智能型挠性互动耳塞的制作方法
领域
本发明实施例涉及提供入耳式声音装置的系统及方法。更确切地说，本发明实施例涉及使用挠性电子组件以提供经改善的入耳式声音装置的系统及方法。
背景
下列描述包含对于了解本发明实施例可为有用的信息。这并非允许本文所提供的任何信息为先前技术或与本文所请求保护的发明相关，或并非允许任何特定地或隐约地所参考的公开文件为先前技术。
随着可携式多媒体装置及智能型手机的发展，已开发及使用众多类型的塞耳式耳机(earphone)及带有话筒的耳机(headset)。然而，先前装置历来为笨重及不舒服的，且这些先前装置还被限制于先前装置的技术能力中。
因此，存在对更先进的声音装置的需要，其可用相较于先前技术中所发现装置经改善的性能率来执行扩大的工作集合。
技术实现要素：
本发明实施例包含可变形及挠性的入耳式声音装置。该入耳式声音装置包含可变形及挠性的主体，该主体具有在远端及近端之间延伸的纵轴。该入耳式声音装置还包含电子组件封装，该电子组件封装包含可延伸的电子电路。该电子组件封装包含位于该可变形及挠性的主体的远端处的扬声器，其中该可延伸的电子电路为嵌在该可变形及挠性的主体中或嵌在该可变形及挠性的主体上的至少一个。在本发明的一些实施例中，可变形及挠性的主体包含可被开启及被关闭的管道。
本发明实施例还包含在可变形及挠性的入耳式声音装置中输出声音给用户的耳朵的方法。该方法包含以下步骤：放置包含可延伸的电子电路的电子组件封装于具有在远端及近端之间延伸的纵轴的可变形及挠性的主体上。该可延伸的电子电路通过将该电子组件封装嵌在该可变形及挠性的主体中或将该电子组件封装嵌在该可变形及挠性的主体上的至少一个而驻留于该可变形及挠性的主体上。该方法还包含以下步骤：放置扬声器于该可变形及挠性的主体的该远端处。
附图的简要说明
本文所提供的图可或不可提供成按比例绘制。相对的尺寸或比例可变化。可改变本发明实施例的大小以适于用户的耳道内。
图1提供了根据本发明实施例的示出入耳式声音装置101的框图。
图2示出了根据本发明实施例的被配置为用作耳机的入耳式声音装置201的实施例。
图3示出了根据本发明实施例的被配置为用作音乐播放器的入耳式声音装置301的实施例。
图4示出了根据本发明实施例的被配置为提供听力放大的入耳式声音装置401的实施例。
图5示出了根据本发明实施例的被配置为提供对讲机功能(可携式及双向的无线收发器)的入耳式声音装置501的实施例。
图6示出了应用可延伸的电路于入耳式声音装置610的电子组件封装611中的入耳式声音装置610的实施例。
图7示出了根据本发明实施例的入耳式声音装置710。
图8示出了根据本发明实施例的入耳式声音装置810。
图9示出了根据本发明实施例的入耳式声音装置910，具有沿着其纵轴908延展的孔或管道906。
图10示出了根据本发明实施例的入耳式声音装置1010，具有位于其近尖端处的麦克风1005及至少一个夹具1006以关闭入耳式声音装置1010中的管道(例如，图9中所示的管道906)。
图11示出了根据本发明实施例的插入至耳朵1105的入耳式声音装置1101。
图12示出了根据本发明实施例的插入至耳朵1205的入耳式声音装置1201。
图13示出了根据本发明实施例的应用形成于硅的离散岛1302a、1302b上的可延伸的电子组件的本发明的实施例。
图14示出了根据本发明实施例的应用形成于硅的离散岛1402a、1402b上的可延伸的电子组件的本发明的替代实施例。
图15示出了根据本发明实施例的电子组件封装1505，包含使用之字型互联1501绑定在一起的离散岛1502a、1502b、1504a及1504b。
图16示出了根据本发明实施例的应用可延伸的电子组件封装1605的本发明的实施例，其中电子组件已形成于使用具有十字或x图案1604的互联1601绑定在一起的硅的离散岛1602a、1602b上。
图17示出了根据本发明实施例的使用之字型互联1703绑定至另一可延伸的电子组件封装1706的电子组件封装1705。
图18示出了根据本发明实施例的可形成入耳式声音装置1832的三维(3d)打印机1810。
图19示出了根据本发明实施例的与其它装置1906、1909、1911及1914无线通信的入耳式声音装置1901。
本发明实施方式的详细描述
将参考附图而更仔细地描述本发明的各种实施例。对特定范例及实施所作的参考是为了图示说明的目的，并不意欲限制本发明或权利要求的范围。
应注意到的是，虽然本文所描述的本发明的众多实施例被绘制为智能型耳塞，但各种配置被认为是合适的且可应用包含独立地或结合地操作的服务器、接口、系统、数据库、代理、引擎、控制器或其它类型的计算装置的各种计算装置。应了解的是，任何所参考到的计算装置包含处理器，该处理器经配置以执行储存于有形的、非暂态的计算机可读存储介质(例如，硬盘、固态硬盘、ram、闪存、rom等)上的软件指令。软件指令较佳地配置计算装置以提供如下文相关于所揭露的智能型耳塞所讨论的角色、责任或其它功能。
以下讨论提供了所要求保护的主题的许多示例实施例。虽然每个实施例都表示单个元素组合，但本发明主题被认为包括所公开元素的所有可能的组合。因此，如果一个实施例包括元素a、b和c，并且第二实施例包括元素b和d，则本发明主题也被认为包括a、b、c或d的其他剩余组合，即使不是明确地披露。
本文的所有出版物通过引用并入本文，就像每个单独的出版物或专利申请被具体地和单独地指示通过引用并入的程度相同。当并入的参考文献中术语的定义或用途与本文中提供的术语的定义不一致或相违背时，适用本文中提供的术语的定义，而不适用该参考文献中该术语的定义。
如在本文说明书中和所附的整个权利要求中所使用的，除非上下文另有明确规定，否则“一”，“一个”和“该”的含义包括复数参考。此外，如本文说明书中所使用的那样，除非上下文另有明确规定，“内”的含义包括“中”和“上”。
