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麥克風被設(shè)置于耳道的洞口的耳背式助聽器的制作方法

文檔序號:7939423閱讀:240來源:國知局
專利名稱:麥克風被設(shè)置于耳道的洞口的耳背式助聽器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及耳背式助聽器,其麥克風被設(shè)置于耳道的洞口。
背景技術(shù)
現(xiàn)有的助聽器包括耳背式助聽器和耳內(nèi)式助聽器,其中耳內(nèi)式助聽器又包括耳甲腔式助聽器和耳道式助聽器等。由于在被置于耳廓后時緊湊且不引人注目的美觀的觀點,相對于完全耳道式,佩戴助聽器的人傾向于偏好耳背式助聽器。 相關(guān)技術(shù)的耳背式助聽器的一些示例具有兩個構(gòu)成要件。這兩個構(gòu)成要件是耳背(Behind The Ear :BTE)部分和完全耳道式(Completely In the Canal :CIC)部分。BTE配備有麥克風、電池和信號處理單元;并且,在耳道中提供了接收器。至此,聲音已經(jīng)經(jīng)由聲學導管而從助聽器主單元傳送到鼓膜。該助聽器產(chǎn)生這樣的優(yōu)點通過將接收器放置在耳道中、在寬頻帶上將聲音直接傳送到鼓膜的能力(例如,參見專利文件1)。放置在耳道中的接收器被稱為耳道內(nèi)接收器(Receiver in Canal :RIC)。 另一個耳背式助聽器允許針對個體差異進行容易且專門的調(diào)整,例如助聽器佩戴者耳廓的形狀和大小。如圖8所示,助聽器由要被置于耳廓凹部的耳配件(earfitting) 800、以及耳背部分810組成。耳配件800具有麥克風801和接收器803,并且,耳背部分810具有信號處理部件802和電源。在這個助聽器中,耳配件800的長度可以通過相對于耳背部分810伸縮的方式來調(diào)整,耳配件800的角度可以通過旋轉(zhuǎn)的方式來調(diào)整(例如,參見專利文件2)。
相關(guān)技術(shù)參考
專利文件 專利文件1 :日本專利第3811731號
專利文件2 :JP-A-10-56698

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題 通常,由于人有兩只耳朵,所以,當聲源位于除了在人正前方或正后方之外的水平方向上的任意位置時,聲音從聲源到達右耳和左耳時產(chǎn)生了時間延遲。該時間延遲被稱為兩耳時差(ITD),并可被用于估計聲源的水平位置。此外,由于從聲源到兩只耳朵的距離彼此不同,所以,到達聲壓也出現(xiàn)差異。這種差異被稱為兩耳強度差異(Interaural LevelDifference, ILD),并可同樣被用于估計聲源的位置。 當聲源位于諸如人的前面、后面以及正上方等垂直方向上時,進入兩耳的聲音僅存在源于頭部的不對稱的微小差異,且ITD和ILD兩者幾乎都沒有出現(xiàn)。在這種情況下,為了估計聲源的位置,人通過源自諸如由頭、肩、耳廓引起的折射和反射效應的頻率特性差異,來估計聲源的方向。從聲源到兩耳鼓膜的傳遞通道的特性被稱為頭部傳輸函數(shù)(HRTF)。
在很多相關(guān)的耳背式助聽器中,麥克風被設(shè)置于助聽器主單元的上部區(qū)域;S卩,耳
3廓的上部位置。也就是說,由耳背式助聽器的麥克風收集的聲音未經(jīng)歷源自耳廓的形狀的頻率特性變化。因此,在當前情況下,佩戴耳背式助聽器的人難以估計聲源在前后方向上的位置。 甚至在BTE式助聽器中(如專利文件2所述,其中耳配件具有被置于耳的凹部的麥克風),在與鼓膜相對的耳配件的一側(cè)上,也提供了麥克風的探測孔眼,因此,聲音不能充分地經(jīng)歷歸因于耳廓的形狀的頻率特性變化。 由于相關(guān)的完全耳道式助聽器很小,且顯示了更優(yōu)越的美觀性,所以,已經(jīng)出現(xiàn)了CIC助聽器。然而,CIC助聽器必須在耳道中具有屬于助聽器的所有構(gòu)成要件,例如麥克風、揚聲器、信號處理單元以及電池。為了將助聽器的構(gòu)成要件放置在耳道的有限的內(nèi)部空間中,電池被限于具有小容量的緊湊型電池。由于助聽器的用戶必須頻繁更換電池,所以,助聽器不一定提供高便利性。此外,作為完全耳道式助聽器,已經(jīng)有定制設(shè)計的助聽器,其被設(shè)計為適于助聽器佩戴者的耳形。然而,必須獲得助聽器佩戴者的耳模、并生產(chǎn)與該耳模相一致的助聽器殼體。與現(xiàn)成的助聽器相比,這種定制設(shè)計的助聽器很昂貴。
