CN108260062B - 包括外部天线部分和内部天线部分的听力设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了包括外部天线部分和内部天线部分的听力设备，该听力设备包括：第一部分；输出变换器；耦合到第一部分的耦合元件；包括外部天线部分和内部天线部分的天线，其中内部天线部分包括第一天线元件、第二天线元件和第三天线元件，第二天线元件的第一端设置在第一天线元件的一端处并连接到那里，第二天线元件的第二端连接到地平面，及第三天线元件与第二天线元件间隔开一距离并连接到第一天线元件；配置成经第三天线元件向天线供应电流的供给单元；用于借助于天线接收和/或发送数据的无线接口；及耦合元件包括外部天线部分，外部天线部分连接到内部天线部分，及耦合元件包括耦合到无线接口的导电元件，导电元件至少是外部天线部分的一部分。

Description

包括外部天线部分和内部天线部分的听力设备
技术领域
本发明涉及包括适于设置在用户耳后的第一部分的听力设备，其中第一部分耦合到作为外部天线部分的一部分的耦合元件。
背景技术
听力设备尤其是助听器是非常密集的应用，当集成无线应用时，有时很难为所需要或者所希望的天线元件找到足够的空间。
已广为人知的是，如果要避免体积大的外部天线解决方案，将无线系统集成到听力仪器内需要也集成天线结构。天线和无线系统的效率很重要，因为低电池耗用通常是一个设计参数。听力设备如助听器的多种不同的构造已知，如耳蜗式、耳内式(ITE)、深耳道式(CIC)、耳后式(BTE)及耳内接收器式 (RITE)(后者有时称为“耳道内接收器式”)。
用于电磁场的天线的效率和带宽强力取决于相对于信号或场的波长的大小。然而，常见的听力仪器通常远小于适当频带中的波长，这对于内置在常见听力设备内的天线的效率和带宽具有不利影响。
另外，例如RITE听力设备的天线可包括多个导电元件。作为天线的一部分的导电元件可能具有多个其它目的，如将数据和/或音频和/或功率传到听力设备的第二部分或者听力设备的外部部分。在该情形下，每一导电元件必须连接到解耦器如线圈，及当将更多导电元件添加到天线时，天线的带宽因连接到每一导电元件的解耦器而减小。此外，由于增加数量的解耦器，听力设备的大小变得体积更大。
发明内容
用于补偿佩戴者的听力损失的助听器众所周知。本发明尤其涉及这样类型的听力设备。然而，本发明也可实施在其它类型的在设备的两个物理部分之间包括连接元件的听力设备、听力仪器或者助听器中，例如头戴式耳机、耳麦、耳朵保护插塞等。在下面，术语“听力设备”或者“助听器”指总体上与向用户耳朵提供声学信号有关的设备。
本发明的目标是在听力设备内提供天线，其中可能增加作为天线的一部分的导电元件的数量，但仍然保持带宽不受导电元件的数量的影响。
本发明的另一目标是提供针对先前目标的解决方案，而不增加天线的大小，从而不增加听力设备的大小或多或少不受导电元件数量增加的影响。
本发明的目标由所附权利要求及下面描述的发明实现。
本发明的目标由一种听力设备实现，其包括适于设置在用户耳后并用于提供信号的第一部分、用于将所述信号转换为声学输出的输出变换器、耦合到第一部分的耦合元件，及其中耦合元件适于至少传输所述信号或者声学输出。此外，听力设备包括天线，其包括外部天线部分和内部天线部分，其中内部天线部分包括第一天线元件、第二天线元件，其中第二天线元件的第一端设置在第一天线元件的一端处并连接到那里，及其中第二天线元件的第二端连接到地平面，及与第二天线元件间隔开一距离并连接到第一天线元件的第三天线元件，配置成经第三天线元件向所述天线供应电流的供给单元，用于借助于所述天线接收和/或发送数据的无线接口，及其中耦合元件包括所述外部天线部分，其中外部天线部分连接到内部天线部分，及其中所述耦合元件包括耦合到无线接口的导电元件，及其中所述导电元件至少是外部天线部分的一部分。
本发明的另一目标由一种听力设备实现，其包括适于设置在用户耳后并用于提供信号的第一部分、用于将所述信号转换为声学输出的输出变换器、适于远离第一部分设置并用于向用户提供声学输出的第二部分，其中第二部分包括输出变换器或骨导装置，使第一部分和第二部分耦合的耦合元件，及其中耦合元件适于至少将所述信号传给输出变换器或者将声学输出传给第二部分。此外，听力设备包括天线，其包括外部天线部分和内部天线部分，其中内部天线部分包括第一天线元件、第二天线元件，其中第二天线元件的第一端设置在第一天线元件的一端处并连接到那里，及其中第二天线元件的第二端连接到地平面，及与第二天线元件间隔开一距离并连接到第一天线元件的第三天线元件，配置成经第三天线元件向所述天线供应电流的供给单元，用于借助于所述天线接收和/或发送数据的无线接口，及其中所述耦合元件包括耦合到无线接口的导电元件，及其中所述导电元件至少是外部天线部分的一部分，及其中所述导电元件连接到内部天线部分的第一天线元件。
在下面的描述中，内部天线部分可被称为倒F天线(IF天线)。
本发明的目标在于提供听力设备内的天线，其中可能增大作为天线的一部分的导电元件的数量，但仍然具有适合在约2.45GHz到约5.5GHz的频率范围通信的带宽。
本发明的另一目标在于将包括增大数量的导电元件的耦合元件用作天线。
内部天线部分是听力设备的现有元件的一部分，结合内部天线部分和外部天线部分的优点在于不需要外部天线部分的解耦，因为来自外部天线部分的天线电流通过内部天线部分“引导”到地平面，而不引导到听力设备内连接到外部天线部分的电元件。从而，当在外部天线部分内添加更多导电元件时，听力设备的大小不会变得体积更大，因为不需要解耦器。此外，当向天线添加更多导电元件时，天线的带宽不会减小，因为避免了解耦器。
