JP5795421B2 - アンテナを有する補聴器 - Google Patents

Description

本開示は、アンテナを有する補聴器、特に、アクセサリ及び／又は他の補聴器との無線通信など、無線通信可能に構成された補聴器の分野に関する。

補聴器は、非常に小さく、デリケートなデバイスであり、人間の外耳道内に、または外耳の後ろにぴったり嵌る十分に小さなハウジング内に収容される多くの電子構成部品および金属構成部品を備える。これらの多数の電子構成部品および金属構成部品は、補聴器ハウジングが小さなサイズであることと相まって、ワイヤレス通信機能を備える補聴器で使用される無線周波数アンテナに高い設計制約条件を課す。

さらに、補聴器のアンテナは、補聴器のサイズによる制限および他の高い設計制約条件が課されるにも関わらず、満足のゆく耳間性能が達成されるように設計されなければならない。

本発明の目的は、上述のような欠点の少なくともいくつかを解消することであり、さらなる目的は、補聴器を提供することである。

補聴器アセンブリを有する補聴器は、補聴器アセンブリを収容するためのハウジングと、音を受信するとともにその受信音を対応する第１の音響信号へと変換するためのマイクロフォンと、第１の音響信号を補聴器のユーザの聴力損失を補償する第２の音響信号へと処理するための信号処理部とを備える。補聴器は、無線データ通信可能に構成された無線通信ユニットと、電磁場の放出又は受信を行うためのアンテナとを備える。アンテナは、無線通信ユニットに相互接続され、アンテナは、３／４波長から５／４波長までの間の全長を有し得る。アンテナの少なくとも一部は、補聴器の第１の側から補聴器の第２の側まで延在しており、アンテナは、アンテナの前記一部に中間点を有し得るか、又は、アンテナの中間点と前記一部との間の距離が、１／４波長未満であり得る。以下、バイノーラル式補聴器などの補聴器を主に参照として本発明を説明する。しかし、開示される特徴及び実施形態は、本発明の任意の態様と組み合わせて使用され得ることが予期される。

本明細書において開示される補聴器の一つの利点は、障害に対するロバスト性がより高く、結果としてより良好な耳間接続を補聴器にもたらす、頭部周囲における無線通信が実現され得る点である。無線通信ユニットは、無線データ通信用に構成され、これに関連して、電磁場の放出及び受信のためにアンテナと相互接続される。無線通信ユニットは、送信機、受信機、送受信機などの送受信対、無線ユニット等を備え得る。無線通信ユニットは、ブルートゥース、ＷＬＡＮ規格、低出力無線通信プロトコルなどの専用プロトコルなどの特化型近接アンテナ・プロトコルなどの製造固有プロトコル等を含む、当業者に知られているような任意のプロトコルを使用して通信を行うように構成され得る。

アンテナを流れる電流は、アンテナの長さ方向に沿って定常波を形成し得る。この場合、アンテナは共振アンテナと称される。適切な作動のために、アンテナは、アンテナの長さが放出される電磁場の３／４波長から５／４波長までの間となる周波数、又はその付近の周波数において、作動され得る。したがって、アンテナは、電磁場の所望の波長の放出に適したアンテナの結合長さを実現するために、相互連結された複数のセクションを備えてもよい。

３／４波長から５／４波長の全長を有し、補聴器の第１の側から補聴器の第２の側まで延在するアンテナの少なくとも部分又はその付近に中間点を有するアンテナは、電流が前記部分において又はその近傍において最大値を有するように、構成されてもよい。さらに、アンテナは、アンテナ要素の結合長さが、所望の電磁場の有効放出にとって望ましい長さを有するように、構成されてもよい。

いくつかの実施形態においては、好ましくは、アンテナ中間点と前記部分との間の望ましい距離が、電磁放射の波長の１／４又は波長の１／４未満であってもよい。しかし、アンテナを流れる電流経路は、アンテナが、補聴器ハウジング内部に嵌ると同時に、アンテナの所望のセクションにおいて所望の電磁周波数にて最大値が達成されるように構成された複数のセクションの個々の異なる向きにより、複数の曲がり部を示すことが予期される。電流の最大振幅の厳密な位置は、アンテナ励振点における電流の大きさ及びアンテナの長さによって決まり得る。

いくつかの実施形態においては、アンテナを通過する電流は、電磁場の放出時に補聴器の第１の側から第２の側まで延在するアンテナの部分において最大振幅を有する。アンテナの前記部分における最大振幅は、障害物となる頭部の迂回を支援する最適な送信を実現し得る。

補聴器の第１の側から補聴器の第２の側まで延在するアンテナの部分は、例えばロッド形状セクションのように、直線状セクションであってもよく、ハウジングがユーザにより作動位置に装着された場合に、前記部分の長手方向が耳間軸に対して平行になるように、又は換言すれば、頭部もしくは前記部分の作動位置の近傍の任意の他の身体部分の表面に対して垂直もしくは実質的に垂直になるように、位置決めされてもよい。

一つ又は複数の実施形態においては、補聴器の第１の側から補聴器の第２の側まで延在するアンテナの部分に又はその近傍において最大振幅を有することにより、アンテナは、以下でさらに説明されるように、放出される電磁場の有利な特徴によって両耳に又は両耳の近傍に配置されたデバイス同士の間の無線通信にとって適したものとなり得る。

補聴器のハウジングは、使用時にユーザの耳裏に位置決めされるように構成された耳裏型ハウジングであってもよい。ハウジングの第１の側は、例えば補聴器の第１の長手方向側などであってもよく、ハウジングの第２の側は、例えば補聴器の第２の長手方向側などであってもよい。アンテナは、アンテナの長手方向がハウジングの長さ方向に沿って延在する状態で、ハウジング内に収容され得る。好ましくは、アンテナは、補聴器ハウジング内に収容されてもよく、好ましくは、それにより、ハウジングから外部に突出することなく補聴器ハウジング内部に位置決めされる。

