CN1684550A - 智能助听器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能根据助听器所在的位置而在全功能模式和睡眠模式之间自动切换的助听器。所述助听器包括一个用于处理输入信号并生成补偿输出信号的助听模块，还包括一个用于提供位置信息信号以表明当前是处于耳内状态还是耳外状态的位置传感模块。当所述位置信息信号表明当前处于耳内状态时，所述助听模块会自动切换到全功能模式；当所述位置信息信号表明当前处于耳外状态时，所述助听模块会自动切换到睡眠模式。

Description

智能助听器

技术领域

本发明涉及助听器。更具体说，涉及一种可自动地确定应于何时工作于全功能模式或睡眠模式的助听器。

背景技术

当使用者将助听器放入其耳内或从其耳内取出时，由于助听器通常已处于开启状态，因此，在放入或取出助听器的过程中，使用者一般会感受到声反馈。而且，这种声反馈会令人感到不适，并可能降低使用助听器的舒适度。有些时候使用者也可在未将其开启的情况下将助听器放入耳内。然而，如果在耳内难以找到助听器的电源开关，则使用者势必要将助听器取出、开启、然后再重新放回耳内。这一过程会让使用者感到不适或至少引起不便。

另外，使用者常常在取出助听器后忘记关掉开关。这常常导致助听器电池的损耗，特别是如果使用者在夜间忘记关掉开关，则助听器的电池就会整晚消耗。因此，要求助听器具有在使用时能自动开启而在不使用时能自动关闭的功能。

目前市面上的大多数助听器，如耳背式(BTE)和耳内式(ITE)，都带有让使用者可随时手动开启或关闭该助听器的开关。如果开关过小，则使用者将难以在佩带助听器的情况下触及并操作该开关。其他助听器，如深耳道式(CIC)或耳道式(ITC)，由于其本身非常小所以无法在其外壳上安装开关。此时，电池盖可被用作开关来操作助听器。因此，在将助听器放入使用者耳内之前，必须要将手中的助听器电池盖合上。然而，当助听器已被开启且还被使用者手拿着时，在话筒和助听器的接受器之间会存在一个开型传输通路，它会迅速引起反馈并发出尖声。

为解决助听器在已被开启但还未完全放入耳内时的反馈问题，部分新型的数字助听器带有“静音”或延迟开启功能，这些功能可以在助听器装配过程中通过编程实现。这种新特性让使用者可先开启助听器，然后在预设的“静音”或延迟时间内将其放入耳内，同时使助听器的输出被削弱。因此，不会再生成反馈。然而，预设的“静音”或延迟时间在某些情况下可能显得过短或过长。例如，在将助听器放入耳朵时，如果使用者正好有其他的事务或被打扰，则使用者可能无法在助听器的全功能模式被激活之前及时将助听器完全放入。而且，如果使用者年纪较大或因障碍而行动不便，就更需要相对长的时间来完成放入助听器这一动作。相反的，如果使用者非常着急，他/她可能会很快地放好助听器并希望其马上工作。当使用者从睡梦中醒来后去接听一个电话并立即开始通话时，就会出现上述情形。在这种情况下，较长的“静音”或延迟时间显然无益。而且，就算是针对同一使用者，预设的“静音”或延迟时间也不能满足日常生活中方方面面不同的需求。另外，当使用者取出助听器时，当助听器已被从耳内取出后，由于“静音”或延迟时间功能无法防止反馈，所以该功能在此时会毫无用处。

如果不管因需要手动开启/关闭助听器而引起的上述问题(即反馈、舒适度及电池寿命)，去掉助听器上的开关是有好处的。去掉开关可以节省空间，简化助听器的机械设计，并降低制造成本。由于开关是一个活动的机械部件且已证明其会因长时间使用而老化损坏，所以去掉开关还能提高助听器的可靠性。

发明内容

本发明的方案中，提供了一种智能助听器，它能够自行判定应工作于全功能模式还是工作于能耗极低的睡眠模式。该判定是基于助听器是处于使用者耳内(即耳内状态)还者处于使用者耳外(即耳外状态)。在耳内状态时，助听器工作于全功能模式；在耳外状态时，助听器则工作于睡眠模式。本发明的这个特性可有效地抑制助听器的声反馈，因为当使用者将助听器放入耳内时助听器正工作于睡眠模式，而当使用者正取出助听器时，助听器会自动切换到睡眠模式下。因此，本发明不仅增加了佩带助听器的舒适度，也使得使用者不必顾虑声反馈的影响，而可以按照自己需要的或快或慢的速度来放入或取出助听器。本发明对年纪大的使用者而言非常有用，因为他们很难快速地将助听器放入或取出，利用本发明则可以有效地避免使用者受到放入或取出过程生成的尖锐噪声的影响。

