KR100896448B1

KR100896448B1 - Implantable microphone and hearing aid for implanting in the middle ear with the same

Info

Publication number: KR100896448B1
Application number: KR1020070047051A
Authority: KR
Inventors: 조진호; 박일용; 한지훈
Original assignee: 경북대학교 산학협력단
Priority date: 2007-05-15
Filing date: 2007-05-15
Publication date: 2009-05-12
Also published as: KR20080100967A

Abstract

본 발명은 이식형 마이크로폰 및 이를 포함하는 중이 이식형 보청기에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 이식형 마이크로폰은, 하우징, 멤브레인, ECM, 제1 실리콘 코팅막, 및 제2 실리콘 코팅막을 포함한다. 하우징은 상부 면의 일부에 설정된 부피를 갖도록 형성된 개구부를 포함한다. 멤브레인은 개구부가 형성된 영역을 포함하는 상기 하우징의 상부를 덮도록 설치되고, 외부의 소리 신호에 의해 진동한다. ECM은 상기 개구부 내에 장착되어, 상기 멤브레인이 진동함에 따라 상기 외부의 소리 신호를 수신하고, 수신된 소리 신호를 전기적인 신호로 변환하여 출력한다. 제1 실리콘 코팅막은 상기 멤브레인의 공진 주파수가 설정된 범위 내로 조절되도록, 상기 멤브레인의 일면에 형성된다. 제2 실리콘 코팅막은 인체의 중이(中耳)에 이식되는 진동자로부터 전달되는 진동을 흡수하도록, 상기 하우징의 노출된 외부 면 전체에 형성된다. 본 발명에 따른 이식형 마이크로폰 및 이를 포함하는 중이 이식형 보청기는 멤브레인의 상부면 및 하우징의 외부면에 형성된 실리콘 코팅막을 포함함으로써, 멤브레인의 공진 주파수를 조절하여 고주파수 대역의 소리 신호에 대한 감도를 증가시키고, 하울링 현상을 감소시킬 수 있다.The present invention relates to an implantable microphone and an ear implantable hearing aid comprising the same, wherein the implantable microphone according to the present invention includes a housing, a membrane, an ECM, a first silicon coating film, and a second silicon coating film. The housing includes an opening formed to have a volume set in a portion of the upper surface. The membrane is installed to cover the top of the housing including the area where the opening is formed, and is vibrated by an external sound signal. The ECM is mounted in the opening to receive the external sound signal as the membrane vibrates, convert the received sound signal into an electrical signal, and output the electrical signal. The first silicon coating layer is formed on one surface of the membrane such that the resonance frequency of the membrane is adjusted within a set range. The second silicon coating film is formed on the entire exposed outer surface of the housing to absorb vibrations transmitted from the vibrator implanted in the middle ear of the human body. The implantable microphone according to the present invention and the middle ear implantable hearing aid including the same include a silicon coating film formed on an upper surface of the membrane and an outer surface of the housing, thereby adjusting the resonance frequency of the membrane to increase sensitivity to a sound signal in a high frequency band. And howling phenomenon can be reduced.

멤브레인, 하우징, 실리콘 코팅막, 하울링 Membrane, housing, silicone coating, howling

Description

Implantable microphone and hearing aid for implanting in the middle ear with the same}

도 1은 종래의 이식형 마이크로폰에 포함되는 멤브레인(membrane)의 평면도이다.1 is a plan view of a membrane included in a conventional implanted microphone.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 이식형 마이크로폰의 단면도이다.2A and 2B are cross-sectional views of implantable microphones in accordance with one embodiment of the present invention.

도 3은 도 2a에 도시된 하우징의 사시도이다.3 is a perspective view of the housing shown in FIG. 2A.

도 4는 도 2a에 도시된 이식형 마이크로폰의 평면도이다.4 is a top view of the implantable microphone shown in FIG. 2A.

도 5는 도 2a에 도시된 이식형 마이크로폰의 사시도이다.5 is a perspective view of the implanted microphone shown in FIG. 2A.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이식형 마이크로폰의 평면도이다.6 is a plan view of an implantable microphone according to another embodiment of the present invention.

도 7은 도 6에 도시된 하우징의 사시도이다.FIG. 7 is a perspective view of the housing shown in FIG. 6. FIG.

도 8은 도 6에 도시된 이식형 마이크로폰의 단면도이다.8 is a cross-sectional view of the implantable microphone shown in FIG. 6.

도 9는 본 발명에 따른 이식형 마이크로폰과, 실리콘 코팅막을 포함하지 않는 이식형 마이크로폰의 유한 요소 해석(Finite Element analysis; FEA) 시뮬레이션의 결과를 각각 나타내는 그래프들이다.9 are graphs showing the results of finite element analysis (FEA) simulations of the implantable microphone according to the present invention and the implantable microphone not including a silicon coating film, respectively.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 이식형 마이크로폰을 포함하는 중이 이식형 보청기의 개략적인 구성의 확대 도이다.10 is an enlarged view of a schematic configuration of a middle ear implantable hearing aid including an implantable microphone according to an embodiment of the present invention.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

100 : 이식형 마이크로폰 110 : 하우징100: implantable microphone 110: housing

120 : ECM 130 : 멤브레인120: ECM 130: membrane

140 : 제1 실리콘 코팅막 150 : 하우징 캡140: first silicon coating film 150: housing cap

160 : 피드-쓰루 170a : 신호 전송 라인160: feed-through 170a: signal transmission line

180 : 제2 실리콘 코팅막 190 : 절연 테이프180: second silicon coating film 190: insulating tape

300 : 중이 이식형 보청기 301 : 신호 처리기300: middle ear implantable hearing aid 301: signal processor

302 : 진동자302: oscillator

본 발명은 이식형 보청기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 이식형 마이크로폰 및 이를 포함하는 중이(中耳) 이식형 보청기에 관한 것이다.The present invention relates to an implantable hearing aid, and more particularly, to an implantable microphone and a middle ear implantable hearing aid comprising the same.

일반적으로, 이식형 보청기는 고도 난청자들에게 적합하며, 중이를 대체하는 인공 중이 이식형과 내이를 대체하는 인공 내이 이식형(인공 와우형) 등으로 분류될 수 있다. 인공 중이 이식형 보청기는 통상적으로 전자 트랜스듀서형 진동자 또는 압전 트랜스듀서형 진동자 등과 같은 진동자와, 이식형 마이크로폰(microphone)을 포함한다. 이식형 마이크로폰은 난청자의 외이(外耳) 또는 측두골의 어느 한 부위에 이식되어, 외부의 소리 신호를 전기적 신호로 변환하여 출력한다. 여기에서, 이식형 마이크로폰의 감도는 공기 중에서 노출된 채로 사용되는 일반적인 마이크로 폰의 감도에 비하여 다소 떨어진다. 즉, 일반적인 마이크로폰의 감도는 가청 주파수의 전체 대역에서 일정하지만, 피하에 이식된 이식형 마이크로폰의 감도는 고주파수 대역(예를 들어, 3kHz~7kHz)에서 현저히 저하된다. 그 이유는 이식형 마이크로폰을 덮고 있는 피부에 의해 외부의 소리 신호가 감쇠되고, 그 감쇠된 소리 신호가 이식형 마이크로폰에 입력되기 때문이다.In general, implantable hearing aids are suitable for high hearing loss, and may be classified into artificial middle ear implants replacing the middle ear and artificial inner ear implants (artificial cochlear implant) replacing the inner ear. An artificial middle ear implantable hearing aid typically includes an oscillator, such as an electronic transducer type oscillator or a piezoelectric transducer type oscillator, and an implantable microphone. The implantable microphone is implanted in any part of the outer ear or temporal bone of the hearing loss, and converts an external sound signal into an electrical signal and outputs it. Here, the sensitivity of the implantable microphone is somewhat inferior to that of a typical microphone used while exposed in air. That is, the sensitivity of a general microphone is constant over the entire band of the audible frequency, but the sensitivity of the implanted microphone subcutaneously decreased significantly in the high frequency band (for example, 3 kHz to 7 kHz). This is because an external sound signal is attenuated by the skin covering the implanted microphone, and the attenuated sound signal is input to the implanted microphone.