已根據(jù)上述情況構(gòu)想了本發(fā)明,并且,本發(fā)明的目的在于提供一種耳背式助聽器,
其使得佩戴者易于估計聲源在前后方向的位置,且在佩戴時,其能顯示出優(yōu)秀的美觀性。
問題的解決方案 本發(fā)明的耳背式助聽器是在佩戴在人體的耳朵上的同時使用的耳背式助聽器,包括麥克風,其收集環(huán)境聲,生成輸入信號;主單元,其要被裝配到該耳朵,并至少包括信號處理單元,該信號處理單元用于基于該輸入信號生成輸出信號;以及接收器,其從輸出信號再現(xiàn)輸出聲音。當將該主單元裝配到該耳朵時,該麥克風被布置在耳道的洞口中,所述耳道的洞口位于耳道的延伸,且與由耳輪、耳屏和耳垂限定的平面相比更接近于鼓膜。
根據(jù)該配置,由于耳廓的頻率特性的變化被反映在輸入聲音上,所以,容易估計聲源在前后方向上的方向。此外,助聽器的主單元被設(shè)置于耳廓的上部以及耳廓之后的位置,由以可提供顯示出優(yōu)秀的美觀性的助聽器。 而且,在本發(fā)明的耳背式助聽器中,當將該主單元裝配到該耳朵時,該接收器被布置在該耳道中。 根據(jù)該配置,從助聽器輸出的聲音被直接傳輸?shù)街犉髋宕髡叩墓哪?。相應地,提供了具有寬范圍頻率特性的助聽器。 此外,在本發(fā)明的耳背式助聽器中,連接到麥克風和信號處理單元的信號線是雙絞線。 根據(jù)該配置,設(shè)置于耳道洞口的麥克風和設(shè)置于耳廓上部的助聽器的主單元之間的傳輸線中的加性噪聲被減弱,使得可以提高由麥克風收集的輸入音頻信號的信號對噪聲比(此后簡稱為"信噪比")。 在本發(fā)明的耳背式助聽器中,連接到麥克風和信號處理單元的信號線是屏蔽線。
根據(jù)該配置,設(shè)置于耳道洞口的麥克風和設(shè)置于耳廓上部的助聽器的主單元之間的傳輸線中的加性噪聲被減弱,使得可以提高由麥克風收集的輸入音頻信號的信噪比。
本發(fā)明的耳背式助聽器還包括至少一個反脊柱狀掛鉤,其從連接到麥克風和信號處理單元的信號線伸出。 根據(jù)該配置,麥克風可以穩(wěn)定地保持在耳道洞口內(nèi),即耳廓的中心。有可能減少由作為助聽器佩戴者頭部運動的結(jié)果的麥克風接觸耳廓所產(chǎn)生的撞擊聲。 本發(fā)明的耳背式助聽器還包括隔音材料,當將該主單元裝配到該耳朵時,在該麥 克風和該接收器之間置入該隔音材料。 根據(jù)該配置,有可能減小嘯叫現(xiàn)象出現(xiàn)的概率,在該嘯叫現(xiàn)象中,從接收器輸出的
聲音變成麥克風的輸入聲音,由此形成了反饋回路。 在本發(fā)明的耳背式助聽器中,該麥克風是MEMS麥克風。 根據(jù)該配置,設(shè)置于耳道洞口的麥克風可以被微型化,由此使得麥克風不引人注 目。 本發(fā)明的耳背式助聽器還包括麥克風,其收集環(huán)境聲,并生成第一輸入信號;放 大器,其放大第一輸入信號,并生成第二輸入信號;以及信號處理單元,其基于第二輸入信 號生成輸出信號。 根據(jù)該配置,麥克風的信號可以被放大,以減小由于麥克風的信號線的延伸引起 的電壓降的影響;以及由麥克風的信號線中的電磁感應造成的加性噪聲的影響,所述電磁 感應是由接收器信號線所引起的。 在本發(fā)明的耳背式助聽器中,提供了多個麥克風;并且,當將該主單元裝配到該耳 朵時,至少一個麥克風被布置在耳道的洞口 。 根據(jù)該配置,由于利用了多個麥克風,所以,信號處理單元執(zhí)行用于增強面部前向 的輸入音頻信號的指向性合成處理,并抑制聽起來例如像是剌耳的蜂鳴聲的嘯叫現(xiàn)象,以 提供容易被助聽器佩戴者聽到的輸出聲音。 