БЛОК МОДЕЛИ УХА, ИСКУССТВЕННАЯ ГОЛОВА И ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ УПОМЯНУТЫЕ БЛОК МОДЕЛИ УХА И ИСКУССТВЕННУЮ ГОЛОВУ Российский патент 2017 года по МПК H04R29/00 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

Данная заявка испрашивает приоритет японской патентной заявки №2012-256654, поданной 22 ноября 2012 г., полное содержание которой включено в настоящее описание путем ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Данное раскрытие касается измерительного устройства и способа измерения для оценки наушника или акустического устройства типа наушника, позволяющего слышать звук посредством передачи вибраций путем размещения корпуса, включающего в себя вибрирующее тело, в ухе человека или прижатия корпуса к уху. Данное раскрытие также касается блока модели уха и искусственной головы, в которых используется измерительное устройство.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В документе JP 2005-348193 A (PTL 1) приводится акустическое устройство, такое как мобильный телефон или схожее устройство, передающее пользователю звук, проводимый путем воздушной проводимости, а также звук, проводимый путем костной проводимости. В отношении звука, проводимого путем воздушной проводимости, в PTL 1 раскрыт звук, передаваемый на слуховой нерв пользователя с помощью колебаний воздуха, вызванных вибрирующим объектом, передаваемых через наружный слуховой проход на барабанную перепонку и заставляющих барабанную перепонку вибрировать. В отношении звука, проводимого путем костной проводимости, в PTL 1 раскрыт звук, передаваемый на слуховой нерв пользователя через участок тела пользователя (например, хрящ наружного уха), контактирующий с вибрирующим объектом.

В телефоне, раскрытом в PTL 1, прямоугольное вибрирующее тело, образованное пьезоэлектрическим биморфом и гибким веществом, крепится к наружной поверхности корпуса посредством упругого звена. В PTL 1 также раскрыто, что при подаче напряжения на пьезоэлектрический биморф в вибрирующем теле пьезоэлектрический материал расширяется и сжимается в продольном направлении, заставляя вибрирующее тело претерпевать изгибные колебания. Звук, проводимый путем воздушной проводимости, и звук, проводимый путем костной проводимости, передаются пользователю, когда пользователь приводит вибрирующее тело в соприкосновение с ушной раковиной.

Помимо телефона или схожего устройства, передающего звук при удерживании в руке и прижатии к уху, в число примеров других устройств, передающих звук на основе такого принципа передачи, входят наушники и головные гарнитуры с передачей звука через хрящевую ткань, которые используются путем зацепления и удерживания на голове человека.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ИСТОЧНИКОВ

Патентная литература

PTL 1: JP 2005-348193 A

Для оценки акустического устройства, выполненного с возможностью передачи пользователю звука, проводимого путем костной проводимости через хрящ наружного уха, например наушников и головной гарнитуры с передачей звука через хрящевую ткань, которые используются путем зацепления и удерживания на голове человека, автор изобретения счел необходимым измерить приблизительный уровень вибрации, воздействующей на слуховой нерв человека вследствие колебания вибрирующего тела.

В связи с этим автор изобретения предложил измерительное устройство, способ измерения и соответствующие средства, позволяющие замерить уровень вибрации с присвоенными весовыми коэффициентами для характеристик передачи вибрации в ухо человека, а также позволяющие оценить акустическое устройство, такое как наушники или головная гарнитура, включающее в себя вибрирующее тело.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предложено измерительное устройство для оценки акустического устройства, позволяющего слышать звук посредством передачи вибрации благодаря корпусу, оборудованному вибрирующим элементом, удерживаемому на голове, имеющей человеческое ухо, при этом измерительное устройство включает в себя: блок модели уха, воспроизводящий человеческое ухо, модель тела человека, удерживающую акустическое устройство, а также детектор вибраций, расположенный в блоке модели уха.

Таким образом, можно замерить уровень вибрации, учитывающий характеристики передачи вибрации в ухо человека, а также можно оценить наушник или акустическое устройство типа наушника, слуховой аппарат или подобное устройство, включающее в себя вибрирующее тело.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На сопроводительных чертежах:

на Фиг. 1 схематично показана конструкция измерительного устройства согласно варианту осуществления 1;

на Фиг. 2 показан вид в разрезе, схематично иллюстрирующий пример наушника, предназначенного для проведения измерений;

на Фиг. 3A и 3B подробно показаны схемы измерительного устройства по Фиг. 1;

на Фиг. 4A и 4B подробно показаны схемы модификации измерительного устройства, представленного на Фиг. 1;

на Фиг. 5 показана функциональная блок-схема одной секции измерительного устройства, представленного на Фиг. 1;

на Фиг. 6 схематично показана конструкция измерительного устройства согласно варианту осуществления 2;

на Фиг. 7A и 7B подробно показаны схемы измерительного устройства по Фиг. 6;

на Фиг. 8A и 8B подробно показаны схемы модификации измерительного устройства, представленного на Фиг. 6.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Далее описываются варианты осуществления со ссылкой на чертежи.

ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1

На Фиг. 1 схематично показана конструкция измерительного устройства согласно варианту осуществления 1. Измерительное устройство 10 согласно настоящему варианту осуществления включает в себя блок 50 модели уха, опирающийся на основание 30, а также модель тела человека, включающую в себя держатель 70, удерживающий акустическое устройство 100. Как показано на виде в разрезе на Фиг. 2, акустическое устройство 100 включает в себя корпус 101, вводимый в отверстие уха человека, а также пьезоэлектрический элемент 102, расположенный в корпусе. Корпус 101 приводится в вибрацию пьезоэлектрическим элементом 102.

Сначала будет описан блок 50 модели уха.

Блок 50 модели уха воспроизводит человеческое ухо и включает в себя модель 51 уха, блок 52 искусственного наружного слухового прохода, соединенный или выполненный как единое целое с моделью 51 уха, а также искусственную барабанную перепонку 57, соединенную или выполненную как единое целое с блоком 52 искусственного наружного слухового прохода. Блок 52 искусственного наружного слухового прохода является достаточно большим, чтобы охватывать модель 51 уха, и имеет искусственный наружный слуховой проход 53, образованный в его центральной области. Блок 50 модели уха опирается на основание 30 посредством опорного звена 54 на периферии блока 52 искусственного наружного слухового прохода.

Модель 51 уха может включать в себя завиток ушной раковины, бугорок ушной раковины, ладьевидную ямку, противозавиток ушной раковины, челнок ушной раковины, полость ушной раковины, противокозелок, мочку уха, козелок, ножку завитка, нижнюю ножку противозавитка, треугольную ямку, верхнюю ножку противозавитка, межкозелковую вырезку и т.п. Модель 51 уха, таким образом, может иметь множество структур, чтобы позволить удерживать акустическое устройство, помещенное в различные части уха. Например, если акустическое устройство удерживается так, чтобы поддерживаться между нижней ножкой противозавитка и межкозелковой вырезкой, предпочтительно созданы нижняя ножка противозавитка и межкозелковая вырезка. Другими словами, держатель оборудован нижней ножкой противозавитка и межкозелковой вырезкой. В случае проведения измерений акустического устройства, оборудованного основным телом и вибрирующим участком, так что основное тело включает в себя ушной крюк, зацепляемый между завитком ушной раковины и височной областью, а вибрирующий участок вибрирует благодаря аудиосигналу, создаваемому основным телом, и встроен в полость ушной раковины, модель 51 уха оснащена завитком ушной раковины и височной областью, а также полостью ушной раковины, выполняющими функцию держателя. Модель 51 уха может включать в себя завиток ушной раковины, бугорок ушной раковины, ладьевидную ямку, противозавиток ушной раковины, челнок ушной раковины, полость ушной раковины, противокозелок, мочку уха, козелок, ножку завитка, нижнюю ножку противозавитка, треугольную ямку, верхнюю ножку противозавитка, межкозелковую вырезку и т.п. Модель 51 уха, таким образом, может иметь множество структур, чтобы позволить удерживать акустическое устройство, помещенное в различные части уха. Например, если акустическое устройство удерживается так, чтобы поддерживаться между нижней ножкой противозавитка и межкозелковой вырезкой, предпочтительно созданы нижняя ножка противозавитка и межкозелковая вырезка. Другими словами, держатель оборудован нижней ножкой противозавитка и межкозелковой вырезкой. В случае проведения измерений акустического устройства, оборудованного основным телом и вибрирующим участком, так что основное тело включает в себя ушной крюк, зацепляемый между завитком ушной раковины и височной областью, а вибрирующий участок вибрирует благодаря аудиосигналу, создаваемому основным телом, и встроен в полость ушной раковины, модель 51 уха оснащена завитком ушной раковины и височной областью, а также полостью ушной раковины, выполняющими функцию держателя.

