(57)【要約】  マルチパス伝搬環境に設置された送信手段と受信手段との間で伝搬遅延特性を測定する方法であって、予め設定された周波数の情報信号を含む測定用信号を、前記送信手段から送信する送信ステップと、複数の伝搬経路を経た前記測定用信号を、前記受信手段において受信する受信ステップと、受信した前記情報信号に対してヒルベルト変換を行い、得られたヒルベルト変換信号から瞬時周波数特性を演算する演算ステップと、前記瞬時周波数特性に基づき前記情報信号の周波数に対応する伝搬遅延特性を出力する出力ステップとを備える。
2014203854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチパス伝搬環境に設置された送信手段と受信手段との間で伝搬遅延特性を測定する方法であって、
予め設定された周波数の情報信号を含む測定用信号を、前記送信手段から送信する送信ステップと、
複数の伝搬経路を経た前記測定用信号を、前記受信手段において受信する受信ステップと、
受信した前記情報信号に対してヒルベルト変換を行い、得られたヒルベルト変換信号から瞬時周波数特性を演算する演算ステップと、
前記瞬時周波数特性に基づき前記情報信号の周波数に対応する伝搬遅延特性を出力する出力ステップとを備える、マルチパス伝搬環境における伝搬遅延特性の測定方法。
【請求項２】
前記出力ステップは、前記瞬時周波数特性を正規化して出力する請求項１に記載の伝搬遅延特性の測定方法。
【請求項３】
生体頭部内における骨導超音波の伝搬遅延特性を測定する請求項１または２に記載の伝搬遅延特性の測定方法。
【請求項４】
マルチパス伝搬環境に設置された送信手段と受信手段との間で伝搬遅延特性を測定する装置であって、
前記送信手段は、予め設定された周波数の情報信号を含む測定用信号を送信し、前記受信手段は、複数の伝搬経路を経た前記測定用信号を受信するように構成されており、
前記受信手段で受信した前記情報信号に対してヒルベルト変換を行い、得られたヒルベルト変換信号から瞬時周波数特性を演算する演算部と、
前記瞬時周波数特性に基づき前記情報信号の周波数に対応する伝搬遅延特性を出力する出力部とを備える、マルチパス伝搬環境における伝搬遅延特性の測定装置。
【請求項５】
外部音が入力される指向性マイクロホンと、前記指向性マイクロホンに入力された音信号に基づいて振動信号を生成する振動信号生成手段と、前記振動信号を処理して出力信号を生成する信号処理部と、前記出力信号に基づいて生体に機械的振動を伝達する振動子とを備える外部音知覚装置であって、
人体の異なる部位に装着されてマルチパス伝搬環境における伝搬遅延特性を測定可能な送信手段および受信手段を更に備え、
前記送信手段は、予め設定された周波数の情報信号を含む測定用信号を前記振動子を介して送信し、前記受信手段は、人体の複数の伝搬経路を経た前記測定用信号を受信するように構成されており、
前記受信手段で受信した前記情報信号に対してヒルベルト変換を行い、得られたヒルベルト変換信号から瞬時周波数特性を演算する演算部と、
前記瞬時周波数特性に基づき前記情報信号の周波数に対応する伝搬遅延特性を出力する出力部とを備え、
前記信号処理部は、前記伝搬遅延特性に基づいて前記振動信号に対する信号処理を行う外部音知覚装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチパス伝搬環境における伝搬遅延特性の測定方法および装置、並びに外部音知覚装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチパス（multipath propagation）あるいは多重波伝搬は、音・振動・電磁波が空間を伝搬する際、反射・屈折、振動モードの違いなどにより２つ以上の伝搬経路が生じた状態を指す。例えば、携帯電話やテレビにおいて、基地局から送信された電磁波を端末で受信する場合や、コンサートホールのステージ上でバイオリンを鳴らしたときに客席で聴く場合などは、マルチパス伝搬が生じていると考えられる。【０００３】
マルチパス伝搬環境では、マルチパス干渉と呼ばれる異なるパス同士の位相干渉が生じ、受信（応答）信号はひずむ。無線通信の場合、ひずみが大きければ大きいほど、データが正しく届かない可能性が高くなる。通信におけるマルチパス干渉対策としては、直交周波数分割多重方式（OFDM）などのマルチパスに強い変調方式を用いる、複数のアンテナで送受信する（ダイバーシティ技術）などがあるが、伝播経路の遅延特性に基づいて信号処理を加えることもその一つである。【０００４】
