(57)【要約】      （修正有）【課題】ヘッドウェアラブル聴覚装置を操作するための、従来のユーザ操作可能なコントロールボタンまたはコントロールスイッチを有さないようなヘッドウェアラブル聴覚装置のための、リブートメカニズムを提供する。【解決手段】ヘッドウェアラブル聴覚装置３００は、装置のハウジングに対する衝撃に応答して、対応する衝撃信号または衝撃パルス３７０を発生させる衝撃センサ３２０を含む。リセット回路３１３は、当該衝撃パルスに応答して、ヘッドウェアラブル聴覚装置のデジタルプロセッサ３１４に対してリセット信号３７２を発生させ適用することにより、デジタルプロセッサを所定の論理状態にする。【選択図】図３
2020109952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
到来音声に応答してマイクロホン信号を発生するように構成されたマイクロホン配置と、
処理済み出力信号を発生させるために、１つまたは複数のオーディオ処理アルゴリズムに従って前記マイクロホン信号を処理するように構成されたデジタル信号プロセッサと、
前記ハウジングの機械的衝撃に応答して、対応する衝撃パルスを発生する衝撃センサと、
前記デジタル信号プロセッサを所定の論理状態にするために、前記デジタル信号プロセッサに対して、リセット信号を発生して適用するように構成されたリセット回路と、
を備えるヘッドウェアラブル聴覚装置であって、
前記リセット回路は、前記衝撃センサによって発生される前記衝撃パルスに応答して前記リセット信号を発生させるように構成されている、ヘッドウェアラブル聴覚装置。
【請求項２】
バッテリ電圧の変換によって前記デジタル信号プロセッサの電力供給電圧を発生するように構成された、スイッチドキャパシタＤＣ−ＤＣコンバータなどのＤＣ−ＤＣ電力コンバータと、
バッテリ電圧を受けて、前記デジタル信号プロセッサの電力供給電圧を供給するバッテリ電圧入力と、
のうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載のヘッドウェアラブル聴覚装置。
【請求項３】
ユーザの外耳道へ伝送される、対応する前記処理済み音声信号を発生するために、前記処理済み出力信号に接続された信号入力を備えた小型のラウドスピーカまたはレシーバを備える、請求項１または２に記載のヘッドウェアラブル聴覚装置。
【請求項４】
前記小型のラウドスピーカの振動板および電気力学的モータドライブが前記衝撃センサとして機能することで、前記衝撃センサが前記小型のラウドスピーカとして具体化されている、請求項３に記載のヘッドウェアラブル聴覚装置。
【請求項５】
前記衝撃信号または衝撃パルスが、前記小型のラウドスピーカの前記入力端子から誘導される、請求項４に記載のヘッドウェアラブル聴覚装置。
【請求項６】
前記リセット信号をアクティブ化またはアサートするために、前記衝撃パルスが前記リセット回路のリセット入力に結合されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のヘッドウェアラブル聴覚装置。
【請求項７】
前記衝撃パルスに応答して前記デジタル信号プロセッサの前記電力供給電圧を一時的に切断するように構成された、制御可能な供給スイッチ回路と、
前記デジタル信号プロセッサの前記電力供給電圧を監視するように構成されているとともに、前記電力供給電圧の中断に応答して前記リセット信号をアサートするように構成されている前記リセット回路と、
をさらに備える、請求項２から５のいずれか一項に記載のヘッドウェアラブル聴覚装置。
【請求項８】
前記聴覚装置の前記バッテリ電圧入力と前記ＤＣ−ＤＣ電力コンバータの供給電圧入力との間、および、前記ＤＣ−ＤＣ電力コンバータの出力電圧と前記デジタル信号プロセッサの供給電圧入力との間、の少なくとも１つにおいて、前記制御可能な供給スイッチ回路が電気的に接続されている、請求項７に記載のヘッドウェアラブル聴覚装置。
【請求項９】
前記制御可能な供給スイッチ回路が、前記ＤＣ−ＤＣ電力コンバータのクロック信号を中断することなどによって前記ＤＣ−ＤＣ電力コンバータを一時的にシャットダウンするように構成されている、請求項７に記載のヘッドウェアラブル聴覚装置。
【請求項１０】
前記衝撃パルスに結合されている閾値回路をさらに備えており、
前記閾値回路は、１．０Ｖ未満、２．０Ｖ未満、または５．０Ｖ未満などの所定の閾値レベル未満の衝撃パルスまたは衝撃信号を、排除または抑制するように構成されている、請求項７から９のいずれか一項に記載のヘッドウェアラブル聴覚装置。
【請求項１１】
前記閾値回路は比較器を備えており、
前記比較器は、
前記衝撃パルスに接続された第１入力と、
前記所定の閾値電圧を設定する基準電圧発生器に接続された第２入力と、
前記制御可能な供給スイッチ回路の制御入力に接続された比較器出力と、
を備えており、
前記比較器出力の論理状態は、前記第１入力と前記第２入力との間の電圧差または電流差を示している、請求項１０に記載のヘッドウェアラブル聴覚装置。
【請求項１２】
前記衝撃パルスを低域通過フィルタリングするように構成された低域通過フィルタを備え、
前記低域通過フィルタが１ｋＨｚ未満の遮断周波数を有している、請求項１０または１１に記載のヘッドウェアラブル聴覚装置。
【請求項１３】
前記バッテリ電圧入力を一時的に短絡させるために、前記制御可能な供給スイッチ回路が、前記聴覚装置の前記バッテリ電圧入力とアースなどのＤＣ基準電位との間において作動的に接続されている、請求項７および請求項１０から１２のいずれか一項に記載のヘッドウェアラブル聴覚装置。
【請求項１４】
前記制御可能な供給スイッチ回路は、半導体スイッチまたはマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）スイッチなどの少なくとも１つの制御可能なスイッチ（ＳＷ１）を備えており、
前記少なくとも１つの制御可能なスイッチ（ＳＷ１）は、
スイッチ入力ノードと、
スイッチ出力ノードと、
制御端子と、
を備えており、
前記制御端子は、前記制御可能な供給スイッチ回路を、
スイッチ入力ノードおよびスイッチ出力ノードが、例えば、１００Ω未満の抵抗によって電気的に接続されている導通状態／オン状態と、
前記スイッチ入力ノードおよび前記スイッチ出力ノードが、例えば、１ＧΩより大きな抵抗によって電気的に切断されている非導通状態／オフ状態と、
の間において切り替えるように構成されている、請求項７から１３のいずれか一項に記載のヘッドウェアラブル聴覚装置。
【請求項１５】
前記ハウジングの内側に配置されているとともに前記バッテリ電圧を供給するために構成されている、１つまたは複数の再充電可能なバッテリ電池を備える、請求項１から１４のいずれか一項に記載のヘッドウェアラブル聴覚装置。
【請求項１６】
前記ハウジングが、１つまたは複数の再充電可能なバッテリ電池を保持するための、ユーザ作動可能なバッテリ室を有さない、請求項１６に記載のヘッドウェアラブル聴覚装置。
【請求項１７】
前記ハウジングが、コントロールスイッチ、ノブ、押しボタンなどのユーザ作動可能なコントロール類を有さない、請求項１６または１７に記載のヘッドウェアラブル聴覚装置。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか一項に記載のヘッドウェアラブル聴覚装置のデジタルプロセッサをリブートする方法であって、
ａ）前記ヘッドウェアラブル聴覚装置が、音声再現しない非作動状態にあることを検出するステップと、
ｂ）前記ヘッドウェアラブル聴覚装置を耳から取り外すステップと、
ｃ）前記衝撃センサを作動させて前記衝撃パルスを発生させるために、前記ヘッドウェアラブル聴覚装置の前記ハウジングを硬質表面に打ち付けるステップと、
を備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置のハウジングに対する衝撃に応答して、対応する衝撃信号または衝撃パルスを発生させる衝撃センサを含む、ヘッドウェアラブル聴覚装置に関する。リセット回路は、当該衝撃パルスに応答して、当該ヘッドウェアラブル聴覚装置のデジタルプロセッサに対してリセット信号を発生させ、適用することにより、当該デジタルプロセッサを所定の論理状態にするように構成される。
【背景技術】
【０００２】
