WO2014090419A1

WO2014090419A1 - Modulare antenne für hörgeräte

Info

Publication number: WO2014090419A1
Application number: PCT/EP2013/063025
Authority: WO
Inventors: Jan Bauer; Johannes Kuhn; Hans Adel; Thomas Fischer; Frank Naumann; Mario Schühler
Original assignee: Siemens Medical Instruments Pte. Ltd.; Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2014-06-19
Also published as: DK2932559T3; US9571944B2; EP2932559B1; EP2932559A1; US20150281859A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antenneneinrichtung (10) für ein Hörhilfegerät (100) sowie ein Hörhilfegerät mit einer entsprechenden Antenneneinrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Antenneneinrichtung. Die Antenneneinrichtung ist ausgelegt, elektromagnetische Wellen mit einer vorbestimmten Wellenlänge Lambda zu empfangen und/oder auszusenden. Die Antenneneinrichtung weist einen Rahmen (11) zur Aufnahme von Baugruppen (3,5,6) des Hörhilfegeräts und eine elektrisch leitende Struktur (12) auf, welche integraler Bestandteil des Rahmens ist.

Description

Beschreibung

Modulare Antenne für Hörgeräte Die Erfindung betrifft eine Antenneneinrichtung für ein Hörhilfegerät, wobei die Antenneneinrichtung ausgelegt ist, elektromagnetische Wellen mit einer vorbestimmten Wellenlänge Lambda zu empfangen und/oder auszusenden, wobei die Antenneneinrichtung einen Rahmen zur Aufnahme von Baugruppen des Hör- hilfegeräts aufweist.

Hörhilfegeräte sind tragbare Hörvorrichtungen, die zur Ver^¬ sorgung von Schwerhörenden dienen. Um den zahlreichen individuellen Bedürfnissen entgegenzukommen, werden unterschiedli- che Bauformen von Hörhilfegeräten wie Hinter-dem-Ohr-

Hörgeräte (HdO) , Hörgerät mit externem Hörer (RIC: receiver in the canal) und In-dem-Ohr-Hörgeräte (IdO), z.B. auch Con- cha-Hörgeräte oder Kanal-Hörgeräte (ITE, CIC) , bereitge^¬ stellt. Die beispielhaft aufgeführten Hörgeräte werden am Außenohr oder im Gehörgang getragen. Darüber hinaus stehen auf dem Markt aber auch Knochenleitungshörhilfen,

implantierbare oder vibrotaktile Hörhilfen zur Verfügung. Da^¬ bei erfolgt die Stimulation des geschädigten Gehörs entweder mechanisch oder elektrisch.

Hörgeräte besitzen prinzipiell als wesentliche Komponenten einen Eingangswandler, einen Verstärker und einen Ausgangswandler. Der Eingangswandler ist in der Regel ein akusto- elektrischer Wandler, z. B. ein Mikrofon, und/oder ein elekt- romagnetischer Empfänger, z. B. eine Induktionsspule. Der Ausgangswandler ist meist als elektroakustischer Wandler, z. B. Miniaturlautsprecher, oder als elektromechanischer Wandler, z. B. Knochenleitungshörer, realisiert. Der Verstärker ist üblicherweise in eine Signalverarbeitungseinrichtung integriert. In der Vergangenheit wurden Hörhilfegeräte oft als Einzelsys^¬ teme betrachtet, die durch Mikrofone aufgenommene akustische Signale entsprechend modifiziert und verstärkt wiedergeben. Magnetisch induktive Funksysteme haben diese Einzelsysteme zu einem Gesamtsystem zusammengefasst , welches neben binauraler Kopplung der Hörhilfegeräte auch die drahtlose Anbindung an externe Komponenten wie Mobilgeräte, Multimediaeinheiten oder Programmiergeräte erlaubt. Allerdings funktioniert diese Anbindung nur über eine Zwischen- oder Relaisstation, die die 2.4 GHz Fernfeld-Anbindung der externen Gerate über Bluetooth auf die magnetischen induktiven Nahfeldsysteme umsetzt. Diese Relaisstation muss sich dabei immer in der Nähe des Hörhilfsgeräteträgers befinden, weil die Reichweite des magnetischen Systems im Nahfeld stark beschränkt ist.

Die direkte Anbindung im 2.4 GHz Fernfeld war lange Zeit durch Stromverbrauch und Größe derartiger Systeme begrenzt. Moderne Chipsysteme haben aber mittlerweile einen Stromver^¬ brauch, der einen Einsatz im Hörhilfegerät zulässt. Die Sen- sitivität der Chipsysteme stellt aber immer noch hohe Anfor^¬ derungen an das Antennendesign.

