DE102009018425A1 - Hörvorrichtung mit Entstörung am Signaleingang - Google Patents
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Abstract
Die Beeinflussung einer Telefonspule (12) und einer Übertragungsspule (10) für ein drahtloses Kommunikationssystem in einer Hörvorrichtung und insbesondere in einem Hörgerät soll reduziert werden. Die Übertragungsspule (10) dient speziell zur drahtlosen Kommunikation in einem Frequenzbereich oberhalb des Frequenzbereichs der Telefonsignale. Eine Signalverarbeitungseinrichtung (15) der Hörvorrichtung verarbeitet ein Telefonsignal von der Telefonspule (12) und ein über die Übertragungsspule (10) empfangenes Signal. Eine Entstörschaltung (13) ist unmittelbar an den Ausgang der Telefonspule (12) oder der Übertragungsspule (10) vor die Signalverarbeitungseinrichtung geschaltet, um ein Störsignal, das durch ein für die Übertragungsspule (10) bestimmtes Signal an der Telefonspule (12) oder durch ein für die Telefonspule (12) bestimmtes Signal an der Übertragungsspule (10) hervorgerufen wird, zu reduzieren oder zu eliminieren. Damit müssen die durch Kopplung erzeugten Störgeräusche nicht bei der Gestaltung des Verstärkers berücksichtigt werden.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hörvorrichtung mit einer Telefonspule zum Empfangen eines Telefonsignals, einer Übertragungsspule zur drahtlosen Kommunikation in einem Frequenzbereich oberhalb des Frequenzbereichs des Telefonsignals und einer Signalverarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten des Telefonsignals und eines über die Übertragungsspule empfangenen Signals. Unter einer Hörvorrichtung wird hier jedes am oder im Ohr bzw. am Kopf tragbare schallausgebende Gerät verstanden, insbesondere ein Hörgerät, ein Headset, Kopfhörer und dergleichen.
- Hörgeräte sind tragbare Hörvorrichtungen, die zur Versorgung von Schwerhörenden dienen. Um den zahlreichen individuellen Bedürfnissen entgegenzukommen, werden unterschiedliche Bauformen von Hörgeräten wie Hinter-dem-Ohr-Hörgeräte (HdO), Hörgerät mit externem Hörer (RIC: receiver in the canal) und In-dem-Ohr-Hörgeräte (Ido), z. B. auch Concha-Hörgeräte oder Kanal-Hörgeräte (ITE, CIC), bereitgestellt. Die beispielhaft aufgeführten Hörgeräte werden am Außenohr oder im Gehörgang getragen. Darüber hinaus stehen auf dem Markt aber auch Knochenleitungshörhilfen, implantierbare oder vibrotaktile Hörhilfen zur Verfügung. Dabei erfolgt die Stimulation des geschädigten Gehörs entweder mechanisch oder elektrisch.
- Hörgeräte besitzen prinzipiell als wesentliche Komponenten einen Eingangswandler, einen Verstärker und einen Ausgangswandler. Der Eingangswandler ist in der Regel ein Schallempfänger, z. B. ein Mikrofon, und/oder ein elektromagnetischer Empfänger, z. B. eine Induktionsspule. Der Ausgangswandler ist meist als elektroakustischer Wandler, z. B. Miniaturlautsprecher, oder als elektromechanischer Wandler, z. B. Knochenleitungshörer, realisiert. Der Verstärker ist üblicherweise in eine Signalverarbeitungseinheit integriert. Dieser prinzipielle Aufbau ist in
1 am Beispiel eines Hinter- dem-Ohr-Hörgeräts dargestellt. In ein Hörgerätegehäuse1 zum Tragen hinter dem Ohr sind ein oder mehrere Mikrofone2 zur Aufnahme des Schalls aus der Umgebung eingebaut. Eine Signalverarbeitungseinheit3 , die ebenfalls in das Hörgerätegehäuse1 integriert ist, verarbeitet die Mikrofonsignale und verstärkt sie. Das Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinheit3 wird an einen Lautsprecher bzw. Hörer4 übertragen, der ein akustisches Signal ausgibt. Der Schall wird gegebenenfalls über einen Schallschlauch, der mit einer Otoplastik im Gehörgang fixiert ist, zum Trommelfell des Geräteträgers übertragen. Die Energieversorgung des Hörgeräts und insbesondere die der Signalverarbeitungseinheit3 erfolgt durch eine ebenfalls ins Hörgerätegehäuse1 integrierte Batterie5 . - Hörgeräte sind vielfach mit einer so genannten Telefonspule ausgestattet, mit der sie induktiv Signale eines Telefons aufnehmen können. Diese induktiv übertragenen Signale liegen in der Regel im üblichen Sprachbereich, d. h. unter 10 kHz. Der Hörgeräteträger schaltet zum Empfang eines induktiv zu empfangenden Telefonsignals das Hörgerät entsprechend in einen Telefonmodus, oder das Hörgerät schaltet automatisch in diesen Modus, wenn ein Telefonsignal anliegt.
