(57)【要約】【課題】スピーカ装置（ヘッドホン／イヤホン）の耳への装着の有無を検出してユーザの聴覚に負担を与える出力音量の累積値が適切に算出されるようにする。【解決手段】接続されたスピーカ装置がユーザの耳に装着状態であるか非装着状態であるかを、スピーカ装置の電気的出力を解析して判定する。そして装着状態と判定されている期間のみに、スピーカ装置部に供給する音声信号の音量レベルと音声出力時間に応じて出力音量の累積値を演算する。累積値が規制値に達した場合には、スピーカ装置部に供給する音声信号についての音量規制を実行する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続されたスピーカ装置の電気的出力を解析して、該スピーカ装置がユーザの耳に装着状態であるか非装着状態であるかを判定する装着判定部と、
上記スピーカ装置に供給する音声信号を出力する音声信号出力処理部と、
上記音声信号の音量レベルと音声出力時間に応じて出力音量の累積値を演算し、上記累積値が規制値に達した場合に、上記音声信号出力処理部に音量規制を実行させるとともに、上記装着判定部によって上記非装着状態と判定されている期間は、上記累積値の演算を実行しない制御演算部と、
を備えた音声信号出力装置。
【請求項２】
上記装着判定部は、上記装着状態であるときと上記非装着状態であるときとの、上記音声信号出力処理部からみたインピーダンス変化に基づいて、上記装着状態であるか上記非装着状態であるかを判定する請求項１に記載の音声信号出力装置。
【請求項３】
上記音声信号出力処理部から接続された上記スピーカ装置への音声信号伝送経路上に抵抗成分素子を配し、
上記装着判定部は、上記抵抗成分素子の上記音声信号出力処理部側端子電圧である第１音声信号電圧と、上記抵抗成分素子の上記スピーカ装置側端子電圧である第２音声信号電圧の比較処理に基づいて、上記装着状態であるか上記非装着状態であるかを判定する請求項２に記載の音声信号出力装置。
【請求項４】
上記装着判定部は、上記比較処理として、上記第１音声信号電圧と上記第２音声信号電圧についての除算処理を行い、除算結果から上記装着状態であるか上記非装着状態であるかを判定する請求項３に記載の音声信号出力装置。
【請求項５】
上記装着判定部は、上記第１音声信号電圧と上記第２音声信号電圧のそれぞれの特定の周波数成分についての除算処理を行う請求項４に記載の音声信号出力装置。
【請求項６】
上記装着判定部は、上記音声信号出力処理部における処理過程の音声信号電圧基づいて、上記抵抗成分素子の上記音声信号出力処理部側端子電圧に相当する上記第１音声信号電圧を生成し、生成した第１音声信号電圧と、上記第１の音声信号電圧と第２音声信号電圧の差分値の比較処理により、上記装着状態であるか上記非装着状態であるかを判定する請求項３に記載の音声信号出力装置。
【請求項７】
上記装着判定部は、上記音声信号出力処理部における処理過程の音声信号電圧基づいて、上記抵抗成分素子の上記音声信号出力処理部側端子電圧に相当する上記第１音声信号電圧を生成し、生成した第１音声信号電圧と、上記第２音声信号電圧の比較処理により、上記装着状態であるか上記非装着状態であるかを判定する請求項３に記載の音声信号出力装置。
【請求項８】
上記装着判定部は、上記音声信号出力処理部における処理過程の音声信号電圧について、該処理過程以降の上記音声信号出力処理部の処理に相当する信号補償を加えて、上記第１音声信号電圧を生成する請求項７に記載の音声信号出力装置。
【請求項９】
上記制御演算部は、上記装着状態、上記非装着状態のそれぞれの場合に、測定信号を上記音声信号出力処理部から出力させて、上記装着判定部に上記第１音声信号電圧と上記第２音声信号電圧に関する周波数応答測定を実行させて、周波数応答測定の結果に応じた調整設定を実行させる請求項３に記載の音声信号出力装置。
【請求項１０】
接続されたスピーカ装置の電気的出力を解析して、該スピーカ装置がユーザの耳に装着状態であるか非装着状態であるかを判定するステップと、
上記装着状態と判定されている期間のみに、上記スピーカ装置部に供給する音声信号の音量レベルと音声出力時間に応じて出力音量の累積値を演算するステップと、
上記累積値が規制値に達した場合に、上記スピーカ装置部に供給する音声信号についての音量規制を実行するステップと、
を備えた音声信号出力方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声信号出力装置、音声信号出力方法に関し、特に接続されたスピーカ装置の出力音量を適切に累積し、累積結果に応じた制御を行う技術に関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】特開平３−１２３１９９号公報
【特許文献２】特開昭６４−１４００号公報
【特許文献３】特開平２００９−１５９４４１号公報
【背景技術】
【０００３】
上記特許文献に記載された発明は、再生音圧を規制するものではないが、ヘッドホンの耳内への装着／非装着の検出についての技術に関するものである。
【０００４】
例えば、オーディオプレーヤ、メディアプレーヤ等と呼ばれる携帯型の再生装置で音楽等を楽しむことが通常なされている。
現在、難聴防止のために、これらの再生装置でヘッドホン／イヤホンを接続して行う音声再生に関し、ヨーロッパを中心に再生装置本体からヘッドホンへの長時間の大音量の再生信号の供給を規制する流れがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
大音量の音声を長時間聴くことを防止するためには、例えば、音楽再生中の再生装置の出力電圧を累積的にカウントしておき、その累積値が聴覚への悪影響を及ぼす恐れがある基準値に達すると出力電圧の最大値を強制的に下げるといった対策が考えられる。
ところが、ユーザの実際の聴取状態を考慮しなければ、このような対策は、逆に必要がないのに音量に制限を与えるような不都合な動作を行う可能性がある。例えばユーザがヘッドホン等を装着して聴いていなくても、その期間の出力音圧を累積し、ある時点で出力音量を低レベルにしてしまうなどである。
【０００６】
そこで本発明は、難聴を防止するための音量規制は行いつつ、その規制としての音量制御が適切に行われるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の音声信号出力装置は、接続されたスピーカ装置の電気的出力を解析して、該スピーカ装置がユーザの耳に装着状態であるか非装着状態であるかを判定する装着判定部と、上記スピーカ装置に供給する音声信号を出力する音声信号出力処理部と、上記音声信号の音量レベルと音声出力時間に応じて出力音量の累積値を演算し、上記累積値が規制値に達した場合に、上記音声信号出力処理部に音量規制を実行させるとともに、上記装着判定部によって上記非装着状態と判定されている期間は、上記累積値の演算を実行しない制御演算部とを備える。
例えば上記装着判定部は、上記装着状態であるときと上記非装着状態であるときとの、上記音声信号出力処理部からみたインピーダンス変化に基づいて、上記装着状態であるか上記非装着状態であるかを判定する。
【０００８】
本発明の音声信号出力方法は、接続されたスピーカ装置の電気的出力を解析して、該スピーカ装置がユーザの耳に装着状態であるか非装着状態であるかを判定するステップと、上記装着状態と判定されている期間のみに、上記スピーカ装置部に供給する音声信号の音量レベルと音声出力時間に応じて出力音量の累積値を演算するステップと、上記累積値が規制値に達した場合に、上記スピーカ装置部に供給する音声信号についての音量規制を実行するステップとを備える。
【０００９】
このような本発明では、音声信号出力装置に接続されたスピーカ装置が、ユーザの耳に装着されているか否かを検出して出力音量の累積を行う。つまり、スピーカ装置が耳に装着されていない期間、即ちユーザの聴覚に負担をかけない期間は出力音量の累積値の演算を行わない。つまり装着判定部で、装着判定、非装着状態を検出し、これに応じて累積処理を制御することで、累積値は、ユーザの耳に装着されている期間のみの累積値となり、難聴対策のための累積値として適切な値となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、音声信号出力装置を使用する者がいかなる形態で使用したとしても、スピーカ装置（ヘッドホン／イヤホン）を耳に装着しているかどうかを検出し、スピーカ装置が耳内に装着しているときのみ、出力音量の累積値を更新していくことができる。これにより、この累積値に基づく適切な音量制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態の累積値演算の説明図である。
