外耳配合式电子听力保护装置的制造方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]听力保护装置通常用于例如工业应用、军事应用和娱乐应用。
【发明内容】
[0002]广泛地讲，本文公开一种被构造成用于配合在人类用户的耳朵中的电子听力保护装置。所述电子听力保护装置包括耳机主体，所述耳机主体被构造成用于配合在用户耳朵的外耳中；以及耳机末端，所述耳机末端被构造成用于配合到用户的耳朵的耳道中，耳机末端可拆卸地附接到耳机主体并且包括可传递空气声的直通通道。当装置配合在用户的耳朵中时，耳机末端从外部封闭耳道并且耳机主体从内部封闭耳机末端。在以下【具体实施方式】中，这些方面和其它方面将显而易见。然而，在任何情况下，都不应当将此广泛的
【发明内容】
理解为是对可受权利要求书保护的主题的限制，不论此类主题是在最初提交的专利申请的权利要求书中给出还是在修订的专利申请的权利要求书中呈现，或者另外是在申请过程中呈现。
【附图说明】
[0003]图1为本文公开的示例性装置的透视图。
[0004]图2为图1的装置的分解透视图。
[0005]图3为本文公开的装置的示例性耳机主体的各部分的剖视图。
[0006]图4为代表性人耳的侧视图。
[0007]图5为本文公开的示例性装置在配合到人耳中时的侧视图。
[0008]在各图中，类似的参考标号指示类似的元件。一些元件可以相同或相等的倍数呈现;在此类情况下，参考标号可以仅指定一个或多个代表性元件，但应当理解，此类参考标号适用于所有此类相同的元件。除非另外指明，否则本文件中的所有图示和附图均未按比例绘制，并且被选择用于示出本发明的不同实施方案的目的。具体地，除非另外指明，否则仅用示例性术语描述各种部件的尺寸，并且不应当从附图推断各种部件的尺寸之间的关系O
[0009]为了使对本文公开的装置及其在人耳中的放置和运行的描述清楚起见，将附上以下术语。(本文呈现的所有描述是相对于如在附图中所观察到的人右耳和配合在其中的装置;应当理解，对应描述适用于人左耳和配合在其中的类似装置)。如本文所用，“向内”意指朝向装置配合在其中的耳朵的耳膜；“向外”意指远离装置配合在其中的耳朵的耳膜。“径向向内”和“径向向外”分别意指从与本文公开的耳机末端的长轴(例如，如图2所示的轴线L)大体对准的轴线向内和向外。术语顺时针和逆时针具有它们的习惯意义。术语诸如上、向上、顶部、上方等以及下、向下、底部、下方等相对于沿人耳大体上下延伸的轴线具有它们的习惯意义(例如，耳垂在人耳的底部)。
[0010]如本文所用，作为对特性或属性的修饰语，除非另外具体地定义，否则术语“大体”意指该特性或属性将能够容易被普通技术人员识别，而不需要绝对精确或完全匹配。除非另外具体地定义，否则术语“基本上”意指高逼近程度(如，在可量化特性的+/-10%内)，但同样不需要绝对精确或完全匹配。术语诸如相同、相等、均匀、恒定、严格等应当理解成是在普通容差内，或适用于特定情况的测量误差，而不需要绝对精确或完全匹配。
【具体实施方式】
[0011]如图1中的示例性实施方案所示，本文公开一种适用于配合到人耳的外耳中的电子听力保护装置I O电子听力保护装置是指基本上防止环境空气声直接进入耳道并且包括电子部件的装置，该电子部件接收环境空气声、将声音转换成电子信号、处理电子信号、将所处理的电子信号转换成所处理的声音、并且随后通过扬声器孔口发出所处理的声音，如稍后在本文中所详细描述。
