JP4355359B1 - マイクを外耳道開口部に設置する耳掛型補聴器 - Google Patents

マイクを外耳道開口部に設置する耳掛型補聴器 Download PDF

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Abstract

【課題】補聴器装用者が前後方向に対する音源位置を推定しやすくし、かつ補聴器装用時の審美性を高くすることが可能な耳掛型補聴器を提供する。
【解決手段】本発明の耳掛型補聴器は、人体の耳に装着されて使用されるものであり、周囲音を収音して入力信号を生成するマイク１０１と、前記入力信号に基づいて出力信号を生成する信号処理手段１０２を少なくとも含み、前記耳に装着可能な耳掛部１１０と、前記出力信号に基づいて出力音を再生するレシーバ１０３とを備える。また、マイク１０１は、耳掛部１１０が耳に装着された場合、外耳道２２０の延長上であって、耳輪９０１と耳珠９０２と耳垂９０３とにより定義される面よりも鼓膜側に位置する外耳道開口部に配置される。
【選択図】図２

Description

本発明は、マイクを外耳道開口部に設置する耳掛型補聴器に関するものである。
従来の補聴器として、耳掛型補聴器、コンチャ型、カナル型などの耳穴型補聴器がある。補聴器装用者は、耳掛型補聴器が小さくて耳介の裏側に置くと目立ちにくいという審美性の観点から、耳穴型補聴器と比較して耳掛型補聴器を好む傾向がある。
従来の耳掛型補聴器の一例として、構成要素を２つ持つものがある。２つの構成要素とは耳掛部（Ｂｅｈｉｎｄ Ｔｈｅ Ｅａｒ：ＢＴＥ）と耳穴部（Ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ Ｉｎ ｔｈｅ Ｃａｎａｌ：ＣＩＣ）であり、耳掛部にマイク、電池、信号処理手段を有し、外耳道内にレシーバを有する。従来、補聴器本体から鼓膜面までを音導チューブを介して伝達していたが、この補聴器では、レシーバを外耳道内に置くことで鼓膜面に直接音を伝えることにより、広帯域の音を伝達できることが利点である。(例えば、特許文献１参照)。外耳道内に配置されるレシーバを外耳道レシーバ（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ｉｎ Ｃａｎａｌ：ＲＩＣ）という。
また、補聴器装用者の耳介形状、大きさ等の個人差に応じた調節を容易に行うことのできる耳掛型補聴器がある。この補聴器は、図８に示すように、耳介の窪み部内に位置する耳装着部８００と耳掛部８１０から構成されている。耳装着部８００にマイク８０１とレシーバ８０３を備え、耳掛部８１０に信号処理部８０２や電源を備えている。この補聴器では、この耳装着部８００が、耳掛部８１０に対して伸縮自在に長さ調整が可能であり、かつ回転自在に角度調節が可能である(例えば、特許文献２参照)。
特許第３８１１７３１号公報 特開平１０−５６６９８号公報
ところで、人間は左右２つの耳があるので、音源位置が真正面や真後ろ以外の水平方向にある場合は、音源から左右の耳に音が到達する時間差が生じる。これを両耳間時間差（ｉｎｔｅｒａｕｒａｌ ｔｉｍｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ：ＩＴＤ）といい、水平方向の音源位置推定を利用している。また、音源から両耳への距離が異なるため、到達する音圧にも差が生じる。これを両耳間レベル差（ｉｎｔｅｒａｕｒａｌ ｌｅｖｅｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ：ＩＬＤ）といい、これも同様に音源位置推定に利用している。
一方、音源位置が真正面、真後、真上といった垂直方向に存在する場合、両耳に入る音は、頭の非対称性によるわずかな差しか存在せず、両耳間時間差、両耳間レベル差もほとんど生じない。この場合、人間は音源位置を推定するために、頭部、肩、および耳介による回折、反射などの作用で周波数特性が異なることを利用して、音源方向を推定している。ここで音源から両耳の鼓膜に至る伝達路の特性を、頭部伝達関数（ｈｅａｄ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ＨＲＴＦ）という。
従来の多くの耳掛型補聴器は、マイクが補聴器本体上部、すなわち耳介上部に位置する。すなわち、耳掛型補聴器のマイクで収音する音は、耳介形状による周波数特性変化を受けることがない。したがって、耳掛型補聴器装用者にとって、前後方向に対する音源位置推定が困難であるというのが現状である。
