(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耳道開放型補聴システムであって、
周囲からの音を受領して使用者の鼓膜に対して直接的に伝達し得るよう耳道を少なくとも部分的に開放させるようにして使用者の耳道内に配置され得るサイズとされた、耳道チューブと；
周囲から受領した音のうちの、前記耳道チューブのサイズに応じた所定強度かつ所定周波数の範囲の音を増幅するという処理を行った音を生成するとともに、このように処理された音を前記耳道チューブに対して供給する、音処理機と；
を具備することを特徴とする耳道開放型補聴システム。
【請求項２】
請求項１記載の耳道開放型補聴システムにおいて、
所定強度かつ所定周波数の前記範囲が、聴力損失の所定レベルに応じて選択されていることを特徴とする耳道開放型補聴システム。
【請求項３】
請求項２記載の耳道開放型補聴システムにおいて、
前記所定周波数範囲が、１ｋＨｚよりも大きく、前記所定強度が、７０ｄＢよりも小さな音圧レベルであることを特徴とする耳道開放型補聴システム。
【請求項４】
請求項１記載の耳道開放型補聴システムにおいて、
前記耳道チューブが、０．０７６２ｃｍよりも小さな内径を有し、かつ、０．１２７ｃｍよりも小さな外径を有していることを特徴とする耳道開放型補聴システム。
【請求項５】
請求項１記載の耳道開放型補聴システムにおいて、
前記耳道チューブが、使用者の耳道内に前記耳道チューブを固定するために、先端部に、逆棘を有していることを特徴とする耳道開放型補聴システム。
【請求項６】
請求項１記載の耳道開放型補聴システムにおいて、
耳道から放出される音に基づくフィードバックが低減されていることを特徴とする耳道開放型補聴システム。
【請求項７】
請求項１記載の耳道開放型補聴システムにおいて、
さらに、音を受領するためのマイクロホンを具備し、
前記音処理機が、前記マイクロホンによる受領音が所定強度かつ所定周波数の前記範囲内のものであるかどうかを判別するための検出器と、前記判別結果に応じて前記音を圧縮したり増幅したりする圧縮機と、を備えていていることを特徴とする耳道開放型補聴システム。
【請求項８】
請求項７記載の耳道開放型補聴システムにおいて、
前記圧縮機が、所定周波数範囲内の音に対して、一定度合いの圧縮を行うことを特徴とする耳道開放型補聴システム。
【請求項９】
請求項８記載の耳道開放型補聴システムにおいて、
前記所定周波数範囲が、１ｋＨｚよりも大きな周波数を含んでいることを特徴とする耳道開放型補聴システム。
【請求項１０】
請求項７記載の耳道開放型補聴システムにおいて、
前記圧縮機が、所定周波数範囲内の音に対して、様々な度合いの圧縮を行うことを特徴とする耳道開放型補聴システム。
【請求項１１】
請求項１０記載の耳道開放型補聴システムにおいて、
前記所定周波数範囲が、１ｋＨｚよりも大きな周波数を含んでいることを特徴とする耳道開放型補聴システム。
【請求項１２】
請求項５記載の耳道開放型補聴システムにおいて、
前記逆棘が、前記耳道チューブから外方に突出しているとともに、耳珠の背後に係合するものであることを特徴とする耳道開放型補聴システム。
【請求項１３】
請求項１記載の耳道開放型補聴システムにおいて、
さらに、前記音処理機の周波数レスポンスを整形するための手段を具備していることを特徴とする耳道開放型補聴システム。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
発明の属する技術分野
本発明は、耳道開放型補聴システムに関するものである。より詳細には、本発明は、所定強度および所定周波数の範囲に属する音を増幅するための音処理機を備えた、耳道開放型補聴システムに関するものである。
従来技術の説明
今日の聴力補助は、様々な程度の聴力障害を有した使用者の聴力を補正するために開発されてきた。人の聴力損失が、一般には、可聴周波数範囲の全体にわたって一様でないことは、周知である。例えば、可聴周波数のうちの高周波数領域（約１０００Ｈｚ以上）における音に対する聴力損失は、ある種の共通した聴力障害者にとって顕著であり、これに対して、可聴周波数のうちの低周波数領域（約１０００Ｈｚ以下）における音に対する聴力損失は、異なる聴力障害者にとって顕著である。
聴力障害者の大部分は、低周波数領域に対しては正常な聴力を有しているものの高周波数領域に対して聴力損失を有しているような、軽度の聴力損失を有している。特に、このような軽度の聴力損失者にとって、最も厄介な音は、強度の弱い（ソフトな）高周波音である。
