と、オフヘッドデータとの組合せに基づいて前記ドライバ出力信号の値を予測する予想出力計算回路と、
ドライバに提供される観測した出力信号と計算した予想出力とを比較して前記インイヤ式ヘッドセットのオフヘッド状態を決定する比較回路と
を備える、オフヘッド検出システム。
【請求項３１】
前記入力デバイスが、フィードバックマイクロフォン信号を処理するアクティブノイズ低減(ANR)回路を含む、請求項30に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項３２】
前記ANR回路が、前記フィードバックマイクロフォン信号と前記フィードフォワードマイクロフォン信号の両方を処理する、請求項31に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項３３】
少なくとも、前記比較回路が、デジタル信号プロセッサ(DSP)の部分として構築され配置される、請求項32に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項３４】
前記フィードフォワードマイクロフォン信号および音声信号を測定する信号監視回路をさらに備える、請求項30に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項３５】
前記インイヤ式ヘッドセットが耳から取り外されたときに大きさを変える音響伝達関数に従って前記オフヘッドデータが作られている、請求項34に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項３６】
前記予想出力計算回路が、前記音声信号と、前記信号監視回路からの前記フィードフォワードマイクロフォン信号と、前記オフヘッドデータとの組合せに基づいて前記ドライバ出力信号の前記値を予測し、前記比較の結果によって、予測されるドライバ出力信号が測定された信号と類似していることを確認すると、オフヘッド状態が確認される、請求項35に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項３７】
オフヘッド状態が確認されると、タイマの満了後に前記インイヤ式ヘッドセットが自動的に電源切断するように構成される、請求項36に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項３８】
オフヘッド状態が確認されると、タイマの満了後に前記インイヤ式ヘッドセットが異なる電源状態に自動的に移行するように構成される、請求項36に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項３９】
前記インイヤ式ヘッドセットの前記オフヘッド状態の指示を表示するユーザインターフェースをさらに備える、請求項30に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項４０】
ヘッドセットのためのオフヘッド検出システムであって、
前記ヘッドセットの電気音響トランスデューサによって再生される、補聴システムおよびフィードフォワードマイクロフォンからの音声入力信号を受信するための入力と、
前記ヘッドセットの外部環境を示す第1の入力信号を生成するように構成される前記フィードフォワードマイクロフォンと、
フィードフォワード信号を生成するために前記第1の入力信号にフィルタを適用するように構成されるフィードフォワード補償器と、
プロセッサであって、
前記音声入力信号および前記フィードフォワード信号に基づいて、前記電気音響トランスデューサへの出力信号を生成し、
前記音声入力信号、前記フィードフォワード信号、および前記ヘッドセットに関連するオフヘッド音響伝達関数の測定値に基づいて、前記電気音響トランスデューサへの推定される出力信号を決定し、
前記電気音響トランスデューサへの出力信号を前記推定される出力信号と比較し、
前記比較に基づいて、前記ヘッドセットが着用者の頭にない、またはあることを前記比較が示すかを決定する
ように構成されるプロセッサと
を備える、オフヘッド検出システム。
【請求項４１】
前記ヘッドセットの内部環境を示す第2の入力信号を生成するように構成されるフィードバックマイクロフォンと、
フィードバック信号を生成するために前記第2の入力信号にフィルタを適用するように構成されるフィードバック補償器と
をさらに備え、
前記プロセッサが、前記音声入力信号、前記フィードフォワード信号、およびフィードバック信号に基づいて前記電気音響トランスデューサへの出力信号を生成するように構成される、請求項40に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項４２】
前記ヘッドセットに関連するオフヘッド音響伝達関数の前記測定値が、前記ヘッドセットがオフヘッド状態にあるときの、前記電気音響トランスデューサと前記フィードバックマイクロフォンの間の伝達関数の測定値を含む、請求項41に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項４３】
前記ヘッドセットに関連するオフヘッド音響伝達関数の前記測定値が、前記フィードバックマイクロフォンで受信した外部の音と前記フィードフォワードマイクロフォンで受信した外部の音との間の伝達関数の測定値をさらに含む、請求項42に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項４４】
前記推定される出力信号を決定することが、
1つまたは複数の所定の周波数で前記音声入力信号の離散フーリエ変換(DFT)を生成することと、
前記1つまたは複数の所定の周波数で前記フィードフォワード信号のDFTを生成することと
を含む、請求項43に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項４５】
前記電気音響トランスデューサへの出力信号を前記推定される出力信号と比較することが、1つまたは複数の所定の周波数における前記電気音響トランスデューサへの出力信号を前記1つまたは複数の所定の周波数における前記推定される出力信号と比較することを含む、請求項44に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項４６】
前記出力信号が前記推定される出力信号に類似していることを前記比較が示すとき、前記ヘッドセットがオフヘッド状態にあることを前記プロセッサが示すようにさらに構成される、請求項40に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項４７】