- Darüber hinaus sind moderne Hörgeräte oftmals zur drahtlosen Kommunikation mit anderen Geräten ausgelegt. Diese drahtlose Kommunikation erfolgt in der Regel in einem Frequenzbereich oberhalb von 1 MHz, jedenfalls über 10 kHz. Zum Senden und Empfangen derartiger Signale besitzt das Hörgerät meist eine separate, speziell für diese Kommunikation ausgelegte Übertragungsspule.
- Obwohl die beiden oben geschilderten Kommunikationen (induktive Verbindung und Funkverbindung) in vollkommen unterschiedlichen Frequenzbereichen erfolgen, entstehen in zahlreichen anderen Frequenzbändern bei der Signalverarbeitung Artefakte (Summenfrequenzen, Differenzfrequenzen, Faltungsprodukte etc.). Daher können sich die beiden Übertragungssys teme gegenseitig stören, was sich durch Interferenzen bemerkbar macht.
- Grundsätzlich ist es Ziel, Störungen bei der Signalübertragung an Hörgeräte zu vermeiden bzw. zu reduzieren. Daher wird auch versucht, fortlaufende Störkopplungen zwischen dem System für drahtlose Übertragung und einer Telefonspule vollständig bzw. so weit wie möglich zu eliminieren. Dieses Kopplungsproblem wirkt sich nämlich insbesondere auf Hochleistungs-Hörgeräte aus, denn dort ist die Erhöhung der Verstärkung auch durch das Kopplungsproblem begrenzt.
- Bislang versucht man, dieses Problem dadurch in den Griff zu bekommen, dass die Übertragungsspule für die Funkübertragung mehr als 9 mm entfernt von dem Telespulensystem platziert wird. Die Drähte der Übertragungsspule für die drahtlose Übertragung müssen entlang exakt festgelegter Pfade abseits des Telefonspulen-Aufnahmebereichs geführt werden. Es ist jedoch sehr schwierig, beide Spulen in immer kleiner werdenden Hörgeräten 9 mm auseinander zu halten und die Drähte entsprechend weit voneinander weg zu platzieren. Daher muss vielfach die Distanz zwischen beiden Spulen verkürzt und die Hörgeräteverstärkung entsprechend reduziert werden, so dass weniger Störungen auftreten. Die Hörgeräte können dann nur für geringere Maximalverstärkungen ausgelegt werden.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, den gegenseitigen störenden Einfluss zwischen einer Telefonspule und einer Übertragungsspule zur drahtlosen Kommunikation bei einer Hörvorrichtung weiter zu reduzieren, so dass diese Hörvorrichtungen für höhere Verstärkungen ausgelegt werden können.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Hörvorrichtung mit einer Telefonspule zum Empfangen eines Telefonsignals, einer Übertragungsspule zur drahtlosen Kommunikation in einem Frequenzbereich oberhalb des Frequenzbereichs des Telefonsignals und einer Signalverarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten des Telefonsignals und eines über die Übertragungsspule empfangenen Signals, wobei eine Entstörschaltung unmittelbar an den Ausgang der Telefonspule und/oder der Übertragungsspule vor die Signalverarbeitungseinrichtung geschaltet ist, um ein Störsignal, das durch ein für die Übertragungsspule bestimmtes Signal an der Telefonspule oder durch ein für die Telefonspule bestimmtes Signal an der Übertragungsspule hervorgerufen wird, zu reduzieren oder zu eliminieren.