听力设备可以是耳蜗式、耳内式(ITE)、深耳道式(CIC)、耳后式 (BTE)和耳内接收器式(RITE)设备。
第一部分可设置在用户耳后，如用户的耳廓和颅骨之间。
用于将所述信号转换为声学输出的输出变换器可以是第一部分或者第二部分的一部分，其中第二部分通过耦合元件连接到第一部分。输出变换器可以是接收器(或扬声器)或者骨锚式振动器或者耳蜗。
耦合元件可耦合到第一部分，及在另一例子中，耦合到第一部分及第二部分和/或耦合到外部部分。耦合元件可以是至少包括导电元件的中空管，其中导电元件配置成将声学输出和/或功率和/或数据导向第二部分和/或导向外部部分，其中第二部分例如可以是耳道内元件。外部部分可包括用于将功率和/或数据感应地传到植入刺激器的发射线圈。耳道内元件可形成为圆顶状或者可改善第二部分安装到用户耳道内的任何形状。
耦合元件可包括两个以上导电元件，如2和12个之间、2和10个之间或者2和6个之间。
第二部分和/或外部部分可包括多个用于声学信号的传感器如变换器(即传声器或扬声器)，和/或多个用于监视听力设备用户的健康的传感器，其中多个传感器可以是加速计、电极、发光二极管或者光电检测器。第二部分可包括声学振动器或者用于骨导的振动器。
第二部分和/或外部部分可包括存储器及用于控制传感器和/或处理将被传感器检测或传输的信号的处理器。
能够在耦合元件内提供多个导电元件的优点在于第二部分和外部部分相较目前的解决方案变得更智能，这导致用户的舒适性提高。
另外的优点在于，由于将更多导电元件包括在耦合元件内但因内部寄生元件而不会影响带宽的可用性，通过将更多部件提供在第二部分和/或外部部分内，第一部分的大小可得以减小。
第二部分可适于远离第一部分并接近用户皮肤设置。
耦合元件可包括内芯和外芯，其中外芯包围内芯。内芯可包括配置成引导声学输出的空气，及外芯可包括导电元件形式的外部天线部分。
耦合元件可包括芯，其中该芯可包括导电元件形式的外部天线部分。
连接到第一部分的耦合元件可以是牢固连接到听力设备的第一部分的耳钩。耦合元件可针对机械分离进行构造，使得在耳钩天线元件故障或者需要备选耳钩时，能容易地更换耳钩。
听力设备可包括至少两个耦合元件，其中第一耦合元件可耦合到第一部分，或者第一耦合元件可耦合到第一部分及第二部分。第二耦合元件可耦合到第一部分及外部部分。外部部分可包括用于将功率和/或数据感应地传给植入刺激器的发射线圈。两个耦合元件均包括导电元件，其中外部天线部分可以是两个耦合元件的一部分或者耦合元件之一的一部分。在外部天线部分是两个耦合元件的一部分的例子中，第一耦合元件可包括第一组导电元件，及第一外部天线部分可以是第一组导电元件的一部分。第二耦合元件可包括第二组导电元件，及第二外部天线部分可以是第二组导电元件的一部分。
具有多个耦合元件导致第一部分的大小减小，因为第一部分的技术特征可转移到第二部分和/或外部部分，这归因于将更多导电元件实施在耦合元件内的可能性。另外，具有两个耦合元件的优点在于，听力设备可经多个不同或类似的无线通信协议链路与其它外部设备通信，而在两个链路之间具有极小的干扰。两个链路之间的干扰极小，因为耦合元件之间的距离远大于它们在第一部分内的情形。多个耦合元件可包括第一耦合元件和第二耦合元件。第一耦合元件可包括第一组导电元件及第二耦合元件可包括第二组导电元件。第一组导电元件可连接到配置成在约2.45GHz进行蓝牙通信的第一无线接口，及第二组导电元件可连接到配置成在不同的频率如约900MHz或约5.3GHz进行第二协议的通信的第二无线接口。第一和第二无线接口可以在第一部分内。
理解外部天线部分的主要部分位于第一部分外面很重要。外部天线部分可以是导电元件，如导线或者柔性印刷电路板元件。导电元件可连接到无线接口并终止于耦合元件内和/或第二部分内和/或外部部分内。
外部天线部分可至少适于基于传输将信号运送到输出变换器。
外部天线部分可部分在第一部分内及部分在第一部分外面。在第一部分内的部分连接到无线接口和内部天线部分。
内部天线部分可包括第一天线元件、第二天线元件，其中第二天线元件的第一端可设置在第一天线元件的一端处并连接到那里，及其中第二天线元件的第二端可连接到地平面，及与第二天线元件间隔开一距离并连接到第一天线元件的第三天线元件。鉴于第二天线元件和第三天线元件，第一天线元件可水平定向，从而形成倒F天线。第一天线元件的电长度为λ/4或λ/4+x*λ/2，其中x 为如0、1、2、3等的数。
内部天线部分可由传导片和/或导电通路导线和/或柔性印刷电路板形成。
内部天线部分即第一天线元件、第二天线元件和第三天线元件可由安装在传导片上的导电通路形成，其中导电通路连接到外部天线部分的导电元件。导电通路还可连接到地平面。
另外，内部天线部分可包括多个导电通路，及外部天线部分可包括多个导电元件，其中每一导电通路连接到导电元件。每一导电通路与导电元件之间的连接可经电容器提供。电容器提供内部天线部分与外部天线部分之间的有效率的耦合，如确保外部天线接收来自供给单元的电流及确保来自外部天线部分的天线电流被传到地平面的有效耦合。从而，不需要解耦器耦合到每一导电元件。
在备选解决方案中，当具有多个导电元件时，多个导电元件中的至少一个可耦合到内部天线部分的导电通路。在该解决方案中，其它导电元件，即未被耦合到导电通路(或内部元件)的导电元件可以任何方式经磁耦合从供给单元接收电流和/或经电容耦合从连接到导电通路(或内部元件)的一导电元件接收电流。另外，该解决方案的优点在于，为了在内部天线部分与外部天线部分具有有效率的耦合，只需要单一电容器。
