(57)【要約】補聴器および音を強調する方法。一実施形態では、この補聴器は、（１）使用者の注意が向けられる方向を決定するためのデータを生成するように構成された方向センサと、（２）使用者において複数の方向から受音した音を示す出力信号を提供するためのマイクロホンと、（３）電気信号を強調された音に変換するためのスピーカと、（４）方向センサ、マイクロホン、およびスピーカに結合されるように構成された音響プロセッサであって、受音した音に基づいて強調された信号を得るために決定された方向に基づいて出力信号を重ね合わせるように構成された音響プロセッサとを含み、強調された信号は、その方向から受音した音の、使用者において受音した音より高い内容を有する。
2012503935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の注意が向けられる方向を決定するためのデータを生成するように構成された方向センサと、
前記使用者において複数の方向から受音した音を示す出力信号を提供するためのマイクロホンと、
電気信号を強調された音に変換するためのスピーカと、
前記方向センサ、前記マイクロホン、および前記スピーカに結合されるように構成された音響プロセッサであって、前記受音した音に基づいて強調された信号を得るために前記決定された方向に基づいて前記出力信号を重ね合わせるように構成された音響プロセッサとを備え、前記強調された信号が、前記方向から受音した音の、前記使用者において受音した音より高い内容を有する、補聴器。
【請求項２】
前記方向センサが、前記使用者の注視の方向を示す眼位信号を提供するように構成されたアイ・トラッカーである、請求項１に記載の補聴器。
【請求項３】
前記方向センサが、前記使用者の頭部の動きを示す信号を提供するように構成された加速度計を備える、請求項１に記載の補聴器。
【請求項４】
前記マイクロホンが略線形の一次元アレイとして配列される、請求項１に記載の補聴器。
【請求項５】
前記マイクロホンが略平面状の二次元アレイとして配列される、請求項１に記載の補聴器。
【請求項６】
前記音響プロセッサが前記出力信号のそれぞれに遅延の整数倍を適用するように構成され、前記遅延が注視の方向と前記マイクロホンに垂直な線との間の角度に基づく、請求項１に記載の補聴器。
【請求項７】
前記方向センサが眼鏡のフレームに組み込まれる、請求項１に記載の補聴器。
【請求項８】
前記マイクロホンおよび前記音響プロセッサがさらに前記眼鏡のフレームに組み込まれる、請求項７に記載の補聴器。
【請求項９】
前記マイクロホンおよび前記音響プロセッサがある区画内に設置される、請求項１に記載の補聴器。
【請求項１０】
前記スピーカが、前記音響プロセッサに無線で結合されるイヤホンである、請求項１に記載の補聴器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に補聴器を対象とし、より詳細には自動操作型（ｓｅｌｆ−ｓｔｅｅｒｉｎｇ）指向性補聴器およびそれを操作する方法を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
補聴器は、周囲の音を増幅するために難聴者によって使用される比較的小さな電子装置である。人間は補聴器を用いて会話に参加し、聞こえる情報を受け取り楽しむことができる。したがって、補聴器は、単なる医療装置以上のものであり、むしろ社会的に必要不可欠なものと見なすことが適切である場合がある。
【０００３】
すべての補聴器は、マイクロホンと、増幅器（典型的には、フィルタを有する）と、スピーカ（典型的にはイヤホン）とを有する。補聴器は、アナログおよびデジタルという２つの大きなカテゴリに分かれる。アナログ補聴器の方が古く、アナログ・フィルタを用いて音を成形（ｓｈａｐｅ）して改善する。デジタル補聴器はアナログ補聴器より新しい装置であり、より最新のデジタル信号処理法を使用して、より優れた音質を提供する。
【０００４】
補聴器は、耳かけ形（ＢＴＥ）、耳あな形（ＩＴＥ）、および耳あな形（カナルタイプ）（ＩＴＣ）という３つの異なる構成に分かれる。ＢＴＥ補聴器は最も古く、最も目立つ。ＢＴＥ補聴器は耳の後ろに巻き付き、非常に人目を引く。しかし、このタイプの補聴器は他のタイプほど小型化の必要がなく、したがって比較的安価であるため、今なお広く使用されている。また、そのサイズが大きいため、他のタイプより大型で強力な回路を収容可能で、特に重度の聴力損失を補うことができる。ＩＴＥ補聴器は完全に耳の中に嵌入するが、耳道から突き出し、したがって依然として視認できる。ＩＴＥ補聴器はＢＴＥ補聴器より高価であるが、おそらく現在処方される最も一般的な構成であろう。ＩＴＣ補聴器は補聴器の構成のうち最も高度に小型化されたものである。ＩＴＣ補聴器は耳道内に完全に嵌入する。ＩＴＣ補聴器は最も目立たないが、最も高価でもある。小型化はＩＴＣ補聴器の非常に重大な課題であるので、最新モデルを除いたすべてのモデルは、音を捕え、フィルタリングして増幅する機能に関して制限される傾向がある。
