JP2006514494A - プログラミング装置によって補聴器をプログラムする方法 - Google Patents

Abstract

電池（１１）と電池（１１）をプログラミング装置（２）に接続するライン接続部（３，４）とを有する電池式補聴器（１）は，プログラミング装置（２）を介してプログラムされる。このプログラミング装置（２）は，可変電圧源（５）と，第１および第２の入力端子と出力端子とを有する入力比較器とを用いて，可変電圧を入力比較器（６）の一方の入力部に出力するとともに，プログラミング装置（２）の入力比較器（６）の第２の入力部を用いることにより補聴器電池（１１）の電圧を判断する。基準として用いられる可変電圧源（５）の出力を単調に変化させることにより，電池（１１）の電圧は，既存の補聴器プログラミング回路を用いて非常に正確に判断される。

Description

この発明は，補聴器のプログラミングに関する。より詳細には，プログラミング装置との通信手段を備えた補聴器のプログラミングに関する。

従来のプログラマブル補聴器は，ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable read only memory）等の不揮発性メモリを利用して，補聴器の機能を決定するパラメータ・データを記憶している。プログラマブル補聴器の中には，補聴器のプログラミングに必要な電圧が，補聴器の電池から得られる電圧レベルである，一般に１．３Ｖ〜１．３５Ｖを，上回るものがある。プログラマブル補聴器には，プログラミング中にプログラミング装置から電力供給されるものもあれば，内部電池から電力を引き出すものもある。内部電池から電力を供給する補聴器の場合，特にプログラミング中の電池の状態が極めて重要になる。

この発明において，「プログラミング」という用語は，補聴器内の調節可能な設定に関する情報を補聴器からプログラミング装置に読み出して検証するプロセス，およびこれらのデータにおける変更を再び補聴器に書き込んで，特定の補聴器使用者に合わせて補聴器の調節を変更するプロセスに関する。これらの設定は，補聴器の動作態様を規定する。補聴器は，信号処理ソフトウェアを実行するディジタル信号処理装置を含ませることができ，補聴器に対する書込み設定は，信号処理ソフトウェアそのものに対する変更も含む。プログラミングは，補聴器使用者と調整者の双方が関与する相互作用的プロセスであり，一般には，使用者が補聴器を装着している状態で，補聴器に接続されたプログラミング装置を調整者が操作する。プログラミングによってもたらされる補聴器設定の変更が，使用者に直ちに体感される。

プログラマブル補聴器では，後に修正される補聴器における音響処理を決定する異なるパラメータ・データを，補聴器の処理装置中に予めプログラムすることができる。このデータは，一般に，シリアル通信リンクを介して２進データとして補聴器に転送され，かつ補聴器の不揮発性メモリに記憶される。この２進データは，電気的には，プログラミング装置の比較器が明確に区別することができる２つの電圧レベルの間のスイッチング，たとえばゼロ電圧と電池電圧との間の一連のスイッチングとして規定することができる。さらに，補聴器は，パラメータ・データ・レジスタの内容，または補聴器の状態，種類または識別情報に関するその他のデータを，プログラミング装置に逆転送することもできる。

ディジタル・データの送信または受信のために，補聴器の処理装置は，１または複数のデータ・ラインを介して直列的にディジタル・データを送信または受信することが可能なバッファ付き双方向ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter：汎用非同期式受信送信回路）を利用することができる。プログラミング装置が補聴器と通信するプロセス時に内部的に電力供給される補聴器の場合は，補聴器は，補聴器の回路に電力を供給する内部電池からエネルギーを引き出す。プログラミング時において電池が補聴器回路から接続解除される補聴器，たとえば補聴器における空間的制約のためにプログラム用端子が電池室内に配置されたタイプの補聴器をプログラムするために，プログラミング装置は，プログラミング時にこの種類の補聴器に外部電力を供給する可変電圧源を持つ。

補聴器のプログラミングは，一般に，プログラミング装置がデータ電信とも呼ばれる制御ビット列を補聴器に送信し，補聴器の第１のメモリバンク中のデータ読出しを要求することから始まる。補聴器は，補聴器メモリの内容を反映したデータ・ビット列を伴って応答する。これらのデータは，プログラミング装置によって受信され，プログラミング装置は，その時点以降，補聴器へのあらゆるその後のデータの書込みを，初期設定の変更に必要な変更に限定することができる。通信シーケンスが補聴器から開始されることもあるが，その場合も基本的なデータ交換は同じである。

