자동조향 지향성 보청기

자동조향 지향성 보청기{SELF-STEERING DIRECTIONAL HEARING AID AND METHOD OF OPERATION THEREOF}

본 발명은 일반적으로 보청기에 관한 것으로, 특히 자동조향 지향성(self-steering directional) 보청기와 이를 작동시키는 방법에 관한 것이다.

보청기는 주위 소리를 증폭시키기 위해 난청에 사용되는 비교적 작은 전자장치이다. 사람은 보청기를 사용하여 대화에 참여하고 가청 정보의 수신을 즐길 수 있다. 따라서 보청기는 사실, 단순히 의학적 장치 이상인 것으로, 오히려 사회적 필수품으로 생각될 수 있다.

모든 보청기는 마이크로폰(microphone), (전형적으로 필터를 가진) 증폭기 및 스피커(전형적으로 이어폰)를 가진다. 그들은 아날로그와 디지털이라는 두 주된 범주를 가진다. 아날로그 보청기는 보다 오래된 것으로, 소리를 형태화(shaping)하고 개선하기 위해 아날로그 필터를 사용한다. 디지털 보청기는 더 최신 장치이며, 우수한 음질을 제공하기 위해 보다 현대적인 디지털 신호 처리기법을 사용한다.

보청기는 BTE(behind-the-ear), ITE(in-the-ear), ITC(in-the-canal)의 상이한 세 구성을 가진다. BTE 보청기는 가장 오래되고 가장 덜 신중히 만든 것이다. 그들은 귀 뒤 둘레를 감싸며 상당히 눈에 띈다. 그러나 그들은 아주 소형화될 필요가 없어 비교적 저가이므로 여전히 널리 사용되고 있다. 또한 그들의 크기로 인해 보다 크고 더 강력한 회로를 수용할 수 있으므로, 특히 심각한 청력 상실을 보상할 수 있다. ITE 보청기는 귀 내에 완전히 들어맞지만 관으로부터 돌출되어 여전히 보일 수 있다. 그들은 BTE 보청기보다 고가이지만, 아마도 오늘날 규정된 가장 일반적인 구성이다. ITC 보청기는 가장 소형화된 보청기 구성이다. 그들은 이도 내에 완전히 맞게 끼워진다. 그들은 가장 신중히 만든 것이지만 또한 가장 고가이기도 하다. ITC 보청기에게 소형화는 심각한 과제이므로, 가장 최근 모델 외에는 소리를 캡처하고 필터링하고 증폭시키는 그들 능력 면에서 제한되는 경향이 있다.

보청기는 단일 음원을 가진 조용하고 음향학상 "무향실(dead room)"에서 최상으로 작동한다. 그러나 이것은 현실을 거의 반영하지 못한다. 난청인은 다수의 음원이 주의를 끌기 위해 경쟁하며 반향(echoes)이 많은 레스토랑, 스타디움, 도시 보도 및 자동차와 같이 붐비고 시끄러운 장소에 있는 자신을 훨씬 더 자주 발견한다. 인간의 두뇌가 경쟁하는 음원들 간을 구별하는 놀라운 능력을 가졌음에도 불구하고, 종래 보청기는 이를 행하는데 상당한 어려움을 가져왔다. 따라서 난청인에게는 그들의 보청기가 만들어내는 불협화음을 다루어야 하는 문제가 남아있다.

종래기술의 전술한 결점을 다루기 위하여, 본 발명의 일 양상은 보청기를 제공한다. 일 실시예에서, 보청기는 (1) 사용자의 주의가 향하는 방향을 결정하기 위한 데이터를 생성하도록 구성된 방향 센서, (2) 다수의 방향으로부터 사용자에게 수신된 소리를 나타내는 출력 신호를 제공하기 위한 마이크로폰, (3) 전기신호를 향상된 소리로 변환하기 위한 스피커, (4) 방향 센서, 마이크로폰 및 스피커로 연결되도록 구성되며, 수신된 소리를 기반으로 향상된 신호를 도출하기 위해 결정된 방향을 기반으로 출력 신호를 중첩(superpose)시키도록 구성되는 음향 프로세서를 포함하고, 향상된 신호는 사용자에게 수신된 소리보다 그 방향으로부터 수신된 소리 콘텐츠가 더 높다.

