折聲學聲音轉換連接耦合器和耳塞的製作方法

2023-12-10 21:31:07

專利名稱：折聲學聲音轉換連接耦合器和耳塞的製作方法
技術領域：
本發明主要地涉及聽音裝置領域。
和降低聽者疲勞的新穎的個人聽音裝置。
更具體地，本發明涉及具有增強的可辨別能力
背景技術：
人耳對12個數量級以上的聲壓水平敏感。可作為可辨別能力測量的這種寬的敏感度範圍容易受到人為聲響和存在於諸如助聽器、耳塞、入耳式監聽器和耳機之類的裝置中的壓力集中的覆蓋和限制。這不同於對整個音量水平的輕微敏感性或易感性。可辨別能力取決於耳朵對聲壓級中處於不同音頻的相互之間的可辨別差異的固有能力。 傳統的耳內音頻技術用耳模、插塞或裝置的其它工具將耳道堵塞至更大或更小的程度，由此產生耳道本身之外的封閉空間，其中該裝置包含換能器並將它連接至耳道。耳朵天生適合用作阻抗匹配擴音器或亥姆霍茲共鳴器，而不是封閉的聲振動室。用音頻換能器堵塞耳道降低了耳朵的可辨別能力。音頻換能器包括機電機構，其具有比內耳的敏感元件更大的質量和慣量。通過在耳道之外產生封閉的聲振動共振室而將它們直接連接至鼓膜使耳朵的可辨別能力明顯退化，因為這迫使耳朵模仿與敞開的耳朵的自然聲場激勵相反的換能器振幅偏移。 音頻共振，例如在諸如房間或室外之類的環境中發生的音頻共振對未封閉的人耳是可辨別的。已知的是盲人通過基於耳朵外部的環境聲源的變化的聲音區別有效地判斷他們靠近周圍的障礙物，這是用敞開的非堵塞耳朵的固有共振感知的。封閉耳道將它的固有敞開共振環境(其由聽覺系統進行補償)改變至非正常的聽力環境。 甚至在高於人類聽力的痛的閾值的非常高的聲壓水平處，鼓膜的振動偏移在不採用非常大的放大倍數的條件下是不可見的。相反，常規磁鐵移動線圈和移動電樞裝置的振動膜偏移較大且容易由肉眼觀察到。通過在耳道內產生封閉的聲振動室而將這種裝置直接連接至鼓膜迫使鼓膜模仿這些相同的總偏移，並且還迫使鼓膜除了響應聲壓之外還響應平均壓力變化。這改變了鼓膜的固有振動模式和頻率響應，並因此限制了它區分聲音的能力。
個人聽音裝置在近年來已經變得廣泛傳播，同時醫師、聽覺病矯治專家和通訊社不斷地警告由於它們的使用而導致聽力傷害和老年耳聾。這些警告通常不能描述引起這種聽力損失的具體機械因數，而是推斷聽者通常選擇以過大的音量水平聽這些裝置，或者儘管合理使用這些裝置仍然帶來非確定的傷害。選擇以過度的音量水平進行聽而帶來的潛在傷害不限於使用耳內或耳上裝置。更確切地說，引起關注的實際原因可歸因於這種事實，即個人聽音裝置阻塞耳道，由此抑制了鼓膜，並降低它對音頻振動的敏感度，並且將音頻換能器連接至鼓膜還產生了封閉的耳道壓力，這迫使鼓膜非正常地承受大的偏移。這種反常的偏移擾亂了正常的鼓膜振動模式，由此造成耳朵敏感度更低，且不能自然地感知聲音。自然聽力的諧波和其它重要的音頻細微差異由此喪失，並由人工隔膜激勵代替，而人工隔膜激勵的音頻解析度不足以使盲人用他們的未受損害的自然聽力通過"看見"來辨別和通過他們周圍的環境以正常地確定方向。為了試圖補償天生的音頻可辨別能力的這種損失，聽者
6常常採取更大的音量水平，仍不能充分地聽見。這在行動電話和助聽器用戶中是尤其值得注意的。在常規使用中，長期暴露至這些環境可能導致敏感度和聲音感覺的永久性降低。
通過簡單地迫使空氣重複地通過耳咽管進入中耳空間，會引起鼓膜的各種過度偏移。在這些環境下的聽力被嚴重地妨礙了。僅僅因為聽者在由常規裝置引起的較少的鼓膜過度偏移期間還能夠聽見並不意味著他在進行最適宜地聽。由於上述因素，假設平均音量水平相同，則來自個人聽音裝置的音頻疲勞的出現通常比環境噪聲產生的疲勞甚至由音樂會中的或電影院中的常規擴音器產生的疲勞要快很多。 此外，人類聽覺系統結合有在音量級變得潛在損害時降低聲音輸入的機構。當高音剌激聽覺系統時，中耳肌肉反射拉緊鐙骨肌和鼓膜張肌。這降低了由中耳骨骼引導至耳蝸的振動的振幅。耳蝸本身呈現出閾值漂移，其在受到持續高音的激勵時降低它的神經元輸出，至少部分地是由於可用化學能量的耗盡。這些機構通過正常的聽覺神經傳導進行工作。降低耳道中的聲壓會減少剌激使聲音的感知退化的這些保護機構的可能性。
骨骼傳導提供了至聽力系統的另一聲音路徑，從而使頭骨振動的聲音在沒有鼓膜的作用下能夠剌激耳蝸。可以看出，增加耳道中的平均或靜態壓力可以調整骨骼傳導的效果，並由此改變所感知的聲音。常規封閉耳道裝置調整耳道中的靜態壓力，並可以對這種效果起作用。 雖然聲音質量差，音頻疲勞和耳道疼痛通常與常規耳內裝置相關，已經按照慣例根據其相對於根據歐姆定律以聲音歐姆測量的空氣聲音阻抗的性能評估了個人聽音裝置音頻換能器。主要問題在於，一旦這些音頻換能器部分地或全部密封在耳道中，則空氣的聲音阻抗不再可用，限定性因素現在為固定空間中的空氣的可壓縮性。這種封閉氣團有效地將大振幅換能器偏移的能量傳遞至耳鼓。因此，上述鼓膜過度偏移、振動模式失常和閉塞在所有的現有個人聽音裝置和助聽器中以更大或更小的程度出現。 助聽器製造商已經努力憑藉移植(porting)它們的耳模來克服閉塞效應和在它
們的裝置形成耳道的聲音密封時出現的時常壓倒性的低音頻。諸如耳塞之類的個人聽音裝
置採用各種不統一地密封的矽樹脂、中空聚合體插塞或泡沫的方法，使音頻性能受損，並且
用戶試圖聽得更清楚而重複地推入不舒適的位置而引起組織疼痛。諸如入耳式舞臺監聽器
之類的特製模製裝置都會在耳道本身中產生封閉室，並經受上述產生的音頻退化。 前述助聽器移植僅僅減輕小部分聲音退化，伴隨的是在耳道外產生了人為的封閉
共振室。助聽器必須保持足夠的耳道聲音密封，以保持隔離，並防止痛苦反饋情形，在該情
形中，由於麥克風重複地放大打算包含在聲學密封耳道中的聲音，所述裝置大聲地尖叫。因
此，該裝置主要保持密封，並且迫使耳道變成封閉的共振室。現有裝置(它們是助聽器、耳
塞、入耳式監聽器)沒有任何用於限制它們的主要有效聲振動連接室遠離鼓膜的規定，並
且在此程度上它們限定並使聽者的耳朵的作用降級，而不管該裝置的音頻質量。除了抑制
聽者自己固有的聲音可辨別能力，它們引起的異常大的鼓膜偏移隨著時間的過去可能會對
聽者的聽力造成物理損傷。 此外，當由常規音頻裝置阻塞耳道時，聽者與外部環境的隔離形成令人討厭的且經常危險的情形。當沒有引起危險情形時，常規聽音裝置限制了聽者和它們周圍的人之間的自然交流。聽音樂的人通常從外部談話切斷，並且常常被抱怨不能理解他人。
雖然突破性的音頻技術時常出現，但它們限於應用於常規耳內技術實施例，並且不能補償上述鼓膜振動失常。用於不舒服、阻塞、不充分的音頻可辨別能力和環境定向的問題仍然存在。 因此，需要一種個人聽音裝置，其降低與耳道中的人為壓力相關的疲勞和對聽力的可能的損傷，並允許音樂或聲音通信與外部聲音的混合，以為聽者提供足夠的環境意識，同時改善音頻信號的可辨別能力和保真度。

發明內容
所公開的方法和裝置結合了一種新穎的可膨脹泡沫部分，其向聽者提供了出色的保真度，同時使聽者疲勞最小化。可膨脹泡沫部分可以通過低頻音頻信號的傳遞或向可膨脹泡沫部分泵送氣體而膨脹。此外，聲音裝置的各實施例可以適合始終如一地、舒適地戴到任何耳朵上，為鼓膜和音頻換能器分別提供了可變的阻抗匹配聲學密封件，同時在驅動泡沫內隔離聲音振動室。這降低了總的音頻換能器振動偏移對鼓膜的影響，並以允許耳朵利用它的全部固有能力的方式傳遞音頻內容。以下將描述該方法和裝置的其它方法和優點。
在一個實施例中，一種聲音裝置包括聲音換能器。聲音換能器具有近表面和遠表面。聲音換能器還包括與聲音換能器的近表面流體連通的可膨脹泡沫部分。可膨脹泡沫部分完全密封聲音換能器的近表面。此外，可膨脹泡沫部分具有膨脹狀態和縮回狀態，其中可膨脹泡沫部分在膨脹狀態填充有流體介質。可膨脹泡沫部分在膨脹狀態適合與耳道相一致。 在另一個實施例中，一種聲音裝置包括可膨脹泡沫部分。該裝置還包括設置為遠離所述可膨脹泡沫部分的聲音換能器。此外，該裝置還包括連接至可膨脹泡沫部分和換能器的折聲組件。折聲組件具有單向出口閥和單向進口閥。當換能器向近端偏移時出口閥打開，並且其中當換能器向遠端偏移時進口振動膜關閉。 在一個實施例中， 一種向耳朵傳遞聲音的方法，包括提供聲音裝置，該聲音裝置包
括具有近表面和遠表面的聲音換能器以及與聲音換能器的近表面流體連通的可膨脹泡沫
部分。可膨脹泡沫部分具有膨脹狀態和縮回狀態，其中在膨脹狀態中可膨脹泡沫部分填充
流體介質。該方法還包括將可膨脹泡沫部分插入耳道。此外，該方法還包括使所述可膨脹
泡沫部分膨脹至所述膨脹狀態，以在所述耳朵內形成密封。該方法還包括通過聲音換能器
傳遞聲音到所述可膨脹泡沫部分中，以使可膨脹泡沫部分共振並向耳朵傳遞聲音。 該裝置的實施例將允許聽者在期望和安全時有選擇性地和容易感知多或少的周
圍環境聲音，同時聽音樂、通信、或其它音頻內容。該裝置的其它實施例可以允許用戶將商
用的個人立體聲系統或類似裝置轉換成適合受損聽力的個人助聽器，其比常規助聽器提供
了更大的和用戶更加可控的能力來聽見環境以及流行音頻媒體，同時還允許用戶不出現殘疾。 前面已經寬泛地概述了本發明的實施例的一些特徵和技術優勢，使得本發明的隨後的詳細描述可以更好地理解。隨後將描述本發明的其它特徵和優點，其形成本發明的權利要求的主題。本領域技術人員應當理解的是，所公開的概念和具體實施例可以容易地用作修改或設計用於完成本發明的相同的目的的其它結構。本領域技術人員還應當理解的是，這種等同結構不背離如在隨附的權利要求中提出的本發明的精神和範圍。
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為了詳細地描述本發明的優選實施例，現在將參照附圖，其中 圖1為正面安裝的音頻換能器、折聲組件和可膨脹泡沫部分組裝部件的實施例的分解透視圖； 圖2為背面安裝的折聲閥組件和可膨脹泡沫部分組裝部件的分解透視圖； 圖3為折聲閥組件和可膨脹泡沫部分組裝部件的正交正視圖和可調節閾值安全
閥的截面圖； 圖4圖示了具有位於保護套中的作為可橫向收縮的摺疊隔膜的可膨脹泡沫構件
的iPod⑧耳塞； 圖5A-C圖示了聲音裝置的可膨脹泡沫部分的摺疊實施例的各個階段； 圖6為具有進出端孔圖案的一種折聲閥基板的正交正視圖； 圖7為具有進出端孔圖案的另一種折聲閥基板的正交正視圖； 圖8為具有進出端孔圖案和折聲閥隔膜壁中的多孔圖案的正交正視圖； 圖9A-B示出了不具有和具有該聲音裝置的兩種類型的助聽器； 圖10圖示了具有中空插塞的手動泵的截面，包括與折聲構件的實施例一起使用
的壓力傳送插塞的特寫； 圖11示出了媒體播放器、泵、中空頂端、環形套筒(TRS)插塞和安裝陰音頻插孔的底盤； 圖12示出了媒體播放器、中空頂端、環形套筒(TRS)插塞、陰音頻插孔、泵和壓力傳送管以及集成在媒體播放器中的0-環形泵機組； 圖13圖示了安裝壓力傳送TRS插塞和插孔的底盤的特寫，(垂直)具有泵和壓力傳送管以及O-環形組件； 圖14為與外部泵一起使用的中空壓力傳送TRS插塞和插孔，以及壓力傳送管以及0-環形組件的特寫圖； 圖15為數模轉換(DAC)之前傳送至音頻換能器的20Hz至20kHz音頻正弦波頻率掃描發射的基波和諧波含量的圖示； 圖16為在iPod⑧音頻換能器輸入處測量的20Hz至20kHz音頻正弦波頻率掃描發射的圖示； 圖17為Crown CM-311A Differoid⑧電容式話筒製造商的頻率響應的圖示；
