电磁换能器充电的制作方法

电磁换能器充电
1.背景
技术领域
2.本发明大体上涉及感应充电。


背景技术：

3.近几十年来，医疗装置已为接受者提供了广泛的治疗益处。医疗装置可以包括内部或可植入部件/装置、外部或可佩戴部件/装置或其组合(例如具有与可植入部件通信的外部部件的装置)。医疗装置，例如传统助听器、部分或完全可植入听力假体(例如骨传导装置、机械刺激器、耳蜗植入物等)、起搏器、除颤器、功能性电刺激装置和其他医疗装置，多年来在执行救生和/或生活方式改善功能和/或接受者监测方面一直是成功的。
4.多年来，医疗装置的类型以及由其执行的功能范围有所增加。例如，有时称为“可植入医疗装置”的许多医疗装置现在通常包括永久或临时植入接受者体内的一个或多个器械、设备、传感器、处理器、控制器或其他功能性机械或电部件。这些功能性装置通常用于诊断、预防、监测、治疗或管理疾病/损伤或其症状，或研究、替换或修改解剖结构或生理过程。这些功能性装置中的许多功能性装置利用从外部装置接收到的电力和/或数据，所述外部装置是可植入部件的一部分或与可植入部件协同操作。


技术实现要素：

5.在一个方面，提供了一种设备。所述设备包括：至少一个可再充电电池；包括线圈的电磁换能器；以及电连接到所述至少一个可再充电电池和所述线圈的电池充电电路系统。
6.在另一方面，提供了一种方法。所述方法包括：利用包括线圈的电磁换能器产生振动信号以递送到设备的接受者；经由所述线圈接收感应充电信号；以及利用经由所述线圈接收的感应充电信号对所述设备的至少一个可再充电电池充电。
7.在另一方面，提供了一种设备。所述设备包括：至少一个可再充电电池；声音处理模块；放大器；包括线圈的电磁换能器；以及电连接在所述至少一个可再充电电池与所述线圈之间的电池充电电路系统，其中所述电池充电电路系统包括：交流电流到直流电流整流器；调谐网络，所述调谐网络电连接在所述线圈与所述交流电流到直流电流整流器之间；以及阻挡模块，其中所述线圈被配置成接收在所述线圈中感生电流的电磁场，并且其中所述电池充电电路系统被配置成使用所述线圈中的电流来对所述至少一个可再充电电池充电。
附图说明
8.在本文中结合附图描述本发明的实施方案，其中：
9.图1a是示出根据本文呈现的某些实施方案的骨传导装置的示意图；
10.图1b是示出根据本文呈现的某些实施方案的另一骨传导装置的示意图；
11.图2a是根据本文呈现的某些实施方案的骨传导装置的功能框图；
12.图2b是根据本文呈现的实施方案的电磁换能器的部分横截面图；
13.图3a是示出根据本文呈现的某些实施方案的感应充电器和骨传导装置的示意图；
14.图3b是示出根据本文呈现的某些实施方案的图3a的感应充电器和骨传导装置的简化示意图；
15.图4是示出根据本文呈现的某些实施方案的听力装置的示意图；
16.图5是示出根据本文呈现的某些实施方案的感应充电器和听力装置的示意图；
17.图6是示出根据本文呈现的某些实施方案的感应充电器和骨传导装置的示意图；
18.图7a是示出根据本文呈现的某些实施方案的中耳听觉假体的功能框图；
19.图7b是示出根据本文呈现的实施方案的外部充电器的简化示意图；以及
20.图8是根据本文呈现的某些实施方案的示例性方法的流程图。
具体实施方式
21.本文呈现的是对包括带集成换能器线圈(线圈)的电磁换能器的电子装置进行感应充电的技术。根据本文呈现的实施方案，电子装置被配置成在感应充电期间使用线圈产生振动信号并接收感应充电信号。如本文所使用，对电子装置的“感应充电”的提及是指这样一种过程，在该过程中，感应地向电子装置提供电力(充电信号)以供电子装置在对设置/定位在电子装置中(例如，集成在电子装置内)的一个或多个可再充电电池“充电”时使用。
22.如下文进一步描述的，感应充电器包括充电器线圈，所述充电器线圈被配置成产生电磁场，以将感应充电信号传输到电子装置。在其它实施方案中，感应充电器被配置成使用声信号产生电磁场，以将感应充电信号传输到电子装置。
23.仅为了易于描述，本文呈现的技术在本文中主要参考特定类型的电子装置系统，即骨传导装置来描述。然而，应了解，本文呈现的技术还可以用于对多种其它类型的电子装置，包括其它类型的医疗装置进行充电。例如，本文中的感应充电器可以与其它听力装置一起使用，所述其它听力装置是例如助听器、中耳听觉假体、耳蜗植入物、直接声学刺激器、电声假体、听觉脑刺激器等。本文呈现的技术还可以与耳鸣治疗装置、前庭装置(例如前庭植入物)、视觉装置(即仿生眼)、传感器、起搏器、药物递送系统、除颤器、功能性电刺激装置、导管、癫痫发作装置(例如用于监测和/或治疗癫痫事件的装置)、睡眠呼吸暂停装置、电穿孔装置等一起使用。此外，应了解，本文呈现的感应充电器可用于对具有带集成线圈的换能器的任何电子装置，包括并非医疗装置的一部分的电子装置进行充电。
24.图1a是可以实现本文呈现的某些实施方案的骨传导装置100a的透视图。如图中所示，接受者具有外耳101、中耳102和内耳103。下文描述外耳101、中耳102和内耳103的元件，然后描述骨传导装置100a。