また、特許文献２のようにマイクを有する耳装着部が耳の窪み部分に配置される耳掛方補聴器であっても、マイクのための検出穴が耳装着部における鼓膜側と反対側に設けられているため、耳介形状による周波数特性変化を十分に受けることができない。
また、従来の耳穴型補聴器には、更に小さく審美性の高い小型耳穴型補聴器として、ＣＩＣ型補聴器が存在するが、マイク、スピーカー、信号処理手段、電池など、補聴器に関わる全ての構成要素を外耳道内に備える必要がある。限られた外耳道内空間に、補聴器の構成要素を配置するために、例えば電池容量としても少ない小型の電池に限定されてしまい、補聴器利用者は、頻繁に電池交換を行う必要があるため、必ずしも利便性が高いとは言い難い。さらに、耳穴型補聴器の中には補聴器装用者の耳型に合わせるオーダーメイド補聴器も存在するが、補聴器装用者の耳型を採取して、補聴器シェルを耳型形状に合わせた加工が必要となり、レディメイド補聴器と比較して、高価になってしまう。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、補聴器装用者が前後方向に対する音源位置を推定しやすくし、かつ補聴器装用時の審美性を高くすることが可能な耳掛型補聴器を提供することを目的とする。
本発明の耳掛型補聴器は、人体の耳に装着されて使用される耳掛型補聴器であって、周囲音を収音して入力信号を生成するマイクと、前記耳に装着可能であり、前記入力信号に基づいて出力信号を生成する信号処理手段を少なくとも含む本体と、前記出力信号に基づいて出力音を再生するレシーバとを備え、前記マイクは、前記本体が前記耳に装着された場合、外耳道の延長上であって、耳輪と耳珠と耳垂とにより定義される面よりも鼓膜側に位置する外耳道開口部に配置される。
この構成により、入力音に対して耳介の周波数特性変化を反映することにより、前後方向の音源方向推定がしやすく、かつ補聴器本体が耳介上部で耳介裏側にあることにより、審美性の高い補聴器を提供することができる。
また、本発明の耳掛型補聴器は、前記レシーバが、前記本体が前記耳に装着された場合、外耳道内に配置される。
この構成により、補聴器の出力音を補聴器装用者の鼓膜面に直接伝えることにより、周波数特性が広帯域である補聴器を提供することができる。
また、本発明の耳掛型補聴器は、前記マイクと前記信号処理手段とに接続された信号線が、より対線である。
この構成により、外耳道開口部に配置されるマイクと耳介上部に配置される補聴器本体との間の伝送路で付加される雑音を低減し、マイクで収音した入力音声信号の信号対雑音比(以下、ＳＮ比と表記)を向上することができる。
また、本発明の耳掛型補聴器は、前記マイクと前記信号処理手段とに接続された信号線が、シールド線である。
この構成により、外耳道開口部に配置されるマイクと耳介上部に配置される補聴器本体との間の伝送路で付加される雑音を低減し、マイクで収音した入力音声信号のＳＮ比を向上することができる。
また、本発明の耳掛型補聴器は、前記マイクと前記信号処理手段とに接続された信号線から突出した少なくとも１つの逆棘を備える。
この構成により、マイクを耳介の中央部である外耳道開口部に安定的に保持することができ、補聴器装用者の頭部の動きによりマイクが耳介に当たることに起因する衝撃音を低減することができる。
また、本発明の耳掛型補聴器は、前記本体が耳に装着された場合に前記マイクと前記レシーバとの間に配置される防音材を備える。
この構成により、レシーバの出力音がマイクの入力音となり、帰還回路を形成してしまうハウリング現象が発生する確率を低減することができる。
また、本発明の耳掛型補聴器は、前記マイクがＭＥＭＳマイクである。
この構成により、外耳道開口部に設置されるマイクを小型化することが可能であり、マイクを目立ちにくくすることができる。
また、本発明の耳掛型補聴器は、周囲音を収音して第１の入力信号を生成するマイクと、 前記第１の入力信号を増幅して第２の入力信号を生成する増幅器と、前記第２の入力信号に基づいて出力信号を生成する信号処理手段を備える。
この構成により、マイクの信号線延長における電圧降下への影響や、レシーバの信号線からのマイク信号線に対する電磁誘導による雑音付加への影響を少なくするために、マイクの信号を増幅することができる。
また、本発明の耳掛型補聴器は、前記マイクを複数備え、少なくとも１つの前記マイクが、前記本体が前記耳に装着された場合に前記外耳道開口部に配置される。
