DE4425759A1 - Tragbare Hörhilfe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen tragbare Hörhilfe gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.

Tragbare, elektrische Hörhilfen sind in verschiedensten Ausführungen bekannt. In ihrer einfachsten Form bestehen sie aus einem Mikrophon, aus einem Hörverstärker und aus einem von dem Verstärker angesteuerten Hörer, beispielsweise Ohr-Einsteckhörer. Nachteilig bei diesen Hörgeräten ist, daß der Frequenzgang bzw. die Übertragungsfunktion des Hörver­ stärkers nur in einem sehr geringen Umfang an die spezielle Hörschädigung eines Benutzers angepaßt werden kann, die (Hörschädigung) z. B. in bestimmten Frequenzbereichen eine Anhebung und/oder in anderen Frequenzbereichen eine Absenkung des Verstärkungsgrades erforderlich macht, um so eine vorhandene Hörschädigung möglichst optimal zu kompensieren.

Bekannt ist weiterhin bei Hörgeräten auch, durch eine digitale Bearbeitung eines von einem Mikrophon gelieferten und digitalisierten Ton- oder Audio-Signals eine Über­ tragungsfunktion mit einem an die Hörschädigung des Benutzers optimal angepaßten Frequenzgang zu erreichen. Hierfür wird das vom Mikrophon gelieferte Eingangssignal in einem Analog- Digital-Wandler zunächst in ein digitales Signal umgewandelt, welches dann in einem Rechenwerk einem Programm unterworfen bzw. mit einem vorgegebenen Programm bearbeitet wird, das auf die Hörschädigung des jeweiligen Benutzers abgestimmt ist. Das bearbeitete Tonsignal wird dann in einem Digital-Analog- Wandler in ein analoges Audio-Signal umgesetzt und über einen Verstärker dem Hörer zugeführt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine tragbare Hörhilfe aufzu­ zeigen, die bei geringem Aufwand eine verbesserte Qualität besitzt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Hörhilfe entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ausgebildet.

Bei der erfindungsgemäßen Hörhilfe erfolgt die Übertragung des Tonsignals stereophon, d. h. es sind zwei Tonkanäle vorgesehen, die jeweils ein Mikrophon und einen Hörer für jedes Ohr des Benutzers aufweisen, wobei die Übertragungs­ funktionen bzw. Filterkurven für jeden Kanal individuell, der Hörschädigung des linken und rechten Ohres optimal angepaßt gespeichert sind und bei der Bearbeitung der digitalisierten Tonsignale berücksichtigt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Bearbeitung des Tonsignals des rechten und linken Kanals zeitlich versetzt, d. h. im Zeit-Multiplex-Verfahren, wobei die Schaltfrequenz deutlich über dem hörbaren Frequenzbereich, d. h. deutlich über 20 kHz liegt.

Bei der Erfindung sind die Hörer beispielsweise Bestandteile eines Kopfhörers, an dem dann auch die Mikrophone vorgesehen sind, so daß diese den erforderlichen räumlichen Abstand voneinander aufweisen und an einer Stelle getragen werden, die einen optimalen Empfang gewährleistet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind weiterhin zusätzlich zu den individuell gespeicherten Filter- bzw. Übertragungskurven noch standardisierte Übertragungs- oder Filterkurven gespeichert, die die generellen akustischen Bedingungen in unterschiedlichen örtlichen Bereichen, beispielsweise in kleinen Räumen, großen Sälen, im Freien usw. berücksichtigen und die den individuellen Kurven überlagert werden, um so eine auch an die örtlichen Gegeben­ heiten möglichst angepaßte Gesamtübertragungsfunktion zu erreichen.

Die Spannungs- und Stromversorgung erfolgt bei der Erfindung aus einer oder mehreren Batterien, die bevorzugt wieder ladbare Batterien sind, wobei dann die analogen Schaltkreise, nämlich die Ausgangsverstärker zum Ansteuern der Hörer, die Eingags- bzw. Mikrophonverstärker usw. direkt an die Spannungs- bzw. Stromversorgung angeschlossen sind, während die digitalen Schaltkreise von der Spannungsversorgung über einen DC/DC-Wandler betrieben werden, wodurch insbesondere auch bei einer geschwächten Batterie mit erhöhtem Innen­ widerstand eine Kopplung zwischen den digitalen Schaltkreisen und den analogen Schaltkreisen im Bereich der Spannungsver­ sorgung zuverlässig erreicht ist.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran­ sprüche.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein sehr vereinfachtes Block- oder Funktionsdiagramm einer Hörhilfe,

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Hörhilfe gemäß der Er­ findung.

