JP2020061597A - 聴覚サポートデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】聴覚サポートデバイスを装着したユーザが発した声を抑えることができる聴覚サポートデバイスを提供する。【解決手段】聴覚サポートデバイスでは、ユーザが装着することで、両側頭部に、分かれて配置される一対のマイクロフォンＬ、Ｒが位置し、ユーザの両耳又は其の近傍に、一対のスピーカ５１、５２が位置する。信号処理回路は、口元指向性音響処理部と、マイクロフォンＬ、Ｒの少なくとも一方の入力信号から、口元指向性音響処理部が処理したユーザの口元に位置する音源の音声を相対的に強調する信号を差し引くノイズキャンセル部と、を有する音響制御部を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、ユーザに装着されて、周囲の音をマイクロフォンにより収音し、収音した音をスピーカにより放音する聴覚サポートデバイスに関する。

個人が有する聴力は、個人差があるものの有限であり、個人が有する聴力以上に周囲の音を聞くことは難しい。個人が本来有する以上の聴力を機器に頼らず発揮することは、難しいことであるが空想のようにそれが可能であるならば、人類の進化に貢献できる可能性がある。例えば助長器は、個人が有する以上の聴力を実現可能という点でその可能性を秘めている。

一般的に、助聴器はマイクロフォンとスピーカを備えており、マイクロフォンは周囲の音を収音し、スピーカより収音した音を放音する。助聴器は、収音した音をユーザが聴きとり易いレベルに増幅して放音し、助聴器は簡易的に周囲の音を聴きとり易くする目的でユーザに装着される。

また、加齢や疾患などで聴力が低下した難聴者の聴きとりの補助を行う機器として、医療機器に属する補聴器があり、補聴器も収音した音をユーザが聴きとり易いレベルに増幅して放音する点では、助聴器と同一の機能を有する。

特開２０１４−１４７０２３号公報

上記のような助聴器や補聴器を含む聴覚サポートデバイスにおいては、収音した音のレベルを一律に上げて放音している。そのため、聴覚サポートデバイスを装着したユーザが他人と対話することを想定する場面では、聴覚サポートデバイスはユーザの声まで収音してしまい、聴覚サポートデバイスがその音をスピーカから放音すれば、ユーザはスピーカからレベルが上がった自分の声を聴くこととなる。さらに、ユーザと対話者との会話が被った場合には、レベルが上がった自分の声により、対話者の声が聴きとりにくくなる。このため、聴覚サポートデバイスを装着したユーザが発した声を抑えることができる聴覚サポートデバイスが望まれていた。

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために成されたものであり、その目的は、ユーザに装着する聴覚サポートデバイスであって、ユーザが発した声を抑えることができる聴覚サポートデバイスを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係る聴覚サポートデバイスは、ユーザに装着される聴覚サポートデバイスであって、ユーザの両耳又は其の近傍に分かれて位置し、音声を放出する一対のスピーカと、ユーザの両側頭部に分かれて配置される一対のマイクロフォンと、前記一対のマイクロフォン各々からの入力信号に基づき、ユーザの口元に位置する音源の音声を相対的に強調する口元音響処理部と、前記マイクロフォンの入力信号から、口元音響処理部が処理した信号を差し引くノイズキャンセル部と、を備えることを特徴とする。

前記一対のマイクロフォン各々からの入力信号に基づき、ユーザの発声を検知する発声検出部を更に備え、前記ノイズキャンセル部は、ユーザの発声を検知した場合に前記マイクロフォンの入力信号から、口元音響処理部が処理した信号を差し引くことを特徴とする。

前記一対のマイクロフォンの一方からの入力信号に基づき、ユーザの目線方向の音源の音声を相対的に強調する目線方向音響処理部をさらに備え、前記ノイズキャンセル部は、前方指向性音響処理部が処理した信号から、口元音響処理部が処理した信号を差し引いても良い。

前記目線方向音響処理部に信号を入力するマイクロフォンは、２つの無指向性のマイクロフォンからなり、前記２つの無指向性のマイクロフォンは、ユーザの目線方向の平行線上に配置しても良い。

切替信号に基づいてノイズキャンセル部を経た信号を前記スピーカに対して出力させる切替制御部を、さらに備えても良い。

前記一方のスピーカの近傍に配置される２つのマイクロフォンのブレを検出するブレ検出部と、前記ブレ検出部において一定時間以上のブレを検出しない場合には、前記切替信号を出力する切替信号出力部をさらに備えても良い。

ユーザの入力を受け付けるスイッチと、前記スイッチのＯＮ／ＯＦＦにより前記切替信号を出力する切替信号出力部をさらに備えても良い。

また、眼鏡型、首掛け形の聴覚サポートデバイスも本発明の一態様である。

本発明によれば、聴覚サポートデバイスを装着したユーザが発した声を抑えた音をマイクロフォンから放音することにより、ユーザが対話者の声や周囲の音を聴きとり易くすることができる。

