DE69823971T2

DE69823971T2 - Hörgerät mit Richtcharakteristik

Info

Publication number: DE69823971T2
Application number: DE1998623971
Authority: DE
Inventors: Marinus Marias Boone; Ivo Leon Diane Marie Merks; Aart Zeger Van Halteren
Original assignee: SonionMicrotronic Nederland BV
Current assignee: Sonion Nederland BV
Priority date: 1997-12-19
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2018-12-19
Also published as: DE69823971D1; EP0924958A1; EP0924958B1; DK0924958T3; NL1007858C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Hörgerät mit drei Mikrofonen, zwei Prozessoren, wobei in jedem Falle zwei der Mikrofone paarweise elektrisch an einen ersten und einen zweiten Prozessor angeschlossen werden, und jeder Prozessor einen ersten Summierer zur Lieferung eines Differenzsignals aus den Mikrofonsignalen umfaßt, sowie einem Integrator, der an den Ausgang des ersten Summierers angeschlossen ist; wobei ein Ausgang zu weiterer Verarbeitung in einer Wiedergabevorrichtung an den Prozessor angeschlossen ist.
Ein derartiges Hörgerät ist aus der Internationalen Patentanmeldung WO 95/12961 bekannt. Diese Anmeldung, betrifft ein Richtmikrofonsystem. Von jeweils zwei Mikrofonen werden die Ausgangssignale sowohl proportional als auch integrierend verstärkt und einem Summierer zugeführt.
US-A-4,334,740 beschreibt ein Richtmikrofonsystem mit einer Anordnung aus vier Mikrofonen, wobei die Signale von zweien in einem Summierer subtrahiert werden, das Ausgangssignal dieses Summierers mit einem Integrator gekoppelt ist und das Ausgangssignal dieses Integrators in einem ersten Verstärker verstärkt wird. Die Signale der beiden anderen Mikrofone werden addiert, und das addierte Signal wird in einem zweiten Verstärker verstärkt. Die Ausgangssignale des ersten und zweiten Verstärkers werden wieder addiert, um das Ausgangssignal des Mikrofonsystems zu liefern.
Bei Hörgeräten ist die Richtfähigkeit sehr wichtig, um eine hohe Sprachhörbarkeit zu erzielen. Die akustischen Signale sollten selektiv verstärkt werden: nur die Sprachsignale oder andere wichtige Toninformationen sollten verstärkt werden, nicht die unvermeidlichen unerwünschten Geräusche.
Daher besteht Bedarf an einem stark gerichteten Hörgerät, bei dem die Richtcharakteristik des Hörgerätes eine gute Reaktion auf den Unterschied beim Schalldruck zwischen zwei diskreten Mikrofonen liefert.
Die Erfindung sieht ein solches Hörgerät vor, das dadurch gekennzeichnet ist, daß jeder Prozessor einen zweiten Summierer, der ein Summensignal der Mikrofonsignale liefert, und einen Proportionalverstärker, der an den Ausgang des zweiten Summierers angeschlossen ist; sowie einen dritten Summierer umfaßt, der an die Ausgänge des Proportionalverstärkers und des Integrators angeschlossen ist, wobei der dritte Summierer ein Summensignal der Ausgangssignale des Proportionalverstärkers und des Integrators liefert und der Ausgang des dritten Summierers den Ausgang des Prozessors bildet; der Ausgang des dritten Summierers des ersten Prozessors an den Eingang eines Tiefpaßfilters angeschlossen ist; der Ausgang des dritten Summierers des zweiten Prozessors an den Eingang eines Hochpaßfilters angeschlossen ist; die Ausgänge des Tiefpaßfilters und des Hochpaßfilters mit den Eingängen eines vierten Summierers verbunden sind, um an dessen Ausgang ein Summensignal der Ausgangssignale des Tiefpaßfilters und des Hochpaßfilters zu liefern; und der Ausgang des vierten Summierers den Ausgang zu weiterer Verarbeitung in einer Wiedergabevorrichtung bildet.
Auf diese Weise kann ein linearer Frequenzgang und ein nahezu konstanter Richtindex erzielt werden.
Im folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen und die Beschreibung als Beispiel detaillierter erläutert, wobei die Zeichnungen zeigen:
1 zeigt schematisch das Diagramm nach dem Stand der Technik,
2 zeigt schematisch das Diagramm der Erfindung; und
3a und 3b zeigen Graphen des Frequenzgangs im Verhältnis zu der Frequenz und des Richtindex im Verhältnis zu der Frequenz, wobei die Ergebnisse eines erfindungsgemäßen Hörgeräts eingetragen sind.
