JP6880103B2 - 電子機器フレームとそれに組み込まれたアンテナを有する聴取補助器 - Google Patents

Description

本発明は、ケーシングと、電磁波用の送信および／または受信ユニットを含む電気的または電子的な組立て部品を収容するための、ケーシングに挿入されたフレームと、付設のアンテナとを具備し、アンテナがフレームの一体構成部品として、打抜き曲げ部品としてまたは金属製のインサート部品として形成されている、聴取補助器に関する。

補聴器はそれ自体知られており、種々の文献、例えば特許文献１に詳しく記載されている。その際、一方では難聴者の補聴に役立つ装着可能な聴取装置が上位概念「聴取補助器」に含まれる。数多くの個人の要求に応じるために、耳後部型補聴器（ＨｄＯ）、外部レシーバ型（ＲＩＣ：カナル内レシーバ型）補聴器および耳内型補聴器（ＩｄＯ）、例えば耳甲介形補聴器またはカナル形補聴器（ＩＴＥ、ＣＩＣ）のような、いろいろな構造形式の聴取補助器が提供される。例示した聴取補助器は外耳にまたは耳道内に装着される。さらに、骨伝導式聴取補助器、植込み可能なまたは振動触知式聴取補助器が市場に提供される。その際、損傷した聴覚の刺激は機械的または電気的に行われる。このような聴取補助器は「補聴器」とも呼ばれる。

最近、他方では、上記の古典的な聴取補助器のほかに、正常な聴力を持っている人を補助するための聴取補助器も開発されている。このような聴取補助器は「パーソナル音響増幅製品」または「パーソナル音響増幅装置」（略してＰＳＡＤ）とも呼ばれる。この聴取補助器は難聴を補償するためのものではない。このような聴取補助器は特別な聴取状況において正常な人の聴力を補助および改善するために使用される。例えば狩猟で狩人を補助するためあるいは動物が出す音および動物によって発生するその他の騒音を良好に感知する目的で動物観察を補助するため、複雑な雑音の中で改善された話しおよび／または言葉理解を可能にする目的でスポーツレポータのため、聴覚の負荷を低減する目的で音楽家のため等に使用される。

聴取補助器は重要な構成要素として、入力変換器、増幅器および出力変換器を備えている。入力変換器は一般的に音響電気変換器、例えばマイクロホンおよび／または電磁式受信器、例えば誘導コイルである。出力変換器はほとんどが電気音響変換器、例えばミニチュアスピーカ（「レシーバ」とも呼ばれる）または電気機械変換器、例えば骨伝導レシーバとして形成されている。増幅器は通常、信号処置装置内に組み込まれている。

最新の聴取補助器はしばしば送信および／または受信ユニットを備えている。この送信および／または受信ユニットは他の電子機器、特に（例えば両耳型聴取補助システムを形成するために）他の聴取補助器、遠隔操作部、プログラミング機器または移動電話との無線通信を可能にする。この場合、無線通信はしばしば電波周波数範囲の電磁波によって、例えばブルートゥース（登録商標）技術を使用して２．４ＧＨｚで行われる。

そのために必要な（ＲＦ）アンテナの実現が聴取補助器の場合問題である。というのは、（上記の周波数範囲に対応する）１０ｃｍ以上の自由空間波長に基づいておよび普通の聴取補助器の電気的に小さな容積に基づいて、標準規格のアンテナ設計を簡単に用いることができないからである。この問題は聴取補助器の小型化が進行するにつれて益々重要になってきている。

特許文献１によって知られている聴取補助器の場合、アンテナは、聴取補助器の（電子機器）フレームの一体構成部品である導電性構造体によって形成されている。これにより、聴取補助器のケーシング内にアンテナを省スペース的に収容することができる。さらに、アンテナ設計構想を常に新しくする必要なしに、多数の異なるケーシング内に、フレームと共にアンテナを組み込むことができる。