本发明对那些在取出助听器后经常忘记将其关闭的使用者来说是非常有有益的，因为智能助听器能自动切换到睡眠模式。比如，使用者常在睡觉前取出助听器。由于助听器仅在工作时处于全功能模式，在其他情况下都自动切换到睡眠模式，所以可节省电池电量。由于在助听器的放入或取出过程中都不会生成声反馈，所以可进一步节省电池电量。另外，本发明有利于在那些与用于测试常规助听器的测试仪器类似的测试仪器上对助听器进行测试。另外，本发明能应用于各种类型的助听器，如CIC、ITC、ITE、BTE助听器。

一方面，本发明提供一种用于接收输入信号并为其使用者提供补偿输出信号的助听器。所述助听器能根据其所在位置而在全功能模式和睡眠模式间自动切换。所述助听器包括用于处理输入信号以生成补偿输出信号的助听模块；以及与所述助听模块连接的位置传感模块，它用于提供位置信息信号以表明该助听器是处于耳内状态还是于耳外状态。当所述位置信息信号表明当前为耳内状态时，所述助听模块自动切换到全功能模式，当所述位置信息信号表明当前为耳外状态时，所述助听模块自动切换到睡眠模式。

另一方面，本发明提供一种对助听器的工作模式进行切换的方法，其中所述助听器能根据其所在位置而在全功能模式和睡眠模式间自动切换。所述方法包括：

a)提供一个用于确定助听器位置的轮询信号；

b)在第一个轮询信号被提供后，生成位置信息信号以表明助听器是处于耳内状态还是耳外状态；以及

c)如果所述位置信息信号表明当前为耳内状态，则自动切换到全功能模式，如果所述位置信息信号表明当前为耳外状态，则自动切换到睡眠模式。

附图说明

为了更好的理解本发明并清晰描述其如何实现，下面将结合附图及优选实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一个示例性实施例中助听器的简化框图，该助听器带有用于提供助听器的位置信息的位置传感模块；

图2a是图1中所示位置传感模块的原理图；

图2b是图2a中所示位置传感模块的时序图；

图2c是本发明一个示例性实施例中当处于耳内状态时发射器、接收器和光学窗口的光信号通路示意图；

图2d是本发明一个示例性实施例中当处于耳外状态时发射器、接收器和光学窗口的光信号通路示意图；

图3a是图1中所示位置传感模块的另一实施例的原理图；

图3b是图3a中所示位置传感模块的时序图；

图4是本发明智能助听器的处理方法的流程图；

图5a是本发明中一个BTE智能助听器的示意图，其中示出了位置传感模块的光学窗口所在的位置；

图5b是图5a中所示BTE智能助听器在耳外的正常放置时的示意图；

图6a是本发明中一个ITE智能助听器的示意图，其中示出了位置传感模块的光学窗口所在的位置；

图6b是图6a中所示ITE智能助听器在耳外的正常放置时的示意图；

图7a是本发明中一个ITC/CIC智能助听器的示意图，其中示出了位置传感模块的光学窗口所在的位置；

图7b是图7a中所示ITC/CIC智能助听器在耳外的正常放置时的示意图。

具体实施方式

为便于全面地理解本发明，下面的详细描述将提供一些具体的细节内容。但本领域的普通技术人员可以理解的是，本发明的实施并不受限于这些特定的细节。另外，本发明中未对一些为人熟知的方法、程序和原器件作具体的描述，但这并不会使本发明含糊不清。并且，由于输入信道、程序开关等的不同，助听器的种类也可有多种多样。因此，下面示出并描述的是本发明的示例性实施列而非对本发明的限定。

本发明中的助听器之所以被称为智能助听器，是因为它带有用于确定助听器所在位置的位置传感模块。根据这一位置信息，助听器能自动工作于全功能模式或能耗极低的睡眠模式。当位置信息表明助听器在使用者的耳内时，智能助听器将工作于全功能模式。当位置信息表明助听器在使用者的耳外时，智能助听器将工作于睡眠模式。

参考图1，其中示出了本发明中一个示例性实施例中的智能助听器10的简化框图。该助听器10包括声学传感器12，模数转换器(ADC)14，系统处理器16，位置传感模块18，数模转换器(DAC)20和接收器22，并按图1连接。若接收器22为零漂移接收器，则可省略数模转换器(DAC)20。系统处理器16包括助听模块24和电源模块26，后者的电压V和地GND与电池28连接。系统处理器16及其组件可使用本领域技术人员所熟知的数字信号处理器，或分离电子元件。

具体实施时，助听器10也可包括其他输入装置，例如本领域技术人员多个话筒，感应式拾音线圈和直接电信号输入，或骨导输出。为简单起见，这里主要描述单话筒输入的情况。

在使用中，当助听器10处于全功能模式时，话筒12接收声学输入声音信号30，并提供对应的模拟输入信号32。声学输入声音信号30包括需要的音频信息和噪声。话筒12可以是任何形式的能接收声音信号并提供对应模拟电信号的声音变换器。模数转换器14接收模拟输入信号32，并生成数字输入信号34。该数字输入信号34经由助听模块24处理后生成数字输出信号36。输出信号36可被认为是补偿输出信号，该补偿值与使用者的听力损失度有关。因此，助听模块24可对数字输入信号34执行多种操作，例如放大、自适应噪声过滤、压缩、反馈消除，并工作于各种模式，如话筒模式或电线圈模式等等。这些操作都是本领域技术人员所熟知的。然后，由数模转换器(DAC)20将数字输出信号36转化为模拟输出信号38，再由接收器22转化并生成提供给助听器10的使用者的输出信号40。

