(57)【要約】  可聴領域から非可聴領域に至るまで、耳認証の精度を確保する。放音部（３）と、集音部（４）と、放音部と集音部とを収容する筐体（１）と、筐体の内部に形成され、放たれた音を所定の方向へ伝搬し、所定の方向からの音を集音部へ伝搬する音孔（５）と、音孔の少なくとも一部を被覆するイヤパッド（２）と、を備え、イヤパッドの端面であるイヤパッド側方端面（６）は、音孔の所定の方向の端面である音孔側方端面（７）よりも、少なくとも、所定の方向に突出しないよう構成されている。
2018216121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放音手段と、
集音手段と、
前記放音手段と前記集音手段とを収容する筐体と、
前記筐体の内部に形成され、前記放たれた音を所定の方向へ伝搬し、前記所定の方向からの音を前記集音手段へ伝搬する音孔と、
前記音孔の少なくとも一部を被覆するイヤパッドと、を備え、
前記イヤパッドの端面であるイヤパッド側方端面は、前記音孔の前記所定の方向の端面である音孔側方端面よりも、少なくとも、前記所定の方向に突出しないよう構成されている、イヤホン。
【請求項２】
前記音孔側方端面に防塵シートが設けられている、請求項１に記載のイヤホン。
【請求項３】
前記音孔側方端面と前記防塵シートとの間にＳＵＳ（Steel Special Use Stainless）メッシュが設けられている、請求項２に記載のイヤホン。
【請求項４】
前記イヤパッドは、当該イヤホンが耳穴に装着された際、前記筐体と前記耳穴との隙間を埋めるよう形成される、請求項１から３の何れか１項に記載のイヤホン。
【請求項５】
筐体内部に設けられた、音を外部へ伝搬する音孔の少なくとも一部を被覆するイヤパッドであって、
前記音孔の前記音の伝搬方向の端面である音孔側方端面よりも、少なくとも、前記音の伝搬方向に突出しないように構成された、当該イヤパッドの端面であるイヤパッド側方端面を備える、イヤパッド。
【請求項６】
前記音孔側方端面に防塵シートが設けられている、請求項５に記載のイヤパッド。
【請求項７】
前記音孔側方端面と前記防塵シートとの間にＳＵＳメッシュが設けられている、請求項６に記載のイヤパッド。
【請求項８】
前記筐体が耳穴に装着された際、前記筐体と前記耳穴との隙間を埋めるよう形成される、請求項５から７の何れか１項に記載のイヤパッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イヤパッド及びこれを用いたイヤホンに関する。
【背景技術】
【０００２】
個人を特定する生体認証として、顔認証、指紋認証、静脈認証などが一般的に知られている。そして、生体認証の他の例として、近年、耳介認証（以下、耳認証という。）が利用されつつある。耳認証とは、個々人の耳の穴の凹凸差を利用することで、個人を識別する生体（バイオメトリクス）認証技術の一つである。耳認証は、人間の耳穴形状に基づいて反響する音を用いた新たな生体認証技術として実用化されつつある。
耳の形状は複雑に入り組んでいる。そして、耳は、人間のみならず、耳を有する他の動物であれば、個体間の形状が比較的著しく異なる部位である。また、耳は、体格や容貌と比較しても、加齢による変化も少ない部位である。
そして、耳認証は、顔認証などの他の生体認証と比較して、以下のような特長を有している。その１つは、顔認証などのように、ユーザに何らかの動作を強いる必要がないという点である。もう１つは、可聴領域外の非可聴領域で認証を行うことで、ユーザが気づかない間に認証を行うことができるという点である。【０００３】
耳認証の仕組みについて、図１２Ａ、図１２Ｂを用いて説明する。図１２Ａ、図１２Ｂは、耳認証の仕組みについて説明する概略図である。
例えば、図１２Ａに示すように、マイク一体型イヤホンを用いて、マイク一体型イヤホンが内蔵する図示しないスピーカから出力した送信信号が、図１２Ｂの上図に示す耳介の外耳道を通って鼓膜で反響する場合を考える。送信信号が鼓膜及び外耳道により反響し、受信信号としてマイク一体型イヤホンが内蔵する図示しないマイクロホンに入力する。このとき、外耳道を通って出力した音が耳の中でどのように響いたかを観測する。