【図２】非装着状態と装着状態でのスピーカ背面容積及び前面容積の説明図である。
【図３】実施の形態の装着判定の原理の説明図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の再生装置のブロック図である。
【図５】第１の実施の形態のヘッドホン装着判定部のブロック図である。
【図６】実施の形態の再生音量累積処理のフローチャートである。
【図７】実施の形態の再生音量累積演算の制御処理のフローチャートである。
【図８】第１の実施の形態のヘッドホン装着判定部の変形例のブロック図である。
【図９】第１の実施の形態のヘッドホン装着判定部の変形例のブロック図である。
【図１０】第２の実施の形態の再生装置のブロック図である。
【図１１】第２の実施の形態のヘッドホン装着判定部のブロック図である。
【図１２】第３の実施の形態の再生装置のブロック図である。
【図１３】第３の実施の形態のヘッドホン装着判定部のブロック図である。
【図１４】第４の実施の形態の再生装置のブロック図である。
【図１５】第４の実施の形態のヘッドホン装着判定部のブロック図である。
【図１６】実施の形態のキャリブレーション処理のフローチャートである。
【図１７】実施の形態のキャリブレーション処理の際の表示例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を下記の順序で説明する。なお、実施の形態では、本発明の音声信号出力装置の例としてオーディオプレーヤやメディアプレーヤとして呼ばれる再生装置を挙げる。
なお、再生装置に接続されるスピーカ装置として「ヘッドホン装置」を例に挙げるが、特に区別しない限りはヘッドホン装置とは、いわゆる「ヘッドホン」だけでなく「イヤホン」も含むものとする。
＜１．実施の形態の累積演算動作の概要＞
＜２．ヘッドホン装着判定の原理＞
＜３．第１の実施の形態＞
＜４．第２の実施の形態＞
＜５．第３の実施の形態＞
＜６．第４の実施の形態＞
＜７．変形例＞
【００１３】
＜１．実施の形態の累積演算動作の概要＞
まず図１で、実施の形態の難聴対策のための出力音量の累積演算について述べる。
例えば、長時間の大音量の聴取による難聴への懸念を考えたとき、再生装置は、接続されたヘッドホン装置で出力される出力音量を、再生中に継続的に累積加算していく。そして、その累積値が予め設定した所定の規制値に達したら、強制的に音量を下げる。例えばヘッドホン装置に出力する音声信号に与えるゲインを制限する。このようにすれば、難聴対策として適切となる。
【００１４】
ところが、単純に出力音量を累積していくことでは、実際には適切なゲイン制限が行われない場合がある。
例えば、ヘッドホン装置が耳から外されている場合、音楽が再生されていれば、再生装置側で出力電圧が時間累積カウントされる。またヘッドホン装置ではなく外部のアンプ付スピーカ等で再生している場合にも、同様に再生装置の出力電圧が時間累積カウントされることになる。
また再生はしていても、ユーザがヘッドホン装置を外したまま聴いていない場合もある。
【００１５】
すると、ユーザの聴覚に負担をかけていない期間の時間／音量までもが累積値に加算されてしまい、無用なゲイン制限がなされてしまうことがある。
【００１６】
この具体例を図１（ａ）（ｂ）（ｃ）で説明する。
図１（ａ）は再生装置使用者のヘッドホン装置の耳内への装着状態を表している。すなわち、使用者は時刻ｔ１で装着していたヘッドホン装置を外し、時刻ｔ３で再びヘッドホン装置を装着していることを表している。
図１（ｂ）、図１（ｃ）は、ヘッドホン装置の耳内装着検出の処理無しの場合の、再生装置のボリュームの時間変化と、再生装置の再生信号（再生音量）の累積値の変化を表している。
【００１７】
これらの図が示すとおり、再生装置本体のボリューム設定の状態により、出力電圧の時間記録を行っているため、ボリュームがｖ１の状態では時間記録の累積は緩やかである。
時刻ｔ０では、ボリュームをｖ１からｖ２に上げているので時間記録の累積の状態は変化し急峻となっている。
時刻ｔ２では、ボリュームがｖ２からｖ１に下がっているので時間記録の累積の状態は変化し、時刻ｔ０までの累積と同様の傾斜で累積が行われる。これにより、使用者の再生装置の使用の状況をある程度把握することができる。
【００１８】
しかしながら、この場合、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの間は、ヘッドホン装置が現実に耳に装着されていないのにも拘わらず時間記録の累積が継続されている。
そして時刻ｔ２では音圧の累積値が規制レベルを超えるため、ヘッドホンの装着とは関係なく、図１（ｂ）に示すように音圧規制機能によって、その後のボリュームレベルの上限が強制的にボリュームｖ１に変更される。
【００１９】
一方、図１（ｄ）、図１（ｅ）は実施の形態における、再生装置のボリュームの時間変化と、再生音量累積値の変化を表している。
この場合も、ボリュームがｖ１のとき、そのｖ１に対応した傾斜で時間記録の累積が行われる。
時刻ｔ０でボリュームをｖ１からｖ２に上げているので、時間記録の累積の状態は変化し急峻となる。
時刻ｔ０から時刻ｔ１まではその急峻な状態で累積が行われる。
ところが時刻ｔ１から時刻ｔ３の期間は、ヘッドホン装置を耳内から外しているので、累積は行われず、累積値は一定値となる。
時刻ｔ３においてヘッドホン装置が再び装着されると、その時点で累積が再開される。このときボリュームはｖ２なので、時刻ｔ０から時刻ｔ１の累積と同じ傾きで累積が継続して行われる。
【００２０】
つまりこの場合は、時刻ｔ２で無用な音量規制がかかることなく、ヘッドホン装置を装着した時刻ｔ３以降も、使用者は所望のボリューム（例えばＶ２）で音楽を聴くことができる。
このように、本実施の形態は、音圧規制制御を行って難聴対策を講じる上で、その制御の基準となる出力音量の累積値の演算は、ヘッドホン装着期間のみを対象とする。これにより過剰に音圧を規制せず、メディアプレーヤ等の再生装置の使用者の使用状態に適応しながら聴覚保護の為の音圧規制をすることができる。
【００２１】
これを実現するため本実施の形態では、接続されたヘッドホン装置の電気的出力を解析して、ヘッドホン装置がユーザの耳に装着状態であるか非装着状態であるかを判定する装着判定部と、ヘッドホン装置に供給する音声信号を出力する音声信号出力処理部と、音声信号の音量レベルと音声出力時間に応じて出力音量の累積値を演算する制御演算部を備えるようにする。制御演算部は、累積値が規制値に達した場合に、音声信号出力処理部に音量規制を実行させる。また非装着状態と判定されている期間は、累積値の演算を実行しないようにする。
【００２２】
＜２．ヘッドホン装着判定の原理＞
上記のように、ヘッドホン装置がユーザの耳に装着されていない期間、累積演算を行わないようにするには、接続されたヘッドホン装置のユーザの耳に対する装着状態、非装着状態を判別する必要がある。
【００２３】
本実施の形態では、再生装置及びヘッドホン装置を用いる音楽再生には、耳内再生と耳外再生の二つがあるということを前提と考える。
耳内再生はヘッドホン（イヤホン）を耳に装着／挿入して音声信号を聞く場合である。耳外再生は再生装置からは音声信号を再生しているが、聴取者はその音声信号を、外部スピーカを介して聞いたり、ヘッドホン（イヤホン）を耳から離していたりする場合である。
【００２４】
例として、簡単化するために、密閉型ヘッドホンまたは密閉型イヤホンの非装着時の模式図を図２（ａ）に示す。スピーカユニット１００とヘッドホン（イヤホン）の筐体１０１を示している。
また密閉型ヘッドホン装着時のイメージ図を図２（ｂ）に、密閉型イヤホンの場合を図２（ｃ）に示す。この図２（ｂ）（ｃ）でわかる通りヘッドホンでは耳介部の空間を使って、またイヤホンでは耳道部を使って密閉を保っている。両者とも模式図で表すとこれらは図２（ｄ）となる。
【００２５】
ユーザの耳に対して非装着状態である図２（ａ）の場合は、スピーカユニット１００の前面は開放状態であることから、前面容積ＣＦが無限大と等価となる。スピーカユニット１００の背面容積ＣＢは筐体１０１の内部空間容積となる。
一方で、図２（ｂ）（ｃ）で表される装着状態では、密閉状態が確保されている場合、ヘッドホンでは前面容積は耳介部容積、イヤホンでは耳道部容積となる。即ち図２（ｄ）で表すように、前面容積ＣＦは有限の値となる。
【００２６】
図３（ａ）に示すように電気音響等価回路を示す。ここではスピーカユニット機械振動源１０３、前面容積の音響コンプライアンスＣ１、背面容積の音響コンプライアンスＣ２、振動板の音響コンプライアンスＣ３により等価回路を表している。
