KR20130080042A - 듀얼 모드 무선 라디오를 갖는 보청기 시스템 - Google Patents

Abstract

보청기(100)는 제 1 캐리어 주파수를 사용하여 제 1 데이터 신호를 수신하도록 구성된 제 1 무선 링크 수단 및 제 2 캐리어 주파수를 사용하여 제 2 데이터 신호를 수신하도록 구성된 제 2 무선 링크 수단을 포함하고, 제 1 무선 링크 수단의 제 1 전기적 안테나는 또한 제 2 무선 링크 수단의 제 1 대역 통과 필터의 부분을 형성한다. 본 발명은 보청기, 바이노럴 보청기 시스템 및 제 1 무선 신호 및 제 2 무선 신호를 수신하는 방법을 제공한다.

Description

듀얼 모드 무선 라디오를 갖는 보청기 시스템 {A HEARING AID SYSTEM WITH A DUAL MODE WIRELESS RADIO}

본 발명은 보청기에 관한 것이다. 본 발명은 좀 더 구체적으로 듀얼 모드 무선 라디오를 갖는 보청기 시스템에 관한 것이다.

본 개시의 맥락에서, 보청기는 청각 장애인의 귀 뒤에 또는 귀 안에 착용되도록 설계된 작은, 마이크로 전자 장치(microelectronic device)로서 이해되어야 한다. 보청기 시스템은 모노럴(monaural)이 되어 하나의 보청기만을 포함할 수 있거나, 바이노럴(binaural)이 되어 두 개의 보청기들을 포함할 수 있다. 사용에 앞서, 보청기는 처방전(prescription)에 따라 보청기 피터(fitter)에 의해 조정된다. 처방전은 청력 테스트를 기반으로 하고, 청각 장애인의 보청기 없는 청각 성능을 나타내는, 소위 청력도(audiogram)가 청력 테스트 결과로 나온다. 처방전은 사용자가 청력 저하를 겪는 가청주파수 범위 내의 주파수에서 사운드를 증폭시킴으로써 보청기가 청각 손실을 경감케 하기 위한 설정이 되도록 고안되었다. 보청기는 하나 이상의 마이크로폰, 신호 프로세서를 포함한 마이크로 전자 회로, 및 음향 출력 변환기를 포함한다. 신호 프로세서는 바람직하게는, 디지털 신호 프로세서이다. 보청기는 인간 귀의 뒤에 또는 내부에 들어가기에 적당한 케이스에 내장된다.

이름이 시사하듯이, BTE(Behind-The-Ear) 보청기는 귀 뒤에 착용된다. 더 정확히 말하면, 주요 전자 부품을 수용하는 하우징(housing)을 포함하는 전자 장치 유닛이 귀 뒤에 착용된다. 사운드를 보청기 사용자에게 전달하기 위한 이어피스(earpiece)는 귀 내부, 예컨대 외이(concha) 또는 외이도(ear canal)에 착용된다. 종래의 BTE 보청기에서는, 보청기 전문 용어로 보통 수신기(receiver)로서 지칭되는 출력 변환기가 전자 장치 유닛의 하우징 내에 위치하기 때문에, 음향관(sound tube)이 사용된다. 몇몇 최신 유형의 보청기에서 수신기가 귀 내부의 이어피스 안에 위치하기 때문에, 전기적 도체를 포함하는 전도성 부재가 사용된다. 이러한 보청기는 보통 RITE(Receiver-In-The-Ear) 보청기로서 지칭된다. RITE 보청기의 특정 유형에서, 수신기는 외이도 안쪽에 위치한다. 이것은 RIC(Receiver-In-Canal) 보청기로 알려져 있다.

ITE(In-The-Ear) 보청기는 귀 내부, 보통 외이도의 깔대기형 외측 부분 내의 장착을 위해 설계된다. ITE 보청기의 특정 유형에서, 그 보청기는 대체로 외이도 안쪽에 위치한다. 이 유형은 CIC(Completely-In-Canal) 보청기로서 알려져 있다. 이 유형의 보청기는 보청기의 작동에 필요한 구성 요소를 수용하면서, 보청기로 하여금 외이도 내부에 배치될 수 있도록 하기 위하여 매우 콤팩트한 디자인을 필요로 한다.

최신식의 보청기는 보청기의 회로에 의해 신호를 증폭, 조절 및 재생산하기 위한 목적의 진보된 기능들을 위하여 하나 이상의 신호 소스를 수용하도록 흔히 설계된다. 이러한 신호 소스들은 예를 들어, 텔레비전, mp3 플레이어 및 휴대 전화이다.

몇몇의 보청기는 보청기 회로와 FM-수신기, 블루투스^{®(등록상표임)} 수신기, 케이블 등과 같은 외부 장치의 연결을 위한 수단을 가진다. 이러한 외부 장치는 다양한 방식으로 보청기와 통신을 가능하게 한다. FM-수신기는 화자가 무선 FM 송신기가 있는 마이크를 착용한 공개 연설 상황에서 사용되기 위해 연결될 수 있다. 블루투스^® 수신기는 휴대 전화 등으로부터 오디오 신호를 스트리밍하기 위해 사용될 수 있다.

