声学设备以及使用该声学设备的方法
【专利说明】声学设备以及使用该声学设备的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求在2013年5月29日提交的第2013-112612号日本专利申请的优先权和利益，该申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及声学设备(诸如助听器)以及使用该声学设备的方法。
【背景技术】
[0004]一种声学设备使用骨传导技术，从而通过使振动体接触用户的耳廓(诸如耳朵的耳屏等)而使用户听见声音(例如，参考JP2005-348193A(专利文献I))。使用骨传导技术的声学设备将振动直接传递至听觉神经，因此对鼓膜几乎没有压力。因此，这种声学设备优于不使用骨传导技术的耳机、头戴式耳机或其他声学设备。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本专利公开公报“特开2005-348193号”
【发明内容】
[0008]发明所要解决的技术问题
[0009]但是，使用骨传导技术的声学设备受困于声音被堵塞的问题，这使得难以输出高频声音。原因是没有泛音(harmonic)包含在上述声学设备的声音输出中。泛音是指在输出声音(基音)的频率的整数倍数(2倍以上)的频率的声音。通常，当声学设备的声音输出中不包含泛音时，产生的声音界限不清并且似乎模糊、被堵塞。另一方面，当声学设备的声音输出中包含许多泛音时，产生明亮、清楚并且界限清晰的声音。当在甚至更高频率的泛音的声压高时，变成生硬、清晰的声音，另一方面，在低泛音的声压高时，变成柔和、强硬的声音。
[0010]因此作为通过振动传导(诸如骨传导)将声音传递至用户的声学设备，提供产生泛音并允许用户感知明亮、清楚的声音的声学设备以及使用声学设备的方法是有帮助的。
[0011]解决问题所需手段
[0012]为了解决上述问题，公开的声学设备用于通过使振动体接触人的耳廓，从而通过振动传导将声音传递至用户，以使得
[0013]在所述声学设备与耳模型接触期间输出可听频带中的预定频率的基音的情况下，当配置有所述耳模型和传声器的测量系统测量人工外耳道内的空气传导音时，
[0014]测量3个以上的泛音，所述3个以上的泛音在第六泛音以上并且音量高于比所述基音的音量低45dB的音量，
[0015]其中，所述耳模型具有人工耳廓和所述人工外耳道，所述传声器测量所述空气传
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[0016]发明效果
[0017]本发明的声学设备以及使用声学设备的方法产生泛音并允许感知明亮且清楚的声音。
【附图说明】
[0018]图1示意性示出第一实施方式的测量系统的结构。
[0019]图2是图1的耳模型的局部详细视图。
[0020]图3是示出图1中的测量单元的主要部分的结构的功能框图。
[0021]图4是用于说明图3的振动检测元件的输出和传声器的输出之间的相位关系的图。
[0022]图5示出图1的测量系统生成的应用画面和测量结果的实施例。
[0023]图6是示出通过图1的测量系统进行的测量操作的实施例的流程图。
[0024]图7示出通过关于声学设备的现有测量法获得的振动量的测量结果，其中，由该声学设备获得图5中的测量结果。
[0025]图8是示出本发明第一实施方式的声学设备的框图。
[0026]图9示意性地示出本发明第一实施方式的声学设备中的面板和压电元件的弯曲。
[0027]图10示出当取下按压部件时声学设备的状态。
[0028]图11是本发明第一实施方式的声学设备在振动体的厚度方向的侧面图。
[0029]图12示出本发明第一实施方式的被佩戴到用户耳朵上的声学设备。
[0030]图13示意性地示出来自本发明第一实施方式的声学设备的声音的传递。
[0031]图14示意性地示出各路径的声学特性。
[0032]图15示出本发明第一实施方式的声学设备的声学特性的测量值。
[0033]图16不出本发明第一实施方式的声学设备中的振动体和传声器之间的关系。
[0034]图17示出通过本发明第一实施方式的测量系统得到的、来自声学设备的气传导音和人体振动音的测量结果。
[0035]图18示出通过本发明第一实施方式的测量系统得到的、来自声学设备的人体振动音的测量结果。
[0036]图19示出通过本发明第一实施方式的测量系统得到的、来自声学设备的气传导音的测量结果。
[0037]图20示出使用比较例(现有技术)的、来自声学设备的气传导音和人体振动音的测量结果。
[0038]图21示出使用另一个比较例(现有技术)的、来自声学设备的气传导音和人体振动音的测量结果。
[0039]图22示出通过本发明第一实施方式的测量系统得到的、在改变声学设备中的面板尺寸的情况下的气传导音和人体振动音的测量结果的图表。
[0040]图23示出通过本发明第一实施方式的测量系统得到的、在改变声学设备中的面板尺寸的情况下的气传导音和人体振动音的测量结果的数据。
[0041]图24示意性地示出本发明第二实施方式的声学设备的结构。
[0042]图25示出本发明第二实施方式的声学设备与耳屏接触的部分。
[0043]图26是本发明第二实施方式的声学设备的振动部在厚度方向上的侧面图。
[0044]图27示出本发明第二实施方式的声学设备的声学特性的测量值。
