WO2005004536A1

WO2005004536A1 - 集音器およびこれを用いた聴力改善装置

Info

Publication number: WO2005004536A1
Application number: PCT/JP2003/008506
Authority: WO
Inventors: Seimei Kakegawa
Original assignee: Shimada Manufacturing Co., Ltd.
Priority date: 2003-07-03
Filing date: 2003-07-03
Publication date: 2005-01-13
Also published as: AU2003304621A1; JPWO2005004536A1; JP4190535B2

Abstract

課題　　耳介が可聴波音波信号以上の特定周波数帯域の特定方向からの音波信号を増強して集音する指向性特性を有することに着目し、実際に耳介で集音すると同様な指向性特性の音波を集音できるようにする。　　　　　解決手段　　信号変換器30で集音口31から加えられた可聴周波数帯域帯域の音波信号を電気信号に変換し、特定音波信号集音手段32で音波信号に含まれる音声周波数帯域より高い特定周波数帯域で且つ特定方向の聞き分けできる音波信号を集音し、集音した音波信号を前記信号変換器30に加えることにより、音波信号に含まれる上下方向の聞き分けができる周波数で且つ特定方向からの音波信号の指向感度を増強する。

Description

集音器およびこれを用いた聴力改善装置

発明の属する技術分野

本発明は上下方向からの音波信号も忠実に集音し、自然に近い音声を集めるようにした集音器およびこれを用いた聴力改善装置に関する。

明従来の技術田

従来の補聴器は周囲の音波信号を単にマイクロホンで電気信号に変換し、変換された電書

気信号を増幅し、増幅された電気信号でィャフォン等を駆動し発音していたので、不自然な外部の音波信号を拾っていた。また左右の方向からの音波信号は集音しているが、上下方向からの音波信号は集音していないため、音源の位置を正しく把握できず、外部からの音または話し声が不自然に聞え、長時間の使用が困難であった。

そこで特開平 4一 2 4 5 8 0 0号公報には耳介を利用して音響周波数特性を改善すると共に、指向感度を改善した補聴器が開示されている。

図 3 1は従来の補聴器の断面図で、音響管 1の耳介装着部 2が外耳道 3に装着される。音響管 1の中空管内にはィャフォンドライパーュニット 5が設けられている。そして音響管 1の耳介装着部 2と反対側は音声の無反射端 6となされている。音響管 1の無反射端 6 側は補聴器本体 7内に収納され、耳介装着部 2が外部に露出されている。

外部に露出された音響管 1の一部であって耳介 8に近接した位置にマイク口フォンュニット 1 0が取り付けられている。耳介 8で効率的に集音されたマイクロフォンュニット 1 0に加えられた音波信号は電気信号に変換された後、増幅器 1 1に加えられ增幅される。増幅された電気信号はィャフォンドライバュニット 5に加わり、ィャフォンドライバュニット 5から音波信号を発生し、外耳道 3に加え鼓膜を振動させ脳に伝達していた。発明が解決しようとする課題

従来の補聴器等では左右にマイクロフオン等を設け、マイク口フォンからの音声信号を忠実に增幅し、ィャフォンに出力するのみであったので、不自然に聞え、長時間の使用には耐え難かった。

そこで前述したように、耳介近辺にマイクロフォンユニット 1 0を取付け、耳介に近い状態で外部の音波信号を集音するものにおいても、ィャフォンドライブュニットが耳介に取付けられているので、耳介がィャフォンドライブユニットで塞がれ、マイクロフォンュニット 1 0は近い場所に配置することができず、耳形効果による指向感度を上げることができない。課題を解決するための手段

本発明は耳介が可聴波音波信号以上の特定周波数帯域の特定方向からの音波信号を增強して集音する指向性特性を有することに注目し、実際に耳介で集音すると同様な指向性特性の音波を集音できるようにした集音器およびこれを用いた聴力改善装置を提供するものであり、

本発明は集音口に加えられた音波信号に含まれる耳形効果が出る特定周波数で且つ特定方向からの音波信号の指向感度を増強した集音器を提供する。

本発明は集音口に加えられた音波信号に含まれる音声周波数帯域より高い特定周波数帯域で且つ特定方向からの音波信号の指向感度を増強した集音器を提供する。

本発明は集音口に加えられた音波信号に含まれる上下方向の聞き分けができる周波数で且つ特定方向からの音波信号の指向感度を増強した集音器を提供する。

本発明は集音口から加えられた可聴周波数帯域帯域の音波信号を電気信号に変換する信号変換器と、音声周波数帯域より高い特定周波数帯域で且つ特定方向の音波信号を增強し集音し、集音した音波信号を前記信号変換器に加える特定音波信号集音手段を具備する集音器を提供する。

本発明は集音口から加えられた可聴周波数帯域帯域の音波信号を電気信号に変換する信号変換器と、音声周波数帯域より高い特定周波数帯域で且つ特定方向の音波信号を反射して前記信号変換器の集音口に加える反射板を具備する集音器を提供する。

本発明は集音口から加えられた可聴周波数帯域の音波信号を電気信号に変換する信号変換器と、開口部を有し、音声周波数帯域より高い特定周波数帯域で且つ特定方向の音波信号に共鳴する中空管とを備える共鳴器とよりなり、前記信号変換器に前記共鳴器で得られた音波信号を加える集音器を提供する。

