DK167552B1 - Programmerbart hoereapparat - Google Patents

Description

Opfindelsen angår et programmerbart høreapparat med en forstærkerdel og overføringsdel, hvis overføringsegenskaber kan styres som angivet i krav l's indledning. Dette er teknikkens 5 stade.

Således kendes der f.eks. fra US patentskrift nr. 4.187.413 svarende til DE offentliggørelsesskrift nr. 27 16 336 et høreapparat (HDO-udstyr), ved hvilket det analoge lydsignal fra 2g mikrofonen efter at have passeret et lavpasfilter i en A/D- omformer omdannes til digitalt signal og tilføres et diskret signalbehandlingskredsløb, hvis overføringsfunktion af n'de orden kan styres ud fra parametre oplagret i et elektrisk programmerbart fastværdilager (EPROM) ved hjælp af en mikro-15 processor med en aritmetisk enhed til tilpasning til høre skaden. Programmeringen kan kun ændres ved sletning af fast-værdilageret og fornyet programmering. Det således modificerede digitale signal omdannes derefter igen i en D/A omformer til et tilsvarende analogt signal, forstærkes og til-2Q føres en telefon. Dette udstyr kan altid kun tilpasses en enkelt forud fastlagt helt bestemt høreskade, som på forhånd er registreret ved hjælp af et audiometer.

Endvidere kendes fra EP 0064 042 A 1 et kredsløbsarrangement, 25 fortrinsvis til et høreapparat, ved hvilket der i et lager er oplagret f.eks. parametrene for 8 forskellige omgivelsessituationer. Ved betjening af en omskifter fremkaldes f.eks. en første gruppe af parametre og styrer via en styreenhed en signalprocessor, som er indkoblet mellem mikrofon og telefon, 3q og denne signalprocessor indstiller en første overførings- funktion bestemt til kunne anvendes i et første tilfælde af omgivelser. Via en omskifter kan alle 8 overføringsfunktioner fremkaldes efter hinanden, indtil man har fundet frem til en passende overføringsfunktion. På den anden side er 35 der også indrettet en automatisk tilpasning, når brugeren f.eks. kommer, fra støjfyldte omgivelser til rolige omgivelser eller omvendt.

Vil man indstille andre overføringsfunktioner må det ikke 5 DK 167552 Bl 2 flygtige lager slettes og påny programmeres via en ekstern programmeringsenhed. Også her er en tilpasning til en høreskade, som ændrer sig, kun mulig med stort besvær.

yderligere indgående forsøg, på at tilvejebringe en bedre overføringskvalitet for høreapparater ved anvendelse af en specielt udviklet teleprocessor med talekompression og adskillelse af stemte og ustemte lyde er blandt andet beskrevet 1Q i IEEE Transaction on Acustics, Speech and Signal Processing,

December 1976, siderne 473 til 480 i en artikel af S. G. Knorr "A Hearing Aid for Subjects with extreme High-Frequency Losses".

Endnu et forsøg på bedre tilpasning af høreapparater er be-25 skrevet i en artikel af A. Rihs og D. Wessel "Activ Filtering - a step towards the programmable hearing aid" i "Hearing Instruments" bind 33 nr. 10, 1982, side 20 og 56.

Med det der beskrevne filterarrangement med et filtertrin 20 indkoblet mellem mikrofon plus forforstærker og udgangstrin med hører, under anvendelse af tilbagekoblingsprincippet med fasedrejning, anvendes i tilbagekoblingsgrenen mellem udgangen og indgangen til filtertrinnet et filternetværk, som styres af en programmeringsomskifter, som styrer grupper af for-25 skellige koblingskredse. Hver indstilling af programmerings omskifteren kan låses og justeres på snævre tolerancer. Også her drejer det sig om tilpasning til patientens høreskade, der ganske vist er bedre, men sker en gang for alle.

30 Et yderligere filtersystem til høreapparater er udførlig om talt i US patentskrift nr. 4.188.667. I dette filtersystem kan overføringskarakteristikken tilpasses et vilkårligt valgt spektrum. I en udførelsesform befinder filtersystemet sig uden for høreapparatet og er forbundet med dette gennem to 35 højfrekvensoverføringskanaler hver især med sender og mod tager. I stedet for den trådløse forbindelse kan man også tilslutte det eksterne filtersystem via ledninger.

