JP2019106657A

JP2019106657A - 補聴器

Info

Publication number: JP2019106657A
Application number: JP2017239347A
Authority: JP
Inventors: 尚久野; Takashi Kuno
Original assignee: Mimy Electronics Co Ltd
Current assignee: Mimy Electronics Co Ltd
Priority date: 2017-12-14
Filing date: 2017-12-14
Publication date: 2019-06-27

Abstract

【課題】ハウリング抑制が簡単に実施できる補聴器を提供する。【解決手段】本発明は、入力信号を低周波域成分と高周波域成分とに分割する分割手段と、高周波域成分の信号を両波整流する両波整流手段と、低周波域成分の信号と前記両波整流された高周波域成分の信号とを合成する合成手段とを有する補聴器である。【選択図】図１

Description

本発明は補聴器に関する。

ハウリングは、イヤホンからの出力音がマイクロホンに帰還して発振する現象である。

ハウリングが抑制された補聴器が特許文献１に開示されている。
特許文献１の補聴器は、ハウリングの発生と、その周波数とを検出する。検出されたハウリング周波数に応じて周波数が移相・加算される。これにより、ハウリング周波数の信号成分が減衰する。

特開平６−２２３９７号公報

特許文献１の補聴器は、ハウリング周波数検出回路（ハウリング検出回路）が必要である。しかし、ハウリングの発生を厳密に検出することは非常に難しい。ハウリング検出回路の構成は複雑である。補聴器は小型化が求められる。その構成部品には極小化が求められる。従って、複雑なハウリング検出回路を具備させるのは好ましくない。更に、電力消費量が多くなるのも好ましくない。

本発明が解決しようとする課題は、ハウリング抑制が簡単に実施できる補聴器を提供することである。

本発明は、
ハウリングが起きる周波数の信号を両波整流する両波整流手段
を有する補聴器を提案する。

本発明は、
入力信号を低周波域成分と高周波域成分とに分割する分割手段と、
前記高周波域成分の信号を両波整流する両波整流手段と、
前記低周波域成分の信号と前記両波整流された高周波域成分の信号とを合成する合成手段と
を有する補聴器を提案する。

本発明は、前記補聴器であって、
前記分割手段は、
低周波域成分を通過させるローパスフィルタと、高周波域成分を通過させるハイパスフィルタとを具備し、
前記両波整流手段は、
前記ハイパスフィルタからの出力信号を両波整流し、
前記合成手段は、
前記ローパスフィルタからの出力信号と前記両波整流手段からの出力信号とを合成する
補聴器を提案する。

本発明は、前記補聴器であって、
前記高周波域成分は、第１高周波域成分と、第Ｎ（Ｎは２以上の整数）高周波域成分とからなり、
前記分割手段は、
前記第１高周波域成分を通過させるバンドパスフィルタと、前記第１高周波域成分を除去するバンド除去フィルタとを具備し、
前記両波整流手段は、
前記バンドパスフィルタからの出力信号を両波整流し、
前記合成手段は、
前記バンド除去フィルタからの出力信号と、前記両波整流手段からの出力信号とを合成する
補聴器を提案する。

本発明は、前記補聴器であって、
前記両波整流手段は両波整流回路である
補聴器を提案する。

本発明は、前記補聴器であって、
前記両波整流される高周波域は、補聴器に起因する共振周波数に基づいて設定される
補聴器を提案する。

本発明は、前記補聴器であって、
前記両波整流される高周波域は、母音の振幅スペクトルにおける最大ピーク値の周波数が含まれないよう設定される
補聴器を提案する。

本発明は、前記補聴器であって、
前記両波整流される高周波域は、母音の振幅スペクトルにおける最大ピーク値および２番目に大きなピーク値の周波数が含まれないよう設定される
補聴器を提案する。

