听筒或与听筒相关的改进制造技术

一种用于检测用户耳朵结构的运动或变化或耳道(2)中的压力变化，以便控制或影响相关的装置功能的设备(6)，该设备包括：能够由用户佩戴以位于用户的耳道(2)中或其附近的传感器器件(1)，以及至少一个传感器(1)，其被定位和配置成检测和捕获与中耳、耳鼓复合体，耳鼓边缘和/或其他耳朵结构运动或特性变化，或用户耳道内的压力变化相关的传感器数据；以及用于处理和分析来自传感器(1)的传感器数据(6a)的器件。其中，用于处理和分析数据(6a)的器件通过分析与包括以下各项的组中一个或多个相关的传感器数据：眼睛运动或定向听觉注意力或焦点数据，通过分析与中耳、耳鼓复合体、耳鼓边缘和/或相关的耳朵结构的运动或变化的程度、速度、大小或持续时间、或耳道中的压力变化有关的数据；自主控制数据，通过分析与中耳、耳鼓复合体、耳鼓边缘和/或相关耳朵结构的运动或变化的程度、速度、大小、或运动持续时间、或耳道内压力变化相关的数据；凝视聚焦运动数据，通过分析与二维眼睛运动和眼睛会聚以及中心凝视相关的数据；面部、头部和/或颈部运动数据，通过分析与面部、头部和/或颈部运动相关的与耳朵结构运动或变化或耳道内压力变化相关的数据；有意的选择性听觉注意力数据，通过分析与用户的耳朵结构运动或变化或耳道压力变化相关的数据，和/或声音响应数据；通过分析与响应声音时的耳朵结构运动或变化、或用户耳道内压力变化相关的数据；使得通过识别传感器数据中的变化或差异，该设备能够控制或影响相关装置的功能。置的功能。置的功能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】听筒或与听筒相关的改进


[0001]本专利技术涉及听筒、耳机、助听器或其他耳内装置的改进。具体而言，本专利技术涉及一种用于检测耳朵结构运动或变化，或者用户耳道内压力变化的设备以及相关联的方法，以便控制或影响相关装置的功能。

技术介绍

[0002]对于增强现实和虚拟现实装置(分别为AR和VR)以及其他头戴式显示器和平视显示器和界面的用户来说，一个公认的困难是用户如何与装置和任何图形界面进行交互。已经开发了具有手持控制器、头部跟踪、语音命令和手跟踪的交互，但是以前还没有发现免提、无声和不可见并且不中断用户活动的简单交互。由于安装在如此靠近面部或视野前方的装置很难对眼睛进行三角测量，眼睛跟踪已经被证明是有问题的。其他用户界面也可以受益于免提、不可见和提供方向的无声控制，例如，在转向机械装置中，包括向具有严重肌肉控制丧失(例如运动神经元疾病/肌萎缩性脊髓侧索硬化症)的人提供的电动轮椅，或者目前在本领域中不存在的娱乐或工业装置或用途。
[0003]本专利技术涉及一种用于为电子装置和界面提供定向和/或变量控制或动态控制或分级控制的设备和与之关联的方法，而没有与现有技术相关的缺点。一个已为大家接受的问题是，随着年龄的增长，人会出现远视眼(由于与年龄相关的眼球晶状体变化，越来越难以聚焦于近处对象)。这通常通过使用阅读眼镜或在镜片的不同区域具有不同镜片倍率的眼镜来矫正。这受限于使用单焦点镜片时需要根据活动佩戴和取下眼镜，以及使用双焦点或渐进镜片眼镜时需要调整头部位置。一个镜片用于近视而另一个镜片用于远视的单眼眼镜只被一小部分用户接受。
[0004]对于增强现实(AR)和虚拟现实(VR)装置、头戴式显示器、其他近眼显示器和平视显示器以及类似界面的用户来说，一个公认的困难是用户如何与装置和任何图形界面进行交互并向其提供输入。已经开发了具有手持控制器、头部跟踪、语音命令和手跟踪的交互，但是以前还没有发现免提、无声和不可见并且不中断用户活动的简单交互。由于安装在面部附近或视野前方的装置很难对眼睛进行三角测量，眼睛跟踪已经被证明是有问题的。一些方法声称通过检测与水平眼睛运动相关的耳道中的相互压力变化来预测眼睛的近似水平运动，从而改善眼睛跟踪界面性能并降低功耗。然而，这些方法不能提供会聚和眼睛中心运动的测量。
[0005]AR装置和VR装置以及其他近眼显示器的另一个确定的困难是，由于眼睛的会聚与显示器上眼睛的视觉焦点(调节)不匹配，从而用户大脑接收到冲突信息。这被称为聚散度
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调节冲突(vergence
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accommodation conflict)(参考文章：Multifocal displays：review and prospect；Zhan et al.PhotoniX(2020)1：10https：//doi.Org/10.1186/s43074
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020
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00010
