JPS60153698A - 狭角指向性補聴器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は聴力レベルが２０６ｂ〜７０ｄｂ程度の聴力損
失者に適用される挟角指向性補聴器に関する。

従来の補聴器は主として聴力レベルが６０ｄｂ以上の中
・高度障害者用に開発されており、医療福祉法上の要請
による独自の工業規格に基いている。

軽・中度障害者用といわれている製品は、上記中・高度
障害者用の増幅レベルを抑え、周波数特性、直線性等の
音響特性を加工・運用したものである。

最近オーディオ機器のデジタル化が実現し、このような
技術を利用する音声の加工・処理力法も種々提案されて
いるが、これらのすべてに共通の欠点は、捨耳型の音源
を想定している設計である。

軽・中度聴力損失者とは、例えば老化のような後天的な
原因で生ずる中途失聴考で、且つ医療上の救済手段が見
出されていない者が対象であり、音源が近距離にある場
合と音源のレベルが大きな聴取環境において、情報交信
が可能な者である。

そこで、電話器型の設計で、例えば接話型ヘッドセット
を、上記聴力損失者とその交信相手に装着させる方式が
提案されているが、使用状態をこのように制限する装置
は正富聴力者が上記聴力損失者と同様の音響環境にいな
ければならない不都合がある。

他の提案は指向性マイクのパラボラ型集音器やスタジオ
用のガンマイクを用いる音場収音方式である。このよう
な指向特性を有する補聴器が有益であることは、古くか
ら指摘されて来たが、実際に小型・軽量で携帯可能な補
聴器は出現していな□１７’、、、、、７）’ｌＴ：１
，９、。ｉアｆｉｌ：ｆｆ１ｉ￥ゆ２０１４．７や耳型
の音源を想定９ており、上記指向性の音場収音能力を具
備した補聴装置を適用する場合、そ、、の評価方法に問
題を生ずる。１９３７年のＪ’、　Ａ。

Ｓ、Ａ誌において５ｉｖｉａｎ　ａｎｄ　Ｗｈｉｔｅは
純度の音場音源についてＭＡＦ　（最少可聴音場）なる
量を導入しているが、その測定には完全無曽室装置を必
要とし、一般の医療用聴力検査法には用いられていない
。１９４８年のバーバード大学心理音響研究所報告書で
あるＤａｖｉｓ　ａｎｄ　ｌｌ１ｒｓｌ＋の’　ｌｌｅ
ａｒｉｎｇ八ｉｄ　″ば、へ記の５ｉｖｉａｎ　ａｎｄ
　Ｗｈｉｔｅのデータに基いた静止状態の単一会話音源
と無指向性マイクをそなえた場合の補聴器評価について
、聴力特性の如何にかかわらず、６　ｄｂ／　０ｃｔａ
ｖｅの低音域傾斜型を有する周波数特性と、圧縮増幅法
による非線型増幅特性を提案したが、このことは、以後
現在に至る立体音響技術の進歩にもかかわらず補聴器評
価の基礎となっている。

補＠−器の音場収音能力は、従来の単一静止音片によチ
平面的な周波数特性の代りに、立体的に配列された複数
個の移動音源に対する指向特性で表わされ、具体的には
上記指向性マイクに関するメインローブと、サイドロー
ブの幾何学的仕様およびそのＭａｉｎｌｉｏｂｅ／　５
ｉｄｅ　Ｒｏｔｉｅの音圧比で表わされる可変定数と使
用者に生ずる空間または音場明瞭度である。　。

本門明の目的は上記指向性およびそれらの可変定数を所
定の聴力損失特性と使用状態に適合さ・Ｕる制御手段を
具備し、生理的な安全性を図ると共に使用者の空間明瞭
度を改善するような補聴器を□提供することである。

以下本発明を説明する。

夫々がカージオイド型（、１＋ｃｏｓθ）の幾何学的指
向性を有する感度等の同一な特性の圧力型マイクロホン
素子を２個または３個、平面波の音源方向に対して直列
に配列してマイクロボン・アレイを構成し、上記素子間
の間隔や配列方向を調整することにより、個々の素子よ
りも挟角で直列方向に音源収音距離の大きな指向性を有
するマイクロホンを得る。第１図に上記カージオイド型
の素子とそれらの直列配列により得られる楕円型（１＋
　ｃｏｓθ）　ｃｏｓθの指向性の一つを示す。実際の
幾何学的指向性は可聴帯域の周波数によって異、す、こ
れらのメインローブの周囲に出現するサイドローブとか
ら成り立うており、Ｍａｉｎ　Ｒｏｂｅ　／　５ｉｄｅ
Ｒｏｂｅの音圧比を最大にするように設計される。