如本文中所使用的，及除非上下文以其它方式指示，否则术语“耦合至(coupledto)”意欲包含直接耦合(其中彼此耦合的两元素接触彼此)及间接耦合(其中至少一额外元素位于该两元素之间)两者。因此，同义地使用术语“耦合至(coupledto)”及术语“与…耦合(coupledwith)”。亦婉转使用该术语“耦合至”及该术语“与…耦合”以意味“与…可通讯地耦合”，其中两个或更多网络装置能在网络上发送或接收数据。
请求保护的主题的各种目的、特征、方面和优点将从以下详细描述以及附图中变得更加明显，其中相同的附图标记表示相同的部件。
本发明实施例提供弹性可变形及挠性入耳式声音装置。该入耳式声音装置可包含已在三维打印机上制造的挠性电子组件。
可使用入耳式声音装置的实施例以用于各种目的，包含用于作为放大听力装置、用于作为音乐播放器及用于作为耳机(headphone)装置。
本发明实施例可提供智能型耳塞，该智能型耳塞将来自个人音乐播放器的、用于各种用途的升高声音提供至“对讲机(walkie-talkie)”。本发明实施例提供包含无线通讯模块的入耳式声音装置，该无线通讯模块应用无线协议使得该入耳式声音装置耳塞可与移动计算装置、另一入耳式声音装置或远程服务器或网络(例如，云端)进行通讯。
本发明实施例还可提供入耳式“智能电话”，例如，具有媲美智能电话的功能、但使用各种适合包含但不限于语音识别技术的听觉而不是视觉装置的用户接口的智能型装置。根据本发明实施例，入耳式声音装置的“智能电话”的实施例亦可包含在一些计算平台形式上操作的视觉用户接口。
在入耳式声音装置的实施例中所使用的电子组件封装可包含挠性的电子组件为(举例而言)小型的奈米电子装置。电子组件可包含麦克风、放大器、电池、扬声器、无线通讯模块和/或任何上述的结合。在一些实施例中的电子组件封装可包含处理器和/或数据储存组件。举例而言，电子组件可包含用于执行任何数量的软件应用程序(“app”)和/或储存如媒体的数据的功能。
图1提供了根据本发明实施例的示出入耳式声音装置101的框图。入耳式声音装置101由包含电子组件封装102的可变形及挠性的主体110所形成。电子组件封装102嵌在可变形主体110中或嵌在该可变形主体110上，及该电子组件封装102包含用于入耳式声音装置101的电子电路。可自入耳式声音装置101的实施例间变化电子组件封装102的特定配置。
可变形主体110允许入耳式声音装置101被插入至用户的耳道，而不会损伤入耳式声音装置101或导致对目标耳朵的伤害。在各种实施例中，电子组件封装102可注入在入耳式声音装置101的主体110内、可布置在主体110的表面上、可在主体110内被包住，和/或可为各种其它部署的结合。所使用以形成主体110的弹性可变形材料允许入耳式声音装置101为“一种尺寸适合所有需求”及允许该入耳式声音装置101符合各式各样的耳道结构。
根据本发明的实施例，电子组件封装102可包含一个或更多个电子组件，如麦克风103、无线通讯模块104、放大器105、电池113、处理器107、扬声器108及数据存储组件109。根据对此类组件的习知功能的需求，电子组件封装102中的个别组件可为电耦合和/或接线的。沿着主体110，电子组件封装102在本发明的一些实施例中亦可为可变形的。
入耳式声音装置101的实施例可包含与扬声器108通讯的麦克风103。麦克风103可与扬声器108电子通讯和/或机械通讯。可传递麦克风103所接起的声音/振动至扬声器108。在一些实施例中，所接起的声音/振动可经由放大器105放大并可传递至扬声器108。在各种实施例中，放大器105包含数字信号处理器(dsp)112。
相较于麦克风103，扬声器108在操作期间可较靠近鼓膜(如图11所示地，扬声器1108放置在入耳式声音装置1101的主体的远尖端1107处，而麦克风1110放置在入耳式声音装置1101的近部分1111中)。在一些实施例中，扬声器108可接触鼓膜或甚至比图1所指示地更接近鼓膜。麦克风103可在耳朵外部或接近耳道开口。
在一些实施例中，入耳式声音装置101本身可在长度约1mm至5cm的量级。在一些实施例中，扬声器108及麦克风103间的距离可为1mm至5cm间的距离。一般来说，麦克风103及扬声器108间的距离越大，则麦克风103及扬声器108间的反馈问题的可能性就越低。
然而，在一些实施例中，入耳式声音装置101的尺寸和/或麦克风103及扬声器108间的距离相较上文所提供的尺寸/距离而言可为较小和/或较长的。举例而言，可准备本发明的实施例给戴安全帽的用户(例如警察、士兵、美式足球运动员、机车骑士和/或脚踏车骑士)。相似地，为保全人员及猎人等制作的入耳式声音装置的实施例在尺寸上可被延伸，以容纳额外的麦克风、或较高保真度的麦克风和/或经增强的通讯设备。
在实施例中，举例而言，当无线通讯模块104经配置以用于蓝牙时，至扬声器108的声音输入可来自该无线通讯模块104。此外，至扬声器108的声音输入可来自入耳式声音装置101的数据存储组件109。
在实施例中，入耳式声音装置101还包含处理器107，该处理器107可与电子组件封装102为一体的，或该处理器107可在经由通讯模块104发送指令的计算装置(例如，移动计算装置)的控制下操作。
入耳式声音装置101中的处理器107可执行软件应用程序111及本发明的实施例。软件应用程序111可储存于数据存储组件109中或经由通讯模块104而自远程存储装置被传送至处理器107，该远程存储装置位于入耳式声音装置101远方。举例而言，处理器107可执行软件应用程序，该软件应用程序常驻于链接至入耳式声音装置101的移动电话上。所属技术领域中具有通常知识者将知晓可利用本领域中众所皆知的众多软件应用程序。
可用处理器可执行指令111配置处理器107，以执行操作以将有意义的声音(如语音)与环境噪音做出区分。此类指令可执行操作以接收来自麦克风103的声音信号，如决定声音信号是否代表有意义的声音，当声音信号代表有意义的声音时启动扬声器108，及当声音信号不代表有意义的声音时不启动扬声器108。用于语音侦测程序的此类指令111可呈现于入耳式声音装置101或经耦合的移动计算装置的内存组件109中。
