Brevet FR2053232A1 — publié le 19710416

i 2053232 La présente invention se rapporte à des perfectionnements apportés au fonctionnement des prothèses auditives électro-acoustiques. Cn connaît diffJro'.'.tes formes 'le prothèses auditives 51ectro-5 acoustiques. la forme la plus ancienne comportait un boîtier que l'infirme portait sur la poitrine et qui contenait, outre le récepteur ie son, c'est-à-dire le microphone, les éléments du circuit et la source d'énergie. On s'est toujours efforcé de réaliser des prothèses auditives de plus en plus discrètes, ce qui a amené à 10 la lunette acoustique, à l'aide-ouîe caché derrière l'oreille et enfin à celui logé dans l'oreille mène, toutes ces prothèses étant fixées à la tête. Comme microphone on emploie de manière générale des transducteurs acoustiques fonctionnant d'après le principe électromagnétique et présentant de préférence une caractéristique 3phérique. 15 "Le d®gré d'amplification qu'on exige pour une prothèse auditive dépend du degré de surdité de l'usager mais l'amplification est, d'autre part, limitée par l'amorçage d'une contre-réaction acoustique par suite d'un reflux d'énergie de l'émetteur de son ou bien générateur de son au récepteur de son. Dans le cas des prothèses 20 auditives fixées à la tête, par exemple, la petite distance entre l'émetteur de son ou bien générateur de son et le récepteur de son favorise le reflux d'énergie si bien que la gamne d'amplification réduite de ce fait n'est pas suffisante pour de3 cas de surdité prononcée. Bans ce qui suit, l'émetteur de son ou bien générateur de 25 son sera appelé "générateur" tout court. La présente invention a pour objet de supprimer ce grave inconvénient pour les prothèses auditives de toutes les formes. Selon l'invention ce but est atteint du fait qu'on réalise une prothèse auditive de sorte que l'oscillateur ainsi que les éléments du cir-ZC, cuit et les organes d'alimentation de l'appareil sont combinés avec un récepteur de son fonctionnant d'après le principe électrostatique. Ce récepteur de son peut être constitué par un ou plusieurs microphones à condsnsateur. '-e sifflement qu'on entend au moment de l'amorçage des 35 oscillations d'une proth'se auditive prend naissance à des points de résonance à l'intérieur delà bande passante. C'est le résultat de l'interaction ces phénomènes suivants. 70 23907 o 2053232 Etant donné que la transformation de l'énergie se fait dans le cas des microphones électromagnétiques par l'intermédiaire du champ magnétique, il faut que leur système oscillant soit amorti par friction dans le cas du microphone à pression et par la masse dans 5 le cas du microphone à gradient de pression. Il faut donc de toute fa?on placer la résonance principale du microphone électromagnétique à l'extrémité inférieure de la bar.de passante, i^ais il n'est pas possible de répondre à cette exigence, donc de réaliser le système oscillant du récepteur de son de sorte que la résonance principale 10 se situe à l'extrémité inférieure de la bande de fréquences et à l'extérieur de la bande passante, dans le cas des microphones électromagnétiques pour les prothèses auditives. Les dimensions d'une telle prothèse n'offrent pas de place suffisante pour le volume d'air important nécessaire à cet effet. Ceci explique pourquoi la 15 bande passante des prothèses auditives à microphones électromagnétiques est limitée du côté dès basses fréquences. Mais à côté des résonances principales, il y a encore d'autres résonances à l'intérieur de la bande passante. Pour obtenir la bande passante exigée dans le cas d'uh microphone électromagnétique, il est nécessaire de 2q prévoir des résonateurs dans les parties moyennes et supérieures de la bande passante. Kais la conception du microphone électromagnétique est telle que ces résonateurs, dont les caractéristiques de résonance, ajoutées les unes aux autres, constituent en fin de compte la caractéristique de fréquence du microphone, ne peuvent pas être 2^ suffisamment atténuées. Le reflux d'énergie nécessaire pour mener à une réaction acoustique, et par conséquent pour produire le sifflement, est d'autant plus petit qu'est faible le décrément de ces caractéristiques de résonance situées à l'intérieur de la bande passante. T. Dans le cas des microphones électrostatiques, où la transformation de l'énergie se fait par l'intermédiaire du champ électrostatique, le système oscillant doit être amorti élastiquement dans le cas du microphone à pression tandis qu'il doit être amorti par friction pour le microphone à gradient de pression. Par conséquent 3 5 la syntonisation du système oscillant doit être aigUe pour le microphone à pressions et grave pour la microphone à gradient de pression. Dans les deux cas on peut, à l'opposé de ce qui est valalïLe 70 23907 3 2053232 pour les microphones électromagnétiques, réaliser le système oscillant du microphone électrostatique incorporé dans la prothèse auditive de sorte que ces résonances se situent toujours à l'extérieur de la bande passante, car des volumes d'air incompatibles avec les