(57)【要約】  本発明は、再充電可能バッテリが予定した最大電圧に到達するまで、再充電可能バッテリへ予定した電流を維持する電流維持デバイスと、予定した電流が再充電可能バッテリに運ばれるまで、再充電可能バッテリに対し予定した電圧を維持する電圧維持デバイスと、１サイクル間に電流維持デバイス及び電圧維持デバイスにより再充電可能バッテリに供給される周期的な電流値を決定する決定デバイスと、再充電可能バッテリに電荷が供給されていない時に、充電値に基づいて決定デバイスを補正する補正デバイスとを具える、再充電可能バッテリを作動するシステム及び方法を提供する。
2008507712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイス用電源を管理する方法であって、この電源は再充電可能バッテリ源及び補助電源を有し、当該方法が、
測定回路によって、電子デバイスでの充放電サイクル中に再充電可能バッテリ源のパラメトリックデータを測定するステップと、
デバイスの動作からの再充電可能バッテリ源の一時的な切り離しをチェックするステップと、
再充電可能バッテリ源からの電力が一時的に切り離される場合に、前記測定ステップを再開する前に、オフセットエラーを前記測定回路によってテストするステップと
を具えている、電子デバイス用電源管理方法。
【請求項２】
前記テストステップは、オフセットエラーが生じた場合に前記測定回路を補正するサブステップを更に具えている請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記テストステップ中に、前記デバイスを前記補助電源により一時的に給電し得るようにする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記パラメトリックデータは、累積充電値を含むようにする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記電子デバイスは、インプラント可能な医療デバイスとする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記インプラント可能な医療デバイスは補綴聴力インプラントシステムとする請求項５記載の方法。
【請求項７】
電子デバイス用電源であって、当該電源が、
前記電子デバイスによる周期的な充放電用に構成した再充電可能バッテリ源と、
前記充放電中にパラメトリックデータを測定する測定回路と、
前記バッテリ源に無関係に前記電子デバイスに給電可能な補助電源と、
オフセットエラーを前記測定回路によってテストするテスト回路と、
前記再充電可能バッテリから前記デバイスへの電流を最小値に低減させる回路と、
を具え、
前記再充電可能バッテリを前記デバイスから切り離した際に前記テスト回路を動作可能にした、電子デバイス用電源。
【請求項８】
前記再充電可能バッテリから前記デバイスへの電流が回復する前に、前記テスト回路は如何なるオフセットエラーも補正するようにした、請求項７記載の電源。
【請求項９】
前記パラメトリックデータは累積充電値を含むようにした、請求項７記載の電源。
【請求項１０】
前記電子デバイスは、インプラント可能医療デバイスとした、請求項７記載の電源。
【請求項１１】
前記インプラント可能医療デバイスは、補綴聴力インプラントシステムの受信器／シミュレータ・ユニットとした、請求項１０記載の電源。
【請求項１２】
再充電可能バッテリを作動させるシステムであって、当該システムが、
前記再充電可能バッテリが予定した最大電圧に達するまで、予定した電流を前記再充電可能バッテリに維持する電流維持手段と、
予定した最小電流が前記再充電可能バッテリに供給されるまで、予定した電圧を前記再充電可能バッテリに維持する電圧維持手段と、
１サイクル中に、前記電流維持手段及び前記電圧維持手段により、前記再充電可能バッテリに供給される周期的充電値を決定する決定手段と、
前記再充電可能バッテリに充電電流が供給されていない場合に、前記充電値に基づいて前記決定手段を補正するための補正手段と
を具えている、再充電可能バッテリ作動用システム。
【請求項１３】
前記再充電可能バッテリが前記予定した最大電圧に達する後に、前記電圧維持手段が前記電流維持手段に掛合するようにした、請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
前記決定手段は、前記再充電可能バッテリに運ばれる電流を積分する電流積分手段を具えるようにした、請求項１２記載のシステム。
【請求項１５】
前記予定した電流と前記予定した最小電流とは異なるようにした、請求項１２記載のシステム。
【請求項１６】
前記予定した電圧と前記予定した最大電圧とは異なるようにした、請求項１２記載のシステム。
【請求項１７】
前記予定した電流を、前記再充電可能バッテリのパラメタに基づいて動的に調整できるようにした、請求項１２記載のシステム。
【請求項１８】
前記予定した電圧を、前記再充電可能バッテリのパラメタに基づいて動的に調整できるようにした、請求項１２記載のシステム。
【請求項１９】
前記予定した最小電流を、前記再充電可能バッテリのパラメタに基づいて動的に調整できるようにした、請求項１２記載のシステム。
【請求項２０】
前記予定した最大電圧を、前記再充電可能バッテリのパラメタに基づいて動的に調整できるようにした、請求項１２記載のシステム。
【請求項２１】
前記予定した最大電圧は５７．６Ｖ以下とした、請求項１２記載のシステム。
【請求項２２】
前記予定した最小電流は１Ａ以下とした、請求項１２記載のシステム。
【請求項２３】
前記再充電可能バッテリはインプラント可能医療デバイスに使用されるようにした、請求項１２記載のシステム。
【請求項２４】
前記インプラント可能医療デバイスは補綴聴力インプラントとした、請求項２３記載のシステム。
【請求項２５】
前記補綴聴力インプラントは完全インプラント可能な補綴聴力インプラントとした、請求項２４記載のシステム。
【請求項２６】
再充電可能バッテリを特徴化する装置であって、当該装置が、
最初の充電段階の期間中に、前記再充電可能バッテリが予定した最大電圧に達するまで、前記再充電可能バッテリに電流を供給するための制限電流源と、
第２の充電段階の期間中に、前記再充電可能バッテリに供給される電流が予定した最小電流値以下となるまで、前記再充電可能バッテリにほぼ一定の電圧を維持する制限電圧源と、
最初及び第２の較正段階の期間中に、前記再充電可能バッテリに供給される電流を積分すべく構成した積分器と、
前記積分器からの出力によって示される、予定したレベルの電荷量を検出した際に、単位計数電荷を知らせるべく構成したしきい値検出手段と、
前記最初及び第２の較正段階の期間中の単位計数電荷の総数を、前記予定した最大電圧及び前記予定した最小電流と相関させるべく構成した相関器と
を具えている、再充電可能バッテリ特徴化装置。