Блок 50 модели уха может быть выполнен из материала, аналогичного материалу для обычной модели уха, используемой, например, в манекене Head And Torso Simulator (HATS), Knowles Electronics Manikin for Acoustic Research (KEMAR) и т.п., например материала, удовлетворяющего требованиям IEC 60318-7 или IEC 60268-7. Такой материал, например, может быть выполнен с использованием резины, обладающей твердостью по Шору от 30 до 60 (например, твердостью по Шору 35–55).

Толщина блока 52 искусственного наружного слухового прохода, т.е. длина искусственного наружного слухового прохода 53, предпочтительно соответствует расстоянию до барабанной перепонки человека (улитки) и, например, лежит в диапазоне от 5 мм до 40 мм. В настоящем варианте осуществления длина искусственного наружного слухового прохода 53 приблизительно составляет 28,5 мм.

Искусственная барабанная перепонка 57 выполнена так, чтобы блокировать искусственный наружный слуховой проход 53 на краю блока 52 искусственного наружного слухового прохода, при этом вибрации из искусственного наружного слухового прохода 53 передаются на искусственную барабанную перепонку 57.

Искусственная барабанная перепонка 57 представляет собой тонкую мембрану, выполненную из материала, аналогичного материалу для обычной модели уха, используемой, например, в манекене HATS, KEMAR и т.п., например материала, удовлетворяющего требованиям IEC 60318-7 или IEC 60268-7. Как правило, ее толщина может составлять, например, приблизительно 0,05 мм –2 мм, чтобы позволить воссоздать чувствительность к вибрации барабанной перепонки человека. Площадь области в контакте с пространством искусственного наружного слухового прохода 53 в искусственной барабанной перепонке 57, т.е. площадь открытой области, обращенной к искусственному наружному слуховому проходу 53, может быть близкой к размеру средней барабанной перепонки человека, например, круглой, эллиптической или прямоугольной формы, площадью примерно 0,5 см²–2,5 см².

Искусственная барабанная перепонка 57 не ограничивается вышеперечисленными материалами или толщинами и может быть выполнена из биоматериала, содержащего полимерные комплексы аминогликозидов, представляющего собой обычный искусственный материал барабанной перепонки, экстрагированный из панциря красного краба-стригуна, или схожего материала в качестве основного компонента, либо биоматериала, компонент которого получен переработкой коллагена шкуры ягненка, используемого в качестве основного компонента. Заметим, что вместо прикрепления искусственной барабанной перепонки, выполненной из этих биоматериалов, к блоку 52 искусственного наружного слухового прохода искусственная барабанная перепонка может быть выполнена из материала, удовлетворяющего требованиям IEC 60318-7 или IEC 60268-7, при этом толщина и площадь искусственной барабанной перепонки, образованной из этого материала, могут быть отрегулированы так, чтобы соответствовать физическим характеристикам искусственной барабанной перепонки, выполненной из вышеупомянутых биоматериалов. В качестве альтернативы могут использоваться резиновая мембрана, применяемая в качестве материала для восстановления проколотой барабанной перепонки, либо резиновый баллон, бумажная лента, коллодиевая мембрана, яйцевая мембрана и т.п., а также продукт, полученный естественным путем, или искусственный материал, такой как целлофан, политетрафторэтилен, силиконовая мембрана, коллаген, фибриновая мембрана и т.п. Искусственная барабанная перепонка 57, выполненная из этих материалов, может закрепляться на краю блока 52 искусственного наружного слухового прохода, чтобы блокировать искусственный наружный слуховой проход 53, с помощью адгезива, который выбирается с учетом материала блока 52 искусственного наружного слухового прохода и искусственной барабанной перепонки 57. Разумеется, блок 50 модели уха может изготавливаться путем формования как единое целое, используя тот же или иной материал, что и в блоке 52 искусственного наружного слухового прохода и модели 51 уха.

В блоке 50 модели уха детектор 55 вибраций расположен на искусственной барабанной перепонке 57 на торцевой поверхности блока 52 искусственного наружного слухового прохода на стороне, противоположной от модели 51 уха. Детектор 55 вибраций, наоборот, может находиться на стороне модели уха. Детектор 55 вибраций включает в себя элемент 56 детектирования вибрации, например пьезоэлектрический датчик ускорения. На Фиг. 3A показан вид в плане блока 50 модели уха со стороны основания 10, а на Фиг. 3B представлен вид в разрезе по линии b-b, показанной на Фиг. 3A. На Фиг. 3A показан пример расположения множества элементов 56 детектирования вибрации, выполненных, например, в форме микросхем, на искусственной барабанной перепонке 57. Вместо этого может быть предусмотрен только один элемент 56 детектирования вибрации. Если предусмотрено множество элементов 56 детектирования вибрации, элементы 56 детектирования вибрации могут располагаться с соответствующими интервалами по периферии искусственной барабанной перепонки 57 и искусственного наружного слухового прохода 53 или располагаться по дуге, охватывающей периферию отверстия в искусственном наружном слуховом проходе 53. На Фиг. 3A блок 52 искусственного наружного слухового прохода является прямоугольным, однако блок 52 искусственного наружного слухового прохода может иметь любую форму. Элемент 56 детектирования вибрации, например, может быть встроен в искусственную барабанную перепонку 57, при этом наружу искусственной барабанной перепонки 57 выведен только подводящий провод, либо элемент 56 детектирования вибрации может крепиться к искусственной барабанной перепонке 57 с помощью адгезива или схожего средства.