様々な種類のヘッドウェアラブル聴覚装置、例えば、補聴器など、が、当技術分野において既知であり、それらは、様々な程度の聴力損失を有する聴力の低下した個人または患者のために、環境音、警報信号、会話、および音楽などのオーディオ信号の増幅のために使用され得る。補聴器装置は、特定の必要性および／または特定の装置に必要な異なる特徴に基づいた様々な設計を有し得る。補聴器の設計における重要な特徴の１つは、用いられるバッテリ技術のタイプである。すなわち、１．２Ｖ空気亜鉛ボタン電池などの従来の再充電不可能なバッテリが用いられるか、Ｌｉイオン電池などの再充電可能なバッテリが用いられるか、である。後者の場合、補聴器は、ユーザ操作可能なバッテリドアまたはバッテリ室を備えないことがあり、再充電可能なバッテリが当該補聴器のハウジング内に気密封止されるように配置されることがある。
【０００３】
再充電可能なバッテリは、使い捨ての再充電不可能なバッテリの従来の同等品と比べて、ある特定の魅力的な特性を有するため、ヘッドウェアラブル聴覚装置において人気が高まっている。注目に値する利点は、より小さいサイズと、機械的耐久性の向上である。これらの利点は、可動式バッテリドアに関連する小型で、多くの場合に壊れやすい、可動部品が排除され得ることに起因する。再充電可能なバッテリの使用に関連する別の利点は、可動バッテリドアによって生じる微小な亀裂およびハウジング内への漏れが無いことによる、改善された耐湿性である。
【０００４】
現代の補聴器設計における別の明確な傾向は、補聴器機能のユーザ制御のための無線リンクの利用であり、この場合、当該無線制御は、専用のリモートコントロールによって、またはモバイルアプリケーション、例えば、電話にインストールされたアプリなど、を使用することによって実現され得る。これらの設計オプションの両方、すなわち、再充電可能なバッテリと無線制御のオプション、を有するヘッドウェアラブル聴覚装置は、その使い易さ、小さいサイズ、および関連するユーザ／患者の快適さ、ならびに改善された信頼性により、市場において、益々、人気が高まっている。誘導式の再充電可能なバッテリを備え、無線制御手段によって完全に制御されるヘッドウェアラブル聴覚装置は、非常に小さく作製され得るため、コントロールボタンまたはコントロールスイッチは、ユーザが作動させるためには実用的ではない。したがって、補聴器のハウジングの表面にコントロール類が存在しないことも、改善された信頼性およびサイズ減少に貢献する。
【０００５】
しかしながら、コントロールボタンまたはコントロールスイッチを有さず且つユーザ操作可能なバッテリドアを有さないヘッドウェアラブル聴覚装置の構築には、ある特定の課題が存在する。課題の１つは、デジタルプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサおよび／またはＤＳＰなど）がデッドエンド故障モード（すなわち、ＤＳＰが「ハング」する非操作モード）に陥った場合に、ヘッドウェアラブル聴覚装置の当該デジタルプロセッサをリセット／リブートすることである。この状況では、当該デジタルプロセッサは、正確に動作を停止している。例えば、プログラムの実行を中止しており、典型的には、無線制御信号、ボタン制御信号などに対して応答できない状態である。
【０００６】
このタイプのデッドエンド故障モードは、使い捨ての、したがってユーザが交換可能なバッテリを使用する従来のヘッドウェアラブル聴覚装置では小さな問題であり得た。後者の状況下では、単にバッテリドアを開けて閉じ、おそらくバッテリドアの開閉の間に数秒待つことにより、デジタルプロセッサのパワーオンリセット（ｐｏｗｅｒ−ｏｎ−ｒｅｓｅｔ）を実施し、それにより、デジタルプロセッサを強制的に機能状態に戻すことによってデジタルプロセッサをリブートまたはリスタートさせるのは、ユーザにとって極めて簡単である。しかしながら、再充電可能なバッテリによって作動されるヘッドウェアラブル聴覚装置のユーザは、通常、このリブートオプションを利用できない。これは、再充電可能なバッテリは、典型的には、密封された装置のハウジング内に配置されており、その結果、ヘッドウェアラブル聴覚装置のユーザがアクセスすることができないためである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、再充電可能なバッテリを用いるヘッドウェアラブル聴覚装置のための、簡単で便利なリブートメカニズムが、当技術分野において必要とされている。特に、ヘッドウェアラブル聴覚装置を操作するための、従来のユーザ操作可能なコントロールボタンまたはコントロールスイッチを有さないようなヘッドウェアラブル聴覚装置のための、リブートメカニズムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１態様は、ハウジングと、到来音声に応答してマイクロホン信号を発生させるように構成されたマイクロホン配置とを備えるヘッドウェアラブル聴覚装置に関する。当該ヘッドウェアラブル聴覚装置の衝撃センサは、当該ハウジングへの衝撃に応答して、対応する衝撃信号または衝撃パルスを発生させる。デジタルプロセッサ、例えば、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）など、は、１つまたは複数のオーディオ音声処理アルゴリズムに従って当該マイクロホン信号を処理して、当該処理済みの出力信号を発生させるように構成される。当該ヘッドウェアラブル聴覚装置はさらに、当該デジタルプロセッサを所定の論理状態にするために、当該デジタルプロセッサに対してリセット信号を発生して適用するように構成されたリセット回路を含み、この場合、当該リセット回路は、衝撃パルスに応答してリセット信号を発生させるように構成される。当該所定の論理状態は、好ましくは、当該デジタルプロセッサのブート状態または初期状態である。当該デジタル信号プロセッサが、例えば、メモリ装置や、当該デジタル信号プロセッサにオンチップで統合された当該ヘッドウェアラブル聴覚装置のメモリ領域に保持された、一連の実行可能なプログラム命令によって制御される、ソフトウェアプログラマブルマイクロプロセッサを含み得ることを、当業者は理解するであろう。
【０００９】
当該ヘッドウェアラブル聴覚装置は、聴覚機器または補聴器、例えば、ＢＴＥ、ＲＩＥ、ＩＴＥ、ＩＴＣ、ＲＩＣ、またはＣＩＣなど、を含み得る。当該補聴器は、当該装置の外部環境から到来音声をピックアップしてそれに応答してマイクロホン信号を発生させるための、１つまたは複数のマイクロホンを含み得る。あるいは、当該ヘッドウェアラブル聴覚装置は、ヘッドセット、ヘッドホン、イヤホン、イヤディフェンダ、またはイヤマフなど、例えば、Ｅａｒ−Ｈｏｏｋ型、Ｉｎ−Ｅａｒ型、Ｏｎ−Ｅａｒ型、Ｏｖｅｒ−ｔｈｅ−Ｅａｒ型、Ｂｅｈｉｎｄ−ｔｈｅ−Ｎｅｃｋ型、ヘルメット型、またはヘッドギア型など、例えば、ワイヤレスヘッドセット、ワイヤレスヘッドホン、または蝸牛インプラントの外部部品など、であり得る。
【００１０】
当該ヘッドウェアラブル聴覚装置のオーディオ処理アルゴリズムおよび／または様々な制御タスクは、当該デジタルプロセッサの専用デジタルハードウェアによって実行または実践されてもよい。あるいは、ソフトウェアプログラマブル・デジタル・マイクロプロセッサ上やソフトウェアプログラマブル・マイクロプロセッサにおいて走る、１つまたは複数のコンピュータプログラム、プログラムルーチン、および実行のスレッドによって、実行または実践されてもよい。当該コンピュータプログラム、ルーチン、および実行のスレッドのそれぞれは、当該ヘッドウェアラブル聴覚装置の不揮発性メモリに格納されている複数の実行可能なプログラム命令を含み得る。あるいは、当該オーディオ処理アルゴリズムは、専用デジタルハードウェア回路と、コンピュータプログラム、ルーチン、およびソフトウェアプログラマブルデジタル信号プロセッサ上においてまたはマイクロプロセッサ上において走る実行のスレッドと、の組み合わせによって実践され得る。当該ソフトウェアプログラマブルデジタルプロセッサ、マイクロプロセッサ、および／または専用デジタルハードウェア回路は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）上に集積され得るか、またはＦＰＧＡ装置上に実装され得る。
【００１１】
