一种口腔内器具和口腔内麦克风的制作方法

本实用新型涉及口腔设备设计技术，尤指一种口腔内器具和口腔内麦克风。

背景技术：

目前。随着技术发展，各种助听装置或电子听诊器阴云而生。

一种被广泛应用的电子听诊器是用于探测由使用者发声而产生的组织振动的喉部麦克风。由声带产生的声(振动)波通过喉咙周围的硬组织和软组织传播，并在说话时被安装在外部的接触式麦克风所探测。

另外一种被用来探测用户说话的组织接触式麦克风被通常外部安装在前额的皮肤上、在耳后的骨乳突处或耳道中。与安装在喉部的传感器或麦克风不同，这些麦克风探测由喉部和声道的其他部分(硬/软腭、舌、嘴唇、牙齿)的共鸣引起的，通过颅骨(经由骨传导)进而通过周围的皮肤组织传播的振动。其中的无音(NAM)麦克风被安装在耳后接近下颚的软组织上面，用来传导主要在口腔周围的软组织中被传导的微小的声音振动。

近期的研究评估了若干安装在喉部和颅骨上的组织接触式麦克风与悬挂式(空气传导)麦克风相比较的性能，并证明了接触式麦克风对于语音噪声比的改善。研究还发现，由于在理论上减少了从如舌和嘴唇的柔软的发声器官编码的信息，接触式麦克风的语音清晰度次于悬挂式麦克风的语音清晰度。然而，随着众多的接触式麦克风系统被商业销售，在佩戴例如全头头盔、防护服和水下装备的受装备限制或具有过大环境噪声的环境中，无法使用空气传导式麦克风，这时接触式麦克风避免了这些环境限制，因此其降低语音清晰度的缺陷在这些情况下明显是被容许的。

综上可知，依靠喉部、耳部或骨传导进行语音传导的组织接触式麦克风具有显著的优势，但是目前的组织接触式麦克风通常需要在外部安装传感器、电子设备和/或电池。此类装备可能很笨重并容易被发现、妨碍如头盔和保护装置的其他装备的使用，并且可能会封闭耳道以及可能不能被用在潮湿和/或恶劣的环境中。

基于上述考虑，组织接触式传感器的领域内的相关进展包括全植入式助听器，其中麦克风部分被安装在耳后正上方的皮下或安装在耳道的骨壁中。与上述被设计以探测使用者的语音的传感器或麦克风不同，被植入的助听器麦克风被设计来响应周围环境的声音。在这些系统中，由麦克风探测到的信号在被处理被发射到用于仿真中耳的植入式换能器或被发射到用来仿真听觉神经的电极。作为全植入式听觉系统的一部分，植入式麦克风在若干方面对用户有利：听觉系统为全部不可见的，消除了外观上的障碍；其不封闭耳道，消除了舒适/不相容的问题，并在部分听力损失情况下改善了对低频率声音的感知；以及其容许使用在与传统助听器不兼容的环境中或活动中。然而，显著的缺点为需要手术步骤来安装或拆卸麦克风、电池和信号调节/放大电子设备，以及必须具有一些在外部为电池充电的装置。此外，植入的麦克风依赖于若干在皮肤表面的振动和电信号之间的介质转换电路级，其限制了整体设备的性能。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种口腔内器具和口腔内麦克风，能够作为非可见的听力设备、身体声音的监测设备或通信设备中的组件，其可在与大多数已有设备不兼容的环境中运行。