Alle disse kendte apparater er enten kun indrettet til en 3 overføringsfunktion eller til et forud fastlagt antal og art af overføringsfunktioner og delvis udstyret med usædvanlig kostbare og komplicerede filtersystemer og kræver i visse tilfælde også relativt store fastværdilagre med mulighed for 5 sletning og fornyet programmering af indholdet af lageret.

Det er formålet med opfindelsen at tilvejebringe et programmerbart høreapparat, som kan tilpasses universelt og dog individuelt, hvis overføringsegenskaber uden problemer af en 10 specialist i høreapparatakustik på stedet kan tilpasses alle brugerens krav ved simulering af vidt forskellige påvirkninger fra omgivelserne.

Dette opnås ifølge opfindelsen for et programmerbart høre-15 apparat ved det, som er angivet i den kendetegnende del af krav 1.

Underkravene angiver yderligere udførelsesformer ifølge opfindelsen.

20

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen og ud fra en række udførelseseksempler.

25 På tegningen viser fig. 1 et blokdiagram af det eksterne styreapparat, fig. 2 et blokdiagram af de væsentlige dele af høreapparatet, 30 fig. 3 en forplade på det eksterne styreapparat, fig. 4 et mere detaljeret blokdiagram af det eksterne styreapparat,

LSIY I υ / D I

4 fig. 5 et mere detaljeret blokdiagram med det tilhørende høreapparat og 5 fig. 6 en udførelsesform af et eksternt styreapparat.

Det i fig. 1 i princippet viste eksterne styreapparat 1 består af et indføringstastatur 2, en digital styreenhed 3, som kan styre en modulerbar sender 4 og en programmeringsindretning 10 5, ved hjælp af hvilken den digitale styreenhed 3 kan program meres .

Det i fig. 2 viste høreapparat 6 indeholder en modtager 7 med demodulator, en af denne styret digital styreenhed 8 og 15 en af denne styret audioprocessor 9 som overføringsenhed, som er indkoblet mellem en mikrofon 10 og en telefon 11. Naturligvis kan der i stedet for en enkelt mikrofon også være anbragt flere mikrofoner, der supplerer hinanden i deres frekvensområder såvel som en telefonspole. Ligeledes kan der 20 i stedet for en enkelt telefon også var anbragt flere tele foner, der supplerer hinandens frekvensområder.

I fig. 3 er indtastningstastaturet 2 vist detaljeret. Man erkender rent skematisk et antal indstillingsskydere 12, der 25 f.eks. kan tjene til påvirkning af indstillingstrimmere. Her er vist fire indstillingsskydere med betegnelserne H, L, C og O for henholdsvis høje frekvenser, lave frekvenser, kompression og udgangseffekt. Disse indstillingsskydere er normalt dækket og ikke tilgængelige for brugeren.

30

Man ser endvidere fire programmeringstaster 13, ved hjælp af hvilke brugeren kan vælge mellem fire på forhånd oplagrede programmer. Endvidere er der indrettet en skydeomskif-ter 14, ved hjælp af hvilken der kan skiftes mellem en pro-35 grammering for et høreapparat, der bæres på højre øre, og et høreapparat, der bæres på venstre øre. Denne skydeomskifter 14 har endvidere en midterstilling, beregnet til det tilfælde, hvor begge ører er forsynet med et høreapparat, således at 5 begge høreapparater kan styres ved hver sin individuelle normalt forskellige programmerede overføringsegenskaber.

5 Endvidere er der indrettet en programindføringsomskifter 15 og en række trykknapper 16.·Med de to tryktaster, der er forsynet med en henholdsvis opad og nedad rettet pil kan lydstyrken af høreapparatet gøres stærkere eller svagere. Tryktasterne M, MT og T tjener til tilkobling af henholdsvis mi-10 krofon, mikrofon og telefonspole og telefonspole alene.

Endelig ser man endnu en ind/udomskifter betegnet med E/A.