聴力障害を補正するための従来方法においては、耳内に挿入するタイプの電子式「耳内（In-The-Ear,ITE）」補聴デバイスや、耳の背後に取り付けるタイプの電子式「耳の背後タイプの（Behind-The-Ear,BTE）」補聴デバイスが、使用されてきた。そして、様々な信号処理技術により、耳へと伝達される音が再構築されて、周波数範囲全体にわたって使用者の聴力を最適化するよう補助が行われる。そのようなデバイスは、耳道を閉塞する傾向があり、そのため、自然な感じでかつ補助されていないような感じで、耳に対して音が届くことが、ほとんどないまたはない。
従来的な聴力補助は、一般に、大部分の聴力障害に対して周波数領域全体にわたって適切な聴力をもたらす。しかしながら、このようなタイプのデバイスは、いくつかの理由によって、軽度の聴力損失者にとっては、最適ではない。従来の聴力補助は、低周波音と高周波音とを不必要に大きく増幅してしまう。そのため、これら大きすぎる低周波音および高周波音は、軽度の聴力損失を有した使用者にとっては、不快であってうるさいものとなってしまう。多くの聴力補助においては、このような大きすぎる音は、また、音処理回路によって歪められ、これにより、会話の理解が著しく妨げられ、また、他の音の品質が著しく低減される。加えて、このようなタイプの聴力補助は、低周波音側への位相シフトを行う。これにより、音源の位置を特定するという能力が低下してしまう。実際、従来の聴力補助では、軽度の聴力損失者であれば補助なしでも適切に聴き取れるような音を、劣化させてしまう。加えて、このような従来の聴力補助は、軽度の聴力損失者には、複雑すぎて、厄介なものである。
使用者にとって要求される聴力に応じて、異なる周波数音に対して異なるゲインをもたらすための努力がなされている。例えば、Krokstad氏の米国特許明細書第５，２７６，７３９号には、音の周波数に応じて異なるゲインで音を増幅するデバイスが開示されている。このデバイスは、改良されたゲイン特性をもたらすけれども、このデバイスは、低周波数も含めて、周波数範囲の全体にわたって音を処理する。よって、このデバイスは、軽度の聴力損失者に対しては、上記と同じ問題を抱えている。
異なる周波数の音に対して異なるゲインをもたらすという他の試みにおいては、異なる周波数バンドでありかつ異なる強度の音が様々な度合いでもって圧縮されるような、マルチバンド圧縮を使用している。例えば、Waldhauer氏の米国特許明細書第５，２７８，９１２号および第５，４８８，６６８号には、聴力補助に関しての、マルチバンド圧縮が、開示されている。このようなシステムは、低周波信号も含めて、周波数範囲の全体にわたって圧縮を行う。軽度の聴力損失者にとっては、低周波音の圧縮は、必要ではない。よって、低周波音を圧縮することは、このような圧縮を行うための回路を準備するという点で、金と空間の無駄違いである。
従来の聴力補助システムは、閉塞効果として公知の付加的な問題点を引き起こす。閉塞効果は、耳道が閉塞されて空気の導通が阻害されている時には、骨伝導による音の伝達を増加させる。これにより、使用者にとっては、音が不自然となり不快なものとなってしまう。特に、耳道が阻止されている時には、使用者自身の声が、通常とは異なって聞こえてしまう。
閉塞効果を低減させるために、また、低周波数ゲインを低減させて、周波数特性を形成するために、補聴システムに通風が導入された。このような通風は、閉塞効果を、部分的に低減させるだけである。したがって、閉塞効果は、従来の補聴システムを使用することの他の欠点を残したままである。
上記いくつかの欠点を克服するために、いくつかのＢＴＥ型補聴システムは、チューブ取付具を備えたものとして構成された。このタイプの補聴システムは、チューブを備えている。このチューブは、耳道内に延出されているとともに、耳道を全体的に非閉塞状態とするモールドによって所定位置に保持される。比較的開放状態とされた耳道は、上記欠点のいくつかを克服する。しかしながら、このタイプの補聴システムは、他の重要な欠点を免れることができない。
例えば、他のＢＴＥ型補聴システムと同様に、「チューブ取付」タイプの補聴システムにおいては、典型的には、ソフトチューブに対して連結されている剛直な耳フックを使用している。この場合、ソフトチューブは、モールドに対して連結されている。ソフトでありかつ自立性のないチューブは、使用が簡単であるものの、チューブがデバイスを所定位置に保持しないという欠点を有している。その結果、このタイプのＢＴＥ型補聴システムは、耳道内においてチューブの位置を維持するために、大きな耳フックと、大きく硬くかつ密着したモールドと、を必要とする。これら構成要素が大きいことのために、美観的に見かけの悪いデバイスとなってしまう。また、モールドが誂え品とならざるを得ず、このことは、デバイスのコストを高め、補聴システムの取付に必要な時間を増加させる。
他の同等な構成としては、米国特許明細書第３，９３４，１００号に開示されているような外耳内に取り付けられる音響カプラ、欧州特許明細書第５１２３５４号に開示されているような補聴デバイスと耳装飾ユニットとの組合せ、および、独国特許明細書第３３２８１００号に開示されているような耳取付用固定具を有した補聴デバイス、がある。