本発明は集音口から加えられた可聴周波数帯域の音波信号を電気信号に変換する第 1の信号変換器と、集音口から加えられた音声周波数帯域より高い特定周波数帯域で且つ特定方向の音波信号を電気信号に変換する第 2の信号変換器とよりなり、第 1および第 2の信号変換器で変換された電気信号を合成する集音器を提供する。

本発明は集音口から加えられた可聴周波数帯域の音波信号を電気信号に変換する第 1の信号変換素子と、前記集音口から加えられた音声周波数帯域帯域より高い特定周波数帯域で且つ特定方向の音波信号を電気信号に変換する第 2の信号変換素子とよりなり、第 1および第 2の信号変換素子で変換された電気信号を合成する集音器を提供する。

本発明は集音口に加えられた音声周波数帯域より高い特定周波数帯域で且つ特定方向からの音波信号の指向感度を高めた音波信号を電気信号に変換する集音器と、前記集音器で変換された電気信号を増幅する増幅器と、

前記増幅器で増幅された電気信号を音波信号に変換し発音する発音器とよりなる聴力改善装置を提供する。

本発明は集音口に加えられる左右信号に含まれる音声周波数帯域より高い特定周波数帯域で且つ特定方向からの指向感度を高めた音波信号を電気信号に変換する両指向性マイク口フォンと、集音口に加えられる全方向信号に含まれる音声周波数帯域より高い特定周波数帯域で且つ特定方向からの指向感度を高めた音波信号を電気信号に変換する全指向性マイク口フォンよりなる集音器と、前記集音器で変換された電気信号を増幅する増幅器と、前記増幅器で増幅された電気信号を音波信号に変換し発音する発音器とよりなる聴力改善装置を提供する。発明の実施の形態

図 1〜図 3 0は本発明の集音器および集音器を用いた聴力改善装置に関する図である。図 1 ( A ) および図 1 ( B ) は耳介の指向性特性の測定方法を示す模型図で、図 1 ( A) は垂直面内の指向特性の測定方法を示す。人工耳介 1 5の外耳導入口部分にエレクトロレットマイクロフォン (以下 E C Mマイク口フォンマイクロホンとレヽう） 1 6を置く。図 2に示すように、 E CMマイクロフオン 1 6の出力には電池 1 7と抵抗 1 8が接続されており、抵抗 1 8の両端に誘起される交流電圧を交流電圧計 1 9で測定する。スピーカ 20は E CMマイクロフォン 1 6の前方に置かれ、等距離で水平から上方に移動し、スピ一力一 20が上方 4 5度おょぴ 90度の位置に来たときに E CMマイクロフオン 1 6に集音され、変換された電気信号を測定する。同様に水平から下方に移動し、下方 4 5度および 9 0度で E CMマイクロフオン 1 6に集音され、変換された電気信号を測定する。図 1 (B) は水平面内の指向集音特性の測定方法を示すもので、図 1 (A) の垂直面内の指向特性の測定方法とほぼ同様であり、スピーカ 20を垂直面内を移動させる代わりに水平面内を移動し、正面より前方および後方 4 5度および 9 0度で E CMマイクロフオン 1 6に集音され、変換された電気信号を測定する。それ以外は図 1 (A) と同一である。図 3に示すように、スピー力 20はウーファー 2 OAとツイ一ター 20 Bとを有する。そしてホワイトノィズ発生器 2 2で発生されたホワイトノイズをパンドパスフィルタ 2 3 でパンドパスして測定する周波数信号のみを通過させ、パワーアンプ 24で増幅し、切換スィッチ 2 5を介してウーファー 20Aまたはツイータ 20 Bに加える。

ホワイトノイズ発生器 2 2は 5 0H z〜5 0 KH zの周波数を含むホワイトノィズを発生する。

図 4 (A) 〜図 4 (H) に示すようにホワイトノイズはパンドパスフィルタ 2 3で 1 2 5H z、 2 50H z、 500 H z - · · 8ΚΗ ζおよび 1 6 KH zの周波数帯域の音波信号に分離される。

図 4 (A) に示すように、例えば 1 2 5 H zのパンドパスフィルタ 2 3は 1 2 5 H zの音波信号は + 1 2 d b通過するが、 2 50 H zの音波信号に対しては 0 d bとなる。また図 4 (B) に示すように、 5 00 H zのパンドパスフィルタ 2 3は 5 0 0 H zの音波信号は + 1 2 d b通過するが、 25 0H zおよび Ι ΚΗ ζの音波信号に対しては 0 d b となる。

同様に図 4 (C) に示すように、 8 KH zのパンドパスフィルタ 2 3は 8 KH zの音波信号は + 1 2 d b通過するが、 4 KH zおよび 1 6 KH zの音波信号に対しては 0 d bとなり、さらに 2KH zに対しては一 1 2 d bと減衰させている。

ウーファー 20 Aにはパンドパスフィルタ 2 3を通過した 1 2 5〜 2 KH zの音波信号がスィッチ 2 5を介して加えられ、ツイ一ター 20 Bには 4KH z〜l 6 KH zの音波信号が加えられる。

同様に図 4 (D) 〜図 4 (H) は l KH z、 2 KH z、 4 KH z、 8 KH z、 1 6 KH zの音波信号を示している。 .