本発明は、前記補聴器であって、
前記両波整流される高周波域は３ｋＨｚ以上の帯域に在る
補聴器を提案する。

本発明は、前記補聴器であって、
前記両波整流される高周波域は２ｋＨｚ以上の帯域に在る
補聴器を提案する。

本発明は、前記補聴器であって、
前記両波整流される高周波域は１．５ｋＨｚ以上の帯域に在る
補聴器を提案する。

本発明は、前記補聴器であって、
前記両波整流される高周波域は１ｋＨｚ以上の帯域に在る
補聴器を提案する。

本発明は、前記補聴器であって、
前記両波整流される高周波域は、８ｋＨｚ以下の帯域に在る
補聴器を提案する。

本発明は、前記補聴器であって、
前記両波整流される高周波域は、４ｋＨｚ以下の帯域に在る
補聴器を提案する。

ハウリングが簡単に抑制できた。

本発明の実施形態に係る補聴器の構成図両波整流回路１４の入力波形Ａと出力波形Ｂを示す図両波整流回路１４の具体例を示す図両波整流回路１４の具体例を示す図本発明の第２の実施形態に係る補聴器の構成図ローパスフィルタ２１とハイパスフィルタ２２の周波数特性を示す図本発明の第３の実施形態に係る補聴器の構成図バンドパスフィルタ３１とバンド除去フィルタ３２の周波数特性を示す図両波整流回路１４に入力される子音のパルス波形Ａと、両波整流回路１４から出力される子音のパルス波形Ｂとを示す図ハウリングの種子信号が帰還して増大成長する様子と、ハウリングの種子信号が整流されて縮小する様子とを示す図母音「あ」の振幅スペクトル母音「い」の振幅スペクトル母音「う」の振幅スペクトル母音「え」の振幅スペクトル母音「お」の振幅スペクトル１ｋＨｚの信号Ｓ１の波形を示す図信号Ｓ１をフーリエ変換した結果を示す図信号Ｓ１を半波整流した信号Ｓ２の波形を示す図信号Ｓ２をフーリエ変換した結果を示す図

本発明は補聴器である。前記補聴器は両波整流手段を具備する。前記両波整流手段は、ハウリングが起きる周波数の信号を両波整流する。前記両波整流手段は、例えば両波整流回路である。前記両波整流手段（両波整流回路）は、例えば高周波域成分の信号を両波整流する。両波整流される成分は、例えば１ｋＨｚ以上の帯域に在る。例えば、１．５ｋＨｚ以上の帯域に在る。例えば、２ｋＨｚ以上の帯域に在る。例えば、３ｋＨｚ以上の帯域に在る。例えば、８ｋＨｚ以下の帯域に在る。例えば、５ｋＨｚ以下の帯域に在る。例えば、４ｋＨｚ以下の帯域に在る。不必要に広い範囲に亘って整流されなくても良い。必要最小限の周波数成分のみが整流される場合でも良い。極論すると、ハウリングが起きる周波数成分のみが整流されるであっても良い。ハウリングは補聴器に固有の周波数で起きることも有る。この場合は、特定の周波数成分のみが整流されるのみでも良いであろう。前記補聴器は、好ましくは、分割手段を具備する。前記分割手段は、入力信号を二つ以上の成分に分割する。前記分割は二つでも、三つ以上でも良い。例えば、低周波域成分と高周波域成分とに分割される。前記低周波域成分には、例えば、母音の振幅スペクトルにおける最大ピーク値（好ましくは、最大ピーク値と２番目に大きなピーク値）の周波数が含まれる。例えば、２ｋＨｚ以下である。例えば、１．５ｋＨｚ以下である。例えば、１ｋＨｚ以下である。前記低周波域成分は両波整流されない。前記補聴器は、好ましくは、合成手段を具備する。前記合成手段は、前記整流されなかった成分の信号と両波整流された成分の信号とを合成する。

前記分割手段は、例えば、ローパスフィルタとハイパスフィルタとで構成される。前記ローパスフィルタは低周波域成分を通過させる。前記ハイパスフィルタは高周波域成分を通過させる。
前記分割手段は、例えば、バンドパスフィルタとバンド除去フィルタとで構成される。前記バンドパスフィルタは、前記両波整流手段（両波整流回路）で整流される周波数（例えば、前記高周波域の周波数、或いは、ハウリングが起きる周波数）の信号を通過させる。前記バンド除去フィルタは前記通過信号を除去する。或る意味では、前記ハイパスフィルタはバンドパスフィルタであると見做すことが出来る。前記ローパスフィルタはバンド除去フィルタであると見做すことが出来る。
以下、具体的な実施形態が挙げられて説明される。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る補聴器の構成図である。
補聴器Ｈは、マイクロホン１１と、アンプ１２と、分割部１３と、両波整流回路１４と、合成部１６と、イヤホン（スピーカー）１７を具備する。

