(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の周波数帯域に属する周波数の音波を収音する収音手段と、
ユーザによって触られたときに、前記特定の周波数帯域に属する周波数の音波を発生させる音波発生手段と、
前記収音手段によって収音された音波の波形に応じたコマンドを生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成されたコマンドを、当該コマンドに応じた動作を行う装置に出力する出力手段と
を備え、
前記音波発生手段は、
外部空間に対して開口し、ユーザによって触られる開口部と、当該開口部よりも前記収音手段に近い位置に開けられた孔とを有するレゾネータを備える
ことを特徴とするコマンド生成装置。
【請求項２】
前記音波発生手段は、ユーザによって触られる位置に設けられた複数の突起を備える
ことを特徴とする請求項１に記載のコマンド生成装置。
【請求項３】
前記音波は超音波である
ことを特徴とする請求項１または２に記載のコマンド生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コマンド生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機や携帯音楽プレーヤ等の携帯機器が、近年において急速に普及している。これらの携帯機器の筐体には、イヤホンマイクを装着可能なジャック端子が設けられていることが多い。イヤホンマイクには様々なタイプが存在するが、耳孔挿入式のものが一般的である。イヤホンマイクにおいては、利用者が携帯機器本体を操作することなく、イヤホンマイクに対して操作を行うことで、携帯機器にコマンドを入力することが可能なものがある。例えば特許文献１には、利用者がイヤホンマイク本体やイヤホンマイク装着位置の近傍の身体部位を指で叩くことにより、イヤホンマイクに内蔵された加速度センサが振動を検知し、検知した振動に対応するパルスがコマンドに変換されることで、コマンド入力操作を簡単に行うことが可能なものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４３６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、利用者がイヤホンマイクを装着した状態で例えば階段を上り下りするなどの運動を行った場合、その運動に起因する振動を加速度センサが検知してしまって、利用者の意図しない誤動作が起きることがある。特に最近は、ジョギングなどの運動を行いながら音楽を聴くユーザも多いから、このような誤動作の可能性をできる限り小さくすることが求められている。
本発明は上述の背景を鑑みてなされたものであり、コマンドの入力を意図していないユーザの運動によって生じる振動で誤動作が起きる可能性の低い仕組み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】
【０００５】
本発明は、特定の周波数帯域に属する周波数の音波を収音する収音手段と、ユーザによって触られたときに、前記特定の周波数帯域に属する周波数の音波を発生させる音波発生手段と、前記収音手段によって収音された音波の波形に応じたコマンドを生成する生成手段と、前記生成手段によって生成されたコマンドを、当該コマンドに応じた動作を行う装置に出力する出力手段とを備え、前記音波発生手段は、外部空間に対して開口し、ユーザによって触られる開口部と、当該開口部よりも前記収音手段に近い位置に開けられた孔と、を有するレゾネータを備えることを特徴とするコマンド生成装置を提供する。
【０００７】
別の好ましい態様において、前記音波発生手段は、ユーザによって触られる位置に設けられた複数の突起を備えるようにしてもよい。
【０００８】
別の好ましい態様において、前記音波は超音波であるようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、コマンドの入力を意図していないユーザの運動によって生じる振動で誤動作が起きる可能性を低くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るコマンド生成装置の斜視図
【図２】図１中の矢視II〜II方向から見たコマンド生成装置の構造を示す断面図
【図３】コマンド生成装置の電気的構成を示すブロック図
【図４】第１実施形態における共鳴動作を表した模式図
