JP3254789B2 - Hearing aid - Google Patents
Hearing aidInfo
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- JP3254789B2 JP3254789B2 JP04073993A JP4073993A JP3254789B2 JP 3254789 B2 JP3254789 B2 JP 3254789B2 JP 04073993 A JP04073993 A JP 04073993A JP 4073993 A JP4073993 A JP 4073993A JP 3254789 B2 JP3254789 B2 JP 3254789B2
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- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、外部に設けられたマイ
クロホン等により収音した音声を増幅して聞くことので
きる補聴装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hearing aid capable of amplifying and listening to sound collected by an externally provided microphone or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、医療用の補聴器等においては、
補聴器に設けられたマイクロホンで周囲の音を収音し、
これを適正なレベルに調整してイヤホンやレシーバ等か
ら使用者の耳道の入口部に対して音声として出力する。2. Description of the Related Art For example, in a medical hearing aid or the like,
The surrounding sound is picked up by the microphone provided in the hearing aid,
This is adjusted to an appropriate level and output as sound from an earphone, a receiver, or the like to the entrance of the user's ear canal.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な補聴器等においては、基本的に音声に対する弁別能力
を有していない。このため、外部の騒音が激しいような
条件下では、使用者が聞きたい外部の音声と共に外部の
騒音等の余計な音声の成分までも増幅して再生してしま
うため必要な音声が聞き取りにくくなり、本来の補聴機
能が損なわれてしまうという問題を有している。However, such hearing aids and the like basically do not have the ability to discriminate sounds. Therefore, under conditions where external noise is intense, unnecessary voice components such as external noise are amplified and reproduced together with the external voice that the user wants to hear. However, there is a problem that the original hearing aid function is impaired.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記し
たような問題を解決するため、略ヘッドホン形状の本体
部において、少なくとも例えば左右の耳に相当する位置
近辺等に一対設けられ、外部の音声を収音して電気信号
に変換する複数のマイクロホンと、この複数のマイクロ
ホンの一部あるいは全部から出力される電気信号につい
て、位相や幅の可変処理を行う単数又は複数のフィルタ
部と、このフィルタ部からの出力（及びフィルタ部が設
けられない信号系においてはその出力）を合成する合成
部と、この合成部にて合成された出力を増幅する増幅回
路と、この増幅回路から供給された出力により駆動して
音声を出力する一対の音声出力部とを備えたヘッドホン
として補聴装置を構成することとした。Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a pair of external headphones provided at least near the positions corresponding to the left and right ears in a substantially headphone-shaped main body. A plurality of microphones for collecting sound and converting the signals into electric signals, a single or a plurality of filter units for performing a phase or width variable process on electric signals output from some or all of the plurality of microphones, A synthesizing unit for synthesizing an output from the filter unit (and an output of the signal system without the filter unit), an amplifying circuit for amplifying the output synthesized by the synthesizing unit, The hearing aid is configured as a headphone including a pair of audio output units that output audio by being driven by output.
【０００５】また、上記した単数又は複数のフィルタ部
には適応型フィルタを用いると共に、前記複数のマイク
ロホンにより収音される音声について所望の指向性が得
られるよう構成されることとした。[0005] In addition, an adaptive filter is used for the one or a plurality of filter units, and a desired directivity is obtained for sound collected by the plurality of microphones.
【０００６】さらに、上記した複数のマイクロホンから
一対の音声出力部に至る電気信号系内における所要部位
にノイズキャンセル手段を配して補聴装置を構成するこ
ととした。Further, a hearing aid is constructed by arranging noise canceling means at required portions in an electric signal system from the plurality of microphones to a pair of audio output units.
