EP3070965A1

EP3070965A1 - Schallleiter für ein hörgerät

Info

Publication number: EP3070965A1
Application number: EP16156152.7A
Authority: EP
Inventors: Eduardo BAS Jr; Hoong Yih Chan; Chuan Foong LEE
Original assignee: Sivantos Pte Ltd
Current assignee: Sivantos Pte Ltd
Priority date: 2015-03-19
Filing date: 2016-02-17
Publication date: 2016-09-21
Also published as: US20160277851A1; DE102015204997A1; CN105992118A; DE102015204997B4

Abstract

Die Erfindung nennt einen Schallleiter (1) für ein Hörgerät (90), insbesondere für ein Hörhilfegerät (91), umfassend ein Gehäuse (2), wenigstens einen Schallerzeuger (26, 44, 46), eine Anzahl an mit dem wenigstens einen Schallerzeuger (26, 44, 46) verbundenen Signalanschlüssen (36) sowie Befestigungsmittel (16) zur reversiblen Befestigung an einer Haupteinheit (70) des Hörgeräts (90) unter Herstellung einer elektrischen Verbindung des oder jedes Signalanschlusses (36) mit einer Signalausgabe (86) der Haupteinheit (70), wobei im Gehäuse (2) ein Schallkanal (4) ausgebildet ist, welcher dazu eingerichtet ist, vom wenigstens einen Schallerzeuger (26, 44, 46) erzeugten Schall entlang einer Ausbreitungsrichtung (22) zu einem Schallausgang (24) des Gehäuses (2) zu leiten, und wobei der wenigstens eine Schallerzeuger (26, 44, 46) durch einen thermoakustischen Wandler (28, 48, 50) gebildet ist. Die Erfindung nennt weiter eine entsprechende Haupteinheit (70) mit Befestigungsmitteln (76) zur reversiblen Befestigung eines Schallleiters (1) sowie ein Hörgerät (90) mit einer Haupteinheit (70) und einem Schallleiter (1), welche über die jeweiligen Befestigungsmittel (16, 76) miteinander befestigt sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schallleiter für ein Hörgerät, insbesondere für ein Hörhilfegerät, umfassend ein Gehäuse und Befestigungsmittel zur reversiblen Befestigung an einer Haupteinheit des Hörgeräts, wobei im Gehäuse ein Schallkanal ausgebildet ist, welcher dazu eingerichtet ist, Schall entlang einer Ausbreitungsrichtung zu einem Schallausgang des Gehäuses zu leiten.
In einem Hörhilfegerät, welches ein Mikrofon und einen elektroakustischen Wandler aufweist, können durch den elektroakustischen Wandler hervorgerufene mechanische Vibrationen zu einer Instabilität des Signalweges führen. Beispielsweise können die Vibrationen durch eine akustische Rückkopplung vom Mikrofon aufgezeichnet und in ein elektrisches Signal umgewandelt werden, welches nach Verstärkung dem elektroakustischen Wandler zugeführt und von diesem in Schall umgewandelt wird. Hierdurch wird eine geschlossene Schleife gebildet, in welcher Vibrationen immer weiter verstärkt werden können.
Eine derartige rein akustische Rückkopplung wird üblicherweise durch eine geeignete Signalverarbeitung, zum Beispiel mittels eines adaptiven Filters, sowie durch hinreichende akustische Abschirmung möglichst unterdrückt. Bei vielen Hörhilfegeräten kann jedoch zusätzlich eine durch den elektroakustischen Wandler hervorgerufene Vibration elektromagnetisch rückkoppeln. Der elektroakustische Wandler weist meist eine Membran auf. Aus einem elektrischen Eingangssignal wird ein zeitveränderliches Magnetfeld erzeugt, durch welches - ggf. mittelbar über eine magnetisierbare Pleuelstange - die Membran zu Schwingungen angeregt wird, die das gewünschte Schallsignal erzeugen. Mechanische Vibrationen des elektroakustischen Wandlers, welche beispielsweise durch eine resonante Anregung des ihn umgebenden Gehäuses im Hörhilfegerät entstehen können, führen in den Spulen, welche das zeitveränderliche Magnetfeld aus dem Eingangssignal erzeugen, zu Störungen in Form von hochfrequenten Signalanteilen.
Des Weiteren weisen viele Hörhilfegeräte eine zusätzliche Empfangsspule, eine sog. "Telecoil" auf, über welche elektromagnetische Signale eines externen Senders direkt eingekoppelt werden können. Derartige externe Sender werden dabei beispielsweise in Museen oder Kirchen eingesetzt; auch eine Vielzahl von TV-Heimgeräten sind mit entsprechenden Sendern für Telecoil-Empfang ausgerüstet. Das zeitveränderliche Magnetfeld, welches die Membran in Schwingungen versetzt, wird nun von der Telecoil empfangen, wodurch von dieser ein Signal erzeugt und an eine Signalverarbeitungseinheit des Hörhilfegeräts weitergegeben wird. Insbesondere können hierbei hochfrequente Signalanteile eingekoppelt werden, die durch eine zusätzliche mechanische Vibration des elektroakustischen Wandlers in dessen Spulen hervorgerufen werden.
