JP3492701B2 - ワイヤレス遠隔プロセッサ付きの補聴器 - Google Patents
ワイヤレス遠隔プロセッサ付きの補聴器Info
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Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は補聴器に関し、特に耳殻の内部または耳殻に
装着するイヤピース・ハウジングと、ユーザが装着する
か、ユーザの近傍に配置され、ワイヤレス方式でイヤピ
ースからの信号を受信し、また信号をイヤピースに送信
する遠隔プロセッサ装置（RPU）とを有する補聴器に関
する。本発明は補聴器を、両耳での補聴器機能、聴力テ
スト装置、紛失した補聴器システムの部品およびワイヤ
レスの蝸牛殻埋め込み素子の発見と共に、ワイヤレス通
信装置として、手を使わないセル形電話および移動無線
通信“ハンドセット”、人目につかない補聴器の動作と
制御、聴覚保護およびノイズ消去、に利用することにも
向けられている。
装着するイヤピース・ハウジングと、ユーザが装着する
か、ユーザの近傍に配置され、ワイヤレス方式でイヤピ
ースからの信号を受信し、また信号をイヤピースに送信
する遠隔プロセッサ装置（RPU）とを有する補聴器に関
する。本発明は補聴器を、両耳での補聴器機能、聴力テ
スト装置、紛失した補聴器システムの部品およびワイヤ
レスの蝸牛殻埋め込み素子の発見と共に、ワイヤレス通
信装置として、手を使わないセル形電話および移動無線
通信“ハンドセット”、人目につかない補聴器の動作と
制御、聴覚保護およびノイズ消去、に利用することにも
向けられている。
背景技術
先行技術では、遠隔制御なしの一般的な補聴器はマイ
クロフォン、スピーカおよび関連するプロセッサ電子素
子とを備えてなる独立完備型イヤピースである。このよ
うな補聴器では、イヤピースのマイクロフォンが音波を
音波の電気的表現に変換し、電気信号はイヤピースのプ
ロセッサ電子素子によって増幅され、イヤピースのスピ
ーカによって音波へと再変換される。先行技術では遠隔
制御素子からイヤピースへの１方向ワイヤレス・リンク
を介してイヤピースの増幅機能（例えば音量）を制御す
る遠隔制御が使用される場合があるが（例えば米国特許
明細書第4,918,736号参照）、音波を表す電気信号が通
る経路（この分野では“音声経路”として知られてい
る）は遠隔制御を使用しても使用しなくても同一であ
る。すなわち、音声経路はマイクロフォンからイヤピー
スの電子素子を介してスピーカへと至っている。ワイヤ
レス・マイクロフォン送信器（通常は耳に装着されな
い）とワイヤレス受信器（通常は耳に装着される）とか
らなる１方向無線周波数（RF）送信経路を用いたワイヤ
レス補聴器はこの分野で公知である。このような装置は
一般に73MHzの近傍の“聴覚補助装置"RF帯域を使用して
おり（米国連邦規則コード、CFR47、第１章、15.237項
を参照）、教室にセットして聴覚障害がある生徒に対し
ての教育の助けになることが実証されている。このよう
に、先行技術では、RF送信は、携帯式ワイヤレス・マイ
クロフォン（イヤピースに装着されたマイクロフォンで
はない）からイヤピース内部またはその近傍のワイヤレ
ス受信器に送られ、音声経路用の１方向無線送信器およ
び受信器システムが提供される。
クロフォン、スピーカおよび関連するプロセッサ電子素
子とを備えてなる独立完備型イヤピースである。このよ
うな補聴器では、イヤピースのマイクロフォンが音波を
音波の電気的表現に変換し、電気信号はイヤピースのプ
ロセッサ電子素子によって増幅され、イヤピースのスピ
ーカによって音波へと再変換される。先行技術では遠隔
制御素子からイヤピースへの１方向ワイヤレス・リンク
を介してイヤピースの増幅機能（例えば音量）を制御す
る遠隔制御が使用される場合があるが（例えば米国特許
明細書第4,918,736号参照）、音波を表す電気信号が通
る経路（この分野では“音声経路”として知られてい
る）は遠隔制御を使用しても使用しなくても同一であ
る。すなわち、音声経路はマイクロフォンからイヤピー
スの電子素子を介してスピーカへと至っている。ワイヤ
レス・マイクロフォン送信器（通常は耳に装着されな
い）とワイヤレス受信器（通常は耳に装着される）とか
らなる１方向無線周波数（RF）送信経路を用いたワイヤ
レス補聴器はこの分野で公知である。このような装置は
一般に73MHzの近傍の“聴覚補助装置"RF帯域を使用して
おり（米国連邦規則コード、CFR47、第１章、15.237項
を参照）、教室にセットして聴覚障害がある生徒に対し
ての教育の助けになることが実証されている。このよう
に、先行技術では、RF送信は、携帯式ワイヤレス・マイ
クロフォン（イヤピースに装着されたマイクロフォンで
はない）からイヤピース内部またはその近傍のワイヤレ
ス受信器に送られ、音声経路用の１方向無線送信器およ
び受信器システムが提供される。
本発明は先行技術の装置で用いられる音声経路とは異
なった音声経路を利用する。本発明はユーザの耳殻内
部、または耳殻に装着されたイヤピースと、ユーザが装
着した、またはその近傍に配置したRPUとの間に（先行
技術のような１方向リンクではない）２方向主ワイヤレ
ス・リンクを使用している。本発明では、環境からの音
声信号は（先行技術のようなワイヤレス補聴器が使用し
ている携帯式マイクロフォンではなく）イヤピース内の
マイクロフォンによってピックアップされ、２方向主ワ
イヤレス・リンクを経て（先行技術で公知の基本補聴器
の場合のようにイヤピースに含まれるプロセッサ電子素
子に入るのではなく）RPUに送信され、そこで音声信号
は主ワイヤレス・リンクを経てイヤピースに送信される
前に、ユーザのニーズに応じて増強される。サイズと電
力消費に関する制約を緩めるという利点を得るために、
信号処理はイヤピースではないRPU内で行われる。この
新たな方法によって物理的に大きく、電力を消費するイ
ヤピース内の電子素子のほとんどが必要なくなり、従来
形の遠隔制御機構の必要がなくなり、先行技術では得ら
れなかった多様なオプションの機構（例えば２方向副ワ
イヤレス・リンクを介した電話通信能力）が得られる。
本発明は先行技術の装置の全ての能力（例えば音声フィ
ードバックの縮小および適応型音量調整）を保持してい
ることに留意されたい。
なった音声経路を利用する。本発明はユーザの耳殻内
部、または耳殻に装着されたイヤピースと、ユーザが装
着した、またはその近傍に配置したRPUとの間に（先行
技術のような１方向リンクではない）２方向主ワイヤレ
ス・リンクを使用している。本発明では、環境からの音
声信号は（先行技術のようなワイヤレス補聴器が使用し
ている携帯式マイクロフォンではなく）イヤピース内の
マイクロフォンによってピックアップされ、２方向主ワ
イヤレス・リンクを経て（先行技術で公知の基本補聴器
の場合のようにイヤピースに含まれるプロセッサ電子素
子に入るのではなく）RPUに送信され、そこで音声信号
は主ワイヤレス・リンクを経てイヤピースに送信される
前に、ユーザのニーズに応じて増強される。サイズと電
力消費に関する制約を緩めるという利点を得るために、
信号処理はイヤピースではないRPU内で行われる。この
新たな方法によって物理的に大きく、電力を消費するイ
ヤピース内の電子素子のほとんどが必要なくなり、従来
形の遠隔制御機構の必要がなくなり、先行技術では得ら
れなかった多様なオプションの機構（例えば２方向副ワ
イヤレス・リンクを介した電話通信能力）が得られる。
本発明は先行技術の装置の全ての能力（例えば音声フィ
ードバックの縮小および適応型音量調整）を保持してい
ることに留意されたい。
この分野では公知であるコードレスおよびセル形電話
ハンドセット（並びにワイヤレス通信ヘッドセット）は
マイクロフォン、無線送受器（送信器と受信器）および
スピーカを備えているが、これらの装置は補聴器の用途
に必要な周囲環境からの音声信号の受信、増強、および
後続の再生用には使用されない。このような装置はユー
ザに至近の周囲からの増強された音声をユーザ供給せ
ず、別のユーザからの音声だけを供給するので、補聴器
としての機能は果たさない。
ハンドセット（並びにワイヤレス通信ヘッドセット）は
マイクロフォン、無線送受器（送信器と受信器）および
スピーカを備えているが、これらの装置は補聴器の用途
に必要な周囲環境からの音声信号の受信、増強、および
後続の再生用には使用されない。このような装置はユー
ザに至近の周囲からの増強された音声をユーザ供給せ
ず、別のユーザからの音声だけを供給するので、補聴器
としての機能は果たさない。
発明の開示
本発明の目的はイヤピースから音声信号増強機能を取
り外し、これらの機能をRPUに配置することによって聴
覚障害を有する人々（すなわちある程度の聴覚が残され
ている人々）のための新規かつ有用な補聴機能を提供す
ることにある。PRUを使用することによって、システム
の全ての機能をイヤピース内に配置しようとするシステ
ムと比較して幾つかの利点が得られる。RPU方式によっ
て、小型の低電力ワイヤレス送受器、マイクロフォンお
よびスピーカからなる簡単な設計のイヤピースが可能に
なる。スピーカは補聴器では“受信器”としても知られ
ているが、混乱を避けるためここでは“スピーカー”の
用語を用いることに留意されたい（同様に、音声を発す
る人を説明するために“スピーカ”（話者）ではなく
“トーカー”（会話者）の用語を用いることにする）。
その結果製造されたイヤピースは超小型であり、希望な
らば見えないように耳管内に隠すことができ、RPUへの
２方向主ワイヤレス・リンクが使用された場合は完全に
自由に動くことが可能になる。増幅およびその他の信号
増強形式のような全ての主要なシステム能力のための処
理は、サイズおよび電力消費に関する制約が緩められる
RPU内で行われ、コスト有効度が高い設計につながる。
り外し、これらの機能をRPUに配置することによって聴
覚障害を有する人々（すなわちある程度の聴覚が残され
ている人々）のための新規かつ有用な補聴機能を提供す
ることにある。PRUを使用することによって、システム
の全ての機能をイヤピース内に配置しようとするシステ
ムと比較して幾つかの利点が得られる。RPU方式によっ
て、小型の低電力ワイヤレス送受器、マイクロフォンお
よびスピーカからなる簡単な設計のイヤピースが可能に
なる。スピーカは補聴器では“受信器”としても知られ
ているが、混乱を避けるためここでは“スピーカー”の
用語を用いることに留意されたい（同様に、音声を発す
る人を説明するために“スピーカ”（話者）ではなく
“トーカー”（会話者）の用語を用いることにする）。
その結果製造されたイヤピースは超小型であり、希望な
らば見えないように耳管内に隠すことができ、RPUへの
２方向主ワイヤレス・リンクが使用された場合は完全に
自由に動くことが可能になる。増幅およびその他の信号
増強形式のような全ての主要なシステム能力のための処
理は、サイズおよび電力消費に関する制約が緩められる
RPU内で行われ、コスト有効度が高い設計につながる。
本発明の別の目的は、補聴器システムを介して補助的
な音声情報（例えばイヤピースのバッテリ残量が少ない
ことをRPUから音声で警告すること）および通信サービ
ス（例えばセル形電話およびページング（（選択呼出
し））・サービス）を提供することにある。このような
サービスは必要ならば不特定の観測者には気づかれない
態様でアクセスされる。（ディジタル信号プロセッサま
たはその他のコンピュータを含む）RPUは、例えば時刻
を知らせる合成音声メッセージを用いることによって１
つの情報源としての役割を果たし、かつRPUを用いて一
般的な加入者電話回線網または音声ページング・サービ
スへ至る副ワイヤレス・リンクにアクセスするためにも
利用できる。ユーザによる補聴器パラメータの制御およ
び情報の要求は、（必要ならば人目につかないデータ入
力に適した押しボタンを含む）RPUに配置された押しボ
タン、または音声認識を利用して達成される。多くのセ
ンサと周辺機器を有線およびワイヤレス手段を利用して
RPU内部に内蔵し、またはRPUに取り付けることができ、
（例えば心拍速度のような）異なる用途のための多様な
情報をユーザのイヤピース内の音声として提供すること
ができる。
な音声情報（例えばイヤピースのバッテリ残量が少ない
ことをRPUから音声で警告すること）および通信サービ
ス（例えばセル形電話およびページング（（選択呼出
し））・サービス）を提供することにある。このような
サービスは必要ならば不特定の観測者には気づかれない
態様でアクセスされる。（ディジタル信号プロセッサま
たはその他のコンピュータを含む）RPUは、例えば時刻
を知らせる合成音声メッセージを用いることによって１
つの情報源としての役割を果たし、かつRPUを用いて一
般的な加入者電話回線網または音声ページング・サービ
スへ至る副ワイヤレス・リンクにアクセスするためにも
利用できる。ユーザによる補聴器パラメータの制御およ
び情報の要求は、（必要ならば人目につかないデータ入
力に適した押しボタンを含む）RPUに配置された押しボ
タン、または音声認識を利用して達成される。多くのセ
ンサと周辺機器を有線およびワイヤレス手段を利用して
RPU内部に内蔵し、またはRPUに取り付けることができ、
（例えば心拍速度のような）異なる用途のための多様な
情報をユーザのイヤピース内の音声として提供すること
ができる。
本発明の更なる目的は、ノイズ消去および（例えば指
向性のような）両耳処理の同時的能力を有するワイヤレ
ス補聴器システムに聴覚障害を有するユーザ（または聴
覚障害を避けたいと望むユーザ）の残された聴覚能力を
ある程度保護することにある。本発明の別の目的は、補
助装置を必要とせずにユーザの聴覚能力をテストする便
利な手段を提供し、紛失した補聴器システムをユーザが
発見することを補助し、かつ蝸牛殻に埋め込みをした重
度の聾患者に、既存の配線接続されたシステムと比較し
て自由に動くことができるようにするワイヤレス・シス
テムを提供することにある。
向性のような）両耳処理の同時的能力を有するワイヤレ
ス補聴器システムに聴覚障害を有するユーザ（または聴
覚障害を避けたいと望むユーザ）の残された聴覚能力を
ある程度保護することにある。本発明の別の目的は、補
助装置を必要とせずにユーザの聴覚能力をテストする便
利な手段を提供し、紛失した補聴器システムをユーザが
発見することを補助し、かつ蝸牛殻に埋め込みをした重
度の聾患者に、既存の配線接続されたシステムと比較し
て自由に動くことができるようにするワイヤレス・シス
テムを提供することにある。
本発明の上記の、およびその他の目的、特徴および利
点は添付図面を参照した以下の詳細な説明によって最も
明解に理解されよう。
点は添付図面を参照した以下の詳細な説明によって最も
明解に理解されよう。
図面の簡単な説明
図１は（マイクロフォン、RF送受器、両用式のアンテ
ナ／抜き取り器およびスピーカを備えてなる）イヤピー
スをどのように耳に装着し、２方向主RFリンクを介して
RPUと通信し、更にオプションの副ワイヤレス・リンク
を介して電話システムと通信するかを示したシステムの
概略的な構成図である。
ナ／抜き取り器およびスピーカを備えてなる）イヤピー
スをどのように耳に装着し、２方向主RFリンクを介して
RPUと通信し、更にオプションの副ワイヤレス・リンク
を介して電話システムと通信するかを示したシステムの
概略的な構成図である。
図２は在庫の市販のシステム素子を使用した機能が限
定された本発明の好適な実施例を示した構成図である。
定された本発明の好適な実施例を示した構成図である。
図３は完全な機能を備えた本発明の好適な実施例で使
用されるワイヤレス・リンクの周波数領域を示した相対
的スペクトル振幅のプロットである。
用されるワイヤレス・リンクの周波数領域を示した相対
的スペクトル振幅のプロットである。
図４は完全な機能を備えた本発明の好適な実施例の動
作を説明するために使用されるイヤピース・トランスポ
ンダ（送信器、応答器）の概略図である。
作を説明するために使用されるイヤピース・トランスポ
ンダ（送信器、応答器）の概略図である。
図５はイヤピース・トランスポンダからの対応する一
般的な返答が後に続くRPU呼掛器からの一般的な呼掛け
の特性を示した波形タイミング図である。
般的な返答が後に続くRPU呼掛器からの一般的な呼掛け
の特性を示した波形タイミング図である。
図６は本発明の多くのユーザが密接している場合に発
生するRF相互干渉の形状を説明するために用いられる鳥
瞰図である。
生するRF相互干渉の形状を説明するために用いられる鳥
瞰図である。
図７は完全な機能を備えた本発明の好適な実施例のた
めの一般的なRPUの正面図である。
めの一般的なRPUの正面図である。
図８は完全な機能を備えた本発明の好適な実施例のた
めのイヤピースの詳細を示した構成図である。
めのイヤピースの詳細を示した構成図である。
図９は完全な機能を備えた本発明の好適な実施例のた
めのRPUの詳細を示した構成図である。
めのRPUの詳細を示した構成図である。
図10はワイヤレス蝸牛内埋め込みシステムの詳細を示
した構成図である。
した構成図である。
図11はワイヤレス蝸牛内埋め込み電極駆動装置の詳細
を示した構成図である。
を示した構成図である。
発明を実施するための最良の態様
本明細書に記載する本発明の好適な１実施例は図１に
構成図の形式で示されている。この図では、耳11に装着
された状態で示された公知のイヤピース10はこの分野で
は公知である標準形の完全に耳殻内装着形（CIC）ハウ
ジングを使用しているが、この分野では公知である多く
の他の種類のイヤピース・ハウジング（例えば耳の背後
装着形、すなわちBTE）を使用することもできる。図１
に示したイヤピースはマイクロフォン12と、イヤピース
抜き取り器14としての機能にも兼用のアンテナを有する
RF送受器13と、スピーカ15とを備えている。図１に示し
たアンテナ／抜き取り器兼用の構成が好ましい場合が多
いが、特定の用途に適する多くの異なる種類のイヤピー
ス抜き取り器を伴った別個のアンテナ（単数または複
数）を使用することも可能である。アンテナと抜き取り
器とは耳元の毛髪、または宝石（例えばイヤリング）に
偽装することがで、またはイヤピースと同様のプロセス
を使用して導電性フィラメントをアンテナとして機能す
るように耳殻の軟骨組織内に永久的に埋め込むことも可
能である。イヤピース10は２方向主RFリンク17を介して
遠隔プロセッサ装置（RPU）と通信するが、その代わり
に多くの他のワイヤレス・リンク媒体（例えば超音波ま
たは赤外線）を使用してもよい。RPUは一般に衣装の下
（例えばポケットまたはポシェット内）に装着される
が、希望ならばはっきりと見えるように（例えばベルト
の上）に装着してもよい。RPU16は、副ワイヤレス・リ
ンクを介したRPUとその他の情報源（例えば一般的な加
入者電話回線網）との間のワイヤレス通信を可能にする
オプションの副ワイヤレス・リンク回路19に（有線また
はワイヤレス手段18を介して）接続してもよい。オプシ
ョンの副ワイヤレス・リンク回路19は図７のRPUケース7
0内に内蔵してもよく、そうしなくてもよい。
構成図の形式で示されている。この図では、耳11に装着
された状態で示された公知のイヤピース10はこの分野で
は公知である標準形の完全に耳殻内装着形（CIC）ハウ
ジングを使用しているが、この分野では公知である多く
の他の種類のイヤピース・ハウジング（例えば耳の背後
装着形、すなわちBTE）を使用することもできる。図１
に示したイヤピースはマイクロフォン12と、イヤピース
抜き取り器14としての機能にも兼用のアンテナを有する
RF送受器13と、スピーカ15とを備えている。図１に示し
たアンテナ／抜き取り器兼用の構成が好ましい場合が多
いが、特定の用途に適する多くの異なる種類のイヤピー
ス抜き取り器を伴った別個のアンテナ（単数または複
数）を使用することも可能である。アンテナと抜き取り
器とは耳元の毛髪、または宝石（例えばイヤリング）に
偽装することがで、またはイヤピースと同様のプロセス
を使用して導電性フィラメントをアンテナとして機能す
るように耳殻の軟骨組織内に永久的に埋め込むことも可
能である。イヤピース10は２方向主RFリンク17を介して
遠隔プロセッサ装置（RPU）と通信するが、その代わり
に多くの他のワイヤレス・リンク媒体（例えば超音波ま
たは赤外線）を使用してもよい。RPUは一般に衣装の下
（例えばポケットまたはポシェット内）に装着される
が、希望ならばはっきりと見えるように（例えばベルト
の上）に装着してもよい。RPU16は、副ワイヤレス・リ
ンクを介したRPUとその他の情報源（例えば一般的な加
入者電話回線網）との間のワイヤレス通信を可能にする
オプションの副ワイヤレス・リンク回路19に（有線また
はワイヤレス手段18を介して）接続してもよい。オプシ
ョンの副ワイヤレス・リンク回路19は図７のRPUケース7
0内に内蔵してもよく、そうしなくてもよい。
図１に示したシステムには多くのバリエーションが可
能であることが専門家には明らかであり、ここでは本発
明の２つの実施例を詳細に説明する。第１の好適な実施
例は市販の在庫ありで入手可能システム素子を使用して
組立てた、機能が限定された実施例であり、ワイヤレス
遠隔プロセッサを伴う補聴器の基本的機能並びに副ワイ
ヤレス・リンクを介した通信能力を示している。第２の
好適な実施例は汎用の用途のための相当に複雑な完全な
機能を装備した実施例である。
能であることが専門家には明らかであり、ここでは本発
明の２つの実施例を詳細に説明する。第１の好適な実施
例は市販の在庫ありで入手可能システム素子を使用して
組立てた、機能が限定された実施例であり、ワイヤレス
遠隔プロセッサを伴う補聴器の基本的機能並びに副ワイ
ヤレス・リンクを介した通信能力を示している。第２の
好適な実施例は汎用の用途のための相当に複雑な完全な
機能を装備した実施例である。
機能が限定された実施例
図２に示した機能が限定された補聴器の実施例は標準
の88MHzから108MHzのFM（周波数変調）放送帯域で動作
する低コストの市販の在庫ありで入手可能なRFシステム
素子を使用して製造することができる。ここに記載した
システムはモノラルであるが、モノラル・システムと同
じ原理に基づいて両耳（ステレオ）システムを構成でき
ることが専門家には明白であろう。図２のイヤピース22
は図１のイヤピース10とは物理的に異なっているが、２
つのイヤピースは機能的には同一であることに留意され
たい。例えばラジオ・シャック（Radio Shack）（Ｒ
（登録商標））33−1076型のようなFMワイヤレス・マイ
クロフォン20送信器が例えばラジオ・シャック（Ｒ）12
−103型のようなFMヘッドセット21受信器に実装され、
必ずしも視界から隠す必要がないイヤピース22を形成し
ている。イヤピースのワイヤレス・マイクロフォン20送
信器は局域内干渉がない固定周波数F1例えばF1＝106MHz
に同調され、一方、イヤピースのヘッドセット21受信器
は局域内干渉がない異なる周波数F2例えばF2＝90MHzに
同調されている。RPU23は例えばラジオ・シャック
（Ｒ）の12−210型のようなFM受信器24を含んでおり、
これはイヤピースのワイヤレス・マイクロフォン20送信
器周波数F1（この例では106MHz）に同調され、モノラル
・モードで動作する。（動作の詳細についてはラジオ・
ショック（Ｒ）の12−210型FM受信器の取扱い説明書を
参照されたい。）FM受信器24のスピーカは省かれてお
り、スピーカの１つの代わりに図２に示すように双極−
双投（DPDT）スイッチ25にFM受信器24の出力を接続する
ワイヤが配線されている。DPDTスイッチ25が図２に示す
ように下の位置にある場合は、FM受信器24と信号増強器
26信号処理装置の入力との間は直接接続される。信号増
強器26は例えばクェステック・インターナショナル社の
トランジション2001電話音声変更アクセサリの場合のよ
うにバッテリ給電動作用に便利にパッケージされた沖半
導体MSM6322“音声信号用のピッチ制御LSI"でよい。
（動作の詳細についてはこれらの装置の取扱い説明書を
参照されたい。）信号増強器26の出力はイヤピース・ヘ
ッドセット21の受信器周波数F2（この例では90MHz）に
同調されたRPU FM送信器27の入力端子に接続されてい
る。RPU FM送信器27はイヤピースで使用されているも
のと同じ種類のワイヤレス・マイクロフォンでよいが、
これはマイクロフォン・トランスデューサを切り離し、
その代わりに信号増強器26を接続することによって改修
されている。
の88MHzから108MHzのFM（周波数変調）放送帯域で動作
する低コストの市販の在庫ありで入手可能なRFシステム
素子を使用して製造することができる。ここに記載した
システムはモノラルであるが、モノラル・システムと同
じ原理に基づいて両耳（ステレオ）システムを構成でき
ることが専門家には明白であろう。図２のイヤピース22
は図１のイヤピース10とは物理的に異なっているが、２
つのイヤピースは機能的には同一であることに留意され
たい。例えばラジオ・シャック（Radio Shack）（Ｒ
（登録商標））33−1076型のようなFMワイヤレス・マイ
クロフォン20送信器が例えばラジオ・シャック（Ｒ）12
−103型のようなFMヘッドセット21受信器に実装され、
必ずしも視界から隠す必要がないイヤピース22を形成し
ている。イヤピースのワイヤレス・マイクロフォン20送
信器は局域内干渉がない固定周波数F1例えばF1＝106MHz
に同調され、一方、イヤピースのヘッドセット21受信器
は局域内干渉がない異なる周波数F2例えばF2＝90MHzに
同調されている。RPU23は例えばラジオ・シャック
（Ｒ）の12−210型のようなFM受信器24を含んでおり、
これはイヤピースのワイヤレス・マイクロフォン20送信
器周波数F1（この例では106MHz）に同調され、モノラル
・モードで動作する。（動作の詳細についてはラジオ・
ショック（Ｒ）の12−210型FM受信器の取扱い説明書を
参照されたい。）FM受信器24のスピーカは省かれてお
り、スピーカの１つの代わりに図２に示すように双極−
双投（DPDT）スイッチ25にFM受信器24の出力を接続する
ワイヤが配線されている。DPDTスイッチ25が図２に示す
ように下の位置にある場合は、FM受信器24と信号増強器
26信号処理装置の入力との間は直接接続される。信号増
強器26は例えばクェステック・インターナショナル社の
トランジション2001電話音声変更アクセサリの場合のよ
うにバッテリ給電動作用に便利にパッケージされた沖半
導体MSM6322“音声信号用のピッチ制御LSI"でよい。
（動作の詳細についてはこれらの装置の取扱い説明書を
参照されたい。）信号増強器26の出力はイヤピース・ヘ
ッドセット21の受信器周波数F2（この例では90MHz）に
同調されたRPU FM送信器27の入力端子に接続されてい
る。RPU FM送信器27はイヤピースで使用されているも
のと同じ種類のワイヤレス・マイクロフォンでよいが、
これはマイクロフォン・トランスデューサを切り離し、
その代わりに信号増強器26を接続することによって改修
されている。
