CN1771761B - 助听器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种助听器，此助听器包括：一个外壳，用于接收背景声的至少第一麦克风，用于处理来自第一麦克风的信号的处理装置，以及输出换能器。至少一个附加麦克风被置于助听器外壳中，在助听器的正常使用期间，其所处位置屏蔽了风的影响。

Description

助听器

技术领域

本发明涉及助听器并涉及在助听器中获取和处理声音信号的方法。本发明更具体的说涉及一种助听器以及涉及在助听器中获取和处理声音信号的方法，上述助听器包括：外壳，用于接收背景声的至少第一麦克风，用于处理来自第一麦克风的信号的处理装置，和输出换能器。

背景技术

一个公知问题是，电子器件中的换能器如麦克风，引起了风噪声问题。

在助听器中，这种风噪声有两个主要来源。一个是风对换能器的隔膜的直接影响。另一个是来自围绕头部、耳甲和助听器本身的外壳的气体湍流的噪声。

在听力正常的耳中，第一个来源不是十分显著，因为隔膜，也就是耳膜，是深埋在耳道末端的内耳中的。

而助听器不是这种情况。相反，在助听器中，换能器由于各种原因如频率特征、声压灵敏度、定向相位特征等等，被安装在尽可能开阔的地方，以力图达到换能器的最佳声音响应。

在许多情况下，直接作用在隔膜上的风的影响导致从换能器到达助听器中的信号处理电路的信号如此之大，以至发生饱和。而当部分处理电路，比如数字助听器中的模拟/数字转换器(ADC)、模拟助听器中的放大级或者甚至麦克风本身饱和时，助听器所产生的输出信号将受损。

已经有人尝试减少助听器中的风噪声问题。US-A-2002/0037088涉及几种现有技术尝试，并且特别说明为了减少风噪声，已知的是装配麦克风开口，从而尽可能地保护它们不受风的影响。但是一般这是和希望将麦克风安装在尽可能开阔的地方矛盾的。特别是，方向灵敏度是通过在一助听器上的预定位置使用两个或更多麦克风来取得的，如果麦克风不在开阔的地方，方向灵敏度就会受损。而且，文献US-A-2002/0037088没有详细描述如何保护这些开口，因为它采用另一种方法克服大于外部压力的风噪声。

US-A-3875349提供了一种助听器，其拥有具备球面灵敏度特征的第一麦克风和具备定向灵敏度特征的第二麦克风，以及用于选择性地将放大器切换到任一麦克风或两个麦克风的开关。所述开关可根据信号自动控制。这个文献寻求解决不同的收听场合，而不涉及风的影响。

US-A-5201006显示了具有主、从麦克风的助听器。主麦克风器负责提供待放大的信号。从麦克风被设置用于反馈补偿目的，并且适合接收通过从管路的声音，所述声音主要源自处于成形部分和耳道壁之间的部分外壳。由于目的是反馈补偿，不希望从麦克风接收任何背景声。

本发明的目的是提供一种与本说明书起始段落一致的助听器和方法，其克服了上述问题。

发明内容

根据本发明，这个目的是通过与本说明书起始段落一致的助听器实现的，其特征在于：至少一个附加麦克风被置于所述助听器外壳中，附加麦克风用于接收被助听器放大的背景声，在助听器的正常使用期间，其所处位置屏蔽了风的影响。

所述附加麦克风被置于一定位置，该位置在助听器的正常使用期间屏蔽了风的影响，该麦克风能够在其中助听器的一个或多个主麦克风受到风的影响干扰的各种环境下使用。

根据本发明的第一个优选实施例，所述助听器包括一外壳，该外壳具有凹面，从而使助听器适合佩带在使用者的耳后，所述至少一个附加麦克风被置于助听器的所述凹入部分上。使麦克风位于这个位置中，就使其能够在使用期间位于耳朵和外壳之间的间隙之内，从而保护它不受风的影响。

根据本发明的第二个优选实施例，所述助听器具有一外壳，该外壳有一适合部分插入使用者的耳道中的护罩部分，所述至少一个附加麦克风被设置成与所述护罩部分相邻。使麦克风处于外壳之内，即可有效地保护它不受风的影响。

使麦克风位于所述外壳内，就能够考虑又一优选实施例，其中所述助听器包括一电子模块，并且所述附加麦克风被置于所述电子模块上。这具有无需将电线从电子模块拉到所述附加麦克风的优点，因此避免了一般手工完成的拉电线的精密工作。

