DK159190B - Oereprop til stoejbeskyttet kommunikation mellem brugeren af oereproppen og omgivelserne - Google Patents

Description

DK 159190 B

Opfindelsen angår en øreprop til indsætning i øregang og beregnet til med to fra hinanden adskilte akustiske systemer bestående af en for aflytning passende telefonenhed samt en mikrofonenhed at give bruge-5 ren af øreproppen mulighed for at føre såvel simplex som duplexsamtale med en anden person i støj fyldte omgivelser.

Der findes talrige situationer, hvor en person skal arbejde i omgivelser, hvor der er kraftig 10 støjgene. Der kan eksempelvis være tale om arbejde i et maskinrum eller i umiddelbar nærhed af et fly, hvis motorer er en særdeles kraftig støjkilde.

For at give den pågældende person mulighed for trods støjgene at udføre arbejdet har man anvendt di-15 verse foranstaltninger. Eksempelvis forsynes en fly-dispatcher med øreværn og med en håndbåren radiosender/ modtager. Denne løsning er ikke særlig praktisk, dels fordi radioapparatet skal bæres i hånden (eller på kroppen), dels og især fordi selve mikrofonen på radio-20 senderen også påvirkes af støjen.

Man har derfor udviklet diverse konstruktioner, hvor man anvender en øreprop som har en dobbelt funktion, nemlig dels gennem en kanal i øreproppen af velkendt konstruktion fra bl.a. høreapparater, at afgive 25 lydbølger til brugeren af øreproppen, dels at benytte telefonen som højimpedanset mikrofon for at detektere de lydsignaler, som via brugerens otolaryngosystem overfører egen stemme til mellemøret og ud gennem trommehinden til den som mikrofon anvendte telefon. Som ek-30 sempel herpå kan der henvises til PCT/ AU83/00039-WIPO 83/03733.

Det deri beskrevne oto-laryngo-kommunikations-system er baseret på brugen af en øreprop med indbygget mikrofon indrettet til at detektere vibrationerne i 35 luftsøjlen mellem øreproppen i øregangen og brugerens trommehinde og mellemøre, og det angives i nævnte PCT- 2

DK 159190 B

ansøgning, at man anvender en mikrofon med "høj impedans", mindst 1000 Ohm, fortrinsvis mere end 2000 Ohm ved 1kHz.

Det beskrevne systems funktion beror på den an-5 tagelse, at den af høj impedansmikrofonen detekterede audioenergi, som via knogleledningen bliver overført til mellemøret, som følge af øreproppens aflukning af øregangen giver en tilsigtet støjdæmpning af hulrummet foran trommehinden, 10 Formålet med opfindelsen er at angive en øre prop, der udviser en lydgengivelse af højere kvalitet og med større dæmpning af støj, end det er kendt fra de føromtalte ørepropper.

En øreprop af den indledningsvis angivne art 15 adskiller sig fra den kendte teknik ved, at proppen er indrettet til under indsætning i øregangen at komme i tætsluttende anlæg mod øregangen mod øregangvæggen, dels ved den mod trommehinden vendende ende, hvor proppen via øregangvæggen ligger an mod det 20 omkringliggende knogleparti, dels ved den modstående ende, hvor proppen via øregangvæggen ligger an mod det omkringliggende væv, at øreproppen i sin midterste del mellem sine to ender har sin yderflade beliggende i afstand fra øregangvæggen således, at der på det på-25 gældende sted er dannet et hulrum, og at der i øreproppen findes midler til overførsel af lydsignal, dels fra endefladen af proppen ved udgangen af øregangen til endefladen af proppen ved dens mod trommehinden vendende ende, dels fra nævnte hulrum til proppens en-30 deflade ved udgangen af øregangen.

