專利名稱：聲耦合器的制作方法
發(fā)明的
背景技術(shù)：
領(lǐng)域本發(fā)明涉及耳機(jī)、助聽和音頻技術(shù)。更確切地講，本發(fā)明涉及舒適密封的聲耦合器，該聲耦合器能順應(yīng)人的耳道并能深深插入其中。
現(xiàn)有技術(shù)描述把接收器(揚聲器)的聲音耦合到人的耳道中去這一技術(shù)對助聽、音響和通信裝置的制造商們提出了設(shè)計上的挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)包括達(dá)到高保真度聲音、舒適的使用感覺、聲音密封不被流失以及插入取出的簡單輕易。耳部耳道的剖析和形態(tài)

圖1和圖2分別展示了耳部耳道在頭部的冠狀和橫截面形態(tài)圖。耳部耳道，在用于解釋本發(fā)明時可以被描述為擁有三段。第一段代表外耳穴中部20，僅位于耳屏21之后，該部分區(qū)域相對較大并被軟骨組織22所環(huán)繞。位于外部聽力耳道11的耳孔24中部的第二穴段23，通常較小卻也被軟骨組織22所環(huán)繞。第三穴段25確定了在鼓膜26旁的最后一段穴段，并被密骨組織27所環(huán)繞。襯在軟骨區(qū)23外的組織物28相對厚實并具有發(fā)達(dá)的皮下層，因而允許一定膨脹擴(kuò)張在此發(fā)生。相反，緊靠骨質(zhì)區(qū)25的組織29相對單薄，因而只能承受很小或根本不能承受發(fā)生在此區(qū)域的膨脹擴(kuò)張。軟骨區(qū)23是耳垢(耳蠟)產(chǎn)生并存積的主要區(qū)域。
典型的外部耳道形狀，不象大多數(shù)藝術(shù)圖示所表現(xiàn)的為一幾近圓柱或尾部漸漸地向中耳鼓膜縮小的圓錐形狀。相反，多數(shù)耳部耳道為不規(guī)則的帶有各種程度彎曲的輪廓。一些耳道甚至在軟骨區(qū)有非常嚴(yán)格的限制。耳部耳道通常為“S”型，其第一彎30出現(xiàn)在接近耳部耳道的耳孔部分，第二彎31出現(xiàn)在軟骨與密骨的連接處。
耳道橫截面的直徑大小和耳道內(nèi)各個區(qū)域的定位，會因不同的人而會有千差萬別。例如，從耳孔24到中耳鼓膜26的后部底邊32，其間距離可以從20毫米到約25毫米而不等。橫截面多為橢圓型。橫截面最小直徑通常在位于橫斷平面上的密骨區(qū)25處，在4毫米到7毫米之間。橫截面最大直徑位于冠狀面的外耳中部區(qū)20，在10毫米到18毫米之間。
耳道的形狀會在軟骨區(qū)23中顯示出大量的異狀變形，這種異狀變形是由與顎部運動相關(guān)的說話、咀嚼、打哈欠和咬食而引起的。這種變形通常是毗鄰軟骨組織里的顎骨節(jié)33運動而產(chǎn)生的不均勻壓力所引起的。這些變形具有輻射成份，例如壓縮和軸向成份，即向內(nèi)和向外移動。這些徑向和軸向的變形通常在人們將一手指插入耳部耳道并移動顎時可以感覺到。一項研究表明，在使用核磁共振成像(MRI)時，可以觀察到產(chǎn)生于耳道的軟骨區(qū)以前后方向運動的25％的變形(見如R.J.Oliveira，B.Hammer，A.Sillman，J.Holm，C.Jons，R.H.Margolis所著的“耳道伴隨顎部運動變化之觀察”，《耳朵和聽力》第13卷第6節(jié)，464-466頁(1992))。
耳部耳道因人而異的獨特和彎曲特征，再伴隨因顎部運動而產(chǎn)生的動態(tài)耳道異狀變形，為現(xiàn)在將聲音耦合到耳部耳道的助聽器和其它電子助聽儀器帶來一些無法為使用者解決的難題。耳道內(nèi)的聲耦合器所面臨的難題一耳道聽力儀器(耳道內(nèi)和完全于耳道內(nèi)的聽力儀器在此統(tǒng)稱耳道儀器)必須在耳部耳道內(nèi)提供足夠的聲音密封性以防止聲音從該儀器的接收器(揚聲器)的出口漏失到麥克風(fēng)入口。這種流失會引起聲音回授，產(chǎn)生令人討厭的笛鳴聲。聲音回授是許多助聽器使用者常常遇到的問題。類似的情況還有，在耳機(jī)式的音頻和通信儀器中，在耳部耳道較深處要求采用足夠的聲音密封深度以提供高保真的有效的聲音效果。
由于耳部耳道的形狀和規(guī)格具有如上所述的千差萬別，也由于助聽需要密封以防聲音回授，目前市場上的多數(shù)助聽儀器要求特殊訂做，以保障完全適合不同個人的耳部使用。這種訂做先要求取得一個耳部耳道形狀模型樣本，通常由專業(yè)人員制作。然后，依據(jù)該模型，制造商生產(chǎn)出具體儀器或耳朵模型。這種模型材料在耳部耳道深處的插入或取出不僅不舒服，還有可能造成使用人因血腫或流血引起的并發(fā)癥(參見G.Gudmunsen的“CIC助聽適用-臨床實踐”，《聽力期刊》47卷，第7號，46-47頁(Fitting CIC Hearing Aids-Some Practical Pointers.The HearingJournal，Vol.47，No.7，pp.46-47))。
不幸的是，盡管有專門訂做的耳機(jī)或耳道裝置，其與耳道壁之間的小縫隙仍時有發(fā)生。這些小縫隙會造成大量的聲音回授，是由于耳朵模型不可能完全模仿耳道內(nèi)的幾何形狀。更有甚者，這些小縫隙還會伴隨顎部運動引起的耳道異狀而產(chǎn)生。
如果提供更加緊密的配合以縮小縫隙而改善密封度，卻通常會伴隨不舒適、被刺激或者甚至疼痛，特別是在非常敏感和更易不適或被刺激的耳道的密骨部分。
與較大的助聽器，如耳部后面配掛類型的使用者相比，聲音回授是耳道裝置使用者所具有的特別問題，這是由于耳道裝置中麥克風(fēng)聲音的入口相對更靠近接收器出口。耳道裝置中的接收器與麥克風(fēng)的接近性，使得聲能穿行的距離縮小，因此增加了聲音回授的可能性?；诖嗽颍姥b置特別不適合向聽力功能損失較大的病人推薦，因為他們要求更大的擴(kuò)音效果，也就比其它設(shè)計更易產(chǎn)生聲音回授。
