KR20120008515A - 데이터버스로 접속되는 2-부품 보청기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보청기 사용자의 외이도 외측에 배치되는 베이스 부품(1)을 포함한 2-부품 보청기에 관한 것이고, 상기 베이스 부품은 적어도 하나의 마이크로폰(3, 4)과 신호 처리 수단(23)과 전원 공급 수단(8)을 포함한다. 보청기는 또한 보청기 사용자의 외이도 내에 배치되는 귀마개 부품(2)을 포함하고, 상기 귀마개 부품은 소리를 외이도 내로 전달하는 음향 전달 수단(5, 10)), 외이도 내의 음향 신호를 전기 신호로 변환하는 외이도 마이크로폰(11), 및 상기 외이도 마이크로폰(11)에 접속된 전자 모듈(7)을 포함한다. 보청기는 상기 귀마개 부품(2)을 상기 베이스 부품(1)에 연결하는 연장 부재(40)를 포함하고, 상기 연장 부재는 상기 귀마개 부품(2)에 전원을 공급하도록 적응된 전기 배선(15, 17, 42, 43)을 포함한다. 외이도 마이크로폰(11)으로부터의 신호는 상기 연장 부재(40)에 배치된 데이터 선로(16)를 통해 접속되는 직렬 데이터버스에 의해 상기 베이스 부품(1) 내의 신호 처리 수단(23)에 전달된다.

Description

데이터버스로 접속되는 2-부품 보청기{TWO PART HEARING AID WITH DATABUS CONNECTION}

본 발명은 보청기에 관한 것이다. 본 발명은 또한 보청기의 2개의 부품 간의 통신 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 전원 공급 수단과, 보청기 사용자 주변의 음향 신호를 전기 신호로 변환하는 적어도 하나의 마이크로폰을 구비한 2-부품 보청기에 관한 것이다. 보청기는 보청기 사용자의 외이도(ear canal) 외측에 배치되는 베이스 부품(base part)을 구비하고, 상기 베이스 부품은 신호 처리 수단을 포함한다. 보청기는 또한 보청기 사용자의 외이도 내에 배치되는 귀마개(ear plug) 부품을 구비하고, 상기 귀마개 부품은 소리(sound)를 외이도 내로 전송하는 음향 출력 수단과, 외이도 내의 음향 신호를 전기 신호로 변환하는 외이도 마이크로폰과, 상기 외이도 마이크로폰에 접속된 전자 모듈을 포함한다. 보청기는 또한 상기 귀마개 부품을 상기 베이스 부품에 접속하는 연장 부재(elongated member)를 구비한다. 연장 부재는 베이스 부품으로부터 귀마개 부품으로, 또는 귀마개 부품으로부터 베이스 부품으로 전원을 공급하도록 적응된 전기 배선을 포함한다.

보청기는 가끔 보청기 사용자의 외이도 내에 배치되는 귀마개 부품인 하나의 부품과 외이도 외측에 배치되는 베이스 부품인 다른 하나의 부품으로 이루어지는 2-부품 장치로서 제조된다. 베이스 부품은 가끔 귀 뒷쪽에 배치되는데, 이러한 보청기는 귓바퀴형(behind-the-ear) 보청기라고 알려져 있다. 베이스 부품은 일반적으로 신호 처리 수단, 1개 또는 2개의 마이크로폰 및 배터리를 구비한다. 가끔은 리시버가 또한 베이스 부품에 배치된다. 음향관(sound tube)은 베이스 부품을 귀마개 부품에 접속하고, 리시버로부터의 소리는 상기 음향관을 통해 귀마개 부품에 전송되며, 귀마개 부품은 소리를 보청기 사용자의 중이(ear drum)에 전달한다.

공지된 대안 예로서, 리시버가 귀마개 부품에 배치되고 예를 들면 2개의 배선을 통해 베이스 부품 내의 신호 처리 수단에 접속될 수 있다. 이 경우에, 음향관은 적절히 캡슐화된 전기 단자로 교체된다.

외이도 내의 소리를 전기 신호로 변환하기 위해 고막에 가까운 쪽에서 귀마개에 마이크로폰을 배치하는 것이 제안되어 왔다. 이러한 마이크로폰은 보청기의 피팅(fitting) 중에 및 일상 사용중에 여러 가지 목적을 가질 수 있다. 마이크로폰으로부터의 전기 신호는 통상적으로 여분의 배선 쌍에 의해 보청기의 베이스 부품 내의 신호 처리 수단에 전달되어야 한다. 이제 이러한 마이크로폰을 구비함으로써 발생하는 한가지 문제점은 마이크로폰으로부터 베이스 부품으로 신호를 전달하기 위해 사용하는 배선이 전기 노이즈를 끌어 모은다는 것임을 깨달았다. 마이크로폰에서 발생된 전기 신호는 비교적 약한 예를 들면 5~10 ㎶이고, 따라서 노이즈에 오히려 더 민감하다.

또한, 상기 문제점은 리시버가 귀마개에 배치될 때 더 커진다는 것을 깨달았는데, 그 이유는 피크 레벨이 2V인 리시버 신호를 공급하는 배선이 마이크로폰으로부터 신호를 전달하는 배선에 근접하게 배치되기 때문이다. 그러므로, 리시버 신호는 마이크로폰 신호를 전달하는 배선에서 노이즈를 유도할 것이다.