Opfindelsen beror på den erkendelse, at det ikke er særlig hensigtsmæssigt at basere mikrofonens funktion på knogleledning via mellemøre og trommehinde, og at der opnås langt bedre resultater ved at udnytte lyd-35 ledning til det bløde væv, der omgiver øregangen, udvendigt i forhold til øregangens indvendige overflade ved den benede del og til et passende sted,inden den

DK 159190 B

3 går over i det ydre øre. De målinger, der er foretaget under udvikling af nærværende opfindelse viser, at man for brugerens egen stemme opnår en lydgengivelse af høj kvalitet og for udefra kommende støj opnår en dæmpning 5 på op til 40 dB.

Por at opnå tætslutning mellem øreproppen og øregangvæggen på det sted, hvor øregangen går over fra den hårde benstruktur til den bløde del foreligger der ifølge opfindelsen diverse hensigtsmæssige løsninger.

10 Øreproppen kan i det mindste delvis bestå af en ved afstøbning frembragt kerne, der ved proppens ender har et overtræk af blødt, elastisk materiale til anlæg mod øregangvæggen.

Øreproppen kan også i sin helhed bestå af blødt 15 elastisk materiale. Der kan eksempelvis være tale om PVC-skummateriale.

Da der faktisk kun behøves tætslutning ved proppens inderste ende og ved dens udgangsende, kan nævnte overtræk af blødt, elastisk materiale hensigtsmæssigt 20 være i form af to ved hver sin ende af proppen og i dennes yderflade indlagte O-ringe af nævnte skummateriale.

For at forstærke lydledningseffekten fra det omkring øregangen liggende bløde væv kan det nævnte 25 hulrum hensigtsmæssigt være dannet ved, at der i øreproppens yderflade og mellem dennes to ender, er tilvejebragt en rundtgående udsparing, der set i radial retning i forhold til øreproppens akseretning har lille dybde i forhold til udstrækningen af udsparingen i 30 proppens længderetning. Herved opnår man, at lydbølgerne fra det bløde væv forplanter sig i hulrummet i retning vilkelret på hulrummets bundflade således, at den smalle kanal fra bunden af hulrummet - kanalens tværsnitsareal er jo lille i forhold til hulrumsbundarealet 35 - overfører lydtrykbølger med større amplitude ved for stærkning af lydbølgerne i den smalle kanal.

4

DK 159190 B

Medens hulrummet kan være fyldt med luft kan det hensigtsmæssigt også være fyldt med væske. I så fald kan der i bunden af udsparingen være indlagt en folie til tilbageholdelse af væsken i udsparingen.

5 For yderligere at beskytte signalet fra udspa ringen mod eventuel reststøj, der måtte trænge ind kan det ifølge opfindelsen være hensigtsmæssigt, at folien er en lydtrykfølsom folie af piezoelektrisk eller pie-zoresistivt materiale, og at der i proppen findes 10 mindst to elektriske lederbaner til overføring af elektrisk signal fra den lydtrykfølsomme folie til øreproppens udvendige endeflade.

En øreprop ifølge opfindelsen kan yderligere være ejendommelig ved, at proppen ved sin udvendige ende-15 flade er udformet med eller indrettet til sammenkobling med et hoved, indrettet til dels at afgive udefra kommende signaler til trommehinden via den langsgående kanal, dels at modtage talesignaler fra hulrummet og føre dem videre til en enhed af i og for sig kendt art 20 til kommunikation med omgivelserne.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 er et konventionelt snit gennem et menneskes øre med indlagt øreprop ifølge opfindelsen, 25 fig. 2 viser selve øreproppen i øregangen, og fig. 3 øreproppen set udefra i den ved pilene A-A angivne retning.

Fig. 1 viser et ganske konventionelt snit gennem et menneskes øre. Ved 1 vises auriklen, ved 2 øregan-30 gen, ved 3 trommehinden, ved 4 den del af hovedets knoglestruktur, der omgiver en del af øregangen 2 og ved 5 det bløde væv, der omgiver den resterende del af øregangen 2 frem til selve auriklen 1. De øvrige dele af det indre øre behøver ikke her at omtales nærmere, 35 da de ingen særlig betydning har for forståelse af opfindelsen.