当該ヘッドウェアラブル聴覚装置の一実施形態は、以下のうちの少なくとも１つを含む。・バッテリ電圧の変換によってデジタル信号プロセッサの電力供給電圧を発生させるように構成されたＤＣ−ＤＣ電力コンバータ。例えば、スイッチドキャパシタ（ＳＣ）ＤＣ−ＤＣコンバータなど。・当該デジタル信号プロセッサの電力供給電圧を提供するために、バッテリ電圧を受け取るためのバッテリ電圧入力。
当該ＤＣ−ＤＣ電力コンバータは、例えば、１つまたは複数の再充電可能なバッテリ電池によって供給される比較的高いバッテリ電圧を、当該高いバッテリ電圧が当該デジタルプロセッサの好ましいＤＣ供給電圧に一致するように、倍率２：１または３：１、またはいずれかの他の好適な比率において変換する、ステップダウンコンバータを含み得る。当該ヘッドウェアラブル聴覚装置の他の実施形態は、従来的な１．２Ｖの使い捨ての再充電不可能なバッテリ電池によって、バッテリ電圧を供給され得る。
【００１２】
当該ヘッドウェアラブル聴覚装置は、好ましくは、ユーザの外耳道へ伝送される、対応する処理済み音声信号を発生するために、処理済み出力信号に接続された信号入力を備えた小型のラウドスピーカまたはレシーバ（すなわち、いわゆる可動アーマチャレシーバ）を備える。当該小型のラウドスピーカまたはレシーバは、当該ヘッドウェアラブル聴覚装置のハウジングの内部に配置されていてもよい。当該処理済みの音声信号は、音響管および／またはイヤプラグを介してユーザの外耳道へと伝送される。あるいは、当該小型ラウドスピーカまたはレシーバは、イヤプラグ内に配置されていてもよい。当該処理済み出力信号は、１つまたは複数の電線または導電体によって信号入力へと伝送される。
【００１３】
当該ヘッドウェアラブル聴覚装置の一実施形態により、当該衝撃センサは、当該小型のラウドスピーカの振動板および電気力学的モータドライブが衝撃センサとして機能するような、小型のラウドスピーカまたはレシーバとして具体化される。この実施形態は、当該小型のラウドスピーカの二重の機能により、コンパクトで安価な衝撃センサを提供する。当該衝撃信号または衝撃パルスは、好ましくは、当該小型のラウドスピーカの入力端子から誘導され、この入力端子は、添付の図面を参照しながら以下においてさらに詳細に説明されるように、当該小型のラウドスピーカのオーディオ信号入力にも役立つ。
【００１４】
当該ヘッドウェアラブル聴覚装置のいくつかの実施形態において、当該衝撃パルスは、リセット信号をアクティブ化またはアサートするために、リセット回路のリセット入力に結合される。当該ヘッドウェアラブル聴覚装置の代替の実施形態において、当該衝撃パルスは、デジタル信号プロセッサの電力供給電圧を一時的に切断する働きをし、それにより、添付の図面を参照しながら以下においてさらに詳細に説明されるような間接的な方式において、リセット回路をアクティブ化する。そのような実施形態の１つにより、当該ヘッドウェアラブル聴覚装置は、衝撃パルスに応答して当該デジタル信号プロセッサの電力供給電圧を一時的に切断するように構成された、制御可能な供給スイッチ回路を含む。当該リセット回路は、当該デジタル信号プロセッサの電力供給電圧を監視するように構成されるとともに、電力供給電圧の中断に応答して当該リセット信号をアサートするように構成される。当該制御可能な供給スイッチ回路は、当該聴覚装置のバッテリ電圧入力と当該ＤＣ−ＤＣ電力コンバータの供給電圧入力との間、および、当該ＤＣ−ＤＣ電力コンバータの出力電圧と当該デジタル信号プロセッサの供給電圧入力との間、の少なくとも１つにおいて電気的に接続され得る。
【００１５】
当該ヘッドウェアラブル聴覚装置の別の実施形態により、バッテリ電圧入力を一時的に短絡させるために、当該制御可能な供給スイッチ回路が、当該装置の当該バッテリ電圧入力と、ＤＣ基準電位（例えばアース）との間において、作動的に接続される。この短絡操作は、バッテリ電池を一時的に短絡させ、ＤＣ−ＤＣ電力コンバータの供給電圧入力および／または当該デジタル信号プロセッサの電力供給電圧を除去する。いくつかのバッテリタイプは、損傷を受けることなく、このタイプの一時的な短絡を許容し得る。当該制御可能な供給スイッチ回路は、デジタル信号プロセッサの当該電力供給電圧を１０ｍｓから２秒の間の期間において切断するように構成され得る。
【００１６】
一実施形態において、制御可能な供給スイッチ回路は、例えば、ＤＣ−ＤＣ電力コンバータのクロック信号を中断することによって、当該ＤＣ−ＤＣ電力コンバータを一時的にシャットダウンまたは非アクティブ化するように構成される。当該クロック信号の中断は、当該ＤＣ−ＤＣ電力コンバータのスイッチング動作を停止することができ、したがって、供給電圧入力から当該ＤＣ−ＤＣ電力コンバータの出力電圧へのエネルギーの伝達を止め得る。
【００１７】
当該制御可能な供給スイッチ回路は、少なくとも１つの制御可能なスイッチ、例えば、半導体スイッチまたはマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）スイッチなど、を含み得る。当該少なくとも１つの制御可能なスイッチは、スイッチ入力ノードと、スイッチ出力ノードと、制御端子と、を備えていてもよい。制御端子は、制御可能な供給スイッチ回路を、スイッチ入力ノードおよびスイッチ出力ノードが、例えば、１００Ω未満の抵抗によって電気的に接続されている導通状態／オン状態と、スイッチ入力ノードおよび前記スイッチ出力ノードが、例えば、１ＧΩより大きな抵抗によって電気的に切断されている非導通状態／オフ状態と、の間において切り替えるように構成されている。
【００１８】
当該ヘッドウェアラブル聴覚装置は、衝撃パルスに接続された閾値回路を備えていてもよい。この場合、当該閾値回路は、１．０Ｖ未満、２．０Ｖ未満、または５．０Ｖ未満などの所定の閾値レベル未満の衝撃パルスまたは衝撃信号を、排除または抑制するように構成されている。当該所定の閾値は、当該ヘッドウェアラブル聴覚装置の通常の使用によって発生する衝撃パルスと、衝撃事象を表す著しく高いレベルまたは振幅の衝撃パルスと、を区別するのに役立つ。したがって、添付の図面を参照しながら以下においてさらに詳細に説明されるリセット回路を作動させるトリガとなりうる。当該閾値回路は、衝撃パルスに接続された第１入力と、所定の閾値電圧を設定する基準電圧発生器に接続された第２入力と、を含む比較器を備えていてもよい。比較器出力は、当該制御可能な供給スイッチ回路の制御入力に接続され、この場合、当該比較器出力の論理状態は、第１入力と第２入力との間の電圧差または電流差を示す。
【００１９】
当該ヘッドウェアラブル聴覚装置は、衝撃パルスを低域通過フィルタリングを行うように構成された低域通過フィルタを備えていてもよい。当該低域通過フィルタは、１ｋＨｚ未満の遮断周波数を有していてもよい。
【００２０】
当該ヘッドウェアラブル聴覚装置は、当該ハウジングの内側に配置され且つバッテリ電圧を供給するために構成された、１つまたは複数の再充電可能なバッテリ電池を備えていてもよい。当該ヘッドウェアラブル聴覚装置のハウジングは、再充電可能なバッテリ電池を保持するための、ユーザ作動可能なバッテリ室を有していなくてもよい。このことは、上記において言及され且つ添付の図面を参照しながら以下においてさらに詳細に説明される、当該ヘッドウェアラブル聴覚装置の機械的構成および信頼性に関するいくつかの利点につながる。当該ヘッドウェアラブル聴覚装置のハウジングは、上記において言及した理由により、ユーザ作動可能なコントロール類、例えば、コントロールスイッチ、ノブ、押しボタンなど、を有していなくてもよい。
【００２１】
本発明の第２態様は、先行の請求項のいずれか一項に記載のヘッドウェアラブル聴覚装置のデジタルプロセッサをリブートする方法に関する。方法は、ａ）当該ヘッドウェアラブル聴覚装置が、音声再現しない非作動状態にあることを検出するステップと、ｂ）当該ヘッドウェアラブル聴覚装置を耳から取り外すステップと、ｃ）衝撃センサを作動させて衝撃パルスを発生させるために、当該ヘッドウェアラブル聴覚装置のハウジングを硬質表面に打ち付けるステップと、を備える。
【００２２】
本発明の例示的実施形態について、添付の図面と合わせて、より詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態による、別個の衝撃センサを含むヘッドウェアラブル聴覚装置の簡略化された概略ブロックダイアグラムを示す。
【図２】第２実施形態による、ＤＣ−ＤＣ電力コンバータと閾値回路とを含むヘッドウェアラブル聴覚装置の簡略化された概略ブロックダイアグラムを示す。
