JP2004146926A

JP2004146926A - 聴覚補助装置

Info

Publication number: JP2004146926A
Application number: JP2002307097A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Nakatani; 中谷　陽一郎
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】聴覚補助装置において複雑な構成とすることなくハウリングマージンを向上させてハウリングを防止する。
【解決手段】双指向性マイク素子３ａは頭骨１の外側において前方指向性感度領域５ｆと後方指向性感度領域５ｒを有し、イヤフォン４及び外耳道７の方向の指向感度特性が他の方向より低く構成されている。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、難聴者の聴覚を補助する聴覚補助装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の聴覚補助装置、いわゆる補聴器は、イヤフォンが外耳内に収まるように無指向性のマイク素子とイヤフォンが筐体内に収納され、マイク素子で拾った音声をマイクアンプで増幅し、イヤフォンから拡大した音声を発生させ、外耳に流し込むように構成されている。
【０００３】
図９は従来の聴覚補助装置（補聴器）の平面図を示し、難聴者の右耳に装着した状態を示す。図９において、矢印で示す下方向が難聴者の頭骨１の前方向ｆであり、また、難聴者の耳介２、外耳道７、聴覚神経８が示されている。補聴器は、ダイヤフラム中心軸１０が外耳道７の方向と一致するように配置されて３６０度に対して無指向性（図の無指向性感度領域５）のマイク素子３と、不図示の増幅器と、外耳道７に対向するように配置されたイヤフォン４が筐体１００内に一体に組み合わされて構成され、イヤフォン４の部分が外耳道７に装着して使用される。無指向性マイク素子３でピックアップされた音声信号は、増幅器で増幅され、自然の音声に対して強調された音声振動となってイヤフォン４から外耳道７に入力され、聴覚神経８で察知される。
【０００４】
ところで、補聴器は、難聴度が大きくなった場合、無指向性マイク素子３の音声信号をより大きく増幅し、大きな音量でイヤフォン４を鳴らす必要がある。しかしながら、従来の補聴器は、この強調されたイヤフォン４の音声が無指向性マイク素子３に入力すると正帰還が掛かった状況となり、ハウリングが発生し易い欠点があった。
【０００５】
そこで、ハウリング対策の従来例としては、例えば特許文献１に示すようにウィンドウカバーの導音管と対向する部分に遮音壁を設けるとともに、ウィンドウカバーの側面にマイクロフォンの音孔につながる音の取り入れ口を設ける構造が提案されている。また、他の従来例としては、イヤフォン４の音声がマイク素子３側に戻り難くするために、イヤフォン４とマイク素子３を離すか、イヤフォン４からの出力音声がマイク素子３部分に戻りにくくするためにイヤフォン４の先端部分が外耳道７の内部の壁面と密着するように、難聴者の外耳形状に合わせるか、イヤフォン４の先端部をシリコンゴムのヒダ状のパッキング構造とし、外耳壁面と密着させ音声の戻りを減少させる構成としていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−２５１６９８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来例の問題点に鑑み、複雑な構成とすることなくハウリングマージンを向上させてハウリングを防止することができる聴覚補助装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、マイク素子のイヤフォン及び外耳道の方向の指向感度特性が他の方向より低くなるようにしたものである。