为了达到本实用新型目的，本实用新型提供了一种口腔内器具，包括：可放置于口腔内的器具外壳和麦克风组件；麦克风组件包括：口腔接触组织、振动传感器和信号处理单元。

口腔接触组织包围该振动传感器，并且与口腔内的粘膜表面接触；口腔接触组织具有与口腔内的粘膜表面相匹配的声阻抗。

振动传感器与信号处理单元相连；信号处理单元包含在器具外壳内。

可选地，

振动传感器，用于检测口腔内的粘膜表面的振动并将振动信号转化为电信号。

信号处理单元，用于对电信号进行滤波、放大和无线传输。

可选地，在口腔接触组织上具有凸起部分，该凸起部分可被夹在两颗牙齿之间和/或被固定在至少一颗牙齿上。

可选地，振动传感器与器具外壳分离，振动传感器通过预设的线体与信号处理单元进行电连接。

可选地，麦克风组件还包括：传感器支架；传感器支架包括第一固定端、第二固定端和连接于第一固定端和第二固定端之间的可变形的连接杆。

口腔接触组织固定在第一固定端上；器具外壳固定在第二固定端上；第一固定端和第二固定端分别固定于口腔内不同的位置。

可选地，振动传感器包含在器具外壳内。

器具外壳具有至少一个开放口，振动传感器被置于该开放口处，振动传感器通过口腔接触组织与口腔内的粘膜表面接触。

可选地，麦克风组件还包括：传感器框架。

振动传感器被固定在传感器框架上，振动传感器与传感器框架一起被包围在口腔接触组织内。

可选地，传感器框架为可弯曲的金属板。

振动传感器通过柔性粘合剂粘贴到可弯曲的金属板上。

可选地，传感器框架为悬梁结构；悬梁结构包括：基板和梁柱。

振动传感器通过硬性粘合剂粘贴到基板上；基板和梁柱均固定于传感器支架的第一固定端上。

梁柱包括第一端和第二端；第一端通过口腔接触组织与口腔内的粘膜表面接触；第二端当口腔内的粘膜表面振动并推动第一端运动时与振动传感器接触，将口腔内的粘膜表面的振动传递到振动传感器。

可选地，悬梁结构包括至少两个；分别为第一悬梁结构和第二悬梁结构。

第一悬梁结构中的第一基板具有第一谐振频率；第二悬梁结构中的第二基板具有第二谐振频率。

第一谐振频率与第二谐振频率不同。

可选地，振动传感器包括：压电膜。

为了达到本实用新型目的，本实用新型还提供了一种口腔内麦克风，包括：依次相连的信号采集单元、信号处理单元、存储单元和接口单元。

信号采集单元包括：口腔接触组织和振动传感器。

口腔接触组织包围振动传感器，并且与口腔内的粘膜表面接触；口腔接触组织具有与口腔内的粘膜表面相匹配的声阻抗。

振动传感器与信号处理单元相连。

信号处理单元包括：相互连接的信号放大器和滤波器；信号放大器的输入端与振动传感器相连，滤波器的输出端与存储单元相连。

其中，接口单元的接口为预设的模块接口。

可选地，

振动传感器，用于采集口腔内的粘膜表面的振动信息并转化为电信号发送给信号处理单元。

信号处理单元，用于对电信号进行放大和滤波。

存储单元，用于存储信号处理单元的输出信息。

接口单元，用于将存储单元的存储信息传输出去。

可选地，接口单元包括第一模块接口；第一模块接口与无线发射装置或外部接收设备上的第二模块接口相连；其中，第二模块接口与第一模块接口相匹配。

可选地，无线发射装置包括：无线网络模块、无线射频模块和/或蓝牙模块。

可选地，第一模块接口包括通用串行总线USB接口。

与现有技术相比，本实用新型包括可放置于口腔内的器具外壳和麦克风组件；麦克风组件包括：口腔接触组织、振动传感器和信号处理单元。口腔接触组织包围该振动传感器，并且与口腔内的粘膜表面接触；口腔接触组织具有与口腔内的粘膜表面相匹配的声阻抗。振动传感器与信号处理单元相连；信号处理单元包含在器具外壳内。通过本实用新型实施例方案，麦克风作为非可见的听力设备、身体声音的监测设备或通信设备中的组件，其可在与大多数已有设备不兼容的环境中运行。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。

图1为本实用新型实施例的口腔内器具结构示意图；

图2A为相关的曲率将法向指向的压力转化为可比所施加的压力大很多的、沿着膜的轴线的拉伸张力的示例图；

图2B为相关的作用在悬梁结构的端处的引起的悬梁弯曲的法向力和沿着膜轴线的拉伸张力的示例图；

图2C为相关的包含围绕橡胶接触垫缠绕的膜的压电膜组织接触式麦克风示意图，其中由于橡胶垫的径向扩展，作用在垫上的法向力产生了沿着膜轴线的应力；

图3为本实用新型实施例的振动传感器与附加的电子组件之间的连接关系及位置关系示意图；

图4为本实用新型实施例的振动传感器与器具外壳分离放置结构示意图；

图5为本实用新型实施例的传感器支架结构示意图；

图6A为本实用新型实施例的振动传感器与器具外壳集成在一起时通过传感器支架固定在脸颊的内表面的示意图；

图6B为本实用新型实施例的振动传感器与器具外壳集成在一起时通过传感器支架固定在腭部的示意图；

图6C为本实用新型实施例的振动传感器与器具外壳集成在一起时通过传感器支架固定在齿龈处的示意图；

图7A为本实用新型实施例的压电膜放置在金属板上时，压电膜的边缘(在71方向上)被夹住但两侧没有被夹住时，其拉伸力方向(在71方向上)示意图；

图7B为本实用新型实施例的悬梁结构实施例示意图，以及在该实施例下基板弯曲示意图；

图7C为本实用新型实施例的包含多个悬梁结构时的实施例示意图；

图7D为本实用新型实施例的包含多个悬梁结构时其各自的谐振频率示意图；

图7E为本实用新型实施例的包含被夹靠在硬的平台上并被压电膜包围的圆柱形段的橡胶接触垫示意图；以及包含被夹在橡胶接触垫的圆柱形部分与硬平台的中间的压电陶瓷圆盘的示意图；