다른 실시예에서, 보청기는 (1) 안경테, (2) 안경테를 착용한 사용자의 시각적 주의 방향을 표시하는 데이터를 제공하도록 구성되는 안경테 상의 방향 센서, (3) 다수의 방향으로부터 사용자에게 수신된 소리를 나타내는 출력 신호를 제공하도록 구성되며 어레이로 배열된 마이크로폰, (4) 향상된 신호를 향상된 소리로 변환하기 위한 이어폰, (5) 방향 센서, 이어폰 및 마이크로폰에 연결되도록 구성되며, 수신된 소리를 기반으로 향상된 신호를 도출하기 위해 결정된 방향을 기반으로 출력 신호를 중첩시키도록 구성되는 음향 프로세서를 포함하고, 향상된 소리는 사용자에게 수신된 소리보다 시각적 주의 방향으로부터 사용자에게 들어오는 증가된 소리 콘텐츠(content of sound)를 가진다.

본 발명의 또 다른 양상은 소리를 향상시키는 방법을 제공한다. 일 실시예에서, 방법은 (1) 사용자의 시각적 주의 방향을 결정하는 단계, (2) 서로에 대해, 그리고 사용자에 대해 고정 위치를 가진 마이크로폰에 의해 다수 방향으로부터 사용자에게 수신된 소리를 나타내는 출력 신호를 제공하는 단계, (3) 향상된 소리 신호를 도출하기 위하여 시각적 주의 방향을 기반으로 출력 신호를 중첩시키는 단계, (4) 향상된 소리 신호를 향상된 소리로 변환하는 단계를 포함하고, 향상된 소리는 사용자에게 수신된 소리보다 결정된 방향으로부터 증가된 소리 콘텐츠를 가진다.

도 1a는 본 발명의 원리에 따라 구성된 보청기의 다양한 구성요소가 위치할 수 있는 다양한 위치를 표시하는 사용자를 상당히 개략적으로 도시한 도면.
도 1b는 본 발명의 원리에 따라 구성된 보청기의 일 실시예의 고레벨 블록도.
도 2는 도 1a의 사용자, 응시점 및 마이크로폰 어레이 사이의 관계를 개략적으로 도시하는 도면.
도 3a는 도 1a의 보청기의 방향 센서를 구성할 수 있는 비접촉 광학 아이 트래커의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 도면.
도 3b는 본 발명의 원리에 따라 구성되며 가속도계를 가진 보청기의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 도면.
도 4는 사실상 평면인 2차원 배열의 마이크로폰을 개략적으로 도시하는 도면.
도 5는 대응한 세 마이크로폰의 세 출력 신호, 그리고 이의 정수배 지연과 이에 대해 수행되는 지연 및 합산 빔포밍을 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 원리에 따라 수행되는 소리 향상 방법의 일 실시예를 도시하는 흐름도.

이제 본 발명을 보다 완전히 이해하기 위하여, 첨부 도면과 함께 후속되는 설명을 참조한다.

도 1a는 본 발명의 원리에 따라 구성된 보청기의 다양한 구성요소가 위치할 수 있는 다양한 위치를 나타내는 사용자(100)를 상당히 개략적으로 도시한다. 통상 이러한 보청기는 방향 센서, 마이크로폰, 음향 프로세서 및 하나 이상의 스피커를 포함한다.

일 실시예에서, 방향 센서는 블록(110a)이 가리키는 바와 같이 사용자(100)의 머리의 임의의 부분과도 관련될 수 있다. 이것으로 인해, 방향 센서는 사용자(100)의 머리가 가리키는 방향을 기반으로 머리 위치 신호를 생성할 수 있다. 보다 특정한 실시예에서, 방향 센서는 블록(110b)이 가리키는 바와 같이 사용자(100)의 한쪽 눈 또는 양 눈에 근접한다. 이것으로 인해, 방향 센서는 사용자(100)의 응시 방향을 기반으로 눈 위치 신호를 생성할 수 있다. 또 다른 실시예는 방향 센서로 하여금 여전히 사용자의 머리 또는 한쪽 눈 또는 양 눈이 가리키는 방향을 기반으로 신호를 생성할 수 있도록 하는 다른 장소에 방향 센서를 위치시킨다.

