EP0723381A1

EP0723381A1 - Vorrichtung zur Hörunterstützung

Info

Publication number: EP0723381A1
Application number: EP94120781A
Authority: EP
Inventors: Markus Poetsch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-12-27
Filing date: 1994-12-27
Publication date: 1996-07-24
Anticipated expiration: 2014-12-27
Also published as: DK0723381T4; DE59402320D1; EP0723381B1; DK0723381T3; ATE151217T1; EP0723381B2

Abstract

Die Vorrichtung dient zur Hörunterstützung und weist mindestens ein Mikrofon auf. Das Mikrofon ist mit einer Steuereinheit gekoppelt und speist die Steuereinheit mit Eingangssignalen. Die Steuereinheit überträgt mindestens ein Ausgangssignal zu mindestens einem Übertragungselement. Die Steuereinheit ist räumlich getrennt vom Mikrofon angeordnet und das Mikrofon ist von einem Ohrgehäuse aufgenommen, das im Bereich eines menschlichen Ohres anordbar ist. Das Ohrgehäuse ist mit einem Sender versehen, der mit einem Empfänger im Bereich der Steuereinheit kommuniziert. Im Bereich mindestens eines der Ohrgehäuse ist eines der Übertragungselemente angeordnet. Das Übertragungselement ist mit einem Empfänger versehen, der mit einem Sender im Bereich der Steuereinheit kommuniziert. Im Bereich der Steuereinheit ist ein Analysator zur Auswertung der Signale des Mikrofons angeordnet. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Hörunterstützung, die mindestens ein Mikrofon aufweist, das mit einer Steuereinheit gekoppelt ist und die Steuereinheit mit Eingangssignalen speist und bei der die Steuereinheit mindestens ein Ausgangssignal zu mindestens einem Übertragungselement übermittelt.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 35 12 999 bekannt. Durch eine unterschiedliche Orientierung der Mikrofone und eine anschließende Subtraktion der Ausgangssignale der Mikrofone voneinander soll es ermöglicht werden, ein in allen Hörrichtungen wirksames Umgebungsgeräusch zu eliminieren. Das Übertragungselement ist hier als Lautsprecher ausgebildet.
Aus der DE-OS 35 08 830 ist es bekannt, örtlich getrennt von einem Lautsprecher, der in einem Ohrgehäuse angeordnet ist, das seinerseits von einem menschlichen Ohr aufnehmbar beziehungsweise hinter einem menschlichen Ohr anordbar ist, im Bereich einer separaten Steuereinheit, ein Mikrofon, einen Verstärker und eine Stromquelle anzuordnen. Durch diese Vorrichtung ist es möglich, das im Bereich des menschlichen Ohres anzuordnende Bauteil relativ leicht zu konstruieren. Eine drahtlose Übertragung von Signalen zu einem Höhrgerät wird in der DE-OS 30 32 311 beschrieben. Hierbei ist an drahtlos zu übertragende Signale gedacht, die beispielsweise von einer Telekommunikationsanlage oder einem Rundfunkgerät bereitgestellt werden. Eine weitere Konstruktion, bei der eine räumliche Trennung von Lautsprecher und Steuereinheit vorgesehen ist, wird in der DE-OS 28 44 979 beschrieben. Auch hier ist das Mikrofon im Bereich der Steuereinheit angeordnet.
Aus der DE 31 00 135 C2 ist bereits eine Vorrichtung zur Hörunterstützung bekannt, die zwei Mikrofone aufweist, die mit einer Steuereinheit gekoppelt sind. Die Mikrofone speisen die Steuereinheit mit Eingangssignalen. Die Steuereinheit übermittelt mindestens ein Ausgangssignal zu mindestens einem Übertragungselement. Die Steuereinheit ist räumlich getrennt von den Mikrofonen angeordnet und jedes der Mikrofone ist von einem Gehäuse aufgenommen. Eines der Übertragungselemente ist im Bereich eines Ohrgehäuses angeordnet. Im Bereich der Steuereinheit ist ein Vergleicher zur Auswertung der Signale der Mikrofone vorgesehen, der die Ausgangsleistung der Steuereinheit zur Anpassung an eine Schallwiedergabe modifiziert.
