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TECHNISCHES
GEBIET
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Die Erfindung betrifft allgemein
Hörhilfen
und Hörgeräte, und
sie ist insbesondere auf eine Hörhilfe gerichtet,
die körperlich
so bemessen und konfiguriert ist, dass sie in den äußeren Gehörgang (Meatus acusticus
externus) passt. Die Erfindung wird insbesondere in Zusammenhang
mit einer Miniatur-Hörhilfe
offenbart, die über
einen Außenbereich
verfügt, der
im Schall-Brennpunkt der Ohrmuschel liegt, mit einem Mikrophon an
diesem wichtigen Brennpunkt, und mit einem Innenbereich, der teilweise
innerhalb des knochigen Teils des externen Gehörgangs liegt, mit einem länglichen
Lautsprecher, der mit dem Trommelfell "eng" gekoppelt
ist.
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HINTERGRUNDBILDENDE
TECHNIK
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Hörhilfen
sind in der Technik allgemein gut bekannt, und sie haben weite Verbreitung.
Bei einer typischen Hörhilfe
wird ein Mikrophon dazu verwendet, Schallwellen aufzunehmen und
diese Information in elektrische Signale zu wandeln. Ein Audioverstärker verstärkt die
elektrischen Signale innerhalb der interessierenden Frequenzen (20
Hz bis 20 kHz), und dann sendet er die verstärkten Signale an einen Lautsprecher,
der sich im inneren Bereich der Hörhilfe befindet. Der Lautsprecher
wandelt die elektrischen Signale zurück in Schallwellen. In der
technischen Literatur betreffend Hörhilfen werden Lautsprecher
häufig
als "Empfänger" bezeichnet.
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Viele herkömmliche Hörhilfen sind relativ große Geräte, die
für andere
Personen ziemlich gut erkennbar sind. Ein jüngerer Trend besteht darin,
die Hörhilfe
so klein wie möglich zu
machen und sie in einem Bereich im Inneren des Ohrs zu platzieren,
wo sie nicht erkennbar sind. Es existieren mehrere Patente, die
Hörhilfen
offenbaren, die vorgeblich in den äußeren Gehörgang passen. Es ist darauf
hinzuweisen, dass selbst bei derartigen patentierten Erfindungen,
die "im Gang" befindliche Hörhilfen
offenbaren, ein Teil der Hörhilfe
für andere
Personen erkennbar und von ihnen wahrnehmbar ist, da der Lautsprecher und
die Elektronik zu groß sind,
als dass sie in den äußeren Gehörgang passen
würden.
Eine Ausnahme ist im US-Patent Nr. 4,817,609 von Perkins offenbart,
bei dem der äußere Gehörgang chirurgisch
vergrößert ist,
so dass die offenbarte Hörhilfe
bis tief in den Gang passen kann, wodurch sie sich äußeren Betrachtern
wenig zeigt. Eine derartige Operation ist eine außerordentliche
Maßnahme,
von denen die meisten menschlichen Benutzer wünschen würden, sie zu vermeiden, wenn
eine zufriedenstellendere Hörhilfe
verfügbar
wäre.
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Andere US-Patente, die Hörhilfen
offenbaren, die vorgeblich in den äußeren Gehörgang passen, zeigen nicht
die genaue Anatomie des äußeren Gehörgangs.
Der äußere Gehörgang (meatus
acusticus externus) führt
von der Ohrmuschel (der "Schale" des Ohrs) zur Membrana
tympanica (Trommelfell). Das äußere Drittel
des Gangs ist knorpelig, und die inneren zwei Drittel sind knochig.
Der Gang ist nicht gerade, sondern in der horizontalen Ebene (Querschnitt – siehe
die 3A) führt er eine
starke Wendung, ungefähr
90°, zur
Rückseite
und dann eine schwächere
Wendung zurück
zur Vorderseite aus, wenn der Pfad von der Ohrmuschel zum Trommelfell
hin verfolgt wird. Das diese "S-förmigen" Windungen enthaltende
Gebiet wird als Sigma-Bereich des knorpeligen Teils des äußeren Gehörgangs bezeichnet.
Hörhilfen,
die in der Gesamtform als "gerade" offenbart sind,
sind nicht dazu in der Lage, innerhalb des äußeren Gehörgangs positioniert zu werden.
Drei Patente, die derartige Hörhilfen
offenbaren, sind die US-Patente Nr. 4,520,236 von Gauthier, Nr. 4,539,440
von Sciarra und Nr. 4,706,778 von Topholm.
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Das Gauthier-Patent beschreibt eine
Hörhilfe,
die eng in das Innere des äußeren Gehörgangs passt,
anscheinend einschließlich
des knochigen Teils des Gangs. Es scheint (aus den Zeichnungen) so,
dass sich die Hörhilfe über die
gesamte Länge des
Gehörgangs
erstreckt, praktisch bis an das Trommelfell hin; ein derartiges
Gerät wäre sicher sehr
unbequem zu tragen. Außerdem
offenbart das Gauthier-Patent die Verwendung einer Ohr-Gießform, die
das Gerät
aufnehmen soll. Wenn diese Ohr-Gießform nicht sehr flexibel wäre, wäre es unmöglich, die
Hörhilfe
an ihren vorgesehenen Ort innerhalb ihres äußeren Gehörgangs einzuführen; eine "gerade" Konfiguration, wie
sie dazu erforderlich wäre,
eng in den inneren (knochigen) Teil des Gangs zu passen, könnte nicht
durch den Sigma-Bereich des externen Gehörgangs hindurch platziert werden.
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Das Sciarra-Patent beschreibt eine
Hörhilfe mit
einstellbarem Durchmesser, der erweitert (vergrößert) werden kann, um eng in
den äußeren Gehörgang zu
passen. Das Patent offenbart nicht genau, wo die Hörhilfe im
Gang sitzen soll. Da die Zeichnungen ein "gerades" Gerät
veranschaulichen, ist es ersichtlich, dass es nicht sehr weit im
Gang platziert werden kann, da es nicht durch den Sigma-Bereich
des äußeren Gehörgangs passen
würde.
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Das Topholm-Patent beschreibt eine
Hörhilfe mit
einem Hohlraum an ihrem innersten Ende, der als Resonanzkammer wirkt,
um die Frequenzantwort des Geräts
im Bereich von 1000 Hz bis 5000 Hz zu verbessern. Das Patent offenbart
nicht den Ort im äußeren Gehörgang, wo
die Hörhilfe
zu platzieren ist, und es offenbart auch nicht die genaue Form der
gesamten Hörhilfe.
Alles was offenbart ist, ist eine im Wesentlichen röhrenför mige Gestalt
des innersten Endes, und es scheint, dass dieses irgendwo in den knorpeligen
Teil des äußeren Gehörgangs passt.
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Ein anderes US-Patent, das eine Hörhilfe offenbart,
die angeblich in den äußeren Gehörgang passt,
ist die Nr. 4,937,876 von Biermans. Dieses Patent offenbart nicht,
wo die Hörhilfe
im äußeren Gehörgang sitzen
soll. Die Zeichnungen offenbaren ein Gerät mit einem "Empfänger" (Lautsprecher) nahe dem
inneren Ende, wobei dieser Lautsprecher direkt auf das Trommelfell
zielt. Es ist jedoch deutlich, dass der Lautsprecher einen zu großen Durchmesser
aufweist, als dass er durch den Sigma-Bereich des äußeren Gehörgangs passen
würde,
weswegen diese Erfindung lediglich in die äußere Öffnung des äußeren Gehörgangs passt, wobei der Hauptteil
der Hörhilfe
zur Außenseite
des Gebiets der Ohrmuschel vorsteht.
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Es ist wesentlich, darauf hinzuweisen,
dass, um eine Verzerrung der an das Trommelfell übertragenen Schallenergie zu
minimieren, der Lautsprecher einer Hörhilfe eine Oberfläche aufweisen
sollte, die gleich groß wie
diejenige des Trommelfells oder größer ist. Da die Oberfläche des
Trommelfells mindestens so groß wie
eine schräge
Querschnittsfläche des äußeren Gehörgangs ist
(wie es aus den 3A und 4A der Erfindung erkennbar
ist), ist es ersichtlich, dass ein Miniatur-Lautsprecher, dessen
Fläche
direkt zum Trommelfell zeigt (wie im Biermans-Patent) mindestens
so groß wie
die Querschnittsfläche
des äußeren Gehörgangs sein
muss. Der unvermeidliche Schluss ist der, dass ein derartiger Lautsprecher nicht
durch den Sigma-Bereich des knorpeligen Teils des äußeren Gehörgangs passen
kann.
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Die obigen vier Patente versuchen,
Hörhilfen zu
offenbaren, die im äußeren Gehörgang positioniert
werden. Es ist jedoch aus ihrer allgemeinen Form und Größe ersichtlich,
dass ein Hauptteil jedes dieser Geräte auf solche Weise aus dem
Ohr herausstehen muss, dass dies für andere erkennbar ist. Entweder
ist das Gerät
zu "gerade", um durch den Sigma-Bereich
des äußeren Gehörgangs zu
passen, und/oder die elektrischen Komponenten (einschließlich einer
Batterie) müssen
wegen ihrer großen
Gesamtabmessungen außerhalb
des Sigma-Bereichs des Gangs verbleiben. Demgemäß wurde durch die obigen patentierten
Geräte
dem Bedarf nach einer Miniatur-Hörhilfe
nicht genügt,
die ausreichend klein ist und geeignet dazu geformt ist, bis tief
in den äußeren Gehörgang zu
passen (ohne dass eine Ohroperation erforderlich wäre).
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Eine Verbesserung der Technik ist
im US-Patent Nr. 4,870,G88 von Voroba offenbart. Das Voroba-Patent
beschreibt eine modulare Hörhilfe,
die so geformt (und bemessen) ist, dass sie teilweise in den äußeren Gehörgang passt,
so dass ein großer
Teil des Geräts
den Blicken eines äußeren Betrachters entzogen
ist. Ein Teil des Geräts
erstreckt sich in den inneren Bereich des Gangs über den Sigma-Bereich des äußeren Gehörgangs hinweg.
Wie es das Voroba-Patent offenbart, ist es wünschenswert, dass sich die
Hörhilfe
weiter in den äußeren Gehörgang erstreckt,
da die effektive Schallausgangsleistung der Hörhilfe umso höher ist,
je näher
sie an der Membrana tympanica (Trommelfell) liegt. Die Voroba-Hörhilfe verwendet
eine Anzahl "harter" Komponenten mit
individuellen Geometrien, die für
die Anpassung an anatomische Schwankungen bei einzelnen Benutzern
sorgen. Die Ansammlung modularer, harter Teile ist zumindest teilweise
durch eine nachgiebige Abdeckung eingeschlossen und erweitert. Die
Abdeckung des inneren Bereichs bei der Voroba-Hörhilfe besteht aus einem weichen
(nachgiebigen) Material, und er kann bis zu 3/4 der Länge des äußeren Gehörgangs durchdringen,
wodurch die effektive Verstärkung
der Hörhilfe
um 6 bis 10 dB gegenüber
herkömmlichen "im Gang befindlichen" Hörhilfen erhöht ist.
