具有耳道式传声器的助听器装置.pdf

本发明公开了具有耳道式传声器的助听器装置，其包括接收器及定向传声器，所述定向传声器包括前面传声器和后面传声器或包括具有前面和后面声音入口的一个传声器，所述助听器装置包括反馈抑制系统及开放耳选配，其中两个传声器或两个不同声音入口在耳道中布置在接收器的同一侧；所述助听器装置包括构造成用于插入到耳道内的耳模或壳体，使得接收器或其声音出口安排成比后面传声器或后面声音入口更靠近鼓膜，及后面传声器或后面声音入口安排在接收器和前面传声器或前面声音入口之间；及传声器或声音入口配置成使得，当助听器装置布置在正常耳道中时，在后面传声器或后面声音入口处接收的声反馈超过在前面传声器或前面声音入口处接收的声反馈至少3dB。

权利要求书1.  一种助听器装置，包括配置成用于布置在耳道中的接收器，所述助听器装置包括定向传声器，所述定向传声器包括分别称为前面传声器和后面传声器的两个传声器或者所述定向传声器包括具有分别称为前面和后面声音入口的两个声音入口的一个传声器，所述助听器装置包括用于基于所述定向传声器探测到的声音信号抵消声反馈的反馈抑制系统，所述助听器装置包括提供通风的开放耳选配，其中：-所述两个传声器或所述定向传声器的两个不同声音入口在耳道中布置在所述接收器的同一侧，声音被使得在所述两个传声器或所述定向传声器的入口和所述接收器之间传播；-所述助听器装置包括具有所述前面传声器和所述后面传声器的耳模或壳体，其中所述耳模或壳体构造成用于插入到耳道内，使得所述接收器或所述接收器的声音出口安排成比所述后面传声器或所述后面声音入口更靠近鼓膜，及所述后面传声器或所述后面声音入口安排在所述接收器和所述前面传声器或所述前面声音入口之间；及-所述传声器或所述声音入口配置成使得，当所述助听器装置布置在正常耳道中时，在所述后面传声器或所述后面声音入口处接收的声反馈超过在所述前面传声器或所述前面声音入口处接收的声反馈至少3dB。2.  根据权利要求1所述的助听器装置，其中所述反馈抑制系统包括用于延迟所述后面传声器拾取的后面传声器信号的延迟单元和用于将延迟的后面传声器信号从所述前面传声器拾取的前面传声器信号减去的组合单元。3.  根据权利要求1所述的助听器装置，其中提供通风的所述开放耳选配实施成所述助听器装置包括具有一个或多个通风孔的圆顶或耳模，其中所述通风孔的截面积的和为耳道的截面积的至少5％，使得其中ai为第i个通风孔的截面积，及其中A为耳道的截面积。4.  根据权利要求1所述的助听器装置，其中所述助听器装置包括圆顶或耳模，及所述助听器装置包括所述前面传声器和所述后面传声器，及所述后面 传声器布置在圆顶或耳模的内侧，及所述后面传声器安排成与所述接收器相邻。5.  根据权利要求1所述的助听器装置，其中所述助听器装置包括集成在单一单元中的后面传声器和接收器。6.  根据权利要求1所述的助听器装置，其中所述助听器装置包括具有第一部分和第二部分的壳体，其中两个部分中的每一部分为盒状或圆柱形，及其中所述第一部分的纵轴相对于所述第二部分的纵轴成一定角度，及其中所述壳体具有适合耳道解剖学的几何结构。7.  根据权利要求6所述的助听器装置，其中所述第一部分包括所述前面传声器和所述后面传声器，及所述接收器被包围在所述第二部分中。8.  根据权利要求6所述的助听器装置，其中所述前面传声器和所述后面传声器及所述接收器不位于共同直线上，但反映所述壳体的第一和第二部分之间的角度。9.  根据权利要求1所述的助听器装置，其中所述助听器装置包括所述后面传声器和所述前面传声器，及所述助听器装置配置成相对于所述前面传声器拾取的信号将所述后面传声器拾取的信号衰减3dB或更多。10.  根据权利要求1所述的助听器装置，其中所述助听器装置包括包含两个传声器或包含具有两个声音入口的定向传声器的定向系统，及所述助听器装置包括配置成执行用于优化所述助听器装置的所述定向系统的程序的处理单元。11.  根据权利要求10所述的助听器装置，其中用于执行优化所述助听器装置的所述定向系统的程序的所述处理单元配置成播放纯音或扫频音或来自所述接收器的宽带噪声因而检测两个传声器或两个声音入口之间的电平差从而提供完美的电平匹配，其中同样的信号用于检测所述定向传声器的两个传声器或两个声音入口之间的时延差。12.  根据权利要求10所述的助听器装置，其中用于优化所述助听器装置的所述定向系统的程序的所述处理单元配置成使用反馈单元估计从接收器发出的信号到自每一传声器输入接收的信号或到自每一声音入口接收的信号的传递函数从而估计声音电平和时延和/或相位差。13.  根据权利要求10所述的助听器装置，其中所述处理单元配置成通过检测定向传声器信号中的信号功率并使所述定向传声器信号中的总功率最小化而优化所述助听器装置的所述定向系统。14.  根据权利要求10所述的助听器装置，其中优化所述定向系统的程序为动态程序。15.  根据权利要求10所述的助听器装置，其中所述助听器装置配置成在预定或自适应确定的频带中优化所述助听器装置的所述定向系统。

说明书具有耳道式传声器的助听器装置