第１実施形態に係る聴覚サポートデバイスの外観図である。 第１実施形態に係る聴覚サポートデバイスの内部構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る音響処理部の内部構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る音響処理部の構成を示す機能ブロック図である。 口元指向性音響処理部で処理された信号のポーラパターンを示すグラフである。 比較音響処理部で処理された信号のポーラパターンを示すグラフである。 ノイズキャンセル部で処理された信号のポーラパターンを示すグラフである。 第１実施形態に係る音響処理工程を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る聴覚サポートデバイスの使用態様を示す模式図である。 第２実施形態に係る聴覚サポートデバイスの外観図である。 第２実施形態に係る聴覚サポートデバイスの内部構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る音響処理部の構成を示す機能ブロック図である。 ターゲット音響処理部で処理された信号のポーラパターンを示すグラフである。 ノイズキャンセル部で処理された信号のポーラパターンを示すグラフである。 他の実施形態に係る聴覚サポートデバイスの外観図である。

以下、本発明に係る聴覚サポートデバイスの実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

［１．第１実施形態］
（構成）
図１は、聴覚サポートデバイスの外観図である。また、図２は、聴覚サポートデバイスの内部構成を示すブロック図である。図１及び２に示すように、聴覚サポートデバイス１は、ユーザに装着され、ユーザの周囲の音を収音し、またユーザに対して収音した音を放音する。

この聴覚サポートデバイス１は、眼鏡型をしている。つまり、聴覚サポートデバイス１は、レンズを固定するリム２と、リムを支える左右のテンプル３１、３２と、左右のテンプル３１、３２の先端に位置し装着者の耳との接触部分となるツルとを備える。聴覚サポートデバイス１は、一対のマイクロフォンＬ、Ｒを眼鏡の左右のテンプル３１、３２に配置するとともに、左右のツルは内部にスピーカを備えたハウジング４１、４２を備える。

左右テンプル３１、３２内には無指向性のマイクロフォンＬ、Ｒが配置される。各マイクロフォンＬ、Ｒは、ユーザの両側頭部に分かれて位置し、ユーザの口元を中心に左右対称に配置されることとなる。

聴覚サポートデバイス１は、信号線を内包したコード１１で、各マイクロフォンＬ、Ｒ及び一対の左右のハウジング４１、４２を接続して成る。両ハウジング４１、４２には、スピーカ５１、５２が収容されている。聴覚サポートデバイス１は、ハウジング４１、４２が各耳に対応するようにユーザに装着される。

図２に示すように、一方のハウジング４２内には、スピーカ５２の他、信号処理回路６等が収容されている。コード１１内には装着者が操作するスイッチとして機能する感圧センサが内蔵されている。各マイクロフォンＬ、Ｒ、各スピーカ５１、５２、及び感圧センサ１０は、信号線を介して信号処理回路６と接続されている。信号処理回路６の無い他方のハウジング４１内に収容されたスピーカ５１、及び両テンプル内に配置される各マイクロフォンＬ、Ｒは、ハウジング４１、４２を繋ぐコード１１を介して信号処理回路６と接続される。

感圧センサ１０は、マイクロフォンＬ、Ｒの起動、及び機能切替スイッチである。話者がコード１１の外皮を介して感圧センサ１０を押圧して使用される。感圧センサ１０は、その押圧力を感知し、押圧力の感知に応答して信号処理回路６に操作信号を出力する。

信号処理回路６は、いわゆるプロセッサであり、マイコン、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ又はＤＳＰ等を含む。この信号処理回路６は、マイク制御部７と放音制御部８と音響処理部９とを備える。

マイク制御部７は、マイクロフォンＬ、Ｒのドライバ回路である。マイク制御部７は、感圧センサ１０と信号線を介して接続されている。このマイク制御部７は、感圧センサ１０から操作信号が入力される度に、マイクロフォンＬ、Ｒに対する給電のオンオフを切り換える。放音制御部８は、音響処理部９で変換した信号をスピーカ５１、５２へ送出する。

音響処理部９は、マイクロフォンＬ、Ｒとスピーカ５１、５２との間に介在し、一対のマイクロフォンＬ、Ｒからの入力信号を音響処理し、スピーカ５１、５２へ送出する。音響処理部９で行う音響処理は、マイクロフォンＬ、Ｒの入力信号ＩｎＭ１（ｋ）、ＩｎＭ２（ｋ）から、ユーザの口元に位置する音源の音声を相対的に強調した信号ＩｎＡ（ｋ）を差し引く。音響処理部９は、入力信号ＩｎＭ１（ｋ）、ＩｎＭ２（ｋ）を信号ＩｎＡ（ｋ）と位相と合わせるためのフィルタＣ１を有しており、音響処理部９では、入力信号ＩｎＭ１（ｋ）、ＩｎＭ２（ｋ）と信号ＩｎＡ（ｋ）と位相と合わせて差分を算出する。

