CN106993254B - 用于助听器的传声器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了用于助听器的传声器，包括具有第一腔的第一室及具有第二腔的第二室；设置在第一或第二室中的第一入口开口，及将第一和第二室分开的活动元件；及传声器入口元件在第一入口开口处连接到第一室或第二室及在第二入口开口处连接到所述壳体的所述外壁，所述传声器入口元件配置成将来自所述电子装置的环境的声音导向所述传声器；其中，传声器单元定向通过垂直于所述活动元件并在从所述活动元件到所述第一入口开口的方向延伸的第一向量确定；及其中，传声器入口元件定向通过在从第一入口开口到第二入口开口的方向延伸的第二向量确定；其中，传声器单元和传声器入口元件设置在所述壳体中使得第二向量在与第一向量相反的方向具有分量。

Description

用于助听器的传声器

技术领域

本发明涉及电子装置如助听器。该电子装置包括设置在壳体中的传声器单元以优化传声器单元对于环境中的变化的灵敏度，可能导致壳体受振动影响。

背景技术

用于在听觉方面帮助听力受损人员的听力装置如助听器包括一个或多个传声器。该一个或多个传声器配置成接收听得见的声音信号，通常为语音信号。声音信号通过传声器的一个或多个声音入口拾取并在传声器内变换为电信号。电信号被传给放大器，其将电信号信息放大到听力受损人员能够听见该声音的程度。放大后的声音传给接收器，其将电信号变换为适合人类听觉的听得见的信号并传到用户的耳膜。

存在不同种类的传声器类型，所有传声器类型(如电容传声器，例如驻极体及MEMS型传声器)的共同之处在于这些传声器单元对位移、运动和振动及其暴露于其中的声压级(SPL)敏感。当传声器暴露于助听器装置内的环境变化如接收器引起的振动时，可引起传声器性能的缺陷。

导致助听器中的传声器缺陷的一个因素通常因接收器接近传声器设置引起。当接收器发出放大的声音信号时，容易出现小的振动。这样的振动遍及助听器外壳和内部部分分布，可能影响传声器的机构。振动导致传声器产生不想要的电信号，该信号被放大并通过接收器传到用户耳朵。因振动引起的放大的信号因而是不想要的信号，其被传到用户的耳膜，容易形成声反馈环路的一部分，从而导致助听器用户不想要的且令人烦恼的声音信号。

在助听器应用中，鉴于可在听力仪器平台中施加的最大增益，传声器对振动的灵敏度是限制因素。当施加插入增益以补偿人的耳朵结构提供的正常放大时，因这些传声器缺陷，该增益因子可无意地增强不想要的信号，其不形成感兴趣的听得见的信号的一部分。为避免至少部分这些传声器缺陷，助听器设计谨慎地考虑接收器和传声器相对于彼此的安装和设置。

因而，补偿传声器对例如助听器壳体结构中出现的振动的灵敏度令人感兴趣。目前的解决方案如EP2552128中公开的方案解决了振动灵敏度问题，其使用具有两个膜片的传声器结构，使得在传声器结构中提供三个室。两个膜片设置成当传声器结构因机械振动向下或向上移动时按相反方向移动。然而，为了抵消振动，该结构需要稍微复杂的传声器构造。

因而，需要提供一种解决至少部分上面提及的问题的解决方案。至少需要在助听器中提供备选和适当的传声器设置，其区分来自振动的作用。

发明内容

根据本发明的实施例，提供一种电子装置，包括具有外壁的壳体，外壁包围传声器单元，外壁将传声器单元与环境或电子装置分开。传声器单元包括具有第一腔的第一室及具有第二腔的第二室，其中第一入口开口设置在第一或第二室中，活动元件将第一和第二室分开。此外，传声器入口元件在第一入口开口处连接到第一室或第二室及在第二入口开口处连接到壳体的外壁，其中传声器入口元件配置成将声音从电子装置的环境导向传声器。

根据本发明的实施例，传声器单元定向通过垂直于活动元件并在从活动元件到第一入口开口的方向延伸的第一向量确定，及传声器入口元件定向通过在从第一入口开口到第二入口开口的方向延伸的第二向量确定。因而，传声器单元和传声器入口元件设置在壳体中使得第二向量在与第一向量相反的方向具有分量。

传声器单元对入口元件的前述定向使能在传声器单元受电子装置壳体的加速度影响时抵消内置传声器振动灵敏度。因而，声音入口的构造和设置及其定向与传声器单元定向结合，其中两个单元设置成抵消内置传声器振动灵敏度。

