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Hörhilfe
Gegenstand der Erfindung ist eine Hörhilfe, d. h. eine Vorrichtung, welche dem ungenügenden Hörvermögen eines menschlichen Wesens abhelfen soll.
Die Erfindung bezweckt insbesondere, derartige Vorrichtungen so auszubilden, dass sie besser als bisher den verschiedenen Erfordernissen der Praxis entsprechen und insbesondere die menschliche Sprache für einen Schwerhörigen verständliche machen.
Hiefür enthält eine derartige Hörhilfe ein Mikrophon zur Umwandlung der empfangenen akustischen Signale in elektrische Signale und Filter, die erfindungsgemäss von den im Mikrophon erzeugten elektrischen Signalen nur diejenigen durchlassen, deren Frequenz zwischen etwa 1500 und etwa 3500 Hz liegt, sowie diejenigen, deren Frequenz zwischen einem ersten Wert des Bereichs 4500-6000 Hz und einem zweiten Wert des Bereichs 7000 - 8000 Hz liegt, Einrichtungen zur Gleichrichtung der Amplitude der so gefilterten Signale, Einrichtungen zur Bildung einer elektrischen Kompensationswechselspannung, deren Frequenz je nach dem Grad der zu behandelnden Schwerhörigkeit zwischen 350 und 1000 Hz liegt, Einrichtungen zur Modulierung dieser Spannung durch die Ausgangsgrösse der Einrichtungen zur Amplitudengleichrichtung,
Einrichtungen zur Verstärkung der so modulierten Spannung, und einen Hörer zur Umwandlung der so verstärkten Spannung in akustische Signale.
Gemäss einem weiteren Kennzeichen der Erfindung enthält eine derartige Hörhilfe ausserdem zwischen dem Mikrophon und dem Hörer ein Filter, das von den im Mikrophon erzeugten elektrischen Signalen nur diejenigen durchlassen, deren Frequenz etwa unter 1000 Hz liegt, und Einrichtungen zur Übertragung der so gefilterten Signale auf den Hörer, u. zw. vorzugsweise nach einer Verstärkung.
Gemäss einem weiteren Kennzeichen der Erfindung werden in einer derartigen Hörhilfe zwei getrennte Ketten für die Signale, deren Frequenz zwischen 1500 und 3500 Hz liegt, bzw. die Signale, deren Frequenz zwischen einem ersten Wert des Bereichs 4500-6000 Hz und einem zweiten Wert des Bereichs 7 000 - 8 000 Hz liegt, vorgesehen, wobei jede Kette ein Filter, einen Amplitudendetektor und einenModulator enthält, um mit den gleichgerichteten Signalen eine Kompensationswechselspannung zu mischen, deren Frequenz zwischen 350 und 1000 Hz liegt, wobei die Kompensationsfrequenzen der den beiden Ketten entsprechenden Spannungen verschieden sind.
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert. Fig. l ist ein Schaubild zur Erläuterung der Erfindung. Die Fig. 2 und 3 sind Blockschaltbilder von zwei Ausführungsformen der erfindungsgemässen Hörhilfe.
Bekanntlich nehmen Schwerhörige nur Töne wahr, deren Frequenz verhältnismässig niedrig ist und z. B. zwischen 20 und 1000 Hz liegt.
Um ihnen hörbare Informationen aus dem Rest des der menschlichen Sprache entsprechenden Frequenzbereichs (d. h. von 1000 bis 7000 oder 8000 Hz) zu liefern, ist bereits vorgeschlagen worden, die dem Restbereich entsprechenden hohen Töne zu filtern und mit dem erhaltenen gefilterten Signal einen tiefen Ton zu modulieren, dessen Frequenz in dem von dem Schwerhörigen gehörten Bereich liegt.
Bisher lag jedoch der für den tiefen Ton gewählte Frequenzbereich unter 300 Hz, so dass er der Zone des besten Hörvermögens der Schwerhörigen entsprach und gegebenenfalls mehrere von den Schwerhörigen wahrnehmbare Oberwellen besass, wobei ferner die gefilterten Töne auf die ganze Ausdehnung des betreffenden Restbereichs verteilt waren.
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Nun verhindert die erste dieser Massnahmen praktisch den Schwerhörigen, die stimmhaften Konsonanten von den stimmlosen Konsonanten zu unterscheiden, während die zweite dieser Massnahmen Vielfachsignale erzeugt, von denen viele unnötig sind und die Verständlichkeit der nachgebildeten Botschaft beeinträchtigen, wobei sie ausserdem das Gerät verwickelter machen.
