JP2015173437A - リソース・マネージャ - Google Patents

Abstract

【課題】補聴器の電源の状態を考慮に入れながら、他のデバイスとのワイヤレス通信を実行するリソース・マネージャを提供する。【解決手段】補聴器回路１４に電源供給するように接続された電源を備える補聴器１０を提供する。補聴器回路１４は、他のデバイスと通信するように構成されたワイヤレス通信ユニットと、通信タスクから通信要求を受け取るとともに通信タスク優先度および電源の状態に基づいて通信タスクの各々をスケジュール設定するように構成されたスケジューラを含んでいる。【選択図】図２

Description

補聴器の電源の状態を考慮に入れながら、他のデバイスとのワイヤレス通信を実行するように構成されている新規の補聴器を提供する。

ワイヤレス通信は、ネットワーク内にある補聴器、リモコン、フィッティング機器、携帯電話機、ヘッドセット、ドアベル、警報システム、放送システム、その他などの、複数のデバイスの相互接続を容易にする、ワイヤレス・ネットワーク内で実行される。

ＷＯ２００４／１１００９９は、シンプルであり、要求するコードの量が少なく、動作時の電力消費が少ない、通信プロトコルを備える補聴器ワイヤレス・ネットワークを開示している。さらに、捕捉時間が短く、かつレイテンシ（遅延時間）が短い。

複数の異なるワイヤレス通信プロトコルに従ったワイヤレス通信の実行が可能な新規の補聴器を提供する。

補聴器回路を備える新規の補聴器が提供される。その補聴器回路は、
入力トランスデューサであって、前記入力トランスデューサに加えられる、音を表現する信号に基づいて、オーディオ信号を出力するように構成された入力トランスデューサと、
聴力損失プロセッサであって、前記補聴器のユーザの聴力損失を補償するとともに、聴力損失補償済みオーディオ信号を出力するように構成された聴力損失プロセッサと、
補聴器のユーザの聴力損失を補償するとともに聴力損失補償されたオーディオ信号を出力するように構成された聴力損失プロセッサ（たとえば、補聴器は、加えられる信号の健常な聞き手により知覚される場合の音量と、ユーザにより知覚される際の聴力損失補償済み信号の音量を実質的に一致させるように、音量を回復させることを意図していてもよい）と、
出力トランスデューサであって、人の聴覚系による受け入れが可能であって、それによって前記ユーザが前記音を聞き取る、前記聴力損失補償済みオーディオ信号に基づく聴覚性出力信号を出力するように構成された、レシーバ、埋め込み型トランスデューサ、その他などの出力トランスデューサと、
ワイヤレス通信ユニットであって、他のデバイスと通信するように構成されたワイヤレス通信ユニットを備える。
を備える。

補聴器回路に電力を供給するように、電源が接続されている。

上記の補聴器は、たとえば聴力損失プロセッサ、場合によってはその他のプロセッサおよび関連する信号処理アルゴリズム、ワイヤレス通信ユニット、メモリ・リソース、電源、その他を含む、補聴器ハードウェアおよびソフトウェア・リソースを管理するとともに、実行させようとするタスク向けの共通サービスを提供するように構成された、オペレーティング・システムを備えるプロセッサをさらに備えてもよい。オペレーティング・システムは、補聴器リソースを効率的に使用するためにタスクをスケジュール設定してもよく、さらにまた電力消費、プロセッサ時間、記憶、ワイヤレス送信およびその他のリソースを含む、コスト割り当て用のアカウンティング・ソフトウェアを含んでもよい。

ワイヤレス通信やメモリ割り当てなどの様々なタスクに関して、オペレーティング・システムは、タスクと補聴器回路の間の媒介役の役割をしている。ただし、タスクのアプリケーション・コードは、通常は適切な補聴器処理回路によって直接的に実行されており、オペレーティング・システム機能に対して頻繁にシステム・コールを出したり、これによる割り込みを受けることになる。

プロセッサは聴力損失プロセッサであってもよい。あるいは、ワイヤレス通信ユニットがオペレーティング・システムを備えるプロセッサを含んでいてもよい。あるいは、オペレーティング・システムは、聴力損失プロセッサ、ワイヤレス通信ユニットのプロセッサ、および場合によっては１つまたは複数の追加のプロセッサなどの、様々なプロセッサの間で分散していてもよい。

具体的には、オペレーティング・システムは、通信タスクの複数の通信プロトコルおよび優先度に従って、他のデバイスとの通信を実行させるように、ワイヤレス通信ユニットを制御するように構成されていてもよい。

オペレーティング・システムは、スケジューラを備えていてもよい。あるいは、オペレーティング・システムは、スケジューラによって構成されていてもよい。スケジューラは、通信タスクから通信要求を受け取るように構成されていてもよく、タスク優先度および電源の状態（例えば、補聴器回路の、電源の電池および／またはコンデンサの放電状態）に基づいて、通信タスクの各々をスケジュール設定してもよい。

さらに、補聴器回路を備える補聴器のワイヤレス通信をスケジュール設定する新規の方法が提供される。補聴器回路は、
入力トランスデューサであって、前記入力トランスデューサに加えられる、音を表現する信号に基づいて、オーディオ信号を出力するように構成された入力トランスデューサと、
聴力損失プロセッサであって、前記補聴器のユーザの聴力損失を補償するとともに、対応する聴力損失補償済みオーディオ信号を出力するように構成された聴力損失プロセッサと、
出力トランスデューサであって、前記ユーザによる音の聞き取りを生じさせるように、人の聴覚系による受け入れが可能な、前記聴力損失補償済みオーディオ信号に基づく聴覚性出力信号を出力するように構成された出力トランスデューサと、
ワイヤレス通信ユニットであって、他のデバイスと通信するように構成されたワイヤレス通信ユニットと、
電源であって、補聴器回路に電力を供給するように接続された電源と、
オペレーティング・システムであって、それぞれの通信プロトコルおよび優先度に従って、他のデバイスとの通信を実行させるように前記ワイヤレス通信ユニットを制御するように構成されたオペレーティング・システムを備える。

