具有耳道式傳聲器的助聽器裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了具有耳道式傳聲器的助聽器裝置，其包括接收器及定向傳聲器，所述定向傳聲器包括前面傳聲器和后面傳聲器或包括具有前面和后面聲音入口的一個傳聲器，所述助聽器裝置包括反饋抑制系統及開放耳選配，其中兩個傳聲器或兩個不同聲音入口在耳道中布置在接收器的同一側；所述助聽器裝置包括構造成用于插入到耳道內的耳模或殼體，使得接收器或其聲音出口安排成比后面傳聲器或后面聲音入口更靠近鼓膜，及后面傳聲器或后面聲音入口安排在接收器和前面傳聲器或前面聲音入口之間；及傳聲器或聲音入口配置成使得，當助聽器裝置布置在正常耳道中時，在后面傳聲器或后面聲音入口處接收的聲反饋超過在前面傳聲器或前面聲音入口處接收的聲反饋至少3dB。
【專利說明】具有耳道式傳聲器的助聽器裝置
【技術領域】
[0001] 本發明總體上涉及配置成減少聲反饋的助聽器裝置。本發明尤其涉及使至少一傳 聲器和接收器布置在耳道中的助聽器裝置。
【背景技術】
[0002] 耳道中的聲音包含作為聽覺系統輸入所需要的所有信息，包括空間方位。因而，放 置助聽器裝置傳聲器以記錄聲音的最佳位置是位于耳道中。耳后式（BTE)助聽器裝置通常 具有傳聲器或一對傳聲器，其配置成布置在助聽器裝置用戶的耳朵上面或耳朵后面。建立 這樣的布置以抵消在助聽器裝置中應用大增益時出現的聲反饋。
[0003] 使傳聲器位于耳朵上面的缺點在于在捕獲聲音時根本未考慮耳廓的功能，而耳廓 對于聲音定位尤為重要。因而，助聽器系統給聽覺系統的聲音輸入不包含耳廓提供的信息。
[0004] 市場上的其它類型的助聽器裝置如耳內式（ITE)、耳道式（ITC)和深耳道式（CIC) 助聽器裝置使傳聲器靠近耳道入口布置。原則上，用這些傳聲器可更準確地捕獲聲音的空 間性質。遺憾的是，這些助聽器裝置通常不配置成提供大增益，因為這些助聽器裝置的使用 與產生反饋的風險相關聯。
[0005] 為減少或防止反饋，耳道必須密封（堵塞），如用耳模或殼體，通風孔的尺寸通常 非常小。眾所周知，這些耳模/殼體在較長時間佩戴時不舒適。此外，有限的通風導致令人 不愉快的堵塞效應。為此，有朝向"開放耳選配"發展的趨勢，例如耳內式接收器與大的（有 效的）通風孔結合。
[0006] US2007030990A1公開了具有低反饋傾向的聽力裝置，其具有同時發生的開式反 饋及利用耳廓的自然方向效應。該聽力裝置具有用于插入到耳道內的管形耳朵配合件，揚 聲器布置在耳朵配合件中，及至少兩個傳聲器與處于聽力裝置內置狀態的揚聲器聲學上對 稱地布置在耳朵配合件中。揚聲器發出的聲音可區分于可用聲音，使得反饋電平可得以降 低。同時，確保開式反饋和耳廓的自然方向效應的利用。傳聲器放置在接收器的每一側。這 種結構不適合在本發明范圍內使用。
[0007] EP1351544A2公開了一種定向傳聲器系統，其包括前面傳聲器、后面傳聲器、低 噪相移電路和求和電路。前面傳聲器產生前面傳聲器信號，后面傳聲器產生后面傳聲器信 號。低噪相移電路在前面傳聲器信號和后面傳聲器信號之間實施隨頻率而變的相差以產生 受控方向增益損耗和保持預定頻帶的最大噪聲電平放大。求和電路結合前面和后面傳聲器 信號以產生定向傳聲器信號。所提出的解決方案用于控制方向靈敏度，而本發明目標在于 消除聲反饋。
[0008] US2010150385A1涉及通過沿直線布置包括兩個互相電連接的傳聲器的定向傳聲 器及接收器而防止反饋。定向傳聲器的定向效果設置成使得當從定向傳聲器看時，接收器 布置在定向傳聲器的最低靈敏度的方向。