다른 하나의 문제점은 2개의 부품을 연결하는 연장 부재의 직경을 가능한 한 작게 하기 위해 배선의 수를 가능한 한 적게 해야 한다는 것이다.

상기 문제점들은 외이도 마이크로폰으로부터의 신호가 상기 연장 부재에 배치된 데이터 선로를 통해 접속되는 직렬 데이터버스를 통하여 베이스 부품 내의 신호 처리 수단에 전달되게 하는 보청기를 제공하는 본 발명에 의해 해결된다.

여기에서 직렬 데이터버스는 신호를 하나 이상의 방향으로 운반하기에 적합한, 다른 유닛들 간의 통신을 위해 설치될 수 있는 디지털 통신 선로로 이해할 수 있다.

본 발명에 따른 실시예에 있어서, 베이스 부품은 귀 뒤에 배치되도록 적응된다.

본 발명에 따른 실시예에 있어서, 베이스 부품은 주변으로부터 소리 신호를 수신하는 적어도 하나의 마이크로폰을 포함한다. 대안적으로, DE 102005006404 및 DE 102005013833에 설명되어 있는 바와 같이, 주변으로부터 소리 신호를 수신하는 마이크로폰은 귀마개 부품에 배치하여도 좋다.

본 발명에 따른 실시예에 있어서, 베이스 부품은 신호 처리 수단 및 전원 공급용 배터리 중 어느 하나 또는 둘 다를 또한 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 실시예에 있어서, 연장 부재는 3개의 전기 배선을 포함하는데, 그 중 2개는 전형적으로 전원 공급용이고 하나는 데이터 선로용이다. 다른 실시예로서, 연장 부재는 3개 이상의 전기 배선을 포함하여 데이터 선로용으로 1개 이상의 배선을 사용할 수 있다. 데이터 선로는 광도파관, 예를 들면 광섬유와 같은 광학 매체를 또한 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 실시예에 있어서, 연장 부재는 상기 베이스 부품으로부터 상기 귀마개 부품으로 음향 신호를 전달하기 위한 음향관을 포함한다. 음향관은 2개의 다른 리시버 유닛의 적용을 용이하게 하고, 적어도 하나의 리시버가 보청기의 베이스 부품에 배치될 수 있다. 이 리시버는 음향관에서의 손실이 고주파수 리시버에 비하여 더 작은 저주파수 리시버일 수 있다. 고주파수 리시버는 귀마개 부품에 배치될 수 있다.

귀마개 부품이 적어도 하나의 리시버 유닛을 포함하는 본 발명에 따른 실시예에 있어서, 상기 리시버 유닛의 전기 신호는 연장 부재에 배치된 직렬 데이터버스를 통한 디지털 통신으로서 전송된다. 이것에 의해 음향관에서의 음향 손실이 회피된다.

본 발명에 따른 실시예에 있어서, 귀마개 부품 내의 리시버 유닛은 음향 신호의 고주파수 부분을 전달하기 위한 것이고, 음향 신호의 저주파수 부분은 베이스 부품 내에 배치된 저주파수 리시버로부터 상기 음향관을 통해 전달된다.

본 발명에 따른 실시예에 있어서, 귀마개 부품은 외이도 마이크로폰에 접속된 전자 칩을 포함하고, 상기 칩은 연장 부재의 전기 배선에도 접속된다. 이 칩은 데이터 선로를 통한 디지털 통신을 처리하는 회로를 포함하는 것이 좋다. 전자 칩은 외이도 마이크로폰의 전원에 대한 전압 조정기(voltage regulator)를 포함하는 것이 바람직하다. 전자 칩은 외이도 마이크로폰으로부터의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그-디지털 컨버터를 포함하는 것이 또한 바람직하다. 전자 칩은 마이크로폰 신호를 변환하기 위한 시그마-델타 컨버터를 또한 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 실시예에 있어서, 보청기의 베이스 부품은 신호 처리 수단에 제1 클럭 주파수를 제공하도록 구성되고, 귀마개 부품은 전자 모듈에 제2 클럭 주파수를 제공하도록 구성된다. 상기 2개의 클럭 주파수는 동기되는 것이 바람직하다. 이것은 클럭 주파수 발생기를 보청기의 베이스 부품에 또는 귀마개 부품에 배치하고 클럭 주파수 발생기가 없는 보청기의 부품에서 클럭 주파수를 재생함으로써 달성될 수 있다.

다른 실시예로서, 재생된 클럭 주파수는 상기 클럭 주파수 발생기의 클럭 주파수와 동기화된다. 가끔 클럭 주파수 발생기는 보청기의 상기 베이스 부품 내에 배치되는데, 이 경우 일반적으로 공간 효율성면에서 더 좋다.

다른 실시예로서, 제1 클럭 주파수와 제2 클럭 주파수 간의 동기화는 위상 고정 루프에 의해 수행된다.

본 발명에 따른 실시예에 있어서, 귀마개 부품은 물리적 또는 생리적 파라미터를 측정하기 위한 변환기(transducer)에 접속된다. 변환기는 온도, 혈압, 운동 예를 들면 가속도, 누워있는 사람의 방위, 신체의 전기 신호 예를 들면 EEG 또는 ECG를 측정하도록 적응될 수 있다. 이러한 변환기는 귀마개 부품의 전자 모듈에 접속되어 데이터를 직렬 데이터버스를 통해 상기 베이스 부품의 신호 처리 수단에 전달하게 하는 것이 바람직하다.