圖18為來自軸向靠近Crown CM-311A Differoid⑧話筒碳精盒lmm安裝的iPod⑧
音頻換能器的由SPS-66DAC預放大的20Hz至20kHz音頻正弦波頻率掃描發射的圖示；[OO41] 圖19為來自軸向靠近Crown CM-311A話筒lmm聲學密封的iPod⑧音頻換能器的由SPS-66DAC預放大的20Hz至20kHz音頻正弦波頻率掃描發射的圖示；
圖20為來自與軸向靠近Crown CM-311A Differoid⑧話筒碳精盒lmm聲學密封在13mm導管內的折聲共振隔膜一起安裝的iPod⑧音頻換能器的由SPS-66DAC預放大的20Hz至20kHz音頻正弦波頻率掃描發射的圖示； 圖21為來自與軸向靠近Crown CM-311A Differoid⑧話筒碳精盒lmm可變加壓並聲學密封在13mm導管內的折聲共振隔膜一起安裝的iPod⑧音頻換能器的由SPS-66DAC預放大的20Hz至20kHz音頻正弦波頻率掃描發射的圖示；
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圖22為來自具有和不具有可膨脹泡沫部分170的iPod⑧音頻換能器的20Hz至20kHz音頻正弦波頻率掃描發射的四個測量值的圖示。曲線(A):軸向靠近Crown CM-311A25mm的室外(無導管)iPod⑧音頻換能器。曲線(B):軸向靠近Crown CM-311A 25mm的聲學密封的iPod⑧音頻換能器。曲線(C)和(D):安裝至軸向靠近Crown CM-311A 25mm的iPod⑧音頻換能器的聲學密封的可變加壓的泡沫部分。這兩條曲線表示兩個不同的泡沫部分壓力水平，並因此表示兩個不同的阻抗匹配情形。圖線(E)表示在iPod⑧音頻換能器輸入處測量的20Hz至20kHz音頻正弦波頻率掃描發射；
圖23示出用來測試該裝置的實施例的實驗性配置；以及 圖24示出了與所公開的聲音裝置的實施例一起使用的助聽器/泵組件的實施例。
符號和術語 在下文和權利要求中使用的某些術語涉及特定的系統部件。本文不是想要區分名字不同但功能相同的部件。 在下文討論中和在權利要求中，術語"包括"以開放方式使用，且因此應當解釋為
意思是"包括，當不限於......"。而且，術語"連接(couple)"想要表達的是間接或直接連
接。因此，如果第一裝置連接至第二裝置，這種連接可以通過直接連接，或者通過經由其它
裝置和連接的間接連接。"連接的(Coupled)"也可以涉及部分或完全聲密封。 如在此使用的那樣，術語"聲音變換器(acoustic transformer)"涉及根據其最佳
的自然音頻性能在不同的阻抗處使音頻換能器和聽者的鼓膜進行最優阻抗匹配的能力。
如在此使用的那樣，"聲歐姆(acoustic ohm)"可以涉及測量聲阻的幾種單位中的任一種。給定介質中的表面上的聲阻可以定義為聲波在該表面處的壓力除於體積速度。
如在此使用的那樣，術語"聲音換能器(acoustic transducer)"或"音頻換能器(audio transducer)"可以涉及將電信號轉換成聲音的電的、電子的、機電的、電磁的、光的或光電的任何裝置。例如，聲音換能器可以為用在個人聽音裝置或助聽器中的傳統的音頻揚聲器。雖然麥克風也構成音頻換能器，但在此將它們稱為"麥克風(microphone)"，保留音頻換能器用於指聲音產生揚聲器。 如在此使用的那樣，術語"折聲(di即honic)"可以描述裝置或結構以最小的可辨別能力和音質損失通過、傳遞或傳輸聲音的能力。例如，"折聲閥(di即honic valve)"可以涉及具有以高可辨別能力通過聲音的閥結構。 如在此使用的那樣，術語"可辨別能力"可以涉及必需全面識別它的整個音頻內容的聲音的品質。"可辨別能力"還可以涉及根據耳朵未阻礙的固有能力的所有的獨立的和彼此相關的聲音內容變量(頻率、音量、動態範圍、音質、音調均衡、諧波含量等)的區別。
如在此使用的那樣，術語"共振(resonant)"或"聲學共振"可以涉及目標或元件響應於聲能振動的特性。 如在此使用的那樣，術語"泡沫"或"泡沫部分"可以涉及可以由流體介質填充的基本中空的、氣球狀結構。而且，需要理解的是"泡沫"或"泡沫部分"可以為任何形狀的，並且不應當限於球形。
具體實施例方式
圖1圖示了聲音裝置101的實施例的分解透視圖。通常，聲音裝置101包括連接至折聲組件103的可膨脹泡沫部分170。聲音裝置101可拆卸地連接至音頻換能器110。聲 音裝置101優選通過諸如外殼120之類的接合殼體保持連續的聲密封和大氣壓力密封。如 下文將更詳細地說明的那樣，可膨脹泡沫部分170與聲音換能器110流體連通，並且可以以 方便插入的收縮狀態插入到耳道181中。聲音換能器110具有近表面和遠表面。如在此使 用的那樣，"近(proximal)"涉及靠近鼓膜的結構和元件，而"遠(distal)"涉及遠離鼓膜 的結構和元件。折聲組件103可以緊貼地戴在外耳上。 一旦插入耳朵191，可膨脹泡沫部分 170可以膨脹或充氣為膨脹狀態。可膨脹泡沫部分170可以通過分離的裝置或音頻換能器 110的將聲音傳輸通過折聲組件103的輕微動作而膨脹。當膨脹時，可膨脹泡沫部分170基 本上與耳道181的內部相配。雖然下文將更詳細地描述可膨脹泡沫部分170的眾多優點， 可膨脹泡沫部分170提供了將聲音傳輸通過內耳道的實際組織(如，骨骼、皮膚)併到達鼓 膜的裝置。而且，當與現有的耳機技術相比較時，可以製造可膨脹泡沫部分170的材料具有 出色的音質和保真度。
I.可膨脹泡沫部分 通常，可膨脹泡沫部分170為中空的囊狀物，其在膨脹時由流體介質填充。如在此 使用的那樣，"流體"可以涉及液體或氣體。泡沫部分170的內室優選在聲音裝置101的運 行期間不包含除前述流體之外的任何物質。需要強調的是泡沫部分170是敞開的，並與聲 音換能器110的近表面(如，聲音換能器朝向鼓膜的一側)流體連通。換句話說，由聲音換 能器110推動的空氣行進到可膨脹泡沫部分170中，填充可膨脹泡沫部分170並使可膨脹 泡沫部分170共振。因此，泡沫部分不僅僅用作襯墊或舒適功能，實際上也用作出色的聲音 傳輸的附加裝置(如，耳朵內的附加聲音驅動裝置)。如下文更詳細地描述的那樣，泡沫部 分170內的流體(g卩，空氣)可以通過聲音埠 160捕獲來自換能器110的聲音傳輸，並使 泡沫部分170跳動。聽者的外耳道181中的空氣由來自折聲組件103的空氣逐漸地、連續 地更新，所述空氣可以通過可膨脹泡沫部分170中的小孔流出，並可以逐漸地傳播通過可 膨脹泡沫部分170。 在它的膨脹狀態中，可膨脹泡沫部分170可以呈現任何形狀。理想的是，處於膨脹 狀態的可膨脹泡沫部分170的形狀被優化，以便使聲音更出色，並使用戶感到舒適。然而， 在典型的實施例中，可膨脹泡沫部分170可以包括基本球形的形狀。此外，可膨脹泡沫部分 170可以以用戶可調整的方式與聽者的外耳道181的壁相配。耳道內空氣溫度和氣壓可以 持續與環境條件相同，以使佩戴者感到舒適。可膨脹泡沫部分170的這種可變化的構造還 可以幫助減輕排汗，並允許在飛機中的或陡峭下降的道路上的高度變化期間均衡壓力。
在至少一個實施例中，可膨脹泡沫部分170為多孔的。換句話說，可膨脹泡沫部分 170可以具有多個小孔，允許可膨脹泡沫部分170對泡沫部分170內的流體介質是透氣的或 半滲透性的。流過小孔171的空氣還可以在可膨脹泡沫部分170和聽者的外耳道181的壁 之間產生可變的氣墊，幫助避免所述壁產生組織不適和發炎，同時保持可變的聲密封。可膨 脹泡沫部分170中的加壓和擴散速率的可調節的變化確定隔膜尺寸和剛度，由此獨立地確 定內耳道阻抗及音頻換能器阻抗，並構成用戶可調節的聲阻抗匹配變換器。音頻內容可辨 別能力可以由可變聲密封的所述用戶調節極大地增強，所述用戶調節提供了以對連接音頻 換能器111和聽者的鼓膜兩者都是最優的單獨的阻抗的耦接至音頻換能器111和聽者的鼓 膜的分離的壓力。此外，可膨脹泡沫部分170通過小孔171的壓力通風還可以控制大氣團更
11新率和氣墊緩衝，並且小孔尺寸的變化可以確定傳輸至或排出耳道181的環境聲波量。在 另一個實施例中，可膨脹泡沫部分170為非多孔性的，或者對泡沫部分170內的流體介質為 非滲透性的。在這樣的實施例中，泡沫部分170可以僅用作將聲音驅動至鼓膜的驅動裝置， 並且還可以用作將聲音傳導至頭組織的傳導介質。 壁中的小孔171的數量、尺寸、密度和位置決定了裝置101和耳道壁181之間的界 面的不同方面。可膨脹泡沫部分170可以多微孔的(具有小於或等於l微米的平均直徑的 小孔)或多納米孔的(具有小於或等於100nm的平均直徑的小孔)。然而，小孔可以具有任 何合適的直徑。小孔171的圖案還影響裝置聲響和可膨脹泡沫部分170的特性。此外，組 成可膨脹泡沫部分170的聚合材料的固有彈性提供了所述小孔171的潛在的隨著振動期間 隔膜彎曲的伸縮。這允許進一步控制隔膜偏移，以及可控地提高聲學動態範圍和壓力更新 率。泡沫部分170可容易更換和自由使用的，並且可以製造成滿足不同用戶關於尺寸(小、 中、大等)、壓力負荷、更新率、氣墊緩衝程度、隔膜剛度和其它參數的需求的實施例。
可膨脹泡沫部分170優選由具有最佳的用於將聽覺信號傳輸至耳朵的聲學和機 械特性的聚合體材料組成。然而，共振構件170可以包括任何合適的材料，如合成物、織物、 合金、纖維等。 在一個實施例中，聚合體為柔軟的，具有不大於約10.0MPa、優選不大於約 5.0MPa、最優選不大於約l.OMPa的低初始楊氏模量。聚合體可以具有高延展性。在實施 例中，聚合體在破裂之前可以具有大於約500 %的應變，優選在破裂之前可以支撐大於約 1000%的應變，且最優選在破裂之前可以支撐大於約11200%的應變。聚合體可以具有大 於5. OMPa的極限抗張強度，可替換地具有大於10. OMPa的極限抗張強度，可替換地具有大 於12. OMPa的極限抗張強度。聚合體可以在機械拉緊至高變形並且隨後釋放之後經歷最小 的永久變形。 在不受理論限制的情況下，低楊氏模量可以允許可膨脹泡沫部分用很小的氣壓膨 脹。降低的氣壓可以降低音頻換能器和折聲閥隔膜上的背壓力，由此改善聲音保真度，同時 還改善耳內舒適度和安全性。最後，較低的膨脹壓力可以允許可膨脹泡沫部分由音頻換能 器本身經由所述折聲組件或其它裝置產生的壓力來膨脹。 再次在不受理論限制的情況下，聚合體的高延展性和高機械強度允許只需要很少 量的材料模製或吹成極其輕和薄的壁式可膨脹泡沫部分170，其大至足夠填充耳道。聚合體 本身優選為具有約從將近0. lg/cm3至約2g/cm3範圍內的密度的輕質材料。可膨脹泡沫部 分170對振動運動的慣性阻抗還可以幫助阻抗匹配音頻換能器。然而，如果阻力太高，則可 能降低它的還音的保真度，並且因此可膨脹泡沫部分必須儘可能的薄，同時還保持機械完 整性和阻抗匹配特性。在聚合體隔膜中使用小孔可以緩解這些問題。高機械變形程度後的 低殘餘應變允許可膨脹泡沫部分170在使用期間在重複的伸縮循環過程中保持它們的形 狀和功能性。 可膨脹泡沫部分170和折聲組件的隔膜可以都由撓性的或彈性體聚合物材料制 成。適合的材料的種類包括嵌段共聚物、三嵌段共聚物、接枝共聚物、矽橡膠、天然橡膠、合 成橡膠、可塑性聚合物、乙烯基聚合物。合適的橡膠和彈性體的例子包括但不限於聚異戊二 烯(天然橡膠)、聚丁二烯、丁苯橡膠(SBR)、聚異丁烯、聚(異丁烯-聯合-異戊二烯)(丁 基橡膠)、聚(丁二烯_聯合_丙烯腈)(丁腈橡膠)、聚氯丁烯(氯丁橡膠)、丙烯腈_ 丁二
