類人耳模擬器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種表現(xiàn)人群的耳朵的平均聲學(xué)耳膜阻抗的耳模擬器。本發(fā)明的另一方面涉及一種耳模擬器組件，該耳模擬器組件包括表現(xiàn)平均聲學(xué)耳膜阻抗的耳模擬器以及可分開的耳道模擬器的以提供一種表現(xiàn)人類耳道或群體的一般人類耳道的聲學(xué)阻抗的耳模擬器組件。
【專利說明】類人耳模擬器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種表現(xiàn)（r印resent)人群耳朵的平均聲學(xué)耳膜阻抗的耳模擬器。本 發(fā)明的另一方面涉及一種包括表現(xiàn)平均聲學(xué)耳膜阻抗的耳模擬器和可分開的耳道模擬器 的耳模擬器組件，以提供一種表現(xiàn)人類耳道或者群體的一般（average，平均）人類耳道的 聲學(xué)阻抗的耳模擬器組件。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前市場(chǎng)上存在幾種不同類型的耳模擬器。這些耳模擬器通常被用于需要模擬人 耳的輸入/傳輸阻抗的不同情況下。簡(jiǎn)單的所謂的2cc耦合器被用于測(cè)量和驗(yàn)證便攜式電 聲設(shè)備或通信設(shè)備（諸如，助聽器、頭戴式耳機(jī)、電話聽筒、入耳式耳機(jī)等）在制造期間的聲 學(xué)性能參數(shù)。2cc耦合器包括提供一般人類耳道的輸入阻抗的粗略表示的體積為2cm3的簡(jiǎn) 單幾何形狀。
[0003] 遵照IEC60318-4和ANSIS3. 25標(biāo)準(zhǔn)，多個(gè)制造商以所謂的771耦合器的形式提 供了更加先進(jìn)類型的耳模擬器。Briiel&KjaerSound和VibrationMeasurementA/S以"耳 模擬器一4157型（EarSimulat〇r-Type4157) "為名制造和出售一種類型的711耦合器。
[0004] 711型耦合器被構(gòu)造為通過表現(xiàn)在放置有待測(cè)試的聲音再現(xiàn)器（sound reproducer)的參考測(cè)量平面處的適當(dāng)?shù)妮斎胱杩够騻鬏斪杩箒斫频卦偕话闳祟惗?的聲學(xué)參數(shù)。聲音再現(xiàn)器可包括聲變換器（acoustictransducer),例如，該件待測(cè)試的便 攜式的電聲設(shè)備的電動(dòng)式、壓電式、動(dòng)片式（movingarmature)揚(yáng)聲器。事實(shí)上，711稱合器 被構(gòu)造為近似地再生一般人類耳道的聲學(xué)參數(shù)意味著711耦合器的輸入阻抗或傳輸阻抗 被設(shè)計(jì)為表現(xiàn)或模擬一般人類耳膜的輸入/傳輸阻抗和一般人類耳道的輸入/傳輸阻抗的 結(jié)合。因此，這兩個(gè)因素在基于711型耳模擬器的任何聲學(xué)測(cè)量中都是密不可分的。
[0005] 4157耳模擬器包括由多個(gè)圓盤組裝的主殼體，圓盤的形狀形成通過氣道或通道耦 合至殼體的主體積的環(huán)形空氣空間（airvolume)。1/2英寸的測(cè)量麥克風(fēng)被安裝在主空間 的測(cè)量平面以模擬真實(shí)人耳中耳膜的位置。4157耳模擬器的參考平面位于主空間的入口， 并且如上所述，在聲音再現(xiàn)器的聲音出口放置的位置以保證4157耳模擬器的輸入/傳輸阻 抗是準(zhǔn)確的。此外，711型耳模擬器的主空間的橫向橫截面輪廓被定位成基本平行于測(cè)量平 面（測(cè)量麥克風(fēng)的隔膜位于其中）。測(cè)量平面的該方位不能準(zhǔn)確地模擬在耳膜與耳道之間 的交叉處相對(duì)于人類耳道傾斜的人類耳膜的方位。