25.在全功能的人类听力解剖结构中，外耳101包括耳廓105和耳道106。声压或声波107由耳廓105收集并经通道进入并通过耳道106。跨越耳道106的远端设置有响应于声波107而振动的鼓膜104。该振动通过中耳102的三块骨骼联接到椭圆窗或卵圆窗110，所述三块骨骼统称为听小骨111，并且包括锤骨112、砧骨113和镫骨114。中耳102的听小骨111用于过滤和放大声波107，从而使椭圆窗110振动。这种振动在耳蜗139内引起流体运动波。这种流体运动继而激活耳蜗139内部衬垫的毛细胞(未示出)。这些毛细胞的激活引起适当的神
经冲动通过螺旋神经节细胞和听觉神经116传递到大脑(未示出)，在大脑处它们被感知为声音。
26.图1a还示出了骨传导装置100a相对于装置100的接受者的外耳101、中耳102和内耳103的定位。如图所示，骨传导装置100位于接受者的外耳101后方，并且包括一个或多个声音输入装置126以接收声音信号。声音输入元件可包括例如麦克风、拾音线圈等。在示例性实施方案中，声音输入元件126是例如位于骨传导装置100a上或中的麦克风。替代地，麦克风126可以位于从骨传导装置100a延伸的电缆上，与骨传导装置物理地分开(例如，与骨传导装置无线通信的耳内麦克风)等。
27.在示例性实施方案中，骨传导装置100a是操作上可移除的部件，其被构造成可释放地联接到骨传导植入物(图1a中未示出)。也就是说，在正常使用骨传导装置100a期间，骨传导装置100a可以由接受者(或其它用户)附接到骨传导植入物/从骨传导植入物拆卸。此类可释放联接通过联接组件140实现，所述联接组件被构造成与骨传导植入物机械配合。
28.骨传导装置100a包括壳体125a，声音处理模块、换能器/换能器、放大器、控制器和/或各种其它电子电路/装置位于所述壳体中。换能器可包括例如振动电磁换能器。在操作中，麦克风126将接收到的声音信号转换成电信号。这些电信号由声音处理模块处理。声音处理模块产生使换能器振动的控制信号。换句话说，换能器将电信号转换成机械运动以向接受者的颅骨施加振动。因此，骨传导装置100a有时被称为“振动器单元”或“振动器”，因为它产生振动以递送到接收者的颅骨。
29.如图1a中所示，骨传导装置100a还包括联接组件140，所述联接组件被构造成可移除地附接到植入接受者体内的骨传导植入物(有时称为锚固系统和/或固定系统)。在图1a的实施方案中，骨传导植入物包括经由螺钉附接到骨固定装置的经皮基台，其中骨固定装置固定到接受者的颅骨136。基台从被拧入骨136中的骨固定装置延伸通过肌肉134、脂肪128和皮肤232，使得联接组件140可以附接到其上。这种经皮基台为联接组件提供了促进由骨传导装置100a产生的机械力(振动)的高效传输的附接位置。由于使用经皮基台，骨传导装置100a有时被称为“经皮骨传导装置”。
30.尽管图1a示出了经皮骨传导装置100a，应理解，本文呈现的某些方面可以与其它类型的骨传导装置一起使用。例如，图1b是可以实现本文呈现的实施方案的“透皮骨传导装置”100b的透视图。如下文进一步描述的，透皮骨传导装置是不使用经皮基台的骨传导装置。相反，通过磁耦合(例如，将磁性材料和/或磁体植入接受者体内，并且振动器具有磁体和/或磁性材料以完成磁电路，由此将振动器联接到接受者)使透皮骨传导装置保持抵靠皮肤。
31.更具体地，图1b还示出了透皮骨传导装置100b相对于装置100的接受者的外耳101、中耳102和内耳103的定位。如图所示，骨传导装置100b定位在接受者的外耳101后方，并且包括壳体125b，所述壳体具有定位在其中或其上的麦克风126。磁性部件、声音处理模块、换能器(例如，电磁换能器、压电换能器等)、放大器和/或各种其它电子电路/装置定位在壳体125b中。类似于图1a的骨传导装置100a，在图1b中，麦克风126(例如，麦克风)将接收到的声音信号转换成电信号。这些电信号由声音处理模块处理。声音处理模块产生使换能器振动的控制信号。换句话说，换能器将电信号转换成机械运动以向接受者的颅骨施加振动。
32.根据图1b的实施方案，固定系统144可用于将可植入部件142固定到颅骨136。如下所述，固定系统144可以是固定到颅骨136并且也附接到可植入部件142的骨螺钉。
33.在图1b的布置中，骨传导装置100b是无源透皮骨传导装置。也就是说，在接受者的皮肤132下方没有植入有源部件，例如换能器。相反，有源换能器位于骨传导装置140b中，并且可植入部件142包括磁板。可植入部件142的磁板响应于由磁性部件(板)在骨传导装置100b中产生的通过皮肤机械地和/或经由磁场传输的振动而振动。
34.共同地，图1a和1b示出了可以实现本文呈现的实施方案的骨传导装置的两种布置。然而，应了解，图1a和1b中所示的实施方案仅仅是说明性的，并且本文呈现的技术可用于其它布置中。例如，本文呈现的技术还可以或替代地用“有源透皮骨传导装置”实施，其中换能器植入接受者体内(例如，可植入部件142中)。在此类布置中，声音处理模块可设置在外部部件中，并且表示经处理的声音信号的电信号透皮发送至可植入部件以用于驱动换能器且因此产生振动以递送至接受者。
35.通常，图1a和1b示出骨传导装置被配置成接收和处理声音信号，并且使用这些声音信号产生振动以递送至接受者。图1a和1b分别对应于用于将振动递送至接受者的经皮机构和透皮机构。图2a是示出根据本文呈现的某些实施方案的关于如何使用声音信号产生振动以递送至接受者的另外细节以及本文呈现的感应充电操作的功能框图。