也就是说，例如当电子装置的接收器产生遍及壳体的振动时，壳体内的传声器单元因而开始振动。这样的振动导致传声器单元内的压力累积。传声器单元内的压力累积跨活动元件出现，其易受这样的压力差影响。振动导致活动元件在朝向及远离传声器的固定元件的方向移动，藉此可产生电压，从而导致来自传声器单元的不合需要的声音输出。传声器中因振动引起的压力累积定义传声器的振动灵敏度，该传声器振动灵敏度为传声器供应商的传声器单元数据表中按dB SPL/g计的值。

传声器振动灵敏度通过按先前所述对传声器单元和入口元件进行定向而被有效抵消。通过该设置，相较于传声器单元具有特定定向的入口元件中因定向引起的压力累积与传声器单元内的压力累积异号。因而，来自入口元件和传声器单元中的两个压力累积的合力将作用在活动元件上(如膜，也定义为膜片)，因具有相反方向的力，活动元件保持在其初始未移动状态。因而，根据本发明的振动抵消通过压力均衡形式的声学抵消实现，不需要信号处理器随后的信号处理，从而避免因传声器单元振动引起的影响，其中传声器单元振动例如由其在助听器壳体中的移动引起。因此，如在此描述的，只需要相对于彼此设置的一个传声器连同气柱。因而，实现了更简单的振动抵消，其不需要两个传声器机构来抵消振动。

在根据本发明的传声器单元和入口元件的设置中，传声器单元和传声器入口元件相对于彼此设置，使得当位于电子装置中时分别来自传声器单元和传声器入口元件的对传声器振动灵敏度的作用实质上相等但异号。术语“作用”应按广义解释，尤其指因传声器单元和入口元件中的压力累积引起的作用。因而，入口元件和传声器单元中不同的压力累积将用作对活动元件的力作用。当这些作用大小相等但异号时，作用在活动元件上的净力使活动元件能处于静止，即活动元件在振动期间保持在适当位置。

在本发明的实施例中，电子装置可设计成使得第二室的第二腔大于第一室的第一腔。通过该设置，可实现最佳的内置传声器灵敏度。通过提供更大的后腔，压力变化的灵敏度增大，即实现高压力灵敏度。因此，更大的后腔使传声器单元的信噪比(SNR)更好，同时提高传声器单元的低频响应。因而，传声器单元可被提供第一较小的腔(也称为前腔)和较大的第二腔(通常称为后腔)。在该实施例中，使用较大的后腔，因为其提供最佳的传声器性能。

在实施例中，第一入口开口设置在传声器单元的前腔中。这允许有高谐振频率从而导致实质上平坦的频率响应，进而使能更准确地重现声音和提高传声器性能。

然而，第一和第二腔显然也可具有一样大小，及第一入口开口可设置在第二腔中。

在实施例中，传声器单元还可包括固定元件，设置在传声器单元中并实质上平行于活动元件设置在第一和第二室之一中。固定元件可以任何适当的方式悬置在传声器单元中。固定元件可解释为位于传声器单元中以帮助产生传声器单元的电容效应的元件。因而，固定元件可广义地解释为包括电容性元件的性质和/或连同活动元件一起产生电容效应的元件。

因而，在根据本发明的实施例中，活动元件和固定元件形成传声器单元内的电容器。电容器产生传给传声器单元的集成电路的电压，其中电信号被处理以提供将传给助听器的接收器的放大的信号。

在本发明的实施例中，气隙可在固定元件和活动元件之间形成，使得跨活动元件的压力差迫使活动元件朝向及远离固定元件移动。活动元件和固定元件之间的气隙使活动元件能用作朝向及远离固定元件移动的弹簧，藉此实现电容效应。气隙可以任何适当和已知的方式提供。

在实施例中，传声器单元可以是驻极体型或MEMS型传声器，其中活动元件为膜片，及固定元件解释为背板或类似的带电背板元件，如跨其可施加电荷的带电元件。

在驻极体型传声器中，背板可持留静电荷，使得当跨膜片出现压力差时跨背板产生电压。在MEMS型传声器中，跨背板的电压通过施加到传声器单元的电压主动产生。

在根据本发明的实施例中，传声器入口元件具有高度。该高度定义为从第一入口开口到第二入口开口的距离。通过提供具有高度的入口元件，传声器单元可被定位在距壳体的外壁一定距离处，其中设置第二入口开口。这使传声器单元在电子装置内的置放更灵活。

