JP2012235406A - 音響装置および異音検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自室等周囲への音漏れに配慮が必要な環境で、使用者の構築した音楽鑑賞環境の特徴を損なうことなく、使用者が満足する音量で観賞することを可能とする
【解決手段】耳栓部と信号処理部とを備える構成とする。耳栓部は外耳道に挿入されて使用される。耳栓部には、鼓膜側にスピーカが配設され、鼓膜側とは反対の側にマイクロホンが配設されている。マイクロホンで使用者の頭部形状や耳介特性が反映された音が集音される。このマイクロホンの出力信号は音量調整部で増幅処理された後にスピーカに供給される。スピーカから増幅された音が出力される。マイクロホンからスピーカの系で、少なくとも可聴周波数帯域よりも広い帯域において周波数特性が平坦とされる。
【選択図】図１

Description

本技術は、音響装置および異音検出方法に関する。特に、本技術は、自室等周囲への音漏れに配慮が必要な環境で、使用者の構築した音楽鑑賞環境の特徴を損なうことなく、使用者が満足する音量で観賞することを可能とする音響装置等に関する。

音楽鑑賞や映画鑑賞、テレビゲーム等の音を伴う趣味では、音質にこだわり、自分好みの音楽鑑賞環境を構築し、大音量で楽しみたい場合がある。防音処理が施されたオーディオルーム等を使えるのであれば良いが、使えない場合には、近隣へ配慮し、満足できる音量まで上げられない。特に夜間等は、更に音量を絞る必要に迫られる。

例えば、特許文献１等に記載されているサラウンドヘッドフォン等を用いることにより満足いく音量で楽しむことも可能である。しかし、自分好みの再生環境とは異なるものとなってしまうし、複数人数で鑑賞した場合にヘッドフォン等を用いると会話できないという問題もある。

特開２００９−１４１８８０号公報

本技術の目的は、自室等周囲への音漏れに配慮が必要な環境で、使用者の構築した音楽鑑賞環境の特徴を損なうことなく、使用者が満足する音量で観賞することを可能とすることにある。

本技術の概念は、
外耳道に挿入され、鼓膜側にスピーカが配設されると共に、上記鼓膜側とは反対の側にマイクロホンが配設された耳栓部と、
上記マイクロホンの出力信号を処理して上記スピーカに供給する信号処理部とを備え、 上記信号処理部は、上記マイクロホンの出力信号に対して増幅処理を行う音量調整部を有し、
上記マイクロホンから上記スピーカの系で、少なくとも可聴周波数帯域よりも広い帯域において周波数特性が平坦とされている
音響装置にある。

本技術の音響装置は、耳栓部と信号処理部とを備える構成とされる。耳栓部は外耳道に挿入されて使用される。この耳栓部には、鼓膜側にスピーカが配設され、鼓膜側とは反対の側にマイクロホンが配設されている。マイクロホンで集音される。このマイクロホンの出力信号は音量調整部で増幅処理された後にスピーカに供給される。そして、このスピーカから所望のレベルに増幅された音が出力される。本技術において、このマイクロホンからスピーカの系で、少なくとも可聴周波数帯域よりも広い帯域において周波数特性が平坦とされている。

本技術において、マイクロホンは外耳道に挿入される耳栓部に配設されているので、このマイクロホンでは使用者の頭部形状や耳介特性が反映された音を集音することが可能となる。また、本技術において、マイクロホンからスピーカの系で少なくとも可聴周波数帯域よりも広い帯域において周波数特性が平坦とされているので、マイクロホンで集音された音を、その音質を変化させることなくスピーカから出力させることが可能となる。また、耳栓部が外耳道に挿入されて使用されるので、マイクロホンからスピーカの系を通らない直接音が鼓膜に到達することを妨げることが可能となる。直接音が聞こえると、マイクロホンからスピーカの系を通って出力される音と若干のずれが生じ、違和感を覚えるが、そのような状態が回避される。

したがって、本技術においては、自室等周囲への音漏れに配慮が必要な環境で、使用者の構築した音楽鑑賞環境（音質、スピーカ配置など）の特徴を損なうことなく、使用者が満足する音量で観賞することが可能となる。

なお、本技術において、例えば、信号処理部は、マイクロホンの出力信号に対して、マイクロホンからスピーカの系の周波数特性の逆特性の周波数特性補正を行う周波数特性補正部をさらに有する、ようにされてもよい。この場合、周波数特性補正部で周波数特性補正が行われることで、このマイクロホンからスピーカの系で、少なくとも可聴周波数帯域よりも広い帯域において周波数特性が平坦とされる。そのため、マイクロホンからスピーカの系を周波数特性のよい非常に高価なハードウェアで構成する必要がなく、安価に構成することが可能となる。

また、本技術において、例えば、信号処理部は、マイクロホンの出力信号に対してミュート処理を行うミュート処理部をさらに有する、ようにされてもよい。このようにミュート処理部を設けることで、スピーカから大きな音が出力されることを防止でき、聴覚を保護することが可能となる。

また、例えば、耳栓部は、タッチセンサを内蔵する着脱用補助具を有し、ミュート処理部は、タッチセンサの出力に基づいてミュート動作を行う、ようにされる。この場合、使用者が耳栓部を着脱用補助具を用いて着脱する際にスピーカからの音をミュートできるので、着脱の際に耳栓部が外耳道と擦れて発生する大きな音がスピーカから出力されることを防止できる。

