(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外来音をデジタル処理してレシーバに出力するデジタル処理部と、
前記外来音が外耳道内にリークする音を抑圧するリーク音抑圧手段と、
密閉度評価の開始を指示する指示手段と、
前記指示手段の指示を受けた場合に、装置本体と外耳道間の密閉度を評価する密閉度評価手段とを備え、
前記リーク音抑圧手段は、前記評価された密閉度に応じてリークする音の抑圧制御を行なう補聴器等の耳装着用外来音処理装置。
【請求項２】
前記密閉度評価手段は、
一定の音を生成して外部に出力するテスト音源装置と、
外耳道内の音を検出する外耳道マイクと、
デジタル処理部の動作を停止させて外耳道マイクの検出音に基づいて密閉度を評価する手段と、を備えてなる、請求項１に記載の補聴器等の耳装着用外来音処理装置。
【請求項３】
前記リーク音抑圧手段は、電気音響的な抑圧音を生成して前記レシーバに出力する抑圧音生成部を備える、請求項１または２のいずれかに記載の補聴器等の耳装着用外来音処理装置。
【請求項４】
前記抑圧音生成部は外来音と逆相の音を抑圧音として生成する位相制御部を含む、請求項３記載の補聴器等の耳装着用外来音処理装置。
【請求項５】
前記抑圧音生成部は外来音の利得調整を行う利得調整部を、さらに含む、請求項４に記載の補聴器等の耳装着用外来音処理装置。
【請求項６】
前記デジタル処理部と前記抑圧音生成部との入力用マイク及びレシーバが共通である、請求項１〜５のいずれかに記載の補聴器等の耳装着用外来音処理装置。
【請求項７】
前記リーク音抑圧手段は、外周が膨らみ可能な外耳道接触部と、この外耳道接触部の膨らみの程度を調整する調整部とを備える、請求項１または２のいずれかに記載の補聴器等の耳装着用外来音処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、補聴器等の耳装着用外来音処理装置に関し、特に、外来リーク音による妨害の少ない装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
外耳道に装着して外来音をアナログ的またはデジタル的に処理する装置として代表的なものに補聴器がある。また、補聴器は、単に外来音を増幅処理や位相処理をして、レシーバから外耳道に出力する機能を持つだけであるが、これに加えて、マイクで受信した外来音（音声）をデジタル化して話速変換処理を行うようにした話速変換補聴器が提案されている。通常、この話速変換補聴器は、外来の音声の話速を音声ピッチを変えることなく遅くするようにして、話者の話した内容の理解が補聴器装着者にとって容易になるように支援するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、話速変換補聴器や、外来の音声の音質を大きく変えるフィルタなどを内蔵した補聴器では、補聴器と外耳道の隙間から外耳道内部にリークする音のために、外来音の認識に混乱が生じてしまう不都合がある。特に、難聴の程度がそれほど悪くない場合や、構造的、形状的に補聴器が耳にフィットしていない場合にこの傾向が強く、また、自分の耳にフィットする形状の補聴器をオーダーメイドで作製する場合には費用が高くなるという問題があった。
【０００４】
この発明の目的は、外来音リークによる妨害の少ない補聴器等の耳装着用外来音処理装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）請求項１の発明は、
外来音をデジタル処理してレシーバに出力するデジタル処理部と、
前記外来音が外耳道内にリークする音を抑圧するリーク音抑圧手段と、
密閉度評価の開始を指示する指示手段と、
前記指示手段の指示を受けた場合に、装置本体と外耳道間の密閉度を評価する密閉度評価手段とを備え、
前記リーク音抑圧手段は、前記評価された密閉度に応じてリークする音の抑圧制御を行なうことを特徴とする。