新規の方法は、通信タスクから通信要求を受け取るステップと、タスク優先度および電源の状態に基づいて、通信タスクをスケジュール設定するステップを備えていてもよい。

トランスデューサは、あるエネルギー形式でそれに加えられた信号を、別のエネルギー形式にある対応する出力信号に変換するデバイスである。

入力トランスデューサは、マイクロフォンであって、前記マイクロフォンに加えられる音響信号を、対応するアナログ・オーディオ信号に変換するマイクロフォンを備えていてもよい。この場合、オーディオ信号の瞬時電圧は、音響信号の音圧に従って連続的に変動する。

入力トランスデューサは、テレコイルであって、前記テレコイルでの変動する磁場を、対応する変動するアナログ・オーディオ信号に変換するテレコイルを備えていてもよい。この場合、オーディオ信号の瞬時電圧は、テレコイルでの変動する磁場強度に従って連続的に変動する。テレコイルは、公共の場所（たとえば、教会、講堂、劇場、映画館、その他）において複数の人々に向けられた、あるいは鉄道の駅、空港、ショッピング・モール、その他における拡声システムを通じた、話者からの会話の信号対雑音比を増大させるために使用されてもよい。話者からの会話は、誘導ループ・システム（「ヒアリング・ループ」とも呼ぶ）によって磁場に変換され、テレコイルは磁気的に送信された音声信号を磁気的に拾い上げるために使用される。

入力トランスデューサは、少なくとも２つの離間させたマイクロフォンと、この少なくとも２つの離間させたマイクロフォンのマイクロフォン出力信号を組合せて指向性のマイクロフォン信号にするように構成されたビーム形成器をさらに備えていてもよい。

入力トランスデューサは、１つまたは複数のマイクロフォンとテレコイルおよびスイッチとを、たとえば全方向性のマイクロフォン信号や指向性のマイクロフォン信号やテレコイル信号を、いずれか単独でまたは任意に組合せてオーディオ信号として選択するために、備えていてもよい。

典型的には、アナログ・オーディオ信号は、アナログ／ディジタル変換器内で対応するディジタル・オーディオ信号に変換することによって、ディジタル信号処理に適したものにされる。これにより、アナログ・オーディオ信号の振幅が２進数で表される。この場合、一連のディジタル値の形式をした離散時間および離散振幅のディジタル・オーディオ信号が、連続時間および連続振幅のアナログ・オーディオ信号を表現する。

本開示の全体にわたって「オーディオ信号」は、入力トランスデューサの出力から聴力損失プロセッサの入力までの信号経路の一部を形成する任意のアナログまたはディジタル信号を識別するために使用されることがある。

本開示の全体にわたって「聴力損失補償済みオーディオ信号」は、聴力損失プロセッサの出力から出力トランスデューサの入力までの、場合によってはディジタル／アナログ変換器を介した、信号経路の一部を形成する任意のアナログまたはディジタル信号を識別するために使用されることがある。

ワイヤレス通信ユニットは、送受信器を備えていてもよい。

ワイヤレス通信ユニットは、ワイヤレス送信器とワイヤレス受信器の両方を備えるデバイスまたは回路であってもよい。送信器と受信器は、共通の回路および／または単一のハウジングを共有していてもよい。あるいは、送信器と受信器は、回路を共有していなくてもよく、ワイヤレス通信ユニットは、送信器と受信器をそれぞれに有する別々のデバイスを備えていてもよい。

ワイヤレス通信は、周波数の多様化または拡散スペクトル・スキームに従って実行されてもよい。すなわち、送信を周波数範囲全体にわたって分散させるように、補聴器によって利用される周波数範囲を所定のスキームに従っていくつかの周波数チャネルおよびワイヤレス送信切替えチャネルに分割させる。

ネットワークの履歴に依拠することなく、ネットワーク内のデバイスに、ネットワークが任意の所与の時点においてどの周波数チャネルを使用するかを計算することを可能にさせる、周波数ホッピング・アルゴリズムが提供されてもよい。たとえば、目下の周波数チャネル番号に基づいて、疑似乱数発生器が、次の周波数チャネル番号を計算する。これによって、新たなデバイスと補聴器との同期が容易になる。たとえば、新たなデバイスは、補聴器と同じ疑似乱数発生器を備える。したがって、捕捉中に目下の周波数チャネル番号を受け取ると、この新たなデバイスは補聴器と同じ次の周波数チャネル番号を計算することになる。

ネットワーク内のすべてのデバイスは、それ自身の識別番号（たとえば、３２ビット数）を有する。２人のユーザが同一の識別番号を備える補聴器を有する確率は無視し得る程度であるから、グローバルに一意な識別子は必要としない。

好ましくは、新たなデバイスは、ネットワークによって自動的に認識されて、ネットワークと相互接続されることが好ましい。

通信が雑音に対して低い感度を有することが、拡散スペクトル・スキームに従って動作するネットワークの利点の１つである。なぜなら、雑音は典型的には特定の周波数チャネルに存在しており、通信は特定の周波数チャネルでは短時間でのみ行われ、その後は別の周波数チャネルに通信が切替えられるからである。

さらに、いくつかのネットワークが極めて接近して共存し得る。たとえば、ネットワークの干渉なく、同じ室内に２人以上の補聴器ユーザが存在し得る。なぜなら、２つのネットワークが同じ特定の周波数チャネルを同時に使用する確率は非常に低いためである。同様に、補聴器ネットワークは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ネットワークやその他のワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワークなど、同じ周波数帯域を利用するその他のワイヤレス・ネットワークと共存し得る。

