CH689887A5 - Vorrichtung zur Hörunterstützung. - Google Patents

Description

  
 



  Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Hörunterstützung, die zwei Mikrofone aufweist, die mit einer Steuereinheit gekoppelt sind und die Steuereinheit mit Eingangssignalen speisen und bei der die Steuereinheit mindestens ein Ausgangssignal zu mindestens einem Übertragungselement übermittelt. 



  Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 3 512 999 bekannt. Durch eine unterschiedliche Orientierung der Mikrofone und eine anschliessende Subtraktion der Ausgangssignale der Mikrofone voneinander soll es ermöglicht werden, ein in allen Hörrichtungen wirksames Umgebungsgeräusch zu eliminieren. Das Übertragungselement ist hier als Lautsprecher ausgebildet. 



  Aus der DE-OS 3 508 830 ist es bekannt, örtlich getrennt von einem Lautsprecher, der in einem Ohrgehäuse angeordnet ist, das seinerseits von einem menschlichen Ohr aufnehmbar beziehungsweise hinter einem menschlichen Ohr anordbar ist, im Bereich einer separaten Steuereinheit, ein Mikrofon, einen Verstärker und eine Stromquelle anzuordnen. Durch diese Vorrichtung ist es möglich, das im Bereich des menschlichen Ohres anzuordnende Bauteil relativ leicht zu konstruieren. Eine drahtlose Übertragung von Signalen zu einem Hörgerät wird in der DE-OS 3 032 311 beschrieben. Hierbei ist an drahtlos zu übertragende Signale gedacht, die beispielsweise von einer Telekommunikationsanlage oder einem Rundfunkgerät bereitgestellt werden. Eine weitere Konstruktion, bei der eine räumliche Trennung von Lautsprecher und Steuereinheit vorgesehen ist, wird in der DE-OS 28 44 979 beschrieben.

   Auch hier ist das Mikrofon im Bereich der Steuereinheit angeordnet. 



  Aus der DE 3 100 135 C2 ist bereits eine Vorrichtung zur Hörunterstützung bekannt, die zwei Mikrofone aufweist, die mit einer Steuereinheit gekoppelt sind. Die Mikrofone speisen die Steuereinheit mit Eingangssignalen. Die Steuereinheit übermittelt mindestens ein Ausgangssignal zu mindestens einem Übertragungselement. Die Steuereinheit ist räumlich getrennt von den Mikrofonen angeordnet und jedes der Mikrofone ist von einem Gehäuse aufgenommen. Eines der Übertragungselemente ist im Bereich eines Ohrgehäuses angeordnet. Im Bereich der Steuereinheit ist ein Vergleicher zur Auswertung der Signale der Mikrofone vorgesehen, der die Ausgangsleistung der Steuereinheit zur Anpassung an eine Schallwiedergabe modifiziert. 



  In der DE 3 027 384 wird ein Verfahren zur Umformung von Schallsignalen beschrieben, bei dem unnatürliche  Richtungsempfindungen durch das Umformen bezüglich der Richtungseindrücke in den natürlichen Hörempfindungen besser angenäherte Hörempfindungen umgewandelt werden können. 



  Die DE 4 101 933 A1 beschreibt ein Steuergerät für Richtmikrofonsignale zur Erzeugung von virtuellen Richtcharakteristiken mit einstellbarer Hauptempfangsrichtung. Das Ausgangssignal wird durch multiplikative Bewertung der Eingangssignale mit Steuerparametern gebildet. 



  Aus der DE 3 530 205 A1 ist bereits eine Mikrofonanlage mit variabler Richtcharakteristik bekannt, die eine Reihe von Mikrofonen aufweist, die in gleichem Abstand zueinander angeordnet sind. Die Richtcharakteristik wird durch eine spezielle reihenartige Anordnung der Mikrofone sowie durch Einsatz eines Gewichtungsnetzwerkes mit Gewichtungsfaktoren realisiert. 



  In der DE 2 928 845 A1 wird ein audiovokales Integrationsgerät beschrieben, das ein Mikrofon aufweist, das über eine spezielle Einrichtung mit einem Vibrator gekoppelt ist, der Schwingungen auf die Haut eines Benutzers aufbringen kann. Über eine entsprechende Steuerung erfolgt eine Koordinierung der akustischen sowie der sensitiven Signalübertragung. 



