(57)【要約】【課題】左右のヘッドホンユニットがいずれの耳に装着されているかを判別可能なステレオヘッドホンを提供する。【解決手段】ヘッドホンユニットを利用者の耳殻に掛けて使用するインナーイヤー型、もしくはヘッドホンユニットを利用者の外耳道に挿入して使用するカナル型のステレオヘッドホン装置であって、ドライバユニットが内蔵されたハウジングを有する、二つのヘッドホンユニットと、利用者の一方の耳に前記ヘッドホンユニットを装着した場合に利用者の耳殻を検出し、他方の耳に装着した場合は利用者の耳殻を検出しない位置に配置された近接センサと、該近接センサの検出信号に基づいて、双方のドライバユニットに出力する左右の音声信号を決定する信号切換え手段とを有し、前記近接センサは、前記ハウジングに配置され、利用者の耳殻を内方より検出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドホンユニットを利用者の耳殻に掛けて使用するインナーイヤー型、もしくはヘッドホンユニットを利用者の外耳道に挿入して使用するカナル型のステレオヘッドホン装置であって、
ドライバユニットが内蔵されたハウジングを有する、二つのヘッドホンユニットと、
利用者の一方の耳に前記ヘッドホンユニットを装着した場合に利用者の耳殻を検出し、他方の耳に装着した場合は利用者の耳殻を検出しない位置に配置された近接センサと、
該近接センサの検出信号に基づいて、双方のドライバユニットに出力する左右の音声信号を決定する信号切換え手段と、
を有し、
前記近接センサは、前記ハウジングに配置され、利用者の耳殻を内方より検出する
ことを特徴とするステレオヘッドホン装置。
【請求項２】
各ヘッドホンユニットに設けられ、ヘッドホンを装着した利用者の皮膚と接触する一組の電極と、
前記電極間の電気抵抗を測定する導通判定手段を有し、
前記電極間に導通が認められない場合に、前記信号切換え手段が、双方のドライバユニットに出力する左右の音声信号を混合する
ことを特徴とする、請求項１に記載のステレオヘッドホン装置。
【請求項３】
前記ハウジングに備えられた加速度センサから、鉛直方向の加速度を取得することにより、もしくは利用者の操作により、装着されたヘッドホンユニットの上下方向を判定する手段を有し、
該判定結果と、前記近接センサの検出信号に基づき、信号切換え手段が、双方のドライバユニットに出力する左右の音声信号を決定する手段を有する
ことを特徴とする、請求項１ないし請求項２のいずれかに記載のステレオヘッドホン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、利用者に適した音声チャネルを出力するステレオヘッドホン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在市販されているヘッドホンは、耳殻に掛けて使用するインナーイヤー型、外耳道に深く挿入して使用するカナル型、ヘッドバンドにて左右の発音体が接続されたヘッドバンド型などの種類に分類することができる。いずれの種類も、多くの製品は左耳に使用するものと右耳に使用するものが互いにほぼ同形であるという特徴を有している。
【０００３】
利用者が、ほぼ左右同形であるヘッドホンを装着する際には、左右の向きが正しいことを確認しなければならない。左右が誤っている状態で使用すると、作り手の意図した通りの聞こえ方とならないだけでなく、コンサート等の映像ソフトである場合、左右が逆転し、音声と映像が一致しないという非常に不自然な聞こえ方となってしまう問題がある。また、立体音響においても、その音響効果が十分に発揮されないという問題が発生する。
【０００４】
一方、ヘッドホンの左右については、左右の耳の形状に応じた形となっている耳かけ型の製品等を除き、本体に刻印もしくは印刷された文字で利用者が識別する場合がほとんどである。そのため、耳に装着する前にこれを確認する作業が必要となる。利用者が確認を行わなかった場合や、記載されている文字を理解できなかった場合、または文字の識別が難しい視覚障害者にあっては、前述のような問題が発生し得る。