【０００７】[0007]
【作用】ヘッドホン本体に少なくとも一対のマイクロホ
ンと、これらのマイクロホンの出力の位相や振幅を可変
できるフィルタ部を設けて補聴装置として構成する。こ
の構成の場合、フィルタ部におけるフィルタ係数の設定
により、例えばマイクロホンにて収音された音声の指向
特性を所望の方向に設定することができる。そして、マ
イクロホンにあらかじめ所定の指向性を有するものを用
いれば、指向特性はさらに急峻なものとなる。また、こ
のフィルタ部について自己調整を行うことが可能な適応
フィルタを用いれば、対象とする音源が移動した場合等
のような状況の変化に応じて指向特性を変化させること
が可能となる。さらに、外部の騒音等が解消されるよう
に適応処理が行われるよう構成することで、目的とする
音声をさらに明瞭に聞くことができる。A headphone body is provided with at least a pair of microphones and a filter section capable of changing the phase and amplitude of the output of these microphones to constitute a hearing aid. In the case of this configuration, the directional characteristics of the sound collected by the microphone can be set in a desired direction by setting the filter coefficient in the filter unit. If a microphone having a predetermined directivity is used in advance, the directivity becomes steeper. In addition, if an adaptive filter capable of performing self-adjustment is used for this filter unit, it is possible to change the directional characteristics according to a change in the situation such as when the target sound source moves. Further, by configuring so that the adaptive processing is performed so as to eliminate external noise and the like, the target voice can be heard more clearly.
【０００８】[0008]
【実施例】図１は、本発明の補聴装置の一実施例であ
り、図に示すようにヘッドホンとしての外観を有してい
る。なお、ヘッドホン本体部１は斜視図として示し、信
号処理部５はブロック回路図として示している。１はヘ
ッドホン本体部であり、このヘッドホン本体部１の１ａ
はヘッドバンドを示す。そして、ヘッドバンド１ａ両端
のイヤーパッド１ｂ，１ｂにそれぞれ一対に設けられる
２ａ，２ｂは、外部の音声を収音して電気信号に変換す
るマイクロホンであり、３ａ，３ｂは音声を使用者の耳
道の入口部に出力するスピーカである。FIG. 1 shows an embodiment of a hearing aid according to the present invention, which has the appearance of a headphone as shown in the drawing. Note that the headphone body 1 is shown as a perspective view, and the signal processing unit 5 is shown as a block circuit diagram. Reference numeral 1 denotes a headphone body, and 1a of the headphone body 1
Indicates a headband. A pair of microphones 2a and 2b are provided on the ear pads 1b and 1b at both ends of the headband 1a to collect external sounds and convert them into electric signals. Reference numerals 3a and 3b denote sounds of the user's ear canal. This is a speaker that outputs to the entrance section of the speaker.
【０００９】また、４ａ、４ｂはマイクロホン２ａ，２
ｂから出力された電気信号をそれぞれ伝送する出力ライ
ンであり、５は入力された信号について指向性を設定す
る処理を行い、処理後の信号を増幅して出力する信号処
理部である。この信号処理部５は図のように、マイクロ
ホン２ａ，２ｂから出力された電気信号が出力ライン４
ａ、４ｂを介して入力される入力端子Ｉ1 ，Ｉ2 と、指
向性を設定するための処理をデジタル信号処理により行
うフィルタ部６、そしてフィルタ部６の２系統の出力に
ついて演算合成を行う合成部１０と、この合成部１０の
出力を増幅する増幅器７ａ，７ｂと、この増幅器７ａ，
７ｂで増幅された出力がそれぞれ供給される出力端子Ｏ
1 ，Ｏ2 により構成される。そして、８ａ，８ｂは信号
処理部５の出力端子Ｏ1 ，Ｏ2 からの出力を伝送してそ
れぞれスピーカ３ａ，３ｂに入力する入力ラインであ
る。Reference numerals 4a and 4b denote microphones 2a and 2b.
Reference numeral 5 denotes an output line for transmitting the electric signal output from b, and reference numeral 5 denotes a signal processing unit that performs processing for setting directivity of the input signal, amplifies the processed signal, and outputs the amplified signal. As shown in the figure, the signal processing unit 5 converts the electric signals output from the microphones 2a and 2b into an output line 4.
Operational synthesis is performed on the input terminals I 1 and I 2 input via the terminals a and 4b, the filter unit 6 that performs processing for setting directivity by digital signal processing, and the output of two systems of the filter unit 6. A synthesizing unit 10, amplifiers 7a and 7b for amplifying the output of the synthesizing unit 10, and amplifiers 7a and 7b.
Output terminals O to which the outputs amplified at 7b are supplied, respectively.
1 and O 2 . Reference numerals 8a and 8b denote input lines for transmitting outputs from the output terminals O 1 and O 2 of the signal processing unit 5 and inputting them to the speakers 3a and 3b, respectively.
