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Die
Erfindung betrifft eine im Patentanspruch 1 angegebene Hörgeräteanordnung
mit einem Tragehalsband und ein im Patentanspruch 10 angegebenes
Verfahren zur drahtlosen Übertragung von Daten zwischen
einem Hörgerät und einer externen Einheit.
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Bei
einer drahtlosen Programmierung von Hörgeräten
mit induktiven Antennen, beispielsweise mit gewickelten Spulen auf
Ferritkernen, ist der Empfangspegel an einem Programmiergerät
gering, da die Sendeleistung der Hörgeräte begrenzt
ist und die Hörgeräteantennen klein ausgeführt
sind. Ursache sind die begrenzte Batteriekapazität und
die beengten Platzverhältnisse in Hörgeräten.
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Infolge
des geringen Empfangspegels ist das Signal-/Rauschverhältnis
klein, wodurch die maximale Datenrate zwischen Hörgerät
und Programmiergerät stark begrenzt wird. Zur Verbesserung
ist eine genaue Ausrichtung der Antennen zueinander erforderlich.
Dabei wirken sich Kopfdrehungen eines Hörgeräteträgers
ungünstig auf das Signal-/Rauschverhältnis aus.
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Im
Gegensatz dazu ist der Sendepegel im Programmiergerät hoch,
da genügend Platz für eine Batterie mit großer
Speicherkapazität vorhanden ist. Infolge des hohen Sendepegels
ist das Signal-/Rauschverhältnis am_Ort des Hörgeräts
groß, wodurch eine hohe maximale Datenrate zwischen Programmiergerät
und Hörgerät möglich ist. Eine genaue
Ausrichtung der Antennen zueinander ist nicht unbedingt erforderlich.
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Die
drahtlose Programmierung von Hörgeräten ist folglich
sehr unsymmetrisch. Es gibt eine schnelle und sichere Datenübertragung,
wenn das Programmiergerät Daten an das Hörgerät
sen det, aber eine langsame und unsichere Datenübertragung,
wenn das Programmiergerät Daten vom Hörgerät
empfängt. Vorteilhaft wäre es also, eine Möglichkeit
zu finden, das Empfangssignal im Programmiergerät zu erhöhen.
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Eine
bekannte Lösung besteht darin, das Programmiergerät
mit einem Tragehalsband, auch „Lanyard” bezeichnet,
zu verbinden. Für möglichst hohe Empfangssignale
muss die Länge des Tragehalsbands möglichst kurz
sein, um den Abstand zwischen Hörgerät und Programmiergerät
gering zu halten. Nachteilig daran ist, dass eine Verwendung von kurzen
Tragehalsbändern von den Hörgerätenutzern vielfach
abgelehnt wird, da der Tragekomfort schlecht ist. Die negative Auswirkung
von Kopfdrehungen während eines Programmiervorgangs bleibt auch
bei kurzen Tragehalsbändern bestehen.
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Eine
andere Lösung wird in der
EP 1 981 176 A1 beschrieben. Eine mehradrige
Schleifenantenne wird in ein Tragehalsband integriert. Zusätzlich
wird die Schleifenantenne mit einem Kondensator in Serienresonanz
abgeglichen, um die Signalstärke zu erhöhen. Nachteilig
daran ist, dass die Schleifeninduktivität des losen Tragehalsbandes
während der Benutzung stark schwankt, wodurch ein Resonanzabgleich
schwierig ist. Außerdem werden aus Sicherheitsgründen
zur Vermeidung einer drohenden Strangulation sogenannte Auslöse-
bzw. Trennelemente in das Tragehalsband integriert, die das Tragehalsband
bei einer vorgebbaren Krafteinwirkung öffnen. Da auch die
Schleifenantenne durch das Auslöselement geführt
werden muss, treten vielfach Kontaktprobleme auf, was die Funktionsfähigkeit
einschränkt.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung diese Nachteile zu überwinden
und eine weitere Hörgeräteanordnung mit einem
Tragehalsband sowie ein Verfahren anzugeben, die eine drahtlose
Datenübertragung zwischen dem Hörgerät
und einem Programmiergerät verbessern.