본 발명은 또한 보청기의 2개의 부품 간의 통신 방법과 관련이 있는데, 이 보청기는 전원 공급 수단과, 보청기 사용자 주변의 음향 신호를 전기 신호로 변환하는 적어도 하나의 마이크로폰을 포함하고, 상기 보청기의 2개의 부품은 적어도 2개의 배선을 통해 연결되며, 상기 통신 방법은 신호 처리 수단을 포함하는 베이스 부품을 보청기 사용자의 외이도 외측에 배치하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 보청기 사용자의 외이도 내에 귀마개 부품을 배치하는 단계를 또한 포함하고, 상기 귀마개 부품은 소리를 외이도 내로 전달하는 음향 전달 수단과, 외이도 내의 음향 신호를 전기 신호로 변환하는 외이도 마이크로폰과, 상기 외이도 마이크로폰에 접속된 전자 모듈을 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 귀마개 부품을 연장 부재에 의해 상기 베이스 부품에 접속하는 단계를 포함하고, 상기 연장 부재는 귀마개 부품에 전원을 공급하도록 구성된 전기 배선을 포함하며, 외이도 마이크로폰으로부터의 신호는 상기 연장 부재에 배치된 데이터 선로를 통해 접속되는 직렬 데이터버스를 통하여 상기 베이스 부품 내의 신호 처리 수단에 전달된다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.

본 발명에서는 귀마개 부품이 적어도 하나의 리시버 유닛을 포함하여, 리시버 유닛의 전기 신호가 연장 부재에 배치된 직렬 데이터버스를 통한 디지털 통신으로서 전송되어, 이것에 의해 음향관에서의 음향 손실을 회피하는 효과를 제공한다.

도 1은 보청기가 베이스 부품과 귀마개 부품 사이에 음향관을 구비한 실시예를 보인 도이다.
도 2는 도 1과 유사하지만 음향관이 없는 보청기의 실시예를 보인 도이다.
도 3은 단일 배선 데이터버스를 통한 양방향 디지털 통신을 나타내고 (a) 내지 (k)가 각 신호를 나타내는 도이다.
도 4는 양방향 디지털 통신을 제어하는 다른 상태를 나타내고 (a) 내지 (e)가 각 신호를 나타내는 도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 적용되는 위상 고정 루프 회로를 보인 도이다.
도 6은 음향관 및 3개의 배선을 포함한 연장 부재의 횡단면도를 보인 도이다.

도 1은 실시예에 따른 보청기의 원리를 보인 도이다. 가끔은 귀 뒤에 배치되는 베이스 부품(1)은 2개의 마이크로폰(3, 4), 전자 모듈(6), 리시버(9) 및 배터리 (8)를 포함한다. 전자 모듈(6)은 신호 처리 수단(23)), 클럭 발생기(20) 및 데이터 선로(16)의 통신을 제어하는 제어기(24)를 포함한다. 귀마개 부품(2)은 전자 모듈 또는 전자 칩(7) 및 마이크로폰(11)을 포함한다. 귀마개 부품(2)은 리시버(10)를 또한 포함한다. 이 리시버(10)는 비교적 높은 주파수, 예를 들면, 3 kHz ~ 15 kHz용으로 의도되고, 더 낮은 주파수, 예를 들면 20 Hz ~ 3 kHz는 베이스 부품에 배치된 리시버(9)에서 발생된다. 상기 낮은 주파수 리시버(9)로부터의 소리는 음향관(5)을 통하여 귀마개 부품(2)에 전송된다. 음향관(5)을 통해 저주파수 소리를 전송할 때의 손실은 음향관을 통해 고주파수를 전송할 때의 손실보다 더 낮다. 귀마개 부품 내에는 2개의 리시버 유닛을 위한 공간이 충분하지 않기 때문에, 저주파수 유닛은 베이스 부품 내에 구성하는 것이 유리할 수 있다. 그러나, 이것은 베이스 부품과 귀마개 부품 사이에 음향관의 설비가 필요하게 한다.

귀마개 부품(2)의 전자 모듈(7)은 고주파수 리시버(10)를 구동하기 위한 디지털-아날로그 컨버터(22)와, 고막 근처의 마이크로폰(11)으로부터의 신호를 디지털화하는 아날로그-디지털 컨버터(21)를 포함한다. 상기 2개의 컨버터는 US 5,878,146호에 개시되어 있는 시그마 델타 컨버터의 형태일 수 있다.

음향관은 귀마개 부품 내에 리시버 유닛이 없는 상황에서 또한 필요하다. 이 상황에서는 1개 또는 2개의 리시버가 베이스 부품 내에 배치된다. 이러한 실시예는 충분한 음압을 얻기 위해 대형 리시버 유닛이 필요한 고출력 보청기에서 바람직할 수 있다.

도 2는 2개의 리시버 유닛(9, 10)을 귀마개 부품(2)에 배치함으로써 음향관이 없는 보청기의 실시예를 보인 도이다. 도시된 2개의 리시버 유닛(9, 10)은 하나의 결합형 유닛으로 하여도 좋다.