国際公開第２０１４／０９０４１９Ａ１号パンフレット

そこで、本発明の根底をなす課題は、特許文献１によって知られているアンテナ設計構想をさらに改良することである。

この課題は本発明に従い、請求項１の特徴を有する聴取補助器によって解決される。有利な発展携帯は従属請求項と以下の説明に記載されている。

本発明に係る聴取補助器は、ケーシングと、電気的および／または電子的な組立て部品を収容するための、ケーシングに挿入された（電子機器）フレームとを備えている。その際、フレーム内に収容された組立て部品は、電磁波、特にＭＨｚ範囲またはＧＨｚ範囲、例えば２．４４ＧＨｚ（６５ｍｍの波長にほぼ一致している）の電波のための送信および／または受信ユニットを含んでいる。聴取補助器はさらに、送信および／または受信ユニットに付設されたアンテナを備えている。このアンテナはフレームの一体構成部品として形成されている。この場合、一体構成部品とは特に、アンテナまたはアンテナを部分的にまたは完全に形成する導電性構造体が破壊されないようにフレームから取り外すことはできず、および／または実質的にフレームの外形の一部である、すなわち実質的にフレームの外形から突出していないことであると理解される。この場合、フレームはいろいろな非導電性材料、特に合成樹脂からなっている。本発明の代替的な実施形では、アンテナが（フレームに連結された）打抜き曲げ部品としてあるいは（フレームに連結された）金属製インサート部品として形成されている。

本発明では、アンテナは第１部分を有し、この第１部分は特に、曲がりくねって延在しているかまたは２つの端部を有する開放したループとして形成されている。すなわち、第１部分は真っ直ぐではなく、複数の方向変更部を有し、例えば蛇行した形に形成されている。さらに、第１部分の延在部に沿ったセグメントが、閉じたループの形、例えば一種のリング形状または卵形を有する第１補助構造体を形成している。

この補助構造体によって特に、アンテナを収容するために大きな面積を必要とせずに、アンテナを形成する構造体の有効長さが増大する。すなわち、これにより、アンテナのために供される空間またはアンテナのために供される面積を効果的に利用することができる。この補助構造体によってさらに、アンテナの放射特性に良い影響を及ぼすことができる。特に、どのような強さでどのような三次元角度で放射するかについて良い影響を及ぼすことができる。補助構造体はさらに、５０Ωのインピーダンスに対する比較的に良好なインピーダンス適合を可能にする。

さらに、フレームが上面、下面および互いに対向する２つの側面を有し、第１補助構造体がフレームの両側面の一方に配置されていると有利である。この場合、フレームの上面と下面を接続するフレームの一方の側部が、側方範囲または側面と呼ばれる。その際、上面と下面と側面を有するフレームの側部のこの呼称は、聴取補助器の装着者、使用者または利用者が聴取補助器を装着しているときの、装着者、使用者または利用者と相対的な聴取補助器の配向に関係している。この場合、フレームの下面は通常は利用者、装着者または使用者の胴体の方に向き、両側面の一方または一方の側方範囲は、頭の方に向き、そして両側面の他方または両側方範囲の他方は、頭から離れる方向に向いている。その際、このようにして実現および設定された、聴取補助器の使用者または装着者と相対的な第１補助構造体の配置および／または配向は、送信時のアンテナの放射特性にとって重要である。

有利な発展形態では、アンテナはさらに第２部分を有し、この第２部分は特に曲がりくねって延在しているかまたは２つの端部を有する開放したループとして形成されている。その際、アンテナの両部分のそれぞれ一方の端部はブリッジを介して互いに電気的に短絡し、ブリッジは特にフレームの一体構成部品として形成されている。その際、このようなブリッジまたはこのようなブリッジの一部は、例えば少なくとも１個の電気的な導体トラックによって形成され、この導体トラックはアンテナの部分の短絡端部の間の間隔を、完全にまたは少なくとも部分的に架橋している。従って、以下においてこの導体トラックを「ブリッジ導体」と呼ぶ。この場合、ブリッジ導体または各ブリッジ導体は上記のアンテナと同様に、フレームの一体構成部品、打抜き曲げ部品またはインサート部品として形成されている。

