CN110312193A - 助听器用声音辅助采集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了助听器用声音辅助采集装置，包括外壳、麦克风阵列组件、控制器、DSP芯片以及蓝牙发射模块，外壳上开设有入声孔，控制器、DSP芯片、蓝牙发射模块和麦克风阵列组件均安装于外壳内，麦克风阵列组件的声信号输入端与入声孔连接，电信号输出端与DSP芯片连接，DSP芯片与控制器通讯连接，蓝牙发射模块与DSP芯片的音频输出端连接，助听器内设置有蓝牙接收模块，蓝牙接收模块与蓝牙发射模块相配合。本发明的声音辅助采集装置与助听器之间为蓝牙连接，可以分开配合使用，操作方便；同时由于该装置设置有多个麦克风阵列组件，可以极好地对外部声音进行收集以及细节处理，处理后的声音信号经过助听器中的喇叭传入耳内，达到更好更真实的聆听效果。
Description
技术领域
本发明涉及助听器设备领域，特别涉及一种与助听器配合使用的声音辅助采集装置。
背景技术
助听器是可以帮助听力损失的患者改善听力的扩音装置。目前较普遍使用的是耳背式和耳道式的助听器，随着微电子技术的发展和人们对外观的要求，助听器已日趋小型化、微型化，但是发展至今，助听器的构成基本为麦克风、放大器、接收器及电源几部分。
其中，麦克风的功能是收集外界声音并转化为电子信号。由于助听器的体积非常小，壳体中只能安装一到两个麦克风，例如深耳道式的助听器壳体空间极少，仅能安装一个麦克风，这样，麦克风等同强度地收集各个方向的声音，只能适用于安静的使用场景，但在复杂的场景中对收集言语信号不利。耳背机那样体积较大的助听器可以安装两个麦克风，即方向性麦克风，可以较好地收集前方或者有针对性地收集某个方向的言语信号，是目前唯一能适用于复杂场景的声音采集方案。
然而，即便是有了方向性麦克风技术，其对周围环境的声音信号的采集还是不尽人意的，原因是，首先助听器的麦克风安装于壳体内，从外界直接采集声音，然后经处理从喇叭传入人耳，在这个过程中，由于所有助听器的麦克风的安装位置肯定是在外耳道之前的，因此，声音没有经过人的外耳道就被麦克风采集了，会缺少很多细节信息；其次，两个麦克风的组合对各方向的声音信号采集还没有达到理想状态，尤其是在聚会、会议等多人交流的场合，使用者依然很难听清楚别人的话。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种助听器用声音辅助采集装置，以解决上述问题。
为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种助听器用声音辅助采集装置，声音辅助采集装置与助听器连接，声音辅助采集装置包括外壳、麦克风阵列组件、控制器、DSP芯片以及蓝牙发射模块，外壳上开设有入声孔，控制器、DSP芯片、蓝牙发射模块和麦克风阵列组件均安装于外壳内，麦克风阵列组件的声信号输入端与入声孔连接，电信号输出端与DSP芯片连接，DSP芯片与控制器通讯连接，蓝牙发射模块与DSP芯片的音频输出端连接，助听器内设置有蓝牙接收模块，蓝牙接收模块与蓝牙发射模块相配合。
由此，麦克风阵列组件通过外壳上的入声孔采集外界声音信号，并将其转化成电信号；DSP芯片用于对麦克风阵列组件传递的信号进行处理；控制器用于控制DSP芯片，进行麦克风方向性切换或者模式转换等，蓝牙发射器用于与助听器单测或双侧的蓝牙接收模块蓝牙连接。
本发明的声音辅助采集装置与助听器之间为蓝牙连接，可以分开配合使用，操作方便；同时由于该装置设置有多个麦克风阵列组件，可以极好地对外部声音进行收集以及细节处理，处理后的声音信号经过助听器中的喇叭传入耳内，达到更好更真实的聆听效果。即使是在复杂场景下使用，使用者也可以明显、清晰地聆听到来自各个方向的言语声，并且具有很好的立体效果。
