听觉设备、听觉设备系统和在听觉设备中执行的方法与流程

本发明涉及听觉设备、听觉设备系统和在听觉设备中执行的方法。

背景技术

听觉设备通常用于改善用户的听觉能力或沟通能力。听觉设备可以利用听觉设备的麦克风来拾取周围的声音，处理麦克风信号，从而考虑听觉设备的用户的听觉偏好，并且经由微型扬声器(通常被称为接收器)将经处理的声音信号提供到用户的耳道中。听觉设备还可以从诸如感应线圈或无线接口的替代输入部接收声音。听觉设备可以包括发光二极管，其用于向用户发信号通知状态信息。

助听器是听觉设备，其被佩戴在用户的耳朵处。声音处理被优化以便补偿用户的听觉损伤。为此，声音信号被处理器修改。声音信号的这种修改包括频率和幅度调整，并且还可以包括频移或其他复杂的信令变换。声音信号的这种修改基于参数集合，所述参数集合在所谓的适配期期间被仔细确定，以便补偿用户的个体听觉损失。这些参数被称为适配数据并被存储在助听器的存储器中。该存储器还能够包含用于声音处理算法的程序代码或用于助听器操作的程序代码。所有这些参数或代码都被称为数据或信息。有些数据需要不时更新。适配听觉设备需要在适配站与助听器之间进行双向连接。用户可能希望远程控制他的听觉设备或从听觉设备获得信息。这需要遥控器与听觉设备之间的双向连接。

随着听觉仪器领域中使用的可再充电技术的出现，需要解决若干技术挑战。当系统利用非接触式充电或无线充电或者被扩展到包括非接触式充电或无线充电时，其本身会出现一种这样的挑战。对于具有较高功耗等级的设备(例如，笔记本电脑和移动电话)，已经有各种标准。当考虑到听觉仪器时，功率参数变得至关重要，并且对已经建立的标准提出了挑战，因为在低功率(微安甚至纳安)区域中严格地保持对附加电路的尺寸和自耗(效率)的要求。

在大多数情况下，非接触式充电环境或无线充电环境强加了普遍性的要求。这意味着发送设备需要能够向具有不同能力(电压、电流等)的接收器发送电力。这继而又产生了对发送器部分与接收器部分之间的通信的要求，以便在接收端建立能力。本标准和实施方式依赖于叠加在能量传递电路和线圈上的调制技术，以便建立用于传输数字数据的通信链路。如果需要将信息从听觉设备发送到充电设备(充电站)，则这将要求通信链路是双向的。

为了简化听觉设备与附件设备之间的通信设置，优选使用无线解决方案。通信可以基于电磁耦合或光学耦合。光学耦合在电磁干扰方面是鲁棒的。

如上所述，在听觉仪器领域中，必须严格遵守尺寸和消耗的重要标准。因此，提供诸如接收电路所需的附加元件是不利的。

因此，本发明的目的是提出一种具有减小的空间要求的听觉设备的双向光学接口。本发明的另外的目的是提供改进的无线充电能力。本发明的另外的目的是提出一种包括这种听觉设备的听觉设备系统。此外，本发明的目的是提出一种在这种听觉设备中执行的方法。

技术实现要素：

本发明涉及一种听觉设备，其包括彼此连接的处理器和控制单元，还包括能被操作地连接到所述控制单元的至少一个发光二极管，其中，所述控制单元适于切换所述至少一个发光二极管的操作模式，以便以发送模式或接收模式进行操作。

本发明的听觉设备有利地利用发光二极管led作为输出设备和输入设备进行操作。因此，有利地，本发明允许重复使用听觉设备所包括的现有部件，即，重复使用发光二极管而使得附加元件最少，以便提供用于从外部设备(即，充电设备、遥控器或适配站)到可以包括存储器的听觉设备进行数字数据传输的双向光学通信链路。虽然已知发光二极管是光发射器，但是已经观察到发光二极管也可以被用作光接收器。换句话说，通过使用发光二极管作为接收器也可以发信号。使用led作为光学接收器可能不像专用光学接收器那样提供高带宽。因此，工程师可能不会考虑这样的解决方案。该特征包括用于信号调节和输入电路的布置。本发明的对至少一个发光二极管的重复使用或双重功能使得整个听觉设备的成本得到节省。另外，有利地，省略另外的(接收)部件允许听觉设备具有安全空间。

所提出的听觉设备包括连接到发光二极管的控制单元，所述控制单元适于在发送模式中驱动发光二极管以通过光学方式将听觉设备相关的操作状态发送到接收模块。听觉设备的该实施例允许使用led作为发送器件，以便通过光学方式将听觉设备相关的操作状态发送到接收模块，例如，充电设备。