この構成により、複数のマイクを利用することにより、信号処理手段で顔前方方向の入力音声信号を強調する指向性合成処理をしたり、例えば耳障りなピーピー音として聞こえるハウリング現象を抑圧したりするなど、補聴器装用者に聞きやすい出力音を提供することができる。
また、本発明の耳掛型補聴器は、少なくとも１つの前記マイクが、前記本体が前記耳に装着された場合に耳介後部に配置される。
この構成により、外耳道開口部と耳介後部とに別々に配置されるマイクからの入力音声信号を利用した信号処理が可能となり、信号処理手段でハウリング検出、雑音抑圧などが容易かつ高精度にできる。
また、本発明の耳掛型補聴器は、前記信号処理手段が、前記外耳道開口部に配置されるマイクからの前記入力信号の信号強度と前記耳介後部に配置されるマイクからの前記入力信号の信号強度とを比較し、前記比較の結果に基づいて、ハウリング判定を行う。
この構成により、耳介後部に置いたマイクとレシーバの間では、外耳道開口部においたマイクとレシーバ間と比較すると、ハウリングが発生する確率が低くなることを利用して、ハウリングが発生しているか否かを判定することが容易にできる。
また、本発明の耳掛型補聴器は、前記信号処理手段が、前記マイクの配置位置に基づいて、前記入力信号の周波数特性を補正する。
この構成により、耳道開口部と耳介後部に別々に配置されるマイクからの入力音声信号を利用した信号処理において、伝達関数の違いによる周波数特性の違いを補正し、補聴器装用者が聞きやすい出力音を提供することができる。
また、本発明の耳掛型補聴器は、前記信号処理手段が、前記複数のマイクからの前記入力信号に基づいて、所定の方向に対する指向性を有する前記出力信号を生成する。
この構成により、外耳道開口部と耳介後部に別々に置いたマイクからの入力音声信号を利用した指向性合成処理において、外耳道開口部に配置されるマイクの入力信号に基づいて、例えば補聴器装用者が多人数の会話においても前方からの到来音を強調したかのように指向性を有する出力音を提供することができる。例えば、主な雑音源の方向からの音に対しての感度を可能な限りゼロに近づけ、顔前方方向の音に対する感度は高く維持するような指向性を持たせることが可能である。
本発明は、耳掛型補聴器において、マイクを外耳道開口部に設置することにより、音源からの到来音を耳介の周波数特性を反映させた入力音とすることが可能となる。その結果、耳掛型補聴器装用者が、水平方向だけでなく垂直方向、特に前後方向の音源位置を推定しやすくなる耳掛型補聴器を提供することができる。
以下、本発明の実施形態の耳掛型補聴器について、図面を用いて説明する。
まず、耳の外側から見える部分について、図９を用いて簡単に説明する。図９は、耳介の一例の正面図である。耳介（ｐｉｎｎａ）２１０とは、耳介の外周部分頭部の両側にあって、外耳道２２０を囲んでいる貝殻状の突起である。耳輪（ｈｅｌｉｘ）９０１は、耳介２１０において耳珠９０２と対向する側の外周部分のやわらかな部分のことである。耳珠（Ｔｒａｇｕｓ）９０２は、外耳道２２０の入口にあるでっぱりのことである。外耳道（ｅａｒ ｃａｎａｌ）２２０は、耳穴の入口から鼓膜に達する略Ｓ字状の管である。耳垂（ｅａｒｌｏｂｅ）９０３は、耳たぶのことであり、耳の下に垂れ下がったやわらかな部分のことである。また、耳甲介（Ｃｏｎｃｈａ）は、外耳道２２０の入口にある窪み部分の事である。
（第１の実施形態）
次に、本発明の第１の実施形態の補聴器の構成の一例を示す図を図１に示す。本発明の補聴器は、構成要素として大きく２つに分けることができる。一つは、後述する耳掛部１１０が耳に装着された場合に、外耳道内部および外耳道開口部の少なくとも一方に位置する外耳道部１００であり、もう一つは、耳介上部でかつ耳介裏側に位置するように耳に装着される耳掛部１１０である。なお、外耳道開口部とは、耳輪と耳珠と耳垂とにより定義される面１００ｐ（図２（ｂ）および図２（ｃ））よりも鼓膜側に位置する部分である。外耳道開口部に位置するとは、例えば外耳道の延長上や耳甲介９０４（図９）に位置することを含む。
外耳道部１００は、マイク１０１とレシーバ１０３を有して構成される。また、耳掛部１１０は、信号処理手段１０２を有して構成される。そして、電気的な接続として、マイク１０１と信号処理手段１０２を電線１２１で接続し、また信号処理手段１０２とレシーバ１０３を電線１２２で接続している。電線１２１および電線１２２は、線路上を各種情報が伝送される信号線の一例である。
