EP4645905A1 - Hörinstrument mit antenne und kapazitivem befehlsgeber - Google Patents

Hörinstrument mit antenne und kapazitivem befehlsgeber

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Publication number
EP4645905A1
EP4645905A1 EP25169499.8A EP25169499A EP4645905A1 EP 4645905 A1 EP4645905 A1 EP 4645905A1 EP 25169499 A EP25169499 A EP 25169499A EP 4645905 A1 EP4645905 A1 EP 4645905A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
antenna
hearing instrument
capacitive
communication device
hearing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP25169499.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Nikles
Hamed Hasani
Andreas PFROMMER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sivantos Pte Ltd
Original Assignee
Sivantos Pte Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sivantos Pte Ltd filed Critical Sivantos Pte Ltd
Publication of EP4645905A1 publication Critical patent/EP4645905A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Electric hearing aids
    • H04R25/55—Electric hearing aids using an external connection, either wireless or wired
    • H04R25/554—Electric hearing aids using an external connection, either wireless or wired using a wireless connection, e.g. between microphone and amplifier or using Tcoils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/273—Adaptation for carrying or wearing by persons or animals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/10—Earpieces; Attachments therefor ; Earphones; Monophonic headphones
    • H04R1/1041—Mechanical or electronic switches, or control elements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2225/00—Details of deaf aids covered by H04R25/00, not provided for in any of its subgroups
    • H04R2225/51—Aspects of antennas or their circuitry in or for hearing aids
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2225/00—Details of deaf aids covered by H04R25/00, not provided for in any of its subgroups
    • H04R2225/61—Aspects relating to mechanical or electronic switches or control elements, e.g. functioning

Definitions

  • the invention relates to a hearing instrument with a housing worn behind or in the ear of a user.
  • a hearing instrument is generally defined as an electronic device that supports the hearing ability of a person wearing the hearing instrument (hereinafter referred to as the "wearer” or “user”).
  • the invention relates to hearing instruments designed to fully or partially compensate for the hearing loss of a hearing-impaired user.
  • Such a hearing instrument is called a “hearing aid.”
  • hearing instruments that protect or improve the hearing ability of users with normal hearing, for example, by enabling improved speech comprehension in complex listening situations.
  • Hearing instruments also include wireless headphones (worn in or on the ear), in particular so-called earplugs and headsets.
  • Hearing instruments in general, and hearing aids in particular, are usually designed to be worn on the head, specifically in or on one of the user's ears, particularly as behind-the-ear (BTE) devices or in-the-ear (ITE) devices.
  • hearing instruments typically include at least one (acousto-electrical) input transducer, a signal processing unit (signal processor), and an output transducer.
  • the input transducer(s) picks up sound waves from the surrounding environment and converts these into an input audio signal (i.e., an electrical signal that conveys information about the ambient sound). (transported).
  • the input audio signal(s) are processed (i.e., modified with respect to their acoustic information) to support the user's hearing, particularly to compensate for hearing loss.
  • the signal processing unit outputs a correspondingly processed (output) audio signal to the output converter.
  • signal processing regularly includes, in addition to or as an alternative to frequency-dependent amplification of the input audio signal, a variety of other functions, such as beamforming (i.e., direction-dependent attenuation), active noise cancellation, wind noise reduction, feedback attenuation, binaural processing to support spatial hearing, dynamic and/or spectral compression, etc.
  • the output transducer is an electro-acoustic transducer that converts the (electrical) output audio signal back into sound waves, which are then emitted into the user's ear canal, modified relative to the ambient sound.
  • BTE behind-the-ear
  • the output transducer also called the receiver
  • the output transducer is usually integrated outside the ear within the hearing aid's housing.
  • the sound emitted by the output transducer is guided into the user's ear canal via a sound tube.
  • the output transducer can also be located within the ear canal, and thus outside the behind-the-ear housing.
  • Such hearing aids are also known as RIC (receiver-in-canal) devices.
  • In-the-ear (ITE) hearing aids that are so small that they do not protrude beyond the ear canal are also known as CIC (completely-in-canal) devices.
  • the output transducer can also be designed as an electro-mechanical transducer that converts the output audio signal into structure-borne sound (vibrations), whereby this structure-borne sound is emitted, for example, into the skull bone of the user.
  • Modern hearing aids typically feature a wireless communication device that allows the hearing aid to wirelessly exchange data with one or more peripheral devices, such as another hearing aid for the user's other ear or a mobile phone.
  • a communication device has an antenna integrated into the hearing aid's housing, designed to transmit and receive electromagnetic waves (radio waves), often in the GHz frequency range.
  • Wireless data transmission usually utilizes the Bluetooth standard (especially the Bluetooth Low Energy standard).
  • hearing aids often feature a control element, i.e., an electrical switching element that can be manually activated to generate a command for operating the hearing aid (e.g., a switch-on or switch-off command, a command to change the amplification of the output audio signal, and/or a command to change a signal processing program).
  • a control element i.e., an electrical switching element that can be manually activated to generate a command for operating the hearing aid (e.g., a switch-on or switch-off command, a command to change the amplification of the output audio signal, and/or a command to change a signal processing program).
  • capacitive control elements are sometimes used.
  • Such a capacitive control element has an electrode array located within the hearing aid housing, which generates an alternating electric field in a space located in front of the housing.
  • the function of the capacitive control element is based on the fact that a user's finger, brought close to the electrode array or placed on the corresponding area of the housing, interacts with the alternating electric field, changing the (electrical) capacitance of the electrode array in a characteristic manner.
  • the corresponding operating error is triggered by a control and evaluation circuit of the capacitive command transmitter that is electrically connected to the electrode arrangement.
  • an alternating voltage is generally applied to the electrode arrangement by a control and evaluation circuit of the capacitive transmitter, thereby generating an alternating electric field in the vicinity of the electrode arrangement.
  • the control and evaluation circuit measures an electrical
  • the response signal (especially the current intensity of the current flow generated by the alternating voltage) serves as a measure of the capacitance of the electrode array.
  • Two common capacitive measurement methods are distinguished with regard to measuring the response signal: According to one measurement method, known, for example, as “single-electrode measurement” or "self-capacitance sensing," the control and evaluation circuit measures the response signal at the same electrode of the electrode array to which it applies the alternating voltage.
  • the control and evaluation circuit measures, for example, the current flowing at this electrode under the influence of the alternating voltage or the frequency of the alternating voltage (utilizing the fact that the sensor electrode is part of a resonant circuit with a capacitance-dependent varying resonance).
  • the response signal is characteristic of the (electrical) capacitance of the electrode with respect to an external ground potential.
  • the external ground potential which in this case is formed, for example, by the user's body, acts as the counter electrode of the capacitor whose capacitance is being measured.
  • the control and evaluation circuit applies an alternating voltage to a first electrode (transmitting electrode) of the electrode array and measures the response signal at another electrode (receiving electrode).
  • the control and evaluation circuit measures, for example, the current induced in the receiving electrode by the alternating electric field as a capacitance-dependent response signal.
  • This response signal is characteristic of the (electrical) capacitance of the capacitor formed by the transmitting and receiving electrodes.
  • body parts of the user especially a finger approaching the electrode array
  • the simultaneous arrangement of the antenna of the wireless communication device and the electrode array of the capacitive transmitter is problematic, as both structures must necessarily occupy a comparatively large proportion of the severely limited installation space in the hearing aid housing for effective function.
  • This problem is particularly critical in an ITE device, where the antenna and the electrode array can be positioned almost exclusively on the front surface of the housing, which faces outwards when the hearing aid is in use.
  • a non-overlapping, side-by-side arrangement of the antenna and the electrode array i.e., an arrangement with sufficient distance between them
  • an overlapping arrangement of the antenna and the electrode array would lead to mutual functional impairment of both.
  • the invention is based on the objective of providing a hearing instrument equipped with both an effective wireless communication device and an advantageous command transmitter.
  • the invention relates to a hearing instrument with a housing that, in a designated wearing position behind the ear or in the ear of a user,
  • the hearing aid can therefore also be a behind-the-ear (BTE) device, as described at the beginning.
  • BTE behind-the-ear
  • the hearing aid in addition to the housing worn behind the ear, typically includes an earpiece to be placed in the user's ear and a flexible connecting element that links the housing and the earpiece.
  • the hearing aid in this case is optionally a classic hearing aid with a receiver located in the housing or a receiver-in-canal (RIC) device in which the receiver is located in the earpiece.
  • the connecting element is formed by a sound tube that transmits the sound produced by the receiver to the earpiece.
  • the connecting element is an electrical connecting cable through which the output audio signal is transmitted to the receiver located in the earpiece.
  • the hearing aid is designed as an in-the-ear (ITE) device.
  • ITE in-the-ear
  • a wireless communication device and a capacitive command transmitter are also arranged in the housing.
  • the wireless communication device serves for wireless signal exchange (especially data exchange) between the hearing instrument and a peripheral device, e.g. another hearing instrument or a smartphone of the user, and includes an antenna and an electrically connected transmitting and receiving unit (transceiver).
  • a peripheral device e.g. another hearing instrument or a smartphone of the user
  • transmitting and receiving unit transmitter
  • the capacitive transmitter comprises an electrode array with at least one sensor electrode and a control and evaluation circuit (also referred to as a "sensor controller") electrically connected to the electrode array.
  • the capacitive transmitter is designed to detect the approach of a user's finger to the housing, or contact or pressure exerted on the housing by the finger, as a signal.
  • the control unit detects an operating command and, if so, generates a corresponding command for the hearing aid. This command might, for example, switch the hearing aid or a specific hearing aid function on and/or off, change the amplification of the output audio signal (and thus the volume of the sound perceived by the hearing aid), or switch between different signal processing programs.
  • the control unit's function is optionally context-dependent, so that pressing the control unit can trigger different actions in different situations.
  • control unit's function is implemented depending on the type of operating event, so that, for example, a prolonged proximity event triggers a different action than a simple, brief approach and/or multiple brief proximity events.
  • the capacitive control unit can also be designed as a proximity switch that generates the operating command as soon as a user's finger is brought within a certain distance (e.g., less than 2 mm) of the housing without touching it.
