(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鼓膜に与えられる音響信号を補聴器の動作位置において上記補聴器によって測定し，補正または調整する方法において,
上記補聴器は，
少なくとも一個のマイクロホン（１），
上記マイクロホン（１）からの入力音響を少なくとも使用者の難聴の程度にしたがって処理する少なくとも一個のディジタル信号プロセッサ（２）を含む少なくとも一個のディジタル信号処理システム，
上記ディジタル信号プロセッサ（２）からの出力信号に基づいて，補聴器使用者の鼓膜正面に現れる音響信号を生成する少なくとも一個のレシーバ（３），
上記レシーバ（３）によって生成される信号を検出する少なくとも一個の検出手段（４），および
少なくとも一個の比較手段（５）を含み，
上記方法は，
Ａ  耳および補聴器を含む電気音響システム・モデルであって，鼓膜の正面にお
ける耳孔内の音響信号をシミュレートするモデルを構築し，上記モデルを上
記補聴器内に記憶させておき，
Ｂ  上記レシーバ（３）によって生成された信号を，上記検出手段（４）によっ
て検出し，
Ｃ  上記検出信号と上記モデルを上記比較手段（５）において比較し，上記検出
信号と上記モデルの間に差がある場合にエラー信号を生成し，上記エラー信
号が許容範囲内の値であるか否かを解析して許容範囲を超えている場合に上
記エラー信号が減少するように上記ディジタル信号プロセッサ（２）内のプ
ロセスを適応的に修正し，
Ｄ  上記エラー信号を上記ディジタル信号プロセッサ（２）と上記レシーバ（３
）との間に設けられた修正手段（８）に与えて，上記修正手段（８）におい
て上記ディジタル信号プロセッサ（２）の出力信号から上記エラー信号を減
少させる，
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
上記ディジタル信号処理システムは上記モデルを記憶するモデル・プロセッサ（６）を含み，
上記エラー信号を用いて上記モデル・プロセッサ（６）のモデルを上記ディジタル信号プロセッサ（２）の修正と同様に適応的に修正することを特徴とする，請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記ディジタル信号処理システムは，上記比較手段（５）に接続されたパラメータ調整プロセッサ（７）を含み，
上記パラメータ調整プロセッサ（７）が上記エラー信号を用いて上記ディジタル信号プロセッサ（２）のプロセスを調整することを特徴とする，請求項１に記載の方法。
【請求項４】
上記ディジタル信号処理システムは，上記比較手段（５）に接続されたパラメータ調整プロセッサ（７）を含み，
上記パラメータ調整プロセッサ（７）が上記エラー信号を用いて上記モデル・プロセッサ（６）のモデルを修正することを特徴とする，請求項２に記載の方法。
【請求項５】
上記ディジタル信号処理システムは，上記比較手段（５）に接続されたパラメータ調整プロセッサ（７）を含み，
上記パラメータ調整プロセッサ（７）が上記エラー信号を用いて上記ディジタル信号プロセッサ（２）のパラメータおよび上記モデル・プロセッサ（６）のモデルを調整することを特徴とする，請求項２に記載の方法。
【請求項６】
上記ディジタル信号処理システムは，上記検出手段（４）と上記比較手段（５）との間に接続されたマイクロホン信号補正プロセッサ（９）を含み，
上記エラー信号を用いて上記マイクロホン信号補正プロセッサ（９）内のプロセスを修正することを特徴とする，請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも一個の上記比較手段（５），上記モデル・プロセッサ（６），上記パラメータ調整プロセッサ（７），および上記マイクロホン信号補正プロセッサ（９）を，上記電気音響システム・モデルの少なくとも一部分として用いることを特徴とする，請求項６に記載の方法。
【請求項８】
プローブ・マイクロホンを少なくとも一個の上記検出手段（４）として用いることを特徴とする，請求項１に記載の方法。
【請求項９】
