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Die Erfindung betrifft ein Hörgerät mit einer Funkkommunikationseinrichtung. Die Funkkommunikationseinrichtung umfasst eine Antenne mit zwei Speisepunkten.
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Personen, die unter einer Verminderung des Hörvermögens leiden, verwenden üblicherweise ein Hörhilfegerät. Hierbei wird meist mittels eines Mikrofons, also eines elektromechanischen Schallwandlers, ein Umgebungsschall in ein elektrisches (Audio-/Schall-)Signal gewandelt, sodass das elektrische Signal erfasst wird. Die erfassten elektrischen Signale werden mittels einer Verstärkerschaltung bearbeitet und mittels eines weiteren elektromechanischen Wandlers in Form eines Hörers in den Gehörgang der Person eingeleitet. Meist erfolgt zudem eine Bearbeitung der erfassten Schallsignale, wofür üblicherweise ein Signalprozessor der Verstärkerschaltung verwendet wird. Hierbei ist die Verstärkung auf einen etwaigen Hörverlust des Hörgeräteträgers abgestimmt.
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In bestimmten Situationen ist es jedoch bevorzugt, mittels des Hörers ein anderes Audiosignal auszugeben, das beispielsweise mittels Funks zu dem Hörhilfegerät übertragen wird. Das Audiosignal wird dabei von einem weiteren Gerät bereitgestellt, wie einem Fernsehgerät. Somit kann der Nutzer das Audiosignal, das zu einem mittels des Fernsehgeräts ausgegebenen Film korrespondiert, direkt wahrnehmen, ohne dass eine Belästigung aufgrund von Umgebungsgeräuschen erfolgt. Diese Möglichkeit zur Wiedergabe von Audiosignal ist auch bei anderen Ausprägungen eines Hörgeräts möglich, zu denen das Hörhilfegerät zählt. In diesem Fall ist das Hörgerät beispielsweise als ein kabelloser Kopfhörer oder Headset ausgebildet.
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Ferner ist es möglich, mittels der Funkkommunikationseinrichtung Steuerbefehle zu dem Höhegerät zu übertragen. Wenn dieses als das Hörhilfegerät ausgestaltet ist, ist es für den Nutzer möglich, bestimmte Einstellungen auszuwählen, sodass Wiedergabeeinstellungen auf die jeweilige Situation angepasst sind, in der sich der Nutzer des Hörhilfegeräts befindet. Hierbei ist keine manuelle Betätigung des Hörhilfegeräts direkt erforderlich, sodass dieses vergleichsweise kleinbauend ausgestaltet werden kann.
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Um ungewollte Interferenzen mit der Umgebung zu vermeiden, ist es erforderlich, dass die Funkkommunikationseinrichtung in bestimmten Frequenzbereichen betrieben wird, die standardisiert sind. Somit ist auch das Verwenden von bereits vorhandenen Komponenten für das Hörgerät oder das mit dem Hörgerät kommunizierende weitere Gerät ermöglicht. Ein derartiger Standard ist beispielsweise der Bluetooth-Standard, der WLAN-Standard oder der UWB-Standard ("Ultra wide band"). Bei den unterschiedlichen Standards wird dabei jeweils eine unterschiedliche Frequenz verwendet.
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Bei dem Hörgerät ist aufgrund der vergleichsweise geringen Größe eines jeweiligen Energiespeichers die damit bereitgestellte Energiemenge beschränkt. Damit für den Betrieb der von Funkkommunikationseinrichtung der Energiebedarf gering ist, ist es erforderlich, dass eine Resonanzfrequenz einer Antenne der Funkkommunikationseinrichtung im Wesentlichen gleich der verwendeten Frequenz ist. Wenn mittels des Hörgeräts unterschiedliche Standards unterstützt werden sollen, ist es somit erforderlich, zwei Funkkommunikationseinrichtungen mit unterschiedlichen Resonanzfrequenzen der jeweiligen Antenne vorzusehen, was ein Gewicht, Herstellungskosten und einen erforderlichen Bauraum vergrößert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Hörgerät anzugeben, wobei insbesondere ein Gewicht, Herstellungskosten und/oder eine Baugröße verringert sind.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
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Beispielsweise ist das Hörgerät ein Kopfhörer oder umfasst einen Kopfhörer. Alternativ ist das Hörgerät ein Headset, True Wireless Headphone, Hearable, Personal Sound Amplifier. Besonders bevorzugt ist das Hörgerät jedoch ein Hörhilfegerät. Das Hörhilfegerät dient der Unterstützung einer unter einer Verminderung des Hörvermögens leidenden Person. Mit anderen Worten ist das Hörhilfegerät ein medizinisches Gerät, mittels dessen beispielsweise ein partieller Hörverlust ausgeglichen wird. Das Hörhilfegerät ist beispielsweise ein "Receiver-in-the-canal"-Hörhilfegerät (RIC; Ex-Hörer-Hörhilfegerät), ein Im-Ohr-Hörhilfegerät, wie ein "in-the-ear"-Hörhilfegerät, ein "in-the-canal"-Hörhilfegerät (ITC) oder ein "complete-in-canal"-Hörhilfegerät (CIC), eine Hörbrille, ein Taschenhörhilfegerät, ein Knochenleitungs-Hörhilfegerät oder ein Implantat. In einer weiteren Alternative ist das Hörhilfegerät ein Hinter-dem-Ohr-Hörhilfegerät ("Behind-the-Ear"-Hörhilfegerät), das hinter einer Ohrmuschel getragen wird.
