JP2003503924A

JP2003503924A - 補聴器の受音特性の指向性を制御する方法およびその方法を実施するための補聴器

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Publication number: JP2003503924A
Application number: JP2001506270A
Authority: JP
Inventors: イェンセン・ラルス・バエクハールト
Original assignee: ヴェーデクス・アクティーセルスカプ
Priority date: 1999-06-24
Filing date: 2000-06-23
Publication date: 2003-01-28
Anticipated expiration: 2020-06-23
Also published as: CA2479675C; ATE248496T1; DE60004863T2; AU5391600A; CA2385812C; AU4776999A; CA2385812A1; WO2001001732A1; WO2001001731A1; DK1203508T3; AU766876B2; DE60004863D1; JP3914768B2; CA2479675A1

Abstract

(57)【要約】離隔配置された第１および第２マイクロフォン手段（Fmic、Bmic）を備えた補聴器の受音特性の全指向特性と指向特性との間での切り換えが、第１および第２マイクロフォン手段からの信号（Ｘ_front、Ｘ_back）から派生した信号に、制御された減衰および時間または位相の遅延を施した後、全体の合成信号（Ｙ）を生成して補聴器の信号プロセッサへ供給することによって実行さる。ここで、全体の合成信号（Ｙ）は、で決定される。omniは好ましくは０≦omni≦１の範囲の調節可能な減衰制御パラメータであり、Ｔは、第１および第２マイクロフォン手段間の音響遅延に対応した時間遅延である。結果的に、補聴器の位相関係、時間遅延および振幅特性にほとんど影響を与えることなく、全指向特性と指向特性のいずれかの所望の形との間の切り換えが、滑らかな切り換えとして実施される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、離隔配置された第１および第２受音マイクロフォン手段と、マイク
ロフォン手段から供給された信号を処理する信号プロセッサと、信号プロセッサ
からの出力信号に応答して音（音声、音響）信号を発生する出力トランデューサ
とを備えた補聴器の受音特性の指向性を制御するために、受音特性を全指向特性
と指向特性との間で切り換えるステップと、補聴器を指向特性で動作させるとき
、第１および第２マイクロフォン手段から供給された信号を合成し、全体の合成
信号にして信号プロセッサへ供給するステップとを含み、少なくとも１つの信号
に調節可能な時間または位相の遅延を加えるようにした方法に関する。

【０００２】指向受音特性を有する補聴器は、よくカクテルパーティ雑音と呼ばれる騒音環
境などの場合のように、人の話し声がさまざまな方向から同時に受け取られるよ
うな騒がしい環境において会話の聴きとりを改善するのに有用である。

【０００３】カージオイドまたは超カージオイドの形などの指向受音特性の場合、ユーザの
前方領域から届く音のレベルを維持しながら、ユーザの背後から届く音の受け入
れを低下させることによって、補聴器による会話の聴きとりを改善する。

【０００４】他方、雑音レベルが低いか、目立つ会話信号がない環境では、補聴器のユーザ
は通常、音が到来する方向に関係なく音の同一の聴きとりを与える全指向性のま
たは球状の受音特性を好む。

【０００５】以下にさらに説明するように、受音特性を全指向特性とさまざまな形の指向特
性との間で切り換えることができるようにした上記の種類の従来の補聴器が、米
国特許第5,757,933号に開示されている。

【０００６】この従来の補聴器が全指向特性で動作する場合、ユーザの前方領域に向けられ
た第１マイクロフォンからの信号だけが信号プロセッサへ供給される。スイッチ
を手動操作することによって、ユーザの後方に向けられた第２マイクロフォンか
ら派生し、反転された後に調節可能な位相遅延および調節可能な減衰が施された
信号が、第１マイクロフォンから派生した信号と加算ノードで合成される。

【０００７】このタイプの補聴器の受音特性が全指向性から指向性形に変更された、または
変更されるとき、過渡時において音の到着時間が変わる。受音特性が独立にかつ
自動的に変化するように動作する１対の別個の補聴器を使用した両耳用補聴器シ
ステムでは、位相または時間遅延のこの変化によって混乱を生じるであろう。２
つの補聴器で位相または到着時間の変化が異なると、周囲空間内でさまざまな音
源の位置を突き止めるユーザの能力が低下または減退し、両耳用補聴器システム
の利点が低下するであろう。

【０００８】さらに、補聴器のこの位相および時間関係は、ユーザが受け取る音の質を低下
させる。それは、ドップラー効果の結果のように聴こえる。

【０００９】同時に、このタイプの補聴器では、全指向特性と指向特性との間の過渡時に、
振幅特性も、たとえば平坦な応答から振動数が高いほど振幅が増加する応答に変
化するであろう。この増加は、６dB／オクターブ程度であろう。その結果、この
タイプの補聴器は、全指向特性および指向特性の両方のための最適伝達特性に完
全には適合できないという重大な問題が生じる。

【００１０】この背景に基づき、本発明の目的は、信号の位相関係または時間遅延および振
幅特性をほとんど変化させることなく、全指向特性といずれかの指向特性との間
の切り換えを滑らかに実施することによって、従来の補聴器の欠点を解決する上
記の種類の方法を提供することにある。全指向特性から指向特性への、およびそ
の逆の切り換えは、制御可能にすることができ、さらには自動的にもできる。