音響処理部９では、入力信号ＩｎＭ１（ｋ）、ＩｎＭ２（ｋ）のそれぞれから信号ＩｎＡ（ｋ）を差し引いても、入力信号ＩｎＭ１（ｋ）、ＩｎＭ２（ｋ）の何れか一方より信号ＩｎＡ（ｋ）を差し引いてもよい。入力信号ＩｎＭ１（ｋ）、ＩｎＭ２（ｋ）のそれぞれから信号ＩｎＡ（ｋ）を差し引く場合には、放音制御部８は、スピーカ５１に対しては入力信号ＩｎＭ２（ｋ）−信号ＩｎＡ（ｋ）を出力し、スピーカ５２に対しては入力信号ＩｎＭ１（ｋ）−信号ＩｎＡ（ｋ）を出力する。また、入力信号ＩｎＭ１（ｋ）、ＩｎＭ２（ｋ）の何れか一方より信号ＩｎＡ（ｋ）を差し引く場合、例えば放音制御部８は、スピーカ５１、２に入力信号ＩｎＭ１（ｋ）−信号ＩｎＡ（ｋ）を出力する。以下では、放音制御部８は、スピーカ５１、５２に入力信号ＩｎＭ１（ｋ）−信号ＩｎＡ（ｋ）を出力するものとして説明する。

図３は、音響処理部９の内部構成を示すブロック図であり、図４は、音響処理部９における機能ブロック図である。図３に示すように、音響処理部９は、切替制御部９１、ターゲット音響処理部９２、口元指向性音響処理部９３、比較音響処理部９４、発声検出部９５、及びノイズキャンセル部９６とを備える。

切替制御部９１は、感圧センサ１０からの入力に応じて、音響処理部９において、入力信号Ｌから信号ＩｎＡ（ｋ）を差し引く処理を行うか否かの切替えを行う。すなわち、切替制御部９１がＯＮの場合には、音響処理部９において入力信号Ｌから信号ＩｎＡ（ｋ）を差し引くが、切替制御部９１がＯＦＦの場合には、音響処理部９においてマイクロフォン入力信号Ｌから信号ＩｎＡ（ｋ）を差し引く処理を行わず、放音制御部８は、必要に応じてマイクロフォンの入力信号Ｌのレベルの調整を行った信号をスピーカ５１、５２に対して出力する。

ターゲット音響処理部９２は、入力信号Ｌに基づいてユーザの口元に位置する音源の音声を相対的に強調した信号ＩｎＡ（ｋ）を差し引く対象となるターゲットとなる信号ＩｎＣ（ｋ）を生成する。ターゲットとなる信号は、入力信号Ｌの位相を信号ＩｎＡ（ｋ）と合わせることで生成する。そのため、ターゲット音響処理部９２は、フィルタＣ１を備える。フィルタＣ１は、信号ＩｎＡ（ｋ）との振幅二乗誤差が最小となるように、最小二乗法やウィーナー法により設計されるオールパスフィルターである。

つまり、信号ＩｎＡ（ｋ）は、入力信号Ｌ、Ｒより生成するが生成の過程において、入力信号Ｌと位相がズレる。そのため、単に入力信号Ｌよりユーザの口元に位置する音源の音声を相対的に強調した信号ＩｎＡ（ｋ）を差し引いても、ユーザが発した声を効果的に抑えることはできない。そこで、ターゲット音響処理部９２は、入力信号ＬをフィルタＣ１を介すことで信号ＩｎＣ（ｋ）を生成する。フィルタＣ１を経たことにより、生成した信号ＩｎＣ（ｋ）の位相は、信号ＩｎＡ（ｋ）と一致する。

口元指向性音響処理部９３は、ユーザの口元に位置する音源の音声を相対的に強調した信号ＩｎＡ（ｋ）を生成する。口元指向性音響処理部９３は第１音響処理部と言い換えることができる。つまり、口元指向性音響処理部９３は、一対のマイクロフォンＬ、Ｒの対称軸上に位置する音源から発せられた音響信号を相対的に強調する。口元指向性音響処理部９３は、位相差又は時間差が同じ音響信号を相対的に強調し、位相差又は時間差が生じていればいるほど、音響信号を相対的に抑圧する。そのため、口元指向性音響処理部９３は、フィルタＡ１とフィルタＡ２とを備える。

フィルタＡ１とフィルタＡ２とは、入力信号ＩｎＭ１（ｋ）がフィルタＡ１を通過した信号ＩｎＡ１（ｋ）と、入力信号ＩｎＭ２（ｋ）がフィルタＡ２を通過した信号ＩｎＡ２（ｋ）とを合算した信号である信号ＩｎＡ（ｋ）の振幅が最大化されるように入力信号ＩｎＭ１（ｋ）及び入力信号ＩｎＭ２（ｋ）の位相を調整するフィルタである。フィルタＡ１のパラメータ係数であるＨ１及びフィルタＡ２のパラメータ係数であるＨ２は、口元からマイクロフォンＬ、Ｒまでの伝達関数により一義的に決定される値である。口元指向性音響処理部９３が生成した信号ＩｎＡ（ｋ）は、図５に示すポーラパターンを有する。