前記ヘッドセットがオフヘッド状態であることを前記プロセッサが示すとき、タイマの満了後に前記ヘッドセットを自動的に電源切断するように前記プロセッサがさらに構成される、請求項46に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項４８】
前記ヘッドセットがオフヘッド状態であることを前記プロセッサが示すとき、タイマの満了後に前記ヘッドセットを異なる電源状態に自動的に移行するように前記プロセッサがさらに構成される、請求項46に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項４９】
前記ヘッドセットが前記着用者の頭にないか、またはあるかの指示を表示するユーザインターフェースをさらに備える、請求項40に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項５０】
ヘッドセットのためのオフヘッド検出システムであって、
前記ヘッドセットの電気音響トランスデューサによって再生される音声入力信号を受信するための入力と、
前記ヘッドセットの外部環境を示す第1の入力信号を生成するように構成されるフィードフォワードマイクロフォンと、
利得を有するフィードフォワード信号を生成するために前記第1の入力信号にフィルタを適用するように構成されるフィードフォワード補償器と、
プロセッサであって、
前記ヘッドセットが着用者の頭にないか、またはあるかを検出し、
前記ヘッドセットが前記着用者の頭から取り外されることを含むオフヘッド状態が検出されるのに応じて、利得を減少させたフィードフォワード信号を生成するために、前記第1の入力信号に前記フィードフォワード補償器によって適用される前記利得を自動的に減らし、
前記音声入力信号および前記利得を減らしたフィードフォワード信号に基づいて、前記電気音響トランスデューサへの出力信号を生成する
ように構成されるプロセッサと
を備え、
前記プロセッサが、
補聴システムからの前記音声入力信号、前記フィードフォワード信号、および前記ヘッドセットに関連するオフヘッド音響伝達関数の測定値に基づいて、前記電気音響トランスデューサへの推定される出力信号を決定し、
前記電気音響トランスデューサへの出力信号を前記推定される出力信号と比較し、
前記比較に基づいて、前記ヘッドセットが着用者の頭にない、またはあることを前記比較が示すかを決定する
ようにさらに構成される、オフヘッド検出システム。
【請求項５１】
1.5kHz以上の周波数で、前記第1の入力信号に前記フィードフォワード補償器によって適用される前記利得を自動的に減らすように前記プロセッサが構成される、請求項50に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項５２】
1.5kHz以上の周波数のみで、前記第1の入力信号に前記フィードフォワード補償器によって適用される前記利得を自動的に減らすように前記プロセッサが構成される、請求項51に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項５３】
発振しやすい周波数帯域で最大利得を制限することによって、前記第1の入力信号に前記フィードフォワード補償器によって適用される前記利得を自動的に減らすように前記プロセッサが構成される、請求項50に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項５４】
ほぼ一定の割合で、前記第1の入力信号に前記フィードフォワード補償器によって適用される前記利得を自動的に減らすように前記プロセッサが構成される、請求項50に記載のオフヘッド検出システム。
【請求項５５】
前記利得が最大許容利得より小さいとき、前記第1の入力信号に前記フィードフォワード補償器によって適用される前記利得を自動的に減らす前に遅延を実装するよう前記プロセッサが構成される、請求項50に記載のオフヘッド検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、その内容が全体で本明細書に組み込まれる、「Off-Head Detection of In-Ear Headset」という題名で2017年2月24日に出願された米国仮特許出願第62/463,202号に対する優先権を主張する、「Off-Head Detection of In-Ear Headset」という題名で2017年4月4日に出願された米国非仮特許出願第15/478,681号の利益を主張する。
【０００２】
本記載は、概して、インイヤ式リスニングデバイスに関し、より具体的には、インイヤ式リスニングデバイスのオフヘッド検出のためのシステムおよび方法に関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第9,560,451号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様によれば、インイヤ式ヘッドセットのためのオフヘッド検出システムは、音声信号、フィードフォワードマイクロフォン信号、およびドライバ出力信号を受信する入力デバイスと、音声信号と、フィードフォワードマイクロフォン信号と、オフヘッドデータとの組合せに基づいてドライバ出力信号の値を予測する予想出力計算回路と、ドライバに提供される観測した出力信号と計算した予想出力とを比較してインイヤ式ヘッドセットのオフヘッド状態を決定する比較回路とを備える。
【０００５】
態様は以下の特徴のうちの1つまたは複数を含むことができる。
【０００６】
入力デバイスは、フィードバックマイクロフォン信号を処理するアクティブノイズ低減(ANR)回路を含むことができる。
【０００７】
入力デバイスは、フィードバックマイクロフォン信号とフィードフォワードマイクロフォン信号の両方を処理するアクティブノイズ低減(ANR)回路を含むことができる。
【０００８】
少なくとも、比較回路は、ドライバ出力信号と、音声信号と、フィードバックマイクロフォン信号と、フィードフォワードマイクロフォン信号とを比較して、インイヤ式ヘッドセットのオフヘッド状態を決定するデジタル信号プロセッサ(DSP)の部分として構築され配置されてよい。
【０００９】
オフヘッド検出システムは、フィードフォワードマイクロフォン信号および音声信号を測定する信号監視回路をさらに備えることができる。
【００１０】
オフヘッド検出システムは、フィードフォワードマイクロフォン信号および音声信号を測定する信号監視回路をさらに備えることができる。
【００１１】
オフヘッド検出システムは、デバイスが耳から取り外されたときに大きさを変える音響伝達関数に従って作られたオフヘッドデータを処理するオフヘッドモデルをさらに備えることができる。
【００１２】
予想出力計算回路は、音声信号と、信号監視回路からのフィードフォワードマイクロフォン信号と、オフヘッドモデルからのオフヘッドデータとの組合せに基づいてドライバ出力信号の値を予測することができ、比較の結果によって、予測されるドライバ信号が測定信号と類似していることを確認することができ、次いでオフヘッド状態が確認される。
