CN109963245A - 具有数字可调谐式天线的听力仪器 - Google Patents
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Abstract
根据本公开,提供一种听力仪器,该听力仪器包括:麦克风,用于接收声音并对接收到的声音进行转换;信号处理器,用于将接收到的声音处理成音频信号,以补偿用户的听力损失;扬声器,连接到信号处理器;以及无线通信单元,连接到信号处理器,用于无线通信,该无线通信单元与用于发射并接收电磁场的天线结构互连,该天线结构包括具有第一端和第二端的天线元件,其中第一端连接到天线结构的馈电端,并且其中可控部件与天线元件串联设置,可控部件经配置以改变天线结构的一个或多个特性。
Description
技术领域
本发明涉及听力仪器,诸如用于补偿用户听力损失的听力仪器,特别是具有无线通信能力的听力仪器并且因此涉及包括用于通信的天线的听力仪器,特别是涉及具有可调谐式天线诸如数字可调谐式天线的听力仪器。
背景技术
近年来,听力仪器越来越能够与周围环境进行通信,包括与遥控器、配对麦克风(spouse microphones)、其他听力仪器进行通信,最近还直接与智能电话和其他外部电子设备进行通信。
听力仪器是非常小且精密的装置,为了满足上述要求,听力仪器需要包括许多电子和金属部件,这些部件包含在小到足以安装在人的耳道中或外耳后面的外壳中。许多电子和金属部件与小尺寸的听力仪器外壳相结合,对用于具有无线通信能力的听力仪器的射频天线施加很高的设计限制。
因此,听力仪器中的天线、特别是射频天线,必须被设计成实现与各种装置的连接,以在所有环境中以尽可能大的频率带宽,获得针对所有尺寸和形状的头部、耳朵和头发的良好通信,尽管存在空间限制和助听器的尺寸所强加的其他设计约束。
在一些天线结构中,使用以电容或电感形式的天线缩短/延长部件来改变天线结构的谐振频率。
在一些天线结构中,阻抗匹配用于实现传输线上的最大功率传输,并且线路阻抗经配置以匹配无线电(radio)和天线。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺点中的至少一些,并且本发明的另一目的是提供一种具有增加的无线通信能力的听力仪器。
根据第一方面,提供一种听力仪器,该听力仪器包括麦克风,该麦克风用于接收声音并将接收到的声音转换成对应的第一音频信号。听力仪器包括:第一信号处理器,用于将第一音频信号处理成第二音频信号,例如以补偿听力仪器用户的听力损失;扬声器,连接到信号处理器的输出端,以用于将第二音频信号转换成输出声音信号;以及无线通信单元,连接到信号处理器,以用于无线通信。无线通信单元与用于发射并接收电磁场的天线结构互连,该天线结构包括具有第一端和第二端的天线元件,其中第一端连接到天线结构的馈电端。可控部件可以与天线元件串联设置,可控部件经配置以改变天线结构的特性。
根据第二方面,提供一种用于操作听力仪器的方法,该听力仪器包括:麦克风,用于接收声音并将接收到的声音转换成对应的第一音频信号;信号处理器,用于将第一音频信号处理成第二音频信号,以补偿听力仪器用户的听力损失;扬声器,连接到信号处理器的输出端,以用于将第二音频信号转换成输出声音信号;以及无线通信单元,连接到信号处理器以用于无线通信,并且与用于发射并接收电磁场的天线结构互连,该天线结构包括具有第一端和第二端的天线元件,其中第一端连接到天线结构的馈电端。提供可控部件,并且可控部件可以与天线元件串联设置。该方法包括:接收数据通信信号;确定接收到的数据通信信号的信号强度,并响应于确定的信号强度,向可控部件提供控制信号;控制可控部件以响应于控制信号而改变天线结构的特性。
可控部件可以是数字可控部件,并且该天线结构可以是数字可调谐式天线结构。
在一些实施例中,可控部件设置在天线元件的第一端与天线元件的第二端之间,或者该可控部件可以设置在天线元件的第二端与天线的接地连接件之间。
天线元件的第一端可以是天线端子。