12烯-苯乙烯共聚物(ABS橡膠)、氯磺化聚乙烯、聚氯乙烯、二元乙丙橡膠(EPDM)、氯醇橡膠、 乙烯基/丙烯酸酯橡膠、含氟彈性體、全氟彈性體、聚氨酯橡膠、聚酯彈性體(HYTREL)或它 們的組合。 可以使用的矽橡膠的例子包括但不限於聚二甲基矽氧烷(P匿S)和其它的其中甲 基側基PDMS部分或全部用諸如乙基、苯基等之類的其它官能度代替的矽氧烷主鏈聚合體。 在實施例中，聚合體材料可以包括嵌段共聚物，如聚(苯乙烯-b-異戊二烯-b-苯乙烯)、聚 (苯乙烯-b-丁二烯-b-苯乙烯)、聚(苯乙烯-b-丁二烯)、聚(苯乙烯-b-異戊二烯)或 它們的組合。在某些實施例中，嵌段共聚物可以包括飽和的二烯嵌段。在一種實施例中，聚 合材料包括克拉通和K-樹脂。 在其它實施例中，聚合材料可以包括AB、 ABA、 ABAB、 ABABA分子結構的嵌段共聚 物，其中A為玻璃質的或半晶質的聚合體嵌段，包括但不限於聚苯乙烯、聚(a-甲基苯乙 烯)、聚乙烯、聚氨酯硬質區域結構、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、 尼龍、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚(四氟乙烯)、其它剛性或玻璃質乙烯基聚合物，以 及它們的組合。B為彈性體嵌段材料，如聚異戊二烯、聚丁二烯、聚二甲基矽氧烷(P匿S)或 上述列出的其它橡膠和彈性體中的任何一種。在其它實施例中，嵌段共聚物可以為任何嵌 段共聚物。 聚合材料還可以包括基於具有橡膠主鏈和玻璃質側分支的接枝共聚物的彈性體 材料。橡膠主鏈材料的例子包括但不限於上述列出的橡膠和彈性體中的任一種。玻璃質側 分支材料包括但不限於聚苯乙烯、聚(a-甲基苯乙烯、聚乙烯、聚氨酯硬質區域結構、聚酯、 聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚氯乙烯、其它剛性或玻璃質乙烯基聚合物，或它們的組合。而 且，聚合材料可以包括在下述參考文獻中描述的接枝共聚物材料，在此以各種目的通過引 用的方式將它們的全部都結合進來R， Weidisch、S. P. Gido，D. Uhrig、H， Iatrou、 J. Mays和 N，Hadjichristidis，"Tetrafunctional MultigraftCopolymers as Novel Thermoplastic Elastomers," 高分子(Macromolecules) 12001， 34， 6333-6337 ;J. W. Mays、 D. Ulirig、 S. P. Gido、 Y. Q. Thu、 R. Weidisch、 H. Iatrou、 N. Hadjichristidis、 K. Hong、 F. L Beyer、 R. Lach、 M. Buschnakowski，"Synthesis and structure-Property relationships forregular multigraft copolymers",大分子論文集(MacromolecularSymposia) 12004， 215，1111_126 ;Yuqing Thu、Engin Burgaz、Samuel P. Gido、Ulrike Staudinger禾口 Roland Weidisch、 David Ulirig禾口 Jimmy W. Mays,"Morphology and Tensile Properties of Multigraft Copolymers With RegularlySpaced Tri_， Tetra_and Hexa—functional Junction Points", 大分子(Macromolecular)12006，39，4428-4436 ;Staudinger U、 Weidisch R、 Thu Y、 Gido SP、 Uhrig D、 Mays JW、 Iatrou H、 Hadjichristidis N， "Mechanicalproperties and hysteresis behaviour of multigraft copolymers，，，大分 子論文集(Macromolecular Symposia) 12006， 233， 42-50。 聚合材料可以為填料彈性體，其中上述材料中的任一種可以與增強或填充材料或 諸如顏料或染料之類的著色劑混合。填充物和著色劑的例子包括但不限於炭黑、矽石、煅制 氧化矽、滑石、碳酸鈣、二氧化鈦、無機顏料、有機顏料、有機染料。 在另一個實施例中，可膨脹泡沫部分170可以包括具有有限的延展性或不具有延 展性(即，無彈性)的聚合材料。如在此使用的那樣，有限的延展性或不具有延展性的材料可以涉及基本無彈性的材料。這些材料和可膨脹泡沫部分170可以穿有小(納米、微米或毫 米尺寸)？L或者可以不穿孔。下述列出的材料可以以純狀態用來形成薄膜，或者它們可以 通過添加增塑劑或填充物來改質。薄膜或它們的表面可以進行化學處理或用熱、輻射(電 暈放電、等離子體、電子束、可見或紫外光)、諸如碾壓、軋制或拉伸、或一些其它方法或方法 的組合之類的機械方法進行處理，以改變它們的物理或化學結構，或者使它們的表面與大 部分薄膜在物理上或化學上是不同的。 可以使用任何合適的非延展性或有限延展性聚合體。然而，合適的非延展性或有 限延展性聚合體的例子包括聚烯烴、聚乙烯(PE)、低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙 烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、超高密度聚乙烯(UHDPE)、聚丙烯(PP)、乙烯-丙烯共聚 物、聚(乙烯-乙酸乙烯酯)(EVA)、聚(乙烯-丙烯酸)(EAA)、諸如但不限於聚甲基丙烯酸 酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯和它們的共聚物或三元共聚物的聚丙烯酸酯。非延展性或 有限延展性聚合體的其它例子包括聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚偏二氟乙烯 (PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、膨脹的聚四氟乙烯(ePTFE)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚(甲基 丙烯酸甲酯)(PMMA)，聚乙烯醇、聚乙烯乙烯醇(polyethyle譜inylalchohol) (EVOH)。非 延展性或有限延展性聚合體可以包括聚酯，包括但限於聚(對苯二甲酸乙二醇酯)(PET)， 包括諸如尼龍_6、尼龍6， 6、尼龍6， 10等之類的聚醯胺、包括具有MDI或TDI硬質鏈段和聚 環氧乙烷或其它柔性鏈段的嵌段聚氨酯的聚氨酯。此外，非延展性或有限延展性聚合體可 以包括纖維素材料(甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、羧甲基纖維素、丙基纖維素、 羥基丙基纖維素等等)和塗層纖維素材料。薄膜形成材料還可以包括包含上述列出的單體 類型的各種組合的共聚物。薄膜形成材料可以由上述列出的類型的聚合體類型的不同組合 混合而成。聚合體混合物還可以由增塑劑或填充物改質。 組成折聲隔膜的聚合體薄膜可以為包括任何數量的層壓的、複合的或其它方式結 合在一起的聚合體薄膜材料的多層結構。這些多層薄膜還可以被穿孔或不穿孔。多層薄 膜材料中的某些層或所有層可以由聚合體混合物組成，並且可以包括添加的增塑劑或填充 物。 A.可膨脹泡沫部分的聲學優點 可膨脹泡沫部分170提供耳道內聲學可傳輸室，其靈活振動，並且不像傳統的聽 音裝置那樣具有固定的體積或幾何形狀。固定體積共振室具有導致波消除或增強的偏移和 幾何形狀，這種波消除或增強引起頻率的消失，或者具有太突出且在音頻換能器111處在 它們的實際想要的持續時間過去之後持續振動或"鳴"的偏移和幾何形狀。這導致不明確 的或"模糊的"低音響應，以及其它聲頻退化。 在不受理論限制的情況下，由於耳道在一端是敞開的，已經按照慣例根據其相對 於根據歐姆定律以聲歐姆測量的空氣的聲抗的性能評估了個人聽音裝置音頻換能器。 一旦 音頻換能器部分地或全部密封在耳道中，則空氣的聲阻抗不再可用，確定的因素現在是固 定體積中的空氣的可壓縮能力和鼓膜的順從性。封閉的氣團將高振幅換能器偏移的位移有 效地傳遞至耳鼓。因此，上述鼓膜過偏移、振動模式失常和阻塞在所有的現有個人聽音裝置 和助聽器中以更大或更小的程度呈現。捕獲的空氣的可壓縮能力僅需要小於鼓膜的順從性 (compliance)，使得換能器的所有偏移都作用在鼓膜上。 空氣(B)的體積模量(它的可壓縮能力的測量值)由下述等式給出
14CN B = _ A p/ ( A V/V) 其中Ap為壓力變化，(AV/V)為體積變化百分比。對於常溫下的空氣，B足夠接 近latm，使得體積變化與壓力變化線性地反相關。鼓膜的位移由揚聲器振動膜的由一個因 數按比例確定的位移給出，該因數為包括中耳或其它順從性組織的鼓膜的順從性體積(VT) 與該順從性體積和耳道中的空氣的體積(Vc)之和的比VT/(VT+Vc)。鼓膜和內耳的順從性 體積(VT)已經測量為範圍在O. 2到1. 4cn^之間。揚聲器振動膜和鼓膜之間的耳道的體積範 圍在0. 5和2. 0cm3之間。因此，使鼓膜的位移與揚聲器振動膜的位移相關的比例因數範圍 在0. 09至0. 73之間。作為例子，鼓膜的正常偏移約為400nm(在lOOdB聲壓級處2000Hz)。 相反，傳統的密封在耳道中的產生lOOdB聲壓級的揚聲器振動膜移動達25 m(l密耳)或 更大。因此，耳道中的密封揚聲器可以鼓膜偏移範圍在約2.3至18ym之間，或者和比鼓膜 在環境聲音條件下的正常偏移大5. 6和46倍之間。鼓膜的這些過偏移導致立即的和長期 的聽覺靈敏度的損失，並且導致聽力損失。 裝置101的實施例通過將揚聲器的大振幅壓力波包含在振動折聲泡沫中而保護 聽者避免出現過鼓膜的偏移。隨後所述泡沫像脈動球體一樣重新傳播這種聲音，波幅更適 於安全性，且可由鼓膜以更高的識別能力察覺到。從折聲泡沫或耳朵透鏡發出的能量或聲 音振動的一部分直接通過可膨脹隔膜傳導至耳道壁，產生了對聲音的組織和骨骼傳導感 知，這中感知旁路經過鼓膜且不調整鼓膜。由此產生的這種通過聽者的頭部至耳蝸的聲音 傳導模擬組織和骨骼傳導，組織和骨骼傳導是在聽諸如以傳導性的聲音壓力波環繞頭部的 現場音樂會之類的外部聲源時自然出現的。可替換地，這種聲音傳導方法還可以主動反相 為噪聲消除波形，其提供了與環境或周圍組織和骨骼的傳導聲音隔離的更大的聲隔離。
