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Die
Erfindung betrifft eine Hörhilfe
mit einer Mikrophoneinrichtung.
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Hörhilfen
dienen der Behandlung hörgeschädigter,
schwerhöriger
Patienten. Sie bestehen prinzipiell aus einem Mikrophon als Schallaufnehmer
zum Aufnehmen von Umgebungsschall, aus einer Signalverarbeitungseinrichtung
und Verstärkung,
und aus einem auch als Hörer
oder Receiver bezeichneten Lautsprecher. Im folgenden wird unter
Receiver jeglicher Ausgangssignalerzeuger einer Hörhilfe verstanden,
also beispielsweise auch ein Erzeuger für nervale Stimulationssignale
oder für
Signale zur direkten Stimulation der Cochlea. Der Receiver erzeugt
von der Hörhilfe
aufgenommene und verarbeitete akustische Ausgangssignale, die zum
Gehör des
Patienten geleitet werden.
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Hörhilfen
sind in verschiedenen grundlegenden Gehäuse-Konfigurationen bekannt. Bei HDO-Hörhilfen
(Hinter-Dem-Ohr, Behind-The-Ear) wird ein Gehäuse mit Komponenten wie Batterie
und Signalverarbeitungseinrichtung hinter dem Ohr getragen und ein
Schlauch oder Schallschlauch, auch als Tube bezeichnet, führt vom
Gehäuse
zum Gehörgang.
Bei IDO-Hörhilfen
(In-Dem-Ohr, In-The-Ear) wird
ein Gehäuse,
das sämtliche
Komponenten einschließlich
Mikrophon und Receiver enthalten kann, im Gehörgang getragen. Weitere Konfigurationen sind
Completely-In-Canal (CIC) oder Receiver-In-Canal Behind-The-Ear
(RIC-BTE).
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Das
menschliche Ohr besteht aus einer Vielzahl einzelner Komponenten,
die die Hörfähigkeit
bewirken und beeinflussen. Die Ohrmuschel dient als Schalltrichter
und durch ihre Form moduliert sie den Schall gleichzeitig richtungsabhängig. Der
Gehörgang
leitet den Schall zum Trommelfell weiter und bewirkt dabei ebenfalls
eine richtungsabhängige
Modulation. Das Trommelfell ist flächig erstreckt und wird durch
auftreffenden Schall in Vibration versetzt, die im Innenohr unter
anderem durch Gehörknöchelchen und
Cochlea in ein für
das Gehirn verarbeitbares nervales Signal umgesetzt wird.
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Eine
herkömmliche
Hörhilfe
kann als Schallaufnehmer ein einzelnes Mikrophon aufweisen. Der Umgebungsschall
wird durch die Kopfform des Patienten, durch die Ohrmuschel, und
durch weitere Umgebungseinflüsse
moduliert. Diese Modulation steht in Zusammenhang mit sogenannten
Head-Related-Transfer-Functions
(HRTF) und bewirkt eine Richtungsabhängigkeit des aufgenommenen Schalls.
Je nachdem, wo das Mikrophon angeordnet ist, z. B. hinter dem Ohr
oder im Ohr am Eingang des Gehörgangs, ändert sich
das richtungsabhängige akustische
Signal. Auch wenn jedoch diese Modulation durch die Signalverarbeitung
in der Hörhilfe
berücksichtigt
wird, ist doch kein natürlicher
räumlicher Höreindruck
simulierbar. Eine räumliche
Simulation ermöglicht
es zum einen, die akustische Wiedergabe von Signalen für den Hörhilfeträger authentischer und
realistischer zu machen. Zum anderen ermöglicht eine räumliche
Simulation bzw. Analyse die Separierung verschiedener Schallquellen
und gezielte Unterdrückung
von Störsignalen
einer Störschallquelle,
um den Nutzsignal-Störsignal-
bzw. Signal-Rausch-Abstand zu erhöhen.
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Daher
sind Hörhilfen
bekannt, die zwei oder mehrere Mikrophone als Schallaufnehmer aufweisen.