【請求項２７】
前記第２の較正段階は前記最初の較正段階の完了後に開始するようにした、請求項２６記載の装置。
【請求項２８】
プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能媒体であって、当該プログラムはコンピュータに再充電可能バッテリを作動させるプロシージャを実行させるべく構成され、前記プロシージャは、
（i）前記再充電可能バッテリが予定した最大電圧に達するまで、前記再充電可能バッテリにほぼ一定の電流を供給するサブステップと、
（ii）予定した最小電流が前記再充電可能バッテリに供給されるまで、前記再充電可能バッテリにほぼ一定の電圧を供給するサブステップと、
（iii）サブステップ（i）及び（ii）により前記再充電可能バッテリに供給される供給充電値を決定するサブステップと、
を具えるバッテリを特徴化するステップと、
前記決定した供給充電値に従って前記再充電可能バッテリを周期的に充放電させるステップと
を具えている、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項２９】
電子デバイス用バッテリ充電器であって、当該充電器は、
前記電子デバイスによる周期的な充放電用に構成した再充電可能バッテリ源と、
前記充放電中にパラメトリックデータを測定する測定回路と、
前記バッテリ源に無関係に前記電子デバイスに給電可能な補助電源と、
オフセットエラーを前記測定回路によってテストするテスト回路と、
前記再充電可能バッテリから前記デバイスへの電流を最小値に低減させる回路と、
を具え、
前記再充電可能バッテリを前記デバイスから切り離した際に前記テスト回路を動作可能にした、電子デバイス用バッテリ充電器。
【請求項３０】
前記再充電可能バッテリから前記デバイスへの電流が回復する前に、前記テスト回路は如何なるオフセットエラーも補正するようにした、請求項２９記載のバッテリ充電器。
【請求項３１】
前記パラメトリックデータは累積充電値を含むようにした、請求項２９記載のバッテリ充電器。
【請求項３２】
前記電子デバイスはインプラント可能医療デバイスとした、請求項２９記載のバッテリ充電器。
【請求項３３】
前記インプラント可能医療デバイスは補綴聴力インプラントシステムのレシーバ／シミュレータ・ユニットとした、請求項３２記載のバッテリ充電器。
【請求項３４】
電子デバイスによって周期的に充放電するように構成した再充電可能バッテリ源と、
前記充放電中にパラメトリックデータを測定する測定回路と、
前記バッテリ源に無関係に前記電子デバイスに給電可能な補助電源と、
オフセットエラーを前記測定回路によってテストするテスト回路と、
を具えているバッテリ充電器と、
前記再充電可能バッテリから前記デバイスへの電流を分離する切断回路と、
を具え、
前記テスト回路は、前記再充電可能バッテリの、前記デバイスからの前記分離の期間中に動作可能にした、補綴聴力インプラントシステム。
【請求項３５】
前記再充電可能バッテリから前記デバイスへの電流が回復する前に、前記テスト回路は如何なるオフセットエラーも補正するバッテリ充電器を具えるようにした、請求項３４記載の補綴聴力インプラントシステム。
【請求項３６】
前記パラメトリックデータは累積充電値を含んでいるバッテリ充電器を具えるようにした、請求項３４記載の補綴聴力インプラントシステム。
【請求項３７】
前記電子デバイスをインプラント可能医療デバイスとしたバッテリ充電器を具えるようにした、請求項３４記載の補綴聴力インプラントシステム。
【請求項３８】
前記インプラント可能医療デバイスを補綴聴力インプラントシステムのレシーバ／シミュレータ・ユニットとしたバッテリ充電器を具えるようにした、請求項３７記載の補綴聴力インプラントシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリに関し、特に再充電可能バッテリの充放電の管理に関する。
【関連出願に対する相互参照】
【０００２】
本願は、２００３年７月２４日に出願したオーストラリア暫定特許出願第２００３９０３８３９号に関連する。本願は、この出願から優先権を主張している。さらに、本願は、１９９９年５月１４日出願の「インプラントの再充電可能バッテリの充電用デバイス及び方法」と題する米国特許第６，２２７，２０４号、２０００年９月５日出願の「コクレア（商標）インプラントのための経皮性電力最適化回路」と題する米国特許出願第０９／６５４，７３１号、２００２年１０月８日出願の「バッテリモニタ及び電力需要調整器」と題する米国特許出願第１０／２５７，１７０号、２００１年９月２５日出願の「多重バッテリ管理システム」と題する米国特許出願第０９／９６２，８９８号に関連するものである。
【背景技術】
【０００３】
バッテリを充電する際には、供給電力の一部のみが電荷に変換される。この電力の他の部分は、バッテリの内部抵抗のために熱に変換されるため、再充電用には失われてしまう。このような電力損失は、ホストデバイスの許容されざる温度上昇を招くことになる。バッテリを患者の体内に埋め込むようなコンポーネントに設ける用途においては、このような温度上昇は周辺組織を損傷することにもなり得る。
【０００４】
供給されるエネルギーの更に他の部分は、例えばバッテリ内のガスを放出させる二次的な電気化学反応を引き起こす。このようなことは、より一般的には、バッテリが比較的高い充電レベル、例えばバッテリが通常の容量の８０％以上にまで充電される場合のレベルに達する際に生じる。特に、動作が何年にも亘ると、電解質損失及び電極表面の不活性化及び／又は腐食により、バッテリセルの正及び負の電極の容量比が変化する。この結果、充電（即ち再充電）中には、ガス消費反応よりもガス形成の方が優先されるため、セルの内圧が充電中に迅速に上昇することになる。ガス圧が上昇すると、セルハウジングは膨張し、ある種の環境下では、セル又はセルが収納されているデバイスの破壊を招くことになる。電極の腐食及び／又は不活性化の増大、並びにこれに伴う、電解液で湿潤された電極表面が減少することにより、バッテリの内部抵抗が増大する。
【０００５】
したがって、充電管理の方式は、再充電可能バッテリにおいて、特にバッテリをインプラント可能デバイスに使用すべきとする場合には、特に重要である。従来の再充電可能バッテリ用充電管理法は、再充電可能バッテリの有効寿命を、長寿に好都合であると経験に基づいて示される作動パラメタとバッテリの作動パラメタとを整合させることにより、最大とするようにしている。さらに、このような充電管理法は、バッテリを充電することに関連する不利な結果に対処すると同時に、バッテリの効率を最大化することを目指している。
【０００６】
首尾良い充電管理法は、任意の特定瞬時にバッテリに残存する電荷量のような、使用される入力パラメタの精度に依存し得る。残存する電荷量を決定するひとつの方法は、端子電圧を測定し、これを用いて蓄積電荷量を計算することにある。