Aufgrund der Freiraumwellenlange Lambda von mehr als 10 cm in diesem Bereich und dem elektrisch kleinen Volumen des Hörhil- fegeräts, kann ein Standardantennendesign nicht ohne Weiteres verwendet werden. Antennen in Hörhilfegeräten sind daher individuelle, nichtmodulare Lösungen, die speziell auf das Hör^¬ hilfegerät angepasst werden müssen. In der Druckschrift US 7593538 B2 wird eine Antenne beschrie^¬ ben, die durch eine flexible PCB eine ein- oder mehrlagige Schleifenantenne bildet und an die Hauptleiterplatte des Hörgeräts angeschlossen wird. Die Druckschrift US 7450078 B2 beschreibt ebenfalls eine

Schleifenantenne, die durch eine einlagige Leiterschleife im Hörgerät realisiert wird. In der Druckschrift EP 1851823 Bl ist eine Antenne für ein Hörgerät beschrieben, bei der zwei Strahler in Spiralform verkürzt auf dem Hörgerätegehäuse angeordnet sind. In der Druckschrift EP 1587343 Bl ist ein Hörgerät mit einer Antenne als leitende Schicht im Material des Hörgerätegehäu^¬ ses offenbart.

Bei den kurzen Wellenlängen, die bei 2,4 GHz im Bereich von 10 cm liegt, ist der Einfluss des Kopfes des Trägers auf die Antennencharakteristik erheblich .

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die sende- und/oder Empfangseigenschaften beim anwendungsgemäßen Tragen des Hörgeräts am Kopf des Trägers zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Anten^¬ neneinrichtung nach Anspruch 1 sowie ein Herstellungsverfahren für eine Antenneneinrichtung nach Anspruch 10 und ein Hörhilfsgerät mit einer erfindungsgemäßen Antenneneinrichtung nach Anspruch 13.

Die Erfindung betrifft eine Antenneneinrichtung für ein Hörhilfegerät, wobei die Antenneneinrichtung ausgelegt ist, elektromagnetische Wellen mit einer vorbestimmten Wellenlänge Lambda zu empfangen und/oder auszusenden. Die Antenneneinrichtung weist einen Rahmen zur Aufnahme von Baugruppen des Hörhilfegeräts auf, wobei der Rahmen eine elektrisch leitende Struktur aufweist, die integraler Bestandteil des Rahmens ist. Unter integraler Bestandteil ist hierbei zu verstehen, dass die leitende Struktur nicht von dem Rahmen lösbar ist, und im Wesentlichen Teil der äußeren Form des Rahmens ist, also nicht weit davon absteht, wobei der Rahmen aus einem un^¬ terschiedlichen, nichtleitenden Material, insbesondere Kunst- stoff besteht.

Auf vorteilhafte Weise kann die erfindungsgemäße Antennenein^¬ richtung mit dem Rahmen in eine Vielzahl von unterschiedli- chen Gehäusen für Hörhilfegeräte eingebaut werden und erfordert es nicht für jedes Gehäuse, die Antenneneinrichtung der Geometrie des Gehäuses anzupassen, um gleiche vorteilhafte Empfangs- bzw. Sendeeigenschaften zu erlangen.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Antenneneinrichtung, wobei das Verfahren die Schritte des Strukturierens einer Oberfläche des Rahmens und des Aufbringen einer elektrisch leitenden Schicht auf der Oberfläche des Rahmens umfasst.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt auf einfache Weise, eine Antenneneinrichtung mit den gewünschten Sende- und Empfangseigenschaften platzsparend auf einem Rahmen herzustellen, wobei auch der Montageaufwand und die Kosten reduziert werden.

Schließlich betrifft die Erfindung ein Hörhilfegerät mit einer erfindungsgemäßen Antenneneinrichtung. Die erfindungsgemäße Antenneneinrichtung ermöglicht es, Hör^¬ hilfegeräte mit den genannten vorteilhaften Sende- und Empfangseigenschaften kostengünstig bereitzustellen.

Weitere vorteilhafte Fortbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Bei einer Ausführungsform ist die leitende Struktur derart an dem Rahmen angeordnet, dass die Antenneneinrichtung eine Empfangscharakteristik aufweist, die im Wesentlichen symmetrisch zu einer ersten Ebene durch den Rahmen ist, wobei die erste Ebene bei einem anwendungsgemäßen Tragen des Hörhilfegeräts parallel zu einer zweiten Ebene ausgerichtet ist, die eine Symmetrieebene zu dem Kopf des Trägers ist. Indem die Struktur so an dem Rahmen angeordnet ist, dass sie eine symmetrische Empfangs- bzw. Sendcharakteristik aufweist, kann ein Hörhilfsgerät mit einer erfindungsgemäßen Antenneneinrichtung so ausgebildet werden, dass es vorteilhafter Wei- se auf beiden Seiten des Kopfes getragen werden kann, ohne dass sich die Übertragungseigenschaften mittels der elektromagnetischen Wellen verschlechtert bzw. wesentlich ändert. In einer Ausführungsform der Erfindung weist die elektrisch leitende Struktur einen ersten Arm und einen zweiten Arm auf. An einem Fußpunkt stehen der erste Arm und der zweite Arm in elektrischer Verbindung miteinander. Der erste Arm erstreckt sich von dem Fußpunkt in eine erste Richtung und der zweite Arm erstreckt sich von dem Fußpunkt in eine zweite Richtung. Die erste Richtung und die zweite Richtung schließen einen im Wesentlichen rechten Winkel ein. Unter „im wesentlich einen rechten Winkel einschließen" ist hierbei zu verstehen, dass der Winkel zwischen den beiden Richtungen beispielsweise Wer- te in einem Bereich von 85 bis 95 Grad oder auch in einem

Bereich von 70 bis 110 Grad annimmt. Weiterhin schließt das Erstrecken eines Arms in eine Richtung nicht nur ein, dass der Arm einer Strecke auf einer Geraden entspricht, sondern auch, dass der Arm den Konturen der Oberfläche folgt und da- bei auch Hindernisse wie Ausnehmungen im Rahmen umgeht.