【００１１】本発明によれば、この目的は、全指向特性から指向特性への、またはその逆の
受音特性の切り換えが、第１および第２マイクロフォン手段からの信号（Ｘ_fron _t 、Ｘ_back）の両方から派生した信号の制御された減衰および時間または位相の
制御された遅延を行った後、調節可能な減衰制御パラメータ（omni）および遅延
（Ｔ）を用いて全体の合成信号（Ｙ）を生成することによって実施され、それに
よって全体の合成信号（Ｙ）が、で決定され、補聴器の位相関係、時間遅延および振幅特性にほとんど影響を与え
ることなく、全指向特性および指向特性のいずれかの所望の形の間で滑らかな切
り換えとして補聴器を切り換えることを特徴とする上記種類の方法によって達成
される。

【００１２】本方法の好適で好都合な実施例が、従属請求項２〜８に記述されている。

【００１３】本発明の方法を実施するために、本発明はさらに、離隔配置された第１および
第２受音マイクロフォン手段と、マイクロフォン手段から供給された信号を処理
する信号プロセッサと、信号プロセッサからの出力信号に応答して音（音声、音
響）信号を発生する出力トランデューサとを備え、さらに、受音特性を全指向特
性と指向特性との間で切り換えるための切り換え制御手段と、指向特性で動作す
るとき、第１および第２マイクロフォン手段からの信号を合成して、全体の合成
信号を生成して信号プロセッサへ供給する合成手段とを備え、少なくとも１つの
信号の位相遅延変形を生成するを行うために調節可能な時間または位相の遅延手
段を設けた、受音特性の指向性が制御可能な補聴器に関する。

【００１４】本発明によれば、この補聴器は、切り換え制御手段が、第１および第２マイク
ロフォン手段の両方からの信号からそれぞれ派生した信号に作用する可制御減衰
手段および可制御時間または可制御位相遅延手段を含み、減衰および位相遅延手
段が、調節可能な減衰制御パラメータ（omni）および遅延（Ｔ）を用いて全体の
合成信号（Ｙ）を生成するように制御され、これによって、全体の合成信号（Ｙ
）が、で決定され、補聴器の位相関係、時間遅延および振幅特性にほとんど影響を与え
ることなく、全指向特性と指向特性のいずれかの所望の形との間で滑らかな切り
換えとして補聴器を切り換えることを特徴とする。

【００１５】補聴器の好適で好都合な実施形態が、従属請求項10〜17に記載されている。

【００１６】次に、添付の図面を参照しながら本発明をさらに説明する。

【００１７】図１に示された従来の補聴器では、前方マイクロフォンMICFおよび後方マイク
ロフォンMICBを含む２つの無指向性マイクロフォン回路がある。前方マイクロフ
ォンMICFからの出力信号は、加算ノードSNを経て直接的に補聴器信号プロセッサ
へ与えられるのに対して、後方マイクロフォンからの信号は、手動操作式スイッ
チSWが閉じた場合のみ、インバータ、調節可能な位相遅延回路、および調節可能
なゲインを有する減衰器（アッテネータ）を経て加算ノードSNへ送られ、そのた
め、聴こえの受音特性が、前方マイクロフォンMICFの全指向特性から可変形の指
向特性に変わる。

【００１８】したがって、スイッチSWが閉じた状態で加算ノードSNで生成されて信号プロセ
ッサへ供給される合成信号Ｙは、それぞれ前方および後方マイクロフォンMICFお
よびMICBからの信号Ｘ_frontおよびＸ_backと関連づけられて、の関係にある。ここで、調節可能なパラメータomniは、減衰器の調節可能なゲイ
ンを表し、Ｔは、前方および後方マイクロフォンMICFおよびMICBがそれぞれ受け
取った音声信号の到着時間の差に対応した調節可能な時間遅延を表す。

【００１９】図２および図３のグラフは、それぞれ１kHzおよび100Hzで測定した図１の補聴
器の受音特性の変化を示すものであって、０〜１の範囲の調節可能なパラメータ
omniの値に対する、全指向性形NDおよび弱カージオイド形（心臓形曲線）から超
（スーパー）カージオイド形までのさまざまな指向性形Ｄ１〜Ｄ10の受音特性の
変化を示し、図４および図５のグラフは、パラメータomniの値を対応して変化さ
せたときの補聴器の前方および後方の領域からそれぞれ受け取った信号の振幅特
性の変化を示している。

【００２０】これらのグラフから明らかなように、従来の補聴器の場合、全指向特性とさま
ざまな形の指向特性との間で切り換えを行うと、ユーザの背後の領域から受け取
った信号についてゲインまたは振幅の応答の所望の漸減が得られるだけでなく、
それに伴って、ユーザの前方の領域から受け取った信号についてもゲインまたは
振幅の応答が大幅に変化する。その結果、聴覚障害のあるユーザを補償するため
、全指向特性を使用することが好ましい静かな環境で聴くように聴力の調整また
は適合が行なわれても、指向特性への切り換えが行われたときには、たとえば、
パーティなどの騒音環境で補聴器を使用する場合には、最適補償は達成されない
であろう。