이식형 마이크폰의 감도는 이식형 마이크로폰에 포함되는 멤브레인(membrane)과 밀접한 관계가 있다. 멤브레인은 외부의 소리 신호에 의해 진동하는 원형의 진동판으로서, 멤브레인의 진동에 의해 외부의 소리 신호가 마이크로폰에 전달된다. 한편, 이식형 마이크로폰의 전체적인 감도를 증가시키기 위해서는 멤브레인의 직경이 증가 되어야 한다. 하지만 멤브레인의 직경이 증가하면, 특정 주파수 대역, 특히, 고주파수 대역의 소리 신호에 대한 이식형 마이크로폰의 감도가 더욱 저하된다. 왜냐하면 멤브레인의 직경이 증가할 경우, 멤브레인의 고유 진동수가 감소하고, 멤브레인이 피부에 의한 고주파수 대역의 소리 신호에 대한 감쇠 영향을 더 많이 받게 되기 때문이다. 이처럼 피부에 의한 소리 신호의 감쇠 작용은 이식형 보청기의 고음부의 재생 능력을 현저히 저하시키는 원인이 된다. 따라서 이식형 마이크로폰의 감도를 증가시키면서, 피부에 의한 고주파수 대역의 소리 신호에 대한 감쇠 영향을 감소시키기 위해, 종래의 이식형 마이크로폰 내부에는 필터 회로가 설치되거나, 또는 도 1에 도시된 것과 같이 일면에 컴플라이언스 링(compliance ring)(11)이 형성된 멤브레인(10)이 설치된다. 하지만 필터 회로나 또는 컴플라이언스 링은 이식형 마이크로폰의 부피를 증가시킬 뿐만 아니라, 이식 형 마이크로폰의 제조 비용 및 제조 시간을 증가시킨다. 한편, 외부에서 음향 강도가 큰 레벨의 음향이 종래의 이식형 마이크로폰에 입력되거나, 또는 진동자의 이득이 높게 설정되어, 진동자로부터 발생하는 강한 진동이 종래의 이식형 마이크로폰을 진동시킬 때, 하울링(howling) 현상이 발생할 수 있다.The sensitivity of the implantable microphone is closely related to the membrane included in the implantable microphone. The membrane is a circular diaphragm vibrating by an external sound signal, and the external sound signal is transmitted to the microphone by the vibration of the membrane. On the other hand, in order to increase the overall sensitivity of the implanted microphone, the diameter of the membrane must be increased. However, as the diameter of the membrane increases, the sensitivity of the implanted microphone to sound signals in certain frequency bands, in particular high frequency bands, is further reduced. This is because as the diameter of the membrane increases, the natural frequency of the membrane decreases and the membrane is more attenuated by the skin in the high frequency band of the sound signal. This attenuation of the sound signal by the skin causes a significant decrease in the reproducing ability of the treble part of the implantable hearing aid. Therefore, in order to reduce the attenuation effect on the sound signal of the high frequency band by the skin while increasing the sensitivity of the implanted microphone, a filter circuit is provided inside the conventional implanted microphone, or as shown in FIG. The membrane 10 in which the compliance ring 11 is formed is installed. However, the filter circuit or compliance ring not only increases the volume of the implanted microphone, but also increases the manufacturing cost and manufacturing time of the implanted microphone. On the other hand, when a sound having a high sound intensity from the outside is input to a conventional implanted microphone, or the gain of the vibrator is set high, howling when a strong vibration generated from the vibrator vibrates the conventional implanted microphone. ) May occur.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 멤브레인의 상부면 및 하우징의 외부면에 형성된 실리콘 코팅막을 포함함으로써, 멤브레인의 공진 주파수를 조절하여 고주파수 대역의 소리 신호에 대한 감도를 증가시키고, 하울링 현상을 감소시킬 수 있는 이식형 마이크로폰을 제공하는 데 있다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention includes a silicon coating film formed on the upper surface of the membrane and the outer surface of the housing, thereby adjusting the resonance frequency of the membrane to increase the sensitivity to the sound signal of the high frequency band, reducing the howling phenomenon To provide an implantable microphone that can be.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 멤브레인의 상부면 및 하우징의 외부면에 형성된 실리콘 코팅막을 포함함으로써, 멤브레인의 공진 주파수를 조절하여 고주파수 대역의 소리 신호에 대한 감도를 증가시키고, 하울링 현상을 감소시킬 수 있는 이식형 마이크로폰을 포함하는 중이 이식형 보청기를 제공하는 데 있다.Another technical object of the present invention is to include a silicon coating film formed on the upper surface of the membrane and the outer surface of the housing, thereby adjusting the resonance frequency of the membrane to increase sensitivity to sound signals in the high frequency band, and to reduce the howling phenomenon. A middle ear comprising an implantable microphone is provided for implantable hearing aids.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이식형 마이크로폰은, 하우징, 멤브레인, ECM, 제1 실리콘 코팅막, 및 제2 실리콘 코팅막을 포함한다. 하우징은 상부 면의 일부에 설정된 부피를 갖도록 형성된 개구부를 포함한다. 멤브레인은 개구부가 형성된 영역을 포함하는 상기 하우징의 상부를 덮도록 설치되고, 외부의 소리 신호에 의해 진동한다. ECM은 상기 개구부 내에 장착되어, 상기 멤브레인이 진동함에 따라 상기 외부의 소리 신호를 수신하고, 수신된 소리 신호를 전기적인 신호로 변환하여 출력한다. 제1 실리콘 코팅막은 상기 멤브레인의 공진 주파수가 설정된 범위 내로 조절되도록, 상기 멤브레인의 일면에 형성된다. 제2 실리콘 코팅막은 인체의 중이(中耳)에 이식되는 진동자로부터 전달되는 진동을 흡수하도록, 상기 하우징의 노출된 외부 면 전체에 형성된다. 상기 제1 실리콘 코팅막의 두께가 증가할 때 상기 멤브레인의 공진 주파수가 감소하고, 상기 제1 실리콘 코팅막의 두께가 감소할 때 상기 멤브레인의 공진 주파수가 증가한다. The implantable microphone according to the present invention for achieving the above technical problem includes a housing, a membrane, an ECM, a first silicon coating film, and a second silicon coating film. The housing includes an opening formed to have a volume set in a portion of the upper surface. The membrane is installed to cover the top of the housing including the area where the opening is formed, and is vibrated by an external sound signal. The ECM is mounted in the opening to receive the external sound signal as the membrane vibrates, convert the received sound signal into an electrical signal, and output the electrical signal. The first silicon coating layer is formed on one surface of the membrane such that the resonance frequency of the membrane is adjusted within a set range. The second silicon coating film is formed on the entire exposed outer surface of the housing to absorb vibrations transmitted from the vibrator implanted in the middle ear of the human body. When the thickness of the first silicon coating film increases, the resonance frequency of the membrane decreases, and when the thickness of the first silicon coating film decreases, the resonance frequency of the membrane increases.