一般に音響コンプライアンスは容積に比例する。特に低域の挙動において、前面の音響コンプライアンス（Ｃ１）は背面の音響コンプライアンス（Ｃ２）と並び、スピーカユニットの機械振動源１０３からみた大きな負荷の１つとなることが知られている。
【００２７】
特に装着時においては、前面容積の音響コンプライアンスＣ１は、その容量から、非装着時にくらべ圧倒的に小さい。
音響コンプライアンスは一般的に「バネ定数の逆数」とも解釈でき、装着時の前面容積は密閉性が大きく、低域において「ばね性が強い」ということができる。
この「ばね性」が装着時／非装着時で大きく違うため、特に低域では振動板自体も影響を受ける。
具体的には、装着時の前面小容量時は、振動板自体も、前面容量による空気ばねに押されるため、非装着時（開放時）と比べて制動がかかり、十分に動くことができない。
【００２８】
これをヘッドホン装置の外部の電気回路の観点からみる。図３（ｂ）のアンプ１０２から見ると、装着時／非装着時でインピーダンスとして負荷が変化する、と見ることができる。
本実施の形態では、耳内再生時（装着状態）では、ヘッドホン／イヤホンの装着によって耳内の音響負荷が増えるため、スピーカユニット１００からの駆動出力は耳外再生時（非装着状態）とは異なる。
このことから再生装置側では、この音響負荷によって影響を受けた出力信号と、再生する音楽信号を比較すれば、装着状態／非装着状態の判定を行うことが可能となる。
つまり再生装置側では、再生装置側から見たインピーダンスが装着時／非装着時で変化することを利用して、出力する音声信号から、接続されたスピーカ装置の電気的出力を解析して、スピーカ装置がユーザの耳に装着状態であるか非装着状態であるかを判定することができる。
【００２９】
＜３．第１の実施の形態＞
第１の実施の形態としての再生装置１について説明する。
図４は、再生装置１の内部構成のブロック図である。再生装置１は、ヘッドホン装置２０が接続される。ユーザは、ヘッドホン装置２０を耳に装着して再生装置１で再生される音楽等を聴取することができる。ヘッドホン装置２０はスピーカユニット２１を有し、スピーカユニット２１から音声出力を行う。
【００３０】
なお、この図４、及び後述する第２〜第４の実施の形態における図１０、図１２、図１４では、簡単のため、再生装置１とヘッドホン装置２０の接続を１系統で図示しているが、実際には、Ｌチャンネル、Ｒチャンネルの２チャンネルの音声信号経路での接続が行われる。
すなわちヘッドホン装置２０には、ＬチャンネルとＲチャンネルの各スピーカユニット２１が設けられ、ユーザは左右両耳にスピーカユニット２１部分を装着する。
再生装置１では、後述する音声信号出力処理部１５においてＬ、Ｒ２チャンネルの音声信号を処理し、Ｌ、Ｒ各チャンネルの２系統の音声信号を、各スピーカユニット２１に供給するものとなる。
再生装置１とヘッドホン装置２０の接続は、図示しない再生装置１側のジャックにヘッドホン装置２０のプラグが挿入されてなるが、そのジャック及びプラグは、一般的に用いられている３極端子構成でよい。つまりＬチャンネル端子、Ｒチャンネル端子、共通グランド端子である。
図４（及び図１０、図１２、図１４）では、端子Ｔｊとしてジャックの端子、端子Ｔｐとしてプラグの端子を示しているが、端子Ｔｊ、ＴｐはＬチャンネル、Ｒチャンネルのうちの一方の端子としている。
以下、説明する構成では、この再生装置１からヘッドホン装置２０へのＬ、Ｒ各チャンネルの音声信号伝送経路上に抵抗Ｒ１を配し、またＡ／Ｄ変換器１０，ヘッドホン装着判定部９を備える構成となるが、これらは、Ｌ、Ｒ各チャンネルの音声信号伝送経路に対してそれぞれ設けられる。
【００３１】
図４に示すように、再生装置１は、音源部６、デコーダ４、音声信号出力処理部１５、制御・演算部７、記憶部８、ヘッドホン装着判定部９、Ａ／Ｄ変換器１０、操作部１３、表示部１４を備える。
音声信号出力処理部１５は、イコライザ５、ゲイン調整部２、ＤＡＣ／パワーアンプ３を備える。
また、音声信号出力処理部１５（ＤＡＣ／パワーアンプ３）の出力端側の音声信号伝送経路上に抵抗Ｒ１，コンデンサＣ１が接続されている。
【００３２】
音源部６には、音声信号データが保存されている。具体的な構成としては、例えばフラッシュメモリなどの固体メモリで構成されても良いし、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）により構成されてもよい。
また内蔵の記録媒体ではなく、可搬性を有する記録媒体、例えば固体メモリを内蔵したメモリカード、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光ディスク、光磁気ディスク、ホログラムメモリなどの記録媒体に対応するドライブ装置などとして構成することもできる。
もちろん、固体メモリやＨＤＤ等の内蔵タイプのメモリと、可搬性記録媒体に対するドライブ装置の両方が搭載されてもよい。
この音源部６には、制御・演算部７の制御に基づいて音声信号データの書込／読出が行われる。
なお、音源部６においては、例えば音楽コンテンツ等の音声信号データが所定の音声圧縮符号化方式により圧縮符号化された状態で記憶されているとする。
【００３３】
音源部６から読み出された音楽コンテンツ等のデータは、デコーダ４に供給される。デコーダ４は制御・演算部７の制御に応じて必要なデコード処理を行う。例えば圧縮データに対しての伸張デコード等を行う。
デコーダ６は必要なデコード処理を行って、例えばＬ、Ｒ各チャンネルのリニアＰＣＭデータとしてのオーディオ信号（主音声信号）を出力する。
【００３４】
デコーダ６から出力されるオーディオ信号に対しては、イコライザ５、ゲイン調整部２、ＤＡＣ／パワーアンプ３を有する音声信号出力処理部１５で、ヘッドホン装置２０への出力のための処理が行われる。（上述のようにＬ、Ｒチャンネルのうちの１系統のみを図示している。）
【００３５】
イコライザ５では、振幅−周波数特性補正や位相−周波数特性補正、あるいはその両方などの音質補正がなされる。
イコライザ５の補正処理は制御・演算部７の制御に基づいて実行される。例えば周波数特性の指示などが制御・演算部７によってなされる。
【００３６】
ゲイン調整部２では、オーディオ信号に対して増幅処理が行われる。与えられるゲインは、制御・演算部７からの制御信号で指示される。
本例の場合、このオーディオゲイン部３５では、ゲインの値が、難聴対策のための音圧規制に応じた値に設定される場合がある。
【００３７】
ＤＡＣ／パワーアンプ部３では、ゲイン調整部２から出力されるオーディオ信号について、Ｄ／Ａ変換処理及び出力用のパワーアンプ増幅を行い、出力音声信号を得る。
ＤＡＣ／パワーアンプ部３の処理は、制御・演算部７からの制御信号に基づいて行われる。
ＤＡＣ／パワーアンプ部３から出力される音声信号は、抵抗Ｒ１、ＤＣカット用のコンデンサＣ１を介し、さらにジャック／プラグの接続端子Ｔｊ，Ｔｐを介してヘッドホン装置２０のスピーカユニット２１に供給され、音声として出力される。
ＤＡＣ／パワーアンプ部３は、Ｄ／Ａ変換後にアナログパワーアンプ処理を行う構成でも良いし、デジタルアンプ処理を行う構成でもよい。
【００３８】
抵抗Ｒ１は、音声信号出力処理部１５の出力端において、スピーカ装置２０への音声信号伝送経路上に配される。
この抵抗Ｒ１の両端電圧、即ち音声信号出力処理部１５側端子電圧である音声信号電圧Ｖ０と、スピーカ装置２０側端子電圧である音声信号電圧Ｖ１が、Ａ／Ｄ変換器１０に入力される。
【００３９】
Ａ／Ｄ変換器１０は、各音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１をデジタルデータに変換する。デジタルデータとされた各音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１は、ヘッドホン装着判定部９に入力される。
なお、実際には音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１は、Ａ／Ｄ変換器１０に入力された時点で、Ｖ０，Ｖ１相当、またはこれに比例するデータ数値となるが、ここではデジタル化された音声信号電圧もＶ０，Ｖ１で表現する。
【００４０】
ヘッドホン装着判定部９は、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）またはＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置で形成される。ヘッドホン装着判定部９は、入力された音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１の比較処理に基づいて、ヘッドホン装置２０がユーザの耳に装着状態であるか非装着状態であるかを判定する。