比較音響処理部９４は、ユーザの口元に位置する音源以外の音声を相対的に強調した信号ＩｎＢ（ｋ）を生成する。比較音響処理部９４では、一対のマイクロフォンＬ、Ｒの対称軸上に位置する音源以外から発せられた音響信号を相対的に強調する。そのため、比較音響処理部９４は、フィルタＢ１とフィルタＢ２とを備える。

フィルタＢ１とフィルタＢ２とは、入力信号ＩｎＭ１（ｋ）がフィルタＢ１を通過した信号ＩｎＢ１（ｋ）と、入力信号ＩｎＭ２（ｋ）がフィルタＢ２を通過した信号ＩｎＢ２（ｋ）とを合算した信号である信号ＩｎＢ（ｋ）の振幅が最小化されるように入力信号ＩｎＭ１（ｋ）及び入力信号ＩｎＭ２（ｋ）の位相を調整するフィルタである。フィルタＢ１のパラメータ係数であるＨ３及びフィルタＢ２のパラメータ係数であるＨ４は、口元からマイクロフォンＬ、Ｒまでの伝達関数により一義的に決定される値である。比較音響処理部９４が生成した信号ＩｎＢ（ｋ）は、図６に示すポーラパターンを有する。

発声検出部９５は、口元指向性音響処理部９３で処理した信号ＩｎＡ（ｋ）、比較音響処理部９４で処理した信号ＩｎＢ（ｋ）、及び所定の閾値に基づいて、ユーザが発声の有無の検出を行う。発声検出部９５では、口元指向性音響処理部９３を経た信号ＩｎＡ（ｋ）と比較音響処理部９４を経た信号ＩｎＢ（ｋ）との比を閾値ｔｈと比較する。これにより、ユーザの発声の有無の検知を行う。ユーザが発声を行っていない場合には、信号Ａと信号Ｂの強度に大きな差は生じない。一方、ユーザが発生を行った場合には、ユーザの口元に位置する音源の音声を相対的に強調した信号Ａの強度が大きく成る。そのため、信号Ａ／信号Ｂとすることで、強度の差はより強調される。この強調された強度を、強度に関する閾値である閾値ｔｈと比較し、閾値ｔｈを超えていればユーザが発声としていると判定する。

ノイズキャンセル部９６は、発声検出部９５においてユーザが発声したと判定した場合に、ターゲット音響処理部９２で処理した信号ＩｎＣ（ｋ）から、ユーザの口元に位置する音源以外の音声を相対的に強調した信号ＩｎＡ（ｋ）を差し引く。信号ＩｎＣ（ｋ）から信号ＩｎＡ（ｋ）を差し引く方法としては、スペクトル減算法や、ＭＭＳＥ−ＳＴＳＡ法や、ウィーナーフィルタリング法などを用いることができる。ノイズキャンセル部を経た信号においては、図７に示すポーラパターンにおいて、実線部分より点線部分を差し引いた特性を有する。

（作用）
以上のような構成を有する本実施形態では、デバイスのサポートを必要とする場合には、聴覚サポートデバイス１を頭部に装着している必要がある。聴覚サポートデバイス１は眼鏡型であるため、ユーザが視力の矯正が必要な場合には、度入りレンズを装着することで、常に装着していることとなる。また、視力の矯正が必要で無い場合には、必要に応じて装着しても良い。この場合にでも、眼鏡型であるため、ユーザは周囲から聴覚サポートを行うデバイスを装着していると気が付かれずに聴覚サポートデバイス１を装着することができる。

ユーザが聴覚サポートデバイス１を装着すると、左右のテンプル３１、３２に配置されるマイクロフォンＬ、Ｒは、ユーザの両側頭部に分かれて位置し、ユーザの口元を中心に左右対称に配置されることとなる。また、スピーカ５１、２はユーザの左右の耳の近傍に配置される。

聴覚サポートデバイス１の電源がＯＮ、つまりマイク制御部７がマイクロフォンＬ、Ｒの給電を開始又は維持している状態で、ユーザが感圧センサ１０を操作し、通常モードと自分の声抑制モードとの切替えを行う。通常モードとは、マイクロフォンＬ、Ｒからの信号のレベルを調整した信号をスピーカ５１、５２より放音するモードであり、マイクロフォンＬ、Ｒからの信号に対してユーザの声を抑制する処理を行わないモードである。一方、自分の声抑制モードとは、マイクロフォンＬ、Ｒからの信号に対してユーザが発した声を抑える処理を行うモードである。以下、図８を参考にして、聴覚サポートデバイス１の動作を説明する。