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Das Hörgerät ist vorgesehen und eingerichtet, am menschlichen Körper getragen zu werden. Mit anderen Worten umfasst das Hörgerät bevorzugt eine Haltevorrichtung, mittels derer eine Befestigung am menschlichen Körper möglich ist. Sofern es sich bei dem Hörgerät um ein Hörhilfegerät handelt, ist das Hörgerät vorgesehen und eingerichtet, beispielsweise hinter dem Ohr oder innerhalb eines Gehörgangs angeordnet zu werden. Insbesondere ist das Hörgerät kabellos und dafür vorgesehen und eingerichtet, zumindest teilweise in einen Gehörgang eingeführt zu werden. Besonders bevorzugt umfasst das Hörgerät einen Energiespeicher, mittels dessen eine Energieversorgung bereitgestellt ist.
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Das Hörgerät umfasst vorzugsweise ein Mikrofon, das dem Erfassen von Schall dient. Insbesondere wird bei Betrieb mittels des Mikrofons ein Umgebungsschall erfasst, oder zumindest ein Teil hiervon. Bei dem Mikrofon handelt es sich insbesondere um einen elektromechanischen Schallwandler. Das Mikrofon weist beispielsweise lediglich eine einzige Mikrofoneinheit oder mehrere Mikrofoneinheiten auf, die miteinander wechselwirken. Jede der Mikrofoneinheiten weist zweckmäßigerweise eine Membran auf, die anhand von Schallwellen in Schwingungen versetzt wird, wobei die Schwingungen mittels eines entsprechenden Aufnahmegeräts, wie eines Magneten, der in einer Spule bewegt wird, in ein elektrisches Signal gewandelt wird. Somit ist es möglich, mittels der jeweiligen Mikrofoneinheit ein Audiosignal zu erfassen, das auf dem auf die Mikrofoneinheit auftreffendem Schall basiert. Die Mikrofoneinheiten sind insbesondere unidirektional ausgestaltet. Das Mikrofon ist zweckmäßigerweise zumindest teilweise innerhalb eines Gehäuses des Hörgeräts angeordnet und somit zumindest teilweise geschützt.
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Zweckmäßigerweise weist das Hörgerät einen Hörer zum Ausgeben eines Ausgabesignals auf. Das Ausgabesignal ist hierbei insbesondere ein elektrisches Signal. Der Hörer ist ein elektromechanischer Schallwandler, vorzugsweise ein Lautsprecher. Je nach Ausgestaltung des Hörgeräts ist im bestimmungsgemäßen Zustand der Hörer zumindest teilweise innerhalb eines Gehörgangs eines Trägers des Hörgeräts, also einer Person, angeordnet oder zumindest akustisch mit diesem verbunden. Der Träger wird im Weiteren auch als Nutzer, Hörgerätträger oder Benutzer bezeichnet. Das Hörgerät dient insbesondere hauptsächlich dem Ausgeben des Ausgabesignals mittels des Hörers, wobei sprechende Schall erstellt wird. Mit anderen Worten ist die Hauptfunktion des Hörgeräts das Ausgeben des Ausgabesignals. Das Ausgabesignal ist dabei insbesondere zumindest teilweise in Abhängigkeit des mittels des Mikrofons erfassten Schalls erstellt. Alternativ ist das Ausgabesignal in Abhängigkeit eines übertragenen Datensignals (Audiosignal) erstellt, oder das Datensignal wird hierfür verwendet. Mit anderen Worten wird das Ausgabesignal insbesondere anhand eines Streamings-Vorgangs erstellt, oder es handelt sich hierbei um eine Wiedergabe eines bestimmten Samples.
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Das Hörgerät umfasst zweckmäßigerweise einen Signalprozessor, der geeigneterweise eine Signalverarbeitungseinheit bildet oder zumindest ein Bestandteil hiervon ist. Zumindest jedoch umfasst das Hörgerät zweckmäßigerweise eine entsprechende Signalverarbeitungseinheit. Der Signalprozessor ist beispielsweise ein digitaler Signalprozessor (DSP) oder mittels analoger Komponenten realisiert. Mittels des Signalprozessors erfolgt insbesondere eine Anpassung des mittels des etwaigen Mikrofons erstellten /übertragenen (Audio-)Signals, vorzugsweise in Abhängigkeit eines etwaigen Hörverlust eines Trägers des Hörgeräts. Zweckmäßigerweise ist zwischen dem Mikrofon und der Signalverarbeitungseinheit, beispielsweise dem Signalprozessor, ein A/D-Wandler angeordnet, sofern der Signalprozessor als digitaler Signalprozessor ausgestaltet ist. Der Signalprozessor ist insbesondere in Abhängigkeit eines Parametersatzes eingestellt. Mittels des Parametersatzes wird dabei eine Verstärkung in unterschiedlichen Frequenzbereichen vorgegeben, sodass das mittels des Mikrofons erstellte / übertragene Audiosignal entsprechend bestimmter Vorgaben bearbeitet wird, insbesondere in Abhängigkeit eines Hörverlust des Trägers des Hörgeräts. Besonders bevorzugt umfasst das Hörgerät zusätzlich einen Verstärker, oder der Verstärker ist mittels des Signalprozessors zumindest teilweise gebildet. Beispielsweise ist der Verstärker signaltechnisch dem Signalprozessor vor- oder nachgeschaltet.
