JP4694656B2 - 補聴器 - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクにより取得される音信号（マイク入力信号）に加えて、テレビなどの外部機器から外部入力端子に入力される音信号（外部入力信号）も、レシーバに出力する補聴器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビやＣＤなどの外部機器の音をマイクで拾うのではなく、無線手段（例えば、ブルートゥース）を介して、直接的に外部入力端子から受信する補聴器が提案されている。
この補聴器によれば、テレビやＣＤなどの外部機器の音を、ノイズのないクリアーな音で楽しむことが出来る。このため、補聴器の使用者に好評である。
【０００３】
しかし、その一方で、例えば、家族でテレビを見ながら食卓を囲んでいる際に、マイクにおいて受信した家族の会話を聞き取ることができないおそれがある。
そこで、特許文献１には、外部機器から、有線や無線により外部入力端子に入力される音信号（外部入力信号）と、補聴器に付属しているマイクで取得された音信号（マイク入力信号）とを混合し、レシーバから使用者に提供する構成が開示されている。
【０００４】
この補聴器では、マイクで取得された音信号（マイク入力信号）の音圧レベルが、所定レベルを超過している場合には、外部機器からの音信号（外部入力信号）を弱めることで、上述した問題を解消しようとしている。
【発明の概要】
【０００５】
上記従来の構成では、マイクで取得された音信号（マイク入力信号）を、外部機器からの音信号（外部入力信号）よりも優勢にするためには、マイク入力信号が所定の音圧レベルを超える必要がある。そのため、小さな声（音）がマイクに入力された場合には、従来の構成では、いわゆる「聞き逃し」が発生してしまう。しかし、この「聞き逃し」を防ぐために音圧レベルの閾値を下げた場合には、使用者がテレビなどの外部機器から出力される音を聞きたいと思っているにもかかわらず、周りで大きな声で会話が行われていると自動的にマイク信号を優勢にしてしまう。このため、テレビの音が聞きにくくなってしまうという問題がある。このように、従来の構成では、使用者が聞きたいと思っている音を適切に聞くことができないので、補聴効果を十分に得ることが困難であった。
【０００６】
本発明は、補聴効果を高めることを目的とするものである。
この目的を達成するために、本発明の補聴器は、マイクと、外部入力端子と、補聴処理部と、レシーバと、混合部と、顔動作検出部と、混合比決定部と、を備えている。マイクは、周辺音を取得する。外部入力端子は、外部機器から入力される入力音を取得する。補聴処理部は、マイクおよび外部入力端子から出力された音信号を受信して、音信号に対して補聴処理を行う。レシーバは、補聴処理部において補聴処理された音信号を受信して出力する。混合部は、マイクに入力された音信号と外部入力端子に入力された音信号とを混合してレシーバに音信号を出力する。顔動作検出部は、使用者の顔の動きを検出する。混合比決定部は、顔動作検出部における検出結果に応じて、混合部におけるマイクに入力された音信号と外部入力端子に入力された音信号との混合比を決定し、混合部に送信する。
【０００６】
（発明の効果）
本発明の補聴器は、以上のような構成により、使用者の顔の動きを検出して状況を判断し、マイクに入力された音信号とおよび外部入力端子に入力された音信号とを適切な混合比によって混合して出力することができるため、従来よりも補聴効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る補聴器の斜視図。
【図２】本発明の実施の形態１に係る補聴器のブロック図。
【図３】図２の補聴器に搭載された混合比決定部を示すブロック図。
【図４】本発明の実施の形態１に係る補聴器における動作を示すフローチャート。
【図５】本発明の実施の形態１に係る補聴器に含まれる状態検出部において検出を行う状態の一覧を示す図。
【図６】本発明の実施の形態１に係る補聴器における具体的動作例を示す説明図。
【図７】本発明の実施の形態１に係る補聴器における具体的動作例を示す説明図。
【図８】本発明の実施の形態１に係る補聴器における他の具体的動作例を示す説明図。
【図９】本発明の実施の形態１に係る補聴器における他の具体的動作例を示す説明図。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る補聴器の斜視図。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る補聴器の側面図。
【図１２】本発明の実施の形態４に係る補聴器の側面図。
【図１３】本発明の実施の形態５に係る補聴器のブロック図。
【図１４】図１３の補聴器が備えている顔動作検出部のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る補聴器について、図１〜図９を用いて説明する。
図１は、本実施の形態１に係る補聴器の構成図、図２は、図１の補聴器の制御ブロック図である。図１および図２において、１０１はマイク、１０２外部入力端子、１０３は角速度センサ、１０４は減算器、１０５，１０６は増幅器、１０７，１０８は補聴フィルタ、１０９は環境音検出部、１１０は顔動作検出部、１１１は混合比決定部、１１２は混合部、１１３はレシーバである。
【０００９】
マイク１０１、外部入力端子１０２、角速度センサ１０３、減算器１０４、増幅器１０５，１０６、補聴フィルタ１０７，１０８、環境音検出部１０９、顔動作検出部１１０、混合比決定部１１１、混合部１１２、レシーバ１１３は、すべて補聴器の本体ケース１内に収納され、電池２によって駆動される。また、マイク１０１は、本体ケース１の開口３を介して、この本体ケース１外に通ずる構成となっている。
