CN114630255A - 具有发射功率自适应的助听器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了具有发射功率自适应的助听器，所述助听器包括：经第一天线元件通信的第一无线接口，第一无线接口配置成在第一工作频率工作；配置成经第一线圈通信的第二无线接口；配置成向助听器的元件提供电力的电源；其中助听器配置成根据充电曲线对第一无线接口的发射器部分充电，充电曲线定义充电的功率水平与时间之间的关系，充电曲线定义在2.5mA/微秒到4mA/微秒的范围中的充电速率，其中第一无线接口包括配置成根据充电曲线进行充电的电容器。

Description

具有发射功率自适应的助听器

技术领域

本发明涉及具有配置成进行无线通信的无线接口的助听器。更具体地，本发明涉及具有可适应的用于无线通信的发射功率的助听器。本发明的教导可同等地应用于其它类型的听力装置如耳塞和可听戴设备，其配置成位于用户的耳朵和/或耳道处。

背景技术

助听器为相当小的设备，其中内部元件接近地放在一起。当助听器具有无线接口和协作天线例如RF无线电和RF天线时，无线接口将配置成根据某类协议进行工作。数据从助听器经无线接口的传输可导致产生电磁噪声，即计划传输的信号之外的信号。如果噪声传播到助听器的其它元件内，需要减轻该噪声。

因此，需要提供一种解决至少部分上面提及的问题的解决方案，至少需要提供现有技术的备选方案。

发明内容

本发明总体上涉及具有至少两个无线接口的助听器或听力装置，其中一无线接口的工作有向至少第二无线接口引入噪声的风险。第一无线接口配置成使得其不或者至少有限程度地向第二无线接口引入噪声。

本发明涉及具有经第一天线元件通信的第一无线接口的助听器，第一无线接口配置成在第一工作频率工作。助听器可包括配置成经第一线圈通信的第二无线接口。助听器可包括配置成向助听器的元件提供电力的电源。助听器可配置成根据充电曲线对第一无线接口的发射器部分充电。对无线接口的发射器部分充电在本说明书中意为向发射器的电荷存储器提供电荷，发射器则能够在发射事件期间从电荷存储器耗电。如随后将阐明的，这可包括对一电容器、或几个电容器、或类似的储能元件充电。同样，无线接口可包括发射器部分和接收器部分，其中发射器部分可需要比接收器部分更高的功率/更快的充电水平，因而，已发现提供储能器有利，其可在发射事件之前进行充电，例如在发射事件之间进行充电。这可以是或者包括高功率水平用于特定发射事件或一系列发射事件的情形。

向储能元件提供电荷所需时间与将达到的能量水平的结合可在充电曲线中定义，例如1微秒1mA可以是前述充电曲线的一部分。充电曲线可定义充电的功率水平与时间之间的关系，其中充电曲线定义第一斜度。第一斜度因而可看作单位为mA/微秒或者dBm/微秒的(第一)速率。当对发射器/无线接口中的储能器充电时，该斜度可看作加电上升速度。当根据充电曲线对发射器充电以进行发射时，在第一线圈内几乎没有非电磁干扰。

有利地，第一充电曲线可配置充电将以一速率进行，使得跨向发射器供电的电容器的电压在3微秒中将从0.8mA充到10mA，例如在约2微秒中从-28dBm到+6.5dBm。

有利地，根据本发明的助听器可包括第一无线接口，其包括配置成根据充电曲线进行充电的放大器。放大器可以是功率放大器，配置成在发射期间提供供应给天线的功率。

有利地，根据本发明的助听器可包括第二无线接口，配置成在约1-900MHz的频率范围中感应通信，如约4MHz，如约5MHz，如约900MHz。使用感应通信的一个优点在于分别放在佩戴者头部的左和右侧的两个装置之间的通信至少是该类通信在佩戴者头部附近传输时不太遭受损耗。