Dabei kann die Richtung des Arms an einzelnen Punkten der Erstreckung um einen geringen Winkel, beispielsweise bis zu 10 Grad oder auch bis zu 20 Grad von der Richtung abweichen. Als Erstreckungsrichtung kann dabei auch die Richtung einer Verbindungslinie zwischen Endpunkten des Arms betrachtet wer^¬ den. Dabei ist der zweite Arm mindestens doppelt so lang ist wie der erste Arm, er kann aber auch mindestens drei Mal so lang oder vier Mal so lang wie der erste Arm sein. Eine derartige Struktur weist auf vorteilhafte Weise eine Form auf, die auf einer üblicherweise langestreckten Form eines Rahmens angeordnet werden kann.

In einer möglichen Ausführungsform der Antenneneinrichtung weist der erste Arm einen von dem Fußpunkt beabstandeten Koppelpunkt zur Ankopplung an eine Sendeeinrichtung und/oder Empfangseinrichtung auf, um elektrische Energie ein- bzw. aus zukoppeln . In einer denkbaren Ausführungsform des Hörhilfegeräts besteht über diesen Koppelpunkt eine elektrische Verbindung für ein Hochfrequenzsignal zu einem Signaleingang bzw. Signalausgang der Sendeeinrichtung und/oder Empfangseinrichtung des Hörhil- fegeräts.

Die Ankopplung an dem ersten Arm verringert auf vorteilhafte Weise die Länge, die für den zweiten Arm benötigt wird, um eine zu einem Monopol vergleichbare Ein- bzw. Auskopplung einer elektromagnetischen Welle zu erreichen.

In einer denkbaren Ausführungsform der Antenneneinrichtung weist der Fußpunkt eine direkte elektrische Verbindung zum Ankoppeln an eine elektrischen Masse einer Sendeeinrichtung und/oder Empfangseinrichtung eines Hörhilfegeräts auf.

In einem erfindungsgemäßen Hörhilfegerät besteht über diese Verbindung eine elektrische Verbindung für ein Hochfrequenzsignal zu der Masse der Sendeeinrichtung und/oder Empfangs- einrichtung des Hörhilfegeräts.

Ein derartiger Kurzschluss nach Masse führt auf vorteilhafte Weise zu einer Transformation der Impedanz am Einkoppelpunkt, sodass der Wellenwiderstand der Antenneneinrichtung auf eine Impedanz am Ankoppelpunkt transformierbar ist, die der Impedanz einer ankoppelbaren Sende- bzw. Empfangseinrichtung entspricht und so auf vorteilhafte Weise eine besonders hohe Empfindlichkeit oder Wirkungsgrad der Antenneneinrichtung in Verbindung mit der Sende- bzw. Empfangseinrichtung bereit- stellt.

In einer denkbaren Ausführungsform ist die Antenneneinrichtung derart an dem Rahmen angeordnet, dass die zweite Rich^¬ tung bei einem anwendungsgemäßen Tragen des Hörhilfegeräts im Wesentlichen parallel zu einer zweiten Ebene ausgerichtet ist, die eine Symmetrieebene des Kopfes des Trägers bildet. Die Ausrichtung der zweiten Richtung in dem Rahmen ermöglicht es, dass ein Hörhilfegerät mit der Antenneneinrichtung beim Tragen am Kopf auf vorteilhafte Weise an beiden Seiten vergleichbare Emfangs- und Sendeeigenschaften aufweist

In einer möglichen Ausführungsform weist die elektrisch leitende Struktur einen ersten Arm und einen zweiten Arm auf, welche sich von einem Koppelpunkt weg erstrecken, wobei an den Koppelpunkt eine Sendeeinrichtung und/oder Empfangseinrichtung zur Ein- oder Auskopplung von elektrischer Energie ankoppelbar ist. In einer Ausführungsform erstrecken sich dabei der erste und der zweite Arm im Wesentlichen parallel zu^¬ einander und im Wesentlichen symmetrisch zu der ersten Ebene. Im Wesentlichen parallel zueinander ist in diesem Zusammenhang so zu verstehen, dass der erste Arm und der zweite Arm in einem maximalen Abstand zueinander verlaufen, der beispielsweise einer Breite des Rahmens entspricht, sich diese aber im weiteren Verlauf der Erstreckung nicht weiter voneinander entfernen. Es ist aber auch denkbar, dass in einem kleinen Bereich, der beispielsweise kleiner als ein Fünftel der Erstreckung ist zu dem Koppelpunkt benachbart ist, der erste Arm und der zweite Arm auseinanderlaufen.

Eine derartige Antenneneinrichtung ist bereits in sich symmetrisch und weist daher bereits auf vorteilhafte Weise auch eine symmetrische Sende- und/oder Empfangscharakteristik auf. Auch ermöglicht es die Form, dass zwischen den Armen der Rahmen ausgespart ist, um Zugang zu einem Innenraum des Rahmens zu gewähren. In einer möglichen Ausführungsform der Antenneneinrichtung bildet die elektrisch leitende Struktur eine Schleife.

