DE69012582T2 - Hörgerät. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine programmierbare hybride Hörhilfe mit digitaler Signalverarbeitung gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 5 und 10. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zur Detektion und zum Verarbeiten von Signalen in einer programmierbaren hybriden Hörhilfe entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 27.
• Gegenwärtig basieren Hörhilfen normalerweise auf der analogen Verstärkung des durch das Ohr aufgenommenen Schalls. Mit Hilfe des derzeitigen Standes der Technik sind Hörhilfen dieser Art auf eine derartige Größe miniaturisiert worden, daß sie in den äußeren Gehörgang eingesetzt werden können, womit sie sogenannte "ganz im Ohr zu tragende" Hörhilfen bilden. Viele Menschen bevorzugen Hörhilfen dieser Art aus Gründen des Aussehens und des Komforts, aber die Verwendung der analogen Verstärkung des Schallsignals in Verbindung mit der Tatsache, daß diese Hörhilfen den Gehörgang verschließen, macht das Erreichen einer optimalen Anpassung des Signals an das restliche Hörvermögen, über das die die Hörhilfe verwendende Person noch verfügen kann, schwierig. Bei den meisten Arten altersbedingter Hörschäden verbleibt ein wesentlicher Hörrest in bestimmten Frequenzbereichen. Im Fall einer normalen, neurologisch bedingten Hörbeeinträchtigung bleibt der Hörsinn in den untersten Frequenzen normalerweise verhältnismäßig unbeeinträchtigt. Wenn das Ohr durch die Hörhilfe vollständig verschlossen ist, muß der Schall in allen Frequenzen im Hörbereich verstärkt werden. Gleichzeitig erschwert die Anwendung gewöhnlicher analoger Verstärkung, daß man eine optimale Antwortfunktion erhält, d.h. eine Antwortfunktion, die in geeigneter Art die akustische Empfindlichkeit des Gehörganges simuliert, wenn er ohne Einsatzverstärkung geöffnet ist. Jeder Hörrest, über den der Benutzer verfügt, resultiert in der Verstärkung in einem Allwellenband, die zu einer Verstärkung der Beschwerden führt, zum Beispiel wenn Impulsgeräusche oder stoßartige akustische Signale in jenen Bandbereichen verstärkt werden, in denen das Ohr noch ein recht normales Hörvermögen aufweist. Ein offener Gehörgang hat außerdem eine Resonanz von etwa 3 kHz, und diese Resonanz liefert einen entscheidenden Beitrag für die Qualität des Hörgefühls, da sie in den Bereich der Formantfrequenz für normale Sprache fällt und daher dazu beiträgt, ihr ihre Klangfarben zu geben, die äußerst wichtig für das Verstehen des Sprachklanges sind und daher für die Fähigkeit der Person, die Sprache zu verstehen.
• Um die optimale Anpassung des Hörsignals an jeden Hörrest zu erleichtern und gleichzeitig die Antwortfunktion der Hörhilfe zu optimieren, wurden Hörhilfen entwickelt, bei denen die Signalverarbeitung digital durchgeführt wird. Die Antwortfunktion wird durch Filtern des digitalen Signals mittels geeigneter Filterkoeffizienten angepaßt, wodurch es möglich wird, den Frequenzgang bis zu einem gewissen Grade die Antwortfunktion einer Person mit normalem Hören simulieren zu lassen. Wenn die Hörhilfen der digitalen Art als sogenannte ganz im Ohr zu tragende Geräte konzipiert gewünscht werden, ergibt sich wieder das Problem, daß der Gehörgang verschlossen wird, wodurch die Verwertung jeden Hörrests, über den die Person verfügt, ausgeschlossen wird. Die Empfindlichkeitskurve kann bis zu einem bestimmten Grad modifiziert werden, um dem Rechnung zu tragen. In der Regel wird es jedoch ein Vorteil sein, verschiedene Empfindlichkeitskurven zu haben, um die Verstärkung der Hörhilfe als eine Funktion der Frequenz auf eine vielfältige akustische Umwelt einzustellen. Es ist offensichtlich, daß es zum Beispiel beträchtlich schwieriger sein wird, in ein lautes Hintergrundgeräusch eingebettete Normalsprache zu verstehen, wobei es in diesem Fall natürlich sein wird, eine Antwortfunktion zu erzeugen, die der Verstärkung im Bereich der Formantfrequenzen der Sprache, d.h. in erster Linie in dem Bereich von etwa 1 bis etwa 4 kHz, den Vorrang einräumt.
• Ein anderes gut bekanntes Problem bei Hörhilfen, ob sie nun digitale oder analoge sind, ist akustische Rückkopplung zwischen Schallquelle und Mikrofon. Obwohl die Hörhilfe so positioniert ist, daß sie den Gehörgang verschließt und daher auch die Verwendung von jeglichem Hörrest verhindert, kann das nicht die Rückkopplung bei hoher Verstärkung vermeiden, da der Schall von der Schallquelle über das Material der Hörhilfe oder über das Gewebe- und Knochenmaterial in der Umgebung des Gehörganges zum Mikrofon zurückgeleitet werden kann. Es ist daher wünschenswert, ein derartiges Rückkopplungssignal zu annullieren, zum Beispiel in Verbindung mit der digitalen Signalverarbeitung in der Hörhilfe. Wie schon erwähnt wurde, ist es auch erwünscht, jeglichen Hörrest bei unteren Frequenzen zu verwenden, und das erfordert, daß der Gehörgang mindestens teilweise offen ist, vorzugsweise so, daß er einen akustischen Übertragungskanal mit einer Tiefpaßcharakteristik zwischen der Ohröffnung und dem Trommelfell schafft. Wenn ein Kanal dieser Art bei einer Hörhilfe des ganz im Ohr zu tragenden Typs verwendet werden soll, stellt das hohe Ansprüche an die Miniaturisierung der Hörhilfe. Außerdem wird das Problem der akustischen Rückkopplung weiter betont und muß auf die eine oder andere Weise eliminiert werden.
• Digitale Hörhilfen der oben erwähnten Art sind beispielsweise aus der US-PS 4 471 171 (Köpke u.a.) bekannt, wobei ein digitaler Datenprozessor zur Verarbeitung digitalisierter Hörsignale an einen programmierbaren Speicher angeschlossen ist, der die vorbestimmten Antwortfunktionen entsprechend den Bedürfnissen und Wünschen des Benutzers und/oder entsprechend der Verwendung der Hörhilfe speichert, so daß die Benutzung der Hörhilfe unmittelbar an die Ansprüche des Benutzers angepaßt werden kann, während es gleichzeitig möglich ist, die Hörhilfe stufenweise mit jeglichen Änderungen in der Hörfähigkeit oder der Empfindlichkeitscharakteristika des Benutzers zu programmieren.
• Gleichermaßen beinhaltet die US-PS 4 731 850 (Levit u.a.) eine programmierbare Hörhilfe mit digitalen Filtern, wobei Koeffizienten von einem programmierbaren Festspeicher zu einem programmierbaren Filter und einem Amplitudenbegrenzer in der Hörhilfe geliefert werden, um diese zu befähigen, automatisch auf einen optimalen Satz von Parameterwerten für Sprachniveau, Echo und Art des Hintergrundgeräuschs eingestellt zu werden, während gleichzeitig eine Verringerung der akustischen Rückkopplung erleichtert wird, indem ein elektrischer Rückkopplungsweg in der Hörhilfe sowohl hinsichtlich Amplitude als auch Phase an den akustischen Rückkopplungsweg angepaßt ist, wodurch die beiden Rückkopplungssignale durch Subtraktion gelöscht werden.
• Die GB-PS 1 582 821 beinhaltet prizipiell eine Hörhilfe für die digitale Signalverarbeitung mittels eines programmierbaren Speichers, der mit von einem audiometrisch bestimmten Audiogramm abgenommenen Werten gefüttert werden kann.
• Die oben erwähnte US-PS 4 731 850 umfaßt außerdem eine Hörhilfe unter Verwendung eines oder mehrerer Mikrofone, so daß das gewichtete, summierte Ausgangssignal von den Mikrofonen mit einer geeigneten Phasenverschiebung gleich dem Ausgangssignal von einem frequenzselektiven Richtmikrofon ist. Das soll ermöglichen, die Wirkung sowohl von Geräusch als auch von Echo zu verringern. Des weiteren wird Löschen oder Unterdrücken akustischer Rückkopplung in Hörhilfen in dem Aufsatz "Measurement and Adaptive Suppression of Acoustic Feedback in Hearing Aids" (Messung und adaptive Unterdrückung der akustischen Rückkopplung in Hörgeräten) (Bustamante u.a.), IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing, 1989, Nr. 2, S. 2017-20, diskutiert. Die Verfasser erörtern drei Methoden zur Unterdrückung akustischer Rückkopplung, nämlich zeitvariable Verzögerung, adaptive Umkehrfilterung und adaptives Annullieren der Rückkopplung, und fanden heraus, daß letztere Methode die erfolgreichste ist, da sie die maximale Verstärkung in der Hörhilfe ohne akustische Rückkopplung um 6-10 dB erhöht.
• Es soll auch erwähnt werden, daß es bekannte Hörhilfen der ganz im Ohr zu tragenden Art gibt, bei denen es eine offene Verbindung zwischen der Ohröffnung und dem Teil des inneren Gehörgangs gibt, der sich in der Nähe des Trommelfells befindet. Das Ziel dieser bekannten, offenen Verbindung ist es, einen Ausgleich der Druckschwankungen in dem an das Trommelfell angrenzenden äußeren Gehörgang zu erreichen.
• Keine der oben erwähnten Kostruktionen oder Verfahren liefert jedoch irgendwelche Anweisungen, wie eine Hörhilfe, vorzugsweise der ganz im Ohr zu tragenden Art, zu erreichen ist, die gleichzeitig die Möglichkeit der Verwendung eines Niedrigfrequenz-Hörrestes des Benutzer anbietet, während gleichzeitig eine Frequenzkurve erzeugt wird, die eine optimale Simulation der natürlichen Antwortfunktion in dem Frequenzbereich angibt, der erforderlich ist, um einen hochqualitativen Sprachklang wiederzugeben.
• Es ist daher ein erstes Ziel der Erfindung, eine Hörhilfe zu schaffen, die die Nutzung eines Hörrestes im tiefen oder Baßbereich gestattet, wobei die Verstärkung von Frequenzen in diesem Bereich mindestens mittels eines akustischen Übertragungskanals mit Resonanzverstärkung erreicht wird, während zur gleichen Zeit eine akustische Rückkopplung durch den Übertragungskanal unwirksam gemacht wird.
• Ein zweites Ziel besteht in der Schaffung einer Hörhilfe, die dem Benutzer Gelegenheit gibt, zwischen verschiedenen, in der Hörhilfe gespeicherten Anwortfunktionen zu wählen, so daß die benutzte Antwortfunktion die ist, die am besten an die akustische Umgebung, in der sich der Benutzer zu diesem Zeitpunkt befindet, angepaßt ist.
• Es ist ein drittes Ziel, eine Hörhilfe bereitzustellen, bei der alle grundlegenden Bestandteile in einem Modul angeordnet sind, der in den äußeren Gehörgang eingesetzt werden kann, aber gleichzeitig eine offene Verbindung zwischen der Ohröffnung und dem inneren Teil des äußeren Gehörgangs erlaubt, um einen Niedrigfrequenz-Hörrest zu nutzen.
• Ein viertes Ziel ist es, eine Hörhilfe zur Verfügung zu stellen, in der jegliche akustische Rückkopplung durch Löschung in einem digitalen Filter eliminiert wird.
• Ein fünftes Ziel besteht in der Bereitstellung einer Hörhilfe, bei der die akustische Rückkopplung durch Auslaufenlassen der Rückkopplungssignale mittels zweier Mikrofone eliminiert wird.
• Ein sechstes Ziel ist es, eine Hörhilfe zu schaffen, bei der die gespeicherten Antwortfunktionen umprogrammiert werden kann, indem die Hörhilfe über ein Interface für die Eingabe einer neuen Antwortfunktion an einen Computer angeschlossen wird.
• Die Mehrzahl der oben genannten Ziele und Vorteile wird mit einer Hörhilfe erreicht, die durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 3 dargestellten Merkmale charakterisiert ist. Alle oben genannten Merkmale und Vorteile werden mit einer Hörhilfe erreicht, die durch die in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 5 aufgeführten Merkmale gekennzeichnet ist.
• Ein Verfahren zur Erkennung und Signalbearbeitung in einer Hörhilfe prinzipiell nach der in Anspruch 5 angegebenen Art ist durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 13 dargestellten Merkmale charakterisiert.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Hörhilfe gemäß der Erfindung sind in den angefügten (un)abhängigen Ansprüchen 2, 4 und 6-12 aufgeführt. Weitere Merkmale und Vorteile des Verfahrens nach der Erfindung sind in den angefügten (un)abhängigen Ansprüchen 14-21 aufgeführt.
• Die Erfindung wird im folgenden Abschnitt bezüglich einiger Ausführungsformen und in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
• Fig. 1a ist ein Blockbild, das die Grundlagen einer Hörhilfe gemäß der Erfindung zeigt.
• Fig. 1b ist eine schematische Darstellung einer elektrischen äquivalenten Verbindung für den akustischen Kanal in Fig. 1a.
• Fig. 2 ist eine Variante der Hörhilfe gemäß der Erfindung.
• Fig. 3 ist eine weitere Variante der Hörhilfe gemäß der Erfindung.
• Fig. 4a ist ein schematisches Blockbild für eine Hörhilfe gemäß der Erfindung, bei der ein Mikrofon verwendet wird.
• Fig. 4b zeigt die Hörhilfe nach Fig. 4a mit einem in eine Rückkopplungsschleife eingesetzten Löschfilter.
• Fig. 4c zeigt die Hörhilfe nach Fig. 4a mit einem in den Vorwärtsweg des Signals eingesetzten Löschfilter.
• Fig. 4d zeigt die Hörhilfe nach Fig. 4a mit einem Leistungsverstärker in der Ausgangsstufe.
• Fig. 5a zeigt eine Hörhilfe gemäß der Erfindung, bei der zwei Mikrofone verwendet werden.
• Fig. 5b zeigt einen digitalen Signalprozessor, der bei der Hörhilfe in Fig. 5a verwendet wird.
• Fig. 6a zeigt drei Beispiele von Frequenzkurven für starke, mittlere bzw. schwache Beeinträchtigung zusätzlich zu der Schalldruckreaktion eines Gehörgangs ohne Hörhilfe.
• Fig. 6b ist ein Beispiel einer Frequenzkurve für ein Hüllsignal und ein Quotientensignal, in dem digitalen Signalprozessor nach Fig. 5b erzeugt.
