耳模型、人工頭部以及使用它們的測量系統(tǒng)和測量方法
【專利說明】耳模型、人工頭部以及使用它們的測量系統(tǒng)和測量方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請主張于2013年10月23日向提交的第2013-220626號日本專利申請的優(yōu)先權和利益，其全部內(nèi)容通過弓I用并入本文。
技術領域
[0003]本公開涉及用于評價諸如移動電話、耳機和頭戴式耳機等包括振動體的聲學裝置的測量系統(tǒng)等，該聲學裝置配置為通過將聲學裝置放置在人耳中或按壓聲學裝置抵接耳朵從而通過振動傳遞使聲音被聽到。
【背景技術】
[0004]專利文獻I公開了一種向用戶傳遞空氣傳導音和骨傳導音的聲學裝置，諸如移動電話等。在專利文獻I中，空氣傳導音是指，由振動物體引起的空氣振動經(jīng)過外耳道傳遞至耳膜，并通過耳膜振動傳遞至用戶的聽覺神經(jīng)的聲音。在專利文獻I中，骨傳導音是指，通過與振動物體接觸的、用戶身體的一部分(諸如，外耳的軟骨)傳遞至用戶的聽覺神經(jīng)的聲音。
[0005]在專利文獻I公開的電話中，由壓電雙晶片和柔性物質(zhì)形成的矩形板狀振動體通過彈性元件附接至外殼的外表面上。另外，專利文獻I還公開了當向振動體中的壓電雙晶片施加電壓時，壓電材料沿縱向擴展和收縮，從而導致振動體經(jīng)受彎曲振動，而且當用戶使振動體觸摸到耳廓時，向用戶傳遞空氣傳導音和骨傳導音。
[0006]除了通過握在手中并按壓抵接耳部來傳遞聲音的電話以外，基于這樣的傳遞原理傳輸聲音的其他裝置的示例包括通過掛在或保持在人的頭部上的某處使用的軟骨傳導耳機和頭戴式耳機。
[0007]現(xiàn)有技術文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻I:日本特開2005-348193號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的問題
[0011]為了評價通過外耳的軟骨向用戶傳遞骨傳導音的聲學裝置(諸如上述電話和通過保持在包括耳部的人體頭部的某處使用的耳機或頭戴式耳機)，發(fā)明人已經(jīng)意識到需要測量由于振動體的振動而近似地作用在人聽覺神經(jīng)上的振動量。
[0012]本公開鑒于上述認識而制成，而且本公開提供測量對人耳中的振動傳遞的特性加權的振動量并評價包括振動體的聲學裝置的測量系統(tǒng)、測量方法以及在該測量系統(tǒng)和測量方法中有用的各種部件等。
[0013]解決問題的手段
[0014]本發(fā)明的測量系統(tǒng)用于評價包括振動元件并允許通過振動傳遞使聲音被聽到的聲學裝置，該測量系統(tǒng)包括:耳模型，包括模擬人耳的人工耳以及與該人工耳接觸的人工顳骨；以及振動檢測器，設置在該人工顳骨中。
[0015]發(fā)明效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明，可以測量考慮經(jīng)由人耳、顳骨的振動傳遞的特性的振動量，并可以評價具有振動體并使耳廓振動的各種聲學裝置、助聽器等。
【附圖說明】
[0017]圖1是示意性地示出本發(fā)明的第一實施方式的測量系統(tǒng)的結構的截面圖。
[0018]圖2是示出作為測量對象的一個實施例的耳機的截面圖。
[0019]圖3是人工耳的截面圖和平面圖。
[0020]圖4是人工耳和人工軟骨的平面圖。
[0021]圖5是人工顳骨的截面圖和平面圖。
[0022]圖6是圖1的測量系統(tǒng)的主要部分的功能框圖。
[0023]圖7是示意性地示出本發(fā)明的第二實施方式的測量系統(tǒng)的結構的圖。
[0024]圖8是本發(fā)明的第三實施方式的人工顳骨的截面圖和平面圖。
【具體實施方式】
[0025]下面，參照【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。
[0026](第一實施方式)
[0027]圖1是示意性地示出本發(fā)明的第一實施方式的測量系統(tǒng)的結構的圖。本實施方式的測量系統(tǒng)10包括支承在基部30上的耳模型50。下文說明將軟骨傳導型耳機作為聲學裝置100的一個實施例。如圖2所示，聲學裝置100具有待埋入人耳孔的外殼101以及在外殼101內(nèi)部的壓電元件102。通過壓電元件102使外殼101振動。聲學裝置100在與人耳抵接的部分包括由橡膠材料103形成的保護膜。橡膠材料103用于減輕來自外部的摩擦、沖擊等，并不是必須的。因此，保護膜優(yōu)選為膜狀物從而難以阻礙振動傳遞。保護膜也可以是由丙烯酸樹脂等形成、并覆蓋壓電元件102的板狀覆蓋部件。