通常動作中は、近傍の会話者からの音声信号（および
周囲の音声環境からの別の信号）がイヤピースのワイヤ
レス・マイクロフォン20によってピックアップされ、RP
U FM受信器24に送信される。RPU FM受信器24の出力レ
ベルはRPU FM受信器24の音量制御機能を用いて調整で
きる。その結果生じた近傍の会話者からの信号を表す電
気的波形は図２に示すように下の位置にセットされたDP
DTスイッチ25を経て信号増強器26へと伝搬される。信号
増強器26は、例えばRPU信号増強器26に搭載された押し
ボタン制御機能の設定に従って受信された会話信号のピ
ッチを変更する音声変更装置とすることができる。次に
音声信号のピッチを所望に応じて昇降して、特定の会話
者の音声の特徴に合わせてユーザの聴覚損の補償を補助
することができる。修正された会話信号はRPU信号増強
器26からRPU FM送信器27に伝搬され、最後にイヤピー
ス・ヘッドセット21の受信器へと伝搬され、そこで信号
はユーザが聞く音波に変換される。
周囲の音声環境からの別の信号）がイヤピースのワイヤ
レス・マイクロフォン20によってピックアップされ、RP
U FM受信器24に送信される。RPU FM受信器24の出力レ
ベルはRPU FM受信器24の音量制御機能を用いて調整で
きる。その結果生じた近傍の会話者からの信号を表す電
気的波形は図２に示すように下の位置にセットされたDP
DTスイッチ25を経て信号増強器26へと伝搬される。信号
増強器26は、例えばRPU信号増強器26に搭載された押し
ボタン制御機能の設定に従って受信された会話信号のピ
ッチを変更する音声変更装置とすることができる。次に
音声信号のピッチを所望に応じて昇降して、特定の会話
者の音声の特徴に合わせてユーザの聴覚損の補償を補助
することができる。修正された会話信号はRPU信号増強
器26からRPU FM送信器27に伝搬され、最後にイヤピー
ス・ヘッドセット21の受信器へと伝搬され、そこで信号
はユーザが聞く音波に変換される。
イヤピース22の部品はユーザによって調整される必要
がなく、必要なユーザによる調整は全てRPU23に搭載さ
れた制御機能を用いて行われる。（例えば音量はイヤピ
ースのヘッドセット21の音量制御ではなく、RPU FM受
信器24の音量制御機能によって調整される。）イヤピー
ス22にはユーザによる調整が必要ないので、イヤピース
22用に使用される市販のワイヤレス・マイクロフォン20
の送信器およびヘッドセット21の受信器の設計は、充分
なサイズ縮小を達成するために不要なイヤピース調整制
御機能を省くように改修することができる。このような
小型化の技術はこの分野では公知であり、その機構は本
実施例で使用される設計用ラジオ・シャック（Ｒ）社か
ら市販されている。（ラジオ・シャック（Ｒ）の33−10
76型ワイヤレス・マイクロフォンおよび12−103型ヘッ
ドセットのサービス・マニュアルを参照されたい。）イ
ヤピース22内の嵩張る可変値部品の代わりに固定値部品
のセットを使用できる。（例えばイヤピース・ヘッドセ
ット21の音量制御部品、およびイヤピースのヘッドセッ
ト21とイヤピースワイヤレス・マイクロフォン20の双方
の周波数制御部品）その結果イヤピース22の部品で発生
する周波数変動作用は、温度感知装置をその温度が比較
的一定の37℃（98.6゜F）である体温によって調整され
る部位に設置することによって最小限にすることができ
る。このような部品は必要な熱量を得るためにイヤピー
スのヘッドセット21に接着することができる。イヤピー
スのヘッドセット21に商業的に設けられるスピーカの代
わりに補聴器で一般に使用される種類の小型スピーカを
使用してもよく、かつイヤピースのワイヤレス・マイク
ロフォン20に商業的に設けられるマイクロフォン・トラ
ンスデューサの代わりに補聴器で一般に使用される種類
の小型マイクロフォンを使用してもよい。イヤピースの
ヘッドセット21とイヤピースのワイヤレス・マイクロフ
ォン20の両方は同じ1.5Vのバッテリによって作動するこ
とができ、かつ必要ならばイヤピース22全体を標準型の
BTE補聴器ハウジング内にパッケージすることができ
る。このような小型化によって、特に小型フェライト・
アンテナを使用した場合、多くの場合、（例えばユーザ
が長髪である場合に）偶然の観測者の視覚から隠すこと
ができるイヤピースが得られる。RPU23はポケットまた
はポシェット内に携帯され且つ操作されれば視界から隠
すことができる。
がなく、必要なユーザによる調整は全てRPU23に搭載さ
れた制御機能を用いて行われる。（例えば音量はイヤピ
ースのヘッドセット21の音量制御ではなく、RPU FM受
信器24の音量制御機能によって調整される。）イヤピー
ス22にはユーザによる調整が必要ないので、イヤピース
22用に使用される市販のワイヤレス・マイクロフォン20
の送信器およびヘッドセット21の受信器の設計は、充分
なサイズ縮小を達成するために不要なイヤピース調整制
御機能を省くように改修することができる。このような
小型化の技術はこの分野では公知であり、その機構は本
実施例で使用される設計用ラジオ・シャック（Ｒ）社か
ら市販されている。（ラジオ・シャック（Ｒ）の33−10
76型ワイヤレス・マイクロフォンおよび12−103型ヘッ
ドセットのサービス・マニュアルを参照されたい。）イ
ヤピース22内の嵩張る可変値部品の代わりに固定値部品
のセットを使用できる。（例えばイヤピース・ヘッドセ
ット21の音量制御部品、およびイヤピースのヘッドセッ
ト21とイヤピースワイヤレス・マイクロフォン20の双方
の周波数制御部品）その結果イヤピース22の部品で発生
する周波数変動作用は、温度感知装置をその温度が比較
的一定の37℃（98.6゜F）である体温によって調整され
る部位に設置することによって最小限にすることができ
る。このような部品は必要な熱量を得るためにイヤピー
スのヘッドセット21に接着することができる。イヤピー
スのヘッドセット21に商業的に設けられるスピーカの代
わりに補聴器で一般に使用される種類の小型スピーカを
使用してもよく、かつイヤピースのワイヤレス・マイク
ロフォン20に商業的に設けられるマイクロフォン・トラ
ンスデューサの代わりに補聴器で一般に使用される種類
の小型マイクロフォンを使用してもよい。イヤピースの
ヘッドセット21とイヤピースのワイヤレス・マイクロフ
ォン20の両方は同じ1.5Vのバッテリによって作動するこ
とができ、かつ必要ならばイヤピース22全体を標準型の
BTE補聴器ハウジング内にパッケージすることができ
る。このような小型化によって、特に小型フェライト・
アンテナを使用した場合、多くの場合、（例えばユーザ
が長髪である場合に）偶然の観測者の視覚から隠すこと
ができるイヤピースが得られる。RPU23はポケットまた
はポシェット内に携帯され且つ操作されれば視界から隠
すことができる。
図２に示すRPU23は更に、オプションの機構として電
話ハンドセット28を含んでおり、これはコードレス・ハ
ンドセット（例えばパナソニックKX−T371OH型）、セル
ラーハンドセット（例えばNECP120型）、または音声ダ
イアル能力を備えたコードレス、またはセルラーハンド
セット、または（例えばRFまたは赤外線のような）任意
の種類の副ワイヤレス・リンク29を介して通信可能であ
る多様なその他の任意の装置（例えば“ウォーキー・ト
ーキー”）でよい。この用途では、ハンドセット28はユ
ーザの手に携帯されるのではなく、その代わりにユーザ
の身体に装着され、またはその近傍に配置されたRPU23
の一部を形成している。ハンドセット28の押しボタンお
よびハンドセット28のその他の制御部品はRPU23の表面
で利用でき、通常の方式で操作される。副ワイヤレス・
リンク29を介した通信が望まれる場合は、DPDTスイッチ
25は上部位置（すなわち図２に示した位置とは別の位
置）に配置される。ユーザの音声（および周囲の音声環
境のその他の信号）はイヤピースのワイヤレス・マイク
ロフォン20によってピックアップされ、RPU23のFM受信
器24に送信され、DPDTスイッチ25を経てハンドセット28
のマイクロフォン入力に送られ（ハンドセットのマイク
ロフォン・トランスデューサは省いてもよい）、かつ副
ワイヤレス・リンク29を介して例えば一般的な加入者電
話回線へと送信される。副ワイヤレス・リンク29からの
信号はハンドセット28によって受信され、ハンドセット
28のスピーカ出力から（ハンドセットのスピーカは省い
てもよい）DPDTスイッチ25を介して信号増強器26、FM送
信器27、および最後にイヤピースのヘッドセット21受信
器に送出され、そこで信号はユーザが聞く音波に変換さ
れる。RPU23は“パーソナル・ディジタル補助”コンピ
ュータへの直接的な結線、またはFM受信器24の出力端子
に接続された、図２には図示していない音声作動装置を
も含んでいてもよいことに留意されたい。
話ハンドセット28を含んでおり、これはコードレス・ハ
ンドセット（例えばパナソニックKX−T371OH型）、セル
ラーハンドセット（例えばNECP120型）、または音声ダ
イアル能力を備えたコードレス、またはセルラーハンド
セット、または（例えばRFまたは赤外線のような）任意
の種類の副ワイヤレス・リンク29を介して通信可能であ
る多様なその他の任意の装置（例えば“ウォーキー・ト
ーキー”）でよい。この用途では、ハンドセット28はユ
ーザの手に携帯されるのではなく、その代わりにユーザ
の身体に装着され、またはその近傍に配置されたRPU23
の一部を形成している。ハンドセット28の押しボタンお
よびハンドセット28のその他の制御部品はRPU23の表面
で利用でき、通常の方式で操作される。副ワイヤレス・
リンク29を介した通信が望まれる場合は、DPDTスイッチ
25は上部位置（すなわち図２に示した位置とは別の位
置）に配置される。ユーザの音声（および周囲の音声環
境のその他の信号）はイヤピースのワイヤレス・マイク
ロフォン20によってピックアップされ、RPU23のFM受信
器24に送信され、DPDTスイッチ25を経てハンドセット28
のマイクロフォン入力に送られ（ハンドセットのマイク
ロフォン・トランスデューサは省いてもよい）、かつ副
ワイヤレス・リンク29を介して例えば一般的な加入者電
話回線へと送信される。副ワイヤレス・リンク29からの
信号はハンドセット28によって受信され、ハンドセット
28のスピーカ出力から（ハンドセットのスピーカは省い
てもよい）DPDTスイッチ25を介して信号増強器26、FM送
信器27、および最後にイヤピースのヘッドセット21受信
器に送出され、そこで信号はユーザが聞く音波に変換さ
れる。RPU23は“パーソナル・ディジタル補助”コンピ
ュータへの直接的な結線、またはFM受信器24の出力端子
に接続された、図２には図示していない音声作動装置を
も含んでいてもよいことに留意されたい。
何時のワイヤレス・マイクロフォン20とRPU FM送信
器27のRF出力はFCC規則により88MHzから108MHzの帯域で
１ミリワットの出力レベルに対して−47dBmすなわち−4
7デシベルに制限されることがあり（米国規則コード4
7、第１章15.239項を参照。電界強度の制限、および電
界強度と送信器の出力との関係については完全な機能を
装備した実施例に関連して後述する）、この値は同じ帯
域で作動する商業放送のラジオ局からのRF出力と比較し
て低い値である。その結果、商業放送のラジオ局からの
干渉を避け、かつ相互干渉を生じずに近傍での多くの装
置の作動を可能にするため、イヤピース22およびRPU23
の“クリヤな”動作周波数（すなわち干渉レベルが適正
に低い動作周波数）を（使用場所に応じて）操作前に選
択しなければならない。干渉の問題とRF送信器の出力の
制限は、RF送信器の出力を＋2.8dBmまで高くできる（米
国規則コード47、第１章15.237項を参照）73MHzの近く
の“補聴器”周波数帯域でシステムを作動することによ
って軽減できる。
器27のRF出力はFCC規則により88MHzから108MHzの帯域で
１ミリワットの出力レベルに対して−47dBmすなわち−4
7デシベルに制限されることがあり（米国規則コード4
7、第１章15.239項を参照。電界強度の制限、および電
界強度と送信器の出力との関係については完全な機能を
装備した実施例に関連して後述する）、この値は同じ帯
域で作動する商業放送のラジオ局からのRF出力と比較し
て低い値である。その結果、商業放送のラジオ局からの
干渉を避け、かつ相互干渉を生じずに近傍での多くの装
置の作動を可能にするため、イヤピース22およびRPU23
の“クリヤな”動作周波数（すなわち干渉レベルが適正
に低い動作周波数）を（使用場所に応じて）操作前に選
択しなければならない。干渉の問題とRF送信器の出力の
制限は、RF送信器の出力を＋2.8dBmまで高くできる（米
国規則コード47、第１章15.237項を参照）73MHzの近く
の“補聴器”周波数帯域でシステムを作動することによ
って軽減できる。
完全な機能を装備した実施例
望ましい機能：完全な機能を装備した本発明の好適な
実施には多くの機能が望ましいと考えられる。広範な用
途のために、このシステムは相互干渉を生じずに近接し
た場所で多くの装置の作動が可能であることが好まし
い。自然の、または人口的な音源からの干渉も、このよ
うな干渉によって音質が著しく劣化しない限りは許容で
きる。イヤピースの電力消費はバッテリの寿命の範囲ま
で最小限にすることが好ましく、再充電可能なバッテリ
を使用することが望ましい。イヤピースは大多数のユー
ザにとって視界から隠れるようにするため綿棒のヘッド
よりも小さいことが好ましい。図１は所望のCIC形状要
因をもたらすイヤピース10を示している。好適な実施例
は、イヤピース10とRPU16とを0.6メートル（２フィー
ト）離した場合に作動できる必要がある。唇の動きを読
むことができるように、イヤピースのマイクロフォン12
に周囲の音声信号が到達してからイヤピースのスピーカ
15で対応する処理済の音響信号が生成されるまでの総遅
延時間は50ミリ秒未満であることが好ましい。音声が何
れの場所から来るかを言い当てるためには、（両耳の位
置の）無作為の左／右のイヤピースのタイミングの差は
20マイクロ秒未満であることが好ましい。より大きい、
定まった左／右のタイミング差でも許容されることに留
意されたい。イヤピース10とRPU16との間の主通信リン
ク17が破壊された場合にイヤピースの独立した作動を可
能にし、かつ、臨界音声経路からの風や衣服からのノイ
ズを軽減しつつ、頭を動かすことによるユーザの自然な
方向察知能力を保持するために、マイクロフォンは（身
体に装着するのではなく）イヤピースに装着することが
好ましい。補聴器のパラメータを自動的に設定する目的
で、背景ノイズを測定するために（例えばRPU16内の）
身体装着式の補助的なマイクロフォンを使用してもよい
ことに留意されたい。システムの音声帯域幅（すなわち
全ての処理をとおして確保され、各イヤピース10のスピ
ーカ15で利用できる音声信号の帯域幅）は、不可欠な会
話情報が全て保存されるように6KHz以上であることが好
ましい。6KHz未満の帯域幅を用いた場合の結果を評価す
るため、“無線エンジニアリング用の基準データ”の明
瞭度指数を参照されたい。
実施には多くの機能が望ましいと考えられる。広範な用
途のために、このシステムは相互干渉を生じずに近接し
た場所で多くの装置の作動が可能であることが好まし
い。自然の、または人口的な音源からの干渉も、このよ
うな干渉によって音質が著しく劣化しない限りは許容で
きる。イヤピースの電力消費はバッテリの寿命の範囲ま
で最小限にすることが好ましく、再充電可能なバッテリ
を使用することが望ましい。イヤピースは大多数のユー
ザにとって視界から隠れるようにするため綿棒のヘッド
よりも小さいことが好ましい。図１は所望のCIC形状要
因をもたらすイヤピース10を示している。好適な実施例
は、イヤピース10とRPU16とを0.6メートル（２フィー
ト）離した場合に作動できる必要がある。唇の動きを読
むことができるように、イヤピースのマイクロフォン12
に周囲の音声信号が到達してからイヤピースのスピーカ
15で対応する処理済の音響信号が生成されるまでの総遅
延時間は50ミリ秒未満であることが好ましい。音声が何
れの場所から来るかを言い当てるためには、（両耳の位
置の）無作為の左／右のイヤピースのタイミングの差は
20マイクロ秒未満であることが好ましい。より大きい、
定まった左／右のタイミング差でも許容されることに留
意されたい。イヤピース10とRPU16との間の主通信リン
ク17が破壊された場合にイヤピースの独立した作動を可
能にし、かつ、臨界音声経路からの風や衣服からのノイ
ズを軽減しつつ、頭を動かすことによるユーザの自然な
方向察知能力を保持するために、マイクロフォンは（身
体に装着するのではなく）イヤピースに装着することが
好ましい。補聴器のパラメータを自動的に設定する目的
で、背景ノイズを測定するために（例えばRPU16内の）
身体装着式の補助的なマイクロフォンを使用してもよい
ことに留意されたい。システムの音声帯域幅（すなわち
全ての処理をとおして確保され、各イヤピース10のスピ
ーカ15で利用できる音声信号の帯域幅）は、不可欠な会
話情報が全て保存されるように6KHz以上であることが好
ましい。6KHz未満の帯域幅を用いた場合の結果を評価す
るため、“無線エンジニアリング用の基準データ”の明
瞭度指数を参照されたい。
ワイヤレス媒体の選択：本発明には多様なワイヤレス
媒体を利用することができる。例えば、RF、（赤外線を
含む）光、（超音波を含む）音波、誘導ループ、および
容量結合等である。本発明を実施する際に上記の種類の
どの形式のワイヤレス通信も利用でき、またここでは詳
述しないその他の形式（例えば音響−磁気共振技術）を
利用することも可能である。誘導ループおよび容量結合
によるワイヤレス通信技術は一般に２方向通信システム
よりも１方向通信システムに適しているので、これらの
技術は好適な実施例の説明に関連しては詳細には説明し
ない。同様に、光、および音波によるアプローチは、衣
装を効果的に透過し得るシステムを備える場合に困難が
伴うので、詳細には考慮しない。従って完全な機能を装
備した好適な実施例にはRF方式だけを詳述し、また、RF
方式の１つは機能が限定された実施例として前述され
た。
媒体を利用することができる。例えば、RF、（赤外線を
含む）光、（超音波を含む）音波、誘導ループ、および
容量結合等である。本発明を実施する際に上記の種類の
どの形式のワイヤレス通信も利用でき、またここでは詳
述しないその他の形式（例えば音響−磁気共振技術）を
利用することも可能である。誘導ループおよび容量結合
によるワイヤレス通信技術は一般に２方向通信システム
よりも１方向通信システムに適しているので、これらの
技術は好適な実施例の説明に関連しては詳細には説明し
ない。同様に、光、および音波によるアプローチは、衣
装を効果的に透過し得るシステムを備える場合に困難が
伴うので、詳細には考慮しない。従って完全な機能を装
備した好適な実施例にはRF方式だけを詳述し、また、RF
方式の１つは機能が限定された実施例として前述され
た。
無線周波数の選択：電子製品審査（EAS）、防犯シス
テム、およびRF識別タグには長期に亘って900MHzから6G
Hzの範囲の動作周波数が使用されてきた。（このような
システムおよび関連部品の説明についてはヒューレット
・パッカード社の“通信部品カタログ”を参照された
い。）EAS技術は衣装透過能力があることが実証されて
おり、短距離のワイヤレス通信リンクに適している。EA
Sおよびその他のシステムでは、RFアンテナ設計への簡
単なアプローチはRF動作周波数で1/4波長である導体を
備えることである。（マルコニ・アンテナの説明につい
ては“アマチュア無線用ARRLハンドブック”のアンテナ
の基礎の説明を参照されたい。）6GHzでの1/4波長アン
テナは長さが1.27cm（1/2インチ）であるので、この周
波数でのアンテナは耳元の毛髪に容易に偽装でき、補聴
器のイヤピース抜き取り器14としての役割も果たし得る
（但し、アンテナ（単数または複数）が必ずしも抜き取
り器としての役割を果たしたり、これを耳元の毛髪に偽
装したりする必要はない）。（例えば限定された機能を
搭載した実施例に関して前述したように）、6GHz未満の
周波数を使用してもよいが、部品とアンテナは一般によ
り大型になってしまう。同様に、本発明向けに6GHz以上
の周波数を使用してもよいが、部品は容易に入手できな
い。従って、アンテナの長さを一般的な抜き取り器や耳
元の毛髪の長さと同じにするには6GHzが最低の周波数で
あり、6GHzの近傍で作動する小型部品は容易に入手でき
るので、好適な実施例の説明では6GHzの近くの周波数が
選択される。
テム、およびRF識別タグには長期に亘って900MHzから6G
Hzの範囲の動作周波数が使用されてきた。（このような
システムおよび関連部品の説明についてはヒューレット
・パッカード社の“通信部品カタログ”を参照された
い。）EAS技術は衣装透過能力があることが実証されて
おり、短距離のワイヤレス通信リンクに適している。EA
Sおよびその他のシステムでは、RFアンテナ設計への簡
単なアプローチはRF動作周波数で1/4波長である導体を
備えることである。（マルコニ・アンテナの説明につい
ては“アマチュア無線用ARRLハンドブック”のアンテナ
の基礎の説明を参照されたい。）6GHzでの1/4波長アン
テナは長さが1.27cm（1/2インチ）であるので、この周
波数でのアンテナは耳元の毛髪に容易に偽装でき、補聴
器のイヤピース抜き取り器14としての役割も果たし得る
（但し、アンテナ（単数または複数）が必ずしも抜き取
り器としての役割を果たしたり、これを耳元の毛髪に偽
装したりする必要はない）。（例えば限定された機能を
搭載した実施例に関して前述したように）、6GHz未満の
周波数を使用してもよいが、部品とアンテナは一般によ
り大型になってしまう。同様に、本発明向けに6GHz以上
の周波数を使用してもよいが、部品は容易に入手できな
い。従って、アンテナの長さを一般的な抜き取り器や耳
元の毛髪の長さと同じにするには6GHzが最低の周波数で
あり、6GHzの近傍で作動する小型部品は容易に入手でき
るので、好適な実施例の説明では6GHzの近くの周波数が
選択される。
RF経路の作用：イヤピースとRPUとの間の経路は必ず
しもそうである必要はないが見通し内に入ることが好ま
しい。見通し経路が可能であることを説明するため、RP
Uをユーザの臍（へそ）の近くに配置するものと想定す
る。その場合は、ポインタの一端を臍の位置に置き、他
端を耳管の入口に配することによって頭と身体の全ての
位置についてRPUと双方のイヤピースとの間に直接見通
し線内に入る経路が存在することを物理的に示すため
に、完全に伸ばした場合に長さが0.6m（２フィート）の
伸縮式ポインタを使用することができる。ユーザが動き
回ると、ポインタの長さは変わるが、RPUとイヤピース
の位置との間には常に見通し線内の経路が形成される。
（例えばRPUを越えて）照準線内の経路に衣服の層が加
わったことによる伝送損は最小限であり、6GHzのRF信号
は薄い身体組織層を透過することも可能である。特に、
入射するRF平面波の出力が皮膚の表面での値の0.135倍
である（すなわち8.7dBの損失）ものと規定される皮膚
の深さは6GHzの周波数で約7mm（0.28インチ）である。
（詳細については、“無線周波数放射線量測定ハンドブ
ック”、DTIC ADA 180678を参照されたい。）このよ
うに、人体は6GHzでRF信号を実質的に遮断し、エネルギ
のほとんどが皮膚の表面で吸収されるものの、RF信号は
比較的薄い耳の軟骨組織をある程度までは透過する。
しもそうである必要はないが見通し内に入ることが好ま
しい。見通し経路が可能であることを説明するため、RP
Uをユーザの臍（へそ）の近くに配置するものと想定す
る。その場合は、ポインタの一端を臍の位置に置き、他
端を耳管の入口に配することによって頭と身体の全ての
位置についてRPUと双方のイヤピースとの間に直接見通
し線内に入る経路が存在することを物理的に示すため
に、完全に伸ばした場合に長さが0.6m（２フィート）の
伸縮式ポインタを使用することができる。ユーザが動き
回ると、ポインタの長さは変わるが、RPUとイヤピース
の位置との間には常に見通し線内の経路が形成される。
（例えばRPUを越えて）照準線内の経路に衣服の層が加
わったことによる伝送損は最小限であり、6GHzのRF信号
は薄い身体組織層を透過することも可能である。特に、
入射するRF平面波の出力が皮膚の表面での値の0.135倍
である（すなわち8.7dBの損失）ものと規定される皮膚
の深さは6GHzの周波数で約7mm（0.28インチ）である。
（詳細については、“無線周波数放射線量測定ハンドブ
ック”、DTIC ADA 180678を参照されたい。）このよ
うに、人体は6GHzでRF信号を実質的に遮断し、エネルギ
のほとんどが皮膚の表面で吸収されるものの、RF信号は
比較的薄い耳の軟骨組織をある程度までは透過する。
自由空間経路損失：イヤピースとRPUとの間に見通し
線経路が存在するものと仮定した場合でも、6GHzのRF信
号の伝送出力損はかなり大きい。dB単位での自由空間の
経路損は96.58＋20〔log（距離、マイル×周波数、GH
z）または92.45＋20〔log（距離、キロメートル×周波
数、GHz）として表すことができる。これについては、
“無線エンジニアリング用の基準データ”の空間通信経
路損の説明を参照されたい。6GHzでの自由空間損の近似
値は0.9m（3ft）で47dB、3m（9ft）で57dB、9m（30ft）
で67dBである。3dBの損失は信号出力の1/2の損失に相当
し、別の信号の出力レベルよりも20dB低い出力レベルの
信号は別の信号の僅か１％の出力しか有していないの
で、送信器と受信器で等方性の（全方向性）アンテナを
使用した場合は、9m（30ft）の距離で受信された6GHzの
信号は0.9m（3ft）の距離で受信された信号の僅か１％
の出力しか有していない。多くのシステムでは、経路損
は付加的な利得をもたらす指向性が高いアンテナを使用
することによって克服される。（一方のアンテナをリン
クの送信端に、他方を受信端に備えた各アンテナの場合
は一般に＋28dB）しかし、本発明の用途では、物理的に
大型の高利得アンテナは受け入れられない。本発明で
は、特にRPUにおいて、伝送経路損を低減するために小
型アンテナを使用する技術を活用することができ、多く
の方式が可能である。例えば図９はRPU内に様々な方向
で３個のアンテナを配置した簡単な方式を示しており、
必要ならばそれ以上のアンテナを用いてもよい。アンテ
ナ900は（制御信号966を介したディジタル信号プロセッ
サDSP948の制御によって）スイッチ902によって選択さ
れ、一方、アンテナ960は（制御信号964を介したDSP948
の制御によって）スイッチ962によって選択がはずさ
れ、アンテナ970は（制御信号968を介したディジタル信
号プロセッサDSP948の制御によって）スイッチ904によ