【０００５】
特許文献１によると、ヘッドバンド型のヘッドホン装置において、スピーカユニットに設けられた傾きセンサが耳の傾きを検出し、ヘッドホンがどちら向きに装着されているかを判定して、左右の音声チャネルを決定する技術が記載されている。これにより、利用者が本来の向きと逆方向にヘッドホンを装着した場合であっても、左右の音声チャネルを正しく出力することができる。
【０００６】
また、特許文献２によると、ヘッドバンド型のヘッドホン装置において、利用者の耳を覆うイヤーパッドの内側に設置された耳たぶ検出器が耳を検出し、ヘッドホンがどちら向きに装着されているかを判定して、左右の音声チャネルを決定する技術が記載されている。特許文献２に記載された発明では、利用者がヘッドホンを装着した際、イヤーパッドの内側に設置された耳たぶ検出器が、利用者の耳たぶを検出する。耳たぶ検出器は、ヘッドホンを装着した場合に利用者の後方から耳たぶを検出する位置に配置されており、物理的接触や光センサによる距離の計測結果等によって耳たぶを検知することができる。利用者がヘッドホンを逆方向に装着した場合、耳たぶ検出器は利用者の前方に来るため、検出のためのスイッチや導電ゴムは耳たぶに届かず、また、光センサが計測する距離は長くなる。耳たぶ検出器をこのように配置することで、ヘッドホンの装着方向を判定し、左右の音声チャネルを決定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−６０７４号公報
【特許文献２】特開２００２−１３５８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の手法を用いた場合、水平方向に対する利用者の耳の傾きを、スピーカユニ
ットが接触により検出するため、耳の大きさや、耳の形状によっては正しく装着方向を検出できない可能性がある。また、利用者においては、スピーカユニットが耳殻に接触するため、不快感を覚えるという問題がある。また、同発明の手法は、ヘッドバンド型以外のヘッドホン装置においては使用することができない。
【０００９】
また、特許文献２の手法を用いた場合、スイッチや導電ゴムなどの機械的接触によって耳たぶを検出する手段を用いると、前述した通り、耳の大きさや耳の形状によっては検出部が耳に届かない可能性があり、小さい耳を想定して設計すると、装置の接触が大きくなって利用者の不快度が増すという問題がある。光センサなどの非接触による検出手段を用いればこの問題は起きないが、耳の後部から耳たぶの検出を行うため、耳たぶが検出されるヘッドホンの装着方向と、耳たぶが検出されないヘッドホンの装着方向のどちらであってもセンサ面の前方に耳が存在する。このため、耳たぶ検出手段は距離の閾値を用いて耳たぶの有無を判断する必要があり、利用者の耳の大きさやヘッドホンの装着方法によっては正確に耳たぶを検出できない可能性がある。また、特許文献２に記載の発明も、ヘッドバンド型以外のヘッドホン装置においては使用することができない。
【００１０】
本発明は、上記の問題点を考慮してなされたものであり、左右のヘッドホンユニットがいずれの耳に装着されているかを判別可能なステレオヘッドホン装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係るステレオヘッドホン装置では、以下の手段または処理によって装着方向の検出および音声信号出力処理を行う。
【００１２】
本発明に係るステレオヘッドホン装置は、ヘッドホンユニットを利用者の耳殻に掛けて使用するインナーイヤー型、もしくはヘッドホンユニットを利用者の外耳道に挿入して使用するカナル型のステレオヘッドホン装置であって、ドライバユニットが内蔵されたハウジングを有する、二つのヘッドホンユニットと、利用者の一方の耳に前記ヘッドホンユニットを装着した場合に利用者の耳殻を検出し、他方の耳に装着した場合は利用者の耳殻を検出しない位置に配置された近接センサと、該近接センサの検出信号に基づいて、双方のドライバユニットに出力する左右の音声信号を決定する信号切換え手段と、を有し、前記近接センサは、前記ハウジングに配置され、利用者の耳殻を内方より検出することを特徴とする。