Ved den programmering, som foretages af en specialist i høre-15 apparatakustik, indstilles efter indkobling af det eksterne styreapparat omskifteren 14 for henholdsvis venstre, højre og begge høreapparater. Derefter indstilles omskifteren på den ønskede position. Dernæst udvælges for denne indstilling en af de fire programpositioner 13, hvorpå programindførings-2o tasten 15 trykkes ned. Dette bevirker, at denne indstilling oplagres, som det i det følgende skal forklares nærmere.

De her viste programtaster 13 til programvalget er ikke begrænset til det her viste antal på fire. Der kan naturligvis 25 være betydeligt flere valgbare programmer, som indlægges på et tilsvarende antal programtaster.

Fig. 4 viser nu et blokdiagram af det eksterne styreapparat 1 . Man ser igen skematisk indføringstastaturet 2 og den for 30 brugeren ikke tilgængelige programmeringsanordning 5. Til indføringstastaturet 2 er forbundet en tastatur-dekoder 17, mens der til programmeringsindretningen 5 er forbundet en dekoder 18, der dekoder indstillingen af indstillingsskyderen 12. Begge dekodere er forbundet med et programlager 20, 35 der fortrinsvis er opbygget i C-MOS-teknik. De værdier, som kan indstilles i programmeringsindretningen 5, kan foreligge både på digital og analog form og må omdannes tilsvarende ved indførslen i programlageret 20.

L/rV I Ό / OOdL D I

6

Tastaturdekoderen 17 er endvidere forbundet med et midlertidigt lager 19 til oplagring af indstillingen af tasten 16.

5 Endvidere er der til tastaturdekoderen 17 tilsluttet en styre logik 21, som for det første tjener til styring af programlageret 20 og for det andet til styring af det midlertidige lager 19, såvel som styring af et af en identitetsomskifter 22 styret dataregister. Dette dataregister er yderligere for-10 bundet med udgangen af programlageret 20 og det midlertidige lager 19.

På· udgangen af dataregisteret 23 er der derefter tilsluttet en modulator 24 og og højfrekvensoscillator med sender 25.

15

Identitetsomskifteren 22 tjener til at identificere den faktiske bruger af høreapparatet således, at kun det høreapparat, som bæres af brugeren selv eller de høreapparater, som bæres af brugeren, kan indstilles af hans eksterne styreapparat 20 på et af de forud oplagrede programmer for overføringsegen skaberne. Dermed hindres, at en bruger indstiller et fremmed høreapparat på sit valgte program, eller at brugerens eget høreapparat kan indstilles af en anden bruger, som er forsynet med et tilsvarende programmerbart høreapparat på et 25 for ham ikke egnet program.

I fig. 5 ses høreapparatet 7 med digital styreenhed 8, au-dioprocessor 9, mikrofonen 10 og telefonen 11. Der er indrettet en modtager 26, hvortil en demodulator 27 er tilsluttet.

30 Demodulatoren 27 er på udgangssiden forbundet med en dekod ningsenhed 28 til adskillelse af data og taktimpulser. De to tilsvarende udgangs ledninger fra dekodningsenheden 28 er tilsluttet en styrelogik 29, der igen tjener til styring af en serie-parallel omformer 30 og et programlager 31. Dette 35 programlager kan f.eks. bestå af et antal af låsekredsløb.

De serielt, fra styrelogikken 29 udlæste data for parametrene, som bestemmer overføringsegenskaberne, overføres fra omformeren 30 parallelt til programlageret 31 og forbliver der 7 så længe udstyret er i drift, og så længe et indbygget pufferbatteri har en tilstrækkelig spænding.

5 På udgangen fra programlageret 31 er de forskellige trin fra audioprocessoren 9 tilsluttet. Mikrofonen 10 og en telefonspole 32 er forbundet med et blandingstrin 33. Tilkoblingen af mikrofonen 10 og/eller telefonspolen styres af tasterne Μ, T eller M/T. Til dette blandingstrin slutter sig en for-10 stærker med højpasegenskaber 34, en forstærker 35 med lav-pasegenskaber, en forstærker 36 for lydstyrkeregulering og en forstærker 37 til automatisk forstærkningsregulering, en Udgangsforstærker 38 og en begrænserforstærker 39.