次に、本実施形態の補聴器が行う処理の流れを図１を用いて説明する。まず、マイク１０１が入力音を入力音声信号に変換する。変換された入力音声信号は、信号処理手段１０２に伝達する。この、信号処理手段１０２が、入力音声信号を加工して出力音声信号を生成する。生成された出力音声信号は、レシーバ１０３に伝達され、レシーバ１０３が、出力音声信号から出力音に変換し、補聴器装用者に対して出力音を再生する。
ここで、信号処理手段１０２の処理内容を補足しておく。信号処理手段１０２の処理内容は、アナログ補聴器かデジタル補聴器かで異なる。
アナログ補聴器の場合には、信号処理手段１０２は、入力音声信号を補聴器装用者の聴力レベルに応じて信号を増幅し、出力音声信号を生成する。また、補聴器装用者の聴力保護のために、最大音響利得の制限も行う。
一方、デジタル補聴器の場合には、信号処理手段１０２は、周波数分析・合成が可能となるため、補聴器装用者のオージオグラムの形状に合わせて、各周波数信号毎に増幅率を変える非線形圧縮処理を行う。なお、オージオグラムとは、聴覚器官を評価するための特殊なグラフである。オージオグラムによって難聴の程度、タイプおよび進行を表現することができる。また、信号処理手段１０２は、補聴器装着時に発生しやすいハウリング音を抑えるハウリング抑圧処理、音源方向が前方方向である音を強調する指向性合成処理、耳障りな風切り音を抑圧する風切り音抑圧処理などを行う。
ここでは、信号処理手段１０２の処理内容の一例を示したが、この一例に限定されるわけではない。
図２（ａ）は、本発明の第１の実施形態の補聴器の一例を示す構成図であり、補聴器を装着した耳介に対する正面図である。図２（ａ）において、耳介２１０の上部でかつ耳介２１０の裏側に、耳掛部１１０が装着される。また外耳道部１００は、耳介の中央にある窪み部分において、円弧を描くように配置されている。したがって、外部から目立たず、補聴器装用者の審美性を損なうことはない。
図２（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の補聴器の構成図であり、補聴器を装着した状態での外耳道部分に対する垂直方向の断面図である。また、図２（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の補聴器の構成図であり、補聴器を装着した状態での外耳道部分に対する水平方向の断面図である。図２（ｂ）において、耳介２１０の上部かつ裏側に耳掛部１１０を備えることは図２（ａ）と同じである。また、図２（ｂ）および図２（ｃ）において、外耳道２２０の内部および外耳道開口部に外耳道部１００を備える。具体的には、外耳道部１００のマイク１０１は外耳道開口部に備え、レシーバ１０３を外耳道内に備える。そして耳掛部１１０とを電線１２１で接続し、耳掛部１１０とレシーバ１０３を電線１２２で接続する。
また、マイク１０１が外耳道開口部に保持されるために、電線１２１の被覆から外側に突出している逆棘２０１を備え、逆棘２０１は耳介２１０の窪み部分に円弧を描くように配置してもよい。この逆棘２０１は、例えば直径約１ｍｍ、長さ約２０ｍｍから４０ｍｍの円柱状の形状を有しており、耳の窪み部分に円弧を描くように配置される。逆棘２０１の素材としては、ナイロンもしくはナイロン系エラストマ等が使用される。逆棘により、耳の窪み部分の一部と接触して所定の位置に固定されるため、所望のマイク１０１による入力特性が得られる。また、補聴器装用者の頭部が動いたときであっても、マイク１０１が耳介に当たることに起因する衝撃音を低減することができる。
また、本実施形態の補聴器はレシーバ１０３の先端部にイヤーチップ２０２を備えている。これは、レシーバ１０３を外耳道２２０の内部に保持するために存在している。また外耳道２２０の内部では、耳垢が発生するため、イヤーチップの先端で音孔が存在する部分に、耳垢防止膜を取り付けることが有用である。なお、イヤーチップ２０２は、レシーバ１０３から着脱可能とし、補聴器装用者がイヤーチップ２０２が汚れた際に、交換・洗浄できるとさらに有用である。
また、本実施形態の補聴器では、マイク１０１と信号処理手段１０２を接続する電線１２１を、より対線（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｐａｉｒ）としてもよい。これにより、電線１２１の電流変化による電磁誘導に起因する雑音の影響を低減することが可能となる。また、電線１２１を、シールド線としてもよい。これにより、電線１２１の内部から発生する電磁誘導以外の外部からの電磁誘導に起因する雑音の影響を低減することが可能となる。本実施形態の補聴器は、マイク１０１が外耳道部１００に存在するために、従来の耳掛型補聴器のようにマイク１０１が耳掛部１１０に存在する場合と比較して、電線１２１が長くなるが、上記説明したより対線やシールド線を用いることで、電線１２１を介して入力音声信号を伝送する場合であっても、信号に雑音が付加されにくくなる。
