JP4134551B2

JP4134551B2 - 聴覚補助装置

Info

Publication number: JP4134551B2
Application number: JP2001338025A
Authority: JP
Inventors: 克文近藤; 好典林; 晃三木; 幸司谷高; 浩大脇; 晃一河本
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2001-11-02
Filing date: 2001-11-02
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2019-02-26
Also published as: JP2002142299A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、補聴器などの聴覚補助装置に関し、特に外来音を受信するマイクの設置形態の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
聴覚補助装置は、できる限り立体感のある聴覚を装用者に提供できるようにマイクの個数や設置位置などが決定されている。たとえば、指向性マイクと無指向性マイクを設け、これを切り換えて用いるもの、マイクを複数使用し、配置距離と位相調整によって指向性を作りだしているもの、などがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、指向性マイクと無指向性マイクを切り換えて使用するものでは、指向特性の中間的な調整ができず、無指向性マイクを使用しているときは周辺のノイズが大きく入力されてしまい目的の音声が聞き取りにくいという問題があり、指向性マイクを使用しているときには側方や後方の音声が全く入力できないため、街路などでは危険であるという問題点があった。
【０００４】
また、複数の無指向性マイクで指向性を持たせるものの場合、マイクを所定の間隔に水平に設けるなど、マイクの設置位置や配置に制約があり装用者の装用形態に自由度がないという問題点があった。
【０００５】
この発明は、構成が簡略、且つ適度な指向性で外来音を集音することができ、かつ指向性の程度に応じて話速変換を制御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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の聴覚補助装置は、装用者の正面に向けて設けられた指向性マイクと、装用者から任意の方向に向けて設けられた無指向性マイクと、指向性マイクが受信した信号および無指向性マイクが受信した信号をミキシングして信号処理部に入力するミキサ回路と、無指向性マイクの受信した信号よりも指向性マイクの受信した信号の方がミキシングの混合比率が高い指向性モードと無指向性マイクの受信した信号よりも指向性マイクの受信した信号の方がミキシングの混合比率が低い無指向性モードとにミキサ回路におけるミキシングの混合比率を切り換えるスイッチと、少なくとも指向性マイクが受信した信号を話速変換する信号処理部と、指向性モードのときには信号処理部の話速変換をオンにし無指向性モードのときには信号処理部の話速変換をオフにする指向性変更手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この発明の聴覚補助装置では、装用者の正面方向に向けて指向性マイクを設けるとともに、全体の音声を受信できるように無指向性マイクを設けた。そして、この指向性マイクの入力および無指向性マイクの入力を所定のミキシング比率でミキシングして処理し、装用者に伝達する。指向性マイクの音声は装用者が最も注意している正面のものであり、無指向性マイクの音声は装用者が視覚では認知できない、すなわち聴覚でないと得られない側方や後方の情報を含んでいる。したがって、両方とも重要であるため一方をカットすることはせず、両者をミキシングして出力する。そして、指向性変更手段によってそのミキシング比率を変更することにより、より前方に注意を払う場面、全体に注意を払う場面を切り換えるようにしている。
【０００８】
また、前方に注意を払う場面は、正面から音声が到来している場面であり、正面から到来する音声は対話者の音声など話速変換することによってより了解度を向上させることができるものである。また、全体に注意を払う場面は、周囲の環境音を聴いている場面であり、このような場面では話速変換は不要である。したがって、上記のミキシング比率の変更に連動して話速変換をオン・オフすることにより、装用者が注意を払っている音に合わせた話速変換制御が可能になる。
この構成において、自己発話を検出する自己発話センサをさらに備え、指向性変更手段は、自己発話センサによって自己発話を検出したときに話速変換をオフにしても良い。これにより、自己発話を検出して話速変換をオフにすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図面を参照してこの発明の実施形態である聴覚補助装置について説明する。図１は同聴覚補助装置のブロック図、図２は同聴覚補助装置に用いられる装用部の外観を示す図である。
まず、図２において、同図（Ａ）は同装用部を装用時に正面となる方向から見た図であり、同図（Ｂ）は同装用部を装用時に側面となる方向から見た図である。この装用部は右耳用のものであるが、左耳用のものはこれと左右対称で同様の構成である。装用部２には、装用者の外耳道に挿入される耳栓３が設けられ、耳栓３の先端には傘部３ａが形成されている。傘部３ａは、装用者の外耳道を外界から遮断する。