15 I fig. 3 ser man endvidere en indtalingsåbning 40 til en yder ligere mikrofon, der har et ganske særligt formål. Denne mikrofon tjener til optagelse af det støjniveau, der er til stede i omgivelserne omkring høreapparatets bærer. Dette kan f.eks. være den rolige atmosfære i et bibliotek, virvaret 2o af stemmer i et større selskab i livlig samtale, støjen af et kørende jernbanetog osv.

En detektor og forstærker, der er koblet efter mikrofonen registrerer denne omgivende støj eller baggrundsstøj, sammen-25 ligner den med et oplagret støjniveaumønster, og bevirker via et styrekredsløb et automatisk valg af en af de oplagre de grupper af parametre, som kommer det registrerede støjniveaumønster nærmest, og styrer således udsendelsen af signaler svarende til parameteren til det egentlige høreappa- 30 rat·

Dermed kan især dynamikken, kompressionen, udgangslydtrykket og den samlede overføringskarakteristik for det egentlige høreapparat, tilpasses de aktuelle omgivelser.

Med hensyn til det egentlige høreapparats funktion skal der endelig bemærkes følgende: 35

UIV I O/OO*'. D I

8 Høreapparatet indeholder som allerede nsvnt modtagerdemodulatoren 27 den digitale styreenhed 8 og audioprocessoren 9.

Den digitale styreenhed arbejder på følgende måde: Den de-5 koder de data, som modtages serielt fra det eksterne styre apparat og afprøver, om de modtagne data er gyldige for det pågældende høreapparat, dvs. afprøver identitetskoden. Den oplagrer de modtagne data i lageret 30, 31. Disse data anvendes derefter til styring af audioprocessoren med sine for-10 skellige trin.

Audioprocessoren overtager da samtlige normale funktioner for høreapparatet, styret af de digitale udgangssignaler fra den digitale styreenhed. Denne styring omfatter en forudbe-15 stemt forstærkning, en maksimal udgangseffekt, automatisk forstærkningsreguleringsområde, den laveste frekvens, som skal overføres, den højeste frekvens, som skal overføres, lydstyrkeregulering og lignende funktioner.

2ø Dette nye programmerbare høreapparat tillader en overordent lig varieret indstilling for forskellige programindhold. Overførslen fra det eksterne styreapparat til høreapparatet, der er betegnet som en trådløs overførsel, kan f.eks. ske ved ultralyd, infrarød stråling eller fortrinsvis ved hjælp af 25 elektromagnetiske bølger. Ved valg af frekvens vil man vælge så langbølgede bærefrekvenser som muligt, således at man kan anvende ferritantenner. Endvidere kan denne ferritantenne også anvendes som telefonspole.

3Q Ved det hidtil beskrevne høreapparat er der i første omgang indrettet et eksternt styreapparat i form af en lille kasse. For mange brugere af moderne høreapparater er et sådant hjælpeapparat, som klart viser hørebesværet, en hindring for at anvende et ellers nødvendigt moderne højtydende høreapparat.

35 Denne skyhed eller hindring må overvindes. I det udførelses eksempel, der er vist i fig. 6, har det eksterne styreapparat form som et armbåndsur med et tastaturfelt og med betjeningsknapper og med et apparat til udstråling af trådløs energi.

9 I fig. 6 ser man et hus 41, som ser ud som et armbåndsur med digitalvisning. På forsiden af huset ser man først et tastatur 16, der kan være forsynet med forskellige funktioner.

5 Med de to knapper, der er forsynet med en henholdsvis opad og nedadrettet pil, kan lydstyrken af høreapparat gøres stærkere eller svagere.

Tasterne M, MT og T tjener til tilkobling af henholdsvis mi-10 krofon, mikrofon og telefonspole, eller telefonspole alene.

Den med E/A betegnede tast tjener som tænde-/slukkeomskifter. Til den mikrofon, der styrer valget af parametre i afhængighed af· den omgivende støj, er der indrettet en åbning, som igen er betegnet med 40.

15

Til programvalget kan de fire betjeningsknapper 42, 43, 44 og 45 anvendes. Disse kan i denne forbindelse være indrettet låsbare eller ikke-låsbare. De kan også være opbygget som dobbeltknapper, således at der ved betjening af et ydre 20 tyndere afsnit udelukkende kan indkobles en yderligere funk tion.

