頭戴送受話器系統和方法

頭戴送受話器系統和方法
【專利摘要】一種頭戴送受話器系統和方法。一種數字音頻播放器裝置，其可以被附著、粘合或用其他方法嵌入到可移除的口腔器具或其他口腔裝置之內或之上，以形成口內MP3播放器。在另一實施方式中，所述裝置提供了電子和換能器裝置，其可以被附著、粘合或用其他方法嵌入到可移除的口腔器具或其他口腔裝置之內或之上，以形成DAP。這樣的口腔器具可為定制的裝置，其通過使用由傳統的牙齒印模方法獲得的牙齒結構的復制模型并用熱成型工藝制成。電子器件和換能器組件可直接地或通過接收器接收輸入的聲音以處理并放大信號，并通過耦合到牙齒或其他骨結構（如上頜骨、下頜骨或顎骨結構）的振動換能器元件傳輸處理過的聲音。
【專利說明】頭戴送受話器系統和方法
[0001]本申請是申請日為2010年05月11日，申請號為201080031264.3，發明名稱為“頭戴送受話器系統和方法”的申請的分案申請。
[0002]發明背景
[0003]通常更普遍地稱作MP3播放器的數字音頻播放器(DAP)是存儲、組織和播放音頻文件的消費電子裝置。一些DAP也被稱作便攜式媒體播放器，因為它們支持圖像觀看和/或視頻播放。在音樂格式的演化方面MP3播放器是最新的，其幫助消費者享受他們的曲調。唱片、8-軌道磁帶、盒式磁帶和CD—這些早期的音樂格式中沒有一個提供所述MP3播放器帶來的方便和控制。把MP3播放器放在手里或口袋中，消費者可以創建個性化的音樂列表以及無論他們走到哪里都可以攜帶數千首歌曲。
[0004]當文件交換服務和最早的便攜式MP3播放器問世時，MP3文件格式在20世紀90年代后期徹底改變了音樂的流布。MP3或MPEG Audio Layer III是壓縮音頻文件的一種方法。MPEG是動態圖像專家組的簡稱，該組已經開發了用于包括DVD影片、HDTV廣播和數字衛星系統的視頻數據的壓縮系統。
[0005]使用MP3壓縮系統減少了歌曲的字節數，但保持了接近CD品質的聲音。考慮到普通的歌曲大約4分鐘長。⑶中使用大約40兆字節(MB)的歌曲，如果通過MP3格式被壓縮，則只使用4MB。平均來說，64MB的存儲空間相當于一小時音樂。具有IGB (大約1000MB)存儲空間的MP3播放器的音樂收聽者可以攜帶大約240首歌曲或相當于大約20張CD。存儲在傳統的CD中的歌曲已經被解壓縮，因此需要更多CD來存儲相同數量的歌曲。(某些CD支持MP3文件。)
[0006]發現在訓練期間很自然地用到了 DAP，諸如聽音樂或教學音頻。然而問題是，許多訓練是激烈的并且涉及不同的活動。然而，傳統的MP3播放器可能妨礙活動以及可能需要將播放器纏繞在胳膊或腿上。而且，DAP使用了在用戶跑步、慢跑或跳躍時可能滑落的頭戴式耳機。
[0007]發明概述
[0008]在一個方面，口內數字音頻播放器包括可佩戴在口中的殼體；數據存儲裝置，其設置在所述可佩戴在口中的殼體中以存儲數字音頻；換能器，其安裝在所述可佩戴在口中的殼體上并與牙齒進行振動通信；以及連接單元，其接收音頻內容并耦合到所述數據存儲裝置。
[0009]所述換能器可包括骨傳導換能器。
[0010]所述可佩戴在口中的殼體可包括定制的口腔裝置。
[0011]所述數字音頻播放器可包括接收AM或FM廣播內容的無線電接收器。
[0012]所述數字音頻播放器可包括具有與至少一顆牙齒一致的形狀的口腔器具。
[0013]所述換能器可包括換能器，可包括布置在所述殼體之內或之上并與所述換能器通信的電子組件。
[0014]所述連接單元可包括與802協議、蜂窩協議以及藍牙協議中的一個相兼容的收發器。[0015]所述數字音頻播放器可包括:
[0016]a.播放器充電器線圈，其可限定電磁回路的第一部分；以及
[0017]b.充電器基站，其可具有基站充電器線圈，所述基站充電器線圈可限定所述電磁回路的第二部分，其中所述播放器充電器線圈和所述基站充電器線圈相結合以傳送用于感應充電的能量。
[0018]所述數字音頻播放器可包括耦合到所述播放器線圈部分的充電器電路。
[0019]所述充電器電路可包括耦合到充電電路的穩壓器電路。
[0020]在另一個方面，提供音頻內容的方法包括:將音頻內容存儲在設置在可佩戴在口中的殼體中的數據存儲裝置中；在口內佩戴可佩戴在口中的殼體；以及振動一顆或多顆牙齒以播放所述音頻內容。
[0021]所述方法可包括使用骨傳導裝置傳輸聲音。
[0022]所述方法可包括提供作為定制的口腔裝置的所述可佩戴在口中的殼體。
[0023]所述方法可包括提供耦合到不同牙齒的多個換能器。
[0024]所述方法可包括接收廣播無線電傳輸并相應地振動所述一顆或多顆牙齒。
[0025]所述音頻內容可包括MP3內容。
[0026]所述方法可包括使用骨傳導來傳輸聲音。
[0027]所述方法可包括通過牙齒、上頜骨、下頜骨或顎骨傳輸聲音。
[0028]所述方法可包括游泳或在潮濕的環境中佩戴所述可佩戴在口中的殼體。
[0029]所述方法可包括通過USB連接或藍牙連接將音頻內容下載到所述數據存儲裝置或從所述數據存儲裝置上傳音頻內容。
[0030]所述方法可包括當對電池重新充電時更新所述數據存儲裝置的內容。
[0031]所述方法可包括提供遠程控制器以調節播放音量、播放及暫停、和在軌道之間巡覽。
[0032]所述方法可包括允許用戶暫停/播放(單一擠壓)以及跳到下一軌道(雙重擠壓)的擠壓控制。
[0033]所述方法可包括提供咬控制以允許用戶暫停/播放(單一咬)以及跳到另一軌道(雙重咬)。