一つ又は複数の実施形態においては、アンテナは、ループを形成してもよい。アンテナは、ループを形成するように相互接続された複数のセクションを備えてもよい。ループアンテナは、２つのアンテナ端部間に空間を有する開ループを形成してもよい。

アンテナは、第１の端部及び第２の端部を有してもよく、アンテナの全長は、第１の端部と第２の端部との間のアンテナの全長であってもよい。アンテナに沿った距離及び／又はアンテナの長さは、アンテナ構造体に沿って測定され得る。

一つ又は複数の実施形態においては、アンテナの全長と波長との間の絶対的相対差が、しきい値未満であってもよい。アンテナが第１の端部及び第２の端部を有する場合に、第１の端部から中間点までのアンテナの長さと、第２の端部から中間点までの長さとの間の相対差は、しきい値未満であってもよい。したがって、例えば、第１の端部から中間点までにおいて測定されるアンテナの長さは、第２の端部から中間点までにおいて測定されるアンテナの長さと実質的に等しくてもよい。したがって、中間点は、正確に幾何学的な中心点であってもよく、又は、中間点は、±５％、±１０％、±１５％等の範囲内など、ある範囲内にある近似的中間点であってもよい。

アンテナは、補聴器アセンブリの第１の側に沿って延在する第１のアンテナ・セクションを有してもよく、第１のアンテナ・セクションは、第１の端部及び第２の端部を有する。アンテナは、補聴器アセンブリの第２の側に沿って延在する第２のアンテナ・セクションを有してもよく、第２のアンテナ・セクションは、第１の端部及び第２の端部を有する。アンテナは、第３のアンテナ・セクションを有してもよく、第３のアンテナ・セクションは、第１のアンテナ・セクションの第２の端部と第２のアンテナ・セクションの第２の端部とに接続される。アンテナは、アンテナが第１のアンテナ・セクション及び／又は第２のアンテナ・セクションに又はその第１の端部付近に設けられるような、励振点を有してもよい。アンテナの第１のセクション及び／又は第２のセクションは、無線通信ユニットに接続され、第３のセクションが電磁場の所望の送信周波数にて振幅の大きい電流を伝達するように構成されてもよい。いくつかの実施形態においては、アンテナの中間点は、第３のセクションに位置してもよい。これにより、アンテナによって放出され、一方の耳のアンテナから頭部を周りユーザの対向側の耳か又はアクセサリなどの外部デバイスまで伝搬する、電磁場の出力の大部分が、アンテナの第３のセクションにより実現される。好ましくは、アンテナの電流は、第３のセクションにおいて最大電流振幅を有する。

追加的又は代替的には、補聴器の第２の側は、第１の側の対向側であってもよい。

一つ又は複数の実施形態においては、第１のアンテナ・セクションは、第１の長さを有し、第２のアンテナ・セクションは、第２の長さを有し、第３のアンテナ・セクションは、第３の長さを有する。この場合に、第１の長さ、第２の長さ、及び第３の長さの合計が、アンテナの全長となり得る。

アンテナの第１のセクションは、例えばロッド形状セクションなど、第１の直線状セクションであってよく、ハウジングがユーザにより作動位置に装着された場合に、第１のセクションの長手方向が耳間軸に対して垂直になるように、換言すれば、頭部又は第１のセクションの作動位置の近傍の任意の他の身体部分の表面に対して平行又は実質的に平行になるように位置決めされる。アンテナの第２のセクションは、例えばロッド形状セクションなど、第２の直線状セクションであってよく、第１のセクションに対して平行に位置決めされる。

一つ又は複数の実施形態において、第１のアンテナ・セクション又は第２のアンテナ・セクションの第１の端部から第３のアンテナ・セクションまでの距離は、１／４波長から半波長までの間であってもよい。

好ましくは、アンテナの中間点は、第３のセクションに位置してもよい。第３のセクションは、補聴器アセンブリの第１の側の近傍から第２の側の近傍まで延在してもよい。第３のセクションは、例えばロッド形状セクションなど、直線状セクションであってよく、ハウジングがユーザにより作動位置に装着された場合に、第３のセクションの長手方向が耳間軸に対して平行になるように、換言すれば、頭部又は第３のセクションの作動位置の近傍の任意の他の身体部分の表面に対して垂直又は実質的に垂直になるように位置決めされる。

第３のセクションが、ユーザの耳間軸に対して平行又は実質的に平行な方向に位置決めされ、電流が第３のセクションにおいて最大振幅を有するような構成であると、アンテナを、放出される電磁場の有利な特徴によって、両耳に又は両耳の近傍に配置されたデバイス間のユーザの頭部の周囲にける無線通信にとって適したものとすることができる。

一般的には、アンテナの様々なセクションが、それぞれ異なる幾何学的特徴を有して形成されてもよく、これらのセクションは、アンテナの全長が波長の３／４〜波長の５／４の間であり、アンテナが補聴器の第１の側から補聴器の第２の側まで延在するアンテナの部分に中間点を有する（又は、アンテナ中間点と補聴器の第１の側から補聴器の第２の側まで延在する前記部分との間の距離が波長の１／４未満となる）ように、上述の相対的構成に従う限りにおいては、ワイヤ又はパッチであっても、屈曲状又は直線状であっても、長くても又は短くてもよい。これにより、頭部周囲を進む表面波が被る減衰が、低減され得る。

一つの利点は、作動時に、アンテナの第３のセクションが、ユーザの頭部周囲を進む電磁場に寄与し、それにより、ロバスト性を有し損失の低い無線データ通信が実現される点である。

頭部の側部に対して法線方向の又は任意の他の身体部分に対して法線方向の電流成分により、電磁場の表面波は、より効率的に励振され得る。これにより、例えば、耳間経路利得は、例えば１０〜１５ｄＢ、あるいは１０〜３０ｄＢの幅で改善され得る。