Es wurde nun bei der Untersuchung der Komponenten der menschlichen Sprache folgendes festgestellt :
Einerseits verdeckte die Benutzung eines tiefen Kompensationstons einer unter 350 Hz liegenden Frequenz die tiefen Komponenten (mit einer zwischen 20 und 100 Hz liegenden Frequenz) der stimmhaften Konsonanten, z. B. der Explosiven b, d, g und insbesondere der Spiranten z, w, j, so dass diese Konsonanten nicht mehr von den entsprechenden stimmlosen Konsonanten unterschieden werden können, nämlich den Explosiven p, t, k und insbesondere den Spiranten s, f, sch.
Anderseits sind die einzigen Phonome, welche über 3500 Hz liegende Nutzfrequenzen besitzen, die stimmlosen Spiranten s und f und die stimmhaften Spiranten z und w, bei welchen eine wichtige Amplitude den zwischen 6000 und 8000 Hz liegenden Frequenzen entspricht, und gegebenenfalls das Phonem ye, bei welchem ein für die Verständlichkeit ausreichender Teil zwischen 4500 und 5500 Hz liegt.
Es wurde ferner festgestellt, dass die zwischen 1000 und 1500 Hz liegende Frequenzzone im wesentlichen als für die Verständlichkeit der Sprache unerlässliche Lautelemente die enthält, welche die durch einfache Lippenablesung identifizierbaren Vokale betreffen.
Unter Auswertung dieser verschiedenen Feststellungen sowie der Tatsache, dass der Schwerhörige die Töne wahrnimmt, deren Frequenzen unter 1000 Hz liegen, werden erfindungsgemäss die Teile der empfangenen Sprache, deren Frequenzen einerseits zwischen 1500 und etwa 3500 Hz und anderseits zwischen 4500 - 6000 und 7000 - 8000 Hz liegen, dadurch umgewandelt, dass sie durch wenigstens einen tiefen Ton konstanter Frequenz ersetzt werden, welcher zwischen 350 und 1000 Hz liegt und durch die Hüllkurve der Amplituden dieser Teile moduliert ist.
Dieser tiefe Umwandlungston ist vorzugsweise ein reiner sinusförmiger Ton, er kann jedoch auch eine beliebige andere wünschenswerte Form haben, z. B. die eines zufälligen gefilterten Geräusches od. dgl.
Seine Frequenz kann bis auf 400 Hz für die Behandlung eines stark Schwerhörigen heruntergehen, d. h. eines Schwerhörigen, welcher keinen Ton jenseits von 500 Hz wahrnimmt, er wird jedoch vorzugsweise zwischen 800 und 1000 Hz gewählt.
Man erhält so mittels eines verhältnismässig einfachen Gerätes eine verständliche Wiedergabe der menschlichen Sprache infolge der Tatsache, dass die künstlich gebildeten Signale einerseits nicht die tiefen Komponenten der stimmhaften Konsonanten verdecken und anderseits nur eine äusserst kleine Zahl von Störschwingungen enthalten.
Der Grundsatz der Erfindung ist symbolisch in Fig. 1 dargestellt, in welcher als Abszissen die Frequenzen und als Ordinaten die Amplituden der Töne aufgetragen sind.
Die Kurven A und B in Fig. 1 sind die Kennlinien der den Frequenzbändern 1500 - 3500 Hz bzw.
6000 -7500 Hz entsprechenden Bandfilter. Die strichpunktierten Linien symbolisieren die Umwandlung der von diesen Bändern herrührenden gefilterten Töne in einen Kompensationston C, dessen konstante Frequenz in dem Band D von 350 bis 1000 Hz liegt. In der gleichen Figur ist bei M die Kennlinie eines andem Bandfilters dargestellt, welches dem Frequenzband 4500 - 7500 Hz entspricht und an Stelle des das Band von 6000 bis 7500 Hz filternden Filters benutzt wird, wenn das Phonem ye in der wiedergegebenen Sprache berücksichtigt werden soll, wie oben ausgeführt.
Das Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemässen Hörhilfe ist in Fig. 2 dargestellt,
EMI2.1
Eine einen Verstärker und einen Amplitudendetektor 4 bildende Anordnung dient zur Verstärkung und Gleichrichtung oder Demodulation der durch die Filter 31 und 32 gefilterten Signale.