일 실시예에서, 마이크로폰은 블록(120a)이 가리키는 바와 같이 사용자(100)의 셔츠 포켓에 배치될 수 있도록 크기가 정해진 격실(compartment) 내에 위치한다. 다른 실시예에서, 마이크로폰은 블록(120b)이 가리키는 바와 같이 사용자(100)의 바지 포켓에 배치될 수 있도록 크기가 정해진 격실 내에 위치한다. 또 다른 실시예에서, 마이크로폰은 블록(110a) 또는 블록(110b)이 가리키는 바와 같이 방향 센서에 근접하게 위치한다. 전술한 실시예는 특히 어레이로 배열된 마이크로폰에 적합하다. 그러나 마이크로폰을 반드시 그와 같이 배열할 필요는 없다. 따라서 또 다른 실시예에서, 마이크로폰은 사용자(100) 상의 둘 이상의 위치 사이에 분산될 수 있지만, 블록(110a, 110b, 120a, 120b)이 가리키는 것으로 제한되지는 않는다. 또 다른 실시예에서, 하나 이상의 마이크로폰이 사용자(100) 상에 위치하지 않고 오히려 사용자(100) 주위에, 아마도 사용자(100)가 위치한 방의 고정된 위치에 위치한다.

일 실시예에서, 음향 프로세서는 블록(120a)이 가리키는 바와 같이 사용자(100)의 셔츠 포켓에 배치될 수 있도록 크기가 정해진 격실 내에 위치한다. 다른 실시예에서, 음향 프로세서는 블록(120b)이 가리키는 바와 같이 사용자(100)의 바지 포켓에 배치될 수 있도록 크기가 정해진 격실 내에 위치한다. 또 다른 실시예에서, 음향 프로세서는 블록(110a) 또는 블록(110b)이 가리키는 바와 같이 방향 센서에 근접하게 위치한다. 또 다른 실시예에서, 음향 프로세서의 구성요소는 사용자(100) 상의 둘 이상의 위치 사이에 분산될 수 있지만, 블록(110a, 110b, 120a, 120b)이 가리키는 것으로 제한되지는 않는다. 또 다른 실시예에서, 음향 프로세서는 방향 센서 또는 하나 이상의 마이크로폰과 공동위치한다.

일 실시예에서, 하나 이상의 스피커는 블록(130)이 가리키는 바와 같이 사용자(100)의 한쪽 귀 또는 두 귀에 근접하게 배치된다. 이 실시예에서, 스피커는 이어폰일 수 있다. 다른 실시예에서, 스피커는 이어폰이 아니라 사용자(100) 몸의 다른 곳에 위치한 격실 내에 배치된다. 그러나 사용자(100)가 스피커의 음향 출력을 수신하는 것이 중요하다. 따라서 스피커는 사용자(100)의 한쪽 귀 또는 두 귀에 근접하여서, 또는 골전도(bone conduction)에 의해서, 또는 순수 출력 볼륨에 의해서든지 한쪽 귀 또는 두 귀와 통신해야 한다. 일 실시예에서, 동일 신호가 다수 스피커의 각각으로 제공된다. 다른 실시예에서, 상이한 신호가 관련된 귀의 청각 특성을 기반으로 다수 스피커의 각각으로 제공된다. 또 다른 실시예에서, 다수의 스피커의 각각에 상이한 신호가 제공되어 스테레오 효과를 산출한다.

