CN113965863A

CN113965863A - 耳内式听力设备

Info

Publication number: CN113965863A
Application number: CN202110817358.3A
Authority: CN
Inventors: H.哈萨尼; M.施密特
Original assignee: Sivantos Pte Ltd
Current assignee: Sivantos Pte Ltd
Priority date: 2020-07-21
Filing date: 2021-07-20
Publication date: 2022-01-21
Also published as: US20220030364A1; US11553292B2; EP3944637A2; EP3944637A3; DE102020209124A1

Abstract

本发明涉及一种耳内式听力设备具有壳体(4)，该壳体设计用于装入听力设备佩戴者的耳道中并且具有壳体外罩(2)。壳体外罩(2)具有天线(20)、尤其折叠的、电容性负载的偶极天线。该天线尤其布设在壳体外罩(2)的外侧(18)上。

Description

耳内式听力设备

技术领域

本发明涉及一种耳内式听力设备，其具有壳体，该壳体设置用于装入听力设备佩戴者的耳道中并且具有壳体外罩。

背景技术

ITE(耳内式)听力设备的一般特征在于，主要的听力设备部件、例如信号处理单元、受话器(扬声器)以及优选还有麦克风布置在壳体内，壳体设计为布置在耳道中。在此，ITE听力设备也尤其理解为ITC(耳道式)听力设备、CIC(完全耳道式)听力设备或IIC(隐形耳道式)听力设备。这些听力设备在此尤其是所谓的助听器，其设计用于通过合适的信号处理和放大来补偿听力受损者的听力损失。

在听力设备中通常设置无线的通信方案，其例如用于与外部设备、例如智能手机通信或者与外部的音频设备通信以便无线地直接传输音频信号，或者例如特别是在双耳听力设备中用于两个听力设备之间的通信。这种通信通常需要合适的接收器/发送器，包括合适的天线在内。

发明内容

基于此，本发明所要解决的技术问题是，在ITE听力设备中实现高效的无线通信。

该技术问题按照本发明通过一种耳内式听力设备解决，其具有壳体，该壳体设计用于装入听力设备佩戴者的耳道中并且具有壳体外罩。壳体外罩又具有天线，该天线设计用于无线通信。

在此，该天线专门设计用于发送和/或接收在射频范围内、例如500MHz至几GHz(5到10GHz)范围内的频率。特别地，该天线例如设计用于2.4GHz的频率、即该天线的谐振频率调节至该频率。在听力设备内通常布置有发送/接收单元。该发送/接收单元与天线连接并且在接收模式中评估由天线接收的信号，并且在必要时将这些信号转发给同样集成在听力设备中、即壳体中的信号处理单元。相反，发送单元设计用于针对发送模式处理用于天线的控制信号。

此外，在听力设备中优选还布置有至少一个麦克风和受话器。麦克风接收到的声学声音被转换为电磁信号并且传递给信号处理单元，在那里根据听力受损者的个人听力损失对其进行单独处理，以便补偿此人的听力损失。处理后的信号最终传递给受话器并且在那里通常又被转换为声音。

现在特别重要的是，壳体外罩、即听力设备的壳体的最外边界具有天线本身。因此，有意地将天线从壳体的内部移动到壳体外罩中。

这是基于这样的考虑，即，ITE听力设备的整体结构非常小，但同时为了实现高效的无线信号传输，天线、尤其调谐到所需射频范围的天线必须具有足够的物理长度。由于天线布置在壳体外罩上，因此选择了具有最大可能的尺寸的位置，从而得到高效的发送或接收天线。

在此，在优选的设计方案中，天线布设在壳体外罩的外侧上。因此，除了布设在外部的天线之外，该外侧构成壳体的最外的表面区域。因此，天线从外部布设到壳体外罩上。因此利用了最大可能的壳体几何形状。备选地，天线也可以集成在壳体外罩的内部。但这减小了最大尺寸，因此在外侧上的布置是优选变型。

在优选的设计方案中，所述天线具有导体结构和膜状载体，该导体结构布设在膜状载体上。因此，天线按膜天线的样式设计。膜状载体连同布设在其上的导体结构尤其设计为所谓的柔性PCB、即柔性印刷电路板(flexible printed circuit board)。该膜状载体布设、例如粘贴到壳体外罩的外侧上。备选地，取消膜状载体，并且导体结构直接布设到壳体外罩上。

天线还优选环绕壳体外罩布设。因此，天线似乎围绕壳体外罩缠绕。在此，天线覆盖壳体外罩的外侧的大部分、例如壳体外罩的外侧的面积的至少一半、优选至少三分之二或至少90％。也就是说，由天线的导体结构包围的面积等于壳体外罩的外侧的面积的一半、2/3或90％。

