JP2009539332A - 音声信号処理のための方法および装置 - Google Patents

Abstract

音声信号を処理する種々の方法および装置がここに開示される。アセンブリが、着脱可能な口腔内装置の中または上に取り付け、接着または埋め込まれて補聴器アセンブリを形成できる。このような口腔内装置は、ユーザへの振動伝導のために、受信音声信号を増強および／または最適化できる、オーダーメイドのデバイスとすることができる。受信音声信号は、１つ以上の頬部の中および／または外のマイクロホンによって受信した不要な音が除去または軽減されるように、音響エコーをキャンセルするように処理できる。加えて、２つ以上の変換器のそれぞれが特定の周波数範囲内の音を送達する場合には、マルチバンド作動システムを使用できる。また、アセンブリは、伝導振動を介した方向感覚を用いて、ユーザが受信した音声信号の方向認知を模倣できる。別の特徴には、主音声信号とともに振動によって副音声信号をユーザに伝導する能力が挙げられる。

Description

（関連出願の引用）
本願は、米国仮特許出願第６０／８０９，２４４号（２００６年５月３０日出願）および同第６０／８２０，２２３号（２００６年７月２４日出願）、ならびに出願日が全て２００７年２月７日である米国特許出願第１１／６７２，２５０号、同第１１／６７２，２５０号、同第１１／６７２，２７１号および同第１１／６７２，２７１号の優先権の利益を主張するものであり、各出願は、その全体を参考として本明細書に援用される。

（発明の分野）
本発明は、歯、または口腔内および／または周辺の骨構造を介した振動として、音声信号を送信するために、該信号を処理および／または増強する方法および装置に関する。より具体的には、本発明は、送信信号が、ユーザが受信した聴覚信号と相関するように、歯、または口腔内および／または周辺の骨構造を介した音伝導によって音声信号を送信するために、音声信号を受信し、該信号を処理してその品質を向上させる、および／または種々の聴覚的特徴を模倣（ｅｍｕｌａｔｅ）する方法および装置に関する。

米国における聴覚障害は、３１，０００，０００人（人口の約１３％）以上に及んでいる。慢性的な状態として、聴覚障害の発生率は、心臓病および心臓病に類似したものの発生率に匹敵し、聴覚障害の発生率は、年齢とともに急激に増加する。

聴力障害を有する者の大多数は、十分に適合した高品質の聴覚デバイスによって補助することができるが、聴覚障害者の総人口のうちのわずか２２％しか聴覚デバイスを保有していない。現在の製品および流通方法では、米国だけで、聴覚障害のある２０，０００，０００人以上の人に、充足させることも届けることもできない。

聴覚障害は、人間の生活の質および精神的幸福に悪影響を与える。聴覚障害のある人は、しばしば、会話を理解できないことによるフラストレーションを回避するために、社会的な交流から遠ざかってしまう。最近の研究では、聴覚障害によって、ストレスレベルが増加し、自信が無くなり、社交性が無くなり、また、仕事場での効率が低下することを示している。

人間の耳は、概して外耳、中耳、および内耳の３つ領域を備える。外耳は、概して、外側の耳介と外耳道とを備え、音が通って中耳に到達する管状の経路である。外耳は、鼓膜によって中耳から隔てられる。中耳は、概して、小骨として知られている３つの小さな骨を備え、これらは、鼓膜から内耳への機械的な伝導体を形成する。最後に、内耳は、蝸牛を含み、聴神経に接続された多数の精巧な感覚有毛細胞を収容した、液体で満たされた構造である。

聴覚障害は、伝音性、感音性、またはこれらの組み合わせの観点から分類することもできる。伝音難聴は、一般的に、中耳を通る音の伝達を制限する疾患または障害に起因する。大部分の伝音難聴は、医学的に、または外科的に治療することができる。純粋な伝音難聴は、聴覚障害者の総人口のごく一部を占める（聴覚障害者の総人口の５％未満と推定される）。

感音難聴は、大部分が内耳において生じ、聴覚障害の大部分を占める（聴覚障害者の総人口の９０〜９５％と推定される）。感音難聴（「神経損失」とも呼ばれる）は、主に蝸牛内部での感覚有毛細胞の損傷によって生じる。感音難聴は、加齢、または大きな音の音楽および騒音に長時間晒されることによって自然に生じる。この種の聴覚障害は元に戻すことができず、また、医学的または外科的に治療することができない。しかし、適切に適合した聴覚デバイスを使用することで、個人の生活の質を改善することができる。

従来の聴覚デバイスは、軽度〜高度の感音難聴の治療に使用される最も一般的なデバイスである。これらは、鼓膜への音を増幅する音響デバイスである。これらのデバイスは、４〜６回、聴覚訓練士または聴覚機器の専門家を訪ねることによって、患者の身体的および聴覚的特徴に対して個々にカスタマイズすることができる。このようなデバイスは、概してマイクロホンと、増幅器と、バッテリと、スピーカとを備える。近年、聴覚デバイスメーカは、しばしばデジタル技術を用いて、音声処理の精巧さを増大させて、プログラム化の可能性およびマルチバンド圧縮等の機能を提供している。これらのデバイスは、小型化されて目立たなくなったが、それでも可視的であり、音響的な制限がある。

産業調査では、聴覚デバイスを購入しない主な障害には、ａ）聴覚デバイスの装着に関する抵抗感、ｂ）医療専門家、特にＥＮＴ（ｅａｒ ｎｏｓｅ ｔｈｒｏａｔ：耳鼻咽喉科）医師の一部における反対姿勢、ｃ）認識された性能上の問題に関連する製品価格の課題、ｄ）消費者および医師レベルでの情報および教育の全般的な不足、およびｅ）満足しなかったユーザからの否定的な口コミ、が挙げられることを示している。

蝸牛インプラントのような他のデバイスは、高度〜深刻な聴覚障害があり、ほとんど聞こえない人々（聴覚障害者の総人口の約２％）に対して開発された。蝸牛インプラントの電極は、侵襲的および不可逆的な手術で内耳に挿入される。電極は、ユーザに可聴のキューを提供する電極アレイを介して、聴神経を電気的に刺激するが、通常これは、脳によって普通の音であると解釈されない。ユーザには、概して、期待される利益を達成するように、手術の後に集中的かつ時間をかけたカウンセリングおよび訓練が必要である。

電子式中耳インプラントのような他のデバイスは、概して、聴覚障害者の中耳の中に外科的に配置される。それらは、外部的に装着する構成要素を備えた外科的な埋め込みデバイスである。

聴覚デバイスの製造、装着、および施与は、難解かつ非効率的な工程として残っている。大部分の聴覚デバイスは、将来の購入者それぞれの耳に適合するように、メーカによってオーダーメイドで製造、加工される。外耳道の型穴は、施与者（聴覚訓練士または公認の聴覚機器の専門家）によって採取され、カスタム成形される堅固なプラスチックケーシングの解析および加工のために、メーカに送られる。次いで、手加工で配線した電子機器および変換器（マイクロホンおよびスピーカ）が、ケーシング内に配置され、完成品は、ある程度の期間、一般的には、１〜２週間の後に実施する専門家に送り返される。

最初の診断セッションから最後の微調整セッションまでの、聴覚デバイスを施与するための時間サイクルは、一般的に、数週間、例えば６〜８週間程度の期間に及び、複数の施与者が関わる。

さらに、典型的な補聴デバイスは、暗騒音を除去することができないか、または暗騒音と所望の音とを区別することができない。したがって、患者の聴覚障害の治療を容易にするように、歯、または口腔内および／または周辺の骨構造を介した音伝導によって音声信号を送信するために、音声信号を受信し、処理してその品質を向上させる、および／または種々の聴覚的特徴を模倣する方法および装置が必要である。

電子および変換デバイスを、着脱可能な歯科用装置または口腔内装置の中、またはその上に取り付け、接着し、または埋め込んで、補聴器アセンブリを形成することができる。このような着脱可能な口腔内装置は、従来の歯科用痕跡（ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ)法によって得られた歯の構造の複製モデルを用いて、熱形成プロセスによって作製されたオーダーメイドのデバイスとすることができる。電子および変換器アセンブリは、直接的に、または受信機を介して入力音を受信して、信号を処理および増幅し、処理した音を、歯に連結された、または上顎、下顎、または口蓋の骨構造のような他の骨構造に連結された振動変換素子を介して送信することができる。

