WO2014020873A1 - 耳型、頭部模型及びこれらを用いた測定装置ならびに測定方法 - Google Patents

耳型、頭部模型及びこれらを用いた測定装置ならびに測定方法 Download PDF

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智義 池田
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    • H04R29/00—Monitoring arrangements; Testing arrangements
    • H04R29/001—Monitoring arrangements; Testing arrangements for loudspeakers

Definitions

  • the present invention relates to a measuring device and a measuring method for evaluating an electronic device that hears sound by vibration transmission by pressing a vibrating body held in a casing against an ear of a human body, an ear mold used for a measuring device, or an artificial type It relates to the head model.
  • Patent Document 1 describes an electronic device such as a mobile phone that conveys air conduction sound and bone conduction sound to a user.
  • air conduction sound is sound that is transmitted to the eardrum through the ear canal through the vibration of the air due to the vibration of the object, and is transmitted to the user's auditory nerve by the vibration of the eardrum.
  • Patent Document 1 describes that bone conduction sound is sound transmitted to the user's auditory nerve through a part of the user's body (for example, cartilage of the outer ear) that contacts the vibrating object. ing.
  • Patent Document 1 In the telephone set described in Patent Document 1, it is described that a short plate-like vibrating body made of a piezoelectric bimorph and a flexible material is attached to the outer surface of a housing via an elastic member. Further, in Patent Document 1, when a voltage is applied to the piezoelectric bimorph of the vibrating body, the vibrating body bends and vibrates as the piezoelectric material expands and contracts in the longitudinal direction, and the user contacts the vibrating body with the auricle. It is described that air conduction sound and bone conduction sound are transmitted to the user.
  • Patent Document 1 in order to evaluate an electronic device that conveys air conduction sound and bone conduction sound through the cartilage of the outer ear to the user, it approximates the auditory nerve of the human body by vibration of the vibration body. It is necessary to measure the sound pressure and the amount of vibration that act on each other.
  • the following two measuring methods are known as methods for measuring the vibration amount.
  • the first measurement method is to measure a vibration amount as a voltage by pressing a vibrating body to be measured against an artificial mastoid for measuring a bone-conducting vibrator that mechanically simulates a milk projecting part behind an ear.
  • a vibration pickup such as a piezoelectric acceleration pickup is pressed against a vibration body to be measured, and the amount of vibration is measured as a voltage.
  • the measurement voltage obtained by the first measurement method is a voltage in which the characteristics of the human body when the vibrating body is pressed against the milk projecting part behind the human ear are mechanically weighted.
  • the characteristic of vibration transmission when is pressed against the human ear is not a weighted voltage.
  • the measurement voltage obtained by the second measurement method is obtained by directly measuring the vibration amount of the vibrating body, and is not a voltage in which the characteristics of vibration transmission of the human ear are weighted. Therefore, even if the vibration amount of the vibrating body is measured by the conventional measurement method, the electronic device cannot be evaluated correctly.
  • the present invention has been made in view of the above-described viewpoints, and is capable of measuring a vibration amount in which the characteristics of vibration transmission of a human ear are weighted, and an ear mold, a head model, and a head model that can correctly evaluate an electronic device having the vibration body.
  • An object of the present invention is to provide a measuring apparatus and a measuring method using these.
  • the present invention is a measuring device for evaluating an electronic device that presses a vibrating body held in a housing against a human ear and hears sound by vibration transmission, An ear mold having an artificial eardrum imitating an ear of a human body, and a vibration detector disposed on the artificial eardrum formed on the ear mold.
  • the present invention it is possible to measure the amount of vibration in consideration of the characteristics of vibration transmission to the human ear, and it is possible to correctly evaluate an electronic device having a vibrating body.
  • FIG. 2 is a partial detail view of the measuring apparatus of FIG. 1. It is a functional block diagram of the principal part of the measuring apparatus of FIG. It is a figure which shows schematic structure of the measuring apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 6 is a partial detail view of the measuring apparatus of FIG. 5.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the measuring apparatus 10 according to the present embodiment includes an ear-shaped part 50 supported by the base 30 and a holding part 70 that holds the electronic device 100 to be measured.
  • the electronic device 100 is a mobile phone such as a smartphone having a rectangular panel 102 larger than a human ear on the surface of a rectangular casing 101 as shown in a plan view in FIG. Assume that the panel 102 vibrates as a vibrating body.
  • the ear mold 50 will be described.
  • the ear mold portion 50 imitates an ear of a human body, and is an ear model 51, an artificial external ear canal portion 52 that is coupled to or integrally formed with the ear model 51, and an artificial external ear canal portion 52 that is coupled to or integral with the artificial external ear canal portion 52. And an artificial tympanic membrane part 57 formed on the surface.
  • the artificial external auditory canal portion 52 has a size that covers the ear model 51, and an artificial external ear canal 53 is formed at the center.
  • the ear mold 50 is supported by the base 30 via a support member 54 at the peripheral edge of the artificial external ear canal 52.
  • the ear mold portion 50 is made of, for example, a material similar to the material of an average ear model used for HATS (Head ANd Torso Simulator) of a human body model or KEMAR (electronic mannequin name for acoustic research of Knowles), for example, It may be made of a material compliant with IEC60318-7. This material can be formed of a material such as rubber having a Shore hardness of 35 to 55, for example. That is, the auricle portion can be diverted from the above-mentioned human body model.