  • the capacitive control transmitter is preferably designed as a touch switch that triggers the operating command only when the housing is touched, in particular (optionally) only when the housing is deformed under the pressure of the touch.
  • the antenna of the wireless communication device and the electrode arrangement of the capacitive sensor are identical in the hearing instrument according to the invention.
  • the entire antenna is also used as the electrode arrangement, and the entire electrode arrangement is also used as the antenna.
  • the wireless communication device and the capacitive transmitter are preferably designed for significantly different (electrical) frequencies.
  • the transmitting and receiving unit of the wireless communication device is configured to generate and receive a first alternating current electrical signal (e.g., a voltage or current signal) at a first frequency
  • the control and evaluation circuitry of the capacitive transmitter is configured to generate a second alternating current electrical signal (again, e.g., a voltage or current signal) at a second frequency.
  • the second frequency is at least 10 times higher, preferably at least 100 times higher.
  • the first frequency is greater than 100 MHz, preferably greater than 1 GHz, and particularly 2.4 GHz.
  • the communication device is specifically designed to transmit and receive data in accordance with the Bluetooth standard.
  • the second frequency is less than 10 MHz, specifically 100 kHz.
  • the first alternating current signal will subsequently be referred to as the "radio signal”
  • the second alternating current signal will also be referred to as the “sensor signal.”
  • the first frequency will subsequently be referred to as the “radio frequency” and the second frequency as the “sensor frequency.”
  • the antenna comprises two antenna sections that are galvanically isolated from each other, so that no direct exchange of electrons between the two antenna sections is possible.
  • the two antenna sections are electrically connected separately to the control and evaluation circuitry of the capacitive transmitter as distinct electrodes of the electrode arrangement.
  • the capacitive command transmitter preferably uses the "relative capacitance measurement" method described above.
  • the two antenna sections serve as different sensor electrodes: the transmitting electrode and the receiving electrode of the capacitive command transmitter.
  • the control and evaluation circuit of the capacitive command transmitter is configured to apply the sensor voltage to one of the two sensor electrodes (the transmitting electrode) and to measure a response signal characteristic of the capacitance of the electrode arrangement at the other sensor electrode (the receiving electrode).
  • the control and evaluation circuit measures, in particular, the current strength of the current generated in the receiving electrode under the influence of the sensor signal and the resulting electric field.
  • the antenna comprises at least two intertwined spiral arms, which widen, particularly at the center of the spiral, for example, into a semi-circular disk-shaped (in the case of two spiral arms, particularly a semi-circular disk-shaped) or comb-shaped central structure.
  • the antenna is designed as a butterfly antenna (bowtie antenna).
  • the antenna is mounted on a convex, in particular dome-shaped, antenna carrier.
  • the antenna carrier is optionally designed to be elastically deformable. At least in this case, it is arranged in the housing of the hearing instrument such that it is deformed by pressure being applied to the housing, in particular by means of a user's finger.
  • the capacitance of the electrode arrangement is changed not only by the approach of the finger to the electrode arrangement, but also by the deformation of the electrode arrangement caused by the applied pressure.
  • the change in the capacitive sensor, used to recognize a user command is then determined by the resulting change in the capacitive sensor.
  • the measured response signal is thereby amplified, which in turn reduces the probability of an unintentional false triggering of the capacitive command transmitter.
  • FIG. 1 to 3 Figure 2 shows a roughly schematic representation of a hearing instrument 2, which is exemplified as a hearing aid, i.e., a hearing instrument designed to support the hearing ability of a hearing-impaired user.
  • the hearing instrument 2 is designed as an ITE device. It therefore comprises a housing 4, which is intended to be worn in one ear of a user.
  • At least one microphone 6 picks up sound from the environment of the hearing instrument 2.
  • the microphone(s) 6 convert the sound into an (input) audio signal, i.e., an electrical signal that contains information about the picked-up sound.
  • the respective input audio signal is fed within the hearing instrument 2 to the signal processor 12, which modifies this input audio signal to support the user's hearing, in particular by frequency-selectively amplifying it to compensate for any hearing loss the user may have.
  • the signal processor 12 outputs an audio signal, which is again an electrical signal containing information about the processed and thus modified sound, to the receiver 8.
  • the receiver 8 converts the audio signal into sound waves and delivers them into the user's ear canal via a sound channel 28 integrated into the housing 4.
  • the signal processor 12 and all other electrical or electronic components of the hearing instrument 2 are supplied with a direct current voltage, referred to as the operating voltage, from the battery 14.
  • the wireless communication device 16 serves for (wireless) signal exchange (in particular data exchange) between the hearing instrument 2 and at least one electronic peripheral device that interacts with the hearing instrument 2 during its operation.
  • the at least one peripheral device is, for example, another hearing instrument for the user's other ear or a mobile computer, in particular a smartphone belonging to the user, on which a software application (operating app) for programming and/or remotely controlling the hearing instrument 2 is installed.
  • the wireless communication device 16 of the hearing aid 2 and a corresponding wireless communication device of the peripheral device are generally designed for the exchange of radio frequency (RF) signals.
  • An RF signal (also radio signal or radio wave) is defined as electromagnetic radiation with a radio frequency fRF of more than 100 MHz.
  • data transmission between the hearing aid 2 and the peripheral device is based on the Bluetooth standard, with a radio frequency fRF of 2.4 GHz.
  • the transceiver 20 applies an alternating current electrical signal (here in the form of an alternating voltage URF ) oscillating at the radio frequency fRF to the antenna 18.
  • the transceiver 20 detects corresponding alternating voltage electrical signals that are induced in the antenna 18 by externally generated electromagnetic fields.
  • the capacitive transmitter 22 serves – for example, instead of an electromechanical transmitter such as a switch, push button, or rotary knob – to detect an operating command transmitted by the user through a manual action (e.g., fingertip).
  • the capacitive transmitter 22 uses the antenna 18 as its electrode arrangement 24.
  • the antenna 18 is also electrically connected to the sensor control 26 of the capacitive transmitter 22.
  • the sensor control 26 drives the antenna 18, which serves as the electrode arrangement 24, with an alternating voltage, referred to as the sensor voltage Us, whose alternating voltage frequency (sensor frequency fs) lies between 20 kHz and 10 MHz and is, for example, 100 kHz.
  • the sensor voltage Us is thus spectrally spaced at a distance between the operating voltage generated by the battery 20 and the operating voltage. on the one hand and the alternating voltage U RF of the wireless communication device 16 on the other hand.
  • the signal processor 12, the transceiver 20, and the sensor controller 26 are each optionally formed by a programmable circuit (e.g., a microprocessor) with installed software, by a non-programmable circuit (e.g., in the form of an ASIC), or by a combination of at least one programmable subunit and at least one non-programmable subunit. As shown in Fig. 1 As indicated by way of example, the transceiver 20 and the sensor controller 26 are preferably integrated together with the signal processor 12 on the circuit board 10. The signal processor 12, the transceiver 20 and the sensor controller 26 are optionally integrated in a common electronic component or designed as separate circuits.
  • a programmable circuit e.g., a microprocessor
  • non-programmable circuit e.g., in the form of an ASIC
  • the transceiver 20 and the sensor controller 26 are preferably integrated together with the signal processor 12 on the circuit board 10.
  • the signal processor 12, the transceiver 20 and the sensor controller 26 are optionally integrated in a common
  • the antenna 18, also used as electrode arrangement 24, is shown in more detail.
  • the antenna 18 is designed here as a double spiral. It therefore comprises two antenna segments 30, 32 in the form of two intertwined spiral arms, which on the one hand cooperate within the communication device 16 for sending and receiving RF signals, and on the other hand form different electrodes 34 and 36 of the electrode arrangement 24 of the capacitive control transmitter 22.
  • the shape of the antenna 18 preferably corresponds at least approximately to an Archemenid spiral.
  • the shape of the antenna 18 can also correspond to or resemble another mathematical spiral shape, e.g., a logarithmic spiral (also referred to as an "equiangular spiral" or "self-similar spiral”).
  • the spiral arms can optionally have a constant or varying width.
  • the two antenna segments 30 and 32 meet at the center of the spiral.
  • the two antenna segments 30 and 32 are each widened in this center to form a semicircular disk-shaped central structure (central surface 38 and 40, respectively).
  • Central surfaces 38 and 40 primarily serve this purpose. to increase the capacitance of the capacitor formed by the antenna segments 30, 32 (or electrodes 34, 36). They are arranged in the center of the spiral shape such that they complement each other to form a circular disk shape.
  • the two central surfaces 38 and 40 are galvanically separated from each other by a thin slit. In other words, the two central surfaces 38 and 40 are electrically unconnected, so that no transfer of electrons between the central surfaces 38 and 40 is possible.
  • the transceiver 20 specifies according to Fig. 6 and 7
  • the alternating voltage U ⁇ sub>RF ⁇ /sub> is applied to the outer end of antenna segment 30, while the outer end of antenna segment 32 is connected to the ground potential GND ⁇ sub> RF ⁇ /sub> of the communication device 16, which is formed, for example, on the circuit board 10.
  • the antenna in the Figs. 4 to 6 The antenna 18 shown emits an electromagnetic field approximately symmetrical about the axis 42 of the spiral shape, the electric component of which is E RF.
  • Fig. 7 This is indicated.
  • the galvanic isolation between the two central surfaces 38 and 40 acts as a high-pass filter and is therefore permeable to the high-frequency alternating voltage U RF .
  • the antenna 18 is centrally fed.
  • the supply lines for applying the alternating voltage U RF and the ground potential GND RF are each connected to the inner end of the antenna segment 30 and the antenna segment 32, respectively.
  • the sensor control 26 is configured according to Fig. 8
  • the outer end of the antenna segment 30 (used here as electrode 34) is electrically connected via a control output 44, and the sensor voltage Us is applied to the antenna segment 30 (or electrode 34) via this connection.
  • the other antenna segment 32 used as electrode 36, is connected via the circuit board 10 to a measurement input 46 of the sensor controller 26.
  • a signal forms between antenna segments 30 and 32 under the influence of the sensor voltage Us. (or the electrodes 34 and 36), and especially between the central surface 38 and the central surface 40, an electric sensor field Es is generated.