少なくとも１つの歯を介して振動を伝達するためのアセンブリは、概して、少なくとも１つの歯の少なくとも一部に適合可能な形状を有するハウジングと、ハウジング内、またはその上に配置され、少なくとも１つの歯と振動的に連絡する作動可能な変換器とを備える。さらに、変換器自体は、電子機器から分離したアセンブリとすることができ、また、咬合表面のような別の歯の表面に沿って配置するか、インプラントしたポストに取り付けるか、あるいは下層の骨の中にねじで埋め込むことができる。

一般的に、ユーザが受信する種々の音声信号の受信および処理では、口腔内装置の種々の構成および受信音声信号の処理を用いて、ユーザに送信される伝導振動を増強および／または最適化することができる。例えば、ユーザの口腔内に１つ以上のマイクロホンが配置された構成では、音響エコーキャンセレーション（Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｅｃｈｏ Ｃｈａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ：ＡＥＣ）のようなフィルタ処理機能を任意選択で用いて、マイクロホンで受信した不要な音を除去または軽減することができる。このような構成では、少なくとも２つの頬部内のマイクロホンを利用して、不要な音（例、噛むこと、飲み込むこと、呼吸、独り言、歯ぎしり等）から、所望の音（例、会話、音楽等のような、体外から受信した音）を分離することができる。

これらの不要な音がフィルタ処理またはキャンセルされない場合、これらの音は、所望の音声信号とともに増幅され、ユーザに対する潜在的に不明瞭な音声品質を助長する場合がある。加えて、音声は、概して、比較的低い音圧レベルで受信され得るが、これは、このような信号が、ユーザから離れた所で発生する可能性が高く、また、ユーザの頬を通過しなければならない場合があり、一方で、不要な音は、ユーザの口腔内で局所的に発生する可能性が高いためである。不要な音のサンプルは、得られた所望の音だけをユーザに振動させるために、１つ以上の変換器を作動させる前に、所望の音と比較して、不要な音を除去または軽減することができる。

音響エコーキャンセレーションから独立した、またはこれと組み合わせた、口腔内装置のための別の処理機能は、音声信号をユーザに伝導することができる効率を促進するマルチバンド作動システムの使用を含むことができる。周波数スペクトル（例、２００Ｈｚ〜１０，０００Ｈｚ）のすべての範囲に対応するのに、単一の交換器を用いるのではなく、１つの変形例では、２つ以上の変換器を用いることができ、各変換器を用いて、特定の周波数範囲の音を送達する。例えば、第１の変換器を用いて２００Ｈｚ〜２０００Ｈｚの周波数範囲の音を送達し、第２の変換器を用いて２０００Ｈｚ〜１０，０００Ｈｚの周波数範囲の音を送達することができる。代替的に、これらの周波数範囲は、離散的なもの、または重なり合ったものとすることができる。個々の変換器は、周波数スペクトルのサブセットだけを扱うように構成することができるので、変換器は、それらの設計においてより効率的なものとなり得る。

複数の変換器を用いることができるさらに別の工程は、受信した音声信号のユーザによる方向認知を模倣するように、伝導振動を介する指向性の利用を含むことができる。口腔内装置による方向性の認知を提供するための一実施例では、２つ以上の変換器を、それぞれの係止部分に沿って、互いに離して配置することができる。一方の変換器を、音声信号に対応して作動させ、他方の変換器を、同じ音声信号であるが、ユーザに対して模倣した方向に対応して意図的に誘導された、位相差、および／または振幅差、および／または遅延差を有する音声信号に対応して作動させることができる。概して、方向音声信号を受信したときに、模倣すべき方向、およびそれぞれの変換器間の分離に基づいて、音声信号に対する特定の位相、および／またはゲイン、および／または遅延の変化を、それぞれの変換器に適用し、一方で、他の変換器に元のままの音声信号を受信させることができる。

口腔内装置および処理能力を用いることができる別の機能は、ユーザに副音声信号を振動によって伝導する能力を含むことができ、例えば、口腔内装置は、副音声源から信号を無線で受信してユーザに伝導するように構成することができる。実施例は、ユーザだけが聞くことができる警報信号、または公共の場所でユーザに伝導される音楽等の送信を含むことができる。したがって、ユーザは、これらの副信号の受信においてプライバシを享受することができ、また、主音声信号を、望まれる環境において、聞くことおよび／または会話することもできる。

図１は、患者の歯列を示すとともに、着脱可能な口腔内装置として、患者の１つまたは複数の歯の上に、またはそれらに対して着脱可能に配置された、補聴デバイスの１つの変形例を示す図である。 図２Ａは、着脱可能な口腔内装置の補聴デバイスを配置する１つの典型的な位置を示す、下顎歯の斜視図である。 図２Ｂは、マウスガードの態様ですべての歯列を覆って配置された装置の形態の、着脱可能な口腔内装置の別の変形例を示す図である。 図２Ｃは、アーチによって支持された、着脱可能な口腔内装置の別の変形例を示す図である。 図２Ｄは、マウスガードとして構成された口腔内装置の別の変形例を示す図である。 図３は、口の外側の送信アセンブリと組み合わせて利用可能であり、デバイスの他の変形例では患者が装着することができる、患者の歯の上に配置された口腔内装置の詳細斜視図である。 図４は、口腔内に受信および変換アセンブリを備えた、外部送信アセンブリを有する口腔内装置デバイスの個々の構成要素の１つの変形例の例示的な構成を示す図である。 図５は、ユーザの口腔内の口腔内装置によってすべてのアセンブリが収容されたデバイスの別の変形例の例示的な構成を示す図である。 図６は、複数の口腔内装置の補聴器アセンブリまたは変換器を、どのように患者の口腔を通じて複数の歯に配置することができるのかを示す一実施例の図である。 図７は、アーチによって支持され、アーチ内に統合されたマイクロホンユニットを有する、着脱可能な口腔内装置の別の変形例を示す図である。 図８Ａは、患者の歯列の舌面または頬面に沿って配置することができる接続部材によって支持された、着脱可能な口腔内装置の別の変形例を示す図である。 図８Ｂ〜８Ｅは、図８Ａの装置の接続支持部材の種々の断面の実施例を示す図である。 図８Ｂ〜８Ｅは、図８Ａの装置の接続支持部材の種々の断面の実施例を示す図である。 図８Ｂ〜８Ｅは、図８Ａの装置の接続支持部材の種々の断面の実施例を示す図である。 図８Ｂ〜８Ｅは、図８Ａの装置の接続支持部材の種々の断面の実施例を示す図である。 図９は、ユーザの口腔周辺に配置され、電子機器および／または変換器アセンブリと無線通信する、少なくとも１つのマイクロホンおよび任意選択の更なるマイクロホンユニットのさらに別の変形例を示す図である。 図１０は、複数の変換器および／または処理ユニットを患者の歯列に沿って配置するための構成のさらに別の実施例を示す図である。 図１１Ａは、アーチ型のコネクタを介して支持された複数の変換器および／またはプロセッサを配置するための構成のさらに別の変形例を示す図である。 図１１Ｂは、患者の歯列の舌面に沿って配置された接続部材を用いた構成の別の変形例を示す図である。 図１２Ａは、複数のマイクロホンとともに１つ以上の変換器を配置するための構成を示す図である。 図１２Ｂは、音響エコーキャンセレーションシステムを口腔内装置と統合するための一実施例を概略的に示す図である。 図１３Ａは、口腔内装置とともに複数の帯域変換器を配置して利用するための構成を示す図である。 図１３Ｂは、複数のバンド変換器を口腔内装置と統合するための別の実施例を概略的に示す図である。 図１４Ａは、ユーザが認知する音声信号の方向性を模倣するために、複数の変換器を配置するための構成を示す図である。 図１４Ｂは、複数の変換器を介して検出された音声信号の方向性を模倣するための一実施例を概略的に示す図である。 図１５は、位相および／または振幅を修正した信号を用いて方向性を模倣するように、１つ以上の変換器を起動させるための一実施例を概略的に示す図である。 図１６は、認知された音声信号の方向性を模倣するために、ユーザに対するマイクロホンの相対的な配置を任意選択で補償するための一実施例を概略的に示す図である。 図１７Ａは、１つ以上の副聴覚／伝導チャネルを提供するように構成することができる、複数の変換器を配置するための構成を示す図である。 図１７Ｂは、１つ以上の副チャネルを、ユーザに提供されるべき第２の音声信号に提供するための一実施例を概略的に示す図である。 図１７Ｃは、第２のデバイスが、口腔内装置を介して無線で音声信号を直接的に送信することができる別の変形例を示す図である。 図１８は、副聴覚信号がユーザに送信されるような態様で、任意選択でデバイスの機能を調整するための一実施例を概略的に示す図である。 図１９Ａは、並列的に送信される振動として副音声信号を送達するための１つの方法を示す図である。 図１９Ｂは、直列的に送信される振動として副音声信号を送達するための別の方法を示す図である。 図１９Ｃは、並列的および直列的に送信される信号を用いて、混合形態で送信される振動として副音声信号を送達するためのさらに別の方法を示す図である。