【００１０】
また、装用部２の正面には、指向性マイク４が前方（正面方向）に向けて設けられている。そして、この装用部２の側面には無指向性マイク５がその側面に向けて設けられている。指向性マイク４は中心軸から各方向に３０度程度の指向性を有するものを用いる。これは、人の耳の指向性に近似させるためであり、指向性を３０度よりも狭くした場合にはマイクの方向が少し変化するだけで音を受信できなくなる場合があり、指向性を３０度よりも広くした場合には人の聴覚による方向感覚と実際の音の方向とに大きなズレが生じ装用者に不快感を与えるためである。また、無指向性マイク５は全ての方向に均等に感度を有するものを用いる。したがって、装用者がこの装用部２を装着したときのそれぞれのマイクの感度特性（集音範囲）は同図（Ｃ）のような範囲になる。指向性マイク４は正面から到来する音声を高感度に受信し、無指向性マイク５は全方向の音声を隈なく集音する。
【００１１】
なお、この実施形態では、装用部２にマイクを設けるため、装用者の両耳の間隔だけ左右のマイクが離れることになるが、装用部以外にマイクを設ける場合にも、左右のマイクを５ｃｍ以上離すことにより、左右方向の定位感が生じて音源の方向を判断しやすくなる。
【００１２】
図１は同聴覚補助装置の回路ブロック図である。なお、この図においても、一方の耳（右耳）用の回路のみ示しているが、他方の耳（左耳）用の回路も同様の構成である。また、同図において、指向性マイク４、無指向性マイク５、発音素子１６および前置アンプ１０，１１は、前記装用部２の内部に収納されており、それ以外の回路部は装用部２とケーブルで接続される本体１の内部に収納されている。本体１は、胸のポケットに収納できる程度の大きさであり、その頂部にケーブルを接続するジャックと指向性を切り換えるスイッチ２１（後述）が設けられている。
【００１３】
指向性マイク４，無指向性マイク５にはそれぞれ前置増幅器１０，１１が接続されている。前置増幅器１０，１１は、マイク４，５から入力された音声信号を処理可能なレベルまで増幅する。前置増幅器１０で増幅された指向性マイク４の音声信号、および、前記増幅器１１で増幅された無指向性マイク５の音声信号は、ミキサ１２に入力される。ミキサ１２は所定の比率で指向性マイク４の音声信号と無指向性マイクの音声信号を混合して後段に出力する。この混合比率ｍは、０＜ｍ＜１である。すなわち、ミキサ１２は、入力を完全に一方のマイクに切り換えてしまうことはせず、必ず両方のマイク入力を混合して後段に出力する。この混合比率ｍは制御部２０から与えられる。ミキサ１２が出力する混合された音声信号はアンプ１３で増幅されたのち信号処理部１４に入力される。
【００１４】
また、マイク４，５の位置関係による信号位相差が発生する場合には、同図（Ｂ）に示すように、ミキサ１２の前段に位相制御回路２２を設け、マイク４から入力した信号とマイク５から入力した信号をミキシングするまえに、これらが同相の信号となるように位相調整を行っておけばよい。
【００１５】
信号処理部１４は、入力信号のイコライジングや話速変換などを行う回路であり、たとえば、Ａ／Ｄ変換器、ＤＳＰ、Ｄ／Ａ変換器などからなっている。なお、話速変換を行う場合には、入力された音声信号が、装用者が自ら発声した自己発話であるか否かを判断し、自己発話の場合には、話速変換を停止する必要があるため、自己発話を検出する自己発話センサが別に設けられる。自己発話センサは、たとえば、自己発話による耳骨〜外耳道の振動を検出する振動検出器が用いられ、この振動検出器は、耳栓３の傘部３ａを介して外耳道に接触するように装用部２または直接耳栓３に設けられる。なお、信号処理部１４の処理内容およびアンプ１５の増幅ゲインはともに前記制御部２０によって制御される。
【００１６】
信号処理部１４でイコライジングおよび／または話速変換された音声信号はアンプ１５で増幅され、発音素子１６から発音される。なお、前記耳栓３の中央部には貫通孔が開設されており、装用部２内部の発音素子１６が発生した音響（空気振動）はこの貫通孔を介して外耳道に伝搬する。
【００１７】
前記制御部２０には、指向性切換用のスイッチ２１が接続されている。このスイッチ２１が一方の側（無指向性モード）にセットされているときは、混合比率ｍ＝０．３（指向性マイク４の入力０．３、無指向性マイク５の入力０．７）になるようにミキサ１２に制御信号を出力し、スイッチ２１が他方の側（指向性モード）にセットされているときは、混合比率ｍ＝０．７（指向性マイク４の入力０．７、無指向性マイク５の入力０．３）になるようにミキサ１２に制御信号を出力する。
【００１８】
装用者は、通常はスイッチ２１を無指向性モードにセットして、どこからの音声も聞き取れるようにする。そして、誰かと会話するとき、テレビを見るとき、講演を聞くときなど、特に前方からの音声に注意を払う場合にスイッチ２１を指向性モードに切り換えて前方の音声の入力ゲインをあげる。ただし、この場合でも周囲の音声が全く耳に入らないと不安であったり危険であったりするため、無指向性マイク５の入力に対してもある程度のゲインを残すようにしている。
【００１９】
なお、混合比率ｍは上記の例（０．３、０．７）に限定されない。この混合比率を装用者が好みに合わせて設定できるようにしてもよい。この場合、複数種類の混合比率を制御部２０にテーブルとして記憶しておき、装用者がその中から自由に混合比率を選択できるようにしてもよい。