【図３】本発明の第３実施形態による、衝撃センサとして使用される可動アーマチャレシーバを含むヘッドウェアラブル聴覚装置の簡略化された概略ブロックダイアグラムを示す。
【図４】本発明の第４実施形態による、ヘッドウェアラブル聴覚装置の簡略化された概略ブロックダイアグラムを示す。
【図５】本発明の第５実施形態による、衝撃センサとして使用される可動アーマチャレシーバを含むヘッドウェアラブル聴覚装置の簡略化された概略ブロックダイアグラムを示す。
【図６】可動アーマチャタイプの補聴器レシーバによって発生される、実験的に測定された例示的衝撃パルスを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下の説明において、本発明のヘッドウェアラブル聴覚装置の様々な例示的実施形態を、添付の図面を参照しながら説明する。添付の図面は、明瞭化のために概略的であり単純化されている。したがって、本発明の理解のために不可欠な詳細を単に示しているだけであって、他の詳細は省かれていることを、当業者は理解するであろう。同様の参照番号（例えば、１０１、２０１、３０１）は、本出願の説明全体を通して、同様の要素または構成部品を意味する。したがって、同様の要素は、各図に関して、必ずしも詳細に説明されるわけではないであろう。当該同様の要素は、同様の機能を有することは理解されよう。さらに、本発明を理解するために、ある特定の動作および／またはステップが、特定の出現の順序で説明または表現され得ることは理解されるであろう。特定の開示に関連する特殊性は実際に必要ではないことを、当業者は理解するであろう。結果として、全ての要素が、本発明を理解するために必要なわけではない。
【００２５】
図１は、本発明のヘッドウェアラブル聴覚装置１００の第１実施形態の概略図またはブロックダイアグラムである。スタンドアロン式の衝撃センサ１１０は、当該ヘッドウェアラブル聴覚装置１００のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１１４から電力を一時的に除去するために、衝撃信号または衝撃パルス１７０を、制御可能な電力供給スイッチ回路１０９に送信する。当該衝撃センサ１１０は、衝撃信号または衝撃パルス１７０を発生させるために、ハウジング１９９への衝撃に応答する。当該衝撃センサ１１０は、加速度計または速度センサを含み得る。この実施形態において、当該衝撃センサ１１０は、スタンドアロン式または別個の構成部品または装置として示されているが、代替の実施形態では、当該衝撃センサ１１０は、当該ＤＳＰ回路１１４の一体部品であり得る。いくつかの他の実施形態において、当該衝撃センサ機能１１０は、既に存在している小型のラウドスピーカまたはレシーバ１１１によって実行されてもよく、これについては、さらに詳細に説明されるであろう。本明細書において説明される実施形態は、ハウジング１９９内に収容された複数の構成部品を含むヘッドウェアラブル聴覚装置１００を説明する。
【００２６】
当該ヘッドウェアラブル聴覚装置１００は、マイクロホン配置１０２を含み、これは、１つまたは複数のマイクロホンを含んでもよく、到来音声１０１に応答して、マイクロホンオーディオ信号を発生させる。当該マイクロホンオーディオ信号またはマイクロホン信号は、任意のマイクロホンプリアンプ（図示されず）を含む入力チャンネルにおいて、増幅／バッファされ、ならびにデジタル化される。増幅またはバッファされたマイクロホン信号は、好ましくはオーバーサンプリングされたシグマ−デルタ変調器１０３を含む、アナログ−デジタル（ＡＤＣ）コンバータ１０３によって処理される。当該ＡＤＣ１０３の出力信号は、デジタルマイクロホン信号であり、これは、シングルビットのシグマ−デルタ変調信号またはマルチビット、例えば、ＰＣＭ、のデジタルマイクロホン信号を含み得る。
【００２７】
当該デジタルマイクロホン信号は、ＤＳＰ１１４の適切な入力ポートまたはチャンネル（図示されず）を通じて、当該ＤＳＰ１１４に供給される。当該ＤＳＰ１１４は、一般的なマイクロプロセッサの部品または部分回路（図示されず）であってもよいが、当業者は、ＤＳＰ１１４が、デジタルマイクロホン信号に適用されるデジタル信号処理アルゴリズムに関する必要な計算を少なくとも実行し得ることを理解するであろう。したがって、簡素化のために、以降においても当該概念ＤＳＰが使用される。当該デジタル信号処理アルゴリズムは、これらに限定されるわけではないが、フィードバックマネージメントまたはフィードバックキャンセル、広いダイナミックレンジ圧縮、複数のマイクロホン信号の指向処理またはビームフォーミング、周波数低下、マルチチャンネルまたはシングルチャンネルのノイズリダクション、あるいは当該ヘッドウェアラブル聴覚装置１００に組み込まれたいずれかの他の好適なアルゴリズム、を含むことができる。当該デジタル信号処理アルゴリズムは、当該ＤＳＰ１１４上において走るか、または当該ＤＳＰ１１４によって実行される。当該デジタル信号処理アルゴリズムは、個々のユーザの聴覚損失データに応じて選択および／またはカスタマイズすることができ、ならびにオーディオ信号処理を、リアルタイム、好ましくは最小限の時間遅延において、実行することができる。当該デジタル信号処理アルゴリズムは、処理済みの出力信号を生成するために、デジタルマイクロホン信号に適用される。
【００２８】
当該ヘッドウェアラブル聴覚装置１００はさらに、並列に接続されたインダクタ１０４とコンデンサ１０５とからなるＬＣ共振回路１０６を備えていてもよい。ＬＣ共振回路１０６は、外部装置、例えば、別の聴覚機器または携帯情報端末など、と、当該ヘッドウェアラブル聴覚装置１００との間において無線デジタルデータまたは無線デジタル信号を受信および／または送信するための、近傍磁界誘導アンテナ（ｎｅａｒ−ｆｉｅｌｄ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  ａｎｔｅｎｎａ）として機能し得る。当該ＬＣ共振回路１０６は、チャンネルデコーダ１０７に接続されていてもよい。この場合、当該チャンネルデコーダ１０７は、無線トランシーバとしての役割を果たし得る。
【００２９】
ＤＳＰ１１４は、再充電可能または再充電不可能なバッテリ電池１０８によって作動されてもよい。当該ＤＳＰ１１４はさらに、クロック発生器１１５にリンクされていてもよい。当該クロック発生器１１５は、ＤＳＰ１１４のクロック入力に接続され、クロック信号を発生させる。クロック発生器１１５のクロック周波数は、２ＭＨｚ超、例えば、５ＭＨｚから４０ＭＨｚの間であってもよい。クロック発生器１１５は、特定のヘッドウェアラブル聴覚装置１００の特定の要求に応じて様々なクロック周波数のクロック信号を発生させることができる。当該ＤＳＰ１１４は、前述した処理済みの出力信号を発生させ、これは、パルス幅変調器（ＰＷＭ）またはパルス密度変調器（ＰＤＭ）を含み得るクラスＤの出力増幅器１１２の入力に適用される。当該ＰＷＭおよびＰＤＭの両方は、小型のラウドスピーカ１１１への当該処理済みの出力信号を、所定の変調周波数、例えば、２５０ｋＨｚから２ＭＨｚの間など、において変調するように構成され得る。当該小型のラウドスピーカ１１１の一対の入力端子は、当該クラスＤの出力増幅器１１２の出力に接続される。これにより、処理済みの出力信号を表す、ユーザの外耳道への適用のための処理済みの音声信号を生成する。
【００３０】
概して、ＤＳＰ１１４は、到来するマイクロホンおよび／または無線データ信号および／または処理済みの音声信号の処理を実行する、複数の部分回路を含む。ＤＳＰ１１４はさらに、リセット回路１１３を備える。リセット回路１１３は、パワーオンリセット（ＰｏＲ）回路であってもよい。当該ヘッドウェアラブル聴覚装置１００は、様々なタイプの補聴器ハウジングスタイル、例えば、Ｂｅｈｉｎｄ−ｔｈｅ−Ｅａｒ（ＢＴＥ）型、Ｉｎ−ｔｈｅ−Ｃａｎａｌ（ＩＴＣ）型、Ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ−ｉｎ−Ｃａｎａｌ（ＣＩＣ）型、Ｉｎｖｉｓｉｂｌｅ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｃａｎａｌ（ＩＩＣ）型、Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  ｉｎ  Ｃａｎａｌ（ＲＩＣ）型など、を含む聴覚機器または補聴器であってもよい。
【００３１】