Элемент 56 детектирования вибрации, расположенный в искусственной барабанной перепонке 57, может в значительной степени воспроизводить вибрацию в барабанной перепонке, обусловленную хрящевой проводимостью. Например, можно получить информацию для пересчета в звук, сопоставимый с тем, когда искусственная барабанная перепонка 57 вибрирует благодаря воздушной проводимости звука. На Фиг. 3A и 3B элементы 56 детектирования вибрации расположены вблизи центра искусственной барабанной перепонки 57 и на периферии искусственной барабанной перепонки 57. Элемент 56 детектирования вибрации на центральном участке может измерять вибрацию в искусственной барабанной перепонке, вызванную хрящевой проводимостью. При расположении на боковой поверхности искусственного наружного слухового прохода 53 элемент 56 детектирования вибрации может измерять характеристику вибрации, направленной из наружного уха во внутреннее ухо, на боковой поверхности искусственного наружного слухового прохода 53. Кроме того, элементы 56 детектирования вибрации, расположенные вокруг искусственной барабанной перепонки 57, т.е. снаружи искусственного наружного слухового прохода 53 на Фиг. 3A, могут измерять составляющую вибрации, которая в понятиях строения человеческого тела может передаваться из наружного слухового прохода во внутреннее ухо, не проходя через барабанную перепонку.

Элемент 56 детектирования вибрации в форме микросхемы, например, может выбираться из коммерчески доступных элементов, таких как сверхкомпактные легковесные элементы типа NP-2106, поставляемые компанией Ono Sokki Co. Ltd., PV-08A или PV-90B от компании Rion Co., Ltd., и т.п. Вес элемента от компании Rion Co., Ltd., например, составляет приблизительно 0,7 г, однако добавление этого веса приводит к тому, что характеристики вибрации искусственной барабанной перепонки отличаются от характеристик вибрации подлинной барабанной перепонки человека. С учетом этого обстоятельства вес искусственной барабанной перепонки 57 может быть заранее снижен. Элемент 56 детектирования вибрации весом приблизительно 0,2 г, такой как элемент типа 7302 от компании Aco Co., Ltd., предпочтительно является оптимальным легковесным элементом детектирования вибрации.

Элемент 56 детектирования вибрации в искусственной барабанной перепонке 57 детектирует в рамках модели вибрацию барабанной перепонки, вызванную т.н. составляющей воздушной проводимости звука, испускаемого акустическим устройством и достигающего барабанной перепонки, вибрацию барабанной перепонки, вызванную составляющей излучения, образуемой наружным слуховым проходом в результате вибрации внутренней стенки искусственного наружного слухового прохода 52 вследствие вибрации акустического устройства, а также составляющую, которая сама приводит к вибрации барабанной перепонки.

Далее описан держатель 70, в котором удерживается акустическое устройство 100, такое как наушник. Если акустическое устройство 100 представляет собой наушник с передачей звука через хрящевую ткань, корпус 101 наушника частично или полностью вставляется в ушное отверстие. Блок 50 модели уха точно воспроизводит форму уха человека и естественно имеет ушную раковину и наружный слуховой проход. Таким образом, наушник может быть вставлен в ушную раковину или наружный слуховой проход.