因而，入口元件可形成为管件，其可具有任何适当的几何截面，如矩形、椭圆形、圆形、三角形等。入口元件例如可由塑料或任何其它适当的材料制成，其也可以为生物适合的元件。

当应用具有高度的入口元件时，应考虑入口元件中的压力累积以获得最佳的振动灵敏度抵消。因此，在根据本发明的实施例中，传声器入口元件的高度可满足下面的等式：

其中，p_inlet为入口元件中所需的压力累积，rho为空气密度，及a_z为作用在壳体上的环境加速度。通过使用该等式，入口高度可设计成使得入口元件中的压力累积p_inlet对应于传声器单元中因传声器灵敏度引起的压力累积。因而，当知道按dB SPL/g计的内置传声器单元振动灵敏度时，该值可转换为Pa/g，即P_vibsens(Pa/g)＝p_inlet(Pa/g)，及可计算对于具有已知或可测量的传声器振动灵敏度的某一传声器单元的最佳入口元件高度。除上面定义的等式之外，当计算p_inlet时，应考虑壳体外表面的压力p_surface。因而，为获得足够的抵消，入口结构适宜根据上面的定义进行制作。

在本发明的实施例中，入口元件的高度使得传声器入口元件对传声器的振动灵敏度的作用与传声器单元对振动灵敏度的作用一样但异号。

在本发明的第二方面，提供针对振动抵消进行优化的电子装置的设计方法。该方法类似地具有已经结合根据本发明实施例的电子装置进行描述的效果和优点。

具体地，该方法包括步骤：

i)提供具有外壁的壳体；

ii)将传声器单元包围在所述壳体中，外壁将传声器单元与环境或电子装置分开，传声器单元包括具有第一腔的第一室及具有第二腔的第二室，第一入口开口设置在第一或第二室中，活动元件将第一和第二室分开；

iii)将传声器入口元件连接到第一入口开口及在第二入口开口处连接到壳体的外壁，其中传声器入口元件配置成将来自电子装置环境的声音导向传声器；传声器单元定向通过垂直于活动元件并在从活动元件到第一入口开口的方向延伸的第一向量确定，及传声器入口元件定向通过在从第一入口开口到第二入口开口的方向延伸的第二向量确定；

iv)将传声器单元和传声器入口元件设置在壳体中使得第二向量在与第一向量相反的方向具有分量。

因而，在根据本发明方法的实施例中，入口元件具有最佳高度，定义为从第一入口开口到第二入口开口的距离，该高度满足：

其中，p_inlet为入口元件中所需的压力累积，rho为空气密度，及a_z为作用在壳体上的环境加速度。

因而，该方法还包括步骤v)计算入口元件的最佳高度，该最佳高度通过在入口元件中提供与传声器单元的振动灵敏度相等但异号的压力的高度确定。

从本发明显而易见地，根据本发明方法的传声器单元应解释为包括结合电子装置描述的任何单个特征或特征组合。

从本发明显而易见地，应当理解，电子装置优选可为助听器。

因而，电子装置还可包括接收器、电池或其它适合在助听器中使用的部件。

此外，在实施例中，电子装置可包括一个或多个传声器单元，这些传声器单元根据先前描述的实施例设置在电子装置中。

因而，两个入口元件也可设置在电子装置中，其中入口元件设置成根据在此公开的设置分别连接到一个或多个传声器单元。

此外，电子装置可以是适合完全或部分设置在用户耳道中的助听器，其中在助听器中使用的一个或多个传声器位于用户耳道中。然而，该传声器单元和入口元件设置也适合用在耳后单元中。

应注意，在本说明书中，传声器单元应理解为具有如包围膜片的壳、背板和其它适合将声信号变换为电信号的信号处理装置的结构。传声器单元结构设置在助听器壳体中，其还包围其它助听器部件。

因而，助听器适于以任何已知的方式进行佩戴。这可包括i)将听力装置单元安排在耳后(具有将空传声信号导入耳道内的管或者具有安排成靠近耳道或位于耳道中的接收器/扬声器)，如在耳后型助听器中；和/或ii)将听力装置整个或部分安排在用户耳廓和/或耳道中，如在耳内式助听器或者耳道式/深耳道式助听器中。

附图说明

本发明的各个方面将从下面结合附图进行的详细描述得以最佳地理解。为清晰起见，这些附图均为示意性及简化的图，它们只给出了对于理解本发明所必要的细节，而省略其他细节。在整个说明书中，同样的附图标记用于同样或对应的部分。每一方面的各个特征可与其他方面的任何或所有特征组合。这些及其他方面、特征和/或技术效果将从下面的图示明显看出并结合其阐明，其中：