상기한 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이식형 마이크로폰을 포함하는 중이 이식형 보청기는, 이식형 마이크로폰, 신호 처리기, 및 진동자를 포함한다. 이식형 마이크로폰은 인체의 외이 또는 측두골의 어느 한 부위에 이식되어, 외부의 소리 신호를 전기적인 신호로 변환하여 출력한다. 이식형 마이크로폰은 하우징, 멤브레인, ECM, 제1 실리콘 코팅막, 및 제2 실리콘 코팅막을 포함한다. 하우징은 상부 면의 일부에 설정된 부피를 갖도록 형성된 개구부를 포함한다. 멤브레인은 개구부가 형성된 영역을 포함하는 상기 하우징의 상부를 덮도록 설치되고, 외부의 소리 신호에 의해 진동한다. ECM은 상기 개구부 내에 장착되어, 상기 멤브레인이 진동함에 따라 상기 외부의 소리 신호를 수신하고, 수신된 소리 신호를 전기적인 신호로 변환하여 출력한다. 제1 실리콘 코팅막은 상기 멤브레인의 공진 주파수가 설정된 범위 내로 조절되도록, 상기 멤브레인의 일면에 형성된다. 제2 실리콘 코팅막은 인체의 중이(中耳)에 이식되는 진동자로부터 전달되는 진동을 흡수하도록, 상기 하우징의 노출된 외부 면 전체에 형성된다. 상기 제1 실리콘 코팅막 의 두께가 증가할 때 상기 멤브레인의 공진 주파수가 감소하고, 상기 제1 실리콘 코팅막의 두께가 감소할 때 상기 멤브레인의 공진 주파수가 증가한다. 신호 처리기는 상기 인체의 외이(外耳)의 주변에 이식되고, 상기 이식형 마이크로폰으로부터 수신되는 상기 전기적인 신호에 응답하여, 제어 전압을 출력한다. 진동자는 상기 인체의 중이(中耳)에 이식되고, 상기 신호 처리기로부터 수신되는 상기 제어 전압에 의해 진동하여, 상기 중이의 침골(incus)을 진동시킨다.The middle ear implantable hearing aid including the implantable microphone according to the present invention for achieving the above another technical problem includes an implantable microphone, a signal processor, and a vibrator. The implantable microphone is implanted in any part of the outer ear or temporal bone of the human body, and converts an external sound signal into an electrical signal and outputs the electrical signal. The implantable microphone includes a housing, a membrane, an ECM, a first silicon coating film, and a second silicon coating film. The housing includes an opening formed to have a volume set in a portion of the upper surface. The membrane is installed to cover the top of the housing including the area where the opening is formed, and is vibrated by an external sound signal. The ECM is mounted in the opening to receive the external sound signal as the membrane vibrates, convert the received sound signal into an electrical signal, and output the electrical signal. The first silicon coating layer is formed on one surface of the membrane such that the resonance frequency of the membrane is adjusted within a set range. The second silicon coating film is formed on the entire exposed outer surface of the housing to absorb vibrations transmitted from the vibrator implanted in the middle ear of the human body. When the thickness of the first silicon coating film increases, the resonance frequency of the membrane decreases, and when the thickness of the first silicon coating film decreases, the resonance frequency of the membrane increases. The signal processor is implanted in the periphery of the outer ear of the human body and outputs a control voltage in response to the electrical signal received from the implanted microphone. An oscillator is implanted in the middle ear of the human body, vibrates by the control voltage received from the signal processor, and vibrates the incus of the middle ear.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art. It is provided for complete information.

도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 이식형 마이크로폰의 단면도이다. 도 2a를 참고하면, 이식형 마이크로폰(100)은 하우징(housing)(110), ECM(electret condenser microphone)(120), 멤브레인(membrane)(130), 제1 실리콘 코팅막(140), 하우징 캡(150), 밀봉 피드-쓰루(feed-through)(160), 신호 전송 라인(170a), 접지 라인(170b, 도 2b참고), 및 제2 실리콘 코팅막(180)을 포함한다. 하우징(110)은 상부 면의 일부에 설정된 부피를 갖도록 형성된 개구부(111, 도 3참고)를 포함한다. 도 3을 참고하여, 하우징(110)의 구조를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다. 하우징(110)은 지지부(112), 관통 홀(113), 및 요(凹)홈부(114)를 더 포함한다. 지지부(112)는 하우징(110)의 상부 면으로부터 설정된 높이만큼 돌출되도록, 또한, 개 구부(111)로부터 설정된 간격을 두고 개구부(111)를 둘러싸는 링(ring) 형상으로 형성된다. 관통 홀(113)은 개구부(111)의 일부 측벽이 관통되도록 하우징(110)의 일 측면에 형성된다. 요홈부(114)는 관통홀(113) 주변의, 하우징(110)의 일 측면에 설정된 깊이로 형성된다. 하우징(110)은 티타늄 등과 같은 생체적합성 금속 물질로 형성될 수 있다. 멤브레인(130)의 직경이 변화함에 따라 하우징(110)의 직경도 변화한다.2A is a cross-sectional view of an implantable microphone in accordance with one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2A, the implantable microphone 100 may include a housing 110, an electret condenser microphone 120, a membrane 130, a first silicon coating 140, and a housing cap 150, a sealed feed-through 160, a signal transmission line 170a, a ground line 170b (see FIG. 2B), and a second silicon coating layer 180. The housing 110 includes an opening 111 (see FIG. 3) formed to have a volume set on a portion of the upper surface. Referring to Figure 3, the structure of the housing 110 will be described in more detail as follows. The housing 110 further includes a support 112, a through hole 113, and a yaw groove 114. The support 112 is formed in a ring shape surrounding the opening 111 so as to protrude from the upper surface of the housing 110 by a set height and at a predetermined interval from the opening 111. The through hole 113 is formed at one side of the housing 110 such that some sidewall of the opening 111 penetrates. The recess 114 is formed at a depth set on one side of the housing 110 around the through hole 113. The housing 110 may be formed of a biocompatible metal material such as titanium. As the diameter of the membrane 130 changes, the diameter of the housing 110 also changes.

다시 도 2a를 참고하면, ECM(120)은 개구부(111) 내에 장착되어, 멤브레인(130)이 진동함에 따라 외부의 소리 신호를 수신하고, 수신된 소리 신호를 전기적인 신호로 변환하여 출력한다. ECM(120)은 그 배면의 일부에 형성된 도전성을 갖는 출력 단자(121a, 121b, 도 4참고)를 포함한다. 멤브레인(130)은 개구부(111)가 형성된 영역을 포함하는 하우징(110)의 상부를 덮도록 설치되고, 외부의 소리 신호에 의해 진동한다. 멤브레인(130)의 직경은 예를 들어, 5㎜이상 10㎜미만으로 설정될 수 있다.Referring again to FIG. 2A, the ECM 120 is mounted in the opening 111 to receive an external sound signal as the membrane 130 vibrates, convert the received sound signal into an electrical signal, and output the converted sound signal. The ECM 120 includes output terminals 121a and 121b (see FIG. 4) having conductivity formed on a portion of the rear surface thereof. The membrane 130 is installed to cover the upper portion of the housing 110 including the region where the opening 111 is formed, and vibrates by an external sound signal. The diameter of the membrane 130 may be set to, for example, 5 mm or more and less than 10 mm.

제1 실리콘 코팅막(140)은 생체적합성 실리콘 물질로 이루어지고, 멤브레인(130)의 공진 주파수가 설정된 범위 내로 조절되도록, 멤브레인(130)의 일면에 형성된다. 좀 더 상세하게는, 후술되는 하우징 캡(150)에 의해 정의되는 영역내에서, 외부에 노출된 멤브레인(130)의 일면 상에 제1 실리콘 코팅막(140)이 형성된다. 멤브레인(130)의 진동에 따른 공진 주파수는 제1 실리콘 코팅막(140)의 두께의 변화에 의해 조절될 수 있다. 예를 들어, 제1 실리콘 코팅막(140)의 두께가 증가할 때 멤브레인(130)의 공진 주파수가 감소하고, 제1 실리콘 코팅막(140)의 두께가 감 소할 때 멤브레인(130)의 공진 주파수가 증가한다.The first silicon coating layer 140 is made of a biocompatible silicon material and is formed on one surface of the membrane 130 so that the resonance frequency of the membrane 130 is adjusted within a set range. More specifically, within the region defined by the housing cap 150 to be described later, the first silicon coating layer 140 is formed on one surface of the membrane 130 exposed to the outside. The resonance frequency according to the vibration of the membrane 130 may be controlled by a change in the thickness of the first silicon coating layer 140. For example, when the thickness of the first silicon coating layer 140 increases, the resonance frequency of the membrane 130 decreases, and when the thickness of the first silicon coating layer 140 decreases, the resonance frequency of the membrane 130 increases. do.

