NL8802516A - Hoorapparaat met rondzing onderdrukking. - Google Patents

Description

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Hoorapparaat met rondzing onderdrukking.

De uitvinding heeft betrekking op een hoorapparaat, voorzien van een mikrofoon, een versterker, met een ingang gekoppeld met de mikrofoon en een uitgang die is gekoppeld met een telefoon, en welk hoorapparaat verder is voorzien van middelen voor het onderdrukkken van ongewenste terugkoppelingsverschijnselen bij het hoorapparaat.

Een dergelijk hoorapparaat is bekend uit USP 4.440.982 (PHN 9977). In het daarin beschreven hoorapparaat wordt het terugkoppelingsverschijnsel tegengegaan door de telefoon op een speciale wijze in de behuizing van het hoorapparaat op te hangen. Hierdoor word de mechanisch-akoestische koppeling tussen de telefoon en de mikrofoon zo effektief mogelijk onderbroken namelijk door het verlagen van de mechanische overdracht tussen de telefoon en de behuizing van het hoorapparaat.

Toch blijkt dat bij hoge versterkingsfaktoren van de versterker in het hoorapparaat soms toch nog een terugkoppelingsverschijnsel optreedt.

De uitvinding beoogt nu maatregelen aan te geven om ook in dit geval op eenvoudige en effektieve wijze dit terugkoppelingsverschijnsel in hoorapparaten tegen te gaan.

Het hoorapparaat volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat de middelen een mikrofoon bevatten die enkel gevoelig is voor nabijheidsgeluid en is gekoppeld met een tweede ingang van de versterker, en dat de beide mikrofoons zodanig met. de bijbehorende ingangen van de versterker zijn gekoppeld dat, bij toevoer van de uitgangssignalen van de beide mikrofoons aan de respektievelijke ingangen van de versterker, welke uitgangssignalen het gevolg zijn van nabijheidsgeluid, de versterker in hoofdzaak geen uitgangssignaal levert.

De uitvinding is gebaseerd op het inzicht dat het terugkoppelingsverschijnsel soms ook het gevolg kan zijn van een rechtstreekse akoestische koppeling tussen de telefoon en de mikrofoon van het hoorapparaat. Dit bijvoorbeeld tengevolge van het feit dat het. oorstukje waarin het (in-het-oor) hoorapparaat is opgenomen, niet goed passend in de oorschelp of het oorkanaal is opgenomen, of tengevolge van de venting-kanalen die soms in het hoorapparaat zijn opgenomen. Door nu een (nabijheids)mikrofoon toe te passen, bijvoorbeeld een “noise-cancelling" mikrofoon ofwel een druk-gradient mikrofoon, worden de signalen die bij afwezigheid van deze mikrofoon tengevolge van de akoestische terugkoppeling zouden ontstaan, door beide mikrofoons gedetekteerd en in de versterker met ten opzichte van elkaar tegengestelde fase bij elkaar opgeteld, en daardoor onderdrukt.

Voor signalen die "van dichtbij" (bijvoorbeeld de telefoon) komen heeft de kombinatie van de twee mikrofoons en de versterker een onderdrukkend karakter. Voor signalen "van veraf' is de nabijheidsmikrofoon min of meer ongevoelig. Het hoorapparaat werkt dan op normale wijze, doordat de signalen die door de eerstgenoemde mikrofoon worden opgevangen, door de versterker versterkt aan de telefoon worden afgegeven.

Er is daardoor een betere onderdrukking van terugkoppelingsverschijnselen gerealiseerd. Dit betekent dat hogere versterkingen in het hoorapparaat mogelijk worden zonder dat rondzingen optreedt.

Voor een goede onderdrukking, is het hoorapparaat verder gekenmerkt doordat elk van de twee mikrofoons akoestisch is gekoppeld met een geluidintree-opening aangebracht in de behuizing van het hoorapparaat, en dat de twee of meer geluidintree-openingen vlak bij elkaar in de behuizing zijn aangebracht. Beide mikrofoons krijgen nu goed op elkaar gelijkende akoestische signalen toegevoerd zodat de onderdrukking van ongewenste rondzingsignalen dan ook beter is.

Bij voorkeur is tussen de tot de middelen behorende mikrofoon en de versterker een drempelschakeling is aangebracht. Dit betekent dat alleen voor signalen die boven een in de drempelschakeling ingestelde drempelwaarde uitkomen, de drempelschakeling de signalen doorlaat naar de versterker. Dit betekent in feite dat de invloed van de nabijheidsmikrofoon alleen merkbaar is bij hoge signaalamplitudes. Dat wil zeggen dat de nabijheidsmikrofoon alleen "werkt" als het ook werkelijk nodig is. Want juist bij hoge signaalamplitudes kan (zal) rondzingen optreden. Anders gezegd: hoge signaalamplitudes zijn in het algemeen kenmerkend voor rondzingen, zodat op deze wijze een goede detektie van rondzingen mogelijk is.