- In vorteilhafter Weise ist es durch die erfindungsgemäße Entstörung unmittelbar an dem Ausgang der Telefonspule und/oder der Übertragungsspule möglich, die Störsignale praktisch am bzw. unmittelbar angrenzend an den Entstehungsort zu beseitigen. Insbesondere erfolgt die Entstörung noch vor der Verstärkung. Daher kommen die Störsignale weniger zum Tragen.
- Vorzugsweise besitzt die Entstörschaltung ein adaptives Filter. Damit ist es möglich, die Störungen nicht nur quantitativ zu beeinflussen, sondern auch qualitativ. Das adaptive Filter kann nämlich an einen speziellen Störschall angepasst werden.
- Weiterhin kann die Entstörschaltung eine Teilschaltung aufweisen, mit der sie automatisch ein Störsignal von einem Nutzsignal unterscheiden kann. Damit ist es möglich, beispielsweise die Entstörung auf ein Minimum zu reduzieren, wenn ausschließlich Nutzsignal vorliegt. Folglich entstehen weniger Artefakte als bei einem System, bei dem die Entstörung immer mit einem hohen Wirkungsgrad ausgeführt wird.
- Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Entstörschaltung ein mathematisches Modell aufweist, mit dem ein Kompensationssignal modellierbar ist. Hierdurch lassen sich sehr spezifisch Störungen ausschalten, wenn beispielsweise mit der Übertragungsspule Signale bekannten Formats empfangen werden und das Hörgerät sich im Telefonmodus befindet.
- In einer besonderen Ausführungsform kann die Entstörschaltung mit einem von der Signalverarbeitungseinrichtung getrennten digitalen Signalprozessor realisiert sein. Dies kann insbesondere dann von Bedeutung sein, wenn ein digitaler Signalprozessor dazu eingesetzt wird, dass Störgeräusche automatisch von Nutzsignalen unterschieden werden.
- Vorteilhafterweise wird das Ausgangssignal der Entstörschaltung von dem Ausgangssignal der Telefonspule oder der Übertragungsspule subtrahiert. Hierdurch kann auf einfache Weise ein Nutzsignal von einem Störsignal befreit werden.
- Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
-
1 den prinzipiellen Aufbau eines Hörgeräts gemäß dem Stand der Technik; und -
2 ein Blockschaltbild zur erfindungsgemäßen Entstörung einer Telefonspule. - Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
- Die vorliegende Erfindung beruht im Wesentlichen auf dem Gedanken, dass eine Entstörung unmittelbar am Eingangswandler durchgeführt werden soll. Die Unterdrückung von etwaigen Kopplungseinflüssen soll also bereits am Signaleingang stattfinden, ohne die nachfolgende Signalverarbeitung stark zu beeinflussen.