总体而言，位置传感模块18和助听模块24通过双向信息信号42相互通信。助听模块24根据适当的周期基础，通过双向信号42轮询位置传感模块18，以确定助听器10是否处于使用者耳内。此时，双向信号42担当了轮询信号的作用。为了响应通过所述双向信息信号42传来的轮询，位置传感模块18探测助听器10的外界环境，并通过双向信息信号42反馈该位置信息。此时，双向信息信号42担当了位置信息信号的作用。如果位置信息表明助听器10正处于使用者耳内(即耳内状态)，则助听器10会工作于全功能模式；如位置信息表明助听器并未处于使用者耳内(即耳外状态)，则助听器10会工作于睡眠模式。在睡眼模式下，助听器10可被认为基本处于关闭状态。

总的来说，助听器的位置可有下述几种情况。情况一，助听器10不在使用者耳内且正处于睡眠模式。此时，位置传感模块18会被轮询，相应的位置信息会表明助听器10不在使用者耳内，所以助听器10会继续保持于睡眠模式。情况二，助听器10刚被放入使用者耳内且在此之前助听器10处于睡眠模式。此时，助听器位置传感模块18被轮询，相应的位置信息会表明助听器10正处于使用者耳内。接着助听器10会切换到全功能模式。情况三，助听器10处于全功能模式并正被使用者从耳内取出。此时，位置传感模块18被轮询，相应的位置信息会表明助听器10已不再位于使用者耳内。接着助听器10会切换到睡眠模式。

本发明通常依赖于人体皮肤上具有特定波长的亮光及人体皮肤的反光特性。人体皮肤的表面反射一般发生表皮表面，而基本与光的波长或人种无关。在红外区域中，可用光的波长大于800纳米，人体皮肤对它的反射基本稳定在50％上下浮动。同样，尽管深色皮肤对较短波长的光的反射会有所削弱，但上述数据对可见光区域中的橙色和红色光也是适用的，它们的波长大约在600纳米与800纳米之间。深色皮肤对波长为700纳米的光的反射率约为25％。在本实施例中，传感单元18中的能量选择最好是红外能量。不过，正如下文所谈及的一样，也可采用波长较长的可见光能。

参考图2a，其中示出了位置传感模块18的一种实例示意图。其中，助听模块24有一个输出端口50和一个输入端口52。位置传感模块18中包括连接于输出端口50的发射单元54，位于助听器10的一部分外壳58上的光学窗口56，挡光部件60，以及连接于输入端口52的接收单元62。发射单元54通过光学窗口56、并最好以系列脉冲的形式发射红外能量。若助听器10处于使用者耳内，则使用者的皮肤64能通过光学窗口56将红外能量反射回接收单元62。当助听器10为耳背式(BTE)助听器时，皮肤64可以是使用者耳廓的外部皮肤；当助听器10为耳内式(ITE)/深耳道式(CIC)/耳道式(ITC)助听器时，皮肤64可是以使用者外耳或外耳道的皮肤。

光学窗口56位于助听器10外壳58的特定位置。光学窗口56的位置取决于该助听器是BTE，ITE，CIC或ITC形式，该位置应能使光学窗口56与皮肤64的距离最小化。为得到理想的通过光学窗口反射回的红外信号，使用者的皮肤(即反射表面)需直接位于光学窗口56上方；否则反射的红外光不能反射回接收单元62。光学窗口56通常是一个小窗口，比如直径为1mm。光学窗口56可由红外级玻璃或其他允许红外能量通过的合适材料(如采用可见光而不是红外光，则要使用其他不同材料)制成。该光学窗口56须时时保持清洁，以防止发射出的红外能量被长时间堆积的灰尘及其他类似物所反射回来。光学窗口56的位置将在后面详细讨论。

挡光部件60被安放在位置传感模块18内，经确保由发射单元54发出的红外能量不会直接发射到接收单元62。因此，该挡光部件由不能传输红外能量的材料制造。

发射单元54至少包括电阻66和光发射器68，后者能发射可见光区域内的光或红外区域的光。在本实施例中，发射器68为红外发射二极管(即红外发光二极管)。电阻66的一端连接于输出端口50，另一端则连接于发射器68；发射器68的另一端接地。电阻66可限制流过发射器68的电流。总的来说，可用任何限流网络来替代电阻66。不过，为了减少能耗，最好使用电阻。电阻66的阻值取决于发射器68的内阻和助听模块24的输出端口50的阻抗和电压。