[0009] 目前的解決方案均非最佳解決方案。或者開放耳選配與處于錯誤位置（在耳朵上 面）的傳聲器結合使用，或者耳道入口處的傳聲器與錯誤驗配（小通風孔-引起堵塞）一 起使用。
[0010] 先前用單一傳聲器在耳道中記錄聲音與開放耳選配（大通風孔）結合的嘗試已遭 遇困難。由助聽器再現的聲音的過度反饋限制了可獲得的插入增益，從而使這樣的系統不 太有吸引力。
[0011] 因而，需要一種減少甚或消除現有技術的這些缺陷的助聽器裝置。
【發明內容】
[0012] 本發明的目標在于提供一種助聽器裝置，其佩戴舒適并向助聽器裝置的用戶提供 改善的、反饋比現有技術助聽器裝置少的聲音。本發明的另一目標在于提供現有技術解決 方案的備選解決方案。
[0013] 本發明的目標還在于提供小尺寸助聽器裝置，其能夠提供噪聲電平比傳統助聽器 裝置低的自然聲音。
[0014] 一方面，根據本發明的助聽器裝置包括配置成用于布置在耳道中的接收器，該助 聽器裝置包括定向傳聲器，定向傳聲器包括分別稱為前面傳聲器和后面傳聲器的兩個傳 聲器，或者定向傳聲器包括具有分別稱為前面和后面聲音入口的兩個聲音入口的一個傳聲 器，其中該助聽器裝置包括用于基于定向傳聲器探測到的聲音信號抵消聲反饋的反饋抑制 系統，及其中該助聽器裝置包括提供通風的"開放耳選配"。兩個傳聲器或定向傳聲器的兩 個不同聲音入口在耳道中布置在接收器的同一側，聲音被使得在兩個傳聲器或定向傳聲器 的入口和接收器之間傳播。
[0015] 藉此，獲得佩戴舒適的助聽器裝置。此外，助聽器裝置的實施例向助聽器裝置的用 戶提供改善的聲音，其具有比現有技術助聽器裝置少的反饋。
[0016] 此外，可提供小助聽器裝置，其能夠提供噪聲比傳統助聽器裝置低的自然聲音 (使用定向處理）。
[0017] 接收器可以是適合布置在耳道中的任何類型的接收器。
[0018] 在本發明中，按照助聽器裝置領域的慣例，術語"接收器"通常用于"揚聲器"。術 語揚聲器偶爾也在本發明中使用，盡管沒有意思上的區別。
[0019] 在本說明書中，短語"（兩個）傳聲器或定向傳聲器的（兩個）不同聲音入口在耳 道中布置在接收器的同一側"意為當沿助聽器裝置（或所提及的部件位于其中的助聽器裝 置部分）的縱向看時處于接收器的同一側。當助聽器裝置處于工作狀態而位于耳道中時， 傳聲器/聲音入口優選位于接收器的同一側，在某種程度上它們定位成比接收器更遠離鼓 膜（或一樣遠）（在朝向環境的耳道開口方向）。在實施例中，傳聲器之一（例如稱為后面 傳聲器）與接收器相鄰定位，例如當處于工作狀態而安裝在耳道中時，它們使得其相應聲 音入口和出口處于同一平面、與鼓膜的距離相等。
[0020] 助聽器裝置或包括具有兩個聲音入口的定向傳聲器，兩個聲音入口將聲音導向該 傳聲器的隔膜的兩側，或包括包含兩個傳聲器的定向傳聲器。
[0021] 在助聽器裝置包括兩個傳聲器的情形下，這些傳聲器可以是任何適當的類型、大 小和形狀。兩個傳聲器可以一樣或不同。
[0022] 在助聽器裝置包括具有兩個不同聲音入口的定向傳聲器的情形下，定向傳聲器可 以是任何適當的類型、大小和形狀。
[0023] 在實施例中，定向傳聲器包括MEMS傳聲器。在實施例中，前面和/或后面傳聲器 包括MEMS傳聲器。這使能實現超小尺寸，例如前面和后面傳聲器入口之間的小距離。
[0024] 助聽器裝置包括用于基于兩個傳聲器或具有兩個不同聲音入口的定向傳聲器探 測到的聲音信號抵消聲反饋的反饋抑制系統。這樣的反饋抑制系統可包括處理單元，其包 括處理器或任何其它適當裝置如可變例如自適應濾波器。