Ved fastlåste betjeningsknapper kan udløsningen enten ske ved en gentagepåvirkning eller ved påvirkning af en anden 25 betjeningsknap. Endeligt er det tænkeligt, at udforme disse knapper som drejeknapper eller som en kombination af tryk og drejeknapper.

Endvidere ser man et armbånd eller en urrem 47, der f.eks.

30 kan indeholde en trådsløjfe 48, der er koblet til senderens udgang og virker som antenne.

I en anden udførelsesform kan der i huset, der i så fald ikke må virke som en magnetisk afskærmning, være indrettet en fer-35 ritantenne.

Endelig er det tænkeligt i huset eller på huset at indrette en ultralydkilde for trådløs overførsel med ultralyd.

5 10

Endvidere er der indrettet endnu en digitalvisning 49, der f.eks. kan tjene til visning af det netop indstillede program de påvirkede taster osv.

I en anden udførelsesform kan der i huset yderligere være indrettet et kvartsurværk. Til dette formål er der indrettet en omskifterknap 50, ved hjælp af hvilken visningen kan omkobles til digital visning af tid og/eller dato.

10

Endelig skal det tilføjes, at tryktasterne i tastaturet 16 også kan være belagt med programmerne for de forskellige overføringskarakteristikker af høreapparatet, som i det i det foregående beskrevne udførelseseksempel ligger på betjenings-15 knapperne. De på tryktasterne liggende funktioner kan lige så vel være overført til betjeningsknapperne.

Huset behøver ikke nødvendigvis at være rundt, det kan være firkantet, kvadratisk eller f.eks. seks- eller ottekantet.

20

Fordelene ved dette nye apparat er i det væsentlige følgende: 1. Brugeren kan vælge mellem forskellige indstillingsmuligheder for det egentlige høreapparat, f.eks. en indstil- 25 ling til rolige rum, en indstilling til kørsel i automo bil, en anden indstilling under aflytning af musik, osv.

2. Høreapparatet kan ubemærket betjenes ved, at man trykker på en tilsvarende tast, mens det eksterne styreapparat 30 befinder sig i en jakkelomme eller i en håndtaske.

3. Styreapparat kan også benyttes af personer, som normalt har vanskeligheder ved at betjene særligt små betjeningsorganer, således som det hyppigt drejer sig om ved moder- 35 ne høreapparater, da det vist tastatur har relativt store let betjenelige taster. 1

Det eksterne styreapparat til høreapparatet muliggør en 11 elegant og effektfuld tilpasning af høreapparatet til brugerens høresvækkelse. En specialist i høreapparatakustik kan ved en gensidig indstillingsproces sammen med brugeren 5 gennemføre indstilling for de forskellige omgivelsespåvirk ninger, indtil brugerens.fulde tilfredshed.

5. Ved hjælp af den ekstra mikrofon i det eksterne styreapparat kan man opnå en fuldstændig styring af overførings-10 karakteristikken for høreapparatet for tilpasning til den til enhver tid herskende støj fra omgivelserne, især med hensyn til kompression, frekvensgang, udgangslydtryk osv.

Hertil tjener en detektor og forstærker, der er koblet 25 efter mikrofonen, og som fortrinsvis styrer en tilsvaren de udlagt mikroprocessor, der således bevirker valget af de parametersignaler, som skal overføres til det egentlige høreapparat, og indleder deres overførsel.

2o Endvidere henvises til følgende punkter: I det ideelle tilfælde har det egentlige høreapparat hverken indstilling eller omskifter men kun et batterirum. Styring og indstilling af høreapparatet sker ved trådløs overføring 25 fra styreapparatet. Høreapparatet kan anvendes af brugeren selv uden det eksterne styreapparat. Blot kan man ikke styre høreapparatet uden det eksterne styreapparat, heller ikke indkobling og udkobling.

3 0 Som et alternativ kan man på det egentlige høreapparat ind rette endnu en tænde-/slukkeomskifter og en lydstyrkeindstilling til manuel betjening i sådanne tilfælde, hvor det er upraktisk at medbringe styreenheden f.eks. under svømning. 1 5 På denne måde er der tilvejebragt et moderne høreapparat, som formår at opfylde et stort antal krav på forbilledlig vis.