发射单元54会接收来自助听模块24的输出端口50的轮询信号70。当助听模块24需确定助听器10是否位于使用者耳内时，此轮询信号70的最佳形式为高逻辑电平(如二进制1)的信号脉冲。电阻66的阻值应确保轮询信号70’的振幅足以使发射器68发射出红外信号72。发射器68的位置应确保红外信号72在入射的倾斜角度内能直接穿过光学窗口56。当红外发射信号72穿过光学窗口56后，若光学窗口56与皮肤64或其他红外反射表面接近，则红外发射信号72将会被反射回来，穿过光学窗口，并射向检测器74。否则，红外发射信号72将不会被反射回检测器74。后一种情形表明助听器10当前不是位于使用者耳内。

接收单元62至少包括低功率检测器74和电阻76。在本实施例中，检测器74为红外光学晶体管。BJT或FET光学晶体管都是可用的，最好使用能耗较低的晶体管。其中的检测器可为红外光电二极管。若检测器74为BJT，收电阻76要连接于检测器74的集电极，检测器74的发射器接地，检测器74的基极则浮接。若检测器74为FET，则其门极浮接，漏级连接于电阻76，源极则接地。而且，检测器74的位置应依据光学窗口58的位置而定，以接收反射回的红外发射信号72。红外检测器74可与红外发射器68对称分布。电压Vc可由电源模块26提供，或由本领域技术人员所熟知其他合适的元器件提供。当接收到的红外信号开启了光学晶体管时，电阻76能限制流过检测器74的电流。同时，可将检测器74偏置于某一水平，使之仅在探测到高于环境红外能量时才被开启，从而可消除耳内自然发生的稳态红外能量的影响。

检测器74向助听模块24的输出端口52提供一个位置信息78。在本实施例中，当检测器74没有接收到任何红外信号时，位置信息信号78通常为高逻辑电平(如二进制1)的稳定信号。而当红外发射信号72被皮肤64反射回接收单元62时，检测器74能接收到反射回的红外信号80。这会促使检测器74在位置信息信号78上生成一个低逻辑电平脉冲(如二进制0)。它向助听模块24表明助听器10正在使用者耳内，助听器10应工作于全功能模式。否则，位置信息信号78将稳定于高逻辑电平。

助听模块24能通过数种不同的方式来处理位置信息信号78。在轮询过程中，一旦位置信息信号78从高逻辑电平转换成低逻辑电平，则助听模块24将会在正常的“开启”处理的时间间隔内切换到全功能模式。与此相似，如果在轮询过程中位置信息信号78保持高逻辑电平，则助听模块24将会在正常的“关闭”的时间间隔内切换到睡眠模式。

现在参考图2b，其中示出了位置传感模块18的时序图。红外发射信号72为系列脉冲72a、72b和72c。位置信息信号78的低逻辑电平状态由脉冲78a、78b和78c表示，经表明助听器10位于使用者耳内。为简单起见，图中仅示出了三个脉冲和三个低逻辑电平状态。红外发射信号72可包括多于或少于三个的脉冲，根据助听模块10是否位于使用者耳内，在位置信息信号78中会有类似的转变。当位置信息信号78的低逻辑电平到达某特定状态时，则定义为一次检测。为避免检测到错误的杂散信号，也可有采用要求在位置信息信号78中有一次以上转变的其他检测方案。

如图2b所示，红外发射信号72有一段特定持续时间，以让助听模块24读取位置信息信号78所提供的数值。红外发射信号72的典型脉冲宽度为一个较短时间，比如系统处理器16的两个时钟周期。此时，若系统时钟运行在2MHz，则红外发射信号72的一个脉冲长度可短至一微秒。针对更高的时钟频率，红外发射信号72的脉冲宽度还可以更低。由于反射红外能量而产生的低逻辑电平几乎会同时出现于输入端口52，并在开始发射的那一时钟周期(N)之后的时钟周期(N+1)时被采样。因此，输出端口50的高逻辑电平和输入端口62的低逻辑电平均有约两个时钟周期的持续时间。当系统时钟为2MHz时，位置传感模块18在睡眠模式下会消耗最少的能量，因为它有0.001％的时间在工作。而且，在睡眠模式下，所有的模拟电路包括扩音器12、模数转换器(ADC)14、数模转换器(DAC)24及接收器22都被关闭。助听器10中仅有一小部分数字电路工作，且这此工作的电路都运行于极低能耗的模式，从而可节省电池电量。

在两种转变情形下，即从全功能模式切换到睡眠模式，或从睡眠模式切换到全功能模式，助听模块24可针对位置信息信号78进行更智能化的操作，以确保位置信息信号78能提供可靠信息，而不会被环境噪声或其他形式干扰所影响。例如，通过给检测器74进行正确的偏置，体热将不再是问题，因为可防止来自人体的环境红外能量引起检测器74的非正常触发，从而使检测器74不会受背景红外能量的干扰。另外，可通过要求输出端口50和输入端口52同时出现高逻辑电平，来消除瞬时高电平红外信号的影响。而且，人体的温度变化也不会对助听器工作造成问题，因为耳内(或耳后)的温度只在相对小的幅度内变化。