そして、図１２Ｂの下図に示すように、音響特性の違い、すなわち、外耳道の形状の違いに基づいて、横軸を周波数、縦軸を音圧としたときの、スペクトラム包絡線（山谷形状）の特徴を抽出して分析する。これにより、例えば、１．５ｋＨｚ付近に特徴が表れたＡさん、３．４ｋＨｚ付近に特徴が表れたＢさん、５．８ｋＨｚ付近に特徴が表れたＣさんのように、個人を特定することができる。【０００４】
このように、耳認証は、マイク一体型イヤホンを使用して、マイク一体型イヤホンのスピーカから出力した音が、耳の中でどう響くかを観測している。すなわち、外耳道を含めこれに限定されない耳穴形状に依存する音響特性で個人を特定している。さらに、耳認証は、マイク一体型イヤホンを装着していれば、常時認証が可能である。また、耳認証は、ユーザに気付かれることなく認証することが可能である。さらに、耳認証は、認証情報を盗聴され難いという利点がある。また、耳認証は、仮に認証時に音が盗聴されてとしても、再認証時にマイク一体型イヤホンのスピーカから発する音を変更すれば、盗聴を回避することができる。【０００５】
特許文献１には、以下のような技術が開示されている。その技術は、イヤホンハウジングに装着されるイヤチップの保持部が耳穴に保持され、保持部の全周が耳穴の内面に密着するイヤホンに関する技術である。そして、イヤチップの保持部の全周が耳穴に密着することで、耳穴内の空間は密閉又は半密閉された状態になる。この状態で、イヤチップの振動部が振動することに伴い、空間内に圧力変動が生じる。その結果、密閉又は半密閉された空間の容積を駆動して良質の低音再生を行う技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１４４０４０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
耳認証に対しては、対象周波数として、可聴領域である約２０Ｈｚから非可聴領域である２４ｋＨｚの範囲までカバーして欲しいという要望があった。しかしながら、耳認証に関連する技術では、約１０ｋＨｚから２４ｋＨｚの周波数において、音圧に個人の特徴（個人差）が表れ難いという問題があった。その結果、耳認証に関連する技術には、耳認証の精度が低下してしまうという課題があった。
さらに、耳認証が活用される場面として、都市の警備、重要施設の保守、医療機関などといった社会における重要なインフラが考えられる。そして、このような重要インフラに従事する警察官、警備員（ＳＰ：Security Police）、医療関係者などが利用する耳認証では、成りすましを防止することが求められる。この成りすましを防止する策として、非可聴領域（２０ｋＨｚから２４ｋＨｚ）の音域を利用することで、認証対象者が気付かない間に個人を特定することができる。また、広い周波数範囲において、確実に個人を特定することが可能な耳認証が要求されている。【０００８】
特許文献１には、イヤホンと耳穴とを密閉又は半密閉することで、良質の低音再生を行うイヤホンに関する技術が開示されている。しかしながら、特許文献１に記載された技術は、低周波数帯域の音を良好に再生することは記載されているものの、高周波数帯域の音の特徴をどのように捉えるかについては、何ら開示されていない。また、特許文献１に記載されているイヤホンは、マイクロホンを搭載していない。したがって、特許文献１に記載されている技術では、イヤホンから送出される高周波数帯域の音が、耳穴の中でどのように響くかという点に関して観測することができないという問題がある。【０００９】
本発明の目的は、可聴領域から非可聴領域に至るまで、耳認証の精度を確保することが可能なイヤパッド及びこれを用いたイヤホンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のイヤホンは、放音手段と、集音手段と、前記放音手段と前記集音手段とを収容する筐体と、前記筐体の内部に形成され、前記放たれた音を所定の方向へ伝搬し、前記所定の方向からの音を前記集音手段へ伝搬する音孔と、前記音孔の少なくとも一部を被覆するイヤパッドと、を備え、前記イヤパッドの端面であるイヤパッド側方端面は、前記音孔の前記所定の方向の端面である音孔側方端面よりも、少なくとも、前記所定の方向に突出しないよう構成されている。【００１１】
