JP3398156B2 - 正常な音の大きさに調整されるようにプログラム可能な又はプログラム制御される補聴器を制御するための方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、請求の範囲の第１項の前文に記載の起こり
得るあらゆる音響帰還を考慮したプログラム可能な又は
プログラム制御される補聴器を正常な音の大きさに調節
して少なくとも１つの周波数帯域内の利得を最適に制御
するための方法に関する。

補聴器において、それが小径の合成樹脂製チューブと
イヤモールドによって耳道に連結される耳かけ形（BT
E）補聴器であろうと又はイヤモールド若しくは耳成形
部と共に耳道へ深く挿入される耳あな形（ITE）補聴器
であろうと、音響帰還が発生し得ることはよく知られて
いる。この音響帰還は、イヤモールドが耳道に対して完
全に調整（フィッティング）されていないことによって
若しくは圧力を除去するために設けられたチューブの小
さな通気孔によって又はそれら両方によってイヤモール
ドと鼓膜との間の余分な空洞からマイクロフォンまでに
わたって発生する。

これは、例えば“HEARING INSTRUMENTS,Vol.42,Nr.9
1991,pages 24,26"に開示されている。

更に、米国特許第5.259.033号明細書とそのヨーロッ
パ版のヨーロッパ特許公開第0 415 677号公報は、音響
帰還を電気的に若しくは電子的に補償する補聴器を開示
している。特に、この補聴器は電気帰還経路に制御可能
なフィルタを備えている。このフィルタの特性は、相関
方法を用いて算出されかつ制御されて補聴器のイヤホン
とマイクロフォンの間の音響カップリングを形成する。

雑音信号が補聴器の電気回路に入る。この雑音信号
は、フィルタの特性を音響カップリングの変化に合わせ
るために利用される。

フィルタの特性を制御するための係数は相関回路によ
って得られる。

更に、英語の要約書と請求の範囲及び図面と共に発行
された国際公開第93/20668号公報は原理的に同じである
回路を記載した図面を開示している。更に、この図面に
は、相関回路のフィルタ係数を統計的に評価してそれに
合うように帰還関数を変えるデジタル回路が記載されて
いる。この補償はすべての可聴周波数帯域に及んでい
る。

国際公開第9005437号明細書と米国特許第4.185.168号
明細書は共に、帰還の問題を少なくするための自動系の
さらなる実施形である。この場合、これらの帰還は正常
な動作中に起きる。この目的のため、ただ追加しただけ
の複雑な回路が補聴器中で使用される。また、フィルタ
を追加する必要がある。これらの回路とフィルタは、こ
れらが動作する場所と時間における全ての周波数帯域に
対して作用する。

今日のほとんどの補聴器は、実際の音響環境や実際の
聴力損失に合わせるために利得が可変できる。これは少
なくとも１つの周波数帯域において可能である。

ほとんどの聴力損失は「補充現象」によって特徴付け
られる。換言すれば、弱い音は聞こえないが強い音は人
が普通に聞こえる程度に聞き取れる現象をいう。従来
は、利得を固定した補聴器がこれらの聴力損失を補償し
ていた。通常、この利得は音響レベルが低いと小さすぎ
また音響レベルが高いと大きすぎる。

この種類の聴力損失をより理想的に補償するために
は、弱い音では利得が大きくて強い音では利得が零若し
くは小さい補聴器が必要である。一般的にこのような種
類の補聴器は、周囲が静かであると利得が大きい。これ
は音響帰還の危険性を増長する。音響帰還が発生すると
きの利得は、主にイヤモールドの性能と形に左右され
る。

しかし、許容できない音響帰還が発生する不完全なイ
ヤモールドの不具合を除去する従来の一般的な方法は、
それを廃棄して補聴器を新しく作らせることであった。
すなわち、イヤモールドのどこが適していないのかをつ
きとめたり、イヤモールドがどの程度適していないのか
を正確に理解できる者がいなかった。

性能の悪いイヤモールドが或る聴力損失に対して大き
な利得を必要とする場合、重大な問題が必ず起きる。難
聴者がこれ以上改善できないイヤモールドの帰還を除去
するための唯一の方法は、全ての周波数帯域に対して調
節部の音量を小さくすることである。

現在では、プログラミング可能な若しくはプログラム
制御可能な若しくはプログラミングしてある補聴器が多
数存在している。少なくとも１つの伝達特性に対応した
外部のプログラミングユニットは、それら大半の補聴器
を少なくとも１つの周波数帯域用に若しくはチャネル用
に再プログラミングできる。これによって大抵の場合に
おいて、上記補聴器を装着者の実際の聴力損失に合わせ
ることができる。