  Gemäss diesem Stand der Technik sind somit entweder Vorrichtungen zur Hörunterstützung bekannt, bei denen sämtliche Bauelemente im Bereich des menschlichen Ohres angeordnet werden, oder bei denen bei einer räumlichen Trennung von Bauelementen im Bereich des Ohres lediglich ein Lautsprecher vorgesehen ist und die weiteren Bauelemente, insbesondere der Verstärker und die Mikrofone, im Bereich einer räumlich getrennt vom  Lautsprecher angeordneten Steuereinheit vorgesehen sind. Mit diesen Vorrichtungen ist es nicht in zufrieden stellender Weise möglich, einem Benutzer ein dem natürlichen Hörempfinden nachgebildetes räumliches Hören zu ermöglichen und gleichzeitig eine Unterdrückung von Störgeräuschen vorzunehmen. 



  Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu  konstruieren, dass sowohl eine gute akustische Qualität gewährleistet ist als auch ein als angenehm empfundener Benutzungskomfort realisiert ist. 



  Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Steuereinheit räumlich getrennt von den Mikrofonen angeordnet ist, jedes der Mikrofone von einem im Bereich eines menschlichen Ohres anordbaren Ohrgehäuse aufgenommen ist, jedes der Ohrgehäuse mit einem Sender verbunden ist, der mit einem Empfänger im Bereich der Steuereinheit kommuniziert, dass im Bereich mindestens eines der Ohrgehäuse eines der Übertragungselemente angeordnet ist, das mit einem Empfänger versehen ist, der mit einem Sender im Bereich der Steuereinheit kommuniziert und dass im Bereich der Steuereinheit ein Vergleicher zur Auswertung der Signale der Mikrofone angeordnet ist, der die Ausgangsleistung der Steuereinheit zur Anpassung an eine räumliche Schallwiedergabe modifiziert. 



  Mithilfe der Anordnung der Mikrofone innerhalb der Ohrgehäuse wird eine Ausrichtung des Schallempfanges in unterschiedliche Richtungen entsprechend üblichen Hörgewohnheiten durchgeführt. Insbesondere wird es hierdurch ermöglicht, Störgeräusche durch gezieltes Richtungshören zu kompensieren. Es ist möglich, eine zentrale Auswertung der Signale der einzelnen Mikrofone durchzuführen. Mithilfe des Vergleichers kann beispielsweise ein Nutzschall-Störschall-Selektionsverfahren durchgeführt werden, das es bei Vorliegen einer Hörschädigung dem Betroffenen ermöglicht, durch eine Bewegung des Kopfes oder eine entsprechende Einstellung im Bereich der Steuereinheit eine als dominierend angesehene Schallquelle überwiegend wahrzunehmen. Es ist dabei gleichgültig, ob es sich bei den akustischen Signalen um Sprache, Musik oder typische Störgeräusche  handelt.

   Insbesondere ist es möglich, bei einem monoaural versorgten Hörgeschädigten ein Hörempfinden nachzubilden, das weitgehend einem normalen räumlichen Hören entspricht. Dies resultiert daraus, dass der Hörgeschädigte durch eine Bewegung seines Kopfes und durch die entsprechende Signalauswertung eine Schallquelle orten kann. 



  Durch die Anordnung der Mikrofone in Ohrgehäusen, die in das Ohr eingesetzt werden können und durch die Verlagerung aller weiteren Elemente in den Bereich der räumlich getrennt angeordneten Steuereinheit wird eine optisch kaum wahrnehmbare Hörhilfe realisiert, die bei hoher Klangqualität keine optischen Einschränkungen des Erscheinungsbildes des mit der Vorrichtung ausgestatteten Menschen verursacht. 



  Ein besonders hoher Benutzungskomfort wird dadurch bereitgestellt, dass zur Datenübertragung von den Sendern zu den Empfängern eine Funkstrecke vorgesehen ist. 



  Zur Gewährleistung einer hohen Übertragungssicherheit ist es auch möglich, dass die Sender mit den Empfängern über eine Leitung verbunden sind. 



  Zur Unterstützung des Richtungshörens wird vorgeschlagen, dass der Vergleicher mit einem Hüllkurvenkorrelator versehen ist. 



  Eine weitere Verbesserung des Richtungshörens kann auch dadurch erfolgen, dass der Vergleicher mit einem Zeitkorrelator versehen ist. 