现在参考图2c及2d，其中示出了发射器68、光学窗口56、检测器74、使用者皮肤64或另一光反射表面的具体空间关系。发射器68的位置能确保发射器68发出的信号72能穿过封闭的通道69到达光学窗口56。在图2c所示的耳内状态下，皮肤64紧贴光学窗口56，可将发射信号72通过第二通道73反射回检测器74。图2d示出的是耳外状态，其中皮肤64与光学窗口56间略有一段距离。此时，反射光束80’会偏离光学窗口56。检测器74不能再接收到反射回的光束80’，因此会保持高逻辑电平状态，以表明其处于耳外状态。从图2c和图2b可以看出，发射器68与检测器74互为余角，也就是说，由于发射信号72的入射角等于反射信号80的反射角，发射器68对挡光部件60的纵轴角度与检测器74对挡光部件60的纵轴角度实际是相似的。挡光部件60包括图2c和图2b所示不连续档光板。此外，若组成通道69和73的壁或位于通道69和73之间的材料能阻隔可见光或红外光，则这些材料也可构成挡光部件60。

现在参考图3a，其中示出了位置传感模块18’的另一实施例。在本实施例中，对于与位置传感模块18中相似的部件，采用的是相似标记号。本实施例中，最好用红外信号来辨别是处于耳内状态还是耳外状态。不过，如前所述，也可采用特定波长的可见光。对某些系统处理器，可用的I/O端口比较有限。因此，可供位置传感模块18’使用的I/O端口也许只有一个。本实施例中，助听模块24只使用一个I/O端口82并通过双向信号42通信，它既向发射单元54发送轮询信号70，也从接收单元62’处接收位置信息信号78。为实现这种双向通信方案，接收单元62’应包括延迟单元84和发射门86。时间延迟单元84的一端连接于检测器74的集电极或漏极上(根据使用的是BJT还是FET来确定)，延迟单元84的另一端连接于发射门86的一端。发射门86的另一端连接于I/O端口82。在另一实施例中，延迟单元84可被放于发射单元54中，或同时放在发射单元54及接收单元62中。

使用时，助听模块24首先将I/O端口82配置为输出端口，并发送出轮询信号70以驱动发射器68发射红外发射信号72。在适当的延迟后，助听模块24将I/O端口82配置为输入端口，以接收位置信息信号78。延迟单元84提供的时间延迟最好接近于1至2个系统时钟周期(若系统时钟为2MHz，则约为0.5到1微秒)，以便助听模块24将T/O端口82重新配置为输入端口。可用的典型时间延迟为1.5个周期。

当I/O端口82被配置为输出端口时，发射门86将阻挡位置信息信号78传向I/O端口82及发射单元54。相应地，当I/O端口82被配置成输入端口时，发射门86才可将位置信息信号78’发射到I/O端口82。在本实施例中，发射门86为一个二极管。相应地，在发射器68发射红外脉冲之前，轮询信号78为低逻辑电平，此时不会发射红外能量，且位置信息信号78的值为高逻辑电平。本实施例中，二极管86被反向偏置，不能导通电流，并可将发射单元54从位置信息信号78的高逻辑电平中隔离出来。而在红外脉冲的发射过程中，轮询信号70为高逻辑电平，发射器68发射出红外能量。当处于耳内状态时，红外能量会被反射，检测器74可接收到反射红外信号80，同时位置信息信号78将变为低逻辑电平，此时二极管86被正向偏置，在适当的时间延迟后，可传导电流并使I/O端口82检测到该位置信息信号78’已转换为低逻辑电平。当助听模块24读取了I/O端口82的值之后，助听模块24将I/O端口82重新配置为输出端口，并为轮询信号70提供低逻辑电平值。

现在参考图3b，它是位置传感模块18’的时序图。其中的第一行表示发射器68在时钟周期N发射了一个红外发射信号72。本实施例中，红外发射信号72的持续时间仅为1个时钟周期。针对位置传感模块18’的实施例，会同时在信息信号78生成相应的编码，并持续相同的周期。然而，对于位置传感模块18’的实施例，该响应会被时间td延迟一段时间，经使所述响应在N+1和N+2时钟周期内被编码到信息信号78’中。这一响应会在时钟周期N+2时被助听模块24所检测到(如箭头所示)。

现在参考图4，其中示出了本发明中的智能助听器的处理方法90的流程图。此处理方法90始于步骤92，即电池28被初次放入。在步骤94中，助听模块24将助听器10初始化，助听器10进入睡眠模式。在睡眠模式时会关闭所有不需要的电路和助听处理。在睡眠模式下，助听模块24还会设置一个使能定时器或看门狗电路，以在预定时间生成中断。在中断处理过程中，助听器10的大部分都处于睡眠模式。例如，当使用0.1秒的时间常数TN来生成中断时，助听模块24中与轮询相关的一部分将被“唤醒”，以在步骤96中给轮询信号70发送高逻辑电平，并在步骤98读取位置信息信号78。步骤96及98的持续时间非常短，例如约为2个时钟周期。在步骤100中，助听模块24判定助听器10是否处于使用者耳内。若该判定为否，则流程90将返回步骤96，并等待下一个中断发生。因此，只要不在使用者耳内，助听器10的能耗会很低并且不会生成任何声反馈。