残念ながら、正常の音の大きさにプログラミングして
調整する従来の種類の補聴器は、現時点のところ音響帰
還を自動検査する処理により検出する装置を備えていな
い。音響帰還を自動検査する処理には、音響帰還を除去
するために補聴器の挿入利得を調節する処理及び／又は
イヤモールドが特定の聴力損失に対して必要な増幅／利
得を有しかつ耳道に十分良好に調整されているか否かを
知らせる処理がある。その結果、利得が特定の聴力しき
い値レベルに対して最大になっても音響帰還が発生しな
い。すなわち、イヤモールドが、必要とする特定の利得
に対して耳道内部で要求される調整に関する性能を備え
ているか否かが分かる。

本発明の課題は、イヤモールドを有する特殊な聴覚器
が少なくとも１つの周波数帯域内の聴力しきい値レベル
（HTL）の自動測定を可能にする処理を新しく提供する
こと、及び要求される最大利得で若しくは実際の最大利
得で発生する音響帰還を除去するために聴覚器を自動調
節すること、ひいては音響帰還と装着者の聴覚障害や聴
力損失を考慮した上記の調整を最後に行うために一組の
パラメータを最終的に最適化することにある。

更に、本発明の方法は、帰還が発生することなく、イ
ヤモールドに要求される性能を自動的に確認するだけで
なく、イヤモールドの性能が特定の障害に対して補聴器
の必要とする利得を維持できない場合に警告を出す。

本発明の課題は、信号プロセッサの一組の制御パラメ
ータを、弱い音で大きい利得を呈しかつ強い音で零若し
くは小さい利得を呈する理想入出力応答関数の最大利得
に等しい最大利得を有する入出力応答関数に初期設定
し、補聴器の音響帰還の発生を監視している間、この初
期設定した理想的な入出力応答関数にしたがってその補
聴器を適合する状態で動作させ、注意すべき帰還が検出
されない場合は、この理想的な入出力応答関数に対して
その初期の一組の上記パラメータをこの補聴器に設定
し、注意すべき帰還が検出された場合は、その他の周波
数帯域内の利得に対してその初期の一組のパラメータを
保持しながら少なくとも１つの周波数帯域に対して最大
利得を下げることによって、その少なくとも１つの周波
数帯域に対して入出力応答を調節することによって解決
される。

本発明の特に改良された点は、持続する帰還に対して
補聴器を連続的に若しくは断続的に監視することにより
及び制御通信ユニットをプログラミングユニットに接続
することにより及び最大利得を算出された最大利得より
小さく調節することにより及び残留する帰還を再度監視
してさらなる帰還が検出されなくなるまで最大利得を下
げることにより帰還が発生することなく実際の最大利得
を最大に設定可能である点及び対応する一組のパラメー
タを最終設定値として補聴器に格納可能である点にあ
る。

しかも、少なくとも１つの周波数帯域内の増幅若しく
は利得が予め設定した最小レベルに達した後に制御通信
ユニットが帰還の検出を続行しようとすると、その結果
が、イヤモールドの性能が不十分であることを示す手段
としてプログラミングユニットに格納されることによっ
て調整方法が停止する優れた利点を備えている。

最後に重要な点は、広く存在する騒音レベルを同時に
確認する場合、その騒音レベルが少なくとも１つの周波
数帯域において示された音量に達したか超えたときに上
記の処理を停止するため、騒音レベルが最大利得レベル
よりも十分下にあるか否かの確認を必要とする点であ
る。

以下に、本発明の新しい方法の実施形を図面に基づい
て説明する。

第１図は、プログラミング手段を有する聴覚器を概略
的に示す。

第２図は、聴覚関数及び補充現象型の減衰した聴覚関
数を概略的に示す。

第３図は、本発明で使用される種類の補聴器の理想的
な入出力応答を概略的に示す。

第４図は、本発明の方法の流れ図を概略的に示す。

第５図は、検査処理中に利用される入出力応答の概略
図である。

第６図は、検査処理が完了した後の入出力応答の結果
を概略的に示す。

第１図には、聴覚器若しくは装着可能な補聴器１が示
されている。この補聴器１は、両方向通信線３によって
プログラミングユニット２に接続されている。この補聴
器１は、例えば、マイクロフォン４とA/D変換器５とデ
ジタル信号プロセッサ６とD/A変換器７とスピーカ８と
から構成されている。