自分の声抑制モードが選択されると、マイクロフォンＬ、Ｒからの入力信号ＩｎＭ１（ｋ）と入力信号ＩｎＭ２（ｋ）の入力先が音響処理部９に切り替えられる（Ｓ０１）。

入力信号ＩｎＭ１（ｋ）と入力信号ＩｎＭ２（ｋ）が入力された口元指向性音響処理部９３では、入力信号ＩｎＭ１（ｋ）と入力信号ＩｎＭ２（ｋ）に基づいてユーザの口元に位置する音源の音声を相対的に強調した信号ＩｎＡ（ｋ）を生成する（Ｓ０２）。

また、入力信号ＩｎＭ１（ｋ）と入力信号ＩｎＭ２（ｋ）が入力された比較音響処理部９４では、入力信号ＩｎＭ１（ｋ）と入力信号ＩｎＭ２（ｋ）に基づいてユーザの口元に位置する音源以外の音声を相対的に強調した信号ＩｎＢ（ｋ）を生成する（Ｓ０３）。

入力信号ＩｎＭ１（ｋ）が入力するターゲット音響処理部９２は、入力信号ＩｎＭ１（ｋ）に基づいて信号ＩｎＣ（ｋ）を生成する（Ｓ０４）。

そして、発声検出部９５により口元指向性音響処理部９３で処理した信号ＩｎＡ（ｋ）、比較音響処理部９４で処理した信号ＩｎＢ（ｋ）、及び所定の閾値に基づいて、ユーザが発声の有無の検出を行う（Ｓ０５）。発声検出部９５において、ユーザの発声を検出した場合（Ｓ０５のＹＥＳ）には、ノイズキャンセル部９６により、信号ＩｎＣ（ｋ）から信号ＩｎＡ（ｋ）を差し引いた信号に基づきスピーカ５１、５２へ送出する（Ｓ０６）。一方、ユーザの発声を検出しない場合（Ｓ０５のＮＯ）には、ノイズキャンセル部９６で信号ＩｎＣ（ｋ）から信号ＩｎＡ（ｋ）を差し引かず、信号ＩｎＣ（ｋ）のみをスピーカ５１、５２へ送出する（Ｓ０７）。そして、信号ＩｎＣ（ｋ）または信号ＩｎＣ（ｋ）から信号ＩｎＡ（ｋ）を差し引いた信号に基づいてスピーカから放音する（Ｓ０８）。これを、自分の声抑制モードの終了または聴覚サポートデバイス１の電源がＯＦＦになるまで繰り返す（Ｓ０９）。

ここで、図９は、聴覚サポートデバイス１の使用態様を示す模式図である。聴覚サポートデバイス１をユーザが装着すると、テンプル３１、３２に収納されたマイクロフォンＬ、Ｒは両側頭部に位置する。マイクロフォンＬ、Ｒが配置される位置は、リムより等距離であるため、マイクロフォンＬ、Ｒは、口元Ｍを中心にしてほぼ左右対称位置に存在する。すなわち、口元Ｍは、マイクロフォンＬ、Ｒの対称軸ＡＳ上に存在する音源となる。

口元指向性音響処理部９３は、位相差又は時間差が同じ音響信号を相対的に強調し、位相差又は時間差が生じていればいるほど、音響信号を相対的に抑圧する。対称軸ＡＳ上の音源から発せられる音響信号は同位相及び同着である。そのため、口元指向性音響処理部９３では、口元Ｍを含む単一指向性の範囲ＥＵが形成され、口元指向性音響処理部９３を経た信号ＩｎＡ（ｋ）では、ユーザの音声が相対的に強調され、周囲の雑音は相対的に抑制されることとなる。

一方、ターゲット音響処理部９２に入力された入力信号ＩｎＭ１（ｋ）は、無指向性のマイクロフォンＬにより収音された信号であり、ターゲット音響処理部９２が算出する信号ＩｎＣ（ｋ）も特定の方向の指向性を有するものではない。すなわち、信号ＩｎＣ（ｋ）はユーザの周囲の音を均等に収音して信号である。ユーザが発声した場合に、ノイズキャンセル部９６で信号ＩｎＣ（ｋ）から信号ＩｎＡ（ｋ）を差し引くことは、ユーザの周囲の音を均等に収音して信号から、ユーザが発声した音声を差し引くということと換言することができる。

（効果）
（１）以上のように、本実施形態に係る聴覚サポートデバイス１では、ユーザが装着することで、両側頭部に分かれて配置される一対のマイクロフォンＬ、Ｒが位置し、ユーザの両耳又は其の近傍は、一対のスピーカが位置する。一例としては、眼鏡型聴覚サポートデバイス１のように、テンプル３１、３２にマイクロフォンＬ、Ｒを配置し、ツルと一体化したハウジングにスピーカ５１、５２を収容するようにした。そして、一対のマイクロフォンＬ、Ｒからの入力信号に基づき、ユーザの口元に位置する音源の音声を相対的に強調する口元指向性音響処理部９３と、少なくとも何れか一方のマイクロフォンＬ、Ｒの入力信号から、口元指向性音響処理部９３が処理した信号を差し引くノイズキャンセル部とを備えるようにした。