Eine Schleife kann als magnetische Antenne auch im Vergleich zur Abmessung der Schlaufe große Wellenlängen senden und emp- fangen, sodass beispielsweise bei einer Wellenlänge von 10 cm bereits eine Schleife von 1 cm gute Ergebnisse erzielt. In einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Antenneneinrichtung wird zuerst die Oberfläche des Rahmens derart strukturiert, dass bei dem Aufbringen der leitenden Schicht diese nur gemäß der Struktu- rierung aufgebracht wird. Beispielsweise kann die Oberfläche des Rahmens mit einem Laser derart behandelt werden, dass sich in einem galvanischen Bad nur an den behandelten Stellen eine Leiterbahn abscheidet. Auf diese Weise ist auf vorteilhafte Weise ausreichend, nur die kleinen Oberflächenbereiche zu behandeln, auf denen eine leitende Struktur erzeugt werden soll, wodurch die Bearbei^¬ tungszeit auf vorteilhafte Weise verringert wird. In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens wird zuerst eine leitende Schicht auf die Oberfläche des Rahmens aufge^¬ bracht und anschließend die leitende Schicht strukturiert.

Dabei ist es möglich, die leitende Schicht beispielsweise durch Kleben, Sputtern oder andere Weise aufzubringen, was weniger Zeit als eine galvanische Abscheidung benötigen.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemä^¬ ßen Hörhilfegeräts;

Fig. 2 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antenneneinrichtung; Fig. 3 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hörhilfegeräts ;

Fig. 4 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hörhilfegeräts ;

Fig. 5 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hörhilfegeräts ;

Fig. 6 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hörhilfegeräts ;

Fig. 7 ein Ablaufschema eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und

Fig. 8 ein Ablaufschema eines erfindungsgemäßen Verfahrens .

In Fig. 1 sind lediglich die wesentlichen Elemente eines er- findungsgemäßen Hörhilfegeräts 100 dargestellt, ohne deren Position, Verbindungen oder Form naturgetreu wiederzugeben.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Hörhilfegerät 100 handelt es sich um ein Hörhilfegerät 100 zum Tragen hinter dem Ohr. Die Erfindung ist aber auch für In-dem-Ohr Hörhilfegeräte denkbar, wobei sich dann eine andere Anordnung der dargestellten Komponenten ergibt

In einem Hörgerätegehäuse 1 befindet sich ein Rahmen 11, der Teil einer Antenneneinrichtung 10 ist. In dem Rahmen 11 sind ein oder mehrere Mikrofone 2 zur Aufnahme des Schalls bzw. akustischer Signale aus der Umgebung angeordnet. Die Mikrofo^¬ ne 2 sind akusto-elektrische Wandler 2 zur Umwandlung des Schalls in erste Audiosignale. Eine Signalverarbeitungsein- richtung 3, die ebenfalls in das Hörgerätegehäuse 1 inte^¬ griert ist, verarbeitet die ersten Audiosignale. Das Aus^¬ gangssignal der Signalverarbeitungseinrichtung 3 wird an einen Lautsprecher bzw. Hörer 4 übertragen, der ein akustisches Signal ausgibt. Der Schall wird gegebenenfalls über einen Schallschlauch, der mit einer Otoplastik im Gehörgang fixiert ist, zum Trommelfell des Geräteträgers übertragen. Die Ener^¬ gieversorgung des Hörgeräts und insbesondere die der Signal- Verarbeitungseinrichtung 3 erfolgt durch eine ebenfalls ins Hörgerätegehäuse 1 integrierte Batterie 5. Die Signalverar^¬ beitungseinrichtung 3, Hörer 4 und Batterie 5 sind ebenfalls in dem Rahmen 11 angeordnet, sodass der Rahmen mit den darin angeordneten Komponenten einfach dem Hörgerätegehäuse entnom- men werden kann, um beispielsweise das Hörgerätegehäuse 1 austauschen zu können.

Die erfindungsgemäße Signalverarbeitungseinrichtung 3 ist auch zur Verarbeitung von elektromagnetischen Wellen ausge- legt. Die Signalverarbeitungseinrichtung 3 weist eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung 6 zum Erzeugen und Detektion von elektromagnetischen Wellen und/oder zur Dekodierung auf. Die Sende- und/oder Empfangseinrichtung 6 ist elektrisch mit einer elektrisch leitfähigen Struktur 12 der Antenneneinrich- tung 10 verbunden, um elektromagnetische Wellen auszusenden und zu empfangen.