【００２１】図６は、原則的に、本発明による補聴器の第１実施形態の前段部を示し、補聴
器の受音特性の指向性を、全指向特性から指向特性へ、またはその逆の変化を制
御するための切り換えコントローラを含む。この変化は、スイッチ切り換え式で
、または漸次滑らかな切り換え式で実行することができる。

【００２２】補聴器の前段部は、少なくとも２つのマイクロフォン回路、すなわち、前方マ
イクロフォンFmicおよび後方マイクロフォンBmicと、これらのマイクロフォンか
らの電気出力信号用の、おそらくは任意の前処理回路とを含む。２つのマイクロ
フォン間の距離は、最短で１mm、最長で数cmにすることができる。

【００２３】前段部はさらに、少なくとも２つの制御可能な増幅器または減衰器１および２
と、少なくとも１つの時間または位相遅延素子（装置）３と、少なくとも３つの
合成回路４、５および６とを含む。加算もしくは減算またはこれらの組み合わせ
演算を行うように、合成回路が正および負入力端子を含むことができることが、
理解されるべきである。

【００２４】構成において、後方マイクロフォンBmicは、可制御（制御可能な）増幅器また
は減衰器１と、第１加算回路４とに接続されている。

【００２５】前方マイクロフォンFmicは、直接的に可制御増幅器または減衰器２と、第２加
算回路６とに接続されている。可制御増幅器または減衰器２の出力はさらに、直
接的に第１加算回路４の第２入力に接続されており、他方、可制御増幅器１の出
力は、直接的に減算回路５の正入力に接続されている。

【００２６】第１加算回路４の出力と減算回路５の負入力との間に、好適な可制御遅延素子
３が設けられている。

【００２７】以下の説明では、加算回路および減算回路を一般的に合成回路と呼ぶ。

【００２８】動作を説明すると、補聴器の周囲からの音が、前方マイクロフォンFmicおよび
後方マイクロフォンBmicの両方で受信される。２つのマイクロフォン間の距離は
、最短で１mm、最長で数cmにすることができる。

【００２９】前方マイクロフォンFmicの出力信号は合成回路６へ与えられる。後方マイクロ
フォンBmicの出力信号は、可制御減衰器または可制御増幅器１へ送られる。この
減衰器または増幅器のゲインは０から１まで、すなわち、無増幅から全増幅まで
制御可能に変化させることができる。この切り換え（変化）は、スイッチ切り換
え式で、または制御された漸次的変化式で実行してもよい。これは、０と１との
間のいずれの増幅も制御可能に達成できることを意味している。

【００３０】前方マイクロフォンFmicの出力信号は、もしあれば、可制御減衰器または増幅
器２へ送られる。この減衰器または増幅器の増幅は、０から１まで、すなわち、
無増幅から全増幅まで制御可能に変化させることができる。この場合も、切り換
えは、スイッチ切り換え式で、または漸次的制御変化式で実行してもよい。これ
は、０と１との間のいずれの増幅も達成できることを意味している。

【００３１】可制御減衰器または増幅器１の出力信号は、もしあれば、合成回路４の第２入
力へ与えられる。合成回路５の出力信号は、もしあれば、可制御遅延素子３へ与
えられる。この遅延素子の遅延は、最短の１μｓから1000μｓ以上まで制御する
ことができる。

【００３２】遅延素子３の出力信号は、もしあれば、合成回路５の負入力へ送られる。合成
回路５の出力は合成回路６の第２入力へ与えられる。

【００３３】それによって、前方マイクロフォンFmicの出力信号は、減衰器または可制御増
幅器２内で減衰された後、合成回路４内で、後方マイクロフォンBmicの不遅延出
力信号に加算される。合成回路４の出力信号は次に、遅延素子３内で遅延された
後、合成回路５へ送られる。遅延素子３の可制御遅延は、一般的に、前方マイク
ロフォンFmicと後方マイクロフォンBmicとの間における音の到着時間の音響（音
波）遅延と同じ値を持つことになるであろう。好ましくは、この遅延も、調節お
よび／または制御可能である。

【００３４】また、減衰器または可制御増幅器１の出力信号は、合成回路５の正入力へ送ら
れる。この合成回路内で、遅延素子３の遅延出力信号が、増幅器または減衰器１
の減衰出力信号から減算される。合成回路５の出力信号は、処理後の信号として
合成回路６へ送られる。合成回路６の出力信号は次に、ここでは説明する必要が
ない補聴器の信号プロセッサなどの他の構成要素でさらに処理される入力信号と
して使用される。

【００３５】補聴器の他の要素は、当該技術分野では知られているように、複数の信号処理
チャネルを含み、そこには、共通切り換えコントローラまたは各チャネル用の個
別のコントローラを設けることができる。

【００３６】さらに当該技術分野で知られているように、両方のマイクロフォンFmicおよび
Bmicの出力信号は、好ましくは、ディジタル形式に変換してから、要素１〜６を
有する切り換えコントローラに与えられる。