In der DE 30 27 384 wird ein Verfahren zur Umformung von Schallsignalen beschrieben, bei dem unnatürliche Richtungsempfindungen durch das Umformen bezüglich der Richtungseindrücke in den natürlichen Hörempfindungen besser angenäherte Hörempfindungen umgewandelt werden können.
Die DE 41 01 933 A 1 beschreibt ein Steuergerät für Richtmikrofonsignale zur Erzeugung von virtuellen Richtcharakteristiken mit einstellbarer Hauptempfangsrichtung. Das Ausgangssignal wird durch multiplikative Bewertung der Eingangssignale mit Steuerparametern gebildet.
Aus der DE 35 30 205 A1 ist bereits eine Mikrofonanlage mit variabler Richtcharakteristik bekannt, die eine Reihe von Mikrofonen aufweist, die in gleichem Abstand zueinander angeordnet sind. Die Richtcharakteristik wird durch eine spezielle reihenartige Anordnung der Mikrofone sowie durch Einsatz eines Gewichtungsnetzwerkes mit Gewichtungsfaktoren realisiert.
In der DE 29 28 845 A1 wird ein audiovokales Integrationsgerät beschrieben, das ein Mikrofon aufweist, das über eine spezielle Einrichtung mit einem Vibrator gekoppelt ist, der Schwingungen auf die Haut eines Benutzers aufbringen kann. Über eine entsprechende Steuerung erfolgt eine Koordinierung der akustischen sowie der sensitiven Signalübertragung.
Gemäß diesem Stand der Technik sind somit entweder Vorrichtungen zur Hörunterstützung bekannt, bei denen sämtliche Bauelemente im Bereich des menschlichen Ohres angeordnet werden, oder bei denen bei einer räumlichen Trennung von Bauelementen im Bereich des Ohres lediglich ein Lautsprecher vorgesehen ist und die weiteren Bauelemente, insbesondere der Verstärker und die Mikrofone, im Bereich einer räumlich getrennt vom Lautsprecher angeordneten Steuereinheit vorgesehen sind. Mit diesen Vorrichtungen ist es nicht in zufriedenstellender Weise möglich, einem Benutzer ein dem natürlichen Hörempfinden nachgebildetes räumliches Hören zu ermöglichen und gleichzeitig eine Unterdrückung von Störgeräuschen vorzunehmen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß sowohl eine gute akustische Qualität gewährleistet ist als auch ein als angenehm empfundener Benutzungskomfort realisiert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuereinheit räumlich getrennt vom Mikrofon angeordnet ist, daß das Mikrofon von einem im Bereich eines menschlichen Ohres anordbaren Ohrgehäuse aufgenommen ist, daß das Ohrgehäuse mit einem Sender verbunden ist, der mit einem Empfänger im Bereich der Steuereinheit kommuniziert, daß im Bereich mindestens eines der Ohrgehäuse eines der Übertragungselemente angeordnet ist, das mit einem Empfänger versehen ist, der mit einem Sender im Bereich der Steuereinheit kommuniziert und daß im Bereich der Steuereinheit ein Analysator zur Auswertung der Signale des Mikrofons angeordnet ist.