「チューブ取付」タイプの補聴システムに関しての欠点は、このタイプの補聴システムが、最適な方法で使用者の目的にかなった圧縮システムを有していないことである。上述のように、マルチバンド圧縮構成だけが、高周波入力および低周波入力の組合せに対して適切に対応している。しかしながら、このシステムは、複雑であって、軽度の聴力損失患者にとっては高価すぎて使用することができない。よって、「チューブ取付」タイプの補聴システムは、他のタイプの補聴システムに関して上述した欠点と同じ欠点を免れない。
Gorike氏の米国特許明細書第４，９０４，７０８号には、一対の眼鏡内に形成されたような他のタイプのＢＴＥデバイスが開示されている。この眼鏡型補聴デバイスは、耳道を開放状態とするものの、見かけが悪い。また、使用者は、誂え品の眼鏡をかけなければならず、デバイスのコストを増加させてしまう。
上記従来の補聴システムのいずれもが、軽度の聴力損失者に対して必要な聴力だけを詳細に補助し得るような補聴システムを指向してはいない。軽度の聴力損失者が多くの音に対して正常な聴力を有していることにより、これらの音に関しては補助することなく耳道を通過させて自然な感じで聞こえるようにするとともに、使用者が聞き難い音だけに関して補償および補助を行うような聴力システムを提供することが望ましい。また、このような補聴システムは、美観的に良いものであって、着用が快適なものであることが望ましい。
発明の概要
本発明においては、耳道開放型補聴システムは、周囲からの音を直接的に受領し得るよう耳道を少なくとも部分的に開放させるようにして使用者の耳道内に配置され得るサイズとされた、耳道チューブを具備している。耳道開放型補聴システムは、さらに、周囲から受領した音のうちの所定強度かつ所定周波数の範囲の音だけを増幅するという処理を行った音を生成するとともに、このように処理された音を前記耳道チューブに対して供給する、音処理機を具備している。周波数と強度とに関しての所望範囲に対してゲインを付与することにより、補聴システムの構成要素を単純化できるとともに低パワー化することができるという利点がもたらされる。その結果、デバイスを小さくできるともに、低コスト化することができる。これにより、本発明による耳道開放型補聴システムは、ある種の聴力損失を有しかつ誂えを必要とはしない使用者に対して詳細に適合した、単純で快適で美観的に魅力のある補聴システムを提供する。
【図面の簡単な説明】
本発明は、添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことにより理解されるであろう。添付図面においては、同様の部材については、同じ参照符号が使用されている。
図１は、本発明の実施形態による、耳道開放型補聴システムを示す図である。
図２は、小さな耳道チューブを有した耳道開放型補聴システムによって受領された音の様々な周波数入力レベルに対しての、ゲインの一例を示すグラフである。
図３Ａ〜図３Ｄは、本発明の実施形態による、耳道チューブの様々な構成を示す図である。
図４Ａ〜図４Ｄは、本発明の実施形態による、耳道開放型補聴システムを示す図である。
図５Ａおよび図５Ｂは、本発明のある実施形態による耳道開放型補聴システムの、使用者の耳内への取付例を示す図である。
図６は、本発明のある実施形態による耳道開放型補聴システム内に搭載された回路を示す機能ブロック図である。
図７は、本発明のある実施形態による耳道開放型補聴システムによって受領された音の様々な周波数に対してもたらされた挿入ゲインの一例を示すグラフである。
好ましい実施形態の詳細な説明
図１においては、耳道開放型補聴システム１は、周囲からの音を直接的に受領し得るよう耳道が少なくとも部分的に開放しているようにして、使用者の耳内に配置し得るサイズとされた、耳道チューブ１０を備えている。耳道チューブ１０に対しては、補聴チューブ３０が連結されている。この連結は、耳道チューブ１０をテーパ状とすることにより行うことができる。これにより、補聴チューブ３０と耳道チューブ１０とが、互いに固定的に取り付けられる。これに代えて、コネクタまたは類似物を、耳道チューブ１０と補聴チューブ３０とを連結するために使用することができる。あるいは、補聴チューブ３０と耳道チューブ１０とを、一体チューブ（単一チューブ）として構成することができる。
補聴チューブ３０に対しては、また、ケース４０が連結されている。ケース４０は、図６に示されているように、音処理機と、レシーバと、マイクロホンと、を収容している。