몇몇의 보청기는 또한 유도 수신기(inductive receiver)와 같은 내부의 무선 수신기를 포함한다. 이 무선 수신기들의 대부분은 보청기 배터리로부터 직접적으로 전력을 끌어온다.

본 발명이 속한 기술 분야에서 알려진 외부 장비 또는 무선 수신기의 장시간 사용은 보청기 배터리의 빠른 소모로 인한 배터리의 잦은 교체를 필요로 하고, 보청기의 작동 비용을 추가시킬 수 있다. 별도의 배터리를 포함하는 통합 전원 공급 장치를 갖는 수신기 유형은 수신기의 무게, 크기, 복잡도를 가중시킨다. 따라서, 좀 더 전력 효율적인 무선 장치는 보청기 사용자에게 큰 이득이 있을 것이다.

몇몇의 보청기 유형에서 무선 링크는 바이노럴(binaural) 보청기 시스템의 두 개의 보청기 사이에 제공된다. 이 경우 이러한 작은 간격을 통하여 전력 소모가 매우 낮을 수 있기 때문에 유도 무선 링크가 특히 유리하다. 또한, 바이노럴 보청기 시스템의 보청기들이 보청기 사용자의 좌측 및 우측 귀에 또는 내부에 착용되도록 구성(adapt)되기 때문에, 유도 무선 링크를 이용하는 것이 유리한데, 그 이유는 유도 무선 링크에 의해 송신된 자기장 신호가 보청기 사용자의 머리에 의해 상당히 감쇠하지는 않기 때문이다.

보청기의 다른 유형에서 유도 라디오(inductive radio)는 외부 신호 소스 또는 외부 중계 장치(relay device)로부터 오디오 신호를 수신하기 위해서 사용된다. 이 유형의 보청기 시스템에서 유도 라디오의 송신 및 수신 범위가 거리에 대하여 약 세 제곱의 비율로 떨어지기 때문에, 외부 신호 소스 또는 외부 중계 장치는 근접 범위 (통상적으로 1 미터 미만)내에 있어야 한다.

WO-A1-2010043223은 텔레비전 세트, 제 1 외부 장치, 제 2 외부 장치 및 바이노럴 보청기 시스템에 연결된 DVD 플레이어를 개시하며, 제 1 외부 장치는 DVD 플레이어에 의해 제공된 오디오 신호 인코딩 및 제 2 외부 장치로의 무선 송신을 위한 전용으로 이용되고, 제 2 외부 장치는 또한 바이노럴 보청기 시스템상으로 오디오 신호를 중계하도록 구성된다. 제 2 외부 장치는 무선 신호 송신이 보청기에서 최소한의 전력을 소모하는 것을 보장한다.

본 발명이 속한 기술 분야에서 알려진 외부 장비 또는 무선 수신기의 장시간 사용은 보청기 배터리의 빠른 소모로 인한 배터리의 잦은 교체를 필요로 하고, 보청기의 작동 비용을 추가시킬 수 있다. 별도의 배터리를 포함하는 통합 전원 공급 장치를 갖는 수신기 유형은 수신기의 무게, 크기, 복잡도를 가중시킨다. 따라서, 좀 더 전력 효율적인 무선 장치가 보청기 사용자에게 필요할 것이다.

본 발명은, 제 1 양태로서, 청구항 1에 따른 보청기를 제공한다.

이는 향상된 무선 범위를 갖는 보청기를 제공한다.

본 발명은, 제 2 양태로서, 청구항 18에 따라 보청기 내에서 무선 신호를 수신하는 방법을 제공한다.

이는 전력 소모 및 크기와 관련하여, 보청기 내에서 무선 신호를 수신하는 향상된 방법을 제공한다.

추가적인 유리한 특징들은 종속항들에 나타난다.

본 발명의 또 다른 특징들은 본 발명이 보다 상세하게 설명될 이하의 기재로부터 당업자에게 명백해질 것이다.

향상된 무선 링크 수단을 갖는 보청기를 제공함으로써 작은 보청기 크기 및 낮은 전력 소모는 유지하면서 더 긴 무선 범위를 갖는 보청기를 제공하는 것이 본 발명의 특징이다.

무선 신호를 송신 및 수신하는 향상된 방법을 제공하는 것이 본 발명의 또 다른 특징이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 보청기를 매우 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 보청기를 매우 개략적으로 도시한다.

예시로서, 본 발명의 바람직한 실시예가 도시 및 설명된다. 알게 되겠지만, 본 발명은 다른 실시예가 가능하고, 발명의 여러 세부사항은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 다양하고 명백한 측면에서 변형할 수 있다. 따라서, 도면과 그 설명은 본질적으로 예시한 것으로 간주되며 발명을 제한하는 것이 아니다.

본 발명의 맥락에서 무선 라디오의 두 가지 유형, 즉 무선 링크 수단 또는 무선 송신 방식에 구별이 존재한다.

무선 라디오의 제 1 유형은 근거리 통신(short range communication)을 위해 구성된다. 이 유형의 라디오는 유도성(inductive), 저주파수(low-frequency) 또는 근거리장(near-field)으로 또한 표시될 수 있다. 통상적인 구현에서 근거리 라디오(short-range radio)는 무선 링크의 송신기와 수신기 간 상호 작용의 특성이 근거리장에서 자기적 유도에 의해 주로 결정되도록 설계된다. 저주파수라는 용어는 아래에 설명될 무선 라디오의 제 2 유형을 표시하기 위해 사용되는 대응 용어인 고주파수와 비교되어야 하는 상대적인 용어로서 해석될 것이다.