Mit Hilfe der Anordnung des Mikrofons innerhalb des Ohrgehäuses wird eine Ausrichtung des Schallempfanges in unterschiedliche Richtungen entsprechend üblichen Höhrgewohnheiten durchgeführt. Insbesondere wird es hierdurch ermöglicht, Störgeräusche durch gezieltes Richtungshören zu kompensieren. Bei einer Verwendung von zwei Mikrofonen ist es möglich, eine zentrale Auswertung der Signale der einzelnen Mikrofone durchzuführen. Mit Hilfe des Vergleichers kann beispielsweise ein Nutzschall- Störschall- Selektionsverfahren durchgeführt werden, das es bei Vorliegen einer Hörschädigung dem Betroffenen ermöglicht, durch eine Bewegung des Kopfes oder eine entsprechende Einstellung im Bereich der Steuereinheit eine als dominierend angesehene Schallquelle überwiegend wahrzunehmen. Es ist dabei gleichgültig, ob es sich bei den akustischen Signalen um Sprache, Musik oder typische Störgeräusche handelt. Insbesondere ist es möglich, bei einem monoaural versorgten Hörgeschädigten ein Hörempfinden nachzubilden, das weitgehend einem normalen räumlichen Hören entspricht. Dies resultiert daraus, daß der Hörgeschädigte durch eine Bewegung seines Kopfes und durch die entsprechende Signalauswertung eine Schallquelle orten kann.
Durch die Anordnung der Mikrofone in Ohrgehäusen, die in das Ohr eingesetzt werden können und durch die Verlagerung aller weiteren Elemente in den Bereich der räumlich getrennt angeordneten Steuereinheit wird eine optisch kaum wahrnehmbare Hörhilfe realisiert, die bei hoher Klangqualität keine optischen Einschränkungen des Erscheinungsbildes des mit der Vorrichtung ausgestatteten Menschen verursacht.
Ein besonders hoher Benutzungskomfort wird dadurch bereitgestellt, daß zur Datenübertragung von den Sendern zu den Empfängern eine Übertragungsstrecke vorgesehen ist. Diese kann drahtlos ausgebildet sein.
Zur Gewährleistung einer hohen Übertragungssicherheit ist es auch möglich, daß die Sender mit den Empfängern über eine Leitung verbunden sind.
Zur Unterstützung des Richtungshörens wird vorgeschlagen, daß der Vergleicher mit einem Hüllkurvenkorrelator versehen ist.
Eine weitere Verbesserung des Richtungshörens kann auch dadurch erfolgen, daß der Vergleicher mit einem Zeitkorrelator versehen ist.
Eine ergonomisch besonders zweckmäßige Anordnung der Steuereinheit erfolgt dadurch, daß die Steuereinheit im Bereich eines an einem Handgelenk tragbaren Armbandes angeordnet ist.
Zur Ermöglichung von manuellen Parametervorgaben wird vorgeschlagen, daß die Steuereinheit für manuelle Eingaben eine Bedienungseinheit aufweist.
Eine weitere Variation zum Richtungshören wird dadurch bereitgestellt, daß im Bereich der Steuereinheit ein Richtmikrofon angeordnet ist.
Zur Energieversorgung der Ohrverstärker sowie weiterer Bauteile ist vorgesehen, daß im Bereich mindestens eines der Ohrgehäuse eine Ohrbatterie angeordnet ist.
Zur Vermeidung unzweckmäßiger Lautstarken wird vorgeschlagen, daß im Bereich der Steuereinheit für mindestens einen Übertragungskanal ein Pegelbegrenzer vorgesehen ist.
Eine ausreichende Intensität der von der Steuereinheit ausgesendeten Signale kann dadurch erfolgen, daß im Bereich der Steuereinheit ein Hauptverstärker vorgesehen ist.
Eine ausreichende Schallenergie im Bereich der Ohrgehäuse wird dadurch bereitgestellt, daß im Bereich mindestens eines der Übertragungselemente ein Ohrverstärker angeordnet ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1: ein Blockschaltbild mit einer Anordnung mit zwei Mikrofonen sowie örtlich getrennt angeordneter Steuereinheit, bei der die Signalübertragung leitungsgebunden erfolgt,
Fig. 2: eine vergrößerte Darstellung der Steuereinheit gemäß Fig. 1,
Fig. 3: eine Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung eines räumlichen Hörvorganges,
Fig. 4: eine im Bereich eines Armbandes angeordnete Steuereinheit,
Fig. 5: eine Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung einer Hüllkurvenkorrelation und
Fig. 6: eine Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung einer Zeitkorrelation.