Die in der Fig. 1 dargestellte Hörhilfe, die hörbehinderten Personen die Teilnahme an Gesprächen, Diskussionen, an Vortragsveranstaltungen, Musikveranstaltungen usw. ermög­ licht, besteht entsprechend dem sehr vereinfachten Funktions­ diagramm der Fig. 1 aus zwei Mikrophonen 1 und 2, aus zwei Lautsprechern oder Hörern 3 und 4, welch letztere Bestandteil eines Kopfhörers für stereophones Hören sind, und zwar der Lautsprecher 3 für einen linken und der Lautsprecher 4 für einen rechten Kanal, sowie aus dem Hörverstärker 6.

Die Mikrophone 1 und 2 sind räumlich gegeneinander versetzt vorgesehen, und zwar das Mikrophon 1 für den linken Kanal und das Mikrophon 2 für den rechten Kanal. Bevorzugt sind die beiden Mikrophone 1 und 2 ebenfalls am Kopfhörer bzw. an einem Tragbügel dieses Kopfhörers angebracht. Über eine flexible mehradrige Leitung 5 sind die vorgenannten Elemente mit dem in der Fig. 1 allgemein mit 6 bezeichneten Hörver­ stärker verbunden.

Die Ausbildung des Hörverstärkers 6 ist mehr im Detail in der Fig. 2 wiedergegeben. Zentrales Element des Hörverstärkers ist ein Mikroprozessor 7. Diesem sind zugeordnet:
Ein nicht flüchtiger Speicher 8 in Form eines EEPROM zum Speichern spezieller Übertragungskurven,
ein Speicher 9 in Form eines ROM zum Speichern von Programmen,
ein Taktgeber 10,
eine Schnittstelle 11 zum Ein- und Auslesen von Daten und/oder Programmen,
ein Eingabe-Element 12 zum manuellen Eingeben von Befehlen, beispielsweise zum Ein- und Ausschalten, Umschalten usw. des Gerätes oder verschiedener Funktionen und
ein CODEC-Baustein 13, der wenigstens zwei Analog- Digital-Wandler zur Umwandlung der analogen Audio-Signale der Mikrophone 1 und 2 in digitale Signale sowie wenigstens zwei Digital-Analog-Wandler zur Rück- Umwandlung von digitalen Audio-Signalen in analoge Audio-Signale für deren Wiedergabe über die Lautsprecher 3 und 4 aufweist.

Der Hörverstärker 6 enthält weiterhin einen Schaltkreis 14, der für jedes Mikrophon 1 und 2 einen Eingangsverstärker, der eingangsseitig an ein Mikrophon 1 bzw. 2 und ausgangsseitig an den Analog-Digital-Wandler des CODEC-Schaltkreises 13 angeschlossen ist, sowie zwei Ausgangsverstärker 16 aufweist, von denen jeder mit seinen Eingang an den Ausgang eines Digital-Analog-Wandlers des CODEC-Schaltkreises 13 und mit seinem Ausgang an einen Lautsprecher 3 bzw. 4 angeschlossen ist.

Der Hörverstärker 6 weist schließlich eine von mehreren Batterien, vorzugsweise von mehreren wiederaufladbaren Batterien gebildete Stromversorgung 17 auf, an die der Schaltkreis 14 bzw. die dortigen Verstärker 15 und 16 direkt angeschlossen sind. Die übrigen Elemente des Hörverstärkers 6, insbesondere alle digitalen Schaltkreise oder Elemente zur digitalen Datenverarbeitung, speziell auch der CODEC- Schaltkreis 13 sind über einen Gleichspannungs-Gleich­ spannungs-Wandler (DC-DC-Converter) 18 an die Spannungs­ versorgung 17 angeschlossen. Hierdurch wird eine Entkopplung zwischen den digitalen Schaltkreisen und den analogen Schaltkreisen auch im Bereich der Spannungsversorgung erreicht, um Störungen wirksam zu vermeiden.