Sind mindestens zwei Mikrophone vorgesehen, so kann erreicht werden,
dass die Signalverarbeitung zumindest grundlegende räumliche
Informationen berücksichtigen
kann, z. B. ob eine Signalquelle vor oder hinter dem Kopf des Hörhilfeträgers angeordnet ist.
Es liegt auf der Hand, dass eine höhere Anzahl von Mikrophonen
die räumlichen
Auswertungsmöglichkeiten
verbessert. Um alle 3 Raumrichtungen erfassen zu können, sind
theoretisch mindestens 4 Mikrophone erforderlich, die auf verschiedenen
Raumachsen angeordnet sein müssen.
Grundsätzlich
ermöglicht
eine Erhöhung
der Anzahl von Mikrophonen eine Verbesserung des Signal-Rausch-Abstands sowie
ein realistischeres und natürlicheres
Ausgangssignal.
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Zur
Erhöhung
des Tragekomforts und zur Verbesserung der Kosmetik werden Hörhilfen
möglichst
klein ausgeführt.
Wegen des Raumbedarfs eines Mikrophons ist es daher nicht möglich, eine
beliebig hohe Anzahl von Mikrophonen vorzusehen. Hinzukommt dass
die geringe Größe einer
Hörhilfe auch
die Möglichkeiten
der Anordnung von Mikrophonen auf verschiedenen Raumachsen erschwert. Der
durch eine geringe Baugröße der Hörhilfe bewirkte
kleine Abstand der Mikrophone zueinander verringert die räumliche
Auflösung
bezüglich
des aufzunehmenden Umgebungsschalls zusätzlich, so dass die Empfindlichkeit
und Genauigkeit der räumlichen
Schallerfassung begrenzt ist.
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Mit
herkömmlichen
Mikrophoneinrichtungen ist daher ein natürlicher räumlicher Höreindruck nur eingeschränkt simulierbar.
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Hörhilfe mit einer Mikrophoneinrichtung
anzugeben, die eine verbesserte räumliche Erfassung von Umgebungsschall
ermöglicht.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe durch eine Hörhilfe
mit den Merkmalen des unabhängigen
Patentanspruchs.
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Ein
Grundgedanke der Erfindung besteht darin, eine Hörhilfe umfassend eine Mikrophoneinrichtung,
eine Signalverarbeitungseinrichtung und einen Receiver anzugeben,
deren Mikrophoneinrichtung aus einer flächig erstreckten Anordnung
einer Vielzahl von in MEMS-Technologie (Mikro-Elektro-Mechanisches
System) aufgebauten akustischen Sensoren besteht, deren Signalverarbeitungseinrichtung als
Eingangssignale eine Vielzahl von Sensorsignalen von einzelnen Sensoren
oder von zu Gruppen zusammengefassten Sensoren der Mikrophoneinrichtung
erhält,
und deren Signalverarbeitungseinrichtung die Vielzahl von Sensorsignalen
in Abhängigkeit von
einer räumlichen
Anordnung der Sensoren verarbeitet.
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Ein
Vorteil dieses Grundgedankens besteht darin, dass die flächige Erstreckung
und die Vielzahl der akustischen Sensoren eine akkuratere und präzisere räumliche
Erfassung des Umgebungsschalls ermöglicht. Die verbesserte räumliche
Erfassung ermöglicht
weiter eine bessere Unterdrückung
unerwünschter
Störsignale
des Umgebungsschalls. Durch Verwendung der MEMS-Technologie können die
akustischen Sensoren ausreichend klein ausgeführt werden, um trotz des geringen
verfügbaren Raums
auf oder an einer Hörhilfe
oder im Bereich des menschlichen Ohrs oder Gehörgangs eine Vielzahl davon
vorsehen zu können.
Die MEMS-Technologie erlaubt dabei eine Serien- oder Massenfertigung
mit hoher Verfügbarkeit
und geringen Kosten.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung des Grundgedankens der Erfindung ist
die Mikrophoneinrichtung als flexible Folie ausgeführt und
derart konturiert, dass sie in die Ohrmuschel eines Hörhilfe-Trägers eingesetzt
werden kann.
