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耳塞

阅读：860发布：2020-05-11

IPRDB可以提供耳塞专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且耳塞，包括用于堵塞使用者的耳道的塞件，所述塞件包括至少一条用于将入射的声音能量引导入使用者耳朵之内的声音通道。本发明还包括：探测器，用于探测声能等级或者用于探测一个指示即将接收的声能等级的控制信号；位于所述通道中的声音阀；以及控制单元，该控制单元响应于所述探测器对所述阀进行控制，以便衰减通过所述声音通道引导的声音能量。，下面是耳塞专利的具体信息内容。

1、耳塞，包括用于堵塞使用者的耳道的塞件，所述塞件包括 至少一条用于将进入的声音能量引导入使用者耳朵之内的声音通 道，所述耳塞还包括：探测器，用于探测声能等级或者用于探测 控制信号，所述控制信号指示即将接收的声能等级；位于所述通 道中的声音阀；以及控制单元，所述控制单元响应于所述探测器 对所述阀进行控制，以便衰减通过所述声音通道引导的声音能量。

2、根据权利要求1所述的耳塞，其特征在于，所述探测器被 设置在所述声音阀的中耳侧。

3、根据权利要求1或2所述的耳塞，其特征在于，所述阀包 括阀座和阀件，其中所述阀件由所述控制单元驱动，所述阀座包 括微通道主体。

4、根据权利要求3所述的耳塞，其特征在于，所述微通道主 体包括金属丝网。

5、根据权利要求3或4所述的耳塞，其特征在于，所述阀件 包括关闭所述阀座的柔性薄片。

6、根据权利要求3-5中任一所述的耳塞，其特征在于，所 述阀座和阀件都包括用于提供静电吸引力的电极。

7、根据权利要求3-5中任一所述的耳塞，其特征在于，所 述阀座和/或阀件由压电元件驱动。

8、根据任一前述权利要求所述的耳塞，其特征在于，在所述 控制单元处于不用状态时，所述阀保持在一个预定的衰减位置。

9、根据任一前述权利要求所述的耳塞，其特征在于，所述声 音阀和探测器都被设置在一个模块化壳体中，所述模块化壳体能 够被插入到所述塞件中的声音通道内。

10、根据任一前述权利要求所述的耳塞，其特征在于，所述 控制信号是声音信号。

11、根据任一前述权利要求所述的耳塞，其特征在于，所述 探测器包括麦克风。

12、用于装配在耳塞中的声音通道内的模块化壳体，包括： 探测器，所述探测器用于探测声能等级或者用于探测控制信号， 所述控制信号指示即将接收的声能等级；和用于设置在所述通道 中的声音阀；还包括控制单元，所述控制单元响应于所述探测器 对所述阀进行控制，以便衰减通过所述声音通道引导的声音能量。

说明书全文

技术领域

本发明涉及一种耳塞，包括一个用于堵塞使用者的耳道的塞 件，该塞件包括至少一条用于将入射的声音能量引导入使用者耳朵 之内的声音通道。

背景技术

在上、下文中，词语“耳朵”用于指代整个器官，由外耳、耳 道、中耳以及内耳构成。人类的声音感知发生在内耳，并且在声音 到达中耳之前，通过随着声音穿过耳道行进对其进行衰减，防止遭 受听力损伤。
在听力保护领域，通常使用耳塞提供这种衰减。一般来说，听 力保护适用于噪音环境中，例如用于飞机场的地勤人员等等。在噪 音级高于80dB的环境中，听力保护变得很重要，并且通常是法律 所要求的。还有，在低于80dB的环境中，听力保护可以提高舒适 度，例如当长时间暴露在高于65dB的噪音级下时。
除了针对震耳欲聋的或者令人讨厌的噪音级提供听力保护之 外，常规的听力保护器还会阻断诸如语言沟通、报警信号等等这样 的重要信息，甚至达到这样的程度，即佩带者变得担心佩戴这种保 护器并且决定中断使用这种保护器，潜在地导致不舒适或者听力损 伤。为了克服这些问题，已经提出了许多解决方式。其中，欧洲专 利公告EP 0333298公开了一种音塞(an acoustic plug)，其中用户 可以利用一个可调节插件调节衰减等级，其中所述插件被置于声音 通道中。这种耳塞必须由用户通过选取并且放置具有所需衰减量的 插件来进行手动调节。在实际使用中，这种耳塞主要提供具有固定 衰减量的保护，由此用户将或者无法立即根据噪音级的变化进行调 节。本发明旨在提供一种经过改进的耳塞，提供一种连续、自动调 节的衰减量，以便充分地衰减过高的噪音级，以对相关声音的感知 进行优化。