図 5 (A)、図 5 (B) 〜図 1 2 (A)、 12図（B) は'前述の方法で各周波数の音波信号を測定した右耳の指向性特性図である。

先ず 1 2 5H zの音波信号の垂直面内での指向性特性を計る。

図 5 (A) に示すように、ホワイトノイズ発生器 2 2から発生されたホワイトノイズのうちパンドパスフィルター 2 3で 1 2 5 H zの電気信号を通過し、切換スィツチ 2 5を切換えウーファー 2 0 Aに加える。するとウーファー 2 OAから 1 2 5 H zの音声信号を発生する

図 1 (A) に示すように、ゥ一ファー 20 Aを E CMマイクロフォンの正面に位置させた 0度のとき、ウーファー 20 Aから発生され E CMマイクロフォン 1 6に集音され、 E CMマイクロフすン 1 6で変換された電気信号は 5mvとなるように抵抗 1 8の大きさを調整する（図 2参照）。

斯かる状態でウーファー 2 OAを上方 4 5度に位置させたとき、ウーファ一 2 OAから発生される音波信号を E CMマイクロフォン 1 6で集音する。この集音され E CMマイク口フォン 1 6で変換され出力される電気信号を測定すると 4m Vとなる。また同様にしてウーファー 2 OAを上方 90度に位置きせたとき、 E CMマイク口フォン 1 6からの出力信号電気信号は 3 m Vとなる。

同様に、ウーファー 20 Aをした下方 4 5度に位置させたときの E CMマイクロフオン 1 6から取出される電気信号は 4 m Vで、ウーファー 2 OAを下方 9 0度に位置させたときの 1 2 5 H zの電気信号は 3 m Vとなる。

このようにして測定された 1 2 5 H zの音波信号の垂直面内において、耳介に集音される指向性特性は図 5 (A) に示すように、ほぼ半玉子形になることが分かる。

図 5 (B) は 1 2 5 H zの音波信号の水平面内での指向性特性図である。

ウーファー 2 OAを E CMマイクロフオン 1 6の正面に位置させた 0度のときの 1 2 5 H zの電気信号は 5 m Vとなるように、前述と同様に抵抗 1 8の抵抗値を調整する。斯かる状態でウーファー 20 Aを前方 4 5度および後方 4 5度に位置させとときに、ゥ一ファー 2 0 Aから発生される音波信号を E CMマイクロフオン 1 6で集音する。このときの E CMマイクロフオン 1 6で変換され取出される電気信号を測定すると 4m Vである, またウーファー 2 OAを前方および後方 90度に位置させたときの 1 2 5 H zの電気信号は 3 m Vである。

このように 1 2 5 H zの音波信号の水平面内の耳介の指向性特性はほぼ半玉子形になることが分かる。

図 6 (A)、図 6 (B) は図 4 (B) に示す 2 5 OH zの音波信号の水平面内及ぴ垂直面内での指向性特性図で、このときも 1 2 5 H zのときと同様に、ウーファー 2 OAが上下 4 5度および 9 0度そして前後 4 5度及び 9 0度にきたとき、ウーファー 2 OAから発生される 2 5 0 H zの音波信号がマイクロフオン 1 6で集音され、電気信号で変換される集音特性はほぼ半玉子形になることが分かる。

図 7 (A)、図 7 (B)、図 8 (A)、図 8 (B)、図 9 (A)、図 9 (B)、図 1 0 (A：)、 10図（B) は 5 00 H z、 1 ΚΗ ζ、 2KH z、 4 K H zの音波信号の水平面内及び垂直面内での指向性特性図で、，このときもほぼ半玉子形になることが分かる。

図 1 1 (A) は 8 KH zの音波信号の水平面内での耳介の指向性特性図である。このときツイ一ター 20 Bを E CMマイクロフオン 1 6の正面に位置させたときの E CMマイク口フォン 1 6から取出される電気信号は 5 mVになるように調整する。

そしてツイ一ター 20 Bを上方 4 5度に位置させたときの電気信号を測定すると 7m V となる。またツイ一ター 20 Bを上方 9 0度に位置させたときの電気信号は 3 m Vとなる。このように 8 KH _Zの音波信号を耳介で集音する垂直面内の指向性特性は上方 4 5度からの音波信号を効率的に集音する指向性特性を示す。

尚、図 1 1 (B) に示すように、 8 KH _Zの音波信号の垂直面内での耳介の指向性特性は他の周波数の音波信号と同様にほぼ半玉子形になる。

図 1 2 (A)、図 1 2 (B) で示すように、 1 6 KH zの音波信号の垂直面内おょぴ水平面内での耳介の指向性特性は他の周波数の音波信号と同様にほぼ半玉子形になる。これらから人間の耳介は、 8 KH zの音波信号の垂直面内での指向性特性のみが上方 45度からの音波信号を増強し集音する指向性特性を示すことが解明された。人間の耳介は上述したように、上方略 4 5度からの 8 KH z付近の音波信号を増強し集音しているが、 8 KH z付近の音波信号は音源の位置や上下前後の方向性を判断することができる。 8 KH z付近の音波信号は右脳にも働きかけてその働きを促進すると同時に、脳にアルファ波やシータ波の発生を誘導することで、聴力を向上させることができ、脳の活性化を図るのである。