  • Antenna segments 30 and 32 thus interact to form a capacitor.
  • the sensor controller 26 measures the current flowing between antenna segments 30 and 32 (or electrodes 34 and 36) via the measurement input 46 as a response signal A, where this response signal A is characteristic of the (electrical) capacitance of the capacitor formed by electrodes 34 and 36.
  • the capacitive command transmitter 22 is therefore, in this example, as described above. Figs. 4 to 8 It is designed as a so-called "mutual capacity sensor". In this configuration, antenna segment 30 acts as the "transmitting electrode” and antenna segment 32 as the "receiving electrode”.
  • the function of the capacitive control transmitter 22 is based on the fact that body structures of the user arranged close to the antenna 18 (in particular a [missing information]) Fig. 8 (Finger schematically indicated 47) due to the alternating current conductivity of the human body and the indirect electrical connection of the body to the sensor control 26 via ground M, act as an interference potential, which reduces the capacitance of the capacitor formed by the sensor electrodes 34 and 36, and thus the value of the measured response signal A, the closer the body structure is to the antenna 18.
  • the sensor control 26 is designed to detect an operating command from the user when the response signal A or the capacitance derived from it falls below a predetermined threshold value for a time interval within specified limits (e.g., 1 to 2 seconds).
  • the communication device 16 and the capacitive command transmitter 22 are preferably operated in parallel (i.e., simultaneously).
  • the antenna 18 thus acts not only for transmitting and receiving RF signals but also as an electrode array 24 for the capacitive command transmitter 22.
  • Mutual interference between the communication device 16 and the capacitive command transmitter 22 is prevented by the spectral separation of the
  • the sensor frequency fs is avoided from the radio frequency fRF .
  • a frequency-selective electrical filter (here in the form of an electrical low-pass filter 48) is connected at least between the antenna section 32 and the measurement input 46.
  • This filter is transparent to the sensor voltage Us but blocks high-frequency electrical signals in the frequency range of the radio frequency fRF .
  • such a filter is also connected between the antenna section 30 and the control output 44.
  • the measuring input 46 of the sensor control 26 differs from Fig. 6 and 7
  • the sensor control 26 is not connected to the circuit board 10, but (bypassing the circuit board 10) directly to a connection point 49 at the peripheral end of the antenna segment 32 via the low-pass filter 48.
  • a high-pass filter 50 (shown here as a capacitor) is connected between the connection point 49 and the circuit board 10. This high-pass filter is transparent to high-frequency electrical signals in the frequency range of the radio frequency f ⁇ sub> RF ⁇ /sub>, but blocks signals in the spectral range of the sensor frequency f ⁇ sub> s ⁇ /sub>.
  • another high-pass filter 51 is connected upstream of the transceiver 20. This filter is also transparent to high-frequency electrical signals in the frequency range of the radio frequency f ⁇ sub> RF ⁇ /sub>, but blocks signals in the spectral range of the sensor frequency f ⁇ sub> s ⁇ /sub>.
  • the high-pass filter 51 serves to protect the transceiver 20 from low-frequency interference.
  • the spiral antenna 18 in the example shown is mounted on a dome-shaped (antenna) support 52.
  • the carrier 52 equipped with the antenna 18 is arranged according to Figs. 1 to 3 arranged directly below an end face 53 of the housing 4, which in the intended carrying state of the The hearing instrument 2 points outwards into the user's ear canal.
  • the carrier 52 rests in a correspondingly shaped protrusion of the frontal surface 53.
  • the carrier 52 is optionally made of an elastically deformable material, in particular a (preferably hollow) elastomer body.
  • the end face 53, or at least its protrusion is also preferably made of an elastically deformable material, so that pressing a finger against the protrusion deforms both the protrusion and the underlying carrier 52.
  • the capacitance difference measured by the capacitive sensor 22 is further amplified by the approach of the finger.
  • the capacitive sensor 22 is designed as a selective pressure sensor that detects a user command only when the user presses in the protrusion of the end face 53 with their finger (and thus does not merely bring the finger close to the end face 53). This reduces the likelihood of an unintentional false triggering of the command transmitter, e.g., due to an involuntary hand movement by the user.
  • Fig. 10 is a variant of the spiral antenna 18 according to Figs. 4 to 6 shown.
  • the variant according to Fig. 10 differs from the embodiment described above in that the antenna segments 30 and 32, instead of the semicircular central disk surfaces 38 and 40, each have several fanning arms 54 and 56, respectively, which interlock like a comb to form the central structure of the spiral.
  • this variant corresponds to the embodiment described in the Figs. 4 to 6 .
  • Fig. 11 is another variant of the spiral antenna 18 according to Figs. 4 to 6 shown.
  • the variant according to Fig. 11 differs from the embodiment described above in that the two spiral arms of the antenna segments 30 and 32 have a width that is each determined by the The distance between the spiral arms and the periphery increases towards the center. Conversely, the distance between the spiral arms and the periphery decreases towards the center.
  • Fig. 12 is another variant of the spiral antenna 18 according to Figs. 4 to 6 As shown.
  • the distance between the spiral arms increases, especially at the periphery of the spiral.
  • Both configurations result in the following: when antenna 18 is used as the electrode arrangement 24 of the capacitive control transmitter 22 (and thus when antenna 18 is used as a capacitor), the contribution of the center of the spiral to the (undisturbed) total capacitance of the electrode arrangement 24 is increased, while the capacitance contribution of the spiral's periphery is reduced. This increases the sensitivity of the capacitive control transmitter 22 to the intended operating event, in particular the approach of a user's finger to the electrode arrangement 24.
  • the sensitivity of the capacitive control transmitter 22 to interfering factors, such as any accumulations of water or cerumen near the electrode arrangement 24, is reduced, since such interfering factors are particularly likely to be found near the spiral's periphery (especially at the edges of the dome-shaped bulge in the Figs. 1 to 3 to be expected (shown frontal surface 53).
  • the antenna 18 is designed as a "butterfly antenna"("bowtieantenna”).
  • the antenna 18 has two antenna segments 58 and 60, which are galvanically isolated from each other and have a width that increases with increasing distance from the respective other antenna element 60 or 58.
  • the two antenna segments 58 and 60 each have a triangular shape (as shown in Figure 1).
  • Fig. 13 The antenna segments are shown in the diagram) or alternatively in a teardrop or circular segment shape, and each has a tapered end facing the other.
  • the two antenna segments 58 and 60 are each fed at this end (facing the other antenna element 60 or 58, respectively).
  • antenna segment 58 is connected to the transceiver to supply the alternating voltage U ⁇ sub> RF ⁇ /sub> . 20 connected, while the antenna segment 60 is connected to the ground potential GND RF of the communication device 16.
  • the sensor control 26 of the capacitive command transmitter 22 is in turn connected via the control output 44 to the antenna segment 58 and via the measurement input 46 to the antenna segment 60, wherein the measurement input 46 and - preferably - the control output 44 are connected analogously to the embodiment according to Fig. 7 and 8 Each of these is preceded by a low-pass filter 48.
  • the antenna 18 In its mounting position in the housing 4 of the listening instrument 2, the antenna 18 is arranged according to... Fig. 13 again located close to the front surface 53.
  • antenna 18 is formed from a combination of a spiral antenna and a butterfly antenna.
  • the two antenna segments 30 and 32 are each formed from a spiral arm of a double spiral antenna, the outer end of which widens outwards in the manner of a butterfly antenna wing, forming, for example, a triangular, teardrop-shaped, or circular segment-shaped surface.

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Abstract

Es wird ein Hörinstrument (2) mit einem hinter dem Ohr oder in dem Ohr eines Nutzers tragbaren Gehäuse (4) angegeben, in dem eine drahtlose Kommunikationseinrichtung (16) mit einer Sende- und Empfangseinheit (20) und einer damit elektrisch verbundenen Antenne (18), und ein kapazitiver Befehlsgeber (22) mit einer Steuer- und Auswerteschaltung (26) und einer elektrisch damit verbundenen Elektrodenanordnung (24) angeordnet sind. Die Antenne (18) der drahtlosen Kommunikationseinrichtung (16) ist dabei identisch mit der Elektrodenanordnung (24) des kapazitiven Befehlsgebers (22).

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Hörinstrument mit einem hinter dem Ohr oder in dem Ohr eines Nutzers getragenen Gehäuse.
  • Als Hörinstrument wird allgemein ein elektronisches Gerät bezeichnet, das das Hörvermögen einer das Hörinstrument tragenden Person (die nachfolgend als "Träger" oder "Nutzer" bezeichnet ist) unterstützt. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Hörinstrumente, die dazu eingerichtet sind, einen Hörverlust eines hörgeschädigten Nutzers ganz oder teilweise zu kompensieren. Ein solches Hörinstrument wird als "Hörgerät" bezeichnet. Daneben gibt es Hörinstrumente, die das Hörvermögen von normalhörenden Nutzern schützen oder verbessern, zum Beispiel in komplexen Hörsituationen ein verbessertes Sprachverständnis ermöglichen. Zu den Hörinstrumenten zählen ferner auch (im oder an dem Ohr getragene) drahtlose Kopfhörer, insbesondere sogenannte Ear Plugs und Headsets.