【図５】コマンド変換テーブルの一例を表した模式図
【図６】共鳴器の構造を示す模式図
【図７】共鳴器における共鳴周波数を表したグラフ
【図８】第２実施形態において共鳴器に共鳴管を用いる場合の模式図
【図９】第２実施形態において共鳴器に共鳴管を用いる場合の共鳴周波数を表したグラフ
【図１０】第３実施形態に係る構成の模式図
【図１１】第３実施形態における摺動超音波に関する実験を説明する図
【図１２】変形例３に係るコマンド生成装置の構造を表す模式図
【図１３】変形例３に係るコマンド生成装置の電気的構成を示すブロック図
【図１４】変形例３に係るコマンド変換テーブルの一例を表した模式図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、コマンド生成装置の一例として、コマンド生成装置がイヤホンマイクである場合を例に挙げて説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るコマンド生成装置１００の斜視図である。コマンド生成装置１００は、利用者の耳孔２００に挿入して使用されるものであり、イヤーピース１０、筐体２０、共鳴器３０、及びケーブル６０を備えている。イヤーピース１０は、コマンド生成装置１００のうち、利用者がコマンド生成装置１００を用いる際に耳孔２００に挿入される部分である。筐体２０は長手方向を有する円筒状の形状をしており、その長手方向の一端側にイヤーピースが取り付けられ、他端側に共鳴器３０が設けられている。筐体２０において、その長手方向のほぼ中央の部分にはケーブル６０の一端が接続されている。このケーブルの他端は、図示せぬ携帯電話機、携帯ゲーム機、或いは携帯音楽プレーヤ等の、コマンドに応じて音声を出力するという動作を行う装置（以降において出力機器という）のジャック端子に接続される。利用者は、指３００を用いて共鳴器３０を叩く（以下、タップするという）ことで、この共鳴器３０に共鳴音を発生させる。コマンド生成装置１００は、この共鳴音を用いて、出力機器に対するコマンドの生成及び入力を実現する。
【００１２】
図２は、図１中の矢視II〜II方向から見たコマンド生成装置１００の構造を示す断面図である。コマンド生成装置１００は、前述したイヤーピース１０、筐体２０、共鳴器３０及びケーブル６０のほか、筐体２０内に、シリコンマイクパッケージ４０、制御部５０及びスピーカ７０を備えている。共鳴器３０は、ヘルムホルツ型のレゾネータであり、図示するように、利用者の指によって触られることができるように外部空間に向かって開口した開口部と、その開口部よりもシリコンマイクに近い位置に設けられた孔と、これらの開口部と孔とを繋ぐ空間である共鳴室とを有している。利用者が指３００を用いて、開口部をタップすると、そのタップによって生じた音が共鳴室で共鳴して孔から発せられる。シリコンマイクパッケージ４０は、その内部にシリコンマイク４１（図４参照）及びＬＳＩ４２（図４参照）を備えている。共鳴器３０から発せられた共鳴音は、シリコンマイクパッケージ４０の内部に設けられたシリコンマイク４１によって収音される。シリコンマイク４１は、収音した共鳴音をアナログの電気信号に変換すると、この電気信号をＬＳＩ４２に出力する。
【００１３】
制御部５０は、入力された電気信号を「０」又は「１」の符号を表すパルスに変換する。そして制御部５０は、このパルスに基づいて、出力機器に入力するコマンド（例えば「ボリュームアップ」）を生成する。制御部５０は、出力機器のジャック端子に接続されたケーブル６０を介して、上記コマンドを出力機器に入力する。スピーカ７０は、出力機器から出力される音声信号に従って、音声を出力する。
【００１４】
次に、図３〜図５を用いてコマンド生成装置１００の機能を説明する。図３は、コマンド生成装置１００の電気的構成を示すブロック図であり、図４は、第１実施形態における共鳴動作を表した模式図である。