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Das Hörgerät weist ferner eine Funkkommunikationseinrichtung auf, die zweckmä-ßigennreise mit der etwaigen Signalverarbeitungseinheit und/oder dem etwaigen Hörer verbunden ist. Die Funkkommunikationseinrichtung dient dabei insbesondere dem Empfangen des zu übertragenden Audiosignals/Datensignals und/oder von Steuerungsparametern/Einstellungen für die etwaige Signalverarbeitungseinheit oder ein sonstiges Steuergerät des Hörgeräts. Alternativ oder in Kombination hierzu dient die Funkkommunikationseinrichtung insbesondere dem Übermitteln von Daten von dem Hörgerät zu einem weiteren Gerät.
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Die Funkkommunikationseinrichtung umfasst eine Antenne, die zwei Speisepunkte aufweist. Hierbei ist die Antenne zweckmäßigerweise geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet, elektromagnetische Wellen auszusenden, wenn an die beiden Speisepunkten eine elektrische Spannung angelegt wird, zweckmäßigerweise eine Wechselspannung, und/oder über diese ein bestimmter elektrischer Strom geführt wird. Die beiden Speisepunkte sind mit einer Steuereinheit verbunden. Hierbei ist es vorzugsweise möglich, mittels der Steuereinheit an die beiden Speisepunkte eine elektrische Spannung anzulegen und/oder darüber einen bestimmten elektrischen Strom zu führen. In diesem Fall ist die Steuereinheit insbesondere als sogenannter Transmitter ausgestaltet. Alternativ oder in Kombination ist es möglich, mittels der Steuereinheit eine an den beiden Speisepunkten anliegende elektrische Spannung zu erfassen. In diesem Fall ist die Steuereinheit insbesondere als Receiver ausgestaltet. Besonders bevorzugt kann die Steuereinheit sowohl als Transmitter als auch als Receiver wirken und ist somit als Transceiver ausgestaltet.
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Die Antenne weist eine sich zwischen den beiden Speisepunkten erstreckende erste Schleife auf, die insbesondere mittels eines elektrischen Leiters gebildet ist. Somit ist die Antenne nach Art eines Dipols, insbesondere eines Faltdipols, ausgestaltet. Beispielsweise ist die erste Schleife mittels eines Drahts oder eines Flachbands gebildet. Ferner weist die Antenne eine sich zwischen den beiden Speisepunkten erstreckende zweite Schleife auf. Die zweite Schleife ist insbesondere ebenfalls mittels eines elektrischen Leiters gebildet, zum Beispiel eines Flachbands oder eines Drahts. Die Antenne ist zweckmäßigerweise eine Schleifenantenne, vorzugsweise eine sogenannte "balanced feed antenna".
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Da sich die beiden Schleifen zwischen den beiden Speisepunkten erstrecken, sind die beiden Schleifen elektrisch miteinander kontaktiert und zueinander elektrisch parallel geschaltet. Zweckmäßigerweise sind die beiden Schleifen einstückig miteinander. Beispielsweise sind diese mittels eines gebogenen Blechs oder dergleichen erstellt, und zum Beispiel ein Stanzbiegeteil. Alternativ hierzu sind diese mittels einer Leiterplatte gebildet, vorzugsweise einer flexiblen Leiterplatte. Somit ist eine vergleichsweise platzsparende Anordnung in dem Hörgerät ermöglicht.
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Zweckmäßigerweise weisen die beiden Schleifen eine unterschiedliche Länge auf. Somit ist es möglich, mittels der Antenne zwei unterschiedliche Resonanzfrequenzen auszubilden, von denen eine nicht das (ganzzahliges) Vielfaches der jeweils anderen ist. Vielmehr ist es möglich, die beiden Resonanzfrequenzen im Wesentlichen frei zu werden. Infolgedessen ist es möglich, die Funkkommunikationseinrichtung mit unterschiedlichen Betriebsfrequenzen zu betreiben, von denen jede einer der Resonanzfrequenzen entspricht oder zu dieser jeweils lediglich vergleichsweise gering beabstandet ist. Folglich ist ein Energiebedarf vergleichsweise gering, wobei es möglich ist, jeweils eine einem bestimmten Standard angepasste Betriebsfrequenz zu verwenden. Hierbei sind keine zwei Funkkommunikationseinrichtungen erforderlich, sondern es ist lediglich eine einzige Steuereinheit vorhanden, mittels derer die entsprechend angepasste Antenne angesteuert ist. Somit sind Herstellungskosten und ein Gewicht verringert. Da zudem lediglich die Funckommunikationseinrichtung erforderlich ist, und die Antenne die beiden Schleifen aufweist, die vergleichsweise flexibel angeordnet werden können, ist ein Platzbedarf verringert. Somit ist es möglich, das Hörgerät mit einer vergleichsweise geringen Baugröße auszugestalten.