上方略 4 5度からの 8 KH z付近の音波信号を増強し集音することにより、上下前後に立体的に集音ができることで音源の位置や方向性を正しく特定することが容易となる。それのみでなく立体的三次元の音声として再生されることによって、音楽、自然音、外国語の発音等に対して広い音域の臨場感に溢れた快適な音声を楽しみながら聴取できると共に、難聴に対して聴力を補償する効果も得られることが分かった。

図 1 3は本発明の集音器の側面図で、前述の 8 KH zの音波信号の垂直面内での上方 4 5度からの音波信号を増強し集音する指向性特性を持たせている。

E CMマイクロフオン (エレクトレツトマイクロフオン) 30は一般に市販されているものである。 E CMマイクロフオン 3 0の集音口 3 1の前方下方に反射板 3 2が設けられている。反射板 3 2は上下方向を聞き分けるための音波信号を反射して E CMマイクロフオン 30に加えるためのものである。

具体的には E CMマイク口フォン 3 0の集音口 3 1の水平面から略 4 5度上方よりの 8 KH zの音波信号を反射して E CMマイクロフオン 3 0に加えるものである。直接 E CM マイクロフォン 30の集音口 3 1に直接加えられる 8 KH zの音波信号と音波反射坂 3 1 で反射して加えられる音波信号が 1波長遅れて加算されるようにするため、 E CMマイク口フォン 30の下面より λΙ2 (λは 8 KH ζの音波信号の波長）離間し、且つ集音口 3 1 から下方略 4 5度方向に置かれている。

図 14に示すように、 E CMマイクロフオン 3 0は集音口 3 1より加えられる全ての方向の 20H z〜 20 KH zの音波信号を加えられた音波信号に応じて電気信号に変する全指向性 S 1を有する。

そして反射板 3 1からは上方略 4 5度方向からの 8 KH zの音波信号を反射させ直接加えられる音波信号に対して 1波長遅れて集音口 3 1に加えられるようにしている。従って 8 KH zの音波信号は直接加えられる音波信号と反射板 3 1で反射された反射音波信号が重畳されるので、図 2に示すように 8 KH z指向性 S 2を有する。

図 1 5は本発明の集音器の垂直面内での感度特性図である。集音口 3 1には反射板 3 1 で反射された上方略 4 5度方向からの 8 KH zの音波信号が余分に加わるので、 8 KH z の上方 4 5度方向からの音波信号が増強される。従って耳介の集音特性と同様になり、この集音器で変換された電気信号をィャフォンに加え聞くと、実際に耳介で集音された音のように聞こえる。

E CMマイクロフオン 3 0は全指向性 E CMマイクロフオンを用いたが、左右の集音口 3 1より加えられる 2 0H z〜 20KH zの音波信号が加えられた大きさに応じて電気信号に変換する両指向性 S 3を有するものであってもよい。

図 1 6 (A)、図 1 6 (B) は本発明の集音器の他の実施例を示す模型図である。図 1 6 (A) は側面図で、図 1 6 (B) は正面図である。図 1 3と異なる点は反射板 34を円弧状に湾曲させ反射面を大きくしたことである。反射板 34の反射面積を大きくすることにより 8 KH _Zの 4 5度上方からの音波信号が増強された 8 KH _zの指向性が高くなる。図 1 7 (A)、図 1 7 (B) は同じく本発明の集音器で、図 1 7 (A) は側面図で、図 1 7 (B) は正面図である。 E CMマイクロフォン 3 0の集音口 3 1には中空管 3 6が設けられている。中空管 3 6には上面に窓 3 7が開けられている。また中空間 3 6は長さを選定することにより 8 KH _Zの共鳴周波数になるようにしている。

従って中空管 3 6の窓 3 7を水平面から上方 4 5度方向に向けると、上方 4 5度方向から到来し、窓 3 7に入った 8 KH zの音波信号は共鳴し増強される。そのため、図 1 5に示すような E CMマイクロフオン 30では上方 4 5度方向から到来した 8 KH zの音波信号が増強される 8 KH _Z指向性 S 2を有する集音器が得られる。

図 1 8は本発明の集音器の側面図である。図 1 7では中空管' 3 6の上面に窓 3 7を開けたが、一端部 3 9が開放する中空管 3 8を用いている。その他は図 1 7と同様で、開放する一端部を 4 5度上方に向けて使用する。

図 1 9は本発明の集音器の実施例を示す模型図である。全指向性の E CMマイクロフォン 40と 8 KH z指向性の E CMマイクロフオン 4 1 とを組合わせたものである。 E CM マイクロフォン 40は集音口 4 2より加えられる 20H z ~20 KH zの全帯域の音波信号を加えられた音波信号に応じて電気信号に変換する全指向性 S 1を有する。 E C Mマイクロフォン 4 1は集音口 4 3より加えられる 8 K H zの全帯域の音波信号を加えられた音波信号に応じて電気信号に変換する全指向性 S 2を有する。 E C Mマイク口フォン 4 ¾の集音口 4 3は水平方向から 4 5度上方方向に向いている。