補聴器は、２つの補聴器が、例えばオーディオ信号、信号処理パラメータ、制御データ（信号処理プログラムの識別子、その他など）、その他などの、ディジタル式のデータ交換のために、たとえばワイヤレス・ネットワークを通じて相互接続されており、また場合によっては、例えばリモコン、その他などの他のデバイスと相互接続されているような、両耳補聴器システム内に有利に組み込まれ得る。

典型的には、補聴器の電源から利用可能な電力は限定された量だけしかない。たとえば、補聴器内では従来のＺｎＯ_２電池から電力が供給されるのが典型的である。

補聴器の設計の際において、サイズおよび電力消費は重量な検討事項である。補聴器のサイズは、使用される電池のサイズに依存する。補聴器をコンパクトで目立たないようにするために、タイプ「３１２」や「１３」などの小さい電池サイズが使用される。しかしながら、小さい電池は比較的大きな内部抵抗を有する。たとえば「３１２」電池は、典型的には、ＡＡタイプ電池の内部抵抗より２桁大きい、５オームの内部抵抗を有する。内部抵抗が高いことは、出力電流の増加時において出力電圧の大きな低下につながる。このことは、補聴器回路の各部の動作にとって極めて重大なことになり得る。

補聴器のワイヤレス通信ユニットは、従来のＺｎＯ_２電池で利用可能な電圧を超える電圧で動作するのが一般的である、Ｎｏｒｄｉｃ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒの無線チップ「ｎＲＦ２４Ｉ０１」などの、無線チップ内に含まれ得る。したがって、無線チップには電圧ダブラ（電圧増幅器）を介して電力を供給することが必要となり得る。さらに、無線チップは、送信および受信の間にかなりの量の電流を引き出す。従来のＺｎＯ_２電池は、送信および受信の間に限られた期間（典型的には、１ミリ秒）しか、ワイヤレス通信ユニットによって引き出される必要量の電流の供給ができない。電池がこれより長い期間にわたって必要量の電流の供給を続けた場合、供給電圧が低下することになり、しきい値を下回ると、補聴器回路（特に、補聴器回路のディジタル部品）が適正に動作しないことになる。

さらにＺｎＯ_２電池は、限られた期間であっても、通信の間に無線チップに電流を供給した後には、回復のための時間を必要とする。典型的には、無線チップのデューティ・サイクル（すなわち、無線オン時間と無線オフ時間の和に対する無線オン時間の百分率）は、１０％未満に維持されなければならない。

この問題は、抵抗器およびコンデンサを有する回路を補聴器回路の電源とワイヤレス通信ユニットの供給電圧入力の間（たとえば電圧ダブラの出力と無線チップの電源入力の間）に接続することによって、緩和することができる。コンデンサは、電源から引き出されるピーク電流が低下するように、ワイヤレス通信ユニットにピーク電流を伝達することになる。抵抗器は、コンデンサの電圧降下時における、ワイヤレス通信ユニットによる電源からの電流の引き出しを制限することになる。

スケジューラは、目下のまたは直近の通信タスクの完了と次の通信タスクの開始の間に、上述の電池および／またはコンデンサなど電源に関して回復期間を提供するために、目下のまたは直近の通信タスクの電力消費推定値に基づいて、次の通信タスクを実行するための可能な限り早い開始時刻を計算するように構成されていてもよい。

ワイヤレス通信ユニットによって実行される通信タスクの完了後に適用されるべき回復期間は、ワイヤレス通信ユニットによって実行される通信タスクの継続時間の推定値または実際の継続時間に、ある定数を掛け合わせたものとして計算されてもよい。

継続時間の推定値は、通信タスクの前処理、送信、受信および後処理の期間を加算したものによって構成されていてもよい。

実際の継続時間は、通信タスクの実行時に、ワイヤレス通信ユニットが実際に電力供給を受けている期間を加算したものによって構成されていてもよい。したがって、回復期間の計算に実際の継続時間を用いる場合、通信タスクの実行中のワイヤレス通信ユニットで起こり得る電力停止期間は、回復期間に算入されない。

上記の定数は、０．５〜２の範囲、好ましくは０．６〜１．８の範囲、さらに好ましくは０．７〜１．５の範囲、最も好ましくは０．８〜１．４の範囲としてもよい。たとえば、上記の定数は、１．１２５に等しくてもよい。

ワイヤレス通信ユニットにより実行される通信タスクの完了後に適用される回復期間は、通信タスクの実行中に電源から引き出された電荷または電流から計算されてもよい。

スケジューラは、回復期間の計算の際に、電池状態（すなわち、電池の放電状態）を考慮に入れてもよい。たとえば、上で言及した定数は、電池の放電状態の関数として増加してもよい。

通信要求は、通信タスクの優先度を含んでいてもよい。

通信要求は、要求される通信タスクの実行についての要求される開始時刻を含んでいてもよい。

通信要求は、要求される通信タスクの実行の継続時間を含んでいてもよい。

スケジューラは、要求される開始時刻が実現不可能であると判定してもよく、別の開始時刻が要求されなければならないことを要求元のタスクに連絡してもよい。

スケジューラは、たとえば優先度がより高い要求のために、すでにスケジュール設定済みのタスクをスケジュール設定された開始時刻に実行することが不可能であると判定してもよく、新たな開始時刻が要求されなければならないことを、すでにスケジュール設定済みのタスクに連絡してもよい。

スケジューラは、優先度がより高い通信タスクの開始前に、優先度がより低い通信タスクに関連する回復期間が経過するように、それに間に合うように優先度がより低い通信タスクがその通信を完了させるとの条件のもとで、優先度がより低い通信タスクが、優先度がより高い通信タスクより前に、通信を実行することを許容するように構成されていてもよい。

スケジューラは、ワイヤレス通信タスク以外のタスクをスケジュール設定してもよい。また、スケジューラは、ワイヤレス通信タスク以外のタスクからタスク要求を受け取るように構成されていてもよく、タスク優先度および電源の状態に従って、タスクの各々をスケジュール設定してもよい。