また、本発明のイヤパッドは、筐体内部に設けられた、音を外部へ伝搬する音孔の少なくとも一部を被覆するイヤパッドであって、前記音孔の前記音の伝搬方向の端面である音孔側方端面よりも、少なくとも、前記音の伝搬方向に突出しないように構成された、当該イヤパッドの端面であるイヤパッド側方端面を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の目的は、上述した課題を鑑み、可聴領域から非可聴領域に至るまで、耳認証の精度を確保するという課題を解決するイヤパッド及びこれを用いたイヤホンを提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態によるイヤパッドを用いたイヤホンの一例の全体を示す斜視図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ´断面図である。
【図３】第１実施形態のイヤパッドを用いたイヤホンを耳に装着し易い形状に加工した一例を示す図である。
【図４】図３のイヤパッドを用いたイヤホンを耳に装着したときの断面の一例を示す図である。
【図５】図１のイヤパッドを用いたイヤホンを耳に装着して耳認証評価を行ったときの周波数と音圧との関係の一例を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態のイヤパッドを用いたイヤホンの音孔先端部の構成の一例について説明する図である。
【図７】第２実施形態のイヤパッドを用いたイヤホンの周波数特性の測定環境について説明する概略図である。
【図８】第２実施形態のイヤパッドを用いたイヤホンの周波数特性の一例を示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態によるイヤパッドを用いたイヤホンの概略構成の一例を示す図である。
【図１０】耳認証に関連する技術を利用したイヤパッドを用いたイヤホンの一例の全体を示す斜視図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ´断面図である。
【図１２Ａ】耳認証の仕組みについて説明する概略図である。
【図１２Ｂ】耳認証の仕組みについて説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
まず、本発明の実施形態の説明に入る前に、耳認証に関連する技術について、図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は、耳認証に関連する技術を利用したイヤパッドを用いたイヤホンの一例の全体を示す斜視図である。図１１は、耳認証に関連する技術を利用したイヤパッドを用いたイヤホンの断面の一例を示す図である。
なお、本実施形態では、イヤホンから出力された音信号が耳介の外耳道を通って鼓膜／外耳道で反響したり、鼓膜や外耳道を透過した音が鼓膜の奥や骨などによって反響し、再び外耳道を通って出力された音信号が耳の中でどのように響いたかを観測して耳認証を行っている。したがって、以下説明する本実施形態のイヤホンは、音信号を出力する放音手段の一例であるスピーカと、外耳道を通って出力された音信号を入力する集音手段の一例であるマイクロホンとを搭載している。しかしながら、イヤホンのどの位置にスピーカとマイクロホンとを搭載するかは本発明の本質的な部分ではないため、以下の実施形態において詳細な説明は省略する。
【００１５】