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Gemäß der
Erfindung wird die gestellte Aufgabe mit der Hörgeräteanordnung
mit Tragehalsband des unabhängigen Patentanspruchs 1 und
dem Verfahren zur drahtlosen Übertragung von Daten zwischen
einem Hörgerät und einer externen Einheit des unabhängigen
Patentanspruchs 10 gelöst.
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Die
Erfindung beansprucht eine Hörgeräteanordnung
zur drahtlosen Übertragung von Daten zwischen einem Hörgerät
und einer externen Einheit, die an einem Tragehalsband um den Hals
eines Hörgerätnutzers getragen wird. Die Anordnung
umfasst des Weiteren:
- – mindestens
eine in dem Tragehalsband angeordnete zweite Antenne und
- – mindestens eine in dem Tragehalsband angeordnete
dritte Antenne, die durch eine elektrische Serienschaltung mit der
zweiten Antenne verbunden ist.
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Vorteilhaft
daran ist, dass das Tragehalsband in einer bequem zu tragenden Länge
ausgeführt werden kann und dass trotzdem ein ausreichend
hohes Empfangssignal der drahtlosen Datenübertragung an
der externen Einheit ankommt.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung kann die zweite und dritte Antenne
jeweils eine induktive Antenne sein. Dadurch ist eine sichere Nahfelddatenübertragung
mit geringem Leistungsbedarf sicher gestellt.
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In
einer weiteren Ausführungsform können die Daten
vom Hörgerät in die zweite Antenne einkoppelt
werden und die in die zweite Antenne eingekoppelten Daten können
aus der dritten Antenne in die externe Einheit gekoppelt werden.
Dies bietet den Vorteil eines zusätzlichen indirekten Übertragungswegs
zwischen Hörgerät und externer Einheit.
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Des
Weiteren kann die Anordnung mindestens eine im Hörgerät
angeordnete erste Antenne und mindestens eine in der externen Einheit
angeordnete vierte Antenne umfassen. Dadurch ist der drahtlose Datenaustausch
möglich.
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Vorteilhaft
kann die externe Einheit ein Hörgeräteprogrammiergerät
sein.
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Außerdem
kann die zweite Antenne in der Nähe des Hörgeräts
und die dritte Antenne kann in der Nähe der externen Einheit
angeordnet sein. Dadurch wird Datenübertragung verbessert.
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In
einer weiteren Ausführungsform kann die mindestens eine
zweite Antenne derart angeordnet sein, dass bei einer Kopfdrehung
des Hörgerätenutzers, die erste Antenne sich der
zweiten Antenne nähert. Dies bietet den Vorteil, dass sich
eine Kopfdrehung weniger stark auf die in der externen Einheit empfangene
Leistung auswirkt.
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Die
Anordnung kann auch zwei gegensinnig orientierte Dioden, die parallel
zur dritten Antenne angeordnet sind, umfassen. Dadurch können
die gesetzlichen Funkvorschriften eingehalten werden.
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In
einer Weiterbildung kann die Anordnung mindestens einen ersten und
einen zweiten Kondensator, die in Serie zu der zweiten und dritten
Antenne angeordnet sind, umfassen. Vorteilhaft können dadurch
Resonanzkreise gebildet werden.
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Die
Erfindung gibt auch ein Verfahren zur drahtlosen Übertragung
von Daten zwischen einem Hörgerät und einer externen
Einheit an. Die externe Einheit ist beispielweise ein Hörgeräteprogrammiergerät.
Das Verfahren umfasst die Schritte:
- – Abgabe
der Daten durch mindestens eine im Hörgerät angeordnete
erste Antenne,
- – Aufnahme der durch die erste Antenne abgegebenen
Daten durch mindestens eine zweite Antenne,
- – Abgabe der durch die zweite Antenne aufgenommenen
Daten durch mindestens eine mit der ersten Antenne elektrisch verbundene
dritte Antenne und
- – Aufnahme der durch die erste und dritte Antenne abgegebenen
Daten durch mindestens eine in der externen Einheit angeordnete
vierte Antenne.