3개의 배선 또는 선로는 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서 베이스 부품과 귀마개 부품을 연결한다. 2개의 전기 배선(15, 17)은 전원 공급용이고 하나의 배선 또는 선로(16)는 디지털 통신 선로용, 즉 직렬 데이터버스이다. 원칙적으로, 디지털 통신은 전원 공급 배선을 통해서 수행될 수도 있고, 이 경우 필요한 배선의 수를 2개로 감소시킬 수 있다. 이것은 약간의 노이즈 문제를 야기할 수 있고, 통신 선로의 추가적인 신호 처리를 암시한다. 다른 옵션은 베이스 부품과 귀마개 부품을 연결하는 배선의 수를 4개 이상으로 하여 하나의 배선은 베이스 부품으로부터 귀마개 부품으로 통신하는 용도로 사용하고 다른 하나의 배선은 귀마개 부품으로부터 베이스 부품으로 통신하는 용도로 사용하는 것이다.

데이터 선로 또는 직렬 데이터버스(16)는 하나 이상의 전기 배선의 형태를 가질 수도 있고, 또는 하나 이상의 광섬유와 같은 광도파관으로 할 수도 있다. 광섬유로 하는 경우에, LED 또는 반도체 레이저 및 적당한 검지기가 양쪽 보청기 부품에 배치되어야 한다. US 2008/0107292 A1에는 광도파관이 외이도 내의 광 마이크로폰을 귀 뒤의 베이스 부품에 연결하는 구조의 보청기에 대하여 개시되어 있다.

데이터 선로 신호는 한 쌍의 배선으로 조화된 신호(balanced signal)로서 또한 보내질 수 있다. 이것은 데이터 선로 통신에 영향을 주는 노이즈의 위험을 감소시킬 것이다. 조화된 배선 쌍은 노이즈 영향을 더욱 감소시키기 위해 비틀려질 수 있다.

얇은 결합 배선 및 베이스 부품과 귀마개 부품 간의 안정된 통신을 둘 다 얻기 위해, 연결용으로 3개의 배선이 가끔 더 선호된다. 이것은 하나의 배선이 양방향의 디지털 통신용으로 적용되어야 한다는 것을 의미한다. 이러한 통신의 제어를 위해 다른 유형의 프로토콜을 사용할 수 있다.

일반적으로 배터리는 베이스 부품 내에 배치되고 전자 모듈에 안정된 전압(V_DD)을 공급하기 위해 전압 조정기가 적용된다. 연장 부재의 배선을 통해 전달된 전압은 예를 들면 전기 데이터 선로 또는 외부 장치에 의해 영향을 받거나 방해될 수 있다. 그러므로, 가끔은 배터리 전압을 직접 전달하고 국소 전압 조정기(20))를 귀마개 부품에 제공하는 것이 바람직하다.

도 3과 도 4는 1 선로 양방향 직렬 데이터버스(16)를 통한 통신이 어떻게 처리되는가에 관한 일 예를 보인 것이다. 이 예는 데이터 선로로서의 광섬유와 전기 배선 둘 다에 적용할 수 있다. 도 3의 a는 베이스 부품(1)에서 발생된 8 MHz 클럭 주파수를 보인 것이다. 대응하는 8 MHz 클럭 주파수는 위상 고정 루프(PLL) 회로(19)(도 5 참조)를 제공함으로써 귀마개 부품(2)에서 발생된다. PLL(19)은 데이터 선로 신호의 제공에 의해 8 MHz 클럭 주파수를 재생한다. PLL은 데이터 선로 신호에서 상승 엣지를 적용함으로써 2개의 8 MHz 클럭 주파수 사이의 동기화를 계속적으로 조정한다. 클럭 발생기(20)가 이 예에서처럼 베이스 부품에 배치된 때, PLL은 귀마개 부품 내에 배치된다. 이 동기화는 1개 또는 2개의 리시버(9, 10)를 구동하는 1개 또는 2개의 시그마-델타 컨버터의 적절한 기능을 위해 중요하다. 만일 2개의 클럭 주파수가 약간이라도 위상이 벗어나면 적어도 하나의 리시버에서 위상 노이즈가 유도될 것이다. 불안정한 클럭 주파수에 의해 야기되는 클럭 지터(jitter)는 데이터 통신의 품질 및 신뢰성을 저감시킬 것이다. 이것은 클럭 주파수 발생기에 크리스탈을 적용함으로써 회피될 수 있고, 이 클럭 주파수는 예를 들면 전술한 방법에 의해 보청기의 다른 부품에 전달된다. 크리스탈 기반 클럭 주파수의 전달은 신뢰성있는 통신을 가능하게 한다.

도 5에 도시된 PLL 회로의 제공의 결과로서 2 MHz 클럭 주파수가 또한 발생된다(도 3의 b 참조). 이 2 MHz 클럭 주파수는 PLL의 피드백 루프의 제산기(divider)(33)에 의해 발생되고, 데이터 선로 신호의 상승 엣지의 주파수와 동기화하기 위해 제공된다. 2 MHz 클럭 주파수는 가끔 리시버용으로 또한 필요하다.

도 3의 c와 d는 베이스 부품으로부터 귀마개 부품으로 1 비트를 전송하는 예를 보인 것이고, 여기에서 "0"은 도 3의 c에서 전송되고 "1"은 도 3의 d에서 전송된다. 도 3의 c와 d에 있어서 "0"은 귀마개 부품 외부로 전송된다.

