專利名稱：具有用于接收和發(fā)射電磁信號的天線的助聽器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及助聽器或其他聽音設(shè)備，其中提供無線接收和發(fā)射裝置。尤其是在ITE(耳內(nèi)式)和CIC(深耳道式)助聽器中，容納用于無線發(fā)射的天線是一個難題。
背景技術(shù)：
在佩戴于耳內(nèi)的小型助聽器中，天線與接收器或揚聲器之間的距離很小，因此天線極有可能拾取不必要的電磁輻射。在助聽器內(nèi)部，麥克風(fēng)及接收器與信號處理裝置及電池一起放置。接收器向用戶傳遞可察覺的信號作為聲音，但是同時接收器將輻射電磁能量，該能量很有可能被天線收集并引發(fā)反饋問題或噪聲。上述類型的助聽器通常是定制的且外殼內(nèi)電子裝置(接收器和信號處理裝置)的位置隨著助聽器的不同而不同。由于天線的功效依賴附近電子元件的位置，無法提前得知附近元件的準(zhǔn)確位置是一個難題，因為這將導(dǎo)致不同助聽器中天線的性能有所不同。
目前頻率在約1MHz以上的無線通信還沒有在耳內(nèi)式(ITE)助聽器中實現(xiàn)。將來這種情況極有可能發(fā)生改變，那時將需要高效率的天線(相比于可用體積)從而達(dá)到可接受的性能(范圍，電流消耗等)。在該領(lǐng)域已經(jīng)公開一專利申請，其覆蓋了利用拉出線作為天線的其它專利。美國專利5721783公開了助聽器或音頻通信系統(tǒng)包括能夠隱藏在耳道中的耳機，耳機能夠與遠(yuǎn)程處理器單元無線通信，遠(yuǎn)程處理單元增強音頻信號并能隱藏在衣服下面。已公開的助聽器具有設(shè)置為與助聽器的拉出線協(xié)同工作的天線。
在現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)EP1326302中，公開了助聽器設(shè)備中的集成電路分形天線。分形天線可以結(jié)合在助聽器設(shè)備中以優(yōu)化設(shè)備的無線通信能力。
EP1013143公開了包括用于無線接收信號的檢測器的助聽器和包括所述助聽器的系統(tǒng)。已公開的助聽器包括電子電路和電池隔間。面板包括相對于電池隔間能夠移動的蓋形元件。檢測器固定到蓋形元件，從而檢測器適于無線接收信號并將該信號轉(zhuǎn)換為電信號。該助聽器具有至少在蓋形元件的閉合位置將檢測器連到電子電路的電連接裝置。已公開的檢測器用于接收在紅外光范圍的信號。眾所周知紅外信號的穿透深度很小，工作在紅外光范圍的接收器必須放置在外表面部分。
根據(jù)本發(fā)明的天線將工作在射頻范圍內(nèi)，射頻信號的穿透深度很大，并且不容易提前確定天線的有利位置。此外靠近電子元件的射頻天線的靈敏度是之前一直沒有解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)之一是在ITE或CIC式助聽器中或其他聽音設(shè)備中提供用于無線發(fā)射和接收電磁信號的天線，其中天線不會受到接收器位置變化或聽音設(shè)備的其他電子元件的影響。還希望實現(xiàn)定制助聽器的改進(jìn)的和統(tǒng)一的輻射和接收特性。
如權(quán)利要求1所述的通信裝置實現(xiàn)了上述目標(biāo)。因此該裝置適于放置在用戶的耳朵中，其包括封裝用于接收輸入信號的輸入變送器、信號處理裝置和用于提供可察覺為聲音的信號的輸出變送器的外殼部分；位于外殼的表面部分的電池，其朝向遠(yuǎn)離用戶頭部的方向；用于發(fā)射和接收電磁能量的發(fā)射和接收電路；其中提供了用于輻射和/或接收電磁能量的天線，其具有轉(zhuǎn)向外界的第一表面和接近電池放置的第二表面。
通過在電池的表面上放置天線，電池可以用作接地，這是一項優(yōu)點。而且，在天線和助聽器內(nèi)其他元件之間的電池位置將有助于確保在完成定制助聽器期間當(dāng)外殼內(nèi)的接收器或其他元件固定在給定位置時天線不會變得失諧。此外電池在天線和助聽器電路的其他部分之間提供電磁屏蔽。