スケジューラは、スケジュール設定時にワイヤレス通信タスク以外のタスクの電力消費を考慮に入れてもよい。他のタスクの例には、電力を消費するアルゴリズム、フラッシュ・メモリへの記憶、その他が含まれる。こうした他のタスクに関する回復期間は、ワイヤレス通信タスクの回復期間に関連して上で説明したのと同じ方法で計算することができる。上記の定数は、例えば電力消費が異なるものであることによって、異なるタスクの種類に対して、異なるものであってもよい。

スケジューラは、電力を消費する回路が同時に動作することによる過剰な電力消費を回避するために、補聴器回路のうちの１つまたは複数の部分をパワーダウンするように構成されていてもよい。

たとえばスケジューラは、たとえばフラッシュ・メモリへの書き込みおよび／またはフラッシュ・メモリからの読み出しの間、電力を消費するアルゴリズムの実行の間、その他の間などスリープ期間について、ワイヤレス通信ユニットをオフにするように構成されていてもよい。

好ましくは、スケジューラは、要求されたそれぞれのタスクの１つの次の開始時刻をスケジュール設定するように構成されている。すなわち、（例えばオーディオ・ストリーミングのように、所与のタスクが繰り返し実行される場合について、複数の開始時刻を容易に決定し得る場合や、すでに決定済みの場合であっても）スケジューラは、所与のタスクに関して、複数の開始時刻をスケジュール設定するようには構成されていない。これによって、スケジュール設定されるタスクの数が少なく保たれ、これによりスケジューラは、新たな要求に応じて必要とされる再スケジュール設定が少なくなり、シンプルかつ動的に保たれることになる。

通信タスクがスケジュール設定より早く完了または終了した場合に、スケジューラは、当該の通信タスクに関する実際の継続時間および／または実際の電力消費に基づいて、回復期間を再計算するように構成されていてもよい。再計算された回復期間が経過した後で、かつスケジュール設定された次のタスクについてのスケジュール設定された開始時刻までの間、別のタスクを実行するのに十分な時間があることがあり、上で言及したように、スケジューラは、別のタスク（スケジュール設定された次のタスクより優先度がより低い場合でも）に対して、スケジュール設定された次のタスクの開始前に、関連する回復期間が経過するように、それに間に合うようにそのタスクが完了するとの条件のもとで、タスクの実行を許容するように構成されていてもよい。

新規の補聴器の信号処理は、専用ハードウェアによって実行されてもよいし、１つまたは複数の信号プロセッサ内で実行されてもよいし、あるいは専用ハードウェアと１つまたは複数の信号プロセッサの組合せで実行されてもよい。

プロトコルは、デバイスの内部またはデバイス間（たとえば、ネットワーク内）での、データ交換に関するディジタル規則の方式のことである。プロトコルは、シンタックス、背マンティクスおよび通信の同期を規定している。プロトコルは、ハードウェア、ソフトウェア、またはこれら両者の形で実装することが可能である。

通信タスクには、通信の実行を必要とする動作（たとえば、補聴器へのデータ・パッケージの送信）が含まれる。通信要求は、補聴器の通信ユニットとの協働を必要とする補聴器内の他のデバイスまたはプロセッサによって実行されてもよい。

本明細書において使用される、「プロセッサ」、「信号プロセッサ」、「コントローラ」、「システム」、その他の用語は、ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアの組合せ、ソフトウェアまたは実行中のソフトウェアのいずれかなどのＣＰＵに関連するエンティティを指し示すように意図している。

たとえば、「プロセッサ」、「信号プロセッサ」、「コントローラ」、「システム」、その他は、プロセッサ上で実行されるプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッドおよび／またはプログラム（ただし、これらに限らない）であってもよい。

説明のために、「プロセッサ」、「信号プロセッサ」、「コントローラ」、「システム」その他の用語は、プロセッサ上で実行されるアプリケーションとハードウェア・プロセッサの両方を意味している。１つまたは複数の「プロセッサ」、「信号プロセッサ」、「コントローラ」、「システム」その他あるいはこれらの任意の組合せは、プロセスおよび／または実行スレッド内に常駐することがあり、また１つまたは複数の「プロセッサ」、「信号プロセッサ」、「コントローラ」、「システム」その他あるいはこれらの任意の組合せは、１つのハードウェア・プロセッサ上で（可能であれば、他のハードウェア回路と組合せて）局在させてもよいし、および／または２つ以上のハードウェア・プロセッサ間で（可能であれば、他のハードウェア回路と組合せて）分散させてもよい。

さらにプロセッサ（または、同様の用語）は、信号処理の実行が可能な任意の構成要素またはこうした構成要素の任意の組合せとすることができる。たとえば、信号プロセッサは、ＡＳＩＣプロセッサ、ＦＰＧＡプロセッサ、汎用プロセッサ、マイクロプロセッサ、回路構成要素または集積回路とすることができる。

以下では、添付の図面を参照しながら新規の方法および補聴器についてより詳細に説明することにする。

図１は、添付の特許請求の範囲に従った補聴器のワイヤレス・ネットワークにおける通信の概要を示している。 図２は、添付の特許請求の範囲に従った１つの新規の補聴器の回路図である。 図３は、スロットおよびフレームを示している。 図４は、様々なタスク要求を示している。 図５は、予約リストおよび優先度設定されたタスクのリストを示している。

以下では、新規の方法および補聴器に関する様々な例について説明している。しかし、添付の特許請求の範囲に従った新規の方法および補聴器は異なる形式で具現化されることもあり、また本明細書に示した例に限定されると見なすべきではない。

添付の図面は明瞭にするために概要としかつ簡略化されていること、またこれらの図面は単にこの新規の方法および補聴器の理解にとって必須となる細部のみを示しており、他の細部は除いてあることに留意すべきである。