[0034]在另一方面，數字音頻播放器裝置可以被附著、粘合或用其他方法嵌入到可移除的口腔器具或其他口腔裝置之內或之上，以形成口內MP3播放器。在另一實施方式中，所述裝置提供電子和換能器裝置，其可以被附著、粘合或用其他方法嵌入到可移除的口腔器具或其他口腔裝置之內或之上，以形成DAP。這樣的口腔器具可為定制的裝置，其通過使用由傳統的牙齒印模方法獲得的牙齒結構的復制模型并用熱成型工藝制成。電子器件和換能器組件可直接地或通過接收器接收輸入的聲音以處理并放大信號，并通過耦合到牙齒或其他骨結構(如上頜骨、下頜骨或顎骨結構)的振動換能器元件傳輸處理過的聲音。
[0035]優選實施方式的優點可包括下述中的一個或多個。在使用中，骨傳導DAP容易佩戴和取下，并且在用戶佩戴它時在外表上還是難以察覺的。可以在口腔內操作該裝置，從而最小化使佩戴者感覺不舒服的重量和尺寸。與頭戴式耳機比較，該裝置避免遮蓋聽者的耳朵。如果(a)聽者需要使耳朵不被阻塞(以允許他們聽到環境中的其他聲音)，或(b)允許他們堵上耳朵(以防止由環境中較大聲音帶來的聽力損傷)，這是重要的。該系統是耐用的、無線的且穩固的多用途通信平臺。該系統為戶外活動提供高質、免提、且難以察覺的娛樂功倉泛。
[0036]附圖的簡要描述
[0037]圖1A示出示例性的骨傳導數字音頻播放器(DAP)裝置可進行通信的多種方法或接口的例子。
[0038]圖1B圖示具有存儲例如MP3文件等音樂文件的閃存或微型磁盤驅動器的一種實施方式。
[0039]圖1C示出具有存儲音樂文件的存儲器和播放廣播內容與例如MP3文件的廣播接收器的另一實施方式。
[0040]圖1D示出圖1的DAP的示例性的口內殼體。
[0041]圖2A圖示下層牙齒的透視圖，其示出放置可移除的口腔器具DAP裝置的一個示例性的位置。
[0042]圖2B圖示可移除的口腔器具的另一變型，該口腔器具為以護口器的方式被放置在整排牙齒之上的器具的形式。
[0043]圖2C圖示由拱形物支撐的可移除的口腔器具的另一變型。
[0044]圖2D圖示被配置為護口器的口腔器具的另一變型。
[0045]圖3圖示設置在用戶牙齒上的口腔器具的細節透視圖，在裝置的另一變型中，該口腔器具可結合在口腔外部的、可由用戶佩戴的發射組件使用。
[0046]圖4示出在口腔器具裝置的變型中各個部件的示例性構造，該口腔器具裝置具有外部的發射組件、及口腔內的接收和換能器組件。
[0047]圖5示出裝置的另一變型的示例性構造，其中整個組件包含在用戶的口腔內的口腔器具中。
[0048]圖6A示出放置在牙齒之上、其電子器件/換能器組件通過粘合劑粘合到牙齒表面的口腔器具的局部截面圖。
[0049]圖6B示出粘合到粘合表面上的可移除的襯背的局部截面圖。
[0050]圖7示出放置在牙齒之上、其電子器件/換能器組件通過滲透囊擠壓而緊靠牙齒表面的口腔器具的另一變型的局部截面圖。
[0051]圖8示出放置在牙齒之上、其電子器件/換能器組件通過一個或多個偏置元件擠壓而緊靠牙齒表面的口腔器具的另一變型的局部截面圖。
[0052]圖9圖示具有在口腔器具的電子器件和換能器的殼體內的彼此分開的電子組件和換能器組件的口腔器具的另一變型。
[0053]圖10和11圖示口腔器具的另外的變型，其中電子器件和換能器組件通過傾斜的表面和偏置元件可維持緊靠牙齒表面。
[0054]圖12示出具有設置在電子器件和/或換能器組件及牙齒表面之間的接合構件的口腔器具的又一變型。
[0055]圖13示出具有用于促使電子器件和/或換能器組件緊靠牙齒表面的驅動機構的口腔器具的又一變型。
[0056]圖14示出具有用于促使電子器件和/或換能器組件緊靠牙齒表面的凸輪機構的口腔器具的又一變型。[0057]圖15示出具有可設置在牙齒的咬合表面上的用于傳輸振動的單獨的換能器機構的口腔器具的又一變型。
[0058]圖16圖示具有用于使用咬合驅動機構促使電子器件和/或換能器組件緊靠牙齒表面的機構的口腔器具的另一變型。
[0059]圖17示出具有用于將換能器耦合到牙齒的復合牙齒固定器的口腔器具的又一變型。
[0060]圖18A和18B分別示出具有可設置在牙齒的咬合表面上的一個或多個換能器的口腔器具的變型的側視圖和頂視圖。
[0061]圖19A和19B分別圖示由形狀記憶材料制成的口腔器具被放置在用戶牙齒上方或上面時分別處于其預成型的松弛構造和變形構造以產生過盈配合的又一變型。
[0062]圖20圖示由預成型的材料制成的口腔器具的又一變型，其中換能器可被設置在口腔器具的偏置側和牙齒表面之間。
[0063]圖21圖示一變型，其中口腔器具可被省略且電子器件和/或換能器組件可附著到直接附著到牙齒表面的復合牙齒固定器上。
[0064]圖22A和22B分別示出口腔器具組件的另一變型的局部截面側視圖和透視圖，為了用戶的舒適而移除或省略了該口腔器具組件的咬合表面。
[0065]圖23A和23B分別圖示可耦合到直接植入到如上頜骨或下頜骨的下層骨內的螺釘或樁的口腔器具的透視圖和側視圖。
[0066]圖24圖示另一變型，其中口腔器具可耦合到直接植入到用戶的上腭內的螺釘或樁。
[0067]圖25A和25B分別圖示口腔器具的透視圖和側視圖，該口腔器具可使其換能器組件或耦合構件附著到齒齦表面以通過齒齦組織和下層骨傳導振動。
[0068]圖26圖示如何將多個口腔器具DAP組件或換能器放置到遍及用戶口腔的多顆牙齒上的例子。
[0069]圖27A和27B分別圖示口腔器具的透視圖和側視圖(與上面所示的變型類似)，該口腔器具可具有設置在鄰近齒齦表面或在齒齦表面上的DAP單元，以物理地把DAP和換能器分開以減弱或消除反饋。