根据进一步的实施例，所述附加麦克风包括一孔和一通道，该孔处于所述外壳的表面中，该通道从所述孔通到外壳内的麦克风的电子部件。通过使用通道来抑制所述风噪声。使用通道提供了又一设计选项，比如特殊的形状，用于调整风噪声对麦克风的影响。

优选地，根据再进一步的实施例，所述通道在外壳的所述表面中有一入口，且该入口在所述表面中被设置成：当助听器位于耳朵之内时(助听器适配于此耳朵)，它实际位于耳甲(concha)和耳道之间的过渡部分中。通过使通道的入口处于这一位置——该位置实际是耳内尽可能深处，耳朵自身就能帮助保护所述附加麦克风不受风的影响。

根据另一实施例，所述附加麦克风的较低截止频率实质大大高于所述至少一个第一麦克风的较低截止频率。这是有利的，因为发现来自风噪声的噪声频谱中的大部分能量处于声频频谱的低频部分之内及之下。与来自一个或多个主麦克风的一个或多个信号所造成的饱和相比，由来自这个麦克风的信号所导致的饱和因此将发生更高的水平上。

由这些原因所造成的饱和因此便被可用于指示风噪声的存在。

优选地，所述附加麦克风的截止频率是在大约1kHz之上。在现代助听器中，主麦克风的截止频率可能低到20Hz。所述附加麦克风的灵敏度因此对1kHz之下的频率比几个dB更低，这依赖于路程(course)频率。

根据又一个实施例，所述助听器包括检测放大电路的饱和度的装置，以及在已经检测到饱和的情况下禁用所述至少一个第一麦克风的装置。这种检测结果然后被用于切换到所述附加麦克风。

根据另一个方面，本发明涉及一种在助听器中获取和处理声音信号的方法，所述方法包括：通过放置在助听器中的第一位置的第一麦克风开口，获取第一声音信号，所述第一麦克风开口被选择成用于在不暴露于风中的条件下，良好地再现声音；通过放置在助听器中的第二位置的第二麦克风开口，获取第二声音信号，所述第二麦克风开口被选择成在正常使用期间，至少部分免于直接的风暴露；通过分析所述第一麦克风和第二麦克风至少其中之一所拾取的噪声的级别，检测风暴露的状况；选择在不暴露于风中的条件下，处理主要来自第一麦克风的信号；以及选择在暴露于风中的条件下，处理主要来自第二麦克风的信号。

因此就实现了在第一麦克风不受风的影响的条件下，保持良好的再现。

根据所述方法的第一个实施例，该方法包括选择第一麦克风为定向麦克风。

因此就实现了在主麦克风不受风的影响的条件下，保持定向灵敏度。

根据第二个实施例，所述方法包括将第二麦克风选择为一个对低频不如所述第一麦克风灵敏的麦克风。

因此就实现了使得助听器更不易于受风的影响，因为所述第二麦克风或与其连接的电路比所述第一麦克风较晚饱和。

根据一个不同的实施例，所述方法包括定制助听器，以使其适合个别使用者的耳道，并且只要对该个别使用者可行，就使所述第二麦克风开口尽量深地凹进。

因此实现了以最佳的可能方式来保护所述第二麦克风不受风的影响。

根据本发明的另一个实施例，所述方法包括张开所述第二麦克风开口，以减少侧风造成的任何气体湍流。

附图说明

为了更好地理解本发明，将基于在附图中示例说明的非限制性示范实施例给出详细的描述，其中：

图1是一个部分剖视的示意性侧面图，示例说明了在一BTE式助听器中(BTE＝behind-the-ear，耳后)的麦克风的典型位置；而

图2是一个部分截面图，示意性说明了在一ITE式助听器中(ITE＝in-the-ear，耳内)的麦克风的典型位置。

具体实施方式

在图1中，示例说明了耳后式助听器1。此助听器包括外壳2。外壳2实际包括四个面，即两个基本平坦的平行面3和两个曲面，其中曲面包括凸面5和凹面4。在使用中，基本平坦的面3位于耳廓和头部之间。凸面5暴露于耳后，而凹面4朝向外耳(outer ear)和头部之间的过渡部分。

前麦克风6和后麦克风7被置于凸面5上。在以下描述中，前麦克风6和后麦克风7被统称为主麦克风。在这个方面应注意到，不具备方向灵敏度的助听器可以仅有一个主麦克风。两个主麦克风6和7是被间隔开的，为的是获得助听器1的方向灵敏度。