【００１０】マイクロホン２ａ，２ｂにて収音された周
囲の音声はここで電気信号に変換され、それぞれ出力ラ
イン４ａ、４ｂを介して信号処理部５の入力端子Ｉ1 ，
Ｉ2に出力される。この入力端子Ｉ1 ，Ｉ2 を介した電
気信号はそれぞれフィルタ部６に供給され、このフィル
タ部６では、例えば、所定の指向性を有した聴感が得ら
れるよう後述するようなフィルタ処理が行われる。そし
て、フィルタ部６からの出力は分配されてそれぞれ増幅
器７ａ，７ｂに入力される。この増幅器７ａ，７ｂで増
幅された信号は、それぞれ信号処理部５の出力端子Ｏ
1 ，Ｏ2 を介して、出力ライン４ａ、４ｂにより伝送さ
れて各スピーカ３ａ，３ｂに供給される。これにより、
使用者がヘッドホン本体部１を頭部に装着してスピーカ
３ａ，３ｂから出力される音声を聞いた場合には、フィ
ルタ部６にて設定された所定の指向性と一致した方向の
音源を最も良好な感度で聞くことができ、例えば、使用
者が所望する方向の音源が、それ以外の周囲の音声に紛
れて聞こえにくくなるといったことから解消される。The surrounding sounds picked up by the microphones 2a and 2b are converted into electric signals here, and input terminals I 1 and I 1 of a signal processing unit 5 are output via output lines 4a and 4b, respectively.
It is output to the I 2. The electric signals via the input terminals I 1 and I 2 are respectively supplied to a filter unit 6, which performs, for example, a filtering process to be described later so as to obtain a audibility with a predetermined directivity. Will be The output from the filter unit 6 is distributed and input to the amplifiers 7a and 7b, respectively. The signals amplified by the amplifiers 7a and 7b are output from an output terminal O of the signal processing unit 5, respectively.
1, via the O 2, the output line 4a, the speakers 3a is transmitted by 4b, it is supplied to 3b. This allows
When the user wears the headphone body 1 on his / her head and listens to the sound output from the speakers 3a and 3b, the sound source in the direction that matches the predetermined directivity set by the filter 6 is most often used. It is possible to hear with good sensitivity, for example, since a sound source in a direction desired by the user is mixed with other surrounding sounds and becomes difficult to hear.
【００１１】なお、ヘッドホン本体部１の形状は図１に
示した形状に限られる必要はない。また、図１ではヘッ
ドホン本体部１と信号処理部５を別体として示したが、
例えば信号処理部５がヘッドホン本体部１に対して組み
込まれるよう構成しても良い。つまり、信号処理部５を
ヘッドホン内部（例えば、ヘッドバンド１ａ内やイヤー
パッド１ｂ，１ｂの近辺等に搭載すれば、補聴器として
の携帯性や取扱の容易性を高めることができる。The shape of the headphone body 1 need not be limited to the shape shown in FIG. In FIG. 1, the headphone body 1 and the signal processor 5 are shown as separate bodies,
For example, the signal processing unit 5 may be configured to be incorporated in the headphone main unit 1. That is, if the signal processing unit 5 is mounted inside the headphones (for example, in the headband 1a, near the ear pads 1b, 1b, etc.), portability as a hearing aid and ease of handling can be improved.
【００１２】次に、この実施例において実現されるフィ
ルタ部６における指向性設定の一例を図２及び図３を参
照して説明する。図２はフィルタ部６における信号処理
の一例を示す説明図であり、２ａ，２ｂはヘッドホン本
体部１に設けられ周囲の音声を電気信号に変換するマイ
クロホンを示し、この場合は両者共に無指向性マイクロ
ホンとされる。また、９はマイクロホン２ｂから入力さ
れた信号について時間τの遅延を行い位相を遅らせた信
号を出力する遅延素子を示す。つまり、前記フィルタ部
６としてはマイクロホン２ｂ側の信号系には遅延素子９
が設けられ信号の位相処理がなされ、一方マイクロホン
２ａ側の信号系においては信号処理を行わないものとな
っている。また、合成部１０としては減算器が用いられ
る。また、この場合図のＡに示す方向、つまり角度θの
方向より各周波数ωの正弦波が音源として到来している
ものとする。ｄはマイクロホン２ａ，２ｂ間の距離を示
す。このとき、マイクロホン２ａにおいて収音された信
号ｘ1(t)がNext, an example of directivity setting in the filter unit 6 realized in this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of signal processing in the filter unit 6. Reference numerals 2a and 2b denote microphones provided in the headphone main body unit 1 for converting surrounding sounds into electric signals. In this case, both are omnidirectional. Microphone. Reference numeral 9 denotes a delay element that delays the signal input from the microphone 2b by a time τ and outputs a signal whose phase is delayed. That is, as the filter section 6, the delay element 9 is provided in the signal system on the microphone 2b side.