[0070]圖28圖示由拱形物支撐且具有整合在拱形物內的DAP單元的可移除的口腔器具的另一變型。
[0071]圖29示出設置在用戶口腔周圍且與電子器件和/或換能器組件無線通信的至少一個DAP和可選地其他DAP單元的又一變型。
[0072]發明的詳細描述
[0073]圖1A-1D示出包括可戴在嘴上的DAPl的示例性的口內娛樂系統。在一實施方式中，DAP具有如固態存儲器6的數據存儲裝置。嵌入的軟件應用程序允許用戶將MP3文件傳送到播放器。DAP還包括從收音機、⑶、無線電廣播站或網站復制音樂的作用以及按照用戶想要聽到的順序組織和創建歌曲的定制列表(播放列表)。DAPl可包含如AM/FM接收器的無線電接收器。一個示例性的無線電接收器是Si473x AM/FM無線電接收器，其從天線輸入充分整合到音頻輸出一只需要兩個外部組件。此外，DAPl包括如無線收發器(藍牙、無線USB)或有線收發器(USB電纜)的連接單元8，連接單元8允許計算機2將音樂內容放入存儲器6或允許相應地修改存儲器6的內容。例如，計算機2可具有與DAPl中的藍牙收發器連接單元8通信的在充電站3處的藍牙收發器。DAPl可接收通過藍牙協議傳輸的數據，以及驅動骨傳導換能器9將聲音提供或傳輸給用戶。可選地，DAPl可通過無線電接收器7 (圖1C)從FM站4接收FM傳輸，以及驅動骨傳導換能器9將聲音傳輸給用戶。
[0074]DAPl可通過手持式控制器(沒有示出)被遠程控制。例如，手持式控制器允許用戶調節播放音量、播放、暫停和在軌道之間巡覽。在一實施方式中，擠壓控制(squeezecontrol)允許用戶暫停/播放(單一擠壓)以及跳到下一軌道(雙重擠壓)。在另一實施方式中，咬控制(bite control)允許用戶暫停/播放(單一咬)以及跳到下一軌道(雙重咬)。
[0075]存儲器可以是固態存儲器或可以是機械存儲器，如由IBM提供的微型硬盤。固態存儲器的優點是沒有移動部件，這意味著更好的可靠性和在音樂中沒有跳躍(skip)。然而，微型硬盤類型的存儲器提供更大的容量以存儲更多歌曲。
[0076]沒有示出的播放器的其他組件可包括下述內容:例如，USB數據端口、微處理器、數字信號處理器(DSP)、顯示器、播放控件、音頻端口、放大器和電源。微處理器控制播放器的操作。微處理器通過播放控件監控用戶輸入，將關于當前歌曲的信息顯示在IXD面板上以及將指示發送給DSP芯片，告訴DSP如何準確地處理音頻。為了做到這一點，播放器從存儲器6獲取歌曲，如果需要，使用DSP解壓縮MP3編碼。然后播放器通過數-模轉換器將解壓縮的字節變成聲波并放大模擬信號，以及驅動換能器接觸牙齒并允許通過骨傳導聽到歌曲。
[0077]在某些實施方式中，播放器還具有內置的AM/FM無線電調諧器，為用戶提供了另外的娛樂來源。無線電廣播收聽者可從他們最喜歡的電臺以MP3格式等錄下曲調，并將歌曲添加到他們的播放列表。在另一些實施方式中，播放器包括FM發射器以使用未占用的頻率在外部的FM廣播上播放存儲的`音樂。
[0078]音樂內容可以從如蘋果公司的iTunes的商店購買,或可選地,用戶可使用ripper將歌曲從CD復制到存儲器。MP3編碼器可將歌曲壓縮為MP3格式以從MP3播放器播放。
[0079]盡管MP3是最熟知的文件格式，但其他文件格式也可以在MP3播放器上播放。雖然大多數MP3播放器可支持多種格式，但不是所有的播放器都支持相同的格式。這里有幾種可在不同的播放器上播放的文件格式。
[0080]^WMA-Windows Media Audio
[0081]^WAV-Waveform Audio (波形音頻)
[0082]^MID1-Music Instrument Digital Interface (樂器數字接口)
[0083]^AAC-Advanced Audio Coding (高級音頻編碼)
[0084]*0gg Vorbis- —種自由、開放和非專利的音樂格式
[0085]*ADPCM_Adaptive Differential Pulse Code Modulation (自適應差分脈沖編碼調制)
[0086]^ASF-Advanced Streaming Format (高級串流格式)
[0087]^VQF-Vector Quantization Format (矢量量化格式)
[0088]*ATRAC_Sony，s Adaptive Transform Acoustic Coding3 (Sony 公司的自適應轉換聲學編碼技術3)
[0089]DAPl可被用于游泳或在潮濕的環境中的活動。DAPl可通過RF或電磁波、藍牙無線連接到其他裝置，用于實時數據傳送或者將數據發送到存儲器。
[0090]DAPl可為定制的口腔裝置。該裝置可包括具有與至少一顆牙齒的至少一部分一致的形狀的殼體；布置在殼體之內或殼體之上且與至少一顆牙齒的表面進行振動通信的可驅動的換能器；以及耦合到換能器以將接收到的聲音提供給用戶并為用戶提供通信的無線通信收發器。頭戴送受話器可為具有與至少一顆牙齒相一致的形狀的口腔器具。換能器可包括布置在殼體之內或之上且與換能器通信的電子組件。連接單元8可以為與802協議、蜂窩協議或藍牙協議相兼容的收發器。在其他實施方式中，該裝置提供電子和換能器裝置，其可以被附著、粘附或用其他方法嵌入到可移除的口腔器具或其他口腔裝置之內或之上，以形成包含用戶可識別信息的醫學標簽。這樣的口腔器具可為定制的裝置，其通過使用由常規的牙齒印模和/或成像方法獲得的牙齒結構的復制模型并用熱成型工藝制成。電子和換能器組件可直接地或通過接收器接收輸入的聲音以處理和放大信號，并通過耦合到牙齒或其他骨結構(如上頜骨、下頜骨或顎骨結構)的振動換能器元件傳輸處理過的聲音。