原理的には、マイクロフォン４とスピーカ８をより多
く設けることもできる。

デジタル式の信号プロセッサ６は、例えば、１つの周
波数帯域に対して１つのチャネルを割り当てることもで
きるし、また複数の周波数帯域の各々に対して複数のチ
ャネルを割り当てることもできる。

もちろん、全ての補聴器をアナログ回路で同様に構成
することもできる。

補聴器は、それが耳道に挿入可能な耳あな形（ITE）
装置であっても耳道に挿入されるイヤモールドを有しか
つ音響チューブが接続された耳かけ形（BTE）装置であ
っても、音響帰還が起きる可能性は常にある。この帰還
の経路はインピーダンス／アドミタンス９として示され
ている。

ここで留意すべき点は、そのような帰還の制御や除去
が聴力損失の種類によっては容易でない点である。

以下に、第２図〜第６図を用いて上述の課題を解決す
るための手段、すなわち自動調整の処理中にイヤモール
ドの性能を評価するための簡単な方法を提供すること及
び性能に限界のある既存のイヤモールドを備えた補聴器
を調節するための方法を説明する。すなわち、本発明
は、耳道の内側に対して調整された既存のイヤモールド
が１つの若しくはそれより多い周波数帯域内で実際の聴
力損失に合わせるために十分に高い性能を有しているか
否かを判断する優れた方法を提供する。

第２図は、音圧レベルSPLに対する聴力レベルHLとし
ての正常の聴覚関数17と聴力補充現象型の代表的な減衰
した聴覚関数18とを示す。これは聴力しきい値11から出
発している。曲線18はいわゆる音の大きさの曲線であ
る。

聴力しきい値11より下では、障害のある聴覚は何も聞
こえない。しきい値11より上では、感度が急激に上昇す
る。SPLの或るレベルより上では、聴覚機能は或る伝音
器官を除いてほとんど正常である。

上記の課題は、第２図で示したような補充現象型の特
性のミラーイメージ（鏡像）に相当する入出力特性を有
する補聴器を提供することによって容易に解決される。
これは第３図に示されている。この場合、補充現象型の
特性のミラーイメージは点11'から出発して点線16に沿
って進む。しかし、これは聴力しきい値レベルで著しく
大きな利得を必要とする。これは、イヤモールドを通過
したりその周囲から漏れる音が引き起こす音響帰還のた
めに明らかに不可能である。

したがって、別の解決策が提案されている。この場
合、補聴器の最大利得は非常に低い音響レベルに抑えら
れる。第３図は、第２図の聴力損失に対する理論上の理
想的な入出力応答16と、さらに本発明で考えている種類
の補聴器の代表的な理想応答関数13を示す。

高い入力レベルに相当する上部折点14の上では、増幅
（利得）レベル13aが一定である。このときの利得は、
第３図の応答曲線13と正常な聴覚関数10との間の距離に
よって示される。上部折点14の下と下部折点15の上で
は、圧縮領域13bが存在する。このときの利得は、下部
折点15から上部折点14まで減衰している。非常に低い入
力レベルに相当する下部折点15の下では、次第に聞き取
れるようになる内部のマイクロフォンノイズを除去する
ための膨張領域13cが存在する。各チャネルに対する両
折点及び圧縮係数若しくは膨張係数及び大きな入力利得
は、一組のパラメータとして補聴器中にプログラミング
できる。同様に、少なくとも１つの周波数帯域も一組の
パラメーターとして補聴器中にプログラミングできる。

第１図の補聴器の動作と制御機能をより詳しく説明す
るため、制御通信ユニット21が付記されている。これ
は、両方向通信線３によって接合点22から取り外し可能
にプログラミングユニット２に接続されている。デジタ
ル信号プロセッサ６の３つのチャネルは、帯域フィルタ
23a,23b,23cとリミッタ段24a,24b,24cと制御可能な増幅
器段25a,25b,25cから構成されている。もちろん、これ
ら３つのチャネルはここでの一実施例にすぎず、本発明
はこれら３つのチャネルに限定されない。

一方で、制御通信ユニット21は、制御レジスタ26を用
いて要素23,24,25を有するデジタル信号プロセッサ６を
制御する。他方で、デジタル信号プロセッサ６の個々の
要素の現時点の状態が制御レジスタ26により符号化され
る。そして、この情報が通信制御ユニット21とプログラ
ミングユニット２に伝えられる。