前述の構成をなしており、 E C Mマイクロフオン 4 0では集音口 4 2より加えられる 2 0 H z〜2 0 K H zの全帯域の音波信号を、加えられた音波信号に応じて電気信号に変換する。また E C Mマイクロフオン 4 1は集音口 4 3より加えられる上方略 4 5度からくる 8 K H zの音波信号に応じて電気信号を発生する。これら電気信号は合成回路 4 4で合成される。従って図 1 5に示す指向性特性を有する出力信号が得られる。

尚 E C Mマイクロフオン 4 0は全指向性マイク口フォンを用いたが、両指向性マイク口フォンまたは単一指向性マイク口フォンであってもよい。

図 2 0は本発明の集音器の実施例を示す模型図である。 1つの容器 4 5内に全指向性の信号変換素子と 8 K H z指向性の信号変換素子とを組合わせ、複指向性 E C Mマイクロフオンとしたものである。それ以外は図 1 9の集音器と同一である。

図 2 1は前述した集音器を用いた聴力改善装置の回路図である。集音器 5 0は全指向性 E C Mマイクロフオン 3 0と反射板 3 2を組合わせ上方 4 5度からの 8 K H zの音波信号に対して指向感度を高めている。従って図 1 4に示すように、集音器 5 0は全指向性を有すると共に、上方 4 5度からの音波信号の指向感度を高めた 8 K H _Zの指向性を有し、耳介と同じような音波信号を集音することとなる。集音された音波信号は集音器 5 0にある信号変換素子で電気信号に変換される。集音器 5 0から出力された電気信号は増幅器 5 1 で増幅されィャフォン 5 2、 5 2から発音される。

集音器 5 0から出力される電気信号は耳介と同様な上方 4 5度から 8 K H zの音波信号の指向感度を増強されたものであるから、ィャフォンから発音される音声信号も直接耳介で聞くと同様な音声となるので、心地良く聞くことができる。

図 2 2は左右それぞれに本発明の集音器を使用した 2ポイントステレオ聴力改善装置である。左右間隔をおいて本発明の集音器 5 0 R、 5 O Lを使用したもので、左右からの音波信号を集音器 5 0 R、 5 0 Lで集音し電気信号に変換すると共に共に上方 4 5度からの音波信号をも集音器 5 0 R、 5 0 Lで集音し電気信号に変換し出力する。

変換された電気信号は増幅器 5 1 R、 5 1 Lで增幅されィャフォン 5 2 R、 5 2 から発音される。従って左右からの音波信号と共に、上方 4 5度方向からの音波信号も再生され、実際に耳で聞くのと同様に外部からの音声を心地よく聴取できる。

図 2 3はワンポイント ' ステレオマイク口フォンを用いた聴力改善装置である。

図 2 2では左右方向からの音波信号を左右間隔を置いて設けた集音器で集音しているが、ここでは 1点に置かれた集音器 5 0 Tで左右方向からの音波信号を集音するものである。図 2 3に示すように、両指向性の E C Mマイクロフオン 5 7と全両指向性の E C Mマイクロフオン 5 8とを組合わせてワンポイントステレオマイクロフォンとすると共に、両指向性の E C Mマイク口フォン 5 7の左右の集音口 5 7 A、 5 7 Bの前方下方に反射板 6 0

A、 6 0 Bが設けられている。

同様に全指向性の E C Mマイクロフオン 5 8の前方の集音口 5 8 Aの前方下方に反射板 6 0 Cが設けられている。反射板 6 0 A、 6 0 B、 6 0 Cは前述したように、上下方向を聞き分けるための音波信号を反射して E C Mマイクロフオン 3 0に加えるためのものである。

両指向性の E C Mマイクロフォン 5 7の右側では前述と同様に、上方 4 5度方向からの 8 K H zの音波信号の指向感度が高められた R— L信号が集音される（Rは右信号、 Lは左信号）。両指向性の E C Mマイクロフオン 5 7の左側では上方 4 5度方向からの 8 K H z の音波信号の指向感度が高められた L一 R信号が集音される。

全指向性の E C Mマイクロフオン 5 8では上方 4 5度方向からの 8 K H zの音波信号の指向感度が高められた R + S + L信号が集音される（Sは中間音）。これら信号は E C Mマイク口フォン 5 7、 5 8で電気信号に変換されて同一の抵抗値を有する抵抗 6 3 A、 6 3

B、 6 3 C、 6 3 Dからなる合成回路 6 2に加えられる。 ·

合成回路 6 2の抵抗 6 3 Aと 6 3 Bとは同じ抵抗値であるため接続点からは右信号 R + S / 2が取出され、抵抗 6 3 Cと 6 3 Dとの接続点からは左信号 L + S / 2が取出される。これらはそれぞれ増幅器 6 4 R、 6 4 Lで増幅され、ィャフォン 6 5 R、 6 5 Lから発音される。

このときも左右からの音波信号と共に、上方 4 5度方向からの音波信号の指向感度が髙められているので、ィャフォン 6 5 R、 6 5 Lから再生された左右の音声信号は実際に耳で聞くのと同様に外部からの音声を心地よく聴取できる。図 2 4は図 2 3と同じワンポイント · ステレオマイク口フォンを用いた聴力改善装置である。図 2 3と異なるところは合成回路 6 2より合成して得られた右信号および左信号を 1 m s遅延減衰回路 6 6 R、 6 6 Lを介して左右加算増幅器 6 7 R、 6 7 Lに加えていることである。