[0091]計算機2可通過USB連接等與連接單元8通信。當裝置I被插入充電站3用于對DAPl中的電池充電時，USB連接可被激活。在一實施方式中，DAPl可被安裝在電池充電系統上，與感應充電器一起使用來對口腔內部的器具I充電。電池充電系統可對許多裝置充電。因此，多個這樣的裝置可使用一個感應充電器同時、高效地充電。
[0092]充電站3可包括具有開放端的被限定用于接收DAP充電器線圈部分的基站充電器線圈。當如電池的能量存儲裝置需要重新充電時，器具充電器線圈部分被放置在充電器基站的開放端上，使得器具充電器線圈和基站充電器線圈結合地完成感應充電的電磁通量。
[0093]在一實施方式中，線圈部分拾取從充電器基站發出的電磁能量。該能量以電流的形式被提供給充電器穩壓器。充電器穩壓器提升電壓并使用一個或多個濾波器平滑所接收的能量中的變化。一個或多個濾波器可用來消除電子噪聲。已調節的DC輸出被提供給充電器，充電器將能量轉變成合適的形式，用于對如超級電容器或電池等的能量存儲裝置充電。充電器可被優化用于不同的電池技術。例如，鎳鎘電池要求某組充電特性，而鋰離子電池要求另一組充電特性。充電器定制由充電器穩壓器提供的能量用于電池的特定化學特性或要求以優化電池充電操作。充電器和電池之間的連接可在充電后分開以最小化便攜式器具的尺寸和/或重量。來自電池的能量被提供給第二穩壓器，第二穩壓器提供DAP器具內的電子器件所需要的電壓。
[0094]在一實施方式中，DAP包含具有與至少一顆牙齒的至少一部分一致的形狀的殼體；布置在所述殼體之內或之上并與所述至少一顆牙齒的表面進行振動通信的可驅動的換能器；以及耦合到換能器以向用戶提供接收到的聲音并為用戶提供通信的無線通信收發器。DAP裝置可以是具有與所述至少一顆牙齒一致的形狀的口腔器具。電子組件可布置在殼體之內或之上并與換能器通信。
[0095]在另一實施方式中，裝置I提供電子和換能器裝置9，其可以被附著、粘附或用其他方法嵌入到可移除的口腔器具或其他口腔裝置之內或之上，以形成包含用戶可識別信息的醫學標簽。這樣的口腔器具可為定制的裝置，其通過使用由常規的牙齒印模方法獲得的牙齒結構的復制模型并用熱成型工藝制成。電子和換能器組件可直接地或通過接收器接收輸入的聲音以處理和放大信號，并通過耦合到牙齒或其他骨結構(如上頜骨、下頜骨或顎骨結構)的振動換能器兀件傳輸處理過的聲音。[0096]如圖1B所示，圖示了用戶的口腔及齒列10，其示出將DAP組件14可移除地附著到至少一顆如臼齒12的牙齒之上或緊靠至少一顆如臼齒12的牙齒的一個可行的位置。也圖示了用戶的舌頭TG及上腭PL作為參考。電子器件和/或換能器組件16可被附著、粘附或用其他方法嵌入到組件14之內或之上，如下面進一步詳細描述的。
[0097]圖2A示出用戶下齒列的透視圖，其圖示了 DAP組件14，其包括可移除的口腔器具18和沿著組件14的側表面被設置的電子器件和/或換能器組件16。在本變型中，口腔器具18可被安裝到在由口腔器具18限定的牙齒接合通道20內的兩顆白齒12之上用于穩定在用戶牙齒上，雖然在其他變型中，可使用單個的白齒或牙齒。可選地，多于兩顆白齒可被用于使口腔器具18附著在其上面或上方。此外，電子器件和/或換能器組件16被示出為設置在口腔器具18的側表面上，以使組件16沿著牙齒12的頰表面排列；然而，也可使用如牙齒12的舌表面的其他表面和其他位置。附圖只是變型的示例性圖示，且不是用來限定的；相應地，口腔器具18的其他構造和形狀旨在包括在本文中。
[0098]圖2B示出以器具15的形式的可移除的口腔器具的另一變型，其以護口器的方式被放置在整排牙齒之上。在該變型中，器具15可被配置成覆蓋下部整排牙齒或可選地上部整排牙齒。在另外的變型中，可改為由器具15覆蓋該排牙齒的大部分，而不是覆蓋整排牙齒。組件16可沿著口腔器具15的一個或多個部分來設置。
[0099]圖2C示出具有拱形構造的口腔器具17的又一變型。在該器具中，一顆或多顆牙齒保持部分21、23在該變型中可沿著上排牙齒被放置，其可被位于鄰近用戶的上腭或沿著用戶的上腭的拱形物19支撐。如所示，電子器件和/或換能器組件16可沿著牙齒保持部分21、23的一個或多個部分被設置。此外，雖然所示的變型圖示了可僅覆蓋用戶的上腭的一部分的拱形物19，但其他變型可被配置成具有覆蓋用戶的整個上腭的拱形物。
[0100]圖2D圖示了護口器或保持器25的形式的口腔器具的又一變型，所述護口器或保持器25可插入用戶的口腔或從用戶的口腔輕易地移除。這樣的護口器或保持器25可被用于佩戴傳統的護口器的運動中；然而，具有整合在其中的組件16的護口器或保持器25可被聽力受損的人或其他人使用，這些人可通過在他們的牙齒之間的凹槽或通道26簡單地固定護口器或保持器25，用于遠程地接收指令并經過一段距離通信。
[0101]一般地，電子器件和/或換能器組件16的體積可被最小化，以使當放置在口腔中時其是不顯眼的且對用戶來說是舒適的。雖然大小可變化，但組件16的體積可小于800立方毫米。當然，該體積是示例性的且不限制為組件16的大小和體積，并且可相應地在不同的用戶之間變化。
[0102]此外，可移除的口腔器具18可使用許多方法由各種聚合材料或聚合材料和金屬材料的組合制成，所述方法如使用計算機數控(CNC)系統的計算機輔助加工工藝或三維印刷工藝，例如，立體平版印刷設備(SLA)、選擇性激光燒結(SLS)，和/或利用用戶齒列的三維幾何尺寸的其他類似工藝，所述用戶齒列的三維幾何尺寸可通過許多技術獲得。這些技術可包括使用如激光、白光、超聲波、機械三維觸摸掃描器、磁共振成像(MRI)、計算機斷層攝影(CT)、其他光學方法等口內掃描器來掃描齒列。