耳道儀器中聲音耦合設(shè)計的另一個顯著難題是耳部的空間有限。為了美觀，消費者總要求尺寸盡量小的裝置，從耳道裝置使用需求的急劇增加，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過耳后配戴裝置這一事實就是此方面的明證。然而，盡管近來有許多微小型的先進(jìn)技術(shù)，但將一耳朵模型耦合器包括在耳道裝置中仍不實用，它在耳后配戴(BTE)的聽力儀器中非常典型。由于較大的裝置無須在有限的耳道空間內(nèi)與之完全匹配，這種裝置可以順次地與耳模結(jié)合從而將來自耳道外部接收器的聲音與耳道相耦合。
這種順次聯(lián)結(jié)的另一個缺陷是與又細(xì)又長的管子相關(guān)的聲音效果。將聲音訊號通過一個BTE裝置中常見的細(xì)小口徑長度超過大約10毫米的管道傳送，會產(chǎn)生一些不理想的對傳到耳鼓膜的聲音信號音頻反應(yīng)的更改。
由于不必壓模和訂做，所以可密封并適合各類耳道要求的可更換的聲耦合器是較為理想的。然而，目前的配件儀器，包括螺紋或微小連接的壓縮配合，因其高靈敏度的要求而使其在應(yīng)用于耳道裝置中變得不現(xiàn)實，特別是對那些大量使用助聽器的老人們而言。
已有數(shù)種發(fā)明對將接收器的發(fā)出的聲音耦合到耳道的方法作過描述。沃德等人的專利(美國專利第5,031,209和5,201,007號)公開了這樣一種耳模型，它包含一個具有遠(yuǎn)見韌性凸緣的尖頭的聲音傳導(dǎo)管道。該凸緣尖頭與耳道形狀保持一致以提供聲音密封性。如圖1-6所示的該儀器的耳模型，其設(shè)計是用于連接一個假設(shè)位于耳道外部的接收器(揚聲器)。
相類似的，在阿爾博格等人的專利(美國專利第4,880,076號)和澳李維亞等人的專利(美國專利第5,002,151號)中，公開了一種可更換的可壓聚合泡沫軸套(兩專利的圖1和2所示)，具有一與該儀器的公螺紋12匹配的母螺紋20形成的一導(dǎo)管16。用于耳機(jī)上。該接收器，圖中未顯示，被認(rèn)為在耳機(jī)里面，或是在其外部配掛，但一定是持續(xù)地與可替換的聲耦合器相連接的。
哈德特的專利(美國專利第4,607,720號)公開了一硅膠密封塞，它可以無需掛靠地通過一個微型聯(lián)結(jié)器與助聽器外殼相連。密封塞通過快速搭接、摩擦或螺紋機(jī)構(gòu)聯(lián)結(jié)。
該技術(shù)的一個重大缺陷是相對耳道助聽儀器或耳機(jī)的連續(xù)定位的泡沫軸套。其不僅對來自接收器的聲質(zhì)有負(fù)面影響，而且在耳道內(nèi)占用了大量空間。這些限制使得可摘下式聲耦合器不適合于耳道裝置。
該技術(shù)的另一個缺陷是由其配件引起的，它要求螺紋要相當(dāng)靈敏或連接部分要精巧準(zhǔn)確。而這對一些行動不便的人，如老人或身體有殘疾的人就很成問題，而許多助聽器使用者正屬于這類人。
卡西亞等人的專利(PCT專利申請?zhí)朠CT/IB95/00164)中公開的是一種帶有一位于耳道深處的密骨部分的密封圈的助聽器。它通過連接件裝在耳道裝置的最深處的尾端。盡管該圈比上述技術(shù)節(jié)省了許多空間，但這種配裝辦法同樣要求高度精巧性(例如，參見卡西亞等人專利描述第7頁第9行“該密封圈可卸下地由其固定部份與外殼連接，在本發(fā)明中是通過一卡口連接……(使得)該圈可由適當(dāng)?shù)墓ぞ咻p易地更換?！?辛尼博等人的專利(美國專利第08/365,913號)公開了一附帶在接收器組件中的聲音密封器，如圖15-18所示。該聲音密封器僅使助聽器的長度增加一點點或根本不增加。然而，該發(fā)明沒有對聲音密封器的安置和改造提出進(jìn)一步的改進(jìn)。
因此，提供一種能夠舒適有效的密封并可以深深插入使用人耳道的聲耦合器是非常有益的。
發(fā)明綜述本發(fā)明提供一種耳道內(nèi)耳機(jī)設(shè)備，包括一接收器組件和一可摘下的、提供了改良的聲音密封性并且在置入耳道時感覺舒適的聲耦合器。為達(dá)到深深插入耳道的目的，聲耦合器可拆卸地與一接收器固定。不借助任何特殊工具，該聲耦合器可被輕易更換拿下，即使對于那些行動不靈活的人也很方便。
本發(fā)明提供了一種將聲音連接到耳道深處的耳機(jī)設(shè)備，其不會對耳機(jī)大小及從接收器散發(fā)出的聲音的特性產(chǎn)生負(fù)面影響。
在本發(fā)明的較佳實施例中，聲耦合器提供了一個半剛性的、薄膜式的圓柱型連接軸套，適合與圓柱型的接收器組件相接。一適當(dāng)密封件直接附著在連接軸套上以達(dá)到舒適吻合，并且使耳道聲音得以密封。聲耦合器的連接軸套與接收器組件保持嚴(yán)格的同心狀態(tài)，以使接觸面盡量節(jié)省空間并使使用者非常輕易地取出摘下。
將本聲耦合器附著到接收裝置是靠一個細(xì)小的軸向(推)力將聲耦合器與接收裝置固定連接。該耦合器保持穩(wěn)固地連接并能夠抵抗大量軸向離合(拉)力，而不會在耳道內(nèi)部或外部被移動。然而，在對接收器外殼應(yīng)用旋轉(zhuǎn)(擰)力時，聲耦合器可以很容易地與接收器外殼分離。由于在耳部插入和取出聯(lián)結(jié)器時旋轉(zhuǎn)移動非常微小，意外發(fā)生分離是不可能的。這種獨特的快速連接、擰開機(jī)構(gòu)使得在將聲耦合器連接到接收器的外殼時，無須精確地排列對準(zhǔn)各個相關(guān)的部件，而這也是對那些視力低下或手部靈活性差的老年使用者來說是一大優(yōu)點。