【０００５】
補聴器は、音源が単一の静かな「無響」室で最も良く機能する。ただし、これは現実の世界をほとんど反映しない。難聴者がレストラン、競技場、都市の歩道、および自動車などの、注意を引くために多数の音源が競合し、反響が多い混雑したうるさい場所にいることに気付くことの方がはるかに多い。人間の脳は競合する複数の音源を識別する驚くべき機能を有するが、従来の補聴器では、複数の音源の識別は非常に困難である。したがって、難聴者は、補聴器が生成する不協和音の処理を委ねられる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従来技術の上述の欠陥に対処するために、本発明の一態様は補聴器を提供する。一実施形態では、この補聴器は、（１）使用者の注意が向けられる方向を決定するためのデータを生成するように構成された方向センサと、（２）使用者において複数の方向から受音した音を示す出力信号を提供するためのマイクロホンと、（３）電気信号を強調された音に変換するためのスピーカと、（４）方向センサ、マイクロホン、およびスピーカに結合されるように構成された音響プロセッサ（ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）であって、受音した音に基づいて強調された信号を得るために決定された方向に基づいて出力信号を重ね合わせるように構成された音響プロセッサとを含み、強調された信号は、その方向から受音した音の、使用者において受音した音より高い内容を有する。
【０００７】
別の実施形態では、補聴器は、（１）眼鏡のフレームと、（２）眼鏡のフレーム上にあり、眼鏡のフレームを装着する使用者の視覚的注意の方向を示すデータを提供するように構成された方向センサと、（３）アレイとして配列され、使用者において複数の方向から受音した音を示す出力信号を提供するように構成されたマイクロホンと、（４）強調された信号を強調された音に変換するためのイヤホンと、（５）方向センサ、イヤホン、およびマイクロホンに結合されるように構成された音響プロセッサであって、強調された信号を生成するために出力信号を重ね合わせるように構成されたプロセッサとを含み、強調された音は、視覚的注意の方向から使用者に入射する音の、使用者において受音した音に比べて増加された内容を有する。
【０００８】
本発明の別の態様は、音を強調する方法を提供する。一実施形態では、この方法は、（１）使用者の視覚的注意の方向を決定するステップと、（２）互いに対しておよび使用者に対して固定された位置を有するマイクロホンによって使用者において複数の方向から受音した音を示す出力信号を提供するステップと、（３）強調された音響信号を得るために視覚的注意の方向に基づいて出力信号を重ね合わせるステップと、（４）強調された音響信号を強調された音に変換するステップとを含み、強調された音は、決定された方向からの音の、使用者において受音した音に比べて増加された内容を有する。
【０００９】
本発明をより完全に理解するために、添付の図面と併せて以下の説明を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本発明の原理に従って作成された補聴器の種々の構成要素が設置できる種々の場所を示す、使用者の非常に概略的な図である。
【図１Ｂ】本発明の原理に従って作成された補聴器の一実施形態のハイレベル・ブロック図（ｈｉｇｈ−ｌｅｖｅｌ  ｂｌｏｃｋ  ｄｉａｇｒａｍ）である。
【図２】図１Ａの使用者、注視点、およびマイクロホンのアレイの間の関係を概略的に示す図である。
【図３Ａ】図１Ａの補聴器の方向センサを構成可能な非接触型光学式アイ・トラッカー（ｅｙｅ  ｔｒａｃｋｅｒ）の一実施形態を概略的に示す図である。
【図３Ｂ】加速度計を有し、本発明の原理に従って作成された補聴器の一実施形態を概略的に示す図である。
【図４】マイクロホンの略平面状の二次元アレイを概略的に示す図である。