可膨脹泡沫部分170的機械特性允許在裝置工作期間連續地改變聲音振動室體 積和幾何形狀，其中將導致駐波(共振條件)或相位消除的具體的內波反射幾何形狀並不 總是存在，因此降低或消除了前述使固定密封室的頻率響應退化的波消除和增強。這增強 了所有音頻的聲學重現品質，且在"低音響應"更明確或更"嚴格"的低頻中是特別引人注 意的。 聲振動室的由可膨脹泡沫部分170形成的平均位移也比由用在常規實際中的耳 塞或聽音裝置塑料外殼共振室(圖1中的110的背面)提供的體積大，這帶來了更深、更豐 富的低聲音應。 在可膨脹泡沫部分170中在整個音頻頻譜(低音頻、中音頻和高音頻)範圍實現 了共振，而不存在固定體積殼體中發現的能量損耗。諸如常規揚聲器的背側上的木質格子 的固定殼體由於其剛性的相對厚重的結構而容易吸收和耗散中音頻和高音頻。常規共振室 中的不成比例的共振增強通常出現在低音頻區域。相反，可膨脹泡沫部分170的結構允許 滲透低、在所述頻譜的中音頻和高音頻的更高頻率的共振增強。與常規振動膜和固定殼體 結構(常規箱體揚聲器以及個人聽音裝置的耳塞)不同，可膨脹泡沫部分170同時用作音 頻換能器的可變阻抗匹配共振室以及振動擴展，且因此在整體元件中同時實現聲學信號的 共振和輸出。因為可膨脹泡沫部分170還靠近聽者的鼓膜182共振，則供給至該裝置的每 單位電功率以適合的方式產生了比常規耳塞結構更可感知的音量。這對其中電池功率受限 的所有耳內應用是重要的，但對其中連續使用該裝置的諸如助聽器之類的應用是特別重要 的。
15
B.共振封閉 可膨脹泡沫部分170還可以用來包含耳道內的代表現有耳塞裝置的過共振。音頻 換能器共振封閉在阻抗匹配可膨脹泡沫部分170允許耳朵聽其它共振的東西。這更靠近 地複製了自然環境聲音的特性，所有的自然環境聲音的共振取決於聽者耳朵外部的物件或 室。可膨脹泡沫部分170將從音頻換能器111發出的共振包含並限制在泡沫部分本身內， 而不是將它們傳遞到如傳統技術那樣在耳道的前面不恰當地產生的人工封閉的共振室。由 此，這種共振封閉模仿了自然環境聲音的特性，並向聽者提供了更大音頻內容的可辨別能 力。當通過部分地壓縮可膨脹泡沫部分170而使耳道通風時，通過使靠近鼓膜182的泡沫 部分170內的低音頻共振，減輕了通常與常規耳朵裝置相關的低音頻率響應的損失。
C.耳內佩戴 當設置在耳道中時，由於可膨脹泡沫部分170的上述特性，在聚合體可膨脹泡沫 部分170中實現的共振不產生剌激耳朵的振動。膨脹隔膜能夠以極低的壓力水平(其在 工作期間也是可由聽者調節的)在耳道內加壓，這可以在敏感的耳道組織上產生最小的衝 擊，並且因此實現可變的聲密封，同時保持最佳的舒適性，並順從於在聽者的下巴打開和關 閉時在耳道中出現的正常變形。如果採用以引起疼痛和損失它們的聲密封出名的常規耳 模或耳塞並非不可能，這也是困難的，導致耳塞中的保真度和助聽器中的反饋的損失。通過 使耳道中的共振動膜170膨脹而提供的可變的聲密封不僅更好地發聲，而且由於舒適的佩 戴，則能夠在不引起伴隨常規裝置的疼痛或組織發炎的情況下進行佩戴。在一個實施例中， 共振動膜為低變應原性的。如上所述，氣團可以從可膨脹泡沫部分壁71中的小孔連續地擴 散為可膨脹泡沫部分170提供了可變的氣墊，用來用環境條件來均衡耳內氣壓和溫度，並 且允許用戶可調節的聲密封和用戶可調節的阻抗匹配。
D.可膨脹洵j未部分的耳內操作和波的傳播 可膨脹泡沫部分170呈現出比簡單的換能器111更大的用於將振動聲能耦合到聽 者的耳朵中或耦合到周圍空氣中的表面積。在以全部相同的電傳導動力進行操作時，這產 生了比在所述振動膜111處出現的偏移更小的隔膜偏移。此外，可膨脹泡沫部分170不僅 沿著耳道耦合聲振動，而且根據聽者的喜好通過耳道壁處的潛在接觸耦合聲振動。這產生 了骨骼和組織音頻傳導，其改善了收聽體驗。 由可膨脹泡沫部分170在聽者的耳道中產生聲音的方式及其重要和新穎。當連接 至耳道時，除了可感知的聲音之外，常規助聽器、耳塞和耳機換能器還在鼓膜產生不自然的 振動模式。這些改變對聽者鼓膜182的正常工作具有不利的影響，且顯著地降低了聲音的 清楚性和可辨識性。正如在飛行或山間旅行時在耳咽管和耳道之間出現的壓力差保持耳鼓 安靜和降低聽者聽見的能力(直到耳朵"砰地一聲響") 一樣，由連接至耳道的常規換能器 引入的前述振動改變同樣以直接與引入的音量水平成比例的方式抑制耳鼓的細微振動運 動。換句話說，當音量增加時，將引入更大的振動變化，其明顯地導致了保真度和可辨別能 力的降低。存在於可膨脹泡沫部分170中的共振室包含這些振動，並以耳鼓更適應和更敏 感的方式傳輸聲音。如上所述，人耳極容易接納在周圍環境中的振動體中出現的共振，所述 振動示例如為吉它和所有其它聲音設備上的聲音"箱子"或振動柱、"喉頭"(其在嘴中、咽 和胸腔中共振)、包括我們生活的室內或室外區域的"室"等。將換能器直接連接至耳道的 常規慣例相當于吉它的弦振動直接引導至由耳道本身製成的音箱，而不是經由音板橋接引
16導到吉它自己的音箱耳鼓的細微操作被淹沒了，且最佳辨別力所必需的空間被消除和旁 路了。耳朵的細微機構降低為音頻換能器的總機械偏移。
在實施例中，聲學上產生的紊亂包含在可膨脹泡沫部分170內，並且它的被動振
動輻射並從比由音頻換能器111正常提供的面積大的表面積上分配。傳輸來自可膨脹泡沫
部分170的聲音的表面振動包括明顯比振動膜111處出現的偏移小的隔膜偏移，且因此由
可膨脹泡沫部分170傳輸的聲音產生了更小的鼓膜偏移。這帶來更小的聽者耳朵疲勞和更
大的音頻辨別能力。與在短時間後引起明顯的聽力或音頻疲勞的典型耳塞換能器不同，可
膨脹泡沫部分170可以聽更大的周期，或者不確定地、取決於個人，以沒有疲勞的正常水平
聽，且因此適合助聽器佩戴者以及包括其職業涉及廣泛使用個人聽音裝置的人。 與常規耳模、耳朵插塞、耳塞和耳機不同，可膨脹泡沫部分176可以容許來自環境
的環境聲音。由泡沫部分170形成的可變聲密封和製成泡沫部分170的薄的順從性的隔膜
允許聽者聽見並與他的環境中的人、車輛、機器、交通等安全地相互作用，同時還聽見由換
能器傳輸的音頻信息。而且，在較高的換能器音量水平，由可膨脹泡沫部分(如，聲音囊)
提供的聲密封隔離音頻換能器的傳輸，以足以允許在換能器外殼的外部放置高品質的立體
麥克風，允許環境聲音的放大和與由該裝置播放的音樂或通信音頻合適地電混合和放置在
一起。當電反相時，這些相同的環境聲音允許細微的可膨脹隔膜在噪聲消除模式中起作用，
該噪聲消除模式提供了程度變化的有效的聲音隔離，而不使用重的隔離物質。這種噪聲消
除可以從脈動的泡沫有效地傳導通過耳道壁並直接傳導至耳蝸，由此消除了周圍環境骨骼
傳導的聲音。 E.其它實施例 可以預想的是可膨脹聲震動驅動的隔膜的實施例還可以包括可透膜和非滲透或 非穿孔隔膜，其將提供用於不同目的的用處。非滲透隔膜可以特別適合預膨脹、預加壓共振 動膜實施例，如也可以用來連接或隔離音頻聲音的減輕聲音的或水封耳塞，根據結構參數， 其結合了前述各種優點。 附加的實施例可以包括放置在相對於隔膜的不同位置上的多個加壓的可膨脹泡
沫部分，其可以由單個或多個音頻換能器驅動，以在耳內或耳朵周圍的提供三維聲音意象。
結合多個加壓室還可以在聲音傳輸/傳導和聲音消除應用兩方面有用處。 可膨脹泡沫部分的聲學和機械特性使它適合通過使用長的、有延展性的聲音和壓
力導管160而從遠的位置上被驅動、加壓和膨脹。與其中音頻直接與插入的導管的長度成
比例地耗散和退化的常規耳模或耳朵插塞實施例不同，可膨脹泡沫部分170在較長的導管
距離內使全範圍的音頻折射。這可以在耳朵後面的位置處、設置在音頻連接塞塞繩或通信
或音頻媒體播放裝置上放置換能器，並大致減輕了耳內或耳上部分的質量和重量。 可膨脹泡沫部分170可以包括任何合適的形狀或幾何尺寸。例如，可膨脹泡沫部
分170可以包括三維形狀，包括但不限於球形、長橢球形(足球形)、扁球形、環形、平截頭
體、圓錐體、沙漏以及上述組合。這種形狀可以分別和一起在耳內和外耳上。其它的形狀
實施例包括不定型裝置；管狀的、耳道形的；外耳形的；浮雕一般的外耳形的；螺旋管形的
(油炸圈餅形的，使音頻換能器110直接呈現給耳道，並加壓和振動可膨脹泡沫部分)。 雖然在可膨脹泡沫部分中具有一個或多個孔，還可以期望的是進出空氣和聲音的
周圍環境的使用可以是耳道的外部。對其中要求最小的耳道阻塞的特定頻率的聽力損傷或應用，如軍用或與環境相關的工作，泡沫部分170可以為環形(油炸圈餅)形狀或具有可變 尺寸的單個或多個進出孔的其它膨脹形狀。 在涉及骨骼和組織音頻傳導以及聲音傳輸的音頻傳導/傳輸實施例中，可膨脹泡
沫部分170可以放置在延長或細長聲音和壓力導管的端部。可替換地，可膨脹泡沫部分170
可以部分地或全部圍繞音頻換能器，具有和不具有進出口。在另一個實施例中，共振導管可
以以帽圈(或多個導管、音頻信號的多通道傳輸)的形式圍繞用戶的頭部。 可替換地，共振導管可以以項鍊或項圈(或多個導管、音頻信號的多通道傳輸)的
形式圍繞頸部。在其它實施例中，共振導管可以以眼鏡框架鏡腿或面罩帶(或多個導管，音
頻信號的多通道傳輸)的形式圍繞外耳的全部或部分。 可膨脹泡沫部分可以以類似於肩墊的方式覆蓋或圍繞肩部。在其它實施例中，耳 內和外耳上的可膨脹泡沫部分可以與圍繞用戶身體的可膨脹泡沫部分的實施例結合在一 起。 在一個實施例中，可膨脹泡沫部分170可以在使用期間經由具有或不具有貯存器 的壓力管由用戶的呼吸進行預加壓。而且，可以通過呼入面罩(水上和水下)來產生壓力。 在另一個實施例中，可以通過化學反應產生預加壓。加壓的聲學傳導氣體或液體的貯存器 可以與可膨脹泡沫部分170流體連通。可膨脹泡沫部分170 —起膨脹的介質可以為依賴於 溫度的膨脹氣體或共振氣體或流體的任何組合。 在其它實施例中，具有有限或非延展性(如，無彈性)的彈性聚合體薄膜材料通過 各種機械打褶、摺疊和起皺配置而可以適合用作泡沫部分170的材料。材料缺少延展性而 呈現的高變形模量可以通過使用聚合體材料薄膜的彎曲模量而減輕，對於對摺聲隔膜有用 的薄膜來說，彎曲模量是很低的。正如非延展性降落傘以允許儲存、打開和在經歷足夠的氣 流時容易"膨脹"的方式摺疊和打包那樣，折聲透鏡隔膜可以以類似的或其它方式打褶、折 疊和/或起皺，如圖5A-C所示，從而為了儲存和容易插入耳道而限制初始尺寸。 一旦插入， 泡沫部分170允許膨脹至舒適且可變的聲密封以及上述阻抗匹配和換能功能所必需的尺 寸和表面特性。 聚合體薄膜的膨脹阻抗由它的彎曲模量和所採用的打褶、摺疊和/或起鈹配置的
設計外形一起確定。除了允許折聲耳朵透鏡適應不同尺寸的耳道，這種結構還確定其頻率
傳輸特性、揚聲器的阻抗匹配或"負載"和耳鼓性能，以及它的聲音分配和折射或通道特性。
此外，它還決定隔膜的硬度或表面張力以及它的舒適性和保持想要的和可變的聲密封的能
力，由此允許它容易彎曲，並在耳道通過顎的運動而彎曲或扭曲時保持適當的變形。 隔膜壁中的小孔的尺寸、圖案和布置決定了各種期望的聲學透明度或聲阻抗，並
且它們的適合的結構與應用中的各種打褶、摺疊和/或起皺配置相互依賴。另外所描述的
和通過使用彈性隔膜和材料可用的聲傳導(骨骼傳導)特性通過最優化這些因素也是可實
現的。採用本發明的這些和其它參數，基於對用戶聽力和生理的恰當的醫療診斷，可以構造