【００１０】
レシーバ１１３は、湾曲状の耳掛け部４を介して、使用者の耳管内へ挿入される装着部５に連結されている。
外部入力端子１０２は、テレビ６（外部機器の一例）の音を、ノイズのないクリアーな音で楽しむために、テレビ６等から出力される音を直接的に補聴器に入力するために設けられている。なお、補聴器とテレビ６等の外部機器とが有線で接続されている場合には、外部入力端子１０２として、通信用のリード線７の接続端子を用いることができる。また、補聴器とテレビ６等とが無線で接続されている場合には、外部入力端子１０２として、無線通信用のアンテナを用いることができる。
【００１１】
また、補聴処理部１５０は、角速度センサ１０３、減算器１０４、増幅器１０５、１０６、補聴フィルタ１０７，１０８、環境音検出部１０９、顔動作検出部１１０、混合比決定部１１１、混合部１１２を含むように構成されている。なお、図１の８は電源スイッチであって、使用時および不使用時に操作され、補聴器の電源をＯＮ／ＯＦＦする。また、９はボリュームであって、マイク１０１に入力された音の出力音を調整して、大きくしたり、小さくしたりする。
【００１２】
本実施形態においては、後段において詳細に説明するが、本体ケース１内に角速度センサ１０３を設けている。
図１に示した補聴器は、耳掛け式の補聴器であって、耳掛け部４が耳の上に掛けられ、その時には、本体ケース１が耳の後ろ側に沿うように装着される。また、装着部５は、耳管内に挿入された状態で装着される。そして、この本体ケース１内に、角速度センサ１０３が配置されている。角速度センサ１０３をこのように配置した理由は、この状態では縦に配置された本体ケース１が、耳の背面と頭の側面とに挟まれて安定した状態を維持できることや使用者の頭が移動した時（つまり、使用者の顔の向きが変わった時）に、それを角速度センサ１０３によって正確に捉えやすいからである。
【００１３】
マイク１０１は、補聴器の使用者の周囲の音を収音し、マイク入力信号１２３として環境音検出部１０９、減算器１０４に出力する。
一方、外部入力端子１０２は、リード線７等の有線手段を介して、またはブルートゥースやＦＭ電波などの無線手段を介して、テレビ６等の外部機器から出力される音が直接入力される。そして、外部入力端子１０２に入力された音は、外部入力信号１２４として環境音検出部１０９、減算器１０４、増幅器１０６に出力される。
【００１４】
環境音検出部１０９では、マイク１０１から入力されたマイク入力信号１２３と外部入力端子１０２から入力された外部入力信号１２４との相関を求める。ここで、相関が高くないと判断した場合には、マイク入力信号１２３と外部入力信号１２４との間に異なる信号、すなわち使用者の周囲にマイク１０１で取得可能な音があるものと判定する。そして、使用者の周囲に音がある場合に「１」、無い場合に「−１」となる環境音存在信号１２５が、混合比決定部１１１に対して出力される。
【００１５】
角速度センサ１０３は、使用者の顔の向きを検出する顔方向検出センサの一例として設けられている。なお、顔方向検出センサとしては、例えば、加速度センサを使い頭部の水平方向の動きを検出することで顔の方向を検出する顔方向検出センサや、電子コンパスによって顔の方向を検出する顔方向検出センサや、画像情報に基づいて水平方向の移動距離から顔の方向を検出する顔方向検出センサ等を利用してもよい。
【００１６】
本実施形態では、角速度センサ１０３において検出された顔の方向を表す顔方向信号１２１が、顔動作検出部１１０に出力される。顔動作検出部１１０は、別途取得された基準方向に対して使用者の顔の方向がずれたことを検出し、その結果を動作検出信号１２２として出力する。なお、上記基準方向の取得方法については後述する。
混合比決定部１１１は、前記動作検出信号１２２と環境音存在信号１２５とに基づいて、補聴フィルタ１０７，１０８から出力された補聴処理後のマイク入力であるマイク入力補聴信号１２８と、補聴処理後の外部入力である外部入力補聴信号１２９とを、どのような割合で混合してレシーバ１１３から出力すればよいかを判断して、混合比率（優勢度とも表現される）を決定する。
【００１７】
減算器１０４は、外部入力端子１０２から入力されたテレビやＣＤ等の音を利用して、マイク１０１に回り込んだテレビの音をキャンセルするノイズキャンセル処理を行い、増幅器１０５に出力する。なお、ノイズキャンセル処理には、外部入力の位相を反転させ、マイク入力から減算するなどの方法を利用すればよい。
増幅器１０５，１０６は、マイク１０１から入力されたマイク入力信号１２３と、外部入力端子１０２から入力された外部入力信号１２４とをそれぞれ増幅し、それぞれ補聴フィルタ１０７、補聴フィルタ１０８に対して出力する。
【００１８】
補聴フィルタ１０７および補聴フィルタ１０８は、使用者の聴力に応じた補聴処理を行い、混合部１１２に対して出力する。
混合部１１２は、混合比決定部１１１から送られてきた混合比信号１２６に基づいて、補聴フィルタ処理されたマイク入力補聴信号１２８と外部入力補聴信号１２９とを混合し、レシーバ１１３を介して出力する。
なお、補聴処理部１５０において行われる補聴処理としては、ＮＡＬ−ＮＬ１法などの公知な技術を用いることが出来る（例えば、原著者ＨａｒｖｅｙＤｉｌｌｏｎ, 監訳者中川雅文「補聴器ハンドブック」Ｐ２３６参照）。
【０００６】
（混合比決定部１１１の詳細な構成）
図３は、図２に示した混合比決定部１１１の詳細な構成図である。
混合比決定部１１１は、図３に示すように、状態検出部２０１、経過時間算出部２０２、混合比算出部２０３を有している。
状態検出部２０１は、マイク入力の有無、顔動作の有無により表現される使用者の状態を判別し、状態信号２１１を出力する。