  • HATS Head ANd Torso Simulator
  • KEMAR electronic mannequin name for acoustic research of Knowles
  • the thickness of the artificial external auditory canal 52 that is, the length of the artificial external auditory canal 53 corresponds to the length to the human eardrum (cochlea), and is appropriately set within a range of 20 mm to 40 mm, for example. In the present embodiment, the length of the artificial external ear canal 53 is approximately 30 mm.
  • the artificial eardrum unit 57 is formed at the end of the artificial external ear canal unit 52 so as to block the artificial external ear canal 53, and vibration from the artificial external ear canal 53 is transmitted to the artificial eardrum unit 57.
  • the artificial eardrum portion 57 is made of a material similar to an average ear model material used for, for example, HATS or KEMAR of a human body model, for example, a material conforming to IEC60318-7, and has a thin film shape.
  • the thickness may be, for example, about 0.05 mm to 2 mm so that the response to vibration of the human eardrum can be reproduced.
  • the area of the portion of the artificial eardrum 57 that contacts the space of the artificial external ear canal 53 only needs to be close to the average size of the human eardrum, for example, a circular shape or an elliptical shape of about 0.5 cm 2 to 2.5 cm 2. Or what is necessary is just rectangular shape.
  • the artificial eardrum portion 57 is not limited to the materials and thicknesses described above, and is a biological material mainly composed of a polymer aminoglycoside extracted from the shell of red snow crab, which is a general artificial eardrum material, or calf dermis It may consist of a biomaterial whose main component is a component purified from the collagen. Rather than attaching an artificial eardrum made of these biomaterials to the artificial external ear canal 52, an artificial eardrum is formed from a material compliant with the above-mentioned IEC 60318-7, and the artificial eardrum made of the material is made of the above-mentioned biomaterial. The thickness and area may be adjusted to approximate the physical characteristics of the artificial eardrum.
  • the artificial eardrum portion 57 made of these materials is an adhesive selected in consideration of the materials of the artificial ear canal portion 52 and the artificial eardrum portion 57 so as to block the artificial ear canal 53 at the end portion of the artificial ear canal portion 52. It may be fixed by. Of course, other parts of the artificial ear type, the artificial external ear canal part 52 and the ear model 51 may be integrally formed from the same material or different materials.
  • a vibration detection part 55 is arranged on the artificial eardrum part 57 on the end surface of the artificial external ear canal part 52 opposite to the ear model 51 side.
  • the vibration detector 55 may be on the ear model side.
  • the vibration detection unit 55 includes a vibration detection element 56 including a vibration pickup such as a piezoelectric acceleration pickup.
  • 3A is a plan view of the ear mold portion 50 as viewed from the base 10, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line bb of FIG. 3A.
  • FIG. 3A illustrates a case where a plurality of chip-like vibration detecting elements 56 are arranged outside the artificial eardrum portion 57, but the vibration detecting elements 56 are as shown in FIG. 3B.
  • a plurality of artificial external ear canals 53 may be arranged on the inner peripheral surface.
  • vibration detection elements 56 When a plurality of vibration detection elements 56 are arranged, they may be arranged at appropriate intervals around the artificial eardrum portion 57 and the artificial external ear canal 53, or in an arc shape so as to surround the opening peripheral portion of the artificial external ear canal 53.
  • a vibration detection element may be arranged.
  • the artificial external auditory canal portion 52 has a rectangular shape, but the artificial external auditory canal portion 52 may have an arbitrary shape.
  • the vibration pickup may be embedded in the artificial eardrum portion 57 so that only a lead wire is drawn outside the artificial eardrum portion 57 or is attached to the artificial eardrum portion 57 with an adhesive or the like. Also good.
  • a commercially available one such as an ultra-compact and lightweight NP-2106 manufactured by Ono Sokki Co., Ltd., PV-08A, PV-90B manufactured by Rion Co., Ltd., or the like may be appropriately selected.
  • the weight is about 0.7 g.
  • the vibration characteristic of the artificial eardrum portion 57 is different from the vibration characteristic of the actual human eardrum by adding the weight.
  • the weight of the artificial eardrum portion 57 may be reduced in advance in consideration of the fact that it becomes a waste.
  • the holding unit 70 will be described.
  • the electronic device 100 is a mobile phone having a rectangular shape in a plan view such as a smartphone
  • the both sides of the mobile phone are usually held by hands. Will be supported by.
  • the pressing force and contact posture of the mobile phone against the ear vary depending on the person (user) or fluctuates during use.
  • electronic device 100 is held by imitating such a usage mode of a mobile phone.
  • the holding part 70 includes support parts 71 that support both side parts of the electronic device 100.
  • the support portion 71 is attached to one end portion of the arm portion 72 so as to be rotatable and adjustable around an axis y1 parallel to the y axis in a direction in which the electronic device 100 is pressed against the ear mold portion 50.
  • the other end of the arm portion 72 is coupled to a movement adjusting portion 73 provided on the base 30.