无线通信单元经配置用于无线通信,包括无线数据通信,并且在该方面与用于发射并接收电磁场的天线互连。无线通信单元可以包括发射机、接收机、发射机-接收机对,诸如收发机、无线电单元等。无线通信单元可以经配置以使用本领域技术人员已知的任何协议(包括蓝牙(包括蓝牙低功耗、蓝牙智能等)、WLAN标准、制造特定协议(诸如定制的接近天线协议、诸如专有协议、诸如低功率无线通信协议、诸如CSR mesh)等)进行通信。
在一些实施例中,天线结构是机电天线结构,并且可控部件经配置以改变天线结构的一个或多个机电特性。天线的机电特性包括天线阻抗、天线的电长度、辐射图案、辐射效率、天线的极化电长度等。
在一些实施例中,天线结构的特性被数字调谐,以优化天线结构的性能。因此,天线结构可以被数字调谐,以优化天线在给定环境或给定情况下的性能。
在一些实施例中,当天线结构的特性改变时,沿天线元件的电流分布和/或天线结构的频率响应也可以改变。
可控部件可以包括选自由电阻器、电容器、电感器、二极管和晶体管组成的组中的一个或多个可调节部件。可控部件可以是可调节电容器,诸如数字可调节电容器。可控部件可以是可调节电感器,诸如数字可调节电感器。可控部件可以包括开关装置,诸如单极、双掷电开关(诸如SPDT、SP3T或SP4T等),能够连接到三个、四个等可调节或静态部件。在一些实施例中,可控部件可以包括开关装置,诸如单极、双掷电开关,诸如SPDT、SP3T或SP4T等能够连接到三个、四个等可调节或静态部件的电开关,静态部件选自由电阻器、电容器、电感器、二极管和晶体管组成的组。静态部件通常具有固定值。
在一些实施例中,可控部件的参数经配置以响应于控制信号而被调节。例如,电阻器的电阻可以被调节,电容器的电容可以被调节,电感器的电感可以被调节,开关的开关位置可以被调节以连接到不同的部件,诸如不同类型的部件,诸如不同参数值的部件。因此,也可以调节二极管和晶体管的DC电压。
在一些实施例中,可控部件可以具有预定数量的设置,诸如预定数量的参数值。可控部件可以经配置以响应于接收的控制信号,在预定数量的设置之间切换,从而在预定数量的参数值之间切换。例如,控制信号可以指示应当使用预定数量的参数设置中的哪一个。在一些实施例中,每个预定的参数设置被分配给特定的信道。
在一些实施例中,可以以连续的方式调节可控部件,从而允许参数值的连续调节。
听力仪器的处理器诸如第二信号处理器,和/或无线通信单元可以包括接收到的信号质量指示器。在一些实施例中,第二处理器和/或无线通信单元存储接收到的信号质量和可控部件设置的历史数据。
在一些实施例中,可控部件经配置以在听力仪器的试配(fitting)过程期间,诸如在听力试配过程期间,改变天线结构的一个或多个特性。
在一些实施例中,可控部件经配置以在听力仪器的校准期间,诸如在听力校准过程期间,诸如在生产后校准过程期间,诸如在生产后工厂校准过程期间,改变天线结构的一个或多个特性。
在一些实施例中,第一听力仪器和第二听力仪器形成双耳听力仪器的一部分。第一听力仪器和第二听力仪器可以相对于彼此校准。在一些实施例中,相对于从第二听力仪器接收到的信号,调节第一听力仪器的可控部件。另外,在一些实施例中,相对于从第一听力仪器接收到的信号,调节第二听力仪器的可控部件。
天线结构包括具有第一端和第二端的天线元件,其中第一端连接到天线结构的馈电端。
天线元件的第二端可以是开放端。天线元件的第二端可以连接到无线通信单元。天线元件的第二端可以连接到接地件,诸如连接到接地电位。
在一些实施例中,天线元件是谐振天线元件。
在一些实施例中,天线元件是全波长天线元件。在一些实施例中,天线元件是四分之一波长天线元件。
在一些实施例中,天线元件的第一端连接到天线结构的馈电端,并且天线元件的第二端通过可控部件连接到接地电位。
在一些实施例中,天线元件的第一端连接到天线结构的馈电端,并且天线元件的第二端是开放端,可控部件设置在第一端与开放端之间。
在一些实施例中,天线元件的第一端连接到天线结构的馈电端,并且天线元件的第二端通过可控部件连接到接地电位。