経過時間算出部２０２は、状態信号２１１に基づいて、前記状態が継続している継続時間を算出する。そして、経過時間算出部２０２は、前記状態とその継続時間とに基づいて生成される継続時間付き状態信号２１２を、混合比算出部２０３に対して出力する。なお、状態検出部２０１において検出された前記状態が変化した場合には、継続時間は０にリセットされる。
【００２１】
混合比算出部２０３は、マイク入力補聴信号１２８と外部入力補聴信号１２９とをどのような割合で混合すれば良いかを表す混合比αを保持している。そして、混合比算出部２０３は、継続時間付き状態信号２１２と混合比αとに基づいて混合比αを更新するとともに、混合部１１２に対してこの混合比αを示す混合比信号１２６を出力する。なお、上記混合比αとは、マイク入力補聴信号１２８を割合α、外部入力補聴信号１−αで混合することを示す指標である。
【００２２】
＜本補聴器の動作＞
以上のように構成された補聴器を用いた使用者が、自宅でテレビ６を見ながら家族と会話を行うという場面を想定し、図４に示すフローチャートを用いて本実施形態の補聴器の動作を説明する。
まず、ステップ３０１（音取り込みステップ）では、マイク１０１によって使用者の周囲の音を収音し、また外部入力端子１０２を介してテレビ６の音を取得する。
【００２３】
次に、ステップ３０２（環境音検出ステップ）では、環境音検出部１０９において、マイク１０１を介して入力されたマイク入力信号１２３と、外部入力端子１０２を介して入力された外部入力信号１２４との相関係数を求める。ここで、相関係数が高くない場合（例えば、相関係数０．９以下の場合）は、環境音検出部１０９は、マイク入力信号１２３と外部入力信号１２４との間に異なる音があるものと判断して、家族の誰かが話をしていることを検出する。ここで、上記相関係数の算出には、過去２００ｍｓｅｃの入力に対して行うなどすればよい。そして、環境音検出部１０９は、環境音存在信号（会話がある場合は「１」、無い場合は「−１」）を混合比決定部１１１に対して出力する。
【００２４】
次に、ステップ３０３（顔動作検出ステップ）では、角速度センサ１０３において取得された使用者の顔の向きを示す方向の値に基づいて、顔動作検出部１１０においてテレビ６の方向から使用者の顔の向きがずれていることを検出し、混合比決定部１１１に対して動作検出信号を出力する。ここで、テレビ６の方向は、ユーザによって予めどちらの方向かを指定する手段を設けたり、両耳に付与されたマイク１０１においてテレビ６の音が到達する時間の左右差が無い方向をテレビ６の方向として設定したりすることで、取得可能である。また、テレビ６の方向から使用者の顔の向きがずれたことは、テレビ６の方向から予め設定した角度θ以上顔の向きが変化したことにより検出することができる。そして、角度θのマージンを設定することにより、使用者が常に顔の向きを固定していることはまれであるため、過感度となって誤検出となることを抑制できる。
【００２５】
次に、ステップ３０４（状態検出ステップ）では、ステップ３０２において環境音検出部１０９が取得した環境音存在信号１２５と、ステップ３０３において顔動作検出部１１０が取得した動作検出信号１２２とに基づいて、使用者がどのような状態にあるかを検出する。
使用者の状態は、図５に示すように、テレビ６以外の音がマイク１０１から入力されているか（すなわち、家族の会話がある）を表す環境音存在信号１２５と、顔の動きの有無を示す動作検出信号１２２との組合せによって表現される。
【００２６】
通常、家族の会話があることを示すマイク１０１からの入力と、顔の動作があることを示す動作検出信号１２２との両者がある状態Ｓ１では、使用者が家族の会話に対して興味を持っている状態であることが予想される。
また、マイク１０１からの入力はないが使用者の顔が動いている状態Ｓ２では、これまであった会話が途切れている状態、あるいは周りの音（会話等）に使用者の意識が移行して、周りの音を聞こうとしている状態であることが予想される。
また、マイク１０１からの入力があるが、顔の動きを伴わない状態Ｓ３では、使用者が、家族の会話があるものの、その会話に使用者の意識が向いていない状態であることが予想される。
また、マイク１０１からの入力も顔の動きも無い状態Ｓ４では、単に、外部入力端子１０２から入力されるテレビ６の音を聞いている状態であることが予想される。
【００２８】
次に、ステップ３０５（経過時間算出ステップ）では、ステップ３０４において検出された状態がどの程度続いているか算出し、混合比算出部２０３に対して継続時間付き状態信号２１２を出力する。この時、状態が変化した場合は、継続時間を０にリセットし、状態が変化してない場合は、その継続時間を更新する。
次に、ステップ３０６（混合比算出ステップ）では、継続時間付き状態信号２１２と、直前の混合比αとに基づいて、以下の式に基づいて混合比αの更新を行う。
【００２９】
ここで、各状態に切り替わったときの時刻ｔｉｎを当該状態での継続時間、αｉｎｉｔｉａｌを各状態に切り替わったときのαの初期値、αｍａｘ、αｍｉｎ、αｃｅｎｔｅｒをそれぞれαのとりうる最大値と最小値と中間値、αを継続時間ｔｉｎに応じてαを増加させる割合、ｂを継続時間ｔｉｎに応じてαを減算させる割合、Ｌｐを通常人が発話と発話の間に息継ぎをするなどに必要となる空白時間（約３秒程度）とすると、各状態になってからｔｉｎ時間経過した時刻ｔ１＋ｔｉｎにおける混合比αの値は、以下の（式１）のように計算できる。
【００３０】
（式１）
【数１】

【００３２】
以上の（式１）に従って混合比αを算出することにより、使用者が家族の会話に対して興味を持っている状況が想定される状態Ｓ１において、使用者の顔の動きを検出して混合比αを最大混合比αｍａｘまで増加させることができる。そして、この混合比αの値に応じて、マイク入力補聴信号１２８の入力を外部入力補聴信号１２９よりも優勢にすることができる。