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Dies
bietet den Vorteil einer ungestörten Datenübertragung
zwischen dem Hörgerät und der externen Einheit.
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In
einer Weiterbildung des Verfahrens können in einem Tragehalsband
die mindestens eine zweite und die mindestens eine dritte Antenne
angeordnet werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform können die zweite
Antenne in der Nähe des Hörgeräts und die
dritte Antenne in der Nähe der externen Einheit angeordnet
werden.
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Des
Weiteren kann die mindestens eine zweite Antenne derart angeordnet
werden, dass bei einer Kopfdrehung eines Trägers des Hörgeräts,
die erste Antenne der zweiten Antenne genähert wird.
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Vorteilhaft
können die Antennen induktive Antennen sein.
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Weitere
Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden aus den nachfolgenden
Erläuterungen mehrerer Ausführungsbeispiele anhand
von schematischen Zeichnungen ersichtlich.
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Es
zeigen:
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1:
eine Hörgeräteanordnung mit Tragehalsband gemäß Stand
der Technik,
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2:
eine erfindungsgemäße Hörgeräteanordnung
mit zwei induktiven Antennen im Tragehalsband,
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3:
eine erfindungsgemäße Hörgeräteanordnung
mit drei induktiven Antennen im Tragehalsband,
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4:
ein Diagramm mit Vergleichsmessungen und
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5:
eine erfindungsgemäße Hörgeräteanordnung
mit einer Schleifenantenne im Tragehalsband.
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1 zeigt
das Prinzip eines drahtlosen Datenaustauschs 12 zwischen
einem Hörgerät 1 und einem Programmiergerät 2 gemäß dem
Stand der Technik. Um Einstellungen des Hörgeräts 1 zu
verändern, werden mit dem Programmiergerät 2 zu übertragende Daten
ausgetauscht. Da wegen der begrenzten Signalleistung vom Hörgerät 1 zum
Programmiergerät 2 eine maximale Entfernung nicht überschritten
werden kann, trägt ein Hörgerätenutzer – in 1 ist
nur sein Kopf 4 dargestellt – das Programmiergerät 2 während
des Programmiervorgangs an einem Tragehalsband 3 um den
Hals. Die Datenübertragung 12 erfolgt vorzugsweise
induktiv mit Hilfe einer induktiven ersten Antenne 11 im
Hörgerät 1 und einer induktiven vierten
Antenne 21 im Programmiergerät 2. Die
Antennen 11, 21 sind vorzugsweise als auf einem
Ferritkern gewickelte Drahtspulen ausgebildet.
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Zur
Vermeidung von Strangulationen bei erhöhter Zugbelastung
des Tragehalsbands 3 ist im Tragehalsband 3 ein
Sicherheitstrennelement 36 angeordnet, das bei einer vorgebbaren
Krafteinwirkung das Tragehalsband 3 öffnet. Bei
einer rechtsgerichteten Kopfdrehung des Hörgerätnutzers
um einen Drehwinkel 41 verschlechtert sich für
das rechts getragene Hörgerät 1 das Signal-/Rauschverhältnis
am Ort der vierten Antenne 21, da die Entfernung zum Programmiergerät 2 und
die Abschattung durch den Kopf 4 zunehmen.
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Zur
Verminderung des Einflusses einer Kopfdrehbewegung und zur allgemeinen
Verbesserung des Signal-/Rauschverhältnisses wird eine
erfindungsgemäße Anordnung entsprechend der 2 und 3 gewählt. 2 zeigt
den Kopf 4 eines Hörgeräteträgers
mit einem linken und einem rechten Hörgerät 1.