そしてその判定信号ＳＧを制御・演算部７に送出する。
【００４１】
ユーザインターフェースのため操作部１３，表示部１４が設けられる。
操作部１３は、例えば操作キーやタッチパネルなどによりユーザの操作入力を行う部位としている。操作部１３によるユーザの操作情報は制御・演算部７に供給される。
表示部１４は、液晶パネル、有機ＥＬ（Electroluminescence）パネルなどで構成され、制御・演算部７の制御に応じて、各種表示を行う。例えば再生動作に関する表示、再生している音楽コンテンツを示す表示、メッセージ表示などを行う。
【００４２】
制御・演算部７は例えばマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）で形成され、プログラム及び操作部１３によるユーザ操作に従って各部を制御し、再生音声信号出力等を実行させる。
また制御・演算部７は、動作状況等に応じて、表示部１４に必要な表示を実行させる。
さらに本例の場合、制御・演算部７は音圧規制に対応するため、再生音量の累積演算や、それに応じたゲイン制限処理も行う。
耳内の音圧は、音声信号のレベル、デジタル領域でのゲイン値、ＤＡＣ／パワーアンプ部３でのデジタル−アナログ変換効率、パワーアンプゲイン値、スピーカユニット２１の感度情報等から求められる。従って制御・演算部７は、累積演算する再生音量は、例えば音源部６からの音楽信号レベル、ゲイン調整部２のゲイン値、ＤＡＣ／パワーアンプ３のゲイン値等を入力し、それらの時間変化から求めればよい。
詳しくは後述するが、制御・演算部７は、ヘッドホン装置２０がユーザの耳に装着されているかどうかの判定信号ＳＧに基づき、累積演算の実行／不実行を決める。具体的には、ユーザがヘッドホン装置２０を耳に装着している期間に、累積演算を実行するようにしている。
【００４３】
記憶部８は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性記憶領域等を包括的に示しており、制御・演算部７の処理に必要な情報記憶を行う。
例えば制御・演算部７の動作プログラム、各種処理係数、テーブル等が記憶され、また演算処理のワーク領域をして用いられる。また累積処理の値の保持も、例えば記憶部８の不揮発性記憶領域等を用いて行われる。
【００４４】
図５（ａ）にヘッドホン装着判定部９の構成例を示す。ヘッドホン装着判定部９は、除算部３１，平均化部３２，判定部３３を備える。
上記のように、ヘッドホン装着判定部９には、音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１が入力される。
除算部３１ではＶ０／Ｖ１の除算を行い、除算値Ｖｄｉｖを得る。
除算値Ｖｄｉｖは、平均化部３２で或る程度の時間長で平均化される。音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１は、再生している音楽の内容により時間軸上で変動するため、抵抗Ｒ１の両端電圧（音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１）の比（除算値Ｖｄｉｖ）として、ある程度、平均化した値を得るためである。平均化部２２は実際にはローパスフィルタ処理を行うものでよい。
平均化された除算値Ｖｄｉｖ＿ａｖは、判定部３３に供給される。判定部３３は、除算値Ｖｄｉｖ＿ａｖを所定の閾値Ｖｄｉｖ＿ｔｈと比較することで、装着状態／非装着状態の判定を行い、その判定結果ＳＧ１を出力する。
【００４５】
このヘッドホン装着判定部９の動作について説明する。
ヘッドホン装着判定部９は、接続されたヘッドホン装置２０のスピーカユニット２１の電気的出力を解析して、ヘッドホン装置２０がユーザの耳に装着状態であるか非装着状態であるかを判定する。
図４に示したように、再生装置１とヘッドホン装置２０のスピーカユニット２１は抵抗Ｒ１を介して接続されている。そして、パワーアンプ段の直後の音声信号電圧Ｖ０と、抵抗Ｒ１を通過しインピーダンス値ＲLのスピーカユニット２１に接続された箇所の音声信号電圧Ｖ１とが、ヘッドホン装着判定部９に入力される。
なお、スピーカユニット２１のインピーダンスＲLは、耳に装着状態のときの値をＲL_on、耳から外している非装着状態のときの値をＲL_offとする。
図２，図３を用いた先の説明で理解されるようにＲL_on＞ＲL_offとなる。
なおコンデンサＣ１は直流カットのためのであり交流的には短絡されているのと同じとする。
【００４６】
ここで、Ａ／Ｄ変換器１０の入力の片側は音声信号電圧Ｖ０であるが、音声信号電圧Ｖ１については、
Ｖ１＝Ｖ０・ＲL／（Ｒ１＋ＲL）  
と記述できる。
インピーダンスＲLは非装着時にはＲL_off、装着時にはＲL_on（但しＲL_off＜ＲL_on）というように変わるため、Ａ／Ｄ変換器１０から出力される音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１のデータに対して、ヘッドホン装着判定部９（例えばＤＳＰ）内で除算を行うことにより、装着状態／非装着状態の判定ができる。
【００４７】
ここで、ヘッドホン装着判定部９の除算部３１での除算値Ｖｄｉｖについては、
Ｖｄｉｖ＝Ｖ０／Ｖ１
＝Ｖ０／｛Ｖ０・ＲL／（Ｒ１＋ＲL）｝
＝（１＋Ｒ１／ＲL）
となる。
さらに平均化部３２で、この除算値Ｖｄｉｖを時間平均化すれば、安定した除算値Ｖｄｉｖ＿ａｖを求めることができる。
この平均化された除算値Ｖｄｉｖ＿ａｖ値が、（１＋Ｒ１／ＲL_off）に近いか、或いは（１＋Ｒ１／ＲL_on）に近いか、を算出をすることで装着・非装着の判定が可能である。つまり、（１＋Ｒ１／ＲL_off）と（１＋Ｒ１／ＲL_on）の中間値を閾値Ｖｄｉｖ＿ｔｈとして、平均化された除算値Ｖｄｉｖ＿ａｖと閾値Ｖｄｉｖ＿ｔｈを比較すればよい。
【００４８】
従って例えば判定部３３は、図５（ｂ）の処理を行えばよい。
判定部３３はステップＦ１０１で平均化された除算値Ｖｄｉｖ＿ａｖを入力したら、ステップＦ１０２で、除算値Ｖｄｉｖ＿ａｖが閾値Ｖｄｉｖ＿ｔｈを比較する。
そしてＶｄｉｖ＿ａｖ＞Ｖｄｉｖ＿ｔｈであれば、ステップＦ１０３で非装着状態と判定して判定信号ＳＧ１を出力する。
一方、Ｖｄｉｖ＿ａｖ≦Ｖｄｉｖ＿ｔｈであれば、ステップＦ１０４で装着状態と判定して判定信号ＳＧ１を出力する。
【００４９】
ヘッドホン装着判定部９は、例えば以上のように、装着状態／非装着状態を判定する。制御・演算部７は、この判定信号ＳＧを用いて累積演算の処理を行う。
以下、音圧規制のための制御・演算部７の処理を図６、図７で説明する。
【００５０】
図６は、制御・演算部７が実行する累積処理及びゲイン制御処理を示している。また図７（ａ）は、制御・演算部７が、図６の累積演算処理の実行／停止を決めるために、例えば一定期間ごとに行う割り込み処理であり、図７（ｂ）は、装着状態／非装着状態の判定信号ＳＧ１の入力に応じた制御・演算部７の処理である。
【００５１】
まず図６の処理について説明する。
再生中において、制御・演算部７は、この図６の処理を継続的に実行する。
まずステップＳ１０で制御・演算部７は、再生したオーディオデータの信号レベル、ゲイン調整部５のゲイン、ＤＡＣ／パワーアンプ３のゲイン等を入力し、今回の再生音量値を求める。例えば或る単位期間として、音源部６からの出力オーディオデータのレベル、ゲイン調整部５のゲイン値およびＤＡＣ／パワーアンプ３のゲイン値の各平均値を求め、これらから現在の音量としての係数値を設定する。
即ち図１（ｅ）で示した累積値の傾きに相当する係数である。これに対象となった単位時間の値を乗算したものを、今回の再生音量値とする。これは現在のスピーカ出力音量の値とみることができる。
【００５２】
ステップＳ１１で制御・演算部７は、現在の累積値に、今回の再生音量値を加算して新たな累積値とする。そして記憶部８に新たな累積値を記憶させる。
ステップＳ１２で、累積値が所定の規制値に達するまでは、このステップＳ１０，Ｓ１１を単位時間ごとに繰り返し実行する。従って、その時々の音量に応じた傾きで、図１（ｅ）に示したように累積値が上昇していくこととなる。
【００５３】
ある時点で、累積値が規制値に達したら、再生音量累積部７はステップＳ１３に進み、ゲイン調整部５のゲイン規制を行う。
例えば最大ゲインを、図１（ｂ）に示したボリュームＶ１に相当するゲインに規制する。これによって、難聴対策のための出力音量規制が実行されることとなる。
【００５４】