該接收裝置包括獨特的沿其外圍的螺紋體，該相對硬質(zhì)元件的螺紋是一定向的錐形螺紋，與沿聲耦合器的連接軸套內(nèi)壁的相似的錐形凹螺紋相配合。凸螺紋僅在接收裝置周圍相對的兩側(cè)存在，余下的沒有螺紋的周邊直徑至少要減小到凸螺紋的較小直徑。連接軸套相對有彈性和薄壁，所以在將連接軸套擠壓至接收裝置上所產(chǎn)生的軸向壓力使該軸套變形成一橢圓型。然而，該軸套卻有足夠的剛性使旋轉(zhuǎn)力無法改變該軸套的形狀。這樣只有通過旋轉(zhuǎn)運動，擰開接收器裝置和連接軸套之間的螺紋才能使兩者分離，由此本設(shè)計在此提供了一個安全方便的連接方法。
連接軸套實質(zhì)以徑向環(huán)繞在接收裝置周圍，而不是順次地連接。這種設(shè)計縮短了耳機(jī)裝置的長度。本發(fā)明的這一特征特別有利于耳道儀器，任何硬質(zhì)材料長度的增加都有可能危害耳機(jī)裝置的安全、舒適或者影響美觀。
本發(fā)明還為使用者提供了使用方便的用于分離和組裝聲耦合器的卡盤。分裝卡盤裝著可以拿出的聲耦合器，在此消費者可以在分裝卡盤中抵靠耦合器擠壓耳機(jī)的接收裝置，從而使耦合器迅速扣接。消費者隨即可以從分裝卡盤中取出該耦合器，插入耳道使用，這樣避免了不必要的由安裝引起的聲密封污染，即消費者在安裝過程中接觸該耦合器造成的污染。
附圖簡要說明圖1為耳部耳道的冠狀平面解剖圖；圖2為耳部耳道的橫斷平面解剖圖；圖3為耳機(jī)的剖面圖，展示一接收裝置和一聲耦合器；圖4a為一圓形接收器外殼和一圓形連接軸套相互插入后的橫截面圖；圖4b為一圓形接收器外殼和一圓形連接軸套正在相互插入的橫截面圖；圖5為耳機(jī)的切面圖，展示連接軸套受到軸推力時產(chǎn)生的徑向變形；圖6a為一橢圓型接收器外殼與一橢圓型連接軸套分離時和組裝時的橫截面圖；圖6b為一橢圓型接收器外殼與一橢圓型連接軸套在附著和分離中的橫截面圖；圖7為耳機(jī)在耳道中的橫截面圖；圖8為接收器外殼與連接軸套之間透氣通道的側(cè)視圖；圖9為耳機(jī)的一條裂縫及兩條裂縫時聲音衰減的走向圖；圖10-16展示適合的聲音密封件的各種形態(tài)和形狀；圖17展示一分裝卡盤分裝著可更換的聲音密封件；圖18展示聲音密封件在分裝卡盤中，被連接到接收器外殼之前(頂部)和之中(底部)的形態(tài)；圖19為一耳道的冠狀圖，展示一帶有耳機(jī)的耳道聽力儀器；圖20為一耳道的冠狀圖具有一用于連接外部收音設(shè)備的耳機(jī)。
發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明是用來在人的耳道之內(nèi)耦合聲音訊號。采用與任何聲音設(shè)備或音頻系統(tǒng)一起使用的一耳機(jī)和聲耦合器，把聲音連接到耳道中。本發(fā)明特別適合與辛尼博等人的專利“清晰助聽器”(美國專利第08/365,913號)配套應(yīng)用。
本發(fā)明提供一個耳道內(nèi)的耳機(jī)，由一聲耦合器組成，該耦合器具有與一圓柱型接收器組件相匹配的連接軸套。耳機(jī)可以被深深插入人的耳道內(nèi)。
圖3是一耳機(jī)40的橫截面圖，展示了本發(fā)明較佳實施例的一接收器組件48和一聲耦合器50。耳機(jī)40也可以成為圖19所示的助聽器10的一部分，或者是耳道外部的音頻系統(tǒng)的一部分，但該音頻系統(tǒng)如圖20所示通過訊號線路39或其它方式與耳機(jī)相連接。一把手38(圖20)使助聽器可被輕易地插入和取出，并可以緩解訊號線路39中的電線37的拉張力。其它連接音頻訊號到耳機(jī)的辦法可以包括無線連接如射頻(RF)，或是紅外線連接(IR)。
耳道裝置的接收器組件或音頻系統(tǒng)可以為鉸接而使操作容易并深插入耳道，該連接可以通過一個如圖18的球窩接頭12來達(dá)到。
在圖3中，接收器組件48(圖3)，包括一個接收器41，該接收器41通過接收器外殼聯(lián)結(jié)器43與接收器外殼42相連接。接收器防護(hù)層47是用來保護(hù)接收器不受環(huán)境和生理分泌物的侵蝕，包括耳垢(耳蠟)。接收器音孔49提供一個出口用來將聲音發(fā)射到聯(lián)結(jié)器的音孔55，繼而到達(dá)中耳鼓膜26。一振動的隔音層44被用于將接收器41的機(jī)械振動與接收器外殼42隔離開來，繼而與聽力裝置10隔離開來。相對較硬的錐形凸螺紋45，用于將接收器外殼與聲耦合器50相連。圖4展示了位于接收器外殼42外圍周邊相對兩側(cè)的局部螺紋45。
該聲耦合器50(圖3所示)包含一個連接軸套52，該軸套上帶有連接螺紋53和一相應(yīng)的聲音密封件51，該密封件可以在插入耳道時與耳道形狀相適應(yīng)。連接軸套52是由一種彈性可變形的薄膜類物質(zhì)制做，如塑料。透氣空道裂縫54是用來排放壓力和釋放低頻聲音。
在裝配時，接收器組件48被插入到聲耦合器50之中，如圖3、4a、4b和5所示。應(yīng)用軸向(推)力將其連接到聲耦合器上，當(dāng)連接軸套被推擠頂向接收器組件48的錐形的、局部凸螺紋45時，使連接軸套52發(fā)生變形。如圖4a、4b和5的圖示，軸向力80使接收器外殼的凸螺紋可以產(chǎn)生徑向力81，使有彈性的聯(lián)結(jié)器變形成橢圓形，并使聯(lián)結(jié)器螺紋滑過接收器外殼錐形凸螺紋的最頂端。圖4a、4b分別展示了連接軸套52A和52B的外圍在扣接過程之中(圖4b所示)及之后(圖4a所示)的狀態(tài)。連接軸套基本上變成了一個橢圓形52A，它是由接收器外殼的外壁及其局部凸螺紋45和非螺紋區(qū)域46確定的。
當(dāng)本聲耦合器被完全連接時，連接軸套52(圖5所示)則完全復(fù)原至其原始的圓柱形52B(圖4a和4b所示)和52(圖5所示)。相對應(yīng)的接收器和聯(lián)結(jié)器的凹凸螺紋45和53，分別保障安全地將聲耦合器50連接到接收器組件48之上。這種內(nèi)鎖式錐型連接螺紋設(shè)計避免了可能的軸向拉力使聲耦合器脫落，而是主要使用旋轉(zhuǎn)(擰)力取出該聲耦合器。