上記レシーバ（３）を少なくとも一個の上記検出手段（４）として用いることを特徴とする，請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
鼓膜に与えられる音響信号を，その動作位置において測定し，補正または調整するための補聴器であって，
上記補聴器は，
少なくとも一個のマイクロホン（１），
上記マイクロホン（１）からの入力音響を少なくとも使用者の難聴の程度にしたがって処理する少なくとも一個のディジタル信号プロセッサ（２）を含む少なくとも一個のディジタル信号処理システム，
上記ディジタル信号プロセッサ（２）からの出力信号に基づいて，補聴器使用者の鼓膜正面に現れる音響信号を生成する少なくとも一個のレシーバ（３），
上記レシーバ（３）によって生成される信号を検出するための少なくとも一個の検出手段（４），および
少なくとも一個の比較手段（５）を含み，
上記ディジタル信号処理システムは，
耳および補聴器の電気音響システム・モデルを保持するように構成され，鼓膜の正面における音響信号をシミュレートする処理および記憶手段（６）を含み，
上記比較手段（５）は上記検出手段（４）によって上記鼓膜の正面で検出された信号を上記モデルと比較するように構成され，上記検出された音響信号と上記モデルとの間に差がある場合に少なくとも一個のエラー信号を生成するものであり，
上記ディジタル信号処理システムはさらに，
上記エラー信号が許容範囲内の値であるか否かを解析し，許容範囲を超えている場合に上記エラー信号が減少するように上記ディジタル信号プロセッサ（２）内のプロセスを適応的に修正し，かつ上記エラー信号を上記ディジタル信号プロセッサ（２）と上記レシーバ（３）との間に与えて，上記ディジタル信号プロセッサ（２）の出力信号から上記エラー信号を減少させる修正手段（７，８）
をさらに含むことを特徴とする，補聴器。
【請求項１１】
上記ディジタル信号処理システム内の上記修正手段（７，８）はパラメータ調整プロセッサ（７）を含み，上記パラメータ調整プロセッサ（７）は上記比較手段（５）から少なくとも一個の上記エラー信号を受取り，上記ディジタル信号プロセッサ（２）のプロセスを適応的に修正するように構成されていることを特徴とする，請求項10に記載の補聴器。
【請求項１２】
上記ディジタル信号処理システム内の上記修正手段（７，８）はパラメータ調整プロセッサ（７）を含み，上記ディジタル信号処理システムは上記モデルを記憶するモデル・プロセッサ（６）を含み，上記パラメータ調整プロセッサ（７）は上記比較手段（５）から少なくとも一個のエラー信号を受取り，上記モデル・プロセッサ（６）に記憶されているモデルを，上記ディジタル信号プロセッサ（２）内のプロセスの修正と同様に適応的に修正するように構成されていることを特徴とする，請求項10に記載の補聴器。
【請求項１３】
上記ディジタル信号処理システム内の上記修正手段（７，８）はパラメータ調整プロセッサ（７）を含み，上記ディジタル信号処理システムは上記モデルを記憶するモデル・プロセッサ（６）を含み，上記パラメータ調整プロセッサ（７）は上記比較手段（５）から少なくとも一個の上記エラー信号を受取り，上記ディジタル信号プロセッサ（２）のパラメータおよび上記モデル・プロセッサ（６）のモデルを適応的に修正するように構成されていることを特徴とする，請求項10に記載の補聴器。
【請求項１４】
上記検出手段（４）と上記比較手段（５）との間にマイクロホン信号補正プロセッサ（９）が設けられ，
上記マイクロホン信号補正プロセッサ（９）は上記比較手段（５）から少なくとも一個の上記エラー信号を受取り，上記マイクロホン信号補正プロセッサ（９）内のプロセスを適応的に修正するように構成されていることを特徴とする，請求項13に記載の補聴器。
【請求項１５】
少なくとも一個の比較手段（５），パラメータ調整プロセッサ（７），上記モデル・プロセッサ（６），および上記マイクロホン信号補正プロセッサ（９）は，上記電気音響システム・モデルの少なくとも一部分であることを特徴とする，請求項14に記載の補聴器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、少なくとも一個のマイクロホンと、入力信号を所望の変換関数に従って変換信号に変換するための少なくとも一個のディジタル信号プロセッサを含む少なくとも一個のディジタル信号処理システムと、少なくとも一個のレシーバ（受話器）および電源と、鼓膜の正面（前面）に現れる信号を検出するための少なくとも一個の検出手段と、少なくとも一個の比較手段とを含む補聴器によって、その動作位置において補聴器から鼓膜へ与えられる音響（音声）信号を測定し、補正または調整するための方法に関する。