【図５】３つの対応するマイクロホンの３つの出力信号およびその整数倍の遅延およびそれらに対して実施された遅延和ビームフォーミング（ｄｅｌａｙ−ａｎｄ−ｓｕｍ  ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）を示す図である。
【図６】本発明の原理に従って行われる、音を強調する方法の一実施形態の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１Ａは、本発明の原理に従って作成された補聴器の種々の構成要素が設置できる種々の場所を示す、使用者１００の非常に概略的な図である。一般に、このような補聴器は、方向センサと、マイクロホンと、音響プロセッサと、１つまたは複数のスピーカとを含む。
【００１２】
一実施形態では、方向センサは、ブロック１１０ａが示す使用者１００の頭部の任意の部分に関連する。これにより、方向センサは、使用者１００の頭部が向いている方向に基づく頭位信号（ｈｅａｄ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｓｉｇｎａｌ）を生成することができる。より具体的な実施形態では、方向センサは、ブロック１１０ｂが示す使用者１００の一方または両方の眼に隣接する。これにより、方向センサは、使用者１００の注視方向に基づいて眼位信号（ｅｙｅ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｓｉｇｎａｌ）を生成することができる。代替実施形態では、使用者１００の頭部または一方もしくは両方の眼が向けられる方向に基づいて方向センサが信号を生成することが依然として可能な他の場所に方向センサを設置する。
【００１３】
一実施形態では、マイクロホンは、ブロック１２０ａが示す使用者１００のシャツのポケットに配置できるようなサイズを有する区画内に設置される。代替実施形態では、マイクロホンは、ブロック１２０ｂが示す使用者１００のズボンのポケットに配置できるようなサイズを有する区画内に設置される。別の代替実施形態では、マイクロホンは、ブロック１１０ａまたはブロック１１０ｂによって示される方向センサに隣接して設置される。上述の実施形態は、特にアレイとして配列されたマイクロホンに適する。ただし、マイクロホンはそのように配列される必要はない。したがって、さらに別の代替実施形態では、マイクロホンは、ブロック１１０ａ、１１０ｂ、１２０ａ、１２０ｂによって示される場所を含むがこれらに限定されない、使用者１００の２つ以上の場所に分散される。さらに別の代替実施形態では、マイクロホンの１つまたは複数が使用者１００の上ではなく、使用者１００の周囲に、おそらく使用者１００がいる部屋の固定の場所に設置される。
【００１４】
一実施形態では、音響プロセッサは、ブロック１２０ａが示す使用者１００のシャツのポケットに配置できるようなサイズを有する区画内に設置される。代替実施形態では、音響プロセッサは、ブロック１２０ｂが示す使用者１００のズボンのポケットに配置できるようなサイズを有する区画内に設置される。別の代替実施形態では、音響プロセッサは、ブロック１１０ａまたはブロック１１０ｂによって示される方向センサに隣接して設置される。さらに別の代替実施形態では、音響プロセッサの構成要素は、ブロック１１０ａ、１１０ｂ、１２０ａ、１２０ｂによって示される場所を含むがこれらに限定されない、使用者１００の２つ以上の場所に分散される。さらに別の実施形態では、音響プロセッサは、方向センサまたはマイクロホンの１つもしくは複数と同じ場所に設置される。
【００１５】
一実施形態では、１つまたは複数のスピーカは、ブロック１３０が示す使用者１００の一方または両方の耳に隣接して配置される。この実施形態では、スピーカはイヤホンであってよい。代替実施形態では、スピーカはイヤホンではなく、使用者１００の身体上の他の場所にある区画内に配置される。ただし、使用者１００がスピーカの音響出力を受け取ることが重要である。したがって、使用者１００の一方または両方の耳に隣接することによってであれ、骨伝導によってであれ、または純粋な（ｓｈｅｅｒ）出力量によってであれ、スピーカは一方または両方の耳と情報を伝達するべきである。一実施形態では、複数のスピーカのそれぞれに同じ信号が供給される。別の実施形態では、関連する耳の聴覚特性に基づいて複数のスピーカのそれぞれに異なる信号が供給される。さらに別の実施形態では、立体音響効果をもたらすために複数のスピーカのそれぞれに異なる信号が供給される。
【００１６】
