DE102009019842B3

DE102009019842B3 - Anordnung und Verfahren zur drahtlosen Datenübertragung zwischen Hörgeräten

Info

Publication number: DE102009019842B3
Application number: DE102009019842A
Authority: DE
Inventors: Simon Dr. Hüttinger
Original assignee: Siemens Medical Instruments Pte Ltd
Current assignee: Sivantos Pte Ltd
Priority date: 2009-05-04
Filing date: 2009-05-04
Publication date: 2010-10-07
Anticipated expiration: 2029-05-05
Also published as: US20100278367A1; EP2249584A2; DK2249584T3; CN101895510A; EP2249584A3; EP2249584B1; US8483417B2; CN101895510B

Abstract

Die Erfindung gibt eine Anordnung und ein zugehöriges Verfahren zur drahtlosen Datenübertragung zwischen Hörgeräten (11, 12) an. Die Anordnung umfasst: - eine externe Einheit (15), die ein Trägersignal (20) erzeugt und abgibt, - ein erstes Hörgerät (11) mit einem ersten Transponder (13), der das Trägersignal (20) moduliert und rückstreut, und - ein zweites Hörgerät (12) mit einem zweiten Transponder (14), der das vom ersten Transponder (13) rückgestreute bzw. vorwärts gestreute und modulierte Trägersignal (21) aufnimmt. Die externe Einheit (15) ist beispielsweise eine Hörgeräte-Fernbedienung. Die Erfindung bietet den Vorteil, dass bei einem Hörgerät für eine drahtlose Datenübertragung wenig bis gar keine zusätzliche Energie benötigt wird. Die Energie für die Versorgung des ersten Transponders (13) wird vom Trägersignal (20) der externen Einheit (15) geliefert.