  • the movement adjusting unit 73 moves the arm unit 72 in the direction parallel to the x axis orthogonal to the y axis, the vertical direction x1 of the electronic device 100 supported by the support unit 71, and the z axis orthogonal to the y axis and the x axis. In a direction parallel to the direction z1 in which the electronic device 100 is pressed against the ear mold portion 50.
  • the electronic device 100 supported by the support portion 71 adjusts the support portion 71 about the axis y1 or adjusts the movement of the arm portion 72 in the z1 direction. 102) is pressed against the ear mold 50.
  • the pressing force is adjusted in the range of 0N to 10N, preferably in the range of 3N to 8N.
  • the contact posture of the electronic device 100 with respect to the ear mold unit 50 is, for example, the posture in which the vibrating body (panel 102) covers almost the entire ear mold unit 50, As shown in FIG. 1, the vibrating body (panel 102) is adjusted to a posture that covers a part of the ear mold 50.
  • the arm portion 72 is configured to be movable and adjustable in a direction parallel to the y-axis, or is configured to be rotatable and adjustable around an axis parallel to the x-axis and the z-axis, so that the ear-shaped portion 50 can be adjusted.
  • the electronic device 100 may be configured to be adjustable to various contact postures. In addition, hold the electronic device in such a posture that the corner is pressed against the ear mold so that measurement is possible even when the vibrating body is placed not at the panel but at the corner of the housing of the electronic device. It can be done as you can. That is, it is only necessary that the angle and position of the holding portion can be freely changed and can be fixed.
  • Such a holding mechanism can be produced without any problem by a combination of conventionally known mechanisms.
  • the detection of each posture may be detected using an acceleration sensor, and a pressure sensor for measuring the pressing force applied to the ear mold part of the measuring device of the electronic device is separately provided, for example, around the pinna of the ear model. May be. Thereby, the correlation between the posture and the vibration amount or the pressing force and the vibration amount can be obtained.
  • FIG. 4 is a functional block diagram of the main part of the measuring apparatus 10 according to the present embodiment.
  • the vibration detection element 56 is connected to the signal processing unit 75.
  • the signal processing unit 75 measures the amount of vibration in the artificial external ear canal unit 52 or the artificial eardrum unit 57 by the electronic device 100 based on the output of the vibration detection element 56. Further, the signal processing unit 75 measures the audibility based on the measured vibration amount. These measurement results are output to an output unit 76 such as a display unit, a printer, and a storage unit, and are used for evaluation of the electronic device 100.
  • an output unit 76 such as a display unit, a printer, and a storage unit
  • the measurement apparatus 10 it is possible to measure the vibration level in which the characteristics of vibration transmission of the human ear are weighted, so that the electronic device 100 can be correctly evaluated.
  • the vibration level in which the characteristics of vibration transmission of the human ear are weighted can be measured simultaneously with the vibration level.
  • the audibility level in which the vibration level corresponding to the cartilage conduction and the sound pressure level corresponding to the air conduction sound are synthesized can be measured, so that the electronic device 100 can be evaluated in more detail.
  • the pressing force with respect to the ear mold part 50 of the electronic device 100 can be varied and the contact posture can also be varied, the electronic device 100 can be evaluated in a moderate manner.
  • FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • Measuring apparatus 110 according to the present embodiment includes a human head model 130 and a holding unit 150 that holds electronic device 100 to be measured.
  • the head model 130 is made of, for example, HATS or KEMAR.
  • the artificial ear 131 of the head model 130 is detachable from the head model 130.
  • the artificial ear 131 is coupled to the ear model 132 similar to the ear mold unit 50 of the first embodiment, and the ear model 132. And an artificial external ear canal portion 134 in which the artificial external auditory canal 133 is formed, and a membrane-like artificial eardrum portion 137 disposed at the end of the artificial external ear canal portion.
  • a vibration detection unit 135 including a vibration detection element is arranged around the opening of the artificial external ear canal 133, similarly to the ear mold unit 50 of the first embodiment.
  • the artificial ear 131 is detachably attached to an attachment portion 138 formed on the side surface of the head model 130 as shown in a side view of the head model 130 from which the artificial ear 131 is removed as shown in FIG.
  • the holding unit 150 is detachably attached to the head model 130, and includes a head fixing unit 151 to the head model 130, a support unit 152 that supports the electronic device 100 to be measured, and a head fixing unit 151. And a multi-joint arm portion 153 for connecting the support portion 152.
  • the holding unit 150 can adjust the pressing force and the contact posture with respect to the artificial ear 131 of the electronic device 100 supported by the support unit 152 through the articulated arm unit 153 in the same manner as the holding unit 70 of the first embodiment. It is configured.
  • the same effect as the measuring apparatus 10 according to the first embodiment can be obtained.
  • the electronic device 100 is evaluated by detachably attaching the artificial ear 131 for vibration detection to the human head model 130, an actual usage mode in which the influence of the head is taken into consideration. This makes it possible to evaluate more appropriately.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and many variations or modifications are possible.
  • the electronic device 100 to be measured is a mobile phone such as a smartphone and the panel 102 vibrates as a vibrating body.
  • An electronic device in which a panel in contact with the ear vibrates can be similarly evaluated.
  • not only a mobile phone but other piezoelectric receivers can be evaluated in the same manner.
  • An electronic device that generates vibration is attached to a measuring device with a predetermined posture and a predetermined pressing pressure (about 0 N to 10 N).