マイクロホン１１は音声を電気信号に変換する。

アンプ１２はマイクロホン１１からの出力信号を増幅する。

分割部１３は、アンプ１２からの出力信号を低周波域成分と高周波域成分とに分割する。

両波整流回路１４は、前記分割された高周波域成分の信号を両波整流する。前記両波整流回路１４は全波整流回路とも呼ばれる。前記両波整流回路１４は絶対値回路とも呼ばれる。

図２は、両波整流回路１４の入力波形Ａと出力波形Ｂの説明図である。

図３及び図４は、両波整流回路１４の具体例である。

両波整流回路１４は、位相反転器５と、ダイオード６Ａ，６Ｂと、加算器７とを具備する（図３参照）。分割部１３からの入力信号（高周波域成分）は、ダイオード６Ａと、位相反転器５とに入力（分岐）される。ダイオード６Ａは入力信号を整流する。位相反転器５は入力信号を位相反転する。ダイオード６Ｂは、位相反転器５により位相反転された信号を整流する。加算器７は、ダイオード６Ａにより整流された信号と、ダイオード６Ｂにより整流された信号とを合算する。

両波整流回路１４は、トランス８と、ダイオード６Ａ，６Ｂと、加算器７とを具備する（図４参照）。分割部１３からの入力信号（高周波域成分）は、センタータップを持つトランス８に加えられる。ダイオード６Ａとダイオード６Ｂとはトランス８からの出力信号を整流する。合算器７は、ダイオード６Ａにより整流された信号と、ダイオード６Ｂにより整流された信号とを合算する。

両波整流回路１４は上記の例（図３、図４）に限定されない。例えば、ダイオードを使用せず、素子の整流特性を利用した両波整流回路を用いてもよい。単電源オペアンプ又はＲ−Ｒ（レール・ツー・レール）オペアンプを利用して整流する両波整流回路を用いてもよい。

両波整流回路１４の出力信号は入力信号の基本波成分を含まない。基本波成分は消滅する。従って、例えば、１ｋＨｚの周波数の入力信号に対する出力信号は、１ｋＨｚ以外の周波数成分になる。

合成部１６は、前記分割された低周波域成分の信号と、前記両波整流された高周波域成分の信号とを合成する。

イヤホン１７は、合成部１６で合成された信号を音声に変換して出力する。

（第２実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係る補聴器の構成図である。
本実施形態は、前記分割部１３がローパスフィルタ２１とハイパスフィルタ２２とから構成された例である。

ローパスフィルタ２１は、アンプ１２からの出力信号のうち、低周波域成分（例えば、１ｋＨｚ以下）を通過させる。

ハイパスフィルタ２２は、アンプ１２からの出力信号のうち、高周波域成分（例えば、１ｋＨｚ以上）を通過させる。

ローパスフィルタ２１とハイパスフィルタ２２とに設定される遮断周波数は、例えば１ｋＨｚが好ましい。

両波整流回路１４は、ハイパスフィルタ２２を通過した高周波域成分の信号を両波整流する。ローパスフィルタ２１を通過した信号は両波整流されない。

合成部１６は、ローパスフィルタ２１からの出力信号と、両波整流回路１４からの出力信号とを合成する。

図６は、ローパスフィルタ２１及びハイパスフィルタ２２の周波数特性を示す図である。ローパスフィルタ２１の特性が符号２３で示される。ハイパスフィルタ２２の特性が符号２４で示される。

（第３実施形態）
図７は、本発明の第３の実施形態に係る補聴器の構成図である。
本実施形態は、前記分割部１３がバンドパスフィルタ３１とバンド除去フィルタ３２とから構成された例である。本実施形態では、高周波域は第１の高周波域と第２高周波域とに分割される。第２の高周波域は、前記第１の高周波域より高域である。本例では２分割の例で説明されるが、３分割であっても良い。

バンドパスフィルタ３１は、アンプ１２からの出力信号のうち、第１の高周波域の成分を通過させる。

バンド除去フィルタ３２は、アンプ１２からの出力信号のうち、第１の高周波域の成分を除去する。バンド除去フィルタ３２は、低周波域の成分と第２の高周波域の成分とを通過させる。