[0012]如图丨和图2所示，装置I由两个主要部件:耳机末端40和耳机主体10构成。耳机主体10被构造(S卩，形状和尺寸被设定)成用于配合到人类用户的耳朵的外耳中并且被构造成用于接收声音、执行适当的信号处理并且通过扬声器孔口发出所处理的声音。耳机末端40被构造(即，形状和尺寸被设定并且由具有合适柔软性的材料构成)成用于配合到用户的耳朵的耳道中(该术语广义地代表耳机末端40的至少一部分配合到耳道的外部部分中，并且不暗示耳机末端40必须整个配合到耳道中)。耳机末端40可拆卸地附接到耳机主体10，使得可在需要时移除并清洁或替换耳机末端40。耳机末端40包括直通通道41。直通通道是指从外侧端部46向内侧端部47延伸穿过耳机末端40并且允许空气声从中穿过的通道41。在至少一些实施方案中，直通通道41是内部直通通道，意指在其整个长度上，通道41由耳机末端40的材料径向围绕(而不是例如通向耳机末端40的径向最外侧表面的沟槽或凹槽)。直通通道41(可与例如如图2中所描绘的耳机末端40的长轴至少大体对准)包括在声学上与耳机主体1的扬声器孔口 12配对的第一声音接收开口(例如，如图2中描绘的开口 42)以及面向用户的内耳的第二声音发出开口 45，使得从扬声器孔口发出的所处理的声音可传输穿过内部直通通道41并且从内部直通通道41被引导朝向用户的内耳。
[0013]耳机末端40的至少一部分配合到耳道的至少一部分中从外部封闭耳道。从外部封闭是指耳机末端的至少一些径向向外表面(例如，表面51)与耳道的壁的部分充分接触，从而基本上防止环境空气声在以其它方式存在于耳机末端与耳道壁之间的空间中沿着耳道行进从而到达内耳。然而，耳机末端40单独地并不能完全地封闭耳道，因为直通通道41可允许环境空气声从中行进穿过以到达内耳，除非采取措施来防止这种情况。因此，耳机主体10(耳机末端40附接到其上)的存在用于从内部封闭耳机末端40。从内部封闭是指耳机主体10基本上防止环境空气声进入耳机末端40的第一声音接收开口42，同时仍允许所处理的空气声进入开口 42，如稍后在本文中详细讨论的。
[0014]由耳机末端40实现的从外部封闭耳道与由耳机主体10实现的从内部封闭耳机末端40的组合可允许整体良好地封闭耳道，从而可实现期望的NRR(降噪等级)。因此如本文所公开，耳机主体10执行两个独立的功能:一个是电子功能并且一个是物理功能。也就是说，耳机主体10不仅仅执行电子处理(例如，允许电子地减少高强度声音而低强度声音可穿过或甚至放大的所谓的水平相关的处理)；它还提供物理阻隔，该物理阻隔确保充分防止环境空气声进入到耳机末端的直通通道中，使得可实现期望的高NRR，如在本文中详细讨论的。
[0015]耳机末端
[0016]图1中示出示例性耳机末端40，并且图2中示出其分离视图。耳机末端是指以下主体，该主体的至少主要部分是至少在径向向内方向上弹性可压缩的和/或可变形的，使得当耳机末端插入到耳道中时，耳机末端的至少一些部分径向向外地弹性偏置，使得耳机末端的至少一些径向向外表面得以保持抵靠耳道的壁的部分，以便基本上或完全消除其间的任何空气间隙。因此，这种耳机末端基本上防止环境空气声在耳机末端与耳道壁之间的空间中沿着耳道行进(耳机末端自身的主体当然地将基本上防止空气声行进穿过耳机末端的材料所占据的任何空间)。因此，如本文限定的耳机末端具体地排除以下任何主体(不论是否是可弹性变形的和/或可压缩的)，该任何主体包括被构造成用于在主体配合到耳道中时保持打开以允许空气声从中传输穿过以到达内耳的任何种类的直通通道、凹槽、通风孔、凹口等(不论是内部的还是外部的)。
[0017]耳机末端40包括长轴L，当装置I配合在人类用户的耳朵中时，长轴L通常将与耳机末端配合到其中的耳道的部分的长轴至少大体对准。耳机末端40包括外侧端部46和内侧端部47，端部46为附接到耳机主体10的端部，并且端部47为位于最靠近用户的内耳处的端部。耳机末端40可由任何一种或多种合适的材料以任何合适的几何构型构成。在一些实施方案中，耳机末端40可由可弹性变形的和/或可压缩的有机聚合物材料例如合适的模制塑性材料构成。在第一一般类型的实施方案中，耳机末端的期望的可弹性压缩性可单独地由有机聚合物材料的特性而不是由例如任何特定的几何设计来提供。