マルチパス伝搬環境において、伝播経路の遅延特性を表現する従来技術として、第１にインパルス応答（例えば非特許文献１）および第２に遅延プロファイル（例えば特許文献１）が用いられている。これらは、マルチパス伝播システムにインパルスと呼ばれる非常に短い信号を入力したときの応答のそれぞれ瞬時的および時間平均的構造を表している。線形時不変システムにおいては、インパルス応答によってその伝達特性は完全に特徴づけられる。【０００５】
マルチパス伝搬環境において、回折など周波数に依存して経路に変化が生じるようなパスが含まれる場合、その遅延特性は周波数に依存して変化する。遅延特性の周波数依存性を知る第３の従来技術として、短時間フーリエ変換（STFT）の繰り返しによって得られるスペクトログラムの算出（例えば非特許文献２）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−８７６８号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】唐沢好男、“広帯域移動通信の多重波伝搬理論とモデリング-等価伝送路モデルによる「伝搬」と「システム」の橋渡し”、電気情報通信学会論文誌B J83-B、 12、 pp.1651-1660 (2000)
【非特許文献２】ソフトウエア「ARTA」、インターネット＜http://www.artalabs.hr/download.htm＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上述した第１および第２の従来技術はいずれも、インパルス応答あるいは遅延プロファイル算出に用いた広帯域信号に対する遅延特性を表すため、特定の周波数に対する遅延特性や遅延特性の周波数依存性については不明であるという問題点がある。また、上記第３の従来技術では、周波数分解能および時間分解能はフーリエ変換の窓関数の時間幅に依存するため、周波数ごとの正確な遅延特性を得ることが難しいという問題がある。【０００９】
そこで、本発明は、マルチパス伝搬環境において所望の周波数に対する伝搬遅延特性を容易且つ正確に測定することができる、マルチパス伝搬環境における伝搬遅延特性の測定方法および装置を提供することを目的とする。【００１０】
また、本発明は、マルチパス伝搬環境における伝搬遅延特性の測定結果を利用して、外部音を明瞭に知覚することができる外部音知覚装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の前記目的は、マルチパス伝搬環境に設置された送信手段と受信手段との間で伝搬遅延特性を測定する方法であって、予め設定された周波数の情報信号を含む測定用信号を、前記送信手段から送信する送信ステップと、複数の伝搬経路を経た前記測定用信号を、前記受信手段において受信する受信ステップと、受信した前記情報信号に対してヒルベルト変換を行い、得られたヒルベルト変換信号から瞬時周波数特性を演算する演算ステップと、前記瞬時周波数特性に基づき前記情報信号の周波数に対応する伝搬遅延特性を出力する出力ステップとを備える、マルチパス伝搬環境における伝搬遅延特性の測定方法により達成される。【００１２】
この測定方法において、前記出力ステップは、前記瞬時周波数特性を正規化して出力することが好ましい。【００１３】
また、上記の測定方法は、生体頭部内における骨導超音波の伝搬遅延特性を測定することができる。【００１４】
また、本発明の前記目的は、マルチパス伝搬環境に設置された送信手段と受信手段との間で伝搬遅延特性を測定する装置であって、前記送信手段は、予め設定された周波数の情報信号を含む測定用信号を送信し、前記受信手段は、複数の伝搬経路を経た前記測定用信号を受信するように構成されており、前記受信手段で受信した前記情報信号に対してヒルベルト変換を行い、得られたヒルベルト変換信号から瞬時周波数特性を演算する演算部と、前記瞬時周波数特性に基づき前記情報信号の周波数に対応する伝搬遅延特性を出力する出力部とを備える、マルチパス伝搬環境における伝搬遅延特性の測定装置により達成される。【００１５】