並出售符合規範的醫療實例。 根據其它實施例，可膨脹泡沫部分170可以連接至如圖9A-B所示的現有技術熟知 的現有聲音裝置上。可膨脹泡沫部分170例如可以被製造以連接至諸如商業上可用的耳內 助聽器之類的裝置上。 具有或不具有小孔的彈性和無彈性隔膜的組合可以用於各種應用，包括但不限於隔膜膨脹耳內伸縮配置、多室/多聲道音頻傳輸和傳導配置、隔膜保護配置、揚聲器或環境 聲音透過或隔膜配置、耳垢減輕配置、壓力/溫度均衡配置、以及設計為適合將揚聲器完全 放置在延展性隔膜內或靠近延展性隔膜放置的配置。
II.折聲組件 參照圖l-2，折聲組件103包括外殼120，外殼封裝閥的子組件102並通過密封件 122以剛性的、聲學上和氣壓上密封的狀態保持它，密封件構造在所述外殼120的最遠內壁 上。在一種實施例中，外殼120為項圈形或環形。在圖1中，外殼120設置為遠離閥子組件 102。可替換地，如圖2所示，外殼120可以設置為靠近閥子組件102。閥的子組件102以剛 性的但優選可拆卸的方式由圍繞所述音頻換能器110外圍的彈性密封件121連接在耳塞音 頻換能器振動膜111的表面附近。合適的音頻換能器110的例子在St印hen D. Ambrose於 1989年7月25日提交的、名稱為"高保真度耳機和助聽器(High Fidelity Earphone and Hearing Aid)"的美國專利No. 4， 852， 177中描述了 ，在此以各種目的將它的全部內容結合 進來。 作為折聲組件103的一部分的閥子組件102可以由包括功能元件的成特定排列方 式的一層或多層橫向堆疊的基板組成。在一個實施例中，基板組件102可以包括至少三層 基板。基板可以包括遠端基板130、中間基板140和近端基板150。遠端和近端基板130、 150都可以用作聲音和壓力埠基板。如圖所示，中間基板140可以設置在遠端和近端基板 130、150之間。基板可以在音樂會中工作，以折射和傳遞聲頻振動。此外，基板可以壓縮、 泵送和引導由音頻換能器IIO產生的升高的壓力，沿著聲音和壓力導管160進入可膨脹和 可滲透的折聲共振耳內隔膜170。這允許由換能器振動膜111產生的壓力對可膨脹泡沫部 分170進行加壓，並以單獨地與換能器振動膜111和聽者的鼓膜182進行阻抗匹配的方式 對它進行聲學上的調節。這種對換能器振動膜111和鼓膜182都匹配的阻抗最適宜的是每 次以不同的水平出現，通過換能器111產生的產生波形的附加膨脹壓力的電子調節器和可 調節閾值安全閥162(如圖3所示)可容易地由用戶在佩戴和使用該裝置時進行調節。安 全閥162可以包括本領域技術人員熟知的任何合適的閥。例如，如圖3所示，安全閥162可 以彈簧解壓閥。安全閥162可以連接至折聲組件103或音頻換能器110。產生波形的膨脹 壓力可以為亞聲頻的，並且可以同時附加在音樂、聲音或由音頻換能器IOI播放的其它節 目素材。當由外殼120封閉時，基板組件101形成折聲組件103。 如上所述，閥的子組件102包括一層或多層基板。所述一層或多層基板一起形成 進口閥和出口閥。在實施例中，進口閥和出口閥每個都分別包括振動隔膜147、閥座152， 133和埠 132，151(以及埠 131,153)。這些閥中的每一個部件都設置在基板上。進口 閥和出口閥的操作將在下文詳細地描述。 遠端基板130(即，聲音和壓力進出基板)可以包括擁有環境空氣、進入壓力、折聲 閥、單聲道埠 131、用於解除出口壓力的埠或孔132的內部陣列、以及用於解除出口壓 力的埠或孔133的外部陣列的基板圓片。圖1示出了基板130的透視圖。該裝置不限於 這些例子，圖6-8還示出了可以使用的用於基板130的其它可行的埠和閥結構。孔或端 口 131、132和133可以由外殼120保持密封並靠近音頻換能器111，並且位於由音頻換能 器110的振動膜111產生的聲振動和壓力變化的範圍內。這些壓力和振動經由基板埠孔 131和132傳遞至折聲閥振動膜框架和隔膜基板140。
19
圖6中更詳細地示出了中間基板140，其可以包括具有一個或多個振動膜142、 145 的基板圓片。在一個實施例中，進口振動膜142固定到輪緣141上。在振動隔膜142的中間 是入口壓力埠 143。中間基板40還可以包括固定到輪緣144上的出口壓力振動膜145。 在振動隔膜147中間的是出口埠 146。振動膜142、145每個都可以具有一個或多個埠。 振動隔膜147中的小孔可以圍繞埠 143、146，並且設置成圖6-8中所示的圖案，這增加了 聲學折射、振動、動態範圍和產生的壓力。大範圍的微型穿孔圖案在這種應用是有用處的。 根據預期設計和想要的特性，這些小孔147還可以改變數量、尺寸、密度和位置。圖7中示 出了這些圖案的例子，但不限於這些例子。 中間基板140可以與近端基板150軸向對準，並連接到近端基板150。近端基板 150可以包括埠或孔陣列151，其提供了環境氣壓可以進入的路徑以及入口壓力、折聲閥 座152，通向環境氣壓的該路徑可以由該閥座隔斷。基板150還可以具有將壓力傳向可膨脹 泡沫部分170的出口壓力埠 153。圖23-25示出了基板150的正交視圖。該裝置不限於 這些例子，圖6-8還示出了已經發現有用的用於基板150的其它可行的埠和閥結構。圖 6示出了多個不同的可以覆蓋中間基板的振動膜142U45的柵格642的例子。柵格642可 以改變傳輸至可膨脹泡沫部分170的聲音。具體地，每個柵格642可以成星形圖案，具有2 至8個從中間部667延伸的臂644。柵格642可以由任何合適的材料製成，並且可以包括與 可膨脹泡沫部分170相同的材料。 振動膜142和145可以分別與鄰接的基板埠孔131和132、以及151和153對 準。這些振動隔膜142和145傳遞並折射由音頻換能器111產生的聲振動。此外，振動隔 膜142和145可以由具有如下所述的特性的彈性聚合材料製造。經由埠孔131和132傳 遞的聲振動和壓力變化撞擊在折聲閥振動隔膜145和47時，使它們振動和共振地移動，有 效地折射和傳遞聲音和壓力通過後部的基板150上的埠孔151和153。孔或開口 130和 150(131、132、151和153)可以設置成增強折射、振動、動態範圍和產生的壓力的圖案。寬範 圍的圖案在這種應用中有用處。根據預期設計和想要的特性，這些圖案還可以改變孔的數 量、尺寸、密度和位置。圖7和8圖示了用於板130和150的這些孔圖案的例子，但不限於 此。 折聲組件103可以提供幾種操作模式來使聲振動隔膜170膨脹，這將在下文中描
述。所述模式可以同時或順序進行。
A.折聲壓力充氣j草式: 在這種模式中，由(特別是處於低頻的)音頻換能器lll的偏移產生的壓力由所 述折聲組件傳遞，以加壓和膨脹可膨脹泡沫部分170。可膨脹泡沫部分170的經由閥組件 103的充氣模式的可變加壓可以允許控制各自的阻抗匹配、耳內更新率和空氣緩衝、耳內氣 團壓力和溫度均衡、可變聲密封以及音頻傳輸特性。與常規振動膜閥不同，所述折聲組件連 續地傳遞聲振動，而不管埠 131、 132、 143、 146、 151和153的密封或敞開狀態。
通過捕獲音頻換能器111的正壓或推動，折聲組件103的充氣操作進行工作，以使 可膨脹泡沫部分170膨脹，同時部分地排出環境氣壓191，以減輕音頻換能器111的負壓或 推動。伴隨著在換能器111中出現的動作，振動膜142和145可以承受一前一後的或同相 的進入和偏移。在來自音頻換能器111的偏移或推動期間，振動膜145被推動離開它的閥 座133，因此打開了通過路徑132、 146和153，並允許來自音頻換能器的壓力行進通過聲音
20和壓力導管160，通向可膨脹泡沫部分170，該導管160由聲音和壓力導管軸環固定在153 的出口。泡沫部分170中的壓力被調整，並且可以通過可膨脹泡沫部分壁中的小孔171和 可調節閾值安全閥162進行釋放(圖3所示)。同時，在來自音頻換能器的偏移或推動期 間，進口振動隔膜142被推動與閥座152接觸，因而防止壓力向外部環境空氣的損失。在來 自音頻換能器的侵入或拉動期間，進口振動隔膜142被拉動離開閥座152，因此允許外部空 氣通過151、143和131進入，由此部分地釋放音頻換能器111振動的拉動側的負壓。同時， 在來自音頻換能器111的侵入或拉動期間，出口振動隔膜145被拉動與閥座33接觸，防止 可膨脹泡沫部分170中的壓力逃逸。 通過產生波形的附加膨脹壓力，實現了可膨脹泡沫部分170的用戶可控的膨脹、 加壓和阻抗匹配，所述波形混合到將經由所述耳塞音頻換能器110聽的音樂、通信或節目 素材中，並根據用於期望的結果調整波形、振幅和頻率。感應所述耳塞音頻換能器110的阻 抗負載的反饋電路也可以用來根據可編程的預設參數自動控制振幅和頻率。充氣期間的波 形、頻率和振幅可以為聲頻的或根據所述期望的結果也可以為亞聲頻的。聽不見的較低的 頻率、低的振幅波形導致可膨脹泡沫部分170的加壓和膨脹較慢，並且當聽缺少足夠頻率 內容的節目素材時可以用來保持膨脹和阻抗匹配水平以及更新率(新氣團在隔膜170和耳 道內的循環)，以有效地操作折聲泵。 雖然更容易聽得見，較高的頻率和振幅波形產生了更有效的充氣，當需要時，影響 可膨脹泡沫部分170的快速加壓。附加在由音頻換能器110和振動膜111播放的音頻節 目素材上的所述電波形允許控制折聲泵。這種外部的和用戶可獲得的控制與可膨脹泡沫 部分壁171中的小孔和可調節閾值安全閥162 —起相互合作工作，從而在使用期間容易匹 配他們自己的鼓膜阻抗，以控制耳內佩戴和舒適性、耳內氣團更新率(控制耳內壓力和溫 度)、周圍環境聲音隔離或透過、大氣壓均衡、可膨脹泡沫部分170的振動位移的振幅以及 音頻振動膜111的阻抗匹配。改進的波形可以用來增加產生波形的附加膨脹壓力的效率和 操作，所述波形不限於正弦波形或低頻譜。施加在以期望的方式操作折聲泵的音頻振動膜 lll上的任何波形(方形、三角形、鋸齒形，它們的組合或其它)可以認為是該裝置的一部 分。影響將要使用的波形的選擇的因素包括用戶體驗(音頻內容和可膨脹泡沫部分加壓和 膨脹速率)以及充氣效率，其影響該裝置的用來區域音頻換能器110的電池壽命。在一個 實施例中，調號或者商標聲音、話語、歌曲或音樂節拍可以以數字形式儲存在電存儲器中或 其它(如Microsoft Windows⑧或Apple⑧計算機啟動聲或Dolby Digital , THX⑧或 DSS⑧電影院聲音系統演示聲音)，其快速膨脹和準備可膨脹泡沫部分170，以令人高興的 且商業上公認的方式用於使用。
折聲傳輸樽式: 在這種模式中，聲振動(S卩，語音、音樂、音樂或其它節目素材)如上所述被折射並 傳遞，並且可以同時或獨立於前述充氣操作，並起幾種作用。首先，折聲組件103可以具有 圍繞板140的中心點的反對稱性。元件151U52、141、142、143和131在這種反對稱周圍與 元件132、 133、 144、 145、 146和153是對稱的。進口閥和出口閥、埠和振動膜的這種偏移 配置的對稱性允許折聲隔膜142和145的聲振動在閥座接觸和隔膜固定區域的中間區域的 外面。這使所述142和145對音頻換能器111的聲振動發射是可透過的，並能夠傳送所述 聲振動發射，而不管每個閥和埠組件的敞開或關閉狀態。