• Die Grundlagen des Aufbaus einer Hörhilfe gemäß der Erfindung sind in Fig. 1a schematisch dargestellt. Die Hörhilfe umfaßt einen elektroakustischen Kanal, der aus einem analogen Eingangsabschnitt, einem digitalen Signalprozessor und einem analogen Ausgangsabschnitt zusammen mit einem akustischen Übertragungskanal besteht, der gleichzeitig sowohl ein akustisches Tiefpaßfilter als auch einen potential-akustischen Rückkopplungsweg bildet. Ein äußeres Schallfeld wird durch einen Detektor ermittelt, in praxi ein Mikrofon, und liefert ein Detektionssignal an einen elektroakustischen Kanal, der dann Hörsignale in mittleren und hohen Frequenzen an den inneren Teil des äußern Gehörgangs und das Trommelfell überträgt. Das äußere Schallfeld wird auch durch den akustischen Kanal wahrgenommen und liefert akustische Signale mit niedrigen Frequenzen zum inneren Abschnitt des äußeren Gehörgangs und dem Trommelfell. Das Schallfeld, das in diesem inneren Abschnitt des äußeren Gehörgangs erzeugt wird, kann über seinen akustischen Kanal zu dem Detektor rückgekoppelt werden. Das Verfahren zur Konstruktion der Hörhilfe führt dazu, daß durch Wirkung als Resonator ein Abschnitt des inneren Gehörgangs in der Nähe des Trommelfells ebenfalls eine wirksame Komponente der Hörhilfe bildet.
• Der akustische Kanal wird in Verbindung mit dem Äqivalenzdiagramm in Fig. 1b detaillierter erörtert.
• Fig. 2 zeigt eine Variante der Hörhilfe gemäß der Erfindung. Diese Variante umfaßt einen Hauptabschnitt mit einem akustischen Übertragungskanal ATC, der die Ohröffnung mit einem inneren Teil des Gehörgangs 6 und zwei Mikrofonen M1, M2 verbindet, wobei das erste Mikrofon M1 an einer geeigneten Stelle in der Ohrmuschel und das andere Mikrofon M2 am Auslaß des akustischen Kanals ATC in der Ohröffnung und in einem Abstand vom ersten Mikrofon M1 vorgesehen ist. Die elektronischen Bestandteile, die einen Teil der Hörhilfe bilden, sind in einem ersten Sekundärabschnitt 2a vorgesehen, der hier in der Ohrmuschel selbst angeordnet und mit dem Hauptabschnitt 1 verbunden ist, aber sie können genausogut hinter der Ohrmuschel vorgesehen sein. In diesem Sekundärabschnitt 2a kann es angebracht sein, eine Batterie 4 für die Hörhilfe vorzusehen. Ein anderer, nicht gezeigter Sekundärabschnitt bildet ein Gehäuse für die Hörhilfe.
• An einem inneren Ende des Hauptabschnitts 1 befindet sich eine Schallquelle (SG), die dem Trommelfell gegenüberliegt und das verstärkte elektrische Signal in der Hörhilfe in ein akustisches Signal umformt, das durch das Trommelfell aufgefangen wird. Um im Innern des Gehörgangs einer Person Platz zu haben und gleichzeitig auch eine offene akustische Verbindung zu ermöglichen, muß die Schallquelle SG vorzugsweise einen Durhcmesser haben, der kleiner als etwa 4.5 mm ist. In der Hörhilfe gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine elektrodynamische Schallquelle der in der veröffentlichten PCT-Anmeldung WO 91/01075 beschriebenen Art verwendet. Das ist eine elektrodynamische Schallquelle mit einem Durchmesser von etwa 4 mm, was es ermöglicht, diese in dem Gehörgang mit einem hinreichenden Spiel zu dessen Wand anzuordnen, da der Gehörgang eines Erwachsenen normalerweise einen Durchmesser von etwa 7 mm aufweist. Die Schallquelle gemäß der besagten norwegischen Patentanmeldung ist in der Weise konstruiert, daß sie abgeglichen werden kann, um die natürliche Resonanz des Gehörgangs von etwa 3 kHz zu reproduzieren. Gleichzeitig wird es in dem Hauptabschnitt 1 möglich, eine offene Verbindung in Form eines akustischen Übertragungskanals ATC mit einem äquivalenten Durchmesser von bis zu 2 mm vorzusehen. Der äquvalente Durchmesser hängt von der ausgewählten kritischen oder Grenzfrequenz für den akustischen Übertragungskanal ATC ab, und je höher die kritische Frequenz gewählt wird, umso größer muß der äquivalente Durchmesser sein. Bei einer Grenzfrequenz von 1000 Hz beträgt der Durchmesser 4.8 mm, was jedoch unrealistisch, aber auch völlig unnötig ist. Die normalen äquivalenten Durchmesser werden etwa 1 mm oder sogar weniger betragen.
• In Fig. 3 wird die erfindungsgemäße Hörhilfe in einer Variante mit zwei Mikrofonen M1 und M2 und einem in den äußeren Gehörgang 6 eingesetzten und in ähnlicher Weise wie der Hauptabschnitt 1 in Fig. 2 aufgebauten Hauptabschnitt 1 gezeigt. Die gesamte Elektronik als auch die Batterie 4 der Hörhilfe sind in dem Hauptabschnitt 1 untergebracht, so daß auf einen in oder neben der Ohrmuschel vorgesehenen Sekundärabschnitt verzichtet wurde. Der Hauptabschnitt 1 der Hörhilfe wurde vielmehr mit einem nicht gezeigten Sekundärabschnitt 2 in Form eines Gehäuses verbunden, in dem der Hauptabschnitt untergebracht ist, wenn die Hörhilfe nicht in Gebrauch ist, und der auch mögliche elektronische und elektrische Hilfseinrichtungen umfaßt, die einen externen Speicher in Form eines Random-Access-Speichers RAM1 einschließen, der von einer Pufferbatterie versorgt wird. Außerdem umfaßt der nicht gezeigte Sekundärabschnitt 2 einen Gleichrichter und mögliche Stecker und Schalter und ist so angeordnet, daß er zum Laden der Batterie 4 des Hörgeräts verwendet wird, wenn sich der Hauptabschnitt 1 in dem Gehäuse befindet. Der Hauptabschnitt 1 kann dann beispielsweise zum Laden über einen Ladeadapter direkt in eine Wandsteckdose gesteckt werden.
• Die für Signalverarbeitung in einer Variante der erfindungsgemäßen Hörhilfe mit einem Mikrofon M1 benutzten elektrischen und elektronischen Komponenten werden nun mit Bezug auf Fig. 4a im Detail beschrieben. Alle diese Komponenten können in geeigneter Weise in dem Hauptabschnitt 1 der Hörhilfe oder möglicherweise in einem ersten Sekundärabschnitt 2a vorgesehen sein. Das Mikrofon M1 ist an einen Mikrofonverstärker 11 angeschlossen, dessen Ausgang zu einem Dekonvolutionsfilter 13 mit einer kritischen Frequenz von beispielsweise 8 kHz übertragen wird. Das wird daher die obere Grenze des Durchlaßbereichs der Hörhilfe sein. Das Mikrofon M1 kann beispielsweise ein Kardioidmikrofon mit reduzierter Rückkopplung oder ein Druckmikrofon oder ein Bandmikrofon sein. Druckmikrofone haben die größte Empfindlichkeit. Es ist jedoch vorteilhaft, ein Elektretmikrofon zu verwenden, das sehr klein ausgebildet sein kann, und daher wird ein Impedanzwandler (nicht dargestellt) auf dem Mikrofonausgang vor dem Mikrofonverstärker 11 installiert. Das Signal des Dekonvolutionsfilters 13 wird in einem Analog-/Digitalwandler ADC umgewandelt und zu einem digitalen Signalprozessor DSP übertragen, der einen vor einem Entzerrer 34 geschalteten Kompressor 33 umfaßt. Eingänge des Kompressors 33 und des Entzerrers 34 sind mit Ausgängen einer Steuereinheit CU verbunden, die an einen ersten Random-Access-Speicher RAM1 angeschlossen ist. Die Steuereinheit CU umfaßt einen zweiten Random-Access-Speicher RAM2 und ist ferner mit einem Selektor oder einer Steuereinrichtung in Form eines Schalters SW, vorzugsweise eines Berührungs- oder druckempfindlichen Schalters, verbunden. Der Kompressor 33 und der Entzerrer 34 bilden zusammen einen digitalen Signalprozessor DSP. Der Ausgang an diesem wird vom Entzerrer zum Eingang eines Digital-/Analogwandlers DAC weitergeleitet, dessen Ausgang dann mit einem vor den Eingängen der Schallquelle SG geschalteten Rekonstruktionsfilter 14 geschaltet ist. Um jede akustische Rückkopplung auszuschalten, wird ein Löschfilter 35 verwendet, das, wie Fig. 4b zeigt, in eine Rückkopplungsschleife zwischen dem Ausgang des Entzerrers 34 und dem Eingang des Kompressors 33 eingesetzt ist. Das Löschfilter 35 ist auch an einen weiteren Ausgang der Steuereinheit CU angeschlossen. Das Löschfilter kann jedoch auch, wie in Fig. 4c gezeigt ist, im Vorwärtsweg des Signals im Digitalprozessor installiert sein, zum Beispiel zwischen dem Ausgang des Kompressors 33 und dem Eingang des Entzerrers 34 eingesetzt sein. Sowohl der Kompressor 33, der Entzerrer 34 als auch das Löschfilter umfassen ebenfalls Random-Access- Speicher RAM3-5.
• Zwischen dem Rekonstruktionsfilter 14 und der Schallquelle SG kann, wie in Fig. 4d dargestellt ist, ein Leistungsverstärker vorgesehen sein, um die Schallquelle zu treiben. Das Mikrofon M1, die Steuereinheit CU und möglicherweise der Leistungsverstärker 15 sind sämtlich an eine Batterie 4 angeschlossen, die vorzugsweise in dem Hauptabschnitt 1 der Hörhilfe vorgesehen ist.
• Fig. 5a zeigt die elektronischen Komponenten zur Signalverarbeitung in einer Hörhilfe gemäß der Erfindung, die zwei Mikrofone M1, M2 verwendet. In der Zeichnung sind die benutzten Mikrofone als Elektretmikrofone dargestellt, indem der Mikrofonausgang an die Impedanzwandler 10a, 10b angeschlossen ist. Jedes Mikrofon M1, M2 bildet den Eingang zum ersten Kanal CH1 bzw. einem zweiten Kanal CH2 in dem Analogabschnitt der Hörhilfe. Jeder Kanal CH1, CH2 umfaßt daher eine Reihenschaltung eines Impedanzwandlers 10a, 10b, eines Mikrofonverstärkers 11a, 11b, eines Kompressors 12a, 12b und eines Dekonvolutionsfilters (Entfaltungsfilters) 13a, 13b. Jeder Kanal CH1, CH2 ist zu einem ersten bzw. zweiten Eingang einer Abtast- und Halteschaltung SH geführt. Die Abtast- und Halteschaltung SH, die einen nicht dargestellten monostabilen Multivibrator MMV umfaßt, ist an einen Analog-/Digitalwandler ADC angeschlossen, der dann mit einem digitalen Signalprozessor DSP verbunden ist. Ein pulscodemoduliertes Ausgangssignal vom Analog-/Digitalwandler ADC wird in den digitalen Signalprozessor DSP, der in Fig. 5b im Detail gezeigt ist, zu einem ersten Signalweg SP1 bzw. einem zweiten Signalweg SP2 geleitet. Der erste Signalweg umfaßt eine Reihenschaltung eines Hüllkurvengenerators 21 und eines zweiten Kompressors 22, während der zweite Signalweg SP2 eine Reihenschaltung einer Divisonsschaltung 31, einer Abrundungsschaltung 32, eines dritten Kompressors 33, eines Entzerrers 34 und einer Stabilisier-/Löschschaltung 36 zusammen mit einem Präkompensator 37 umfaßt. Ein zweiter Ausgang am Hüllkurvengenerator 21 ist an einen zweiten Eingang an der Divisionsschaltung 31 angeschlossen.
• Jeder der zweiten Eingänge am Kompressor 22, am Kompressor 33, am Entzerrer 34, an der Stabilisier-/Löschschaltung 36 und am Präkompensator 37 ist an die jeweiligen Ausgänge einer Steuereinheit CU angeschlossen. Ein erster Eingang der Steuereinheit CU ist mit einem externen Random-Access-Speicher RAM1 verbunden, der in dem Sekundärabschnitt 2 vorgesehen ist, und ein zweiter Eingang der Steuereinheit CU ist an einen Taktgenerator CG angeschlossen, der von einer externen Steuervorrichtung SW gesteuert wird, vorzugsweise in Form eines berührungsempfindlichen Schalters, und beispielsweise an der Außenseite des Hauptabschnitts 1 in der Ohröffnung vorgesehen ist. Die Energiezufuhr für die Hörhilfe erfolgt durch einen Eingang an der Steuereinheit, die mit der Batterie 4 geschaltet ist, die vorzugsweise in dem Hauptabschnitt 1 vorgesehen ist. Die Batterie 4 versorgt auch die Mikrofone M1 und M2. Der Kompressor 22, der Kompressor 33, der Entzerrer 34, die Stabilisier-/Löschschaltung 36 und der Präkompensator 37 weisen jeweils Random-Access-Speicher RAM3- RAM7 auf. In ähnlicher Weise umfaßt die Steuereinheit CU einen Random-Access-Speicher RAM2. Der erste Signalweg SP1 wird vom Ausgang des Kompressors 22 zum ersten Eingang des Digital/Analogwandlers DAC geführt, während der zweite Eingang des Digital-/Analogwandlers DAC an den Ausgang des Präkompensators 37 geschaltet ist. Der Digital-/Analogwandler DAC umfaßt einen weiteren Random-Access-Speicher RAM8. Der Ausgang des Digital-/Analogwandlers DAC wird zu einem Rekonstruktionsfilter 14 geleitet, dessen Ausgänge an die Eingangsklemmen der Schallquelle SG geschaltet sind.
• Ein Verfahren zur Erkennung und Signalverarbeitung wird nun in Verbindung mit der Variante der Hörhilfe, die in Fig. 4a-c dargestellt ist, beschrieben. Ein äußeres Schallfeld wird vom Mikrofon M1 festgestellt und in dem Mikrofonverstärker 11 verstärkt. Das Ausgangssignal des Mikrofonverstärkers 11 wird zum Dekonvolutionsfilter 13 übertragen, das eine obere kritische bzw. Grenzfrequenz von 8 Khz aufweist. Das gefilterte Signal wird dann vom Dekonvolutionsfilter 13 zum Eingang des Analog-/Digitalwandlers ADC geleitet, wo es abgetastet und vorzugsweise in ein lineares pulscodemoduliertes Signal mit 12 Bit umgeformt wird.Das pulscodemodulierte Signal erfährt in dem Kompressor 33 eine dynamische Begrenzung auf ein Niveau von beispielsweise 60 dB. Das dynamisch begrenzte Signal wird zu einem Entzerrer 34 in Form eines digitalen Filternetzwerkes geleitet, dessen Hauptfunktion Tonsteuerung (Entzerrung) ist, das aber tatsächlich in der Lage ist, eine Anzahl von Funktionen auszuüben. Erstens kann der Entzerrer 34 ein Divisionsfilter bilden oder einen Übergang zu dem akustischen Übertragungskanal ATC, die Korrektur für den effektiven Amplitudengang der Schallquelle SG durchführen, jegliche Phasenlaufzeitverzerrung in dem Überschneidungsfrequenzbereich korrigieren, eine Anpassung an den Hörrest des Benutzers und möglicherweise auch eine frequenzabhängige Verdichtung vornehmen. Eine digitale Version der Übergangsfunktion kann auf verschiedene Weise ausgeführt werden, wobei die einfachste ein Komplementärfilter ist. Die Klangsteuerung im Entzerrer 34 kann auf verschiedene Art vollzogen werden, aber die einfachste und bevorzugteste ist die Anwendung einer parametrischen Steuerung mittels eines IIR-Filters. Ein Hörrest im unteren Frequenzbereich, zum Beispiel unter 200 Hz, ist über den offenen akustischen Übertragungsweg von der Ohröffnung zum inneren Gehörgang gesichert.