36.更具体地，在图2a中示出了机械地或磁性地联接到骨传导植入物246的骨传导装置200(表示经皮或透皮振动递送机构)。骨传导装置200包括壳体225以及设置在壳体225中或上的一个或多个声音输入装置，即麦克风226。骨传导装置200可包括额外声音输入装置，为了便于说明，所述额外声音输入装置已从图2a省略。
37.骨传导装置200还包括声音处理模块250、放大器252、电磁换能器254、电池充电电路系统256、控制器(控制电路)258、至少一个可再充电电池260、接口模块262和通信模块268。在操作中，麦克风226被配置成接收声音信号(声音)207，并将接收到的声音207转换成电信号222。如果存在其它声音输入装置，则声音207也可以或可以替代地作为电信号接收。
38.如图2a中所示，电信号222由麦克风226输出到声音处理模块250。声音处理模块250被配置成将电信号222转换成经调整/处理的电信号224。也就是说，声音处理模块250被配置成将一个或多个处理操作(例如，滤波、噪声减少、自动增益控制/调整、响度压缩等)施加到电信号222。在某些实施方案中，声音处理模块250可包括数字信号处理器。
39.经处理的电信号224被提供给放大器252。放大器252放大(即，增大时变电压或电流)经处理的电信号224以产生放大输出信号230。放大输出信号230接着用于驱动(激活)电磁换能器254，该电磁换能器继而产生对应振动。即，使用放大输出信号230，电磁换能器254产生机械输出力，所述机械输出力经由骨传导植入物246递送至接受者的颅骨。此输出力的递送引起接受者的颅骨的运动或振动中的一者或多者，由此通过耳蜗流体运动激活耳蜗中的毛细胞，并且继而引发接受者对接收到的声音信号207的感知。
40.图2b是电磁换能器254的一种布置的部分截面图。图2b示出电磁换能器254包括线圈255，在本文中有时被称为“换能器线圈”。当用于将振动递送到接受者时，利用放大输出信号(电流信号)230驱动换能器线圈255，其中通过换能器线圈255的电流的流动使线圈发射电磁场。磁场继而引起换能器内的磁体和质量部件257的运动(图2b)，使得振动被递送到接受者。
41.如上所述，骨传导装置200包括至少一个可再充电电池260。至少一个电池260向骨传导装置200的各个部件提供电力。为了便于说明，至少一个电池260已示出为仅连接到控制器258和电池充电电路系统256。然而，应了解，至少一个可再充电电池260可用于向骨传导装置200的任何供电电路/部件供电，所述任何供电电路/部件包括声音处理模块250、放大器252、电磁换能器254等。
42.骨传导装置200还包括接口模块262，所述接口模块允许接受者或其它用户与装置200交互。例如，接口模块262可以允许接受者调整音量、改变语音处理策略、接通/断开装置等。再次，为了易于说明，接口模块262已示出为仅连接到控制器258。
43.在图2a所示的实施方案中，骨传导装置200的部件(例如，麦克风226、电磁换能器254等)已全部示出为集成到称为壳体225的单个壳体中。然而，应了解，在本发明的某些实施方案中，所示的部件中的一个或多个可以容纳在单独的或不同的壳体中。类似地，还应理解，在此类实施方案中，各个模块和装置之间的直接连接不是必要的，并且部件可以例如通过无线连接进行通信。
44.如上所述，至少一个可再充电电池260向骨传导装置200的其它部件提供电力。至少一个可再充电电池260具有有限的容量(运行时间)，因此需要定期(例如，每天、每几天等)再充电，使得骨传导装置200可以继续操作。然而，至少一个可再充电电池260可以使得为了这些再充电操作不能移除电池(内置可再充电电池)的方式集成到骨传导装置200中(例如，壳体225内部)。因此，本文呈现的实施方案涉及在至少一个电池保留在壳体225内时对至少一个可再充电电池260进行感应充电(再充电)的技术。更具体地，如下文进一步描述的，本文呈现的实施方案特别使用换能器线圈255(电磁换能器254中的线圈)来感应地接收电/感应充电信号(电流信号)以用于对至少一个电池260充电。也就是说，换能器线圈255用于产生振动信号以递送到接受者并感应地接收电力以用于对至少一个可再充电电池260再充电。
45.返回到图2a，如上所述，骨传导装置200包括将电磁换能器254(例如，电磁换能器内部的换能器线圈255)电连接到至少一个可再充电电池260的电池充电电路系统256。在操作中，电池充电电路系统256被配置成获得在电磁换能器254内部的换能器线圈255中感生的电流，并且使用该电流对至少一个电池260充电(再充电)。如下文进一步描述的，电池充电电路系统256还被配置成阻挡放大输出信号230，由此确保电磁换能器254也可选择性地操作以产生振动以递送到接受者。
46.图3a是示出根据本文呈现的某些实施方案的位于感应充电器270中的骨传导装置200的示意性框图。图3b是骨传导装置200的一部分(即换能器线圈255、放大器252和电池充电电路系统256)和感应充电器270的一部分的简化示意电路图。为了易于说明，将一起描述图3a和2b。
47.在图3a和3b的示例中，感应充电器270包括壳体272，该壳体被构造成在其中接收并包封骨传导装置200。例如，感应充电器270的壳体272可以由经由铰链机构机械地联接在一起的基部和盖形成。当感应充电器270处于闭合布置(例如，盖邻近基部定位)时，盖和基部共同限定壳体272，所述壳体具有被构造成将骨传导装置200包封在其中的内部体积。图3a示出了呈闭合布置(例如，包封骨传导装置200)的感应充电器270的横截面图。