이식형 마이크로폰(100)의 감도를 증가시키기 위해, 멤브레인(130)의 직경을 거의 10㎜에 가깝게 확대시키더라도, 제1 실리콘 코팅막(140)에 의해, 멤브레인(130)의 공진 주파수가 조절될 수 있으므로, 고주파수 대역(예를 들어, 4㎑ 이상)의 소리 신호에 대한 이식형 마이크로폰(100)의 감도가 향상될 수 있다. 결과적으로, 멤브레인(130)의 직경이 증가하여도, 이식형 마이크로폰(100)은 피부에 의한 고주파수 대역의 소리 신호에 대한 감쇠 영향을 비교적 덜 받을 수 있다. 링 형상의 하우징 캡(150)은 멤브레인(130)의 에지(edge) 부분을 사이에 끼운 채로, 지지부(112)의 상부에 웰딩(welding) 접착된다. 그 결과, 멤브레인(130)이 하우징 캡(150)에 의해 하우징(110)의 상부에 고정된다. 한편, ECM(120)이 개구부(111) 내에 장착되고, 멤브레인(130)이 하우징(110) 상부에 고정되면, 하우징(110) 상부에는 얇은 공기층(101)이 형성된다. 공기층(101)은, 지지부(112)의 내벽(112a, 도 3참고), 개구부(111)로부터 지지부(112)까지의 하우징(110)의 상부면, ECM(120)의 상부면, 및 멤브레인(130)의 배면에 의해 정의되는 공간에 형성된다. 여기에서, 공기층(101)의 두께가 최대한 얇게 형성될수록 이식형 마이크로폰(100)의 감도가 향상될 수 있다.In order to increase the sensitivity of the implanted microphone 100, even if the diameter of the membrane 130 is enlarged to almost 10 mm, the resonance frequency of the membrane 130 can be adjusted by the first silicon coating film 140. Therefore, the sensitivity of the implantable microphone 100 to the sound signal of the high frequency band (for example, 4 kHz or more) can be improved. As a result, even if the diameter of the membrane 130 is increased, the implanted microphone 100 may be relatively less affected by the attenuation of sound signals in the high frequency band by the skin. The ring-shaped housing cap 150 is welded to the upper portion of the support 112 with the edge portion of the membrane 130 sandwiched therebetween. As a result, the membrane 130 is secured to the top of the housing 110 by the housing cap 150. On the other hand, when the ECM 120 is mounted in the opening 111 and the membrane 130 is fixed on the housing 110, a thin air layer 101 is formed on the housing 110. The air layer 101 includes an inner wall 112a of the support 112 (see FIG. 3), an upper surface of the housing 110 from the opening 111 to the support 112, an upper surface of the ECM 120, and a membrane ( 130 is formed in the space defined by the back side. Here, as the thickness of the air layer 101 is formed as thin as possible, the sensitivity of the implantable microphone 100 may be improved.

도 2a 내지 도 4를 참고하면, 밀봉 피드-쓰루(160)는 하우징(110)의 관통 홀(113)에 삽입된 채로 하우징(110)에 웰딩 접착된다. 신호 전송 라인(170a)은 밀봉 피드-쓰루(160)를 관통하여, 그 일부분이 밀봉 피드-쓰루(160)의 웰딩 접착되지 않은 양 측면으로부터 각각 돌출하여 연장되도록, 밀봉 피드-쓰루(160) 내부에 매 립된다. 신호 전송 라인(170a)은 도전성 와이어(171a)와, 도전성 와이어(171a)의 표면을 피복하는 절연 물질(172a)을 포함한다. 도전성 와이어(171a)는 예를 들어, 백금으로 형성될 수 있고, 절연 물질(172a)은 예를 들어, 세라믹으로 형성될 수 있다. 도 2a에서는, 접지 라인(170b)을 도시하기 위해, 신호 전송 라인(170a)과 접지 라인(170b)이 서로 다른 수평축 상에 배치(즉, 접지 라인(170b)이 신호 전송 라인(170a)보다 약간 위쪽에 배치)된 것처럼 도시되었지만, 실질적으로, 신호 전송 라인(170a)과 접지 라인(170b)은 서로 동일한 수평축 상에 배치되는 것이 바람직하다. 한편, 도 2a에 구체적으로 도시되지 않았지만, 택일적으로, 도전성 와이어(171a)는 얇은 절연성 피복층(미도시)에 의해 전체적으로 피복될 수 있다. 이 경우, 밀봉 피드-쓰루(160) 내에 매립된 일부분의 도전성 와이어(171a)의 표면만이 세라믹 등과 같은 절연 물질(172a)에 의해 피복되고, 나머지 매립되지 않은 도전성 와이어(171a)는 세라믹 등과 같은 절연 물질(172a)에 의해 피복되지 않은 채로 사용될 수 있다.2A to 4, the sealed feed-through 160 is weld-bonded to the housing 110 while being inserted into the through hole 113 of the housing 110. The signal transmission line 170a penetrates the seal feed-through 160 so that a portion thereof protrudes from both of the non-welded non-bonded sides of the seal feed-through 160, respectively. Is buried in. The signal transmission line 170a includes a conductive wire 171a and an insulating material 172a covering the surface of the conductive wire 171a. The conductive wire 171a may be formed of, for example, platinum, and the insulating material 172a may be formed of, for example, ceramic. In FIG. 2A, to show the ground line 170b, the signal transmission line 170a and the ground line 170b are disposed on different horizontal axes (that is, the ground line 170b is slightly smaller than the signal transmission line 170a). Although shown above, the signal transmission line 170a and the ground line 170b are preferably disposed on the same horizontal axis as each other. Meanwhile, although not specifically illustrated in FIG. 2A, alternatively, the conductive wire 171a may be entirely covered by a thin insulating coating layer (not shown). In this case, only the surface of the portion of the conductive wire 171a embedded in the sealed feed-through 160 is covered by the insulating material 172a such as ceramic, and the remaining unfilled conductive wire 171a is made of ceramic or the like. It may be used uncovered by the insulating material 172a.