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Es ist jedoch zu beachten, dass bei
der Voroba-Erfindung der Lautsprecher nicht im innersten Teil des
Geräts
platziert ist. Der Lautsprecher ist stattdessen weiter zum äußeren Bereich
des Geräts
hin positioniert (ungefähr
im Zentrum des Geräts,
gemäß den Zeichnungen),
und ein Schalltransportrohr, das von einem weichen, elastischen
Material umgeben ist, erstreckt sich zum innersten Ende des Geräts. Tatsächlich emittiert
der Lautsprecher (im Voroba-Patent als "Empfänger" bezeichnet) Schallwellen in
das Rohr, und dieses wirkt als passiver Wellenleiter zum inneren
Teil des äußeren Gehörgangs sowie zum
Trommelfell hin. Das Voroba-Patent lehrt daher nur das beim Stand
der Technik verwendete Konzept, gemäß dem sich passive Elemente
im innersten Teil der Hörhilfe
befinden. Derartige passive Elemente sind lediglich Raum verbrauchende
Leitungen, die die Schallenergie von der aktiven, Schall erzeugenden
Fläche
des Lautsprechers weg transportieren. Die Luft innerhalb eines derartigen
passiven Elements ist kompressibel, so dass es diesem System immer
noch an einem bestimmten Effizienzgrad fehlt, und dies beeinträchtigt die
getreue Wiedergabe der Schallwelle am Trommelfell. Insgesamt ist
das Gesamtsystem des Lautsprechers der Hörhilfe zum Trommelfell nicht "eng gekoppelt".
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Eine enge Kopplung einer Schallquelle
an das Trommelfell ist erforderlich, um die günstigen Attribute zu realisieren,
wie sie durch die Signalverarbeitung zur Behandlung eines Hörmangels
zusammengestellt werden. Geräte
im Stand der Technik für allgemeine
Signalverarbeitung, einschließlich
des US-Patents Nr.
4,637,402 von Adelman und der Patente Nr. 4,882,762 und 4,882,761
von Waldhauer, demonstrieren Optimierungstechniken zum Manipulieren
der elektronischen Darstellung eines Audiosignals, jedoch gelingt
ihnen keine optimale Präsentation
als Schallwelle zum Trommelfell. Dem gemäß sind allgemeine Signalverarbeitungstechniken
gemäß dem Stand
der Technik durch die Fähigkeit
der ausgebenden Wandlervorrichtung (des Lautsprechers) beschränkt, und
daher sind sie keine eng gekoppelten Systeme.
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Um enger gekoppelte Systeme zu erzielen, muss
die Menge an nachgiebigem Material zwischen der aktiven Fläche des
Lautsprechers und der Empfangsfläche
des Trommelfells minimal gehalten werden. Das beste Verfahren, ein
derartiges System zu erhalten, besteht im Verringern des Luftvolumens (wodurch
die Menge an nachgiebigem Material verringert wird) im aktiven Pfad
der Schallwellen. Die günstigen
Effekte eines derartigen Systems sind (1) bessere Bandbreite, (2)
größerer Wirkungsgrad
der Energieübertragung
und (3) verringerte Verzerrung des Schallsignals. Ein besseres Verfahren
zum Erzielen eines derartigen eng gekoppelten Systems besteht darin,
den aktiven Lautsprecher selbst innerhalb des äußeren Gehörgangs zu positionieren, und zwar
so nahe wie möglich
am Trommelfell, während auch
die Menge nachgiebigen Materials (den Umfang des Luftvolumens) im
System minimal gehalten wird.
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In US-A-3,527,901 ist eine Hörhilfe mit
einem elastischen Gehäuse
offenbart. In der Beschreibung existiert keine Offenbarung zur Beziehung
zwischen der körperlichen
Größe und Eigenschaften
der Hörhilfe
und der körperlichen
Größe und der
Form eines anatomisch korrekten Bilds des Ohrs. Wenn das Gerät gemäß US-A-3,527,901
auf den normalen Querschnitt eines normalen menschlichen Ohrs bemessen
wird, zeigt es sich, dass der Mikrophonaufnehmer der Hörhilfe nirgendwo
nahe einem Schall-Brennpunkt liegen würde, wobei es sich um ein wesentliches
Erfordernis der Erfindung handelt.
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Demgemäß ist es eine Hauptaufgabe
der Erfindung, eine Hörhilfe
zu schaffen, die geeignet geformt, bemessen und ausge richtet ist,
dass sie in den äußeren Gehörgang passt,
so dass sie dafür
sorgt, dass das Lautsprecherelement an einem Punkt zwischen dem
Sigma-Bereich des Gangs und dem Trommelfell in den Gang passt.
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Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, eine
Hörhilfe
zu schaffen, die mit einer abnehmbaren Haube abgedeckt ist, die
eine Verunreinigung verhindert und den äußeren Gehörgang so abdeckt, dass das
Luftvolumen zwischen der Hörhilfe
und dem Trommelfell konstant gehalten wird.
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Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen darin,
eine Hörhilfe
zu schaffen, die geeignet geformt, bemessen und ausgerichtet ist,
um in den äußeren Gehörgang zu
passen, wobei:
- (1) Das Lautsprecherelement über längliche
Form verfügt,
um nicht nur tief in den Gang zwischen dem Sigma-Bereich des äußeren Gehörgangs und
dem Trommelfell zu passen, sondern wodurch der Lautsprecher auch
eine Frequenzantwort im menschlichen Hörbereich von 20 Hz bis 20 kHz
mit "high-fidelity" zeigen kann, und
um Verzerrungen zu minimieren;
- (2) der äußere Bereich
(das Mikrophon und die elektrischen, elektronischen und Signalverarbeitungskomponenten)
in solchem Ausmaß miniaturisiert
werden kann, dass der äußere Teil
der Hörhilfe,
wenn sie sich in Gebrauch befindet, von einer anderen Person, die
den Benutzer betrachtet, kaum wahrnehmbar ist;
- (3) das Mikrophon im äußeren Teil
im Schall-Brennpunkt der Ohrmuschel liegt, um dadurch die natürlichen
anatomischen Merkmale des menschlichen Ohrs betreffend das natürliche Sammeln
von Schall und das Lokalisieren der Richtung im größtmöglichen
Ausmaß zu
nutzen;
- (4) das äußere Ende
der Hörhilfe
am Mikrophon eine große
Ein/Aus-Steuerung aufweist, die von einer Fingerspitze des menschlichen
Benutzers betätigt
werden kann und auch zur Lautstärkesteuerung
und "Höhe-Tiefe"-Filtersteuerung
verwen det werden kann;
- (5) ein in der Hand gehaltener Sender dazu verwendet wird, die
Lautstärke
und das Höhe-Tiefe-Filter
der Hörhilfe
einzustellen, deren Mikrophon sich im Schall-Brennpunkt der Ohrmuschel befindet;
wobei ein derartiger in der Hand gehaltener Sender elektromagnetische
Hochfrequenzstrahlung dazu verwenden könnte, die erforderliche Information
zur Hörhilfe
zu transportieren, oder der andere Wellenlängen elektromagnetischer Strahlung
dazu verwenden könnte,
die Information zu transportieren, wie Ultra-Violett-, Infra-Rot-
oder Mikrowellenfrequenzen. Es könnten sogar
Ultraschallwellen dazu verwendet werden, die obige Aufgabe auszuführen;
- (6) auch eine Funkübertragungsstrecke
kann dazu verwendet werden, für
eine Signalverarbeitung durch einen mit der Hörhilfe verbundenen entfernten
Computer zu sorgen. Eine derartige Signalverarbeitung kann dazu
verwendet werden, bestimmte Frequenzen anzuheben, Hintergrundrauschen
zu entfernen oder andere unerwünschte
Schallmuster zu beseitigen;
- (7) ein Funkempfänger
als Eingangsgerät
für den Empfänger kombiniert
ist, so dass der Lautsprecher der Hörhilfe sowohl von einer Funkstation empfangene
Information als auch Schallwelleninformation ausgeben würde, wie
sie durch das Eingangsmikrophon der Hörhilfe empfangen wird (mit verringerter
Lautstärke,
falls erwünscht).
Derartige empfangene Funkfrequenzen können in den kommerziellen AM-
und FM-Bändern
liegen.
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Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung
besteht darin, eine Hörhilfe
zu schaffen, mit der Körperschall
(durch die Knochen geleitet) verstärkt oder geschwächt werden
kann, wie er durch die eigene Stimme des menschlichen Benutzers
erzeugt wird.
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Gemäß einer Erscheinungsform der
Erfindung ist Folgendes geschaffen: ein Verfahren zum Verbessern
der Wahrnehmung von Luftschallwellen durch Einsetzen eines Hörgeräts in einen
menschlichen Gehörgang
mit einem Trommelfell an seinem innersten Endpunkt, wobei der Gehörgang auswärts davon
als knochiger Teil und daran anschließend als knorpeliger Teil nach
außen
verläuft,
der innerste Abschnitt des knorpeligen Teils einen S-förmigen Sigma-Bereich
definiert und sein äußerster
Abschnitt eine schalenförmige
Muschelfläche
mit einem akustischen Brennpunkt und einem der Muschelfläche entgegengesetzten
Tragus definiert, der menschliche Gehörgang von normaler anatomischer
Größe und relativer
Proportion bezüglich
anatomischer Begleitmerkmale ist, das Hörgerät ein Mikrophon mit einer mit Öffnungen
versehenen Mikrophonabdeckung zum Empfangen von Luftschallwellen
und Erzeugen elektrischer Signale daraus, eine elektronische Schaltung,
die zum Erzeugen eines verarbeiteten Ausgabesignals gemäß der von
dem Mikrophon erzeugter elektrischer Signale betreibbar ist, einen Platz
für eine
Versorgungsquelle und einen Lautsprecher, der in Betrieb in dem
Gehörgang
angeordnet ist, bei dem Sigma-Bereich nach innen verläuft und gemäß dem Ausgabesignal
der elektronischen Schaltung die Ausgabesignale in Schallwellen
umwandelt, aufweist, das Mikrophon, die elektronische Schaltung
mit dem Platz für
die Versorgungsquelle und die Lautsprechelemente in fortlaufender
Weise längs
des Gehörgangs
angeordnet sind und das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist,
dass
das Hörgerät in Form,
Größe, Orientierung
und Aufbau so dimensioniert und konfiguriert wird, dass es in einem
menschlichen Gehörgang
so angeordnet werden kann, dass es von einer Innenseite zu einer Außenseite
des S-förmigen
Sigma-Bereichs des Gangs verläuft,
ohne dass eine chirurgische Vergrößerung des Gehörgangs notwendig
ist, wobei sein Lautsprecher, der eine mit der wirksamen Fläche des Trommelfells
vergleichbar große
Schallerzeugungsfläche
aufweist, anatomisch weiter innen als der Sigma-Bereich angeordnet
ist und in Richtung des Trommelfells verläuft, und sein Haupt körperbereich, der
den Lautsprecher mit dem Mikrophon verbindet, zwischen einem Innenteil
der Muschelfläche
und dem Tragus angeordnet ist und einen Außenteil des Sigma-Bereichs
mit der mit Löchern
versehenen Mikrophonabdeckung des am akustischen Brennpunkt der
Muschel angeordneten Mikrophons so überlagert, dass vom Außenohr gesammelte
und von der Muschel fokussierte Schallenergie zu dem speziellen Schall
wird, der durch das Mikrophon in ein dafür repräsentatives elektrisches Signal
umgewandelt wird.