また、本発明の前記目的は、外部音が入力される指向性マイクロホンと、前記指向性マイクロホンに入力された音信号に基づいて振動信号を生成する振動信号生成手段と、前記振動信号を処理して出力信号を生成する信号処理部と、前記出力信号に基づいて生体に機械的振動を伝達する振動子とを備える外部音知覚装置であって、人体の異なる部位に装着されてマルチパス伝搬環境における伝搬遅延特性を測定可能な送信手段および受信手段を更に備え、前記送信手段は、予め設定された周波数の情報信号を含む測定用信号を前記振動子を介して送信し、前記受信手段は、人体の複数の伝搬経路を経た前記測定用信号を受信するように構成されており、前記受信手段で受信した前記情報信号に対してヒルベルト変換を行い、得られたヒルベルト変換信号から瞬時周波数特性を演算する演算部と、前記瞬時周波数特性に基づき前記情報信号の周波数に対応する伝搬遅延特性を出力する出力部とを備え、前記信号処理部は、前記伝搬遅延特性に基づいて前記振動信号に対する信号処理を行う外部音知覚装置により達成される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、マルチパス伝搬環境において所望の周波数に対する伝搬遅延特性を容易且つ正確に測定することができる、マルチパス伝搬環境における伝搬遅延特性の測定方法および装置を提供することができる。【００１７】
また、本発明は、マルチパス伝搬環境における伝搬遅延特性の測定結果を利用して、外部音を明瞭に知覚することができる外部音知覚装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る伝搬遅延特性の測定装置のブロック図である。
【図２】図１に示す測定装置における送信信号の一例を示す図である。
【図３】図１に示す測定装置における出力画面の一例を示す図である。
【図４】図１に示す測定装置における測定された情報信号の時間波形の一例を示す図である。（ａ）は、測定信号の時間波形を並べて表示した図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す全ての周波数の時間波形を重畳させた図である。
【図５】図１に示す測定装置における正規化瞬時周波数波形の一例を示す図である。（ａ）は、正規化瞬時周波数波形を並べて表示した図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す全ての周波数の正規化瞬時周波数波形を重畳させた図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る外部音知覚装置のブロック図である。
【図７】図６に示す外部音知覚装置の全体構成図である。
【図８】図７に示す外部音知覚装置の要部断面図である。
【図９】図７に示す外部音知覚装置の要部変形例を示す断面図である。
【図１０】図７に示す外部音知覚装置の他の要部変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る、マルチパス伝搬環境における伝搬遅延特性の測定装置（以下、単に「測定装置」という）のブロック図である。図１に示すように、本実施形態の測定装置１は、互いに離隔して配置される送信装置１０および受信装置２０を備えている。送信装置１０および受信装置２０は、両者の間に複数の伝搬経路が生じるマルチパス伝搬環境下に設置される。送信装置１０および受信装置２０は、それぞれ専用の測定装置として構成することが可能であり、あるいは、ラジオ、テレビ、パソコン、携帯端末機、無線ＬＡＮなどの端末装置に組み込むことが可能である。
【００２０】
送信装置１０は、入力部１１、信号生成部１２および送信部１３を備えている。入力部１１は、受信装置２０に向けて送信する測定用信号について、周波数範囲、周波数間隔（周波数分解能に相当）、最大遅延時間などの設定情報を利用者が入力可能とされており、測定したい周波数範囲等を予め設定することができる。入力部１１は、利用者が周波数範囲などを入力する代わりに、予めメモリ等に格納された周波数範囲などの設定情報を自動的に取り込むように構成してもよい。信号生成部１２は、入力部１１から入力された設定情報に基づいて正弦波からなる情報信号を生成し、図２に示すように同期信号を付加して、測定用信号を発生する。送信部１３は、生成された測定用信号を、無線信号としてアンテナ１４を介して送信する。