【００３７】図６の回路の機能は以下の通りである。

【００３８】指向性動作モードでは、可制御減衰器１および２の信号伝達が０に設定されて
いる、すなわち、信号がまったく伝達されない。

【００３９】前方マイクロフォンFmicの出力信号は、直接的に第２加算回路６へ送られる。
後方マイクロフォンBmicの出力信号は、第１加算回路４および遅延素子３を経て
減算回路５の負入力へ送られ、そこで信号の極性が変わる。減算回路５の出力信
号は次に、第２加算回路６の第２入力へ送られる。したがって、後方マイクロフ
ォンBmicからの遅延信号が、前方マイクロフォンFmicの不遅延出力信号から減算
される。

【００４０】遅延素子の遅延Ｔを後方マイクロフォンBmicと前方マイクロフォンFmicとの間
の音波遅延Ａと同じになるように調節することによって、前方指向特性を生じさ
せることができる。この遅延によって、最初に後方マイクロフォンBmicで受信さ
れ、その後に前方マイクロフォンFmicで受信された信号は、加算回路６内で抑制
される。加算回路６では後方マイクロフォンの遅延信号が、前方マイクロフォン
の出力信号から減算されるからである。

【００４１】この動作モードでは、後方マイクロフォンBmicの遅延出力信号を前方マイクロ
フォンFmicの出力信号から減算した結果である加算回路６からの出力信号が得ら
れ、したがってユーザの背後から直接的に届く音が消去（キャンセル）される。

【００４２】Ｔ＜Ａに調整することによって、部分的にユーザの側方から届く音が消去され
、消去効果の方向は、Ｔ／Ａの比によって制御される。

【００４３】全指向性動作モードでは、両方の減衰器１および２が、完全信号伝達に設定さ
れる。

【００４４】前方マイクロフォンFmicおよび後方マイクロフォンBmicからの出力信号が第１
加算回路４へ送られ、ここでそれらが合成されて、遅延素子３を経て減算回路５
へ送られ、そこで合成遅延信号が後方マイクロフォンBmicの出力信号から減算さ
れる。

【００４５】減算回路５の出力信号は次に、第２加算回路６へ送られ、そこで前方マイクロ
フォンFmicの不遅延出力信号と合成される。これらの信号の加算によって、全指
向特性が生じる。この動作モードでは、前方マイクロフォンからの信号と、前方
および後方マイクロフォンの遅延信号を減算した後方マイクロフォンからの信号
とを加算することによって生成される加算回路６からの出力信号が得られる。

【００４６】音源から２つのマイクロフォンまでの距離が異なっているので、２つのマイク
ロフォンで受信される音声信号は、音源からそれぞれのマイクロフォンに到着す
る時間が異なる。

【００４７】この差が音響遅延Ａであり、それぞれ前方マイクロフォンと後方マイクロフォ
ンとで受信される音声（音）信号Ｘ_frontとＸ_backとの間の関係は一般的に、で表すことができる。ここで、は音源の実際の方向における音波遅延である。

【００４８】加算回路６からの合成信号Ｙは、であり、ここで、omniは減衰器１および２を制御する調節可能なパラメータであ
って、好ましくは０から１までの範囲の値を有する、すなわち、下限omni＝０は
、減衰器１および２を通る信号伝達がまったくないことを意味し、上限omni＝１
は、減衰器１および２を通る信号の最大伝達を意味する。

【００４９】本発明を制限するものではないが、好ましくはパラメータomniを両方の減衰器
１と２とで実質的に（ほぼ）同じにする。

【００５０】 omni＝０で全指向性動作モードが選択された場合、合成信号Ｙは、になる。

【００５１】遅延Ｔが、指向性動作モードでの後方マイクロフォンから前方マイクロフォン
までの直接の遅延Ａと等しく選択された場合、音声信号Ｘの、ユーザの真後ろか
ら届く部分が最大限に抑制され、カージオイド特性として知られる指向特性が達
成される。

【００５２】以上に記載した信号処理は好ましくは、時間または周波数領域でのディジタル
処理として実行される。周波数領域での処理を用いる場合、マイクロフォンの不
遅延出力信号と併せてマイクロフォンの遅延出力信号を生成することができるマ
イクロフォン回路omniを使用することが好都合である。そのようなマイクロフォ
ン回路は、本出願人の係属中の国際特許出願第ＰＣＴ／ＥＰ99／00767号に記載
されている。

【００５３】図７〜図10は、図１に示された前段部を具現した補聴器の受音特性および振幅
応答のグラフであり、図２〜図５のグラフに対応し、これらの図面と同一の参照
番号を使用している。図７および図８から明らかなように、受音特性の、ユーザ
の前方領域を表す部分は、全指向特性NDおよびさまざまな指向性形Ｄ１〜Ｄ10間
の切り換えの影響を受けず、また、図10に示されているように、ユーザの前方領
域から受信された信号の振幅応答は、切り換えの影響を受けず、ユーザの背後領
域から届く音を抑制するための受音特性の変化に関係なく、同一に保たれる。こ
れによって、全指向特性が使用される静かな状況でユーザの聴覚障害を補償する
ように補聴器の調整または適合をしておけば、受音特性の指向性形を使用するも
っと騒がしい環境で補聴器を使用するときも、最適な聴音性能を与えるであろう
。