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Gemäß einer anderen Erscheinungsform
der Erfindung ist Folgendes geschaffen: ein Hörgerät, geeignet zur Verwendung
in einem menschlichen Gehörgang
mit einem Trommelfell an seinem innersten Endpunkt, wobei der Gehörgang auswärts davon als
knochiger Bereich und daran anschließend als knorpeliger Teil verläuft, der
innerste Abschnitt des knorpeligen Teils einen S-förmigen Sigma-Bereich definiert
und sein äußerster
Abschnitt eine schalenförmige
Muschelfläche
mit einem akustischen Brennpunkt und einem der Muschelfläche entgegengesetzten
Tragus definiert, der menschliche Gehörgang von normaler anatomischer
Größe und relativer
Proportion bezüglich
anatomischer Begleitmerkmale ist, das Hörgerät ein Mikrophon mit einer mit Öffnungen
versehenen Mikrophonabdeckung zum Empfangen von Luftschallwellen
und Erzeugen elektrischer Signale daraus, eine elektronische Schaltung,
die zum Erzeugen eines verarbeiteten Ausgabesignals gemäß der von
dem Mikrophon erzeugten elektrischen Signale betreibbar ist, einen
Platz für
eine Versorgungsquelle und einen Lautsprecher, der in dem Gehörgang angeordnet
ist, bei dem Sigma-Bereich nach innen verläuft und gemäß dem Ausgabesignal der elektronischen
Schaltung die Ausgabesignale in Schallwellen umwandelt, aufweist,
und das so beschriebene Mikrophon, die Elektronik mit der Versorgungsquelle
und die Lautsprecherelemente in fortlaufender Weise längs des
Gehörgangs
angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Lautspre cher an
einem Gelenkelement angebracht ist, das ihn am Rest des Hauptkörpers der
Hörhilfe
befestigt, dass der Lautsprecher eine Schallerzeugungsfläche aufweist,
deren Größe mit dem
Trommelfell vergleichbar ist, wodurch er in dem Gehörgang anatomisch
weiter innen als der Sigma-Bereich des Gangs angeordnet werden kann,
wobei ein Zentralkörperbereich
den Lautsprecher mit dem Mikrophon verbindet und den Leerraum aufweist,
der in Betrieb die Versorgungsquelle und andere Elektronikkomponenten
enthält,
die so miniaturisiert sind, dass sie ganz am Eingang des Gangs zwischen
einem Außenbereich
des Sigma-Bereichs und dem Tragus positionierbar sind, und ferner
dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrophon so verläuft, dass
die mit Öffnungen
versehene Empfangsfläche
des Mikrophons am akustischen Brennpunkt der Muschel angeordnet
ist, und dass das Gerät
so dimensioniert, aufgebaut und konfiguriert ist, dass es in den
Gehörgang
eingesetzt werden kann, ohne dass eine chirurgische Vergrößerung des Gehörgangs erforderlich
ist.
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Die Hörhilfe ist vorzugsweise durch
eine abnehmbare Haube abgedeckt, die eine Verunreinigung der Funktionsteile
derselben verhindert und den äußeren Gehörgang um
die Hörhilfe
herum abdichtet, so dass das Luftvolumen zwischen der Hörhilfe und
dem Trommelfell konstant gehalten wird. Der zentrale Bereich der
Haube besteht aus einem verformbaren Material, so dass eine Größe von Hörhilfen
den meisten menschlichen Benutzern passt. Dieses verformbare Material
zeigt die Tendenz seine ursprüngliche
Größe und Form
beizubehalten, so dass es eng gegen den Innendurchmesser des äußeren Gehörgangs des
Ohrs des Benutzers drückt,
insbesondere am Eingang des äußeren Gehörgangs. Diese
Abdichtung aus verformbarem Material dient auch als Schallisolator,
der eine Rückkopplung
vom Lautsprecher zum Mikrophon der Hörhilfe verhindert.
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Die Tatsache, dass die verformbare
Haube die Tendenz zeigt, das Luftvolumen innerhalb des äußeren Gehörgangs zwischen
dem Punkt, an dem die Hörhilfe
mit der Innenmembran des Ohrs des Benutzers in Kontakt steht, und
dem Trommelfell, abzudichten, ist wesentlich, um ein eng gekoppeltes
System zu erzielen. Wie oben erörtert,
muss, um ein eng gekoppeltes System zu erzielen, die Menge an nachgiebigem
Material zwischen der aktiven Fläche
des Lautsprechers und der Empfangsfläche des Trommelfells minimal
gehalten werden. Durch Abdichten des Luftvolumens innerhalb des
Gesamtsystems, das aus der Hörhilfe,
der Luftsäule
und dem Trommelfell besteht, wird die Menge an nachgiebigem Material
(Luft) minimiert und konstant gehalten, so dass sich an eine Bewegung
des Lautsprechers nur eine Reaktionsbewegung des Trommelfells anpasst,
womit ein Vermeiden unerwünschter
Resonanzen im kleinen Volumen eingeschlossener Luft vermieden wird.
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Gemäß einem bevorzugten Merkmal
der Erfindung verfügt
das Lautsprecherelement der Hörhilfe über längliche
Form, um nicht nur in den äußeren Gehörgang zwischen
dem Sigma-Bereich des knorpeligen Teils des äußeren Gehörgangs und das Trommelfell
zu passen, sondern um auch eine ausreichend große Oberfläche aufzuweisen, um für ein Mitschwingen
des Trommelfells zu sorgen. Eine derartig große Schallerzeugungsfläche ermöglicht es dem
Lautsprecher, eine Schallenergie zu erzeugen, der es stark an einer
harmonischen Verzerrung im normalen menschlichen Hörbereich
von 20 Hz bis 20 kHz fehlt. Die Gesamtquerschnittsform des Lautsprechers
ist im Wesentlichen die einer flach gedrückten Röhre. Die Schallausgangsleistung
des Lautsprechers wird durch eine Lautsprechermembran erzeugt, die
durch einen elektromagnetischen Linearmotor angetrieben wird. Bei
einer Ausführungsform verfügt der Linearmotor über ein
Permanentmagnetfeld und eine ovale, Strom führende Spule, die innerhalb
des Magnetfelds angeordnet ist. Die Spule ist dauerhaft an der Lautsprechermembran
(deren Fläche)
befestigt, um einen Läufer
oder Anker zu bil den. Ein Teil der Lautsprecherkonstruktion besteht
aus einem oder mehreren Resonanzhohlräumen im Inneren der Lautsprechermembranen,
mit geeigneter Abstimmbarkeit zum Anheben bestimmter Teile des Frequenzspektrums.
Der Lautsprecher muss aus mindestens einem Anker bestehen, der die
Lautsprecherfläche
bildet, jedoch existieren, bei einer zweiten Ausführungsform,
zwei getrennte Flächen
auf entgegengesetzten Seiten des Lautsprechers. Jede dieser zwei
Flächen
kann über
ihren eigenen Resonanzhohlraum und ihre eigenen Dehnungseigenschaften verfügen, wodurch
jede Lautsprecherfläche
zur Anhebung eines anderen Teils des Frequenzspektrum, wie Höhen oder
Tiefen, verwendet werden kann.
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Die Lautsprechermembran kann in Form
einer ovalen Ebene mit die Nachgiebigkeit verbessernden Riffeln
nahe ihren Befestigungsrändern
vorliegen. Ein wesentlicher Teil der Ebene ist als starrer Körper beweglich,
jedoch verbessern die Riffeln nahe der Befestigungsränder das
Funktionsvermögen
des Lautsprechers in Form eines größeren Wirkungsgrads deutlich.
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Gemäß der Erfindung ist der gesamte
Lautsprecherteil der Hörhilfe
am Befestigungspunkt zum Rest des Hauptkörpers der Hörhilfe gelenkig aufgehängt. Dies
ermöglicht
es, dass das Lautsprecherelement durch den Sigma-Bereich des äußeren Gehörgangs passt,
wodurch der gesamte Lautsprecher in das Innere des Gangs passen
kann.
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Die restlichen Komponenten der Hörhilfe,
d. h. das Mikrophon und die elektrischen Komponenten, sind in solchem
Ausmaß miniaturisiert,
dass die gesamte Hörhilfe
für eine
andere Person, die den Benutzer betrachtet, kaum erkennbar ist.
Dies ist durch die Konstruktion der Hörhilfe auf solche Weise ermöglicht,
dass das gesamte Lautsprecherelement in den äußeren Gehörgang passt und dass der Teil
der Hörhilfe,
der die Batterie und die elektronischen Komponenten enthält, genau
zum Eingang des Gangs passt, so dass das Mikrophon im Schall-Brennpunkt der
Ohrmuschel liegt. Wie oben erörtert,
sind die Form der Hörhilfe
und die Konfiguration und die Ausrichtung ihrer Elemente sehr wesentlich,
so dass der gewünschte
Platzierungsort in einem menschlichen Ohr erzielt werden kann. Wie
es durch die Erfindung realisiert ist, ist die gesamte Hörhilfe im
Wesentlichen den Blicken eines anderen Betrachters entzogen, mit Ausnahme
des Mikrophons selbst, das sich genau am Eingang des äußeren Gehörgangs befindet
(d. h. im Schall-Brennpunkt der Ohrmuschel). Durch Positionieren
der aktiven Elemente der gesamten Hörhilfe tiefer im äußeren Hörgerät steht
die Hörhilfe
nicht über
die Ohrmuschel über,
weswegen sie von anderen nicht erkennbar ist.