ここで、マイク１０１を外耳道開口部に設置することにより、耳介による周波数特性変化を受けた音を入力音とするが、耳介による周波数特性変化は、３ｋＨｚ付近（主に母音）までは、ほとんど変化はないが、それ以上の高い周波数（主に子音）に変化がある。電線１２１としてより対線やシールド線を用いることで、この耳介による周波数特性の変化を受けたことをマイク１０１から信号処理手段１０２に正確に伝送し、信号が伝送される信号線に付加される雑音を低減し、ＳＮ比（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）を向上することができる。さらに、子音は母音と比較して信号エネルギーが小さく、周波数も高いが、電線１２１としてより対線やシールド線を用いてＳＮ比を向上させることで、補聴器装用者が、会話音声の聞き取りを行う際、子音が聞き取りやすくなる。
上記のような電線１２１の構成は、信号処理手段１０２とレシーバ１０３を接続する電線１２２にも適用可能である。すなわち、電線１２２をより対線とすることにより、内部から発生する電磁誘導に起因する雑音の影響を低減し、また電線１２２をシールド線とすることにより、外部から発生する電磁誘導に起因する雑音の影響を低減することが可能となる。
また、図２では図示していないが、外耳道部１００におけるマイク１０１およびレシーバ１０３を、シェルおよびモールドで成形して一体化してもよい。これにより、補聴器装用者が外耳道部１００を扱いやすくなる。
また、マイク１０１およびレシーバ１０３を一体化する際に、マイク１０１とレシーバ１０３の間に防音材を設置してもよい。なお、防音材としては、レシーバ１０３から出力した音を外耳道２２０から漏れることを防ぐ目的として、レシーバ周囲にシリコンゴムで形成した半球状またはきのこ形状のイヤチップが配置される。このシリコンゴムは柔らかい素材であるが、防音効果を高めるために、補聴器装用者の耳型に合せて、硬い素材であるアクリルによりイヤーモールドを成形し、防音材として配置してもよい。防音材を設置することにより、マイク１０１とレシーバ１０３との間の音響結合によるハウリングの発生頻度を低減させることができる。
また、マイク１０１としてＭＥＭＳマイクを用いてもよい。ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）とは半導体技術を基本にした立体的微細加工技術による小型で高精度な働きをするシステムである。ＭＥＭＳマイクとは、このＭＥＭＳ技術を使ったシリコンマイクであり、コンデンサ形が主流となりつつある。近年、大きさとして約１ｍｍ角のＭＥＭＳマイクも開発されている。これにより、マイク１０１としてエレクレット・コンデンサ・マイクを用いた場合と比較して、マイクが目立たず、すなわち審美性を向上することができる。
次に、本発明の第１の実施形態の補聴器の機能構成の一例を示す図を図７に示す。図７では、マイク１０１から信号処理手段１０２への電線１２１に、増幅器７０１を追加した構成としている。この構成により、マイク１０１で変換したの第１の入力信号を、増幅器７０１で増幅して第２の入力信号を生成し、この第２の入力信号を、信号処理手段１０２において出力信号を生成する処理とする事が可能となる。従来の耳掛型補聴器と比較して、マイク１０１が外耳道部１００にあることにより、電線１２１の線の長さが延長して、電線１２１による電圧降下が増加する。また、レシーバ１０３の電線１２２に流れる電流が時間的変動することにより電磁誘導が起こり、マイク１０１が接続している電線１２１に起電力が発生することが考えられる。この電線延長による電圧降下と、電磁誘導による雑音付加に対して、構成要素として増幅器７０１、すなわちマイクアンプを付加する事により影響を少なくし、第２の入力信号の波形形状を第１の入力信号の波形形状に近い形状として、信号処理手段１０２に伝送することが可能となる。
さらに、マイク１０１としてＭＥＭＳマイクを用いた場合、エレクレット・コンデンサ・マイクを用いた場合と比して、同じ入力音に対する出力電圧レベルが低くなる傾向がある。よって、マイク１０１として、ＭＥＭＳマイクを用いた場合、増幅器７０１を構成要素として追加して、ＭＥＭＳマイクのＳＮ比を向上することが可能となる。