48.感应充电器270包括位于壳体272内的充电器线圈274。感应充电器270被配置成使
得当骨传导装置200位于壳体中时，骨传导装置200邻近充电器线圈274定位。图3a示出了一种特定布置，其中充电器线圈274围绕(例如，环绕)骨传导装置200的一部分设置。
49.图3a还示出了感应充电器270包括附件275，该附件被构造成将骨传导装置200机械地联接到壳体272。在图3a的示例中，附件275包括具有卡扣锁联接件的块。应理解，这种特定类型的附件275仅仅是说明性的，并且可以在替代实施方案中使用其它类型的附件。例如，附件还可以或替代地包括被构造(例如，形状设定、大小设定等)成在其中接收骨传导装置200的装置凹部。
50.在再充电期间，骨传导装置200可以发出振动。因此，在某些实施方案中，壳体272是声学密封和隔音的。另外，壳体272可包括电磁屏蔽部件，以在充电期间屏蔽/保护壳体272外部的电子装置免受感应充电器270产生的磁场的影响。
51.图3b示出了除其它元件之外，感应充电器270还包括线圈驱动模块276(例如，射频电路、放大器等)、调谐网络277(例如，一个或多个电容器、电阻器等)和充电器线圈274。调谐网络277被配置成将充电器线圈274调谐为以选定/目标频率谐振以感应传输电力。调谐网络277和充电器线圈274在本文中有时统称为“充电器谐振电路”。
52.图3b还示出了除其它元件之外，骨传导装置200还包括换能器线圈255、调谐网络278(例如，一个或多个电容器、电阻器等)、整流器279、阻挡模块280和放大器252。调谐网络278被配置成选择性地调谐换能器线圈255以便以从感应充电器270感应地传输电力的选定/目标频率谐振。调谐网络278和换能器线圈255在本文中有时统称为“换能器谐振电路”。调谐网络278和整流器279形成图2的电池充电电路系统256的一部分。尽管示出为单独的元件，但调谐网络278可以部分地或完全地集成在换能器中(例如，可以通过换能器的布置来控制谐振电路的电容)。
53.如图所示，线圈驱动模块276从电源接收电力，所述电源是例如由壁式插座提供的外部交流(ac)电源、由一个或多个电池提供的直流(dc)电源等。也就是说，感应充电器270可以在其中包括一个或多个电池，和/或可以包括被配置成用于连接到外部电源的一个或多个电源输入端口。例如，感应充电器270可包括通用串行总线(usb)输入，例如，usb-c电源输入。
54.线圈驱动模块276被配置成使用所接收的电力以使充电器线圈274发射电磁场的方式驱动充电器线圈274。当骨传导装置200位于感应充电器270中时，由充电器线圈274发射的电磁场感生电流以在换能器线圈255中流动。在换能器255中流动的电流继而由整流器279整流，并用于为至少一个可再充电电池260充电/再充电(图2)。
55.在图3a和3b的示例中，调谐网络278和整流器279的存在使得能够使用换能器线圈255从感应充电器270接收电力。特别地，如所指出的，调谐网络278使换能器线圈255在充电操作期间以从感应充电器270感应地传输电力的选定/目标频率谐振。正确的谐振频率提高了线圈274与255之间的电力传输的效率。另外，整流器279将换能器线圈255中感生的交流电流(ac)转换成可用于为至少一个可再充电电池260再充电的直流电流(dc)。
56.如上文所述且如图3b中所示，放大器252还连接到换能器线圈255。当将振动递送到接受者时，放大器252操作以利用放大输出信号230驱动换能器线圈255以便感生电磁场，该电磁场使换能器254内的磁性/质量部件257振动(移动)。存在阻挡模块280以便防止放大输出信号230被引导到整流器279中。也就是说，阻挡模块280被配置成阻挡放大输出信号
230。
57.在某些实施方案中，阻挡模块280可包括在再充电操作期间关闭，但另外打开以确保放大输出信号230被引导到换能器线圈255中的一个或多个栅极/开关。在其它实施方案中，阻挡模块280可包括一个或多个滤波器(例如，高通滤波器)，所述一个或多个滤波器允许将感应充电期间感生的电流传递到整流器279，但阻挡放大输出信号230。阻挡模块280的这两种实施方式仅仅是说明性的，并且应了解，在替代实施方案中其它布置是可能的。
58.除了上述内容之外，阻挡模块280被配置成防止充电信号(例如，在换能器线圈255中感生的充电电流)到达音频输出电路系统/级(例如，放大器252等)，以便保护音频输出电路系统免受电涌的影响。也就是说，根据换能器线圈255处存在什么信号，阻挡模块280可以提供双向或双路阻挡信号。类似于上文，阻挡模块280可包括一个或多个开关、栅极或滤波器，所述一个或多个开关、栅极或滤波器允许放大输出信号230(在正常操作期间)到达换能器线圈255，但阻止充电信号到达放大器252。
59.如所提及的，骨传导装置200包括通信模块268。感应充电器270也包括通信模块281。在操作中，骨传导装置200和感应充电器270分别经由通信模块268和281通信，以便控制感应充电过程。通信链路/信道可以是例如声道(例如，声波/声音)、无线信道(例如，蓝牙或蓝牙低功耗)、磁感应信道、微波信道、射频信道、光学信道等。