バンドパスフィルタ３１の通過帯域及びバンド除去フィルタ３２の除去帯域は、例えば３〜５ｋＨｚである。或いは、２ｋＨｚ以上である。又は、１ｋＨｚ以上である。４．５ｋＨｚ以下である。１〜８ｋＨｚであっても良い。勿論、これに限られない。例えば、ハウリングが起き易い周波数を予想して設定できる。

両波整流回路１４は、バンドパスフィルタ３１を通過した第１の高周波域の成分を両波整流する。バンド除去フィルタ３２を通過した信号は両波整流されない。

合成部１６は、バンド除去フィルタ３２からの出力信号と、両波整流回路１４からの出力信号とを合成する。

図８は、バンドパスフィルタ３１及びバンド除去フィルタ３２の周波数特性を示す図である。バンドパスフィルタ３１の特性が符号３４で示される。バンド除去フィルタ３２の特性が符号３３で示される。

ハウリング発生周波数が確定している場合（例えば、単一周波数のイヤホン共振によるハウリングの場合）は、第３の実施形態（バンドパスフィルタ３１及びバンド除去フィルタ３２を具備）が適している。ハウリング周波数が不安定に変化する場合（例えば、複数周波数に存在するイヤホン共振によるハウリングの場合）は、第２の実施形態（ローパスフィルタ２１及びハイパスフィルタを具備）が適している。

本発明では、高周波域（例えば１ｋＨｚ以上）において両波整流回路１４を作動させる。
母音は、その音を認識させる重要な成分が低周波域（例えば、１ｋＨｚ以下）にある（図１１〜図１５参照）。母音は、周期性を有する正負非対称な信号である。この波形に歪みがあると、聴取に違和感が生じる。本発明では、母音の成分の中の重要成分が含まれる低周波域には両波整流回路１４を作動させない。この為、母音の明瞭性が保持される。これに対して、子音の重要成分は高周波域にある。高周波域における歪みに対して、聴覚は鈍感なようである。従って、高周波領域において、歪みが有っても、大きな問題は起きないようである。

両波整流回路１４は、入力信号の高周波域成分のパルス頻度を増大させる。図９は、両波整流回路１４に入力される子音のパルス波形Ａと、両波整流回路１４から出力される子音のパルス波形Ｂとを示す。子音は、摩擦音及び破裂音を含む非周期性の音である。両波整流回路１４を通過することにより、子音の波形は頻度が２倍のパルス波形となる。子音は頻度が２倍になってもその機能を保つ。

両波整流回路１４は、信号の正負を全て正（または負）に整流する。ハウリングは種子となる正負対称の波形が成長する現象である。よって、両波整流回路１４は、ハウリング波形に有効に作用する。

本発明が用いられなかった場合、ハウリングの種子信号が帰還して増大成長する。この様子が図１０Ａに示される。
本発明（両波整流回路１４）が採用された場合、ハウリングの種子信号は整流され、正のみ（或いは負のみ）の波形になる。この場合、元の周波数成分（基本波）が消滅するため、ハウリングの種子信号は成長しない。ハウリングは抑制される。この様子が図１０Ｂに示される。

ハウリング除去方式として、位相反転又は反転相殺などが提案されている。しかし、これらの方式ではハウリングの発生を検知する必要がある。しかし、ハウリングの発生を厳密に検出することは非常に難しい。位相反転しても別のハウリングが発生する。位相反転方式は決定的な解決にはならない。逆位相にした信号を加える方式では、全ての信号が相殺される。このため、子音の信号も消去される。さらに、ハウリングの信号がなくなると、新たなハウリングが発生するため、永続的ハウリング防止ができない。
本発明は、子音が消去されない。新たなハウリングが発生しない。ハウリングの検知機能を必要としない。
本発明は、デジタルシステムでも実施できる。両波整流回路が入力信号をデジタル整流すればよい。この場合、分割部１３より分割された低周波域成分の信号を遅延させる遅延部を具備するのが好ましい。遅延部は、両波整流回路１４の処理による時間遅れを吸収する。