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Ein
Vorteil dieses Grundgedankens besteht darin, dass die räumliche
Modulation des Schalls durch die Ohrmuschel die durch die Mikrophoneinrichtung
aufgenommenen Signale moduliert und in der Signalverarbeitung berücksichtig
werden kann, um die räumliche
Erfassung des Umgebungsschalls zu verbessern. Zugleich bildet die
Ohrmuschel eine im Vergleich zu einer Hörhilfe oder Gehörgang große Fläche, die
für die
Mikrophoneinrichtung genutzt werden kann, um die Empfindlichkeit
und Genauigkeit der räumlichen
Erfassung des Umgebungsschalls zu verbessern. Während herkömmliche Mikrophone für eine Anordnung
in der Ohrmuschel in großer
Anzahl zu groß sind
und außerdem
auch deren Fixierung Ohrmuschel Probleme bereitet, ist eine als
Folie aufgeführte
flächige,
dünne Mikrophoneinrichtung
in den Konturen der Ohrmuschel, beispielsweise Helix oder Concha,
fixierbar und komfortabel tragbar. Bei geeigneter optischer Gestaltung,
beispielsweise in fleischfarbener, matter Färbung, ist sie zudem optisch
unauffällig.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Grundgedankens der Erfindung
ist die die Mikrophoneinrichtung dazu ausgebildet, anstelle des
Trommelfells oder das Trommelfell überdeckend in den Gehörgang eines
Hörhilfe-Trägers eingesetzt zu
werden.
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Ein
Vorteil dieses Grundgedankens besteht darin, dass für Hörgeschädigte mit
beschädigtem oder
dysfunktionalem Trommelfell ein Trommelfell-Ersatz geschaffen werden
kann. Durch die flächige
Ausführung
der Mikrophoneinrichtung als Folie kann dabei die Form eines Trommelfells
nachgebildet werden, was die Platzierung der Mikrophoneinrichtung
begünstigt.
Die gute räumliche
Erfassung durch die Mikrophoneinrichtung erlaubt es zudem, auch
die räumliche
Erfassung eines intakten Trommelfells zu ersetzen. Die Platzierung
des Trommelfell-Ersatzes im Bereich des Trommelfells oder an dessen
Stelle gewährleistet
dabei, dass die räumlich abhängige Modulation
des Umgebungsschalls durch Kopfform, Ohrmuschelform und Gehörgang genutzt werden
kann.
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Weitere
vorteilhafte Weiterbildungen des Grundgedankens der Erfindung sowie
weitere Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen sowie
aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von
Figuren. Es zeigen:
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1 Schematische
Darstellung von Hörhilfe-Komponenten
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2 IDO-Hörhilfe mit
flächiger
Mikrophoneinrichtung
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3 Flächige Mikrophoneinrichtung
in Ohrmuschel
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4 Schematische
flächenhafte
Mikrophoneinrichtung
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5 Ablaufanordnung
der Hörhilfe-Komponenten
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6 Testvorrichtung
mit künstlichem
Gehörgang
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7 IDO-Hörhilfe
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8, 9 Flächige Mikrophoneinrichtung als
Trommelfellersatz
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10–12 Wirkschema
verschiedener MEMS-Aufnehmer
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In 1 ist
eine schematische Darstellung von grundlegenden Komponenten einer
Hörhilfe 1 wiedergegeben.
Eine Mikrophoneinrichtung 2 umfasst eine Vielzahl akustischer
Sensoren 6. Die akustischen Sensoren sind dazu ausgebildet,
akustische Umgebungssignale aufzunehmen. Sie sind vorteilhafterweise
in MEMS-Technologie ausgeführt;
beispielhafte Wirkschemata sind nachfolgend erläutert.
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Die
Ausgangssignale der akustischen Sensoren 6 bzw. der Mikrophoneinrichtung 2 werden
einer Signalverarbeitungseinrichtung 3 zugeführt. Die Signalverarbeitungseinrichtung 3 verarbeitet
die akustischen Signale derart, dass ein für den Hörhilfeträger und seine individuelle
Hörschädigung geeignetes
Ausgangssignal und Frequenzspektrum erzeugt wird.