무선 라디오의 제 2 유형은 원거리 통신(long range communication)을 위해 구성된다. 이 유형의 라디오는 라디오 주파수(RF), 고주파수(high-frequency) 또는 원거리장(far-field)으로 또한 표시될 수 있다. 통상적인 구현에서 원거리 통신은 무선 링크의 송신기와 수신기 간 상호 작용의 특성이 원거리장에서 전자기파에 의해 주로 결정되도록 설계된다. 고주파수라는 용어는 위에 설명된 무선 라디오의 제 1 유형을 표시하기 위해 사용되는 대응 용어인 저주파수와 비교되어야 하는 상대적인 용어로서 해석될 것이다.

잘 알려진 바와 같이 근거리장 및 원거리장이라는 용어는 고정된 용어는 아니지만, 주어진 무선 송신 유형을 위해 수반되는 예컨대 선택 주파수, 안테나 디자인, 간격에 의존한다.

일반적으로 무선 보청기 라디오들의 범위는 무선 신호가 외부 장치로부터 수신될 때, 유도 라디오 대신 원거리장 라디오를 사용함으로써 증가될 수 있다. 이것은 주로 유도 라디오가 거리에 대해 약 세제곱으로 떨어지는 세기를 가진 신호를 제공하는 것에 비하여. 원거리장 라디오는 거리에 대해 약 제곱으로 떨어지는 세기를 가진 신호를 제공하는 사실에 따른 결과이다.

그러나 유도 안테나는 일반적으로 원거리장 안테나보다 상당히 더 작고, 이것은, 특히 제한된 송신 범위가 요구되는 경우인 소형화를 위한 지속적인 구동이 존재하는 보청기 내에서의 구현을 위하여, 유도 라디오가 유리하게끔 한다.

일반적으로 원거리장 안테나의 크기는 캐리어 주파수(carrier frequency)가 증가함에 따라 감소한다. 따라서 보청기 내에 원거리장 안테나를 위한 공간을 만들기 위해서 상대적으로 높은 캐리어 주파수를 사용하는 것이 중요하다. 그러나, 순전히 캐리어 주파수가 증가할 때 좁은 대역폭(높은 Q 팩터)을 갖는 대역 통과 필터의 설계가 더 어려워지기 때문에, 캐리어 주파수가 증가하면, 원하는 신호를 높은 선택도로 필터링 아웃하는(filter out) 것은 더욱 어려워진다, 또한 무선 라디오들의 전력 소모는 통상적으로 주파수가 증가함에 따라 증가한다.

높은 캐리어 주파수 시스템의 이러한 단점을 경감하는 한 가지 방법은 수퍼 헤테로다인 검출(super heterodyne detection)을 이용하는 것이다. 수퍼 헤테로다인 수신기에서 캐리어 주파수는 중간 주파수로 다운믹싱되고(down-mixed), 필요하다면, 이중 수퍼 헤테로다인 검출로 불리는 방법의 경우에서는 중간 주파수가 추가적으로 다운믹싱될 수 있다. 이에 의해 좀 더 효과적인 대역 통과 필터가 이용가능한, 더 낮은 주파수에서 신호의 대역 통과 필터링이 수행될 수 있다.

일반적으로 디지털 온 칩(on-chip) 대역 통과 필터는 아날로그 온 칩 대역 통과 필터에 비해 성능면에서는 열등하지만, 아날로그 필터는 상당히 더 많은 공간을 차지하고 더 많은 전력을 소모한다. 보청기에서, 공간은 일반적으로 용이하게 이용할 수 없고 전력도 마찬가지로 중요한(critical) 자원이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 증가된 범위를 갖는 원거리장 라디오는, 보청기 내에서 원거리장 신호의 캐리어 주파수를 유도 라디오의 캐리어 주파수에 대응하는 중간 주파수로 다운믹싱하고, 장거리 원거리장 라디오 및 유도 근거리 라디오를 위한 동일한 디지털 변조(modulation) 기술 및 무선 프로토콜을 사용함으로써 구현될 수 있다. 이에 의해 유도 근거리 라디오는 장거리 원거리장 라디오의 후반(second half)을 구성하고 이렇게 하여 장거리 원거리장 라디오를 위한 부가적인 아날로그 오프-칩 대역 통과 필터가 요구되지 않는데 이는 유도 안테나 및 그것의 대응 공진 회로가 그러한 필터를 구성하기 때문이다.

이에 의해 예컨대 두 개의 별개의 라디오를 갖는 보청기 시스템들 또는 저전력 유도 근거리 라디오가 없는 바이노럴 시스템에 비하여 더 적은 구성 요소가 보청기 시스템에 요구되기 때문에, 상대적으로 작은 크기의 보청기를 유지하고 전력 소모를 낮게 유지하는 반면에 외부 장치와 통신할 때 상당히 향상된 무선 수신 범위를 갖는 듀얼 모드 보청기 시스템이 제공될 수 있다.