60.骨传导装置200与感应充电器270之间的通信信道通常用于控制感应充电过程。通信信道可用于例如传送电池状态/参数(例如，电池监测信息)、充电状态、功率水平调节参数等。通信信道通常是双向(前向/后向)通信链路，但可以替代地是从骨传导装置200到感应充电器270的单向链路。
61.在某些换能器布置中，换能器线圈可基本上包封在软磁性材料中和/或可在换能器线圈与装置壳之间具有气隙。特别地，这些气隙可使充电器线圈的场难以在充电线圈中没有过大电流的情况下穿透空气。图4示出根据本文呈现的实施方案的对示例听力装置400的修改，其中导磁元件482(例如，导磁泡沫、导磁橡胶或其它磁性软材料、磁性包覆液体等)定位在换能器454与听力装置400的壳体425之间。在图4的示例中，听力装置400还包括从卡扣锁联接件484延伸穿过换能器454的金属杆483。因此，导磁元件482和金属杆483为外部电磁场到达换能器454内的线圈提供路径。
62.应理解，图4示出了减少听力装置400内的气隙的一种示例技术，并且其它技术是可能的。例如，软磁导体和/或固体磁导体的各种组合可用于将电磁场转发/引导到换能器内的线圈。替代地，根据本文呈现的实施方案的听力装置或其它类型的电子装置可被设计成将换能器线圈更直接地暴露于外部电磁场。
63.图5示出了根据本文呈现的实施方案的感应充电器570的设计，所述感应充电器被配置成将电磁场引导到换能器线圈。在图5的示例中，当听力装置500位于感应充电器570中时，充电器线圈574围绕磁芯585(例如，铁或其它磁导体)设置，所述磁芯的端部586邻近听力装置500的相对侧。导磁泡沫587设置在端部586与听力装置500之间。因而，在图5的示例中，磁芯585和磁导泡沫587引导由充电器线圈574产生的电磁场通过听力装置500并且因此通过换能器线圈(图5中未示出)。
64.如上所述，本文呈现的技术通常使用设置在听力装置或其它电子装置的换能器中的换能器线圈产生振动信号并经由电磁场感应地接收电力。在以上实施方案中，电磁场由
听力装置外部的充电器线圈产生。在替代实施方案中，可以通过外部感应的运动在听力装置自身内产生电磁场。图6示出根据本文呈现的实施方案的一个此类示例实施方案。
65.更具体地，图6是示出根据本文呈现的某些实施方案的位于感应充电器670中的骨传导装置200的示意性框图。在图6的示例中，感应充电器670包括壳体672，所述壳体被构造成在其中接收并包封骨传导装置200。例如，感应充电器670的壳体672可以由经由铰链机构机械地联接在一起的基部和盖形成。当感应充电器670处于闭合布置(例如，盖邻近基部定位)时，盖和基部共同限定壳体672，所述壳体具有被构造成将骨传导装置200包封在其中的内部体积。图6示出了呈闭合布置(例如，包封骨传导装置200)的感应充电器670的横截面图。
66.感应充电器670包括可致动附件675，所述可致动附件被构造成将骨传导装置200机械地联接到壳体672。在图6的示例中，可致动附件675包括具有卡扣锁联接件的块。应理解，这种特定类型的附件675仅仅是说明性的，并且可以在替代实施方案中使用其它类型的附件。
67.在操作中，可致动附件675被构造成使骨传导装置200以机电谐振频率振动/震动。也就是说，可致动附件675可机械致动/操作以便以特定频率向骨传导装置200赋予运动。骨传导200的振动使骨传导装置中的磁性部件产生电磁场。由骨传导200内的磁性部件产生的电磁场继而在换能器线圈255中感生电流，该电流可以由电池充电电路系统256使用以对至少一个可再充电电池充电。
68.换句话说，在图6的示例中，电力经由音频振动而非外部产生的电磁场从感应充电器670传输到骨传导装置200。然而，换能器线圈255仍(经由内部产生的电磁场)接收电力，且电池充电电路系统256以基本上与上文参考图3a和3b描述的相同方式操作。
69.在图6的再充电操作期间，产生振动，并且因此，壳体672是声学密封和隔音的。另外，壳体672可包括电磁屏蔽部件，以在充电期间屏蔽/保护壳体672外部的电子装置免受由骨传导装置200产生的磁场的影响。
70.上文主要参考其中具有电磁换能器的骨传导装置来描述实施方案。然而，应了解，对骨传导装置的具体提及仅是说明性的，且所呈现的技术可用多种其它听力装置、其它类型的医疗装置或其中具有带换能器线圈的电磁换能器的其它电子装置来实施。也就是说，本文呈现的技术通常适用于对具有电磁换能器和一个或多个可再充电电池的不同类型的电子装置的感应充电。
71.在上述实施方案中，换能器和换能器线圈设置在接受者的外部，其中换能器线圈被构造成定位在感应充电器内。还应理解，本文呈现的技术可以用可植入医疗装置实施，其中换能器和一个或多个可再充电电池植入接受者的身体中。图7a和7b示出了一个这样的示例性实施方案。
72.更具体地，图7a是根据本文呈现的某些实施方案的完全可植入中耳听觉假体700的功能框图。如图所示，完全可植入中耳听觉假体700完整/完全地植入接受者的皮肤/组织715下方。因此，完全可植入中耳听觉假体700被配置成在至少有限时间段内在没有外部装置的情况下操作。如下所述，外部装置可以与完全可植入中耳听觉假体700一起使用以用于感应充电、数据传输等。
73.中耳听觉假体700包括声音输入模块/单元702、植入物主体704和换能器754，所有