该解决方案的另一优点在于，当向外部天线部分添加更多导电元件时，天线(即听力设备)的大小受到极小影响，因为避免了解耦器，且电容器的数量大大减少。
第三天线元件与第二天线元件之间的距离基于沿第一天线元件的电流分布的电流和电压分布的电压之间的比确定。所述比应为50ohm。
供给单元连接到内部天线部分上的连接点的位置通过沿第一天线元件的电流和/或电压分布确定。理想地，该连接点的位置应在电压与电流之间的比为 50ohm的地方。
第二天线元件可连接到地平面。地平面的电长度可以是λ/4或者λ/4+ x*λ/2，其中x为如0、1、2、3等的数。第二天线元件可以是导电元件，如导线或者柔性印刷电路板元件。
内部天线部分可包括第四天线元件和第五天线元件，其中第五天线元件的第一端可设置在第四天线元件的一端处并连接到那里，及其中第五天线元件的第二端可连接到第一天线元件，及其中第四天线元件可与第一天线元件部分地平行，及其中第四天线元件的电长度可大于第一天线元件的电长度。
第四天线元件和第五天线元件的优点在于，天线配置成在多个频率范围内的多个频率工作。在一具体实施例中，天线可配置成使用两个通信协议链路与多个外部设备通信，其中两个链路的频率在约2.45GHz到约5.5GHz的频率范围内、或者在2.44GHz与5.5GHz之间、或者约2.45GHz的频率或者约5.5GHz 的频率。
天线可包括内部寄生元件，及其中供给单元还配置成经无线耦合如磁耦合或电容耦合向内部寄生元件供应电流。
结合外部天线部分和所述寄生元件的优点在于，天线的带宽增加，及所获得的带宽的提高不通过增大听力设备的大小获得。
内部寄生元件优选设置在第一部分内，然而，在本发明的另一例子中，内部寄生元件可设置在外部部分内和/或第二部分内和/或耦合元件内。
内部寄生元件可经磁耦合和/或电容耦合而被供应来自供给单元的电流。理解本发明不包括内部寄生元件经流电耦合或经印刷电路板接收电流的解决方案很重要。
内部寄生元件可以是连接到地平面的印刷电路板的一部分，使得内部寄生元件仅经磁耦合或者经电容耦合接收电流。来自供给单元的电流可经地平面和/ 或经外部天线部分传送并无线耦合到内部寄生元件。
内部寄生元件可以是导电并连接到地平面的无源元件。
内部寄生元件的电长度可以是λ/4或者λ/4+x*λ/2，其中x为数，如0、1、 2、3等。内部寄生元件的电长度可适应地平面和/或外部天线部分。电长度可以是任何长度，及其中内部寄生元件与外部天线之间的阻抗匹配通过阻抗匹配电路获得。阻抗匹配电路可包括一个或多个电容和/或一个或多个线圈。阻抗匹配电路可连接到内部寄生元件和地平面或者外部天线与地平面之间。
该天线可连接到配置成传输和/或接收音频或数据的无线接口。无线接口可以是印刷电路板的一部分。无线接口可适于通过在下述频率范围的电磁辐射接收和/或传输音频或数据：约2.45GHz到约5.5GHz、或者2.44GHz到5.5GHz 之间、或者约2.45GHz的频率或者约5.5GHz的频率。
听力设备可包括适于远离第一部分设置并用于向用户提供声学输出的第二部分和/或外部部分，及其中耦合元件配置成使第一部分与第二部分和/或外部部分耦合，及其中耦合元件适于至少将所述信号传给第二部分内的输出变换器和/或至少将所述信号传给外部部分和/或将位于第一部分内的输出变换器提供的声学输出传给第二部分，及其中耦合元件包括耦合到无线接口的导电元件，及其中所述导电元件是外部天线部分的至少一部分，及其中导电元件连接到内部天线部分。
第二部分设置在用户的耳道中和/或外部部分可设置在用户的皮肤部分(包括用户的颅骨)上。
供给单元内的电流主要磁耦合到内部寄生元件。该解决方案提供更紧凑的天线，其中外部天线部分的内部部分和内部寄生元件靠近地位于一起。供给单元与内部寄生元件之间的电流传送可包括电容耦合。
另外，外部天线部分的至少一部分和内部寄生元件可设置在第一部分内，使得在内部寄生元件和/或外部天线部分和/或内部天线部分之间提供电容耦合。电容耦合提高了天线的生产公差。
该天线可包括将来自供给单元的电流沿地平面的长度进行引导的地平面，及其中内部寄生元件位于听力设备内使得由地平面引导的电流磁耦合到内部寄生元件。通过具有地平面，相较于先前的、内部寄生元件经到供给单元的无线耦合直接接收电流的天线解决方案，内部寄生元件可位于更远的地方。
耦合元件可包括一个或多个屏蔽元件，用于屏蔽外部天线部分使得第一部分、第二部分、外部部分和/或外部设备内的电元件将不受来自该天线的辐射的负面影响，其具有在下面频率范围之外的频率：约2.45GHz到约5.5GHz、或者2.44GHz到5.5GHz之间、或者约2.45GHz的频率或者约5.5GHz的频率。
外部设备可以是移动电话、计算机或者不是听力设备的一部分的任何电子设备。
屏蔽元件可经带通滤波器连接到无线接口，或者屏蔽元件可连接到第一部分内的地平面。
屏蔽元件可以是扭绞在导电元件周围的导线或者扭绞在导电元件周围的导线网。耦合元件可包括第一组导电元件和第二组导电元件(及多个其它组导电元件)。第一屏蔽元件可覆盖第一组，及第二屏蔽元件可覆盖第二组，从而避免可能在多组导电元件之间出现的任何干扰。例如，第一组可连接到传声器，及第二组可连接到扬声器。
供给单元可配置成向作为天线的至少一部分的第二天线供应电流，及其中外部天线部分和第二天线通过电容耦合或磁耦合电耦合在一起，使得第二天线能够延伸外部天线部分的运行。
第二天线可以在第一部分内，其连接到第一部分内的无线接口及另一电元件。
第二天线可以是导电元件，如导线或柔性印刷电路板元件。
用于在听力设备中无线接收和/或发送数据的方法，听力设备包括输出变换器、耦合听力设备的第一部分的耦合元件，第一部分提供信号及输出变换器配置成将所述信号转换为声学输出，该方法包括步骤：