  • the electronic device is driven with a predetermined power.
  • the detection result of the vibration detection unit is obtained by the measuring device.
  • the measurement device of the present invention detects the vibration amount when the speaker is driven with 150 dB output at the air conduction volume and applied with the same power. As a result, the vibration amount of the artificial eardrum when a 150 dB sound is heard can be measured.
  • the vibration amount equivalent to 150 dB is detected at the above air conduction volume. Thereby, the vibration amount equivalent to the air conduction volume of a general speaker can be measured.
  • the vibration amount equivalent to 150 dB is measured by combining the sound due to vibration transmission and the air conduction sound.

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Abstract

　人体の耳の軟骨伝導の特徴が重み付けされた振動量を測定でき、振動体を有する電子機器を正しく評価できる測定装置を提供する。　筐体１０１に保持された振動体１０２を人体の耳に押し当てて振動伝達により音を聞かせる電子機器１００を評価するための測定装置１０であって、人体の耳を模した耳型部５０と、耳型部５０に形成された人工鼓膜部５７に配置された振動検出部５５と、を備える。

Description

耳型、頭部模型及びこれらを用いた測定装置ならびに測定方法 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１２年７月３１日に日本国に特許出願された特願２０１２－１７０４９２の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体をここに参照のために取り込む。
　本発明は、筐体に保持された振動体を人体の耳に押し当てて振動伝達により音を聞かせる電子機器を評価するための測定装置及び測定方法や測定装置に使用する耳型や人工の頭部模型に関するものである。
　特許文献１には、携帯電話などの電子機器として、気導音と骨導音とを利用者に伝えるものが記載されている。また特許文献１には、気導音とは、物体の振動に起因する空気の振動が外耳道を通って鼓膜に伝わり、鼓膜が振動することによって利用者の聴覚神経に伝わる音であることが記載されている。また、特許文献１には、骨導音とは、振動する物体に接触する利用者の体の一部（例えば外耳の軟骨）を介して利用者の聴覚神経に伝わる音であることが記載されている。
　特許文献１に記載された電話機では、圧電バイモルフ及び可撓性物質からなる短形板状の振動体が、筐体の外面に弾性部材を介して取り付けられる旨が記載されている。また、特許文献１には、この振動体の圧電バイモルフに電圧が印加されると、圧電材料が長手方向に伸縮することにより振動体が屈曲振動し、利用者が耳介に振動体を接触させると、気導音と骨導音とが利用者に伝えられることが記載されている。
特開２００５－３４８１９３号公報
　ところで、特許文献１に記載のように、気導音と外耳の軟骨を介しての骨導音とを利用者に伝える電子機器を評価するには、振動体の振動によって人体の聴覚神経に近似的に作用する音圧と振動量とを測定する必要がある。ここで、振動量の測定法としては、以下の二つの測定法が知られている。
　第１の測定法は、耳の後ろの乳突部を機械的に模擬した骨導振動子測定用の人工マストイドに、測定対象の振動体を押し当てて振動量を電圧として測定するものである。第２の測定法は、例えば圧電式加速度ピックアップ等の振動ピックアップを、測定対象の振動体に押し当てて振動量を電圧として測定するものである。
　しかしながら、上記第１の測定法により得られる測定電圧は、振動体を人体の耳の後ろの乳突部に押し当てたときの人体の特徴が機械的に重み付けされた電圧であって、振動体を人体の耳に押し当てたときの振動伝達の特徴が重み付けされた電圧ではない。また、上記第２の測定法により得られる測定電圧は、振動体の振動量を直接的に測定したものであって、同様に、人体の耳の振動伝達の特徴が重み付けされた電圧ではない。そのため、従来の測定法により振動体の振動量を測定しても、電子機器を正しく評価することができないことになる。