[0025] 在實施例中，反饋抑制系統包括用于延遲后面傳聲器拾取的后面傳聲器信號的延 遲單元和用于將延遲的后面傳聲器信號從前面傳聲器拾取的前面傳聲器信號減去的組合 單元。
[0026] 在實施例中，反饋抑制系統包括反饋估計單元，用于估計從接收器到前面和后面 傳聲器之一或兩個或到定向傳聲器的前面和/或后面聲音入口的聲反饋。優選到后面和前 面傳聲器/入口的反饋可分開估計。
[0027] 術語"開放耳選配"意為具有通風孔的圓頂或具有大通風孔的耳模或殼體或提供 通風的任何其它適當類型的驗配如開口圓頂。"開放耳選配"可包括耳道件（如包括圓頂或 耳模或殼體），其在安裝于耳道中時相對于耳道（耳道件位置處）的截面積提供5%以上的 有效開口（通風面積），如10%以上，如25%以上，如50%以上。有效開口例如可大于2mm2， 如大于3mm2,如大于4mm2。在本說明書中，"大通風孔"意為具有大于2mm2如大于3mm2如大 于4mm2的有效截面積的通風孔。在實施例中，術語"開放耳選配"意為傳聲器不比圓頂或耳 模或殼體本身更堵塞耳道。換言之，耳模中的通風孔可形成耳朵的聲學"開放"，傳聲器不進 一步減小此開放。優選地，傳聲器入口可達聲音。
[0028] 有利地，助聽器裝置包括配置成用于布置在耳道中的接收器，其中該助聽器裝置 包括兩個傳聲器，其中該助聽器裝置包括用于基于兩個傳聲器探測到的聲音信號抵消聲反 饋的反饋抑制系統，其中該助聽器裝置包括提供通風（例如通風孔的形式）的"開放耳選 配"，及其中兩個傳聲器在耳道中布置在接收器的同一側，及其中聲音被使得在傳聲器和接 收器之間傳播。優選地，傳聲器和揚聲器（接收器）放在耳道中，使得聲音能（自由）傳播 通過傳聲器。
[0029] 在實施例中，助聽器裝置包括前面傳聲器和后面傳聲器。優選地，前面傳聲器的位 置比后面傳聲器更遠離鼓膜（更靠近耳道開口）。在實施例中，當助聽器裝置處于工作狀態 而安裝到位時，助聽器裝置適于使前面傳聲器能位于耳道中或位于耳道開口附近（如距耳 道開口外側低于5mm)。
[0030] 在本說明書中，"耳道開口"意為包含耳道壁開始（肉眼可見地）分叉時（當從鼓 膜向外移動時）耳朵皮膚上的點構成的閉合曲線的平面。閉合曲線可通過（統計）驗配技 術（如線性回歸）進行操控以提供最接近地表示原始曲線的平面曲線。
[0031] 有利地，助聽器裝置包括具有前面傳聲器和后面傳聲器的耳模或殼體，其中耳模 或殼體構造成用于插入到耳道內，使得接收器或至少接收器的聲音入口安排成比后面傳聲 器更靠近鼓膜，及后面傳聲器安排在接收器和前面傳聲器之間。在實施例中，前面傳聲器位 于耳模或殼體上，使得當耳模或殼體安裝在耳道中時其完全位于耳道中。作為備選，前面傳 聲器位于耳模或殼體上，使得其位于耳道開口附近的耳廓外耳部分中（如距耳道開口的外 側低于5mm)。
[0032] 前述助聽器裝置可成形為緊湊且可靠的結構。
[0033] 總的來說，假定助聽器裝置包含與本發明中描述的助聽器裝置的功能相應的檢測 器。在實施例中，助聽器裝置包括電平檢測器（LD)，用于確定輸入信號（如基于頻帶電平和 /或全（寬帶）信號）的電平。在特定實施例中，助聽器裝置包括話音檢測器（VD)，用于確 定輸入信號是否包括話音信號（在給定時間點）。在實施例中，助聽器裝置包括自我話音檢 測器，用于檢測給定輸入聲音（如話音）是否源自系統用戶的話音。在實施例中，助聽器裝 置包括噪聲檢測器。在實施例中，助聽器裝置包括信噪比檢測器（估計器）。噪聲電平估計 和/或SNR估計例如可結合話音活動檢測器（VAD)進行。在實施例中，助聽器裝置包括反 饋檢測器，用于（動態）確定出現可觀反饋（如嘯聲）或在給定時間點具有導致反饋嘯聲 的風險的頻率或頻帶（例如因為反饋電平估計高于某一閾值電平）。
