無傳音性聽力損失與衝擊噪音之耳機的製作方法

2023-05-25 17:57:56 1

專利名稱：無傳音性聽力損失與衝擊噪音之耳機的製作方法
技術領域：
本發明提供一種無傳音性聽力損失與衝擊噪音之耳機，藉由耳機中揚聲器輸出之音波方向不直接傳入外耳道最裡端的鼓膜，使其可保護人的中耳部免受該音壓的直接衝擊，而導致傳音性聽力損失(conductivehearingloss)，屬於耳機裝置。
按，人們習知，聲音為一以能量方式傳送的物理量，聲音傳的越遠即代表聲音中含有的能量就越大(如雷擊或槍聲等)，所以對於聲音中的能量一般皆以對數系統來衡量，而分貝(decibel；dB或音壓)常是人們用來衡量聲音大小的測量單位，然而，由於分貝並不是絕對值而是一種相對值，也就是說，它是兩個聲音強度的比較，因此若人們說一個聲音有多少分貝，即是指它比某一參考音壓大多少倍，所以當人們以聽力計(audiometer)來測量聽力時，由0分貝變到60分貝時，即表示聲音中的能量增加了106倍，然而，即便是60分貝的音壓，也不很大聲，大約只等於日常生活中幾米距離外的一個大聲音而已。
又，人體的耳朵結構(如圖1至圖3所示)，系可區分為外耳10、中耳20及內耳30，其中，外耳10系包含耳輪(Helix)11、對耳輪(Antihelix)12、耳殼(auricle)13、耳甲(Concha)14、對耳珠(Antitragus)15、耳珠(Tragus)16與外耳道(external auditory canal)17，而一般成人的外耳道17長度約為24mm，外耳道17的最內側為一鼓膜171(tympanicmembrance)，藉由鼓膜171使外耳道17可與中耳20相隔，而中耳20係為外耳10與內耳30之間所成的鼓室，該鼓室中容置有錘骨(malleeus)21、砧骨(incus)22及鐙骨(stapes)23，其中錘骨21之尾部系埋在鼓膜171內，而錘骨21之體部則與砧骨22之頭端相連形成一關節，又，砧骨22具有一短腳221及一長腳222，該短腳221系靠貼於該鼓室之壁面上，而長腳222之末端系連結到鐙骨23的頭端，而鐙骨23之末端則形成一腳板狀(如圖2所示)；再者，內耳30系包含有耳蝸(cochlea)31及迷路(labyrinth)32，而耳蝸31是主管人們的聽力系統，而迷路32則是負責人體平衡的部分，這兩精細的器官在實際上除了被一骨性囊(capsule)緊密包圍外，其最外層尚有一些淋巴液(perilymph)包覆著耳蝸31及迷路32，而這些淋巴液就像空氣墊一樣，在頭部受到劇烈刺激的振動時提供極佳的保護作用，所以事實上耳蝸31及迷路32是浮在這些淋巴的液體中，而耳蝸31之內部系可分成三部分一．為前庭階(scala vestibuli)；二．為鼓階(scalatympani)；三．