在本發(fā)明的耳背式助聽器中,當將該主單元裝配到該耳朵時,至少一個麥克風被 設(shè)置在耳廓的后面。 根據(jù)該配置,利用來自被分離地設(shè)置在耳道的洞口和耳廓的后面的麥克風的輸入 音頻信號的信號處理是有可能的。信號處理單元可以容易地執(zhí)行嘯叫的檢測、以及高精度 的噪聲抑制。 此外,在本發(fā)明的耳背式助聽器中,該信號處理單元將來自被設(shè)置在耳道的洞口 的麥克風的輸入信號的強度、與來自被布置在耳廓的后面的麥克風的輸入信號的強度相比 較,并基于比較的結(jié)果來判斷嘯叫。 根據(jù)該配置,通過利用以下事實,容易判斷嘯叫是否發(fā)生與嘯叫在設(shè)置于耳道洞 口的麥克風、與接收器之間的線路中發(fā)生的概率相比,嘯叫在設(shè)置于耳廓后面的麥克風、與 接收器之間的線路中發(fā)生的概率更低。 在本發(fā)明的耳背式助聽器中,信號處理單元基于設(shè)置麥克風的位置來校正輸入信 號的頻率特性。 根據(jù)該配置,通過信號處理來校正由傳輸函數(shù)的差異引起的頻率特性的差異,所 述信號處理利用來自被分離地設(shè)置于耳道洞口和耳廓后面的麥克風的信號,從而,可提供 助聽器佩戴者容易捕捉到的輸出聲音。 在本發(fā)明的耳背式助聽器中,該信號處理單元基于來自多個麥克風的輸入信號, 生成具有朝向預定方向的指向性的輸出信號。 根據(jù)該配置,在利用來自被分離地設(shè)置于耳道洞口和耳廓后面的麥克風的輸入音 頻信號的指向性合成處理中,即使在多人之間對話時,也有可能提供具有如同來自助聽器佩戴者的前方的聲音被增強的指向性的輸出聲音。例如,可使得對來自主要噪聲源方向的聲音的靈敏度盡可能接近于零,并且,用于保持對面部前方的方向上的聲音的高靈敏度的指向性是可能的。
本發(fā)明的優(yōu)勢 本發(fā)明提供了耳背式助聽器,其中,麥克風被設(shè)置于耳道的洞口,由此使得來自聲源的聲音有可能作為反映了耳廓的頻率特性的輸入聲音被處理。因而,可提供這樣的耳背
式助聽器,其使得助聽器佩戴者易于估計聲源在垂直方向上、以及水平方向上、特別是前后方向上的位置。


圖1是顯示了本發(fā)明第一實施例的助聽器的示例功能配置的視圖。 圖2(a)是本發(fā)明第一實施例的助聽器的示意圖(相對于耳廓的助聽器的前視
圖);(b)是本發(fā)明第一實施例的助聽器的示意圖(相對于耳道區(qū)域的部分助聽器的垂直截
面圖);(c)是本發(fā)明第一實施例的助聽器的示意圖(相對于耳道區(qū)域的助聽器的水平截面圖)。 圖3是本發(fā)明第二實施例的示例助聽器的示意圖。 圖4是本發(fā)明第二實施例的示例助聽器的示意圖。 圖5是顯示了本發(fā)明第二實施例的助聽器的示例功能配置的視圖(嘯叫抑制處理)。 圖6是顯示了本發(fā)明第二實施例的助聽器的示例功能配置的視圖(指向性合成處理)。 圖7是顯示了本發(fā)明第一實施例的助聽器的示例功能配置的視圖。 圖8是相關(guān)技術(shù)的助聽器的示意圖。 圖9是人體的示例耳廓的前視圖。
具體實施例方式
將參考附圖描述本發(fā)明實施例的耳背式助聽器。 首先,通過參考圖9,簡要描述從耳外側(cè)可見的助聽器的一部分。圖9是示例耳廓的前視圖。耳廓210是耳部(auricle)的外圍部分,其位于頭部的任一側(cè),且圍繞耳道220殼狀突起。耳輪901是與耳屏902相對的、耳廓210的外圍部分的柔軟區(qū)域。耳屏902是位于耳道220的入口的突起。耳道220為大致S形的管道,其從耳洞的入口延伸至鼓膜。耳垂903是小葉(lobule),且指的是從耳朵下垂的柔軟區(qū)域。外耳是位于耳道220的入口的凹部。(第一實施例) 圖1提供了顯示本發(fā)明第一實施例的助聽器的示例配置的圖。本發(fā)明的助聽器可以大體上被分成兩個構(gòu)成要件。 一個是耳道部分100,當在耳朵上佩戴了后面將描述的耳背部分110時,其至少被設(shè)置于耳道內(nèi)部或該耳道的洞口 ;另一個是耳背部分IIO,其被裝配到耳朵上,使得停留在耳廓的上部和耳廓后面的位置。耳道的洞口指的是位于耳道的延伸,且與由耳輪、耳屏和耳垂限定的平面相比更接近于鼓膜的部分。