技术领域
本发明总体上涉及配置成减少声反馈的助听器装置。本发明尤其涉及使至少一传声器和接收器布置在耳道中的助听器装置。
背景技术
耳道中的声音包含作为听觉系统输入所需要的所有信息，包括空间方位。因而，放置助听器装置传声器以记录声音的最佳位置是位于耳道中。耳后式(BTE)助听器装置通常具有传声器或一对传声器，其配置成布置在助听器装置用户的耳朵上面或耳朵后面。建立这样的布置以抵消在助听器装置中应用大增益时出现的声反馈。
使传声器位于耳朵上面的缺点在于在捕获声音时根本未考虑耳廓的功能，而耳廓对于声音定位尤为重要。因而，助听器系统给听觉系统的声音输入不包含耳廓提供的信息。
市场上的其它类型的助听器装置如耳内式(ITE)、耳道式(ITC)和深耳道式(CIC)助听器装置使传声器靠近耳道入口布置。原则上，用这些传声器可更准确地捕获声音的空间性质。遗憾的是，这些助听器装置通常不配置成提供大增益，因为这些助听器装置的使用与产生反馈的风险相关联。
为减少或防止反馈，耳道必须密封(堵塞)，如用耳模或壳体，通风孔的尺寸通常非常小。众所周知，这些耳模/壳体在较长时间佩戴时不舒适。此外，有限的通风导致令人不愉快的堵塞效应。为此，有朝向“开放耳选配”发展的趋势，例如耳内式接收器与大的(有效的)通风孔结合。
US 2007030990 A1公开了具有低反馈倾向的听力装置，其具有同时发生的开式反馈及利用耳廓的自然方向效应。该听力装置具有用于插入到耳道内的管形耳朵配合件，扬声器布置在耳朵配合件中，及至少两个传声器与处于听力装置内置状态的扬声器声学上对称地布置在耳朵配合件中。扬声器发出的声音可 区分于可用声音，使得反馈电平可得以降低。同时，确保开式反馈和耳廓的自然方向效应的利用。传声器放置在接收器的每一侧。这种结构不适合在本发明范围内使用。
EP 1351544 A2公开了一种定向传声器系统，其包括前面传声器、后面传声器、低噪相移电路和求和电路。前面传声器产生前面传声器信号，后面传声器产生后面传声器信号。低噪相移电路在前面传声器信号和后面传声器信号之间实施随频率而变的相差以产生受控方向增益损耗和保持预定频带的最大噪声电平放大。求和电路结合前面和后面传声器信号以产生定向传声器信号。所提出的解决方案用于控制方向灵敏度，而本发明目标在于消除声反馈。
US2010150385A1涉及通过沿直线布置包括两个互相电连接的传声器的定向传声器及接收器而防止反馈。定向传声器的定向效果设置成使得当从定向传声器看时，接收器布置在定向传声器的最低灵敏度的方向。
目前的解决方案均非最佳解决方案。或者开放耳选配与处于错误位置(在耳朵上面)的传声器结合使用，或者耳道入口处的传声器与错误验配(小通风孔-引起堵塞)一起使用。
先前用单一传声器在耳道中记录声音与开放耳选配(大通风孔)结合的尝试已遭遇困难。由助听器再现的声音的过度反馈限制了可获得的插入增益，从而使这样的系统不太有吸引力。
因而，需要一种减少甚或消除现有技术的这些缺陷的助听器装置。
发明内容
本发明的目标在于提供一种助听器装置，其佩戴舒适并向助听器装置的用户提供改善的、反馈比现有技术助听器装置少的声音。本发明的另一目标在于提供现有技术解决方案的备选解决方案。
本发明的目标还在于提供小尺寸助听器装置，其能够提供噪声电平比传统助听器装置低的自然声音。
一方面，根据本发明的助听器装置包括配置成用于布置在耳道中的接收器， 该助听器装置包括定向传声器，定向传声器包括分别称为前面传声器和后面传声器的两个传声器，或者定向传声器包括具有分别称为前面和后面声音入口的两个声音入口的一个传声器，其中该助听器装置包括用于基于定向传声器探测到的声音信号抵消声反馈的反馈抑制系统，及其中该助听器装置包括提供通风的“开放耳选配”。两个传声器或定向传声器的两个不同声音入口在耳道中布置在接收器的同一侧，声音被使得在两个传声器或定向传声器的入口和接收器之间传播。
藉此，获得佩戴舒适的助听器装置。此外，助听器装置的实施例向助听器装置的用户提供改善的声音，其具有比现有技术助听器装置少的反馈。
此外，可提供小助听器装置，其能够提供噪声比传统助听器装置低的自然声音(使用定向处理)。
接收器可以是适合布置在耳道中的任何类型的接收器。
在本发明中，按照助听器装置领域的惯例，术语“接收器”通常用于“扬声器”。术语扬声器偶尔也在本发明中使用，尽管没有意思上的区别。
在本说明书中，短语“(两个)传声器或定向传声器的(两个)不同声音入口在耳道中布置在接收器的同一侧”意为当沿助听器装置(或所提及的部件位于其中的助听器装置部分)的纵向看时处于接收器的同一侧。当助听器装置处于工作状态而位于耳道中时，传声器/声音入口优选位于接收器的同一侧，在某种程度上它们定位成比接收器更远离鼓膜(或一样远)(在朝向环境的耳道开口方向)。在实施例中，传声器之一(例如称为后面传声器)与接收器相邻定位，例如当处于工作状态而安装在耳道中时，它们使得其相应声音入口和出口处于同一平面、与鼓膜的距离相等。
助听器装置或包括具有两个声音入口的定向传声器，两个声音入口将声音导向该传声器的隔膜的两侧，或包括包含两个传声器的定向传声器。