例えば、信号処理部は、マイクロホンの出力信号に基づいて異音を検出する異音検出部をさらに有し、ミュート処理部は、異音検出部の検出出力に基づいてミュート動作を行う、ようにされる。この場合、マイクロホンで大きくゲイン変動した異音が集音される際にスピーカからの音をミュートできるので、この異音がスピーカから出力されることを防止できる。

例えば、異音検出部は、マイクロホンの出力信号を順次保存する異音検出作業バッファと、この異音検出作業バッファに保存された信号を時間方向に走査し、信号ゲインに異常がないかを検査してゲイン異常を検出するゲイン異常検出部と、異音検出作業バッファに保存された信号に対して時間周波数変換を行う時間周波数変換部と、時間周波数変換部の出力に基づいてスペクトル毎にパワーを求めて周波数パワースペクトルを求める周波数パワースペクトル計算部と、周波数パワースペクトル計算部で求められた周波数パワースペクトルを予め規定された異音の周波数パワースペクトルの特徴と比較して異音を検出する異音周波数特徴検出部と、ゲイン異常検出部および異音周波数特徴検出部の検出結果に基づいて、異音検出部の検出出力を得る異音検出判定部とを有する、ようにされる。

また、本技術において、例えば、耳栓部は、外耳道に当接する外側部材と、この外側部材に外周が覆われた内側部材とからなり、スピーカおよびマイクロホンは、内側部材に配設されている、ようにされてもよい。このように耳栓部を二重構造とすることで、耳栓部を外耳道に何度も着脱することで、耳栓部の外側が汚れたり傷が付いたりする。このように耳栓部を二重構造とすることで、外側部材を交換して、容易に元の状態に回復させることが可能となる。

本技術によれば、自室等周囲への音漏れに配慮が必要な環境で、使用者の構築した音楽鑑賞環境の特徴を損なうことなく、使用者が満足する音量で観賞することが可能となる。

本技術の第１の実施の形態としての音響装置の耳栓部などの構成例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態としての音響装置の回路構成例を示すブロック図である。 マイクロホンからスピーカの系の周波数特性例を示す図である。 本技術の第２の実施の形態としての音響装置の回路構成例を示すブロック図である。 マイクロホンからスピーカの系の周波数特性を、少なくとも可聴周波数帯域よりも広い帯域において平坦となるように補正することを説明するための図である。 周波数特性補正回路における周波数特性補正の方法を説明するための図である。 本技術の第３の実施の形態としての音響装置の回路構成例を示すブロック図である。 マイクロホンの出力信号から異音（異常音）を検出する異音検出回路の構成例を示すブロック図である。 音響装置の他の構成例を示すブロック図である。

以下、発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．第３の実施の形態
４．変形例

＜１．第１の実施の形態＞
［音響装置の構成］
図１は、本技術の第１の実施の形態としての音響装置１０の構成例を示している。この音響装置１００は、耳栓部１００Ｌ，１００Ｒと信号処理部２００とを備えている。ここで、耳栓部１００Ｌは左耳用であり、耳栓部１００Ｒは右耳用であり、同様の構成とされている。図１には、図面の簡単化のため、左耳用の耳栓部１００Ｌのみを図示している。

図１（ａ）の左耳部分は、正面方向から見た場合における耳介（耳殻）３１０と、外耳道３２０を、概略的に示している。また、図１（ｂ）の左耳部分は、側面方向から見た場合における耳介（耳殻）３１０と、外耳道３２０を、概略的に示している。耳栓部１００Ｌは、図示のように、外耳道３２０に挿入されて使用される。

耳栓部１００Ｌの鼓膜３３０側にスピーカ１１０Ｌが配設されている。また、この耳栓部１００Ｌの鼓膜３３０とは反対の側にマイクロホン１２０Ｌが配設されている。耳栓部１００Ｌは、外耳道３２０に当接する外側部材１０１と、この外側部材１０１に外周が覆われた内側部材１０２とからなっている。これら外側部材１０１および内側部材１０２は、ポリウレタン、シリコンなどの柔らかい部材で構成されている。スピーカ１１０Ｌおよびマイクロホン１２０Ｌは、内側部材１０２に配設されている。

耳栓部１００Ｌは、外耳道３２０に着脱することが繰り返されることで、外耳道３２０に当接される外側が汚れたり傷付いたりする。上述のように耳栓部１００Ｌが外側部材１０１と内側部材１０２の二重構造とされることで、外側部材１０１を交換して、容易に元の状態に回復可能とされる。

耳栓部１００Ｌは、着脱用補助具１０３，１０４を有している。この着脱用補助具１０３，１０４は、一端側の先端が内側部材１０２に埋め込まれて固定された状態とされ、その他端側が外側部材１０１と内側部材１０２との間を通じて外部に導出された状態とされている。この実施の形態において、着脱用補助具１０３，１０４は、タッチセンサ（図示せず）を内蔵している。

後述するように、信号処理部２００が有するミュート回路は、このタッチセンサの出力に基づいてミュート動作を行うように構成されている。例えば、着脱用補助具１０３，１０４は金属などの導電部材で構成され、着脱用補助具１０３，１０４の双方に同時に触れると通電するように構成され、この通電によりミュート回路が働くようにされる。