[0034] 有利地，傳聲器或聲音入口安排成當助聽器裝置布置在正常耳道中時，使得在后 面傳聲器或后面聲音入口處接收的聲反饋超過在前面傳聲器或前面聲音入口處接收的聲 反饋至少3dB，優選4-6dB。
[0035] 優選地，助聽器裝置安排成使得耳道中的聲音可視為入局（來自外面）或出局 (來自耳道/鼓膜側）。助聽器裝置的目標在于減少（優選消除）出局聲音同時保留入局 聲音（實質上）不變。這可通過使用定向系統中的兩個傳聲器（前面和后面傳聲器）實 現，其延遲后面傳聲器信號（由相對靠近鼓膜的后面傳聲器拾取）并將其從前面傳聲器信 號（由相對遠離鼓膜的前面傳聲器拾取）減去。
[0036] 這使能非常有效地抑制定向傳聲器信號中的聲反饋，對定向傳聲器信號中的外部 信號量僅具有適度影響。入口之間的聲反饋傳播延遲可通過因而延遲后面傳聲器輸出而進 行補償。電平差通過將前面傳聲器輸出放大預定量而進行補償，例如比后面傳聲器輸出多 3dB或4-6dB或更多（或相對于前面傳聲器信號對應衰減后面傳聲器信號）。優選地，前面 和后面傳聲器匹配以使得后面傳聲器信號相對于前面傳聲器信號具有預定衰減（當助聽 器裝置安裝在耳道中及聲音信號從鼓膜到達（反饋）時）。優選地，預定衰減適于補償后面 和前面傳聲器之間傳播自鼓膜的（反饋）信號的衰減。在進入求和單元的兩個支路中（參 見圖5a-5b)聲反饋信號將相等。對于外部信號，放大差確保沒有入口處的聲音之間的相差 將導致完全消除的頻率。因而，對于外部信號，根據本發明的助聽器裝置具有接近完美的全 向特性。
[0037] 有利地，助聽器裝置具有一個定向傳聲器（具有后面和前面入口），及阻尼材料提 供在從后面入口到傳聲器膜片的流體通道中以提供3dB或更多的消極衰減，如4_6dB。優選 地，從后面入口（到傳聲器膜片）的流體通道配置成具有比從前面入口（到傳聲器膜片） 的通道長的聲延遲。
[0038] 在包括圓頂的實施例中，后面聲音入口安排在圓頂和鼓膜之間有利（即在圓頂的 內側上，內側為在助聽器裝置安裝到位時面向鼓膜的那一側）。
[0039] 有利地，助聽器裝置包括具有一個或多個通風孔的圓頂或耳模或殼體，其中通風 孔的截面積的和為耳道的截面積的至少5%，優選至少10%如20%，使得
【權利要求】
1. 一種助聽器裝置，包括配置成用于布置在耳道中的接收器，所述助聽器裝置包括定 向傳聲器，所述定向傳聲器包括分別稱為前面傳聲器和后面傳聲器的兩個傳聲器或者所述 定向傳聲器包括具有分別稱為前面和后面聲音入口的兩個聲音入口的一個傳聲器，所述助 聽器裝置包括用于基于所述定向傳聲器探測到的聲音信號抵消聲反饋的反饋抑制系統，所 述助聽器裝置包括提供通風的開放耳選配，其中： -所述兩個傳聲器或所述定向傳聲器的兩個不同聲音入口在耳道中布置在所述接收 器的同一側，聲音被使得在所述兩個傳聲器或所述定向傳聲器的入口和所述接收器之間傳 播； -所述助聽器裝置包括具有所述前面傳聲器和所述后面傳聲器的耳模或殼體，其中所 述耳模或殼體構造成用于插入到耳道內，使得所述接收器或所述接收器的聲音出口安排成 比所述后面傳聲器或所述后面聲音入口更靠近鼓膜，及所述后面傳聲器或所述后面聲音入 口安排在所述接收器和所述前面傳聲器或所述前面聲音入口之間；及 -所述傳聲器或所述聲音入口配置成使得，當所述助聽器裝置布置在正常耳道中時，在 所述后面傳聲器或所述后面聲音入口處接收的聲反饋超過在所述前面傳聲器或所述前面 聲音入口處接收的聲反饋至少3地。