在一些示例中,可控部件被提供为安装在布置于听力仪器中的支撑基板上(诸如安装在布置于听力仪器中的印刷电路板上)的可控部件。
天线元件可以经由天线元件的第二端和天线端子连接到可控部件和接地件。
天线结构的接地件可以是支撑基板,诸如印刷电路板。传输线可以经由可控部件将天线端子连接到接地件。
在一些实施例中,可控部件设置在天线元件的第二端附近。因此,可控部件可以设置在距第二端的一定距离内,诸如等于或小于天线元件的第一端与第二端之间距离的25%,此距离等于或小于天线元件的第一端与第二端之间距离的10%。在一些实施例中,可控部件设置在距第二端的一定距离内,诸如等于或小于0.1波长的距离,诸如等于或小于由天线结构发射和接收的电磁场的0.05波长。
听力仪器可以是任何听力仪器,诸如补偿听力仪器用户的听力损失的任何听力仪器,或者诸如向用户提供声音的任何听力仪器。
在一些实施例中,听力仪器包括一个或多个听力仪器外壳模块。听力仪器可以包括至少一个耳后模块,该耳后模块经配置以当其被提供在预期的操作位置时定位在用户的耳朵后面。耳后模块至少包括第一信号处理器和天线元件。传统上,耳后模块至少包括第一信号处理器、无线通信单元,并且在一些实施例中,包括至少一个天线元件。听力仪器电池通常也设置在耳后模块中。
在一些实施例中,可以提供听力仪器,其具有耳后模块、耳内模块和两个模块之间的连接件,诸如管模块。通常,听力仪器部件可以分布在模块之间。在许多听力仪器中,接收机定位在耳内模块中。
在一些实施例中,听力仪器包括至少一个耳内模块或深耳道式模块(completely-in-the-canal module)。至少一个耳内模块或深耳道式模块经配置以当其被提供在预期的操作位置时定位在用户的耳朵中。耳内模块至少包括第一信号处理器和天线元件。
听力仪器可以是耳内或深耳道式听力仪器,其中听力仪器设置在用户的耳朵中。因此,在一些实施例中,耳内模块包括听力仪器部件,听力仪器部件包括处理器、无线通信单元、电池、麦克风和扬声器等。
需要强调的是,如上所述,可以设想模块的任何组合,并且各种听力仪器部件可以容纳在不同的模块中。
天线元件优选地容纳在听力仪器内,诸如容纳在听力仪器外壳模块内,诸如容纳在耳后模块内,诸如容纳在耳内模块内等。在一些实施例中,天线元件可以延伸到例如将耳后模块和耳中模块互连的管模块(tube module)中。
天线元件可以设置在听力仪器的第一侧和听力仪器的第二侧上,例如在听力仪器外壳模块的第一侧和听力仪器外壳模块的第二侧上,例如在耳后模块的第一侧和耳后模块的第二侧上,例如在耳内模块的第一侧和耳内模块的第二侧上。
在一些实施例中,当听力仪器佩戴在用户耳朵处的操作位置时,听力仪器的第一侧(例如听力仪器外壳模块的第一侧)邻近用户的头部表面,并且其中听力仪器的第二侧(例如听力仪器外壳模块的第二侧)与第一侧相对。
在一些实施例中,天线元件的至少一部分从听力仪器的第一侧延伸到听力仪器的第二侧,例如从听力仪器外壳模块的第一侧延伸到听力仪器外壳模块的第二侧。
天线元件可以经配置使得天线元件的从第一侧延伸到第二侧的一部分在使用期间承载最大电流。
在一些实施例中,当听力仪器定位在预期的操作位置时,天线元件的从听力仪器的第一侧延伸到听力仪器的第二侧的一部分在不平行于头部侧的方向上延伸。在一些实施例中,当听力仪器定位在预期的操作位置时,天线元件的从听力仪器的第一侧延伸到听力仪器的第二侧的一部分在远离用户头部的方向上延伸,例如在垂直于(例如90+/-30度)头部侧的方向上延伸。
在一些实施例中,听力仪器包括第二信号处理器,以用于评估接收到的信号强度,并响应于对接收到的信号强度的评估向可控部件提供控制信号。
第二信号处理器可以形成第一信号处理器的一部分,第一信号处理器经配置将第一音频信号处理成例如第二音频信号,以补偿听力仪器用户的听力损失。可选地,第二信号处理器可以是单独的信号处理器。
在一些实施例中,第二信号处理器评估经由天线结构接收到的信号的强度。所接收的信号可以是从外部装置诸如听力仪器辅助装置(诸如配对麦克风、遥控器等)接收到的信号。所接收的信号可以是从任何外部装置例如移动电话、平板电脑、计算机、智能可佩戴设备等,或者从外部装置例如家用电器或公共信息装置接收到的信号。该信号可以是来自外部装置的信号,例如来自双耳听力仪器的第二听力仪器的信号。
