DE69823971T2 - Hearing aid with directional characteristic - Google Patents

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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.The The invention relates to a hearing aid with three Microphones, two processors, in each case two of the microphones in pairs electrically to a first and a second processor and each processor has a first summer for supplying a difference signal from the microphone signals, and an integrator connected to the output of the first summer is; an output for further processing in a playback device connected to the processor.

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.One Such hearing aid is off International Patent Application WO 95/12961. This application, concerns a directional microphone system. Of each two microphones will be amplifies the output signals both proportional and integrating and fed to a summer.

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.US-A-4,334,740 describes a directional microphone system with an array of four Microphones, with the signals from two subtracted in a summer be the output of this summer with an integrator is coupled and the output signal of this integrator in one first amplifier reinforced becomes. The signals of the other two microphones are added, and the added signal is amplified in a second amplifier. The output signals of the first and second amplifier added again to provide the output signal of the microphone system.

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.at Hearing aids is the directivity very important to achieve high speech intelligibility. The acoustic Signals should be selectively amplified: only the voice signals or other important sound information should be reinforced not the inevitable unwanted noise.

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.Therefore There is a need for a highly directed hearing aid, in which the directional characteristic of the hearing aid one good response to the difference in sound pressure between two discrete microphones.

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.The The invention provides such a hearing aid that characterized in that each Processor a second summer, a sum signal of the microphone signals and a proportional amplifier connected to the output of the second summer is connected; and a third summer comprises to the outputs of the proportional amplifier and the integrator is connected, the third summer a sum signal of the output signals of the proportional amplifier and of the integrator supplies and the output of the third summer the Output of the processor forms; the output of the third summer of the first processor to the input of a low-pass filter connected; the output of the third summer of the second processor to the input of a high-pass filter connected; the exits the low-pass filter and the high-pass filter with the entrances a fourth summer are connected to the output thereof Sum signal of the output signals of the low-pass filter and the high-pass filter to deliver; and the output of the fourth summer returns the output to another one Processing in a playback device forms.

Auf diese Weise kann ein linearer Frequenzgang und ein nahezu konstanter Richtindex erzielt werden.On This way, a linear frequency response and a nearly constant Benchmark index.

Im folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen und die Beschreibung als Beispiel detaillierter erläutert, wobei die Zeichnungen zeigen:in the The following is the invention with reference to the accompanying drawings and the description explained in more detail as an example, wherein the drawings show:

1 zeigt schematisch das Diagramm nach dem Stand der Technik, 1 shows schematically the diagram according to the prior art,

2 zeigt schematisch das Diagramm der Erfindung; und 2 schematically shows the diagram of the invention; and

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. 3a and 3b show graphs of the frequency response in relation to the frequency and the guide index in relation to the frequency, wherein the results of a hearing aid according to the invention are entered.

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.In 1 two microphones m 1 and m 2 are shown schematically forming part of a hearing aid according to the invention. The microphones m 1 and m 2 are, for example, with a given mutual distance arranged omnidirectional microphones. The processor is schematically indicated by dashed lines.

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.The microphones m 1 and m 2 are electrically connected in any suitable manner to a first summer S1 for providing a difference signal from these microphone signals. Further, an integrator I is connected to this first summer S1. As known to those skilled in the art, an integrator may be composed using analog electronics. The microphones m 1 and m 2 are also electrically connected in any suitable manner to a second summer S2 for providing a sum signal of these microphone signals. A proportional amplifier P is connected to this second summer.

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.Both the output of the integrator I and that of the proportional amplifier P are connected to a third summer S3, which supplies a sum signal of the signal from the proportional amplifier P and the signal from the integrator I. The sum signal from the third summer S3 forms the output U for further processing in a reproducing apparatus (not shown).

Das Ausgangssignal ist das Eingangssignal für die Wiedergabevorrichtung.The Output signal is the input to the playback device.

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.The Operation of such a hearing aid is based on the principle Recipient with the first-order gradient. This principle is the expert known per se and is therefore not described in detail.

Es mag die Feststellung genügen, daß der Gradient durch Verarbeitung der Signale von den einzelnen Allrichtungsmikrofonen erhalten wird.It may satisfy the finding that the gradient by processing the signals from the individual omnidirectional microphones is obtained.

In der Praxis ist das in 1 gezeigte Hörgerät an einen bestimmten Frequenzbereich angepaßt.In practice this is in 1 shown hearing aid adapted to a specific frequency range.