图7F为本实用新型实施例的包含被放置在空气腔后面的驻极体麦克风和隔膜(隔膜与橡胶垫接触以接触皮肤组织)的结构示意图；

图8为本实用新型实施例的口腔内麦克风结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

与同空气传导式麦克风相似的探测所覆盖的(组织)膜的机械振动的皮下植入的麦克风不同，被用来探测环境声音的口腔内麦克风必须响应耦合到头部的软组织并通过头部的软组织传播的声压波。由于阻抗不匹配以及信号的散射，头部的空气与组织之间的边界成为声音传播的重大障碍，以及只有小部分的外部声压能量被传送到嵌入式传感器。声压波在空气/水边界的垂直入射导致理论上33dB(99.9％)的声强损失。考虑散射效应也在其中起作用，并通过空气中的水球体(近似于头部)的FEA模型预测出略高的声衰减。因此用于测量环境声音的口腔内组织传导式麦克风必须具有足够的SNR(信号噪声比)以在探测最小的期望环境声压水平(SPL)时克服在空气/组织分界面上的损失。依据标准化的指标，被有效用作听力设备的部件的口腔内组织麦克风在70dB SPL的条件下应能达到极好的语音清晰度，并在60dB SPL的条件下提供有用的性能，其中由于传播损失，转化为在传感器处测量的小于30dB SPL。当被用来探测由使用者生成的(即本地的)声音(如语音、呼吸或其他身体声音)时，口腔内的组织麦克风感应在使用者的软组织内传播的振动，并不受限于空气/组织边界处的损失。

为了达到本实用新型目的，本实用新型提供了一种口腔内器具10，如图1所示，该口腔内器具10为可拆卸的，包括：可放置于口腔内的器具外壳11和麦克风组件12；麦克风组件12包括：口腔接触组织121、振动传感器122和信号处理单元123。

口腔接触组织121包围该振动传感器122，并且与口腔内的粘膜表面20接触；口腔接触组织121具有与口腔内的粘膜表面20相匹配的声阻抗。

振动传感器122与信号处理单元123相连；信号处理单元123包含在器具外壳11内。

在本实用新型实施例中，为了实现在口腔内检测身体的声音信号，采用了组织接触式的振动传感器，振动传感器122，用于检测口腔内的粘膜表面20的振动并将振动信号转化为电信号。组织接触式振动传感器(接触式麦克风)具有很好的感测如心跳、血液流动或呼吸的来自身体的声音的作用。此类传感器(或换能器)可以被放置在接触皮肤或接触软组织的位置并响应于由生物物理过程引起、通过组织传播的振动产生电信号。组织接触式振动传感器可以采用多种架构，但任何架构都需要包含与皮肤或组织的声阻抗相匹配的接触表面(如上述的口腔接触组织121)，口腔接触组织121包围该振动传感器122，并且与口腔内的粘膜表面20接触；当把设备调节为对通过空气传播的声音不够敏感时，与皮肤或组织的声阻抗相匹配的口腔接触组织121会有效地将穿过皮肤或组织传播的声压波耦合到换能器，转换为电信号。通过振动传感器可以有效地减少环境噪声，并非常适合于在如工业场所、移动的交通工具或战场上等噪声环境下作为双向通信的设备使用。可选地，口腔接触组织121的材料可以包括橡胶、聚氨酯或塑料等。

可选地，振动传感器包括：压电膜。其中该压电膜可以包括PVDF(聚偏二氟乙烯)膜。由于PVDF压电膜的高压电电压常数g(压电电压常数g将电压与引起的应变关联)能够很好的匹配到口腔内组织的低的机械阻抗以及其总体的鲁棒性和机械稳定性，因此，PVDF(聚偏二氟乙烯)的压电膜很适合作为口腔内组织的接触传感器来使用。此外，与在封闭的空气腔中依靠将机械振动转变为压力变化以随后由空气传导式麦克风来探测的接触式传感器不同，组织振动通过压电膜由压电效应被直接转换为电信号。