根据本发明的实施例，处理器107可包含cpu或类似的计算装置，或可替代地包含引导电子组件封装102中的各种组件的操作的简单电路。在处理器107包含简单控制电路的实施例中，电子组件封装102中的其它组件亦可为简单的和/或数量有限的，例如，除了处理器107外仅有电池113、数据存储组件109及扬声器108。
数据存储组件109可包含非暂态的内存，如ram、闪存、rom、硬盘、固态硬盘、驱动、光学媒体及诸如此类。数据存储组件109可包含各种类型的数据，如媒体、音乐、软件及诸如此类。
可使用硬件组件(例如，驱动电路、天线、调制器/解调器、编码器/译码器及其它模拟和/或数字信号处理电路)及软件组件的结合而实施无线通讯模块104。可将多个不同的无线通信协议及相关硬件合并至无线通讯模块104中。
无线通讯模块104包含在所属技术领域中众所皆知的结构组件及功能组件，以助于与其它计算装置或远程网络的无线通信。无线通讯模块104可包含如天线及支持电路的rf收发器组件，以使得能够在无线介质上进行数据通讯；例如使用wifi(ieee802.11家族标准)、蓝牙(由蓝牙sig公司所颁布的标准的家族)或其它用于无线数据通讯的协议。在一些实施例中，无线通讯模块104可实施短距传感器(例如，蓝牙、blte或超宽带)。
在一些实施例中，无线通讯模块104可提供近场通讯(“nfc”)能力；例如，实施iso/iec18092标准或诸如此类。nfc可支持装置间在非常短的距离(例如，20厘米或更少)上的无线数据交换。nfc典型地涉及提供短距的无线物理层的近场磁感应通讯系统，该短距的无线物理层通过耦合装置间的紧的、低功率的及非传播的磁场而进行通讯。在此类实施例中，无线通讯模块104可包含入耳式声音装置101中的发射线圈，以调制借由另一装置(例如，另一个入耳式声音装置或智能电话)中的接收线圈的手段所测量的磁场。
在本发明的一些实施例中，入耳式声音装置101可经由网络双向通讯。在此类实施例中，无线通讯模块104可包含蓝牙数字无线协议，使得入耳式声音装置101可与移动计算装置通讯。蓝牙技术提供低成本通信链接。无线通讯模块104的实施例中的蓝牙收发器可经配置以与适当装备好的移动计算装置和/或另一入耳式声音装置建立无线数据链路。
在实施例中，入耳式声音装置101的通讯模块104可结合另一入耳式声音装置(例如，在左耳的一入耳式声音装置及在右耳的另一入耳式声音装置)操作，而在另一实施例中，入耳式声音装置101可独立地操作。在另一实施例中，至少一个入耳式声音装置101可结合移动计算装置操作。
入耳式声音装置101可如对讲机装置般地操作，该对讲机装置与在用户的另一耳朵中操作的另一入耳式声音装置、与用户相关的另一装置、与和另一用户相关的另一入耳式声音装置和/或第三方装置进行通讯。在一些实施例中，入耳式声音装置101的用户可能够与使用比仅是耳语且在远距离处好一点的另一入耳式声音装置用户进行通讯。
入耳式声音装置101亦可包含经由长距无线网络进行双向通讯的功能。在一实施例中，长距无线网络包含蜂窝网络。在另一实施例中，长距无线网络包含多媒体通讯网络。在另一实施例中，长距无线网络包含无线技术，如全球移动通讯系统(gsm)、码分多址-one(cdmaone)、时分多址(tdma)、pdc、日本数字蜂窝式系统(jdc)、通用移动通讯系统(umts)、码分多址-2000(cdma2000)及数字增强无线电话系统(dect)。
入耳式声音装置101的实施例亦可包含无线通讯模块104，该无线通讯模块104经配置以与远程服务器或网络进行通讯。在一实施例中，远程网络为云计算平台。
如本文中所使用的，术语“移动计算装置”意指蜂窝式电话、平板计算机、平板手机计算机、个人数字助理(pda)、掌上电脑、笔记本电脑、膝上型计算机、个人计算机、无线电子邮件接收器及蜂窝式电话接收器(例如，
在实施例中，入耳式声音装置101可包含一个或更多个传感器106a-106z，该一个或更多个传感器106a-106z经配置以侦测和/或测量各种现象。在一实施例中，入耳式声音装置101可包含一个或更多个传感器106a-106z，该一个或更多个传感器106a-106z经配置以侦测用户的生理参数。由传感器106a-106z所侦测或测量的生理参数可包含身体的温度、脉搏、心率、最大vo2(亦称为最大氧气消耗)、脉动式血氧数据、呼吸速率、呼吸量、最大氧气消耗、心率、心率变异、代谢率、血压、eeg数据、肤电反应数据和/或ekg/ecg。因此，传感器106a-106z可侦测(举例而言)环境的温度、湿度、运动、gps/位置、压力、高度及如入耳式声音装置的用户的葡萄糖的血液分析物。
在实施例中，入耳式声音装置101可包含经配置以侦测用户的位置或运动的一个或更多个传感器106a-106z，该一个或更多个传感器106a-106z举例而言如加速度计、gps传感器、陀螺仪、磁力计和/或辐射计。在实施例中，入耳式声音装置101可包含耦合至麦克风103的声音传感器106a。
特定的传感器106a-106z的配置可跨越入耳式声音装置101的实施例而变化；例如，一实施例可包含环境温度传感器、心率传感器及运动传感器，而另一实施例包含压力传感器、脉搏传感器及gps定位器。
在另一实施例中，入耳式声音装置101可提供各种警告及通知功能。举例而言，入耳式声音装置101可被利用为闹钟。可由处理器107、和/或与数据存储装置109耦合的处理器107、和/或与通讯模块104和第三装置(例如，移动电话)耦合的处理器107提供此功能。具有通常知识者应知道如何制作可提供警告功能的处理器107。此外，举例而言，与储存于数据存储组件109中的数据结合的处理器107可提供日历功能、定时器功能、停表功能和/或提醒功能。相似地，与来自各个传感器106a-106z的数据所结合、与来自数据存储组件109的数据111结合的处理器107可提供各种警告和/或警示功能；例如，心脏病警示或高血压警示。相似地，与通讯模块104及传感器106a-106z的结合可提供各种警告至各种在入耳式声音装置101远方的第三方。举例而言，若用一个或更多个加速度计106a装备入耳式声音装置101，则可自动地通知第三方如车祸、自行车车祸和/或跌倒的事件。
