DE102021121120B4

DE102021121120B4 - Hörgerät-Vorrichtung als 3D-Kopfhörer

Info

Publication number: DE102021121120B4
Application number: DE102021121120.4A
Authority: DE
Inventors: gleich Patentinhaber Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-08-13
Filing date: 2021-08-13
Publication date: 2023-03-09
Anticipated expiration: 2041-08-14
Also published as: WO2023016591A1; DE102021121120A1

Abstract

Hörgerät-Vorrichtung (100) mit mindestens einem ambiente Laute und Geräusche in elektrische Schwingungen wandelnden Akustik-Sensor (111) sowie mindesten einem im Ohr oder nahe dem Ohr eines Nutzers platzierbaren Schwingelement (121) zum Wandeln elektrischer Schwingungen in akustische Wellen, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zweck des Erfassens einer Richtungsinformation unterschiedlicher Schallquellen aus der Umgebung eines Nutzers eine Mehrzahl von an unterschiedlichen Stellen an oder im Ohr eines Nutzers platzierbare Akustik-Sensoren (111, 112, 113) vorgesehen sind, die aufgrund ihrer individuellen Platzierung die Schallwellen einer jeweiligen Schallquelle mit einem zeitlichen Versatz empfangen und entsprechend zeitlich versetzte elektrische Schwingungen erzeugen, wobei
- einem jeden der Akustik-Sensoren (111, 112, 113) ein betreffendes Schwingelement (121, 122, 123) zugeordnet ist und
- die Mehrzahl von Schwingelementen (121, 122, 123) entsprechend dem zeitlichen Versatz der elektrischen Schwingungen mutuell phasenversetzte Schallwellen erzeugen, die miteinander interferierend eine Richtungsinformation einer jeweiligen der unterschiedlichen Schallquellen erzeugen, und wobei
- die mindestens drei Schwingelemente (121, 122, 123) sowie die Verstärkereinrichtung (130) eine im Inneren des Ohres eines Nutzers platzierbare als Innenohrkopfhörer ausgebildete integrale Einheit bilden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hörgerät-Vorrichtung mit mindestens einem ambiente Laute und Geräusche in elektrische Schwingungen wandelnden Akustik-Sensor sowie mindesten einem im Ohr oder nahe dem Ohr eines Nutzers platzierbaren Schwingelement zum Wandeln der elektrischen Schwingungen in akustische Wellen.
Hörgerät-Vorrichtungen eingangs genannter Art werden im Stand der Technik verwendet, um schwerhörigen Menschen das Hören zu erleichtern, indem über einen Akustik-Sensor aufgenommene ambiente Schallwellen in elektrische Signale zu wandeln, die im Nachgang zu einer elektronischen Verstärkung in einem entsprechenden, in oder nahe dem Ohr eines betreffenden Nutzers platzierten Schwingelement wieder in akustische Wellen zurückgewandelt werden, wobei die Intensität der zurückgewandelten Schallwellen höher ist als die Intensität der von Akustik-Sensor aufgenommenen ursprünglichen Schallwellen.
Die bekannten Hörgerät-Vorrichtungen weisen indes sämtlich den Nachteil auf, dass eine Richtungsinformation der auf den Akustik-Sensor auftreffenden Schallwellen im Rahmen der herkömmlichen Prozessverarbeitung verloren geht, so dass ein Nutzer einer herkömmlichen Hörgerät-Vorrichtung nicht zwischen unterschiedlich im Raum platzierten Schallquellen unterscheiden kann und sich somit nicht auf vorgegebene Schallquellen konzentrieren kann.