dimen-5 sions de la prothèse auditive ne sont pas nécessaires à cet effet. Une autre différence essentielle par rapport au microphone électromagnétique réside d'ailleurs dans le fait que des résonateurs aîditian-nels dans la bande passante ne sont pas nécessaire. Enfin le système oscillant des microphones électrostatiques peut, par suite de la 10 faible masse de la nembrane et de la petite distance entre celle-ci et l'électrode fixe, être amorti de sorte qu'on obtient une caractéristique de fréquences pratiquement rectiligne et de préférence parallèle à l'abscisse, sur toute l'étendue de la bande passante. Donc, puisque, grâce aux conditions qu'on vient de décrire, il n'y a 15 pas de points de résonance à l'intérieur de la bande passante, la tendance des prothèses auditives à microphone électrostatique de se mettre en oscillation se trouve considérablement réduite. Grâce à l'absence de points de résonance à l'intérieur de la bande passante, on n'observe pas de phénomènes d'amorçage d'oscillation si bien 20 qu'on obtient aussi une qualité de transmission sensiblement supérieure à celle qu'on obtient avec les microphones électromagnétiques. Pour les prothèses auditives fixées à la tête et équipées d'un microphone électromagnétique, la fréquence limite inférieure de la bande passante se situe à environ 500 Hz. Il faut 25 se résigner à cette forte réduction de la qualité de la transmission, parce que, comme il ressort de ce qu'on Yient d'exposer ci-dessus, il n'est pas possible d'étendre la bande passante vers les basses fréquences. En effet, un autre avantage important de l'emploi de microphones électrostatiques réside dans la possibilité d'une extensiai 3q pratiquement illimitée de la bande passante vers les basses fréquences Pour augmenter encore sensiblement l'amortissement du reflux entre le générateur et le récepteur de con dans les prothèses auditives, de sorte que, par exemple, même les prothèses fixées à la tête peuvent fonctionner avec une amplification suffisante pour n'importe quel dBgré de surdité, une forme de réalisation plus évoluée de l'invention est conçue de sorte que la prothèse auditive comporte un récepteur de son électrostatique présentant au moins une direction 70 23907 4 2053232 préférentielle de réception du son. On y parvient par exemple du fait que la directivité du récepteur de son électrostatique correspond à celle d'un microphone à gradient de pression ou encore à la directivité résultant de la superposition d'un microphone à gradient de 5 pression et d'un microphone à pression, la part de chacun des deux pouvant être égale ou de grandeur différente. On montera le microphone à gradient de pression dans la prothèse auditive toujours de sorte que la direction préférentielle de réception du son soit vers l'avant. Pour les prothèses auditives fixées à la tête, cette direction préférentielle est une parallèle à la perpendiculaire médiane à une droite reliant les deux oreilles On peut alors disposer le générateur par rapport au récepteur de son de sorte que le reflux d'énergie du générateur vers le récepteur de son fasse incidence de directions où la sensibilité de récepteur est réduite. Il est évident que cette atténuation du reflux doit être indépendante de la fréquence. On sait bien que, pour les microphones électromagnétiques directionnels, cette indépendance de la directivité ne peut être obtenue que dans une bande de fréquence 20 relativement étroite à l'intérieur de 1% bande passante. Les microphones électrostatiques, par contre, peuvent toujours être réalisés de sorte que leur directivité soit indépendante de la fréquence, sur toute l'étendue de la bande passante. Les microphones électrostatiques directionnels présentent en outre l'avantage qu'on peut obtenir 25 des atténuations jusqu'à 30 dB, à l'opposé de ce qui est -valable pour les microphones électromagnétiques, et ainsi l'amorçage d'oscillations est empêché même s'il s'agit de prothèses auditives à haut degré d'amplification et fixées à la tête. * L'emploi des microphones électrostatiques directionnels. 30 offre un autre avantage capital. Si la direction préférentielle du son selon la caractéristique directionnelle coïncide avec une ligne reliant l'émetteur de son et la source d'un événement sonore dont l'écoute est souhaitée, l'événement sonore provenant de cette source est mis au premier plan de l'impression sonore d'ensemble comprenant 35 encore d'autres événements sonores simultanés, et cela grâce à la sensibilité maximale du microphone dans cette direction préférentielle. 70 23907 5 2053232 Cn obtient ainsi la sélection de l'événement sonore dont l'écoute est souhaitée par rapport à d'autres éléments sonores simultanés que l'infime ressent en général comme gênant. 