このアンテナの特性を考慮すると、アンテナは、平衡アンテナであってもよく、したがって、雑音に対するロバスト性がより高くなり得るアンテナであってもよい。

一つ又は複数の実施形態においては、アンテナの一端部が、接地されてもよい。一端部は、接地面に接続されてもよい。接地面は、典型的には例えばプリント回路基板などの、補聴器内に設けられた任意の接地面であってもよい。接地面は、例えば、ゼロ電位又は相対接地電位などの接地電位などであってもよい

アンテナ励振点が、アンテナの第１の端部及び／又は第２の端部に又はその付近に設けられてもよい。励振点が、無線通信ユニットならびに送受信機、受信機、及び送信機などの無線チップ等のソースに電気接続される。アンテナは、直接給電、間接給電、又は結合給電を使用して任意の従来的な手段を利用して励振されてもよく、例えば、伝送線などの給電線を使用して給電されてもよい。アンテナで誘導される電流は、アンテナの励振点の近接にて第１の局所最大値を有する。アンテナで誘導される電流は、アンテナ中間点の近傍に、好ましくは補聴器の第１の側から補聴器の第２の側まで延在する部分に、絶対的最大値を有してもよい。

一実施形態においては、アンテナは、２つの励振点、すなわち、アンテナの第１の端部の第１の励振点と、アンテナの別の端部の第２の励振点とを備えてもよい。アンテナは、２つの励振点、すなわちアンテナの第１の端部の第１の励振点とアンテナの別の端部の第２の励振点とを備える、ダイポール・アンテナであってもよい。本開示と共にダイポール・アンテナを使用することにより、ＰＣＢ及び他の金属構成部品からのアンテナ性能に対する影響は、より低く実現され得る。

別の実施形態においては、第１のセクションの形状が、第２のセクションの形状と対称であってもよい。

本明細書において開示される補聴器は、ＩＳＭ周波数帯域で作動するように構成されてもよい。好ましくは、アンテナは、２．４ＧＨｚの周波数にてなど、１．５ＧＨｚ〜３ＧＨｚの周波数にてなど、少なくとも１ＧＨｚの周波数にて作動するように構成される。

添付の図面を参照として本発明の実施例を詳細に説明することにより、本発明の上述の及び他の特徴ならびに利点が、当業者にはより明らかになろう。

図１は、ユーザの頭部の幾何学的解剖構造を規定するためのｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸を有する直交三次元座標系と共に、ユーザのファントム頭部モデルを示す図である。 図２は、補聴器のブロック図である。 図３は、本開示の一実施形態によるアンテナを備える補聴器の実施例の概略図である。 図４は、本開示の一実施形態によるアンテナを備える補聴器の実施例の概略図である。 図５は、本開示の一実施形態による、励振点及び接地端部を有するアンテナを備える補聴器の実施例の概略図である。 図６は、本開示の一実施形態による、２つの励振点を有するアンテナを備える補聴器の実施例の概略図である。 図７は、本開示によるアンテナの長さの関数としての電流の振幅を示すグラフである。 図８は、本発明の別の実施形態によるアンテナを有する例示的な補聴器を示す図である。 図９は、本開示の一実施形態によるアンテナを備える補聴器を有するユーザの頭部の右耳に位置決めされた補聴器を示す図である。 図１０は、λ／４未満の長さを有する小ループを有する従来技術のアンテナに沿った電流分布の概略図である。 図１１は、本開示の一実施形態によるアンテナに沿った電流分布の概略図である。

以下、本発明の実施例を図示した添付の図面を参照して、本発明をさらに十分に説明する。しかし、本発明は、種々の形態で具現化され得るものであり、本明細書に示す実施例に限定されるものとして解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施例は、本開示が十分かつ完全なものとなり、本発明の範囲を当業者に十分に示すために、提示される。

本明細書において使用される場合に、「アンテナ」という用語は、電力を電波に変換する電気デバイスを指す。電気アンテナなどのアンテナは、例えば無線チップ、受信機、及び送信機などに接続された、導電性材料を含み得る。

図１は、正面から見たユーザのファントム頭部モデルである。ヒトの身体近傍における無線通信用にアンテナを設計する場合に、ヒトの頭部は、頭部に付随する鼻、耳、口、及び目などの感覚器を含む丸み筐体により近似化され得る。かかる丸み筐体３が、図１に示される。図１においては、ファントム頭部モデルは、頭部に関する配向を規定するためにｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸を有する直交三次元座標系と共に、正面から示される。

頭部の表面のすべての点が、法線ベクトル及び接線ベクトルを有する。法線ベクトルは、頭部の表面に対して直角であり、接線ベクトルは、頭部の表面に対して平行である。頭部の表面に沿って延在する成分は、頭部の表面に対して平行であり、同様に、頭部の表面に沿って延在する平面は、頭部の表面に対して平行であると言うことができ、一方で、頭部の表面上の点から及び頭部からラジアル方向に外方に周囲空間へと延在する物体又は平面は、頭部に対して直角であると言える。

一例としては、図１の頭部の表面において最も左側の、図１の参照数字２を有する点は、座標系のｙｚ面に対して平行な接線ベクトルと、ｘ軸に対して平行な法線ベクトルとを有する。したがって、ｙ軸及びｚ軸は、点２において頭部の表面に対して平行であり、ｘ軸は、点２にて頭部の表面に対して直角である。

図１のファントム頭部によりモデル化されたユーザは、地面（図示せず）上に直立しており、地面平面は、ｘｙ平面に対して平行である。したがって、ユーザの頭頂部からつま先までの胴軸は、ｚ軸に対して平行であるが、ユーザの鼻は、ｙ軸に沿って紙面から外方へと突出している。

右外耳道及び左外耳道を貫通する軸は、図面においてはｘ軸に対して平行である。したがって、この耳間軸（耳軸）は、頭部表面から出る点にて頭部の表面に対して直角である。耳間軸及び頭部表面は、以下において、本発明の要素の具体的構成を説明する際に基準として使用される。

耳の耳介は、殆どのヒト検体の頭部の表面に対して平行な平面内に主に位置するため、耳介の平面の配向についてはヒトごとに違いはあるものの、耳間軸は、耳に対する法線としての役割を果たすともしばしば説明される。