って選択がはずされる。RFスイッチ902、904および962
は例えば公知のPINダイオードを用いて製造できる。こ
の分野では“ダイバーシティ切換え”として知られるア
ンテナ選択プロセスはDSP948によって自動的に制御さ
れ、（後述するような最小限のパリティ・エラーによっ
て示されるような）リンクの最良の信頼性を生み出すに
はどのアンテナを使用するかはDSP948によって選択され
る。例えば電子的にステアリングされるフェーズドアレ
イのようなその他の公知の技術を使用することもでき
る。
線経路が存在するものと仮定した場合でも、6GHzのRF信
号の伝送出力損はかなり大きい。dB単位での自由空間の
経路損は96.58＋20〔log（距離、マイル×周波数、GH
z）または92.45＋20〔log（距離、キロメートル×周波
数、GHz）として表すことができる。これについては、
“無線エンジニアリング用の基準データ”の空間通信経
路損の説明を参照されたい。6GHzでの自由空間損の近似
値は0.9m（3ft）で47dB、3m（9ft）で57dB、9m（30ft）
で67dBである。3dBの損失は信号出力の1/2の損失に相当
し、別の信号の出力レベルよりも20dB低い出力レベルの
信号は別の信号の僅か１％の出力しか有していないの
で、送信器と受信器で等方性の（全方向性）アンテナを
使用した場合は、9m（30ft）の距離で受信された6GHzの
信号は0.9m（3ft）の距離で受信された信号の僅か１％
の出力しか有していない。多くのシステムでは、経路損
は付加的な利得をもたらす指向性が高いアンテナを使用
することによって克服される。（一方のアンテナをリン
クの送信端に、他方を受信端に備えた各アンテナの場合
は一般に＋28dB）しかし、本発明の用途では、物理的に
大型の高利得アンテナは受け入れられない。本発明で
は、特にRPUにおいて、伝送経路損を低減するために小
型アンテナを使用する技術を活用することができ、多く
の方式が可能である。例えば図９はRPU内に様々な方向
で３個のアンテナを配置した簡単な方式を示しており、
必要ならばそれ以上のアンテナを用いてもよい。アンテ
ナ900は（制御信号966を介したディジタル信号プロセッ
サDSP948の制御によって）スイッチ902によって選択さ
れ、一方、アンテナ960は（制御信号964を介したDSP948
の制御によって）スイッチ962によって選択がはずさ
れ、アンテナ970は（制御信号968を介したディジタル信
号プロセッサDSP948の制御によって）スイッチ904によ
って選択がはずされる。RFスイッチ902、904および962
は例えば公知のPINダイオードを用いて製造できる。こ
の分野では“ダイバーシティ切換え”として知られるア
ンテナ選択プロセスはDSP948によって自動的に制御さ
れ、（後述するような最小限のパリティ・エラーによっ
て示されるような）リンクの最良の信頼性を生み出すに
はどのアンテナを使用するかはDSP948によって選択され
る。例えば電子的にステアリングされるフェーズドアレ
イのようなその他の公知の技術を使用することもでき
る。
動作出力の制限：適用される基準に合致する限り、多
くの周波数帯域での動作が可能である。完全な機能を装
備した好適な実施例の動作を説明するため6GHzよりも僅
かに低い5725から5875MHzのISM（工業、科学および医療
用）帯域の周波数が使用されている。この帯域での無認
可動作は米国では米国規則コード47、第１章15.249項で
規制されており、本発明を使用する国によってはその他
の制限が適用されることもある。本発明の説明では、米
国連邦通信委員会によって通信動作に課せられている制
限だけを考慮する。5725MHzから5875MHzのISM帯域で
は、３メートルの距離での平均電界強度は50mv・メート
ル未満でなければならない。等方性放射体の場合、ワッ
ト単位の出力は電界強度V/メートルと距離、メートルと
の積の二乗の3.33％として表される。アンテナの選択、
特に電界強度と自由空間でのアンテナからの放射出力に
関しては、導出のために“無線エンジニア用の基準デー
タ”、並びに“連邦無線周波数の管理のための規則と手
続きマニュアル”の添付書面Ｋを参照されたい。前述の
距離３メートル、および電界強度50mv/メートルの場
合、平均出力限度は0.75mW（−1.25dBm）である。それ
よりも20dB高い（10倍）電界強度のピーク値（500mv/メ
ートル）が許容されており、その結果、出力限度は75mW
（＋18.75dBm）となる。その他の制約が適用されること
もあるが、それらの制約は標準型の設計を行えば容易に
適合できる。（米国規則コード47、第15章、ｃ項−意図
された放射体を参照されたい。） 潜在的干渉源:6GHzの近傍のISM帯域での装置の動作を
規制する規則はRF送信出力を比較的低いレベルに制限し
ているものの、これらの制限は他の装置が干渉すること
がないことを確実にする役割を果たしている。近隣の補
聴器からの干渉はこの節で後述する時分割多重化方式に
よって除去される。（この分野では“多重経路”と呼ば
れている）距離が離れた表面での信号の反射による干渉
は往復の自由空間経路損によって除去される。本発明で
用いられるデータ速度は比較的低いので、近傍の表面か
らの反射には影響されない。近傍にあるその他の装置か
らの干渉は前述の自由空間経路損によって最小限に抑え
られる。（一般には高利得アンテナ付の２地点間通信リ
ンクである）高出力のISM装置からの干渉はユーザがそ
の狭い帯域の高出力ビームから外れることによって除去
される。提案されている欧州自動車電子通行料金徴収シ
ステムは5.8GHzの高出力パルスを使用するようである
が、自動車は走行しており、遮蔽がなされる。空港にみ
られ、またテレビ局で使用されているような高出力の気
象レーダは5650MHz以下の周波数で動作し、これは当該
のISM帯域よりも75MHz低い。このように、現時点では6G
Hzの近くのISM帯域はこの無認可装置の動作用には合理
的な選択である。
くの周波数帯域での動作が可能である。完全な機能を装
備した好適な実施例の動作を説明するため6GHzよりも僅
かに低い5725から5875MHzのISM（工業、科学および医療
用）帯域の周波数が使用されている。この帯域での無認
可動作は米国では米国規則コード47、第１章15.249項で
規制されており、本発明を使用する国によってはその他
の制限が適用されることもある。本発明の説明では、米
国連邦通信委員会によって通信動作に課せられている制
限だけを考慮する。5725MHzから5875MHzのISM帯域で
は、３メートルの距離での平均電界強度は50mv・メート
ル未満でなければならない。等方性放射体の場合、ワッ
ト単位の出力は電界強度V/メートルと距離、メートルと
の積の二乗の3.33％として表される。アンテナの選択、
特に電界強度と自由空間でのアンテナからの放射出力に
関しては、導出のために“無線エンジニア用の基準デー
タ”、並びに“連邦無線周波数の管理のための規則と手
続きマニュアル”の添付書面Ｋを参照されたい。前述の
距離３メートル、および電界強度50mv/メートルの場
合、平均出力限度は0.75mW（−1.25dBm）である。それ
よりも20dB高い（10倍）電界強度のピーク値（500mv/メ
ートル）が許容されており、その結果、出力限度は75mW
（＋18.75dBm）となる。その他の制約が適用されること
もあるが、それらの制約は標準型の設計を行えば容易に
適合できる。（米国規則コード47、第15章、ｃ項−意図
された放射体を参照されたい。） 潜在的干渉源:6GHzの近傍のISM帯域での装置の動作を
規制する規則はRF送信出力を比較的低いレベルに制限し
ているものの、これらの制限は他の装置が干渉すること
がないことを確実にする役割を果たしている。近隣の補
聴器からの干渉はこの節で後述する時分割多重化方式に
よって除去される。（この分野では“多重経路”と呼ば
れている）距離が離れた表面での信号の反射による干渉
は往復の自由空間経路損によって除去される。本発明で
用いられるデータ速度は比較的低いので、近傍の表面か
らの反射には影響されない。近傍にあるその他の装置か
らの干渉は前述の自由空間経路損によって最小限に抑え
られる。（一般には高利得アンテナ付の２地点間通信リ
ンクである）高出力のISM装置からの干渉はユーザがそ
の狭い帯域の高出力ビームから外れることによって除去
される。提案されている欧州自動車電子通行料金徴収シ
ステムは5.8GHzの高出力パルスを使用するようである
が、自動車は走行しており、遮蔽がなされる。空港にみ
られ、またテレビ局で使用されているような高出力の気
象レーダは5650MHz以下の周波数で動作し、これは当該
のISM帯域よりも75MHz低い。このように、現時点では6G
Hzの近くのISM帯域はこの無認可装置の動作用には合理
的な選択である。
RFシステムの動作：航空電子工学の設計の分野の知
識、特にモードＳの航空管制二次レーダ・システム（モ
ード選択ビーコン・システム用の米国国内航空規格、DO
T FAAオーダー6365.1Aへの補遺1"を参照されたい。）
は、完全な機能を装備した本発明の実施例の理解の一助
になる。モードＳの航空管制システムでは、この分野で
呼掛け器（interrogator）と呼ばれている地上装置は呼
掛けと呼ばれている信号を航空機が搭載しているトラン
スポンダ（送信器−応答器）と呼ばれている個別照会装
置に送信する。適切にアドレスされた呼掛けがトランス
ポンダによって受信されると（すなわち、呼掛けのアド
レス・ビットがトランスポンダの内部アドレスと適合す
ると）、この分野では返答と呼ばれている信号が引き出
される。この信号はトランスポンダによって送信され、
呼掛け器の返答処理回路によって受信される。従ってト
ランスポンダは適切な呼掛けの受信に成功した後にだけ
送信（応答）する特殊な種類の送受器である。図１に示
した補聴器システムでは、RPU16はその他の回路の他
に、ディジタル・マイクロ波信号の生成と受信に適した
呼掛け器システムおよび返答プロセッサを含んでいる。
この分野では公知のアナログ変調技術（例えば限定され
た機能を装備した実施例で用いられるような周波数変
調）を完全な機能を装備した実施例にも利用できるが、
ここではディジタル技術だけを詳述する。各イヤピース
10は正しくアドレス指定された呼掛けに応答して返答を
行うトランスポンダ（この例では送受器13）を含んでい
る。RPU16の呼掛け器から主RFリンク17を介したイヤピ
ース10のトランスポンダ13への呼掛けは同期パルス、左
／右（L/R）選択ビット、トランスポンダ・アドレス、R
PU16からイヤピース10への音声データ、補助ビット（こ
の節で後述する）、および未変調の搬送波間隔から構成
されている。イヤピース10のトランスポンダ13からRPU1
6の返答プロセッサへの返答は、同期パルス、イヤピー
ス10からRPU16への音声データ、補助ビット、およびパ
リティ・ビットを含んでいる。ここで説明している技術
を利用すれば、呼掛け器のアドレスは必要なく、トラン
スポンダは呼掛け器からの未変調搬送波を変調すること
によって返答を行い、イヤピース10のトランスポンダ13
にはマイクロ波（6GHz）発振器も、増幅器も必要ない。
イヤピース10のトランスポンダ13内にマイクロ波発振器
または増幅器を使用することは物理的には可能であるも
のの、また、ある場合にはそうすることがある程度有利
ではなるものの、本明細書に記載している完全な機能を
装備した実施例は、サイズと電力消費を最小限に抑える
ためにそのような装置をイヤピース10内に配置すること
を避けている。図２の機能が限定された実施例では、イ
ヤピース22のワイヤレス・マイクロフォン20とヘッドセ
ット21に発振器と増幅器とを使用していることに留意さ
れたい。このような用途では、各RPUは例えばRPUの内部
回路の一部として完全なアドレス可能トランスポンダを
含んでいてもよい。その場合もRPU相互間の通信はここ
に記載したRPUとイヤピースとの間の通信と同じ態様で
行われる。
識、特にモードＳの航空管制二次レーダ・システム（モ
ード選択ビーコン・システム用の米国国内航空規格、DO
T FAAオーダー6365.1Aへの補遺1"を参照されたい。）
は、完全な機能を装備した本発明の実施例の理解の一助
になる。モードＳの航空管制システムでは、この分野で
呼掛け器（interrogator）と呼ばれている地上装置は呼
掛けと呼ばれている信号を航空機が搭載しているトラン
スポンダ（送信器−応答器）と呼ばれている個別照会装
置に送信する。適切にアドレスされた呼掛けがトランス
ポンダによって受信されると（すなわち、呼掛けのアド
レス・ビットがトランスポンダの内部アドレスと適合す
ると）、この分野では返答と呼ばれている信号が引き出
される。この信号はトランスポンダによって送信され、
呼掛け器の返答処理回路によって受信される。従ってト
ランスポンダは適切な呼掛けの受信に成功した後にだけ
送信（応答）する特殊な種類の送受器である。図１に示
した補聴器システムでは、RPU16はその他の回路の他
に、ディジタル・マイクロ波信号の生成と受信に適した
呼掛け器システムおよび返答プロセッサを含んでいる。
この分野では公知のアナログ変調技術（例えば限定され
た機能を装備した実施例で用いられるような周波数変
調）を完全な機能を装備した実施例にも利用できるが、
ここではディジタル技術だけを詳述する。各イヤピース
10は正しくアドレス指定された呼掛けに応答して返答を
行うトランスポンダ（この例では送受器13）を含んでい
る。RPU16の呼掛け器から主RFリンク17を介したイヤピ
ース10のトランスポンダ13への呼掛けは同期パルス、左
／右（L/R）選択ビット、トランスポンダ・アドレス、R
PU16からイヤピース10への音声データ、補助ビット（こ
の節で後述する）、および未変調の搬送波間隔から構成
されている。イヤピース10のトランスポンダ13からRPU1
6の返答プロセッサへの返答は、同期パルス、イヤピー
ス10からRPU16への音声データ、補助ビット、およびパ
リティ・ビットを含んでいる。ここで説明している技術
を利用すれば、呼掛け器のアドレスは必要なく、トラン
スポンダは呼掛け器からの未変調搬送波を変調すること
によって返答を行い、イヤピース10のトランスポンダ13
にはマイクロ波（6GHz）発振器も、増幅器も必要ない。
イヤピース10のトランスポンダ13内にマイクロ波発振器
または増幅器を使用することは物理的には可能であるも
のの、また、ある場合にはそうすることがある程度有利
ではなるものの、本明細書に記載している完全な機能を
装備した実施例は、サイズと電力消費を最小限に抑える
ためにそのような装置をイヤピース10内に配置すること
を避けている。図２の機能が限定された実施例では、イ
ヤピース22のワイヤレス・マイクロフォン20とヘッドセ
ット21に発振器と増幅器とを使用していることに留意さ
れたい。このような用途では、各RPUは例えばRPUの内部
回路の一部として完全なアドレス可能トランスポンダを
含んでいてもよい。その場合もRPU相互間の通信はここ
に記載したRPUとイヤピースとの間の通信と同じ態様で
行われる。
呼掛および返答の周波数帯域：モードＳシステムと完
全な機能を装備した補聴器の好適な実施例との多くの相
違点の１つは動作周波数にある。モードＳシステムは呼
掛け用には1030MHzの中心周波数を使用し、返答用には1
090MHzを使用しているのに対して、図３の相対スペクト
ル振幅のプロットに示すように、補聴器は呼掛け用には
5760MHzを、また返答用には5820MHzの周波数を用いてい
る。しかし、一般的な補聴器とモードＳシステムの双方
とも、標準型の小型部品を使用できるように中間周波数
（IF）（呼掛けと返答の中心周波数間の差）は60MHzで
ある。別の相違点は、モードＳの返答は1MHzのデータ速
度でPPM（パルス位置変調）を採用し、その結果2.6MH
z、3dBの帯域幅と14MHz、20dBの帯域幅になるのに対し
て、補聴器の呼掛けは（イヤピースのトランスポンダRF
設計を簡単にするため）5MHzのデータ速度でPPMを採用
し、その結果、図３に示すように13MHz、3dBの帯域幅
と、70MHz、20dBの帯域幅になる。上記の帯域幅はこの
分野では信号帯域幅として知られており、これらの帯域
幅を縮小するRFまたはIFフィルタを使用することで信号
波形の劣化を招くことがあり、一方、より大きい帯域幅
を採用するとノイズおよび干渉に起因する劣化の可能性
が高くなくことに留意されたい。モードＳの呼掛けは4M
Hzのデータ速度でDPSK（差動位相変調）を採用し、その
結果、8MHz、6dBの帯域幅と、20MHz、19dBの帯域幅にな
り、一方、補聴器の返答は20MHzのデータ速度で（低い
出力レベルでノイズによる影響を受けないように）DPSK
を利用し、その結果、図３に示すように40MHz、6dBの帯
域幅と、10MHz、19dBの帯域幅になる。イヤピースのト
ランスポンダの返答中に、RPUの呼掛け器は5760MHzで未
変調の搬送波パルスを送信し、これは帯域幅が狭いこと
により、5770MHzから5870MHz、19dBの信号帯域幅に含ま
れる返答信号と干渉しないことに留意されたい。ここに
記載した技術の代わりに（例えば周波数偏位変調のよう
な）その他の変調技術も容易に利用できるであろうが、
文書化、および部品の入手し易さの点で、広範な用途に
基づく完全な機能を装備した実施例の説明のために前述
の変調技術を採用した。同様にして、前述とは異なるデ
ータ速度、出力レベル、呼掛け周波数、返答周波数、お
よび中間周波数を用いることも可能であろう。
全な機能を装備した補聴器の好適な実施例との多くの相
違点の１つは動作周波数にある。モードＳシステムは呼
掛け用には1030MHzの中心周波数を使用し、返答用には1
090MHzを使用しているのに対して、図３の相対スペクト
ル振幅のプロットに示すように、補聴器は呼掛け用には
5760MHzを、また返答用には5820MHzの周波数を用いてい
る。しかし、一般的な補聴器とモードＳシステムの双方
とも、標準型の小型部品を使用できるように中間周波数
（IF）（呼掛けと返答の中心周波数間の差）は60MHzで
ある。別の相違点は、モードＳの返答は1MHzのデータ速
度でPPM（パルス位置変調）を採用し、その結果2.6MH
z、3dBの帯域幅と14MHz、20dBの帯域幅になるのに対し
て、補聴器の呼掛けは（イヤピースのトランスポンダRF
設計を簡単にするため）5MHzのデータ速度でPPMを採用
し、その結果、図３に示すように13MHz、3dBの帯域幅
と、70MHz、20dBの帯域幅になる。上記の帯域幅はこの
分野では信号帯域幅として知られており、これらの帯域
幅を縮小するRFまたはIFフィルタを使用することで信号
波形の劣化を招くことがあり、一方、より大きい帯域幅
を採用するとノイズおよび干渉に起因する劣化の可能性
が高くなくことに留意されたい。モードＳの呼掛けは4M
Hzのデータ速度でDPSK（差動位相変調）を採用し、その
結果、8MHz、6dBの帯域幅と、20MHz、19dBの帯域幅にな
り、一方、補聴器の返答は20MHzのデータ速度で（低い
出力レベルでノイズによる影響を受けないように）DPSK
を利用し、その結果、図３に示すように40MHz、6dBの帯
域幅と、10MHz、19dBの帯域幅になる。イヤピースのト
ランスポンダの返答中に、RPUの呼掛け器は5760MHzで未
変調の搬送波パルスを送信し、これは帯域幅が狭いこと
により、5770MHzから5870MHz、19dBの信号帯域幅に含ま
れる返答信号と干渉しないことに留意されたい。ここに
記載した技術の代わりに（例えば周波数偏位変調のよう
な）その他の変調技術も容易に利用できるであろうが、
文書化、および部品の入手し易さの点で、広範な用途に
基づく完全な機能を装備した実施例の説明のために前述
の変調技術を採用した。同様にして、前述とは異なるデ
ータ速度、出力レベル、呼掛け周波数、返答周波数、お
よび中間周波数を用いることも可能であろう。
イヤピースのトランスポンダRF回路の簡略化された機
構と動作：一般的なイヤピースのトランスポンダRF回路
の簡略化された機構を第４図に示す。図４の回路の機能
は図８のイヤピースの全体的なイヤピースの構成図でRF
復調器および変調器805として示されている。RF復調器
および変調器805の機能はその他の公知の回路を用いて
も実施することができるが、ここでは説明目的のため図
４の回路だけを使用している。簡略にするため、インピ
ーダンス・トランスフォーマの整合部分は図示しておら
ず（1/4波長トランスフォーマに関しては“アマチュー
無線用ARRLハンドブック”を参照されたい）、このよう
なトランスフォーマはそれほどの容積を占めない。（耳
管を出る方向により）水平の極性を有する（図４と図８
の双方に図示した）単一の1/4波長マルコニ・アンテナ4
0が呼掛けと返答の双方に使用されているが、他のアン
テナ構造を使用することもできる。この例では、アンテ
ナ40は5790MHzの1/4波長アンテナであり、これは5760MH
zである呼掛けの中心周波数と、5820MHzである返答の中
心周波数との中間の周波数であり、その結果、不整合損
失が少ない。アンテナ40の長さは必要ならばイヤピース
の抜き取り器の役割にも有用な長さにすることができ
る。直列の共振回路41と42とは実際には、共振時にはイ
ンピーダンスが低く、それ以外の場合はインピーダンス
が高い高性能誘電共振子である。これらの共振子は誘電
性が高い一定の材料から特注で製造してもよく、マイク
ロストリップライン回路に直接実装するのに適してい
る。（設計情報についてはダイエレクトリック・ラボラ
トリのCAPCADカタログを参照されたい。）共振子のサイ
ズは一般に厚さが0.25mm（0.01インチ）、幅が0.5mm
（0.02インチ）、また長さが2.5m（0.1インチ）であ
る。回路の動作を説明するため、先ずイヤピースのトラ
ンスポンダが呼掛けを検出しておらず、返答を送信する
過程にないものと想定する。特に、図５を参照して、呼
掛け間隔50でも返答間隔52でもない時間中は、イヤピー
スの回路はその休止状態にあるものと想定する。トラン
スポンダのRF回路はその休止状態では少量の電力しか必
要とせず、この状態でトランスポンダはRPU呼掛け器か
らの同期パルスを継続的に探索している。（例えばHP50
82−2207のような）中間バリヤ・ショットキ・ダイオー
ド43は関連するRL（抵抗−インダクタンス）を経てダイ
オード43に印加される固定バイアス電圧44によって僅か
に順方向にバイアスされる。必要ならばバイアス電圧44
およびこれに関連するRL回路網45の必要性を省くため、
ゼロ・バイアス・ダイオード（例えばHP HSMS−0005）
を使用してもよいことを付記しておく。別のRL回路網46
を経てダイオード43に印加されるV1での電圧は返答間隔
52中を除いて、常にアースに近い値（０ボルト）であ
る。呼掛けPPM RFパルスが受信されると、これらのパ
ルスはショットキ・ダイオード43によって検出され、引
き続いてインダクタ47を経て電圧ポイントV2にベースバ
ンド・ビデオパルスとして現れる。V2に現れる一般的な
パルスはRPUからの呼掛け51の呼掛け間隔50の部分とし
て図５に示されている。PPM呼掛けのベースバンド・ビ
デオパルスは呼掛けデータ・レジスタ820に記憶される
ビットを得るために、ビデオ増幅器810およびこの分野
では公知であるのでここでは詳述しない後続のビデオパ
ルス量子化回路815（モードＳシステムで採用されてい
るこのような回路の詳細については“TCAS経験的なユニ
ット・ハードウェアの説明"NTIS ADA−169870を参照さ
れたい。）によって処理される。ビデオ増幅器810には
比較的限定されたダイナミック・レンジが必要であるの
で、モードＳシステムで使用される場合が多い対数増幅
器は一般に補聴器では必要ではなく、その代わりに自動
利得制御（AGC）回路を使用してもよい。呼掛け間隔50
の完了後に、RPUの呼掛け器は未変調の5760MHzの搬送波
パルスを応答間隔52の継続時間だけ送信する。返答間隔
52中、（変調器830によって）変調された低電力の60MHz
発振器835の出力が電圧ポイントV1に印加され、それに
よってダイオード43は60MHzの速度でターンオンおよび
ターンオフし、ミキサとしての役割を果たす。ミキサ・
ダイオード43は5700MHzの差分周波数と5820MHzの和分周
波数の中心にある周波数成分を生成する。5820MHzの和
分成分は共振子42を通過し、イヤピースのトランスデュ
ーサ・アンテナ40からRPUの返答プロセッサ回路へとワ
イヤレスで送信される返答を形成する。返答間隔の間だ
けターンオンされるイヤピースの60MHz発振器は特定の
時点で位相を変更して、DPSK返答データを生成する。こ
れらの動作の詳細は図８に示されており、この図では60
MHz発振器835の出力はRF変調器回路805に印加される前
に変調器830によって位相変調される。（すなわち後述
するコード化技術を用いて、返答データ・レジスタ825
内に記憶されたDPSKのコード化ビットの値に応じて＋１
または−１の値で積算される。）イヤピースの全ての機
能（例えば60MHz発振器835用の出力制御）は適用業務専
用の特注集積回路（ASIC）845によって制御されること
に留意されたい。ASIC845は例えばECTセミコンダクタの
P576、カスタム・プログラム可能な線形／ディジタル・
ゲートアレイと同類の低電力、低電圧装置でよい。図８
では明瞭にするために別個のブロックとして示されてい
る多くの機能、例えば返答データ・レジスタ825はASIC8
45内に実施してもよい。遠隔プロセッサ装置の呼掛器お
よび返答プロセッサ：図９に示したRPUは多様な公知の
部品のいずれを使用してもよい。DSP948は例えばモトロ
ーラ社のDSP56L002型の単一チップ・ディジタル信号プ
ロセッサ、モトローラ社のDSP56200型の縦続形−適応デ
ィジタル・フィルタチップ、および公知の補助メモリ装
置のような幾つかの集積回路を含んでいてもよい。誘電
性共振発振器のような小型部品をマイクロ波発振器908
用に使用でき、また、DPSKの返答は標準型の遅延−およ
び積算復調Ｋ回路934内の表面弾性波（SAW）またはガラ
ス・バルク波（BAW）を用いてデコードすることができ
る。優れたノイズ耐性を達成する別の復調器は遅延−お
よび積算回路934の代わりに搬送波回復用の方形ループ
構造の位相ロック・ループを使用して実施することがで
きる。このような干渉性検出技術を利用したDPSK波形の
デコードは、微分コード干渉性位相偏移変調すなわちDE
CPSKとしてこの分野では公知である。必要に応じて低ノ
イズの仮像電子移動度トランジスタ（例えばHPのATF−3
6077）を使用した増幅器を（例えばサーキュレータ906
と経路指定スイッチ922との間に）使用してもよいが、
このような増幅器は図９では個別には特定されていな
い。図９に示したスイッチは全て例えばPINダイオード
を使用して実施可能なRFスイッチである。明瞭にするた
め、DSP948からRFスイッチまでのスイッチ制御接続線が
図９に示されており、スイッチは全て前述のように変更