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Durch Positionieren des Mikrophons
im Schall-Brennpunkt der Ohrmuschel werden die anatomischen Merkmale
des menschlichen Ohrs des natürlichen
Sammelns von Schall und des Lokalisierens der Richtung maximiert.
Da die Ohrmuschel (die "Schale" des Ohrs) auf natürliche Weise
so konzipiert ist, dass sie den Brennpunkt des in das menschliche Ohr
eintretenden Schalls bildet, ist ihr Schall-Brennpunkt auch der
logische Ort für
ein Mikrophon einer Hörhilfe.
Bis zur Erfindung konnte jedoch keine Hörhilfe das Mikrophon genau
an diesem Punkt platzieren. Während
der bei der Erfindung verwendete Mikrophontyp nicht wesentlich ist,
muss es jedoch klein sein, um in die Ohrmuschel zu passen, und es
sollte auch unter Verwendung geringer elektrischer Leistung arbeiten.
Zwei Mikrophontechnologien, die bei der Erfindung erfolgreich genutzt
wurden, sind der Elektret- und der piezoelektrische Typ.
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Vorzugsweise verfügt die Elektronik der Hörhilfe über Lautstärke- und
Ton(Höhen-Tiefen)-Funktionen.
Die Lautstärkefunktion
kann über
eine Schaltung mit automatischer Verstär kungsregelung verfügen, und
die Verstärkung
der Elektronik kann entweder linear oder nichtlinear, wie erforderlich,
sein, um Verzerrungen zu minimieren oder zu beseitigen.
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Vorzugsweise enthält der äußere, vorstehende Teil der
Hörhilfe,
im Wesentlichen am Ort des Mikrophons, eine Ein/Aus-Steuerung, die mit
der Fingerspitze des menschlichen Benutzers bedient werden kann.
Eine Bedienung dieser Steuerung durch eine Fingerspitze sorgt bei
einer Ausführungsform auch
für eine
Lautstärkesteuerung
und eine Steuerung des Höhen-Tiefen-Filters.
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Vorzugsweise wird ein in der Hand
gehaltener Sender dazu verwendet, die Lautstärke und das Höhen-Tiefen-Filter
der Hörhilfe
einzustellen. Bei einer Ausführungsform
verwendet der in der Hand gehaltene Sender elektromagnetische Hochfrequenzstrahlung
zum Transportieren der erforderlichen Information zur Hörhilfe,
und bei einer zweiten Ausführungsform
wird elektromagnetische Strahlung im infraroten Frequenzspektrum
verwendet. Es ist ersichtlich, dass jede sichere Frequenz elektromagnetischer
Strahlung dazu verwendet werden kann, die erforderliche Information über den
benötigten
kurzen Bereich zur Hörhilfe
zu transportieren. Es könnten sogar
Ultraschallwellen dazu verwendet werden, diese Aufgabe auszuführen.
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Vorzugsweise wird eine einteilige
Hörhilfe (die
im Wesentlichen dieselben Elemente wie die oben beschriebene einteilige
Hörhilfe
enthält)
mit einer selbständigen,
verbesserten Signalverarbeitungseinheit kombiniert. Eine deartige
verbesserte Signalverarbeitung kann Hintergrundrauschen entfernen,
bestimmte Frequenzen anheben oder andere unerwünschte Schallmuster beseitigen.
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Eine Funkübertragungsstrecke kann dazu verwendet
werden, für eine
verbesserte Signalverarbeitung für
die Hörhilfe
zu sorgen. Eine derartige Signalverarbeitung wird von einer entfernten
Signalverarbeitungseinheit ausgeführt, die dazu verwendet werden
kann, bestimmte Frequenzen anzuheben, Hintergrundrauschen zu entfernen
oder auch andere unerwünschte
Schallmuster zu beseitigen. Die Funkübertragungsstrecke wird am
besten als solche mit gleichzeitiger bidirektionaler Übertragung
(Vollduplex) verwendet, wobei der Originalschall durch das Mikrophon
des Hörhilfeteils
dieses Systems erfasst wird (das im Wesentlichen aus denselben Elementen wie
die oben beschriebene einteilige Hörhilfe besteht), mit anschließender Übertragung
durch die Funkübertragungsstrecke
an den Signalverarbeitungsteil dieses Systems. Der Signalverarbeitungsteil
kann eine tragbare Einheit sein, die an die Begleitung des Benutzers
geschnallt ist, oder es kann eine stationäre Einheit für nicht
mobilen Gebrauch sein. Nach der Verarbeitung wird die Information
durch die Funkübertragungsstrecke
vom Signalverarbeitungsteil zurück
zum Hörhilfeteil
zur Übertragung
an den ausgebenden Lautsprecher der Hörhilfe zurück gesendet. Dieser entfernte
Teil für
verbesserte Signalverarbeitung ist dann verfügbar, wenn die elektronischen
Elemente zu groß sind
oder sie einen zu großen
elektrischen Energieverbrauch aufweisen, um zu den anatomischen
Grenzen der oben beschriebenen einteiligen Hörhilfe zu passen.
-
Beide obige Merkmale können dazu
verwendet werden, das Funktionsvermögen der Hörhilfe für Personen stark zu verbessern,
die besonders ausgeprägte
Hördisfunktionen
zeigen.
-
Die Verwendung eines Beschleunigungsmessers
oder einer anderen starren Vorrichtung, die die Körperbewegung
erfasst, löscht
oder verstärkt den
Körperschall,
wie er durch die eigene Stimme des menschlichen Benutzers erzeugt
wird. Derartige Schallwellen werden durch die feste Struktur des Kopfs
des Sprechers in den Schläfenknochen
geleitet, der die Schallwellen direkt in die Ohrschnecke des Ohrs
dieses Sprechers leitet. Abhängig
von den Hörerfordernissen
für den
speziellen Benutzer der Hörhilfe
wird derartiger Körperschall
durch die Hörhilfe
am besten angehoben oder geschwächt.
Der Beschleunigungsmesser oder der andere starre Körperbewegungssensor
kann an der Oberfläche
der Hörhilfe
an einem Punkt angebracht werden, wo er am besten mit dem festen
Teil des äußeren Gehörgangs in
Kontakt gelangt. Auf diese Weise kann der Beschleunigungsmesser
direkt die durch die eigene Stimme des menschlichen Benutzers erzeugten
Körperschallwellen
erfassen. Derartige Schallwellen werden dann entweder verstärkt oder
geschwächt und
dann entsprechend den Erfordernissen des Benutzers mit dem durch
das Mikrophon erfassten Luftschall gemischt. Das Ausmaß der Verstärkung, Schwächung oder
des Mischens kann durch den bereits genannten, in der Hand gehaltenen
Sender oder durch eine getrennte Steuerung eingestellt werden, die
der Benutzer mit seiner Fingerspitze bedienen kann.
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Innerhalb der Hörhilfe kann ein Funkempfänger platziert
werden, so dass der Lautsprecher der Hörhilfe sowohl von einem Radiosender
empfangene Information als auch vom Eingangsmikrophon der Hörhilfe empfangene
Schallwelleninformation ausgeben kann. Der üblichste Satz von Funkfrequenzen, wie
sie empfangbar wären,
wären die
kommerziellen AM- und FM-Frequenzbänder. Erneut wäre es wünschenswert,
dazu in der Lage zu sein, die Lautstärke der empfangenen Funkfrequenzen
unabhängig
von der durch das Mikrophon empfangenen Lautstärke einzustellen. Derartige
Lautstärkesteuerungen
könnten
sich im bereits genannten, in der Hand gehaltenen Sender oder in
einer Fingerspitzensteuerung befinden.
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Es ist keine Belüftung zur Außenluft
erforderlich, um den Schallpfad zwischen dem Lautsprecher und dem
Trommelfell abzustimmen. Die Möglichkeit eines "Pfeifens" wegen einer Rückkopplung
vom Lautsprecher zum Mikrophon über
diesen Typ von Leitung ist völlig
beseitigt. So ist in einer miniaturisierten Hörhilfe, die in den äußeren Gehörgang passt, eine
sehr hohe Verstärkung
ohne eine Qualitätsbeeinträchtigung
durch "Pfeifen" möglich.
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Nun werden unter Bezugnahme auf die
beigefügten
Zeichnungen einige bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Hörgeräts beschrieben.
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1A ist
eine Schnittansicht des gesamten Geräts;
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1B ist
eine Draufsicht des Geräts
der 1A;
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1C ist
eine Seitenansicht des Geräts
der 1A, die Einzelheiten
einer abnehmbaren Haube im Schnitt, einschließlich des verformbaren Materialteils
derselben, zeigt;
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1D ist
ein Teilschnitt entlang einer Linie 1D-1D in der 1A;
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1E ist
eine Unteransicht des Geräts
der 1A zum Veranschaulichen
einer Schleifenantenne in der Basis;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht eines menschlichen Kopfs, wobei die
anatomischen Abschnitte dargestellt sind, die als Koronalschnitt
und Transversalschnitt bezeichnet werden;
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3A zeigt
eine korrekte anatomische Ansicht des Transversalschnitts des menschlichen
Ohrs entlang einer Linie 3-3 in der 2;
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3B zeigt
dieselbe Ansicht wie die 3A,
jedoch zu sätzlich
mit der Platzierung des Hörgeräts;
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4A zeigt
eine korrekte anatomische Ansicht eines Koronalschnitts des menschlichen
Ohrs (unter 90° gegenüber der 3A) entlang einer Linie 4-4
in der 2;
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4B zeigt
dieselbe Ansicht wie die 4A,
jedoch zusätzlich
mit der Platzierung des Hörgeräts;
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5A ist
eine Draufsicht des Lautsprecherteils des Hörgeräts des 1A sowie eine Schnittansicht der Gelenkverbindung
desselben;
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5B ist
ein Längsschnitt
des Lautsprechers entlang einer Linie 5B-5B in der 5A;
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5C ist
eine Schnittansicht des Lautsprecherteils entlang einer Linie 5C-5C
in der 5B;
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6A ist
eine Draufsicht der Lautsprecherabdeckung in der 5A;
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6B ist
eine Schnittansicht der Lautsprecherabdeckung einer Linie 6B-6B
in der 6A;
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6C ist
eine Schnittansicht der Lautsprecherabdeckung entlang einer Linie
6C-6C in der 6A;
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7A ist
eine Draufsicht des Lautsprecherankers der 5A;
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7B ist
eine Schnittansicht des Ankers entlang einer Linie 7B-7B in der 7A;
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7C ist
eine Schnittansicht des Ankers entlang der Linie 7C-7C in der 7A;
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8A ist
eine Draufsicht eines im Hörgerät der 1A verwendeten Mikrophons;
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8B ist
eine Schnittansicht des Mikrophons der 8A;
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8C ist
eine Vergrößerung des
oberen rechten Eckbereichs der 8B,
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9A ist
eine Draufsicht eines alternativen Mikrophons für das Hörgerät der 1A;
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9B ist
eine Schnittansicht des Mikrophons der 9A;
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9C ist
eine Vergrößerung des
oberen, rechten Eckbereichs der 9B;
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10 zeigt
einen Beschleunigungsmesser, wie er im Hörgerät der 1A verwendet wird;
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11 ist
eine schematische elektrische Darstellung des Hörgeräts der 1A mit örtlichen Steuereinheiten;
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12 ist
eine alternative schematische elektrische Darstellung des Hörgeräts der 1, das in diesem Fall über eine
in der Hand gehaltene Fernsteuerung verfügt, die mit dem Hörgerät kommuniziert;
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13 ist
eine andere alternative schematische Darstellung für das Hörgerät der 1A, das, zusätzlich zu
dem, was in der 12 angegeben
ist, auch über
ein Beschleunigungsmesser-Eingangssignal verfügt;
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14 ist
eine andere, alternative elektrische schemati sche Darstellung, die
eine Signalverarbeitungseinheit entfernt von der Hörhilfe zeigt,
die in konstanter Kommunikation mit dem Hörgerät der 1A steht.