電子および変換デバイスを、着脱可能な口腔内装置または口腔内デバイスの中、またはその上に取り付け、接着し、または埋め込んで、補聴器アセンブリを形成することができる。このような口腔内装置は、従来の歯科用痕跡法によって得られた歯の構造の複製モデルを用いて、熱形成プロセスによって作製されたオーダーメイドのデバイスとすることができる。電子および変換器アセンブリは、直接的に、または受信機を介して入力音を受信して、信号を処理および増幅し、処理した音を、歯、または上顎、下顎、若しくは口蓋の骨構造のような他の骨構造に連結された振動変換素子を介して送信することができる。

図１には患者の口腔および歯列１０が示されており、臼歯１２のような少なくとも１つの歯の上に、またはこれに対して補聴器アセンブリ１４を着脱可能に取り付けるための１つの可能な位置を示している。参考のために、患者の舌ＴＧおよび口蓋ＰＬも示されている。電子および／または変換器アセンブリ１６は、下記に詳述するように、アセンブリ１４の中、またはその上に取り付け、接着、または埋め込むことができる。

図２Ａは、患者の下部歯列の斜視図であり、着脱可能な口腔内装置１８と、補聴器アセンブリ１４の側面に沿って配置された電子および／または変換器アセンブリ１６とを備えた補聴器アセンブリ１４が示されている。この変形例では、口腔内装置１８を患者の歯の上で安定させるために、口腔内装置１８によって画定された歯の係合チャネル２０の中の２つの臼歯１２の上に、これを取り付けることができるが、他の変形例では、単一の臼歯または門歯を利用することができる。代替的に、２つ以上の臼歯を利用して、口腔内装置１８をそれらの上またはそれらを覆って取り付けることができる。さらに、電子および／または変換器アセンブリ１６は、アセンブリ１６が歯１２の頬面に沿って配列されるように、口腔内装置１８の側面上に配置されて示されている。しかし、歯１２の舌面のような他の表面および他の位置を利用することもできる。図は、変形例を例示したものであって、限定することを目的としたものではない。したがって、口腔内装置１８の他の構成および形状も本願明細書に含まれるものとする。

図２Ｂは、マウスガードの態様で歯列全体を覆って配置される装置１５の形態の、着脱可能な口腔内装置の別の変形例を示す図である。この変形例では、装置１５は、下側歯列全体を、または代替的に上側歯列全体を覆うように構成することができる。更なる変形例では、歯列全体を覆うのではなく、代わりに歯列の大部分を装置１５によって覆うことができる。アセンブリ１６は、口腔内装置１５の１つ以上の部分に沿って配置することができる。

図２Ｃは、アーチ型の構成を有する口腔内装置１７のさらに別の変形例を示す図である。この装置では、１つ以上の歯の係止部分２１、２３は、この変形例では上側歯列に沿って配置することができ、ユーザの口蓋に離接して、またはこれに沿って位置させることができるアーチ１９によって支持することができる。示されるように、電子および／または変換器アセンブリ１６は、歯の係止部分２１、２３の１つ以上の部分に沿って配置することができる。さらに、示された変形例では、アーチ１９は、ユーザの口蓋の一部だけしか覆うことができないが、他の変形例では、ユーザの口蓋全体を覆うアーチを有するように構成することができる。

図２Ｄは、ユーザの口腔において容易に挿入および取り外しができるマウスガードまたは保持具２５の形態の、口腔内装置のさらに別の変形例を示す図である。このようなマウスガードまたは保持具２５は、従来のマウスガードを装着するスポーツにおいて使用することができる。しかし、アセンブリ１６がその中に統合されたマウスガードまたは保持具２５は、聴覚障害のある人によって、または単純にマウスガード若しくは保持具２５を保持し得る人によって、遠隔で命令を受信する歯と、距離を隔てて通信する歯との間で溝またはチャネル２６を介して利用できる。

概して、電子および／または変換器アセンブリ１６の体積は、口腔内に配置したときに邪魔にならないように、また、ユーザが満足するように最小限に抑えることができる。サイズは変化し得るが、アセンブリ１６の体積は、８００立方ミリメートル未満とすることができる。当然、この体積は例示的なものであり、アセンブリ１６のサイズおよび体積を限定するものではなく、したがって、ユーザ毎に異なり得る。

さらに、着脱可能な口腔内装置１８は、コンピュータ数値制御（ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ：ＣＮＣ）システム、または三次元印刷工程（例、立体造形装置（ｓｔｅｒｅｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ａｐｐａｒａｔｕｓ：ＳＬＡ）、選択的レーザ焼結（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｌａｓｅｒ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ：ＳＬＳ）、および／または多数の手法を介して得ることができる患者の歯列の三次元ジオメトリを用いる、他の類似した工程を使用したコンピュータ支援の機械加工工程のような、多数の方法を用いて、種々のポリマー材料、またはポリマー材料および金属材料の組み合わせによって作製することができる。このような手法には、レーザ、白色光、超音波、機械式三次元タッチスキャナ、磁気共鳴映像法（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ：ＭＲＩ）、コンピュータ断層撮影（ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＣＴ）、他の光学的方法等のような、口腔内スキャナを使用してスキャンした歯列の使用が挙げられる。

着脱可能な口腔内装置１８の形成において、装置１８は、任意選択で形成することができ、該装置は、歯列を覆って適合するように、また、隣接する歯茎の組織の一部が、食物、流体、および他の細片の、口腔内装置１８への、および変換器アセンブリと歯表面との間への侵入を妨げるように成形される。さらに、口腔内装置１８の表面積を大きくすることで、装置１８上へのアセンブリ１６の配置および構成を容易にすることができる。

加えて、着脱可能な口腔内装置１８は、収縮率を有するように任意選択で作製することができ、その結果、装置１８の完成サイズは、装置１８がその上に形成されたスキャンした１つまたは複数の歯よりもわずかに小さいので、口腔内装置１８が、１つまたは複数の歯を確実に掴むように構成することができる。接続具は、装置１８と下側歯列との間に確実な締まりばめをもたらすことができる。

一変形例では、図３に示されるように、歯の上に配置したアセンブリ１４により、患者の口腔の外側に位置する頬部外の送信機アセンブリ２２を利用して、聴覚信号を受信して処理し、無線信号２４を介して、患者の口腔内に配置した電子および／または変換器アセンブリ１６に送信することができ、次いで、聴覚信号を処理し、処理した聴覚信号を振動伝導によって下側にある歯に送信し、その結果患者の内耳に送信される。

下記に詳述するように、送信機アセンブリ２２は、マイクロホンアセンブリおよび送信機アセンブリを含むことができ、また、時計、ネックレス、ラペル、電話、ベルト実装型デバイス等のような、ユーザが装着する多数の形状および形態で構成することができる。

図４は、頬部外の送信機アセンブリ２２を利用した補聴器アセンブリ１４の一変形例の概略図を示す図であり、概して、音を受信するためのマイクロホンまたはマイクロホンアレイ３０（簡潔にするため「マイクロホン３０」と称する）を備え、聴覚信号を処理するためのプロセッサ３２に電気的に接続される。プロセッサ３２は、処理信号を、ユーザの歯の上、またはこれに隣接して配置された電子および／または変換器アセンブリ１６に送信するための送信機３４に電気的に接続することができる。マイクロホン３０およびプロセッサ３２は、あらゆる実用的な範囲の聴覚信号を検出して処理するように構成することができるが、一変形例では、例えば２５０Ｈｚ〜２０，０００Ｈｚの範囲の聴覚信号を検出するように構成することができる。