在助听器装置包括两个传声器的情形下，这些传声器可以是任何适当的类型、大小和形状。两个传声器可以一样或不同。
在助听器装置包括具有两个不同声音入口的定向传声器的情形下，定向传 声器可以是任何适当的类型、大小和形状。
在实施例中，定向传声器包括MEMS传声器。在实施例中，前面和/或后面传声器包括MEMS传声器。这使能实现超小尺寸，例如前面和后面传声器入口之间的小距离。
助听器装置包括用于基于两个传声器或具有两个不同声音入口的定向传声器探测到的声音信号抵消声反馈的反馈抑制系统。这样的反馈抑制系统可包括处理单元，其包括处理器或任何其它适当装置如可变例如自适应滤波器。
在实施例中，反馈抑制系统包括用于延迟后面传声器拾取的后面传声器信号的延迟单元和用于将延迟的后面传声器信号从前面传声器拾取的前面传声器信号减去的组合单元。
在实施例中，反馈抑制系统包括反馈估计单元，用于估计从接收器到前面和后面传声器之一或两个或到定向传声器的前面和/或后面声音入口的声反馈。优选到后面和前面传声器/入口的反馈可分开估计。
术语“开放耳选配”意为具有通风孔的圆顶或具有大通风孔的耳模或壳体或提供通风的任何其它适当类型的验配如开口圆顶。“开放耳选配”可包括耳道件(如包括圆顶或耳模或壳体)，其在安装于耳道中时相对于耳道(耳道件位置处)的截面积提供5％以上的有效开口(通风面积)，如10％以上，如25％以上，如50％以上。有效开口例如可大于2mm2，如大于3mm2，如大于4mm2。在本说明书中，“大通风孔”意为具有大于2mm2如大于3mm2如大于4mm2的有效截面积的通风孔。在实施例中，术语“开放耳选配”意为传声器不比圆顶或耳模或壳体本身更堵塞耳道。换言之，耳模中的通风孔可形成耳朵的声学“开放”，传声器不进一步减小此开放。优选地，传声器入口可达声音。
有利地，助听器装置包括配置成用于布置在耳道中的接收器，其中该助听器装置包括两个传声器，其中该助听器装置包括用于基于两个传声器探测到的声音信号抵消声反馈的反馈抑制系统，其中该助听器装置包括提供通风(例如通风孔的形式)的“开放耳选配”，及其中两个传声器在耳道中布置在接收器的同一侧，及其中声音被使得在传声器和接收器之间传播。优选地，传声器和 扬声器(接收器)放在耳道中，使得声音能(自由)传播通过传声器。
在实施例中，助听器装置包括前面传声器和后面传声器。优选地，前面传声器的位置比后面传声器更远离鼓膜(更靠近耳道开口)。在实施例中，当助听器装置处于工作状态而安装到位时，助听器装置适于使前面传声器能位于耳道中或位于耳道开口附近(如距耳道开口外侧低于5mm)。
在本说明书中，“耳道开口”意为包含耳道壁开始(肉眼可见地)分叉时(当从鼓膜向外移动时)耳朵皮肤上的点构成的闭合曲线的平面。闭合曲线可通过(统计)验配技术(如线性回归)进行操控以提供最接近地表示原始曲线的平面曲线。
有利地，助听器装置包括具有前面传声器和后面传声器的耳模或壳体，其中耳模或壳体构造成用于插入到耳道内，使得接收器或至少接收器的声音入口安排成比后面传声器更靠近鼓膜，及后面传声器安排在接收器和前面传声器之间。在实施例中，前面传声器位于耳模或壳体上，使得当耳模或壳体安装在耳道中时其完全位于耳道中。作为备选，前面传声器位于耳模或壳体上，使得其位于耳道开口附近的耳廓外耳部分中(如距耳道开口的外侧低于5mm)。
前述助听器装置可成形为紧凑且可靠的结构。
总的来说，假定助听器装置包含与本发明中描述的助听器装置的功能相应的检测器。在实施例中，助听器装置包括电平检测器(LD)，用于确定输入信号(如基于频带电平和/或全(宽带)信号)的电平。在特定实施例中，助听器装置包括话音检测器(VD)，用于确定输入信号是否包括话音信号(在给定时间点)。在实施例中，助听器装置包括自我话音检测器，用于检测给定输入声音(如话音)是否源自系统用户的话音。在实施例中，助听器装置包括噪声检测器。在实施例中，助听器装置包括信噪比检测器(估计器)。噪声电平估计和/或SNR估计例如可结合话音活动检测器(VAD)进行。在实施例中，助听器装置包括反馈检测器，用于(动态)确定出现可观反馈(如啸声)或在给定时间点具有导致反馈啸声的风险的频率或频带(例如因为反馈电平估计高于某一阈值电平)。
有利地，传声器或声音入口安排成当助听器装置布置在正常耳道中时，使得在后面传声器或后面声音入口处接收的声反馈超过在前面传声器或前面声音入口处接收的声反馈至少3dB，优选4-6dB。
优选地，助听器装置安排成使得耳道中的声音可视为入局(来自外面)或出局(来自耳道/鼓膜侧)。助听器装置的目标在于减少(优选消除)出局声音同时保留入局声音(实质上)不变。这可通过使用定向系统中的两个传声器(前面和后面传声器)实现，其延迟后面传声器信号(由相对靠近鼓膜的后面传声器拾取)并将其从前面传声器信号(由相对远离鼓膜的前面传声器拾取)减去。