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耳道部分100被配置為包括麥克風101以及接收器103。耳背部分110包括信號 處理單元102。作為電連接,由電線121連接麥克風101和信號處理單元102,并由電線122 連接信號處理單元102和接收器103。電線121和電線122是信號線的示例,沿著它們傳輸 不同種類的信息。 接下來,參考圖1描述由當前實施例的助聽器執(zhí)行的處理流程。首先,麥克風101 將輸入聲音轉(zhuǎn)換成輸入音頻信號。由此轉(zhuǎn)換后的輸入音頻信號被傳輸?shù)叫盘柼幚韱卧?02。 該信號處理單元102處理所述輸入音頻信號,以生成輸出音頻信號。由此生成的輸出音頻 信號被傳輸?shù)浇邮掌?03,該接收器103將輸出音頻信號轉(zhuǎn)換為輸出聲音,以便為助聽器佩 戴者再現(xiàn)輸出聲音。 對信號處理單元102的處理細節(jié)做補充性的解釋。信號處理單元102的處理根據(jù) 助聽器是模擬助聽器還是數(shù)字助聽器而不同。 在模擬助聽器的情況下,信號處理單元102基于助聽器佩戴者的聽覺水平放大輸 入音頻信號,并由此生成輸出音頻信號。此外,為了保護助聽器佩戴者的聽力,限制了最大
聲音增益。 然而,在數(shù)字助聽器的情況下,信號處理單元102變得有可能分析和合成頻率。由 此,取決于助聽器佩戴者的聽力圖的模式,執(zhí)行對每個頻率信號改變放大因子的非線性壓 縮處理。該聽力圖是用于評價聽覺器官的特殊圖表。失聰?shù)某潭取㈩愋秃瓦M展都可以由聽 力圖表示。信號處理單元102執(zhí)行用于抑制嘯叫聲的嘯叫抑制處理,該嘯叫聲易于在佩戴 助聽器時出現(xiàn);用于增強源位于前方的聲音的指向性合成處理;以及用于抑制剌耳的風噪 的風噪抑制處理。 雖然描述了信號處理單元102的處理細節(jié)的示例,但這些處理并不局限于這些示 例。 圖2(a)是顯示本發(fā)明第一實施例的示例助聽器的示意圖,并提供了相對于佩戴 助聽器的耳廓的、助聽器的前視圖。在圖2(a)中,耳背部分110被裝配到耳廓210的上部 和耳廓210之后的位置。此外,耳道部分100被設(shè)置于耳廓中心的凹部,以呈現(xiàn)為圓弧。因 此,助聽器從外面看起來不引人注目,且沒有削弱助聽器佩戴者的美觀性。
圖2(b)是本發(fā)明第一實施例的助聽器的示意圖,并提供了當助聽器被佩戴在耳 朵上時、助聽器相對于耳道區(qū)域的垂直截面圖。圖2(c)是本發(fā)明第一實施例的助聽器的示 意圖,并提供了當助聽器佩戴在耳朵上時、助聽器相對于耳道區(qū)域的水平截面圖。在圖2(b) 中,以圖2(a)所示的相同方式,耳背部分110被置于耳廓210的上部、以及耳廓210之后的 位置。在圖2(b)和2(c)中,耳道部分100被提供在耳道220的洞口和內(nèi)部。具體地,耳道 部分100的麥克風101被設(shè)置于耳道的洞口 ,且接收器103被放置于耳道內(nèi)。耳道部分100 通過電線121連接到耳背部分IIO,且耳背部分110通過電線122連接到接收器103。
為了使麥克風101保持在耳道的洞口中,提供了反脊柱狀掛鉤(invertedspinal hook) 201,其從電線121的護套伸出來。反脊柱狀掛鉤201也可以位于耳廓210的凹部以 呈現(xiàn)出圓弧形。該反脊柱狀掛鉤201呈現(xiàn)為柱狀,其具有例如大約1毫米的直徑、以及范圍 從大約20毫米到40毫米的長度,且被設(shè)置于耳朵的凹部,以呈現(xiàn)出圓弧形。尼龍、基于尼 龍的人造橡膠或類似物被用作為反脊柱狀掛鉤201的原材料。由于助聽器通過反脊柱狀掛 鉤201接觸耳朵的凹部而被固定于預定位置,所以,獲得麥克風101的期望的輸入特征。即使當助聽器佩戴者的頭已移動時,也可減少源自接觸耳廓的麥克風101的碰撞聲。