マイクロホン３０に関しては、多種多様なマイクロホンシステムを利用することができる。例えば、マイクロホン３０は、デジタル、アナログ、および／または指向型マイクロホンとすることができる。このような各種マイクロホンは、必要に応じて、アセンブリとともに利用するように代替可能に構成することができる。さらに、下記に詳述するように、ユーザの口腔内で複数のマイクロホンを利用するための種々の構成および方法を用いることもできる。

電源３６は、送信機アセンブリ２２内の構成要素のそれぞれに電源を供給するように、該構成要素に接続することができる。送信機信号２４は、アセンブリ１６への送信に対して、例えば高周波、超音波、マイクロ波、Ｂｌｕｅ Ｔｏｏｔｈ（登録商標）（ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ ＳＩＧ，ＩＮＣ．、Ｂｅｌｌｅｖｕｅ、ＷＡ）等を利用した、あらゆる無線形態とすることができる。アセンブリ２２は、ユーザが操作して、音響収束、音量制御、フィルタ処理、ミュート、周波数最適化、音調整、およびトーン調整等のような、電子および／または変換器アセンブリ１６の種々の音響パラメータを調整することができる、１つ以上の入力制御２８も任意選択で含むことができる。

送信機３４によって送信された信号２４は、受信機３８を介して電子および／または変換器アセンブリ１６によって受信することができ、該アセンブリは、受信信号の更なる処理のために、内部プロセッサに接続することができる。受信信号は、変換器４０に通信することができ、該変換器は、それに対応して歯の表面を振動させて、振動信号を歯および骨を介して伝導し、その後中耳に伝導してユーザの聴取を容易にする。変換器４０は、多数の異なる振動機構として構成することができる。例えば、一変形例では、変換器４０は、電磁的に作動する変換器とすることができる。他の変形例では、変換器４０は、例えば２５０〜４０００ｋＨｚの振動周波数の範囲を有する圧電結晶の形態とすることができる。

電源４２は、必要に応じて、受信機、変換器、および／またはプロセッサに電力を提供するように、アセンブリ１６に含めることもできる。電源４２は、交換式または常設式の単純なバッテリとすることができ、他の変形例では、外部充電器を介してインダクタンスによって充電される電源４２を含むことができる。加えて、電源４２は、代替的に、交流（ＡＣ）または直流（ＤＣ）源へ直結することによって充電することができる。他の変形例は、従来技術で既知の内部振り子または摺動可能な電気インダクタンス充電器のような機械的な機構によって充電される電源４２を含むことができ、該機構は、例えば顎の運動、および／または機械的な運動を貯蔵電気エネルギーに変換して電源４２を充電するための運動を介して作動する。

アセンブリ１６の別の変形例では、頬部外の送信機を用いるのではなく、図５に示されるように、補聴器アセンブリ５０を、ユーザの口腔内に全体が収容された独立アセンブリとして構成することができる。したがって、アセンブリ５０は、オンボードのプロセッサ５４と通信する、少なくとも１つの内部マイクロホン５２を含むことができる。内部マイクロホン５２は、下記に詳述するように、多数の異なるタイプのマイクロホンを備えることができる。少なくとも１つのプロセッサ５４を使用して、あらゆる受信聴覚信号をフィルタ処理および／または増幅して、それらを歯の表面に対して振動接触する変換器５６に送信するために処理することができる。電源５８は、上述のように、必要に応じて電力をアセンブリ５０の構成要素のそれぞれに供給するために、アセンブリ５０内に含めることもできる。

受信聴覚信号に対応する振動を、最小の損失で１つまたは複数の歯に効率的に伝導するために、変換器と歯との間の確実な機械的接触は、効率的な振動通信を確実にするように理想的に保持される。したがって、多数の機構を利用して、この振動通信を保持することができる。

上述の変形例のうちのいずれかは、ユーザにおける所望の聴取レベルを達成するように、実用可能なものとして、単一のデバイスとして、または本願明細書の他の変形例と組み合わせて利用することができる。さらに、２つ以上の口腔内装置デバイスおよび電子および／または変換器アセンブリを、常時利用することができる。例えば、図６は、複数の変換器アセンブリ６０、６２、６４、６６を複数の歯に配置することができる一実施例を示す図である。下側歯列に示されているが、代替的に、複数のアセンブリを、上側歯列または上下両方の歯列に沿って配置および配置することもできる。さらに、アセンブリのそれぞれは、均一の周波数範囲内で振動を伝達するように構成することができる。代替的に、他の変形例では、異なるアセンブリは、各アセンブリ間で重なり合う、または重なり合わない周波数範囲内で振動させられるように構成することができる。上述のように、各変換器６０、６２、６４、６６は、異なる周波数応答および／またはユーザへの比較的高い忠実度の音の送達に対して、各変換器を最適化できるように、異なる周波数応答に対してプログラムまたは事前設定することができる。

さらに、異なる変換器６０、６２、６４、６６のそれぞれは、ユーザが装着したマイクロホンによって受信した音の方向性を示す態様で振動するようにプログラムすることもできる。例えば、下記に詳述するように、ユーザの口腔内の異なる位置に配置された異なる変換器は、音または振動のキュー（ｑｕｅｕｅ）を提供することによって特定の態様で振動させて、ユーザの配向に対して、どの方向に音が検出されたのかをユーザに知らせることができる。例えば、ユーザの左側の歯に配置された第１の変換器は、ユーザの左側から発信されている音の検出に対して振動するようにプログラムすることができる。同様に、例えばユーザの右側の歯に配置された第２の変換器は、ユーザの右側から発信されている音の検出に対して振動するようにプログラムすることができる。これらの実施例は、潜在的な変形例の例示を目的としたものであるため、他の変形例およびキューを利用することができる。

図７は、上述のように、１つ以上の歯の係止部分２１、２３を接続するアーチ１９を用いた別の変形例７０を示す図である。しかし、本変形例では、マイクロホンユニット７４は、変換器アセンブリ７２から分離されたアーチ１９内、またはその上に統合することができる。アーチ１９を経由する１つ以上のワイヤ７６は、マイクロホンユニット７４をアセンブリ７２に電気的に接続することができる。代替的に、ワイヤ７６を用いるのではなく、上述のように、マイクロホンユニット７４およびアセンブリ７２を互いに無線で連結することができる。

図８Ａは、１つ以上の歯の係止部分２１、２３を接続するように、患者の下側歯列の舌面または頬面に沿って配置することができる接続部材８２を用いた、別の変形例８０を示す図である。接続部材８２は、ステンレス鋼、ニッケル、プラチナのような多数の非中毒性の材料で作製することができ、８４、８６をそれぞれの係止部分２１、２３に取り付ける、または固定することができる。さらに、接続部材８２は、可能な限りユーザの邪魔にならないように形成することができる。したがって、接続部材８２は、舌側または頬側の歯に直接配置するために、比較的低いプロファイルを有するように構成することができる。接続部材８２の断面は、得られるジオメトリがユーザの邪魔にならなければ、多数の形状で構成することができる。図８Ｂは、正方形または長方形９０として構成することができる断面の一変形例を示す図である。図８Ｃは、歯の表面に対して平坦な部分を配置することができる、半円９２として構成された別の接続部材のジオメトリを示す図である。図８Ｄおよび８Ｅは、楕円形状９４および円形状９６のような、他の代替的な形状を示す図である。これらの変形例は、例示的なものであり、他の形状およびジオメトリを制限するものではなく、実用的なものとして、本願明細書の範囲に含めることを意図したものである。

変換器アセンブリからマイクロホンを分離するためのさらに別の変形例において、図９は、少なくとも１つのマイクロホン１０２（または任意選択で多数の更なるマイクロホン１０４、１０６）をユーザの口腔内に配置し、一方で、電子および／または変換器アセンブリ１００から物理的に分離することができる、別の変形例を示す図である。この態様では、同じく下記に詳述するように、１つまたは任意選択で多数のマイクロホン１０２、１０４、１０６を、変換器からのフィードバックを減衰または除去する態様で、無線または有線で電子および／または変換器アセンブリ１００に連結することができる。

複数の変換器および／または処理ユニットを用いることにおいて、複数の機能を口腔内装置に組み込むことにより、伝導振動信号の品質に対して多数の改善を達成することができ、および／またはユーザへの種々の認知的特徴を模倣することにより、口腔内および／またはその周囲の歯または骨構造を介する音伝導によってこれらの信号を送信するために、ユーザが受信した聴覚信号を相関させることができる。