さらに、図１において開示されるヘッドウェアラブル聴覚装置１００の操作について説明する。当該ＤＳＰ１１４は、電力供給電圧によって作動する。当該電力供給電圧は、好ましくは再充電可能なバッテリ電池によって供給され、または、任意で再充電不可能なバッテリ電池１０８（例えば、標準的な空気亜鉛電池あるいはカーボンタイプ、アルカリタイプ、リチウムタイプ、または他の再充電不可能なバッテリタイプなど）によって供給される。電力供給電圧ＶＤＤは、制御可能な供給スイッチ回路１０９を介して、ＤＳＰ１１４の供給電圧入力１７１ｂに接続される。本実施形態において、当該制御可能な供給スイッチ回路１０９は半導体スイッチ配置を含み、さらにそれらは、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）タイプのスイッチを含み得る。さらなる実施形態では、特定のニーズに基づいて、他のタイプのスイッチを使用することができる。これらは、これに限定されるわけではないが、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラトランジスタ、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）スイッチ、ナノ電気機械システム（Ｎａｎｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＮＥＭＳ）スイッチ、および他の制御可能なスイッチ回路タイプを含むことができる。さらなる実施形態において、当該制御可能な供給スイッチ回路１０９は、例えば、スイッチドキャパシタＤＣ−ＤＣ電力コンバータ（以下において代替の実施形態において説明される）を介して、ＤＳＰ１１４の供給電圧入力１７１ｂと、バッテリ１０８によって供給される電力供給電圧ＶＤＤとの間において、作動的に接続され得る。
【００３２】
当該制御可能な供給スイッチ回路１０９の状態は、ハウジング１９９の衝突力または加速度に応答して衝撃センサ１１０によって生成される、前述の衝撃信号または衝撃パルス１７０、ＳＷコントロール、によって制御される。当該衝撃信号または衝撃パルス１７０のレベルが低い場合は、ハウジング１９９が加速されない場合や、例えば、ユーザの歩行、ジャンプ、またはランニングなどによって生じる小さな加速を受ける場合である。当該制御可能な供給スイッチ回路１０９がオン状態にあることで、（好ましくは当該制御可能な供給スイッチ回路１０９の小さいオン抵抗を介して）電力供給電圧ＶＤＤがＤＳＰ１１４の供給電圧入力１７１ｂに電気的に接続されている。したがって、当該制御可能な供給スイッチ回路１０９のオン状態において、供給電圧入力１７１ｂにおけるＤＳＰ１１４の電力供給電圧は、バッテリ電圧ＶＤＤに対応する。衝撃パルス１７０が存在する場合、当該制御可能な供給スイッチ回路１０９は、当該制御可能な供給スイッチ回路１０９に適用される衝撃パルス１７０によってオフ状態へと切り替えられる。それにより、供給電圧入力１７１ｂにおける当該電力供給電圧ＶＤＤが中断される。当該制御可能な供給スイッチ回路１０９は、当該衝撃パルス１７０に応答して、デジタル信号プロセッサ１１４の電力電圧供給を一時的のみにおいて切断するように構成される。リセット回路１１３は、ＤＳＰ１１４の供給電圧入力１７１ｂにおける電力供給電圧を監視して、供給電圧入力１７１ｂにおける供給電圧の中断に応答して当該リセット信号をアクティブ化またはアサートするように構成され得る。供給電圧入力１７１ｂにおける供給電圧の中断に応答して、リセット回路１１３は、リセット信号１７２をアクティブ化またはアサートする。バッテリ電圧を一時的に除去することとは別に、ＤＳＰ１１４をリセットする第二の方法は、図４を参照しながら以下においてさらに詳細に説明されるように、回路をリセットするために、ＤＳＰ１１４および／またはマイクロコントローラのリセット入力端子において適切なリセット信号を直接的に発生させるために、衝撃パルスまたは衝撃信号を使用することである。本発明の後者の実施形態において、衝撃パルスは、リセットボタンが利用可能である場合に、外部的にアクセス可能なリセットボタンと同様の方法において機能する。
【００３３】
当該ヘッドウェアラブル聴覚装置１００のＤＳＰ１１４が、多くの場合にデッドエンドの故障モードまたはハンギングモードを意味する、エラー状態に陥る場合がある。その場合、当該ＤＳＰは、周辺装置および／または周辺回路のいずれか、あるいはロードされたアプリケーションプログラムまたは信号処理アルゴリズムのいずれかからの入力に対する応答を止めることを、当業者は理解するであろう。換言すれば、当該ＤＳＰは、「ハング」する。本発明の本実施形態は、前述した、ＤＳＰ１１４の供給電圧入力１７１ｂへの電力供給電圧の中断を実施し、それに応答して、リセット信号１７２を発生されるためにリセット回路１１３をアクティブ化することによって、この問題を解決する。当該ＤＳＰ１１４は、ＤＳＰ１１４のハードウェア部品（例えば、メモリレジスタなど）を再初期化し、（あるいはオペレーティングシステムカーネルをリロードするステップを含む）当該ヘッドウェアラブル聴覚装置１００の処理アルゴリズムを再ロードすることによって、当該リセット信号１７２に応答する。換言すれば、当該ＤＳＰ１１４は、リブートされる。ＤＳＰ１１４が「ハング」した場合（すなわち、非操作的論理状態にある場合）にＤＳＰのリセットピンまたはリセット端子に適用されるリセット信号１７２を発生させる「ハードウェア」を作製することによって、（例えば、信号処理アルゴリズムおよび／または周辺装置ハンドリングを実施するような）一連の実行可能なプログラム命令の全ての実行に関係なく、リセット回路１１３は、ＤＳＰ１１４上においてリセット信号１７２をアクティブ化またはアサートすることができる。
【００３４】
その結果、ユーザは、ヘッドウェアラブル聴覚装置１００のハウジング１９９を叩くことまたは打つこと（例えば、テーブルなどの硬質表面を叩くこと）によって、ＤＳＰ１１４のハンギング状態を解消するためにＤＳＰ１１４をリセットすることができる。この行為は、装置１００の通常の使用によって発生する場合より著しく高いレベルまたは振幅の衝撃信号を有する、前述の衝撃信号または衝撃パルス１７０を発生させるためである。テーブル表面による衝撃によりハウジング１９９が受ける速度の急激な変化は、衝撃センサ１１０によって感知される。瞬間的な加速により、前述した衝撃信号または衝撃パルス１７０が生成される。この衝撃パルスは、リセット回路１１３（パワーオンリセット（ＰｏＲ）回路）をアクティブ化し、ＤＳＰ１１４の作動を一時的に停止することができる。
【００３５】
衝撃センサ１１０によって発生された衝撃パルスは、典型的には、衝撃の持続期間に起因して、非常に短い時間（例えば、２〜２０ｍｓなど）でありうる。そのため、制御可能な供給スイッチ回路１０９は、事前に設定された期間（例えば、５０〜１００ｍｓなど）の後に、その閉じた状態に自動的に戻ることで、ＤＳＰ１１４への電力供給電圧ＶＤＤを回復してもよい。リセット回路１１３は、供給入力１７１ｂにおける電力供給電圧の回復を検出し、それに応答して、リセット信号１７２を非アクティブ化またはデアサートする。これは、ＤＳＰ１１４を強制的に所定の論理状態、例えば、所定の初期状態または電源投入時の状態など、にする。この状態から始めることにより、ＤＳＰ１１４は、オペレーティングシステムのカーネル（図示されず）のロードならびにプログラムの変数およびパラメータのリロードを含み得る、命令の電源投入シーケンスを開始する。当該電源投入シーケンスはさらに、ＤＳＰ１１４のプログラムメモリおよびデータメモリへの、処理プログラムおよびアプリケーションプログラム、例えば、フィードバックマネージメント、広いダイナミックレンジ圧縮、指向性、周波数低下、ノイズリダクション、またはいずれかの他の好適なアルゴリズムなど、のロードも含み得る。換言すれば、当該ヘッドウェアラブル聴覚装置１００は、リブートされ、完全に機能状態／作動状態に戻される。したがって、デッドエンド故障モードまたは無応答の状態の場合に、当該ヘッドウェアラブル聴覚装置１００をリブートするための簡素で便利な、ユーザ操作可能なリブートメカニズムが提供される。したがって、ユーザは、いかなる特殊なツールも必要とすることなく、簡便な方式において、当該ヘッドウェアラブル聴覚装置１００をその正常な作動状態に戻す能力を有するであろう。