【０００６】
デジタル処理部では、外来音をフィルタを通してレシーバに出力したり、話速変換処理をしてレシーバに出力する。この時同時に、リーク音抑圧手段が外耳道内への外来音リークを電気的、または物理的に抑圧する。リーク音の抑圧によって、レシーバからの出力と外来音リークとのｄＢ比が大きくなり、装置の装着者が認識できる音がレシーバから出力される外来音だけとなる。
また、装置本体と外耳道間の密閉度は、装置自体の形状が外耳道の形状と一致していなかったり、または外耳道に適切に装置本体が装着されていない場合に悪くなる。この密閉度の評価をテスト音源を用いることによって行い、その評価された密閉度に応じてリーク音の抑圧制御を行う。従って、密閉度が悪いほど抑圧度を大きくする。
【０００９】
（２）請求項２の発明は、
前記密閉度評価手段は、
一定の音を生成して外部に出力するテスト音源装置と、
外耳道内の音を検出する外耳道マイクと、
デジタル処理部の動作を停止させて外耳道マイクの検出音に基づいて密閉度を評価する手段と、を備えてなることを特徴とする。
【００１０】
密閉度を評価する時、テスト音源装置で一定の音を生成して外部に出力し、この外部出力された音を外耳道マイクで拾う。この時、外耳道マイクで拾われた音は外耳道内にリークした音である。密閉度評価手段は、この時の外耳道マイクの検出音に基づいて密閉度を評価する。この時デジタル処理部の動作は停止しておく必要がある。したがって、外耳道マイクの検出音が大きければ、密閉度が悪いと評価される。
【００１１】
（３）請求項３の発明は、
前記リーク音抑圧手段は、電気音響的な抑圧音を生成して前記レシーバに出力する抑圧音生成部を備えることを特徴とする。
【００１２】
外来音リーク音の抑圧は、電気音響的な抑圧音を生成することによって、すなわち、電気的処理によって形成した音響伝搬波による抑圧音を生成するによって行う。電気的な処理は、例えば、位相制御や振幅制御である。下記のように、理想的には、外来音リーク音に逆位相で同一レベルの抑圧音を生成することで、抑圧の効果を最大に出来る。なお、請求項４で密閉度評価手段を設ける場合は、密閉度は、装置本体と外耳道間の物理的な密閉状態と抑圧音による電気音響的な密閉度合いとの総合的な値である。
【００１３】
（４）請求項４の発明は、
前記抑圧音生成部は外来音と逆相の音を抑圧音として生成する位相制御部を含むことを特徴とする。
【００１４】
外来音と逆相の音を抑圧音として生成することで、位相的に外耳道内へのリーク音がキャンセルされるようになるから、実質的に外耳道内へのリーク音抑圧を実現できる。
【００１５】
（５）請求項５の発明は、
前記抑圧音生成部は外来音の利得調整を行う利得調整部を、さらに含むことを特徴とする。
【００１６】
外耳道内にリークする音を抑圧するための抑圧音は、最も望ましくは、リークする音と逆相で、且つ、振幅が同じものが生成できるようにすることである。そこで、この発明では、外来音の利得調整を行うことによって外耳道内へのリーク音と同じ振幅の抑圧音の生成を可能にする。
【００１７】
（６）請求項６の発明は、
前記デジタル処理部と前記抑圧音生成部との入力用マイク及びレシーバが共通であることを特徴とする。
【００１８】
デジタル処理部と抑圧音生成部の入力用マイクおよびレシーバを共通にすることで装置全体の構造を簡単にすることができる。
【００１９】
（７）請求項７の発明は、
前記リーク音抑圧手段は、外周が膨らみ可能な外耳道接触部と、この外耳道接触部の膨らみの程度を調整する調整部とを備えることを特徴とする。
【００２０】