Het hoorapparaat kan verder zijn gekenmerkt, doordat de twee mikrofoons in een gemeenschappelijke mikrofoonbehuizing zijn opgenomen, dat de behuizing is voorzien van twee geluidintree-openingen, waarvan één geluidintree-opening akoestisch is gekoppeld met een zijde van de membraan van beide mikrofoons en de andere geluidintree-opening akoestisch is gekoppeld met de andere zijde van het membraan van de tot de middelen behorende mikrofoon. Hierdoor kan een zo nauwkeurig mogelijke onderdrukking van het terugkoppelingsverschijnsel worden gerealiseerd.

Het zij vermeld dat in het Amerikaanse oktrooischrift 4.456.795 een hoorapparaat is beschreven waarin eveneens twee mikrofoons zijn opgenomen. Er is hier echter geen sprake van het onderdrukken van een akoestisch terugkoppelingsverschijnsel door middel van het met ten opzichte van elkaar tegengestelde fase bij elkaar optellen van de signalen van de beide mikrofoons in de versterker.

De uitvinding zal aan de hand van een aantal uitvoeringsvoorbeelden in de hierna volgende figuurbeschrijving nader worden uiteengezet. Hierin toont figuur 1 een eerste, figuur 2 een tweede, figuur 3 een derde uitvoeringsvoorbeeld van het hoorapparaat volgens de uitvinding, en figuur 4 een uitvoeringsvoorbeeld van een mikrofoon-kombinatie.

Figuur 1 toont het elektrische schema van het hoorapparaat. Het hoorapparaat kan bijvoorbeeld de vorm hebben zoals in figuur 3 is aangegeven. Het betreft daarbij een achter-het-oor hoorapparaat 10, dat in het algemeen banaanvormig is uitgevoerd. Dit moet niet als een beperking gezien worden. De uitvinding is evenzeer van toepassing op bijvoorbeeld in-het-oor hoorapparaten, dat wil zeggen hoorapparaten die in de oorholte en/of het oorkanaal kunnen worden gedragen.

Het hoorapparaat bevat de normaal aanwezige mikrofoon 1 die is gekoppeld met een ingang, in dit geval de niet-inverterende ingang van een (voor)versterker 3. De uitgang van deze versterker 3 is gekoppeld met een telefoon (luidspreker) 4. Het hoorapparaat bezit een tweede mikrofoon 2 die is gekoppeld met de inverterende ingang van de versterker 3.

De mikrofoon 2 is een zogenaamde nabijheidsmikrofoon. Dat is een mikrofoon die alleen gevoelig is voor akoestische signalen van dichtbij en die ongevoelig is voor akoestische signalen van veraf. Dit noemt men ook wel een "noise-cancelling" mikrofoons ofwel "Nahbesprechungs"-mikrofoon. Men zou daarvoor een druk-gradient mikrofoon kunnen gebruiken. Een uitvoeringsvoorbeeld van een dergelijke mikrofoon is om in feite twee mikrofoons vlak bij elkaar te plaatsen en in tegenfase aan te sluiten. Een dergelijke mikrofoon is op zich bij hoorapparaten reeds toegepast, zie het eerder genoemde Amerikaanse oktrooischrift 4.456.795.

De beide mikrofoons 1 en 2 worden bij voorkeur vlak bij elkaar in het hoorapparaat opgesteld, zodanig dat de geluidintree-openingen voor de beide mikrofoons vlak bij elkaar liggen. Dit is nodig om ervoor te zorgen dat via de geluidintree-openingen in hoofdzaak dezelfde akoestische signalen aan de beide mikrofoons 1 en 2 worden toegevoerd.

In figuur 3 zijn twee geluidtree-openingen 13 en 14 aangegeven die vlak bij elkaar in de behuizing 10 zijn aangebracht.

De werking van het hoorapparaat van figuur 1 is als volgt. Voor de akoestische signalen die een zich veraf van het hoorapparaat bevindende bron afgeeft, is de mikrofoon 2 ongevoelig. Het hoorapparaat funktioneert dan als een normaal hoorapparaat. De door de mikrofoon 1 ontvangen akoestische signalen worden versterkt, weergegeven door de telefoon 4.

Voor akoestische signalen van dichtbij, bijvoorbeeld de akoestische signalen van de telefoon 4, die, indien weer ontvangen door de mikrofoon 1, aanleiding zouden kunnen zijn voor rondzingen, is de mikrofoon 2 wel gevoelig. Beide mikrofoons 1 en 2 detekteren nu min of meer dezelfde signalen, zodat er na samenvoeging van deze signalen in de verschilversterker 3 een onderdrukking van deze gedetekteerde signalen optreedt.

Een verbeterde schakeling is de schakeling van figuur 2, waarin een extra element, te weten een drempelschakeling 5, tussen de mikrofoon 2 en de versterker 3 is opgenomen.

Door deze schakeling 5 is er nu een diskriminatie mogelijk van gewenste signalen die "van dichtbij" komen, en ongewenste signalen "van dichtbij".