• Der akustische Übertragungskanal ATC fungiert als Tiefpaßfilter, dessen Eigenschaften tatsächlich von dem Volumen des Kanals und dem Volumen des Teils des inneren Gehörgangs 6 zwischen dem Hauptabschnitt 1 und dem Trommelfell abhängen. Gleichzeitig wirkt der akustische Übertragungskanal ATC zusammen mit dem innersten Teil des Gehörgangs 6 als ein akustischer Resonator, der eine resonanzakustische Verstärkung der Frequenzen im Durchlaßbereich des Übertragungskanals erzeugt. Das Ausgangssignal des Entzerrers 34 wird zum Digital-/Analogwandler DAC geleitet und in ein analoges Ausgangssignal sr gewandelt, das in dem Rekonstruktionsfilter 14 geglättet wird. Das Ausgangssignal des Rekonstruktionsfilters 14 wird zu den Eingangsklemmen der Schallquelle SG geführt, deren akustisches Ausgangssignal in erster Linie das erfaßte äußere Schallfeld mittels des Mikrofons 1 reproduziert. Dieses akustische Ausgangssignal Sr wird jedoch über den akustischen Übertragungskanal ATC zurückgeführt und zu dem erfaßten äußeren Schallfeld addiert. Im Fall großer Verstärkungen, zum Beispiel über 55 dB, wird es daher notwendig, das Rückkopplungssignal zu löschen, was vorzugsweise mittels eines Löschfilters 35 in dem digitalen Signalprozessor DSP geschieht. Die Löschung wird in einer rein digitalen Art in dem Löschfilter 35 durchgeführt, das auf verschiedene Weise in dem digitalen Signalprozessor vorgesehen sein kann, beispielsweise, wie in Fig. 4b gezeigt, in einer Rückkopplungsschleife zwischen dem Ausgang des Entzerrers 34 und dem Eingang des Kompressors 33 oder in dem Vorwärtsweg des Signals, zum Beispiel zwischen dem Ausgang am Kompressors 33 und dem Eingang des Entzerrers 34, wie in Fig. 4c dargestellt ist.
• Ein Verfahren zur Erfassung und Signalverarbeitung gemäß der Erfindung, das die Verwendung einer Hörhilfe mit zwei Mikrofonen einschließt, wird anschließend mit Bezug auf die Figuren 5a und 5b detaillierter beschrieben. Das erste Mikrofon M1, das vorzugsweise ein Elektretmikrofon ist, ist an einer geeigneten Stelle in der Ohrmuschel vorgesehen, während das zweite Mikrofon M2, das ebenso ein Elektretmikrofon ist, in der Nähe des Ausgangs des akustischen Übertragungskanals ATC in der Ohröffnung angeordnet ist. Beide Mikrofone M1, M2 erfassen ein äußeres Schallfeld bei einem Pegel, der von der Empfindlichkeit der Mikrofone abhängt, und erfassen außerdem auch jedes akustische Signal, das durch den akustischen Übertragungskanal ATC zurückgeführt wird. Da das Mikrofon M1 in einem Abstand vom Ausgang des akustischen Übertragungskanals angeordnet ist, wird das akustische Rückkopplungssignal am Mikrofon M1, verglichen mit dem Pegel am Mikrofon M2, ein wenig abgeschwächt. Dem Mikrofon M2 wird daher ein entsprechend geringerer Empfindlichkeitspegel als dem Mikrofon M1 gegeben, um dem akustischen Rückkopplungssignal zu ermöglichen, bei etwa dem gleichen Pegel in den beiden Mikrofonen erfaßt zu werden. Das Ausgangssignal s&sub1; vom Mikrofon M1 wird über den Impedanzwandler 10a zum ersten Kanal CH1 übertragen und im Mikrofonverstärker 11a verstärkt und danach zum ersten Kompressor 12a übertragen, der die Dynamik des Signals auf etwa 60 dB reduziert, für den Fall, daß das verstärkte Mikrofonsignal einen höheren Pegel als diesen hat. Das Dekonvolutions- oder Entfaltungsfilter 13a verleiht dem Signal s&sub1; eine obere Grenzfrequenz von 8 kHz, um damit als eine Bandsperre zu wirken, nach der das Signal s&sub1; zu einem ersten Eingang der Abtast- und Halteschaltung SH übertragen wird. Auf ähnliche Weise wird das Mikrofonsignal s&sub2; vom Mikrofon M2 über entsprechende Komponenten in dem zweiten Kanal CH2, nämlich den Impedanzkonverter 10b, den Mikrofonverstärker 11b, den Kompressor 12b und das Dekonvolutionsfilter 13b, zu einem zweiten Eingang der Abtast- und Halteschaltung SH mit gleicher Bandbegrenzung übertragen.
• Mittels eines nicht dargestellten monostabilen Multivibrators MVM wird nun das Signal s&sub2; um eine Periode Δt verzögert, die der Ausbreitungszeitdifferenz der Schallwellen zwischen den Mikrofonen M1 und M2 entspricht, was zu einem Auslaufen des akustischen Rückkopplungssignals führt. Das kompensierte Rückkopplungssignal wird vorzugsweise bei einer Frequenz von 16 kHz abgetastet, und daraus ist ersichtlich, daß das verzögerte Abtasten in Wirklichkeit ein Allpaßfilter schafft, daß das akustische Rückkopplungssignal entfernt. Das abgetastete Signal s&sub0; wird zu dem Analog-/Digitalwandler ADC übertragen, der das Signal vorzugsweise in ein lineares, pulscodemoduliertes Spektralsignal s(t) mit beispielsweise 12 Bit wandelt. Dieses pulscodemodulierte Signal s(t) wird zum Hüllkurvengenerator 21 übertragen, der die Hüllkurve in Form eines Signals e(t) erzeugt, dessen Bandbreite auf 30 Hz begrenzt ist und das vorzugsweise eine Länge von 4 oder 6 Bit hat. Das pulscodemodulierte Ausgangssignal s(t) des Analog-/Digitalwandlers ADC wird auch an einen Eingang der Divisionsschaltung 31 übertragen, die über einen zweiten Eingang das Hüllkurvensignal e(t) vom Hüllkurvengenerator 21 aufnimmt. In der Divisionsschaltung 31 wird die Teilung s(t)/e(t)=f(t) durchgeführt, wobei s(t) das Ausgangssignal des Analog-/Digitalwandlers ADC darstellt. Nach der Teilung wird das Quotientensignal f(t) in einer Rundungsschaltung 32 abgerundet, um vorzugsweise ein Ergebnis von 8 Bit und möglicherweise 6 Bit zu ergeben. Das Hüllkurvensignal e(t) repräsentiert daher die Amplitudenkomponenten des Spektralsignals s(t), während das Quotientensignal f(t) die Frequenzkomponenten des Spektralsignals s(t) darstellt. Das Frequenzverhalten von e(t) und f(t) ist jeweils auch in Fig. 6b dargestellt.
• Der digitale Signalprozessor DSP überträgt nun das Hüllkurvensignal e(t) vom Hüllklurvengenerator 21 zum Kompressor 22, in dem es weiter, zum Beispiel auf 30 dB, verdichtet wird, wobei e(t), wie schon erwähnt wurde, vorher auf 60 dB komprimiert wurde. Das komprimierte Hüllsignal e(t) wird dann weiter entlang des Signalweges SP1 zu einem ersten Eingang des Digital-/Analogwandlers DAC übertragen.
• Das Quotientensignal f(t) wird von der Rundungsschaltung 32 zum Kompressor 33 weitergeleitet, wo sein Frequenzverhalten modifiziert wird und wo eine weitere Kompression des Signals durchgeführt wird. Das komprimierte und frequenzmodifizierte Quotientensignal wird dann zum Entzerrer 34 übertragen. Der Entzerrer 34 wirkt als digitale Klangsteuerungsstufe, die eine optimale Frequenzkurve für das Signal f(t) liefert. In der Form eines digitalen Filters kann der Entzerrer 34 auch gleichzeitig die Korrektur sowohl der Phase als auch der Amplitude ermöglichen, die für das Signal f(t) durchgeführt werden muß.
• Die untere Grenzfrequenz des Signals f(t) wird die Überschneidungsfrequenz zum akustischen Übertragungskanal ATC und daher durch die obere Grenzfrequenz des letzteren bestimmt. Die Überschneidungsfunktion kann weiterhin entweder in dem Kompressor 33 oder in dem Entzerrer 34 vorteilhaft ausgeführt werden.
• Die Wahl der Filterkoeffizienten in dem Kompressor 33 und dem Entzerrer 34 führt zu Schwankungen des Quotientensignals f(t), aber diese können vorteilhaft in der Stabilisier-/Löschschaltung 36, die hinter dem Entzerrer 34 angeordnet ist, beseitigt werden. Normalerweise ist es möglich, das Spektralsignal s(t) auf 35 dB ohne die Anwendung der Löschung eines möglichen akustischen Rückkopplungssignals zu verstärken. Bei Anwendung der Zwei-Mikrofon-Technik gemäß der Erfindung werden weitere 20 dB gewonnen, was eine Gesamtverstärkung von über 55 dB ergibt. Eine höhere Verstärkung erfordert jedoch, daß jegliche Frequenzkomponenten des akustischen Rückkopplungssignals gelöscht werden müssen. Jetzt wird die Gesamtverstärkung durch die gewählte Frequenzfunktion für die Hörhilfe bestimmt, und eine Löschung ist deshalb nur erforderlich, wenn die Frequenzfunktion eine Verstärkung von über 55 dB ergibt. Daher wird in solchen Fällen jeder Rest des akustischen Rückkopplungssignals in f(t) in Verbindung mit der Stabilisierung der optimalen Frequenzkurve in der Stabilisier-/Löschschaltung 37 gelöscht. Die Löschung kann auf verschiedene, den Fachleuten gut bekannte Art und Weise durchgeführt werden, aber wie schon erwähnt, hat sich die adaptive Rückkopplungslöschung als besonders zweckmäßig herausgestellt und ermöglicht eine weitere Verstärkung von etwa 10 dB ohne irgendwelche negative Wirkungen verursachende akustische Rückkopplung.
• Nach Stabilisierung und möglicher Löschung wird das Quotientensignal f(t) zur Kompensation irgendwelcher Nichtlinearität des Quotientensignals f(t) zum Präkompensator 37 geleitet. Die Vorkompensation umfaßt insbesondere den Ausgleich der in dem Analog-/Digitalwandler ADC erzeugten Verzerrung zusammen mit der Vorkompensation der durch den Digital-/Analogwandler DAC oder die Schallquelle SG erzeugten Verzerrung. Es ist in diesem Zusammenhang festzuhalten, daß Linearitätsprobleme bei der analog-digitalen Umwandlung und umgekehrt auf diesem Gebiet gut bekannt sind, und ein Ausgleich hinsichtlich der Nichtlinearität wird daher erforderlich sein, falls hochlineare Wandler nicht verwendet werden. Da das Maß der durch die Wandler ADC und DAC zusammen mit der Schallquelle SG erzeugten Nichtlinearität in der Regel vorbestimmt werden kann, kann die Kompensation hinsichtlich der Nichtlinearität durch Aufnehmen der Kompensationswerte von einer gespeicherten Tabelle in dem Präkompensator 37 durchgeführt werden. Das kompensierte Quotientensignal wird dann zu einem zweiten Eingang des Digital-/Analogwandlers DAC geleitet. In dem Digital-/Analogwandler DAC wird der Ausgangspegel des Spektralsignals s(t) in der Frequenz abgestimmt, d. h. die Abstimmung wird entsprechend der für die erforderliche Antwortfunktion ausgewählten Verstärkung durchgeführt. Die Abstimmung kann als ein arithmetischer Prozeß an dem Hüllkurvensignal e(t) digital durchgeführt werden, zum Beispiel durch Bestimmung der Verstärkung mit Bezugnahme auf einer gespeicherten Tabelle. Das Hüllkurvensignal e(t) wird dann in ein pulsweitenmoduliertes Signal mit Abtastfrequenz gewandelt, d.h. das Hüllkurvensignal e(t) moduliert das Abtastsignal. Auf ähnliche Weise wird dann das kompensierte Quotientensignal f(t) in ein pulshöhenmoduliertes Signal mit Abtastfrequenz gewandelt, indem f(t) das Abtastsignal moduliert.
• Eine Abstimmung des Ausgangspegels des Spektralsignals s(t) kann auch durch Vervielfachen des pulsweitenmodulierten Hüllkurvensignals e(t) mit einem ausgewählten Faktor k erfolgen. Die erforderliche Verstärkung für eine gegebene Antwortfunktion wird daher durch den Wert von k bestimmt. In Verbindung mit der Abstimmung des Ausgangspegels des Spektralsignals wird es auch möglich sein, jegliche Verringerung der Batteriespannung der Hörhilfe auszugleichen. In diesem Fall wird dies über die Steuereinheit CU durchgeführt, und die Kompensation wird normalerweise 1 Bit bei einem Spannungsabfall von mehr als 10% betragen, falls es in Verbindung mit dem digitalen Signal vorkommt, oder durch eine entsprechende Korrektur des Faktors k, wenn der Ausgleich für den Spannungsabfall in Verbindung mit dem pulsweitenmodulierten Signal e(t) durchgeführt wird. Der Kompensationswert muß jedoch an den absoluten Wert von e(t) angepaßt werden.
• Das bearbeitete Signal s(t), das einer gegebenen Antwortfunktion entspricht, wird nun durch Multiplikation des pulsweitenmodulierten Signals e(t) mit dem pulshöhenmodulierten Signal f(t) erzeugt. Das Produkt s(t)=e(t) f(t) wird dann in ein analoges Ausgangssignal sr umgewandelt, das in einem Rekonstruktionsfilter 14 geglättet und zur Schallquelle SG zur Umwandlung in ein akustisches Ausgangssignal geleitet wird, das in erster Linie das durch die Mikrofone M1, M2 erfaßte äußere Schallfeld abzüglich irgendeines erfaßten akustischen Rückkopplungssignals reproduziert. Im Fall des Digital-/Analogwandlers DAC ist zu sehen, daß die Anwendung eines pulsweitenmodulierten Signals, das auf ein konstantes niedriges Niveau begrenzt sein kann, nur zu einer Schaltverlustleistung in den Transistoren führen wird. Durch Auslegung des Wandlers DAC als Hochfrequenzleistungswandler kann die Hörhilfe ohne Verwendung eines Leistungsverstärkers für die Schallquelle SG aufgebaut werden. Wenn die Benutzung eines Leistungsverstärkers erforderlich wäre, könnte dieser als pulsweitenmodulierter Verstärker der Klasse D ausgeführt werden, der direkt durch das digitale Signal gesteuert wird. In der hier bevorzugten Version treibt jedoch, wie bereits erwähnt, der Digital-/Analogwandler DAC die Schallquelle SG direkt und kann auch den Kollektorverlust in den Endstufen- Transistoren beträchtlich verringern, indem das pulshöhenmodulierte Signal f(t) nach dem pulsweitenmodulierten Signal e(t) kommt.