可以通过任何已知的方法来评估接收的信号的质量,以例如通过提供对接收的信号质量的指示,估计无线通信单元与任何外部装置之间的链路的性能和/或可靠性。
在一些实施例中,基于在接收的信号中存在的功率来评估接收的信号质量。功率电平可以表示为功率的相对指数和/或功率电平可以表示为dBm。因此,信号质量可以基于对接收的信号强度RSS的测量,或者信号质量可以基于接收的信号强度指示RSSI的测量。
在一些实施例中,基于比特误差因子(诸如信号中的比特误差数量等)来评估接收的信号质量。在一些实施例中,可以基于分组差错率来评估接收的信号质量。
在一些实施例中,基于比特误差率、分组差错率或接收的信号强度测量来评估接收的信号质量。
在一些实施例中,响应于对接收的信号质量的评估,向可控部件提供控制信号。可控部件经配置以响应于控制信号而被调节。
因此,可控部件可以响应于控制信号并因此响应于对接收的信号质量的评估,改变天线结构的一个或多个特性。天线结构的一个或多个特性可以被改变以更改接收的信号质量。特别地,可以改变天线结构的特性以提高信号强度质量。
在一些实施例中,提供反馈以在首次调节可控部件之后重新评估接收的信号质量。因此,可以设想,可以执行对接收的信号质量的多次评估,从而顺序地生成多个控制信号,每个控制信号随后响应于控制信号对应地调节可控部件。
在下文中,主要参考听力仪器诸如助听器来描述实施例。助听器可以是双耳助听器。然而,可以设想,结合任一个方面描述的任何实施例或元件可以与任何其他方面或实施例加以必要的变更地一起使用。
附图说明
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的上述和其他特征和优点对于本领域技术人员而言将变得显而易见,其中:
图1示出根据本公开的示例性听力仪器的框图,
图2示意性地示出根据本公开的具有天线的听力仪器,
图3示意性地示出根据本公开的具有天线的听力仪器,
图4a-图4d示意性地示出根据本公开的天线结构,
图5示出根据本公开的实施例的并包括天线结构的耳后式听力仪器,
图6示出根据本公开的另一实施例的并包括天线结构的耳内式听力仪器,
图7示出根据本公开的另一实施例的并包括天线结构的耳后式听力仪器,
图8是示出根据本公开的用于控制可控元件的方法的流程图。
具体实施方式
然而,所要求保护的发明可以以不同的形式实施,并且不应当被解释为限于本文所阐述的实施例。
图1中示出典型(现有技术)的听力仪器110的框图。听力仪器110包括第一换能器,即麦克风4,用于接收输入的声音并将其转换成音频信号,即第一音频信号。第一音频信号被提供给信号处理器9,信号处理器9用于将第一音频信号处理成第二音频信号,以补偿助听器用户的听力损失。接收机6连接到信号处理器9的输出端,以用于将第二音频信号转换成输出声音信号例如修改为补偿用户的听力损伤的信号,并将输出声音提供给接收机6。通常,接收机6包括换能器,并且接收机可以被称为扬声器。
因此,听力仪器信号处理器9包括元件,诸如放大器、压缩器和降噪系统等。听力仪器或助听器还可以具有滤波器功能,例如用于优化输出信号的补偿滤波器12。助听器还可以具有用于无线数据通信的无线通信单元8,无线通信单元8与用于发射并接收电磁场的天线结构10互连。无线通信单元8例如无线电或收发机,连接到听力仪器信号处理器9和天线结构10,以用于与外部装置或位于另一耳朵处的另一听力仪器(例如通常在双耳听力仪器系统中的另一听力仪器)进行通信。听力仪器110还包括电源11,例如电池。
听力仪器可以是耳后式听力仪器,并且可以被提供为耳后模块,听力仪器可以是耳内模块并且可以被提供为耳内模块。可选地,听力仪器的部件可以设置在耳后模块中,而其它部件诸如接收机6可以设置在耳内模块中。
图2和图3示意性地示出根据本公开的具有用于发射并接收电磁场的天线结构10的听力仪器。