Die Vorrichtung zur Hörunterstützung besteht gemäß der Ausführungsform in Fig. 1 aus einer Steuereinheit (1), zwei Mikrofonen (2,3) sowie Ohrgehäusen (4,5), in die die Mikrofone (2,3) eingebaut sind und die eine Formgebung aufweisen, die es ermöglicht, die Ohrgehäuse (4,5) im Bereich einer Ohrmuschel bzw. eines Gehörganges eines menschlichen Ohres anzuordnen. Jedem der Mikrofone (2,3) ist im Bereich der Ohrgehäuse (4,5) ein Sender (6) zugeordnet, der mit jeweils einem Empfänger (7) im Bereich der Steuereinheit (1) kommuniziert. Gemäß der Ausführungsform in Fig. 1 ist zusätzlich im Bereich von jedem der Ohrgehäuse (4,5) ein Übertragungselement (8) angeordnet, das mit jeweils einem ebenfalls im Bereich des Ohrgehäuses (4,5) angeordneten Empfänger (9) verbunden ist. Die Empfänger (9) erhalten ihre Signale von Sendern (10), die im Bereich der Steuereinheit (1) angeordnet sind. Zur unmittelbaren Versorgung der Übertragungselemente (8) sind im Bereich des Ohrgehäuses (4,5) Ohrverstärker (11) angeordnet.
Die Steuereinheit (1) ist mit einem Vergleicher (12) versehen, der eine Auswertung der Signale der Mikrofone (2,3) relativ zueinander ermöglicht, um ein räumliches Hören nachzubilden und Störgeräusche zu unterdrücken. Bei einer Ausbildung der Übertragungselemente (8) als Lautsprecher ist vorgesehen, zur Begrenzung der im Bereich der Lautsprecher abgestrahlten Schallenergie im Bereich der Steuereinheit (1) Pegelbegrenzer (13) anzuordnen. Zur Energieversorgung weist die Steuereinheit (1) eine Hauptbatterie (14) auf. Die Ohrgehäuse (4,5) können zur Energieversorgung der Bauelemente mit Ohrbatterien (15) versehen sein. Die Übertragungselemente (8) können auch als Elektroden ausgebildet sein, die elektrisch auf die Hörnerven einwirken.
Der detaillierte Aufbau der Steuereinheit (1) ergibt sich aus Fig. 2. Die Gesamtfunktion wird von einem Controller (16) überwacht. Als weitere Baugruppen sind zusätzlich zu den bereits erwähnten Pegelbegrenzern (13), dem Vergleicher (12), der Hauptbatterie (14) sowie den Empfängern (7) und den Sendern (10), eine Bedienungseinheit (17), eine Anzeige (18) ein Richtmikrofon (19) sowie ein Frequenzfilter (20) vorgesehen. Eine Pegelanpassung erfolgt über einen Hauptverstärker (34). Bei einer Klangbildwahl kann über den Controller (16) auf vordefinierte Tabellen zugegriffen werden, durch die eine Einstellung der Frequenzfilter (20) und der Pegelbegrenzer (13) möglich ist.
Eine Prinzipskizze zur Veranschaulichung eines räumlichen Hörens ist in Fig. 3 wiedergegeben. Ein Individuum (21) hat hier seine Ohren (22) in eine Haupthörrichtung (23) ausgerichtet. Bei einer Seitenschalleinstrahlung (24) trifft ein Schallimpuls zeitlich versetzt auf die Ohren (22) auf. Schalldruckverläufe (25) haben somit im Bereich der Ohren (22) einen zeitlich zueinander versetzten Verlauf und unterschiedliche Pegel. Bei einer Frontalschalleinstrahlung (26) sind die Schalldruckverläufe (25) im Bereich der Ohren (22) hingegen im wesentlichen zeitlich deckungsgleich.
Gemäß der Ausführungsform in Fig. 4 ist insbesondere daran gedacht, die Steuereinheit (1) im Bereich eines Armbandes (27) anzuordnen, das seinerseits im Bereich eines menschlichen Handgelenkes (28) befestigt werden kann. Bei beengten räumlichen Verhältnissen ist es auch möglich, einen Teil der Bauelemente der Steuereinheit (1) im Bereich von Gliedern des Armbandes (27) zu montieren.