さらに、アンテナの両部分がフレームの互いに対向する２つの側面に配置されていることが望ましい。この場合特に、ブリッジがフレームの上面の上を案内されていると有利である。

実施の形態に相応して、フレームは２つのフレーム半部から形成され、アンテナの第１部分は両フレーム半部の一方に配置され、アンテナの第２部分は両フレーム半部の他方に配置されている。

さらに、アンテナの両部分、すなわちアンテナの第１部分とアンテナの第２部分が、フレーム半部を分離する分離面に関して、互いに対称に形成されていると有利である。アンテナの対称形成は、側に依存しない聴取補助器の使用を容易にするので有利である。この特徴は換言すると、フレームとその中に収容された要素を含めて同じケーシングを、左耳での使用のためにも右耳での使用のためにも用いることを可能にする。

本発明の別の実施の形態では、アンテナの両部分を互いに非対称に形成することができる。部分の対称形成がアンテナと他の電気的または電子的組立て部品の間であるいはフレーム上で強い電磁的干渉をもたらすときに、両部分の非対称形成が行われると有利である。その際、両部分の間の非対称性は好ましくは小さい。アンテナの部分は特に、上記の干渉を回避しつつできるだけ対称に形成されている。

アンテナは通常、折り畳みダイポールアンテナとして形成され、実施形変形ではアンテナの両部分の両端部がフレームの同じ縦方向端部に配置されている。

さらに、アンテナの第２部分の延在部に沿ったセグメントが、閉じたループの形を有する第２補助構造体を形成している。

補助構造体の幾何学的な形成は一般的に、その都度の用途に適合させられる。その際、変形実施形では、少なくとも１個および特に各々の補助構造体がほぼ楕円形または卵形である。ほぼ楕円形の場合、楕円形の主軸線は鉛直に配向されている、すなわち地球系に関して垂直であると有利である。さらに、一方の補助構造体または両方の補助構造体が先が尖った形をしていると合目的である。特に、少なくとも１個の補助構造体または各々の補助構造体が楕円形であるときには、この補助構造体は好ましくはその主軸線の両端部で尖っている。

アンテナの特別な形成と組み合わせてアンテナをフレームに統合することにより、既に述べたように、特にアンテナの効果的な送信受信特性のために必要なアンテナ長さの達成が非常に容易になる。アンテナの各部分が、近似的に、送信および／または受信ユニットの電波の波長の４分の１または８分の１に相当する（延長）長さを有していると有利である。

聴取補助器の他の有利な形成では、フレームがケーシングの材料よりも高い誘電率を有する非導電性材料、特に合成樹脂で作られている。本発明に係る聴取補助器のフレーム材料は特に、従来の聴取補助器の電子機器フレームのために一般的に使用される材料よりも高い誘電率を有する。本発明に係る聴取補助器のフレーム材料は特に、少なくとも３．８、好ましくは少なくとも４．５の相対的誘電率を有する。フレーム材料の高められた誘電率が、アンテナから発生またはアンテナによって受信した電磁場との誘電的な相互作用によって、所定の送信／受信特性の場合、アンテナ長さの短縮を可能にすることが判った。これは、フレーム上でのアンテナの収納について多大の利点をもたらす。

アンテナまたはアンテナの部分をフレームに組み込むために、導電性層を被覆形成する際この層が構造化に従ってのみ被覆形成されるように、フレームの表面が構造化されると有利である。これは例えばレーザー直接構造化（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ、略してＬＤＳ）によって行われる。その際、フレームの表面は、電着浴内で処理された個所だけに導体トラックが析出されるように、レーザーによって処理される。

方法の他の実施の形態では、先ず最初に導電性層がフレームの表面に被覆形成され、続いて導電性層が構造化される。その際、導電性層は例えば接着、スパッタリングまたは他の方法で被覆形成される。