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Bei
der Signalverarbeitung werden insbesondere auch die räumlichen
Informationen der räumlich
verteilt angeordneten akustischen Sensoren 6 berücksichtigt.
Durch die räumliche
Anordnung beinhalten die Sensorsignale Informationen über die räumliche
Anordnung der jeweiligen akustischen Umgebungssignalquelle. So können z.
B. Signalquellen dem Gesichtsfeld oder dem Raum hinter dem Kopf
des Hörhilfeträgers zugeordnet
werden, oder es kann zwischen Signalherkunft von oben oder von unten
unterschieden werden. Diverse weiter Möglichkeiten der räumlichen
Umgebungsschallauswertung mit präziseren
räumlichen
Zuordnungen, die gegebenenfalls auch automatisch auf jeweils ermittelte
Signal- oder Störsignal-Quellen
reagieren, sind ebenso denkbar. Die Grundprinzipien der räumlichen
Umgebungsschall-Auswertung sind dabei von herkömmlichen Zwei- oder Multi-Mikrophon-Hörhilfen
bekannt und übertragbar.
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Je
nach Anzahl und räumlichen
Erstreckung der akustischen Sensoren 6 können zusätzliche,
in herkömmlichen
Hörhilfen
nicht berücksichtigte
Auswerteparameter analysiert werden. Beispielsweise kann bei einer
relativ zur Hörhilfe 1 bewegten
Schallquelle die Relativ-Geschwindigkeit von deren Bewegung analysiert
werden. Dazu kann neben der Auswertung der räumlichen Herkunft zusätzlich beispielsweise
auch ein Doppler-Effekt
in Bezug auf diese Signalquelle analysiert werden, um weitere Information
hinsichtlich räumlicher
Position und Bewegung zu erhalten. Denkbar wäre auch eine Auswertung eines
Doppler-Effektes, um relativ bewegte Signalquellen identifizieren
und beispielsweise als Störsignal
unterdrücken
zu können.
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Das
Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinrichtung 3 wird
einem Verstärker 4 zugeführt, der
es auf einen für
den Hörhilfeträger geeignetes
bzw. von diesem manuell eingestelltes Lautstärkeniveau verstärkt. Das
verstärkte
Signal wird einem Receiver 5 zugeführt, der im dargestellten Beispiel als
Lautsprecher eingezeichnet ist. Der Receiver 5 erzeugt
ein akustisches Ausgangssignal, das dem Gehör des Hörhilfeträgers direkt oder durch einen Schlauch
zugeführt
wird.
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Für das dargestellte
Schema ist es unerheblich, ob die Hörhilfe 1 als HDO,
IDO, CIC oder in anderer Konfiguration ausgeführt ist.
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In 2 ist
eine Hörhilfe 11 in
IDO-Konfiguration mit flächiger
Mikrophoneinrichtung 12 dargestellt. Die Hörhilfe 11 umfasst
ein Gehäuse 16,
in dem sämtliche
funktionalen Komponenten der Signalverarbeitungseinrichtung angeordnet
sind. Ein Receiver 15 ist an einem Ende angeordnet, der
zum inneren eines Gehörgangs
gerichtet ist, in den die Hörhilfe 11 eingesetzt
werden kann. Ein An-/Aus-Schalter 17 sowie ein Lautstärkesteller 18 sind
an der entgegengesetzten, nach außen gerichteten Seite des Gehäuses 16 angeordnet,
so dass sie, wenn die Hörhilfe 11 in einen
Gehörgang
eingesetzt ist, von außen
zugänglich
sind und bedient werden können.