在有利的设计方案中，天线是偶极天线、尤其电容性负载的折叠偶极天线。此外，所谓的折叠偶极天线优选地理解为偶极天线。偶极天线首先一般理解为具有沿天线纵向延伸的偶极导体结构的天线。折叠偶极天线理解为具有偶极导体结构的天线，该偶极导体结构具有平行于偶极导体结构的第二导体，该第二导体的端部与偶极导体结构的端部连接。此外，“电容性负载”理解为，在偶极天线、即偶极导体结构的偶极臂的端部上布置有另外的导体结构元件，与简单的棒状结构相比，通过这些导体结构元件增加了电容。电容性负载一般使得，偶极天线的谐振频率降低，或者反过来说，在谐振频率相同的情况下，偶极天线的实际物理长度减小。这意味着，与没有电容性负载的天线相比，在给定的谐振频率(其相当于发送和/或接收频率)下，导体结构的长度可以设计得更短。由于ITE听力设备的可用空间较小，这点特别重要。

在有利的设计方案中，天线还如此布设在壳体外罩上，使得主辐射方向沿壳体的纵向定向。在此，该纵向通常由在安装状态下朝向耳道的外部的出口定向的方向限定。由于耳道、尤其外耳道通常朝中耳(内耳)的方向逐渐变窄并且壳体适应耳道的几何形状，因此壳体也朝内耳/中耳的方向逐渐变细。反过来说，这意味着壳体沿纵向、即向外扩展。壳体外罩通常向外沿纵向最初是敞开的并且在那里具有外开口。听力设备部件通常通过该外开口装入。通常，这些听力设备部件中的至少一部分、例如信号处理单元、发送/接收单元、麦克风布置在称为“面板”的支架板上，该支架板就这点而言封闭壳体外罩的向外指向的开口并且因此构成壳体的一部分。所述纵向优选垂直于该面板定向或者也垂直于由外开口定义的面定向。

通过天线的特殊布置、即主辐射方向沿该纵向定向实现了非常高的效率，因为传入和/或传出的信号被尽可能直接地接收/发送，而无需穿透主体部位。

“主辐射方向”在此理解为，天线的发送功率的至少50％平行于纵向辐射或者在由3相对于纵向的30°或最大50°的辐射角定义的角度范围内辐射。

以有利的方式，天线在展开状态下具有中央的激励点，两个相对置的偶极臂从该激励点开始沿着或者说顺着并且逆着天线纵向延伸。在这两个偶极臂的端侧构造有端部件，通过这些端部件实现已经提到的电容性负载。端部件同时还构成偶极结构(沿天线纵向延伸的导体)的相对置的端部与在折叠偶极天线的情况下平行于偶极结构延伸的导体的连接装置。“展开状态”理解为天线在布设到壳体外罩上之前、即当天线在二维平面中展开时的初始状态。该二维的面状结构随后围绕壳体外罩铺设，以便产生三维的天线结构。

在此，端部件优选分别设计为U形，其具有基础臂和两个相对置的U-臂。两个U-臂也称为U-臂对。基础臂分别将偶极结构的一端与平行于偶极结构延伸的导体的一端连接。

这两个U-臂对在此优选在展开状态下相向地定向，因此就这点而言它们大致彼此对称地布置。

优选地，所述两个偶极臂在中央的激励点的区域中具有局部段，这些局部段与偶极臂的其它区段相比沿纵向观察更向前地在壳体外罩的外开口处延伸。在拉向前的局部段的周围区域中，不再有端部件的U-臂(侧臂)延伸。因此，激励点总体上尽可能地移近外开口。在外开口中通常安装有面板。通过将端侧的局部段向前拉并且因此将激励点拉近开口，有利于激励点在面板上的有利的连接可能性。

以有利的方式还设置平行于偶极臂构造的平行臂，该平行臂同样将两个相对置的端部件彼此连接。就这点而言，平行臂定义折叠偶极天线的平行于偶极导体结构延伸的导体。

天线的如此定义的导体结构业已证明是特别有利的。

中央的激励点一般理解为两个偶极臂之间的中心区域，发送/接收单元通过相应的导体连接端连接到该中心区域上。即，在发送的情况下，在该激励点处将信号从发送单元馈入。在接收的情况下，信号在该激励点处被接收单元采集。发送和接收单元在此使用相同的激励点并且因此使用相同的导体连接端。

偶极臂和平行臂优选在两个端部件的基础臂上的中心区域中与基础臂导电地连接。基础臂分别尤其垂直于偶极臂或平行臂延伸。U-臂又优选平行于偶极臂或平行臂延伸。

在有利的设计方案中，偶极臂以及尤其与其平行延伸的U-臂沿周向环绕壳体外罩布置。在此，该周向尤其垂直于纵向定向，即偶极臂至少近似地和/或在其大部分长度(>75％的长度)上垂直于纵向延伸。此处，垂直于纵向也理解为相对于纵向倾斜+/-20°或仅+/-10°。

