일본 쪽에 공개된 좋은 논문이 있어서 번역된 내용을 올려 봅니다.
이미 인터넷에 공개된 문서라 저작권은 크게 문제 없겠지요.
The original document has been translated word-to-word, by udauda.
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○ 平原達也，青山裕樹，大谷真（富山県立大学・工学部）
* Physical characteristics of earphones for psychoacoustical experiments, by HIRAHARA Tatsuya, AOYAMA Hiroki, OTANI Makoto (Toyama Prefectural University).
1 はじめに
전기 음향 변환기의 선택은 소리 자극을 이용하는 청각 실험에 있어 중요하다.솔리드 스테이트·휴대용·오디오 플레이어의 보급에 수반하고, 같은 이어폰이 시장을 흔들고 있다. 이러한 이어폰에 대해서는, 그 주목적인 음악 청취에 관한 청감 리포트는 있다. 또, 인트라콘카형 이어폰의 특성에 관한 보고나 설계법에 관한 보고가 몇개인가 있다[1-3]. 그러나, 청각 실험용 이어폰으로서 그러한 물리 특성을 계측한 결과나, 종래의 헤드폰과 비교한 결과는 거의 없다[4].본 보고에서는, 9 종류의 이어폰의 IEC 711 커플러 응답, 실이응답, 음향 크로스턱 특성, 고조파왜특성을 측정한 결과에 대해 말한다.
2 イヤホンとヘッドホン
이어폰 및 헤드폰에 관한 규격으로서 EIAJ RC-8140 및 IEC 268-7 가 있다 [5,6]. 이어폰은 전기 음향 변환기를 총칭하는 용어로, 헤드폰은 이어폰 중에서 헤드 밴드를 이용하는 것을 가리킨다.그리고, Table 1 에 나타나듯이, 헤드폰 및 이어폰은 장착 상태에 의해서 그 형식이 명명되고 있다.또, 이 표에는 없지만, 소형 스피커를 귓전에 둔,이어 스피커형이라고도 불러야 할 타입도 있다.덧붙여 전기 음향 변환기의 종류에 의해서 동전형과 정전형의 구별이 있다.
이번 비교한 것은, 인트라콘카형 이어폰 4 종류와 삽입형 이어폰 5 종류이다. DNC-2007 는 2007 년의 대학 입시 센터 영어리스닝 시험에 이용된 것이다.또, 귀덮개형의 밀폐형 헤드폰과 이어 스피커형의 개방형 헤드폰 각 1 종류나 비교 대상으로했다. 전기 음향 변환기는 SR-001MK2 만이 정전형으로, 이외는 모두 동전형이다.
3 測定方法
이어폰의 제특성은, IEC 711 커플러를 내장한 HATS(Brüel & Kjær, 4128 C), 혹은 프로브 마이크(Etymotic Research, ER7C)를 삽입한 실이에 이어폰을 장착해 계측했다. ER7C 의 프로브는 외경 0.95 mm 내경 0.5 mm의 실리콘 튜브로, 그 종단을 고막 근방에 설치했다.
이어 폰의 제특성은, 오디오 analyzer(Brüel & Kjær, 3560 C)로부터 100 Hz 에서 20 kHz 까지 1/12 oct. 간격으로출력한 정현파 버스트 신호음을, IEC 711 커플러에 장착한 마이크 혹은 프로브 마이크로 검출해, 계측했다.이어폰 앰프로서는 오디오앰프(Accuphase E-308)를 이용했다. 덧붙여 프로브 마이크의 주파수 특성은 별도 측정해 보정했다.
4 結果と考察
측정 결과의 대표예로서 MX500, DNC2007(인트라콘카형 이어폰), MDR-EX90SL (삽입형 이어폰), HDA200(귀덮개형·밀폐형 헤드폰)의 커플러 응답과 실이응답을Fig.1 에 나타낸다.
커플러 응답은 4 개의 이어폰 드라이버를 4 회씩 HATS 에 장착해 계측한 16 회의 데이터의 평균치, 실이응답은 1개의 이어폰 드라이버를 4명의 피험자에게 4 회씩 장착해 계측한 16 회의 데이터의 평균치, 및 표준 편차이다. 어느 이어폰도 주파수특성은 평탄하지 않다. 외이도 공진에 의한 응답의 피크는, DNC 2007 으로 HDA200 에서는 약 2.5 kHz, 삽입형의 MDR-EX90SL 에서는 4 kHz, MX500 에서는 약 1.6 kHz에 있다. MX500 로 내리는 원인은 불명하다. 어느 이어폰도 5 ~ 10 kHz에서는 실이응답보다 커플러 응답이 크다.그 외의 대역에서는 MX500, DNC2007 의 실이응답과 커플러 응답이 잘 일치하고 있다. 이것은 다른 인트라콘카형 이어폰에서도 마찬가지이다. MDR-EX 90SL 는 저역의 실이응답이커플러 응답보다 낮다. 이것은 다른 삽입형 이어폰과 마찬가지로, 실이장착시의 음향 누설의 결과라고 생각할 수 있다. HDA 200 은저역의 실이응답이 커플러 응답보다 높다. 이것은 실이장착시가 HATS 장착시부터 머리 부분과 귀걸이와의 밀착도가높기 때문이다.
Fig.2 윗 그림은 각 이어폰의 실이장착시의 음향 크로스턱 특성이다.4 kHz 이하에서는 모두―45 dB 이하로, 10 kHz 이상에서는 음향 크로스턱은 증가해 20 kHz 에서는―10 dB 정도가 된다.
Fig.2 밑그림은 각 이어폰을 HATS 에 장착해, 1kHz 로 90 dB SPL 가 되는 입력을 주었을 때의 2 차 5 차의 고조파왜의 총화(THD)특성이다. THD 는 전대역으로―40 dB 이하이며 청각 실험에 큰 영향은 없다.
5 まとめ
이어폰의 실이응답과 커플러 응답은 일치하지 않는다. 인트라콘카형에서 양자는 비교적 잘 일치하고 있지만, 5 ~ 10 kHz에서는 실이응답보다 IEC 711 커플러 응답이 크다. 삽입형에서는 음향 누설의 영향이 저역에 미치고 있다. 음향 크로스턱특성과 THD 특성은 특별한 문제는 인정받지 못한다. 헤드폰 [7,8]과 같이 이어폰의 제특성은 여러가지이고, 청각 실험에이용하는 경우는, 그 제특성을 적절한 방법으로 확인해 두는 것이 중요할 것이다.
参考文献
1. 高橋千賀他，“耳載せヘッドホンの音響定 数評価による動作特性の解析，” 信学技報 EA2005-106, 11-16, 2006.
2. 小林惠他，“イントラコンカ形ヘッドホン の特性と音響負荷との関係について，”響学 講論 3-Q-7, 2007.
3. 小西重行 他，“イントラコンカ型ヘッドホ ンの設計目標周波数特性について，” 信学技 報 EA2004-135, 63-70, 2005.
4. 青山裕樹他, “聴覚実験用イヤホンの諸特 性，” 信学技報 SP2007-28, 25-30, 2007.
5. 大平郁夫, “オーディオ機器の規格と測定法 (3) : ヘッドホン，” 日本音響学会誌, 45(7), 556-564, 1989.
6. 日本電子機械工業会（EIAJ）規格 RC-8140 「ヘッドホン及びイヤホン」, 1998.
7. 平原達也，“聴覚実験に用いられるヘッドホンの物理特性，”日本音響学会誌 55(5)，370-376，1999.
8. 平原達也，“ヘッドホンの陥穽，”日本音響学会誌 53(10)，798-806，1997.
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