【０００２】
補聴器における線形ひずみまたは非線形ひずみの測定と補正は、従来技術、特にドイツ国公報DE2808516 により知られている。この公報に開示された補聴器は、レシーバに加えて、レシーバとは分離されている、またはレシーバに組み込まれたないしは一体化された測定用マイクロホンまたはプローブ・マイクロホンを使用する。このマイクロホンは鼓膜正面（前面）の耳管内の音響（音声）環境を捕捉するもので、信号の線形ひずみおよび／または非線形ひずみの補償のために使用される。
【０００３】
プローブ・マイクロホンの出力信号の瞬時アナログ値は、差動増幅器の一つの入力に与えられ、差動増幅器の他の入力は補聴器の前置増幅器のひずみのない出力信号を受取る。差動増幅器の出力信号は、補正電圧として、出力増幅器の入力信号に加えられ、この結果、レシーバから正しい出力信号が得られる。
【０００４】
したがって、プローブ・マイクロホンと差動増幅器は、補聴器の出力信号のひずみを補正するためのフィードバック・ループの一部である。
【０００５】
しかしながら、この公知の方法はそれ自体としては、耳と、補聴器、望ましくはプログラム可能なまたはプログラム制御のディジタル補聴器システムとからなる電気音響システムの全体の瞬時的変化にリアルタイムには適応できない。
米国特許4,596,902 が開示する補聴器は、補聴器の使用時に耳孔内に置かれるフィードバック・マイクロホンを含む。このフィードバック・マイクロホンは耳孔内の実際の音圧レベルをモニタする。補聴器は複数の周波数帯の個々の利得を、モニタされた耳孔内音圧を、対象としている周波数帯内においてそれぞれの所定値と比較した結果に応じて調整し、音圧レベルが各周波数帯の騒音不快レベルを下回るようにする。
1987年11月１日発行のWidin G.P.による"The meaning of digital technology", Hearing Instrumentsには、補聴器におけるディジタル信号処理の各種用法が全般的に検討されている。それは、補聴器のフィッティングにおけるコンピュータの使用、アナログ電子機器を制御するためのディジタル回路の使用、標準的補聴器機能を実現するためのアナログ回路の代替としてのディジタル信号処理の使用、および騒音抑制などの新しい種類の信号処理を開発するためのディジタル技術の使用の検討に分かれている。
スイス公報624,524Aはマイクロホンと、増幅器と、スピーカとを含む補聴器を開示している。この補聴器は、さらに、フィードバック・マイクロホンを含み、このフィードバック・マイクロホンは、スピーカからの音声をモニタして、出力信号を生成する。この出力信号は補聴器によって生成された出力を補正するために増幅器にフィードバックされる。
【０００６】
本発明の目的は、鼓膜の正面の（前面）音響環境を、閉塞効果および他の外部信号または鼓膜正面の音場に影響を与える音を含む音響環境さえも、瞬時に測定し、補正する、または適応させるための新規な方法を創作し開発することにある。
【０００７】
このタイプのモデル関数を開発することも可能であるし、または、そのような方法で、鼓膜正面の音響環境の変化を予見ないし予想することも可能である。
【０００８】
これらの目的は、上記の種類の方法で達成される。すなわち、本発明によるとその方法は、耳と補聴器とを含む電気音響システムのモデルであって鼓膜の正面における耳孔内の実際の音響信号をシミュレートするモデルを構築（確立）し、上記モデルを上記補聴器内に記憶し、鼓膜の正面に現れる実際の信号を検出し、上記音響信号をディジタル表現に変換してそれをディジタル信号処理システムにフィードバックし、上記検出信号のディジタル表現を上記モデルと上記比較手段で比較し、上記検出信号と上記モデルの間に実質的な差がある場合には、上記モデルを鼓膜の正面における実際の音響環境に合わせるためのエラー信号を生成し、さらに、上記エラー信号を使用して、上記エラー信号を減少させることによって上記ディジタル信号プロセッサ内のプロセスを適応的に修正することを特徴とする。