外耳道内タイプの補聴器は、外耳道内に合致するように形状設定された細長ハウジングを有することになる。このタイプの補聴器の長手方向軸は、耳軸に対して平行であるが、耳内タイプの補聴器のフェース・プレートは、典型的には耳軸に対して直角な平面内に位置することになる。また、典型的には、耳裏タイプの補聴器は、耳の耳介の頂部上に載置されるように殆どの場合にはバナナ形状に設定された細長ハウジングを有することになる。したがって、このタイプの補聴器のハウジングは、ユーザの頭部の表面に対して平行な長手方向軸を有することになる。

図２は、補聴器のブロック図を示す。図２では、補聴器２０は、入ってくる音を受信し、それを音響信号、すなわち第１の音響信号へと変換するためのマイクロフォン２１を備える。第１の音響信号は、第１の音響信号を補聴器のユーザの聴力損失を補償する第２の音響信号へと処理するための信号処理部２２へと供給される。受信機が、第２の音響信号を、例えばユーザの聴力障害を補償するように修正された信号などの出力音信号へと変換するために、信号処理部２２の出力へと接続され、出力音をスピーカ２３へと供給する。したがって、補聴器信号処理部２２は、増幅器、圧縮機、及び雑音低減システム等の要素を備えてもよい。補聴器は、出力信号を最適化するためのフィードバック・ループをさらに有してもよい。さらに、補聴器は、電磁場を放出及び受信するためにアンテナ２５に相互接続された無線データ通信用の無線通信ユニット２４（例えば送受信機）を有する。無線通信ユニット２４は、補聴器信号処理部２２と、外部デバイス又はバイノーラル式補聴器システムにおいて別の耳に配置された別の補聴器と通信するためのアンテナ２５とに接続され得る。

アンテナは、補聴器ハウジングがユーザの耳の作動位置に位置決めされた場合に、ユーザの耳間軸方向に電磁場を放出しないか、又は実質的に放出しない。むしろ、アンテナは、補聴器ハウジングが使用時にその作動位置に位置決めされた場合に、ユーザの頭部の表面に対して平行な方向に伝搬する電磁場を放出する。放出された電磁場の電場は、少なくとも作動時にアンテナが位置決めされる頭部の側に沿って、頭部の表面に対して直角の又は実質的に直角の方向を有する。このようにすることで、頭部の組織における伝搬損失が、頭部の表面に対して平行な電場成分を有する電磁場の伝搬損失に比較して低減される。頭部周囲の回折により、アンテナによって放出される電磁場は、片耳から頭部を周り対向側の耳まで伝搬する。

図３は、アンテナ２５、無線通信ユニット３５、及び接地面３８を備える補聴器の一実施形態を示す。アンテナ２５は、第１のアンテナ・セクション３１と、第２のアンテナ・セクション３４と、第３のアンテナ・セクション３３とを備える。アンテナは、第１の端部３２及び第２の端部３６を有する。第１のアンテナ・セクション３１は、補聴器アセンブリの第１の側に沿って延在する。第１のアンテナ・セクション３１は、第１の端部３２及び第２の端部３９を有する。第２のアンテナ・セクション３４は、補聴器アセンブリの第２の側に沿って延在する。第２のアンテナ・セクション３４は、第１の端部３６及び第２の端部３９’を有する。第３のアンテナ・セクション３３は、第１のアンテナ・セクションの第２の端部３９に、及び第２のアンテナ・セクションの第２の端部３９’に接続される。本例においては、第２の端部３９、３９’は、エッジ点として提示されるが、これらの第２の端部は、アンテナが補聴器の第１の側から第２の側まで延在し始める位置として定義され得る。アンテナ２５用の励振点は、第１のアンテナ・セクション３１及び／又は第２のアンテナ・セクション３４の第１の端部３２、３６に設けられる。

一つ又は複数の実施形態においては、第１のセクション３１の形状は、第２のセクション３４の形状と対称である。第１のアンテナ・セクション３１及び第２のアンテナ・セクション３４は、同一のアンテナ構造体を形成し得る。例えば、第１のアンテナ・セクション３１及び第２のアンテナ・セクション３４は共に、同一の形態及び同一の寸法を有する構造体を形成し得る。アンテナ２５の構造は、分割平面３７を基準として対称であってもよく、その結果として、第１のアンテナ・セクション３１は、分割平面３７を基準として第２のアンテナ・セクション３４の構造と対称になり得る。

分割平面３７は、アンテナの第１のアンテナ・セクション３１が対称面３７を基準としてアンテナの第２のセクション３４に対称であるような、アンテナ２５についての対称面３７となり得る。分割平面３７は、補聴器の厳密な中間点を貫通して延在し得るか、又は分割平面は、補聴器の第１の側と補聴器の第２の側との間の任意の位置に延在してもよい。

一つ又は複数の実施形態においては、第１のアンテナ・セクション３１は、第１の長さを有し、第２のアンテナ・セクション３４は、第２の長さを有し、第３のアンテナ・セクション３３は、第３の長さを有し、第１の長さ、第２の長さ、及び第３の長さの合計が、アンテナ２５の全長となる。

一つ又は複数の実施形態においては、アンテナに沿った距離及び／又はアンテナの長さは、アンテナ構造体に沿って測定される。

図３では、Ｌ１は、アンテナ２５の全長を表し、Ｌ２は、第１のアンテナ・セクション３１の第１の端部３２と第３のアンテナ・セクション３３の中間点３０との間の距離を表し、Ｌ３は、第２のアンテナ・セクション３４の第１の端部３６と第３のアンテナ・セクション３３の中間点３０との間の距離を表す。端部３２、３６から分割平面３７との交点３０までの距離Ｌ２、Ｌ３はそれぞれ、図３に示すように電流経路に沿って測定され得るか、又は、距離Ｌ２、Ｌ３は、端部３２、３６から分割平面３７との交点までの最短距離に沿って測定され得る。