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Die
Hörhilfe 11 umfasste
eine Mikrophoneinrichtung 12, die ebenfalls auf der nach
außen
gerichteten Seite des Gehäuses 16 angeordnet
ist. Die Mikrophoneinrichtung 12 ist flächig erstreckt und umfasst
eine Vielzahl einzelner, separater akustischer Sensoren, die zum
Aufnehmen von Umgebungsschall geeignet sind. Die akustischen Sensoren
sind in der Figur als Gittermuster angedeutet. Die räumlich erstreckte
Anordnung und die Vielzahl der akustischen Sensoren liefert umfassende
räumliche
Information über
den aufgenommenen Umgebungsschall, die die Signalverarbeitungseinrichtung
der Hörhilfe 11 wie oben
angedeutet berücksichtigen
kann. Zusätzlich
bewirkt die Anordnung im Bereich des Gehörgangs, dass die umliegende
Ohrmuschel den Umgebungsschall modulieren kann, wodurch zusätzliche
räumliche
Information über
den Umgebungsschall erhalten wird.
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In 3 ist
eine flächige
Mikrophoneinrichtung 22 dargestellt, die in einer Ohrmuschel 20 angeordnet
ist. Die Mikrophoneinrichtung 22 umfasst eine Vielzahl
flächig
angeordneter, separater akustischer Sensoren, die in der Figur als
Gittermuster angedeutet sind.
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Die
Mikrophoneinrichtung 22 ist als flexible, dünne Folie
ausgeführt,
die die Kontur der Ohrmuschel 20 nachempfindet. Durch ihre
Flexibilität
kann sie sich der Ohrmuschel 20 und deren anatomischen Konturen
flexibel anpassen und daher komfortabel getragen werden. Durch ihre
Kontur kann sie in den anatomischen Strukturen der Ohrmuschel, beispielsweise
Concha, Helix, etc., fixiert werden. Bei geeigneter optischer Gestaltung
und Farbe kann ihre optische Auffälligkeit verringert werden,
um sie für
den Träger
kosmetisch akzeptabel zu gestalten.
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Die
Mikrophoneinrichtung 22 weist im Bereich des Gehörgangs 21 eine Öffnung auf,
um den Gehörgang 21 nicht
zu versperren, Umgebungsschall zum Gehörgang 21 durchdringen
zu lassen, und Okklusionseffekte im Gehörgang zu verhindern. Die Anordnung
der Mikrophoneinrichtung in der Ohrmuschel 20 und ihre
der Ohrmuschel 20 nachempfundene Kontur und Gestaltung
bewirkt, dass der Umgebungsschall durch die Ohrmuschel 20 in
natürlicher
Weise moduliert wird, wodurch an der Mikrophoneinrichtung 22 zusätzlich räumliche
Information des Umgebungsschalls erfassbar wird.
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In 4 ist
eine flächenhafte
Mikrophoneinrichtung 32 schematisch dargestellt. Sie weist
eine Vielzahl einzelner, separater akustischer Sensoren auf, die
als Gittermuster angedeutet sind. Die Signale der einzelnen Sensoren
könnten
einer Signalverarbeitungseinrichtung entweder einzeln zugeführt werden.
Oder es können
Gruppen von Sensoren gebildet werden. Auf diese Weise wird ein über mehrere
einzelne Sensoren gemitteltes Signal erhalten. Die Gruppen können so
angeordnet sein, dass eine besonders präzise räumliche Information erhalten
wird. Zum Beispiel können
die Sensoren jeweils eines Quadranten 34, 36, 38, 40 zu
einer Gruppe zusammengefasst werden, oder die Sensoren bestimmter räumlicher
Sensor-Areale 33, 35, 37, 39.
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Indem
bei der Signalverarbeitung die räumliche
Anordnung der Sensoren, deren Signale verarbeitet werden, berücksichtigt
wird, ist eine räumliche Analyse
des aufgenommenen Umgebungsschalls möglich, wie sie vorangehend
erläutert
ist.
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In 5 ist
eine dem Ablauf der Signalverarbeitung entsprechende Anordnung von
Hörhilfe-Komponenten
wiedergegeben. In einem ersten Funktionsblock S1 nimmt eine Mikrophoneinrichtung akustische
Umgebungssignale auf. Die Mikrophoneinrichtung umfasst dabei mehrere
räumlich
verteilt angeordnete akustische Sensoren und gibt als Ausgangssignal
mehrere von den Sensoren oder von Sensor-Gruppen erzeugte Signale
ab.