在聲耦合器50連接到接收器48上后，如上所述，連接部件就被深深插入和固定到使用者的耳道內(nèi)。由于插入、取出或者該裝置在耳道內(nèi)被磨損時所使用的旋轉(zhuǎn)(擰)力非常微小，在正常使用過程中該聲耦合器都會保持安全連接。如果想把聲耦合器從接收器組件中取出來，非常簡單，僅需相對接收器組件48旋轉(zhuǎn)(擰)耦合器50即可。但該動作只有當(dāng)聲耦合器位于耳道外部時才能進(jìn)行，這樣的目的是當(dāng)耳機(jī)在耳道時，防止?jié)撛诘穆曬詈掀饕馔獾貜慕邮掌鹘M件中脫落。
聲耦合器50與接收器48的材料和尺寸設(shè)計，特別是螺紋選用產(chǎn)生最小的軸向連接力和分離旋轉(zhuǎn)力的設(shè)計。由此導(dǎo)致一種快速連接和擰開機(jī)構(gòu)，其功能操作簡單易懂，即使那些不夠靈活和有視力障礙的人也適用。
本發(fā)明的另一個實施例中，接收器外殼和聲耦合器具有一個橢圓形狀，以便可以適當(dāng)變形來改善其對通常為橢圓形的耳道的適應(yīng)性和聲音密封性。圖6a和6b分別展示了具有長軸方向上的螺紋45和短軸方向上的無螺紋段46的橢圓形接收器外殼的橫截面。具有彈性變形功能的連接軸套52也是橢圓形的。與此相似，連接軸套在搭接過程中變形52B(如圖6b所示)，其局部凹螺紋53(圖5所示)與接收器外殼的局部凸螺紋45相嚙合。脫接(圖6b所示)是通過施加一沿連接軸套的短軸方向的內(nèi)向力82來實現(xiàn)，該力引起長軸膨脹52B，從而使嚙合的螺紋脫開。一同時存在的拉力將聲耦合器從接收器組件中脫接。這種內(nèi)向的擠壓力和拉力的結(jié)合非常簡單，僅手工操作即可。
本發(fā)明還不僅局限于上述公開的具體形狀、連接和脫接的方法，其它構(gòu)造對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說也是顯而易見的。
為達(dá)到插入簡單以及優(yōu)化深入耳道的聲音密封性，聲耦合器軸套52和接收器外殼42的壁厚要顯著小于聲音密封件51的厚度或接收器41的直徑。圖7展示了耳機(jī)在耳道內(nèi)的橫截面圖，并闡明了本發(fā)明密封和有效利用空間的效果。接收器41與振動隔離器一起位于接收器41和接收器外殼42之間的中心位置。接收器外殼螺紋45與連接軸套52嚙合，接收器41周圍的結(jié)構(gòu)使其直徑增加較少而使聲音密封件51的直徑加大。如圖7所示，這對密封件51能夠在奇形怪狀的耳道內(nèi)達(dá)到最佳的舒適的密封效果非常必要。本發(fā)明的杰出設(shè)計也可以適用于傳統(tǒng)的微型助聽接收器，如伊利諾伊州ITASCA KNOWLES電子廠所生產(chǎn)的ES3126和SD3183 NOS型助聽接收器。
位于接收器組件48內(nèi)的振動隔離器44特別由粘彈性材料所制成，它可在耳機(jī)墜落到堅硬表面時保護(hù)接收器免受潛在的損害。
該耳機(jī)包括一個排氣系統(tǒng)，以此來均衡耳道內(nèi)的壓力與外部環(huán)境的壓力。該系統(tǒng)能有效地使鼓膜免受由于插入拔出耳機(jī)而產(chǎn)生的突然壓力變化的刺激，以及由于外部環(huán)境引起的實際壓力的變化刺激。另外，該排氣系統(tǒng)還可以緩和包括由使用者行走、顎部運動及使用者自己的聲音在外耳道內(nèi)產(chǎn)生的低頻音能在內(nèi)的閉鎖效應(yīng)。這種閉鎖效應(yīng)可以通過排氣系統(tǒng)大大緩解。然而，該排氣系統(tǒng)的尺寸和設(shè)計必須在確保不產(chǎn)生顯著的高頻泄露的前提下來達(dá)到壓力平衡和減小閉鎖效應(yīng)，以防止特別與這種顯著的高頻泄露相關(guān)的聲音震蕩回授。
本發(fā)明的耳機(jī)排氣系統(tǒng)的例子如圖8所示。排氣是由一個連接軸套52和接收器外殼42的無螺紋區(qū)域46之間的空間構(gòu)成的排氣通道71，并通過一位于連接軸套52上的排氣裂縫54來實現(xiàn)。空間的形狀和尺寸以及排氣裂縫決定著排氣的特性。
圖9是耳機(jī)的聲音衰減曲線圖，該圖展示了單一排氣裂縫(陰影線)對比二條排氣裂縫(實線)的效果。每一條裂縫都有一近0.25平方毫米的橫截面。聲音減弱的測量是通過計算第一聯(lián)結(jié)器(即一個0.5cc的聯(lián)結(jié)器)內(nèi)在其音孔55(圖3)附近產(chǎn)生的聲壓，與通過具有一個排氣裂縫54的第二聯(lián)結(jié)器中測量出來的泄漏聲壓之間的差異而繪出的。兩個微型探測管和探測管放大器，即ER-7C型(model no.ER-7C)，它由艾迪摩迪克研究公司(Etymotic Research Inc.，)制造，被用來測量每個耦合器中的聲壓大小。一個兩通道的信號分析儀，由史坦福研究系統(tǒng)開發(fā)的SR780型(model no.SR-780)，被用來分析和顯示測聽頻率高達(dá)近5000Hz的聲音衰減情況。
圖9顯示該排氣系統(tǒng)在高于2000Hz的情況下保持有顯著的聲音衰減(超過45dB)，然而，在低頻，特別是2000Hz以下，聲音的衰減相對較少(有更多的泄漏)。這是一種理想的效果，因為多數(shù)使用者僅在高頻率時為減少高頻回授要求顯著的聲音衰減，但卻在低頻時要求較少衰減以緩和閉鎖效應(yīng)。
排氣在耳道的耳機(jī)中可以以各種途徑達(dá)到，因此并不局限于通過接收器組件和連接軸套連接部份的通道來實現(xiàn)排氣。例如，如圖10中所示，一排氣管61可以包含在相應(yīng)的聲音密封件51之中。排氣也可以是用于制造相應(yīng)的聲音密封材料的固有屬性，例如，某些類型的聚亞安酯泡沫(Polyurethane foam)就因其結(jié)構(gòu)所特有的孔眼特性而可泄漏一定量的空氣。另外，排氣還可以通過在接收器外殼中設(shè)計的一通道提供(圖中未顯示)。