Um nun den Einfluss mechanischer Schwingungen des elektroakustischen Wandlers auf die Stabilität des Signalweges zu verringern, können sowohl das Auftreten als auch die Übertragung der Vibrationen durch Dämpfungen an der Aufhängung des elektroakustischen Wandlers - z.B. aus Gummi - unterdrückt werden. Ebenso kann eine gesonderte Abschirmung, beispielsweise mittels eines Schirms aus hoch permeablem Metall, ein Einkoppeln der elektromagnetischen Signalanteile verringern. Diese Abschirmung ist insbesondere bei den aufgrund der Vibration des elektroakustischen Wandlers entstehenden hochfrequenten Signalanteilen wirksam.
Es handelt sich jedoch bei dem genannten Vorgehen jeweils um konstruktive Maßnahmen, welche das Anordnen zusätzlicher Bauteile - eines mechanischen Dämpfers oder einer elektromagnetischen Abschirmung - im Hörhilfegerät erfordern. Dies ist aus Platzgründen jedoch oft nur sehr eingeschränkt möglich. Auch erhöht sich hierdurch das Gewicht des Hörhilfegeräts, wodurch der Tragekomfort für einen Benutzer eingeschränkt wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, in einem Hörgerät Vibrationen bei der Schallerzeugung möglichst zu verringern, und eine elektromagnetische Rückkopplung möglichst zu unterbinden.
Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Schallleiter für ein Hörgerät, insbesondere für ein Hörhilfegerät, umfassend ein Gehäuse, wenigstens einen Schallerzeuger, eine Anzahl an mit dem wenigstens einen Schallerzeuger verbundenen Signalanschlüssen sowie Befestigungsmittel zur reversiblen Befestigung an einer Haupteinheit des Hörgeräts unter Herstellung einer elektrischen Verbindung des oder jedes Signalanschlusses mit einer Signalausgabe der Haupteinheit, wobei im Gehäuse ein Schallkanal ausgebildet ist, welcher dazu eingerichtet ist, vom wenigstens einen Schallerzeuger erzeugten Schall entlang einer Ausbreitungsrichtung zu einem Schallausgang des Gehäuses zu leiten, und wobei der wenigstens eine Schallerzeuger durch einen thermoakustischen Wandler gebildet ist. Vorteilhafte und teils für sich gesehen erfinderische Ausgestaltungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung.
Der Schallausgang kann dabei derart ausgestaltet sein, ein Schallsignal direkt zum Ohr eines Benutzers zu führen, oder über eine entsprechende Haltevorrichtung dazu eingerichtet sein, dass ein Ohrpassstück auf den Schallausgang aufsetzbar ist, über welchen ein Schallsignal aus dem Schallkanal zum Ohr des Benutzers geführt wird. Unter den Befestigungsmitteln können beispielsweise eine mechanische Schraubverbindung oder eine einrastende Steckverbindung umfasst sein, wobei die Haupteinheit jeweils mit entsprechenden Gegenstücken auszurüsten ist. Die Länge des Schallkanals ist vorliegend insbesondere unter der Zuhilfenahme der Ausbreitungsrichtung von Schall zu definieren, welcher im Schallkanal propagiert. Die Breite des Schallkanals ist dabei entsprechend als lokal zur Ausbreitungsrichtung orthogonale Dimension aufzufassen. In einer bevorzugten, weil zweckmäßigen Ausführungsvariante weist der Schallkanal eine gegenüber seiner Länge wesentlich kleinere Breite auf. Unter einer im Vergleich zur Länge wesentlich kleineren Breite ist hierbei insbesondere eine Breite zu verstehen, welche im Mittel wenigstens um einen Faktor 5, bevorzugt im Mittel wenigstens um einen Faktor 10, kleiner als die Länge ist.
Der Einsatz eines thermoakustischen Wandlers als Schallerzeuger hat hierbei zunächst den Vorteil, dass dieser bei der Schallerzeugung keine Vibrationsenergie generiert. Bei einem thermoakustischen Wandler wird aus einem elektrischen Signal ein Schallsignal dadurch erzeugt, dass an einer Fläche oder einer Oberfläche des thermoakustischen Wandlers durch das elektrische Signal Temperaturschwankungen erzeugt werden. Diese schnell oszilierenden Temperaturschwankungen an der Fläche oder Oberfläche des thermoakustischen Wandlers führen zu einem zeitveränderlichen Temperaturgradienten der angrenzenden Luftschichten. Durch diesen zeitveränderlichen Temperaturgradienten können die angrenzenden Luftschichten in Schwingungen versetzt werden, welche sich als ein Schallsignal ausbreiten.
