CN101507292A - 用于助听器的过滤器和助听器 - Google Patents

Abstract

助听器(1)包括接收器(19)、输出端口(6)、用于将声音传递到端口的导管(13)以及屏蔽元件(39)，其中该屏蔽元件(39)适于隔挡住耳垢和潮气的进入并且是声学可透过的。本发明进一步提供用于助听器的屏蔽元件(39)，其包括具有外部表面的板材以及用于声音的横向传播的贯通开口，其中所述外部表面是超憎水的。

Description

用于助听器的过滤器和助听器

技术领域

【0001】本申请涉及助听器。本申请更具体地涉及用于助听器的过滤器。

背景技术

【0002】耳内(ITE)助听器一般包括外壳，该外壳在解剖学上复制了使用者的耳道的相关部分。接收器被置于外壳内并与声学外端口通讯，该声学外端口被配置在近端，即在将被置于耳道内的外壳的靠近鼓膜的一端。将被定向成朝向外界的外壳的远端(即相反端)被面板子组件闭合，并且被导线连接到接收器。面板子组件包括麦克风、电子元件、电池盒以及铰接盖。麦克风与外部通过一个端口通讯，该端口可以被栅格覆盖。

【0003】耳内助听器可以被看作集成了助听器的所有部分的耳机，而耳后(BTE)助听器包括使用放置在使用者耳廓上的外壳和耳机，该耳机适于被***到使用者的耳道内并且用于将所需声音输出传送到耳道内。通过声音导管将耳机连接到BTE外壳上，或者在容纳接收器的案例中通过电导线将耳机连接到BTE外壳上。在任一案例中，均具有用于传送声音输出的输出端口。

【0004】WO-A1-00/03561提供了一种耳内助听器，其中通过耳垢防护件的方式保护声音输出端口免受耳垢的污染，其中该耳垢防护件被***到端口内。塑料软管将端口连接到接收器。耳垢防护件包括带有贯通腔的基本管状元件以及在一端用于密封地邻接抵靠邻近端口的助听器外壳边缘的邻接轴环。

【0005】EP-A2-1432285示出了用于制造助听器部件的憎水涂层的方法，所述部件例如电池盖、电池盒、外壳或开关。

【0006】DE-A1-102004062279示出了用于助听器的耳垢防护件，其具有疏油的或生物抑制性的涂层。

【0007】EP-A2-1458217示出了助听器械的声音过滤器，其被可拆卸地放置在用于器械声音输出的开口处或附近。过滤元件由聚合物材料、合成材料、金属或陶瓷材料或者类织物材料制成。

【0008】EP-A2-1432285提供了用于制备助听器的憎水涂层的方法，其目的在于防止湿气进入外壳的裂隙和开口内。

【0009】US-3354022提供了具有高部分和低部分并且具有至少60％的空容量的憎水表面，其中高部分之间的平均距离不大于1000微米并且高部分的平均高度是其间的平均距离的至少0.5倍。通过平行于表面穿过表面的高部分的顶部作一假象面，并且在这个面上测量空的面积占总表面积的百分比，从而来定义表面的所述空容量。表面可以被涂覆有固体，该固体具有大于90度的水接触角。这些表面是高度憎水的。

【0010】WO-A1-0058415提供用于无损传输或清空亲水液体的装置，该装置具有凸起区域和在面向液体一侧上的腔，在凸起区域之间的距离在0.1至200微米之间并且所述凸起区域的高度在0.1至100微米之间，并且所述凸起区域是憎水的。

【0011】对于具有***到使用者耳道内的输出端口的助听器或耳机，耳垢或湿气可能进入端口内。耳垢可以缓慢地堆积或者可以由于将助听器或耳机***到耳道内的操作而被驱使到端口内。结果，端口被堵塞并且妨碍了声音输出。为了防止这种情况发生，标准惯例是将可更换的耳垢防护件适配到输出端口。耳垢防护件包括隔挡件或栅格，其用于建立防止耳垢进入的屏蔽件并且同时允许声音通过。耳垢防护件可能不能够有效地完全防止湿气进入。