全体を通じて同じ参照番号は同じ要素を示している。したがって、同じ要素を各図の説明ごとに詳細に説明することはしていない。

図１は、左耳補聴器１０Ｌと右耳補聴器１０Ｒを備えた両耳補聴器１０Ｌ、１０Ｒを概略的に表している。左耳補聴器１０Ｌと右耳補聴器１０Ｒの各々はワイヤレス・ネットワークとの接続のためのワイヤレス通信ユニットを有する。ワイヤレス・ネットワークは、これらの２つの補聴器を相互接続し、およびこれらの補聴器１０Ｌ、１０Ｒとワイヤレス・ネットワーク内の複数の他のデバイスを相互接続する。図１に示した例では、ドアベル、携帯電話機、コードレス電話機、ＴＶ受像機およびフィッティング機器もまた、ワイヤレス・ネットワークに接続されている。

すべてのデバイスが１つのＩＤによって特定されている。このＩＤは、このネットワーク内部で一意のものである。

図１に示した補聴器ネットワークは２．４ＧＨｚの産業科学医療（ＩＳＭ；ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｍｅｄｉｃａｌ）帯域で動作している。ＩＳＭ帯域は、１ＭＨｚの帯域幅の８０個の周波数チャネルを備える。周波数ホッピング時分割多重スキームが利用される。捕捉の間、この周波数ホッピング・スキームは、捕捉を高速にするための周波数チャネルの数の低減（たとえば、１６個未満のチャネル、好ましくは８個のチャネル）を備える。周波数チャネルの低減された数の組の要素は、捕捉チャネルともいう。この捕捉チャネルは、ネットワークによって利用される周波数帯域にわたって均一に分布させることが好ましい。

図２は、新規の補聴器１０の回路図を示している。

補聴器１０は、補聴器回路１４に電力を供給するように接続されたＺｎＯ_２電池１２を有する。

補聴器回路１４は、マイクロフォン１６の形態をした入力トランスデューサ１６を含む。マイクロフォン１６は、補聴器１０を動作させているときにマイクロフォン１６に到来する音響信号に基づいてアナログ・オーディオ信号１８を出力する。

アナログ／ディジタル変換器２０は、補聴器回路１４における（具体的には、補聴器１０のユーザの聴力損失を補償するように構成された聴力損失プロセッサ２４Ａにおける）ディジタル信号処理のために、アナログ・オーディオ信号１８を対応するディジタル・オーディオ信号２２に変換する。聴力損失プロセッサ２４Ａは、当技術分野においてしばしばリクルートメント現象ともいわれる、ユーザのダイナミック・レンジの周波数依存性の損失を補償するために、当技術分野でよく知られたダイナミック・レンジ圧縮器を備えることが好ましい。したがって聴力損失プロセッサ２４Ａは、ディジタルの聴力損失補償済みオーディオ信号２６を出力する。補聴器は、音量を回復させるように構成されることがあり、これにより補聴器１０を装着しているユーザにより知覚される際の聴力損失補償済み信号の音量を、マイクロフォン１６に到来する音響信号が通常の聴力を備えた聞き手により知覚される場合の音量と実質的に一致させている。

ディジタル／アナログ変換器２８は、ディジタルの聴力損失補償済みオーディオ信号２６を、対応するアナログの聴力損失補償済みオーディオ信号３０に変換する。

レシーバ３２の形態をした出力トランスデューサによって、アナログの聴力損失補償済みオーディオ信号３０が、ユーザの鼓膜に向けて送出するための対応する音響信号に変換されており、これによりユーザはマイクロフォンに到来する音（ただしユーザの個々の聴力損失に関しては補償されている）を聞き取れる。

聴力損失プロセッサ２４Ａは、補聴器のオペレーティング・システム３６Ａ、３６Ｂのうちの一部３６Ａとメモリ３８Ａとを実行するプロセッサＡの一部を形成する。

補聴器回路１４は、両耳補聴器システムに関して図１に示したように、補聴器ネットワーク内の他のデバイスとワイヤレスで通信するように構成された無線機３４を備えたワイヤレス通信ユニットＢをさらに含む。ワイヤレス通信ユニットＢは、補聴器のオペレーティング・システム３６Ａ、３６Ｂのうちの一部３６Ｂを実行しているプロセッサと、メモリ３８Ｂと、様々な通信プロトコルやその他のタスクを実行しているプロセッサ２４Ｂを含む。

補聴器の１０の動作は、オペレーティング・システム３６Ａ、３６Ｂによって制御されている。オペレーティング・システム３６Ａ、３６Ｂは、補聴器ハードウェアおよびソフトウェア・リソース（たとえば、聴力損失プロセッサ２４Ａ、場合によってはその他のプロセッサおよび関連する信号処理アルゴリズム、ワイヤレス通信ユニットＢ、メモリ・リソース３８Ａ、３８Ｂ、電源１２、その他を含む）を管理するように構成されており、またオペレーティング・システム３６Ａ、３６Ｂは実行しようとするタスクに対してこれらの補聴器リソースを割り当てている。

オペレーティング・システム３６Ａ、３６Ｂは、補聴器のリソースを効率的に使用するためにタスクをスケジュール設定しており、さらにまた電力消費、プロセッサ時間、メモリ配置、ワイヤレス送信およびその他のリソースを含む、コスト割り当て用のアカウンティング・ソフトウェアを含むことがある。

ワイヤレス通信やメモリ割り当てなどの様々なタスクに関して、オペレーティング・システムは、タスクと補聴器回路ハードウェアの間の媒介役の役割をしている。ただし、タスクのアプリケーション・コードは、通常は補聴器回路の適切な部分によって直接的に実行されており、それぞれのオペレーティング・システム機能に対して頻繁にシステム・コールを出したり、それによる割り込みを受けることになる。