-在耦合元件内提供外部天线部分；
-提供内部天线部分，其中所述内部天线部分包括第一天线元件、第二天线元件和第三天线元件，其中第二天线元件的第一端设置在第一天线元件的一端处并连接到那里，及其中第二天线元件的第二端连接到地平面，及第三天线元件与第二天线元件间隔开一距离并连接到第一天线元件；
-将内部天线部分连接到外部天线部分；
-通过供给单元及经内部天线部分向导电元件供应电流；
-将第一部分设置在助听器用户的耳后；及
-借助于天线接收和/或发送数据。
用于在听力设备中无线接收和/或发送数据的方法实现，听力设备包括使听力设备的第一部分和第二部分耦合的耦合元件、提供信号的第一部分及包括用于将所述信号转换为声学输出的输出变换器的第二部分，该方法包括步骤：
-在耦合元件中提供导电元件，其中所述导电元件为外部天线部分的至少一部分；
-提供内部天线部分，其中所述内部天线部分包括第一天线元件、第二天线元件和第三天线元件，其中第二天线元件的第一端设置在第一天线元件的一端处并连接到那里，及其中第二天线元件的第二端连接到地平面，及第三天线元件与第二天线元件间隔开一特定距离并连接到第一天线元件；
-将内部天线部分连接到外部天线部分；
-通过供给单元及经内部天线部分向导电元件供应电流；
-将第一部分设置在助听器用户的耳后；
-将第二部分设置在用户耳道中或者用户皮肤上；及
-借助于导电元件接收和/或发送数据。
听力设备包括适于设置在用户耳后并用于提供信号的第一部分、用于将所述信号转换为声学输出的输出变换器、耦合到第一部分的耦合元件，及其中所述耦合元件适于至少传输信号或声学输出，包括外部天线部分及内部天线部分的天线，其中内部天线部分包括第一天线元件、第二天线元件，其中第二天线元件的第一端设置在第一天线元件的一端处并连接到那里，及其中第二天线元件的第二端连接到地平面，及放置在距第二天线元件一距离处并连接到第一天线元件的第三天线元件，配置成经第三天线元件向所述天线供应电流的供给单元，用于借助于天线接收和/或发送数据的无线接口，及其中所述耦合元件包括外部天线部分，及其中外部天线部分连接到内部天线部分，及其中所述耦合元件包括耦合到无线接口的导电元件，及其中所述导电元件至少是外部天线部分的一部分。
听力设备可包括适于远离第一部分设置并用于向用户提供声学输出的第二部分，及其中耦合元件使第一部分和第二部分耦合，及其中耦合元件适于至少传输所述信号和/或声输出。
听力设备可包括远离第一部分设置的外部部分，及其中外部部分包括植入刺激器，其中耦合元件或第二耦合元件使第一部分与外部部分耦合，及其中耦合元件或第二耦合元件适于至少传输所述信号，及其中第二耦合元件包括耦合到无线接口的导电元件，及其中导电元件是外部天线部分的至少一部分。
第二部分可设置在用户耳道中，及其中第二部分包括输出变换器，和/或外部部分设置在用户的皮肤部分上。
第一天线元件、第二天线元件和第三天线元件可由安装在传导片上的导电通路形成，其中导电通路连接到外部天线部分的导电元件。
第三天线元件与第二天线元件之间的距离基于沿第一天线元件和第二天线元件的电压分布的电压与电流分布的电流之间的比确定。
第一天线元件、第二天线元件和外部天线部分的电长度可以总共为λ/4或者λ/4+x*λ/2，其中x为数，如0、1、2、3等，或者第一天线元件、第二天线元件和导电元件的电长度总共为λ/4或者x*λ/4+/-λ/2，其中x为奇数如3、5、 7等。
地平面的电长度可以是λ/4或者λ/4+x*λ/2，其中x为数，如0、1、2、3 等。
内部天线部分可包括第四天线元件和第五天线元件，其中第五天线元件的第一端设置在第四天线元件的一端处并连接到那里，及其中第五天线元件的第二端连接到第一天线元件，及其中第四天线元件与第一天线元件部分地平行，及其中第四天线元件的电长度大于第一天线元件的电长度。
天线可包括内部寄生元件，及其中供给单元还配置成经无线耦合如磁耦合或电容耦合向内部寄生元件供应电流。
供给单元内的电流可磁耦合和/或电容耦合到内部寄生元件。
地平面可将来自供给单元的电流沿地平面的长度进行引导，及其中内部寄生元件位于听力设备内使得由地平面引导的电流磁耦合和/或电容耦合到内部寄生元件。
内部寄生元件的电长度可以是λ/4或者λ/4+x*λ/2，其中x为数，如0、1、 2、3等。
内部寄生元件可定位成使得在内部寄生元件与外部天线部分之间提供电容耦合，其中电容耦合包括从外部天线部分传到该寄生元件的电流。
导电元件可至少适于基于传输将所述信号输送到输出变换器。
外部天线部分可包括多个导电元件，其中两个以上导电元件连接到安装在听力设备的第二部分或外部部分内的一个或多个电子器件，及其中每一导电元件至少适于将第一部分提供的信号输送到所连接的电子器件。
两个以上导电元件可终止于第二部分内或耦合元件内、外部部分内或者耦合元件内(或者第二耦合元件内)。
第二部分内的电子器件是变换器，如另一输出变换器或传声器，和/或传感器，和/或发光二极管，和/或电极，和/或光电检测器。
无线接口可适于通过在下述频率范围的电磁辐射接收和/或发送数据：约2.45GHz到约5.5GHz、或者2.44GHz到5.5GHz之间、或者约2.45GHz的频率或者约5.5GHz的频率。
耦合元件可包括一个或多个用于屏蔽外部天线部分的屏蔽元件。
屏蔽元件可经带通滤波器连接到无线接口，或者屏蔽元件连接到第一部分内的接地元件。
供给单元可配置成向作为天线的至少一部分的第二天线供应电流，及其中外部天线部分和第二天线通过电容耦合或磁耦合电耦合在一起，使得第二天线能够延伸外部天线部分的运行。