其次，隔膜142和145優選比保持它們的框架要薄。然而，隔膜142和145可以為 任何厚度。在其中板或基板130、 140和150都橫向堆疊接觸的實施例中，隔膜142和145優 選還具有在機械振動期間經歷橫向位移的空間。隔膜單聲道埠和孔輪緣之間的距離、基 於聚合體隔膜的固有彈性的隔膜偏移位移、和隔膜142和145與多埠陣列151和132之 間的小的間接還允許隔膜波動，這使得整個組件103對音頻換能器111的聲振動發射是可 透過的，並能夠傳送所述聲振動發射。 隔膜142和145在聲振動中的運動還可以帶來進口和出口組件在同時充氣期間的 僅部分就座。因此，節目素材(即，聲振動)與充氣機構的重疊導致充氣效率的降低，同時 允許更大的聲振動傳遞。然而，所產生的壓力還足以用於膨脹和操作目的，但要考慮對來自 音頻換能器111的不具有聽覺音量或頻率的音頻波動的聲音傳輸的折聲隔膜的透過性，其 中所述音頻波動是由閥壓力充氣操作產生的。 可膨脹泡沫部分壁171中的小孔和折聲閥振動隔膜壁147中的小孔可以用來釋放 過呀並增強音頻傳輸。三個小孔171允許釋放背壓，否則其可能影響埠和閥組件的完全 固定，且因此影響埠和閥組件的完全關閉，這又會導致音頻信號的中斷或波動。另一個實 施例取消了隔膜單聲道埠 143和146，代替的是僅靠在折聲隔膜147中的小孔上以實現 充氣、聲音傳輸和過壓釋放的功能。該實施例依賴於操作期間小孔147的隨著隔膜142和 145彎曲的打開和關閉，且因此不要求使用閥座133和152，代替的是採用可調節的限制柵。 這些可調節的柵允許閥根據它們的橫向定位操作膨脹和放氣模式。 在一個實施例中，參照圖1，該裝置可以設計為與寬範圍的現有的、商用的、個人聽 音裝置耳塞或其它類似裝置(如參見圖9A-B)連接在一起。其它實施例包括其中折聲閥組 件101的充氣和音頻傳輸功能直接建立在音頻換能器外殼(在換能器111的正面或在它的 背面)的裝置。小型助聽器換能器還可以與類似的獲得並根據合適的電信號產生膨脹壓力 的閥或充氣設備安裝在一起。這些實施例範圍包括獨立閥結構，其可以固定到其設計包括 與裝置一體的閥設備的現有換能器或常規換能器上。圖24示出了可以與聲音裝置101的 助聽器實施例一起使用的這種泵組件的例子。施加至輸入端子301的直流電壓使電流流入 圍繞電樞結構306的線圈302，導致磁極性交替改變。極性變化使電樞306頂部由於上下磁 鐵305的交替吸引而上下移動，這又在密封殼體310的捕獲空間(tr即ped volume)311中 上下移動傳動銷303和連接的振動膜304。 振動膜304的向下運動降低了在捕獲空間311中的壓力，使得進氣閥307打開，將 空氣吸入空間311中。振動膜304的向上運動使捕獲空氣空間311中的壓力增加，推動排 氣閥308打開，並且空氣流入膨脹/放氣管309。同時使進氣閥307和排氣閥308的位置相 反，從膨脹/放氣管309吸入空氣。在另一個實施例中，這些閥307、308中的每一個都可以 由兩用閥代替，所述兩用閥可以在進口和出口功能之間電切換。實現這種兩重性的一個過 程是通過使用微機電系統(MEMS)技術製造的閥的使用。 在某些實施例中，該組件可以為從背面安裝的，其中從音頻換能器110背面獲得 壓力，將通過低音頻壓力隔音板和壓力導管(未示出)將所述壓力經由聲音和壓力導管160 弓I導至可膨脹泡沫部分170。在這個實施例中，優選地僅是膨脹壓力而不是音頻振動由折聲 組件103傳遞通過低通隔音板到達可膨脹泡沫部分170。 現在參照圖10-14，裝置101的其它實施例可以使充氣和音頻傳輸功能分離，並
22且不使用來自音頻換能器110的壓力來加壓或膨脹可膨脹泡沫部分170。更確切說，如圖 10-14所示，可膨脹泡沫部分170可以由從用於使可膨脹泡沫部分170膨脹的另一裝置單獨 產生的壓力膨脹，所述另一裝置包括但不限於電動泵或機械泵(如，風箱、注射器等)。例 如，用來加壓和膨脹可膨脹泡沫部分170的壓力可以由泵265供給，所述泵265連接至如圖 13-14所示的諸如中空的TRS(尖端環、套筒)插塞的加壓音頻連接塞繩適配器267。連接 適配器267優選與現有的用在音頻設備和/或個人頭戴耳機中的陰連接相兼容。連接適配 器267的目的是提供一個導管，泵265可以通過該導管將空氣泵送到可膨脹泡沫部分170 中。而且，連接適配器267可以在媒體裝置269和聲傳導裝置101之間提供電連接。
如圖11所示，泵265可以與媒體播放裝置本體269連接，並與其通信，從而在可膨 脹泡沫部分170和/或媒體播放裝置之間，或者在所公開的裝置111的實施例和包含音頻 換能器110的個人聽音裝置耳機之間的加壓電連接塞繩258上，或者在某個其它位置產生 加壓通信。其它實施例可以結合小型手動膜盒式泵或手動注射泵與止回閥和壓力調節器控 制裝置一起的使用，並且可以或不可以存儲在外部壓力貯存器中。用來加壓和膨脹耳朵內 或耳朵上的可膨脹泡沫部分170的壓力可以經由包括音頻換能器接線的遠程加壓管來傳 遞，所述接線可以從任何壓力產生源265延伸到包括音頻換能器110的個人聽音裝置耳機。 在圖12中所示的實施例中，壓力產生源265包含在通信和/或媒體播放裝置的本體中，由 此產生加壓通信和/或媒體播放裝置269，或者包含在加壓電連接塞繩258中。傳遞壓力的 導管可以單獨在與將音頻裝置269電連接至個人聽音裝置耳機的塞繩相同的外殼旁邊或 內部延伸。在一個實施例中，中空音頻連接插塞267除了在音頻換能器110和所述音頻裝 置269之間進行電接觸之外還傳遞膨脹和加壓壓力。 該裝置的眾多新穎特徵中的一個是可膨脹的聲學共振泡沫部分170可以由用戶
在操作期間進行控制，用於優化耳朵上或耳內音頻傳輸並連接至鼓膜。 在另一個實施例中，折聲組件103可以為這樣的一種裝置，在對已經出售的或制
造的現有聽音裝置進行改進時，通過該裝置，可以容易地產生用於隔膜膨脹、加壓和用戶控
制的壓力。此外，通過考慮僅依靠用於膨脹、加壓和控制目的的音頻換能器110的實施例的
設計和製造，由此降低了材料和製造成本，它可以提供重要的用處。產生波形的膨脹壓力允
許不採用外部壓力產生源266而激勵和控制所述折聲組件的裝置，並且可以通過包括電連
接塞繩、塞繩適配器或音頻裝置269中的電波形產生裝置(未示出)而提供，或者預記錄在
將要聽的媒體內容上。 該裝置的附加特徵包括遠程膨脹、加壓和控制方法，其涉及所述手動膜盒式泵或 手動注射泵、外部壓力貯存器、所述加壓通信和/或媒體播放裝置269、所述加壓音頻連接 插塞267、包含音頻換能器所述壓力傳遞中空音量連接塞繩258或用於單聲道或多聲道的 音頻換能器的接線的使用，所述換能器為揚聲器或麥克風。 不管裝置(閥組件103等、外部手動泵，或外部機械泵或風扇)的類型和用來膨脹
和控制可膨脹泡沫部分壓力的該裝置的實施例的配置(如圖1中那樣在耳塞換能器的前
面，或如圖2中那樣在耳塞換能器的後面或外面)，各種實施例可以包含控制阻抗匹配、可
膨脹隔膜的聲學特性、耳道空氣更新率和空氣緩衝、對耳朵的聲密封、用戶舒適性和佩戴、
諸如振動膜111之類的聲學元件上的背壓、以及其它前述參數和特性的功能。 如同所描述的那樣，可膨脹泡沫部分可以在操作期間由用戶控制而膨脹和放氣。這種控制不僅對該裝置插入耳朵或從耳朵上取下有用，而且允許可膨脹隔膜壓力的微調， 由此提供了用於精確調節雙重阻抗匹配、聲學特性、耳道空氣更新率和空氣緩衝、對耳朵的 聲密封、用戶舒適性和佩戴、背壓、溫度以及環境生硬的透過和隔離的裝置。用戶控制適當 地感知或阻塞環境聲音對所有的個人聽音裝置的安全操作尤其重要，並且現有裝置一般沒 有提供這種控制。此外，放氣提供了 一種重要方法，用於在不用時將可膨脹泡沫部分和聲音 和壓力導管160收回保護罩。這種罩可以為圍繞壓力導管160的保護套或外殼。
圖1的自膨脹實施例中的放氣或減壓受用戶的影響，通過調節產生波形的膨脹壓 力或將它關閉，由此減弱103的充氣機構的操作。當充氣降低時，從可膨脹泡沫部分壁中的 小孔171釋放的氣壓允許空氣比它補充時更快的速度逃逸，並且隔膜放氣。此外，可調節的 壓力釋放閥162允許用戶手動釋放壓力和共振隔膜放氣，由此調節阻抗匹配和其它前述相 互作用的操作參數。在可膨脹泡沫部分經由內部或外部手動或電動/機械泵或風扇膨脹的 實施例中，可膨脹泡沫部分還可以通過反轉這些外部壓力產生裝置而放氣和縮回。在由非 延展性、非彈性材料製成的可膨脹打褶或摺疊實施例中，利用放氣摺疊形式的材料存儲器 允許音頻換能器具有合適的負載或阻抗匹配，並且還排除放氣真空泵送動作的需求。與採 用延展性或彈性隔膜(如氣球) 一樣，該裝置可以通過簡單地降低正的膨脹泵送壓力而放 氣。 如上所述，在可替換的實施例中，折聲閥和泵送機構206(如圖2所示)可以放置 在音頻換能器lll的背面。與之前的圖l所示的實施例(其允許對已經出售給消費者的數 百萬耳塞型音頻裝置進行改進)不同，該實施例可以要求將所公開的裝置結合在新的耳塞 產品設計和結構中。它的優點包括從音頻換能器111到可膨脹泡沫部分170的直接聲音傳 輸，其旁路折聲閥設備的任何插入。用來膨脹和控制可膨脹泡沫部分170的壓力經由背部 安裝的折聲閥組件206產生，這與圖l所示的類似，並且其以與先前描述的圖1中示出的實 施例類似的方式被驅動，但是通過在音頻振動膜111的相反側出現的壓力驅動。
由於僅膨脹壓力而不是聲音內容要求來自背部安裝的折聲閥206(聲音內容按照 慣例從音頻換能器111的前面傳遞到可膨脹泡沫部分170中)，該閥206的折聲方面僅涉及 它的將聲波轉換成膨脹壓力的能力，並且不需要將音頻內容折射或傳遞到可膨脹泡沫部分 170中。正相反，背部安裝摺聲閥組件206的設計和結構包括用於抑制聲響內容的裝置，否 則將用振動膜111的正面產生的音頻內容引起不期望的頻率消除/或增強。這是通過在壓 力導管160中附加聲學低通過濾隔音板(未示出)來完成的，所述隔音板經由聲音和壓力 導管將所述背部安裝摺聲閥組件206連接至可膨脹泡沫部分170。在其他方面，這種裝置的 操作和結構與先前在圖1中所示的實施例103 —致。 另一個實施例結合使用附加換能器(未示出)，或結合使用多個相同的、與音頻換 能器110串聯或並聯電連接的附加換能器，所述附加換能器僅或主要地用於膨脹目的。在 換能器僅用於膨脹並(在相同的電路中)串聯連接的情況中，折聲閥再次僅在它將聲波轉 換成膨脹壓力的方面中是折聲的。在這種配置中，諸如低音頻壓力隔音板之類的濾聲器可 以僅對由附加換能器的物理配置或產生的導致使音頻內容退化的聲頻消除或增強的壓力 是必要的。通過專用電路，可以在最佳頻率波形處直接處理單獨接線的這種膨脹換能器，而 不管音頻內容退化。在其中附加的換能器用於膨脹和諸如低音增強之類的音頻目的的實施 例中，結構和設計必須考慮所採用的配置、隔音和頻率復用方法中的聲相位消除和增強。結合電跨接在每個耳朵具有兩個或多個換能器的實施例中也是可以期望的。 不採用閥、折聲或其它裝置來加壓和控制所述折聲可膨脹泡沫部分170的各種前
述和其它參數的任何機構可以與該裝置的實施例結合，包括但不限於預加壓貯存器、風扇、
化學壓力產生裝置或任何類型的無閥泵，不論是否遠離所述音頻換能器或結合在所述音頻