Für eine Programmierung der Hörgeräte 1 trägt
der Hörgerätenutzer ein an einem Tragehalsband 3 befestigtes
Programmiergerät 2 um den Hals. Zur Vorbeugung
gegen Strangulation umfasst das Tragehalsband 3 ein Sicherheitstrennelement 23, das
sich bei einer vorgebbaren Krafteinwirkung auf das Tragehalsband 3 öffnet.
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In
den beiden Hörgeräten 1 ist für
einen drahtlosen Datenaustausch 12 mit dem Programmiergerät 2 in
Form einer Sende-/Empfangsspule eine erste induktive Antenne 11 angeordnet.
Das Programmiergerät 2 weist als Kommunikationspartner
in Form einer Sende-/Empfangsspule eine vierte induktive Antenne 21 auf.
Beim Datenaustausch 12 werden induktiv Daten zwischen den
Hörgeräten 1 und dem Programmiergerät 2 auf
einem direktem Signalpfad 12 ausgetauscht.
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Zur
Verbesserung der Signalleistung wird zusätzlich ein indirekter
Signalübertragungsweg 37, 38 verwendet.
Dafür sind in das Tragehalsband 3 eine zweite
induktive Antenne 31 und eine dritte induktive Antenne 32 eingearbeitet.
Die Antennen 31, 32 sind bevorzugt auf einem Ferritkern
gewickelte Drahtspulen. Die zweite und die dritte Antenne 31, 32 sind durch
eine elektrische Serienschaltung mit Hilfe der elektrischen Verbindungsleitung 39 verbunden.
Die dritte induktive Antenne 31 ist in der Nähe
der vierten induktiven Antenne 21 des Programmiergeräts 2 und die
zweite induktive Antenne 31 ist im Halsbereich des Hörgerätenutzers
in der Nähe des Hörgeräts 1 angeordnet.
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Sendet
das rechte Hörgerät 1, empfängt
die zweite Antenne 31 im Tragehalsband 3 ein viel
stärkeres Signal als die weiter entfernt gelegene, im Programmiergerät 2 eingebaute
vierte Antenne 21. Durch die Serienschaltung wird die in
die zweite Antenne 31 eingekoppelte Feldleistung – reduziert
um den Wirkungsgrad der Anordnung – an der dritten Antenne 32 ausgekoppelt,
um dann nach kurzer Distanz von der vierten Antenne 21 des
Programmiergeräts 2 als indirektes Signal 38 empfangen
zu werden. Die zweite Antenne 31 ist vorteilhaft so angeordnet,
dass bei einer Kopfdrehung 41 das Hörgerät 1,
das vom Programmiergerät 2 weggedreht wird, sich
zur zweiten Antenne 31 hinbewegt. Dadurch wird zwar das
direkte Empfangssignal 12 kleiner, gleichzeitig erhöht sich
aber der indirekte Signalanteil und gleicht den Verlust aus.
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Zur
Erhöhung des Wirkungsgrads der Datenübertragung 37, 38 werden
die Antennen 31, 32 des Tragehalsbands 3 in
Serienresonanz betrieben. Dazu werden zu den Antenneninduktivitäten 31, 32 lokal
Kondensatoren 33, 34 in Serie geschaltet. Die Kapazitätswerte
werden so gewählt, dass sich für eine gewählte
Arbeitsfrequenz eine Resonanz ergibt.
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Um
bei einem nachträglichen Austausch eines Tragehalsbands
gemäß Stand der Technik durch ein Tragehalsband 3 gemäß der
beanspruchten Erfindung eine Funkzulassung für das Programmiergerät 2 nicht
zu verlieren, muss verhindert werden, dass die Anordnung die Sendefeldstärke
des Programmiergeräts 2 erhöht. Daher
sind parallel zu der dritten Antenne 32 zwei gegensinnig
orientierte Dioden 35 geschaltet, die die Spannung an der
dritten Antenne 32 auf die niedrige Diodenspannung begrenzen.
