耳模型、人工头部以及使用它们的测量系统和测量方法
【专利说明】耳模型、人工头部以及使用它们的测量系统和测量方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请主张于2013年10月23日向提交的第2013-220626号日本专利申请的优先权和利益，其全部内容通过弓I用并入本文。
技术领域
[0003]本公开涉及用于评价诸如移动电话、耳机和头戴式耳机等包括振动体的声学装置的测量系统等，该声学装置配置为通过将声学装置放置在人耳中或按压声学装置抵接耳朵从而通过振动传递使声音被听到。
【背景技术】
[0004]专利文献I公开了一种向用户传递空气传导音和骨传导音的声学装置，诸如移动电话等。在专利文献I中，空气传导音是指，由振动物体引起的空气振动经过外耳道传递至耳膜，并通过耳膜振动传递至用户的听觉神经的声音。在专利文献I中，骨传导音是指，通过与振动物体接触的、用户身体的一部分(诸如，外耳的软骨)传递至用户的听觉神经的声音。
[0005]在专利文献I公开的电话中，由压电双晶片和柔性物质形成的矩形板状振动体通过弹性元件附接至外壳的外表面上。另外，专利文献I还公开了当向振动体中的压电双晶片施加电压时，压电材料沿纵向扩展和收缩，从而导致振动体经受弯曲振动，而且当用户使振动体触摸到耳廓时，向用户传递空气传导音和骨传导音。
[0006]除了通过握在手中并按压抵接耳部来传递声音的电话以外，基于这样的传递原理传输声音的其他装置的示例包括通过挂在或保持在人的头部上的某处使用的软骨传导耳机和头戴式耳机。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献I:日本特开2005-348193号公报
【发明内容】
[0010]发明要解决的问题
[0011]为了评价通过外耳的软骨向用户传递骨传导音的声学装置(诸如上述电话和通过保持在包括耳部的人体头部的某处使用的耳机或头戴式耳机)，发明人已经意识到需要测量由于振动体的振动而近似地作用在人听觉神经上的振动量。
[0012]本公开鉴于上述认识而制成，而且本公开提供测量对人耳中的振动传递的特性加权的振动量并评价包括振动体的声学装置的测量系统、测量方法以及在该测量系统和测量方法中有用的各种部件等。
[0013]解决问题的手段
[0014]本发明的测量系统用于评价包括振动元件并允许通过振动传递使声音被听到的声学装置，该测量系统包括:耳模型，包括模拟人耳的人工耳以及与该人工耳接触的人工颞骨；以及振动检测器，设置在该人工颞骨中。
[0015]发明效果
[0016]根据本发明，可以测量考虑经由人耳、颞骨的振动传递的特性的振动量，并可以评价具有振动体并使耳廓振动的各种声学装置、助听器等。
【附图说明】
[0017]图1是示意性地示出本发明的第一实施方式的测量系统的结构的截面图。
[0018]图2是示出作为测量对象的一个实施例的耳机的截面图。
[0019]图3是人工耳的截面图和平面图。
[0020]图4是人工耳和人工软骨的平面图。
[0021]图5是人工颞骨的截面图和平面图。
[0022]图6是图1的测量系统的主要部分的功能框图。
[0023]图7是示意性地示出本发明的第二实施方式的测量系统的结构的图。
[0024]图8是本发明的第三实施方式的人工颞骨的截面图和平面图。
【具体实施方式】
[0025]下面，参照【附图说明】本发明的实施方式。
[0026](第一实施方式)
[0027]图1是示意性地示出本发明的第一实施方式的测量系统的结构的图。本实施方式的测量系统10包括支承在基部30上的耳模型50。下文说明将软骨传导型耳机作为声学装置100的一个实施例。如图2所示，声学装置100具有待埋入人耳孔的外壳101以及在外壳101内部的压电元件102。通过压电元件102使外壳101振动。声学装置100在与人耳抵接的部分包括由橡胶材料103形成的保护膜。橡胶材料103用于减轻来自外部的摩擦、冲击等，并不是必须的。因此，保护膜优选为膜状物从而难以阻碍振动传递。保护膜也可以是由丙烯酸树脂等形成、并覆盖压电元件102的板状覆盖部件。
[0028]下面，将说明本发明的测量系统的耳模型50。