【００１３】
別の態様では、はめ込み品質評価を実施するための方法は、小型イヤフォン(earbud)が着用されたときのオフヘッド状態を検出するステップと、オフヘッド検出システムを実行するステップと、オフヘッド状態に関する情報フィードバックを表示するステップとを含む。
【００１４】
態様は以下の特徴のうちの1つまたは複数を含むことができる。
【００１５】
オフヘッド検出システムを実行するステップが、音声信号、フィードフォワードマイクロフォン信号、およびドライバ出力信号を入力デバイスによって受信するステップと、音声信号と、フィードフォワードマイクロフォン信号と、オフヘッドデータとの組合せに基づいてドライバ出力信号の値を予想出力計算回路によって予測するステップと、ドライバに提供される観測した出力信号と計算した予想出力を比較回路により比較して、インイヤ式ヘッドセットのオフヘッド状態を決定するステップとを含むことができる。
【００１６】
方法は、フィードフォワードマイクロフォン信号および音声信号を信号監視回路によって測定するステップをさらに含むことができる。
【００１７】
方法は、デバイスが耳から取り外されたときに大きさを変える音響伝達関数に従って作られたオフヘッドデータをオフヘッドモデルにより処理するステップをさらに含むことができる。
【００１８】
方法は、音声信号と、信号監視回路からのフィードフォワードマイクロフォン信号と、オフヘッドモデルからのオフヘッドデータとの組合せに基づいてドライバ出力信号の値を予測するステップをさらに含むことができ、比較の結果によって、予測されるドライバ信号が測定信号と類似していることを確認すると、オフヘッド状態が確認される。
【００１９】
別の態様では、リスニングデバイスのための制御システムは、検出イベントに応じてパラメータを再構成する検出システムと、少なくともフィードバックベースのノイズ低減機能を管理するアクティブノイズ低減(ANR)回路とを備える。
【００２０】
態様は以下の特徴のうちの1つまたは複数を含むことができる。
【００２１】
制御システムは、利得を音声信号と組み合わせて、変更を加えた音声信号をANR回路に出力する補聴システムをさらに備えることができる。
【００２２】
制御システムは、リスニングデバイスが耳から取り外されたときに発振を減少させる利得減少システムをさらに備えることができる。
【００２３】
別の態様では、オフヘッド検出のための方法は、ドライバ出力信号の推定される離散変換を決定するために、フィードフォワードマイクロフォン信号および入力音声信号に信号処理を実施するステップと、ドライバ出力信号の実際の離散変換を決定するステップと、実際の離散変換と推定される離散変換とを比較するステップと、実際の離散変換と推定される離散変換とが十分に類似していると決定されるときにオフヘッド状態を決定するステップとを含む。
【００２４】
態様は以下の特徴のうちの1つまたは複数を含むことができる。
【００２５】
離散フーリエ変換(DFT)は、フィードバックANRループがアクティブな選択周波数で、ドライバ出力信号、フィードフォワードマイクロフォン信号、および音声信号の各々について計算することができる。
【００２６】
本発明の概念の例の、上記およびさらなる利点は、添付図面とともに以下の記載を参照することによってよりよく理解することができ、添付図面では、様々な図の中で、同様の符号は、同様の構造要素および特徴を示す。図は、必ずしも原寸に比例せず、その代わり、特徴および実装形態の原理を図示する際に強調が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】いくつかの例に従った、インイヤ式リスニングデバイスのブロック図およびインイヤ式リスニングデバイスが動作する環境の概略図である。
【図２】いくつかの例に従った、リスニングデバイスのオフヘッド検出システムを含むアーキテクチャの信号の流れ図である。
【図３Ａ】オンヘッド状態からオフヘッド状態にヘッドセットが移行するときの音響伝達関数における変化を図示するグラフである。
【図３Ｂ】オンヘッド状態からオフヘッド状態にヘッドセットが移行するときの音響伝達関数における変化を図示するグラフである。
【図３Ｃ】オンヘッド状態からオフヘッド状態にヘッドセットが移行するときの音響伝達関数における変化を図示するグラフである。
【図３Ｄ】オンヘッド状態からオフヘッド状態にヘッドセットが移行するときの音響伝達関数における変化を図示するグラフである。
【図４】いくつかの例に従った、オフヘッド検出のための方法の流れ図である。
【図５】いくつかの例に従った、ユーザインターフェースにより実施される動作の流れ図である。
【図５Ａ】図5の流れ図のスクリーンショットの詳細な図である。
【図５Ｂ】図5の流れ図のスクリーンショットの詳細な図である。
【図５Ｃ】図5の流れ図のスクリーンショットの詳細な図である。
【図５Ｄ】図5の流れ図のスクリーンショットの詳細な図である。
【図５Ｅ】図5の流れ図のスクリーンショットの詳細な図である。
【図５Ｆ】図5の流れ図のスクリーンショットの詳細な図である。
【図５Ｇ】図5の流れ図のスクリーンショットの詳細な図である。
【図５Ｈ】図5の流れ図のスクリーンショットの詳細な図である。
【図５Ｉ】図5の流れ図のスクリーンショットの詳細な図である。
【図５Ｊ】図5の流れ図のスクリーンショットの詳細な図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
聴覚障害のあるユーザのためのリスニングデバイスは原則的に、所望の周りの音のレベルを高める。しかし、そのようなデバイスは、リスニングデバイスの利得によって、およびヘッドセットドライバに対する外部マイクロフォンの配置に起因して、およびドライバと外部マイクロフォンの間の音響伝達経路の存在によって、不安定に駆動されやすい。音響伝達経路は、ラウドスピーカからマイクロフォンの伝達関数によって特徴づけられ、伝達関数から増幅信号が導出される。この伝達関数は、リスニングデバイスの小型イヤフォンの耳への挿入期間、リスニングデバイスの耳からの取外し、またはリスニングデバイスが独立した環境で完全にオフヘッドであるときに大きさが増し、これらのいずれかによって、音響伝達経路が比較的効果的である周波数で、望ましくないフィードバック発振が生じる場合がある。対照的に、小型イヤフォンが正しく耳に挿入されると、ラウドスピーカとマイクロフォンの間にバッフルが形成され、ドライバ-マイクロフォン伝達関数の大きさを減らし、したがって発振を防止または緩和する。本明細書で議論されるフィードバックは、ヘッドセット出力とフィードフォワードマイクロフォンの間の、望ましくない正の外部フィードバックループのことを言い、ノイズ低減目的の内部マイクロフォンを使用する意図した負のフィードバックではないことに留意されたい。