通过这种布置有利于前述沿纵向的合适的辐射特性。因此一般地，基本上由偶极臂的延伸方向定义的天线纵向沿周向并且因此横向于壳体的纵向定向。

以有利的方式，U形的端部件在壳体外罩上以其基础臂彼此相对置地布置。在两个基础臂之间优选不布置有天线的另外的导体结构。在此，基础臂优选彼此间隔仅较小的距离(<周长的10％或5％)，即整个天线结构在很大程度上完全环绕壳体外罩(角度范围>340°、优选>350°)布置。

附图说明

以下借助附图详细描述本发明的实施例。在附图中：

图1A至图1D示出ITE听力设备的具有布设的天线的壳体外罩的不同视图，和

图2示出处于展开的初始状态的天线。

在附图中，起相同作用的部件配设有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1A至图1D中示出的壳体外罩2构成ITE听力设备的壳体4的一部分。壳体4和特别是壳体外罩2在其外形方面与耳道的典型的几何形状相适应并且就这点而言设计用于装入人的、尤其听力受损者的耳道中。在此，壳体外罩2通常从壳体外罩的内端部区域和位于那里的内开口6扩展到壳体外罩2的外端部区域和位于那里的外开口8。壳体外罩2因此在这些端部区域的两个端侧处敞开。在成品听力设备中，在内开口6中通常布置有受话器(扬声器)。在相对置的外开口8处通常安装有所谓的“面板”，该面板此处未详细示出。在该实施例中，外开口8具有至少近似矩形的构造，其具有两个长边和两个短边，其中，角区域被倒圆。这些边也可以如所示的短边之一那样设计为弧形的。在所提到的、此处未详细示出的面板上布置有主要的听力设备部件，例如信号处理单元、麦克风、用于接收/发送无线信号的发送/接收单元等。在此，该面板封闭外开口8并且因此就这点而言是壳体4的一部分。

壳体4一般地沿纵向12延伸，该纵向从内开口6朝外开口8定向。特别地，纵向12垂直于外开口8的面定向。

在该实施例中，尤其是由于外开口8构造为矩形开口，壳体外罩2具有两个相对置的主侧14A、14B和两个相对置的副侧16A、16B。

壳体外罩2一般具有外侧18。在该外侧上布设有天线20，如其特别是在图2中在展开的初始状态中所示的那样。该天线20具有特殊的导体结构22，该导体结构由金属电路、尤其铜导体电路构成。在一个实施变型中，导体结构22布设到膜状载体24上，从而天线20总体上按柔性印刷的电路的样式设计。膜状载体24在图2中示例性地由虚线示出。

如从图2可以看出的那样，天线20、尤其导体结构22在展开的初始状态下具有两个偶极臂26，这两个偶极臂从中央的激励点28开始沿着或逆着天线纵向30直线地延伸。在该实施例中，平行于这两个偶极臂26设置平行臂32，该平行臂同样沿天线纵向30延伸。两个偶极臂26在中央的激励点28处彼此间隔开。在激励点28处，两个偶极臂26通过连接导线34接触并且与此处未详细示出的发送/接收单元连接。

在偶极臂26的端侧分别构造有天线20的电容性负载。为此，在每个偶极臂26的端侧上分别连接有U形的端部件36，该端部件在该实施例中分别具有基础臂38和两个侧臂40。侧臂40在此优选分别平行于偶极臂26并且因此平行于天线纵向30延伸。这两个端部件36的侧臂40相向地定向，即，由端部件36分别构成的U形的导体电路结构以其敞开的U-端部朝向彼此定向并且就这点而言彼此对称地布置。侧臂40优选地在整个天线结构的相对较大的长度上延伸，例如在处于天线20的总长度L的0.25倍至0.4倍之间的范围内的长度上延伸。在该实施例中，天线20的长度L由两个基础臂38之间的沿天线纵向30的距离定义。

图2所示的天线在壳体外罩2上的布置在图1A至图1D中示出。天线20通常围绕壳体外罩2缠绕，即，天线沿周向42围绕壳体外罩2铺设。在此，周向42大致垂直于纵向12延伸。在此，该周向基本上或精确地与天线纵向30相符。

在此，天线20总共具有长度L，该长度差不多等于壳体外罩2的周长并且例如处于壳体周长的70％至95％之间的范围内。

从示出第一主侧14A和第一副侧16A的图1A中可以看出，天线20的端部区域、尤其端部件36彼此相对地贴靠在壳体外罩2上。因此，两个基础臂38朝向彼此定向，并且相应的侧臂40彼此远离地定向。在两个基础臂38之间构造有自由空间，没有导体电路布置在该自由空间中。侧臂40以及偶极臂26至少在主侧14A、14B的区域中沿周向42延伸。