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In
einem anschließenden
Funktionsblock S2 wird die Mikrophon-Funktionalität geprüft und es werden Sensor-Informationen
der jeweiligen räumlichen Sensor-Anordnung
zugeordnet, z. B. vorne/hinten/oben/unten.
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In
einem anschließenden
Funktionsblock S3 werden die Sensorsignale vorverstärkt und
einer grundlegenden Störsignalunterdrückung unterzogen, bei
der beispielsweise Störsignalquellen
identifiziert und unterdrückt
werden oder Doppler-Effekt-Störsignale
reduziert werden können.
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In
einem anschließenden
Funktionsblock S4 erfolgt eine abschließende Signalverbesserung und Hochleistungs-Ausgangsverstärkung. Das
Ausgangssignal wird einem nicht dargestellten Receiver zugeführt.
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In 6 ist
eine Testvorrichtung 53 mit künstlichem Gehörgang 52 schematisch
dargestellt. Die Testvorrichtung 53 simuliert einen Gehörgang, um
die akustischen Eigenschaften einer bestimmten Gehörgang-Hörhilfe-Konfiguration
untersuchen oder testen zu können.
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Eine
zu testende Hörhilfe 50 ist
in den künstlichen
Gehörgang 52 eingeführt. An
derjenigen Position, an der im tatsächlichen Ohr das Trommelfell
sitzen würde,
ist in dem künstlichen
Gehörgang 52 ein flächig erstreckter
akustischer Sensor 51 angeordnet. Der flächige Sensor
umfasst wie vorangehend erläutert
eine Vielzahl separater, einzelner akustischer Sensoren. Dadurch
kann anhand der Sensorsignale eine präzise räumliche Auswertung der akustischen
Signale im künstlichen
Gehörgang 52 erfolgen.
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Die
Testvorrichtung 53 mit der flächigen Mikrophoneinrichtung 51 erlaubt
eine detailliertere und exaktere Analyse der akustischen Signale
im künstlichen
Gehörgang 52,
als bei einer einfachen herkömmlichen
Mikrophoneinrichtung möglich
wäre.
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In 7 ist
eine IDO-Hörhilfe
zur Anwendung bei blockiertem Gehörgang 65 im Schnitt
dargestellt. Der Gehörgang 65 ist
mit Absicht oder aufgrund unbeabsichtigter Umstände durch eine Blockade 63 verschlossen.
Durch die Blockade 63 hindurch ist ein Schallkanal 64 geführt, durch
den Schall zum hinter der Blockade 63 innen liegenden Bereich
des Gehörgangs 65 und
weiter zum Trommelfell 66 gelangen kann. Die Blockade 63 verhindert
dabei, dass Schall auf anderem Weg als durch den Schallkanal 64 passieren
kann.
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Um
sämtliche
Informationen der akustischen Umgebungssignale einschließlich der
räumlichen
Information vollständig
erfassen zu können,
ist die IDO-Hörhilfe
auf der außenliegenden,
freien Seite mit einer flächig
erstreckten Mikrophoneinrichtung 61 versehen. Die Mikrophoneinrichtung 61 sitzt
im Bereich des Eingangs des Gehörgangs 65,
wo die von der umliegenden Ohrmuschel modulierten akustischen Signale
anlangen. Die flächige
Mikrophoneinrichtung 61 umfasst eine Vielzahl akustischer
Sensoren und kann mit diesen den Umgebungsschall samt räumlichem
Informationsgehalt präzise
aufnehmen.
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Eine
Signalverarbeitungs- und Verstärkungseinrichtung 62 erhält die Sensorsignale
der Mikrophoneinrichtung 61 als Eingangssignale und verarbeitet
diese weiter. Dabei wird auch, wie vorangehend erläutert, eine
räumliche
Analyse des Umgebungsschalls anhand der Information über die
räumliche
Anordnung der akustischen Sensoren oder Sensor-Gruppen vorgenommen.