도 1b는 본 발명의 원리에 따라 구성된 보청기(140)의 일 실시예의 고레벨 블록도이다. 보청기(140)는 방향 센서(150)를 포함한다. 방향 센서(150)는 사용자의 주의가 향하는 방향을 결정하도록 구성된다. 따라서 도 1b에서와 같이, 방향 센서(150)는 머리 방향 표시, 눈 방향 표시, 또는 이들 모두를 수신할 수 있다. 보청기(140)는 서로에 대해 알려진 위치를 가진 마이크로폰(160)을 포함한다. 마이크로폰(160)은 도 1b에서 소위 "원음(raw sound)"인 수신된 음향 신호를 기반으로 출력 신호를 제공하도록 구성된다. 보청기(140)는 음향 프로세서(170)를 포함한다. 음향 프로세서(170)는 방향 센서(150)와 마이크로폰(160)에 유선 또는 무선으로 연결된다. 음향 프로세서(170)는 향상된 소리 신호를 도출하기 위해 방향 센서(150)로부터 수신한 방향을 기반으로 마이크로폰(160)으로부터 수신한 출력 신호를 중첩시키도록 구성된다. 보청기(140)는 스피커(180)를 포함한다. 스피커(180)는 음향 프로세서(170)로 유선 또는 무선으로 연결된다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 스피커(180)는 향상된 소리 신호를 향상된 소리로 변환시키도록 구성된다.

도 2는 도 1a의 사용자(100), 응시점(220) 및 마이크로폰(160) 어레이 간의 관계를 개략적으로 도시하는데, 여기서 도 2는 (사실상 일정한 피치가 마이크로폰 160을 분리시키는) 주기적 배열을 도시한다. 도 2는 도 1a의 사용자(100)의 머리(210)의 상부측 뷰를 도시한다. 머리(210)는 눈과 귀(참조번호가 없음)를 가진다. 참조번호가 없는 화살표가 머리(210)로부터 응시점(220)을 향한다. 예를 들면 응시점(220)은 사용자와 대화에 참여하는 사람이거나, 사용자가 보고 있는 텔레비젼, 또는 임의 다른 사용자 주의 대상일 수 있다. 참조번호가 없는 아크(arcs)는 응시점으로부터 방사되는 음향 에너지(소리)의 파면을 나타내며 응시점(220)으로부터 방사된다. 음향 에너지는 관련없는 다른 소스로부터의 음향 에너지와 함께 마이크로폰(160) 어레이에 영향을 준다. 마이크로폰(160) 어레이는 마이크로폰(230a, 230b, 230c, 230d, ..., 230n)을 포함한다. 어레이는 1차원(사실상 선형) 어레이, 2차원(사실상 평면) 어레이, 3차원(볼륨) 어레이, 또는 임의 다른 구성일 수 있다. 참조번호가 없는 점선 화살표가 마이크로폰(230a, 230b, 230c, 230d, ..., 230n)에 대한 응시점(220)으로부터 음향 에너지 영향을 가리킨다. 각 θ와

다른 실시예에서, 마이크로폰 어레이(230a, 230b, 230c, 230d, ..., 230n)의 방위는 위치 센서, 가속도계 또는 또 다른 종래 또는 차후 발견되는 방위 감지 메카니즘의 형태를 가질 수 있는 (도시되지 않은) 보조 방위 센서로써 결정된다.

도 3a는 도 1a의 보청기의 방향 센서(150)를 구성할 수 있는 비접촉 광학 아이 트래커(eye tracker)의 일 실시예를 개략적으로 도시한다. 아이 트래커는 눈(310)의 각막(320)에 대하여 발생되는 각막 반사를 이용한다. 저전력 레이저일 수 있는 광원(330)은 각막(320)에서 반사되어 눈(310)의 응시 함수(각위치:angular position)인 위치에서 광센서(340)에 영향을 주는 광을 생성한다. CCD(charge-coupled devices) 어레이일 수 있는 광센서(340)는 응시 함수인 출력 신호를 생성한다. 물론 다른 아이 트래킹 기술이 존재하며 이는 본 발명의 넓은 범주 내에 있다. 이러한 기술은 내장된 거울 또는 자기장 센서를 가진 특별한 접촉 렌즈를 사용하는 기술을 포함한 접촉 기술, 또는 EOG(electro-oculogram)가 가장 일반적인 것으로 눈 부근에 배치된 접촉 전극으로써 전위를 측정하는 기술을 포함한 다른 비접촉 기술을 포함한다.