このように、本実施形態における耳掛型補聴器は、人体の耳に装着されて使用される耳掛型補聴器であって、周囲音を収音して入力信号に変換するマイク１０１と、入力信号に基づいて出力信号を生成する信号処理手段１０２を少なくとも含み、耳に装着可能な本体（耳掛部１１０）と、出力信号に基づいて出力音を再生するレシーバ１０３とを備えている。また、マイク１０１は、本体が耳に装着された場合、外耳道２２０の延長上であって、耳輪９０１と耳珠９０２と耳垂９０３とにより定義される面よりも鼓膜側に位置する外耳道開口部に配置される。このような耳掛型補聴器により、補聴器装用者が前後方向に対する音源位置を推定しやすくし、かつ補聴器装用時の審美性を高くすることが可能である。さらに、マイク１０１を耳輪９０１と耳珠９０２と耳垂９０３とにより定義される面よりも鼓膜側に位置する外耳道開口部で、かつ耳甲介９０４に配置することにより、マイク１０１とレシーバ１０３との距離を離すことができ、ハウリングが発生する確率を低減することが可能となる。
（第２の実施形態）
図３および図４は、本発明の第２の実施形態の補聴器の一例を示す構成図であり、補聴器を装着した耳介に対する正面図である。図３および図４において、図２（ａ）と同様の部分は説明を割愛するが、新たな部分としては、複数のマイクに対応している点である。図３および図４では２つのマイクで説明するが、マイクの数はこの限りではない。
図３では、２つのマイクの配置位置は、耳掛部１１０を耳に装着した場合、外耳道開口部となる。また、図３では、顔前方方向に対して前方にある方をマイク１０１Ｆ、後方にある方をマイク１０１Ｒとする。ここで重要なことは、マイク１０１Ｆとマイク１０１Ｒを顔前方方向に対して前後に配置している点である。これは、信号処理手段１０２で後述する指向性合成処理を行うためであり、補聴器装用者が、前方から到来した音声信号を強調するのに有用となる。
図４では、耳掛部１１０を耳に装着した場合に、複数のマイクのうち、少なくとも一つのマイクが外耳道開口部に配置され、少なくとも一つのマイクを耳介後部に配置されている点である。図４では、外耳道開口部にある方(前方)をマイク１０１Ｆ、また耳介後部にある方(後方)をマイク１０１Ｒとする。ここで重要なことは、マイク１０１Ｆとマイク１０１Ｒとの間に、ある程度の距離を置く点である。また、マイクの設置位置は、マイク１０１Ｆとマイク１０１Ｒを顔前方方向に対して前後に配置する。
図５は、本発明の第２の実施形態の補聴器における機能構成の一例を示すブロック図である。本実施形態の補聴器は、マイク１０１Ｆおよび１０１Ｒ、信号処理手段１０２、レシーバ１０３を有して構成される。また、信号処理手段１０２は、Ａ／Ｄ変換部５０１、ハウリング検出部５０３、周波数分析部５０４、ハウリング抑圧部５０６、周波数合成部５０７、Ｄ／Ａ変換部５０９を有して構成される。
次に、図５を用いて、本実施形態の補聴器が行う処理の流れを説明する。
前方のマイク１０１Ｆおよび後方のマイク１０１Ｒが、入力音を入力アナログ音声信号に変換する。この入力アナログ音声信号を、信号処理手段１０２が加工して、出力アナログ音声信号を生成し、レシーバ１０３が出力アナログ音声信号を出力音に変換し、補聴器装用者に対して出力音を再生する。
続いて、図５における信号処理手段１０２について詳細を説明する。
Ａ／Ｄ変換部５０１は、入力アナログ音声信号を入力デジタル音声信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部５０１で変換された入力デジタル音声信号は、ハウリング検出部５０３に入力される。続いて、周波数分析部５０４が、入力デジタル音声信号について、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。ハウリング音は例えば３ｋＨｚなど特定の周波数領域で発生するため、ハウリングをするためには、例えば３ｋＨｚ周辺の周波数領域の信号を抑圧すると効果的である。ハウリング抑圧部５０６では、ハウリング検出部５０３での検出結果に基づいて、ハウリング抑圧処理を行う。ハウリング抑圧処理を行った周波数領域の信号を、周波数合成部５０７が時間領域の信号に変換する。時間領域の信号に変換された信号を、出力デジタル信号とし、これをＤ／Ａ変換部５０９が出力アナログ信号に変換する。