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In 8 ist
eine flächige
Mikrophoneinrichtung 70 als Schnittbild – nicht
maßstäblich – dargestellt,
die als Trommelfellersatz eingesetzt ist. In der sonstigen Darstellung
sind ein Trommelfell 66, das Innenohrknöchelchen Hammer 73,
sowie ebenfalls schnittbildlich Teile des Außenohrs und des Innenohrs dargestellt,
die sich um das Trommelfell 66 herum befinden.
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Die
Mikrophoneinrichtung 70 ist auf oder im Trommelfell 66 angeordnet,
so dass sie das Trommelfell 66 überdeckt oder ersetzt. Die
Mikrophoneinrichtung 70 umfasst in der vorangehend erläuterten Weise
eine Vielzahl akustischer Sensoren, die derart räumlich verteilt angeordnet
sind, dass sie die Erfassung auch räumlicher Information des Umgebungsschals
ermöglichen.
Sie kann daher bei eingeschränkter
oder gar ausgefallener Funktion des Trommelfells 66 als
möglichst
umfänglicher
Trommelfellersatz dienen.
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Die
Mikrophoneinrichtung 70 ist mit einem Übertrager 71 verbunden,
dem die Ausgangssignale der Mikrophoneinrichtung 70 zugehen.
Der Übertrager 71 gewährleistet
je nach Bedarf Funktionen der Signalverarbeitung, der Signalverstärkung, und
der Signaltransformation. Er überträgt die aufgenommenen
akustischen Signale auf das Trommelfell 66, falls dieses
grundsätzlich
funktionsfähig
ist, oder an weitere Teile des Hörapparats,
falls kein funktionsfähiges
Trommelfell vorhanden ist.
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Je
nach Funktionsumfang der Vorrichtung kann die natürliche Funktion
des Trommelfells damit unterstützt
oder ersetzt werden. Die Energieversorgung der Vorrichtung kann
beispielsweise per Batterie oder Akkumulator erfolgen, oder die
zum Betrieb erforderliche Energie kann von einer außerhalb
des Gehörgangs
befindlichen Energiequelle, z. B. einer hinter dem Ohr zu tragenden
externen Einheit, über ein – nicht
dargestelltes – Kabel
oder kabellos übertragen
werden.
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In 9 ist
die vorangehend als Trommelfell-Ersatz oder -Unterstützung erläuterte flächige Mikrophoneinrichtung 70 schnittbildlich
detaillierter dargestellt. Sie umfasst eine Vielzahl akustischer
Sensoren 72, die räumlich
verteilt angeordnet sind. Die akustischen Sensoren 72 nehmen
Umgebungsschallsignale auf. Die Ausgangssignale der einzelnen oder
zu Gruppen kombinierten akustischen Sensoren 72 gehen dem Übertrager 71 zu.
Der Übertrager 71 überträgt die Signale,
gegebenenfalls nach Signalverarbeitung und Verstärkung, auf das Innenohrknöchelchen
Hammer 73. Falls ein intaktes Trommelfell vorhanden ist,
kann der Übertrager 71 die
Signale direkt auf das Trommelfell und damit indirekt auf den Hammer 73 übertragen.
Andernfalls kann die Übertragung
auch direkt auf den Hammer 73 erfolgen.
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In
den 10, 11, 12 sind
grundlegende Wirkschemata unterschiedlicher MEMS-Aufnehmer zum Aufnehmen
akustischer Signale schematisch dargestellt.
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In 10 ist
ein einfacher kapazitiver Aufnehmer dargestellt. Schall stellt sich
als oszillierende Kraft auf den Aufnehmer dar und ist deshalb als
Feder 81 illustriert. Die Federkraft beaufschlagt die als Aufnehmermembran
verwendete Kondensatorplatte 82. Zwischen der Kondensatorplatte 82 und
der weiteren Kondensatorplatte 83 liegt eine Spannung an. Wird
die Kondensatorplatte 82 nun durch die Kraft der Feder 81 (also
des Schalls) bewegt, ändert
sich der Abstand der beiden Kondensatorplatten 82, 83 zueinander
und damit die Kapazität
des aus dem Plattenpaar gebildeten Kondensators. Diese Kapazitätsänderung
wird gemessen, was eine indirekte Messung der verursachenden Kraft
des Schalls darstellt.