【００２９】
フィードバックキャンセルアルゴリズムを提供して発振を回避することができるが、アルゴリズムは典型的には約10dBの安定利得を加えるに過ぎず、選択可能な利得の全範囲で有効ではない。結果として、デバイスが耳から取り外される、すなわちオフヘッドであるとき、またデバイスが着けられるもしくは取り外される、着用されるもしくは外されるとき、利得を減らす以外に、望ましくない発振が生じるのを回避するためにできることはほとんどない。
【００３０】
したがって、いくつかの例に従ったシステムおよび方法は、利得を自動的に減らすことによって、望ましくない発振を減らすことができる。
【００３１】
ヘッドセットが正しく耳に挿入されていないときの、ヘッドセットドライバと外部マイクロフォンの間の望ましくないフィードバック発振が長引くのを回避するために、オフヘッド検出システムおよび方法の例が開示される。これらの例では、オフヘッド状態が検出されると、小型イヤフォンが耳に再び挿入された後まで、利得は自動的に減らされる。システムの発振が長引くことは望ましくないため、いくつかの例に従ったオフヘッド検出システムは、たとえば、取外し後約0.25秒で、小型イヤフォンの取外しを認識し、取外し後約1秒でデバイス利得を完全に減少させるように構成される。
【００３２】
発振の緩和以外のオフヘッド検出の使用法としては、デバイスが着用されていないかを決定するためのデータ収集、およびデバイスが長引く時間期間の間オフヘッドである場合のデバイスの自動シャットオフが挙げられる。これらの使用法のために、オフヘッド検出システム、および異常または着用者の耳の中に位置決めされたヘッドフォンの許容できるはめ込みと、小型イヤフォンが正しく耳道を密封しない不十分なはめ込みとの間の範囲の極端な場合についてシステムを監視する方法の部分として、アルゴリズムを実装することができる。これらの使用法のために、アルゴリズムはすべての利得レベルで確実でなければならないが、反応時間は重要ではない。加えて、オフヘッド検出の使用に関する非発振は、限定しないが、(1)デバイスがもはや使用されず、電池を節約するために電源を落とすか、低電力状態に入れるべきときにそのことを検出すること、(2)一方のみの耳に着用されるときに、たとえば、その内容の全体が参照により本明細書に組み込まれる、1月31日に付与された米国特許第9,560,451号の両耳用マイクロフォンアレイなどの、デバイスの性能を再構成すること、(3)いくつの耳に着用され、どのような状態であるかに関係する使用データを抽出すること、および/または(4)ユーザが非常に不十分な小型イヤフォンのはめ込みを検出して正すことを可能にするように、小型イヤフォンのオン/オフヘッド状態について、ユーザインターフェースを介してユーザにフィードバックを提供することが挙げられる。
【００３３】
図1に示されるように、インイヤ式リスニングデバイス10は、フィードフォワードマイクロフォン102と、着用者の耳で音を検知するフィードバックマイクロフォン104と、音を強めるプロセッサ110またはコントローラと、強めた音を着用者の耳道に出力する音響ドライバ106とを含む。インイヤ式リスニングデバイス10のコントローラ110は、フィードバックおよびフィードフォワードベースのノイズ低減機能を管理するためのアクティブノイズ低減(ANR)回路112を含む。これらの例では、フィードバックANRが必要であり、フィードフォワードANRはオプションである。
【００３４】
コントローラ110は、デバイス10が着用者の耳から取り外されたときにそのことを検出するように構築され配置される、オフヘッド検出システム114を含む。いくつかの例では、オフヘッド検出システム114が信号処理を実施し、ANR回路112から読み出された1つまたは複数の信号の離散変換が計算される。コントローラ110は、たとえば、手動または自動利得制御、圧縮、フィルタ処理などといった様々な機能を実行する補聴システム116を含むこともできる。オフヘッド検出システム114が一旦構築されると、デバイスが耳から取り外されたときに発振を減らすため、相補的なオフヘッド利得減少システム117を、補聴システム116内に構築して配置することができる。コントローラ110は、インイヤ式リスニングデバイス10の構成要素として示されるが、いくつかの例では、コントローラおよび関係する電子回路は、インイヤ構成要素から離され、ケーブルまたはワイヤレスでインイヤ構成要素と接続される。また、いくつかの例では、オフヘッド検出システム114は、補聴システム116および/または利得減少システム117なしで動作することができる。
【００３５】
フィードバックANRとフィードフォワードANRの両方をインイヤ式リスニングデバイス10が使用することができるが、前に述べたように、フィードバックANRは必要である。特に、フィードバックANRシステムの閉ループ周波数応答は、オンヘッド状態とオフヘッド状態で適度に異ならなくてはならない。この例では、フィードフォワードANRはオプションである。
【００３６】
インイヤ式リスニングデバイス10は、他のデバイスに接続するのに、有線またはワイヤレスであってよい。インイヤ式リスニングデバイス10は、限定しないが、1つまたは2つのイヤピースのいずれかを有するヘッドフォン、オーバヘッド式ヘッドフォン、ビハインドネック式ヘッドフォン、通信マイクロフォンを有するヘッドセット(たとえば、ブームマイクロフォン)、ワイヤレスヘッドセット、単一のイヤフォンまたはイヤフォンの対、ならびに音声通信を可能にするおよび/もしくは耳の保護を可能にするイヤピースを組み込んだ帽子またはヘルメットを含む、ユーザのいずれか片方または両方の耳の近傍にデバイスが着用されることを可能にする物理的な構成を有することができる。個人用音響デバイスのさらに他の実装形態としては、たとえば、本明細書に開示され特許請求されるものが適用可能であり、当業者には明らかなインイヤ式リスニングデバイス10を含む電気-音響回路を内蔵したメガネを挙げることができる。
【００３７】
いくつかの例では、インイヤ式ヘッドセットは、それぞれの耳のための小型イヤフォンを含むことができる。ここで、オフヘッド検出システム114は、それぞれの小型イヤフォンで独立に動作することができる。いくつかの例では、小型イヤフォンは、検出を改善するために、他の小型イヤフォンからの情報を使用して動作する。
【００３８】