具体的には、オペレーティング・システム３６Ｂは、様々なそれぞれの通信タスクの様々なそれぞれの通信プロトコルおよび優先度に従って、無線機３４に対して他のデバイスとのワイヤレス通信を実行させるように制御している。

オペレーティング・システム３６Ｂは、実行しようとするタスクから通信要求を含む要求を受け取るスケジューラ４０を備える。通信要求には、通信タスクの優先度、要求された通信タスクを実行するために要求された開始時刻、および要求された通信タスクを実行する際の際の予測継続時間が含まれる。

タスク要求に応答して、スケジューラ４０は、タスク優先度およびコンデンサ４２の放電状態に基づいて、タスクの各々をスケジュール設定している。コンデンサ４２は、無線機３４に電力を供給し、かつ抵抗器４４を通じて電池１２により充電される。

抵抗器４４およびコンデンサ４２を備える回路は省略されてもよい。すなわち、抵抗器４４が短絡回路で置き換えられてもよいし、コンデンサ４２が開放回路で置き換えられてもよい。またこの場合には、タスク要求に応答して、スケジューラ４０は、タスク優先度および電池１２の放電状態に基づいて、タスクの各々をスケジュール設定する。

スケジューラ４０は、電源（図示した例では、電池１２とコンデンサ４２の組合せ）に関する目下のまたは直近の通信タスクの完了と次の通信タスクの開始の間の回復期間を提供するために、目下のまたは直近の通信タスクの電力消費推定値に基づいて、次の通信タスクを実行するための可能な限り早い開始時刻を計算する。

無線機３４により実行される通信タスクの完了後に適用される回復期間は、無線機３４によって実行される通信タスクの継続時間推定値、または実際の継続時間に、ある定数を掛け合わせたものとして計算されてもよい。

継続時間推定値は、通信タスクの前処理、送信、受信および後処理に関する期間の足し合わせによって構成されてもよい。

実際の継続時間は、通信タスクの実行中に無線機３４が実際に電力供給を受けた期間の足し合わせによって構成されてもよい。したがって、回復期間の計算に実際の継続時間を用いる場合は、通信タスクの実行中の無線機３４の起こり得る電力停止期間は、回復期間に算入されない。

図示した補聴器１０では、この定数が１．１２５に等しくてもよい。

別の例では、無線機３４により実行される通信タスクの完了後に適用される回復期間は、通信タスクの実行中に電源から引き出された電荷または電流から計算されてもよい。

さらにスケジューラ４０は、回復期間の計算の際に、電源状態（すなわち、電池１２および／またはコンデンサ４２の放電状態）を考慮に入れてもよい。たとえば、上で言及した定数は、電池１２の放電の関数として増加してもよい。

スケジューラ４０は、要求された開始時刻が実現不可能であると判定してもよいし、別の開始時刻が要求されなければならないことを要求元のタスクに連絡してもよい。

スケジューラ４０は、たとえば優先度がより高い要求が到来したことにより、すでにスケジュール設定済みのタスクをスケジュール設定された開始時刻に実行させることが不可能であると判定してもよいし、新たな開始時刻が要求されなければならないことをすでにスケジュール設定済みのタスクに連絡してもよい。

スケジューラ４０は、優先度がより高い通信タスクの開始前に関連する回復期間が経過するように、それに間に合うように優先度がより低い通信タスクが通信を完了させるとの条件のもとで、優先度がより低い通信タスクが、優先度がより高い通信タスクより前に、通信を実行することを許容するように構成されていてもよい。このことはたとえば、あるタスクが要求された継続時間より短い時間で終了または完了する場合において有用となり得る。これによって、スケジュール設定された次のタスクの開始前に、別のタスクを実行するための余裕を残すことができる。

スケジューラ４０はまた、スケジュール設定時にワイヤレス通信以外のタスクの電力消費を考慮に入れてもよい。他のタスクの例には、電力を消費するアルゴリズム、フラッシュ・メモリへの記憶、その他が含まれる。こうした他のタスクに関する回復期間は、ワイヤレス通信タスクの回復期間に関連して上で説明したのと同じ方法で計算することができる。上記の定数は、例えば電力消費が異なるものであることによって、異なるタスクの種類に対して、異なるものであってもよい。

スケジューラ４０は、無線機３４、フラッシュ・メモリ、信号処理アルゴリズムを実行している信号プロセッサ、その他など、電力を消費する回路が同時に動作することによる過剰な電力消費を回避するために、補聴器回路のうちの１つまたは複数の部分をパワーダウンするように構成されていてもよい。

たとえばスケジューラ４０は、たとえばフラッシュ・メモリへの書き込みおよび／またはフラッシュ・メモリからの読み出しの間、電力を消費するアルゴリズムの実行の間、その他の間などのスリープ期間について、無線機３４をオフにするように構成されていてもよい。

好ましくは、スケジューラ４０は、それぞれのタスクの次の開始時刻だけをスケジュール設定するように構成されている。すなわち、（例えばオーディオ・ストリーミングのように、所与のタスクが繰り返し実行される場合について、複数の開始時刻を容易に決定し得る場合や、すでに決定済みの場合であっても）スケジューラ４０は、所与のタスクに関して、一連の開始時刻をスケジュール設定するようには構成されていない。これによって、スケジュール設定されるタスクの数が少なく保たれ、これによりスケジューラ４０は、新たな要求に応じて必要とされる再スケジュール設定が少なくなり、シンプルかつ動的に保たれることになる。

通信タスクがスケジュール設定より早く完了または終了した場合に、スケジューラ４０は、当該の通信タスクに関する実際の継続時間および／または実際の電力消費に基づいて、回復期間を再計算するように構成されていてもよい。再計算された回復期間が経過した後で、かつスケジュール設定された次のタスクについてのスケジュール設定された開始時刻までの間、別のタスクを実行するのに十分な時間があることがあり、上で言及したように、スケジューラ４０は、別のタスク（スケジュール設定された次のタスクより優先度がより低い場合でも）に対して、スケジュール設定された次のタスクの開始前に、優先度がより低いタスクの関連する回復期間が経過するように、それに間に合うように優先度がより低いタスクが時間通りに完了するとの条件のもとで、タスクの実行を許容するように構成されていてもよい。

