CN111954140A - 听力仪器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带有可充电的电池(12)和感应式的发送和/或接收线圈(14)的听力仪器(2)。电池(12)在此设计为层式堆叠(24)。发送和/或接收线圈(14)布置成使得其轴线(54)垂直于电池(12)的分层方向(28)定向。

Description

听力仪器
技术领域
本发明涉及一种听力仪器，其具有可充电电池和(磁性)感应式发送和/或接收线圈。
背景技术
一般将以下设备称为“听力仪器”，所述设备接收、在信号技术上修改环境声音并且向佩戴该听力仪器的人(“佩戴者”)的听力系统发出经修改的声音信号。听力仪器设计用于为听力受损的佩戴者提供服务并且这样处理、尤其是放大声学环境信号，使得听力损伤被完全或部分地补偿，在此和在下文中将所述听力仪器称为“助听器”。为此，助听器通常包括例如呈麦克风形式的输入转换器、具有放大器的信号处理单元和输出转换器。所述输出转换器通常被实现为微型扬声器并且也称为“受话器(或者说听筒)”(Receiver)。
然而除助听器外，还有旨在为听力正常的人提供服务的听力仪器，以便保护相应佩戴者的听力系统或为特定目的辅助声响感知(例如在复杂噪声环境中的语音理解)。这样的听力仪器通常以类似于助听器的方式构造并且尤其也包括上述部件、即输入转换器、信号处理装置和输出转换器。
为了满足众多的个性化需求，提供了不同结构类型的听力仪器。在所谓的BTE听力仪器(Behind-The-Ear即耳后听力仪器，也称为Hinter-dem-Ohr，简称HdO)中，在耳后佩戴装配有输入转换器、信号处理装置和电池的壳体。根据设计方案，可以将输出转换器直接布置在佩戴者的耳道中(所谓的前置受话器式听力仪器或受话器在耳道中的听力仪器，简称为RIC听力仪器)。可替代地，输出转换器布置在壳体本身内。在这种情况下，柔性的也称为“管(Tube)”的声管将输出转换器的声学输出信号从壳体传导至耳道(声管听力仪器)。在所谓的ITE听力仪器(In-the-Ear即耳内听力仪器，也称为In-dem-Ohr，简称IdO)中，包含所有功能部件(包括输入转换器和输出转换器)的壳体至少部分地佩戴在耳道中。所谓的CIC(完全在耳道内)听力仪器与ITE听力仪器相似，但是完全戴在耳道中。
由于集成功能的数量不断增加，听力仪器对能量的需求不断增大，而当今普遍的一次性电池无法以令人满意的方式满足不断增大的能量需求。
因此，力求使用高性能的可充电电池、特别是锂离子电池(简称为Li-Ionen-Batterien)作为听力仪器的电源。但是，这种可充电电池会产生寄生磁场，因此会干扰通常集成在听力仪器(特别是助听器)中的感应式发送和/或接收线圈(例如电话线圈或感应式收发器，用于在听力仪器和外围设备之间进行无线通信)。因此，在听力仪器壳体中同时且无干扰地布置可充电电池以及感应式发送和/或接收线圈是复杂的，并且在许多情况下鉴于听力仪器壳体中的非常狭窄的结构空间甚至是不可能的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，实现功率大的可充电电池和感应式发送和/或接收线圈在听力仪器中的紧凑布置，其中，应当防止或至少在很大程度上减少电池对发送和/或接收线圈的不期望的影响。
根据本发明，该技术问题通过一种听力仪器解决。本发明的有利的实施方式在以下说明中阐述。
听力仪器一方面具有可充电电池，另一方面具有感应式发送和/或接收线圈(以下简称为线圈)。根据本发明，电池以所谓的堆叠构造方式设计，即设计为层式堆叠或者说叠层(Schichtstapel)。与电池的一层或多层围绕内部电极缠绕的卷绕电池相区分，以堆叠构造方式设计的电池包括多层，这些层在分层方向(或堆叠方向)上彼此叠置。与分层方向正交(即成直角)地定向的平面称为分层平面(或堆叠平面)。该分层平面平行于以堆叠构造方式设计的电池的相邻层相互邻接的界面。