動作時には、フィードフォワードマイクロフォン102が、外部音源からの音を検出する。ANR回路110は、小型イヤフォンを超えて耳へ入る音の予想される受動伝達関数に基づいて検出した音をキャンセルするためのアンチノイズまたは負圧信号などを生成し、そのアンチノイズを音響ドライバ106に提供する。フィードバックマイクロフォン104は、音響ドライバ106の前、またはより具体的には、音響ドライバ106と着用したときの着用者の鼓膜とを有する共有音響容量に配置され、それにより、着用者の自然の聴覚と同様の方法で音を検出する。フィードバックマイクロフォン104はまた、どのような程度の音が小型イヤフォンに入っても、音源からの音も検出する。ANR回路112は、音を処理して、環境ノイズをキャンセルするために音響ドライバ106に送信されるアンチノイズ信号を作る。両方のマイクロフォン102、104が存在することによって、ANR回路112が、周波数のより広い範囲でノイズを抑制し、1つだけの場合よりも、はめ込みに(たとえば、どのようにユーザがヘッドセットを着用するかに)影響されないことを可能にする。いくつかの例では、ANR回路112は、フィードバックベースのANRとフィードフォワードベースのANRの両方を提供することができる。しかし、他の例では、両方のマイクロフォンは必要でなく、より具体的には、フィードフォワードマイクロフォン102により可能にされるフィードフォワードANR機能は要求されない。この例では、フィードフォワードマイクロフォン102は、増幅されるべき信号を提供し、そのため、フィードフォワードマイクロフォン102なしでは、利得減少システムで対処するための不安定性はない。加えて、フィードフォワードマイクロフォン102は、オフヘッド検出システム114への入力として使用される。オフヘッド検出システム114への入力として、ラウドスピーカ出力信号も使用されるが、フィードバックマイクロフォン104を使用するフィードバックベースのANRなしでは、この機能を提供することができない。
【００３９】
オフヘッド検出システム114を再び参照すると、いくつかの例では、オフヘッド検出システム114が、たとえばデジタル信号プロセッサ(DSP)を含む専用プロセッサに実装され、専用プロセッサは、ドライバに提供される出力信号(d)、入力音声信号(a)、およびマイクロフォン102、104の出力(s, o)をそれぞれ比較し、インイヤ式ヘッドセットのオフヘッド状態を決定する。他の例では、オフヘッド検出システム114は、ANR回路112を実現するDSP内の追加処理として、または、ワイヤレス通信サブシステムの部分であってよいなど、汎用マイクロプロセッサの中に実装される。
【００４０】
図2は、いくつかの例に従った、図1のオフヘッド検出システム114を含むアーキテクチャの信号の流れ図である。図1のオフヘッド検出システム114は、現在のシステムの状態を、オフヘッド状態で予想されるシステムの状態と比較することによって、デバイス10がオフヘッドと考えられるときにそのことを検出するオフヘッド監視回路208として構築して配置することができる。オフヘッド監視回路208の一部または全部は、DSPなどの部分であってよい。オフヘッド監視回路208の出力を、オフヘッド利得減少システム117に提供することができる。フィルタ、加算増幅器、および他の要素は、コントローラ110のハードウェアに実装され、コントローラ110は、配線接続される、またはソフトウェアによって構成することができる。いくつかの例では、図2のANRシステムは、1つのプロセッサで実行し、図2の他の要素、たとえば、補聴システム116、オフヘッド利得減少システム117、およびオフヘッド状態監視回路208は、別のプロセッサで実行する。
【００４１】
Gijと示される伝達関数は、入力信号「j」から出力信号「i」への物理的な伝達関数のことを言う。たとえば、Gsdは、ドライバ106に印加される電圧から、フィードバックマイクロフォン104またはシステムマイクロフォンで測定される電圧への物理的な伝達関数のことを言う。
【００４２】
デジタルフィルタ202、204、206を含むANRシステムは、音声信号(a)などの入力信号を受信する。音声信号(a)は、声、音楽、または他の音に関係するストリームされた音声を含むことができる。音声信号(a)は、補聴システムによって処理された外部の音を含むことができる。音声信号(a)は、知られている伝達関数(Keq)によって表される、第1のデジタルフィルタ202を通過する。第1のデジタルフィルタ202の目的は、音声(a)ストリーム入力を等化することであり、その結果、小型イヤフォンシステムの音響特性およびフィードバックANRループの特性が与えられれば、(着用者が聞いたとき)鼓膜において適切に聞こえる。そうすることにおいて、等化した音声ストリームは、加算増幅器210に出力される。
【００４３】
やはり第1の加算増幅器210で受信されるのは、フィードフォワードマイクロフォン102で測定された音を処理およびフィルタ処理するための、知られている伝達関数(Kff)によって表される第2のデジタルフィルタ204からの出力、および、フィードバックマイクロフォン104で測定された音を処理およびフィルタ処理するための、知られている伝達関数(Kfb)によって表される第3のデジタルフィルタ206からの出力である。伝達関数KffおよびKfbは、インイヤ式リスニングデバイス中の、フィードバックANRおよびフィードフォワードANRをそれぞれ提供する。フィードフォワードマイクロフォン102によってピックアップされた信号(o)は、外部の音と、無関係なノイズ(no)との組合せを含む場合がある。ノイズ(no)は、マイクロフォン102によって生成される電気センサノイズ、音響的な風ノイズ、または小型イヤフォンに擦れる物によって作られる音響的なノイズを含む場合がある。
【００４４】
フィードバックマイクロフォン104によってピックアップされた信号は、小型イヤフォンによって提供される任意の受動的減衰後に残る外部の音と、ドライバ106により生成される任意の音と、無関係なノイズ(ns)との組合せを含む場合がある。ノイズ(ns)は、マイクロフォン104によって生成される電気センサノイズ、および小型イヤフォンをたたくことによって作られる音響的なノイズを含む場合がある。ドライバ出力および他の音源は、追加要素214として表される、マイクロフォンの周りの空間の容積中で、音響的に加算される。小型イヤフォンが頭から取り外されるとき、または耳には入っているが良好に密封していない(すなわち、漏れていると言われる)とき、ドライバ106からの音は、追加要素214によって示されるように、伝達関数Godで、フィードフォワードマイクロフォン102にも到達することができる。これらのシナリオでは、伝達関数Godは、かなりのエネルギーがフィードフォワードマイクロフォン102に到達することを可能にする場合があり、不安定性または発振が生じる場合がある。
【００４５】
フィードバックマイクロフォン104で受信した外部の音は、フィードフォワードマイクロフォン102で受信されたものと異なるとして、Nsoと表される伝達関数と同様の関係によって、モデル化することができる。これは、小型イヤフォンの受動的伝送損失と密接な関係がある。