[0006] 然而，4157耳模擬器以及其他711型耳模擬器的輸入阻抗或傳輸阻抗僅在頻率最 高至約7kHz時(shí)才被認(rèn)為是準(zhǔn)確的。高于此頻率，還無法驗(yàn)證輸入或傳輸阻抗是多么好地表 現(xiàn)真人耳道的平均輸入或傳輸阻抗。由于在主空間的縱向維度中的半波共振，711型耳模 擬器的輸入阻抗或傳輸阻抗突然升高約13. 5kHz。這一事實(shí)在IEC60318-4和ANSI83. 25 標(biāo)準(zhǔn)中也被清楚地認(rèn)知到，在頻率達(dá)高到約8kHz時(shí)，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)兼容的耳模擬器僅要求準(zhǔn)確 的阻抗表示。
[0007] 此外，在低于8kHz的頻率范圍中，目前為止還不能驗(yàn)證在711型耳模擬器的測(cè)量 平面（或麥克風(fēng)隔膜位置）的聲學(xué)阻抗表現(xiàn)在耳膜處的人耳的平均阻抗（即，耳膜阻抗） 的準(zhǔn)確度。此驗(yàn)證的缺陷是由于當(dāng)人耳的測(cè)量的輸入阻抗轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的耳膜阻抗時(shí)進(jìn)行的 假設(shè)。由于缺乏對(duì)封閉在測(cè)量探測(cè)器和人類耳膜之間的耳道空間的幾何形狀的認(rèn)知，因此 在該轉(zhuǎn)換中容易引入較大的誤差。
[0008] 在當(dāng)今便攜式通訊設(shè)備中，鑒于具有增強(qiáng)保真度的再生聲音的持續(xù)態(tài)勢(shì)和頻率擴(kuò) 展，例如擴(kuò)展至頻率高于10kHz，或者甚至高于12kHz，711型模擬器的準(zhǔn)確性缺陷和未知性 能是不期望的。因此，非常期望提供準(zhǔn)確地表現(xiàn)真人耳道的平均輸入阻抗或傳輸阻抗的耳 模擬器，以便允許便攜式通訊設(shè)備的寬帶或高頻率類型能夠被合適地評(píng)估。
[0009] 此外，提供能夠?qū)⒉煌娜巳海ɡ?，嬰兒、兒童、亞洲男性等）之間的耳道幾何形 狀的差異考慮在內(nèi)的耳模擬器組件也是非常有利的。本發(fā)明人已經(jīng)首先通過測(cè)量和計(jì)算遍 及在16kHz上下的擴(kuò)大頻率范圍的代表性的人群的耳道輸入阻抗來提供這種耳模擬器。其 次，本發(fā)明人已經(jīng)成功地將這些寬帶耳道阻抗測(cè)量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的耳膜阻抗。第三，通過設(shè)計(jì) 表現(xiàn)人群的平均耳膜阻抗的耳模擬器（"耳膜模擬器"）。該耳膜模擬器在需要人類耳道的 準(zhǔn)確聲學(xué)模擬的許多應(yīng)用中非常有用。例如，為了提供靈活的耳模擬器組件，耳膜模擬器可 被耦接至表現(xiàn)目標(biāo)群體的一般人類耳道的已知的輸入/傳輸阻抗或者表現(xiàn)特定個(gè)體的已 知的輸入/傳輸阻抗的可分開的或使用者可選擇分開的耳道模擬器。此特征使得可以構(gòu)造 或組裝準(zhǔn)確地表現(xiàn)目標(biāo)群體的平均耳道輸入阻抗或準(zhǔn)確表現(xiàn)特定個(gè)體的耳道輸入阻抗的 定制的耳模擬器組件。
[0010] 定制的耳模擬器組件實(shí)現(xiàn)了對(duì)通過該件便攜式通訊設(shè)備所遞送的在特定個(gè)體遞 上的擴(kuò)音（movingarmature)和耳膜聲壓的準(zhǔn)確預(yù)估。在多種應(yīng)用中此特性具有重要的優(yōu) 勢(shì)，例如，其中已知的耳模擬器能夠單獨(dú)地估計(jì)平均擴(kuò)音和平均耳膜聲壓的助聽器裝配過 程。由于在耳道幾何形狀和輸入阻抗中的檢體內(nèi)（intra-subject)的變化，這些平均值可 從特定個(gè)體或患者的實(shí)際值中絕對(duì)地分開。在助聽器裝配過程中，因?yàn)橛新犃φ系K的用戶 或患者可接收太小或太大的擴(kuò)音以足夠地補(bǔ)償他的/她的聽力喪失或者可能接觸到不舒 服的大聲的最大聲壓級(jí)，因此準(zhǔn)確性的缺陷是非常不期望的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 根據(jù)發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種表現(xiàn)人群的耳朵的平均聲學(xué)耳膜阻抗的耳模 擬器。該耳模擬器包括聲音進(jìn)入平面和聲音終止平面。多個(gè)空氣空間通過相應(yīng)的聲道被聲 學(xué)地耦接至聲音終止平面。多個(gè)空氣空間中的至少一個(gè)空氣空間位于聲音終止平面的后 面。