在图2中,无线通信单元20设置在印刷电路板22处,或者用于在听力仪器中支撑无线通信单元20的类似结构处。无线通信单元20经由传输线32连接到第一天线端子28。第二天线端子30经由传输线34并通过可控部件36互连到接地件38。天线结构10包括具有第一端21和第二端23的天线元件24,其中第一端21连接到在第一天线端子28处的天线结构的馈电端,并且天线元件24的第二端23连接到第二天线端子30。天线结构10还包括与天线元件24串联设置的可控部件36。可控部件36安装在印刷电路板22上并连接到设置在印刷电路板22处的接地件38。天线元件24的长度是由天线结构10发射和接收的电磁场的全波长。
在图3中,示出可控部件的替代位置。无线通信单元20设置在印刷电路板22处,或者用于在听力仪器中支撑无线通信单元20的类似结构处。无线通信单元20经由传输线32连接到第一天线端子28。第二天线端子30经由传输线34与无线通信单元20互连,或者可选地连接到印刷电路板的接地件。天线结构10包括具有第一端21和第二端23的天线元件24,其中第一端21连接到在第一天线端子28处的天线结构的馈电端,并且天线元件24的第二端23连接到第二天线端子30。天线结构10还包括可控部件36,该可控部件与天线元件24串联设置在天线元件24的第一端21与第二端23之间。在一些实施例中,可控部件36设置在天线元件24的第二端23附近。天线元件24经由第二天线端子30和传输线34连接到无线通信单元。天线元件24的长度是由天线结构10发射和接收的电磁场的全波长。可以设想,在一些实施例中,天线元件24的第二端23可以是自由端,并且天线元件24的长度可以是四分之一波长,例如约四分之一波长。
在图2和图3两者中,可控部件36经配置以改变天线结构10的一个或多个特性。处理器35例如硬件处理器35,向可控部件36提供控制信号37。处理器35连接到无线通信单元20,并且经配置以评估接收的信号质量并响应于对接收的信号质量的评估,向可控部件提供控制信号37。应当强调的是,可以以本领域技术人员已知的任何方式对接收的信号质量进行评估,包括使用基于比特误差率、分组差错率或输入或接收的信号的接收的信号强度测量的评估。
可控部件36经配置以响应于控制信号37而被调节,例如可以响应于控制信号而调节可控部件36的参数。
图4a-图4d示意性地示出根据本公开的天线结构。
在图4a中,示出与图2中的天线结构相对应的天线结构。天线元件44从天线元件44的第一端41处的第一天线端子47延伸到天线元件44的第二端42处的第二天线端子48。传输线将第二天线端子48连接到可控部件46,可控部件46进一步连接到接地件50。因此,天线元件44通过可控部件46连接到接地件。
在图4b中,示出与图3中的天线结构相对应的天线结构。天线元件44从天线元件44的第一端41处的第一天线端子47延伸到可控部件46,并进一步延伸到天线元件44的第二端42处的第二天线端子48。天线端子48连接到接地件50。在一些实施例中,天线端子连接到有线通信单元(未示出)。
在图4a和图4b中,可控部件46与天线元件44串联连接。
在图4c中,示出根据本公开的另一天线结构。天线元件44具有倒F形天线的形式,并且具有从第一天线端子47延伸的第一分支43和连接到接地件51的第二分支45。天线元件44进一步连接到可控部件46,可控部件46进一步连接到接地件50。应当注意到,接地件50和接地件51可以是相同的接地件,例如相同的接地电位。天线结构连接到无线通信单元(未示出),并且因此在天线端子47处馈电。如图4c所示,天线在沿天线部分49的中间点被馈电。因此,天线元件44包括天线部分49、第一分支43和第二分支45。可控部件46及其与接地件50的连接可以分别如图4a所示或如图4b所示来实现。