Die Darstellung bezüglich Form und Anordnung in Fig. 1 ist hier nur symbolisch und wird zu den nachfolgenden Figuren nä- her erläutert.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antenneneinrichtung 10 in einer perspektivischen Aufsicht. Die Antenneneinrichtung 10 weist einen Rahmen 11 auf. Der Rahmen 11 ist aus einem nichtleitenden Material, beispiels^¬ weise aus Kunststoff gefertigt. Der Rahmen 11 ist dazu vorge^¬ sehen, Baugruppen des Hörhilfegeräts 1 aufzunehmen und in einer Position relativ zueinander zu fixieren. So ist auf der Oberseite eine Öffnung 30 vorgesehen, unter der ein Mikrofon 2 angeordnet werden kann. Die Ausnehmung 31 ist zur Aufnahme des Hörers 4 vorgesehen und die Ausnehmung 32 zur Aufnahme einer Signalverarbeitungseinrichtung 3. In dem mit 34 gekenn- zeichneten Bereich kann ein Batteriefach mit einer Batterie 5 angeordnet werden.

Der Rahmen 11 ist dazu vorgesehen, von einem Hörgerätegehäuse 1 (in Fig. 2 nicht dargestellt) aufgenommen zu werden, um als Hinter-dem-Ohr-Hörhilfegerät 1 am Ohr eines Trägers getragen zu werden. Dabei ist die mit 35 bezeichnete Spitze, an der ein Schlauch für eine nicht dargestellte Otoplastik anschließbar ist. Die Spitze 35 ist, wenn das Hörhilfegerät an- wendungsgemäß am Ohr getragen wird, mit der zweiten Richtung 21 frontal in Blickrichtung des Trägers gerichtet.

Auf der oberen Oberfläche des Rahmens 11 ist eine elektrisch leitende Struktur 12 angeordnet. Dabei ist die elektrisch leitende Struktur 14 als integraler Bestandteil des Rahmens 11 fest mit der Oberfläche des Rahmens 11 verbunden und ist nicht von der Oberfläche beabstandet. Dadurch ist die elekt^¬ risch leitende Struktur 14 nicht mehr von dem Rahmen lösbar und wird bereits mit dem Rahmen 11 bereitgestellt. Das Ver- fahren zur Erzeugung der elektrisch leitenden Struktur 14 auf dem Rahmen 11 ist zu den Figuren 7 und 8 nachfolgend

beschrieben .

Die elektrisch leitende Struktur 12 gliedert sich in zwei elektrisch leitend miteinander verbundene Arme 13, 14. Der erste Arm 13 erstreckt sich quer über die Oberseite des Rah^¬ mens 11 in die erste Richtung 20. Der zweite Arm 14 erstreckt sich im Wesentlichen in die zweite Richtung 21, wobei der zweite Arm 14 der Krümmung der Oberfläche des Rahmens 11 folgt und auch die Öffnung 30 für das Mikrofon 2 umgeht. Ins^¬ gesamt weicht jedoch eine gedachte Verbindungslinie zwischen Endpunkten des zweiten Arms 14 nur um wenige Grad von der Richtung 21 ab, wobei Abweichungen von 5, 10 oder 20 Grad denkbar sind.

Der zweite Arm 14 erstreckt sich im Wesentlichen entlang einer Mittellinie des Rahmens auf der Oberseite, die durch einen Schnitt der Oberseite mit einer Symmetrieebene des Rah- mens, parallel zur Richtung 21 und senkrecht zu Richtung 20 ergibt. Abweichungen ergeben sich lediglich dadurch, dass der zweite Arm 14 Öffnungen auf der Oberseite des Rahmens umgeht. Der erste Arm 13 und der zweite Arm 14 treffen sich an einem Fußpunkt 15, an dem eine weitere elektrische Verbindung 16 angeordnet ist, welche dazu vorgesehen ist, eine elektrische Verbindung zwischen dem Fußpunkt 15 und einer elektrischen Masse der Signalverarbeitungseinrichtung 3 herzustellen. Die elektrische Verbindung kann dabei ohmsch, kapazitiv oder induktiv erfolgen, sodass ein hochfrequenter Wechselstrom vom Fußpunkt zur Masse der Signalverarbeitungseinrichtung fließen kann . Der Winkel zwischen dem ersten Arm 13 und dem zweiten Arm 14 bzw. zwischen deren Erstreckungsrichtungen 20, 21 beträgt im Wesentlichen 90 Grad, wobei eine Abweichung um einige Grad wie beispielsweise um 5 Grad, 10 Grad oder 15 Grad denkbar ist .

An dem vom Fußpunkt 15 gegenüberliegende Ende des ersten Arms

13 ist ein Koppelpunkt 17 angeordnet, an dem ein elektrischer Leiter zur Ankopplung der Sende- und/oder Empfangseinrichtung 6 vorgesehen ist, über die die Sende- und/oder Empfangsein- richtung 6 elektrische Hochfrequenzenergie in die Antennen^¬ einrichtung zum Senden einkoppeln oder zum Empfangen auskoppeln kann.

Dabei ist es von besonderem Vorteil, dass durch die Massever- bindung am Fußpunkt 15 bzw. den Kurzschluss der Antenneneinrichtung 10 an dieser Stelle sich eine Transformation der Wellenwiderstände zwischen Koppelpunkt 17 und dem zweiten Arm

14 ergibt, sodass eine Ein- bzw. Auskopplung am Koppelpunkt mit einer niedrigeren Impedanz erfolgen kann, als es ein Mo- nopol mit einer zu dem zweiten Arm 14 vergleichbaren Länge erfordern würde, was eine einfachere und effektivere Ausle^¬ gung der Schaltung in der Sende- und Empfangseinheit 6 er^¬ laubt . Dabei ist das Verhältnis der Wellenwiderstände von dem

Abstand des Koppelpunktes 17 von dem Fußpunkt 15 sowie der Wellenlänge Lambda abhängig, während die Länge des zweiten Arms wesentlich von der Wellenlänge Lambda abhängt. Dabei ist der zweite Arm 14 mindestens doppelt so lang wie der erste Arm 13, er kann aber auch 3 Mal oder 5 Mal so lang sein.