도 3의 e와 f는 귀마개 부품으로부터 베이스 부품으로 1 비트를 전송하는 예를 보인 것이고, 여기에서 "0"은 도 3의 e에서 전송되고 "1"은 도 3의 f에서 전송된다. 도 3의 e와 f에 있어서 "0"은 베이스 부품 외부로 전송된다.

도 3의 g는 양방향 데이터 통신 선로에서의 결과 신호를 보인 것이고, 여기에서 점선은 신호가 2개의 가능한 루트 중 하나를 따라가서 결과적으로 "0" 또는 "1"이 전송된다는 것을 표시한다. 데이터 선로에서의 상기 결과 신호는 도 3의 c 또는 d, 및 e 또는 f로부터의 신호의 합이다. 이 예에서는 8 MHz 클럭 주파수의 매 4번째 상승 엣지마다 데이터 선로 신호의 상승 엣지(도 3의 g에 화살표로 표시됨)가 있을 것이다. 이것은 도 3의 b에 화살표로 표시한 것처럼 2 MHz 주파수의 매 상상 엣지마다 발생하는 데이터 선로 신호의 상승 엣지와 등가이다. 이것은 데이터 선로상의 신호가 상기 상승 엣지 전에 로우(low)로 가야 한다는 것을 의미하고, 이것은 또한 도 3의 g에 도시한 데이터 선로 신호의 경우이다. 데이터 선로 신호 레벨의 변화는 8 MHz 클럭 주파수의 상승 또는 하강 엣지에서만 발생한다.

도 3의 g에 화살표로 표시된 바와 같이, 데이터 선로 신호의 전술한 상승 엣지는 베이스 부품과 귀마개 부품 사이의 클럭 신호를 동기화하기 위해 PLL에 적용된다.

도 4의 a는 위상 카운터의 상태를 보인 것이다. 위상 카운터는 베이스 부품 및 귀마개 부품 둘 다에 존재한다. 위상 카운터는 귀마개 부품의 제어 수단(18)의 부속품이다. 이러한 2개의 위상 카운터는 데이터 선로의 상승 엣지에 의해 PLL에 의해 동기화된다. 위상 카운터는 데이터 선로 신호의 상승 엣지에서 1로 시작하고, 4가 될 때까지 8 MHz 클럭의 각 상승 엣지마다 1씩 증가한다. 4가 된 후에, 위상 카운터는 다시 1부터 시작한다. 위상 카운터는 8 MHz 클럭의 하강 엣지를 식별함으로써 반(half)씩 증가될 수도 있다.

위상 카운터는 베이스 부품과 귀마개 부품 중 어느 부품이 데이터를 송출하는지를 식별하기 위해 제공된다. 이 목적을 위해, 선로_위상(line_phase)이 도 4의 e에 도시된 것처럼 규정된다. 선로_위상이 "A"인 기간에는 베이스 부품이 송출하고 선로_위상이 "B"인 기간에는 귀마개 부품이 송출한다. 이 예에서 위상 카운터가 1.5와 3.5 사이에 있을 때는 선로_위상이 "B"로 설정된다. 나머지 사이클에서는 선로_위상이 "A"로 설정된다.

도 4의 b는 8 MHz 클럭 주파수를 반복한 것이고, 도 4의 c는 데이터 선로 신호를 반복한 것이며, 이것들은 도 4에서 비교를 용이하게 하기 위해 도시한 것이다.

동기화용으로 의도되는 데이터 선로 신호의 상승 엣지(도 3의 g에 화살표로 표시됨)와, 귀마개 부품으로부터 베이스 부품으로 "1"이 전송될 때마다 발생하는 상승 엣지를 구별하기 위해, 귀마개 부품(2)의 전자 모듈(7)의 제어 유닛(18)이 배치되어 상기 구별을 위해 제공되는 신호를 발생한다. 이 신호는 트리그_온(trig_on) 신호라고 부르고 도 4의 d에 도시되어 있다.

트리그_온 신호는 선로_위상이 "A"일 때 "1"(즉 하이)로 설정된다. 트리그_온 신호는 선로_위상이 "B"일 때 "0"(즉 로우)으로 설정된다.

도 5는 도 3의 g 및 도 4의 c에 화살표로 표시한 상승 엣지의 적용에 의해 8 MHz 클럭 주파수를 동기화시키기 위한 위상 고정 루프(PLL) 회로(19)의 예를 보인 것이다. 데이터 선로 신호는 트리그_온 신호와 함께 AND 연산기(30)로 입력된다. AND 연산기(30)의 출력은 화살표로 표시한 것처럼 데이터 선로 신호의 상승 엣지에 대해서만 하이로 되고, 귀마개 부품이 "1"을 전송하고 트리그_온 신호가 로우로 될 때의 상승 엣지에 대해서는 하이로 되지 않는다(도 4의 c 및 d 참조).