在图4d中,示出根据本公开的另一天线结构。天线元件44从天线元件44的第一端41处的第一天线端子47延伸到可控部件46。可控部件46和接地件50可以如图4a或4b所示来实现,因此可控部件46被提供为天线元件44的一部分,或者可控部件46在天线元件44的第二天线端子之后提供。可控部件46被实施为开关52,其被示为向接地件50提供三条路径53、54、55的三路开关52。第一路径53经由短路53将天线元件连接到接地件50。第二路径54通过线圈54’将天线元件连接到接地件50。第三路径55经由电容器55’将天线元件连接到接地件50。应当强调的是,所示的可控部件是示例性的,包括开关的可控部件可以实施为具有一条路径,具有多条路径(包括两条、三条、四条、五条等从天线元件到接地件50的路径)。
如图4d所示,可控部件可以包括一个或多个部件(包括电阻器、电容器、电感器、二极管、晶体管等)。在图4d中,部件由线圈54’和电容器55’示出。这些部件本身可以是可调节部件,因此可以有助于可控部件的控制,或者这些部件可以具有固定值,并且开关可以通过控制所选择的路径来实施控制。
图5示出听力仪器150,该听力仪器150经配置以定位在用户的耳朵后面,并且具有连接到用户耳道的声管14。听力仪器包括天线元件64、无线通信单元20、接地面62、沿听力仪器150的第一侧68延伸的第一天线部分66、沿听力仪器150的第二侧69延伸的第二天线部分67和从一侧68延伸到另一侧69的天线部分65。天线元件在第一端61中连接到第一天线端子570。天线元件在第二端63中连接到第二天线端子580。听力仪器150还包括电源,例如电池11。
天线64具有中点651(或中心),中点651位于天线部分65上或者以中点651到天线部分66、67的距离不大于λ/4的方式定位。在图5中,从天线64的中点651到天线部分66、67的距离可以表示为L4。天线64的结构可以以使得以下内容成立的方式进行设计:
距离L4与四分之一波长λ/4之间的绝对相对差小于阈值T3,例如小于10%或25%。天线可以形成回路。至少包括第一天线部分67、第二天线部分66和第三天线部分65的天线元件64可以以将第一、第二和第三部分布置成形成回路的方式构成。
天线从天线元件64的第一端61处的第一天线端子570延伸。通常,第一天线端子570经由传输线571连接到无线通信单元20。天线元件的第二端63连接到第二天线端子580,并且经由传输线581连接到可控部件56。可控部件56本身可以是可控的,或者可控部件可以包括部件诸如可调节部件,并且可控部件可以由从处理器(例如从无线通信单元60的处理器)接收到的控制信号控制。可控部件56连接到接地件60。如图5所示,包括天线元件64、天线端子570、580和可控部件56的天线结构经配置使得由天线元件64发射并从一只耳朵处的天线元件65传播到用户的另一只耳朵或外部装置的电磁场的功率的主要部分由天线元件64的中点贡献。具有可控部件的天线元件的尺寸确定为使得电流在天线的中点附近具有最大电流幅度,优选地位于天线的从助听器的一侧延伸到助听器的另一侧的部分附近,例如在从听力仪器150的第一侧68延伸到听力仪器的第二侧69的天线部分65处或其附近。第一侧68和第二侧69可以是听力仪器的相对侧。第一侧68和第二侧69可以是平行侧,例如基本平行的侧。在一些实施例中,第一侧68和第二侧69是耳后式听力仪器61的相对纵向侧。接地件60可以是印刷电路板62。接地件可以由能够在激励天线时传导电流的任何材料形成。接地件也可以形成为例如铜的单个传导路径,以用于引导电流。接地件可以是接地电位,例如零电位或相对接地电位。
在图6中,示出另一听力仪器160,该听力仪器经配置以定位在用户的耳朵中。听力仪器160具有第一侧78,该第一侧78经配置以定位在用户耳朵的最里面,具有指向耳朵内部的表面。第二侧面79经配置以指向用户耳朵的外侧,并且平行例如基本平行于用户头部的侧面。第一侧78和第二侧79可以是听力仪器的相对侧。第一侧78和第二侧79可以是平行的侧,例如基本平行的侧。图6示出听力仪器160,其包括天线元件74、无线通信单元20、接地面72、第一天线部分70、沿听力仪器160的第二侧79延伸的第二天线部分77和天线部分75,天线部分75优选地在从听力仪器160的第一侧78到第二侧79的方向上从第一天线部分70延伸到第二天线部分77。天线元件74在第一端71中连接到第一天线端子770。天线元件74在第二端73中连接到第二天线端子780。听力仪器160还可以包括电源,例如电池(未示出)。