线圈在此布置成，使得其轴线与电池的分层方向正交(即平行于分层平面)地定向。由此实现了，在听力仪器工作期间由电池产生的寄生磁场不会干扰线圈，或者只特别少地干扰线圈。这进而使得能够将电池和线圈特别紧凑地布置在听力仪器的壳体中。线圈尤其可以特别靠近电池地布置，而线圈的功能不受电池干扰。根据结构形式，线圈相对于电池的磁性屏蔽或者完全不必要并且因此也不存在，或者无论如何可以比较简单地设计。
电池优选地设计为锂离子电池的形式。
线圈尤其指的是拾音线圈或者说电话线圈(Telecoil)或感应式收发器。拾音线圈设计用于在可听声波的典型频率范围(例如约100Hz至10kHz)中接收交变磁场，并且用于接收声学信息，该声学信息被直接(例如通过教堂或博物馆中设计的感应环)转换成交变磁场。感应式收发器设计用于发送和/或接收通常在兆赫兹范围内的更高频率的交变磁场。它们通常用于在听力仪器与外围设备、例如服务于佩戴者的另一只耳朵的另一个听力仪器、遥控器、外部音频接口设备或外部麦克风之间进行无线信息传输。线圈也可以是磁性传感器、例如电子指南针的组成部分。
电池优选这样布置在听力仪器的壳体中，使得当佩戴者将听力仪器佩戴在耳朵中或耳朵上的规定位置中时，电池的分层方向大致沿佩戴者的视线方向定向。在此与佩戴者的眼睛位置无关地，处于头部的对称平面中的、在笔直的头部姿态中呈水平的方向称为佩戴者的视线方向，所述水平方向因此尤其也正交于头部的横向方向(即，佩戴者的耳朵之间的笔直连接方向)。电池的这种定向是特别有利的，因为它允许廉价的但同时也防止干扰地布置线圈。因此，线圈尤其布置成，使得其轴线在听力仪器在耳朵中或耳朵上的规定佩戴位置中既正交于分层方向也垂直于周围空间(即与地面成直角)地定向。如果将线圈设计为拾音线圈，则线圈轴线的垂直定向尤其实现了特别好的接收。在同样有利的替代实施方案中，线圈布置成使得其轴线在听力仪器在耳朵中或耳朵上的规定佩戴位置中既正交于分层方向又平行于头部横向方向地定向。如果线圈设计为感应式收发器并且用于与佩戴在佩戴者的另一只耳朵上的另一听力仪器进行信号交换，则线圈轴线在横向方向上的定向尤其能够实现特别高效的信号传输。
根据通常的结构形式，在适宜的实施方案中，电池具有两个电的连接触头(电池极)。由这两个连接触头形成的结构单元在下面也称为“接触装置”。在本发明的一种有利的实施方式中，两个连接触头彼此间隔距离地设置，该间隔开的距离相对于电池的纵向延伸长度较小。纵向延伸长度在此理解为电池的最长边的大小或(外廓)尺寸。两个连接触头的距离尤其是电池的纵向延伸长度的至多三分之一，优选至多四分之一。在另一个有利的实施形式中，两个连接触头平行于线圈的轴线(即沿着平行于线圈轴线的线)彼此并排布置。
此外，线圈优选横向于其轴线观察与接触装置对中(或者说居中对齐)地定位，即尤其这样定位，使得线圈的几何中心与电池的两个连接触头等距地布置。
在一个适宜的实施形式中，线圈靠近电池的底部、即靠近电池的背离连接触头的一侧布置，因为在此电池内部的电流密度特别小并且就此而言线圈被电池的影响也特别小。
适宜地，电池通常具有数学直柱体的形状，该柱体具有圆形或多边形的端面以及至少一个垂直于其的侧壁。端面在此垂直于分层方向(平行于分层平面)地定向。在一种特别有利于在听力装置中使用的实施方式中，电池具有长方体或者说直角平行六面体的形状(其就此而言形成上述笔直的数学柱体的特殊形式)。在该结构形式中，电池具有两个在电池的分层方向上彼此对置的端面、两个(垂直于端面的)彼此对置的宽侧面和两个(垂直于端面和宽侧面的)彼此对置的窄侧面。电池的长方体形设计尤其具有的优点是，由此能够将相对比较多的电池层安设在扁平的电池壳体中，该扁平的电池壳体可以特别好地(即优化结构空间地)集成在听力仪器的壳体中。在上述柱体形(特别是长方体形)的电池中，两个连接触头优选布置在两个端面之一上。换句话说，两个连接触头布置在相同的端面上。
在本发明的特别优选的实施方式中，线圈与电池的侧壁(或可能的几个侧壁之一)相邻地布置。在这种情况下，两个电连接触头中的每一个都布置在配属的端面的背离电池的边缘上。因此，(在此尤其又布置在相同的端面上的)连接触头距离线圈特别远，由此进一步降低了线圈被电池干扰的可能性。