第°２図はこのメインローブの感度と号イドローブの感
度のある周波数における減衰特性を上記マイクロホン・
アレイを中心とする角度偏位の函数として表したもので
ある。縦軸の感度０．５に相当する角度θ２が半値角で
、メインローブの境界線を示すものである。

上記マイクロホン・アレイの出力は、それぞれのマイク
ロボン素子の出力のベクトル差に相当する電圧Ｅとして
得られるが、周波数特性は上記アレイの音源軸に対する
夫々の平面波音源の入射角θと収音距離ｌによって異る
。第３図は周波数軸を正規化した（　Ｒａｄ　ｉａｎ／
　ｓｅｃの）場合の、上記音源の入射角をパラメータと
する周波数特性の概略である。入射角が０°である場合
、収音距Ｍｌｌ　ｐは最大で、その周波数特性はローパ
スまたはバンドパスフィルターのような帯域形状を示す
。入射角が大きくなれば、周波数特性は平坦になり夫々
のマイクロホン素子固有の特性に近似するが、同時に感
度は低下し、収音距離も短くなる。実際には、サイドロ
ーブの影響で第１図に図示されているように、上記入射
角が大きい音源ｓ３の方が、音源Ｓ２の場合より、収音
距δ１１が長く、且つレベルも大きいこともある。さら
に、音源が平面波以外の球面波や縦波の場合、上記マイ
クロホン・プレイの出力特性は複雑になる。そこで、上
記マイクロホン・アレイの出力に帯域制限型の周波数特
性補償回路を設け、種々の入射角の音源に対する周波数
特性を、上記マイクロホン・アレイの正面方向に設定さ
れた周波数帯域内に抑えるようにし、す゛イドローブの
影響を少なくして使用者の空間明瞭度の改善を図る。

通品の周波数補正方法は、低域の減衰率を対数尺度の周
波数スケールで計算し、−６ｄｂ／オクターブの？［を
強調しているが、フィルターの設計は、正規化された周
波数軸で行われ、公表されているデータを再検討し、本
発明においては、周波数軸に後者を用いた。これは、一
般に人の周波数感覚（ピッチ）は、ラウドネスと異り、
対数尺度の周波数スケールよりも直線的、即ち１０００
１１ｚは５００ｆｉｚの２倍であるという平均率音程の
考察とも一致する。

この周波数特性補償回路の出力に、開放型イヤレシーバ
を具備する出力増幅器を設け、その利得を調整すれば、
上記半値角指向性の大きさ、即ち音源収音距離を変化で
きる。利得を減少させてもメインローブの幾何学的指向
性は直線的に小さくなるだけであるが、サイドローブは
聴覚に影響しなくなる。この補聴器によれば、使用者の
ラウドネスは、上記半値角指向性の範囲の大きさに塵定
されるから、通常の無指向性補聴器と異り１、使用者の
注視する音源に対する収音距離とその明瞭度が改善され
る。

従って、使用者と音源が静止状態の場合、ビ１−ム状の
挟角指向性が望ましい。更に使用者の指向性感覚は通常
視覚と同調しており、平均的な注目度に対する視角は正
面軸について約４０”〜５０゜あることは知られている
。要約すれば」−記指１ｉ＋目１Ｊ性の半値角θば略５
°≦θ≦４０’４こ設定することが望ましい。この設定
角度が増加すれば、ラウドネスは増加し、音源に対する
弁別度は低下するが、上記利得を減少すれば、使用者の
正面方向Ｇコ角度の大きな音源があるような音響音等の
聴取には、レベルが大きくなればマイクロホンの周波数
帯域も拡大できるから都合がよい。

上記マイクロボン・アレイの音場収音能力の絶対感度は
、それぞれのマイクロボン素子の感度に依存するが、メ
インローブの指向特性−半値角、周波数帯域およびその
中心周波数ｆｃの設定等は、夫々のマイクロボン素子の
配列間隔、方向を変えることにより変更することができ
る。この制御機構としては、例えば望遠鏡やスチールカ
メラの−Ｊ’動焦点調節機構、同絞り調整機構に類似の
機構を使用できる。

更に、使用者に生ずる最終的な音響特性は使用されるレ
シーバの特性、およびその耳に対する装着法によって決
まる。開放型イヤレシーバは耳に圧入も耳介圧着もな（
、側圧がＯで低音域は減、衰する設計であり、他の耳栓
型イヤホンのように長期間の装用による中耳器管への悪
影響は少ないから、補聴器のような常時使用する機器に
は好都合である。