図１Ｂは、本発明の原理に従って作成された補聴器１４０の一実施形態のハイレベル・ブロック図である。補聴器１４０は方向センサ１５０を含む。方向センサ１５０は、使用者の注意が向けられる方向を決定するように構成される。したがって、方向センサ１５０は、図１Ｂが示すように、頭部の方向の指標（ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）、眼の方向の指標、または両方を受け取ることができる。補聴器１４０は、互いに対して既知の位置を有するマイクロホン１６０を含む。マイクロホン１６０は、図１Ｂで「未処理の音」と呼ばれる受け取った音響信号に基づいて出力信号を提供するように構成される。補聴器１４０は、音響プロセッサ１７０を含む。音響プロセッサ１７０は、方向センサ１５０およびマイクロホン１６０に有線または無線で結合される。音響プロセッサ１７０は、強調された音響信号を得るために、方向センサ１５０から受け取った方向に基づいてマイクロホン１６０から受け取った出力信号を重ね合わせるように構成される。補聴器１４０はスピーカ１８０を含む。スピーカ１８０は、音響プロセッサ１７０に有線または無線で結合される。スピーカ１８０は、図１Ｂが示すように、強調された音響信号を強調された音に変換するように構成される。
【００１７】
図２は、図１Ａの使用者１００、注視点２２０、およびマイクロホンのアレイ１６０の間の関係を概略的に示し、図２は周期的なアレイ（ほぼ一定のピッチによって、マイクロホン１６０が分離されるアレイ）として示す。図２は、図１Ａの使用者１００の頭部２１０の上面図を示す。頭部２１０は、参照符号のない眼および耳を有する。参照符号のない矢印が頭部２１０から注視点２２０に至る。注視点２２０は、たとえば、使用者が会話を交わす人であってもよいし、使用者が視聴しているテレビ受像機であってもよいし、または使用者の注意の他の任意の対象であってもよい。放射される音響エネルギーの波面（音）を表す、参照符号のない円弧が注視点２２０から放射される。この音響エネルギーは、他の外部源（ｅｘｔｒａｎｅｏｕｓ  ｓｏｕｒｃｅ）からの音響エネルギーと共に、マイクロホンのアレイ１６０に衝突する。マイクロホンのアレイ１６０は、マイクロホン２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、２３０ｄ、…、２３０ｎを含む。このアレイは、一次元（略線形の）アレイであってもよいし、二次元（略平面状の）アレイであってもよいし、三次元（体積（ｖｏｌｕｍｅ））アレイであってもよいし、または他の任意の構成であってもよい。参照符号のない破線矢印は、マイクロホン２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、２３０ｄ、…、２３０ｎ上への注視点２２０からの音響エネルギーの衝突を示す。角度θおよびφ（図４を参照）は、マイクロホンのアレイ２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、２３０ｄ、…、２３０ｎの線または面に垂直な線２４０と、注視点２２０とマイクロホンのアレイ２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、２３０ｄ、…、２３０ｎの間の方向を示す線２５０を離隔する。マイクロホンのアレイ２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、２３０ｄ、…、２３０ｎの方位は（おそらく、図１Ｂの方向センサ１５０に対してマイクロホンを固定することによって）既知であると仮定する。図１Ｂの方向センサ１５０は線２５０の方向を決定する。したがって、線２５０が既知である。したがって、角度θおよびφを決定することができる。後で示されるように、マイクロホン２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、２３０ｄ、…、２３０ｎからの出力信号は、強調された音を得るために角度θおよびφに基づいて重ね合わせることができる。
【００１８】
代替実施形態では、マイクロホンのアレイ２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、２３０ｄ、…、２３０ｎの方位は、補助方位センサ（図示せず）によって決定される。補助方位センサは、位置センサ、加速度計、または別の従来のもしくは後に発見される方位検知機構の形を取ってよい。
【００１９】