例示した実施形態においては、ケース４０は、耳の背後に取り付けるものとして構成されている。しかしながら、ケース４０は、他の適切なまた便宜的な取付方とするように、構成することもできる。例えば、ケース４０は、眼鏡フレームに対して取り付けることができる。
図１は、また、耳道チューブ１０の側部に取り付けることができる逆棘１４を示している。逆棘１４は、耳道チューブ１０から外方に延出している。これにより、逆棘１４は、耳管チューブ１０を耳道内の適正位置に維持し得るよう、耳珠の背後に係合することができる。耳道内における逆棘１４の構成は、図５Ａおよび図５Ｂに詳細に示されている。逆棘１４は、耳の組織を傷つけないよう、ソフトな材料（例えば、ラバー状材料）から形成することができる。耳管チューブ１０の端部においては、先端部１２は、耳道内の壁を傷つけないよう、ソフトなものとすることができる。
チューブ１０は、耳の形状に応じて形成することができ、いささか硬い材料（例えば、プラスチックまたは他の材料）から形成することができる。これにより、ケース４０とチューブ１０，３０と逆棘１４と先端部１２とを含めたアセンブリ全体が、所定位置に保持され得るユニットとして機能する。チューブ１０は、補聴システムの挿入および引抜を容易とするよう十分にフレキシブルなものとすることができる。
チューブ１０，３０として使用するチューブは、円形、楕円形、あるいは、他の断面形状とすることができる。例えば楕円形であると、チューブを、ある方向に関して他の方向よりもより容易に曲げることができる。これは、耳道内部にチューブ１０を維持しつつ、先端部またはケース端部を鉛直方向に上下移動させるのに、有効である。
本発明の例示した実施形態においては、チューブは、小さくかつ薄く形成することができる。例えば、チューブは、たいていの使用者に対しては、約０．０６３５ｃｍといったように０．０７６２ｃｍよりも小さな内径とすることができ、約０．１１４３ｃｍといったように０．１２７ｃｍよりも小さな外径とすることができる（これに対して、従来の補聴システムの外径は、０．３１７５ｃｍである）。このように小さなサイズであることにより、部分的にしか耳道を閉塞することがなく、中程度の周波数ゲインが大きくなる。
小さなサイズで見かけが良いことに加えて、小さなチューブは、レシーバに対して少なくとも１つの利点をもたらす。典型的なレシーバは、大きな直径のチューブの低インピーダンスを駆動するように、すなわち、耳道キャビティの低インピーダンスをさえ駆動するように、最適化されている。この結果、ダイヤフラムが大きくなり、このダイヤフラムの背後の「デッドスペース」が大きくなる。小さなチューブの場合には、高インピーダンスであり、そのため、最適なダイヤフラムがずっと小さく、性能に影響を与えることなく、「デッドスペース」も小さくすることができる。
本発明は、チューブの直径が小さくなるにつれて、周波数レスポンスが所望形状から変化するという問題を扱う。これは、図２に示されている。図２は、小さな直径のチューブに関して、実際の耳のシミュレータに対して接続された通常のクラスＢのレシーバの周波数レスポンスを示している。図２における破線は、レシーバにキャパシタが接続されていないという通常の場合の周波数レスポンスを示している。図２からわかるように、３ｋＨｚ付近に大きなピークがある。これは、ある種の使用者には望ましい周波数レスポンスではあるものの、他の使用者にとっては望ましいものではない。図２における実線は、電流モードで動作しているレシーバに対して、４７ｎＦのキャパシタを並列接続した場合の周波数レスポンスを示している。この例では、使用したレシーバは、Knowles model EH 3065であった。キャパシタによって、大部分の使用者にとって望ましい形状へと、周波数レスポンスの形状が整形されている。周波数レスポンスの整形のために、他の周波数レスポンス整形手段を、使用することもできる。そのような手段としては、例えば、能動的な電気的フィルタや音響フィルタがある。加えて、先端部１２は、他の形状とすることができる。例えば、図３Ａ〜図３Ｄに示すような、周波数レスポンスを変更し得るホーンとすることができる。
先端部１２は、チューブ１０に対して取り付けられる個別部材として形成することもできるし、あるいは、チューブと一体部材として形成することもできる。先端部１２とチューブ１０とを個別部材とすることにより、これら部材の個々の調整をより精密に行うことができるとともに、これら部材の構成材料としてそれぞれに最適のものを使用することができる。
個別部材とされた先端部を使用することの他の利点は、周波数レスポンス形状の変化をもたらし得るように、先端部を形成できることである。図１に示すように、先端部１２は、フレアー形状とすることができる、すなわち、チューブ１０を通して耳道へと伝達される音の音響的マッチングを改良し得るような音響ダンパを有することができる。これにより、補聴デバイスの周波数レスポンスにおけるピークを、平滑化したりまた低減させることができる。これに代えて、先端部は、耳道を部分的に閉塞するように選択することもできる。この場合には、中間周波数領域におけるゲインが大きくなる。