口元指向性音響処理部９３では、マイクロフォンＬ、Ｒからの入力信号は、両マイクロフォンＬ、Ｒの対称軸上に位置する話者の口から発せられる音声を相対的に強調するように音響処理し、信号ＩｎＡ（ｋ）とする。一方、ターゲット音響処理部９２では、マイクロフォンＬ、Ｒの入力信号の位相を信号ＩｎＡ（ｋ）と合わせ、信号ＩｎＣ（ｋ）とする。信号ＩｎＣ（ｋ）から信号ＩｎＡ（ｋ）を差し引くことで、ユーザの周囲の音を均等に収音して信号から、ユーザが発声した音声を差し引くことができる。

（２）また、マイクロフォンＬ、Ｒからの入力信号に基づいてユーザの発声を検知する発声検出部９５を更に備えている。ユーザが対話者と会話する場合に、常に声を発しているわけではなく、声を発声するタイミングは限られる。ユーザが声を発していない場合にも、フィルタリングを行いユーザの周囲の音を均等に収音して信号からユーザの口元に位置する音源の音声を相対的に強調した信号を引くと、スピーカから放音される音は逆に不自然なものとなる。そのため、フィルタリングを行うタイミングは、ユーザの発声を検知した場合にのみ行うことが望ましい。発声検出部９５では、マイクロフォンＬ、Ｒからの入力信号ＩｎＭ１（ｋ）と入力信号ＩｎＭ２（ｋ）に基づいてユーザが発声を検知することができるので、付加的な構成によらずユーザが発声を検知した場合にのみユーザの周囲の音を均等に収音して信号から、ユーザが発声した音声を差し引くことができる。

（３）さらに、感圧センサ１０からの切替信号に基づいてユーザが発した声のフィルタリングを行うか否かの切替を行う切替制御部９１を備える。周囲の環境や個人差によっては、周囲の音を均等に収音して信号からユーザが発声した音声を差し引くことで、ユーザが違和感を感じる可能性がある。その場合には、切替制御部９１により、フィルタリングのＯＮ／ＯＦＦの選択をしても良い。

（４）また、切替制御部９１は、感圧センサからの信号だけでなく、聴覚サポートデバイス１のブレを検出するブレ検知センサからの信号に基づいて、ユーザが発した声のフィルタリングを行うか否かの切替えを行っても良い。例えば、マイクロフォンＬ、Ｒをブレ検知センサとして用いることもできる。マイクロフォンＬ、Ｒのダイヤグラムを監視することで、聴覚サポートデバイス１のブレを検出する。聴覚サポートデバイス１がブレていない場合には、ユーザの視線が一定であり対話者の方に視線が固定されている、換言すれば会話中であると判定することができる。会話中であれば、ユーザが発声する可能性は高い為、周囲の音からユーザが発声した音声を差し引く必要性が高くなる。一方、聴覚サポートデバイス１がブレている場合には、ユーザが会話中でないと判定することで、周囲の音からユーザが発声した音声を差し引くことを控えることができる。

［２．第２実施形態］
（構成）
本発明を実施するための第２の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、実施形態のマイクロフォンＬは、１つの無指向性のマイクロフォンであったが、本実施形態のマイクロフォンＬは、２つの無指向性のマイクロフォンからなる。図１０は、第２実施形態の聴覚サポートデバイス１の外観図であり、図１１は、第２実施形態の聴覚サポートデバイス１の構成を示すブロック図である。

図１０、図１１に示すように、左テンプル３１は、２つの無指向性のマイクロフォンＬ１、Ｌ２が配置される。ここで、マイクロフォンＬ１は、リムに近い位置に配置され、マイクロフォンＬ２は、リムより遠い位置、換言すればハウジング４２側に配置される。マイクロフォンＬ１、Ｌ２は、聴覚サポートデバイス１をユーザが装着した場合、ユーザを真上及び真横から見た場合において、マイクロフォンＬ１、Ｌ２は、ユーザの目線方向と平行となる線上に配置される。これにより、ユーザの頭が上下左右に動いた場合でも、マイクロフォンＬ１、Ｌ２を用いて前方への指向性を合成した場合に、ユーザの視線方向と一致した指向性を得ることが可能となる。

図１２は、音響制御部の機能を示す機能ブロック図である。図１２に示すように、音響処理部９は、マイクロフォンＲ、Ｌ１、Ｌ２からの入力信号を音響処理し、スピーカ５１、５２へ送出する。音響処理部９で行う音響処理は、マイクロフォンＬ１、Ｌ２で収音した信号に基づいてユーザの視線方向の指向性を強調した信号ＩｎＣ（ｋ）と、マイクロフォンＲ、Ｌ１で収音した信号に基づいてユーザの口元に位置する音源の音声を相対的に強調した信号ＩｎＡ（ｋ）を生成し、信号ＩｎＣ（ｋ）から信号ＩｎＡ（ｋ）を差し引く処理を行う。