На Фиг. 4A и 4B показана модификация блока 50 модели уха. Данный блок 50 модели уха не содержит искусственной барабанной перепонки 57, при этом элементы 56 детектирования вибрации предусмотрены на заднем конце искусственного наружного слухового прохода 53, т.е. на задней поверхности блока 52 искусственного наружного слухового прохода. В этом случае может быть измерена составляющая вибрации, передаваемая во внутреннее ухо без прохождения через барабанную перепонку в теле человека, такая как составляющая (составляющая костной проводимости), передаваемая во внутреннее ухо через челюстную кость или височную кость. В этом примере элемент 56 детектирования вибрации также расположен на боковой поверхности искусственного наружного слухового прохода 53. Следовательно, может быть измерена характеристика вибрации, направленной из наружного уха во внутреннее ухо, на боковой поверхности искусственного наружного слухового прохода 53. Чтобы измерить множество составляющих, может быть создано множество элементов 56 детектирования вибрации, при этом общее слуховое ощущение может определяться путем суммирования измеренных значений, полученных путем коррекции каждого выходного значения. Диапазон коррекции каждого выходного значения может регулироваться путем расчета функции передачи для преобразования в значение, полученное на основе воздушной проводимости звука, используя существующий способ определения пороговых значений или способ согласования.

На Фиг. 5 показана функциональная блок-схема одной секции измерительного устройства 10 согласно настоящему варианту осуществления. Один из множества элементов 56 детектирования вибрации соединен с процессором 75 обработки сигналов. На основе выхода с каждого элемента 56 детектирования вибрации процессор 75 обработки сигналов измеряет уровень вибрации в блоке 52 искусственного наружного слухового прохода или искусственной барабанной перепонке 57, вызванной акустическим устройством 100. Процессор 75 обработки сигналов также измеряет слуховое ощущение на основе измеренного уровня вибрации. Результаты измерений выводятся на выходной блок 76, такой как дисплей, принтер, запоминающее устройство и т.п., и предоставляются для оценки акустического устройства 100. Измерение включает анализ частотных характеристик испущенного звука, поступающего путем воздушной проводимости, а также звуковых вибраций путем обработки данных с использованием быстрого преобразования Фурье.

Таким образом, измерительное устройство 10 согласно настоящему варианту осуществления может измерять уровень вибрации с присвоением весовых коэффициентов для характеристик передачи вибрации в ухо человека, позволяя тем самым точно оценить акустическое устройство 100.

Кроме того, установив микрофон 58, поддерживаемый в воздухе в пределах или на конце искусственного наружного слухового прохода 53, как показано в модификации на Фиг. 4A и 4B, давление звука, обусловленного воздушной проводимостью, поступающего через искусственный наружный слуховой проход 53, может быть также измерено одновременно с уровнем вибрации. Данная конфигурация позволяет измерить уровень слухового ощущения, объединяющий уровень вибрации, соответствующий хрящевой проводимости, и уровень звукового давления, соответствующий давлению звука, обусловленного воздушной проводимостью. Следовательно, акустическое устройство 100 может получить более подробную оценку. Таким образом, можно измерить составляющую излучения в наружном слуховом проходе, представляющую вибрацию, преобразованную в составляющую, обусловленную воздушной проводимостью, в искусственном наружном слуховом проходе 53.

Уровень вибрации, соответствующий хрящевой проводимости, коррелирует с определенным уровнем звукового давления, соответствующим звуковому давлению, обусловленному воздушной проводимостью. При первоначальной разработке измерительного устройства данная корреляция может быть получена путем проведения стандартного эксперимента на множестве реальных субъектов и привязки к данным корреляции между слуховым ощущением звукового давления при вибрации, вызванного только вибрационным источником звука, и слуховым ощущением звукового давления, обусловленного воздушной проводимостью, вызванного только источником звука, поступающего путем воздушной проводимости, а также данным корреляции между слуховым ощущением звукового давления, вызванного одновременно вибрационным источником звука и источником звука, поступающего путем воздушной проводимости, и слуховым ощущением звукового давления, обусловленного воздушной проводимостью, вызванного только источником звука, поступающего путем воздушной проводимости.

ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2

На Фиг. 6 схематично показана конструкция измерительного устройства согласно варианту осуществления 2. В измерительном устройстве 110 согласно настоящему варианту осуществления модель тела человека дополнительно включает в себя модель 130 головы человека. Модель 130 головы человека представляет собой, например, модель головы манекена HATS, KEMAR и т.п. Искусственные уши 131 модели 130 головы человека могут сниматься с модели 130 головы человека.

Искусственное ухо 131 включает в себя, как и блок 50 модели уха в варианте осуществления 1, модель 132 уха, блок 134 искусственного наружного слухового прохода, соединенный с моделью 132 уха, в котором образован искусственный наружный слуховой проход 133, а также мембранную искусственную барабанную перепонку 137 на конце блока 134 искусственного наружного слухового прохода, как показано на виде сбоку на Фиг. 7A, иллюстрирующей искусственное ухо 131, снятое с модели 130 головы. Как и в блоке 50 модели уха в варианте осуществления 1, детектор 135 вибраций, оборудованный элементом 136 детектирования вибрации, расположен на периферии отверстия искусственного наружного слухового прохода 133 в блоке 134 искусственного наружного слухового прохода. Искусственное ухо 131 установлено с возможностью съема на установочном участке 138, образованном на боковой поверхности модели 130 головы, как показано на виде сбоку модели 130 головы на Фиг. 7B, где искусственное ухо 131 снято.