Een gewenst signaal is bijvoorbeeld een door een persoon in het oor van de drager van het hoorapparaat gefluisterde intimiteit die door de drager van het hoorapparaat als gewenst wordt ervaren. Een dergelijk signaal heeft meestal een kleine amplitude. Het door de mikrofoon 2 aangegeven signaal Zal daardoor een zodanig lage amplitude hebben dat de drempel in de drempelschakeling 5 niet wordt overschreden. De drager van het hoorapparaat zal het gewenste signaal dat door de mikrofoon 1 natuurlijk ook wordt gedetekteerd, dus toch horen.

Een ongewenst signaal is het eerder genoemde rondzingsignaal dat een zodanige hoge amplitude heeft dat de drempel in de drempelschakeling 5 wordt overschreden, zodat toch de onderdrukkende werking in het hoorapparaat gerealiseerd wordt.

De drempelschakeling kan op zeer eenvoudige wijze gerealiseerd worden. In de leiding van de mikrofoon 2 naar de inverterende ingang van de versterker 3 kan bijvoorbeeld een stuurbare schakelaar (niet getekend) zijn aangebracht. Het signaal van de mikrofoon 2 wordt ook aan een gemiddelde waardebepaler (niet getekend) toegevoerd, waarvan een uitgang is gekoppeld met een ingang van een vergelijkerschakeling (niet getekend). Aan een andere ingang van de vergelijkerschakeling wordt de drempelwaarde toegevoerd. Overschrijdt de gemiddelde waarde van het mikrofoonsignaal de drempel, dan levert de vergelijkerschakeling een stuursignaal af dat aan de stuuringang van de stuurbare schakelaar wordt toegevoerd. Als gevolg daarvan sluit dan de schakelaar.

Figuur 4 toont zeer schematisch een kombinatie van de twee mikrofoons 1 en 2.

Alleen de membranen 11 en 12 van de mikrofoons 1 respektievelijk 2 zijn weergegeven. De mechano-elektrische omzetting vindt op op zich bekende wijze plaats. De uitleg daarvan is niet van belang, aangezien het hier alleen om het akoestische gedrag van de mikrofoons gaat. De mikrofoon 1 is bijvoorbeeld een normale druk mikrofoon. De geluidintree-opening 13 is daartoe akoestisch gekoppeld met één zijde van het membraan 11. De ruimte 16 aan de andere zijde van het membraan 11 is akoestisch niet gekoppeld met de omgeving. De geluidintree-opening 13 is eveneens gekoppeld met een zijde van het membraan 12 van de mikrofoon 2. Bovendien is de geluidintree-opening 14 akoestisch gekoppeld met de andere zijde van het membraan 12.

Claims (6)

1. Hoorapparaat, voorzien van een mikrofoon, een versterker, met een ingang gekoppeld met de mikrofoon en een uitgang die is gekoppeld met een telefoon, en welk hoorapparaat verder is voorzien van middelen voor het onderdrukkken van ongewenste terugkoppelingsverschijnselen bij het hoorapparaat, met het kenmerk, dat de middelen een mikrofoon bevatten die enkel gevoelig is voor nabijheidsgeluid en is gekoppeld met een tweede ingang van de versterker, en dat de beide mikrofoons zodanig met de bijbehorende ingangen van de versterker zijn gekoppeld dat, bij toevoer van de uitgangssignalen van de beide mikrofoons aan de respektievelijke ingangen van de versterker, welke uitgangssignalen het gevolg zijn van nabijheidsgeluid, de versterker in hoofdzaak geen uitgangssignaal levert.

2. Hoorapparaat volgens konklusie 1, met het kenmerk, dat elk van de twee mikrofoons akoestisch is gekoppeld met een geluidintree-opening aangebracht in de behuizing van het hoorapparaat, en dat de twee of meer geluidintree-openingen vlak bij elkaar in de behuizing zijn aangebracht.

3. Hoorapparaat volgens konklusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de ene mikrofoon op een inverterende ingang, en de andere mikrofoon op een niet-inverterende ingang van de versterker is aangesloten.

4. Hoorapparaat volgens konklusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de tot de middelen behorend mikrofoon een "noise-cancelling" mikrofoon is, bijvoorbeeld een druk-gradient mikrofoon.

5. Hoorapparaat volgens konklusie 1, 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat tussen de tot de middelen behorende mikrofoon en de versterker een drempelschakeling is aangebracht.

6. Hoorapparaat volgens één der voorgaande konklusies, met het kenmerk, dat de twee mikrofoons in een gemeenschappelijke mikrofoonbehuizing zijn opgenomen, dat de behuizing is voorzien van twee geluidintree-openingen, waarvan één geluidintree-opening akoestisch is gekoppeld met een zijde van de membraan van beide mikrofoons en de andere geluidintree-opening akoestisch is gekoppeld met de andere zijde van het membraan van de tot de middelen behorende mikrofoon.