在步骤100中，若助听模块24判定该助听器处于使用者耳内，则流程90将进入步骤102，此时助听器10会切换到全功能模式，助听器10的电路将在一个通常与系统处理器的启动时间相关的时间延迟后被完全激活，从而进入正常的助听器工作状态。这确保了助听器10已被完全放入耳内。此时，计时器TC被置为0。该计时器TC是通过精确的服务程序或内部计时器来实现的。在下一步骤104中，助听器正常工作。在全功能模式下，计数器TC在步骤106中被更新，在步骤408，助听模块24会检查该计数器TC是否达到时间常数TN。若没有，则助听器10继续工作于全功能模式。一旦计时器TC达到时间常数TN，助听模块24会在步骤110中发送轮询信号70，并在步骤112中读取位置信息信号78。因此，可以用预编程的定时中断来取代时间常数TN。

在步骤114中，如果经判定助听器10仍处于使用者耳内，则此流程切换到步骤104，此时助听模块24会重置计数器TC，并等待下一次中断发生。如果在步骤114中判定助听器10已不再位于使用者耳内，则此流程切换到步骤94，此时助听模块24将关闭所有的模拟电路和助听处理，为定时中断或看门狗电路设置一个等待时间TN，而助听器10则进入睡眠模式。

如上所述，助听器10可按一定周期轮询位置传感模块18。在不同情况下，中断频率也有所不同。例如，当助听器10处于全功能模式时，在此后一段时间内它也可能继续保持全功能模式。此时，中断频率可被降低。可由一个“耳内”计数器来记录助听器10位于使用者耳内的时间总数。一旦“耳内”计数器显示助听器10位于耳内已持续了一段特定的时间，比如14小时，则可预计其使用者将很快取出助听器10。此时，可增加中断频率。

相反的，当助听器10处于睡眠模式，在此后一段时间内它也可能继续保持于睡眠模式。此时，可降低中断频率。与耳内状态相似，“耳外”计数器可以记录助听器10位于使用者耳外的时间总数。一旦“耳外”计数器显示助听器10位于耳外已特定持续特定时间，比如6小时，则可预计其使用者将很快放入助听器10。此时，可增加中断频率。

现在参考图5a，其中示出了本发明中的一个BTE智能助听器120，并示出了光学窗口56所在的位置。一般来说，光学窗口56可沿着BTE智能助听器120的内表面122放置。但最佳放置方法是将光学窗口56放在BTE智能助听器120的内表面的上方122u，因为当佩戴BTE智能助听器120时，此位置能舒适地紧贴使用者的耳外部。最佳放置方法应能确保光学窗口56在耳内状态时尽可能地紧贴使用者的皮肤。当然，因BTE智能助听器120在使用中不必被放入耳内，此处所说的耳内状态仅简单地表示BTE智能助听器120被佩戴时的状态。

现在参考图5b，其中示出了BTE智能助听器在耳外状态时的正常放置状态。光学窗口56所处的内表面122面向水平面，并基本平行于此助听器所处的平面。因此，光学窗口56是“开放”的，没有任何红外能量会被反射回光学窗口56，助听器120处于睡眠模式。

现在参考图6a，其中示出了本发明的一个ITE智能助听器130，并示出了光学窗口56所在的位置。一般来说，光学窗口56可放置于助听器130的区域132的表面，此表面与外耳或外耳道的形状(如凸或凹)相匹配补充，以确保使用者佩戴得舒适贴身。该位置可确保在助听器130被佩戴时光学窗口56紧靠使用者的皮肤。

现在参考图6b，其中示出了ITE智能助听器130在耳外状态时的正常放置状态。光学窗口56所在的区域132面向下部，光学窗口56与其放置的表面之间存在较大的间隙134。因此，光学窗口56是“开放”的，没有任何红外能量会被反射回光学窗口56，助听器130处于睡眠模式。此时，由于反射表面并非紧靠光学窗口56，反射回的红外能量将会偏离光学窗口56，从而不会到达检测器74。此基本圆柱型窗口可被进一步精细化，确保只有紧靠光学窗口上方的反射表面才能触发来自于检测器的响应。例如，可使用有较小直径的、被削切的圆锥形的朝外的窗口。

现在参考图7a，其中示出了本发明中的一个CIC/ITC智能助听器140，并示出了光学窗口56所在的位置。同样的，光学窗口56放置于助听器140的区域142表面，此表面与外耳或外耳道的形状相匹配补充，确保使用者佩戴得舒适贴身。该位置确保在助听器140被佩戴时光学窗口56可紧靠使用者的皮肤。

图7b示出了图7a中的CIC/ITC智能助听器140在耳外状态时的正常放置状态。其中，光学窗口56所在的区域142以一个角度面朝下部，在光学窗口56与其放置的表面之间存在一个较大的间隙144。因此，光学窗口56是“开放”的，没有任何红外能量会被反射回光学窗口56，助听器140将处于睡眠模式。