AND 연산기(30)로부터의 신호는 위상 주파수 검출기(PFD)(31)에 대한 기준 입력(A)이다. PFD(31)에 대한 다른 입력(B)은 전압 제어 발진기(VCO)(32)로부터 제산기(33)를 통해 들어오는 피드백 신호이다. PFD(31)의 2개의 출력(Q_A, Q_B)은 펄스열을 통해 제1 스위치(34) 및 제2 스위치(35)를 제어한다. 제1 정전류 발생기(36) 및 제2 정전류 발생기(37)는 커패시터(38)를 충전 또는 방전시킬 것이고, 이것에 의해 VCO(32)에 대한 입력 전압을 결정한다. 2개의 정전류 발생기(36, 37)는 동일한 전류를 발생한다. Q_A의 펄스는 Q_A에 접속된 제1 스위치(34)를 폐쇄하여 제1 정전류 발생기(36)가 커패시터(38)를 충전하게 한다. Q_B의 펄스는 Q_B에 접속된 제2 스위치(34))를 폐쇄하여 제2 정전류 발생기(37)가 커패시터(38)를 방전하게 한다.

PFD(31)의 입력 A와 B에서의 2개의 신호가 동기화 또는 고정된 때, 펄스(Q_A, Q_B)의 길이는 동일하고 VCO(32) 입력의 전압은 불변으로 유지된다. 만일 PFD(31)의 입력 A와 B에서의 2개의 신호가 동기화되지 않으면, PFD(31)의 출력(Q_A, Q_B) 중의 하나의 펄스는 다른 출력에서의 펄스보다 더 길어져서 커패시터(38)를 충전 또는 방전시킨다. 이것은 VCO(32)의 입력 전압을 VCO의 출력 주파수가 데이터 선로 신호와 동기되는 레벨까지 조정할 것이다.

양방향 디지털 통신 선로가 시동될 때, 예를 들면 보청기를 턴온할 때 또는 통신 선로를 리세트할 때, 제어기(18)는 2개의 8 MHz 주파수가 동기화되도록 PLL이 고정될 때까지 대기하여야 한다. 이것은 펄스 Q_A와 Q_B의 길이가 동일하거나 거의 동일한 때의 경우이다. 이것이 발생하면 선로_위상이 A로 설정된다. 이제 귀마개 부품은 데이터 선로에서의 상승 엣지를 기다릴 것이다. 제어기(18)가 데이터 선로에서의 상승 엣지를 검출하면, 위상 카운터는 1로 설정된다. 이 시점으로부터 위상 카운터와 선로_위상은 도 4의 a 및 e에 도시하고 위에서 설명한 것처럼 계속될 것이다. 상기 시동 절차가 적절히 기능하게 하기 위해, 귀마개 부품으로부터는 어떠한 데이터도 전송되지 않아야 한다. 이것은 데이터 선로 신호가 초기에 도 3의 h 또는 i에 도시한 신호처럼 보여야 한다는 것, 즉 귀마개 부품으로부터 베이스 부품으로 "0"만이 전송된다는 것을 의미한다.

통신 선로의 리세트 및 상기 시동 절차의 후속적인 적용은 만일 하나 이상의 선로 또는 배선의 접속이 일시적으로 손실된 때 초기화될 수 있다. 이러한 일시적 접속 손실은 귀마개 전자 모듈(7)의 제어 회로(18)에 의해 검출될 수 있다. 이것은 PLL(19)(도 5 참조)에서 커패시터(38)의 전압을 체크함으로써 수행될 수 있다. 데이터 선로 신호의 상승 엣지가 정지하고 이 전압이 0으로 하강하며 제어 회로(18)가 이것을 검출한 때, 귀마개 부품은 데이터 선로에서의 데이터 전송을 정지해야 하고, 이와 동시에 상기 시동 절차가 초기화되어야 한다. 제어 회로(18)는 전원 공급 배선에서의 임의의 일시적인 접속 손실을 검출하기 위해 또한 구성될 수 있다.

클럭 주파수가 적절히 동기화되었는지를 확인하기 위한 특수 코드가 적용될 수 있다. 이 코드 또는 다른 코드는 통신이 계획된 대로 기능하는지를 확인하기 위해 특정 시간 간격으로 전송될 수 있다. 만일 이 코드가 정지하거나 시간 간격이 적절히 뒤따르지 않으면, 리세트 절차가 또한 초기화될 수 있다.

상기 데이터 통신의 예에서, 베이스 부품으로부터 귀마개 부품으로 1 비트 및 귀마개 부품으로부터 베이스 부품으로 1비트를 전송하기 위해 클럭 주파수의 1 사이클이 적용된다. 데이터 통신은 여러 가지 다른 방법으로 구성될 수 있다. 베이스 부품은 1 클럭 사이클에서 전송할 수 있고 귀마개 부품은 다음 클럭 사이클에서 전송할 수 있으며, 그 다음에 베이스 부품이 전송하는 등의 방식으로 전송할 수 있다. 본 발명의 실시예의 다른 옵션은 베이스 부품으로부터 8 또는 16 비트를 전송하고 그 다음에 귀마개 부품으로부터 동일한 수의 비트를 전송하며, 그 다음에 베이스 부품으로부터 전송하는 등으로 전송하는 것이다.

가끔은 2개로 되는 소리 신호 외에, 데이터 통신에 다른 유형의 정보를 포함하는 것이 또한 바람직하다. 이것은 전송되는 정보의 유형을 식별하고 신호 발생 변환기를 식별하는 제어 비트일 수 있다. 마이크로폰 및 리시버 외의 변환기 유형이 적용될 수 있다. 이것은 보청기를 착용한 사람으로부터의 생체전기 신호를 측정하는 온도계 또는 전극일 수 있다.