左右加算増幅器 6 7 R、 6 7 Lからは右信号 R + S / 2 + A L i、左信号 L + S / 2 + A R iが得られる（Aは遅延減衰特性）。このように 1 m s遅延した相手チャンネルの信号を加えることにより、ワンポイントマイクロフォンで集音しても、実際に聞いたときと同じ間隔の右信号および左信号となり、これら信号をィャフォン 6 5 R、 6 5 Lで再生するとより聞きやすい音声信号となる。

図 2 1〜図 2 4の実施例では上方 4 5度からの音波信号の指向感度を高めるために、反射板を用いたが、図 1 7に示すように反射板の代わりに 8 K H zの音波信号に共鳴する中空管を用いてもよい。

また図 1 9および図 2 0に示すように、全指向性 E C Mマイクロフオンと 8 K H z指向性マイク口フォンとを組み合わせてもよい。

図 2 5は本発明の聴力改善装置の構成図である。ケース 7 0内には図 2 1で示す集音面 7 2に面して取付けられている複指向性マイクロフォン 5 0と増幅器が設けられている。増幅器には音量調整器 7 4が取り付けられ音量が調整される。ケース 7 0は卓上で使用されたり、あるいはポケットに入れられ使用される。 '

図 2 6は本発明の聴力改善装置の構成図で、増幅器にィャフォンを 2つ接続した以外は図 2 5と同一である。

図 2 7は本発明の聴力改善装置の構成図で、図 2 2に示す 2ボイトステレオマイクロフオンを用いたものである。ケース 7 5內には集音面 7 6 R、 7 6 Lに面してそれぞれ取付けられている複指向性マイクロフォン 5 O R、 5 0 Lと増幅器が設けられている。ケース 7 0の外にはィャフォン 7 3 R、 7 3 Lが接続されている。増幅器には音量調整器 7 4が取り付けれ音量が調整される。本発明の聴力改善装置は主として卓上で使用される。図 2 8は本発明の聴力改善装置の構成図で、同じく図 2 3に示す 2ボイトステレオマイクロフオンを用いたものである。マイク口フォンケース 7 7 R、 7 7 L內の先端集音面 7 8 R、 7 8 Lに面してそれぞれ取付けられている複指向性マイクロフォン 5 0 R、 5 0 L と増幅器が設けられている。増幅器にはィャフォン 7 3 R、 7 3 Lが接続されている。このように左右のマイク口フォンを別々のケースに入れることにより、耳介の近く等に取り付け左右の間隔を調整でき、より実際に耳で聞くのと近い聴力改善装置とすることができる。

図 2 9は本発明の聴力改善装置の構成図で、図 2 3、図 2 4に示す 1ボイトステレオマイク口フォンを用いたものである。ケース 8 0内には集音面 8 1に面してる複指向性の 1 ポイントマイクロフォン 5 0 Tと増幅器が設けられている。ケース 8 0の外にはィャフォン 7 3 R、 7 3 Lが接続されている。増幅器には音量調整器 7 4が取り付けられ音量が調整される。本発明の聰カ改善装置は小型化すればポケット等に入れて使用できる。

図 3 0は本発明の聴力改善装置の構成図で、図 2 3、図 2 4に示す 1ボイトステレオマィク口フォンを用いたものである。図 2 9と異なる点は 1ポイントマイクロホン 5 0 Tを増幅器と別のケースに設け、小型化したことである。ケ一スはクリップ等で止めるようにすれば、ワイシャツのポケット等にクリップで止めて使用することができる。尚、増幅器にはィャフォン 7 3 R、 7 3 Lが接銃されていることは他のと同一である。

図 2 5〜図 3 0の聴力改善装置では複指向性マイクロフォンを用いているが、いずれも複数指向性マイクロフオンの 8 K H z指向特性は通常の使用状態で上方 4 5度の方向に向くように取り付けられている。発明の効果 .

本発明の集音器は集音口に加えられた音波信号に含まれる耳形効果が出る特定周波数で且つ特定方向からの音波信号の指向感度を増強したしたので、耳介に類似した指向性特性が得られる。

特に耳介は略上方 4 5度からの 8 K H z付近の音波信号を増強して集音する指向性特性を有するが、本発明による集音器も略上方 4 5度からの 8 K H _Z付近の音波信号を増強して集音するので、耳介に類似した指向性特性が得られる。

本発明の集音器は反射板で音声周波数带域より高い特定周波数帯域で且つ特定方向の音波信号を反射して前記信号変換器の集音口に加えるようにしたので、簡単な構造で耳介に類似した指向性特性が得られる。本発明の集音器は開口部を有し、音声周波数帯域より高い特定周波数帯域で且つ特定方向の音波信号に共鳴する中空管で得られた音波信号を信号変換器に加えるようにしたので、簡単な構造で耳介に類似した指向性特性が得られる。

本癸明の集音器は集音口から加えられた可聴周波数帯域の音波信号を電気信号に変換する第 1の信号変換器と、集音口から加えられた音声周波数帯域より高い特定周波数帯域で且つ特定方向の音波信号を電気信号に変換する第 2の信号変換器とよりなり、第 1および第 2の信号変換器で変換された電気信号を合成するようにしたので、簡単な構造で耳介に類似した指向性特性が得られる。