图1B示出朝向第二主侧14B并且部分地还朝向第一副侧16A观察的壳体外罩2的立体图。可以看出，偶极臂26以及平行臂32也在第二主侧上平行于或至少基本上平行于周向42延伸。偶极臂26在过渡区域中、优选在副侧16A、16B的区域中沿纵向12被拉向前，即，偶极臂26在过渡区域中的区段不垂直于纵向。由此实现，偶极臂的局部段在相对于纵向12的不同长度水平上垂直于纵向12延伸。被拉向前的局部段26A优选至少大致在与相应的沿纵向12观察位于前的侧臂40相同的轴向高度上延伸。

侧臂40不再在被拉向前的局部段26A的区域中延伸。在此，被拉向前的局部段26A位于天线的中心区域中，激励点28布置在该中心区域处。特别地，偶极臂26的这些被拉向前的局部段26A靠近并且平行于外开口10延伸。因此，中央的激励点28也布置得非常靠近外开口10并且因此与面板直接相邻。两个偶极臂26在激励点28处的电连接和电接触例如通过连接导线实现，这些连接导线从外部被接触或者备选地也导引穿过壳体外罩2。

最后，图1C示出第二副侧16B和第二主侧14B的视图。图1D又示出朝向第一副侧16A和第二主侧14B观察的立体图。从这两个图中可以清楚地看出，偶极臂26和平行臂32在副侧16A、16B的区域中分别沿纵向4向前导引。即，在副侧16A、16B的区域中，偶极臂和平行臂相对于纵向12倾斜地定向。

通过天线20在壳体外罩2的外侧18上的此处描述的布置结合天线20的特殊结构，总体上产生高效且灵敏的天线20，该天线具有沿着或逆着纵向12的主辐射方向和主接收方向。在此，天线20的特征在于通过布置端部件36产生的电容性负载。由于在外侧18上的布置实现了折叠的偶极天线20的尽可能大的物理长度。

本发明不局限于上述实施例。而是，在由权利要求限定的范围内的其它设计方案也是可行的。

附图标记列表

2 壳体外罩

4 壳体

6 内开口

8 外开口

12 纵向

14A 第一主侧

14B 第二主侧

16A 第一副侧

16B 第二副侧

18 外侧

20 天线

22 导体结构

24 膜状载体

26 偶极臂

26A 局部段

28 激励点

30 天线纵向

32 平行臂

34 连接导线

36 端部件

38 基础臂

40 侧臂

42 周向

L 长度

Claims

1.一种耳内式听力设备，具有壳体(4)，该壳体设置用于装入听力设备佩戴者的耳道中并且具有壳体外罩(2)，其特征在于，该壳体外罩(2)具有天线(20)。

2.根据权利要求1所述的听力设备，其特征在于，所述天线(20)布设在壳体外罩(2)的外侧(18)上。

3.根据前述权利要求中任一项所述的听力设备，其特征在于，所述天线(20)具有导体结构(22)，该导体结构布设在膜状载体(24)上，该膜状载体布设在所述壳体外罩(2)上。

4.根据前述权利要求中任一项所述的听力设备，其特征在于，所述天线(20)是偶极天线。

5.根据前述权利要求中任一项所述的听力设备，其特征在于，所述天线(20)是折叠偶极天线。

6.根据前述权利要求中任一项所述的听力设备，其特征在于，所述天线(20)是电容性负载的偶极天线。

7.根据前述权利要求中任一项所述的听力设备，其特征在于，所述壳体外罩(2)沿纵向(12)扩展，并且天线(20)布设在壳体外罩(2)上，使得天线(20)的主辐射方向沿纵向定向。

8.根据前述权利要求中任一项所述的听力设备，其特征在于，所述天线(20)在展开状态下具有中央的激励点(28)，相对置的两个偶极臂(26)从该激励点开始沿着并逆着天线纵向(30)延伸，其中，在偶极臂(26)的端侧构造有弯折的端部件(36)，电容性负载通过这些端部件产生。

9.根据前述权利要求所述的听力设备，其特征在于，所述端部件(36)分别呈U形，其分别具有U-臂对和基础臂(38)。

10.根据前述权利要求所述的听力设备，其特征在于，相对置的U-臂对相向地定向。

11.根据权利要求8或9所述的听力设备，其特征在于，所述两个偶极臂(26)在中央的激励点(28)的区域中具有局部段(26A)，这些局部段与偶极臂(26)的其它区段相比沿纵向(12)观察更向前地在壳体外罩的外开口(8)处延伸。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的听力设备，其特征在于，所述偶极臂(26)沿周向(42)环绕壳体外罩(2)。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的听力设备，其特征在于，所述基础臂(38)在壳体外罩(2)上彼此相对置地布置。