【0012】耳垢可以堆积在耳垢防护件上。一旦耳垢防护件被堵塞，其可被移除并被替换成新的。

【0013】至于适合麦克风端口，则也可能有湿气和耳垢的进入，即使当麦克风端口面向外界而不是耳道时可以更少地暴露于耳垢。提供栅格，即使其不能有效地保护以防止湿气进入。

【0014】对于适配有易于移除的耳垢防护件的助听器而言，具有如下风险：耳垢防护件意外丢失，或者使用者移除耳垢防护件但没有***新的，例如如果他或她没有可替换的。当使用没有耳垢防护件的助听器时，耳垢可能进入软管内更深处并且最终进入接收器，从而阻塞接收器膜或者堆积在一体的声音过滤器(如果存在的话)上。如果耳垢防护件不能有效作用，即如果其是开放的使得耳垢能穿过，则也会发生相同情况。在任一情况下，结果都将是昂贵的维修工作，其包括拆除或更换接收器。可估计的是，主要比例的助听器维修问题是涉及耳垢或湿气进入到输出端口内。

【0015】提供带有外部声音过滤器的接收器使得逻辑复杂。声音过滤器通常用于校正接收器的声音伪像(acoustic artifact)。声音过滤器通过吸收声音能量来工作，例如用于使谐振峰值衰减或者使频率响应成形。声音过滤器必须被制成适合具体接收器以便提供具有最小声音能量损失的满意成形。

【0016】为了逻辑原因，如果所有类型的助听器使用标准耳垢防护件，则变得更加容易。然而，标准耳垢防护件必须是声学透过的以便不会吸收能量并且不会以不可控方式使得所需的声音输出失真。过滤器是声学透过的这一要求与过滤器提供阻碍耳垢和湿气的有效屏蔽件这一考虑相抵触。因此，一般耳垢防护件不能有效地防止湿气的进入。

发明内容

【0017】本发明在第一方面提供根据权利要求1的助听器。

【0018】提供了带有屏蔽元件的助听器，其将优异声学特性结合到阻止耳垢和湿气进入的优异屏蔽特性上。屏蔽元件可以被集成到耳垢防护件上，或者可以被配置成与耳垢防护件串联从而提供额外的防御线路。

【0019】根据一个实施例，屏蔽元件具有多个通孔，每个孔的直径d小于100微米。在圆形开口的情景中，该直径是公知的。在非圆形横截面的孔的案例中，直径表明了最大的横截面直径。

【0020】孔提供了用于传送声音的开口。小尺寸的孔防止了流体通过。

【0021】根据一个实施例，屏蔽元件包括带有外部表面的板材，所述外部表面是使用憎水物质采用分子气相沉积被涂覆的表面。合适物质是例如全氟烷基硅烷或烷基硅烷等的硅烷。通过在硅烷上和在表面上的烃基之间的反应使得硅烷被化学附着在表面上，从而形成自组分子层(SAM，self assembled monolayer)。

【0022】根据一个实施例，屏蔽元件包括带有已被微结构化的外部表面的板材。本发明人已经发现，微结构化表面可增强防水特性。这里使用的术语外部表面指大体朝向助听器外部的环境的表面，其与朝向助听器的内部零件的表面相反。