図３には、１２５０μｓ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの最小スロットの長さの２倍）の長さを有する、いわゆるスロットに時間が分割されている例示的なプロトコルの１つを示している。スロットには０〜２５５の範囲で番号付けされている。

２５６個のスロット（すなわち、スロット０〜スロット２５５）によって、１つのフレームが構成されている。フレームにも番号付けがされている。

スロットの長さの選択に影響を及ぼす要因としては、システムのレイテンシが短いことへの要求や、ヘッダおよび位相同期ループ（ＰＬＬ）のロックに関連するオーバーヘッドが低いことへの要求がある。

好ましくは、スロット長さは６２５μｓの倍数とし、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ対応デバイス上での本発明に従ったプロトコルの実装を容易にする（すなわち、これを妨げない）ことが好ましい。

各スロット（スロット１２８を除く）は、ネットワーク内部におけるデータ衝突が防止されるように、１つの特定のデバイスによる送信のために使用される。何れのスレーブ・デバイスも、スロット１２８においてデータを送信することがあり、したがってこのスロットにおいて衝突が生じることがあり得る。マスタ・デバイスは、スロット０においてタイミング情報を送信する。スレーブ・デバイスのスロットおよびフレーム・カウンタは、ネットワークのマスタ・デバイスのそれぞれのカウンタと同期させる。

あるデバイスが、データの送信のために１つまたは複数のスロットを使用することがある。所与のデバイスの製造時にスロットが割り当てられることがあり、あるいは捕捉の間に動的にスロットが割り当てられることがある。好ましくは、割り当てテーブルはマスタ・デバイスに保存される。

図４および図５は、スケジューラ４０の動作を示している。

図４は、２つの通信タスク、すなわちタスク１とタスク２によって出された通信要求を示している。タスク１は、たとえば補聴器ネットワーク通信プロトコルに従って実行されるＴＶ受像機から補聴器へのオーディオ・ストリーミングに関連する通信タスクであってもよく、タスク２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ省電力プロトコル（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に従って実行されるスマートフォンと補聴器との間の通信に関連する通信タスクであってもよい。各通信要求は、実行される通信タスクの開始時刻、継続時間、および優先度を含んでいる。継続時間は、通信タスクに関する前処理、送信、受信および後処理を含む。図４では、網掛け範囲が前処理と後処理を示している。

図示した例では通信タスク１は、最初の送信（要求１）が不首尾であった場合にオーディオ・データの再送信が可能となるように、２つの通信要求を出している。二度目の要求は、要求された時刻に二度目の通信タスクを実行する可能性が高くなるように、高い優先度で出されている。図４の例では、通信タスク１が優先度２を有し、通信タスク２が優先度３を有し、かつ通信タスク３が優先度１を有する。優先度が最も高いものが、優先度番号が最も小さい。

通信要求を受け取ると、スケジューラ４０は、各通信要求に関する終了時刻を、要求された継続時間ｄと、電源の回復を可能にする回復期間の和として計算する。図示した例では、回復期間は継続時間の９／８倍に等しい。

したがって、終了時刻１＝ｔ_１＋ｄ_１＋９／８＊ｄ_１であり、かつ終了時刻２＝ｔ_２＋ｄ_２＋９／８＊ｄ_２であり、かつ終了時刻３＝ｔ_３＋ｄ_３＋９／８＊ｄ_３である。

通信タスクのうちのいくつかはアクティブでないことがある。たとえば、リモコンはしばらくの間、使用されないことがある。アクティブなタスクとアクティブでないタスクは、図５に示す要求リストに示すように、フラグ付けされている。アクティブでないタスクのパラメータは、直近の通信要求に関する現在は使用されない（ｎｏｗ ｏｂｓｏｌｅｔｅ）パラメータとしてもよい。

図５に示すように、スケジューラ４０は、要求リストに従って通信タスクをスケジュール設定するとともに、アクティブな通信要求を優先度の順序でリストすることによって、図に示す優先度リストを形成する。次いでスケジューラは、優先度が最も高い通信タスク（図示した例では、通信要求３）の開始時刻よりも終了時刻が早い要求をしたタスクを特定する。図示した例では、通信要求１と通信要求２の両方がｔ_３より早い終了時刻を有しており、対応するタスクのうちの１つは通信要求３のタスクの開始前に実行することが可能となっている。この場合では、優先度が最も高い通信タスク（すなわち、通信要求１のタスク）が実行される。

通信要求１のタスクが上首尾に実行された場合、スケジューラ４０は、オーディオ・データがすでに上首尾に伝達済みであるため、通信要求３（すなわち、通信タスク１の二度目の予約）を削除する。スケジューラ４０はまた、終了時刻１がｔ_２より大きいため、通信タスク２を要求された時刻に実行することが不可能であると判定し、要求元のタスクに新たな通信要求を出さなければならないとのメッセージが送られる。

通信タスク１がｔ_１の少し後に終了した場合（たとえば、雑音のためにヘッダが検出されない場合）、対応して短くなった回復期間に関する計算の更新に基づいて、新たな終了時刻が計算される。そして、通信要求２の開始時刻ｔ_２が通信タスク１のこの新たな終了時刻より遅い場合は、終了時刻２がより高優先度の通信要求３の開始時刻ｔ_３前となるため、通信タスク２が実行される。終了時刻２がｔ_３より遅くなるような場合には、通信タスク２は再スケジュール設定されることになる。すなわち、スケジューラ４０は要求元のタスクに対して新たな通信要求を出さなければならないとのメッセージを送ることになる。