Is provided to perform signal phase processing, while no signal processing is performed in the signal system on the microphone 2a side. Further, a subtractor is used as the combining unit 10. Further, in this case, it is assumed that a sine wave of each frequency ω has arrived as a sound source from the direction indicated by A in the drawing, that is, the direction of the angle θ. d indicates the distance between the microphones 2a and 2b. At this time, the signal x 1 (t) collected by the microphone 2a is
【数１】 であるとするとマイクロホン２ｂにおいて収音された信
号ｘ2(t)は(Equation 1) If the signal x 2 (t) collected by the microphone 2b is
【数２】 となる。ただし、上記（数２）のτd は正弦波の行路差
で、音速をｃとすると(Equation 2) Becomes However, τ d in the above (Equation 2) is the path difference of the sine wave, and the sound speed is c.
【数３】 となる。以上より信号ｘ1(t)と遅延素子９を介した信号
ｘ2(t)とを、減算器１０により合成して得られる出力信
号ｙ(t) は(Equation 3) Becomes As described above, the output signal y (t) obtained by combining the signal x 1 (t) and the signal x 2 (t) through the delay element 9 by the subtractor 10 is
【数４】 のように表される。この式におけるＧは、フィルタ部６
における振幅利得に相当し、（数４）より振幅利得Ｇは(Equation 4) It is represented as G in this equation is the filter unit 6
, And from equation (4), the amplitude gain G is
【数５】 で表される。ここで、ωτd,ωτ＜＜１であると仮定す
るならば振幅利得Ｇは(Equation 5) It is represented by Here, assuming that ωτ d and ωτ << 1, the amplitude gain G is
【数６】 という近似式で表される。この振幅利得Ｇは角度θの関
数である。そして、遅延素子９の遅延時間であるτの与
え方を変えることにより信号ｘ2(t)の位相は変化するた
め、遅延素子９を介した信号ｘ2(t)と信号ｘ1(t)とを合
成することにより、例えば、一次音圧傾度マイクロホン
の指向性として知られている特性を、フィルタ部６にお
いて実現することが可能となる。特に、本実施例のよう
に補聴装置としてヘッドホンを利用することは、ヘッド
ホン本体部１の左右両端部に図１に示すようにマイクロ
ホン２ａ，２ｂを設けることができるので、マイクロホ
ン間の距離ｄを容易に得ることができるため有効に指向
性のコントロールが実現される。(Equation 6) Approximate expression. This amplitude gain G is a function of the angle θ. Since the phase of the signal x 2 (t) changes by changing the way of giving τ, which is the delay time of the delay element 9, the signal x 2 (t) and the signal x 1 (t) via the delay element 9 are changed. By combining the above, for example, a characteristic known as the directivity of the primary sound pressure gradient microphone can be realized in the filter unit 6. In particular, when headphones are used as a hearing aid as in the present embodiment, the microphones 2a and 2b can be provided at both right and left ends of the headphone main body 1 as shown in FIG. Since it can be easily obtained, control of directivity is effectively realized.
【００１３】図３は、上述した説明に基づいて、遅延時
間τの値に応じて得られる指向特性の例を示す説明図で
ある。例えば、図３（ａ）に示すようにτ＝φとされる
場合には、０°と１８０°の両方向に対する指向特性を
有する、いわゆるバイディレクショナルとされる指向性
を有することとなる。また、τ＝ｄ／ｃとされる場合に
は、図３（ｂ）に示すような０°方向へのいわゆるカー
ディオイドとされる指向特性を有し、τ＝ｄ／３ｃとさ
れる場合には、図３（ｃ）に示す０°方向へのいわゆる
ハイパーカーディオイドとされる指向特性を有すること
となる。このように、フィルタ部６にて遅延素子９にお
ける遅延時間の設定を変更することにより、ある特定の
指向性を有することができる。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a directional characteristic obtained according to the value of the delay time τ based on the above description. For example, when τ = φ as shown in FIG. 3A, the directional characteristic has so-called bidirectional directivity in both directions of 0 ° and 180 °. Further, when τ = d / c, it has a directivity characteristic of a so-called cardioid in the 0 ° direction as shown in FIG. 3B, and when τ = d / 3c, 3 (c), which is a so-called hypercardioid in the 0 ° direction. As described above, by changing the setting of the delay time in the delay element 9 in the filter unit 6, it is possible to have a specific directivity.