【００２１】
また、受信装置２０は、送信装置１０から送信された測定用信号を、アンテナ２１を介して受信する受信部２３と、受信した測定用信号に含まれる同期信号の検出に基づき情報信号の受信タイミングを取得する同期検出部２３と、受信した情報信号の瞬時周波数特性を演算する演算部２４と、瞬時周波数特性に基づき情報信号の周波数に対応する伝搬遅延特性を出力する出力部２５とを備えている。
【００２２】
次に、上記の構成を備える測定装置１の作動を説明する。まず、送信装置１０の入力部１１において、周波数範囲、周波数間隔、最大遅延時間等の設定情報を入力する。設定情報は、例えば、伝搬遅延特性の測定対象となる通信機器において使用される周波数に応じた周波数範囲を設定する。具体例を挙げると、ラジオ放送の場合は、2MHzから26MHzの範囲、テレビ放送の場合は90 MHzから770MHzの範囲、無線LANの場合は、2000MHz程度から6000MHz程度の範囲において、各チャンネルのキャリア周波数の帯域に基づいて必要な範囲を設定することができる。また、周波数間隔の設定は、例えば伝搬遅延特性を取得する周波数の分解能に基づいて行うことができる。最大遅延時間は、マルチパス伝搬環境において想定される値であり、この最大遅延時間に基づいて、情報信号の時間長さが設定される。
【００２３】
設定情報の入力が完了すると、信号生成部１２は、図２に示すように、入力された周波数範囲の範囲外である既知の周波数の正弦波信号を、同期信号として時間幅ｔ１で設定すると共に、入力された周波数範囲の下限値に相当する周波数の正弦波信号を、情報信号として時間幅ｔ２で設定することにより、測定用信号を生成する。情報信号の時間幅ｔ２は、入力された最大遅延時間に相当する。
【００２４】
得られた測定用信号は、送信部１３によりアンテナ１４を介して送信され、複数の伝搬経路（例えば、直接波Ｗ１および反射波Ｗ２の伝搬経路）を経て、受信装置２０のアンテナ２１を介して受信部２２により受信される。同期検出部２３は、受信した測定用信号のうち、同期信号に基づいて情報信号の受信タイミングを検出し、情報信号を抽出する。
【００２５】
演算部２４は、受信した情報信号をヒルベルト変換したヒルベルト変換信号から、瞬時位相を算出する。すなわち、受信した情報信号をｘ（ｔ）、ｘ（ｔ）をヒルベルト変換したヒルベルト変換信号をｘｈ（ｔ）とすると、瞬時位相φ(t)は、次式で表される。
φ(t)= tan-1(xh(t)/x(t))
【００２６】
また、演算部２４は、得られた瞬時位相φ(t)を時間微分することにより、瞬時周波数を算出する。すなわち、瞬時周波数fi(t)は、次式で表される。
fi(t)=(1/2π)・dφ(t)/dt
【００２７】
得られた瞬時周波数特性は、後述する実施例に示すように、情報信号の周波数における伝搬遅延特性を表している。したがって、出力部２５が、瞬時周波数特性に基づく伝搬遅延特性を、情報信号の周波数と共に出力することで、当該周波数に対応した伝搬遅延特性を得ることができる。この後、予め設定された周波数範囲において、情報信号の周波数を予め設定された周波数間隔で増加させ、各周波数の情報信号を含む測定用信号を用いて上記の手順を繰り返し、それぞれ瞬時周波数を算出することで、任意の周波数に対する伝搬遅延特性を容易且つ正確に取得することができる。これにより、例えば、ラジオ・テレビや無線LANの通信経路など、伝搬環境が時間的に不変あるいは時間変動の影響が小さい通信機器全般に対して、電磁波の伝搬遅延特性の周波数依存性を測定することができ、マルチパス干渉を軽減するために有用な情報を取得できる。出力部２５は、瞬時周波数特性を、対応する情報信号の周波数で正規化して出力するようにしてもよく、設定される周波数範囲が広い場合に特に有効である。
【００２８】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態には限定されない。例えば、測定用信号に含まれる情報信号の設定情報は、本実施形態においては送信装置１０に設けた入力部１１を介して行っているが、この入力部１１を受信装置２０に設置してもよく、受信装置２０で入力された設定情報を送信装置１０に送信することで信号生成部１２が測定用信号を生成するように構成してもよい。図３は、このような構成において、受信装置２０が備える表示画面Ｄの一例を示しており、タッチパネル等により設定情報を入力可能な入力部１１が表示画面Ｄの上部に形成され、演算部２４で演算を行った正規化瞬時周波数を表示する出力部２５が表示画面Ｄの下部に形成されている。正規化瞬時周波数は、例えば、２次元のグレースケールマップ、カラーマップ、コンターマップなどにより表示することができる。