【００５４】図11の回路は、図６の回路と似ており、要素１〜６を備えた切り換えコントロ
ーラを含む。同様な要素には同一の参照番号を付けて示す。

【００５５】少なくとも２つのマイクロフォン、すなわち前方マイクロフォンFmicおよび後
方マイクロフォンBmicの出力側に信号処理装置（ユニット）７および８が追加し
て配置されている。２つの信号処理装置７および８の処理出力信号は次に、要素
１〜６を備えた切り換えコントローラへ与えられる。信号プロセッサ７および８
は、２つのマイクロフォンの２つの出力信号に対して等化機能を実行し、および
／または帯域通過フィルタなどのさまざまなフィルタを含むことができる。帯域
通過フィルタを使用する場合、マイクロフォン信号を幾つかの帯域に分割して、
それぞれに専用の切り換えコントローラを設けることができる。さまざまな帯域
またはチャネルにおける加算回路６からのそれぞれの出力信号が次に合成されて
複合合成信号になり、補聴器の残りの段階でさらに処理される。

【００５６】図12は、第３実施形態の同様な回路図であり、したがって、同一要素には同一
の参照番号を使用する。この回路では、２つのマイクロフォンFmicおよびBmicの
出力信号に対する時間遅延が、遅延素子３を表す個別の遅延ユニット３ａおよび
３ｂで実行される。それ以外の機能は、図６および図11の回路の機能と同様であ
る。さらに、可制御減衰器１および２の減衰、ならびに遅延ユニット３ａおよび
３ｂの遅延を制御することができる制御装置９が示されている。本発明のこの実
施形態は、補聴器用にマイクロフォン遅延信号をマイクロフォン不遅延信号と一
緒に供給することができるマイクロフォン入力回路と組み合わせれば特に好都合
である。そのような回路は、本出願人の係属中の国際特許出願第ＰＣＴ／ＥＰ99
／00767号に開示され、記載されている。

【００５７】前述したように、切り換えコントローラにおいて、音声信号の振幅応答ならび
に時間および位相が、指向性を変更したときに変化しないことが非常に重要であ
る。

【００５８】図13は、図６を参照しながら以上に説明した切り換えコントローラを含む補聴
器の前段部回路のさらなる改良を概略的に示している。同じ要素は、前述のもの
と同一の参照番号で表されている。

【００５９】２つのマイクロフォンFmicおよびBmicの出力信号を合成する際に使用されるテ
クニックのために、加算手段６の出力信号の結果として生じる振幅応答が、もち
ろん関連する周波数範囲において、単一マイクロフォンの振幅応答と比較してオ
クターブ当り６dBの増加を示す。

【００６０】この作用は、後方マイクロフォンからの出力信号の遅延バージョンを前方マイ
クロフォンからの不遅延出力信号から減算して指向性効果を達成するすべてのシ
ステムで観察されるであろう。

【００６１】しかしながら、ほとんどの場合、補聴器の前段部の出力側に、すなわち加算回
路６にフィルタを追加することによって、振幅応答のこの変化を補償することが
望ましい。もちろん、そのようなフィルタは、関連する周波数範囲でオクターブ
当り６dBの減少を意味する。そのような解決策の欠点は、回路部品数、時間およ
び電力の増加が必要になることであり、これらのすべてが最近の補聴器技術にお
いて非常に決定的な重要性を有する。

【００６２】しかしながら、本発明の切り換えコントローラは、この補償フィルタリングを
実行するように適応させることもできる。したがって、加算回路６の出力側にフ
ィルタを追加する必要がまったくないであろう。

【００６３】この目的から、加算回路４と遅延装置３との間に減算回路10が追加して配置さ
れており、加算回路６の出力信号が直接的に、フィードバックループで加算手段
10の負入力へ与えられる。

【００６４】この新規な構造は、すでに所望効果を有する。

【００６５】可制御増幅器または減衰器11をフィードバックループ内に挿入することが好ま
しいであろう。

【００６６】したがって、切り換えコントローラの出力信号が、加算回路６から可制御減衰
器11を経て減算回路10の負入力へフィードバックされる。したがって、減衰器11
の出力信号が、減算回路10内で加算回路４の出力信号から減算される。

【００６７】減算回路10の結果的に生じる出力信号が、遅延素子３へ送られ、そこから減算
回路５の負入力へ送られる。減算回路５の正入力は、可制御減衰器１の出力に接
続されている。

【００６８】原則的に、図６および図11〜図13の実施形態において、すべての点で２つの個
別の加算手段５および６と同一の性質を有する限り、減算回路５および加算回路
６を組み合わせて、単一の合成回路とすることもできる。

【００６９】理想的には、非常に低い周波数で６dB／オクターブの低下を生じさせるフィル
タリングを行うためには、減衰器11のゲイン・ファクターが１またはユニティで
なければならない。しかしながら、これによっておそらくはループ・ゲインがユ
ニティになるために、回路が不安定になるであろう。したがって、増幅器または
減衰器11のゲインを１またはユニティよりわずかに小さく設定することが好まし
い。