Claims (13)

12

1. Programmerbart høreapparat med en mellem mikrofon (10) og telefon (11) anbragt forstærkerdel og overføringsdel, hvis 5 overføringskarakteristik kan styres med et eksternt styreapparat (1), med en sender til trådløs overførsel af styresignaler til høreapparatet (6) og en deri værende modtager (7) til modtagelse og demodulation af styresignalerne, kendetegnet ved, at det eksterne styreapparat (1) inde-10 holder et første lager (20) for et antal grupper af parametre, som hver bestemmer forskellige overføringskarakteristikker for høreapparatet, et betjeningsfelt med et indføringstastatur (2) for at indføre parametrene i lageret (20) og for at kalde sådanne parametre frem fra lageret, en 15 sender (4) indrettet til at blive moduleret med disse parametre som styresignaler, samt en digital styreenhed (3), og at høreapparatet indeholder en yderligere styreenhed (8), som kan styres af styresignalerne efter deres demodulation, til styring af overføringsdelen.

2. Programmerbart høreapparat ifølge krav 1, k e n d e- tegnet ved, at der i det eksterne styreapparat (1) er indrettet en programmeringsanordning (5), som ikke er tilgængelig for brugeren. 1 Programmerbart høreapparat ifølge krav 1-2, kende-25 tegnet ved, at høreapparatet udover modtageren (26) med demodulatordelen (27) og den digitale styreenhed (29) til styring af overføringsdelen (33 til 39) mellem den digitale styreenhed (29) og overføringsdelen (33 til 39) indeholder et trin (30) til serie-parallel-omformning og et lager (31), 30 hvis udgange er forbundet med de enkelte trin i overføringsdelen. 13

4. Programmerbart høreapparat ifølge krav 3, kendetegnet ved, at der i overføringsdelen er indrettet en styret forstærker (34, 35) med forskellige gennemgangsområder, med lydstyrkeregulering (36) og med en automatisk 5 forstærkningsregulering (37) med kompressionsstyring (38) og med begrænsning af den maksimale udgangseffekt (39), som kan styres af styreenheden (8) svarende til overførte parametre.

5. Programmerbart høreapparat ifølge krav 1-4, kendetegnet ved, at styreapparatet indeholder en ekstra 10 mikrofon, en dertil forbundet detektorkobling og et deraf styret styrekredsløb, som i afhængighed af den ekstra mikrofon optagne omgivelsesstøj automatisk styrer valget af den for en sådan omgivelsesstøj oplagret parameter for en overførsel til høreapparatet (6).

6. Programmerbart høreapparat ifølge krav 1-5, kende tegnet ved, at det eksterne styreapparat har form som et armbåndsur (41) med en mikrofon, et tastatur (16) såvel som betjeningsknapper (42-45) og et apparat (48) til udstråling af trådløs energi. 20 7. Høreapparat ifølge krav 6, kendetegnet ved, at der er indrettet et digitalt visningsfelt (46).

8. Høreapparat ifølge krav 6, kendetegnet ved at huset (41) indeholder en ultralydoscillator.

9. Høreapparatet ifølge krav 6, kendetegnet ved, 25 at huset indeholder en ferritantenne. 1 Høreapparat ifølge krav 6, kendetegnet ved, at det i det med huset (41) forbundne armbånd (47) er indrettet en antenne (48) i form af en trådsløjfe, som er koblet til udgangen af senderen. 14

11. Høreapparat ifølge et eller flere af kravene 6-10, kendetegnet ved, at huset indeholder et digitalur.

12. Høreapparat ifølge krav 6-11, kendetegnet ved, at betjeningsknapperne (42-45) er udformede som selvlåsende 5 enkelttrykknapper.

13. Høreapparat ifølge krav 6-11, kendetegnet ved, at betjeningsknapperne (42-45) er udformet som ikke-låsende enkelttrykknapper.

14. Høreapparat ifølge krav 6-11, kendetegnet ved, 10 at betjeningsknapperne er udformet som dobbelte trykknapper.

15. Høreapparat ifølge krav 6-11, kendetegnet ved, at betjeningsknapperne (42-45) er udformet som drejeknapper.