DE102008022127A1

DE102008022127A1 - Method for reducing body effects of hearing aid carrier on high frequency antenna e.g. horizontal magnetic loop antenna, in hearing aid, involves adjusting antenna matched to frequency that differs from operating frequency of radio system

Info

Publication number: DE102008022127A1
Application number: DE200810022127
Authority: DE
Inventors: Volker Dr. Gebhardt; Peter Nikles
Original assignee: Siemens Medical Instruments Pte Ltd
Current assignee: Sivantos Pte Ltd
Priority date: 2008-05-05
Filing date: 2008-05-05
Publication date: 2009-11-12

Abstract

The method involves adjusting an antenna matched to a frequency, which differs from an actual operating frequency of a radio system. The antenna is laid in an insensitive manner against electrical mismatching by constructive measures of the antenna. The antenna is attached on a substrate with high dielectricity constant and screened by a dielectric. Magnetic field components are received by the antenna in a pre-dominant manner based on the construction of the antenna, and the electrical fields are screened from the antenna by constructive measures of the antenna.

Description

Heute werden bereits verschiedene Funktechnologien in Hörgeräten eingesetzt. Funktechnologien bieten zum einen die Möglichkeit, dass das Signal-Rausch-Verhältnis erhöht werden kann, so dass der Hörgeräteträger somit das gesprochene Wort in lärmbelasteten Umfeldern besser verstehen kann. Zum anderen können mittels Funktechnologien über kurze Distanzen entweder Steuersignale zur Bedienung des Hörgeräts oder Audiosignale von Fernsehgeräten, Stereoanlagen oder Telefonen übertragen werden. Stand der Technik sind induktive Übertragungssysteme. Als Sende- und Empfangsantennen werden magnetische häufig Ferritkernspulen eingesetzt.today Various radio technologies are already being used in hearing aids. On the one hand, wireless technologies offer the possibility of increasing the signal-to-noise ratio can, so that the hearing aid wearer thus the spoken word in noisy places Better understand environments. On the other hand, using wireless technologies over short Distances either control signals to operate the hearing aid or Audio signals from televisions, Stereo systems or telephones are transmitted. The state of the art is inductive transmission systems. As transmitting and receiving antennas are often magnetic ferrite core coils used.

Eine signifikante Erhöhung der Funkreichweite kann nicht mehr in erster Linie mit niederfrequenten induktiven Systemen, sondern eher durch die Verwendung von elektromagnetischen Hochfrequenzfunksystemen erreicht werden. Ferritkernspulen erweisen sich bei Hochfrequenzsystemen als nicht effizient genug, so dass klassische Antennen-Dipolstrukturen vorteilhaft erscheinen. Um eine funktionsfähige Funkverbindung sicher zu stellen, sollten die im Hörgerät eingebauten Antennenstrukturen gewisse Mindestanforderungen an die elektrische Anpassung (zur Erreichung minimale Reflektionen der einfallenden Wellen) und an den Antennengewinn (Effizienz der Antenne) erfüllen.A significant increase the radio range can no longer be primarily low-frequency inductive systems, but rather by the use of electromagnetic High-frequency radio systems can be achieved. Ferrite core coils prove in high-frequency systems as not efficient enough, so that classical antenna dipole structures appear advantageous. To a functional radio connection To ensure that the built in the hearing aid antenna structures certain minimum requirements for electrical adaptation (to achieve minimal reflections of the incident waves) and to the antenna gain (Efficiency of the antenna).

Der Antennengewinn hängt bei optimaler elektrischer Anpassung auch vom Antennendesign und im Wesentlichen von der für die Antenne zur Verfügung stehenden Fläche bzw. dem Volumen ab. Beide Faktoren sind in Hörgeräten stark limitiert, so dass nur der Einbau von Antennen mit niedrigem Antennengewinn und relativ schmalem Frequenz-Anpassbereich möglich ist. Umso wichtiger ist es daher, eine optimale elektrische Anpassung der Antenne (d. h. eine möglichst geringe Reflektion der einfallenden Welle) zu gewährleisten.Of the Antenna gain hangs with optimum electrical adaptation also of the antenna design and essentially from the for the antenna available standing area or the volume. Both factors are severely limited in hearing aids, so only the installation of antennas with low antenna gain and relative narrow frequency adjustment range is possible. The more important is Therefore, optimal electrical matching of the antenna (i.e. preferably low reflection of the incident wave).

Elektromagnetische Antennen verstimmen sich in der Nähe von dielektrischen Materialien und damit auch in der Nähe der menschlichen Haut, die eine relativ hohe Dielektrizitätskonstante (DK-70-80) besitzt. Die Folge ist eine elektrische Fehlanpassung der Antenne, was eine teilweise Reflektion der einfallenden elektromagnetischen Welle und damit Verschlechterung der Funkübertragung zur Folge hat. Der Grad der Fehlanpassung der auf bzw. im Hörgerät befindlichen Antenne kann von Person zu Person auf Grund unterschiedlicher körperlicher Gegebenheiten (Nähe des Hörgeräts zur Haut, Trageposition) stark verschieden sein.electromagnetic Antennas detune near dielectric materials and therefore also nearby of human skin, which has a relatively high dielectric constant (DK-70-80). The result is an electrical mismatch of the Antenna, resulting in a partial reflection of the incident electromagnetic Wave and thus deterioration of radio transmission has the consequence. Of the Degree of mismatch of located on or in the hearing aid antenna can from person to person due to different physical Conditions (proximity the hearing aid to the skin, Wearing position) be strongly different.