入耳式声音装置101亦可经配置以提供各种形式的认证。举例而言，使用声音数据111而与dsp112、处理器107及数据存储组件109结合的麦克风103可被使用以提供入耳式声音装置101的经授权的用户的认证。可使用此电子组件结合以决定何时入耳式声音装置101已被偷走或由未被授权者以其它方式操作。如上文所述的，处理器107可为经配置以用于认证功能的简单控制电路，而不是经配置以控制认证功能的处理器芯片。在通过扬声器108传送敏感信息前，亦可使用认证功能以验证用户。
可用多种方式提供认证功能，包含但不限于所属技术领域中众所皆知的语音识别程序。如图11所揭露地，入耳式声音装置1101的实施例包含放置于入耳式声音装置1101的主体1112的远尖端1107处的扬声器1108及放置于入耳式声音装置1101的近部分1111中的麦克风1110。处理器107(可能与dsp112结合)可分析接收到的用户的声音的样本。
在替代实施例中，可在入耳式声音装置101外部经由诸如智能电话的装置执行认证。在此类实施例中，入耳式声音装置101仅需麦克风103及通讯模块104以执行认证功能。
根据本发明的实施例，可经由无线通讯模块104及诸如移动电话或计算机的另一装置而提供用于包含传感器106a-106z的电子组件封装102的用户接口给用户。根据本发明的实施例，亦可经由麦克风103及处理器107提供声音命令用户接口。具有通常知识者应知道如何配置此类用户接口。
亦可使用传感器及传感器106a-106z的结合以提供用户接口功能。举例而言，当用户靠近g力传感器移动他的/她的手及提供某种g力(例如，1g/2g/3g)时，加速度计(或g力传感器)可启动，此行动可触发传感器使得可通过额外行动(如更进一步的敲击)而接收额外命令。举例而言，用户可(例如，经由预先指派的单一敲击、双重敲击或三重敲击)敲击他的/她的下巴、耳朵、脸颊、脖子或另一预先指派的位置。此敲击行动可触发传感器，使得可通过敲击而接收额外命令。故，举例而言，一旦已启动g力传感器，则两个或更多敲击可启动音乐播放器。可通过合适的听觉确认而确认用户的选择，该合适的听觉确认是通过扬声器108所传送的。可经由扬声器108对用户说出由用户及可能的命令选择所做出的选择。亦可使用相似的传感器配置以用于用户输入功能，如加速度计、脉搏传感器及温度传感器。
本文所描述的入耳式声音装置101在众多情况中为可防水的及可穿戴的，如在游泳期间或当洗澡时。亦可于睡眠期间穿戴入耳式声音装置101而不会不舒服。当习知的声音装置可为不舒服的、根本不起作用或甚至是危险的使用时，这可允许入耳式声音装置101在许多时间期间被利用。
图2示出了根据本发明实施例的被配置为用作耳机(headphone)的入耳式声音装置201的实施例。
入耳式声音装置201包含电子组件封装202中的扬声器208、电池213、通讯模块204及控制电路207。入耳式声音装置201在耳机实施例中可包含额外的电子组件。电子组件封装202被放置于可变形主体210中或可变形主体210上。
可用习知的用于此类电路的方式操作控制电路207，用电池213供电的操作而控制经由通讯模块204从入耳式声音装置201外部接收数据(例如，音乐或声音数据)及传送数据至扬声器208。根据本发明的实施例，控制电路207在一些实施例中可包含专用计算机芯片(或处理器)，其经配置以提供相当的功能或优于的功能给控制电路。
图3示出了根据本发明实施例的被配置为用作音乐播放器的入耳式声音装置301的实施例。
入耳式声音装置301包含电子组件封装302中的扬声器308、电池313、数据存储组件309及控制电路307。入耳式声音装置301在音乐播放器实施例中可包含额外的电子组件。数据存储组件309包含音乐数据311。电子组件封装302被放置于可变形主体310中或可变形主体310上。
可用习知的用于此类电路的方式操作控制电路307，以电池313供电的操作而自数据存储组件309得到音乐数据311及引导音乐数据311的传输至扬声器308。根据本发明的实施例，控制电路307在一些实施例中可包含专用计算机芯片(或处理器)，其经配置以提供相当的功能或优于的功能给控制电路。
图4示出了根据本发明实施例的被配置为提供听力放大的入耳式声音装置401的实施例。
入耳式声音装置401包含电子组件封装402中的扬声器408、电池413、麦克风403、放大器405及控制电路407。入耳式声音装置401在听力放大实施例中可包含额外的电子组件，如数字信号处理器(dsp)412。电子组件封装402被放置于可变形主体410中或可变形主体410上。
可用习知的用于此类电路的方式操作控制电路407，以电池413供电的操作而自麦克风403接收声音数据、引导数据的传输至放大器405(及可能是dsp412)及之后到扬声器408。根据本发明的实施例，控制电路407在一些实施例中可包含专用计算机芯片(或处理器)，其经配置以提供相当的功能或优于的功能给控制电路。在一些实施例中，控制电路407亦可引导dsp412的操作。
图5示出了根据本发明实施例的被配置为提供对讲机功能(可携式及双向的无线收发器)的入耳式声音装置501的实施例。
入耳式声音装置501包含电子组件封装502中的扬声器508、电池513、麦克风503、通讯模块504及控制电路507。入耳式声音装置501在对讲机实施例中可包含额外的电子组件。电子组件封装502被放置于可变形主体510中或可变形主体510上。