在當前實施例的助聽器中,在接收器103的末端提供了耳體(ear tip) 202。耳體是為了將接收器103保持在耳道220中而存在的。由于耳垢在耳道220中累積,所以,將防耳垢膜附在提供音孔的耳體的尖端部分是有用的。如果耳體202可從接收器103移除、且當耳體202被弄污時助聽器佩戴者可以更換或清洗耳體202,則該耳體更加有用。
在當前實施例的助聽器中,將麥克風101連接到信號處理單元102的電線121也可以是雙絞線。由此,由電線121中的電流變化引起的電磁感應所產(chǎn)生的噪聲的影響可被減小。電線121也可以是屏蔽線。除了在電線121中發(fā)生的電磁感應之外的、由外部電磁感應產(chǎn)生的噪聲的影響也可以被減小。在當前實施例的助聽器中,由于麥克風101被包括在耳道部分100中,所以,與相關(guān)的耳背式助聽器那樣麥克風101被包括在耳背部分110中的情況相比,電線121更長。然而,通過利用上述解釋的雙絞線或屏蔽線,即使通過電線121傳輸輸入聲音信號,噪聲也不會趨向于增大。 這里,被源自耳廓的頻率特性的變化影響的聲音是輸入聲音,這是因為,麥克風101被設(shè)置于耳道的洞口 。頻率特性的變化在直到大約3kHz時沒有變化(主要是元音),而在比它高的頻率內(nèi)有變化(主要是輔音)。通過利用雙絞線和屏蔽線作為電線121,耳道造成的頻率特性的變化可以從麥克風101精確地被傳輸?shù)叫盘柼幚韱卧?02,并且,添加到通過其傳輸信號的信號線的噪聲被減弱,使得SN比(信噪比)可以得到提升。此外,雖然輔音相比元音具有較小的信號能量和較高的頻率,但通過利用雙絞線和屏蔽線作為電線121以便提高信噪比,當助聽器佩戴者聽對話聲音時,輔音可以容易地被聽到。
例如如上所述的電線121的配置也可被應用于將信號處理單元102連接到接收器103的電線122。具體地,從在電線中生成的電磁噪聲產(chǎn)生的噪聲的影響可以通過將雙絞線用于電線122而減弱。此外,從外部生成的電磁感應產(chǎn)生的噪聲的影響可以通過將屏蔽線用于電線122而減少。 雖然在圖2中沒有圖解,但也可以通過塑造外殼或模具,將被放置在耳道部分100的麥克風101、以及接收器103形成為單個單元。由此使得助聽器佩戴者易于操縱耳道部分100。 當麥克風101和接收器103被組裝為單個單元時,也可以在麥克風101和接收器103之間置入隔音材料。作為隔音材料,考慮到防止從接收器103輸出的聲音從耳道220泄漏,提供了由硅膠形成的半球或蘑菇形的耳體。雖然硅膠是柔軟的材料,但可以通過由硬材料丙烯酸樹脂(acryl)塑造與助聽器佩戴者的耳形相一致的耳模,從而將硅膠作為隔音材料而設(shè)置,以便增強隔音效果。通過設(shè)置隔音材料,源自麥克風101和接收器103之間的聲耦合的嘯叫的出現(xiàn)頻率可被減小。 另外,MEMS麥克風可以被用作為麥克風lOl。 MEMS(微電機系統(tǒng))是由基于半導體技術(shù)的三維微處理技術(shù)制造的、以高精度作用的小系統(tǒng)。所述MEMS麥克風是利用MEMS技術(shù)的硅麥克風,并且,電容器(condenser)類型正在成為主流。最近,已開發(fā)了 1平方毫米大小的MEMS麥克風。相應地,與電介體電容麥克風被用作麥克風101的情況相比,麥克風不會變得引人注目,美觀性可以得到提高。 圖7顯示了本發(fā)明第一實施例的助聽器的示例功能配置。圖7顯示了這樣的配置,其中,放大器701被添加到將麥克風101連接到信號處理單元102的電線121。根據(jù)該配
8置,由麥克風101轉(zhuǎn)換的第一輸入信號可以通過放大器701被放大,以生成第二輸入信號。 信號處理單元102可以基于第二輸入信號生成輸出信號。與相關(guān)的耳背式助聽器相比,由 于麥克風101被設(shè)置于耳道部分100,所以,電線121的長度被延伸,且電線121上的電壓降 增加。假定流過接收器103的電線122的電流的時間抖動在線路中引起電磁感應,且在連 接到麥克風101的電線121中生成了電動勢。針對由于線路延伸產(chǎn)生的電動勢、以及由于 電磁感應產(chǎn)生的加性噪聲,有可能通過添加放大器701 (也就是,麥克風放大器)作為構(gòu)成 要件來傳輸?shù)诙斎胄盘?,其具有接近于第一輸入信號的波形的波形?