代替的に、アンテナまたはアンテナの部分がフレームに印刷される。

次に、図に基づいて本発明の実施の形態を詳しく説明する。

聴取補助器の概略図である。 第１実施の形態におけるアンテナを備えた聴取補助器の具体的な形態の第１斜視図である。 第２実施の形態におけるアンテナの第２斜視図である。

すべての図において、互いに一致する部分には同じ参照符号が付けてある。

図１には聴取補助器１００の重要な要素だけが示してあり、この要素の位置、接続または形状は実物どおりに描写されていない。

図１に示した実施の形態は、耳の後部に装着するための聴取補助器１００である。しかし、耳内部型聴取補助器にも本発明を適用可能である。この場合、図示した構成要素が異なるように配置される。

聴取補助器１００は合成樹脂製ケーシング１を備えている。このケーシング内には、フレーム１１が挿入されている。このフレーム１１は好ましくは合成樹脂射出成形部品である。フレーム１１は一般的に、聴取補助器１００の電気的および電子的な組立て部品を保持する働きと、この組立て部品を所定の相対位置に固定する働きをする。具体的には、周囲から音響（すなわち音響信号）を感知するための１個または複数のマイクロホン２がフレーム１１内に配置されている。そのために、フレーム１１内には、特に印刷された回路支持体（印刷回路基板、略してＰＣＢ）が折り畳み挿入されている。この回路支持体は上記の電気的および電子的な構成部品の少なくとも一部を支持している。

マイクロホン２は音響を音声信号に変換するための音響−電気式変換器である。同様にケーシング１内に組み込まれた信号処理装置３はこの音声信号を処理する。信号処理装置３の出力信号は、音響信号を出力するスピーカまたはレシーバ４に伝送される。音響は場合によっては耳プラスチックによって耳道内に固定される音響チューブを経て、聴取補助器装着者の鼓膜に伝達される。聴取補助器のエネルギ供給と、特に信号処理装置３のエネルギ供給は、同様にケーシング１内に組み込まれた電池５によって行われる。信号処理装置３、レシーバ４および電池５が同様にフレーム１１内に配置されているので、例えばケーシング１を交換することができるようにするために、フレーム１１はその中に配置された構成部品と共にケーシング１から簡単に取り外すことが可能である。

本発明に係る信号処理装置３はさらに電磁波を処理するように形成されている。信号処理装置３は電磁波を発生および検出するためおよび／または解読するための送受信装置６を備えている。この送受信装置６は、電磁波を送受信するために、アンテナ１０に電気的に接続されている。

アンテナ１０はフレーム１１の一体構成部品として、すなわちフレーム１１に組み込まれた導電性構造体として形成されている。その際、アンテナ１０はフレーム１１に直接被覆形成されている。アンテナは表面から離隔されておらず、そして破壊されないようにフレーム１１から取り外すことはできない。

アンテナ１０は特にＭＩＤ技術でフレーム１１に被覆形成されている。そのために、例えばレーザー直接構造化（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ、略してＬＤＳ）が用いられる。代替的な実施形では、アンテナ１０はフレーム１１上に直接印刷される。フレーム１１の表面に取付けられた導体構造体は続いて任意的に、保護塗装または保護コーティングによって電気的に絶縁され、かつ損傷しないように保護される。

図２には、第１実施の形態におけるアンテナ１０を備えたフレーム１１の具体的な形態が示してある。図２において上側に描写したフレーム１１の上面３６には、詳細には示されていない穴が設けられている。この穴の下には、１個のマイクロホン２（または複数のマイクロホン２のうちの１個）が配置されている。はっきりと示されていないフレーム１１の凹部は、レシーバ４と送受信ユニット６を収容するために役立つ。フレーム１１はさらに、電池５を収容するための区画を形成している。

