DE19635229C2 - Richtungsempfindliche Hörhilfe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine richtungsempfindliche Hörhilfe mit einem Gehäuse, mindestens einer Signalverarbei­ tungseinrichtung, mehreren mit der Signalverarbeitungsein­ richtung in Verbindung stehenden Mikrofonen sowie mindestens einer Schallöffnung, wobei die Hörhilfe einen Schallkanal aufweist, der mindestens zwei Öffnungen umfaßt und entlang des Schallkanals die Mikrofone positioniert sind, über die der Schall innerhalb des Schallkanals erfaßbar ist und anhand der Schallaufzeit Unterschiede innerhalb des Schallkanals die Richtung des Schalls feststellbar ist.

Aus der DE-AS 23 37 078 ist eine richtungsempfindliche Hör­ hilfe mit einem in einem Gehäuse angeordneten Richtmikrofon mit zwei räumlich getrennten Schalleingängen bekannt, die mit räumlich getrennten Schallöffnungen zum Eintritt des Schalls in die Hörhilfe akustisch verbunden sind. Das Richtmikrofon erkennt anhand des Laufzeitunterschieds von auf die Schalleingänge des Richtmikrofons auftreffenden Schallwellen die Richtung des Schallsignals. Diese bekannte Hörhilfe er­ fordert demzufolge den Einsatz von Richtmikrofonen.

Aus der EP 0 499 699 B1 ist ein Hörgerät mit zwei Mikrofonen bekannt, bei dem jedem Mikrofon eine eigene Schalleintritts­ öffnung zugeordnet ist und durch Feststellung des Laufzeitun­ terschieds der eintreffenden Schallwellen die Richtung einer Schallwelle feststellbar ist. Die Schalleintrittsöffnungen sind bei diesem Hörgerät an der Oberseite angeordnet, wodurch diese einerseits leicht verschmutzen, andererseits durch ihre Positionierung die Gestaltungsmöglichkeiten bezüglich Design und Bedienkomfort beschränken. Zusätzlich ist dieses Hörgerät aufgrund der im Bedienbereich anzuordnenden Schalleintritts­ öffnungen schlecht gegen elektromagnetische Störfelder (z. B. durch Funktelefone) abschirmbar.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine richtungsempfindliche Hörhilfe mit guter Richtwirkung zur Verfügung zu stellen, welche einen verbesserten Schutz vor Verschmutzung der Schalleintrittsöffnungen der Mikrofone bie­ tet, umfassende Möglichkeiten der Anordnung von Bedienungs­ einrichtungen gewährleistet und eine gute Abschirmung gegen elektromagnetische Störfelder ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vor­ teilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Ansprüchen 2- 15.

Die erfindungsgemäße Hörhilfe zeichnet sich darin aus, daß sie einen Schallkanal aufweist, welcher mindestens zwei Schallöffnungen umfaßt. Innerhalb des Schallkanals sind des­ weiteren mehrere paarweise verschaltbare Mikrofone positio­ niert, über die der Schall innerhalb des Schallkanals erfaß­ bar ist. Ziel dieser Anordnung ist es, einen Gradientenemp­ fänger zu realisieren, mit dem ein Schallsignal an mindestens zwei verschiedenen Stellen, d. h. also nach unterschiedlichen Signallaufzeiten innerhalb eines Schallkanals erfaßt wird. Die Signallaufzeiten treten dadurch auf, daß ein Schallsignal durch die jeweilige Öffnung in den Schallkanal zeitlich un­ terschiedlich eintritt und demzufolge von Mikrofonen nach un­ terschiedlichen Zeiten erfaßt wird. Aufgrund des Einsatzes eines Schallkanals läßt sich eine gute Abschirmung der im In­ neren des Schallkanals befindlichen Bauteile erzielen, da die Schalleinlaßöffnungen im Endbereich des Schallkanals angeord­ net werden können, wo sie hinsichtlich der Abschirmbarkeit keinen Nachteil darstellen. Desweiteren bietet die Erfindung Vorteile hinsichtlich einer günstigen Anordnung von Bedie­ nungselementen und somit des Bedienungskomforts der Hörhilfe.

Im übrigen kommt es zu weniger Rückkopplungen, da sich die Mikrofonöffnung nicht im Bereich der Bedienoberfläche befin­ det.

Um die Richtung des Schalls, welcher über den Schallkanal zu unterschiedlichen Zeiten durch die Mikrofone erfaßt wird, korrekt bestimmen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Mikrofone in einem festgelegten Abstand zueinander zu po­ sitionieren. Durch die Wahl des Abstands kann festgelegt wer­ den, welcher Frequenzbereich geortet wird.