第５図に示した入出力応答は帰還を検査する処理中に
利用される。これは音圧レベル（SPL）のdB値と出力レ
ベルのdB値との間の相関関係を示している。

この入出力応答では、下部折点15だけを使う。その入
出力応答は、下部折点15の下に利得の一定した領域19を
有しかつ下部折点15を超えた範囲に出力の一定した領域
20を有している。

実現可能な利得を設定した後に最も重要なことは、大
きくてはならない騒音（ノイズ）を確認することであ
る。もちろん、これはあらゆる周波数帯域のそれぞれに
対して必要である。

プログラミングユニット２と制御通信ユニット21は、
マイクロフォン４と信号プロセッサ６を介してその騒音
を確認し監視する。この騒音が許容できない程度に大き
い場合、すなわち予め設定した低いレベルに近いか超え
ている場合は、決定回路が反応して警告を出し、その後
に動作が停止する。

しかし、騒音が許容できる程度に小さければ、制御ユ
ニットは第５図に示したような検査処理用の入出力応答
を設定する。

制御プログラムが第５図に示したような入出力応答を
利用することによって、制御通信ユニットは、マイクロ
フォン４とデジタル信号プロセッサ６からはっきりと現
れるあらゆる音響帰還を確認する。留意すべき点は、チ
ャネルが１つより多い場合には、チャネルごと別個にこ
の確認を実施する必要がある点である。

１つのチャネルの帰還を確認するとき、その他の全て
のチャネルの利得は例えば零に設定する必要がある。

或る周波数帯域で帰還が検出されない場合、プログラ
ム制御部は、第３図に示したような入出力特性13を設定
する。そして、これと同じ処理が、上で述べた方法で次
の周波数帯域に対して実行される。

しかし、検査中のチャネルに帰還が検出された場合に
は、プログラム制御部はこの情報をユニット6,26,21か
ら受け取る。そして、そのプログラム制御部は、プログ
ラム制御部にしたがって監視される起こり得るあらゆる
帰還を継続的に検査している間に最大利得を下部折点15
まで下げる。

さらなる帰還が検出されない場合は、プログラム制御
部は、減衰した最大利得が特定の聴覚障害や補聴器及び
それに対応するイヤモールドで必要とする利得に対して
小さすぎないか否かを確かめる。利得が小さい場合は、
そのプログラム制御部は、イヤモールドの特性が意図す
る使用に適していない旨の警告を出す。

この警告は、例えば、イヤモールドが耳道にうまく合
っていないとかスピーカ８からの音がイヤモールドの周
囲から漏れてマイクロフォン４に達しているといった表
示でもよい。

他方で、最後に算出した利得が意図する使用に適して
いるならば、第６図に示したような入出力応答関数がプ
ログラムによって最終的に確定される。この処理の結果
が、最大利得を除去したことにより形成される減衰した
利得領域13dである。これは、下部折点15が２つの新し
い折点15'と15"に分割されたことを意味する。

この入出力応答関数は、聴覚器の伝達特性を制御する
ため、この伝達特性に対応する一組の制御パラメータ若
しくは制御値に符号化されて補聴器中の記憶器に格納さ
れる。

これら一組のパラメータは、異なる様々な環境の聞こ
えの条件に適応させるために変更してもよい。

この新しい調整方法は、プログラム可能な又はプログ
ラム制御される補聴器を正常な音の大きさに調整するに
あたって多くの可能性を提供する。

この新しい方法は、聴覚器の少なくとも１つの周波数
帯域内で発生する音響帰還の検出の自動化を可能にす
る。つまり、制御レジスタ26は、補聴器のデジタル信号
プロセッサから情報を読み取り、その情報を聴覚器に少
なくとも一時的に接続されるプログラム制御装置に書き
込むことができる。そして、その情報を受け取った後の
プログラミング装置は、もはや音響帰還を呈しない最大
利得を設定若しくは算出する。もちろん、この自動検査
の結果は将来の参照用にプログラミング装置に格納でき
る。利得を著しく下げてもなお帰還が存在する場合は、
このイヤモールドの性能が障害のある聴覚のために設定
された聴力しきい値レベルに対して十分な利得を維持で
きないことを暗示している。この場合には、再びイヤモ
ールドを新しく作って検査する必要がある。