【００４６】
加算増幅器210に再び言及すると、第1、第2、および第3のデジタルフィルタ202、204、206の出力が加算増幅器210で加算され、これによって、音響ドライバ106への出力を作成する。結果として得られるドライバ信号(d)は、オフヘッド状態監視回路208にも出力される。ドライバ106のドライバ電圧、すなわち加算増幅器210からの信号出力と、フィードバックマイクロフォン104のたとえば出力電圧といったフィードバックマイクロフォン信号(s)との間の関係が、伝達関数(Gsd)として示される。
【００４７】
音響伝達関数GsdとNsoの両方は、デバイスが耳から取り外されると大きく変わる。一般的に、Gsdは、低い周波数で大きさが減り、Nsoは、高い周波数で大きさが増える。GsdおよびNsoのこれらの変化をトラッキングするのは、オフヘッド検出で助けになるが、フィードバックフィルタ(Kfb)がオンになりフィードバックループを形成すると、これらの伝達関数を単独で測定することができない。その代わり、これらの伝達関数の変化は、フィードバックループの挙動の変化を観察することによって間接的に監視しなければならない。
【００４８】
図2に示されるシステムでは、フィードフォワードマイクロフォン(o)と、音声入力(a)と、命令されたドライバ出力(d)との間の周波数領域の関係は、以下のような式1で数学的に提供される。
【００４９】
【数１】
0006903148.tif 000002
【００５０】
この式は、音響伝達関数GsdおよびNsoを含むために、デバイスが耳から取り外されると、ドライバ信号と2つの入力(o)および(a)との間の関係が変わることになる。したがって、信号監視回路220によって測定される入力(o)および(a)、知られているフィルタK、ならびにオフヘッド状態における音響伝達関数GsdおよびNsoのモデル222を使用することによって、式1は、オフヘッド状態におけるドライバ信号(d)の内容を予測することができる。予想出力計算回路221は、式1に従った関数を実行し、音声信号(a)と、信号監視回路220からのフィードフォワードマイクロフォン信号(o)と、オフヘッドデータ、たとえば、オフヘッドモデル222に記憶された伝達関数(Nso, Gsd)に対応する値との組合せに基づいて出力信号(d)の値を予測する。予測したドライバ信号が実際に測定されたものと同様である場合、オフヘッド状態が確認される。
【００５１】
図3A〜図3Dは、入力(o)および(a)とドライバ出力(d)との間の伝達関数を図示するグラフである。入力(o)または(a)のうちの一方が他方に対して非常に小さい場合、伝達関数を単独で測定することができる。これらの伝達関数は、オフヘッドの場合(点線)、および異なる音漏れを有する様々なインイヤはめ込み(実線)について示される。インイヤ状態とオフヘッド状態の間で最も大きい差異がある周波数は60Hzから600Hzにわたり、ここでは、この特定のデバイスにおいてフィードバックループが最もアクティブになる。インイヤ状態とオフヘッド状態は、この範囲の周波数を観察することによって、最も簡単に区別することができる。
【００５２】
加えて、図3A〜図3Dでは、両方の入力(o)と(a)からドライバ(d)への伝達関数が一般的に同様の挙動を呈することが図示される。良好なオンヘッドはめ込みからオフヘッド状態へインイヤヘッドセットが移行すると、図3Aおよび図3Cに示されるように、式1の2つの半分における両方の伝達関数が大きさを増し、ここでフィードバックANRループがアクティブであり、図3Bおよび図3Dに示されるように、それらの対応する位相は、一般的に、同じ方向に動く。結果として、フォールスポジティブとなる結果を回避するために2つの入力信号間の関係を考慮に入れる必要はない(下に記載される)。
【００５３】
図4は、いくつかの例に従った、オフヘッド検出のための方法400の流れ図である。方法400の一部または全部は、図1〜図3を参照して記載される、インイヤ式リスニングデバイス10のコントローラ110によって実施することができる。方法400のステップ401〜403は、異常、または着用者の耳に位置決めされるヘッドフォンの許容できるはめ込みと小型イヤフォンが正しく耳道を密封しない不十分なはめ込みとの間の範囲の極端な場合についてシステムを監視するオフヘッド検出アルゴリズムから導出することができる。したがって、図1のコントローラ110は、たとえば、オフヘッド検出アルゴリズムを実施するようにプログラムされるオフヘッド検出システム114を実装する、専用コンピュータまたはサブルーチンを含むことができる。
【００５４】
ステップ401において、たとえばオフヘッド検出システム114で実施される信号処理によって、フィードバックANRループがアクティブな選択周波数で、ドライバ(d)信号、フィードフォワードマイクロフォン(o)信号、および音声(a)信号の各々について、離散フーリエ変換(DFT)が計算される。たとえば、周波数範囲は、上で参照される60〜600Hzの間であってよいが、それに限定されない。この例では、2つの選択周波数は、125Hzおよび250Hzを含んでよいが、それに限定されない。用途に応じて、他の周波数範囲および点も等しく適用することができる。上の例では、計算の複雑さを減らすために、2つの周波数点が使用される。
【００５５】
ステップ402において、たとえば、フィードフォワード(o)DFTおよび音声(a)DFTを、信号監視回路220で採用されるモデル222のオフヘッド音響伝達関数GsdおよびNsoを含む、式1の中の伝達関数で乗算することによって、各選択周波数で推定されるドライバ信号DFTが決定される。
【００５６】
ステップ403において、ステップ401で計算された、測定されたドライバDFTと、ステップ402で計算された、推定されるドライバDFTが比較される。ステップ404において、実際のドライバDFTと推定されるドライバDFTが互いに対して所定の範囲内であると決定される場合、オフヘッド検出は、真を戻す、またはオフヘッド状態に戻すことができる。
【００５７】
本明細書に記載されるように、システムは、オフヘッド検出に関する発振を回避するために利得を減少させる。いくつかの例では、補聴システム116は、図に関連して記載された処理ステップと並列に、フィードフォワードマイクロフォン信号および/または他の外部マイクロフォン信号を処理するデジタル信号プロセッサ(DSP)を含む場合がある。補聴DSPは利得(補聴利得)を加え、出力を、たとえば、ストリーミング音楽、音声プロンプトなどといった他の音源と組み合わせて、音声信号(a)をANR回路112に出力する。デバイスが耳から取り外されたとき、伝達関数Godおよび補聴利得によって形成されるループが発振を引き起こし、オフヘッド検出が起こると結果として利得が減らされることになる。