Bisher werden vorwiegend induktive Systeme in Hörgeräten verwendet (FM-Systeme), beispielsweise induktive Systeme zur Fernbedienung des Hörgeräts oder induktive Systeme für den Audioempfang über kurze Distanzen. Ebenfalls bekannt ist der Einsatz von niederfrequenten Systemen, bei denen Ferritkernspulen als magnetische Antennen verwendet werden.So far predominantly inductive systems are used in hearing aids (FM systems), For example, inductive systems for remote control of the hearing aid or inductive systems for the audio reception over short distances. Also known is the use of low-frequency Systems in which ferrite core coils are used as magnetic antennas become.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Schwierigkeiten zu vermeiden. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren oder eine Vorrichtung nach einem der unabhängigen Patentansprüche gelöst.Of the Invention is based on the object, the difficulties described to avoid. This object is achieved by a method or a device after one of the independent ones claims solved.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und mit Hilfe von Figuren näher beschrieben. Dabei zeigtin the The invention is based on preferred embodiments and with the help of figures closer described. It shows

1 (Bild 1) in schematischer Weise eine horizontale magnetische Schleifenantenne gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung mit (a) durchgängiger bzw. (b) geschlitzter elektrischer Schirmung; 1 (Figure 1) schematically a horizontal magnetic loop antenna according to preferred embodiments of the present invention having (a) continuous or (b) slotted electrical shielding;

2 (Bild 2) in schematischer Weise eine vertikale magnetische Schleifenantenne gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung mit (a) durchgängiger bzw. (b) geschlitzter elektrischer Schirmung; 2 (Figure 2) schematically a vertical magnetic loop antenna according to preferred embodiments of the present invention having (a) continuous or (b) slotted electrical shielding;

3 (Bild 3) in schematischer Weise eine weitere vertikale magnetische Schleifenantenne gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung mit (a) durchgängiger bzw. (b) geschlitzter elektrischer Schirmung; 3 (Figure 3) schematically another vertical magnetic loop antenna according to preferred embodiments of the present invention having (a) continuous or (b) slotted electrical shielding;

4 (Bild 4) in schematischer Weise eine elektrische Dipolantenne mit einer Schirmung durch ein Material mit hoher Dielektrizitätskonstante gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 4 (Figure 4) schematically shows an electric dipole antenna shielded by a high dielectric constant material in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

Die später beim Tragen des Hörgerätes zu erwartende mittlere Fehlanpassung kann bereits im Antennendesign berücksichtigt werden. Die Antennenanpassung wird gemäß der vorliegenden Erfindung auf eine Frequenz eingestellt, die sich von der tatsächlichen Betriebsfrequenz des Funksystems unterscheidet. Sitzt das Gerät später am Ohr des Hörgeräteträgers, kommt es zu einer Verstimmung der Antenne in Richtung der Betriebsfrequenz, so dass im Idealfall die Anpassfrequenz der Betriebsfrequenz entspricht. Diese Maßnahme wird für die mittlere zu erwartende Fehlanpassung durchgeführt. Je nach den körperlichen Gegebenheiten (Nähe des Hörgeräts zur Haut, Trageposition) wird die tatsächliche Antennenanpassung davon mehr oder weniger stark abweichen.The later to be expected when wearing the hearing aid mean mismatch can already be considered in the antenna design become. The antenna matching is according to the present invention set to a frequency different from the actual one Operating frequency of the radio system is different. Sits the device later on the ear of the hearing aid wearer, comes there is a detuning of the antenna in the direction of the operating frequency, so that ideally the matching frequency corresponds to the operating frequency. This measure is for the mean expected mismatch is performed. ever after the physical Conditions (proximity the hearing aid to the skin, Wearing position) will be the actual antenna match of which deviate more or less strongly.

Eine zusätzliche Maßnahme kann sein, die Antenne gegenüber elektrischer Fehlanpassung unempfindlicher auszulegen. Dies kann einerseits dadurch geschehen, dass designbedingt (d. h. konstruktionsbedingt) von der Antenne nur überwiegend magnetische Feldkomponenten aufgenommen werden, elektrische Felder durch geeignete Maßnahmen aber abgeschirmt werden.An additional measure may be, the antenna against electrical mismatch un more sensitive. On the one hand, this can happen because, for design reasons (ie, due to the design), only predominantly magnetic field components are picked up by the antenna, but electrical fields are shielded by suitable measures.