[0103]在形成可移除的口腔器具18中，器具18可被可選地形成以使它被成型以安裝在齒列和鄰近的齒齦組織的至少一部分的上面以阻止食物、液體及其他碎片進入到口腔器具18內及換能器組件和牙齒表面之間。此外，口腔器具18的較大的表面區域可便于組件16放置和配置到器具18上。
[0104]另外，可移除的口腔器具18可被可選地制成以具有一定的收縮因數，以使當被放置到齒列上時，口腔器具18可被配置成穩固地抓在牙齒上，這是由于器具18可具有比所掃描的牙齒(形成器具18所依據的尺寸)稍小的最終尺寸。該配合可導致在器具18和下層齒列之間的穩固的過盈配合。
[0105]在一變型中，組件14被設置在牙齒上，如在圖3中所示，位于用戶口腔外的頰外發射器組件22可被用于接收用于處理的聽覺信號，并通過無線信號24將這些聽覺信號傳輸到設置在用戶口腔內的電子器件和/或換能器組件16，然后其可處理并通過振動傳導將處理過的聽覺信號傳輸到下層牙齒，并因此傳輸到用戶的內耳。
[0106]如下面進一步詳細地描述的，發射器組件22可包含音樂數據存儲組件和發射器組件，并且可被配置為可由用戶佩戴的任意形狀和形式，如表、項鏈、翻領、電話、安裝在腰帶上的裝置等。
[0107]圖4示出了使用頰外發射器組件22的DAP組件14的一變型的示意性表示，所述頰外發射器組件22大體上包括用于存儲聲音/音樂內容的數據存儲器30，其被電連接到用于處理音頻信號的處理器32。處理器32可被電連接到用于將處理過的信號傳輸到布置在用戶牙齒之上或附近的電子器件和/或換能器組件16的發射器34。數據存儲器30和處理器32可被配置成處理在任何可行范圍內的音頻信號，但在一變型中可被配置成處理在例如從250赫茲到20，000赫茲的范圍內的聽覺信號。
[0108]電源36可被連接到在發射器組件22中的每個部件以向其供電。發射器信號24可以使用例如射頻、超聲波、微波、藍牙? (BLUETOOTH SIG, Bellevue, WA)等任何無線形式傳輸到組件16。組件22還可以可選地包括一個或多個輸入控件28，用戶可操作該輸入控件28以調節電子器件和/或換能器組件16的多種聲學參數，如聲學聚焦、音量控制、過濾、靜噪、頻率優化、聲音調節以及音調調節等。
[0109]由發射器34發射的信號24可通過接收器38被電子器件和/或換能器組件16接收，該接收器可被連接到內部處理器用于對接收到的信號進行其他處理。接收到的信號可被傳達到換能器40，換能器40可相應地振動牙齒表面以引導振動信號通過牙齒和骨，并且隨后到中耳以便于用戶聽到。換能器40可被配置為任意數量的不同的振動機構。例如，在一變型中，換能器40可為電磁驅動換能器。在其他變型中，換能器40可為具有例如在250到4000Hz之間的振動頻率范圍的壓電晶體的形式。
[0110]電源42還可包括在組件16中以向接收器、換能器和/或處理器(如果、在組件16中也包括的話)供電。雖然電源42可為可替代的或永久性的簡單電池，但其他變型可包括通過外部充電器由電感充電的電源42。另外，可選地，電源42可通過直接耦合到交流(AC)電源或直流(DC)電源被充電。其他變型可包括通過如在現有技術中公知的內部擺動或可滑動的電感充電器的機械機構充電的電源42，其通過例如頜骨的運動和/或將機械運動轉化為存儲的電能的活動被驅動以給電源42充電。
[0111]在組件16的另一變型中，DAP組件50可被配置為整體包含在用戶口腔中的獨立組件，而不使用頰外發射器，如在圖5中所示。相應地，組件50可包括與板上處理器54通信的內部DAP52。音樂源52可包括任意數量的不同類型的內容源，如存儲MP3文件的閃存和/或從空中接收音樂的AM/FM收發器，如上面所描述的。處理器54可被用于處理任何接收到的音頻信號用于過濾和/或放大該信號并將它們傳輸到與牙齒表面振動接觸的換能器56。如上面所描述的，在組件50內還可包括電源58以在需要時向組件50的每個部件供電。
[0112]為了有效地傳輸對應于接收到的聽覺信號的振動且在牙齒處具有最小的損失，在換能器和牙齒之間的穩固的機械接觸理想地被維持以確保有效的振動通信。相應地，可使用任意數量的機構以維持該振動通信。
[0113]如在圖6A中所示的一變型中，示出了被放置在牙齒TH上方或上面的可移除的口腔器具60的局部截面圖。可看出，電子器件和/或換能器殼體62沿著口腔器具60被限定以使殼體62鄰近牙齒TH的側表面、頰表面和/或舌表面被排列和設置。殼體62可為電子器件和/或換能器組件提供保護以免受口腔環境的影響。
[0114]電子器件和/或換能器組件64可被簡單地放置、嵌入或封裝在殼體62中用于接觸牙齒表面。在該變型中，組件64可通過粘合表面或膜66被粘合在牙齒表面以維持二者之間的接觸。如在圖6B中所示，可移除的襯背68可被粘合到粘合表面66，并在放置到牙齒表面之前被移除。用這種方式，在需要時，可用其他的電子器件和/或換能器組件更換牙齒上的組件64。
[0115]除粘合膜66之外，另一可選物可使用可擴張或可膨脹的構件以確保換能器與牙齒的穩固機械接觸。如在圖7中所示，滲透片或可擴張水凝膠74可被放置在殼體62與電子器件和/或換能器組件72之間。在放置口腔器具60后，水凝膠74可吸收來自任何周圍的液體或來自引入水凝膠74的液體的一些液體，以使水凝膠74在尺寸上擴張以迫使組件72緊靠牙齒表面接觸。組件72可被配置成限定具有相對較小的接觸區域的接觸表面70以便于表面70與牙齒的均勻接觸。這樣的接觸表面70可包括在本文所描述的任何變型中。另外，薄的封裝層或表面76可被放置在殼體62上、在接觸表面70和下層牙齒之間，以防止任何碎片或另外的液體進入殼體62。
