JP4384515B2 - 補聴器 - Google Patents

Description

本発明は、可変の送信信号を発生するための変調可能な発振器回路と、送信信号を放射するためのアンテナ装置とを備えたデータ伝送装置を有する補聴器に関する。

補聴器間もしくは補聴器と遠隔操作ユニットとの間の無線データ伝送では、１つもしくは複数の補聴器が変調可能な送信発振器を有することが必要であり、その送信発振器はそれぞれの補聴器の集積回路に組み込まれるべきものである。しかしながら、補聴器内の送信装置には非常に特殊の周辺条件が存在する。これは、一方では特に挿耳形補聴器内に使える空間が少ないことであり、他方では通常マイクロアンペア範囲にあるので送信器が給電のために使える電流が極めて小さいことである。他の周辺条件は伝送に必要な高い周波数安定性であり、この高い周波数安定性は一般に水晶発振器でしか達成できない。

従来、例えば補聴器間におけるいわゆるクロス伝送及びバイクロス伝送を保証するために、これらの周辺条件は補聴器内の振幅変調送信器だけによって守るしかなかった。送信器には普通の発振器標準回路が使用された。この標準回路の欠点は、電流消費量が大きいこと、並びに周波数基準として比較的容積の大きい水晶発振器が使用されることである。

この関連ではプログラム可能な補聴器と送受信ユニットとを備えた補聴器システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。この補聴器の場合、無線によるプログラミングのために、補聴器に着脱可能である送受信ユニットが設けられている。この送受信ユニットは、とりわけ補聴器電池の外形を有し、プログラミング時に補聴器の電池室内へ挿入可能である。これにより、補聴器の無線プログラミングに必要な構成要素がプログラミング中のみ補聴器に接続される。補聴器のプログラミング時には外部のプログラミング装置においてデータが準備され、送受信コイルを介して電磁波の形で補聴器に付設された別の送受信コイルに伝送される。
独国特許出願公開第１０１１５８９６号明細書

従って、本発明の課題は、占有スペースが僅かでありかつ電流消費量が少ないデータ伝送装置を有する補聴器を提供することにある。

この課題は、本発明によれば、可変の送信信号を発生するための変調可能な発振器回路と、送信信号を放射するためのアンテナ装置とを備えたデータ伝送装置を有する補聴器において、発振器回路が送受信アンテナ装置として使用されるコイル装置を含み、発振器回路がＬＣ振動回路を含み、発振器回路の振動の負又は正の半波中にのみ、設定可能なエネルギー量を発振器回路に供給可能である駆動回路が設けられ、駆動回路は振動の極性を監視する比較器回路によって駆動される電流ミラーを含んでいることによって解決される。

水晶発振器の代わりにＬＣ振動回路を送信発振器として使用することができるので、この送信発振器は、僅かの容積ゆえに、少なくとも部分的に補聴器の集積回路内に収容することができる。振動回路が高いＱ値を有する場合、送信器は良好な効率で動作することができる。これは、補聴器内の送信発振器を非常に低い供給電圧で作動させることができることから特に有利であり、送信電圧の振幅は使える範囲を最大限に利用しようというわけである。それにより、振動回路に供給された電力の比較的大きな部分が放射され、それによって高い効率を得ることができる。

データ伝送装置には、発振器回路の振動の負又は正の半波中にのみ、設定可能なエネルギー量を発振器回路に供給可能である駆動回路が設けられていると好ましい。それにより、限られた電池容量をより良好に利用することができる。この半波給電は、振動の極性を監視する比較器回路によって駆動される電流ミラーにより特に効果的に実現される。その場合、電流ミラーは放出すべき送信出力及び振動振幅の制御のために使用可能であると好ましい。

データ伝送装置には、発振器回路に接続されかつ投入可能なコンデンサ要素を含んでいる変調器回路が、発振器回路の振動の周波数変調のために設けられていると好ましい。この投入可能なコンデンサ要素は非常に僅かな占有スペースしか持たず、場合によってはＩＣに集積化することができる。さらに、この構成は、放射すべき信号の振幅変調を行なうことを容易に保証する。