当被夹到弯曲的开放框架结构上时，PVDF膜40对法向指向的机械位移具有非常高的敏感度，并且当在低于谐振下操作时其具有平坦的频率响应。曲率将法向指向的压力或力F转换为可比所施加的应力大很多的沿着膜轴线的拉伸应力，如图2A所示，其所导致的膜应变在膜的电极上产生与所施加的压力成比例的电荷。其中，可以根据所需要的电阻抗、灵敏度、谐振频率和机械阻抗调整膜厚度、曲率半径(ROC)以及电极的面积，即容许针对应用对其进行微调。如图2B所示，其示出了当法向指向的力F可被施加到被配置到悬臂梁结构中的膜40的示例，其中指向力F导致了沿梁的长度的张力F1。相似的是，如图2C所示，其示出了法向指向力F可能被作用于弯曲结构41以导致弯曲结构上的径向扩展并在四周被贴合的膜中产生张力的另外的示例。

在本实用新型实施例中，与振动传感器122相匹配的电子组件包括信号处理单元123，信号处理单元123可以对振动传感器122检测的振动信号转化成的电信号进行预处理，例如，对该电信号进行滤波、放大、存储和无线传输。信号处理单元123可以包括滤波器、放大器、存储器和/或无线射频发射单元。当信号处理单元123包括无线射频发射单元时，口腔内的组织麦克风(振动传感器122)可被用作通信系统的一部分，例如，收集和处理使用者的语音并将包含语音的信号无线发射到电话机(例如，蜂窝电话)、无线电收发设备(例如，手持式无线电收发设备)，或其他能够使用标准的低功率无线电通信协议(例如，蓝牙)接收和/或发射信号的通信设备。由于组织麦克风对外部的空气传导的声音不敏感，本实用新型实施例的装置在高噪声环境中将是特别有用的。

可选地，本实用新型实施例的通讯系统，即上述的无线射频发射单元可利用具有更高功率的发射电子设备以将范围增加至10-100米或以上。因此使用者能够佩戴完全隐蔽的麦克风并与位于远处的接收机通信。在这种情况下，位于远处的接收者可以通过口腔内的组织麦克风来探测使用者的语音、生物物理的声音(例如呼吸、心跳的声音及其他)或环境声音。根据该应用，远处的亲人或家人可以探测用户的健康状况。

在另外的应用中，本实用新型实施例的口腔内器具10可被用作用于监测使用者的语音、生物物理声音，或环境声音的口腔内的录音系统的一部分。从麦克风50接收到的信号可被储存到被封装在牙齿器具的舌部分60中的快闪式存储器或其他合适的存储器储存设备中以用于在稍后时间的分析，如图3所示。由于麦克风50本身的尺寸限制，在麦克风封装50侧可以仅包含振动传感器122(包括包围在其周围的口腔接触组织121)和简单的音频接收放大器和/或滤波器51。而在牙齿器具的相对侧，即舌部分60中可根据不同的应用包含额外的无线射频封装60，具体包括：数字信号处理器61、发射和/或接收电路62(具体可以包括天线、621阻抗匹配电路622、射频发射放大电路623、无线射频芯片624)、电池63(例如锂离子电池)、电源和功率调节单元64，以及存储器65(如快闪式存储器)。在这种情况下，振动传感器122或前置放大电路借助于在后臼齿后面引导的颊测和舌侧之间的连接器具，被连接到电池电源和下游的电路级。设备可在必要时(依据使用的目的或在为封闭的电池充电时)从口中拆卸。充电可使用感应装置(其中在牙齿器具封装中需要感应线圈)或通过直接耦合暴露的电接触体来完成。

下面将继续对本实用新型实施例的口腔内器具10做进一步介绍。

可选地，振动传感器122与器具外壳11分离，振动传感器122通过预设的线体与信号处理单元123进行电连接。如图4所示。

在本实用新型实施例中，振动传感器122可以与其他的麦克风组件一起放置在器具外壳11内，在口腔中安装时，安装在口腔中的一个部位；振动传感器122也可以不放置在器具外壳11内，与器具外壳11分离，而其他的麦克风组件仍放置于器具外壳11内，这样可以使得在由于器具外壳11的形状、大小等限制只能安装于口腔内的一个固定位置时，振动传感器122仍可以分离出来安装在最合适的振动采集位置处。这时，包围有振动传感器122的口腔接触组织121可以通过线体与器具外壳11之间产生连接，也可以通过下述的传感器支架124与器具外壳11之间产生连接。需要说明的是，当口腔接触组织121通过线体与器具外壳11之间产生连接时，该口腔接触组织121可以通过粘贴的方式粘贴在口腔内的粘膜表面20上。另外，可选地，在口腔接触组织121上具有凸起部分，该凸起部分可被夹在两颗牙齿之间和/或被固定在至少一颗牙齿上。通过该凸起部分，口腔接触组织121可以被固定。进一步地，口腔接触组织121还可以被容纳在可被定位在牙齿的舌侧或颊侧上的例如金属、塑料或其他材质的外壳中。该外壳的牙齿接触部分优选包括软的塑料或橡胶材料以减少经由骨传导通过牙齿耦合到外壳的振动。该外壳还可以通过例如液体硅橡胶(LSR)等材料进行模制，并且外壳的接触软组织(例如颊的内表面)的部分可以具有硅树脂或聚氨酯接触表面。外壳的内部还可以包含导电涂料或金属镀层以减少麦克风对于电磁干扰的敏感度。

