用于麦克风的防水模塑膜的制作方法

本申请作为PCT国际专利申请于2015年3月17日提交，并要求于2015年3月19日提交的序号为61/955,656的美国临时专利申请和于2014年11月14日提交的序号为14/542,309的美国实用新型专利申请的优先权，其全部公开内容通过引用整体并入本文。

背景技术：

听觉假体的外部部分的麦克风既高度敏感又非常易损。这样，麦克风需要保护免受外部因素的影响，外部因素具有可能存在于给定环境中的污垢、灰尘、汗、水和其它物质的形式。半渗水过滤器可被使用，其在允许空气通过麦克风的声音入口的同时，提供对物质进入的一定抵抗程度。然而，这种方案不能够承受强劲的水中活动或诸如大雨、洗浴、尘暴等其它事件。在这种极端环境下，物质可能能够穿透膜并且可能永久性地劣化或损坏麦克风，导致装置无效。

技术实现要素：

本文公开的实施例涉及一种设备，其用于提供针对听觉假体的麦克风或其它声音接收组件的防水包围部。声音接收组件包括但不限于麦克风、换能器、MEMS麦克风等。示例听觉假体包括例如耳蜗植入部、听力辅助器、骨导装置或其它类型的装置。由硅胶或其它合适的材料制造的罩部(boot)具有在声音接收组件周围配合的尺寸。罩部的面可被制造为围绕麦克风而没有伸展，这可能对在麦克风处接收的声音具有不利影响。罩部可以包括凸缘或其它结构以帮助将罩部固定到听觉假体壳体中，同时减少壳体和麦克风之间的振动传递。

提供该发明内容用于以简化的形式引入概念的选择，其将在下面具体实施方式中进一步描述。该发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。

附图说明

在所有附图中相同的标号表示相同元件或相同类型的元件。

图1是佩戴在接受者上的耳后听觉假体的局部视图。

图1A是图1的听觉假体的外部部分的侧视立体图。

图1B是图1的听觉假体的另一外部部分的侧视立体图。

图2是图1B的外部部分的局部侧视截面图。

图3是图2的外部部分的放大局部侧视截面图。

图4A和4B分别是在听觉假体中使用的罩部的一个实施例的透视图和立体截面图。

图5A和5B分别是在听觉假体中使用的罩部的另一实施例的立体图和立体截面图。

图6A和6B分别是用于听觉假体中使用的罩部的另一实施例的仰视立体图和侧视立体截面图。

图6C和6D分别是图6A和6B包含麦克风的罩部的仰视立体图和侧视立体截面图。

图7A和7B分别是听觉假体的外部部分的另一实施例的局部立体图和局部立体截面图。

图8A和8B描述对不同腔体高度的麦克风频率响应的比较图。

图9描绘具有不同结构的罩部之间的摩擦噪声减小的比较图。

图10描绘具有不同结构的罩部之间的摩擦噪声差异的比较图。

图11描绘具有不同结构的罩部之间的振动响应差异的比较图。

图12描绘具有不同结构的罩部之间的声学响应差异的比较图。

具体实施方式

本文公开的技术可以结合各种类型的听觉假体而被使用，包括主动经皮骨导装置、被动经皮装置、中耳装置、耳蜗植入部和声学听力辅助器。总体上，使用麦克风、换能器或其它声音接收组件的任意类型的听觉假体可以受益于本文描述的技术。另外，技术可以被并入到接收声音并将相应的刺激发送到接受者的其它装置中。相应的刺激可以呈电信号、机械振动或声学声音的形式。另外，技术可以结合听觉假体的其它组件而被使用。例如，技术可以与声音处理组件、扬声器或可以受益于保护免于水或碎片或免于振动隔离的其它组件一起而被使用。然而，为了清楚，本文公开的技术将通常在耳后听觉假体中使用的、结合耳蜗植入部使用的麦克风的上下文中描述。

参照图1，耳蜗植入系统10包括通常具有内部接收/收发单元32的可植入组件44、刺激单元20和细长引导部18。内部接收/收发单元32允许耳蜗植入系统10以将信号接收和/或发射到外部装置100并包括内部线圈36和优选地相对于内部线圈36固定的磁体(未示出)。这些信号通常对应于外部声音13。内部接收单元32和刺激单元20密封在生物相容性壳体内，有时统称为刺激/接收单元。磁体促使外部和内部线圈的操作性对准，使内部线圈36能够从外部线圈30接收功率和刺激数据。外部线圈30被包含在诸如图1A描述的类型的外部部分50内。细长引导部18具有连接到刺激单元20的近端和植入在耳蜗40中的远端。细长引导部18从刺激单元20通过乳突骨19延伸到耳蜗40。