对于BTE助听器120，ITE助听器130，以及CIC/ITC助听器140中的每一种而言，当它们不处于耳内时，光学窗口56都是“开放”的，比如当它们被放于桌上、手中或在抽屉内。此时，助听器120、130和140将进入睡眠模式。而且，当助听器120、130和140被放入存储盒内进行可在而不再被使用时，由于光学窗口56不会直接紧靠存储盒的内表面，因此也不可能切换到全功能模式。相反的，当助听器120、130和140被佩戴时，光学窗口56会紧靠使用者的皮肤，此时它们将切换到全功能模式。

虽然本发明中的智能助听器仅在被使用者所佩戴时才会工作于全功能模式，但仍可对这种智能助听器实施传统中针对所有助听器的产品测试和性能确认。这些测试可，可将智能助听器放于一个测试盒中。在测试时，可用磁带、标签、或其他能反射红外能量的材料来遮盖光学窗口56。此时，智能助听器将工作于全功能模式。

如前所述，在另一实施例中，除了红外光之外，还可采用可见光和平面玻璃窗口。此时，发射器和检测器应为可以生成并检测到可见光谱中的光线的光电元器件。而且，挡光部件由能阻挡可见光通过的材料做成。位置传感模块的其他结构如位置传感模块18或位置传感模块18’所述。但在此实施例中，助听模块的工作模式会略有不同。例如，助听模块可以简单的轮询检测器以确定是否有可见光，而不需发射器发射出可见光。若有可见光被检测到，则助听器位于耳外，并处于睡眠模式。若无可见光被探测到，则助听器可能处于耳内，也可能在耳外，但位于黑暗的房间或盒子内。此时助听器会进入轮询模式，发射器在一定周期内，比如0.1秒，发射出可见光。若检测器能检测到发射器发出的可见光(与红外光状态类似)，表明助听器处于耳内，则助听器会工作于全功能模式。若此时检测器没有检测到可见光，则助听器就位于耳外，从而会工作于睡眠模式。在本实施例中，可通过在检测器中设置合适的门限值来忽略外界环境光线的影响。

本领域技术人员可以理解的是，对于此处提到的各种助听器实施例，其检测器会采用第一级检测标准来接收光信号，以判断该光信号是外界红外光、被反射回的红外光信号、还是可见光信号。在上述所有情况下，助听模块可采用第二级检测标准，比如需在位置信息信号上有两次或更多次转换，以确保瞬时或伪光信号不会引起错误检测。

可以理解的是，可以不偏离本发明范围的前提下对在此提到的各实施例进行不同改动，本发明的范围将在权利要求中明确限定。

Claims (27)

1、一种用于接收输入信号并为其使用者提供补偿输出信号的助听器，其特征在于，所述助听器能根据其所在位置而在全功能模式和睡眠模式间自动切换，所述助听器包括：

a)用于处理输入信号以生成补偿输出信号的助听模块；以及

b)与所述助听模块连接的位置传感模块，它用于提供位置信息信号以表明该助听器是处于耳内状态还是于耳外状态；

其中，当所述位置信息信号表明当前为耳内状态时，所述助听模块自动切换到全功能模式，当所述位置信息信号表明当前为耳外状态时，所述助听模块自动切换到睡眠模式。

2、根据权利要求1所述的助听器，其特征在于，所述位置传感模块包括：

a)一个发射单元，它用于响应所述助听模块提供的轮询信号而生成一个光发射信号；

b)一个位于所述助听器外壳上的光学窗口，它使所述光发射信号可发出所述位置传感模块发，并使相应的反射光信号能返回所述位置传感模块；

c)一个接收单元，它用于接收所述反射光信号并生成所述位置信息信号；以及，

d)一个位于所述发射单元和接收单元之间的挡光部件，它用于阻隔来自所述接收单元的光发射信号；

其中，在所述光发射信号的发射过程中，如果根据接收标准接判定已收到反射光信号，则所述位置信息信号表明当前为耳内状态，否则所述位置信息信号表明当前为耳外状态。

3、根据权利要求2所述的助听器，其特征在于，所述发射单元包括一个用于生成所述光发射信号的光发射器，所述接收单元包括一个用于检测所述反射光信号的光检测器，所述光发射器和光检测器互为余角地朝向所述光学窗口；所述挡光部件位于所述光发射器和光检测器之间。