图1示意性地示出了传声器单元中受加速度影响的压力累积。

图2示意性地示出了传声器单元受加速度影响的膜惯性。

图3示出了传声器单元中受加速度影响的组合压力累积。

图4示出了根据本发明实施例的传声器单元和入口元件定向，其中壳体在第一时间点受加速度影响。

图5示出了根据图4的实施例在第二时间点及受加速度影响时的传声器单元和入口元件定向。

图6示出了根据本发明实施例的传声器单元和入口元件在助听器壳体中的另一设置。

图7示出了根据本发明另一实施例的传声器单元和入口元件的定向，旗子入口元件设置在具有比较小的第一室大的腔的第二室中。

图8示出了根据本发明的入口元件和传声器单元的另一定向。

图9示出了根据本发明实施例的入口元件和传声器单元的另一可能设置。

具体实施方式

下面结合附图提出的具体描述用作多种不同配置的描述。具体描述包括用于提供多个不同概念的彻底理解的具体细节。然而，对本领域技术人员显而易见的是，这些概念可在没有这些具体细节的情形下实施。装置和方法的几个方面通过多个不同的功能单元、模块、元件、电路、步骤、处理、算法等(统称为“元素”)进行描述。根据特定应用、设计限制或其他原因，这些元素可使用电子硬件、计算机程序或其任何组合实施。

电子硬件可包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、分立硬件电路、及配置成执行本说明书中描述的多个不同功能的其它适当硬件。计算机程序应广义地解释为指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行、执行线程、程序、函数等，无论是称为软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言还是其他名称。

根据本发明的电子装置优选包括适于改善或增强用户的听觉能力的助听器，其通过从用户环境接收声信号、产生对应的音频信号、可能修改该音频信号、及将可能已修改的音频信号作为可听见的信号提供给用户的至少一只耳朵而实现。“电子装置”还指适于以电子方式接收音频信号、可能修改该音频信号、及将可能已修改的音频信号作为听得见的信号提供给用户的至少一只耳朵的装置如头戴式耳机或耳麦。听得见的信号例如可以下述形式提供：辐射到用户外耳内的声信号、作为机械振动通过用户头部的骨结构和/或通过中耳的部分传到用户内耳的声信号、及直接或间接传到用户耳蜗神经和/或听觉皮层的电信号。

根据本发明的电子装置如助听器包括i)用于从用户环境接收声信号并提供对应的输入音频信号的输入单元如传声器单元；和/或ii)以电子方式接收输入音频信号的接收单元如接收器、扬声器。该助听器还包括用于处理输入音频信号的信号处理单元，及用于根据处理后的音频信号将听得见的信号提供给用户的输出单元。

输入单元可包括多个输入传声器，例如用于提供随方向而变的音频信号处理。这样的定向传声器系统适于增强用户环境中的多个声源之中的目标声源。在一方面，定向系统适于检测(如自适应检测)传声器信号的特定部分源自哪一方向。这可通过使用传统已知的方法实现。

信号处理单元可包括适于向输入音频信号施加随频率而变的增益的放大器。信号处理单元还可适于提供其它适宜功能，如压缩、降噪等。输出单元可包括输出变换器如扬声器/接收器，用于经皮或透皮将空传声信号提供到颅骨；或者可包括用于提供结构传播或液体传播的声信号的振动器。

为更好地理解消除因传声器缺陷引起的声压级(SPL)的重要性，在下面结合图1-3将简单地涉及传声器的振动灵敏度。

总的来说，助听器传声器单元10具有同样的基本功能。带电背板(即固定元件)11和动态膜12(如膜片，也称为活动元件)形成电容器。当声音通过传声器单元10的第一入口开口13进入时，来自声波的压力迫使膜12移动。膜的移动导致跨电容器的电压变化。因而，传声器单元10中膜12悬置于其中的腔中的任何压力变化均将导致膜12移动，由不同于来自助听器周围环境的声压级(SPL)的其它源引起并被传声器单元检测到的压力可产生跨电容器的电压的不想要的变化。在输出中导致不想要的变化的多个不同源可起因于作用在传声器上的振动，这些振动实质上从所有方向影响传声器单元。

导致传声器单元10的不想要的输出信号的源来自膜12的惯性，如图2中所示。当传声器单元10移动时，例如因振动而移动时，背板11随动，因为背板11结构上连接到传声器单元10的壳体。膜12不立即随动，因为膜悬置及膜12的块(即膜片)在其移动之前必须通过力进行加速。如图2中的箭头15所示，因从膜惯性产生的力引起的膜12的移动仅在传声器在膜12可移动的方向振动时起作用。膜片可在该方向移动的振动方向为垂直于膜片定向的振动方向，在图1-3中示为箭头14表示的z向。振动将作用在膜12上，可能导致膜12在箭头15所示的方向移动，从而导致不想要的电荷到背板11，其与环境声音导致并由传声器单元本身检测到的声压级(SPL)无关。膜12和背板11因振动而可能不一致及异相的移动改变膜和背板之间的距离，即使没有声压级(SPL)，存在输出信号。

导致传声器的不想要的输出的另一源因传声器单元12内包封的(惰性)空气出现，如图1中所示。当传声器单元12在箭头14的方向加速时，容纳在传声器单元12内的空气将不移动，除非被传声器单元壁10a、10b、10c、10d(或其它内部部分)“推动”。由于这并不对称，将建立压力。因传声器内的振动出现的压力差而产生的力将根据跨膜12建立的压力作用在膜12上。