また、この着脱用補助具１０３，１０４は、塑性変形が可能な素材で構成され、外部に導出された部分の曲げおよび伸ばしが可能とされる。これにより、耳栓部１００Ｌが外耳道３２０に挿入された状態では、外部に導出された部分が出っ張らないように、耳介３１０側あるいは頭部側に曲げておくことが可能となる。

耳栓部１００Ｌの内側部材１０２からは、スピーカ１１０Ｌ、マイクロホン１２０Ｌおよびタッチセンサなどに接続された信号ライン１０５Ｌが導出されている。この信号ライン１０５Ｌは、信号処理部２００が含まれる筐体４００に延びている。なお、詳細説明は省略するが、図示しない右耳用の耳栓部１００Ｒから導出された信号ライン１０５Ｒも、この筐体４００に延びている。この筐体４００には、使用者が音量調整を行うための調整用つまみ４１０が配設されている。

図２は、音響装置１０の回路構成例を示している。筐体４００に含まれる信号処理部２００は、左側信号系として音量調整回路２１０Ｌおよびミュート回路２２０Ｌを有し、右側信号系として音量調整回路２１０Ｒおよびミュート回路２２０Ｒを有している。音量調整回路２１０Ｌ，２１０Ｒは、それぞれ、例えば可変利得増幅器で構成されており、調整用つまみ４１０の回転位置に応じて発生される調整信号Ｓajに基づいて共通にゲイン調整される。

音量調整回路２１０Ｌは、マイクロホン１２０Ｌの出力信号に対して増幅処理を行う。ミュート回路２２０Ｌは、音量調整回路２１０Ｌからスピーカ１１０Ｌに供給される信号に対してミュート処理を行う。同様に、音量調整回路２１０Ｒは、マイクロホン１２０Ｒの出力信号に対して増幅処理を行う。ミュート回路２２０Ｒは、音量調整回路２１０Ｒからスピーカ１１０Ｒに供給される信号に対してミュート処理を行う。

ミュート回路２２０Ｌ，２２０Ｒは、それぞれ、耳栓部１００Ｌ，１００Ｒのタッチセンサの出力Ｓtl，Ｓtrに基づいて、ミュート動作を行う。すなわち、ミュート回路２２０Ｌ，２２０Ｒは、それぞれ、使用者が着脱用補助具１０３，１０４を持って耳栓部１００Ｌ，１００Ｒを外耳道３２０に対して着脱する際に、音量調整回路２１０Ｌ，２１０Ｒの出力をミュートする。

マイクロホン１２０Ｌからスピーカ１１０Ｌの系で、少なくとも可聴周波数帯域よりも広い帯域において周波数特性が平坦とされている。同様に、マイクロホン１２０Ｒからスピーカ１１０Ｒの系で、少なくとも可聴周波数帯域よりも広い帯域において周波数特性が平坦とされている。図３は、これらの系の周波数特性の一例を示しており、例えば、ｄ＝２ｄＢ以内などである。

図１、図２に示す音響装置１０の動作を説明する。左耳側と右耳側とは同様の動作を行うので、ここでは、左耳側についてのみ説明する。耳栓部１２０Ｌは、図１に示すように、左耳の外耳道３２０に挿入されて使用される。マイクロホン１２０Ｌは、この状態で、集音を行う。この場合、マイクロホン１２０Ｌは、外耳道３２０の入口付近にあるのでの、使用者の頭部形状や耳介特性が反映された音が集音される。

このマイクロホン１２０Ｌの出力信号は、信号処理部２００の音量調整回路２１０Ｌで増幅された後、ミュート回路２２０Ｌを通じて、スピーカ１１０Ｌに供給される。これにより、マイクロホン１２０Ｌで集音された音が増幅され、耳栓部１００Ｌの鼓膜３３０側に配設されたスピーカ１１０Ｌから左耳の鼓膜３３０に向けて出力される。この場合、使用者は、筐体４００に配設されている調整用つまみ４１０を回転させて音量調整回路２１０Ｌのゲインを調整でき、スピーカ１１０Ｌの出力音の音量を任意に調整できる。

なお、使用者が着脱用補助具１０３，１０４を持って耳栓部１００Ｌを外耳道３２０に対して着脱する際、ミュート回路２２０Ｌは、耳栓部１００Ｌのタッチセンサの出力Ｓtlに基づいて、ミュート動作を行う。そのため、例えば、調整用つまみ４１０が「off」の位置になっていない場合であっても、音量調整回路２１０Ｌの出力信号は、スピーカ１１０Ｌに供給されず、スピーカ１１０Ｌから音声は出力されない。

上述したように、図１、図２に示す音響装置１０において、マイクロホン１２０Ｌ，１２０Ｒは、外耳道３２０に挿入される耳栓部１００Ｌ，１００Ｒに配設されている。そのため、このマイクロホン１２０Ｌ，１２０Ｒでは、使用者の頭部形状や耳介特性が反映された音が集音される。

また、図１、図２に示す音響装置１０において、マイクロホン１２０Ｌ，１２０Ｒからスピーカ１１０Ｌ，１１０Ｒの系で少なくとも可聴周波数帯域よりも広い帯域において周波数特性が平坦とされている（図３参照）。そのため、マイクロホン１２０Ｌ，１２０Ｒで集音された音は、その音質が変化させられることなく、スピーカ１１０Ｌ，１１０Ｒから出力される。