本発明の聴力改善装置は集音器で耳形効果が出る特定周波数帯域で且つ特定方向からの音波信号の指向感度を高めた音波信号を集音し電気信号に変換し、増幅器で集音器で変換された電気信号を増幅し、増幅器で増幅された電気信号を音波信号に変換し発音するようにした。

このように集音器で耳形効果が出る特定周波数帯域で且つ特定方向からの音波信号の指向感度を高め集音することにより、上下左右前後に立体的に集音ができることで音源の位置や方向性を正しく特定ることが容易となる。

その上立体的三次元の音声として再生されることによって、音楽、自然音、外国語の発音等に対して広い音域の臨場感に溢れた快適な音声を楽しみながら聴取できると共に、難聴に対して聴力を補償する効果も得られる。そのため健常者が耳介で集音し聞くのと同様に聞くことができるので、疲労感が無く長時間の使用にも耐えられる。

本発明の聰カ改善装置は左右の集音器とィャフォンとを別々の'ケースに収納することにより、集音器を耳介以外の身体部分に付着しても耳形効果が得られるので使用に便利である。

本発明の聴力改善装置は両指向性マイク口フォンと全指向性マイク口フォンとを組み合わせることにより、耳形効果を有するステレオのワンボイントマイク口フォンを実現できるから、ポケット等身体のどこでも装着できる使いかってが良い補聴器として使用できる。図面の簡単な説明

図 1·は本発明の原理である耳介の指向性特性の測定方法を示す図で、図 1 ( A) は垂直面内での指向性特性の測定方法を示す図、図 2 (B) は水平面内での指向性特性の測定方法を示す図であり、図 2は本発明の原理である耳介の指向性特性の測定方法に用いたマイク口フォンの回路図であり、図 3は本発明の原理である耳介の指向性特性の測定方法に用いたスピーカーの回路図であり、図 4は本発明の原理である耳介の指向性特性の測定方法に用いた音波信号の波形図で、図 4 (A) は 1 2 5H _Zの音波信号波形図、図 4 (B) は 2

50 H zの音波信号波形図、図 4 (C) は 500 H zの音波信号波形図、図 4 (D) は 1 KH zの音波信号波形図、図 4 (E) は 2 KH zの音波信号波形図、図 4 (F) は 4KH zの音波信号波形図、図 4 (G) は 8 KH zの音波信号波形図、図 4 (H) は 1 6 KH z の音波信号波形図であり、図 5は本発明の原理である耳介の 1 2 5 H zの集音特性図で、図 5 (A) は垂直面内指向特性図、図 5 (B) は水平面内指向特性図であり、図 6は本発明の原理である耳介の 2 5 0 H _Zの集音特性図で、図 6 (A) は垂直面内指向特性図、図

6 (B) は水平面内指向特性図であり、図 7は本発明の原理である耳介の 5 0 0 H zの集音特性図で、図 7 (A) は垂直面内指向特性図、図 7 (B) は水平面内指向特性図であり、図 8は本発明の原理である耳介の 1 KH zの集音特性図で、図 8 (A) は垂直面内指向特性図、図 8 (B) は水平面内指向特性図であり、図 9は本発明の原理である耳介の 2 KH zの集音特性図で、図 9 (A) は垂直面内指向特性図、図 9 (B) は水平面内指向特性図であり、図 1 0は本発明の原理である耳介の 4 KH zの集音特性図で、図 1 0 (A) は垂直面内指向特性図、図 1 0 (B) は水平面内指向特性図であり、図 1 1は本発明の原理である耳介の 8 KH zの集音特性図で、図 1 1 (A) は垂直面内指向特性図、図 1 1 (B) は水平面内指向特性図であり、図 1 2は本発明の原理である耳介の 1 6 KH zの集音特性図で、図 1 2 (A) は垂直面内指向特性図、図 1 2 (B) は水平面内指向特性図であり、図 1 3は本発明の集音器の側面図であり、図 1 4は本発明の集音器の指向性特性図であり、図 1 5は本発明の集音器の垂直面內感度特性図であり、図 1 6は本発明の集音器で、図 1 6 (A) は側面図、図 1 6 (B) は正面図であり、図 1 7は本発明の集音器で、図 1 7 (A) は側面図、図 1 7 (B) は正面図であり、図 1 8は本発明の集音器の側面図であり、図 1 9は本発明の集音器の側面図であり、园 20は本発明の集音器の側面図であり、図 2 1は本発明の聴力改善装置の回路図であり、図 22は本発明の聴力改善装置の回路図であり、図 2 3は本発明の聴力改善装置の回路図であり、図 24は本発明の聴力改善装置の回路図 W

15 であり、図' 2 5は本発明の聴力改善装置の模型図であり、図 2 6は本発明の聴力改善装置の模型図であり、図 2 7は本発明の聴力改善装置の模型図であり、図 2 8は本発明の聴力改善装置の模型図であり、図 2 9は本発明の聰カ改善装置の模型図であり、図 3 0は本発明の聴力改善装置の模型図であり、図 3 1は