【００１４】図４のブロック図は、本発明の実施例にお
ける信号処理部５の他の具体例を示しており、図１と同
一部分は同一符号を付して説明を省略する。２０ａ，２
０ｂは入力された信号を所定時間遅延することで信号の
位相をずらして出力する遅延素子を示し、２１ａ，２１
ｂは遅延素子２０ａ，２０ｂのそれぞれから入力された
信号について振幅の可変を行うイコライザである。これ
らの遅延素子２０ａ，２０ｂ及びイコライザ２１ａ，２
１ｂによりフィルタ部６が構成される。FIG. 4 is a block diagram showing another specific example of the signal processing unit 5 according to the embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 20a, 2
Reference numeral 0b denotes a delay element that delays the input signal by a predetermined time to shift the phase of the signal and outputs the delayed signal.
An equalizer b varies the amplitude of the signal input from each of the delay elements 20a and 20b. These delay elements 20a, 20b and equalizers 21a, 2
1b constitutes the filter unit 6.
【００１５】入力端子Ｉ1 ，Ｉ2 からはマイクロホン２
ａ，２ｂからの電気信号がそれぞれ入力される。そし
て、それぞれの信号は遅延素子２０ａ，２０ｂにより所
定時間遅延が行われた後、イコライザ２１ａ，２１ｂに
それぞれ入力されて、振幅が変化される。この両者の信
号を減算器１０で合成した出力が分配され増幅器７ａ，
７ｂで増幅されて、出力端子Ｏ1 ，Ｏ2 を介してそれぞ
れ図示しないヘッドホン本体部１のスピーカ３ａ，３ｂ
に供給されることとなる。[0015] The input terminal I 1, I 2 from the microphone 2
The electric signals from a and 2b are respectively input. Then, the respective signals are delayed by a predetermined time by the delay elements 20a and 20b, and then input to the equalizers 21a and 21b, respectively, to change the amplitude. An output obtained by combining the two signals in the subtractor 10 is distributed to the amplifier 7a,
7b, and amplified via output terminals O 1 and O 2 , speakers 3a and 3b of headphone body 1 (not shown), respectively.
Will be supplied.
【００１６】例えば、遅延素子２０ａ，２０ｂとイコラ
イザ２１ａ，２１ｂの値が図３（ｂ）に示すようなカー
ディオイドの指向特性を有するようにそれぞれ設定され
ているとするならば、使用者が本実施例の補聴装置を装
着した場合には、使用者が所望の音源の方向に対して正
面を向くことにより、その音源の発する音声を最大の感
度によって聞くことができることとなる。For example, if the values of the delay elements 20a and 20b and the equalizers 21a and 21b are respectively set so as to have the cardioid directivity as shown in FIG. In the case where the hearing aid of the example is worn, the user faces the front of the direction of the desired sound source, so that the sound emitted from the sound source can be heard with the maximum sensitivity.
【００１７】また、上記実施例においてはマイクロホン
２ａ，２ｂは無指向性とされたが、、あらかじめ所定の
指向性を有するマイクロホンをマイクロホン２ａ，２ｂ
として用いたような場合にはさらに急峻な指向特性を実
現することが可能となる。In the above embodiment, the microphones 2a and 2b are omnidirectional. However, the microphones 2a and 2b having a predetermined directivity are used in advance.
In such a case, it is possible to realize a steeper directional characteristic.