為耳蝸管(cochlear duct)，其內含有淋巴液，而耳蝸31內之神經皮上細胞上則含有大約3萬個纖毛細胞；另，在近中耳20鼓室之壁面上開設有一卵圓窗(oval window)33及圓窗(roundwindow)34，該卵圓窗33系被鐙骨23腳板狀的末端給封固住，其內側面系與耳蝸31之前庭階相抵貼，使耳蝸31可收到由聽小骨傳來的音壓，而圓窗34則與耳蝸31之鼓階相貼合，從而得以直接收到由中耳20鼓室傳來的聲音；再者，當音壓由外耳道17傳到鼓膜171後，一部分會反射回外耳道17，而另一部分則會經鼓膜171傳入中耳20內，而傳入中耳20內之音壓一部分會由錘骨21及砧骨22至鐙骨23(由錘骨21、砧骨22及鐙骨23所組成之骨鏈結構以下稱為聽小骨)之腳板狀的末端經卵圓窗22進入內耳30之耳蝸31中，而其餘音壓則在鼓室的空氣中直接經圓窗34傳入至內耳30之耳蝸31內，所以音壓傳入人們耳朵時即被分成兩個途徑進入內耳30中，然而，正常人的耳朵中經由聽小骨之途徑傳入卵圓窗33的聲音比由空氣傳導穿過鼓室而至圓窗34的途徑的聲音來的更加有效(effective)且更重要，其原因在於傳入中耳20鼓室中的音壓，其系由空氣經圓窗34進入耳蝸31之淋巴液時，音壓中99.9％的能量會消耗掉或被淋巴液的液面反射回去，僅有0.1％的能量可由淋巴液進入耳蝸31中；故而，在正常的情況下，最有效的音壓傳送途徑是由鼓膜171經聽小骨之骨鏈結構而傳達到卵圓窗33，然而，當音壓傳至鐙骨23之末端而敲擊卵圓窗33時，音壓即直接穿越過無法壓縮的淋巴液而進入耳蝸31中(此時音壓中之能量並無耗損或被液面反射的情況)，此時含有音壓的淋巴液則撥動耳蝸31中的纖毛細胞而產生一位移或彎曲，而此一運動則可將音壓中之機械的力量(mechanical force)轉變成電化學脈衝(electrochemical impulse)，而該脈衝則再經由聽覺神經傳輸至大腦的聽覺皮質(auditory cortex)中，成為人們所能了解的聲音；由上述得知，人們的耳朵是藉由纖毛細胞運動來產生聽覺，即便是纖毛細胞本身很小的位移亦可有聽覺的產生，所以人們的耳朵不僅非常的敏銳且可感受到的音域範圍極廣，一般而言，人類可聽音的頻率範圍大約為20～20000赫茲(Hz)，強度範圍約為10-12～102瓦/平方米(W/m2)，而音壓則在180分貝(dB)以下，然而，並非所有的可聽音都適合人們的耳朵接聽，不佳的音域範圍(一般指90dB以上之音壓，也就是噪音)卻極易造成耳朵聽力部分的受損，如長期暴露於90dB(A)以上工業噪音的工廠工人，在無配帶任何個人防護用具(如耳塞或耳機等)的情況下，幾年後其聽力受損發生率達25％，其原因在於耳朵內之纖毛細胞在接受上述工業噪音的音壓刺激下定會產生一位移或彎曲，但離開此一噪音環境一段時間後即會恢復原狀，然，隨著時間的增長其纖毛細胞的恢復作用會漸漸變差，從而造成內耳的聽力慢慢受損，而此種噪音性的聽力損失則多屬於感音性的聽力損失(Perceptive hearing threshold)，而另一型態的聽力損失則大部分發生在頭部受到直接的打擊或極短時間的衝擊噪音(impulse noise)，造成耳膜破裂或聽小骨之骨鏈結構發生破壞，使音壓傳入中耳20時會一起進入前庭中之卵圓窗33及圓窗34內而產生音壓相互抵消的作用，導致聽力的喪失，而此種中耳傳導功能喪失，稱為傳音性的聽力損失(conductive hearing