【００３３】
また、会話の途中で話が途切れている状態、使用者が周りの音を聞こうとしている状況が想定される状態Ｓ２においては、相手が次の発話を行うのに必要な時間Ｌｐの間、混合比を維持したまま会話相手の発話があるまで待機する。そして、会話がないまま時間Ｌｐを過ぎた場合は、マイク１０１からのマイク入力信号１２３の優勢度を下げるように混合比αを変化させつつ、周りの音を聞くのに十分な混合比αｃｅｎｔｅｒを維持する。これにより、マイク入力補聴信号１２８および外部入力補聴信号１２９の両者に対して、適度に聞き取れる状態を実現でき、重要な情報を聞き逃すことが無くなる。
【００３４】
さらに、マイク入力信号１２３はあるが使用者がその音に興味を示さない状況が想定される状態Ｓ３の場合、およびマイク入力信号１２３も使用者の顔の動作もない状況が想定される状態Ｓ４の場合には、混合比αを初期値αｉｎｉｔｉａｌから最小値αｍｉｎまで減少させる。これにより、外部入力補聴信号１２９の優勢度をマイク入力補聴信号１２８よりも高めて、外部入力音をマイク入力音よりも優先的に聞くことができる。
【００３５】
以上のように、ステップ３０６（混合比算出ステップ）では、使用者の状態、各状態の継続時間、現在の混合比に基づいて、直近の状態に応じた新たな混合比を算出することができる。
ステップ３０７（キャンセル処理）では、減算器１０４において、マイク入力信号１２３と外部入力信号１２４とのゲインを揃えた後、マイク入力信号１２３から外部入力信号１２４を減算する。これにより、減算器１０４は、周辺の会話状況に応じた信号を抽出し、増幅器１０５に出力する。ステップ３０８の増幅処理ステップでは、信号を増幅し、補聴フィルタ１０７，１０８に出力する。
【００３６】
ステップ３０９（補聴処理ステップ）では、補聴フィルタ１０７，１０８によって、使用者の聴力データに基づいて、増幅されたマイク入力信号１２３と外部入力信号１２４とをフィルタバンク処理によって複数の周波数帯に分け、各周波数帯ごとに利得調整を行う。そして、補聴フィルタ１０７，１０８は、その結果を、マイク入力補聴信号１２８および外部入力補聴信号１２９として混合部１１２に出力する。
【００３７】
ステップ３１０（混合処理のステップ）では、混合部１１２が、ステップ３０６で得た混合比に基づいて、ステップ３０９で得たマイク入力補聴信号１２８と外部入力補聴信号１２９とを加算する。
ステップ３１１では、混合部１１２が、混合信号１２７をレシーバ１１３に出力する。
ステップ３１２では、電源スイッチ８がＯＦＦになったかどうかを検出する。ここで、電源スイッチ８がＯＦＦでない場合には、ステップ３０１に戻って処理を繰り返す。一方、電源スイッチ８がＯＦＦである場合には、ステップ３１４で処理を終了する。
【００３８】
＜本補聴器のより詳細な動作＞
次に、本実施の形態における補聴器の具体的な動作を、図６（ａ）〜図６（ｅ）および図７を用いて説明する。
図６（ａ）〜図６（ｅ）および図７では、使用者（お父さんＡ）が自宅のテレビ６でドラマを見ている時に、家族（お母さんＢ）から話しかけられるという場面を想定する。
【００３９】
具体的には、補聴器において処理を開始してから５秒後に、お母さんＢがお父さんＡに、小さい声で「お父さん、このドラマに出ているＣって可愛いよね」と発話し、しばらくして（１８秒後）、Ｃさんの笑顔がテレビに映り、お母さんＢが興奮して大きな声で「ほら〜、可愛いでしょ」とお父さんＡに同意を求める発話をする。それに対して、お父さんＡが「そうだね」と答えるという例で説明を行う。
【００４０】
上記会話例を図６（ｅ）、環境音検出信号を図６（ｄ）、顔方向信号を（図６（ｃ）、混合比信号を図６（ｂ）、状態信号を図６（ａ）にそれぞれ示す。
また、混合比αの初期値であるαｉｎｉｔｉａｌを０．１、αｍｉｎを０．１、αｍａｘを０．９、αｃｅｎｔｅｒを０．５、Ｌｐを３とする。処理はαｉｎｉｔｉａｌ=０．１であることから、混合比α＝０．１で開始される。
そして、５秒間は家族間で会話はなく、使用者がテレビ６をただ見ているため、状態Ｓ４と判定され、混合比αは最小値の０．１のまま進む。したがって、外部入力信号１０２であるテレビ６の音とマイク入力信号１２３の音とは、９：１で混合され、レシーバ１１３から出力される。
【００４１】
次に、５秒後に「お父さん、このドラマに出ているＣさんって可愛いよね」とお母さんＢがお父さんＡに話しかける。このとき、マイク入力信号１２３の割合が０．１と少ないものの、呼びかけに対してお父さんＡが、お母さんＢの方に振り向くことにより、状態信号が状態Ｓ３を経て状態Ｓ１に移行する。
状態Ｓ１では、上述した式（１）に従って、状態Ｓ１に入ってから１秒間後に、混合比αが増大しマイク入力信号１２３の聞き取りがしやすくなる。これにより、お父さんＡがお母さんＢの発話「このドラマに出ているＣさんって可愛いよね」を聞き取ることができる。
処理開始から１３秒後、「このドラマに出ているＣさんって可愛いよね」という音声入力が終了した後、状態Ｓ２へ移行する。状態Ｓ２に入った後、発話が続く可能性がある間（Ｌｐ）は混合比αを維持する。そして、状態Ｓ２に移行してから経過した時間ｔｉｎがＬｐを越えた後、混合比αは、αｃｅｎｔｅｒまで低下する。
【００４３】
次に（１８ｓ後）、Ｃさんがテレビ６の画面に再度登場し、これをみたお母さんＢが「ほら〜、可愛いでしょ」と発話する。この時、再び状態Ｓ１に移行するため、お父さんＡは、お母さんＢの発言をもれなく聞くことができ、同意を行う会話である「そうだね」と返答することができる。
