無線技術的不斷進步,使得很多被忽視的小型設備散發出新光彩。以助聽器為例,由於缺乏技術創新,電子工程師一直避談此類產品。然而,它現在已擁有了立體聲功能,並且能夠連接到手機和MP3播放器,使得助聽器這個原來的‘老酒瓶’由於加入了藍牙等新技術,也能冒出新‘酒香’。
不過這樣的轉變也不是瞬間就能實現的。助聽器對於尺寸和功耗都有很高要求,使得大多數無線技術還未加入競爭就被淘汰出局。此外,改變大眾對於助聽器的認識也是一個很緩慢的過程。事實上,在美國和歐洲,每5名聽力嚴重受損者中只有1位使用助聽器,部份原因就在於一般總覺得助聽器是老人們的專屬產品。再者,相應的法規環境也比較混亂,而且現存的法規更關注於無線干擾問題,而非互通作業能力。
事實上,目前這兩方面相距甚遠。最近,IEEE組織的一個工作小組便針對結合無線技術與保健方面的缺陷,完成了一份多達113頁的報告。
“我們必須更加關注問題的複雜性,”Motorola Labs的資深研究員兼IEEE11073醫療通訊標準工作組的RF無線小組主席Joe Morrissey指出,“雖然無線技術已進入保健領域的各個領域,但是這些技術中沒有一個是專門針對醫療系統而開發的。”
例如,IEEE在報告中指出,無線網路所用的服務品質(QoS)方案大部份專用於提供語音和視訊串流,而未能考慮到醫療警示功能。這部份的資料突發脈衝很小但卻非常重要,必須被立即接收。
為了解決助聽器中使用無線技術所帶來的挑戰,許多公司相繼報導其於該領域中所取得的一些新進展。一家丹麥公司近日發佈了據稱是全球首款整合無線技術的助聽器。
添加流行色彩的助聽器
丹麥William Demant Holdings公司日前發佈了一款名為Epoq的助聽器。該助聽器採用了一種專有的磁性耦合技術來實現雙耳間助聽器的連接,這樣用戶就能夠獲得立體聲效果,更準確地判斷聲音的來源位置。
“當背景環境嘈雜時,助聽器使用者往往會遇到一些困難,Epoq助聽器在這種情況下非常有效,”該公司業務和產品開發總監Jes Olsen表示。在美國,多達80%的助聽器用戶都佩戴雙耳式助聽器;在歐洲,這個數字降為60%;而在全球其它地區,這個數字僅有12%。
這款新產品具有可選配的Epoq Streamer。大小如同iPod Nano的Streamer內含一個藍牙無線電,可以連接到配置適當的手機或MP3播放器上。它能以無線連接的方式向助聽器傳輸音樂或語音通話。
這種專有的磁性耦合方案採用3.84MHz頻段,在1~2公尺的鏈路上傳輸的數據速率高達120kbps。它在接收模式下的功耗為300uW,發射模式下為300-600uW。一般助聽器的總功耗預算約在1mW左右,Olsen表示。
無線鏈路建置在助聽器的ASIC附近1平方毫米內。它只需要兩個外接電容器和一根4mm(SUP/)3(/SUP)的天線,且僅使助聽器的成本提高約15%。目前市場上一款助聽器的零售價格通常在1,500~3,000美元之間。
該產品已在5月底出貨,目前William Demant Holdings公司正考慮授權這項技術。
Epoq Streamer可以從手機或MP3播放器上接收音訊資訊,並傳送到配備專有磁性耦合鏈接的助聽器上。
Epoq Streamer可以從手機或MP3播放器上接收音訊資訊,並以120kbps的速率傳送到配備專有磁性耦合鏈接的助聽器上。
“我相信我們所有的競爭對手都正致力於研發類似的技術,可能今年底或明年初就會相繼推出自己的產品,”Olsen表示。
Olsen認為Apple iPhone“可能最適於搭配該產品”,因為這項產品未來還可能包含先進音訊分配協議(AADP),以便更高效地透過藍牙傳輸音樂串流。
未來,該產品還可能用來連接數位電視或PC上的媒體內容。在產品測試時,同一房間內的100位實驗者同時使用該產品而不致產生干擾,這可歸功於鏈路的短距離設計,Olsen聲稱。
市場觀察人士預測,這種增添了流行色彩且更小的‘微管型’(thin tube)耳背式助聽器問世後,將在市場上大展鴻圖。到2010年,這類微管型的產品銷售量可能增加330萬部,約成長30%。
William Demant的工程師們曾考慮過900MHz和2.4GHz無線鏈路,但最終未予採納,因為這種元件的尺寸和功耗都太大。有些助聽器製造商使用FM繼電器的形式來連接助聽器與手機或無線電,但這種方式需要笨重的‘夾具’,其成本甚至可能超過助聽器本身。
這種FM的方法也不安全,因為它採用了一種開放式廣播模式。與之相反,Epoq系統採用藍牙配對模式,用戶必須按住Streamer上的一個初始化設定按鈕,來設置從藍牙手機或音樂播放器到助聽器間的安全鏈路。
Epoq所採用的技術有點類似於心律調節器等可植入設備中所採用的磁性耦合或電容耦合方案。許多可植入設備都正向IEEE 11073所定義的400MHz醫療植入式通訊服務(MICS)標準轉移,但Olsen表示該公司當時還不知道這項標準。
向MICS轉移
把藍牙直接整合在助聽器中幾乎是不可能的,因為這種連接一般需要50mW的功率,是助聽器總功率預算的50倍。諾基亞開發的藍牙低功率版Wibree也早已被淘汰出局,因為它缺乏傳輸音訊串流的能力,AMI半導體公司助聽器DSP產品經理Marc Niklaus提到。
AMI公司推出了Ezairo─這是一款用於助聽器的整合式24位元DSP。這款新元件的特色之一是能提供超越AMI現有16位元晶片的處理能力,來處理預計從2008年起會整合於助聽器中的無線技術等各類應用。Niklaus表示,他預計許多助聽器製造商將從明年起在助聽器中內建符合MICS標準的RF元件。AMI則計劃在2008年推出軟體來滿足Ezairo上的無線基頻處理要求。
除了立體聲和手機鏈接功能以外,這種無線技術如果與DSP共同使用,還能使聽力治療師在患者佩戴助聽器的同時,利用簡單的PC程式為助聽器進行精密調整,Niklaus稱。
規格混亂
許多規格制訂者和手機製造商往往只是努力地避免手機和助聽器之間的干擾,但卻未加考慮到互通作業性。
美國聯邦通訊委員會(FCC)已頒佈一項規定,到2008年2月,50%的手機在助聽器1.5公分範圍內量測到的每公尺RF放射值,必須比一般基準值低幾伏特。有些工程師擔心,FCC的強制性規定是來自於對各類電話、空中介面、助聽器和聽力障礙等進行了不完整的技術研究後所得的。“實際上存在著各種因素,”摩托羅拉的Morrissey表示。
“該領域的工作一直在進行著,但這是一個複雜且充滿變數的問題,還需要進行更多的努力,以便對各類情況進行特徵化描述。”Morrissey表示,“該組織的工作可能需要數年時間。業界必須進行更多的研究,以開發出一種可預測且穩健的標準,並在不致使產業造成過度負擔的前提下實現這一目標。”
Morrissey認為,連接助聽器和手機與MP3播放器的工作,將足以滿足FCC的規定。


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