这使能非常有效地抑制定向传声器信号中的声反馈，对定向传声器信号中的外部信号量仅具有适度影响。入口之间的声反馈传播延迟可通过因而延迟后面传声器输出而进行补偿。电平差通过将前面传声器输出放大预定量而进行补偿，例如比后面传声器输出多3dB或4-6dB或更多(或相对于前面传声器信号对应衰减后面传声器信号)。优选地，前面和后面传声器匹配以使得后面传声器信号相对于前面传声器信号具有预定衰减(当助听器装置安装在耳道中及声音信号从鼓膜到达(反馈)时)。优选地，预定衰减适于补偿后面和前面传声器之间传播自鼓膜的(反馈)信号的衰减。在进入求和单元的两个支路中(参见图5a-5b)声反馈信号将相等。对于外部信号，放大差确保没有入口处的声音之间的相差将导致完全消除的频率。因而，对于外部信号，根据本发明的助听器装置具有接近完美的全向特性。
有利地，助听器装置具有一个定向传声器(具有后面和前面入口)，及阻尼材料提供在从后面入口到传声器膜片的流体通道中以提供3dB或更多的消极衰减，如4-6dB。优选地，从后面入口(到传声器膜片)的流体通道配置成具有比从前面入口(到传声器膜片)的通道长的声延迟。
在包括圆顶的实施例中，后面声音入口安排在圆顶和鼓膜之间有利(即在圆顶的内侧上，内侧为在助听器装置安装到位时面向鼓膜的那一侧)。
有利地，助听器装置包括具有一个或多个通风孔的圆顶或耳模或壳体，其 中通风孔的截面积的和为耳道的截面积的至少5％，优选至少10％如20％，使得
其中ai为第i个通风孔的截面积，及其中A为耳道的截面积。
藉此，确保提供足够的通风(足以避免闭塞)。
“耳道”的截面积指实际助听器装置拟插入于其内的耳道的截面积。这意味着用于儿童的助听器装置将具有比用于成人的助听器装置小的截面积。
有利地，助听器装置包括圆顶或耳模或壳体，及助听器装置包括前面传声器和后面传声器，及后面传声器布置在圆顶或耳模或壳体的内侧，及后面传声器安排成与接收器相邻。
这将增加两个传声器接收的信号的电平差。藉此，将改善外部声场的信噪比。
有利地，助听器装置包括集成在一个单元优选整体式主体中的后面传声器和接收器。
在实施例中，前面传声器位于圆顶或耳模或壳体的外侧上(外侧为在助听器装置安装到位时面向环境(远离鼓膜)的那一侧)。
在实施例中，前面传声器为电连接到助听器装置的处理单元的分开的单元，但不是包括后面传声器和/或接收器的单元的一部分。
可能使用具有两个声音入口(传声器膜片每一侧各一个)的定向传声器。有利地，声音入口设计成通过适当优化(设计)入口的长度和开口而实现通常的最佳电平和相差。
总的来说，助听器装置的壳体或耳模可具有任何形状及可分成多个不同部分或分开的主体。在实施例中，助听器装置的壳体或耳模(包括一个或多个部分或主体)具有包括中心直线轴的纵向延伸。在备选实施例中，壳体或耳模(包括一个或多个部分或主体)沿非线性轴延伸。在实施例中，前面和后面传声器(或前面和后面声音入口)及接收器不位于直线上。有利地，助听器装置包括具有第一部分和第二部分的壳体，其中两个部分中的每一部分基本上为盒 状或圆柱形，及其中第一部分的纵轴相对于第二部分的纵轴成一定角度(如150、160或170度)，及其中该壳体具有适合耳道解剖学的几何结构。
前述构造为用户友好的构造，容易插入到耳道中及容易从耳道移走。
有利地，第一部分包括前面传声器和后面传声器，及接收器被包围在第二部分中。作为备选，后面传声器也可包围在第二部分中。在两种情形下，前面和后面传声器及接收器不位于直线上(但反映壳体的第一和第二部分之间的角度)。在前述配置中，用于优化定向系统的程序特别有利(参见下面)。
总的来说，壳体或耳模的设计(包括形状、分段和大小)优选适于使得进入的声音信号能(自由)传播通过传声器并传向接收器。
有利地，助听器装置包括连到壳体的拔拉线。作为备选，可使用其它安装或移除件，例如经连接到位于耳道外面的部分的连接件或使用单独的工具。
拔拉线使容易将助听器装置插入到耳道内及使容易从耳道移走助听器装置。
拔拉线可连到壳体的近端(近(或外)端在助听器装置(包括壳体)安装到位时面向环境(远离鼓膜))。
有利地，拔拉线基本上沿拔拉线与之相连的壳体的(外)端的轴延伸。
优选地，拔拉线适于使进入声场的干扰最小化。在实施例中，拔拉线为纵向柔软件。在实施例中，纵向柔软件截面足够细从而很大程度上看不见和/或适于足够松弛以受重力控制而从耳道开口垂下。
有利地，助听器装置包括连到壳体的中空连接件，该连接件配置成接收因而机械连接到圆顶。
藉此，可提供圆顶到助听器装置的可靠且容易的连接。
有利地，连接件作为到壳体远端的延伸而延伸。藉此，可提供适合耳朵解剖学的用户友好的助听器装置。
有利地，在连接件的远(内)端处提供环形连接凸缘。连接件优选配置成接收因而机械连接到圆顶。
如先前提及的，助听器装置优选可包括定向系统，其包含安排成相对于前面传声器提供3dB或更多优选4-6dB(或更多)的后面传声器衰减的后面传声 器和前面传声器。有利地，助听器装置包括两个(如全向)传声器或具有两个声音入口的定向传声器，及助听器装置配置成及包括用于优化助听器装置的定向系统的(如自动)程序。在实施例中，优化定向系统的程序为动态(自适应)程序。