ターゲット音響処理部９２は、マイクロフォンＬ１からの入力信号ＩｎＭ２（ｋ）とマイクロフォンＬ２からの入力信号ＩｎＭ３（ｋ）に基づいてユーザの視線方向の指向性を強調した信号ＩｎＣ（ｋ）を生成する。加えて、ターゲット音響処理部９２は、信号ＩｎＣ（ｋ）の位相を信号ＩｎＡ（ｋ）の位相と一致させる。本実施形態におけるターゲット音響処理部９２は、第２音響処理部と言い換えることができる。ターゲット音響処理部９２は、フィルタＣ１とフィルタＣ２とを備える。

フィルタＣ１とフィルタＣ２とは、入力信号ＩｎＭ２（ｋ）がフィルタＣ１を通過した信号ＩｎＣ１（ｋ）と、入力信号ＩｎＭ３（ｋ）がフィルタＣ２を通過した信号ＩｎＣ２（ｋ）とを合算した信号である信号ＩｎＣ（ｋ）が、ユーザの視線方向の指向性を有するように、入力信号ＩｎＭ２（ｋ）と入力信号ＩｎＭ３（ｋ）の位相を調整するフィルタである。さらに、フィルタＣ１とフィルタＣ２には、信号ＩｎＣ（ｋ）の位相を信号ＩｎＡ（ｋ）の位相と一致させるために、信号ＩｎＣ（ｋ）と信号ＩｎＡ（ｋ）の振幅二乗誤差が最小になるように設計された、位相調整機能も備わっている。フィルタＣ１のパラメータ係数であるＨ５及びフィルタＣ２のパラメータ係数であるＨ６は、ユーザの視線方向の対話者からマイクロフォンＬ１、Ｌ２までの伝達関数により一義的に決定される値である。ターゲット音響処理部９２が生成した信号ＩｎＣ（ｋ）は、図１３に示すポーラパターンを有する。

ノイズキャンセル部９６は、発声検出部９５においてユーザが発声したと判定した場合に、ターゲット音響処理部９２で処理した信号ＩｎＣ（ｋ）から、ユーザの口元に位置する音源以外の音声を相対的に強調した信号ＩｎＡ（ｋ）を差し引く。信号ＩｎＣ（ｋ）から信号ＩｎＡ（ｋ）を差し引いた信号においては、図１４に示すポーラパターンにおいて、実線部分より点線部分を差し引いた特性を有する。

（作用、効果）
以上のような構成を有する本実施形態では、聴覚サポートデバイス１を頭部に装着し、聴覚サポートデバイス１の電源がＯＮになっている状態において、自分の声抑制モードが選択されると、マイクロフォンＬ１、Ｌ２から合成した前方への指向性を有する信号に対してユーザが発した声を抑える処理を行う。

（１）本実施形態の聴覚サポートデバイス１では、マイクロフォンＲと対になるマイクロフォンＬを、２つの無指向性マイクロフォンＬ１、Ｌ２より構成した。そして、マイクロフォンＬ１、Ｌ２を用いてユーザの目線方向の音源の音声を相対的に強調した信号ＩｎＣ（ｋ）を生成した。そして、ノイズキャンセル部では、ユーザの目線方向の音源の音声を相対的に強調した信号ＩｎＣ（ｋ）から、ユーザの口元に位置する音源以外の音声を相対的に強調した信号ＩｎＢ（ｋ）を差し引く処理を行う。これにより、ユーザの前方の音を強調した信号から、ユーザが発声した音声を差し引くことができる。ユーザが会話を行う場合、ユーザの視線方向には会話対象となる対話者が位置していることが多い。ユーザの前方に指向性を向けることで対話者の言葉を強調した信号から、ユーザが発声した音声を差し引くことができる。

（２）本実施形態では、マイクロフォンＲと対になるマイクロフォンＬを、２つの無指向性マイクロフォンＬ１、Ｌ２とした。ユーザの視線方向の音を強調することを、２つの無指向性のマイクのみを使い行っている。一般的に指向性を有するマイクロフォンは、大型化する傾向にある。そのため、テンプル内部に配置することは難しい。無指向性のマイクロフォンを２つのみを用いてユーザの視線方向の音を強調することができるので、サイズの制限のあるテンプル内に配置可能なマイクロフォンのみで、ユーザの視線方向の音を強調することが可能となった。これにより、聴覚サポートデバイス１を眼鏡型にした場合にでも、テンプルのデザインの自由度が生じる。一方、このような制約にとらわれなければ、マイクロフォンＬを２つの無指向性マイクロフォンＬ１、Ｌ２とするのではなく、指向性を有する１つのマイクロフォンとすることもできる。これにより、ユーザの前方に指向性を向けることで対話者の言葉を強調した信号から、信号から、ユーザが発声した音声を差し引くことができる。