不揮発性メモリへの書込みは，多くの電力を消費して行なわれる非常に重要な動作である。補聴器が利用することができる電力は，補聴器が受信データを補聴器のデータ・レジスタに確実に記憶することができるだけの十分なものでなければならない。新品の電池の場合は，補聴器の電池はデータ書込みシーケンスにおいて正常動作を行なわせるだけの電力を供給するように設計されているため，特段の問題は生じない。しかしながら，電池の容量が，新品の電池の容量より低くなると，電池の残容量が，補聴器の処理装置に通常動作を行なわせるには依然として十分であるとしても，データ書込みシーケンスにおいて受信データを記憶する動作に対する電力供給には不十分となることもあり，この場合，プログラミング時にデータ損失の危険性が生じてしまう。

米国特許第４，０４９，９３０号に，使用時に，補聴器の電池を周期的に監視する機能を持つ補聴器誤動作検出装置が開示されている。動作中に，補聴器回路の誤動作が起こると，使用者は，補聴器をリセットするか，または電池を交換して，正常動作を回復させなければならない。

電子工学分野において，比較器と既知の可変電圧とを用いることにより未知の電圧を測定することは，たとえばディジタル電圧計の分野において知られているように，すでに提案されている。原則として，ディジタル電圧計は，所定の電圧を比較器の一方の端子に，未知の電圧を同じ比較器の他方の端子に印加し，所定の電圧を予測可能な態様で変化させるとともに比較器の出力が変化する瞬間を監視することによって作動する。

上述のように，プログラマブル補聴器の電池電圧を推定する方法，および好ましくは補聴器へのいかなる追加接続を伴うことなく，この情報を調整者に確実かつ容易に提供することが必要とされている。

この発明にしたがう方法は，プログラミング装置の比較器の第１の入力部に補聴器の端子を電気的に接続し，プログラミング装置の電源を手段として，補聴器の予想電池電圧とは異なる探査電圧を上記比較器の第２の端子に印加し，上記比較器の出力端子のレベルを監視し，上記比較器の出力端子レベルが変化するまで，上記探査電圧を単調に増加または低下させ，電池電圧を，比較器の出力の変化が検出された探査電圧として判断するものである。

補聴器の電池電圧とは異なる電圧，たとえば上記電池電圧より高い電圧を比較器の第２の入力端子に印加することにより，通信ラインのレベルは，プログラミング装置に対して低論理レベルを示すようになる。比較器の出力端子は，印加電圧が，たとえば電池電圧またはこの電圧に由来する電圧のいずれであっても，通信ライン上に存在する電圧レベルと交差するまで単調に低下されると，状態を変化させる。印加電圧は，その後，補聴器の安全なプログラミングに適すると考えられる所定の電圧範囲と比較され，電池電圧が十分な状態であるかまたは不十分な状態であるかに関する決定が行なわれる。

以下，この発明の詳細を，図面を参照して説明する。

図１は，通信ライン３とグランド・ライン４とを介してプログラミング装置２に接続されたプログラマブル補聴器１を示している。補聴器電池１１は，通信出力バッファ８，通信入力バッファ９，１個以上のマイクロホン（図示略），出力変換器（図示略）および補聴器プロセッサ１０を含む補聴器１の回路に電力を供給する。補聴器電池１１は，グランド・ライン４に接続され，かつプルアップ抵抗７を介して通信ライン３に接続されている。

プログラミング装置２は，独立電圧源５，制御装置１２，入力検出器として動作する入力比較器６およびラインドライバーとして動作する出力比較器１６を含む。一般に，プログラミング装置には独立した可変電圧源が含まれており，プログラミング時に，補聴器に外部的に電力を供給する機能を果たす。これにより，補聴器がプログラミング装置に接続されているときに補聴器電池が補聴器から遮断されるような補聴器のプログラミングが可能になる。可変電圧源は，内部的に電力供給される補聴器に電力を供給する一方で，実際にこの発明の方法にしたがって利用される。独立電圧源５は，入力比較器６の基準入力部と電源端子１７とに接続される。