Zur Verdeutlichung der Funktionsweise des Vergleichers (12) sind in Fig. 5 eine Schaltungsvariante für eine Hüllkurvenkorrelation und in Fig. 6 eine Schaltungsvariante für eine Zeitkorrelation dargestellt. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 sind die Mikrofone (2,3) jeweils mit einem Frequenzseparator (29) verbunden. Der Frequenzseparator (29) weist einzelnen Frequenzbe - reichen zugeordnete separate Ausgänge (30) auf. Es ist beispielsweise möglich, einen Separatorausgang dem Frequenzbereich von 0 - 0,5 kHz, den nächsten Separatorausgang (30) dem Frequenzbereich von 0,5 - 1 kHz und die weiteren Frequenzbereiche zusätzlichen Separatorausgängen (30) zuzuordnen. Mit Hilfe von Hüllkurvenkorrelatoren (31) erfolgt eine Analyse zur Ermittlung von Schalldruckpegeldifferenzen zwischen den Mikrofonen (2,3). Tritt eine derartige Schalldruckpegeldifferenz in einem der Frequenzbereiche auf, so wird nur der schwächere Signalanteil zum Gesamtsignal addiert. Hierbei wird ausgenutzt, daß seitlich einfallende Schallwellen das der Schallquelle abgewandte Ohr bzw. das zugeordnete Mikrofon (2,3) mit einer Pegeldifferenz sowie einer Zeitdifferenz erreichen. Prinzipiell ist es zweckmäßig, sowohl die Pegeldifferenz gemäß der Variante in Fig. 5 als auch die Zeitdifferenz gemäß der Variante in Fig. 6 auszunutzen.
Bei der Durchführung der Zeitkorrelation gemäß Fig. 6 wird ein Zeitkorrelator (32) verwendet und eine Kopplung erfolgt entsprechend einem Bypaß über Dämpfungsglieder (33).
Sowohl die Hüllkurvenkorrelation als auch die Zeitkorrelation können schaltungstechnisch analog oder digital realisiert werden. Insbesondere ist daran gedacht, durch eine Kombination der beiden Verfahren eine Verbesserung der Schallerkennung zu ermöglichen. Zur Gewährleistung einer ausreichenden Erkennung von Lautheitsunterschieden zwischen dem linken und rechten Ohr ist es zweckmäßig, die Korrelationsverfahren nur dann zu aktivieren, wenn eine Frontalschalleinstrahlung (26) vorliegt.
Mit Hilfe der im Bereich des Handgelenkes (28) getragenen Steuereinheit (1) ist es möglich, eine Veränderung der vorgenommenen Einstellungen vorzunehmen, ohne die Mikrofone (2,3) in ihrer Position zu verändern. Dies bedeutet, daß nicht auf die innerhalb der Ohren (22) angeordneten Ohrgehäuse (4,5) zugegriffen werden muß. Das Richtmikrofon (19) kann durch eine entsprechende Bewegung eines Unterarmes des Individuums (21) positioniert werden.
Zusätzlich können externe Audioeingänge und Audioausgänge realisiert werden. Mit Hilfe dieser Zusatzeinrichtungen ist es möglich, Warnsignale oder Telefonsignale zu erzeugen, zu senden, zu empfangen und zu hören.
Durch die Bedienungseinheit (17) im Bereich der Steuereinheit (1) ist es möglich, eine vorgebbare Verstärkung von Signalen eines der Mikrofone (2,3) vorzunehmen. Hierdurch kann der Benutzer vermeiden, seinen Kopf in Richtung der gewünschten Schallquelle zu drehen. Darüber hinaus ist es möglich mit Hilfe der Bedienungseinheit (17) eine Lautstärkeregelung vorzunehmen, eine Mikrofonauswahl durchzuführen oder eine KlanggruppenProgrammwahl vorzugeben.