本發(fā)明的聲耦合器包括一碎屑保護(hù)層57(圖3)，以此來保護(hù)接收器，收集環(huán)境及包括耳垢的生理碎屑。在耳鼓近旁有一聲音耦合管56，以此來耦合由接收器發(fā)出的聲音。該管道56最好柔軟有韌性，但必須有足夠的剛性以防在本聲耦合器50插入耳道時，音口55的壁膜破裂，從而也避免從接收器41發(fā)散出來的聲音被阻斷。
盡管由于連接軸套52必須包圍著接收器外殼，而使其緊隨接收器外殼的尺寸，但聲音密封件51卻在徑向和軸向上形態(tài)多變，以適合不同的人的耳道尺寸和形狀。
圖10-16展示的是相應(yīng)的聲音密封件51的各種形態(tài)，它們是用于本發(fā)明的聲音密封件的代表，但并不止于此。連接軸套52和其他本聲耦合器的基本元素為了達(dá)到簡潔和清楚的目的并沒有總是出現(xiàn)在圖10-16中。
圖10展示的是一個用于微小和短淺耳道的具有最小規(guī)格的聲音密封件。其形狀有非常緩的錐形，以便深深插入耳道。在此實施例中，由于音孔55非常短小而不可能在耳道內(nèi)被阻斷，因此無須聲音連接管道56。
圖11所展示的聲音密封件有一緩沖區(qū)58，用于深入耳道時感覺舒適，特別是對那些彎曲較多的耳道來說。聲音耦合管道56可以通過在音孔55內(nèi)，連接一柔軟管來制做，如硅酮管，或者可以用當(dāng)?shù)牟牧贤ㄟ^壓模制成，如RTV硅酮，熱熔化黏著物或環(huán)氧基樹脂。
圖12展示了帶有凸緣59的聲音密封件的聲耦合器，該凸緣向耳鼓膜區(qū)域26方向大大延展并超過連接器軸套52的范圍。然而，連接軸套52卻圍繞在接收器外殼周圍(圖中未示)。
圖13展示了緊緊圍繞著連接軸套52的凸緣69的聲音密封件。
圖14展示的聲音密封件其凸緣既緊緊圍繞連接軸套52，又延伸超過連接軸套52。
圖15展示的聲音密封件具有一向后的折段67。
通過優(yōu)化凸緣和聲音密封件51表層結(jié)構(gòu)的設(shè)計，便于耳機(jī)的插入和取出，同時也有助于耳機(jī)在耳道內(nèi)存放牢固。
聲音密封件最好選用柔軟和易順勢變形的材料，以便適應(yīng)人類耳道的形態(tài)各異及不規(guī)則的形狀。聚合泡沫和人造橡膠，如多種聚亞安酯(Polyurethane)或硅膠類物質(zhì)，以其理想的質(zhì)地和在耳道內(nèi)使用安全及與人體生物性共容而著稱。
為了便于插入該聲音密封件，在一個實施例中選用的材料是一個聚合體，該聚合體可以在耳道外迅速壓實，但在耳道內(nèi)松開卻相對較慢，因此使使用者非常容易地在其完全復(fù)原至其松開的形態(tài)和尺寸之前插入耳道。該物質(zhì)這種易壓縮和復(fù)原緩慢的特性部分取決于該物質(zhì)的制造程序和成分。例如一個部分張開的蜂窩泡沫結(jié)構(gòu)可以在被擠壓時使空氣排出，但復(fù)原卻要花時間等待空氣重新充入。最理想的情況是，聲音密封件在近30秒內(nèi)恢復(fù)原狀并將耳道快速密封，而使用者有足夠時間將耳機(jī)完全插入耳道，這樣在其完全復(fù)原前減小了聲音回授。
為了便于將耳機(jī)插入耳道，特別是對一些行動不便的使用者，最好通過在聲音密封件表層涂上適當(dāng)?shù)臐櫥?2以提供一個光滑的聲音密封件，如圖16所示。涂在聲音密封件表面的適當(dāng)量的石油膠和礦物油是非常有效的潤滑劑。潤滑物還可以做為聲音密封件原材料的添加劑。其它潤滑涂料和添加劑包括水凝膠、乙烯聚合吡咯酮(polyvinyl pyrolidone)(PVP)、乙烯聚合酒精(polyvinyl alcohols)(PVA)、硅化物、氟聚物(flouropolymers)、蠟和油。
聲音密封件的涂料和添加劑還可以具有藥物成份，包括各種菌素，如銀/氧化銀，碘酊，抗生素，表面活性劑，抗菌素和消炎素。這些藥物可以減少耳道由于使用聲耦合器不慎遭到污染而引起的刺激和感染。
此外，涂料、添加劑和設(shè)計特征，如凸緣的設(shè)計，還可優(yōu)化以有助于使用者在取出本聲耦合器時將耳道的耳垢同時帶出來。
本發(fā)明還為使用者提供了一分裝聲耦合器的卡盤，如圖17、18所示。該分裝卡盤70包括數(shù)個孔腔71，用以容納可以拆換并可更換的聲耦合器50。消費者可以在分裝卡盤70內(nèi)抵靠聲耦合器50推壓接收器組件48，使得該耦合器快速與接收器組件相接，然后將聲耦合器50從分裝卡盤70中取出，插入耳道中使用?？浊?1可以是如圖18所示的錐形。錐形區(qū)域72使該聲耦合器在與接收器48連接時得到暫時壓縮。這種暫時壓縮使得聲耦合器在隨后的在耳道內(nèi)的插入和擴(kuò)張變得容易。在另一個實施例中，聲耦合器在更小直徑的孔腔中提前擠壓。該被提前擠壓的聲耦合器隨后在耳道內(nèi)展開。
實例一個耳機(jī)的樣機(jī)被制造成包括一聲耦合器和一個接收器外殼。由辛譜(SHIMPO)公司生產(chǎn)的FGV-5型和FGV-50型量力器，來測量聲耦合器與接收器外殼相連和脫接所使用的最大軸向力，也是用來測量從耳道取出耳機(jī)所要求的標(biāo)準(zhǔn)最大使用力。由馬克10生產(chǎn)的MGT10Z型力矩測量儀器，用來測量正常脫接聲耦合器時所需的旋轉(zhuǎn)力矩。
為討論方便的目的，將測量參數(shù)確定如下·軸向連接力(F ax-att)以牛頓為單位的將聲耦合器連接到接收器外殼上所需的最大軸向力；·軸向脫接力(F ax-det)以牛頓為單位的將聲耦合器從接收器外殼中脫開所需的最大軸向力；·旋轉(zhuǎn)脫接力矩(T rot-det)以牛頓厘米為單位的將聲耦合器從接收器外殼中脫開所需的最大力矩；·耳機(jī)取出力(F ep-rem)以牛頓為單位的將耳機(jī)從耳道中取出所需的最大力。
