听力设备系统和用于运行听力设备系统的方法与流程

1.本发明涉及一种听力设备系统。此外，本发明涉及一种用于运行这种听力设备系统的方法。


背景技术：

2.听力设备通常用于向该听力设备的佩戴者的耳朵输出音响信号。在此，输出借助输出转换器，通常以声学方式借助扬声器(也称为“听筒”或者“接收器”)经由空气声来进行。在此，这种听力设备经常用作所谓的助听器设备(也简称为：助听器)。为此，听力设备通常包括声学输入转换器(特别是麦克风)和信号处理器，信号处理器被配置为，使用至少一个通常以特定于用户的方式存储的信号处理算法来对输入转换器根据环境声音产生的输入信号(也称为：麦克风信号)进行处理，使得至少部分对听力设备的佩戴者的听力障碍进行补偿。特别是在助听器设备的情况下，除了扬声器之外，输出转换器也可以替换地是所谓的骨传导听筒或者耳蜗植入物，其被配置为用于以机械或者电的方式将音响信号耦合到佩戴者的耳朵中。术语听力设备特别是附加地还包括诸如所谓的耳鸣掩蔽器、头戴式耳机、耳机等设备。
3.与尤其是借助传感器来检测身体功能(例如脉搏、运动等)的例如健身手环、“智能手表(smartwatches)”等形式的所谓的“可穿戴设备(wearables)”的功能的使用的逐渐普及类似，这种功能的使用也正在进入听力设备领域。例如要检测体温、脉搏等。也提供听力设备的这种附加使用，因为特别是在助听器设备的情况下，听力设备通常也佩戴在身体附近，并且经常也在相对长的时间段内或者甚至持续地佩戴听力设备。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是，改善借助听力设备对身体功能的检测。
5.根据本发明，上述技术问题通过具有本发明的特征的听力设备来解决。此外，根据本发明，上述技术问题通过具有本发明的特征的方法来解决。在下面的描述中说明部分本身具有创造性的本发明的有利的实施方式和扩展方案。
6.根据本发明的听力设备系统具有光电容积脉搏波传感器(photoplethys-mographie-sensor)，其在常规佩戴状态下可以佩戴在使用听力设备系统的人员的耳道中。此外，听力设备系统具有耳塞，其在常规佩戴状态下至少部分朝向耳道覆盖光电容积脉搏波传感器。特别是，耳塞用于至少间接地将光电容积脉搏波传感器保持在耳道中的常规佩戴位置。此外，听力设备系统具有控制器，其被配置为用于，根据借助光电容积脉搏波传感器检测到(并且优选还有发出)的光，针对光电容积脉搏波传感器使用的波长范围，推导出表征耳塞的透射(transmission)的对比参量。此外，控制器被配置为用于，将对比参量与预先给定的第一边界值进行比较，并且当对比参量超过该边界值时，输出警告消息。
7.按照根据本发明的方法，为了运行前面描述的听力设备(也就是说，该听力设备具有光电容积脉搏波传感器和耳塞，光电容积脉搏波传感器在常规佩戴状态下可以佩戴在耳
道中，耳塞在常规佩戴状态下至少部分朝向耳道覆盖光电容积脉搏波传感器)，根据借助光电容积脉搏波传感器检测到的光，针对光电容积脉搏波传感器的波长范围，推导出针对耳塞的透射的对比参量，将对比参量与预先给定的第一边界值进行比较，并且当对比参量超过该边界值时，输出警告消息。
8.也就是说，听力设备系统、具体地其控制器被配置为用于特别是自动执行根据本发明的方法。相反，所述方法对应地包括这里和下面描述的由控制器执行的所有措施。因此，所述听力设备系统和所述方法以对应的方式共享这里和下面描述的(特别是方法方面的)特征和由此得到的优点。
9.表征在这里和下面意味着，对比参量包含关于透射的大小的定量信息，从而至少可以间接地从对比参量中看出透射。因此，对比参量例如给出透射(特别是光电容积脉搏波传感器的光的整个传输路径上的透射)本身，或者替换地还有与透射互补的吸收(absorption)。对比参量也可以是与要示出的透射直接或者间接地成比例的参量。此外，对比参量也可能与要示出的透射成非线性关系、例如成对数、指数或者多项式(即二次多项式、三次多项式等)关系。
10.术语“超过边界值”(这里为超过第一边界值)在这里和下面优选总是应当在对比参量(或者其在时间上的变化)与边界值的差改变符号的意义上理解为与方向无关。也就是说，根据对比参量的定义(“真正的”透射或者吸收)，超过相应的边界值可以是正的(在真正超过的意义上，其中，对比参量大于边界值)或者负的(在低于的意义上，其中，对比参量小于边界值)。因此，特别是当对比参量反映吸收并且大于第一边界值时，因此输出警告消息。对应地相反，优选当对比参量反映透射并且低于第一边界值时，输出警告消息。