　本発明は、上述した観点に鑑みてなされたもので、人体の耳の振動伝達の特徴が重み付けされた振動量を測定でき、振動体を有する電子機器を正しく評価できる耳型、頭部模型及びこれらを用いた測定装置ならびに測定方法を提供することを目的とするものである。
　本発明は、筐体に保持された振動体を人体の耳に押し当てて振動伝達により音を聞かせる電子機器を評価するための測定装置であって、
　人体の耳を模した人工鼓膜部を有する耳型部と、該耳型部に形成された人工鼓膜部に配置された振動検出部と、を備える。
　本発明によれば、人体の耳への振動伝達の特徴が考慮された振動量を測定でき、振動体を有する電子機器を正しく評価することが可能となる。
本発明の第１実施の形態に係る測定装置の概略構成を示す図である。 測定対象の電子機器の一例を示す平面図である。 図１の測定装置の部分詳細図である。 図１の測定装置の要部の機能ブロック図である。 本発明の第２実施の形態に係る測定装置の概略構成を示す図である。 図５の測定装置の部分詳細図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
（第１実施の形態）
　図１は、本発明の第１実施の形態に係る測定装置の概略構成を示す図である。本実施の形態に係る測定装置１０は、基台３０に支持された耳型部５０と、測定対象の電子機器１００を保持する保持部７０とを備える。なお、以下の説明において、電子機器１００は、図２に平面図を示すように、矩形状の筐体１０１の表面に、人の耳よりも大きい矩形状のパネル１０２を有するスマートフォン等の携帯電話で、パネル１０２が振動体として振動するものとする。先ず、耳型部５０について説明する。
　耳型部５０は、人体の耳を模したもので、耳模型５１と、該耳模型５１に結合された或いは一体に形成された人工外耳道部５２と、人工外耳道部５２に結合された或いは一体に形成された人工鼓膜部５７とを備える。人工外耳道部５２は、耳模型５１を覆う大きさを有し、中央部に人工外耳道５３が形成されている。耳型部５０は、人工外耳道部５２の周縁部において、支持部材５４を介して基台３０に支持されている。
　耳型部５０は、例えば人体模型のＨＡＴＳ（Ｈｅａｄ ＡＮｄ Ｔｏｒｓｏ Ｓｉｍｕｌａｔｏｒ）やＫＥＭＡＲ（ノウルズ社の音響研究用の電子マネキン名）等に使用される平均的な耳模型の素材と同様の素材、例えば、ＩＥＣ６０３１８－７に準拠した素材からなっていてもよい。この素材は、例えばショア硬度３５から５５のゴム等の素材で形成することができる。即ち耳介部分は、上記人体模型の耳模型を転用可能である。
　人工外耳道部５２の厚さ、つまり人工外耳道５３の長さは、人の鼓膜（蝸牛）までの長さに相当するもので、例えば２０ｍｍから４０ｍｍの範囲で適宜設定される。本実施の形態では、人工外耳道５３の長さを、ほぼ３０ｍｍとしている。
　人工鼓膜部５７は、人工外耳道部５２の端部に人工外耳道５３を塞ぐように形成されており、人工外耳道５３からの振動が人工鼓膜部５７に伝達される。
　人工鼓膜部５７は、例えば人体模型のＨＡＴＳやＫＥＭＡＲ等に使用される平均的な耳模型の素材と同様の素材、例えば、ＩＥＣ６０３１８－７に準拠した素材からなり、薄い膜状である。概ねその厚みは、人体の鼓膜の振動に対する応答性を再現できるように、例えば０．０５ｍｍから２ｍｍ程度の厚みであればよい。また、人工鼓膜部５７の人工外耳道５３の空間に接する部位の面積は、人体の平均的な鼓膜の大きさに近ければよく、例えば０．５ｃｍ２～２．５ｃｍ２程度の円形状や楕円形状或いは矩形状であればよい。
　人工鼓膜部５７は、上述した材料や厚みに限られず、一般的な人工鼓膜の材料である紅ズワイガニの甲羅から抽出される高分子アミノ配糖体などを主成分とする生体材料、或いは仔牛真皮のコラーゲンから精製された成分を主成分とする生体材料からなっていてもよい。尚、人工外耳道部５２にこれらの生体材料からなる人工鼓膜を取り付けるよりも、上述のＩＥＣ６０３１８－７に準拠した素材から人工鼓膜を形成し、当該素材からなる人工鼓膜を、上述の生体材料からなる人工鼓膜の物理特性に近づけるように、厚みや面積を調整してもよい。或いは、従来から鼓膜穿孔修復材料に用いられているゴム膜やゴム球、紙片、コロジオン膜、卵膜等、セロファン、ポリテトラフルオロエチレン、シリコーン膜、コラーゲン、フィブリン膜等の天然由来物の加工品や人工材料でもよい。尚、これらの材料からなる人工鼓膜部５７は、人工外耳道部５２の端部に、人工外耳道５３を塞ぐように、人工外耳道部５２と人工鼓膜部５７の材料を考慮して選択された接着剤により固定されてもよい。もちろん人工耳型の他の部分、人工外耳道部５２や耳模型５１と同じ材料あるいは異種材料から一体成型されてもよい。
　耳型部５０には、人工外耳道部５２の耳模型５１側とは反対側の端面において、人工鼓膜部５７に振動検出部５５が配置されている。尚、振動検出部５５は耳模型側にあってもよい。振動検出部５５は、例えば、圧電式加速度ピックアップ等の振動ピックアップからなる振動検出素子５６を備える。図３（ａ）は、耳型部５０を基台１０側から見た平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のｂ－ｂ線断面図である。図３（ａ）では、人工鼓膜部５７の外側に例えばチップ状の振動検出素子５６を複数個配置した場合を例示しているが、振動検出素子５６は、図３（ｂ）に示すように人工外耳道５３の内周面に複数個配置してもよい。複数個の振動検出素子５６を配置する場合は、人工鼓膜部５７及び人工外耳道５３の周辺部に適時の間隔で配置してもよいし、人工外耳道５３の開口周辺部を取り囲むように円弧状の振動検出素子を配置してもよい。なお、図３（ａ）において、人工外耳道部５２は矩形状を成しているが、人工外耳道部５２は任意の形状とすることができる。