【００１３】
この構成により、近接センサが利用者の耳殻を検出したうえで装着方向を判断し、チャネルの反転が必要だと判断した場合は、音声チャネルを反転させてドライバユニットに出力することが可能となり、利用者はヘッドホンの装着方向を意識しなくても常に正しい音声を得ることができる。また、利用者の耳殻を内方から検出する位置に近接センサを配置することにより、センサと耳殻との距離を短くすることができ、確実に耳殻を検出することができる。
【００１４】
また、本発明に係るステレオヘッドホン装置は、各ヘッドホンユニットに設けられ、ヘッドホンを装着した利用者の皮膚と接触する一組の電極と、前記電極間の電気抵抗を測定する導通判定手段を有し、前記電極間に導通が認められない場合に、前記信号切換え手段が、双方のドライバユニットに出力する左右の音声信号を混合してもよい。
【００１５】
左右の電極間が絶縁していた場合は、二人の利用者が片方ずつ装着している、一人であっても片耳だけを装着している等、一人の利用者が両耳でヘッドホンを使用していないことが考えられるため、信号切換え部が、左右のドライバユニットに対し左右チャネルを混合した信号を供給する。これにより、利用者に対して自然な音声を伝達することが可能に
なる。
【００１６】
また、本発明に係るステレオヘッドホン装置は、前記ハウジングに備えられた加速度センサから、鉛直方向の加速度を取得することにより、もしくは利用者の操作により、装着されたヘッドホンユニットの上下方向を判定する手段を有し、該判定結果と、前記近接センサの検出信号に基づき、信号切換え手段が、双方のドライバユニットに出力する左右の音声信号を決定する手段を有していてもよい。
【００１７】
利用者が、ヘッドホンを上下逆に装着した場合、装着方向を正常に検出できなくなるため、判定の論理を反転させる手段を提供する。これにより、ヘッドホンの上下反転を検知し、利用者に対して正しい音声チャネルを出力させることが可能となる。利用者の操作は、スイッチ等にて行うことが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、左右のヘッドホンユニットがいずれの耳に装着されているかを判別可能なステレオヘッドホン装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態に係るヘッドホン装置の外観を表した図である。
【図２】第１の実施形態に係るヘッドホン装置の機能構成を示した図である。
【図３】第１の実施形態に係るヘッドホン装置の側面模式図である。
【図４】第１の実施形態に係るヘッドホン装置の正面模式図である。
【図５】第１の実施形態に係る近接センサ配置の変形例である。
【図６】第１の実施形態に係る装着方向判定部の動作フローチャートである。
【図７】第２の実施形態に係る側面模式図である。
【図８】第２の実施形態に係るヘッドホン装置の機能構成を示した図である。
【図９】第２の実施形態に係る加速度センサの配置を示した図である。
【図１０】第２の実施形態に係る装着方向判定部の動作フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１の実施形態）
本発明に係るステレオヘッドホン装置は、カナル型、およびインナーイヤー型ヘッドホンを想定している。カナル型、およびインナーイヤー型ヘッドホンは、ハウジングが利用者の耳の近傍に位置するため、ハウジング周辺に利用者の耳を検出するセンサを配置し、装着している耳を判別する。
【００２１】