11.因为光电容积脉搏波传感器的测量原理基于如下原理，即，利用来自一个或多个预先给定的波长范围(例如近红外范围和/或可见波长范围的不同的波段)的光照射身体组织，并且检测反射或者透射的辐射，并且将其用于确定组织特性、特别是当前的血流，因此耳塞的透射明显影响对组织特性的评估和确定。因此，优选选择(预先给定)前面描述的第一边界值，使得对于对组织特性的评估和确定，仍然接收到足够的光量。换句话说，第一边界值优选给出如下边界，从该边界起，不再能够对组织特性进行可靠的评估和确定。因此，也就是说，通过确定对比参量并且将对比参量与第一边界值进行比较，可以有利地使听力设备系统的用户了解光电容积脉搏波传感器的功能受到限制。
12.在一个优选的实施方式中，控制器被配置为，除了第一边界值之外，还将对比参量与第二边界值进行比较，并且依据对比参量相对于第二边界值的位置，推断出耳塞的第一类型、特别是第一颜色类型。这特别是在如下方面是适宜的，即，对于听力设备，经常可能使用具有不同的颜色设计(即不同的颜色类型)的耳塞。然而，不是所有颜色设计(即使耳塞还是半透明的)都适合用于光电容积脉搏波传感器的可靠的(提供足够准确的结果的)使用，因为至少显著部分的光被吸收。
13.在前面描述的实施方式的一个适宜的扩展方案中，控制器被配置为，将对比参量与第三边界值进行比较。在这种情况下，第一边界值位于第二边界值和第三边界值之间。在此，控制器特别是被配置为，依据对比参量相对于第三边界值的位置，推断出耳塞的第二类型、特别是第二颜色类型。也就是说，特别是，控制器被配置为，在具有足够高的透射的颜色类型和具有过小的透射之间的颜色类型之间进行区分。这特别是在如下方面是有利的，即，
对于听力设备，经常可能使用具有不同的颜色设计(即不同的颜色类型)的不同的耳塞，例如浅色的、深色的、透明的、不透明的等。优选控制器被配置为，在检测到不适合用于光电容积脉搏波传感器的使用的耳塞的类型、特别是颜色类型时，输出合适的类型的推荐。
14.例如，第二边界值(对于第二边界值、因此对比参量也反映透射本身的情况)在第一边界值以上(即代表透射本身的值比通过第一边界值设置的值大)。在这种情况下，第三边界值特别是在第一边界值以下，因此代表明显过低的透射。
15.可选地，还预先给定多个第二和/或第三边界值，根据其，例如可以区分多个颜色设计或者还有不同制造商的多个耳塞。
16.在一个适宜的实施方式中，控制器被配置为，使用对比参量超过第一边界值作为耳塞被污染的指示，并且利用警告消息输出清洁或者更换耳塞的请求。
17.在识别出污染与前面描述的与第二边界值或者还与第三边界值进行比较的有利的组合中，控制器适宜地被配置为，在仅超过第一边界值，但是不超过第二或者第三边界值时，推导出被污染。在此，有利地当不适合用于光电容积脉搏波传感器的使用的耳塞的颜色类型的透射低(换句话说，其吸收高)，使得和到与不适合的颜色类型相关联的第二或者第三边界值相比，从其起光电容积脉搏波传感器的使用显著受到影响的第一边界值到通常由于污染而出现的减小的透射值的距离更小时，可以检测出污染。因此，在这种情况下，不仅这种不适合的颜色类型、而且污染也导致警告消息的输出，优选导致相应地相关联的不同的警告消息。
18.在一个优选的实施方式中，听力设备系统具有听力设备(特别是助听器设备)，光电容积脉搏波传感器与听力设备耦合。特别是，光电容积脉搏波传感器是听力设备的一部分。在这种情况下，控制器适宜地被配置为，在替换耳塞之后和/或在激活听力设备之后确定对比参量，以及优选还与边界值或者相应的边界值进行比较。可选地，控制器被配置为，还在听力设备持续运行期间反复确定对比参量，并且特别是也与边界值或者相应的边界值进行比较。
19.在一个适宜的实施方式中，选择第一边界值以及必要时还有第二和/或第三边界值，使得考虑身体组织对光电容积脉搏波传感器发出的光的影响。换句话说，尤其是选择对应的边界值，使得在照射身体组织之后确定对比参量。众所周知，身体组织(除了耳塞之外也)使发出的光“衰减”。因此，优选第一边界值给出在照射用户的身体之后，对于光电容积脉搏波传感器的正确的、特别是可靠的使用，必须检测到多少光量。对应地，第二或者第三边界值(如果存在)给出在照射身体之后，为了对耳塞分配相应的颜色类型，必须检测到多少光量。