4、根据权利要求2所述的助听器，其特征在于，所述光发射信号和反射光信号为可见光。

5、根据权利要求4所述的助听器，其特征在于，所述可见光信号的波长约在600到800纳米之间。

6、根据权利要求2所述的助听器，其特征在于，所述光发射信号和反射光信号为红外光信号。

7、根据权利要求6所述的助听器，其特征在于，所述红外光信号的波长大于约800纳米。

8、根据权利要求2所述的助听器，其特征在于，所述接收单元被偏置于一个最小电压使得所述接收单元不会因环境光线而生成响应。

9、根据权利要求2所述的助听器，其特征在于，所述发射单元包括：

a)与所述助听模块的输出端口连接的电阻；以及，

b)与所述电阻和地连接的发射器，所述发射器面向光学窗口放置，并响应于所述轮询信号而被驱动发出发射光信号。

10、根据权利要求2所述的助听器，其特征在于，所述接收单元包括：

a)与所述助听器的输入端口和供电电压连接的电阻；

b)与所述助听器的输入端口和地连接的检测器，所述检测器面向所述光学窗口放置。

11、根据权利要求2所述的助听器，其特征在于，所述助听模块包括一个输入/输出端口，所述发射单元和接收单元都与所述输入/输出端口连接，在所述发射单元和接收单元中的至少一个内，包含有一个时间延迟元件，所述接收单元包含一个在助听模块将轮询信号发射给发射单元时能将接收单元与助听模块隔离开来的发射门，当反射光信号被所述接收单元接收时，在延迟单元提供的适当延迟后，所述传输门可将所述接收单元与所述助听模块连接起来。

12、根据权利要求11所述的助听器，其特征在于，所述发射单元包括：

a)与所述助听模块的输入/输出端口连接的电阻；以及，

b)与所述电阻和地连接的发射器，所述发射器面向所述光学窗口放置，并响应于所述轮询信号而被驱动发出发射光信号。

13、根据权利要求11所述的助听器，其特征在于，所述发射门连接于输入/输出端口，所述接收单元还包括：

a)与所述发射门连接的时间延迟单元；

b)与所述时间延迟单元和供电电压连接的电阻；以及，

c)与所述时间延迟单元和地连接的检测器，所述检测器面向所述光学窗口放置。

14、根据权利要求2所述的助听器，其特征在于，所述助听器为耳背式助听器，所述光学窗口位于所述耳背式助听器的内表面。

15、根据权利要求2所述的助听器，其特征在于，所述助听器为耳内式助听器、耳道式助听器或深耳道式助听器中的一种，此时，所述光学窗口放置于助听器的某一部分，所述助听器的形状与使用者的外耳或耳道的形状相匹配补充。

16、根据权利要求1所述的助听器，其特征在于，所述位置传感模块包括：

a)位于助听器外壳上、允许可见光信号穿过的光学窗口；以及，

b)能接收可见光信号、并可在位置信息信号上生成检测事件以响应助听模块的轮询信号的接收单元。

其中，如果依照接收标准能接收到可见光，则所述位置信息信号会表明当前处于耳外状态。

17、根据权利要求16所述的助听器，其特征在于，所述位置传感模块还包括：

a)可响应所述助听模块的轮询信号而生成可见光发射信号的发射单元，所述发射单元的位置能引导可见光发射信号穿过所述光学窗口；以及，

b)位于所述发射单元和接收单元之间的挡光部件，所述挡光部件能阻隔由接收单元发出的光信号；

其中，如果所述接收单元检测不到可见光，则所述发射单元会被轮询并生成可见光发射信号，如果依照接收标准判定收到了受可见光发射信号驱动而产生的可见光反射信号，则位置信息信号会表明当前处于耳内状态；否则会表明当前处于耳外状态。

18、一种对助听器的工作模式进行切换的方法，其特征在于，所述助听器能根据其所在位置而在全功能模式和睡眠模式间自动切换，所述方法包括：

a)提供一个用于确定助听器位置的轮询信号；

b)在第一个轮询信号被提供后，生成位置信息信号以表明助听器是处于耳内状态还是耳外状态；以及

c)如果所述位置信息信号表明当前为耳内状态，则自动切换到全功能模式，如果所述位置信息信号表明当前为耳外状态，则自动切换到睡眠模式。

19、根据权利要求18所述的方法，其特征在于，在所述步骤(a)中包括：

a)为响应所述轮询信号，生成光发射信号；以及

b)将所述光发射信号传送出位于所述助听器外壳上的光学窗口。

20、根据权利要求19所述的方法，其特征在于，在所述步骤(b)中包括：

a)如果根据接收标准通过所述光学窗口接收到反射光信号，则在所述位置信息信号上生成第一值，所述第一值表明当前处于耳内状态；以及，

b)否则在所述位置信息信号上生成一个第二值，此第二值表明当前为耳外状态。

21、根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法包括为光发射信号提供一个可见光信号。

22、根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述方法包括选择波长约在600到800纳米之间的可见光信号。

23、根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法包括为光发射信号提供红外光线信号。

24、根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述方法包括选择波长大于约800纳米的红外光信号。

25、根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述助听器为耳背式助听器，所述方法包括将所述光学窗口置于耳背式助听器的内表面。

26、根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述助听器为耳内式助听器、耳道式助听器或深耳道式助听器中的一种，所述方法包括将所述光学窗口放置于助听器的某一部分，所述助听器的形状与使用者的外耳或耳道的形状相匹配补充。

27、根据权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括将反光材料置于所述光学窗口上以对助听器进行常规测试的步骤。

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