【０００７】
しかしながら、電圧相関技法は、バッテリの充電特性及びその寿命に亘る放電特性の変動によって不正確になり得る。これらの変動は、バッテリのそれまでの充電及び放電の仕方、並びに動作温度により影響される。明らかに、この不正確さは、上述した事項を含む不所望な結果を招くことになる。
【０００８】
残存する電荷量を決定する他の方法は、バッテリから流出又はバッテリに流入する電流を定期的にサンプリングすることにある。この方法は、現状電荷量をより正確に推定することができ、ソフトウェア信号処理技法を用いて測定ゲイン又はオフセットエラーを補正することができる。サンプリングする際における量子化誤差を低減するためには、電流分解能は、充電及び放電電流に対して小さくしなければならない。この方法の主な欠点は、高度な処理が要求されることにある。充電及び放電電流が時間にわたって一定でない場合には、特に高度な処理が要求される。このようなサンプリングは、電流波形の最大コンポーネント周波数（ナイキスト・レート）の少なくとも２倍のレートにする必要があり、これにはかなりの量の処理能力が必要である。多くの電子デバイスにとっては、限定されたスペース及び電力の制限があるため、このように処理の負荷が増大することは非実用的である。
【０００９】
残存する電荷量を決定する他の方法は、測定する充電及び放電電流を数学的に積分することにある。この電流積分法は、例えば米国特許第４，６７８，９９９号（シュナイダーによる）にて用いられている。同様に、米国特許第６，０４９，２１０号（ワンによる）では、積分器から導出される周波数測定の有用性を強調している。米国特許第６，５０４，３４４号（アダムズによる）では、短期間にわたり、かつバッテリを特徴付ける既知の負荷の下で使用される積分技法が開示されている。しかしながら、電流積分法の欠点は、アナログ回路においては、固有のオフセットにより不正確さが生じ得るということにある。これらのオフセットに対する補償は、比較的低い電流に対しては達成するのが困難なことが明らかにされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、上記従来技法の前述した欠点のひとつ以上を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様では、電子デバイス用電源を管理する方法であって、この電源は再充電可能バッテリ源及び補助電源を有し、当該方法が、測定回路によって、電子デバイスでの充放電サイクル中に再充電可能バッテリ源のパラメトリックデータを測定するステップと、デバイスの動作からの再充電可能バッテリ源の一時的な切り離しをチェックするステップと、再充電可能バッテリ源からの電力が一時的に切り離される場合に、前記測定ステップを再開する前に、オフセットエラーを前記測定回路によってテストするステップとを具えている、電子デバイス用電源管理方法が提供される。
【００１２】
本発明の他の態様では、電子デバイス用電源のためのシステムであって、当該電源が、前記電子デバイスによる周期的な充放電用に構成した再充電可能バッテリ源と、前記充放電中にパラメトリックデータを測定する測定回路と、前記バッテリ源に無関係に前記電子デバイスに給電可能な補助電源と、オフセットエラーを前記測定回路によってテストするテスト回路と、前記再充電可能バッテリから前記デバイスへの電流を最小値に低減させる回路と、を具え、前記再充電可能バッテリを前記デバイスから切り離した際に前記テスト回路を動作可能にした、電子デバイス用電源のシステムが提供される。
【００１３】
本発明の他の態様では、再充電可能バッテリを作動させるシステムであって、当該システムが、前記再充電可能バッテリが予定した最大電圧に達するまで、予定した電流を前記再充電可能バッテリに維持する電流維持手段と、予定した最小電流が前記再充電可能バッテリに供給されるまで、予定した電圧を前記再充電可能バッテリに維持する電圧維持手段と、１サイクル中に、前記電流維持手段及び前記電圧維持手段により、前記再充電可能バッテリに供給される周期的充電値を決定する決定手段と、前記再充電可能バッテリに充電電流が供給されていない場合に、前記充電値に基づいて前記決定手段を補正するための補正手段と、を具えている、再充電可能バッテリ作動用システムが提供される。
【００１４】
本発明の他の態様では、再充電可能バッテリを特徴化する装置であって、当該装置が、最初の充電段階の期間中に、前記再充電可能バッテリが予定した最大電圧に達するまで、前記再充電可能バッテリに電流を供給するための制限電流源と、第２の充電段階の期間中に、前記再充電可能バッテリに供給される電流が予定した最小電流値以下となるまで、前記再充電可能バッテリにほぼ一定の電圧を維持する制限電圧源と、最初及び第２の較正段階の期間中に、前記再充電可能バッテリに供給される電流を積分すべく構成した積分器と、前記積分器からの出力によって示される、予定したレベルの電荷量を検出した際に、単位計数電荷を知らせるべく構成したしきい値検出手段と、前記最初及び第２の較正段階の期間中の単位計数電荷の総数を、前記予定した最大電圧及び前記予定した最小電流と相関させるべく構成した相関器と、を具えている、再充電可能バッテリ特徴化装置が提供される。
【００１５】
本発明の他の態様では、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能媒体であって、当該プログラムはコンピュータに再充電可能バッテリを作動させるプロシージャを実行させるべく構成され、前記プロシージャは、前記再充電可能バッテリが予定した最大電圧に達するまで、前記再充電可能バッテリにほぼ一定の電流を供給するサブステップと、予定した最小電流が前記再充電可能バッテリに供給されるまで、前記再充電可能バッテリにほぼ一定の電圧を供給するサブステップと、これらのサブステップにより前記再充電可能バッテリに供給される供給充電値を決定するサブステップと、を具えるバッテリを特徴化するステップと、前記決定した供給充電値に従って前記再充電可能バッテリを周期的に充放電させるステップと、を具えている、コンピュータ読み取り可能媒体が提供される。
【００１６】
本発明の他の態様では、電子デバイス用バッテリ充電器であって、当該充電器は、前記電子デバイスによる周期的な充放電用に構成した再充電可能バッテリ源と、前記充放電中にパラメトリックデータを測定する測定回路と、前記バッテリ源に無関係に前記電子デバイスに給電可能な補助電源と、オフセットエラーを前記測定回路によってテストするテスト回路と、前記再充電可能バッテリから前記デバイスへの電流を分離する切断回路と、を具え、前記再充電可能バッテリを前記デバイスから切り離した際に前記テスト回路を動作可能にした、電子デバイス用バッテリ充電器が提供される。
【００１７】
