用于经由功能梯度材料改进软骨传导技术的系统和方法技术方案

一种软骨传导系统可以包括：(1)生成机械能的换能器；以及(2)功能梯度材料(FGM)接口，FGM接口被设计尺寸以耦合在换能器与位于用户的外耳上的软骨之间，其中FGM接口(1)从FGM接口的一侧到FGM接口的另一侧展现至少一个特征的梯度，以及(2)便于跨越特征的梯度将机械能从换能器传递到软骨。还公开了各种其他系统和方法。方法。方法。

Systems and methods for improving cartilage conduction techniques via functionally graded materials

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于经由功能梯度材料改进软骨传导技术的系统和方法


[0001]本公开总体上涉及用于经由功能梯度材料(FGM)改进软骨传导技术的系统和方法。本公开还涉及利用改进的软骨传导技术的人工现实系统。

技术介绍

[0002]软骨传导技术可以包含激励位于用户的外耳(有时称为耳廓)上的耳壳软骨。在这种示例中，激励软骨可以使软骨生成声压，该声压通过用户的耳道朝向用户的耳膜传播。不幸的是，一些软骨传导技术可能具有引起一个或多个缺陷的某些缺点和/或设计折衷。换句话说，这种软骨传导技术可能无法提供解决某些相互矛盾的目标和/或目的(例如，高音频性能相对于高用户舒适度)的解决方案。
[0003]例如，软骨传导系统可以包括生成机械能的换能器和将换能器耦合到用户的外耳的接口。在该示例中，为了确保接口能够有效地和/或高效地将机械能从换能器传递到用户的外耳，接口可能需要具有一定水平的刚度和/或阻尼和/或硬度(也称为机械阻抗)。当佩戴软骨传导系统时，接口的这种刚度和/或硬度的不适当选择可能导致用户疼痛和/或不适。结果，用户可能被劝阻和/或阻止长时间使用软骨传导系统。
[0004]使用更柔软和/或更适合的材料作为接口的一个折衷可能降低接口的能量传递能力的有效性和/或效率。例如，虽然换能器与用户的外耳之间的更柔软和/或更适合的接口可以支持更好的用户舒适度，但是这种更柔软和/或更适合的接口可能无法有效地和/或高效地将机械能从换能器传递到用户的外耳。结果，更柔软和/或更适合的接口可能削弱和/或损害软骨传导系统的音频性能。
[0005]因此，本公开标识并解决了对于用于经由FGM改进软骨传导技术的系统和方法的需求。