Держатель 150 образован ушной раковиной или ушным отверстием, сообщающимся с искусственным наружным слуховым проходом 133 блока 134 искусственного наружного слухового прохода, для удерживания акустического устройства 100, такого как наушник.

В измерительном устройстве 110 согласно настоящему варианту осуществления достигаются те же эффекты, что и в измерительном устройстве 10 в варианте осуществления 1. Среди прочих эффектов в настоящем варианте осуществления акустическое устройство 100 оценивается путем установки с возможностью съема искусственного уха 131 для детектирования вибраций на модели 130 головы человека, что позволяет выполнить более точную оценку с учетом ношения на голове.

Настоящее изобретение не ограничено вышеприведенными вариантами осуществления и допускает множество модификаций и изменений. Например, в вышеприведенных вариантах осуществления предполагается, что акустическое устройство 100, предназначенное для проведения измерений, представляет собой акустическое устройство, такое как наушник, в котором пьезоэлектрический вибратор 102 совершает колебания и передает вибрацию на корпус 101, так что вибрации передаются уху через корпус. Однако, изменив держатель, удерживающий акустическое устройство, будет легко аналогичным образом оценить устройство, полностью накрывающее ухо, такое как головная гарнитура, удерживаемая на голове человека, устройство, передающее вибрацию в ухо посредством акустического устройства, созданного в шлеме-дисплее, или устройство, в котором вибрирующий элемент встроен в заушник оправы очков, при этом вибрация заушника передает звуковые колебания.

На Фиг. 8A и 8B показана модификация измерительного устройства, представленного на Фиг. 6. Измерительное устройство на Фиг. 8A и 8B не содержит искусственной барабанной перепонки 137 в искусственном ухе 131, при этом элементы 136 детектирования вибрации предусмотрены на заднем конце искусственного наружного слухового прохода 133. В этом случае может быть измерена составляющая вибрации, передаваемая во внутреннее ухо без прохождения через барабанную перепонку в теле человека. В этом примере элемент 136 детектирования вибрации также расположен на боковой поверхности искусственного наружного слухового прохода 133. Следовательно, может быть измерена характеристика вибрации, направленной из наружного уха во внутреннее ухо, на боковой поверхности искусственного наружного слухового прохода 133.

Установив микрофон 139, поддерживаемый в воздухе в пределах искусственного наружного слухового прохода 133, как показано в модификации на Фиг. 8A и 8B, давление звука, обусловленного воздушной проводимостью, в искусственном наружном слуховом проходе 133 может быть также измерено одновременно с уровнем вибрации. Данная конфигурация позволяет измерить уровень слухового ощущения, объединяющий уровень вибрации, соответствующий хрящевой проводимости, и уровень звукового давления, соответствующий давлению звука, обусловленного воздушной проводимостью. Следовательно, акустическое устройство 100 может получить более подробную оценку.

Уровень вибрации, соответствующий хрящевой проводимости, коррелирует с определенным уровнем звукового давления, соответствующим звуковому давлению, обусловленному воздушной проводимостью. При первоначальной разработке измерительного устройства данная корреляция может быть получена путем проведения стандартного эксперимента на множестве реальных субъектов и привязки к данным корреляции между слуховым ощущением звукового давления при вибрации, вызванного только вибрационным источником звука, и слуховым ощущением звукового давления, обусловленного воздушной проводимостью, вызванного только источником звука, поступающего путем воздушной проводимости, а также данным корреляции между слуховым ощущением звукового давления, вызванного одновременно вибрационным источником звука и источником звука, поступающего путем воздушной проводимости, и слуховым ощущением звукового давления, обусловленного воздушной проводимостью, вызванного только источником звука, поступающего путем воздушной проводимости.

ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 3

Далее описан пример способа измерения с использованием измерительного устройства.

Каждое измерение, например, может проводиться с применением следующих этапов измерения. (1) Прикрепление акустического устройства 100, создающего колебания, к измерительному устройству в заданном месте. (2) Приведение в действие акустического устройства, обеспечив заданную мощность. (3) Получение результатов детектирования детектора вибраций в измерительном устройстве.