这些都植入接受者的皮肤/组织715下方。声音输入单元702包括基本上刚性的壳体770，至少两个可植入传感器712、714设置/定位在所述基本上刚性的壳体中。可植入传感器712被配置/设计成拾取(捕获)外部声学声音，而可植入传感器714被配置/设计成拾取(捕获)例如由身体噪声引起的振动。
74.壳体770是气密密封的并且包括靠近麦克风712的隔膜716。隔膜716可以与壳体770一体并且/或者可以是附接(例如，焊接)到壳体770的单独元件。在操作中，撞击邻近膈膜716(即，膈膜的顶部上)的皮肤的声音信号使邻近膈膜716的皮肤以及因此膈膜716本身响应于声音信号而位移(振动)。隔膜716的位移由声音传感器712检测。以此方式，声音传感器712尽管植入接受者体内，但能够检测外部声学声音信号(外部声学声音)。
75.在图7a的示例中，声音传感器712和振动传感器714可以各自电连接到植入物主体704(例如，在连接到主植入物主体704的单独壳中)。在操作中，声音传感器712和振动传感器714检测输入(声音/振动)信号(例如，外部声学声音和/或身体噪声)，并将检测到的输入信号转换成(例如，经由引线720)提供给处理单元718的电信号。处理单元718被配置成至少基于声音传感器712和/或振动传感器714分别检测到的外部声学声音和/或振动产生刺激控制信号719(图1c)。
76.处理单元718包括至少一个处理器722和至少一个存储器724。存储器724包括声音处理逻辑726，所述声音处理逻辑在由至少一个处理器722执行时使至少一个处理器722执行本文所述的声音处理操作(例如，将由声音传感器712和/或振动传感器714检测到的外部声学声音和/或身体噪声转换成刺激控制信号719)。存储器724可包括任何合适的易失性或非易失性计算机可读存储介质，包括例如随机存取存储器(ram)、高速缓存存储器、持久存储装置(例如，半导体存储装置、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、闪存等)，或能够存储程序指令或数字信息的任何其它计算机可读存储介质。处理单元718可以例如在一个或多个印刷电路板(pcb)上实施。
77.应了解，图7a中的处理单元718的布置仅仅是说明性的，并且本文呈现的技术可以用许多不同的处理布置实施。例如，声音处理单元718可以用由以下各项中的任一者或以下各项的组合形成的处理单元实现：被布置成执行例如本文所述的操作的一个或多个处理器(例如，一个或多个数字信号处理器(dsp)、一个或多个uc核等)、固件、软件等。
78.如图所示，植入物主体714包括气密密封壳体728，处理单元718设置在该气密密封壳体中。壳体728中还设置有至少一个可再充电电池760、电池充电电路系统756和通信模块768。如上所述，处理单元718产生刺激控制信号。刺激控制信号被提供给放大器752，该放大器继而产生放大输出信号719，所述放大输出信号(例如，经由引线734)递送到换能器754以用于将机械刺激信号递送到接受者。在图7a中，递送到接受者的机械刺激信号(振动信号或振动)由箭头721表示。换能器754被配置成植入接受者体内，以便经由例如卵圆窗、圆形窗、耳蜗开窗等将运动(例如振动)直接赋予听小骨或耳蜗流体。
79.至少一个可再充电电池760向中耳听觉假体700的其它部件提供电力。至少一个可再充电电池760具有有限的容量(运行时间)，因此需要定期(例如，每天、每几天等)再充电，使得中耳听觉假体700可以继续操作。然而，如所提及的，可再充电电池760被植入接受者体内。因此，本文呈现的实施方案涉及在至少一个电池保留在接受者体内时对至少一个可再充电电池760进行感应充电(再充电)的技术。更具体地，如本文别处所述，本文呈现的实施
方案特别使用换能器线圈755(电磁换能器754中的线圈)来感应地接收用于对至少一个电池760充电的电充电信号(电流信号)。也就是说，换能器线圈755用于产生振动信号以递送到接受者并感应地接收电力以用于对至少一个可再充电电池760再充电。在图7a的示例中，电池充电电路系统756类似于上文所述的电池充电电路系统256，因为它包括调谐网络和电连接到换能器线圈755的整流器。如下文所述，调谐网络和整流器的存在使得能够使用换能器线圈755从外部感应充电器接收电力。
80.图7b是示出了根据本文呈现的实施方案的可以呈“枕式充电器(pillow charger)”、离耳(ote)单元、耳后(bte)单元、微型bte单元等形式的外部感应充电器(外部充电器或感应充电器)770的一种示例布置的框图。外部充电器770包括线圈激励系统788、电源(例如，一个或多个电池)和一个或多个充电器线圈774。一般来说，除其它元件之外，线圈激励系统788还包括线圈驱动模块(例如，射频电路、放大器等)和调谐网络(例如，一个或多个电容器、电阻器等)。调谐网络被配置成将线圈774调谐成以选定/目标频率谐振以用于感应传输电力。
81.线圈激励系统788从电源789接收电力。电源789可包括一个或多个可再充电电池、一个或多个一次性电池或用于连接到由壁式插座提供的外部交流电(ac)源的一个或多个输入等。线圈激励系统788被配置成使用所接收的电力以使充电器线圈774发射电磁场的方式驱动充电器线圈774。当中耳听觉假体700邻近感应充电器770定位时，由充电器线圈774发射的电磁场感生电流以在换能器线圈755中流动。在换能器755中流动的电流继而由电池充电电路系统756中的整流器整流，且用于以上文所述的类似方式对至少一个可再充电电池760(图7a)充电/再充电。