[0012] 本耳模擬器或耳膜模擬器基本排他地模擬人群的平均聲學(xué)耳膜阻抗而不是如現(xiàn) 有技術(shù)的耳模擬器的模擬耳膜阻抗和耳道阻抗的結(jié)合的能力在便攜式電聲設(shè)備的大量測(cè) 量和裝配應(yīng)用中非常有用。例如，本耳膜模擬器非常作為耳模擬器組件的一部分非常有用， 該耳模擬器組件另外地包括可分開的或使用者可選擇分開的耳道模擬器（其表現(xiàn)目標(biāo)群 體的耳模擬器組件一般人類耳道的已知的輸入/傳輸阻抗或者表現(xiàn)特定個(gè)體的已知的輸 入/傳輸阻抗）。該特征使得能夠構(gòu)造準(zhǔn)確地表現(xiàn)目標(biāo)群體的平均耳道輸入阻抗或特定 個(gè)體的耳道輸入阻抗的定制的耳模擬器組件，以準(zhǔn)確的預(yù)估通過一件便攜式電聲通訊設(shè)備 (例如，助聽器、頭戴式耳機(jī)、音樂播放器的入耳式耳機(jī)、電話電話等）所遞送的在特定的實(shí) 驗(yàn)人員上的擴(kuò)音和耳膜聲壓。
[0013] 至少一個(gè)空氣空間的聲道的聲音入口被優(yōu)選地布置在聲音終止平面處或聲音終 止平面中。優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)另外的空氣空間的聲道的相應(yīng)的聲音入口同樣地被布置在 聲音終止平面處或聲音終止平面中。在一個(gè)實(shí)施方式中，多個(gè)空氣空間的每個(gè)空氣空間的 聲道的每個(gè)聲音入口被布置在聲音終止平面處或聲音終止平面中。在聲音終止平面中或聲 音終止平面處的一個(gè)或多個(gè)聲音入口的布置提供了一個(gè)或多個(gè)空氣空間與聲音終止平面 之間直接的聲學(xué)耦接，這導(dǎo)致以下幾種明顯的優(yōu)勢(shì)，例如：
[0014] 1)聲道的聲音入口不干擾所附接的耳道模擬器的幾何形狀，使得耳道模擬器和耳 膜模擬器的相應(yīng)的聲學(xué)特性被分離（decouple)。這是有益的，因?yàn)槿祟惗赖穆晫W(xué)特性比 人類耳膜的聲學(xué)阻抗變化更加顯著；
[0015] 2)聲道位置幾近模仿由人類耳膜上的中耳天生提供的人類耳膜上的自然的聲學(xué) 負(fù)載，使得在頻率高于10kHz處，也可以適當(dāng)?shù)乇憩F(xiàn)人類耳膜阻抗；
[0016] 3) -個(gè)或多個(gè)空氣空間及其相關(guān)聯(lián)的聲道和聲音入口在耳模擬器中緊密地隔開 提高了在高頻處的耳模擬器的輸入阻抗的準(zhǔn)確性。
[0017] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，聲音進(jìn)入平面和聲音終止平面基本一致。該實(shí)施方式提供 了在聲音終止平面前面具有基本為零的空腔體積的緊湊的耳模擬器幾何形狀。本耳模擬器 的另一個(gè)實(shí)施方式包括布置在聲音進(jìn)入平面與聲音終止平面之間的預(yù)定體積的正面空腔。 在后一個(gè)實(shí)施方式中，通過將至少一個(gè)空氣空間耦接至聲音終止平面仍可提供非常小的空 腔體積。優(yōu)選地，正面空腔的預(yù)定體積小于250mm3,例如在2mm3與200mm3之間，甚至更優(yōu)選 地，在5mm3與50mm3之間，這使得正面空腔充分地小于711型耳模擬器的主室。在這樣的一 個(gè)實(shí)施方式中，正面空腔的高度可與通往一個(gè)或多個(gè)空氣空間的一個(gè)或多個(gè)聲道的高度相 對(duì)應(yīng)并且介于30iim與300iim之間，例如，50iim與200iim之間。在正面空腔的這些優(yōu)選 實(shí)施方式中，正面空間（frontalvolume)如此之小以至于聲音終止和聲音進(jìn)入平面幾乎一 致，這意味著在聲音進(jìn)入平面測(cè)量的耳模擬器的輸入阻抗至少在頻率高達(dá)20KHz處基本等 于所期望的平均聲學(xué)耳膜阻抗。優(yōu)選地，正面空腔占有在50mm2與200mm2之間的橫截面面 積，例如，約80mm2。符合1/2英寸或1/4英尺的測(cè)量麥克風(fēng)的隔膜形狀，正面空腔可具有圓 形輪廓或橢圓形或其他任何合適的輪廓。