作为例子，如图1中所示，在对应于箭头14的方向施加到传声器单元10的振动影响容纳在第一室16和第二室17内的空气。第一室16具有第一腔，第一腔不同于第二室17的第二腔。两个室由活动元件12(也称为膜或膜片)分开。如图1中所示，膜12的每一侧上的压力累积对于正压力记为P+及对于负压力记为P-。如图1中所示，膜的每一侧上的压力累积在面向第一室16的那一侧产生稍微更多的正压力，及在面向第二室17的那一侧产生稍微较低的压力。因此，在传声器单元10加速期间从传声器单元10内的压力差产生的合力将按图1中箭头18所示的方向压迫膜12。除如图1中所示传声器单元内的压力累积之外，来自y方向的压力累积的作用也将存在。因而，传声器的从侧壁10d到10c的实质上纵向的压力累积也存在并应被考虑。

背板11和膜12的振动行为连同包封的空气的振动一起影响传声器单元的振动灵敏度及在振动期间作用在膜上的组合力，如图3中的箭头19所示。根据箭头14确定的振动方向导致膜朝向及远离传声器单元10的固定元件(也称为背板11)移动。该因振动引起的膜移动导致跨充电背板的电容效应及本质上导致传声器单元的输出声压级(SPL)。所得的SPL(因影响传声器单元的振动出现)通常被识别为传声器对于振动的灵敏度。因此，传声器单元的供应商通常提供传声器灵敏度值的信息，使得用户可针对需要的实施选择正确的传声器。传声器在制造时可针对特定目的优化传声器灵敏度，及当为特定用途选择传声器时，评估内置振动灵敏度。

利用内置传声器振动灵敏度，实现消除因传声器单元的振动导致的传声器SPL输出的可能性。充分消除不想要的SPL输出通过提供传声器单元相对于入口元件的适当定向获得，其中入口元件从传声器单元中的第一入口开口延伸到助听器壳体的壁处的第二入口开口。入口元件应理解为任何类型的元件，其能够将声音从助听器壳体中的开口导向传声器单元中的开口。因此，入口元件也可称为入口引导件或者声音入口引导件等。

传声器单元和入口元件相对于彼此的不同配置在图4-9中示出，及将在下面简单涉及以更好地理解本发明。

首先参考图4和5，其中示出了助听器1的部分。助听器1包括具有外壁100的壳体，外壁包围传声器单元110。壳体的外壁100将传声器单元110与环境分开。此外，传声器单元110包括壁110a、110b、110c和110d，其将传声器单元与助听器内的其它电子装置分开。

如图4和5中所示，传声器单元110包括具有第一腔的第一室116和具有第二腔的第二室117。第一室116包括第一高度h1，及第二室117包括第二高度h2。总的来说，第一和第二室116、117形成第一和第二腔，其优选不同。

此外，第一入口开口113设置在第一室116中，及膜112(如膜片，其解释为活动元件)设置在传声器单元110中。膜片将第一室116和第二室117分开。

此外，固定元件111(如带电背板)设置在传声器单元中并提供电荷。因而，带电背板和膜片提供传声器单元110的电容效应，从而使进入的声音能被处理为电信号，电信号由适当的元件如电路、放大器和扬声器(未示出)进一步处理以考虑听力损失。

传声器入口元件120在第一入口开口113连接到第一室116及在第二入口开口121连接到壳体的外壁100。这样，传声器入口元件配置成将来自环境的声音(即传到助听器壳体表面的声音)导向传声器单元110。

传声器入口元件120相对于传声器单元110的定向更具体地通过传声器单元定向122和入口元件定向123确定。传声器单元定向由第一向量122确定，第一向量在从膜112朝向第一入口开口113的方向垂直于膜112延伸。另一方面，入口元件定向由第二向量123确定，其在从第一入口开口113到第二入口开口121的方向延伸。如图4和5中所示，从该向量方向定义，传声器单元110和入口元件120设置在壳体中使得第二向量123在与第一向量122相反的方向具有至少一分量124。

当助听器壳体因而传声器单元110受箭头14所示方向的振动影响时，在传声器单元110和入口元件120内造成的压力处于第一静态时刻，如图4中所示。如图4中所见，正压力在传声器单元110的第一室116中建立，相对于第一室中的压力，稍微更多的负压力在膜112面向第二腔117的那一侧建立。此外，入口元件120具有压力累积，其在如图4中所示的静态时刻在入口元件120的端部导致负压力，其连接到传声器单元110的第一入口开口113。因而，在第一入口开口113的每一侧所得的压力累积异号，因此在助听器壳体振动期间彼此抵消。压力p_surface同样在壳体的外壁(即面向声音进入助听器的环境的壁)上累积。因此，当估计入口元件中的压力累积时，还应考虑表面压力，这将从下面明显看出。