在实施例中，用于优化助听器装置的定向系统的程序包括播放纯音或扫频音或来自接收器的宽带噪声(例如在处理单元中产生)并检测两个传声器或两个声音入口接收的信号之间的电平差，以提供完美的电平匹配。该程序优选包括(使用同样的信号)检测两个传声器之间或定向传声器的两个声音入口之间的时延差。
优化(或校准)例如可由听觉护理专家(在验配程序期间)一次进行。作为备选，助听器装置可配置成每当助听器装置放在耳道中时进行该程序(例如每当装置加电时自动进行，和/或由用户经装置上的启动元件或经遥控器启动)。
有利地，助听器装置包括两个传声器或具有两个不同声音入口的定向传声器，及助听器装置配置成及包括用于优化助听器装置的定向系统的装置，其通过使用反馈单元估计从发射到接收器的信号到自每一传声器输入或自每一声音入口接收的信号的传递函数从而估计声音电平和时延和/或相位差进行。
使用反馈单元提供的信息可用于更新时延(通过使用延迟单元)和增益(通过使用放大器)。
有利地，助听器装置配置成及包括用于优化助听器装置的定向系统的装置，其通过检测定向传声器信号中的功率并使定向传声器信号中的总信号功率最小化进行。
通过使用自适应例程，可调节时延和增益以使定向传声器信号中的总信号功率最小化。由于声反馈(有时明显)对总信号功率有作用，可使用该参数优化定向系统。
有利地，助听器装置配置成确保定向传声器信号中的信号功率通过改变来自后面和/或前面入口的信号通路中的增益和/或时延而自适应最小化。自适应优选在朝向外部声音的灵敏度不受损害的条件下进行。这可通过使用任何适当 的技术实现，如针对传声器输出信号的广义旁瓣相消器(GSC)或最小方差无失真响应(MVDR)波束形成器。使信号功率最小化将有效减少定向传声器信号中的声反馈量，因为定向传声器信号中的总信号功率接近由外部信号贡献的信号功率和由声反馈贡献的信号功率的和。通常，自适应算法形成最小化过程的一部分。
优选地，自适应算法包括预测误差算法。在目前技术发展水平的助听器装置中频繁使用的自适应算法为LMS(最小均方)算法、归一化最小均方(NLMS)算法。然而，也可使用其它算法，例如参见[Haykin；2001](S.Haykin,Adaptive filter theory(Fourth Edition),Prentice Hall,2001)。
有利地，助听器装置配置成及包括用于在预定频带中优化助听器装置的定向系统的装置。
所描述的优化方法可在分开的频带中进行处理以使整个频率范围中的声反馈最小化。因此，在这样的实施例中，助听器装置包括用于将时变输入信号拆分为多个(时变)频带信号的分析滤波器组，及对应地包括用于合成来自多个(时变)频带信号的时变输出信号的合成滤波器组。此外，这种优化根据本发明的定向系统的方式使可能仅在反馈是问题的频带中优化定向系统。在该情形下，助听器装置可包括反馈检测器，用于检测当前有经历因反馈引起的啸声的风险的频带。作为备选，这样的易出现反馈啸声的频带可预先确定。
根据本发明的助听器装置因耳道中的传声器布置提供自然声音。可提供比传统助听器装置产生更少噪声(如更低的风噪)的助听器装置。
在本说明书中，“助听器装置”指适于改善、增强和/或保护用户的听觉能力的装置如助听器、听音装置或有源耳朵保护装置，其通过从用户环境接收声信号、产生对应的音频信号、可能修改该音频信号、及将可能已修改的音频信号作为听得见的信号提供给用户的至少一只耳朵而实现。
助听器装置可包括单一单元或几个彼此电子通信的单元。更一般地，助听器装置包括用于从用户环境接收声信号并提供对应的输入音频信号的输入变换器和/或用于以电子方式接收输入音频信号的“输入接收器”、用于处理输入音 频信号的信号处理电路、及用于根据处理后的音频信号将听得见的信号提供给用户的输出装置。一些助听器装置可包括多个输入变换器，例如用于提供随方向而变的音频信号处理。
在一些助听器装置中，输入接收器可以是无线接收器。在一些助听器装置中，输入接收器例如可以是用于接收有线信号的输入放大器。在一些助听器装置中，放大器可构成信号处理电路。在一些助听器装置中，输出装置可包括输出变换器，例如用于提供空传声信号的接收器(扬声器)。在实施例中，助听器装置特别适于使得部分如大部分或所有信号处理在适于位于耳道中的助听器装置部分外面进行，例如在适于位于耳后的部分中进行。在根据本发明的助听器装置中，这具有处理器可被使得非常小并可完全隐藏在耳朵后面的优点(相比于目前包括一个或多个传声器的BTE助听器)，因为其不包含必须“可见的”传声器。
“听力系统”指包括一个或两个助听器装置的系统，及“双耳听力系统”指包括两个助听器装置并适于协同地向用户的两只耳朵提供听得见的信号的系统。听力系统或双耳听力系统还可包括“辅助装置”，其与助听器装置通信并影响和/或受益于助听器装置的功能。辅助装置例如可以是遥控器、远程传声器、音频网关设备、移动电话(如智能电话)、广播系统、汽车音频系统或音乐播放器。助听器装置、听力系统或双耳听力系统例如可用于补偿听力受损人员的听觉能力损失、增强或保护正常听力人员的听觉能力和/或将电子音频信号传给人。
附图说明