例如，在一些实施方案中，耳机末端40可包括例如由可弹性压缩的泡沫构成的大体圆柱形的和/或锥形的主体。在第二一般类型的实施方案中，期望的可弹性压缩性可由耳机末端的至少一些部件的几何设计来提供或增强。例如，如图1和图2中以示例性方式所示，耳机末端40可包括主体43，主体43包括由可弹性变形的材料制成的一个或多个径向向外凸出的凸缘44 ο将这种耳机末端插入到耳道中可导致此类凸缘变形(例如，朝向耳机末端的外侧端部46后掠)，从而实现凸缘的表面51抵靠耳道的壁的期望弹性偏置。在具体实施方案中，一个或多个凸缘44可甚至在插入到耳道中之前已经以后掠(扩张的或铃铛样)构型设置(如图1和图2中以示例性方式所示)。在具体实施方案中，此类凸缘的形状可以是至少大体半-半球状的。应当理解，在这种第二一般类型的实施方案中，制成耳机末端40的所有或甚至任何材料必须可显著压缩可能不是必要的，只要耳机末端的至少某些部件(例如，凸缘)是可弹性变形的并且以允许此类变形提供此类部件的表面抵靠耳道壁的期望弹性偏置的几何形状设置即可。
[0018]在一些实施方案(不论耳机末端40是否包括凸缘)中，耳机末端40(例如，主体43和可能存在的任何凸缘)可包括单(例如，模制)件有机聚合物材料例如可弹性变形的和/或可压缩的材料。在其它实施方案中，耳机末端40可包括例如以下主体，该主体不必是弹性的和/或可压缩的，但在该主体的径向外侧安装一个或多个可弹性变形的凸缘、一个或多个环形可弹性压缩材料层等。(应当理解，在图1-3所示的一般类型的设计中，可能期望至少耳机末端40的主体43的外侧部分可以是可弹性变形的，以便促进例如将耳机末端40的外部开口(例如，42)拉伸配合在耳机主体10的凸出部14之上)。
[0019]在一些实施方案中，耳机末端40可表现出锥形形状，其中内侧端部47(面向内耳)为狭窄端部，不论耳机末端40是否呈单件的形式，或不论这种锥形形状是否通过具有不同直径的多个凸缘来以台阶形式提供。尽管在图1和图2中示出各自具有耳道壁接触表面(分别为5 Ia、5 Ib和51c)的三个凸缘(44a、44b和44c)，但可使用任何数目的凸缘。应当理解，广泛多种布置方式是可能的，并且图1和图2所描绘的特定设计仅仅是示例性实施方案。在各种实施方案中，耳机末端40的可弹性变形的和/或可压缩的部分(或耳机末端40的整体)可由表现出小于约50、45、40、35、30、25或20的肖氏A级硬度的材料制成。在具体实施方案中，这种耳机末端或其一部分可由表现出约30至约40的肖氏A级硬度的材料制成。不论耳机末端40的具体设计如何，耳机末端40的至少一些部分可被便利地选择成具有(在耳机末端40的部件处于未变形和/或未压缩状态时)至少一定程度地大于成人的外耳道的平均直径的径向直径，以便允许:将耳机末端40插入到耳道中将实现耳机末端的表面抵靠耳道的壁的期望弹性偏置。
[0020]耳机末端40可根据需要具有任何其它特征结构。如果需要，耳机末端40的内部直通通道41可包括一个或多个水平相关的消音物理(S卩非电子)特征结构。这种特征结构可以是例如孔口、限制或栓塞，它们提供在与通道41的平均直径进行比较时减小的横截面积以用于声音从中穿过。或者，这种特征结构可以是例如如本领域普通技术人员将熟悉的隔膜、多孔筛、网孔或过滤器(此类部件通常称为消声器)等。在其它实施方案中，耳机末端40的通道41中(或例如整个装置I中)不存在一个或多个水平相关的消音物理特征结构。例如，在一些实施方案中，通道41可以是例如中空管道，该中空管道具有的平均直径(或等效直径)沿中空管道的长度的变化不大于例如加或减20%。
[0021]耳机主体
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