在长方体形的电池中，线圈优选与电池的窄侧面相邻地布置，因为这一方面由于结构空间优化的原因是特别有利的，并且另一方面以此方式线圈可以与电池的连接触头间隔特别大距离地布置。这种布置首先特别有利于较小的线圈、例如感应式收发器。
相反地，特别对于比较大的线圈、尤其是拾音线圈，出于结构空间优化的原因，本发明的替代实施形式是优选的，其中，线圈与长方体形电池的两个宽侧面之一相邻地布置。在这种情况下，线圈优选(横向于其轴线观察地)与电池的宽侧面对中地定位。
上述发明优选用在BTE听力仪器中。在这种情况下，电池和线圈布置在需要佩戴在佩戴者的耳朵之后的壳体中。然而，原则上本发明也可以在不同地构造的听力仪器、尤其是ITE听力仪器或者(完全或部分地)植入的听力仪器中使用。
听力仪器尤其指的是如本文开头所述地构造的服务于听力受损的佩戴者的助听器。除了电池、线圈和壳体之外，听力仪器优选还具有至少一个(例如麦克风形式的)输入转换器、具有(特别是数字的)信号处理器和/或放大器的信号处理单元以及输出转换器(特别是受话器)。输出转换器在此选择性地集成在壳体中或者布置在与壳体分离的耳机(或者说耳件)中。
附图说明
下面根据附图更详细地阐述本发明的实施例。在附图中：
图1以示意图示出了听力仪器，该听力仪器具有壳体、麦克风形式的输入转换器、信号处理单元、受话器形式的输出转换器以及具有可充电电池和感应式(发送和/或接收)线圈；
图2以立体图示出了第一布置方式中的根据图1的听力仪器的布置在壳体中的电子器件框架以及长方体形电池和线圈；
图3以对承载两个连接触头的电池端面的俯视图示出了根据图2的电池和线圈的布置；
图4以根据图2的视图示出了第二布置方式中的电子器件框架和在此同样为长方体形的电池以及根据图1的听力仪器的线圈；
图5以根据图3的视图示出了根据图4的电池和线圈的布置；
图6以立体图示出了在此为圆柱形的电池和相对于该电池定位的线圈；并且
图7以根据图3的视图示出了根据图6的电池和线圈的布置。
具体实施方式
相应的部件和尺寸始终配设有相同的附图标记。
在图1中粗略地示意性示出了(BTE)助听器形式的听力仪器2。
听力仪器2包括需要戴在听力受损的佩戴者的耳朵之后的壳体4，在该壳体4中布置有作为主要部件的两个麦克风形式的输入转换器6、带有数字信号处理器和/或微控制器的信号处理单元8、受话器形式的输出转换器10和可充电电池12。电池12是锂离子电池。听力仪器2还包括用于发送和/或接收磁性交变信号的(磁)感应线圈14。
听力仪器2的大部分电气和电子的部件、特别是输入转换器6、信号处理单元8和输出转换器8安装在电子器件框架16上。电子器件框架16是与壳体4分开制造的支架、特别是由塑料制成的支架，在壳体4的外部可以将上述电气和电子的部件预安装在该支架上。电池12和/或线圈14优选也固定在电子器件框架16中或电子器件框架16上。电池12和线圈14尤其这样置入电子器件框架16的凹处18中，使得电池12和线圈14彼此间并且相对于壳体4固定在定义的相对位置中。
在听力仪器2的运行中，借助输入转换器6从听力仪器2的周围环境接收声音信号，并且将该声音信号作为音频信号(即，作为带有声音信息的电信号)输出到信号处理单元8。接收到的音频信号由信号处理单元8处理、特别是根据频率进行放大，以补偿佩戴者的听力受损。信号处理单元8将由此处理产生的修改的音频信号输出到输出转换器10。所述输出转换器进而将修改后的音频信号转换为声音信号。该(相对于从周围环境中接收到的声音修改的)声音信号首先由输出转换器10穿过声音通道20传递到壳体4的尖端22，然后从尖端22通过未明确显示的声管传导至佩戴者的耳朵中。
在根据图1的实施形式中，线圈14设计为用于与第二听力仪器进行数据交换的感应式收发器，其中，该第二听力仪器被佩戴在佩戴者的另一只耳朵上。为此目的，线圈14设计用于发送和接收兆赫兹范围内(例如具有3.3MHz的频率)的磁性交变信号。
电池12以堆叠的构造方式构造、即构造为层式堆叠24。因此，电池12包括多个有源层26，这些有源层26沿分层方向28彼此堆叠。在此，电池12的层26在界面30处彼此贴靠，所述界面30平行于(例如在图2和3中示出的)分层平面32定向。该分层平面32与分层方向28正交，并且在图2和3所示的坐标系中由两个彼此正交且与分层方向28正交的方向、即纵向34和横向36包夹形成。