여기에서, 신호 전송 라인(170a)의 일부분이 밀봉 피드-쓰루(160) 내에 매립되는 과정을 예를 들어 간략히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 신호 전송 라인(170a)은 금(gold)층(161) 내에 매립된다. 이때, 신호 전송 라인(170a)의 일부분만이 금에 매립되고, 신호 전송 라인(170a)의 나머지 부분은 금층(161)의 외부로 돌출하도록 연장된다. 이 후, 금층(161)의 외부 면을 생체적합성 금속층(162)이 둘러싸도록 하여, 신호 전송 라인(170a)의 일부분이 생체적합성 금속층(162) 내에 매립된다. 결국, 밀봉 피드-쓰루(160)는 내부의 금층(161)과 외부의 생체적합성 금속층(162)으로 이루어지게 된다. 한편, 밀봉 피드-쓰루(160)가 하우징(110)에 웰딩 접착된 후, 밀봉 피드-쓰루(160)의 일 측면으로부터 돌출하여, 제2 실리콘 코팅막(180)을 관통하도록 연장되어 노출된 신호 전송 라인(170a)의 부분은 생체적합성을 가지는 실리콘 튜브(181)에 의해 피복된다. 또, 밀봉 피드-쓰루(160)가 하우징(110)에 웰딩 접착된 후, 밀봉 피드-쓰루(160)의 일 측면으로부터 개구부(111)의 내부에까지 연장된 신호 전송 라인(170a)은 연결 와이어(103)에 의해 ECM(120)의 출력 단자(121a)에 전기적으로 연결된다. 또, 출력 단자(121a, 121b)가 서로 절연되도록, 출력 단자(121a) 및 신호 전송 라인(170a)을 덮은 채로 ECM(120)의 배면에 절연 테이프(190)가 접착된다. 절연 테이프(190)는 테플론(teflon) 수지로 형성될 수 있다. 절연 테이프(190)에 의해 ECM(120)의 출력 단자(121a)가 하우징(110)으로부터 절연된다. 한편, ECM(120)의 출력 단자(121b)는 도 2b에서 참고되는 것과 같이, 하우징(110)에 접촉되어 접지된다. 접지 라인(170b)은 그 일단이 하우징(110)의 요홈부(114) 내에 매립되고, 다른 단이 하우징(110)의 일 측면으로부터 돌출하여, 제2 실리콘 코팅막(180)을 관통하도록 연장된다. 이때, 접지 라인(170b)은 금층(161)에 의해 둘러싸인 채로 요홈부(114) 내에 매립될 수 있다. 도 2b에서 구체적으로 도시되지 않았지만, 접지 라인(170b)의 표면은 요홈부(114) 내에 매립되는 부분을 제외하고, 전체적으로 절연성 피복층(미도시)에 의해 피복될 수 있다. 접지 라인(170b)을 통하여, 외부의 접지 전압이 하우징(110)에 공급됨으로써, 하우징(110) 및 출력 단자(121b)가 접지된다. 또한, 도 4 및 도 5에 도시된 것과 같이, 하우징(110)의 일 측면으로부터 돌출하여, 제2 실리콘 코팅막(180)을 관통하도록 연장되어 노출된 접지 라인(170b)은, 제2 실리콘 코팅막(180)을 관통하도록 연장된 신호 전송 라인(170a)과 함께, 실리콘 튜브(181)에 의해 피복된다. 한편, 도 4에서, 화살표(C1-C1')로 표시된 라인을 따라서 절단한 이식형 마이크로폰(100)의 단면도가 도 2a에 도시된 것에 해당하고, 화살표(C2-C2')로 표시된 라인을 따라서 절단한 이식형 마이크로폰(100)의 단면도가 도 2b에 도시된 것에 해당한다.Here, the process of embedding a portion of the signal transmission line 170a in the sealed feed-through 160 will be briefly described as an example. First, the signal transmission line 170a is embedded in the gold layer 161. At this time, only a portion of the signal transmission line 170a is embedded in gold, and the remaining portion of the signal transmission line 170a extends to protrude out of the gold layer 161. Thereafter, the biocompatible metal layer 162 surrounds the outer surface of the gold layer 161 so that a portion of the signal transmission line 170a is embedded in the biocompatible metal layer 162. As a result, the sealed feed-through 160 is composed of an inner gold layer 161 and an outer biocompatible metal layer 162. Meanwhile, after the sealing feed-through 160 is weld-bonded to the housing 110, the sealing feed-through 160 protrudes from one side of the sealing feed-through 160 and extends to penetrate the second silicon coating layer 180 to expose the signal. A portion of line 170a is covered by biocompatible silicone tube 181. In addition, after the sealing feed-through 160 is weld-bonded to the housing 110, the signal transmission line 170a extending from one side of the sealing feed-through 160 to the inside of the opening 111 is connected to the connecting wire ( 103 is electrically connected to the output terminal 121a of the ECM 120. Moreover, the insulating tape 190 is adhere | attached on the back surface of the ECM 120, covering the output terminal 121a and the signal transmission line 170a so that the output terminals 121a and 121b may be insulated from each other. The insulating tape 190 may be formed of a teflon resin. The output terminal 121a of the ECM 120 is insulated from the housing 110 by the insulating tape 190. On the other hand, the output terminal 121b of the ECM 120 is in contact with the housing 110, as shown in Figure 2b is grounded. One end of the ground line 170b is embedded in the recess 114 of the housing 110, and the other end of the ground line 170b extends from one side of the housing 110 to extend through the second silicon coating layer 180. In this case, the ground line 170b may be embedded in the recess 114 while being surrounded by the gold layer 161. Although not specifically illustrated in FIG. 2B, the surface of the ground line 170b may be entirely covered by an insulating coating layer (not shown) except for a portion embedded in the recess 114. The external ground voltage is supplied to the housing 110 through the ground line 170b, whereby the housing 110 and the output terminal 121b are grounded. In addition, as shown in FIGS. 4 and 5, the ground line 170b that protrudes from one side of the housing 110 and extends through the second silicon coating layer 180 is exposed to the second silicon coating layer ( It is covered by a silicon tube 181, with a signal transmission line 170a extending through 180. Meanwhile, in FIG. 4, a cross-sectional view of the implanted microphone 100 cut along the line indicated by arrows C 1 -C 1 ′ corresponds to that shown in FIG. 2A, along the line indicated by arrow C 2 -C 2 ′. A cross-sectional view of the cut implantable microphone 100 corresponds to that shown in FIG. 2B.