用于在听力设备中无线接收和/或发送数据的方法，听力设备包括输出变换器、耦合听力设备的第一部分的耦合元件，第一部分提供信号，及输出变换器配置成将所述信号转换为声学输出，该方法包括步骤：
-在耦合元件内提供外部天线部分，其中外部天线部分是天线的一部分；
-提供作为所述天线的一部分的内部天线部分，其中内部天线部分包括第一天线元件、第二天线元件，其中第二天线元件的第一端设置在第一天线元件的一端处并连接到那里，及其中第二天线元件的第二端连接到接地元件，及放置在距第二天线元件一距离处并连接到第一天线元件的第三天线元件；
-将内部天线部分连接到外部天线部分；
-通过供给单元并经内部天线部分向外部天线部分供应电流；
-将第一部分设置在助听器用户的耳后；及
-通过所述天线接收和/或发送数据。
外部天线类似于外部天线部分。
听力设备可包括适于设置在用户耳后并用于提供信号的第一部分、用于将所述信号转换为声学输出的输出变换器、耦合到第一部分的耦合元件、包括至少设置在第一部分外部的外部天线及内部寄生元件的天线、配置成向外部天线供应电流的供给单元，及该供给单元还配置成经无线耦合向内部寄生元件供应电流，用于借助于天线接收和/或传输数据的无线接口，及其中所述耦合元件包括外部天线，及其中所述耦合元件包括耦合到无线接口的导电元件，及其中所述导电元件至少是外部天线的一部分。
听力设备可包括适于远离第一部分设置并用于向用户提供声学输出的第二部分，及其中耦合元件使第一部分和第二部分耦合，及其中耦合元件适于至少传输所述信号和/或声输出。
听力设备可包括远离第一部分设置的外部部分，及其中外部部分包括植入刺激器，其中耦合元件或第二耦合元件使第一部分与外部部分耦合，及其中耦合元件或第二耦合元件适于至少传输所述信号，及其中第二耦合元件包括耦合到无线接口的导电元件，及其中导电元件是外部天线的至少一部分。
第二部分设置在用户耳道中，及其中第二部分包括输出变换器，和/或外部部分设置在用户的皮肤部分上。
供给单元内的电流可磁耦合到内部寄生元件。
天线可包括将来自供给单元的电流沿地平面的长度进行引导的地平面，及其中内部寄生元件位于听力设备内使得由地平面引导的电流磁耦合到内部寄生元件。
内部寄生元件的电长度可以是λ/4或者λ/4+x*λ/2，其中x为数，如0、1、 2、3等。
外部天线的至少一部分可设置在第一部分内，及内部寄生元件定位成使得在内部寄生元件与外部天线之间提供电容耦合。
第二部分可包括输出变换器，及其中外部天线元件至少适于基于传输将所述信号输送到输出变换器。
外部天线可包括多个导电元件，其中两个以上导电元件连接到听力设备的第二部分内的一个或多个电子器件，及其中每一导电元件至少适于将第一部分提供的信号输送到第二部分内的电子器件。
两个以上导电元件可终止于第二部分、外部部分内或者耦合元件内(或者第二耦合元件内)。
第二部分内的电子器件可以是变换器，如另一输出变换器或传声器，和/或加速计、电极、发光二极管和/或光电检测器。
无线接口适于通过在下述频率范围的电磁辐射接收和/或传输数据：约 2.45GHz到约5.5GHz、或者2.44GHz到5.5GHz之间、或者约2.45GHz的频率或者约5.5GHz的频率。
耦合元件可包括一个或多个用于屏蔽外部天线的屏蔽元件。
屏蔽元件可经带通滤波器连接到无线接口，或者屏蔽元件连接到第一部分内的地平面。
供给单元可配置成向作为天线的至少一部分的第二天线供应电流，及其中外部天线和第二天线通过电容耦合或磁耦合电耦合在一起，使得第二天线能够延伸外部天线的运行。
用于在听力设备中无线接收和/或传输数据的方法，听力设备包括耦合到第一部分的耦合元件，其中第一部分提供信号，及用于将所述信号转换为声学输出的输出变换器，该方法包括步骤：
-在耦合元件中及至少在第一部分外部提供外部天线；
-通过供给单元向所述外部天线供应电流；
-在第一部分内部提供内部寄生元件；
-经无线耦合向内部寄生元件供应电流；
-将第一部分设置在助听器用户的耳后；及
-借助于外部天线接收和/或传输数据。
附图说明
本发明的各个方面将从下面结合附图进行的详细描述得以最佳地理解。为清晰起见，这些附图均为示意性及简化的图，它们只给出了对于理解本发明所必要的细节，而省略其他细节。在整个说明书中，同样的附图标记用于同样或对应的部分。每一方面的各个特征可与其他方面的任何或所有特征组合。这些及其他方面、特征和/或技术效果将从下面的图示明显看出并结合其阐明，其中：
图1a-1c示出了听力设备的例子及听力设备内的天线的例子。
图2示出了听力设备内的天线的例子。
图3示出了听力设备内的天线的例子。
如图 4a-4b示出了包括内部寄生元件的听力设备的另一例子。
图5a-5c示出了听力设备的例子及谐振频率的模拟。
图6a-6d示出了听力设备的不同例子。
图7示出了包括内部寄生元件的听力设备的另一例子。
图8a-8c示出了听力设备的不同例子。
图9示出了包括屏蔽元件的听力设备的例子。
如图 10a-10b示出了包括屏蔽元件的听力设备的例子。
图11示出了方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图提出的具体描述用作多种不同配置的描述。具体描述包括用于提供多个不同概念的彻底理解的具体细节。然而，对本领域技术人员显而易见的是，这些概念可在没有这些具体细节的情形下实施。装置和方法的几个方面通过多个不同的块、功能单元、模块、元件、电路、步骤、处理、算法等 (统称为“元素”)进行描述。根据特定应用、设计限制或其他原因，这些元素可使用电子硬件、计算机程序或其任何组合实施。