[0028]下面，將說明本發(fā)明的測量系統(tǒng)的耳模型50。
[0029]如圖1所示，耳模型50在人工外耳道單元52的邊緣處由基部30支承。這里，耳模型50可以從基部30拆卸。耳模型50也可以通過使用粘接樹脂或雙面膠帶固定。
[0030]耳模型50模擬人耳并包括人工耳51、與人工耳51連接或一體成型的人工外耳道單元52、埋設在人工耳51的內(nèi)部的人工軟骨54以及配置成圍繞人工外耳道單元52的人工顳骨57。
[0031]人工耳51模擬人體外耳的軟組織(軟骨組織除外)。人工耳51由耳朵形狀的部分和具有覆蓋該耳朵形狀的部分的尺寸且在中央形成有孔的部分形成。該孔與形成在后述的筒狀人工外耳道單元52的聲道連接并構成人工外耳道53。
[0032]人工耳51可以與在例如人體模型HATS(Head And Torso Simulator)或KEMAR(Knowles Electronics公司用于聲學研究的電子人體模型名:注冊商標)等中使用的常用人工耳的形狀大致相同。人工耳51可以由構成例如符合IEC60318-7的材料的物質(zhì)形成。該材料可以例如由具有肖氏硬度在30至60范圍內(nèi)(例如，肖氏硬度35或肖氏硬度55)的硅橡膠等形成。由于本實施方式具有人工軟骨54，因此，為了使在人工耳51中埋設人工軟骨54后的硬度與例如現(xiàn)有的不包括人工軟骨54且由肖氏硬度35或肖氏硬度55的材料形成的耳模型的硬度相同，人工耳51本身的材料可以使用例如肖氏硬度35以下(諸如，20至30的肖氏硬度)的柔軟材料。如圖4所示，在人工耳51中也可以形成耳屏、對耳屏、耳輪等。
[0033]人工外耳道單元52與設置在人工耳51中的孔連接，向聲學裝置100的相反側呈筒狀延伸。人工外耳道單元52具有例如大約20至60的肖氏硬度，并由與形成人工耳51的物質(zhì)相同的物質(zhì)構成。人工外耳道單元52可以是例如硅橡膠、天然橡膠等軟物質(zhì)。
[0034]如果人工外耳道單元52的壁面太薄則難以加工，如果太厚則可能導致不能如實地模擬由于來自聲學裝置100的振動傳遞引起的、外耳道中的聲學輻射成分(聲學輻射成分是指外耳道的內(nèi)壁振動引起外耳道內(nèi)的空氣振動從而傳導至耳膜從而作為空氣傳導音檢測到的成分)。因此，人工外耳道單元52的厚度優(yōu)選為例如大約0.3mm至2mm，其直徑(內(nèi)徑)優(yōu)選為例如大約3mm至15m。當然，人工外耳道單元52可以通過模具或3D打印機等與人工耳51制造為一個整體。人工外耳道單元52和人工耳51可以作為獨立部件分別制造，然后通過粘結劑等相互接合。在這種情況下，考慮到人工耳51和人工外耳道單元52的材料，優(yōu)選粘結劑是具有相同成分的粘結劑。例如，當人工耳51、人工外耳道單元52為硅橡膠時，粘結劑也優(yōu)選使用硅系粘結劑。雖然在圖3中人工外耳道單元52是截面為矩形的筒狀，但是截面形狀不限于矩形。
[0035]人工外耳道53的長度，S卩，從設置在耳模型51的孔中的開口到人工外耳道單元52的終端的長度優(yōu)選相當于從人的耳孔的開口到耳膜(耳蝸)的長度，而且，可以在例如5_至40mm的范圍內(nèi)適當?shù)卦O定。例如，人工外耳道53的長度約為30_。
[0036]而且，在人工外耳道單元52的端部處設置有用于探管傳聲器的插入孔52z。通過從該插入孔52z插入的傳聲器58，可以同時測量空氣傳導音和由于外耳道的內(nèi)壁振動外耳道內(nèi)的空氣而產(chǎn)生的福射成分。
[0037]如圖4所示，在人工耳51內(nèi)埋設有人工軟骨54。人工軟骨54模擬人耳軟骨。人工軟骨54適于保持人工耳51的形狀，并更忠實地再現(xiàn)來自聲學裝置100的振動傳遞。人工軟骨54可以由例如PET(聚對苯二甲酸乙二酯)、天然橡膠或薄成型的聚氯乙烯等塑料、作為生物材料的乳酸聚合物或彈性蛋白等制作。如上所述，調(diào)整人工軟骨54的材料、厚度等，使得作為將人工軟骨54埋入人工耳51后的復合體具有與由具有35或55的肖氏硬度的材料制成的、現(xiàn)有公知的耳模型的彎曲強度相等的彎曲強度。
[0038]如圖4所示，人工軟骨54優(yōu)選存在于與耳屏、對耳屏、對耳輪、對耳輪下腳、對耳輪上腳、耳輪以及耳輪腳對應的位置，以對應以不同方式按壓抵接耳部的各類聲學裝置
[0039]當在聲學裝置中僅以特定類型作為測量對象時，人工軟骨54僅需存在于與該聲學裝置類型對應的必須位置。例如，人工軟骨