(57)【要約】【目的】  自動的にイヤーパット部分の浮きを検出して低音を強調する「オーディオ信号制御方法及び装置」を提供することである。  【構成】  ヘッドホンの耳に対する装着状態を検出する２以上の圧力感知センサー(歪ゲージ)A,Bを該ヘッドホンの耳当て部分（イヤーパット）５３L、５３Rに取り付け、各センサーの感知信号を比較してイヤーパットが浮いているか監視し、浮いていればオーディオ信号の低域を強調する。【選択図】        図１
2006304052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドホンあるいはイヤーホンに入力するオーディオ信号を制御するオーディオ信号制御方法において、
前記ホンの耳に対する装着状態を検出する２以上の圧力感知センサーを該ホンの耳当て部に取り付け、
各センサーの感知信号を比較して前記ホンの装着状態がずれているか監視し、
装着状態がずれている場合には、オーディオ信号の低域を強調する、
ことを特徴とするオーディオ信号制御方法。
【請求項２】
オーディオ信号の低域成分を分離し、該低域成分をブーストして該オーディオ信号に付加することを特徴とする請求項１記載のオーディオ信号制御方法。
【請求項３】
オーディオ信号の低域の倍音成分を生成して該オーディオ信号に付加することを特徴とする請求項１記載のオーディオ信号制御方法。
【請求項４】
前記圧力感知センサーを前記ホンの左右の耳当て部に取り付けて、左右独立にオーディオ信号を制御することを特徴とする請求項１記載のオーディオ信号制御方法。
【請求項５】
ヘッドホンあるいはイヤーホンに入力するオーディオ信号を制御するオーディオ装置において、
前記ホンの耳当て部に取り付けられて該ホンの耳に対する装着状態を検出する２以上の圧力感知センサー、
各センサーの感知信号を比較して前記ホンの装着状態がずれているか調べる装着ずれ検出部、
装着状態がずれている場合には、オーディオ信号の低域を強調する低域強調回路、
を備えたことを特徴とするオーディオ装置。
【請求項６】
前記低域強調回路は、
オーディオ信号の低域成分を分離する分離部、
該低域成分をブーストするブースト部、
ブーストした低域成分をオーディオ信号に付加する付加部、
を備えたことを特徴とする請求項５記載のオーディオ装置。
【請求項７】
前記低域強調回路は、
オーディオ信号の低域成分を分離する分離部、
該低域成分の倍音成分を生成する倍音成分生成部、
該倍音成分を前記オーディオ信号に付加する付加部、
を備えたことを特徴とする請求項５記載のオーディオ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はオーディオ信号制御方法及び装置に係わり、特にヘッドホンあるいはイヤーホンに入力するオーディオ信号をこれらホンの耳に対する装着状態に基づいて制御するオーディオ信号制御方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘッドホンは図６に示すように、左右のハウジング１L,１Rを長さ調節可能なヘッドパット２に取り付け、該ハウジングにスピーカ内蔵のイヤーパット３L,３Rを取り付けた構造になっており、ハウジング１L,１RにはDSPやアンプを含むオーディオ回路が実装された基板１１や電池１２が内蔵されている。なお、オーディオ回路をソース側に設け、コードあるいは無線でオーディオ信号をスピーカに入力する構造のもある。イヤーパッド３L，３Rは図７の（A）に示すようにユーザの耳EARに押しつけるタイプや（B）に示すように耳を被うタイプがある。
かかるヘッドホンによれば、音を出せない環境や、周囲の騒音がうるさい環境においても音楽を楽しむことができ、しかも、部屋の条件に左右されずに、更には、スピーカにないクリアな音を聞ける利点を有している。
しかし、ヘッドホンを普通に頭に載せて耳にセットした場合、ヘッドパット２が長すぎると図８の１３で示すイヤーパット部分が耳元から浮いて耳を密閉できず、また、ヘッドパット２が短すぎると図８の１４，１５で示すイヤーパット部分が耳元から浮いて耳を密閉できなくなる。綿密にヘッドパット２の長さを調整すれば浮くことを防止することができるが、このように調整する人は少なく、浮いたままで使用することが多い。