また、図１、図２に示す音響装置１０において、耳栓部１００Ｌ，１００Ｒが外耳道３２０に挿入され使用される。そのため、マイクロホン１２０Ｌ，１２０Ｒからスピーカ１１０Ｌ，１１０Ｒの系を通らない直接音が鼓膜３３０に到達することが妨げられる。

したがって、図１、図２に示す音響装置１０においては、自室等周囲への音漏れに配慮が必要な環境で、使用者の構築した音楽鑑賞環境（音質、スピーカ配置など）の特徴を損なうことなく、使用者が満足する音量で観賞することが可能となる。

また、図１、図２に示す音響装置１０においては、耳栓部１００Ｌ，１００Ｒが有する着脱用補助具１０３，１０４がタッチセンサを内蔵している。そして、信号処理部２００のミュート回路２２０Ｌ，２２０Ｒでは、このタッチセンサの出力Ｓtl，Ｓtrに基づいて、ミュート動作が行われる。そのため、使用者が着脱用補助具１０３，１０４を持って耳栓部１００Ｌ，１００Ｒを外耳道３２０に対して着脱する際に、耳栓部が外耳道と擦れて発生する大きな音がスピーカ１１０Ｌ，１１０Ｒから出力されることを防止でき、聴覚を保護できる。

また、図１、図２に示す音響装置１０においては、耳栓部１００Ｌ，１００Ｒが、外側部材１０１と内側部材１０２の二重構造とされている。そのため、着脱の繰り返ししで耳栓部１００Ｌ，１００Ｒの外側が汚れたり傷付いたりした場合に、外側部材１０１を交換するだけで、容易に元の状態に回復できる。

なお、図２に示す音響装置１０の回路構成では、耳栓部１００Ｌ，１００Ｒの着脱用補助具１０３，１０４に内蔵されているタッチセンサの出力Ｓtl，Ｓtrでミュート回路２２０Ｌ，２２０Ｒを動作させている。しかし、このミュート回路２２０Ｌ，２２０Ｒを動作させるために使用者が操作するスイッチを設けてもよいことは言うまでもない。

＜２．第２の実施の形態＞
［音響装置の構成］
図４は、本技術の第２の実施の形態としての音響装置１０Ａの回路構成例を示している。この図４において、図２と対応する部分には同一符号を付し、適宜、その詳細説明は省略する。この第２の実施の形態において、耳栓部１００Ｌ，１００Ｒに関しては、上述の第１の実施の形態の音響装置１０と同様に構成されている（図１参照）。

筐体４００（図１参照）に含まれる信号処理部２００Ａは、左側信号系として、Ａ／Ｄ変換器２３０Ｌ、周波数特性補正回路２４０Ｌ、音量調整回路２１０Ｌ、Ｄ／Ａ変換器２５０Ｌおよびミュート回路２２０Ｌを有している。また、この信号処理部２００Ａは、右側信号系として、Ａ／Ｄ変換器２３０Ｒ、周波数特性補正回路２４０Ｒ、音量調整回路２１０Ｒ、Ｄ／Ａ変換器２５０Ｒおよびミュート回路２２０Ｒを有している。

Ａ／Ｄ変換器２３０Ｌ，２３０Ｒは、それぞれ、マイクロホン１２０Ｌ，１２０Ｒの出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。周波数特性補正回路２４０Ｌ，２４０Ｒは、それぞれ、マイクロホン１２０Ｌ，１２０Ｒの出力信号に対して、周波数特性補正を行う。この場合、周波数特性補正回路２４０Ｌ，２４０Ｒは、それぞれ、マイクロホン１２０Ｌ，１２０Ｒからスピーカ１１０Ｌ，１１０Ｒの系で、少なくとも可聴周波数帯域よりも広い帯域で周波数特性が平坦となるように、周波数特性補正を行う。

デジタル信号処理で、周波数特性を平坦に補正するためには、マイクロホン１２０Ｌ，１２０Ｒからスピーカ１１０Ｌ，１１０Ｒの系の周波数特性の逆特性を掛ければよい。例えば、製造時にマイクロホン１２０Ｌ，１２０Ｒからスピーカ１１０Ｌ，１１０Ｒの系固有の周波数特性を測定し、測定された周波数特性を平坦にするように補正される処理を行えばよい。すなわち、周波数特性補正回路２４０Ｌ，２４０Ｒは、それぞれ、マイクロホン１２０Ｌ，１２０Ｒからスピーカ１１０Ｌ，１１０Ｒの系の周波数特性の逆特性の周波数特性補正を行う。

例えば、マイクロホン１２０Ｌ，１２０Ｒからスピーカ１１０Ｌ，１１０Ｒの系の周波数特性が図５（ａ）に示すような周波数特性であるとき、周波数特性補正回路２４０Ｌ，２４０Ｒでは、図５（ｂ）の二点鎖線ａに示すような逆特性の周波数特性補正が行われる。これにより、マイクロホン１２０Ｌ，１２０Ｒからスピーカ１１０Ｌ，１１０Ｒの系の周波数特性は、図５（ｂ）の実線ｂに示すように、少なくとも可聴周波数帯域よりも広い帯域で周波数特性が平坦とされる。なお、図５（ａ），（ｂ）において、例えば、ｄ＝２ｄＢ以内などである。