根据传声器内的两个压力累积的大小(即根据图1-3阐述的传声器振动灵敏度)及振动期间入口中的压力累积，当入口元件120和传声器单元110按刚才所述相对于彼此设置时，因箭头14方向的振动导致的膜112的移动将被振动期间入口元件120中的压力累积实质上抵消。

在第二静态时刻，由箭头114a确定的振动方向与图4中确定的振动方向相反，根据图4设置的传声器单元110和入口元件120经历类似的压力累积。在该情形下，膜112的每一侧上的压力累积等于图4中确定的压力累积但异号，入口元件中的压力累积同样为类似的压力但异号。因而，对膜的影响类似，即入口元件120中的第一入口开口113处的正压力累积抵消膜112的压力累积，迫使膜保持在适当位置。

因而，在助听器中具有根据刚才描述的构造及根据下面的实施例的相对于彼此设置的传声器单元和入口元件，可能实质上抵消传声器单元的内置传声器振动灵敏度，藉此在助听器中防止不想要的声压级。

因此，传声器单元110和传声器入口元件120相对于彼此设置，使得传声器单元110和传声器入口元件120对传声器的振动灵敏度的作用实质上相等但异号。因而，具有根据本发明的特定入口元件定向和传声器单元定向的助听器结构提供振动抵消，其不需要任何信号处理，而仅仅是压力均衡形式的声学。

提及按先前所述的方式设置传声器单元110和入口元件120的概念，应注意，在实施例中，传声器入口元件120具有高度h3，如图4和5中所示。入口元件120的高度h3定义为从第一入口开口113到第二入口开口121的距离。该高度在与传声器单元110的壁110b平行的方向沿入口元件120的纵向长度进行测量。

为最佳抵消振动期间传声器单元110内的压力累积，入口元件120的高度h3使用下面的等式进行设计：

其中，p_inlet为入口元件中的压力累积，rho为空气密度，及a_z为作用在壳体上的环境加速度。

除该计算之外，优选还可考虑暴露于环境和输入声音的外侧上的表面压力p_surface的估计以实现最佳的抵消。因此，表面压力应加到p_inlet，因而p_inlet＝P⁺+P_surface，其中P+为入口元件在第一入口开口113处的压力，例如如图6中所示。“+”简单地确定在第一入口元件113侧的压力在受作用在壳体上的振动影响时是负或正值。

因而，为有效地抵消传声器的振动灵敏度，入口元件120中的压力累积与振动期间传声器单元中的压力累积应大小一样但异号。因此，入口元件的高度可设计成使得入口元件中的压力累积等于传声器单元的振动灵敏度。

传声器单元110中的压力累积可从按dB SPL/g给出的内置传声器灵敏度值进行计算。当知道传声器灵敏度值时，计算传声器单元中的压力即入口元件中的压力累积将抵消的压力，如下面的例子中给出的。

如果传声器单元具有60dB SPL/g的给定振动灵敏度，这对应于0.02Pa/g的声压。因而，入口元件应设计成使得在入口元件中累积的压力p_inlet为0.02Pa/g。使用所述等式，这导致下面的最佳入口高度：

因而，对于具有60dB SPL/g的振动灵敏度的传声器单元，入口高度优选应为1.7mm，及入口元件应根据先前的描述相对于传声器单元进行设置。

这样，入口元件的高度的大小使得传声器入口元件的作用与传声器单元的作用大小相等但异号，相对于传声器单元的振动灵敏度。

现在进一步详细地参考图6，示出了根据本发明的实施例。总的来说，传声器单元110和传声器入口元件120按先前所述的方式相对于彼此进行设置和定向。更详细地，图6中所示的实施例总体上构成一样的元件和部件，即传声器具有第一腔116和第二腔117及将两个腔分开的活动膜112。此外，传声器入口元件120一端连接到设置在第一腔中的传声器单元110中的第一入口开口113，第二入口开口121连接到助听器壳体的壁100。与图4和5相比较，在图6中传声器单元110和入口元件120已被转动180度。因此，图4-6中所示的实施例示出了入口元件和传声器相对于彼此的定向，及其中入口元件已结合第一腔中提供的第一入口开口进行设置，及这满足实质上抵消振动灵敏度的需要。

如图6中所见，传声器单元110和传声器入口元件120设置成使得传声器单元110定向向量122在入口元件定向向量123(即第二向量)的向量分量124相反的方向延伸，因此，该设置满足获得传声器振动灵敏度抵消的需要。因而，最佳的入口高度可按先前所述进行计算。