従来の補聴器の断面図である。

Claims

16 請求の範囲

I . 集音口に加えられた音波信号に含まれる耳形効果が出る特定周波数で且つ特定方向からの音波信号の指向感度を増強したことを特徴とする集音器。

2 . 集音口に加えられた音波信号に含まれる音声周波数帯域より高い特定周波数帯域で且つ特定方向からの音波信号の指向感度を増強したことを特徴とする集音器。

3 . 前記集音口に加えられた音波信号に含まれる上下方向の聞き分けができる周波数で且つ特定方向からの音波信号の指向感度を增強したことを特徴とする集音器。

4 . 前記特定周波数は実質的に 8 K H zであることを特徴とする請求項 3記載の集音

5 . 前記特定方向は水平方向から略 4 5度上方であることを特徴とする求項 3記載の集音器。

6 . 集音口から加えられた可聴周波数帯域帯域の音波信号を電気信号に変換する信号変換器と、

音声周波数帯域より高い特定周波数帯域で且つ特定方向の音波信号を増強し集音して、集音した音波信号を前記信号変換器に加える特定音波信号集音手段を具備することを特徴とする集音器。

7 . 前記特定周波数は実質的に 8 Κ Η ζであることを特徵とする請求項 6記載の集音

¾§。

8 . 集音口から加えられた可聴周波数帯域帯域の音波信号を電気信号に変換する信号変換器と、

音声周波数帯域より高い特定周波数帯域で且つ特定方向の音波信号を反射して前記信号変換器の集音口に加える反射板を具備することを特徴とした集音器。

9 . 前記反射板は信号変換器の集音口から前記高い特定周波数帯域で且つ特定方向の音波信号の半波長離間して設けたことを特徴とする請求項 8記載の集音器。

1 0 . 前記特定周波数は実質的に 8 K H zであることを特徴とする請求項 8記載の集音器。

I I . 前記反射板は水平方向に置かれた音声変換器の集音器に対して略 4 5度上方よ 17

りの音波信号を反射し、前記信号変換器の集音口に加えることを特徴とする請求項 8記載の集音器。

1 2 . 集音口から加えられた可聴周波数帯域の音波信号を電気信号に変換する信号変換器と、

開口部を有し、音声周波数帯域より高い特定周波数帯域で且つ特定方向の音波信号に共鳴する中空管とを備える共鳴器とよりなり、前記信号変換器に前記共鳴器で得られた音波信号を加えることを特徴とした集音器。

1 3 . 前記共鳴器は開口部を水平方向に対して略 4 5度上方に向け、前記開口部より侵入する音波信号を共鳴させ、前記信号変換器に加えることを特徴とする請求項 1 2記载の集音器。

1 4 . 前記特定周波数は実質的に 8 K H zであることを特徴とする請求項 1 2記載の集音器。

1 5 . 集音口から加えられた可聴周波数帯域の音波信号を電気信号に変換する第 1の信号変換器と、

集音口から加えられた音声周波数帯域より高い特定周波数帯域で且つ特定方向の音波信号を電気信号に変換する第 2の信号変換器とよりなり、

第 1および第 2の信号変換器で変換された電気信号を合成することを特徴とする集音器。

1 6 . 前記第 2の信号変換器の集音口を水平方向に対して略 4 5度上方に向けたことを特徴とする請求項 1 5に記載の集音器。

1 7 . 前記特定周波数は実質的に 8 K H zであることを特徴とする請求項 1 5記载の集 H

1 8 . 前記第 1の変換器と第 2の変換器とを同一のケースに収納したことを特徴とする請求項 1 5記載の集音器。

1 9 . 集音口に加えられた音声周波数帯域より高い特定周波数帯域で且つ特定方向からの音波信号の指向感度を高めた音波信号を電気信号に変換する集音器と、

前記集音器で変換された電気信号を増幅する増幅器と、，

前記増幅器で増幅された電気信号を音波信号に変換し癸音する発音器とよりなることを特徴とする聰カ改善装置。

2 0 . 前記特定方向は略 4 5度であることを特徴とする請求項 2 1記載の聴力改善装置。

2 1 . 前記特定周波数は実質的に 8 K H _Zであることを特徴とする請求項 2 0記載の聴力改善装置。

2 2 .前記集音器を左右一対設けたことを特徴とする請求項 1 9記載の聴力改善装置。 2 3 . 前記左右の集音器は別々のケースに収納し、耳介または身体に取り付けられるようにしたことを特徴とする請求項 1 9記载の聴力改善装置。

2 4 . 集音口に加えられる左右信号に含まれる音声周波数帯域より高い特定周波数帯域で且つ特定方向からの指向感度を高めた音波信号を電気信号に変換する両指向性マイク口フォンと、集音口に加えられる全方向信号に含まれる音声周波数帯域より高い特定周波数帯域で且つ特定方向からの指向感度を高めた音波信号を電気信号に変換する全指向性マイク口フォンよりなる集音器と、

前記集音器で変換された電気信号を増幅する増幅器と、

前記増幅器で增幅された電気信号を音波信号に変換し発音する発音器とよりなることを特徴とする聴力改善装置。

2 5 . 前記集音器および増幅器を 1つのケースに収納し、身体に取付け可能にしたことを特徴とする請求項 2 4記載の聴力改善装置。

2 6' . 前記集音器および増幅器を別々のケースに収納し、集音器を身体に取付け可能にしたことを特徴とする請求項 2 4記載の聴力改善装置。