Bei einer drahtgebundenen Kopplung zwischen den Ohrgehäusen (4,5) und der Steuereinheit (1) werden die Sender (6,10) beispielsweise als Ausgangsverstärker und die Empfänger (7,9) als Eingangsverstärker realisiert. Bei einer drahtlosen Verbindung sind standardisierte und damit preiswerte Funkelemente verwendbar. Bei einer Funkverbindung können zur Störungsunterdrückung beispielsweise bestimmte Übertragungsfrequenzen reserviert werden, es so auch möglich, alternative Übertragungskanäle vorzusehen oder alternative Modulationsfrequenzen vorzuhalten. Eine drahtlose Übertragung kann auch über IR- oder HF-Signale erfolgen.
Die Vorrichtung kann unterschiedlichen Anwendungen zugeführt werden. Bei der bereits beschriebenen Verwendung als Hörgerät ist es möglich, eine Schallaufnahme über die Mikrofone (2,3) im Bereich der Ohrgehäuse (4,5) durchzuführen. Alternativ ist es möglich, eine Schallaufnahme über ein im Bereich des Armbandes (27) angeordnetes Mikrofon durchzuführen. Weitere Schallaufnahmen können extern erfolgen, beispielsweise über ein Telefon, ein Funkgerät, ein Überwachungsmikrofon, Geräte der Unterhaltungselektronik, Personalcomputer oder Alarmmelder.
Bei der Anwendung als Hörgerät erfolgt die Signalverarbeitung im Bereich der Zentraleinheit, die den Vergleicher (12), den Pegelbegrenzer (13), den Frequenzfilter (20) und einen entsprechenden Verstärker (34) aufweisen kann. Der Vergleich der Zeit- und Pegeldifferenz zwischen den Spektralanteilen des linken und rechten Mikrofonsignals führt optional zur Seitenschallunterdrückung. Hierbei werden die Signalanteile mit Zeit- und Pegeldifferenz nicht verstärkt. Ein Benutzer der Vorrichtung ist somit in der Lage, primär die Schallquelle wahrzunehmen, zu der er die Vorderseite seines Kopfes wendet.
Sind die Mikrofone (2,3) innerhalb der Ohrmuscheln angeordnet, so werden die von hinten kommenden Signale durch die Ohrmuschel gedämpft. Erkennt der Vergleicher (12), daß fast ausschließlich Signale mit Zeit- und Pegeldifferenz vorhanden sind, so wird keine Seitenschallunterdrückung vorgenommen. Dies erfolgt beispielsweise, wenn ein Gesprächspartner an der linken oder rechten Seite des Benutzers sitzt und redet und ein gegenübersitzender Gesprächspartner schweigt. Bei der Schallaufnahme über das im Bereich des Armbandes (27) angeordnet Mikrofon oder bei Schallaufnahmen von externen Audioeinheiten wird keine Seitenschallunterdrückung durchgeführt.
Bei einer drahtgebundenen Verbindung zwischen der Zentraleinheit und den Bauelementen innerhalb der Ohrgehäuse (4,5) sind im Bereich der Ohrgehäuse (4,5) kein Verstärker und keine Strömversorgung erforderlich. Gegebenenfalls kann allerdings ein Vorverstärker für das Senden zweckmäßig sein. Bei der Verwendung als Hörgerät erfolgt die Schallwiedergabe über mindestens einen der Lautsprecher im Bereich der Ohrgehäuse (4,5). Wird die Seitenschallunterdrückung bei einem Innenohrimplantat eingesetzt, so wird das seitenschallunterdrückte Signal dem Prozessor zugeführt, der die implantierten Elektroden steuert. Durch die Elektroden erfolgt ein Reiz der Hörnerven.
Bei Anwendungen außerhalb des Einsatzbereiches von Hörgeräten erfolgt die Schallaufnahme über ein Mikrofon im Bereich der Zentraleinheit. Durch die Signalverarbeitung im Bereich der Zentraleinheit kann optional eine Störgeräuschunterdrückung durchgeführt werden. Die Schallwiedergabe erfolgt extern, beispielsweise über ein gleiches Gerät, ein Telefon, ein Funkgerät, einen Personalcomputer oder einen Alarmmelder.
