CN110099347B - 包括接触耳廓的振动器的助听器 - Google Patents

包括接触耳廓的振动器的助听器 Download PDF

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Abstract

本申请公开了包括接触耳廓的振动器的助听器，该助听器包括：支架单元；和提供在所述支架单元上的振动器单元，其中所述振动器单元配置成通过接触耳廓而将振动施加到用户外耳的耳廓。

Description

包括接触耳廓的振动器的助听器
技术领域
本发明涉及助听器。更具体地，本发明涉及实现不太明显且舒适地佩戴助听器的措施。
背景技术
设计助听器的一般问题是根据听力损失在宽频率范围(通常从100Hz到10000Hz)对用户传递足够的声学增益。这通常通过将扬声器放在耳道内的耳件/耳机中或者通过将扬声器放在耳后并经管将声音导入耳道而实现。
为在较低的频率实现大输出，需要耳件相对于耳道密封良好，及需要耳件中的通风孔为小通风孔。这通常导致用户的身体舒适问题及堵耳效应，使得用户的自我话音不舒适。另外，用户还不喜欢一些东西看得见地进入耳道。
将声音传到用户耳朵的备选方式是通过骨传导。这在用于具有传导性听力损失的用户的骨锚式助听器中使用。在该情形下，声音输出作为振动传到颅骨。振动通过颅骨传入耳蜗，在那里，用户可将其听为声音。
在骨锚式解决方案中，用户获得通过手术植入耳后颅骨的连接器，骨锚式助听器物理上连接到该连接器。
对于更轻微的传导性听力损失，骨导助听器也可连接到皮肤表面，或通过使用头带，或使用将助听器朝向皮肤保持住的胶带。
骨导助听器也可内置到助听眼镜内，其中骨导变换器被靠着颅骨放在耳后皮肤上。
所有这些与骨导助听器有关的解决方案通常需要靠着皮肤的一些力以向用户传递足够的振动。该力对于用户而言可能不舒适。这些与骨导助听器有关的解决方案通常对主要具有传导性听力损失的用户可接受，但通常对具有感音神经性听力损失(与年龄有关的听力损失)的用户不足够有效。
骨导助听器解决关于耳道中舒适性及进入耳道的东西的可见性的问题。一个问题通常是通过颅骨上的皮肤获得足够的声音输出。此外，在高输出电平时，振动导致皮肤上的发麻不舒适，用户在那里可感觉到振动。
再者，助听眼镜为将助听器与眼镜结合的智能方式并对需要二者的用户提供更不显眼的解决方案。
有两种类型的助听眼镜，即，或具有骨导(BC)变换器或具有空气传导(AC)变换器(或者具有BC和AC的组合)。
BC版为通过经皮肤和颅骨到用户耳蜗内的振动进行不显眼的声音传递的智能方法。然而，BC版受低最大力输出(MFO)的限制，尤其在较高频率时通过皮肤的低最大力输出。
AC版没有与最大功率输出(MPO)一样的问题。AC版通常通过使扬声器单元与到眼镜的边撑杆的导线连接及导线得到另一端连接到放在耳道中的扬声器而进行构建，类似于耳内接收器式(RITE)助听器。还已知有具有内置到眼镜的边撑杆内的扬声器的AC版，其具有将声音导入耳道中的耳件的管，类似于耳后式(BTE)助听器。两个或具有导线或具有管的AC版使得助听眼镜不太显眼并减少眼镜的可用性。即，每当眼镜被戴上和取下时，耳件将被更换。
因此，需要提供一种解决至少部分上面提及的问题的解决方案。
发明内容
本发明至少提供现有技术的替代方案。
本发明的目标在于提供一种助听器，该助听器包括支架单元和提供在所述支架单元上的振动器单元。振动器单元配置成通过接触耳廓而将振动施加到用户外耳的耳廓。
在该助听器中，振动器单元可配置成接触耳廓的后部。
在该助听器中，振动器单元可配置成实质上垂直于与所述耳廓的接触界面振动。
该助听器可以是耳后式助听器。在该情形下，支架单元可以是耳后式助听器的壳体。此外，振动器单元可安装在耳后式助听器的壳体上。
当助听器为耳后式助听器时，该助听器还可包括扬声器单元、配置成驱动所述扬声器单元的扬声器驱动单元、及耳件。扬声器单元可电连接到扬声器驱动单元。此外，扬声器单元可被提供在耳件中。作为备选，扬声器单元可被提供在耳后式助听器的壳体中并借助于声管连接到耳件。
当助听器为耳后式助听器时，该助听器还可包括至少一传声器单元及配置成驱动振动器单元的振动器驱动单元。振动器驱动单元可配置成，如果至少一传声器单元被启用，则停止驱动所述振动器单元。