該測試重復(fù)實施在兩個代表本發(fā)明的不同的聲耦合器的樣品上。
表格1包括了兩個樣品測試結(jié)果的平均值
表格1 測試結(jié)果

該測試結(jié)果印證了軸向分離力絕對大于軸向連接力和耳機(jī)取出力，因此降低了聲耦合器在耳道內(nèi)外意外脫落分離的可能性。該測試結(jié)果還印證了由于旋轉(zhuǎn)分離力矩非常微小，表明旋轉(zhuǎn)分離是一種將聲耦合器從接收器外殼中脫開的較佳的方法。
盡管這里所描述的本發(fā)明均以較佳實施例為參考，然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解其他在本發(fā)明的思想和范圍內(nèi)可替換前述裝置的應(yīng)用。因此，本發(fā)明應(yīng)該僅僅限于以下所包括的權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種耳道內(nèi)聲耦合器，用來耦合來自耳道內(nèi)接收器組件的聲音信號并將此信號傳輸?shù)饺说亩乐校摱纼?nèi)聲耦合器包括以下部分一個連接軸套，適合于與所述的接收器組件同軸定位；一個與連接軸套相關(guān)的機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)使用最小的軸向推力，將上述聲耦合器與所述接收器組件連接，其中軸向拉力要比上述軸向連接推力大許多，以及一個在所述連接軸套周圍的聲音密封件，適合于在將其插入耳道時與不同人的耳道形狀相適應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲耦合器，其特征在于所述的連接機(jī)構(gòu)包括一將聲耦合器連接到接收器組件上的快速搭接機(jī)構(gòu)和一旋轉(zhuǎn)擰開機(jī)構(gòu)，用于將聲耦合器與接收器組件分離開來。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲耦合器，其特征在于所述的連接機(jī)構(gòu)包括一將聲耦合器連接到接收器組件上的快速搭接機(jī)構(gòu)和一種擠拉機(jī)構(gòu)，用于將聲耦合器與接收器組件分離開來。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲耦合器，其特征在于該聲耦合器適合于容易的更換。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲耦合器，其特征在于聲耦合器可更換。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲耦合器，其特征在于該聯(lián)接器既適宜與助聽儀器一起使用，也適宜與耳道內(nèi)耳機(jī)一起使用。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聲耦合器，其特征在于所述的助聽儀器是一種耳道裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲耦合器，其特征在于該聲耦合器采用的一個耳道內(nèi)耳機(jī)通過至少一條線路或一無線連接與一個外部收音系統(tǒng)相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聲耦合器，其特征在于助聽儀器和耳道內(nèi)使用的耳機(jī)是活動連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲耦合器，其特征在于連接軸套圍壁很薄并可以彈性變形。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲耦合器，其特征在于連接軸套既可以是一個圓形也可以是一個橢圓形。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲耦合器，其特征在于所述的連接機(jī)構(gòu)還包括在接收器組件上或近旁形成的局部鎖緊螺紋，該螺紋在連接該聲耦合器時，使所述連接軸套變形。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的聲耦合器，其特征在于所述的局部鎖緊螺紋具有錐度而使連接軸套變形。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲耦合器，其特征在于所述的聲音密封件與連接軸套完全同軸。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲耦合器，其特征在于所述的聲音密封件可以向著使用者的耳鼓膜延伸出所述的接收器組件。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲耦合器，其特征在于所述的聲音密封件與連接軸套完全同軸，又向著使用者的耳鼓膜延伸出所述的接收器組件。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲耦合器，其特征在于聲音密封件至少有一個緩沖區(qū)域以方便插入使用者的耳道。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲耦合器，其特征在于聲音密封件具有至少一個凸緣。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲耦合器，其特征在于聲音密封件具有至少一個后折段。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲耦合器，其特征在于聲音密封件或者具有一個潤滑涂層，或者具有添加劑，以方便聲耦合器在使用者耳道內(nèi)的插入和取出。