なお、この図６では、ゲイン規制を行った後については示していないが、その後一定期間経過したらゲイン規制を解除することが考えられる。
また、累積値自体も、ある期間経過でリセットすることが考えられる。
【００５５】
制御・演算部７は、以上の図６の累積値演算を、再生時には常時行うわけではあるが、本実施の形態では、ステップＳ１０，Ｓ１１の累積値演算処理自体が停止される場合がある。
図７で説明する。
図７（ｂ）は制御・演算部７においてヘッドホン装着判定部９からの判定信号ＳＧ１が入力される度に実行される処理を示している。
ステップＳ２０１で制御・演算部７は、ヘッドホン装着判定部９からの判定信号ＳＧ１を確認する。
そして、判定結果として装着状態を示しているのであれば、制御・演算部７はステップＳ２０２で装着フラグをオンとする。
一方、判定結果として非装着状態を示しているのであれば、制御・演算部７はステップＳ２０３で装着フラグをオフとする。
【００５６】
図７（ａ）は、制御・演算部７がステップＳ１０５のタイマー処理に応じて一定時間毎に行う割り込み処理を示している。
ステップＳ１００において制御・演算部７は、ヘッドホン装置２０が耳に装着されているかどうかを上述の装着フラグの状態により判定する。装着フラグがオンであれば、現在ヘッドホン２０装置は耳に装着されているとし、ステップＳ１０１に進む。
【００５７】
ステップＳ１０１で制御・演算部７は、現在再生音量の累積動作、つまり図６のステップＳ１０，Ｓ１１の処理を実行中であるか否かを確認する。
再生音量の累積動作が行われている状態であれば、制御・演算部７はステップＳ１０２に進み、再生音量の累積処理を引き続き継続する。
再生音量の累積動作が停止状態であれば、制御・演算部７はステップＳ１０３に進み、再生音量の累積処理を開始又は再開する。
【００５８】
ステップＳ１００の時点で、装着フラグがオフと確認した場合は、制御・演算部７は、ヘッドホン装置２０は現在、耳に装着されていないとし、ステップＳ１０４に進む。そして再生累積動作を停止する。
【００５９】
ステップＳ１０２、ステップＳ１０２、ステップＳ１０４の処理の終了後は、処理動作はステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、一定時間の待ち時間が設定され、その時間の後上記動作が繰り返される。なお、待ち時間はゼロでもよい。
【００６０】
以上の図６、図７（ａ）（ｂ）の処理が行われることで、制御・演算部７では、図１（ｅ）で述べたような累積値演算が行われる。
つまり、再生装置１を使用する者がいかなる形態で使用したとしても、ヘッドホン装置２０を耳に装着しているかどうかを検出して、ヘッドホン装置２０が耳に装着しているときのみ、再生装置１からの再生信号を累積する。このため、この累積値に基づくゲイン制限は適切な音圧制限処理となる。
【００６１】
例えば、音楽再生中の再生装置１の再生に関し、一週間などの時間単位内で累積値が聴覚への悪影響を及ぼす恐れがある基準値に達すると出力電圧の最大値を下げるといった機能が実現できる。
そしてこの場合に、ユーザが耳にヘッドホン装置２０を装着していない期間、つまりユーザの耳に負担をかけない期間は累積演算が行われないため、不必要な音圧規制がされることはなくなり、適切な音圧規制と、むやみな規制によってユーザに不利益を与えることを回避できる。
【００６２】
また本実施の形態の場合、再生装置１とヘッドホン装置２０の接続には上述したように通常の３極端子構造のジャック／プラグでよい。つまり、ヘッドホン装置２０に関する装着判定のために、特別な接続端子を設ける必要はない。
このため、どのようなヘッドホン装置２０が接続されたとしても、再生装置１は適切に装着状態／非装着状態を判定し、適切な累積演算を行って、その結果により音圧規制処理を実行できる。
即ち再生装置１は、主に３極端子を持つヘッドホン／イヤホンと互換性を持って、ユーザの利用形態に適応的に対応可能な難聴防止機能を備える装置とすることができる。
【００６３】
また本実施の形態の場合、ヘッドホン装着判定部９は、音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１の比較処理として、音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１の除算処理を行い、除算結果から装着状態／非装着状態を判定する。音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１は、再生音声の内容によって時系列上で変動しているため、除算値を用いて判定することで、抵抗Ｒ１の両端電圧比を正しく得ることができ、正確な装着判定ができることとなる。
【００６４】
ここで第１の実施の形態の変形例として、ヘッドホン装着判定部９の他の構成例を図８，図９で説明する。
一般的にはスピーカユニット２１のインピーダンスＲLが、容量性や誘導性の複素数的性質を持つことが知られている。結果としてインピーダンスＲLは周波数特性を持つわけで、その意味ではヘッドホン装着判定部９は、ＦＦＴを用いて特定の周波数の振幅値を除算する図８の構成による手法や、特定の帯域を時間軸処理のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）で制限しておいて、除算を行う図９の構成による手法を考えることができる。
【００６５】
図８ではヘッドホン装着判定部９は、ＦＦＴ振幅値算出部３４，３５、特定周波数抽出部３６，３７、除算部３８、平均化部３２、判定部３３を有する構成としている。
上記のように、ヘッドホン装着判定部９には、Ａ／Ｄ変換器１０でデジタルデータ化された音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１が入力される。
この音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１は、それぞれＦＦＴ振幅値算出部３４，３５で各周波数帯域毎の振幅値が算出される。
さらに特定周波数抽出部３６，３７で、特定周波数での振幅値Ｖ０ｆ、Ｖ１ｆが抽出される。
【００６６】
除算部３１ではＶ０ｆ／Ｖ１ｆの除算を行い、除算値Ｖｄｉｖｆを得る。つまり抽出された特定の周波数帯域での音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１の除算値である。
この除算値Ｖｄｉｖｆは、平均化部３２で或る程度の時間長で平均化され、平均化された除算値Ｖｄｉｖｆ＿ａｖが得られる。この平均化された除算値Ｖｄｉｖｆ＿ａｖは、判定部３３に供給される。判定部３３は、図５（ｂ）の処理で平均化された除算値Ｖｄｉｖ＿ａｖｆを所定の閾値Ｖｄｉｖ＿ｔｈと比較することで、装着状態／非装着状態の判定を行い、その判定結果ＳＧ１を出力する。この場合、閾値Ｖｄｉｖ＿ｔｈは、特定周波数抽出部３６，３７で抽出される特定周波数帯域での振幅比が、（１＋Ｒ１／ＲL_off）に近いか、或いは（１＋Ｒ１／ＲL_on）に近いかを判定する閾値とされていればよい。
【００６７】
また、図９の構成例では、ヘッドホン装着判定部９は、ＢＰＦ４０，４１、エネルギー値算出部４２，４３、除算部３８、平均化部３２、判定部３３を有する構成としている。
ヘッドホン装着判定部９には、Ａ／Ｄ変換器１０でデジタルデータ化された音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１が入力される。この音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１は、それぞれＢＰＦ４０，４１で特定周波数帯域が抽出される。
さらにエネルギー値算出部４２，４３で、抽出された特定周波数帯域でのエネルギー値Ｖ０ｔ、Ｖ１ｔが抽出される。
【００６８】
除算部３１ではＶ０ｔ／Ｖ１ｔの除算を行い、除算値Ｖｄｉｖｔを得る。つまり抽出された特定の周波数帯域での音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１のエネルギーの除算値である。
この除算値Ｖｄｉｖｔは、平均化部３２で或る程度の時間長で平均化され、平均化された除算値Ｖｄｉｖｔ＿ａｖが得られる。
判定部３３は、図５（ｂ）の処理で、平均化された除算値Ｖｄｉｖｆ＿ａｔについて所定の閾値Ｖｄｉｖ＿ｔｈと比較することで、装着状態／非装着状態の判定を行い、その判定結果ＳＧ１を出力する。この場合、閾値Ｖｄｉｖ＿ｔｈは、ＢＰＦ４０，４１で抽出される特定周波数抽出部のエネルギー比（振幅比）が、（１＋Ｒ１／ＲL_off）に近いか、或いは（１＋Ｒ１／ＲL_on）に近いかを判定する閾値とされていればよい。
【００６９】