【００７０】図14には、本発明を具現した補聴器のさらなる発展例が示されており、ここで
は、上記関係、すなわち、で表されるような全体の合成信号を生成する前に、前方および後方マイクロフォ
ンFmicおよびBmicからの信号に施す制御可能な減衰および位相遅延の動作が、異
なった回路構造によって実行される。

【００７１】この場合、切り換え手段は、前方および後方マイクロフォンFmicおよびBmicに
接続された第１加算回路12と、前方マイクロフォンFmicに接続された正入力およ
び後方マイクロフォンBmicに接続された負入力を有する第１減算回路13とを含む
。第１および第２位相遅延素子（装置）14および15が、それぞれ第１減算回路13
および加算回路12に接続されている。第２加算回路16が、第１減算回路13および
第１位相遅延素子14に接続され、第２減算回路17の正入力が第１加算回路12に接
続され、その負入力が第２位相遅延素子15に接続されている。第１可制御減衰器
18が第２加算回路16からの信号に作用して、この信号をファクター（１−omni）
／２で減衰させ、第２可制御減衰器19が第２減算回路17からの信号に作用して、
この信号をファクター（１＋omni）／２で減衰させる。第３加算回路20が第１お
よび第２減衰器18および19に接続されていて、それらからの信号を加算して、信
号プロセッサへ送るべき全体の合成信号を生成する。

【００７２】上記実施形態に使用されているマイクロフォンは、好ましくは全指向性マイク
ロフォンである。

【００７３】全指向性動作モードで２つのマイクロフォンを使用するとき、両方のマイクロ
フォンが電気的雑音信号Ｎを発生する。これらの２つの雑音（ノイズ）信号は同
様な電力：｜Ｎ_back｜＝｜Ｎ_front｜を有する。ここで、Ｎ_backは後方マイクロフォンBmicからの雑音信号、Ｎ_front
は前方マイクロフォンFmicからの雑音信号である。

【００７４】雑音信号Ｎは、ランダム信号である。したがって、結果的に生じる信号振幅は
、単一の振幅の２倍より小さい。したがって、３dBの雑音減少が生じる。合計雑
音信号は、 → により計算することができる。

【００７５】本発明による切り換えコントローラを含む補聴器の新規な前段部を用いれば、
さまざまな指向特性パターンを制御可能に実現することができることが示された
。

【図面の簡単な説明】

【図１】米国特許第5,757,933号の従来の補聴器の概略的なブロック図である。

【図２】全指向特性とさまざまな指向形との間で生じる図１の補聴器の受音特性の変化
、ならびにここで使用されている前方および後方マイクロフォンの振幅特性に同
時に生じる変化を示すグラフである。

【図３】全指向特性とさまざまな指向形との間で生じる図１の補聴器の受音特性の変化
、ならびにここで使用されている前方および後方マイクロフォンの振幅特性に同
時に生じる変化を示すグラフである。

【図４】全指向特性とさまざまな指向形との間で生じる図１の補聴器の受音特性の変化
、ならびにここで使用されている前方および後方マイクロフォンの振幅特性に同
時に生じる変化を示すグラフである。

【図５】全指向特性とさまざまな指向形との間で生じる図１の補聴器の受音特性の変化
、ならびにここで使用されている前方および後方マイクロフォンの振幅特性に同
時に生じる変化を示すグラフである。

【図６】本発明による補聴器の第１実施形態の前段部の概略的構成を示している。

【図７】図６に示された補聴器に関する、図２〜図５のグラフに対応したグラフである
。

【図８】図６に示された補聴器に関する、図２〜図５のグラフに対応したグラフである
。

【図９】図６に示された補聴器に関する、図２〜図５のグラフに対応したグラフである
。

【図１０】図６に示された補聴器に関する、図２〜図５のグラフに対応したグラフである
。

【図１１】第２実施形態の概略的構成を示している。

【図１２】第３実施形態の同様な概略的構成を示している。

【図１３】図６に示された構成のさらなる改良を概略的に示している。

【図１４】本発明を具現した補聴器のさらなる発展例を示している。

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１２月２６日（２００１．１２．２６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【００２９】前方マイクロフォンFmicの出力信号は合成回路６へ与えられる。後方マイクロ
フォンBmicの出力信号は、合成回路４の第１入力に与えられるとともに可制御減
衰器または可制御増幅器１へ送られる。この減衰器または増幅器のゲインは０か
ら１まで、すなわち、無増幅から全増幅まで制御可能に変化させることができる
。この切り換え（変化）は、スイッチ切り換え式で、または制御された漸次的変
化式で実行してもよい。これは、０と１との間のいずれの増幅も制御可能に達成
できることを意味している。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【００３１】可制御減衰器または増幅器２の出力信号は、もしあれば、合成回路４の第２入
力へ与えられる。合成回路４の出力信号は、もしあれば、可制御遅延素子３へ与
えられる。この遅延素子の遅延は、最短の１μｓから1000μｓ以上まで制御する
ことができる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【００５３】図７〜図10は、図６に示された前段部を具現した補聴器の受音特性および振幅
応答のグラフであり、図２〜図５のグラフに対応し、これらの図面と同一の参照
番号を使用している。図７および図８から明らかなように、受音特性の、ユーザ
の前方領域を表す部分は、全指向特性NDおよびさまざまな指向性形Ｄ１〜Ｄ10間
の切り換えの影響を受けず、また、図９に示されているように、ユーザの前方領
域から受信された信号の振幅応答は、切り換えの影響を受けず、ユーザの背後領
域から届く音を抑制するための受音特性の変化に関係なく、同一に保たれる。こ
れによって、全指向特性が使用される静かな状況でユーザの聴覚障害を補償する
ように補聴器の調整または適合をしておけば、受音特性の指向性形を使用するも
っと騒がしい環境で補聴器を使用するときも、最適な聴音性能を与えるであろう
。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図面の簡単な説明】

