JP2016531514A - 補聴器におけるダイナミックドライバ - Google Patents

Abstract

補聴器は、第１の周波数範囲を有する第１のスピーカを含む。補聴器はまた、聴取者の耳の中に配置される第２のスピーカを含む。第２のスピーカは、第１の周波数範囲より広い第２の周波数範囲を有する。マイクロホンユニットは、第１のスピーカ及び第２のスピーカに接続される。第１のスピーカは、第２のスピーカでの閉塞作用の結果として聴取者に対して失われた音を再現する、第１の周波数範囲内の置換音を生成する。置換音が聴取者に提示される。【選択図】図１

Description

本開示は、スピーカに関し、より具体的には、補聴器システムで用いられるスピーカに関する。
（関連出願の相互参照）
本特許は、引用によりその全体が本明細書に組み入れられる、「Ｄｙｎａｍｉｃ Ｄｒｉｖｅｒ ｉｎ Ｈｅａｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ」という名称の２０１３年８月１９日に出願された米国特許仮出願第６１８６７３５９号に対する米国特許法第１１９条（ｅ）項の下での利益を主張する。

補聴器は、今日では一般的に使用されており、通常、マイクロホン回路、増幅回路、及びレシーバ（又はスピーカ）回路を含む。マイクロホン回路は、音声エネルギーを受け取り、次に、この音声エネルギーを電気信号に変換する。次に、電気信号は、増幅回路によって増幅して（又は他の方法で処理して）、レシーバに転送することができる。次に、レシーバ回路は、増幅された信号を補聴器のユーザが聞くことができる音声信号に変換することができる。また、他の電子装置は、上述の回路を用いることができる。レシーバ及びスピーカは、イヤホン、ヘッドホン、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）無線ヘッドセット等の多くの聴取デバイスにおいて有用である。

一般的に言えば、従来の外耳道内レシーバ（ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｉｎ ｃａｎａｌ：ＲＩＣ）型装置は、特定の周波数（例えば、約１ｋＨｚ）を上回る外部環境からの他の音及び／又はノイズから、ユーザの鼓膜に提示される所望の音を分離するように設計される。この点に関して、これまでの挿入型イヤホンは、一般的に、内部に取り付けられたレシーバを有するハウジングを含む。剛性イヤーチップ（ｅａｒ ｔｉｐ）は、ハウジングを囲み、外耳道の壁に係合する。これらのシステムにおいて、レシーバは外耳道の入口付近に位置決めされるので、ユーザはレシーバが発生した音エネルギーを受け取ることができる。

現在、補聴器のユーザは、補聴器の帯域幅を広げて、エンドユーザが感じる音質を改善しようと努めている。残念なことに、現在の手法には幾つかの問題が存在している。顧客は、周波数範囲を低周波数及び高周波数の両方に広げている。高周波数ドライバは、一般的には、密閉嵌合（ｓｅａｌｅｄ ｆｉｔ）用途の場合、低周波数では十分な出力を有さない。低周波数動作において、ユーザに十分な出力を与えるために、バランスドアーマチャ（ｂａｌａｎｃｅｄ ａｒｍａｔｕｒｅ）型レシーバに対してシールが用いられる。しかしながら、耳が密閉されると、閉塞（ｏｃｃｌｕｓｉｏｎ）によって、ユーザが感じる音質は低下する。これは、従来の手法に対するユーザの不満を引き起こしている。

従来のシステムで生じる閉塞が補償され、妨げられた低周波数音がスピーカによって効果的に元に戻されるシステムが提供される。言い換えれば、失われた音が再生され、聴取者に提示される。その結果、閉塞と関連した悪影響が大幅に低減されるか又は排除される。さらに、本明細書で説明される手法は、使いやすく、実施する費用対効果が高く、ユーザに提示される音質を改善する。

本開示をより完全に理解するために、以下の詳細な説明及び添付図面を参照する必要がある。当業者であれば、図中の要素は、簡単及び明確にするために示されていることを理解するであろう。特定の動作及び／又はステップが特定の発生順序で説明又は図示されている場合があるが、当業者であれば、順序に関するこのような限定性が実際に要求されているわけではないことを理解するであろうことが、さらに認識されるであろう。また、本明細書で用いられる用語及び表現は、明細書中で特定の意味が記述されている場合を除き、対応するそれぞれの調査及び研究の分野に関するそのような用語及び表現に一致する通常の意味を有することも理解されるであろう。