Eine örtliche Filterfunktion der Umgebungslaute, wie sie das funktionstüchtige menschliche Ohr erlaubt, ist somit nicht möglich. Als Resultat hört ein Nutzer einer herkömmlichen Hörgerät-Vorrichtung eine Kakophonie von Geräuschen, insbesondere von solchen, die keinen gewünschten Informationsgehalt in sich tragen.
Eine Hörgerät-Vorrichtung eingangs genannter Art ist aus der Druckschrift DE 299 23 767 U1 bekannt.
Des Weiteren ist aus der Druckschrift CN 1 02 118 670 A eine Hörgerät-Vorrichtung bekannt, bei der zur Erzeugung einer dreidimensionalen Raumwahrnehmung drei Schallquellen in unterschiedlicher räumlicher Ausrichtung zu installieren sind. Die Schallquellen sind dabei insbesondere für die Erzeugung unterschiedlicher Frequenzbänder ausgelegt.
Eine weitere Hörgerät-Vorrichtung ist aus der Druckschrift US 6 038 330 A bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hörgerät-Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe eine Richtungsinformation einer Mehrzahl unterschiedlicher, im Raum um einen Nutzer verteilter Schallquellen erhalten bleibt, so dass die natürlichen Höreigenschaften eines funktionstüchtigen menschlichen Ohres weitgehend erhalten bleiben.
Für eine Hörgerät-Vorrichtung eingangs genannter Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zum Zweck des Erfassens einer Richtungsinformation unterschiedlicher Schallquellen aus der Umgebung eines Nutzers eine Mehrzahl von an unterschiedlichen Stellen an oder im Ohr eines Nutzers platzierbare Akustik-Sensoren vorgesehen sind, die aufgrund ihrer individuellen Platzierung die Schallwellen einer jeweiligen Schallquelle mit einem zeitlichen Versatz empfangen und entsprechend zeitlich versetzte elektrische Schwingungen erzeugen, wobei einem jeden der Akustik-Sensoren ein betreffendes Schwingelement zugeordnet ist und die Mehrzahl von Schwingelementen entsprechend dem zeitlichen Versatz der elektrischen Schwingungen mutuell phasenversetzte Schallwellen erzeugen, die miteinander interferierend eine Richtungsinformation einer jeweiligen der unterschiedlichen Schallquellen erzeugen, und wobei die mindestens drei Schwingelemente sowie die Verstärkereinrichtung eine im Inneren des Ohres eines Nutzers platzierbare als Innenohrkopfhörer ausgebildete integrale Einheit bilden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, deren Elemente im Sinne einer weiteren Verbesserung des Lösungsansatzes der der Erfindung zugrunde gelegten Aufgabe wirken.
Bei der erfindungsgemäßen Hörgerät-Vorrichtung wird durch die Merkmalskombination, dass zum Zweck des Erfassens einer Richtungsinformation unterschiedlicher Schallquellen aus der Umgebung eines Nutzers eine Mehrzahl von an unterschiedlichen Stellen an oder im Ohr eines Nutzers platzierbare Akustik-Sensoren vorgesehen sind, die aufgrund ihrer individuellen Platzierung die Schallwellen einer jeweiligen Schallquelle mit einem zeitlichen Versatz empfangen und entsprechend zeitlich versetzte elektrische Schwingungen erzeugen, wobei einem jeden der Akustik-Sensoren ein Schwingelement zugeordnet ist und wobei die Mehrzahl von Schwingelementen entsprechend dem zeitlichen Versatz der elektrischen Schwingungen mutuell phasenversetzte Schallwellen erzeugen, die miteinander interferierend eine Richtungsinformation einer jeweiligen der unterschiedlichen Schallquellen erzeugen, erreicht, dass eine örtliche Filterfunktion der Umgebungslaute weitestgehend ermöglicht ist.