【００３６】
このユーザ操作可能なリブートメカニズムは、外部的にアクセス可能または作動可能なバッテリドア、または、再充電可能なバッテリ電池１０８を保持するためのバッテリ室を有さないハウジング１９９を備えるヘッドウェアラブル聴覚装置１００の実施形態において特に有用であることを、当業者は理解するであろう。そのような実施形態では、例えば、バッテリ室を開閉することによって、バッテリ電圧（したがって、ＤＳＰ１１４の電力供給電圧ＶＤＤ）を一時的に切断することによってＤＳＰ１１４をリセットすることができない。上記において説明したユーザ操作可能なリブートメカニズムは、ヘッドウェアラブル聴覚装置１００の他の実施形態においても同様に有利であり、この場合、ハウジング１９９は、外部的にアクセス可能なバッテリ室も、いかなるユーザ作動可能なコントロール類、例えば、コントロールスイッチ、ノブ、押しボタンなど、も有さない。
【００３７】
制御可能な供給スイッチ回路１０９は、スイッチ入力ノード１０９ａと、スイッチ出力ノード１０９ｂと、制御端末（符号なしに、「ＳＷコントロール」として図示されている）と、を有する少なくとも１つの制御可能なスイッチＳＷ１を備えていてもよい。閾値回路、および／または以下において詳細に説明されるような低域通過フィルタを介して、スイッチＳＷ１に対して衝撃信号または衝撃パルスが直接的または間接的に適用される。当該制御端末は、当該制御可能な供給スイッチ回路１０９を、第１作動状態と第２作動状態との間、すなわち、作動状態と非作動状態との間、において切り替えるように構成され得る。当該第１状態は、スイッチ入力ノード１０９ａおよびスイッチ出力ノード１０９ｂが、例えば、１００Ω未満の抵抗によって、電気的に接続されている導通状態／オン状態である。当該第２状態は、当該スイッチ入力ノード１０９ａおよび当該スイッチ出力ノード１０９ｂが、例えば、１ＧΩを超える抵抗によって、電気的に切断されている非導通状態／オフ状態である。
【００３８】
図２は、ヘッドウェアラブル聴覚装置２００の第２実施形態の概略図またはブロックダイアグラムである。スタンドアロン式の衝撃センサ２１０は、当該ヘッドウェアラブル聴覚装置２００のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）２１４を効果的にリセットするために、制御可能な供給スイッチ回路２０９に衝撃信号または衝撃パルス２７０を送信する。当該ヘッドウェアラブル聴覚装置２００は、スイッチドキャパシタＤＣ−ＤＣ電力コンバータ２１６を備える。スイッチドキャパシタＤＣ−ＤＣ電力コンバータ２１６は、装置１００の第１実施形態に関連して説明したバッテリ電圧への接続を有する代わりに、ＤＳＰ２１４の電力供給入力２７１ｂに電力を供給する。当該スイッチドキャパシタＤＣ−ＤＣ電力コンバータ２１６は、電力供給電圧ＶＤＤおよびＤＳＰ２１４に接続される。当該スイッチドキャパシタＤＣ−ＤＣ電力コンバータ２１６は、１つまたは複数のフライングキャパシタ２１７を含み得る。当該スイッチドキャパシタＤＣ−ＤＣ電力コンバータは、ＤＳＰ２１４を通じて、マスタクロック発生器２１５に直接的または間接的に接続され得る。当該クロック発生器２１５は、ＤＳＰ２１４に対してクロック信号を発生させる。ＤＳＰ２１４は、当該スイッチドキャパシタＤＣ−ＤＣ電力コンバータ２１６のクロック入力２７４に対して、クロック信号２７６を誘起し得る。クロック信号２７６は、ＤＳＰ２１４の作動とスイッチドキャパシタＤＣ−ＤＣ電力コンバータ２１６の作動を同期させるために使用され得る。当該クロック発生器２１５のクロック周波数は、２ＭＨｚ超、例えば、５ＭＨｚから４０ＭＨｚの間、に存し得る。当該クロック発生器２１５は、特定のヘッドウェアラブル聴覚装置２００の特定の要求に応じて、様々なクロック周波数のクロック信号を発生させることができる。当該スイッチドキャパシタＤＣ−ＤＣ電力コンバータ２１６の出力は、アース２１９に接続された平滑コンデンサ２１８に接続され得る。当該平滑コンデンサ２１８は、当該スイッチドキャパシタＤＣ−ＤＣ電力コンバータ２１６から生じるリプル電圧および他のノイズを減衰させるように構成され得る。
【００３９】
当該ヘッドウェアラブル聴覚装置２００は、ＤＳＰ２１４の供給電圧入力２７１ｂとバッテリ電圧ＶＤＤとの間において作動的に接続された（すなわち、スイッチドキャパシタＤＣ−ＤＣ電力コンバータ２１６を介して接続された）、制御可能な供給スイッチ回路２０９を含む。当該制御可能な供給スイッチ回路２０９は、概して、第１実施形態に関連して上記において詳細に説明した制御可能な供給スイッチ回路１０９のように作動する。しかし、閾値回路２２９が組み込まれている点において、制御可能な供給スイッチ回路１０９と異なる。当該閾値回路２２９の機能は、小さいレベルの衝撃信号を排除することまたは弱めることであり、この場合、当該小さいレベルは、単に、例えば、ユーザが歩行またはランニングするときの、ヘッドウェアラブル聴覚装置２００の通常のユーザの取り扱いを反映している。閾値回路２２９を組み込むことによって、不要な衝撃信号または衝撃パルス２７０（すなわち、ある特定の閾値未満の、衝撃センサ２１０信号によって発生された信号）が、排除されるかまたは弱められるであろう。したがって、閾値回路２２９は、リセット信号２７２における偶発的なまたは不要なアサーションならびにそれに関連するＤＳＰ２１４のリブートを防ぐであろう。
【００４０】
閾値回路２２９は、所定の閾値、例えば、１．０Ｖ、２．０Ｖ、または５．０Ｖなど、に接続された第１入力と、加速度信号または加速度パルス２７０に接続された第２入力と、を有する比較器を備えていてもよい。比較器の出力（Ｓｗコントロール）は、当該制御可能な供給スイッチ回路２０９の制御入力に接続される。当該比較器出力の論理状態は、第１入力と第２入力との間の電圧差または電流差を示すように構成される。当業者は、当該所定の閾値の厳密な値が、衝撃センサ２１０の感度に適合されなければならないことを理解するであろう。したがって、当該制御可能な供給スイッチ回路２０９を導通状態にする論理状態で比較器出力が静的な状態を維持するため、当該閾値未満の衝撃信号は無視される。その一方で、衝撃信号が当該所定の閾値を超える場合、比較器出力は、当該制御可能な供給スイッチ回路２０９が非導通状態に切り替えられてＤＳＰ２１４への供給電圧Ｖｏｕｔが中断されるように、論理状態を切り替える。
【００４１】
当業者は、当該スイッチのオフ抵抗が大きい、例えば、１ＧΩまたはさらに１０ＧΩを超えるため、スイッチドキャパシタＤＣ−ＤＣ電力コンバータ２１６への電力供給２０８が効果的に中断されることを、理解するであろう。これは、スイッチドキャパシタＤＣ−ＤＣ電力コンバータ２１６の当該安定化出力電圧Ｖｏｕｔの、ある特定の時間定数での放電を発生させ、最終的に、ＤＳＰ２１４の供給電圧入力２７１ｂへの電力供給電圧Ｖｃｃの中断を生じる。当該制御可能な供給スイッチ回路２０９は、衝撃信号または衝撃パルス２７０に応答して、スイッチドキャパシタＤＣ−ＤＣ電力コンバータ２１６への電力供給電圧ＶＤＤを一時的のみにおいて切断するように構成され得る。したがって、当該制御可能な供給スイッチ回路２０９は、第１作動状態および第２作動状態の間、すなわち、導通状態と非導通状態との間において一時的に切り替わるであろう。
【００４２】
この実施形態において、リセット回路２１３は、ＤＳＰ２１４の供給電圧入力２７１ｂにおいて電力供給電圧に接続され得、当該電力供給電圧を監視し得る。当該リセット回路２１３は、第１実施形態に関連して上記において詳細に説明されたのと同じ方式において、検出された電力供給電圧の中断に応答してリセット信号２７２をアクティブ化またはアサートするように構成される。
【００４３】
当該装置２００の別の実施形態では、ＤＳＰ２１４への供給電圧Ｖｏｕｔは、スイッチドキャパシタＤＣ−ＤＣ電力コンバータ２１６のクロック入力２７４に適用されたクロック信号２７６を一時的に中断または中止することによって中断される。当該スイッチドキャパシタＤＣ−ＤＣ電力コンバータ２１６へのクロック信号２７６の中断は、当該スイッチドキャパシタＤＣ−ＤＣ電力コンバータ２１６の作動を中断し、それにより、当該安定化出力電圧Ｖｏｕｔが放電される。クロック信号２７６の当該中断は、少なくとも１つの制御可能なスイッチＳＷ１を、電力供給電圧ＶＤＤと直列に接続する代わりに、当該クロック信号２７６と直列に電気的に接続することによって行われてもよい。