根據(jù)本發(fā)明，天線調(diào)諧為在50MHz到50GHz的頻率范圍輻射和/或接收電磁能量。在該范圍內(nèi)大多數(shù)國家允許不同頻帶的無線通信無需任何許可。這樣的頻帶例如ISM頻帶。這也意味著這些頻帶中極可能有噪聲，這是天線應(yīng)當(dāng)高效的另一原因。天線可用于數(shù)字或模擬編碼的信號。
優(yōu)選地，天線成形為柔性印刷電路的一部分。該結(jié)構(gòu)具有優(yōu)點，因為其能夠利用柔性印刷電路的柔韌性提供跨可能移動的部分的連接，如從電池蓋到助聽器的其余部分。
在本發(fā)明的實施例中，天線內(nèi)嵌在電池外部的材料中。將天線嵌入材料中有助于保護(hù)天線，同時使天線占用的空間最小。嵌入可以通過包覆成型柔性印制天線或固體金屬部分完成，還可以通過在天線的聚合體部分上提供表面金屬化跡線，然后以某種其他的方式包覆成型或覆蓋表面跡線實現(xiàn)。
在另一實施例中，天線覆蓋的外殼表面區(qū)域比面板表面上的電池凸起部分寬。在大多數(shù)ITE助聽器中，電池蓋的大小與電池相同。這一點嚴(yán)重限制了天線，通過允許天線向側(cè)面擴展而超過電池和電池盒的大小可以克服這一問題。但是不能允許天線超過助聽器的整體尺寸。
在實施例中，天線包括還可用作電池充電回路的回路。在現(xiàn)代助聽器中，充電電池變得更加常見，為了給電池充電，電池會置于強烈變化的磁場中，這將在助聽器中的電回路和線圈內(nèi)產(chǎn)生電流。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)天線能夠用作這類充電裝置的副邊上的感應(yīng)回路。


圖1是具有根據(jù)本發(fā)明的天線的ITE助聽器的側(cè)視原理圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的天線的原理圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的天線的原理圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的天線的原理圖。
圖5是天線原理圖的側(cè)視剖面圖。
圖6是天線原理圖的側(cè)視剖面圖。
具體實施例方式
在開始值得注意的是本發(fā)明涉及小型天線，這意味著波長比天線的物理尺寸大很多，因此天線的帶寬窄(高品質(zhì)因數(shù))、效率低(與損耗阻抗相比輻射阻抗小)。如果大電流占主導(dǎo)地位，該結(jié)構(gòu)將主要輻射磁場，反之亦然如果出現(xiàn)高電壓，必須考慮占主導(dǎo)地位的電場。
圖1表示了具有根據(jù)本發(fā)明的天線的CIC助聽器的原理剖面圖。該助聽器包括放置在耳道深處的定制外殼部分2。外殼部分除了定制還可以是柔韌的或具有柔韌的外部以允許其插入耳內(nèi)。外殼部分2封裝接收器5、信號處理單元4和麥克風(fēng)3。接收器5設(shè)置有接近耳鼓6的輸出孔(未示出)以向用戶傳遞有用的音頻信號。前板部分12設(shè)置為面向外界環(huán)境。在這一部分放置了帶有電池8的電池盒7，而且提取器9也包含在前板中。其他元件可以放置在外殼中或與前板部分12相連，如麥克風(fēng)或與其他設(shè)備如電話有線連接的連接器。助聽器還包括發(fā)射和接收電路以向天線供給或從天線接收電磁能。該電路連接到天線和信號處理部分4。發(fā)射和/或接收電路在圖中未示出，其可配置為獨立的電路部分或配置為信號處理部分4的一部分。
圖1示意性地表示了天線10。天線10放置在電池和前板外表面之間的區(qū)域。優(yōu)選地，天線10與電池盒7相連。
圖2顯示了環(huán)形天線13。天線阻抗的電感部分與外部電容(未示出)產(chǎn)生諧振?；芈冯娏鳟a(chǎn)生的磁場是輻射成分并且是附近場中的主導(dǎo)，尤其是如果場由平衡信號激勵產(chǎn)生時。如果運行在非平衡模式，天線還將輻射電場。該天線對來自附近目標(biāo)的失諧不敏感?；芈酚袃蓚€連接點16和11，并可以相對于電池8圓周的切向放置。