本発明の他の態様では、電子デバイスによって周期的に充放電するように構成した再充電可能バッテリ源と、前記充放電中にパラメトリックデータを測定する測定回路と、前記バッテリ源に無関係に前記電子デバイスに給電可能な補助電源と、オフセットエラーを前記測定回路によってテストするテスト回路と、を具えているバッテリ充電器と、前記再充電可能バッテリから前記デバイスへの電流を分離する切断回路と、を具え、前記テスト回路は、前記再充電可能バッテリの、前記デバイスからの前記分離の期間中に動作可能にした、補綴聴力インプラントシステムが提供される。
【００１８】
以下、本発明を、添付の図面につき詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
再充電可能バッテリのための充電管理法を展開するにあたっての出発点は、バッテリを測定可能に特徴付ける方法を決定付けることにある。これは通常、バッテリの残存する電荷容量を決定することを伴い、これは多くの方法で確認することができる。前述したように、バッテリの電圧を用いることができ、この場合測定を定期的に行って、バッテリに蓄えられた有用なエネルギーの量を推定するアルゴリズムを実施し、したがってバッテリを再充電しなければならない時までの残り時間を概算することができる。
【００２０】
しかしながら、電圧に基づくこのような計算法は、電圧が、化学作用、即ちエイジング状態における電流の状態、電荷の状態、及び負荷とこの負荷に接続する期間とに依存するということを考慮に入れていない。フェーディングによって、容量が低減し、即ちバッテリに蓄えられる電荷量及びバッテリから取り出される電荷量が少なくなる。この電圧データを用いる充電管理アルゴリズムはフェーディングに依存しないようになるのが理想的であるが、電圧データしかわからないため、このアルゴリズムは、フェーディング効果を概略的に補償するに過ぎない。
【００２１】
フェーディングによるこうした変動は、例えば図１に示すように、電荷量対電圧で示すことができる。新しいバッテリの場合、曲線１０にて示すように、３．６ボルト以下で残存する電荷量は非常に少ないが、老化したバッテリは、曲線１２にて示すように、電荷量と電圧との間にはほぼ直線的関係がある。新しい時は、バッテリを０ボルトから３ボルトに充電するのに、バッテリ容量のほぼ４０％の電荷量を必要とすることになる。老化すると、同じ結果を達成するために、バッテリはその容量のほぼ２０％を必要とすることになる。したがって、電圧測定値は、バッテリの電荷量の実際の状態について、直線的関係も、また他の容易に規定できる関係を呈するものでもない。
【００２２】
上記及び他の慣例技術とは対照的に、本発明の実施例は、再設定可能な測定回路３０及びこれに関連する方法に向けられるものである。再設定可能測定回路３０を、まず、図２及び３を参照して説明する。その後、図４を参照して、再設定可能測定回路３０及び方法の一実施例を、ひとつの用途、つまりバッテリを充放電するための充電管理システムについて説明する。
【００２３】
図２を参照するに、検知抵抗３１は、バッテリ３２に流入又はバッテリ３２から流出する電流を、増幅用に好適な降下電圧に変換する。検知抵抗３１の値は、この抵抗の電力消費が少なく、バッテリ３２の電力を電流測定にて浪費されないように、小さくする。典型的には、検知抵抗は、１０ミリオーム〜１オームの範囲とする。一実施例においては、以下説明するように、検知抵抗３１は１オームとする。
【００２４】
検知抵抗３１の両端間には差動増幅器３３が接続されており、この差動増幅器３３は、測定回路を、バッテリ３２への電流又はバッテリ３２からの電流を搬送する主電力回路から隔離している。差動増幅器３３は、検知抵抗３１間の電圧降下を、ノイズを低減しかつ安定信号を供給するのに充分なレベルに増幅する。好適な一実施例においては、この利得は２０程度であるが、他の値を用いることもできる。差動増幅器３３は、次式のような、バッテリ３２に流入する電流又はバッテリ３２から流出する電流ＩＢａｔｔに比例する電流信号ＩＤｉｆｆを出力する。
ＩＤｉｆｆ＝ｋ・ＩＢａｔｔ
ここで、ｋは定数である。一実施例においては、ｋ＝１／２２５００とする。
【００２５】
差動増幅器３３からの出力電流信号ＩＤｉｆｆは、積分器３４に供給される。積分器３４は、主として演算増幅器３４ａを具えており、これは、演算増幅器３４ａの出力端と反転入力端との間に接続されるキャパシタ３４ｂを有している。一実施例においては、キャパシタ３４ｂは１００ｐＦ＋／−２０％のキャパシタンスＣを有しているが、他の値とすることもできる。図２に示すように、キャパシタ３４ｂと並列にスイッチ３４ｃを配置する。非理想回路の影響を無視すると、積分器３４は、次の関数に基づいて出力電圧Ｖｏｕｔを発生する。
Ｖｏｕｔ＝−∫（ＩＤｉｆｆ／Ｃ）ｄｔ
または
Ｖｏｕｔ＝−ｋ∫（ＩＢａｔｔ／Ｃ）ｄｔ
【００２６】
積分器３４からの出力電圧がしきい値に達すると、検出ブロック３６は、電荷の量子化単位が処理されたことを示す信号をデジタルロジック３５に出力する。この場合に、デジタルロジック３５は、スイッチ３４ｃを一時的に閉じ、それによりキャパシタ３４ｂを放電することにより積分器３４をリセットする。一実施例においては、積分時間は、入力電流、積分キャパシタ、及びしきい電圧に比例する。連続する積分時間を細かく近似させるために、リセット時間はできるだけ短くするのが好適である。したがって、積分時間はリセット時間よりも極めて大きくする。一実施例においては、リセット時間は３μｓとし、かつ最大充電電流は１５ｍＡとする。リセットするしきい値は、２Ｖに選定した。これにより、積分時間は３００μｓとなるが、有効リセット時間はできるだけ短くする。しきい値の上限は、積分器の出力範囲と比較器の入力範囲とによっても制限される。
【００２７】
積分器３４からの出力電圧が再びしきい値に達すると、検出ブロックは、デジタルロジック３５に、電荷の他の量子化単位が処理されたことを示す別の信号を出力する。
【００２８】
デジタルロジック３５は、予定数のしきい値検出が達成されるまでに受信されるしきい値検出の回数の指向的計数を維持する。一実施例においては、しきい値検出の予定数によって単位電荷の分解能を決定する。また、一実施例においては、分解能は０．６４μＡｈ（即ち２．３ｍＣ）とする。これは、１２８の計数値で達成される。この予定回数のしきい値検出を、論理計数値とも称する。
【００２９】
その後、デジタルロジック３５は、マイクロプロセサ３７による処理のための非同期割り込みを生成する。マイクロプロセサ３７は、現在市販の任意のマイクロプロセサでも、後に開発されるものとすることもできる。あるいは、このマイクロプロセサは、マイクロコントローラのカスタム開発したマイクロプロセサとすることもできる。非同期割り込み信号は、電荷の流れの方向についての情報を含む。
【００３０】