21.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聲耦合器，其特征在于該密封件適宜使耳道裝置或耳道內(nèi)耳機(jī)均容易在使用者耳道內(nèi)留存。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲耦合器，其還包括一碎屑防護(hù)層用來保護(hù)接收器組件中的接收器并用來收集使用者耳道內(nèi)的碎屑。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲耦合器，其進(jìn)一步包括一個或多個用于取出使用者耳道內(nèi)碎屑的表層特征。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲耦合器，其特征在于所述的聲音密封件包括含有抗菌素、抗生素、消炎素或殺菌劑中至少一種藥物的一種材料或涂料。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲耦合器，其特征進(jìn)一步包括一用于釋放壓力和緩解閉鎖效應(yīng)的排氣系統(tǒng)。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲耦合器，其特征在于聲音密封件是由一種可以壓縮的材料制成，在插入使用者耳道后有充足的時間恢復(fù)原狀，從而使聲耦合器在使用者耳道內(nèi)的插入、密封和存留都變得容易。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的聲耦合器，其特征在于所述的材料完全復(fù)原需要約30秒。
28.一耳道內(nèi)耳機(jī)，包括一包含一接收器的接收器組件；一聲耦合器，用于耦合來自接收器組件的聲音信號并傳送至人的耳道中去，包括一連接軸套，適宜與所述的接收器組件同軸定位；一個與連接軸套相關(guān)的機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)使用最小的軸向推力，將上述聲耦合器與所述接收器組件連接，其中軸向拉力要比上述軸向連接推力大許多，以及一個在所述連接軸套周圍的聲音密封件，適合于在將其插入耳道時與不同人的耳道形狀相適應(yīng)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征在于所述的連接機(jī)構(gòu)包括一將聲耦合器連接到接收器組件上的快速搭接機(jī)構(gòu)和一用于將聲耦合器與接收器組件分離開來的旋轉(zhuǎn)擰開機(jī)構(gòu)。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征在于所述的連接機(jī)構(gòu)包括一將聲耦合器連接到接收器組件上的快速搭接機(jī)構(gòu)和一種用于將聲耦合器與接收器組件分離開來擠拉機(jī)構(gòu)，。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征在于該聲耦合器適于輕易更換。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征在于該聲耦合器可隨意使用。
33.根據(jù)權(quán)利要求28所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征在于該耦合器既適宜與助聽儀器一起使用，也適宜與耳道內(nèi)耳機(jī)一起使用。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征在于所述的助聽儀器是一種耳道裝置。
35.根據(jù)權(quán)利要求28所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征在于該聲耦合器采用的一個耳道內(nèi)耳機(jī)通過至少一條線路或一無線連接與一個外部收音系統(tǒng)相連。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征在于所述的耳道內(nèi)助聽儀器和耳道內(nèi)耳機(jī)都是活動連接。
37.根據(jù)權(quán)利要求28所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征在于連接軸套圍壁很薄并可以彈性變形。
38.根據(jù)權(quán)利要求28所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征在于連接軸套既可以是一個圓形也可以是一個橢圓形。
39.根據(jù)權(quán)利要求28所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征在于所述的連接機(jī)構(gòu)還包括在接收器組件上或近旁形成的局部鎖緊螺紋，該螺紋在連接該聲耦合器時，使所述連接軸套變形。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征在于所述的局部鎖緊螺紋具有錐度而使連接軸套變形。
41.根據(jù)權(quán)利要求28所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征在于所述的聲音密封件與連接軸套完全同軸。