이 방법은 외부 장치와 통신할 때 무선 범위를 향상시키기 위하여, 기존의 보청기 시스템을 변형하는 매우 단순한 방법을 구성한다는 점에서 추가적인 이점이 있다.

기본적으로 보청기는 수신된 신호 데이터가 완전히 복조되고(demodulated) 디코딩되어(decoded) 해석되기 전까지는 무선 신호가 유도 근거리 라디오에서 수신된 것인지 또는 원거리 라디오에서 수신된 것인지 인지할 수 없을 것이다. 따라서 선택된 무선 프로토콜은 무선 송신이 신호 전송 없는 타임 슬롯(time slot)들을 포함하도록 마련되는 것이 중요하다.

이에 의해 바이노럴 보청기 시스템은, 보청기들간 데이터의 무선 교환이, 유도 근거리 라디오를 사용하여, 원거리장 신호의 다른 연속적인 수신의 전술한 송신이 없는 타임 슬롯들 동안에 발생할 수 있도록 그 자체로 구성할 수 있다.

일반적으로 연속적인 원거리 무선 송신의 수신은 표준 수단의 사용으로 중단될 수 있다. 이러한 수단의 하나는 원거리 라디오의 중심 구성 요소를 비활성화시키기 위해 구성된 보청기 상의 버튼을 활성화하는 것이다. 또 다른 수단은 리모콘으로부터의 오프-신호를 유도 근거리 라디오를 사용한 보청기로 송신하는 것으로서, 여기서 리모콘은 원거리 라디오를 사용하여 수신된 신호를 줄일 수(drown out) 있는 유도 무선 신호를 제공하도록 구성된다. 이것은 통상적으로 보청기와 매우 근접하게 리모콘을 위치하게 함으로써 달성될 수 있다.

먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 보청기를 매우 개략적으로 도시한다.

보청기(100)는 음향-전기 입력 변환기(124), 프론트 엔드 칩(122), EEprom 칩(123), 백 엔드 칩(121) 및 전기-음향 출력 변환기(125)를 포함한다. 이 구성 요소들은 함께 기본적인 보청기의 기능을 제공한다.

보청기(100)는 유도 안테나(103)를 갖는 유도 근거리 라디오(101), 공진 커패시터(104), 제 1 저잡음 증폭기(low nosie amplifier; LNA)(105), 전치 증폭기(pre-amplifiers) 세트(106), 제 1 믹서(107), 제 1 위상 고정 루프(phase locked loop; PLL)(108), 국부 발진기(109), 제 1 중간 필터(110), 리미터(111), 복조기 블록(112) 및 예컨대, 클록 데이터 복구 블록, 무선 데이터 디코딩 수단 및 선택된 프로토콜에 따른 무선 신호의 송신 및 수신을 제어하기 위한 수단을 포함하는 유도 근거리 라디오의 디지털 코어(113)를 추가로 포함한다.

또한, 보청기(100)는 원거리장 안테나(114)를 갖는 원거리 라디오(102), 제 2 저잡음 진폭기(115), 제 2 믹서(116), 제 2 중간 필터(117), 결합(coupling) 커패시터(120), 제 2 위상 고정 루프 및 셋업 레지스터(119)를 포함한다.

유도 근거리 라디오(101)는 10.6 MHz의 캐리어 주파수를 갖는 전자기 신호를 포착하도록(pick up) 구성되고, 이에 의해 제 1 전기 입력 신호를 제공한다.

도 1에 따른 실시예의 변형들에서, 유도 근거리 라디오를 위한 캐리어 주파수는 0.5 MHz 및 30 MHz 사이의 범위에서, 또는 더 구체적으로 3과 12 MHz 사이의 범위에서 선택될 수 있다. 실제로 캐리어 주파수의 선택은 주로 무선 데이터 송신에 사용할 수 있는 주파수 대역에 관한 국가 규정에 의존한다.

전자기 신호의 수신을 최적화하기 위해서 유도 안테나(103)는 코일 형태로, 공진 커패시터(104)와 배열되어, 수신된 전자기 신호의 캐리어 주파수에 대응하는 공진 주파수로 맞추어지는 공진 회로를 함께 형성한다. 도 1의 실시예에 따르면 유도 안테나(103)는 페라이트 코어 주변을 감은 70개의 권선으로, 길이 4.9 mm 및 직경 1.8 mm이고 30 μH의 인덕턴스를 가지는 반면에 공진 커패시터(104)는 유도 안테나(103)와 병렬로 결합(couple)되고 7.4 pF의 커패시턴스를 가진다. 이것은 25 근처의 Q 값 및 중심 주파수 10.6 MHz 근처에서 대략 400 kHz의 대역폭을 갖는 매우 선택적인 제 1 대역 통과 필터로서 기능하는 공진 회로를 제공한다.

도 1에 따른 실시예의 변형들에서, 코일 인덕턴스는 10과 100 μH 사이의 범위에서 선택될 수 있고 대응하는 공진 커패시턴스는 2.5와 22 pF 사이의 범위에서 선택될 수 있다.

제 1 전기 입력 신호는 제 1 LNA 및 전치 증폭기 세트(106)에 의해서 적절한 레벨로 증폭되고 이에 의해 제 1 증폭 입력 신호를 제공한다.