較正ルーチンの期間中には、バッテリ３２には負荷はかけられない。これにより、電流又は電荷の流れがバッテリ３２から負荷又はデバイスに流れることを防止する開回路が生成される。あるいは、例えばデバイスの低電力状態により、バッテリ負荷電流を非常に低い値に低減させることができる。較正ルーチンの期間中、マイクロプロセサ３７は、デジタルロジック３５から、バッテリ３２への電荷の流れの方向を含むデータを読み取ることができる。マイクロプロセサ３７は、デジタルロジック３５にデータを書き込むこともできる。一例としては、論理計数値を増大させ、これにより、一定のタイマ分解能にて、オフセット計算の精度を高める。随意で、デジタルロジック３５におけるしきい値検出の内的指向的計数を、マイクロプロセサ３７にて可視化することができる。較正ルーチンの期間中には、マイクロプロセサ３７はバッテリ以外の電源から電力供給されるようにするのが好適である。
【００３１】
較正ルーチンを開始したら、マイクロプロセサ３７は、積分器３４に対する有効なオフセット電流値を計算する。なおここでも、この計算は、バッテリ３２に負荷がかけられていない時に差動増幅器３３及び積分器３４から得られる測定値に基づいて行う。有効なオフセットがひとたび計算されると、マイクロプロセサ３７は適切な補償値を設定する。これらの補償値を決定するのに用いる基準を以下に説明する。他の実施態様においては、マイクロプロセサ３７は、補償を既に行った有効なオフセットを決定し、次いで、それに基づいて補償パラメタを変化させる。次の３つの方法は、ひとたび有効なオフセット電流値が計算されると、積分器３４に対するオフセット補償を如何にして実施し得るかの例である。これらは例示に過ぎず、当業者には明らかなように、他の方法を用いることもできる。
【００３２】
１．可変バイアス電流：積分器３４の入力端に、可変バイアス電流源又はシンクを設ける。バイアス電流は、積分器３４に流入又は積分器３４から流出する等価オフセット電流と同じ大きさを有するが、極性は反対である。上述のように、バイアス電流は、既知の状態であるゼロ充電電流という条件の下で、マイクロプロセサ３７により設定される。
【００３３】
２．ソフトウェア較正：有効なオフセット電流を測定し、このオフセット電流に比例する電荷の量を、電荷のソフトウェア計数値に定期的に加えたり差し引いたりする。これは、唯一オフセットエラーのためにマイクロプロセサ３７が受け取ることになる周期的な割り込みに大きさが等しいが、符号は反対である。しかしながら、この較正法は、非同期割り込み駆動方式においては望まれないことであるが、積分が時間依存性でなくなることを意味する。また、マイクロプロセサの多数の命令を用いて、時間値並びに充電データを蓄積し、かつ操作する。
【００３４】
３．可変リセットクロック：これはソフトウェア較正法に似ているが、ハードウェアにて実施する。デジタルロジック３５により生成される割り込みの頻度は、電荷の流れがゼロという条件の下で、マイクロプロセサ３７により測定される。唯一オフセットのためにしきい値がリセットするのと同じ頻度を有するクロック信号が生成される。これは、次いでデジタルロジック３５への入力として使用され、デジタルロジック３５の内部状態を増分又は減分させる。これはしきい値リセットを生成するのと似ているが、積分器３４をリセットすることはない。この構成においては、差動増幅器３３及び積分器３４による誤差は依然存在するが、マイクロプロセサ３７に対して割り込みが発生する前に補正される。これにより、ひとたびクロック周波数が設定されると、マイクロプロセサ３７は、いかなる追加のオフセット計算からも開放される。クロックの生成は、プログラム可能な周波数を生成するための比較的高速なシステムクロック信号及びプログラム可能なクロックデバイダを用いて行うことができるが、これに限定されるものではない。
【００３５】
差動増幅器３３及び積分器３４のオフセットの影響が補償されるため、バッテリ３２に小さな電流負荷がかかっている場合でも、有効な測定ができる。この実施例においては、負荷が存在しなくても、その値さえ分かれば、問題ないが、この値は正確に分かる方が良い。
【００３６】
再設定可能測定回路３０は、バッテリ３２とは別の外部電源３９から一時的に給電されているデバイスに依存させるようにするのが好適である。この一時的な較正時間は、例えば約３０秒とすることができる。
【００３７】
このようにして行う較正の主な利点は、典型的には充電コントローラ３８を経て充電する際に、外部電源３９が利用可能な時は、常に行うことができることにある。したがって、オフセット補償は、充放電の際に、電流の範囲全体に亘って正確さを維持し、かつ確実に、誤差が経時的に累積されなくなる。また、オフセット補償は、ゼロ負荷の期間中に形成されるため、予備テストが不要である。
【００３８】
再設定可能測定回路３０は、以下に説明するように、充電管理システムに組み込むことができる。なお、このようなアルゴリズムのこの段階では、充分な外部電力及びゼロ充電電流のような外的条件は、較正の期間中に適切なものとする。
【００３９】
本発明の一実施例による技法は、バッテリの自己放電を補償することができ、したがって、比較的広範囲のバッテリ技術に応用することができる。比較的古い技術においては、自己放電は一層重要となっていた。
【００４０】
例えばリチウムイオン技術は、所定のパラメタに対しては非常に敏感なものである。例えば、過充電及び過放電は、全ての再充電可能な化学作用に対して永久的な損傷及び性能の低下を招くことになる。バッテリの性能はまた、動作限界内で動作している際にバッテリに蓄積されている電荷量のレベルにも依存する。
【００４１】
さらに、アナログ及びデジタル技法の組合せを使用すれば、処理の負荷も最小化される。また、この効果は、プロセサ・ポーリングよりむしろ、マイクロプロセサへの割り込みを用いることによっても得られる。したがって、どれだけの電荷が蓄積されているかを、プロセサが周期的に記録する代わりに、割り込みを行って、これにより電荷の量子化単位が受け取られたことをプロセサに伝える。このような事象は、比較的稀に起こり得るものであり、マイクロプロセサがこの情報を蓄積するのに要する時間は最小である。
【００４２】
本発明の所定の実施例による技法は、プロセサがバッテリ充電管理に部分的に用いられているバッテリにより給電されるデバイスに有利に用いることができる。本発明のいくつかの実施例は、システムがバッテリのための充電法を決定しなくてはならない状況に特に適用することができる。即ち、バッテリ寿命を維持するために、バッテリは、たとえ充電が可能であっても、必ずしも充電できるとは限らない。
【００４３】
本発明の所定の実施例による技法は、設計レベルにて誤差を最小にしようとするが、その誤差を有限でありかつゼロでないものとする。無負荷の状況下では、これらの誤差は定量化される。そして、測定中に、誤差補償の技法により誤差を最小化する。即ち、これは動作中に誤差を較正することができる。
【００４４】