【００１８】図５は他の実施例における信号処理部５を
示すブロック図であり、図４と同一部分は同一符号を付
して説明を省略する。図に示すように本実施例では、フ
ィルタ部６において適応フィルタ２２ａ，２２ｂが設け
られ、入力端子Ｉ1 からの入力信号を適応フィルタ２２
ａが処理し、入力端子Ｉ2 からの入力を適応フィルタ２
２ｂ処理するよう構成される。この場合の適応フィルタ
２２ａ，２２ｂは、ある評価量を選択し、この評価量に
応じてフィルタ特性を自己調整するため、周囲の音声の
状況に応じてフィルタ特性を逐次可変して信号処理をす
ることで、例えば、目的とする音源が移動していくよう
な場合においても、音源の発する音声を評価量と設定す
れば、指向特性を音源に対して追従させる等の動作を行
わせることができる。FIG. 5 is a block diagram showing a signal processing unit 5 according to another embodiment. The same parts as those in FIG. In this embodiment, as shown in FIG., The adaptive filter 22a, 22b is provided at the filter unit 6, the adaptive input signal from the input terminal I 1 filter 22
a to process the input from the input terminal I 2 into the adaptive filter 2
2b processing. In this case, the adaptive filters 22a and 22b select a certain evaluation amount and self-adjust the filter characteristics in accordance with the evaluation amount. Therefore, the adaptive filters 22a and 22b sequentially change the filter characteristics in accordance with the situation of the surrounding sound and perform signal processing. Thus, for example, even when the target sound source moves, if the sound emitted from the sound source is set as the evaluation amount, an operation such as causing the directional characteristic to follow the sound source can be performed. .
【００１９】更に他の実施例として、外来のノイズ（こ
の場合聴取しようとする音声以外の周囲の騒音等を示
す）を減衰させるためのノイズキャンセラ機能を付加す
る場合について説明する。図６は、適応フィルタを用い
たノイズキャンセラの一例を示す説明図である。図に示
す１ｂはパッドで、このパッド１ｂに保持された３ａは
スピーカ、２７は使用者の耳部である。また、２３、２
４は図１に示すマイクロホン２ａ，２ｂとは別に設けら
れるマイクロホンであり、２３は補聴装置が信号処理部
５の処理により与えられた指向性以外の周囲の音声、つ
まり不必要な騒音と見なされる周囲の音声（ｎで示す）
を収音して電気信号に変換するノイズ収音用マイクロホ
ンである。２４はスピーカ３ａと使用者の耳部２７の間
に位置するよう設けられ、スピーカ３ａから出力される
音声信号と、ヘッドホン装着時に耳部２７に達した外部
の騒音（ｎ0 で示す）が合成して入力されて電気信号に
変換される残差出力用マイクロホンである。また、Ｉ3
は上述してきた信号処理部５からの処理後の信号ｓが入
力される入力端子Ｉ3 である。２５はノイズキャンセル
用適応フィルタで、２６は入力端子Ｉ3 から入力される
信号ｓ（主要入力）に対してノイズキャンセル用適応フ
ィルタ２５からの出力信号ｙが減算される減算器であ
る。そして、ノイズキャンセル用適応フィルタ２５に対
しては、ノイズ収音用マイクロホン２３で得られる信号
ｎが参照入力とされ、また、残差出力用マイクロホン２
４で得られる信号が残差出力ｅとされる。As still another embodiment, a case will be described in which a noise canceller function for attenuating external noise (in this case, ambient noise other than the sound to be heard) is added. FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of a noise canceller using an adaptive filter. 1b shown in the figure is a pad, 3a held by the pad 1b is a speaker, and 27 is a user's ear. 23, 2
Reference numeral 4 denotes a microphone provided separately from the microphones 2a and 2b shown in FIG. 1, and reference numeral 23 denotes surrounding sounds other than the directivity given by the processing of the signal processing unit 5 by the hearing aid, that is, unnecessary noise. Surrounding sound (indicated by n)
This is a noise pickup microphone that picks up sound and converts it into an electric signal. Reference numeral 24 is provided so as to be located between the speaker 3a and the ear 27 of the user, and synthesizes an audio signal output from the speaker 3a and external noise (indicated by n 0 ) reaching the ear 27 when the headphones are worn. This is a residual output microphone that is input as an input and converted into an electric signal. Also, I 3
It is an input terminal I 3 of the signal s after processing from the signal processing unit 5 that has been described above is input. 25 is a noise canceling adaptive filter, 26 is a subtracter output signal y from the noise canceling adaptive filter 25 to the signal inputted from the input terminal I 3 s (main input) is subtracted. The signal n obtained by the noise collecting microphone 23 is used as a reference input to the noise canceling adaptive filter 25, and the residual output microphone 2
The signal obtained at 4 is the residual output e.