다음으로 제 1 증폭 입력 신호는 국부 발진기(109), 제 1 PLL(108) 및 제 1 믹서(107)를 사용하여 주파수가 믹스 다운(mixed down)된다. 국부 발진기(109)는 32 MHz의 클록 주파수를 갖고, 제 1 PLL(108)은 10.6 MHz의 주파수를 갖는 믹싱 신호를 제공하기 위해서 PLL 기반의 주파수 신시사이저의 잘 알려진 원리를 사용하여 국부 발진기(109)와 상호 작용한다. 제 1 주파수 믹싱 입력 신호를 제공하기 위하여 믹싱 신호는 제 1 믹서(107)에서 제 1 증폭 입력 신호와 곱해진다.

주파수 믹싱 입력 신호는 중심 주파수 21.2 MHz인 합의 주파수 성분 및 중심 주파수가 0인 차의 주파수 성분, 즉 기본 대역 신호를 포함한다. 그 후에 저역 통과 필터(110)는 제 1 주파수 믹싱 입력 신호로부터 합의 주파수 성분이 제거되고 차의 주파수 성분은 유지되는 제 1 필터링 입력 신호를 제공한다.

제 1 필터링 입력 신호는 제 1 리미터에 의해 조절되고 선택된 변조 방식(scheme)에 따라 전기 신호를 복조하는 복조기 블록(110)으로 입력된다. 기본적으로 디지털 변조 기술의 어떤 유형도 선택될 수 있다. 디지털 변조 기술의 예로 위상 편이 방식(phase shift keying) 및 주파수 편이 방식(frequency shift keying)이 있다.

도 1에 따른 본 실시예의 변형에 따르면, 다운믹싱 및 복조, 즉 국부 발진기(108), 믹서(107), 저역 통과 필터(110), 제 1 믹서(111) 및 복조기 블록(112)은 WO-A1-2009/062500의 7 페이지 30 줄부터 12 페이지 11 줄 및 도 5에 설명되고 나타난 바와 같이 구현된다. 이에 의해 제 1 증폭 입력 신호는 5개의 가지(branch)로 분열되고, 발진기 및 믹서의 5 세트는, FSK 변조 방식에 따라 신호를 복조하는 복조기 블록으로 5개의 신호를 보내는 필터 및 리미터의 5 세트에 의해 후에 필터링되고 조절된, 5개의 주파수 믹싱 입력 신호를 제공한다. 이 변형에 따르면 저역 통과 필터는 400 kHz의 대역폭을 가진다. 저역 통과 필터는 따라서 합의 주파수 성분은 신호로부터 제거되고 차의 주파수 성분은 유지되는 필터링된 입력 신호를 제공한다.

무선 신호 수신의 최종 단계에서 복조된 데이터는, 데이터가 선택된 디지털 프로토콜에 따라 디코딩되는 디지털 코어(113)로 입력된다. 기본적으로 무선 송신을 위한 어떤 유형의 디지털 프로토콜도 선택될 수 있다. 블루투스가 채용된 프로토콜이 일례이다. 대안적으로 다른 독점적 표준 또는 공공의 표준으로, 예컨대 Widex의 W-link, Oticon의 EarStream, Siemens의 TekConnect 또는 Phonak의 iCom 기술이 사용될 수 있다.

다음으로 수신된 무선 데이터는 표준적인 보청기 프로세싱을 위해 백-엔드 칩(121)에 입력된다.

유도 근거리 라디오(101)는 부가적으로 변조 수단(126) 및 전력 증폭기(127)를 가진다. 변조 수단(126)은 디지털 코어(113)로부터 유도 링크를 통해 송신될 데이터 신호를 수신하고, 전력 증폭기(127)에 의해 증폭될 변조된 데이터 신호를 제공하고, 증폭된 신호는 무선 송신을 위해 유도 안테나(103)에 입력된다.

도 1에 따른 실시예의 변형에서 유도 근거리 라디오를 사용하여 송신되고 수신되는 데이터 신호는 바이노럴 보청기 시스템의 좌측 및 우측 보청기 동작의 동기화 및 최적화를 위해 사용된다. 좌측 및 우측 보청기가 보청기 사용자의 좌측 및 우측 귀에 또는 내부에 착용되도록 구성될 때, 유도 근거리 무선 링크에 의해 전송되는 자기장 신호들은 보청기 사용자의 머리에 의해 상당히 감쇠하지는 않기 때문에 유도 무선 링크를 이용하는 것이 특히 유리하다. 따라서 저전력 소모 무선 링크는 전술한 바처럼 유도 근거리 라디오를 구현함으로써 두 개의 보청기 사이에서 실현될 수 있다.

원거리 라디오(102)는 865 MHz의 캐리어 주파수를 갖는 전자기 신호를 포착하도록 구성된다. 전자기 신호는 전기적 안테나의 형태인 원거리장 안테나(114)에 의하여 포착되고 이에 의해 제 2 전기 입력 신호를 제공한다. 도 1의 실시예에 따라 전기적 안테나는 사분의 일 파장 나선형 안테나(helical antenna)이다. 이러한 안테나는 예컨대 Neosid 사로부터 상업적으로 이용가능하다.