Ebenfalls ist es möglich, bei derartigen Anwendungen eine externe Schallaufnahme vorzusehen. Dies kann beispielsweise über ein Telefon, ein Funkgerät, ein Überwachungsmikrofon, ein Gerät der Unterhaltungselektronik, einen Personalcomputer oder einen Alarmmelder erfolgen. Die Signalverarbeitung in der Zentraleinheit kann optional auch mit einer Spracherkennung bzw. einer Spracherzeugung ausgestattet werden. Eine Schallwiedergabe erfolgt bei einer externen Schallaufnahme über mindestens einen Lautsprecher in einem Ohrgehäuse (4,5). Ebenfalls ist es denkbar, die Schallwiedergabe über einen Lautsprecher im Bereich der Zentraleinheit durchzuführen.
Die Signalübertragung zwischen den Mikrofonen (2,3) im Bereich der Ohrgehäuse (4,5) und der Zentraleinheit kann sowohl analog als auch digital erfolgen. Ebenfalls ist es möglich, die Signalverarbeitung analog oder digital zu realisieren. Entsprechend den jeweiligen Randbedingungen ist auch eine gemischte analoge und digitale Verarbeitung möglich. Entsprechend dem jeweils gewählten Verarbeitungsablauf werden Analog-Digital-Wandlungen bzw. Digital-Analog-Wandlungen durchgeführt. Bei einer teilweisen analogen Ausführung ist insbesondere daran gedacht, Verstärkungsoperationen analog durchzuführen.
Zur Durchführung einer digitalen Signalverarbeitung werden die von den Mikrofonen (2,3) aufgenommenen Signale digitalisiert und in einzelne Frequenzbänder zerlegt. Hierdurch stehen die einzelnen Spektralanteile einer weiteren Auswertung zur Verfügung. Die Zerlegung kann beispielsweise durch Fast Fourier Transformationen (FFT) oder durch den Einsatz von Filterbänken erfolgen. Nach Durchführung der Separation in die Frequenzbänder ist es möglich, eine Seitenschallunterdrückung, eine Frequenzgangkorrektur, eine Dynamikkompression, eine Enthallung bzw. andere Verfahren zur Verbesserung der Sprachverständlichkeit durchzuführen.
Bei einer Frequenzgangkorrektur werden entsprechend einer vorliegenden Hörschädigung für die einzelnen Frequenzbereiche die erforderlichen Dynamikkorrekturen durchgeführt. Hierbei ist es zweckmäßig, zur Gewährleistung einer ausreichenden Hörbehaglichkeit einen Maximalwert nicht zu überschreiten.
Bei der Dynamikkompression wird berücksichtigt, daß ein Dynamikbereich für Normalhörende innerhalb von 0 dB bis 130 dB liegt. Bei Vorliegen einer Hörschädigung werden Geräusche erst ab einem bestimmten Schwellwert der Lautstärke wahrgenommen. Dies ist darüber hinaus Frequenzabhängig. Der Dynamikbereich ist eingeschränkt. Wird z.B. eine lineare Verstärkung aller Geräusche durchgeführt, so müßten Amplituden oberhalb der Unbehaglichkeitsschwelle, also beispielsweise oberhalb von einem Grenzwert von 130 dB, abgeschnitten werden. Günstiger ist es deshalb, den Amplitudenverlauf beizubehalten und den begrenzten Dynamikbereich zu komprimieren.
Im Zusammenhang mit der Enthallung ist es auch möglich, eine Antirückkopplung vorzusehen. Ist das Signal digitalisiert, so kann festgestellt werden, ob Halleinflüsse vorliegen und es kann eine Minimierung des Halleffektes durchgeführt werden. Die Digitalisierung ermöglicht hierbei eine Bewertung der Signale. Darüber hinaus kann festgestellt werden, ob durch den Verstärker eine zusätzliche Verstärkung der bereits verstärkten Signale durchgeführt worden ist. Durch eine Zeitverzögerung des Signals ist es möglich, gegebenenfalls auftretende Rückkopplungseffekte zu unterdrücken.