図１０及び図１１に記載されている双方向矢印の、上、下、内、外は、イヤホン１０が図示しない耳に装着される場合の方向を示したものである。上方向はイヤホン１０の上方向を示す。下方向はイヤホン１０の下方向を示す。また、内方向はイヤホン１０が装着される耳の内部方向を示す。外方向はイヤホン１０が耳から脱着される外方向を示す。この方向は、以下の実施形態においても同様である。また、イヤホン１０には、右耳用と左耳用とが存在する。以下の説明では、右耳用と左耳用とを特段区別しないで説明する。さらに、イヤホン１０には通常、音源である機器に接続するためのコードが接続されているが、図１０及び図１１では、コードの記載を省略している。この点も、以下の実施形態において同様である。
【００１６】
耳認証に関連する技術を利用したイヤパッドを用いたイヤホン１０は、図１０及び図１１に示すように、イヤホン本体（筐体）１１と、イヤパッド１２とを有する。イヤパッド１２は、ウレタンなどの多孔質材料で構成されている。イヤパッド１２は、イヤホン本体１１に対して、音孔１５を包み込むように装着される。音孔１５は、図示しないスピーカから耳穴へ向けて放たれた音を、耳穴の内部方向へ伝搬する孔である。また、音孔１５は、放たれた音が耳穴の中で反響した音を図示しないマイクロホンで集めるため、耳穴の外部方向へ伝搬する孔である。すなわち、音孔１５は、音の伝搬方向（内外方向）に形成されている。そして、音孔１５は、イヤホン本体１１の内部に形成されている。さらに、イヤパッド１２は、イヤホン本体１１の音孔１５から出力される音を耳に出力する。そのため、イヤパッド１２には、音孔１５の周囲Ｔを囲む部分に孔が形成されている。そして、イヤパッド１２の内面は、イヤホン本体１１の当接部１３を介してイヤホン本体１１に固定される。イヤパッド１２が装着されたイヤホン１０は、図示しない耳穴に向けて内方向に装着される。図１１のＢ−Ｂ´点線は、イヤホン本体１１の音孔１５の先端部１４を示している。
【００１７】
耳認証に関連する技術を利用したイヤパッド１２を用いたイヤホン１０を使用して耳認証評価を行った結果について説明する。被試験者は４名で、測定回数はイヤホン１０の脱着を行わずに各名３０回の合計１２０回である。測定環境は、無響音室ではない音響試験室を使用した。イヤホン１０から出力するスピーカの音量は、周波数１ｋＨｚにおいて６５ｄＢｓｐｌ（６５ｄＢＡ相当）とした。被試験者の耳穴を通じて出力される音を拾うマイクロホンのアンプを２０ｄＢとした。そして、被試験者４名の周波数特性を、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）測定器を使用して測定を行った。
【００１８】
イヤパッド１２を用いたイヤホン１０を使用して耳認証評価を行った結果、周波数約１０ｋＨｚ以上の部分で、被試験者４名の間で、音圧レベルに顕著な差は表れず、類似する波形となった。したがって、この耳認証に関連する技術を利用したイヤパッド１２を用いたイヤホン１０場合、周波数特性に個人の特徴が表れない。その結果、耳認証に関連する技術では、耳認証の認証精度が低下してしまうという問題がある。
【００１９】
周波数特性に個人差が表れない要因として、上記したように、イヤパッド１２の材質が、ウレタンなどの多孔質材料であることが考えられる。多孔質材料は、骨格部分とその間の隙間（気泡）とから構成されている。多孔質材料に音が入ると、空隙（気泡）中で、音エネルギーの一部が、骨格部分の周壁との間の摩擦、粘性抵抗、及び骨格の振動などの影響を受け、熱エネルギーに変換される。このため、多孔質材料に音が入ると、音のエネルギーの一部が吸収されることが知られている。要するに、イヤパッド１２の気泡内で、空気の粘性摩擦が発生している。その結果、音圧のピークがカットされているのである。したがって、イヤホン１０のイヤパッド１２が、イヤホン本体１１の音孔１５の先端部１４から内方向に突出している構造になっていることが、周波数特性に個人の特徴が表れない要因であると考えられる。また、イヤパッド１２がシリコン材料の場合であっても、イヤパッド１２がイヤホン本体１１の音孔１５の先端部１４よりも前（内方向）に存在すると、イヤパッド１２の構造に伴い、周波数特性が影響を受けることも知られている。