可用习知的用于此类电路的方式操作控制电路507，以电池513供电的操作而自麦克风503接收声音数据及引导数据的传输至扬声器508。根据本发明的实施例，控制电路507在一些实施例中可包含专用计算机芯片(或处理器)，其经配置以提供相当的功能或优于的功能给控制电路。
图6示出了应用可延伸的电路于入耳式声音装置610的电子组件封装611中的入耳式声音装置610的实施例。入耳式声音装置610的电子组件封装611嵌在弹性的可变形主体607中或嵌在该弹性的可变形主体607上，及该入耳式声音装置610的电子组件封装611包含可延伸的电子电路，该可延伸的电子电路允许入耳式声音装置610被插入至目标的耳道，而不会损伤入耳式声音装置610或伤害用户的耳朵。
在各种实施例中，电子组件封装611可注入在入耳式声音装置610的主体607内、可放置在主体607的表面上、可在主体607内被包住，和/或可为各种部署的结合。
电子组件封装611中的可延伸的电子电路可包含弹性基板，使得当该弹性基板经延伸时，组件相对彼此分离。换言之，根据本发明的实施例，扬声器605可距麦克风601为相对较远的。当电子组件经延伸时，电子互联实质地维持相同的电子性能特征。电子互联为足够弹性的，使得延伸可多次伸展电子组件间的未延伸距离的分离距离，而不会使入耳式声音装置610的性能下降。
入耳式声音装置610包含麦克风601、无线通讯模块602、放大器603、电池604及扬声器605。根据本发明的实施例，入耳式声音装置610可包含其它组件及传感器，如相关于图1所展示及描述的组件及传感器。入耳式声音装置610可包含额外的相同类型组件，例如多个电池604。
在本发明的一些实施例中，入耳式声音装置610的电子组件的子组件为可延伸的，如麦克风601、放大器603、电池604、扬声器605及无线通讯模块602。在本发明的一些实施例中，电子组件封装611可包含一个或更多个与不可延伸、传统的组件结合的可延伸的组件。
图7示出了根据本发明实施例的入耳式声音装置710。根据本发明的实施例，如图7所展示地，入耳式声音装置710包含位于其近尖端处的扬声器705。入耳式声音装置710以与图6中所展示的入耳式声音装置610相似的方式另外运作，及该入耳式声音装置710可包含如图1中所展示的那些组件的额外的组件。
图8示出了根据本发明实施例的入耳式声音装置810。根据本发明的实施例，入耳式声音装置810包含多个电池804、无线通讯模块802及放大器803。入耳式声音装置810以与图6中所展示的入耳式声音装置610相似的方式另外运作，及该入耳式声音装置810可包含如图1中所展示的那些组件的额外的组件。
图9示出了根据本发明实施例的入耳式声音装置910，具有沿着其纵轴908延展的孔或管道906。管道906沿着主体901的纵轴908而自远区域913延伸至近区域911。
管道906的关闭堵塞(occlusion)或过滤环境声音，而开启管道906允许外部声音进入至耳道，例如图12中所展示的耳道1215。因此，入耳式声音装置910可提供用户可变化的堵塞。
使管道906开启提供排空功能，其减少耳道(例如图12中所展示的耳道1215)中危险的背压。使管道906开启亦减少当对象塞满耳道的外部时产生的、会将用户自身的声音的空洞的、或轰鸣的像是回音的声音的知觉给予用户的堵塞效果。因此，开启管道906亦有益于入耳式声音装置910的用户与其他人(例如，当入耳式声音装置910的穿戴者以其它方式正在听音乐时的飞机上的空服员)的习知的声音通讯。此外，使管道906开启亦使入耳式声音装置910更紧地适于用户的耳朵，在当入耳式声音装置910可能会更易脱落时的活动(如运动)期间此是可为有用的。
使管道906关闭改善传递至用户的耳朵的声音质量。使管道906关闭亦可(和/或作为替代地)提供额外的噪音消除，其改善传递至用户的耳朵的声音质量。使管道906关闭亦可(和/或作为替代地)保护入耳式声音装置910的用户不受到超大的声音，因而保护用户的听力。一些用户可在任何时间使管道906处于关闭的位置或接近关闭的位置，以让尽可能高的声音质量传递到他们的鼓膜，例如，图12中所展示的鼓膜1204。
因此，根据本发明的实施例，入耳式声音装置910可包含如夹具914的功能，可使用该夹具914以改变管道906的直径915，而允许耳道(例如，图12中所展示的耳道1215)的堵塞等级被调整。根据本发明的实施例，夹具914可对于入耳式声音装置910而言为整体的，或可耦合至入耳式声音装置910。入耳式声音装置910可包含相较于图9中所展示的4个夹具914较多或较少的夹具914。
可由来自用户(通过手)的输入、或自动地由用户，或由使用夹具914中的与入耳式声音装置910的如处理器及电池(例如，图1中所展示的处理器107及电池113)的其它组件进行通讯的致动器的程序来调整/致动用户的耳朵的堵塞等级。具有通常知识者应能够指派用于开启及关闭入耳式声音装置910的管道906的合适机制。
在一些实施例中，可取决于提供给入耳式声音装置910的电子组件封装(例如，图1中所展示的电子组件封装101)而由触控和/或声音命令致动夹具914。
除了夹具914外，有众多用于控制管道906的开启及关闭的替代手段。用于关闭管道906的替代手段包含压力泵、通过调整温度的热力学手段、经由化学手段及经由电子手段。
图10示出了根据本发明实施例的入耳式声音装置1010，具有位于其近尖端处的麦克风1005及至少一个夹具1006以关闭入耳式声音装置1010中的管道(例如，图9中所展示的管道906)。根据本发明的实施例，入耳式声音装置1010另外与图9中所展示的入耳式声音装置910相像，且该入耳式声音装置1010可具有与图1中所展示的电子组件封装102相似的电子组件封装。