【００４４】
上記において説明したように、閾値回路２２９の機能に起因して、当該ヘッドウェアラブル聴覚装置２００は、ハウジング２９９の加速度が十分に大きい値に達した場合（例えば、衝撃を受けた場合）、単にリブートされるだけである。これは、例えば、ハウジング２９９でテーブルまたは同様の硬質表面を叩くことによって、達成することができる。本実施形態、および以下において説明される後続の実施形態において、衝撃信号または衝撃パルス２７０が閾値回路２２９に入力される前に、その低域通過フィルタリングを実行するために、低域通過フィルタ（図示されず）が用いられ得る。当該低域通過フィルタは、１ｋＨｚ未満の遮断周波数を有し得、その作動は、後続のセクションにおいて詳細に説明される。
【００４５】
図３は、当該ヘッドウェアラブル聴覚装置３００の第３実施形態の概略図またはブロックダイアグラムである。衝撃センサ３２０は、スタンドアロン式の衝撃センサの代わりに、当該小型のラウドスピーカ３１１の一体部分である。あるいは、当該小型のラウドスピーカ３１１は、それ自体が、衝撃センサ３２０としての役割を果たしてもよい。したがって、別個の構成部品または別個の装置として衝撃センサを有する必要性がない。当該小型のラウドスピーカ３１１または当該ビルドイン式の加速度センサ３２０は、当該ヘッドウェアラブル聴覚装置３００のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）３１４を効果的にリセットするために、当該制御可能な供給スイッチ回路３０９に衝撃信号または衝撃パルス３７０を送信する。図２において説明される実施形態と同様に、この実施形態は、スイッチドキャパシタＤＣ−ＤＣ電力コンバータ３１６を備えている。この場合、制御可能な供給スイッチ回路３０９は、電圧供給３０８とスイッチドキャパシタＤＣ−ＤＣ電力コンバータ３１６との間において作動的に接続され得る。電力供給電圧ＶＤＤは、当該スイッチドキャパシタＤＣ−ＤＣ電力コンバータ３１６の出力電圧に接続されたその供給電圧入力３７１ｂを通じて、ＤＳＰ３１４に通電する。第２実施形態と同様の方式において、衝撃パルス３７０が閾値回路３２９に適用されている。小さいレベルまたは不十分なレベルの衝撃信号または衝撃パルス３７０のフィルタリングまたは減衰のために、制御可能な供給スイッチ回路３０９への入力を制御するために、閾値回路の出力が使用される。
【００４６】
ヘッドウェアラブル聴覚装置３００の作動は、図２に関連して上記において説明したものと同様であるが、衝撃センサ３２０の構成において後者とは異なっている。本実施形態において、衝撃センサ３２０は、例えば、ＭＥＭＳ加速度センサなどの衝撃センサ３２０を小型のラウドスピーカ３１１のハウジングの内部に位置することによって、小型のラウドスピーカ３１１と一体化され得る。したがって、当該衝撃センサは、従来のラウドスピーカ信号端子に追加して、例えば、当該ラウドスピーカのハウジング上に、１つまたは複数の専用の出力信号端子を含み得る。あるいは、当該衝撃センサ３２０は、小型のラウドスピーカ３１１として具現化され得、それにより、当該小型のラウドスピーカ３１１の振動板（図示されず）の動きまたは加速が、衝撃信号または衝撃パルス３７０を発生させる。したがって、当該小型のラウドスピーカ３１１は、音声再生に対して「反転モード」において作動し、この場合、当該小型のラウドスピーカ３１１の振動板および電気力学的モータアセンブリは、この実施形態を参照しながら以下においてさらに詳細に説明される衝撃センサとして機能する。
【００４７】
衝撃センサ３２０が小型のラウドスピーカ３１１に一体化される図３による第１実施形態において、当該衝撃センサ３２０は、前の実施形態において説明された衝撃センサ１２０、２２０と実質的に同様の方式において機能し得る。衝撃センサ３２０は、容量センサタイプ、圧電センサタイプ、対流センサタイプ、例えば、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）またはナノ電気機械システム（ＮＥＭＳ）など、を含み得る。ハウジング３９９からの加速度に応答して、当該衝撃センサ３２０は、衝撃信号または衝撃パルス３７０を発生させ、それを閾値回路３２９を通じて当該制御可能な供給スイッチ回路３０９に供給することができる。
【００４８】
図３による第２実施形態では、別個の衝撃センサ３２０の必要性が排除され、小型のラウドスピーカ３１１におけるそれに接続された可動振動板および電気力学的モータアセンブリが、衝撃センサとして機能する。したがって、当該小型のラウドスピーカ３１１は、ＰＷＭおよびＰＤＭ変調された処理済み出力信号が当該ラウドスピーカの入力端子に適用される場合には、音声再生のための従来的なラウドスピーカとして作動する。しかしながら、当該小型のラウドスピーカ３１１はさらに、例えば、ラウドスピーカ３１１および／またはハウジング３９９が、例えば、衝撃などによって加速される場合には衝撃センサ３２０として、「反転モード」において作動する。加速によって生じる振動板の動き、および電気力学的モータアセンブリと当該振動板との間の結合は、当該小型のラウドスピーカ３１１の入力端子における加速を表す衝撃パルス３７０を発生させる。明瞭化のため、衝撃信号または衝撃パルス３７０を提供するために当該小型のラウドスピーカ３１１が「反転モード」において作動する実施形態では、参照番号３１１の代わりに参照番号３２１が用いられるであろう。しかしながら、別個の（ビルトイン式の）衝撃センサ３２０が用いられる実施形態では、記号３１１が用いられるであろう。当該制御可能な供給スイッチ回路３０９は、ある特定の遮断周波数（例えば、１００Ｈｚまたは１ｋＨｚ）を有する低域通過フィルタを備えていてもよいことや、この低域通過フィルタは、クラスＤの出力増幅器３１２によって、当該小型のラウドスピーカ／レシーバ３１１の入力端子に適用されたＰＷＭまたはＰＤＭ処理済み出力信号の高周波数成分を抑制するために、閾値回路３２９の前に挿入してもよいことを、当業者は理解するであろう。当該低域通過フィルタは、当該ラウドスピーカ端子における高周波数信号成分（例えば、２５０ｋＨｚ超など）の存在、および、ラウドスピーカの機能と衝撃センサの機能の統合によって生じる、当該制御可能な供給スイッチ回路３０９の誤トリガを防ぐのに役立ち得る。
【００４９】
当該小型のラウドスピーカ３１１または小型のラウドスピーカ３２１は、当技術分野において既知のいずれかのタイプのラウドスピーカであってもよい。一例として、操作上の原理を説明するために、本発明者らは、衝撃センサとして可動アーマチャスピーカを使用する。この実施形態をサポートする実験結果を、図６を参照しながら以下に説明する。しかしながら、他のタイプのラウドスピーカ、例えば、ダイナミックラウドスピーカとも呼ばれる可動コイルスピーカなど、を使用してもよいことを、当業者は直ちに理解するであろう。
【００５０】
ある特定の代替の実施形態（不図示）において、当該制御可能な供給スイッチ回路３０９は、電力供給電圧ＶＤＤとＤＣ基準電位（不図示）、例えばアースＧＮＤなど、との間に接続され得る。これらの代替の実施形態において、衝撃センサ３１０は、制御可能な供給スイッチ回路３０９をその通常の非導通状態から導通状態へと切り替えるために、当該制御可能な供給スイッチ回路３０９に供給される衝撃信号または衝撃パルス３７０を発生させ得る。導通状態は、再充電可能なバッテリ電池３０８によって供給される電力供給電圧ＶＤＤの一時的な短絡を生じさせ、その結果として、既に上記において説明した理由のため、ＤＳＰ３１４の供給電圧入力３７１ｂへの電力供給電圧を中断する。この動作は、下記において説明されるように、リセット回路３１３によるリセット信号３７２の発生を生じさせる。
【００５１】
図４は、前に説明した制御可能な供給スイッチ回路２０９、３０９を使用せずに、ＤＳＰ４１４のリセットまたはリブートを実施するように構成されたヘッドウェアラブル聴覚装置４００の第４実施形態の概略図またはブロックダイアグラムである。ヘッドウェアラブル聴覚装置４００の本実施形態において、加速度センサ４１０は、衝撃信号または衝撃バルス４７０を、好ましくはＤＳＰ４１４を保持する集積回路に統合されたリセット回路４１３に直接適用する。衝撃信号または衝撃パルス４７０は、ＤＳＰ４１４上の入力端子、例えば、ＤＳＰ４１４を保持するＣＭＯＳ集積回路のパッドを通じて、供給され得る。それに応答して、当該リセット回路４１３は、リセット信号４７２を発生またはアサートする。当該リセット回路４１３は、ＤＳＰ４１４の作動を一時的に遮断することができる。この場合、ＤＳＰ４１４の動作、リセット回路４１３、ならびにハードウェアおよび／または処理アルゴリズムの再初期化は、前に説明した実施形態と同様である。
