TWI653896B - 骨導式助聽裝置及骨導式揚聲器 - Google Patents

Abstract

一種骨導式助聽裝置，其適於貼附於體表，並包括基板、輸入換能器、放大器及骨導式揚聲器。基板由多個堆疊層彼此堆疊而成，且基板的材料包括奈米纖維素，基板是以3D列印技術列印形成，以使基板的接觸表面與體表緊密貼合。輸入換能器設置於基板上，並用以接收聲音訊號，並將聲音訊號轉換為電波訊號。放大器設置於基板上並耦接輸入換能器，以將電波訊號進行放大處理而成為放大電波訊號。骨導式揚聲器設置於基板上並耦接放大器，以將放大電波訊號轉換為振動訊號。

Description

骨導式助聽裝置及骨導式揚聲器

本發明是有關於一種助聽裝置及揚聲裝置，且特別是有關於一種骨導式助聽裝置及骨導式揚聲器。

隨著社會人口的高齡化現象，愈來愈多年長者面臨聽力降低或者受損的問題，致使其對自然語音的辨識能力的下降。一般而言，聽障者會使用助聽器來提升聽力。傳統助聽器利用控制頻帶能量增益的方式，以補償聽障者聽力受損頻帶的能量，同時也採用頻譜能量動態範圍壓縮技術以避免過度放大訊號而造成的不適或傷害聽神經。一般的助聽器多半是使用以空氣之振動來傳達聲音的音壓型擴音器，最近業界也研發出一種使用以頭骨振動來傳達聲音信號且不會受到外音的影響之骨傳導擴音器的骨導式助聽器。

骨導式助聽器由於須要使其擴音器部壓在頭蓋骨的一部份來使用，因此在其安裝時須將骨導擴音器緊貼在耳朵的後側部份。然而，目前的骨導式助聽器的體積較大且整體厚度較厚，貼附的舒適度不高，且使用者耳後的體表弧度不規則，也使骨導式助聽器難以與之緊密貼合。因此，如何提高骨導式助聽器與使用者肌膚的貼合度，以及使用者配戴骨導式助聽器的舒適性已成為業界一個重要的課題。

本發明提供一種骨導式助聽裝置及骨導式揚聲器，其可降低整體的厚度並提升其與使用者的體表的貼合度及使用者配戴上的舒適性。

本發明的骨導式助聽裝置適於貼附於一體表，其包括一基板、一輸入換能器、一放大器及一骨導式揚聲器。基板由多個堆疊層彼此堆疊而成，且基板的材料包括奈米纖維素，基板是以3D列印技術列印形成，以使基板的一接觸表面與體表緊密貼合。輸入換能器設置於基板上，並用以接收一聲音訊號，並將聲音訊號轉換為一電波訊號。放大器設置於基板上並耦接輸入換能器，以將電波訊號進行放大處理而成為一放大電波訊號。骨導式揚聲器設置於基板上並耦接放大器，以將放大電波訊號轉換為一振動訊號。

本發明的骨導式揚聲器適於設置於一體表，其包括一基板、一磁感線圈及一振動元件。基板由多個堆疊層彼此堆疊而成，且基板的材料包括奈米纖維素，基板是以3D列印技術列印形成，以使基板的一接觸表面與體表緊密貼合。磁感線圈設置於基板上，以依據一電波訊號產生一時變磁場。振動元件連接磁感線圈，以依據時變磁場而振動，其中基板設置於振動元件與體表之間。

在本發明的一實施例中，上述的基板的一最大厚度介於10微米（μm）至100微米之間。

在本發明的一實施例中，上述的骨導式揚聲器更包括一磁感線圈以及一振動元件。磁感線圈用以依據放大電波訊號產生一時變磁場。振動元件連接磁感線圈，以依據時變磁場而振動，其中基板設置於振動元件與體表之間。