在特定示例中，如上所述外部线圈30将电信号(例如功率和刺激数据)经由射频(RF)链路传送至内部线圈36。内部线圈36通常为由多匝电绝缘单股或多股铂金导线或金导线组成的导线天线线圈。内部线圈36的电绝缘通过柔性硅胶制模提供。诸如红外线(IR)、电磁、电容和电感转换的各种类型的能量转换可被用于使来自外部装置的功率和/或数据转换到耳蜗植入部。

存在包括短的、直的以及围绕蜗轴(peri-modiolar)的多种类型的内耳蜗刺激组件。刺激组件46被配置为在植入到接受者的耳蜗40期间或之后采用弯曲配置。为了实现这个，在某些布置中，刺激组件46被预先弯曲为与耳蜗40的大体曲率相同。刺激组件46的这种示例通常由例如在植入或可选地变化材料组合或使用形状记忆材料期间移除的加强(stiffening)探针(未示出)或护套而被保持笔直，从而刺激组件可以在处于耳蜗40中时采用其弯曲的配置。可以使用植入以及采用弯曲配置的其它刺激组件的其他方法。

刺激组件可以为围绕蜗轴的、直的或中阶组件。可选地，刺激组件可以为植入到至少基部区域中的短电极。刺激组件可以朝向称为蜗顶的耳蜗的顶端延伸。在特定情况下，刺激组件可以经由内耳开窗术插入耳蜗中。在其它情况下，耳内开窗术可以通过圆窗、椭圆窗、岬部或通过耳蜗的顶回旋形成。

图1A是听觉假体的外部部分50的实施例的立体图。外部部分50包括主体52和连接到其的外部线圈30。外部线圈30的功能如上关于图1所述。主体52可以包括如上所述的永磁体56，其帮助将外部部分50固定到接受者的颅骨。外部部分50可以包括诸如发光二极管(LED)的指示部58。电池门60覆盖包括将内部功率提供到外部部分50的多个组件的电池和可植入部分的接受部。麦克风62接收由外部部分50内的组件处理的声音。

图1B描绘听觉假体的外部部分100的另一实施例。外部部分100包括壳体102和从其延伸以帮助将外部部分100固定到接受者的耳朵的耳钩104。耳钩104帮助将外部部分100固定到接受者。更特别地，耳钩104围绕接受者的耳朵的上部。外部部分100的壳体102限定允许声音传播到壳体102中、到麦克风或设置其中的其它声音接收元件的一个或多个开口106。这些开口106在壳体102中形成穿透部，其可以允许水、灰尘或其它碎片进入壳体102中。这种进入可能损害麦克风和/或壳体102内的其它元件。在描述的实施例中，开口106被描述为圆形，但是可以设想具有其它形状的开口。本文描述的技术在接受者的耳朵上佩戴的外部部分100中使用的麦克风的上下文中描述。然而，由于上述外部部分50也包括麦克风，本文描述的技术同样适用于在附接到接受者的颅骨的这种外部部分中使用的麦克风。

图2是听觉假体的外部部分100的局部侧视截面图。麦克风108邻近由壳体102限定的开口106设置在壳体102内。麦克风108包括多个壁108a和邻近开口106定向的麦克风入口110。声音在麦克风入口110处被接收，并且经由听觉假体100的内部组件被处理。然后输出信号被发送到接受者。输出信号取决于听觉假体的类型可以为振动、放大的声音、电信号等中的一个或多个。

罩部112容纳并且大体上围绕麦克风108，并具有形成麦克风108配合到其中的套筒的多个侧壁114。套筒的尺寸为使得在侧壁114和麦克风108之间形成摩擦配合。罩部112的侧壁108和麦克风108的壁108a之间的摩擦配合防止麦克风108滑出套筒。在其它实施例中，壁108a和侧壁114之间可使用粘合剂。罩部112还包括在套筒的一端跨越侧壁114的面116。面116邻近麦克风入口110设置。面116的设置防止麦克风108受到水、碎片或其它污染物进入的影响。下面描述各个罩部的结构方面。另外，其他的罩部112的结构方面防止污染物进入到壳体102的内部，其可能损害其它组件。因此，本文描述的罩部可以被用于完全地关闭开口106，从而形成完全不透水的听觉假体，而不会不利地影响声音传递到重要组件(例如，麦克风)。另外，罩部可以被制造为围绕具有任意需要的或期望的外部尺寸或形状的麦克风。例如，具有大体上圆筒形状(并且因此单个侧壁)的罩部可与具有大体上圆筒形状的麦克风使用。