在一些实施方式中，入声孔为多个，多个入声孔以外壳的中心圆周阵列分布，麦克风阵列组件包括多个麦克风以及多个仿真耳道，麦克风以及仿真耳道的数量均与入声孔的数量相同，麦克风与DSP芯片连接，仿真耳道的一端与入声孔连接，另一端与麦克风连接。由此，多个入声孔、多个麦克风以及多个仿真耳道的设置有利于声音辅助采集装置对各方位声音的采集和比对，有利于言语增强和降噪。设置仿真耳道的目的是尽量模仿人体真耳外耳道的生理结构，更好的得到细节信息，同时由于仿真耳道设置于麦克风的前端，外界的声音从入声孔传入后会先经过这段仿真耳道，再到达麦克风。这样佩戴助听器的听力障碍者最终听到的声音信号就会跟直接从真耳传入的一样，具有较完整的细节信息。
在一些实施方式中，仿真耳道呈弯曲状且仿真耳道的宽度从入声孔向内逐渐变窄。由此，仿真耳道的结构有利于声音信号的采集和放大。
在一些实施方式中，多个仿真耳道均为倾斜设置，且以外壳的中心圆周阵列分布。由此，仿真耳道倾斜设置且以外壳的中心圆周阵列分布是一种节约空间的设计。
在一些实施方式中，声音辅助采集装置还包括D/A转化器，D/A转化器的一端与DSP芯片连接，另一端与蓝牙发射模块连接。由此，D/A转化器用于将数字信号转换成模拟信号。
在一些实施方式中，声音辅助采集装置还包括放大器，放大器的一端与D/A转化器连接，另一端与蓝牙发射模块连接。由此，放大器的作用是将D/A转化器传递过来的模拟信号进行放大并传至蓝牙发射模块。
在一些实施方式中，声音辅助采集装置还包括指示灯模块，指示灯模块设置于外壳且与控制器连接。由此，指示灯用于指示声音辅助采集装置的使用状态，比如：当指示灯闪烁时表示其正在工作。
在一些实施方式中，声音辅助采集装置还包括电源模块，电源模块与控制器、指示灯模块、D/A转化器以及蓝牙发射模块连接，用于对各组件进行供电。
在一些实施方式中，声音辅助采集装置还包括按键模块，按键模块设置于外壳且与控制器连接。由此，按键模块的设置便于让使用者进行操作，实现模式切换，比如控制该采集装置的开关。
在一些实施方式中，外壳为圆柱体、棱柱体或者球体。由此，外壳的形状可以根据实际情况进行设计，满足不同的使用需求。
本发明的有益效果：本发明通过设计一种声音辅助采集装置，可以有效解决上述的问题。这种声音辅助采集装置的主要作用是：声音辅助采集装置与助听器之间为蓝牙连接，可以分开配合使用，操作方便；同时由于该装置设置有多个麦克风阵列组件，可以极好地对外部声音进行收集以及细节处理，处理后的声音信号经过助听器中的喇叭传入耳内，达到更好更真实的聆听效果。即使是在复杂场景下使用，使用者也可以明显、清晰地聆听到来自各个方向的言语声，并且具有很好的立体效果。
附图说明
图1为实施例1所示的助听器用声音辅助采集装置的立体结构示意图；
图2为图1所示的助听器用声音辅助采集装置的俯视透视结构示意图；
图3为实图1所示的助听器用声音辅助采集装置的系统框图；
图4为实施例2所示的助听器用声音辅助采集装置的立体结构示意图；
图5为图4所示的助听器用声音辅助采集装置的俯视透视结构示意图。
图1～5中的附图标记：1-助听器；2-声音辅助采集装置；11-蓝牙接收模块；21-外壳；22-麦克风阵列组件；23-DSP芯片；24-控制器；25-蓝牙发射模块；26-D/A转化器；27-放大器；28-电源模块；211-入声孔；212-按键模块；213-指示灯模块；221-麦克风；222-仿真耳道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
图1～3示意性地显示了一种实施方式的助听器用声音辅助采集装置。
如图1～3所示，根据本实施方式的一个方面，提供了一种助听器用声音辅助采集装置。
本实施方式的声音辅助采集装置2与助听器1配合使用。助听器1为市售产品。
该声音辅助采集装置2包括外壳21、麦克风阵列组件22、控制器24、DSP芯片23、D/A转化器26、放大器27以及蓝牙发射模块25。外壳21上开设有入声孔211，控制器24、DSP芯片23、蓝牙发射模块25和麦克风阵列组件22均安装于外壳21内。麦克风阵列组件22的声信号输入端与入声孔211连接，电信号输出端与DSP芯片23连接。DSP芯片23与控制器24通讯连接，蓝牙发射模块25与DSP芯片23的音频输出端连接。助听器1内设置有蓝牙接收模块11，蓝牙接收模块11与蓝牙发射模块25通信配合。D/A转化器26的一端与DSP芯片23连接，另一端与蓝牙发射模块25连接。放大器27的一端与D/A转化器26连接，另一端与蓝牙发射模块25连接。