フレーム１１の尖端部または前部３５には、聴取補助器１００の規定通りの作動中に、音響チューブが接続されている。この音響チューブはレシーバ４から発生した音を、使用者の耳道に挿入可能な耳プラスチックに伝導する。音響チューブと耳プラスチックは図２には示していない。聴取補助器が規定通りに耳に装着されているときは、フレーム１１はその尖端部または前部３５を前にして、その縦方向が装着者の視線方向に向いている。フレーム１１の横方向は装着者の視線方向に対して垂直であり、例えば装着者の両耳の接続線に対してほぼ平行に向いている。アンテナ１０の２つの部分（４０、４１）はフレーム１１の側方表面または側面３７に配置されている。

フレーム１１は縦方向において、図示していない分割面または分離面に沿って２つのフレーム半部に分割されている。この場合、両フレーム半部の各々は側面３７を有する。この場合、フレーム半部はそれに収容される組立て部品を挿入した後で、クリップ止め、ねじ止め、接着によっておよび／または保持ピンを用いて連結される。

図２に示した聴取補助器１００の実施の形態の場合、アンテナ１０は２つの部分４０、４１を有する。この部分は図２ではそれぞれ、開放したループの形をしている。その際、第１部分４０はフレーム半部４２に配置され一方、第２部分４１は見えない他のフレーム半部４３に配置されている。

アンテナ１０の両部分４０、４１は、フレーム１１の分割面または分離面に対して横方向に見て、互いに平行に延在し、従って互いに一直線上に並んでいる。それによって、アンテナ１０はフレーム１１の分割面または分離面に関して鏡像対称に形成されている。

両部分４０、４１の各々はそれぞれ２つの端部、すなわち接続端部４４、４５とブリッジ導体端部６１、６２を有する。その際、アンテナ１０の各部分４０、４１の両端部４４、６２と４５、６１は、図２においてそれぞれ、フレーム１１の同じ縦方向端部（すなわち、尖端部または前部３５）に配置されている。その際、両ブリッジ導体端部６１、６２は、電気的な横方向連結部またはブリッジ４６を介して互いに電気的に短絡している。この横方向連結部またはブリッジはさらに、両フレーム半部の分離部を架橋している。他の両端部、すなわち接続端部４４、４５は送受信装置６に接触している。

実施の形態に応じて、ブリッジ４６は少なくとも一部が導体トラックによって形成され、同様にＭＩＤ技術で（特にＬＤＳによって）フレーム１１の半部に直接取付けられている。その代わりに、ブリッジ導体端部６１、６２を互いに突き合わせて接合してもよく、この場合ブリッジ導体端部６１、６２は例えばはんだ付け個所６４によって互いに電気的に連結されている。すなわち、ブリッジ４６ははんだ付け個所６４によって形成されている。

図３はアンテナ１０の代替的な実施の形態を示している。この実施の形態の場合、ブリッジ４６は例えばつながって延びる導体トラックによって形成され、さらに前部３５の範囲に配置されないで、後側の範囲において、すなわち図の右側において上面３６の上を案内されている。アンテナ１０の両部分４０、４１は開放したループとして形成されていない。その代わりに、この部分は曲がりくねって延在し、複数の方向変更部分を有する。

アンテナ１０の各部分４０、４１の場合さらに、延在部に沿ったセグメントが補助構造体７０、７１を形成している。両補助構造体７０、７１の各々は閉じたループの形をしている。すなわちアンテナ１０の第１部分４０は第１補助構造体７０を形成し、アンテナ１０の第２部分４１は第２補助構造体７１を形成している。

図３の実施の形態では、両補助構造体７０、７１は同じように形成され、フレーム１１の両側面３７上に対称にかつ互いに向き合って配置されている。

各補助構造体７０、７１は本実施の形態では、楕円形に近似した形を有する。その際、各楕円形の主軸線は好ましくは近似的に鉛直方向に配向されている、すなわち聴取補助器１００が使用者に装着されるときに、地球系に関して垂直方向に配向されている。さらに、各補助構造体７０、７１は好ましくは主軸線の方向に見て両側が尖っている。

本発明は上述の実施の形態に基づいて非常に明瞭になる。しかし、本発明はこの実施の形態に限定されない。特許請求の範囲および上記説明から、本発明の多数の他の実施の形態を導き出すことができる。

