用于听觉系统的可植入麦克风的制作方法_3

文档序号:8267101阅读:来源:国知局
变形,该变形通常大于由小骨的移动引起的变形。从而,第二膜15可被构造成仅在某个下限频率以上跟随第一膜14的动态变形,以保护振动传感器16免于可能的损坏或劣化。
[0040]下限频率可根据在可植入麦克风10中的多种设计参数而变化,例如,开口 17的直径、在体积19a、19b内的流体(例如,气体或液体)、体积19a、19b的形状和大小、以及两个膜14、15的尺寸和硬度。可改变这些设计参数以调整下限频率以及第二膜15相对于第一膜14动态偏转移动的传递特性。可选地,代替开口 17,可采用连接两个体积19a、19b的通风沟道(未示出)。可改变通风沟道的直径和长度以调整下限频率。
[0041]为了实现最大的灵敏度和信噪比,振动传感器16可为压电传感器。压电传感器可包括例如由诸如单晶材料的压电材料形成的一个或多个压电传感器元件。压电材料可包括压电晶体材料、压电陶瓷材料、压电聚合物泡沫或箔结构(例如聚丙烯),压电聚合物泡沫或箔结构包括电活性聚合物(EAP),例如电介质EAP、离子EAP(例如,导电聚合物、离子聚合物-金属复合物(IPMC));和响应性凝胶,例如,具有夹在两电极层之间的离子液体或具有包含单壁碳纳米管的离子液体的凝胶的聚合电解质材料,等,但可使用其它合适的压电材料。如图4A和4B所示,压电传感器可为薄的矩形杆形状,或者可为圆板、正方形板等形状(未示出),这取决于所用壳体12的形状,但也可使用其它的形状。
[0042]如上所述,振动传感器16测量第二膜15的移动,并将测量值转换成电信号。例如,具有一个或多个传感器元件的压电传感器可包括在传感器元件任一侧上的电极。压电传感器的移动引起压电材料的变形,该变形又引起在传感器16的电极上电压和电荷的转移,从而提供电压或电荷测量信号。传感器元件可由压电箔的堆叠或由折叠的压电箔形成。折叠或堆叠可帮助增加电压或电荷产生量。
[0043]如图5和6所不,在另一实施例中,振动传感器16可为微机电系统(MEMS)传感器,例如MEMS差动电容器。如本领域的技术人员所已知的,MEMS差动电容器通常包括联接到一个或多个可移动结构或指状物的可移动、惯性质量,并包括一个或多个固定、非移动结构或指状物。可移动的指状物或板相对于固定的指状物或板的移动引起可测量的电容的变化。从而,在本实施例中,MEMS差动电容器可具有联接到壳体12的结构的一个部分21和相对于固定部件21可移动并联接到第二膜15的结构的另一个部分23。MEMS差动电容器可如图6所示联接到第二膜15,或者可如图5所示通过定位在第二膜15和MEMS传感器之间的联接元件24联接到第二膜15。优选地,MEMS传感器到第二膜15的联接接近第二膜15的中心,因为MEMS传感器通常在一个维度上驱动并且不设计成跟随第二膜15弯曲线。当第二膜15移动时,可移动部分23相对于固定部分21移动,并且在固定部分21和可移动部分23之间的电容变化被读出并被转换成麦克风信号。通过如本领域的技术人员所已知的信号调节电路可处理麦克风信号。虽然上面的讨论描述了联接到第二膜15的MEMS传感器,但是实施例还可包括不具有第二膜15的可植入麦克风。在这种情况下,MEMS传感器利用或不利用联接元件24联接到第一膜14。
[0044]当振动传感器16联接到侧壁12c时,元件(未示出)可置于振动传感器16和第二膜15之间。当使用一个或多个振动传感器16时,一个或多个元件可设置在第二膜15和振动传感器16之间,或在振动传感器16中的每一个之间。(多个)元件可有助于使振动传感器16彼此保持接触,并与第二膜15保持接触,使得振动传感器16的移动与第二膜15的运动相关联。元件可在振动传感器16的两侧上或者在振动传感器16的一侧上,优选地朝向其中部。一个或多个振动传感器16可大致跨越壳体12的内部。可替代地或附加地,一个或多个振动传感器16可仅跨越壳体12的内部的一部分。