【００５８】
上記の利得減少は、たとえばアウトラウドパス(out-loud path)における高い周波数(1.5kHz以上)、すなわち、図2に示されるストリーミングされた音声(a)とともに注入される増幅された外部ノイズにおいてのみ、実施することができる。というのは、これらは、外部マイクロフォン(s)と容易に結合するためである。ストリーミング音声および低周波数アウトラウド音声は、元のままにすることができ、その結果、それらをオフヘッド検出アルゴリズムへの入力として一緒に使用し続けることができる。利得減少は周波数領域で起こる。コントローラ110での圧縮アルゴリズムは、たとえば、個々の周波数帯域で利得を常に調整する、または発振しやすい帯域で最大利得を制限することができる。他の利得調整方法が可能であり、自明な拡張である。オフヘッド状態が一旦決定されると、最大許容利得は、たとえば、40dB/sの割合で減少し始めることができる。デバイス10が最大許容利得より低い利得を有する場合、オフヘッド検出と何らかの気付くほどの利得の変化との間に遅延があり、フォールスポジティブに対する何らかの保護を加えることになる。再挿入の際の利得増加は、同様の方法で機能することができる。
【００５９】
以下は、図4に図示される方法400の実装形態の例であり、図1および図2のコントローラ110で実行される。いくつかの例では、方法400は、毎秒32回評価されるが、これに限定されない。この例では、インイヤ式リスニングデバイス10は、最初は耳の中にあり、オフヘッド検出について偽を報告している。0秒において、デバイス10が頭から取り外される。0.25秒後、-40dB/sの割合で最大可能利得の減少が開始する。0.75秒後、許容範囲が減らされ、フォールスネガティブを減らすために、2つの代わりに1つの周波数でオフヘッド状態が満たされることをシステムが要求し始める。追加のオンヘッド時間をサンプリングすることによるフォールスネガティブデータを減少させることと、たとえば、ユーザの手が小型イヤフォンに近接することに起因する、機械的な摂動または音響Gdo(図2参照)感度の増加に起因して、さもなくば不要な発振を発生させる可能性がある小型イヤフォン内の物理的な相互作用をユーザが終わらせることも可能にすることの両方のために、0.5秒の遅延が導入される。このシーケンス期間に、ノイズ源が優勢であること起因して、方法400の評価がオフヘッド状態を戻すのに失敗する場合は、シーケンスを最初からやり直し、何らかの利得減少が生じている場合には、再び元に上昇し始める。
【００６０】
デバイス10が、少なくとも0.75秒の間オフヘッドであった後に最初に再挿入されると、以下のシーケンスが発生することになる。0秒において、デバイス10が再挿入される。0.5秒後、40dB/sの割合で最大可能利得が増加される。許容範囲が増やされ、フォールスポジティブを減らすために、1つの代わりに2つの周波数でオフヘッド状態が満たされることを要求する。デバイスを取り外す際、利得を減少する前に0.25秒の遅延が導入される。このシーケンス期間に、インイヤ式デバイスの不完全な挿入に起因して、方法400の評価がオフヘッド状態を戻す場合、シーケンスを最初からやり直す。上記の時間および上昇割合データは、小型イヤフォン音響機器の発振感度、フォールスポジティブ/ネガティブについての許容範囲、計算の複雑さなどといった、典型的な設計上の考慮事項に基づいて変更される場合がある。
【００６１】
実行時の、オフヘッド検出システムの例によって採用されるアルゴリズムの反応時間は、フォールスポジティブの割合に対しトレードオフを提示し、オフヘッド検出システムは、発振するのに十分に高い利得用にセットされたヘッドセットが確かにオフヘッドであるということを認識しない。たとえば、オフヘッド検出アルゴリズムを採用するシステムは、取り外した後、すなわちオフヘッド状態で0.25秒に利得を減少し始めることができ、利得が最初に高い場合、利得減少が、最大1秒、または1秒以上生じる場合がある。この例の設定では、フォールスポジティブの割合は小型イヤフォンのはめ込み品質に依存することになり、良好なはめ込みでは測定不可能な小さいフォールスポジティブの割合となり、非常に不十分な、すなわち小型イヤフォンが正しく耳道を密封せず、「音漏れ」の結果となるはめ込みで約1%のフォールスポジティブ割合となる。他の例では、ユーザがヘッドセットを取り扱う場合、またはシャツと接触する小型イヤフォンから生成されるノイズが、オンヘッドであるしるしと誤解されるのに十分なだけ速く歩き回る場合に、オフヘッド検出システムが、偶発的なフォールスネガティブを許容することもできる。典型的な使用シナリオでは、ヘッドセットが体に着用されるが、耳でなく肩の上にかけられるなどのとき、ユーザはヘッドセットを再びすぐに使用すると考えられ、そのため、不使用に起因する電源切断は重要でない。しかし、たとえば、ユーザがデバイスを外し、机上に置き、たとえば、数時間といった所定の長さの時間の間、デバイスが動かない場合にデバイスを電源切断する、本明細書に記載される自動電源切断の特徴を実装することによって、電池寿命を節約することができる。
【００６２】
着用した後、不十分な小型イヤフォンのはめ込みによって、聴覚デバイスにとって不十分な性能となる可能性があり、たとえば、ANRが、発振せずに適用される安定利得の量を制限するという損害を被ることがよく知られている。デバイスを着用した後に小型イヤフォンがユーザの耳に正しくはまらない場合、たとえば、図1および図2で上で記載されたシステムに従って、オフヘッド状態を検出することができる。小型イヤフォンのはめ込みは、オフヘッド検出と、たとえば、携帯型コンピューティングデバイスに提示され携帯型コンピューティングデバイスによって実行されるユーザインターフェースを通したユーザへの情報フィードバックといった情報の組合せを使用して改善し、それによって、聴覚デバイスの性能を改善することができる。そのようなユーザインターフェースの例としては、限定しないが、コンピューティングデバイスで実行されるワイヤレスで接続されたアプリケーションを介したユーザへのオフヘッド状態の視覚的フィードバック、オフヘッド状態を示すユーザへの可聴式プロンプト(たとえば、トーンまたは声)などが挙げられる。
【００６３】
ワイヤレスで接続されたアプリケーションの例、またはより具体的には、ユーザインターフェース(UI)のスクリーンショットの組が図5に図示される。オフヘッド検出の際に、デバイスは、たとえばBluetooth（登録商標）接続または他の電気通信を介して、ワイヤレスで接続したアプリケーション501(図5Aも参照)に検出イベントを送信することができる。たとえば、スクリーンショット501からスクリーンショット502(図5Bも参照)への移行は、アプリケーションが、少なくとも1つの小型イヤフォンが状態を変えたこと、たとえば、インイヤ状態からオフイヤ状態へと移行したことを検出したとき(602)に関する場合がある。スクリーンショット501および502に示されるユーザインターフェースディスプレイは、「ホームスクリーン」と呼ばれる場合がある。スクリーンショット503は、スクリーンショット502で警告ボタンなどをユーザが選択すること(604)に応答して、ユーザインターフェースに表示される場合がある。