図１は、第１の実施形態に係るヘッドホンの外観を示した図であり、図２は、第１の実施形態に係るヘッドホンの機能構成図である。第１の実施形態に係るヘッドホンは、発音体であるドライバユニット１０７ａ／ｂを格納するハウジング２０１ａ／ｂと、外耳道挿入部２０２ａ／ｂからなる一組のヘッドホンユニットを有している。また、一方のハウジング２０１ａには、近接センサ１０５が設けられている。近接センサ１０５は、利用者の耳殻を検出するために設けられ、利用者がヘッドホンユニットを片方の耳に装着した場合、耳殻と向き合い、他方の耳に装着した場合、耳殻と向き合わない位置に設けられている。近接センサ１０５については後述する。
【００２２】
また、外耳道挿入部２０２ａ／ｂは一対の電極１０９ａ／ｂを有しており、電極は、利用者がヘッドホンを装着した際に、皮膚と接触する位置に配置されている。
【００２３】
入力信号線１０３ａ／ｂよりヘッドホンに入力されたステレオ音声信号は、信号切換え部１０１、装着方向判定部１０２を含む信号切換え装置１０６を介して、左右のヘッドホ
ンユニットに出力される。装着方向判定部１０２が、近接センサや電極からの入力に基づき、左右に出力する音声チャネルを決定し、信号切換え部１０１が、決定されたチャネルの音声を出力信号線１０４ａ／ｂを経由してドライバユニット１０７ａ／ｂに出力する。
【００２４】
近接センサ１０５について説明する。近接センサ１０５は、ハウジング上もしくはハウジングの近傍の、利用者の耳殻より外に出ない位置に配置され、検出面は利用者の前後方向を向いていることが望ましい。このように配置することで、利用者の一方の耳にヘッドホンユニットを装着した場合は近接センサが耳殻と向き合い、他方の耳に装着した場合は近接センサが耳殻と反対方向を向くようになるため、ハウジングが装着された耳の左右を判定することができる。なお、近接センサ１０５は、赤外線センサもしくは超音波センサ等の、検出面から数ｃｍ以内の物体の存在を検出できるセンサが望ましい。
【００２５】
具体的な配置位置を、図３および図４を用いて説明する。図３は、第１の実施形態に係るヘッドホンを装着した状態を側面より示した図、図４は、同じく正面より示した図である。このヘッドホンを左耳に挿入した場合、近接センサは、図３（ａ）および図４のように利用者の前面を向く位置となるため、近接センサは耳殻を検出しない。一方、同じヘッドホンを右耳に挿入した場合、図３（ｂ）のように、近接センサは利用者の背面を向く位置となるため、耳殻を検出するようになる。よって、本実施形態に係るヘッドホンの場合、近接センサに反応があった場合は、ハウジングは右耳に挿入されており、近接センサに反応が無い場合は、ハウジングは左耳に挿入されていることがわかる。
【００２６】
なお、図３のようにヘッドホンユニット２０１ａを側面から見た場合、第１の実施形態においては、近接センサ１０５は左側を向いて配置されているが、図５のように、右側を向くように配置しても構わない。センサの向きを逆にすると、耳殻を検出する論理も逆となる。
【００２７】
次に、電極１０９ａ／ｂについて説明する。電極１０９ａ／ｂは、両側ヘッドホンユニットの、利用者の皮膚に接触する部分に配置されている。第１の実施形態では、外耳道挿入部２０２ａ／ｂに配置する。電極１０９ａ／ｂ間に微小な電圧を印加し、両電極間の電流を検出する。一人の利用者が両方のヘッドホンユニットを装着している場合、電流を検出することができる。
【００２８】
次に、装着方向判定部１０２および信号切換え部１０１について説明する。装着方向判定部１０２は、近接センサ１０５からの入力信号を取得し、近接センサの設置位置から、センサがある側のヘッドホンがどちらの耳に装着されているか判定を行い、左右いずれのドライバユニットに対してどちらのチャネルを出力するかを決定する。そして、信号切換え部１０１が、判定結果に基づいて、左右のドライバユニットに対して適切なチャネルを出力する。
【００２９】
具体的には、第１の実施形態の場合、近接センサ１０５が耳殻を検出した場合、装着方向判定部１０２は、ドライバユニット１０７ａを含むヘッドホンが、図３（ｂ）のように右耳に挿入されていると判定する。そのため、近接センサが耳殻を検出した場合は、信号切換え部１０１は、左入力信号線１０３ａより入力された信号を、出力信号線１０４ｂに出力し、右入力信号線１０３ｂより入力された信号を、出力信号線１０４ａに出力する。近接センサ１０５が耳殻を検出しない場合、装着方向判定部１０２は、ドライバユニット１０７ａを含むヘッドホンが、図３（ａ）のように左耳に挿入されていると判定するため、左右のチャネルは逆になる。