換能器中。 在其中壓力產生裝置產生的壓力不是電或其它控制的實施例中，用戶可調節的輸 入閥或壓力調整裝置可以設置在壓力產生源265和折聲可膨脹泡沫部分170之間。
III.析聲聲咅裝置的實施例的其它應用 當聲音振動行進通過音頻換能器111和所述折聲組件之間的空氣傳導介質、或膨 脹或加壓泡沫部分170中的空氣傳導介質時，它們由於傳導通過上述由聚合材料組成的移 動或振動透鏡而被折射。除了使所述聲波折射或彎向垂直於隔膜表面的平面外，彈性聚合 體隔膜構成移動透鏡。與固定透鏡(如光波中的稜鏡)不同，移動或振動聲透鏡產生負的 和正的折射(凸凹)，其中聲波以輻射圖案更有效地分散。由聲透鏡提供的分散導致耳內和 耳上音頻應用中的音頻內容的可辨別能力更大。該分散還可以允許放大的環境聲音、聲樂、 特技效果(即，計算機或視頻遊戲中的)、個人攝影棚、噪聲消除、卡拉OK錄音、電動聽診器 的電混合。 由於前述描述的可變聲密封和噪聲消除隔離方法，該裝置的實施例在音頻換能器 110上或其它耳上位置上提供了立體配置單聲道或立體麥克風。這在環境聲音在周圍出現 的位置上提供了電混合的環境聲音，所述環境聲音為反射到聽者的音頻。這不僅在用戶遇 到要求立即響應的救護車警報或剌激時為用戶提供了更安全的環境交互，它還允許用戶利 用常規數位訊號處理設備向他的聽音體驗增加混響、回聲、均衡、壓縮和其它錄音棚效果， 並且允許使用諸如專業舞臺監聽器或個人卡拉OK設備之類的裝置。 在特定的實施例中，可以結合耳內用戶接口，其中源自用戶的牙齒碰撞、咽喉聲音 或任何計算機可識別的非用言語的通信可以由耳道中的聲共振感測到，並用作音頻用戶接 口，以用戶專用的命令控制電子或機械裝置。此外，並且由於同樣感測到這種耳內共振，該 裝置的實施例能夠提供一種計算機，在由多人說話時，其可以明確地辨認其將跟隨或忽略 的語言或非用語言命令。 A.通過經由耳道的頭部組織的音頻傳導 頭部組織(如，皮膚、頭骨、大腦液體等)的傳導特性使它對由與存在與聲學共振
室或隔膜中的振動的直接接觸引起的振動特別敏感。這與周圍的外耳或肌肉組織或人體組
織的任何其它外露部分相反。也直接傳導到耳道壁中的音頻振動由耳蝸以比產生可感知的
聲壓級的但不與包括耳道壁的皮膚接觸的音頻振動大的音量級感知到。這種聲傳導稱為組
織傳導，是一種用來描述所有的由耳蝸經由通過人體的骨骼、組織、器官或流體共振的振動
感知到的聲音的技術術語。僅次於鼓膜，耳道壁對外部聲換能有非常大的傳導性。 泡沫部分170不僅將聲波通過包含在耳道中的空氣傳遞到鼓膜，它還將這些振動
直接傳導到包括耳道壁的皮膚和組織。當聽者體驗包括現場音樂會的外部聲源時，這通過
交替傳導路徑的一部分剌激耳蝸，通過眼睛、鼻子、咽、竇室、覆蓋面部和頭部的組織等進入
頭部的聲振動通過所述路逕行進。因此，由可膨脹泡沫部分170提供的聽覺體驗帶來提高
的和增強的保真度，其更緊密地接近自然外部聲音的在常規個人聽音裝置中不能實現的聲
25音效果。 而且，由多個換能器分別振動的多室可膨脹泡沫部分170實施例可以用來剌激至 耳蝸的各種不同的骨骼傳導路徑。這些室在象限內的各種可能的物理配置帶來了沿著明顯 不同的耳蝸路徑傳導的聲音的各種可能的組合，這可以提供現有音頻裝置中不存在的虛擬 的三維聽覺體驗。 由於與經由可膨脹泡沫部分170阻抗匹配並連接至所述組織的音頻換能器的聲 傳導效率非常大，骨骼傳導方法可以用於私人通信、視頻遊戲或聽力受損的聽者，其中至耳 蝸的聲傳導路徑由與通常的與耳朵不相關的身體部分的直接接觸來激勵。例如，放在或採 用外科手術植入嘴或頰中的可膨脹泡沫部分170將聲音有效地傳導至耳蝸。在涉及患病或 受損的耳朵解剖組織的情況中，共振構件可以輕輕地膨脹，與鼓膜或內耳的一部分直接接 觸，以有效地將聲音傳導至耳蝸。假牙可以安裝有可膨脹泡沫部分170，用於直接的聲音傳 導。聲音裝置IOI的外科植入可以在永久的和更輕便的實施例中提供這些好處，特別是對 於，但不限於聽力受損。而且，聲音裝置IOI實施例的醫療植入可以用在其中可以要求恆定 的無線電輸入的應用中，如在軍事人員中。
B.噪聲消除 該裝置的實施例可以用在噪聲消除應用中。當聽者體驗外部聲源時，通過眼睛、鼻 子、咽、竇室、覆蓋面部和頭部的組織等進入頭部的聲振動行徑通過的交替傳導路徑可以有
效地由這些相同的振動的傳導抑制，所述相同的振動是從可膨脹泡沫部分170直接異相地 發出的，並處於合適的噪聲消除必需的音量水平和音頻上。這提供了有效的聽力保護和隔 離配置，其在之前從來是不可行的。當耳塞或套筒可以抑制沿著耳道行進的過多的噪聲汙 染時，OSHA仍對通過至耳蝸的交替傳導路徑出現的聽力損傷發出警告。除了厚重的封閉頭 盔，不存在減輕這些危險的任何便攜技術。通過經由傳導配置的噪聲消除，該聲音裝置的實 施例可以提供許多獨特的和必需的聲音隔離和噪聲保護應用。
C.防止耳垢累積的方法 在另一個實施例中，通過將揚聲器和聽音裝置部件包含在可隨意使用的或可改變 的封閉隔膜內，所公開的聲音裝置可以用來防止耳垢累積。膨脹的共振泡沫部分有效地保 護揚聲器和聽音裝置部件不受耳垢的影響。由空氣的輕微有效的流動加壓的可滲透的隔膜 或環形物產生了正壓環境，其保持裝置部件免受外部汙染，並且還更新包含在耳道中的空 氣，使它持續地與外部環境空氣進行通風。充滿耳垢的蒸汽不再允許積聚，耳內溫度被有效 地降低了。環形物實施例可以具有通過它的中心並沿著隔膜表面充分起皺和隆起的加壓聲 學路徑，以允許持續和平緩地排出耳內蒸汽。 為了進一步圖示本發明的不同方面和特徵，提供了下述實例
實例 所採用的測li式方法 在人類解剖組織中，在耳道之間測量的聽道或耳道的長度大約平均為頭部寬度的 1/6。在成人中，這對每個耳道轉化為約18至30mm，並將中耳與鼻子、嘴、竇和其它腔一起放 在眼睛的後面，眼睛將聲波傳導到它包含的聲腔中。為了進行這些測試，25mm的人造耳道由 具有8mm的內徑的長的順從性的聚合體管形材料構造。人造耳道一端設置了用於放置並聲 學密封Crown⑧CM-311A話筒碳精盒的裝置，而另一端設置了用於支撐或聲學密封耳塞外殼的人造外耳或外部耳機。這種人造耳道用在試驗測量中，其中目標是評估將由聽者的鼓 膜體驗的裝置(耳塞換能器或可膨脹泡沫部分170)的聲學性能。為了比較，在敞開的空氣 中進行了其它測量。當放在人造耳道的一端上時，CM-311A話筒碳精盒在壓力特性和它的 隔膜後面的室的壓力可調節性方面都相當好地接近鼓膜，這非常接近中耳的特性。所有的 測試都採用設置有Apple⑧iPod Nano(製造商的包裝部件恥03-7455)的耳塞進行。
基於計算機的信號產生裝置用來產生用於測試的頻率範圍。這些頻率由數模換能 器(DAC)轉換成聲音，並傳遞至產生用於測試的原始聲音的耳塞換能器。
測試結果 圖15示出了在傳遞至DAC之前由計算機軟體產生的20Hz至20kHz音頻正弦波頻 掃的基波和諧波含量。上面的曲線圖示出了對數分度上的這種頻譜。下面的圖線圖示出 線性比例上的相同的頻譜，其中實際信噪比更明顯，且在-100dB或更好分貝處示出了噪聲 層。在這兩個曲線圖中的每一個中，下面的灰色曲線是實際波形，上面的黑色曲線是峰值頻 率振幅的包絡線。 圖16示出了在通過DAC之後，在iPod⑧音頻換能器輸入端發現它們時的峰值頻率 振幅的20Hz至20kHz的包絡線，類似與圖35中的黑色曲線。因此用於測試的驅動信號在 整個頻率範圍內很均勻。 圖17中的連續線示出了用於用在該測試中的Crown⑧CM-311A電容式話筒的制 造商的頻率響應曲線的線性曲線。虛線表示應用麥克風敏感性補償公式之後的響應。該補 償公式還應用於用該麥克風記錄的所有的後續聲頻頻譜。 圖18示出了當放在戶外離iPod⑧音頻換能器lmm的距離時，由Crown⑧CM-311A 檢測到的頻率響應，該換能器通過由大虛線表示的20Hz至20kHz音頻正弦波頻率掃描來驅 動。上面的實曲線表示由麥克風檢測到的未加工的信號，下面的虛線曲線表示應用麥克風 敏感性補償公式之後的信號。僅呈現了已經用於麥克風敏感性補償的掃描。
圖19示出了當由聲學密封的lmm長的導管連接至Crown⑧CM-311A時，來自 iPod⑧音頻換能器的20Hz至20kHz音頻正弦波頻掃信號發射的測量值。將驅動換能器和 麥克風與導管密封在一起具有下述效果，即產生了由頻譜中的較高頻率覆蓋的低音佔支配 地位的響應。大虛線示出了來自用在圖18中的麥克風的削弱了 -lOdB的20Hz至20kHz輸 入水平振幅，以防止低音響應的增加描述使麥克風前置放大器飽和(限幅)的影響。理想 地，好的耳內裝置應當在最大可能的頻率範圍內產生最平坦的可能的頻率響應，這種平坦 性對音樂和通信頻率範圍，即通常從300Hz至3. 4kHz範圍變化的語音範圍是非常重要的。 所述響應的平坦性比整個分貝水平更重要，所述分貝水平隨後在沒有限制的情況下可以被 增加，因為低音不再佔支配地位。 圖20中的實線示出了來自與折聲共振隔膜安裝在一起的iPod⑧音頻換能器的 20Hz至20kHz音頻正弦波頻掃信號發射的測量值。泡沫部分170密封在13mm長的導管中， 所述導管的另一端由CrOWn⑧CM-311A麥克風密封。膨脹泡沫的端部離麥克風lmm，因此 提供與圖19中的測試調節的對照。與圖19中的結果相反，折聲隔膜泡沫的存在帶來中間 範圍和高音響應的極大改善。為了比較，小虛線示出了圖19的曲線。大虛線示出了削弱 了 -lOdB的20Hz至20kHz輸入水平振幅，以允許由聲密封產生麥克風前置放大器的限幅。 這種測試顯示處了改進，即，採用折聲共振泡沫平坦化響應曲線。該裝置的實施例的另一特
27徵是通過調節泡沫中的內部壓力使泡沫響應與耳道進行阻抗匹配的能力，如在圖21中表 示的測試所進行的那樣。 圖21示出了來自iPod⑧音頻換能器的20Hz至20kHz音頻正弦波頻掃信號發射的 三個分離的測量值，所述iPod⑧音頻換能器與折聲共振隔膜一起安裝在13mm導管內，另一 端遠離Crown CM-311A麥克風lmm密封。在這種情況中，折聲隔膜泡沫中的可變壓力帶來與 iPod⑧音頻換能器和麥克風不同程度的阻抗匹配。與圖40中的實線曲線相同的實線曲線 示出初始的高隔膜壓力結果。大虛線示出了削弱了 -10dB的20Hz至20kHz輸入水平振幅， 以允許由聲密封產生麥克風前置放大器的限幅。這兩條虛線曲線示出了兩種不同的低壓水 平的響應，其更好地與該系統進行阻抗匹配，並在整個頻率範圍內產生更平坦的響應。這種 響應對耳內聲音裝置是理想的，在輸入音量增加的情況下，允許聽者體驗更大的整體音量， 而沒有失真或重低音支配。 圖22示出了四個不同的測試結果(20Hz至20kHz音頻正弦波頻掃信號發射的測 量值)，iPod⑧音頻換能器和Crown⑧CM-311A麥克風之間都分開25mm的距離，即，成人的 平均耳道長度。曲線(A)示出麥克風放在離換能器的前面25mm的戶外空氣(無導管)時 的結果。曲線(B)示出麥克風和換能器密封在25mm導管的相對端部，不採用泡沫部分170 時的結果。曲線(C)和(D)示出在將換能器連接到麥克風的25mm導管中應用折聲隔膜泡 沫部分時的結果。這兩條曲線表示不同的泡沫壓力水平和這兩個不同的阻抗匹配條件。曲 線(E)表示在iPod⑧音頻換能器輸入端測量的20Hz至20kHz音頻正弦波頻掃信號發射。
