WISS2012

Universal Earphones: イヤフォンとのバックグラウンドインタラクション
松村 耕平

坂本 大介

角 康之

稲見 昌彦

五十嵐 健夫∗

概要.
イヤフォンとユーザの間に埋め込まれた行為に注目し，それらを自動的に検知することによってイヤフォンを用いたときのユーザ体験を向上しようと試み，Universal Earphones を試作した．UniversalEarphones の 2 つのプロトタイプは，それぞれ以下の機能を持つ．1) 近接センサを用いてイヤフォン自身がユーザの左耳と右耳を自動的に判別し，ユーザのそれぞれの耳に適切なチャネルの音声を提供する．2)
皮膚抵抗センサを用いて，イヤフォンが単独のユーザによって使われているのか，あるいは 2 名のユーザによって片耳ずつシェアされているのかを判別し，後者の場合は音声の左右チャネルをミックスしたものをそれぞれに提供する．

1

はじめに我々が普段何気なく使っているものは，一見完成されているようにみえても，小さな，一方でそれを解決することで多くの人が気づかないうちに恩恵を受けることがある．普段の生活でつかわれるものであって，多くの人々に普及しているものについては，小さな改良であっても大きな貢献となる．
一方で，既に普及しているインタフェースを改良しようとするとき，その改良が受け入れられるためには大きな壁があると考えられる．例えば，使い慣れたインタフェースの構成，表記が変更されることにより，一時的な混乱が生じてしまうことが挙げられる．既存のインタフェースと新しいインタフェースの互換性も問題となるであろう．たとえそれがインタフェースのユーザビリティを向上させる試みであったとしても，広く普及済みのものを変更することは容易ではない．
そこで本稿では，デバイスとユーザの間に埋め込まれた行為に注目する．例えば，多くのタブレットデバイスやスマートフォンは，画面を回転させ，持ち方を変えると，加速度センサによって重力方向を判別し，画面の縦横を自動的に入れ替える．このようなインタラクションを適切に設計することにより，これまでのデバイスよりも優れたユーザ体験を提供することができる．
我々は，デバイスとユーザの間に埋め込まれた行為を利用し，ユーザ体験を向上させる試みとしてUniversal Earphones と名付けたイヤフォンを 2 種類試作した（図 1）．
Copyright is held by the author(s).
∗Kohei Matsumura and Yasuyuki Sumi, 公立はこだて未来大学, Daisuke Sakamoto and Takeo Igarashi, 東京大学/JST ERATO 五十嵐デザインインタフェースプロ
ジェクト, Masahiko Inami, 慶応義塾大学/JST ERATO
五十嵐デザインインタフェースプロジェクト

図 1. Universal Earphones：イヤフォンが左右の耳を認識し，適切な音源をユーザに届ける．

実装

2

我々は，以下の 2 種類のプロトタイプを実装した．

1. イヤフォンに近接センサを埋め込み，これを用いてユーザの耳の左右を判別し，装着したイヤフォンに対して適切な側の音声チャネルを提供するもの（図 2 左）2. 皮膚抵抗センサを用いてイヤフォンの使われ方（1 人で使用，2 人で共有）を判別し，共有状態であれば，ステレオ音声チャネルをミックスしたものを左右それぞれのイヤフォンに提供するもの（図 2 右）
ここではその実装について述べる．

2.1

耳の左右判別とイヤフォンの振る舞い

耳の左右の判別は，赤外線近接センサ IC (OSRAM SFH7741) を片側のイヤフォンに埋め込むことによって実現する．近接センサは，耳介とイヤフォンの距離を測定する（図 2 左）．図では，センサが埋め込まれたイヤフォンを右耳につけた時に，耳介とイヤフォンが正対する．ここで，耳介とイヤフォ

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Distance
Less than 30mmmm

Proximity Sensor

10mm

Right Ear Detection

Left Ear Detection

RWeak Current

Single person

No Connections

LL+R

L+R

Two persons

図 2. 左: 近接センサによる耳の左右判別，右:共有状態の検知とミキシングンの距離が 30mm 以下になるとき，センサが埋め込まれたイヤフォンに右チャネルの音声を，反対に，耳介とイヤフォンの距離が 30mm より大きくなる
とき，センサが埋め込まれたイヤフォンに左チャネルの音声を提供する．センサが埋め込まれていない側のイヤフォンについては，逆側のチャネルの音声を提供する．音声チャネルの切り替えにはアナログ
スイッチ (Texas Instruments TS5A22364) を用いた．なお，耳介とイヤフォンの距離について判別の閾値は，産業技術総合研究所による人体寸法データ
ベース [1] から，耳介と外耳道の距離を求め，マージンを考慮して設定した．なお、センサおよび，アナログスイッチはプリント基板上に実装され，イヤフォンに装着できるサイズになっている（図 3）．

Proximity sensor 7.4 [mm]13.2 [mm]Analog switch

実物大図 3. 近接センサユニット

2.2

共有の判別とイヤフォンの振る舞いイヤフォンの共有状態の有無を判別するため，2つのイヤフォンの間に小さな電流を流し，スイッチングを行う皮膚抵抗センサ回路を構成した．ここでは，左右 2 つのイヤフォンを 1 人のユーザが装着している場合は，左右のイヤフォン間に人体を通して電流が流れ，2 つのイヤフォンが 2 人によって共有されている場合などは，イヤフォン間が絶縁され，電流が流れないことを判別に利用した．
このとき，イヤフォンは，自身が 2 人のユーザによって共有されている場合には，左右の音声チャネルをミキサ回路によってミキシングし，それぞれのイヤフォンに提供するように振る舞う．すなわち 2
名のユーザは左右どちらかの音声チャネルだけでなく，ミキシングされた音声を片耳だけで聞くことができる．これにより，片耳ずつイヤフォンを共有した場合でも，音声の一部分を損なうことが無くなり，ユーザ体験を向上することができる．

3

まとめ

本稿では，イヤフォンとユーザの間に埋め込まれた行為に注目し，それらを自動的に検知することによって，イヤフォンを用いたときのユーザ体験を向上しようと試み，Universal Earphones を提案した．
我々は，2 種類の Universal Earphones を試作した．
一つはイヤフォン自身が自動的に挿入されている耳の左右を判別し，適切な音声チャネルを判別した耳に応じて提供するもの，もう一つは，左右 2 つのイヤフォンが一人で使われているか，それとも 2 人によって片耳ずつ共有されて使われているかを判別し，後者の場合は左右の音声チャネルをミックスして，それぞれに提供するものである．

謝辞
本稿で使用した写真，およびコンセプトビデオの制作に関して横窪安奈氏の協力を得た．ここに感謝の意を表する．
本研究は JSPS 科研費 24700112 の助成を受けたものである．

参考文献[1] 独立行政法人 産業技術総合研究所. 人体寸法データ
ベース. http://riodb.ibase.aist.go.jp/dhbodydb/
properties/s/.