In einer beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antenneneinrichtung 10 für eine Frequenz von 2,4 GHz ist der erste Arm 13 7,7 mm lang und der zweite Arm 14 21,8 mm.

Weiterhin ist durch den im Wesentlichen rechten Winkel zwischen erstem Arm 13 und zweiten Arm 14 eine geringere Länge des zweiten Arms 14 im Vergleich zu einem Monopol möglich, was bei den begrenzen Dimensionen des Rahmens von Vorteil ist .

Fig. 3 stellt ein erfindungsgemäßes Hörhilfegerät 100 mit ei^¬ ner erfindungsgemäßen Antenneneinrichtung 10 dar. Dabei sind alle Elemente bis auf die elektrisch leitende Struktur 12 der Antenneneinrichtung 10 halbtransparent dargestellt, um diese hervorzuheben. Insbesondere wird so die Lage der Antenneneinrichtung 10 innerhalb des Gehäuses 1 besser ersichtlich. Fig. 4 stellt eine weitere mögliche Ausführungsform eines

Hörhilfegeräts 100 mit einer Antenneneinrichtung 10 dar. Die gleichen Referenzzeichen bezeichnen die gleichen Gegenstände.

Der Gegenstand der Fig. 4 unterscheidet sich von dem Gegen- stand der Fig. 3 dadurch, dass von dem Fußpunkt 15, an dem der erste Arm 13 und der zweite Arm 14 miteinander elektrisch verbunden sind, keine elektrische Verbindung 16 zu einer elektrischen Masse der Signalverarbeitungseinrichtung 3 vorgesehen ist. Somit ist an dem Fußpunkt 15 kein Kurzschluss der Antenneneinrichtung 10 vorhanden und die beschriebene

Transformation der Wellenwiderstände zwischen Koppelpunkt 17 und der Antenneneinrichtung 10 findet nicht statt. Es sind daher der erste Arm 13, der zweite Arm 14 und/oder die Sende- und Empfangseinrichtung 6 anders auszuführen, um eine Anpassung zu erreichen. Beispielsweise kann bereits in der Sende- und Empfangseinrichtung 6 durch Induktivitäten oder Kapazitäten eine Transformation der Signale und eine Anpassung der Impedanzen erfolgen.

Fig. 5 stellt eine weitere mögliche Ausführungsform eines Hörhilfegeräts 100 mit einer Antenneneinrichtung 10 in einer Aufsicht von oben dar. Auch in Fig. 5 sind gleiche Elemente wieder mit gleichen Referenzzeichen bezeichnet.

Die Ausführungsform der Fig. 5 unterscheidet sich von dem Gegenstand der Fig. 4 dadurch, dass der erste Arm 13 und der zweite Arm 14 gleich lang sind und symmetrisch zu der Symmet- rieebene des Rahmens 11 und des Hörhilfegeräts 1 auf der

Oberfläche des Rahmens 11 angeordnet sind. Durch die Symmet^¬ rie der beiden Arme 13, 14 ist vorteilhafter Weise auch eine hohe Symmetrie der resultierenden Antennencharakteristik bezüglich der Symmetrieebene des Hörhilfsgeräts gegeben.

Die Antenneneinrichtung 10 der Fig. 5 weist weiterhin keinen separaten Fußpunkt 15 auf, sondern der erste Arm 13 und der zweite Arm 14 treffen an dem Koppelpunkt 17 aufeinander. An diesem Koppelpunkt 17 kann beispielsweise ein symmetrischer Wellenleiter HF-Energie von der Sendeeinrichtung 6 einkoppeln oder zu einer Empfangseinrichtung 6 auskoppeln. In diesem Fall sind der erste Arm 13 und der zweite Arm 14 nicht in ohmschen Kontakt miteinander. Es ist aber auch eine induktive Kopplung durch eine Spule denkbar, wobei dann der erster Arm 13 und zweiter Arm 14 miteinander elektrisch verbunden wären. Je nach Zuleitung sind verschiedene Kombinationen von

Induktivitäten und Kapazitäten zur Anpassung denkbar

Fig. 6 stellt eine andere mögliche Ausführungsform eines Hör- hilfegeräts 100 mit einer Antenneneinrichtung 10 in einer

Aufsicht von oben dar. Auch in Fig. 6 sind gleiche Elemente wieder mit gleichen Referenzzeichen bezeichnet. Die Ausführungsform der Fig. 6 unterscheidet sich von dem in Fig. 4 abgebildeten Gegenstand dadurch, dass der erste Arm 13 und der zweite Arm 14 gleich lang sind und symmetrisch zu der Symmetrieebene des Rahmens 11 und des Hörhilfegeräts 100 auf der Oberfläche des Rahmens 11 angeordnet sind. Die beiden Ar^¬ me treffen an dem Koppelpunkt 17 aufeinander, an dem beispielsweise ein symmetrischer Welleneiter HF-Energie von der Sendeeinrichtung 6 einkoppelt oder zu einer Empfangseinrichtung 6 auskoppelt. In diesem Fall sind der erste Arm 13 und der zweite Arm 14 am Koppelpunkt 17 nicht in ohmschen Kontakt miteinander. Es ist aber auch eine induktive Kopplung durch eine Spule denkbar, wobei dann der erster Arm 13 und zweiter Arm 14 an dem Koppelpunkt miteinander elektrisch verbunden wären .