助听器可以是眼镜式助听器。在该情形下，支架单元可以是眼镜式助听器的边撑杆。此外，振动器单元可安装在眼镜式助听器的边撑杆上。
当助听器为眼镜式助听器时，该助听器还可包括所述眼镜式助听器的框架，其中所述框架包括所述边撑杆。该助听器还可包括提供在所述眼镜式助听器的所述框架上的至少一传声器单元、配置成引导朝向用户耳道的声音并衰减朝向至少一传声器单元的声音的定向扬声器单元、及配置成向所述定向扬声器单元输出信号的信号处理单元。
定向扬声器单元可包括第一扬声器单元和第二扬声器单元，设置成使得第一扬声器单元或第一扬声器单元的扬声器出口与至少一传声器单元之间的距离和第二扬声器单元或第二扬声器单元的扬声器出口与至少一传声器单元之间的距离实质上相同。第一扬声器单元和第二扬声器单元可串联并反相连接。
作为备选，定向扬声器单元可包括第一扬声器单元和第二扬声器单元，设置成使得第一扬声器单元或第一扬声器单元的扬声器出口与至少一传声器单元之间的距离大于第二扬声器单元或第二扬声器单元的扬声器出口与至少一传声器单元之间的距离。信号处理单元可配置成向第一扬声器单元输出第一信号及向第二扬声器单元输出不同于第一信号的第二信号。
在后一情形下，信号处理单元可配置成相对于第二信号对第一信号应用时延和增益。
此外，在后一情形下，信号处理单元可配置成使第一信号乘以包括振幅值和相位值中的至少一个的加权/权重。
加权可随频带而变。
此外，在后一情形下，信号处理单元可配置成以预先确定的采样时间处理信号。假定第一扬声器单元或第一扬声器单元的扬声器出口与至少一传声器单元之间的距离和第二扬声器单元或第二扬声器单元的扬声器出口与至少一传声器单元之间的距离之间的差为差距离，该差距离等于声音在所述预先确定的采样时间的数值多倍时间传播的距离。
在任一情形下，第一扬声器单元和第二扬声器单元中的每一个可被提供相应的振动抵消单元，其配置成抵消来自相应扬声器单元的、朝向眼镜式助听器的框架的振动。
此外，一般地，振动器单元可以是电动式(电动力)变换器、平衡电动式分离变换器或压电变换器。
根据本发明的另一方面，提供一种助听器。该助听器包括至少一传声器单元及配置成引导朝向用户耳道的声音并衰减朝向至少一传声器单元的声音的定向扬声器单元。
该助听器可以是包括框架的眼镜式助听器。在该情形下，定向扬声器单元被提供在所述框架上。
优选地，所述框架包括边撑杆，及所述定向扬声器单元被提供在所述边撑杆上。
当助听器为眼镜式助听器时，至少一传声器单元可被提供在眼镜式助听器的框架上。
该助听器还可包括配置成向所述定向扬声器单元输出信号的信号处理单元。
定向扬声器单元可包括第一扬声器单元和第二扬声器单元，设置成使得第一扬声器单元或第一扬声器单元的扬声器出口与至少一传声器单元之间的距离和第二扬声器单元或第二扬声器单元的扬声器出口与至少一传声器单元之间的距离实质上相同。第一扬声器单元和第二扬声器单元可串联并反相连接。
作为备选，定向扬声器单元可包括第一扬声器单元和第二扬声器单元，设置成使得第一扬声器单元或第一扬声器单元的扬声器出口与至少一传声器单元之间的距离大于第二扬声器单元或第二扬声器单元的扬声器出口与至少一传声器单元之间的距离。信号处理单元可配置成向第一扬声器单元输出第一信号及向第二扬声器单元输出不同于第一信号的第二信号。
在后一情形下，信号处理单元可配置成相对于第二信号对第一信号应用时延和增益。
此外，在后一情形下，信号处理单元可配置成使第一信号乘以包括振幅值和相位值中的至少一个的加权/权重。
加权可随频带而变。
此外，在后一情形下，信号处理单元可配置成以预先确定的采样时间处理信号。假定第一扬声器单元或第一扬声器单元的扬声器出口与至少一传声器单元之间的距离和第二扬声器单元或第二扬声器单元的扬声器出口与至少一传声器单元之间的距离之间的差为差距离，该差距离等于声音在所述预先确定的采样时间的数值多倍时间传播的距离。
在任一情形下，第一扬声器单元和第二扬声器单元中的每一个可被提供相应的振动抵消单元，其配置成抵消来自相应扬声器单元的、朝向眼镜式助听器的框架的振动。
附图说明