现在参考图7，示出了根据本发明的实施例，其中入口元件120设置在第二腔中。根据先前描述的图，从活动膜112朝向第一入口开口113延伸的第一向量122在与第二向量123形成的向量分量124相反的方向延伸，其中第二向量指入口元件120的定向。该设置将能够以与先前所述类似的方式抵消传声器的振动灵敏度。图4-6和7之间的主要差别仅在于说明入口元件120可提供在传声器单元110的两个室116、117中，其中至少一室包括比另一室大的腔。

因而，如图中所示，传声器单元的第一和第二腔可构造成使得第二室的第二腔大于第一室的第一腔。然而，这些腔也可一样大小。

总的来说，传声器入口开口113设置于其中的第一腔定义为前腔，较大的第二腔定义为后腔。

如根据附图的实施例所示，传声器单元还包括固定元件112(即背板)，与活动元件111(即膜)实质上平行地设置于第一和第二室之一中的传声器单元中。

因而，活动元件和固定元件形成传声器单元内的电容器。固定的板极和膜的电容效应在传声器单元内产生电压，其变换为提供给接收器的信号，接收器将听得见的声音信号传到助听器用户的耳膜。

固定板极和膜的电容效应因膜的可动性质及固定元件和活动元件之间提供的气隙引起，使得跨活动元件的压力差迫使活动元件朝向及远离固定元件移动。当声波抵达活动元件(即膜，也称为膜片)时，跨膜的压力差迫使膜朝向及远离固定元件移动，藉此产生电压。

因而，活动元件为膜片及固定元件为背板，其中背板在驻极体型传声器的情形下可持留静电荷，使得当跨膜片出现压力差时跨背板产生电压。

现在参考图8，示出了根据本发明的实施例，其中传声器单元包括其底壁部分110b中的第一入口开口113。这样的传声器例如可以是MEMS型传声器，但不应排除具有驻极体型传声器的类似方案。关联性本身并不位于传声器类型内，而是传声器单元在壳体内的设置及与入口元件的关系。

在所示实施例中，传声器单元110定向由在从活动元件112朝向第一入口开口113的方向延伸的第一向量确定。此外，传声器入口元件120从第一入口开口113朝向助听器壳体的外壁100中的第二入口开口121延伸，使得第二向量123确定入口元件的定向。因而，根据先前描述的附图，传声器单元110和入口元件120相对于彼此设置，使得第二向量123的向量分量124在与第一向量122相反的方向延伸。因此，该设置同样满足抵消传声器灵敏度的设置要求。

在图8所示的实施例中，传声器单元110结合两个传声器入口元件120a、120b设置。传声器入口开口113实质上接收来自两个入口元件120a、120b的声音。传声器入口元件120a、120b可以是两个分开的元件，或者实施为入口开口113“看向”其内的一个元件。

在图9中所示的另一实施例中，传声器单元110设置在助听器壳体1中，传声器单元110例如可以是MEMS型。在该实施例中，传声器单元110的第一入口开口113“看向”包括第一端120a和第二端120b的入口元件内。在每一端120a、120b中，提供第二入口开口120以将环境声音导入传声器入口开口113。以结合先前实施例所述类似的方式，入口元件120a、120b包括高度h3，其可根据先前描述的方法进行设计以有效地抵消传声器振动灵敏度。

此外，图9中所示为传声器单元110相对于入口元件120a、120b设置以提供实质上足够的传声器振动抵消。以与先前所述类似的方式，传声器单元定向由在从活动元件112朝向第一入口开口113的方向延伸的第一向量122确定。传声器入口元件120a、120b从第一入口开口113朝向助听器壳体1的外壁中的第二入口开口121延伸，使得第二向量123确定入口元件的定向(结合入口元件部分120图示)。因而，根据先前描述的附图，传声器单元110和入口元件120a、120b相对于彼此设置，使得第二向量123的向量分量124在与第一向量122相反的方向延伸。因此，该设置同样满足抵消传声器灵敏度的设置要求。

当被适当替代时，如上所述的、“具体实施方式”中详细描述的和/或权利要求中限定的装置的结构特征可与本发明方法组合。

除非明确指出，在此所用的单数形式“一”、“该”的含义均包括复数形式(即具有“至少一”的意思)。应当进一步理解，说明书中使用的术语“具有”、“包括”和/或“包含”表明存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。应当理解，除非明确指出，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，可以是直接连接或耦合到其他元件，也可以存在中间插入元件。如在此所用的术语“和/或”包括一个或多个列举的相关项目的任何及所有组合。除非明确指出，在此公开的任何方法的步骤不必须精确按照所说明的顺序执行。

应意识到，本说明书中提及“一实施例”或“实施例”或“方面”或者“可”包括的特征意为结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一实施方式中。此外，特定特征、结构或特性可在本发明的一个或多个实施方式中适当组合。提供前面的描述是为了使本领域技术人员能够实施在此描述的各个方面。各种修改对本领域技术人员将显而易见，及在此定义的一般原理可应用于其他方面。