【0023】根据一个实施例，屏蔽元件被适配在耳机内部从而不可由一般使用者触及。这减小了屏蔽元件丢失的可能性，并且从而保护了更昂贵的内部零件。

【0024】根据一个实施例，在端口内的耳垢防护件被配置在屏蔽元件的声学下游。这将耳垢防护件首先放置在线路中以收集耳垢，并且这是有利的因为是易于更换的零件。

【0025】根据一个实施例，声音过滤器被配置在屏蔽元件的声学上游。从而屏蔽元件不与声音过滤器的预计功能相干涉。

【0026】从从属权利要求中可显而易见到其他有利特征。

【0027】本发明在第二方面提供如权利要求9所述的助听器。

【0028】在本文中，具有超过120°的与水的接触角的表面被命名为超憎水的。可以通过选择适当材料并提供具有高空含量的微表面结构来制造合适的表面。

【0029】对于本领域的技术人员而言，从下述说明中可显而易见到本发明的其他目的，在下述说明中本发明将被更详细地解释。

附图说明

【0030】通过示例的方式，示出并描述了本发明的一个优选实施例。可以意识到，本发明能够具有其他不同实施例，并且它的若干细节能够在不背离本发明的情况下在各种显而易见的方面进行变型。因此，附图和说明本质上将作为图释性的而不是限制性的。附图中：

图1示出了一个助听器；

图2示出了根据本发明的第一实施例的包括输出端口和一个屏蔽元件的助听器的部分截面图；

图3示出了根据本发明的第一和第二实施例的包括输出端口和两个屏蔽元件的助听器的部分截面图；

图4示出了包括声音进入端口的助听器的部分截面图；

图5示出了在表面上具有小接触角的液滴的截面图；

图6示出了在表面上具有大接触角的液滴的截面图；

图7示出了根据本发明的一个实施例的屏蔽元件的平面图；

图8示出了根据本发明的另一实施例的屏蔽元件的截面图。

具体实施方式

【0031】首先参考图1做出说明，图1示出的助听器1大体包括外壳2、面板3、盖5、声音进入端口6和声音输出端口7。助听器1适于被定位在使用者的耳道内，且声音输出端口7朝向使用者的鼓膜。

【0032】现在参考图2和图3做出说明，图2和图3作为示例示出了根据本发明的屏蔽元件的放置和使用。

【0033】图2示出了助听器1的声音输出节段，其包括接收器主体19、用于电连接的导线22、容纳声音过滤器21的接收器插头20以及管子或软管13，该管子或软管13以在外壳2内的口径连接接收器插头20，并且该管子或软管13限定声音输出端口7。根据本发明的第一实施例，屏蔽元件以耳垢防护件8的形式被***软管13内，该耳垢防护件8包括具有通孔10的圆柱形主体9，其在一端被耳垢阻滞滤网11部分地闭合。在相反端该圆柱形主体9具有环状轴环(round-going collar)44，当处于***位置内时该环状轴环44邻接抵靠外壳2的端壁部分。通过在圆柱形主体9上的环形缘(annular bead)38，耳垢防护件8摩擦地接合管子13，并且因此在使用助听器1时耳垢防护件8被保持在适当位置内。

【0034】当一定数量的耳垢被堆积在耳垢防护件8内以至于显著地降低了来自接收器的声音输出时，使用者使用施放器(未示出)来移除耳垢防护件8并且将其替换成新的耳垢防护件。可以从WO-A1-00/03561中获得耳垢防护件和施放器的进一步细节。

【0035】图3示出了根据本发明第二实施例的具有保护帽14形式的屏蔽元件的助听器1的声音输出节段，其中该保护帽14被安装在接收器插头20或软管13内。保护帽14包括在支撑环40内的接收器保护滤网39。保护帽14用作附加屏蔽件来保护接收器以挡住因某些原因进入管子13的耳垢或汗。例如，如果在使用助听器1时耳垢防护件8从声音输出端口7掉出，则可能发生耳垢或汗进入管子的情况。此外，使用保护帽14在下述情形下是有利的：使用者没有耳垢防护件但是仍需要使用助听器；或者使用者仅忘记***耳垢防护件。因此，保护帽14将最小化因耳垢和汗的入侵而导致的接收器故障的可能性。