図３Ａは、図１Ａの補聴器の方向センサ１５０を構成できる非接触型光学式アイ・トラッカーの一実施形態を概略的に示す。このアイ・トラッカーは、眼３１０の角膜３２０に対して生じる角膜反射を利用する。光源３３０は低出力レーザであってよく、光を生成し、この光は角膜３２０に反射し、光センサ３４０上の、眼３１０の注視（角度位置）の関数である場所に衝突する。光センサ３４０は電荷結合素子（ＣＣＤ）のアレイであってよく、注視の関数である出力信号を生成する。もちろん、他の視標追跡技術が存在し、本発明の広範な範囲に含まれる。このような技術としては、埋め込まれた鏡もしくは磁場センサを有する特別なコンタクト・レンズを用いる技術を含む接触型（ｃｏｎｔａｃｔ）技術、または眼の近傍に配置された接触電極を使用して電位を測定する技術を含む他の非接触型（ｎｏｎｃｏｎｔａｃｔ）技術が挙げられる。非接触型技術のうちで最も一般的なのは、眼電図（ＥＧＧ）である。
【００２０】
図３Ｂは、加速度計３５０を有し、本発明の原理に従って作成された補聴器の一実施形態を概略的に示す。頭部の位置の検出は、視標追跡の代わりに、またはこれに加えて使用することができる。頭部の位置の追跡は、たとえば従来のまたは後に開発される角度位置センサまたは加速度計によって行うことができる。図３Ｂでは、加速度計３５０は眼鏡のフレーム３６０に組み込まれるか、またはこれに結合される。同様に、マイクロホン１６０は眼鏡のフレーム３６０に組み込まれるか、またはこれに結合される。眼鏡のフレーム３６０に埋め込まれたかまたはこの上にある導体（ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）（図示せず）は、加速度計３５０をマイクロホン１６０に結合させる。図３Ｂに示されていないが、図１の音響プロセッサ１７０は同様に、眼鏡のフレーム３６０に組み込まれるか、またはこれに結合されることができ、加速度計３５０およびマイクロホン１６０に有線で結合される。図３Ｂの実施形態では、導線が眼鏡のフレーム３６０からスピーカ３７０に至る。スピーカ３７０はイヤホンであってよく、一方または両方の耳に隣接して設置され、これによりスピーカ３７０は、音響プロセッサによって生成された強調された音響信号を強調された音に変換し、使用者の耳に伝達することができる。代替実施形態では、スピーカ３７０は音響プロセッサに無線で結合される。
【００２１】
図３Ｂを参照すると、本発明の原理に従って作成された補聴器の一実施形態は、眼鏡のフレームと、この眼鏡のフレームに結合され、使用者の注意が向けられる方向を決定するように構成された方向センサと、眼鏡のフレームに結合され、（たとえば、周期的）アレイとして配列され、受け取った音響信号に基づいて出力信号を提供するように構成されたマイクロホンと、眼鏡のフレーム、方向センサ、およびマイクロホンに結合され、強調された音響信号を得るために、その方向に基づいて出力信号を重ね合わせるように構成された音響プロセッサと、眼鏡のフレームに結合され、強調された音響信号を強調された音に変換するように構成されたイヤホンとを含む。
【００２２】
図４は、マイクロホン１６０の略平面状のｍ×ｎの規則的な二次元アレイを概略的に示す。アレイ内の個々のマイクロホンは２３０ａ−１、…、２３０ｍ−ｎと呼ばれ、中心上で水平ピッチｈおよび垂直ピッチｖだけ離隔されている。図４の実施形態では、ｈとｖは等しくない。代替実施形態では、ｈ＝ｖである。次に、図２の注視点２２０を含む種々の源からの音響エネルギーがマイクロホン１６０のアレイに衝突すると仮定して、他の源から放射される音響エネルギーに対して注視点２２０から放射される音響エネルギーを強調するために出力信号を重ね合わせる技法の一実施形態について説明する。この技法を使用して任意の数の出力信号を重ね合わせることができるという理解の下で、この技法について、マイクロホン２３０ａ−１、２３０ａ−２、２３０ａ−３によって生成される３つの出力信号に関して説明する。
【００２３】
図４の実施形態では、マイクロホン２３０ａ−１、…、２３０ｍ−ｎは中心上で既知の水平ピッチおよび垂直ピッチだけ離隔されているので、それらの相対位置は既知である。代替実施形態では、マイクロホンの相対位置は、音響エネルギーに既知の場所から放射させるかまたは音響エネルギーを放射する場所を（おそらくカメラを用いて）決定し、音響エネルギーをマイクロホンで捕捉して、（おそらく、口唇の動きを、捕捉した音と関連させることによって）音響エネルギーが各マイクロホンに対して遅延する量を決定することによって決定されることができる。したがって、適切な相対遅延が決定され得る。この実施形態は、マイクロホンの位置が非周期的（すなわち不規則）、任意、変化する、または不明なときに特に有利である。追加の実施形態では、ワイヤレス・マイクロホンを、マイクロホン２３０ａ−１、…、２３０ｍ−ｎの代わりに、またはこれらに加えて用いることができる。