如上所述，主麦克风6和7被放置在尽可能开阔的地方，以获得良好的特性。它们因此非常易于受到风的影响，并且因此而易于受到与风相关的噪声的影响。

附加麦克风8被置于助听器的凹面4上。在使用中，也就是当助听器1被置于佩戴者的耳后时，耳廓、头部、它们之间的过渡部分以及助听器外壳的凹面4就形成了一个空穴。附加麦克风8朝向这个空穴，且因此受到良好保护，免于直接的风的影响。为了进一步抑制风的影响，可以张开外壳2中的第二麦克风8的麦克风开口(图中未示)。

实验已表明，即使附加麦克风8的频率特性劣于主麦克风的频率特性，它仍然是可接受的——特别是当考虑到来自主麦克风6和7其中之一的信号受到风噪声的影响或例如因饱和而失真的时候。

图2示例说明本发明的另一实施例。在此实施例的描述中，使用和图1相同的参考编号来表示相同或对应的部件。

图2中的助听器具有耳内式(ITE)外壳，此外壳包括上面板9和空心护罩部件10，空心护罩部件10适合部分插入佩戴者的耳道11之内，该部件在此处贴靠耳道壁11a固定。典型地，面板9是一标准零件，其包括电子模块12，而空心护罩部件10是个别地为使用者制造的。

例如通过注塑(casting)来制造定制护罩的方法在本领域内是公知的。在一优选实施例中，护罩部件是借助利用3D打印方法的计算机辅助制造来制造的，以下称之为CAMISHA。这种方法在WO-A-02/078233和US-A-5487012中有描述。

主麦克风6和7被安装在电子模块12中，此电子模块从面板9稍微突出。优选的是，电子模块12也包含所有必要的信号处理电路，除了输出换能器13之外。输出换能器13被单独置于助听器外壳中，并且通过软导线14连接到电子模块12。声音是从输出换能器13通过换能器出口导管15发出的，换能器出口导管15的终端是空心护罩部件10的底壁17中的换能器出口插塞16，空心护罩部件10面向耳道的内部。

在图2的实施例中，电子模块12还包括附加麦克风8。附加麦克风8被置于一部分电子模块12上，该部分电子模块12和面板隔开并且不面向外部。也就是说，所述附加麦克风包括一电子部件，该电子部件位于一部分电子模块12上，其在组装后的助听器1中面向助听器1的内部的空穴。在所示实施例中，助听器外壳包括通道18，通道18从护罩部件10的表面中的入口20直到外壳内的附加麦克风8。由此使得所述附加麦克风的有效声音孔位于护罩表面，而所述附加麦克风的电子部件位于电子模块中。

通道18优选是与助听器外壳的护罩部件整体形成的。在CAMISHA

制造方法中，建立耳道的计算机模型。在互动的优化过程中，操作员选择电子模块并且确定电子模块的最佳位置和方向，以及耳道中的护罩的位置和方向。护罩随后被复制调整，以接触部分耳道的侧面。但是，护罩的外部不接触耳道。决定哪部分接触耳道并建立到外部护罩部分的分界线是定制过程的一部分。

因为助听器1外壳的CAMISHA护罩部件10是个别制造的，就有可能将通道18的入口20刚好置于分界线22之外，其方式使得当助听器被插入耳道11中的佩戴位置时，入口20在外壳的护罩部件10中刚好是暴露的。因此实现了通道18的入口20被置于耳内尽可能深的地方，且耳道壁11a不阻塞入口20。上述分界线将接触部分和非接触的护罩部分分开，其在图2中以点划线22表示。通过外壳与助听器使用者的头部和耳廓的配合，入口20的凹进位置就实现了避免直接暴露在风中。形成外麦克风开口的入口20优选是张开的，如图2所示。

通道18的另一端是出口21，出口21在助听器中所处的位置对应于附加麦克风8的位置。因为附加麦克风8被置于电子模块12上，所以它具有相对于面板9良好限定的位置。这让通道18得以在个体化的计算机辅助制造过程中能够和CAMISHA护罩部件10形成为整体。

因此，通过使用CAMISHA

护罩部件10，就有可能相对于其入口20和出口21的位置而最佳地定位通道18。也就是说，让入口20尽可能深地缩进或者说凹进耳内，在此情况下表现出的风的影响最小，而且将出口21设置成将声音送入附加麦克风8中——该麦克风被置于电子模块12上，就不需要拉额外的电线。在优选实施例中，麦克风的入口20是张开的。张开此入口便减少了由任何侧风送入通道中的噪声。

虽然上面仅说明本发明具体实施于耳内式和耳后式助听器中，但本领域技术人员会认识到也可在CIC(CIC＝completely in the canal，完全耳道中的)助听器中设置一附加麦克风，此附加麦克风位于外壳内且有一通向它的通道。