技术实现思路

[0006]在一方面，本专利技术涉及一种软骨传导系统，包括：换能器，该换能器生成机械能；以及功能梯度材料(FGM)接口，该FGM接口被设计尺寸以耦合在换能器与位于用户的外耳上的软骨之间，其中FGM接口：从FGM接口的一侧到FGM接口的另一侧展现至少一个特征的梯度；并且便于跨越特征的梯度将机械能从换能器传递到软骨。在一些实施例中，FGM接口可以包括多个分立材料层，多个分立材料层共同形成由FGM接口展现的特征的梯度。
[0007]在一些实施例中，由FGM接口展现的特征的梯度可以包括沿着FGM接口的一个维度、从一侧到另一侧的特征的特定梯度。
[0008]在一些实施例中，特征可以包括以下项中的至少一项：刚度；损耗因子；密度；晶格间距；孔隙率；泊松比；或填料含量。在一些实施例中：FGM接口的一侧耦合到换能器；FGM接口的另一侧被设计尺寸以耦合到位于用户的外耳上的软骨；FGM接口的一侧具有第一刚度模量；并且FGM接口的另一侧具有第二刚度模量，第二刚度模量低于第一刚度模量。在一些实施例中，FGM接口的另一侧与位于用户的外耳上的软骨在轮廓上相吻合。在一些实施例
中：一侧与换能器阻抗匹配；另一侧与位于用户的外耳上的软骨阻抗匹配。
[0009]在一些实施例中，FGM接口被设计尺寸以耦合在换能器与以下各项中的至少一项之间：用户的耳轮的一部分；用户的耳屏；用户的对耳轮；用户的耳舟；用户的舟状窝；或用户的耳甲。在一些实施例中，换能器生成振动，该振动：经由FGM接口传递到位于用户的外耳上的软骨；并且使软骨生成传播到用户的耳膜的声压。
[0010]在一些实施例中，FGM接口是各向异性的，使得：FGM接口在从换能器到软骨的方向上展现第一传递率水平；并且FGM接口在从软骨到换能器的相反方向上展现第二传递率水平，第二传递率水平低于第一传递率水平。
[0011]在一些实施例中：机械能包括振动；软骨根据振动生成声压；并且至少部分地由于第二传递率水平低于第一传递率水平，FGM接口防止振动中的至少一些振动在相反方向上返回到换能器。
[0012]在一些实施例中，软骨传导系统还可以包括FGM抑制器，FGM抑制器至少部分地包围耦合到FGM接口的换能器的一部分，其中FGM抑制器：从FGM抑制器的一侧到FGM抑制器的另一侧展现至少一个特征的附加梯度；并且减轻由换能器生成的机械能到用户的环境的泄漏。
[0013]在一些实施例中，由FGM接口展现的特征的梯度和由FGM抑制器展现的特征的附加梯度彼此不同。
[0014]在一些实施例中，由FGM抑制器展现的特征的附加梯度包括沿着一个维度、从FGM抑制器的一侧到FGM抑制器的另一侧的损耗因子的特定梯度。
[0015]FGM接口可以是3D打印的。
[0016]在另一方面，本专利技术涉及一种人工现实系统，包括头戴式显示器和通信地耦合到头戴式显示器的软骨传导设备，其中软骨传导设备包括如本文所述的软骨传导系统。
[0017]因此，本专利技术涉及一种人工现实系统，包括：头戴式显示器；以及与头戴式显示器通信地耦合的软骨传导设备，其中软骨传导设备包括：换能器，该换能器产生机械能；以及功能梯度材料(FGM)接口，该FGM接口被设计尺寸以耦合在换能器与位于用户的外耳上的软骨之间，其中FGM接口：从FGM接口的一侧到FGM接口的另一侧展现至少一个特征的梯度；并且便于跨越特征的梯度将机械能从换能器传递到软骨。
[0018]在一些实施例中，FGM接口包括多个分立材料层，该多个分立材料层形成由FGM接口展现的特征的梯度。
[0019]在一些实施例中，由FGM接口展现的特征的梯度包括沿着FGM接口的一个维度、从一侧到另一侧的特征的特定梯度。
[0020]在一些实施例中，特征包括以下项中的至少一项：刚度；损耗因子；密度；晶格间距；孔隙率；泊松比；或填料含量。
[0021]在另一方面，本专利技术涉及一种方法，包括：制造功能梯度材料(FGM)接口，该FGM接口从FGM接口的一侧到FGM接口的另一侧展现至少一个特征的梯度；并且该FGM接口被设计尺寸以耦合到位于用户的外耳上的软骨；以及将FGM接口耦合到生成机械能的换能器，以使得FGM接口能够便于跨越特征的梯度将机械能从换能器传递到软骨。
[0022]根据本文描述的一般原理，来自本文描述的实施例的特征可以彼此结合使用。本文描述的软骨传导系统的实施例的特征可以结合应用于本文描述的方法和人工现实系统，
反之亦然。在结合附图和权利要求书阅读以下详细描述后，将更全面地理解这些和其他实施例、特征和优点。
附图说明
[0023]附图示出了多个示例性实施例，并且是说明书的一部分。与以下描述一起，附图展示并解释了本公开的各种原理。
[0024]图1是用于经由功能梯度材料(FGM)改进软骨传导技术的示例性系统的图示。
[0025]图2是用于经由FGM改进软骨传导技术的系统的示例性实现方式的图示。
[0026]图3是用于经由FGM改进软骨传导技术的系统的另一示例性实现方式的图示。
[0027]图4是从一侧到另一侧展现至少一个特征的连续梯度的示例性FGM接口的图示。
[0028]图5是包括多个分立材料层的示例性FGM接口以及示例性梯度图的图示，这些分立材料层共同形成至少一个特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种软骨传导系统，包括：换能器，所述换能器生成机械能；以及功能梯度材料(FGM)接口，所述FGM接口被设计尺寸以耦合在所述换能器与位于用户的外耳上的软骨之间，其中所述FGM接口：从所述FGM接口的一侧到所述FGM接口的另一侧展现至少一个特征的梯度；并且便于跨越所述特征的梯度将所述机械能从所述换能器传递到所述软骨。2.根据权利要求1所述的软骨传导系统，其中所述FGM接口包括多个分立材料层，所述多个分立材料层共同形成由所述FGM接口展现的所述特征的所述梯度。3.根据权利要求1所述的软骨传导系统，其中由所述FGM接口展现的所述特征的所述梯度包括沿着所述FGM接口的一个维度、从所述一侧到所述另一侧的所述特征的特定梯度。4.根据权利要求1所述的软骨传导系统，其中所述特征包括以下项中的至少一项：刚度；损耗因子；密度；晶格间距；孔隙率；泊松比；或填料含量。5.根据权利要求1所述的软骨传导系统，其中：所述FGM接口的所述一侧耦合到所述换能器；所述FGM接口的所述另一侧被设计尺寸以耦合到位于所述用户的所述外耳上的所述软骨；所述FGM接口的所述一侧具有第一刚度模量；并且所述FGM接口的所述另一侧具有第二刚度模量，所述第二刚度模量低于所述第一刚度模量。6.根据权利要求1所述的软骨传导系统，其中所述FGM接口的所述另一侧与位于所述用户的所述外耳上的所述软骨在轮廓上相吻合。7.根据权利要求1所述的软骨传导系统，其中：所述一侧与所述换能器阻抗匹配；并且所述另一侧与位于所述用户的所述外耳上的所述软骨阻抗匹配。8.根据权利要求1所述的软骨传导系统，其中所述FGM接口被设计尺寸以耦合在所述换能器与以下项中的至少一项之间：所述用户的耳轮的一部分；所述用户的耳屏；所述用户的对耳轮；所述用户的耳舟；所述用户的舟状窝；或所述用户的耳甲。9.根据权利要求1所述的软骨传导系统，其中所述换能器生成振动，所述振动：
经由所述FGM接口被传递到位于所述用户的所述外耳上的所述软骨；并且...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：脸谱科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：