罩部112保持麦克风108并且帮助将组件与存在于壳体102内的振动隔离。这种振动可能由于壳体和接受者的皮肤或头发之间的接触、与诸如围巾或帽子的饰品的接触、或其它环境因素而产生。罩部112将麦克风有效地悬置在壳体102内，因为其由硅胶或其它弹性材料制造，所以罩部112抑制可能对麦克风具有不利影响的发生在其中的任意振动。麦克风108上的焊点118被连接到递送信号到麦克风108并且从麦克风108递送信号到声音处理或其它组件的柔性导线。这些柔性导线进一步防止振动对麦克风108具有不利影响。

图3是如图2中描绘的外部部分100的放大局部侧视截面图。图3中描绘的一些元件如上关于图2所述并且因此这里不进一步描述。罩部112包括邻近侧壁114和面116的交叉设置的一个或多个间隔部118。在描述的实施例中，间隔部118被设置为邻近四个侧壁114中的两个。在其它实施例中，间隔部可以围绕面116的整个周向设置。不管怎样，间隔部118形成在麦克风108接触间隔部118时防止麦克风108进一步插入的止挡部。在麦克风108插入到最大深度时，间隔部118产生具有由麦克风入口110(与间隔部118接触)和面116限定的高度H的腔体120。在某些实施例中，高度H可以处于约0.1mm至约0.3mm之间。在某些实施例中，约0.2mm的高度可以是特别期望的。针对图8A和8B描述比较各个腔体高度H的测试结果。腔体120的高度H在面116由于声波冲击面116而导致振动和移动时防止面116和麦克风入口110之间的接触。麦克风入口110和面116之间的接触可能导致不利的声音被传送到麦克风108。

图4A和4B分别是在听觉假体中使用的罩部212的一个实施例的立体图和立体截面图。一起描述这些附图。与上述罩部112类似，图4A和4B的罩部212包括形成套筒的侧壁214和邻近套筒的一端跨越侧壁214的面216。套筒限定用于容纳麦克风或其它组件的内部250。罩部212还包括至少一个凸缘252。在罩部212中，凸缘252从四个侧壁214中的每一个伸出，但是在其它实施例中，凸缘可以从少于四个侧壁214而伸出。从相对侧壁伸出的凸缘可以特别有利，因为它们帮助平衡听觉假体的壳体内的罩部212的位置。凸缘252被设置为邻近壳体内的对应结构，以将罩部212固定就位。例如，凸缘252可以被夹置在听觉假体的壳体内的两个或多个保持结构之间，以便保持罩部212就位。此外，围绕套筒的整个周长伸出的凸缘252实现了壳体中的相关联开口的完全密封。由于罩部212由弹性材料制成，所以通过听觉假体(例如经由相关联的保持结构)的振动将被罩部212抑制。

图5A和5B分别是在听觉假体中使用的罩部312的另一实施例的立体图和立体截面图。一起描述这些附图。与上述罩部类似，图5A和5B的罩部312包括形成套筒的侧壁314和邻近套筒的一端跨越侧壁314的面316。间隔部318被用于当麦克风完全插入到套筒内部350中时形成腔体320。如上所述，凸缘352被用于支撑麦克风并减小振动的不利影响。在描述的罩部312中，凸缘352在圈部354处连接到侧壁314。在这个实施例中，圈部354为比凸缘352和/或侧壁314薄的罩部材料的一部分。圈部354在听觉假体内帮助进一步抑制振动。圈部354可以为实心的并且可以限定多个开口356以进一步减少振动传递。在图10中描绘了将有圈部的罩部(例如图4A和4B)与无圈部的罩部(例如图5A和5B)比较的测试结果。