Die in die dritte Antenne 32 eingekoppelte Feldleistung kann
somit keine nennenswerte Spannung induzieren. Der Strom im Serienresonanzkreis
bleibt so gering, dass in der entfernt angeordneten zweiten Antenne 31 im
Vergleich zum direkten Feld keine beachtenswerte zusätzliche
Feldstärke hinzukommt.
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3 zeigt
eine zu 2 ähnliche erfindungsgemäße
Anordnung mit dem Unterschied, dass in dem Tragehalsband 3 nun
zwei zweite induktive Antennen 31 angeordnet sind. 3 zeigt
den Kopf 4 eines Hörgeräteträgers
mit einem linken und einem rechten Hörgerät 1.
Für eine Programmierung der Hörgeräte 1 trägt
der Hörgerätenutzer ein an einem Tragehalsband 3 befestigtes
Programmiergerät 2 um den Hals. Zur Vorbeugung
gegen Strangulation umfasst das Tragehalsband 3 ein Sicherheitstrennelement 23,
das sich bei einer vorgebbaren Krafteinwirkung das Tragehalsband 3 öffnet.
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In
den beiden Hörgeräten 1 sind für
einen drahtlosen Datenaustausch 12 mit dem Programmiergerät 2 erste
induktive Antennen 11 angeordnet. Das Programmiergerät 2 weist
als Kommunikationspartner eine vierte induktive Antenne 21 auf.
Beim Datenaustausch 12 werden induktiv Daten zwischen den
Hörgeräten 1 und dem Programmiergerät 2 auf direktem
Weg ausgetauscht.
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Zur
Verbesserung der Signalleistung wird zusätzlich ein indirekter
Signalübertragungsweg 37, 38 verwendet.
Dafür sind in das Tragehalsband 3 zwei zweite
induktive Antenne 31 und eine dritte induktive Antenne 32 eingearbeitet.
Die Antennen 31, 32 sind bevorzugt auf einem Ferritkern
gewickelte Drahtspulen. Die beiden zweiten und die dritte Antenne 31, 32 sind
durch eine elektrische Serienschaltung mit Hilfe einer elektrischen
Verbindungsleitung 39 verbunden. Die dritte induktive Antenne 31 ist
in der Nähe der vierten induktiven Antenne 21 des
Programmiergeräts 2 und die zweiten induktiven
Antennen 31 sind im Halsbereich des Hörgerätenutzers
in der Nähe der Hörgeräte 1 angeordnet.
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Sendet
ein Hörgerät 1, empfängt die
in der Nähe befindliche zweite Antenne 31 im Tragehalsband 3 ein
viel stärkeres Signal als die weiter entfernt gelegene,
im Programmiergerät 2 eingebaute vierte Antenne 21.
Durch die Serienschaltung wird die in die zweite Antenne 31 eingekoppelte
Feldleistung – reduziert um den Wirkungsgrad der Anordnung – an der
dritten Antenne 32 ausgekoppelt, um dann nach kurzer Distanz
von der vierten Antenne 21 des Programmiergeräts 2 als
indirektes Signal 38 empfangen zu werden. Die zweiten Antennen 31 sind
vorteilhaft so angeordnet, dass bei einer Kopfdrehung 41 das
Hörgerät 1, das vom Programmiergerät 2 weggedreht
wird, sich zu einer zweiten Antenne 31 hinbewegt. Dadurch
wird zwar das direkte Empfangssignal 12 kleiner, gleichzeitig
erhöht sich aber der indirekte Signalanteil 37, 38 und
gleicht den Verlust aus.
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Zur
Erhöhung des Wirkungsgrads der Datenübertragung 37, 38 werden
die Antennen 31, 32 des Tragehalsbands 3 in
Serienresonanz betrieben. Dazu werden zu den Antenneninduktivitäten 31, 32 lokal
Kondensatoren 33, 34 in Serie geschaltet. Die Kapazitätswerte
werden so gewählt, dass sich für eine gewählte
Arbeitsfrequenz eine Resonanz ergibt.