Die Hörhilfe gemäß der Erfindung umfaßt mehr als zwei Mikro­ fone, wobei die Mikrofone paarweise verschaltbar sind. Ein Mikrofon kann bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfin­ dung als Basismikrofon vorgesehen sein. Ferner ist es auch denkbar, einander zugeordnete Mikrofonpaare zu bilden, wobei die Zuordnung fest oder variabel sein kann. Durch Auswahl der Zuordnung zweier Mikrofone zu einem Paar läßt sich jeweils ein bestimmter Frequenzbereich festlegen. Beispielsweise kön­ nen die beiden äußeren Mikrofone innerhalb des Schallkanals den Tieffrequenzbereich erfassen, wohingegen bei Umschaltung der Zuordnung, z. B. eines äußeren zu einem mittleren Mikro­ fon, ein Hochfrequenzbereich erfaßt werden kann.

Beim Einsatz eines Mikrofons als Basismikrofon kann die An­ zahl von Mikrofonen gering gehalten werden, da lediglich die Ortung des Schalls bzw. die Erfassung des Referenzsignals ü­ ber das als Basismikrofon dienende Mikrofon erfolgt. Diese Ausgestaltung ist insbesondere im Hinblick auf die Erforder­ nisse nach kleinen Abmessungen vorteilhaft.

Durch variables Verschalten von Mikrofonen zu Mikrofonpaaren wird es möglich, die Richtcharakteristik zu verändern.

Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist den einzelnen Mikrofonen jeweils ein eigener Verstärker zugeord­ net, wodurch die Verstärkungssignale jeweils frequenzbe­ reichsbezogen verarbeitet werden können.

Werden die Öffnungen an der Vorder- und Rückseite des Schall­ kanals, insbesondere im Stirnseitenbereich desselben vorgese­ hen, können zum einen die Bedienungselemente gut zugänglich an der Oberseite des Schallkanals plaziert werden, zum ande­ ren werden aufgrund dieser Anordnung Rückkopplungseffekte z. B. aufgrund der Hand des Trägers bei der Einstellung ver­ mieden. Zudem können Schuppen, Staub oder dgl. nicht unmit­ telbar in den Schallkanal gelangen oder die Mikrofone in ih­ rer Funktion beeinträchtigen. Darüber hinaus verschmutzen die Mikrofone, da sie sich an der Innenseite des Schallkanals be­ finden, nicht so schnell. Ferner steht die gesamte Oberseite zur Anbringung von Bedienungselementen zur Verfügung, wodurch die Verwendung größerer, d. h. insbesondere griffgünstigerer Bedienelemente möglich wird sowie sich eine ergonomisch güns­ tigere Anordnung derselben anbietet.

Durch Änderung der Position der Öffnung am Gerät läßt sich eine Anpassung an bestimmte Hörsituationen erreichen, indem durch Veränderung der Position der Öffnungen am Gerät eine Veränderung des mit der Hörhilfe erfaßbaren Frequenzbereichs eintritt.

Zur Vermeidung einer Verschmutzung der Mikrofone und/oder des Schallkanals sind die Öffnungen zweckmäßigerweise mit einer Schutzabdeckung versehen, die z. B. aus Kunstfaser bestehen kann und das Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz in den Schallkanal verhindert.

Zur Vermeidung einer nachteiligen Beeinträchtigung durch Störfelder, beispielsweise bedingt durch Funktelefone, ist der Schallkanal zweckmäßigerweise mit einem strahlungsab­ schirmenden Material, insbesondere einer Metallisierung ver­ sehen. Die Abschirmung kann aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung des Schallkanals über seine Hauptoberflächen nahe­ zu vollständig vorgesehen sein, wodurch eine wirksame Strah­ lungsabschirmung erzielt wird. Die Abschirmung befindet sich in besonderer Ausgestaltung der Erfindung an der Innenseite des Schallkanals und ist daher vor mechanischen Einflüssen geschützt.

Für eine besonders miniaturisierte Ausführungsform der Hör­ hilfe ist zweckmäßigerweise vorgesehen, den Schallkanal als integralen Bestandteil des Gehäuses auszubilden. Desweiteren kann der Schallkanal aber auch als Bestandteil eines Brillen­ bügels vorgesehen sein.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Schallkanal flexibel ist. Durch Änderung der Geometrie des Schallkanals kann zweckmäßigerweise der zu erfassende Fre­ quenzbereich geändert werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß soge­ nannte Silicium-Mikrofone eingesetzt werden können. Diese und die Integration weiterer Schaltungsteile auf demselben Chip, aus dem das Mikrofon realisiert wurde, erlauben einen hohen Miniaturisierungsgrad.