ここで、ハウリング抑圧処理について説明する。ハウリングが発生するのは、マイク１０１とレシーバ１０３が近接している場合に、帰還回路が形成された場合である。図３および図４に示す補聴器では、外耳道開口部に設置されたマイク１０１Ｆと、外耳道内に設置されたレシーバ１０３の間が位置的に近接しているため、発生する確率が高くなる。一方、マイク１０１Ｒは例えば耳介後部の裏側に設置するため、マイク１０１Ｆと比較してハウリングが発生する確率が低くなる。本実施形態では、マイク設置位置の差異により、ハウリングの発生確率が異なることを利用して、ハウリング検出（ハウリングが発生しているか否かの判定）を行う。
続いて、ハウリング検出部５０３について、詳細に説明する。ハウリング検出部５０３は、マイク１０１Ｆからの音声信号とマイク１０１Ｒからの音声信号との信号強度の比較を行う。この時、マイク１０１Ｆおよびマイク１０１Ｒの信号強度を比較するために、絶対値・もしくは二乗値を利用することにより、音声信号値の符号によらない信号強度を比較することができる。また、算出された絶対値・もしくは二乗値の信号強度を算出するために、時間方向に平滑化した音声信号とすることにより、音声信号の瞬時変化による上記比較への影響を吸収することができ、安定したハウリング検出動作を行うことが可能となる。そして、算出された信号強度の比較を行い、その差分値が所定の閾値を越える場合は、ハウリング音が発生したと判断するハウリング検出フラグを算出する。ハウリング抑圧部５０６は、このハウリング検出フラグを参照して、ハウリング音を抑圧する処理を行う。このハウリング抑圧処理では、ハウリング抑圧部５０６が、入力される信号の特定の周波数領域（例えば、ハウリングが検出された周波数帯）について信号強度を小さくする。
図６は、本発明の第２の実施形態の補聴器における機能構成の一例を示すブロック図である。ここでは、主に、指向性合成処理について説明する。本実施形態の補聴器では、耳掛部１１０が耳に装着された場合に外耳道開口部に設置されるマイク１０１Ｆと、例えば耳介後部に設置されるマイク１０１Ｒとでは、耳介形状による伝達関数の違いなどにより、周波数特性が異なる。そのため、指向性合成処理では、この周波数特性の違いを補正する処理を行う。なお、ここでは、補聴器が複数のマイクとして２つのマイク備える場合を説明を行うが、この限りではない。
図６において、マイク１０１Ｆおよび１０１Ｒ、Ａ／Ｄ変換部５０１、Ｄ／Ａ変換部５０９、レシーバ１０３については図５と同じであるため、この部分の説明は割愛する。信号処理手段１０２の中で、デジタル音声信号を扱う部分について説明する。
Ａ／Ｄ変換部５０１の出力である入力デジタル音声信号について、周波数分析部５０４が、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。続いて、非線形圧縮部６０１が、例えば耳介後部に配置されるマイク１０１Ｒからの信号に対して、マイク１０１Ｆからの信号と周波数特性が同等となるように、周波数領域の信号を圧縮および増幅する。例えば、マイク１０１Ｆは耳介の中心部である外耳道開口部に設置しているため、耳介の周波数特性を受け、一方、マイク１０１Ｒはその影響を受けない。また、マイク１０１Ｒは、例えば耳介後部の裏側に設置されるため、マイク１０１Ｆとは異なった周波数特性となる。これら周波数特性の違いを、非線形圧縮部６０１が補正する。
非線形圧縮部６０１で補正された信号について、周波数合成部５０７が、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。
そして、時間領域の信号に対して、指向性合成部６０５が、信号の指向性合成処理を行う。指向性合成処理では、高域通過フィルタ、位相遅延フィルタにより入力された信号を変換し、一方の信号と他方の信号の差分信号を算出する処理を行う。ここで、補聴器の実装方法としては、指向性の感度が常に変動しない固定型アレーと、特定方向から来る雑音を最小限におさえるような方法で周囲の環境に適応する適応型アレーとがあるが、適応型アレーの指向性のパターンは、雑音がどこから来るかによって変化する。適応型アレーの場合、マイク１０１Ｆの信号から所定の遅延時間を考慮してマイク１０１Ｒからの信号を減算することで、指向性合成処理を行う。このとき、顔前方方向への指向性に与える影響を許容した上で、上記所定の遅延時間を可変とする。これにより、主な雑音源の方向からの音に対しての感度を可能な限りゼロに近づけ、顔前方方向の音に対する感度は高く維持することが可能となる。このように、指向性合成部６０５は、前記マイク１０１Ｆからの信号と前記マイク１０１Ｒからの信号とに基づいて、所定の方向に対する指向性を有する出力信号を生成する。指向性合成処理により、所望の方向に対する信号を強調し、到来音の指向性を制御できる効果がある。