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In 11 ist
ein etwas komplizierterer Aufbau eines kapazitiven Aufnehmers dargestellt.
Wie vorangehend erläutert
wird der Schall durch eine Feder 81 illustriert. Der durch
die Kraft des Schalls beaufschlagte Kondensator ist jedoch zur Vergrößerung der
Kapazität
und der durch Schall verursachten Kapazitätsänderungen in einer Kammstruktur
ausgeführt,
bei der die Zähne
des als Aufnehmermembran ausgeführten
Kamms 84 mit den Zähnen
des weiteren Kamms 85 verzahnt sind, d. h. ineinandergreifen. Zwischen
den Kämmen 84, 85 wird
wie vorangehend erläutert
eine Spannung angelegt und bei Beaufschlagung mit Schall werden
Kapazitätsänderungen verursacht,
die gemessen werden.
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In 12 ist
ein Aufbau eines piezoresistiven Aufnehmers schnittbildlich dargestellt.
Eine Aufnehmermembran 86 aus piezoresistivem Material wird
durch die wiederum als Feder 81 illustrierte Kraft des
Schalls beaufschlagt. Die Aufnehmermembran 86 ist auf einen
Träger 89 aufgebracht
und befindet sich vor einem Hohlraum 87. Hinter dem Hohlraum 87 befindet
sich im Träger 89 eine
barometrische Ausgleichsöffnung 88.
Die Anordnung ermöglicht
es der Aufnehmermembran 86, sich bei Beaufschlagung mit
Schall zu bewegen. Die auf die Aufnehmermembran 86 wirkende
Kraft bzw. Bewegung der Aufnehmermembran 86 führt aufgrund
der piezoresistiven Eigenschaften des Membranmaterials zu einer Änderung
des elektrischen Widerstands (Piezoresistivität), die gemessen wird, was
eine indirekte Messung der verursachenden Kraft des Schalls darstellt.
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Die
Erfindung lässt
sich wie folgt zusammenfassen: Die Erfindung betrifft eine Hörhilfe mit
einer Mikrophoneinrichtung. Mit herkömmlichen Mikrophoneinrichtungen
ist ein natürlicher
räumlicher
Höreindruck
nur eingeschränkt
simulierbar. Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine
Hörhilfe
mit einer Mikrophoneinrichtung anzugeben, die eine verbesserte räumliche
Erfassung von Umgebungsschall ermöglicht. Ein Grundgedanke der
Erfindung besteht in einer Hörhilfe
mit einer Mikrophoneinrichtung aus einer flächig erstreckten Anordnung
einer Vielzahl von in MEMS-Technologie (Mikro-Elektro-Mechanisches System)
aufgebauten akustischen Sensoren, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung
die Vielzahl von Sensorsignalen in Abhängigkeit von einer räumlichen
Anordnung der Sensoren verarbeitet. Ein Vorteil dieses Grundgedankens
besteht darin, dass die flächige
Erstreckung und die Vielzahl der akustischen Sensoren eine akkuratere
und präzisere
räumliche
Erfassung des Umgebungsschalls ermöglicht. Die MEMS-Technologie erlaubt
dabei eine Serien- oder Massenfertigung mit hoher Verfügbarkeit
und geringen Kosten. Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung des Grundgedankens der Erfindung ist
die Mikrophoneinrichtung als flexible Folie ausgeführt und
derart konturiert, dass sie in die Ohrmuschel eines Hörhilfe-Trägers eingesetzt
werden kann. Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Grundgedankens der Erfindung
ist die die Mikrophoneinrichtung dazu ausgebildet, anstelle des
Trommelfells oder das Trommelfell überdeckend in den Gehörgang eines
Hörhilfe-Trägers eingesetzt
zu werden.