図４において、利用者が指３００を用いて、共鳴器３０における開口部３１をタップすると、共鳴室３２の内部（共鳴室３２の容積ともいえる）の空気が圧縮され、空気バネとして働くことで、開口部３１よりもシリコンマイクパッケージ４０に近い位置に開けられた共鳴孔３３からマイク格納室４５へ向けて共鳴音Ｒが発せられる。ここで、共鳴室３２の容積及び共鳴孔３３の孔径や孔長は、共鳴音Ｒが２０ｋＨｚ〜８０ｋＨｚの間の共鳴周波数を持つように設計されている。この周波数帯域は、いわゆる超音波の帯域に相当するが、その理由は、以下に述べるように２つある。１つ目の理由として、タップにより生じる共鳴音が利用者に聴こえると、利用者にとっては不快な音として感じられることがある。人間の可聴周波数の帯域は、一般的に２０Ｈｚから最大で２０ｋＨｚであるため、共鳴音Ｒが持つ周波数が、上記可聴周波数の帯域を越えるものとなるように設計することで、共鳴音Ｒが利用者に聴こえないようにしているわけである。２つ目の理由は、誤動作の観点からの理由である。例えば周囲の雑音等の生活音や、利用者がコマンド生成装置１００における開口部３１以外の部分に触れた場合に発生する音波によって、コマンド生成装置１００が誤動作を起こす可能性が存在する。そこで、コマンド生成装置１００が上記のような誤動作を起こす可能性を低くするために、伝播距離が比較的小さい２０ｋＨｚ〜８０ｋＨｚの間の周波数を、共鳴音Ｒが持つようにしているわけである。仮に、コマンド生成装置から遠くにある発生源から上記周波数帯域の超音波が発せられたとしても、それは減衰してしまって、シリコンマイク４１に届く可能性が小さくなるため、シリコンマイク４１は、このような超音波を除外し、近くにある共鳴器３０からの超音波のみを優先的に検出することが可能になる。さらに、共鳴音Ｒの音圧は急峻なピークを有するので、コマンド生成装置１００は、このピークの高さ（音圧）を測定し、この測定値と予め閾値として記憶しておいた値とを比較して、測定値が閾値を超えたときに超音波を検出する、というようにすれば、より誤動作を少なくすることができる。そして、開口部３１、共鳴室３２、及び共鳴孔３３からなる共鳴器３０は、利用者によって触られたときに、特定の周波数帯域に属する周波数の音波を発生させる音波発生手段として機能する。
【００１５】
共鳴孔３３から発せられた共鳴音Ｒは、マイク格納室４５に設けられたシリコンマイクパッケージ４０内部のシリコンマイク４１によって収音される。シリコンマイク４１は、可聴音から８０ｋＨｚまでの周波数特性を持っている。上述したようにシリコンマイク４１は、収音した共鳴音Ｒをアナログの電気信号に変換すると、この電気信号をＬＳＩ４２に出力する。また、上述したようにＬＳＩ４２は、このアナログの電気信号を制御部５０へ入力する。シリコンマイクパッケージ４０の、その開口側には、開口部を有する金属板４３が設けられている。なお、マイク格納室４５の外部空間に向けた開口側には、撥水性及び通気性を有する素材からなるメッシュ４４が、その開口側を覆うように取り付けられている。また、上述した開口部３１又は共鳴孔３３の少なくともいずれか一方にも、撥水性及び通気性を有する素材からなるメッシュ（図示略）が取り付けられている。このようにして、シリコンマイクパッケージ４０に対する防水性が確保されている。
【００１６】
図３に示すように、制御部５０は、アンプ５１、バンドパスフィルタ５２、コマンド生成部５３、タイマ５４、及びコマンド変換テーブル５５を備えている。アンプ５１は、シリコンマイクパッケージ４０（具体的にはＬＳＩ４２）に接続されており、入力された電気信号を増幅してバンドパスフィルタ５２に出力する。バンドパスフィルタ５２は、アンプ５１から入力された電気信号から、特定の周波数成分を抽出すると（ここでは例えば２０ｋＨｚ以上）、抽出した周波数成分を持つ電気信号をコマンド生成部５３に出力する。つまり、シリコンマイクパッケージ４０、アンプ５１、バンドパスフィルタ５２は、協働することで、特定の周波数帯域に属する周波数の音波を収音する収音手段として機能する。コマンド生成部５３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read-Only Memory）等の図示せぬ記憶手段を備えており、入力された電気信号の電圧が、予めＲＯＭに記憶されている閾値を超える場合は、当該電気信号を２値符号において「１」に相当するパルスに変換する。一方、コマンド生成部５３は、入力された電気信号における電圧が閾値を超えない場合は、当該電気信号を２値符号において「０」に相当するパルスに変換する。このようにして、コマンド生成部５３は、「０」又は「１」のいずれかの符号に相当する２値のパルスからなるパルス列を生成する。この閾値は、利用者が指３００でタップを行った場合にコマンド生成部５３に入力される電気信号の電圧と、利用者が指３００でタップを行わない場合にコマンド生成部５３に入力される電気信号の電圧とを区別できるような値であり、実験的または計算によって予め決められている。
【００１７】