先端部１２は、また、レシーバの周波数レスポンスを改良するためのホーンを備えることができる。従来の補聴デバイスの構成においてホーンが使用されているけれども、従来構成であると、チューブの端部の手前でチューブを１〜２ｃｍ広げることが必要とされる。このため、チューブが、必要以上に大きなものとなってしまう。
本発明においては、ホーンは、先端部上に設けられている。本発明に基づいてホーンを使用した耳道チューブの構成例が、図３Ａ〜図３Ｄに示されている。図３Ａにおいては、チューブ開口がチューブ１０の外側上へと折り返され、さらに、再度前方側へと折り曲げられいる。図３Ｂは、図３Ａの耳道チューブの構成の端面図を示している。図３Ｃにおいては、チューブ１０は、トランペットを形成している。すなわち、徐々に拡径するループを形成している。図３Ｄは、図３Ｃの耳道チューブの構成の端面図を示している。
先端部１２のところにおいて徐々に拡径するホーンの代わりに、段階状の直径変化とすることもできる。例えば、チューブ１０は、長さの大部分にわたって０．０６３５ｃｍの内径であり、かつ、端部から１．０１０６ｃｍの長さの部分においては、０．１１４３ｃｍの内径であることができる。この場合には、４ｋＨｚの周波数領域が増幅されることとなる。
周波数形状の整形という目的に対して先端部を形成するための上記すべての技術は、図２に関して説明したような電気的整形技術と比較して、それほど高価なものではなくそれほど複雑なものではない。
個別部材とされた先端部を使用することのさらに他の利点は、先端部を、容易に交換したりあるいはクリーニングのために容易に取り外したりすることができることである。先端部に関しては、潜在的に、耳垢や水分という問題がある。図４Ａ〜図４Ｄは、本発明に基づいて、耳垢や水分の蓄積を低減し得るような、耳道開放型補聴システムを示している。図４Ａにおいては、チューブオリフィスが、耳垢阻止板１８ａによってカバーされている。これにより、チューブ１０を耳内に挿入した時に、チューブ内への耳垢の侵入が阻止されるようになっている。図４Ｂは、図４Ａの耳道開放型補聴システムの端面図を示しており、耳垢阻止板のための支持体２０を示している。図４Ｃにおいては、薄いメンブラン１８ｂが、チューブの端部をカバーしている。このメンブランは、プラスチック製とすることができる。このメンブラン１８ｂは、チューブ１０内へと、耳垢や水分が侵入することを阻止する。しかも、メンブラン１８ｂは、音響特性に対してはほとんど影響を与えることがない。メンブラン１８ｂを硬めに形成すれば、中程度の周波数領域を減衰させることができる。図４Ｄは、図４Ｃの耳道開放型補聴システムの端面図を示している。
図５Ａおよび図５Ｂは、ＢＴＥ構成とされた耳道開放型補聴システム１の取付を示している。図５Ａに示すように、耳道チューブ１０は、耳道内に配置される。そして、逆棘１４が、耳道チューブ１０を耳道内に保持し得るようにして、配置される。さらに、補聴チューブ３０が、耳の背後に延在し得るようにして形成され、そして、例えば耳の背後に配置されるケース４０が取り付けられる。耳道開放型補聴システムの他の取付例が、図５Ｂに示されている。図５Ｂは、使用者の耳に対しての、耳道開放型補聴システムの取付を、断面で示している。
チューブ１０，３０は、様々な方法で使用者に対して取り付け得るように、形成することができる。例えば、最良の取付チューブを、様々な形状およびサイズで製造された複数のチューブからなるキットの中から選択することができる。同様にして、先端部を、様々に製造された複数の先端部からなるキットの中から選択することができる。よって、使用者は、外耳に対して取り付けるべきチューブを選択することができ、その後、耳道形状に合わせて先端部を選択することができる。
チューブ１０，３０を使用者に合わせるための他の方法としては、誂え取付がある。例えば、チューブを、熱収縮チューブのような熱整形可能なチューブから形成することができる。使用者に対してチューブを取り付ける前に、まず最初に、チューブを収縮させ、例えば治具を使用して適切な補正サイズへと整形する。例えば銅製の、ソフトな成形可能な０．０２５４ｃｍ〜０．０３８１ｃｍ直径のワイヤが、チューブを挿通して配置される。小さく尖鋭なチューブ端をソフトなラバーで被覆した状態で、銅ワイヤをチューブ内に残しつつ、チューブが、使用者の耳に取り付けられる。銅ワイヤにより、チューブを、各使用者に対して適正に取り付けることが可能とされる。その後、使用者からチューブが取り外され、高温エアガンで加熱することにより、形状が固定される。それから、銅ワイヤが引き抜かれ、より低温の高温エアガンでもって微調整が行われ、適正な取付が確実なものとされる。