图11示出了根据本发明实施例的插入至耳朵1105的入耳式声音装置1101。入耳式声音装置1101包含挠性的电子组件封装，如图6中所展示的入耳式声音装置610中所展示的那些和/或图1中所展示的电子组件封装102。入耳式声音装置1101的实施例包含放置于该入耳式声音装置1101的主体的远尖端1107处的扬声器1108及放置于该入耳式声音装置1101的近部分1111中的麦克风1110。
入耳式声音装置1101包含可变形及挠性的主体1112，其具有在远端1111及近端1107间延伸的纵轴1109。根据本发明的实施例，远端1111仅驻留在耳朵1105外部，使得可简单移除入耳式声音装置1101。
本发明的实施例提供由可变形及挠性材料所构成的入耳式声音装置1101，该可变形及挠性材料对长时间穿戴而言是舒服的，且可被大批量生产的而省却客制化的需求。根据本发明的实施例，电子组件封装1113嵌在入耳式声音装置1101的可变形及挠性的主体中或嵌在该可变形及挠性的主体上，且该电子组件封装1113包含允许入耳式声音装置1101被插入至用户的耳道1115而不会损伤入耳式声音装置1101或导致对用户的耳朵1105的伤害的电子电路。电子组件封装1113可嵌至挠性主体1112中、可绕着挠性主体1112缠绕和/或可被压入至挠性主体1112中。
在实际应用中，入耳式声音装置1101在用户的手指间“被压扁”并被插入至耳道1115中，其中该入耳式声音装置1101伸展以符合耳道1115的形状。
在一些实施例中，在将入耳式声音装置1101自耳道1115移除前，该入耳式声音装置1101可返回至“被压扁”的位置。这可允许入耳式声音装置1101滑出耳朵1105以简单移除。在其他实施例中，在自耳道移除入耳式声音装置1101时，入耳式声音装置1101可处于经延伸的位置或可处于一些中间位置。
可由所属技术领域中众所皆知的众多弹性聚合材料制造可变形主体1112的实施例。有许多众所皆知的可被使用以形成如入耳式声音装置1101的入耳式声音装置的弹性聚合材料。举例而言，天然橡胶、氯丁橡胶、sbr橡胶(苯乙烯共聚合物复合物)、硅橡胶、epdm橡胶、聚丁二烯橡胶、聚氯乙烯弹性体、聚氨酯橡胶弹性体、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物弹性体及基于丙烯酸前体及卤乙烯类聚合物的弹性体全部皆可为一般性的合适材料，其可被使用以提供必要的萧氏a硬度计(shoreadurometer)值。
在本发明的一些实施例中，入耳式声音装置1101的可变形主体1112由具有(由astm2240-81的技术)萧氏a硬度计硬度值约10至30或15至25的材料所构成。
在一些实施例中，可通过3d打印，举例而言，使用如图18中以细节展示的3d打印机1810的打印设备制造入耳式声音装置1101。装置(例如，主体1112)的耳塞式部分及入耳式声音装置1101的电子组件封装1113由3d打印适于制造商。如扬声器(例如，图1中所展示的扬声器108)的一些组件可能需要于制造程序的末端处才被加入至装置1101中(因在此时刻的扬声器需要一些3d打印机器可能无法从事的后制造调整)。
图11示出了被插入至人耳1105的入耳式声音装置1101。入耳式声音装置1101的实施例可经配置以用于非人类的耳朵，如其他灵长类动物、其他哺乳动物及甚至是非哺乳动物物种。因此，在本发明的这些实施例中，电子组件封装的组件及弹性主体将为自适应大小的。
图12示出了根据本发明实施例的插入至耳朵1205的入耳式声音装置1201。入耳式声音装置1201包含弹性的电子组件封装，如图6中所展示的入耳式声音装置610中所展示的那些和/或如图1中所展示的电子组件封装102。根据本发明的实施例，入耳式声音装置1201亦包含管道1203，及可使用夹具1204开启及关闭该管道1203。
与图11中所展示的入耳式声音装置1101的讨论相似的，在实际应用中，入耳式声音装置1201在用户的手指间“被压扁”并被插入至耳道1215中，其中该入耳式声音装置1201伸展以与耳道1215的形状一致。在一些实施例中，在自耳道1215移除入耳式声音装置1201前，入耳式声音装置1201可返回到“被压扁”的位置。这可允许入耳式声音装置1201自耳道1205滑出以更容易移除。在其他实施例中，在自耳道移除该入耳式声音装置1201时，入耳式声音装置1201可处于经伸展的位置或处于一些中间位置。
根据本发明的实施例，入耳式声音装置1201的主体可由相关于图11中所展示的入耳式声音装置1101所描述的相似材料所构成。
图13示出了应用形成于硅的离散岛1302a、1302b上的可延伸的电子组件的本发明实施例。图13展示根据本发明的实施例的可延伸的电子组件封装1305，其中使用具有之字型(zigzag)图案(pattern)1304的互联1301而将离散的电子组件岛1302a、1302b连接在一起。离散岛1302a、1302b上的自可延伸的电子组件所形成的电路经由互联1301而保持电耦合，不论用户及用户的环境放置在这些电路上的应变量和/或可变形量为何。
在实施例中，离散岛1302a、1302b离散地操作，可在“装置岛”安排中运作，及能执行本文中所描述的功能(例如，上述图1至图12中所展示的功能)或上述功能的部分。在实施例中，离散岛1302a、1302b可包含集成电路、物理传感器(例如，温度、ph、光线及辐射等)、生物传感器和/或化学传感器、放大器、a/d及d/a转换器、聚光器、机电传感器、电池、压电致动器、包含led的发光二极管及上述的结合。换言之，图1中所展示的传感器106a至106z。
使用习知的集成电路(“ic”)(例如，在单一晶硅上的cmos)以使亦已准备好使用目前已知程序而一般性地大量生产的高质量、高性能及高功能电路组件的利用为可能。这些习知的ic可提供通常优于由更多无源装置所产生的功能及数据产生的各种功能及数据产生。
离散岛1302a、1302b的范围可自约(但不限于)10-100μm的在边缘上所量测或由直径所量测的尺寸，及将离散岛1302a、1302b与一个或更多个极度可延伸的互联1301连接。根据本发明的实施例，离散岛1302a、1302b自身可为可延伸的或不为可延伸的。