В основном достаточно проведения этих этапов, однако, например, полезно сравнение с результатами измерений звукового давления, обусловленного воздушной проводимостью, полученных следующим образом. Следующие этапы дополнительно выполняются либо до, либо после вышеперечисленных этапов. (1) Прикрепление акустического устройства 100, создающего колебания, к измерительному устройству в заданном месте. (2) Приведение в действие акустического устройства, обеспечив заданную мощность. (3) Измерение нормальной силы звука, обусловленного воздушной проводимостью, используя измерительное устройство, к которому прикреплен микрофон, поддерживаемый в воздухе в наружном слуховом проходе блока модели уха в стандартном манекене, таком как HATS, KEMAR и т.п., где барабанная перепонка отсутствует. (4) Последующий расчет соответствия между результатами измерений уровня вибрации искусственной барабанной перепонки, полученными с помощью измерительного устройства, и результатами измерений силы звука, обусловленного воздушной проводимостью. Таким образом, может быть легко установлена т.н. корреляция с силой звука, обусловленного воздушной проводимостью, в искусственной барабанной перепонке, т.е. функция передачи. В данном случае при использовании одного и того же акустического устройства сила звука, обусловленного воздушной проводимостью, и уровень вибрации измеряются для одного и того же значения приложенной мощности. Другими словами, корреляция между ними устанавливается для одного и того же акустического устройства.

Однако следующее измерение с использованием отличного измерительного устройства также является эффективным. Используя акустическую систему с выходным уровнем 150 дБ в отношении силы звука, обусловленного воздушной проводимостью, с помощью измерительного устройства детектируется уровень вибрации при приведении в действие акустической системы с приложением той же мощности. Таким образом, можно измерить уровень вибрации искусственной барабанной перепонки при восприятии звука в 150 дБ.

Далее, используя акустическое устройство, передающее звуковой сигнал только с использованием звука, обусловленного вибрацией, или одновременно звука, обусловленного вибрацией, и звука, обусловленного воздушной проводимостью, детектируется тот же уровень вибрации, соответствующий 150 дБ вышеописанной силы звука, обусловленного воздушной проводимостью. Таким образом, можно измерить уровень вибрации, соответствующий силе звука, обусловленного воздушной проводимостью, обычной акустической системы. В акустическом устройстве, способном выдавать одновременно звук путем передачи вибрации и звук, обусловленный воздушной проводимостью, сочетание звука, поступающего путем передачи вибрации, и звука, обусловленного воздушной проводимостью, измеряется в виде вышеупомянутого уровня вибрации, соответствующего 150 дБ. В акустическом устройстве, выполняющем только передачу вибрации, можно измерить уровень вибрации, соответствующий определенной в общем силе звука, обусловленного воздушной проводимостью, в 150 дБ.

Данный способ сравнительного измерения может внести свой вклад в изготовление акустических устройств, в которых учитывается уровень безопасности. Например, в какой-то мере может определяться уровень вибрации искусственной барабанной перепонки, соответствующий большой силе звука, обусловленного воздушной проводимостью, способной разрушить барабанную перепонку, и на основе найденных значений можно ограничить верхний предел уровня вибрации. Определив корреляцию между силой звука, обусловленного воздушной проводимостью, и уровнем вибрации искусственной барабанной перепонки, несложно также спроектировать, например, переносное устройство для страдающих существенной потерей слуха. Другими словами, данные, заранее выявленные в больнице или ином лечебном учреждении, касающиеся остроты слуха страдающих существенной потерей слуха в плане звука, обусловленного воздушной проводимостью, можно непосредственно использовать для установки нижнего предела или верхнего предела соответствующего уровня вибрации.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

10: измерительное устройство

30: основание

50: блок модели уха

51: модель уха

52: блок искусственного наружного слухового прохода

53: искусственный наружный слуховой проход

54: опорное звено

55: детектор вибраций

56: элемент детектирования вибрации

57: искусственная барабанная перепонка

58: микрофон

70: держатель

100: акустическое устройство

101: тело

102: вибрирующий элемент

110: измерительное устройство

130: модель головы

131: искусственное ухо

132: модель уха

133: искусственный наружный слуховой проход

134: блок искусственного наружного слухового прохода

135: детектор вибраций

137: искусственная барабанная перепонка

138: установочный участок

139: микрофон

150: держатель.