図６は、本発明によるケース４０内に収容されている回路の例を示すブロック図である。ケース４０は、音を受領するためのマイクロホン４２と、マイクロホンによって受領された音を増幅するためのプリアンプ４３と、プリアンプを通った音を処理するための音処理機と、を収容している。音処理機は、受領された音が所定周波数範囲かつ所定強度範囲にあるかどうかを判別するための検出器４４と、検出器４４の出力に応じて受領音のゲインを調節するための圧縮機４６と、を備えている。ケース４０は、また、例えば拡声器のような出力デバイスをなすレシーバ５０を収容している。レシーバ５０は、圧縮機４６から出力された処理済み信号を可聴音へと変換し、可聴者を補聴チューブ３０へと伝達する。
この実施形態においては、従来のプリアンプ、および、マイクロホン、および、例えばKnowles model EH 3065のようなレシーバは、標準的な位置関係で配置されている。しかしながら、マイクロホンおよびレシーバは、他の位置関係で配置することができる。例えば、マイクロホンは、頭上のより高い位置またはより低い位置に配置することができ、レシーバは、より耳道に近い位置に配置することができる。
補聴システムの使用者の大部分が、軽度の聴力損失者であることにより、耳道開放型システム１の例示した実施形態は、そのような軽度の聴力損失者向けに構成されている。したがって、軽度の聴力損失者の補正のために検出されるべき所定周波数範囲かつ所定強度範囲は、高周波数かつ低強度という範囲である。高周波音とは、例えば、１０００Ｈｚよりも大きな周波数を有した音とみなすことができ、また、低周波音とは、１０００Ｈｚよりも小さな周波数を有した音とみなすことができる。低強度音とは、例えば、６０〜７０デシベルという音圧レベル（６０〜７０ decibels of sound pressure level,dB SPL）よりも小さな音である。
軽度の聴力損失者は、低周波数範囲には、聴力損失を有していない。よって、低周波数に関しては、ダイナミックレンジは通常であり、圧縮の必要はない。低周波数音を小さなゲインでもって直線的に処理するという従来的手法に代えて、本発明の実施形態においては、低周波数音は、耳道の自然的な通路を経由して伝達される。これにより、大きな低周波数信号を歪ませて圧縮したり会話の理解を妨害したりすることがない。
軽度の聴力損失者は、高周波数範囲においては、ダイナミックレンジの減少を感じ、圧縮の必要性を感じる。軽度の聴力損失者にとっては、高周波音であっても大きな音に対しては、ゲインの必要はない。よって、本発明の実施形態においては、ゲインは、高周波領域の弱い音に対してだけもたらされる。これにより、大きな高周波数信号を歪ませて圧縮したり会話の理解を妨害したりすることがない。
本発明の実施形態においては、圧縮機４６は、主に、高周波かつ高強度の信号に対して、高周波バンドに対する圧縮と同程度の圧縮を行う。これに代えて、圧縮機４６は、音信号に対してマルチバンド圧縮を行うこともできる。この場合には、異なる強度を有した様々な高周波信号に対して異なる程度で圧縮が行われ、低周波音は、圧縮を行うことなく通過させることができる。
検出器４４は、例えば、従来のハイパスバンドフィルタが直列接続された従来の強度レベル検出器として実現することができる。レベル検出器は、圧縮機４６に対して、検出された強度レベルに対応した様々な信号を出力する。
圧縮機４６は、例えば、Waldhauer氏の米国特許明細書第５，２７８，９１２号および第５，４８８，６６８号に開示されたマルチバンド圧縮機として実現することができ、主に高周波音信号を適用することができる。これに代えて、圧縮機４６は、ハイパスバンドフィルタと組み合わせられた従来の圧縮機として実現することができる。これにより、主に高周波音に対して圧縮を行うことができる。
受領音が所定周波数かつ所定強度の範囲の音であると検出器４４が決定したときには、圧縮機４６は、受領音の増幅に際してのゲインを調節する。より詳細には、圧縮機４６は、検出器４４によって検出された強度レベルの関数として、ゲインを調節する。例えば、受領音が強度の小さな音であることを表す信号を検出器が圧縮機に対して出力したときには、最大のゲインが設定される。強度レベルが増加するにつれて、圧縮機は、最大強度の音に対して最大の圧縮が得られてゼロゲインとなるまで、ゲインを低減させる。その結果、不必要な高ゲインや歪み防止されて、高強度レベルの音に悪影響を及ぼすことが防止される。
音処理機は、主に、所定周波数かつ所定強度の範囲の受領音に対して補助を行う。軽度の聴力損失者のほとんどが低周波数の音に対してはほぼ正常な聴力を有していることにより、所定周波数かつ所定強度の範囲ではない受領音については、補助は不要である。よって、本発明による耳道開放型補聴システムにおいては、これら所定範囲外の音を、増幅や減衰を行うことなく、自然に聴かせることができる。