In 1 sind zwei Mikrofone m₁ und m₂ schematisch gezeigt, die Teil eines erfindungsgemäßen Hörgeräts bilden. Die Mikrofone m₁ und m₂ sind beispielsweise mit vorgegebenem gegenseitigem Abstand angeordnete Allrichtungsmikrofone. Der Prozessor ist durch gestrichelte Linien schematisch angezeigt.
Die Mikrofone m₁ und m₂ sind auf beliebige geeignete Weise an einen ersten Summierer S1 zur Lieferung eines Differenzsignals aus diesen Mikrofonsignalen elektrisch angeschlossen. Ferner ist ein Integrator I mit diesem ersten Summierer S1 verbunden. Wie dem Fachmann bekannt, kann ein Integrator unter Verwendung von Analogelektronik zusammengesetzt sein. Die Mikrofone m₁ und m₂ sind ebenfalls auf beliebige geeignete Weise an einen zweiten Summierer S2 zur Lieferung eines Summensignals dieser Mikrofonsignale elektrisch angeschlossen. Mit diesem zweiten Summierer ist ein Proportionalverstärker P verbunden.
Sowohl der Ausgang des Integrators I als auch der des Proportionalverstärkers P sind mit einem dritten Summierer S3 verbunden, der ein Summensignal des Signals von dem Proportionalverstärker P und des Signals von dem Integrator I liefert. Das Summensignal von dem dritten Summierer S3 bildet den Ausgang U für die Weiterverarbeitung in einer (nicht gezeigten) Wiedergabevorrichtung.
Das Ausgangssignal ist das Eingangssignal für die Wiedergabevorrichtung.
Die Funktionsweise eines derartigen Hörgeräts basiert auf dem Prinzip des Empfängers mit dem Gradienten erster Ordnung. Dieses Prinzip ist dem Fachmann an sich bekannt und wird daher nicht im Detail beschrieben.
Es mag die Feststellung genügen, daß der Gradient durch Verarbeitung der Signale von den einzelnen Allrichtungsmikrofonen erhalten wird.
In der Praxis ist das in 1 gezeigte Hörgerät an einen bestimmten Frequenzbereich angepaßt.
2 zeigt drei Allrichtungsmikrofone m₁, m₂ und m₃ für ein Hörgerät und zwei Prozessoren GP1 und GP2 mit Ausgangssignalen U₁ bzw. U₂. Der Abstand zwischen m₁ und m₂ unterscheidet sich von dem Abstand zwischen m₂ und m₃. Von diesen Mikrofonen sind in jedem Falle zwei paarweise mit einem ersten und einem zweiten Prozessor verbunden, wobei GP1 einen Niederfrequenzgradientprozessor und GP2 einen Hochfrequenzgradientprozessor bezeichnet.
Diese Prozessoren sind jeweils in derselben Weise bezeichnet wie der in 1 bezeichnete Prozessor.
Mit dem Prozessor GP1 ist ein Tiefpaßfilter LF verbunden, während mit dem Prozessor GP2 ein Hochpaßfilter HF verbunden ist.
Ferner sind das Tiefpaßfilter LF und das Hochpaßfilter HF mit einem vierten Summierer S4 verbunden, der ein Summensignal aus LF und HF liefern kann. Der Ausgang des Summierers S4 speist die (nicht gezeigte) Wiedergabevorrichtung.
Die Überschneidungsfrequenz des Hochpaßfilters und des Tiefpaßfilters kann derart optimiert werden, daß der Ausgang einen flachen Frequenzgang hat.
3a und 3b zeigen Graphen der Ergebnisse eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung. Die Mikrofonabstände betrugen 0,1 m für das Niederfrequenzmikrofonpaar und 0,016 m für das Hochfrequenzmikrofonpaar. Die Graduierungen sind logarithmisch.
In 3a gibt die horizontale Achse die Frequenz in Hz an, während die vertikale Achse den Frequenzgang in dB zeigt.
In 3b gibt die horizontale Achse die Frequenz in Hz an, während die vertikale Achse das Richtungsmaß in dB zeigt.
Das Richtungsindex ist ein von Fachleuten allgemein akzeptiertes Maß des Richtverhaltens eines Mikrofons oder einer Mikrofonanordnung.
Die Graphen zeigen, daß der Frequenzgang zwischen 100 Hz und 5000 Hz linear und das Richtungsindex nahezu konstant ist.
Es sei darauf hingewiesen, daß auf manchen Anwendungsgebieten von Hörgeräten ein linearer Frequenzgang unerwünscht sein kann, weil Verstärkung z. B. nur bei höheren Frequenzen notwendig ist. In diesem Falle können unmittelbar nach den Mikrofonen oder am Ausgang der Schaltung Hochpaßfilter verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Hörgerät kann vorteilhaft in oder an einem Seitenstück einer Brille untergebracht werden. Die elektrische Energie kann dann z. B. von einer Batterie oder einer Solarzelle geliefert werden. Das elektrische Ausgangssignal kann der Wiedergabevorrichtung über einen Steckerkontakt oder eine Spule zugeführt werden, die ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das von einer Hörspule in dem Hörgerät empfangen werden kann.