다시 도 2a를 참고하면, 제2 실리콘 코팅막(180)이 하우징(110)의 노출된 외부 면 전체에 형성된다. 제2 실리콘 코팅막(180)은 예를 들어, 1㎜ 내외의 두께로 형성될 수 있다. 제2 실리콘 코팅막(180)은 인체의 중이(中耳)에 이식되는 진동자(302, 도 10참고)로부터 전달되는 진동을 흡수한다. 예를 들어, 외부로부터 높은 음향 강도의 소리 신호가 이식형 마이크로폰(100)에 입력되거나, 또는 진동자(302)의 이득이 높게 설정된 경우, 진동자(302)의 강한 진동이 외이 또는 측두골의 어느 한 부위에 설치된 이식형 마이크로폰(100)의 하우징(110)에 직접 전달될 수 있다. 이때, 하우징(110)의 외부 면에 제2 실리콘 코팅막(180)이 형성되지 않은 경우, 이식형 마이크로폰(100)의 하우징(110)의 진동으로 인하여, 소리 신호가 과도하게 증폭되고, 그 결과, 하울링(howling) 현상이 발생하게 된다. 하지만, 하우징(110)의 외부 면에 제2 실리콘 코팅막(180)이 형성될 경우, 제2 실리콘 코팅막(180)이 진동자(302)로부터 전달되는 강한 진동을 흡수하므로, 하우징(110)의 진동을 억제하여, 하울링 현상을 감소시킬 수 있다.Referring again to FIG. 2A, a second silicon coating layer 180 is formed on the entire exposed outer surface of the housing 110. For example, the second silicon coating layer 180 may be formed to a thickness of about 1 mm. The second silicon coating layer 180 absorbs the vibration transmitted from the vibrator 302 (see FIG. 10) which is implanted in the middle ear of the human body. For example, when a sound signal of high sound intensity is input to the implanted microphone 100 from the outside, or when the gain of the vibrator 302 is set high, the strong vibration of the vibrator 302 may cause any part of the outer ear or temporal bone. It can be delivered directly to the housing 110 of the implanted microphone 100 installed in. At this time, when the second silicon coating film 180 is not formed on the outer surface of the housing 110, due to the vibration of the housing 110 of the implantable microphone 100, the sound signal is excessively amplified, as a result, Howling phenomenon occurs. However, when the second silicon coating layer 180 is formed on the outer surface of the housing 110, since the second silicon coating layer 180 absorbs the strong vibration transmitted from the vibrator 302, vibration of the housing 110 may be reduced. By suppressing, howling phenomenon can be reduced.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이식형 마이크로폰의 평면도이다. 도 6을 참고하면, 이식형 마이크로폰(200)의 구성 및 동작은 몇 가지 차이점을 제외하 고, 도 4에 도시된 이식형 마이크로폰(100)과 유사하다. 따라서 본 실시예에서는 설명의 간략화를 위해, 이식형 마이크로폰들(200, 100) 간의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다. 이식형 마이크로폰들(200, 100) 간의 차이점은 이식형 마이크로폰(200)의 하우징(210)이 도 7에 도시된 것과 같이, 개구부(211), 지지부(212), 및 관통 홀(213)만을 포함하는 것이다. 즉, 하우징(210)은 하우징(110)의 요홈부(114)와 같은 구성을 포함하지 않는다. 그 이유는, 신호 전송 라인(270a)과 접지 라인(270b)이 함께 밀봉 피드-쓰루(260) 내에 매립되기 때문이다. 이 경우, 접지 라인(270b)은 도전성 와이어(271a)와, 도전성 와이어(271a)의 표면을 피복하는 절연 물질(272a)을 포함할 수 있다. 도전성 와이어(271a)는 예를 들어, 백금으로 형성될 수 있고, 절연 물질(272a)은 예를 들어, 세라믹으로 형성될 수 있다. 택일적으로, 도전성 와이어(271a)는 얇은 절연성 피복층(미도시)에 의해 전체적으로 피복될 수 있다. 이 경우, 밀봉 피드-쓰루(260) 내에 매립된 일부분의 도전성 와이어(271a)의 표면만이 세라믹 등과 같은 절연 물질(272a)에 의해 피복되고, 나머지 매립되지 않은 도전성 와이어(271a)는 세라믹 등과 같은 절연 물질(272a)에 의해 피복되지 않은 채로 사용될 수 있다. 도 8에서는, 접지 라인(270b)을 도시하기 위해, 신호 전송 라인(270a)과 접지 라인(270b)이 서로 다른 수평축 상에 배치(즉, 접지 라인(270b)이 신호 전송 라인(270a)보다 약간 위쪽에 배치)된 것처럼 도시되었지만, 실질적으로, 신호 전송 라인(270a)과 접지 라인(270b)은 서로 동일한 수평축 상에 배치되는 것이 바람직하다.6 is a plan view of an implantable microphone according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, the configuration and operation of the implantable microphone 200 are similar to the implantable microphone 100 shown in FIG. 4 except for some differences. Therefore, in the present embodiment, for the sake of simplicity, the following description will focus on differences between the implanted microphones 200 and 100. The difference between the implantable microphones 200, 100 is that the housing 210 of the implantable microphone 200 includes only the opening 211, the support 212, and the through hole 213, as shown in FIG. 7. It is. That is, the housing 210 does not include the same configuration as the recess 114 of the housing 110. This is because the signal transmission line 270a and the ground line 270b are embedded together in the sealed feed-through 260. In this case, the ground line 270b may include a conductive wire 271a and an insulating material 272a covering the surface of the conductive wire 271a. The conductive wire 271a may be formed of, for example, platinum, and the insulating material 272a may be formed of, for example, ceramic. Alternatively, conductive wire 271a may be entirely covered by a thin insulating coating layer (not shown). In this case, only the surface of the portion of the conductive wire 271a embedded in the sealed feed-through 260 is covered by the insulating material 272a such as ceramic, and the remaining unfilled conductive wire 271a is made of ceramic or the like. It can be used uncovered by the insulating material 272a. In FIG. 8, to show the ground line 270b, the signal transmission line 270a and the ground line 270b are disposed on different horizontal axes (that is, the ground line 270b is slightly smaller than the signal transmission line 270a). Although shown above, the signal transmission line 270a and the ground line 270b are preferably disposed on the same horizontal axis as each other.

한편, ECM(220)의 출력 단자들(221a, 221b)은 밀봉 피드-쓰루(260)의 일 측 면으로부터 개구부(211)의 내부에까지 각각 연장된 신호 전송 라인(270a)과 접지 라인(270b)에 연결 와이어(203)에 의해 각각 전기적으로 연결된다. 또한, 밀봉 피드-쓰루(260)의 다른 측면으로부터 각각 돌출하여 제2 실리콘 코팅막(280)을 관통하도록 각각 연장된 신호 전송 라인(270a)과 접지 라인(270b)의 노출된 부분은, 도 8에서 참고되는 것과 같이, 생체적합성을 가지는 실리콘 튜브(281)에 의해 피복된다. 또, ECM(220)의 출력 단자들(221a, 221b)이 서로 절연되도록 하기 위해, 출력 단자들(221a, 221b), 신호 전송 라인(270a)의 일부, 및 접지 라인(270b)의 일부를 덮은 채로 ECM(220)의 배면에 절연 테이프(290)가 접착된다. 절연 테이프(290)는 테플론(teflon) 수지로 형성될 수 있다. 절연 테이프(290)에 의해 ECM(220)의 출력 단자들(221a, 221b)이 상호 간에 또한 하우징(210)으로부터 절연된다. 도 8은 도 6에 도시된 이식형 마이크로폰의 단면도로서, 도 6에서 화살표(C3-C3')로 표시된 라인을 따라서 절단한 이식형 마이크로폰(200)의 단면도이다. 이식형 마이크로폰(200)의 단면의 구성은 도 2a를 참고하여 상술한 마이크로폰(100)의 구성과 유사하므로, 설명의 간략화를 위해 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Meanwhile, the output terminals 221a and 221b of the ECM 220 have a signal transmission line 270a and a ground line 270b extending from one side of the sealed feed-through 260 to the inside of the opening 211, respectively. Are electrically connected to each other by connecting wires 203. In addition, the exposed portions of the signal transmission line 270a and the ground line 270b that respectively extend from the other side of the sealed feed-through 260 and penetrate the second silicon coating film 280 are shown in FIG. 8. As referenced, it is covered by a biocompatible silicone tube 281. Also, in order to insulate the output terminals 221a and 221b of the ECM 220 from each other, the output terminals 221a and 221b, a part of the signal transmission line 270a and a part of the ground line 270b are covered. The insulating tape 290 is adhered to the back surface of the ECM 220. The insulating tape 290 may be formed of a teflon resin. The insulating tape 290 insulates the output terminals 221a, 221b of the ECM 220 from each other and from the housing 210. FIG. 8 is a cross-sectional view of the implantable microphone shown in FIG. 6, which is a cross-sectional view of the implanted microphone 200 cut along the line indicated by arrow C 3 -C 3 ′ in FIG. 6. Since the configuration of the cross section of the implantable microphone 200 is similar to that of the microphone 100 described above with reference to FIG. 2A, a detailed description thereof will be omitted for simplicity.