听力设备可以是适于通过接收来自用户周围的声学信号，生成对应的音频信号，可能对音频信号进行修正，并且作为可听信号向用户耳朵中的至少一个提供可能修正后的音频信号，来改善或加强用户的听力能力的听力辅助设备。“听力设备”还可以是指适于电子地接收音频信号、可能对音频信号进行修正并且作为可听信号向用户耳朵中的至少一个提供可能修正后的音频信号的诸如耳机或头戴式耳机的设备。这些可听信号可以以向用户的外耳中辐射的声学信号、或者作为机械振动通过用户头部的骨结构和/或通过用户的中耳部分向用户的内耳传递的声学信号、或者直接或间接地向用户的耳蜗神经和/或听觉皮层传递的电信号的形式提供。
听力设备适于以任意已知的方式佩戴。这可以包括i)在耳朵后面布置具有引导空气传播声学信号的管，或者具有靠近耳道布置或者布置在耳朵中的接收器/扬声器的听力设备单元，例如在耳后型助听器或者耳内接收器式助听器中，和/或ii)将听力设备完全或者部分地布置在用户的耳廓中和/或耳道中，例如在耳内型助听器或耳道中/完全耳道中型助听器中，或者iii)布置附着到植入颅骨中的固定装置的听力设备的单元，例如在骨锚式助听器或耳蜗植入件中，或者 iv)布置作为完全或部分植入的单元的听力设备的单元，例如在骨锚式助听器或耳蜗植入件中。
听力设备可以是“听力系统”的一部分，其指包括一个或两个本说明书中公开的听力设备的系统，并且“双耳听力系统”是指包括两个听力设备的系统，其中，设备适于以协作的方式向用户的两个耳朵提供音频信号。听力系统或双耳听力系统还可以包括与至少一个听力设备进行通信的辅助设备，辅助设备影响听力设备的操作和/或从听力设备的工作中受益。在至少一个听力设备和辅助设备之间建立有线或无线通信链路，使得能够在至少一个听力设备和辅助设备之间交换信息(例如控制和状态信号、可能有音频信号)。这些辅助设备可以包括遥控器、遥控麦克风、音频网关设备、移动电话、公共广播系统、汽车音频系统或音乐播放器中的至少一个或其组合。音频网关适于诸如从像电视或音乐播放器的娱乐设备、像移动电话的电话装置或者计算机、PC接收大量音频信号。音频网关还适于选择和/或组合接收到的音频信号中的合适的一个(或信号的组合)，用于传输到至少一个听力设备。遥控器适于对至少一个听力设备的功能和操作进行控制。遥控器的功能可以在智能电话或其它电子设备中实现，智能电话/电子设备可能运行对至少一个听力设备的功能进行控制的应用。
总的来说，听力设备包括i)诸如麦克风的输入单元，用于接收来自用户周围的声学信号，并且提供对应的输入音频信号，和/或ii)接收单元，用于电子地接收输入音频信号。听力设备还包括用于对输入音频信号进行处理的信号处理单元和用于依据处理后的音频信号向用户提供可听信号的输出单元。
输入单元可以包括多个输入麦克风，例如用于提供依赖于方向的音频信号处理。这种定向麦克风系统适于增强用户环境中的大量声学源中的目标声学源。在一个方面，定向系统适于检测(例如自适应地检测)麦克风信号的特定部分源自哪个方向。这可以通过使用传统上已知的方法来实现。信号处理单元可以包括放大器，放大器适于对输入音频信号施加依赖于频率的增益。信号处理单元还可以适于提供诸如压缩、噪声降低等其它相关功能。输出单元可包括用于透皮或经皮地向颅骨提供空气传播声学信号的诸如扬声器/接收器的输出转换器，或者用于提供结构传播或液体传播的声学信号的振动器。在一些听力设备中，输出单元可包括诸如人工耳蜗中的用于提供电信号的一个或多个输出电极。
应当理解，在本说明书全文中对“一个实施例”或者“实施例”或者“一方面”或者作为“可以”包括的特征的称谓，意为结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实施例中。此外，特定特征、结构或特性在本发明的一个或更多个实施例中可以适当地组合。提供了前面的描述，以使得任意本领域技术人员能够实施这里描述的各个方面。对这些方面的各种变形对于本领域技术人员是显而易见的，并且这里定义的通用原理可以应用于其它方面。
权利要求不旨在局限于这里示出的各方面，而应当符合与权利要求的语言一致的完整范围，其中，除非如此具体指出，否则对元素的单数称谓不旨在意为“一个并且仅为一个”，而是意为“一个或更多个”。除非另外具体指出，否则术语“一些”是指一个或更多个。
相应地，本发明的范围应当按照所附的权利要求来判断。
图1a-1c示出了听力设备1的例子及听力设备1内的天线8的例子。图1a 示出了听力设备1，其包括适于设置在用户耳后并用于提供信号的第一部分2、用于将所述信号转换为声学输出的输出变换器10、耦合到第一部分2的耦合元件6、包括至少设置在第一部分2的外部的外部天线部分14及设置在第一部分内的内部天线部分13的天线8、供给单元20配置成经内部天线部分13向外部天线部分14供应电流。听力设备1还包括配置成借助于天线8接收和/或发送数据和/或音频和/或功率的无线接口16。耦合元件6包括外部天线部分14，及外部天线部分14连接到内部天线部分13。在该特定例子中，听力设备1还包括适于远离第一部分设置并用于将声学输出提供给用户的第二部分4，其中第二部分4包括输出变换器10。耦合元件6使第一部分2和第二部分4耦合，耦合元件6适于至少将所述信号传给输出变换器10，及耦合元件6包括耦合到无线接口16的导电元件18，及其中导电元件18是外部天线部分14的至少一部分。
图1b示出了天线8包括作为主平面11的一部分的内部天线部分13及至少为外部天线部分14的一部分的导电元件18A-18C。在该具体例子中，内部天线部分13包括第一天线元件13A、第二天线元件13B和第三天线元件13C，其中第二天线元件13B的第一端设置在第一天线元件13A的一端处并连接到那里，及其中第二天线元件13B的第二端连接到地平面26，及第三天线元件13C 与第二天线元件13B间隔开并连接到第一天线元件13A。导电元件18A-18C经第一天线元件13A连接到内部天线部分13。