  • Hörinstrumente im Allgemeinen, und Hörgeräte im Speziellen, sind meist dazu ausgebildet, am Kopf und hier insbesondere in oder an einem Ohr des Nutzers getragen zu werden, insbesondere als Hinter-dem-Ohr-Geräte (nach dem englischen Begriff "behind the ear" auch als BTE-Geräte bezeichnet) oder In-dem-Ohr-Geräte (nach dem englischen Begriff "in the ear" auch als ITE-Geräte bezeichnet). Im Hinblick auf ihre interne Struktur weisen Hörinstrumente regelmäßig mindestens einen (akusto-elektrischen) Eingangswandler, eine Signalverarbeitungseinheit (Signalprozessor) und einen Ausgangswandler auf. Im Betrieb des Hörinstruments nimmt der oder jeder Eingangswandler einen Luftschall aus der Umgebung des Hörinstruments auf und wandelt diesen Luftschall in ein (Eingangs-) Audiosignal (d.h. ein elektrisches Signal, das eine Information über den Umgebungsschall transportiert) um. In der Signalverarbeitungseinheit wird das oder jedes Eingangs-Audiosignal verarbeitet (d.h. hinsichtlich seiner Schallinformation modifiziert), um das Hörvermögen des Nutzers zu unterstützen, insbesondere um einen Hörverlust des Nutzers auszugleichen. Die Signalverarbeitungseinheit gibt ein entsprechend verarbeitetes (Ausgangs-)Audiosignal an den Ausgangswandler aus. In modernen Hörinstrumenten umfasst die Signalverarbeitung zusätzlich oder alternativ zu einer frequenzabhängigen Verstärkung des Eingangs-Audiosignals regelmäßig eine Vielzahl von weiteren Funktionen, z.B. Beamforming (d.h. richtungsabhängige Dämpfung), aktive Geräuschunterdrückung, Windgeräuschunterdrückung, Rücckopplungsdämpfung, binaurale Verarbeitung zur Unterstützung des räumlichen Hörens, dynamische und/oder spektrale Kompression, etc.
  • In den meisten Fällen ist der Ausgangswandler als elektro-akustischer Wandler ausgebildet, der das (elektrische) Ausgangs-Audiosignal wieder in einen Luftschall umwandelt, wobei dieser - gegenüber dem Umgebungsschall modifizierte - Luftschall in den Gehörgang des Nutzers abgegeben wird. Bei einem hinter dem Ohr getragenen Hörinstrument ist der auch als "Hörer" ("Receiver") bezeichnete Ausgangswandler meist außerhalb des Ohrs in einem Gehäuse des Hörinstruments integriert. Der von dem Ausgangswandler ausgegebene Schall wird in diesem Fall mittels eines Schallschlauchs in den Gehörgang des Nutzers geleitet. Alternativ hierzu kann der Ausgangswandler auch in dem Gehörgang, und somit außerhalb des hinter dem Ohr getragenen Gehäuses, angeordnet sein. Solche Hörinstrumente werden (nach dem englischen Begriff "receiver in canal") auch als RIC-Geräte bezeichnet. Im Ohr getragene Hörinstrumente, die so klein dimensioniert sind, dass sie nach außen über den Gehörgang nicht hinausstehen, werden (nach dem englischen Begriff "completely in canal") auch als CIC-Geräte bezeichnet.
  • In weiteren Bauformen von Hörinstrumenten kann der Ausgangswandler auch als elektro-mechanischer Wandler ausgebildet sein, der das Ausgangs-Audiosignal in Körperschall (Vibrationen) umwandelt, wobei dieser Körperschall zum Beispiel in den Schädelknochen des Nutzers abgegeben wird.
  • Moderne Hörinstrumente weisen regelmäßig eine drahtlose Kommunikationseinrichtung auf, mittels der das Hörinstrument mit einem oder mehreren Peripheriegeräten, z.B. einem weiteren Hörinstrument zur Versorgung des anderen Ohrs des Nutzers oder mit einem Mobiltelefon, drahtlos Daten austauschen kann. Eine solche Kommunikationseinrichtung weist eine in dem Gehäuse des Hörinstruments integrierte Antenne auf, die zur Ausstrahlung und zum Empfang elektromagnetischer Wellen (Funkwellen), oft im GHz-Frequenzbereich, ausgelegt ist. Die drahtlose Datenübertragung erfolgt dabei meist unter Nutzung des Bluetooth-Standards (insbesondere des Bluetooth Low Energy-Standards).
  • Des Weiteren weisen Hörinstrumente häufig einen Befehlsgeber auf, d.h. ein elektrisches Schaltelement, das durch eine manuelle Aktion betätigbar ist, um einen Befehl zur Bedienung des Hörinstruments (z.B. einen Ein- oder Ausschaltbefehl, einen Befehl zur Änderung der Verstärkung des Ausgangs-Audiosignals und/oder einen Befehl zum Wechseln eines Signalverarbeitungsprogramms) zu erzeugen. Um störanfällige bewegliche Bauteile zu vermeiden, werden mitunter kapazitive Befehlsgeber eingesetzt. Ein solcher kapazitiver Befehlsgeber weist eine in dem Gehäuse des Hörinstruments angeordnete Elektrodenanordnung auf, mittels der in einem dem Gehäuse des Hörinstruments vorlagerten Raumvolumen ein elektrisches Wechselfeld erzeugt wird. Die Funktion des kapazitiven Befehlsgebers beruht darauf, dass ein an die Elektrodenanordnung angenäherter oder auf die entsprechende Stelle des Gehäuses aufgelegter Finger des Nutzers durch Wechselwirkung mit dem elektrischen Wechselfeld die (elektrische) Kapazität der Elektrodenanordnung in charakteristischer Weise ändert. Bei Erfassung dieser Änderung wird durch eine mit der Elektrodenanordnung elektrisch verbundene Steuer- und Auswerteschaltung des kapazitiven Befehlsgebers der entsprechende Bedienfehl ausgelöst.
  • Um die vorstehend beschriebene Kapazitätsänderung zu erfassen, wird im Allgemeinen durch eine Steuer- und Auswerteschaltung des kapazitiven Befehlsgebers eine elektrische Wechselspannung an die Elektrodenanordnung angelegt, durch die das elektrische Wechselfeld in der Umgebung der Elektrodenanordnung erzeugt wird. Die Steuer- und Auswerteschaltung misst ein elektrisches Antwortsignal (insbesondere die Stromstärke des durch die Wechselspannung erzeugten Stromflusses) als Maß für die Kapazität der Elektrodenanordnung. Bezüglich der Messung des Antwortsignals werden zwei gängige kapazitive Messmethoden unterschieden:
    Gemäß einer ersten Messmethode, die z.B. als "Ein-Elektrodenmessung" oder "Selbst-Kapazitäts-Messung" (Self Capacitance Sensing) bezeichnet wird, misst die Steuer- und Auswerteschaltung das Antwortsignal an derselben Elektrode der Elektrodenanordnung, an der sie die Wechselspannung anlegt. Als kapazitätsabhängiges Antwortsignal misst die Steuer- und Auswerteschaltung dabei beispielsweise den unter Wirkung der Wechselspannung auf diese Elektrode fließenden Strom oder die Frequenz der Wechselspannung (wobei ausgenutzt wird, dass die Sensorelektrode Teil eines Schwingkreises mit einer kapazitätsabhängig variierenden Resonanz ist). In allen Fällen ist das Antwortsignal hierbei charakteristisch für die (elektrische) Kapazität der Elektrode gegenüber einem externen Massepotential. Als Gegenelektrode des Kondensators, dessen Kapazität gemessen wird, wirkt bei der "Ein-Elektrodenmessung" somit das externe Massenpotential, das hier z.B. durch den Körper des Nutzers gebildet wird.
  • Gemäß einer zweiten Messmethode, die z.B. als "Zwei-Elektrodenmessung", "Sender-Empfänger-Prinzip" oder "Relativ-Kapazitäts-Messung" (Mutual Capacitance Sensing) bezeichnet wird, legt die Steuer- und Auswerteschaltung die Wechselspannung an einer ersten Elektrode (Sendeelektrode) der Elektrodenanordnung an und misst das Antwortsignal an einer anderen Elektrode (Empfangselektrode) der Elektrodenanordnung. Als kapazitätsabhängiges Antwortsignal misst die Steuer- und Auswerteschaltung in diesem Fall z.B. die Stromstärke des Stroms, der unter Wirkung des elektrischen Wechselfelds in der Empfangselektrode erzeugt wird. Das Antwortsignal ist hierbei charakteristisch für die (elektrische) Kapazität des Kondensators, der durch die Sendeelektrode und die Empfangselektrode gebildet wird. Bei der "Zwei-Elektrodenmessung" wirken Körperteile des Nutzers (vor allem ein sich an die Elektrodenanordnung annähernder Finger) als Störpotential, das die Kapazität des durch die beiden Sensorelektroden gebildeten Kondensators verändert und hierüber detektiert wird.
  • Problematisch ist in allen vorstehend beschriebenen Fällen die gleichzeitige Anordnung der Antenne der drahtlosen Kommunikationseinrichtung und der Elektrodenanordnung des kapazitiven Befehlsgebers, da beide Strukturen für eine effektive Funktion notwendigerweise einen vergleichsweise großen Anteil des stark begrenzten Bauraums in dem Hörinstrumentengehäuse einnehmen müssen. Erschwerend kommt hinzu, dass sowohl für die Anordnung der Antenne der drahtlosen Kommunikationseinrichtung als auch für die Anordnung der Elektrodenanordnung des kapazitiven Befehlsgebers dieselben Bereiche eines Hörinstruments bevorzugt in Frage kommen, nämlich Bereiche unmittelbar an oder nahe der Gehäusewand, die in der vorgesehenen Trageposition des Hörinstruments in oder an dem Ohr des Nutzers frei von außen zugänglich sind. Besonders kritisch ist dieses Problem bei einem ITE-Gerät, bei dem die Antenne und die Elektrodenanordnung nahezu ausschließlich an der im eingesetzten Zustand des Hörinstruments nachaußen weisenden Stirnfläche des Gehäuses angeordnet werden können. Eine einander überlappfrei nebengeordnete Anordnung der Antenne und der Elektrodenanordnung (also eine Anordnung mit hinreichendem Abstand nebeneinander) ist oft aus Platzgründen nicht möglich oder zumindest aufgrund gegenseitiger Störbeeinflussung nachteilig. Eine überlappende Anordnung der Antenne und der Elektrodenanordnung würde wiederum zu einer gegenseitigen Funktionsbeeinträchtigung der Antenne und der Elektrodenanordnung führen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein sowohl mit einer effektiven drahtlosen Kommunikationseinrichtung als auch mit einem vorteilhaften Befehlsgeber ausgestattetes Hörinstrument anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Hörinstrument mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte und teils für sich gesehen erfinderische Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.