しかし、イヤーパット部分が浮いてしまうと図９の（B）に示すように低音が減少する。なお、(A)はイヤーパットが正常に耳を密閉したときの周波数特性である。このためユーザはボリュームを上げて聞くようになるが、ボリュームを上げ過ぎてしまい、長時間の使用で耳を傷める問題が生じる。
ヘッドホンにおいて耳と音響ユニット間の距離を短くして低音のレベルを上昇したときに生じる中高域の上昇を補正する従来技術術がある(例えば特許文献１参照)。しかし、この従来技術は自動的にイヤーパット部分の浮きを検出して低音を上昇することにより、ボリュームの上げ過ぎを防止するものではない。
【特許文献１】特開平１０−３２８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以上から本発明の目的は自動的にイヤーパット部分の装着ずれ、すなわち、イヤーパット部分の浮きを検出して低音を強調することである。
本発明の別の目的は、イヤーパット部分の装着ずれ（浮き）が検出されたとき自動的に低音を強調してボリューム操作を不要にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題は本発明によれば、ヘッドホンあるいはイヤーホンに入力するオーディオ信号を制御するオーディオ信号制御方法において、前記ホンの耳に対する装着状態を検出する２以上の圧力感知センサーを該ホンの耳当て部分に取り付け、各センサーの感知信号を比較して前記ホンの耳当て部分が浮いているか監視し、浮いていればオーディオ信号の低域を強調するオーディオ信号制御方法により達成される。低域の強調制御は、オーディオ信号の低域成分を分離し、該低域成分をブーストして該オーディオ信号に付加することにより、あるいは、オーディオ信号の低域の倍音成分を生成して該オーディオ信号に付加することにより行われる。
また、上記課題は本発明によれば、ヘッドホンあるいはイヤーホンに入力するオーディオ信号を制御するオーディオ装置において、前記ホンの耳当て部分に取り付けられて該ホンの耳に対する装着状態を検出する２以上の圧力感知センサー、各センサーの感知信号を比較して前記ホンの耳当て部分が浮いているか調べる装着状態検出部、前記耳当て部分が浮いていればオーディオ信号の低域を強調する低域強調回路を備えたオーディオ装置により達成される。前記低域強調回路は、オーディオ信号の低域成分を分離する分離部、該低域成分をブーストするブースト部、ブーストした低域成分をオーディオ信号に付加する付加部により、あるいは、オーディオ信号の低域成分を分離する分離部、該低域成分の倍音成分を生成する倍音成分生成部、該倍音成分を前記オーディオ信号に付加する付加部により構成される。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、ヘッドホンあるいはイヤーホンの耳に対する装着状態を検出する２以上の圧力感知センサーを該ヘッドホンあるいはイヤーホンの耳当て部分に取り付け、各センサーの感知信号を比較して前記ヘッドホンあるいはイヤーホンの耳当て部分が浮いているか監視し、浮いていればオーディオ信号の低域を強調するようにしたから、自動的に耳当て部分の浮きを検出して低音を強調することができる。また、本発明によれば、耳当て部分の浮きが検出されたとき自動的に低音を強調してボリューム操作を不要にすることができる。この結果、ボリュームを上げ過ぎてしまい、長時間の使用で耳を傷めるという問題がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
ヘッドホンに入力するオーディオ信号を制御するオーディオ信号制御方法において、前記ヘッドホンの耳に対する装着状態を検出する２以上の圧力感知センサー(歪ゲージ)を該ヘッドホンの耳当て部分（イヤーパット）に取り付け、各センサーの感知信号を比較してイヤーパットに装着ずれが発生しているか、すなわち、イヤーパットが浮いているか監視し、浮いていればオーディオ信号の低域を強調する。例えば、オーディオ信号の低域成分を分離し、該低域成分をブーストして該オーディオ信号に付加することにより、あるいは、オーディオ信号の低域の倍音成分を生成して該オーディオ信号に付加することにより低域を強調する。