• Die Bereitstellung des akustischen Übertragungskanals ATC im Hauptabschnitt der Hörhilfe ist in Fig. 2 und 3 dargestellt. In der bevorzugten Ausführung bildet der Kanal ATC ein Tiefpaßfilter erster Ordnung, dessen kritische oder Grenzfrequenz durch die akustische Impedanz des Kanals und einen äquivalenten Durchmesser für eine konstante Länge des Kanals gegeben ist. Es ist des weiteren selbstverständlich, daß der Kanal auch aus mehreren kleineren Durchgangsbohrungen bestehen kann. Wenn zum Beispiel die Länge des Kanals 1 cm beträgt, wird - wie schon erwähnt - für eine Grenzfrequenz von 1000 Hz der entsprechende Durchmesser 2 mm betragen. Aus praktischen Gründen ist der akustische Übertragungskanal ATC als ein Tiefpaßfilter erster Ordnung aufgebaut, da eine Version in Form eines Filters höherer Ordnung aufgrund der Abmessungen der Hörhilfe schwierig auszuführen ist. Das etwa entsprechende elektrische Schaubild für den akustischen Übertragungskanal ATC ist in Fig. 1b dargestellt. Es ist zu erkennen, daß der akustische Übertragungskanal zusammen mit dem Volumen des besagten Teils des inneren Gehörgangs 6 und der Trommelfellimpedanz durch ein RLC-Netzwerk - mit einem parallelgeschalteten Kondensor - dargestellt werden kann. Die Trommelfellimpedanz hat eine wichtige Wirkung auf alle Übertragungswege, nämlich akustisch durch den Übertragungskanal und elektroakustisch im Fall einer Rückkopplung über die Schallquelle. Der akustische Übertragungskanal ATC wirkt ebenfalls zusammen mit dem besagten Teil des Gehörganges 6 als ein Resonanzverstärker, indem das Volumen des besagten Teils den Resonanzhohlraum bildet. Für einen entsprechenden Durchmesser des Kanals von 2 mm und eine Länge von 10 mm liegt die maximale Verstärkung in der Regel normalerweise in der Größenordnung von etwa 38 dB. Eine Erhöhung des entsprechenden Durchmessers und daher auch der Grenzfrequenz des akustischen Filters verringert die Verstärkung. Wenn der Frequenzbereich des Hörrestes im Baßbereich klein ist, wird eine entsprechend größere Verstärkung in dem elektroakustischen Kanal erforderlich sein. Das führt zu einem größeren Stromverbrauch, und daher ist eine größere Batterie notwendig. In diesem Fall schafft jedoch die Verringerung des Durchmessers des akustischen Kanals mehr Raum für die Batterie 4 im Hauptabschnitt 1 der Hörhilfe, während ein Hörrest mit einem größeren Frequenzbereich, obwohl er einen größeren äquivalenten Durchmesser erfordert, auch eine entsprechend kleinere Batterie verlangt. Mit anderen Worten erhält man einen Kanal mit kleinem äquivalenten Durchmesser im Fall einer schweren Hörbeeinträchtigung, die eine entsprechend größere Batterie erfordert, während man im Fall einer geringen Hörbeeinträchtigung, die eine entsprechend kleinere Batterie verlangt, ein Kanal mit einem relativ größeren äquivalenten Durchmesser erhält.
• Der Kompressor 22, der Kompressor 33, der Entzerrer 34, die Stabilisier-/Löschschaltung 36 und der Präkompensator 37 im digitalen Signalprozessor DSP werden jeweils mit Speichern in Form von Random-Access-Speichern RAM3-7 versorgt. Der Digital-/Analogwandler DAC enthält ebenfalls einen Speicher in Form eines Random-Access-Speichers RAM8. Des weiteren ist es auch vorteilhaft, mindestens den Kompressor 33, den Entzerrer 34 und die Stabilisier-/Löschschaltung 36 als ein integriertes Filternetzwerk aufzubauen. Die Übertragungsfunktionen der einzelnen Filter können nun geändert werden, indem diese mit verschiedenen Sätzen Filterkoeffizienten versehen werden, wobei ein Satz Filterkoeffizienten für jedes einzelne Filter, nämlich besagte Komponenten 22, 32, 33, 34 und 36, und die separaten Filterkoeffizienten für jedes Filter, das Teil des in den entsprechenden Random-Access-Speichern RAM3-6 gespeicherten Koeffizientensatzes ist, vorgesehen sind. Jeder einzelne Satz Filterkoeffizienten repräsentiert daher eine spezifische Antwortfunktion für die Hörhilfe, zusammen mit dem Satz Kompensationswerten, der in dem mit dem Präkompensator 37 verbundenen Speicher RAM7 gespeichert ist, und den Verstärkungsparametern, die in dem mit dem Digital-/Analogwandler DAC verbundenen Speicher RAM8 gespeichert sind. Alle Parameter, einschließlich der Filterkoeffizienten, die zur Erzeugung einer spezifischen Antwortfunktion erforderlich sind, sind in dem Speicher RAM2 in der Steuereinheit CU und auch in dem externen Random-Access-Speicher RAM8, der in dem Sekundärabschnitt 2 der Hörhilfe oder in einem Gehäuse vorgesehen ist und einen Reservespeicher bildet, gespeichert.
• Normalerweise wird dem Benutzer ein Menü verschiedener Antwortfunktionen mit einer entsprechenden Anzahl gespeicherter Parametersätze angeboten. Die Menüsteuerung wird in der Steuereinheit CU installiert und wird kontinuierlich und zyklisch mittels eines Taktgenerators CG aufgerufen, der an die Steuereinheit gekoppelt ist und mit einer Steuereinrichtung in Form eines Druck- oder Berührungs-Tastkissens SW verbunden ist, das vorteilhaft in der Ohröffnung an der Außenseite des Hauptabschnitts 1 der Hörhilfe angeordnet werden kann. Durch leichte Berührung des Steuertastkissens erlangt der Benutzer Zugriff auf einen neuen Parametersatz für eine spezifische Anwortfunktion von dem Speicher RAM2 im Steuerabschnitt der Hörhilfe und gibt ihn in den digitalen Signalprozessor DSP ein. Aufeinanderfolgendes Berühren des Steuertastkissens SW führt in Aufeinanderfolge zu Zugriff auf alle Antwortfunktionen des Menüs, und daher kann der Benutzer mittels weniger Berührungen schnell die am besten zu seiner akustischen Umgebung passende Antwortfunktion und die erforderliche Verstärkung finden.
• Ein typisches Menü von Antwortfunktionen kann beispielsweise fünf derartige Funktionen einschließen. Jede Antwortfunktion ist an das Hören des Benutzers angepaßt und ergibt das bestmögliche Resultat für eine spezifische äußere akustische Umgebung. Die individuelle Einstellung der Hörhilfe für den jeweiligen Benutzer erfordert daher eine Bestimmung der Parameter für die erforderlichen Antwortfunktionen auf der Grundlage audiometrischer Überprüfungen der Person und die Verwendung akustischer Parameter, die die spezifische äußere akustische Umwelt repäsentieren, zusammen mit einer Wahl der entsprechenden Durchmesser für den akustischen Übertragungskanal ATC, wobei dessen Parameter durch den Hörrest des Benutzers bestimmt werden.
• Das Hörgerät kann einfach programmiert werden, um an veränderte Benutzerbedingungen und eine Änderung des Hörens des Benutzers oder das Hören eines anderen Benutzers angepaßt zu werden. Die Umprogrammierung wird durchgeführt, indem der Random-Access-Speicher RAM1 in dem Gehäuse oder dem Sekundärabschnitt 2 über ein Interface IF vom Typ RS 232 an einen Computer, zum Beispiel einen Personalcomputer, angeschlossen wird, der mit einem Audiometersystem verbunden ist. Audiometrische Meßverfahren, die in Verbindung mit einem Computer zum Umprogrammieren digitaler Hörhilfen benutzt werden können, sind in der Technik gut bekannt, und in diesem Zusammenhang wird Bezug genommen auf die DE-OS 27 35 024, die US-PS 3 808 354 und die PCT-Anmeldung WO 85/00509 zusammen mit dem Aufsatz "A general-purpose hearing aid prescription, simulation and testing System" (Ein Mehrzweck-Hörhilfen-Verordnungs-, Simulations- und Prüfsystem), (Jamieson u.a.), IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing, 1998, Nr.2, S. 1989-92).
• Die Optimierung der individuellen Antwortfunktion erhält man durch Anpassen der Verstärkung an den Schallpegel, um dadurch Geräusche zu verringern, und durch Herbeiführen der optimalen Nutzung des gewichteten Frequenzverhaltens, so daß sich das bestmögliche Signal-/Geräusch-Verhältnis bei niedrigen Pegeln ergibt. Die optimale Frequenzkurve wird daher in erster Linie durch eine pegelgesteuerte Frequenzwichtung erreicht. Beispiele für Frequenzkurven, die den spezifischen Antwortfunktionen entsprechen, sind in Fig. 6a dargestellt. Drei verschiedene Antwortfunktionen werden hier durch graphische Kurven wiedergegeben, die jeweils mit I, II bzw. III bezeichnet sind. Die oberen Kurven Ia, IIa, IIIa geben das Frequenzverhalten des elektroakustischen Kanals und die unteren Kurven das des entsprechenden akustischen Übertragungskanals an. Die Antwortfunktion I ist die optimale im Fall einer starken Hörbeeinträchtigung, während II an eine mäßige Hörbeeinträchtigung und III an eine schwache Hörbeeinträchtigung angepaßt ist. IV zeigt die Kurve für den Schalldruckfrequenzbereich des Gehörganges ohne Benutzung einer Hörhilfe. Es ist ersichtlich, daß der Hörrest, wie in jedem Fall in der unteren Kurve dargestellt, einen kleinen Frequenzbereich im Falle einer starken Hörbeeinträchtigung und eine entsprechend niedrige Grenzfrequenz für das akustische Tiefpaßfilter aufweist.
• Indem dem Benutzer verschiedene, an die äußere akustische Umgebung angepaßte Antwortfunktionen angeboten werden, kann die Antwortfunktion, die einen annähernd normalen Hörumfang und einen optimalen subjektiven Höreindruck wiedergibt, ausgewählt werden. Die individuellen Antwortfunktionen weisen unterschiedliche Verstärkung auf, und durch Wahl einer geeigneten Antwortfunktion wird der Benutzer auch befähigt, das Problem der "Rekrutierung" zu vermeiden, ein Phänomen, das Menschen mit neurologischem Hörverlust oftmals nahe dem normalen Hörvolumen erfahren, wenn der Signalpegel oberhalb der Hörschwelle liegt. Die Schallquelle wird mit einer Leistung betrieben, die der Verstärkung entspricht, und der erzeugte Schalldruckpegel wird normalerweise im Fall einer starken Hörbeeinträchtigung etwa 120 dB und beispielsweise im Fall einer eher mäßigen Hörbeeinträchtigung 100 dB betragen.
• Somit ist innerhalb des Umfangs der Ansprüche gemäß der Erfindung eine programmierbare Hörhilfe mit digitaler Signalverarbeitung bereitgestellt worden, die in dem Sinne hybrid ist, daß sie auf einer Kombination digitaler und akustischer Filterung basiert, um jeglichen Niederfrequenzrest, den der Benutzer haben kann, sicherzustellen. Die gesamte Elektronik im elektroakustischen Kanal der Hörhilfe, d.h. der analoge Eingangsabschnitt, der digitale Signalprozessor DSP, der Steuerabschnitt CP und der analoge Ausgangsabschnitt, ist/sind als ein monolithischer VLSI-Schaltkreis in einem CMOS- Chip ausgeführt.
• Ein Hörgerät dieser Art, das mit nur einem Mikrofon ausgerüstet ist, kann ohne Löschung eine Verstärkung von 35 dB ergeben, und unter Anwendung der Löschung im digitalen Signalprozessor werden weitere 10 dB gewonnen, was eine Gesamtverstärkung von 45 dB ergibt. Durch Anwendung einer erfindungsgemäßen Hörhilfe mit zwei Mikrofonen und Auslaufenlassen eines akustischen Rückkopplungssignals werden 20 dB gewonnen, d.h. eine Gesamtverstärkung von 55 dB. Für eine Verstärkung über diesen Bereich hinaus ist eine weitere Löschung des Rückkopplungssignals erforderlich, und zusätzliche 10 dB können dann erzielt werden, um in diesem Fall eine insgesamt erhältliche Verstärkung von 65 dB zu ergeben und folglich im Vergleich mit dem Ein-Mikrofon-Verfahren eine Verbesserung von 20 dB zu erreichen. Im Falle moderater Verstärkungen wird daher das akustische Rückkopplungssignal mittels einer verzögerten Abtastung in der Abtast- und Halteschaltung SH praktisch vollständig unterdrückt. Darüber hinaus ist es auch möglich, ein Rückkopplungssignal durch Ändern des Phasenverhältnisses zwischen diesem und dem direkten Signal in dem digitalen Signalprozessor zu unterdrücken, aber das macht für jeden Kanal CH1, CH2 einen Analog-/Digitalwandler erforderlich, so daß die Anwendung einer verzögerten Abtastung daher zu bevorzugen ist. Durch Verringerung der Verstärkung wird das Rückkopplungssignal naturgemäß immer unterdrückt, während bei hohen Verstärkungen, d.h. bei der vorliegenden Erfindung oberhalb 55 dB, auch die Löschung in einem der Filter in dem digitalen Signalprozessor, in diesem Fall der Stabilisierungs-/Löschschaltung 36, angewendet wird. Daher weisen nur jene Antwortfunktionen, deren Verstärkung über 55 dB liegt, für eine Löschung eingegebene Koeffizienten auf.
• Die Löschung eines Rückkopplungssignals kann mittels verschiedener, in der Technik bekannter Verfahren digital durchgeführt werden. Prinzipiell wird die Löschung unter der Bedingung durchgeführt, daß das Signal durch das Filter mit und ohne Rückkopplung das gleiche ist. Im Fall einer Breitbandlöschung ist es theoretisch möglich, 20 dB zu erhalten, während für die Hörhilfe gemäß der Erfindung eine adaptive Löschung bevorzugt wird, da das gestattet, auf die frequenzabhängige Trommelfellimpedanz Rücksicht zu nehmen. In diesem Zusammenhang kann es vernünftig erscheinen, bei Anwendung der adaptiven Löschung mit einer erreichbaren Zunahme von ungefähr 10 dB zu rechnen, d.h. die maximale, dauerhafte Verstärkung der Hörhilfe kann ohne Verlust der Sprachqualität auf 65 dB erhöht werden.
• In Anbetracht der obigen Ausführungen wird daher ersichtlich, daß erfindungsgemäß eine hybride Hörhilfe der ganz im Ohr zu tragenden Art bereitgestellt wird, die am Trommelfell einen Schalldruckpegel von mehr als 120 dB mit geringer Verzerrung über einen Frequenzbereich ermöglicht, der sich von etwa 60 bis 8000 Hz, d. h. über 7 Oktaven, erstreckt, sowie mit einem Verhältnis zwischen dem Signalpegel und dem quantifizierten Geräuschpegel während der Analog-/Digitalumwandlung von über 70 dB, da während der Quantifizierung eine effektive Nutzung von 12 Bit pro Abtastung erfolgt. Eine geeignete analoge Verdichtung vor der Quantifizierung gewährleistet einen effektiven dynamischen linearen Bereich von über 90 dB. Das Ergebnis ist daher eine Hörhilfe, die in optimaler Weise an die meisten Formen altersabhängigen und neurologischen Hörverlusts angepaßt werden kann und die dem Benutzer eine vollständig adäquate Wiedergabe äußerer Schallfelder erschließt, die zum Beispiel Sprache und Musik darstellen, und worin eine spezielle Betonung auf der Erhaltung der Klangqualität des Schalls durch Gewährleistung einer optimalen Reproduktion des Frequenzbandes für die Formanten beispielsweise in der Sprache liegt.