【００２９】
また、送信装置１０および受信装置２０の間で送受信される測定用信号は、必ずしも電磁波に限定されるものではなく、音波などであってもよい。この場合は、本実施形態の測定装置１において、送信部１３およびアンテナ１４の代わりに、スピーカ、振動子、ハイドロホン等を使用することができ、受信部２２およびアンテナ２１の代わりに、マイクロホン、加速度センサ、ハイドロホン等を使用することができる。
【００３０】
音波を測定用信号とする測定装置１は、コンサートホールや講義室を伝搬する音声信号、頭部内を伝搬する可聴骨導音や骨導超音波、生体内を伝搬する超音波診断装置からの医用超音波、魚群探知機からの水中超音波等についての伝搬遅延特性を取得することができる。設定される周波数範囲の具体例を挙げると、スピーカ等から提示される音声の場合は20 Hzから20 kHzの範囲、骨導可聴音や骨導超音波の場合は20 Hzから100 kHzの範囲、超音波検査で用いられる医用超音波の場合は1 Hzから20MHz、魚群探知機の水中超音波の場合は15 kHzから200kHzの範囲において、必要な周波数範囲を抽出することができる。これにより、スピーカや振動子等からの音波伝播経路の周波数依存性を測定することができ、マルチパス干渉の軽減、伝播経路の詳細な解析、伝搬システムの同定、さらには精度を可視化する上で有用な情報を取得できる。
【００３１】
測定装置１は、音声や環境音などの外部音を機械的振動により知覚することができる外部音知覚装置に組み込むことができる。図６は、本発明の一実施形態に係る外部音知覚装置のブロック図である。図６に示す外部音知覚装置１００は、外部音が入力される指向性マイクロホン３５と、指向性マイクロホン３５に入力された音信号に基づいて振動信号を生成する振動信号生成部３０と、振動信号を処理して出力信号を生成する信号処理部３７と、出力信号に基づいて生体に機械的振動を伝達する振動子１１３とを備えており、更に、送信装置１１０および受信装置１２０を備えて構成されている。図６においては、一方の耳に対応する構成のみを示しているが、他方の耳に対しても同様の構成を備えることが可能である。
【００３２】
図７は、図６に示す外部音知覚装置の全体構成図である。図７に示すように、指向性マイクロホン３５は、弾性変形可能なヘアバンド型の取付部材３８の両端部に設けられており、取付部材３８を使用者の頭部に装着した状態で、各耳の近傍において主軸が外側方を向くように配置される。また、振動子１１３は、取付部材３８から分岐する支持部３９に支持され、左右の乳様突起の近傍にそれぞれ配置される。
【００３３】
図６に示すように、指向性マイクロホン３５に入力された外部音は、増幅処理が行われた後、振動信号生成部３０に入力される。振動信号生成部３０は、キャリア信号発生部３２が、所定の振幅及び周波数を有するキャリア信号を生成し、キャリア信号変調部３３が、このキャリア信号を音信号に基づいて変調することにより、指向性マイクロホン３５への入力音に対応した振動信号を生成する。キャリア信号の周波数は、可聴域または超音波のいずれであってもよい。キャリア信号変調部３３における変調方式は、操作部３１を介して変更することが可能であり、指向性マイクロホン３５を左右の耳近傍に設ける場合には、それぞれの指向性マイクロホン３５に対して互いに異なる変調条件を入力することができる。
【００３４】
キャリア信号変調部３３で生成された振動信号は、平滑化フィルタ部３４において平滑化処理が施された後、信号処理部３７に出力されて、信号処理が施される。振動子１１３は、信号処理部３７からの出力信号に基づいて振動する。この結果、指向性マイクロホン３５に入力された外部音に基づいて、振動子１１３から機械的振動が人体に伝達される。なお、キャリア信号変調部３３は、音信号が入力されない期間は、振動信号を出力しないように制御する。
【００３５】