図７は、本発明の実施形態による補聴システムにおいて、様々な周波数に付加される挿入ゲインの例を示すグラフである。このグラフは、１０００Ｈｚ以下の周波数においてはゲインや減衰がないこと、これに対して、高周波数（１０００Ｈｚ以上）においては、弱い音に対して２０ｄＢのゲインが得られ、高強度音（８０ｄＢ  ＳＰＬ付近）の音に対してほぼ０ｄＢのゲインが得られていること、を示している。所定周波数かつ所定強度の範囲は、周囲環境の計測から決定することができ、単純化のためにはそれ以降固定することができる。
耳道開放型補聴システム１の性質のために、従来の耳道シール型補聴システムよりも、フィードバックの可能性が大きい。つまり、耳道開放型であると、ほとんど減衰することなく、開放された耳道から音が放出される。マイクロホン４２は、離れた音源からの音と、耳道から放出される音と、の双方を受領する。耳道から放出される音は、フィードバックを引き起こす。
軽度の聴力損失者は、大きな度合いのゲインを必要とはしない。したがって、フィードバックの問題がいささか小さくなる。しかしながら、マイクロホンが通常は耳介よりも上方に配置されていることにより、マイクロホンに到達する前の音の減衰は、わずかしかない。このことは、小さな補聴ゲインであってさえも、フィードバックが起きる可能性につながる。
補聴システムにおけるフィードバックを低減するために、多くの試みがなされてきた。例えば、欧州特許明細書第０３６４０３７号には、フィードバック低減のために位相反転関係で複数のマイクロホンが設けられたハウリング防止補聴システムが開示されている。
本発明の実施形態においては、フィードバックを低減させる可能性としては、様々なものがある。例えば、マイクロホン４２は、外部音源に対するレスポンスを維持しつつ、レシーバ５０からのレスポンスを低減させるよう、耳道から引き離すことができる。マイクロホン集音ポイントを、耳道から数センチメートル離れたところに延長するために、マイクロホンポート上に、延長チューブを追加することができる。例示した実施形態においては、０．１１４３ｃｍの外径の透明チューブを、延長チューブとして使用することができる。このチューブは、それほどかさばるものではなく、使用者の耳に隠すことができる。
この延長チューブは、いくつかの利点を有している。１つの利点は、フィードバックを減少させるために、低コストの手段をもたらすことができることである。何らの特別の電子技術も不要であり、チューブを全く高価とすることがない。他の利点は、必要なときだけに延長チューブを使用できることである。フィードバックがあまり問題とならないよう、小さなゲインしか必要とされない場合には、延長チューブを取り外すことができる。大きなゲインが必要な場合には、極端に長い延長チューブを使用することができる。他の利点は、延長チューブの音響特性を、周波数レスポンスを整形するための安価な手段をもたらすよう、変更することができる。
補聴システムのフィードバックを低減させるための他の方法は、フィードバック源の方向に無効部分を有した方向性マイクロホンを使用することである。マイクロホン４２が使用者の前方に起因する音（外部音源に起因する音）に対して比較的高感度でありかつ耳道に起因する音に対して比較的低感度である場合には、フィードバックは、あまり問題とはならない。通常、方向性マイクロホンは、使用者の背後からくるノイズをカットするために使用されるものであるが、上記の例では、方向性マイクロホンは、フィードバック信号をカットするために使用される。
例示した実施形態においては、方向性マイクロホンは、２つのマイクロホンを約１．０１６ｃｍだけ離して配置し、マイクロホンの出力を差し引くことにより、構成することができる。一方のマイクロホンが使用者の顔に向けて前方側に配置され、かつ、他方のマイクロホンが後頭部に向けて後方側に配置されたときには、これらマイクロホンどうしを結ぶラインに対しての９０°方向が、無効領域として形成される。方向性マイクロホンは、例えば、無効方向が耳道の開口を向くようにして、耳道の約１〜２ｃｍ上方に配置することができる。
マイクロホン出力を差し引くことに代えて、方向性マイクロホンは、２つのマイクロホン出力どうしを加えることにより、形成することができる。この場合には、両マイクロホンは、マイクロホンどうしを結ぶラインに対して垂直な方向からくる入力に対して最も敏感である。一方のマイクロホンを耳介近傍に配置することができ、かつ、他方のマイクロホンをそのマイクロホンよりも約２．５４〜１５．２４ｃｍ上方に配置することができる。フィードバック信号は、低い位置のマイクロホンの方において強度が大きくなることにより、上側のマイクロホンの出力に対して加えるよりも前に、下側のマイクロホンの出力が減衰される。その結果、耳道方向が無効方向とされる。しかしながら、この場合には、マイクロホンどうしの間隔が波長λの２分の１に等しくなるような周波数だけである。