麦克风阵列组件22通过外壳21上的入声孔211采集外界声音信号，并将其转化成电信号；
DSP芯片23用于对麦克风阵列组件22传递的信号进行处理；本实施方式的DSP芯片23采用TI公司的PCM4204芯片。可以通过集成安装在PCB板等电路板上。
控制器24用于控制DSP芯片23，进行麦克风方向性切换或者模式转换等。本实施方式的控制器24为MCU(MicrocontrollerUnit，微控制单元)。
蓝牙发射模块25用于与助听器1单侧或双侧的蓝牙接收模块11蓝牙连接。
D/A转化器26用于将DSP芯片23传递的数字信号转换成模拟信号。
放大器27的作用是将D/A转化器26传递过来的模拟信号进行放大并传至蓝牙发射模块25。
本实施方式的控制器24、DSP芯片23、D/A转化器26、放大器27、蓝牙接收模块11与蓝牙发射模块25等均为常用的市售产品；蓝牙发射模块25可与控制器24一起集成于同一电路板上，蓝牙接收模块11可集成于助听器的控制电路板上。
如图1和2所示，入声孔211为多个，多个入声孔211以外壳21的中心圆周阵列分布。麦克风阵列组件22包括多个麦克风221以及多个仿真耳道222。麦克风221以及仿真耳道222的数量均与入声孔211的数量相同。本实施方式的入声孔211、麦克风221以及仿真耳道222均为6个。麦克风221与DSP芯片23连接，仿真耳道222的一端与入声孔211连接，另一端与麦克风221连接。多个入声孔211、多个麦克风221以及多个仿真耳道222的设置有利于声音辅助采集装置2对各方位声音的采集和比对，有利于言语增强和降噪。
外壳21可以为圆柱体、棱柱体或者球体。本实施方式的外壳21为圆柱体。
如图2所示，本实施方式的仿真耳道222呈弯曲状且仿真耳道222的宽度从入声孔211向内逐渐变窄。由此，仿真耳道222采用漏斗状且稍微有点拐弯的前宽后窄结构，目的是尽量模仿真耳外耳道的生理结构，有利于声音信号的采集和放大。仿真耳道222是模拟人耳的外耳道结构的，长度为23毫米(正常人耳的外耳道长约为21-25毫米)。多个仿真耳道222均为倾斜设置，且以外壳21的中心圆周阵列分布。由此，仿真耳道222倾斜设置且以外壳21的中心圆周阵列分布是一种节约空间的设计。本实施方式的仿真耳道222可以由硅胶等弹性可塑材料制成。具体实现方式可以为：外壳21的内部是实心的，依照仿真耳道222的形状留出空隙，然后以硅胶等材料包裹。
设置仿真耳道222的目的是尽量模仿人体真耳外耳道的生理结构，更好的得到细节信息，同时由于仿真耳道222设置于麦克风221的前端，外界的声音从入声孔211传入后会先经过这段仿真耳道222，再到达麦克风221。这样佩戴助听器1的听力障碍者最终听到的声音信号就会跟直接从真耳传入的一样，具有较完整的细节信息。
本实施方式可以将麦克风与控制器24、DSP芯片23、D/A转化器26、放大器27、蓝牙发射模块25等部件集成在一块电路板上，然后将电路板安装于外壳21内，麦克风221与仿真耳道222的边缘粘粘固定，中间没有缝隙。
声音辅助采集装置2还包括指示灯模块213，指示灯模块213设置于外壳21且与控制器24连接。由此，指示灯用于指示声音辅助采集装置2的使用状态，比如：当指示灯闪烁时表示其正在工作。
声音辅助采集装置2还包括电源模块28，电源模块28与控制器24、指示灯模块213、D/A转化器26以及蓝牙发射模块25连接，用于对各组件进行供电。
声音辅助采集装置2还包括按键模块212，按键模块212设置于外壳21且与控制器24连接。由此，按键模块212的设置便于让使用者进行操作，实现模式切换，比如控制该采集装置的开关。
麦克风221和各种部件集成在一块电路板上，电路板搁置在外壳21内，麦克风与仿真耳道222的边缘粘粘固定，中间没有缝隙。
仿真耳道222由硅胶制成，例如装置内部是实心的，仿真耳道222留空，包裹以硅胶材料。
