专利名称：麦克风系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及听力受损者使用的收听设备和助听设备。更具体地，本发明涉及麦克风阵列领域，该麦克风阵列与这类收听设备和/或助听设备一起使用，或是被用在上述设备中，以便在特殊的收听状态下实现增强的方向性。
背景技术：
通过设置在助听器中或设置在与助听器连接的独立设备中的麦克风阵列来提供方向性的方法已众所周知。应当将本文中的方向性理解成对声音的增强的灵敏度，而该声音是从相对于其他方向的某一特定方向接收的。
这些与上述主题相关的已知设备和方法确实能向系统的使用者提供方向性的某种特定要素，通过提供将注意力集中于希望的目标和减少周围噪声信号的输入的机会，它们向处于困难的收听状态(如嘈杂的收听环境)下的该使用者提供了帮助。然而，由于尺寸方面的原因，已知的设备仅限于在相对较高的频率上实现增强的方向性，而在较低的频率范围内，使用者不能同样受益，因而对使用者而言，便损失了所需信号中的相当多的信息。对听力受损者而言，这个问题尤为严重，因为，由于他们的病理(pathology)的原因，他们不得不主要依赖于低频信息来感知语音。
由于这个事实的原因，本发明的目的是提供一种方法、麦克风阵列、收听系统以及助听器和麦克风单元，这些方法和设备除了能提供高频方向性外，也能在相同的收听状态下提供所希望的低频方向性。
发明内容
本发明的主要目的是通过权利要求1所定义的方法实现的。
通过该方法，在不增加相关物理设备的尺寸的情况下，可以使低频域中的方向性得到显著的增强。
本发明的第二个目的是通过权利要求5所定义的麦克风阵列实现的。
如上所述，这类麦克风阵列可改善较低频域中的方向性。
本发明的第三个目的是通过权利要求10所定义的收听系统实现的。该助听系统在助听器中运用了上述原理的要点，并且，由于使用了现有的麦克风的缘故，实现了重要的协同效应。
本发明的第四个目的是通过权利要求12所定义的助听器实现的。该助听器形形成了上述收听系统的一部分。
本发明的第五个目的是通过权利要求14所定义的麦克风单元实现的。该麦克风单元形成了上述收听系统的一部分。
在涉及上述主权利要求的子权利要求中定义了一些有利的实施例。
在通过参考附图对优选实施例进行描述的以下说明中，清楚地说明了更多的细节。
图1的示意图示出了根据本发明的系统；图2的示意图示出了根据本发明的收听系统；图3的示意图示出了麦克风阵列，并进一步说明了增加麦克风距离的原理；图4示出了仿真得出的、与现有系统有关的、处于不同角度时的衰减；图5示出了仿真得出的、与根据本发明的第一个系统有关的、处于不同角度时的衰减；图6示出了仿真得出的、与根据本发明的第二个系统有关的、处于不同角度时的衰减；具体实施方式
图1和图2示出了根据本发明的系统。该系统包括助听器和独立的麦克风单元。图1示意性地示出了各种元件之间的连接，而图2示意性地示出了便携式麦克风单元11和助听器10的嵌入式解决方案。
助听器10包括由麦克风4、前置放大单元5、处理单元8和输出转换器9组成的信号路径。除此之外，该助听器还包括用以接收无线传送信号的接收器7。在其中，还提供了用于将接收的信号传送到上述处理单元的电路。
独立麦克风单元11包括具有各自的前置放大器A、B、C的三个麦克风1、2、3和用于将麦克风信号无线地传送到上述助听器的传送器6。此处，提供了处理器D，以便本地地处理麦克风信号。
图3示出了包括麦克风系统的系统，该麦克风系统包括互相连接的两个单元。该两个单元中的每个单元均包括至少一个麦克风；在所示实例中，示出了安装在第一单元中的三个麦克风1、2、3和安装在第二单元中的麦克风4。可以将这两个单元相对于彼此移动，以减小或增加位于上述第一单元和第二单元中的各麦克风之间的距离。此处显示这两个单元正沿滑杆12滑动。图3中更清楚地示出了这一点，在其中，示出了两个不同位置，这两个位置分别与上述单元之间的距离D1和D2相对应。当增加这两个单元间的距离时，可增强上述麦克风在较低频率上的方向性。对期望增强方向性的实际频域而言，麦克风间的距离是很重要的。由于低频声音信号的波长较长，因而较低频率需要较大的麦克风间距。
当这两个单元相互连接时，可以采用传感器等装置来确定上述第二单元相对于第一单元的实际位置，以得到准确的距离信息，而这对于方向性处理可能是很重要的。