loss)，該中耳傳導功能受損而造成聽力的損失，近幾年來明顯地增加，其中，又以喜好聽「隨身聽」的年輕人最多；眾所周知，一般音響之揚聲器或耳機內之揚聲器皆是利用導線通以電流來驅動揚聲器，以使該揚聲器前段部上的圓錐型紙盒及震膜產生往前往後之振動，由於這種往前往後的振動，使揚聲器能發出聲音及音樂，由於此種簡單的前後往復動作卻產生一複雜之物理現象，即是當揚聲器之圓錐紙盒及震膜往前運動時，使它前面的空氣受到壓縮，而使空氣中的分子趨於密集變為高壓空氣，但是當揚聲器之圓錐型紙盒及震膜往後運動之後，卻又將臨近的空氣分子變得稀薄即是低壓空氣，然而，由於空氣分子本身亦具有自己的特性，且此特性和我們人類一樣，不喜歡被壓縮及擠成一堆，因此被擠壓之空氣便產生彈性，而具有將揚聲器所產生的能量推向更遠的特性，所以當揚聲器前後往復動作時，其附近的空氣分子便藉著該揚聲器推動能量而產生往前運動，此種推動聲音傳送的能量即是所謂的「音壓」；由上述得知，音壓的能量輸送為一高壓空間及一低壓空間的連續結合，而此一壓力空間，就如同海浪般，有高起的波峰及低下的波谷，不斷地向前推進，由此可知，揚聲器所發出聲音的行進方向完全是經由音壓的推動，而使在較遠處的人們亦可聽到由揚聲器所發出的聲音或悅耳的音樂；再者，揚聲器所發出的聲音亦由於揚聲器頻率的不同使其傳送方式及散布的狀態而有所差異，就拿聲音中的低音部分來說，低音本身是沒有方向性的，當低音發出時，則是向所有的方向緩緩地傳送過去，因此就以超低音揚聲器的擺設位置而言，就沒有一般揚聲器要求得那麼挑剔；而，以聲音中的高音部分來說，其傳送的方式就有點像是雷射光束，其行進的方向近似直線，所以高音單體的擺設方向，就得避開一些會造成反射的平面，以避免音質的抵消及音場的破壞；所以簡單地說揚聲器在發出聲響時，其傳送的音壓在每個方向都是一樣的，但在揚聲器的正面方向則必須承受源源不斷音壓及高音部分的雙重衝擊，故當人在高功率的揚聲器下聆聽重金屬或節奏較快的音樂時，會有明顯的感受及振蕩；故而，揚聲器是藉由震蕩變換出來的聲音或音樂信號再放射到空間中以形成一音場，所以當人在音場中受到較強的音壓時即會有強烈的振蕩感受，而當在微弱或柔和的音壓中雖無明顯的感受，但卻仍在音場的振蕩範圍內，只是人們感受不出來而已；所以當人置身於音場中無論是播放何種音樂或聲音皆會受到音壓的衝擊振蕩，即便是裝設於耳機上之小型揚聲器亦有其自己的音場範圍，其差異之處僅在於大小或強弱不同罷了；再者，習用之耳機系有耳塞式(鎖閉式)及耳罩式兩種，然而，無論是使用何種耳機，其揚聲器均置放於人的外耳道孔口處附近，而其揚聲器之正面皆正對於耳朵外耳道內的鼓膜，使人的耳朵可直接收到揚聲器所發出的聲響或音樂。然而由於此種傳送方式雖可使人的耳朵均在揚聲器的音場範圍中而收到極佳的音質，但揚聲器所發出之音壓則在揚聲器及耳朵之耳膜間來回不停地振蕩，又，就耳朵收到相同的聲音而言，耳機所產生的音壓約高於一般的揚聲器10分貝左右，且一般「隨身聽」經由耳機發出的音壓往往大於90dB，所以耳朵在這強大的音壓及持續不斷的衝擊噪音中極易產生中耳傳導功能的不良或喪失，導致聽力的損失。
為了克服上述不足，本發明的目的是提供一種無傳音性聽力損失與衝擊噪音之耳機，該耳機除可聆聽到與習用耳機相同的美妙音樂外，亦可使中耳傳導功能免受衝擊噪音的破壞而導致中耳聽力受損；除機殼體內部之揚聲器發出的音響外，來自外界其它之音源(響)均可同時被耳朵接收，如此一來，周圍環境一旦發生事故，人即可馬上得知，而無習用耳機必需摘下耳機後才能得知外界所發生的事故。