구성 데이터가 또한 데이터 통신에 포함될 수 있다. 구성 데이터는 적용되는 귀마개 부품의 유형을 식별하는 데이터일 수 있다. 이것은 상이한 귀마개 부품들이 동일한 베이스 부품과 함께 적용되는 경우에 적절하다. 귀마개 부품을 식별하는 유형 번호는 제어 회로(18)에 저장되고 요청이 있을 때 베이스 부품에 통신될 수 있다. 이것 외에, 상태 정보가 또한 데이터 선로를 통해 전송될 수 있다. 이것은 클럭 동기화에서의 상태일 수 있다.

도 6은 연장 부재(40)의 횡단면도이고, 음향관(41)이 공간의 대부분을 차지한다. 연장 부재(40)를 형성하는 물질은 폴리아미드 물질일 수 있다. 폴리아미드는 가끔 생체적합 연화제 등의 다른 물질을 첨가함으로써 변화된다.

전원 공급 선로(15, 17)용의 배선(42, 43)은 연장 부재(40) 및 음향관(41)을 형성하는 물질 내에 완전히 내포되는 것이 바람직하다. 또한, 데이터 선로(16)를 형성하는 하나 이상의 선로(44)가 이 물질 내에 완전히 내포되는 것이 바람직하다. 위에서 언급한 바와 같이, 데이터 선로(16)를 형성하는 선로(44)는 하나 이상의 전기 배선일 수 있고, 또는 하나 이상의 광섬유일 수 있다. 연장 부재(40)의 외경을 가능한 한 작게 유지하기 위해, 데이터 선로용 선로의 수는 전기 배선을 적용하든 광섬유를 적용하든 상관없이 가능한 한 적은 것이 바람직하다.

연장 부재의 외경을 작게 하면 연장 부재를 대부분의 보청기 사용자의 귀에 고정하는 것이 용이하고, 작은 외경은 미용상의 이유 때문에 많은 보청기 사용자가 또한 선호한다. 음향관이 없는 실시예는 비교적 더 작은 외경으로 제조될 수 있고, 또는 데이터 선로용의 더 많은 선로, 예를 들면, 2개의 전기 배선 또는 2개의 광섬유, 각 방향의 통신용의 하나의 선로를 설치할 공간이 더 많을 것이다. 그러나, 연장 부재를 귀마개 부품 및 베이스 부품과 접속하는 플러그들은 각각 종단(termination)을 필요로 하는 더 많은 배선으로 인해 더 많은 공간을 차지할 것이다.

데이터 선로가 하나의 전기 배선으로서 구성될 때, 이 데이터 선로는 조화된 신호를 위한 비틀림 배선 쌍으로서 구성될 수 있다. 이 구성은 전기 노이즈에 대한 데이터 선로의 민감성을 감소시킨다.

데이터 선로용 선로의 수를 적게, 바람직하게는 1개로 유지하는 한가지 방법은 보청기의 2개의 부품의 클럭 주파수를 증가시키는 것이고, 이것은 선로당 제공할 수 있는 정보량을 그에 대응하게 증가시킬 것이다.

디지털화 소리 신호는 충분히 높은 소리 품질을 제공하기 위해 16 비트 해상도에서 32 KHz의 대역폭을 가끔 필요로 한다. 이것은 리시버 및 마이크로폰이 귀마개 부품에 배치될 때 512 KHz의 신호가 각 방향으로 전달될 필요가 있음을 의미한다. 그래서, 8 MHz의 클럭 주파수를 사용하는 경우, 적어도 2개의 소리 신호 및 다른 변환기의 신호를 위한, 및 제어 비트, 구성 데이터 및 상태 정보를 위한 용량이 충분할 것이다.

예컨대 귀마개 부품에 추가의 변환기가 추가될 때, 데이터가 데이터 선로를 통해 베이스 부품에 전달되어야 하는 경우, 데이터 선로의 추가의 대역폭이 필요하다. 이러한 변환기의 유형에 따라서, 전달할 데이터의 양이 크게 변화할 수 있다. 만일 변환기가 온도계 또는 이동을 검출하기 위한 가속도계이면, 전달할 데이터의 필요량은 비교적 제한될 수 있고, 한편 변환기가 1개이거나 수 개의 EEG 신호인 경우 더 많은 데이터가 전달될 필요가 있지만, 소리 신호의 경우에는 여전히 상당히 더 적다.

다수의 변환기가 귀마개 부품에 포함되거나 귀마개 부품에 접속된 때, 이들 변환기로부터의 데이터는 귀마개 부품의 전자 모듈(7)에 의해 수집되고, 예를 들면 마이크로폰(11)으로부터의 디지털화 소리 신호와 함께 데이터 선로(16)를 통해 전송하기에 적합한 형태로 패키지될 수 있다.