これに対して、従来手法の音圧による混合比の制御を行う方法では、お母さんＢの発話が所定の音圧レベルを超える必要がある。そのため、処理開始５秒後の「お父さん、このドラマに出ているＣさんって可愛いよね」という発話が、本会話例のように小さい声で行われた場合、この発話を聞き取ることができない。そして、処理開始１８秒後に、テレビ６の画面に映し出されたＣさんの笑顔を見て興奮して行われた発話「ほら〜、可愛いでしょ」という意味を、使用者は理解することができず、うまくコミュニケーションが成立しなくなってしまう。
【００４４】
これに対して、本実施形態の補聴器によれば、上述したように、従来では上手く行えなかったコミュニケーションをとることができる。
続いて、さらに異なる例として、使用者（お父さんＡ）が自宅でニュースを見ている際に、周りでは子供Ｄ、Ｅがテレビゲームをやっており、お母さんＢがそれをやめさせようとしている状況を想定し、図８（ａ）〜図８（ｅ）および図９を用いて説明する。
【００４５】
具体的には、図９に示すような配置において、図８（ａ）〜図８（ｅ）に示すように、まずお母さんＢが「そろそろゲームをやめなさい」と子供Ｄ、Ｅに促すが、こどもはそれに反発し「もうちょっと」、「やだよー」と発話する。さらに、お母さんＢが「宿題やりなさい！！」と怒り、最後には「お父さんもなんか言ってよー」と助けを求めている。
従来の音圧による手法では、これら周りの声をマイク１０１が拾い、お父さんＡはニュースの音を聞きにくくなる。これに対して、本実施の形態に係る補聴器によれば、お父さんＡは、顔さえ動かさなければ、混合比信号αが最小値の０．１のまま変わらない。これにより、お母さんＢや子供Ｄ、Ｅの声に邪魔されずに、外部入力信号１２４として入力されるニュースの音声を明確に聞き取ることができる。
【００４６】
図８（ａ）〜図８（ｅ）に、そのときの状況を示す。なお、混合比αなどのパラメータについては、図６（ａ）〜図６（ｅ）の例と同様とする。
処理開始０秒後からお母さんの「そろそろゲームをやめなさい」という声に続いて、子供が「もうちょっと」、「やだよー」、さらにお母さんが「宿題やりなさい！！」と答えている。このため、環境音検出信号は“あり”となるが、使用者であるお父さんＡは、ニュースを見ているため顔方向信号はテレビ方向を向いていることを示しているため、状態Ｓ３となる。そのため、混合比αは、初期値のまま０．１となる。
その後、お母さんＢの「お父さんも何か言ってよ」という発話に反応し、お父さんＡが顔を動かすと、顔動作検出部１１０がこれを検出して混合比決定部１１１へ動作検出信号１２２を送信することで、混合比αの値が増大する。これにより、その後、子供Ｄ，Ｅにゲームをやめさせる会話を行うために必要な会話（マイク入力信号１２３）に対する混合比αが増大するため、自然に周辺の会話を聞き取り易くすることができる。
【００４８】
以上のように、本実施の形態に係る補聴器によれば、使用者の顔の動きを利用して、顔を動かしたことを検出することで、使用者のマイク入力補聴信号１２８と外部入力補聴信号１２９との混合比（優勢度）を変更することができる。これにより、マイク入力信号１２３の音（声）の大きさに関わらず、マイク入力補聴信号１２８と外部入力補聴信号１２９とを違和感無く切り換えることができ、従来よりも補聴効果を向上させることができる。
【００４９】
なお、本実施の形態では、混合比算出部２０３が、上述した式１に基づいて、混合比αを計算する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、各状態ごとに混合比αの初期値と継続時間とに基づいて混合比αを選択的に取り出せるテーブル（混合比決定テーブル）を、補聴器内に設けられた記憶手段等に用意しておいてもよい。これにより、混合比αの演算を行うことなく、容易に混合比αの値を決定することができる。
【００５０】
（実施の形態２）
本発明の他の実施の形態に係る補聴器について、図１０を用いて説明すれば以下の通りである。
図１０は、本実施の形態２に係る補聴器の構成を示している。
本実施の形態の補聴器は、図１０に示すように、耳管に挿入するタイプの補聴器であって、本体ケース１０は、先端側が細く、後端側に向かって太くなる円筒状の形状を有している。つまり、本体ケース１０の先端側が耳管に挿入されるため、耳管内に挿入できるように先端側が細く形成されている。
【００５１】
本実施の形態の補聴器では、耳管外に配置される本体ケース１０の後端側に、角速度センサ１０３が配置されている。
一方、耳管内に挿入される本体ケース１０の先端側には、レシーバ１１３が配置されている。
つまり、角速度センサ１０３とレシーバ１１３とが、本体ケース１０内における反対側の位置（最も離間した位置）にそれぞれ配置されている。
これにより、角速度センサ１０３の動作音がレシーバ１１３に侵入しにくくなり、補聴効果が低下することを防止することができる。
【００４１】
（実施の形態３）
本発明のさらに他の実施の形態に係る補聴器について、図１１を用いて説明すれば以下の通りである。
【００５３】
図１１は、本実施の形態３に係る補聴器の構成を示している。
本実施の形態の補聴器は、図１１に示すように、イヤーフック１１を用いた補聴器であって、イヤーフック１１よりも先端側に本体ケース１２を接続している。そして、この本体ケース１２内に角速度センサ１０３が配置されている。
ここで、一般的に、イヤーフック１１は耳への装着感を良くするために柔らかな材質で構成されている。このため、イヤーフック内に角速度センサ１０３を配置すると、使用者の顔の動きを適切に検出できないおそれがある。
【００５４】
そこで、本実施の形態では、イヤーフック１１の先端側に接続された本体ケース１２内に、角速度センサ１０３を配置している。具体的には、耳内にフィットする耳管への装着部５近傍に角速度センサ１０３を配置している。