Darüber hinaus haben Silicium-Mikrofone eine geringe Leis­ tungsaufnahme und verminderte Störempfindlichkeit insbesonde­ re gegenüber elektromagnetischen Feldern. Sofern Silicium- Mikrofone von einem identischen Wafer gefertigt worden sind, sind ihre Signalaufnahmeeigenschaften nahezu identisch, was für die Ermittlung der Signallaufzeitunterschiede unter Ver­ wendung einer Mehrzahl von Mikrofonen innerhalb des Schall­ signals von erheblichem Nutzen ist.

Im Rahmen der Erfindungsidee können Silicium-Mikrofone mit integriertem Analog/Digital-Umsetzer eingesetzt werden, so daß sich auch der Analog/Digital-Umsetzer innerhalb des Schallkanals befindet. Hierdurch lassen sich mögliche elekt­ romagnetische Störungen gegenüber welchen konventionelle Mik­ rofone mit externem Analog/Digital-Umsetzer anfällig sind, weiter minimieren.

Die Erfindung wird anhand der nachstehenden Zeichnungsfiguren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Hörhilfe mit insgesamt vier Mikrofonen in Teilschnittdarstellung;

Fig. 2 eine Darstellung des Endabschnitts des Schallkanals mit positionsveränderbarer Öff­ nung sowie

Fig. 3 eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der der Schallkanal in einen Brillenbügel integriert ist.

Bezugsziffer 11 bezeichnet die erfindungsgemäße Hörhilfe in ihrer Gesamtheit. Sie umfaßt an der Oberseite des Gehäuses 8 einen länglichen, schlauchartigen Schallkanal 3. Im Inneren des Schallkanals 3 sind vier Mikrofone 1, 1a, 2, 2a in einem fest vorgegebenen Abstand zueinander angeordnet.

Der Schallkanal 3 ist leicht gekrümmt geformt und besitzt an seiner Vorder- sowie Rückseite jeweils eine Öffnung 4, 5. Die Öffnungen 4, 5 befinden sich jeweils im Stirnseitenbereich des Schallkanals 3.

Im äußeren Bereich des Schallkanals 3 sind Bedienelemente 6, 7 zur Veränderung gewisser Parameter wie z. B. Verstärkung o­ der Empfindlichkeit vorgesehen. Im unteren Bereich des Gehäu­ ses befinden sich die zur Signalverarbeitung erforderlichen (nicht dargestellten) Komponenten, wie z. B. Verstärkungsele­ mente, Filter und dgl.

Zur Vermeidung eines Eindringens von Schmutz sind die beiden stirnseitigen Öffnungen 4, 5 des Schallkanals 3 jeweils mit einer Schutzabdeckung 9 bzw. 10 (vgl. schraffierter Bereich in Fig. 1) versehen.

Ferner ist - wie durch den punktierten Bereich in Fig. 1 an­ gedeutet - die Innenwand des Schallkanals 3 mit strahlungsab­ schirmendem Material, z. B. einer Metallisierung 20 versehen. Hierbei ist in vorteilhafterweise der strahlungsabschirmende Effekt nicht nur auf den Schallkanal 3 selbst begrenzt, son­ dern erstreckt sich aufgrund der geometrischen Anordnung des Schallkanals 3 im oberen Bereich des Gehäuses 8 auch auf die im Gehäuse 8 befindlichen Komponenten der Hörhilfe 11.

Die Mikrofone 1 können hierbei zweckmäßigerweise als soge­ nannte "Silicium-Mikrofone" ausgebildet sein. Diese Silicium- Mikrofone können darüber hinaus mit einem integrierten Ana­ log/Digital-Umsetzer kombiniert sein.

Von einem Sender 15 erzeugte Schallsignale treffen auf die Hörhilfe 11 auf und gelangen über die Öffnungen 4, 5 in den Schallkanal 3. Bedingt durch den unterschiedlichen Abstand der Mikrofone 1, 2 zu den Öffnungen 4, 5 wird der Schall, welcher z. B. durch die Öffnung 5 einläuft, zuerst vom Mikro­ fon 2 und dann vom Mikrofon 1 erfaßt. Der als Signallaufzeit bezeichnete Unterschied zwischen der jeweiligen Erfassung des Schallsignals eröffnet die Möglichkeit, Schallsignale aus ei­ ner bestimmten Richtung zu bevorzugen.

Über eine (nicht dargestellte) Signalverarbeitungseinrichtung wird das erfaßte Schallsignal derart aufbereitet, daß eine Zuordnung des Signals zu einer bestimmten Richtung möglich wird.

Die in Fig. 1 dargestellte Hörhilfe zeichnet sich dadurch aus, daß mehrere Mikrofone 1, 1a, 2, 2a entlang des Schallkanals 3 in bestimmten Abständen zueinander angeordnet sind. Zur Er­ fassung der Schallrichtung sind die Mikrofone paarweise ge­ schaltet. So sind die in Fig. 1 außen angeordnete Mikrofone 1 sowie 2a - wie durch die Verbindungslinien angedeutet - zu­ sammengeschaltet, um den Tieffrequenzbereich zu erfassen, wo­ hingegen die in der Mitte angeordneten Mikrofone 1a, 2 als Mikrofonpaar beschaltet sind, um den Hochfrequenzbereich zu erfassen.