Claims (48)

1. Eine programmierbare hybride Hörhilfe mit digitaler Signalverarbeitung, welche einen Hauptabschnitt (1) und zwei zusammen mit einer Batterie (4) mit dem Hauptabschnitt verbundene Sekundärabschnitte (2a,2b) aufweist, bei der der Hauptabschnitt (1) im wesentlichen in den äußeren Gehörgang (6) einer Person einsetzbar und mit einem Mikrofon (1) und einer Schallquelle (SG) versehen ist, bei der der erste Sekundärabschnitt (2a) in oder hinter der Ohrmuschel so vorgesehen ist, um elektrische und elektronische Komponenten aufzunehmen, bei der der zweite Sekundärabschnitt (2b) ein Gehäuse ist, welches so angeordnet ist, daß es den Hauptabschnitt (1) und den ersten Sekundärabschnitt (2a), wenn die Hörhilfe nicht in Gebrauch ist, zusammen mit möglichen elektronischen und elektrischen Hilfsvorrichtungen sowie einem externen Speicher in Form eines Random-Access-Speichers (RAM1), einer Pufferbatterie, einem Entzerrer sowie Steckern und Schaltern enthält, und bei der die Hörhilfe einen offenen Abschnitt des äußeren Gehörganges (6) einschließt, welcher vorzugsweise im Hauptabschnitt (1) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die offene Verbindung einen akustischen Übertragungskanal (ATC) mit Tiefpaßcharakteristik und Resonanzverstärkung bildet, daß die Hörhilfe weiter einen analogen Eingangsabschnitt mit einem Mikrofonversträrker (11) und einem Entfaltungs- bzw. Dekonvolutionsfilter (13) aufweist, einen digitalen Signalprozessor (DSP) mit einem Kompressor (33) und einem Entzerrer (34), von denen jeder einen Random-Access-Speicher (RAM3, RAM4) enthält, zusammen mit einem analogen Ausgangsabschnitt mit einem Rekonstruktionsfilter (14), daß das Mikrofon (M1) mit dem Eingang des Mikrofonverstärkers (11) verbunden ist, daß der analoge Eingangsabschnitt an den digitalen Signalprozessor (DSP) über einen Analog-Digitalwandler (ADC) angeschlossen ist, daß der digitale Signalprozessor (DAC) an den analogen Ausgangsabschnitt über einen Digital-/Analogwandler (DAC) angeschlossen ist, daß die Ausgänge des Rekonstruktionsfilters (14) an die Anschlüsse der Schallquelle (SG) angeschlossen sind, daß jeder der zweiten Eingänge des Kompressors (33) bzw. des Entzerrers (34) mit den jeweiligen Ausgängen einer Steuereinheit (CU) verbunden sind, welche einen Random-Access-Speicher (RAM2) enthält, daß der erste Eingang der Steuereinheit (CU) mit dem externen Random-Access-Speicher (RAM1) und ein zweiter Eingang mit einer externen Steuervorrichtung (SW) zur menügesteuerten Auswahl aus einer Anzahl Antwortfunktionen für die Hörhilfe verbunden ist, welche in dem Speicher der Steuereinheit (RAM2) vorgespeichert sind, und daß die gleichen Antwortfunktionen ebenfalls in dem externen Speicher (RAM1) gespeichert sind, welcher einen Reservespeicher für den Speicher des Steuerwerkes (RAM2) darstellt und welcher ebenfalls an ein Interface (IF) vom RS232-Typ angeschlossen ist.