图6A和6B分别是在听觉假体中使用的罩部412的另一实施例的仰视立体图和侧视立体截面图。这些附图与图6C和6C一起描述，图6C和6D描述包含麦克风108的罩部412。与上述罩部类似，图6A-6D的罩部412包括形成套筒的侧壁414和邻近套筒的一端跨越侧壁414的面416。间隔部418被用于当麦克风108完全插入到套筒内部450中时形成腔体420。一个或多个侧壁414至少部分地或完全地限定一个或多个通道456。通道456与听觉假体的腔体420和壳体的内部均流体连通，因为它们穿透侧壁414的表面。在这个实施例中，通道456穿透底表面414a，但是在其它实施例中，其它表面可能被穿透。随着音波从面416通过腔体420并且传递到麦克风108，通道456提供从腔体420的调节的释放(attuned relief)开口。通道456可以具有针对特定应用需要或期望的尺寸。例如，具有约0.4mm²的横截面积的通道456已经被公开以当用于诸如耳蜗植入物的听觉假体中时针对高达约8kHz的声音频率提高性能。在图9中描绘了将有减弱释放开口的罩部(例如图6A-6D)与无开口的罩部(例如图4A-5B)比较的测试结果。在备选的实施例中，后部开口可以与腔体使用。后部开口利用明显比在麦克风的面处的腔体的体积大的限定的闭合体积。

图7A和7B分别是外部部分500的另一实施例的局部立体图和局部立体截面图，并且被一起描述。在实施例中，外部部分500在壳体502中使用两个麦克风508。罩部512被用于包含并支撑如本文所描述的麦克风508。罩部凸缘512保持在壳体502的结构元件502a之间以进一步将麦克风508与振动隔离以及密封开口506以抵抗污染物进入。并不是所有的结构元件502a在图7A和7B中有所描述。结构元件的各种尺寸、类型和位置是预期的。每个罩部508的面516被设置在麦克风508之上并且位于壳体502中邻近开口506。为了防止面516可能的刺穿或与大碎片接触，壳体502包括在每个面516上方的防护部516。防护部560与面516间隔开一定距离，以足够使得非减弱的声波能够进入开口506并接触面516。在其它实施例中，防护部可以为允许声波进入的结实的网或屏障部。

图8A和8B描绘针对各个腔体高度的麦克风频率的响应的比较图。图8A描述针对通常用于听觉假体例如耳蜗植入部中的麦克风的测试结果。在图中，上部曲线描绘上测试系统极限(即，针对生产装置所允许的响应的上端)，而下部曲线描绘下测试极限(即，针对生产装置所允许的响应的下端)。描述了针对裸露的麦克风(例如，未被罩部覆盖的麦克风)的响应。这种响应显示与上部响应曲线和下部响应曲线几乎没有偏差。针对约0.3mm和约0.2mm的腔体高度的图也被描绘并且与裸露的麦克风的响应相当一致直到约1800-2000Hz。在更高频率时，在这些腔体高度处的麦克风频率响应仍是可接受的，因为它们总体上落在上部和下部响应曲线内。不管怎样，在约2000到约6000Hz之间描绘的偏差可以被补偿以用于调节听觉假体的讲话处理参数。然而，在0.1mm的腔体高度处，麦克风频率响应在非常低频率处从裸露的麦克风的频率响应显著下降。这可能是由于在膜与干扰膜的自然振动的麦克风之间发生的接触。

模拟的麦克风频率响应在图8B中描绘并且与图8A中描绘的测试的响应一致。模拟的响应针对0.2mm到1.5mm的腔体高度。裸露的麦克风频率响应再一次在图中描绘。针对1.5mm和1.0mm的腔体高度的麦克风频率响应在约2000Hz处开始显著偏离裸露的麦克风的频率响应。对于0.5mm的腔体高度，在约4000Hz处发生显著偏离。对于0.2mm的腔体高度，在约5000Hz处发生显著偏离。总体上，图8A和8B的图指示较小的腔体高度可能更被期望以保持期望的麦克风响应，但是过小的高度可能导致显著的响应问题。

图9描绘具有不同结构的罩部之间的摩擦噪声减小的比较图。针对未覆盖的麦克风和两个覆盖的麦克风(具有和不具有减弱释放开口)描绘摩擦噪声。使用减弱释放开口的罩部在图6A-6D中描述。注意到针对低于1000Hz的频率，具有开口的罩部实际上比甚至不使用罩部的配置噪声更小。在几乎所有频率下，具有开口的罩部比不具有开口的罩部更显著的安静。不具有开口的罩部在图4A-5C中描述。