本发明的各个方面将从下面结合附图进行的详细描述得以最佳地理解。为清晰起见，这些附图均为示意性及简化的图，它们只给出了对于理解本发明所必要的细节，而省略其他细节。在整个说明书中，同样的附图标记用于同样或对应的部分。每一方面的各个特征可与其他方面的任何或所有特征组合。这些及其他方面、特征和/或技术效果将从下面的图示明显看出并结合其阐明，其中：
图1示出了根据传统骨导系统设置的变换器。
图2示出了根据本发明实施例的耳廓接触/传导变换器。
图3示出了根据本发明实施例的与助听器的耳后部分一起设置的耳廓接触/传导变换器。
图4示出了根据本发明实施例的与眼镜式助听器的眼镜的一部分一起设置的耳廓接触/传导变换器。
图5示出了根据本发明实施例的定向扬声器单元的设置。
图6示出了根据本发明实施例的定向扬声器单元的设置。
图7示出了根据本发明实施例的用于控制定向扬声器单元的电路布图设计。
图8示出了根据本发明实施例的用于控制定向扬声器单元的电路布图设计。
图9示出了根据本发明实施例的用于控制定向扬声器单元的电路布图。
图10示出了源自根据本发明实施例的定向扬声器单元的部署的声压级分布。
图11示出了根据本发明实施例的源自定向扬声器单元的部署的声压级分布。
具体实施方式
下面结合附图提出的具体描述用作多种不同配置的描述。具体描述包括用于提供多个不同概念的彻底理解的具体细节。然而，对本领域技术人员显而易见的是，这些概念可在没有这些具体细节的情形下实施。装置和方法的几个方面通过多个不同的块、功能单元、模块、元件、电路、步骤、处理、算法等(统称为“元素”)进行描述。根据特定应用、设计限制或其他原因，这些元素可使用电子硬件、计算机程序或其任何组合实施。
电子硬件可包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、选通逻辑、分立硬件电路、及配置成执行本说明书中描述的多个不同功能的其它适当硬件。计算机程序应广义地解释为指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行、执行线程、程序、函数等，无论是称为软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言还是其他名称。
听力装置可以是适于通过接收来自用户周围的声学信号，生成对应的音频信号，可能对音频信号进行修正，并且作为可听信号向用户耳朵中的至少一个提供可能修正后的音频信号，来改善或加强用户的听力能力的听力辅助设备。“听力装置”还可以是指适于电子地接收音频信号、可能对音频信号进行修正并且作为可听信号向用户耳朵中的至少一个提供可能修正后的音频信号的诸如耳机或头戴式耳机的设备。这些可听信号可以以向用户的外耳中辐射的声学信号、或者作为机械振动通过用户头部的骨结构和/或通过用户的中耳部分向用户的内耳传递的声学信号、或者直接或间接地向用户的耳蜗神经和/或听觉皮层传递的电信号的形式提供。
听力装置适于以任意已知的方式佩戴。这可以包括i)在耳朵后面布置具有将空气传播的声学信号导入到耳道内的管，或者具有靠近耳道布置或者布置在耳朵中的接收器/扬声器的听力装置单元，例如在耳后型助听器中，和/或ii)将听力装置完全或者部分地布置在用户的耳廓中和/或耳道中，例如在耳内型助听器或耳道中/完全耳道中型助听器中，或者iii)布置附着到植入颅骨中的固定装置的听力装置的单元，例如在骨锚式助听器或耳蜗植入件中，或者iv)布置作为完全或部分植入的单元的听力装置的单元，例如在骨锚式助听器或耳蜗植入件中。
“听力系统”指包括一个或两个听力装置的系统，并且“双耳听力系统”是指包括两个听力装置的系统，其中，设备适于以协作的方式向用户的两个耳朵提供音频信号。听力系统或双耳听力系统还可以包括与至少一个听力装置进行通信的辅助设备，辅助设备影响听力装置的操作和/或从听力装置的工作中受益。在至少一个听力装置和辅助设备之间建立有线或无线通信链路，使得能够在至少一个听力装置和辅助设备之间交换信息(例如控制和状态信号、可能有音频信号)。这些辅助设备可以包括遥控器、遥控麦克风、音频网关设备、移动电话、公共广播系统、汽车音频系统或音乐播放器中的至少一个或其组合。音频网关适于诸如从像电视或音乐播放器的娱乐设备、像移动电话的电话装置或者计算机、PC接收大量音频信号。音频网关还适于选择和/或组合接收到的音频信号中的合适的一个(或信号的组合)，用于传输到至少一个听力装置。遥控器适于对至少一个听力装置的功能和操作进行控制。遥控器的功能可以在智能电话或其它电子设备中实现，智能电话/电子设备可能运行对至少一个听力装置的功能进行控制的应用。