　振動ピックアップは、例えば、人工鼓膜部５７の内部に埋設されて、リード線だけを人工鼓膜部５７の外側にひきだすようにしてもよいし、接着剤等により人工鼓膜部５７に貼り付けられていてもよい。またチップ状の振動ピックアップは、例えば、小野測器社製の超小型軽量タイプのＮＰ－２１０６や、リオン株式会社製のＰＶ－０８Ａ、ＰＶ－９０Ｂ等、市販のものを適宜選択すればよい。尚、例えばリオン株式会社のＰＶ－０８Ａの場合、重量は、０．７ｇ程度であるが、その重量が追加されることにより人工鼓膜部５７の振動特性が実際の人体の鼓膜の振動特性と異なったものとなってしまうことを考慮して、人工鼓膜部５７の重量を予め軽量化しておいてもよい。株式会社アコー社製のＴＹＰＥ７３０２のように、０．２ｇ程度の振動ピックアップは軽量であり、好適である。
　次に、保持部７０について説明する。電子機器１００が、スマートフォン等の平面視で矩形状を成す携帯電話の場合、人が当該携帯電話を片手で保持して自身の耳に押し当てようとすると、通常、携帯電話の両側面部を手で支持することになる。また、耳に対する携帯電話の押圧力や接触姿勢は、人（利用者）によって異なったり、使用中に変動したりする。本実施の形態では、このような携帯電話の使用態様を模して、電子機器１００を保持する。
　そのため、保持部７０は、電子機器１００の両側面部を支持する支持部７１を備える。支持部７１は、電子機器１００を耳型部５０に対して押圧する方向に、ｙ軸と平行な軸ｙ１を中心に回動調整可能にアーム部７２の一端部に取り付けられている。アーム部７２の他端部は、基台３０に設けられた移動調整部７３に結合されている。移動調整部７３は、アーム部７２を、ｙ軸と直交するｘ軸と平行な方向で、支持部７１に支持される電子機器１００の上下方向ｘ１と、ｙ軸及びｘ軸と直交するｚ軸と平行な方向で、電子機器１００を耳型部５０に対して押圧する方向ｚ１とに移動調整可能に構成されている。
　これにより、支持部７１に支持された電子機器１００は、軸ｙ１を中心に支持部７１を回動調整することで、又は、アーム部７２をｚ１方向に移動調整することで、振動体（パネル１０２）の耳型部５０に対する押圧力が調整される。本実施の形態では、０Ｎから１０Ｎの範囲、好ましくは３Ｎから８Ｎの範囲で押圧力が調整される。また、アーム部７２をｘ１方向に移動謝整することで、耳型部５０に対する電子機器１００の接触姿勢が、例えば、振動体（パネル１０２）が耳型部５０のほぼ全体を覆う姿勢や、図１に示されるように、振動体（パネル１０２）が耳型部５０の一部を覆う姿勢に調整される。
　なお、アーム部７２を、ｙ軸と平行な方向に移動調整可能に構成したり、ｘ軸やｚ軸と平行な軸回りに回動調整可能に構成したりして、耳型部５０に対して電子機器１００を種々の接触姿勢に調整可能に構成してもよい。また振動体がパネルではなく、電子機器の筐体の角部に配置されている場合等でも測定ができるように、当該角部が耳型部に押し付けられるような姿勢にて、電子機器を保持できるように、成してあってもよい。即ち、保持部の角度や位置等を自在に変化させることができ、且つ固定することができればよい。このような保持機構は、従来周知の機構の組み合わせで何ら問題なく作製できる。尚、各姿勢の検出を加速度センサを用いて検出してもよく、電子機器の測定装置の耳型部への押し付けの押圧力を測定する圧力センサを、例えば耳模型の耳介あたりに別途備えてもよい。これにより姿勢と振動量、或いは押圧力と振動量との相関を得ることができる。
　図４は、本実施の形態に係る測定装置１０の要部の機能ブロック図である。振動検出素子５６は、信号処理部７５に接続される。信号処理部７５は、振動検出素子５６の出力に基づいて、電子機器１００による人工外耳道部５２或いは人工鼓膜部５７における振動量を測定する。また、信号処理部７５は、測定した振動量に基づいて聴感を測定する。これらの測定結果は、表示部、プリンタ、記憶部等の出力部７６に出力されて、電子機器１００の評価に供される。
　このように、本実施の形態に係る測定装置１０によると、人体の耳の振動伝達の特徴が重み付けされた振動レベルを測定することができるので、電子機器１００を正しく評価することができる。また、例えば人工鼓膜部５７や人工外耳道５３内にマイクを保持することで振動レベルと同時に人工外耳道５３を介しての音圧も測定することができる。これにより軟骨伝導に相当する振動レベルと気導音に相当する音圧レベルとが合成された聴感レベルを測定できるので、電子機器１００をより詳細に評価することが可能となる。さらに、電子機器１００の耳型部５０に対する押圧力を可変できるとともに、接触姿勢も可変できるので、電子機器１００を程々の態様で評価することが可能となる。
（第２実施の形態）
　図５は、本発明の第２実施の形態に係る測定装置の概略構成を示す図である。本実施の形態に係る測定装置１１０は、人体の頭部模型１３０と、測定対象の電子機器１００を保持する保持部１５０とを備える。頭部模型１３０は、例えばＨＡＴＳやＫＥＭＡＲ等からなる。頭部模型１３０の人工耳１３１は、頭部模型１３０に対して着脱自在である。