Die Verbesserung der Sprachverständlichkeit kann durch spezielle Algorithmen durchgeführt werden, die zu einer Erhöhung der Sprachschärfe führen.
Alle vorbeschriebenen Maßnahmen zur Signalbeeinflussung können als Algorithmen zur Bearbeitung mit einem Digitalrechner formuliert werden. Es ist zweckmäßig, die Algorithmen jeweils einem bestimmten Spektralanteil zur Erhöhung oder Erniedrigung des Dynamikwertes zuzuordnen. Nach entsprechender Aufspaltung des Signales in die Spektalanteile und der Anwendung der beschriebenen Algorithmen erfolgt eine Rekombination zu einem resultierenden Gesamtsignal. Dies kann beispielsweise durch inverse Fast Fourier Transformation oder eine den anfänglichen Filterungen entsprechende inverse Filterung erfolgen.
Alternativ zu einer vollständigen digitalen Realisierung der Algorithmen ist es auch möglich, eine teilweise analoge Realisierung vorzunehmen. Insbesondere für die Frequenzgangkorrektur und die Dynamikkompression können durch die Anwendung analoger Techniken Vorteile erzielt werden. Alternativ zur vorbeschriebenen analogen Realisierung von Hüllkurven- und Zeitkorrelator werden allerdings vorzugsweise digitale Algorithmen eingesetzt. Als Hüllkurve resultieren hierbei Treppenkurven.

Claims

Vorrichtung zur Hörunterstützung, die mindestens ein Mikrofon aufweist, das mit einer Steuereinheit gekoppelt ist und die Steuereinheit mit Eingangssignalen speist und bei der die Steuereinheit mindestens ein Ausgangssignal zu mindestens einem Übertragungselement übermittelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (1) räumlich getrennt vom Mikrofon (2,3) angeordnet ist, daß das Mikrofon (2,3) von einem im Bereich eines menschlichen Ohres (22) anordbaren Ohrgehäuse (4,5) aufgenommen ist, daß das Ohrgehäuse (4,5) mit einem Sender (6) versehen ist, der mit einem Empfänger (7) im Bereich der Steuereinheit (1) kommuniziert, daß im Bereich mindestens eines der Ohrgehäuse (4,5) eines der Übertragungselemente (8) angeordnet ist, das mit einem Empfänger (9) versehen ist, der mit einem Sender (10) im Bereich der Steuereinheit (1) kommuniziert und daß im Bereich der Steuereinheit (1) ein Analysator (12) zur Auswertung der Signale des Mikrofons (2,3) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Analysator (12) die Ausgangsleistung der Steuereinheit (1) zur Anpassung an eine räumliche Schallwiedergabe modifiziert.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Mikrofone (2,3) vorgesehen sind, deren Ausgangssignale vergleichend vom Analysator (12) ausgewertet werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Datenübertragung von den Sendern (6,10) zu den Empfängern (7,9) eine Übertragungsstrecke vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sender (6,10) mit den Empfängern (7,9) über eine Leitung verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (12) mit einem Hüllkurvenkorrelator (31) versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (12) mit einem Zeitkorrelator (32) versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit im Bereich eines an einem Handgelenk (28) tragbaren Armbandes (27) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (1) für manuelle Eingaben eine Bedienungseinheit (17) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Steuereinheit (1) ein Richtmikrofon (19) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich mindestens eines der Ohrgehäuse (4,5) eine Ohrbatterie (15) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Steuereinheit (1) für mindestens einen Übertragungskanal ein Pegelbegrenzer (13) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Steuereinheit (1) ein Hauptverstärker (34) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich mindestens eines der Übertragungselemente (8) ein Ohrverstärker (11) angeordnet ist.