[0045]振动传感器16可被构造为振动传感器16的堆叠。多层堆叠可包括例如压电材料和导电材料的交替的层,每一层尽可能的薄。多层堆叠可被构造为并联电容器以用于最大电荷产生量,或可被构造为串联电容器以用于最大电压产生量。
[0046]可植入麦克风10还可包括定位在一个或多个振动传感器16和壳体12之间的一个或多个弹簧元件26。例如,弹簧元件26可定位在壳体12和MEMS传感器中的结构的可移动部分23之间。一个或多个弹簧元件26可有助于使一个或多个振动传感器16彼此保持接触并与第二膜15保持接触,使得(多个)振动传感器16的移动与第二膜15的运动相关联。例如,膜运动可包括挠曲运动,该挠曲运动可带来第二膜15的弯曲、压缩和/或剪切变形。被第二膜15的移动驱动的(多个)振动传感器16因而也可以与第二膜15的移动相关联的方式经历挠曲运动(例如,传感器的弯曲、压缩和/或剪切变形)。此外,一个或多个弹簧元件26可有助于使振动传感器16恢复到其最初位置。
[0047]壳体12可包括在壳体12的内部上的后壁12b中的凹槽(未示出),用于将弹簧元件26装配在里面。弹簧元件26和凹槽可位于壳体12的任一侧上,如图5所示,或朝向壳体的中部,如图6所示,这取决于弹簧元件26相对于振动传感器16的位置。
[0048]再次参见图3,可植入麦克风10还包括一个或多个贯穿件42 (例如,气密密封的电绝缘贯穿件)和提供电联接到振动传感器16的一个或多个引线28。引线28可电联接到振动传感器16,并通过贯穿件42被引出壳体12。贯穿件42可穿过壳体12的侧壁12c设置,使得来自振动传感器16的电信号可由引线28从内部区域传送到壳体12的外部。如本领域的技术人员所已知的,信号引线28和电缆可由任何导电材料制成,例如,诸如铜、金、铝等的金属及其合金;诸如聚乙硫醚(polyethylene sulphide)、聚乙炔、聚卩比略、聚(噻吩)、聚苯胺、聚噻吩、聚(对苯硫醚)、和聚对苯乙烯撑(PPV)的导电聚合物,其涂有诸如聚对二甲苯、环氧树脂、硅树脂等或它们的组合的材料的绝缘膜。引线28可被设计为基于薄膜技术的柔性印刷电路板。引线28被构造成从传感器16向诸如耳蜗植入物的可植入装置传输电信号。优选地,引线28被设计成尽可能的柔性,以避免引起在中耳部件的检测运动中的损失的恢复力和/或阻尼力。
[0049]在一些实施例中,壳体12的后壁12b可具有被构造成联接到听小骨的凹部18(例如,盲孔),如图7和8所示。优选地,凹部18与第一膜14和第二膜15的中心基本上对齐,如图8所示。这允许优化麦克风10在听小骨上的布置,以增加麦克风10的灵敏度。此外,第一膜14还包括大体上定位在第一膜14的中心处的结构(未示出)以优化麦克风10在听小骨上的放置。该结构可被蚀刻到第一膜14中,沉积到第一膜14上、或安装到第一膜14上。
[0050]图9和10示意性地示出了在不同取向上定位在听骨链内的可植入麦克风10。如图9所示,壳体12的后壁12b可面向镫骨4或卵圆窗6,并且第一膜14和第二膜15可面向砧骨3或耳膜I。在该实施例中,在后壁12b中的凹部18允许可植入麦克风10在镫骨4的一部分上保持在适当的位置。如果在第一膜14上设置附加的结构,该结构还允许可植入麦克风10在砧骨3的一部分上保持在适当的位置。可选地,如图10所示,壳体12的后
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