皮膚と骨における音波の伝搬モデルを用いた骨伝導音響デバイスの音漏れ抑止

使用皮肤和骨骼中的声波传播模型抑制骨传导声学装置的声音泄漏

• 批准号: 22KJ0673
• 负责人: 高木 健
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0673/
• 关键词: 近距離音響ホログラフィ; ファントム; 骨伝導; レーザー変位計

骨伝導の音漏れの原因を解明するために、まず皮膚と骨を模擬したファントムを製作した。そのファントムの中央に骨伝導の振動子を設置し、そのときの皮膚表面の振動を近距離音響ホログラフィにより可視化した。同時に、ファントムにおける振動を説明するためのモデルを確立するために有限要素法のシミュレーションや、平板モデルによる波の伝搬のシミュレーションを行った。しかし、実際の測定と整合性のとれたシミュレーション結果を得ることができなかった。ファントムに対して行った測定と同様の測定を人間に対して行うことで、骨伝導の音漏れの原因を明らかにしたかったが、近距離音響ホログラフィの設備を借りた施設の都合により、人間を対象とした測定を実施できなかった。そこで、近距離音響ホログラフィの設備を手元に用意するため、マイクロホンアレイを製作し、近距離音響ホログラフィのプログラムを実装した。また、皮膚表面の振動を測定するために、近距離音響ホログラフィ以外の測定方法についての検討を行った。レーザー変位計によって骨伝導振動子による皮膚表面の振動の観測に成功し、どれほどの振幅があるかを明らかにした。一方で皮膚の変位を超音波センサによって可視化することも試みたが、レーザー変位計で測定で得られた振幅を測定できる分解能を得ることができなかった。この理由として、超音波測定による分解能は波長によって決まるが、提供を受けた超音波振動子の波長が長すぎたことにあった。

Bone 伝 guide の sound leakage れ の reason を interpret す る た め に, ま ず skin と bone を simulation し た フ ァ ン ト ム を making し た. そ の フ ァ ン ト ム の central に bone 伝 guide の vibrator を し, そ の と き の の skin surface vibration を close sound ホ ロ グ ラ フ ィ に よ り visualization し た. に, at the same time フ ァ ン ト ム に お け る vibration を illustrate す る た め の モ デ ル を establish す る た め に finite elements method の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン や, plate モ デ ル に よ る wave の 伝 move の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line っ た. し か し, determination of the event be の と integrated の と れ た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン results る を こ と が で き な か っ た. フ ァ ン ト ム に し seaborne て line っ た determination と with others in determination of の を human に し seaborne て line う こ と で, bone 伝 の sound leakage れ の reason を Ming ら か に し た か っ た が, close sound ホ ロ グ ラ フ ィ の equipment を borrow り た facilities all match に の よ り, human を like と seaborne し た determination を be applied で き な か っ た. そ こ で, close sound ホ ロ グ ラ フ ィ の purpose equipment を hand yuan に す る た め, マ イ ク ロ ホ ン ア レ イ を し making, close sound ホ ロ グ ラ フ ィ の プ ロ グ ラ ム を be loaded し た. ま た, determination of skin surface vibration を の す る た め に, close sound ホ ロ グ ラ フ ィ outside の determination method に つ い て の 検 line for を っ た. レ ー ザ ー - potentiometer に よ っ て bone 伝 guide vibrator に よ る の skin surface vibration の 観 に し success, ど れ ほ ど の amplitude が あ る か を Ming ら か に し た. Party で の skin - a を ultrasound セ ン サ に よ っ て visualization す る こ と も try み た が, レ ー ザ ー - potentiometer で determination で must ら れ た amplitude を determination で き る decomposition can を る こ と が で き な か っ た. こ の reason と し て, ultrasound measurement に よ る can decompose は wavelength に よ っ て definitely ま る が, provide を け た ultrasonic vibrator の long wavelength が す ぎ た こ と に あ っ た.