在本發明的一實施例中，上述的接觸表面為一平面，以符合體表的一平面輪廓。

在本發明的一實施例中，上述的接觸表面為一曲面，以符合體表的一曲面輪廓。

在本發明的一實施例中，上述的骨導式助聽裝置及骨導式揚聲器更包括一黏著層，設置於接觸表面，以將基板貼附於體表。

在本發明的一實施例中，上述的輸入換能器、放大器以及骨導式揚聲器是以3D列印技術列印形成。

在本發明的一實施例中，上述的磁感線圈及振動元件是以3D列印技術形成。

基於上述，本發明的骨導式揚聲器及使用之骨導式助聽裝置中的基板是以3D列印技術形成，因而能提升基板與其他元件之間的結合力。並且，基板與使用者接觸的接觸表面可依據使用者體表的弧度設計並據此列印形成，因此，本發明的基板的接觸表面可與使用者的體表緊密貼合。再者，以3D列印技術而形成的基板的厚度也可有效降低。因此，以3D列印技術而形成的基板可有效增進骨導式揚聲器及使用其之骨導式助聽裝置的服貼性以及使用者的使用舒適性。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之各實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而並非用來限制本發明。並且，在下列各實施例中，相同或相似的元件將採用相同或相似的標號。

圖1是依照本發明的一實施例的一種骨導式揚聲器的剖面示意圖。圖2是依照本發明的一實施例的一種磁感線圈環繞磁性元件的上視示意圖。請同時參照圖1及圖2，本實施例的骨導式揚聲器100可如圖1所示之貼附於使用者的一體表S1，此處的體表S1可為使用者的皮膚表面，其可近似平面，亦可為不規則的曲面，本實施例並不以此為限。在本實施例中，骨導式揚聲器100包括一基板110、一磁感線圈122及一振動元件130。磁感線圈122設置於基板110上並如圖2所示之環繞一磁性元件124，以依據一電波訊號產生一時變磁場。基板110如圖1所示之由多個堆疊層112彼此堆疊而成，且基板110的材料包括奈米纖維素，基板110是以立體（three-dimensional, 3D）列印技術所列印形成，以使基板110的一接觸表面114與體表S1緊密貼合。具體而言，本實施例可利用3D列印裝置依據基板110的數位3D模型而列印出骨導式揚聲器100的基板110。

舉例來說，上述的數位3D模型可為一數位3D圖像檔案，其可透過例如電腦輔助設計（computer-aided design, CAD）或動畫建模軟體等建構而成，並將此數位3D模型橫切為多個橫截面以供3D列印裝置讀取，以依據此數位3D模型的橫截面將建構材料逐層成形於3D列印裝置的列印平台上，而形成多個堆疊層112。上述的堆疊層112彼此堆疊而形成如圖2所示之基板110。

更進一步而言，在本實施例中，整個骨導式揚聲器100（包括基板110、磁感線圈122、磁性元件124及振動元件130）皆可利用3D列印技術而列印形成，以增進骨導式揚聲器100的各元件間的結合力。本實施例的3D列印技術可包括光硬化（Stereolithography）、熔絲製造式（Fused Filament Fabrication, FFF）、熔化壓模式（Melted and Extrusion Modeling）、電子束熔化成形（Electron Beam Modeling）或其他適合的3D列印技術，本發明並不以此為限。

在本實施例中，由於骨導式揚聲器100中的至少基板110是利用3D列印技術而形成，因此，基板110與使用者接觸的接觸表面114可依據使用者體表S1的弧度設計並據此列印形成。具體來說，若使用者的體表S1為平面，則基板110的接觸表面114可據此設計並列印成與使用者的體表S1的平面輪廓相符合的平面，同樣地，若使用者的體表S1為曲面，則基板110的接觸表面114可據此設計並列印成與使用者的體表S1的曲面輪廓相符合的曲面。因此，本實施例的基板110的接觸表面114可與使用者的體表S1緊密貼合。並且，3D列印裝置可依實際產品需求而列印出厚度極薄的基板110，也就是說，以3D列印技術而形成的基板110的厚度可有效降低。在本實施例中，基板110的最大厚度約介於10微米（μm）至100微米之間。因此，以3D列印技術而形成的基板110可有效增進骨導式揚聲器100的服貼性以及使用者的使用舒適性。