  Eine ergonomisch besonders zweckmässige Anordnung der Steuereinheit erfolgt dadurch, dass die Steuereinheit im  Bereich eines an einem Handgelenk tragbaren Armbandes angeordnet ist. 



  Zur Ermöglichung von manuellen Parametervorgaben wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit für manuelle Eingaben eine Bedienungseinheit aufweist. 



  Eine weitere Variation zum Richtungshören wird dadurch bereitgestellt, dass im Bereich der Steuereinheit ein Richtmikrofon angeordnet ist. 



  Zur Energieversorgung der Ohrverstärker sowie weiterer Bauteile ist vorgesehen, dass im Bereich mindestens eines der Ohrgehäuse eine Ohrbatterie angeordnet ist. 



  Zur Vermeidung unzweckmässiger Lautstärken wird vorgeschlagen, dass im Bereich der Steuereinheit für mindestens einen Übertragungskanal ein Pegelbegrenzer vorgesehen ist. 



  Eine ausreichende Intensität der von der Steuereinheit ausgesendeten Signale kann dadurch erfolgen, dass im Bereich der Steuereinheit ein Hauptverstärker vorgesehen ist. 



  Eine ausreichende Schallenergie im Bereich der Ohrgehäuse wird dadurch bereitgestellt, dass im Bereich mindestens eines der Übertragungselemente ein Ohrverstärker angeordnet ist. 



  In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen: 
 
   Fig. 1 ein Blockschaltbild mit einer Anordnung mit zwei Mikrofonen sowie örtlich getrennt  angeordneter Steuereinheit, bei der die Signalübertragung leitungsgebunden erfolgt, 
   Fig. 2 eine vergrösserte Darstellung der Steuereinheit gemäss Fig. 1, 
   Fig. 3 eine Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung eines räumlichen Hörvorganges, 
   Fig. 4 eine im Bereich eines Armbandes angeordnete Steuereinheit, 
   Fig. 5 eine Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung einer Hüllkurvenkorrelation und 
   Fig. 6 eine Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung einer Zeitkorrelation. 
 



  Die Vorrichtung zur Hörunterstützung besteht gemäss der Ausführungsform in Fig. 1 aus einer Steuereinheit (1), zwei Mikrofonen (2, 3) sowie Ohrgehäusen (4, 5), in die die Mikrofone (2, 3) eingebaut sind und die eine Formgebung aufweisen, die es ermöglicht, die Ohrgehäuse (4, 5) im Bereich einer Ohrmuschel bzw. eines Gehörganges eines menschlichen Ohres anzuordnen. Jedem der Mikrofone (2, 3) ist im Bereich der Ohrgehäuse (4, 5) ein Sender (6) zugeordnet, der mit jeweils einem Empfänger (7) im Bereich der Steuereinheit (1) kommuniziert. Gemäss der Ausführungsform in Fig. 1 ist zusätzlich im Bereich von jedem der Ohrgehäuse (4, 5) ein Übertragungselement (8) angeordnet, das mit jeweils einem ebenfalls im Bereich des Ohrgehäuses (4, 5) angeordneten Empfänger (9) verbunden ist.

   Die Empfänger (9) erhalten ihre Signale von Sendern (10), die im Bereich der Steuereinheit (1) angeordnet sind. Zur unmittelbaren  Versorgung der Übertragungselemente (8) sind im Bereich des Ohrgehäuses (4, 5) Ohrverstärker (11) angeordnet. 



  Die Steuereinheit (1) ist mit einem Vergleicher (12) versehen, der eine Auswertung der Signale der Mikrofone (2, 3) relativ zueinander ermöglicht, um ein räumliches Hören nachzubilden und Störgeräusche zu unterdrücken. Bei einer Ausbildung der Übertragungselemente (8) als Lautsprecher ist vorgesehen, zur Begrenzung der im Bereich der Lautsprecher abgestrahlten Schallenergie im Bereich der Steuereinheit (1) Pegelbegrenzer (13) anzuordnen. Zur Energieversorgung weist die Steuereinheit (1) eine Hauptbatterie (14) auf. Die Ohrgehäuse (4, 5) können zur Energieversorgung der Bauelemente mit Ohrbatterien (15) versehen sein. Die Übertragungselemente (8) können auch als Elektroden ausgebildet sein, die elektrisch auf die Hörnerven einwirken. 