以上のように、本発明にかかる補聴器は、耳掛型補聴器においてマイクを外耳道開口部に設置することにより、音源からの到来音を耳介の周波数特性を反映させた入力音とし、その結果、耳掛型補聴器装用者が、水平方向だけでなく垂直方向、特に前後方向の音源位置を推定しやすくする効果を有し、審美性の高い耳掛型補聴器等として有用である。
本発明の第１の実施形態における補聴器の機能構成の一例を示す図 （ａ）本発明の第１の実施形態における補聴器の構成図(耳介に対する正面図)、（ｂ）本発明の第１の実施形態における補聴器の構成図(外耳道部分に対する垂直方向の断面図)、（ｃ）本発明の第１の実施形態における補聴器の構成図（外耳道部分に対する水平方向の断面図） 本発明の第２の実施形態における補聴器の一例の構成図 本発明の第２の実施形態における補聴器の一例の構成図 本発明の第２の実施形態における補聴器の機能構成の一例を示す図(ハウリング抑圧処理) 本発明の第２の実施形態における補聴器の機能構成の一例を示す図(指向性合成処理) 本発明の第１の実施形態における補聴器の機能構成の一例を示す図 従来技術における補聴器の構成図 人体における耳介の一例の正面図
符号の説明
１００ 外耳道部
１０１ マイク
１０２ 信号処理手段
１０３ レシーバ
１１０ 耳掛部
１０１Ｆ マイク(前方)
１０１Ｒ マイク(後方)
２０１ 逆棘
２０２ イヤーチップ
２１０ 耳介
２２０ 外耳道
５０１ Ａ／Ｄ変換部
５０３ ハウリング検出部
５０４ 周波数分析部
５０６ ハウリング抑圧部
５０７ 周波数合成部
５０９ Ｄ／Ａ変換部
６０１ 非線形圧縮部
６０５ 指向性合成部
７０１ 増幅器
８００ 耳装着部
８０１ マイク
８０２ 信号処理手段
８０３ レシーバ
８１０ 耳掛部
９０１ 耳輪
９０２ 耳珠
９０３ 耳垂
９０４ 耳甲介

Claims (9)

  1. 人体の耳に装着されて使用される耳掛型補聴器であって、
    周囲音を収音して入力信号を生成するマイクと、
    前記耳に装着可能であり、前記入力信号に基づいて出力信号を生成する信号処理手段を少なくとも含む本体と、
    前記出力信号に基づいて出力音を再生するレシーバとを備え、
    前記マイクと前記レシーバとは別部材で構成されており、前記本体が前記耳に装着された場合、前記マイクは外耳道開口部かつ耳甲介に配置され、前記レシーバは外耳道内に配置され、
    前記マイクと前記信号処理手段とを接続する信号線は、より対線またはシールド線である、耳掛型補聴器。
  2. 請求項１に記載の耳掛型補聴器であって、
    更に、前記マイクと前記信号処理手段とに接続された信号線から突出した少なくとも１つの逆棘を備える耳掛型補聴器。
  3. 請求項１に記載の耳掛型補聴器であって、
    更に、前記本体が耳に装着された場合に前記マイクと前記レシーバとの間に配置される防音材を備える耳掛型補聴器。
  4. 請求項１に記載の耳掛型補聴器であって、
    周囲音を収音して第１の入力信号を生成するマイクと、前記第１の入力信号を増幅して第２の入力信号を生成する増幅器と、前記第２の入力信号に基づいて出力信号を生成する信号処理手段を備える耳掛型補聴器。
  5. 請求項１に記載の耳掛型補聴器であって、さらに他のマイクを備える耳掛型補聴器。
  6. 請求項５に記載の耳掛型補聴器であって、
    前記他のマイクは、前記本体が前記耳に装着された場合に耳介後部に配置される耳掛型補聴器。
  7. 請求項６に記載の耳掛型補聴器であって、
    前記信号処理手段は、前記マイクからの前記入力信号の信号強度と前記他のマイクからの前記入力信号の信号強度とを比較し、前記比較の結果に基づいて、ハウリング判定を行う耳掛型補聴器。
  8. 請求項６に記載の耳掛型補聴器であって、
    前記信号処理手段は、前記マイクの配置位置に基づいて、前記入力信号の周波数特性を補正する耳掛型補聴器。
  9. 請求項８に記載の耳掛型補聴器であって、
    前記信号処理手段は、前記マイクおよび前記他のマイクからの前記入力信号に基づいて、所定の方向に対する指向性を有する前記出力信号を生成する耳掛型補聴器。
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