されるまでは図示のようにセットされた状態に留まって
いる。図９に示したシステムは、選択されたアンテナ90
0、アンテナ選択スイッチ902、サーキュレータ906、
（制御信号976を介したDSP948による返答間隔中に、図
９に示した位置とは反対の位置にセットされている）経
路指定スイッチ922、帯域フィルタ928、およびIFミキサ
930を通ってRF返答が進行する場合に、受信した返答を
復調する。IFミキサ930は、（返答間隔中に制御信号972
を介してDSP948によって図９に示した位置とは反対の位
置にセットされる）スイッチ910と、出力スプリッタ920
とを介して返答を5760MHz発振器908からの少量のRF出力
とミキシングすることによって返答を下向き変換する。
その結果生じたDPSK返答は60MHzの中心周波数と、100MH
zの帯域幅とを有し、帯域フィルタ932を経て、この例で
は50ナノ秒の遅延線936と積算器938とからなるDPSK復調
器934に送られる。その結果生じたビットはDSP948によ
って処理されるために返答データ・レジスタ940に記憶
される。
構と動作：一般的なイヤピースのトランスポンダRF回路
の簡略化された機構を第４図に示す。図４の回路の機能
は図８のイヤピースの全体的なイヤピースの構成図でRF
復調器および変調器805として示されている。RF復調器
および変調器805の機能はその他の公知の回路を用いて
も実施することができるが、ここでは説明目的のため図
４の回路だけを使用している。簡略にするため、インピ
ーダンス・トランスフォーマの整合部分は図示しておら
ず（1/4波長トランスフォーマに関しては“アマチュー
無線用ARRLハンドブック”を参照されたい）、このよう
なトランスフォーマはそれほどの容積を占めない。（耳
管を出る方向により）水平の極性を有する（図４と図８
の双方に図示した）単一の1/4波長マルコニ・アンテナ4
0が呼掛けと返答の双方に使用されているが、他のアン
テナ構造を使用することもできる。この例では、アンテ
ナ40は5790MHzの1/4波長アンテナであり、これは5760MH
zである呼掛けの中心周波数と、5820MHzである返答の中
心周波数との中間の周波数であり、その結果、不整合損
失が少ない。アンテナ40の長さは必要ならばイヤピース
の抜き取り器の役割にも有用な長さにすることができ
る。直列の共振回路41と42とは実際には、共振時にはイ
ンピーダンスが低く、それ以外の場合はインピーダンス
が高い高性能誘電共振子である。これらの共振子は誘電
性が高い一定の材料から特注で製造してもよく、マイク
ロストリップライン回路に直接実装するのに適してい
る。（設計情報についてはダイエレクトリック・ラボラ
トリのCAPCADカタログを参照されたい。）共振子のサイ
ズは一般に厚さが0.25mm（0.01インチ）、幅が0.5mm
（0.02インチ）、また長さが2.5m（0.1インチ）であ
る。回路の動作を説明するため、先ずイヤピースのトラ
ンスポンダが呼掛けを検出しておらず、返答を送信する
過程にないものと想定する。特に、図５を参照して、呼
掛け間隔50でも返答間隔52でもない時間中は、イヤピー
スの回路はその休止状態にあるものと想定する。トラン
スポンダのRF回路はその休止状態では少量の電力しか必
要とせず、この状態でトランスポンダはRPU呼掛け器か
らの同期パルスを継続的に探索している。（例えばHP50
82−2207のような）中間バリヤ・ショットキ・ダイオー
ド43は関連するRL（抵抗−インダクタンス）を経てダイ
オード43に印加される固定バイアス電圧44によって僅か
に順方向にバイアスされる。必要ならばバイアス電圧44
およびこれに関連するRL回路網45の必要性を省くため、
ゼロ・バイアス・ダイオード（例えばHP HSMS−0005）
を使用してもよいことを付記しておく。別のRL回路網46
を経てダイオード43に印加されるV1での電圧は返答間隔
52中を除いて、常にアースに近い値（０ボルト）であ
る。呼掛けPPM RFパルスが受信されると、これらのパ
ルスはショットキ・ダイオード43によって検出され、引
き続いてインダクタ47を経て電圧ポイントV2にベースバ
ンド・ビデオパルスとして現れる。V2に現れる一般的な
パルスはRPUからの呼掛け51の呼掛け間隔50の部分とし
て図５に示されている。PPM呼掛けのベースバンド・ビ
デオパルスは呼掛けデータ・レジスタ820に記憶される
ビットを得るために、ビデオ増幅器810およびこの分野
では公知であるのでここでは詳述しない後続のビデオパ
ルス量子化回路815（モードＳシステムで採用されてい
るこのような回路の詳細については“TCAS経験的なユニ
ット・ハードウェアの説明"NTIS ADA−169870を参照さ
れたい。）によって処理される。ビデオ増幅器810には
比較的限定されたダイナミック・レンジが必要であるの
で、モードＳシステムで使用される場合が多い対数増幅
器は一般に補聴器では必要ではなく、その代わりに自動
利得制御（AGC）回路を使用してもよい。呼掛け間隔50
の完了後に、RPUの呼掛け器は未変調の5760MHzの搬送波
パルスを応答間隔52の継続時間だけ送信する。返答間隔
52中、（変調器830によって）変調された低電力の60MHz
発振器835の出力が電圧ポイントV1に印加され、それに
よってダイオード43は60MHzの速度でターンオンおよび
ターンオフし、ミキサとしての役割を果たす。ミキサ・
ダイオード43は5700MHzの差分周波数と5820MHzの和分周
波数の中心にある周波数成分を生成する。5820MHzの和
分成分は共振子42を通過し、イヤピースのトランスデュ
ーサ・アンテナ40からRPUの返答プロセッサ回路へとワ
イヤレスで送信される返答を形成する。返答間隔の間だ
けターンオンされるイヤピースの60MHz発振器は特定の
時点で位相を変更して、DPSK返答データを生成する。こ
れらの動作の詳細は図８に示されており、この図では60
MHz発振器835の出力はRF変調器回路805に印加される前
に変調器830によって位相変調される。（すなわち後述
するコード化技術を用いて、返答データ・レジスタ825
内に記憶されたDPSKのコード化ビットの値に応じて＋１
または−１の値で積算される。）イヤピースの全ての機
能（例えば60MHz発振器835用の出力制御）は適用業務専
用の特注集積回路（ASIC）845によって制御されること
に留意されたい。ASIC845は例えばECTセミコンダクタの
P576、カスタム・プログラム可能な線形／ディジタル・
ゲートアレイと同類の低電力、低電圧装置でよい。図８
では明瞭にするために別個のブロックとして示されてい
る多くの機能、例えば返答データ・レジスタ825はASIC8
45内に実施してもよい。遠隔プロセッサ装置の呼掛器お
よび返答プロセッサ：図９に示したRPUは多様な公知の
部品のいずれを使用してもよい。DSP948は例えばモトロ
ーラ社のDSP56L002型の単一チップ・ディジタル信号プ
ロセッサ、モトローラ社のDSP56200型の縦続形−適応デ
ィジタル・フィルタチップ、および公知の補助メモリ装
置のような幾つかの集積回路を含んでいてもよい。誘電
性共振発振器のような小型部品をマイクロ波発振器908
用に使用でき、また、DPSKの返答は標準型の遅延−およ
び積算復調Ｋ回路934内の表面弾性波（SAW）またはガラ
ス・バルク波（BAW）を用いてデコードすることができ
る。優れたノイズ耐性を達成する別の復調器は遅延−お
よび積算回路934の代わりに搬送波回復用の方形ループ
構造の位相ロック・ループを使用して実施することがで
きる。このような干渉性検出技術を利用したDPSK波形の
デコードは、微分コード干渉性位相偏移変調すなわちDE
CPSKとしてこの分野では公知である。必要に応じて低ノ
イズの仮像電子移動度トランジスタ（例えばHPのATF−3
6077）を使用した増幅器を（例えばサーキュレータ906
と経路指定スイッチ922との間に）使用してもよいが、
このような増幅器は図９では個別には特定されていな
い。図９に示したスイッチは全て例えばPINダイオード
を使用して実施可能なRFスイッチである。明瞭にするた
め、DSP948からRFスイッチまでのスイッチ制御接続線が
図９に示されており、スイッチは全て前述のように変更
されるまでは図示のようにセットされた状態に留まって
いる。図９に示したシステムは、選択されたアンテナ90
0、アンテナ選択スイッチ902、サーキュレータ906、
（制御信号976を介したDSP948による返答間隔中に、図
９に示した位置とは反対の位置にセットされている）経
路指定スイッチ922、帯域フィルタ928、およびIFミキサ
930を通ってRF返答が進行する場合に、受信した返答を
復調する。IFミキサ930は、（返答間隔中に制御信号972
を介してDSP948によって図９に示した位置とは反対の位
置にセットされる）スイッチ910と、出力スプリッタ920
とを介して返答を5760MHz発振器908からの少量のRF出力
とミキシングすることによって返答を下向き変換する。
その結果生じたDPSK返答は60MHzの中心周波数と、100MH
zの帯域幅とを有し、帯域フィルタ932を経て、この例で
は50ナノ秒の遅延線936と積算器938とからなるDPSK復調
器934に送られる。その結果生じたビットはDSP948によ
って処理されるために返答データ・レジスタ940に記憶
される。
時分割多重化：ここに詳述している実施例では、全て
のRPU呼掛け器は呼掛け用に例えば5760MHzを中心周波数
とする１つの周波数帯域を共用しており、一方、イヤピ
ースのトランスポンダは返答用に例えば5820MHzを中心
とする別の周波数帯域を共用している。ここに詳述して
いる実施例では呼掛けは（従って返答も）“衝突”を避
けるため時分割多重化技術を用いて時分割される。各RP
UはRPU呼掛け器が送信していない場合だけ動作して、他
の呼掛け器の存在の有無を検出する、この分野では“ス
ニッファ”として知られている回路を含んでいる。この
プロセスはこの分野では“クリヤ・チャネル・アセスメ
ント”とよばれている。（この例では主としてショット
キ・ダイオードおよびイヤピースのトランスポンダに使
用されている回路と同類の他の回路とからなっているも
のでよい）スニッファ回路によって、RPUは他の呼掛け
器が近傍に存在するか否か、並びに近傍の呼掛け器が送
信中である間隔を判定する。図９に示すように、この結
果は他の装置からのRF呼掛けが選択されたアンテナ900
からアンテナ選択スイッチ902、サーキュレータ906、経
路指定スイッチ922、および帯域フィルタ924を経てスニ
ッファ926へと伝搬された場合に達成され、スニッファ
は他の呼掛け器が存在することをDSP948に報知する。次
回は“スロット”へと分割され、この場合スロットとは
特定の継続期間の時間間隔として定義され、単一の呼掛
け／返答サイクルは単一の時間スロット内で生ずる。図
５を参照すると、１つの時間スロットは呼掛け間隔50の
継続期間と、対応する返答間隔52とからなっている。可
能である限りは、呼掛け器は、（この節で後述する）音
声信号サンプル抽出率に応じた平均反復周波数で、何ら
かの塞がった時間スロットの直後の塞がっていない時間
スロットで送信する。この方式を利用して、多くの呼掛
け器およびトランスポンダがいずれかの時間スロットを
共用することなく、密接した近傍で作動することができ
る。RPUによって干渉の存在が検出された場合は、高い
返答失敗率（パリティ・エラーまたは選択されたトラン
スポンダからの応答なし）によって示される。所定数の
返答の失敗（例えば任意の0.05秒間隔で１％）が生じた
後は、呼掛け器は（近傍のシステムが検出された場合に
は）無作為に選択された近傍システムからの返答の直後
の塞がっていない時間スロットに切換わる。塞がってい
ない時間スロットを利用できない場合は、呼掛け器は所
望のトランスポンダでの通信が成功するまで無作為に選
択された塞がったスロットで単一の呼掛けを送信する。
RPU呼掛け器と選択されたイヤピースのトランスポンダ
との間に確実にリンクを確立することを補助するため、
異なるRPUアンテナを選択してもよい。RPU呼掛け器が１
つ以上のイヤピース・トランスポンダと通信しなければ
ならない場合は、時間スロットおよびアンテナ選択情報
は各トランスポンダ毎に別個にRPUのSPS948に記憶され
る。時間スロット選択手順は、この節で後述するような
相対的な幾何学的考察に応じて、他の呼掛け器が時間ス
ロットの選択を強制的に変更するようにしてもよく、そ
うしなくてもよい。しかし、全ての場合に前述の手順に
よって、最悪のRF相互干渉を生ずる幾何学的条件下でも
多数の同類の装置を密接した近傍で作動させることがで
きる。
のRPU呼掛け器は呼掛け用に例えば5760MHzを中心周波数
とする１つの周波数帯域を共用しており、一方、イヤピ
ースのトランスポンダは返答用に例えば5820MHzを中心
とする別の周波数帯域を共用している。ここに詳述して
いる実施例では呼掛けは（従って返答も）“衝突”を避
けるため時分割多重化技術を用いて時分割される。各RP
UはRPU呼掛け器が送信していない場合だけ動作して、他
の呼掛け器の存在の有無を検出する、この分野では“ス
ニッファ”として知られている回路を含んでいる。この
プロセスはこの分野では“クリヤ・チャネル・アセスメ
ント”とよばれている。（この例では主としてショット
キ・ダイオードおよびイヤピースのトランスポンダに使
用されている回路と同類の他の回路とからなっているも
のでよい）スニッファ回路によって、RPUは他の呼掛け
器が近傍に存在するか否か、並びに近傍の呼掛け器が送
信中である間隔を判定する。図９に示すように、この結
果は他の装置からのRF呼掛けが選択されたアンテナ900
からアンテナ選択スイッチ902、サーキュレータ906、経
路指定スイッチ922、および帯域フィルタ924を経てスニ
ッファ926へと伝搬された場合に達成され、スニッファ
は他の呼掛け器が存在することをDSP948に報知する。次
回は“スロット”へと分割され、この場合スロットとは
特定の継続期間の時間間隔として定義され、単一の呼掛
け／返答サイクルは単一の時間スロット内で生ずる。図
５を参照すると、１つの時間スロットは呼掛け間隔50の
継続期間と、対応する返答間隔52とからなっている。可
能である限りは、呼掛け器は、（この節で後述する）音
声信号サンプル抽出率に応じた平均反復周波数で、何ら
かの塞がった時間スロットの直後の塞がっていない時間
スロットで送信する。この方式を利用して、多くの呼掛
け器およびトランスポンダがいずれかの時間スロットを
共用することなく、密接した近傍で作動することができ
る。RPUによって干渉の存在が検出された場合は、高い
返答失敗率（パリティ・エラーまたは選択されたトラン
スポンダからの応答なし）によって示される。所定数の
返答の失敗（例えば任意の0.05秒間隔で１％）が生じた
後は、呼掛け器は（近傍のシステムが検出された場合に
は）無作為に選択された近傍システムからの返答の直後
の塞がっていない時間スロットに切換わる。塞がってい
ない時間スロットを利用できない場合は、呼掛け器は所
望のトランスポンダでの通信が成功するまで無作為に選
択された塞がったスロットで単一の呼掛けを送信する。
RPU呼掛け器と選択されたイヤピースのトランスポンダ
との間に確実にリンクを確立することを補助するため、
異なるRPUアンテナを選択してもよい。RPU呼掛け器が１
つ以上のイヤピース・トランスポンダと通信しなければ
ならない場合は、時間スロットおよびアンテナ選択情報
は各トランスポンダ毎に別個にRPUのSPS948に記憶され
る。時間スロット選択手順は、この節で後述するような
相対的な幾何学的考察に応じて、他の呼掛け器が時間ス
ロットの選択を強制的に変更するようにしてもよく、そ
うしなくてもよい。しかし、全ての場合に前述の手順に
よって、最悪のRF相互干渉を生ずる幾何学的条件下でも
多数の同類の装置を密接した近傍で作動させることがで
きる。
波形の設計：専門家には、極めて多数の波形の設計が
可能であり、（スペクトル拡散、コード分割多重アクセ
スおよび周波数飛び越え波形を含む）多様な技術の説明
は本文書の範囲を越えるものであることが理解されよ
う。本発明の動作はその他の多くの波形が可能であるこ
とを完全に理解した上で、図５に示した波形の例を考察
することによって最も明解に理解することができる。56
00ナノ秒の継続期間を有する呼掛け間隔中、RPUは５メ
ガビット／秒のPPM呼掛け波形を送信し、その振幅エン
ベロープと時間を対比したグラフ51を図５に示してあ
る。呼掛けは継続期間が100ナノ秒または200ナノ秒のい
ずれか、中心周波数が5760MHz、また、出力レベルが＋
1.3dBm（1.35mW）である一連のRFパルスからなってい
る。所望の呼掛け波形を生成するための回路の構成図は
図９に示されており、この図では5760MHzの波908の出力
がスイッチ910によって、呼掛けレベルを設定する減衰
器912に送られる。呼掛波形51のPPMの部分は、呼掛けデ
ータ・レジスタ942からの２進データによってスイッチ9
14がターンオン、およびターンオフされる呼掛け間隔50
の間に生成される。その結果生じたRF波形はろ波916さ
れ、スイッチ918によってサーキュレータ906に送られ、
別のスイッチ902を介して選択されたアンテナ900へと送
出される。呼掛け間隔50の間は、信号はイヤピースから
送信されない。返答間隔52の間、RPU呼掛け器は継続期
間が550ナノ秒、中心周波数が5760MHz、および出力レベ
ルが＋16.8dBm（48mW）である単位の未変調RFパルスを
送信する。このパルスは、5760MHzの発振器908の出力が
（制御信号972を介してDSP948によって返答間隔中に図
９に示した位置とは逆の位置にセットされた）スイッチ
910、出力スプリッタ920、（制御信号974を介してDSP94
8によって返答間隔中に図９に示した位置とは逆の位置
にセットされた）スイッチ918、サーキュレータ906、お
よびアンテナ選択スイッチ902を経て選択されたアンテ
ナ900に送られると生成される。単一の呼掛け／返答サ
イクルの継続期間として定義される各時間スロットは61
50ナノ秒である。返答間隔52の間、イヤピースは20メガ
ビット／秒のDPSK返答波形を送信し、その振幅エンベロ
ープと時間とを対比したグラフ53は図５に示されてい
る。返答は場合によっては50ナノ秒間隔の位相反転、58
20MHzの中心周波数、および約−37dBm（0.002mW）の出
力レベルの単一のRFパルスからなっている。両耳システ
ム（一方の耳はRPU、また、他方の耳はイヤピース）の
場合は、40マイクロ秒毎に平均１度の呼掛け／返答サイ
クル（25KHzの平均反復周波数）の場合、呼掛け／返答
サイクルは80マイクロ秒毎に２度（各イヤピース毎に１
度）発生する。設計を簡略にするため、本発明のこの実
施例では全てのタイミングが60MHzのIFにリンクされて
いる。すなわち、３周期の60MHz波形の総継続期間は50
ナノ秒であり、PPMおよびDPSKデータの双方のタイミン
グには50ナノ秒間隔の倍数が用いられる。平均反復周期
は1600×50ナノ秒＝80マイクロ秒である。呼掛けの中心
周波数は60MHz×96＝5760MHzであり、返答の中心周波数
は60MHz×97＝5820MHzである。このように、単一発振器
に適当な周波数（例えば1MHz）を設定すると、その他の
必要な全てのシステム周波数を適切な周波数分割（例え
ば25KHzは1MHz÷40である）、または周波数積算（例え
ば60MHzは1MHz×60である）によって生成することがで
きる。
可能であり、（スペクトル拡散、コード分割多重アクセ
スおよび周波数飛び越え波形を含む）多様な技術の説明
は本文書の範囲を越えるものであることが理解されよ
う。本発明の動作はその他の多くの波形が可能であるこ
とを完全に理解した上で、図５に示した波形の例を考察
することによって最も明解に理解することができる。56
00ナノ秒の継続期間を有する呼掛け間隔中、RPUは５メ
ガビット／秒のPPM呼掛け波形を送信し、その振幅エン
ベロープと時間を対比したグラフ51を図５に示してあ
る。呼掛けは継続期間が100ナノ秒または200ナノ秒のい
ずれか、中心周波数が5760MHz、また、出力レベルが＋
1.3dBm（1.35mW）である一連のRFパルスからなってい
る。所望の呼掛け波形を生成するための回路の構成図は
図９に示されており、この図では5760MHzの波908の出力
がスイッチ910によって、呼掛けレベルを設定する減衰
器912に送られる。呼掛波形51のPPMの部分は、呼掛けデ
ータ・レジスタ942からの２進データによってスイッチ9
14がターンオン、およびターンオフされる呼掛け間隔50
の間に生成される。その結果生じたRF波形はろ波916さ
れ、スイッチ918によってサーキュレータ906に送られ、
別のスイッチ902を介して選択されたアンテナ900へと送
出される。呼掛け間隔50の間は、信号はイヤピースから
送信されない。返答間隔52の間、RPU呼掛け器は継続期
間が550ナノ秒、中心周波数が5760MHz、および出力レベ
ルが＋16.8dBm（48mW）である単位の未変調RFパルスを
送信する。このパルスは、5760MHzの発振器908の出力が
（制御信号972を介してDSP948によって返答間隔中に図
９に示した位置とは逆の位置にセットされた）スイッチ
910、出力スプリッタ920、（制御信号974を介してDSP94
8によって返答間隔中に図９に示した位置とは逆の位置
にセットされた）スイッチ918、サーキュレータ906、お
よびアンテナ選択スイッチ902を経て選択されたアンテ
ナ900に送られると生成される。単一の呼掛け／返答サ
イクルの継続期間として定義される各時間スロットは61
50ナノ秒である。返答間隔52の間、イヤピースは20メガ
ビット／秒のDPSK返答波形を送信し、その振幅エンベロ
ープと時間とを対比したグラフ53は図５に示されてい
る。返答は場合によっては50ナノ秒間隔の位相反転、58
20MHzの中心周波数、および約−37dBm（0.002mW）の出
力レベルの単一のRFパルスからなっている。両耳システ
ム（一方の耳はRPU、また、他方の耳はイヤピース）の
場合は、40マイクロ秒毎に平均１度の呼掛け／返答サイ
クル（25KHzの平均反復周波数）の場合、呼掛け／返答
サイクルは80マイクロ秒毎に２度（各イヤピース毎に１
度）発生する。設計を簡略にするため、本発明のこの実
施例では全てのタイミングが60MHzのIFにリンクされて
いる。すなわち、３周期の60MHz波形の総継続期間は50
ナノ秒であり、PPMおよびDPSKデータの双方のタイミン
グには50ナノ秒間隔の倍数が用いられる。平均反復周期
は1600×50ナノ秒＝80マイクロ秒である。呼掛けの中心
周波数は60MHz×96＝5760MHzであり、返答の中心周波数
は60MHz×97＝5820MHzである。このように、単一発振器
に適当な周波数（例えば1MHz）を設定すると、その他の
必要な全てのシステム周波数を適切な周波数分割（例え
ば25KHzは1MHz÷40である）、または周波数積算（例え
ば60MHzは1MHz×60である）によって生成することがで
きる。
呼掛けのデータ形式：呼掛け51は最初のパルスに先立
って、その間はRF送信が行われない100ナノ秒の“ギャ
ップ”、すなわち保護間隔を伴って開始される。このギ
ャップによって最初の呼掛けパルスの立上がり区間が明
確に検出されることが確実にされ、かつ、いずれかの近
傍のシステムからの先行する返答パルスが検出不能なレ
ベルにまで減衰するための適切な時間が確保される。最
初の呼掛けパルスの継続期間は100ナノ秒であり、その
間はRF送信が行われない300ナノ秒の間隔が後に続く。
それによってこの分野では同期パルスと呼ばれている、
PPM同期化の目的に用いられる一意的なパルス列が形成
される。残りのPPMデータ・パルスは規則的で均一な200
ナノ秒のビット間隔内で生ずる。データ・ビット値が論
理“1"である場合は、RFパルスは最後の100ナノ秒のビ
ット間隔ではなく、最後の100ナノ秒で送信される。同
様にして、データ・ビット値が論理“0"である場合は、
RFパルスは最初の100ナノ秒のビット間隔ではなく、最
初の100ナノ秒で送信される。L/Rと呼ばれる最初のデー
タ・ビットは左または右のいずれのイヤピースがアドレ
スされているかを示す。L/Rビットが論理“1"である場
合は、左のイヤピースがアドレスされており、L/Rビッ
トが論理“0"である場合は、右のイヤピースがアドレス
されている。右（左）のイヤピースは左（右）のイヤピ
ースにアドレスされた呼掛けが検出されると即座に処理
を中止し、次に別の同期パルスの探索を開始することに
留意されたい。図８に示すように、呼掛けデータ・レジ
スタ820内のビットの処理は例えばイヤピースのASIC845
内で行われる。データ・ストリーム内に最初にL/Rビッ
トを配することによって、所定の呼掛け器の範囲内の全
てのイヤピースの50％は、可能な最も早い機会に呼掛け
の処理を中止することができる。L/Rビットの後には15
ビット・アドレスが続き、そのアドレス用に最上位ビッ
トが最初に送信される。イヤピースのASIC845はL/Rビッ
トならびにアドレスをデコードし、かつ事前に割当てら
れた（省略時パラメータ記憶域870に記憶されている）
内部のL/Rビットまたはアドレスとの不一致が検出され
ると、可能な最も早い機会に呼掛けの処理を中止する。
基本母集団を通してアドレス・コードが比較的均一に分
布されるように、15ビット・アドレスはユーザの誕生日
および“年度モジュロ89"に対応している。全てのビッ
トがゼロまたは１であるアドレスは許容されない。何故
ならばオール・ゼロまたはオール１の状態はシステムの
故障を示す場合が多いからである。シーケンスが繰り返
し開始される場合は、1969年６月20日に生まれたユーザ
は１のアドレスを有し、1969年６月21日に生まれたユー
ザは２のアドレスを有し、全体で32,508日（約89年）に
亘って以下同様である。15のアドレス・ビットによって
32,768通りの異なる数字を表すことができるので、それ
以外には使用されない258のアドレス・コードを、固定
位置のRF送信器からの“放送”モード呼掛けのような障
害者に特別の情報サービスを提供するための特別の機能
用に保存しておくことができる。保存されたコードは、
通常の動作条件では信号を送信しない、紛失した蝸牛殻
埋め込み電極励振装置のようなシステム部品をワイヤレ
スで発見することを可能にする（この節で後述する）手
順用にも利用することができる。ここに記載しているア
ドレス指定方式は完全なプライバシーを保証するもので
はないが、15ビット・アドレスと通信距離が短いことに
よって、このシステムは８ビット・アドレスを使用して
いるほとんどのコードレス電話よりはよりプライベート
なものになる。（連邦規則コード47、第１章15.214項を
参照）アドレスは必要ならば保存されたアドレス・コー
ドの１つを含むこの節で後述する手順を用いて、ユーザ
が変更できることを付記しておく。15ビット・アドレス