本開示の一態様によれば、アンテナの全長と波長との間の絶対的相対差は、１０％又は２５％など、しきい値未満である。したがって、アンテナ２５の長さであるアンテナ寸法Ｌ１及び距離Ｌ２、Ｌ３は、以下の通りに定義され得る。

ここで、λは波長である。したがって、アンテナ２５の全長Ｌ１と波長λとの間の絶対的相対差は、２５％未満など、しきい値Ｔ１未満である。

距離Ｌ３と距離Ｌ２との間の絶対的相対差は、２５％未満など、しきい値Ｔ２未満である。

一つ又は複数の実施形態においては、２つの端部３２、３６間の距離は、補聴器アセンブリの幅に相当する。

いくつかの実施形態においては、第１のアンテナ・セクション又は第２のアンテナ・セクションンの第１の端部から第３のアンテナ・セクションまでの距離は、１／４λ〜１／２λの間であってもよい。第１の長さ又は第２の長さは、１／４λ〜１／２λの間であってもよい。

アンテナの中間点は、第３のセクションに位置決めされ得る。一実施形態においては、アンテナは第１の端部３２及び第２の端部３６を有し、第１の端部３２から中間点３０までのアンテナ長さと第２の端部３６から中間点３０までのアンテナ長さとの間の相対差は、１０％未満又は２５％未満など、しきい値未満である。

図４は、アンテナ４０と、無線通信ユニット４５と、接地面４８と、一方の側から他方の側に延在するアンテナ部４３と、２つの端部４２、４６とを備える、補聴器の一実施形態を示す。アンテナ４０は、アンテナ部４３上に位置するか、又は中間点４１からアンテナ部４３までの距離がλ／４以下となるように位置する、中間点４１（又は中心）を有する。アンテナ４０の中間点４１とアンテナ部４３との間の距離は、図４ではＬ４で表される。アンテナ４０の構造は、以下が適合するように設計され得る。

距離Ｌ４と波長の１／４であるλ／４との間の絶対的相対差は、１０％未満又は２５％未満など、しきい値Ｔ３未満である。

アンテナは、ループを形成してもよい。第１のアンテナ・セクション３１、第２のアンテナ・セクション３４、及び第３のアンテナ・セクション３３を備えるアンテナは、第１のセクション、第２のセクション、及び第３のセクションが、開ループなどのループを形成するように配置されるように、構成され得る。

一実施形態においては、アンテナ励振点は、アンテナの第１の端部及び／又は第２の端部に設けられる。励振点は、端部３２、４２及び／又は端部３６、４６に設けられる。

図５は、アンテナ５０と、無線通信ユニット５５と、接地面５８と、アンテナ５０の端部５２及びアンテナ５０の別の端部５６とを備える、補聴器の一実施形態を示す。図５では、端部５２は、送電線５９を経由して無線通信ユニット５５に接続され、したがって励振点の役割を果たす。端部５２は、アンテナが電磁場の所望の送信周波数にて振幅の大きな電流を伝達するように構成される。ここで、アンテナ５０により放出される、及びユーザの一方の耳のアンテナ５０からユーザの他方の耳又は外部デバイスまで伝搬する、電磁場の出力の大部分は、アンテナ５０の中間点に起因する。アンテナ５０は、電流が、好ましくは補聴器の一方の側から補聴器の別の側まで延在するアンテナの部分の近傍に位置する、アンテナの中間点の近傍にて最大電流振幅を有するように、寸法設定される。アンテナにて誘導される電流は、アンテナ５０の励振に応じて、端部点５２の近傍に第１の局所最大値を、及びアンテナ５０の中間点近傍に第２の最大値を有し得る。

一つ又は複数の実施形態においては、アンテナの一端部が接地される。図５では、端部５６は、送電線５３を経由して接地面５８の点５４に接続される。接地面５８は、プリント回路基板であってもよい。接地面は、アンテナの励振時に電流を伝達し得る任意の材料で形成されてもよい。また、接地面は、電流を案内するための、例えば銅などの単一の導電経路として形成されてもよい。接地面は、ゼロ電位又は相対的接地電位などの接地電位であってもよい。

一つ又は複数の実施形態においては、アンテナは、ダイポール・アンテナであり、このダイポール・アンテナは、２つの励振点と、アンテナの第１の端部の第１の励振点と、アンテナの別の端部の第２の励振点とを備える。

図６は、本開示の一実施形態による２つの励振点を有するアンテナの例示的な一実装形態を概略的に示す。図６では、補聴器の一実施形態は、アンテナ６０と、無線通信ユニット６５と、接地面６８と、アンテナ６０の端部６２及びアンテナ６０の別の端部６６とを備える。アンテナ６０の第１の端部の端部６２は、送電線６９を経由して無線通信ユニット６５に接続され、したがって第１の励振点の役割を果たす。同様に、アンテナ６０の第２の端部に位置する端部６６などの端部６６は、送電線６３を経由して無線通信ユニット６５に接続され、したがって第２の励振点の役割を果たす。したがって、アンテナ６０は、本例においてはダイポール・アンテナである。

一つ又は複数の実施形態においては、第１の励振点及び第２の励振点はそれぞれ、所望の電流分布を実現するように構成される。例えば、第１の励振点及び第２の励振点は、相互に隣接してもよく、又は相互に比較的近くに位置決めされてもよい。

図７は、本開示による、アンテナの長さの関数としての電流の振幅のグラフである。図７は、アンテナを通過する電流が波長λに等しい間隔で周期的に振動するのを示す。また、図７は、アンテナを通過する電流の最大振幅が、半波長λ／２に相当する長さに到達するのを示す。図７は、本明細書において開示されるアンテナの技術的特徴を立証するものであり、すなわち、アンテナを通過する電流の最大振幅が、補聴器の一方の側から他方の側まで延在するアンテナの部分に（又はその近傍に）位置するアンテナの中間点の近傍にて実現されるように、本明細書において開示されるアンテナが構成されることを立証する。