以上の図８，図９のように、ヘッドホン装着判定部９が、特定の周波数帯域の音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１について除算処理を行うことでも、正確な装着判定に好適である。特に装着状態／非装着状態での音声信号出力処理部１５からみたインピーダンス変化は特定の周波数帯域で顕著となることがあるため、そのような帯域成分を用いることで判定がしやすいものとなる。
【００７０】
＜４．第２の実施の形態＞
図１０，図１１により第２の実施の形態としての再生装置１を説明する。なお図４，図５と同一部分については同一符号を付し、重複説明を避ける。
【００７１】
図１０において、上記図４と異なるのは、減算器１１が設けられていることと、ゲイン調整部２から出力される信号Ｇｏｕｔがヘッドホン装着判定部９に供給されることである。
減算器１１は、抵抗Ｒ１の両端電圧である音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１を入力し、Ｖ１−Ｖ０の値を差分値Ｖｄｉｆｆとして出力する。
この差分値Ｖｄｉｆｆは、Ａ／Ｄ変換器１０でデジタルデータ化され、ヘッドホン装着判定部９に入力される。
またヘッドホン装着判定部９には、ゲイン調整部２からの信号Ｇｏｕｔ、つまりパワーアンプ処理される前段階のデジタルデータとしての音声信号が入力される。
【００７２】
図１１にヘッドホン装着判定部９の構成例を示す。
ヘッドホン装着判定部９は遅延調整部４７、解析範囲限定フィルタ４４，４５、除算部３８，判定部３３を備える。
【００７３】
ゲイン調整部２から出力される信号Ｇｏｕｔは、遅延調整部４７で所定の遅延時間が与えられる。この遅延調整部４７は、音声信号処理過程でＤＡＣ／パワーアンプ部３の処理時間に相当する遅延時間を信号Ｇｏｕｔに与える。遅延された信号をＶ０’とする。
そして所定時間遅延された信号Ｖ０’は、解析範囲限定フィルタ４４で、或る特定の周波数帯域の成分のみ抽出される。
またＡ／Ｄ変換器１０からの差分値Ｖｄｉｆｆも、解析範囲限定フィルタ４５で、上記特定の周波数帯域の成分のみが抽出される。
【００７４】
除算部３８ではＶ０’／Ｖｄｉｆｆ（それぞれ抽出された特定の周波数帯域の成分）の除算を行う。
そしてその除算値Ｖｄｉｖ２が判定部３３に供給され、判定部３３は除算値Ｖｄｉｖ２について上記図５（ｂ）と略同様の処理を行って判定信号ＳＧ１を出力する。
【００７５】
このような第２の実施の形態の動作は次のようになる。
上述の第１の実施の形態では、音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１の除算値をベースにしていたが、この第２の実施の形態は、音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１の減算値（差分値）を利用した判定を行うものである。
【００７６】
減算器１１で得られる差分値Ｖｄｉｆｆとし、Ａ／Ｄ変換器１０でデジタルデータ化された値も同様に差分値Ｖｄｉｆｆと表現すると、
Ｖｄｉｆｆ＝Ｖ０−Ｖ１
＝Ｖ０−｛Ｖ０・ＲL／（Ｒ１＋ＲL）｝
＝Ｖ０・｛Ｒ１／（Ｒ１＋ＲL）｝  
となる。
【００７７】
ここで、ヘッドホン装着判定部９内で、パワーアンプ段からの出力直後のＶ０電圧相当値として、信号Ｇｏｕｔを用いる。この場合、該信号Ｇｏｕｔの特定周波数成分を上記のように信号Ｖ０’（≒Ｖ０）として、除算を行う。除算値Ｖｄｉｖ２は、
Ｖｄｉｖ２＝Ｖｄｉｆｆ／Ｖ０’
＝Ｖ０・｛Ｒ１／（Ｒ１＋ＲL）｝／Ｖ０’
≒Ｒ１／（Ｒ１＋ＲL）  
となる。
従って、除算値Ｖｄｉｖ２は、装着状態／非装着状態によるスピーカユニット２１のインピーダンス変化に応じて異なる値となり、図５（ｂ）のように除算値Ｖｄｉｖ２と閾値Ｖｄｉｖ＿ｔｈを比較することで装着判定ができる。
【００７８】
このように第２の実施の形態では、ヘッドホン装着判定部９は、音声信号出力処理部１５における処理過程の音声信号電圧（信号Ｇｏｕｔ）基づいて、抵抗Ｒ１の音声信号出力処理部１５側端子電圧（音声信号電圧Ｖ０）に相当する信号Ｖ０’を生成する。そして、音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１の差分値Ｖｄｉｆｆと信号Ｖ０’の除算値Ｖｄｉｖ２により装着状態／非装着状態を判定する。つまり差分値Ｖｄｉｆｆと信号Ｖ０’の比較処理で装着判定を行う。
この場合も、第１の実施の形態と同様、適切な装着判定に基づき、制御・演算部７で適切な累積演算が行われ、音圧規制動作がユーザの使用態様に応じて実行される。
【００７９】
なお、信号Ｖ０’を音声信号電圧Ｖ０に近づけるためには、ＤＡＣ／パワーアンプ部３での周波数特性を考慮し、これを反映した解析調整イコライザ処理を、例えば遅延調整部４７の出力信号に対して行うことが考えられる。
また、解析範囲限定フィルタ４４，４５は、必ずしも設けなくてもよいが、特定の周波数帯域の成分を抽出して処理を行うことで、誤差を減らし、判定精度を向上させることができる。さらに誤差を減らす目的で、第１の実施の形態の場合と同様、除算値Ｖｄｉｖ２について平均化処理を行い、平均化された除算値Ｖｄｉｖ２を用いて判定部３３での判定処理が行われるようにしても良い。
【００８０】
また差分値Ｖｄｉｆｆを得るための音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１の減算処理については、ヘッドホン装着判定部９（ＤＳＰ）内で行うようにしてもよい。但し図１０のように減算器１１でアナログ回路上で差分を行うことで、Ａ／Ｄ変換器１０の入力チャンネル数を減らすとともにヘッドホン装着判定部９（ＤＳＰ）の演算リソースを減らすことができる。
【００８１】
＜５．第３の実施の形態＞
第３の実施の形態の再生装置１を図１２，図１３で説明する。なお図１２において図４と同一部分については同一符号を付し、重複説明を避ける。
【００８２】
図１２に示すように、上記図４と異なって、音声信号電圧Ｖ１のみがＡ／Ｄ変換器１０を介してヘッドホン装着判定部９に入力される。即ち音声信号電圧Ｖ０は用いられず、音声信号電圧Ｖ１が、Ａ／Ｄ変換器１０でデジタルデータ化され、ヘッドホン装着判定部９に入力される。
またゲイン調整部２から出力される信号Ｇｏｕｔがヘッドホン装着判定部９に供給される。
この第３の実施の形態では、ヘッドホン装着判定部９（ＤＳＰ）内で、音声信号電圧Ｖ０に相当する信号Ｖ０’を生成するものである。
【００８３】
図１３にヘッドホン装着判定部９の構成例を示す。
ヘッドホン装着判定部９は遅延調整部４７、解析調整イコライザ４６、解析範囲限定フィルタ４４，４５、除算部３８，判定部３３を備える。
【００８４】
ゲイン調整部２から出力される信号Ｇｏｕｔは、遅延調整部４７で所定の遅延時間が与えられる。この遅延調整部４７は、音声信号処理過程でＤＡＣ／パワーアンプ部３の処理時間に相当する遅延時間を信号Ｇｏｕｔに与える。遅延された信号をＶ０’とする。
そして信号Ｖ０’は、解析範囲限定フィルタ４４で、或る特定の周波数帯域の成分のみ抽出される。
またＡ／Ｄ変換器１０からの音声信号電圧Ｖ１も、解析範囲限定フィルタ４５で、上記特定の周波数帯域の成分のみが抽出される。
【００８５】
除算部３８ではＶ０’’／Ｖ１（それぞれ抽出された特定の周波数帯域の成分）の除算を行う。
そしてその除算値Ｖｄｉｖ３が判定部３３に供給され、判定部３３は除算値Ｖｄｉｖ３について上記図５（ｂ）と略同様の処理を行って判定信号ＳＧ１を出力する。
【００８６】
このような第３の実施の形態は、ヘッドホン装着判定部９から見て音声信号電圧Ｖ０の値が十分予測できるものとし、遅延調整部４７及び解析調整イコライザ４６で、音声信号電圧Ｖ０に相当する信号Ｖ０’’を生成する。
このために解析調整イコライザ４６では、信号Ｇｏｕｔに対して、ＤＡＣ／パワーアンプ部３での周波数特性を考慮し、これを反映した解析調整イコライザ処理を行う。
結局、除算値Ｖｄｉｖ３は、第１の実施の形態でいう除算値Ｖｄｉｖと略同等の値と考えることができる。従って除算値Ｖｄｉｖ３を用いて判定部３３で閾値Ｖｄｉｖ＿ｔｈと比較することで、装着判定ができる。
【００８７】
このように第３の実施の形態では、ヘッドホン装着判定部９は、音声信号出力処理部１５における処理過程の音声信号電圧（信号Ｇｏｕｔ）基づいて、抵抗Ｒ１の音声信号出力処理部１５側端子電圧（音声信号電圧Ｖ０）に相当する信号Ｖ０’’を生成する。そして生成した信号Ｖ’’と、音声信号電圧Ｖ１の比較処理により、装着状態／非装着状態を判定する。
特に音声信号出力処理部１５における処理過程の音声信号電圧（信号Ｇｏｕｔ）について、該処理過程以降の音声信号出力処理部１５の処理（ＤＡＣ／パワーアンプ部３の処理）に相当する信号補償を解析調整イコライザ４６で加えて、音声信号電圧Ｖ０に相当する信号Ｖ０’’を生成する。