通信タスク１がｔ_１の少し後に終了するものの、前の例よりも遅れて、新たな終了時刻がｔ_２より遅くなる場合は、通信タスク２が再スケジュール設定されるとともに、通信要求３の通信タスクが実行される。

Claims (17)

1. 補聴器回路に電力を供給するように接続された電源を備える補聴器であって、
   前記補聴器回路は、
   入力トランスデューサであって、前記入力トランスデューサに加えられる、音を表現する信号に基づいて、オーディオ信号を出力するように構成された入力トランスデューサと、
   聴力損失プロセッサであって、前記補聴器のユーザの聴力損失を補償するとともに、聴力損失補償済みオーディオ信号を出力するように構成された聴力損失プロセッサと、
   出力トランスデューサであって、前記ユーザによる音の聞き取りを生じさせるように、人の聴覚系による受け入れが可能な、前記聴力損失補償済みオーディオ信号に基づく聴覚性出力信号を出力するように構成された出力トランスデューサと、
   ワイヤレス通信ユニットであって、他のデバイスと通信するように構成されたワイヤレス通信ユニットと、
   オペレーティング・システムであって、複数の通信プロトコルおよび優先度に従って、他のデバイスとの通信を実行させるように前記ワイヤレス通信ユニットを制御するように構成されたオペレーティング・システムを備えており、
   前記オペレーティング・システムが、
   スケジューラであって、通信タスクから通信要求を受け取るとともに、タスク優先度および前記電源の状態に基づいて、前記通信タスクの各々をスケジュール設定するように構成されたスケジューラを備える、補聴器。
2. 前記補聴器回路が、前記ワイヤレス通信ユニットに電流を供給するためのコンデンサを備える、請求項１の補聴器。
3. 前記補聴器回路が、前記電源と前記コンデンサとの間に接続された抵抗器を備える、請求項２の補聴器。
4. 前記スケジューラが、前記電源に対して回復期間を提供するために、目下のまたは直近の通信タスクに関する電力消費推定値に基づいて、次の通信タスクを実行するための可能な限り早い開始時刻を計算するように構成されている、先行する請求項の何れか一項の補聴器。
5. 前記回復期間が、前記目下のまたは直近の通信タスクの継続時間に、ある定数を掛け合わせたものである、請求項４の補聴器。
6. 前記回復期間が、前記目下のまたは直近の通信タスクの実行の間に前記電源から引き出された電流の関数である、請求項４の補聴器。
7. 前記電源が、電池を備えており、
   前記回復期間が、前記電池の状態の関数である、請求項４から６のいずれか一項の補聴器。
8. 前記通信要求のうちの少なくとも１つが、前記通信タスクの優先度を含む、先行する請求項の何れか一項の補聴器。
9. 前記通信要求のうちの少なくとも１つが、前記要求された通信タスクを実行するための開始時刻を含む、先行する請求項の何れか一項の補聴器。
10. 前記通信要求のうちの少なくとも１つが、前記要求された通信タスクを実行する継続時間を含む、先行する請求項の何れか一項の補聴器。
11. 前記スケジューラが、優先度がより高い通信タスクの開始前に前記電源の適切な回復期間が経過するように、それに間に合うように優先度がより低い通信タスクがその通信を完了させるとの条件のもとで、前記優先度がより低い通信タスクが、前記優先度がより高い通信タスクより前に、通信を実行することを許容するように構成されている、先行する請求項の何れか一項の補聴器。
12. 前記スケジューラが、スリープ期間に前記通信ユニットをオフにするように構成されている、先行する請求項の何れか一項の補聴器。
13. 前記スケジューラが、前記要求された開始時刻が実現不可能であると判定し、別の開始時刻が要求されなければならないことを前記要求元のタスクに連絡するように構成されている、先行する請求項の何れか一項の補聴器。
14. 前記スケジューラが、すでにスケジュール設定済みのタスクを前記スケジュール設定された開始時刻に実行させることが不可能であると判定し、新たな開始時刻が要求されなければならないことを前記すでにスケジュール設定済みのタスクに連絡するように構成されている、先行する請求項の何れか一項の補聴器。
15. 前記スケジューラが、スケジュール設定時に、ワイヤレス通信以外のタスクの電力消費を考慮に入れるように構成されている、先行する請求項の何れか一項の補聴器。
16. 前記オペレーティング・システムの少なくとも一部が、前記聴力損失プロセッサ内に含まれている、先行する請求項の何れか一項の補聴器。
17. 補聴器回路に電力を供給するように接続された電源を備える補聴器のワイヤレス通信をスケジュール設定する方法であって、
    前記補聴器回路が、
    入力トランスデューサであって、前記入力トランスデューサに加えられる、音を表現する信号に基づいて、オーディオ信号を出力するように構成された入力トランスデューサと、
    聴力損失プロセッサであって、前記補聴器のユーザの聴力損失を補償するとともに、対応する聴力損失補償済みオーディオ信号を出力するように構成された聴力損失プロセッサと、
    出力トランスデューサであって、前記ユーザによる音の聞き取りを生じさせるように、人の聴覚系による受け入れが可能な、前記聴力損失補償済みオーディオ信号に基づく聴覚性出力信号を出力するように構成された出力トランスデューサと、
    ワイヤレス通信ユニットであって、他のデバイスと通信するように構成されたワイヤレス通信ユニットと、
    オペレーティング・システムであって、対応する通信プロトコルおよび優先度を備える複数の通信タスクに従って、他のデバイスとの通信を実行させるように前記ワイヤレス通信ユニットを制御するように構成されたオペレーティング・システムを備えており、
    前記方法は、
    前記通信タスクから通信要求を受け取るステップと、
    タスク優先度および前記電源の状態に基づいて、前記ワイヤレス通信ユニットによって前記通信要求を備える前記通信タスクが通信する順序をスケジュール設定するステップを備える方法。

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