Für eine derartige Schallerzeugung ist eine wie auch immer geartete Eigenbewegung des thermoakustischen Wandlers nicht erforderlich, und auch nicht vorgesehen. Bei der Schallerzeugung durch den thermoakustischen Wandler entstehen somit keine Vibrationen, welche an die Umgebung oder an eine Aufhängung abgegeben werden können. Dies ist im Fall des Schallleiters für ein Hörgerät insbesondere vor dem Hintergrund relevant, dass die üblicherweise verwendeten Dimensionen insbesondere für den Schallkanal zu einem Resonanzspektrum führen, welches durch eine mechanische Vibration in Frequenzbereichen oberhalb von 1 kHz leicht zu einer Instabilität des Systems führen kann. Ein thermoakustischer Wandler, insbesondere ein solcher, welcher von seiner Dimensionierung her für eine Anordnung in einem Schallleiter geeignet ist, weist für Frequenzen oberhalb von 1 kHz besonders dynamisches Wiedergabeverhalten auf.
Die Erfindung nutzt dabei die überraschende Erkenntnis aus, dass ein im Schallleiter angeordneter thermoakustischer Wandler das Resonanzspektrum des Schallleiters und insbesondere des Schallkanals beeinflussen kann. Üblicherweise wird mittels dämpfender Elemente versucht, das Resonanzspektrum des Schallleiters auf ein besonders dynamisches Wiedergabeverhalten hin in relevanten Frequenzbereichen zu optimieren, während gleichzeitig das Entstehen von mechanischen Vibrationen durch ein propagierendes Schallsignal möglichst unterbunden werden soll.
Als relevante Frequenzbereiche sind hierbei üblicherweise insbesondere Frequenzen zwischen 2 kHz und 4 kHz anzusehen. Eine gute Wiedergabedynamik, also insbesondere ein möglichst hoher Ausgangspegel in diesem Frequenzband, ist gerade für die Sprachverständlichkeit von Bedeutung, da in diesem Frequenzband besonders wichtige Formanten zur Erkennung von Konsonanten auftreten. Das Resonanzspektrum des Schallleiters soll also in diesem Frequenzband eine möglichst laute störungsfreie Übertragung ermöglichen, um bei der Wiedergabe von Sprache ein möglichst reiches Klangbild erzeugen zu können. Andererseits sollen Resonanzen, welche zu mechanischen Vibrationen führen können, möglichst unterbunden werden. Durch eine geeignete Dimensionierung und Positionierung des thermoakustischen Wandlers im Schallleiter kann dabei Einfluss auf das Resonanzspektrum genommen werden, so dass einerseits im gewünschten Frequenzband von 2 kHz bis 4 kHz eine besonders dynamische Wiedergabe möglich ist, und andererseits durch die Dämpfungswirkung des thermoakustischen Wandlers im Schallleiter unerwünschte Resonanzmaxima abgedämpft werden können.
Während somit die Verwendung eines thermoakustischen Wandlers als Schallerzeuger zunächst eine im Wesentlichen vibrationsfreie Schallerzeugung ermöglicht, so dass keine primären Vibrationen in den Schallleiter eingekoppelt werden, wird über die Dämpfungswirkung des thermoakustischen Wandlers im Schallkanal erreicht, dass auch durch ein Propagieren des Schallsignals, welches vom thermoakustischen Wandlers selbst zunächst vibrationsfrei generiert wurde, eine resonante Anregung des Schallleiters zu Vibration weitgehend unterbunden werden kann.
Bevorzugt ist im Gehäuse eine Schallkammer mit einem Schalldurchgang ausgebildet, wobei der Schallkanal vom Schalldurchgang zum Schallausgang des Gehäuses führt, und wobei der wenigstens eine Schallerzeuger in der Schallkammer angeordnet ist.
Die Abmessungen des Schallkanals eines Schallleiters für ein Hörgerät erlauben oftmals nur wenig Spielraum für konstruktive Änderungen, da von den Abmessungen, insbesondere von der Breite, die Propagation des Schalls durch den Schallkanal und letztlich das Resonanzspektrum des Schallleiters abhängt. Dieses wiederum beeinflusst, welcher maximale Schalldruckpegel jeweils bei einer Frequenz übertragbar ist, ohne dass eine unerwünschte Vibration des Schallleiters entsteht, welche auf die Haupteinheit übertragen werden könnte, sowie bei welchen Frequenzen der maximale Gain für ein Schallsignal möglich ist. Da die Abmessungen des Schallkanals meist nur geringfügig angepasst werden können, jedoch die Schalldruck-Leistung eines thermoakustischen Wandlers auch von seiner Größe abhängen kann, ist es ggf. vorteilhaft, einen thermoakustischen Wandler, welcher nicht im Schallkanal Platz findet, in einer bevorzugt in den Schallkanal übergehenden Schallkammer anzuordnen.