Description

Die Erfindung betrifft eine im Patentanspruch 1 angegebene Anordnung und ein im Patentanspruch 8 angegebenes Verfahren zur drahtlosen Datenübertragung zwischen Hörgeräten.
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, Hörgerät mit externem Hörer und In-dem-Ohr Hörgeräte, z. B. auch Concha-Hörgeräte oder Kanal-Hörgeräte 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 1 dargestellt. In ein Hörgerätegehäuse 2 zum Tragen hinter dem Ohr sind ein oder mehrere Mikrofone 3 zur Aufnahme des Schalls aus der Umgebung eingebaut. Eine Signalverarbeitungseinheit 4, die ebenfalls in das Hörgerätegehäuse 2 integriert ist, verarbeitet die Mikrofonsignale und verstärkt sie. Das Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinheit 4 wird an einen Lautsprecher bzw. Hörer 5 übertragen, der ein akustisches Signal ausgibt. Der Schall wird gegebenenfalls über einen nicht dargestellten Schallschlauch, der mit einer Otoplastik im Gehörgang fixiert ist, zum Trommelfell des Hörgeräteträgers übertragen. Die Energieversorgung des Hörgeräts 1 und insbesondere die der Signalverarbeitungseinheit 4 erfolgt durch eine ebenfalls ins Hörgerätegehäuse 2 integrierte Batterie 6. Mit Hilfe einer Sende-/Empfangsantenne 7 kann das Hörgerät 1 mit einer Fernbedienung oder zur binauralen Versorgung mit einem weiteren Hörgerät Daten drahtlos austauschen.
Bekannte Lösungen zur drahtlosen Datenkommunikation bei Hörgeräten basieren auf einer induktiven Übertragung bei niedrigen Frequenzen. Dabei muss der Sender im Hörgerät die Energie für ein moduliertes magnetisches Feld zur Verfügung stellen. Für höhere Datenübertragungen können elektromagnetische Übertragungsverfahren mit höheren Frequenzen, beispielsweise Bluetooth, zum Einsatz kommen. Ihr Energiebedarf ist aber noch größer als bei rein induktiven Lösungen.
Die DE 10 2007 030 745 A1 offenbart ein binaurales Hörgerätesystem. Zum einen umfasst dieses Hörgerätesystem zwei separate Hörgerätekomponenten, die jeweils an einem Ohr des Hörgeräteträgers angeordnet sind, und zum anderen ein Zusatzgerät, das mit einer der Hörgerätekomponenten und eine Kommunikationsverbindung herstellen kann. Die Kommunikationsverbindung zwischen den beiden Hörgerätekomponenten wird zeitabhängig zyklisch hergestellt, wobei die Datenübertragung drahtlos über eine induktive Datenübertragungsstrecke erfolgt. Zu diesem Zweck befindet sich in den am Ohr zu tragenden Hörgerätekomponenten sowie im Zusatzgerät mindestens je eine Spule, die als Sender und Empfänger genutzt werden kann. Die am Ohr zu tragenden Hörgerätekomponenten und das Zusatzgerät umfassen des Weiteren je eine Empfängerbaugruppe, eine Steuereinheit sowie eine Senderbaugruppe. Außerdem offenbart die DE 10 2007 030 745 A1 , dass mit Ausnahme von Systemen, die über induktive Kopplungen mit Energie versorgt werden können, jede Komponente eines mehrkomponentigen Hörgerätesystems über eine eigene Energiequelle verfügen muss.
Die EP 1 883 273 A1 offenbart ein als Fernbedienung ausgebildetes Steuergerät und ein programmierbares Hörgerät jeweils mit Einrichtungen zur drahtlosen Übertragung von Steuer- und Audiodaten. Sowohl das Hörgerät als auch das Steuergerät weisen hierzu entsprechende Sende-/Empfangseinrichtungen sowie entsprechende Antennen auf. Vorzugsweise ist die drahtlose Verbindung als eine digitale Kurzstreckenfunkverbindung ausgebildet. Aufgrund der relativ kurzen Distanz, die dabei überwunden werden soll, eignet sich dazu insbesondere eine induktive oder magnetische Funkverbindung. Um Audiosignale in ausreichend guter Qualität zu übertragen, ist in der Regel eine Datenrate von mindestens 50 bis 100 kBit/s notwendig. Vorzugweise liegt die Trägerfrequenz für die induktive Datenübertragung im HF-Bereich, insbesondere im Bereich von 3 bis 5 MHz.
Die EP 1 933 592 A1 offenbart ein Hörgerät, das mit einem Transponder programmiert werden kann. Das Hörgerät besitzt hierzu ein so genanntes ”Wireless-System”, das neben Daten auch Energie an externe Schaltungen übertragen kann. Das Übertragungssystem ist an einen Speicher angeschlossen, in dem Programmierdaten für die Signalverarbeitungseinrichtung gespeichert werden können. Ein Transponder, insbesondere ein RFID-Transponder, stellt eine hörgeräteexterne Schaltung dar, die mit dem Hörgerät drahtlos kommunizieren kann. Hierzu besitzt der Transponder eine Antenne, die als spiralförmige Spule auf einem flachen Substrat, das vorzugsweise Scheckkartenformat besitzt, ausgebildet ist. Die Antenne ist mit einem Mikrocontroller und dieser wiederum mit einem Speicher verbunden. Der Speicher beinhaltet die Programmierdaten, die in den Speicher des Hörgeräts zu übertragen sind. Der Mikrocontroller steuert die Datenübertragung auf der Seite des Transponders. Das Hörgerät wird zur Programmierung auf den RFID-Transponder gelegt oder in dessen Nähe gebracht. Anschließend wird das Hörgerät eingeschaltet. Daraufhin erzeugt das Hörgerät ein magnetisches Feld, welches den Transponder mit Energie versorgt. Bei dieser Übertragung in Richtung vom Hörgerät zum Transponder können auch Daten übertragen werden. Aktiviert durch die Energie des Hörgeräts antwortet der Transponder mit der Programmierdatensequenz, die im Speicher gespeichert ist. Die Datenübertragung erfolgt über Modulation des Magnetfelds. Im Hörgerät werden die empfangenen Daten in einen Speicher geschrieben.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Anordnung und ein dazugehöriges Verfahren zur energieeffizienten drahtlosen Datenübertragung zwischen Hörgeräten anzugeben.
Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe mit der Anordnung zur drahtlosen Datenübertragung zwischen Hörgeräten des unabhängigen Patentanspruchs 1 und dem Verfahren zum drahtlosen Übertragen von Daten zwischen Hörgeräten des unabhängigen Patentanspruchs 7 gelöst.
Die Erfindung beansprucht eine Anordnung zur drahtlosen Datenübertragung zwischen Hörgeräten mit einer externen Einheit, die ein unmoduliertes Trägersignal erzeugt und abgibt. Die Anordnung umfasst außerdem ein erstes Hörgerät mit einem ersten Transponder, der das unmodulierte Trägersignal empfängt, mit den zu übertragenden Daten moduliert und das modulierte Trägersignal rückstreut bzw. vorwärts streut, und ein zweites Hörgerät mit einem zweiten Transponder, der das vom ersten Transponder rückgestreute und modulierte Trägersignal aufnimmt. Die Erfindung bietet den Vorteil, dass in einem Hörgerät für eine drahtlose Datenübertragung wenig bis gar keine zusätzliche Energie benötigt wird. Die Energie der Datenübertragung liefert das Trägersignal der externen Einheit.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann das Trägersignal hochfrequent sein. Dadurch sind hohe Datenübertragungsreichweiten und Übertragungsraten erzielbar.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Frequenz des Trägersignals im UHF-Bereich liegen.
Des Weiteren kann der erste Transponder ausschließlich durch das Trägersignal mit Betriebsleistung versorgbar sein. Vorteilhaft daran ist, dass die Batterie eines Hörgeräts nicht beansprucht wird.
In einer Weiterbildung können der erste Transponder eine erste Antenne und der zweite Transponder eine zweite Antenne umfassen. Dadurch kann das Trägersignal empfangen und abgestrahlt bzw. rückgestreut werden.
Außerdem kann die externe Einheit als Hörgeräte-Fernbedienung ausgebildet sein. Vorteilhaft daran ist die Mitbenutzung einer bereits vorhanden externen Einheit zur Datenübertragung zwischen Hörgeräten.
Die Erfindung beansprucht auch ein Verfahren zur drahtlosen Datenübertragung zwischen Hörgeräten mit folgenden Schritten:

– Abgeben eines unmodulierten Trägersignals durch eine externe Einheit,
– Modulieren des Trägersignals mit den zu übertragenden Daten zu einem modulierten Trägersignal durch ein erstes Hörgerät,
– Rückstreuen des modulierten Trägersignals durch das erste Hörgerät,
– Aufnehmen des rückgestreuten bzw. vorwärtsgestreuten und modulierten Trägersignals durch ein zweites Hörgerät und
– Demodulieren des rückgestreuten und modulierten Trägersignals im zweiten Hörgerät, um die übertragenen Daten zu empfangen.

In einer Weiterbildung des Verfahrens kann das erste Hörgerät durch das Trägersignal mit Betriebsleistung versorgt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann das Trägersignal hochfrequent sein.
Außerdem kann das Trägersignal durch einen ersten Transponder im ersten Hörgerät moduliert und rückgestreut bzw. vorwärts gestreut werden.
In einer Weiterbildung des Verfahrens kann die Modulation des Trägersignals eine Amplitudenmodulation oder eine Phasenmodulation umfassen.
Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden aus den nachfolgenden Erläuterungen eines Ausführungsbeispiels anhand einer schematischen Zeichnung ersichtlich.
Es zeigen:
1: ein Hinter-dem-Ohr-Hörgerät gemäß Stand der Technik und
2: ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Datenübertragung mit einem Trägersignal.
2 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung in Form eines Blockschaltbilds. Am Kopf 10 eines Hörgeräteträgers sind ein erstes und ein zweites Hörgerät 11, 12 angeordnet. Das erste Hörgerät 11 umfasst einen ersten Transponder 13 mit einer ersten Antenne 17. Das zweite Hörgerät 12 umfasst einen zweiten Transponder 13 mit einer zweiten Antenne 17. Eine externe Einheit 15, beispielsweise eine Hörgeräte-Fernbedienung, um fasst eine UHF-Sendeeinheit 16, die ein Trägersignal 20 im Bereich 856 bis 920 MHz aussendet.
Der erste Transponder 17 empfängt das Trägersignal 20, moduliert es mit den an das zweite Hörgerät 12 zu übertragenden Daten, und streut das derart modulierte Trägersignal 21 zurück bzw. vorwärts. Der zweite Transponder 14 empfängt das modulierte, rückgestreute bzw. vorwärtsgestreute Trägesignal 21, demoduliert es und kann so die übertragenen Daten empfangen. Die Modulation ist vorzugsweise eine Amplituden- oder Phasenmodulation.
Da der zweite Transponder 18 das unmodulierte Trägersignal 20 auch auf direktem Weg empfängt, muss für eine verlässliche Übertragung der erste Transponder 13 das gestreute Signal 21 zusätzlich codieren.
Der erste Transponder 13 umfasst eine erste Antenne 17 zum Empfangen des Trägersignals 20 und eine mit der ersten Antenne 17 verbundene, nicht dargestellte integrierte Schaltung. Der zweite Transponder 14 umfasst eine zweite Antenne 18 zum Empfangen des gestreuten und modulierten Trägersignals 21 und eine mit der zweiten Antenne 18 verbundene, nicht dargestellte integrierte Schaltung. Bevorzugt sind die Antennen 17 und 18 Planarantennen.
Das Trägersignal 20 kann derart viel Energie an den ersten Transponder 13 übertragen, dass der erste Transponder 13 ausschließlich durch das Trägersignal 20 mit Betriebsleistung versorgt wird.
Die Erfindung bietet den Vorteil, dass in dem ersten Hörgerät 11 für eine drahtlose Datenübertragung wenig bis gar keine zusätzliche Energie benötigt wird. Die Energie für die Versorgung des ersten Transponders 13 wird vom Trägersignal 20 der Fernbedienung 15 geliefert.
Die Erläuterungen der 2 gelten selbstverständlich analog für eine Datenübertragung vom zweiten Hörgerät 12 zum ersten Hörgerät 11.