このように、耳認証に関連する技術を利用したイヤパッドを用いたイヤホンでは、耳認証の認証精度を得ることが難しい。この関連する技術が有する課題を解決する、本発明のイヤパッド及びこれを用いたイヤホンの実施形態について、以下説明を行う。
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
初めに、本発明の第１実施形態によるイヤパッドを用いたイヤホンの概略構成を説明する。図１は、本発明の第１実施形態によるイヤパッドを用いたイヤホンの概略構成の一例を示す図である。図２は、図１のＸ−Ｘ´断面図である。
図１に示すように、本実施形態によるイヤホン１００は、イヤホン本体（筐体）１１０と、内方向（耳穴方向）に突出する部分が切断されたイヤパッド（以下、短縮イヤパッドという。）１２０とを有する。短縮イヤパッド１２０は、ウレタンなどの多孔質材料で構成されている。
【００２１】
短縮イヤパッド１２０は、イヤホン本体１１０に対して、音孔１５０を包み込むように装着される。音孔１５０は、図示しないスピーカから耳穴へ向けて放たれた音を、耳穴の内部方向へ伝搬する孔である。また、音孔１５０は、放たれた音が耳穴の中で反響した音を図示しないマイクロホンで集めるため、耳穴の外部方向へ伝搬する孔である。すなわち、音孔１５０は、音の伝搬方向（内外方向）に形成されている。そして、音孔１５０は、イヤホン本体１１０の内部に形成されている。なお、音孔１５０の形状は、円柱状であってもよいし、角柱状であってもよい。さらに、短縮イヤパッド１２０は、イヤホン本体１１０の音孔１５０から出力される音を耳に出力する。そのため、短縮イヤパッド１２０には、音孔１５０の周囲Ｔを囲む部分に孔が形成されている。そして、短縮イヤパッド１２０は、イヤホン本体１１０が耳穴の入口と当接する領域Ｚに対応するイヤホン本体１１の内部に形成された音孔１５０を被覆している。また、短縮イヤパッド１２０の内面は、イヤホン本体１１０の当接部１３０を介してイヤホン本体１１０に固定される。短縮イヤパッド１２０を装着したイヤホン１００を、図示しない耳穴へ向けて内方向に装着する。
【００２２】
ここで、図２に示すように、短縮イヤパッド１２０の内方向の端部と、イヤホン本体１１０の音孔１５０の先端部１４０とは、点線Ｙ−Ｙ´において段差が無くフラットな状態となっている。図２では、短縮イヤパッド１２０の耳穴の内部方向の端面であるイヤパッド側方端面６と、音孔１５０の耳穴の内部方向の端面である音孔側方端面７とは、点線Ｙ−Ｙ´において段差がなくフラットな状態を示している。しかしながら、短縮イヤパッド１２０の耳穴の内部方向の端面であるイヤパッド側方端面６が、音孔１５０の耳穴の内部方向の端面である音孔側方端面７よりも、少なくとも、耳穴の内部方向に突出しないよう構成されていればよい。
【００２３】
すなわち、上記説明した耳認証に関連する技術を利用したイヤホン１０のイヤパッド１２は、イヤホン本体１１の音孔１５の先端部１４から内方向に突出している構造となっていた。そのため、耳認証に関連する技術では、イヤパッド１２の多孔質材料が音エネルギーを吸収し、音圧のピークをカットしていた。本実施形態では、イヤホン本体１１０の音孔１５０の先端部１４０）から内方向に突出するイヤパッド１２０の部分を切断し、短縮化を図っている。その結果、音孔１５０から出力される音エネルギーと、鼓膜・外耳道に限定されない耳穴形状に依存する反響音とが、短縮イヤパッド１２０で吸収されることを防止している。この点については、後述する。
【００２４】
次に、本実施形態のイヤパッドを用いたイヤホンを耳に装着し易い形状に加工した場合について、図３、図４を用いて説明する。図３は、第１実施形態のイヤパッドを用いたイヤホンを耳に装着し易い形状に加工した一例を示す図である。また、図４は、図３のイヤパッドを用いたイヤホンを耳に装着したときの断面の一例を示す図である。なお、図３、図４は、図１、図２と比較して、内方向と外方向とを逆に示している。
【００２５】