有利地，根据本发明的助听器可包括发射器配置成以多个离散的功率水平进行发射。通过提供多个功率水平，发射器或者控制运行的控制器可选择发射器被充电的功率水平进行发射。功率水平可基于期望的数据传输速率进行选择。可以预期，由助听器的输入变换器拾取的语音的传输(流传输)在电话传输期间传到移动电话比传至/传自助听器例如传至/传自具有控制助听器和/或用于显示与助听器有关的状态信息的app的移动电话的控制数据的传输需要更高的数据速率。

有利地，根据本发明的助听器可包括多个功率水平为12个，其中最高的功率水平用于双向音频通信。

有利地，根据本发明的助听器可包括第一无线接口配置成使用蓝牙和/或低功耗蓝牙协议进行通信。这可有助于提供到多种兼容设备如移动电话、平板电脑、计算机等的数据接口。

有利地，根据本发明的助听器可包括第二无线接口配置成与外部设备例如对侧助听器感应通信，用于将音频信号从该助听器传到对侧助听器从而向用户提供双耳声音。

有利地，根据本发明的助听器可包括配置成经第一无线接口接收数字化的声音，助听器则可进一步配置成将接收到的数字化声音或其处理后版本(重新)传输给对侧助听器。在双耳助听器***中的助听器之一未以用于某一目的如话音传输/接收的、足够高的质量(例如足够的信号强度)从第三设备如电话接收到信号时，这可有用。使一助听器重新传输信号到另一助听器使接收到的音频信号能被(大约)同时呈现给用户的每只耳朵。

本发明的一方面涉及包括根据本发明的助听器以及移动电话的***，其中助听器配置成与移动电话通信以在呼叫期间向移动电话传输语音及从移动电话接收语音。

本发明的另一方面涉及包括两个根据本发明的助听器的双耳助听器***，每一助听器配置成按双耳模式工作。

本发明的又一方面涉及包括双耳助听器和移动电话的***，其中双耳助听器中的至少一助听器配置成与移动电话通信以在呼叫期间向移动电话传输语音及从移动电话接收语音。

本发明的其它方面和特征将在下面的描述中阐明。应注意，在此提出的各个方面的特征可进行组合。

附图说明

本发明的各个方面将从下面结合附图进行的详细描述得以最佳地理解。为清晰起见，这些附图均为示意性及简化的图，它们只给出了对于理解本发明所必要的细节，而省略其他细节。在整个说明书中，同样的附图标记用于同样或对应的部分。每一方面的各个特征可与其他方面的任何或所有特征组合。这些及其他方面、特征和/或技术效果将从下面的图示明显看出并结合其阐明，其中：

图1示意性地示出了一助听器；

图2示意性地示出了一曲线图。

具体实施方式

下面结合附图提出的具体描述用作多种不同配置的描述。具体描述包括用于提供多个不同概念的彻底理解的具体细节。然而，对本领域技术人员显而易见的是，这些概念可在没有这些具体细节的情形下实施。装置和方法的几个方面通过多个不同的块、功能单元、模块、元件、电路、步骤、处理、算法等(统称为“元素”)进行描述。根据特定应用、设计限制或其他原因，这些元素可使用电子硬件、计算机程序或其任何组合实施。

电子硬件可包括微机电***(MEMS)、(例如专用)集成电路、微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、选通逻辑、分立硬件电路、印刷电路板(PCB)(如柔性PCB)、及配置成执行本说明书中描述的多个不同功能的其它适当硬件，例如用于感测和/或记录环境、装置、用户等的物理性质的传感器。计算机程序应广义地解释为指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行、执行线程、程序、函数等，无论是称为软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言还是其他名称。

助听器或听力装置可配置成使用协议如数据协议进行通信。这样的数据协议可以是专有协议，即并非协议的所有细节均为公众所知，然而，其部分可为公众所知。数据协议可以是公众可获得的协议，例如蓝牙、低功耗蓝牙、Zigbee、WiFi或其它这样的协议。协议可经射频/无线电频率通信通道进行通信，例如经助听器的壳体中包括的天线，或者至少连接到助听器的壳体，或者与助听器中的无线接口通信的其它形式。协议可用于将编码为数据的声音如语音传入或传出助听器、传到外部设备/从外部设备接收。射频天线可有利地配置成在ISM频带中工作，例如在1到10GHz范围的频带中，如约2.4GHz和/或约5GHz。