【０００９】
特に有利なことは、全ての動作がディジタル的に実行されるならば、システムの全ての要素または殆ど全ての要素の大規模集積化が可能となる。
【００１０】
本発明の他の利点は、特許請求の範囲の請求項および以下の説明から明らかとなろう。
【００１１】
本発明を、添付図面に示されたいくつかの実施例に関して詳述する。
【００１２】
【実施例】
図１に概念的に示される補聴器において、使用者の周囲の環境を支配する音響学的音圧は補聴器の入力トランスデューサ、ここではマイクロホン１によって捕捉される。マイクロホン１の出力信号は処理システムに、望ましくは、本発明に従って動作し、少なくとも一個のディジタル信号プロセッサ２を含むディジタル信号処理システムに与えられる。ディジタル信号プロセッサ２は、使用者の難聴の程度および支配的な音響学的環境状態に従って入力信号を処理する。ディジタル・プロセッサ２の出力は出力トランスデューサ、ここではレシーバ（受話器）３に送られる。
【００１３】
耳管内の音圧レベルは、少なくとも一個の検出手段、ここでは、レシーバとは別であっても、レシーバに組入れられてもよいプローブ・マイクロホン４によって検出される。
【００１４】
同様に、レシーバはプローブ・トランスデューサとして使用され得るし、または、プローブ・マイクロホンと組み合わせても使用され得る。
【００１５】
主として、図面では本発明による方法を実施する補聴器は単一チャネル補聴器として示されているが、本発明は単一チャネル補聴器に限定されることはなく、望ましくはマルチチャネル補聴器にも適用可能なことは明らかである。
【００１６】
また、当然なことに、一個のトランスデュースまたはマイクロホンの代わりに、数個のマイクロホンや入力信号を生成する任意のタイプの入力トランスデューサを設けてもよい。
【００１７】
出力トランスデューサも、例えば鼓膜正面の音響信号のような出力信号を生成する任意のタイプの出力トランスデューサとすることができる。
【００１８】
さらに、必要ならば、アナログ／ディジタル変換器およびディジタル／アナログ変換器、望ましくはシグマ−デルタ変換器の形態のものを設けてもよい。
【００１９】
検出手段、すなわちプローブ・マイクロホン４は直接または間接的に比較手段５に接続される。さらに、モデル・プロセッサ６が示され、それはディジタル信号プロセッサ２の入力側から、またはマイクロホン１の出力から一個の入力信号を受取る。モデル・プロセッサ６も比較手段に接続される。当初、モデル関数を構築するときには、全システム、すなわち、耳たぶを含む外耳、鼓膜、および内耳を含めた耳全体と補聴器とを考慮しなくてはならない。すなわち、通常の方法でモデルを構築するときは、耳および補聴器の全ての要素を考慮しなくてはならない。こうすれば、このモデルは、鼓膜正面の実際の音声信号の代表的シミュレーションを実行可能である。
【００２０】
このようなモデルの構築は、周知の科学的研究ツールである。
【００２１】
しかしながら、本件においては、上記モデルがいったんモデル関数として構築されると、補聴器内、望ましくはモデル・プロセッサ６内に記憶されることになる。
【００２２】
このモデル・プロセッサ６は、少なくとも基本的には、または部分的には、出力トランスデューサまたはレシーバおよび検出手段に関連して、ディジタル信号プロセッサ２と同様な動作をするものと理解されたい。
【００２３】
この処理は、当然ながら、回路全体の動作によって調整（調節）可能である。
【００２４】
最後に、望ましくはモデル・プロセッサ６との組み合わせにおいて、パラメータ調整（調節）プロセッサ７が設けられ、これも比較手段に接続される。
【００２５】