在戶外曲線(A)中的25mm的距離處，所述響應的音量極大地降低。此外，在約7kHz 處存在陡峭的下降。當增加25mm導管但沒有折聲隔膜泡沫時，產生了的極低音佔支配地位 的非平坦響應曲線(B)。這與圖19中示出的響應非常類似，圖19中示出的響應也用於沒 有折聲隔膜泡沫的密封導管結構。接近密封到耳朵上的常規裝置的這種響應是非常不期望 的。採用折聲隔膜泡沫部分170的曲線(C)和(D)示出了整個較平坦的響應，同時保持較 好的音量。曲線(C)示出了低聲音應增強的響應，同時曲線(C)示出了去除(降低)低頻 的能力。除了可膨脹泡沫部分其它優勢，該裝置的另一個重要方式是，通過調節隔膜或泡沫 壓力，曲線(C)和(D)以及在它們之外或之間的連續範圍的曲線可以實現為適合聽者的信 號。這是該獨創性裝置的實施例對鼓膜和耳道的阻抗匹配應用。通過改變可調節閾值安全 閥，以及隔膜壁厚度和穿孔參數，也可以獨立地和同時為音頻換能器提供阻抗匹配。這些單 獨阻抗匹配因素的組合帶來了聽者音頻體驗的極大增強。 雖然已經示出和描述了本發明的各實施例，當在不背離本發明的精神和教導的前 提下，可以由本領域技術人員對其進行修改。在此所描述的實施例和所提供的例子僅僅是 示例性的，且不是用於限制。本發明在此公開的各種變形和修改也是可行的，並且在本發明 的範圍之內。因此，保護範圍不是由上述描述限定，而是僅由隨後的權利要求限定，保護範 圍包括權利要求的主題的所有等同物。 參考文獻的討論不是承認它是本發明的現有技術，尤其是具有在本申請優先權日 之後的
公開日的任何參考文獻。因此，在此參照它們的全部，將所引用的所用專利、專利申 請和公開的披露內容結合進來，達到它們提供示例性的、程序上的或對在此提出的那些進 行其它細節補充的程度。
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權利要求
一種聲音裝置，包括聲音換能器，具有近表面和遠表面；可膨脹泡沫部分，與所述聲音換能器的所述近表面流體連通，所述可膨脹泡沫部分完全密封所述聲音換能器的所述近表面，其中所述可膨脹泡沫部分具有膨脹狀態和縮回狀態，其中所述可膨脹泡沫部分在所述膨脹狀態填充有流體介質，並且所述可膨脹泡沫部分在所述膨脹狀態適合與耳道相一致。
2. 根據權利要求l所述的聲音裝置，其中所述可膨脹泡沫部分連接到折聲組件，其中所述折聲組件設置在所述可膨脹泡沫部分和所述聲音換能器之間。
3. 根據權利要求2所述的聲音裝置，其中所述折聲組件包括一層或多層基板。
4. 根據權利要求3所述的聲音裝置，其中所述一層或多層基板包括一個或多個進口閥和一個或多個出口閥。
5. 根據權利要求4所述的聲音裝置，其中所述進口閥和所述出口閥包括一個或多個埠和至少一個振動隔膜。
6. 根據權利要求2所述的聲音裝置，其中所述可膨脹泡沫部分通過由所述聲音換能器產生的壓力由所述折聲組件膨脹。
7. 根據權利要求2所述的聲音裝置，其中所述折聲組件設置為遠離所述聲音換能器。
8. 根據權利要求2所述的聲音裝置，其中所述折聲組件設置為靠近所述聲音換能器。
9. 根據權利要求1所述的聲音裝置，還包括連接到所述可膨脹氣泡部分的用於使所述可膨脹氣泡部分膨脹的裝置。
10. 根據權利要求l所述的聲音裝置，其中所述用於使所述可膨脹泡沫部分膨脹的裝置包括電動泵、機械泵或電動泵和機械泵的組合。
11. 根據權利要求l所述的聲音裝置，其中所述用於使所述可膨脹泡沫部分膨脹的裝置包括所述聲音換能器。
12. 根據權利要求1所述的聲音裝置，還包括壓力釋放閥、泵或壓力釋放閥和泵的組合，用於釋放所述可膨脹泡沫部分內的壓力。
13. 根據權利要求l所述的聲音裝置，其中所述聲音換能器包括揚聲器、振動膜換能器、驅動裝置、個人聽音裝置耳塞、助聽器或它們的組合。
14. 根據權利要求1所述的聲音裝置，其中所述可膨脹泡沫部分包括聚合材料。
15. 根據權利要求14所述的聲音裝置，其中所述聚合材料為彈性聚合體。
16. 根據權利要求14所述的聲音裝置，其中所述聚合材料包括嵌段共聚物、三嵌段共聚物、接枝共聚物、矽橡膠、天然橡膠、合成橡膠、可塑性聚合物、乙烯基聚合物或它們的組合。
17. 根據權利要求14所述的聲音裝置，其中所述嵌段共聚物具有包括AB、ABA、ABAB、ABABA的分子結構，其中A為玻璃質的或半晶質的聚合體，B為彈性體或橡膠。
18. 根據權利要求14所述的聲音裝置，其中所述聚合材料為具有橡膠主鏈和多個玻璃質側分支的接枝共聚物。
19. 根據權利要求1所述的聲音裝置，其中所述可膨脹泡沫部分包括無彈性材料。
20. 根據權利要求l所述的聲音裝置，其中所述無彈性材料包括聚烯烴、聚乙烯(PE)、低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、超高密度聚乙烯(UHDPE)、聚丙烯(PP)、乙烯-丙烯共聚物、聚(乙烯-乙酸乙烯酯)(EVA)、聚(乙烯_丙烯酸)(EAA)、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、膨脹的聚四氟乙烯(ePTFE)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚乙烯醇、聚乙烯乙烯醇(EV0H)、聚(對苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚酯、聚醯胺、聚氨酯、具有MDI或TDI硬質鏈段的嵌段聚氨酯、聚環氧乙烷、甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、羧甲基纖維素、丙基纖維素、羥基丙基纖維素或它們的組合。
21. 根據權利要求l所述的聲音裝置，其中所述可膨脹泡沫部分與所述聲音換能器阻抗匹配。
22. 根據權利要求l所述的聲音裝置，其中所述可膨脹泡沫部分與耳道、鼓膜或外耳阻抗匹配。
23. 根據權利要求l所述的聲音裝置，其中所述可膨脹泡沫部分通過埠或導管與所述聲音換能器流體連通。
24. 根據權利要求l所述的聲音裝置，其中所述可膨脹泡沫部分的至少一部分是多孔性的。
25. 根據權利要求24所述的聲音裝置，其中所述可膨脹泡沫部分具有小孔，所述小孔具有小於約1微米的平均直徑。
26. 根據權利要求l所述的聲音裝置，其中所述可膨脹泡沫部分圍繞所述聲音換能器，並且所述聲音換能器的背部與均衡壓力源流體連通。
27. 根據權利要求26所述的聲音裝置，其中所述均衡壓力源為環境氣壓。
28. 根據權利要求1所述的聲音裝置，還包括連接至所述聲音裝置的一個或多個麥克風。
29. 根據權利要求1所述的聲音裝置，還包括便攜媒體播放器、行動電話、個人數字助理或它們的組合。
30. 根據權利要求l所述的聲音裝置，其中所述可膨脹泡沫部分包括兩個或多個內部室。
31. 根據權利要求l所述的聲音裝置，其中所述可膨脹泡沫部分的內部壓力是可調節的。
32. 根據權利要求l所述的聲音裝置，其中多孔性的可膨脹泡沫部分在所述縮回狀態中是打褶或摺疊的。
33. 根據權利要求l所述的聲音裝置，其中所述多孔性的可膨脹泡沫部分在所述膨脹狀態中基本上為球形的。
34. 根據權利要求l所述的聲音裝置，其中所述膨脹狀態中的所述可膨脹泡沫部分包括螺旋管形。
35. 根據權利要求1所述的聲音裝置，其中所述可膨脹泡沫部分為聲學共振的。
36. 根據權利要求l所述的聲音裝置，其中所述流體介質為氣體、液體或它們的組合。
37. —種聲音裝置，包括可膨脹泡沫部分；聲音換能器，設置為遠離所述可膨脹泡沫部分；折聲組件，連接至所述可膨脹泡沫部分和所述換能器，所述折聲組件具有單向出口閥和單向進口閥，其中當所述換能器向近端偏移時所述出口閥打開，並且其中當所述換能器向遠端偏移時所述進口振動膜關閉。
38. 根據權利要求37所述的聲音裝置，其中所述出口閥和所述進口閥包括閥座、一個或多個埠以及一個或多個振動隔膜。
39. 根據權利要求37所述的聲音裝置，其中所述折聲組件在加壓所述可膨脹泡沫部分的同時傳遞音頻振動。
40. 根據權利要求37所述的聲音裝置，其中所述折聲組件包括遠端基板、中間基板和近端基板。
41. 根據權利要求37所述的聲音裝置，其中所述遠端基板包括進口埠和出口閥座，所述中間基板包括出口振動膜和進口振動膜，並且所述近端基板包括出口埠和進口閥座。
42. 根據權利要求37所述的聲音裝置，其中所述可膨脹泡沫部分包括球形或長橢球形。
43. 根據權利要求37所述的聲音裝置，還包括連接至所述聲音裝置的泵，用於使所述可膨脹泡沫部分膨脹。
44. 一種防止在耳道中積聚耳垢的方法，包括將權利要求1的所述聲音裝置的所述可膨脹泡沫部分插入耳道；用流體介質使所述可膨脹泡沫部分膨脹以密封所述耳道；以及允許來自所述耳道的蒸汽通過所述可膨脹泡沫部分，以乾燥所述耳道並防止在所述耳道中積聚耳垢。
45. —種噪聲消除方法，包括將權利要求1的所述聲音裝置的所述可膨脹泡沫部分插入耳道；從所述聲音換能器到所述可膨脹泡沫部分傳輸與環境噪聲異相的振動，以消除外部噪聲，其中所述可膨脹泡沫部分通過所述耳道傳導所述振動。
46. —種用於通過頭部組織傳導聲音的耳機，所述傳導包括將權利要求1的所述聲音裝置的所述可膨脹泡沫部分插入耳道；用流體介質使所述可膨脹泡沫部分膨脹，以使所述可膨脹泡沫部分與所述耳道接觸；以及經由所述聲音換能器使與所述耳道接觸的所述可膨脹泡沫部分共振，以通過頭部組織傳導聲音。
47. —種向耳朵傳遞聲音的方法，包括下述步驟提供聲音裝置，所述聲音裝置包括具有近表面和遠表面的聲音換能器，禾口與所述聲音換能器的所述近表面流體連通的可膨脹泡沫部分，其中所述可膨脹泡沫部分具有膨脹狀態和縮回狀態，其中在所述膨脹狀態中所述可膨脹泡沫部分填充流體介質；將所述可膨脹泡沫部分插入耳道；使所述可膨脹泡沫部分膨脹至所述膨脹狀態，以在所述耳朵內形成密封；以及通過所述聲音換能器傳遞聲音到所述可膨脹泡沫部分中，以使所述可膨脹泡沫部分共振，並傳遞聲音到所述耳朵。
48. 根據權利要求47所述的方法，其中使所述可膨脹泡沫部分膨脹的步驟包括通過所述聲音換能器傳遞聲音。
49. 根據權利要求47所述的方法，還包括通過耳道壁傳導來自所述可膨脹泡沫部分的聲音的步驟。
50. 根據權利要求47所述的方法，其中所述可膨脹泡沫部分為多孔性的。
51. 根據權利要求50所述的方法，還包括通過所述可膨脹泡沫部分持續地更新耳道內的空氣的步驟。
全文摘要
本發明公開一種折聲學聲音換能耦合器和耳塞，所公開的方法和裝置結合了一種新穎的可膨脹泡沫部分，其向聽者提供了出色的保真度，同時使聽者疲勞最小化。可膨脹泡沫部分可以通過低頻音頻信號的傳輸或氣體向可膨脹泡沫部分的泵送而膨脹。此外，聲音裝置的實施例可以適合相容地和舒適地配到任何耳朵上，為鼓膜和音頻換能器分別提供了可變的阻抗匹配聲音密封，同時將聲振動室隔離在被驅動的泡沫中。這減少了總的音頻換能器振動偏移在鼓膜上的影響，並以允許耳朵利用它的全部固有能力的方式傳遞音頻內容。
文檔編號H04R25/00GK101785327SQ200880100048
公開日2010年7月21日 申請日期2008年7月23日 優先權日2007年7月23日
發明者吉米·W·梅斯, 塞繆爾·P·基多, 史蒂芬·D·安布羅斯, 羅伯特·B·舒勒, 羅蘭·魏迪施 申請人:艾瑟斯技術有限責任公司