图1c示出了听力设备1的天线8，其中第二天线元件13B和第三天线元件 13C由主平面11中的一个或多个导电通路9A形成，其中内部天线部分的导电通路9A连接到外部天线部分14的导电元件18A-18C。在该具体例子中，导电通路9A安装在传导片9上。
图2示出了第二天线元件13B与第三天线元件13C之间的距离基于沿第一天线元件13A的电压分布39的电压和电流分布38的电流之间的比确定。在该具体例子中，供给单元20到内部天线部分13的连接点的位置位于所述电压和所述电流之间的比为50ohm的地方。
图3示出了天线8，其中内部天线部分包括第四天线元件13D和第五天线元件13E，其中第五天线元件13E的第一端设置在第四天线元件13D的一端处并连接到那里，及其中第五天线元件13E的第二端连接到第一天线元件13A，及其中第四天线元件13D与第一天线元件13A部分地平行，及其中第四天线元件13D的电长度大于第一天线元件13A的电长度。
在该具体例子中，内部天线部分13为具有至少两个频率即工作频率的双频带倒F天线，其中第一频率由第四和第五天线元件(13D,13E)表示，及第二频率由内部天线部分13的其余天线元件(13A-13C)表示。如果第四天线元件 13D具有比第一天线元件13A长的电长度，导致第一频率小于第二频率。
图4a-4b示出了听力设备1，其中天线8包括内部寄生元件12、内部天线部分13和外部天线部分14、18。图4a示出了与图1a类似的听力设备，然而，在该具体例子中，听力设备包括内部寄生元件12。图4b示出了天线8包括内部寄生元件12。在该具体例子中，供给单元定位成使得电流经无线耦合如磁耦合22和/或电容耦合23供应给内部寄生元件。内部寄生元件12连接到地平面 26。
图5a-5c示出了具有和没有内部寄生元件12的听力设备1的模拟。图5a 示出了没有内部寄生元件12的听力设备1，及图5b示出了具有内部寄生元件的听力设备1，及图5c示出了具有和没有内部寄生元件12的听力设备1的模拟结果。该结果表明，没有内部寄生元件12的天线的10dB带宽小于具有内部寄生元件12的天线8的10dB带宽。这清楚地表明，具有多个导电元件18A- 18E用作外部天线部分14的解决方案在将寄生元件12包括在天线8的设计内时具有提高的带宽。
图6a-6d示出了听力设备1由用户30佩戴。图6a示出了耳后式助听器1，其中第一部分2位于用户30的耳廓与用户30的颅骨之间。第二部分4位于用户30的耳道内。第一部分2和第二部分4经耦合元件6耦合。耦合元件7可配置成经空气传送声学输出或者配置成经导电元件18传送信号。图6b示出了耳蜗式助听器1，其中第一部分2连接(6)到第二部分4和外部部分4b，其中外部部分4b为植入刺激器。连接6包括第一和第二耦合元件，其中第一和第二耦合元件可类似于先前描述的耦合元件。图6c示出了耳蜗式助听器1，其中第一部分2经耦合元件6连接到外部部分4b。图6d示出了听力设备1，其中耦合元件6为可分离地安装到第一部分2的耳钩6。
图7示出了其中内部寄生元件不是主平面11的一部分而是远离外部天线部分14安装例如安装在第一部分2内的印刷电路板(PCB)3上的天线8。内部寄生元件12经地平面26与内部寄生元件12之间的无线耦合22、23从供给单元20接收电流24。
图8a-8c示出了听力设备1的多个不同例子，其中耦合元件6或为包括一个或多个导电元件的中空管或为包括内芯和外芯的中空管，其中外芯包围内芯。内芯可包括配置成引导声学输出的空气，及外芯可包括导电元件18，即外部天线部分14。图8a示出了导电元件18终止于第二部分4内并连接到输出变换器 10。图8b示出了导电元件18终止于耦合元件6内。第一部分包括输出变换器。图8c示出了耦合元件6内的多个导电元件18A-18C，其中导电元件18A-18C 中的每一个连接到第二部分内的传感器10A-10C。
图9示出了耦合元件6，其中屏蔽元件32扭绞在导电元件18A、18B周围。
图10a-10b示出了屏蔽元件32的不同例子。图10a示出了屏蔽元件32终止于第一部分2内的地34。图10b示出了屏蔽元件32经带通滤波器连接到无线接口16。
图11示出了用于在听力设备1中无线接收和/或发送数据的方法100，听力设备1包括输出变换器10、耦合听力设备的第一部分2的耦合元件6，第一部分提供信号及输出变换器配置成将所述信号转换为声学输出。方法100包括步骤：在耦合元件内提供外部天线部分(步骤A)；提供内部天线部分，其中所述内部天线部分包括第一天线元件、第二天线元件和第三天线元件，其中第二天线元件的第一端设置在第一天线元件的一端处并连接到那里，及其中第二天线元件的第二端连接到地平面，及第三天线元件与第二天线元件间隔开一距离并连接到第一天线元件(步骤B)；将内部天线部分连接到外部天线部分 (步骤C)；通过供给单元及经内部天线部分向导电元件供应电流(步骤D)；将第一部分设置在助听器用户的耳后(步骤E)；及借助于导电元件接收和/或发送数据(步骤G)。非必须地，该方法还可包括步骤：将第二部分4设置在用户耳道中或者用户皮肤上，其中第二部分耦合到耦合元件6(步骤F)。

Claims (23)

1.一种听力设备，包括：
-适于设置在用户耳后并用于提供信号的第一部分；
-用于将所述信号转换为声学输出的输出变换器；
-耦合到第一部分的耦合元件，及其中耦合元件适于至少传输所述信号或者声学输出；