Der Mikroprozessor 7 mit dem ihm zugeordneten Bausteinen dient im wesentlichen dazu, um für den Hörverstärker 6 einen vorgegebenen Frequenzgang bzw. eine vorgegebene Durchlaßkurve (Übertragungsfunktion) zu erreichen, und zwar unter Berück­ sichtigung spezieller Übertragungs- oder Filterkurven, die für den jeweiligen Benutzer gespeichert sind und dessen Hörbehinderung individuell berücksichtigen, sowie weiterer, standardisierter Filterkurven, die die spezielle Hörbehin­ derung des jeweiligen Benutzers nicht berücksichtigen, sondern allgemein Gültigkeit haben und spezielle Umgebungsbe­ dingungen, unter denen die Hörhilfe verwendet wird, für ein optimales Hören berücksichtigen, und zwar beispielsweise durch Ausfiltern tiefer Frequenzen und/oder hoher Frequenzen bzw. Rauschen usw.

Diese standardisierten Filterkurven, die dann den indivi­ duellen Filterkurven überlagert werden, können manuell über die Eingabe 12 abgerufen bzw. aktiviert werden, wobei die Eingabe zur Erleichterung der Bedienung hierfür mit leicht verständlichen Benutzerhinweisen, beispielsweise "Hören im Raum", "Hören außerhalb von Gebäuden", "Höhen", "Tiefen" usw. versehene Funktionstasten aufweist.

Die Filterkurven sind jeweils als Datensatz beispielsweise in dem Speicher 8 gespeichert.

Die individuellen Filterkurven sind jeweils für den linken und rechten Kanal bzw. für das linke und rechte Ohr gesondert erstellt und gespeichert, und zwar derart, daß der Hörbe­ hinderung entsprechend bestimmte Frequenzbereiche jeweils angehoben oder abgesenkt werden, um so Hörverluste zu kompensieren. Die individuellen Filterkurven werden durch Hörtests ermittelt und dann über die Schnittstelle 11 in den Speicher 8 eingelesen.

Über den Mikroprozessor 7 erfolgt weiterhin in Abhängigkeit vom Signal des Taktgebers 10 ein ständiges Umschalten des CODEC-Schaltkreises 13 derart, daß die Audiosignale für den linken Kanal und den rechten Kanal zeitlich versetzt bzw. im Zeit-Multiplex-Verfahren verarbeitet und verstärkt an den Lautsprechern 3 und 4 wiedergegeben werden, so daß trotz der stereophonen Aufnahme, Bearbeitung, Verstärkung und Wieder­ gabe der Tonsignale und insbesondere auch trotz der indivi­ duellen Verarbeitung der Signale des rechten und linken Kanals ein minimaler schaltungstechnischer Aufwand sowie ein geringer Stromverbrauch sichergestellt sind, so daß der Hörverstärker trotz hoher Qualität relativ klein und kompakt und damit vom Benutzer auch optimal tragbar gestaltet werden kann.

Da die Mikrophone 1 und 2 an dem die Hörer 3 und 4 auf­ weisenden Kopfhörer oder an dem dortigen Tragbügel vorgesehen sind, kann der Hörverstärker 6 in einer Tasche eines Kleidungsstückes untergebracht werden, was ebenfalls zur bequemen Benutzung beiträgt. Über die digitale Verarbeitung der Audio-Signale ist es weiterhin auch möglich, akustische Rückkopplungen zwischen den Mikrophonen 1 und 2 und den Hörern 3 und 4 wirksam zu unterdrücken.

Die Schaltfrequenz, mit der der CODEC-Schaltkreis 13 perio­ disch zwischen den Kanälen umgeschaltet wird, liegt deutlich über dem hörbaren Frequenzbereich und beträgt beispielsweise etwa 24 bis 25 kHz.