また、スイッチ２１の代わりにボリュームを設け、混合比率ｍを無段階で変化できるようにしてもよい。
さらに、周囲の音の状況や装用者の自己発話の状況に応じて制御部２０が自動的にミキサ１２の混合比率を変更するようにしてもよい。また、話速変換と混合比率の切り換えを連動させるようにしてもよい。たとえば、話速変換する音声は、大抵の場合、正面から到来する音声であるため、話速変換のオン・オフと指向性モードのオン・オフを連動させるようにすればよい。
【００２０】
また、指向性マイク４から入力した信号と無指向性マイク５から入力した信号の位相差が問題となる場合には図１（Ｂ）に示すようにミキサ１２の前段に位相制御回路を設け、両マイクの入力信号の位相を整合するようにすればよい。位相制御回路としては、たとえば、ディレイ回路を適用することができる。
【００２１】
図３は、装用部２の前後に同じ発音源を置き、混合比率を変化させたとき、前後の音声信号の入力レベルの比率がどのように変化するかを示したものである。この図では混合比率は、（指向性マイク４の入力／無指向性マイク５の入力）で示している。図示のように無指向性マイクの入力比率が高い場合は、前後の信号レベル比率は略同じ（０．９程度）になるが、指向性マイクの入力比率を高くすると、後方の信号は前方の信号に対して０．２程度になる。このように、無指向性マイク５の入力比率を高くすると前後にかかわらず全ての方向の音声を隈なく集音することができ、指向性マイク４の入力比率を高くすると前方以外の信号を遮断して前方の目的音声に対するＳ／Ｎ比を良くすることができる。
【００２２】
図４は、この発明の他の実施形態を示す外観図である。この実施形態は、所謂一体型の聴覚補助装置の例である。図１，図２の実施形態では、本体１と装用部２をケーブルで接続し、本体１は胸ポケット等に収納する２分型の聴覚補助装置を示したが、この図のものは本体３１を耳介（耳たぶ）に係止し、本体３１から取り出された樹脂チューブ３２と軟質シリコン樹脂で構成される傘部３３で装用部を構成することにより、全体を一体化している。
【００２３】
この実施形態でも、回路構成は図１に示すものと同じであるため、説明を省略する。そして、同一構成の部品には同一番号を付す。本体３１は耳介の上部に係止され、チューブ３２は耳介の前から回り込んで外耳道に挿入される。本体３１のチューブ３２取付部には発音素子１６が設けられており、信号処理された音声がこのチューブ３２を介して外耳道に伝搬される。
【００２４】
本体３１の上端部正面側には指向性マイク４が設けられており、その側面には無指向性マイク５が設けられている。そして、本体部３１の下部にスイッチ２１が設けられている。装用者は、耳介後側の本体３１を人指し指で押さえて親指でスイッチ２１を切り換える簡単な操作で、指向性マイク４の入力と無指向性マイク５の入力の混合比率ｍを切り換えることができる。
【００２５】
【発明の効果】
この発明によれば、前方の音声を集中的に集音する指向性マイクと、全体の音を隈なく集音する無指向性マイクの音声をミキシングして処理することにより、全体にも注意を払うことができ、且つ、通常最も注目する正面の音声をよりよく拾うことができる。
また、これらのミキシング比率を変更することにより、通常全体に注意を払っているときや、会話をしたりテレビを見たりしているときなど前方に集中したいときなどに応じて最適の集音性能で聴覚補助装置を使用することができる。
【００２６】
さらに、ミキシング比率の変更に連動して信号処理部の話速変換をオン・オフすることにより、装用者が注意を払っている音に合わせた話速変換制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態である聴覚補助装置のブロック図
【図２】同聴覚補助装置の装用部の構成図
【図３】同聴覚補助装置の入力レベル比を変更したときの前後の信号の入力レベル比を示す図
【図４】この発明の他の実施形態を示す図
【符号の説明】
１…本体、２…装用部、３…耳栓、３ａ…傘部、４…指向性マイク、５…無指向性マイク、１０，１１…前置増幅器、１２…ミキサ、１３…アンプ１４…信号処理部、１５…アンプ、１６…発音素子、２０…制御部、２１…スイッチ、
３１…本体、３２…チューブ、３３…傘部

Claims

装用者の正面に向けて設けられた指向性マイクと、
装用者から任意の方向に向けて設けられた無指向性マイクと、
前記指向性マイクが受信した信号および前記無指向性マイクが受信した信号をミキシングして信号処理部に入力するミキサ回路と、
前記無指向性マイクの受信した信号よりも前記指向性マイクの受信した信号の方が前記ミキシングの混合比率が高い指向性モードと、前記無指向性マイクの受信した信号よりも前記指向性マイクの受信した信号の方が前記ミキシングの混合比率が低い無指向性モードと、に前記ミキサ回路におけるミキシングの混合比率を切り換えるスイッチと、
少なくとも指向性マイクが受信した信号を話速変換する信号処理部と、
前記指向性モードのときには前記信号処理部の話速変換をオンにし、前記無指向性モードのときには前記信号処理部の話速変換をオフにする指向性変更手段と、
を備えている聴覚補助装置。
自己発話を検出する自己発話センサをさらに備え、
前記指向性変更手段は、前記自己発話センサによって前記自己発話を検出したときに前記話速変換をオフにする、
請求項１に記載の聴覚補助装置。