図３は、本発明の教示による、再設定可能測定回路３０の実施例をいかに使用し得るかを示したフローチャートである。ステップ３０１に進み、積分器３４を初期化し、デジタルロジック内部計数をリセットし、かつ積分器３４の出力がモニタされるステップ３０２に進む前にデジタルロジック３５を較正モードに設定する。ステップ３０１の間に、マイクロプロセサ３７は、後に有効電流を決定する際に使用するタイマをスタートさせる。
【００４５】
積分器３４の電圧出力は、ステップ３０３にてしきい電圧と比較するために絶えずチェックされる。ひとたびしきい電圧に達すると、ステップ３０４にて、積分器３４をリセットして、デジタルロジック回路３５の内部計数値を増分させる。
【００４６】
次にステップ３０５では、デジタルロジック回路３５の内部計数が、較正計数限界値に達したかどうかをチェックし、これに達するまでは積分器３４の出力をステップ３０２に戻すことによりモニタし続ける。しかしながら、ひとたびデジタルロジック回路３５の内部計数値が較正計数値に達したら、デジタルロジック回路３５は、ステップ３０６にてマイクロプロセサ３７に割り込みを生成する。
【００４７】
マイクロプロセサ３７は、ステップ３０７で、タイマの値を記録し、かつ今後の電流測定のためにデジタルロジック回路３５を測定モードに戻すことにより、この割り込みを処理する。
【００４８】
ステップ３０８にて、マイクロプロセサ３７は、記録されたタイマの値と、較正計数値によって表される電流の量とに基づいて有効オフセット電流を算出する。電流は、単位時間あたりの電荷量である。この電荷量が測定されたとしても、それが実際にバッテリに流入又はバッテリから流出したものではない。
【００４９】
ステップ３０９では、マイクロプロセサ３７は前述した測定オフセットを補償する処置を取り、較正ルーチンはステップ３１０にて終了する。
【００５０】
次いで図４を参照するに、図２及び３の再設定可能測定回路３０を組み込んだ、バッテリ３２を充放電する充電管理法の一例を説明する。なお、これは例示として提供するものであり、上記で概略を述べた方法はこの、電流／電圧の制限された方法に基づく特定の方式に限定されるものではない。他の方式は、パルス充電を含む、電力が制限され、かつ高速充電法に基づくものとすることができる。
【００５１】
要するに、充電管理法は最初にバッテリ３２を既知の状態に放電させ、そして制限電流及び制限電圧法を用いて、バッテリを初期充電させることにある。この期間中に、バッテリ３２に供給される電荷量を記録する。そしてバッテリを、バッテリ内に残っている有効エネルギーの測定値として記録される電荷量を用いて循環させる。このプロセスを、不正確な充電積分による任意の蓄積誤差をなくすために多数サイクル繰り返す。
【００５２】
この方法は、次の変数を初期化することにより開始する。
ＶＯＬＴＡＧＥ  ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ−たとえば一実施例においては、２．０〜６．０Ｖに設定するのが好適であり、代わりの実施例では１．０〜５０Ｖとする。この電圧しきい値は、好適な実施例においては一定の充電電流を供給することにより達成される。なお、このしきい値は、充電技術にて既知の任意の手段によっても達成できることは明らかである。
ＣＨＡＲＧＥ  ＣＵＲＲＥＮＴ−最大の許容可能な一定の充電電流値に設定する。典型的には、電流の制限値は例えば、ゼロから最大の許容可制限電流値まで、０．５ｍＡのステップにてプログラム可能である。
ＣＵＲＲＥＮＴ  ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ−バッテリ３２の容量に比例して、例えば容量／１０〜容量／１００の範囲に設定する。この変数で記録される値は、ＣＨＡＲＡＧＥ  ＣＵＲＲＥＮＴの下限値を表し、この値は、制限電圧の処理の終了点を決定するのに用いられる。
ＣＨＡＲＧＥ  ＣＯＵＮＴＥＲ（Ｑ）−デジタルロジック３５によって生成される充電割り込みの回数の指向的計数値であり、これは充電の累積回数値を表す。この変数は最初はゼロに設定する。
Ｑ  ＬＯＷＥＲ−動作サイクル中に達する充電回数の最低値を表す。
Ｑ  ＵＰＰＥＲ−動作サイクル中に達する充電回数の最大値を表す。
ＣＹＣＬＥ  ＣＯＵＮＴＥＲ−サイクルの回数値であって、最初はゼロに設定する。
ＣＹＣＬＥ  ＣＯＵＮＴ  ＬＩＭＩＴ−２０〜１００サイクルの間に設定する。
ＯＦＦＳＥＴ  ＣＯＭＰＥＮＳＡＴＩＯＮ−既存の有効値が存在しない限りゼロに設定する。既存の有効値が存在する場合はその値を保持する。
【００５３】
初期化後、ステップ４０２に進み、ここではＣＨＡＲＧＥ  ＣＵＲＲＥＮＴで記録される値に従って、一定の充電電流をバッテリ３２に供給する。
【００５４】
この方法を通じて（ステップ４０７での較正中は除く）、ＣＨＡＲＧＥ  ＣＯＵＮＴＥＲ（Ｑ）で記録される値は、バッテリ３２に伝送される電荷の累積量を反映し、かつそれにしたがって増分し減分する。
【００５５】
ひとたびバッテリ電圧がＶＯＬＴＡＧＥ  ＴＨＲＥＳＨＯＬＤにて記録された値に達すると、制限電圧での充電段階が開始する。これは判定ひし形４０３により示される。ここで電圧は維持されるが、電流は、判定ひし形４０４により示されるようなＣＵＲＲＥＮＴ  ＴＨＲＥＳＨＯＬＤにて保持された値に達するまでは減少される。
【００５６】
安全機能として、充電中のバッテリ３２の最大電圧はハードウェアにより制限されるので、決してそれ以上になることはない。ＶＯＬＴＡＧＥ  ＴＨＲＥＳＨＯＬＤをハードウェアの制限よりも低い値に設定すると、充電電流はマイクロプロセサ３７により制限することができる。本方法の他の安全機能は、ＣＨＡＲＧＥ  ＣＯＵＮＴＥＲ（Ｑ）が放電中にゼロ以下となる場合に、デバイスはこのことをエラー状態として処理し、それにしたがってデバイスをリセットすることにある。
【００５７】
本方法の結果の一例を図５Ａ及び５Ｂに示しており、ここでは、端子電圧がしきい値電圧に達するまで、制限電流充電がバッテリに供給されることが分かる。その後、電流は繰り返し減少し、端子電圧がしきい値電圧に達するまでバッテリは充電される。これにより、バッテリ３２内部の化学作用は、定常状態に置かれるようになる。したがって、その後、電荷量の未知の状態から明確なカットオフ電圧まで、明確な条件の下でバッテリ３２を放電させることができる。
【００５８】
放電は、装置によっては、何分の一かずつ繰り返し減らすことができる。しかしながら、バッテリのフェーディングが加速するのを避けるために、充電電流は通常、製造業者によって特定された制限値以下には下がらないようにすべきである。
【００５９】
電圧制限段階は、性能が永久的な損傷をうける原因となり得る無制限な充電に対して保護される。バッテリ３２がフェードするにつれて、電流制限段階は短くなり、かつ電圧制限段階は長くなる。バッテリ３２は、比較的低速度での充電を開始する。
【００６０】