図３において、耳に装着し易い形状に加工したイヤホン１００は、イヤホン本体１１０と、内方向に突出する部分が切断された短縮イヤパッド１２０とを有する。イヤパッド１２０を装着したイヤホン１００を、図４に示す外耳道１６０へ向けて耳の内方向に装着する。上記したように、短縮イヤパッド１２０と、イヤホン本体１１０の音孔１５０の先端部１４０とは、図３、図４の点線Ｙ−Ｙ´において段差が無い状態となっている。また、上記図２において説明したように、図３においても、短縮イヤパッド１２０の耳穴の内部方向の端面と、音孔１５０の耳穴の内部方向の端面とは、点線Ｙ−Ｙ´において段差がなくフラットな状態を示している。しかしながら、短縮イヤパッド１２０の耳穴の内部方向の端面が、音孔１５０の耳穴の内部方向の端面よりも、少なくとも、耳穴の内部方向に突出しないよう構成されていればよい。短縮イヤパッド１２０は、イヤホン本体１１０から音を出力する孔である音孔１５０の周囲Ｔ´を囲むように装着される。そして、短縮イヤパッド１２０の内面は、イヤホン本体１１の当接部１３０を介して固定される。なお、図３、図４において、短縮イヤパッド１２０の耳穴の内部方向の端面が、音孔１５０の耳穴の内部方向の端面よりも、少なくとも、耳穴の内部方向に突出しないよう構成されている部分（点線Ｙ−Ｙ´）に装着される部材１７０については、後述する。
【００２６】
そして、図３、図４に示すように、短縮イヤパッド１２０の耳に当接する部分を、一点鎖線Ｅで示すような形状としている。これは、耳穴（外耳道）と耳との間に隙間ができてしまうからである。すなわち、イヤホン本体１１０と、耳との間の密閉性を確保するため、短縮イヤパッド１２０の形状を、図３、図４の一点鎖線Ｅで示すような形状としている。なお、一点鎖線Ｅの形状は一例であり、イヤホン本体１１０と耳との間の密閉性を確保することができる形状であれば、如何なる形状であってもよい。短縮イヤパッド１２０の外方向の端部の形状を一点鎖線Ｅで示すような形状とすることに伴い、耳認証に関連する技術では困難であった、高周波数領域における音の特徴量を捉え易くなるという効果が得られる。
【００２７】
さらに、本実施形態のイヤパッドを用いたイヤホン１００は、次に述べるような特長を有している。短縮イヤパッド１２０の耳穴の内部方向の端面が、音孔１５０の耳穴の内部方向の端面よりも、少なくとも、耳穴の内部方向に突出しないよう構成することに伴い、図４の長さＲで示すように、外耳道１６０が短縮イヤパッド１２０で覆われる領域を少なくしている。換言すれば、短縮イヤパッド１２０を用いることで、外耳道１６０の露出長（長さＲ）を長くすることとしている。外耳道１６０の露出長（長さＲ）を長くすることに伴い、外耳道を通る音の特徴量を多く捉えることができる。その結果、個々人の外耳道を通る音の相違を取得し易くなる。これにより、耳認証の精度を向上させることができるという効果が得られる。
【００２８】
また、短縮イヤパッド１２０の耳穴の内部方向の端面が、音孔１５０の耳穴の内部方向の端面よりも、少なくとも、耳穴の内部方向に突出しないよう構成することに伴い、イヤパッド自体の音の特徴を取得しなくて済むことになる。その結果、耳認証に関連する技術で問題となっていた、イヤパッドで音のエネルギーの一部が吸収されてしまうという現象を回避することができる。さらに、耳認証に関連する技術で採用していたイヤパッドの長さに起因する音圧の減衰を減少させることができる。
【００２９】
次に、短縮イヤパッド１２０の耳穴の内部方向の端面が、音孔１５０の耳穴の内部方向の端面よりも、少なくとも、耳穴の内部方向に突出しないよう構成したイヤホン１００を耳に装着して耳認証を行ったときの周波数と音圧との関係について説明する。図５は、図１のイヤパッドを用いたイヤホンを耳に装着して耳認証評価を行ったときの周波数と音圧との関係の一例を示す図である。
【００３０】
被試験者は２名で、測定回数はイヤホン１００の脱着を行わずに各名３０回の合計６０回である。測定環境は、無響音室ではない音響試験室を使用した。イヤホン１００から出力するスピーカの音量は、周波数１ｋＨｚにおいて６５ｄＢｓｐｌ（６５ｄＢＡ相当）とした。被試験者の耳穴を通じて出力される音を拾うマイクロホンのアンプを２０ｄＢとした。そして、被試験者２名の周波数特性を、ＦＦＴ測定器を使用して測定を行った。図５に、各名３０回ずつ測定を行った平均値を、横軸を周波数、縦軸を音圧として表わした結果を示す。