-
2 zeigt ein konkretes Beispiel, wie die Unterdrückung von Störsignalen im Signaleingangsbereich eines Hörgeräts stattfinden kann. Das Hörgerät ist mit einer Übertragungsspule10 (WC = Wireless Coil) ausgestattet, um beispielsweise mit einem zweiten Hörgerät im Rahmen einer binauralen Versorgung kommunizieren zu können. Die Übertragungsspule10 sendet ent sprechende e2e-Signale (ear-to-ear) in einem hohen Frequenzbereich (meist über 100 kHz) aus. Ein Teil dieser elektromagnetischen Strahlung11 erreicht auch eine in das Hörgerät implementierte Telefonspule12 (TC = Telecoil). Die Telefonspule12 ist insbesondere dafür ausgelegt, induktive Signale im Bereich unterhalb von 10 kHz aufzunehmen. Die digitalen e2e-Signale11 besitzen aber auch Spektralanteile in dem Telefonspulenempfangsbereich. Diese Spektralanteile kann der Hörgeräteträger unmittelbar als Störungen wahrnehmen, wenn sie weiter verstärkt und akustisch gewandelt werden. - Erfindungsgemäß ist nun eine Entstörschaltung
13 (NC = Noise Canceller) vorgesehen, der das Signal der Telefonspule12 aufnimmt und analysiert. Dafür ist er unter Umständen mit einem eigenen digitalen Signalprozessor ausgestattet. Alternativ kann ein entsprechender DSP-Algorithmus auch auf dem Signalverarbeitungsprozessor des Hörgeräts implementiert sein. Insbesondere kann die Entstörschaltung13 ein adaptives Entstörfilter enthalten, das vorzugsweise als DSP-Algorithmus implementiert ist. - Die Entstörschaltung
13 analysiert und modelliert gegebenenfalls das Störsignal. Für die Modellierung kann sie unter Umständen auch Informationen von der Übertragungsspule10 erhalten. Letztlich erzeugt die Entstörschaltung ein Entstörsignal, das beispielsweise ein Anti-Störsignal sein kann. Dieses Entstörsignal wird – hier symbolisiert durch einen Subtrahierer14 – mit dem Ausgangssignal der Telefonspule12 verknüpft. Im vorliegenden Beispiel erfolgt die Verknüpfung durch eine einfache Subtraktion des modellierten Störsignals bzw. eine Addition des Anti-Störsignals von/mit dem Ausgangssignal der Telefonspule12 . Das Nutzsignal ist somit von dem Störsignal befreit und die Befreiung erfolgt unmittelbar im Anschluss an den Eingangssignalwandler (hier die Telefonspule12 ). Erst das vom Störsignal befreite Nutzsignal s wird weiter verarbeitet und insbesondere einer digitalen Verstärkung15 (DA = Digital Amplification) zugeführt. - Die erfindungsgemäße Ausführungsform hat den Vorteil, dass Einschränkungen hinsichtlich der Maximalverstärkung infolge von Kopplungsstörgeräuschen zwischen dem Drahtlosübertragungssystem und dem Telefonspulensystem praktisch nicht mehr notwendig sind. Insbesondere kann aber auch die Distanz zwischen den beiden Spulen in der Hörvorrichtung verringert werden, was eine kleinere Form der Hörvorrichtung ermöglicht und die Entwicklungszeit für neue Produkte mit Drahtlosübertragungsfunktion verringert.
Claims (6)
- Hörvorrichtung mit – einer Telefonspule (
12 ) zum Empfangen eines Telefonsignals, – einer Übertragungsspule (10 ) zur drahtlosen Kommunikation in einem Frequenzbereich oberhalb des Frequenzbereichs des Telefonsignals und – einer Signalverarbeitungseinrichtung (15 ) zum Verarbeiten des Telefonsignals und eines über die Übertragungsspule (10 ) empfangenen Signals, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Entstörschaltung (13 ) unmittelbar an den Ausgang der Telefonspule (12 ) oder der Übertragungsspule (10 ) vor die Signalverarbeitungseinrichtung geschaltet ist, um ein Störsignal, das durch ein für die Übertragungsspule (10 ) bestimmtes Signal an der Telefonspule (12 ) oder durch ein für die Telefonspule (12 ) bestimmtes Signal an der Übertragungsspule (10 ) hervorgerufen wird, zu reduzieren oder zu eliminieren. - Hörvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Entstörschaltung (
13 ) ein adaptives Filter aufweist. - Hörvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Entstörschaltung (
13 ) eine Teilschaltung aufweist, mit der sie automatisch ein Störsignal von einem Nutzsignal (s) unterscheiden kann. - Hörvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Entstörschaltung (
13 ) ein mathematisches Modell aufweist, mit dem ein Kompensationssignal modellierbar ist. - Hörvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Entstörschaltung (
13 ) mit einem von der Signalverarbeitungseinrichtung (15 ) getrennten digitalen Signalprozessor realisiert ist. - Hörvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ausgangssignal der Entstörschaltung (
13 ) von dem Ausgangssignal der Telefonspule (12 ) oder der Übertragungsspule (10 ) subtrahiert wird.
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