图4、5和6示出了处于不同角度时的信号的衰减。图4所示的曲线示出了仿真得出的、普通麦克风阵列中输入信号的衰减。而如图5所示的曲线示出了根据本发明的系统的离轴灵敏度，其中，将附加的麦克风设置成距之前仿真使用的麦克风阵列一定距离，且该仿真的结果如图4所示。从图5中可明显看出，根据本发明的该系统的离轴低频衰减较大(即灵敏度较低)。如图6所示的曲线示出了根据本发明的系统的衰减，其中，将附加的麦克风设置成距之前仿真使用的麦克风阵列一定距离，且该仿真的结果如图4所示。此外，对来自该附加的麦克风的信号进行了低通滤波。很明显，该配置在未损害高频离轴衰减性能的情况下，进一步改善了低频离轴衰减性能(即在根据本发明的该系统中实现了更强的方向性)。
众所周知，可运用简单的延迟累加(sum-dalay)原理从麦克风信号中获得方向性，但是，在方向性处理中，也可运用任何其它原理。
权利要求
1.一种在收听状态下实现增强的方向性的方法，其中，将至少一个麦克风嵌入第一结构，将至少一个麦克风嵌入第二结构，且所述第一和第二结构可相对于彼此自由移动，所述方法包括，从一个结构向另一结构中的麦克风信号公共处理单元传送麦克风信号，以及基于所述两个结构中的麦克风输入来对所述信号进行连续处理，以实现定向输出。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，延迟了将从一个结构传送到另一个结构的信号。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，对所述一个结构的麦克风信号进行放大、衰减、低通滤波和/或相移，以使所述方向性为最优。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中，还确定了所述一个麦克风的距离和/或空间位置，并将该距离和/或位置传送给所述处理单元。
5.一种在收听状态下实现增强的方向性的麦克风阵列，其中，所述阵列包括至少两个麦克风，以产生相应数量的麦克风信号，将一个麦克风嵌入第一结构，将第二个麦克风嵌入第二结构，所述第一和第二结构可相对于彼此自由移动，以增大或减小所述第一结构和第二结构中的麦克风之间的距离，此外，还提供了将所述信号从至少一个麦克风传送至麦克风信号公共处理单元的装置。
6.根据权利要求5所述的麦克风阵列，其中，可以将所述第一结构中的麦克风与所述第二结构中的麦克风之间的距离调整为某一相互距离，以促进1000Hz以下的方向性处理。
7.根据权利要求5所述的麦克风阵列，其中，还包括用以确定所述一个麦克风相对于另一麦克风的距离和/或空间位置的装置。
8.根据权利要求7所述的麦克风阵列，其中，还包括用以将所述位置信息传送给所述处理单元的装置。
9.根据权利要求5-8中任一权利要求所述的麦克风阵列，在其中提供了将麦克风阵列信号传送给助听器之类的头戴设备的手段，其中，这些传送手段可包括射频(RF)、感应、红外线(IR)、有线或其它传送链路。
10.一种包括助听器和独立的麦克风单元的收听系统，其中，所述麦克风单元具有至少一个麦克风，并具有将至少一个麦克风信号传送给所述助听器的传送手段，而所述助听器的侧面具有接收所述传送信号的能力，且所述助听器还具有信号处理单元，该单元用于对接收的麦克风信号以及通过所述助听器中的麦克风获得的麦克风信号进行处理，并最终通过所述助听器的输出转换器输出经过处理的方向性信号。
11.根据权利要求10所述的收听系统，其中，所述传送手段可包括无线的RF、感应或IR传送链路或有线链路。
12.一种在权利要求10定义的系统中使用的助听器，在其中，提供了接收附加的外部麦克风输入的装置，并提供了将这些输入传送给所述助听器中的处理单元的装置，其中，所述处理单元适于基于所述麦克风输入来提供定向输出。
13.根据权利要求12所述的助听器，该助听器包括用于接收来自独立麦克风单元的麦克风输入信号的无线接收器。
14.一种在权利要求10定义的系统中使用的麦克风单元，该单元包括至少一个麦克风和用于将麦克风信号传送到具有接收器的助听器的传送器。
15.根据权利要求14所述的麦克风单元，该单元包括无线传送器，以便将麦克风输入信号传送到独立的助听器单元。
全文摘要
本发明涉及一种用于在收听状态下实现增强的方向性的方法和系统，在其中，将至少一个麦克风(1、2、3)嵌入第一结构(11)，将至少一个麦克风(4)嵌入第二结构(10)，且该第一和第二结构可相对于彼此自由移动，而上述方法包括从一个结构(11)向另一结构(10)的麦克风信号公共处理单元(8)传送麦克风信号，以及基于这两个结构的麦克风输入来连续处理上述信号，以实现定向输出。
文档编号H04RGK101023706SQ200480033156
公开日2007年8月22日 申请日期2004年11月10日 优先权日2003年11月12日
发明者A·布思罗伊德 申请人:奥蒂康股份公司