本發明一種無傳音性聽力損失與衝擊噪音之耳機，系由耳機機殼體及容置於其內部音響室之揚聲器所組成；其中，機殼體前段設有可掛套入耳朵之耳珠及對耳珠間之耳塞部，後段設有內部具有中空音響室的殼罩部，而於底部接設供電流傳輸用之導線，又，該殼罩部內的中空音響室容置有一揚聲器，且其周圍表面穿設有複數個網孔，其特徵在於揚聲器輸出音響端與機殼體的耳塞部，系兩者形成相互背對設置；
本發明一種無傳音性聽力損失與衝擊噪音之耳機，系由機殼體及容置於其內部之揚聲器所組成，該機殼體前段部系可掛套入耳朵之耳珠與對耳珠之間並貼置於耳甲上，內部為中空音響室並容置有揚聲器，外部周圍表面穿設有複數個網孔，底部接設供電流傳輸用之導線，其特徵在於該揚聲器輸出音響端系與機殼體前段部形成相互背對設置；其中，機殼體底部更包括一耳塞套環，該耳塞套環上段部設具有可掛附抵貼於耳珠及對耳珠間的下鉤部，下段部設具成環圈座。
本發明的優點是一．就以相同的頻率之聲音而言，使耳朵所承受的音壓可降至最低的程度，但卻可享受與習用耳機相同的音質及感受度；二．可避免二耳之外耳道直接受到衝擊性噪音的撞擊，保護中耳傳導的功能不受損，使喜愛使用耳機的人們長期聆聽下不會產生傳音性聽力的損失；三．當使用本發明時，除機殼體內部之揚聲器發出的音響外，來自外界其它之音源(響)均可同時被耳朵接收，如此一來，周圍環境一旦發生事故，人即可馬上得知而採取必要的措施，可避免發生任何危險。
本發明具有如下附圖圖1．系人體耳朵結構之剖面示意圖。
圖2．系中耳中錘骨、砧骨及鐙骨之組合示意圖。
圖3．系外耳示意圖。
圖4．系本發明套置於耳珠及對耳珠間之示意圖。
圖5．系本發明之正視圖。
圖6．系本發明側面局部之剖視圖。
圖7．系本發明另一實施例中機殼體之剖面示意圖。
圖8．系本發明耳塞套環之三視圖。
圖9．系本發明結合耳塞套環之示意圖。
圖中標號如下10．外耳11．耳輪12．對耳輪13．耳殼14．耳甲15．對耳珠16．耳珠17．外耳道 171．鼓膜20．中耳21．錘骨22．砧骨23．鐙骨221．短腳 222．長腳30．內耳31．耳蝸32．迷路33．卵塞窗 34．圓窗40．機殼體
41．耳塞部42．殼罩部43．音響室44．網孔 50．揚聲器60．導線70．機殼體71．音響室72．網孔80．耳塞套環 81．下鉤部82．環圈座茲舉較佳實施例並配合


如下請參閱圖4至圖6所示，系本發明無傳音性聽力損失與衝擊噪音之耳機之較佳實施例，系由耳機機殼體40及容置於其內部音響室43之揚聲器50所組成；其中，機殼體40前段設有可掛套入耳朵之耳珠16及對耳珠15間之耳塞部41，後段設有內部具有中空音響室43的殼罩部42，而於底部接設供電流傳輸用之導線60，又，該殼罩部42內的中空音響室43容置有一揚聲器50，且其周圍表面穿設有複數個網孔44，而揚聲器50輸出音響端與機殼體40的耳塞部41，系兩者形成相互背對設置。