次に、固定配列の直列マイクロホン・アレイと耳介嵌合
式イヤレシーバを用いた本発明の実施例について詳細に
説明する。

本実施例の補聴器はアナログ式で且つ−ステレオである
。使用者が両耳性の損失者であればステレオの方が良い
ことは知られてセリ、実際に機器の音場収音能力は倍増
し、使用者の耳に印加する音響レベルを略６ｄｂ減少さ
せることができる。

第４図は本装置のブロック線図である。２次型の直列マ
イクロホン・アレイ２１Ａ、２１Ｂは、２つのコンデン
号マイクロホン素子を直列に並べて成る固定配列型で中
心周波数ｆｃは略６０　（ｌ　０１１ｚに設定されてい
る。各コンデンサマイクの出力端子は演算部３０Ａ、３
０Ｂに接続されている。

演算部３０Ａ、３０Ｂの出力端子は、周波数１！１１禿
ｌ補償部３１Ａ、３１Ｂの入力端子に夫々接続されてい
る。この周波数特性補償部３１八、３１Ｂは、主にアク
ティブフィルタで構成され、高域周波数しゃ断ボリュー
ム３２．　Ａ、　、、、、３２　Ｂ、低域周／ｇ！数し
ゃ所用ボリューム３’３Ａ、３３Ｂを具備し、周波数帯
域を選択する機能、すなわち入射角に対する指向性のサ
イドローブ調整機能を有し“ζいる。

周波数特性補償部３１　Ａ　、　３１　Ｆ３の出力端−
ｒは夫々駆動増幅部３４Ａ、３４Ｂの一方の入力耐１．
１了に接続されている。駆動増幅部３４Δ、３４Ｂの出
力端子は出力増幅部３５Ａ、３．５Ｂの人力−４１，１
了に接続され−Ｃいる。そして、出力増幅部３５Δ。

３５Ｂの出力端子は、イヤレシーバ５Δ、５Ｉ３に接続
されると共に、可弯抵抗（利得＃Ｉｔａ整器）３６Ａ、
３６Ｂを介して駆動増幅部３４Δ、３４Ｂの他方の入力
端子に接続されている。ごの利１４１！＋Ｉ整器３６八
、３６Ｂは、オペアンプ３４八、３４Ｂ、３５八、３５
Ｂの増幅度を可変させるもので、開放型レシーバ５八、
５Ｂ用の出力増幅部のＳ／Ｎを改善する効果がある。

本装置は通席の箱型補＠器として、マイクロ声ン・アレ
イ２１Ａ、、２１Ｂをケースの両側部に設り、イヤレシ
ーバ５Ａ、５Ｂは通富の耳介嵌合式装着法に基いてコー
ドを延設するものとする。

次に本装置の使用法を説明する。

補聴器の」−記マイクロホン・アレイ２１Ａ、２１Ｂを
音源の方向に向けて、周波数特性補償回路３１Ａ、３１
Ｂの調整ボリューム３２Ａ、３２Ｂ、３３八、３３Ｂを
その帯域が最大になる方向にセントし、利得メ１ｌｉｌ
整器３６八、３６Ｂを最少の位置から途々に上昇させる
。与えられた聴取環境においζ、使用者の主観的なラウ
ドネスの許容レベルに達したら、上記周波数特性調整ボ
リューム３２Ａ、３２Ｂ、３３八、３３Ｂを変化させ明
瞭性の最大になるポリ１−ムの位置を決める。ステレオ
の場合、上記操作を一耳側について行い、次に２耳側に
ついても同様な操作を続け、最後に使用者の主観的な音
像が頭内の中心にあるような利（Ｖｉ調整ボリューム３
６八、３６Ｂの位置をめる。

上記ボリューム３２Ａ、３２Ｂおよび３３Δ、３３Ｂは
、主としてマイクロホン・プレイ２１Δ。

２１Ｂに対する音源の入射角がＯ°以外の方向のものに
対する周波数特性を補償するようにＩ巣作するが、使用
者の左右の聴力像の差違も？ｄｉ　ｉバするから、その
？ｉｌｉ償量は上記マイクロホンの音源入射角に対する
指向性たりではない。

上記操作は、煩雑であり習熟を要するから、両耳の聴力
像に差異が少ない場合、上記周波数特性？Ｉｉ償部３１
八、３１Ｂを固定化してもよい。また与えられた環境と
視覚的に連動するような自動制御手段を設けても良い。