20.优选第一(特别是还有第二和第三)边界值反映接收的光量(强度)与发出的光量的比。特别是，在860(+/-20)纳米周围的范围内的波长处，第一边界值至少为65％。
21.在另一个适宜的实施方式中，听力设备包括可以佩戴在耳后的主体，主体包括信号处理器和至少一个与其耦合的麦克风。此外，在这种情况下，听力设备包括可以佩戴在耳道中的通过信号传输技术与信号处理器耦合的扬声器。特别是，听力设备是具有外部扬声器(尤其是也称为“ric”(其为“receiver in canal(接收器在耳道中)”的缩写)或者“ric-bte”)的耳后式助听器设备(也称为“bte”，其为“behind the ear(耳后式)”的缩写)。在该实施方式中，优选扬声器承载光电容积脉搏波传感器，后者特别是集成在扬声器中。
22.特别是在前面提到的“ric”助听器设备的情况下，(特别是适合或者被设置为用于与光电容积脉搏波传感器一起使用的)耳塞优选被形成为用于扬声器的柔性的盖子，并且由透明的、特别是无色的材料形成。例如，耳塞(在这种情况下也称为“耳罩(ear dome)”)由硅树脂(silikon)形成。相反，不适合用于与光电容积脉搏波传感器一起使用的耳塞例如由(特别是深色的)有色材料、特别是硅树脂形成。
23.可选地，前面描述的听力设备系统的控制器被构造为不可编程的电子电路。替换地，控制器由微控制器形成，其中以软件模块的形式来实现用于执行前面描述的根据本发明的方法的功能。
24.在一个可选的实施方式中，控制器集成在听力设备的信号处理器中。在一个替换的或者可选的、还有附加的(例如为了能够选择性地容纳用于听力设备的节能模式)的实施方式中，控制器被构造为在听力设备外部，例如在智能电话上作为app(应用)(即前面提到的软件模块)来实现。因此，特别是在安装了app的情况下，智能电话至少在使用app期间是听力设备系统的一部分。在这种情况下，优选以无线方式借助听力设备的通信接口将光电容积脉搏波传感器的数据(特别是传感器信号)传输到智能电话。
附图说明
25.下面，借助附图详细说明本发明的实施例。其中：
26.图1以示意图示出了具有听力设备的听力设备系统，听力设备具有外部扬声器和光电容积脉搏波传感器，
27.图2以示意性的部分剖视图示出了在用户的耳道中处于常规佩戴状态的扬声器与光电容积脉搏波传感器，以及
28.图3、4分别以示意图示出了在常规佩戴状态下借助光电容积脉搏波传感器针对耳塞的透射确定的对比参量。
29.彼此对应的部分和参量在所有附图中始终设置有相同的附图标记。
具体实施方式
30.在图1中示出了助听器设备、具体地为可以佩戴在用户的耳后的助听器设备(也简写为助听器，这里称为“bte 1”)形式的听力设备。bte 1包括壳体2，bte 1的电子部件布置在壳体2中。这些电子部件例如是两个麦克风4、信号处理器6和电池模块8。在bte 1常规运行时，麦克风4用于接收环境声音，并且将其转换为电输入信号(也称为：“麦克风信号ms”)，信号处理器6(也称为“控制器”)对电输入信号进行处理(特别是进行滤波、与频率相关地进行放大和/或进行衰减等)。随后，将处理后的输入信号作为输出信号as输出到扬声器10，扬声器10布置在壳体2外部并且常规可以佩戴在耳道9中，并且扬声器10将输出信号as转换为声音信号，并且转发到用户的耳朵。
31.此外，bte 1具有光电容积脉搏波传感器，简称为“ppg传感器12”，在当前实施例中，ppg传感器12集成在扬声器10中，具体地插入其壳体14中(参见图2)。ppg传感器12例如用于确定bte 1的用户的脉搏、可选地也用于确定氧饱和度。为此，ppg传感器12包括光源，在当前情况下为led单元16，其被配置为用于输出多个频段的光、但是通常至少输出近红外范围内的光。此外，ppg传感器12包括用来检测射入的光的光传感器18。在常规运行时，光传
感器18检测由led单元16输出并且被身体组织、例如用户的血管22的血管壁20反射的光束。然后，例如可以根据在此检测的强度变化来确定用户的脉搏。