可选地，麦克风组件12还包括：传感器支架124；传感器支架124包括第一固定端1241、第二固定端1242和连接于第一固定端1241和第二固定端1242之间的可变形的连接杆1243。如图5所示。

口腔接触组织121固定在第一固定端1241上；器具外壳11固定在第二固定端1242上；第一固定端1241和第二固定端1242分别固定于口腔内不同的位置。

在本实用新型实施例中，在振动传感器122与器具外壳11分离时，为了便于包围有振动传感器122的口腔接触组织121的固定，可以设置一个传感器支架124，将口腔接触组织121和器具外壳11分别固定在传感器支架124的两端，并且传感器支架124的两端可以分别固定于口腔中的不同位置处。为了进一步使得该传感器支架124的连接杆1243能够适应口腔中的不同安装走势，该连接杆1243可以设置为可变性的或者该连接杆1243为柔性材料。

另外需要说明的是，上述的传感器支架124的结构形式仅是一个可以实施的实施例，在其它实施例中还可以采用其他的结构，在此对于其具体结构不做限制。并且该传感器支架124还可以是已有的口腔器具，例如，牙套、牙齿矫正器、假牙等。在这种情况下，上述的相互分离的振动传感器122与器具外壳11可以分别安装于已有的口腔器具的不同位置。例如，对于假牙来说，可以将振动传感器122安装于假牙外侧使振动传感器122与脸颊内侧相接处，器具外壳11可以安装于假牙的内侧，即舌侧处。

因此，传感器支架124可能为通过使用牙齿结构的模型而制成并通过热成型工艺生产的定制的设备。也可以是利用非定制的形式生产的非定制设备。其中的连接杆1243可为连接线或其他的结构构件，例如拉伸可以安装到合适的位置并且释放后被夹到臼齿上的扭转弹簧。并且该连接杆1243可以作为电源和/或信号管道。

可选地，振动传感器122包含在器具外壳11内。器具外壳11具有至少一个开放口111，振动传感器122被置于该开放口111处，振动传感器122通过口腔接触组织121与口腔内的粘膜表面20接触。

在本实用新型实施例中，振动传感器122还可以与其他的麦克风组件一起包含在器具外壳11内，使整个口腔内器具10集成在一起。在这种情况下，为了使得振动传感器122可以通过口腔接触组织121与口腔内的粘膜表面20接触，需要在器具外壳11上至少保留一个开口，即上述的开放口111，一个或多个振动传感器122被分别置于一个开放口111处，分别通过口腔接触组织121与口腔内的粘膜表面20接触。

在本实用新型实施例中，该集成在一起的口腔内器具10可以直接固定或粘贴在牙齿或口腔粘膜上，也可以与上述的可拆卸的已有的口腔器具，例如，牙套、牙齿矫正器、假牙等附接、粘接或集成在一起。还可以固定于上述的传感器支架124的一端，如图6A所示，通过传感器支架124的另一端耦合到如图6A所示的后臼齿M的牙齿上来放置口腔内器具10使得其与口腔中的特定的软组织保持接触。由于口腔内器具10被放置为尽可能的接近外部的声音源以最大限度的减少信号衰减，所以口腔粘膜(脸颊的内表面)为优选位置(图6A)，齿龈(如图6C所示)或腭(如图6B所示)也可构成替代的位置。

同样图6中还示出了振动传感器122与器具外壳11分离的实施例。例如，如图6B所示，颊部分可以放置保持电池和/或信号处理单元123在内的器具外壳11，而经由传感器支架124耦合的第二部分可依靠软腭的部分，即在舌侧放置包围有振动传感器122的口腔接触组织121。图6C展示了另外的变化，其中口腔接触组织121可能被放置在靠着齿龈G的颊侧而不是放置在单颗牙齿或多颗牙齿表面上。当两个部分经由传感器支架124围绕臼齿被互相耦合时，第二部分振动传感器122可如上所述被保持在舌侧上。