  Der detaillierte Aufbau der Steuereinheit (1) ergibt sich aus Fig. 2. Die Gesamtfunktion wird von einem Controller (16) überwacht. Als weitere Baugruppen sind zusätzlich zu den bereits erwähnten Pegelbegrenzern (13), dem Vergleicher (12), der Hauptbatterie (14) sowie den Empfängern (7) und den Sendern (10), eine Bedienungseinheit (17), eine Anzeige (18) ein Richtmikrofon (19) sowie ein Frequenzfilter (20) vorgesehen. Eine Pegelanpassung erfolgt über einen Hauptverstärker (34). Bei einer Klangbildwahl kann über den Controller (16) auf vordefinierte Tabellen zugegriffen werden, durch die eine Einstellung der Frequenzfilter (20) und der Pegelbegrenzer (13) möglich ist. 



  Eine Prinzipskizze zur Veranschaulichung eines räumlichen Hörens ist in Fig. 3 wiedergegeben. Ein Individuum (21) hat hier seine Ohren (22) in eine Haupthörrichtung (23) ausgerichtet. Bei einer  Seitenschalleinstrahlung (24) trifft ein Schallimpuls zeitlich versetzt auf die Ohren (22) auf. Schalldruckverläufe (25) haben somit im Bereich der Ohren (22) einen zeitlich zueinander versetzten Verlauf und unterschiedliche Pegel. Bei einer Frontalschalleinstrahlung (26) sind die Schalldruckverläufe (25) im Bereich der Ohren (22) hingegen im Wesentlichen zeitlich deckungsgleich. 



  Gemäss der Ausführungsform in Fig. 4 ist insbesondere daran gedacht, die Steuereinheit (1) im Bereich eines Armbandes (27) anzuordnen, das seinerseits im Bereich eines menschlichen Handgelenkes (28) befestigt werden kann. Bei beengten räumlichen Verhältnissen ist es auch möglich, einen Teil der Bauelemente der Steuereinheit (1) im Bereich von Gliedern des Armbandes (27) zu montieren. 



  Zur Verdeutlichung der Funktionsweise des Vergleichers (12) sind in Fig. 5 eine Schaltungsvariante für eine Hüllkurvenkorrelation und in Fig. 6 eine Schaltungsvariante für eine Zeitkorrelation dargestellt. Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 5 sind die Mikrofone (2, 3) jeweils mit einem Frequenzseparator (29) verbunden. Der Frequenzseparator (29) weist einzelnen Frequenzbereichen zugeordnete separate Ausgänge (30) auf. Es ist beispielsweise möglich, einen Separatorausgang dem Frequenzbereich von 0-0,5 kHz, den nächsten Separatorausgang (30) dem Frequenzbereich von 0,5-1 kHz und die weiteren Frequenzbereiche zusätzlichen Separatorausgängen (30) zuzuordnen. Mithilfe von Hüllkurvenkorrelatoren (31) erfolgt eine Analyse zur Ermittlung von Schalldruckpegeldifferenzen zwischen den Mikrofonen (2, 3).

   Tritt eine derartige Schalldruckpegeldifferenz in einem der Frequenzbereiche auf, so wird nur der schwächere Signalanteil zum Gesamtsignal addiert. 



  Hierbei wird ausgenutzt, dass seitlich einfallende Schallwellen das der Schallquelle abgewandte Ohr bzw. das zugeordnete Mikrofon (2, 3) mit einer Pegeldifferenz sowie einer Zeitdifferenz erreichen. Prinzipiell ist es zweckmässig, sowohl die Pegeldifferenz gemäss der Variante in Fig. 5 als auch die Zeitdifferenz gemäss der Variante in Fig. 6 auszunutzen. 



  Bei der Durchführung der Zeitkorrelation gemäss Fig. 6 wird ein Zeitkorrelator (32) verwendet und eine Kopplung erfolgt entsprechend einem Bypass über Dämpfungsglieder (33). 



  Sowohl die Hüllkurvenkorrelation als auch die Zeitkorrelation können schaltungstechnisch analog oder digital realisiert werden. Insbesondere ist daran gedacht, durch eine Kombination der beiden Verfahren eine Verbesserung der Schallerkennung zu ermöglichen. Zur Gewährleistung einer ausreichenden Erkennung von Lautheitsunterschieden zwischen dem linken und rechten Ohr ist es zweckmässig, die Korrelationsverfahren nur dann zu aktivieren, wenn eine Frontalschalleinstrahlung (26) vorliegt. 