Darüber hinaus weist die Antenneneinrichtung 10 an dem vom Koppelpunkt 17 beabstandeten Ende eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Armen 13, 14 auf, sodass die Arme 13, 14 eine elektrisch leitende Schleife bilden, die eine Fläche auf der Oberfläche des Rahmens umschließt. Durch die Symmetrie der beiden Arme 13, 14 ist vorteilhafter Weise auch eine hohe Symmetrie der resultierenden Antennencharakteristik bezüglich der Symmetrieebene des Hörhilfsgeräts gegeben. Fig. 7 zeigt ein Ablaufschema eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Antenneneinrichtung 10. Dabei wird die Antenneneinrichtung 10 als spritzgegossener Schaltungsträger (engl, molded interconnect device, MID) hergestellt. In einem Schritt S100 wird zunächst ein Rahmen 11 gefertigt. Der Rahmen 11 besteht bevorzugter Weise aus einem thermoplastischen Kunststoffe, der durch Spritzguss in die gewünschte Form gebracht wird. Es sind aber auch andere Verfahren zur Herstellung denkbar, beispielsweise durch chemisches Aushär- ten eines Kunststoffes in einer Form. Auch wäre ein Fräsen aus einem Kunststoffblock möglich oder ein Drucken mittels eines 3D-Druckers. In einem Schritt S110 wird die Oberfläche des Rahmens 11 strukturiert. In einer Ausführungsform ist der Kunststoff des Rahmens dazu ausgelegt, bei einer Behandlung mit Laserstrah^¬ len an der Oberfläche Keime für eine spätere Metallisierung auszubilden. Dies kann beispielsweise durch eine Beimischung von Metallpartikeln in dem Kunststoff erreicht werden. Die Oberfläche wird entsprechend der in Fig. 3 bis 6 vorgestell^¬ ten Geometrien für die elektrisch leitende Struktur 12 mit einem Laser bestrahlt, sodass an der Oberfläche Metallparti- kel freiliegen.

Ein anderes Verfahren zur Strukturierung kann ein Fräsen oder Prägen der Oberfläche sein. Es ist dabei auch denkbar, dass das Strukturieren der Oberfläche schon in Schritt 100 bei dem Spritzguss des Rahmens 11 erfolgt. Es kann beispielsweise ein zweiter Spritzguss mit einem zweiten Kunststoff erfolgen, der geeignet ist, für eine nachfolgende Metallisierung als Sub^¬ strat zu dienen, z.B. durch einen hohen Anteil an Metallpartikeln. Bei dem zweiten Spritzguss wird eine Struktur

erzeugt, die der Form der elektrisch leitenden Struktur 12 entspricht .

In einem Schritt S120 wird anschließend eine leitende Metall^¬ schicht aufgebracht. Dies kann beispielsweise in einem galva- nischen Bad erfolgen, wobei sich eine Metallschicht nur in den durch den Laserstrahl strukturierten Bereichen um die Metallpartikel herum abscheidet und eine geschlossene elekt^¬ risch leitende Struktur 12 ausbildet. Gleiches gilt, wenn ein zweiter Kunststoff als Substrat für die Metallisierung aufge- bracht wurde.

Denkbar wäre auch, dass eine Metallfolie mit der gewünschten leitenden Struktur dauerhaft mit der Oberfläche verbunden wird, zum Beispiel durch Heißprägen.

Fig. 8 zeigt ein Ablaufschema für ein alternatives erfin^¬ dungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Antenneneinrichtung 10. Das Verfahren der Fig. 8 unterscheidet sich im We- sentlichen von dem Verfahren der Fig. 7 dadurch, dass zunächst eine leitende Schicht aufgebracht wird, und dann erst strukturiert wird.

In Schritt 200 wird zunächst ein Rahmen 11 bereitgestellt. Der Schritt 200 entspricht dem zu Fig. 7 dargestellten

Schritt 100.

In Schritt S210 wird auf den Rahmen 11 zumindest in den

Bereichen, in denen sich später die leitende Struktur 12 be- finden soll, eine leitende Schicht aufgebracht. Die leitende Schicht kann zum Beispiel als Folie aufgeklebt werden, durch galvanische Abscheidung oder durch ein Sprüh-, Sputter- oder Aufdampfverfahren aufgebracht werden. In Schritt 220 wird anschließend diese Schicht derart struk^¬ turiert, sodass sie die Form der gewünschten elektrisch leitenden Struktur 12 ausbildet. Eine Strukturierung kann durch direkten Materialabtrag mittels Laser oder mechanisch erfol^¬ gen, oder auch durch chemische Verfahren mittels Aufbringen einer Maske (fototechnisch oder direkt) und anschließendem Ätzen .