圖3表示了環(huán)形+螺旋形天線的原理圖。該天線結(jié)構(gòu)是非平衡的，能夠自己或與外部電容結(jié)合諧振。天線阻抗通過抽頭是可調(diào)的。磁場和電場都是從該結(jié)構(gòu)輻射，并且由于螺旋線的高端阻抗，與環(huán)形天線相比必須考慮對附近元件導(dǎo)致的失諧的高靈敏度。兩個連接點14和15如圖所示。繞兩圈的回路和繞兩圈的螺旋部分如圖所示，但也可以使用更多或更少的圈數(shù)。
圖4公開了板式天線17。因為與波長相比平板式天線17的尺寸小，板式天線可以看作電容，這將要求電感與之諧振。小回路和平板之間的對偶性是顯而易見的。平板將從邊緣輻射電場，但是調(diào)諧電感將不可避免地在輻射圖中加入磁場分布。如果平板附近有地平面，則天線只會對附近目標(biāo)引起的失諧產(chǎn)生適中的敏感。
圖5原理性地表示了本發(fā)明實施例的放大側(cè)視剖面圖。天線10可以是回路或平板天線，如圖所示實施例天線嵌在電池蓋2的材料中。以這種方式天線將非常接近電池8，因此電池可以用作地平面，同時屏蔽天線10從而不接收來自助聽器中的揚聲器或其他電子元件的可能的電磁噪聲輻射。
圖6原理性地表示了本發(fā)明的另一實施例的剖視圖。其中天線10延伸，比電池蓋7上電池8的突起部分更寬。該實施例沒有削弱電池10的屏蔽作用和電池作為地平面的有效性，同時實現(xiàn)了天線覆蓋面積更大，因此天線變得更加高效。
權(quán)利要求
1.適于放置在用戶的耳朵中的通信裝置，包括封裝用于接收輸入信號的輸入變送器、信號處理裝置和用于提供可察覺為聲音的信號的輸出變送器的外殼部分，位于外殼的表面部分、朝向遠(yuǎn)離用戶頭部方向的電池，用于發(fā)射和/或接收電磁能量的發(fā)射和接收電路，其中提供了用于輻射和/或接收電磁能量的天線，天線具有轉(zhuǎn)向外界的第一表面和接近電池放置的第二表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中天線調(diào)諧為輻射和/或接收頻率范圍在50MHz到50GHz的電磁能量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中天線被成形為柔性印刷電路的一部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中天線內(nèi)嵌在電池外部的材料中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的通信裝置，其中天線是金屬件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中通過在面板和/或電池盒的表面上沉積金屬材料而制造天線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中天線覆蓋的外殼表面區(qū)域比面板表面上的電池突起部分寬。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中天線包括還可用作電池的充電回路的回路。
全文摘要
本發(fā)明涉及適于放置在用戶的耳朵中的通信裝置。該通信裝置包括封裝用于接收輸入信號的輸入變送器、信號處理裝置和用于提供可察覺為聲音的信號的輸出變送器的外殼部分，位于外殼的表面部分且朝向遠(yuǎn)離用戶頭部方向的電池，用于發(fā)射和/或接收電磁能量的發(fā)射和接收電路。根據(jù)本發(fā)明提供了用于輻射和/或接收電磁能量的天線，天線具有轉(zhuǎn)向外界的第一表面和接近電池放置的第二表面。
文檔編號H01Q7/00GK1934902SQ200580005388
公開日2007年3月21日 申請日期2005年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月19日
發(fā)明者科勒·T·克里斯滕松, 奧韋·克努森 申請人:奧迪康有限公司