도 9는 본 발명에 따른 이식형 마이크로폰과, 실리콘 코팅막을 포함하지 않는 이식형 마이크로폰의 유한 요소 해석(Finite Element analysis; FEA) 시뮬레이션의 결과를 각각 나타내는 그래프들이다. 도 9에서, 그래프(G1)는 멤브레인 및 하우징 외부 면에 실리콘 코팅막이 형성되지 않은 이식형 마이크로폰의 FEA 시뮬레이션 결과를 나타내고, 그래프(G2)는 멤브레인의 일 측면 및 하우징 외부 면에 실리콘 코팅막이 형성된 이식형 마이크로폰(100)의 FEA 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 설명의 편의상, 멤브레인 및 하우징 외부 면에 실리콘 코팅막이 형성된 이식형 마이크로폰을 "마이크로폰 1"이라고 하고, 멤브레인 및 하우징 외부 면에 실리콘 코팅막이 형성되지 않은 이식형 마이크로폰을 "마이크로폰 2"라고 가정하자. 도 9를 참고하면, 세로축은 마이크로폰 1과 마이크로폰 2의 주파수 응답 특성을 나타내고, 가로축은 외부로부터 마이크로폰 1과 마이크로폰 2 각각의 멤브레인에 입력되는 외부 소리 신호의 주파수를 나타낸다. 도 9의 그래프들(G1 및 G2)에서, 마이크로폰 1과 마이크로폰 2의 주파수 응답 특성은 이식형 마이크로폰의 가청 대역 중 중요한 음성 정보를 지닌 400㎐ 내지 10㎑ 까지의 음성 신호의 1Pa의 음압에 대한 주파수 응답 특성을 보여준다. 이때, 0[㏈V]은 1㎑에서 1Pa의 음압이, 멤브레인 및 하우징 외부 면에 실리콘 코팅막이 형성된 이식형 마이크로폰에 인가되었을 경우, 이 이식형 마이크로폰으로부터 출력되는 전압의 크기(기준 값)를 의미한다. 이 경우, 400㎐ 내지 10㎑ 까지의 음성 신호의 1Pa의 음압이 마이크로폰 1에 인가될 때, 마이크로폰 1로부터 출력되는 전압의 크기가 상기 기준 값보다 큰지 또는 작은지를 나타내는 것이 그래프(G1)로서 도시된 마이크로폰의 주파수 응답 특성이다. 또한, 400㎐ 내지 10㎑ 까지의 음성 신호의 1Pa의 음압이 마이크로폰 2에 인가될 때, 마이크로폰 2로부터 출력되는 전압의 크기가 상기 기준 값보다 큰지 또는 작은지를 나타내는 것이 그래프(G2)로서 도시된 마이크로폰의 주파수 응답 특성이다.9 are graphs showing the results of finite element analysis (FEA) simulations of the implantable microphone according to the present invention and the implantable microphone not including a silicon coating film, respectively. In FIG. 9, graph G1 shows the results of FEA simulation of the implantable microphone in which the silicone coating film is not formed on the outer surface of the membrane and the housing, and graph G2 shows the implantation of the silicon coating film on one side of the membrane and the outer surface of the housing. The FEA simulation result of the type | mold microphone 100 is shown. For convenience of explanation, assume that the implantable microphone having the silicon coating film formed on the outer surface of the membrane and the housing is referred to as "microphone 1", and the implantable microphone which is not formed on the outer surface of the membrane and the housing is called "microphone 2". Referring to FIG. 9, the vertical axis represents frequency response characteristics of the microphone 1 and the microphone 2, and the horizontal axis represents the frequency of the external sound signal input to the membrane of the microphone 1 and the microphone 2 from the outside. In the graphs G1 and G2 of Fig. 9, the frequency response characteristics of microphone 1 and microphone 2 are the frequency for the sound pressure of 1 Pa of the voice signal from 400 Hz to 10 Hz with important voice information in the audible band of the implanted microphone. Show response characteristics. At this time, 0 [㏈V] means the magnitude (reference value) of the voltage output from the implanted microphone when a sound pressure of 1 Pa at 1 Hz is applied to the implantable microphone having a silicon coating film formed on the outer surface of the membrane and the housing. do. In this case, when the sound pressure of 1 Pa of the voice signal of 400 kV to 10 kV is applied to the microphone 1, it is shown as a graph G1 to indicate whether the magnitude of the voltage output from the microphone 1 is larger or smaller than the reference value. The frequency response of a microphone. In addition, when the sound pressure of 1 Pa of the voice signal of 400 kV to 10 kV is applied to the microphone 2, it is shown as a graph G2 to indicate whether the magnitude of the voltage output from the microphone 2 is larger or smaller than the reference value. Is the frequency response characteristic.

도 9를 참고하면, 실리콘 코팅막이 형성되지 않은 멤브레인이 ECM에 전달할 수 있는 소리 신호의 주파수 대역의 범위(R1)보다, 실리콘 코팅막이 형성된 멤브레인이 ECM에 전달할 수 있는 소리 신호의 주파수 대역의 범위(R2)가 더 넓은 것을 알 수 있다. 또한, 실리콘 코팅막이 형성되지 않은 멤브레인 보다 실리콘 코팅막이 형성된 멤브레인이 고주파수 대역(4㎑ 이상)의 외부 소리 신호를 ECM에 더 잘 전달하는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 9, the range of the frequency band of the sound signal that the membrane with the silicon coating film may transmit to the ECM is greater than the range R1 of the frequency band of the sound signal that the membrane without the silicon coating film may transmit to the ECM. It can be seen that R2) is wider. In addition, it can be seen that the membrane on which the silicon coating layer is formed transmits the external sound signal in the high frequency band (4 Hz or more) to the ECM better than the membrane on which the silicon coating layer is not formed.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 이식형 마이크로폰을 포함하는 중이 이식형 보청기의 개략적인 구성의 확대 도이다. 도 10을 참고하면, 중이 이식형 보청기(300)는 이식형 마이크로폰(100 또는 200), 신호 처리기(301), 및 진동자(302)를 포함한다. 이식형 마이크로폰(100 또는 200)의 구성 및 구체적인 동작은 도 2a 내지 도 4, 또는 도 6 내지 도 8을 참고하여 상술한 것과 실질적으로 동일하므로, 설명의 중복을 피하기 위해 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 신호 처리기(301)는 인체의 외이(外耳)의 주변에 이식된다. 신호 처리기(301)는 인체의 외이 또는 측두골의 어느 한 부위에 이식된 이식형 마이크로폰(100 또는 200)으로부터, 실리콘 튜브(181 또는 281)에 의해 피복된 신호 전송 라인(170a 또는 270a)을 통하여, 전기적인 신호를 수신한다. 신호 처리기(301)는 이식형 마이크로폰(100 또는 200)으로부터 수신된 전기적인 신호에 응답하여, 실리콘 튜브(303)에 의해 피복된 신호 전송 라인(미도시)을 통하여 진동자(302)에 제어 전압을 출력한다. 진동자(302)는 인체의 중이(中耳)에 이식된다. 진동자(302)는 신호 처리기(301)로부터 수신되는 제어 전압에 의해 진동하여, 중이의 침골을 진동시킨다. 신호 처리기(301)와 진동자(302)의 구체적인 구성 및 동작은 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 잘 이해할 수 있으므로, 이들에 대한 상세한 설명은 생략된다. 또한, 도 10에서는 도면의 간략화를 위해 신호 처리기(301)와 진동자(302)의 외관만 이 도시되어 있다.10 is an enlarged view of a schematic configuration of a middle ear implantable hearing aid including an implantable microphone according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 10, the middle ear implantable hearing aid 300 includes an implantable microphone 100 or 200, a signal processor 301, and a vibrator 302. Since the configuration and specific operation of the implantable microphone 100 or 200 are substantially the same as those described above with reference to FIGS. 2A to 4 or 6 to 8, detailed descriptions thereof will be omitted in order to avoid duplication of description. Shall be. The signal processor 301 is implanted around the outer ear of the human body. The signal processor 301 is supplied from the implanted microphone 100 or 200 implanted in any part of the external or temporal bone of the human body, through the signal transmission line 170a or 270a coated by the silicon tube 181 or 281. Receive an electrical signal. The signal processor 301 applies a control voltage to the vibrator 302 through a signal transmission line (not shown) covered by the silicon tube 303 in response to an electrical signal received from the implanted microphone 100 or 200. Output The vibrator 302 is implanted in the middle ear of the human body. The vibrator 302 vibrates by the control voltage received from the signal processor 301, causing the middle ear to vibrate. Specific configurations and operations of the signal processor 301 and the vibrator 302 may be well understood by those skilled in the art, and thus detailed descriptions thereof will be omitted. In addition, in FIG. 10, only the external appearances of the signal processor 301 and the vibrator 302 are illustrated for the sake of simplicity.

상기한 실시 예들은 본 발명을 설명하기 위한 것으로서 본 발명이 이들 실시 예에 국한되는 것은 아니며, 본 발명의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능하다. 또한 설명되지는 않았으나, 균등한 수단도 또한 본 발명에 그대로 결합되는 것이라 할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.The above embodiments are for explaining the present invention, and the present invention is not limited to these embodiments, and various embodiments are possible within the scope of the present invention. In addition, although not described, equivalent means will also be referred to as incorporated in the present invention. Therefore, the true scope of the present invention will be defined by the claims below.