由上述得知，當機殼體40內之揚聲器50經由網孔44而向對耳珠15發出音樂(響)時，其音壓則被對耳珠15吸收及反彈，而使整個耳朵皆位於揚聲器50的音場範圍中，此時人所聆聽到的音質及感受度則與習用耳機無異，且音樂(響)中之音壓不會直接衝擊至外耳道17之鼓膜171，同時音樂播放過程中所夾帶偶發瞬間的衝擊噪音(impluse noise)亦可迴避，絕不會導致中耳20傳導功能受到傷害而造成傳音性聽力受損的情況。
請參閱圖7所示，系本發明無傳音性聽力損失與衝擊噪音之耳機另一實施例，系由機殼體70及容置於其內部之揚聲器50所組成，該機殼體50前段部系可掛套入耳朵上耳珠16與對耳珠15之間並貼置於耳甲14上，內部為中空音響室71並容置有揚聲器50，外部周圍表面穿設具複數個網孔72，底部接設供電流傳輸用之導線60，而揚聲器50輸出音響端系與機殼體70前段部形成相互背對設置。
如圖4及圖7所示，當機殼體70內之揚聲器50發出音樂(響)時，其音壓則被機殼體70之內壁面反彈，而經由網孔72使整個耳朵皆位於揚聲器50的音場範圍中，此時人所聆聽到的音質及感受度則與習用耳機無異，且音樂(響)中之音壓不會直接衝擊至外耳道17之鼓膜171，同時音樂播放過程中所夾帶偶發瞬間的衝擊噪音(impluse noise)亦可迴避，絕不會導致中耳20傳導功能受到傷害而造成傳音性聽力受損的情況。
如圖8及圖9所示，本發明更包括一套設於機殼體40底部之耳塞套環80，該耳塞套環80上段部設有可掛附抵貼於耳珠16及對耳珠15間的下鉤部81，下段部設具成環圈座82，使機殼體40可藉由環圈座82作上、下高度的調整。
權利要求
1．一種無傳音性聽力損失與衝擊噪音之耳機，系由耳機機殼體及容置於其內部音響室之揚聲器所組成；其中，機殼體前段設有可掛套入耳朵之耳珠及對耳珠間之耳塞部，後段設有內部具有中空音響室的殼罩部，而於底部接設供電流傳輸用之導線，又，該殼罩部內的中空音響室容置有一揚聲器，且其周圍表面穿設有複數個網孔，其特徵在於揚聲器輸出音響端與機殼體的耳塞部，系兩者形成相互背對設置。
2．一種無傳音性聽力損失與衝擊噪音之耳機，系由機殼體及容置於其內部之揚聲器所組成，該機殼體前段部系可掛套入耳朵之耳珠與對耳珠之間並貼置於耳甲上，內部為中空音響室並容置有揚聲器，外部周圍表面穿設有複數個網孔，底部接設供電流傳輸用之導線，其特徵在於該揚聲器輸出音響端系與機殼體前段部形成相互背對設置。
3．根據權利要求1或2所述的一種無傳音性聽力損失與衝擊噪音之耳機，其特徵在於，其中，機殼體底部更包括一耳塞套環，該耳塞套環上段部設具有可掛附抵貼於耳珠及對耳珠間的下鉤部，下段部設具成環圈座。
全文摘要
本發明一種無傳音性聽力損失與衝擊噪音之耳機,系由耳機機殼體及容置於其內部音響室之揚聲器所組成;其中,機殼體前段部設有可掛套入耳朵之耳珠及對耳珠間之耳塞部,後段設有內部具有中空音響室的殼罩部,而於底部接設供電流傳輸用之導線,又,該殼罩部內的中空音響室容置有一揚聲器,且其周圍表面穿設有網孔,其特徵在於:揚聲器輸出音響端與機殼體的耳塞部,系兩者形成相互背對設置,長時間配戴聆聽音樂(響),而不會造成中耳傳導功能之喪失。
文檔編號H04R25/00GK1226797SQ98100529
公開日1999年8月25日 申請日期1998年2月16日 優先權日1998年2月16日
發明者林仲宇 申請人:林仲宇