42.根據(jù)權(quán)利要求28所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征在于所述的聲音密封件可以向著使用者的耳鼓膜延伸出所述的接收器組件。
43.根據(jù)權(quán)利要求28所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征在于所述的聲音密封件與連接軸套完全同軸，又向著使用者的耳鼓膜延伸出所述的接收器組件。
44.根據(jù)權(quán)利要求28所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征在于聲音密封件至少有一個緩沖區(qū)域以方便插入使用者的耳道。
45.根據(jù)權(quán)利要求28所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征在于聲音密封件具有至少一個凸緣。
46.根據(jù)權(quán)利要求28所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征在于聲音密封件具有至少一個后折段。
47.根據(jù)權(quán)利要求28所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征在于聲音密封件或者具有一個潤滑涂層，或者具有添加劑，以方便聲耦合器在使用者耳道內(nèi)的插入和取出。
48.根據(jù)權(quán)利要求34所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征在于該密封件適宜使耳道裝置或耳道內(nèi)耳機(jī)均容易在使用者耳道內(nèi)留存。
49.根據(jù)權(quán)利要求28所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征進(jìn)一步包含一碎屑防護(hù)層用來保護(hù)接收器組件中的接收器并用來收集使用者耳道內(nèi)的碎屑。
50.根據(jù)權(quán)利要求28所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征進(jìn)一步包含一個或多個用于取出使用者耳道內(nèi)碎屑的表層特征。
51.根據(jù)權(quán)利要求28所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征在于所述的聲音密封件包括含有抗菌素、抗生素、消炎素或殺菌劑中至少一種藥物的一種材料或涂料。
52.根據(jù)權(quán)利要求28所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征進(jìn)一步包含一用于釋放壓力和緩解閉鎖效應(yīng)的排氣系統(tǒng)。
53.根據(jù)權(quán)利要求28所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征在于聲音密封件是由一種可以壓縮的材料制成，在插入使用者耳道后有充足的時間恢復(fù)原狀，從而使聲耦合器在使用者耳道內(nèi)的插入、密封和存留都變得容易。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的耳道內(nèi)耳機(jī)，其特征在于所述的材料完全復(fù)原需要約30秒。
55.一用來分配一個或多個耳道內(nèi)聲耦合器的分配器，所述的一個或多個聲耦合器每一個都有一聲音密封件圍繞在連接軸套周圍，其中在于聲音密封件可在插入耳道時與使用者的耳道形狀相適應(yīng)，其中與聲耦合器相關(guān)的機(jī)構(gòu)適宜用最小的軸向推力使聲耦合器與接收器組件相連，其中軸向拉力要比上述軸向連接推力大許多，該分配器包含其中含有一個或多個空腔的卡盤，用于分配一個或多個聲耦合器。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的分配器，其特征在于所述的一個或多個空腔具有一錐度以在將聲耦合器與接收器組件連接時，暫時壓縮聲耦合器。
57.根據(jù)權(quán)利要求55所述的分配器，其特征在于所述的一個或多個空腔小于所述聲耦合器，以便在聲耦合器連接到接收器組件之前，提前壓縮聲音密封件。
58.根據(jù)權(quán)利要求55所述的分配器，其特征在于所述的耳道內(nèi)聲耦合器是可以更換的。
59.根據(jù)權(quán)利要求15所述的分配器，其特征在于聲音密封件進(jìn)一步還含有一聲音連接管。
60.根據(jù)權(quán)利要求42所述的分配器，其進(jìn)一步包括一個聲音連接管。
全文摘要
一種聲耦合器可脫接地固定在接收器組件上以深深插入人耳道中。該聲耦合器提供了一個半剛性的薄壁,圓柱狀的連接軸套,適合與圓柱狀的接收器組件相連。相應(yīng)的密封材料在徑向上與連接軸套相連以與人耳道舒適配合并較好地密封聲音。為了較好的利用空間界面和方便使用者取戴,連接軸套與接收器組件完全同軸。將聲耦合器連到接收器組件上只需采用一較小的軸(推)力。該耦合器在耳道內(nèi)外保持一種安全的連接并可承受相當(dāng)大的軸向脫接(拉)力而不會移開。相對接收器外殼采用旋轉(zhuǎn)(擰)力將聲耦合器從接收器外殼中脫開。由于在人耳中插入和移出該耦合器時旋轉(zhuǎn)移動很小,意外脫接是不可能發(fā)生的。
文檔編號H04R25/02GK1265817SQ98807774
公開日2000年9月6日 申請日期1998年7月7日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月29日
發(fā)明者阿旦恩·辛尼博, 亨利·弗萊切爾 申請人:戴西伯儀器公司