2. 根據權利要求1所述的助聽器裝置，其中所述反饋抑制系統包括用于延遲所述后面 傳聲器拾取的后面傳聲器信號的延遲單元和用于將延遲的后面傳聲器信號從所述前面傳 聲器拾取的前面傳聲器信號減去的組合單元。
3. 根據權利要求1所述的助聽器裝置，其中提供通風的所述開放耳選配實施成所述助 聽器裝置包括具有一個或多個通風孔的圓頂或耳模，其中所述通風孔的截面積的和為耳道 的截面積的至少5%，使得
*其中為第i個通風孔的截面積，及其中A為耳道的截面積。
4. 根據權利要求1所述的助聽器裝置，其中所述助聽器裝置包括圓頂或耳模，及所述 助聽器裝置包括所述前面傳聲器和所述后面傳聲器，及所述后面傳聲器布置在圓頂或耳模 的內側，及所述后面傳聲器安排成與所述接收器相鄰。
5. 根據權利要求1所述的助聽器裝置，其中所述助聽器裝置包括集成在單一單元中的 后面傳聲器和接收器。
6. 根據權利要求1所述的助聽器裝置，其中所述助聽器裝置包括具有第一部分和第二 部分的殼體，其中兩個部分中的每一部分為盒狀或圓柱形，及其中所述第一部分的縱軸相 對于所述第二部分的縱軸成一定角度，及其中所述殼體具有適合耳道解剖學的幾何結構。
7. 根據權利要求6所述的助聽器裝置，其中所述第一部分包括所述前面傳聲器和所述 后面傳聲器，及所述接收器被包圍在所述第二部分中。
8. 根據權利要求6所述的助聽器裝置，其中所述前面傳聲器和所述后面傳聲器及所述 接收器不位于共同直線上，但反映所述殼體的第一和第二部分之間的角度。
9. 根據權利要求1所述的助聽器裝置，其中所述助聽器裝置包括所述后面傳聲器和所 述前面傳聲器，及所述助聽器裝置配置成相對于所述前面傳聲器拾取的信號將所述后面傳 聲器拾取的信號衰減3地或更多。
10. 根據權利要求1所述的助聽器裝置，其中所述助聽器裝置包括包含兩個傳聲器或
包含具有兩個聲音入口的定向傳聲器的定向系統，及所述助聽器裝置包括配置成執行用于 優化所述助聽器裝置的所述定向系統的程序的處理單元。
11. 根據權利要求10所述的助聽器裝置，其中用于執行優化所述助聽器裝置的所述定 向系統的程序的所述處理單元配置成播放純音或掃頻音或來自所述接收器的寬帶噪聲因 而檢測兩個傳聲器或兩個聲音入口之間的電平差從而提供完美的電平匹配，其中同樣的信 號用于檢測所述定向傳聲器的兩個傳聲器或兩個聲音入口之間的時延差。
12. 根據權利要求10所述的助聽器裝置，其中用于優化所述助聽器裝置的所述定向系 統的程序的所述處理單元配置成使用反饋單元估計從接收器發出的信號到自每一傳聲器 輸入接收的信號或到自每一聲音入口接收的信號的傳遞函數從而估計聲音電平和時延和/ 或相位差。
13. 根據權利要求10所述的助聽器裝置，其中所述處理單元配置成通過檢測定向傳聲 器信號中的信號功率并使所述定向傳聲器信號中的總功率最小化而優化所述助聽器裝置 的所述定向系統。
14. 根據權利要求10所述的助聽器裝置，其中優化所述定向系統的程序為動態程序。
15. 根據權利要求10所述的助聽器裝置，其中所述助聽器裝置配置成在預定或自適應 確定的頻帶中優化所述助聽器裝置的所述定向系統。
【文檔編號】H04R25/00GK104427454SQ201410444241
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年9月2日 優先權日:2013年9月2日
【發明者】S·O·彼特森, P·米納爾 申請人:奧迪康有限公司