可选地，麦克风组件12还包括：传感器框架125。

振动传感器122被固定在传感器框架125上，振动传感器122与传感器框架125一起被包围在口腔接触组织121内。

在本实用新型实施例中，为了适应不同的振动传感器的需求，还可以设置一个传感器框架125。例如，当振动传感器122采用PVDF压电膜时，由于其为柔性材料，因此可能需要传感器框架125作为载体将其固定起来。

可选地，传感器框架125为可弯曲的金属板。振动传感器122通过柔性粘合剂粘贴到可弯曲的金属板上。

在本实用新型实施例中，如果振动传感器122为一层PVDF膜(例如10mm x 20mm，52微米厚)，可以将其粘合到(例如通过氰基丙烯酸酯、环氧树脂或双面粘合剂)或机械地夹到可弯曲并开放的传感器框架125而构建，如图7A所示，使得PVDF膜122的拉伸方向(已知的“1”方向71)为沿着传感器框架125的曲率半径方向。在其它实施例中，也可使用如PVDF的共聚物(例如PVDF-TrFE)的其他压电膜。

在本实用新型实施例中，以金属板形式实现的传感器框架125可以由如304或316不锈钢或钛的生物相容性金属构建。为了将无效的膜材料(其增加了寄生电容)的量减为最小，金属板形式的传感器框架125的边缘宽度被保持在可实现的、以有效地夹住膜并防止偏斜的最小值。例如，可使用1-2mm的宽度。另外，曲率半径直接影响麦克风的灵敏度和谐振频率(由于膜柔度的影响)。例如5mm-20mm的框架半径，在保持足够的设备灵敏度的同时会提供高于主要语音频带(300-4kHz)的谐振频率。此外，取决于期望的特性，金属板形式的传感器框架125可能被配置为如椭圆形、圆形等的多种不同的形状。需要说明的是，在可选的实施例中，传感器框架125并不是必选的，在压电膜保持粘合到口腔接触组织121的接触表面并与之振动接触时，传感器框架125可以被省略，即压电膜可被直接固定或粘贴到上述的外壳内而且不受到框架的支撑。

可选地，硅树脂RTV或聚氨酯橡胶(例如NuSil Med-6015或Dow Corning(道康宁)X3-6121)的接触层(透镜)被镶铸在PVDF压电膜的合适位置上。接触透镜可以包含位于框架开口中间的浅轮廓突出物以确保其与口腔软组织的良好接触并使振动有效地耦合到PVDF压电膜的有效部分。透镜浇铸过程确保了透镜和PVDF膜之间在整个表面上紧密的机械接触并用来密封麦克风组件的前表面来防止液体的侵入。另外的方法为通过使用柔性粘合剂将压电膜附接到预成型的橡胶接触层。这需要仔细操作以确保在有效的膜表面上的紧密接触和在透镜/外壳界面处的防水密封。为了使机械负载效应变为最小并减小麦克风的轮廓，接触透镜可能被限制到例如1-2mm的厚度。

另外，在本实用新型实施例中，在以金属板形式实现的传感器框架125的实施例中，压电膜形式的振动传感器122的膜上彼此相对的第一组边缘(在1方向)可以被夹住，但相对的第二组边缘不需要被夹住，如图7A所示。作用在接触透镜50上的静态(即“DC”)压力引起膜从被拉直的或平坦的中间位置52发生偏斜，导致了上述的弯曲的形态54。这里，引起的曲率54的量由被施加的DC力限定，因此，振动传感器122的灵敏度和频率响应将在使用期间发生改变。然而，此架构使得设备更轻/更小，结构更简化。需要说明的是，在此架构中，膜曲率的量可以通过经由引线连接到第一和第二电极的DC升压转换器电路施加DC电场来调整/控制。可选地，在具体设置时，所需的压电膜曲率可通过使用柔性粘合剂将膜粘到具有被预先确定的曲率的橡胶接触层上来实现。

可选地，传感器框架125为悬梁结构30；悬梁结构30包括：基板301和梁柱302。

振动传感器122通过硬性粘合剂粘贴到基板301上；基板301和梁柱302均固定于传感器支架124的第一固定端1241上。

梁柱302包括第一端3021和第二端3022；第一端3021通过口腔接触组织121与口腔内的粘膜表面20接触；第二端3022当口腔内的粘膜表面20振动并推动第一端3021运动时与振动传感器122接触，将口腔内的粘膜表面20的振动传递到振动传感器122。

在本实用新型实施例中，压电膜形式的振动传感器122并入了悬梁结构30。压电膜形式的振动传感器122被用硬粘接剂(例如环氧树脂)粘合到悬梁结构30的基板301上，并且基板301的端部被夹到传感器支架124上，如图7B所示。在这种布置中，作用在基板301的端部的法向力导致了基板301中的弯曲力矩以及沿着膜轴线的拉伸应力。与前面所述的弯曲/夹住的压电膜布置一样，张力作用在压电膜的边缘；压电膜边缘具有较小的有效面积，导致了该边缘处具有比在膜的表面处测量的应力大得多的应力，从而导致在相同的传入压力下产生更高的电压。