[0116]在圖8中示出另一變型，其示出包含在殼體62內的電子器件和/或換能器組件80。在該變型中，一個或多個偏置元件82，例如，彈簧、預先形成的形狀記憶元件等，可被放置在組件80和殼體62之間以提供壓力到組件80上，以促使裝置緊靠在下層牙齒的表面，由此確保機械接觸。
[0117]在又一變型中，電子器件可作為封裝在殼體62內的單獨組件90被包含，并且換能器92可與組件90保持分開，但仍在殼體62內。如在圖9中所示，可通過彈簧或其他偏置元件94促使換能器92緊靠牙齒表面，并通過上面所描述的任何機構驅動換能器92。
[0118]在如在圖10中所示的其他變型中，電子器件和/或換能器組件100可被配置成具有與牙齒表面對合的傾斜表面102。表面102可遠離牙齒的咬合表面一定角度。可通過偏置元件或彈簧106促使組件100緊靠牙齒接觸以確保換能器緊靠牙齒表面接觸，偏置元件或彈簧106迫使傾斜表面102關于位置104轉動。
[0119]圖11圖示了同樣具有與牙齒表面對合的傾斜表面112的電子器件和/或換能器組件110的另一類似變型。在該變型中，傾斜表面112可朝向牙齒的咬合表面一定角度。同樣地，可通過偏置元件或彈簧116來促使組件110區域114處接觸牙齒表面，偏置元件或彈簧116促使組件110關于它的較低末端轉動。
[0120]在圖12所示的又一變型中，電子器件和/或換能器組件120可被設置在殼體62內，界面層122放置在組件120和牙齒表面之間。界面層122可被配置成貼合牙齒表面和組件120，以使振動可以一致的方式通過層122傳輸并且傳輸到牙齒。相應地，界面層122可由最低限度地減弱振動的材料制成。界面層122可以多種形式制成，如簡單的插入物、O形環構造等，或甚至以凝膠或膏的形式，如假牙或口腔膏等。另外，層122可由多種材料例如硬塑料或聚合材料、金屬等制成。
[0121]圖13圖示其電子器件和/或換能器組件130可通過機械機構被迫緊靠牙齒表面的又一變型。如所示，組件130可被附著到穿過殼體62連接到位于殼體62外部的接合構件134的結構構件132 (例如，螺紋構件或簡單的軸)上。用戶可旋轉接合構件134 (如旋轉箭頭136指示)或簡單地推動構件134 (如直線箭頭138指示)以促使組件130緊靠牙齒接觸。此外，對接合構件134的驅動可在口腔內手動完成，或通過用戶的臉頰或甚至通過用戶的舌頭緊靠接合構件134的操作來完成。
[0122]在圖14中圖示機械機構的另一變型。在該變型中，電子器件和/或換能器組件140可限定一部分作為用于緊靠凸輪或杠桿機構144接觸的接合表面142。凸輪或杠桿機構144可被配置成樞軸146，以使通過殼體62延伸的杠桿148的驅動可促使凸輪或杠桿機構144推擠接合表面142，以使組件140壓緊下層牙齒表面。
[0123]在又一變型中，電子器件150和換能器152可互相分開以使電子器件150保持布置在殼體62內，但通過導線154連接的換能器152位于沿著牙齒的咬合表面的牙齒口腔器具60的下方，如在圖15中所示。在這個構造中，振動通過換能器152穿過牙齒的咬合表面傳輸。另外，用戶可向下咬到口腔器具60和換能器152上，以機械地壓緊換能器152緊靠咬合表面以進一步增強在換能器152和下層牙齒之間的機械接觸，以進一步便利其間的傳輸。
[0124]在圖16的變型中，圖示了增強咬合的耦合機構的另一例子，其中電子器件和/或換能器組件160限定了與相應地成角度的接合構件164對合的成角度的交界面162。接合構件164的近端可貫穿殼體62延伸且終止于設置在牙齒TH的咬合表面上方的推動構件166處。當口腔器具60最初被放置在牙齒TH上方時，用戶可向下咬或用其他方法向下壓在口腔器具60的上部，由此向下壓在推動構件166上，其依次向下推在接合構件164上，如箭頭所指示。由于接合構件164被迫朝著牙齦向下移動，它的成角度的表面可推在相應的且反向成角度的表面162上，以促使組件160緊靠牙齒表面并形成穩固的機械接觸。
[0125]在又一變型中，電子器件和/或換能器組件170可限定沿著表面的用于接合相應的牙齒固定器174的通道或凹槽172，如在圖17中所示。牙齒固定器174可包括直接粘合到牙齒表面的輕質-可固化的丙烯酸基復合材料。此外，牙齒固定器174在形狀上可被配置成對應于通道或凹槽172的形狀，以使二者可以匹配接合的方式相互配合。用這種方式，在組件170中的換能器可直接緊靠牙齒固定器174振動，牙齒固定器174然后可將這些信號直接傳輸到牙齒TH中。
[0126]圖18A和18B分別示出另一變型的局部截面側視圖及頂視圖，其中口腔器具180可限定沿著口腔器具180的頂部的許多通道或凹槽184。在這些通道或凹槽184內，一個或多個換能器182、186、188、190可被布置成使它們與牙齒的咬合表面接觸，并且這些換能器中的每個可被調整為一致地發射頻率。可選地，這些換能器中的每個可被調整為僅在特定的頻率范圍發射。相應地，每個換能器可被編程或預設為具有不同的頻率響應以使每個換能器可針對不同的頻率響應和/或傳輸被優化，以向用戶傳送相對高保真的聲音。[0127]在又一變型中，圖19A和19B圖示了可由形狀記憶聚合物或合金或如鎳鈦合金(例如，鎳鈦諾)的超彈性材料預形成的口腔器具200。圖19A示出在第一構造中的口腔器具200，其中構件202、204處于未偏置的記憶構造中。當被放置在牙齒TH上或緊靠牙齒TH時，構件202、204可彎曲成第二構造，其中構件202’、204’發生變形從而以穩固的過盈配合的方式接合牙齒TH，如在圖19B中所示。偏置構件204’可被用于將包含于其中的電子器件和/或換能器組件壓緊牙齒表面，并且保持口腔器具200穩固在牙齒TH上。