【０００９】
すなわち本発明によれば、イヤフォンが外耳内に収まるようにマイク素子と前記イヤフォンが筐体内に収納された聴覚補助装置において、
前記イヤフォン及び外耳道の方向における前記マイク素子の指向感度特性が、他の方向より低く構成されていることを特徴とする聴覚補助装置が提供される。
【００１０】
また、前記マイク素子が、前記イヤフォン及び外耳道の位置の外側において頭骨の前方領域と後方領域の両方に指向感度特性を有することは、本発明の好ましい態様である。また、前記マイク素子が、前記イヤフォン及び外耳道の位置の外側において頭骨の横方向に指向感度特性を有することは、本発明の好ましい態様である。さらに、前記マイク素子が前記イヤフォン及び外耳道の方向に指向感度特性を有する複数のマイク素子により構成され、前記イヤフォン及び外耳道の方向における前記複数のマイク素子の各出力信号の位相を逆にして混合することにより、前記イヤフォン及び外耳道の方向の指向感度特性を他の方向より低くするよう構成することは、本発明の好ましい態様である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明に係る聴覚補助装置の第１の実施の形態を示す構成図であり、難聴者の右耳に装着した状態を示す。図１では、従来例（図９参照）における無指向性マイク素子３の代わりに、難聴者の頭骨１の外側において前方向ｆ（前方指向性感度領域５ｆ）と後方向ｒ（後方指向性感度領域５ｒ）の双方向の指向性を有するマイク素子（以下、双指向性マイク素子３ａ）が設けられている。他の構成は従来例と同じである。
【００１２】
図１において、双指向性マイク素子３ａのダイヤフラムの補聴者の頭骨１の前後方向ｆ、ｒの位置をイヤフォン４及び外耳道７と同じ位置とし、ダイヤフラム中心軸１０の方向と補聴者の頭骨１の前後方向ｆ、ｒが平行になるように構成すると、双指向性マイク素子３ａの指向性は、ダイヤフラム中心軸１０上の前後１８０度方向に前方指向性感度領域５ｆと後方指向性感度領域５ｒにより、頭骨１の外側において前後方向ｆ、ｒに８の字型の指向感度特性を得ることができる。一方、双指向性マイク素子３ａの位置に対して、ダイヤフラム中心軸１０から９０度シフトした外耳道７の方向（図では右方向Ｌ）は、指向感度が最小となる。すなわち、この９０度方向Ｌにイヤフォン４及び外耳道７が位置するように構成すれば、双指向性マイク素子３ａはイヤフォン４から発生する音声に対して最も低感度となり、ハウリングマージンを大きくすることができる。
【００１３】
＜第２の実施の形態＞
図２は第２の実施の形態を示し、従来例における無指向性マイク素子３の代わりに、難聴者の頭骨１の横方向外側方向（図では左方向Ｒ）に対してのみ指向性（単一指向性感度エリア５ａ）を有するマイク素子（以下、単一指向性マイク素子ともいう）３ｂが設けられている。他の構成は従来例と同じである。
【００１４】
図２において、マイク素子３ｂのダイヤフラム中心軸１０をイヤフォン４及び外耳道７の方向と一致させると、ダイヤフラム中心軸１０の頭骨１の横方向外側が最大感度方向となり、逆にダイヤフラム中心軸１０の頭骨１の横方向内側が低感度方向となる。すなわち、このダイヤフラム中心軸１０の頭骨１の横方向外側に対して１８０度方向にイヤフォン４及び外耳道７が位置するように構成すれば、単一指向性マイク素子３ｂはイヤフォン４から発生する音声に対して最も低感度となり、ハウリングマージンを大きくすることができる。
【００１５】
なお、図２では、単一指向性マイク素子３ｂの開口部の方向は、頭骨１に対して１８０度であるが、頭骨１のやや前方向になるように配置しても、同様な効果を得ることができる。
【００１６】
＜第３の実施の形態＞