【0036】与可更换的耳垢防护件8相反，保护帽14是助听器的内部部件，并且因此不能被使用者拆卸。

【0037】图4示出了助听器1的子组件，其主要由电子模块4、麦克风适配器41和盖5组成。麦克风适配器41包括被麦克风栅格26部分地覆盖的声音进入端口6、声音进入导管25、麦克风插头24、垫圈43、麦克风端口45以及麦克风23。根据本发明的第三实施例，麦克风适配器41进一步包括麦克风保护滤网42形式的屏蔽元件，该麦克风保护滤网42被置于麦克风23附近。图4中，麦克风保护滤网42被置于正好在麦克风插头24的外部。

【0038】如下面更详细描述中所解释的，滤网11、接收器保护滤网39以及麦克风保护滤网42的表面被改性成对于水性和油性物质具有改进的屏蔽特性。屏蔽元件的主要功能是保护接收器19和麦克风23免受因如耳垢、水或汗的侵入而造成的潜在损害。

【0039】本文中对于水性和油性物质具有改进的屏蔽特性意味着屏蔽元件表面具有排斥这些物质的改进的能力。大体而言，以润湿方面来确定固体表面排斥液体物质的能力。

【0040】固体被液体润湿的定量测量是接触角，该接触角被几何定义为由在液、气和固交界的三相界面处的液体形成的内部角。在图5中θ_n表示在正常未处理表面上水滴的接触角，并且在图6中θ_n表示在改性表面上水滴的接触角。

【0041】在90°以下的接触角值表明液体在固体表面上展开，在这种情况下液体被称为浸润了固体。如果接触角大于90°时，液体改为意于在固体表面上形成液滴并且被称为呈现不浸润特性。

【0042】在该术语中，接触角越大则表面排斥具体物质的能力就越好。如图5所示，对于未处理表面，接触角通常小于90°。本领域公知的是使用憎水层来涂覆固体可以增大接触角并且从而获得憎水表面。这样的表面涂层可以典型地将水的接触角增大到大约115-120°。

【0043】本发明人已经发现，某些材料表面的结构改性可以改进材料排斥水性和油性物质的能力。本发明人还进一步发现，结构改性和涂层的结合可以显著地改进表面的屏蔽性能。图6示出了在根据本发明被改性的表面上的水滴。被增大的接触角大大超过90°。事实上，如下述文件所述，当通过结构化和涂层的结合来改性表面时，水对于多种材料的接触角均超过145°。获得的表面特征可以被称为超憎水。除了超憎水表面特征之外，改性的材料还获得超憎油表面特征，其在以下描述中同样将显而易见。

【0044】现在将由表面结构开始更具体地描述屏蔽元件表面改性。

【0045】表面结构化优选地被实现在横坐标(lateral scale)上，该横坐标远大于原子和分子以及晶粒或其他次纳米结构的特征尺寸。横坐标的上限将典型地是10微米数量级或更大。纵横比典型地是大约1:1或更大。

【0046】应用结构可以在某个空间带宽内是周期的、准周期的或随机的。

【0047】空间带宽被定义为结构的横坐标的往复波数的范围，其中该波数被定义为周期结构的横向波长的往复值。该结构被应用到屏蔽元件表面的至少一部分上。

【0048】可以通过大量方法来施行表面结构化，例如通过使用热交互作用或非热交互作用的表面激光处理。可以被用于表面结构化的激光的非限制性示例是CO₂激光、例如Nd:YAG的固态激光、皮秒激光和飞秒激光。

【0049】也可以应用在微/纳电子或微/纳机械电子***的制造中使用的工艺以及其他蚀刻或机械电子工艺。

【0050】针对图7做出说明，图7是根据本发明的通过显微镜观察的激光结构化的屏蔽元件表面的示例。

【0051】可以使用气相纳米涂层工艺来施加涂层。该工艺基于使用硅烷将憎水涂层施加到表面上，其中该硅烷例如全氟烷基硅烷(perfluoroalkylsilane)或烷基硅烷。通过在硅烷上和在表面上的羟基之间的反应将硅烷化学地附着在表面上，从而形成自组分子层。