Zweckmäßigerweise umfasst der thermoakustische Wandler wenigstens einen aus Carbon-Nanoröhren gebildeten Film, welcher mit wenigstens einem Signalanschluss verbunden ist, wobei durch ein Anlegen einer Signalspannung an den oder jeden Signalanschluss ein zeitveränderliches Erhitzen in dem oder jedem Film hervorgerufen wird, durch welches mittels des ther-moakustischen Effekts ein Schall erzeugt wird. In einem derartigen Film können die Carbon-Nanoröhren weitgehend parallel zueinander ausgerichtet sein, auch mehrere Lagen von Bündeln zueinander paralleler Carbon-Nanoröhren, wobei die Ausrichtungen der Carbon-Nanoröhren zweier aufeinander folgender Lagen zueinander orthogonal sind, ist hierbei möglich.
Die beschriebene Mikrostruktur des Films erlaubt eine weitgehend ungehinderte Propagation eines Schalls durch den Film hindurch, wobei dennoch eine minimale Dämpfungswirkung bestehen bleibt, über welche die Resonanzen im Schallkanal beeinflusst werden können. Dies ermöglicht einerseits die Anordnung mehrerer derartiger thermoakustischer Wandler parallel zueinander, ohne dass ein in einem Film eines thermoakustischen Wandlers erzeugtes Schallsignal von einem benachbarten Film eines anderen thermoakustischen Wandlers beeinträchtigt oder gar absorbiert würde. Andererseits erlaubt dies auch die Verwendung eines Schallerzeugers in der Haupteinheit derart, dass bei der Befestigung des Schallleiters an der Haupteinheit ein in dieser vom dortigen Schallerzeuger erzeugtes Schallsignal über einen Schalleingang des Schallleiters in den Schallraum geleitet und von dort zum Schallkanal weitergeführt werden kann, ohne dabei die Funktion des thermoakustischen Wandlers zu beeinträchtigen, welcher im Schallraum oder im Schallkanal angeordnet ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist hierbei der Film des wenigstens einen Schallerzeugers im Wesentlichen senkrecht zu der wenigstens teilweise durch den Schallkanal vorgegebenen Ausbreitungsrichtung eines Schalls ausgerichtet. Ist hierbei der Schallerzeuger nicht im Schallkanal selbst, sondern beispielsweise in einer in dieser übergehenden Schallkammer angeordnet, so ist für die Bestimmung der lokalen Ausbreitungsrichtung des Schalls in der Schallkammer insbesondere eine Extrapolation der Ausbreitungsrichtung im Schallkanal in die Schallkammer hinein heranzuziehen. Eine Anordnung des Films senkrecht zur Ausbreitungsrichtung kann eine besonders gute Dämpfungswirkung hinsichtlich des Resonanzspektrums des Schallleiters entfalten, so dass hierdurch Resonanzmaxima bei unerwünschten Frequenzen weitgehend unterdrückt werden können.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist der Film des wenigstens einen Schallerzeugers im Wesentlichen längs zu der wenigstens teilweise durch den Schallkanal vorgegebenen Ausbreitungsrichtung eines Schalls ausgerichtet ist. Die konkrete Anordnung des Films bezüglich der Ausbreitungsrichtung ist hierbei insbesondere in Abhängigkeit von den Auswirkungen der Positionierung und der Ausrichtung des Films auf die Resonanzen des Schallleiters zu bestimmen.
Als weiter vorteilhaft erweist sich, wenn das Gehäuse einen Schalleingang aufweist, welcher über den Schallkanal akustisch mit dem Schallausgang verbunden ist. Unter einer akustischen Verbindung ist hierbei eine solche Verbindung zu verstehen, welche eine kontrollierte, insbesondere eine ungehinderte Propagation eines Schallsignals ermöglicht. Insbesondere ist hiervon eine strömungstechnische Verbindung umfasst. Der Schalleingang ist hierbei bevorzugt dazu eingerichtet, während einer Befestigung an der Haupteinheit des Hörgeräts einen in der Haupteinheit erzeugten Schall über den Schallkanal zum Schallausgang zu leiten. Insbesondere, wenn aufgrund der Dimensionen des Schallleiters der darin angeordnete ther-moakustische Wandler nur für höhere Frequenzen eine ausreichende Dynamik in der Wiedergabe erreicht, kann durch den Schalleingang ein in der Haupteinheit erzeugtes Schallsignal, welches auch bei niedrigeren Frequenzen einen höheren Schalldruck aufweist, als dieser mittels des thermoakustischen Wandlers im Schallleiter erreichbar wäre, dem Benutzer zugeführt werden. Durch die so erreichbare Dynamik über eine große Bandbreite kann die Klangqualität für den Benutzer verbessert werden.