【図２】全指向特性とさまざまな指向形との間で生じる図１の補聴器の１KHzで測定さ
れた受音特性の変化を示すグラフである。

【図３】全指向特性とさまざまな指向形との間で生じる図１の補聴器の100Hzで測定さ
れた受音特性の変化を示すグラフである。

【図４】図１の補聴器で使用されている前方マイクロフォンの振幅特性に生じる変化を
示すグラフである。

【図５】図１の補聴器で使用されている後方マイクロフォンの振幅特性に生じる変化を
示すグラフである。

【図７】図６に示された補聴器に関する図２のグラフに対応するグラフである。

【図８】図６に示された補聴器に関する図３のグラフに対応するグラフである。

【図９】図６に示された補聴器に関する図４のグラフに対応するグラフである。

【図１０】図６に示された補聴器に関する図５のグラフに対応するグラフである。

【図１１】第２実施形態の概略的構成を示している。

【手続補正７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図４】

【手続補正８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図５】

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図９】

【手続補正１０】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１０】

【手続補正１１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１４】

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】で決定される。omniは好ましくは０≦omni≦１の範囲の調節可能な減衰制御パラメータであり、Ｔは、第１および第２マイクロフォン手段間の音響遅延に対応した時間遅延である。結果的に、補聴器の位相関係、時間遅延および振幅特性にほとんど影響を与えることなく、全指向特性と指向特性のいずれかの所望の形との間の切り換えが、滑らかな切り換えとして実施される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】離隔配置された第１および第２受音マイクロフォン手段（Fmic
、Bmic）と、上記マイクロフォン手段から供給された信号を処理する信号プロセ
ッサと、上記信号プロセッサからの出力信号に応答して音信号を発生する出力ト
ランスドューサとを備えた補聴器の受音特性の指向性を制御するために、上記受
音特性を全指向特性と指向特性との間で切り換えるステップ、ならびに補聴器を
上記指向特性で動作させるとき、上記第１および第２マイクロフォン手段から供
給された信号を合成して全体の合成信号にするステップを含み、少なくとも１つ
の信号に調節可能な時間または位相の遅延を加えるようにした方法において、全指向特性から指向特性への、またはその逆の受音特性の上記切り換えが、上
記第１および第２マイクロフォン手段からの信号（Ｘ_front、Ｘ_back）の両方か
ら派生した信号の制御された減衰および時間または位相の制御された遅延を行っ
た後、調節可能な減衰制御パラメータ（omni）および遅延（Ｔ）を用いて上記の
全体の合成信号（Ｙ）を生成することによって実施され、それによって、上記の
全体の合成信号（Ｙ）が、で決定され、補聴器の位相関係、時間遅延および振幅特性にほとんど影響を与え
ることなく、上記全指向特性および上記指向特性のいずれかの所望の形の間で滑
らかな切り換えとして補聴器を切り換えることを特徴とする方法。
【請求項２】上記第１マイクロフォン手段（Fmic）からの減衰信号に調節可
能な時間または位相の遅延を加えた後、この遅延信号を上記第２マイクロフォン
手段（Bmic）からの減衰信号から減算し、この減算の結果を上記第１マイクロフ
ォン手段（Fmic）から直接的に供給される信号と合成することによって上記の全
体の合成信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】上記の時間または位相の遅延を加える前に、上記第１マイクロ
フォン手段（Fmic）からの減衰信号を上記第２マイクロフォン手段（Bmic）から
の信号と合成して第１合成信号にすることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】上記の全体の合成信号を上記第１合成信号から減算することを
特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】上記第１合成信号から減算する前に、上記全体の合成信号を減
衰させることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】上記第１および第２マイクロフォン手段（Fmic、Bmic）からの
信号を加算および減算手段に供給し、上記加算および上記減算手段から生じた信
号に調節可能な時間または位相の遅延を加え、上記減算手段からの時間または位
相の遅延信号を上記減算手段から直接的に供給された信号に加算した後、ファク
ター（１−omni）／２で減衰させ、上記加算手段からの時間または位相の遅延信
号を上記加算手段から直接的に供給された信号から減算した後、ファクター（１
＋omni）／２で減衰させることによって、第１および第２減衰信号を生成し、上