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0：30March 2020)。眼睛会聚于在不同感知距离处以感知距离的正确角度呈现的3D物体。然而，眼睛焦点(调节)在由物理显示器和观察光学器件所决定的固定距离。大脑因此接收到矛盾的信息，因为双眼注视的聚散角与图像的感知距离一致，但是焦点(调节)与在
不同距离观看的图像均一致。据报道，这种冲突限制了这些显示器中的深度感知，并导致视觉疲劳，这可能影响忍受长时间使用这些显示器的能力，并且还引起观看后的症状，包括眼睛疲劳、视觉模糊和头痛。
[0006]减少或防止会聚度调整冲突的方法包括使用多焦点显示器，控制多焦点显示器可使用户能够适应在与检测到的聚散度角一致的虚拟深度聚焦于显示器。这正确地融合了传递给用户大脑的聚散度和调节信息，实现了更自然的视觉深度和三维感知。多焦点显示器可以通过包括连续可调透镜、可调反射器和可切换透镜的方法来提供。这些显示器是使用眼睛跟踪检测双眼的运动，通过指向用户眼睛的摄像机传感器来定位用户凝视的方向；和改变显示深度的焦距以匹配由眼睛跟踪摄像机检测到的聚散角。这些可以使用焦距可调的光学器件；实时改变焦距的镜头，或实时机械调整屏幕和放大镜头之间距离的电机。这些方法由于需要位于这些可穿戴装置中的眼睛跟踪传感器而受到限制。由于与眼球距离的限制，这些眼睛跟踪传感器/成像器进行跟踪眼睛会聚角的能力有限；三角测量眼睛运动所需的角度需要传感器离眼睛足够远，因此，这种方法也不能提供垂直眼睛运动的精确测量。
[0007]“鸡尾酒晚会”困境是指助听器除了会放大用户特别感兴趣的语音或声音之外，还可能会放大一般的环境声音，使得当有背景噪声时，用户很难听到感兴趣的语音或其他声音。一些已知的方法提出通过检测外耳肌肉中的电子脉冲(EMG信号)来驱动助听器的方向控制，在其他哺乳动物中，该电子脉冲与外耳(耳廓)运动相关。这些肌肉的EMG活动在人类的听觉注意期间也是可检测的；然而，这种方法由于需要可靠的电接触，以及来自其他较大的头部和面部肌肉的EMG干扰而受到阻碍。
[0008]其他现有技术旨在通过预测眼睛的近似水平运动，通过检测与水平眼睛运动相关的耳道中的相互压力变化，来提高眼睛跟踪界面性能并降低功耗。然而，压力测量依赖于密封的耳道，并受到下颌运动的影响，如说话和咀嚼。这仅提供了眼睛运动的水平检测，因此不能检测眼睛凝视中心的二维位置，并且因此这不能替代目前依赖于眼睛成像器或摄像机的眼睛跟踪技术。
[0009]本专利技术涉及一种用于检测眼睛运动、预期眼睛焦点深度和定向听觉焦点而没有与现有技术相关的缺点的设备和方法。
[0010]因为一些患有运动障碍(妨碍正常控制肌肉功能的障碍)的患者不能说话，因此他们不能正常交流。患有严重残疾的患者可能能够使用现有的辅助技术，使用由他们仍然能够控制的运动而触发的开关，如脸颊运动、眼睛运动(如眼睛跟踪)或头部运动。此外，简单的开关技术已经被允许用于具有交流困难的人，例如由于运动问题(难以控制肌肉运动)而交流不便，如脑瘫、多发性硬化症、运动神经元疾病或颈部创伤。这些患者可以通过通信辅助装置和其他用户界面进行交互，并且已存在这样的界面控制电子装置，例如电子轮椅、计算机和其他用户界面输出，以辅助通信、运动、日常生活和娱乐活动(辅助技术)以及其他功能。通信辅助工具可以允许用户在扫描屏幕键盘显示期间，通过简单的开关激活来选择图形用户界面上的字母或单词，或者通过选择图标以及其他输出选项来激活功能。然而，患有最严重残疾的患者可能会发现很难控制目前可以检测到并用于触发辅助技术的动作。这可能是因为肌肉缺乏控制，因为异常的不自主不可控运动干扰了对更细微的自主运动的检测。一个例子是，如果一个人患有手足徐动症，导致不可预测的不自主头部运动，则会干扰眼睛跟踪技术或有目的的头部运动触发开关的能力。
[0011]其他已知的辅助技术控制方法包括通过耳机或听筒中的传感器检测由鼓膜张肌的有意运动引起的耳鼓复合体的特定运动。然而，这在其应用中受到限制，因为一部分人没有意识到这种运动和/或不能主动控制鼓膜张肌。
[0012]目前已建立的交互包括触摸、语音和眼睛跟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于检测耳朵结构运动或变化或用户耳道内压力变化的设备，以便控制或影响相关装置的功能，所述设备包括：传感器器件，其能够由所述用户佩戴以位于所述用户的耳道内或耳道附近，并且至少一个传感器被定位和配置成检测和捕获与所述用户的中耳、耳鼓复合体、耳鼓边缘和/或其他耳朵结构运动或特性变化或耳道内压力变化相关的传感器数据；以及用于处理和分析来自所述传感器器件的传感器数据的器件，其中用于处理和分析数据的器件分析包括以下各项的组中的一个或多个相关的传感器数据：眼睛运动或定向听觉注意力或焦点数据，通过分析与中耳、耳鼓复合体、耳鼓边缘和/或相关耳朵结构的运动或变化的程度、速度、大小、或运动持续时间、或耳道内压力变化相关的数据；自主控制数据，通过分析与中耳、耳鼓复合体、耳鼓边缘和/或相关耳朵结构的运动或变化的程度、速度、大小、或运动持续时间、或耳道内压力变化相关的数据；凝视聚焦运动数据，通过分析与二维眼睛运动和眼睛会聚以及中心凝视相关的数据；面部、头部和/或颈部运动数据，通过分析与面部、头部和/或颈部运动相关的耳朵结构运动或变化或耳道内压力变化相关的数据；有意的选择性听觉注意力数据，通过分析与用户的耳朵结构运动或变化，或耳道压力变化相关的数据；和/或声音响应数据，通过分析与响应声音的耳朵结构运动或变化，或用户耳道内压力变化相关的数据，使得通过识别所述传感器数据中的变化或差异，所述设备能够控制或影响相关装置的功能。