2. Eine Hörhilfe nach Anspruch 1, in welcher der Hauptabschnitt (1) die Form eines Ohrsteckers aufweist.

3. Eine Hörhilfe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des akustischen Übertragungskanals (ATC) in der Ohröffnung mit einem weiteren Mikrofon (M2) versehen ist, daß beide Mikrofone (M1, M2) voneinander in einem bestimmten Abstand getrennt sind und unterschiedliche Sensitivitätsgrade aufweisen, daß jedes der Mikrofone (M1,M2) mit einem ersten und zweiten Kanal (CH1,CH2) im analogen Eingangsabschnitt verbunden ist und daß jeder Kanal einen Mikrofonverstärker (11) und ein Entfaltungsfilter (13) enthält und jeder an einen ihm eigenen Eingang einer Abtast- und Halteschaltung (SH) angeschlossen ist, welche mit dem digitalen Signalprozessor (DSP) über den Analog-/ Digitalwandler (ATC) verbunden ist, und daß der erste Sekundärabschnitt (2a) einen oder mehrere der folgenden Bestandteile aufweist:

den analogen Eingangsabschnitt, den Digital-Signalprozessor (DSP), die Steuereinheit (CU) und den analogen Ausgangsabschnitt, wobei der analoge Eingangsabschnitt, der digitale Signalprozessor (DSP), die Steuereinheit (CU) und der analoge Ausgangsabschnitt als ein monolithischer integrierter Schaltkreis (3) ausgeführt sind.

4. Eine Hörhilfe nach Anspruch 3, bei der der erste Sekundärabschnitt (2a) auch die Batterie (4) umfaßt.

5. Eine programmierbare hybride Hörhilfe mit digitaler Signalverarbeitung, welche einen Hauptabschnitt (1) und einen Sekundärabschnitt (2a), welcher mit dem Hauptabschnitt verbunden ist, umfaßt, bei der der Hauptabschnitt (1) im wesentlichen in den äußeren Gehörgang (6) einer Person eingesetzbar und mit einem Mikrofon (M1) und einer Schallquelle (SG) ausgestattet ist, bei der der Sekundärabschnitt (2) ein Gehäuse ist, welches so beschaffen ist, daß es den Hauptabschnitt (1), wenn die Hörhilfe nicht in Gebrauch ist, zusammen mit elektronischen und elektrischen Hilfsvorrichtungen, wie einem externen Speicher in Form eines Random-Access-Speichers (RAM1), eine Pufferbatterie, einen Entzerrer, Stecker und Schalter enthält, und bei der die Hörhilfe eine offene Verbindung zwischen der Ohröffnung und einem inneren Abschnitt des äußeren Gehörganges (6) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die offene Verbindung einen akustischen Übertragungskanal (ATC) mit Tiefpaßcharakteristik und Resonanzverstärkung bildet, daß der Hauptabschnitt (1) weiter einen analogen Eingangsabschnitt mit einem Mikrofonverstärker (11) und einem Entfaltungsfilter (13), einen digitalen Signalprozessor (DSP) mit einem Kompressor (33) und einem Entzerrer (34), die beide einen Random-Access-Speicher (RAM3, RAM4) enthalten, zusammen mit einem analogen Ausgangsabschnitt mit einem Rekonstruktionsfilter (14) aufweist, daß das Mikrofon (M1) an den Eingang des Mikrofonverstärkers (11) angeschlossen ist, daß der analoge Eingangsabschnitt an den digitalen Signalprozessor (DSP) über einen Analog-Digitalumwandler (ADC) angeschlossen ist, daß der digitale Signalprozessor (DSP) an den analogen Ausgangsabschnitt über einen Digital-/Analogumwandler (DAC) angeschlossen ist, daß die Ausgänge des Rekonstruktonsfilters an die Anschlüsse der Schallquelle (SG) angeschlossen sind, daß jeder der zweiten Eingänge des Kompressors (33) bzw. Entzerrers (34) mit den jeweiligen Ausgängen einer Steuereinheit (CU) verbunden ist, die einen Random-Access-Speicher (RAM2) enthält, und daß der erste Eingang des Steuerwerkes (CU) mit dem externen Random-Access-Speicher (RAM1) und ein zweiter Eingang mit einer externen Steuervorrichtung (SW) zur menügesteuerten Auswahl aus einer Anzahl von in dem Speicher der Steuereinheit (RAM2) vorgespeicherten Antwortfunktionen für die Hörhilfe verbunden ist, wobei die gleichen Antwortfunktionen ebenfalls in dem externen Speicher (RAM1) gespeichert sind, welcher einen Reservespeicher für den Speicher (RAM2) der Steuereinheit darstellt und ebenfalls mit dem Interface (IF), welches vorzugsweise vom RS232-Typ ist, verbunden ist.