Günstigerweise umfasst der Schallleiter einen weiteren durch einen thermoakustischen Wandler gebildeten Schallerzeuger, welcher mit dem oder jedem Signalanschluss verbunden ist. Mit einer Mehrzahl an insbesondere weitgehend baugleichen Schallerzeugern lässt sich generell ein höherer Schalldruck erzeugen als durch einen einzelnen Schallerzeuger. Die Verwendung von zwei oder mehr thermoakustischen Wandlern zur Schallerzeugung im Schallleiter ist insbesondere vorteilhaft, wenn der maximal mögliche Dynamikumfang, also für unterschiedliche Frequenzen der jeweils maximale Schalldruck, bei welchem noch keine Vibrationen des Schallleiters angeregt werden, durch einen einzelnen thermoakustischen Wandler noch nicht ausgeschöpft wird.
Zudem können mit mehreren thermoakustischen Wandlern, welche jeweils einen Film aus Carbon-Nanoröhren aufweisen, durch deren Dämpfungswirkung die Resonanzen im Schallkanal des Schallleiters detaillierter abgestimmt werden, wodurch insbesondere unerwünschte Resonanzen bei ungünstigen Frequenzen, bei welchen beispielsweise eine Übertragung von entstehenden Vibrationen auf die Haupteinheit möglich ist, besonders wirksam unterdrückt werden können.
Die Erfindung nennt weiter eine Haupteinheit eines Hörgeräts, insbesondere eines Hörhilfegeräts, umfassend eine Signalverarbeitungseinheit, eine mit der Signalverarbeitungseinheit verbundene Signalausgabe sowie Befestigungsmittel zur reversiblen Befestigung eines vorbeschriebenen Schallleiters unter Herstellung einer elektrischen Verbindung des oder jedes Signalanschlusses des Schallleiters mit der Signalausgabe.
Bevorzugt weist dabei die Haupteinheit wenigstens einen mit der Signalverarbeitungseinheit verbundenen elektroakustischen Wandler und/oder wenigstens ein mit der Signalverarbeitungseinheit verbundenes Mikrofon auf. Insbesondere in Kombination mit einem elektroakustischen Wandler in einer Haupteinheit, welcher vornehmlich für die Wiedergabe niederer Frequenzen ausgelegt sein kann, ist der thermoakustische Wandler des Schallleiters, der eine besonders dynamische Wiedergabe oberhalb von 1 kHz erlaubt, vorteilhaft.
Zudem nennt die Erfindung ein Hörgerät, insbesondere Hörhilfegerät, umfassend eine vorbeschriebene Haupteinheit und einen vorbeschriebenen Schallleiter, wobei die Haupteinheit und der Schallleiter über die jeweiligen Befestigungsmittel miteinander befestigt sind. Die für den Schallleiter und seine Weiterbildungen angegebenen Vorteile können dabei sinngemäß auf die Haupteinheit und das Hörgerät übertragen werden.
Insbesondere umfasst das Hörgerät auch ein auf den Schallausgang des Schallleiters aufgesetztes Ohrpassstück, welches dazu eingerichtet und vorgesehen ist, ein in der Haupteinheit oder im Schallleiter erzeugtes und durch den Schallleiter zu dessen Schallausgang geführtes Schallsignal zum Gehör eines Benutzers des Hörgerätes zu leiten.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen jeweils schematisch:

FIG 1: in einer Schnittdarstellung einen Schallleiter für ein Hörgerät mit einem thermoakustischen Wandler im Schallraum,
FIG 2: in einer Ausschnittdarstellung eine alternative Anordnung des thermoakustischen Wandlers im Schallraum des Schallleiters nach FIG 1,
FIG 3: in einer Ausschnittdarstellung einen Schallraum eines Schallleiters nach FIG 1 mit einer Mehrzahl an thermoakustischen Wandlern,
FIG 4: in einer Schnittdarstellung eine Haupteinheit eines Hörgeräts, und
FIG 5: in einer Seitenansicht ein Hörgerät mit einem Schallleiter nach FIG 1 und einer Haupteinheit nach FIG 4.

Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In FIG 1 ist schematisch in einer Schnittdarstellung ein Schallleiter 1 für ein nicht näher dargestelltes Hörgerät gezeigt. Der Schallleiter 1 umfasst ein Gehäuse 2, in welchem ein Schallkanal 4 und eine mit dem Schallkanal 4 über einen Schalldurchgang 6 verbundene Schallkammer 8 ausgebildet sind. Das Gehäuse 2 weist an einem Ende einen hervorstehenden Stutzen 10 auf, an dessen Außenseite in Längsrichtung eine Federlasche 12 mit einem Schnapphaken 14 an deren Ende angeordnet ist. Der Stutzen 10, die Federlasche 12 und der Schnapphaken 14 bilden hierbei Befestigungsmittel 16 zur reversiblen Befestigung an einer in der Zeichnung nicht gezeigten Haupteinheit des Hörgeräts.