[0029]如图1所示，耳模型50在人工外耳道单元52的边缘处由基部30支承。这里，耳模型50可以从基部30拆卸。耳模型50也可以通过使用粘接树脂或双面胶带固定。
[0030]耳模型50模拟人耳并包括人工耳51、与人工耳51连接或一体成型的人工外耳道单元52、埋设在人工耳51的内部的人工软骨54以及配置成围绕人工外耳道单元52的人工颞骨57。
[0031]人工耳51模拟人体外耳的软组织(软骨组织除外)。人工耳51由耳朵形状的部分和具有覆盖该耳朵形状的部分的尺寸且在中央形成有孔的部分形成。该孔与形成在后述的筒状人工外耳道单元52的声道连接并构成人工外耳道53。
[0032]人工耳51可以与在例如人体模型HATS(Head And Torso Simulator)或KEMAR(Knowles Electronics公司用于声学研究的电子人体模型名:注册商标)等中使用的常用人工耳的形状大致相同。人工耳51可以由构成例如符合IEC60318-7的材料的物质形成。该材料可以例如由具有肖氏硬度在30至60范围内(例如，肖氏硬度35或肖氏硬度55)的硅橡胶等形成。由于本实施方式具有人工软骨54，因此，为了使在人工耳51中埋设人工软骨54后的硬度与例如现有的不包括人工软骨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(诸如，20至30的肖氏硬度)的柔软材料。如图4所示，在人工耳51中也可以形成耳屏、对耳屏、耳轮等。
[0033]人工外耳道单元52与设置在人工耳51中的孔连接，向声学装置100的相反侧呈筒状延伸。人工外耳道单元52具有例如大约20至60的肖氏硬度，并由与形成人工耳51的物质相同的物质构成。人工外耳道单元52可以是例如硅橡胶、天然橡胶等软物质。
[0034]如果人工外耳道单元52的壁面太薄则难以加工，如果太厚则可能导致不能如实地模拟由于来自声学装置100的振动传递引起的、外耳道中的声学辐射成分(声学辐射成分是指外耳道的内壁振动引起外耳道内的空气振动从而传导至耳膜从而作为空气传导音检测到的成分)。因此，人工外耳道单元52的厚度优选为例如大约0.3mm至2mm，其直径(内径)优选为例如大约3mm至15m。当然，人工外耳道单元52可以通过模具或3D打印机等与人工耳51制造为一个整体。人工外耳道单元52和人工耳51可以作为独立部件分别制造，然后通过粘结剂等相互接合。在这种情况下，考虑到人工耳51和人工外耳道单元52的材料，优选粘结剂是具有相同成分的粘结剂。例如，当人工耳51、人工外耳道单元52为硅橡胶时，粘结剂也优选使用硅系粘结剂。虽然在图3中人工外耳道单元52是截面为矩形的筒状，但是截面形状不限于矩形。
[0035]人工外耳道53的长度，S卩，从设置在耳模型51的孔中的开口到人工外耳道单元52的终端的长度优选相当于从人的耳孔的开口到耳膜(耳蜗)的长度，而且，可以在例如5_至40mm的范围内适当地设定。例如，人工外耳道53的长度约为30_。
[0036]而且，在人工外耳道单元52的端部处设置有用于探管传声器的插入孔52z。通过从该插入孔52z插入的传声器58，可以同时测量空气传导音和由于外耳道的内壁振动外耳道内的空气而产生的福射成分。
[0037]如图4所示，在人工耳51内埋设有人工软骨54。人工软骨54模拟人耳软骨。人工软骨54适于保持人工耳51的形状，并更忠实地再现来自声学装置100的振动传递。人工软骨54可以由例如PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、天然橡胶或薄成型的聚氯乙烯等塑料、作为生物材料的乳酸聚合物或弹性蛋白等制作。如上所述，调整人工软骨54的材料、厚度等，使得作为将人工软骨54埋入人工耳51后的复合体具有与由具有35或55的肖氏硬度的材料制成的、现有公知的耳模型的弯曲强度相等的弯曲强度。
[0038]如图4所示，人工软骨54优选存在于与耳屏、对耳屏、对耳轮、对耳轮下脚、对耳轮上脚、耳轮以及耳轮脚对应的位置，以对应以不同方式按压抵接耳部的各类声学装置
[0039]当在声学装置中仅以特定类型作为测量对象时，人工软骨54仅需存在于与该声学装置类型对应的必须位置。例如，人工软骨