この発明では、外耳道内への外来音リーク音を物理的に抑圧する。すなわち、装置に設けられている外耳道接触部をその外周が膨らみ可能な構造とし、調整部によってこの膨らみの程度を調整する。このため、この調整部を適宜調整することで外耳道接触部を外耳道にぴったり合わせる（フィットさせる）ことが可能になる。この時、密閉度評価手段によって評価された密閉度に応じて膨らみの程度を調整することで、適切なフィット状態を設定できるようになる。なお、外耳道接触部の膨らみの程度の調整は、外耳道接触部に空気等を注入することで行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施形態である話速変換補聴器の装着状態を示す図である。補聴器本体１には、外来音を取り込むマイク２と、このマイク２で取り込まれた外来音に対して増幅処理や話速変換処理などの加工をデジタル的に行うデジタル処理部３と、デジタル加工された音を外耳道５内に出力するレシーバ４とを備えている。外来音６は補聴器本体１のマイク２に取り込まれる一方、補聴器本体１と外耳道５との隙間７から外来リーク音８として外耳道５内に漏れる。この実施形態の補聴器では、この外来のリーク音８を電気音響的処理によって抑圧し、装着者にとって実質的に補聴器本体１を通過した加工音のみが認識できるようにする。
【００２２】
図２は、上記補聴器の構成図である。
【００２３】
デジタル処理部３は、マイク２から取り込んだアナログ信号を適当なレベルに増幅するアンプ１０と、量子化する時のエリアシングを防ぐためのアンチエリアシングフィルタ等からなるフィルタ１１と、Ａ／Ｄ変換器１２と信号処理をＤＳＰで行うＤＳＰ信号処理部１３と、ＤＳＰ信号処理によって得られた結果をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器１４と、スムージングフィルタ等からなるフィルタ１５と、フィルタ出力を適当なレベルに増幅するドライバ１６とで構成されている。
図３は、上記ＤＳＰ信号処理部１３の機能ブロック図である。すなわち、このＤＳＰ信号処理部１３は、位相制御部１３ａ、利得制御部１３ｂおよび話速変換部１３ｃを含んでいる。話速変換部１３ｃは、マイク２で取り込まれた外来音から、音声ピッチ波形や繰り返し波形を検出し、その波形を１ないし複数波形分元の信号に挿入することによって、音声ピッチを変えずに話す速度を遅くする処理を行う。ピッチ検出については、例えば自己相関法を用いることができ、また、話速変換には、例えば特開平７−７７９９９号公報に示されているような音声時間圧縮伸張方法を使用することができる。位相制御部１３ａは、外来音の位相に対して逆相となる音を抑圧音として生成し、利得制御部１３ｂは、その抑圧音のレベル、すなわち利得を制御する。加算器１３ｄは話速変換部１３ｃの出力と、位相制御部１３ａおよび利得制御部１３ｂで各々制御された出力とを加算してＤ／Ａ変換部１４に出力する。
【００２４】
ＤＳＰ信号処理部１３を上記図３のように構成することで、外耳道５内にリークした外来リーク音８はレシーバ４からの出力に含まれる抑圧音成分によって音響的にキャンセルされ、話速変換された音のみが認識されるようになる。なお、位相制御部１３ａは、レシーバ４から最終的に出力される抑圧音が外来リーク音８の逆相となるように位相制御を行うもので、設計に際しては、マイク２、アンプ１０、ドライバ１６、レシーバ４等の位相特性が考慮される。また、利得制御部１３ｂはレシーバ４から最終的に出力される抑圧音が外来リーク音と同じレベルとなるように利得制御するものである。
【００２５】
図４は、位相制御部と利得制御部をアナログ的に処理する補聴器の構成図である。
【００２６】
図２に示す補聴器では、ＤＳＰ信号処理部１３で話速変換に加えて外来音リーク音の抑圧処理も行っているが、マイク２からレシーバ４までの距離は数cmしかないためにこの距離時間は数１０μsec にしかならず、実際には、この距離時間の間に位相制御と利得制御を行うことが、ＤＳＰチップの現時点の性能では困難である。そこで、位相制御および利得制御をアナログ的に処理することによってこの問題を解決するのが、図４に示す補聴器である。
【００２７】