周波数特性補正回路２４０Ｌ，２４０Ｒで周波数特性を補正するに当たり、係数が必要となる。この係数は、周波数特性の補正方法に依存する。例えば、ＩＩＲ（Infinite impulse response）、あるいはＦＩＲ（Finite impulse response）等のフィルタ処理で補正する場合が考えられる。この場合、測定された周波数特性が平坦になるように補正されるようなフィルタ係数が設定される。周波数特性補正回路２４０Ｌ，２４０Ｒは、図６（ａ）に示すように、入力されたデジタル信号に対してフィルタ係数を用いたフィルタ処理を施して出力する。

また、例えば、１／３オクターブバンド分割等の帯域分割を行って補正する場合が考えられる。この場合、分割帯域毎の補正値が係数として設定される。周波数特性補正回路２４０Ｌ，２４０Ｒは、図６（ｂ）に示すように、入力されたデジタル信号を帯域分割し、分割された帯域信号のパワーを、設定された係数を用いて補正し、補正後の各帯域信号に対して帯域合成処理を施して出力する。

また、例えば、ＤＦＴ（discrete fourier transform）等のような時間周波数変換を行ってから補正する場合が考えられる。この場合、周波数スペクトル毎の補正値が係数として設定される。周波数特性補正回路２４０Ｌ，２４０Ｒは、図６（ｃ）に示すように、入力されたデジタル信号に対して時間周波数変換を施し、その後、周波数スペクトル毎にパワーを補正し、周波数時間変換を施して出力する。

図４に戻って、音量調整回路２１０Ｌ，２１０Ｒは、それぞれ、例えば可変利得増幅器で構成されており、調整用つまみ４１０の回転位置に応じて発生される調整信号Ｓajに基づいて共通にゲイン調整される。Ｄ／Ａ変換器２５０Ｌ，２５０Ｒは、それぞれ、音量調整回路２１０Ｌ，２１０Ｒの出力信号をデジタル信号からアナログ信号に変換する。

ミュート回路２２０Ｌ，２２０Ｒは、それぞれ、耳栓部１００Ｌ，１００Ｒのタッチセンサの出力Ｓtl，Ｓtrに基づいて、ミュート動作を行う。すなわち、ミュート回路２２０Ｌ，２２０Ｒは、それぞれ、使用者が着脱用補助具１０３，１０４を持って耳栓部１００Ｌ，１００Ｒを外耳道３２０に対して着脱する際に、音量調整回路２１０Ｌ，２１０Ｒの出力をミュートする。

図４に示す音響装置１０Ａの動作を説明する。左耳側と右耳側とは同様の動作を行うので、ここでは、左耳側についてのみ説明する。耳栓部１２０Ｌは、図１に示すように、左耳の外耳道３２０に挿入されて使用される。マイクロホン１２０Ｌは、この状態で、集音を行う。この場合、マイクロホン１２０Ｌは、外耳道３２０の入口付近にあるのでの、使用者の頭部形状や耳介特性が反映された音が集音される。

このマイクロホン１２０Ｌの出力信号は、信号処理部２００ＡのＡ／Ｄ変換器２３０Ｌでアナログ信号からデジタル信号に変換された後に、周波数特性補正回路２４０Ｌに供給される。この周波数特性補正回路２４０Ｌでは、マイクロホン１２０Ｌからスピーカ１１０Ｌの系で、少なくとも可聴周波数帯域よりも広い帯域で周波数特性が平坦となるように、周波数特性補正が行われる。

周波数特性補正回路２４０Ｌで周波数特性が補正された信号は、音量調整回路２１０Ｌで増幅された後、Ｄ／Ａ変換器２５０Ｌでデジタル信号からアナログ信号に変換され、ミュート回路２２０Ｌを通じて、スピーカ１１０Ｌに供給される。これにより、マイクロホン１２０Ｌで集音された音が増幅され、耳栓部１００Ｌの鼓膜３３０側に配設されたスピーカ１１０Ｌから左耳の鼓膜３３０に向けて出力される（図１参照）。この場合、使用者は、筐体４００に配設されている調整用つまみ４１０を回転させることで、音量調整回路２１０Ｌのゲインを調整でき、スピーカ１１０Ｌの出力音の音量を任意に調整できる。

なお、使用者が着脱用補助具１０３，１０４を持って耳栓部１００Ｌを外耳道３２０に対して着脱する際、ミュート回路２２０Ｌは、耳栓部１００Ｌのタッチセンサの出力Ｓtlに基づいて、ミュート動作を行う。そのため、例えば、調整用つまみ４１０が「off」の位置になっていない場合であっても、音量調整回路２１０Ｌの出力信号は、スピーカ１１０Ｌに供給されず、スピーカ１１０Ｌから音声は出力されない。

上述したように、図４に示す音響装置１０Ａは、上述した図１，図２に示す音響装置１０と同様に構成されているので、同様の効果を得ることができる。すなわち、図４に示す音響装置１０Ａにおいては、自室等周囲への音漏れに配慮が必要な環境で、使用者の構築した音楽鑑賞環境（音質、スピーカ配置など）の特徴を損なうことなく、使用者が満足する音量で観賞することが可能となる。

また、図４に示す音響装置１０Ａにおいて、信号処理部２００Ａは、周波数特性補正回路２４０Ｌ，２４０Ｒを有する構成とされている。そして、この周波数特性補正回路２４０Ｌ，２４０Ｒでは、それぞれ、マイクロホン１２０Ｌ，１２０Ｒからスピーカ１１０Ｌ，１１０Ｒの系で、少なくとも可聴周波数帯域よりも広い帯域で周波数特性が平坦となるように、周波数特性補正が行われる。そのため、マイクロホンからスピーカの系を周波数特性のよい非常に高価なハードウェアで構成する必要がなく、安価に構成することが可能となる。