次に、コマンド生成部５３は、タイマ５４が周期的に計測する予め定められた期間内（例えば２秒）において、生成したパルス列のうち符号「１」に相当するパルスの個数をカウントする。そしてコマンド生成部５３は、そのカウント値に基づいてコマンド変換テーブル５５を参照し、そのカウント値に対応付けられたコマンドをデジタルの電気信号として生成する。このように、コマンド生成部５３においては、入力された電気信号における電圧が閾値を超える場合（換言すれば利用者が指３００で意図的にタップを行った場合）に、入力された電気信号をパルスに変換するため、利用者の指３００等が誤って共鳴器３０における開口部３１以外の部分に触れたりした場合における誤動作を抑制することが可能となる。また、上記のように、周期的に定められた期間内に、コマンド生成部５３が符号「１」に相当するパルスの個数をカウントする場合、当該期間内において、利用者が確実に所定の回数をタップできるという保障がない。ここで、利用者による１回目のタップをトリガーとして、コマンド生成部５３が計測を開始するようにすれば、確実に計測時間（例えば２秒）を確保でき、利用者は確実なコマンド入力が可能となる。なお、利用者による１回目のタップはコマンド生成部５３における計測開始の合図として用いてもよいし、コマンドに含まれるタップの１回目として用いてもよい。
【００１８】
図５は、コマンド変換テーブル５５の一例を表した模式図である。
例えば図５に示されるように、パルス列に含まれる各パルスの符号が「１１」である場合、コマンド生成部５３は、「ボリュームアップ」を意味するコマンドを生成する。また、例えば図５に示されるように、パルス列に含まれる各パルスの符号が「１１１」である場合、コマンド生成部５３は、「ボリュームダウン」を意味するコマンドを生成する。生成されたコマンドは、ケーブル６０を介して出力機器４００に入力される。出力機器４００は、入力されたコマンドに従った処理（ここでは出力機器におけるボリュームのアップ／ダウン）を行う。スピーカ７０は、上述したように、出力機器４００から出力される音声信号に従って、音声を出力する。このように、制御部５０の中のコマンド生成部５３やコマンドテーブル５５等が協働することによって、収音手段であるシリコンマイク４１によって収音された音波の波形に応じたコマンドを生成する生成手段として機能する。また、ケーブル６０は、生成手段である制御部５０によって生成されたコマンドを、当該コマンドに応じた動作を行う装置に出力する出力手段として機能する。
【００１９】
図６は、共鳴器３０の構造を示す模式図である。
共鳴器３０における共鳴室３２の容積を「Ｖ」、共鳴孔３３の孔径を「Ｄ」、共鳴孔３３の孔長を「ｌn」とする。ここで、共鳴周波数をｆ0、音速をｃ、流動性をＧ、孔面積をＳ、実効孔長をｌe、管端補正をδｌ、補正係数をｋ（０．８）と定義すると、共鳴器３０における共鳴周波数は、以下の数１の式で表される。
【数１】
0005699707.tif 000002
【００２０】
図７は、共鳴器３０における共鳴周波数を表したグラフであり、数１の計算式において、孔長および容積を一定とした場合に、横軸に相当する孔径を変化させた場合に、縦軸の共鳴周波数がどのように変化するかを表している。例えば図７において、共鳴器３０の孔径を０．６ｍｍ、孔長を０．１ｍｍ、容積を１ｍｍ3と設計した場合の共鳴周波数は、３８．２ｋＨｚとなる。孔径、孔長、及び容積がこの程度のサイズであれば、共鳴器３０に組み込み可能であるし、また、この共鳴器３０における共鳴周波数がシリコンマイク４１の周波数特性に対応した帯域となる。
【００２１】
このように、第１実施形態によれば、利用者のタップに基づいた共鳴により生じる超音波を検知し、さらに共鳴音の急峻なピークの高さを測定しているから、例えば加速度センサで振動を検知するような構成と比較すると、利用者の意図しない誤動作が発生する可能性が小さくなる。また、共鳴音Ｒの周波数が、可聴周波数の帯域を超えるものとなるように設計しているため、利用者がコマンドを入力する際に不快な音を感じる機会が少なくなる。
【００２２】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
＜第２実施形態＞