  • Die Erfindung geht aus von einem Hörinstrument mit einem Gehäuse, das in einer vorgesehenen Trageposition hinter dem Ohr oder in dem Ohr eines Nutzers zu tragen ist. Bei dem Hörinstrument kann es sich also grundsätzlich auch um ein BTE-Gerät, wie eingangs beschrieben, handeln. In diesem Fall umfasst das Hörinstrument zusätzlich zu dem hinter dem Ohr getragenen Gehäuse regelmäßig ein in dem Ohr des Nutzers zu platzierendes Ohrstück und ein flexibles Verbindungsteil, das das Gehäuse und das Ohrstück verbindet. Bei dem Hörinstrument handelt es sich in diesem Fall wahlweise um ein klassisches Hörinstrument mit einem in dem Gehäuse angeordneten Hörer oder um ein RIC-Gerät, bei dem der Hörer in dem Ohrstück angeordnet ist. In dem ersteren Fall ist das Verbindungsstück durch einen Schallschlauch gebildet, der den von dem Hörer produzierten Schall dem Ohrstück zuleitet. In dem letzteren Fall handelt es sich bei dem Verbindungsstück um ein elektrisches Verbindungskabel, durch das das Ausgangs-Audiosignal dem im Ohrstück angeordneten Hörer zugeleitet wird. Bevorzugt ist das Hörinstrument aber als ITE-Gerät ausgebildet. Die besonders kompakte Bauweise der mit der Elektrodenanordnung des kapazitiven Befehlsgebers kombinierten Antenne ist in solchen Geräten aufgrund des dort stark begrenzten Bauraums besonders vorteilhaft.
  • In allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind in dem Gehäuse weiterhin eine drahtlose Kommunikationseinrichtung und ein kapazitiver Befehlsgeber angeordnet.
  • Die drahtlose Kommunikationseinrichtung dient zum drahtlosen Signalaustausch (insbesondere Datenaustausch) zwischen dem Hörinstrument und einem Peripheriegerät, z.B. einem anderen Hörinstrument oder einem Smartphone des Nutzers, und umfasst eine Antenne und eine damit elektrisch verbundene Sende- und Empfangseinheit (Transceiver).
  • Der kapazitive Befehlsgeber umfasst eine Elektrodenanordnung mit mindestens einer Sensorelektrode sowie eine mit der Elektrodenanordnung elektrisch verbundene Steuer- und Auswerteschaltung (die auch als "Sensorsteuerung" oder "sensor controller" bezeichnet wird). Der kapazitive Befehlsgeber ist dazu eingerichtet, die Annäherung eines Fingers des Nutzers an das Gehäuse oder eine Berührung oder Druckausübung mittels des Fingers auf das Gehäuse als Signalisierung eines Bedienbefehls zu erfassen und in diesem Fall einen entsprechenden Bedienbefehl für das Hörinstrument zu erzeugen. Der Bedienbefehl veranlasst beispielsweise das An- und/oder Ausschalten des Hörinstruments oder einer bestimmten Hörinstrumentenfunktion, eine Änderung der Verstärkung des Ausgangs-Audiosignals (und damit der Lautstärke der von dem Hörinstrument erzeugten Schallwahrnehmung) oder einen Wechsel zwischen verschiedenen Signalverarbeitungsprogrammen. Die Funktion des Befehlsgebers ist dabei optional kontextabhängig definiert, so dass eine Betätigung des Befehlsgebers in verschiedenen Situationen unterschiedliche Aktionen auslösen kann. Zusätzlich oder alternativ ist die Funktion des Befehlsgebers von der Art des Bedienereignisses abhängig implementiert, so dass beispielsweise eine länger andauerndes Annäherungsereignis eine andere Aktion auslöst als eine einfache kurzzeitige Annäherung und/oder ein mehrfaches kurzzeitiges Annäherungsereignis. Grundsätzlich kann der kapazitive Befehlsgeber als Näherungsschalter ausgeführt sein, der den Bedienbefehl bereits erzeugt, wenn ein Finger des Nutzers in einen bestimmten Abstand (von z.B. weniger als 2 mm) an das Gehäuse angenähert wird, ohne dieses zu berühren. Um fehlerhafte (d.h. von dem Nutzer ungewollte) Auslösungen des Bedienbefehls zu vermeiden, ist der kapazitive Befehlsgeber aber vorzugsweise als Berührungsschalter ausgestaltet, der den Bedienbefehl nur bei einer Berührung des Gehäuses auslöst, insbesondere (optional) nur dann, wenn das Gehäuse unter dem Druck der Berührung verformt wird.
  • Um sowohl die Antenne der drahtlosen Kommunikationseinrichtung als auch die Elektrodenanordnung des kapazitiven Befehlsgebers vorteilhaft in dem Gehäuse des Hörinstruments anordnen zu können, ohne dass sich diese Strukturen gegenseitig stören, sind bei dem erfindungsgemäßen Hörinstrument die Antenne der drahtlosen Kommunikationseinrichtung und die Elektrodenanordnung des kapazitiven Sensors identisch. Es wird also mit anderen Worten die gesamte Antenne auch als Elektrodenanordnung und die gesamte Elektrodenanordnung auch als Antenne genutzt. Wiederum anders ausgedrückt gibt es keinen Teil der Antenne, der nicht auch als Teil der Elektrodenanordnung genutzt wird und keinen Teil der Elektrodenanordnung, der nicht auch als Teil der Antenne genutzt wird. Der in Frage kommende Bauraum innerhalb des Gehäuses wird somit zur Anordnung der Antenne und der Elektrodenanordnung besonders gut genutzt.
  • Um eine gegenseitige Störung der drahtlosen Kommunikationseinrichtung und des kapazitiven Befehlsgebers im Betrieb dieser Einheiten auf einfache, aber effektive Weise zu vermeiden, sind die drahtlose Kommunikationseinrichtung und der kapazitive Befehlsgeber bevorzugt für deutlich verschiedene (elektrische) Frequenzen ausgelegt. Konkret ist die Sende- und Empfangseinheit der drahtlosen Kommunikationseinrichtung zur Erzeugung und zum Empfang eines ersten elektrischen Wechselstromsignals (z.B. eines Spannungs- oder Stromstärkensignals) mit einer ersten Frequenz eingerichtet ist, während die Steuer- und Auswerteschaltung des kapazitiven Befehlsgebers zur Erzeugung eines zweiten elektrischen Wechselstromsignals (also wiederum z.B. eines Spannungs- oder Stromstärkensignals) mit einer zweiten Frequenz eingerichtet ist. Die erste Frequenz ist dabei mindestens um ein Faktor 10, bevorzugt mindestens um einen Faktor 100 höher ist die zweite Frequenz. Beispielsweise beträgt die erste Frequenz mehr als 100 MHz, vorzugsweise mehr als 1 GHz, insbesondere 2,4 GHz. Die Kommunikationseinrichtung ist dabei insbesondere dazu ausgebildet, Daten gemäß dem Bluetooth-Standard zu senden und zu empfangen. Die zweite Frequenz beträgt dagegen beispielsweise weniger als 10 MHz, insbesondere 100 kHz. Im Sinne einer einfacheren begrifflichen Unterscheidbarkeit ist das erste Wechselstromsignal nachfolgend auch als "Funksignal" bezeichnet, während das zweite Wechselstromsignal auch als "Sensorsignal" bezeichnet ist. Entsprechend ist die erste Frequenz nachfolgend auch als "Funkfrequenz" und die zweite Frequenz auch als "Sensorfrequenz" bezeichnet.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Antenne zwei Antennenabschnitte, die galvanisch voneinander elektrisch getrennt sind, so dass kein direkter Austausch von Elektronen zwischen den beiden Antennenabschnitten möglich ist. Die beiden Antennenabschnitte sind dabei als verschiedene Elektroden der Elektrodenanordnung getrennt voneinander mit der Steuer- und Auswerteschaltung des kapazitiven Befehlsgebers elektrisch verbunden.
  • Der kapazitive Befehlsgeber nutzt vorzugsweise die vorstehend beschriebene Messmethode der "Relativ-Kapazitäts-Messung". Die beiden Antennenabschnitte dienen somit in diesem Fall als verschiedene Sensorelektroden, nämlich als Sendeelektrode und Empfangselektrode des kapazitiven Befehlsgebers. Die Steuer- und Auswerteschaltung des kapazitiven Befehlsgebers ist hierbei dazu ausgebildet, an einer der beiden Sensorelektroden (nämlich der Sendeelektrode) die Sensorspannung anzulegen und an der anderen Sensorelektrode (nämlich der Empfangselektrode) ein für die Kapazität der Elektrodenanordnung charakteristisches Antwortsignal zu messen. Als Antwortsignal misst die Steuer- und Auswerteschaltung insbesondere die Stromstärke des Stroms, der unter Wirkung des Sensorsignals und des dadurch erzeugten elektrischen Feldes in der Empfangselektrode erzeugt wird.