［３．他の実施形態］
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、下記に示す他の実施形態も包含する。また、本発明は、上記の実施形態を全て又はいずれかを組み合わせた形態も包含する。さらに、これらの実施形態を発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができ、その変形も本発明に含まれる。

例えば、聴覚サポートデバイス１は、眼鏡型としたが、ユーザが装着可能であればこれに限らない。図１５は、他の実施形態における聴覚サポートデバイス１の外観を示す外観図である。図１５に示す聴覚サポートデバイス１は、バンド型である。

バンド型の聴覚サポートデバイス１の場合、左右のハウジング４１、４２にマイクロフォンＬ、Ｒ、スピーカ５１、５２及び信号処理回路６が配置される。左右のハウジング４１、４２は、首掛けバンド部１２で支持される。首掛けバンド部内部には、コード１１が埋没され、コード１１で一対のハウジング４１、４２が接続して成る。

バンド型の聴覚サポートデバイス１においても、信号ＩｎＣ（ｋ）から信号ＩｎＡ（ｋ）を差し引くことで、ユーザの周囲の音を均等に収音した信号やユーザの視線方向の音を強調した信号から、ユーザが発声した音声を差し引くことができる。

１…聴覚サポートデバイス
２…リム
３１、３２…テンプル
４１、４２…ハウジング
５１、５２…スピーカ
６…信号処理回路
７…マイク制御部
８…放音制御部
９…音響処理部
９１…切替制御部
９２…ターゲット音響処理部
９３…口元指向性音響処理部
９４…比較音響処理部
９５…発声検出部
９６…ノイズキャンセル部
１０…感圧センサ
１１…コード
１２…バンド部

Claims (10)

1. ユーザに装着される聴覚サポートデバイスであって、
   ユーザの両側頭部に分かれて配置される一対のマイクロフォンと、
   ユーザの両耳又は其の近傍に分かれて位置し、音声を放出する一対のスピーカと、
   前記一対のマイクロフォン各々からの入力信号に基づき、ユーザの口元に位置する音源の音声を相対的に強調する第１音響処理部と、
   前記マイクロフォンの入力信号から、第１音響処理部が処理した信号を差し引くノイズキャンセル部と、
   を備えることを特徴とする聴覚サポートデバイス。
2. 前記一対のマイクロフォン各々からの入力信号に基づき、ユーザの発声を検知する発声検出部を更に備え、
   前記ノイズキャンセル部は、ユーザの発声を検知した場合に前記マイクロフォンの入力信号から、前記第１音響処理部が処理した信号を差し引くことを特徴とする請求項１に記載の聴覚サポートデバイス。
3. 前記一対のマイクロフォンの一方は、２つの無指向性のマイクロフォンからなり、
   前記２つの無指向性のマイクロフォンからの入力信号に基づき、ユーザの目線方向の音源の音声を相対的に強調する第２音響処理部をさらに備え、
   前記ノイズキャンセル部は、前記第２音響処理部が処理した信号から、第１音響処理部が処理した信号を差し引くことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の聴覚サポートデバイス。
4. 前記２つの無指向性のマイクロフォンは、ユーザの目線方向と平行となる線上に配置されることを特徴とする請求項３に記載の聴覚サポートデバイス。
5. 前記一対のマイクロフォンの一方からの入力信号に基づき、ユーザの目線方向の音源の音声を相対的に強調する第２音響処理部をさらに備え、
   前記ノイズキャンセル部は、
   前記第２音響処理部が処理した信号から、第１音響処理部が処理した信号を差し引くことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の聴覚サポートデバイス。
6. 切替信号に基づいてノイズキャンセル部を経た信号を前記スピーカに対して出力させる切替制御部を、さらに備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の聴覚サポートデバイス。
7. 前記一方のスピーカの近傍に配置される２つのマイクロフォンのブレを検出するブレ検出部と、
   前記ブレ検出部において一定時間以上のブレを検出しない場合には、前記切替信号を出力する切替信号出力部をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の聴覚サポートデバイス。
8. ユーザの入力を受け付けるスイッチと、
   前記スイッチのＯＮ／ＯＦＦにより前記切替信号を出力する切替信号出力部をさらに備えることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の聴覚サポートデバイス。
9. レンズを固定するリムと、前記リムを両側から支持するテンプルを更に備え、
   前記一対のマイクロフォンは、それぞれのテンプルに分かれて配置されることを特徴とする請求項１に記載の聴覚サポートデバイス。
10. 首にかけるバンド部を更に備え、
    前記一対のマイクロフォンと前記一対のスピーカは、
    前記バンド部の両端に分かれて配置されることを特徴とする請求項１に記載の聴覚サポートデバイス。
    
    

Images