Durch die Verwendung eines einzigen CODEC-Schaltkreises 13 für beide Mikrophone 1 und 2 und beide Lautsprecher 3 und 4 ergibt sich ein vereinfachtes lay-out für die Printplatte des Hörverstärkers 6 auch eine zuverlässige und störungsfreie Arbeitsweise, da sämtliche Kanäle jeweils durch die vom Mikroprozessor 7 gelieferten Steuersignale zwangsweise in der erforderlichen Weise umgeschaltet werden.

Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, daß Änderungen sowie Abwand­ lungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.

Bezugszeichenliste

1, 2 Mikrophon
3, 4 Lautsprecher
5 Leitung
6 Hörverstärker
7 Mikroprozessor
8, 9 Speicher
10 Taktgeber
11 Schnittstelle
12 Eingabe
13 CODEC-Schaltkreis
14 Verstärkerschaltkreis
15 Eingangsverstärker
16 Ausgangsverstärker
17 Stromversorgung
18 DC/DC-Konverter

Claims (8)

1. Tragbare Hörhilfe mit einem elektrischen Hörverstärker, mit einer mit dem Verstärker verbundenen Mikrophonan­ ordnung (1, 2) und mit einer mit dem Verstärker ver­ bundenen Höreranordnung (3, 4), wobei der Hörverstärker wenigstens einen Analog-Digital-Wandler zur Umwandlung des analogen Audio-Signals der Mikrophonanordnung in ein digitales Signal, digitale Mittel zur Signalbearbeitung des digitalen Signals zur Erzielung einer vorgegebenen, die Hörschädigung des jeweiligen Benutzers individuell möglichst optimal kompensierenden Kennlinie und Über­ tragungsfunktion für den Hörverstärker (6), sowie wenigstens einen Digital-Analog-Wandler zur Umwandlung des bearbeiteten digitalen Signales in ein analoges, der Höreranordnung (3, 4) zugeführtes Audio-Signal, dadurch gekennzeichnet, daß der Hörverstärker (6) zwei Kanäle mit jeweils wenigstens einem Mikrophon (1, 2) und einem Hörer (3, 4) zur stereophonen Übertragung bildet, und daß die digitalen Mittel für beide Kanäle eine individuelle Signalbearbeitung bewirken, und zwar Durchlaß- oder Übertragungskurven entsprechend, die für das linke und rechte Ohr des Benutzers individuell in einem Speicher (8) gespeichert sind.

2. Hörhilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Speicher (8) zusätzlich zu den individuellen Über­ tragungskurven weitere normierte Übertragungskurven gespeichert sind, die den individuellen Übertragungs­ kurven überlagerbar sind, und zwar beispielsweise zur Berücksichtigung spezieller Umgebungsbedingungen.

3. Hörhilfe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Übertragungskurven einen Hochpaß- oder Tiefpaß- oder Bandpaß-Charakter aufweisen.

4. Hörhilfe nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verarbeitung der Audio-Signale der beiden Kanäle durch eine gemeinsame digitale Einrichtung im Zeit-Multiplex-Verfahren erfolgt.

5. Hörhilfe nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Hörer Bestandteil eines Kopf­ hörers sind, und daß an diesem oder an dessen Bügel die beiden Mikrophone (1, 2) vorgesehen sind.

6. Hörhilfe nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Analog-Digital-Wandler und Digital- Analog-Wandler Bestandteil eines gemeinsamen CODEC- Schaltkreises (13) sind, der von dem Mikroprozessor (7) angesteuert wird.

7. Hörhilfe nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Spannungs- bzw. Stromversorgung eine von wenigstens einer Batterie, vorzugsweise von einer wiederaufladbaren Batterie gebildete Stromversorgung (17) vorgesehen ist, daß die analogen Schaltkreise, ins­ besondere Eingangs- oder Ausgangsverstärker (15, 16) direkt von der Stromversorgung (17) versorgt werden und digitale Schaltkreise über einen DC/DC-Wandler (18) an die Stromversorgung angeschlossen sind.

8. Hörhilfe nach einem der Ansprüche 1-7, gekennzeichnet durch eine Schnittstelle (11) zum Einlesen der die speziellen Übertragungskurven definierenden Daten in den Speicher (8).