在本说明书中，听力装置(或听力仪器、助听装置)可以是助听器。助听器可适于改善或增强用户的听觉能力，其通过从用户环境接收声信号、产生对应的音频信号、可能修改该音频信号、及将可能已修改的音频信号作为可听见的信号提供给用户的至少一只耳朵而实现。“改善或增强用户的听觉能力”可包括补偿个体用户的特定听力损失。“听力装置”还可指适于以电子方式接收音频信号、可能修改该音频信号、及将可能已修改的音频信号作为可听见的信号提供给用户的至少一只耳朵的设备如可听戴设备、耳麦或头戴式耳机。可听见的信号可以下述形式提供：辐射到用户外耳内的声学信号、作为机械振动通过用户头部的骨结构和/或通过中耳的部分传到用户内耳的声信号、及直接或间接传到用户耳蜗神经和/或听觉皮层的电信号。

听力装置适于以任何已知的方式佩戴。这可包括：i)将听力装置的单元安排在耳后(具有将空传声信号导入耳道的管或者具有设置成靠近耳道或位于耳道中并通过导线(或无线)连接到耳后单元的接收器/扬声器)，如耳后型助听器；和/或ii)将听力装置整个或部分设置在用户的耳廓和/或耳道中，如耳内式助听器或耳道式/深耳道式助听器；或iii)将听力装置的单元设置成连接到植入到颅骨内的固定装置，如骨锚式助听器或者耳蜗植入物；或iv)将听力装置单元设置为整个或部分植入的单元，如骨锚式助听器或耳蜗植入物。听力装置可实施在单一单元(壳体)中或者可实施在各自彼此连接的多个单元中。

“听力***”指包括一个或两个听力装置的***。“双耳听力***”指包括两个听力装置的***，其中这些听力装置适于协同地向用户的两只耳朵提供听得见的信号。听力***或双耳听力***还可包括与至少一听力装置通信的一个或多个辅助装置，该辅助装置影响听力装置的运行和/或受益于听力装置的功能。在至少一听力装置和辅助装置之间建立有线或无线通信链路以使信息(如控制和状态信号，可能音频信号)能在其间进行交换。辅助装置可至少包括下述之一：遥控器、远程传声器、音频网关设备、无线通信设备例如移动电话(智能电话)或平板电脑或另一装置(例如包括图形界面)、广播***、汽车音频***、音乐播放器或其组合。音频网关设备可适于如从娱乐装置例如TV或音乐播放器，从电话装置例如移动电话，或从计算机例如PC接收多个音频信号。辅助装置还可适于(例如使用户能)选择和/或组合所接收音频信号(或信号组合)中的适当信号以传给至少一听力装置。遥控器适于控制至少一听力装置的功能和/或运行。遥控器的功能可实施在智能电话或其它(如便携)电子设备中，该智能电话/电子设备可能运行控制至少一听力装置的功能的应用程序(APP)。

一般地，听力装置尤其是助听器包括i)用于从用户周围接收声信号并提供对应的输入音频信号的输入单元如传声器；和/或ii)用于以电子方式接收输入音频信号的接收单元。听力装置还包括用于处理输入音频信号的信号处理单元及用于根据处理后的音频信号将听得见的信号提供给用户的输出单元。

输入单元可包括多个输入传声器，例如用于提供随方向而变的音频信号处理。前述定向传声器***适于(相对地)增强用户环境中的多个声源中的目标声源和/或衰减其它声源(如噪声)。在一方面，该定向***适于检测(如自适应检测)传声器信号的特定部分源自哪一方向。这可使用传统已知的方法实现。信号处理单元可包括适于将随频率而变的增益施加到输入音频信号的放大器。