図３は第３の実施の形態を示し、図２（第２の実施の形態）に示す構成に対して、頭骨１の前方向ｆに指向性を有するように反射板１３が追加されている。すなわち、図２において単一指向性マイク素子３ｂの最大感度方向Ｒに反射板１３を追加することにより、頭骨１の前方向ｆに指向性を曲げて人間の指向性に近づけるとともに、ダイヤフラム中心軸１０の頭骨１の横方向外側方向Ｒに対して１８０度方向Ｌにイヤフォン４及び外耳道７が位置するように構成することにより、単一指向性マイク素子３ｂはイヤフォン４から発生する音声に対して最も低感度となり、ハウリングマージンを大きくすることができる。
【００１７】
なお、図３においても同様に、単一指向性マイク素子３ｂの開口部の方向は、頭骨１に対して１８０度であるが、頭骨１のやや前方向になるように配置して反射板１３により頭骨１の前方向ｆに指向性を曲げても、同様な効果を得ることができる。
【００１８】
＜第４の実施の形態＞
図４は第４の実施の形態を示し、単一指向性マイク素子３ｂと双指向性マイク素子３ａを組み合わせ、それぞれの出力信号を混合ミキシングし、混合比と位相を制御することで、人間の聴覚指向性に近づけ、かつイヤフォン４及び外耳道７が位置する方向の指向感度を低下させ、ハウリングマージンを確保できるように構成されている。
【００１９】
図４において、単一指向性マイク素子３ｂのダイヤフラム中心軸１０を横方向としてイヤフォン４及び外耳道７の方向に一致させ、開口部を補聴者の頭骨１の外側に向けると、単一指向性マイク素子３ｂ単独では補聴者の頭骨１の横方向外側に単一指向性感度エリア５ａが得られる。さらに、双指向性マイク素子３ａのダイヤフラム中心軸１０を補聴者の頭骨１の前後方向に平行に、また、ダイヤフラム中心軸１０をイヤフォン４及び外耳道７の方向に一致させると、双指向性マイク素子３ａ単独では補聴者の頭骨１と平行な前後方向に８の字状の双方向感度特性５ｆ、５ｒが得られる。
【００２０】
ここで、双指向性マイク素子３ａでは、開口部の前面と後面では位相関係が逆特性であるため、単一指向性マイク素子３ｂの出力と、双指向性マイク素子３ａの出力の補聴者の頭骨１の前部位相を合致させて混合すると、その合成指向性感度は、補聴者の頭骨１の前方向ｆでは指向感度が加算された前方指向感度特性５ｆｍｉｘが得られ、この前方指向感度特性５ｆｍｉｘは音源に対して感度が高く、指向性がワイドになる。また、補聴者の頭骨１の後ろ方向ｒでは、指向感度が減算された後方指向感度特性５ｒｍｉｘが得られ、この後方指向感度特性５ｒｍｉｘは感度が低く、指向性が狭くなる。なお、逆接続では前後反対の指向感度特性が得られる。
【００２１】
すなわち、人間の耳の指向感度特性に近い形で構成でき、更にマイク感度が低下する方向にイヤフォン４及び外耳道７が位置するため、ハウリングが発生しにくい構成とすることができる。なお、各マイク素子３ａ、３ｂの位置関係は、必ずしも正確にイヤフォン４及び外耳道７の方向である必要はなく、マイク素子３ａ、３ｂの指向性特性と聴覚補助装置のハウリングマージンから効果が期待できる構成であれば、位置関係をトリミングし、合成指向特性を更に補聴者の頭骨１に対して前方に設定してもよい。
【００２２】
＜第５の実施の形態＞
図５は第５の実施の形態を示し、横方向に８の字型の指向感度特性５Ｒ、５Ｌを有する双指向性マイク素子３ａと無指向性マイク素子３を組み合わせ、それぞれのマイク振動板を同軸か、近傍に位置させる。双指向性マイク素子３ａは、８の字型の指向感度方向に対して位相関係が逆のパターンであって、例えば補聴者の頭骨１に対して側面外部側を正相としてイヤフォン４及び外耳道７側を逆相とする。また、無指向性マイク素子３の音声出力を正相として混合すると、補聴者の頭骨１に対して側面外部方向の合成指向感度５ｍｉｘは、双指向性マイク素子３ａと無指向性マイク素子３共に同相となり出力感度は大きくなる。
【００２３】