の後に、最上位ビットが最初に送信される８ビットの音
声データ・フィールドが続く。音声データは、前述のよ
うな12.5KHzの反復周波数でサンプリングされた音声波
形の１つの値を表す８ビットの圧伸（圧縮／拡張）サン
プルであり、その結果、RPUと各イヤピースとの間には1
00キロビット／秒の有効音声データ速度が生ずる。連邦
規格1016の4.8キロビット／秒コード励振線形予測（CEL
P）技術から、音声コンパクトディスク（CD）プレーヤ
ーで一般に使用されている2.1168メガビット／秒形式ま
での範囲に及ぶその他の多くの音声波形データ形式が可
能であることが専門家には理解されよう。完全な機能を
装備した好適な実施例の本明細書の説明用に選択された
100キロビット／秒のデータ形式によって、会話および
音楽を含むあらゆる種類の音響に適用できる簡単なデー
タ符号化方式を利用することが可能である。より複雑な
回路を使用してより低いデータ速度しか達成できないシ
ステムとは異なり、圧伸方式によってイヤピース内に簡
単なエンコーダおよびデコーダを使用することが可能で
ある。（L.R.ラビナーおよびR.W.シャーファー共著「会
話信号のディジタル処理」プレンティス−ホール社1987
年刊、の瞬間的圧伸方式の説明を参照されたい。）８ビ
ットの圧伸音声データでは一般に11ビットの均一な量子
化と知覚的には同等の間隔が得られる。システムの詳細
は図８に示されており、マイクロフォン875が８ビット
の圧縮アナログ／ディジタル（A/D）変換器880に接続さ
れ、その結果生じたディジタル・サンプルはイヤピース
機能を制御するために使用されるASIC845に入力され
る。続いてASIC845はデータ・サンプルを返答データ・
レジスタ825内に記憶する。同様に、ASIC845は呼掛けデ
ータ・レジスタ820からデータを読出し、サンプルをイ
ヤピース・スピーカ855に接続された８ビット拡張ディ
ジタル／アナログ（D/A）変換器850に転送する。12.5KH
zの反復周波数によって、（A/D880およびD/A850変換器
に内蔵された）アンチ・エーリアシング（偽信号防止）
フィルタ用に付加的な250Hz（すなわち４％）の保護帯
域を付与しつつ、6KHz未満の全ての音声周波数成分を忠
実に再生することが可能になる。場合によって生ずるデ
ータ・エラーは一般に人間の聴覚系によっては知覚され
ないので、エラー修正または音声データの再送信は必要
がないことを付記しておく。呼掛けの８ビット音声フィ
ールドの後には低速度の臨界非音声データ用の１ビット
の補助データ・フィールドが続く。連続する多数の呼掛
けからの補助データのビット値はイヤピースのASIC845
の内部レジスタ内で組立てられて、所望の任意の長さの
（すなわち任意の適正なビット数の）メッセージが構成
され、このようなメッセージは所望ならば確認のため
に、また、必要ならば再送信のために（ASIC845の制御
の下で）イヤピースのトランスポンダからRPUの呼掛け
器（およびDSP948）に再反響させることができる。後述
するように、イヤピースの省略時の設定のような情報は
呼掛け補助リンクを介して通信される。好適な実施例の
このような特定の実施における補助リンク・データの形
式はPPMデータ送信用に用いられるパルス形式と同様で
ある。すなわち、補助リンク・メッセージは、ASIC845
が４回連続の呼掛けから補助ビットを組立てた結果とし
て同期シーケンス“１、０、０、0"が受信されると開始
される。次の２回の呼掛けから補助ビットをそれぞれ組
立てることによりシーケンス“１、０、”（“０、1"）
が受信されると、最初の補助リンク・メッセージ・ビッ
ト毎に、また次の同期化シーケンスに遭遇するまで他の
ビット毎にも同様に論理“1"（“0"）が示される。多く
の工業規格のデータ・リンク・プロトコルを補助データ
・リンクに用いることができることは専門家には明白で
あるが、このようなプロトコルの説明は本明細書の範囲
外にある。補助ビットの送信後、呼掛け器は100ナノ秒
のギャップを挿入し、その間に未変調の返答間隔52のパ
ルス向けにより出力が高いRF出力回路が使用可能にされ
る。（すなわち、スイッチ914は開かれ、一方スイッチ9
10、918、および922は全て図九に示した位置とは反対の
位置に設定される。）更に呼掛け間隔50の終了時に100
ナノ秒のギャップを配することによっても、ASIC845に
よって制御される、イヤピースのトランスポンダ内の60
MHz発振器835用のターンオン時間が可能になる。
って、その間はRF送信が行われない100ナノ秒の“ギャ
ップ”、すなわち保護間隔を伴って開始される。このギ
ャップによって最初の呼掛けパルスの立上がり区間が明
確に検出されることが確実にされ、かつ、いずれかの近
傍のシステムからの先行する返答パルスが検出不能なレ
ベルにまで減衰するための適切な時間が確保される。最
初の呼掛けパルスの継続期間は100ナノ秒であり、その
間はRF送信が行われない300ナノ秒の間隔が後に続く。
それによってこの分野では同期パルスと呼ばれている、
PPM同期化の目的に用いられる一意的なパルス列が形成
される。残りのPPMデータ・パルスは規則的で均一な200
ナノ秒のビット間隔内で生ずる。データ・ビット値が論
理“1"である場合は、RFパルスは最後の100ナノ秒のビ
ット間隔ではなく、最後の100ナノ秒で送信される。同
様にして、データ・ビット値が論理“0"である場合は、
RFパルスは最初の100ナノ秒のビット間隔ではなく、最
初の100ナノ秒で送信される。L/Rと呼ばれる最初のデー
タ・ビットは左または右のいずれのイヤピースがアドレ
スされているかを示す。L/Rビットが論理“1"である場
合は、左のイヤピースがアドレスされており、L/Rビッ
トが論理“0"である場合は、右のイヤピースがアドレス
されている。右（左）のイヤピースは左（右）のイヤピ
ースにアドレスされた呼掛けが検出されると即座に処理
を中止し、次に別の同期パルスの探索を開始することに
留意されたい。図８に示すように、呼掛けデータ・レジ
スタ820内のビットの処理は例えばイヤピースのASIC845
内で行われる。データ・ストリーム内に最初にL/Rビッ
トを配することによって、所定の呼掛け器の範囲内の全
てのイヤピースの50％は、可能な最も早い機会に呼掛け
の処理を中止することができる。L/Rビットの後には15
ビット・アドレスが続き、そのアドレス用に最上位ビッ
トが最初に送信される。イヤピースのASIC845はL/Rビッ
トならびにアドレスをデコードし、かつ事前に割当てら
れた（省略時パラメータ記憶域870に記憶されている）
内部のL/Rビットまたはアドレスとの不一致が検出され
ると、可能な最も早い機会に呼掛けの処理を中止する。
基本母集団を通してアドレス・コードが比較的均一に分
布されるように、15ビット・アドレスはユーザの誕生日
および“年度モジュロ89"に対応している。全てのビッ
トがゼロまたは１であるアドレスは許容されない。何故
ならばオール・ゼロまたはオール１の状態はシステムの
故障を示す場合が多いからである。シーケンスが繰り返
し開始される場合は、1969年６月20日に生まれたユーザ
は１のアドレスを有し、1969年６月21日に生まれたユー
ザは２のアドレスを有し、全体で32,508日（約89年）に
亘って以下同様である。15のアドレス・ビットによって
32,768通りの異なる数字を表すことができるので、それ
以外には使用されない258のアドレス・コードを、固定
位置のRF送信器からの“放送”モード呼掛けのような障
害者に特別の情報サービスを提供するための特別の機能
用に保存しておくことができる。保存されたコードは、
通常の動作条件では信号を送信しない、紛失した蝸牛殻
埋め込み電極励振装置のようなシステム部品をワイヤレ
スで発見することを可能にする（この節で後述する）手
順用にも利用することができる。ここに記載しているア
ドレス指定方式は完全なプライバシーを保証するもので
はないが、15ビット・アドレスと通信距離が短いことに
よって、このシステムは８ビット・アドレスを使用して
いるほとんどのコードレス電話よりはよりプライベート
なものになる。（連邦規則コード47、第１章15.214項を
参照）アドレスは必要ならば保存されたアドレス・コー
ドの１つを含むこの節で後述する手順を用いて、ユーザ
が変更できることを付記しておく。15ビット・アドレス
の後に、最上位ビットが最初に送信される８ビットの音
声データ・フィールドが続く。音声データは、前述のよ
うな12.5KHzの反復周波数でサンプリングされた音声波
形の１つの値を表す８ビットの圧伸（圧縮／拡張）サン
プルであり、その結果、RPUと各イヤピースとの間には1
00キロビット／秒の有効音声データ速度が生ずる。連邦
規格1016の4.8キロビット／秒コード励振線形予測（CEL
P）技術から、音声コンパクトディスク（CD）プレーヤ
ーで一般に使用されている2.1168メガビット／秒形式ま
での範囲に及ぶその他の多くの音声波形データ形式が可
能であることが専門家には理解されよう。完全な機能を
装備した好適な実施例の本明細書の説明用に選択された
100キロビット／秒のデータ形式によって、会話および
音楽を含むあらゆる種類の音響に適用できる簡単なデー
タ符号化方式を利用することが可能である。より複雑な
回路を使用してより低いデータ速度しか達成できないシ
ステムとは異なり、圧伸方式によってイヤピース内に簡
単なエンコーダおよびデコーダを使用することが可能で
ある。（L.R.ラビナーおよびR.W.シャーファー共著「会
話信号のディジタル処理」プレンティス−ホール社1987
年刊、の瞬間的圧伸方式の説明を参照されたい。）８ビ
ットの圧伸音声データでは一般に11ビットの均一な量子
化と知覚的には同等の間隔が得られる。システムの詳細
は図８に示されており、マイクロフォン875が８ビット
の圧縮アナログ／ディジタル（A/D）変換器880に接続さ
れ、その結果生じたディジタル・サンプルはイヤピース
機能を制御するために使用されるASIC845に入力され
る。続いてASIC845はデータ・サンプルを返答データ・
レジスタ825内に記憶する。同様に、ASIC845は呼掛けデ
ータ・レジスタ820からデータを読出し、サンプルをイ
ヤピース・スピーカ855に接続された８ビット拡張ディ
ジタル／アナログ（D/A）変換器850に転送する。12.5KH
zの反復周波数によって、（A/D880およびD/A850変換器
に内蔵された）アンチ・エーリアシング（偽信号防止）
フィルタ用に付加的な250Hz（すなわち４％）の保護帯
域を付与しつつ、6KHz未満の全ての音声周波数成分を忠
実に再生することが可能になる。場合によって生ずるデ
ータ・エラーは一般に人間の聴覚系によっては知覚され
ないので、エラー修正または音声データの再送信は必要
がないことを付記しておく。呼掛けの８ビット音声フィ
ールドの後には低速度の臨界非音声データ用の１ビット
の補助データ・フィールドが続く。連続する多数の呼掛
けからの補助データのビット値はイヤピースのASIC845
の内部レジスタ内で組立てられて、所望の任意の長さの
（すなわち任意の適正なビット数の）メッセージが構成
され、このようなメッセージは所望ならば確認のため
に、また、必要ならば再送信のために（ASIC845の制御
の下で）イヤピースのトランスポンダからRPUの呼掛け
器（およびDSP948）に再反響させることができる。後述
するように、イヤピースの省略時の設定のような情報は
呼掛け補助リンクを介して通信される。好適な実施例の
このような特定の実施における補助リンク・データの形
式はPPMデータ送信用に用いられるパルス形式と同様で
ある。すなわち、補助リンク・メッセージは、ASIC845
が４回連続の呼掛けから補助ビットを組立てた結果とし
て同期シーケンス“１、０、０、0"が受信されると開始
される。次の２回の呼掛けから補助ビットをそれぞれ組
立てることによりシーケンス“１、０、”（“０、1"）
が受信されると、最初の補助リンク・メッセージ・ビッ
ト毎に、また次の同期化シーケンスに遭遇するまで他の
ビット毎にも同様に論理“1"（“0"）が示される。多く
の工業規格のデータ・リンク・プロトコルを補助データ
・リンクに用いることができることは専門家には明白で
あるが、このようなプロトコルの説明は本明細書の範囲
外にある。補助ビットの送信後、呼掛け器は100ナノ秒
のギャップを挿入し、その間に未変調の返答間隔52のパ
ルス向けにより出力が高いRF出力回路が使用可能にされ
る。（すなわち、スイッチ914は開かれ、一方スイッチ9
10、918、および922は全て図九に示した位置とは反対の
位置に設定される。）更に呼掛け間隔50の終了時に100
ナノ秒のギャップを配することによっても、ASIC845に
よって制御される、イヤピースのトランスポンダ内の60
MHz発振器835用のターンオン時間が可能になる。
返答データの形式：適正にアドレスされたイヤピース
のトランスポンダからの返答53はDPSKデータ同期（DPSK
sync）用の50ナノ秒の送信で開始される。すなわち、
遅延および積算復調器934がRPU返答プロセッサで使用さ
れる場合は、後続のDPSKデータを適正にデコードするた
めに遅延線936はDPSK sync送信で初期設定されなけれ
ばならない。DPSK syncおよび後続のデータ・ビットは
規則的で均一な50ナノ秒のビット間隔内で出現する。こ
の特定の実施例で用いられるDPSKデータ・ビット・コー
ド化技術は次のとおりである。すなわち、位相反転が先
行する場合は、ビット間隔は論理“1"を表す。（それ以
外の場合はビット間隔は論理“0"を表す。）８ビットの
音声データ・フィールドがDPSK syncに続き、干渉パル
スに起因するエラーによる衝撃を軽減するために、先ず
最上位ビットが送信される。前述のように８ビット音声
データは呼掛けデータ形式用に圧伸される。音声データ
の後には補助データ・ビットが続き、その形式と機能は
前述の呼掛け補助データ・ビットと同様である。イヤピ
ースのバッテリ電圧レベルのような情報は返答補助リン
クを介して通信される。例えば、イヤピースのバッテリ
860の電圧は４ビットA/D変換器865を用いてサンプリン
グすることができ、返答補助リンクに含めるためにASIC
854に入力される結果データは順次連続する多くの返答
中の補助データ・ビットから構成される。各々の返答の
最後のビットは、（前述の）干渉の検出に用いられる、
イヤピースのASIC845内の論理によって計算されるパリ
ティ（奇偶検査）ビットである。パリティ・ビットの値
は呼掛け51で受信される全ての音声および補助データ・
ビットを用いて計算され、返答53に送信される。少なく
とも１つの返答ビットが論理“1"の値を有することを確
実にするために奇数パリティが用いられるので、位相反
転がない返答はイヤピースの動作不良を示している。呼
掛け51で送信される全ての音声および補助データ・ビッ
トを用いてRPU DSP948で生成され、かつ返答53で受信
される奇数パリティ・ビットが受信された返答のパリテ
ィ・ビットと一致しない場合はパリティ・エラーが生ず
る。ここに記載している呼掛けおよび返答の形式は、各
呼掛け／返答サイクル毎に39ビットと同値が伝送される
にも関わらず、これらのビットのうちの18ビットだけが
データ伝送用に利用されるという観点からは比較的効率
的ではない。専門家にはより効率が高い多くの形式が可
能であることが明白であろう。例えば、呼掛け51と返答
53用の８ビットの音声データ・フィールドを双方とも２
倍にして、各フィールドが２つの８ビット・サンプルを
有する16ビットの音声データ・フィールドを生成するこ
とができ、その結果生じた呼掛け／返答の反復周波数を
（音声サンプリング周波数を12.5KHzと一定に保ちつ
つ）1/2にすることが可能であろう。しかし、ここで用
いられる形式は説明目的のためであり、完全な機能を装
備した好適な実施例の簡単な実施をもたらすものであ
る。
のトランスポンダからの返答53はDPSKデータ同期（DPSK
sync）用の50ナノ秒の送信で開始される。すなわち、
遅延および積算復調器934がRPU返答プロセッサで使用さ
れる場合は、後続のDPSKデータを適正にデコードするた
めに遅延線936はDPSK sync送信で初期設定されなけれ
ばならない。DPSK syncおよび後続のデータ・ビットは
規則的で均一な50ナノ秒のビット間隔内で出現する。こ
の特定の実施例で用いられるDPSKデータ・ビット・コー
ド化技術は次のとおりである。すなわち、位相反転が先
行する場合は、ビット間隔は論理“1"を表す。（それ以
外の場合はビット間隔は論理“0"を表す。）８ビットの
音声データ・フィールドがDPSK syncに続き、干渉パル
スに起因するエラーによる衝撃を軽減するために、先ず
最上位ビットが送信される。前述のように８ビット音声
データは呼掛けデータ形式用に圧伸される。音声データ
の後には補助データ・ビットが続き、その形式と機能は
前述の呼掛け補助データ・ビットと同様である。イヤピ
ースのバッテリ電圧レベルのような情報は返答補助リン
クを介して通信される。例えば、イヤピースのバッテリ
860の電圧は４ビットA/D変換器865を用いてサンプリン
グすることができ、返答補助リンクに含めるためにASIC
854に入力される結果データは順次連続する多くの返答
中の補助データ・ビットから構成される。各々の返答の
最後のビットは、（前述の）干渉の検出に用いられる、
イヤピースのASIC845内の論理によって計算されるパリ
ティ（奇偶検査）ビットである。パリティ・ビットの値
は呼掛け51で受信される全ての音声および補助データ・
ビットを用いて計算され、返答53に送信される。少なく
とも１つの返答ビットが論理“1"の値を有することを確
実にするために奇数パリティが用いられるので、位相反
転がない返答はイヤピースの動作不良を示している。呼
掛け51で送信される全ての音声および補助データ・ビッ
トを用いてRPU DSP948で生成され、かつ返答53で受信
される奇数パリティ・ビットが受信された返答のパリテ
ィ・ビットと一致しない場合はパリティ・エラーが生ず
る。ここに記載している呼掛けおよび返答の形式は、各
呼掛け／返答サイクル毎に39ビットと同値が伝送される
にも関わらず、これらのビットのうちの18ビットだけが
データ伝送用に利用されるという観点からは比較的効率
的ではない。専門家にはより効率が高い多くの形式が可
能であることが明白であろう。例えば、呼掛け51と返答
53用の８ビットの音声データ・フィールドを双方とも２
倍にして、各フィールドが２つの８ビット・サンプルを
有する16ビットの音声データ・フィールドを生成するこ
とができ、その結果生じた呼掛け／返答の反復周波数を
（音声サンプリング周波数を12.5KHzと一定に保ちつ
つ）1/2にすることが可能であろう。しかし、ここで用
いられる形式は説明目的のためであり、完全な機能を装
備した好適な実施例の簡単な実施をもたらすものであ
る。
RF送信出力の制限：ここに記載する完全な機能を装備
した本発明の実施例は連邦規則コード47第１章15.249に
規定の無認可動作用に設計されている。前述したよう
に、システムから放射されるRF出力は平均で0.75mW、ピ
ーク値で75mWを超えてはならない。完全な機能を装備し
たこのバージョンでは一般に0.2マイクロワットであ
る、イヤピースのトランスポンダから放射される出力は
極めて僅かである。ピークが48mWであるRPUの送信出力
は75mWを大幅に下回っている。50オームの負荷に4.5Vの
ピークピーク電圧の正弦波を印加すると50mWが散逸する
ので、RPU呼掛け器に適したバッテリ（例えば9V）は広
範に入手できることを付記しておく。RPUは最悪の場合
の両耳動作の場合、平均で0.04ミリ秒毎に１回送信す
る。従って各呼掛け／返答サイクルの許容されるエネル
ギは0.75mW×0.04ミリ秒＝0.03マイクロジュールであ
る。RPUによって実際に送信されるRFエネルギは、呼掛
け間隔の間は26×0.0001ミリ秒×1.35mW＝0.00338であ
り、返答間隔の間は0.00055ミリ秒×48mW“0.0264マイ
クロジュールであり、各呼掛け／返答サイクルでの総計
は0.02978マイクロジュールである。（これは0.03マイ
クロジュールの許容限度未満である。）従って、最悪の
場合のRPU送信の平均出力は（0.02978マイクロジュー
ル）／（0.04ミリ秒）＝0.7445mWであり、これは0.75mW
の平均出力限度未満である。ANSI/IEEE規格、C95.1−19
91に基づき、6GHzのRF放射への最大許容照射線量は15分
間での平均で平方センチメートル当たり4mWであり、目
および紅顔への照射は避ける必要がある。ここに記載し
ているシステムからの照射は、公知の標準型の設計に従
った場合は許容限度を大幅に下回っている。さらに照射
量は漠然と安全であると考えられている平方センチ当た
り1mWのレベルよりも大幅に下回っている。（“無線エ
ンジニア用の基準データ”のマイクロ波放射の危険性の
項目を参照されたい。） RFリンクの出力見積もり：前述の公式を用いると、0.
6メートル（２フィート）の距離で5760MHzの呼掛けにお
ける自由空間損失は約43dBである。RPUにて送信される
呼掛けの出力レベルは＋1.3dBmであるので、イヤピース
のトランスポンダで受信される呼掛けの出力レベルは約
＋1.3dBm−43dB＝−41dBmである。可能性があるあらゆ
る物理的構造で確実なリンクを確保するため、ダイバー
シティ切換えを伴う異なる方位での複数のRPUダイポー
ル・アンテナが望ましい。（すなわち、図９に示すよう
に、イヤピースと最良に通信するアンテナ900はDSP948
の制御の下でスイッチ902によって選択される。）RPUに
対するイヤピースの方向に応じて（例えばRPUを臍の知
覚のベルトに装着するか、またはポケットに入れる場
合）、円形の分極アンテナ技術も有用であることが実証
されよう。詳細については“アマチュア無線用のARRLハ
ンドブック”の円形分極の項を参照されたい。リンク損
失が許容レベルを超えないことを確実にするためにこの
ような公知のRPUアンテナを考慮することが必要であ
り、RPUから放射されるRFエネルギをイヤピースの方向
に向け、出来るだけ最大限にユーザの身体から遠ざける
ことが極めて望ましい。イヤピースのトランスポンダで
受信されたPPMパルスの−42dBmの呼掛けレベルは、一般
に−54dBmの接線感度を有し、呼掛け用に12dBのSNR（信
号／ノイズ比）をもたらすトランスポンダ検出器ダイオ
ード（図４のダイオード43）を作動するには特に適して
いる。返答中、検出器ダイオード43はオン／オフ変調を
利用してミキサとしての役割を果たす。オン／オフ変調
によって10dBの変換損が発生すること、すなわち所望の
出力信号電圧は約3.14の比率で入力信号電圧よりも低い
ことが分かっている。（三角法で用いられる関数−積の
関係式、および“CRC標準数学表”の方形波に関するフ
ーリエ展開を参照されたい。） このような損失は一般には二重平衡ミキサに関連する
7dBの変換損失よりも大幅に大きいが、ここで用いてい
る単一ダイオード方式は（一般に市販されている二重平
衡ミキサとは異なり）極めて低い出力駆動レベルを用い
て動作することができる。RPUは返答間隔の間に＋16.8d
Bの未変調搬送波パルス・レベルで送信するので、トラ
ンスポンダにおける返答送信RF出力レベルは5820MHzで
およそ＋16.8dBm−43dB−10dB＝−36dBmである。イヤピ
ースのトランスポンダからRPUへの返答の場合の自由空
間経路損は呼掛けの場合と同一、すなわち43dBである。
その結果、RPUで受信される返答レベルは−36.2dBm−43
dB＝−79.2dBmである。RPUで検出可能な最小の返答レベ
ルはＰ＝KTBFで表されるシステムの熱ノイズによって決
定され、但しＰはワット単位の出力、ｋはボルツマン定
数（1.38E−23ジュール/K）、Ｔはシステム・ノイズ温
度（室温すなわち290Kで測定）、Ｂは返答信号の帯域幅
（図３から30E＋6Hzと算定）、またＦはノイズ数値であ
る。（詳細については、F.M.ガードナー著“位相ロック
技術”ジョン・ウィリー＆サン、1979年刊のノイズの基
礎に関する論考、または“無線エンジニア用の基準デー
タ”の空間通信の章を参照されたい。）例えば前述のHP
ATF−36077のような6GHzでの動作用に市販されている新
型の低ノイズ部品は１の値に近いノイズ値（Ｆ＝１、も
しくは0dB）を有している。その結果、システム・ノイ
ズはＰ＝1.2E−13W、もしくは−99dBmであり、返答の場
合20dBのSNRをもたらす。返答時のSNRは呼掛け時のSNR
よりも大きい値が選択されることに留意されたい。何故
ならば、リンク経路に挿入される損失はここに記載して
いる実施例では返答時の方が呼掛け時よりも影響が大き
いからである。例えば、経路損が8dBだけ増大すると、
呼掛けリンクのSNRは8dbだけ低減し（12dBから4dB
に）、一方、返答リンクでのSNRは16dB（12dBから4dB
に）だけ低減する。
した本発明の実施例は連邦規則コード47第１章15.249に
規定の無認可動作用に設計されている。前述したよう
に、システムから放射されるRF出力は平均で0.75mW、ピ
ーク値で75mWを超えてはならない。完全な機能を装備し
たこのバージョンでは一般に0.2マイクロワットであ
る、イヤピースのトランスポンダから放射される出力は
極めて僅かである。ピークが48mWであるRPUの送信出力
は75mWを大幅に下回っている。50オームの負荷に4.5Vの
ピークピーク電圧の正弦波を印加すると50mWが散逸する
ので、RPU呼掛け器に適したバッテリ（例えば9V）は広
範に入手できることを付記しておく。RPUは最悪の場合
の両耳動作の場合、平均で0.04ミリ秒毎に１回送信す
る。従って各呼掛け／返答サイクルの許容されるエネル
ギは0.75mW×0.04ミリ秒＝0.03マイクロジュールであ
る。RPUによって実際に送信されるRFエネルギは、呼掛
け間隔の間は26×0.0001ミリ秒×1.35mW＝0.00338であ
り、返答間隔の間は0.00055ミリ秒×48mW“0.0264マイ
クロジュールであり、各呼掛け／返答サイクルでの総計
は0.02978マイクロジュールである。（これは0.03マイ
クロジュールの許容限度未満である。）従って、最悪の
場合のRPU送信の平均出力は（0.02978マイクロジュー
ル）／（0.04ミリ秒）＝0.7445mWであり、これは0.75mW
の平均出力限度未満である。ANSI/IEEE規格、C95.1−19
91に基づき、6GHzのRF放射への最大許容照射線量は15分
間での平均で平方センチメートル当たり4mWであり、目
および紅顔への照射は避ける必要がある。ここに記載し
ているシステムからの照射は、公知の標準型の設計に従
った場合は許容限度を大幅に下回っている。さらに照射
量は漠然と安全であると考えられている平方センチ当た
り1mWのレベルよりも大幅に下回っている。（“無線エ
ンジニア用の基準データ”のマイクロ波放射の危険性の
項目を参照されたい。） RFリンクの出力見積もり：前述の公式を用いると、0.