* »

DK 159190 B

5 I øregangen 2 er der indsat en øreprop 6 i henhold til opfindelsen.

Fig. 2 viser selve øreproppen 6 indsat i øregangen 2, idet man i fig. 2 for overskuelighedens skyld 5 har udeladt de øvrige dele af øret, og kun vist proppen, øregangen og trommehinden 3.

Øreproppen 6, som har aflang form, kan principielt tilvejebringes ved i og for sig konventionel afstøbning hos vedkommende bruger således, at der i 10 hovedsagen er formmæssig tilpasning til brugerens øregang-facon.

Ved den mod trommehinden 3 vendende ende 6a af øreproppen - denne ende befinder sig hensigtsmæssigt i en vis afstand fra trommehinden 3 - er øreproppen såle-15 des udformet (dette beskrives nærmere senere), at den slutter tæt eller i hovedsagen tæt til den del af øregangvæggen 2a, der direkte ligger an mod overgangen 4a til den bløde del 5. Den zone af øreproppen, hvor denne slutter sig tæt til øregangvæggen 2a og til over-20 gangsstykket 4a mellem den benede del og den bløde del er vist med dobbeltskravering i fig. 1 og ses tydeligere - ligeledes med dobbeltskravering - i fig. 2.

I den bort fra trommehinden 3 vendende ende og umiddelbart ud for udgangen af øregangen er øreproppen 25 6 udformet med et hoved 7, der som det forklares nærme re senere har til formål, at muliggøre tilkobling af øreproppen til en signalsender/modtager.

Umiddelbart bag øreprophovedet 7 er øreproppen 6 således udformet, at den som ligeledes antydet med dob-30 beltskravering slutter sig tæt eller i hovedsagen tæt til øregangvæggen 2a i området 6b.

Mellem de to ender 6a og 6b af øreproppen er der rundt om øreproppen 6 tilvejebragt en udsparing 8 således, at øreproppen, indsat i øret, ikke slutter sig tæt 35 til ørevæggen 2a og at bundfladen i denne udsparing 8 befinder sig i afstand fra øregangvæggen.

6

DK 159190 B

Igennem hele øreproppen 6 er der tilvejebragt en central kanal 9, der fra øreproppens mod trommehinden 3 vendende endeflade strækker sig til øreprophovedet 7 og munder ud ved en åbning 9a, jfr. også fig. 3.

5 Fra bunden af udsparingen 8 rundt om øreproppen og i hovedsagen fra den midterste del af denne udsparing er der mindst én og fortrinsvis flere langsgående kanaler 10, der i øreprophovedet 7 munder ud ved tilsvarende udgangsåbninger lOa-lod.

10 Øreprophovedet 7 er indrettet til forbindelse med en på tegningen ikke-vist kapsel, der indbefatter en lydsignalgiver placeret ud for den centrale kanal 9 i øreproppen og en signaloptager koblet til kanalen eller kanalerne 10.

15 Virkemåden for øreproppen ifølge opfindelsen skal nu forklares nærmere.

En øreprop indsat i øregangen slutter som nævnt sig tæt til overgangsstykket 4a mellem den benede del og den bløde del, via øregangvæggen 2a ved enden 6a af 20 proppen og ligeledes tæt til det omkringliggende, bløde væv 5, via øregangvæggen 2a, ved enden 6b af proppen.

Lydsignalgiveren, der f.eks. modtager et elektrisk signal fra en indbygget radiomodtager, afgiver lydbølger til kanalen 9, der overfører disse lydbølger 25 til trommehinden 3. Det forstås, at disse lydbølger fra lydsignalgiveren ved øreprophovedet 7 til trommehinden forplanter sig i planer, der strækker sig vinkelret på kanalen 9's akse og dermed også i hovedsagen vinkelret øregangens akse.