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述传感器器件配置成检测以下组中的任何一个或多个的变化，包括：通过二维或三维分析或图像处理的所述耳鼓复合体或相关耳朵结构的运动；距离所述传感器器件的距离；耳鼓复合体、听道、耳鼓边缘、邻近的听管壁(耳道)和/或相关的或其他的耳朵结构的一部分或全部的运动的方向、运动的大小、运动的程度、运动的持续时间、位置、和/或形状；耳道内的压力；至少部分的所述耳鼓复合体或相关耳朵结构的颜色；至少部分的所述耳鼓复合体的振动频率；反射；指示所述耳鼓复合体和/或相关结构运动的任何其他测量；和/或上述任何一个或多个，提供同一耳朵结构或不同耳朵结构的不同区域之间的可辨别差异，或者每个传感器与所述用户的不同耳朵相关联的一对传感器之间的可辨别差异。3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述传感器器件包括以下组中的任何一个或多个：成像检测器；热成像探测器；
静态或扫描激光探测器；飞行时间探测器；LIDAR(激光成像、探测和测距)；激光三角测量；激光多普勒振动测量：数字全息术；光学相干断层扫描术；光电容积描记器(PPG)传感器，具有或不具有氧饱和度传感器；压力检测器；和/或超声波探测器。4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中控制或影响相关装置的功能包括以下组中的一个或多个：有意开关触发器的操作；分级或可变的有意控制；用户界面的二维或多维或可变控制；控制耳机装置声音输出的方向、幅度和频率；光学聚焦控制；同一界面或不同界面的多功能控制；装置状态的变化；控制数字、电子或其他装置或电子界面，包括远离所述用户的那些界面；虚拟或真实运动控制；和/或监测耳鼓复合体、耳鼓边缘或其他耳朵结构运动，作为健康、疾病、生理和行为活动的生物特性测量。5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，处理和分析关于眼睛运动或定向听觉注意力或焦点数据的传感器数据提供了：通过检测所述中耳的运动来分级、动态或可变地控制界面；和/或通过检测所述中耳的自主运动对界面进行有意的分级控制、动态控制或可变控制。6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述设备包括另一传感器器件，所述传感器器件能够在所述用户的第二耳道内或附近处由所述用户佩戴，以提供额外的传感器数据。7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述用于处理和分析来自所述传感器器件的传感器数据的器件，能够从佩戴在所述用户双耳中的传感器接收传感器数据，并且能够利用两组传感器数据中的识别的变化或差异来控制或影响相关装置的功能。8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述用于处理和分析数据的器件分析与耳鼓复合体运动、除了耳鼓复合体运动之外的耳鼓边缘和/或其他耳朵结构运动有关的传感器数据，以便提供对界面或相关装置的改进和更可靠的控制。9.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述传感器器件配置成检测眼睛会聚、凝视聚焦、预期视觉聚焦深度、水平眼睛运动和/或垂直眼睛运动或其任意组合。10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述传感器器件配置成检测眼睑闭
合、眉毛抬起和/或眼睛睁大，或其组合。11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述传感器器件配置成检测单独的眼睑闭合、独立的眉毛抬起和/或一只或两只眼睛睁大，或其组合。12.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述传感器器件配置成检...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：耳机转换有限公司，
类型：发明
国别省市：