この場合も、第１の実施の形態と同様、適切な装着判定に基づき、制御・演算部７で適切な累積演算が行われ、音圧規制動作がユーザの使用態様に応じて実行される。
また第２の実施の形態と同様、Ａ／Ｄ変換器１０の入力チャンネル数を減らすことができる。
【００８８】
なお、解析範囲限定フィルタ４４，４５は、必ずしも設けなくてもよいが、特定の周波数帯域の成分を抽出して処理を行うことで、誤差を減らし、判定精度を向上させることができる。
さらに誤差を減らす目的で、第１の実施の形態の場合と同様、除算値Ｖｄｉｖ３について平均化処理を行い、平均化された除算値Ｖｄｉｖ３を用いて判定部３３での判定処理が行われるようにしても良い。
【００８９】
またこの例ではゲイン調整部２の出力Ｇｏｕｔをヘッドホン装着判定部９に入力するものとしたが、例えばデコーダ４の出力信号をヘッドホン装着判定部９に入力しても良い。その場合、遅延調整部４７、解析調整イコライザ４６で、イコライザ４６、ゲイン調整部２、ＤＡＣ／パワーアンプ部３の処理に相当する遅延時間及び信号補償を与えて、音声信号電圧Ｖ０に相当する信号Ｖ０’’を生成すればよい。
またイコライザ４６の出力をヘッドホン装着判定部９に入力しても良い。その場合、遅延調整部４７、解析調整イコライザ４６で、ゲイン調整部２、ＤＡＣ／パワーアンプ部３の処理に相当する遅延時間及び信号補償を与えて、音声信号電圧Ｖ０に相当する信号Ｖ０’’を生成すればよい。
【００９０】
＜６．第４の実施の形態＞
第４の実施の形態を図１４〜図１７で説明する。第４の実施の形態は、よりユーザ個人に応じた装着判定ができるように、キャリブレーションを行う例である。
即ち、実際の各個人の実耳での装着具合（装着ぐせ）や耳の形状（容積）を考慮するものである。
【００９１】
ここまで説明してきた各実施の形態では、装着具合は平均的な装着法、かつ、一般的な耳形状についての、「平均的な閾値」を用いることを前提としている。しかし実際には、イヤホン／ヘッドホンは特に低域においては装着の具合（密閉を前提としているのに隙間があいている、等）によって、各閾値のためのパラメータは大きく変わることになる。つまり、個人個人での「装着のくせ」が大きく反映する。
したがって、再生する前に、事前に周波数応答測定を行い、この測定結果データをシステムに反映することで、より正確に耳内・耳道の音響回路を含めた閾値を反映することができ、正確な音圧制御システムを形成することが可能となる。
【００９２】
そこで制御・演算部７は、装着状態、非装着状態のそれぞれの場合に、測定信号を音声信号出力処理部１５から出力させて、ヘッドホン装着判定部９に音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１に関する周波数応答測定を実行させる。例えば音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１そのものや、それらの差分値、除算値等について周波数応答測定を実行させる。そして周波数応答測定の結果に応じた調整設定を実行させる。
【００９３】
図１４に第４の実施の形態の再生装置１の構成例を示す。なお、ここでは一例として第２の実施の形態の図１０の構成をベースにした例としている。図１０と同一部分は同一符号を付し、説明を省略する。
この図１４の場合、通常の再生時の動作、つまり音楽等の再生動作や、その際の累積演算、装着判定、装着判定に応じた累積演算の実行／中断は、上述の実施の形態と同様である。但し再生に先立ってキャリブレーションを行うため、例えば音源部６には、測定信号としてのデータが格納されている。
測定信号は、例えばスイープ信号（低域から高域までの周波数をスイープして出力する信号）、ＴＳＰ（Time Stretched Pulse）信号、ピンクノイズ、ホワイトノイズ、Ｍ系列信号などとされる。
【００９４】
制御・演算部７は、キャリブレーション実行時に、音源部６に測定信号の出力を指示する。その測定信号は、デコーダ４、音声信号出力処理部１５を介して、接続されたヘッドホン装置２０のスピーカユニット２１に供給され、音声出力される。
【００９５】
或いは、音源部６にこれらの測定信号データを格納するのではなく、シンセサイザ１２を設け、スイープ信号、ＴＳＰ信号、ピンクノイズ、ホワイトノイズ、Ｍ系列信号を発生させるものとしてもよい。
制御・演算部７は、キャリブレーション実行時に、シンセサイザ１２に測定信号の出力を指示する。その測定信号は、音声信号出力処理部１５を介して、接続されたヘッドホン装置２０のスピーカユニット２１に供給され、音声出力される。
【００９６】
ヘッドホン装着判定部９は、図１５に示す構成を採る。図１５の構成は、図１１の区政に周波数解析部５０を設けたものである。周波数解析部５０は、例えばバンドパスフィルタ群やＦＦＴ部などとされ周波数応答を測定する。例えば各周波数帯域毎の振幅値解析やエネルギー解析を行うものとすればよい。
【００９７】
この場合、キャリブレーションとしては、非装着状態・装着状態での両方で、周波数応答を測定する。
必要な「各個人別」の周波数応答は、減算器１１の差分値Ｖｄｉｆｆの値の個人値であるため、この値を個人個人で測定すればよい。このため周波数解析部５０には、差分値Ｖｄｉｆｆが供給されるようにする。
周波数解析部５０は、キャリブレーション結果として、例えば解析範囲限定フィルタ４４，４５の抽出周波数を調整設定する。
【００９８】
具体的なキャリブレーション処理例を図１６、図１７で説明する。図１６は制御・演算部７が実行するキャリブレーション制御処理である。制御・演算部７は周波数解析部５０と連携してこの図１６の処理を実行する。また図１７（ａ）〜（ｅ）は、キャリブレーション実行時の表示部１４の表示内容例を示している。
【００９９】
制御・演算部７は、例えばユーザが再生装置を初めて使用する際の初期設定時、ユーザの操作による指示があったとき、電源オン時など、所定の時点にキャリブレーション制御処理を実行する。
キャリブレーションを開始する場合、制御・演算部７はまず図１６のステップＳ３０１として表示制御を行い、表示部１４に、ユーザに非装着を求めるメッセージ表示を実行させる。例えば図１７（ａ）に示すように、ユーザに「イヤホンを外して［ＳＴＡＲＴ］ボタンを押して下さい」等の文字や、それを示す画像を表示させる。
そして制御・演算部７はステップＳ３０２でユーザのスタートボタンの操作を待機する。
【０１００】
ユーザは、図１７（ａ）の表示に従って、ヘッドホン装置２０を耳から外した状態で操作部１３のスタートボタン（例えば表示上のタッチパネル操作用のアイコン）を押す。
これに応じて制御・演算部７はステップＳ３０３に進み、測定信号の出力を開始させる。即ち音源部６又はシンセサイザ１２に、測定信号の出力を指示する。これによってスイープ信号等の測定信号の出力が開始される。なお制御・演算部７は、音声信号出力処理部１５のイコライザ５，ゲイン調整部２、ＤＡＣ／パワーアンプ部３等における周波数特性やゲインに関しては、標準状態とするように指示する。
また制御・演算部７は表示部１４において、図１７（ｂ）のように測定中であることをユーザに提示する表示を実行させる。
【０１０１】
このように測定信号の出力を開始させたら制御・演算部７はステップＳ３０４でヘッドホン装着判定部９における周波数解析部５０の解析処理を実行指示する。
周波数解析部５０は入力される差分値Ｖｄｉｆｆについて周波数応答測定を実行する。即ち非装着状態での周波数応答測定を行い、非装着時の出力周波数特性Ｖｒｅｆを得る。
【０１０２】
制御・演算部７は、ステップＳ３０５で周波数解析部５０での測定完了を待機する。そして測定完了したら、制御・演算部７はステップＳ３０６に進み、音源部６又はシンセサイザ１２からの測定信号の出力を終了させる。
次に制御・演算部７はステップＳ３０７で、表示部１４においてユーザにヘッドホン装置２０の装着を求めるメッセージ表示を実行させる。例えば図１７（ｃ）に示すように、ユーザに「イヤホンを着けて［ＳＴＡＲＴ］ボタンを押して下さい」等の文字や、それを示す画像を表示させる。
そして制御・演算部７はステップＳ３０８でユーザのスタートボタンの操作を待機する。
【０１０３】
ユーザは、図１７（ｃ）の表示に従って、ヘッドホン装置２０を耳に装着した状態で操作部１３のスタートボタンを押す。
これに応じて制御・演算部７はステップＳ３０９に進み、再び測定信号の出力を開始させる。即ち音源部６又はシンセサイザ１２に、測定信号の出力を指示する。これによってスイープ信号等の測定信号の出力が開始される。この場合も制御・演算部７は、音声信号出力処理部１５のイコライザ５，ゲイン調整部２、ＤＡＣ／パワーアンプ部３等における周波数特性やゲインに関しては、標準状態とするように指示する。