１ ケーシング
２ マイクロホン
３ 信号処理装置
４ レシーバ
５ 電池
６ 送受信装置
１０ アンテナ
１１ フレーム
３５ 前部
３６ 上面
３７ 側面
４０ 第１部分
４１ 第２部分
４４ 接続端部
４５ 接続端部
４６ ブリッジ
６１ ブリッジ導体端部
６２ ブリッジ導体端部
６４ はんだ付け個所
７０ 第１補助構造体
７１ 第２補助構造体
１００ 聴取補助器

Claims (11)

1. ケーシング（１）と、電磁波用の送信および／または受信ユニット（６）を含む電気的または電子的な組立て部品を収容するための、前記ケーシング（１）に挿入されたフレーム（１１）と、付設のアンテナ（１０）とを具備し、前記アンテナ（１０）が前記フレーム（１１）の一体構成部品として、打抜き曲げ部品としてまたは金属製のインサート部品として形成されている、聴取補助器（１００）において、前記アンテナ（１０）が２つの端部（４４、６２）を有する第１部分（４０）を有し、この第１部分が開放したループとして形成されていることと、前記第１部分（４０）の延在部に沿ったセグメントが閉じたループの形を有する第１補助構造体（７０）として形成され、
   前記第１補助構造体（７０）が垂直方向に配向された主軸線を有する楕円形であることを特徴とする聴取補助器（１００）。
2. 前記フレーム（１１）が上面（３６）、下面（３９）および互いに対向する２つの側面（３７）を有していることと、前記第１補助構造体（７０）が前記フレーム（１１）の前記２つの側面（３７）の一方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の聴取補助器（１００）。
3. 前記アンテナ（１０）が２つの端部（４５、６１）を有する第２部分（４１）を有し、この第２部分が開放したループとして形成され、前記アンテナ（１０）の前記第１部分（４０）及び前記第２部分（４１）のそれぞれ一方の端部（６１、６２）がブリッジ（４６）を介して互いに電気的に短絡し、前記ブリッジ（４６）がフレーム（１１）の一体構成部品として形成されていることを特徴とする請求項２に記載の聴取補助器（１００）。
4. 前記アンテナ（１０）の前記第１部分（４０）及び前記第２部分（４１）が前記フレーム（１１）の互いに対向する２つの側面（３７）に配置されていることと、前記ブリッジ（４６）が前記フレーム（１１）の前記上面（３６）の上を案内されていることを特徴とする請求項３に記載の聴取補助器（１００）。
5. 前記第２部分（４１）の延在部に沿ったセグメントが、閉じたループの形を有する第２補助構造体（７１）として形成されていることを特徴とする請求項３または４に記載の聴取補助器（１００）。
6. 前記フレーム（１１）が２つのフレーム半部によって形成され、前記アンテナ（１０）の前記第１部分（４０）が前記２つのフレーム半部の一方に配置され、前記アンテナ（１０）の第２部分（４１）が前記２つのフレーム半部の他方に配置されていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の聴取補助器（１００）。
7. 前記アンテナ（１０）の前記両部分（４０、４１）、すなわち前記アンテナ（１０）の前記第１部分（４０）と前記アンテナ（１０）の前記第２部分（４１）が、前記フレーム半部を分離する分離面に関して互いに対称に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の聴取補助器（１００）。
8. 前記第２補助構造体（７１）が垂直方向に配向された主軸線を有する楕円形であることを特徴とする請求項５に記載の聴取補助器（１００）。
9. 前記第２補助構造体（７１）が楕円形であり、この楕円形がその主軸線の両端で尖っていることを特徴とする請求項８に記載の聴取補助器（１００）。
10. 前記第１補助構造体（７０）が楕円形であり、この楕円形がその主軸線の両端で尖っていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の聴取補助器（１００）。
11. 前記フレーム（１１）が非伝導性材料によって作成され、この材料が前記ケーシング（１）の材料よりも高い誘電率を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の聴取補助器（１００）。
    

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