Als Resultat ist ein Nutzer der erfindungsgemäßen Hörgerät-Vorrichtung in die Lage versetzt, eine räumliche, dreidimensionale Trennung einer Mehrzahl von Umgebungsgeräuschen vorzunehmen und sich insofern auf Laute zu konzentrieren, die einen gewünschten Informationsgehalt in sich tragen.
Das Erzeugen von Richtungsinformation durch Interferenz vorherbestimmt phasenversetzter Wellen ist beispielsweise aus der Radartechnik als phasengesteuerte Antenne bzw. englisch „phased array“ bekannt.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hörgerät-Vorrichtung ist vorgesehen, dass mindestens drei Akustik-Sensoren und drei eineindeutig zugeordnete Schwingelemente vorgesehen sind.
Die erfindungsgemäße Hörgerät-Vorrichtung enthält wie die herkömmlichen Vorrichtungen eine batteriebetriebene, in ihrer Intensität steuerbare elektrische Verstärkereinrichtung, die die von den Akustik-Sensoren gelieferten elektrischen Schwingungen so weit verstärkt, dass die betreffenden von den Schwingelementen erzeugten Schallwellen auch von schwerhörigen Nutzern bequem wahrnehmbar sind.
Die Akustik-Sensoren der erfindungsgemäßen Hörgerät-Vorrichtung sind vorzugsweise im Bereich der Ohrmuschel eines Nutzers platzierbar. Dabei können die Akustik-Sensoren im Außenbereich einer Ohrmuschel eines Nutzers platziert sein, alternativ im Innenbereich einer Ohrmuschel eines Nutzers platziert sein und weiterhin alternativ teilweise im Außenbereich und teilweise im Innenbereich einer Ohrmuschel eines Nutzers platziert sein.
Gemäß einer wichtigen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hörgerät-Vorrichtung sind die Schwingelemente im Ohr eines Nutzers ausgerichtet, um neben dem Trommelfell auch andere schallsensible Bereiche im Innenohr eines Nutzers zu beschallen.
Gemäß einer anderen sehr wichtigen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hörgerät-Vorrichtung sind drei Schwing-elemente im Ohr eines Nutzers ausgerichtet, um die jeweils erzeugten Schallwellen in drei unterschiedliche Richtungen in den von den äußeren Ohrbereichen zum Trommelfell führenden äußeren Gehörgang des Ohres eines Nutzers einzuleiten.
Gemäß einer weiteren wichtigen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hörgerät-Vorrichtung sind jedem Akustik-Sensor jeweils zwei Schwingelemente zugeordnet, wobei ein jeweils erstes Schwingelement auf das Trommelfell eines Nutzers ausgerichtet ist und ein jeweils zweites Schwingelement auf einen anderen schallsensiblen Bereich im Innenohr eines Nutzers ausgerichtet ist.
Gemäß einer wichtigen Abwandlung obiger Ausführungsform sind sechs Akustik-Sensoren vorgesehen, wobei jedem Akustik-Sensor eineindeutig ein Schwingelement zugeordnet ist, und wobei jeweils drei erste betreffende Schwingelemente in Richtung auf das Trommelfell eines Nutzers ausgerichtet sind und jeweils drei zweite betreffende Schwingelemente in Richtung auf einen anderen schallsensiblen Bereich im Innenohr eines Nutzers ausgerichtet sind.
Ein Schwingelement der erfindungsgemäßen Hörgerät-Vorrichtung ist vorzugsweise aber nicht notwendigerweise von einem Piezo-Kristall gebildet.
Die erfindungsgemäße Hörgerät-Vorrichtung wird im Folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläutert, die in der Figur der Zeichnung dargestellt ist. Darin zeigen:

1 eine bevorzugte Anordnung der Akustik-Sensoren der erfindungsgemäßen Hörgerät-Vorrichtung, in einer Draufsicht eines Ohres eines Nutzers;
2 eine bevorzugte Ausführungsform einer im äußeren Gehörgang eines Nutzers platzierten erfindungsgemäßen Hörgerät-Vorrichtung, in einer Querschnittsansicht.

Die in den 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Hörgerät-Vorrichtung 100 enthält drei elektrische Schwingungen als Antwort auf ambiente Laute und Geräusche erzeugenden Akustik-Sensoren 111, 112, 113 sowie drei im Ohr eines Nutzers platzierbare Schwingelemente 121, 122, 123 zum Wandeln der so erzeugten elektrischen Schwingungen in akustische Wellen.
Zum Zweck des Erfassens einer Richtungsinformation unterschiedlicher Schallquellen aus der Umgebung eines Nutzers sind eine Mehrzahl von an unterschiedlichen Stellen an oder im Ohr eines Nutzers platzierbare Akustik-Sensoren 111, 112, 113 vorgesehen, die aufgrund ihrer individuellen Platzierung an oder im Ohr des Nutzers die Schallwellen einer jeweiligen Schallquelle mit einem zeitlichen Versatz empfangen und entsprechend zeitlich versetzte elektrische Schwingungen erzeugen, wobei einem jeden der Akustik-Sensoren 111, 112, 113 ein Schwingelement zugeordnet ist und wobei die Mehrzahl von Schwingelementen entsprechend dem zeitlichen Versatz der elektrischen Schwingungen mutuell phasenversetzte Schallwellen erzeugen, die miteinander interferierend eine Richtungsinformation einer jeweiligen der unterschiedlichen Schallquellen erzeugen.
Bei der dargestellten erfindungsgemäßen Hörgerät-Vorrichtung 100 sind drei Akustik-Sensoren 111, 112, 113 eineindeutig drei betreffende Schwingelemente 121, 122, 123 zugeordnet.
Des Weiteren enthält die dargestellte erfindungsgemäße Hörgerät-Vorrichtung 100 eine batteriebetriebene, in ihrer Intensität steuerbare elektrische Verstärkereinrichtung 130 130, die die von den Akustik-Sensoren 111, 112, 113 gelieferten elektrischen Schwingungen so weit verstärkt, dass die betreffenden von den Schwingelementen 121, 122, 123 erzeugten Schallwellen auch von schwerhörigen Nutzern bequem wahrnehmbar sind.
Die drei Schwingelemente 121, 122, 123 sowie die Verstärkereinrichtung 130 bilden eine im Inneren des Ohres eines Nutzers platzierbare integrale Einheit, wobei die Akustik-Sensoren 111, 112, 113 im Innenbereich der Ohrmuschel eines Nutzers platziert sind.
Die Schwingelemente 121, 122, 123 im Ohr eines Nutzers sind dabei ausgerichtet, um neben dem Trommelfell auch andere schallsensible Bereiche im Innenohr des Nutzers zu beschallen.
Jedes Schwingelement 121, 122, 123 ist von einem Piezo-Kristall gebildet.
In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hörgerät-Vorrichtung 100 sind jedem Akustik-Sensor 111, 112, 113 jeweils zwei Schwingelemente 121, 122, 123 zugeordnet, wobei ein jeweils erstes Schwingelement 121, 122, 123 auf das Trommelfell eines Nutzers ausgerichtet ist und ein jeweils zweites Schwingelement 121, 122, 123 auf einen anderen schallsensiblen Bereich im Innenohr eines Nutzers ausgerichtet ist.
Alternativ zu obiger Ausführung können insbesondere sechs Akustik-Sensoren 111, 112, 113 vorgesehen sein, wobei jedem Akustik-Sensor 111, 112, 113 eineindeutig ein Schwingelement 121, 122, 123 zugeordnet ist, und wobei jeweils drei erste betreffende Schwingelemente 121, 122, 123 in Richtung auf das Trommelfell eines Nutzers ausgerichtet sind und jeweils drei zweite betreffende Schwingelemente 121, 122, 123 in Richtung auf einen anderen schallsensiblen Bereich im Innenohr eines Nutzers ausgerichtet sind.
Die oben erläuterten Ausführungsbeispiele der Erfindung dienen lediglich dem Zweck eines besseren Verständnisses der durch die Ansprüche vorgegebenen erfindungsgemäßen Lehre, die als solche durch das Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt ist.
Bezugszeichenliste