[0018] 如果耳膜模擬器包括以上所討論的正面空腔，則多個(gè)空氣空間的一個(gè)或多個(gè)聲道 的相應(yīng)聲音入口可被布置在聲音進(jìn)入平面與聲音終止平面之間，即，直接被聲學(xué)地耦接至 正面空腔。
[0019] 在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，耳模擬器包括位于聲音終止平面的后面的第一空氣 空間，所述第一空氣空間具有第一聲道，第一聲道具有布置在聲音終止平面處或聲音終止 平面中的第一聲音入口。此外，具有第二聲道的第二空氣空間具有布置在聲音終止平面處 或所述聲音終止平面中的第二聲音入口。優(yōu)選地，第二空氣空間被布置在聲音終止平面的 后面。第一空氣空間的體積可介于0. 4cm3與2cm3之間，例如，約0. 8cm3。
[0020] 耳膜模擬器的后一個(gè)實(shí)施方式優(yōu)選地包括具有第三聲道的第三空氣空間，第三聲 道具有布置在聲音終止平面處或聲音終止平面中或者布置在正面空腔中的第三聲音入口。 該實(shí)施方式可另外地包括具有第四聲道的第四空氣空間，第四聲道具有布置在聲音終止平 面處或聲音終止平面中或者布置在正面空腔中的第四聲音入口。根據(jù)這樣一個(gè)具體的實(shí)施 方式，第一和第二空氣空間都位于聲音終止平面的后面而第三和第四空氣空間中的至少一 個(gè)位于聲音終止平面的前面。
[0021] 在可替代實(shí)施方式中，第三和第四空氣空間中的至少一個(gè)被布置在聲音終止平面 的后面。
[0022] 第二和第三空氣空間的每一個(gè)的體積優(yōu)選地介于50mm3與1000mm3之間，例如，約 300_3?？諝饪臻g尺寸的范圍由某些實(shí)際構(gòu)造因素來設(shè)定以提供具有緊湊尺寸的耳模擬器 并且允許通過已知的制造技術(shù)（例如，機(jī)械加工或澆鑄）的耳模擬器的準(zhǔn)確和可重復(fù)的機(jī) 械結(jié)構(gòu)。
[0023] 耳模擬器被配置為在聲音進(jìn)入平面處提供如下的輸入阻抗幅度：
[0024] 在 2〇OHz處，1. 〇8*108Pa*s/m3+/_3dB;
[0025] 在 1kHz處，3. 44*107Pa*s/m3+/-3dB;
[0026] 在 3kHz處，4. 44*107Pa*s/m3+/_4dB;
[0027] 在 6kHz處，9. 12*107Pa*s/m3+/_5dB;
[0028] 在 8kHz處，7. 41*107Pa*s/m3+/_5dB;
[0029] 在 10kHz處，6. 41*107Pa*s/m3+10dB/_5dB;
[0030] 由于這些標(biāo)稱輸入阻抗幅值緊密地對(duì)應(yīng)于所測(cè)量的人群的耳朵的平均聲學(xué)耳膜 阻抗，因此耳膜模擬器的本實(shí)施方式可表現(xiàn)該平均耳膜阻抗。
[0031] 優(yōu)選地，與這些輸入阻抗值相關(guān)聯(lián)的公差值甚至更狹小，從而使本耳膜模擬器的 更優(yōu)選的實(shí)施方式被配置為在聲音進(jìn)入平面處提供如下的輸入阻抗幅度：
[0032] 在 200Hz處，1. 08*108Pa*s/m3+/_2dB;
[0033] 在 1kHz處，3. 44*107Pa*s/m3+/_2dB;
[0034] 在 3kHz處，4. 44*107Pa*s/m3+/_3dB;
[0035] 在 6kHz處，9. 12*107Pa*s/m3+/-4dB;
[0036] 在 8kHz處，7. 41*107Pa*s/m3+/_4dB;
[0037] 在 10kHz處，6. 41*107Pa*s/m3+6dB/_4dB;