閉塞作用を打ち消す音響システムのブロック図である。 本明細書で説明される手法を実施する効果を示すシステム応答のグラフである。

本実施形態の多くにおいて、システムは、マイクロホンユニットと、第１の周波数範囲を有する第１のスピーカと、第２の周波数範囲を有する第２のスピーカとを含む。第１のスピーカ及び第２のスピーカは、マイクロホンユニットに結合される。一例において、第２のスピーカは、イヤーチップ（ｅａｒ ｔｉｐ）装置内に配置され、チップは第２のスピーカと一緒に、ユーザの耳の中に（例えば、外耳道の中に）配置される。イヤーチップ装置は、そこを貫通する少なくとも１つのチャネルを有する。第１のスピーカは、開放嵌合、及び開放嵌合と関連した閉塞の結果として減衰された（即ち、失われた）音を元に戻す。第１のスピーカは、例えば、耳の外部領域内に配置される。第１のスピーカにより生成された音は、イヤーチップのチャネルを通じて伝わるので、ユーザはこれらの音を聞くことができる。

他の態様において、ＲＩＣデバイスは、外耳内に残っている第２のダイナミックドライバと接続されて、低周波数エネルギーを鼓膜に与える（即ち、約１ｋＨｚを下回る）。このダイナミックドライバは、耳に密閉されないため、依然として閉塞作用が軽減される。このダイナミックドライバは、増幅した低周波数の音エネルギーの提供を望む特定の状況においてのみ使用することができる。

ここで図１を参照すると、閉塞を補償するように構成された補聴器システムの一例が説明される。システム１００は、マイクロホンユニット１０２と、第１のスピーカ１０４（第１の周波数範囲を有する）と、第２のスピーカ１０６（第２の周波数範囲を有する）とを含む。一例において、第１の周波数範囲は、５０Ｈｚ〜１．５ｋＨｚであり、第２の周波数範囲は、１．５ｋＨｚ〜１２ｋＨｚである。第１のスピーカ及び第２のスピーカは、マイクロホンユニット１０２に接続される。配線１１２は、マイクロホンユニット１０２と第１のスピーカ１０４との間を接続する。配線１１４は、マイクロホンユニット１０２と第２のスピーカ及び第２の１０６との間を接続する。

マイクロホンユニット１０２は、音エネルギーを受け取り、音エネルギーを電気信号に変換する任意のマイクロホンユニットである。この点で、Ｋｎｏｗｌｅｓ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｉｎｃ．により製造されるＭＱＭのような微小電気機械システム（ＭＥＭＳ：Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）マイクロホンを、マイクロホンユニット１０２に含めることができる。従って、マイクロホンユニット１０２内のＭＥＭＳマイクロホンは、振動膜、背極板、及びＭＥＭＳダイを含み、当業者に公知のように動作することができる。図示のように、マイクロホンユニットは、耳かけ型（ｂｅｈｉｎｄ−ｔｈｅ−ｅａｒ：ＢＴＥ）ユニットであるが、他の例では、マイクロホンは、耳あな型（ｉｎ−ｔｈｅ−ｅａｒ：ＩＴＥ）のように他の場所に、又は遠隔マイクに、又は外耳内に配置することができる。

また、マイクロホンユニット１０２は、増幅器、又は生成された電気信号を処理する他の処理回路を含むこともできる。マイクロホンユニット、マイクロホン、及びマイクロホンユニットにより実施される機能の他の例が可能である。

第１のスピーカ１０４は、ユーザの外耳内でチップ１０８の外部に配置される。第２のスピーカ１０６は、チップ１０８内に配置される。チップ１０８は、例えば、柔軟な構成要素であり、貫通チャネル１１０を含む。イヤーチップ１０８は、聴取者の外耳道内に部分的又は完全に嵌合するように構成される。スピーカ１０４及び１０６は、電気信号を音エネルギーに変換するので、ユーザは音エネルギーを聞くことができる。一例において、スピーカ１０６は、バランスドアーマチュア型スピーカであり、スピーカ１０４はダイナミックドライバである。スピーカ１０４（外耳内に配置された）は、５０Ｈｚ〜１．５ｋＨｚのような所定の周波数範囲の音エネルギーを発生するように構成される。この点で、スピーカ１０４は、当業者には公知のウーファ（ｗｏｏｆｅｒ）である。

作動において、第１のスピーカ１０４は、イヤーチップ１０８の密閉嵌合の結果として減衰した（即ち、失われた）音を生成して最終的に元に戻す。失われた音は、所定の周波数範囲内のものである。第１のスピーカ１０４は、例えば、耳の外部領域に配置される。耳の外部領域とは、限定されるものではないが耳甲介を含む領域を意味する。第１のスピーカ１０４で生成された音は、イヤーチップ１０８のチャネル１１０を通過するのでユーザはこの音を聞くことができる。チャネル１１０は、イヤーチップ１０８を完全に貫通して延びる、１つ又はそれ以上の穴、開口部、又は所定の直径を有する通路とすることができ、それにより、音は第１のスピーカ１０４から聴取者の鼓膜に伝わることができ、その結果、聴取者はこの音を聞くことできる。