図１０には、１つ以上の変換器および／またはプロセッサを配置するための別の変形例が示されている。この場合、概して、少なくとも２つのマイクロホンを、歯の係止部分２１、２３に沿ってそれぞれ配置することができ、例えば、外側マイクロホン１１０は、係止部分２３の頬面に沿って配置され、内側マイクロホン１１２は、係止部分２１の舌面に沿って配置される。１つ以上のマイクロホン１１０、１１２は、下記に詳述するように、音伝導によって１つ以上の変換器１１４、１１６、１１８を介して処理および最終的に送信される聴覚信号を受信することができ、該マイクロホンのうちの１つ以上を調整して、特定の離散周波数に沿ってのみ作動させることができる。

さらに、１つ以上の変換器１１４、１１６、１１８は、それぞれの係止部分２１、２３に沿って配置することができ、また、ユーザが受信した音声信号の方向性を模倣して、伝導音声信号に対する方向感覚を提供するように構成することができる。加えて、１つ以上のプロセッサ１２０、１２４を、１つまたは両方の係止部分２１、２３に沿って提供して、例えば、音声信号をユーザへの伝導に適した、および他の機能的特徴の提供に適した振動に変換するように、受信音声信号を処理することができる。さらに、任意選択のプロセッサ１２２をも、１つまたは両方の係止部分２１、２３に沿って提供して、上述のように入力制御として他の外部デバイス、または他の無線デバイスから無線信号をインタフェースおよび／または受信することができる。

図１１Ａは、歯の係止部分２１、２３に沿って配置された複数の変換器およびプロセッサを接続するための、図７に示された構成に類似したアーチ１３０を用いた、別の構成を示す図である。図１１Ｂは、同じく歯の係止部分２１、２３に沿って配置された複数の変換器およびプロセッサを接続するための、図８Ａに示された構成に類似した、ユーザの歯の舌面に対して配置された接続部材１３２を用いた、さらに別の構成を示す図である。

特に、１つ以上のマイクロホンがユーザの口腔内に配置された場合の構成では、音響エコーキャンセレーション（ＡＥＣ）のようなフィルタ処理機能を任意選択で利用して、マイクロホンによって受信された不要な音を除去または軽減することができる。ＡＥＣのアルゴリズムは、広く利用されており、一般的に、マイクロホンからの送信経路に再入力することができ、最初の受信信号をデジタルサンプリングすることによって、信号をキャンセルして、基準信号を形成することができる信号を予想するのに用いられる。概して、受信信号は変換器によって形成され、マイクロホンによって再び取り出すことができるあらゆる残響信号は、再びデジタルサンプリングされてエコー信号を形成する。基準信号とエコー信号とは比較することができ、これら２つの信号は、無効信号となるように位相を理想的に１８０°ずらせて合計し、それによってエコーをキャンセルする。

図１２Ａに示された変形例では、少なくとも２つの頬部内のマイクロホン１１０、１１２を利用して、不要な音（例、噛むこと、飲み込むこと、呼吸、独り言、歯ぎしり等）から所望の音（例、会話、音楽等のような、体外から受信した音）を分離することができる。これらの不要な音がフィルタ処理またはキャンセルされない場合、これらの音は、所望の音声信号とともに増幅され、ユーザに対する潜在的に不明瞭な音声品質を助長する場合がある。加えて、音声は、概して、比較的低い音圧レベルで受信され得るが、これは、このような信号が、ユーザから離れた所で発生する可能性が高く、また、ユーザの頬を通過しなければならない場合があり、一方で、不要な音は、ユーザの口腔内で局所的に発生する可能性が高いためである。

不要な音のサンプルは、得られた所望の音だけをユーザに振動させるように、１つ以上の変換器を作動させる前に、所望の音と比較して、不要な音を除去または軽減することができる。本実施例では、第１のマイクロホン１１０は、係止部分２３の頬面に沿って配置して、所望の音を受信することができ、一方で、第２のマイクロホン１１２は、係止部分２１の舌面に沿って配置して、不要な音信号を受信することができる。プロセッサ１２０は、係止部分２１または２３のいずれかに沿って配置されるが、この場合では、係止部分２１に沿って舌面に沿って配置することができ、マイクロホン１１０、１１２と有線または無線で通信することができる。

音声信号は、ユーザの頬を通過することによって減衰する場合があるが、特に口が閉じているときであっても、第１のマイクロホン１１０は、プロセッサ１２０で処理するための所望の音声信号を受信することができ、該プロセッサは、受信音声信号を増幅することもできる。概略的に図１２Ｂ内に示されるように、遠端スピーチ１４０によって表される所望の音に対する音声信号は、第１のマイクロホン１１０によって受信される。近端スピーチ１５０によって表される不要な音１５２の音声信号は、第２のマイクロホン１１２によって受信されるように示されている。マイクロホン１１０、１１２をそれぞれの位置に配置して、それぞれの所望の音および不要な音の検出を最適化することが望ましい場合があるが、該マイクロホンは、当然、必要に応じて、または実用的なものとして、口腔内の他の位置に配置することができる。さらに、第１および第２のマイクロホン１１０、１１２が、それぞれの音声信号だけを検出することが望ましい場合もあるが、これは不要である。しかし、これらの信号をＡＥＣプロセッサ１２０を介して効率的に処理するように、マイクロホン１１０、１１２に、異なるバージョンの所望の音１４０および不要な音１５０の組み合わせをそれぞれ検出させることが必要になる場合がある。

所望の音声信号は、受信経路１４２に沿って有線または無線通信を介して送信することができ、信号１４４は、ＡＥＣプロセッサ１２０によってサンプリングおよび受信することができる。遠端スピーチ１４０の一部は、１つ以上の変換器１１４に送信することができ、該スピーチは、最初に、ユーザの骨を通る振動１４６を介して所望の音声信号を伝導することができる。送信された振動１４６から得られたあらゆるエコーまたは残響１４８は、上述のように、他の不要な騒音、または音声信号１５０とともに、第２のマイクロホン１１２によって検出することができる。第２のマイクロホン１１２によって検出された不要な信号１４８、１５０、またはＡＥＣプロセッサ１２０によって受信したサンプリング信号１４４は、処理され、そして位相がシフト（例えば、理想的には１８０°のシフト）されることにより、２つの信号の和１５４は、任意のエコー１４８および／または他の不要な音１５０をキャンセルする。

得られた音声信号の和は、所望の信号が１つ以上の変換器１１４に渡されるまで、適応フィルタ１５６を通ってリダイレクトされて再び和１５４が求められ、音声信号がさらに明瞭にされ、その結果、不要な音を含まないか、または比較的含まないフィルタ処理した信号１６２がユーザに伝導１６０されることができる。本実施例では２つのマイクロホン１１０、１１２が記載されているが、更なるマイクロホンのアレイを、ユーザの口腔全体にわたって利用することができる。代替的には、上述の如く、１つ以上のマイクロホンをブレスレットまたはネックレスのように、ユーザの口腔の外側に配置または装着し、単独で使用するか、または１つ以上の頬部内のマイクロホンと組み合わせて使用することもできる。さらに、３つ変換器１１４、１１６、１１８が示されているが、必要に応じて、他の変形例では、単一の変換器を利用するか、またはユーザの口腔全体にわたって配置された３つを超える変換器を利用することができる。

音響エコーキャンセレーションから独立した、またはこれと組み合わせた、口腔内装置のための別の処理機能は、音声信号をユーザに伝導することができる効率を向上させるマルチバンド作動システムの使用を含むことができる。周波数スペクトル（例、２００Ｈｚ〜１０，０００Ｈｚ）のすべての範囲に対応するのに、単一の交換器を用いるのではなく、一変形例では、２つ以上の変換器を用いることができ、各変換器を用いて、特定の周波数範囲の音を送達する。例えば、第１の変換器を用いて２００Ｈｚ〜２０００Ｈｚの周波数範囲の音を送達し、第２の変換器を用いて２０００Ｈｚ〜１０，０００Ｈｚの周波数範囲の音を送達することができる。代替的に、これらの周波数範囲は、離散的なもの、または重なり合ったものとすることができる。個々の変換器は、周波数スペクトルのサブセットだけを扱うように構成することができるので、変換器は、それらの設計においてより効率的なものとなり得る。