[0038] 如以下參照?qǐng)D4、圖5和圖6進(jìn)一步詳細(xì)描述的，現(xiàn)有的耳模擬器（例如，上面所討 論的廣泛的IEC711型耳模擬器）在上述所提到的所有列出的測(cè)量頻率的范圍內(nèi)不能獲得 等同的聲學(xué)耳膜阻抗。某些現(xiàn)有的耳模擬器可能在一個(gè)或兩個(gè)所列出的測(cè)量頻率（例如， 約800Hz和1kHz)處具有在所列出的本耳模擬器的輸入阻抗范圍內(nèi)的等同的聲學(xué)耳膜阻 抗，但是在其他測(cè)量頻率（例如，200Hz和4kHz)處不能提供所列出的輸入阻抗值，如下進(jìn)一 步詳細(xì)描述的。
[0039] 本發(fā)明的另一方面涉及一種表現(xiàn)人類耳道的聲學(xué)阻抗或多個(gè)人類耳道的平均聲 學(xué)阻抗的耳模擬器組件，其包括根據(jù)以上所述的任一實(shí)施方式的耳模擬器和可分開的耳道 模擬器?？煞珠_的耳道模擬器通過在耳模擬器與耳道模擬器之間的交叉平面處的管道終止 表面可聲學(xué)地和機(jī)械地連接至耳模擬器?？煞珠_的耳道模擬器包括在管道聲音進(jìn)入平面和 管道聲音出口平面之間延伸的細(xì)長(zhǎng)聲道。與典型的人類耳道的幾何形狀一致，聲道可基本 是筆直的或彎曲的/彎折的。可分開的耳道模擬器是被優(yōu)選地成形和定型為模擬個(gè)體的人 類耳道或特定人群的一般人類耳道的結(jié)構(gòu)。因此，在本耳模擬器組件的一個(gè)實(shí)施方式中， 可分開的耳道模擬器的聲學(xué)輸入阻抗表現(xiàn)代表性人群的耳道的平均聲學(xué)輸入阻抗，而在另 一個(gè)實(shí)施方式中，可分開的耳道模擬器的聲學(xué)輸入阻抗表現(xiàn)單個(gè)人耳的耳道的聲學(xué)輸入阻 抗。
[0040] 根據(jù)耳模擬器組件的有利的實(shí)施方式，可分開的耳道模擬器以導(dǎo)致耳模擬器的聲 音終止平面的成角度的方位的方式耦接至耳模擬器。該特性準(zhǔn)確地反應(yīng)了典型的人類耳膜 在耳膜與耳道之間的交匯（intersection，交叉）處相對(duì)于附帶的耳道的成角度的方位。該 方位的準(zhǔn)確性在削弱封閉的耳道內(nèi)部的表面之間的聲反射具有很大幫助。根據(jù)耳模擬器組 件的該實(shí)施方式，在交叉平面處的可分開的耳道模擬器的管道終止表面相對(duì)于在管道終止 表面處穿過細(xì)長(zhǎng)聲道的橫向橫截平面以在10與80度之間的角度（例如，在30和60度之 間）傾斜。
[0041] 本耳模擬器組件的另一個(gè)實(shí)施方式包括可連接至在可分開的耳道模擬器的管道 輸入平面處的入口表面的可分開的耳廓（pinna)或外耳模擬器?？煞珠_的耳廓或外耳模擬 器被配置或設(shè)計(jì)為模擬一般人類耳廓或特定人類耳廓的聲學(xué)阻抗特征。本耳模擬器組件的 該實(shí)施方式通過提供模擬人類的外聽（outerhearing)系統(tǒng)的聲學(xué)特性的完整的模擬器鏈 具有很大幫助。技術(shù)人員將理解，本耳模擬器組件的該實(shí)施方式可被安裝在合適的頭部與 軀干模擬器上，例如，由Briiel&KjserSound和VibrationMeasurementA/S制造的頭部與 軀干模擬器4128型。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了可分開的耳道模擬器，其包括在聲音進(jìn)入平面與 聲音出口平面之間延伸并具有延伸通過其的中心縱向軸的細(xì)長(zhǎng)聲道。