なお、図４に示す音響装置１０Ａの回路構成では、音量調整回路２１０Ｌ，２１０ＲはＤ／Ａ変換器２５０Ｌ，２５０Ｒの前段に配置され、デジタル信号処理を行っている。しかし、この音量調整回路２１０Ｌ，２１０ＲはＤ／Ａ変換器２５０Ｌ，２５０Ｒの後段に配置されアナログ信号処理を行ってもよい。

また、図４に示す音響装置１０Ａの回路構成では、周波数特性補正回路２４０Ｌ，２４０Ｒで周波数特性補正処理を行った後に、音量調整回路２１０Ｌ，２１０Ｒで増幅処理が行われる構成となっている。しかし、周波数特性補正処理と増幅処理とを同時に処理してもよいことはいうまでもない。上述のデジタル信号処理は、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等で行われる。

＜３．第３の実施の形態＞
［音響装置の構成］
図７は、本技術の第３の実施の形態としての音響装置１０Ｂの回路構成例を示している。この図７において、図４と対応する部分には同一符号を付し、適宜、その詳細説明は省略する。この第３の実施の形態において、耳栓部１００Ｌ，１００Ｒに関しては、着脱用補助具１０３，１０４がタッチセンサを内蔵する必要がないことを除いて、上述の第１の実施の形態の音響装置１０と同様に構成されている（図１参照）。

筐体４００（図１参照）に含まれる信号処理部２００Ｂは、左側信号系として、Ａ／Ｄ変換器２３０Ｌ、周波数特性補正回路２４０Ｌ、音量調整回路２１０Ｌ、Ｄ／Ａ変換器２５０Ｌ、ミュート回路２２０Ｌおよび異音検出回路２６０Ｌを有している。また、この信号処理部２００Ａは、右側信号系として、Ａ／Ｄ変換器２３０Ｒ、周波数特性補正回路２４０Ｒ、音量調整回路２１０Ｒ、Ｄ／Ａ変換器２５０Ｒ、ミュート回路２２０Ｒおよび異音検出回路２６０Ｒを有している。

異音検出回路２６０Ｌ，２６０Ｒは、それぞれ、マイクロホン１２０Ｌ，１２０Ｒの出力信号に基づいて異音を検出し、その検出出力Ｓdl，Ｓdrをミュート回路２２０Ｌ，２２０Ｒにミュート制御信号として供給する。異音検出回路２６０Ｌ，２６０Ｒは、耳栓部１００Ｌ，１００Ｒを外耳道３２０に対して着脱する際に発生する擦れ音などを異音として検出する。

ミュート回路２２０Ｌ，２２０Ｒは、それぞれ、異音検出回路２６０Ｌ，２６０Ｒの検出出力Ｓdl，Ｓdrに基づいて、ミュート動作を行う。すなわち、ミュート回路２２０Ｌ，２２０Ｒは、それぞれ、異音検出回路２６０Ｌ，２６０Ｒが上述の擦れ音などの異音を検出するとき、音量調整回路２１０Ｌ，２１０Ｒの出力をミュートする。

図８は、異音検出回路２６０（２６０Ｌ，２６０Ｒ）の構成例を示している。この異音検出回路２６０は、異音検出作業バッファ２６１と、ゲイン異常検出部２６２と、時間周波数変換部２６３と、周波数パワースペクトル計算部２６４と、異音周波数特徴検出部２６５と、異音検出判定部２６６を有している。

異音検出作業バッファ２６１は、異音を検出するために、Ａ／Ｄ変換器２３０（２３０Ｌ，２３０Ｒ）から入力されたデジタル信号Ｄinを順次保存し、一定時間経過後には、古い信号から破棄する。例えば、異音検出作業バッファ２６１は巡回バッファとされ、新しい信号は、追加場所に上書きされる。あるいは、異音検出作業バッファ２６１は非巡回バッファとされ、新しい信号は、古い信号を横移動させることで追加される。

ゲイン異常検出部２６２は、異音検出作業バッファ２６１に保存されたデジタル信号を時間方向に走査し、信号ゲインに異常がないかを検査してゲイン異常を検出する。例えば、時間方向に走査した際に、突発的に大きくゲイン変動した信号が現れ、その後、所定時間、例えば５ｍ秒程度その状態が連続している場合には、ゲイン異常とする。ゲイン異常検出部２６２は、検出結果を異音検出判定部２６６に送る。例えば、ゲイン異常を検出した場合には検出信号として「１」を送り、その他の場合は「０」を送る。

時間周波数変換部２６３は、異音検出作業バッファ２６１に保存されたデジタル信号に対してＤＦＴ等の時間周波数変換を行って、その変換出力を周波数パワースペクトル計算部２６４に送る。なお、図８に示す異音検出回路２６０の構成例では、異音検出作業バッファ２６１に保存されたデジタル信号を、ゲイン異常検出部２６２と時間周波数変換部２６３に別々に送っている。しかし、ゲイン異常検出部２６２で参照後のデジタル信号を時間周波数変換部２６３に送る構成であってもよい。周波数パワースペクトル計算部２６４は、例えば、スペクトル毎にパワーを求めて、周波数パワースペクトルを計算し、異音周波数特徴検出部２６５に送る。