一般地，听力装置包括i)诸如麦克风的输入单元，用于接收来自用户周围的声学信号，并且提供对应的输入音频信号，和/或ii)接收单元，用于电子地接收输入音频信号。听力装置还包括用于对输入音频信号进行处理的信号处理单元和用于依据处理后的音频信号向用户提供可听信号的输出单元。
输入单元可以包括多个输入麦克风，例如用于提供依赖于方向的音频信号处理。这种定向麦克风系统适于增强用户环境中的大量声学源中的目标声学源。在一个方面，定向系统适于检测(例如自适应地检测)麦克风信号的特定部分源自哪个方向。这可以通过使用传统上已知的方法来实现。信号处理单元可以包括放大器，放大器适于对输入音频信号施加依赖于频率的增益。信号处理单元还可以适于提供诸如压缩、噪声降低等其它相关功能。输出单元可包括用于透皮或经皮地向颅骨提供空气传播声学信号的诸如扬声器/接收器的输出转换器，或者用于提供结构传播或液体传播的声学信号的振动器。在一些听力装置中，输出单元可包括诸如人工耳蜗中的用于提供电信号的一个或多个输出电极。
现在参考图1，其示出了根据传统骨导系统设置的变换器。
在图1所示的传统骨导系统中，骨传导器5(BC变换器，按箭头方向振动)与颅骨6上通常在耳朵后面的皮肤接合。在图1中，示意性地示出了耳朵，其包括耳廓1、耳屏2、耳道3和耳蜗4。如果不在皮肤上施加大压力，很难得到穿过皮肤并进入颅骨的振动。如果压力太低，所有振动能量被用于使皮肤振动，非常小的振动进入颅骨及进一步进入耳蜗4。皮肤上的大的恒定压力实现振动更好地传入颅骨，但较大的压力随时间过去将导致不适。附图标记8指明振动传播，具体在该情形下，通过颅骨6传到另一耳朵。
参考图2，其示出了根据本发明实施例的耳廓接触/传导变换器。
根据本发明，骨导变换器9(按箭头方向振动)与耳廓1的后部1a接合，而不是在颅骨上或颅骨的耳后位置的皮肤上。通过与耳廓1的背后接合，来自变换器9的振动通过肉和骨头传入耳蜗4，但当耳道3周围的皮肤和组织振动时，振动在耳道3中产生尤其在低频(100-2000Hz)的声压级。附图标记10指明来自BC变换器9的振动通过软骨传入耳道3。附图标记11指明软骨的振动在耳道3中产生声压，其传播到耳鼓12，从而刺激耳朵的锤骨、砧骨和镫骨13。
换言之，一般地，骨导变换器9被放在耳廓1后面并接触耳廓1(尤其是耳廓的背面1a)。
更优选地，骨导变换器9可被放在耳廓1后面并接触耳廓1的部分，其在外耳后面。
相较于耳廓上的其它地方，将骨导变换器9放在外耳后面的优点在于，该变换器9不太看得见，及来自变换器9的振动经外耳和耳道3被更有效地传到耳鼓12。
过去不将变换器9放在外耳后面是由于缺乏将振动器固定到耳朵的可能性。例如，使用粘合剂材料或者连接到振动器的夹子来固定到耳廓的外部，要不使用不便，要不更容易被周围的人看见。在骨导变换器9被安装到助听器如耳后式(BTE)助听器或眼镜式助听器的表面的情形下，固定由助听器提供。例如，BTE助听器的所有三个部件(包括配置成适于放在耳后的壳体及配置成使壳体与耳件连接的连接部分)将一起提供变换器9在外耳上的稳定固定。另一例子，眼镜式助听器的框架将提供变换器9固定到外耳。这两个例子示出了方便的、佩戴变换器9的方式，因为用户能够戴上和取下。使用粘合剂材料固定变换器9将导致在移除变换器9时困难，及可能因多次戴上和取下动作导致皮肤缺损。
具有传导性听力损失的用户可能不能大大受益于耳道3中产生的声音，但具有感音神经性听力损失的用户将大大受益于耳道3中产生的声音。在本发明中，变换器9的类型称为耳廓传导变换器或耳廓接触变换器或耳廓传导器。
相较于示出传统的骨导系统的图1，如图2中所示，通过接触耳廓1及垂直于接触界面振动，耳廓1的软骨振动。振动通过软骨传入耳道3，振动在耳道3中产生由耳鼓12拾取的声压。
本发明的耳廓传导器9的优点在于，将振动传入软骨仅需要非常小的压力，因为皮肤和软骨的柔软性或顺从性非常类似。