权利要求不限于在此所示的各个方面，而是包含与权利要求语言一致的全部范围，其中除非明确指出，以单数形式提及的元件不意指“一个及只有一个”，而是指“一个或多个”。除非明确指出，术语“一些”指一个或多个。

因而，本发明的范围应依据权利要求进行判断。

Claims (14)

1.一种助听器，包括：

具有外壁的壳体，所述外壁至少包围传声器单元，所述外壁将所述传声器单元与所述助听器的环境分开；

传声器单元，包括具有第一腔的第一室及具有第二腔的第二室；

设置在第一或第二室中的第一入口开口，及将第一和第二室分开的活动元件；及

传声器入口元件在第一入口开口处连接到第一室或第二室及在第二入口开口处连接到所述壳体的所述外壁，所述传声器入口元件配置成将来自所述助听器的环境的声音导向所述传声器单元的所述第一入口开口；

其中，传声器单元定向通过垂直于所述活动元件并在从所述活动元件到所述第一入口开口的方向延伸的第一向量确定；及

其中，传声器入口元件定向通过在从第一入口开口到第二入口开口的方向延伸的第二向量确定；

其中，传声器单元和传声器入口元件布置在所述壳体中使得第二向量在与第一向量相反的方向具有分量，从而使能在所述助听器的传声器单元中实现振动的声学抵消，所述声学抵消由所述传声器单元与所述传声器入口元件的、导致压力均衡的定向和布置提供。

2.根据权利要求1所述的助听器，其中第二室的第二腔大于第一室的第一腔。

3.根据权利要求1所述的助听器，其中传声器单元还包括固定元件，其平行于活动元件设置在第一和第二室之一中的传声器单元中。

4.根据权利要求1-3任一所述的助听器，其中传声器单元和传声器入口元件相对于彼此设置，使得当位于所述助听器中时，传声器单元和传声器入口元件分别对传声器振动灵敏度的作用实质上相等但异号。

5.根据权利要求1-3任一所述的助听器，其中传声器入口元件具有高度，所述高度定义为从第一入口开口到第二入口开口的距离。

6.根据权利要求5所述的助听器，其中传声器入口元件的高度满足下面的等式：

其中，p_inlet为入口元件中的压力累积，rho为空气密度，及a_z为作用在壳体上的环境加速度。

7.根据权利要求5所述的助听器，其中所述入口元件的高度使得传声器入口元件对传声器的振动灵敏度的作用与传声器单元对振动灵敏度的作用一样但异号。

8.根据权利要求3所述的助听器，其中活动元件和固定元件形成传声器单元内的电容器。

9.根据权利要求1所述的助听器，其中气隙在固定元件和活动元件之间形成，使得跨活动元件的压力差迫使活动元件朝向及远离固定元件移动。

10.根据权利要求1所述的助听器，其中活动元件为膜片，及固定元件为背板，所述背板持留静电荷使得当跨所述膜片出现压力差时跨所述背板产生电压。

11.针对振动抵消进行优化的助听器的设计方法，包括步骤：

i)提供具有外壁的壳体；

ii)将传声器单元包围在所述壳体中，外壁将传声器单元与助听器的环境分开，所述传声器单元包括

具有第一腔的第一室；

具有第二腔的第二室；

设置在第一或第二室中的第一入口开口；

将第一和第二室分开的活动元件；

iii)将传声器入口元件连接到第一入口开口及在第二入口开口处连接到壳体的外壁，其中传声器入口元件配置成将来自助听器环境的声音导向传声器单元；

其中，传声器单元定向通过垂直于活动元件并在从活动元件到第一入口开口的方向延伸的第一向量确定；及

传声器入口元件定向通过在从第一入口开口到第二入口开口的方向延伸的第二向量确定；

iv)将传声器单元和传声器入口元件布置在壳体中使得第二向量在与第一向量相反的方向具有分量，从而使能在所述助听器的传声器单元中实现振动的声学抵消，所述声学抵消由所述传声器单元与所述传声器入口元件的、导致压力均衡的定向和布置提供。

12.根据权利要求11所述的方法，其中入口元件具有最佳高度，定义为从第一入口开口到第二入口开口的距离，所述高度满足：

其中，p_inlet为入口元件中的压力累积，rho为空气密度，及a_z为作用在壳体上的环境加速度。

13.根据权利要求11或12所述的方法，还包括步骤：

v)计算入口元件的最佳高度，所述最佳高度通过在入口元件中提供与传声器单元的振动灵敏度相等但异号的压力的高度确定。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述传声器单元还包括固定元件，其平行于活动元件设置在第一和第二室之一中的传声器单元中。

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