可选地，悬梁结构30包括至少两个；分别为第一悬梁结构31和第二悬梁结构32。

第一悬梁结构31中的第一基板311具有第一谐振频率；第二悬梁结构32中的第二基板321具有第二谐振频率。第一谐振频率与第二谐振频率不同。

在本实用新型实施例中，悬梁结构30的尺寸和材料均可以调整，以提供所需的谐振频率。例如，与塑料材质的悬梁结构相对比，钢质的悬梁结构会产生较高的谐振频率。具有不同特性的多个悬梁结构可设置到本实用新型实施例的传感器框架125中以对有效的频率响应进行扩展，如图7C所示。在这种布置中，单一的组织接触垫被应用到两个悬梁结构上，每个悬梁结构都具有其自身的频率响应。比如，传感器框架125可以被布置为第一悬梁结构31和第二悬梁结构32，第一悬梁结构31上设置有具有第一谐振频率的第一基板311，第二悬梁结构32上设置有具有第二谐振频率的第二基板321，其中，第一谐振频率可以为高谐振频率，第二谐振频率可以为低谐振频率。第一基板311和第二基板321可以被彼此接近地固定在一起，并且第一基板311和第二基板321上可以被施加相同的力F。响应于外部振动，振动传感器122产生的电压信号被叠加和放大以产生宽带频率响应，如(图7D所示。也就是说，来自具有高谐振频率的第一基板311的响应84和来自具有低谐振频率的第二基板321的响应86可被叠加和放大以产生宽带频率响应。

可选地，麦克风组件12中可以包含橡胶接触垫92，压电膜122可以粘贴在橡胶接触垫上，其中当压电膜122收到法相作用力F时，橡胶接触垫92径向扩展，可以参考图2C，作用在橡胶接触垫92上的法向力F产生沿着压电膜122的轴线的张力。可选地，橡胶接触垫92可以为被夹在平台90(例如，金属板)如图7E上的圆柱形段94。压电膜122通过使用环氧树脂或腈基丙烯酸酯或其他的粘合剂被粘合在圆柱形段94上。其中，小的暴露的键形物96允许接入底部电极，或者，在平台90上设置通孔，电引线95被连接到顶部电极和底部电极后通过该通孔被引导到口腔接触组织121的空腔内以用于信号调节和放大。

另外，可选地，振动传感器122可以为压电陶瓷盘96，即麦克风组件12中还可以包含被耦合到橡胶接触垫92的压电陶瓷盘96(例如PZT 5H)。压电陶瓷盘96被夹在(并与其接触)橡胶接触垫的圆柱形部分94和硬的平台90之间，如图7E所示。压电陶瓷盘96可以通过例如环氧树脂或其它本领域中已知的合适的粘合材料结合到平台90。压电陶瓷盘96的直径和厚度可以被相应地配置以提供高于感兴趣的音频频带的谐振频率。平台90可由例如Ultem(聚醚酰亚胺)、PEEK(聚醚醚酮)的刚性聚合物或其他合适的聚合物材料制造，以在压电盘背面提供不匹配的机械阻抗并提高灵敏度。电引线95结合到或焊接到顶部和底部的压电电极并被引导到口腔接触组织121的空腔内，以用于连接信号调节电子设备。与压电膜一样，耦合到压电陶瓷盘96的振动导致材料的应变，产生电荷。在本布置中，压电陶瓷盘96，如PZT5H的陶瓷，比上述实施例中的压电膜具有更显著的效果。然而，压电陶瓷盘96(～30MRayl)的高的声阻抗限制了可从橡胶耦合的声能的量。通过利用陶瓷或环氧树脂的合成物来减少声阻抗(～15MRayl)，显著地改善了机械耦合。

可选地，麦克风组件12中还可以包含基于在美国专利7433484中所述的声音振动传感器。此设计包含被放置在空气腔97和隔膜98后面的驻极体麦克风99，隔膜98与橡胶接触垫92保持接触以接触组织，如图7F所示。驻极体麦克风99通常适于在外面使用并包含通到外面空气中的泄压孔。通过密封的封闭外壳，传感器可被集成在之前所述的可拆卸的已有的口腔器具或牙齿器具中。被封闭在麦克风背后的腔室内的空气腔97具有影响设备的谐振频率的劲度力抗的作用，并且可以抵消由于加入的组织层而产生的额外的机械负载。