82.即，在图7a的示例中，电池充电电路系统756中存在调谐网络和整流器使得能够使用换能器线圈755从外部充电器770接收电力。特别地，如所指出的，调谐网络使换能器线圈755在充电操作期间以从外部充电器770感应地传输电力的选定/目标频率谐振。正确的谐振频率提高了线圈774与755之间的电力传输的效率。另外，整流器将换能器线圈755中感生的交流电流(ac)转换成可用于对至少一个可再充电电池760再充电的直流电流(dc)。
83.如上所述，放大器752也连接到换能器线圈755。当将振动递送到接受者时，放大器752操作以利用放大输出信号719驱动换能器线圈755，以便感生电磁场，该电磁场使换能器754内的磁/质量部件振动(移动)。电池充电电路系统756还包括如上所述的阻挡模块，所述阻挡模块被配置成防止放大输出信号719被引导到整流器中。也就是说，阻挡模块被配置成阻挡放大输出信号719。
84.如上所述，中耳听觉假体700包括通信模块768。感应充电器770还包括用于与中耳听觉假体700通信以在外部充电器与中耳听觉假体之间形成通信链路/信道的通信模块。通信链路/信道可以是例如声道(例如，声波/声音)、无线信道(例如，蓝牙或蓝牙低功耗)、磁感应信道、微波信道、射频信道、光学信道等，并且通常用于控制感应充电过程。
85.图8是根据本文呈现的实施方案的由包括电磁换能器、电池充电电路系统和至少一个可再充电电池的设备实施的方法890的流程图。方法890始于892，其中包括换能器线圈的电磁换能器产生振动信号以递送到接受者。在894处，电磁换能器经由换能器线圈接收感应充电信号。在896处，电池充电电路系统使用经由换能器线圈接收的感应充电信号来为设备的至少一个可再充电电池充电。
86.应当理解，虽然上文已说明和讨论本技术的特定用途，但所公开的技术可根据本技术的许多示例来与各种装置一起使用。上述讨论并非意在表示所公开的技术仅适合在类似于附图中所示的系统内实施。一般来说，可以使用额外配置来实践本文的过程和系统，和/或可以在不脱离本文所公开的过程和系统的情况下排除所描述的一些方面。
87.本公开参考附图描述了本发明技术的一些方面，附图中仅示出了一些可能的方面。然而，其他方面可以以许多不同形式体现，并且不应被解释为限于本文阐述的方面。相反，提供这些方面是为了使本公开详尽且完整并且向本领域技术人员充分传达可能方面的范围。
88.应当理解，本文相对于附图描述的各个方面(例如，部分、部件等)并不旨在将系统和过程限于所描述的特定方面。因此，可以使用额外配置来实践本文的方法和系统，和/或可以在不脱离本文所公开的方法和系统的情况下排除所描述的一些方面。
89.类似地，在公开了过程的步骤的情况下，这些步骤是出于说明本方法和系统的目的而描述的，并且不旨在将本公开限于特定步骤序列。例如，可以按不同的顺序执行这些步骤，可以同时执行两个或更多个步骤，可以执行另外的步骤，并且可以在不脱离本公开的情况下排除所公开的步骤。此外，可以重复所公开的过程。
90.尽管本文描述了具体方面，但本技术的范围不限于那些具体方面。本领域技术人员将认识到在本发明技术范围内的其他方面或改进。因此，具体结构、动作或介质仅作为说明性方面来公开。本技术的范围由以下权利要求及其中的任何等同物限定。
91.应了解，本文呈现的实施方案并不相互排斥，并且各种实施方案可以多种不同方式中的任一种方式与另一实施方案组合。

技术特征：
1.一种设备，所述设备包括：至少一个可再充电电池；包括线圈的电磁换能器；以及电池充电电路系统，所述电池充电电路系统电连接到所述至少一个可再充电电池和所述线圈。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述线圈被配置成接收在所述线圈中感生电流的电磁场，并且其中所述电池充电电路系统被配置成使用所述线圈中的电流来对所述至少一个可再充电电池充电。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述电池充电电路系统包括整流器。4.根据权利要求3所述的设备，其中所述电池充电电路系统还包括连接在所述整流器与所述线圈之间的调谐网络。5.根据权利要求1、2或3所述的设备，还包括被配置成将放大输出信号递送到所述电磁换能器的放大器。6.根据权利要求5所述的设备，其中所述电池充电电路系统包括整流器和连接在所述整流器与所述线圈之间的阻挡模块，其中所述阻挡模块被配置成防止所述放大输出信号到达所述整流器。7.根据权利要求6所述的设备，其中所述阻挡模块包括一个或多个开关，所述一个或多个开关被配置成选择性地打开或关闭以防止所述放大输出信号到达所述整流器。8.根据权利要求6所述的设备，其中所述阻挡模块包括一个或多个滤波器，所述一个或多个滤波器被配置成防止所述放大输出信号到达所述整流器。9.根据权利要求8所述的设备，其中所述一个或多个滤波器包括一个或多个高通滤波器。10.根据权利要求6所述的设备，其中所述阻挡模块被配置成防止感应充电信号到达所述放大器。11.根据权利要求10所述的设备，其中所述阻挡模块包括一个或多个开关，所述一个或多个开关被配置成选择性地打开或关闭以防止所述感应充电信号到达所述放大器。12.根据权利要求10所述的设备，其中所述阻挡模块包括一个或多个滤波器，所述一个或多个滤波器被配置成防止所述感应充电信号到达所述放大器。