当然ながら、発明の方法を実施するために使用される補聴器のような望ましい実施例では、各種回路での全ての動作はディジタル的に行われる。つまり、マイクロホン１とディジタル信号プロセッサ２の間に、アナログ／ディジタル変換器が設けられなければならない。このことは、検出手段４すなわちプローブ・マイクロホンと比較手段５との間の接続にもあてはまる。モデル・プロセッサ６もディジタル的に動作するので、モデル・プロセッサ６に与えられる信号はディジタル形式でなければならず、またはモデル・プロセッサ６内でディジタル形式に変換されなければならない。パラメータ調整プロセッサ７も同様な要請によりでディジタルで動作する。
【００２６】
動作において、モデル・プロセッサ６内でモデル関数を構築した後、周囲の主要な音響（音）スペクトルがマイクロホン１によって捕捉され、補聴器にセットされたパラメータに従ってディジタル信号プロセッサ内２で処理される。すなわち、入力音響信号は、出力トランスデューサすなわちレシーバ３によって、鼓膜正面の所望の音響信号に変換される。
【００２７】
検出手段４すなわちプローブ・マイクロホンは鼓膜正面の信号または音圧レベルを検出する。プローブ・マイクロホンの出力信号は直接または間接的に比較手段５に与えられる。比較手段５はモデル・プロセッサ６からの信号を第２入力信号として受取る。比較手段６において、これらの２つの信号間に実質的な（重大な）差が検出されればエラー信号が生成される。このエラー信号はパラメータ調整プロセッサ７に送られ、解析される。エラー信号の解析に従って、パラメータ調整プロセッサ７はディジタル信号プロセッサ２および／またはモデル・プロセッサ６の伝達特性を制御する一組のパラメータを変えることができ、モデルを適応または変更する。この目的のために、パラメータ調整プロセッサ７はディジタル信号プロセッサ２とモデルプロセッサ６にも接続される。
【００２８】
この解析では、パラメータ調整プロセッサ７はエラー信号が許容範囲内の値であるか否かを決定する。エラー信号の値が許容範囲を超えていれば、パラメータ調整プロセッサ７はディジタル信号プロセッサ２に一組のパラメータを変えさせ、その結果、エラー信号の値の新しい許容範囲を設定し、および／またはモデル・プロセッサ６をにおける処理を適応または修正してそのモデルを変更または適応させる。
【００２９】
すなわち、パラメータ調整プロセッサ７内の処理は改善され、したがってモデル・プロセッサ６のモデルも改善される。この新しいモデル関数はディジタル信号プロセッサ２を制御してレシーバ３の出力が鼓膜正面の信号にできるだけ近似するように適応させ、もちろん、望ましくはリアルタイムで、鼓膜正面の所望の音響信号に近似するようにする。
【００３０】
言うまでもないが、装置５，６，７間の動作は、対応する位置にアナログ／ディジタル変換器とディジタル／アナログ変換器を設ければ、アナログまたはディジタルで可能である。これは技術水準内のものである。
【００３１】
図１の回路と動作を詳述したので、これ以降の図とそれらの動作については概略を説明する。また、いくつかのプロセッサは実質的に同一であり、同一の参照番号を付す。
【００３２】
システムの変形例のすべて、すなわち、図１に関連して説明した単一チャネルまたはマルチチャネルの補聴器は、必要に応じて変更を加えることにより、図２，３，４に適用されるので、繰り返して説明する必要はないであろう。
【００３３】
図２は発明の方法を実施するための同様な補聴器を示す。この補聴器は入力トランスデューサ、マイクロホン１と、たとえば少なくとも一個のディジタル信号プロセッ２を含むディジタル・プロセッシング・システムと、出力トランスデューサ３と、検出手段４と、比較手段５と、モデル・プロセッサ６と、望ましくはモデル・プロセッサ６に内蔵されるパラメータ調整プロセッサ手段７とにより構成される。
【００３４】
さらに、出力トランスデューサ３の出力信号にリアルタイムで影響を与えるために、ディジタル信号プロセッサ２の出力と出力トランスデューサ３との間に、修正または補正手段８が設けられ、この補正手段８も、出力トランスデューサ３への入力信号を制御するための比較手段５に接続される。
【００３５】
比較手段５において、検出手段４の出力信号とモデルプロセッサ６およびプロセッサ７の出力信号とに実質的な差が検出されれば、エラー信号が生成される。このエラー信号も補正手段８を介してディジタル信号プロセッサ２の出力信号に、したがって出力トランスデューサ３の入力信号に直接影響する。これによって、エラー信号はほぼ直ちに減衰または減少する。