[0128]類似地，如在圖20中所示，可移除的口腔器具210可具有偏置構件以穩固接合牙齒TH，如上所述。在該變型中，構件212、214的末端可被配置成彎曲的部分，在其下面耦合到電子組件216的換能器元件218可楔入或用其他方法穩固，以確保緊靠牙齒表面機械接觸。
[0129]圖21示出其中口腔器具被完全省略的又一變型。這里，復合牙齒固定器或支架226，如上面所描述的，可被直接粘合到牙齒表面。可選地，支架226可由形成支架并固定在牙齒表面上的例如不銹鋼、鎳鈦合金、鎳、陶瓷、復合材料等生物相容的材料構成。支架226可被配置成具有形狀228，電子器件和/或換能器組件220可通過具有用于與支架226接合的相應的接收構造224的通道222滑到形狀228的上方或上面。用這種方式，組件220可直接緊靠支架226接合，換能器可通過支架226直接振動到下層牙齒TH內。另外，在組件220從牙齒TH移除的情況下，組件220可簡單地滑動或旋轉離開支架226，并且替換組件可被放入在支架226上的適當位置中。
[0130]圖22A和22B分別示出口腔器具230的又一變型的局部截面側視圖和透視圖。在該變型中，口腔器具230可被配置成省略口腔器具230的咬合表面部分，而是接合牙齒TH的側表面，如僅舌表面和頰表面。如上所述，電子器件和/或換能器組件234可包含在殼體232內用于緊靠牙齒表面接觸。另外，如在圖22B中所示，一個或多個可選的橫向構件236可連接口腔器具230的側部以當其放置在牙齒上時提供一些結構穩定性。該變型可限定咬合表面開口 238以使當其放置在牙齒上時，用戶可直接在沒有被口腔器具裝置阻礙的牙齒的天然咬合表面上自由地向下咬，由此為用戶提供改善的舒適度。
[0131]在又一些其他變型中，振動可被直接傳輸到下層骨或組織結構中，而不是直接通過用戶的牙齒傳輸。如在圖23A中所示，其示出了口腔器具240被設置在用戶的牙齒上，在該例子中設置在沿著上排牙齒的白齒上。電子器件和/或換能器組件242被示出為沿著牙齒的頰表面。代替使用與牙齒表面接觸的換能器，傳導傳輸構件244，如剛性的或固體的金屬構件，可耦合到組件242中的換能器并從口腔器具240延伸到樁或螺釘246，該樁或螺釘246直接植入到下層骨248如上頜骨中，如在圖23B的局部截面圖中所示。由于傳輸構件244的末端被直接稱合到樁或螺釘246,由換能器產生的振動可通過傳輸構件244傳輸并直接傳輸到樁或螺釘246中，樁或螺釘246依次將振動直接傳輸到骨248中并穿過骨248傳輸到用戶的內耳。
[0132]圖24圖示放置在用戶的牙齒TH之上的口腔器具250的局部截面圖，其電子器件和/或換能器組件252位于沿著牙齒的舌表面。類似地，振動可通過傳導傳輸構件244傳輸并直接傳輸到樁或螺釘246中，樁或螺釘246在該例子中被植入到顎骨PL中。其他變型可利用位于沿著下排牙齒的該布置用于傳輸到鉆入下頜骨中的樁或螺釘246。
[0133]在又一變型中，代替使用鉆進下層骨自身的樁或螺釘，換能器可被直接附著、耦合或用其他方法直接粘合到鄰近牙齒的齒齦組織表面。如在圖25A和25B中所示，口腔器具260可具有沿著它的側面設置的電子組件262，導線264從電子組件262延伸到附著到緊鄰牙齒TH的齒齦組織表面268的換能器組件266。換能器組件266可通過粘合劑、從口腔器具260延伸的結構支撐臂、牙齒螺釘或樁、或任何其他結構機構附著到組織表面268。在使用中，換能器可振動并直接傳輸到下層齒齦組織中，下層齒齦組織可將信號傳導到下層骨。
[0134]對于上面所描述的任何變型，在可行的情況下，它們可作為單個裝置或與本文的任何其他變型結合使用，以實現用戶期望的聽力水平。此外，可在任一時刻使用多于一個的口腔器具裝置以及電子器件和/或換能器組件。例如，圖26圖示了其中多個換能器組件270、272、274、276可被放置在多顆牙齒上的一例子。雖然示出在下排牙齒上，但是多個組件也可替代地被設置并位于沿著上排牙齒或兩排牙齒。此外，每個組件可被配置成在統一的頻率范圍內傳輸振動。可選地在其他變型中，不同的組件可被配置成在每個組件之間不重疊的頻率范圍內振動。如上述提及的，每個換能器270、272、274、276可被編程或預設為具有不同的頻率響應以使每個換能器可針對不同的頻率響應和/或傳輸被優化，以向用戶傳送相對高保真的聲音。
[0135]此外，每一個不同的換能器270、272、274、276還可以被編程成以指示由用戶佩戴的DAP播放的聲音的方向的方式振動。例如，被放置在用戶的口腔內的不同位置處的不同的換能器可以通過提供聲音或振動隊列的特定的方式振動，以通知用戶聲音產生自相對于用戶的方位的哪個方向上。例如，位于用戶的左側牙齒上的第一換能器可以被編程為由于發自用戶的左側的聲音而振動。類似地，例如，位于用戶的右側牙齒上的第二換能器可以被編程為由于發自用戶的右側的聲音而振動。用這種方式，如THX聲音的多個方向的聲音可用于用戶的享受而被播放。由于這些例子旨在說明可能的變型，因此可以使用其他變型和隊列。