本发明从下面给出的详细描述将得以更完全地理解。附图仅为图示说明的目的给出，因而它们不限制本发明的范围。在附图中：
图1a示出了根据本发明的助听器布置在用户耳道中的示意图。
图1b示出了图1a中所示助听器装置的示意性近视图。
图1c示出了图1a中所示助听器装置的另一示意图。
图2a指明了助听器装置中的接收器产生的近场反馈声波。
图2b示出了助听器装置的传声器怎样探测外部声波。
图3a示出了由根据本发明的助听器装置的方向系统提供的近场和远场声音的方向图。
图3b示出了传声器噪声为频率的函数的曲线。
图4a示出了根据本发明的助听器装置的示意性透视图。
图4b示出了图4a中所示助听器装置的示意性透视图，其具有带通风孔的圆顶。
图5a示出了根据本发明的助听器装置实施为反馈消除设置时的框图，其中助听器装置布置在理想的长管中。
图5b示出了根据本发明的助听器装置实施为配置成在助听器装置布置在耳道中时进行应用的设置时的框图。
图6a示出了根据本发明的助听器装置的示意性透视图。
图6b示出了图6a中所示助听器装置的示意性透视图，其具有带通风孔的圆顶。
具体实施方式
为说明本发明的优选实施方式，现在详细参考附图。根据本发明的助听器装置2的不同视图如图1a-1c中所示。
图1a示出了根据本发明的助听器装置2布置在用户耳朵20的耳道18中的示意图。助听器装置2包括提供有接收器8、前面传声器4和后面传声器6的外壳16。外壳16还容纳具有处理器的处理单元(未示出)，其配置成处理传声器4、6接收的声音信号。助听器装置2还包括在图1a中看不见的放大器。两个传声器4、6在接收器8的同一侧布置在耳道18中，声音被使得自由通过传声器4、6传到接收器8(反之亦然)。
助听器装置2包括连到外壳16的近端的拔拉线24。拔拉线24配置成在将助听器装置2插入到耳道18内时及在从耳道18移走助听器装置2时使用。
具有多个通风孔12,12’,12”的圆顶10连到外壳16的远端。通风孔12,12’,12”提供防止闭塞的通风。圆顶10可构造成适合布置在耳道的骨性区域中。
强调图1a仅为根据本发明的助听器装置2布置在耳道18中的示意图很重要。助听器装置2的实际尺寸和几何结构可以不同。作为例子，可能将助听器装置2的外壳16和圆顶10布置成比图1a中所示更靠近鼓膜22。
图1b示出了图1a中所示助听器装置的示意性近视图。可以看出，前面传声器4和后面传声器6安排成彼此靠近及它们具有一样的形状。如果需要，可能应用不同的传声器。此外，如果需要，传声器4、6可不同定向。
为图示说明目的，接收器8用点线指出。接收器可布置在外壳16内从而其从外面看不见。外壳16成形为(如易曲地)适合耳道18的解剖学。因而，外壳包括传声器4、6提供于其中的第一部分16’和接收器8提供于其中的第二部分16”。第一部分16’和第二部分16”相对于彼此稍微成一定角度以适合耳道18的几何结构。作为备选，外壳16配置成展现实质上线性的轴向延伸。
圆柱形中空连接件14连到外壳16的近端。连接件14作为外壳16的延伸而延伸。连接凸缘14’提供在连接件14的近端处。连接件14配置成接收因而连到圆顶10。
在图1c中，圆顶10已可分离地连到助听器装置2的连接件14。助听器装置2可具有其它类型的圆顶或耳模，然而，必须应用能够提供大通风口的所谓的“开放耳选配”。
代替使用两个传声器4、6，可能使用一个具有两个声音入口(如传声器膜片的每一侧各一个)的定向传声器，其中声音入口配置成实现通常的最佳电平和相差。这可以通过按适当方式设计入口的开口的长度和几何结构实现。
可能将后面传声器6布置在与接收器(扬声器出口)相邻的圆顶或耳模内侧上。对于外部信号，两个传声器信号之间的电平差将增大，外场的信噪比将得以改善。
后面传声器6可不同于前面传声器4(例如更小和/或配置成容许或产生更多或更少的噪声)。
可能将后面传声器6和接收器8集成在一个单元中，如整体式主体。
图2a示出了根据本发明的助听器装置2布置在助听器装置2的用户耳朵20的耳道18中的示意图。助听器装置2包括安排成靠近鼓膜22的圆顶10。助听器装置2还包括彼此相邻布置的前面传声器4和后面传声器6。接收器8与后面传声器6相邻布置。
助听器装置2的接收器8发出声音，其穿过中空连接件14(参见图1a-1c)和圆顶10进入耳道18的内部。部分所发出的声音作为声反馈逸离或泄漏(例如因来自鼓膜和圆顶及鼓膜之间的“残余空间”的其它部分的反射引起，在图2a中示意性地示为“声源”50)穿过圆顶10中的通风孔12,12’并到达声音入口(传声器)4、6，从而产生反馈回路。泄漏声音朝向外面(朝向环境，远离鼓膜)，其用指明向外方向的箭头28指出。泄漏的声波26在近场内由接收和放大信号的传声器4、6探测。根据本发明的助听器装置2配置成减少甚或消除助听器装置2的接收器8产生的反馈声波26，因而本发明可消除或减少声反馈对定向传声器信号的影响。
来自接收器8的在后面传声器6处的声压级高于在前面传声器4处的声压级。这由指明声波26的弧线的“厚度”表示。可以看出，声波26的“厚度”按到接收器8的距离的函数减小。