30 På grund af tætslutningen ved enderne 6a og 6b af øreproppen 6 og på grund af selve øreproppens struktur (beskrives nærmere senere) vil den allerstørste del af et støj signal, der fra en nærliggende kraftig støjkilde (f.eks. et jetflys motor), der normalt vil være 35 stærkt generende for vedkommende person, blive dæmpet meget væsentligt.

7

DK 159190 E

Vi har tidligere nævnt, at det for opfindelsen afgørende forhold er, at lyden fra egen stemme for det meste overføres via det bløde væv 5 ud for udsparingen 8 i øreproppen 6. Lydbølgerne fra en sådan lyd (fra 5 egen stemme) vil forplante sig i retning vinkelret på ørepropkanalen 9's akse og det lille hulrum (udsparingen 8 har lille dybde i forhold til sin aksiale udstrækning) har en forstærkende virkning, således at lydbølgerne (fra egen stemme) forplanter sig videre i 10 de langsgående kanaler 10 og frem til en i kapslen ved øreprophovedet 7 indbygget lydmodtager, der f.eks. kan være en mikrofon med tilhørende elektrisk eller elektromagnetisk signalgiver, f.eks. en radiosender.

Vi skal nu se nærmere på, hvorledes selve øre-15 proppen 6 kan udformes.

Proppen 6 kan tilvejebringes ved afstøbning tilpasset den individuelle øreform. Til denne afstøbning kan man anvende gængse plastmaterialer af den art, der anvendes til almindelige høreapparater. Til opnåelse af 20 tætslutning ved de to ender 6a og 6b af øreproppen 6 kan der ved støbning eller ved en efterfølgende operation (varmepresning, fræsning, m.v.) tilvejebringes to rundtgående noter - en i begge ender af proppen -hvorpå der i begge noter anbringes en O-ring af blødt, 25 elastisk materiale. Der kan eksempelvis være tale om PVC-skummateriale til støjbeskytter, fremstillet af firmaet E.A.R. i .U.S.A. Dette materiale kan sammenpresses kraftigt og ekspanderer derefter og genvinder sin normale form i løbet af nogle få sekunder.

30 Som en anden mulighed kan størstedelen af øre proppen udformes af et sådant materiale, men for dog at undgå tillukning af kanalerne 9 og 10 under sammenpresning kan disse kanaler dannes af smalle rør af ikke sammenpresseligt materiale således, at der opretholdes 35 lydmæssig kontinuitet gennem kanalerne.

Hulrummet, d.v.s. udsparingen 8 kan være fyldt med luft, men den kan også være fyldt med et væskelag

Claims (13)