本发明的耳廓传导器9的另一优点在于，振动仅到达仪器侧的耳朵，如上提及的，如图1中所示的传统骨导系统产生到头部两侧的耳蜗4的振动。因而，本发明的耳廓传导器9产生更自然的给用户的声音信号，其中声音的方向信息可被保持。
参考图3，其示出了根据本发明实施例的与助听器的耳后部分一起设置的耳廓接触/传导变换器9。
具体地，图3示出了耳廓传导变换器9的可能实施，其中耳廓传导变换器9(按箭头方向振动)被内置在助听器即耳后式助听器的耳后部分15a内。耳廓传导变换器9与耳廓1的后部1a接合并传递低频(<1500Hz)声音，同时，高频(≥1500Hz)声音通过耳道中的RITE扬声器(经扬声器单元导线15b连接到耳后部分)传递或者经耳内部分中的扬声器通过耳道3中的管15b传递。
这样的实施方式的优点在于，耳件可被验配成具有开放验配。开放验配防止传统扬声器传递低频(<1500Hz)声音。然而，根据本发明，耳廓传导器9能传递低频声音。
参考图4，其示出了根据本发明实施例的与眼镜式助听器的眼镜的一部分一起设置的耳廓接触/传导变换器。
具体地，图4示出了听力系统中的耳廓传导变换器9的另一可能实施。该系统为眼镜(眼镜架包括边撑杆14或框的对应部分)与助听器的结合，即眼镜式助听器。耳廓传导变换器9(按箭头方向振动)放在眼镜的边撑杆尖端中并与耳廓1的后部1a接合。因此，振动被导向耳屏2后面的耳道3。
该系统还可包括一个或多个传声器、声音处理器和放大器。
根据本发明的、解决耳廓传导变换器9到同样设置在眼镜式助听器的眼镜框上或耳后式助听器的壳体上的传声器的可能机械反馈的一种可能方法是，当用于放大周围声音时，在传声器启用的情形下耳廓传导变换器9可被停用，及耳廓传导变换器9仅可在声音流传输自例如外部装置(即智能电话、mp3播放器等)时启用。
此外，可提供回声消除器(未示出)以补偿在上述流传输情形下可能出现的回声。
一般地，根据本发明的耳廓传导变换器9例如可以是电动式(电动力)变换器、平衡电动式分离变换器或压电变换器。
此外，在耳廓传导变换器9与空气传导变换器结合使用的系统中，例如如结合图3所述，耳廓传导变换器9优选用于2kHz及以下频率的声音，而空气传导变换器(例如下面讨论的定向扬声器单元的扬声器)优选用于高于2kHz频率的声音。
现在参考图5，其示出了根据本发明实施例的定向扬声器单元的设置。
即，根据本发明的实施例，结合上述耳廓传导变换器，定向扬声器OT1、OT2可被内置在助听眼镜(眼镜式助听器)的眼镜框(或边撑杆14)内，其引导声音朝向用户的耳道3及衰减其它方向尤其是朝向传声器IT1、IT2的声音，传声器同样被提供在眼镜式助听器上，优选被提供在眼镜式助听器的框架上，更优选提供在眼镜式助听器的边撑杆14上。
根据本发明，传声器应理想地不拾取来自输出变换器OT1、OT2的声音，因为，如果增益太高，这将导致听力仪器振荡。
实施本发明概念的助听眼镜看上去像普通眼镜，没有可见的作为助听器的标记。具体地，没有进入耳道3的管或导线。
在图5中，示出了简单的定向扬声器即偶极子扬声器。如图5中所示，偶极子扬声器的两个扬声器OT1、OT2(或两个扬声器的相应出口)设置成一个在另一个之上，使得两个扬声器(或两个扬声器的相应出口)中的每一个到传声器(输入变换器IT1、IT2)的距离一样。根据本发明，两个扬声器按相反相位连接，使得当一个扬声器输出正声压时，另一扬声器输出负声压。由此，可实现由虚线圆圈标示的方向图(偶极子方向输出图)。
图7示出了根据本发明实施例的用于控制图5中所示的包括偶极子扬声器的定向扬声器单元的电路布图设计。
如图7中所示，输入变换器(传声器)IT1、IT2的输入信号被输入给信号处理单元SPU，其将这些信号转换为输出信号。因此，输出信号OS1、OS2被分别输出给输出变换器(偶极子扬声器的扬声器)OT1、OT2，使得串联连接且输入到其的信号反相的两个扬声器产生相应的、相位相反的声压，从而实现虚线圆圈标示的方向图。
该方向图使得声音被导向用户的耳道3，且朝向传声器IT1、IT2被衰减。换言之，该方向图朝向耳道3展现最大输出及朝向输入变换器IT1、IT2展现最小输出。
根据本发明的偶极子扬声器实施不需要另外的信号处理来产生方向输出图。换言之，用于确定/提供方向性的声音处理不太复杂，因为两个扬声器之间的时延不必须包括在算法中。
图10示出了源自根据本发明实施例的定向扬声器单元的部署的声压级分布。