另外,在MEMS麥克風被用作麥克風101的情況下,與使用電介體電容麥克風的情 況相比,對相同的輸入聲音,存在具有較低的輸出電壓電平的趨向。因此,在MEMS麥克風被 用作麥克風101的情況下,可以通過添加放大器701作為構(gòu)成要件,來提高MEMS麥克風的 信噪比。 如上面所提到的,當前實施例的耳背式助聽器是佩戴在人體的耳朵上時使用的耳 背式助聽器。該助聽器包括麥克風IOI,其收集環(huán)境聲,并將由此收集的聲音轉(zhuǎn)換為輸入 信號;主單元(耳背部分110),其可以被佩戴在耳朵上,且至少包括基于輸入信號生成輸出 信號的信號處理單元102;以及接收器103,其基于輸出信號再現(xiàn)輸出聲音。另外,在主單元 被佩戴在耳朵上的情況下,麥克風101被設(shè)置在耳道的洞口 ,其位于耳道220的延伸,且與 由耳輪901、耳屏902和耳垂903限定的平面相比更接近于鼓膜。根據(jù)這樣的耳背式助聽 器,助聽器佩戴者可以容易地估計前后方向上的聲源位置,且增強了佩戴助聽器時的美觀 性。此外,通過設(shè)置在與由耳輪901、耳屏902和耳垂903限定的平面相比更接近于鼓膜的 耳道的洞口 、且也被設(shè)置在外耳904,有可能將麥克風101與接收器103隔開距離,且減少嘯 叫發(fā)生的概率。
(第二實施例) 圖3和圖4是顯示本發(fā)明第二實施例的示例助聽器的示意圖,以及關(guān)于佩戴助聽 器的耳廓的助聽器的前視圖。在圖3和圖4中,省略了關(guān)于與圖2(a)所示的元素相同元素 的解釋;然而,該實施例的新特征針對于多個麥克風。雖然結(jié)合圖3和圖4描述了兩個麥克 風,但麥克風的數(shù)量并不局限于兩個。 在圖3中,當耳背部分IIO被裝配到耳朵時,兩個麥克風被布置在耳道的洞口。在 圖3中,被設(shè)置在相對于面部前方的靠前位置的是麥克風101F ;且被設(shè)置在相對于面部前 方的靠后位置的是麥克風IOIR。重要的是,麥克風IOIF和麥克風IOIR被布置在相對于面 部前方的前后。這是為了信號處理單元102執(zhí)行后面描述的指向性合成處理,且在助聽器 佩戴者增強來自前方的音頻信號時變得有用。 在圖4中,當耳背部分110被裝配到耳朵時,多個麥克風中的至少一個被布置在耳 道的洞口,且至少另一個麥克風被布置在耳廓的后部。在圖4中,假定設(shè)置在耳道洞口 (靠 前位置)的為麥克風IOIF,且假定設(shè)置在耳廓后部(靠后位置)的為麥克風IOIR。這里重 要的是,麥克風IOIF和麥克風IOIR彼此相隔特定距離。與設(shè)置麥克風的位置相關(guān)地,麥克 風IOIF和麥克風IOIR被布置在相對于面部前方的前后位置。 圖5是顯示本發(fā)明第二實施例的助聽器的示例功能配置的框圖。當前實施例的助 聽器被配置為包括麥克風IOIF和麥克風101R、信號處理單元102、以及接收器103。信號 處理單元102具有A/D轉(zhuǎn)換部件501、嘯叫檢測部件503、頻率分析部件504、嘯叫抑制部件506、頻率合成部件507以及D/A轉(zhuǎn)換部件509。 現(xiàn)在,參考圖5描述由當前實施例的助聽器執(zhí)行的處理流程。 前方的麥克風IOIF和后方的麥克風IOIR將輸入聲音轉(zhuǎn)換為輸入模擬音頻信號。
信號處理單元102處理該輸入模擬音頻信號,以由此生成輸出模擬音頻信號。接收器103
將輸出模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為輸出聲音,且為助聽器佩戴者再現(xiàn)輸出聲音。 現(xiàn)在將詳細描述圖5中的信號處理單元102。 A/D轉(zhuǎn)換部件501將輸入模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為輸入數(shù)字音頻信號。由A/D轉(zhuǎn)換部 件501轉(zhuǎn)換的輸入數(shù)字音頻信號輸入到嘯叫檢測部件503。隨后,頻率分析部件504將輸 入數(shù)字音頻信號從時域信號轉(zhuǎn)換為頻域信號。由于嘯叫聲在例如3kHz的特定頻率范圍中 出現(xiàn),所以,抑制大約3kHz頻率范圍的信號以便抑制嘯叫是有效的。嘯叫抑制部件506基 于嘯叫檢測部件503的檢測結(jié)果執(zhí)行嘯叫抑制處理。頻率合成部件507將嘯叫抑制處理后 的頻率范圍的信號轉(zhuǎn)換為時域信號。轉(zhuǎn)換到時域的信號是輸出數(shù)字信號,且D/A轉(zhuǎn)換部件 509將所述輸出數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為輸出模擬信號。 現(xiàn)在描述嘯叫抑制處理。當麥克風101保持與接收器103非常接近的同時形成反 饋回路時,發(fā)生嘯叫。