逆にイヤフォン４及び外耳道７側の合成指向感度５ｍｉｘは、双指向性マイク素子３ａの音声出力位相が無指向性マイク素子３と逆位相となり、２つのマイク素子３ａ、３への音声振動入力に対する音声出力信号が互いに打ち消し合い出力信号は低下する。すなわち、イヤフォン４及び外耳道７側での２つのマイク素子３ａ、３の出力感度が一致するよう混合すれば、イヤフォン４及び外耳道７側の合成指向感度５ｍｉｘを大きく減ずることができ、聴覚補助装置のハウリングマージンを拡大することができる。
【００２４】
なお、双指向性マイク素子３ａの補聴者の頭骨１に対して側面外部方向の音声出力が逆相の場合は、無指向性マイク素子３の音声出力を逆相とし、イヤフォン４及び外耳道７側での２つのマイク素子３ａ、３の出力感度が一致するよう混合しても、イヤフォン４及び外耳道７側の指向感度を大きく減ずることができ、聴覚補助装置のハウリングマージンを拡大することができる。
【００２５】
また、図５でも同様に、双指向性マイク素子３ａと無指向性マイク素子３の開口部の軸方向は、補聴者の頭骨１に対して真横方向でなく、補聴者頭骨１前部方向ｆに指向性方向をやや傾けても同様の効果を得ることができる。
【００２６】
＜第６の実施の形態＞
図６は第６の実施の形態を示し、横方向外側に単一指向性感度エリア５ａを有する単一指向性マイク素子３ｂと無指向性マイク素子３を組み合わせ、各マイク振動板を同軸か、近傍に位置させた構成である。単一指向性マイク素子３ｂの感度（単一指向性感度エリア５ｂ）を補聴者の頭骨１に対して側面外部に指向感度が大きく、イヤフォン４及び外耳道７側に対して小さくなるように設定する。単一指向性マイク素子３ｂでは、開口部と反対方向に対して指向感度が低下するが感度は０とはならず、一般的に開口部に対して−１０数ｄＢ〜２０数Ｂ程度存在する。
【００２７】
ここで、単一指向性マイク素子３ｂの開口部と反対方向に対する指向感度分をキャンセルするために、無指向性マイク素子３の音声出力を単一指向性マイク素子３ｂの音声出力に対して逆相とし、音声出力レベルを単一指向性マイク素子３ｂのイヤフォン４及び外耳道７側の指向感度と同レベルに設定し混合すると、合成指向感度５ｍｉｘは、イヤフォン４及び外耳道７側の音声振動に対しては互いの音声出力信号が互いに打ち消し合い出力信号は低下する。すなわち、イヤフォン４及び外耳道７側の指向感度を大きく減ずることができ、ハウリングマージンを拡大することができる。
【００２８】
なお、この場合、単一指向性マイク素子３ｂの開口部方向の感度への影響は、無指向性マイク素子３の出力の逆相成分が−２０ｄＢ前後であり、ほとんど無い。また、単一指向性マイク素子３ｂの１８０度方向の指向感度位相が開口部と逆位相の場合は、無指向性マイク素子３の音声出力位相は変えずに混合し、単一指向性マイク素子３ｂの１８０度方向の指向感度を最小とし、ハウリングマージンを稼いでもよい。
【００２９】
また、図６においても同様に、単一指向性マイク素子３ｂと無指向性マイク素子３の開口部の軸方向は、補聴者の頭骨１に対して真横方向であるが、補聴者頭骨１前部方向ｆにやや傾けても同様の効果を得ることができる。
【００３０】
図６の単一指向性マイク素子３ｂと無指向性マイク素子３とを組み合わせた例では、無指向性マイク素子３の出力から単一指向性マイク素子３ｂの出力を減算する方法でもよい。この場合、単一指向性マイク素子３ｂの指向方向である開口部を外耳道７方面に向け、イヤフォン４及び外耳道７方向からの音声振動を単一指向性マイク素子３ｂでピックアップし、この音声出力成分を無指向性マイク素子３出力から減算する。すなわち、補聴者の頭骨１周辺の音声を無指向性マイク素子３がピックアップし、イヤフォン４及び外耳道７方向の音声振動を単一指向性マイク素子３ｂと無指向性マイク素子３が同時にピックアップする。
【００３１】
そして、イヤフォン４及び外耳道７方向の音声振動に対する単一指向性マイク素子３ｂの音声出力を逆相とし、同方向での無指向性マイク素子３の音声出力レベルと同レベルに設定し混合すると、イヤフォン４及び外耳道７側の音声振動に対しては、互いの音声出力信号が互いに打ち消し合い出力信号は低下する。すなわち、イヤフォン４及び外耳道７側の指向感度を大きく減ずることができ、聴覚補助装置のハウリングマージンを拡大することができる。