  • Als besonders vorteilhaft in Hinblick auf eine hohe Antenneneffizienz bei gleichzeitig kompakter Baugröße hat sich eine Ausbildung der Antenne in Form einer mehrfachen Spirale erwiesen. Die Antenne umfasst in diesen Ausführungsformen der Erfindung mindestens zwei ineinander gewundene Spiralarme, die sich insbesondere in einem Zentrum der Spirale jeweils, beispielsweise zu einer teilkreisscheibenförmigen (bei zwei Spiralarmen insbesondere halbkreisscheibenförmigen) oder kammförmigen Zentralstruktur verbreitern. In einer alternativen Ausführungsvariante der Erfindung ist die Antenne als Schmetterlingsantenne (Bowtie Antenna) ausgebildet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist die Antenne auf einem konvexen, insbesondere kuppelförmigen Antennenträger aufgebracht. Der Antennenträger ist optional elastisch deformierbar ausgeführt. Er ist zumindest in diesem Fall derart in dem Gehäuse des Hörinstruments angeordnet, dass er durch Druckausübung auf das Gehäuse, insbesondere mittels eines Fingers des Nutzers, deformiert wird. In dieser Ausführungsform wird die Kapazität der Elektrodenanordnung nicht nur durch die Annäherung des Fingers an die Elektrodenanordnung verändert, sondern zusätzlich auch durch die Verformung der Elektrodenanordnung durch den ausgeübten Druck. Die für die Erkennung eines Nutzerbefehls herangezogene Änderung des von dem kapazitiven Befehlsgeber gemessenen Antwortsignals wird hierdurch verstärkt, wodurch wiederum die Wahrscheinlichkeit einer ungewollten Fehlauslösung des kapazitiven Befehlsgebers reduziert wird.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1
    in einer perspektivischen Darstellung ein als ITE-Gerät ausgebildetes Hörinstrument mit einem bestimmungsgemäß in dem Ohr eines Nutzers getragenen Gehäuse, in dem eine drahtlose Kommunikationseinrichtung zur RF-Signalübertragung mit einer Sende- und Empfangseinheit und einer damit elektrisch verbundenen Antenne, und ein kapazitiver Befehlsgeber mit einer Steuer- und Auswerteschaltung und einer elektrisch damit verbundenen Elektrodenanordnung angeordnet sind, wobei die Antenne der drahtlosen Kommunikationseinrichtung identisch mit der Elektrodenanordnung des kapazitiven Befehlsgebers ist,
    Fig. 2
    in einem schematisch vereinfachten Querschnitt II-II gemäß Fig. 1 das dortige Hörinstrument,
    Fig. 3
    in einem schematisch vereinfachten Querschnitt III-III gemäß Fig. 1 das dortige Hörinstrument,
    Fig. 4
    in perspektivischer Darstellung eine Ausführungsform der Antenne, in der diese in Form einer zweifachen Spirale ausgebildet ist, deren zwei Spiralarme auf einem kuppelförmigen Antennenträger aufgebracht sind, wobei die beiden Spiralarme als verschiedene Elektroden der Elektrodenanordnung genutzt sind,
    Fig. 5
    in Darstellung gemäß Fig. 4 die dortige Antenne ohne den Antennenträger,
    Fig. 6
    in einer schematisch vereinfachten Draufsicht die Antenne aus Fig. 4,
    Fig. 7
    in schematischer Darstellung die Kommunikationseinrichtung und den kapazitiven Befehlsgeber des Hörinstruments bei Nutzung der Antenne aus Fig. 4 zur RF-Signalübertragung,
    Fig. 8
    in Darstellung gemäß Fig. 7 die Kommunikationseinrichtung und den kapazitiven Befehlsgeber des Hörinstruments bei Nutzung der Antenne aus Fig. 4 als Elektrodenanordnung des kapazitiven Befehlsgebers,
    Fig. 9
    in Darstellung gemäß Fig. 7 die Kommunikationseinrichtung und den kapazitiven Befehlsgeber des Hörinstruments in einer alternativen Verschaltung des Transceivers und der Sensorsteuerung mit der Antenne,
    Fig. 10 bis 12
    jeweils in Darstellung gemäß Fig. 6 drei Varianten der dortigen Antenne, und
    Fig. 13
    in schematischer Darstellung eine alternative Ausführung der Antenne, in der diese als Schmetterlingsantenne ausgebildet ist.
  • Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Die Fig. 1 bis 3 zeigen in grob schematischer Darstellung ein Hörinstrument 2, bei dem es sich beispielhaft um ein Hörgerät, d.h. ein zur Unterstützung des Hörvermögens eines hörgeschädigten Nutzers eingerichtetes Hörinstrument handelt. In der hier dargestellten Ausführungsform ist das Hörinstrument 2 als ITE-Gerät ausgebildet. Es umfasst demnach ein Gehäuse 4, das bestimmungsgemäß in einem Ohr eines Nutzers getragen wird.
  • Innerhalb des Gehäuses 4 weist das Hörinstrument 2 folgende Komponenten auf:
    • mindestens ein Mikrofon 6 als Eingangswandler,
    • mindestens einen Lautsprecher (Hörer 8) als Ausgangswandler,
    • eine (insbesondere flexible) Leiterplatte 10 mit einem (insbesondere digitalen) Signalprozessor 12,
    • eine Batterie 14,
    • eine drahtlose Kommunikationseinrichtung 16 mit einer (RF-)Antenne 18 und einer damit elektrisch verbundenen Sende- und Empfangseinheit (Transceiver 20), sowie
    • einen kapazitiven Befehlsgeber 22, der aus einer Elektrodenanordnung 24 und einer damit elektrisch verbundenen Steuer- und Auswerteschaltung (Sensorsteuerung 26) gebildet ist.
  • Im Normalbetrieb des Hörinstruments 2 nimmt das mindestens eine Mikrofon 6 einen Luftschall aus der Umgebung des Hörinstruments 2 auf. Das oder jedes Mikrofon 6 wandelt den Schall in ein (Eingangs-)Audiosignal um, d.h. in ein elektrisches Signal, das eine Information über den aufgenommenen Schall enthält. Das jeweilige Eingangs-Audiosignal wird innerhalb des Hörinstruments 2 dem Signalprozessor 12 zugeführt, der dieses Eingangs-Audiosignal zur Unterstützung des Hörvermögens des Nutzers modifiziert, insbesondere zur Kompensation eines Hörverlusts des Nutzers frequenzselektiv verstärkt.
  • Der Signalprozessor 12 gibt ein Ausgangs-Audiosignal, also wiederum ein elektrisches Signal, das in diesem Fall eine Information über den verarbeiteten und somit modifizierten Schall enthält, an den Hörer 8 aus. Der Hörer 8 wandelt das Ausgangs-Audiosignal in einen Luftschall um und gibt diesen über einen in das Gehäuse 4 eingebrachten Schallkanal 28 in den Gehörgang des Nutzers ab.
  • Der Signalprozessor 12 und alle weiteren elektrischen oder elektronischen Komponenten des Hörinstruments 2 werden aus der Batterie 14 mit einer als Betriebsspannung bezeichneten elektrischen Gleichspannung versorgt.
  • Die drahtlose Kommunikationseinrichtung 16 dient zum (drahtlosen) Signalaustausch (insbesondere Datenaustausch) zwischen dem Hörinstrument 2 und mindestens einem elektronischen Peripheriegerät, das im Betrieb des Hörinstruments 2 mit diesem interagiert. Bei dem mindestens einen Peripheriegerät handelt es sich beispielsweise um ein weiteres Hörinstrument zur Versorgung des anderen Ohrs des Nutzers oder einen Mobilrechner, insbesondere ein Smartphone des Nutzers, auf dem eine Software-Applikation (Bedien-App) zur Programmierung und/oder Fernsteuerung des Hörinstruments 2 installiert ist.
  • Die drahtlose Kommunikationseinrichtung 16 des Hörinstruments 2 und eine entsprechende drahtlose Kommunikationseinrichtung des Peripheriegeräts sind dabei allgemein zum Austausch von Radiofrequenz(RF)-Signalen ausgebildet. Als RF-Signal (oder auch Funksignal oder Radiowelle) wird dabei elektromagnetische Strahlung mit einer Funkfrequenz fRF von mehr als 100 MHz bezeichnet. Vorzugsweise erfolgt die Datenübertragung zwischen dem Hörinstrument 2 und dem Peripheriegerät auf Basis des Bluetooth-Standards, wobei die Funkfrequenz fRF 2,4 GHz beträgt. Zum Senden legt der Transceiver 20 ein mit der Funkfrequenz fRF oszillierendes elektrisches Wechselstromsignal (hier in Form einer Wechselspannung URF) an die Antenne 18 an. Zum Empfang erfasst der Transceiver 20 entsprechende elektrische Wechselspannungssignale, die unter Wirkung von extern erzeugten elektromagnetischen Feldern in der Antenne 18 induziert werden.
  • Der kapazitive Befehlsgeber 22 dient - z.B. anstelle eines elektromechanischen Befehlsgebers wie z.B. eines Schalters, Tasters oder Drehknopfes - zur Erfassung eines durch manuelle Aktion (z.B. Fingertipp) übermittelten Bedienbefehls des Nutzers. Als Elektrodenanordnung 24 nutzt der kapazitive Befehlsgeber 22 hierbei die Antenne 18. Die Antenne 18 ist hierzu auch mit der Sensorsteuerung 26 des kapazitiven Befehlsgebers 22 elektrisch verbunden. Die Sensorsteuerung 26 steuert die als Elektrodenanordnung 24 genutzte Antenne 18 mit einer als Sensorspannung Us bezeichneten elektrischen Wechselspannung an, deren Wechselspannungsfrequenz (Sensorfrequenz fs) zwischen 20 kHz und 10 MHz liegt und beispielsweise 100 kHz beträgt. Die Sensorspannung Us liegt somit spektral jeweils mit Abstand zwischen der von der Batterie 20 erzeugten Betriebsspannung einerseits und der Wechselspannung URF der drahtlosen Kommunikationseinrichtung 16 andererseits.
  • Der Signalprozessor 12, der Transceiver 20 und die Sensorsteuerung 26 sind jeweils wahlweise durch eine programmierbare Schaltung (z.B. einen Mikroprozessor) mit einer darin installierten Software, durch eine nicht-programmierbare Schaltung (z.B. in Form eines ASIC) oder durch eine Kombination aus mindestens einer programmierbaren Untereinheit und mindestens einer nicht-programmierbaren Untereinheit gebildet. Wie in Fig. 1 beispielhaft angedeutet, sind der Transceiver 20 und die Sensorsteuerung 26 vorzugsweise zusammen mit dem Signalprozessor 12 auf der Leiterplatte 10 integriert. Der Signalprozessor 12, der Transceiver 20 und die Sensorsteuerung 26 sind dabei wahlweise in einem gemeinsamen elektronischen Bauelement integriert oder als jeweils separate Schaltkreise ausgebildet.
  • In den Fig. 4 bis 6 ist die auch als Elektrodenanordnung 24 genutzte Antenne 18 näher dargestellt. Wie aus diesen Darstellungen hervorgeht, ist die Antenne 18 hier als zweifache Spirale ausgebildet. Sie umfasst demnach zwei Antennensegmente 30, 32 in Form zweier ineinander gewundener Spiralarme, die einerseits im Rahmen der Kommunikationseinrichtung 16 zum Senden und Empfangen von RF-Signalen zusammenwirken, und andererseits verschiedene Elektroden 34 und 36 der Elektrodenanordnung 24 des kapazitiven Befehlsgebers 22 bilden. Die Form der Antenne 18 entspricht vorzugsweise zumindest annähernd einer archemedischen Spirale. Die Form der Antenne 18 kann aber abweichend auch einer anderen mathematischen Spiralenform, z.B. einer logarithmischen Spirale (auch als "gleichwinklige Spirale" oder "selbstähnliche Spirale" bezeichnet) entsprechen oder ähneln. Zudem können die Spiralarme wahlweise eine konstante oder variierende Breite haben.