入力比較器６の出力部は，制御装置１２のデータ入力ラインに接続され，制御装置１２のデータ出力ラインは，出力比較器１６の入力部に接続される。被制御スイッチ１５は，２つの主要な機能モードである読出しモードとプログラミング・モードとの間の切換えを行なう。

読出しモードにおいて，補聴器１から読み出されるシリアルデータは，比較器６の入力部と被制御スイッチ１５とを介して制御装置１２に与えられる。プログラミング・モードでは，制御装置１２から読み出されたシリアルデータが，比較器１６と被制御スイッチ１５とを介して補聴器１の入力部に送られる。

補聴器１は，スイッチを入れると通常動作の状態となり，この状態はプログラミング装置２に接続されたときも維持される。プログラミング時においてプログラミング装置２からのプログラミング信号は，通信ライン３を介して補聴器１に送信され，プログラミング装置２が送信を行なっていないとき，通信ライン３とグランド・ライン４との間の電圧は，補聴器電池１１の電圧Ｖ_batに等しい。

電圧源５は，入力比較器６の基準入力部に電圧Ｖ_oを発生する。電池電圧Ｖ_batは，以下の方法で測定される。入力比較器６の負の基準端子に，電池１１の予想電圧を充分に上回る電圧Ｖ_oを印加する。この段階で，電池電圧Ｖ_batに等しいライン３上の電圧は，基準電圧Ｖ_oより充分に低いので，比較器６の出力レベルは，低（ＬＯＷ）論理レベルとなる。その後，制御装置が電圧Ｖ_oを単調に低下させ，その間，入力比較器６の出力が監視される。この電圧Ｖ_oの単調低下は，電圧が電池１１の電圧Ｖ_batに等しいライン３上の電圧に等しくなるまで，または電圧Ｖ_batを漸減的に下回るまで，継続される。これにより，入力比較器６の論理出力は，高（ＨＩＧＨ）論理レベルに変化する。この変化は通信装置２の制御装置１２によって検出され，制御装置１２は電池電圧の測定値を意味する電圧Ｖ_oの現在値を記録する。

電圧Ｖ_oの記録値は，プログラミング中において補聴器に電力を供給するのに適すると考えられる範囲と比較される。補聴器電池１１の電圧レベルが低すぎる場合は，制御装置１２は，この状態に関して通信装置２のオペレータにメッセージを送る。プログラミングは，電池１１が交換され，補聴器電池１１が再び検査されて良好な結果が得られるまで，止められる。

プログラミング・シーケンスは，次の態様で構成される。最初に，２本以上の分離されたリード線３，４を持つ適切なケーブルを用いて，補聴器１がプログラミング装置２に接続される。次に，データ電信が，プログラミング装置２から補聴器１に送られる。補聴器１は別のデータ電信を返信することにより，これに応答する。プログラミング装置２は，補聴器１が存在しかつ動作していることを示す上記データ電信を受信する。プログラミング装置は補聴器１を認識し，この時点でプログラミングを開始できる状態となる。

次に，プログラミング装置２は，上述のように，補聴器１の電池電圧レベルを検査する。補聴器１の電池１１が，この検査に合格し，電池電圧が許容可能と考えられる場合，プログラミング装置２から補聴器に送られるデータ電信によって，補聴器１の音響処理用プログラムを変更することができる。各データ電信の受信後に，補聴器１は，確認データ電信を伴って応答する。電圧レベル検査は，補聴器１がプログラミング装置２に接続されている限り，いかなる時点でも行うことができ，また補聴器の存在を検出するのに用いることができる。

図２のフローチャートは，図１の通信装置２の制御装置１２において実行されるソフトウェア・ルーチンの構成を示しており，これは，この発明にしたがう方法の実施例である。このルーチンは，ステップ１０１においてメモリ等を割り振って測定を行なうことから開始され，実際の測定限界値(the actual measurement limits)を規定するステップ１０２に進む。限界値は，特定の補聴器／通信装置の実際の電気的構成に依存する。