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Um
bei einem nachträglichen Austausch eines Tragehalsbands
gemäß Stand der Technik durch ein Tragehalsband 3 gemäß der beanspruchten
Erfindung eine Funkzulassung für das Programmiergerät 2 nicht
zu verlieren, muss verhindert werden, dass die Anordnung die Sendefeldstärke
des Programmiergeräts 2 erhöht. Daher
sind parallel zu der dritten Antenne 32 zwei gegensinnig
orientierte Dioden 35 geschaltet, die die Spannung an der
dritten Antenne 32 auf die niedrige Diodenspannung begrenzen.
Die in die dritte Antenne 32 eingekoppelte Feldleistung kann
somit keine nennenswerte Spannung induzieren. Der Strom im Serienresonanzkreis
bleibt so gering, dass in den entfernt angeordneten zweiten Antennen 31 im
Vergleich zum direkten Feld keine beachtenswerte zusätzliche
Feldstärke hinzukommt.
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Durch
die vorteilhafte Platzierung der Hörgeräte 1 nahe
der zweiten Antennen 31 ist für den Hörgeräteträger
eine Drehung 41 des Kopfs 4 während einer
Programmierung der Hörgeräte 1 viel unkritischer
als mit einem herkömmlichen Tragehalsband.
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4 zeigt
Kurven 53, 53 einer Vergleichsmessung der Empfangsfeldstärke
an dem Programmiergerät 2 gemäß der
Anordnung der 1 und 2. Als Sender
ist das rechte Hörgerät 1 aktiv. Dreht
der Hörgeräteträger den Kopf 4 nach
rechts (negative Winkel) wird der Pegel bei Verwendung eines Tragehalsbands 3 gemäß Stand
der Technik bereits bei –60° kritisch niedrig
(Kurve 53). Das heißt, er fällt unter
eine Sollwertkurve 51, die den minimalen erforderlichen
Empfangspegel angibt. Bei Verwendung eines erfindungsgemäßen
Tragehalsbands 3 unterschreitet der Pegel (Kurve 52)
erst bei etwa –85° Kopfdrehung die Sollwertkurve 51.
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In 5 ist
eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform
dargestellt, wobei die zweite Antenne 31 als eine einen
großen Teil des Tragehalsbands 3 ausfüllende
Drahtschleifenantenne ausgebildet ist. Das Sicherheitstrennelement 36 umfasst Stecker
und Buchsen, die im Sicherheitsfall das Tragehalsband 3 öffnen
und die Drahtschleifenantenne 31 auftrennen. Es gelten
ansonsten die zu 2 gemachten Ausführungen.
Durch die Längsausdehnung der Drahtschleifenantenne 31 wirkt
sich eine Drehbewegung 41 des Kopfes 4 nicht nachteilig
auf die induktive Datenübertragung 37 zwischen
Hörgerät 1 und Drahtschleifenantenne 31 aus.
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- 1
- Hörgerät
- 2
- Externe
Einheit/Programmiergerät
- 3
- Tragehalsband/Lanyard
- 4
- Menschlicher
Kopf
- 11
- Induktive
erste Antenne
- 12
- Induktive
Datenübertragung Hörgerät 1 <> externe Einheit 2
- 21
- Induktive
vierte Antenne
- 31
- Induktive
zweite Antenne
- 32
- Induktive
dritte Antenne
- 33
- Erste
Kondensator
- 34
- Zweite
Kondensator
- 35
- Diodenpaar
- 36
- Sicherheitstrennelement
- 37
- Induktive
Datenübertragung Hörgerät <> zweite Antenne 31
- 38
- Induktive
Datenübertragung dritte Antenne 32 <> externe Einheit 2
- 39
- Elektrische
Verbindungsleitung
- 41
- Kopfdrehwinkel
- 51
- Sollwertkurve
- 52
- Kurve
des Empfangspegels mit einem erfindungsgemäßem
Tragehalsband 3
- 53
- Kurve
des Empfangspegels mit einem Tragehalsband 3 gemäß Stand
der Technik
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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