具体地，图10示出了图5中所示的包括偶极子扬声器的定向扬声器单元及图7中所示的用于控制定向扬声器单元的电路布图设计的具体示例性应用。
在此，等高线示出了定向扬声器在眼镜式助听器的框架的边撑杆14周围的相对声压级。
在该例子中，边撑杆14的高度为8mm。因而，偶极子扬声器的两个扬声器/输出变换器SP1、SP2(或两个扬声器的相应出口)放置成彼此间隔开8mm并与输入变换器(mic)等距且相距80mm。耳道3(E.C.)位于输出变换器SP1下方25mm处。
如图10中所示，传声器处模拟的声压比耳道处(约0dB)低约40dB。
作为本发明实施方式的修改，对于简单的偶极子扬声器，两个扬声器OT1、OT2可由一个具有两个出口的扬声器代替。
现在参考图6，其示出了根据本发明实施例的定向扬声器单元的备选设置。
图6中所示的可配置的定向扬声器使能产生更定向的输出从而对耳道3产生更高的输出。
即，如图6中所示，可配置的定向扬声器的两个扬声器OT1、OT2(或者两个扬声器的相应出口)被设置成使得两个扬声器(或两个扬声器的相应出口)中的每一个到传声器(输入变换器IT1、IT2)的距离彼此不同。
扬声器OT2(或其出口)更靠近眼镜框的边撑杆14上的传声器IT1、IT2。扬声器的方向输出图/模式被设定成使得抵消角朝向传声器IT1、IT2。
该设置使能朝向耳道3产生更高的输出。
然而，该设置需要另外的信号处理以将方向性引导到计划方向(基于扬声器OT1、OT2、传声器IT1、IT2及耳道3之间的位置关系)。具体地，两个扬声器OT1、OT2之间朝向耳道3的时延必须包括在声音处理的算法中。当将输出收发器/扬声器OT1、OT2或者两个扬声器的相应出口设置成水平偏移时，眼镜框14可设计成不太高。
图8示出了根据本发明实施例的用于控制定向扬声器单元即图6中所示的可配置的定向扬声器的电路布图设计。
如图8中所示，输入变换器(传声器)IT1(或更多输入变换器)的输入信号被输入到信号处理单元SPU1、SPU2，其将该信号转换为输出信号OS1、OS2。相对于输出到另一扬声器OT2输出信号OS2，输出到扬声器OT1的输出信号OS1被应用时延和增益。因而，信号处理单元SPU1包括配置成应用时延的时延单元及配置成应用增益的增益单元。
输出信号OS1、OS2被分别输出到输出变换器OT1、OT2，使得两个扬声器产生相应的声压，从而实现虚线圆圈标示的方向图。
即，通过向一个扬声器(输出变换器)OT1(被提供给一个扬声器的信号)添加时延，校正从输入变换器到OT1和OT2的距离差；及通过向一个扬声器(输出变换器)OT1(被提供给一个扬声器的信号)添加增益，校正输入变换器处来自OT1和OT2的声压级(SPL)的差，根据本发明实施例的图8中所示的电路布图使能定制/配置可配置的定向扬声器的方向输出图以使定向扬声器单元(即可配置的定向扬声器)的扬声器的输出朝向传声器最小化，同时，朝向耳道3具有高输出。
作为改型，时延和/或增益可被应用于将分别作为输出信号OS1和OS2输出的两信号。即，为实现本发明实施方式的优点，在定向扬声器系统的两个扬声器OT1、OT2的输出处产生时延差和增益差。
图9示出了根据本发明实施例的用于控制定向扬声器单元即图6中所示的可配置的定向扬声器的备选电路布图。
如图9中所示，输入变换器(传声器)IT1(或更多输入变换器)的输入信号被输入到信号处理单元SPU1、SPU2，其将该信号转换为输出信号OS1、OS2。相对于输出到另一扬声器OT2的输出信号OS2，输出到扬声器OT1的输出信号OS1被应用加权。因而，信号处理单元SPU1包括配置成设定加权的加权单元及配置成使将作为输出信号OS1输出的信号与前述加权(权重)相乘的相乘单元。
输出信号OS1、OS2被分别输出到输出变换器(偶极子扬声器的扬声器)OT1、OT2，使得两个扬声器产生相应的声压，从而实现虚线圆圈标示的方向图。
根据本发明的该实施例，可配置的定向扬声器可自适应，因为加权被使得自适应。具体地，声音处理单元SDU2可自适应地发现/设定权重以使输入变换器处/朝向输入变换器的反馈最小化。
根据本发明，加权可被乘到频域中的输出信号。
此外，在频域实施例中，加权可在分开的(子)频带中进行控制，即每一频带一加权。