Am freien Ende 18 des Stutzens 10 weist dieser einen Schalleingang 20 auf, welcher in die Schallkammer 8 führt. Ein in der Haupteinheit des Hörgerätes erzeugtes Schallsignal kann somit während einer Befestigung des Schallleiters 1 an der Haupteinheit über die Befestigungsmittel 16 durch den Schalleingang 20 über die Schallkammer 8 und den Schallkanal 4 entlang der Ausbreitungsrichtung 22 zu einem Schallausgang 24 geführt werden. Am Schallausgang 24 ist im Schallkanal 4 eine umlaufende Nut 25 eingebracht, mittels derer ein auf den Schallausgang aufgestecktes Ohrpassstück befestigt werden kann.
In der Schallkammer 8 ist ein Schallerzeuger 26 angeordnet, welcher durch einen thermoakustischen Wandler 28 gebildet ist. Der thermoakustische Wandler 28 weist hierbei einen Film 30 aus Carbon-Nanoröhren auf, welcher an zwei gegenüberliegenden Rändern jeweils mit Kontaktstellen 32 zur Kontaktierung versehen ist. Der Film 32 ist hierbei im Wesentlichen senkrecht zur lokalen Ausbreitungsrichtung 22 des Schalls angeordnet, entlang welcher ein Schallsignal in der Schallkammer 8 vom Schalleingang 20 über den Schallkanal 4 in Richtung des Schallausgangs 24 propagiert.
Im Bereich der Schallkammer 8 weist das Gehäuse 2 eine Abschlussfläche 34 auf, auf welcher der Stutzen 10 aufsitzt, und welche bei einer Befestigung mit der Haupteinheit des Hörgeräts an dieser anliegt. Auf der Abschlussfläche 34 sind neben dem Stutzen 10 zwei Signalanschlüsse 36 angeordnet, welche jeweils mit einer Kontaktstelle 32 verbunden sind. Während einer Befestigung des Schallleiters 1 mit der Haupteinheit kann ein elektrisches Signal, welches über eine entsprechende Signalausgabe der Haupteinheit ausgegeben wird, über den Signalanschluss 36 dem thermoakustischen Wandler 28 zugeführt werden. Durch die Signalanschlüsse 36 und die mit diesen jeweils verbundenen Kontaktstellen 32 kann somit der thermoakustische Wandler 28 während einer Befestigung des Schallleiters 1 an der Haupteinheit von dieser ein elektrisches Signal zur Umwandlung in Schall empfangen.
In FIG 2 ist in einer Ausschnittdarstellung eine alternative Anordnung des thermoakustischen Wandlers 28 im Schallraum 8 gezeigt. Während die Ausbreitungsrichtung 22 im Schallkanal 4 durch dessen Bewandung 40 vorgegeben ist, so lässt sich in der Schallkammer 8 eine lokale Ausbreitungsrichtung 22 durch eine Extrapolation 42 der Ausbreitungsrichtung 22 in Schallkanal 4 über den Schalldurchgang 6 hinaus in Richtung des Schalleingangs 20 ermitteln. In der vorliegenden Darstellung ist der Film 30 des thermoakustischen Wandlers 28 im Wesentlichen längs zur lokalen Ausbreitungsrichtung 22 des Schalls in der Schallkammer 8 ausgerichtet.
In FIG 3 ist in einer Ausschnittdarstellung der Schallraum 8 des in FIG 1 gezeigten Schallleiters 1 dargestellt, in welchem drei Schallerzeuger 26, 44, 46 angeordnet sind, welche jeweils durch einen thermoakustischen Wandler 28, 48, 50 gebildet werden. Die Carbon-Nanoröhren-Filme 30, 52, 54 der thermoakustischen Wandler 28, 48, 50 sind dabei im Wesentlichen parallel zueinander und im Wesentlichen jeweils senkrecht zur lokalen Ausbreitungsrichtung 22 ausgerichtet. Jeder der Filme 30, 52, 54 weist jeweils an zwei gegenüberliegenden Rändern Kontaktstellen 32, 56, 58 auf, welche jeweils mit einem der beiden Signalanschlüsse 36 verbunden sind, so dass jeder Film 30, 52, 54 jeweils mit beiden Signalanschlüssen 36 verbunden ist. Im befestigten Zustand des Schallleiters 1 an der Haupteinheit können mittels eines elektrischen Signals, welches über eine entsprechende Signalausgabe der Haupteinheit in die Signalanschlüsse 36 eingespeist wird, die drei thermoakustischen Wandler 28, 48, 50 gleichzeitig angesteuert werden, so dass diese das elektrische Signal in Schall umwandeln.