異音周波数特徴検出部２６５は、周波数パワースペクトル計算部２６４から送られてくる周波数パワースペクトルを、予め規定された、例えば設計時に規定された異音（異常音）の周波数パワースペクトルの特徴と比較し、異音を検出する。例えば、中高域の周波数帯域のパワーが、他の周波数帯域と比較して大きく、周波数パワースペクトル形状が、予め取得された、擦れ音の周波数パワースペクトルの形状と類似している場合に、異音とする。異音周波数特徴検出部２６５は、検出結果を異音検出判定部２６６に送る。例えば、異音を検出した場合には検出信号として「１」を送り、その他の場合は「０」を送る。

異音検出判定部２６６は、ゲイン異常検出部２６２と異音周波数特徴検出部２６５の検出結果に基づいて、検出出力Ｓd（Ｓdl，Ｓdr）、つまりミュート回路２２０（２２０Ｌ，２２０Ｒ）へ送る制御信号を決定する。例えば、異音検出判定部２６６は、聴覚を保護するために、ゲイン異常検出部２６２および異音周波数特徴検出部２６５の少なくともいずれかから「１」が送られてくるとき、ミュート回路２２０がミュート動作をするように、検出出力Ｓdを決定する。

図７に示す音響装置１０Ｂのその他は、詳細説明は省略するが、図４に示す音響装置１０Ａと同様に構成されている。

図７に示す音響装置１０Ｂの動作を説明する。左耳側と右耳側とは同様の動作を行うので、ここでは、左耳側についてのみ説明する。耳栓部１２０Ｌは、図１に示すように、左耳の外耳道３２０に挿入されて使用される。マイクロホン１２０Ｌは、この状態で、集音を行う。この場合、マイクロホン１２０Ｌは、外耳道３２０の入口付近にあるのでの、使用者の頭部形状や耳介特性が反映された音が集音される。

このマイクロホン１２０Ｌの出力信号は、信号処理部２００ＢのＡ／Ｄ変換器２３０Ｌでアナログ信号からデジタル信号に変換された後に、周波数特性補正回路２４０Ｌに供給される。この周波数特性補正回路２４０Ｌでは、マイクロホン１２０Ｌからスピーカ１１０Ｌの系で、少なくとも可聴周波数帯域よりも広い帯域で周波数特性が平坦となるように、周波数特性補正が行われる。

周波数特性補正回路２４０Ｌで周波数特性が補正された信号は、音量調整回路２１０Ｌで増幅された後、Ｄ／Ａ変換器２５０Ｌでデジタル信号からアナログ信号に変換され、ミュート回路２２０Ｌを通じて、スピーカ１１０Ｌに供給される。これにより、マイクロホン１２０Ｌで集音された音が増幅され、耳栓部１００Ｌの鼓膜３３０側に配設されたスピーカ１１０Ｌから左耳の鼓膜３３０に向けて出力される（図１参照）。この場合、使用者は、筐体４００に配設されている調整用つまみ４１０を回転させることで、音量調整回路２１０Ｌのゲインを調整でき、スピーカ１１０Ｌの出力音の音量を任意に調整できる。

なお、使用者が着脱用補助具１０３，１０４を持って耳栓部１００Ｌを外耳道３２０に対して着脱する際の擦れ音などの異音が異音検出回路２６０Ｌで検出されるとき、その検出出力Ｓdlに基づいて、ミュート回路２２０Ｌがミュート動作を行う。そのため、例えば、調整用つまみ４１０が「off」の位置になっていない場合であっても、音量調整回路２１０Ｌの出力信号は、スピーカ１１０Ｌに供給されず、スピーカ１１０Ｌから異音は出力されない。

上述したように、図７に示す音響装置１０Ｂは、上述した図４に示す音響装置１０Ａと同様に構成されているので、同様の効果を得ることができる。また、図７に示す音響装置１０Ｂにおいては、使用者が耳栓部１００Ｌ，１００Ｒを外耳道３２０に対して着脱する際に発生する擦れ音などの異音を検出する異音検出回路２６０Ｌ，２６０Ｒが設けられている。そして、その検出出力Ｓdl，Ｓdrがミュート回路２２０Ｌ，２２０Ｒにミュート制御信号として供給される。

そのため、耳栓部１００Ｌ，１００Ｒの着脱時における擦れ音などの異音が発生した場合には、ミュート回路２２０Ｌ，２２０Ｒが、ミュート動作を行う。従って、擦れ音などの異音の大きな音がスピーカ１１０Ｌ，１１０Ｒから出力されることを防止でき、聴覚を保護できる。

＜４．変形例＞
なお、上述実施の形態の音響装置１０，１０Ａ，１０Ｂの回路構成では、音量調整回路２１０Ｌ，２１０Ｒと共に、ミュート回路２２０Ｌ，２２０Ｒを有する構成とされている。しかし、タッチセンサの出力Ｓtl，Ｓtr、あるいは異音検出回路２６０Ｌ，２６０Ｒの検出出力Ｓdl、Ｓdrを音量調整回路２１０Ｌ，２１０Ｒにミュート制御信号として供給し、設定音量を一時的に消音して、ミュート動作を行わせることも考えられる。

この場合には、ミュート回路２２０Ｌ，２２０Ｒは不要となる。また、この場合、ミュート動作のオンオフだけではなく、徐々に音量を戻すなどの効果をさらに付加することもできる。