記第１および第２減衰信号を加算することによって、上記の全体の合成信号を生
成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】上記調節可能なパラメータ（omni）は、上記派生信号の減衰と
ほぼ同じであることを特徴とする請求項１から６のいずれかに１項に記載の方法
。
【請求項８】上記調節可能なパラメータ（omni）は、０≦omni≦１の範囲内
の値を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】離隔配置された第１および第２受音マイクロフォン手段（Fmic
、Bmic）と、上記マイクロフォン手段から供給された信号を処理する信号プロセ
ッサと、上記信号プロセッサからの出力信号に応答して音信号を発生する出力ト
ランデューサとを備え、さらに、受音特性を全指向特性と指向特性との間で切り
換えるための切り換え制御手段と、上記指向特性で動作するとき、上記第１およ
び第２マイクロフォン手段（Fmic、Bmic）からの信号を合成して、全体の合成信
号を生成して上記信号プロセッサへ供給する合成手段（４、５、６；12、13、16
、17）とを備え、少なくとも１つの信号の位相遅延変形を生成するために調節可
能な時間または位相の遅延手段（３；14、15）を設けた、受音特性の指向性が制
御可能な補聴器において、上記切り換え制御手段は、上記第１および第２マイクロフォン手段（Fmic、Bm
ic）の両方からの信号（Ｘ_front、Ｘ_back）からそれぞれ派生した信号に作用す
る可制御減衰手段（２、１；18、19）、および可制御時間または可制御位相遅延
手段（３；14、15）を含み、上記減衰および位相遅延手段（１〜３；14、15、18
、19）は、調節可能な減衰制御パラメータ（omni）および遅延（Ｔ）を用いて上
記全体の合成信号（Ｙ）を生成するように制御され、これによって、上記の全体
の合成信号（Ｙ）が、で決定され、補聴器の位相関係、時間遅延および振幅特性にほとんど影響を与え
ることなく、上記全指向特性および上記指向特性のいずれかの所望の形の間で滑
らかな切り換えとして補聴器を切り換えることを特徴とする補聴器。
【請求項１０】上記減衰手段は第１および第２減衰手段（１、２）を含み、
上記第１減衰手段（２）の出力が、上記時間または位相遅延手段（３）に接続さ
れ、上記時間または位相遅延手段（３）の出力が、減算手段（５）の負入力に接
続され、上記減算手段（５）の正入力が、上記第２減衰手段（１）に接続されて
おり、上記減算手段（５）および上記第１マイクロフォン手段（Fmic）の出力信
号が合成手段（６）に接続されて、上記の全体の合成信号（Ｙ）が生成されるこ
とを特徴とする請求項９に記載の補聴器。
【請求項１１】上記第１減衰手段（２）の出力は、加算手段（４）の第１入
力に接続されており、上記加算手段（４）は上記第２マイクロフォン手段（Bmic
）に接続された第２入力を有し、上記加算手段（４）の出力が上記時間または位
相遅延手段（３）に接続されていることを特徴とする請求項10に記載の補聴器。
【請求項１２】上記時間または位相遅延手段（３）は、それぞれ上記第１お
よび第２マイクロフォン手段（Fmic、Bmic）に接続された別個の第１および第２
遅延ユニット（３ａ、３ｂ）を含み、上記減衰手段は、上記第１遅延ユニット（
３ａ）と上記減算手段（５）との間に接続された第１減衰手段（２）を含むこと
を特徴とする請求項９または10に記載の補聴器。
【請求項１３】上記全体の合成信号（Ｙ）を生成する上記合成手段（６）の
出力は、フィードバックループを介して減算手段（10）の負入力に接続されてお
り、上記減算手段（10）の正入力が、上記加算手段（４）の出力に接続されてい
ることを特徴とする請求項11に記載の補聴器。
【請求項１４】上記フィードバックループ内に第３減衰手段（11）が含まれ
ていることを特徴とする請求項13に記載の補聴器。
【請求項１５】上記切り換え手段は、上記第１および第２マイクロフォン手
段（Fmic、Bmic）に接続された第１加算回路（12）と、上記第１マイクロフォン
手段（Fmic）に接続された正入力および上記第２マイクロフォン手段（Bmic）に
接続された負入力を有する第１減算回路（13）と、それぞれ上記第１減算および
第１加算回路（13、12）に接続された第１および第２の時間または位相遅延素子
（14、15）と、上記第１減算回路（13）と上記第１時間または位相遅延装置（14
）から与えられた信号を加算する第２加算回路（16）と、上記第１加算回路（12
）に接続された正入力および上記第２時間または位相遅延装置（15）に接続され
た負入力を有する第２減算回路（17）と、上記第２加算回路（16）からの信号に
ファクター（１−omni）／２の減衰を施す第１可制御減衰器（18）と、上記第２
減算回路（17）からの信号に定数（１＋omni）／２の減衰を施す第２可制御減衰
器（19）と、上記第１および第２減衰器（18、19）からの信号を加算して上記の
全体の合成信号を生成する第３加算回路（20）とを含むことを特徴とする請求項
97に記載の補聴器。
【請求項１６】上記調節可能なパラメータ（omni）は、上記派生信号の減衰
とほぼ同じであることを特徴とする請求項９から15のいずれか１項に記載の補聴
器。
【請求項１７】上記調節可能なパラメータ（omni）は、０≦omni≦１の範囲
内の値を有することを特徴とする請求項９から16のいずれか１項に記載の補聴器
。