在另外的实施例中，所述控制单元还包括被耦合到所述发光二极管的缓冲器，所述缓冲器适于将所述发光二极管的电压变化转换成数字代码。

使用led作为发送器件和接收器件两者允许发送和接收与听觉设备有关的数据。该数据能够包括能够用于利用信息对听觉设备的内部寄存器或存储器进行编程(或读取)的信息。换句话说，外部调制光源(例如充电设备所包括的调制光源)能够用于将数字数据传送到听觉设备。

在另外的实施例中，所述听觉设备还包括适于记录所述数字代码中包括的信息的存储器，所述信息包括以下中的至少一个：听觉设备id、听觉设备电压能力、听觉设备电流能力、听觉设备适配数据、听觉设备程序代码，以及用于对多个听觉设备功能中的至少一个进行锁定/解锁的加密/解密密钥词。因此，外部调制光源能够用于将数字数据传送到听觉设备。

在另外的实施例中，所述听觉设备是耳内式助听器或耳后式助听器。

在另外的实施例中，所述听觉设备包括可再充电电池和用于通过充电设备，特别是无线充电设备对所述可再充电电池进行充电的电源模块。因此，提供了改进的无线充电能力。能够借助于感应充电来实现充电。

此外，本发明还涉及一种听觉设备系统，其包括根据权利要求1至5中的一项所述的听觉设备以及附件设备，所述附件设备包括光学接收器和光学发送器，所述听觉设备系统适于在从所述听觉设备到所述附件设备的数据传输与从所述附件设备到所述听觉设备的数据传输之间进行切换。

附件设备能够包括光学接收器和光学发送器。虽然在根据本发明的听觉设备中，led被共享用于通过光学链路传送和接收数据，但是附件设备也可以使用专用的光学发送器或光学接收器。发送器能够是led或激光器或能够被调制的任何光源。接收器能够是光电二极管、光电晶体管、处于接收模式的led，或者能够用于检测入射光调制的任何其他部件。

在一个方面中，听觉设备包括可再充电电池。在这种情况下，本发明的解决方案可以有利地用于发送关于听觉设备的功率能力的数据或用于控制所述电池的充电过程的数据。

在听觉设备的另外的实施例中，所述附件设备是充电设备，特别是无线充电设备。在这种情况下，听觉设备还可以包括用于对听觉设备的电池进行充电的电源管理单元。充电过程可以包括控制充电电流和/或电压。这样的参数能够在充电设备与听觉设备之间进行交换。在听觉设备系统的一个方面中，附件设备还包括被连接到所述发光二极管的缓冲器，所述缓冲器适于在接收模式中将经由发光二极管从听觉设备接收的光学信号转换成数字代码。

在听觉设备系统的实施例中，所述附件设备还包括用于存储要被发送到所述听觉设备的听觉设备相关数据的存储器。

在听觉设备系统的实施例中，所述听觉设备相关数据包括与以下中的至少一个有关的信息：听觉设备id、听觉设备电压能力、听觉设备电流能力、听觉设备适配数据、听觉设备程序代码，以及用于对多个听觉设备功能中的至少一个进行锁定/解锁的加密/解密密钥词。

此外，本发明涉及一种在听觉设备中执行的方法，其中，所述听觉设备包括彼此连接的处理器和控制单元，还包括能被操作地连接到所述控制单元的至少一个发光二极管，其中，所述方法包括以下步骤：切换所述至少一个发光二极管的操作模式，以便以发送模式或接收模式进行操作。

在实施例中，所述方法还包括：在所述发送模式中，驱动所述发光二极管以通过光学方式将听觉设备相关数据发送到接收模块，并且在所述接收模式中，将从所述发光二极管接收的光学信号转换成数字代码。

在实施例中，所述方法还包括以下步骤：将所述听觉设备耦合到所述附件设备，所述附件设备包括光学接收器和光学发送器，其中，所述耦合包括通过光学方式在所述听觉设备与所述附件设备之间发送信息。

在本方法的实施例中，所述信息包括以下中的至少一个：听觉设备id、听觉设备电压能力、听觉设备电流能力、听觉设备适配数据、听觉设备程序代码，以及用于对多个听觉设备功能中的至少一个进行锁定/解锁的加密/解密密钥词。

在本方法的实施例中，所述听觉设备还包括可再充电电池和用于对所述可再充电电池进行充电的电源模块，其中，所述附件设备是充电设备，其中，所述耦合还包括将所述充电设备与所述电源模块进行连接。