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Insbesondere ist die Antenne als sogenannte Differenzialantenne ("differential antenna") ausgebildet. Beispielsweise umfasst die Antenne noch weitere Schleifen. Besonders bevorzugt jedoch ist die Antenne lediglich mittels der beiden Schleifen gebildet, sodass ein Platzbedarf und ein Gewicht weiter reduziert sind. Zweckmä-ßigerweise sind die beiden Schleifen mittels einer gemeinsamen flexiblen Leiterplatte gebildet, sodass eine Montage vereinfacht ist. Auch ist auf diese Weise ein unbeabsichtigtes Verbinden (Kurzschließen) der beiden Schleifen zwischen den beiden Speisepunkten sicher unterbunden.
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Beispielsweise ist mittels der beiden Schleifen eine Kreisstruktur geschaffen. Besonders bevorzugt jedoch sind die beiden Schleifen im Wesentlichen C-förmig ausgestaltet, zumindest wenn diese aufgeklappt sind. Dabei umgibt die erste Schleife zweckmäßigerweise die zweite Schleife. Dabei ist die Länge der ersten Schleife im Vergleich zu der zweiten Schleife insbesondere vergrößert, weswegen diese eine verringerte Resonanzfrequenz aufweist. Aufgrund des Umgebens ist ein Platzbedarf reduziert. Auch ist der Materialbedarf verringert, wenn die beiden Schleifen mittels eines gemeinsamen Bauteils gebildet sind, wie der etwaigen flexiblen Leiterplatte.
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Zweckmäßigerweise beträgt die Länge der ersten Schleife zwischen dem 0,5-Fachen und dem 1 ,25-Fachen einer ersten Betriebswellenlänge. Die erste Betriebswellenlänge korrespondiert dabei zu einer ersten Betriebsfrequenz, wobei die erste Betriebswellenlänge gleich dem Quotienten aus der Phasengeschwindigkeit der elektromagnetischen Wellen und der ersten Betriebsfrequenz ist. Aufgrund der ersten Schleife weist die Antenne eine erste Resonanzfrequenz auf, die gleich dem Quotienten aus der Phasengeschwindigkeit der elektromagnetischen Wellen und der Länge der ersten Schleife ist. Aufgrund der genannten Wahl der Länge der ersten Schleife entspricht die erste Resonanzfrequenz im Wesentlichen der ersten Betriebsfrequenz, nämlich genau, wenn die Länge der ersten Schleife gleich der erste Betriebswellenlänge ist. Aufgrund der vorhandenen Toleranz, nämlich der Wahl der Länge zwischen dem 0,5-Fachen und dem 1,25-Fachen der ersten Betriebswellenlänge, ist es möglich, dass die erste Resonanzfrequenz bezüglich der ersten Betriebsfrequenz (geringfügig) verschoben ist. Auch bei der geringen Verschiebung ist jedoch der Energiebedarf für den Betrieb der Antenne vergleichsweise gering. Aufgrund der Flexibilität bei der Wahl der Länge ist jedoch eine Gestaltungsfreiheit für die Antenne vergrößert, sodass ein vorhandener Platz vergleichsweise effizient ausgenutzt werden kann. Auch ist es auf diese Weise möglich, die Antenne auf weitere Anforderungen hin zu optimieren, sodass eine Konstruktion/Gestaltung der Antenne vereinfacht ist.
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Die erste Betriebsfrequenz ist insbesondere größer als 1 GHz und geeigneterweise kleiner als 5 GHz. Geeigneterweise ist die erste Betriebsfrequenz zwischen 1,5 GHz und 3 Ghz. Vorzugsweise ist die erste Betriebsfrequenz zwischen 2,4 GHz und 2,5 GHz. Infolgedessen ist die erste Betriebswellenlänge im Wesentlichen 12,5 cm. Folglich ist ein Platzbedarf für die erste Schleife nicht übermäßig erhöht. Jedoch ist es möglich, die Funkkommunikationseinrichtung gemäß einem Bluetooth-Standard oder dem "Bluetooth low energy"-Standard auszugestalten. Insbesondere wird die Funkkommunikationseinrichtung gemäß diesem Standard betrieben, wenn die erste Betriebsfrequenz gewählt wird.
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Alternativ oder in Kombination hierzu ist die Länge der zweiten Schleife zwischen 0,5-Fachen und dem 1,25-Fachen einer zu einer dritte Betriebsfrequenz der Antenne korrespondierenden dritte Betriebswellenlänge. Insbesondere ist dabei die dritte Betriebsfrequenz größer als die etwaige erste Betriebsfrequenz. Aufgrund einer derartigen Länge der zweiten Schleife ergibt sich eine dritte Resonanzfrequenz der Antenne, die im Wesentlichen der dritten Betriebsfrequenz entspricht. Somit ist hier ein vergleichsweise energieeffizienter Betrieb der Funkkommunikationseinrichtung mit der dritte Betriebsfrequenz ermöglicht. Dabei kann aufgrund der Wahl der Länge zwischen dem 0,5-Fachen und dem 1,25-Fachen der dritten Betriebswellenlänge die Länge der zweiten Schlaufe in einem bestimmten Umfang verändert werden. Somit ist es möglich, die Länge der zweiten Schleife auch auf weitere Anforderungen hin anzupassen, wie dies bei einer starren Vorgabe der Länge der zweiten Schleife nicht der Fall wäre. Somit ist eine Flexibilität erhöht.