ここで図２を参照すると、本明細書に説明される手法の有益な効果の一例が説明される。図２に示されるように、第１の領域２０２は、閉塞によって失われ、閉塞作用によってユーザに到達するのが妨げられる周波数（水平軸で示される）を含む。他方、第２の領域２０４は、閉塞によって失われず、従って、ユーザに到達する周波数を含む。図２に示されるように、閉塞は、応答曲線２０６をもたらす。

しかしながら、本手法は、外耳内にあるスピーカ（例えば、スピーカ１０４）を用いることにより、（密閉嵌合適用による閉塞に取り組む場合に失われた）第１の領域２０２における周波数を増強する。所定の周波数範囲の音が生成され、イヤーチップ内の１つ又は複数の開口部を通り、ユーザに到達する。この作用は応答２０８をもたらす。このように、閉塞の悪影響が打ち消され又は排除され、システムの応答（聴取者の耳に届く応答）では、周波数が失われていない。

本開示の好ましい実施形態が、発明者に公知の最良の形態を含めて、本明細書に説明される。示される実施形態は、単なる例示にすぎず、添付の特許請求の範囲を制限するものと解釈すべきではないことを理解されたい。

１００：システム
１０２：マイクロホンユニット
１０４：第１のスピーカ
１０６：第２のスピーカ
１０８：イヤーチップ
１１０：チャネル
１１２、１１４：ワイヤ
２０２：第１の領域
２０４：第２の領域
２０６：応答曲線

Claims (18)

1. 第１の周波数範囲を有する第１のスピーカと、
   聴取者の耳の中に配置され、前記第１の周波数範囲より広い第２の周波数範囲を有する第２のスピーカと、
   前記第１のスピーカ及び第２のスピーカに接続されたマイクロホンユニットと、
   を含み、
   前記第１のスピーカは、前記第２のスピーカにおける閉塞作用の結果として前記聴取者に対して失われた音を再現する、前記第１の周波数範囲内の置換音を生成し、前記第１のスピーカからの前記置換音が前記聴取者に提示されることを特徴とする補聴器。
2. 前記置換音は、１ｋＨｚ未満の周波数範囲のものであることを特徴とする、請求項１に記載の補聴器。
3. 前記第１のスピーカは、前記耳の外部領域に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の補聴器。
4. 前記マイクロホンユニットは、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）マイクロホンを含むことを特徴とする、請求項１に記載の補聴器。
5. 前記マイクロホンユニットは、耳かけ型（ＢＴＥ）ユニットを含むことを特徴とする、請求項１に記載の補聴器。
6. 前記マイクロホンユニットは、耳あな型（ＩＴＥ）ユニットを含むことを特徴とする、請求項１に記載の補聴器。
7. 前記第２のスピーカは、イヤーチップと共に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の補聴器。
8. 前記イヤーチップは、チャネルを含み、前記第１のスピーカからの前記置換音は、前記イヤーチップのチャネルを通って前記聴取者に伝わることを特徴とする、請求項７に記載の補聴器。
9. 前記第１のスピーカは、ウーファを含むことを特徴とする、請求項１に記載の補聴器。
10. 補聴器を動作させる方法であって、
    第１のスピーカ及び第２のスピーカをマイクロホンユニットに接続するステップであって、前記第１のスピーカは第１の周波数範囲を有し、前記第２のスピーカは第２の周波数範囲を有し、前記第２の周波数範囲は前記第１の周波数範囲より広い、ステップと、
    前記第２のスピーカにおいて、前記第２の周波数範囲の音を聴取者に提示するステップと、
    前記第１のスピーカにおいて、閉塞に起因して前記第２のスピーカにおいて失われた音を再現する、前記第１の周波数範囲内の置換音を生成するステップと、
    前記置換音を聴取者に提示するステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
11. 前記置換音は、１ｋＨｚ未満の周波数範囲を有することを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 前記第１のスピーカは、前記耳の外部領域に配置されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
13. 前記マイクロホンユニットは、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）マイクロホンを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
14. 前記マイクロホンユニットは、耳かけ型（ＢＴＥ）ユニットを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
15. 前記マイクロホンユニットは、耳あな型（ＩＴＥ）ユニットを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
16. 前記第２のスピーカは、イヤーチップと共に配置されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
17. 前記イヤーチップは、チャネルを含み、前記第１のスピーカからの前記置換音は、前記イヤーチップのチャネルを通って前記聴取者に伝わることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
18. 前記第１のスピーカは、ウーファを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。

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