　人工耳１３１は、図６（ａ）に頭部模型１３０から取り外した側面図を示すように、第１実施の形態の耳型部５０と同様の耳模型１３２と、該耳模型１３２に結合され、人工外耳道１３３が形成された人工外耳道部１３４と、人工外耳道部の端部に配置された膜状の人工鼓膜部１３７とを備える。人工外耳道部１３４には、人工外耳道１３３の開口周辺部に、第１実施の形態の耳型部５０と同様に、振動検出素子を備える振動検出部１３５が配置されている。人工耳１３１は、図６（ｂ）に人工耳１３１を取り外した頭部模型１３０の側面図を示すように、頭部模型１３０の側面に形成された装着部１３８に着脱自在に装着される。
　保持部１５０は、頭部模型１３０に着脱自在に取り付けられるもので、頭部模型１３０への頭部固定部１５１と、測定対象の電子機器１００を支持する支持部１５２と、頭部固定部１５１及び支持部１５２を連結する多関節アーム部１５３と、を備える。保持部１５０は、多関節アーム部１５３を介して、支持部１５２に支持された電子機器１００の人工耳１３１に対する押圧力及び接触姿勢を、第１実施の形態の保持部７０と同様に調整可能に構成されている。
　本実施の形態に係る測定装置１１０によると、第１実施の形態の測定装置１０と同様の効果が得られる。特に、本実施の形態では、人体の頭部模型１３０に、振動検出用の人工耳１３１を着脱自在に装着して電子機器１００を評価するので、頭部の影響が考慮された実際の使用態様により即した評価が可能となる。
　なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、測定対象の電子機器１００として、スマートフォン等の携帯電話で、パネル１０２が振動体として振動するものを想定したが、折り畳み式の携帯電話で、通話等の使用態様において耳に接触するパネルが振動する電子機器も同様に評価することが可能である。また、携帯電話に限らず、他の圧電レシーバも同様に評価することが可能である。
（第３実施の形態）
　次に、本発明の測定装置を用いた測定方法の一例について、以下に説明する。
　例えば下記にかかる測定のステップにより種々の判定ができる。（１）振動を発する電子機器を所定の姿勢、所定の押し付け圧力（０Ｎから１０Ｎ程度）にて測定装置に取り付ける。（２）電子機器から所定のパワーで駆動させる。（３）測定装置にて振動検出部の検出結果を得る。
　基本的にはこれでよいが、例えば以下のようにして得た気導音圧の測定結果と比較することも有効である。即ち、事前あるいは事後に、（１）振動を発する電子機器を所定の姿勢にて測定装置に取り付ける。この時、押し付け圧力は、気導音量を測定するためには０（ゼロ）Ｎでもよい。（２）電子機器を所定のパワーで駆動させる。（３）鼓膜部を備えない従来周知の人体模型のＨＡＴＳやＫＥＭＡＲ等の耳型部の外耳道内にマイクを中空状に取り付けた測定装置において、通常の気導音量を測定する。（４）そして、本発明の測定装置により得られた人工鼓膜部の振動量の測定結果と、気導音量の測定結果との対応を取る。これにより、所謂、気導音量と人工鼓膜における相関、即ち伝達関数を容易に得ることもできる。この場合、同じ電子機器を用いた場合は、同じ印可パワーに対する気導音量と振動量のそれぞれを計測していることとなる。即ち同じ電子機器におけるそれぞれの相関を得たこととなる。
　これに対して、別の電子機器を用いて以下のような測定も有効である。即ち、気導音量において１５０ｄＢの出力をさせたスピーカをもちいて、同じパワーを印可して駆動させたときの振動量を本発明の測定装置により検出する。これにより、１５０ｄＢの音を聞いたときの人工鼓膜部の振動量が測定できたこととなる。
　次に、振動音だけ或いは振動音と気導音とで音声を伝達する電子機器を用いて、上記した気導音量において１５０ｄＢ相当と同じ振動量を検出する。これにより、一般的なスピーカの気導音量相当の振動量を測定できる。尚、振動伝達による音と気導音とを共に出力できる電子機器においては、この１５０ｄＢ相当の振動量は、振動伝達による音と気導音とを合わせたものが測定される。振動伝達のみを行う電子機器においては、一般にいう気導音量の１５０ｄＢ相当の振動量を測定できたこととなる。
　このような比較にかかる測定方法の用い方として、例えば、気導音量で鼓膜が破れる危険があるとされる大音量に対応する、人工鼓膜部の振動量をある程度特定できることから、得られた知見を基に、振動量の上限値を制限する等、安全性に配慮した電子機器の作製に寄与できる。或いは、気導音量と、人工鼓膜部における振動量との相関が把握できることから、例えば難聴者向けの携帯電子機器における設計等が容易となる。即ち、予め病院等で把握された難聴者の気導音ベースでの聞こえに関するデータをそのまま用いて、対応する振動量の下限、或いは上限値を設定することが容易となる。
　１０　測定装置
　３０　基台
　５０　耳型部
　５１　耳模型
　５２　人工外耳道部
　５３　人工外耳道
　５４　支持部材
　５５　振動検出部
　５６　振動検出素子
　５７　人工鼓膜部
　７０　保持部
　７１　支持部
　７２　アーム部
　７３　移動調整部
　７５　信号処理部
　７６　出力部
１００　電子機器
１０１　筐体
１０２　パネル（振動体）
１１０　測定装置
１３０　頭部模型
１３１　人工耳
１３２　耳模型
１３３　人工外耳道
１３４　人工外耳道部
１３５　振動検出部
１３７　人工鼓膜部