加えて、高い忠実度の信号をユーザに送信する必要がない特定の用途の場合、個々の高周波数の変換器を遮断して節電することができる。さらに別の代替案では、特定の変換器、特に低周波数振動に対して構成された変換器を省略することができる。

図１３Ａには、複数の変換器を利用するための構成が示されており、個々の変換器を同調させて、特定の周波数範囲だけを送信することができる。例えば、変換器１１６は、例えば２００Ｈｚ〜２０００Ｈｚの周波数範囲の音声信号を送信するように構成することができ、一方で、変換器１１４および／または１１８は、例えば２０００Ｈｚ〜１０，０００Ｈｚの周波数範囲の音声信号を送信するように構成することができる。３つの変換器が示されているが、これは例示のためのものであり、他の変形例では、３つ未満、または３つを超える変換器を利用することができる。さらに、可聴周波数範囲は、説明の便宜上記載したものであり、周波数範囲は、実用可能なものとして、多数の変換器に相関する多数のサブ範囲に細分化することができる。また、サブ範囲の数および各サブ範囲の上限および下限は、例えば、忠実度のレベル、変換器の消費電力等のような複数の因子に基づいて変化させることもできる。

一方または両方のプロセッサ１２０および／または１２４は、１つ以上の変換器（本実施例では変換器１１４、１１６、１１８）と通信し、特定の周波数範囲ごとに、同様に、または異なる様に、音声信号を処理するようにプログラムすることができる。例えば、プロセッサ１２０および／または１２４は、１つの帯域からより高いゲインレベルを他の帯域に関する信号に適用することができる。加えて、変換器１１４、１１６、１１８のうちの１つ以上は、それぞれの周波数範囲内の振動を最適に送信するように、異なって構成することができる。一変形例では、変換器１１４、１１６、１１８のうちの１つ以上は、それぞれの周波数範囲内での送信のための最適な構成を達成するように、サイズまたは形状を変更することができる。

上述のように、変換器１１４、１１６、１１８のうちの１つ以上は、プロセッサによって電源をオンまたはオフにして、特定の聴取用途における消費電力を節約することもできる。一実施例として、ユーザが車を運転しているときのように、高周波数信号が不要なときには、高周波数変換器１１４、１１８を遮断することができる。他の実施例では、ユーザが音楽を聞いているときなど、ユーザは、すべての変換器１１４、１１６、１１８を起動させることができる。さらに別の変形例では、高周波数変換器１１４、１１８は、低周波数変換器１１６と比較して、警報のような高音量の音声信号を送達するように構成することもできる。したがって、より大きい音の認知は、いかなる低周波数変換器１１６も作動させずに、単に高周波数変換器１１４、１１８を作動させるだけで達成することができる。

ユーザが受信した音声信号を、対応する高周波数または低周波数変換器によって作動させるためのサブ周波数範囲にどのように分割できるのか、その一実施例を図１３Ｂに概略的に示す。本実施例では、マイクロホン１１０および／または１１２を介してユーザが受信した音声信号１７０は、１つ以上のプロセッサ１２０および／または１２４に送信１７２されることができる。音声信号がそれぞれのプロセッサによって受信されると、該信号は、２つ以上のそれぞれのフィルタによってフィルタ処理されて、特定の帯域内の周波数を送信することができる。例えば、第１のフィルタ１７４は、音声信号１７２を受信して、例えば２００Ｈｚ〜２０００Ｈｚの周波数範囲だけを送信１７８するように、周波数スペクトルをフィルタ処理することができる。また、第２のフィルタ１７６は、音声信号１７２を受信して、例えば２０００Ｈｚ〜１０，０００Ｈｚの周波数範囲だけを送信１８０するように、周波数スペクトルをフィルタ処理することができる。

それぞれのフィルタ処理信号１７８、１８０は、それぞれのプロセッサ１８２、１８４に渡されて、変換器ごとにあらゆる所望の出力を達成するためのアルゴリズムに基づいて、各帯域の信号をさらに処理されることができる。したがって、プロセッサ１８２は、信号１７８を処理して出力信号１９４を形成し、それに応じて低周波数変換器１１６を振動させることができ、一方で、プロセッサ１８４は、信号１８０を処理して出力信号１９６を形成し、それに応じて低周波数変換器１１４および／または１１８を振動させることができる。選択制御器１８６は、上述のように、それぞれのプロセッサ１８２、１８４へ選択的に信号１９０、１９２を送信するためにユーザ入力制御から制御データ１８８を受信することにより、それぞれのプロセッサを遮断／接続、および／または後続の変換器に副データおよび／または制御情報を追加する。

音響エコーキャンセレーションおよび／または変換器のマルチバンド作動のいずれかに加えて、またはこれらから独立して、複数の変換器を利用することができるさらに別の工程は、伝導振動を介した方向性の利用を含むことにより、ユーザが受信した音声信号の方向感覚を模倣することができる。概して、人間の聴力は、２つの蝸牛間の音圧レベルの違いを認知することによって、音波の方向を認知することが可能である。口腔内装置によって方向性の認知を提供するための一実施例では、図１４Ａに示されるように、変換器１１４、１１８のような２つ以上の変換器は、それぞれの係止部分２１、２３に沿って互いに離して配置することができる。

一方の変換器は、音声信号に対応して作動させられ、他方の変換器は、同じ音声信号であるが、ユーザに対する模倣した方向に一致するように意図的に誘導された、位相差、および／または振幅差、および／または遅延差を有する音声信号に対応して作動させられる。概して、指向的な音声信号を受信したときに、模倣された方向およびそれぞれの変換器間の分離に基づいて、音声信号に対する特定の位相、および／またはゲイン、および／または遅延の変化が、それぞれの変換器に適用されるが、その一方で、他の変換器には元のままの音声信号を受信させることができる。

図１４Ｂの概略図に示されるように、上述のように頬部内および／または頬部外のマイクロホンのアレイを含むことができる、１つ以上のマイクロホン１１０、１１２によって受信された音声信号は、上述のように、無線または有線で、１つ以上のプロセッサ１２０、１２４に送信されることができる。検出された音声信号を処理して、従来技術で既知のように多数のアルゴリズムを適用することによって、検出音２００の到来方向を推定することができる。プロセッサは、単純に、マイクロホン１１０、１１２によって検出された受信音２０２の情報を担送する信号を再生することもできる。これは、従来技術で既知のように、マイクロホンのうちの１つからの情報の転送、マイクロホンから受信した信号の和、またはマイクロホンから受信した信号の加重和等を伴うことができる。代替的に、再生音２０２は、マイクロホンのあらゆる組み合わせからの情報、または例えば第１のマイクロホン、最後のマイクロホン、任意のマイクロホン、最強の検出された音声信号を有するマイクロホン等のうちの１つからの情報を単純に渡すことができる。

検出音２００の推定到来方向を判断することで、必要に応じて、下記に詳述するように、マイクロホン１１０、１１２が受信した更なる情報、および変換器１１４、１１６、１１８の相対的配向に基づいて、位相、および／または振幅、および／または遅延の調整２０４に対して、および配向補償２０８に対して、データを修正することができる。位相、および／または振幅、および／または遅延の調整２０４のプロセスは、変換器のうちの１つに対する１つの位相の調整を計算するステップを伴うことができる。これは、単純にアルゴリズムを含むことができ、そのアルゴリズムにおいては、模倣すべき所望の方向が与えられた場合に、値のテーブルは、変換器のうちの１つ以上を調整するための、一連の所与の位相、および／または振幅、および／または遅延の値を相関させることができる。調整値は、例えばユーザの頭蓋骨を介した音伝導の速度、検出器間の距離等の複数の異なる因子に依存しうるので、各特定のユーザは、特定の値のテーブルを有することができる。代替的に、標準的な設定値は、いくつかある変形例の中で特に顎のサイズのような類似した特徴を有する一群のユーザ、および要件に対して判断することができる。他の変形例では、位相、および／または振幅、および／または遅延の調整２０４に値のテーブルを利用するのではなく、設定された式またはアルゴリズムをプロセッサ１２０および／または１２４にプログラムして、位相、および／または振幅、および／または遅延の調整値を判断することができる。アルゴリズムを使用することで、必要とされ得る、または望まれ得るあらゆる調整の判断に、一連の計算を単純に利用することができるが、値のテーブルを使用することで、メモリ内のストレージを単純に利用することができる。