Ein Generator 5 erzeugt eine sinusförmige Spannung, deren konstante Frequenz zwischen 350 und 1000 Hz und vorzugsweise zwischen 800 und 1000 Hz liegt, wenn der zu behandelnde Schwerhörige die diesem letzteren Bereich entsprechenden Töne wahrnimmt.
Ein Verstärker 6 mit regelbarer Verstärkung wird gleichzeitig durch die Ausgangsgrösse des Detektors 4 und durch die durch den Generator 5 erzeugte sinusförmige Spannung erregt, so dass diese Spannung durch die Hüllkurve derbeiden bei 31 und 32 gefilterten Abschnitte derbei 1 empfangenen Sprache moduliert : wird.
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Ein Verstärker 7 verstärkt die so modulierte Spannung.
Ein Hörer 8 wandelt die aus dem Verstärker 7 kommenden elektrischen Signale in akustische Signale um, welche dem Ohr oder den Ohren des Schwerhörigen zugeführt werden.
Der tiefe Anteil der Sprache, welcher für den Schwerhörigen hörbar ist, kann unmittelbar von diesem aus der die Sprache bildenden Stimme nach Verstärkung empfangen werden.
Vorzugsweise wird jedoch dieser tiefe Anteil in dem gleichen Gerät wie die andern gewählten Sprachanteile gefiltert und verstärkt, so dass dem Ohr des Schwerhörigen nur für ihn nützliche Töne zugeführt werden.
Hiefür ist an den Ausgang des Vorverstärkers 2 ein Tiefpass 9 mit einer Grenzfrequenz von z. B.
1000 Hz angeschlossen, und die Ausgangsgrösse dieses Filters wird mit der des Verstärkers 6 mit regelbarer Verstärkung in einem Mischer 10 gemischt, so dass der Verstärker 7 die Gesamtausgangsgrösse dieses Mischers empfängt.
Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemässen Hörhilfe.
In dieser Figur ist jeder Teil, dessen Aufgabe der eines Teiles der Fig. 2 entspricht, mit dem gleichen Bezugszeichen wie dieser bezeichnet.
Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten nur dadurch, dass zwei Kompensationssignale anstatt eines einzigen benutzt werden..
Der Generator 5 ist daher durch zwei getrennte Generatoren 51 und 5, ersetzt, deren jeder eine sinusförmige Spannung erzeugt, deren konstante Frequenz zwischen 350 und 1000 Hz liegt, wobei die diesen beiden Generatoren entsprechenden Frequenzen voneinander verschieden sind.
EMI3.1
stärker 6 und 62 mit regelbarer Verstärkung angelegt, welche ausserdem durch die aus dem Gene- rator 5 bzw. 5 kommende Spannung erregt werden.
Die aus diesen beiden Verstärkern 6, und 6 austretenden modulierten Signale werden miteinander bei 11 gemischt, bevor sie mit den tiefen Signalen bei 10 gemischt werden.
Jeder der elektronischen Teile 1 - 11 kann nattirlichvon demfachmann aufbeliebige gewünschte Weise ausgebildet werden, insbesondere mit Hilfe von miniaturisierten Halbleiterschaltungen.
Die erfindungsgemässe Hörhilfe gestattet also, auf das Ohr eines Schwerhörigen Informationen zu geben, welche für ihn die menschliche Sprache verständlich machen können und ausser dem unmittelbar hörbaren tiefen Anteil dieser Sprache ein tiefes Abbild der hohen Anteile der Sprache umfassen, welches so gebildet ist, dass es keine unnötigen Störwellen enthält und nicht die tiefen Komponenten der stimmhaften Konsonanten verdeckt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hörhilfe mit einem Mikrophon zur Umwandlung der empfangenen akustischen Signale in elektrische Signale und Filter, die nur gewisse der im Mikrophon gebildeten elektrischen Signale durchlassen sowie Einrichtungen zur Gleichrichtung der Amplitude der so gefilterten Signale, Einrichtungen zur Bildung einer elektrischen Kompensationswechselspannung, Einrichtungen zum Modulieren dieser Spannung durch die Ausgangssignale der Einrichtungen zur Gleichrichtung der Amplitude, Einrichtungen zur Verstärkung der so modulierten Spannung und einem Hörer zur Umwandlung der so verstärkten Spannung in
EMI3.2
Filter (31'3 3.)
zwischen etwa 1500 und etwa 3500 Hz und zwischen einem ersten Wert des Bereiches 4500 - 6000 Hz und einem zweiten Wert des Bereiches 7000 - 8000 Hz liegen und dass die Frequenz der elektrischen Kompensationsspannung zwischen 350 und 1000 Hz liegt.