32.此外，为了将扬声器10保持在耳道9中，bte 1配备有耳塞，这里具体地由称为“罩24”(或者也称为：“套”)的蘑菇状的柔性盖子形成。如在图1和2中可以看到的，该罩24至少部分覆盖ppg传感器12。也就是说，由于罩24的材料的固有吸收(即小于100％的透射)，尤其是光在其在led单元16和光传感器18之间的路径上衰减。依据罩24的颜色设计，这种衰减或多或少是强烈的。对于bte 1，通常可以使用不同颜色的罩24，大多数是无色的和深色的变形方案
33.bte 1与当前应用的罩24也共同形成“听力设备系统”。
34.然而，对于常规使用，具体地对于ppg传感器12的可靠结果，需要至少借助光传感器18接收的预先给定的强度值。因此，信号处理器6被配置为，根据(可选地针对每一个发出的波长段或者仅示例性地针对一个波长段)检测到的光，来确定表征罩24的透射的对比参量。在此，将该对比参量(这里称为“实际透射值ti”)确定为检测到的光的强度与led单元16发出的强度之间的比。众所周知，该实际透射值ti不仅包含通过罩24的衰减，还包含通过用户的身体组织的衰减。图3示出了相对于波长λ描绘透射t的曲线图。在此，示例性地示出了实际透射值ti在检测到的波长段上的变化。
35.随后，信号处理器6将实际透射值ti与预先给定的第一边界值g1(参见图3)进行比较。选择该第一边界值g1，使得在该第一边界值g1以下，不给出ppg传感器12的可靠的功能，即通过罩24和身体组织的衰减(吸收)过高。如在图3中所示出的，如果实际透射值ti位于第一边界值g1以上，那么信号处理器6继续常规运行。如果实际透射值ti低于边界值g1，那么信号处理器6输出警告消息。
36.为了能够进一步明确警告消息，在另一个实施例(参见图4)中，在信号处理器6中存储第二边界值g2和第三边界值g3。在此，第二边界值g2在第一边界值g1以上，并且第三边界值g3在第一边界值g1以下。
37.由此，信号处理器6也可以区分不同类型的罩24，具体地区分不同颜色的罩24，这里具体地区分浅色或无色与深色的罩24。如果实际透射值ti低于第一边界值g1和第三边界值g3，那么信号处理器6推断出安装了深色变形方案的罩24。信号处理器6利用警告消息输出安装无色变形方案的罩24的指示。
38.如果实际透射值ti还超过第二边界值g2，那么信号处理器6推断出安装了无色变形方案的罩24。
39.在另一个实施例中，对于实际透射值ti低于第一边界值g1、但是不低于第三边界值g3的情况，信号处理器6推断出罩24被污染，例如因为耵聍堆积在罩24上。在这种情况下，信号处理器6利用警告消息输出清洁或者替换罩24的推荐。
40.在一个未详细示出的实施例中，前面提到的听力设备系统还包括智能电话，在智能电话上实现被配置并且被设置为用于对ppg传感器12的数据进行评估的软件应用。在该实施例中，该应用还被配置并且设置为用于执行前面通过信号处理器6执行的对罩24的透射的“监视”。也就是说，在这种情况下，智能电话、具体地为其微处理器，结合应用，形成控制器，其确定实际透射值ti，并且将其与第一边界值g1、必要时还与第二边界值g2和第三边界值g3进行比较，并且必要时输出警告消息。在这种情况下，bte 1具有无线接口，借助其将
ppg传感器12的数据传输到智能电话。
41.本发明的主题不局限于前面描述的实施例。相反，本领域技术人员可以根据前面的描述推导出本发明的其它实施方式。特别是，借助不同的实施例描述的本发明的各个特征和其设计变形方案也可以以其它方式彼此组合。
42.附图标记列表
[0043]1ꢀꢀꢀꢀꢀ
bte
[0044]2ꢀꢀꢀꢀꢀ
壳体
[0045]4ꢀꢀꢀꢀꢀ
麦克风
[0046]6ꢀꢀꢀꢀꢀ
信号处理器
[0047]8ꢀꢀꢀꢀꢀ
电池模块
[0048]9ꢀꢀꢀꢀꢀ
耳道
[0049]
10
ꢀꢀꢀꢀ
扬声器
[0050]
12
ꢀꢀꢀꢀ
ppg传感器
[0051]
14
ꢀꢀꢀꢀ
壳体
[0052]
16
ꢀꢀꢀꢀ
led单元
[0053]
18
ꢀꢀꢀꢀ
光传感器
[0054]
20
ꢀꢀꢀꢀ
血管壁
[0055]
22
ꢀꢀꢀꢀ
血管
[0056]
24
ꢀꢀꢀꢀ
罩
[0057]
ms
ꢀꢀꢀꢀ
麦克风信号
[0058]
as
ꢀꢀꢀꢀ
输出信号
[0059]
t
ꢀꢀꢀꢀꢀ
透射
[0060]
ti
ꢀꢀꢀꢀ
实际透射值
[0061]
g1
ꢀꢀꢀꢀ
第一边界值
[0062]
g2
ꢀꢀꢀꢀ
第二边界值
[0063]
g3
ꢀꢀꢀꢀ
第三边界值
[0064]
λ
ꢀꢀꢀꢀ
波长