天线元件74从天线元件75的第一端71处的第一天线端子770延伸。通常,第一天线端子770经由传输线771连接到无线通信单元20。天线元件74的第二端73连接到第二天线端子780,并且经由传输线781连接到可控部件76。可控部件76本身可以是可控的,可控部件76可以是可调节部件,或者可控部件76可以包括部件诸如可调节部件(诸如数字可调节部件)。可控部件可以由从处理器(例如从无线通信单元20的处理器)接收到的控制信号控制。可控部件76连接到接地件80,因此天线元件74也通过可控部件76连接到接地件。如图6所示,包括天线元件74、天线端子770、780和可控部件76的天线结构经配置使得由天线元件74发射并从一只耳朵处的天线元件74传播到用户的另一只耳朵或外部装置的电磁场的功率的主要部分由天线元件74的中点贡献。具有可控部件76的天线元件74的尺寸确定为使得电流在天线的中点附近具有最大电流幅度,优选地位于天线的从听力仪器的一侧延伸到听力仪器的另一侧的部分附近,例如在从听力仪器160的第一侧78延伸到听力仪器的第二侧79的天线部分75处或其附近。
接地件80可以是印刷电路板72。接地件80可以由能够在激励天线时传导电流的任何材料形成。接地件也可以形成为例如铜的单个传导路径,以用于引导电流。接地件可以是接地电位,例如零电位或相对接地电位。
图7示出另一听力仪器170,该听力仪器170经配置以定位在用户的耳朵后面,并且具有连接到用户耳道的声管14。类似的附图标记对应于类似的特征件,如图5所示。在图7中,可控元件设置在天线元件64的第一端61与天线元件64的第二端63之间。可控部件设置在第二端63附近。可控部件沿着天线元件64的第二部分66设置。可控部件沿着听力仪器的第二侧设置。可控部件连接到无线通信单元,因此天线元件的第二端63通过可控元件56连接到无线通信单元。
在图8中,示出根据本公开的方法800的流程图。在具有天线和无线通信单元的听力仪器中(810),接收数据通信信号(820),例如来自定位在用户另一耳朵处的听力仪器的数据通信信号,例如来自外部装置(例如来自辅助装置,例如来自遥控器、智能电话、电视机等)的数据通信信号。在步骤830处,确定接收的数据通信信号的信号质量。可以以任何已知的方式确定信号质量。信号质量可以例如通过评估比特误差率、分组差错率或接收的信号强度来确定。信号质量可以由处理器来确定,例如专用于信号质量确定的处理器,诸如形成例如信号处理器的一部分的处理器,信号处理器用于将第一音频信号处理成第二音频信号,以补偿听力仪器用户的听力损失。在步骤840中,响应于对接收的信号质量的评估,向可控部件提供控制信号。控制信号可以由处理器响应于并根据所确定的信号质量来生成。在步骤850中,控制可控部件以响应于控制信号而改变天线结构的特性。因此,可控部件经配置以响应于控制信号而改变天线结构的特性。响应于接收控制信号,可以改变可控的控制信号的参数,例如,可控部件的参数可以经配置以响应于控制信号而被调节。因此,可以在接收控制信号时改变一个或多个参数的值。通常,在响应于控制信号而改变天线结构的特性时,执行对接收的信号质量的重新评估。
Claims (16)
1.一种听力仪器,包括:
麦克风,用于接收声音并将接收到的所述声音转换成对应的第一音频信号;
信号处理器,用于将所述第一音频信号处理成第二音频信号,以补偿所述听力仪器用户的听力损失;
扬声器,连接到所述信号处理器的输出端,以用于将所述第二音频信号转换成输出声音信号;以及
无线通信单元,连接到所述信号处理器,以用于无线通信,所述无线通信单元与用于发射并接收电磁场的天线结构互连,
所述天线结构包括:
具有第一端和第二端的天线元件,其中所述第一端连接到所述天线结构的馈电端,并且其中可控部件与所述天线元件串联设置,所述可控部件经配置以改变所述天线结构的一个或多个特性。