【００６４】
スクリーンショット503に示されるように、バナー551が1つまたは複数の小型イヤフォンについてのオフヘッド状態を示すことができる。他の例では、ユーザは、バナー551を選択、たとえばクリックすることができ、このことによって次にスクリーン変更がもたらされ、「ヘルプ提示」サブスクリーン505(図5Cも参照)が表示され、それによって、携帯型聴覚デバイスのはめ込みの品質によりユーザの聴覚デバイスの性能が限定され、聴覚デバイスがオフヘッドであるように見えている可能性がある旨の詳細の表示をユーザが受け取ることができる。いくつかの例では、ユーザは、たとえば、スクリーンショット501に示されるホームスクリーンに戻る(606)と決定する場合がある。ここで、ユーザは、電気的に表示される矢印517、またはアイコン、ボタンなどを選択することができる。
【００６５】
ボタン、アイコン、または他のサブスクリーン電子表示504は、オン/オフヘッド状態の実時間表示を図示し、小型イヤフォンが、オンヘッドまたはオフヘッドとして検出されると、色変化を介して示す。このことによって、オンヘッド検出およびインジケータ504の変化をもたらすはめ込み結果が改善するまで、たとえば、より深く挿入すること、小型イヤフォンをねじること、または代わりの小型イヤフォンサイズを選択することにより、小型イヤフォンの音響的密封をユーザが改善することが可能になる。
【００６６】
サブスクリーン505に戻って、ユーザがサブスクリーン505でボタン、アイコンなどを選択すると、たとえばスクリーンショット506、507、および508にそれぞれ示されるような、1つまたは複数のヘルプスクリーンで、さらなるヘルプにアクセス可能である(608)(図5D、図5E、および図5Fも参照)。ヘルプスクリーン内の情報は、ユーザに、操作および代わりの小型イヤフォンの選択を通して案内して、はめ込み品質を改善する。ユーザは、所望であれば、ボタンまたはリンク509を介して、オフヘッド検出を無効にする機会も与えられる。いくつかの例では、ユーザは、たとえば、スクリーンショット501に示されるホームスクリーンに戻る(610)ことを決定する場合がある。ユーザは、スワイプ(612、614)または表示された要素間の他の移行によって、スクリーンショット506、507、および508に示されるヘルプスクリーン間で選択することができる。
【００６７】
ユーザがヘルプスクリーン507でリンク509を選択すると、たとえば、スクリーンショット510、511、および512でそれぞれ示される、1つまたは複数の設定スクリーンを表示することができる。
【００６８】
スクリーンショット510に示される設定スクリーンにおいて(図5Hにも示される)、ユーザは、電気的に表示される矢印517、またはアイコン、ボタンなどを選択(618)、スワイプなどをして、スクリーンショット511で示されるスクリーンへ移行することができる(図5Iにも示される)。同様に、ユーザは、電気的に表示される矢印、アイコン、ボタンなどを選択(620)して、スクリーンショット512に示されるスクリーンに移行することができる(図5Jにも示される)。
【００６９】
図5A〜図5F、図5H〜図5Jのスクリーンショットに示される表示スクリーンのいずれか、特に、ホームスクリーンまたは設定スクリーンは、図5Gにおけるスクリーンショット513に示されるアプリケーションメニューに移行することができる。アプリケーションメニューにおいて、ユーザは、たとえば、設定スクリーン510〜512といった異なるスクリーンに移行することができる。
【００７０】
上の記載は、添付される特許請求の範囲によって規定される、本発明の範囲を説明することを意図しており、限定することを意図していないことを理解されたい。他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内に入る。
【符号の説明】
【００７１】
10  インイヤ式リスニングデバイス
102  フィードフォワードマイクロフォン
104  フィードバックマイクロフォン
106  音響ドライバ
110  プロセッサ、コントローラ
112  アクティブノイズ低減(ANR)回路
114  オフヘッド検出システム
116  補聴システム
117  オフヘッド利得減少システム
202  第1のデジタルフィルタ
204  第2のデジタルフィルタ
206  第3のデジタルフィルタ
208  オフヘッド状態監視回路、オフヘッド監視回路
210  加算増幅器
220  信号監視回路
221  予想出力計算回路
222  オフヘッドモデル、モデル
501  アプリケーション、スクリーンショット
502  スクリーンショット
503  スクリーンショット
504  サブスクリーン電子表示、オンヘッド検出およびインジケータ
505  「ヘルプ提示」サブスクリーン
506  スクリーンショット
507  スクリーンショット、ヘルプスクリーン
508  スクリーンショット
509  ボタンまたはリンク
510  スクリーンショット、設定スクリーン
511  スクリーンショット、設定スクリーン
512  スクリーンショット、設定スクリーン
513  スクリーンショット
517  矢印
551  バナー
【図１】
0006903148.tif 000003
【図２】
0006903148.tif 000004
【図３Ａ】
0006903148.tif 000005
【図３Ｂ】
0006903148.tif 000006
【図３Ｃ】
0006903148.tif 000007
【図３Ｄ】
0006903148.tif 000008
【図４】
0006903148.tif 000009
【図５】
0006903148.tif 000010
【図５Ａ】
0006903148.tif 000011
【図５Ｂ】
0006903148.tif 000012
【図５Ｃ】
0006903148.tif 000013
【図５Ｄ】
0006903148.tif 000014
【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図５Ｉ】
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【図５Ｊ】
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