平滑化フィルタ部３４におけるフィルタ係数は、フィルタ生成部３６により設定される。フィルタ生成部３６は、周波数掃引された正弦波信号を振動子１３に印加することにより振動子１１３の端子間におけるインピーダンスの周波数特性を測定し、測定したインピーダンス特性に基づいて、フィルタ係数を設定する。フィルタ生成部３６の具体的な構成は、例えば、日本特許第４４２３３９８号公報に開示されている。
【００３６】
送信装置１１０および受信装置１２０のそれぞれの構成については、上記の測定装置１が備える送信装置１０および受信装置２０の構成と同様であるため、図６においては、図１と同様の構成部分に同一の符号を付している。送信装置１１０の信号生成部１２で生成された測定用信号は、上述した振動子１１３から機械的振動として送信され、可聴骨導または超音波骨導により人体の複数の伝搬経路を伝搬して、受信装置１２０が備える骨導マイクロホン１２２により受信される。
【００３７】
図８に示すように、骨導マイクロホン１２２は、加速度ピックアップ等の検出部１２２ａが、ウレタン等からなる保護材１２２ｂにより被覆されて耳栓状に形成されており、使用者の耳穴に装着されて、測定用信号をケーブル１２２ｃを介して出力する。骨導マイクロホン１２２は、耳穴に確実に固定できるように、長さＬが１．５〜２．５ｃｍ程度であることが好ましい。受信装置１２０は、受信した測定用信号に含まれる情報信号の周波数に対応する伝搬遅延特性を出力部２５から信号処理部３７に出力する。信号処理部３７は、この伝搬遅延特性に基づいて、前記振動信号に対する信号処理を行う。
【００３８】
本実施形態の外部音知覚装置１００によれば、外部音の入力に基づいて生成された振動信号が、平滑化フィルタ部３４においてフィルタリングされた後に、振動子１１３から伝達されるように構成されているので、伝達する機械的振動の周波数特性を、呈示する周波数帯域で平滑化することが可能になる。この結果、音声や環境音などの外部音の歪みを抑制することができ、使用者が外部音を明瞭に知覚することが可能になる。
【００３９】
また、送信装置１１０と受信装置１２０との間で測定した伝搬遅延特性に基づいて信号処理部３７が振動信号に対する信号処理を行うことにより、使用者が外部音の知覚をより明瞭に行うことができる。伝搬遅延特性に基づく信号処理の内容は、特に限定されないが、例えば、同側耳へ届く信号の周波数特性の平坦化や、対側耳へ届く信号のキャンセリングなどを行うことができる。
【００４０】
振動信号生成部３０の構成は、指向性マイクロホン３５に入力された音信号に基づいて振動信号を生成可能であれば、特に限定されない。例えば、日本特許第４９５３０８１号公報に開示されているように、振動信号生成部は、複数の指向性マイクロホン間における音信号のレベル差及び／又は時間差を算出して空間特性パラメータを取得し、複数の振動子間における振動信号のレベル差及び／又は時間差に相当する伝達特性パラメータが前記空間特性パラメータに補正係数を乗じた値となるように、各振動信号のいずれかを補正するものであってもよい。
【００４１】
また、骨導マイクロホン１２２は、本実施形態のように検出部１２２ａを保護材１２２ｂで被覆する代わりに、粘着剤やロウ、両面テープなどの接着手段を用いて、頭部や顔などの所望の部位に検出部１２２ａを直接貼り付けるものであってもよい。
【００４２】
更に、図９に示すように、検出部１２２ａを、ジンバル機構により互いに直交する２軸の回りに揺動可能に支持して、骨導マイクロホン１２２を構成することができる。図９に示す検出部１２２ａは、検出面を露出させるように第１の枠体５０に固定されており、第１の枠体５０は、第１の支持軸５２を介して第２の枠体５４に揺動自在に支持されている。そして、第２の枠体５４は、第１の支持軸５２と直交する第２の支持軸５６を介してケース４２の内部に揺動自在に支持されている。検出部１２２ａの検出面は、ケース４２の開口からわずかに突出しており、吸盤４４を所定の取付部位に吸着させると、検出部１２２ａの検出面が被吸着面に接触して押圧するように構成されている。ケース４２の底部（図の上部）中央には連通孔４２ａが形成されており、この連通孔４２ａに球状の袋状体４６が結合されている。袋状体４６はゴム材などの弾性材からなり、押圧により弾性変形可能に構成されている。袋状体４６の内部空間は、連通孔４２ａを介してケース４２の内部と連通している。
【００４３】