なお、図４に示す補聴器では、ＤＳＰ信号処理部１３は話速変換だけを行う。加算器１９は、アナログ的にフィルタ１５の出力と利得制御部１８の出力を加算してドライバ１６に出力する。位相制御部１７と利得制御部の機能は図３の１３ａ、１３ｂとそれぞれ同じである。
【００２８】
図５は、この発明の他の実施形態の補聴器の構成図である。
【００２９】
この補聴器は、図４に示す補聴器に、テスト音源２０、ドライバ２１、レシーバ２２からなるテスト音源装置と、外耳道５内の音を検出する外耳道マイク２３と、このマイク２３の検出信号を適当なレベルに増幅するアンプ２４と、テストモードを設定するテストスイッチ２５と、テストモードが設定された時に、ＤＳＰ信号処理部１３の動作を停止し（従って、話速変換動作を停止し）、且つ、テスト音源装置を作動させてその時の外耳道マイク２３の検出音（位相・利得制御したテスト音とリーク音との合成音）に基づいて密閉度を評価し、その評価結果に応じて位相制御部１７および利得制御部１８の制御量を調整する制御部２６とを追加したものである。
【００３０】
この補聴器は次のように動作する。
【００３１】
テストスイッチ２５がオンすることによってテストモードが設定されると、制御部２６はテスト音源２０を駆動する。テストスイッチはボタンスイッチであり、手動でオンし、自動的にオフする。テスト音源２０から出力された信号はドライバ２１で適当なレベルに増幅されレシーバ２２から音響として外部に放出される。制御部２６は、同時にＤＳＰ信号処理部１３の動作を停止させてマイク２から入力された信号がＤＳＰ信号処理部１３で加工されてレシーバ４から外耳道５内に出力されないようにする。このため、マイク２で検出されたテスト音源の信号は位相制御部１７および利得制御部１８の経路のみ通過してレシーバ４から外耳道５内に音響として放出される。同時に、この時、テスト音源から放出されるテスト音は外耳道内にリークしているから、この外耳道５内に位相制御部１７、利得制御部１８を通過して放出された音とテスト音のリーク音の合成音がマイク２３で拾われ、そのレベルが制御部２６によって検出される。制御部２６は、この時、マイク２３で検出された信号のレベルで密閉度を評価する。すなわち、レベルが大きければ大きいほど密閉度が十分でないと評価する。なお、ここでいう密閉度は、装置本体と外耳道間の物理的な密閉度に、そのときに位相制御部１７と利得制御部１８を通過して抑圧音として放出されている逆相の音による音響的密閉度を加えた総合的な密閉度である。この評価にしたがい、レベルの大きさが最小となるよう、位相制御部１７および利得制御部１８の制御量を調整し、最小となった時点でその値を固定する。
【００３２】
以上の処理でテストモードを終了すると、テストスイッチ２５をオフして、通常の動作モードに移る。通常の動作モードでは、制御部２６はテスト音源２０の動作を停止し、ＤＳＰ信号処理部１３の動作を開始する。これにより、図４に示す補聴器と同じ動作を行う。
【００３３】
図６は、上記補聴器の構成図である。
【００３４】
レシーバ２２、テストスイッチ２５、マイク２は、補聴器本体１の外部露出部に設けられている。また、レシーバ４とマイク２３は補聴器本体の外耳道側に設けられている。このような配置構造により、テストモードにおいては、レシーバ２２から放出されたテスト音はマイク２に入力し、位相制御と利得制御を受けてレシーバ４から外耳道５内部に放出されるとともに、その音と外耳道５への接触部から外耳道内部へリークした音との合成音がマイク２３で検出される。制御部は、このマイク２３での検出音が最小になるように、位相制御と利得制御の制御量を調整する。通常モードにおいては、外来音がマイク２から検出され、話速変換された加工音とテストモードにて得られた位相・利得制御量に基づいたリーク音抑圧音との合成音がレシーバ４から外耳道５に放出される。このとき、リーク音抑圧音は外来音リーク音をキャンセルするから、補聴器装着者は、上記加工音のみ認識出来る。
【００３５】