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15 ist
eine schematische elektrische Darstellung, die ein in der Hand gehaltenes
Ferngerät
zeigt, das mit dem Hörgerät der 1 kommuniziert, das zusätzlich einen
Funkempfänger
enthält.
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Gemäß den Zeichnungen enthält das Hörgerät 10 einen
Lautsprecherteil 12, einen Mikrophonteil 14 und
einen Hauptkörperteil 1G.
Die 1B zeigt einen bevorzugten
Ort für
die elektronischen Komponenten des Geräts 10. Ein einen Beschleunigungsmesser
bildender integrierter Schaltkreis ist als elektronischer Chip 50 dargestellt.
Ein integrierter Schaltkreis, der die Verstärker und irgendwelche Sende- und
Empfangskomponenten enthält,
ist als elektronischer Chip 52 dargestellt. Ein dritter
elektronischer Chip 51 für einen dritten integrierten
Schaltkreis ist zwischen den Chips 50 und 52 angeordnet,
und er kann für
zusätzliche
Sendekomponenten sowie für jede
beliebige gewünschte
zusätzliche
Signalverarbeitungsschaltung verwendet werden. Elektrische Verbindungen
von den Lautsprecher- und Mikrophonteilen 12 und 14 zu
den elektronischen Komponenten erfolgen vorzugsweise durch Anschließen des
elektronischen Chips 51.
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Wie es in der 1C dargestellt ist, ist die Hörhilfe 10 durch
eine abnehmbare Haube 20 abgedeckt, die aus einem offenzelligen,
verformbaren Schaumstoffmaterial mit Gedächtniseffekt besteht. Der Teil 21 der
abnehmbaren Haube 20, der über den Lautsprecherteil 12 passt,
ist sehr dünn,
in der Größenordnung
von 1 mm, und er ist der Veranschaulichung halber in der 1C mit übertriebener Dicke dargestellt.
Eine der Funktionen der abnehmbaren Haube 20 besteht im
Abdichten der Luft innerhalb des äußeren Gehörgangs, so dass sie nicht entweichen
kann und dass auch keine Atmosphärenluft
in dieses Gebiet eindringen kann, wenn die Hörhilfe 10 einmal platziert
ist. Dies wird durch Erhöhen
der Dicke der Haube 20 im eine Gelenkverbindung 102 umgebenden
Bereich 22 bewerkstelligt. Eine andere Funktion der abnehmbaren
Haube 20 besteht darin, eine Verunreinigung der Hörhilfe dadurch
zu verhindern, dass sie als Abschirmung gegen Ohrwachs (Ohrschmalz)
und andere gelöste
Substanzen des Epithels des Ohrkanals wirkt. Ein anderes Merkmal der
abnehmbaren Haube 20 ist eine Abziehnase 24, die
es dem Benutzer ermöglicht,
diesen Teil der abnehmbaren Haube zu ergreifen und die gesamte Hörhilfe aus
seinem Ohr herauszuziehen.
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Wie es am deutlichsten in der 1D dargestellt ist, verwendet
das Hörgerät 10 eine
Spannungsquelle, die bei der bevorzugten Ausführungsform aus zwei Batterien 54 besteht.
Die Batterien 54 der bevorzugten Ausführungsform sind vom Typ 377, und
sie sind nicht in Reihe geschaltet, sondern sie werden stattdessen
dazu verwendet, eine bipolare Gleichspannungsquelle für die Elektronik
der Hörhilfe zu
bilden. Es ist ersichtlich, dass anstelle der Batterien 54 andere
Gleichspannungsquellen verwendet werden könnten.
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In der 1E ist
eine Einzelheit der Schleifenantenne 78 dargestellt. Eine
derartige Schleifenantenne 78 kann für beliebige Funkfrequenzsender oder
-empfänger
verwendet werden, wie sie in Zusammenhang mit der Hörhilfe 10 verwendet
werden können.
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Um die Bedeutung verschiedener Erscheinungsformen
der Erfindung zu verstehen, ist es erforderlich, die genaue Anatomie
des menschlichen Ohrs vollständig
zu würdigen.
Die 3A ist ein anatomisch
genauer Transversalschnitt des menschlichen Ohrs, der die wesentlichen
Struktureinzelheiten zeigt, wie sie für die Erfindung relevant sind.
Ausgehend vom äuße ren Punkt
des Ohrs ist die gekrümmte Fläche der
Ohrmuschel 41 im Bereich dargestellt, der in der Darstellung
der 3A durch die Klammerlinien 40 begrenzt
ist. Der Schall-Brennpunkt
der Ohrmuschel 41 liegt am durch die Zahl 36 gekennzeichneten
Punkt. Dieser Punkt 36 ist der Ort, an dem die natürliche Form
des menschlichen Ohrs eingehende Schallwellen fokussiert. Der äußere Gehörgang wird durch
zwei getrennte Abschnitte gebildet. Der äußerste Abschnitt des äußeren Gehörgangs,
der als knorpeliger Teil desselben bezeichnet wird, ist der mit 30 gekennzeichnete
Abschnitt zwischen den zwei Klammerlinien. Der innerste Abschnitt
des äußeren Gehörgangs 32 wird
als knochiger Teil desselben bezeichnet, der zwischen den innersten
beiden Klammerlinien liegt. Der Tragus 38 liegt am Eingang
zum äußeren Gehörgang, abgewandt
von der Ohrmuschel 41. Der Sigma-Bereich des knorpeligen
Teils des äußeren Gehörgangs ist
die durch die Zahl 42 gekennzeichnete S-förmige, gestrichelte
Linie. Der mittlere Innendurchmesser des äußeren Gehörgangs beträgt ungefähr 7 mm. Im innersten Abschnitt
des äußeren Gehörgangs liegt
die Membrana tympanica 34, die auch als Trommelfell bezeichnet
wird. Die effektive Oberfläche
des Trommelfells liegt im Bereich von 30–35 mm2.
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Wie es aus der 3B erkennbar ist, liegt der Hauptkörperteil 16 der
Hörhilfe 10 direkt
am Eingang des äußeren Gehörgangs.
Der Hauptkörperteil 16 liegt
in Kontakt mit dem Tragus 38 und ist durch diesen blickverdeckt.
Der Mikrophonteil 14 der Hörhilfe 10 liegt vorteilhafterweise
anatomisch innerhalb des Tragus 38 in solcher Weise, dass
er sich direkt am Schall-Brennpunkt der Ohrmuschel 36 befindet, so
dass er die anatomischen Merkmale des menschlichen Ohrs, des natürlichen
Sammelns von Schall und der Richtungslokalisierung maximiert. Der
Lautsprecherteil 12 der Hörhilfe liegt vollständig innerhalb des äußeren Gehörgangs,
und er passt über
den Sigma-Bereich 32 des knorpeligen Teils des äußeren Ge hörgangs hinaus.
Es ist ziemlich deutlich, dass der Lautsprecherteil 12 so
konzipiert ist, dass er vollständig
in den äußeren Gehörgang passt,
wobei er dennoch über
eine ausreichend große
Oberfläche
des aktiven Lautsprecherelements verfügt, um das menschliche Trommelfell 34 effektiv
in Schwingung zu versetzen.
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Wie es aus den Zeichnungen erkennbar
ist, ist der Lautsprecherteil 12 des Hörgeräts von länglicher Form, mit einem Querschnitt
im Wesentlichen in Form eines flach gedrückten Rohrs. Gemäß der Erfindung
ist der Lautsprecherteil 12 mit dem Rest des Hörgeräts für gelenkige
Bewegung relativ zu diesem verbunden.
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Der Lautsprecherteil 12 des
Hörgeräts 10 besteht
im Wesentlichen aus einem Linearmotor 100, der in den 5A–5C detailliert
angegeben ist. Die obere Abdeckung 112 des Linearmotors 100 besteht aus
einem magnetisch permeablen Material. Es existiert eine Anzahl von
Luftlöchern 104 verschiedener Größen in der
oberen Abdeckung 112. Bei der Ausführungsform der 5B existiert auch eine untere Abdeckung 152,
die ebenfalls aus einem magnetisch permeablen Material besteht und ähnlich wie
die obere Abdeckung konstruiert ist, ebenfalls mit Luftlöchern (nicht
dargestellt). Der gesamte Linearmotor 100 wird durch ein
Außengehäuse 140 zusammengehalten
und umgeben. Bei der bevorzugten Ausführungsform der 5A–5C besteht das Außengehäuse 140 aus
einem Kunststoff-Schrumpfmaterial. Das Außengehäuse 140 wird um das äußere Polstück 132 herum
aufgepresst, was auch als Banjo-Gehäuse bezeichnet
wird. Das äußere Polstück 132 besteht aus
einem magnetisch permeablen Material. Bei der bevorzugten Ausführungsform
besteht es aus Weichstahl. Das andere Polstück 132 erstreckt sich
durch eine Kugel der Gelenkverbindung 102, und es ist in diesem
Bereich hohl, wobei es als Leitung für die elektrischen Leiter 118 dient,
die zu den Lautsprecherspulen 116 und 148 führen. Die
Gelenkverbindung 102 ermöglicht es dem Lautsprecherteil 12,
sich verschwenkend relativ zum Hauptkörperteil 16 zu bewegen,
wodurch der Lautsprecherteil 12 leicht in den äußeren Gehörgang passen
kann.