図９に示す骨導マイクロホン１２２によれば、袋状体４６を手で摘んだ状態で人体の所定の取付部位（例えば、顎や喉，頸部，乳様突起など）に吸盤４４を押し付けると、検出部１２２ａが人体に当接する。検出部１２２ａは、ジンバル機構により２軸回りに揺動可能に支持されているので、取付部位の表面が複雑な３次元曲面であっても、検出部１２２ａをこの曲面に適合した姿勢にすることができ、人体に確実に接触させることができる。この後、摘んでいた手を離すと、袋状体４６の形状復元力によりケース４２の内部が負圧になって吸着力が得られるので、吸盤４４による骨導マイクロホン１２２の取り付けを確実に行うことができ、骨導マイクロホン１２２の経時的な位置ずれや姿勢の変化を確実に防止することができる。骨導マイクロホン１２２を取り外す際には、袋状体４６を手で摘むことにより、ケース４２内部の負圧が低下し、吸盤４４を容易に取り外すことができる。
【００４４】
図９に示す骨導マイクロホン１２２を乳様突起に取り付ける場合には、図１０に示すように、フック状の係止具４８をケース４２の外面に設け、この係止具４８を耳の後ろに掛けることにより、美容上の問題を生じさせることなく、骨導マイクロホン１２２の取り付けをより確実に行うことができる。係止具４８は、ゴム材やバネなどからなる伸縮部４８ａおよびケース４２と螺合するネジ部４８ｂを備えることにより、ケース４２に対して伸縮自在で且つ回転自在に構成されており、これによって、装用感や取付安定性に個人差が生じるのを防止することができる。
【実施例】
【００４５】
以下に本発明の実施例を説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。【００４６】
本実施形態の測定装置の測定方法を利用して、骨導超音波の頭部内の伝搬に関する遅延特性の周波数依存性を測定した。測定条件は、下記のとおりである。
［測定対象］  人間生体頭部の超音波振動の伝搬（左側乳様突起部に信号入力し右（対側）外耳道入り口部で加速度応答計測）
［機材］  送信装置： 骨導振動子、受信装置：加速度ピックアップ
［測定周波数］  周波数範囲： 28 〜 32 kHz,  周波数間隔： 100 Hz
［送信信号］  正弦波10波【００４７】
受信装置で受信した測定信号の時間波形を図４に示す。図４（ａ）は、縦軸を情報信号の周波数として、測定信号の時間波形を並べて表示したものであり、横軸は遅延時間である。また、図４（ａ）に示す全ての周波数の時間波形を重畳させたものを、図４（ｂ）に示している。また、図４に示す測定信号の時間波形から算出された正規化瞬時周波数波形を図５に示す。図５（ａ）は、縦軸を情報信号の周波数として、正規化瞬時周波数波形を並べて表示したものであり、横軸は遅延時間である。また、図５（ａ）に示す全ての周波数の正規化瞬時周波数波形を重畳させたものを、図５（ｂ）に示している。【００４８】
図４に示すように、受信した測定信号の時間波形は、信号周波数に依存せずほぼ同じ遅延時間で振動を開始するが、正弦波の位相が急峻に変化している部分が周波数に応じて変化していることが観察できる（例えば、図４（ａ）に示す32 kHz, 500 sから28 kHz, 700 sにかけての領域Ａ）。図４および図５を比較すると、図４で測定用信号を検出する遅延時間と、図５で正規化瞬時周波数の値がほぼ１に収束する遅延時間とが一致している。また、図４で測定信号の時間波形の位相が急峻に変化する部分（例えば、領域Ａ）と、図５で正規化瞬時周波数の値が１から外れる部分（例えば、領域Ｂ）と一致する。この結果から、測定信号の時間波形および正規化瞬時周波数波形のいずれも、第１波のパスについて周波数依存性はないが、後続のパスに周波数依存性があり、正規化瞬時周波数に基づき、測定信号の伝搬遅延特性を測定可能であることがわかる。
【符号の説明】
【００４９】
１  測定装置
１０  送信装置
１１  入力部
１２  信号生成部
２０  受信装置
２３  同期検出部
２４  演算部
１００  外部音知覚装置
【図１】
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【図２】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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