信号处理单元还可适于提供其它适宜的功能如压缩、降噪等。输出单元可包括用于经皮或透皮将空传声学信号提供给颅骨的输出变换器如扬声器/接收器或者用于提供结构传播或液体传播的声学信号的振动器。在一些听力装置中，输出单元可包括用于提供电信号的一个或多个输出电极，例如在耳蜗植入件中。

图1示出了听力装置，在此为助听器，其为耳后式助听器并具有配置成位于佩戴者耳道中的输出变换器以及配置成位于佩戴者耳廓后面/耳廓处的壳体(所谓的耳后壳体)。助听器包括经第一天线元件通信的第一无线接口。第一天线元件可形成在耳后壳体中，作为备选，其可形成在使耳后壳体与耳内壳体连接的元件中，或者，该天线可部分形成在耳后壳体中及部分形成在连接元件和/或耳内壳体中。第一无线接口配置成在第一工作频率工作。在此，第一无线接口配置成在2.4GHz工作，但也可使用其它工作频率。助听器还包括配置成经第一线圈通信的第二无线接口。第二无线接口配置成在不同于第一无线接口的频率/频带通信。在该情形下，第二无线接口连接到一线圈，其配置成与另一线圈感应通信，例如对侧助听器等中的线圈，甚至与例如位于佩戴者胸部处的外部设备通信。第一和第二无线接口可被提供为助听器中分开的元件，或者可被提供为同一集成元件的一部分。对于第一无线接口，可提供匹配电路以确保无线接口输出与天线匹配从而使天线的性能最大化，例如根据天线的环境，例如因佩戴者头部的存在而加载。

助听器还包括配置成向助听器的元件提供电力的电源BAT。电池优选可再充电，但作为备选，可更换。电池的再充电可以有线或无线方式进行。

助听器在此配置成根据充电曲线对第一无线接口的发射器部分充电。该发射器部分可以是无线接口中的功率放大器。输出功率可在-16dBm到+6.5dBm的范围中，或者表达为在0mA到10mA的范围中。在最小和最大功率水平之间，定义多个离散的功率水平，在此编号为PL0到PL12，每一功率水平可基于某些条件进行选择，例如链路质量和/或某些通信速度的带宽要求。例如，功率水平12可用于一种类型的通信，例如与移动电话的双向语音通信，对于控制数据的双向或单向通信，较低的功率水平就足够了，其中所需的数据传输速度较低因而较低的功率水平就足够了，这进而有助于延长电池寿命/工作时间。通过动态调整目标功率水平，电池的消耗可最小化。

充电曲线定义充电的功率水平与时间之间的关系，充电曲线定义第一斜度或第一速率，其在2.5mA/微秒到4mA/微秒的范围中。该速率因而表示能量流入储能器的速度。对于电池，充电和放电速率是电池充电和放电电流的测量结果。当电池配置成对电容器充电并连接到串联的电阻器和电容器时，初始电流高，因为电池将电荷从电容器的一极板输送到另一极板。充电电流渐近逼近零，因为电容器变得充满直到电池电压。然而，在本发明中，电容器选择成使得所需电荷不接近电池电压。这意味着充电速率接近充电电流-RC时间曲线的线性部分。

每当发射器即发射器/无线接口的临时储能器被充电而进行数据包传输时，从电池消耗功率。这可导致干扰磁场的产生，其之后导致第二无线接口中的干扰，或者更精确地，在连接到第二无线接口的线圈中导致干扰。干扰可通过适当放置的屏蔽层和/或滤波器减轻，然而，当干扰在接收/发射频率时，消除干扰信号源处的干扰或者至少确保干扰在与经第二无线接口的通信不冲突的时刻/频率出现更有效率。