第５図に示した入出力応答を有する補聴器の動作で
は、初期の入出力応答に対する最大利得の位置を検査し
ている。これは、本発明の最終目的である音響帰還が発
生するときの周波数帯域と音圧レベルを認定するための
一つの方法である。これはその他の方法でも実現でき
る。例えば、補聴器をそれの未処理である初期の入出力
応答の状態にし、入力音を変化させていき（例えば、入
力音の音量と周波数を可変する）、出力音を監視しなが
ら不安定な動作（帰還）がいつ発生するかを見極め、一
組のパラメータを調節して帰還が検出されるときの周波
数帯域と音圧レベルにおける利得を下げることにより可
能である。

最後に、制御通信ユニット21と制御レジスタ26をマイ
クロプロセッサ回路の一部にしてもよい。このマイクロ
プロセッサ回路は、本発明にしたがって命令を実行する
制御関数／アルゴリズムを格納するために必要な格納器
／記憶器を備えてもよい。また、このマイクロプロセッ
サ回路は、プログラミングユニット２と情報を授受し合
ったりもする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−300595（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−199589（ＪＰ，Ａ) 国際公開90／5437（ＷＯ，Ａ１)

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マイクロフォン（４）と少なくとも１つの
   周波数帯域を処理するための制御可能な信号プロセッサ
   （６）とスピーカ（８）とを備えた補聴器を少なくとも
   １つの周波数帯域において利得関数を最適にして正常な
   音の大きさに調整するために、プログラム可能な又はプ
   ログラム制御される補聴器を調整する方法において、 ここで、補聴器の装着者の少なくとも１つの周波数帯域
   について聴力しきい値レベル（11）が決定され、帰還の
   ない条件の下で装着者の検出された聴力損失に対して入
   出力応答関数（16）が決定されており、 処理Ａとして、信号プロセッサの一組の制御パラメータ
   を、上記の決定された聴力しきい値レベル以下のレベル
   範囲を含む弱い音の領域で大きい利得を呈し、かつ上記
   弱い音の領域以外の強い音の領域で零若しくは小さい利
   得を呈する、帰還のない条件下で装着者の検出された聴
   力損失に対して最大利得（15）を有する入出力応答関数
   （13）を用いて初期設定し、 処理Ｂとして、補聴器の音響帰還の発生を監視している
   間、上記初期設定した入出力応答関数にしたがって補聴
   器を動作させ、 処理Ｃとして、注意すべき帰還が検出されない場合に
   は、上記初期設定した入出力応答関数についての初期の
   一組の上記パラメータを補聴器に設定し、 処理Ｄとして、注意すべき帰還が検出された場合は、他
   の周波数帯域における利得については初期の一組のパラ
   メータを保持しながら、少なくとも１つの周波数帯域に
   ついて最大利得（15）を下げる（15',15″）ことによっ
   て、その少なくとも１つの周波数帯域に対して入出力応
   答を調節することを特徴とする補聴器を調整するための
   方法。
2. 【請求項２】注意すべき音響帰還が検出されなくなるま
   で上記処理ＢないしＤを繰り返した後、入出力応答の最
   後に得られる修正された応答を、最適な入出力応答とし
   て補聴器に格納することを特徴とする請求項１に記載の
   方法。
3. 【請求項３】監視して利得を下げる処理は、複数の周波
   数帯の各々に対して別個に実行されることを特徴とする
   請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】初期設定した入出力応答関数（13）は、予
   め設定した入力音響レベルの入力音に対して予め設定し
   た最大利得（15）を与え、上記初期設定した入出力応答
   関数にしたがう補聴器の調節処理に当たっては、上記最
   大利得（15）に対応する利得を呈する検査入出力応答関
   数（19,20）をこの補聴器に設定することを特徴とする
   請求項１に記載の方法。
5. 【請求項５】検査入出力応答関数の予め設定した入力音
   響レベルより上では、出力レベル（20）が入力音に対し
   て一定であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 【請求項６】検査入出力応答関数の予め設定した入力音
   響レベルより下では、利得（19）が入力音に対して一定
   であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
7. 【請求項７】さらに、 処理Ｅとして、処理Ｄの後に最大利得が予め設定した最
   小レベルより下である場合は、この方法を停止する処理
   を有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
8. 【請求項８】さらに、 処理Ｆとして、処理Ｂの前に環境騒音のレベルを監視
   し、この環境騒音のレベルが予め設定したレベルを越え
   ている場合は、この方法を停止する処理を有することを
   特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 【請求項９】上記処理Ｆは、複数の周波数帯の各々に対
   して実行され、これら複数の周波数帯のそれぞれにおけ
   る環境騒音が予め設定したレベルを越えている場合は、
   この方法を停止する処理を有することを特徴とする請求
   項８に記載の方法。