在图1至3所示的实施例中，电池12具有带有两个端面38和40的长方体形状，两个端面38和40在分层方向28上彼此对置。两个端面38和40分别正交于分层方向28(因此平行于分层平面32)并且通过四个侧壁连接，即两个相对置的宽侧面42和44(图3)和两个相对置的窄侧面46和48。
电池12具有两个电连接触头50，这两个电连接触头并排布置在端面38上。由连接触头50形成的组件也被统称为接触装置52(图2)。在这种情况下，连接触头50布置在端面38的边缘上，所述边缘邻接面向壳体4的尖端22的窄侧面46。
为了避免或者至少将线圈14由于电池12在听力仪器2的运行中产生的寄生磁场受到的不期望的影响保持尽可能小，线圈14与电池12的背离壳体4的尖端22的窄侧面48相邻地布置。因此，线圈14与电池12的连接触头50距离相对较远。另外，线圈14这样定向，使得其轴线54(参见图3)平行于横向方向36并且因此正交于分层方向28(因此平行于分层平面32)地定向。
通过以下方式进一步减小了电池12对线圈14的影响，即两个连接触头50彼此间隔距离地布置，该距离比电池12的纵向延伸长度小，在根据图1至3的示例中，连接触头50之间的沿着连接线56测量的距离只相当于电池12的纵向延伸长度的约七分之一，所述纵向延伸长度在此由电池12的沿纵向34延伸的棱边的长度形成。此外，两个连接触头50平行于线圈14的轴线54地并排布置。换句话说，连接触头50之间的连接线56平行于线圈14的轴线54定向。最后，横向于线圈的轴线54观察，线圈14与接触装置52对中地定位，也就是这样定位，使得线圈14的几何中心58与电池12的两个连接触头50间隔相同距离地布置，并且接触装置52的与连接线56正交的对称平面60在线圈14的几何中心58处与线圈相交。因此，以这样的方式布置线圈14，使其与由电池12中的环形电流引起的寄生磁场正交地且居中地布置，由此消除或者至少在很大程度上减少这些磁场与线圈14的相互作用。
在听力仪器2在佩戴者的耳朵上的规定佩戴位置中，电池12这样定向，使得其分层方向28精确地平行于或者至少近似平行于佩戴者的视线方向地定向。线圈14的与之垂直的轴线54在此精确地或至少大致沿头部横向方向定向，并且因此对准佩戴在佩戴者的另一只耳朵上的第二听力仪器。由此确保了两个听力仪器之间的有效数据传输。
在图4和5中示出了听力仪器2的第二实施例，其中线圈14设计为拾音线圈。由于线圈14在此明显更大的结构尺寸以及线圈14在听力仪器2的佩戴位置中期望的定向，在根据图4和图5的示例中的线圈14布置成与电池12的宽侧面44相邻。如在之前的示例中那样，线圈14的轴线54在此正交于分层方向28定向(因此平行于分层平面32)。另外，连接触头50之间的距离在此也相对于电池12的纵向延伸长度较小，所述距离在此大约相当于电池12的纵向延伸长度的五分之一。
另外，在根据图4和5的示例中，两个连接触头50也平行于线圈14的轴线54并排地布置。同样地，线圈14也横向于其轴线观察与接触装置52(见图5)对中地定位。
在听力仪器2的规定佩戴位置中，线圈14的正交于电池12的分层方向28的轴线54在空间上精确地或至少近似垂直地、并且因此朝向地面定向。由此能够有效接收由通常铺设在地面中的感应回路发射出的磁性交变信号。
在图6和图7中，示出了听力仪器2的第三实施方式，其中电池12具有圆柱体的形状。电池12在此又具有两个圆形的端面62和64，它们在分层方向28上彼此对置并且通过周向壁66相互连接。
两个连接触头50在此布置在端面62的边缘上。线圈14与连接触头50相反地相邻于周向壁66布置，因此线圈14的轴线54又垂直于电池12的分层方向28定向。
如在之前的实施例中那样，在根据图6和7的示例中，两个连接触头50也平行于线圈14的轴线54并排地布置，其中，连接触头50之间的距离又比电池12的纵向延伸长度小，所述距离在此相当于电池12的纵向延伸长度的大致四分之一，其中，纵向延伸长度在此通过直径给出。同样地，线圈14横向于其轴线54观察又与接触装置52对中地定位(见图7)。