これにより、使用者の顔の動きを角速度センサ１０３を用いて精度良く検出することができる。この結果、上述したように、使用者の顔の動きに応じて、混合比αを適切に増減させて、補聴効果を向上させることができる。
なお、図１１に示す補聴器では、外部入力端子１０２や補聴処理部１５０は、イヤーフック１１の右端下方に設けられた図示しない本体ケース内に設けられているものとする。
【００４１】
（実施の形態４）
本発明のさらに他の実施の形態に係る補聴器について、図１２を用いて説明すれば以下の通りである。
図１２は、本実施の形態に係る補聴器の構成を示している。
本実施の形態の補聴器では、図１２に示すように、マイク１０１の近傍に角速度センサ１０３が配置されている。
なお、図１２に示す補聴器についても、図１１に示す補聴器と同様に、外部入力端子１０２や補聴処理部１５０は、イヤーフック１１の右端下方に設けられた図示しない本体ケース内に設けられているものとする。
【００５７】
（実施の形態５）
本発明のさらに他の実施の形態に係る補聴器について、図１３および図１４を用いて説明すれば以下の通りである。
図１３は、本実施の形態に係る補聴器の構成を示すブロック図である。
本実施の形態の補聴器では、顔動作検出部として、上述した実施の形態で用いた角速度センサの代わりに、２つのマイク（マイク１０１，３０１）から取得されたマイク入力信号１２３を利用する。
【００５８】
ここで、上記２つのマイク１０１，３０１は、１つの補聴器に設けられていても良いし、左右の耳に装着されるそれぞれの補聴器に設けられていても良い。
例えば、使用者がテレビを見ている際にテレビに対して正面を向いている状態から違う方向に顔を向けた場合には、周囲音を拾う２つのマイク１０１，３０１から得られるマイク入力信号１２３には、マイク１０１，３０１の装着位置から決まる一定の時間差、音圧差などの差が生じると考えられる。そこで、本実施の形態では、その時間差や音圧差を２つのマイク入力信号１２３，１２３間の類似度として利用して、顔の方向が基準状態からずれているか否かを判定する。
【００５９】
図１４は、本実施の形態の補聴器が備えている顔動作検出部３０２の構成例を示すブロック図である。
本実施の形態の補聴器では、使用者の顔の動作の有無を判定する前に、まず、２つのマイク１０１，３０１において取得される入力音がテレビからの出力音であるか否かを判定する。
すなわち、第１の類似度算出部３０３は、マイク１０１およびマイク３０１において得られたそれぞれのマイク入力信号１２３について、外部入力端子１０２において得られた外部入力信号１２４と比較して、第１の類似度を算出する。そして、その第１の類似度に基づいて、テレビ音判定部３０４において、閾値処理を行ってテレビから出力された音が、周囲音としてマイク１０１，３０１で得られているか否かを判定する。
【００６１】
ここで、両マイク１０１，３０１において得られた音がテレビの音であると判定された場合における使用者の顔の動作の有無の判定方法について、以下で説明する。
まず、使用者の顔の方向が基準状態を向いている場合（例えば、使用者の顔がテレビを向いている場合）の２つのマイク１０１，３０１から得られた２つのマイク入力信号の類似度を、第２の類似度として第２の類似度算出部３０５において計算する。
【００６２】
顔方向判定部３０６では、この第２の類似度が変化しているか否かを検出し、第２の類似度の変化率が所定の範囲に入っている場合には、使用者の顔の動きは無いと判定し、逆に、第２の類似度の変化率が所定の範囲を超えた場合には、使用者の顔の動きがあると判定する。
すなわち、使用者の顔の向きが基準状態にある場合と基準状態から外れた場合とでは、マイク入力信号と外部入力信号との類似度を示す第２の類似度の値が変化することを利用して、使用者の顔の動きの有無を判定することができる。
【００６３】
例えば、第２の類似度として音圧差を用いた場合には、左右それぞれの補聴器に設けられたそれぞれのマイク１０１，３０１のマイク入力信号１２３，１２３の音圧差は、通常、使用者がテレビの方向を向いている基準状態にある場合は小さく、一方、テレビ以外の方向を向いて基準状態から外れた場合は大きくなる。
このため、本実施の形態では、左右２つのマイク１０１，３０１から得られる入力音の音圧差の変化を検出することで、使用者の顔の動きの有無を判定することができる。同様に、第２の類似度としては、２つのマイク入力信号１２３，１２３の音圧差以外にも、時間差、相互相関値、スペクトル距離尺度、等を類似度と用いた場合でも、上記と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
ところで、テレビの音以外の周囲の音が大きい場合は、第１の類似度算出部３０３において、マイク入力信号がテレビの音であるかどうかを判断することが困難である。この結果、使用者の顔の動きを判定することができないおそれがある。
そこで、このような問題を解決するために、マイク入力信号からテレビの音の成分のみを取り出す技術、例えば、雑音除去技術やエコーキャンセリング技術、音源分離技術など、複数の音の中から特定の音のみを抽出する技術を用いてテレビの音のみを取り出してもよい。これにより、第１の類似度算出部３０３において、２つのマイクから取得されたマイク入力信号がテレビの音に対応するものであるか否かをより正確に判断することができる。
【００６５】
（効果）
本発明に係る補聴器では、マイクからの音信号と外部入力端子からの音信号との混合比を決定する混合比決定部に、顔動作検出部を接続している。
これにより、外部機器を集中して聞きたい時には、顔が外部機器に向いていることを検出することで、外部入力端子からの音信号が優勢的となり、周りの人が雑談をしている声が邪魔にならないようにすることができる。