  • Die beiden Antennensegmente 30, 32 stoßen im Zentrum der Spirale aufeinander. In dem Beispiel gemäß Fig. 4 bis 6 sind die beiden Antennensegmente 30 und 32 in diesem Zentrum jeweils zu einer halbkreisscheibenförmigen Zentralstruktur (Zentralfläche 38 bzw. 40) verbreitert. Die Zentralflächen 38, 40 dienen vorrangig zur Vergrößerung der Kapazität des durch die Antennensegmente 30, 32 (bzw. Elektroden 34, 36) gebildeten Kondensators. Sie sind derart im Zentrum der Spiralform angeordnet, dass sie sich zu einer kreisscheibenförmigen Form ergänzen. Bevorzugt sind die beiden Zentralflächen 38 und 40 aber galvanisch voneinander durch einen dünnen Schlitz getrennt. Die beiden Zentralflächen 38 bzw. 40 sind mit anderen Worten elektrisch unverbunden, so dass kein Übertritt von Elektronen zwischen den Zentralflächen 38 bzw. 40 möglich ist.
  • Für die Nutzung der Antenne 18 zum Senden von RF-Signalen im Rahmen der Kommunikationseinrichtung 16 legt der Transceiver 20 gemäß Fig. 6 und 7 die Wechselspannung URF an das äußere Ende des Antennensegments 30 an, während das äußere Ende des Antennensegments 32 mit dem - z.B. auf der Leiterplatte 10 ausgebildeten - Massepotential GNDRF der Kommunikationseinrichtung 16 verbunden ist. Unter Wirkung der an das Antennensegment 30 angelegten Wechselspannung URF strahlt die in den Fig. 4 bis 6 abgebildete Antenne 18 ein näherungsweise zur Achse 42 der Spiralform symmetrisches elektromagnetisches Feld aus, dessen elektrischer Anteil ERF in Fig. 7 angedeutet ist. Die galvanische Trennung zwischen den beiden Zentralflächen 38 und 40 wirkt als Hochpass und ist somit für die hochfrequente Wechselspannung URF durchlässig.
  • In einer (nicht näher dargestellten) alternativen Ausführung wird die Antenne 18 zentral gespeist. Die Zuleitungen zum Anlegen der Wechselspannung URF und des Massenpotentials GNDRF sind in diesem Fall jeweils mit dem inneren Ende des Antennensegments 30 bzw. des Antennensegments 32 verbunden.
  • Um die Antenne 18 als Elektrodenanordnung 24 für den kapazitiven Befehlsgeber 22 zu nutzen, ist die Sensorsteuerung 26 gemäß Fig. 8 über einen Steuerausgang 44 elektrisch mit dem äußeren Ende des (hier als Elektrode 34 genutzte) Antennensegments 30 verbunden und legt hierüber die Sensorspannung Us an das Antennensegment 30 (bzw. die Elektrode 34) an. Das als Elektrode 36 genutzte andere Antennensegment 32 ist über die Leiterplatte 10 mit einem Messeingang 46 der Sensorsteuerung 26 verbunden. Wie in Fig. 8 angedeutet ist, bildet sich unter Wirkung der Sensorspannung Us zwischen den Antennensegmenten 30 und 32 (bzw. den Elektroden 34 und 36), und hier vor allem zwischen der Zentralfläche 38 und der Zentralfläche 40, ein elektrisches Sensorfeld Es aus.
  • Die Antennensegmente 30 und 32 (bzw. Elektroden 34 und 36) wirken somit zur Bildung eines Kondensators zusammen. Die Sensorsteuerung 26 misst über den Messeingang 46 die Stromstärke des zwischen den Antennensegmenten 30 und 32 (bzw. Elektroden 34 und 36) fließenden Stroms als Antwortsignal A, wobei dieses Antwortsignal A charakteristisch für die (elektrische) Kapazität des durch die Elektroden 34 und 36 gebildeten Kondensators ist. Der kapazitive Befehlsgeber 22 ist somit in dem Beispiel gemäß Fig. 4 bis 8 als sogenannter "Relativkapazitätssensor" (Mutual Capacity Sensor) ausgebildet. Hierin wirken das Antennensegment 30 als "Sendeelektrode" und das Antennensegment 32 als "Empfangselektrode".
  • Die Funktion des kapazitiven Befehlsgebers 22 beruht in dieser Ausführungsform darauf, dass nahe an der Antenne 18 angeordnete Körperstrukturen des Nutzers (insbesondere ein in Fig. 8 schematisch angedeuteter Finger 47) aufgrund der Wechselstromleitfähigkeit des menschlichen Körpers und der indirekten elektrischen Verbindung des Körpers mit der Sensorsteuerung 26 über Masse M als Störpotential wirken, das die Kapazität des durch die Sensorelektroden 34 und 36 gebildeten Kondensators, und damit den Wert des gemessenen Antwortsignals A umso mehr erniedrigt, je näher die Körperstruktur an der Antenne 18 angeordnet ist. Die Sensorsteuerung 26 ist dazu ausgebildet, einen Bedienbefehl des Nutzers zu detektieren, wenn das Antwortsignal A oder die daraus abgeleitete Kapazität für ein innerhalb vorgegebener Grenzen liegendes Zeitintervall (z.B. 1 bis 2 Sekunden) einen vorgegebenen Schwellwert unterschreiten.
  • Die Kommunikationseinrichtung 16 und der kapazitive Befehlsgeber 22 werden vorzugsweise zeitlich parallel (also gleichzeitig miteinander) betrieben. Die Antenne 18 wirkt somit gleichzeitig zu ihrer Funktion zur Ausstrahlung und zum Empfang von RF-Signalen auch als Elektrodenanordnung 24 des kapazitiven Befehlsgebers 22. Eine gegenseitige Störung der Kommunikationseinrichtung 16 und des kapazitiven Befehlsgebers 22 wird durch den spektralen Abstand der Sensorfrequenz fs von der Funkfrequenz fRF vermieden. Zur Entkopplung der Sensorsteuerung 26 von hochfrequenten Signalen ist dabei zumindest zwischen den Antennenabschnitt 32 und den Messeingang 46 ein frequenzselektiver elektrischer Filter (hier in Form eines elektrischen Tiefpassfilters 48) geschaltet, der für die Sensorspannung Us durchlässig ist, aber für hochfrequente elektrische Signale im Frequenzbereich der Funkfrequenz fRF sperrt. Vorzugsweise ist ein solcher Filter auch zwischen den Antennenabschnitt 30 und den Steuerausgang 44 geschaltet.
  • In einer Ausführungsvariante gemäß Fig. 9 ist der Messeingang 46 der Sensorsteuerung 26 abweichend von Fig. 6 und 7 nicht mit der Leiterplatte 10 verbunden, sondern (unter Umgehung der Leiterplatte 10) über den Tiefpass 48 direkt mit einem Anschlusspunkt 49 an dem peripheren Ende des Antennensegmentes 32. Um die Sensorsteuerung 26 dabei noch effektiver von der Leiterplatte 10 elektrisch zu entkoppeln, ist dem Anschlusspunkt 49 und der Leiterplatte 10 hierbei ein Hochpass 50 (hier in Form eines Kondensators dargestellt) zwischengeschaltet, der für hochfrequente elektrische Signale im Frequenzbereich der Funkfrequenz fRF durchlässig ist, aber für Signale im spektralen Bereich der Sensorfrequenz fs sperrt. Ein gegebenenfalls störender Einfluss der Leiterplatte 10 auf die von der Sensorsteuerung 26 gemessene Kapazität wird hierdurch vermieden. Zusätzlich oder alternativ ist dem Transceiver 20 ein weiterer Hochpass 51 vorgeschaltet, der ebenfalls für hochfrequente elektrische Signale im Frequenzbereich der Funkfrequenz fRF durchlässig ist, aber für Signale im spektralen Bereich der Sensorfrequenz fs sperrt. Der Hochpass 51 dient dazu, den Transceiver 20 vor niederfrequenten Störungen zu schützen.
  • Wie vor allem aus den Fig. 2, 4 und 5 ersichtlich ist, die spiralförmige Antenne 18 in dem dortigen Beispiel auf einem kuppelförmigen (Antennen-)Träger 52 aufgebracht.
  • Innerhalb des Gehäuses 4 des Hörinstruments 2 ist der mit der Antenne 18 versehene Träger 52 gemäß Fig. 1 bis 3 unmittelbar unter einer Stirnfläche 53 des Gehäuses 4 angeordnet, die in dem bestimmungsgemäßen Tragezustand des Hörinstrumentes 2 in dem Gehörgang des Nutzers nach außen weist. Der Träger 52 liegt dabei in einer entsprechend geformten Auswölbung der Stirnfläche 53 ein.
  • In einer Ausführungsvariante des Hörinstruments 2 ist der Träger 52 optional aus einem elastisch verformbaren Material, insbesondere einem (vorzugsweise hohlen) Elastomerkörper, gebildet. Die dieser Ausführungsvariante ist vorzugsweise auch die Stirnfläche 53 oder jedenfalls die Auswölbung derselben aus einem elastisch verformbaren Material gebildet, so dass durch einen Fingerdruck auf die Auswölbung sowohl die Auswölbung als auch der darunterliegende Träger 52 verformt wird. Infolge dieser Verformung des Trägers 52 und der darauf angebrachten Elektrodenanordnung 24 wird der von dem kapazitiven Befehlsgeber 22 gemessene Kapazitätsunterschied infolge der Annäherung des Fingers noch einmal verstärkt. Vorzugsweise ist der kapazitive Befehlsgeber 22 dabei als selektiver Drucksensor ausgebildet, der einen Bedienbefehl des Nutzers nur dann detektiert, wenn der Nutzer die Auswölbung der Stirnfläche 53 mittels des Fingers eindrückt (und somit den Finger nicht lediglich an die Stirnfläche 53 annähert). Hierdurch wird die Wahrscheinlichkeit einer ungewollten Fehlauslösung des Befehlsgebers, z.B. durch eine unwillkürliche Handbewegung des Nutzers reduziert.