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. 2 shows three omnidirectional microphones m 1 , m 2 and m 3 for a hearing aid and two processors GP1 and GP2 with output signals U 1 and U 2 . The distance between m 1 and m 2 differs from the distance between m 2 and m 3 . Of these microphones, two are in each case connected in pairs to a first and a second processor, GP1 designating a low-frequency gradient processor and GP2 a high-frequency gradient processor.

Diese Prozessoren sind jeweils in derselben Weise bezeichnet wie der in 1 bezeichnete Prozessor.These processors are each designated in the same way as in FIG 1 designated processor.

Mit dem Prozessor GP1 ist ein Tiefpaßfilter LF verbunden, während mit dem Prozessor GP2 ein Hochpaßfilter HF verbunden ist.With the processor GP1 is connected to a low-pass filter LF, while with the processor GP2 a high pass filter HF is connected.

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.Further are the low pass filter LF and the high pass filter HF connected to a fourth summer S4, which is a sum signal from LF and HF can deliver. The output of the summer S4 feeds the (not shown) reproducing apparatus.

Die Überschneidungsfrequenz des Hochpaßfilters und des Tiefpaßfilters kann derart optimiert werden, daß der Ausgang einen flachen Frequenzgang hat.The crossover frequency the high pass filter and the low-pass filter can be optimized so that the output is a flat Frequency response has.

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. 3a and 3b show graphs of the results of an advantageous embodiment according to the invention. The microphone distances were 0.1 m for the low-frequency microphone pair and 0.016 m for the high-frequency microphone pair. The graduations are logarithmic.

In 3a gibt die horizontale Achse die Frequenz in Hz an, während die vertikale Achse den Frequenzgang in dB zeigt.In 3a the horizontal axis indicates the frequency in Hz, while the vertical axis shows the frequency response in dB.

In 3b gibt die horizontale Achse die Frequenz in Hz an, während die vertikale Achse das Richtungsmaß in dB zeigt.In 3b the horizontal axis indicates the frequency in Hz, while the vertical axis indicates the directional measure in dB.

Das Richtungsindex ist ein von Fachleuten allgemein akzeptiertes Maß des Richtverhaltens eines Mikrofons oder einer Mikrofonanordnung.The Direction Index is a measure of directionality generally accepted by professionals a microphone or a microphone arrangement.

Die Graphen zeigen, daß der Frequenzgang zwischen 100 Hz und 5000 Hz linear und das Richtungsindex nahezu konstant ist.The Graphs show that the Frequency response between 100 Hz and 5000 Hz linear and the directional index is almost constant.

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.It be noted that on some applications of hearing aids linear frequency response undesirable can be because reinforcement z. B. only at higher Frequencies is necessary. In this case, immediately after the microphones or high pass filters may be used at the output of the circuit.

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.The Hearing aid according to the invention can be advantageous in or on a side piece a pair of glasses. The electrical energy can then z. B. be supplied by a battery or a solar cell. The electrical output signal of the playback device via a Plug contact or a coil to be supplied, which is an electromagnetic Field generated by a listening coil received in the hearing aid can be.

Claims (3)

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.Hearing aid with three microphones (m 1 , m 2 , m 3 ), two processors (GP1, GP2), in each case two of the microphones in pairs (m 1 , m 3 , m 1 , m 2 ) electrically to a first and a each processor includes a first summer (S1) for providing a difference signal from the microphone signals, and an integrator (I) connected to the output of the first summer (GP1; GP2); wherein an output is connected to the processor for further processing in a reproducing apparatus, characterized in that each processor (GP1, GP2) comprises a second summer (S2) providing a composite signal of the microphone signals and a proportional amplifier (P) connected to the Output of the second summer (S2) is connected; and a third summer (S3) connected to the outputs of the proportional amplifier (P) and the integrator (I), the third summer (S3) providing a composite signal of the output signals of the proportional amplifier (P) and the integrator (I) and the output of the third summer (S3) forms the output of the processor (GP1; GP2), the output (U 1 ) of the third summer (S3) of the first processor (GP1) is connected to the input of a low-pass filter (LF); the output (U 2 ) of the third summer (S3) of the second processor (GP2) is connected to the input of a high-pass filter (HF); the outputs of the low-pass filter and the high-pass filter are connected to the inputs of a fourth summer (S4) to provide at its output a sum signal of the output signals of the low-pass filter and the high-pass filter; and the output of the fourth summer (S4) forms the output for further processing in a playback device. Hörgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es in oder an einem Seitenstück einer Brille untergebracht ist.Hearing aid according to claim 1, characterized in that it in or on a side piece a pair of glasses is housed. 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.Hearing aid after one any of the claims 1 or 2, characterized in that the electrical output signal via a Plug contact or a coil passed to the playback device becomes.
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