整流回路には半波整流回路と両波整流回路がある。上記実施形態では両波整流回路が採用され、半波整流回路は採用されない。半波整流回路が採用されても、本発明の効果は奏されない。その理由は次の通りである。
図１６は、１ｋＨｚの信号Ｓ１の波形を示す。図１７は、信号Ｓ１（図１６参照）をフーリエ変換した結果を示す。フーリエ変換の結果（図１７参照）によると、信号Ｓ１の１ｋＨｚ成分は１ｖである。
図１８は、１ｋＨｚの信号Ｓ１を半波整流した信号Ｓ２の波形を示す。図１９は、信号Ｓ２（図１８参照）をフーリエ変換した結果を示す。フーリエ変換の結果（図１９参照）によると、信号Ｓ２の１ｋＨｚ成分は５００ｍｖである。
すなわち、半波整流回路では入力信号の基本波が残留する。このため、半波整流回路が採用されても、ハウリング防止効果はない。

本発明は、補聴器に類似した音響機器にも応用が可能である。携帯電話、メガホンなどにも応用が可能である。

以上好ましい実施の形態をあげて本発明が説明された。本発明は必ずしも上記実施の形態に限定されない。本発明の技術的思想の範囲内において様々に変形し実施することができる。

Ｈ補聴器
５位相反転器
６Ａ、６Ｂダイオード
７加算器
８トランス
１１マイクロホン
１２アンプ
１３分割部
１４全波整流回路
１６合成部
１７イヤホン
２１ローパスフィルタ
２２ハイパスフィルタ
２３ローパスフィルタ特性
２４ハイパスフィルタ特性
３１バンドパスフィルタ
３２バンド除去フィルタ
３３バンド除去フィルタ特性
３４バンドパスフィルタ特性

Claims

ハウリングが起きる周波数の信号を両波整流する両波整流手段
を有する補聴器。
入力信号を低周波域成分と高周波域成分とに分割する分割手段と、
前記高周波域成分の信号を両波整流する両波整流手段と、
前記低周波域成分の信号と前記両波整流された高周波域成分の信号とを合成する合成手段と
を有する補聴器。
前記分割手段は、
低周波域成分を通過させるローパスフィルタと、高周波域成分を通過させるハイパスフィルタとを具備し、
前記両波整流手段は、
前記ハイパスフィルタからの出力信号を両波整流し、
前記合成手段は、
前記ローパスフィルタからの出力信号と前記両波整流手段からの出力信号とを合成する
請求項２の補聴器。
前記高周波域成分は、第１高周波域成分と、第Ｎ（Ｎは２以上の整数）高周波域成分とからなり、
前記分割手段は、
前記第１高周波域成分を通過させるバンドパスフィルタと、前記第１高周波域成分を除去するバンド除去フィルタとを具備し、
前記両波整流手段は、
前記バンドパスフィルタからの出力信号を両波整流し、
前記合成手段は、
前記バンド除去フィルタからの出力信号と、前記両波整流手段からの出力信号とを合成する
請求項２の補聴器。
前記両波整流手段は両波整流回路である
請求項１〜請求項４いずれかの補聴器。
前記両波整流される高周波域は、補聴器に起因する共振周波数に基づいて設定される
請求項１〜請求項５いずれかの補聴器。
前記両波整流される高周波域は、母音の振幅スペクトルにおける最大ピーク値の周波数が含まれないよう設定される
請求項１〜請求項６いずれかの補聴器。
前記両波整流される高周波域は、母音の振幅スペクトルにおける最大ピーク値および２番目に大きなピーク値の周波数が含まれないよう設定される
請求項１〜請求項６いずれかの補聴器。
前記両波整流される高周波域は２ｋＨｚ以上の帯域に在る
請求項１〜請求項８いずれかの補聴器。
前記両波整流される高周波域は１．５ｋＨｚ以上の帯域に在る
請求項１〜請求項８いずれかの補聴器。
前記両波整流される高周波域は１ｋＨｚ以上の帯域に在る
請求項１〜請求項８いずれかの補聴器。
前記両波整流される高周波域は、８ｋＨｚ以下の帯域に在る
請求項１〜請求項１１いずれかの補聴器。
前記両波整流される高周波域は、４ｋＨｚ以下の帯域に在る
請求項１〜請求項１１いずれかの補聴器。