[0043] 通過本耳膜模擬器的構(gòu)造或設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的小尺寸使得真人耳道的平均聲學(xué)輸入阻 抗的準(zhǔn)確模擬能夠相比已知的耳模擬器達(dá)到更高的頻率。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，如下面 進(jìn)一步詳細(xì)說明的，本發(fā)明人已經(jīng)開發(fā)了準(zhǔn)確地測(cè)量和計(jì)算人類實(shí)驗(yàn)對(duì)象的聲學(xué)耳道阻抗 和耳膜阻抗的方法論和設(shè)備。所計(jì)算的聲學(xué)耳膜阻抗使本發(fā)明人能夠確定特定群體的平均 聲學(xué)耳膜阻抗并且開發(fā)合適的機(jī)械的和聲學(xué)設(shè)計(jì)的耳模擬器新類型。本耳膜模擬器基于平 均人類耳道特性與其實(shí)際設(shè)計(jì)結(jié)合的模擬能力允許對(duì)遍及從20Hz至20kHz的全部聲頻范 圍的寬帶或高頻激活的便攜式通信設(shè)備的的聲學(xué)特征的適當(dāng)估計(jì)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0044] 以下將結(jié)合附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其中：
[0045] 圖1是用于確定人類實(shí)驗(yàn)對(duì)象的個(gè)體耳膜阻抗的測(cè)量裝置的示意圖，
[0046] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的模擬人群耳朵的平均聲學(xué)耳膜阻抗的耳模 擬器的示意圖，
[0047] 圖3是包括圖2中描繪的耳模擬器、細(xì)長(zhǎng)聲道和可分開的耳廓模擬器的耳模擬器 組件的示意圖，
[0048] 圖4的A)和B)示出了所測(cè)量的IEC711耦合器的輸入阻抗以及所計(jì)算的對(duì)應(yīng)的 耳膜阻抗的曲線圖，
[0049] 圖5的A)示出了成年個(gè)體的人類耳道的實(shí)驗(yàn)性測(cè)量的典型輸入阻抗的曲線圖，
[0050] 圖5的B)示出了 25位個(gè)體的成人實(shí)驗(yàn)群體的所計(jì)算的平均耳膜阻抗的曲線圖，
[0051] 圖6的A)是示出比較與所計(jì)算的IEC711耦合器的耳膜阻抗相比的實(shí)驗(yàn)性測(cè)量 的人類耳道的一般耳膜阻抗的曲線圖；以及
[0052] 圖6的B)是示出比較與所計(jì)算的IEC711耦合器的耳膜阻抗相比的實(shí)驗(yàn)性測(cè)量 的人類耳道的平均耳膜阻抗的上限值和下限值的曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0053] 人類實(shí)驗(yàn)對(duì)象的個(gè)體耳膜阻抗的該確定可基于大量不同的耳道掃描（scanning， 觀測(cè)）方法論。該方法論包括無接觸掃描，例如，通過紅外掃描和/或超聲掃描提取人類耳 道的個(gè)體幾何形狀。其他合適的無接觸耳道掃描方法論包括實(shí)驗(yàn)對(duì)象的耳道的CT掃描或 使用在MR掃描期間注入耳道的合適的造影劑對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的耳道的MR掃描。然而，鑒于當(dāng) 前的技術(shù)狀態(tài)，必須注意以獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。耳道掃描方法論的另一組合包括已知的耳道 印模（earcanalimpression)技術(shù)的應(yīng)用。該組可包括將錯(cuò)狀物（wax)或類似液體的印 模材料或者藥劑（例如，SiliconeSingles?(單個(gè)形式的Silicast)或Silicast?)注 入到實(shí)驗(yàn)對(duì)象的耳道內(nèi)，其被硬化并且隨后被收回。此后，硬化的個(gè)體的耳道印?？杀粧呙?(例如通過紅外掃描儀）以提取相關(guān)的耳道尺寸和幾何特征。