상술한 것과 같이, 본 발명에 따른 이식형 마이크로폰 및 이를 포함하는 중이 이식형 보청기는 멤브레인의 상부면 및 하우징의 외부면에 형성된 실리콘 코팅막을 포함함으로써, 멤브레인의 공진 주파수를 조절하여 고주파수 대역의 소리 신호에 대한 감도를 증가시키고, 하울링 현상을 감소시킬 수 있다. 또한 본 발명에 따른 이식형 마이크로폰 및 이를 포함하는 중이 이식형 보청기는 피부에 의한 고주파수 대역의 소리 신호에 대한 감쇠 영향을 감소시키기 위한, 필터 회로나, 또는 멤브레인에 형성되는 컴플라이언스 링을 포함할 필요가 없으므로, 그 부피가 감소될 수 있고, 그 제조 비용 및 제조 시간이 감소될 수 있다.As described above, the implantable microphone according to the present invention and the middle ear implantable hearing aid including the same include a silicon coating film formed on the upper surface of the membrane and the outer surface of the housing, thereby adjusting the resonance frequency of the membrane to produce a sound signal in a high frequency band. It can increase the sensitivity to, and reduce the howling phenomenon. In addition, the implantable microphone according to the present invention and the middle ear implantable hearing aid comprising the same need to include a filter circuit or a compliance ring formed in the membrane to reduce the attenuation effect on the sound signal in the high frequency band by the skin. As such, its volume can be reduced, and its manufacturing cost and manufacturing time can be reduced.

Claims

A housing comprising an opening formed to have a set volume in a portion of the upper surface;

A membrane installed to cover an upper portion of the housing including an area in which the opening is formed and vibrating by an external sound signal;

An electret condenser microphone (ECM) mounted in the opening to receive the external sound signal as the membrane vibrates, and convert the received sound signal into an electrical signal and output the electrical signal;

A first silicon coating film formed on one surface of the membrane such that the resonance frequency of the membrane is adjusted within a set range; And

A second silicon coating film formed on the entire exposed outer surface of the housing to absorb vibrations transmitted from the vibrator implanted in the middle ear of the human body,

The resonant frequency of the membrane decreases when the thickness of the first silicon coating film increases, and the resonant frequency of the membrane increases when the thickness of the first silicon coating film decreases.

The method of claim 1,

The housing further comprises a support portion formed to protrude from the upper surface of the housing by a set height, wherein the support portion is formed in a ring shape surrounding the opening at a predetermined distance from the opening.

The method of claim 2,

And a ring-shaped housing cap welded to the top of the support with the edge portion of the membrane sandwiched therebetween.

The method of claim 1,

The housing further comprises a through hole formed in one side of the housing so that a portion of the side wall of the opening penetrates.

The method of claim 4, wherein

A sealed feed-through weld-bonded to the housing while being inserted into the through hole of the housing; And

And at least one signal transmission line embedded within the sealed feed-through such that a portion thereof extends from both sides of the sealed feed-through, through the sealed feed-through.

The method of claim 5,

The ECM includes at least two output terminals having conductivity formed on a portion of the back side of the ECM,

One of the at least two output terminals is electrically connected to the at least one signal transmission line extending from one side of the sealed feed-through to the interior of the opening, the other of the at least two output terminals being In contact with the housing,

And the at least one signal transmission line comprises a conductive wire and an insulating material covering the surface of the conductive wire.

The method of claim 6,

The housing further includes a recess groove formed at a depth set on one side of the housing around the through hole,

The implantable microphone further includes a ground line, one end of which is embedded in a recess of the housing, the other end of which extends from one side of the housing and extends through the second silicon coating layer,

The at least one signal transmission line extending from the other side of the sealed feed-through and penetrating the second silicon coating layer and the ground line extending to penetrate the second silicon coating layer are biocompatible silicon tubes. Implantable microphone covered by.

The method of claim 6,

Further comprising an output terminal to which the at least one signal transmission line is connected so that the at least two output terminals of the ECM are insulated from each other, and an insulating tape adhered to the rear surface of the ECM while covering a part of the at least one signal transmission line. Implantable microphone, including.

The method of claim 2,

And the housing further comprises an air layer formed in a space defined by an inner wall of the support, an upper surface of the housing from the opening to the support, an upper surface of the ECM, and a rear surface of the membrane.

The method of claim 1,

The first and second silicon coating film is each made of a biocompatible silicon material,

The housing is an implantable microphone made of a biocompatible metal material.

The method of claim 1,

An implantable microphone having a diameter of the membrane of 5 mm or more and less than 10 mm.

The method of claim 5,

A ground line embedded in the sealed feed-through with the at least one signal transmission line through the sealed feed-through such that portions respectively extend from both sides of the sealed feed-through;

The at least two output terminals are each electrically connected to the at least one signal transmission line and the ground line, respectively, extending from one side of the sealed feed-through to the interior of the opening,

The at least one signal transmission line and the ground line, respectively protruding from the other side of the sealing feed-through and penetrating the second silicon coating film, are covered by a biocompatible silicon tube,

And the at least one signal transmission line and the ground line each comprise a conductive wire and an insulating material covering the surface of the conductive wire.

The method of claim 12,

Further insulating tape adhered to the back of the ECM while covering the at least two output terminals, part of the at least one signal transmission line, and part of the ground line so that at least two output terminals of the ECM are insulated from each other. Implantable microphone, including.

Implantable microphone is implanted in any part of the external or temporal bone of the human body, converts the external sound signal into an electrical signal and outputs;

A signal processor which is implanted in the periphery of the outer ear of the human body and outputs a control voltage in response to the electrical signal received from the implantable microphone; And

A vibrator implanted in the middle ear of the human body, vibrating by the control voltage received from the signal processor, and vibrating the bone of the middle ear;

The implantable microphone,

A membrane installed to cover an upper portion of the housing including an area in which the opening is formed and vibrating by the external sound signal;

An electret condenser microphone (ECM) mounted in the opening and configured to receive the external sound signal as the membrane vibrates, convert the received sound signal into the electric signal, and output the electric signal;

A second silicon coating film formed on the entire exposed outer surface of the housing to absorb vibrations transmitted from the vibrator,

The resonant frequency of the membrane is reduced when the thickness of the first silicon coating film is increased, and the resonance frequency of the membrane is increased when the thickness of the first silicon coating film is reduced.

The method of claim 14,

The housing further comprises a support portion formed to protrude from the upper surface of the housing by a set height, wherein the support portion is a middle ear implant hearing aid is formed in a ring shape surrounding the opening at a predetermined distance from the opening.

The method of claim 15,

The method of claim 14,

The housing, the middle ear implants hearing aid further comprises a through hole formed in one side of the housing so that the side wall of the opening.

The method of claim 17,

The method of claim 18,

The method of claim 19,

The at least one signal transmission line extending from the other side of the sealed feed-through and penetrating the second silicon coating layer and the ground line extending to penetrate the second silicon coating layer are biocompatible silicon tubes. Middle ear implantable hearing aid covered by.

The method of claim 19,

Further comprising an output terminal to which the at least one signal transmission line is connected so that the at least two output terminals of the ECM are insulated from each other, and an insulating tape adhered to the rear surface of the ECM while covering a part of the at least one signal transmission line. Including middle ear implantable hearing aid.

The method of claim 15,

The housing further includes an air layer formed in a space defined by an inner wall of the support, an upper surface of the housing from the opening to the support, an upper surface of the ECM, and a rear surface of the membrane. .

The method of claim 14,

The housing is an ear implantable hearing aid made of a biocompatible metal material.

The method of claim 14,

A middle ear implantable hearing aid having a diameter of 5 mm or more and less than 10 mm.

The method of claim 18,

Further comprising a ground line embedded in the sealed feed-through with the at least one signal transmission line through the sealed feed-through such that portions respectively extend from both sides of the sealed feed-through;

Each of the at least one signal transmission line and the ground line comprises a conductive wire and an insulating material covering the surface of the conductive wire.

The method of claim 25,

Further insulating tape adhered to the back of the ECM while covering the at least two output terminals, part of the at least one signal transmission line, and part of the ground line so that at least two output terminals of the ECM are insulated from each other. Including middle ear implantable hearing aid.