从图6中可以看出，线圈14在此还布置成靠近电池12的底部(即，靠近背离连接触头50的端面64)。在听力仪器2运行期间，在电池12的这个区域中电流密度相对较低，所以在此由电池12发出的寄生磁场的强度也相对较低。但出于设计原因，在大多数情况下，线圈14对称地布置。
根据上述实施例使本发明特别清楚。然而，本发明尽管如此不限于这些实施例。而是可以从权利要求书和说明书中推导出本发明的其它实施方式。
附图标记清单
2 听力仪器
4 壳体
6 输入转换器
8 信号处理单元
10 输出转换器
12 电池
14 线圈
16 电子器件框架
18 凹处
20 声音通道
22 尖端
24 层式堆叠
26 层
28 分层方向
30 界面
32 分层平面
34 纵向
36 横向
38 端面
40 端面
42 宽侧面
44 宽侧面
46 窄侧面
48 窄侧面
50 连接触头
52 接触装置
54 轴线
56 连接线
58 中心
60 对称平面
62 端面
64 端面
66 周向壁

Claims (12)

1.一种听力仪器(2)，带有能充电的电池(12)和感应式的发送和/或接收线圈(14)，其中，所述电池(12)设计为层式堆叠(24)，并且其中，所述发送和/或接收线圈(14)布置成使得其轴线(54)垂直于电池(12)的分层方向(28)定向。
2.根据权利要求1所述的听力仪器(2)，
其中，电池(12)这样布置在听力仪器(2)的壳体(4)中，使得所述分层方向(28)精确地平行于或者近似地平行于将所述听力仪器(2)佩戴在其一只耳朵中或一只耳朵上的按规定的佩戴位置中的人的视线方向地定向。
3.根据权利要求1或2所述的听力仪器(2)，
其中，所述电池(12)具有接触装置(52)，所述接触装置带有两个电的连接触头(50)。
4.根据权利要求3所述的听力仪器(2)，
其中，两个连接触头(50)彼此间隔距离地布置，所述距离是所述电池(12)的纵向延伸的最多三分之一、优选最多四分之一。
5.根据权利要求3或4所述的听力仪器(2)，
其中，两个连接触头(50)平行于所述发送和/或接收线圈(14)的轴线(54)并排地布置。
6.根据权利要求3至5中的任一项所述的听力仪器(2)，
其中，所述发送线圈和/或接收线圈(14)横向于其轴线(54)观察地与接触装置(52)对中地定位。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的听力仪器(2)，
其中，所述电池(12)具有普通的直柱体的形状，所述柱体具有两个在分层方向(28)上彼此对置的圆形或多边形的端面(38、40、62、64)和至少一个与所述端面(38、40、62、64)垂直的侧壁(42、44、46、48、66)。
8.根据权利要求7所述的听力仪器(2)，
其中，所述电池(12)是长方体形的，并且具有两个相互对置的宽侧面(42、44)和两个相对置的窄侧面(46、48)作为侧壁。
9.根据权利要求7或8所述的听力仪器(2)，
其中，两个连接触头(50)布置在两个端面(38、40、62、64)之一上。
10.根据权利要求8或9所述的听力仪器(2)，
其中，所述发送和/或接收线圈(14)与所述电池(12)的侧壁(48、66)相邻地布置，并且其中，两个连接触头(50)中的每一个都布置在配属的端面(38、62)的背离所述发送和/或接收线圈(14)的边缘上。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的听力仪器(2)，
其中，所述听力仪器(2)具有需要戴在人耳后方的壳体(4)，在所述壳体(4)中布置有所述电池(12)和发送和/或接收线圈(14)。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的听力仪器(2)，
其中，所述电池(12)是锂离子电池。
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