-包括外部天线部分和内部天线部分的天线，其中内部天线部分设置在所述第一部分中并包括第一天线元件、第二天线元件和第三天线元件，其中第二天线元件的第一端设置在第一天线元件的一端处并连接到那里，及其中第二天线元件的第二端连接到地平面，及第三天线元件与第二天线元件间隔开一距离并连接到第一天线元件；
-配置成经第三天线元件向所述天线供应电流的供给单元；
-用于借助于所述天线接收和/或发送数据的无线接口；及
其中耦合元件包括所述外部天线部分，其中外部天线部分连接到内部天线部分，及其中所述耦合元件包括耦合到无线接口的导电元件，及其中所述导电元件至少是外部天线部分的一部分。
2.根据权利要求1所述的听力设备，包括适于远离第一部分设置并用于向用户提供声学输出的第二部分，及其中所述耦合元件使第一部分和第二部分耦合，及其中耦合元件适于至少传输所述信号和/或所述声学输出。
3.根据权利要求1所述的听力设备，包括远离第一部分设置的外部部分，及其中外部部分包括植入刺激器，其中所述耦合元件或第二耦合元件使第一部分与外部部分耦合，及其中耦合元件或第二耦合元件适于至少传输所述信号，及其中第二耦合元件包括耦合到无线接口的导电元件，及其中导电元件是外部天线部分的至少一部分。
4.根据权利要求2或3所述的听力设备，其中第二部分设置在用户耳道中，及其中第二部分包括所述输出变换器，和/或外部部分设置在用户的皮肤部分上。
5.根据权利要求1所述的听力设备，其中第一天线元件、第二天线元件和第三天线元件由安装在传导片上的导电通路形成，其中导电通路连接到外部天线部分的导电元件。
6.根据权利要求1所述的听力设备，其中第三天线元件与第二天线元件之间的距离基于沿第一天线元件和第二天线元件的电压分布的电压和电流分布的电流之间的比确定。
7.根据权利要求1所述的听力设备，其中第一天线元件、第二天线元件和外部天线部分的电长度总共为λ/4或者λ/4+x*λ/2，其中x为整数；或者第一天线元件、第二天线元件和导电元件的电长度总共为λ/4或者x*λ/4±λ/2，其中x为奇数。
8.根据权利要求1所述的听力设备，其中地平面的电长度为λ/4或者λ/4+x*λ/2，其中x为整数。
9.根据权利要求1所述的听力设备，其中内部天线部分包括第四天线元件和第五天线元件，其中第五天线元件的第一端设置在第四天线元件的一端处并连接到那里，及其中第五天线元件的第二端连接到第一天线元件，及其中第四天线元件与第一天线元件部分地平行，及其中第四天线元件的电长度大于第一天线元件的电长度。
10.根据权利要求1所述的听力设备，其中所述天线包括内部寄生元件，及其中供给单元还配置成经无线耦合向内部寄生元件供应电流。
11.根据权利要求10所述的听力设备，其中供给单元内的电流磁耦合到内部寄生元件。
12.根据权利要求10或11所述的听力设备，其中地平面将来自供给单元的电流沿地平面的长度进行引导，及其中内部寄生元件位于听力设备内使得由地平面引导的电流磁耦合和/或电容耦合到内部寄生元件。
13.根据权利要求10所述的听力设备，其中内部寄生元件的电长度是λ/4或者λ/4+x*λ/2，其中x为整数。
14.根据权利要求10所述的听力设备，其中内部寄生元件定位成使得在内部寄生元件与外部天线部分之间提供电容耦合，其中电容耦合包括从外部天线部分传到所述寄生元件的电流。
15.根据权利要求1所述的听力设备，其中导电元件至少适于基于传输将所述信号输送到输出变换器。
16.根据权利要求2或3所述的听力设备，其中外部天线部分包括多个导电元件，其中两个以上导电元件连接到安装在听力设备的第二部分或外部部分内的一个或多个电子器件，及其中每一导电元件至少适于将第一部分提供的信号输送到所连接的电子器件。
17.根据权利要求16所述的听力设备，其中两个以上导电元件终止于第二部分内、外部部分内或者耦合元件内。
18.根据权利要求16所述的听力设备，其中第二部分内的电子器件是变换器，和/或传感器，和/或发光二极管，和/或电极和/或光电检测器。
19.根据权利要求1所述的听力设备，其中无线接口适于通过在下述频率范围的电磁辐射接收和/或发送数据：2.45GHz到5.5GHz、或者2.44GHz到5.5GHz之间、或者2.45GHz的频率或者5.5GHz的频率。
20.根据权利要求1所述的听力设备，其中耦合元件包括一个或多个用于屏蔽外部天线部分的屏蔽元件。
21.根据权利要求20所述的听力设备，其中屏蔽元件经带通滤波器连接到无线接口，或者屏蔽元件连接到第一部分内的接地元件。
22.根据权利要求1所述的听力设备，其中供给单元配置成向作为天线的至少一部分的第二天线元件供应电流，及其中外部天线部分和第二天线元件通过电容耦合或磁耦合电耦合在一起。
23.用于在听力设备中无线接收和/或发送数据的方法，听力设备包括输出变换器、耦合听力设备的第一部分的耦合元件，第一部分提供信号及输出变换器配置成将所述信号转换为声学输出，所述方法包括步骤：
-在耦合元件内提供外部天线部分，其中外部天线部分为天线的一部分；
-提供作为所述天线的一部分的内部天线部分，其中所述内部天线部分设置在所述第一部分中并包括第一天线元件、第二天线元件和第三天线元件，其中第二天线元件的第一端设置在第一天线元件的一端处并连接到那里，及其中第二天线元件的第二端连接到地平面，及第三天线元件与第二天线元件间隔开一距离并连接到第一天线元件；
-将内部天线部分连接到外部天线部分；
-通过供给单元及经内部天线部分向外部天线部分供应电流；
-将第一部分设置在助听器用户的耳后；及
-通过所述天线接收和/或发送数据。
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