显然，从缩进的麦克风8仅能获得很少有用的方向信息。因此当检测到风噪声或饱和时，仅仅直接切换到附加麦克风8，就必然会牺牲方向信息。但是，来自风产生的噪声的大部分噪声能量是低频的。因此，在一个实施例中，使用高通滤波从主麦克风6和7抽取高频信息，并使用低通滤波来抽取没有来自附加麦克风8的风噪声的低频信息。

这可通过几种方式，例如通过在检测到饱和时接入固定的高通和低通滤波器、或者通过平滑切换来实现。这样就能够抑制来自主麦克风6和7的风噪声，同时保持至少某种程度的方向灵敏度。在其他实施例中，来自各相应麦克风的信号可根据加权系数来组合或平衡、根据主要条件来选择。

取决于助听器的类型，对风噪声的检测有各种标准。一种是在来自附加麦克风8的信号与来自主麦克风6和7的信号之间进行低频比较。另一种是检测模拟/数字转换器的饱和。在风噪声状况中，通常可以检测转换速率(slew rate)，因为信号会从全正向信号不规律地切换到全负向信号，反之亦然。再一个标准可以是检测来自主麦克风的信号的低频部分是否超出预定的阈值。还有一个标准可以是在一个定向麦克风的双麦克风部件中的超出预定阈值的不相关噪声水平。

因为大部分风噪声的信号能量是低频的，所以使附加麦克风与主麦克风6和7相比具有不同的截止频率是有利的，主麦克风6和7本身优选是彼此匹配的。这使附加麦克风能够远比主麦克风更晚得多地饱和，即使它们暴露于同样的噪声中。

Claims (11)

1.一种助听器，包括：外壳；第一麦克风(6，7)，用于接收背景声；第二麦克风(8)，用于接收背景声；处理装置，用于处理来自第一和第二麦克风至少其中之一的信号；以及输出换能器，其特征在于：所述助听器具有带有面板(9)和护罩部分(10)的外壳，所述护罩部分适合部分插入使用者的耳道中，且所述第二麦克风具有位于所述护罩部分的表面上一定位置处的声音孔(20)，该声音孔在所述助听器的正常使用期间屏蔽风的影响，其中所述第二麦克风包括通道，该通道从所述声音孔到所述外壳内的所述第二麦克风，且其中所述声音孔被定位成：当所述助听器被置于该助听器所适配的耳内时，该声音孔实际位于耳甲和耳道之间的过渡部分，以使出口与所述第二麦克风相连的所述通道的入口被置于耳内尽可能深的地方，且耳道壁不阻塞所述入口。

2.根据权利要求1所述的助听器，其特征在于：所述处理装置包括电子模块，且所述第二麦克风被置于所述电子模块上。

3.根据前述任一权利要求所述的助听器，其特征在于：所述第二麦克风的较低截止频率高于所述第一麦克风的较低截止频率。

4.根据权利要求3所述的助听器，其特征在于：所述第二麦克风的截止频率高于1kHz。

5.根据权利要求1-2和4中任一权利要求所述的助听器，其特征在于：所述处理装置适合检测放大电路的饱和，且在已经检测到饱和的情况下禁用所述第一麦克风。

6.根据权利要求权利要求3所述的助听器，其特征在于：所述处理装置适合检测放大电路的饱和，且在已经检测到饱和的情况下禁用所述第一麦克风。

7.一种在助听器中获取与处理声音信号的方法，包括：通过放置在所述助听器中的第一位置处的第一麦克风开口获取第一声音信号，所述第一麦克风开口被选择用于在不暴露于风中的条件下，良好地再现声音；通过放置在所述助听器中的第二位置处的第二麦克风开口，获取第二声音信号，所述第二麦克风开口被选择用于在正常使用期间凹进到实际位于耳甲和耳道之间的过渡部分中的位置，以使出口与所述第二麦克风开口相连的通道的入口被置于耳内尽可能深的地方，且耳道壁不阻塞所述入口，从而至少部分免于直接的风暴露；通过分析所述第一声音信号和所述第二声音信号至少其中之一的噪声的级别来检测风暴露的状况；选择在不暴露于风中的条件下，主要处理所述第一声音信号；以及选择在暴露于风中的条件下，主要处理所述第二声音信号。

8.根据权利要求7所述的方法，包括通过定向麦克风获取所述第一声音信号。

9.根据权利要求7所述的方法，包括通过对低频不如所述第一麦克风灵敏的麦克风获取所述第二声音信号。

10.根据权利要求7所述的方法，包括定制所述助听器，以使其适合个别使用者的听道。

11.根据权利要求10所述的方法，包括使所述第二麦克风开口张开，以减少侧风造成的任何气体湍流。