[0054] 圖1是示意性地示出用于確定人類實(shí)驗(yàn)對(duì)象的個(gè)體的耳膜阻抗的測(cè)量裝置1。個(gè) 體定制的耳朵模具（earmold) 10位于測(cè)試對(duì)象的耳道12中，而兩個(gè)探測(cè)管分別連接至聲源 (發(fā)射器）13和麥克風(fēng)（接收器）15。發(fā)射器6產(chǎn)生參考空間速度qin，并且通過接收器15 經(jīng)由其探測(cè)器連接測(cè)量在所定制的耳朵模具10前面的密閉的耳道空間14中的所伴隨的或 產(chǎn)生的壓力pin。定制的耳朵模具10位于測(cè)試對(duì)象的耳道12中的合適的位置處。在測(cè)量 過程期間，耳朵模具或耳塞10的頂端優(yōu)選地位于測(cè)試對(duì)象的耳道12內(nèi)部的10與20mm之 間，例如15mm。
[0055] 通過應(yīng)用數(shù)字計(jì)算方法或算法，例如有限元法（FEM)，可以通過使用參考負(fù)載空腔 的兩個(gè)設(shè)置來校準(zhǔn)聲源13和接收器15組件以在高于20kHz的延伸的帶寬中操作。通過聲 源13至接收器15傳遞函數(shù)（HpMb6)的先驗(yàn)知識(shí)，測(cè)試對(duì)象的耳道內(nèi)部的聲源13前面的參 考平面5處（耳朵模具頂端位于此處）的跨過頻率的聲學(xué)輸入阻抗現(xiàn)在可被計(jì)算為：

【權(quán)利要求】
1. 一種表現(xiàn)人群的耳朵的平均聲學(xué)耳膜阻抗的耳模擬器，包括： -聲音進(jìn)入平面和聲音終止平面， -多個(gè)空氣空間，通過相應(yīng)的聲道被聲學(xué)地耦接至所述聲音終止平面， -所述多個(gè)空氣空間中的至少一個(gè)空氣空間位于所述聲音終止平面的后面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耳模擬器，其中，所述聲音進(jìn)入平面和所述聲音終止平面基 本一致。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耳模擬器，其中，所述多個(gè)空氣空間包括布置在所述聲音進(jìn) 入平面與所述聲音終止平面之間的預(yù)定體積的正面空腔。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的耳模擬器，其中，所述正面空腔的所述預(yù)定體積小于200mm3， 例如在2mm 3與200mm3之間，更優(yōu)選地，在5mm3和50mm3之間。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的耳模擬器，包括： -位于所述聲音終止平面的后面的第一空氣空間，所述第一空氣空間具有第一聲道，所 述第一聲道具有布置在所述聲音終止平面處或所述聲音終止平面中的第一聲音入口； -具有第二聲道的第二空氣空間，所述第二聲道包括布置在所述聲音終止平面處或所 述聲音終止平面中的第二聲音入口。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的耳模擬器，其中，所述第二空氣空間布置在所述聲音終止平 面的后面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的耳模擬器，其中，所述第一空氣空間的體積介于0. 4cm3 與2cm3之間，例如，約0. 8cm3。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的耳模擬器，包括： -具有第三聲道的第三空氣空間，所述第三聲道具有布置在所述聲音終止平面處或所 述聲音終止平面中或者布置在所述正面空腔中的第三聲音入口。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的耳模擬器，包括： -具有第四聲道的第四空氣空間，所述第四聲道具有布置在所述聲音終止平面處或所 述聲音終止平面中或者布置在所述正面空腔中的第四聲音入口。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的耳模擬器，其中，每個(gè)所述第二空氣空間和所述第三空氣空 間具有在50mm3與IOOOmm 3之間的體積，例如，約300mm3。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的耳模擬器，其中，所述第三空氣空間和所述第 四空氣空間中的至少一個(gè)被布置在所述聲音終止平面的后面。
12. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的耳模擬器，被配置為在所述聲音進(jìn)入平面處提 供如下的輸入阻抗幅度： 在 200Hz 處，I. 08*108Pa*s/m3+/-3dB ; 在 IkHz 處，3. 44*107Pa*s/m3+/-3dB ; 在 3kHz 處，4. 44*107Pa*s/m3+/-4dB ; 在 6kHz 處，9. 12*107Pa*s/m3+/-5dB ; 在 8kHz 處，7. 41*107Pa*s/m3+/-5dB ; 在 IOkHz 處，6. 41*107Pa*s/m3+10dB/-5dB。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的耳模擬器，被配置為在所述聲音進(jìn)入平面處 提供如下的輸入阻抗幅度： 在 200Hz 處，I. 08*108Pa*s/m3+/-2dB ; 在 IkHz 處，3. 44*107Pa*s/m3+/-2dB ; 在 3kHz 處，4. 44*107Pa*s/m3+/-3dB ; 在 6kHz 處，9. 12*107Pa*s/m3+/-4dB ; 在 8kHz 處，7· 41*107Pa*s/m3+/-4dB ; 在 IOkHz 處，6. 41*107Pa*s/m3+6dB/-4dB。
14. 根據(jù)權(quán)利要求3至11中任一項(xiàng)所述的耳模擬器，其中，所述聲音進(jìn)入平面具有在 50與200mm2之間的橫截面面積，例如，約80mm 2。
15. -種表現(xiàn)人類耳道的聲學(xué)阻抗或多個(gè)人類耳道的平均聲學(xué)阻抗的耳模擬器組件， 包括： -根據(jù)上述權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的耳模擬器， -可分開的耳道模擬器，通過在所述耳模擬器與所述耳道模擬器之間的交叉平面處的 管道終止表面可聲學(xué)地和機(jī)械地連接至所述耳模擬器， -所述可分開的耳道模擬器包括在管道聲音進(jìn)入平面與所述管道聲音出口平面之間延 伸的細(xì)長(zhǎng)聲道。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的耳模擬器組件，其中，所述可分開的耳道模擬器的聲學(xué)輸 入阻抗表現(xiàn)人群的耳道的平均聲學(xué)輸入阻抗。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的耳模擬器組件，其中，所述可分開的耳道模擬器的聲學(xué)輸 入阻抗表現(xiàn)單個(gè)人耳的耳道的聲學(xué)輸入阻抗。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的耳模擬器組件，其中，在所述交叉平面處的 所述可分開的耳道模擬器的所述管道終止表面相對(duì)于在所述管道終止表面處穿過所述細(xì) 長(zhǎng)聲道的橫向橫截平面以在10度與80度之間的角度傾斜，例如，30度與60度之間。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15至18任一項(xiàng)所述的耳模擬器組件，進(jìn)一步包括可連接至在所述可 分開的耳道模擬器的所述管道輸入平面處的入口表面的可分開的耳廓或外耳模擬器， -所述可分開的耳廓或外耳模擬器，模擬一般人類耳廓的聲學(xué)阻抗特征或特定人類耳 廓的聲學(xué)阻抗特征。
20. -種可分開的耳道模擬器，包括： -細(xì)長(zhǎng)聲道，在聲音進(jìn)入平面與聲音出口平面之間延伸并且具有延伸通過其的中心縱 向軸。
【文檔編號(hào)】H04R31/00GK104322078SQ201380021839
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月27日
【發(fā)明者】布賴恩·約翰森, 瑟倫·榮松 申請(qǐng)人:布魯爾及凱爾聲音及振動(dòng)測(cè)量公司