在实施例中，所述方法包括执行充电过程，其中，所述充电过程由通过光学方式发送的所述信息来控制。

应当明确指出，上述实施例的任何组合都是其他可能的实施例的主题。仅排除那些会导致矛盾的实施例。

附图说明

参考附图来进一步描述本发明，附图图示了将结合以下详细描述考虑的实施例。附图中示出的是：

图1：示意性地描绘了一种听觉设备，该听觉设备包括发光二极管(led)，该led准备为附件设备提供双向光学接口，

图2：示意性地描绘了一种听觉设备，该听觉设备被实施为包括led的耳内式(ite)听觉设备，并且

图3：示意性地描绘了一种听觉设备系统，该听觉设备系统包括被实施为无线充电设备的附件设备和被实施为被放置在无线充电设备中的耳后式(bte)听觉设备的听觉设备。

具体实施方式

图1示意性地描绘了根据本发明实施例的听觉设备10。听觉设备10包括发光二极管(led)12、控制单元14和处理器16。处理器16可以包括或被连接到存储器(未单独示出)。控制单元14包括开关18，开关18可以将led12连接到处理器16的数据输出部tx。任选地，控制单元14可以包括led驱动器(未单独示出)。一旦开关18将led12连接到处理器16的数据输出部tx，听觉设备10就处于发送模式。一旦开关18将led12从处理器16的数据输出部tx断开，听觉设备10就处于接收模式。

听觉设备10包括被耦合到led12的缓冲器20。所述缓冲器20适于将led12的电压转换成数字代码，特别是二进制代码，从而提供被馈送到处理器16的数据输入部rx或者相关联的存储器的数据流rx数据。缓冲器20可以包括放大器或比较器(未单独示出)，以便调节来自led12的电信号。如果听觉设备处于发送模式，则控制单元14还可以准备将缓冲器20与led12断开。然而，在许多情况下这并不是必需的，特别是在缓冲器20具有高输入阻抗的情况下。在如图1所示的实施例中，控制单元14还包括被耦合在处理器16的数据输出部tx与开关18之间的led驱动器21。

开关18由处理器16操控或控制。处理器16因此控制听觉设备10的操作模式。rx、tx和控制操作模式连接可以通过单独的线以物理方式实现。然而，该连接也可以使用共享电连接。

图1还示出了附件设备22(将在下面进一步详细描述)，其能够通过光学方式接收或发送数据。附件设备22能够包括光学接收器和光学发送器。原则上，可以使用任何技术来实现附件设备22的光学接口。

根据本发明，相同的led12能够作为光学传送器(tx)或光学接收器(rx)进行操作。当作为传送器进行操作时，led12由处理器16控制(电源驱动器可以提供led电流)。当作为接收器进行操作时，led12与处理器16断开，led12处的电压随着入射光而变化，然后电压被缓冲器20放大和转换，从而提供数字数据流。操作模式由处理器16控制。

应当注意，虽然led的(典型的)电气符号是二极管以及发射光的指示物，但是led不仅可以发射光，而且还可以用作接收元件。然而，在本申请的附图中，维持(典型的)电气符号。

图2示出了根据本发明的听觉设备10的示例性实施例，其被实施为耳内式(ite)听觉设备10。本发明对于ite设备10来说是有益的，因为它们需要特别小的体积。ite设备10包括led12和控制单元14。在如图2所示的ite听觉设备10中，同一个led12被用作光学发送器和/或光学接收器。控制单元14被连接到处理器16。该连接可以包括tx线和rx线以及控制线。处理器16被连接到麦克风24、微型扬声器26和电池28。ite设备10通过光学方式被连接到附件设备22，附件设备22能够通过光学方式从ite设备10接收数据并且/或者将数据发送到ite设备10。附件设备22包括光学接收器和发送器(未示出)。附件设备22与ite设备10之间的光学接口能够通过任何技术来实现。

图3示意性地描绘了包括听觉设备10和附件设备22的听觉设备系统30。在所示的范例中，听觉设备10是耳后式(bte)听觉设备10，并且附件设备22被实施为无线充电设备22。设备10、22彼此光学耦合，以便允许信息交换。听觉设备10包括控制单元14，其一个端口连接到发光二极管(led)12，在该范例中，led12被安装到听觉设备10的壳体32，以便暴露到外部。所述控制单元14适于在发送模式中驱动led12以通过光学方式将听觉设备相关信息发送到无线充电设备22。另外，所述控制单元14适于在接收模式中从无线充电设备22接收数字数据。因此，听觉设备10和充电设备22能够借助于适于发送和接收数据的led12来交换信息。该范例的无线充电设备22包括作为单独的部件的光学发送器tx和光学接收器rx。由于无线充电设备22可以比bte听觉设备10大得多，因此不存在如bte听觉设备10中那样的空间限制。这允许无线充电设备22使用专用的传送部件(tx)和接收部件(rx)。然而，在无线充电设备22中，还可以使用单个部件进行传送和接收。