そのような手段の一つば、スチールカメラの自動焦点機
構の絞りの電気出力を上記周波数特性調整ボリューム３
２八、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂと連動させ、上記利得調
整器３６Ａ、３’６Ｂを電子アッテネータに置き換えて
、上記自動焦点の大きさに比例するような可変装置を構
成することである。このような自動制御手段をマイクロ
ボン・アレイ２１Ａ、２１Ｂの素子の配列間隔や配列方
向の機械的な可変装置と連動すれば、なお−１５便利で
ある。　゛ 本装置に用いた前処理部は、入力音響信号が過大となっ
てもへその構造から自動的に歪み、かつ、イヤレシーバ
も過大入力に応じた出力音に対して歪むので、使用者の
聴覚機能に対する安全性が保障される。　゛ 上記いずれの方式においても、回路部分は産業用特殊小
型１’Ｃで複合集積で省力化し、外付は部品を減らし且
つ半田付けの箇所を極力少なくして軽量化を図る。本装
置の指向性効果を視覚と同調させるためにマイク部分を
ゴム祠等による防振処置をなしたケースを頭頂部に取付
けるような装着器具を要する。ケース全体は共鳴箱効果
を減少させるよ・）な構造である。

なお、本例の場合、電源ばＵＭ−４一本程度で動作でき
る。

さらに、上記実施例の回路要素は、デジタルマイク、レ
ーザマイクやデジタルイヤボンの実用化による全デジタ
ル回路方式についても同様に適用できる。このようにす
れば、音場収音能力は向−Ｌし、Ｓ／Ｎ比も改善され且
つ消費電力が少なく°ζ済むので太陽電池による電源供
給が可能となる。

以上説明したように本発明によれば、複数個のマイクロ
ホン素子番配列してなる指向性マイ灼」ボンと一該指向
゛性プ゛イクロポンの音源入射角を（ｌｔ１１整するサ
イドロード調整手段（周波数特性補１バ部３１Ａ、３１
Ｂ、ボリューム３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ）と、
半値角指向性の音源収音距離を調整するメインローブ調
整手段（駆動増幅器３４Ａ’、３４Ｂ、出力増幅器３５
Ａ、３５Ｂ’、利（４すｉＩｌ！整器３６Ａ　、　３６
’Ｂ’）　と、該メイ７　’Ｏ−７’　（Ｉｌｉｌ整手
段の出力部に接続された開放型またはそれに類するイヤ
レシーバとを具備してなるので、従来の接写型音源によ
る無指向性収音のように、使用時にうるさくなる不快感
や疲労を生ずることなく、耳栓型イヤホンのような中耳
器管への副作用もなく、会話音声のような低レベルの音
源を距に１１に限定されず、使用者の空間明瞭度を改善
できる。また、本発明による挟角指向性補聴器は小型・
軽量に製造できるから使用者の頭部に装着し゛ζハウリ
ングを生ずることもなく、極めて音場収音能力の良い補
聴器の聴取を可能とし、軽・中耳聴力損失者の音響生活
を正電化する。