【００３６】
これは、音声信号が補聴器を通して検出手段すなわちプローブ・マイクロホン４にエラーを含んで伝達される結果としてエラー信号が生成された場合には特に有利である。
【００３７】
このエラー信号は、音響信号を耳孔または耳に導入する他の音源、例えば閉塞効果によって生成される場合もあるが、これも直ちに克服されよう。
【００３８】
図３に示される補聴器は、多くの点で、図１および図２に示されるものと非常に似ているので、これらの図に関して挙げた特徴は図３にも当てはまる。
【００３９】
しかしながら、図３の補聴器には上記のものと実質的に異なる点がある。
【００４０】
モデル・プロセッサ６の入力信号はディジタル信号プロセッサ２の出力から得られ、入力側から得られるのではない。したがって、モデル・プロセッサ６はディジタル信号プロセッサに設けられたような処理能力をエミュレートとする必要はなく、そのために、より簡単な構造にできる。
【００４１】
しかしながら、両システムはそれぞれの利点を持つ。図１および図２のシステムでは、モデル生成のためにモデル・プロセッサ６内での信号処理により多くの時間がかかる。一方、ディジタル信号プロセッサ２の出力からモデル・プロセッサ６への入力信号を得ることによって、モデル・プロセッサ６内での処理時間は短縮され、モデル・プロセッサ６の複雑さが減少する。これは要請されていたことであろう。
【００４２】
最後に、図４は発明の処理を実施するための補聴器の他の実施例を示す。
【００４３】
図４は図１と図２に示すものとその構成において次の点で似ている。モデル・プロセッサ６はディジタル信号プロセッサ２の入力またはマイクロホン１の出力側に接続される。
【００４４】
しかしながら、検出手段すなわちプローブ・マイクロホンは、ここでは、プローブ信号補正プロセッサ９に接続される。このプロセッサ９は、必要ならば、アナログ／ディジタル変換器および周波数特性補正と周波数帯分割のための手段を含んでよい。このような周波数特性補正処理は、モデル・プロセッサ６において個々のプローブ・マイクロホンの特性を補正することを不要にできるので、実に有利である。
【００４５】
図４から分るように、プローブ信号プロセッサ９はパラメータ調整プロセッサ７によって制御され、調整される。処理後のプローブ・マイクロホン信号とモデル・プロセッサ６からの出力とは共に比較手段５に供給される。比較手段５に供給されたこれらの２つの信号間に実質的な差があれば、図１および図２に関して説明したと同じやり方で、パラメータ調整プロセッサ７に影響を与えるためのエラー信号が生成される。
【００４６】
同時に、比較手段５で生成されたエラー信号はパラメータ調整プロセッサ７の処理に影響を与え、これにより、モデル・プロセッサ６内のモデルが調整され、ディジタル信号プロセッサ２の伝達特性が決定され、最後に、当然ながら、出力トランスデューサすなわちレシーバ３の入力信号、したがって鼓膜正面の耳孔内の音響信号を、所望の音響または音圧レベルにできる限り近づける。
【００４７】
一般に、図１において、モデルプロセッサ６へ入力は一つであり、比較手段５は一つであり、勿論、検出手段の出力とモデル・プロセッサ６からのモデルとの比較から生成され、パラメータ調整プロセッサ７内の関数に関連するエラー信号は一つである。当然であるが、複数個の（マルチプル）エラー信号を生成するためにマルチプル・プロセッサを使用してもよい。
【００４８】
この新しい方法により、鼓膜の正面に現れる音響信号の調整または補正を、ほぼリアルタイムにより効率よく実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の方法を実施するために使用される補聴器の第１の実施例の概念図である。
【図２】  補聴器の第２の実施例の概念図である。
【図３】  補聴器の第３の実施例を示す。
【図４】  補聴器の第４の実施例を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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