【００２４】
図５は、３つの対応するマイクロホン２３０ａ−１、２３０ａ−２、２３０ａ−３の３つの出力信号およびその整数倍の遅延およびそれらに対して実施された遅延和ビームフォーミングを示す。説明を簡単にするため、出力信号の特定の過渡現象（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ）のみが示されており、これらは固定幅および単位高さの長方形に理想化されている。３つの出力信号はグループ化される。マイクロホン２３０ａ−１、２３０ａ−２、２３０ａ−３から受け取られる信号はグループ５１０に包含され、５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃと呼ばれる。時間遅延の後かつ重ね合わせの前の信号はグループ５２０に包含され、５２０ａ、５２０ｂ、５２０ｃと呼ばれる。単一の強調された音響信号を得るために重ね合わされた後の信号は５３０と呼ばれる。
【００２５】
信号５１０ａは、第１の源から受け取った音響エネルギーを表す過渡現象５４０ａと、第２の源から受け取った音響エネルギーを表す過渡現象５４０ｂと、第３の源から受け取った音響エネルギーを表す過渡現象５４０ｃと、第４の源から受け取った音響エネルギーを表す過渡現象５４０ｄと、第５の源から受け取った音響エネルギーを表す過渡現象５４０ｅとを包含する。
【００２６】
信号５１０ｂも、第１の源、第２の源、第３の源、第４の源、および第５の源から放射する音響エネルギーを表す過渡現象を包含する（このうち最後のものは、発生が遅すぎて図５の時間的範囲内に含まれない）。同様に、信号５１０ｃは、第１の源、第２の源、第３の源、第４の源、および第５の源から放射する音響エネルギーを表す過渡現象を包含する（やはり、最後のものは図５の外にある）。
【００２７】
図５には示されていないが、たとえば一定の遅延によって、第１の出力信号５１０ａ、第２の出力信号５１０ｂ、および第３の出力信号５１０ｃで発生する過渡現象５４０ａが分離されることが理解されよう。同様に、異なるが一定の遅延によって、第１の出力信号５１０ａ、第２の出力信号５１０ｂ、および第３の出力信号５１０ｃで発生する過渡現象５４０ｂが分離される。同じことが、残りの過渡現象５４０ｃ、５４０ｄ、５４０ｅに当てはまる。図２に戻ると、これは、異なる源からの音響エネルギーが、音響エネルギーを受け取る方向の関数である、異なるが関連する時刻においてマイクロホンに衝突するという事実の結果である。
【００２８】
音響プロセッサの一実施形態では、大幅に高い（強調された）過渡現象を得るために特定の源から放射する過渡現象が構成的に（ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅｌｙ）互いに増強するように互いに対して出力信号を遅延することによって、この現象を利用する。この遅延は検出センサから受け取った出力信号に基づくものであり、すなわち遅延は角度θの指標に基づいている。
【００２９】
次式は、遅延をマイクロホン形中継器（ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅ  ｒｅｌａｙ）の水平ピッチおよび垂直ピッチと関連付ける。
【００３０】
【数１】
2012503935.tif 000003
式中、ｄは遅延であり、それを整数倍したものを、音響プロセッサがアレイ内の各マイクロホンの出力信号に適用する。φは、アレイの面上への図２の線２５０の射影（たとえば、球座標の表現（ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ））とアレイの軸の間の角度であり、ＶＳは公称の空中音速である。一次元（線形）のマイクロホン・アレイの場合は、ｈまたはｖのどちらかをゼロと見なすことができる。
【００３１】