此外，在本實施例中，基板110的材料可包括奈米纖維素（cellulose nanofiber, CNF），其是一種通過分解植物纖維而製成的直徑僅為3奈米至4奈米的纖維材料。奈米纖維素的結構強度高又輕巧，且韌性與強度兼具。一般而言，奈米纖維素的重量只有鐵的5分之1，強度則可高達鐵的5倍以上。因此，使用奈米纖維素所列印出的基板110，其不但結構強度高且重量較輕，因而有利於貼附於使用者的體表S1上而不易掉落或造成使用者的不適。在本實施例中，骨導式揚聲器100更可包括一黏著層160，其設置於基板110的接觸表面114，以將基板110貼附於體表S1。

如此配置，當電流通過磁感線圈122，磁感線圈122可據此產生時變磁場。振動元件130可為一振動薄膜，其連接磁感線圈122以依據此時變磁場而振動，而基板110則設置於振動元件130與體表S1之間，以將振動元件130所產生的振動傳遞至體表S1。如此，骨導式揚聲器100便可將聲音訊號轉換為振動訊號，並經由使用者的頭骨而傳導至耳蝸。詳細而言，骨導式揚聲器100更可包括一絕緣層140及一矽基層150，其設置於振動元件130與基板110之間。更進一步而言，磁感線圈122設置於絕緣層140上，而矽基層150夾設於絕緣層140與基板110之間，以共同將振動傳遞至體表S1。

圖3是依照本發明的一實施例的一種骨導式助聽裝置的方塊示意圖。上述的骨導式揚聲器100可應用於一骨導式助聽裝置（例如為圖3所示之骨導式助聽裝置10），因此，本實施例的骨導式助聽裝置10沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，本實施例不再重複贅述。

請同時參照圖1及圖3，在本實施例中，骨導式助聽裝置10包括如圖1所示之基板110、一輸入換能器300、一放大器200及如圖1所示之骨導式揚聲器100。輸入換能器300設置於如圖2所示之基板110上。輸入換能器300如圖1所示之用以接收一聲音訊號，並將此聲音訊號轉換為一電波訊號。放大器200也設置於基板110上並耦接輸入換能器300，以將上述的電波訊號進行放大處理而成為一放大電波訊號。並且，如圖1所示之骨導式揚聲器100設置於基板110上並耦接放大器200，以將上述的放大電波訊號轉換為一振動訊號而將此振動訊號傳遞至使用者的體表S1。在本實施例中，使用者的體表S1可例如為使用者的耳朵後側的頭骨，如此，骨導式助聽裝置10便可將聲音訊號轉換為振動訊號，並經由使用者的頭骨而傳導至耳蝸。此外，骨導式助聽裝置10可如圖1所示之耦接至一電源20，而此電源20可為一電池模組，以提供電流至骨導式助聽裝置10。

本實施例的基板110也是以3D列印技術所列印形成，因此，基板110也是由多個堆疊層112彼此堆疊而成，且基板110的材料包括奈米纖維素，以使基板110的一接觸表面114與體表S1緊密貼合。更進一步而言，在本實施例中，整個骨導式助聽裝置10（包括基板110、輸入換能器300、放大器200以及骨導式揚聲器100）皆可利用3D列印技術而列印形成，以增進骨導式助聽裝置10的各元件間的結合力。相似於前述實施例，骨導式助聽裝置10也可包括一黏著層160，其設置於基板110的接觸表面114，以將基板110緊密貼附於體表S1。