6. Eine Hörhilfe nach Anspruch 5, bei der der Hauptabschnitt (1) die Form eines Ohrsteckers aufweist.

7. Eine Hörhilfe nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, bei der der Hauptabschnitt (1) weiter mit einer Batterie (4) ausgestattet ist.

8. Eine Hörhilfe nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei der die offene Verbindung in dem Hauptabschnitt (1) vorgesehen ist.

9. Eine Hörhilfe nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Signalprozessor (DSP) ein Löschfilter (35) enthält, welches in den Vorwärtsweg des Ausgangssignals, ausgehend vom Analog-/Digitalwandler (ADC), oder in einer Rückkopplungsschleife zwischen dem Ausgang des Entzerrers (34) und dem ersten Eingang des Kompressors (33) eingefügt ist, daß ein zweiter Eingang des Löschfilters (35) an einen weiteren Ausgang der Steuereinheit (CU) angeschlossen ist, und daß das Löschfilter (35) ebenfalls einen Random-Access-Speicher (RAM5) enthält, daß der analoge Ausgangsabschnitt auch einen Leistungsverstärker (15) zum Betreiben der Schallquelle (SG) enthält, daß der Eingang des Leistungsverstärkers an den Ausgang des Rekonstruktionsfilters (14) und seine Ausgänge an die Klemmen der Schallquelle (SG) angeschlossen sind, daß die Schallquelle (SG) eine elektrodynamische Schallquelle ist und daß der analoge Eingangsabschnitt, der digitale Signalprozessor (DSP), die Steuereinheit (CU) und der analoge Ausgangsabschnitt als ein monolithischer integrierter Schaltkreis, vorzugsweise in CMOS- Technik, ausgeführt sind.

10. Eine programmierbare hybride Hörhilfe mit digitaler Signalverarbeitung, welche einen Hauptabschnitt(1) und einen Sekundärabschnitt (2), welcher mit dem Hauptabschnitt verbunden ist, aufweist, bei der der Hauptabschnitt (1) im wesentlichen in den äußeren Gehörgang (6) einer Person einsetzbar und mit zwei Mikrofonen (M1, M2) und einer Schaltquelle (SG) ausgestattet ist, bei der der Sekundärabschnitt (2) ein Gehäuse ist, welches so vorgesehen ist, daß es den Hauptabschnitt (1), wenn die Hörhilfe nicht in Gebrauch ist, zusammen mit irgendwelchen elektronischen und elektrischen Hilfsvorrichtungen enthält, wie einem externen Speicher in Form eines Random-Access- Speichers (RAM1), einer Pufferbatterie, einem Entzerrer sowie Steckern und Schaltern, und bei der die Hörhilfe eine offene Verbindung zwischen der Gehöröffnung und einem inneren Abschnitt des äußeren Gehörganges (6) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die offene Verbindung einen akustischen Übertragungskanal (ATC) mit Tiefpaßcharakteristik und Resonanzverstärkung bildet, daß das erste Mikrofon (M1), welches elektrisch mit dem Hauptabschnitt (1) verbunden ist, an einem passenden Platz in der Ohrmuschel und in einem Abstand zu dem Ausgang des akustischen Übertragungskanals (ATC) in der Gehöröffnung vorgesehen ist, daß ein zweites Mikrofon (M2), welches weniger sensitiv als das erste Mikrofon (M1) ist, wobei der Unterschied in der Sensitivität bzw. Empfindlichkeit an den Abstand zwischen dem Mikrofon (M1,M2) angepaßt ist, an dem Ausgang des akustischen Übertragungskanals (ATC) in der Ohröffnung vorgesehen ist, daß der Hauptabschnitt (1) einen analogen Eingangsabschnitt mit einem ersten Kanal (CH1), welcher mit dem Ausgang des ersten Mikrofons (M1) verbunden ist, und einen zweiten Kanal (CH2) umfaßt, welcher an den Ausgang des zweiten Mikrofons (M2) angeschlossen ist, daß jeder Kanal (CH1,CH2) an einen ersten bzw. zweiten Eingang einer Abtast- und Halteschaltung (SH) angeschlossen ist, daß jeder Kanal (CH1, CH2) einen Mikrofonverstärker (11a,11b), einen ersten Kompressor (12a,12b) und einen Entfaltungsfilter (13a,13b), welche in Reihe geschaltet sind, enthält, daß der Hauptabschnitt (1) einen digitalen Signalprozessor (DSP) umfaßt, welcher mit dem Ausgang des analogen Eingangsabschnittes über einen Analog-/Digitalumwandler (ADC) verbunden ist, daß der digitale Signalprozessor (DSP) einen ersten Signalweg (SPI), welcher aus der seriellen Schaltung eines Hüllkurvengenerators (21) und eines zweiten Kompressors (22) besteht, einen zweiten Signalweg (SP2), welcher aus einer seriellen Schaltung einer Divisions- bzw. Teilerschaltung (31) mit einem zweiten Eingang, welcher mit dem zweiten Ausgang des Hüllkurvengenerators (21) verbunden ist, eine Abrundungsschaltung (32), einen dritten Kompressor (33), einen Entzerrer (34), eine Stabilisier-/Löschschaltung (36) und eine Präkompensatorschaltung (37) umfaßt, daß der zweite Kompressor (22), der dritte Kompressor (33), der Entzerrer (34), die Stabilisier-/Löschschaltung (36) und die Präkompensatorschaltung (37) jeweils einen Random-Access-Speicher (RAM3-7) enthalten, daß jeder Signalweg (SP1,SP2) an die ersten bzw. zweiten Eingänge eines Digital-/Analogwandlers (DAC) geführt sind, daß zweite Eingänge am zweiten Kompressor (22), dritten Kompressor (33), der Entzerrer (34) und Stabilisier-/Löschschaltung (36) zusammen mit der Präkompensatorschaltung (37) jeweils mit den jeweiligen Ausgängen einer Steuereinheit (CU) verbunden sind, deren erster Eingang mit dem externen Random-Access-Speicher (RAM1) und deren zweiter Eingang mit einem Taktgenerator (CG) verbunden ist, welcher an eine externe Steuervorrichtung (SW) zur menügesteuerten Auswahl aus einer Anzahl Antwortfunktionen für die Hörhilfe geschaltet ist, welche in einem in einer Steuereinheit (CU) enthaltenen Random-Access-Speicher (RAM2) vorgespeichert sind, daß die gleichen Antwortfunktionen ebenfalls in dem externen Speicher (RAM1) gespeichert sind, welcher einen Reservespeicher für den Speicher (RAM2) des Steuerwerks bildet und auch mit einem Interface (IF) verbunden ist, und daß der Hauptabschnitt (1) einen analogen Ausgangsabschnitt aufweist, dessen Eingang mit dem Ausgang eines Digital-/Analogwandlers (DAC) verbunden ist, und daß der analoge Ausgangsabschnitt ein Rekonstruktionsfilter (14) enthält, dessen Ausgänge an die Anschlüsse der Schallquelle (SG) geschaltet sind.

11. Eine Hörhilfe nach Anspruch 10, bei der das Interface vom RS232-Typ ist.

12. Eine Hörhilfe nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, bei der der Hauptabschnitt (1) die Form eines Ohrsteckers aufweist.

13. Eine Hörhilfe nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei der der Hauptabschnitt (1) weiter mit einer Batterie (4) ausgestattet ist.

14. Eine Hörhilfe nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei der die offene Verbindung in dem Hauptabschnitt (1) vorgesehen ist.

15. Eine Hörhilfe nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrofone (M1,M2) Elektretmikrofone sind, von denen jedes an seinem Ausgang über Impedanzwandler (10a,10b) an den Eingang des Mikrofonverstärkers (11a,11b) in dem ersten (CH1) bzw. zweiten Kanal (CH2) geschaltet ist, daß das Entfaltungsfilter (12a, 12b) eine Grenzfrequenz von 8 KHz aufweist, daß die Abtast- und Halteschaltung (SH) einen monostabilen Multivibrator enthält und daß der dritte Kompressor (33), der Entzerrer (34) und die Stabilisier-/Löschschaltung (36) ein integriertes Filternetzwerk bilden.

16. Eine Hörhilfe nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Digital-/Analogwandler (DAC) ein multiplizierender Wandler ist und daß der Digital-/Analogwandler (DAC) Mittel zur Einstellung des Ausgangssignalpegels enthält, wobei diese Mittel einen Random- Access-Speicher (RAM8) umfassen, welcher mit einem sechsten Ausgang der Steuereinheit (CU) verbunden ist.

17. Eine Hörhilfe nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallquelle (SG) ein elektrodynamischer Schallgenerator ist.

18. Eine Hörhilfe nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der akustische Übertragungskanal (ATC) ein akustisches Filter erster Ordnung darstellt, daß der akustische Übertragungskanal (ATC) zusammen mit dem inneren Abschnitt des äußeren Gehörgangs (6) einen akustischen Resonanzverstärker darstellt, daß der akustische Übertragungskanal (ATC) durch einen Durchgang im Hauptabschnitt (12) der Hörhilfe geschaffen ist und daß der akustische Übertragungskanal (ATC) einen entsprechenden/äquivalenten Durchmesser von 1 bis 2 mm aufweist.

19. Eine Hörhilfe nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptabschnitt (1) in einen Adapter (5) zum Einsetzen in den äußeren Gehörgang (6) eingekapselt ist und daß der Adapter (5) eine individuelle Anpassung an die Form des Gehörganges schafft und daß das erste Mikrofon (M1) mechanisch mit dem Hauptabschnitt (1) oder seinem Adapter (5) verbunden ist.

20. Eine Hörhilfe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie (4) an der Außenseite des Hauptabschnittes (1) neben dem Ausgang des Übertragungskanals (ATC) in der Gehöröffnung angebracht ist.

21. Eine Hörhilfe nach Anspruch 20, bei der die Batterie (4) wiederaufladbar ist.

22. Eine Hörhilfe nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der analoge Eingangsabschnitt, der digitale Signalprozessor (DSP), der analoge Ausgangsabschnitt, der Taktgenerator (CG) und die Steuereinheit (CU) als ein monolithischer integrierter Schaltkreis (3) ausgeführt sind.

23. Eine Hörhilfe nach Anspruch 21, bei der der analoge Eingangsabschnitt, der digitale Signalprozessor (DSP), der analoge Ausgangsabschnitt, der Taktgenerator (CG) und die Steuereinheit (CU) in CMOS-Technik ausgeführt sind.