【００３１】
図５に示すように、被試験者であるＡさん（実線）とＢさん（破線）との間に、周波数１０ｋＨｚ〜２５ｋＨｚの範囲で、最大１２ｄＢＶの音圧の差異が生じている。耳認証に関連する技術で問題となっていた、周波数特性に個人の特徴が表れないという問題は、本実施形態のイヤパッドを用いたイヤホン１００を用いることに伴い、解消されていることが分かる。その結果、本実施形態の短縮イヤパッド１２０を用いたイヤホン１００を使用すれば、耳認証の認証精度を向上させることが可能になる。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態によるイヤパッドを用いたイヤホンの概略構成を説明する。図６は、第２実施形態のイヤパッドを用いたイヤホンの音孔先端部の構成の一例について説明する図である。図６の右側の図面は、左側の図面の部材１７０の構成を説明する分解斜視図である。
【００３３】
図６の右図に示すように、イヤホン本体１１０の音孔１５０の先端部１４０には、イヤパッド１２０に加えて、部材１７０として防塵シート１７４を貼付している。ただし、防塵シート１７４のみをイヤホン本体１１０の音孔１５０の先端部１４０に貼付した場合、以下のような問題がある。それは、尖頭状の部材がイヤホン本体１１０の音孔１５０の先端部１４０に当接すると、防塵シート１７４が簡単に破けてしまうという問題である。これを解消するため、本実施形態では、一例としてＳＵＳ（Steel Special Use Stainless）メッシュ１７２を、イヤホン本体１１０の音孔１５０の先端部１４０に、両面テープ１７１を介して貼付している。そして、ＳＵＳメッシュ１７２と防塵シート１７４とを、両面テープ１７３を介して貼付することとしている。すなわち、イヤホン１００の外方向から内方向にかけて、両面テープ１７１、ＳＵＳメッシュ１７２、両面テープ１７３、防塵シート１７４の順番で部材１７０を構成している。そして、この部材１７０を、イヤホン本体１１０の音孔１５０の先端部１４０に貼付している。
【００３４】
人間の部位に装着される機器に対して、防水加工や防塵加工が施すことは一般的に行われている技術である。本実施形態において、部材１７０として、防水シートではなく防塵シートを採用した理由について、以下の図７及び図８を用いて説明する。図７は、第２実施形態のイヤパッドを用いたイヤホンの周波数特性の測定環境について説明する概略図である。図８は、第２実施形態のイヤパッドを用いたイヤホンの周波数特性の一例を示す図である。
【００３５】
図７に示すように、イヤホン本体１１０の音孔１５０の先端部１４０に部材１７０を貼付した。そして、イヤホン本体１１０の部材１７０から３０ｍｍ離れた地点に試験用マイクロホン１８０を配置した。この状態で、イヤホン１００の音孔１５０から出力される音信号の周波数に対する音圧レベルを測定した。部材１７０を構成するものとして、防塵シート１、防塵シート２、防水シート１、防水シート２、そして、防塵防水シートなし、の５パターンについて測定を行った。その結果を図８に示す。
【００３６】
図８を参照すると、シートなし（実線）と、防塵シート１（点線）及び防塵シート２（破線）との間では、略すべての周波数帯域において音圧レベルの相違は見られなかった。これに対して、防水シート１（一点鎖線）と、防水シート２（二点鎖線）とは、シートなし（実線）、防塵シート１（点線）、防塵シート２（破線）と比較して、高周波数帯域（約１０ｋＨｚ以上）において、音圧レベルの著しい低下（最大約２６ｄＢＶ）が見られた。
【００３７】
これは、以下の理由に基づくものであると考えられる。その理由は、防塵シートは、シートがメッシュ状であるからである。すなわち、メッシュ状の網目を通じて空気が音を伝搬することに伴い、音圧レベルが減衰され難いからである。