上述信息能够包括听觉设备id、关于听觉设备10的电压和/或电流能力的信息等。在另外的范例中，从无线充电设备22发送到bte听觉设备10的数据能够包括用于对多个听觉设备相关功能中的至少一个进行锁定或解锁的数字密钥。因此，能够借助于无线充电设备22对至少多个听觉设备功能进行远程锁定或者解锁。虽然没有明确示出，但是无线充电设备22能够包括：

-用于生成数据的器件；

-用于分析或调节所述生成的数据的器件

-用于接收所述生成的数据的器件；和/或

-用于记录接收到的数据的器件。

在听觉设备10中，数据是由处理器16生成的，或者是从存储器接收或读取的，或者是被写入存储器(未示出)的。处理器16被连接到麦克风24和微型扬声器26，并且根据被存储在存储器中的程序代码和参数来处理声音。bte设备10包括led12和控制单元14，控制单元14被连接到处理器16。处理器16被连接电池28，在所示实施例中，电池28是可再充电电池。

在如图3所示的听觉设备系统30中，通常可以用无线充电设备22对听觉设备10进行充电。在所示的实施例中，听觉设备系统30包括适于对听觉设备10进行充电的感应式充电组件34。感应式充电组件34包括无线充电设备22所包括的电源单元(psu)36和听觉设备10所包括的电源模块38。因此，一旦将听觉设备10的可再充电电池28放入无线充电设备22，就能够经由感应式充电对可再充电电池28进行充电。电源单元36和电源模块38分别能够包括感应线圈。

听觉设备系统30适于在从听觉设备10到无线充电设备22的数据传输与从无线充电设备22到听觉设备10的数据传输之间进行切换。在下文中，将更详细地解释听觉设备10与无线充电设备22之间的数据发送/接收，即，数据交换。

在第一模式中，被存储在无线充电设备22的存储器(未示出)中的听觉设备相关数据被发送到听觉设备10。因此，从存储器检索数据并将该数据传递到光学发送器tx(光学传送器)，光学发送器tx通过光学方式将数据发送到听觉设备10的led12。led12与处理器16的数据输出部断开，但是它被连接到控制单元14的缓冲器的输入部(参见图1)。在如上所述的该第一模式中，听觉设备系统30使得能够从无线充电设备22到听觉设备10进行数据传输。听觉设备10的led12以接收模式进行操作。

在第二模式中，数字代码被存储在听觉设备10的存储器(未单独示出)中并且旨在被传送到无线充电设备22。该数字代码经由控制单元14所包括的开关(未单独示出)被传递到听觉设备10的led12(参见图1)。led12通过光学方式将所述数字代码发送到无线充电设备22的光学接收器rx。从听觉设备10收集的数字代码作为数字代码被存储在无线充电设备22中。在该模式中，听觉设备系统30使得能够从听觉设备10到无线充电设备22进行数据传输。在该模式中，听觉设备10的led12以发送模式进行操作，而无线充电设备22以接收模式进行操作。

在听觉设备10中，led12被连接到处理器16的数据输出部tx(参见图1)。led12用于将存储在听觉设备10的存储器中的某些操作状态或一些数据发信号通知给无线充电设备22。

听觉设备10至少不时地以接收模式进行操作。在该模式中，缓冲器(参见图1)可以检测led12处是否存在光学信号。如果检测到信号，则能够分析信号是否包含信息。该信息可以触发听觉设备10进入发送模式并通过led12传送数据。

已经表明，led12能够用作光学接收器或光学发送器。这使得能够在听觉设备10与附件设备22之间提供双向光学通信链路。led12的这种双重使用允许降低成本并且使得能够减小听觉设备10的空间。

本发明使得能够将附加电路保持在最小程度以实现总体效率目标。此外，无线充电设备22有利地保持通用标准，这意味着本发明允许无线充电设备22对具有不同能力的不同听觉设备进行充电。这种能力允许进一步降低成本。

可以实施本发明的听觉设备的其他功能。本发明使得听觉设备能够使用led来测量环境光的强度。因此能够根据测得的环境光来容易地实现对led亮度的调整。还可以根据测得的环境光来调整音频处理参数。通过用户的手指来识别led的覆盖范围将允许检测手势，从而提供简单的用户接口。可以检测由led接收的调制光。这将允许接收可以在光中进行编码的音频信号。