图2b示出了图2a中所示助听器装置2布置在助听器装置2的用户耳朵20的耳道18中的示意图。助听器装置2包括安排成靠近鼓膜22的圆顶10。助听器装置2的前面传声器4和后面传声器6探测具有向内方向30的外部声波32(远场声波)，向内方向由箭头30指明。
由助听器装置2的前面传声器4和后面传声器6拾取的外部声波32由助听器装置2处理，处理后的信号其后进行放大并发送给接收器8，其产生导向助听器装置2的用户耳朵20的鼓膜22的声波34。进入的外部声波32通过圆顶10并到达圆顶和鼓膜22之间的残余空间(以衰减的形式)，在那里其与接收器8产生的处理及放大后的版本混合。
图3a示出了图2a-2b中所示助听器装置的方向系统(包括前面传声器和后 面传声器4、6)提供的近场声波36和远场声波38的方向图40。方向图40示出了分别关于图2a和图2b中所示助听器装置设置的声音方向28、30(即相较于图2a-2b中的设置垂直翻转)。
可以看出，助听器装置的传声器系统在近场(反馈声音，在朝向鼓膜的方向28具有最小灵敏度，大部分反馈预期具有其来源)针对方向性进行调谐(心脏线36)，及传声器系统的方向性在远场基本为全向(圆形图38)(外部声音)。对于具有两个传声器的传统定向传声器系统，灵敏度在低频率下降低。然而，由于根据本发明的助听器装置在近场应用聚焦的方向性，灵敏度下降将不太明显因而信噪比将得以改善(参见图3b)。
图3b示出了dB刻度的传声器噪声44为按Hz计量的频率F的函数的曲线42。曲线42示出了远场噪声46(外部声音)和近场噪声48(反馈)为频率F的函数。图3b示出了根据本发明的助听器装置的定向传声器信号(图3a中的心脏线36)中的传声器噪声相较于来自单一(全向特性，图3a中的38)传声器的传声器噪声之间的差，假定助听器装置中使用两个一样的传声器。
图4a示出了根据本发明的助听器装置2的示意性透视图。助听器装置2包括具有第一部分16’和第二部分16”的外壳16。两个部分16’,16”中的每一部分基本上为盒状。第一部分16’的纵轴X相对于第二部分16”的纵轴Y成一定角度。提供这种结构是为了使助听器装置2适合耳道18的解剖学。
前面传声器4和后面传声器6提供在助听器装置2的外壳16的第一部分16’中。前面传声器4和后面传声器6彼此相邻布置。外壳16的第二部分16”包括电池(未示出)、放大器(未示出)和能够根据预定方案(例如，如本领域已知的，使传声器信号进行适当的(线性)组合)处理前面传声器4和后面传声器6探测到的声音信号以减少声反馈的处理单元(未示出)。
圆柱形细长拔拉线24连到助听器装置2的外壳16的第一部分16’的近(外)端。中空(管形)圆柱形连接件14作为助听器装置2的外壳16的第二部分16”的远(内)端的延伸而延伸。环形连接凸缘14’提供在连接件14的远端处。连接件14构造成接收因而机械连接到圆顶10，如图4b中所示。
图4b示出了图4a中所示助听器装置2的示意性透视图。具有多个通风孔12,12’,12”的圆顶10机械连接到连接件14。通风孔12,12’,12”配置成提供通风以防止闭塞。
作为与图4b中所示圆顶10类似的备选方案，可应用任何其它类型的通风圆顶或外壳或耳模。
图5a示出了根据本发明的助听器装置实施为反馈衰减或消除设置时的框图，其中助听器装置布置在理想的长管中。
该框图示出了前面传声器4’和后面传声器6’。前面传声器4’电连接到配置成结合前面传声器信号和后面传声器信号以产生定向传声器信号的求和电路52。传声器6’借助于电连接(如导体)62电连接到放大器g1。
来自后面传声器6’的放大后的信号被进一步延迟。延迟借助于通过导体64电连接到放大器g1的延迟单元d进行。延迟单元d另外借助于电导体66电连接到求和电路52。
求和单元52产生的定向传声器信号借助于电导体56馈给第二放大器g2。放大后的信号通过导体58从放大器g2转发给数字信号处理器DSP。数字信号处理器借助于电连接60连接到接收器8。接收器8产生朝向用户鼓膜发送的处理后的声波(例如参见图2a-2b中的34)。
在理想情形下，其中助听器装置布置在理想长管中，可将声音考虑为沿耳道轴向(如图2a-2b中的30)移动的平面波。来自接收器的声反馈可通过使用一对匹配的传声器4’,6’及对后面传声器6’应用延迟而消除，其中延迟相当于传声器4’,6’之间的距离和声速确定的时延。无反馈信号(在56处)可通过在求和电路52中对两个信号求减而得到，如图5a中所示。
然而，实际上，耳道不能考虑为理想长管。因此，声音不能视为沿耳道轴向移动的平面波。
在图5a的理想情形下，两个传声器通路中的增益应相等(假定一样的传声器)以消除平面波声反馈。然而，这样的安排同样消除外部信号中的部分频率，即传声器入口之间的传播延迟和后面传声器入口信号的另外的延迟的和等于 180度相移时的频率。对于入口之间约1cm的距离，这将在约8.5kHz时出现。当入口安排成接收具有3dB(或更大)或4-6dB差的反馈时，前述效应可得以避免。
图5b示出了根据本发明的助听器装置实施为配置成在助听器装置布置在耳道中时进行应用的设置时的框图。