図７は、上記制御部２６の動作を示すフローチャートである。補聴器使用者によってテストスイッチ２５がオンされると、ＳＴ２以下の動作が行われる。
【００３６】
すなわち、ＳＴ２でＤＳＰ信号処理部１３の動作を停止して話速変換機能をオフし、ＳＴ３、ＳＴ４、ＳＴ５でテスト音源の作動と位相・利得制御量の調整をマイク２３の入力信号レベルが最小になるまで行う。この場合、補聴器本体３が耳にフィットするように装着されていなければ、制御部２６は装置本体と外耳道間の密閉度が悪いと評価し、リーク音を抑圧するための抑圧音を大きくするべく、位相制御および利得制御の制御量を調整して設定する。ＳＴ６でそれらの制御量が設定されると、ＳＴ７でテスト音源装置の動作をオフし、テストスイッチ２５を自動的にオフしてＤＳＰ信号処理部１３の動作を開始し、元のＳＴ１に戻る。
【００３７】
以上の動作により、補聴器の装着時にテストスイッチ２５を一度オンすることによって、自動的に位相制御部１７および利得制御部１８の制御量を適切な大きさに自動設定することができる。
【００３８】
なお、難聴の程度に応じて上記制御量に手動で可変することができるオフセット量を加えるようにすることも可能である。また、上記実施形態では、位相制御部１７および利得制御部１８の制御量を共に自動設定するようにしたが、位相制御量を固定にしておき、利得制御量のみ自動設定するようにしてもよい。
【００３９】
図８は、この発明の他の実施形態である補聴器の構成を示している。
【００４０】
この補聴器は、補聴器本体１と、これとは別体に構成される比較的大型の制御部本体３０とで構成され、制御部本体３０は、例えば、胸のポケットに収納可能な大きさ・形状に設計されている。
【００４１】
制御部本体３０は、テスト音源２０、ドライバ２１、レシーバ２２からなるテスト音源装置と、後述の外耳道接触部３１の空気孔３１ａへの空気圧を制御する圧力制御部３２と、テストスイッチ２５と制御部２６を備えている。なお、この他に、バッテリなども内蔵している。この補聴器では、外耳道接触部３１の空気孔３１ａの圧力を適当な大きさに調整してその周囲を膨らませて外耳道５にフィットさせることにより、リーク音を物理的にシャットアウトして抑圧する。
【００４２】
図９は上記補聴器の概略の構造図を示している。
【００４３】
外耳道５に接触する外耳道接触部３１内には空気孔３１ａが設けられており、圧力制御パイプ３３によってこの空気孔３１ａと圧力制御部３２が連通している。圧力制御部３２によってパイプ３３を介して空気孔３１ａの圧力を高めると、外耳道接触部３１の周囲が膨らみ、外耳道５との接触圧が高まる。または、接触面積が大きくなる。すなわち、外耳道接触部３１が外耳道５にフィットするように作用する。反対に、空気孔３１ａの圧力を下げると、上記接触圧が小さくなる。
【００４４】
制御部２６は次のように動作する。
【００４５】
制御部本体３０のテストスイッチ２２をオンすると、制御部２６はテスト音源２０を駆動して、レシーバ２２から外に対して漏れ評価用のテスト音を放出する。同時に、制御部２６は、ＤＳＰ信号処理部１３の動作を停止させ、話速変換された音がレシーバ４から外耳道５内に放出されないようにする。漏れ評価用テスト音は外耳道５内から外耳道マイク２３で拾われ、この検出音に基づいて補聴器本体３の外耳道５に対する密閉度を評価する。この実施形態で言う密閉度は、装置本体と外耳道間の物理的な密閉度である。制御部２６は、その評価結果に応じて、空気孔３１ａの圧力を圧力制御部３２によって制御し、外耳道接触部３１の膨らみの程度を調整する。制御部２６は、外耳道マイク２３の検出信号のレベルが最小になった時点でテスト音源２０の動作を停止し、且つ、ＤＳＰ信号処理部１３の動作を開始し、テストスイッチ２５をオフ状態に設定する。以下、通常の動作モードになり、マイク２で検出した外来音の信号に対する話速変換処理が行われてレシーバ４から外耳道５内に出力される。
【００４６】