6メートル（２フィート）の距離で5760MHzの呼掛けにお
ける自由空間損失は約43dBである。RPUにて送信される
呼掛けの出力レベルは＋1.3dBmであるので、イヤピース
のトランスポンダで受信される呼掛けの出力レベルは約
＋1.3dBm−43dB＝−41dBmである。可能性があるあらゆ
る物理的構造で確実なリンクを確保するため、ダイバー
シティ切換えを伴う異なる方位での複数のRPUダイポー
ル・アンテナが望ましい。（すなわち、図９に示すよう
に、イヤピースと最良に通信するアンテナ900はDSP948
の制御の下でスイッチ902によって選択される。）RPUに
対するイヤピースの方向に応じて（例えばRPUを臍の知
覚のベルトに装着するか、またはポケットに入れる場
合）、円形の分極アンテナ技術も有用であることが実証
されよう。詳細については“アマチュア無線用のARRLハ
ンドブック”の円形分極の項を参照されたい。リンク損
失が許容レベルを超えないことを確実にするためにこの
ような公知のRPUアンテナを考慮することが必要であ
り、RPUから放射されるRFエネルギをイヤピースの方向
に向け、出来るだけ最大限にユーザの身体から遠ざける
ことが極めて望ましい。イヤピースのトランスポンダで
受信されたPPMパルスの−42dBmの呼掛けレベルは、一般
に−54dBmの接線感度を有し、呼掛け用に12dBのSNR（信
号／ノイズ比）をもたらすトランスポンダ検出器ダイオ
ード（図４のダイオード43）を作動するには特に適して
いる。返答中、検出器ダイオード43はオン／オフ変調を
利用してミキサとしての役割を果たす。オン／オフ変調
によって10dBの変換損が発生すること、すなわち所望の
出力信号電圧は約3.14の比率で入力信号電圧よりも低い
ことが分かっている。（三角法で用いられる関数−積の
関係式、および“CRC標準数学表”の方形波に関するフ
ーリエ展開を参照されたい。） このような損失は一般には二重平衡ミキサに関連する
7dBの変換損失よりも大幅に大きいが、ここで用いてい
る単一ダイオード方式は（一般に市販されている二重平
衡ミキサとは異なり）極めて低い出力駆動レベルを用い
て動作することができる。RPUは返答間隔の間に＋16.8d
Bの未変調搬送波パルス・レベルで送信するので、トラ
ンスポンダにおける返答送信RF出力レベルは5820MHzで
およそ＋16.8dBm−43dB−10dB＝−36dBmである。イヤピ
ースのトランスポンダからRPUへの返答の場合の自由空
間経路損は呼掛けの場合と同一、すなわち43dBである。
その結果、RPUで受信される返答レベルは−36.2dBm−43
dB＝−79.2dBmである。RPUで検出可能な最小の返答レベ
ルはＰ＝KTBFで表されるシステムの熱ノイズによって決
定され、但しＰはワット単位の出力、ｋはボルツマン定
数（1.38E−23ジュール/K）、Ｔはシステム・ノイズ温
度（室温すなわち290Kで測定）、Ｂは返答信号の帯域幅
（図３から30E＋6Hzと算定）、またＦはノイズ数値であ
る。（詳細については、F.M.ガードナー著“位相ロック
技術”ジョン・ウィリー＆サン、1979年刊のノイズの基
礎に関する論考、または“無線エンジニア用の基準デー
タ”の空間通信の章を参照されたい。）例えば前述のHP
ATF−36077のような6GHzでの動作用に市販されている新
型の低ノイズ部品は１の値に近いノイズ値（Ｆ＝１、も
しくは0dB）を有している。その結果、システム・ノイ
ズはＰ＝1.2E−13W、もしくは−99dBmであり、返答の場
合20dBのSNRをもたらす。返答時のSNRは呼掛け時のSNR
よりも大きい値が選択されることに留意されたい。何故
ならば、リンク経路に挿入される損失はここに記載して
いる実施例では返答時の方が呼掛け時よりも影響が大き
いからである。例えば、経路損が8dBだけ増大すると、
呼掛けリンクのSNRは8dbだけ低減し（12dBから4dB
に）、一方、返答リンクでのSNRは16dB（12dBから4dB
に）だけ低減する。
RFの相互干渉：ここに記載している完全な機能を装備
した実施例を実施する際に、RPUと各イヤピースとの間
の単一の呼掛け／返答サイクルは平均で80マイクロ秒毎
に一度行われる。各呼掛け／返答サイクルは6150ナノ秒
の継続期間を有しており、近接した場所に居るユーザ相
互のRF干渉を防止するために時分割多重化のための13に
及ぶ重複しない時間スロットを利用できる。各々のユー
ザには２つの時間スロット（各イヤピース毎に１つ）が
必要であるので、ここに記載しているシステムはイヤピ
ースを両耳に装着した近接する６人のユーザに充分適し
ている。他のユーザのRPUからの最大パルス・レベルが
当該ユーザ自身のRPUからの全パルス・レベルよりも少
なくとも6dB低い場合は、他のユーザのRPUからの呼掛け
は基本的に当該ユーザ自身のRPUからの呼掛けと干渉し
ない。例えば、ユーザ自身のRPUがユーザのイヤピース
のトランスポンダの検出器ダイオードで−42dBmのレベ
ルのPPM呼掛けパルスを発生する場合は、ある程度距離
が離れた他のRPUからの送信によって発生する同じ検出
器ダイオードでの−48dBmのパルス・レベルは一般に、P
PM同期検出エラーによる適切な動作の妨害もせず、ま
た、PPMデータ・エラーをも生じない。このように、自
由空間損失が65dBである、7.3メートル（24フィート）
以上離れた場所にあるRPUからの＋16.8dBm（48mW）のパ
ルスは、その結果生じる、検出器ダイオードで測定され
るパルス・レベルは16.8dBm−65dB＝−48.2dBmであるの
で、一般にユーザのシステムと干渉しない。その結果、
7.3メートル（24フィート）以上離れて動作する同じ装
置には時分割多重化を使用することにより相互同期化は
必要ない。時分割多重化を利用し、1.2メートル（4.3フ
ィート）以上離れた２つの同類の装置は、自由空間損失
がその距離で50dBであり、＋1.3dBm（1.35mW）−50dB＝
−48.7dBmであるので、重複するPPMおよびDPSKパルスを
有する同じ時分割を共用できることを付記しておく。
した実施例を実施する際に、RPUと各イヤピースとの間
の単一の呼掛け／返答サイクルは平均で80マイクロ秒毎
に一度行われる。各呼掛け／返答サイクルは6150ナノ秒
の継続期間を有しており、近接した場所に居るユーザ相
互のRF干渉を防止するために時分割多重化のための13に
及ぶ重複しない時間スロットを利用できる。各々のユー
ザには２つの時間スロット（各イヤピース毎に１つ）が
必要であるので、ここに記載しているシステムはイヤピ
ースを両耳に装着した近接する６人のユーザに充分適し
ている。他のユーザのRPUからの最大パルス・レベルが
当該ユーザ自身のRPUからの全パルス・レベルよりも少
なくとも6dB低い場合は、他のユーザのRPUからの呼掛け
は基本的に当該ユーザ自身のRPUからの呼掛けと干渉し
ない。例えば、ユーザ自身のRPUがユーザのイヤピース
のトランスポンダの検出器ダイオードで−42dBmのレベ
ルのPPM呼掛けパルスを発生する場合は、ある程度距離
が離れた他のRPUからの送信によって発生する同じ検出
器ダイオードでの−48dBmのパルス・レベルは一般に、P
PM同期検出エラーによる適切な動作の妨害もせず、ま
た、PPMデータ・エラーをも生じない。このように、自
由空間損失が65dBである、7.3メートル（24フィート）
以上離れた場所にあるRPUからの＋16.8dBm（48mW）のパ
ルスは、その結果生じる、検出器ダイオードで測定され
るパルス・レベルは16.8dBm−65dB＝−48.2dBmであるの
で、一般にユーザのシステムと干渉しない。その結果、
7.3メートル（24フィート）以上離れて動作する同じ装
置には時分割多重化を使用することにより相互同期化は
必要ない。時分割多重化を利用し、1.2メートル（4.3フ
ィート）以上離れた２つの同類の装置は、自由空間損失
がその距離で50dBであり、＋1.3dBm（1.35mW）−50dB＝
−48.7dBmであるので、重複するPPMおよびDPSKパルスを
有する同じ時分割を共用できることを付記しておく。
干渉の最悪の幾何学的条件：群衆および観客席は身体
と座席の遮蔽効果により干渉の最悪の幾何学的条件には
ならない。更に、円形に立っている両耳にイヤピースを
装着したユーザは、頭部の遮蔽効果、およびユーザの数
が増えると円の直径も拡大することにより干渉の最悪の
幾何学的条件にはならない。図６の俯瞰図に示したよう
な最悪であるとされる場合は、７人の生徒61から67が教
師の前に肩を寄せ合って半円形に立っている場合の教師
60に生じる。分析目的のため、教師と全ての生徒が臍の
近くにRPUを装着した両耳のイヤピースのユーザである
と想定してみる。教師の耳翼（耳の軟骨の外側）によっ
て教師の後に立っているどの生徒からも遮蔽される。そ
れぞれの肩幅が0.46メートル（1.5フィート）の７人の
生徒は教師から0.86メートル（2.8フィート）離れて立
つことができる。生徒がそれ以上増えると、教師からの
半径方向距離が増大し、相互の干渉が低減する。図６に
は８人の両耳のイヤピースのユーザが示されているの
で、本システムによって利用できる13の時間スロットを
共用できなければ、全部で16の時間スロットが必要とな
ることに留意されたい。ユーザの多くは1.2メートル
（4.3フィート）以上離れているので、その可能性はこ
こでは考慮に入れないものの、このようなユーザ（例え
ば生徒61と67）は前述したように同じ時間スロットを共
用できよう。多くの解決方法（例えば干渉がない時間ス
ロットの割当て）が可能であり、その中には図６に示し
た幾何学的条件で10未満の時間スロットしか必要としな
いものもある。簡単な例として、複数のRPUが単一の時
間スロットを共用することができるようにするために頭
部の遮蔽だけが利用され、13の時間スロットの全てが用
いられる解決方法を検討してみる。図６では、実線はイ
ヤピースとRPUとの間の直接的な照準線経路を表し、一
方、点線は頭部の遮蔽による大きい損失を有する非干渉
経路を表している。ユーザの左耳は“L"の文字で示さ
れ、一方、ユーザの右耳は“R"の文字で示されている。
図６は教師60の左（右）耳が時間スロット＃１（＃２）
を利用し、生徒67の左（右）耳が時間スロット＃３（＃
４）を利用し、生徒61の左耳が時間スロット＃５を利用
し、生徒62の右耳が時間スロット＃６を利用し、生徒63
の左耳が時間スロット＃７を利用し、生徒64の左耳が時
間スロット＃７を利用し、生徒64の右耳が時間スロット
＃８を利用し、生徒65の左耳が時間スロット＃９を利用
し、生徒66の右耳が時間スロット＃10を利用し、時間ス
ロット＃11は生徒61の右耳と生徒62の左耳とで共用さ
れ、時間スロット＃12は生徒63の右耳と生徒64の左耳と
で共用され、また、時間スロット＃13は生徒65の右耳と
生徒66の左耳とで共用されている場合を示したものであ
る。時間スロットの数字の割当ては任意であることを付
記しておく。多くの解決方法が可能であるので、全ての
装置が許容できる安定状態の解決に達するために必要な
時間は最小限である。ユーザは動き回るので、彼らの補
聴器システムは前述の時間域多重化技術を用いて許容で
きる新たな安定状態の解決を継続的に見出すことによっ
て自動的に適応化される。この分析は、破壊的な相互干
渉を生じることなく、多数のユーザが近接した同一の装
置を動作可能であることを示している。
と座席の遮蔽効果により干渉の最悪の幾何学的条件には
ならない。更に、円形に立っている両耳にイヤピースを
装着したユーザは、頭部の遮蔽効果、およびユーザの数
が増えると円の直径も拡大することにより干渉の最悪の
幾何学的条件にはならない。図６の俯瞰図に示したよう
な最悪であるとされる場合は、７人の生徒61から67が教
師の前に肩を寄せ合って半円形に立っている場合の教師
60に生じる。分析目的のため、教師と全ての生徒が臍の
近くにRPUを装着した両耳のイヤピースのユーザである
と想定してみる。教師の耳翼（耳の軟骨の外側）によっ
て教師の後に立っているどの生徒からも遮蔽される。そ
れぞれの肩幅が0.46メートル（1.5フィート）の７人の
生徒は教師から0.86メートル（2.8フィート）離れて立
つことができる。生徒がそれ以上増えると、教師からの
半径方向距離が増大し、相互の干渉が低減する。図６に
は８人の両耳のイヤピースのユーザが示されているの
で、本システムによって利用できる13の時間スロットを
共用できなければ、全部で16の時間スロットが必要とな
ることに留意されたい。ユーザの多くは1.2メートル
（4.3フィート）以上離れているので、その可能性はこ
こでは考慮に入れないものの、このようなユーザ（例え
ば生徒61と67）は前述したように同じ時間スロットを共
用できよう。多くの解決方法（例えば干渉がない時間ス
ロットの割当て）が可能であり、その中には図６に示し
た幾何学的条件で10未満の時間スロットしか必要としな
いものもある。簡単な例として、複数のRPUが単一の時
間スロットを共用することができるようにするために頭
部の遮蔽だけが利用され、13の時間スロットの全てが用
いられる解決方法を検討してみる。図６では、実線はイ
ヤピースとRPUとの間の直接的な照準線経路を表し、一
方、点線は頭部の遮蔽による大きい損失を有する非干渉
経路を表している。ユーザの左耳は“L"の文字で示さ
れ、一方、ユーザの右耳は“R"の文字で示されている。
図６は教師60の左（右）耳が時間スロット＃１（＃２）
を利用し、生徒67の左（右）耳が時間スロット＃３（＃
４）を利用し、生徒61の左耳が時間スロット＃５を利用
し、生徒62の右耳が時間スロット＃６を利用し、生徒63
の左耳が時間スロット＃７を利用し、生徒64の左耳が時
間スロット＃７を利用し、生徒64の右耳が時間スロット
＃８を利用し、生徒65の左耳が時間スロット＃９を利用
し、生徒66の右耳が時間スロット＃10を利用し、時間ス
ロット＃11は生徒61の右耳と生徒62の左耳とで共用さ
れ、時間スロット＃12は生徒63の右耳と生徒64の左耳と
で共用され、また、時間スロット＃13は生徒65の右耳と
生徒66の左耳とで共用されている場合を示したものであ
る。時間スロットの数字の割当ては任意であることを付
記しておく。多くの解決方法が可能であるので、全ての
装置が許容できる安定状態の解決に達するために必要な
時間は最小限である。ユーザは動き回るので、彼らの補
聴器システムは前述の時間域多重化技術を用いて許容で
きる新たな安定状態の解決を継続的に見出すことによっ
て自動的に適応化される。この分析は、破壊的な相互干
渉を生じることなく、多数のユーザが近接した同一の装
置を動作可能であることを示している。
RPUの形状要因：遠隔プロセッサ装置は多様な形状要
因を有することができるが、ここではその幾つかを説明
する。RPUは腕時計またはその他の目立たない装身具と
して装着し、ポケットまたはポシェットに入れ、または
ベルトに、または衣服の下に装着することができる。RP
U機能の相互コマンド（例えばパラメータ設定、または
データ入力の制御）が望まれる場合は、RPUハウジング
に実装した、またはこれに組込まれたキーボードを使用
できる。キーボードは小型の全英数字キーパットを含ん
でいてもよく、またはあまり器用でないユーザ用には極
めて大きい押しボタンを有する幾つかの簡単な制御手段
からなっているものでもよい。所望ならば、キーボード
は例えばユーザのポケットに入れつつ密かに操作するこ
ともできる。重要な形状要因の１つの可能性が図７に示
されており、この場合はRPUケース70は幅が54mm（2.13
インチ）、長さが85.6mm（3.37インチ）および厚さが1
0.5mm（0.41インチ）のサイズのPCMCIA（パーソナルコ
ンピュータ・メモリカード・インターナショナル）III
型PCである。この装置は英数字液晶ディスプレー71、モ
ールス符号（または１個以上のRPUキーに順次パターン
で加圧することによりユーザがデータ入力を行うための
その他の任意のコード）を介して密かに迅速にデータ入
力を行うための一対の大きい押しボタン72、および小型
の全英数字押しボタン式キーボードとを有している。モ
ールス符号によるデータ入力速度は毎分５語（初心者）
から毎分50語（熟達者）の範囲であり、ユーザはモール
ス符号だけを送信する。（これは一般に受信よりも容易
である。）モールス符号、電子キー、およびコンピュー
タを使用したモールス符号の自動受信については“アマ
チュア無線用ARRLハンドブック”を参照されたい。英数
字キーボードを操作するには、ユーザは所望の文字キー
を押した後、必要に応じてLFTまたはRHTキーを押す。例
えば、ABCキー73を押して文字“A"を入力し、文字“B"
をディスプレー71上に表示させた後、LFTキー74を押す
と、ディスプレー上の文字“B"が文字“A"に変化する。
ケース70には各文字の上に１つずつ12の代替文字（ピリ
オド、コンマ等）が印字されている。（代替文字は図７
には示していない）代替文字は対応する文字キーを押し
てから、ALTキー75を押すとディスプレー画面に現れ
る。どの文字を入力するにも２回以上のキーストローク
は必要ないことを付記しておく。入力（ENT）キー76は
表示されたメッセージをユーザからRPU KDSPに送る準
備ができた場合に押し、左右の矢印（図８のキー77）キ
ーはメッセージを編集するために用い、電源オンおよび
クリア・キー（ON/C）および電源オフ（OFF、図７のキ
ー78）を用いてRPUの電力を制御する。図９に示すよう
に、モトローラ社のSDP56L002型集積回路のようなDSP94
8はキーボード946、ディスプレー954、モールフ符号キ
ー956、および前述の、および後述するその他のRPUの機
構を作動するために必要なプロセッサ能力を付与するこ
とができる。
因を有することができるが、ここではその幾つかを説明
する。RPUは腕時計またはその他の目立たない装身具と
して装着し、ポケットまたはポシェットに入れ、または
ベルトに、または衣服の下に装着することができる。RP
U機能の相互コマンド（例えばパラメータ設定、または
データ入力の制御）が望まれる場合は、RPUハウジング
に実装した、またはこれに組込まれたキーボードを使用
できる。キーボードは小型の全英数字キーパットを含ん
でいてもよく、またはあまり器用でないユーザ用には極
めて大きい押しボタンを有する幾つかの簡単な制御手段
からなっているものでもよい。所望ならば、キーボード
は例えばユーザのポケットに入れつつ密かに操作するこ
ともできる。重要な形状要因の１つの可能性が図７に示
されており、この場合はRPUケース70は幅が54mm（2.13
インチ）、長さが85.6mm（3.37インチ）および厚さが1
0.5mm（0.41インチ）のサイズのPCMCIA（パーソナルコ
ンピュータ・メモリカード・インターナショナル）III
型PCである。この装置は英数字液晶ディスプレー71、モ
ールス符号（または１個以上のRPUキーに順次パターン
で加圧することによりユーザがデータ入力を行うための
その他の任意のコード）を介して密かに迅速にデータ入
力を行うための一対の大きい押しボタン72、および小型
の全英数字押しボタン式キーボードとを有している。モ
ールス符号によるデータ入力速度は毎分５語（初心者）
から毎分50語（熟達者）の範囲であり、ユーザはモール
ス符号だけを送信する。（これは一般に受信よりも容易
である。）モールス符号、電子キー、およびコンピュー
タを使用したモールス符号の自動受信については“アマ
チュア無線用ARRLハンドブック”を参照されたい。英数
字キーボードを操作するには、ユーザは所望の文字キー
を押した後、必要に応じてLFTまたはRHTキーを押す。例
えば、ABCキー73を押して文字“A"を入力し、文字“B"
をディスプレー71上に表示させた後、LFTキー74を押す
と、ディスプレー上の文字“B"が文字“A"に変化する。
ケース70には各文字の上に１つずつ12の代替文字（ピリ
オド、コンマ等）が印字されている。（代替文字は図７
には示していない）代替文字は対応する文字キーを押し
てから、ALTキー75を押すとディスプレー画面に現れ
る。どの文字を入力するにも２回以上のキーストローク
は必要ないことを付記しておく。入力（ENT）キー76は
表示されたメッセージをユーザからRPU KDSPに送る準
備ができた場合に押し、左右の矢印（図８のキー77）キ
ーはメッセージを編集するために用い、電源オンおよび
クリア・キー（ON/C）および電源オフ（OFF、図７のキ
ー78）を用いてRPUの電力を制御する。図９に示すよう
に、モトローラ社のSDP56L002型集積回路のようなDSP94
8はキーボード946、ディスプレー954、モールフ符号キ
ー956、および前述の、および後述するその他のRPUの機
構を作動するために必要なプロセッサ能力を付与するこ
とができる。
紛失したシステム発見する部品：本発明に使用できる
種類の新型のCIC補聴器イヤピース10は綿棒のヘッドよ
りも小型にすることができ、（小型のRPU16と同様に）
紛失し易い。例えばRPUを紛失した場合のように、イヤ
ピースとRPU17との２方向ワイヤレス・リンクが一定期
間遮断した場合は、イヤピースは独立形のCIC補聴器の
動作を自動的にシミュレートし、前述のようにリンクの
破壊を検出するRPUはイヤピースとの通信を試みる回数
を減らすことによって電力を節約する。RPU16からの呼
掛けがイヤピース10によって一定期間受信されず、例え
ばイヤピースのASIC845内に実装された（この分野では
“ワンショット”とも呼ばれている）再トリガ可能な単
安定マルチバイブレータ回路によってその旨が判定され
た場合は、ASICは独立形のCIC補聴器イヤピースのシミ
ュレーションを開始する。独立形の動作は、ASIC845に
よって８ビット圧縮A/D880を介したマイクロフォン875
からの信号が８ビット拡張D/A850を介してスピーカ855
に送られた場合に実行され、データを（省略時パラメタ
記憶域870から読出された）定数を乗算して増幅を行
い、その結果を（省略時パラメータ記憶域870から読出
された）最大許容値と比較し、その結果をD/A850に書込
む。ASCI845はその他の処理（例えば適応音量制御）を
も行う。遠隔プロセッサと通信機能はどれもイヤピース
内の省略時パラメタ記憶域870からの予め選択された補
聴器パラメタの設定を利用する独立モードでは利用でき
ないものの、イヤピースはマイクロフォンからスピーカ
までの有用な増幅された音声経路を提供する。イヤピー
スとRPUとの通信が再開されると、（例えば合成の、ま
たは事前に記憶されたディジタル音声を用いて）RPU D
SP948によって発生された音声メッセージがイヤピース
に送られて、ユーザにシステムの能力が復旧したことを
通知する。このようにして、紛失したRPUを発見するに
は、ユーザはRPUを探して動き回りつつ、イヤピースを
装着するだけでよい。RPUからのメッセージがイヤピー
ス内で聞こえれば、RPUは近くで発見することができ
る。逆に、イヤピースを紛失した場合は、ユーザは（例
えばキーボード964を利用して）RPU内の探索モード・プ
ログラム（すなわち、イヤピースとの通信が確立したこ
とをディスプレー954上で示すDSP948のプログラム）を
主動的に起動し、イヤピースを探して動き回りながらRP
Uのディスプレー954を観察すればよい。複数のイヤピー
スを備えたシステムでは、各イヤピース毎に異なるディ
スプレー954の表示が得られる。
種類の新型のCIC補聴器イヤピース10は綿棒のヘッドよ
りも小型にすることができ、（小型のRPU16と同様に）
紛失し易い。例えばRPUを紛失した場合のように、イヤ
ピースとRPU17との２方向ワイヤレス・リンクが一定期
間遮断した場合は、イヤピースは独立形のCIC補聴器の
動作を自動的にシミュレートし、前述のようにリンクの
破壊を検出するRPUはイヤピースとの通信を試みる回数
を減らすことによって電力を節約する。RPU16からの呼
掛けがイヤピース10によって一定期間受信されず、例え
ばイヤピースのASIC845内に実装された（この分野では
“ワンショット”とも呼ばれている）再トリガ可能な単
安定マルチバイブレータ回路によってその旨が判定され
た場合は、ASICは独立形のCIC補聴器イヤピースのシミ
ュレーションを開始する。独立形の動作は、ASIC845に
よって８ビット圧縮A/D880を介したマイクロフォン875
からの信号が８ビット拡張D/A850を介してスピーカ855
に送られた場合に実行され、データを（省略時パラメタ
記憶域870から読出された）定数を乗算して増幅を行
い、その結果を（省略時パラメータ記憶域870から読出
された）最大許容値と比較し、その結果をD/A850に書込
む。ASCI845はその他の処理（例えば適応音量制御）を
も行う。遠隔プロセッサと通信機能はどれもイヤピース
内の省略時パラメタ記憶域870からの予め選択された補
聴器パラメタの設定を利用する独立モードでは利用でき
ないものの、イヤピースはマイクロフォンからスピーカ
までの有用な増幅された音声経路を提供する。イヤピー
スとRPUとの通信が再開されると、（例えば合成の、ま
たは事前に記憶されたディジタル音声を用いて）RPU D
SP948によって発生された音声メッセージがイヤピース
に送られて、ユーザにシステムの能力が復旧したことを
通知する。このようにして、紛失したRPUを発見するに
は、ユーザはRPUを探して動き回りつつ、イヤピースを
装着するだけでよい。RPUからのメッセージがイヤピー
ス内で聞こえれば、RPUは近くで発見することができ
る。逆に、イヤピースを紛失した場合は、ユーザは（例
えばキーボード964を利用して）RPU内の探索モード・プ
ログラム（すなわち、イヤピースとの通信が確立したこ
とをディスプレー954上で示すDSP948のプログラム）を
主動的に起動し、イヤピースを探して動き回りながらRP
Uのディスプレー954を観察すればよい。複数のイヤピー
スを備えたシステムでは、各イヤピース毎に異なるディ
スプレー954の表示が得られる。
イヤピースの独立した動作：イヤピースが何らかの理
由からRPUと通信できない場合は、CIC補聴器としてイヤ
ピースが独立して動作することが望ましい。そのような
例には、RPUの電源オフ・キー78を押してRPUをターンオ
フしなければならない場合（例えば航空機の離陸や秘密
軍事説明のようにワイヤレス送信機の作動が禁止されて
いる場合）、RPUのバッテリまたはその他のRPUの電子部
品の故障、RPUの紛失、および主ワイヤレス・リンク17
の干渉のような場合がある。所望の省略時CIC補聴器機
能を果たすにはイヤピースのマイクロフォン12だけを使
用できるので、イヤピース10内に設置したマイクロフォ
ンの方が身体装着式のマイクロフォンよりも好適であ
る。（イヤピースのマイクロフォンは更に、これがユー
ザの頭と共に移動すると優れた音声定位能力を発揮し、
かつ身体装着式のマイクロフォンと比較して風や衣服に
よるノイズが低減される。）独立したイヤピースの動作
を制御するパラメタはイヤピースのCIC省略時パラメタ
記憶域870内に記憶され、これは前述したような所望の
独立した機能を果たすためにASIC845によってアクセス
される。CICの省略時パラメタにはイヤピースの定格、
および最大許容音量の設定が含まれるが、これに限定さ
れるものではない。省略時パラメタ記憶域870に含まれ
るその他の情報には通信アドレスおよびL/R（左／右）
選択ビットがあるが、これに限定されるものではない。
記憶されたCICの省略時パラメタ情報が不都合に変化す
ることがないことを確認するため、例えばイヤピースの
バッテリ860の充電中のようにイヤピースを使用中では
ない場合だけ情報の変更が許容される。一般にイヤピー
スのバッテリ充電に使用される高レベルの誘導磁場に感
応するバッテリ充電検出器840はASIC845に対して、省略
時パラメタの記憶域870の値はRPUから適宜のコマンドを
受理すると変更してもよいことを指示する。すなわち、
イヤピースのCIC省略時パラメタ記憶域870内の情報を変
更するには、ユーザは先ず例えばイヤピースをこの分野
では公知である再充電器／蓄積トレー内に置くことによ
ってイヤピースのバッテリ充電システムを起動する。次
にRPUキーボード946を用いて、ユーザが省略時パラメタ
記憶域870内の情報の変更を希望していることを示すコ
マンドをDSP948に入力し、その後、新たな情報が記憶さ
れる。DSP948は、RPUがその通信範囲内にある充電中の
全てのイヤピースが受け入れられる保存されたアドレス
・コードとともに呼掛けを送信するようにさせる。次に
イヤピースの省略時パラメタ記憶域870内に最終的にロ
ードされる予定の情報が多くの連続する呼掛けの補助ビ
ット・フィールドを用いてRPUによって送信され、前記
の呼び掛けはイヤピースによって受信され、所望の情報
がASIC845の制御の下でCIC省略時パラメタ記憶域870へ
とロードされる。
由からRPUと通信できない場合は、CIC補聴器としてイヤ
ピースが独立して動作することが望ましい。そのような
例には、RPUの電源オフ・キー78を押してRPUをターンオ