【００５２】
ＤＳＰ４１４のコアがデッドエンド故障モード、すなわち、ハングモード、に陥ったとときに、リセット回路４１３が衝撃パルスに応答する状態のままであることを確保するために、ＤＳＰ４１４のプロセッサコアに関係なく機能するリセット回路４１３が、オンチップハードウェア回路として具現化され得ることと、当業者は直ちに理解するであろう。
【００５３】
不十分なレベルまたは振幅の衝撃パルス４７０を抑制または排除するために、閾値回路（不図示）を、当該衝撃パルス４７０とＤＳＰ４１４の入力端子との間に挿入することができる。当該閾値回路は、前の実施形態の閾値回路と同様の方式において作動し得る。閾値回路の代わりに、または閾値回路に追加して、ある特定の遮断周波数を有する低域通過フィルタを、当該閾値回路の前に挿入してもよい。当該低域通過フィルタは、加速度信号または加速度パルス４７０の、不要な高周波数成分またはノイズ（すなわち遮断周波数を超える成分）の初期の抑制を為し得る。当該低域通過フィルタの遮断周波数は、１００Ｈｚまたは１ｋＨｚよりも大きくてもよいが、特定の必要性に応じて、他の遮断周波数も想到され得る。
【００５４】
図５は、ヘッドウェアラブル聴覚装置５００の第５実施形態の概略図またはブロックダイアグラムである。衝撃センサ５２０は、小型のラウドスピーカ５１１の一体部品であるか、または当該小型のラウドスピーカ５２１自体が、図３において説明した実施形態と同様の衝撃センサとして作動する。図２、３、および５に関連して説明した実施形態と同様の方式において、供給電圧入力５７１ｂを通じてＤＳＰ５１４に電力供給するために、スイッチドキャパシタＤＣ−ＤＣ電力コンバータ５１６が用いられ得る。ＤＳＰ５１４も保持する半導体回路上に集積された閾値回路５２９に、最初に、衝撃信号または衝撃パルス５７０が適用される。閾値回路５２９は、図２において前に説明した閾値回路２２９と実質的に同様の方式において作動し得る。したがって、到来する衝撃信号または衝撃パルス５７０が、所定の閾値電圧を超える場合、当該閾値回路５２９の出力信号は、論理状態を、例えば、ロジックハイからロジックローへ、またはその逆へと切り替える。閾値回路５２９の出力の論理状態におけるこの変化は、リセット回路５１３の入力に適用される。次いで、当該リセット回路５１３は、リセット信号５７２をアサートまたはアクティブ化し、結果として、前に説明したようにＤＳＰ５１４をリブートする。
【００５５】
したがって、デッドエンド故障モードまたは非応答の状態の場合にヘッドウェアラブル聴覚装置５００をリブートするために、簡素でユーザ操作可能なリブートメカニズムが提供される。いくつかの実施形態において、当該スイッチドキャパシタＤＣ−ＤＣ電力コンバータ５１６は、任意の構成要素であり、電圧供給５０８は、電圧入力５７１ｂによってＤＳＰ５１４に直接的に接続され得る。
【００５６】
図６は、前に説明した反転モードにおいて作動する可動アーマチャタイプの補聴器レシーバまたは小型のラウドスピーカによって発生された衝撃パルス６９０を実験的に測定した例を示している。この場合、当該可動アーマチャレシーバは、例えば、衝撃または機械的ショックによって急に加速される。衝撃パルス６９０は、当該補聴器の作動の際に、クラスＤの出力増幅器に接続されたレシーバの信号入力端子において測定される。
【００５７】
示された時間スケールは、１目盛りあたり０．２ｍｓであり、電圧スケールは、１目盛りあたり１０Ｖである。衝撃パルスの波形は、示された時間スパンにわたっていくつかのフェーズを示しており、それは、約２ｍｓである。前に説明した閾値回路２２９、５２９の例示の所定の閾値電圧６９４が、本明細書において説明を支援するために波形プロット上に映し出されている。当該所定の閾値電圧６９４は、約１２．０Ｖである。第１フェーズ６９１の間、レシーバは、ノイズ、あるいは徒歩またはランニングに対応し得る小さい動きに起因する小さい衝撃信号波動を生じる、比較的小さい加速を受ける。当該衝撃信号または衝撃パルスは、所定の閾値電圧６９４より十分に低く、したがって、ＤＳＰのリブートを引き起こさない。前に言及したように、当該所定の閾値電圧は、全ての特定の衝撃センサの衝撃感度に応じて、当然に適合させることができる。
【００５８】
当該補聴器レシーバが、硬質表面上において衝撃を受ける場合、それに応答して、第２フェーズ６９２の間の正方向の衝撃波形ピークおよび負方向の衝撃波形ピークから明白な、大きな振幅の１つまたは複数の対応する衝撃信号または衝撃パルスが発生される。いくつかの実施形態において、閾値回路の入力、または制御可能な供給スイッチ回路の入力、またはＤＳＰの出力を保護するために、場合によっては、能動部品または受動部品（これもクラスＤの出力端子のために維持する）への過電圧による損傷を防ぐために、負方向の衝撃パルスに対して、保護的ダイオードが用いられ得る。図示されるように、正方向の衝撃波形ピークまたは衝撃パルスは、約１９Ｖに達し、したがって、所定の閾値電圧６９４を超えるため、ＤＳＰのリセット回路が作動される。このトリガリングは、当該制御可能な供給スイッチ回路を通じて間接的に実行されてもよい。またはトリガリングは、閾値回路の第１入力に衝撃パルスを適用すること、および、論理状態を切り替える当該閾値回路の出力を、ＤＳＰのリセット回路の入力に結合することによって、直接的に実行されてもよい。
【００５９】
正方向の衝撃波形ピークおよび負方向の衝撃波形ピークは、典型的には、第３フェーズ６９３の間に衝撃波形の静止状態への穏やかな回復が後続し、この場合、当該装置のハウジングの加速は、衝撃後に減少する。図式的に示されるように、当該衝撃信号は、第３フェーズ６９３の間、所定の閾値電圧６９４未満のままであり、したがって、リセット回路は作動されないであろうし、不要なヘッドウェアラブル聴覚装置のリブートを生じないであろう。
【００６０】
いくつかの実施形態において、当該装置のハウジングは、バッテリ電圧が中断される開いた状態と、バッテリ電圧が当該装置のバッテリ電圧入力に印可される閉じた状態と、の間で切り替えることができる、ユーザによって可動、操作可能、または作動可能なバッテリ室を有していてもよい。しかしながら好ましい実施形態において、当該ハウジングは、ＤＳＰにバッテリ電圧を供給するためのバッテリ電池を保持するために構成され得るような、ユーザ作動可能なバッテリ室を備えなくてもよいことも、当業者は理解するであろう。そのような実施形態では、当該ＤＳＰは、例えば、バッテリ室を開閉することなどによって、バッテリ電圧、したがって、ＤＳＰの電力供給電圧を、一時的に中断することによってリセットすることができない。ユーザ作動可能なバッテリ室を省くことによって、例えば、当該ハウジング構造の改善された機械的頑健性および防水性を達成することができる。ユーザ作動可能なバッテリ室が存在しないことにより、より少ない個別部品を有することでヘッドウェアラブル聴覚装置の設計を簡素化することもでき、したがって、製造コストを削減することができる。
【００６１】
上記において説明したユーザ操作可能なリブートメカニズムは、ハウジングが、外部的にアクセス可能なバッテリ室も、いかなるユーザ作動可能なコントロール類、たとえば、コントロールスイッチ、ノブ、押しボタンなど、も有さないような、当該ヘッドウェアラブル聴覚装置の他の実施形態においても、同様に有利である。これらの実施形態に関して、当該ヘッドウェアラブル聴覚装置は、リモートユーザインタフェース（図示されず）、例えば、無線携帯式リモートコントロールまたは携帯端末にインストールされたコンピュータベースのソフトウェア製品、によって制御可能であり得る。いくつかの実施形態において、当該無線接続は、携帯式リモートコントロールなどの無線デジタルデータまたは信号を外部装置から受信および／または外部装置に送信するために、前に説明した近傍磁界誘導アンテナなどによって確立され得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
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