【００２０】この場合、ノイズキャンセル用適応フィル
タ２５は、参照入力であるノイズ収音用マイクロホン２
３からの信号ｎについてフィルタ処理を行い信号ｙを出
力する。そしてこの信号ｙと主要入力である信号ｓが減
算器２６で合成されてｓ−ｙで示される信号がスピーカ
３ａに供給されて音声として出力される。これにより、
残差出力用マイクロホン２４にはｓ−ｙ＋ｎ0 の信号が
入力されてこれが残差出力ｅとしてノイズキャンセル用
適応フィルタ２５に対して出力されることとなる。ここ
で、ノイズキャンセル用適応フィルタ２５は、残差出力
用マイクロホン２４からの残差出力ｅに含まれる騒音の
成分が最小となるように、適応処理を行う。すなわちノ
イズキャンセル用適応フィルタ２５におけるフィルタ係
数を逐次可変して、出力信号ｙがｎ0 に近似するように
参照入力ｎについて信号処理を行うものである。したが
って、ヘッドホン装着時に使用者の耳部に到達する音声
は、余計な外部の騒音等が打ち消されたものとなる。In this case, the noise canceling adaptive filter 25 is connected to the noise pickup microphone 2 as a reference input.
The filter processing is performed on the signal n from 3 and a signal y is output. Then, the signal y and the signal s, which is the main input, are synthesized by the subtractor 26, and the signal indicated by sy is supplied to the speaker 3a and output as sound. This allows
The signal sy + n 0 is input to the residual output microphone 24, and is output to the noise canceling adaptive filter 25 as the residual output e. Here, the adaptive filter 25 for noise cancellation performs an adaptive process so that the noise component included in the residual output e from the residual output microphone 24 is minimized. That is, the filter coefficient of the noise canceling adaptive filter 25 is sequentially varied, and signal processing is performed on the reference input n so that the output signal y approximates n 0 . Therefore, the sound arriving at the user's ear when the headphones are worn is a sound in which unnecessary external noise and the like have been canceled.
【００２１】このようなノイズキャンセル機能を指向特
性を有するヘッドホン装置に付加して補聴装置を構成す
ることで、使用者は自分が聴取したい音声のみを更に明
瞭に聞くことができる。特に外部騒音が非常に激しいよ
うな場合に有効となる。By adding such a noise canceling function to a headphone device having a directional characteristic to constitute a hearing aid device, the user can more clearly hear only the sound he or she wants to hear. This is particularly effective when the external noise is very strong.
【００２２】なお、上記各実施例においては、２本のマ
イクロホン２ａ，２ｂから入力される音声について信号
処理を行い所望の指向性を得るものとされるが、更に多
くの外部音声収音用のマイクロホンを設け、これらの一
部あるいは全てについて指向性設定の信号処理を行うこ
とで更に複雑な指向性を得ることも可能となる。また、
補聴装置に限らず多様な用途に用いることができる。In each of the above-described embodiments, the signal input from the two microphones 2a and 2b is processed to obtain a desired directivity. A more complicated directivity can be obtained by providing microphones and performing signal processing of directivity setting for some or all of them. Also,
It can be used not only for hearing aids but also for various purposes.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ヘッドホ
ン本体に少なくとも一対のマイクロホンと、これらのマ
イクロホンの出力の位相や振幅を可変できるフィルタ部
を設けて補聴装置として構成しており、このフィルタ部
におけるフィルタ処理の設定により、所望の方向への指
向特性のコントロールを実現することができる。このた
め、使用者は外部の不用な騒音に遮られることなく、自
分が聴取したい音声のみを聞くことが可能となるという
効果を有している。また、多様な指向性を設定すること
ができるので、用途はいわゆる補聴器に限定されず何ら
かの特殊な効果を求められる音響機器等としても用いる
ことができる。これに加えて、あらかじめある指向性を
有するマイクロホンを用いたり、外部騒音を排除するノ
イズキャンセル機能を付加することで、自分が聴取した
い音声をさらに明瞭に聞くことができる。また、フィル
タ部について適応フィルタを用いてマイクロホンから入
力された信号の処理を行えば、例えば、対象とする音源
が移動したような場合にも音源の方向に指向特性を可変
させるようなことが可能となる。As described above, according to the present invention, at least a pair of microphones and a filter section capable of changing the phase and amplitude of the output of these microphones are provided in the headphone body to constitute a hearing aid. By setting the filter processing in the section, control of the directional characteristics in a desired direction can be realized. For this reason, there is an effect that the user can hear only the sound that he / she wants to hear without being interrupted by external unnecessary noise. In addition, since various directivities can be set, the application is not limited to a so-called hearing aid and can be used as an audio device or the like that requires some special effect. In addition, by using a microphone having a certain directivity in advance or adding a noise canceling function for eliminating external noise, it is possible to more clearly hear the sound that the user wants to hear. Also, if the filter unit processes the signal input from the microphone using the adaptive filter, it is possible to change the directivity in the direction of the sound source even when the target sound source moves, for example. Becomes
【図１】本発明の実施例である補聴装置の外観及び回路
構成を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an appearance and a circuit configuration of a hearing aid device according to an embodiment of the present invention.