図８は、本開示の別の実施形態によるアンテナを有する例示的な補聴器を示す。補聴器８０は、電池８１と、信号処理部８２と、内耳に対応する音響管８３と、無線通信機又は送受信機８４と、アンテナ８７に供給するための送電線８５、８６とを備える。補聴器は、第１の側８８及び第２の側８９を有する。一つ又は複数の実施形態においては、補聴器の第１の側の近傍のアンテナ、すなわち第１のセクション８７１は、補聴器の第１の側８８に沿って又は近傍に延在し、補聴器の第２の側の近傍のアンテナ、すなわち第２のセクション８７２は、補聴器８０の第２の側８９に沿って又は近傍に延在する。第１のセクション８７１は、送電線８５を経由して給電点８５１まで通じ、したがって、能動給電セクション８７１となる。第２のセクション８７２は、送電線８６を経由して給電点８６１まで通じ、したがって第２の能動給電部分８７２を形成する。したがって、アンテナ用の給電システムは、第１の送電線８５及び第２の送電線８６と、アンテナ８７に給電するための第１の給電点８５１及び第２の給電点８６１とを備え得る。アンテナ８７の第３のセクション８７３が、補聴器アセンブリの第１の側８８の近傍から第２の側８９の近傍まで延在する。アンテナ８７は、アンテナ８７を通過する電流の最大振幅が、補聴器８０の第１の側８８から第２の側８９まで延在するアンテナのセクション８７３に（又はその近傍に）位置するアンテナの中間点にて得られるのを実現するために、この方法で構成される。

一つ又は複数の実施形態においては、ハウジングは、使用時にユーザの耳裏に位置決めされるように構成された耳裏型ハウジングであり、第１の側は、補聴器の第１の長手方向側となり、第２の側は、補聴器の第２の長手方向側となる。

図９は、本明細書において開示されるアンテナを備える補聴器が、ユーザの頭部の右耳に位置決めされるのを示す。図９の補聴器９０は、使用時のユーザの耳裏に位置決めされるように構成された耳裏型ハウジングを備える。補聴器９０は、本明細書において開示されるようなアンテナ９１を備える。

図９では耳裏補聴器のみが示されるが、説明したアンテナ構造体は、アンテナが、本明細書において説明されるように補聴器の第１の側から補聴器の第２の側まで延在するセクションに最大電流を供給するように構成される限りにおいては、耳内補聴器を含むすべての他のタイプの補聴器において同様に適用され得る点が予期される。

図９に示すように、第１の側は、ハウジングがユーザによりその作動位置にて装着された場合に、ユーザの頭部の表面に対して平行に位置決めされ得る。

さらなる一態様によれば、本開示は、本明細書において開示される少なくとも一つの補聴器を備えるバイノーラル式補聴器システムに関する。

図１０は、λ／４未満の長さを有する小ループを有する先行技術のアンテナ中の電流分布の概略図である。図１０は、λ／４未満の全長を有する先行技術のアンテナを概略的に示す。補聴器は、サイズが非常に小さく、ヒトの外耳道内又は外耳の裏に嵌るように十分な小ささのハウジング内に収容された、多数の電子構成部品及び金属構成部品を備えるため、補聴器内のアンテナは、通常はλ／４よりも小さい。この結果、電流分布は、アンテナ構造体全体にわたり比較的均一なものとなる。

図１１は、本開示の一実施形態によるアンテナ中の電流分布の概略図である。図１０は、本明細書において開示されるアンテナ１１０と、アンテナ１１０中の電流分布とを概略的に示す。アンテナ１１０の長さ及び構造により、電流分布は、アンテナ端部に、及び補聴器の一方の側から他方の側まで延在するアンテナの部分１１３に、局所的最大値をもたらす。アンテナ部分１１１及び１１２を通過する電流は、はるかにより低い振幅を有する。この結果として、電場は、表面波がユーザの頭部周囲を効率的に移動するのに望ましい方向に放射される。このことの利点は、耳間無線通信のロバスト性がより高くなる点である。

特定の波長、及びしたがって放出される電磁場の周波数は、障害物を伴う通信を考慮する場合には重要となる。本発明においては、障害物は、頭部の表面付近に位置するアンテナを備える補聴器を伴う頭部である。波長が、１ＧＨｚの周波数など過剰に長く、頭部のより低い周波数まで下がる場合には、頭部のより多くの部分が、近接場領域内に位置することとなる。この結果として、異なる回折により、電磁場は、頭部周囲を移動することがさらに困難になる。他方において、波長が、過剰に短い場合には、頭部は、大きすぎる障害物となり、やはりこれにより、電磁波は、頭部周囲を移動することが困難になる。したがって、長波長と短波長との間の最適値が好ましい。一般的には、耳間通信は、工業用、科学用、及び医療用の帯域にて実施され、望ましい周波数は、約２．４ＧＨｚ周辺となる。