【００３０】
なお、電極１０９ａ／ｂ間に導通が無い場合は、二人の利用者がそれぞれのヘッドホンユニットを装着している場合や、一人の利用者が片方のヘッドホンユニットのみを装着し
ていることが考えられるため、左右のドライバユニットに対してモノラル音声を出力することが好ましい。そのため、導通が無い場合は、装着方向判定部１０２は装着方向の判断を行わずに、信号切換え部１０１が左右入力チャネルの混合を行う。具体的には、入力信号線１０３ａから入力された信号と、入力信号線１０３ｂより入力された信号を混合し、同じ信号を出力信号線１０４ａと出力信号線１０４ｂへ出力する。
【００３１】
図６は、装着方向判定部１０２の動作を示したフローチャート図である。装着方向判定部１０２は、まずステップＳ５１により、電極１０９ａ／ｂ間の導通の有無を判断する。導通が無い場合、ヘッドホンが一人の利用者の両耳に挿入されていないことを意味するため、ステップＳ５４へ遷移し、信号切換え部１０１は、両チャネルの音声信号を混合したうえで各出力信号線（１０４ａ／ｂ）に音声信号を出力する。導通が認められる場合、近接センサの反応を確認するステップＳ５２に遷移する。ステップＳ５２では、近接センサの反応有無を確認する。
【００３２】
次に、近接センサに反応がある場合についての説明を述べる。近接センサに反応がある場合、処理はステップＳ５５ａへ遷移し、センサを有する側、つまり出力信号線１０４ａへ右チャネルの音声信号を出力し、有さない側、つまり出力信号線１０４ｂへ左チャネルの音声信号を出力する。
【００３３】
次に、近接センサに反応が無かった場合についての説明を述べる。近接センサに反応がない場合、処理はステップＳ５５ｂへ遷移し、センサを有する側（出力信号線１０４ａ）へ左チャネルの音声信号を出力し、有さない側（出力信号線１０４ｂ）へ右チャネルの音声信号を出力する。
【００３４】
なお、センサを図５のように、本実施形態と左右逆方向に配置する場合、左右耳の判定論理が逆転するため、ステップＳ５５ａとＳ５５ｂにおいて、それぞれ逆のチャネルを出力するようにすればよい。
【００３５】
本実施形態においては、耳に挿入するタイプのヘッドホンにおいて、ヘッドホンのハウジングに近接センサを配置する。これにより、近接センサが耳殻を検出する方向にヘッドホンを装着した場合は、センサが耳殻にほぼ密着し、近接センサが耳殻を検出しない方向にヘッドホンを装着した場合は、センサの前方に障害物が無くなるため、検出距離は無限遠となる。つまり、従来技術のように精密に閾値を設定する必要が無いため、より正確に耳殻の検出ができるという利点がある。また、ハウジングが動いても、ヘッドホンを装着している限りセンサが耳殻より外に出ることがないため、使用中に誤作動が発生することがないという利点がある。また、機械的検出手段を用いる従来技術と比べると、耳殻への接触を伴わないため不快感が無いという利点がある。
【００３６】
また、利用者の人数を判定する手段を有することで、利用者が片耳のみでヘッドホンを使用した場合であっても、自然な音声が得られるという利点がある。
【００３７】
なお、利用者の人数判定を行わない場合、電極１０９ａ／ｂは設けなくても構わない。また、本実施形態においては、ハウジング２０１ａに近接センサを配置し、ハウジング２０１ｂには配置していないが、正確な検出のため、双方のハウジングに近接センサを設置してもよい。また、近接センサの配置位置については、利用者の耳殻を検出できる位置であれば、本実施形態のようにハウジングに内蔵されていてもよいし、ハウジングと連結された位置であってもよい。また、耳殻を検出できる範囲内において検出面の角度を変更しても構わない。電極１０９ａ／ｂについては、本実施形態のように、外耳道に接触する部分に設けたが、皮膚に接触する部分であればハウジング上に設けても構わない。