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Die obere Lautsprechermembran 114 besteht
aus einem Polyester Film mit 3 μm
mit einer Oberfläche,
die zumindest der effektiven Oberfläche des Trommelfells entspricht,
d. h. mit ungefähr
32 mm2 bei der bevorzugten Ausführungsform.
Die längliche
Ovalform und die Konstruktion der oberen Lautsprechermembran 114 ist
auch in den 7A–7C offenbart. Die obere Spule 116 ist
an den Befestigungsrändern 120 fest
mit der oberen Lautsprechermembran 114 verbunden. Um den
Lautsprecher effektiver zu machen, sind in der oberen Lautsprechermembran 114 die
Nachgiebigkeit verbessernde Riffeln 124 ausgebildet. Ein
zusätzliches
Merkmal, um den Lautsprecher effektiver zu machen, sind die gekrümmten Falten 122 im
Material der oberen Lautsprechermembran. Diese Falten 122 werden
dadurch ausgebildet, dass die Gießform für die oberen Lautsprechermembranen
gezahnt ausgebildet ist, und sie fördern weiter die Nachgiebigkeit
der oberen Lautsprechermembran 114. Die obere Lautsprecherspule 116 besteht
aus fünfzehn
Windungen einer ovalförmigen Wicklung,
und sie besteht aus einem beschichteten Kupfermagnetdraht Nr. 48
AWG. Die Beschichtung besteht aus einem isolierenden Polymermaterial
und einem sekundären
Kautschuk-Kunststoff-Formhaltematerial. Der obere Abstandsring 144 hält die ganz äußeren Ränder der
oberen Lautsprechermembran 114 am Ort, und er besteht aus
einem metallischen Material wie Messing. Der obere Anker des Linearmotors
verfügt über die
obere Lautsprechermembran 114, die obere Spule 116 und
den oberen Abstandsring 144.
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Der untere Lautsprecheranker besteht
aus denselben Typen von Komponenten und Materialien wie der obere
Lautsprecheranker.
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Im Fall des unteren Ankers existieren
eine untere Lautsprechermembran 150, eine untere Spule 148 und
ein unterer Abstandsring 154. Die Materialien des unteren
Ankers sind praktisch dieselben wie die des oberen Ankers, jedoch
können
bestimmte Merkmale variiert werden, um z. B. oben einen Lautsprecher
vom Hochtonlautsprecher-Typ (mit verbesserter Höhenantwort) zu erzielen, und
einen Woofer-Lautsprecher unten (mit verbesserter Bassantwort).
Merkmale, die variiert werden können, sind
solche, die die Masse, die Feder- und die Dämpfungseigenschaften des Ankers
beeinflussen, wie die Dicke der Lautsprechermembranen, die Anzahl
der Windungen der Spule und die Größe des die Spule bildenden
Magnetdrahts sowie die Größe und die Form
der Resonanzhohlräume.
Der Resonanzhohlraum des oberen Lautsprechers ist durch die Zahl 126 gekennzeichnet,
und der untere Lautsprecher verfügt über einen ähnlichen
Resonanzhohlraum, der durch die Zahl 156 gekennzeichnet
ist und der für eine
verbesserte Bassantwort bei der veranschaulichten Ausführungsform über größere Abmessungen (ein
größeres Volumen)
verfügt.
Der Einstellspalt 130 kann dazu verwendet werden, die Luftmenge
zu variieren, die zwischen den zwei Resonanzhohlräumen 126 und 156 ausgetauscht
werden kann.
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Der Linearmotor 100 besteht
zusätzlich
aus einem Permanentmagnet 136 und einem Magnethalteteil 134.
Der Permanentmagnet der bevorzugten Ausführungsform besteht aus Neodym-Bor-Eisen oder Samarium-Kobalt.
Neodym-Bor-Eisen kann ein stärkeres
Magnetfeld als Samarium-Kobalt ausüben, jedoch rostet Samarium-Kobalt
nicht.
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Die Befestigungsränder 120 sind Knotenpunkte
für die
Anbringung der Spulen an den Lautsprechermembranen. Diese Anbringung
erfolgt durch einen Kleber auf Kautschukbasis. Der Lautsprecher
der bevorzugten Ausführungsform,
wie er oben beschrieben ist, ist ein Schwingspulenkreis, wohingegen bekannte
Lautsprecher kleiner Hörhilfen im
Allgemeinen Schaltungen mit variabler Reluktanz verwenden, die im
Allgemeinen eine schlechte Niederfrequenzfunktion liefern.
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Die in den 8A–8C veranschaulichte Ausführungsform
verwendet ein Mikrophon vom Elektrettyp. Die Mikrophonabdeckung 160 bildet
ein Außengehäuse für das Mikrophon.
Diese Abdeckung kann aus einem geformten Material, wie Aluminium,
oder einem geformten Kunststoff, mit einer Öffnung darin, bestehen. Gerade
innerhalb dieser Abdeckung befindet sich ein erster Abstandshalter 162,
der aus einem elektrisch nicht leitenden Material besteht. Dieser
Abstandshalter wird dazu verwendet, zwischen der Mikrophonabdeckung 160 und
der Mikrophonmembran 164 einen Zwischenraum aufrecht zu
erhalten. Die Mikrophonmembran besteht aus einem dauerhaft geladenen
Material, wie einem metallisierten Film oder einem metallisierten
Polyester. Auf der anderen Seite der Mikrophonmembran 164 befindet
sich ein zweiter Abstandshalter 166, der aus einem elektrisch
nicht leitenden Material besteht. Der zweite Abstandshalter 166 hält den Ruheabstand
zwischen der Mikrophonmembran 164 und der Platte 168 aufrecht.
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Die Platte 168 besteht aus
einem leitenden Material, wie mit Nickel plattiertem Kupfer, oder
aus Stahl. Die Platte 168 ruht auf dem Montageblock 172, und
sie ist auch mit dem Gate 176 eines Feldeffekttransistors 174 verbunden.
Der Montageblock 172 besteht aus einem elektrisch nicht
leitenden Material wie Kunststoff. Der Montageblock verfügt über ein Merkmal 170 zum
Belüften
des Spalts innerhalb des zweiten Abstandshalters 166 und
zwischen der Mikrophonmembran 164 und der Platte 168.
Der Feldeffekttransistor 174 verfügt auch über eine Source 178 und
einen Drain 180, und hinsichtlich eines Paars von Drähten 182 ist
einer am Gate und einer an der Source befestigt. Derartige Elektret-Mikrophon-Anordnungen 184 sind
im Stand der Technik verfügbar,
wie von Panaso nic mit der Teilenummer WM-6A.
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Der in der 8 dargestellte Mikrophonteil 14 besteht
auch aus zwei Potentiometern und dem Ein/Aus-Schalter. Der Ein/Aus-Schalter
besteht aus einem leitenden Ring 190 mit einem Spalt für den Außen-Bereich
des Rings. Durch Verdrehen der Mikrophonabdeckung 160 wird
dieser Ein/Aus-Schalter betätigt.
Die Steuerung des Höhen-Tiefen-Filters
besteht aus einem ersten Potentiometer. Das erste Potentiometer
verfügt über einen
Ring aus Widerstandsfilmmedien 194, der nicht notwendigerweise gleichmäßig ist,
und einem verdrehbaren Schleifer 196. Das erste Potentiometermedium 194 wird
durch einen nicht leitenden Halter 198 körperlich
positioniert und am Ort gehalten. Der drehbare Schleifer 196 wird
nur zum Verdrehen in Eingriff gebracht, wenn das Betätigungselement 210 niedergedrückt wird,
während
es gedreht wird. Das Betätigungselement 210 wird
dann nach unten gedrückt,
wenn die Mikrophonabdeckung 160 weg gedrückt wird.
Die Haltekonstruktion 192 ist die Gesamtgehäusebasis zum
Halten der Potentiometer am Ort, während die Mikrophonabdeckung 160 weg
gedrückt
wird.
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Ein zweites Potentiometer steuert
die Lautstärke
der Hörhilfe.
Dieses zweite Potentiometer besteht aus einem Ring von Widerstandsfilmmedien 202,
einem drehbaren Schleifer 204 und einem körperlichen
Halter aus einem nicht leitenden Halter 206. Das zweite
Potentiometer arbeitet dahingehend entgegengesetzt zum ersten Potentiometer,
dass sein drehbarer Schleifer 204 betätigt wird, wenn das Betätigungselement 210 nicht
herunter gedrückt wird.
Wenn das Betätigungselement 210 nicht
herunter gedrückt
wird, hält
die Feder 210 Spannung am drehbaren Schleifer 204,
so dass dieser verdreht werden kann. Um elektrische Information
effektiv an die Steuereinrichtung zu liefern, müssen die Potentiometer und
die Ein/Aus-Steuerung über
an ihnen befestigte leitende Einrichtungen, wie Drähte, verfügen. Ein
Paar von Drähten 200 läuft zum
ersten Potentiometer, ein zweites Paar von Drähten 208 läuft zum zweiten
Potentiometer, und ein drittes Paar von Drähten 214 läuft zum
Ein/Aus-Ring.
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Alternativ kann anstelle eines Mikrophons vom
Elektrettyp ein solches vom Piezotyp verwendet werden. Bei der Ausführungsform
der 9 hat die Mikrophonabdeckung 220 näherungsweise
dieselbe Größe wie die
Abdeckung 160 beim Elektretmikrophon, und sie verfügt erneut über eine Öffnung.
In diesem Fall muss die Mikrophonabdeckung 220 aus einem
elektrisch nicht leitenden Material bestehen. Direkt unterhalb der
Mikrophonabdeckung 220 befindet sich der erste Abstandshalter 222.
Dieser erste Abstandshalter besteht aus einem elektrisch leitenden
Material, und er ist durch einen Draht mit dem positiven Eingang
des Mikrophon-Wandlerverstärkers
verbunden. Unter dem ersten Abstandshalter 222 (auf der
anderen Seite desselben) befindet sich die Mikrophonmembran 224.
Diese Membran besteht aus einem als Kynar bezeichneten Material,
das von Pennwalt Corporation hergestellt wird. Auf der anderen Seite
der Mikrophonmembran 224 befindet sich ein zweiter Abstandshalter 226.
Dieser zweite Abstandshalter besteht ebenfalls aus einem elektrisch
leitenden Material, und er ist mit dem negativen Eingang des Transistorverstärkers verbunden.
Die zwei Abstandshalter 222 und 226 zuzüglich der
Mikrophonmembran 224 ruhen auf dem Montageblock 228,
und an den zwei Abstandshaltern sind zwei Drähte 232 befestigt
(ein Draht pro Abstandshalter). Bei der Ausführungsform der 9 existiert kein Feldeffekttransistor
und keine Platte. Die restlichen Teile des Mikrophonteils der Ausführungsform
der 9B sind genau dieselben,
wie sie in der 8B dargestellt
sind.