下記の項目に記載された補聴器も開示される。
［項目１］
補聴器アセンブリを有する補聴器であって、前記補聴器アセンブリは、
前記補聴器アセンブリを収容するためのハウジングと、
音を受信するとともに、その受信した音を対応する第１の音響信号に変換するためのマイクロフォンと、
前記第１の音響信号を、前記補聴器のユーザの聴力損失を補償する第２の音響信号へと処理するための信号処理部と、
無線データ通信のために構成された無線通信ユニットと、
電磁場を放出及び受信するためのアンテナであって、前記無線通信ユニットに結合され、放出電磁場の３／４波長から５／４波長までの間の全長を有するアンテナと、
を備え、
前記アンテナの一部は、前記アセンブリの第１の側から前記アセンブリの第２の側まで延在しており、
前記アンテナは、前記第１の側から前記第２の側まで延在する前記アンテナの前記一部に中間点を有するか、又は、前記アンテナの中間点と前記アンテナの前記一部との間の距離が前記波長の１／４未満である、補聴器。
［項目２］
前記アンテナを通過する電流が、前記電磁場の放出時に前記アセンブリの第１の側から延在する前記アンテナの前記一部において最大振幅を有する、項目１に記載の補聴器。
［項目３］
前記アンテナは、ループを形成する、項目１又は２に記載の補聴器。
［項目４］
前記アンテナの前記全長と前記波長との間の絶対的相対差がしきい値未満である、項目１から３のいずれか一項に記載の補聴器。
［項目５］
前記第２の側は、前記第１の側の対向側である、項目１から４のいずれか一項に記載の補聴器。
［項目６］
前記マイクロフォンは、使用時に前記ユーザの耳の裏に位置決めされるように構成された耳裏ユニットの一部であり、前記第１の側は、前記アセンブリの第１の長手方向側であり、前記第２の側は、前記アセンブリの第２の長手方向側である、項目１から５のいずれか一項に記載の補聴器。
［項目７］
前記アンテナの一端部が接地される、項目１から６のいずれか一項に記載の補聴器。
［項目８］
前記アンテナは、第１の端部及び第２の端部を有し、前記第１の端部から前記中間点までの前記アンテナの長さと、前記第２の端部から前記中間点までの長さとの間の相対差がしきい値未満である、項目１から７のいずれか一項に記載の補聴器。
［項目９］
励振点が、前記アンテナの第１の端部及び／又は第２の端部に設けられている、項目１から８のいずれか一項に記載の補聴器。
［項目１０］
前記アンテナは、
前記アセンブリの前記第１の側に沿って延在する第１のアンテナ・セクションであって、第１の端部及び第２の端部を有する第１のアンテナ・セクションと、
前記アセンブリの前記第２の側に沿って延在する第２のアンテナ・セクションであって、第１の端部及び第２の端部を有する第２のアンテナ・セクションと、
前記第１のアンテナ・セクションの前記第２の端部及び前記第２のアンテナ・セクションの前記第２の端部に接続された第３のアンテナ・セクションと、
前記第１のアンテナ・セクション及び／又は前記第２のアンテナ・セクションの前記第１の端部に設けられたアンテナのための励振点と、有する、
項目１から９のいずれか一項に記載の補聴器。
［項目１１］
前記第１のアンテナ・セクションは第１の長さを有し、前記第２のアンテナ・セクションは第２の長さを有し、前記第３のアンテナ・セクションは第３の長さを有し、前記第１の長さ、前記第２の長さ、及び前記第３の長さの合計が、前記アンテナの前記全長である、項目１０に記載の補聴器。
［項目１２］
前記第１又は第２のアンテナ・セクションの前記第１の端部から、前記第３のアンテナ・セクションまでの距離が、１／４波長から半波長までの間である、項目１０又は１１に記載の補聴器。
［項目１３］
前記アンテナの前記中間点は、前記第３のセクションに位置する、項目１０から１２のいずれか一項に記載の補聴器。
［項目１４」
前記第３のセクションは、前記アセンブリの前記第１の側の近傍から前記第２の側の近傍まで延在する、項目１０から１３のいずれか一項に記載の補聴器。
［項目１５］
前記第１のセクションの形状が、前記第２のセクションの形状と対称である、項目１０から１４のいずれか一項に記載の補聴器。
［項目２１］
補聴器アセンブリを有する補聴器であって、前記補聴器アセンブリは、
音を受信するとともに、その受信した音を対応する第１の音響信号に変換するためのマイクロフォンと、
前記第１の音響信号を、前記補聴器のユーザの聴力損失を補償する第２の音響信号へと処理するための信号処理部と、
無線データ通信のために構成された無線通信ユニットと、
電磁場を放出及び受信するためのアンテナであって、前記無線通信ユニットに結合され、放出電磁場の３／４波長から５／４波長までの間の全長を有するアンテナと、
を備え、
前記アンテナの一部は、前記アセンブリの第１の側から前記アセンブリの第２の側まで延在しており、
前記アンテナは、前記第１の側から前記第２の側まで延在する前記アンテナの前記一部に中間点を有するか、又は、前記アンテナの中間点と前記アンテナの前記一部との間の距離が前記波長の１／４未満である、補聴器。
［項目２２］
前記アンテナを通過する電流が、前記電磁場の放出時に前記アセンブリの第１の側から延在する前記アンテナの前記一部において最大振幅を有する、項目２１に記載の補聴器。
［項目２３］
前記アンテナは、ループを形成する、項目２１又は２２に記載の補聴器。
［項目２４］
前記アンテナの前記全長と前記波長との間の絶対的相対差がしきい値未満である、項目２１から２３のいずれか一項に記載の補聴器。
［項目２５］
前記第２の側は、前記第１の側の対向側である、項目２１から２４のいずれか一項に記載の補聴器。
［項目２６］
前記マイクロフォンは、使用時に前記ユーザの耳の裏に位置決めされるように構成された耳裏ユニットの一部であり、前記第１の側は、前記アセンブリの第１の長手方向側であり、前記第２の側は、前記アセンブリの第２の長手方向側である、項目２１から２５のいずれか一項に記載の補聴器。
［項目２７］
前記アンテナの一端部が接地される、項目２１から２６のいずれか一項に記載の補聴器。
［項目２８］
前記アンテナは、第１の端部及び第２の端部を有し、前記第１の端部から前記中間点までの前記アンテナの長さと、前記第２の端部から前記中間点までの長さとの間の相対差がしきい値未満である、項目２１から２７のいずれか一項に記載の補聴器。
［項目２９］
前記アンテナは、前記アンテナの第１の端部もしくは前記アンテナの第２の端部に励振点を有する、又は前記アンテナの前記第１の端部及び前記第２の端部のそれぞれに２つの励振点を有する、項目２１から２８のいずれか一項に記載の補聴器。
［項目３０］
前記アンテナは、前記アセンブリの一部であり、前記アンテナは、
前記アセンブリの前記第１の側に沿って延在する第１のアンテナ・セクションであって、第１の端部及び第２の端部を有する第１のアンテナ・セクションと、
前記アセンブリの前記第２の側に沿って延在する第２のアンテナ・セクションであって、第１の端部及び第２の端部を有する第２のアンテナ・セクションと、
前記第１のアンテナ・セクションの前記第２の端部及び前記第２のアンテナ・セクションの前記第２の端部に接続された第３のアンテナ・セクションと、
を有し、
前記第１のアンテナ・セクションの前記第１の端部は励振点を有する、及び／又は前記第２のアンテナ・セクションの前記第１の端部は励振点を有する、項目２１から２９のいずれか一項に記載の補聴器。
［項目３１］
前記第１のアンテナ・セクションは第１の長さを有し、前記第２のアンテナ・セクションは第２の長さを有し、前記第３のアンテナ・セクションは第３の長さを有し、前記第１の長さ、前記第２の長さ、及び前記第３の長さの合計が、前記アンテナの前記全長である、項目３０に記載の補聴器。
［項目３２］
前記第１のアンテナ・セクションの前記第１の端部又は前記第２のアンテナ・セクションの前記第１の端部から、前記第３のアンテナ・セクションまでの距離が、１／４波長から半波長までの間である、項目３０又は３１に記載の補聴器。
［項目３３］
前記アンテナの前記中間点は、前記第３のセクションに位置する、項目３０から３２のいずれか一項に記載の補聴器。
［項目３４」
前記第３のセクションは、前記アセンブリの前記第１の側の近傍から前記第２の側の近傍まで延在する、項目３０から３３のいずれか一項に記載の補聴器。
［項目３５］
前記第１のセクションの形状が、前記第２のセクションの形状と対称である、項目３０から３４のいずれか一項に記載の補聴器。