【００３８】
（第２の実施形態）
耳殻に掛けて使用するインナーイヤー型ヘッドホンにおいては、ハウジングの大きさや耳殻の形状によっては、ケーブルが下方に引っ張られ、耳から外れやすいという欠点がある。一方で、これを解消するため、ヘッドホンを上下逆にして装着し、ケーブルを耳殻に掛けることで落下を防止するという使用法がされる場合がある。このような使用法をすると、近接センサの検出結果から正しく左右を判定することができなくなり、チャネル判定が失敗する可能性がある。本実施形態では、このような使用法においても、左右チャネルを正しく出力できる手段を提供する。
【００３９】
図７は、第１の実施形態に係るヘッドホンを、上下逆に装着した状態を示した図である。第２の実施形態においては、装着方向判定部１０２は、ハウジングが上下逆に装着されているという情報を取得することで、左右チャネルの判定論理を逆にする機能を有する。
【００４０】
前記上下反転の判断方法について説明する。図８は、本実施形態に係る機能構成図である。加速度センサ１１０は、図９のように、ハウジングの鉛直方向の加速度を検出できる位置に配置する。図９（ａ）のように、正しい方向で装着された場合、加速度センサ１１０は重力加速度である約９．８ｍ／ｓ２を検出し、また、図９（ｂ）のように、上下逆に装着された場合は、約−９．８ｍ／ｓ２を検出するため、例えば、検出した加速度の符号を取得することによってハウジングの上下方向が判断できる。なお、加速度センサの代わりに利用者が操作可能な機械的スイッチを設け、スイッチが入っている場合は上下反転がされたとしてもよい。
【００４１】
前述のようなヘッドホンの装着方法を行った場合、近接センサ１０５は、想定した方向と逆を向くため、センサからの入力論理が反転する。例えば、図３（ａ）では、近接センサ１０５は耳殻を検出しないが、上下を反転させて図７のように装着した場合、耳殻を検出する。よって、第１の実施形態に係るヘッドホンの上下を反転させて装着した場合、装着方向判定部１０２は、ドライバユニット１０７ａが右耳に装着されていると判定するため、実際は左耳に装着されているにもかかわらず、右チャネルの信号を出力してしまう。そこで、ハウジングの上下反転を検出した場合、装着方向判定部１０２が左右チャネルの判定論理を逆にして音声信号の出力を行う。
【００４２】
図１０は、第１の実施形態に対して、ハウジングの上下反転を検出するステップＳ５３ａおよびＳ５３ｂを追加したフローチャートを表したものである。第１の実施形態において、近接センサの反応を確認した（ステップＳ５２）後、ステップＳ５３ａおよびＳ５３ｂにより、ハウジングの上下反転が行われていないか判断を行う。反転が行われている場合、ステップＳ５３ａからはステップＳ５５ｂへ、ステップＳ５３ｂからはステップＳ５５ａへと、ハウジングの反転が行われていない場合と比較して、左右のチャネルが逆になるよう遷移する。
【００４３】
このように、本実施形態においては、ハウジングの上下方向を取得する手段を付加することで、ヘッドホンが上下逆に装着された場合においても上下方向を検出し、利用者に対して正しい左右チャネルを出力することが可能となる。
【符号の説明】
【００４４】
１０１  信号切換え部
１０２  装着方向判定部
１０３ａ／ｂ  入力信号線
１０４ａ／ｂ  出力信号線
１０５  近接センサ
１０６  信号切換え装置
１０７ａ／ｂ  ドライバユニット
１０８  近接センサ駆動部
１０９ａ／ｂ  電極
１１０  加速度センサ
２０１ａ／ｂ  ハウジング
２０２ａ／ｂ  外耳道挿入部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014143451.tif 000008
【図７】
2014143451.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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