発振器回路の共振周波数の調整（トリミング；ｔｒｉｍｍｉｎｇ）のために、発振器回路に接続されているトリミング装置を設けることができる。これは、構成部品の公差に起因して目標値からずれる共振周波数をコンデンサ要素の投入又は切り離しによって調整するためのものである。

以下において添付図面を参照しながら本発明を更に詳細に説明する。
図１は本発明による送信発振器の回路図、
図２は拡張された本発明による送信発振器の回路図、
図３は代替として送信発振器の回路図を示す。

以下の実施例は本発明の特に有利な実施形態である。

図１による本発明による第１の実施例では、送信発振器が並列ＬＣ振動回路によって構成されている。並列振動回路ＬＣの第１端子はＤＣ電位である固定の供給電位ＶＰを供給されている。ＤＣ電位であるこの供給電位ＶＰは、例えば直接的に供給電圧もしくは電池電圧に相当するか又は場合によって存在する電圧逓倍回路から導くことができる。並列振動回路ＬＣの第２端子Ｐは自由振動極として形成されている。比較器Ｋは自由振動極Ｐを供給電位ＶＰに対して監視する。比較器Ｋの出力信号は制御可能な電流源Ｉの制御に用いられる。電流源Ｉは給電端子＋と２つの電界効果トランジスタＴ１，Ｔ２からなる電流ミラーとの間に接続されている。電流ミラーは並列振動回路ＬＣの減結合及びインピーダンス整合のために役立つ。電流ミラーの第１の電界効果トランジスタＴ１は、ドレインを比較器Ｋの一方の入力端および自由振動極Ｐに接続されている。電界効果トランジスタＴ１のソースはアースに接続されている。電界効果トランジスタＴ１のゲートは電流ミラーの第２の電界効果トランジスタＴ２のゲートに接続されている。第２の電界効果トランジスタＴ２のゲート及びドレインは互いに接続されている。電界効果トランジスタＴ２のソースはアースに接続されている。電界効果トランジスタＴ２のドレインは制御可能な電流源Ｉに接続されている。

制御可能な電流源Ｉは始動回路ＡＳ及びトリミング回路ＴＳから別の制御信号を受け取る。

比較器ＫはＬＣ振動回路の自由振動極Ｐを監視する。静止した固定の供給電位ＶＰよりも小さいレベルに対して、比較器Ｋは電流ミラーを作動状態にする。そうでない場合、比較器Ｋは電流ミラーを阻止する。それにより、負の半波中に振動は正帰還を受ける。正の半波中には共振回路ＬＣのエネルギーが振動を維持するために利用される。

振動周波数は、ＬＣ振動回路の共振によって決まり、従ってＬ及びＣの適切な選択によって規定される。

共振回路ＬＣに入力される電力は、電界効果トランジスタＴ１，Ｔ２からなる電流ミラーが供給する電流に直接に比例する。それゆえ、供給電流を予め設定することによって送信振幅を簡単に制御することができる。集積回路にはそれに適した一定電流が用意されており、この電流は通常の手段を介して設定することができる。電流ミラーのミラー比ｎ：１を適切に選択することによって、電流ミラーの駆動電流はその比ｎだけ振動回路に与えられる電流よりも少なくすることができる。最大の送信振幅として電圧ＶＰが達成され得る。それにより、使える電圧範囲が最適に利用される。

供給電流の制御は送信振幅の調整のみならず電池から取り出された電流の正確な制限も可能にする。プログラミングによって集積回路及び外部構成要素のサンプル制御の調整を行なうことができる。

振動励起のために、投入の瞬間に短い電流パルスの印加が必要である。この役目は始動回路ＡＳが引き受ける。始動回路ＡＳは始動時に適切な長さの電流パルスで電流ミラーを励起する。このパルスの後に初めて比較器Ｋが電流ミラーの制御を引き受ける。

トリミング回路ＴＳは使用された構成要素に電流を正確に整合させるのに役立つ。

制御電流Ｉの変化は振動の振幅の比例変化をもたらし、これにより相応の振幅変調を得ることができる。電流Ｉのための適切な変調回路により、本構成をＡＭ送信信号の発生のために使用することができる。図２には電流源Ｉに対する相応の制御信号入力端Ｓが示されている。制御信号Ｓに依存して電流が変えられ、それにより送信信号が振幅変調される。図２の回路のその他の構成要素は図１の構成要素と同じである。