Allgemein ist die konkrete Auswahl der Anzahl an thermoakustischen Wandlern sowie die Bestimmung ihrer Positionierung bzgl. des Schallkanals und, falls im Schallleiter vorgesehen, bzgl. des Schallraums auf das Resonanzverhalten des Schallleiters abzustimmen. Gleiches gilt im Fall von Carbon-Nanoröhren-basierten thermoakustischen Wandlern für die Ausrichtung des jeweiligen Films bzgl. der lokalen Ausbreitungsrichtung des Schalls. Hierbei ist für das Resonanzspektrum jeweils eine Dämpfungswirkung zu berücksichtigen, welche ein Carbon-Nanoröhren-Film als ein begrenzendes Element einer Luftsäule im Schallkanal oder im Schallraum entfaltet.
In FIG 4 ist in einer Schnittdarstellung eine Haupteinheit 70 eines Hörgeräts dargestellt. Die Haupteinheit 70 weist hierbei eine Aufnahme 72 für den Stutzen eines Schallleiters nach FIG 1 auf, wobei eine Halteasche 74 zum Einrasten des Schnapphakens vorgesehen ist. Die Aufnahme 72 und die Haltelasche 74 bilden hierbei Befestigungsmittel 76 zur reversiblen Befestigung des Schallleiters. Die Aufnahme 72 führt zu einem Schallraum 78 in der Haupteinheit, in welchen ein elektroakustischer Wandler 80 ragt. Der elektroakustische Wandler 80 ist mit einer Signalverarbeitungseinheit 82 verbunden, und ist dazu eingerichtet, ein von dieser ausgegebenes elektrisches Signal in Schall umzuwandeln, der vorrangig in den Schallraum 78 und damit in Richtung der Aufnahme 72 propagiert. Der elektroakustische Wandler 80 kann hierbei beispielsweise als ein Lautsprecher ausgebildet sein.
Die Signalverarbeitungseinheit 82 ist mit einem Mikrofon 84 verbunden, welches dazu eingerichtet ist, Schallsignale aus der Umgebung aufzuzeichnen und in elektrische Signale umzuwandeln, welche an die Signalverarbeitungseinheit 82 weitergegeben werden. Die Signalverarbeitungseinheit 82 ist zudem mit einer Signalausgabe 86 verbunden, welche dazu eingerichtet ist, bei einer Befestigung des Schallleiters über die Befestigungsmittel 76 ein elektrisches Signal an die Signalanschlüsse des Schallleiters auszugeben. Im Schallleiter werden die von diesem an seinen Signalanschlüssen empfangenen elektrischen Signale von dem bzw. den im Schallleiter angeordneten thermoakustischen Wandler in entsprechende Schallsignale umgewandelt. Insbesondere kann hierbei die Signalverarbeitungseinheit 82 eine Signalweiche umfassen, so dass an die Signalausgabe 86 vorrangig hochfrequente Signalanteile eines zur Umwandlung in ein Schallsignal vorgesehenen elektrischen Signals ausgegeben werden, während an den elektroakustischen Wandler 80 vorrangig niederfrequente Signalanteile zur Umwandlung in ein Schallsignal ausgegeben werden.
In FIG 5 ist in einer Seitenansicht ein Hörgerät 90 mit einer Haupteinheit 70 und einem Schallleiter 1 gezeigt. Das Hörgerät 90 ist hierbei als ein Hörhilfegerät 91 ausgestaltet. Der Schallleiter 1 und die Haupteinheit 70 sind hierbei jeweils durch Befestigungsmittel aneinander befestigt, wie sie in FIG 1 bzw. FIG 4 dargestellt sind. Am dem Schallausgang entsprechenden Ende des Schallleiters 1 ist ein Ohrpassstück 92 angebracht. Ein Schallsignal, welches in der Haupteinheit 70 und/oder im Schallleiter 1 erzeugt und durch den Schallleiter geführt wird, gelangt über das Ohrpassstück zum Gehör eines Benutzers des Hörhilfegerätes 91.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch dieses Ausführungsbeispiel eingeschränkt. Andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

1: Schallleiter
2: Gehäuse
4: Schallkanal
6: Schalldurchgang
8: Schallkammer
10: Stutzen
12: Federlasche
14: Schnapphaken
16: Befestigungsmittel
18: freies Ende
20: Schalleingang
22: (lokale) Ausbreitungsrichtung
24: Schallausgang
26: Schallerzeuger
28: thermoakustischer Wandler
30: (Carbon-Nanoröhren-)Film
32: Kontaktstelle
34: Abschlussfläche
36: Signalanschluss
40: Bewandung
44: Schallerzeuger
46: Schallerzeuger
48: thermoakustischer Wandler
50: thermoakustischer Wandler
52: (Carbon-Nanoröhren-)Film
54: (Carbon-Nanoröhren-)Film