100: Hörgerät-Vorrichtung
111, 112, 113: Akustik-Sensoren
121, 122, 123: Schwingelemente
130: Verstärkereinrichtung
140: Ohrmuschel
141: äußerer Gehörgang

Claims

Hörgerät-Vorrichtung (100) mit mindestens einem ambiente Laute und Geräusche in elektrische Schwingungen wandelnden Akustik-Sensor (111) sowie mindesten einem im Ohr oder nahe dem Ohr eines Nutzers platzierbaren Schwingelement (121) zum Wandeln elektrischer Schwingungen in akustische Wellen, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zweck des Erfassens einer Richtungsinformation unterschiedlicher Schallquellen aus der Umgebung eines Nutzers eine Mehrzahl von an unterschiedlichen Stellen an oder im Ohr eines Nutzers platzierbare Akustik-Sensoren (111, 112, 113) vorgesehen sind, die aufgrund ihrer individuellen Platzierung die Schallwellen einer jeweiligen Schallquelle mit einem zeitlichen Versatz empfangen und entsprechend zeitlich versetzte elektrische Schwingungen erzeugen, wobei - einem jeden der Akustik-Sensoren (111, 112, 113) ein betreffendes Schwingelement (121, 122, 123) zugeordnet ist und - die Mehrzahl von Schwingelementen (121, 122, 123) entsprechend dem zeitlichen Versatz der elektrischen Schwingungen mutuell phasenversetzte Schallwellen erzeugen, die miteinander interferierend eine Richtungsinformation einer jeweiligen der unterschiedlichen Schallquellen erzeugen, und wobei - die mindestens drei Schwingelemente (121, 122, 123) sowie die Verstärkereinrichtung (130) eine im Inneren des Ohres eines Nutzers platzierbare als Innenohrkopfhörer ausgebildete integrale Einheit bilden.
Hörgerät-Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei Akustik-Sensoren (111, 112, 113) und drei eineindeutig zugeordnete Schwingelemente (121, 122, 123) vorgesehen sind.
Hörgerät-Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine batteriebetriebene, in ihrer Intensität steuerbare elektrische Verstärkereinrichtung (130) vorgesehen ist, die die von den Akustik-Sensoren (111, 112, 113) gelieferten elektrischen Schwingungen so weit verstärkt, dass die betreffenden von den Schwingelementen (121, 122, 123) erzeugten Schallwellen auch von schwerhörigen Nutzern bequem wahrnehmbar sind.
Hörgerät-Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Akustik-Sensoren (111, 112, 113) im Bereich der Ohrmuschel (140) eines Nutzers platzierbar sind.
Hörgerät-Vorrichtung (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Akustik-Sensoren (111, 112, 113) im Außenbereich einer Ohrmuschel (140) eines Nutzers platzierbar sind.
Hörgerät-Vorrichtung (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Akustik-Sensoren (111, 112, 113) im Innenbereich einer Ohrmuschel (140) eines Nutzers platzierbar sind.
Hörgerät-Vorrichtung (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Akustik-Sensoren (111, 112, 113) teilweise im Außenbereich und teilweise im Innenbereich einer Ohrmuschel (140) eines Nutzers platzierbar sind.
Hörgerät-Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingelemente (121, 122, 123) im Ohr (140) eines Nutzers ausgerichtet sind, um neben dem Trommelfell auch andere schallsensible Bereiche im Innenohr eines Nutzers zu beschallen.
Hörgerät-Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass drei Schwingelemente (121, 122, 123) im Ohr (140) eines Nutzers ausgerichtet sind, um die jeweils erzeugten Schallwellen in drei unterschiedliche Richtungen in den von den äußeren Ohrbereichen zum Trommelfell führenden äußeren Gehörgang (141) des Ohres (140) eines Nutzers einzuleiten.