'lais cette sélection de l'événement sonore dont 1 •écoute est souhaitée n'est assurée par-•; faitement que par l'utilisation de microphones électrostatiques directionnels car ce sont les seuls qui remplissent la condition nécessaire à cet effet, d'une directivité indépendante de la fréquence sur toute l'étendue de la "bande passante. Il peut être utile ou même nécessaire pour le porteur 10 d'une prothèse auditive de pouvoir régler' son appareil en choisissant entre deux ou plusieurs caractéristique:" directionnelles pour obtenir la directivité la mieux adaptée aux conditions acoustiques ambiantes. C'est ainsi que, par exemple dans certain cas, une caractéristique directionnelle fortement focalisée peut être optimale pour 15 l'ensemble du processus d'écoute. î'.aia d'autre part il est possible que dans certains cas une caractéristique non directionnelle soit souhaitable. Ce problème peut être aisément résolu dans le cas d'utilisation de microphones électrostatiques, du fait qu'on les réalise, de manière connue, comnutables c-ntre deux ou plusieurs caractéristi-20 ques directionnelles. Cette co.-'utation-peut être faite par étages de caractéristique définis, ou progressivement de sorte qu'on puisse régler l'appareil à tous les degrés de directivité possibles entre celle d'un microphones à gradient de pression et celle d'un microphone à pression, y compris les caractéristiques de ces deux types 25 de microphones h l'état pur. Actuellement, en emploie pour la construction des prothèses auditives de manière tout à fait générale des composants rlu type semiconducteur, vu que leur alimentation est plus intéressante Les intensités et les tensions pour l'alimentation des transistors 30 peuvent être très faibles et la conception de la source d•alimentation des prothèses auditives en profite. riais comme les microphones électrostatiques exigent une impédance d'entrée élevée, on ne les a pas utilisés jusqu'ici pour le3 prothèses auditives. Pour la réalisation de la présente invention Z5 on utilise un microphone électrostatique en association,dans le circuit d'entrée, avec un élément semiconducteur à haute impédance d'entrée donc à très faible tension de commande, tel qu'un transistor 70 23907 5 2053232 à effet âe champ. Il est particulièrement avantageux de prévoir cet élément semi-conducteur par exemple un transistor à e^i'ct de champ soua forme d'un circuit intégré pour répondre aux in^é ratifs dinensionnelles. ^ Pour un tel montage à basse fréquence, les microphones électrostatiques exigent une tension de polarisation qui est en général d'un ordre supérieur à la ter.aion d'alimentation nécessaire. Pour produire cette tension de polarisation on peut se servir d'un transformateur de tension continue. Sa consommation supplémentaire de courant constitue cependant une charge pour la source d'alimentation, dont on ne peut pas augmenter arbitrairement la capacité, vu les faibles dimensions indispensables pour une prothèse auditive. D'autre part on peut évidemment recueillir la tension de polarisation d'une source d'alimentation séparée qui ne se consomme pratiquement 15 que par fait de stockage, liais une telle source d'alimentation séparée implique un encombrement supplémentairé, ce qui va à 1'encontre de la tendance à la miniaturisation de la prothèse auditive. Pour supprimer cet inconvénient on prévoit pour la prothèse auditive selon l'invention un microphone à condensateur avec un électrète. ?0 Comme il est alors inutile de prendre des mesures spéciales pour maintenir la tension de polarisai ion, il n'est pas nécessaire de recourrir à une consommation augmentée de courant ou à l'incorporation d'éléments supplémentaires. Il est évident qu'on peut utiliser un montage à HP 25 pour un microphone électrostatique à incorporer dans une prothèse auditive. 23907 7 2053232 REVENDICATIONS 1° Prothèse auditive, caractérisée en ce que l'émetteur de son ou bien générateur ainsi que les éléments du circuit et les organes d'alimentation de l'appareil sont combinés avec un récepteur de son fonctionnant d'après le principe électrostatique. 2° Prothèse auditive selon la revendication 1, caractérisée en ce que le récepteur de son présente au moins une direction préférentielle de réception du son. 3° Prothèse auditive selon la revendication 2, caractérisée en ce que la directivité du récepteur de son électrostatique correspond à celle d'un microphone à gradient de pression ou encore à la directivité résultant de la superposition d'un microphone à gradient de pression et d'un microphone à pression, la part de chacun des deux pouvant être égale ou de grandeur différente. 4° Prothèse auditive selon la revendication 1, caractérisée en ce que le microphone électrostatique est utilisé en association avec un élément semi-conducteur à impédance d'entrée élevée prévu dans le circuit d'entrée. 5° Prothèse auditive selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'élément semi-conducteur à impédance d'entrée élevée est un transistor à effet de champ. 6° Prothèse auditive selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'élément semi-conducteur à impédance d'entrée élevée est utilisé sous forme de circuit intégré. 7° Prothèse auditive selon l'un* quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la tension de polarisation du récepteur de son est obtenue à l'aide d'un ou de plusieurs électrète(s).