1: Hörgerät
2: Hörgerätegehäuse
3: Mikrofon
4: Signalverarbeitungseinheit
5: Hörer
6: Batterie
7: Sende-/Empfangsantenne
10: Kopf eines Hörgeräteträgers
11: erstes Hörgerät
12: zweites Hörgerät
13: erster Transponder
14: zweiter Transponder
15: externe Einheit/Hörgeräte-Fernbedienung
16: UHF-Sendeeinheit
17: erste Antenne
18: zweite Antenne
20: Trägersignal
21: rückgestreutes/vorwärts gestreutes Trägersignal

Claims

Anordnung zur drahtlosen Datenübertragung zwischen Hörgeräten (11, 12), gekennzeichnet durch: – eine externe Einheit (15), die ein unmoduliertes Trägersignal (20) erzeugt und abgibt, – ein erstes Hörgerät (11) mit einem ersten Transponder (13), der das unmodulierte Trägersignal (20) empfängt, mit den zu übertragenden Daten moduliert und das modulierte Trägersignal (21) rückstreut, und – ein zweites Hörgerät (12) mit einem zweiten Transponder (14), der das vom ersten Transponder (13) rückgestreute und modulierte Trägersignal (21) aufnimmt.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersignal (20, 21) hochfrequent ist.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des Trägersignals (20, 21) im UHF-Bereich liegt.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Transponder (13) ausschließlich durch das Trägersignal (20) mit Betriebsleistung versorgbar ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Transponder (13) eine erste Antenne (17) und der zweite Transponder (14) eine zweite Antenne (18) umfasst.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Einheit (15) als Hörgeräte-Fernbedienung ausgebildet ist.
Verfahren zur drahtlosen Datenübertragung zwischen Hörgeräten (11, 12), gekennzeichnet durch: – Abgeben eines unmodulierten Trägersignals (20) durch eine externe Einheit (15), – Modulieren des unmodulierten Trägersignals (20) mit den zu übertragenden Daten zu einem modulierten Trägersignal (21) durch ein erstes Hörgerät (11), – Rückstreuen des modulierten Trägersignals (21) durch das erste Hörgerät (11), – Aufnehmen des rückgestreuten und modulierten Trägersignals (21) durch ein zweites Hörgerät (12) und – Demodulieren des rückgestreuten und modulierten Trägersignals (21) im zweiten Hörgerät (12), um die übertragenen Daten zu empfangen.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hörgerät (11) mit Betriebsleistung durch das Trägersignal (20) versorgt wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersignal (20, 21) hochfrequent ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des Trägersignals (20, 21) im UHF-Bereich liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersignal (20) durch einen ersten Transponder (13) im ersten Hörgerät (11) moduliert und rückgestreut wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulation des Trägersignals (20) eine Amplitudenmodulation oder eine Phasenmodulation umfasst.