Изобретение относится к виброакустической метрологии. Измерительное устройство содержит средство генерирования вибрации, удерживаемое на голове манекена. Голова манекена снабжена искусственным ухом, имитирующим человеческое ухо. Устройство также содержит детектор вибраций, расположенный в ухе, и микрофон. Устройство также снабжено искусственной барабанной перепонкой с размещенными в ней датчиками. Манекен также имеет искусственный наружный слуховой проход, при этом модель человеческого уха выполнена из материала, такого как резина. Материал, используемый для модели уха, удовлетворяет требованиям IEC 60318-7 или IEC 60268-7, или представляет собой материал, обладающий твердостью по Шору от 30 до 60. Модель уха также имеет ушную раковину. Устройство излучения вибраций и звука удерживается в ушной раковине или в отверстии слухового прохода. Наружный слуховой проход имеет длину от 5 мм до 40 мм. Искусственное ухо выполнено с возможностью прикрепляться или сниматься с головы манекена. Крепление выполняется с возможностью сцепления или приварения к блоку искусственного наружного слухового прохода. Модель уха и искусственный наружный слуховой проход выполнены в виде единой целой детали из одного материала. Технический результат – обеспечение более детального и точного исследования особенностей передачи звука как костной проводимости, так и воздушной проводимости. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Измерительное устройство для оценки акустического устройства, которое позволяет слышать звук с помощью передачи вибрации посредством удерживания человеческим ухом, при этом упомянутое измерительное устройство содержит:

блок модели уха, имеющий модель уха, воспроизводящую человеческое ухо, и блок искусственного наружного слухового прохода, неразрывный с моделью уха, при этом блок модели уха выполнен из материала, такого как резина, причем материал, используемый для модели уха, удовлетворяет требованиям IEC 60318-7 или IEC 60268-7, или материала, обладающего твердостью по Шору от 30 до 60, и при этом блок модели уха имеет ушную раковину или отверстие уха для удержания акустического устройства;

микрофон, который измеряет составляющие излучения звука воздушного звукопроведения, сгенерированного в искусственном наружном слуховом проходе блока искусственного наружного слухового прохода посредством передачи вибрации от акустического устройства, удерживаемого в ушной раковине или отверстии уха, в блок модели уха.

2. Измерительное устройство по п. 1, при этом искусственный наружный слуховой проход имеет длину от 5 мм до 40 мм.

3. Измерительное устройство по п. 1, дополнительно содержащее модель головы человека, при этом блок модели уха выполнен с возможностью прикрепляться к/сниматься с модели головы человека в качестве ее части.

4. Измерительное устройство по п. 1, при этом модель уха и искусственный наружный слуховой проход выполнены как единое целое из одного материала.

5. Измерительное устройство по п. 1, при этом модель уха сцеплена с или приварена к блоку искусственного наружного слухового прохода.

6. Измерительное устройство по п. 1, при этом звук воздушного звукопроведения, сгенерированный акустическим устройством, дополнительно измеряется в дополнение к составляющим излучения звука воздушного звукопроведения.

7. Способ измерения для оценки акустического устройства, которое позволяет слышать звук с помощью передачи вибрации посредством удерживания человеческим ухом, при этом упомянутый способ измерения включает в себя этапы:

удерживания акустического устройства в ушной раковине или отверстии уха, включенного в блок модели уха;

передачи вибрации акустического устройства в блок модели уха, имеющий модель уха, воспроизводящую человеческое ухо, при этом блок модели уха выполнен из материала, такого как резина, причем материал, используемый для модели уха, удовлетворяет требованиям IEC 60318-7 или IEC 60268-7, или материала, обладающего твердостью по Шору от 30 до 60; и

измерения с помощью микрофона составляющих излучения звука воздушного звукопроведения, сгенерированного в искусственном наружном слуховом проходе блока искусственного наружного слухового прохода посредством передачи вибрации от акустического устройства, удерживаемого в ушной раковине или отверстии уха, в блок модели уха.

8. Способ измерения по п. 7, при этом искусственный наружный слуховой проход имеет длину от 5 мм до 40 мм.

9. Способ измерения по п. 7, при этом блок модели уха выполнен с возможностью прикрепляться к/сниматься с модели головы человека в качестве ее части.

10. Способ измерения по п. 7, при этом модель уха и искусственный наружный слуховой проход выполнены как единое целое из одного материала.

11. Способ измерения по п. 7, при этом модель уха сцеплена или приварена к блоку искусственного наружного слухового прохода.

12. Способ измерения по п. 7, при этом звук воздушного звукопроведения, сгенерированный акустическим устройством, дополнительно измеряется в дополнение к составляющим излучения звука воздушного звукопроведения.