図５では、第１の出力信号５１０ａ、第２の出力信号５１０ｂ、および第３の出力信号５１０ｃで発生する過渡現象５４０ａは注視点（図２の２２０）から放射する音響エネルギーを表すと仮定し、他のすべての過渡現象は他の外部源から放射する音響エネルギーを表すと仮定する。したがって、行うのが適切なことは、過渡現象５４０ａが構成的に増強するように出力信号５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃを遅延することであり、ビームフォーミングが達成される。したがって、グループ５２０は、そのグループ５１０の対応する信号に対して時間２ｄだけ遅延された出力信号５２０ａを示し、グループ５２０は、そのグループ５１０の対応する信号に対して時間ｄだけ遅延された出力信号５２０ｂを示す。
【００３２】
重ね合わせに続いて、強調された音響信号５３０内の過渡信号５４０ａは、（理想的には）３単位の高さであり、したがって他の過渡現象５４０ｂ、５４０ｃ、５４０ｄと比較して大幅に強調される。括弧５５０は強調の余地を示す。他の過渡現象の何らかの偶発的な強調（すなわち括弧５６０）が生じ得るが、偶発的な強調は、振幅または持続期間のどちらかにおいて括弧５５０ほど大きくない可能性が高いことに留意されたい。
【００３３】
図５の例は、それに含まれるマイクロホンが規則的なピッチを有するアレイとして配列されない補聴器に適合されることができる。ｄは、出力信号ごとに異なってよい。また、補聴器のいくつかの実施形態では、特定の使用者に適合させるために何らかの較正を必要とする場合があることが予想される。この較正は、補聴器がアイ・トラッカーを用いる場合のアイ・トラッカーの調整、スピーカの音量調整、およびマイクロホンが規則的な１つまたは複数のピッチを有するアレイとして配列されない場合に互いに対するマイクロホンの位置の決定を伴うことがある。
【００３４】
図５の例では、注視点は、アレイの「フラウンホーファー帯」（Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ  ｚｏｎｅ）にあり、したがってそこから放射される音響エネルギーの波面が実質的に平らと見なし得るように、マイクロホンのアレイから十分に離れていると仮定される。しかし、注視点がアレイの「フレネル帯」にある場合、そこから放射される音響エネルギーの波面はかなりの湾曲を示す。このため、マイクロホンに適用されるべき時間遅延は、単一の遅延ｄの複数倍ではない。同様に、注視点が「フレネル帯」にある場合、使用者に対するマイクロホン・アレイの位置が既知であることが必要なことがある。補聴器が眼鏡のフレーム内で実施される場合、その位置は既知であり、固定されている。もちろん、補助方位センサなどの他の機構を使用することができる。
【００３５】
図５に示される実施形態の代替実施形態では、遅延和ビームフォーミングの代わりに、フィルタリング遅延和処理（ｆｉｌｔｅｒ，ｄｅｌａｙ  ａｎｄ  ｓｕｍ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）を用いる。フィルタリング遅延和処理では、フィルタは、フィルタの周波数応答が加算されると統合されて所望の焦点の方向になるように各マイクロホンに適用される。この制約を受けて、フィルタは他のすべての音を拒否しようとするように選択される。
【００３６】
図６は、本発明の原理に従って行われる、音を強調する方法の一実施形態の流れ図を示す。方法は開始ステップ６１０で始まる。ステップ６２０では、使用者の注意が向けられる方向が決定される。ステップ６３０では、受け取った音響信号に基づく出力信号が、互いに対して既知の位置を有するマイクロホンを使用して提供される。ステップ６４０では、出力信号は、強調された音響信号を得るために方向に基づいて重ね合わされる。ステップ６５０では、この強調された音響信号が強調された音に変換される。方法は、終了ステップ６６０で終了する。
【００３７】
本発明の範囲から逸脱することなく、説明した実施形態に対して他のおよびさらなる追加、削除、置換、および変更を加えることができることが本発明の関連する当業者には理解されよう。
【図１Ａ】
2012503935.tif 000004
【図１Ｂ】
2012503935.tif 000005
【図２】
2012503935.tif 000006
【図３Ａ】
2012503935.tif 000007
【図３Ｂ】
2012503935.tif 000008
【図４】
2012503935.tif 000009
【図５】
2012503935.tif 000010
【図６】
2012503935.tif 000011
【国際調査報告】
2012503935.tif 000012
2012503935.tif 000013