ひとたび電流がＣＵＲＲＥＮＴ  ＴＨＲＥＳＨＯＬＤで保持される値まで減少すると、ひとつの充電サイクルが完了して、積分器３４によるオフセット較正を行うことができる。これは、この方法がステップ４０６に進む際に行われる。
【００６１】
ステップ４０６では、すでにバッテリ３２に蓄積された電荷の累積量を反映した、ＣＨＡＲＧＥ  ＣＯＵＮＴＥＲ（Ｑ）にて記録された値を用いて、Ｑ  ＬＯＷＥＲ及びＱ  ＵＰＰＥＲに書き込まれる値を計算する。これらの計算値は、同じ電圧及び電流しきい値に対してＣＨＡＲＧＥ  ＣＯＵＮＴＥＲ（Ｑ）に記憶した累積充電値が低下するから、バッテリ３２がフェードするにつれて、経時的に変化する。
【００６２】
ＣＨＡＲＧＥ  ＣＯＵＮＴＥＲ（Ｑ）にて記憶された値は、この方法のループの最初の実行に対しては、較正を行わなかったために不正確なものになり得る。第２の実行の前には較正を行うため、この影響が及ぶのは、デバイス動作の短い期間に対してのみである。
【００６３】
次に、ステップ４０７では、デバイスが機能するのに充分な外部電力が利用可能な場合、前述したように、任意のオフセットエラーを補正することにより、積分関数を較正することができる。これは、較正中にバッテリには負荷をかけてはならないため、必要なことである。この段階で、オフセット補償パラメタをＯＦＦＳＥＴ  ＣＯＭＰＥＮＳＡＴＩＯＮとする。
【００６４】
ステップ４０７の較正を完了した後、ステップ４０８に進む。ステップ４０８では、バッテリ３２は、ＣＨＡＲＧＥ  ＣＯＵＮＴＥＲ（Ｑ）にて記録した値がＱ  ＬＯＷＥＲにて記録した値に等しくなるまで、放電されることができる。その後、ＣＹＣＬＥ  ＣＯＵＮＴＥＲを増分する。
【００６５】
ステップ４０９では、バッテリ３２は、ＣＨＡＲＧＥ  ＣＯＵＮＴＥＲ（Ｑ）の値がＱ  ＵＰＰＥＲにて記憶した値に等しくなるまで、再び充電される。その後、この処理はステップ４０８に進み、このようなサイクルを繰り返す。このサイクルは、最小充電計数値と最大充電計数値との間で繰り返される。
【００６６】
ステップ４０８，４０９，４１０及び４１１によって実行されるサイクリングの一例を、図６Ａ及び６Ｂにグラフで示してある。これらの放電及び充電の作用は、所望な結果に応じて、部分的なものとしたり完全なものとしたりできる。
【００６７】
ステップ４１０によって決定したように、ＣＹＣＬＥ  ＣＯＵＮＴＥＲがＣＹＣＬＥ  ＣＯＵＮＴ  ＬＩＭＩＴに等しくなる際に、ステップ４１２に進む。測定回路を再較正する処理は、本方法の約２０〜１００回の動作（充電／放電）サイクル毎に行う。なお、この範囲は、利用可能な処理能力及び所望な精度に基づいて上下に調整することができる。この場面では、放電事象に伴う任意の充電もサイクルと称し、バッテリ３２の完全な充電又は完全な放電を意味するものではない。
【００６８】
ステップ４１１にて決定されるように、充電電力又は外部電源３９が利用可能とならない場合には、この方法はステップ４１２に進む。ステップ４１２では、バッテリ３２は、明確なカットオフ電圧まで放電される。このように、カットオフ電圧は様々な用途の間でかなり変化することが明らかである。したがって、このようなことを行うことにより、バッテリ３２を放電によって破壊させないようにする。このカットオフ電圧は、典型的には、バッテリ製造業者により特定され、用いられるバッテリ技術に依存する。このように、カットオフ電圧は様々な用途の間でかなり変化することは明らかである。
【００６９】
ステップ４１３では、外部電源３９からの充電電力の存在を確かめる。充電電力が利用できない場合は、本方法はステップ４２０に進むことで終了する。さもなければ、本方法はステップ４０１に進み、この方法を繰り返す。
【００７０】
再設定可能測定回路３０を組み込む上述した方法は、比較的エイジングに依存せず、したがって以下の利点を提供する。
【００７１】
１．バッテリサイクル寿命の向上：これは、ここで説明した技法により、バッテリ３２を設計した制限内であるが最大の性能の付近まで作動させることができるようになるために実現する。また、外部電源３９が電子デバイスに給電することを要求される前にバッテリ３２が放電する時間を、バッテリの寿命に悪影響を与えることなく長くすることができる。一般的に、各タイプのバッテリ技法では、バッテリの充電が最大電圧レベルと最小電圧レベルとの間、即ち各セルにおいて３．０Ｖ〜４．２Ｖに維持されることが求められている。なお、バッテリ３２は、直列に配線される多重のセルを含むことができ、したがって１．０Ｖ〜５０Ｖ又はそれ以上の任意の電圧を有することができる。これらの制限を超過すると、永久的な損傷及び性能の低下を生じることがあり、損傷の程度は電圧及び時間の関数となる。ひとたびこれらの制限が超過されると、バッテリ３２の適切な機能を保証することができなくなる。リチウムイオンバッテリの場合、バッテリへの損傷を避けるため、特に電圧の上限は極めて重要である。
【００７２】
２．バッテリ寿命の向上：バッテリの寿命は、バッテリのエイジング状態を知ることにより維持することができる。即ち、バッテリが新しい時は、一般的には長寿命により良いとされている、より浅いサイクルで作動される。バッテリが古くなると、より深いサイクルによる更なるエイジングは重要ではなくなるため、サイクルライフを維持することができる。
【００７３】
３．ユーザ認識の向上：ここに説明した技法を使用して、電子デバイスが充電なしで機能し得る時間を示し、これによりユーザが使用パターンについて、より情報に基づいた選択をすることが可能となり、バッテリの寿命を増大させることができる。
【００７４】
４．電流が変動するが、プロセサの負担は最小化される。割り込みルーチンは、数秒（又はそれ以上）毎に充電カウンタを単に増分又は減分させるだけであり、したがって非常に少量の処理パワーしか要求されない。これは例えば、プロセサが高い稼働率を有し、かつ全ての命令が最適化されているコクレア（商標）インプラントにおいては極めて重要な意味を持つ。
【００７５】
本発明による特徴化技法は、医療デバイスのような低給電の用途には特に適している。特に、ここで説明した技法は、バッテリ３２が人体にインプラントされるデバイスにおいて、有利に使用できることが想定される。このような状況では、バッテリ３２が容易に交換可能ではなく、かつ物理的空間が可能な限り最小化されなければならないので、特別な困難性を有する。したがって、プロセサの負担を最小限に保つこともまた所望される。
【００７６】
本開示による技法を用いることで利益を得ることができるインプラント可能医療デバイスの一例は、完全インプラント可能な補綴聴力インプラントである。このようなインプラントは、例えばＷＯ  ０２／０５５９０に開示されている。この出願の内容全体は、参照することで本願に組み込まれる。
【００７７】