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Die dritte Betriebsfrequenz ist zweckmäßigerweise größer als 3 GHz oder 5 GHz und insbesondere kleiner als 20 GHz. Geeigneterweise ist die dritte Betriebsfrequenz zwischen 7 GHz und 9 GHz. Bevorzugt ist die dritte Betriebsfrequenz zwischen 7,75 GHz und 8,25 GHz. Infolgedessen ergibt sich eine dritte Betriebswellenlänge von ca. 3,8 cm, sodass ein Platzbedarf der zweiten Schleife vergleichsweise gering ist. Aufgrund einer derartigen Wahl der dritten Betriebsfrequenz, ist es möglich, die Funkkommunikationseinrichtung gemäß dem UWB-Standard ("Ultra wide band"-Standard) zu betreiben.
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Besonders bevorzugt ist die Länge der ersten und der zweiten Schleife derart gewählt, dass sich eine zweite Resonanzfrequenz der Antenne zwischen 5 GHz und 6 GHz ergibt. Die zweite Resonanzfrequenz entspricht zweckmäßigerweise einer zweiten Betriebsfrequenz oder ist jetzt bezüglich dieser geringfügig verschoben, insbesondere um weniger als 0,5 GHz, 0,2 GHz oder 0,1 GHz und/oder weniger als 10 %, 5 % oder 1%. Infolgedessen ist es möglich, die Funkkommunikationseinrichtung mittels der zweiten Betriebsfrequenz zu betreiben, die zu einem WLAN-Standard korrespondiert.
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Zweckmäßigerweise erfolgt die Ermittlung der Länge der beiden Schleifen mittels eines Optimierungsalgorithmus oder analytisch. Vorzugsweise ist dabei die Länge der ersten Schleife zwischen dem 0,5-Fachen und dem 1,25-Fachen der ersten Betriebswellenlänge und die Länge der zweiten Schleife ist zwischen dem 0,5-Fachen und dem 1,25-Fachen der dritte Betriebswellenlänge. Aufgrund der Möglichkeit der Variation der Länge der jeweiligen Schleife in den jeweiligen Grenzen ist es möglich, die zweite Resonanzfrequenz zwischen 5 GHz und 6 GHz zu wählen.
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Mit anderen Worten ist insbesondere ein Optimierungsproblem gebildet, bei dem für die beiden Parameter, nämlich die Länge der jeweiligen Schleifen, die zu der erste Betriebswellenlänge bzw. der dritten Betriebswellenlänge geltenden Grenzen vorliegen, und wobei die zweite Resonanzfrequenz derart optimiert wird, dass diese zwischen 5 GHz und 6 GHz liegt. Die Optimierung erfolgt dabei beispielsweise heuristisch oder analytisch. Aufgrund einer derartigen Ausgestaltung ist es somit möglich, die Funkkommunikationseinrichtung mit drei unterschiedlichen Betriebsfrequenzen zu betreiben, wobei stets die gleiche Antenne mit den beiden Schleifen verwendet wird. Sofern dabei die erste Betriebsfrequenz zwischen 2,4 GHz und 2,5 GHz, die zweite Betriebsfrequenz zwischen 5 GHz und 6 GHz und die dritte Betriebsfrequenz zwischen 7,75 GHz und 8,25 GHz ist, genügt die Funckommunikationseinrichtung somit dem Bluetooth-, dem WLAN und dem UWB-Standard. Somit ist es möglich, das Hörgerät vergleichsweise flexibel zu nutzen, wobei lediglich eine einzige Steuereinheit sowie eine einzige Antenne vorhanden ist.
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Die Steuereinheit ist insbesondere ausgebildet, die Antenne mit einer der Betriebsfrequenzen zu betreiben. Beispielsweise ist es hierbei möglich, die Steuereinheit mit allen etwaigen vorhandenen Betriebsfrequenzen zu betreiben, also zum Beispiel der ersten Betriebsfrequenz, der zweiten Betriebsfrequenz und der dritten Betriebsfrequenz. Hierbei wird, insbesondere in Abhängigkeiten von aktuellen Anforderungen, die Antenne, zweckmäßigerweise zeitweise, mit einer der unterschiedlichen Betriebsfrequenz betrieben. Zweckmäßigerweise ist dabei eine Schalteinheit oder dergleichen vorhanden, mittels derer die jeweils gewünschte Betriebsfrequenz ausgewählt wird. Alternativ hierzu ist beispielsweise die Steuereinheit lediglich für den Betrieb mit einer geringeren Anzahl an Betriebsfrequenzen vorgesehen, beispielsweise zweien oder lediglich einer. Hierbei ist zum Beispiel in der Steuereinheit fest hinterlegt, welche der Betriebsfrequenz verwendet werden kann/soll, wofür diese zweckmäßigerweise entsprechend programmiert ist. Infolgedessen ist es möglich, die Funkkommunikationseinrichtung bei einer vergleichsweise großen Anzahl von Hörgeräten zu nutzen, wobei eine Änderung/Anpassung von Hardware nicht erforderlich ist, und wobei mittels der Funkkommunikationseinrichtung unterschiedliche Aufgaben wahrgenommen werden. Somit ergeben sich Volumeneffekte, weswegen Herstellungskosten reduziert sind.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
- Fig. 1
- schematisch ein Hörgerät mit einer Funkkommunikationseinrichtung
- Fig. 2
- schematisch die eine Antenne aufweisende Funkkommunikationseinrichtung, und
- Fig. 3
- ausschnittsweise das Hörgerät in einer Seitenansicht,
- Fig. 4
- eine Resonanzkurve der Antenne, und
- Fig. 5, 6
- schematisch jeweils unterschiedliche Verwendungen der Funkkommunikationseinrichtung.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In Figur 1 ist schematisch ein Hörgerät 2 in Form eines Hörhilfegeräts gezeigt, das vorgesehen und eingerichtet ist, hinter einem Ohr eines Trägers (Benutzer, Hörgeräteträger, Nutzer) getragen zu werden. Mit anderen Worten handelt es sich um ein Hinter-dem-Ohr-Hörhilfegerät ("Behind-the-Ear" - Hörhilfegerät). Das Hörgerät 2 umfasst ein Gehäuse 4, das aus einem Kunststoff gefertigt ist. Innerhalb des Gehäuses 4 ist ein Mikrofon 6 mit zwei Mikrofoneinheiten 8 in Form von jeweils einem elektromechanischen Schallwandler angeordnet, die omnidirektional ausgestaltet sind. Indem ein zeitlicher Versatz zwischen den mittels der omnidirektionalen Mikrofoneinheiten 8 erfassten akustischen Signalen verändert wird, ist es ermöglicht, eine Richtcharakteristik des Mikrofons 6 zu verändern, sodass ein Richtmikrofon realisiert ist.