【００３２】
＜第７の実施の形態＞
図７は第７の実施の形態を示し、単一指向性マイク素子３ｂを２個使用した例であり、２つのマイク素子３ｂ−１、３ｂ−２は同軸上又は近傍に、互いの指向性方向を反対方向に設定し、ダイヤフラム中心軸１０がイヤフォン４及び外耳道７方向近傍となるように設定する。ここで、メインマイクである単一指向性マイク素子３ｂ−１の開口部を外耳から横方向外側に対して向けることによって横方向外側に指向感度を有するマイク１指向感度エリア５ｂ−１が得られる。また、同時にサブマイクである単一指向性マイク素子３ｂ−２によってマイク１指向感度エリア５ｂ−１とは反対方向のイヤフォン４及び外耳道７側（横方向内側）に指向感度を有するマイク２指向感度エリア５ｂ−２が構成される。
【００３３】
このような、マイク設定と指向感度エリア構成において、サブマイクである単一指向性マイク素子３ｂ−２の音声出力を逆位相で、メインマイクである単一指向性マイク素子３ｂ−１の音声出力に混合すると、マイク１指向感度エリア５ｂ−１のイヤフォン４及び外耳道７の方向は、指向感度が低くなるが、この指向感度音声出力とサブマイクである単一指向性マイク素子３ｂ−２のイヤフォン４及び外耳道７方向の音声出力が同じレベルに混合されることによって、メインマイクである単一指向性マイク素子３ｂ−１の指向感度特性をイヤフォン４及び外耳道７方向において更に大きく減ずることができる。すなわち、合成指向感度５ｍｉｘがイヤフォン４及び外耳道７方向からの音声振動の影響を受けにくく、聴覚補助装置のハウリングマージンを大きくすることができる。
【００３４】
なお、単一指向性マイク素子３ｂ−１の１８０度方向の指向感度位相が開口正面部の位相と逆相の場合は、単一指向性マイク素子３ｂ−２出力とは同相で混合すれば単一指向性マイク素子３ｂ−１の１８０度指向感度をキャンセルすることができ、同様にハウリングマージンを稼ぐことができる。また、図７おいても同様に、単一指向性マイク素子３ｂ−１、３ｂ−２の開口部の軸向は、補聴者の頭骨１に対して真横方向であるが、補聴者頭骨１前部方向ｆにやや傾斜させ、合成指向性方向を前方方向にやや傾けても同様の効果を得ることができる。
【００３５】
＜第８の実施の形態＞
図８は第８の実施の形態を示し、横方向に指向感度を有する双指向性マイク素子３ａと単一指向性マイク素子３ｂを組み合わせた例であり、２つのマイク素子３ａ、３ｂはダイヤフラム中心軸１０が同軸上又は近傍であり、また、ダイヤフラム中心軸１０がイヤフォン４及び外耳道７方向と一致するように設定する。この設定によって双指向性マイク素子３ａの指向性は、双指向感度エリア５Ｒ、５Ｌのように補聴者外耳付近のダイヤフラムを中心に横方向に８の字状に形成される。一方、単一指向性マイク素子３ｂの指向感度方向をイヤフォン４及び外耳道７方向に設定すると、イヤフォン４及び外耳道７の方向に指向感度の高い指向感度エリア５が形成される。
【００３６】
そして、双指向性マイク素子３ａの入力音声振動に対する音声出力は、前面（右側エリア５Ｒ）が正相、裏面（左側エリア５Ｌ）が逆相であり、単一指向性マイク素子３ｂの音声出力位相がイヤフォン４及び外耳道７方向に対して正相であるとき、２つのマイク素子３ａ、３ｂの音声出力を同一レベルに混合すると、それぞれのイヤフォン４及び外耳道７方向の音声出力位相は互いに逆相関係に有るため、合成指向感度５ｍｉｘは、イヤフォン４及び外耳道７方向の指向感度を大きく減ずることができ、聴覚補助装置のハウリングマージンを大きくすることができる。
【００３７】
なお、図８においても同様に、双指向性マイク素子３ａと単一指向性マイク素子３ｂの開口部の軸方向は、補聴者の頭骨１に対して真横方向であるが、補聴者頭骨１前部方向ｆにやや傾斜させ、合成指向性方向を前方方向にやや傾けても同様の効果を得ることができる。