24. Ein Verfahren zur Detektion und Signalverarbeitung in einer programmierbaren hybriden Hörhilfe mit einem Hauptabschnitt (1) und einem Sekundärabschnitt (2), in welcher der Hauptabschnitt im wesentlichen in den äußeren Gehörgang (6) einer Person einsetzbar und mit zwei Mikrofonen (M1,M2) und einer Schallquelle (SG) versehen ist und wobei die Hörhilfe eine offene Verbindung zwischen der Ohröffnung und einem inneren Abschnitt des äußeren Gehörganges (6) aufweist, dadurch gekennenzeichnet, daß die offene Verbindung an das Gehör der Person angepaßt wird, um einen akustischen Übertragungskanal mit Tiefpaßcharakteristik zu erzeugen, und das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

a) Feststellen bzw. Erkennen eines externen Schallfeldes zusammen mit einem akustischen Rückkopplungssignal von der Schallquelle durch den Übertragungskanal mit den beiden in einem Abstand zueinander angeordneten Mikrofonen, wobei das erste Mikrofon an einem passenden Platz in der Ohrmuschel und das andere Mikrofon an den Ausgang des Übertragungskanals in der Ohröffnung vorgesehen wird,

b) Ausgleichen einer Verschlechterung des akustischen Rückkopplungssignals während der Ausbreitung zwischen dem Ausgang des Übertragungskanals und dem ersten Mikrofon, indem das zweite Mikrofon einen niedrigeren Sensitivitätspegel als das erste Mikrofon erhält, wobei der Sensitivitätsunterschied proportional zu der Verschlechterung ist,

c) Erzeugen zweier Mikrofonsignale s&sub1;,s&sub2;, welche zu einem ersten bzw. zweiten Kanal übertragen werden,

d) Verstärken jedes der erzeugten Mikrofonsignale s&sub1;,s&sub2; in einem Mikrofonverstärker in dem betreffenden Kanal,

e) Komprimieren der Dynamik jedes der verstärkten Mikrofonsignale s&sub1;,s&sub2;, auf 60 dB oder weniger in dem betreffenden Kanal,

f) Filtern jedes der komprimierten Mikrofonsignale s&sub1;,s&sub2; in einem Tiefpaßfilter in jedem Kanal,

g) Abtasten der gefilterten Mikrofonsignale s&sub1;,s&sub2; mit einer Abtastfrequenz, welche mindestens zweimal so groß ist wie die Grenzfrequenz des Tiepaßfilters, wobei das Abtasten des zweiten gefilterten Mikrofonsignals s&sub2; um eine PeriodeΔt entsprechend der Ausbreitungszeitdifferenz des akustischen Rückkopplungssignals zwischen den Mikrofonen verzögert wird, um so ein rückkopplungskompensiertes Spektralsignal s&sub0; zu erzeugen,

h) Umwandeln des Spektralsignals s&sub0; in ein digitales Spektralsignal s(t),

i) Erzeugen eines Hüllkurvensignals e(t) für s(t) als ein bandbegrenztes Signal und dann Erzeugen eines Quotientensignals f(t) mit einer Bandbreite von 150 bis 8000 Hz, indem man die Division s(t)/e(t) = f(t) ausführt, wonach jedes der Signale e(t) und f(t) auf einen ersten bzw. zweiten Signalweg übertragen wird, wobei e(t) die Amplitudenkomponente und f(t) die Frequenzkomponente des Spektralsignals s(t) verkörpert,

j) Komprimieren des Hüllkurvensignals e(t) in einem Kompressor in Form eines Filters im ersten Signalweg,

k) Runden des Quotientensignals f(t),

l) Filtern des Quotientensignals f(t) in einem Filternetzwerk im zweiten Signalweg, wobei das Filtern das Komprimieren von f(t) und Modifizieren seiner Frequenzkurve, das Erzeugen einer optimalen Frequenzkurve für f(t) mit gleichzeitigem Korrigieren sowohl seiner Phase als auch Amplitude sowie das Stabilisieren der erzeugten, optimalen Frequenzkurve durch Entfernen von Schwankungen umfaßt, welche durch den Gebrauch vorbestimmter Filterkoeffizienten in dem Filternetzwerk verursacht werden,

m) Löschen jeglichen Restes des akustischen Rückkopplungssignals in f(t) in Verbindung mit der Stabilisierung der optimalen Frequenzkurve,

n) Ausgleichen bezüglich Nichtlinearitäten in dem gefilterten Quotientensignal f(t),

o) Umwandeln des Hüllkurvensignals e(t) in ein pulsbreitenmoduliertes Signal mit einer Abtastfrequenz,

p) Umwandeln des ausgeglichenen Quotientensignals f(t) in ein pulshöhenmoduliertes Signal mit einer Abtastfrequenz, und

q) Multiplizieren des pulsbreitenmodulierten Signals e(t) mit dem pulshöhenmodulierten Signal f(t) zur Erzeugung eines aufbereiteten Spektralsignals s(t), wonach das Produkt s(t) = e(t) x f(t) in ein analoges Ausgangssignal sr umgewandelt wird, welches geglättet und an eine Schallquelle zur Umwandlung in ein akustisches Ausgangssignal übertragen wird, welches im wesentlichen das durch die Mikrofone (M1,M2) erfaßte externe Schallfeld wiedergibt.

25. Ein Verfahren nach Anspruch 24, bei dem das Hüllkurvensignal e(t) auf ungefähr 30 dB komprimiert wird.

26. Ein Verfahren nach Anspruch 24, bei dem das Quotientensignal e(t) auf 6 Bit gerundet wird.

27. Ein Verfahren nach Anspruch 24, bei dem das Quotientensignal auf 8 Bit gerundet wird.

28. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, bei dem der Hauptabschnitt (1) die Form eines Ohrsteckers aufweist.

29. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 28, bei dem der Hauptabschnitt (1) wieder mit einer Batterie (4) versehen ist.

30. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 29, bei dem die offene Verbindung in dem Hauptabschnitt (1) vorgesehen ist.

31. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 30, bei dem der Übertragungskanal als akustischer Resonanzverstärker in einem Frequenzbereich, dessen obere kritische Grenzfrequenz 150 bis 200 kHz ist, wirkt.

32. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 31, bei dem die Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters 8 kHz und die Abtastfrequenz 16 kHz ist.

33. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 32, bei dem s(t) 12 Bit ist.

34. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 33, bei dem e(t) 4-6 Bit aufweist und seine Bandbreite 30 Hz beträgt.

35. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 34, und umfassend den Schritt n) des Ausgleichens bezüglich Nichtlinearitäten in dem gefilterten Quotientensignal f(t) mittels einer in einem Ausgleichsschaltkreis gespeicherten Tabelle beinhaltet.

36. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß dem umgewandelten Produkt e(t) x f(t) ein Leistungspegel gegeben ist, welcher ausreicht, das analoge Ausgangssignal die elektrodynamische Schallquelle ohne weitere Verstärkung betreiben zu lassen.

37. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Quotientensignal f(t) auf 6 Bit komprimiert und daß dem Quotientensignal f(t) eine niedrigere kritische bzw. Grenzfrequenz, welche an die obere Grenzfrequenz des akustischen Übertragungskanals angepaßt ist, gegeben wird.

38. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleich der Nichtlinearitäten in dem gefilterten Quotientensignal f(t) das vorherige Ausgleichen der Verzerrung des analogen Ausgangssignals sr beinhaltet, welche durch Umwandlung des digitalen Spektralsignals s(t) oder seiner Komponenten e(t) und f(t), sowie des akustischen Ausgangssignals aus der Schallquelle erzeugt wird.

39. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangspegel des Spektralsignals s(t) eingestellt wird, daß das Einstellen digital als eine arithmetische Operation an dem Hüllkurvensignal e(t) erfolgt und daß jeder Abfall, welcher in der Batteriespannung vorkommen kann, in Verbindung mit dem Einstellen des Ausgangspegels des Spektralsignals s(t) ausgeglichen wird.

40. Ein Verfahren nach Anspruch 39, bei dem das Einstellen als eine arithmetische Operation ausgeführt wird, indem auf eine gespeicherte Tabelle Bezug genommen wird, unmittelbar bevor in ein pulsbreitenmoduliertes Signal umgewandelt wird.

41. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 35, bei dem der Ausgangspegel des Spektralsignals s(t) eingestellt wird, indem das Einstellen durch Multiplizieren des pulsweitenmodulierten Hüllkurvensignals e(t) mit einem auswählbaren Faktor k durchgeführt wird, unmittelbar bevor die Multiplikation e(t) x f(t) stattindet, und wobei jeder eventuell auftretende Abfall in der Batteriespannung in Verbindung mit dem Einstellen des Ausgangspegels des Spektralsignals s(t) ausgeglichen wird.

42. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Filternetzwerk mit getrennten Filtern für Komprimieren, Entzerren bzw. Stabilisieren/Löschen ausgeführt ist, und daß die Übertragungsfunktion des Filternetzwerks geändert werden kann, indem man die individuellen Filter mit unterschiedlichen Gruppen bzw. Sätzen von Filterkoeffizienten versieht, um auf diese Weise die Übertragungsfunktion der individuellen Filter zu verändern, wobei eine spezifische Übertragungsfunktion des Filternetzwerks im ersten Signalweg und Kompressorim zweiten Signalweg eine entsprechende vorbestimmte Antwortfunktion für die Hörhilfe aufweisen, wobei die Antwortfunktionen erzeugt werden, indem man die individuellen Filter mit vorbestimmten Sätzen von in einem Random-Access-Speicher gespeicherten Filterkoeffizienten, welcher in einer Steuereinheit enthalten ist, welche wiederum mit einem Filternetzwerk verbunden ist, versieht, daß die Anzahl der vorbestimmten Antwortfunktionen wenigstens 5 beträgt, wobei eine erwünschte Antwortfunktion mittels einer externen Kontrollvorrichtung über einen mit der Steuereinheit verbundenen Taktgenerator ausgewählt wird.

43. Ein Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine vorbestimmte Antwortfunktion ein Löschen des akustischen Rückkopplungssignals in Verbindung mit der Stabilisierung des entzerrten Quotientensignals f(t) beinhaltet.

44. Ein Verfahren nach Anspruch 43, bei dem die vorbestimmte(n) Antwortfunktion oder -funktionen eine anpaßbare Löschung des akustischen Rückkopplungssignals beinhalten.

45. Verfahren nach Anspruch 44, bei dem die vorbestimmten Antwortfunktionen das Löschen des akustischen Rückkopplungssignals nur dann mit sich bringen, falls die Antwortfunktionen eine Verstärkung über 55 dB ergeben.

46. Ein Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmten Antwortfunktionen auch vorheriges Ausgleichen einer Verzerrung des analogen Ausgangssignals sr und des akustischen Ausgangssignals aus der Schallquelle zusammen mit dem Einstellen des Ausgangspegels des spektralen Signals s(t) umfassen.

47. Ein Verfahren nach Anspruch 46, bei dem die Ausgleichs- und Einstellparameter durch Bezugnahme auf die in den jeweiligen Random-Access-Speichern gespeicherte Tabellen erhalten werden.

48. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die individuellen Filter als programmierbare Filter ausgeführt sind, jedes mit seinem Random-Access-Speicher, wobei Umprogrammieren durchgeführt wird, indem der Random-Access-Speicher, welcher in der Steuereinheit vorgesehen ist, die mit dem Random-Access-Speicher der individuellen Filter verbunden ist, mit einem oder mehreren neuen Sätzen Filterkoeffizienten versorgt wird, welche einer oder mehreren geänderten Antwortfunktionen entsprechen, daß der Random-Access-Speicher der Steuereinheit mit einer oder mehreren neuen Sätzen Filterkoeffizienten aus einem Random-Access-Speicher versorgt wird, welcher in dem Sekundärabschnitt vorgesehen ist und einen Reservespeicher für den Speicher der Steuereinheit bildet und darüber hinaus mit einem Interface verbunden ist, welches an einem externen Computer, vorzugsweise einem Poersonal Computer, zur Vorbestimmung oder Berechnung eines neuen Satzes Filterkoeffizienten angeschlossen werden kann, und daß die vorbestimmten Sätze Filterkoeffizienten, welche eine spezifische Antwortfunktion erzeugen, auf der Basis audiometrischer Untersuchungen der Person und akustischer Parameter, welche eine bestimmte externe akustische Umgebung verkörpern, bestimmt werden, wobei das Ergebnis der Untersuchungen und die akustischen Parameter mittels eines externen Computers ausgewertet werden.