【図面の簡単な説明】

図面ば本発明の実施例を示すもので、第１図は指向性マ
イクロホンの指向性を示す説明図、第２図は同マイクロ
ホンのメインローブとサイドローブの感度減衰特性図、
第３図は同マイクロホンの周波数特性図、第４図はブロ
ック図である。 ２１八、２１Ｂ・・・・・・指向性マイクロホン（直列
マイクロホン・アレイ） （３１Δ、３１Ｂ・・・・・・周波数特性補償部、３２
Ａ、３２Ｂ・・・・・・ボリューム、３３Ａ、３３Ｂ・
・・・・・ボリューム、）・・・・・・サイドローブ調
整手段（３４Δ、３４Ｂ・・・・・・駆動増幅部、３５
Ａ、３５Ｂ・・・・・・出力増幅部、３６Δ、３６Ｂ・
・・・・・利得ｇＪｌａ整器）・・・・・・メインロー
ブ調整手段５Ａ、５Ｂ・・・・・・開放型またはそれに
類する君１−レシーバ 特許出願人　平　松　６６ １図 □ 第２図 規末才１イと、■０述（タミ Ｗ、４図 ３Ｂ “（’　５”　ａ錯′１）甫示書（自発）昭和６０年　
４月２２日 特許庁長官志　賀　学　殿 １、事件の表示　昭和５９年特許願第０８３８２１号２
、発明の名称 挟角指向性補聴器 ３、補正をする者 羽生との関係　特許　出　願人 住所　東京都三鷹市井の頭３−２８−９氏名　平　松　
喬 ４、代理人 ５、補正命令の日付　昭和　年　月　日６、補正により
増加する発明の数 全文補正明細書 １、発明の名称　□ 挟角指向性補聴器 ２、特許請求の範囲 複数個のマイクロホン素子を配列してなる指向性マイク
ロホンと、該指向性マイクロホンの音源入射角に対する
指向性を調整するサイドローブ調−整手段と、半値角指
向性の音源収音距離を調整するメインローブ調整手段と
、該メインローブ調整手段の出力部に接続された開放型
またはそれに類するイヤレシーバとを具備してなること
を特徴とする挟角指向性補聴器。 ３、発明の詳細な説明 本発明は聴力レベルが２０ｂｄ〜７０ｂｄ程度の聴力損
失者に適用される挟角指向性補聴器に関する。 従来の補聴器は主として聴力レベルが６０ｂｄ以上の中
・高度障害者用に開発されており、医療福祉法上の要請
による独自の工業規格に基いている。 軽・中度障害者用といわれている製品は、上記中・高度
−障害者用の増幅レベルを抑え、周波数特性、直線性等
の音響特性を加工・・運用したものである。 ような技術を利用する音声の加工・処理方法も種々提案
されているが、これらのすべてに共通の欠点は、接写型
の音源を想定している設計である。 軽・中度聴力損失者とは、例えば老化のような　□後天
的な原因で生ずる中途失聴者で、且つ医療上の救済手段
が見出されていない者が対象であり、音源が近距離にあ
る場合と音源のレベルが大きな聴取□環境において、情
報交信が可能な者である。 そこで、電話器型の設計で、例えば接話型へラドセット
を、上記聴力、損失者とその交信相手に装着させる方式
が提案されているが、使用状態をこのように制限する装
置は正常聴力者が上記聴力損失者と同様の音響環境にい
なければならない不都合がある。 他の提案は指向性マイクのパラボラ型集音器やスタジオ
用のガンマイクを用いる音場収音方式である。このよう
な指向特性を有する補聴器が有益であることは、古くか
ら指摘されて来たが、実際に小型・軽量で携帯可能な補
聴器は出現していない。 ところで、現行の聴覚機能測定・法は、すべて接”耳型
の音源を想定しており、上記指向性の音場収音能力を具
備した補聴装置を適用する場合、その評価方法に問題を
生ずる。１９３７年のＪ、Ａ。 Ｓ、Ａ誌において５ｉｖｉａｎ　ａｎｄ　Ｗｈｉｔｅは
純度の音場音源についてＭＡＦ　（最少可聴音場）なる
量を導入しているが、その測定には完全無響室装置を必
要とし、一般の医療用聴力検査法には用いられていない
。１９４８年のバーバード大学心理音響研究所報告書で
あるＤａｖｉｓ　ａｎｄ　Ｈｉｒｓｈの”　Ｈｅａｒｉ
ｎｇＡｉｄ　″は、上記の５ｉｖｉａｎ　ａｎ’４．、
Ｗｈｉ’ｔｅのデータに基いた静止状態の単一会話音源
と無指向性マイクをそなえた場合の補聴器評価について
１．聴力特性の如何にかかわらず、６　ｂｄ　／　０ｃ
ｔａｖｅの低音域傾斜型を有する周波数特性と、圧縮増
幅法による非線型増幅特性を提案したが、このことは、
以後現在に至る立体音響技術の進歩にもかかわらず補聴
器評価の基礎となっている。 補聴器の音場収音能力は、従来の単一静止音源による平
面的な周波数特性の代りに、立体的に配列された複数個
の移動音源に対する指向特性で表わされ、具体的には上
記指向性マイクに関するメインローブと、サイドローブ
の幾何学的仕様およびそのＭａｉｎＲｏｂｅ／５ｉｄｅ
　Ｒｏｂｅの音圧比で表わされる可変定数と使用者に生
ずる空間または音場明瞭度である。 本発明の目的は上記指向性およびそれらの可変定数を所