図１０は、上記制御部２６の動作を示すフローチャートである。図７に示すフローチャートと相違する点は、ＳＴ４とＳＴ６であり、それぞれ、位相制御量および利得制御量を調整するか圧力を調整するかの相違である。その他は同一である。なお、図９に示す補聴器では、補聴器本体３と制御部本体３０とを別体に構成したが、一体に構成することも可能であり、また、制御部本体３０の一部を補聴器本体３に内蔵させることも可能である。また、空気孔３１ａの圧力を最適な状態に設定した時、その圧力の程度によっては痛みを感じたりするなどの不具合が生じる場合は、圧力設定値の上限値を設定するようにすることも可能である。さらに、図５に示す補聴器と図８に示す補聴器とを組み合わせるようにしてもよい。すなわち、外耳道接触部３１をある程度だけ膨らませておき、その状態で生じるリーク音を図５に示す構成により抑圧することも可能である。
【００４７】
また、上記実施形態では音声の速度を遅くする話速変換補聴器を示したが、音声速度を速くする話速変換装置であっても良い。また、話速変換補聴器に限らず、特定の周波数の音を強調するデジタルフィルタを内蔵した補聴器等、外来音と音色、音質を異ならせる処理をデジタル処理で行う外来音処理装置にもこの発明を適用可能である。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、デジタル処理部では、装置の装着時に、装着状態が悪かったり装置と外耳道間に音漏れする隙間があっても、装置本体と外耳道間の密閉度に応じて自動的に最適なリーク音抑圧を行うことができ、これにより外来音リークを自動的に抑圧するために、外来音を加工した音が聞きにくくなるという不都合がなくなる。
【００５０】
請求項２の発明によれば、テスト音源を使って密閉度を評価しているため、リーク音抑圧のための条件設定をテストモードにおいて事前に正しく行うことが出来る。
【００５１】
請求項３の発明によれば、電気音響的な抑圧により、装置本体と外耳道との密着性があまりよくなくても、抑圧効果を出すことが出来るから、装置本体を外耳道の形状に合わせる加工を特に行わなくてもよいという点がある。
【００５２】
請求項４、５の発明によれば、位相、利得制御によってに外耳道内へのリーク音がキャンセルされるようになるから、抑圧のための構成が簡単である利点がある。
【００５３】
請求項６の発明では、デジタル処理部と抑圧音生成部の入力用マイクおよびレシーバを共通であるため、装置全体の構造を簡単にすることができる。
【００５４】
請求項７の発明によれば、装置本体の形状が外耳道に合わなくても、調整部によって合わせることが出来るから、装置本体の形状を装着者毎に個々に造る必要がなく、その分コスト低減に寄与出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である補聴器の装着状態を示す図
【図２】上記補聴器の構成図
【図３】上記補聴器のＤＳＰ信号処理部の機能ブロック図
【図４】本発明の他の実施形態の補聴器の構成図
【図５】本発明のさらに他の実施形態の補聴器の構成図
【図６】上記補聴器の構造図
【図７】上記補聴器の制御部の動作を示すフローチャート
【図８】本発明の更に他の実施形態の補聴器構成図
【図９】上記補聴器の構造図
【図１０】上記補聴器の制御部動作を示すフローチャート
【図１】
0003890767.tif 000002
【図２】
0003890767.tif 000003
【図３】
0003890767.tif 000004
【図４】
0003890767.tif 000005
【図５】
0003890767.tif 000006
【図６】
0003890767.tif 000007
【図７】
0003890767.tif 000008
【図８】
0003890767.tif 000009
【図９】
0003890767.tif 000010
【図１０】
0003890767.tif 000011