도 3b는 본 발명의 원리에 따라 구성되며 가속도계(350)를 가진 보청기의 일 실시예를 개략적으로 도시한다. 머리 위치 검출은 아이 트래킹을 대신하여, 또는 이에 추가적으로 사용될 수 있다. 예를 들면 머리 위치 트래킹은 종래 또는 차후 개발되는 각위치 센서 또는 가속도계로써 수행될 수 있다. 도 3b에서, 가속도계(350)는 안경테(360)에 병합되거나 또는 이에 연결된다. 마이크로폰(160)도 마찬가지로 안경테(360)에 병합되거나 또는 이에 연결될 수 있다. 안경테(360)에 내장되거나 또는 안경테 위에 있는 (도시되지 않은) 도전체는 가속도계(350)를 마이크로폰(160)으로 연결시킨다. 도 3b에 도시되지 않았지만, 도 1의 음향 프로세서(170)도 마찬가지로 안경테(360)에 병합되거나 또는 이에 연결될 수 있고, 가속도계(350)와 마이크로폰(160)에 와이어에 의해 연결될 수 있다. 도 3b의 실시예에서, 와이어는 안경테(360)로부터 이어폰일 수 있는 한쪽 귀 또는 두 귀에 근접하게 위치한 스피커(370)로 연결되며, 스피커(370)로 하여금 음향 프로세서에 의해 생성된 향상된 소리 신호를 향상된 소리로 변환시켜 사용자의 귀로 전달할 수 있다. 다른 실시예에서, 스피커(370)는 음향 프로세서에 무선으로 연결된다.

도 3b를 참조하면, 본 발명의 원리에 따라 구성된 보청기의 일 실시예는 안경테, 안경테에 연결되고 사용자의 주의가 향하는 방향을 결정하도록 구성된 방향 센서, 안경테에 연결되고 (예를 들면 주기적) 어레이로 배열되고 수신된 음향 신호를 기반으로 출력 신호를 제공하도록 구성된 마이크로폰, 안경테, 방향 센서 및 마이크로폰에 연결되며 향상된 소리 신호를 도출하기 위하여 방향을 기반으로 출력 신호를 중첩시키도록 구성된 음향 프로세서, 그리고 안경테에 연결되고 향상된 소리 신호를 향상된 소리로 변환시키도록 구성된 이어폰을 포함한다.

도 4는 사실상 평면인 규칙적 2차원 m × n 어레이의 마이크로폰(160)을 개략적으로 도시한다. 어레이에서 개별 마이크로폰은 230a-1, ..., 230m-n으로 표시되며, 수평 피치 h와 수직 피치 v에 의해 중심에서 분리된다. 도 4의 실시예에서, h와 v는 동일하지 않다. 다른 실시예에서, h = v이다. 도 2의 응시점(220)을 포함한 다양한 소스로부터 음향 에너지가 마이크로폰(160) 어레이에 영향을 준다고 가정시에, 이제 다른 소스로부터 방사되는 음향 에너지에 비해 응시점(220)으로부터 방사되는 음향 에너지를 향상시키기 위하여 출력 신호를 중첩하기 위한 기법의 일 실시예를 기술할 것이다. 이 기법을 사용하여 임의 수의 출력 신호를 중첩할 수 있다는 점을 포함해서, 마이크로폰(230a-1, 230a-2, 230a-3)에 의해 생성된 세 출력 신호를 참조하여 이 기법을 기술할 것이다.

도 4의 실시예에서, 마이크로폰(230a-1, ..., 230m-n)은 알려진 수평 및 수직 피치에 의해 중심에서 분리되므로 이들의 상대 위치는 알려져 있다. 다른 실시예에서, 마이크로폰의 상대 위치는 음향 에너지를 알려진 위치로부터 방사되게 하거나, 또는 (아마도 카메라에 의해) 음향 에너지를 방사하는 위치를 결정하고, 마이크로폰으로써 음향 에너지를 캡처하고, (아마도 입술 움직임과 캡처된 소리를 상호관련시킴으로써) 음향 에너지가 각 마이크로폰에 관하여 지연되는 양을 결정함으로서 결정될 수 있다. 따라서 정확한 상대 지연을 결정할 수 있다. 이 실시예는 마이크로폰 위치가 비주기적이거나(즉 불규칙), 임의 변경되거나 또는 모를 때에 특히 유리하다. 부가적 실시예에서, 마이크로폰(230a-1, ..., 230m-n)을 대신해, 또는 이에 추가적으로 무선 마이크로폰을 사용할 수 있다.