【0052】首先，通过使用例如氧等离子的等离子处理来使被涂覆的材料产生活性。等离子处理既用来清洁表面又用来通过将羟基引入到表面内而使得表面具有活性。

【0053】优选地，之后可以沉积粘着层，该粘着层通过产生更多的羟基来进一步增强表面的活性，并且加入催化剂可以促进粘着层的沉积。对于非金属基体以及玻璃和一些金属而言，该步骤是必要的，以便产生牢固的涂层。

【0054】在最后的步骤中，之后硅烷与带有或不带有粘着层的活性表面起反应。优选地，加入催化剂以促进硅烷的沉积。

【0055】优选地使用气相反应方案来沉积硅烷和粘着层。优选地，设备被设计成具有反应室和容纳使用的不同化学物质(硅烷、粘着层母体和催化剂)及远程等离子源的分立储存器。精确数量的不同化学物质从每个储存器中被蒸发进入蒸汽室，一旦到达蒸汽室内的特定压力则蒸汽从该蒸汽室被喷射入反应室中。每个储存器和蒸汽室之间以及蒸汽室和反应室之间的连接被阀门控制。如果必要的话，可以加热储存器和传输线路从而促进蒸发并且避免在传输线路中的冷凝。同样，也可以加热反应室。

【0056】最初，***被泵吸从而在反应室、传输线路和蒸汽室中内保持低压。之后，中止泵吸并且允许储存器中的化合物蒸发进入蒸汽室。一旦蒸汽室内到达预定压力则通过蒸汽室和反应室之间的压差作用将蒸汽喷射入反应室内。一旦完成反应步骤，则反应室、传输线路和蒸汽室被泵吸，之后可以开始一个新的反应循环。

【0057】可以使用其他气相沉积方案，但是上述设定具有如下优点：粘着层的等离子活化、沉积以及硅烷的沉积均在同一设备内以自动方式被执行，并且在单独步骤之间不需要使用者干涉。此外，精确控制化学物质进入反应室的喷射量以及控制反应室内总压力可有利于获得在结构和表面结合方面均为高质量的涂层。

【0058】可选择地，在等离子活化之后，可以在液体溶液中以与上述相同的沉积步骤执行工艺。然而，气相沉积是优选技术，而液相沉积更麻烦并且需要几个漂洗步骤。

【0059】同样，硅烷在液相中的聚合产生的副产品可以经由物理吸附而没有化学结合从而仅被沉积在表面上，因而导致低质量涂层和不能再现的涂层厚度。

【0060】可以在全部屏蔽元件表面上应用结构化和/或涂层，或者可以仅在部分屏蔽元件表面上应用结构化和/或涂层。对于在紧邻孔处的至少部分表面进行受控结构化是特别有利的。

【0061】针对图8做出说明，图8图示了具有外部表面16的屏蔽物15，根据本发明的一个实施例，该外部表面被结构化并被涂覆。该表面的特征是方波状轮廓，该方波状轮廓具有交替的峰28和槽29，其可以使用峰高32、峰宽30和槽宽31来描述。部分表面进一步具有涂层33。

【0062】针对带有不同表面结构的不同材料，已经测试了屏蔽性能。使用飞秒激光在聚四氟乙烯(

)上制造六边形图案列。在底部的列宽近似40微米并且间距大约40微米。每列具有由消融工艺产生的显微结构，该消融工艺是非热工艺。这确保了表面张力不会使得表面局部变平。典型地，占空因数小于50％。占空因数被定义为留下的材料的量与从表面层移除的材料的量之间的比。平均激光功率是100mW，脉冲重复频率是6kHz，光波长是775nm，并且脉宽是150fs。在包括涂层的处理之后，可以观察到接触角从大约115度增大到大约150度。