あらゆる位相、および／または振幅、および／または遅延の調整２０４が判断され、マイクロホン１１０、１１２から処理された再生音２０２を所持すると、これらの信号は、次に、全ての最終的な位相、および／または振幅、および／または遅延の調整２０６を計算するように処理されることができ、また、これらの最終的な信号は、図に示されるように、受信音声信号のユーザに対する方向性を模倣するように、変換器１１４、１１６、１１８に適用することができる。最終的な位相、および／または振幅、および／または遅延の調整２０６の詳細な概略図を図１５に示すが、図中、２０２によって受信した信号は、方向性の模倣に利用される複数の変換器に相関させることができる、２つ以上の同一の信号２１４、２１６に分割することができる。位相、および／または振幅、および／または遅延の調整２０４は、位相調整（Φ）２１０（例、０°〜３６０°のあらゆる位相調整）、および／または振幅調整（α）２１２（例、１．０〜０．７のあらゆる振幅調整）、および／または遅延（τ）２１３（例、０〜１２５μ−ｓｅｃのあらゆる時間遅延）を適用することによって、受信信号２１４、２１６のうちの１つ以上に適用して、１つ以上の変換器を介して送信するために調整された少なくとも１つの信号２１８を得ることができる。これらの値は、説明の便宜上提示したものであり、限定することを目的とするものではない。調整は、信号２１４、２１６の両方に提供することができるが、この調整は、単一の信号２１４に適用することもでき、一方で、受信信号２１６のうちの１つを、修正せずに変換器のうちの１つに直接渡すことができる。

上述のように、互いに対する変換器の配向、およびユーザの配向に対する変換器の配向のための補償２０８は、変換器に適用される信号の位相、および／または振幅、および／または遅延に対するあらゆる調整の計算を考慮することができる。例えば、マイクロホン２２６、２２８（頬部内および／または頬部外）を結ぶ線２２４に垂直な方向２３０は、マイクロホンの０°方向を定義することができる。ユーザの頭の０°方向は、方向２２２によって示すことができ、これを、ユーザの鼻先が向かう方向として図１６に示す。マイクロホンの０°方向とユーザの頭の０°方向との差は、角度Θで定義することができ、これは、位相および／または振幅の調整を判断するときの補正因子として考慮することができる。したがって、マイクロホン２２６、２２８の０°方向が、ユーザの頭の０°方向と一致するように、これらのマイクロホンを配置した場合は、ほとんどまたは全く補正を必要としない。マイクロホン２２６、２２８の配置が、ユーザの体に対して変化し、ユーザの頭の０°方向に対してある角度が形成される場合、ユーザが受信した音声信号および変換器によってユーザに伝導される得られた振動は、振動する変換器によって方向性を模倣したときに、角度Θを考慮した位相および／または振幅に対して調整することができる。

上述のプロセスのうちのいずれかに加えて、またはそれらから独立して、口腔内装置および処理機能を利用することができる別の特徴は、ユーザに副音声信号を振動によって伝導する能力を含むことができ、例えば、口腔内装置は、信号を無線で受信して、該信号を副音声源からユーザに伝導するように構成することができる。実施例は、ユーザだけが聞くことができる警報信号、または公共の場所においてユーザに伝導される音楽を含むことができる。したがって、ユーザは、これらの副信号の受信においてプライバシを享受することができ、一方で、主音声信号が求められる環境において聴取および／または会話を行うこともできる。

図１７Ａは、上述のように、１つまたは両方の係止部分２１、２３に沿って、１つ以上のマイクロホン１１０、１１２、および任意選択の無線受信機１２２を配置した一例を示す図である。図１７Ｂに示される概略図には、複数の音声信号を受信および処理するための一変形例が示され、図中、種々の音声源２３４、２３８（例、警報、音楽再生機、携帯電話、ＰＤＡ等）は、それぞれの音声信号２３６、２４０を音声受信機プロセッサ２３０に送信することができ、１つ以上のマイクロホンを介して音を受信して、音声アプリケーションプロセッサ２３２による受信のためにそれらを処理することができ、音声受信機プロセッサ２３０から受信した組み合わせ信号を適用して、それらをユーザ２４２への１つ以上の変換器に適用することができる。図１７Ｃは、別の変形例を示す図であり、図中、１つ以上の係止部分２１に沿って位置する無線受信機および／またはプロセッサ１２２は、複数の電子音声源２４４から音声信号を無線で受信するように構成することができる。この機能は、本願明細書に記載の変形例のうちのいずれかとともに、単独で、または組み合わせて利用することができる。

音声受信機プロセッサ２３０は、音声アプリケーションプロセッサ２３２と、無線または有線で通信することができる。一実施例の使用中に、１つ以上の副音声信号２３６（例、警報、音楽再生機、携帯電話、ＰＤＡ等）とともに主音声信号２４０（例、会話音声）は、音声受信機プロセッサ２３０の受信機ユニット２５０の１つ以上のマイクロホンによって受信することができる。主信号２５０および副信号２５４は、上述のように、多重化器２５６に送信することができ、該多重化器は、任意選択の方法、制御、および／またはユーザ制御２６４から受信した優先データ２６２に照らして、種々の信号２５２、２５４を組み合わせることができる。信号の優先順位、および音量、タイマ等のようなパラメータは、ユーザ制御２６４によって設定することができる。図１８に示されるように、組み合わせた音声信号を有する多重化音声信号２５８は、次いで、プロセッサ２６０に送信することができ、多重化信号２６６を音声アプリケーションプロセッサ２３２に送信することができる。

上述のように、種々の音声信号２３６、２４０は、ユーザ２４２に送信するために、種々の形態２５８で組み合わせおよび多重化を行うことができる。例えば、多重化器２５６を介して音声信号を多重化するための一変形例では、図１９Ａに示されるように、主信号２４０および副信号２３６が、並列的に変換器によって送信されるように、音声信号を組み合わせるステップを伴うことができ、すべての音声信号がユーザに並列的に伝導され、該図は、時間Ｔにわたって、１つ以上の副信号２７２、２７２と並列的な主信号２７０の送信を図式的に示している。ユーザのプレファレンスによって変化する場合があるが、送信される主信号２７０は、他の副信号２７２、２７４よりも、高音量で、すなわち高ｄＢレベルで送信することができる。

あるいは、図１９Ｂに図式的に示されるように、主信号２４０および副信号２３６が連続して送信されるように、多重化信号２５８を送信することができる。本変形例では、送信される主信号２７０および副信号２７２、２７４は、各信号が連続的に伝導される、事前割り当て、ランダム、割り込み、または非割り込みの態様で、ユーザに伝導することができる。

さらに別の実施例では、送信信号は、図１９Ｃに示されるように、上述した並列および直列の方法を組み合わせた混合形態で、ユーザに伝導することができる。ユーザの設定または選択に基づいて、特定の音声信号２７４（例、緊急警報）は、事前設定時間２７６において、または断続的に、あるいは割り込み信号２７４だけがユーザに再生される信号となるような他の態様で、他の源からの主信号２７０および／または副信号２７２を割り込ませることができる。

上述したデバイスの用途および方法は、聴覚障害の治療に限られるものではなく、多数の更なる治療用途を含むことができる。さらに、このようなデバイスおよび方法は、体内の他の治療部位に適用することができる。本発明を実行するための上述のアセンブリおよび方法の変更、実用的なものとしての異なる変形例の間の組み合わせ、および当業者に明らかである本発明の側面の変形例は、特許請求の範囲内にあるものとする。

Claims (48)