[0136]在其中一個或多個DAP被設置在頰內的位置的變型中，DAP可直接整合到電子器件和/或換能器組件中，如上面所描述的。然而，在另外的變型中，DAP單元可以被設置在遠離換能器組件一段距離處。在一例子中，類似于上文所示的變型，DAP單元282可與電子器件和/或換能器組件280分開，如在圖27A和27B中所示。在這一變型中，被設置在齒齦表面268之上或鄰近齒齦表面268的DAP單元282可通過金屬線264電連接。
[0137]雖然變型圖示了放置在鄰近齒齦組織268的DAP單元282，但單元282可被設置在口腔內的另一牙齒之上或另一位置之上。例如，圖28圖示了使用連接一個或多個牙齒保持部分21、23的拱形物19的另一變型290，如上面所描述的。然而，在該變型中，DAP單元294可被整合在與換能器組件292分開的拱形物19之內或之上。可通過拱形物19布線的一根或多根導線296將DAP單元294電連接到組件292。可選地，代替使用導線296，可將DAP單元294和組件292無線耦合到彼此，如上面所描述的。
[0138]在將DAP與換能器組件分開的又一變型中，圖29圖示了其中至少一個DAP302(或可選地任意數量的其他的DAP304、306)可被設置在用戶的口腔內，同時與電子器件和/或換能器組件300物理地分開的另一變型。用這種方式，一個或可選地多個DAP302、304、306可無線地耦合到電子器件和/或換能器組件300。
[0139]上面所討論的裝置和方法的應用不限于治療聽力損失，而可包括任意數量的其他治療應用。此外，這些裝置和方法可被應用到身體內的其他治療部位。上面所描述的用于實現本發明的組件和方法的修改、不同的變型之間的可行組合以及對于本領域的那些技術人員而言明顯的本發明的各方面的變型旨在包括在權利要求的范圍內。
【權利要求】
1.一種口內數字音頻播放器，包括: a.可佩戴在口中的殼體，其包括具有與至少一顆或多顆牙齒一致的形狀的口腔器具； b.數據存儲裝置，其設置在所述可佩戴在口中的殼體中以存儲數字音頻； c.換能器，其安裝在所述可佩戴在口中的殼體上并與所述一顆或多顆牙齒振動通信；以及 d.連接單元，其接收音頻內容并耦合到所述數據存儲裝置，所述連接單元包括與用于存儲或修改所述數字音頻的計算機進行通信的收發器；以及 e.遠程控制器，其與所述數字音頻播放器通信以調節播放音量、播放、暫停和在軌道之間巡覽。
2.如權利要求1所述的數字音頻播放器，其中所述換能器包括骨傳導換能器。
3.如權利要求1所述的數字音頻播放器，其中所述可佩戴在口中的殼體包括定制的口腔裝置。
4.如權利要求1所述的數字音頻播放器，其包括接收AM或FM廣播內容的無線電接收器。
5.如權利要求1所述的數字音頻播放器，其中所述換能器包括換能器，包括布置在所述殼體之內或之上并與所述換能器通信的電子組件。
6.如權利要求1所述的數字音頻播放器，其中所述收發器與802協議、蜂窩協議、無線USB協議中的一個相兼容。
7.如權利要求1所述的數字音頻播放器，其包括: a.播放器充電器線圈，其限定電磁回路的第一部分；以及 b.充電器基站，其具有基站充電器線圈，所述基站充電器線圈限定所述電磁回路的第二部分，其中所述播放器充電器線圈和所述基站充電器線圈相結合以傳送用于感應充電的倉tfi。
8.如權利要求7所述的數字音頻播放器，其包括耦合到所述播放器線圈部分的充電器電路。
9.如權利要求8所述的數字音頻播放器，其中所述充電器電路包括耦合到充電電路的穩壓器電路。
10.一種提供音頻內容的方法，包括: a.經由包括收發器的連接單元將數據存儲裝置連接到計算機，其中所述數據存儲裝置和所述連接單元被設置在可佩戴在口中的殼體中； b.經由計算機存儲或修改在所述數據存儲裝置中的音頻內容； c.在口內佩戴所述可佩戴在口中的殼體，所述可佩戴在口中的殼體包括具有與至少一顆或多顆牙齒一致的形狀的口腔器具； d.振動所述一顆或多顆牙齒以播放所述音頻內容；以及 e.經由遠程控制器調節播放音量、播放、暫停和在軌道之間巡覽中的一個。
11.如權利要求10所述的方法，包括使用骨傳導裝置傳輸聲音。
12.如權利要求10所述的方法，包括提供作為定制的口腔裝置的所述可佩戴在口中的殼體。
13.如權利要求10所述的方法，包括提供耦合到不同牙齒的多個換能器。
14.如權利要求10所述的方法，包括接收廣播無線電傳輸并相應地振動所述一顆或多顆牙齒。
15.如權利要求10所述的方法，其中所述音頻內容包括MP3內容。
16.如權利要求10所述的方法，包括使用骨傳導來傳輸聲音。
17.如權利要求10所述的方法，包括通過牙齒、上頜骨、下頜骨或顎骨傳輸聲音。
18.如權利要求10所述的方法，包括在潮濕的環境中佩戴所述可佩戴在口中的殼體。
19.如權利要求10所述的方法，包括通過USB連接或無線USB連接將音頻內容下載到所述數據存儲裝置或從所述數據存儲裝置上傳音頻內容。
20.如權利要求10所述的方法，包括當對電池重新充電時更新所述數據存儲裝置的內容。
21.如權利要求10所述的方法，包括經由擠壓控制調節以允許用戶暫停/播放(單一擠壓)以及跳到下一軌道(雙重擠壓)。
22.如權利要求10所述的方法，包括經由咬控制調節以允許用戶暫停/播放(單一咬)以及跳到另一軌道(雙重咬)。
【文檔編號】H04R1/10GK103607674SQ201310473012
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2010年5月11日 優先權日:2009年5月12日
【發明者】埃米爾·阿布法齊, 詹森·R·謝爾頓, 雷薩·卡薩亞恩 申請人:索尼圖斯醫療公司