【0063】使用聚乙烯

可从荷兰海尔恩市(Heerlen)的DEXPlastomers v.o.f.获得)执行等价实验。平均激光功率是50mW。观察到接触角具有更加生动的变化。在不锈钢上执行实验同样具有等价结果。在这个案例中平均激光功率是275mW。在钢上实验也产生相似结果，其中该钢具有随形成直径80微米的孔而产生的随机结构。

【0064】在下表中显示了在不同表面上水和橄榄油获得的接触角。橄榄油可以被看作代表性的液体耳垢。

【0065】净表面经过10分钟的氧等离子处理。使用波长为775nm且获得的峰高为25微米的飞秒激光来产生结构化表面。通过分子气相沉积来涂覆表面。

表1.水的接触角

表2.橄榄油的接触角

 

基体	净表面(°)	结构化表面(°)	被涂覆表面(°)	结构化且被涂覆表面(°)
					钢	-	-	80±5	105±5
PE(Stamylex)	-	-	80±5	130±5

【0066】水和橄榄油的接触角的大的相对增大指出了不同材料的改性表面已经变得超憎水且超憎油。

【0067】所述表面改性可以被应用到传统耳垢防护件或过滤元件上，例如通过使用预定义轮廓来压印过滤器区域内的材料。然而，优选地，根据上述被结构改性并且被涂覆的多孔金属或者聚合物箔可被结合到支撑框架中从而获得根据本发明的具有改进的憎水和憎油特性的屏蔽元件。这可以通过，例如在支撑框架内铸造多孔箔来实现。可选择地，激光焊接、胶粘或其他合适的工艺可以被应用以结合多孔箔。

【0068】为了屏蔽元件能够满足声学透过性的需要，其可以被成尺寸为在相关频率范围内跨过滤网的声学阻尼最大3dB。这样的屏蔽元件的一个示例见WO-A1-00/03561。

Claims (14)

1.助听器，其包括接收器、输出端口、用于将声音传递到所述输出端口的导管以及屏蔽元件，其中该屏蔽元件适于隔挡住耳垢和潮气的进入并且是声音透过性的。

2.根据权利要求1所述的助听器，其中所述屏蔽元件具有多个通孔，每个所述孔的直径d小于200微米。

3.根据权利要求1所述的助听器，其中所述屏蔽元件具有多个通孔，每个所述孔的直径d小于100微米。

4.根据权利要求1所述的助听器，其中所述屏蔽元件包括带有外部表面的板材，所述外部表面是使用憎水物质采用分子气相沉积而涂覆的表面。

5.根据权利要求1所述的助听器，其中所述屏蔽元件包括带有已被微结构化的外部表面的板材。

6.根据权利要求1所述的助听器，其中所述屏蔽元件被适配在耳机内从而不可被一般使用者触及。

7.根据权利要求1所述的助听器，其包括在所述端口内的耳垢防护件，该耳垢防护件被配置在所述屏蔽元件的声学下游。

8.根据权利要求1所述的助听器，其包括被配置在所述屏蔽元件的声学上游的声音过滤器。

9.用于助听器的屏蔽元件，该屏蔽元件包括具有外部表面的板材以及用于声音的横向传播的贯通开口，其中第一表面是超憎水的。

10.根据权利要求9所述的屏蔽元件，其中所述贯通开口包括孔，每个所述孔均具有小于200微米的直径d。

11.根据权利要求9所述的屏蔽元件，其中所述贯通开口包括孔，每个所述孔均具有小于100微米的直径d。

12.根据权利要求9所述的屏蔽元件，其包括带有外部表面的板材，所述外部表面是使用憎水物质采用分子气相沉积而涂覆的表面。

13.根据权利要求9所述的屏蔽元件，其包括带有已被微结构化的外部表面的板材。

14.根据权利要求9所述的屏蔽元件，其中所述外部表面具有至少60％的含气量。

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