【００３８】
なお、双指向性マイク素子３ａと単一指向性マイク素子３ｂの関係において、単一指向性マイク素子３ｂを補聴者の頭骨１に対して横方向外側を指向感度方向とし、単一指向性マイク素子３ｂのイヤフォン４及び外耳道７方向の音声出力と双指向性マイク素子３ａのイヤフォン４及び外耳道７方向の音声出力が同レベルで互いに逆相となるよう構成すれば、２つの信号を混合することによって、合成指向感度５ｍｉｘはイヤフォン４及び外耳道７方向の指向感度を大きく減ずることができ、聴覚補助装置のハウリングマージンを大きくすることができる。また、この場合も同様にマイク素子軸方向を補聴者頭骨１前部方向ｆにやや傾斜させ、合成指向性方向を前方方向ｆにやや傾けても同様の効果を得ることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、マイク素子のイヤフォン及び外耳道の方向の指向感度特性が他の方向より低くなるようにしたので、複雑な構成とすることなくハウリングマージンを向上させてハウリングを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態として双指向性マイクを使用した聴覚補助装置を示す構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態として単一指向性マイクを使用した聴覚補助装置を示す構成図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態として単一指向性マイク及び反射板を使用した聴覚補助装置を示す構成図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態として双指向性マイク及び単一指向性マイクを使用した聴覚補助装置を示す構成図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態として双指向性マイク及び無指向性マイクを使用した聴覚補助装置を示す構成図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態として単一指向性マイク及び無指向性マイクを使用した聴覚補助装置を示す構成図である。
【図７】本発明の第７の実施の形態として単一指向性マイクを２個使用した聴覚補助装置を示す構成図である。
【図８】本発明の第８の実施の形態として双指向性マイク及び単一指向性マイクを使用した聴覚補助装置を示す構成図である。
【図９】従来の聴覚補助装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１　頭骨
３　無指向性マイク素子
３ａ　双指向性マイク素子
３ｂ　単一指向性マイク素子
４　イヤフォン
５ｆ　前方指向性感度領域
５ｒ　後方指向性感度領域
７　外耳道
１０　ダイヤフラム中心軸

Claims

イヤフォンが外耳内に収まるようにマイク素子と前記イヤフォンが筐体内に収納された聴覚補助装置において、
前記イヤフォン及び外耳道の方向における前記マイク素子の指向感度特性が、他の方向より低く構成されていることを特徴とする聴覚補助装置。
前記マイク素子は、前記イヤフォン及び外耳道の位置の外側において頭骨の前方領域と後方領域の両方に指向感度特性を有することを特徴とする請求項１に記載の聴覚補助装置。
前記マイク素子は、前記イヤフォン及び外耳道の位置の外側において頭骨の横方向に指向感度特性を有することを特徴とする請求項１に記載の聴覚補助装置。
前記マイク素子が前記イヤフォン及び外耳道の方向に指向感度特性を有する複数のマイク素子により構成され、前記イヤフォン及び外耳道の方向における前記複数のマイク素子の各出力信号の位相を逆にして混合することにより、前記イヤフォン及び外耳道の方向の指向感度特性を他の方向より低くすることを特徴とする請求項１に記載の聴覚補助装置。