发明内容

上述目的通过一种根据权利要求1的耳塞得以实现。尤其是， 通过提供一个探测器，用以估算所进入的噪音的级别和/或用以记 录一个指示即将到来的噪音的级别变化的控制信号，位于所述通道 中的声音阀(an acoustic valve)，该声音阀可以受到控制从而使得 感知到的噪音级得以有效衰减。在后一种情况下，响应于所述控制 信号，可以预先进行衰减，以便在保持对所需信号的最佳感知的同 时，提供进一步的听力损伤防护。
同时，在低噪音环境中，衰减自动地降低，以便改善对语音沟 通、报警或者其它相关信号的感知。一般来说，在高于80dB的噪 音级下，衰减将自动地增大来保持所需的接触等级直至耳塞的最大 能力。一般来说，所述探测器包括一个麦克风。
在一个优选实施例中，所述探测器被设置在所述声音阀的中耳 侧、对于所述探测器来说，不仅提供保护，而且提供对由使用者感 知到的其余噪音级进行实际记录。还有，可以自动地补偿通过次要 通道的意外泄漏。还有，优选的是，所述阀包括阀座和阀件，其中 所述阀件包括微通道主体。在实际实施例中，用于传递声音能量的 物理体积可以保持非常小，例如，在4毫米声音通道的实施例中， 所述微通道主体包括金属丝网。所述通道的自由区域可以减小到 75％或者更高。批量的进入声音能量直接通过空气进行传播，并且 通过有效地减小所述声音通道的自由区域(无阻碍区域)，可以有 效地实现衰减。还有，所述声音通道可以被制成这样一种形状，即 以一种远比经由电子装置传递声音信号更为容易的方式提供天然 的声音风格。在一个更优选的实施例中，所述阀件包括一个关闭所 述阀座的柔性薄片。所述薄片的柔性可以用于形成声音阀，当所述 控制单元不用时，该声音阀处于一个预定的衰减位置。所述柔性薄 片和阀件都可以包括用于提供静电吸引力的电极。所述柔性薄片基 本上阻止经由空气的直接声音传递。在所述柔性薄片构造中，该薄 片由此被用作一个电容件，其利用静电力吸引在所述阀座上。在这 里，所述薄片被设置成与所述阀座电绝缘，尤其是与所述金属丝网 电绝缘。在一个实施例中，所述薄片包括设置在金属层上的电绝缘 层。
在另一个实施例中，所述阀由压电元件驱动。
一个优选实施例是这样一种耳塞，其中所述声音阀和探测器被 设置在一个模块化壳体中，该模块化壳体可以被插入到所述耳塞中 的声音通道内。以这种方式，所述塞件可以独立制造，或者批量生 产或者按需定制。所述声音阀可以作为一个模块化单元进行互换。
本发明还涉及一种用于装配在耳塞中的声音通道内的模块化 壳体，其包括：探测器，用于探测声能等级或者用于探测控制信号， 所述控制信号指示即将接收的声能等级；和即将设置在所述通道中 的声音阀；还包括控制单元，该控制单元响应于所述探测器对所述 阀进行控制，以便衰减通过所述声音通道引导的声音能量。

附图说明

下面将参照附图对本发明进一步详细阐述。在附图中：
图1示出了根据本发明的声音阀的工作原理；
图2示出了一个根据本发明的耳塞；而
图3A和3B示出了两个根据本发明的声音阀实施例。