Durch Auswahl bestimmter Mikrofonpaare und/oder Positionie­ rung der Mikrofone zueinander läßt sich jeweils ein bestimm­ ter Frequenzbereich mit der Hörhilfe erfassen. Hierbei können jeweils fest zueinander stehende Mikrofonpaare vorgesehen sein. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, Mikrofone je­ weils einsatzspezifisch in ihrer paarweisen Zuordnung verän­ derbar zu schalten.

Die Mikrofone 1, 1a, 2, 2a sind mit eigenen dem jeweiligen Mikrofon zugeordneten (nicht dargestellten) Verstärkern ver­ sehen, so daß die Verstärkungssignale jeweils frequenzbe­ reichsbezogen verarbeitet werden können.

Fig. 2 zeigt eine Ausgestaltung der Hörhilfe, bei der die Po­ sition der Öffnung 19 entlang des Schallkanals 3 veränderbar ist. Bei der besonderen Ausgestaltung gemäß Fig. 3 ist ein Langloch 16 vorgesehen, über dem ein Schieber 18 mit Öffnung 19 angebracht ist. Durch Verschiebung des Schiebers 18 ent­ lang des Langlochs 16 bewegt sich die Öffnung 19 in einem vorbestimmten Bereich, wodurch sich die Position der Öffnung 4 verändert.

Fig. 3 zeigt eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der der Schallkanal 3 als Bestandteil eines Brillenbügels 17 mit in den Brillenbügel 17 integrierten Schallkanal 3 ausgebildet ist. Der Schallkanal 3 umfaßt insgesamt vier Mikrofone 1, 1a, 2, 2a.

Die Öffnungen im jeweiligen Schallkanals 3 sind mit den Be­ zugsziffern 4, 4a, 5, 5a gekennzeichnet. Der Schallkanal 3 ist wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen auch hier an seiner Innenseite mit strahlungsabschirmenden Material, insbesondere einer Metallisierung 20, versehen. Die Bedienelemente 6, 7 können sich an der Oberseite des Brillen­ bügels 12 befinden.

Claims (15)

1. Richtungsempfindliche Hörhilfe mit
einem Gehäuse,
mindestens einer Signalverarbeitungseinrichtung, mehreren mit der Signalverarbeitungseinrichtung in Verbindung stehenden Mikrofonen, welche entlang eines Schallkanals (3) positioniert sind,
der mindestens zwei Schallöffnungen (4, 5) aufweist, über die der Schall innerhalb des Schallskanals (3) durch die Mikrofone erfaßbar ist,
wobei anhand von Laufzeitunterschieden des Schalls innerhalb des Schallkanals (3) die Richtung des Schalls feststellbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrofone (1, 1a, 2, 2a) paarweise verschaltbar sind und von mehreren Mikrofonpaaren (1, 1a; 2, 2a) jedes einem bestimmten Frequenzbereich zugeordnet ist.

2. Hörhilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung der Mikrofone (1, 1a; 2, 2a) zu Mikrofonpaaren veränderbar ist.

3. Hörhilfe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den einzelnen Mikrofonen (1, 1a; 2, 2a) jeweils ein eigener Verstärker zu­ geordnet ist.

4. Hörhilfe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß je eine Öff­ nung (4, 5) des Schallkanals (3) stirnseitig an der Vorder­ seite (6) sowie an der Rückseite (7) des Schallkanals (3) vorgesehen ist.

5. Hörhilfe nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Position der Öffnungen (4, 5) am Gehäuse (8) veränderbar ist.

6. Hörhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (4, 5) mit einer Schutzabdeckung (9) versehen sind.

7. Hörhilfe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzab­ deckung (9) wasserabweisend ist.

8. Hörhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallka­ nal (3) mit einem strahlungsabschirmenden Material versehen ist.

9. Hörhilfe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das strah­ lungsabschirmende Material sich an der Innenwand (14) des Schallkanals (3) befindet.

10. Hörhilfe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das strah­ lungsabschirmende Material eine Metallschicht ist.

11. Hörhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallka­ nal (3) integraler Bestandteil des Gehäuses (8) ist.

12. Hörhilfe nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallka­ nal (3) Bestandteil eines Brillenbügels (17) ist.

13. Hörhilfe nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallka­ nal (3) flexibel ist.

14. Hörhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrofone (1, 2) Silicium-Mikrofone sind.

15. Hörhilfe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Silicium- Mikrofone einen integrierten Analog/Digital-Umsetzer aufwei­ sen.