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Eine Ausführungsform der Hörhilfe kann
aus einer wahlweise vorhandenen Beschleunigeranordnung 248 bestehen.
Der Be schleuniger wird dazu verwendet, den Körperschall der Stimme des Benutzers
durch seine Knochen in die Ohrschnecke entweder anzuheben oder zu
dämpfen.
Diese Körperschallwellen
laufen durch den Schläfenknochen,
der das Innenohr vollständig
umschließt,
und sie erregen die mechnoneuralen Sinnesstrukturen innerhalb des Innenohrs
direkt. Körperschall
ist im normalen Ohr vorhanden, und seine Stärke steht in normalem Ausgleich
mit dem durch die Luft übertragenen
Anteil der eigenen Stimme. Wenn jedoch derartiger Körperschall
mit großer
Stärke
existiert, kann dies für
den Benutzer sehr störend
sein, in welchem Fall das Beschleunigersignal gedämpft würde. Wenn
er bei anderen Benutzern fehlt, sorgt er für eine gestörte Wahrnehmung der eigenen
Stimme des Benutzers, in welchem Fall das Beschleunigersignal verstärkt würde. Die
Beschleunigeranordnung 248 ist in den integrierten Schaltkreis 50 im
Hauptkörperteil 16 des Geräts eingebaut.
Das allgemeine Layout des Beschleunigungsmessers ist in den 10A–10B angegeben,
die das Substrat 240 und die seismische Masse 242 zeigen.
Das Substrat kann aus Silicium bestehen, wie es in einem Substrat
für integrierte Schaltkreise
verwendet wird. Die seismische Masse 242 würde aus
einem Material hoher Dichte, wie Kupfer, bestehen. Messelemente 244 sind
auf dem Substrat 240 verlegt, und sie bestehen aus Materialien mit
elektrischen Eigenschaften, die auf mechanische Spannungen empfindlich
sind. Die Knoten 246 sind vergrößerte Kontaktflecke, um auf
einfachere Weise eine elektrische Verbindung zur Beschleunigeranordnung 248 herzustellen.
Die gesamte Beschleunigeranordnung 248 ist in den integrierten
Schaltkreis 50 eingebaut, und sie ist körperlich vom Mikrophon und vom
Lautsprecher isoliert. Der Beschleunigungsmesser ist daher nicht
empfindlich für über die
Luft übertragene
Schallwellen, sondern nur für
durch die Knochen geleitete Schallwellen.
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Der Fachmann erkennt, dass der Beschleunigungsmesser
nicht aus einer seismischen Masse 242 bestehen muss, die,
wie oben beschrieben, an einem Messträger (Substrat 240)
für mechanische Spannungen
angebracht ist. Als Alternative könnten andere Typen von Beschleunigungsmessern
mit ähnlicher
Größe und ähnlicher
Konstruktion verwendet werden. Derartige andere Typen von Beschleunigungsmessern
würden
aus einer am beweglichen Teil einer geladenen Membran 240 montierten
Masse 242 oder einer an einem piezoelektrischen Träger 240 (als
piezoelektrischer Bimorph bezeichnet) befestigten Masse 242 bestehen.
Der Hauptunterschied zwischen den verschiedenen Typen von Beschleunigungsmessern
ist das für
den Träger
(das Substrat 240) verwendete Material, die Art der am Träger 240 befestigten
Messelemente 244 und die für die verschiedenen Typen erforderlichen
Signalaufbereitungs-Elektronikschaltungen.
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In der 11 ist
eine elektrische Schemadarstellung in Blockdiagrammform für eine selbständige Hörhilfe 10 dargestellt.
Die Steuereinrichtung 216 besteht aus drei Steuervorrichtungen,
die Teil des Mikrophonteils 14 sind. Die drei Steuerungen
in der Steuereinrichtung 216 sind der Ein/Aus-Schalter, das Lautstärkeregelungs-Potentiometer
und das Höhen-Bass-Filterpotentiometer.
Die 11 verwendet ein
Elektret-Mikrophon 184, jedoch ist es zu beachten, dass
bei dieser Anwendung jeder beliebige Typ von Miniaturmikrophon verwendet
werden kann. Die Schallenergie wird durch das Mikrophon 184 in
elektrische Signale gewandelt, die in den Wandlerverstärker 260 des
Eingangsmikrophons geleitet werden. Nach anfänglicher Verstärkung wird
das elektrische Signal anschließend
an eine Gruppe von Verstärkern geleitet,
die als Höhen-Tiefen-Filter
und als Zwischenverstärker 262 wirken.
Dieses Höhen-Tiefen-Filter
mit Zwischenverstärker 262 kommuniziert mit
der Steuereinrichtung 216, um die Hörhilfe als solche entsprechend
den Wünschen
des Benutzers geeignet zu steuern. Durch den Zwischenverstärker 262 werden beliebige
Funktionen einer automatischen Verstärkungsregelung, sei sie linear
oder nichtlinear im Profil, ausgeführt. Das Ausgangssignal des
Höhen-Tiefen-Filters
mit Zwischenverstärker 262 wird
dann an einen Ausgangs-Leistungsverstärker 264 geliefert.
Die Ausgangsstufe des Leistungsverstärkers 264 ist eine
Gegentakt-Doppeltransistor-Ausgangsstufe der Klasse B. Unter Verwendung einer
dualen Gleichspannungsversorgung (von zwei Gleichspannungsbatterien 54 geliefert)
können
alle Verstärker
in der Hörhilfe
mit bipolarer Konfiguration laufen, einschließlich des Leistungsverstärkers. Durch
effektive Nutzung dieser bipolaren Gleichspannungsversorgung kann
der Leistungsverstärker 264 in
seiner abschließenden
Ausgangsstufe Gegentakttransistoren verwenden, und es können alle
typischen großen
Nebenschlusskondensatoren weggelassen werden, die andernfalls erforderlich
wären. Das
Ausgangssignal des Leistungsverstärkers 264 wird dann
an den aus dem Linearmotor bestehenden Lautsprecher geliefert.
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Die obigen Verstärker, einschließlich des Leistungsverstärkers der
Ausgangsstufe, befinden sich alle im integrierten Schaltkreis 52.
Einige der Verstärkerstufen
mit niedriger Verstärkung
verwenden einen Operationsverstärker
wie den von Precision Monolithics hergestellten OP-90. Der OP-90
ist als halb kundenspezifischer Chip verfügbar, oder er kann, selbstverständlich,
auf einem kundenspezifischen Analogchip platziert werden.
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Eine Ausführungsform der Erfindung verwendet
einen in der Hand gehaltenen Sender zum Steuern der Eingabebefehle
des Benutzers für
die Hörhilfe.
In der 12 ist der in
der Hand gehaltene Sender mit 70 gekennzeichnet, und er
besteht aus einer Bedienerschnittstelle 266, einem Controller 268 und
einem Sender 72. Die Bedienerschnittstelle 266 könnte ein
Tastenblock, eine Miniaturtastatur oder selbst eine Fernseh-Fernsteuerung
mit vorhandenem Design sein, so dass der Benutzer bestimmte Steuertasten
betätigen
kann, um die Lautstärkeregelung
der Hörhilfe
einzustellen oder um das Höhen-Tiefen-Filter
einzustellen. Der Controller 268 ist typischerweise eine
kleine Mikroprozessoreinheit, die über die Bedienerschnittstelle 266 kommuniziert und
dann Befehle in einem digitalen Codesignalformat an die Senderstufe 72 weiterleitet.
Die Senderstufe 72 kann von verschiedenen Typen sein.
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Die verschiedenen Typen von Sendern,
wie sie verwendbar sind, sind die folgenden: ein Hochfrequenzsender,
bei dem ein gewisser Antennentyp in die in der Hand gehaltene Einheit
eingebaut sein muss, oder ein Infrarotsensor, der eine Infrarot-LED benötigt, oder
möglicherweise
eine Ultraschall-Sendereinrichtung,
die irgendeinen Typ an Hochfrequenz-Lautsprecher-Ausgangssignal
benötigt.
Welche Kommunikationseinrichtung auch immer verwendet wird, sie
ist in der 12 mit 76 gekennzeichnet.
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Die Kommunikationseinrichtung 76 benötigt einen
entsprechenden Empfänger 74 im
Hörgerät 10. Der
Empfänger 74 wandelt
das Kommunikationssignal in elektrische Signale, die dann an die
Steuereinrichtung 270 weitergeleitet werden. Die Steuereinrichtung 270 verfügt über eine ähnliche
Funktion wie die bereits erörterte
Steuereinrichtung 216 der 11,
da sie das Höhen-Tiefen-Filter
und den Zwischenverstärker 262 der
Hörhilfe 10 steuert.
Als Teil der Steuersignale ist auch eine örtliche Ein/Aus-Steuerung 190 vorhanden.
Die örtliche Ein/Aus-Steuerung 190 ist
dazu erforderlich, dass der Benutzer die elektrische Energie im
Hörgerät 10 vollständig ausschalten
kann. Wie bei der vorigen Ausführungsform
empfängt
das Mikrophon 184 Schallenergie und wandelt diese in elektrische
Energie um, die an den Mikrophon-Wandlerverstärker 260 weitergeleitet
wird. Das Ausgangssignal des Wandlerverstärkers 260 wird an
das Filter mit Verstärker 262 gelie fert,
das nun durch die Steuereinrichtung 270 gesteuert wird,
die die empfangene Information vom Empfänger 74 verwendet.
Dann wird das elektrische Signal an den Leistungsverstärker 264 und schließlich an
das Lautsprecherelement 100 geliefert. Damit der Empfänger 74 tatsächlich arbeitet,
benötigt
er eine Antenne 78.
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In der 13 ist
eine andere Ausführungsform
einer Hörhilfe
unter Verwendung eines in der Hand gehaltenen Senders 70 dargestellt.
Auch diese Ausführungsform
verfügt über einen
Beschleunigungsmesser 248, um Körperschallinformation entweder
hinzuzufügen
oder wegzunehmen. Wie zuvor besteht der in der Hand gehaltene Sender 70 aus
einer Bedienerschnittstelle 266, einem Controller 268 und
einem Sender 72. Die Information wird mittels der Einrichtung 76 dem
Empfänger 74 des
Hörgeräts 10 mitgeteilt.
Wenn die Information einmal vom Empfänger 74 empfangen
wurde, wird sie der Steuereinrichtung 270 mitgeteilt, die
sie auch der örtlichen Ein/Aus-Steuerung 190 mitteilt.