13.根据权利要求1、2或3所述的设备，其中所述设备包括壳体和设置在所述电磁换能器与所述壳体之间的一个或多个导磁元件，其中所述一个或多个导磁元件被配置成将外部产生的电磁场转发到所述电磁换能器。14.根据权利要求1、2或3所述的设备，其中所述设备是听力装置。15.根据权利要求14所述的设备，其中所述听力装置是骨传导装置。16.根据权利要求14所述的设备，其中所述听力装置是中耳听觉假体。17.一种系统，所述系统包括根据权利要求1、2或3所述的设备以及感应充电器，所述感应充电器被配置成在所述线圈中感生电流，并且其中所述电池充电电路系统被配置成使用所述线圈中的电流来对所述至少一个可再充电电池充电。18.根据权利要求17所述的系统，其中所述感应充电器包括充电器线圈，所述充电器线圈被配置成在所述设备外部产生在所述线圈中感生电流的电磁场。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述感应充电器被配置成将所述电磁场引导到所述线圈。20.根据权利要求17所述的系统，其中所述感应充电器被配置成使所述设备以选定频率振动，以使所述设备中的磁性部件产生在所述线圈中感生电流的电磁场。21.根据权利要求17所述的系统，其中所述感应充电器包括充电箱，所述充电箱包括被构造成将所述设备包封在其中的壳体。22.根据权利要求21所述的系统，其中所述壳体是隔音的。23.根据权利要求21所述的系统，其中所述壳体包括一个或多个电磁屏蔽元件。24.根据权利要求17所述的系统，其中所述设备是被构造成植入接受者体内的可植入医疗装置，并且其中所述感应充电器被配置成由所述接受者穿戴。25.一种方法，所述方法包括：用包括线圈的电磁换能器产生振动信号以递送到设备的接受者；经由所述线圈接收感应充电信号；以及用经由所述线圈接收到的感应充电信号对所述设备的至少一个可再充电电池充电。26.根据权利要求25所述的方法，其中经由所述线圈接收感应充电信号包括：在所述线圈处接收在所述线圈中感生电流的电磁场，并且其中所述设备包括电池充电电路系统，所述电池充电电路系统被配置成使用所述线圈中的电流来对所述至少一个可再充电电池充电。27.根据权利要求26所述的方法，还包括：用设置在所述设备外部的充电器线圈产生电磁场。28.根据权利要求26所述的方法，还包括：用所述设备内部的电磁换能器产生电磁场。29.根据权利要求26、27或28所述的方法，其中所述电磁换能器包括一个或多个磁性部件，并且其中用所述电磁换能器产生电磁场包括：经由外部施加的振动来使所述一个或多个磁性部件振动，其中所述一个或多个磁性部件的振动产生电磁场。30.根据权利要求26所述的方法，其中所述线圈中的电流包括交流电流，并且其中所述方法还包括：用所述电池充电电路系统中的整流器对所述交流电流整流以产生直流电流输出。31.根据权利要求25或26所述的方法，还包括：在接收到所述感应充电信号时选择性地调谐所述线圈以预定谐振频率谐振。32.根据权利要求26所述的方法，其中产生振动信号以递送到设备的接受者包括：在所述设备的放大器处产生放大输出信号；以及将所述放大输出信号递送到所述线圈。33.根据权利要求32所述的方法，其中所述电池充电电路系统包括整流器和连接在所述整流器与所述线圈之间的阻挡模块，并且其中所述方法包括：用所述阻挡模块防止所述放大输出信号到达所述整流器。34.根据权利要求33所述的方法，其中所述阻挡模块包括一个或多个开关，所述一个或多个开关被配置成选择性地打开或关闭以防止所述放大输出信号到达所述整流器。
35.根据权利要求33所述的方法，其中所述阻挡模块包括一个或多个滤波器，所述一个或多个滤波器被配置成防止所述放大输出信号到达所述整流器。36.根据权利要求35所述的方法，其中所述一个或多个滤波器包括一个或多个高通滤波器。37.根据权利要求33所述的方法，还包括：用所述阻挡模块防止所述感应充电信号到达所述放大器。38.根据权利要求37所述的方法，其中所述阻挡模块包括一个或多个开关，所述一个或多个开关被配置成选择性地打开或关闭以防止所述感应充电信号到达所述放大器。39.根据权利要求37所述的方法，其中所述阻挡模块包括一个或多个滤波器，所述一个或多个滤波器被配置成防止所述感应充电信号到达所述放大器。40.根据权利要求25或26所述的方法，还包括：将充电控制信号从所述设备发送到外部充电器，其中所述外部充电器发起所述感应充电信号的产生。41.一种设备，所述设备包括：至少一个可再充电电池；声音处理模块；放大器；包括线圈的电磁换能器；以及电连接在所述至少一个可再充电电池与所述线圈之间的电池充电电路系统，其中所述电池充电电路系统包括交流电流到直流电流整流器、电连接在所述线圈与所述交流电流到直流电流整流器之间的调谐网络以及阻挡模块，其中所述线圈被配置成接收在所述线圈中感生电流的电磁场，并且其中所述电池充电电路系统被配置成使用所述线圈中的电流来对所述至少一个可再充电电池充电。

技术总结
本文呈现的是对包括带集成换能器线圈的电磁换能器的电子装置进行感应充电的技术。根据本文呈现的实施方案，电子装置被配置成在感应充电期间使用线圈产生振动信号并接收感应充电信号。充电信号。充电信号。


技术研发人员：H
受保护的技术使用者：科利耳有限公司
技术研发日：2022.02.02
技术公布日：2023/10/20