図７及び８に着目するに、本発明の一実施例は、耳付近の側頭骨に埋め込むべく適応させたコクレア（商標）インプラント４０であり、これは単一の統合デバイス４０内に組み込まれた、コイル４６、マイクロホン４２、再充電可能バッテリ４３及びスピーチ／シミュレーションプロセサ４４を具えている。インプラント４０はまたコイル４６及び磁石４７を利用する。再充電可能バッテリ４３及びスピーチ／シミュレーションプロセサ４４を少なくとも部分的に取り囲むハウジング４５が設けられている。
【００７８】
コイル４６はパワーレシーバの役割も果たすので、ＲＦリンクを経てバッテリ４３を誘導的に充電する手段を提供する。しかしながら、インプラント４０は、バッテリ４３が再充電されている間にも動作可能である。さらにコイル４６は、インプラント４０と外部デバイスとの間の双方向性データ転送を可能にするＲＦリンクとしての役割を果たす。更なる充電方法については、２０００年９月５日出願の「コクレア（商標）インプラントのための経皮性電力最適化回路」と題する米国特許出願第０９／６５４，７３１号が参考となる。
【００７９】
図９を参照するに、コクレア（商標）インプラント４０の電気的構造５０は、主制御機能を果たすマイクロコントローラ５８に基づいている。内部音声信号経路５２は、内部マイクロホン４２、フロントエンド５１及び音声プロセサ５３を含んでいる。外部刺激及び制御データ経路は、ＲＦリンク（アンテナコイル）４６、ＲＦコントローラ５４、データエンコーダ５６、出力コントローラ５９、電流発生器６２、電極スイッチネットワーク及び出力段６１、並びにコクレア電極６３を含んでいる。
【００８０】
バッテリ充電器７２及び補助音声プロセサ７１を有する外部コントローラ７６も設けられている。バッテリ充電器７２は、必要な時にＲＦリンクを経て、インプラントしたバッテリ４３を誘導的に充電する手段を提供する。外部音声プロセサ７１は、インプラントしたプロセサがどんな理由であれ不活性な際に使用することができ、より広い音声符号化アルゴリズムオプションが提供される。外部コントローラはまた、インプラント４０に問合せをする手段を提供し、これによりバッテリ４３の電荷量のレベルを決定することができる。遠隔測定回路６４は、電極電圧の測定を行う。
【００８１】
供給及びバイアスブロック６５は、起動時に確実に全ての回路が制御された状態で始動するように、電源投入時にリセットを行う。ブロック６５はまた、確実にバッテリ４３の充電サイクルが適切に維持されるように充電管理を行い、データ保持の機能操作を確実に行うために供給電圧モニタリングを提供し、かつ電圧規制を行う。ブロック６５はまた、参照値発生器を含む。ブロック６５はまた、低ノイズのバイアス電流がアナログ機能部に確実に配分されるようにする。
【００８２】
インプラント４０を迅速かつ安全に不活性化する手段であって、遅延をなくし外部コントローラの位置を特定し活性化するという不便もなくす手段を提供する不活性化手段を設けることもできる。不活性化手段の動作を検出した際に、マイクロコントローラ５８は、インプラント４０を、電極６３に対する全ての電気的刺激を中断させるスタンバイモードに設定する。インプラントを行った者が、不活性化手段を再び作動させると、マイクロコントローラ５８は、インプラント４０の動作を停止する。この場合は、外部コントローラ７６によってのみ、インプラント４０を再活性化させることができる。
【００８３】
なお、図７、８及び９は、特定の医療インプラントを説明し、これは本発明の教示と共に使用することができる。また、上述の充電技法は、このデバイスと共にであっても、また他の任意のデバイスと共にであっても利用することができ、医療インプラントの用途に限定されない。
【００８４】
ここで説明した技法は、マイクロコントローラ５８のようなコンピュータ上でソフトウェアの実行として実施することもできる。このようなソフトウェアは、フロッピディスク、ハードディスクドライブ、光磁気ディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ又は当業者には周知の他の多くの任意の不揮発性記録デバイスのような記録デバイスを含む、コンピュータ読み取り可能な媒体に記録することができる。
【００８５】
このソフトウェアは、コンピュータ読み取り可能な媒体からコンピュータに読み取られ、それからコンピュータにより実行される。媒体に記録されたこのようなソフトウェア又はコンピュータプログラムを有するコンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータプログラム製品とし得る。コンピュータでコンピュータプログラム製品を使用することは、ここに説明した技法によって再充電可能バッテリの充放電を管理するのに好適な装置に有利な影響を及ぼす。
【００８６】
広範に説明した本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、特定の実施例につき示したような発明に幾多もの変形及び／又は変更をなすことができることは当業者には明らかである。したがって、本実施例は、あらゆる観点において例示したものであると考えられるべきであり、限定的に考えるべきものではない。
【００８７】
本願で引用した全ての文書、特許、学術論文及び他の資料は、参照することにより本願に組み込まれている。
【００８８】
本発明は、添付の図面につき幾つかの実施例と併せて充分に開示されたものの、種々の変化及び変更は当業者には明らかである。このような変化及び変更は、これらが本発明の範囲から逸脱するものでない限り、添付した請求の範囲に規定されるような本発明の範囲に含まれるものとして理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】模範的な再充電可能バッテリのフェーディング特性の図である。
【図２】本発明の一実施例による再設定可能測定回路の機能ブロック図である。
【図３】図２にて説明した測定回路の較正の一実施例のフローチャートである。
【図４】バッテリを充放電するための充電管理アルゴリズムの一実施例のフローチャートである。
【図５Ａ】図４の充電管理アルゴリズムの一実施例のための初期充電サイクルの充電特性を示す図である。
【図５Ｂ】図４の充電管理アルゴリズムの一実施例のための初期充電サイクルの充電特性を示す図である。
【図６Ａ】図４の充電管理アルゴリズムの一実施例のためのその後の充電サイクルの充電特性を示す図である。
【図６Ｂ】図４の充電管理アルゴリズムの一実施例のためのその後の充電サイクルの充電特性を示す図である。
【図７】本発明の一実施例による完全に埋め込み可能な補綴聴力インプラントシステムの一部の平面図である。
【図８】図７のＦｉｇ．８−Ｆｉｇ．８線に沿った断面図である。
【図９】本発明の一実施例による、図７及び８にて用いられる電気的構成の概略図である。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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