此外，加权可包括振幅值和/或相位值。
图11示出了根据本发明实施例的源自定向扬声器单元的部署的声压级分布。
具体地，图11示出了定向扬声器单元即图6中所示的可配置的定向扬声器及图8中所示的用于控制定向扬声器单元的电路布图设计的具体示例性应用。
在此，等高线示出了定向扬声器在眼镜式助听器的框架的边撑杆14周围的相对声压级。
在该例子中，边撑杆14的高度为8mm。因而，两个扬声器/输出变换器SP1、SP2(或两个扬声器的相应出口)之间的纵向差为8mm。耳道3(E.C.)位于输出变换器SP1下方25mm处。
进一步地，扬声器/输出变换器SP2被放置成比扬声器/输出变换器SP1更靠近传声器(mic)17.2mm。
即，如果数字信号处理单元的采样率为20kHz，则17.2mm等于一个样本时延：
x＝c/fs＝(344m/s)/(20000Hz)＝0.0172m
对于该例子，假定两个输出变换器SP1、SP2为自由场条件下的点源。
在这样的假定下，输出变换器SP2的增益需要比输出变换器SP1的增益低2.1dB以与输出之间所需要的比匹配：
增益差＝20*log10(距离1/距离2)
＝20*log10(80[mm]/(80-17.2)[mm])
＝2.1dB
在此，距离1对应于输出变换器SP1与传声器(mic)之间的距离。
此外，距离2对应于输出变换器SP2与传声器(mic)之间的距离。
如图11中所示，在3kHz时，耳道3处的输出电平(即模拟的声压)比上面讨论的偶极子扬声器高7.6dB，及传声器处的输出电平与上面讨论的偶极子扬声器的类似，即-40dB。
在该例子中，在扬声器/输出变换器SP2放置成比扬声器/输出变换器SP1更靠近传声器(mic)17.2mm的同时，眼镜边撑杆顶上的扬声器出口SP2的位置可放置在更靠近传声器的一距离处，其等于声音在信号处理单元的采样时间的整数多倍传播的距离。即，在20℃温度下，在示例性的20kHz采样频率下，采样时间将为50μs，及声音在这些条件下在50μs中将传播17.2mm。也就是说，在这些条件下，扬声器出口SP2在眼镜边撑杆顶部上的位置可放置在更靠近传声器、等于17.2mm的整数倍的距离处。
边撑杆的高度及两个扬声器/输出变换器SP1、SP2(或两个扬声器的相应出口)之间的纵向距离不限于8mm。
为避免机械反馈问题，根据本发明，定向扬声器的两个扬声器OT1/SP1、OT2/SP2可设置成使得来自每一扬声器的振动被抵消。
此外，为使机械反馈最小化，根据本发明，定向扬声器的两个扬声器OT1/SP1、OT2/SP2中的每一个可以是双扬声器。
此外，定向扬声器的扬声器的数量不限于2。与此相反，本发明的定向扬声器可由两个以上扬声器形成，及具有两个以上扬声器出口。
当定向扬声器与放在眼镜(眼镜式助听器)的边撑杆14中的骨导扬声器结合时，由于骨导收发器/扬声器擅长传输<2kHz的低频声音信号，及空气传导定向扬声器擅长传输>1kHz的高频信号，相应收发器/扬声器可用仅在对应频带中的信号进行控制。
根据包括定向扬声器的眼镜式助听器的另一有利改型，定向扬声器可与定向传声器阵列组合。定向传声器阵列可用于外部声音的空间滤波及用于来自扬声器的声学反馈的近场衰减。
根据包括定向扬声器的眼镜式助听器的另一有利改型，眼镜式助听器的框架可包括传感器如光接收元件即光电检测器。这样的光电检测器可针对可见光进行配置，或者可针对红外(IR)光进行配置，但不限于此。
即，眼镜可配置成将IR光发射到用户眼睛内并接收背散射光，其中背散射光经光电检测器转换为电信号。对应的电信号可包括关于眼睛运动的信息。眼睛运动可用于控制声音处理如传声器的方向性。
具体地，光源可被提供在眼镜框上并可指向眼睛，其中光电检测器可被放置在眼镜框上并可配置成接收背散射光。
除非明确指出，在此所用的单数形式“一”、“该”的含义均包括复数形式(即具有“至少一”的意思)。应当进一步理解，说明书中使用的术语“具有”、“包括”和/或“包含”表明存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。应当理解，除非明确指出，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，可以是直接连接或耦合到其他元件，也可以存在中间插入元件。如在此所用的术语“和/或”包括一个或多个列举的相关项目的任何及所有组合。除非明确指出，在此公开的任何方法的步骤不必须精确按所公开的顺序执行。