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Die beiden Mikrofoneinheiten 8 sind mit einer Signalverarbeitungseinheit 10 signaltechnisch gekoppelt, die eine nicht näher gezeigte Verstärkerschaltung und einen Signalprozessor umfasst. Die Signalverarbeitungseinheit 10 ist ferner mittels Schaltungselementen gebildet, wie zum Beispiel elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen. Der Signalprozessor ist ein digitaler Signalprozessor (DSP) und über einen nicht näher dargestellten A/D-Wandler signaltechnisch mit den Mikrofoneinheiten 8 verbunden.
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Mit der Signalverarbeitungseinheit 10 ist ein Hörer 12 signaltechnisch gekoppelt. Mittels des Hörers 12, der ein elektromechanischer Schallwandler ist, wird bei Betrieb ein mittels der Signalverarbeitungseinheit 10 bereitgestelltes (elektrisches) Signal in einen Ausgabeschall gewandelt, also in Schallwellen. Diese werden in einen Schallschlauch 14 eingeleitet, dessen eines Ende an dem Gehäuse 4 befestigt ist. Das andere Ende des Schallschlauchs 14 ist mittels eines Doms 16 umschlossen, der im bestimmungsgemäßen Zustand in einem hier nicht näher dargestellten Gehörgang des Trägers des Hörgeräts 2, angeordnet ist. Die Bestromung der Signalverarbeitungseinheit 10 erfolgt mittels einer in dem Gehäuse 4 angeordneten Batterie 18. Von der Signalverarbeitungseinheit 10 wird ein Teil der elektrischen Energie zu dem Mikrofon 6 sowie dem Hörer 12 geleitet.
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Das Hörgerät 2 umfasst ferner eine Funkkommunikationseinrichtung 20, die signaltechnisch mit der Signalverarbeitungseinheit 10 verbunden und mittels dieser betrieben ist. Hierbei erfolgt auch eine Versorgung mit elektrischer Energie über die Signalverarbeitungseinheit 10. Die Funkkommunikationseinrichtung 20 dient dem Empfangen von Steuerbefehlen, anhand derer eine Funktionsweise der Signalverarbeitungseinheit 10 verändert wird. So ist es möglich, anhand der Steuerbefehle eine Verstärkung von bestimmten Frequenzen zu verändern, sodass das mittels des Hörers 12 ausgegebene Signal auf einen Hörverlust des Trägers angepasst ist.
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Auch ist es möglich, über die Funkkommunikationseinrichtung 20 Updates oder dergleichen für die Signalverarbeitungseinheit 10 zu empfangen. Zudem dient die Funkkommunikationseinrichtung 20 dem Ausgeben von Betriebszuständen, beispielsweise an ein damit gekoppeltes weiteres Gerät, wie ein Smartphone, sodass dieser für den Nutzer über das Smartphone abrufbar ist.
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Bei einer weiteren Alternative dient die Funkkommunikationseinrichtung 20 der Kommunikation mit einem weiteren, insbesondere baugleichen, Hörgerät, die zusammen ein Hörgerätesystem bilden, wobei jedes der Hörgeräte 2 jeweils einem der Ohren des Trägers zugeordnet ist. Somit ist das Hörgerätesystem binaural ausgestaltet. Dabei ist es möglich, den mittels jedes der Hörer 12 Ausgabeschall aufeinander anzupassen, sodass ein räumlicher Eindruck für den Nutzer realisiert wird.