在圖3和圖4中所示的助聽器中,設(shè)置在耳道洞口的麥克風101F和 設(shè)置在耳道中的接收器103相互非常接近;因此,發(fā)生嘯叫的概率變高。同時,由于例如在 耳廓尾部之后設(shè)置了麥克風IOIR,所以,與在麥克風IOIF中嘯叫發(fā)生的概率相比,嘯叫發(fā) 生的概率變得更低。當前實施例中,通過利用可歸因于設(shè)置麥克風的位置的不同的、嘯叫發(fā) 生的概率的差異,來檢測嘯叫(作出是否已經(jīng)發(fā)生嘯叫的確定)。 接下來詳細描述嘯叫檢測部件503。嘯叫檢測部件503將來自麥克風101F的音頻 信號的強度與來自麥克風101R的音頻信號的強度比較。為了在這時比較來自麥克風101F 的信號的強度與來自麥克風101R的信號的強度,可以利用絕對值或平方值,在強度方面相 互比較這些信號,而不依賴于音頻信號值的符號。有可能通過在時間方向上平滑音頻信號, 吸收音頻信號在比較時的瞬時變化的影響,以計算所計算的絕對值或平方值的信號強度。 由此,可以執(zhí)行穩(wěn)定的嘯叫檢測操作。當關(guān)于強度而相互比較所計算的信號時、以及當所得 到的差超過預定閾值時,確定已經(jīng)出現(xiàn)了嘯叫聲,并計算嘯叫檢測標志。嘯叫抑制部件506 通過參考嘯叫檢測標志,來執(zhí)行用于抑制嘯叫聲的處理。通過嘯叫抑制處理,嘯叫抑制部件 506減小了關(guān)于輸入信號的特定頻率范圍(例如,檢測到嘯叫的頻帶)的信號強度。
圖6是顯示了本發(fā)明第二實施例的助聽器的示例功能配置的框圖。在此主要描述 指向性合成處理。在當前實施例的助聽器中,當耳背部分iio被裝配到耳朵上時,設(shè)置在耳 道洞口的麥克風IOIF和設(shè)置在例如耳廓后面的麥克風IOIR就頻率特性而言相互不同,這 是由于可歸因于耳廓形狀的傳輸函數(shù)的差異。因此,在指向性合成處理中執(zhí)行用于校正頻 率特性差異的處理。這里,針對于助聽器配備有作為多個麥克風的兩個麥克風的情況而提 供說明。然而,麥克風的數(shù)量并不局限于這個數(shù)目。 在圖6中,麥克風IOIF和101R、A/D轉(zhuǎn)換部件501、D/A轉(zhuǎn)換部件509以及接收器 103與圖5中所示的那些相同,因此,省略了它們的解釋。下面將描述用于處理數(shù)字音頻信 號的信號處理單元102中的部件。 頻率分析部件504將從A/D轉(zhuǎn)換部件501中輸出的輸入數(shù)字音頻信號從時域信號 轉(zhuǎn)換為頻域信號。隨后,例如,非線性壓縮部件601以這樣的方式壓縮并放大所述頻域信號來自設(shè)置在耳廓后面的麥克風101R的信號就頻率特性而言變?yōu)榕c來自麥克風101F的 信號相同。例如,由于麥克風101F被設(shè)置在作為耳廓的中心的耳道的洞口,所以,麥克風經(jīng) 歷耳廓的頻率特性,同時,麥克風IOIR沒有遭受所述影響。此外,由于麥克風IOIR被設(shè)置 在例如耳廓的后面,所以,麥克風101R的頻率特性與麥克風101F的頻率特性不同。所述非 線性壓縮部件601校正該頻率特性差異。 頻率分析部件507將被非線性壓縮部件601校正過的信號從頻域信號轉(zhuǎn)換為時域 信號。 指向性合成部件605對時域信號進行指向性合成處理。通過指向性合成處理,執(zhí) 行了這樣的處理通過高通濾波器或相位延遲濾波器來轉(zhuǎn)換輸入信號,并計算與一個信號 和另一個信號之間的差相關(guān)的信號。安裝助聽器的方法包括靜態(tài)陣列方法,利用該方法, 在任何時間均實現(xiàn)不變的指向靈敏度;以及自適應陣列方法,利用該方法,以最小化來自特 定方向的噪聲的方式,使助聽器自適應于周邊環(huán)境。自適應陣列的指向模式根據(jù)噪聲的來 源而變化。在自適應陣列的情況下,考慮到預定的延遲時間,從來自麥克風101F的信號中 減去來自麥克風IOIR的信號,由此執(zhí)行了指向性合成處理。這時,在對面部前方的方向上 的指向性的影響的容許度下,使預定的延遲時間可變??梢允箒碜灾饕肼曉吹姆较虻穆?音的靈敏度盡可能接近于零,以便可將來自面部前方的聲音的靈敏度保持在高水平。因此, 根據(jù)來自麥克風101F的信號和來自麥克風101R的信號,指向性合成部件605生成輸出信 號,其顯示出朝向預定方向的指向性。通過指向性合成處理來增強在期望的方向上的信號, 以便產(chǎn)生控制傳入聲音的指向性的能力的優(yōu)勢。 雖然已經(jīng)詳細并參考了特定實施例而描述了本發(fā)明,但本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理
解,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下,可以對本發(fā)明進行各種改動和修改。 本申請基于2008年5月27日提交的日本專利申請2008-138198,通過引用將其內(nèi)