도 1에 따른 실시예의 변형에서 전기적 안테나는 예컨대 미엔더 라인 안테나(Meander line antenna), 프랙탈 안테나(fractal antenna), 루프 안테나(loop antenna) 및 다이폴 안테나(dipole antenna)를 포함하는 매우 다양한 안테나 유형으로부터 선택될 수 있다.

도 1에 따른 실시예의 변형에서 캐리어 주파수는 915 MHz이다. 865 MHz의 캐리어 주파수는 유럽의 SRC 대역에 대응하는 반면에 915 MHz는 미국의 ISM 대역에 대응한다. 기본적으로 400 MHz와 5 GHz 사이의 범위에서, 또는 좀 더 구체적으로 850 MHz 와 950 MHz 사이의 범위 내에서 어떤 캐리어 주파수라도, 국가 규정이 허용한다면 사용될 수 있다.

도 1에 따른 실시예의 추가적인 변형에서 원거리장 안테나(114)는 매칭 회로(미도시)를 사용하여 원거리장 라디오의 선택된 캐리어 주파수에 맞추어진다.

제 2 전기 입력 신호는 제 2 LNA(115)에 의해서 적절한 레벨로 증폭되고 이에 의해 제 2 증폭 입력 신호를 제공한다.

도 1에 따른 실시예의 변형에서 제 2 증폭 입력 신호는 유도 근거리 라디오의 전치-증폭기(106)와 유사하게 전치 증폭기 세트로 입력될 수 있다.

다음으로 제 2 증폭 입력 신호는 국부 발진기(109), 제 2 PLL(118) 및 제 2 믹서(116)를 사용하여 주파수가 믹스 다운된다. 국부 발진기(109)는 32 MHz의 클록 주파수를 갖고, 제 2 PLL(118)은 854.4 MHz의 주파수를 갖는 믹싱 신호를 제공하기 위해서 PLL 기반의 주파수 신시사이저의 잘 알려진 원리를 사용하여, 국부 발진기(109)와 상호 작용한다. 제 2 주파수 믹싱 입력 신호를 제공하기 위하여 믹싱 신호는 제 2 믹서(116)에서 제 2 증폭 입력 신호와 곱해진다.

제 2 주파수 믹싱 입력 신호는 중심 주파수가 1719.4 MHz인 합의 주파수 성분 및 중심 주파수가 10.6 MHz인 차의 주파수 성분을 포함한다. 제 2 대역 통과 필터(117)는 10.6 MHz의 중심 주파수 및 1 MHz에서 5 MHz의 범위 내의 대역을 가진다.

따라서 제 2 대역 통과 필터(117)는 제 1 중간 입력 신호로부터 합의 주파수 성분은 제거되고 차의 주파수 성분은 유지되는 제 2 필터링 입력 신호를 제공한다.

도 1의 실시예의 변형에서 제 2 대역 통과 필터(117)는 원하는 신호의 이미지(image)가 효과적으로 감쇠되도록 설계되는 디지털 필터이다. 원하는 신호의 이미지는 신호를 주파수 다운믹싱한 결과로서, 이 신호는 국부 발진기 주파수로부터 원하는 신호와 같이 동등하게 멀리 떨어지지만 국부 발진기 주파수의 반대편에 위치한다. 따라서, 원하는 신호의 이미지는 중심주파수 843.8 MHz를 가진 신호에서 비롯하게 된다. 온 칩 이미지 제거(image rejection) 기술은 당해 기술 분야에서 잘 알려져 있고 추가적인 상세 사항은 예컨대, 2001년 11월 12일의 University of Toronto의 Department of Electrical and Computer Engineering의 Nora Yan의 "무선 수신기를 위한 온 칩 이미지 제거 기술(On-chip image reject techniques for wireless receivers" 및 IEEE 1998 Custom Integrated Circuits Conference의 University of California의 Electrical Engineering Department의 Behazad Razavi의 "RF CMOS 수신기를 위한 아키텍쳐 및 회로(Architectures and circuits for RF CMOS receivers)"에서 찾을 수 있다.

대역 통과 필터(117)를 믹서(116)의 다운 스트림에 위치시키는 것은, 대역 통과 필터를 원거리 라디오(long term radio)에 대한 선택된 캐리어 주파수에 독립적으로 만들기 때문에 특히 유리한 점이 있고, 이는 주파수 신시사이저에 의해 제공된 믹싱 신호가 상이한 고정 필터들 사이에서 선택해야 하는 것 대신에 캐리어 주파수에 적응될 수 있기 때문이다.

도 1의 실시예의 추가적인 변형에서 종래의 오프 칩 필터(미도시)는 안테나(114)와 제 2 LNA(115)사이에 끼워진다. 이에 의해 온 칩 이미지 제거 기술에 비해 강한 감쇠가 일반적으로 달성될 수 있다. 그러나, 오프 칩 필터의 사용은 LNA(115)에서 잡음 특성 및 전력 소실에 관하여 부정적인 영향을 가질 수 있다. 구체적인 변형에 따르면 오프 칩 필터는 안테나 매칭 회로의 부분으로서 구현될 것이다.

또 다른 변형에서 종래 오프 칩 필터는 제 2 LNA와 믹서(116) 사이에 끼워진다.

오프-칩 필터가 포함되는 경우, 위의 변형에서 기술한 바처럼, 제 2 대역 통과 필터(117)는 유도 안테나(103) 및 공진 커패시터(104)가 중심 주파수 10.6 MHz에서 매우 선택적인 대역 통과 필터를 제공하기 때문에 생략될 수 있다.