通过利用相当快的充电曲线即短充电时间段从基准水平充电到最大功率水平，短的干扰时间段。

较短的充电时间段也改变因充电产生的电磁噪声的频谱，这有助于减少第二无线接口/线圈的工作频率下的噪声。

包的传输频率可能已知，针对经第一无线接口使用的数据协议以及经第二无线接口使用的数据协议，充电可定时。作为一个例子，如果第二无线接口以一速率传输数据，在相对众所周知的时刻，充电可优先定时到很少或没有发生干扰风险的时间。

如图1中所示，线圈(在此记为“无线接口II”)可定位成远离第一无线接口，使得在第一无线接口处产生的噪声不太可能干扰该线圈的工作。

图2示意性地示出了充电水平为时间的函数。该图包括三条线：R1、R2和R3，每一条线示出了三个不同的上升速度，其中R3最慢，R1最快。

从水平PL1到最高功率水平PL12，使用R1，在2微秒中完成，而最慢的R3将需要4微秒。使用最快的上升速度至少实现大多数上面提及的优点。

当由对应的过程适当代替时，上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的装置的结构特征可与方法步骤结合。

除非明确指出，在此所用的单数形式“一”、“该”的含义均包括复数形式(即具有“至少一”的意思)。应当进一步理解，说明书中使用的术语“具有”、“包括”和/或“包含”表明存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。应当理解，除非明确指出，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，可以是直接连接或耦合到其他元件，也可以存在中间***元件。如在此所用的术语“和/或”包括一个或多个列举的相关项目的任何及所有组合。除非明确指出，在此公开的任何方法的步骤不必须精确按所公开的顺序执行。

应意识到，本说明书中提及“一实施例”或“实施例”或“方面”或者“可”包括的特征意为结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一实施方式中。此外，特定特征、结构或特性可在本发明的一个或多个实施方式中适当组合。提供前面的描述是为了使本领域技术人员能够实施在此描述的各个方面。各种修改对本领域技术人员将显而易见，及在此定义的一般原理可应用于其他方面。除非明确指出，以单数形式提及的元件不意指“一个及只有一个”，而是指“一个或多个”。除非明确指出，术语“一些”指一个或多个。

Claims (11)

1.一种助听器，包括：

经第一天线元件通信的第一无线接口，第一无线接口配置成在第一工作频率工作；

配置成经第一线圈通信的第二无线接口；

配置成向助听器的元件提供电力的电源；

其中助听器配置成根据充电曲线对第一无线接口的发射器部分充电，充电曲线定义充电的功率水平与时间之间的关系，充电曲线定义在2.5mA/微秒到4mA/微秒的范围中的充电速率，其中第一无线接口包括配置成根据充电曲线进行充电的电容器。

2.根据权利要求1所述的助听器，其中，第二无线接口配置成在1-900MHz的频率范围中感应通信。

3.根据权利要求1所述的助听器，其中，所述发射器配置成以多个离散的功率水平进行发射。

4.根据权利要求3所述的助听器，其中，多个功率水平为12个。

5.根据权利要求3所述的助听器，其中，最高的功率水平提供用于双向音频通信的发射信号强度。

6.根据权利要求1所述的助听器，其中，第一无线接口配置成使用蓝牙和/或低功耗蓝牙协议进行通信。

7.根据权利要求1所述的助听器，其中，第二无线接口配置成与对侧助听器感应通信，以将音频信号从该助听器传到对侧助听器从而向用户提供双耳声音。

8.根据权利要求7所述的助听器，其中，所述助听器配置成经第一无线接口接收数字化声音，所述助听器还配置成将接收到的数字化声音或其处理后版本传输给对侧助听器。

9.一种***，包括根据权利要求1所述的助听器以及移动电话，其中助听器配置成与移动电话通信以在呼叫期间向移动电话传输语音及从移动电话接收语音。

10.一种双耳助听器***，包括两个根据权利要求1所述的助听器。

11.一种***，包括根据权利要求10所述的双耳助听器***和移动电话，其中双耳助听器***中的至少一助听器配置成与移动电话通信以在呼叫期间向移动电话传输语音及从移动电话接收语音。

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