【００６６】
また、外部入力端子からの音信号が優先されている状態で、例えば、家族から話しかけられた時には、その相手方の方向に顔が動いたことが、顔動作検出部により検出される。
これにより、この時には家族の話を聞こうとする意思に基づく顔の動作に応じ、マイクから入力された音信号の優勢度を外部入力端子から入力された音信号よりも高めることで、家族の話を適切に聞き取ることができる。この結果、補聴効果を高めることができる。
【００６７】
また、本発明においては、環境音検出部において、マイクから取得した音信号に、外部入力端子から取得した音響情報以外のものが含まれず、かつ顔動作検出部において顔の向きが基準方向から変化したことが検出された際に、混合比決定部においてマイクから取得した音信号について、優勢度を高めるように混合比を変更する構成とすることもできる。
これにより、マイクから取得した音信号を聞きたい補聴器装用者に対して、マイク入力信号の優勢度を高めることが可能になる。
【００６８】
また、本発明においては、顔動作検出部において顔の向きが基準方向にある場合に、混合比決定部において、マイクから取得した音信号の優勢度を低下するように、混合比を変更することもできる。
これにより、外部機器が出力する音信号を聞きたいとする使用者に対して、外部入力信号の優勢度を高める混合比に変更することが可能になる。
【００６９】
また、本実施形態においては、環境音検出部において、マイクから取得した音信号に外部入力から取得した音情報以外のものが含まず、かつ顔動作検出部において顔の向きが基準方向から変化したことが検出された場合、混合比決定部においてマイクから取得した音信号と外部入力から取得された音情報の優勢度を中庸にする混合比に変更するもできる。
すなわち、本実施形態では、使用者の顔の向きの変化を検出した場合には、外部入力以外の音がマイクに入力されていなくても、使用者が周辺の様子に気が回っていることを想定して、マイク、外部入力から取得された音情報の優勢度をほぼ均等（α≒０．５）に設定する。
これにより、使用者が、周辺の様子に気を配るために必要なマイク入力信号を提供することができる。しかも、この時、外部入力信号の音も同様に聞くことが可能になる。
【００７０】
また、本発明においては、混合比決定部を、環境音の有無および顔の向きのずれの有無により決定される使用者の状態を検出する状態検出部と、状態検出部で検出された状態が継続している時間を計測する経過時間算出部と、状態検出部で検出された状態と、経過時間算出部で算出された継続時間と、直前の混合比をもとに新たな混合比を算出する混合比算出部と、で構成することもできる。
これにより、使用者の状態を、基準状態からの顔のずれと、環境音の有無から判定し、その状態の継続時間から混合比を計算することが可能になる。
【００７１】
また、本発明においては、混合比算出部において、さらに各状態に入ったときの混合比と、状態検出部で検出された状態と、経過時間算出部で算出された継続時間と、に基づいて、混合比を決定可能な混合比決定テーブルを設けることもできる。
これにより、混合比決定テーブルを用いて効率よく補聴処理を行うことができるため、テーブルルックアップ処理により混合比の演算をすることなく補聴処理を行うことが可能になる。
【００４１】
（他の実施形態）
（Ａ）
上記各実施形態では、例えば、実施の形態１において、補聴処理部１５０が、角速度センサ１０３や環境音検出部１０９、顔動作検出部１１０、混合比決定部１１１および混合部１１２等を含むような構成を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、混合部等の構成については、必ずしも補聴処理部内に設けられている必要はなく、それぞれの構成、あるいは一部の構成が補聴処理部に対して並列関係で別々に設けられている構成であってもよい。
【００４１】
（Ｂ）
上記実施の形態５では、第２の類似度を用いて使用者の顔の動きの有無を判定する方法として、上述した第２の類似度の変化率を見ながら行う方法を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、左右の耳に装着された補聴器のマイク１０１，３０１から得られるマイク入力音信号の音圧差、時間差、相互相関値、スペクトル距離尺度等を用いて、上記判定を行うようにしてもよい。
つまり、第２の類似度の変化率を算出することなく、検出された音圧差等が所定の範囲内にあるか否かに基づいて、上記判定を行うようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明に補聴器は、使用者の顔の動きに応じた適切な補聴動作を行わせることができることから、テレビ、ＣＤ再生機、ＤＶＤ／ＨＤＤレコーダー、携帯型オーディオ再生機、カーナビゲーションシステム、パソコンなどの情報機器、ドアホンなどのホームネットワーク機器、ガスコンロ、電磁調理器などの調理機器などを含む各種外部機器と、無線や有線を介して接続可能な補聴器に対して広く適用可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１ 本体ケース
２ 電池
３ 開口
４ 耳掛け部
５ 装着部
６ テレビ（外部機器の一例）
７ リード線
８ 電源スイッチ
９ ボリューム
１０ 本体ケース
１１ イヤーフック
１２ 本体ケース
１０１ マイク
１０２ 外部入力端子
１０３ 角速度センサ
１０４ 減算器
１０５ 増幅器
１０６ 増幅器
１０７ 補聴フィルタ
１０８ 補聴フィルタ
１０９ 環境音検出部
１１０ 顔動作検出部
１１１ 混合比決定部
１１２ 混合部
１１３ レシーバ
１２１ 顔方向信号