제 2 필터링 입력 신호는 단순히 결합 커패시터(120)를 통해 유도 안테나(103)가 있는 제 2 대역 통과 필터(117)로부터의 출력을 연결함으로써 유도 안테나(103)에 결합된다. 결합 커패시터(120)의 커패시턴스는 100 pF이다. 이러한 작은 커패시턴스 값으로 결합 커패시터(120)는 온 칩에 구현될 수 있고 이에 의해 용이한 구현 및 원하는 커패시턴스 값의 요구되는 정밀도를 제공할 수 있다.

도 1의 실시예의 변형에서 제 2 대역 통과 필터(117)로부터의 출력은 유도 안테나(103)와 유도적으로 결합된다. 유도 결합은 유도 안테나(103)에 근접하게 전기적 도체의 끝에 위치시킴으로써 구현될 수 있고, 그것은 제 2 필터링 중간 입력 신호를 안내한다. 추가적인 변형에서 상기 전기적 도체는 코일처럼 유도성 구성 요소 내에 끝이 있다.

일반적으로 유도 안테나(103)로의 용량(capacitive) 결합은 효과적인 결합이 획득될 수 있기 때문에 바람직하다. 유도 안테나(103)로의 유도 결합은 전기적 접촉을 필요치 않는 결합인 점에서 유리하고, 그에 의해 원거리 무선 수신기가 보청기 시스템에 독립적으로 추가되는 것으로서 구현될 수 있다.

제 2 필터링 입력 신호를 유도 안테나(103)에 결합함으로써 매우 선택적인 필터링이 달성되고 그 후에 복조 및 디코딩이 유도 단거리 라디오(102)를 사용하여 수행될 수 있다.

도 1에 따른 실시예의 변형에서, 바이노럴 보청기 시스템은, 텔레비전으로부터 케이블 연결을 통해 오디오 신호를 수신하고 무선으로 오디오 신호를 바이노럴 보청기 시스템의 두 개의 보청기에 원거리 라디오를 사용하여 송신하도록 구성된 외부 장치를 포함한다. 이 시스템은 사용자가 두 개의 보청기에 근접하여 외부 장치를 추가로 착용하여야 할 필요가 없기 때문에 대부분의 알려진 시스템에 비하여 유리하다. 대부분의 알려진 시스템에서는 텔레비전을 볼 때 통상적으로 수반되는 거리를 넘어서서, 초과적인 전력 소모 없이는, 보청기가 제 1 외부 장치로부터 보청기로 오디오 신호를 송신하기에 적합하지 않은 유도 근거리 라디오만을 포함하기 때문에 추가적인 외부 장치가 요구된다. 상기 주어진 변형의 추가적인 변형에서 텔레비전은 오디오 신호를 제공할 수 있는 예컨대, 컴퓨터, mp3 플레이어 또는 휴대전화와 같은 임의의 유형의 장치로 교체된다.

이제 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 보청기를 매우 개략적으로 도시한다. 보청기(200)는 유도 근거리 라디오(211) 및 원거리 라디오(212)를 포함한다. 도 1을 참조하여 기술된 구성 요소 외에, 보청기(200)는 제 3 대역 통과 필터(203), 제 3 믹서(202) 및 전력 증폭기(201)를 포함한다.

보청기(200)로부터 송신될 데이터는 디지털 코어(113)에 의해 제공되고, 제 3 믹서(202)에서 믹싱 신호와 곱해지는 제 1 변조 출력 신호를 제공하는 변조기(126)에 입력된다. 다음에 믹서(202)는 차의 주파수는 제거되고 합의 주파수는 유지되도록 제 3 대역 통과 필터(203)에서 필터링된 신호를 출력하고, 이에 의해 주파수가 업믹싱된(up-mixed) 신호가 제공된다. 결국 주파수 업믹싱 신호는 전력 증폭기(201)에서 증폭되고 원거리장 안테나(114)를 사용하여 무선 송신된다.

도 2에 따른 실시예의 변형에서, 바이노럴 보청기 시스템은 원거리 라디오를 사용한 보청기 피팅 시스템으로 무선 통신하도록 구성된다. 이것은 바이노럴 보청기 시스템이 보청기 사용자가 보청기 근처에 외부 장치를 착용할 필요가 없는, 진정한 무선 방식으로 피팅되도록 가능하게 한다.

보청기 피팅 동안에 보청기(200)는, 예컨대 현재의 보청기 설정 및 다양한 수신 확인 신호들과 같은 데이터를 피팅 시스템으로 송신하기 위해, 그리고 예컨대 새로운 보청기 설정 및 다양한 제어 신호들과 같은 데이터를 수신하기 위해, 원거리 라디오를 사용하도록 요구된다.