互联1301在离散岛1302a及离散岛1302b之间具有之字型图案1304。之字型图案1304提供制造的经增加的稳定性及容易性。之字型图案1304允许离散岛1302a、1302b的扭、转、延伸及压缩，而仍允许可延伸的电子组件封装1305及该电子组件封装1305的各种组件维持电连接。
互联1301的几何形状使这些互联1301异常柔软。每个互联1301经图案化及经蚀刻，使得其结构化形式具有可以是可比较的大小的宽度及厚度尺寸(如其比例或反比不超出约10倍)，及该每个互联的结构化形式可较佳地为大小相等。在实施例中，尺寸可不大于约5μm(例如，其中两尺寸为约1μm或更小)。
参考本发明的实施例，当术语“可延伸”及该术语的根源及衍生经使用以修改电路或该电路的组件时，该术语意味拥有包含具有不需撕裂或打断便能为较长或较宽的软属性或弹性属性的组件的电路，及该术语亦意味拥有具有以此类方式配置以当被应用至可延伸、膨胀的或以其它方式可延伸的表面时容纳及保留功能的组件(不论该组件本身是否如上文所述的为个别可延伸的)的该电路。
可延伸的电子电路将至少两个经隔离的电子组件(例如，离散岛1302a、1302b)附接至弹性基板并安排组件间的电气互联(例如，互联1301)于将两个经隔离电子组件与电气互联互相连接的交互书写(boustrophedonic)图案中。之后可延伸弹性基板，使得组件相对彼此分离，其中电气互联在延伸期间实质上维持相同的电气性能特征，及其中延伸可多次扩展电子组件间的未延伸距离的分离距离。
在实施例中，可通过由薄膜单晶半导体的材料制造ic而完成延伸及压缩，ic被形成为由“互联”所机械连接及电连接的“岛”中，并传送所述ic至能延伸及压缩的弹性基板上。根据本发明的实施例，离散岛1302a、1302b为非延伸/非压缩ic的区域，而互联1301为在某种程度上经形成为高度可延伸/高度可压缩的材料的区域。底层的弹性基板相较于离散岛1302a、1302b而言可为更柔软的，使得最小应变被传输至岛1302a及岛1302b中，而大多数应变被传输至仅包含电连接(及更少)的互联1301。每个互联1301将一岛1302a附接至另一岛1302b，及该每个互联1301能容纳两个先前所提及的岛1302a及岛1302b之间的应变，该应变包含一岛1302a相对另一岛1302b的平移、旋转或平移及旋转的结合。即使用刚性材料制造，互联1301仍如弱弹簧般地(而不是刚性板或刚性梁)行动。此配置因而允许极度可延展的电子组件封装1305的制造。
参考本发明的实施例，当术语“可延伸”及该术语的根源及衍生经使用以修改电路或该电路的组件时，该术语意味拥有包含具有不需撕裂或打断便能为较长或较宽的软属性或弹性属性的组件的电路，及该术语亦意味拥有具有以此类方式配置以当被应用至可延伸、膨胀的或以其它方式可延伸扩展的表面时容纳及保留功能的组件(不论该组件本身是否如上文所述的为个别可延伸的)的该电路。当术语“可伸展”及该术语的根源及衍生经使用以修改电路或该电路的组件时，该术语亦意味具有归因于上文的意义。因此，当参照本发明的实施例时，可交换地使用“延伸”、“伸展”及该“延伸”及“伸展”的所有衍生词。
图14示出了根据本发明实施例的应用可延伸的电子组件封装1405的本发明的替代实施例，该可延伸的电子组件封装1405包含使用较短互联1401(相较于图13中所展示的互联1301)而被绑定在一起的离散岛1402a、1402b。
图15示出了根据本发明实施例的电子组件封装1505，该电子组件封装1505包含使用之字型互联1501而被绑定在一起的离散岛1502a、1502b、1504a及1504b。根据本发明的实施例，与图13中所展示的离散岛1302a、1302b相似地，离散岛1502a、1502b、1504a及1504b包含各式各样的电子组件。
根据本发明的实施例，在从岛1502a、1502b、1504a及1504b的各种方向延展的互联1501的使用允许岛在各种方向被延伸。根据本发明的实施例，可用各种其他类型的互联取代互联1501或该互联1501可与各种其他类型的互联混合。
图16示出了根据本发明实施例的应用可延伸的电子组件封装1605的本发明的实施例，其中电子组件已形成于使用具有十字(crisscross)或x图案1604的互联1601绑定在一起的硅的离散岛1602a、1602b上。
在实施例中，离散岛1602a、1602b离散地操作，可在“装置岛”安排中运作，及能执行本文中所描述的功能或上述功能的部分。在实施例中，离散岛1602a、1602b可包含集成电路(例如，图1中所展示的电子组件封装102)、传感器(例如，图1中所展示的传感器106a至106z)、其他电子组件及上述的结合。
图17示出了使用之字型互联1703绑定至另一可延伸的电子组件封装1706的电子组件封装1705。已自位于使用之字型互联1701而维持在一起的离散岛1704a、1704b上的电子组件形成电子组件封装1705。相似地，已自位于使用之字型互联1701而维持在一起的离散岛1707a、1707b上的电子组件形成电子组件封装1706。使用之字型互联1703而将两电子组件封装1705及1706彼此绑定在一起。
根据本发明的实施例，在从岛1704a、1704b、1707a及1707b的各个方向上延展的互联1701的使用允许岛在各个方向上被延伸。根据本发明的实施例，可用各种其他类型的互联取代互联1701或该互联1701可与各种其他类型的互联混合。