1: 베이스 부품 2: 귀마개 부품
3: 마이크로폰 4: 마이크로폰
5: 음향관 6: 전자 모듈
7: 전자 칩 8: 배터리
9: 리시버 10: 리시버
11: 마이크로폰 15: 전기 배선
16: 데이터 선로 17: 전기 배선
18: 제어 수단 19: 위상 고정 루프(PLL) 회로
20: 클럭 발생기 21: 아날로그-디지털 컨버터
22: 디지털-아날로그 컨버터 23: 신호 처리 수단
24: 제어기

Claims (18)

1. 전원 공급 수단, 및 보청기 사용자 주변의 음향 신호를 전기 신호로 변환하는 적어도 하나의 마이크로폰을 구비한 보청기에 있어서,
   - 보청기 사용자의 외이도 외측에 배치되고 신호 처리 수단을 포함한 베이스 부품과,
   - 보청기 사용자의 외이도 내에 배치되고, 소리를 외이도 내로 전달하는 음향 전달 수단, 외이도 내의 음향 신호를 전기 신호로 변환하는 외이도 마이크로폰, 및 상기 외이도 마이크로폰에 접속된 전자 모듈을 포함한 귀마개 부품과,
   - 상기 베이스 부품으로부터 귀마개 부품으로 또는 귀마개 부품으로부터 베이스 부품으로 전원을 공급하도록 적응된 전기 배선을 포함하여 상기 귀마개 부품을 상기 베이스 부품에 연결하는 연장 부재를 포함하고,
   외이도 마이크로폰으로부터의 신호는 상기 연장 부재에 배치된 데이터 선로를 통해 접속되는 직렬 데이터버스에 의해 상기 베이스 부품 내의 신호 처리 수단에 전달되는 것인 보청기.
2. 제1항에 있어서, 상기 베이스 부품은 귀 뒤에 배치되도록 적응된 것인 보청기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연장 부재는 3개의 전기 배선을 포함한 것인 보청기.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 데이터 선로는 광도파관을 포함한 것인 보청기.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연장 부재는 음향 신호를 상기 베이스 부품으로부터 상기 귀마개 부품으로 전달하기 위한 음향관을 포함한 것인 보청기.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 귀마개 부품은 적어도 하나의 리시버 유닛을 포함하고, 상기 리시버 유닛의 전기 신호는 상기 직렬 데이터버스를 통하여 디지털 통신으로서 전송되는 것인 보청기.
7. 제6항에 있어서, 상기 리시버 유닛은 음향 신호의 고주파 부분을 전송하도록 적응되고, 저주파수 리시버 유닛은 베이스 부품에 배치되어 음향 신호의 저주파수 부분을 음향관을 통해 전송하도록 적응된 것인 보청기.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 귀마개 부품은 외이도 마이크로폰에 접속된 전자칩을 포함하고, 상기 칩은 연장 부재의 전기 배선에 접속된 것인 보청기.
9. 제8항에 있어서, 상기 전자칩은 외이도 마이크로폰의 전원 공급을 위한 전압 조정기를 포함한 것인 보청기.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 전자칩은 외이도 마이크로폰으로부터의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터를 포함한 것인 보청기.
11. 제10항에 있어서, 상기 아날로그-디지털 컨버터는 시그마-델타 컨버터인 보청기.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 클럭 주파수 발생기가 보청기의 베이스 부품과 귀마개 부품 중 어느 하나에 배치되고, 클럭 주파수는 보청기의 클럭 주파수 발생기가 없는 부품에서 재생되는 것인 보청기.
13. 제12항에 있어서, 상기 재생된 클럭 주파수는 상기 클럭 주파수 발생기의 클럭 주파수와 동기되는 것인 보청기.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 클럭 주파수 발생기는 보청기의 베이스 부품에 배치된 것인 보청기.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 동기화는 위상 고정 루프에 의해 수행되는 것인 보청기.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 귀마개 부품은 물리적 또는 생리적 파라미터를 측정하는 변환기에 접속된 것인 보청기.
17. 제16항에 있어서, 상기 변환기는 귀마개 부품의 상기 전자 모듈에 접속되고, 직렬 데이터버스를 통하여 상기 베이스 부품의 신호 처리 수단에 데이터를 전달하도록 적응된 것인 보청기.
18. 전원 공급 수단, 및 보청기 사용자 주변의 음향 신호를 전기 신호로 변환하는 적어도 하나의 마이크로폰을 구비한 보청기의 2개의 부품- 이 2개의 부품은 적어도 2개의 배선으로 연결됨- 사이에서 통신을 행하는 방법에 있어서,
    - 신호 처리 수단을 포함한 베이스 부품을 보청기 사용자의 외이도 외측에 배치하는 단계와,
    - 소리를 외이도 내로 전달하는 음향 전달 수단, 외이도 내의 음향 신호를 전기 신호로 변환하는 외이도 마이크로폰, 및 상기 외이도 마이크로폰에 접속된 전자 모듈을 포함한 귀마개 부품을 보청기 사용자의 외이도 내에 배치하는 단계와,
    - 상기 베이스 부품으로부터 귀마개 부품으로 또는 귀마개 부품으로부터 베이스 부품으로 전원을 공급하도록 적응된 전기 배선을 포함한 연장 부재에 의해 상기 귀마개 부품을 상기 베이스 부품에 연결하는 단계를 포함하고,
    외이도 마이크로폰으로부터의 신호는 상기 연장 부재에 배치된 데이터 선로를 통해 접속되는 직렬 데이터버스에 의해 상기 베이스 부품 내의 신호 처리 수단에 전달되는 것인 통신 방법.

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