도 5는 대응한 세 마이크로폰(230a-1, 230a-2, 230a-3)의 세 출력 신호, 그리고 이의 정수배 지연과 이와 관련되어 수행되는 지연 및 합(delay-and-sum) 빔포밍을 도시한다. 설명을 용이하게 하기 위하여, 출력 신호에서 특정 트랜션트(transients)만을 도시하고, 그들은 고정된 폭 및 유닛 높이의 직사각형으로 이상화된다. 세 출력 신호는 그룹화된다. 신호는 마이크로폰(230a-1, 230a-2, 230a-3)으로부터 수신됨에 따라 그룹(510)에 포함되어 참조번호(510a, 510b, 510c)로 표시된다. 시간 지연된 후이나 중첩 전인 신호는 그룹(520)에 포함되고 참조번호(520a, 520b, 520c)로 표시된다. 향상된 단일 소리 신호를 도출하기 위해 중첩된 후의 신호를 참조번호(530)로 표시한다.

신호(510a)는 제1 소스로부터 수신된 음향 에너지를 나타내는 트랜션트(540a), 제2 소스로부터 수신된 음향 에너지를 나타내는 트랜션트(540b), 제3 소스로부터 수신된 음향 에너지를 나타내는 트랜션트(540c), 제4 소스로부터 수신된 음향 에너지를 나타내는 트랜션트(540d), 그리고 제5 소스로부터 수신된 음향 에너지를 나타내는 트랜션트(540e)를 포함한다.

또한 신호(510b)는 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 소스로부터 방사되는 음향 에너지를 나타내는 트랜션트(마지막은 도 5의 일시 범주 내에 있기에는 너무 늦게 발생)를 포함한다. 마찬가지로, 신호(510c)는 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 소스로부터 방사되는 음향 에너지를 나타내는 트랜션트(또한 마지막은 도 5의 외부에 있음)를 포함한다.

도 5에 도시하진 않지만, 예를 들어 일정 지연이 제1, 제2 및 제3 출력 신호(510a, 510b, 510c)에서 발생되는 트랜션트(540a)를 분리시키는 것을 알 수 있다. 마찬가지로, 상이하지만 여전히 일정한 지연이 제1, 제2 및 제3 출력 신호(510a, 510b, 510c)에서 발생되는 트랜션트(540b)를 분리시킨다. 나머지 트랜션트(540c, 540d, 540e)에 대해서도 동일하다. 도 2를 다시 참조하면, 이것은 상이한 소스로부터의 음향 에너지가 이 음향 에너지가 수신되는 방향 함수인, 상이하지만 관련된 시간에 마이크로폰에 영향을 준다는 사실의 결과이다.

음향 프로세서의 일 실시예는 특정 소스로부터 방사되는 트랜션트가 사실상 보다 높은 (향상된) 트랜션트를 도출하기 위해 서로 구조상 보강하도록 서로에 대해 출력 신호를 지연시킴으로써 이 현상을 이용한다. 지연은 검출 센서로부터 수신한 출력 신호, 즉 지연이 기반으로 하는 각 θ 표시를 기반으로 한다.

다음 수학식은 마이크로폰 릴레이의 수평 및 수직 피치에 대한 지연을 말한다:

여기서 d는 지연으로, 이의 정수배는 음향 프로세서가 어레이의 각 마이크로폰의 출력 신호에 인가되고,

_s 는 공칭 대기중 음속이다. h 또는 v는 일차원(선형) 마이크로폰 어레이의 경우에 0으로 간주될 수 있다.