ステップ１０３において，補聴器が実際に通信ライン３の端部に存在していることを検証する検査が実行される。補聴器が検出されない場合は，ルーチンはステップ１０４に進み，メイン・プログラムによって，測定とその後のプログラミングを行なうためには補聴器が適正に接続されていなければならないというメッセージの表示が行われ，その後上記ルーチンが終了する。補聴器が検出されると，上記ルーチンが継続し，ステップ１０５において，所定の上限電圧レベルＶ_ULより高い高出力電圧Ｖ_oが，通信装置２の入力比較器６の負の入力部に印加される。これにより，入力比較器６における通信ライン３の電圧レベルが低（ＬＯＷ）論理レベルを示すものとなり，通常の状況下において，入力比較器６は制御装置１２に低（ＬＯＷ）論理レベルを出力することになる。補聴器の特定の回路では，電圧Ｖ_oは，入力比較器６の出力部の論理状態における変化が起こったときに，電池電圧に等しいと考えられる。

ステップ１０６において，低（ＬＯＷ）レベルが出力されたことが検証される。電池電圧Ｖ_batは最大許容可能電池電圧上限Ｖ_ULを上回ると考えられるので，このような状況下において高（ＨＩＧＨ）論理レベルはエラーを意味する。通信ライン３が低（ＬＯＷ）論理レベルになっていない場合は，ルーチンはステップ１１５へ進み，エラーがメイン・プログラムに指示される。そうでなければ，比較器６からの論理レベルは，低（ＬＯＷ）論理レベルであり，ステップ１０７，１１３および１１４からなるループに入る。

ステップ１０７において，入力比較器６の出力が高（ＨＩＧＨ）論理レベルに変化したかどうかを調べる検査が行われる。変化していない場合は，ルーチンは，ステップ１１３に進み，印加電圧Ｖ_oが最低可能電圧レベル，ここでは零ボルトと比較される。論理レベルの変化が生じることなく，この電圧レベルに達している場合は，エラーが発生しており，ルーチンはエラー状態を指示するステップ１１５に進む。最低可能電圧レベルに達しなかった場合，ルーチンはステップ１１４に進み，電圧Ｖ_oがさらに単調に低下される。単調な段階的変化の大きさは，電圧Ｖ_oを生じさせるジェネレータの特定の実施態様による。好適な実施例においては，このジェネレータは，プログラムにより容易に制御可能なＤ／Ａ変換器として実施される。このため，ランプ電圧の段階的変化の大きさは，使用される特定のＤ／Ａ変換器の分解能または分解能の倍数に対応するとともに，さらにオフセットに合わせて調節することができる。

電圧Ｖ_oの単調低下のステップの後，ルーチンはステップ１０７に戻り，再び入力比較器６の出力を検査する。この出力が電圧Ｖ_oの漸減により高（ＨＩＧＨ）論理レベルに変化した場合は，ルーチンは，電圧Ｖ_oが，補聴器が確実かつ適切にプログラムすることができる電圧の下限値である所定の下限電圧Ｖ_LLと比較されるステップ１０８に進む。電圧Ｖ_oが所定の限度Ｖ_LLより低い場合，ルーチンはステップ１０９に進み，「バッテリー・ロー」インジケータ・ルーチンが呼び出され，補聴器電池の電力は，プログラミング装置２が補聴器の確実なプログラミングを実行するには不十分であることを指示し，このルーチンはステップ１１１で終了する。しかしながら，ステップ１０８における検査時に，電圧Ｖ_oが下限Ｖ_LLより高い場合は，「バッテリー・ＯＫ」インジケータ・ルーチンがステップ１１０において呼び出され，補聴器のプログラミングが確実に実行できることを指示し，このルーチンはステップ１１２で終了する。この時点で，電圧Ｖ_oは，補聴器電池の電圧を反映する。

十分な電力を有する電圧源を利用することができる場合は，電圧Ｖ_oが，補聴器電池の電圧と比較される時点の所定の負の値を始点として，電池電圧レベル，またはこのレベルに由来する電圧レベルに達したときに，入力比較器６のレベルが高（ＨＩＧＨ）論理レベルから低（ＬＯＷ）論理レベルに変化するまで単調に増加させる，この発明にしたがう補聴器の電圧を測定する方法の他の実施例も考えられる。しかしながら，この動作モードには，低い負電圧Ｖｏを利用して単調電圧増加時において入力比較器６の状態を変化させることができる必要があり，この負電圧範囲は，標準の装置にはないことがある。