これに対して、防水シートは、シートが膜状である。すなわち、膜状のシートが振動することに伴い、音が伝搬することになる。そうすると、音は、一旦、シートで遮られることになる。そして、音の周波数成分が高くなるにつれ、シートが振動する周期が短くなる。その結果、高周波数帯域の音ほど、シートで遮られる音量が増し、音圧レベルが減衰する。この図８に示した測定結果に基づいて、本実施形態では、防塵シート１７４を採用することとしている。
【００３８】
第１実施形態で説明した短縮イヤパッド１２０を採用することに伴い、耳認証に関連する技術と比較して、イヤホン本体１１０の音孔１５０が、より外気に触れ易くなる。その結果、イヤホン本体１１０の音孔１５０に粉塵が入り易くなる。粉塵が入り易くなるという問題を解決するため、本実施形態では、音孔１５０の先端部１４０に、部材１７０として防塵シート１７４とＳＵＳメッシュ１７２とを貼付することとしている。これにより、防塵効果を得ることができる。さらに、耳認証に関連する技術と比較して、高周波数帯域における音圧レベルに影響を与えることなく、可聴領域から非可聴領域に至るまで、耳認証の精度を確保するという効果が得られる。
【００３９】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態によるイヤパッドを用いたイヤホンの全体構成を説明する。
図９は、第３実施形態によるイヤパッドを用いたイヤホンの概略構成の一例を示す図である。本実施形態のイヤパッドを用いたイヤホン１００は、放音部３と、集音部４と、筐体１と、音孔５と、イヤパッド２とを有している。
【００４０】
放音部３は、音を放つものである。集音部４は、放たれた音を集めるものである。筐体１は、放音部３と集音部４とを収容するものである。音孔５は、筐体１の内部に形成され、放たれた音を所定の方向へ伝搬するものである。また、音孔５は、所定の方向からの音を集音部４へ伝搬するものである。イヤパッド２は、音孔５の少なくとも一部を被覆するものである。そして、イヤパッド２の端面であるイヤパッド側方端面６は、音孔５の所定の方向の端面である音孔側方端面７よりも、少なくとも、所定の方向に突出しないよう構成されている（点線Ｙ−Ｙ´）。
【００４１】
本実施形態では、イヤパッド２の端面であるイヤパッド側方端面６が、音孔５の所定の方向の端面である音孔側方端面７よりも、少なくとも、所定の方向に突出しないよう構成している。これにより、可聴領域から非可聴領域に至るまで、耳認証の精度を確保することが可能になる。
【００４２】
なお、上記実施形態では、耳認証の対象として人間を想定して説明を行っている。しかしながら、耳認証の対象として、人間に限定されることなく、外耳道を有する動物などの個体認証に対しても、本発明を適用することが可能である。
【００４３】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１    筐体
２    イヤパッド
３    放音部
４    集音部
５    音孔
６    イヤパッド側方端面
７    音孔側方端面
１００    イヤホン
１１０    イヤホン本体（筐体）
１２０    短縮イヤパッド
１３０    当接面
１４０    先端部
１５０    音孔
１６０    外耳道
１７０    部材
１７１、１７３    両面テープ
１７２    ＳＵＳメッシュ
１７４    防塵シート
１８０    試験用マイクロホン
【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】
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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１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【国際調査報告】
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