该框图与图5a中所示基本上类似，但其已稍微修改。
反馈单元FB通过导体68电连接到导体54。藉此，来自前面传声器4’的信号发送给反馈单元FB。反馈单元FB通过导体70另外电连接到导体62。因而，来自后面传声器6’的信号发送给反馈单元FB。
反馈单元FB借助于电导体72电连接到放大器g1及借助于电导体76电连接到延迟单元d。反馈单元FB借助于电导体74另外电连接到导体60，从而来自数字信号处理器DSP的信号可在反馈单元中接收。
反馈单元FB配置成利用所有所接收的信号以减少声反馈(通过自适应控制放大器g1和延迟单元d)。
在真耳中，传播进入耳道和从耳道传出的声音并不完全为平面波，因为：a)跨截面区域变化；b)耳道弯曲；c)耳道的短长度；及d)声反馈的声源50(参见图2a)相当靠近传声器4’,6’。为实现声反馈的最佳消除或衰减，传声器灵敏度水准可在使用来自接收器8的信号的程序中进行匹配。
在实践中，来自接收器8的在后面传声器6’处的声压级高于在前面传声器4’处的声压级，如图2a中所示。因此，传声器系统在近场针对方向性进行优化，及在远场，方向性实质上为全向(如图3a中所示)。
有几种方式优化根据本发明的定向系统。
第一选择是播放纯音或扫频音或来自接收器8的宽带噪声以检测两个传声器4’,6’之间的电平差从而提供完美的电平匹配。该检测例如可在有权使用54和62(如体现在反馈单元FB中)处的相应信号的处理单元中进行。同样的信号可用于检测两个传声器4’,6’之间的时延差。这可由听觉护理专家一次进行或每当助听器装置放在耳道中时进行(通过特定处理单元，如反馈单元FB或等 效单元)。
优选地，助听器装置包括与验配系统的编程接口(如无线接口)。在实施例中，定向系统优化程序配置成从验配系统启动，优化结果在验配系统中进行处理，使得所得参数(如放大和延迟)从验配系统经编程接口上传到助听器装置。
然而，优选地，助听器装置配置成自动执行定向系统优化程序和/或从用户接口启动。
第二选择为使用反馈单元FB估计从发射到接收器8的信号到自每一传声器输入接收的信号的传递函数及估计电平和时延/相位差。使用反馈单元FB提供的信息之后可用于更新(延迟单元d的)时延和(放大器g1的)增益，如图5b中所示。这可使能自动适应助听器装置使用期间变化的条件。
优化根据本发明的定向系统的第三种方式是使定向传声器信号中的总信号功率最小化，优选使得朝向从外部空间接收的信号的灵敏度保持恒定。通过使用自适应例程，可调节时延和增益以使总信号功率最小化。由于声反馈对总信号功率明显有作用，可使用该参数优化定向系统。
上述优化程序描述为在时域进行。然而，根据本发明的定向系统也可在频域进行优化(通过将传声器信号拆分为多个频带，及在馈给接收器8之前将频带信号合成为时域信号)。所描述的优化方法可在分开的频带中进行处理以使整个频率范围中的声反馈最小化。此外，这种优化根据本发明的定向系统的方式使可能仅在反馈是问题的频带中优化定向系统。
根据本发明的助听器装置的主要优点之一在于反馈的减少使能更高的插入增益。因此，可获得更自然的传声器定位效果(在耳道中，与“耳后”相反)的好处，并可能获得接近具有相应通风孔的BTE和RITE助听器装置中应用的电平的插入增益。
根据本发明的助听器装置的另一优点在于定向系统的自适应优化说明了因颌部运动引起的声反馈动态变化或耳道中泄漏及有效通风的变化。
另外的优点在于耳道中产生的闭塞声音也被衰减。此外，对于具有较小通 风孔的系统，实现总体上减少的闭塞效应。
图6a示出了根据本发明的助听器装置2的示意性透视图。助听器装置2包括具有第一部分16’和第二部分16”的外壳16。两个部分16’,16”中的每一部分基本上为盒状，第一部分16’的纵轴X相对于第二部分16”的纵轴Y成一定角度以使助听器装置2适合耳道18的解剖学。
前面传声器4提供在助听器装置2的外壳16的第一部分16’处。外壳16的第二部分16”包括接收器8、后面传声器6、电池(未示出)、放大器(未示出)和配置成根据如用于补偿听觉缺陷的预定处理方案处理前面传声器4和后面传声器6探测到的声音信号同时减少声反馈的处理单元(未示出)。助听器装置2包括集成在同一单元中的接收器8和后面传声器6。前面和后面传声器及接收器因而不位于直线上(而是反映轴X和Y之间的角度)。
拔拉线24作为助听器装置2的外壳16的第一部分16’的近端的延伸而延伸，管形圆柱形连接件14作为助听器装置2的外壳16的第二部分16”的远端的延伸而延伸。连接件14具有环形连接凸缘14’。连接件14用于机械固定到圆顶10，如图6b中所示。
图6b示出了图6a中所示助听器装置2的示意性透视图。构造成提供通风以防止闭塞的、具有多个通风孔12,12’,12”的圆顶10连接到连接件14。通风孔12,12’,12”具有通风面积a1,a2,a3，ai为第i个通风孔的面积。。
在图6b的助听器装置2上面，示意性地示出了耳道18及其示例性截面积A(对应于耳道中具有通风面积a1,a2,…,ai的圆顶的(轴向)位置)。