图10描绘具有不同结构的罩部之间的摩擦噪声差异的比较图。针对未覆盖的麦克风描述摩擦噪声作为参考。另外，针对悬置的罩部(例如，如上所述使用圈部的那些)和未悬置的罩部(例如未使用圈部的那些)摩擦噪声被描述。注意到在高于约700Hz的频率处，伴随悬置膜配置的性能与未覆盖的麦克风配置的性能是可比较的。

图11描绘具有不同结构的罩部之间的振动响应差异的比较图。针对未覆盖的麦克风描述振动响应作为参考。在高于约1000Hz处，悬置的膜的响应将降低到不使用膜的配置之下或与不使用膜的配置是可比较的。

图12描绘具有不同结构的罩部之间的声学响应差异的比较图。图描绘了具有较高和较低的相对张力的硅胶板被安装在听觉假体的前方麦克风和后方麦克风上方的测试的结果。在图中，上部曲线描绘上测试系统极限(即，针对生产装置所允许的响应的上端)，而下部曲线描述下测试极限(即，针对生产装置所允许的响应的下端)。也描绘了针对裸露的麦克风(例如，未被硅胶板覆盖的麦克风)的响应。较高和较低相对张力硅胶板的声学响应指示在一定频率范围内两种类型的板的响应中的清楚的差异。较高和较低相对张力板均显示一定程度的张力(或相反地，松弛度(sag))，其影响麦克风的声学响应。这种结果指示在薄膜到刚性载体的附接中固有的组件振动将导致声学性能中的变化。然而，本文描述的单一的罩部显示与裸露的麦克风类似的声学响应。这可能由于在面中缺少松弛度，由于罩部的单一成型，其以与麦克风的外部尺寸的紧密公差形成。紧密制造公差帮助在组件处理期间减少面的张力。

本文描述的罩部可以由硅胶或诸如橡胶或热塑性弹性体等的其它弹性材料制造。提供防水而不会不利影响声音减弱的材料是特别期望的。硅胶罩部可以涂覆有一个或多个膜或涂层以改善性能或增加可操作寿命。疏水性涂层可能是特别期望的，如增加UV光阻挡以防止罩部劣化的涂层。已知的注射成型处理可以被用于制造中以在合适的公差内获得需要的结构。罩部可能为单一结构或可以由可以用合适的粘合剂结合在一起的多个零件(例如，套筒、面和凸缘)制造。

本文描述的各个实施例的罩部被制造为使得进一步减小麦克风处定向的声波的减弱，或减小假体壳体内的振动。在一个实施例中，罩部可以被制造为使得当麦克风被插入到罩部内部中时限制面的伸展。面的伸展可以减弱声音，导致罩部材料的更快的劣化，并使面更易于撕裂。因此，罩部可以以与麦克风组件的外部尺寸接近的公差制造以限制这种伸展。然而，其它实施例可以使用伸展的面，尽管其可能针对至少上述原因可期望以限制伸展程度。本文描述的听觉假体使用多于一个麦克风。附图描绘用于各个麦克风中的每个的分离的罩部。然而，在特定实施例中，多个罩部可以被集成到单个部件中，其可能增加组装的简易性。通常，也通过将罩部的面成型以具有小于罩部的其它部件厚度的厚度来降低减弱。另外，(在实施例中使用圈部的)小于凸缘或侧壁厚度的圈部厚度帮助降低从壳体到麦克风的振动传递。然而，相对厚的凸缘可能被期望以允许结构元件之间的显著压缩，以帮助确保壳体内的罩部的无空隙的紧握(solid phurchase)。侧壁厚度可以被选择以容纳组件公差或其它标准。

本公开参照附图描述了本技术的一些实施例，其中仅示出一些可能的实施例。然而，其它方面可以以许多不同的形式实施并且不应该被解释为限制本文阐述的实施例。相反，这些实施例被提供使得本公开是彻底和完整的并且向本领域技术人员充分传达可能的实施例的范围。

尽管本文描述了特定实施例，但是技术的范围不限于那些特定实施例。本领域技术人员将了解在本技术的范围内的其它实施例或改进。因此，特定结构、动作或介质仅公开为说明性的实施例。技术的范围通过所附权利要求及其等同物所限制。