Claims (15)

1. 第１の側と第２の側とを有する補聴器アセンブリを有する補聴器であって、前記補聴器アセンブリの第２の側は前記第１の側の対向側であり、前記補聴器アセンブリは、
   補聴器アセンブリを収容するための補聴器ハウジングと、
   音を受信するとともに、その受信した音を対応する第１の音響信号に変換するためのマイクロフォンと、
   前記第１の音響信号を、前記補聴器のユーザの聴力損失を補償する第２の音響信号へと処理するための信号処理部と、
   無線データ通信のために構成された無線通信ユニットと、
   電磁場を放出及び受信するためのアンテナであって、前記無線通信ユニットに結合され、放出電磁場の３／４波長から５／４波長までの間の全長を有するアンテナと、
   を備え、
   前記アンテナは共振アンテナであり、前記アンテナの一部は、前記補聴器アセンブリの前記第１の側から前記補聴器アセンブリの前記第２の側まで延在しており、
   前記アンテナは、前記第１の側から前記第２の側まで延在する前記アンテナの前記一部に中間点を有するか、又は、前記アンテナの中間点と前記アンテナの前記一部との間の距離が前記波長の１／４未満である、補聴器。
2. 前記アンテナを通過する電流が、前記電磁場の放出時に前記補聴器アセンブリの前記第１の側から延在する前記アンテナの前記一部において最大振幅を有する、請求項１に記載の補聴器。
3. 前記アンテナは、ループを形成する、請求項１又は２に記載の補聴器。
4. 前記アンテナの前記全長と前記波長との間の絶対的相対差がしきい値未満である、請求項１から３のいずれか一項に記載の補聴器。
5. 前記第２の側は、前記第１の側の対向側である、請求項１から４のいずれか一項に記載の補聴器。
6. 前記補聴器ハウジングは、使用時に前記ユーザの耳の裏に位置決めされるように構成された耳裏型ハウジングであり、前記第１の側は、前記補聴器の第１の長手方向側であり、前記第２の側は、前記補聴器の第２の長手方向側である、請求項１から５のいずれか一項に記載の補聴器。
7. 前記アンテナの一端部が接地される、請求項１から６のいずれか一項に記載の補聴器。
8. 前記アンテナは、第１の端部及び第２の端部を有し、前記第１の端部から前記中間点までの前記アンテナの長さと、前記第２の端部から前記中間点までの長さとの間の相対差がしきい値未満である、請求項１から７のいずれか一項に記載の補聴器。
9. 前記アンテナは、前記アンテナの第１の端部もしくは前記アンテナの第２の端部に励振点を有する、又は前記アンテナの前記第１の端部及び前記第２の端部のそれぞれに２つの励振点を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の補聴器。
10. 前記アンテナは、
    前記補聴器アセンブリの前記第１の側に沿って延在する第１のアンテナ・セクションであって、第１の端部及び第２の端部を有する第１のアンテナ・セクションと、
    前記補聴器アセンブリの前記第２の側に沿って延在する第２のアンテナ・セクションであって、第１の端部及び第２の端部を有する第２のアンテナ・セクションと、
    前記第１のアンテナ・セクションの前記第２の端部及び前記第２のアンテナ・セクションの前記第２の端部に接続された第３のアンテナ・セクションと、
    を有し、
    前記第１のアンテナ・セクションの前記第１の端部は励振点を有する、及び／又は前記第２のアンテナ・セクションの前記第１の端部は励振点を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の補聴器。
11. 前記第１のアンテナ・セクションは第１の長さを有し、前記第２のアンテナ・セクションは第２の長さを有し、前記第３のアンテナ・セクションは第３の長さを有し、前記第１の長さ、前記第２の長さ、及び前記第３の長さの合計が、前記アンテナの前記全長である、請求項１０に記載の補聴器。
12. 前記第１のアンテナ・セクションの前記第１の端部又は前記第２のアンテナ・セクションの前記第１の端部から、前記第３のアンテナ・セクションまでの距離が、１／４波長から半波長までの間である、請求項１０又は１１に記載の補聴器。
13. 前記アンテナの前記中間点は、前記第３のアンテナ・セクションに位置する、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の補聴器。
14. 前記第３のアンテナ・セクションは、前記補聴器アセンブリの前記第１の側の近傍から前記第２の側の近傍まで延在する、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の補聴器。
15. 前記第１のアンテナ・セクションの形状が、前記第２のアンテナ・セクションの形状と対称である、請求項１０から１４のいずれか一項に記載の補聴器。

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