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Alternativ oder in Kombination hierzu dient die Funkkommunikationseinrichtung 20 dem Empfangen eines elektrischen Signals, das Audioinformationen enthält. Das elektrische Signal wird beispielsweise mittels der Signalverarbeitungseinheit 10 bearbeitet oder zumindest an den Hörer 12 geleitet, sodass der damit ausgegebene Ausgabeschall zu dem mittels der Funkkommunikationseinrichtung 20 empfangenen Signal korrespondiert. In diesem Fall wird das mittels des Mikrofons 8 bereitgestelltes Signal beispielsweise nicht zu dem Hörer 12 geleitet oder diese werden überlagert. Somit ist es insbesondere möglich, dem Nutzer des Hörgeräts die Audioinformationen ohne Hintergrundgeräusche zu präsentieren.
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Für die unterschiedlichen Anwendungsfällen ist eine Kommunikation gemäß unterschiedlichen Standards erforderlich, nämlich einem Bluetooth-Standard, einem WLAN-Standard und einen UWB-Standard. Bei jedem dieser Standards werden Funkwellen mit unterschiedlichen Frequenzen genutzt, sodass eine Überlagerung/Interferenz vermieden oder zumindest verringert ist. So wiesen die Funkwellen bei dem Bluetooth-Standard eine erste Betriebsfrequenz auf, die zwischen 2,4 GHz und 2,5 GHz ist. Bei dem WLAN-Standard wird eine zweite Betriebsfrequenz herangezogen, die zwischen 5 GHz und 6 GHz ist. Wenn als Standard der UWB-Standard herangezogen wird, wird eine dritte Betriebsfrequenz verwendet, die zwischen 7,75 GHz und 8,25 GHz liegt.
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Zur Realisierung der unterschiedlichen Standards weist die Funkkommunikationseinrichtung 20, die in Figur 2 schematisch dargestellt ist, eine Steuereinheit 22 auf, die mittels mehrerer, nicht näher dargestellte elektrischer und/oder elektronischer Bauteile gebildet ist. Mittels der Steuereinheit 22 ist eine Antenne 24 betrieben, die zwei Speisepunkte 26 aufweist. Diese sind elektrisch mit der Steuereinheit 22 verbunden, und mittels der Steuereinheit 22 ist es möglich, an die Speisepunkte 26 eine elektrische Wechselspannung mit der jeweiligen Betriebsfrequenz anzulegen/die an den Speisepunkte 26 anliegende elektrische Spannung zu erfassen.
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Die Antenne 24 weist eine erste Schleife 28 und eine zweite Schleife 30 auf, die jeweils mittels eines elektrischen, im Wesentlichen C-förmigen Leiters gebildet sind, und die beide jeweils endseitig gegen die beiden Speisepunkte 26 geführt sind. Mit anderen Worten begrenzen die Speisepunkte 26 jede der Schleifen 28, 30 endseitig, und die beiden Schleifen 28, 30 sind endseitig miteinander elektrisch kontaktiert. Die beiden Schleifen 28, 30 sind aus dem gleichen Material gefertigt und miteinander einstückig, sodass eine Montage erleichtert ist.
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In Figur 3 ist das Hörgerät 2 in einer Seitenansicht ausschnittsweise dargestellt, wobei das Gehäuse 4 weggelassen ist. Die erste Schleife 28 umgibt die zweite Schleife 30 umfangsseitig, und die beiden Schleifen 28, 30 sind entsprechend der Außenkontur des Gehäuses 4 randseitig geknickt und in Figur 3 lediglich ausschnittsweise dargestellt.
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Die erste Schleife 28 weist eine Länge von ca. 12,5 cm auf, wohingegen die zweite Schleife 30 eine Länge von ca. 3,8 cm aufweist. Damit auch die erste Schleife 28 innerhalb des Gehäuses 4 untergebracht werden kann, weist diese mehrere Ausbuchtungen auf und ist somit zumindest teilweise mäanderförmig ausgestaltet. Die Länge der ersten Schleife 28 beträgt zwischen dem 0,5-Fachen und dem 1,25-Fachen einer zu der ersten Betriebsfrequenz korrespondierenden ersten Betriebswellenlänge ist. Die Betriebswellenlänge ist dabei der Quotienten aus der Phasengeschwindigkeit der elektromagnetischen Wellen und der jeweiligen Betriebsfrequenz.
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Aufgrund der Länge der ersten Schleife 28 ergibt sich eine erste Resonanzfrequenz 32 der Antenne 24, wie in dem Graphen der Figur 4 gezeigt. Hier ist die Dämpfung der Antenne 24 über die jeweilige Frequenz dargestellt. Bei Betrieb der Antenne 24 mit der ersten Resonanzfrequenz 32 werden die jeweiligen elektromagnetischen Wellen lediglich mit der ersten Schleife 28 empfangen/ausgesandt, wobei ein Energiebedarf verringert ist. Die zweite Schleife 30 wird dahingehend kaum verwendet, auch wenn diese elektrisch mit den Speisepunkten 26 verbunden ist. Aufgrund der Wahl der Länge der ersten Schleife 28 ist die erste Resonanzfrequenz 32 im Wesentlichen gleich der ersten Betriebsfrequenz, sodass der Betrieb der Funkkommunikationseinrichtung 20 mit der ersten Betriebsfrequenz vergleichsweise energieeffizient erfolgen kann.