フィードバックを低減させるためのさらに他の方法は、耳道を部分的に閉塞することである。標準的な補聴システムは、耳道を閉塞している。しかしながら、本発明においては、標準的な補聴システムの構成の場合よりもずっと小さく耳道を閉塞することによって、低減することができる。例えば、図１に示す構成は、耳道を部分的に閉塞し得るよう、十分に大きな直径でもってチューブ１０を形成することができる。
フィードバックを低減させるためのさらに他の方法は、レシーバ５０を、方向性とすることである。この場合には、耳道チューブからのマルチ出力を、フィードバック方向における音をキャンセルするために、好ましい方向に加えることができる。例示の実施形態においては、１つまたは複数のレシーバを、他の方向に比べて鼓膜に向かう方向にだけ大きな強度でもって音を伝達し得るように、構成することができる。例えば、２つのレシーバの出力どうしが反転するようにして（互いに１８０°だけ位相をずらせて）、２つのレシーバを使用することができる。長いチューブを使用して、一方のレシーバを耳道内に配置しかつ他方のレシーバを耳道の入口に配置すれば、レシーバが１つだけの場合よりもフィードバック信号が小さくなる。よって、方向性レシーバは、第２レシーバが第１レシーバをキャンセルするように機能することから、「能動的フィードバックキャンセル」デバイスと称することができる。
例示した実施形態においては、方向性レシーバは、２つのポートを有したレシーバを使用して構成することができる。方向性マイクロホンの場合と同様に、一方のポートは、他方のポートとは位相が１８０°ずれた出力を有している。
方向性レシーバは、方向性マイクロホンと一緒に、あるいは、耳道の部分閉塞と一緒に、使用することができる。方向性レシーバは、方向性マイクロホンよりも、双方のレシーバポートが耳道内にまたは耳道近傍に位置していることのために、近隣の物体による反射に基づくフィードバック経路の変化に、また、温度や気圧に基づく音速の変化に、あまり敏感ではないことである。
上記のことから、耳道開放型補聴システムは、使用者ができるだけ自然な感じで音を聞くことができる単純化された聴力補助をもたらすことがわかる。このような耳道開放型補聴システムが使用者が聴き難い音だけを調節することにより、使用者は、より自然な感じで音を聴くことができる。耳道開放型補聴システムは、また、閉塞効果を低減させることができ、これにより、聞こえる音が使用者にとって、より快適なものとなる。加えて、聴力補助によって大きな強度の音が生成されないことにより、補聴システムに対して、小さな構成部材を使用することができる。これにより、使用者にとっての聴力補助の快適さを向上させることができるとともに、美観的に魅力のある構成をもたらすことができる。
上記実施形態において説明した補聴システムは、軽度の聴力損失を有した使用者に対して最適化されている。しかしながら、本発明による耳道開放型補聴システムが、また、他の聴力損失者のためにも構成し得ることを理解されたい。例えば、高周波音は正常に聞こえるものの低周波数かつ低強度の音に対して聴力損傷を有した使用者に対しては、低周波数音を補助するために、上記と同じ原理を使用することができる。同様に、上述の原理は、高周波数かつ高強度の音に対しておよび低周波数かつ高強度の音に対して聴力損傷を有した使用者に対しても、適用することができる。検出器４４を、使用者が損傷を有している周波数および強度の音に応じて、所定周波数および所定強度の範囲を検出するように、変更することだけが必要である。圧縮機４６は、適切な周波数範囲の受領音を増幅するように修正する必要がある。当然のことながら、低周波数においては、開放された耳道が音を「漏洩させ」、そのため、補助を必要とする範囲においてゲインが得られることを理解されたい。加えて、多くの損失に対しては、高強度かつ高周波数の信号が、増幅を要することなく、十分に聴くことができる。
本発明について説明してきたが、当業者には、様々な変更を加え得ることが明らかであろう。そのような変更は、添付の請求範囲によって規定された本発明の精神および範囲内に属するものであると見なされる。当業者には明瞭なそのようなすべての変更は、添付の請求範囲内に包含される。
【図１】
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【図６】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図７】
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