Claims

Hörgerät mit drei Mikrofonen (m₁, m₂, m₃), zwei Prozessoren (GP1, GP2), wobei in jedem Falle zwei der Mikrofone paarweise (m₁, m₃; m₁, m₂) elektrisch an einen ersten und einen zweiten Prozessor (GP1; GP2) angeschlossen werden und jeder Prozessor einen ersten Summierer (S1) zur Lieferung eines Differenzsignals aus den Mikrofonsignalen umfaßt, sowie einem Integrator (I), der an den Ausgang des ersten Summierers angeschlossen ist; wobei ein Ausgang zu weiterer Verarbeitung in einer Wiedergabevorrichtung an den Prozessor angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Prozessor (GP1, GP2) einen zweiten Summierer (S2), der ein Summensignal der Mikrofonsignale liefert, und einen Proportionalverstärker (P), der an den Ausgang des zweiten Summierers (S2) angeschlossen ist; sowie einen dritten Summierer (S3) umfaßt, der an die Ausgänge des Proportionalverstärkers (P) und des Integrators (I) angeschlossen ist, wobei der dritte Summierer (S3) ein Summensignal der Ausgangssignale des Proportionalverstärkers (P) und des Integrators (I) liefert und der Ausgang des dritten Summierers (S3) den Ausgang des Prozessors (GP1; GP2) bildet, der Ausgang (U₁) des dritten Summierers (S3) des ersten Prozessors (GP1) an den Eingang eines Tiefpaßfilters (LF) angeschlossen ist; der Ausgang (U₂) des dritten Summierers (S3) des zweiten Prozessors (GP2) an den Eingang eines Hochpaßfilters (HF) angeschlossen ist; die Ausgänge des Tiefpaßfilters und des Hochpaßfilters mit den Eingängen eines vierten Summierers (S4) verbunden sind, um an dessen Ausgang ein Summensignal der Ausgangssignale des Tiefpaßfilters und des Hochpaßfilters zu liefern; und der Ausgang des vierten Summierers (S4) den Ausgang zu weiterer Verarbeitung in einer Wiedergabevorrichtung bildet.
Hörgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es in oder an einem Seitenstück einer Brille untergebracht ist.
Hörgerät nach einem beliebigen der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Ausgangssignal über einen Steckkontakt oder eine Spule zur Wiedergabevorrichtung geleitet wird.