フしなければならない場合（例えば航空機の離陸や秘密
軍事説明のようにワイヤレス送信機の作動が禁止されて
いる場合）、RPUのバッテリまたはその他のRPUの電子部
品の故障、RPUの紛失、および主ワイヤレス・リンク17
の干渉のような場合がある。所望の省略時CIC補聴器機
能を果たすにはイヤピースのマイクロフォン12だけを使
用できるので、イヤピース10内に設置したマイクロフォ
ンの方が身体装着式のマイクロフォンよりも好適であ
る。（イヤピースのマイクロフォンは更に、これがユー
ザの頭と共に移動すると優れた音声定位能力を発揮し、
かつ身体装着式のマイクロフォンと比較して風や衣服に
よるノイズが低減される。）独立したイヤピースの動作
を制御するパラメタはイヤピースのCIC省略時パラメタ
記憶域870内に記憶され、これは前述したような所望の
独立した機能を果たすためにASIC845によってアクセス
される。CICの省略時パラメタにはイヤピースの定格、
および最大許容音量の設定が含まれるが、これに限定さ
れるものではない。省略時パラメタ記憶域870に含まれ
るその他の情報には通信アドレスおよびL/R（左／右）
選択ビットがあるが、これに限定されるものではない。
記憶されたCICの省略時パラメタ情報が不都合に変化す
ることがないことを確認するため、例えばイヤピースの
バッテリ860の充電中のようにイヤピースを使用中では
ない場合だけ情報の変更が許容される。一般にイヤピー
スのバッテリ充電に使用される高レベルの誘導磁場に感
応するバッテリ充電検出器840はASIC845に対して、省略
時パラメタの記憶域870の値はRPUから適宜のコマンドを
受理すると変更してもよいことを指示する。すなわち、
イヤピースのCIC省略時パラメタ記憶域870内の情報を変
更するには、ユーザは先ず例えばイヤピースをこの分野
では公知である再充電器／蓄積トレー内に置くことによ
ってイヤピースのバッテリ充電システムを起動する。次
にRPUキーボード946を用いて、ユーザが省略時パラメタ
記憶域870内の情報の変更を希望していることを示すコ
マンドをDSP948に入力し、その後、新たな情報が記憶さ
れる。DSP948は、RPUがその通信範囲内にある充電中の
全てのイヤピースが受け入れられる保存されたアドレス
・コードとともに呼掛けを送信するようにさせる。次に
イヤピースの省略時パラメタ記憶域870内に最終的にロ
ードされる予定の情報が多くの連続する呼掛けの補助ビ
ット・フィールドを用いてRPUによって送信され、前記
の呼び掛けはイヤピースによって受信され、所望の情報
がASIC845の制御の下でCIC省略時パラメタ記憶域870へ
とロードされる。
システムの通常動作の詳細：ワイヤレス遠隔プロセッ
サを搭載した補聴器の通常動作中、周囲環境からの音響
はイヤピース10内のマイクロフォン12によってピックア
ップされ、（例えばA/D変換器865によって得られ、イヤ
ピースのASIC845の制御の下で返答データ・レジスタ825
を介して多くの連続する返答の補助ビット内に送信され
るデータのような）その他の情報とともに２方向主ワイ
ヤレス・リンク17を経てRPU16に送信される。このRPUで
音声信号はユーザのニーズに従ってRPUのDSP948によっ
て増強される。信号の増強は汎用のRPU DSP948の能力
を有する多くの公知の技術のいずれかを介して達成され
る。増強された音声信号は（例えばDSP948内で生成され
る、前述のイヤピースのバッテリ電圧が低いことを警告
する合成音声のような）その他の情報と複合され、RPU1
6から主ワイヤレス・リンク17を経てイヤピース10に伝
送され、そこでスピーカ15によってユーザ11だけに聞こ
える音声に変換される。（例えばユーザ以外の人々がユ
ーザのシステムのオプションのセル形電話機能を使用し
たい場合のように）所望ならば、ユーザ以外の人々がイ
ヤピースのスピーカ15によって生成されたものと同じ音
声を聞くことができるようにする周辺装置９として、補
助スピーカをRPU16に搭載することもできる。（図９のR
PUの一部として補助ワイヤレス・リンク回路944として
示され、または配線、または例えば赤外線のようなワイ
ヤレス・リンク18によってRPUに接続されている、図１
のオプションの副ワイヤレス・リンク回路19として示さ
れているような）異なる、オプションの２方向副ワイヤ
レス・リンクを使用して、RPUとセルラー電話機システ
ム、またはその他の情報源と通信することができる。密
かなデータ入力に適したRPUのキーボードまたは（例え
ば汎用RPU DSP948を使用した多数の公知の技術のいず
れかを使用して実施された）RPU内の音声認識機能を利
用して、（例えばRPU DSP948によって設定される増幅
レベルのような）補聴器パラメタおよび、（例えばRPU
DSP948内に記憶された情報を用いた所定の電話番号の
自動ダイアルのような）電話ダイアル機能を、所望なら
ば不特定の傍観者には気づかれないように制御すること
が可能である。
サを搭載した補聴器の通常動作中、周囲環境からの音響
はイヤピース10内のマイクロフォン12によってピックア
ップされ、（例えばA/D変換器865によって得られ、イヤ
ピースのASIC845の制御の下で返答データ・レジスタ825
を介して多くの連続する返答の補助ビット内に送信され
るデータのような）その他の情報とともに２方向主ワイ
ヤレス・リンク17を経てRPU16に送信される。このRPUで
音声信号はユーザのニーズに従ってRPUのDSP948によっ
て増強される。信号の増強は汎用のRPU DSP948の能力
を有する多くの公知の技術のいずれかを介して達成され
る。増強された音声信号は（例えばDSP948内で生成され
る、前述のイヤピースのバッテリ電圧が低いことを警告
する合成音声のような）その他の情報と複合され、RPU1
6から主ワイヤレス・リンク17を経てイヤピース10に伝
送され、そこでスピーカ15によってユーザ11だけに聞こ
える音声に変換される。（例えばユーザ以外の人々がユ
ーザのシステムのオプションのセル形電話機能を使用し
たい場合のように）所望ならば、ユーザ以外の人々がイ
ヤピースのスピーカ15によって生成されたものと同じ音
声を聞くことができるようにする周辺装置９として、補
助スピーカをRPU16に搭載することもできる。（図９のR
PUの一部として補助ワイヤレス・リンク回路944として
示され、または配線、または例えば赤外線のようなワイ
ヤレス・リンク18によってRPUに接続されている、図１
のオプションの副ワイヤレス・リンク回路19として示さ
れているような）異なる、オプションの２方向副ワイヤ
レス・リンクを使用して、RPUとセルラー電話機システ
ム、またはその他の情報源と通信することができる。密
かなデータ入力に適したRPUのキーボードまたは（例え
ば汎用RPU DSP948を使用した多数の公知の技術のいず
れかを使用して実施された）RPU内の音声認識機能を利
用して、（例えばRPU DSP948によって設定される増幅
レベルのような）補聴器パラメタおよび、（例えばRPU
DSP948内に記憶された情報を用いた所定の電話番号の
自動ダイアルのような）電話ダイアル機能を、所望なら
ば不特定の傍観者には気づかれないように制御すること
が可能である。
聴覚保護機能付きの両耳用、指向性ノイズ消去補聴
器：聴覚保護機構付きの両耳用、指向性ノイズ消去補聴
器で２個のイヤピース（各耳に１個ずつ）とRPUとを使
用することができる。このようなシステムによって聴覚
障害を有するユーザに補聴器機能とともに、残された聴
力を保護するためのある種の手段が提供される。本発明
によって提供される聴覚保護は現在のところ、ノイズが
大きい環境に必要なOSHA（職業安全および健康省）推奨
の聴覚保護装置の代用として認定されている訳ではない
ことを付記しておく。本発明の聴覚保護機構は聴覚障害
を持たず、聴覚障害を予防したいユーザも利用できる。
消防夫、ハンターおよび歩兵のような聴覚を失う危険が
高い職種への保護としての用途では、本システムは音声
検出および方向察知能力を高めるための聴力増強（例え
ば増幅）、並びに音量が大きい装置、肩に掛けた武器、
または局域用大砲からの聴覚保護用にも機能する。この
システムは更に、この分野では公知であり、RPU DSP94
8に実施されている技術を用いて、ユーザの精神集中力
を潜在的に高めるために耳鳴りのマスキングおよび能動
的なノイズ消去能力を発揮することもできる。聴覚保護
機能はイヤピースによって発生される音声信号の振幅を
制限し（このような制限はASIC845の制御の下でイヤピ
ース内で行われる）、更に（この分野では公知であり、
RPU DSP948内に実施されている技術を利用して）イヤ
ピースが環境の音響とは反対の音波を生成して、うるさ
い任侠を消去することによって達成される。背景ノイズ
および競合する会話者の音声の遮断は、例えばモトロー
ラ社のDSP56200形LMSフィルタ集積回路で実施されてい
るような最小二乗平均（LMS）技術のバリエーション、
または汎用のRPU DSP948で実施されているような同等
の機能のような多くの公知の技術および回路のいずれか
を使用して達成される。両耳用の全ての信号処理機能で
は、左のイヤピースからの返答に含まれているデータ
（すなわち左イヤピースのマイクロフォンからの音声デ
ータ）は、このデータを右のイヤピースからの返答に含
まれる別のデータ（すなわち右イヤピースマイクロフォ
ンからの音声データ）と組合わせることによってRPU D
SP948内で処理される。従ってRPUから左右のイヤピース
のスピーカに伝送される処理済みのデータはイヤピース
の返答を介して左と右の双方のイヤピースのマイクロフ
ォンからの受信データの関数である。
器：聴覚保護機構付きの両耳用、指向性ノイズ消去補聴
器で２個のイヤピース（各耳に１個ずつ）とRPUとを使
用することができる。このようなシステムによって聴覚
障害を有するユーザに補聴器機能とともに、残された聴
力を保護するためのある種の手段が提供される。本発明
によって提供される聴覚保護は現在のところ、ノイズが
大きい環境に必要なOSHA（職業安全および健康省）推奨
の聴覚保護装置の代用として認定されている訳ではない
ことを付記しておく。本発明の聴覚保護機構は聴覚障害
を持たず、聴覚障害を予防したいユーザも利用できる。
消防夫、ハンターおよび歩兵のような聴覚を失う危険が
高い職種への保護としての用途では、本システムは音声
検出および方向察知能力を高めるための聴力増強（例え
ば増幅）、並びに音量が大きい装置、肩に掛けた武器、
または局域用大砲からの聴覚保護用にも機能する。この
システムは更に、この分野では公知であり、RPU DSP94
8に実施されている技術を用いて、ユーザの精神集中力
を潜在的に高めるために耳鳴りのマスキングおよび能動
的なノイズ消去能力を発揮することもできる。聴覚保護
機能はイヤピースによって発生される音声信号の振幅を
制限し（このような制限はASIC845の制御の下でイヤピ
ース内で行われる）、更に（この分野では公知であり、
RPU DSP948内に実施されている技術を利用して）イヤ
ピースが環境の音響とは反対の音波を生成して、うるさ
い任侠を消去することによって達成される。背景ノイズ
および競合する会話者の音声の遮断は、例えばモトロー
ラ社のDSP56200形LMSフィルタ集積回路で実施されてい
るような最小二乗平均（LMS）技術のバリエーション、
または汎用のRPU DSP948で実施されているような同等
の機能のような多くの公知の技術および回路のいずれか
を使用して達成される。両耳用の全ての信号処理機能で
は、左のイヤピースからの返答に含まれているデータ
（すなわち左イヤピースのマイクロフォンからの音声デ
ータ）は、このデータを右のイヤピースからの返答に含
まれる別のデータ（すなわち右イヤピースマイクロフォ
ンからの音声データ）と組合わせることによってRPU D
SP948内で処理される。従ってRPUから左右のイヤピース
のスピーカに伝送される処理済みのデータはイヤピース
の返答を介して左と右の双方のイヤピースのマイクロフ
ォンからの受信データの関数である。
送信非請求情報：本発明は所望ならば不特定の傍観者
には気づかれないような太陽でシステムのユーザに有用
な送信非請求情報（すなわち、ユーザが情報を要求した
結果ではなく、自動的にユーザに提供される情報）を提
供する。イヤピースまたはRPUのバッテリ電圧が低いこ
とを音声で警告するような、補聴器システム自体の状態
に関する情報が前述したようにユーザに提供される。心
拍速度、体温および歩行距離の自動測定がRPU16または
イヤピース10内のセンサ950によって行われ、RPU DSP9
48内に記憶される。センサによる測定は予め録音された
ディジタル音声の再生を含め、この分野では公知の多様
な合成技術のいずれかを用いてRPU DSP948内で合成さ
れた音声でユーザに報告することができる。次に、RPU
DSP948内で生成された音声信号は既にRPUからイヤピ
ースに送信されている処理済みの音声信号に加算され
る。RPUは更に、薬を飲む時間がきたらその旨をユーザ
に報知し、また、何をすべきかを音声で指示することが
できる時刻クロックを含む、情報の局域内データベース
をDSP948内に含んでいてもよい。RPUに実装されたセン
サ950は糖尿病のユーザの血糖値を継続的に監視し、シ
ステムがインシュリン注射に関する音声によるアドバイ
スを行うことができるようにする。このシステムは更
に、所定の時間にある場所にいるべきことを思い出させ
（“約束備忘機能”）、かつ（センサ950からの入力に
基づいて）現在地の情報並びにRPU DSP948に内蔵され
ているプログラムを利用して、病院の入院者等の個人へ
の指示を行うことができる。
には気づかれないような太陽でシステムのユーザに有用
な送信非請求情報（すなわち、ユーザが情報を要求した
結果ではなく、自動的にユーザに提供される情報）を提
供する。イヤピースまたはRPUのバッテリ電圧が低いこ
とを音声で警告するような、補聴器システム自体の状態
に関する情報が前述したようにユーザに提供される。心
拍速度、体温および歩行距離の自動測定がRPU16または
イヤピース10内のセンサ950によって行われ、RPU DSP9
48内に記憶される。センサによる測定は予め録音された
ディジタル音声の再生を含め、この分野では公知の多様
な合成技術のいずれかを用いてRPU DSP948内で合成さ
れた音声でユーザに報告することができる。次に、RPU
DSP948内で生成された音声信号は既にRPUからイヤピ
ースに送信されている処理済みの音声信号に加算され
る。RPUは更に、薬を飲む時間がきたらその旨をユーザ
に報知し、また、何をすべきかを音声で指示することが
できる時刻クロックを含む、情報の局域内データベース
をDSP948内に含んでいてもよい。RPUに実装されたセン
サ950は糖尿病のユーザの血糖値を継続的に監視し、シ
ステムがインシュリン注射に関する音声によるアドバイ
スを行うことができるようにする。このシステムは更
に、所定の時間にある場所にいるべきことを思い出させ
（“約束備忘機能”）、かつ（センサ950からの入力に
基づいて）現在地の情報並びにRPU DSP948に内蔵され
ているプログラムを利用して、病院の入院者等の個人へ
の指示を行うことができる。
送信請求情報：送信請求情報は（例えばRPUのキーボ
ード946、モールス符号キー956、またはRPU DSP948を
利用して実施される音声認識機能を介した）ユーザの請
求に応答して、所望ならば不特定の傍観者に気づかれな
いように（例えばイヤピースのスピーカ15を介して）シ
ステムによって提供される。この点に関しては、（ユー
ザは補足的に従来形のハンドセットまたはスピーカフォ
ンと通常どおり通信できるものの）、本システムは多く
の用途で従来の電話ハンドセットの代用となる“バーチ
ャル・ハンドセット”通信補助装置として機能する。バ
ーチャル・ハンドセット機能を達成するため、RPU16に
は電話またはその他の通信網と通信するためのオプショ
ンの２方向副ワイヤレス・リンク回線19を装備してい
る。副ワイヤレス・リンクはイヤピース10とRPU16との
間の種ワイヤレス・リンク17とは分離されており、かつ
これと干渉することはない。副リンクで比較的高出力の
送信が行われ、かつ副リンク送信器がRPUに内蔵されて
いる用途では、RPUをユーザの生命器官とは離れた腕、
または足首に装着して、従来形のワイヤレス・ハンドセ
ットと比較して健康を損ねる潜在的な危険性を軽減する
ようにされている。イヤピースとRPUとの間の種リンク1
7での送信はいかなる健康上の危険も及ぼさないとされ
ている極めて低い出力レベルを用いていることを付記し
ておく。（“無線エンジニア用の基準データ”のマイク
ロ放射の危険性の項、および特別の推奨に関するANSI/I
EEEC95.1−1991を参照されたい。）あるいは、RPUと物
理的に一体化されていない別個のセルラー電話送受器を
ユーザの腕または足首に装着して、例えば図１のリンク
18に示すような配線、またはワイヤレスの２方向リンク
を介してユーザのポケット内のRPUと通信することがで
きる。（一方、このRPUは１つ以上のイヤピースと通信
する。）任意の数のこのようなリンクを利用して本発明
の動作を補足し、かつ（例えば赤外線または超音波のよ
うな）多くの異なるワイヤレス送信媒体を利用したリン
クを、配線により接続した場合と同様に使用できること
が専門家には明白であろう。
ード946、モールス符号キー956、またはRPU DSP948を
利用して実施される音声認識機能を介した）ユーザの請
求に応答して、所望ならば不特定の傍観者に気づかれな
いように（例えばイヤピースのスピーカ15を介して）シ
ステムによって提供される。この点に関しては、（ユー
ザは補足的に従来形のハンドセットまたはスピーカフォ
ンと通常どおり通信できるものの）、本システムは多く
の用途で従来の電話ハンドセットの代用となる“バーチ
ャル・ハンドセット”通信補助装置として機能する。バ
ーチャル・ハンドセット機能を達成するため、RPU16に
は電話またはその他の通信網と通信するためのオプショ
ンの２方向副ワイヤレス・リンク回線19を装備してい
る。副ワイヤレス・リンクはイヤピース10とRPU16との
間の種ワイヤレス・リンク17とは分離されており、かつ
これと干渉することはない。副リンクで比較的高出力の
送信が行われ、かつ副リンク送信器がRPUに内蔵されて
いる用途では、RPUをユーザの生命器官とは離れた腕、
または足首に装着して、従来形のワイヤレス・ハンドセ
ットと比較して健康を損ねる潜在的な危険性を軽減する
ようにされている。イヤピースとRPUとの間の種リンク1
7での送信はいかなる健康上の危険も及ぼさないとされ
ている極めて低い出力レベルを用いていることを付記し
ておく。（“無線エンジニア用の基準データ”のマイク
ロ放射の危険性の項、および特別の推奨に関するANSI/I
EEEC95.1−1991を参照されたい。）あるいは、RPUと物
理的に一体化されていない別個のセルラー電話送受器を
ユーザの腕または足首に装着して、例えば図１のリンク
18に示すような配線、またはワイヤレスの２方向リンク
を介してユーザのポケット内のRPUと通信することがで
きる。（一方、このRPUは１つ以上のイヤピースと通信
する。）任意の数のこのようなリンクを利用して本発明
の動作を補足し、かつ（例えば赤外線または超音波のよ
うな）多くの異なるワイヤレス送信媒体を利用したリン
クを、配線により接続した場合と同様に使用できること
が専門家には明白であろう。
送信請求情報の取得：送信請求情報を得るためには、
ユーザによる要求は多様な公知の手段で処理され、それ
にはRPUの１個以上の押しボタンを介した入力、およびR
PU電子素子に内蔵されている音声認識コンピュータ・プ
ログラムを介した入力が含まれる。所望ならば、ほぼ音
声認識だけを使用することによって、ほとんど全ての押
しボタン制御を省くこともできる。RPUによって認識さ
れる音声コマンドによって、RPUは補聴器パラメタ（例
えば音量）の設定を変更したり、副ワイヤレス・リンク
を介して分布しているワイヤレス・ネットワークの設備
および環境制御（例えば身体障害者の介助）を起動する
ことができる。更にRPU回路によって、ユーザは予め規
定さたあるコマンドを音声で発することによって所望の
電話番号を音声ダイアルすることが可能である。音声コ
マンドはイヤピース10によって音声信号として受信さ
れ、RPU16に送信される。RPUは電話のダイアルおよび補
聴器パラメタの制御のようなその他の簡単な機能を果た
すことができる低コストの、話者準拠形の、別個の発音
の語彙限定形音声認識装置を含んでいてもよい。このよ
うな音声認識装置は公知の単一の集積回路からなってお
り、DPS948に周辺機器950として実装することができ
る。あるいは、音声認識機能をDSP948自体で果たしても
よい。定説な音声コマンド・シーケンスが認識される
と、RPUは副ワイヤレス・リンク回路944を介して電話シ
ステムに適正な接続を行う。電話接続はRPUとセルラ
ー、衛星、またはその他の固定、または移動資源との間
で行うことができる。緊急の状況では、システムはユー
ザによってRPU DSP948に予め記憶された情報に基づい
て）、適宜の緊急サービスに自動的にダイアルし、副ワ
イヤレス・リンク回路944を介した通常の電話音声通信
に加えて、場所、現在の医学的状態（例えば心拍速度）
および（RPU DSP948に記憶されている）病歴のデータ
に関する音声、またはディジタル情報を送信する。
ユーザによる要求は多様な公知の手段で処理され、それ
にはRPUの１個以上の押しボタンを介した入力、およびR
PU電子素子に内蔵されている音声認識コンピュータ・プ
ログラムを介した入力が含まれる。所望ならば、ほぼ音
声認識だけを使用することによって、ほとんど全ての押
しボタン制御を省くこともできる。RPUによって認識さ
れる音声コマンドによって、RPUは補聴器パラメタ（例
えば音量）の設定を変更したり、副ワイヤレス・リンク
を介して分布しているワイヤレス・ネットワークの設備
および環境制御（例えば身体障害者の介助）を起動する
ことができる。更にRPU回路によって、ユーザは予め規
定さたあるコマンドを音声で発することによって所望の
電話番号を音声ダイアルすることが可能である。音声コ
マンドはイヤピース10によって音声信号として受信さ
れ、RPU16に送信される。RPUは電話のダイアルおよび補
聴器パラメタの制御のようなその他の簡単な機能を果た
すことができる低コストの、話者準拠形の、別個の発音
の語彙限定形音声認識装置を含んでいてもよい。このよ
うな音声認識装置は公知の単一の集積回路からなってお
り、DPS948に周辺機器950として実装することができ
る。あるいは、音声認識機能をDSP948自体で果たしても
よい。定説な音声コマンド・シーケンスが認識される
と、RPUは副ワイヤレス・リンク回路944を介して電話シ
ステムに適正な接続を行う。電話接続はRPUとセルラ
ー、衛星、またはその他の固定、または移動資源との間
で行うことができる。緊急の状況では、システムはユー
ザによってRPU DSP948に予め記憶された情報に基づい
て）、適宜の緊急サービスに自動的にダイアルし、副ワ
イヤレス・リンク回路944を介した通常の電話音声通信
に加えて、場所、現在の医学的状態（例えば心拍速度）
および（RPU DSP948に記憶されている）病歴のデータ
に関する音声、またはディジタル情報を送信する。
センサおよび周辺装置：多くのセンサおよび周辺装置
950を配線、またはワイヤレスの手段によってRPUに内
臓、または実装することができ、かつ（キーボード94
6、モールス符号キー956、または音声認識を下手RPU D
SP948への入力を介して）ユーザによって制御されて、
送信請求、および非送信請求情報の双方を提供すること
ができる。副ワイヤレス・リンクまたは市販のラジオ放
送受信器を介して、テープ、コンパクトディスク、電話
回線サービスを含む予め記憶された情報から音楽を提供
することもできる。病院の用途で特定の位置に設置した
特別目的の送信器からユーザの位置情報をRPUに供給す
ることができる。（固体ジャイロスコープ、加速器、お
よびコンパスを備えた）自蔵式のユーザ携帯慣性ナビゲ
ーション・パッケージ、または全地球位置発見システム
の受信器を使用することもできる。歩兵用の用途のRPU
用センサはRF検出器（例えばレーダー検出機能）、核／
生物／化学兵器検出器、赤外線またはレーザ検出器、お
よび金属探知機のような多くの種類の検出器を含んでい
てもよい。RPU DSP948によって発生される適宜の音声
警報、または明確な警報音がRPU16からイヤピース10に
送信され、最終的にはユーザが音声信号として受信す
る。
950を配線、またはワイヤレスの手段によってRPUに内
臓、または実装することができ、かつ（キーボード94
6、モールス符号キー956、または音声認識を下手RPU D
SP948への入力を介して）ユーザによって制御されて、
送信請求、および非送信請求情報の双方を提供すること
ができる。副ワイヤレス・リンクまたは市販のラジオ放
送受信器を介して、テープ、コンパクトディスク、電話
回線サービスを含む予め記憶された情報から音楽を提供
することもできる。病院の用途で特定の位置に設置した
特別目的の送信器からユーザの位置情報をRPUに供給す
ることができる。（固体ジャイロスコープ、加速器、お
よびコンパスを備えた）自蔵式のユーザ携帯慣性ナビゲ
ーション・パッケージ、または全地球位置発見システム
の受信器を使用することもできる。歩兵用の用途のRPU
用センサはRF検出器（例えばレーダー検出機能）、核／
生物／化学兵器検出器、赤外線またはレーザ検出器、お
よび金属探知機のような多くの種類の検出器を含んでい
てもよい。RPU DSP948によって発生される適宜の音声
警報、または明確な警報音がRPU16からイヤピース10に
送信され、最終的にはユーザが音声信号として受信す
る。
副リンクの用途：歩兵または消防夫の用途では、副ワ
イヤレス・リンク回路19は別のユーザのRPUに直接アク
セスし、または一般の加入者電話システムを利用し、ま
たは利用せずに局部ネットキーワーク用の無線“基地
局”と通信する機能を含んでいてもよい。副リンクでの
ディジタル送受器によって多くの装置は近傍位置で作動
することができ、かつプライバシー、機密、低い信号傍
受確率、および故意の妨害（ジャミング）に対する耐性
が必要な場合には、全てのリンク（主および副リンク）
で公知のスペクトル拡散技術を利用することができる。
消防または多国籍軍事作戦のようなリアルタイムの言語
翻訳および緊急命令が必要な状況では、副リンク回路19
を介した本部の人間のオペレータとの接続が望ましくな
るであろう。消防のような用途では、補聴器システムを
完全に隠す必要はなく、目視できるRPUアンテナを実装
しても許容される。
イヤレス・リンク回路19は別のユーザのRPUに直接アク
セスし、または一般の加入者電話システムを利用し、ま
たは利用せずに局部ネットキーワーク用の無線“基地
局”と通信する機能を含んでいてもよい。副リンクでの
ディジタル送受器によって多くの装置は近傍位置で作動
することができ、かつプライバシー、機密、低い信号傍
受確率、および故意の妨害（ジャミング）に対する耐性
が必要な場合には、全てのリンク（主および副リンク）
で公知のスペクトル拡散技術を利用することができる。
消防または多国籍軍事作戦のようなリアルタイムの言語
翻訳および緊急命令が必要な状況では、副リンク回路19
を介した本部の人間のオペレータとの接続が望ましくな
るであろう。消防のような用途では、補聴器システムを
完全に隠す必要はなく、目視できるRPUアンテナを実装
しても許容される。
RPUコンピュータの用途：多くの場合、ラップトップ
・コンピュータまたは“パーソナル・ディジタル・アシ
スタント２の代わりにイヤピース10とRPU16の組合わせ
を使用することができ、実質的な防犯システムが得られ
る。このシステムによって電子メールのメッセージおよ
びファックスの文書から音声への変換が促進され、その
場合、情報は副リンクを介して受信され、RPU DSP948
によって処理される。音声メール・メッセージおよびペ
ージング（選択呼出し）サービスは、ディジタル・デー
タと音声信号の双方がRPUと遠隔地のコンピュータとの
間で交換されることにより、副ワイヤレス・リンク10の
回路を介して本システムによって容易に実現可能であ
る。RPU DSP948は音声ディジタル式に発生できるの
で、本発明を使用しているボーカリストは調子笛のよう
な外部基準を用いる必要なく所望の調子に合わせること
ができ、かつ副リンク機能によって俳優や公衆への演説
者を補助することができる。データベースをアクセスす
るために遠隔地のコンピュータとの接続が望ましい場合
は、遠隔地で高性能の大量語彙音声認識装置を使用し
て、副ワイヤレス・リンクを経て入り音声信号を処理す
ることができる。僅かな音声コマンドしか認識しない機
能限定形のRPU音声認識装置とは異なり、副リンク電話