１３８　装着部
１５０　保持部
１５１　頭部固定部
１５２　支持部
１５３　多関節アーム部
 

Claims (28)

  1. 　筐体に保持された振動体を人体の耳に押し当てて振動伝達により音を聞かせる電子機器を評価するための測定装置であって、
    　人体の耳を模した耳型部と、該耳型部に形成された人工鼓膜部に配置された振動検出部と、を備える測定装置。
  2. 　人体の頭部模型をさらに備え、前記耳型部は、前記頭部模型を構成する人工耳として、当該頭部模型に着脱自在である、請求項１に記載の測定装置。
  3. 　前記耳型部は、耳模型と、該耳模型に連接された人工外耳道部と、人工外耳道部に連接される前記人工鼓膜部とを含み、
    　前記人工外耳道部に前記人工外耳道が形成されている、請求項１又は２に記載の測定装置。
  4. 　前記人工外耳道は、２０ｍｍから４０ｍｍの長さを有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の測定装置。
  5. 　前記人工鼓膜部は、０．１ｍｍから２ｍｍの厚みを有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の測定装置。
  6. 　前記人工鼓膜部は、前記人工外耳道部の人工外耳道に向かって露出する部位の面積が、０．５ｃｍ２から２．５ｃｍ２である、請求項１から５のいずれか一項に記載の測定装置。
  7. 　前記電子機器を保持する保持部をさらに備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の測定装置。
  8. 　前記保持部は、人が前記電子機器を自身の耳に押し当てるように、当該電子機器を少なくとも２箇所において支持する支持部を備える、請求項７に記載の測定装置。
  9. 　前記保持部は、前記電子機器を前記耳型部に対して押圧する方向に移動調整可能である、請求項７又は８に記載の測定装置。
  10. 　前記保持部は、前記電子機器を前記耳型部に対して押圧する方向に回動調整可能である、請求項７又は８に記載の測定装置。
  11. 　前記保持部は、前記振動体を前記耳型部に対して０Ｎから１０Ｎの範囲で押圧力を調整可能である、請求項９又は１０に記載の測定装置。
  12. 　前記保持部は、前記振動体を前記耳型部に対して３Ｎから８Ｎの範囲で押圧力を調整可能である、請求項９又は１０に記載の測定装置。
  13. 　前記保持部は、前記耳型部に対する前記電子機器の接触姿勢を変更可能に、前記電子機器を前記耳型部に対して当該電子機器の上下方向に移動調整可能である、請求項７から１２のいずれか一項に記載の測定装置。
  14. 　前記接触姿勢は、前記振動体が前記耳型部を覆うように、前記電子機器を前記耳塾部に接触させる姿勢を含む、請求項１３に記載の測定装置。
  15. 　前記接触姿勢は、前記振動体の一部が前記耳型部に接触するように、前記電子機器を前記耳型部に接触させる姿勢を含む、請求項１３に記載の測定装置。
  16. 　前記耳型部は、ＩＥＣ６０３１８－７に準拠した素材からなる部位を含む、請求項１から１５のいずれか一項に記載の測定装置。
  17. 　前記振動検出部は、前記人工鼓膜部に配置された複数個の振動検出素子を備える、請求項１から１６のいずれか一項に記載の測定装置。
  18. 　前記振動検出部は、前記人工外耳道の周辺部に配置された振動検出素子を備える、請求項１から１６のいずれか一項に記載の測定装置。
  19. 　筐体に保持された振動体を人体の耳に押し当てて振動により音を聞かせる電子機器を評価するにあたり、
    人体の耳を模した耳型部に前記振動体を押し当て、該振動体の振動により前記耳型部に形成された人工鼓膜部に伝達される振動を、振動検出部により検出する、測定方法。
  20. 　人工外耳道部及び人工鼓膜部を備える耳型部。
  21. 　前記人工外耳道部及び前記人工鼓膜部は、同一材料から一体的に作製されたものである請求項２０に記載の耳型部。
  22. 　前記人工外耳道部に、前記人工鼓膜部が、接着或いは溶着されている請求項２０に記載の耳型部。
  23. 　請求項２０乃至請求項２２のいずれか一項に記載の耳型部、および当該耳型部の前記人工鼓膜部に配置された振動検出部を備える振動検出用耳型部。
  24. 　前記振動検出部は、前記耳型部に埋設あるいは固着されている請求項２３に記載の振動検出用耳型部。
  25. 　請求項２０乃至請求項２２のいずれか一項に記載の耳型部と、人工頭部とを備えた頭部模型。
  26. 　請求項２３或いは請求項２４に記載の振動検出用耳型部と、人工頭部とを備えた振動検出用頭部模型。
  27. 　請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の測定装置の人工鼓膜部における電子機器の発した振動量と、人工鼓膜部を備えない耳型の人工外耳道内に備えられたマイクにより測定された気導音を発する電子機器の発する気導音量とを対比することにより、気導音量と振動量との相関を取る測定方法。
  28. 　前記測定は、前記電子機器の前記測定装置への押し付けの圧力を変化させて、圧力毎に測定がなされる請求項２７に記載の測定方法。
     
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