应意识到，在本说明书全文中对“一个实施例”或者“实施例”或者“一方面”或者作为“可以”包括的特征的称谓，意为结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实施例中。此外，特定特征、结构或特性在本发明的一个或更多个实施例中可以适当地组合。提供了前面的描述，以使得任意本领域技术人员能够实施这里描述的各个方面。对这些方面的各种变形对于本领域技术人员是显而易见的，并且这里定义的通用原理可以应用于其它方面。
权利要求不旨在局限于这里示出的各方面，而应当符合与权利要求的语言一致的完整范围，其中，除非如此具体指出，否则对元素的单数称谓不旨在意为“一个并且仅为一个”，而是意为“一个或更多个”。除非另外具体指出，否则术语“一些”是指一个或更多个。
相应地，本发明的范围应当按照所附的权利要求来判断。

Claims (13)

1.一种助听器，包括：
支架单元；
至少一传声器单元；
提供在所述支架单元上的振动器单元，其中所述振动器单元配置成通过接触耳廓而将振动施加到用户外耳的耳廓；及
配置成引导朝向用户耳道的声音并衰减朝向所述至少一传声器单元的声音的定向扬声器单元。
2.根据权利要求1所述的助听器，其中
所述振动器单元配置成接触耳廓的后部；和/或
所述振动器单元配置成实质上垂直于与所述耳廓接触的界面振动。
3.根据权利要求1或2所述的助听器，其中
所述助听器是耳后式助听器；
所述支架单元是所述耳后式助听器的壳体；及
所述振动器单元安装在所述耳后式助听器的壳体上。
4.根据权利要求1所述的助听器，其中
所述助听器是眼镜式助听器；
所述支架单元是所述眼镜式助听器的边撑杆；及
所述振动器单元安装在所述眼镜式助听器的边撑杆上。
5.根据权利要求4所述的助听器，还包括
所述眼镜式助听器的框架，所述框架包括所述边撑杆；
提供在所述眼镜式助听器的所述框架上的至少一传声器单元；及
配置成向所述定向扬声器单元输出信号的信号处理单元。
6.根据权利要求5所述的助听器，其中
所述定向扬声器单元包括第一扬声器单元和第二扬声器单元，设置成使得第一扬声器单元或第一扬声器单元的扬声器出口与至少一传声器单元之间的距离和第二扬声器单元或第二扬声器单元的扬声器出口与至少一传声器单元之间的距离实质上相同；及
第一扬声器单元和第二扬声器单元串联或并联但反相连接。
7.根据权利要求5所述的助听器，其中
所述定向扬声器单元包括第一扬声器单元和第二扬声器单元，设置成使得第一扬声器单元或第一扬声器单元的扬声器出口与至少一传声器单元之间的距离大于第二扬声器单元或第二扬声器单元的扬声器出口与至少一传声器单元之间的距离；及
所述信号处理单元配置成向第一扬声器单元输出第一信号及向第二扬声器单元输出不同于第一信号的第二信号。
8.根据权利要求7所述的助听器，其中
所述信号处理单元配置成相对于第二信号对第一信号应用时延和增益。
9.根据权利要求7所述的助听器，其中
所述信号处理单元配置成使第一信号乘以包括振幅值和相位值中的至少一个的加权/权重。
10.根据权利要求9所述的助听器，其中
所述加权随频带而变。
11.根据权利要求7-10任一所述的助听器，其中
第一扬声器单元或第一扬声器单元的扬声器出口与至少一传声器单元之间的距离和第二扬声器单元或第二扬声器单元的扬声器出口与至少一传声器单元之间的距离之间的差为差距离；
所述信号处理单元配置成以预先确定的采样时间处理信号；及
所述差距离等于声音在所述预先确定的采样时间的数值多倍时间传播的距离。
12.根据权利要求6-10任一所述的助听器，其中
第一扬声器单元和第二扬声器单元中的每一个被提供相应的振动抵消单元，其配置成抵消来自相应扬声器单元的、朝向所述眼镜式助听器的所述框架的振动。
13.根据权利要求1所述的助听器，其中
所述振动器单元是电动式变换器、平衡电动式分离变换器或压电变换器。
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