また制御・演算部７は表示部１４において、図１７（ｄ）のように測定中であることをユーザに提示する表示を実行させる。
【０１０４】
このように測定信号の出力を開始させたら制御・演算部７はステップＳ３１０でヘッドホン装着判定部９における周波数解析部５０の解析処理を実行指示する。
周波数解析部５０は入力される差分値Ｖｄｉｆｆについて周波数応答測定を実行する。即ち今度は、装着状態での周波数応答測定を行い、装着時の出力周波数特性Ｖｅａｒを得る。
【０１０５】
制御・演算部７は、ステップＳ３１１で周波数解析部５０での測定完了を待機する。そして測定完了したら、制御・演算部７はステップＳ３１２に進み、音源部６又はシンセサイザ１２からの測定信号の出力を終了させる。
ここまでで、非装着状態と装着状態のそれぞれで周波数応答測定ができたことになるため、制御・演算部７（もしくは周波数解析部５０）は、測定結果に基づく演算を行う。
まずステップＳ３１３で、装着状態での出力周波数特性Ｖｅａｒと、非装着状態での出力周波数特性Ｖｒｅｆとの差分を求める。
次にステップＳ３１４で制御・演算部７（もしくは周波数解析部５０）は、差分値のピーク周波数とゲインを算出する。
【０１０６】
そしてステップＳ３１５で制御・演算部７（もしくは周波数解析部５０）は調整設定を行う。例えば、求めたピーク周波数に応じた帯域を特定周波数帯域として、解析範囲限定フィルタ４４，４５の通過帯域としてセットする。また装着・非装着の差が少ない帯域はカットする。また差分値のゲインから、判定部３３での閾値Ｖｄｉｖ＿ｔｈの調整を行う。
制御・演算部７は、ステップＳ３１６で、表示部１４に図１７（ｅ）のように測定終了の表示を実行させ、ユーザにキャリブレーション終了を提示し、一連のキャリブレーション制御を終了する。
【０１０７】
このようにキャリブレーションを実行することで、その後の再生時にはユーザの装着具合（装着ぐせ）や耳の形状（容積）に応じた装着判定が可能となり、装着判定の正確性を向上させることができる。
即ち、図１４，図１５の構成の場合、解析範囲限定フィルタ４４，４５で抽出される帯域が、ユーザ個人に応じた帯域となり、結果として装着状態／非装着状態で除算値Ｖｄｉｖ２に明確な差が現れ、判定部３３の判定ミスは減少する。
【０１０８】
なお、図１０，図１１で説明した例は、第２の実施の形態の図１０，図１１の構成をベースにしたが、第１の実施の形態や第３の実施の形態の構成において、キャリブレーションを実行することも当然考えられる。
第１の実施の形態の場合は、図４の音源部６にスイープ信号等の測定信号データを記憶させ、測定信号を出力できるようにするか、或いはシンセサイザ１２を設ける。また図５、図８，図９のヘッドホン装着判定部９に除算値Ｖｄｉｖ、或いは音声信号電圧Ｖ０，Ｖ１について周波数応答測定を行う周波数解析部５０を設ければよい。そして制御・演算部７が図１６の処理を行うようにする。
ヘッドホン装着判定部９が図５の構成の場合、キャリブレーション結果として、判定部３３での閾値Ｖｄｉｖ＿ｔｈを調整することが考えられる。
またヘッドホン装着判定部９が図８の構成の場合、キャリブレーション結果として、判定部３３での閾値Ｖｄｉｖ＿ｔｈ、特定周波数抽出部３６，３７の抽出周波数を調整することが考えられる。
またヘッドホン装着判定部９が図９の構成の場合、キャリブレーション結果として、判定部３３での閾値Ｖｄｉｖ＿ｔｈ、バンドパスフィルタ４０，４１の通過周波数を調整することが考えられる。
【０１０９】
第３の実施の形態の場合は、図１２の音源部６にスイープ信号等の測定信号データを記憶させ、測定信号を出力できるようにするか、或いはシンセサイザ１２を設ける。また図１３のヘッドホン装着判定部９に音声信号電圧Ｖ１、或いは除算値Ｖｄｉｖ３について周波数応答測定を行う周波数解析部５０を設ければよい。そして制御・演算部７が図１６の処理を行うようにする。
そしてキャリブレーション結果として、判定部３３での閾値Ｖｄｉｖ＿ｔｈや、解析調整イコライザ４６の周波数特性のパラメータ値や、解析範囲限定フィルタ４４，４５の抽出周波数帯域を調整することが考えられる。
【０１１０】
これらのように、個人別のキャリブレーションで算出された値により、装着状態／非装着状態の判定に用いる信号に対するイコライザ特性、抽出帯域、閾値等を調整することで、誤判定においてユーザが不利益をもたらす機会を減らし、実際に正しい状況で、再生音圧制御を実行することができる。
【０１１１】
＜７．変形例＞
以上、第１〜第４の実施の形態について説明してきたが、本発明の実施の形態としてはさらに多様な変形例が考えられる。
【０１１２】
まず、各実施の形態では、ヘッドホン装置２０のスピーカユニット２１に対する音声信号伝送経路として、Ｌ、Ｒチャンネルの一方のみを示して説明したが、上述のとおり実際にはＬ、Ｒ２チャンネルの構成となる場合が多い。
その場合、各チャンネルの音声信号伝送経路上に抵抗Ｒ１が配され、また各チャンネルに対応してヘッドホン装着判定部９の判定処理が行われる。
この場合に、一方のチャンネル（一方のスピーカユニット２１）側で装着状態と判定され、他方のチャンネルで非装着状態と判定されることがあり得る。
【０１１３】
なお、Ｌ、Ｒ２チャンネルのステレオ再生システムではなく、モノラル再生システムでも本発明は適用できることはいうまでもない。
また、ノイズキャンセル機能を備えた再生システムでも本発明は適用できる。ノイズキャンセル機能とは、例えばヘッドホン装置２０側にマイクロホンを設ける。そしてマイクロホンで得られた外来ノイズの逆相信号を音声信号に加算し、スピーカユニット２１の出力空間でノイズが相殺されるようにするシステムである。
【０１１４】
制御・演算部７の累積演算については、少なくとも一方のチャンネルで装着状態と判定されているときは、累積演算を続行するものとすればよい。ユーザが片耳だけで聴いている状況が想定され、その場合も耳に対する音圧負荷がかかっていると考えられるからである。つまり、両チャンネルで非装着状態と判定されたときに、累積演算を中断するということが適切である。
但し、少なくとも一方のチャンネルで非装着状態と判定されたら、累積演算を中断するという処理例も考えられる。
また２チャンネルの内、一方のチャンネル側のみで装着判定を行う構成も考えられる。
【０１１５】
また上記実施の形態では、累積演算の結果により、音量規制を行うこととなった場合には、ゲイン調整部２でゲイン制限を行うとしたが、ＤＡＣ／パワーアンプ部３のパワーアンプ段でゲイン制限を行っても良いことは当然である。
即ち音声信号出力処理部１５の処理過程のいずれかで音量規制が行われるようにすればよい。
【０１１６】
また抵抗Ｒ１は音圧規制用抵抗を兼用してもよい。難聴対策のための音圧規制としては、実施の形態のように、累積演算に基づいて音量制限を行うもののほか、常時、最大音圧が一定レベル以内となるようにすることも考えられている。
その場合、スピーカユニット２１への音声信号経路上に抵抗成分素子を配置して、見ため上のスピーカ感度を下げることがある。その構成を採用する場合、その抵抗成分素子を、各実施の形態で示した抵抗Ｒ１としても使用できる。
【０１１７】
また本発明の音声信号出力装置の実施の形態として再生装置１を挙げたが、本発明の音声信号出力装置としては、音源部を内部に持たず、例えば外部の音源から伝送されてくる音声信号を受信して出力する受信装置や、ラジオチューナ等としても実現可能である。
【符号の説明】
【０１１８】
１  再生装置、２  ゲイン調整部、３  ＤＡＣ／パワーアンプ、４  デコーダ、５  イコライザ、６  音源部、７  制御・演算部、８  記憶部、９  ヘッドホン装着判定部、１０  Ａ／Ｄ変換器、１１  減算器  １２  シンセサイザ、１３  操作部、１４  表示部、２０  ヘッドホン装置、２１  スピーカユニット、３１  除算部、３２  平均化部、３３  判定部、３４，３５  ＦＦＴ振幅値算出部、３６，３７  特定周波数抽出部、４０，４１  バンドパスフィルタ、４２，４３  エネルギー値算出部、４４，４５  解析範囲限定フィルタ、４６  解析調整イコライザ、４７  遅延調整部、５０  周波数解析部
【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】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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