  Mithilfe der im Bereich des Handgelenkes (28) getragenen Steuereinheit (1) ist es möglich, eine Veränderung der vorgenommenen Einstellungen vorzunehmen, ohne die Mikrofone (2, 3) in ihrer Position zu verändern. Dies bedeutet, dass nicht auf die innerhalb der Ohren (22) angeordneten Ohrgehäuse (4, 5) zugegriffen werden muss. Das Richtmikrofon (19) kann durch eine entsprechende Bewegung eines Unterarmes des Individuums (21) positioniert werden. 



  Zusätzlich können externe Audioeingänge und Audioausgänge realisiert werden. Mithilfe dieser  Zusatzeinrichtungen ist es möglich, Warnsignale oder Telefonsignale zu erzeugen, zu senden, zu empfangen und zu hören. 



  Durch die Bedienungseinheit (17) im Bereich der Steuereinheit (1) ist es möglich, eine vorgebbare Verstärkung von Signalen eines der Mikrofone (2, 3) vorzunehmen. Hierdurch kann der Benutzer vermeiden, seinen Kopf in Richtung der gewünschten Schallquelle zu drehen. Darüber hinaus ist es möglich mithilfe der Bedienungseinheit (17) eine Lautstärkeregelung vorzunehmen, eine Mikrofonauswahl durchzuführen oder eine Klanggruppen-Programmwahl vorzugeben. 



  Bei einer drahtgebundenen Kopplung zwischen den Ohrgehäusen (4, 5) und der Steuereinheit (1) werden die Sender (6, 10) beispielsweise als Ausgangsverstärker und die Empfänger (7, 9) als Eingangsverstärker realisiert. Bei einer drahtlosen Verbindung sind standardisierte und damit preiswerte Funkelemente verwendbar. Bei einer Funkverbindung können zur Störungsunterdrückung beispielsweise bestimmte Übertragungsfrequenzen reserviert werden, es so auch möglich, alternative Übertragungskanäle vorzusehen oder alternative Modulationsfrequenzen vorzuhalten. Eine drahtlose Übertragung kann auch über IR- oder HF-Signale erfolgen. 

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Hörunterstützung, die zwei Mikrofone aufweist, die mit einer Steuereinheit gekoppelt sind und die Steuereinheit mit Eingangssignalen speisen und bei der die Steuereinheit mindestens ein Ausgangssignal zu mindestens einem Übertragungselement übermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (1) räumlich getrennt von den Mikrofonen (2, 3) angeordnet ist, jedes der Mikrofone (2, 3) von einem im Bereich eines menschlichen Ohres (22) anordbaren Ohrgehäuse (4, 5) aufgenommen ist, jedes der Ohrgehäuse (4, 5) mit einem Sender (6) versehen ist, der mit einem Empfänger (7) im Bereich der Steuereinheit (1) kommuniziert, dass im Bereich mindestens eines der Ohrgehäuse (4, 5) eines der Übertragungselemente (8) angeordnet ist, das mit einem Empfänger (9) versehen ist, der mit einem Sender (10) im Bereich der Steuereinheit (1)

kommuniziert und dass im Bereich der Steuereinheit (1) ein Vergleicher (12) zur Auswertung der Signale der Mikrofone (2, 3) angeordnet ist, der die Ausgangsleistung der Steuereinheit (1) zur Anpassung an eine räumliche Schallwiedergabe modifiziert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Datenübertragung von den Sendern (6, 10) zu den Empfängern (7, 9) eine Funkstrecke vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sender (6, 10) mit den Empfängern (7, 9) über eine Leitung verbunden sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleicher (12) mit einem Hüllkurvenkorrelator (31) versehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleicher (12) mit einem Zeitkorrelator (32) versehen ist.

6.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit im Bereich eines, an einem Handgelenk (28) tragbaren Armbandes (27), angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (1) für manuelle Eingaben eine Bedienungseinheit (17) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Steuereinheit (1) ein Richtmikrofon (19) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich mindestens eines der Ohrgehäuse (4, 5) eine Ohrbatterie (15) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Steuereinheit (1) für mindestens einen Übertragungskanal ein Pegelbegrenzer (13) vorgesehen ist.

11.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Steuereinheit (1) ein Hauptverstärker (34) vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich mindestens eines der Übertragungselemente (8) ein Ohrverstärker (11) angeordnet ist.