図８は、第２実施形態に係る、共鳴器３０に共鳴管３４を用いる場合の模式図である。第２実施形態では、共鳴器３０において、ヘルムホルツ型のレゾネータとして機能する共鳴室３２ではなく、開口部３１から共鳴孔３３へと延びる管状の共鳴管３４を採用している点が、第１実施形態と異なる。利用者が、指３００を用いて共鳴器３０の開口部３１をタップすることで開口部３１が指３００により閉じられると、共鳴管３４は、２つの開口端のうちの一方（共鳴孔３３）が開いた片開口の管となる。このとき、共鳴管は、自身の管長に対して４倍の波長の音に共鳴する。換言すると、共鳴管３４の長さは、共鳴音の波長の１／４の長さとなる。
【００２３】
ここで、共鳴周波数をｆ0、音速をｃ、管長をＬと定義すると、第２実施形態に係る共鳴周波数は、以下の数２の式で表される。
【数２】
0005699707.tif 000003
【００２４】
図９は、共鳴器３０に共鳴管３４を用いる場合の共鳴周波数を表したグラフである。
図９に表されるように、１ｍｍ〜４ｍｍの間において管長を設計することで、共鳴音における共鳴周波数が、２０ｋＨｚ〜８０ｋＨｚとなり、シリコンマイク４１の周波数特性に対応した帯域となる。この第２実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００２５】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
＜第３実施形態＞
図１０は、第３実施形態に係る構成の模式図である。
第３実施形態においては、共鳴器３０に代えて、利用者によって触られる位置の端部に複数の突起３５が形成された音波発生器３６を備えている。ここで、突起３５の各々の間には或る大きさの隙間が設けられているので、この共鳴器３０の端部を俯瞰すると、突起３５に相当する山部と、突起３５に相当しない谷部とが交互に形成されている状態である。発明者は、実験の結果から、この突起３５を指３００で摺ることで、超音波が発生するという知見を得た。以下、これを摺動超音波という。第３実施形態においては、利用者が、突起３５を速く摺った場合と遅く摺った場合とにおいて発生する超音波におけるピークの回数の違いによって、それらの摺る行為の各々に対して異なるコマンドを割り当てる方法を用いている。なお、以下において、利用者が指３００等によって突起３５を摺る動作のことを、単に「摺動」という場合がある。
【００２６】
図１１は、摺動超音波に関する実験を説明する図である。図１１（ａ）は、複数の突起３５が形成されている箇所の斜視図である。実験において、指で摺られる部分の材質には、ＰＰ（ポリプロピレン）を用いた。また、上記山部のピーク箇所と、それに隣り合う山部のピーク箇所との距離を０．６ｍｍとし、山部のピーク箇所と谷部のピーク箇所までの距離（谷の深さ）を０．３ｍｍとした。ここで、実験者が、山部の尾根が延びる方向に対して垂直な方向に、人差し指の腹で往復に摺る動作を行ったところ、図１１（ｂ１）及び図１１（ｂ２）に表されるような波形の超音波が発生した。図１１（ｂ１）は、或る速度で指を動かしたときの超音波の波形を表し、図１１（ｂ２）は、図１１（ｂ１）の場合と比較して、指で摺る動作が遅い場合の超音波の波形を表している。なお、図１１（ｂ１）及び図１１（ｂ２）において、横軸は時間（秒）を表し、縦軸は音圧（リニアスケールの相対値）を表している。図１１（ｃ）は、速く摺った場合と、遅く摺った場合との、摺動超音波の周波数特性を表したものであり、横軸は周波数（Hz）を表し、縦軸は音圧（ログスケールの相対値）を表している。図１１（ｃ）に表されるように、速く摺った場合と、遅く摺った場合との双方において、２０ｋＨｚ以上の超音波が発生している。
【００２７】
コマンド変換テーブル５５には、実験で得られた図１１（ｂ１）及び図１１（ｂ２）で表される２つの波形のデータと、各々のデータに対応付けられたコマンド（例えばボリュームの調整）が記述されている。ここで、利用者が、突起３５に対して図１０におけるＹ軸方向に指３００を摺ると、摺動超音波Ｇが発生する。シリコンマイク４１は、摺動超音波Ｇを収音すると、収音した摺動超音波Ｇを電気信号に変換し、変換後の電気信号を制御部５０へ入力する。そしてアンプ５１が、入力された電気信号を増幅し、増幅後の電気信号をバンドパスフィルタ５２に出力する。バンドパスフィルタ５２は、増幅後の電気信号から、特定の周波数成分を抽出すると（ここでは例えば２０ｋＨｚ以上）、抽出した周波数成分に応じた電気信号をコマンド生成部５３に出力する。
【００２８】