56: Kontaktstelle
58: Kontaktstelle
70: Haupteinheit
72: Aufnahme
74: Haltelasche
76: Befestigungsmittel
78: Schallraum
80: elektroakustischer Wandler
82: Signalverarbeitungseinheit
84: Mikrofon
86: Signalausgabe
90: Hörgerät
91: Hörhilfegerät
92: Ohrpassstück

Claims

Schallleiter (1) für ein Hörgerät (90), insbesondere für ein Hörhilfegerät (91), umfassend ein Gehäuse (2), wenigstens einen Schallerzeuger (26, 44, 46), eine Anzahl an mit dem wenigstens einen Schallerzeuger (26, 44, 46) verbundenen Signalanschlüssen (36) sowie Befestigungsmittel (16) zur reversiblen Befestigung an einer Haupteinheit (70) des Hörgeräts (90) unter Herstellung einer elektrischen Verbindung des oder jedes Signalanschlusses (36) mit einer Signalausgabe (86) der Haupteinheit (70), wobei im Gehäuse (2) ein Schallkanal (4) ausgebildet ist, welcher dazu eingerichtet ist, vom wenigstens einen Schallerzeuger (26, 44, 46) erzeugten Schall entlang einer Ausbreitungsrichtung (22) zu einem Schallausgang (24) des Gehäuses (2) zu leiten, und
wobei der wenigstens eine Schallerzeuger (26, 44, 46) durch einen thermoakustischen Wandler (28, 48, 50) gebildet ist.
Schallleiter (1) nach Anspruch 1,
wobei im Gehäuse (2) eine Schallkammer (8) mit einem Schalldurchgang (6) ausgebildet ist,
wobei der Schallkanal (4) vom Schalldurchgang (6) zum Schallausgang (24) des Gehäuses (2) führt, und
wobei der wenigstens eine Schallerzeuger (26, 44, 46) in der Schallkammer (8) angeordnet ist.
Schallleiter (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
wobei der thermoakustische Wandler (28, 48, 50) wenigstens einen aus Carbon-Nanoröhren gebildeten Film (30, 52, 54) umfasst, welcher mit wenigstens einem Signalanschluss (36) verbunden ist, und
wobei durch ein Anlegen einer Signalspannung an den oder jeden Signalanschluss (36) ein zeitveränderliches Erhitzen in dem oder jedem Film (30, 52, 54) hervorgerufen wird, durch welches mittels des thermoakustischen Effekts ein Schall erzeugt wird.
Schallleiter (1) nach Anspruch 3,
wobei der Film (30, 52, 54) des wenigstens einen Schallerzeugers (26, 44, 46) im Wesentlichen senkrecht zu der wenigstens teilweise durch den Schallkanal (4) vorgegebenen Ausbreitungsrichtung (22) eines Schalls ausgerichtet ist.
Schallleiter (1) nach Anspruch 3,
wobei Film (30) des wenigstens einen Schallerzeugers (26) im Wesentlichen längs zu der wenigstens teilweise durch den Schallkanal (4) vorgegebenen Ausbreitungsrichtung (22) eines Schalls ausgerichtet ist.
Schallleiter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Gehäuse (2) einen Schalleingang (20) aufweist, welcher über den Schallkanal (4) akustisch mit dem Schallausgang (24) verbunden ist.
Schallleiter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
umfassend einen weiteren durch einen thermoakustischen Wandler (48, 50) gebildeten Schallerzeuger (44, 46), welcher mit dem oder jedem Signalanschluss (36) verbunden ist.
Haupteinheit (70) eines Hörgeräts (90), insbesondere eines Hörhilfegeräts (91), umfassend eine Signalverarbeitungseinheit (82), eine mit der Signalverarbeitungseinheit (82) verbundene Signalausgabe (86) sowie Befestigungsmittel (76) zur reversiblen Befestigung eines Schallleiters (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche unter Herstellung einer elektrischen Verbindung des oder jedes Signalanschlusses (36) des Schallleiters (1) mit der Signalausgabe (86).
Haupteinheit (70) eines Hörgeräts (90) nach Anspruch 8, umfassend wenigstens einen mit der Signalverarbeitungseinheit (82) verbundenen elektroakustischen Wandler (80) und/oder wenigstens ein mit der Signalverarbeitungseinheit (82) verbundenes Mikrofon (84).
Hörgerät (90), insbesondere Hörhilfegerät (91), umfassend eine Haupteinheit (70) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, und einen Schallleiter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Haupteinheit (70) und der Schallleiter (1) über die jeweiligen Befestigungsmittel (16, 76) miteinander befestigt sind.