도 5에서, 제1, 제2 및 제3 출력 신호(510a, 510b, 510c)에서 발생되는 트랜션트(540a)는 응시점(도 2의 220)으로부터 방사되는 음향 에너지를 표현하기 위한 것이고, 모든 다른 트랜션트는 다른 관련없는 소스로부터 방사되는 음향 에너지를 표현하기 위한 것이다. 따라서 해야할 적절한 일은 트랜션트(540a)를 구조상 보강하기 위하여 출력 신호(510a, 510b, 510c)를 지연시키는 것이며, 빔 포밍을 성취한다. 따라서 그룹(520)은 그룹(510)에서 그의 상대에 비해 시간 2d만큼 지연된 출력 신호(520a)를 보여주고, 그룹(520)은 그룹(510)에서 그의 상대에 비해 시간 d 만큼 지연된 출력 신호(520b)를 보여준다.

중첩(superposition)에 이어, 향상된 음 신호(530)에서 트랜션트(540a)는 (이상적으로는) 3 단위가 높아지며(three units high), 따라서 다른 트랜션트(540b, 540c, 540d)에 비해 상당히 향상된다. 브래킷(bracket)(550)은 향상 마진을 가리킨다. 다른 트랜션트의 일부 부수적 향상이 발생할 수 있는 반면에, 부수적 향상은 진폭 또는 지속기간에서 상당할 것 같지 않다는 것에 주목해야 한다.

도 5의 예는 그의 마이크로폰이 규칙적 피치를 가진 어레이로 배열되지 않는 보청기에 적용될 수 있으며, d는 각 출력 신호에 대해 상이할 수 있다. 또한 보청기의 소정 실시예는 그들을 특정 사용자에게 맞추도록 소정 교정을 필요로 할 수 있다는 것이 예견된다. 이 교정은 보청기가 아이 트래커를 사용하는 경우에 아이 트래커를 조정하고, 스피커의 볼륨을 조정하고, 그리고 그들이 규칙적 피치 또는 피치들을 가진 어레이로 배열되지 않는다면 서로에 대해 마이크로폰 위치를 결정하는 것을 포함할 수 있다.

도 5의 예는 응시점이 마이크로폰 어레이의 "프라운호퍼 존(Fraunhofer zone)"에 놓여있도록 마이크로폰 어레이로부터 충분한 멀리 있고, 따라서 이로부터 방사되는 음향 에너지의 파면은 본질상 평평한(flat) 것으로 간주될 수 있다고 가정한다. 그러나 응시점이 어레이의 "프레넬 존(Fresnel zone)"에 있다면, 이로부터 방사되는 음향 에너지의 파면은 두드러진 곡률을 보일 것이다. 이 이유로 인해, 마이크로폰에 적용되어야 하는 시간 지연은 단일 지연 d의 배수가 아닐 것이다. 또한 응시점이 "프레넬 존"에 놓여 있다면, 사용자에 대한 마이크로폰 어레이의 위치를 알 필요가 없을 수도 있다. 보청기가 안경테에 포함된다면, 위치가 고정되어 위치를 알 수 있을 것이다. 물론 보조 방위 센서와 같은 다른 메카니즘을 사용할 수 있다.

도 5에 도시된 또 다른 실시예는 지연 및 합산 빔포밍 대신에 필터, 지연 및 합산 처리를 사용한다. 필터링, 지연 및 합산 처리에서, 필터는 필터의 주파수 응답의 합이 원하는 촛점 방향으로 통합되도록 각 마이크로폰에 적용된다. 이 제한에 따라, 모든 다른 소리를 거절하기 위해 필터를 선택한다.

도 6은 본 발명의 원리에 따라서 수행되는 음을 향상시키는 방법의 일 실시예의 흐름도를 도시한다. 이 방법은 단계(610)에서 시작된다. 단계(620)에서, 사용자의 주의가 향하는 방향을 결정한다. 단계(630)에서, 서로에 대해 알려진 위치를 가진 마이크로폰을 사용하여 수신된 음향 신호를 기반으로 한 출력 신호를 제공한다. 단계(640)에서, 향상된 소리 신호를 도출하기 위하여 방항을 기반으로 출력 신호를 중첩시킨다. 단계(650)에서, 향상된 소리 신호를 향상된 소리로 변환한다. 본 방법은 종료 단계(660)에서 종료된다.

당업자는 본 발명의 범주를 벗어나지 않고서도 기술된 실시예에 다른 및 더 이상의 추가, 삭제, 대체 및 변형을 행할 수 있다는 것을 알 것이다.