在本实用新型实施例中，由于被安装在上臼齿的颊侧，口腔内的组织传导式麦克风组件中包含振动传感器122的口腔接触组织121需被容纳在较小的空间内，以在例如讲话、吃、喝以及笑的正常活动期间改善舒适性并保持隐蔽。可选地，该空间可以为不大于20mm(水平长度)x 20mm(垂直宽度)x 10mm(轮廓高度)的空间内，安装在上颚的另外的安装配置，例如本实用新型时候死李忠的包含信号处理单元的器具外壳11需要相似的尺寸限制以最小程度的影响说话并避免咽反射。

为了有效地驱动另外的电路级，PVDF压电膜或驻极体麦克风传感器的高电容量要求信号调节电路被放置在尽可能接近传感器的位置。前置放大器可包含用于阻抗变换和信号增益的高输入阻抗(例如>10M Ohm)的低噪声JFET晶体管或商用驻极体放大器芯片，并可与振动传感器122一起被封装在口腔接触组织121中。带通滤波器可在信号放大后被使用以突出如300Hz-4000Hz的语音频段。

为了达到本实用新型目的，本实用新型还提供了一种口腔内麦克风01，包括：依次相连的信号采集单元02、信号处理单元03、存储单元04和接口单元05，如图8所示。需要说明的是，上述的麦克风组件12中的任何实施例均适用于本实用新型的麦克风01实施例中，在此不再一一赘述。

信号采集单元02包括：口腔接触组织121和振动传感器122。

口腔接触组织121包围振动传感器122，并且与口腔内的粘膜表面接触；口腔接触组织121具有与口腔内的粘膜表面相匹配的声阻抗。

振动传感器122与信号处理单元03相连，用于采集口腔内的粘膜表面的振动信息并转化为电信号发送给信号处理单元03。

信号处理单元03包括：相互连接的信号放大器031和滤波器032；信号放大器031的输入端与振动传感器122相连，滤波器032的输出端与存储单元04相连。信号处理单元03，用于对电信号进行放大和滤波。

在本实用新型实施例中，该信号处理单元03与上述的信号处理单元123的功能基本相同，均可以实现对振动传感器122输出的电信号的放大和滤波。不同的是，该信号处理单元03不会包含前述的无线射频发射单元，即该信号处理单元03不再包含信号的无线传输功能。在该实施例中，无线发射装置和无线发射单元可以作为单独的模块，并可以通过下述的接口单元05与其进行连接，以便对口腔内器具10的组成部分进行模块化，并且各个模块之间的连接均通过标准接口相连，即上述的模块接口，便于模块的维修、更换和拆装。

存储单元04，用于存储信号处理单元03的输出信息。

在本实用新型实施例中，在该麦克风01中加入了存储单元04，该存储单元04可以是暂存单元也可以是长期存储单元。当通过接口单元05与存储单元04连接的为无线发射装置时，该存储单元04可以将信号处理单元03处理后的、信号采集单元02(具体为振动传感器122)采集到的口腔内信息进行暂存，并通过无线发射装置发射出去。当接口单元05未与无线发射装置时，该存储单元04可以将信号处理单元03处理后的信息进行存储，直至该麦克风被从口腔中取出后，通过接口单元05与外部接收设备相连，再将存储单元04存储的信息传输出去。

接口单元05，用于将存储单元04的存储信息传输出去。其中，接口单元05的接口为预设的模块接口。

在本实用新型中，该接口单元05是麦克风01与外部接收设备或其他模块之间的接口，为了使得麦克风01与不同的外部接收设备以及不同的模块之间均能通过该接口顺利进行数据传输，接口单元05设置为模块接口，该模块接口为标准接口，可以是现有的任意一种可以实现的接口形式，在此不做具体限制。

可选地，接口单元05包括第一模块接口051；第一模块接口051与无线发射装置或外部接收设备上的第二模块接口相连；其中，第二模块接口与第一模块接口051相匹配。

可选地，无线发射装置包括：无线网络模块、无线射频模块和/或蓝牙模块。

可选地，第一模块接口包括通用串行总线USB接口。

与现有技术相比，本实用新型包括可放置于口腔内的器具外壳和麦克风组件；麦克风组件包括：口腔接触组织、振动传感器和信号处理单元。口腔接触组织包围该振动传感器，并且与口腔内的粘膜表面接触；口腔接触组织具有与口腔内的粘膜表面相匹配的声阻抗。振动传感器与信号处理单元相连；信号处理单元包含在器具外壳内。通过本实用新型实施例方案，麦克风作为非可见的听力设备、身体声音的监测设备或通信设备中的组件，其可在与大多数已有设备不兼容的环境中运行。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。