コマンド生成部５３は、入力された電気信号における周波数の波形のデータをＲＡＭに記憶すると、タイマ５４が周期的に計測する予め定められた期間内（例えば２秒）において、ＲＡＭに記憶された波形のデータにおけるピークの回数を算出する。そしてコマンド生成部５３は、コマンド変換テーブル５５に記述された波形のデータにおける、予め定められた期間内（タイマ５４が計測する期間と同一）に発生するピークの回数と、ＲＡＭに記憶された波形のデータにおけるピークの回数とを比較して、両者の差分が所定の範囲に収まるかを判定する。さらにコマンド生成部５３は、ＲＡＭに記憶させた波形のデータと、コマンド変換テーブル５５に記述された波形のデータとを比較して、両者の類似度が所定の閾値以上であるかを判定する。そして、ピークの回数についての判定における差分が所定の範囲に収まり、且つ、波形のデータにおける類似度が所定の閾値以上である場合、コマンド生成部５３は、その波形のデータに対応付けられたコマンドを生成する。例えば、利用者が突起３５を速く摺った場合は「ボリュームアップ」のコマンドが生成され、遅く摺った場合は「ボリュームダウン」のコマンドが生成されるといった具合である。コマンド生成部５３は、生成したコマンドを出力機器４００に出力する。この第３実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を奏するほか、タップの回数ではなく、音波発生器３６を摺るときの指の速度でコマンドを指示することができる。
【００２９】
＜変形例＞
以上の実施形態は次のように変形可能である。尚、以下の変形例は適宜組み合わせて実施しても良い。
＜変形例１＞
実施形態では、コマンド生成装置１００をイヤホンマイクとしたが、これに限ったものではない。コマンド生成装置１００のうち、共鳴器３０、シリコンマイクパッケージ４０、及び制御部５０からなる機構（コマンド入力機構という）を他の情報端末等に適用することで、実施形態と同様の効果を奏することが可能となる。例えば、上記コマンド入力機構を複数並べて、各コマンド入力機構に各々異なる一対のコマンド（例えば「電源ＯＮ／電源ＯＦＦ」や「早送り／巻き戻し」等）を対応づけることで、リモコンとして機能させることも可能である。
【００３０】
具体例として、コマンド入力機構を３つ並べたリモコンを考える。このリモコンには、「電源ＯＮ／電源ＯＦＦ」についてのコマンドを入力する第１のコマンド入力機構と、「ボリュームのアップ／ダウン」についてのコマンドを入力する第２のコマンド入力機構と、「早送り／巻き戻し」についてのコマンドを入力する第３のコマンド入力機構とが備えられている。ここで、各コマンド入力機構の共鳴器３０には、ヘルムホルツ型のレゾネータが採用されている。そして、これらの共鳴器３０は、共鳴音が各々異なる共鳴周波数を持つように設計されている。また、超音波の検出は単体のシリコンマイク４１で行うものとする。このシリコンマイク４１は、各共鳴器３０からの共鳴音のピークを各々取り込むことが可能である。また、各コマンド入力機構における制御部５０のコマンドテーブル５５には、上述したコマンドの内容が各々記憶されている。
【００３１】
例えば、利用者が第１のコマンド入力機構における共鳴器３０に対してタップを行うと、実施形態と同様に、タップによって発生した超音波をシリコンマイク４１が収音して電気信号に変換する。そしてこの電気信号が制御部５０に入力され、電気信号における電圧の値が閾値以上である場合、制御部５０は、電気信号を符号「１」のパルスに変換する。そしてタイマ５４が周期的に計測する予め定められた期間内に発生した符合「１」のパルスの数と、コマンドテーブル５５に記述された内容とに基づいて、制御部５０はコマンドを生成する。つまり、ここでは利用者により操作が行われたのが第１のコマンド入力機構であるため、「電源ＯＮ／電源ＯＦＦ」のうちいずれかのコマンドが生成され、生成されたコマンドが出力機器に入力される。
【００３２】
＜変形例２＞
実施形態１及び２においては、共鳴音Ｒを発生させるために、利用者は共鳴器３０の開口部３１をタップするものとしていたが、これに限らず、利用者が、開口部３１を指で触れて塞いだ後に、この指を離すだけで、共鳴音Ｒを発生させるようにしてもよい。この場合、上述の動作で共鳴音Ｒが発生するように、共鳴器における孔長、孔径、容積を適宜設計すればよい。要するに、シリコンマイク４１の周波数特性に対応した周波数を持つ共鳴音Ｒが発生すれば、利用者の動作はタップに限らなくてもよい。
【００３３】
＜変形例３＞