구조 및 절차의 다른 변형 및 변화는 당해 기술 분야의 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (18)

1. 보청기에 있어서,
   제 1 캐리어 주파수를 사용하여 제 1 데이터 신호를 수신하도록 구성되는 제 1 무선 링크 수단; 및
   제 2 캐리어 주파수를 사용하여 제 2 데이터 신호를 수신하도록 구성되는 제 2 무선 링크 수단으로서, 상기 제 2 무선 링크 수단은 다운믹싱된(down-mixed) 중간 캐리어 주파수를 갖는 주파수 믹싱 신호가 제공되도록 구성되는 주파수 믹싱 수단을 포함하고, 상기 다운믹싱된 중간 캐리어 주파수는 상기 제 1 무선 링크 수단의 상기 제 1 캐리어 주파수에 대응하는 것인, 상기 제 2 무선 링크 수단
   을 포함하는 보청기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 무선 링크 수단은 상기 제 1 무선 링크 수단의 전기적 안테나를 포함하는 제 1 대역 통과 필터를 포함하는 것인, 보청기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 대역 통과 필터는 상기 주파수 믹싱 신호의 상기 다운믹싱된 중간 캐리어 주파수를 통과하도록 구성되는 것인, 보청기.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 무선 링크 수단의 상기 전기적 안테나는 유도 무선 신호를 수신하도록 구성(adapted)되는 것인, 보청기.
5. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 무선 링크 수단의 상기 전기적 안테나는 코일인 것인, 보청기.
6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주파수 믹싱 신호는 상기 제 1 무선 링크 수단의 상기 전기적 안테나에 결합되는(coupling) 것인, 보청기.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 무선 링크 수단은 상기 제 1 대역 통과 필터의 업스트림(upstream)에 위치하는 제 2 대역 통과 필터를 포함하는 것인, 보청기.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 대역 통과 필터는 상기 주파수 믹싱 수단의 다운스트림(downstream)에 위치하고 상기 주파수 믹싱 신호의 이미지를 필터링 아웃하도록(fiter out) 구성되는 것인, 보청기.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 대역 통과 필터는 상기 주파수 믹싱 수단의 업 스트림에 위치하고 상기 제 2 무선 링크 수단의 안테나에 의해 포착되는 잡음 신호를 필터링 아웃하도록 구성되는 것인, 보청기.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 데이터 신호 및 상기 제 2 데이터 신호는 동일한 디지털 변조 수단을 사용하여 복조되는(demodulated) 것인, 보청기.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 데이터 신호 및 상기 제 2 데이터 신호는 동일한 무선 프로토콜 수단을 사용하여 디코딩되는(decoded) 것인, 보청기.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 캐리어 주파수는 0.5와 30 MHz의 사이의 범위 내에, 바람직하게는 3과 12 MHz의 사이의 범위 내에 있는 것인, 보청기.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 캐리어 주파수는 400 MHz 와 5 GHz의 사이의 범위 내에, 바람직하게는 850과 950 MHz의 사이의 범위 내에 있는 것인, 보청기.
14. 보청기에 있어서,
    제 1 캐리어 주파수를 사용하여 제 1 데이터 신호를 수신하도록 구성되는 제 1 무선 링크 수단; 및
    제 2 캐리어 주파수를 사용하여 제 2 데이터 신호를 수신하도록 구성되는 제 2 무선 링크 수단;
    을 포함하고, 상기 제 1 무선 링크 수단의 제 1 전기적 안테나는 또한 상기 제 2 무선 링크 수단의 제 1 대역 통과 필터의 부분을 형성하는 것인, 보청기.
15. 바이노럴 보청기 시스템에 있어서,
    제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 제 1 보청기 및 제 2 보청기를 포함하고, 상기 제 1 무선 링크 수단은 상기 제 1 보청기 및 상기 제 2 보청기 간에 데이터를 교환하도록 구성되는 것인, 바이노럴 보청기 시스템.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 제 2 무선 링크 수단은 보청기 피팅 시스템과 데이터를 교환하도록 구성되는 것인, 바이노럴 보청기 시스템.
17. 제 15 항에 있어서, 상기 제 2 무선 링크 수단은 외부 장치로부터 오디오를 나타내는 데이터를 수신하도록 구성되는 것인, 바이노럴 보청기 시스템.
18. 보청기 내에서 제 1 무선 신호 및 제 2 무선 신호를 수신하는 방법에 있어서,
    제 1 전기적 안테나를 사용하여, 제 1 캐리어 주파수를 갖는 제 1 무선 신호를 수신하는 단계;
    제 2 전기적 안테나를 사용하여, 제 2 캐리어 주파수를 갖는 제 2 무선 신호를 수신하는 단계;
    상기 제 2 무선 신호를 주파수 믹싱하여, 다운믹싱된 중간 캐리어 주파수를 갖는 주파수 믹싱 신호를 제공하는 단계;
    대역 통과 필터를 사용하여 상기 주파수 믹싱 신호를 대역 통과 필터링하는 단계로서, 상기 대역 통과 필터는 상기 제 1 전기적 안테나를 포함하고, 상기 다운믹싱된 중간 캐리어 주파수를 통과하도록 구성됨으로써, 주파수 다운믹싱된 신호를 제공하는 단계;
    제 1 복조 및 디코딩 수단을 사용하여 상기 제 1 무선 신호를 복조 및 디코딩하는 단계; 및
    상기 제 1 복조 및 디코딩 수단을 사용하여 상기 주파수 다운믹싱된 신호를 복조 및 디코딩하는 단계
    를 포함하는 보청기 내에서 제 1 무선 신호 및 제 2 무선 신호를 수신하는 방법.

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