定の聴力損失特性と使用状態に適合させる制御手段を具
備し、生理的な安全性を図ると共に使用者の空間明瞭度
を改善するような補聴器を提供することである。 以下本発明を説明する。 夫々がカージオイド型（１＋　ｃｏｓθ）の幾何学的指
向性を有する感度等の同一な位相特性の圧力型マイクロ
ホン素子を２個または３個、平面波の音源方向に対して
直列に配列してマイクロホン・アレイを構成し、上記素
子間の間隔や配列方向を調整することにより、個々の素
子よりも挟角で直列方向に音源収音距離の大きな指向性
を有するマイクロホンを得る。第１図に上記カージオイ
ド型の素子とそれらの直列配列により得られる楕円型（
１＋ｃｏｓθ）ｃｏｓθの指向性の一つを示す。実際の
幾何学的指向性は可聴帯域の周波数によって異り、これ
らのメインローブの周囲に出現するサイドローブとから
成り立っており、Ｍａｉｎ　Ｒｏｂｅ　／５ｉｄｅ　Ｒ
ｏｂｅの音圧比を最大にするように設計される。第２図
はこのメインローブの感度とサイドローブの感度のある
周波数における減衰特性を上記マイクロホン・アレイを
中心とする角度偏位の函数として表したものである。縦
軸の感度０．５に相当する角度θ２が半値角で、メイン
ローブの境界線を示すものである。 上記マイクロホン・アレイの出力は、それぞれのマイク
ロホン素子の出力のベクトル差に相当する電圧Ｅとして
得られる。周波数特性は上記アレイの音源軸に対する夫
々の平面波音源の入射角θと収音距離ｌによって異る。 第３図は周波数軸を正規化した（Ｒａｄ　ｉａｎ　／　
ｓｅｃの）場合の、上記音源の入射角をパラメータとす
る周波数特性の概略である。入射角がＯ″である場合、
収音距離βは最大で、その周波数特性はローパスまたは
バンドパスフィルターのような帯域形状を示す。入射角
が大きくなれば、周波数特性は平坦になり夫々のマイク
ロホン素子固有の特性に近似するが、同時に感度は低下
し、収音距離も短くなる。実際には、サイドローブの影
響で第１図に図示されているように、上記入射角が大き
い音源Ｓ、の方が、音源Ｓ２の場合より、収音距離が長
く、且つレベルも大きいこともある。さらに、音源が平
面波以外の球面波や縦波の場合、上記マイクロホン・ア
サイの出力特性は複雑になる。そこで、上記マイクロホ
ン・プレイの出力に帯域制限型の周波数特性補償回路を
設け、種々の入射角の音源に対する周波数特性を、上記
マイクロホン・アレイの正面方向に設定された周波数帯
域内に抑えるようにし、サイドローブの影響を少なくし
て使用者の空間明瞭度の改善を図る。 通常の周波数補正方法は、低域の減衰率を対数尺度の周
波数スケールで計算し、−６ｂｄ／オクターブの補償を
強調しているが、フィルターの設計は、正規化された周
波数軸で行われ、公表されているデー・夕を再検討し、
本発明においては、周波数軸に後者を用いた。これは、
一般に人の周波数感覚（ピンチ）は、ラウドネスと異り
、対数尺度の周波数スケールよりも直線的、即ち１００
０１１ｚは５００Ｈｚの２倍であるという平均率音程の
考察とも一致する。 この周波数特性補償回路の出力に、開放型イヤレシーバ
を具備する出力増幅器を設け、その利得を調整すれば、
上記半値角指向性の大きさ、即ち音源収音距離を変化で
きる。利得を減少させてもメインローブの幾何学的指向
性は直線的に小さくなるだけであるが、サイドローブは
聴覚に影響しなくなる。この補聴器によれば、使用者の
ラウドネスは、上記半値角指向性の範囲の大きさに限定
されるから、通常の無指向性補聴器と異り、使用者の注
視する音゛源に対する収音距離とその明瞭度が改善され
る。 従って、使用者と音源が静止状態の場合、ビーム状の挟
角指向性が望ましい。更に使用者の指向性感覚は通常視
覚と同調しており、平均的な注目度に対する視角は正面
軸について約４０’〜５０″あることは知られている。 要約すれば上記指向特性の半値角θは略５°≦θ≦４０
″に設定することが望ましい。この設定角度が増加すれ
ば、ラウドネスは増加し、音源に対する弁別度は低下す
るが、上記利得を減少すれば、使用者の正面方向に角度
の大きな音源があるような音響音等の聴取には、レベル
が大きくなればマイクロホンの周波数帯域も拡大できる
から都合がよい。 上記マイクロホン・アレイの音場収音能力の絶対感度は
、それぞれのマイクロホン素子の感度に依存するが、メ
インロープの指向特性−半値角、周波数帯域およびその
中心周波数ｆｃの設定等は、夫々のマイクロホン素子の
配列間隔、方向を変えることにより変更することができ
る。この制御機構としては、例えば望遠鏡やスチールカ
メラの手動焦点調節機構、同絞り調整機構に類似の機構