実施形態１〜３における構成は、単独で実現することに留まらず、実施形態１及び２のいずれかにおける構成と、実施形態３における構成とを組み合わせることが可能である。図１２は、変形例３に係る、実施形態１及び３を組み合わせた構成を表す模式図である。図１２において、コマンド生成装置１００は、共鳴器３０にヘルムホルツ型のレゾネータが採用されると共に、開口部３１の近傍に突起３５が複数設けられている。利用者は、コマンド生成装置１００を用いて出力機器４００にコマンドを入力させる際に、開口部３１をタップする操作と、突起３５を摺る操作との２種類の操作を使い分けることで、各々異なるコマンドを出力機器４００に入力させることが可能である。
【００３４】
図１３は、変形例３に係る、コマンド生成装置１００の電気的構成を示すブロック図である。
図１３においては、ハイパスフィルタ５２１及びローパスフィルタ５２２というように、異なる種類のバンドパスフィルタが２つ存在している点が、図３と異なる。ハイパスフィルタ５２１及びローパスフィルタ５２２の出力先には、図３と同様のバンドパスフィルタ５２ａ及び５２ｂが設けられている。ここで、ハイパスフィルタ５２１は、増幅後の電気信号から、特定の周波数成分（例えば３０ｋＨｚ以上）を抽出する。一方、ローパスフィルタ５２２は、増幅後の電気信号から、特定の周波数成分（例えば３０ｋＨｚ以上）をカットし、残りの周波数成分を抽出する。バンドパスフィルタ５２ａ及び５２ｂは、ハイパスフィルタ５２１及びローパスフィルタ５２２により抽出された周波数成分を持つ電気信号から、特定の周波数成分を抽出すると、抽出した周波数成分を持つ電気信号をコマンド生成部５３に出力する。さらに、共鳴音Ｒの音圧は急峻なピークを有するので、コマンド生成装置１００は、このピークの高さ（音圧）を測定し、この測定値と予め閾値として記憶しておいた値とを比較して、測定値が閾値を超えたときに超音波を検出する、というようにすれば、より誤動作を少なくすることができる。また、摺動超音波は、周波数方向に幅広く音圧のピークを有する。そこで、コマンド生成装置１００は、ピークに含まれる複数の周波数成分の音圧を測定し、測定した全ての周波数成分についての音圧が閾値を超えたときに、これを摺動超音波として検出する、というようにすれば、より誤動作を少なくすることができる。そして、開口部３１、共鳴室３２、及び共鳴孔３３からなる共鳴器３０は、利用者によって触られたときに、特定の周波数帯域に属する周波数の音波を発生させる音波発生手段として機能する。また、ハイパスフィルタ５２１及びローパスフィルタ５２２を省略し、バンドパスフィルタ５２ａ及び５２ｂのみによって、上記処理を完結させてもよい。
【００３５】
実施形態で上述したように、ヘルムホルツ型のレゾネータにおいては、共鳴器３０の孔径、孔長、及び容積を任意に設計することで、利用者により開口部３１をタップされた場合に、共鳴器３０から発せられる音波の共鳴周波数を調整することが可能である。ここで、共鳴器３０から発せられる音波の共鳴周波数が、上記特定の周波数成分以上（ここでは３０ｋＨｚ以上）の周波数となるように、孔径、孔長、及び容積を設計する。一方、図１１（ｃ）で表されるように、摺動超音波においては、３０ｋＨｚより高域の周波数成分が少なくなっている。この点に注目すると、電気信号がハイパスフィルタ５２１及びローパスフィルタ５２２を通過してコマンド生成部５３に入力された際に、コマンド生成部５３は、以下のような判定が可能となる。すなわち、コマンド生成部５３は、電気信号において３０ｋＨｚより下の周波数成分よりも、３０ｋＨｚ以上の周波数成分が多く含まれている場合は、タップにより発生した電気信号であると判定し、電気信号において３０ｋＨｚ以上の周波数成分よりも、３０ｋＨｚより下の周波数成分が多く含まれている場合は、摺動により発生した電気信号である、と判定することが可能になる。
【００３６】
コマンド生成部５３は、電圧に関して、各々が異なる値である２つの閾値を持っている。ここで第１の閾値電圧は３０ｋＨｚ以上の周波数成分を多く含む電気信号に応じた値であり、第２の閾値電圧は３０ｋＨｚより下の周波数成分を多く含む電気信号に応じた値である。そして、コマンド生成部５３は、上記判定によって、タップにより発生したと判定された電気信号における電圧が第１の閾値電圧以上である場合、当該電気信号を符号「１」に相当するパルスに変換する。一方、コマンド生成部５３は、上記判定によって、摺動により発生したと判定された電気信号における電圧が第２の閾値電圧以上である場合、当該電気信号を符号「２」に相当するパルスに変換する。
【００３７】
図１４は、変形例３に係るコマンド変換テーブル５５ａの一例を表した模式図である。