【実施例１】
【０００７】
図１は本発明のヘッドホンの外観図であり、左右のハウジング５１L,５１Rを長さ調節可能なヘッドパット５２に取り付け、該ハウジングにスピーカ内蔵のイヤーパット５３L,５３Rを取り付けた構造になっており、ハウジング５１L,１RにはDSPやアンプを含むオーディオ回路が実装された基板５４や電池５５が内蔵されている。また、イヤーパット５３L,５３Rのそれぞれにはイヤーパットの装着ずれ、すなわち、イヤーパットが耳元で浮いている状態を検出するために２以上の感圧センサー、例えば歪ゲージA，B，．．．が設けられている。なお、オーディオ回路をソース側に設け、コードあるいは無線でオーディオ信号をスピーカに入力することも可能である。
【０００８】
イヤーパット５３L，５３Rへの歪ゲージの取り付け法は、例えば図２(A)に示すように４つの歪センサーA〜Dを９０度の間隔で配置し、上の歪ゲージA，Dでイヤーパット上側の耳元への圧接状態を検出し、下の歪ゲージB，Cでイヤーパット下側の耳元への圧接状態を検出する。上部と下部の歪センサーが同等の歪を検出していれば装着ずれ(浮き)がなくイヤーパットは耳元に全体的に密着していると判定し、さもなければ浮きがあると判定する。あるいは図２(B)に示すように２つの歪センサーA〜Bを１８０度の間隔で配置し、上の歪ゲージAでイヤーパット上側の耳元への圧接状態を検出し、下の歪ゲージBでイヤーパット下側の耳元への圧接状態を検出し、(A)の場合と同様に浮きの有無を判定する。あるいは、図２（C）に示すように、３つの歪センサーA〜Cを１２０度の間隔で配置し、これら３つの歪センサーA〜Cでイヤーパットの上部、斜め左下、斜め右下における圧接状態を検出し、各歪センサーが同等の歪を検出していれば浮きがなくイヤーパットは耳元に全体的に密着していると判定し、さもなければ浮きがあると判定する。
【０００９】
図３は本発明のオーディオ装置の構成図であり、SPL，SPRは図１のイヤーパット５３L，５３Rに収容されている左右のスピーカ、SA〜SDは図２（A）に示す歪ゲージA〜Dの歪信号である。左右の装着状態検出部６１L，６１Rは同一の構成を備え、それぞれ左右のイヤーパットの装着ずれ(浮き)の有無を検出し、浮き検出信号をマイコン７１に入力する。例えば、左イヤーパットの装着状態検出部６１Lにおいて、差動アンプ６２aは歪信号SA、SCの差を演算し、差動アンプ６２bは歪信号SD、SBの差を演算し、絶対値回路６３a、６３bは各差信号の絶対値を演算して出力する。比較部６４a,６４bは各絶対値と閾値LRとを比較し、オアゲート６５はいずれかの差信号の絶対値が閾値LRより大きければ、左側のイヤーパットは耳周辺に密着して装着しておらず、上あるいは下に浮きが発生していると判定して浮き検出信号をマイコン７１に入力する。同様に、右イヤーパットの装着状態検出部６１Rは右側のイヤーパットの浮き発生を判定して浮き検出信号をマイコン７１に入力する。
マイコン７１は左あるいは右のイヤーパットに浮きが発生してことを示す浮き検出信号が入力すれば、DSP (Digital Signal Processor)７２に浮き発生による低域成分の強調を行うよう指示する。DSP ７２は左イヤーパットに浮きが発生していれば、左チャンネルのオーディオ信号ASLの低域成分を強調して左アンプ７３に入力し、右イヤーパットに浮きが発生していれば、右チャンネルのオーディオ信号ASRの低域成分を強調して右アンプ７４に入力する。この低域成分の強調により、イヤーパットの浮きに起因する低域成分の低下が自動的に補償されてボリューム操作が不要になる。
【００１０】
図４はDSP７２の実施例であり、左チャンネルの構成を示しているが右チャンネルの構成も同様である。出力切換部８１及びセレクタ８２はマイコン７１からの指示MC1,MC2に従って出力切り換え及びオーディオ信号選択を行う。すなわち、左側のイヤーパットに浮きが発生してなければ、出力切換部８１はオーディオ信号ASLを出力端子OUT１に出力し、セレクタ８２は該出力切換部８１から出力するオーディオ信号を選択してDSP処理部８３に入力する。DSP処理部８３はイコライジング処理、ボリューム処理などの通常のDSP処理を行ってアンプ７３に入力する。