本発明の他の実施例が図３に示されている。ここでは静電容量Ｃの投入により送信周波数を変え得ることが示されている。トランジスタＴ３が導通すると、ＬＣ回路の共振周波数は定められた値だけ高められる。トランジスタＴ３は、いわゆる周波数シフトキーイングに従って変調を行なうことができるようにＦＳＫ信号によって駆動される（ＦＳＫ＝Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ、周波数シフトキーイング）。もちろんトランジスタＴ３は他の周波数変調信号によって駆動することもできる。

さらに、スイッチングトランジスタＴ４〜Ｔｋを介してトリマコンデンサＣ４〜Ｃｋを適切に投入することによって、構成要素の公差補償のための共振周波数の調整（トリミング）が可能である。スイッチングトランジスタＴ３〜Ｔｋはもちろん、全てのトリマコンデンサも、補聴器の集積回路上に集積化することができる。従って、図１乃至図３の１つによる回路全体を１つのＩＣ上に、構成部品Ｌを除いて集積化することができ、その場合にコイルＬは誘導式伝送システムにおいてはアンテナとして使用することができる。

このような上述の回路は、補聴器において通常用いられている供給電圧による作動および正確で簡単な送信振幅設定を保証する。送信振幅は、特別な配線なしで、最大で作動電圧の２倍まで達成可能である。適切な電圧上昇回路を使用するならば、より高い電圧を発生させることも可能である。とりわけ、変調方法としてはＡＭ及びＦＳＫが使用される。投入可能なコンデンサ要素によって送信周波数の簡単な調整が可能である。

本発明の第１実施例を示す回路図 本発明の第２実施例を示す回路図 本発明の第３実施例を示す回路図

符号の説明

ＡＳ 始動回路
Ｃ，Ｃ３〜Ｃｋ コンデンサ
Ｉ 電流源
Ｋ 比較器
Ｌ コイル
Ｐ 自由振動極
Ｓ 制御信号
Ｔ１〜Ｔｋ 電界効果トランジスタ
ＴＳ トリミング回路
ＶＰ 供給電位

Claims (6)

1. 可変の送信信号を発生するための変調可能な発振器回路（Ｌ，Ｃ）と、送信信号を放射するためのアンテナ装置とを備えたデータ伝送装置を有する補聴器において、
   発振器回路（Ｌ，Ｃ）が送受信アンテナ装置として使用されるコイル装置（Ｌ）を含み、
   発振器回路（Ｌ，Ｃ）がＬＣ振動回路を含み、
   発振器回路（Ｌ，Ｃ）の振動の負又は正の半波中にのみ、設定可能なエネルギー量を発振器回路（Ｌ，Ｃ）に供給可能である駆動回路が設けられ、
   駆動回路は振動の極性を監視する比較器回路によって駆動される電流ミラーを含んでいる
   ことを特徴とする補聴器。
2. 駆動回路の電流ミラーは放出すべき送信出力及び振動振幅の制御のために使用可能であることを特徴とする請求項１記載の補聴器。
3. 発振器回路（Ｌ，Ｃ）に接続されかつ投入可能なコンデンサ要素（Ｃ３）を含んでいる変調器回路が、発振器回路（Ｌ，Ｃ）の振動の周波数変調のために設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の補聴器。
4. 発振器回路（Ｌ，Ｃ）に接続されているトリミング装置（Ｃ４，Ｃｋ，Ｔ４，Ｔｋ）が、発振器回路（Ｌ，Ｃ）の共振周波数の調整のために設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の補聴器。
5. トリミング装置（Ｃ４，Ｃｋ，Ｔ４，Ｔｋ）は１つ又は複数の投入可能なコンデンサ（Ｃ４，Ｃｋ）を有することを特徴とする請求項４記載の補聴器。
6. 電流ミラーの駆動信号（Ｓ）は振幅変調の発生のために使用可能であることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の補聴器。

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