容合并于此。 工業(yè)適用性 如上所提到的,本發(fā)明的助聽器是耳背式助聽器,且麥克風被設(shè)置在耳道的洞口 , 由此,將來自聲源的傳入聲音轉(zhuǎn)換為反映耳廓的頻率特性的輸入聲音。因而,產(chǎn)生了這樣 的優(yōu)勢佩戴該耳背式助聽器的人變得易于估計聲源在垂直方向上、特別地是前后方向、以 及水平方向上的位置。因此,該助聽器作為耳背式助聽器或類似物很有用,顯示很高的美觀 性。 參考數(shù)字和符號的描述
100耳道部分
101麥克風
102信號處理單元
103接收器
IIO耳背部分
IOIF(前)麥克風
IOIR(后)麥克風
201反脊柱狀掛鉤
202耳體
210耳廓220耳道501A/D轉(zhuǎn)換部件503嘯叫檢測部件504頻率分析部件506嘯叫抑制部件507頻率合成部件509D/A轉(zhuǎn)換部件601非線性壓縮部件605指向性合成部件701放大器800耳配件801麥克風802信號處理單元803接收器810耳背部分901耳輪902耳屏903耳垂904外耳
1權(quán)利要求
一種佩戴在人體的耳朵上使用的耳背式助聽器,包括麥克風,其收集環(huán)境聲,生成輸入信號;主單元,其要被裝配到該耳朵,并至少包括信號處理單元,該信號處理單元從該輸入信號生成輸出信號;以及接收器,其從輸出信號再現(xiàn)輸出聲音,其中當在該耳朵上佩戴該主單元時,該麥克風被布置在耳道的洞口中,所述耳道的洞口處于耳道的延伸,且與由耳輪、耳屏和耳垂限定的平面相比更接近于鼓膜。
2. 如權(quán)利要求1所述的耳背式助聽器,其中,當將該主單元裝配到該耳朵時,該接收器被布置在該耳道中。
3. 如權(quán)利要求1所述的耳背式助聽器,其中,連接到該麥克風和該信號處理單元的信號線是雙絞線。
4. 如權(quán)利要求1所述的耳背式助聽器,其中,連接到該麥克風和該信號處理單元的信號線是屏蔽線。
5. 如權(quán)利要求1所述的耳背式助聽器,還包括至少一個反脊柱狀掛鉤,其從連接到該麥克風和該信號處理單元的信號線伸出。
6. 如權(quán)利要求1所述的耳背式助聽器,還包括隔音材料,當將該主單元裝配到該耳朵時,在該麥克風和該接收器之間置入該隔音材料。
7. 如權(quán)利要求1所述的耳背式助聽器,其中,該麥克風是MEMS麥克風。
8. 如權(quán)利要求1所述的耳背式助聽器,包括麥克風,其收集環(huán)境聲,并生成第一輸入信號;放大器,其放大第一輸入信號,并生成第二輸入信號;以及信號處理單元,其根據(jù)第二輸入信號生成輸出信號。
9. 如權(quán)利要求l所述的耳背式助聽器,其中,提供了多個麥克風;并且,當將該主單元裝配到該耳朵時,至少一個麥克風被布置在耳道的洞口 。
10. 如權(quán)利要求4所述的耳背式助聽器,其中,當將該主單元裝配到該耳朵時,至少一個麥克風被布置在耳廓的后面。
11. 如權(quán)利要求5所述的耳背式助聽器,其中,該信號處理單元將來自被布置在耳道的洞口的麥克風的輸入信號的強度、與來自被布置在耳廓的后面的麥克風的輸入信號的強度相比較,并參照比較的結(jié)果來判斷嘯叫。
12. 如權(quán)利要求5所述的耳背式助聽器,其中,該信號處理單元參照布置麥克風的位置來校正所述輸入信號的頻率特性。
13. 如權(quán)利要求7所述的耳背式助聽器,其中,該信號處理單元從來自多個麥克風的輸入信號生成具有朝向預定方向的指向性的輸出信號。
全文摘要
本發(fā)明提供了耳背式助聽器,就前后方向而言,其使得助聽器佩戴者易于估計聲源在前后方向的位置,且能夠增加在佩戴該助聽器時的美觀性。本發(fā)明的耳背式助聽器在被裝配到人體的耳朵的同時被使用,且至少包括麥克風101,其收集環(huán)境聲,由此生成輸入信號;以及信號處理單元102,其從輸入信號生成輸出信號。該助聽器還具有耳背部分110,其可以被裝配到耳朵;以及接收器103,用于從輸出信號再現(xiàn)輸出聲音。當耳背部分110被裝配在耳朵上時,麥克風101被設(shè)置在耳道的洞口,其位于耳道220的延伸,且與由耳輪901、耳屏902和耳垂903限定的平面相比更接近于鼓膜。
文檔編號H04R3/02GK101772965SQ20088010179
公開日2010年7月7日 申請日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月27日
發(fā)明者巖野賢二, 近藤浩 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社
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