図３のグラフに，出力電圧Ｖ_oの変化が時間の関数（縮尺略）として示されている。点Ａの時点より前の時点では，Ｖ_oは一定であって，たとえばプログラミング装置を電圧が安定するまで待機させることができる。点Ａ以降は，電圧Ｖ_oは，定率で単調に低下する。この電圧の単調な変化は，入力比較器６の出力が低（ＬＯＷ）論理から高（ＨＩＧＨ）論理の状態に変化する時点で停止する。

電圧の単調な変化が，図３に示されているように，電圧Ｖ_oがＶ_ULより高くなる点Ｂで停止する場合は，電圧Ｖ_oが最大許容可能電池電圧レベル範囲を超えているため，エラーが発生しており，「エラー」状態がプログラミング装置により指示される。他方，電圧Ｖｏの単調変化が，電圧Ｖ_oが上限Ｖ_ULと下限Ｖ_LLとの間に位置する点Ｃまで続く場合は，電圧Ｖｏは電池電圧レベルの許容可能範囲内となり，「バッテリー・ＯＫ」状態がプログラミング装置により指示される。しかし，電圧Ｖ_oの単調変化が，電圧Ｖ_oがＶ_LLより低くなる点Ｄまで続く場合は，電圧Ｖ_oは，電池電圧レベルの許容範囲を下回ることになり，「バッテリー・ロー」状態がプログラミング装置により指示される。

上述の好適な実施例において，電圧の単調な変化は，約１．８ボルトから開始され，補聴器電池の許容可能範囲は，約１．１〜１．３５ボルトである。ちなみに，これは，プログラミングに使用可能な亜鉛空気電池の電圧範囲であることがわかった。

プログラミング装置に接続された補聴器の概略的なブロック図である。 この発明にしたがう方法の各ステップを実行することができるアルゴリズムのフローチャートである。 この発明の好適な実施例における単調な基準電圧の変化を示すグラフである。

Claims (10)

1. 電池および上記電池をプログラミング装置に接続するためのライン接続部を有する補聴器を，可変電圧源ならびに上記電圧源に接続される第１の入力端子，上記ライン接続部に接続するための第２の入力端子および出力端子を備える入力比較器を有する上記プログラミング装置によってプログラムする方法において，
   上記補聴器を上記プログラミング装置に接続し，上記電圧源を制御して上記入力比較器の上記第１の入力端子に所定のパターンにしたがって変化する電圧を出力し，上記入力比較器の出力の変化を検出することによって上記補聴器電池の電圧を判断し，上記電圧源出力電圧に対応する値を確定する，補聴器プログラミング方法。
2. 上記プログラミング装置から補聴器に問い合わせデータ電信を送り，補聴器からの検証データ電信の受信を検査することによって，補聴器の存在を検出する，請求項１に記載の補聴器プログラミング方法。
3. 補聴器が上記プログラミング装置に接続されたときの上記入力比較器の上記第２の入力端子の電圧の変化を検出することによって，補聴器の存在を検出する，請求項１に記載の補聴器プログラミング方法。
4. 上記電池電圧が所定の電圧上限を下回るかどうかを検出する，上記請求項のいずれか一項に記載の方法。
5. 上記電池電圧が所定の電圧下限を上回るかどうかを検出する，上記請求項のいずれか一項に記載の方法。
6. 初期状態において所定の上限を上回るレベルの電圧を出力するとともに，その後に上記電圧を単調に低下させるように，上記制御可能な電圧を変化させる，上記請求項のいずれか一項に記載の方法。
7. 初期状態において所定の下限を下回るレベルの電圧を出力するとともに，その後に上記電圧を単調に増加させるように，上記制御可能な電圧を変化させる，上記請求項のいずれか一項に記載の方法。
8. 上記電圧を，段階的に単調増加または減少させる，上記請求項のいずれか一項に記載の方法。
9. 上記電圧をＤ／Ａ変換器を用いて単調に変化させる，請求項８に記載の方法。
10. 上記補聴器からのデータの読出し，上記補聴器電池の電圧の判断，および上記補聴器へのプログラミング・データの書込みからなる連続的ステップを含む，上記請求項のいずれか一項に記載の方法。