本实施方式的声音辅助采集装置2与助听器1之间为蓝牙连接，可以分开配合使用，操作方便；当受试者处于聚餐或会议等多人沟通的非走动性环境中，可以把声音辅助采集装置2放置于场所中部的桌面上，然后通过按键模块212控制装置的开启，指示灯模块213闪烁后表示其正在工作，此时，助听器1上原有的麦克风将停止运作，转而接收来自声音辅助采集装置2中的声音信号，这样，使用者就可以明显地聆听到来自各个方向的言语声，并且具有很好的立体效果。
实施例2
图4～5示意性地显示了另一种实施方式的助听器用声音辅助采集装置2。
如图4～5所示，本实施例中的助听器用声音辅助采集装置2的结构与实施例1基本相同，其区别在于：(1)本实施方式的外壳21为四棱柱，具体为正方体；(2)入声孔211以及麦克风阵列组件22的数量不同，本实施方式的入声孔211、麦克风221以及仿真耳道222均为4个。
本发明的外壳21的形状可以根据实际情况进行设计，满足不同的使用需求。同时，麦克风阵列组件22的数量可以根据实际情况进行增减，适用性强。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.助听器用声音辅助采集装置，所述声音辅助采集装置(2)与助听器(1)连接，其特征在于，所述声音辅助采集装置(2)包括外壳(21)、麦克风阵列组件(22)、控制器(24)、DSP芯片(23)以及蓝牙发射模块(25)，所述外壳(21)上开设有入声孔(211)，所述控制器(24)、DSP芯片(23)、蓝牙发射模块(25)和麦克风阵列组件(22)均安装于外壳(21)内，所述麦克风阵列组件(22)的一端与入声孔(211)连接，另一端与DSP芯片(23)连接，所述DSP芯片(23)与控制器(24)连接，所述蓝牙发射模块(25)与DSP芯片(23)连接，所述助听器(1)内设置有蓝牙接收模块(11)，所述蓝牙接收模块(11)与蓝牙发射模块(25)相配合。
2.根据权利要求1所述的助听器用声音辅助采集装置，其特征在于，所述入声孔(211)为多个，多个所述入声孔(211)以外壳(21)的中心圆周阵列分布，所述麦克风阵列组件(22)包括多个麦克风(221)以及多个仿真耳道(222)，所述麦克风(221)以及所述仿真耳道(222)的数量均与入声孔(211)的数量相同，所述麦克风(221)与DSP芯片(23)连接，所述仿真耳道(222)的一端与入声孔(211)连接，另一端与麦克风(221)连接。
3.根据权利要求2所述的助听器用声音辅助采集装置，其特征在于，所述仿真耳道(222)呈弯曲状且仿真耳道(222)的宽度从入声孔(211)向内逐渐变窄。
4.根据权利要求3述的助听器用声音辅助采集装置，其特征在于，多个所述仿真耳道(222)均为倾斜设置，且以外壳(21)的中心圆周阵列分布。
5.根据权利要求1所述的助听器用声音辅助采集装置，其特征在于，所述声音辅助采集装置(2)还包括D/A转化器(26)，所述D/A转化器(26)的一端与DSP芯片(23)连接，另一端与蓝牙发射模块(25)连接。
6.根据权利要求5所述的助听器用声音辅助采集装置，其特征在于，所述声音辅助采集装置(2)还包括放大器(27)，所述放大器(27)的一端与D/A转化器(26)连接，另一端与蓝牙发射模块(25)连接。
7.根据权利要求6所述的助听器用声音辅助采集装置，其特征在于，所述声音辅助采集装置(2)还包括指示灯模块(213)，所述指示灯模块(213)设置于外壳(21)且与控制器(24)连接。
8.根据权利要求7所述的助听器用声音辅助采集装置，其特征在于，所述声音辅助采集装置(2)还包括电源模块(28)，所述电源模块(28)与控制器(24)、指示灯模块(213)、D/A转化器(26)以及蓝牙发射模块(25)连接，用于对各组件进行供电。
9.根据权利要求1～8任一项所述的助听器用声音辅助采集装置，其特征在于，所述声音辅助采集装置(2)还包括按键模块(212)，所述按键模块(212)设置于外壳(21)且与控制器(24)连接。
10.根据权利要求1～8任一项所述的助听器用声音辅助采集装置，其特征在于，所述外壳(21)为圆柱体、棱柱体或者球体。
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