綜上所述，本發明的骨導式揚聲器及使用其之骨導式助聽裝置中的至少基板是以3D列印技術形成，因而能提升基板與其他元件之間的結合力。並且，骨導式揚聲器及使用其之骨導式助聽裝置可貼附於使用者的耳朵後側的頭骨，如此，骨導式揚聲器所產生的振動訊號便可經由使用者的頭骨而傳導至耳蝸。以3D列印技術形成的基板便可依據使用者不規則的體表弧度而設計，並據此列印形成，因此，本發明的基板與使用者接觸的接觸表面可與使用者的體表緊密貼合。再者，以3D列印技術而形成的基板的厚度也可有效降低。因此，以3D列印技術而形成的基板可有效增進骨導式揚聲器及使用其之骨導式助聽裝置的服貼性以及使用者的使用舒適性。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧骨導式助聽裝置

20‧‧‧電源

100‧‧‧骨導式揚聲器

110‧‧‧基板

112‧‧‧堆疊層

114‧‧‧接觸表面

122‧‧‧磁感線圈

124‧‧‧磁性元件

130‧‧‧振動元件

140‧‧‧絕緣層

150‧‧‧矽基層

160‧‧‧黏著層

200‧‧‧放大器

300‧‧‧輸入換能器

S1‧‧‧體表

圖1是依照本發明的一實施例的一種骨導式揚聲器的剖面示意圖。 圖2是依照本發明的一實施例的一種磁感線圈環繞磁性元件的上視示意圖。 圖3是依照本發明的一實施例的一種骨導式助聽裝置的方塊示意圖。

Claims (8)

1. 一種骨導式助聽裝置，適於貼附於一體表，該骨導式助聽裝置包括：一基板，由多個堆疊層彼此堆疊而成，且該基板的材料包括奈米纖維素，該基板是依據該體表的一輪廓以立體(3D)列印技術列印形成，以使該基板的一接觸表面與該體表緊密貼合；一輸入換能器，設置於該基板上，並用以接收一聲音訊號，並且將該聲音訊號轉換為一電波訊號；一放大器，設置於該基板上並耦接該輸入換能器，以將該電波訊號進行放大處理而成為一放大電波訊號；一骨導式揚聲器，設置於該基板上並耦接該放大器，以將該放大電波訊號轉換為一振動訊號，其中該輸入換能器、該放大器以及該骨導式揚聲器是以3D列印技術列印形成；以及一黏著層，設置於該接觸表面，以將該基板貼附於該體表。
2. 如申請專利範圍第1項所述的骨導式助聽裝置，其中該基板的一最大厚度介於10微米(μm)至100微米之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述的骨導式助聽裝置，其中該骨導式揚聲器更包括：一磁感線圈，用以依據該放大電波訊號產生一時變磁場；以及一振動元件，連接該磁感線圈，以依據該時變磁場而振動，其中該基板設置於該振動元件與該體表之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述的骨導式助聽裝置，其中該接觸表面為一平面，以符合該體表的一平面輪廓。
5. 如申請專利範圍第1項所述的骨導式助聽裝置，其中該接觸表面為一曲面，以符合該體表的一曲面輪廓。
6. 一種骨導式揚聲器，適於設置於一體表，包括：一基板，由多個堆疊層彼此堆疊而成，且該基板的材料包括奈米纖維素，該基板是依據該體表的一輪廓以3D列印技術列印形成，以使該基板的一接觸表面與該體表緊密貼合；一磁感線圈，設置於該基板上，以依據一電波訊號產生一時變磁場；一振動元件，連接該磁感線圈，以依據該時變磁場而振動，其中該基板設置於該振動元件與該體表之間，其中該磁感線圈及該振動元件是以3D列印技術形成；以及一黏著層，設置於該接觸表面，以將該基板貼附於該體表。
7. 如申請專利範圍第6項所述的骨導式揚聲器，其中該基板的一最大厚度介於10微米(μm)至100微米之間。
8. 如申請專利範圍第6項所述的骨導式揚聲器，其中該接觸表面為一曲面，以符合該體表的一曲面輪廓。