一方、左側のイヤーパットに浮きが発生していれば、出力切換部８１はオーディオ信号ASLを出力端子OUT２に出力する。ハイパスフィルタフィルタ８４は出力端子OUT２から入力するオーディオ信号の所定周波数以上(例えば１００Hz以上)の高域成分を抽出して出力し、ローパスフィルタ８５は該オーディオ信号の１００Hz以下の低域成分を抽出して出力する。低域ブースト回路８６はマイコン７１からの低音強調指示に従って、該低域成分のパワーをブースト(強調)し、合成部８７はハイパスフィルタ８４から出力する高域成分と低域ブースト回路８６から出力する低域成分を合成してセレクタ８２に入力する。セレクタ８２は、浮きが発生しているから合成部８７の出力信号を選択し、DSP処理部８３は合成部８７から出力されたオーディオ信号に通常の音質、音量のDSP処理を行ってアンプ７３に入力する。なお、ハイパスフィルタ８４は必ずしも必要でなく、また、低音のブーストの程度を、浮きの度合い(絶対値回路６３a，６３bの出力レベル)に応じて制御するように構成することもできる。
【００１１】
図５はDSP７２の別の実施例であり、図４の構成と同一部分には同一符号を付している。異なる点は、ハイパスフィルタ８４を削除し、代わりに遅延回路９０を設けた点および低域ブースト回路８６に代えて倍音発生回路９１を設けて低音を強調する点である。左側のイヤーパットに浮きが発生していれば、出力切換部８１はオーディオ信号ASLを出力端子OUT２に出力する。ローパスフィルタ８５は所定周波数以下、例えば１００〜２００Hz以下の低域成分を抽出し、倍音発生回路９１はマイコン７１からの低音強調指示MC3に従って、該抽出された低域成分の周波数を２倍にした倍音信号を発生し、遅延回路９０は倍音発生に要する時間オーディオ信号を遅延し、合成部８７は遅延したオーディオ信号に倍音発生回路９１から出力する低域成分の倍音信号を合成してセレクタ８２に入力する。セレクタ８２は、浮きが発生しているから合成部８７の出力信号を選択し、DSP処理部８３は合成部８７から出力されたオーディオ信号に通常のDSP処理を行ってアンプ７３に入力する。
倍音発生回路９１は、例えば、サンプリング周波数fsのディジタルオーディオデータASLをメモリに一旦保存し、しかる後、２倍のサンプリング周波数２fsでメモリからディジタルオーディオデータを2回連続して読み出すことにより倍音信号を発生する。オーディオ信号から低域成分がなくなってもその倍音がオーディオ信号に含まれていれば、聴感上低域成分が存在するように聞こえる。この結果、図5の構成により、イヤーパッドの浮きにより低域成分が減少しても倍音を付加することにより補償することができる。
なお、図5において、倍音の振幅をイヤーパットの浮きの度合い(絶対値回路６３a，６３bのに出力レベル)に応じて制御するように構成することもできる。
以上、本発明によれば、自動的にイヤーパットの浮きを検出して低音を強調することができ、ボリューム操作が不要になり、ボリュームを上げ過ぎて耳を傷めるという問題をなくすことができる。
以上ではヘッドホンについて説明したがイヤーホンにも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のヘッドホンの外観図である。
【図２】歪ゲージの取り付け法説明図である。
【図３】本発明のオーディオ装置の構成図である。
【図４】DSPの実施例である。
【図５】DSPの別の実施例である。
【図６】従来のヘッドホンの外観図である。
【図７】イヤーパッドのタイプ説明図である。
【図８】イヤーパットの耳元からの浮き説明図である。
【図９】イヤーパットが浮いたときの周波数特性図である。
【符号の説明】
【００１３】
５１L,５１R  左右のハウジング
５２  ヘッドパット
５３L,５３R  イヤーパット
５４  オーディオ回路が実装された基板
A,B  感圧センサー、例えば歪ゲージ
【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】
2006304052.tif 000010
【図９】
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