  • In Fig. 10 ist eine Variante der spiralförmigen Antenne 18 gemäß Fig. 4 bis 6 dargestellt. Die Variante gemäß Fig. 10 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen Ausführungsform dadurch, dass die Antennensegmente 30 und 32 anstelle der halbkreisscheibenförmigen Zentralflächen 38 und 40 jeweils mehrere sich auffächernde Arme 54 bzw. 56 aufweisen, die zur Bildung der Zentralstruktur der Spirale kammartig ineinandergreifen. Hinsichtlich der Funktion als Antenne 18 der Kommunikationseinrichtung 16 und Elektrodenanordnung 24 des Befehlsgebers 22 entspricht diese Variante der Ausführungsform aus den Fig. 4 bis 6.
  • In Fig. 11 ist eine weitere Variante der spiralförmigen Antenne 18 gemäß Fig. 4 bis 6 dargestellt. Die Variante gemäß Fig. 11 unterscheidet sich von dieser vorstehend beschriebenen Ausführungsform dadurch, dass die beiden Spiralarme der Antennensegmente 30 und 32 eine Breite aufweisen, die jeweils von der Peripherie der Spirale zum Zentrum hin zunimmt. Umgekehrt nimmt der Abstand der Spiralarme von der Peripherie der Spirale zum Zentrum hin ab.
  • In Fig. 12 ist eine weitere Variante der spiralförmigen Antenne 18 gemäß Fig. 4 bis 6 dargestellt. Bei dieser Variante nimmt vor allem der Abstand der Spiralarme an der Peripherie der Spirale zu.
  • Beide Ausführungen haben zur Folge, dass bei der Nutzung der Antenne 18 als Elektrodenanordnung 24 des kapazitiven Befehlsgebers 22 (und damit bei Nutzung der Antenne 18 als Kondensator) der von dem Zentrum der Spirale hervorgerufene Beitrag zu der (ungestörten) Gesamtkapazität der Elektrodenanordnung 24 gesteigert wird, während der von der Peripherie der Spirale hervorgerufene Kapazitätsbeitrag reduziert wird. Die Sensitivität des kapazitiven Befehlsgebers 22 auf die beabsichtigte Bedienereignisse, insbesondere die Annäherung eines Fingers des Nutzers an die Elektrodenanordnung 24 wird dadurch erhöht. Andererseits wird Sensitivität des kapazitiven Befehlsgebers 22 auf die Störfaktoren wie zum Beispiel etwaige Ansammlungen von Wasser oder Cerumen in der Nähe der Elektrodenanordnung 24 erniedrigt, denn solche Störfaktoren sind mit besonders hoher Wahrscheinlichkeit in der Nähe der Peripherie der Spirale (insbesondere an den Rändern der kuppelförmigen Auswölbung der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Stirnfläche 53) zu erwarten.
  • In Fig. 13 ist ein weitere Ausführungsform dargestellt, in der die Antenne 18 als "Schmetterlingsantenne" ("Bowtie Antenna") ausgebildet ist. In dieser Ausführungsform weist die Antenne 18 zwei wiederum galvanisch voneinander getrennte Antennensegmente 58 und 60 auf, die eine mit zunehmendem Abstand von dem jeweils anderen Antennenelement 60 bzw. 58 zunehmende Breite aufweisen. Beispielsweise haben die beiden Antennensegmente 58 und 60 jeweils eine dreieckige (wie in Fig. 13 dargestellt) oder alternativ tropfen- oder kreissegmentartige Form, und sind jeweils mit einem sich verjüngenden Ende einander zugewandt. Die beiden Antennensegmente 58 und 60 sind jeweils an diesem (dem anderen Antennenelement 60 bzw. 58 zugewandten) Ende gespeist. Das Antennensegment 58 ist hierzu zur Zuführung der Wechselspannung URF mit dem Transceiver 20 verbunden, während das Antennensegment 60 mit dem Massepotential GNDRF der Kommunikationseinrichtung 16 verbunden ist.
  • Die Sensorsteuerung 26 des kapazitiven Befehlsgebers 22 ist wiederum über den Steuerausgang 44 mit dem Antennensegment 58 und über den Messeingang 46 mit dem Antennensegment 60 verbunden, wobei dem Messeingang 46 und - bevorzugt - dem Steuerausgang 44 analog der Ausführung gemäß Fig. 7 und 8 wiederum (jeweils) ein Tiefpass 48 vorgeschaltet ist. In ihrer Montageposition in dem Gehäuse 4 des Hörinstruments 2 ist die Antenne 18 gemäß Fig. 13 wiederum dicht unter der Stirnfläche 53 angeordnet.
  • Eine (nicht explizit dargestellte) weitere Ausführungsform der Antenne 18 ist aus einer Kombination aus einer spiralförmigen Antenne und einer Schmetterlingsantenne gebildet. In dieser Ausführungsform sind die beiden Antennensegmente 30 und 32 jeweils aus einem Spiralarm einer zweifachen Spiralantenne gebildet, dessen äußeres Ende sich nach Art eines Flügels einer Schmetterlingsantenne nach außen hin zu einer z.B. dreieckigen, tropfenförmigen oder kreissegmentförmigen Fläche verbreitert.
  • Die Erfindung wird an den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen besonders deutlich, ist hierauf aber keineswegs beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung aus den Ansprüchen und der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 2
    Hörinstrument
    4
    Gehäuse
    6
    Mikrofon
    8
    Hörer
    10
    Leiterplatte
    12
    Signalprozessor
    14
    Batterie
    16
    (drahtlose) Kommunikationseinrichtung
    18
    (RF-)Antenne
    20
    Transceiver
    22
    (kapazitiver) Befehlsgeber
    24
    Elektrodenanordnung
    26
    Sensorsteuerung
    28
    Schallkanal
    30
    Antennensegment
    32
    Antennensegment
    34
    Elektrode
    36
    Elektrode
    38
    Zentralfläche
    40
    Zentralfläche
    42
    Achse
    44
    Steuerausgang
    46
    Messeingang
    47
    Finger
    48
    Tiefpass
    49
    Anschlusspunkt
    50
    Hochpass
    51
    Hochpass
    52
    (Antennen-)Träger
    53
    Stirnfläche
    54
    Arm
    56
    Arm
    58
    Antennensegment
    60
    Antennensegment
    fRF
    Funkfrequenz
    fS
    Sensorfrequenz
    A
    Antwortsignal
    ERF
    elektrischer Anteil (des elektromagnetischen Feldes der Antenne 18)
    ES
    Sensorfeld
    GNDRF
    Massepotential (der Kommunikationseinheit 16).
    M
    Masse
    URF
    Wechselspannung
    Us
    Sensorspannung

Claims (8)

  1. Hörinstrument (2) mit einem hinter dem Ohr oder in dem Ohr eines Nutzers tragbaren Gehäuse (4), wobei in dem Gehäuse (4)
    - eine drahtlose Kommunikationseinrichtung (16) mit einer Sende- und Empfangseinheit (20) und einer damit elektrisch verbundenen Antenne (18), und
    - ein kapazitiver Befehlsgeber (22) mit einer Steuer- und Auswerteschaltung (26) und einer elektrisch damit verbundenen Elektrodenanordnung (24) angeordnet sind,
    wobei die Antenne (18) der drahtlosen Kommunikationseinrichtung (16) identisch mit der Elektrodenanordnung (24) des kapazitiven Befehlsgebers (22) ist.
  2. Hörinstrument (2) nach Anspruch 1,
    wobei die Sende- und Empfangseinheit (26) der drahtlosen Kommunikationseinrichtung (22) zur Erzeugung und zum Empfang eines ersten elektrischen Wechselstromsignals (Us) mit einer ersten Frequenz (fRF) eingerichtet ist, wobei die Steuer- und Auswerteschaltung (26) des kapazitiven Befehlsgebers (22) zur Erzeugung und zur Erfassung eines zweiten elektrischen Wechselstromsignals (Us) mit einer zweiten Frequenz (fs) eingerichtet ist, wobei die erste Frequenz (fRF) mindestens um ein Faktor 10, bevorzugt mindestens um einen Faktor 100 höher ist als die zweite Frequenz (fs).
  3. Hörinstrument (2) nach Anspruch 1 oder 2,
    wobei die Antenne (18) zwei Antennenabschnitte (30,32;58,60) umfasst, die galvanisch voneinander getrennt sind, wobei die beiden Antennenabschnitte als verschiedene Elektroden (34,36) der Elektrodenanordnung (24) getrennt voneinander mit der Steuer- und Auswerteschaltung (26) des kapazitiven Befehlsgebers (22) elektrisch verbunden sind.
  4. Hörinstrument (2) nach Anspruch 3,
    wobei die Steuer- und Auswerteschaltung (26) des kapazitiven Befehlsgebers (22) dazu ausgebildet ist, an einer der beiden Sensorelektroden (34) das zweite Wechselstromsignal (Us) anzulegen und an der anderen Sensorelektrode (36) ein für die Kapazität der Elektrodenanordnung charakteristisches Antwortsignal (A) zu messen.
  5. Hörinstrument (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    wobei die Antenne (18) die Form einer mehrfachen Spirale mit mindestens zwei ineinander gewundenen Spiralarmen aufweist.
  6. Hörinstrument (2) nach Anspruch 5,
    wobei sich die Spiralarme in einem Zentrum der Spirale jeweils, insbesondere zu einer teilkreisscheibenförmigen oder kammförmigen Zentralstruktur verbreitern.
  7. Hörinstrument (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    wobei die Antenne (18) als Schmetterlingsantenne ausgebildet ist.
  8. Hörinstrument (2) nach einem der Ansprüche 1 oder 7,
    wobei die Antenne (18) auf einem konvexen, vorzugsweise durch Druckausübung auf das Gehäuse (4) elastisch deformierbaren, Antennenträger (52) aufgebracht ist.
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