【図２】本実施例の信号処理部における指向性設定につ
いての説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of directivity setting in a signal processing unit according to the embodiment.
【図３】本実施例において設定される指向性の例を示す
説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of directivity set in the present embodiment.
【図４】本実施例における信号処理部を示す説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a signal processing unit according to the present embodiment.
【図５】他の実施例における信号処理部を示す説明図で
ある。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a signal processing unit according to another embodiment.
【図６】更に他の実施例におけるノイズキャンセラを示
す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a noise canceller according to still another embodiment.
１ ヘッドホン本体部 ２ａ，２ｂ マイクロホン ３ａ，３ｂ スピーカ ５ 信号処理部 ６ フィルタ部 １０ 合成部（減算器） ９，２０ａ，２０ｂ 遅延素子 ２１ａ，２１ｂ イコライザ ２２ａ，２２ｂ 適応フィルタ ２３ ノイズ収音用マイクロホン ２４ 残差出力用マイクロホン ２５ ノイズキャンセル用適応フィルタ ２６ 減算器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Headphone main body part 2a, 2b Microphone 3a, 3b Speaker 5 Signal processing part 6 Filter part 10 Synthesis part (subtractor) 9, 20a, 20b Delay element 21a, 21b Equalizer 22a, 22b Adaptive filter 23 Noise collecting microphone 24 Remaining Microphone for difference output 25 Adaptive filter for noise cancellation 26 Subtractor
Claims (4)
対設けられ、外部の音声を収音して電気信号に変換する
複数のマイクロホンと、 前記複数のマイクロホンの一部あるいは全部から出力さ
れる電気信号について、位相及び／又は振幅の可変処理
を行う単数又は複数のフィルタ手段と、 前記各マイクロホンからの信号系の出力を前記フィルタ
手段の後段で合成する合成手段と、 前記合成手段にて合成された出力を増幅する増幅回路
と、 前記増幅回路から供給された音声信号を音声として、左
右耳道の入口部に音声を出力する、略ヘッドホン形状の
本体に設けられた一対の音声出力部と、 を備えて構成されることを特徴とする補聴装置。1. A plurality of microphones provided at least in pairs in a substantially headphone-shaped main body, for picking up external sounds and converting them into electric signals, and electric signals output from some or all of the plurality of microphones One or more filter means for performing variable processing of phase and / or amplitude, combining means for combining the output of the signal system from each of the microphones at a stage subsequent to the filter means, and output combined by the combining means And a pair of audio output units provided in a substantially headphone-shaped main body, which outputs audio at the entrances of the left and right ear canals as audio using the audio signal supplied from the amplifier circuit as audio. A hearing aid characterized by comprising:
特性を有するものであることを特徴とする請求項１に記
載の補聴装置。2. The hearing aid according to claim 1, wherein the plurality of microphones have predetermined directional characteristics.
ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の補聴
装置。3. The hearing aid according to claim 1, wherein said filter means is an adaptive filter.
音声出力部に至る電気信号系内において、所要部位にノ
イズキャンセル手段を配したことを特徴とする請求項１
又は請求項２又は請求項３に記載の補聴装置。4. A noise canceling unit is provided at a required portion in an electric signal system from the plurality of microphones to the pair of audio output units.
Or the hearing aid according to claim 2 or claim 3.
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