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge^¬ schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

Claims

Patentansprüche

1. Antenneneinrichtung für ein Hörhilfegerät (100), wobei die Antenneneinrichtung (10) ausgelegt ist, elektromagnetische Wellen mit einer vorbestimmten Wellenlänge Lambda zu empfangen und/oder auszusenden, wobei die Antenneneinrichtung (10) einen Rahmen (11) zur Aufnahme von Baugruppen des Hörhilfege^¬ räts (100) aufweist, dadurch gekennzeichnet,

dass der Rahmen eine elektrisch leitende Struktur (13, 14, 15, 16, 17) aufweist, welche integraler Bestandteil des Rah^¬ mens (11) ist.

2. Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die leitende Struktur (13, 14, 15, 16, 17) derart an dem Rahmen (11) ange- ordnet ist, dass die Antenneneinrichtung (10) eine Empfangs^¬ charakteristik aufweist, die im Wesentlichen symmetrisch zu einer ersten Ebene durch den Rahmen (11) ist, wobei die erste Ebene bei einem anwendungsgemäßen Tragen des Hörhilfegeräts (100) parallel zu einer zweiten Ebene ausgerichtet ist, die eine Symmetrieebene zu dem Kopf des Trägers ist.

3. Antenneneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die elektrisch leitende Struktur ((13, 14, 15, 16, 17) einen ersten Arm (13) und einen zweiten Arm (14) aufweist, wobei sich der erste Arm (13) in eine erste Richtung (20) und der zweite Arm (14) in eine zweite Richtung (21) von einem Fußpunkt (15) erstrecken, an dem der erste Arm (13) und der zweite Arm (14) in elektrischer Verbindung stehen, und die erste Richtung (20) und die zweite Richtung (21) einen im wesentlichen rech- ten Winkel einschließen, wobei der zweite Arm (14) mindestens doppelt so lang ist wie der erste Arm (13) .

4. Antenneneinrichtung nach Anspruch 3, wobei der erste Arm (13) einen von dem Fußpunkt (15) beabstandeten Koppelpunkt (17) zum Ankoppeln an eine Sendeeinrichtung und/oder Empfangseinrichtung (6) eines Hörhilfegeräts (100) zur Ein- oder Aus^¬ kopplung von elektrischer Energie aufweist.

5. Antenneneinrichtung nach Anspruch 4, wobei der Fußpunkt (15) eine direkte elektrische Verbindung (16) zum Ankoppeln an eine elektrischen Masse der Sendeeinrichtung und/oder Empfangseinrichtung (6) eines Hörhilfegeräts (100) aufweist.

6. Antenneneinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Antenneneinrichtung (10) derart an dem Rahmen (11) angeordnet ist, dass die zweite Richtung (21) bei einem an^¬ wendungsgemäßen Tragen des Hörhilfegeräts (100) im Wesentli- chen parallel zu einer zweiten Ebene ausgerichtet ist, die eine Symmetrieebene des Kopfes des Trägers bildet.

7. Antenneneinrichtung nach Anspruch 2, wobei die elektrisch leitende Struktur einen ersten Arm (13) und einen zweiten Arm (14) aufweist, welche sich von einem Koppelpunkt (17) weg er^¬ strecken, wobei an den Koppelpunkt (17) eine Sendeeinrichtung und/oder Empfangseinrichtung (6) zur Ein- oder Auskopplung von elektrischer Energie gekoppelt ist.

8. Antenneneinrichtung nach Anspruch 7, wobei sich der erste Arm (13) und der zweite Arm (14) im Wesentlichen parallel zueinander und im Wesentlichen symmetrisch zu der ersten Ebene erstrecken .

9. Antenneneinrichtung nach Anspruch 2, wobei die elektrisch leitende Struktur (13, 14, 17) eine Schleife bildet.

10. Verfahren zur Herstellung einer Antennenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

Strukturieren einer Oberfläche des Rahmens (11),

Aufbringen einer elektrisch leitenden Schicht auf die Oberfläche des Rahmens (11) .

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei zuerst die Oberfläche des Rahmens (11) derart strukturiert wird, dass bei dem Auf^¬ bringen der leitenden Schicht diese nur gemäß der Strukturie^¬ rung aufgebracht wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei zuerst eine leitende Schicht auf die Oberfläche des Rahmens (11) aufgebracht wird und anschließend die leitende Schicht strukturiert wird.

13. Hörhilfegerät, wobei das Hörhilfegerät (100) eine Anten^¬ neneinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.

14. Hörhilfegerät nach Anspruch 13, wobei das Hörhilfegerät (100) eine Sende und/oder Empfangseinrichtung (6) aufweist, wobei der erste Arm (13) an dem von dem Fußpunkt (15) beabstandeten Koppelpunkt (17) an die Sendeeinrichtung und/oder Empfangseinrichtung (6) gekoppelt ist.

15. Hörhilfegerät nach Anspruch 14, wobei der Fußpunkt (15) eine direkte elektrische Verbindung (16) zu einer elektri^¬ schen Masse der Sendeeinrichtung und/oder Empfangseinrichtung (6) aufweist.