具体实施方式

在这些附图中，相同或者对应的构件将利用相同的附图标记指 代。
在图1中，示出了本发明中的声音阀的工作原理。在这里并未 示出耳塞；仅是示意性地示出了模块化壳体1。在图2中示出了如 何将模块化壳体1插入耳塞2中。
所述模块化壳体包括一个麦克风3和一个设置于声音通道5中 的声音阀4。响应于麦克风3，声音阀4在一个低衰减的通过位置 (a pass-through position)与一个衰减位置之间受到驱动。在衰减 位置，通过通道5传递的声音最终可以被基本上阻断。声音阀4由 一个控制单元6驱动，控制单元6响应于由所述麦克风3感测到的 声音等级对阀4进行控制。所述声音等级被示例性地标记为“N”， 来自于产生噪音的声源7。此外，可以存在一个信号源8，尤其是 一个声音信号源，其产生出能够由麦克风3捕捉到的信号“S”。在 使用另外一种信号，例如无线电信号或者类似信号，的情况下，所 述模块化壳体带有一个用于捕捉所述信号的合适麦克风。信号“S” 可以提供对所述声音阀进行控制的信息，与感测到的声音等级无 关。
在图2中示出的耳塞9可以是一种耳用塑料(被定制成适合使 用者的耳道)或者总体上呈细长形状，基本上对应于“一般”人的 耳道。在后一种情况下，所述细长形状可以带有侧翼(未示出)， 以便使得该耳塞适用于特定个体的耳道。一般来说，除了形成于耳 塞9中的精制声音通道10(a well-defined acoustic channel)之外， 该耳塞9基本上堵塞住耳道。因此，除非通过通道10，否则声音 将无法到达中耳。耳塞9包括一个用于容纳壳体1的容纳腔11。壳 体1利用密封构件12装配在腔11中，从而使得声音(由箭头“N” 指示)只能经由形成于模块化壳体1上的通道5穿行，其中通道5 与耳塞9中的通道10声音连通。通道5包括入口13，其可以利用 一个透声罩14加以保护。在通道5中，存在有一个声音阀4。阀4 可以由一个控制单元6驱动，控制单元6响应于由麦克风3感测到 的声音等级对阀4进行控制。壳体1还可以包括电池(未示出)， 用于向控制单元6、阀4以及麦克风3供给电能。在图2所示的实 施例中，麦克风3位于声音阀4的下游，以便更容易并且更为可靠 地指示出使用者实际感知到的噪音级。
在图3A中，示出了一个根据本发明的声音阀4的实施例。在 这里，阀4包括一个阀座15和一个设置于声音通道5中的阀件16， 该阀件16大体具有例如半厘米的直径。阀座15包括一个微通道主 体，例如一个具有几微米(10-50微米)的开口的金属丝网17。 这种金属丝网17可以被一个推压在其上的弹性薄片18有效地阻 塞。在所示出的实施例中，这一点利用静电力来实现。薄片18利 用机械装置，比如容许声音通过的托架(未示出)或者环状物，相 对于金属丝网17保持在一个预定位置。电极19被设置在薄片18 和金属丝网17上，用于施加静电场。一般来说，金属丝网17将由 一种导电的弹性材料制成，比如Ni或者Sn。薄片18可以是一个 塑料薄片，其上包覆有一个金属层。就此而言，所述塑料层可以用 作一种绝缘材料20。替代性地，薄片18可以是一个运动穿过所施 加静电场的驻极体。利用其柔性，薄片18在未被推压在金属丝网 17上时透过声音。还有，利用所述薄片的柔性，所述薄片在由于 电极19上没有电压而不存在静电力时，保持与金属丝网17相距一 个预定距离。这样就减少了电能需求，从而使得这种耳塞可以长时 间工作而无需更换电池。
在图3B所示的实施例中，阀件利用相对于金属丝网17的压电 力，通过设置于该阀件18上的压电元件21驱动。在这里，阀件 18无需与所述金属丝网电绝缘。批量声音的传播由箭头N表示。 尽管某些声音也会通过所述薄片传递，但是与经由直接空气通道进 行的传递相比微不足道，其中所述直接空气通道形成于薄片18与 丝网20之间。由此，当这条直接空气通道由于将薄片18推压在丝 网20上而被关闭时，通过声音通道15的声音传递被有效阻断。
尽管已经参照附图对本发明进行了例证，但是本发明并不局限 于此，而是在不脱离本发明的范围的条件下，可以包括多种改动和 变型。就此而言，例如，所述声音通道可以包括一个增强或者降低 特定频带中的声音传递的过滤器。这种过滤器可以被设置在特定尺 寸和形状的声音通道中。还可以存在另外一个麦克风，用以探测所 述控制信号，比如一个天线电路后者类似器件。替代性地，所述麦 克风可以适用于接收控制信号。这种改动均被认为落入由所附权利 要求限定的范围之内。
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