2.根据权利要求1所述的听力仪器,其中所述可控部件设置在所述天线元件的所述第一端与所述天线元件的所述第二端之间,或者其中所述可控部件设置在所述天线元件的所述第二端与用于所述天线的接地连接件之间。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的听力仪器,其中所述天线结构是机电天线结构,并且其中所述可控部件经配置以改变所述天线结构的一个或多个机电特性。
4.根据前述权利要求中任一项所述的听力仪器,其中当所述天线结构的特性改变时,沿所述天线元件的所述电流分布和/或所述天线结构的所述频率响应也改变。
5.根据前述权利要求中任一项所述的听力仪器,其中所述可控部件包括选自由电阻器、电容器、电感器、二极管和晶体管组成的组中的一个或多个可调节部件。
6.根据前述权利要求中任一项所述的听力仪器,其中所述可控部件是可调节电容器,诸如数字可调节电容器,其中所述可控部件是可调节电感器,诸如数字可调节电感器,和/或其中所述可控部件包括可连接到一个或多个可调节或静态部件的开关装置,诸如单极、双掷电开关。
7.根据前述权利要求中任一项所述的听力仪器,其中所述天线元件是谐振天线元件。
8.根据前述权利要求中任一项所述的听力仪器,其中所述天线元件是全波长天线元件,其中所述第一端连接到所述馈电端,并且其中所述第二端通过所述可控部件连接到接地电位。
9.根据前述权利要求中任一项所述的听力仪器,其中所述可控部件设置在所述第二端附近。
10.根据前述权利要求中任一项所述的听力仪器,其中所述天线元件设置在所述听力仪器的第一侧和所述听力仪器的第二侧上,其中当所述听力仪器佩戴在用户耳朵处的操作位置时,所述听力仪器的所述第一侧邻近所述用户的头部表面,并且其中所述听力仪器的所述第二侧与所述第一侧相对;所述天线元件的至少一部分从所述听力仪器的所述第一侧延伸到所述听力仪器的所述第二侧。
11.根据权利要求10所述的听力仪器,其中所述天线元件经配置使得所述天线元件的从所述第一侧延伸到所述第二侧的所述部分在使用期间承载最大电流。
12.根据前述权利要求中任一项所述的听力仪器,其中所述听力仪器包括:处理器,用于评估接收的信号质量,并响应于对接收的信号质量的所述评估,向所述可控部件提供控制信号。
13.根据权利要求12所述的听力仪器,其中所述可控部件经配置以响应于所述控制信号而被调节,和/或其中所述可控部件的参数经配置以响应于所述控制信号而被调节。
14.根据前述权利要求中任一项所述的听力仪器,其中所述听力仪器包括至少一个耳后模块,所述耳后模块经配置以当其被提供在预期的操作位置时定位在所述用户的所述耳朵后面,所述耳后模块至少包括所述信号处理器和所述天线元件。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的听力仪器,其中所述听力仪器包括至少一个耳内模块,所述耳内模块经配置以当其被提供在预期的操作位置时定位在所述用户的所述耳朵中,所述耳内模块至少包括所述信号处理器和所述天线元件。
16.一种用于操作听力仪器的方法,所述听力仪器包括:
麦克风,用于接收声音并将所述接收到的声音转换成对应的第一音频信号;
信号处理器,用于将所述第一音频信号处理成第二音频信号,以补偿所述听力仪器用户的听力损失;
扬声器,连接到所述信号处理器的输出端,以用于将所述第二音频信号转换成输出声音信号;以及
无线通信单元,连接到所述信号处理器,以用于无线通信,所述无线通信单元与用于发射并接收电磁场的天线结构互连,所述天线结构包括:
具有第一端和第二端的天线元件,其中所述第一端连接到所述天线结构的馈电端,并且其中可控部件与所述天线元件串联设置,所述方法包括:
-接收数据通信信号,
-确定所述接收到的数据通信信号的信号质量,并响应于所述确定的信号质量,向所述可控部件提供控制信号,
-控制所述可控部件以响应于所述控制信号而改变所述天线结构的特性。
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