1. 患者における聴取を容易にするように振動を伝導する装置であって、
   第１のハウジングの中または上に配置され、少なくとも第１の歯の表面と振動的に連絡する第１の変換器と、
   該第１のハウジングの中または上に配置され、音声信号を受信するように適合された第１のマイクロホンと、
   該第１のハウジングの中または上に配置され、該第１の変換器および該第１のマイクロホンと電気的に連絡する第１のプロセッサと
   を備える、装置。
2. 前記第１のハウジングは、前記第１の歯の部分に適合可能な形状を有する、請求項１に記載の装置。
3. 少なくとも１つの第２の歯の表面と振動的に連絡する第２の変換器をさらに備える、請求項１に記載の装置。
4. 前記第２の変換器は、前記第２の歯の上に配置された第２のハウジングの中または上に配置され、該第２の歯の位置は、前記第１の歯の位置から離れている、請求項３に記載の装置。
5. 前記第１の変換器は、第１の周波数範囲にわたって振動するように構成され、前記第２の変換器は、該第１の周波数範囲とは異なる、第２の周波数範囲にわたって振動するように構成される、請求項３に記載の装置。
6. 前記第１および／または第２の変換器は、互いに対してシフトされた位相および／または振幅で振動するように構成される、請求項３に記載の装置。
7. 少なくとも前記第１のプロセッサと電気的に連絡する第２のマイクロホンをさらに備える、請求項１に記載の装置。
8. 前記第１のマイクロホンは、少なくとも前記第１の歯の頬面に沿って配置され、前記第２のマイクロホンは、少なくとも第２の歯の舌面に沿って配置される、請求項７に記載の装置。
9. 前記第１のプロセッサと電気的に連絡する少なくとも第２のプロセッサをさらに備える、請求項１に記載の装置。
10. 少なくとも前記第１のプロセッサと通信する無線受信機をさらに備える、請求項１に記載の装置。
11. 所望の音声信号から不要な音声信号を軽減またはキャンセルする方法であって、
    第１のマイクロホンによって第１の音声信号を受信することと、
    少なくとも第２のマイクロホンによって少なくとも第２の音声信号を受信することと、
    該第１および第２の音声信号の和が、該第２の音声信号を軽減またはキャンセルして、最終信号が得られるように、該第２の信号の位相、および／または振幅、および／または遅延をシフトすることと、
    伝導を介した聴取を容易にするために、ユーザの骨を介して１つ以上の変換器によって該最終信号を振動させることと
    を含む、方法。
12. 第１の音声信号を受信する前に、前記第１のマイクロホンを前記ユーザの頬部の中および／または頬部の外に配置することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
13. 第１の音声信号を受信する前に、第１の歯の頬面に沿って前記第１のマイクロホンを配置することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
14. 第２の音声信号を受信する前に、第２の歯の舌面に沿って前記第２のマイクロホンを配置することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
15. 第１の音声信号を受信することは、所望の音声信号を受信することを含む、請求項１１に記載の方法。
16. 少なくとも第２の音声信号を受信することは、不要な音声信号を受信することを含む、請求項１１に記載の方法。
17. 少なくとも前記第２のマイクロホンを介して、前記第１の音声信号から残響を受信することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
18. シフトすることは、前記第２の音声信号が、前記第１の音声信号と比較して、軽減またはキャンセルされるように、前記第２の音声信号をシフトすることを含む、請求項１１に記載の方法。
19. シフトすることは、前記第１の音声信号に対して１８０°位相が外れるように、前記第２の音声信号をシフトすることを含む、請求項１１に記載の方法。
20. シフトすることは、前記第１の音声信号の位相、および／または振幅、および／または遅延をシフトすることをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
21. 前記最終信号を振動させることは、前記ユーザの少なくとも１つの歯を介して、前記１つ以上の変換器を振動させることを含む、請求項１１に記載の方法。
22. 骨を介して２つ以上の変換器によって音声信号を送信する方法であって、
    少なくとも第１のマイクロホンによって音声信号を受信することと、
    該音声信号を、少なくとも第１の周波数範囲および第２の周波数範囲にフィルタ処理することと、
    ユーザの骨を介して該第１の周波数範囲で送信するように、第１の変換器を振動させることと、
    該ユーザの骨を介し該第２の周波数範囲で送信するように、第２の変換器を振動させることと
    を含む、方法。
23. 受信することは、前記ユーザの頬部の中に配置された前記第１のマイクロホンによって、前記音声信号を受信することを含む、請求項２２に記載の方法。
24. フィルタ処理することは、前記第１および第２の周波数範囲が互いに重なり合うように、各範囲をフィルタ処理することを含む、請求項２２に記載の方法。
25. フィルタ処理することは、前記第１および第２の周波数範囲が互いに分離されるように、各範囲をフィルタ処理することを含む、請求項２２に記載の方法。
26. フィルタ処理することは、前記音声信号を複数の更なる周波数範囲にフィルタ処理することを含む、請求項２２に記載の方法。
27. フィルタ処理することは、より高い相対周波数を有する前記第２の周波数範囲と比較して、より低い相対周波数範囲を有するように前記第１の周波数範囲をフィルタ処理するステップを含む、請求項２２に記載の方法。
28. フィルタ処理するステップは、前記第１の周波数範囲が２００Ｈｚ〜２０００Ｈｚであるように、前記音声信号をフィルタ処理するステップを含む、請求項２２に記載の方法。
29. フィルタ処理するステップは、前記第２の周波数範囲が２０００Ｈｚ〜１０，０００Ｈｚであるように、前記音声信号をフィルタ処理するステップを含む、請求項２８に記載の方法。
30. フィルタ処理することは、前記第１および／または第２の周波数範囲を変化させることを含む、請求項２２に記載の方法。
31. 前記第１および／または第２の変換器を遮断することをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
32. 前記第１および／または第２の変換器の信号レベルを修正することをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
33. 伝導される振動を介して、受信される聴覚信号の方向性を模倣する方法であって、
    ユーザが装着する少なくとも２つのマイクロホンによって聴覚信号を受信することと、
    該少なくとも２つのマイクロホンに対する該聴覚信号の到来方向を推定することと、
    該推定した到来方向に基づいて、位相、および／または振幅、および／または遅延のシフトを該聴覚信号に適用することと、
    該ユーザの骨を介して該聴覚信号を送信するように、少なくとも第１および第２の変換器を振動させることであって、該第１および第２の変換器のうちの１つは、該位相、および／または振幅、および／または遅延のシフトを有する信号を振動させることと
    を含む、方法。
34. 前記少なくとも２つのマイクロホンは、ユーザの頬部の中にある、請求項３３に記載の方法。
35. 音声信号を受信する前に、前記少なくとも２つのマイクロホンが前記ユーザの両側に配置されるように、該ユーザに対して該少なくとも２つのマイクロホンを配置することをさらに含む、請求項３３に記載の方法。
36. 位相、および／または振幅、および／または遅延のシフトを適用したときに、前記ユーザに対する前記少なくとも２つのマイクロホンの配向を補償することをさらに含む、請求項３５に記載の方法。
37. 適用することは、前記位相、および／または振幅、および／または遅延のシフトを前記聴覚信号の第１の部分に適用することを含む、請求項３３に記載の方法。
38. 振動させることは、前記少なくとも第１および第２の変換器によって、それぞれ第１および第２の歯を振動させることを含む、請求項３３に記載の方法。
39. 振動させることは、前記第１の歯および前記第２の歯を前記ユーザの両側で振動させることを含む、請求項３８に記載の方法。
40. 伝導される振動を介して２つ以上の聴覚信号を送信する方法であって、
    少なくとも１つのマイクロホンによって第１の聴覚信号を受信することと、
    少なくとも１つのマイクロホンによって第２の聴覚信号を受信することと、
    該第１および第２の聴覚信号を組み合わせ信号に多重化することと、
    少なくとも１つの変換器によってユーザの骨を介して該組み合わせ信号を送信することと
    を含む、方法。
41. 第１の聴覚信号を受信することは、頬部の中のマイクロホンによって主聴覚信号を受信することを含む、請求項４０に記載の方法。
42. 第２の聴覚信号を受信することは、１つ以上の副聴覚信号を受信することを含む、請求項４１に記載の方法。
43. 第２の聴覚信号を受信することは、受信機によって無線で該第２の聴覚信号を受信することを含む、請求項４０に記載の方法。
44. 多重化することは、前記第１および／または第２の聴覚信号のパラメータを調整することを含む、請求項４０に記載の方法。
45. 送信することは、前記第１および第２の聴覚信号が、互いに並列的に前記ユーザに伝導されるように、前記組み合わせ信号を送信することを含む、請求項４０に記載の方法。
46. 送信することは、前記第１および第２の聴覚信号が、互いに直列的に前記ユーザに伝導されるように、前記組み合わせ信号を送信することを含む、請求項４０に記載の方法。
47. 送信することは、前記第１および第２の聴覚信号が、互いに並列的および直列的に前記ユーザに伝導されるように、前記組み合わせ信号を送信することを含む、請求項４０に記載の方法。
48. 送信することは、前記ユーザの少なくとも１つの歯に沿って、少なくとも１つの変換器を振動させることを含む、請求項４０に記載の方法。

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