Auf der anderen Seite können elektrische Antennen, die in der Regel einen höheren Antennengewinn aufweisen, eingesetzt werden, wenn diese auf geeignete Substrate mit hoher Dielektrizitätskonstante aufgebracht oder von diesen geschirmt werden. Der zusätzliche Einfluss von Körpereffekten durch den Hörgeräteträger kann damit stark verringert werden. Die später zu erwartende mittlere Fehlanpassung der Hörgeräteantenne wird bereits im Antennendesign berücksichtigt.On the other side can electrical antennas, which generally have a higher antenna gain, when used on suitable substrates with high permittivity applied or screened by these. The additional Influence of body effects the hearing aid wearer can be greatly reduced. The later expected mean mismatch the hearing aid antenna already considered in the antenna design.

Die Antennenanpassung wird auf eine Frequenz eingestellt, die sich von der tatsächlichen Betriebsfrequenz unterscheidet, so dass später durch die Frequenzverschiebung beim Tragen des Hörgerätes die Anpassfrequenz der Betriebsfrequenz entspricht.The Antenna matching is set to a frequency different from the actual Operating frequency is different, so later due to the frequency shift while wearing the hearing aid the Matching frequency of the operating frequency corresponds.

Es können auch Antennentypen verwendet werden, die überwiegend magnetische Komponenten des Übertragungsfeldes aufnehmen. Beispiele sind magnetische Schleifenantennen. In den Bildern (Figuren) 1–3 sind beispielhaft Ausführungen für magnetische horizontale und vertikale Antennen dargestellt. Elektrische Felder, die zur Fehlanpassung der Antenne führen, werden durch entsprechende Maßnahmen geschirmt. Eingesetzt werden können hierzu leitfähige Metall-Schirmfolien oder in bzw. auf die Hörgeräteschale aufdampfte Metallisierungsschichten. Die Metallisierung wird so ausgeführt, dass elektrische Felder effektiv geschirmt, Kreisströme gleichzeitig jedoch unterbunden werden. Beispielsweise kann das Schirm blech geschlitzt oder an einer Stelle aufgetrennt werden. Je nach Ausführung – mit kompletter oder teilweiser Schirmung – kann der Einfluss von Körpereffekten mehr oder weniger stark unterbunden werden.It can Also used are antenna types, which are predominantly magnetic components of the transmission field take up. Examples are magnetic loop antennas. In the Pictures (Figures) 1-3 are exemplary versions for magnetic horizontal and vertical antennas are shown. Electric fields, which lead to the mismatch of the antenna, are by appropriate activities shielded. Can be used conductive Metal screen films or in or on the hearing aid shell vapor-deposited metallization layers. The metallization is carried out so that electric fields effectively shielded, circulating currents at the same time, however, be prevented. For example, that can Shield sheet slotted or separated in one place. Depending on the version - with complete or partial shielding - can the influence of body effects be more or less strongly prevented.

Bei der Verwendung von elektrischen Antennen, beispielsweise dipolartigen Antennen, können diese auf Materialien mit hoher Dielektrizitätskonstante DK (beispielsweise Keramiken oder mit Keramikpulver versetzte Kunststoffe) aufgebracht oder durch diese geschirmt werden. Der später beim Tragen des Hörgerätes auftretende zusätzliche Einfluss von Körpereffekten kann damit stark verringert werden. Außerdem können durch diese Maßnahmen die durch unterschiedliche körperliche Gegebenheiten der Hörgeräteträgers (Nähe des Hörgeräts zur Haut, Trageposition) bedingten Toleranzen der Antennenanpassung damit minimiert werden.at the use of electrical antennas, such as dipole-like Antennas, these can on materials with high dielectric constant DK (for example Ceramics or plastics mixed with ceramic powder) or be screened by it. The later occurring when wearing the hearing aid additional Influence of body effects can be greatly reduced. In addition, through these measures by different physical Conditions of the hearing aid wearer (proximity of the hearing aid to the skin, wearing position) conditional tolerances of the antenna matching are thus minimized.

Claims

Method for reducing body effects on the body to be worn high-frequency antennas, especially in hearing aids, at the antenna matching is set to a frequency that away from the actual Operating frequency of the radio system is different.

The method of claim 1, wherein the antenna is opposite to electrical Mismatch designed by constructive measures as insensitive becomes.

The method of claim 2, wherein the design from the antenna predominantly only magnetic field components are recorded, whereas electrical Fields through constructive measures be largely shielded.

The method of claim 1, wherein the antenna is on a substrate with high dielectric constant applied or is shielded by such dielectrics.

Hearing aid with a Radio frequency antenna whose antenna matching is set to a frequency that is different from the actual one Operating frequency of the radio system is different.

Hearing aid according to claim 5, in which the antenna opposite electrical mismatch designed by design measures as insensitive is.

Hearing aid according to claim 6, in the design of the antenna mainly magnetic only Field components are recorded, whereas electrical fields constructive measures be largely shielded.

Hearing aid according to claim 7, in which the antenna is applied to a substrate with a high dielectric constant or shielded by such dielectrics.