を使用できる。 更に、使用者に生ずる最終的な音響特性は使用されるレ
シーバの特性、およびその耳に対する装着法によって決
まる。開放型イヤレシーバは耳に圧入も耳介圧着もなく
、側圧がＯで低音域は減衰する設定であり、他の耳栓型
イヤホンのように長期間の装用による中耳器管への悪影
響は少ないから、補聴器のような常時使用する機器には
好都合である。 本装置の総合的な評価方法には、音の放射エネルギーの
単位であるＩｎｔｅｎｓｉｔｙ　（Ｗ／ｒｒｒ）を用い
る。この単位（音の強さ）は、瞬時音圧と瞬時粒子速度
（音圧傾度）の積で、時間とともにその大きさと方向が
変化するベクトル量である。特別な無響室装置を必要と
しないから、指向性を有する音源の放射パワーの緒特性
を測定するのに好都合である。 なお、マイクロホン素子を平列に配列し、ベクトル和の
出力電圧を得る加算方式も同様な指向性を形成できるが
、個々の素子間隔が広くなり補聴器目的には不適当であ
る。この場合、個々の素子を音源の入射角に対して一定
の角度を残すように平列配列し、その出力にＣＣＤのよ
うな位相遅延手段を挿入して与えられる時間遅延量を可
変させて上記仕様の指向性を得るようにできる。 次に、固定配列の直列マイクロホン・アレイと耳介嵌合
式イヤレシーバを用いた本発明の実施例について詳細に
説明する。 本実施例の補聴器はアナログ式で且つステレオである。 使用者が両耳性の損失者であればステレオの方が良いこ
とは知られており、実際に機器の音場収音能力は倍増し
、使用者の耳に印加する音響レベルを略６ｂｄ減少させ
ることができる。 第４図は本装置のブロック線図である。２次型の直列マ
イクロホン・アレイ２１Ａ、２１Ｂは、２つのコンデン
サマイクロホン素子を直列に並べて成る固定配烈型で中
心周波数ｆｃは略６０００Ｈｚに設定されている。各コ
ンデンサマイクの出力端子は演算部３０Ａ、３０Ｂに接
続されている。 演算部３０Ａ、３０Ｂの出力端子は、周波数特性補償部
３１Ａ、３１Ｂの入力端子に夫々接続されている。この
周波数特性補償部３１Ａ、３１Ｂは、主にアクティブフ
ィルタで構成され、高域周波数しゃ断ボリューム３２Ａ
、３２Ｂ、低域周波数しゃ新月ボリューム３３Ａ、３３
Ｂを具備し、周波数帯域を選択する機能、すなわち入射
角に対する指向性のサイドローブ調整機能を有している
。 周波数特性補償部３１Ａ、３１Ｂの出力端子は夫々駆動
増幅部３４Ａ、３４Ｂの一方の入力端子に接続されてい
る。駆動増幅部３４Ａ、３４Ｂの出力端子は出力増幅部
３５Ａ、３５Ｂの入力端子に接続されている。そして、
出力増幅部３５Ａ。 ３５Ｂの出力端子は、イヤレシーバ５Ａ、５Ｂに接続さ
れると共に、可変抵抗（利得調整器）３６Ａ、３６Ｂを
介して駆動増幅部３４Ａ、３４Ｂの他方の入力端子に接
続されている。この利得調整器３６Ａ、３６Ｂは、オペ
アンプ３４Ａ、３４Ｂ、３５λ、３５Ｂの増幅度を可変
させるもので、開放型レシーバ５Ａ、５Ｂ用の出力増幅
部のＳ／Ｎを改善する効果がある。 本装置に用いた前処理部は、入力音響信号が過大となっ
ても、その構造から自動的に歪み、かつ、イヤレシーバ
も過大入力に応じた出力音に対して歪むので、使用者の
聴覚機能に対する安全性が保障される。 次に本装置の使用法を説明する。 補聴器の上記マイクロホン・アレイ２１Ａ、２１Ｂを音
源の方向に向けて、周波数特性補償回路３１Ａ、３１Ｂ
の調整ボリューム３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂをそ
の帯域が最大になる方向にセットし、利得調整器３６Ａ
、３６Ｂを最少の位置から徐々に上昇させる。与えられ
た聴取環境において、使用者の主観的なラウドネスの許
容レベルに達したら、上記周波数特性調整ボリューム３
２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂを変化させ明瞭性の最大
になるボリュームの位置を決める。ステレオの場合、上
記操作を一耳側について行い、次に２耳側についても同
様な操作を続け、最後に使用者の主観的な音像が頭内の
中心にあるような利得調整ボリューム３６Ａ、３６Ｂの
位置をめる。 上記ボリューム３２Ａ、３２Ｂおよび３３Ａ９．３３Ｂ
は、主としてマイクロホン・アレイ２１Ａ。 ２１Ｂに対する音源の入射角が０″以外の方向のものに
対する周波数特性を補償するように操作するが、使用者
の左右の聴力像の差違も補償するから、その補償量は上
記マイクロホンの音源入射角に対する指向性だけではな
い。 上記操作は、煩雑であり習熟を要するから、両耳の聴力
像に差異が少ない場合、上記周波数特性補償部３１Ａ、
３１Ｂを固定化してもよい。また与えられた環境と視覚