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Die Länge der zweiten Schleife 30 beträgt zwischen dem 0,5-Fachen und dem 1,25-Fachen einer zu der dritten Betriebsfrequenz korrespondierenden dritten Betriebswellenlänge. Somit ergibt sich eine dritte Resonanzfrequenz 34, bei der das Senden und Empfangen der elektromagnetischen Wellen im Wesentlichen lediglich mittels der zweiten Schleife 30 erfolgt. Die dritte Resonanzfrequenz 34 beträgt dabei im Wesentlichen gleich der dritten Betriebsfrequenz.
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Die Antenne 24 weist zudem eine zweite Resonanzfrequenz 36 auf. Bei dieser erfolgt das Senden und Empfangen der jeweiligen elektromagnetischen Wellen, insbesondere mittels Ausbildens von stehenden Wellen in den Leitern der Antenne 24, mittels der beiden Schleifen 28, 30. Somit werden die beiden Schleifen 28, 30 zum Senden und Empfangen der elektromagnetischen Wellen verwenden. Die zweite Resonanzfrequenz 36 liegt dabei zwischen der ersten Resonanzfrequenz 32 und der dritten Resonanzfrequenz 34, und die zweite Resonanzfrequenz 36 wird anhand der Länge der ersten als auch der zweiten Schleife 28, 30 vorgegeben. Hierbei sind die Längen der ersten und zweiten Schleife 28, 30 in den jeweiligen, von der zugordneten Betriebsfrequenz vorgegebenen Grenzen derart gewählt, dass die zweite Resonanzfrequenz 36 der Antenne 24 zwischen 5 GHz und 6 GHz liegt und im Wesentlichen der zweiten Betriebsfrequenz entspricht.
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Zusammenfassend weist die Antenne 24 die drei Resonanzfrequenzen 32, 34, 36 auf, die jeweils im Wesentlichen einer der Betriebsfrequenzen der Funkkommunikationseinrichtung 20 entsprechen. Somit ist die Kommunikation mittels der Funckommunikationseinrichtung 20 vergleichsweise energieeffizient und entspricht der Vorgaben des jeweiligen Standards.
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In Figur 5 ist die Funkkommunikationseinrichtung 20 als Blockdiagramm dargestellt. Die Steuereinheit 22 weist drei Standard-Blöcke 38 auf, mittels derer die Erstellung und/oder Auswertung der jeweils gemäß einem der Standards, also dem Bluetooth-, WLAN-, oder UWB-Standard, erstellten elektrischen Signale erfolgt, die die dem jeweiligen Standard zugeordnete Frequenz aufweist. Zudem ist eine Schalteinheit 40 vorgesehen, über die die Standard-Blöcke 38 mit der Antenne 24 verbunden sind, nämlich mit den beiden Speisepunkten 26. Je nach Einstellung der Schalteinheit 40 ist dabei jeweils lediglich einer der Standard-Blöcke 38 derart elektrisch mit der Antenne 24 kontaktiert, dass das Empfangen/Einspeisen der Signale ermöglicht ist. Somit wird mittels der Schalteinheit 40 ausgewählt, gemäß welchem Standard, insbesondere für eine bestimmte Zeitspanne, die Funkkommunikationseinrichtung 20 verwendet werden soll. Bei dieser Variante genügt das Hörgerät 4 somit sämtlichen drei Standards, die beispielsweise je nach Betriebsmodus genutzt werden.
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In Figur 6 ist eine Abwandlung der Funkkommunikationseinrichtung 20 dargestellt, wobei lediglich in einziger Standard-Block 38 vorhanden ist, der mit der Antenne 24 verbunden ist. Bei dieser Variante wird beispielsweise mittels Programmierung in dem jeweiligen Standard-Block 38 hinterlegt, welcher Standard und somit welche Betriebsfrequenz verwendet werden soll. Dieser wird dann bei Betrieb des Hörgeräts 2 durchgehend verwendet. Auf diese Weise ist es möglich, die Funckommunikationseinrichtung 20 bei einer Vielzahl unterschiedlicher Hörgerät 2 zu verwenden, ohne dass eine Anpassung der Hardware erforderlich ist, und wobei die Hörgeräte 2 unterschiedliche Funktionalitäten aufweisen.
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Bei einer nicht näher dargestellten Abwandlung der in Figur 5 dargestellten Variante sind lediglich zwei Standard-Blocks 38 vorhanden, sodass die Funkkommunikationseinrichtung 20 zwei unterschiedliche Standards genügt. Diese werden beispielsweise ebenfalls mittels Programmierung vorgegeben. Unabhängig von der konkreten Anzahl der Standard-Blöcke 38 und/oder dem Vorhandensein der Schalteinheit 40 ist die Steuereinheit 22 stets ausgebildet, die Antenne 24 mit zumindest einer oder mehreren der Betriebsfrequenzen zu betreiben.
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Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste
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- 2
- Hörgerät
- 4
- Gehäuse
- 6
- Mikrofon
- 8
- Mikrofoneinheit
- 10
- Signalverarbeitungseinheit
- 12
- Hörer
- 14
- Schallschlauch
- 16
- Dom
- 18
- Batterie
- 20
- Funkkommunikationseinrichtung
- 22
- Steuereinheit
- 24
- Antenne
- 26
- Speisepunkt
- 28
- erste Schleife
- 30
- zweite Schleife
- 32
- erste Resonanzfrequenz
- 34
- dritte Resonanzfrequenz
- 36
- zweite Resonanzfrequenz
- 38
- Standard-Block
- 40
- Schalteinheit