接続を介してアクセスされた遠隔地音声認識装置は低出
力である必要も、形態式である必要もなく、多くのユー
ザに対応することができる。遠隔地認識装置は更に、無
許可利用を防止するために話者音声認識能力（この分野
げは公知の自動“声紋”分析）を含むこともでき、この
ような能力はある用途ではRPUで望ましいことがある。
（かつ例えばRPU DSP948内に実施することができ
る。） 副リンク音声の検討：ある種の用途では、ユーザは副
ワイヤレス・リンクを介して周囲の音響環境からの信号
を送信したくない場合がある。このような場合は、ユー
ザの口と耳の間の通常の“空気経路”よりも“遮蔽経
路”に有利な補助イヤピース・マイクロフォンを使用す
ることができる。スペースを節約するため、補助マイク
ロフォンを主イヤピース・マイクロフォンと同じ小型ケ
ースに格納してもよい。あるいは、２個のイヤピースを
用いる場合は、（例えばスピーカーフォン回路と同等
の）この分野では公知であるディジタル信号処理技術に
よってRPU DSP948内で不要な周囲の音源を“消去”し
てもよい。このような両耳信号処理技術は、両耳補聴器
システムの動作に関連して前述したように、一方の耳の
聴力が全く失われ、他方の耳の聴力は一部だけ失われて
いるユーザ用に指向性および背景ノイズ消去を行うこと
もできることを付記しておく。
・コンピュータまたは“パーソナル・ディジタル・アシ
スタント２の代わりにイヤピース10とRPU16の組合わせ
を使用することができ、実質的な防犯システムが得られ
る。このシステムによって電子メールのメッセージおよ
びファックスの文書から音声への変換が促進され、その
場合、情報は副リンクを介して受信され、RPU DSP948
によって処理される。音声メール・メッセージおよびペ
ージング（選択呼出し）サービスは、ディジタル・デー
タと音声信号の双方がRPUと遠隔地のコンピュータとの
間で交換されることにより、副ワイヤレス・リンク10の
回路を介して本システムによって容易に実現可能であ
る。RPU DSP948は音声ディジタル式に発生できるの
で、本発明を使用しているボーカリストは調子笛のよう
な外部基準を用いる必要なく所望の調子に合わせること
ができ、かつ副リンク機能によって俳優や公衆への演説
者を補助することができる。データベースをアクセスす
るために遠隔地のコンピュータとの接続が望ましい場合
は、遠隔地で高性能の大量語彙音声認識装置を使用し
て、副ワイヤレス・リンクを経て入り音声信号を処理す
ることができる。僅かな音声コマンドしか認識しない機
能限定形のRPU音声認識装置とは異なり、副リンク電話
接続を介してアクセスされた遠隔地音声認識装置は低出
力である必要も、形態式である必要もなく、多くのユー
ザに対応することができる。遠隔地認識装置は更に、無
許可利用を防止するために話者音声認識能力（この分野
げは公知の自動“声紋”分析）を含むこともでき、この
ような能力はある用途ではRPUで望ましいことがある。
（かつ例えばRPU DSP948内に実施することができ
る。） 副リンク音声の検討：ある種の用途では、ユーザは副
ワイヤレス・リンクを介して周囲の音響環境からの信号
を送信したくない場合がある。このような場合は、ユー
ザの口と耳の間の通常の“空気経路”よりも“遮蔽経
路”に有利な補助イヤピース・マイクロフォンを使用す
ることができる。スペースを節約するため、補助マイク
ロフォンを主イヤピース・マイクロフォンと同じ小型ケ
ースに格納してもよい。あるいは、２個のイヤピースを
用いる場合は、（例えばスピーカーフォン回路と同等
の）この分野では公知であるディジタル信号処理技術に
よってRPU DSP948内で不要な周囲の音源を“消去”し
てもよい。このような両耳信号処理技術は、両耳補聴器
システムの動作に関連して前述したように、一方の耳の
聴力が全く失われ、他方の耳の聴力は一部だけ失われて
いるユーザ用に指向性および背景ノイズ消去を行うこと
もできることを付記しておく。
聴力テスト：本発明によって付加的な高価なテスト装
置の必要なく、ユーザが通常装着しているイヤピースを
介して聴力テストを行うことができる。聴力テストを実
施するために必要な信号発生能力は全てイヤピース10と
RPU16とからなる補聴器システムによって得られる。す
なわち、RPU DSP948を使用して可変周波数および振幅
の音声、並びに聴力テストに有効であることが知られて
いるその他の信号（例えば意味のない音節）を発生し、
これをイヤピースによって音波に変換することができ
る。このような音声はユーザの聴力低下を補償するため
に信号の増強を行うRPU DSP948に記憶されているプロ
グラム毎に、適宜の利得vs周波数パラメタを判定する聴
力テストを実施するために利用される。聴力テスト中に
RPU DSP948は制御する聴力テスト・プログラムはテス
トの継続器官の間、RPU DSP948を一時的に記憶するこ
とができ、その後、テストの終了後に削除して、通常動
作中にRPU DSP948のメモリ資源を再利用できることを
付記しておく。聴力テストのプログラムは副ワイヤレス
・リンク944または有線の周辺リンク950を経てRPU DSP
948にロードすることができる。
置の必要なく、ユーザが通常装着しているイヤピースを
介して聴力テストを行うことができる。聴力テストを実
施するために必要な信号発生能力は全てイヤピース10と
RPU16とからなる補聴器システムによって得られる。す
なわち、RPU DSP948を使用して可変周波数および振幅
の音声、並びに聴力テストに有効であることが知られて
いるその他の信号（例えば意味のない音節）を発生し、
これをイヤピースによって音波に変換することができ
る。このような音声はユーザの聴力低下を補償するため
に信号の増強を行うRPU DSP948に記憶されているプロ
グラム毎に、適宜の利得vs周波数パラメタを判定する聴
力テストを実施するために利用される。聴力テスト中に
RPU DSP948は制御する聴力テスト・プログラムはテス
トの継続器官の間、RPU DSP948を一時的に記憶するこ
とができ、その後、テストの終了後に削除して、通常動
作中にRPU DSP948のメモリ資源を再利用できることを
付記しておく。聴力テストのプログラムは副ワイヤレス
・リンク944または有線の周辺リンク950を経てRPU DSP
948にロードすることができる。
蝸牛殻への埋め込み：ワイヤレス遠隔プロセッサを装
備した補聴器の完全な機能を搭載した好適な実施例の、
所望ならば副リンクを介した通信を含む前述の機構は図
10に示したワイヤレスの蝸牛殻埋め込みシステムで実施
することもできる。完全に聾の蝸牛殻埋め込み患者には
既成のワイヤ接続システムと比較して性能、見かけ、お
よび運動の自由が向上したワイヤレス・システムを提供
することができる。蝸牛殻埋め込みはほとんど全ての場
合、片耳の装置である。すなわち特定の患者の一方の耳
に埋め込むために使用される。そのため、患者は他の話
者がいたり、または周囲のノイズがある場合相手の会話
を理解することが困難な場合が多い。（この分野ではよ
く知られている“カクテルパーティ作用”）患者は更に
異なる相手の音声を調整することが難しく、競合する話
者がおらず、背景ノイズがない場合でも会話が困難にな
る。これらの問題点を克服するため、ユーザ100は一対
のCICワイヤレス補聴イヤピース（左10'、右10"）と、R
PU16と、（必ずしも偶然の観測者に気づかれない）ワイ
ヤレスのBTE埋め込み電極励振装置104とを装着する。１
個だけのイヤピースを使用したシステムも可能である
が、ここでは２個のイヤピースを使用するより一般的に
利用されるシステムを説明することを付記しておく。励
振装置104は下記に記載する相違点があるがイヤピース1
0のトランスポンダ（図11参照）で使用されるものと同
類の送受器回路と、蝸牛殻埋め込み電極113を励振する
ための公知の電極励振回路112とを含んでいる。左右の
イヤピース内のスピーカ15は、ユーザが全聾であるので
蝸牛殻埋め込みの用の目的を果たすものではなく、電力
を節減するために遮断しておいてもよい。呼掛けRF信号
はRPU16から左のイヤピース10'へと経路106を伝搬し、
同じ呼掛けRF信号が別の経路109を経てRPUから励振装置
104へと伝搬する。左のイヤピース10'は前述したように
呼掛けに含まれている特定のアドレスビット・パターン
に応答し、励振装置104も同じアドレスに応答する。呼
掛け内の音声および補助データビットは左イヤピース1
0'と励振装置104の双方によって同時に受信される。左
イヤピース10'は受信した呼掛けデータビットを利用し
てその後の返答用のパリティ・ビットを計算し、一方、
励振装置104は呼掛けの音声データビットを利用して、
後述するように蝸牛殻埋め込み電極と補助ビットを同期
化させるように駆動する。呼掛けが論理“1"のL/R（左
／右）ビット値を有している場合は、左イヤピース10'
は適切にアドレスされた呼掛けに応答して、経路105を
経てRPU16へと進行し、かつ周囲の音声およびその他の
（補助ビットおよびパリティ・ビット）データを含む返
答を送信するが、励振装置104は応答しない。励振装置1
04の回路がイヤピースのトランスポンダ回路と僅かに異
なっている点は以下のとおりである。すなわち、音量レ
ベル、平均ピッチ、ピッチ範囲およびトーンに関する話
者の変動性を少なくする、RPU DSP948に内蔵されてい
る紛失した励振装置104を発見するプログラムのプロセ
ス中に利用される特別に保存されているアドレスを有す
る呼掛けに応答する以外には、励振装置104は経路110を
経て返答することがない点である。その結果生ずるノイ
ズ消去され、正規化された信号は例えばRPU DSP948に
内蔵されているプログラムによって処理されて、埋め込
み励振装置104を介して、蝸牛殻に埋め込まれた個々の
電極を引き続いて励振する適宜の信号を生成する。電極
ドライブ信号の数は埋め込みの種類、並びに所定の患者
の機能的電極の数に応じて異なる。適宜の信号はRPUの
呼掛けの音声データ・フィールド内でRPU16から経路109
を経て埋め込み励振装置104へと送信される。次に埋め
込み励振装置104は呼掛けの音声データ・フィールド内
でデータを受信し、ASIC111内のデータを、公知の手段
によって蝸牛殻埋め込み電極113を刺激するために用い
られる電極励振装置112に供給される信号に変換する。R
PU16から埋め込み励振装置104への音声データの平均速
度は200キロビット／秒である。従来形の蝸牛殻埋め込
みの場合のデータ速度は一般に144キロビット／秒であ
り（６個の電極の各々に2000サンプル／秒の速度で12ビ
ット／サンプルを伝送）、この速度はここに記載してい
るシステムによって容易にサポートされる。ワイヤレス
の蝸牛殻埋め込みシステムでは、RPU16から埋め込み励
振装置104への200キロビット／秒のデータ・ストリーム
は例えば、呼掛け補助リンク・メッセージによって制御
され、このメッセージとは例えば埋め込み励振装置104
のASIC111が、受信した連続するデータ・ストリーム
を、例えば電極励振装置112が個々の電極113を励振する
ために用いるのに適した並列形式で存在するデータへと
分離するために利用する情報を提供するものである。ワ
イヤレスの蝸牛殻埋め込みシステムは前述のワイヤレス
の補聴器システムに匹敵するものであり、ワイヤレスの
蝸牛殻埋め込みシステムはワイヤレスの両耳補聴器シス
テムと同数の呼掛け／返答用時間スロットを塞ぐ。
備した補聴器の完全な機能を搭載した好適な実施例の、
所望ならば副リンクを介した通信を含む前述の機構は図
10に示したワイヤレスの蝸牛殻埋め込みシステムで実施
することもできる。完全に聾の蝸牛殻埋め込み患者には
既成のワイヤ接続システムと比較して性能、見かけ、お
よび運動の自由が向上したワイヤレス・システムを提供
することができる。蝸牛殻埋め込みはほとんど全ての場
合、片耳の装置である。すなわち特定の患者の一方の耳
に埋め込むために使用される。そのため、患者は他の話
者がいたり、または周囲のノイズがある場合相手の会話
を理解することが困難な場合が多い。（この分野ではよ
く知られている“カクテルパーティ作用”）患者は更に
異なる相手の音声を調整することが難しく、競合する話
者がおらず、背景ノイズがない場合でも会話が困難にな
る。これらの問題点を克服するため、ユーザ100は一対
のCICワイヤレス補聴イヤピース（左10'、右10"）と、R
PU16と、（必ずしも偶然の観測者に気づかれない）ワイ
ヤレスのBTE埋め込み電極励振装置104とを装着する。１
個だけのイヤピースを使用したシステムも可能である
が、ここでは２個のイヤピースを使用するより一般的に
利用されるシステムを説明することを付記しておく。励
振装置104は下記に記載する相違点があるがイヤピース1
0のトランスポンダ（図11参照）で使用されるものと同
類の送受器回路と、蝸牛殻埋め込み電極113を励振する
ための公知の電極励振回路112とを含んでいる。左右の
イヤピース内のスピーカ15は、ユーザが全聾であるので
蝸牛殻埋め込みの用の目的を果たすものではなく、電力
を節減するために遮断しておいてもよい。呼掛けRF信号
はRPU16から左のイヤピース10'へと経路106を伝搬し、
同じ呼掛けRF信号が別の経路109を経てRPUから励振装置
104へと伝搬する。左のイヤピース10'は前述したように
呼掛けに含まれている特定のアドレスビット・パターン
に応答し、励振装置104も同じアドレスに応答する。呼
掛け内の音声および補助データビットは左イヤピース1
0'と励振装置104の双方によって同時に受信される。左
イヤピース10'は受信した呼掛けデータビットを利用し
てその後の返答用のパリティ・ビットを計算し、一方、
励振装置104は呼掛けの音声データビットを利用して、
後述するように蝸牛殻埋め込み電極と補助ビットを同期
化させるように駆動する。呼掛けが論理“1"のL/R（左
／右）ビット値を有している場合は、左イヤピース10'
は適切にアドレスされた呼掛けに応答して、経路105を
経てRPU16へと進行し、かつ周囲の音声およびその他の
（補助ビットおよびパリティ・ビット）データを含む返
答を送信するが、励振装置104は応答しない。励振装置1
04の回路がイヤピースのトランスポンダ回路と僅かに異
なっている点は以下のとおりである。すなわち、音量レ
ベル、平均ピッチ、ピッチ範囲およびトーンに関する話
者の変動性を少なくする、RPU DSP948に内蔵されてい
る紛失した励振装置104を発見するプログラムのプロセ
ス中に利用される特別に保存されているアドレスを有す
る呼掛けに応答する以外には、励振装置104は経路110を
経て返答することがない点である。その結果生ずるノイ
ズ消去され、正規化された信号は例えばRPU DSP948に
内蔵されているプログラムによって処理されて、埋め込
み励振装置104を介して、蝸牛殻に埋め込まれた個々の
電極を引き続いて励振する適宜の信号を生成する。電極
ドライブ信号の数は埋め込みの種類、並びに所定の患者
の機能的電極の数に応じて異なる。適宜の信号はRPUの
呼掛けの音声データ・フィールド内でRPU16から経路109
を経て埋め込み励振装置104へと送信される。次に埋め
込み励振装置104は呼掛けの音声データ・フィールド内
でデータを受信し、ASIC111内のデータを、公知の手段
によって蝸牛殻埋め込み電極113を刺激するために用い
られる電極励振装置112に供給される信号に変換する。R
PU16から埋め込み励振装置104への音声データの平均速
度は200キロビット／秒である。従来形の蝸牛殻埋め込
みの場合のデータ速度は一般に144キロビット／秒であ
り（６個の電極の各々に2000サンプル／秒の速度で12ビ
ット／サンプルを伝送）、この速度はここに記載してい
るシステムによって容易にサポートされる。ワイヤレス
の蝸牛殻埋め込みシステムでは、RPU16から埋め込み励
振装置104への200キロビット／秒のデータ・ストリーム
は例えば、呼掛け補助リンク・メッセージによって制御
され、このメッセージとは例えば埋め込み励振装置104
のASIC111が、受信した連続するデータ・ストリーム
を、例えば電極励振装置112が個々の電極113を励振する
ために用いるのに適した並列形式で存在するデータへと
分離するために利用する情報を提供するものである。ワ
イヤレスの蝸牛殻埋め込みシステムは前述のワイヤレス
の補聴器システムに匹敵するものであり、ワイヤレスの
蝸牛殻埋め込みシステムはワイヤレスの両耳補聴器シス
テムと同数の呼掛け／返答用時間スロットを塞ぐ。
これで本発明の好適な実施例、および別の実施例の説
明を終える。専門家はここに記載した実施例と等価の別
の実施例を認識し、このような等価の実施例は添付の請
求の範囲に含まれるものである。
明を終える。専門家はここに記載した実施例と等価の別
の実施例を認識し、このような等価の実施例は添付の請
求の範囲に含まれるものである。
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フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04R 25/00
Claims (16)
- 【請求項１】ユーザの頭部に装着するのに適したイヤピ
ース（10）と、プロセッサ装置（16）とを備えた補聴器
システムにおいて、 前記イヤピースが、 マイクロフォンの入力部に在る環境からの音声に応答し
て音声信号を供給するマイクロフォン（12）と、 前記プロセッサ装置から未変調の搬送波を受信し、前記
音声信号によって前記搬送波を変調することにより形成
された返答信号を前記プロセッサ装置に送信することに
よって前記音声信号を前記プロセッサ装置に送信し、且
つ前記プロセッサ装置によって増強された音声信号を受
信するワイヤレス送受信器（13）であって、前記プロセ
ッサ装置からの未変調の搬送波を前記音声信号によって
変調することによって、前記返答信号を形成する変調手
段（805,830）を含む、前記ワイヤレス送受信器（13）
と、 前記送受信器によって受信された前記増強された音声信
号を音声に変換するスピーカ（15）と、を備えており、 前記プロセッサ装置（16）が、 前記未変調の搬送波を発生する手段（908）と、 前記イヤピースの前記送受信器からの前記音声信号を受
信するワイヤレス受信器（24）と、 前記ワイヤレス受信器により受信された音声信号を増強
する信号プロセッサ（26）と、 前記未変調の搬送波と前記増強された音声信号とを前記
イヤピースの前記送受信器に送信するワイヤレス送信器
（27）と、を備えてなることを特徴とする補聴器システ
ム。 - 【請求項２】ユーザの頭部に装着するのに適したイヤピ
ース（10）と、プロセッサ装置（16）とを備えたワイヤ
レス通信装置において、 前記イヤピースが、 マイクロフォンの入力部に在る環境からの音声に応答し
て音声信号を供給するマイクロフォン（12）と、 前記プロセッサ装置から未変調の搬送波を受信し、前記
音声信号によって前記搬送波を変調することにより形成
された返答信号を前記プロセッサ装置に送信することに
よって前記音声信号を前記プロセッサ装置に送信し、且
つ前記プロセッサ装置よって増強された音声信号を受信
するワイヤレス送受信器（13）であって、前記プロセッ
サ装置からの未変調の搬送波を前記音声信号によって変
調することによって、前記返答信号を形成する変調手段
（805,830）を含む、前記ワイヤレス送受信器（13）
と、 前記送受信器によって受信された前記増強された音声信
号を音声に変換するスピーカ（15）と、を備えており、 前記プロセッサ装置（16）が、 前記未変調の搬送波を発生する手段（908）と、 前記イヤピースの前記送受信器からの前記音声信号を受
信するワイヤレス受信器（24）と、 前記ワイヤレス受信器により受信された音声信号を増強
する信号プロセッサ（26）と、 前記未変調の搬送波と前記増強された音声信号を前記イ
ヤピースの前記送受信器に送信するワイヤレス送信器
（27）と、を備えてなることを特徴とするワイヤレス通
信装置。 - 【請求項３】前記プロセッサ装置（16）が、副ワイヤレ
スリンク（29）を介してコードレス電話又はセルラー電
話の基地局と同時に通信するための副ワイヤレスリンク
回路（19）を更に含んでいることを特徴とする請求項２
記載の装置。 - 【請求項４】前記プロセッサ装置（16）が、 前記マイクロフォン（12）を介して、前記プロセッサ装
置を音声起動でプログラミングする音声コマンドを受信
するための手段を、更に含む請求項２乃至３何れかに記
載の装置。 - 【請求項５】前記プロセッサ装置（16）が、 前記イヤピース（10）から前記ワイヤレス受信器を介し
て受信された前記音声信号のピッチを変化して、前記イ
ヤピースに送信して戻される補聴器の前記増強された音
声信号にすることを特徴とする請求項２乃至４何れかに
記載の装置。 - 【請求項６】前記副ワイヤレスリンク（29）が、 外部の通信網とインターフェースするための２方向リン
クである請求項３乃至５何れか記載の装置。 - 【請求項７】前記プロセッサ装置（16）は、前記イヤピ
ース（10）を介して前記プロセッサ装置に送信される音
声コマンドによってプログラムされることを特徴とする
請求項２乃至６何れかに記載の装置。 - 【請求項８】前記イヤピース（10）が、 前記イヤピースを耳管から引き抜くための手段としても
機能する擬似毛髪の撚り線（14）として構成された無線
周波数アンテナを含むことを特徴とする請求項２乃至７
何れかに記載の装置。 - 【請求項９】前記ワイヤレス送受信器（13）が、少なく
とも5GHzの周波数で動作することを特徴とする請求項２
乃至８何れかに記載の装置。 - 【請求項１０】前記イヤピースと前記プロセッサ装置の
少なくとも一方が更に、前記イヤピースと前記プロセッ
サ装置との間でのワイヤレス送信経路損に適応するため
の複数のアンテナ（900,960,970）を含むことを特徴と
する請求項２乃至９何れかに記載の装置。 - 【請求項１１】前記プロセッサ装置から受信される前記
増強された音声信号が失われると、前記イヤピースを、
補聴器として独立して動作する省略時モードに自動的に
設定する手段を含む、請求項２乃至10何れかに記載の装
置。 - 【請求項１２】前記プロセッサ装置（16）が更に、両耳
からの指向性ノイズを消去することを特徴とする請求項
２乃至10何れかに記載の装置。 - 【請求項１３】補聴器システムのイヤピース（10）にお
いて、 音声信号を提供するマイクロフォン（12）、 前記音声信号を遠隔で増強した後に、この増強された音
声信号を音波に変換するスピーカ（15）と、 遠隔のプロセッサ装置に備えられる発振器（908）から
の未変調の搬送波を受信し、前記音声信号によって前記
搬送波を変調することによって形成された返答信号を遠
隔のプロセッサ装置に送信することによって前記音声信
号を前記プロセッサ装置に送信し、且つ前記プロセッサ
装置によって増強された音声信号を受信するワイヤレス
送受信器（13）であって、前記遠隔のプロセッサ装置の
発振器からの未変調の搬送波を前記音声信号によって変
調することによって、前記返答信号を形成する変調手段
（805、830）を含む前記ワイヤレス送受信器（13）と、
を備えてなることを特徴とする補聴器システムのイヤピ
ース。 - 【請求項１４】補聴器システムの信号プロセッサにおい
て、 未変調の搬送波を発生する発振器（980）と、 前記未変調の搬送波を送信して、遠隔のイヤピースに送
信エネルギを提供するワイヤレス送信器（27）と、 前記送信された未変調の搬送波を前記イヤピースのマイ
クロフォンによって供給された音声信号によって変調す
ることによって形成された返答信号を受信して前記音声
信号を提供するワイヤレス受信器（24）と、 前記音声信号を増強して、増強された音声信号を提供す
る手段（26）と、 副ワイヤレスリンク（29）を介してコードレス電話又は
セルラー電話の基地局と同時に通信するための副ワイヤ
レス回路（19）と、を備え 前記増強された信号を前記イヤピース内のスピーカで音
波に変化するために、前記増強された信号を前記ワイヤ
レス送信器（27）で前記イヤピースに送信することを特
徴とする補聴器システムの信号プロセッサ。 - 【請求項１５】ワイヤレス通信用の装置において、 音波を電気信号に変換し、前記電気信号を音波に変換す
る手段（10,12,15）であり、遠隔の処理する手段から未
変調の搬送波を受信し、前記電気信号によって前記未変
調の搬送波を変調することによって形成された返答信号
を前記遠隔の処理する手段にワイヤレス通信リンク（1
7）を介して送信することによって前記電気信号を前記
処理する手段に送信し、処理済の電気信号を受信するワ
イヤレス送受信手段（13）を更に含む、前記変換する手
段（10,12,15）と、 前記ワイヤレス通信リンクを介して受信された前記電気
信号を増強した処理済の信号へと処理する手段（16）で
あって、前記変換する手段から前記返答信号を受信する
ワイヤレス受信器（24）及び前記未変調の搬送波を送信
し且つ前記処理済の信号を前記ワイヤレス通信リンクを
介して前記変換する手段に送信して戻すためのワイヤレ
ス送信器（27）を更に含む、前記処理する手段とを備
え、前記処理する手段が、前記ワイヤレス送信手段によ
って前記ワイヤレス通信リンクを介して前記変換する手
段に供給される前記未変調の搬送波を発生する発振器
（980）を有することを特徴とするワイヤレス通信用装
置。 - 【請求項１６】前記イヤピースが蝸牛殻埋め込み用に構
成したことを特徴とする請求項２乃至12何れかに記載の
装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/479,629 | 1995-06-07 | ||
| US08/479,629 US5721783A (en) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | Hearing aid with wireless remote processor |
| PCT/US1996/008248 WO1996041498A1 (en) | 1995-06-07 | 1996-05-31 | Hearing aid with wireless remote processor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11511301A JPH11511301A (ja) | 1999-09-28 |
| JP3492701B2 true JP3492701B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=23904777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50092797A Expired - Fee Related JP3492701B2 (ja) | 1995-06-07 | 1996-05-31 | ワイヤレス遠隔プロセッサ付きの補聴器 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| AT (1) | ATE388602T1 (ja) |
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| CA (1) | CA2224106C (ja) |
| DE (1) | DE69637454T2 (ja) |
| MX (1) | MX9709574A (ja) |
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| WO (1) | WO1996041498A1 (ja) |
Families Citing this family (706)
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|---|---|---|---|---|
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| US6009311A (en) * | 1996-02-21 | 1999-12-28 | Etymotic Research | Method and apparatus for reducing audio interference from cellular telephone transmissions |
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| US6327366B1 (en) * | 1996-05-01 | 2001-12-04 | Phonak Ag | Method for the adjustment of a hearing device, apparatus to do it and a hearing device |
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