１２２ 動作検出信号
１２３ マイク入力信号
１２４ 外部入力信号
１２５ 環境音存在信号
１２６ 混合比信号
１２７ 混合信号
１２８ マイク入力補聴信号
１２９ 外部入力補聴信号
２０１ 状態検出部
２０２ 経過時間算出部
２０３ 混合比算出部
２１１ 状態信号
２１２ 継続時間付き状態信号
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７７】
【特許文献１】
特開平１−１７９５９９号公報

Claims (14)

1. 周辺音を取得するマイクと、
   外部機器から入力される入力音を取得する外部入力端子と、
   前記マイクおよび前記外部入力端子から出力された音信号を受信して、前記音信号に対して補聴処理を行う補聴処理部と、
   前記補聴処理部において補聴処理された音信号を受信して出力するレシーバと、
   前記マイクに入力された音信号と前記外部入力端子に入力された音信号とを混合して前記レシーバに音信号を出力する混合部と、
   使用者の顔の動きを検出する顔動作検出部と、
   前記顔動作検出部における検出結果に応じて、前記混合部における前記マイクに入力された音信号と前記外部入力端子に入力された音信号との混合比を決定し、前記混合部に送信する混合比決定部と、
   前記混合比決定部に接続されており、前記マイクから入力された音信号に、前記外部入力端子から入力された音信号が含まれているか否かを判定する環境音検出部と、
   を備えている補聴器。
2. 前記環境音検出部において、前記マイクから入力された音信号に前記外部入力端子から入力された音信号以外が含まれることが検出され、かつ
   前記顔動作検出部において、使用者の顔の向きが変化したことが検出されると、
   前記混合比決定部は、前記マイクからの入力された音信号の優勢度を前記外部入力端子から入力された音信号よりも高めるように混合比を変更する、
   請求項１に記載の補聴器。
3. 前記混合比決定部は、前記顔動作検出部において顔の向きが基準方向にある場合に、前記混合比決定部において前記マイクにおいて取得した音信号の優勢度を、前記外部入力端子において取得した音信号よりも低下させるように混合比を変更する、
   請求項１または２に記載の補聴器。
4. 前記環境音検出部において、前記マイクにおいて取得された音信号に、前記外部入力端子において取得された音情報以外のものが含まれず、かつ、
   前記顔動作検出部において、使用者の顔の向きが基準方向から変化したことが検出された場合には、
   前記混合比決定部は、前記マイクにおいて取得された音信号と前記外部入力端子において取得された音信号との優勢度をほぼ均等な混合比とする、
   請求項１から３のいずれか１つに記載の補聴器。
5. 前記混合比決定部は、
   環境音の有無および使用者の顔の向きのずれの有無に基づいて決定される使用者の状態を検出する状態検出部と、
   前記状態検出部において検出された状態が継続している時間を計測する経過時間算出部と、
   前記状態検出部において検出された状態と、前記経過時間算出部において算出された継続時間と、直前の混合比と、に基づいて、新たな混合比を算出する混合比算出部と、
   を有している、
   請求項１から４のいずれか１つに記載の補聴器。
6. 前記混合比決定部は、前記混合比算出部において前記状態検出部で検出された状態ごとに、各状態に入ったときの混合比の初期値と、前記経過時間算出部において算出された継続時間と、に基づいて混合比を決定可能な混合比決定テーブルを、
   さらに有し、前記混合比決定テーブルに基づいて新たな混合比を決定する、
   請求項５に記載の補聴器。
7. 前記マイクおよび前記外部入力端子と、前記補聴処理部と、前記レシーバと、が設けられる本体ケースを、
   さらに備えている、
   請求項１から６のいずれか１つに記載の補聴器。
8. 前記顔動作検出部は、前記本体ケース内において前記レシーバが設けられた位置とは反対側の位置に設けられている、
   請求項７に記載の補聴器。
9. 前記顔動作検出部は、前記本体ケースにおける使用者の耳に掛けるイヤーフックよりも前記レシーバ側に設けられている、
   請求項７に記載の補聴器。
10. 前記顔動作検出部は、使用者の顔の向きを検出する顔方向検出センサを有する、
    請求項１から９のいずれか１つに記載の補聴器。
11. 前記顔方向検出センサは、使用者の顔の向きの変化を検出する角速度センサである、
    請求項１０に記載の補聴器。
12. 前記顔動作検出部は、２つ以上の前記マイクに入力される音と外部端子から入力されたテレビ音との類似の度合いを示す第１の類似度を算出し、前記第１の類似度が所定の範囲内にある場合に、前記２つ以上のマイクの音がテレビ音であると判定し、
    同時に前記２つ以上のマイクに入力される音の間の類似の度合いを示す第２の類似度を算出し、前記第２の類似度が、前記使用者の顔の向きが基準状態の際に得られる所定の範囲を超えた場合に、前記使用者の頭部が動いたと判定する、
    請求項１から９のいずれか１つに記載の補聴器。
13. 前記顔動作検出部は、前記第１の類似度として相互相関を用いて前記第１の類似度を算出する、
    請求項１２に記載の補聴器。
14. 前記顔動作検出部は、
    前記２つ以上のマイクに入力される音の間の相互相関、
    前記２つ以上のマイクに入力される音の間の音圧差、
    前記２つ以上のマイクに入力される音の間の位相差もしくは時間差、および
    前記２つ以上のマイクに入力される音の間のスペクトル距離尺度
    のいずれか１つを用いて前記第２の類似度を算出し、使用者の顔の動きを検出する、
    請求項１２に記載の補聴器。

Images