的に連動するような自動制御手段を設けても良い。その
ような手段の一つは、スチールカメラの自動焦点機構の
絞りの電気出力を上記周波数特性調整ボリューム３２Ａ
、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂと連動させ、上記利得調整器
３６Ａ、３６Ｂを電子アッテネータに置き換えて、上記
自動焦点の大きさに比例するような可変装置を構成する
ことである。このような自動制御手段をマイクロホン・
アレイ２１Ａ、２１Ｂの素子の配列間隔や配列方向の機
械的な可変装置と連動すれば、なお一層便利である。 本装置を通常の箱型補聴器に形成する場合、マイクロホ
ン・アレイ２１Ａ、２１Ｂをケースの両側部に設け、イ
ヤレシーバ５Ａ、５Ｂは通常の耳介嵌合武装暦法に基い
てコードを延設する。使用者の頭部装着方法について、
第５図に示すようなカチューシャ型ヘッドバンドに形成
する器具を作成する。指向性−効果を視覚と同調させる
ためにマイク部分をゴム材等による防振処置をなしたケ
ースを頭頂部に取付けるような装着器具を要する。 ケース全体は共鳴箱効果を減少させるような構導である
。１はヘッドバンド全体を示し、２は下面に機器を格納
する前頭部分、３Ａは左側部、５Ａはイヤレシーバ、７
Ａはレシーバの保持部材を表わす。この装着器具は、眼
鏡型補聴器のＣＲＯ３方式にした場合の近距離ｉ源の収
音の不自然さを解消し、ハウリングを生ずることもなく
、決着性がある。バンド幅は装用上せまい方が良いが、
直列配列のマイクロホン・アレイは少なくとも３〜４ｃ
ｍ長となる。そこで、ＣＣＤによる位相遅延回路を設け
、上記マイクロホン・アレイが音源に対して直角を成す
ように指向性−を可変すればよい。 さらに、上記実施例の回路要素は、デジタルマイク、レ
ーザマイクやデジタルイヤホンの実用化による全デジタ
ル回路方式についても同様に通用できる。このようにす
れば、音場収音能力は向上し、Ｓ／Ｎ比も改善され且つ
消費電力が少なくて済むので太陽電池による電源供給が
可能となる。 以上説明したように零発゛明によれば、複数個のマイク
ロホン素子を配列してなる指向性マイクロホンと、該指
向性マイクロホンの音源入射角を調整するサイドロード
調整手段（周波数特性補償部３１Ａ、３１Ｂ、ボリュー
ム３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ）と、半値角指向性
の音源収音距離を調整するメインローブ調整手段（駆動
増幅器３４Ａ、３４Ｂ、出力増幅器３５Ａ、３５Ｂ、利
得調整器３６Ａ、３６Ｂ）と、該メインローブ調整手段
の出力部に接続された開放型またはそれに頻するイヤレ
シーバとを具備してなるので、従来の接写型音源による
無指向性収音のように、使用時にうるさくなる不快感や
疲労を生ずることなく、耳栓型イヤホンのような中耳層
管への副作用もなく、会話音声のような低レベルの音源
を距離に限定されず、使用者の空間明瞭度を改善できる
。また、本発明による挟角指向性補聴群は小型・軽量に
製造できるから使用者の頭部に装着してハウリングを生
ずることもなく、極めて音場収音能力の良い補聴音の聴
取を可能とし、軽・中耳聴力損失者の音響生活を正常化
する。 ４、図面の簡単な説明 図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は指向性マ
イクロホンの指向性を示す説明図、第２図は同マイクロ
ホンのメインローブとサイドローブの感度減衰特性図、
第３図は同マイクロホンの周波数特性図、第４図はブロ
ック図、第５図は装着状態を示す説明図である。 ２１Ａ、２１Ｂ・・・指向性マイクロホン（直列マイク
ロホン・アレイ）、（３１Ａ、３１Ｂ・・・周波数特性
補償部、３２Ａ、３２Ｂ・・・ボリューム、３３Ａ、３
３Ｂ・・・ボリューム）・・・サイドローブ調整手段、
（３４Ａ、３４Ｂ・・・駆動増幅器、３５Ａ。 ３５Ｂ・・・出力増幅部、３６Ａ、３６Ｂ・・・利得調
整器）・・・メインローブ調整手段、５Ａ、５Ｂ・・・
開放型またはそれに類するイヤレシーバ。 特許出願人　平松　喬

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数個のマイクロホン素子を配列してなる指（；り性マ
   イクロポンと、該指向性マイクロホンの音源入射角に対
   する１旧ｉｉｊ性を調整するり・イドローブ調整手段と
   、半値角指向性、の音源収音距離を調整するメインロー
   ブ調整手段と、該メインローブ調整手段の出力部に接続
   された開放型またはそれに頬するイヤレシーバとを具備
   してなることを特徴とする挟角指向性補聴器。