[0045]图28示出在设置凸部代替凹部的情况下的测量值。
[0046]图29示出在设置凹部和凸部的情况下的测量值的比较。
[0047]图30示意性地示出本发明第三实施方式的测量系统的结构。
[0048]图31是图30的测量系统的局部详细视图。
【具体实施方式】
[0049]下面，参照附图对本发明的实施方式进行描述。
[0050](第一实施方式)
[0051]当通过以下详细描述的测量系统测量所公开的声学设备时，预定的泛音被测量。首先，对所公开的测量系统进行描述。
[0052](测量系统的结构和操作)
[0053]图1示意性地示出根据第一实施方式的测量系统10的结构。本实施方式的测量系统10包括声学设备佩戴部20和测量单元200。声学设备佩戴部20设置有由底座30支撑的耳模型50和保持作为测量对象的声学设备I的保持部70。此外，图1所示的声学设备I假设为助听器、或在矩形外壳的表面上具有比人耳更大的矩形面板并且通过作为振动体的面板振动的移动电话(诸如智能手机)。首先，对声学设备佩戴部20的结构进行描述。
[0054]耳模型50模拟人体的耳朵并具有人工耳廓51和连接至该人工耳廓51的人工外耳道单元52。人工外耳道单元52足够大以覆盖人工耳廓51，并具有形成在中央区域中的人工外耳道53。耳模型50在人工外耳道单元52的边缘部处经由支撑部件54通过底座30支撑。
[0055]耳模型50由与在例如HATS (Head And Torso Simulator，头与躯干模拟器)和KEMAR(楼氏公司用于声学研究的电子人体模型名)等人体模型中使用的通常人工耳廓的材料相同的材料，诸如，根据IEC60318-7的材料形成。这种材料可以例如由诸如硬度35至55的橡胶等材料形成。此外，橡胶的硬度可以例如依照符合JISK6253或IS048等的国际橡胶硬度等级(IRHD/M)测量。另外，作为硬度测量系统，可以适当使用得乐(Teclock)公司制全自动型IRHD/M微型国际橡胶硬度等级计量器GS680。应当注意，考虑到年龄不同而耳朵的硬度不同，根据经验，优选准备大约2、3种具有不同硬度的耳模型50替换使用。
[0056]人工外耳道单元52的厚度，即人工外耳道53的长度相当于到人的鼓膜(耳蜗)的长度，因此适当设定在例如20mm至40mm的范围中。本实施方式中，人工外耳道53的长度大约是30mm。
[0057]在耳模型50中，在人工外耳道单元52的与人工耳廓51相反的一侧的端面上，在位于人工外耳道53的开口周边部分的位置处设置有振动测量计55。当声学设备I的振动体抵接耳模型50时振动测量计55检测通过人工外耳道单元52传递的振动量。换言之，当声学设备I的振动体压靠人体的耳朵并且声学设备I的振动体的振动直接振动内耳时，振动测量计55测量与不经鼓膜听到的人体振动音成分对应的振动量。这里，人体振动音是指经与振动物体接触的使用者的身体的部分(诸如，外耳的软骨)传递到使用者的听觉神经的声音。振动测量计55例如使用振动检测元件56，该振动检测元件56在声学设备I的测量频率范围(例如，0.1kHz至30kHz)内具有平坦的输出特性，并且重量轻、即使细微的振动也可以准确测量。这样的振动检测元件56的示例是压电式加速度拾音器或其他类似的振动拾音器，诸如，理音(R1n)公司等制造的振动拾音器PV-08A等。
[0058]图2 (a)是从底座30侧观看的耳模型50的平面图。图2 (a)示出设置围绕人工外耳道53的开口的周边部分的环形振动检测元件56的实施例，但是，也可以设置多个振动检测元件56代替仅有一个振动检测元件56。在配置多个振动检测元件56的情况下，可以在人工外耳道53的周边部以适当的间隔配置振动检测元件，或者两个圆弧形振动检测元件可以设置为围绕人工外耳道53中的开口的周边部的弧。此外，在图2(a)中，人工外耳道单元52为矩形，但是人工外耳道单元52可以为任何形状。
[0059]而且，在耳模型50中配置有声压测量计60。声压测量计60测量通过人工外耳道53传播的声音的声压。S卩，声压测量计60测量当声学设备I的振动体紧贴人耳时产生的声压。该声压包括相当于由于声学设备I的振动体的振动导致空气振动而直接经鼓膜听到的空气传导音的声压，以及相当于由于声学设备I的振动体的振动导致外耳道内部振动从而耳朵自身产生的声音经鼓膜听到的空气传导音的声压。在此，空气传导音是指由于物体的振动引起的空气的振动通过外耳道传递给鼓膜，通过鼓膜振动传递给使用者的听觉神经的声音。
[0060]如在图2 (b)中沿图2 (a)的b_b线截取的剖面图所示，声压测量计60包括传声器62，该传声器62由从人工外耳道53的外壁(孔的周壁)通过环状振动检测元件56的开口部延伸的管部件61保持。传声器62例如配置为使用在声学设备I的测量频率范围内具有平坦的输出特性，且自杂音水平低的测量用电容式传声器。例如，理音公司制电容式传声器UC-53A可以作为传声器62使用。配置传声器62使得声压检测面几乎匹配人工外耳道单元52的末端。此外，传声器62可以例如由人工外耳道单元52或底座30支撑并且相对于人工外耳道53的外壁设置为漂浮的状态。
[0061]接着，描述保持部70。保持部70设置有支撑声学设备I的两侧的支撑部71。支撑部71附接至臂部72的一端，使得沿按压声学设备I抵靠耳模型50的方向可以关于与y轴平行的轴yl旋转。臂部72的另一端与设置在底座30上的移动调整