例えば図１４に示されるように、パルス列に含まれる各パルスの符号が「１１」である場合、コマンド生成部５３は、「ボリュームアップ」を意味するコマンドを生成する。また、例えば図１４に示されるように、パルス列に含まれる各パルスの符号が「１１１」である場合、コマンド生成部５３は、「ボリュームダウン」を意味するコマンドを生成する。また、例えば図１４に示されるように、パルス列に含まれる各パルスの符号が「２２」である場合、コマンド生成部５３は、「再生」を意味するコマンドを生成する。さらに、例えば図１４に示されるように、パルス列に含まれる各パルスの符号が「２２２」である場合、コマンド生成部５３は、「停止」を意味するコマンドを生成する。このように、利用者が開口部３１をタップした場合に発生する音波と、利用者が突起３５を摺った場合に発生する音波とに対して、コマンド生成部５３は、各音波に基づく電気信号を各々異なるパルス列に変換する。従って、利用者は、開口部３１をタップする操作と、突起３５を摺る操作との２種類の操作を使い分けることで、各々異なるコマンドを出力機器４００に入力させることが可能である。
【００３８】
＜変形例４＞
実施形態３においては、利用者が突起３５を速く摺った場合と遅く摺った場合とで、生成するコマンドを異なるものとしていたが、これに代えて次のようにしてもよい。音波発生器３６において、利用者によって触られる位置の端部に、或る方向（縦方向という）にライン状の突起３５を設けるとともに、この縦方向の突起３５と直交する方向（横方向という）にライン状の突起３５を設けることで、突起３５を格子状に配置する。ここで、縦方向の突起３５と横方向の突起３５とは、同じ速度で摺られた場合に各々が異なるピッチの超音波を発生するように設計されている。この超音波におけるピッチの差異を利用して、制御部５０は、突起３５に対して縦方向又は横方向のどちらに摺る操作が行われたかの操作方向を特定する。そして制御部５０は、この特定の結果に基づいて、突起３５が縦方向に摺られた場合と横方向に摺られた場合とで、生成するコマンドを異なるものとする。なお、突起３５は、ライン状に限らず、イボ状にしても同様の効果が得られる。
【００３９】
＜変形例５＞
実施形態においては、共鳴音Ｒを増幅するアンプ５１を制御部５０が備えるようにしたが、これに限らず、シリコンマイクパッケージ４０がアンプ５１を内蔵するようにしてもよい。
【００４０】
＜変形例６＞
実施形態においては、共鳴音Ｒにおける共鳴周波数が、超音波の周波数帯域（２０ｋＨｚ以上）を持つように共鳴器３０を設計していたが、これに限ったものではなく、共鳴周波数が、可聴帯域も含む全ての周波数帯域から任意の帯域を持つようにしてもよい。例えば共鳴音Ｒにおける共鳴周波数が、可聴帯域であっても、聴き取りづらく、且つ日常の生活音に含まれにくい周波数（例えば１８ｋＨｚ以上など）を持つように設計してもよい。この場合、共鳴音Ｒにおける共鳴周波数に合わせた周波数特性をシリコンマイク４１が持つようにすればよい。
【００４１】
＜変形例７＞
実施形態においては、音波を発生する手段として、共鳴音を発生させる共鳴器３０や摺動超音波を発生させる音波発生器３６を例に挙げたが、これに限らず、電気的な構成に依らずに特定の帯域の周波数を持つ音波を発生させるものであればよい。この場合、例えば、利用者がスイッチを押すことで導通して音を発生するようなものは除かれる。
【符号の説明】
【００４２】
１０…イヤーピース、２０…筐体、３０…共鳴器、３１…開口部、３２…共鳴室、３３…共鳴孔、３４…共鳴管、３５…突起、３６…音波発生器、４０…シリコンマイクパッケージ、４１…シリコンマイク、４２…ＬＳＩ、４３…金属板、４４…メッシュ、４５…マイク格納室、５０，５０ａ，５０ｂ…制御部、５１…アンプ、５２，５２ａ，５２ｂ…バンドパスフィルタ、５３…コマンド生成部、５４…タイマ、５５，５５ａ…コマンド変換テーブル、６０…ケーブル、７０…スピーカ、１００…コマンド生成装置、２００…耳孔、３００…指、４００…出力機器、５２１…ハイパスフィルタ、５２２…ローパスフィルタ、Ｇ…摺動超音波、Ｒ…共鳴音、Ｓ…空間
【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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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