图18示出了可形成入耳式声音装置1832的三维(3d)打印机1810。一般来说，3d打印为累积地部分成形技术，其其通过施加多个连续的薄型材料层而渐增地建立对象。3d打印机1810包含打印头1812，该打印头1812经配置以可控制地沉积/结合库存(stock)材料至基板上。库存材料可包含绑定至耳塞的材料1816(例如，图6中所展示的可变形主体607和/或图1中所展示的电子组件封装102)的电子组件封装1814(例如，图6中所展示的电子组件封装611)。运动控制器1818经配置以可控制地在预先定义的工作空间内平移打印头1812。相关于图18所描述的技术可应用至以融丝制造所知名的3d打印类型。可使用其他类型及形式的3d打印机以打印入耳式声音装置1832。打印头1812可经配置以自诸如卷1820或送料斗的来源接收用于电子组件封装1814的材料(例如，使用电阻加热元件1822)熔解库存材料及经由喷嘴1824排出用于电子组件封装1814的熔解材料至耳塞1816的基板上。一般来说，喷嘴1824可在熔解材料1814可离开打印头1812所经由的其远尖端1828处定义孔1826。
一旦由喷嘴1824流出，用于电子组件封装1814的熔解材料可开始冷却及可在耳塞1816的基板上再固化。其中施加熔解的电子组件封装材料1814在先前所形成的材料层1834(例如，耳塞的部分)上，熔解的库存材料1814的温度可使局部表面熔化发生于先前的材料层1834中。此局部熔化可帮助将新施加的材料与先前层1834结合在一起。
在一实施例中，可在笛卡儿坐标系统1836内控制打印头1812，其中三个致动器每者可使打印头1812的合成运动在各自的正交平面中(其中一般定义x-y平面为与工作表面1830平行的平面，及定义z方向为正交该工作表面1830的维度)。因用于电子组件封装1814的材料被施加于耳塞1816的基板，故所施加材料珠的厚度1838及宽度可为打印头1812的运动1840相对于耳塞1816的基板以及电子组件封装1814的固态的库存材料被馈送至打印头1812中所采用的速率的函数。对于不变的打印头运动1840及电子组件封装1814的不变的固态的库存材料的送料速率而言，每者被施加的材料珠可具有实质上不变的高度/厚度1838及宽度。
电子组件封装1814的一些组件因各种后制造要求可不适于使用3d打印机打印。举例而言，扬声器(例如，如图1所展示的扬声器108)一般需要常需要延伸的调整。因此，在一些实施例中，入耳式声音装置1832可主要使用3d打印机1810制造，而一些在产品的末端处或在生产的某些阶段处被添加的额外组件(如扬声器)不由3d打印机1810控制(例如，由另一装置添加或由手插入)。因扬声器通常位于入耳式声音装置1832的末端处，故这对扬声器而言应为相对简单的。举例而言，可使用机械生产设备而将完全调整好的扬声器添加至半完成的入耳式声音装置的末端。
在实施例中，因装置的经减少的成本，故入耳式声音装置1832可被视为用完即丢弃的且该入耳式声音装置1832可意欲为一次性使用或有限度使用的。
图19示出了根据本发明实施例的与其它装置1906、1909、1911及1914无线通信的入耳式声音装置1901。
入耳式声音装置1901上的通讯模块1904可经配置以与跟入耳式声音装置1901配对的入耳式声音装置1906上的通讯模块1907无线通信。换言之，用户可在左耳中穿戴入耳式声音装置1901，而入耳式声音装置1906可被穿戴于用户的右耳中。入耳式声音装置1901可使用各种像是如上文所讨论的nfc通讯的通讯协议而与经配对的入耳式声音装置1906无线通信。
入耳式声音装置1901亦可经由入耳式声音装置1909上的通讯模块1908而与另一入耳式声音装置1909通讯。相较于入耳式声音装置1901与如入耳式声音装置1906的紧密网络共享装置通讯所使用的通讯协议，通讯模块1904可使用不同的通讯协议而与入耳式声音装置1909上的通讯模块1908通讯。
入耳式声音装置1901亦可与移动电话1911上的收发器1910通讯。移动电话1911可为如智能电话的装置。通讯模块1904可使用与用来与入耳式声音装置1906或入耳式声音装置1909通讯所使用的通讯协议相较下不同的通讯协议。
入耳式声音装置1901亦可经由与远程数据服务器1913相关的通讯模块1912而与位于远程计算装置1914上的远程数据服务器1913通讯。根据本发明的实施例，远程数据服务器1913举例而言可包含服务器及甚至是云计算装置。
入耳式声音装置1901可不必要地被配备以与所有装置1906、1909、1911及1914通讯。根据本发明的实施例，通讯模块1904可经配置以仅用于一种通讯类型。相似地，通讯模块1904可经配置以使用一系列不同的通讯协议进行通讯。
对所属技术领域具有通常知识者而言，在没有背离本文的发明概念的情况下，除了已经描述的那些外的许多入耳式声音装置的修改是显而易见的。因此，除了附加权利要求的范畴以外，本发明的主题并不被限制。此外，在解释说明书及权利要求两者中，应以与上下文一致的最广泛及最可能的方式解释所有术语。特别地，术语“包括”和“包含”应当被解释为指的是以非排他方式的元素、组件或步骤，表明所涉及的元素、组件或步骤可以存在或使用，或与其他未明确引用的元素、组件或步骤组合。
虽然已图示说明及描述了本发明的特定实施例，但本发明并不仅被限制于这些实施例中将为清楚的。本文所讨论的本发明的实施例可已通常地意味来自某些知名的设备制造商的材料的使用；然而，可调适本发明以与来自其他来源及制造商的设备连同使用。与本发明一起使用的设备可经配置以根据习知协议(例如，usb)操作和/或可经配置以根据特定协议操作。对所属技术领域中具有通常知识者而言，在没有背离如权利要求中所描述的发明的精神及范畴的情况下，多个修改、变化、变异、替换和等效将为显而易见的。一般来说，在所附权利要求中，所使用的术语不应被解释为限制本发明至说明书中所揭露的特定实施例中，而是应被解释为包含所有在本文的下文中所阐述的权利要求下操作的系统及方法。因此，本发明旨在包含此发明所提供的修改及变化，只要它们落在所附权利要求及其等同物的范畴内。
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