1. * DK 159190 B med tilhørende hinde til tilbageholdelse af væsken ved udsparingen eller ved kanalerne 10's munding I0a-l0d. Det er også muligt at opfange lyden (fra egen stemme) direkte ved bunden af udsparingen 8 gennem en i 5 denne bund indlagt folie af piezoelektrisk eller piezo-resistivt materiale således, at omdannelsen af akustisk til elektrisk signal direkte finder sted ved selve udsparingen. I så fald vil der i øreproppen indbygges en elektrisk ledende bane til overføring af det elek-10 triske signal til øreprophovedet og den tilhørende signalsender. 15 1. Øreprop til indsætning i øregang og beregnet til med to fra hinanden adskilte akustiske systemer bestående af en for aflytning passende telefonenhed samt en mikrofonenhed at give brugeren af øreproppen mulighed for at føre såvel simplex som duplexsamtale med en 20 anden person i støj fyldte omgivelser kendetegnet ved, at proppen (6) er indrettet til under indsætning i øregangen (2) at komme i tætsluttende anlæg mod øregangvæggen (2a), dels ved den mod trommehinden' (3) vendende ende (6a), hvor proppen (6) via øregang-25 væggen ligger an mod det omkringliggende knogleparti (4a), dels ved den modstående ende (6b), hvor proppen (6) via øregangvæggen (2a) ligger an mod det omkringliggende væv, at øreproppen (6) i sin midterste del mellem sine to ender (6a, 6b) har sin yderflade belig-30 gende i afstand fra øregangvæggen således, at der på· det pågældende sted er dannet et hulrum (8), og at der i øreproppen (6) findes midler til overførsel af lyd, dels fra endefladen af proppen (6) ved udgangen af øregangen (2) til endefladen af proppen ved dens mod trom-35 mehinden (3) vendende ende (6a), dels fra nævnte hulrum (8) til proppens endeflade ved udgangen af øregangen (2). DK 159190 B
2. 2. Øreprop ifølge krav 1, kendetegnet ved, at øreproppen i det mindste delvis består af en ved afstøbning frembragt kerne, der ved proppens ender (6a, 6b) har et overtræk af blødt, elastisk materiale 5 til anlæg mod øregangvæggen.
3. 3. Øreprop ifølge krav 1, kendetegnet ved, at øreproppen (6) består af blødt, elastisk materiale.
4. 4. Øreprop ifølge krav 2 eller 3, kende- 10 tegnet ved, at nævnte materiale er et elastisk sammentrykkeligt og ekspanderbart materiale, fortrinsvis PVC-skummateriale.
5. 5. Øreprop ifølge krav 2 og 4, kendetegnet ved, at nævnte overtræk af blødt, elastisk mate- 15 riale er i form af to ved hver sin ende (6a, 6b) af proppen (6) og i dennes yderflade indlagte O-ringe af nævnte skummateriale.
6. 6. Øreprop ifølge krav 1, kendetegnet ved, at nævnte hulrum er dannet ved, at der i øreprop- 20 pens (6) yderflade og mellem dennes to ender (6a, 6b) er tilvej ebragt en rundtgående udsparing (8), der set i radial retning i forhold til øreproppens akseretning har lille dybde i forhold til udstrækningen af udsparingen (8) i proppens længderetning. 25
7. 7. Øreprop ifølge krav 1, kendetegnet ved, at nævnte midler til lydoverførsel udgøres af dels en langsgående kanal (9) fra proppens udvendige endeflade til dens mod trommehinden (3) vendende endeflade, dels mindst én kanal (10), der strækker sig langsgående 30 fra bunden af udsparingen (S) til øreproppens udvendige endeflade.
8. 8. Øreprop ifølge krav 3 og 7, kendetegnet ved, at nævnte kanaler (9, 10) udgøres af smalle rør af ikke eller i hovedsagen ikke sammentrykkeligt 35 materiale, hvilke rør er indlagt eller indstøbt i øreproppens bløde, elastiske materiale. * DK 159190 B
9. 9. Øreprop ifølge ethver af de foregående krav, kendetegnet ved, at hulrummet i udsparingen (8) er fyldt med luft.
10. 10. Øreprop ifølge ethver af kravene 1-9, k e n -5 detegnet ved, at udsparingen (8) er fyldt med væske.
11. 11. Øreprop ifølge krav 10, kendetegnet ved, at der i bunden af udsparingen (8) er indlagt en folie til tilbageholdelse af væsken i udsparingen (8). 10
12. 12. Øreprop ifølge krav 11, kendetegnet ved, at folien er en lydtrykfølsom folie af piezoelek-trisk eller piezoresistivt materiale, og at der i proppen (6) findes mindst to elektriske lederbaner til overføring af elektrisk signal fra den lydtrykfølsomme 15 folie til øreproppens udvendige endeflade.
13. 13. Øreprop ifølge ethver af de foregående krav, kendetegnet ved, at proppen ved sin udvendige endeflade er udformet med eller indrettet til sammenkobling med et hoved (7), indrettet til dels at af-20 give udefra kommende signaler til trommehinden (3) via den langsgående kanal (9), dels at modtage talesignaler fra hulrummet (8) og føre dem videre til en enhed af i og for sig kendt art til kommunikation med omgivelserne.