Die eingegebene Schallenergie wird vom Mikrophon 184 empfangen und
in ein elektrisches Signal gewandelt, das als Erstes vom Mikrophon-Wandlerverstärker 260 verstärkt wird,
dann durch das Filter mit Zwischenverstärker 263 modifiziert
und verstärkt
wird und schließlich
an ein neues Verstärkerelement 278 geliefert
wird, das ein Summationsverstärker
ist. Die mechanischen Schwingungen werden vom Beschleunigungsmesser 248 wahrgenommen,
der sie in ein elektrisches Signal wandelt. Dieses elektrische Signal
wird vom Wandlerverstärker 272 des
Beschleunigungsmessers empfangen, der dann das Signal an eine Verstärkerstufe 276 ausgibt.
Die Steuereinrichtung 270 teilt die Information auch einer
Lautstärkeregelung 274 mit.
Die Lautstärkeregelung 274 stellt
die Verstärkung
des Verstärkers 276 ein,
jedoch leitet die Steuereinrichtung 270 auch ein Signal
zum Verstärker 276 weiter,
das es ermöglicht,
dass dieser umgekehrte Polarität
zeigt. Die Polarität
wird in Situationen umgekehrt, in denen der durch den Beschleunigungsmesser 248 aufgenommene
Körperschall
zu dämpfen
ist. Das Ausgangssignal des Verstärkers 276 mit reversibler
Polarität
wird dann dem Summationsverstärker 278 mitgeteilt.
An dieser Stelle wird das Signal des Beschleunigungsmessers entweder vom
Mikrophonsignal subtrahiert oder zu diesem addiert. Das Ausgangssignal
des Summationsverstärkers 278 wird
dann an den Leistungsverstärker 264 und
dann an das Lautsprecherelement 100 geliefert.
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Eine andere Ausführungsform der Erfindung verwendet
Signalverarbeitungstechniken dazu, das Funktionsvermögen der
Erfindung für
Benutzer mit speziellen Hörproblemen
stark zu verbessern. In der 14 ist
eine tragbare Signalverarbeitungsvorrichtung 80 dargestellt,
die entweder in der Hand gehalten werden kann oder an der Kleidung
(wie am Gürtel angeschnallt)
des Benutzers getragen werden kann. Um die Lautstärke- und
Höhen-Tiefen-Steuerungen einzustellen,
gibt der Benutzer Information über
die Bedienerschnittstelle 280 ein, die ein Tastenfeld sein kann,
wobei diese Information dann an einen Controller 282 mitgeteilt
wird. Diese Information wird dann dem Hochfrequenzsender 82 mitgeteilt.
Die Information könnte
auch in Form digitaler Signale vorliegen, die dann über die
Kommunikationseinrichtung 90 an den Empfänger 86 der
Hörhilfe 10 gesendet
werden. In der Hörhilfe 10 wird
Schallenergie vom Mikrophon 184 aufgenommen und in elektrische
Signale gewandelt, die an den Mikrophon-Wandlerverstärker 260 weitergeleitet
werden. Das Ausgangssignal des Wandlerverstärker 260 wird an einen
zweiten Funkfrequenzsender 88 geliefert. Diese Information
wird dann über
die Kommunikationseinrichtung 90 einem zweiten Funkfrequenzempfänger 84 mitgeteilt,
der sich in der Signalverarbeitungsvorrichtung 80 befindet.
Diese Information wird vom Ausgang des Empfängers 84 einem Signalverarbeitungscontroller 284 mitgeteilt.
Der Prozessor 284 muss so nahe wie möglich in Echtzeit arbeiten,
um Audioinformation vom Empfänger 84 anzuneh men
und dann die verarbeitete Audioinformation in Form eines elektrischen
Signals an den Hochfrequenzsender 82 auszugeben.
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Wie es der Fachmann erkennt, muss
die Kommunikationseinrichtung 90 eine Vollduplex-Einrichtung
zur Kommunikation von Hochfrequenzinformation sowohl an jede Vorrichtung
als auch von jeder Vorrichtung der Hörhilfe 10 und der
Signalverarbeitungsvorrichtung 80 sein. Wenn das Signal
einmal vom Hochfrequenzsender 82 gesendet wurde, wird es
von einem Hochfrequenzempfänger 86 vom
Hörgerät 10 empfangen.
Der Steuerteil des empfangenen Signals ist eine digitale Reihe von
Befehlen 286. Diese Befehle werden der Steuereinrichtung 270 mitgeteilt,
die sie auch einer örtlichen
Ein/Aus-Steuerung 190 mitteilt. Der Audioteil der vom Hochfrequenzempfänger 80 empfangenen
Information ist ein elektrisches Signal 288. Dieses Audiosignal
wird dem Filter mit Zwischenverstärker 282 mitgeteilt,
das es auch der Steuereinrichtung 270 mitteilt. Das Ausgangssignal
des Filters mit Verstärker 262 wird
an den Leistungsverstärker 264 geliefert,
der das Signal an das Lautsprecherelement 100 ausgibt.
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Eine alternative Ausführungsform
der Erfindung unter Verwendung von Signalverarbeitungstechniken
ist eine solche mit einer selbständigen,
verbesserten Signalverarbeitungssteuerung innerhalb der Hörhilfe 10 selbst.
Diese Hörhilfe
ist in der 12 in schematischer
Form angegeben, wobei das Filter mit Zwischenverstärker 262 auch
einen erforderlichen Signalverarbeitungscontroller zum Erzielen
der gewünschten
Verbesserung enthält.
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Eine andere Ausführungsform der Erfindung kann
aus einem Funkempfänger 94 bestehen,
der entweder kommerzielle Rundfunksendungen oder örtliche
Rundfunksendungen empfangen kann. Wie es in der 15 dargestellt ist, verwendet diese Ausführungsform
einen in der Hand gehaltenen Sender 70 mit den Elementen
der Bedienerschnittstelle 266, des Controllers 268 und
des Ausgangssenders 72. Information vom Sender 72 wird über die
Einrichtung 76 einem Empfänger 74 am Hörgerät 10 mitgeteilt. Bei
dieser Ausführungsform
kann die Bedienerschnittstelle 266 auch die Frequenz einstellen,
die vom Empfänger 74 des
Hörgeräts 10 zu
empfangen ist. Diese Information wird vom Sender 72 über die Kommunikationseinrichtung 76 an
den Empfänger 74 gesendet.
Diese Information wird anschließend
der Steuereinrichtung 270 und dann dem Tuner 290 mitgeteilt.
Die Steuereinrichtung 270 kommuniziert auch mit einer örtlichen
Ein/Aus-Steuerung 190. Vom Mikrophon 184 wird
Schallwellenenergie empfangen und in ein elektrisches Signal gewandelt,
das dem Mikrophon-Wandlerverstärker 260 mitgeteilt
wird. Das Ausgangssignal dieses Wandlerverstärkers 260 wird dem
Filter mit Zwischenverstärker 262 mitgeteilt, dessen
Ausgangssignal dann dem Schallverstärker 278 mitgeteilt
wird.
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Das Hörgerät 10 empfängt auch
Funkfrequenzinformation über
seinen Empfänger 94.
Der Funkfrequenzempfänger 94 kann
kommerzielle Rundfunksendungen, z. B. in den AM- und FM-Bändern kommerzieller
Kommunikationsvorgänge,
von einem kommerziellen Sender 92 über die Kommunikationseinrichtung 96 empfangen.
Im Fall eines kommerziellen Senders überträgt die Steuereinrichtung 270 Information
an den Tuner 290, der dann steuert, welcher Radiosender
vom Funkfrequenzempfänger 94 empfangen
wird. Das Ausgangssignal vom Empfänger 94 wird an einen
Verstärker 276 geliefert,
dessen Verstärkung
durch die Lautstärkeregelung 274, mit
Kommunikation mit der Steuereinrichtung 270, eingestellt
wird. Das Ausgangssignal des Verstärkers 276 wird dann
an den Summationsverstärker 278 geliefert,
dessen Ausgangssignal aus Signalen sowohl vom Mikrophon als auch
vom Funkempfänger
besteht. Das Ausgangssignal des Summationsverstärkers 278 wird dem
Leistungsver stärker 276 mitgeteilt,
der dann das Signal an das Lautsprecherelement 100 liefert.
Wenn es der Benutzer wünscht, kann
der Funkfrequenzempfänger 94 einen örtlichen Sender
empfangen, der aus einem Miniatur-Funksender besteht, der vom Benutzer
getragen wird und Musik sendet, z. B. von einem CD-Spieler oder einem Kassettenbandspieler.
Während
derartige örtliche Funksender
derzeit nicht in Gebrauch sind, sind sie sicher für die Zukunft
vorhersehbar, insbesondere nachdem die Erfindung am Markt üblich wurde.
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Zusammengefasst gesagt, wurden zahlreiche
Vorteile beschrieben, die sich aus der Verwendung der Konzepte der
Erfindung ergeben. Die Gesamtgröße, die
Form und die Ausrichtung des Hörgeräts sorgen
für einen
Baustein, der tief in den äußeren Gehörgang passt,
so dass das Mikrophon im Schall-Brennpunkt der Ohrmuschel platziert
ist und der Lautsprecher zwischen dem Sigma-Bereich des Gangs und
dem Trommelfell platziert ist. Eine derartige Platzierung des Lautsprechers
gemeinsam mit der Abdichtung des Ohrs innerhalb des äußeren Gehörgangs um
das Hörgerät herum
sorgt für
ein eng gekoppeltes System. Das Hörgerät kann als selbständiges Gerät verwendet
werden, das die gesamte erforderliche Signalaufbereitungs- und Verstärkungs-Elektronikschaltung,
und auch verbesserte Signalverarbeitung, falls erwünscht, enthält. Das
Hörgerät kann auch
in Verbindung mit einem getrennten, in der Hand gehaltenen Sender
zum Steuern verschiedener Betriebsfunktionen, einer getrennten, verbesserten
Signalverarbeitungsvorrichtung, falls erwünscht, oder in Kommunikation
mit einem Funksender verwendet werden.
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Die vorstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung wurde zu Zwecken der Veranschaulichung und Beschreibung
angegeben. Sie soll nicht erschöpfend
sein oder die Erfindung auf die genauen offenbarten Formen beschränken. Angesichts
der obigen Lehren sind offensichtliche Modi fizierungen oder Variationen
möglich. Die
Ausführungsformen
wurden gewählt
und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktische
Anwendung am besten zu veranschaulichen, um den Fachmann dadurch
in die Lage zu versehen, die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen
und mit verschiedenen Modifizierungen, wie sie für den speziellen, ins Auge
gefassten Gebrauch geeignet sind, am besten zu nutzen. Der Schutzumfang
der Erfindung soll durch die beigefügten Ansprüche definiert sein.