図９は、その場合における音響装置１０Ｃの回路構成の一例を示している。信号処理部２００Ｃは、音量調整回路２１０Ｌ，２１０Ｒのみを有する構成となる。この回路構成は、図２に示す音響装置１０の回路構成に対応させたものであるが、図４、図７に示す音響装置１０Ａ，１０Ｂの回路構成に対応させたものも同様に構成できることは勿論である。

また、上述実施の形態の音響装置１０，１０Ａ，１０Ｂは、筐体４００と各耳への耳栓部１００Ｌ，１００Ｒとが信号ライン１０５Ｌ，１０５Ｒで接続されて一体とされている。しかし、左耳用と右耳用とが分離された音響装置も考えられる。その場合、各耳用の音響装置は、耳栓部と、信号処理部を含む、例えば耳裏に配されるような形状の筐体とからなるものとされてもよい。そして、その場合、音量調整に関しては、適当な無線方式、例えば近接無線通信を用いて、左右の音響装置で同期がとられるように構成することが考えられる。

また、上述実施の形態においては、耳栓部１００Ｌ，１００Ｒの外部に存在する筐体４００内に信号処理部２００，２００Ａ〜２００Ｃが配置されるようになっている。しかし、耳栓部１００Ｌ，１００Ｒの内部に信号処理部２００，２００Ａ〜２００Ｃが内蔵される構成も考えられる。このような構成とすることで、使用者にとってより使い勝手のよい音響装置を提供できる。

また、本技術は、以下のような構成も取ることができる。
（１）外耳道に挿入され、鼓膜側にスピーカが配設されると共に、上記鼓膜側とは反対の側にマイクロホンが配設された耳栓部と、
上記マイクロホンの出力信号を処理して上記スピーカに供給する信号処理部とを備え、
上記信号処理部は、上記マイクロホンの出力信号に対して増幅処理を行う音量調整部を有し、
上記マイクロホンから上記スピーカの系で、少なくとも可聴周波数帯域よりも広い帯域において周波数特性が平坦とされている
音響装置。
（２）上記信号処理部は、上記マイクロホンの出力信号に対して、上記マイクロホンから上記スピーカの系の周波数特性の逆特性の周波数特性補正を行う周波数特性補正部をさらに有する
前記（１）に記載の音響装置。
（３）上記信号処理部は、上記マイクロホンの出力信号に対してミュート処理を行うミュート処理部をさらに有する
前記（１）または（２）に記載の音響装置。
（４）上記耳栓部は、タッチセンサを内蔵する着脱用補助具を有し、
上記ミュート処理部は、上記タッチセンサの出力に基づいてミュート動作を行う
前記（３）に記載の音響装置。
（５）上記信号処理部は、上記マイクロホンの出力信号に基づいて異音を検出する異音検出部をさらに有し、
上記ミュート処理部は、上記異音検出部の検出出力に基づいてミュート動作を行う
前記（３）に記載の音響装置。
（６）上記異音検出部は、
上記マイクロホンの出力信号を順次保存する異音検出作業バッファと、
上記異音検出作業バッファに保存された信号を時間方向に走査し、信号ゲインに異常がないかを検査してゲイン異常を検出するゲイン異常検出部と、
上記異音検出作業バッファに保存された信号に対して時間周波数変換を行う時間周波数変換部と、
上記時間周波数変換部の出力に基づいてスペクトル毎にパワーを求めて周波数パワースペクトルを求める周波数パワースペクトル計算部と、
上記周波数パワースペクトル計算部で求められた周波数パワースペクトルを予め規定された異音の周波数パワースペクトルの特徴と比較して異音を検出する異音周波数特徴検出部と、
上記ゲイン異常検出部および上記異音周波数特徴検出部の検出結果に基づいて、上記異音検出部の検出出力を得る異音検出判定部とを有する
前記（５）に記載の音響装置。
（７）上記耳栓部は、上記外耳道に当接する外側部材と、該外側部材に外周が覆われた内側部材とからなり、
上記スピーカおよび上記マイクロホンは、上記内側部材に配設されている
前記（１）から（６）のいずれかに記載の音響装置。
（８）外耳道に挿入され、鼓膜側にスピーカが配設されると共に、上記鼓膜側とは反対の側にマイクロホンが配設された耳栓部における上記マイクロホンの出力信号から異音を検出する異音検出方法であって、
上記マイクロホンの出力信号を時間方向に走査し、信号ゲインに異常がないかを検査してゲイン異常を検出するゲイン異常検出ステップと、
上記マイクロホンの出力信号に対して時間周波数変換を行う時間周波数変換ステップと、
上記時間周波数変換ステップで得られたスペクトル毎にパワーを求めて周波数パワースペクトルを求める周波数パワースペクトル計算ステップと、
上記周波数パワースペクトル計算ステップで求められた周波数パワースペクトルを予め規定された異音の周波数パワースペクトルの特徴と比較して異音を検出する異音周波数特徴検出ステップと、
上記ゲイン異常検出ステップおよび上記異音周波数特徴検出ステップの検出結果に基づいて異音検出信号を得る異音検出判定ステップと
を有する異音検出方法。

１０，１０Ａ〜１０Ｃ・・・音響装置
１００Ｌ，１００Ｒ・・・耳栓部
１０１・・・外側部材
１０２・・・内側部材
１０３，１０４・・・着脱用補助具
１０５Ｌ，１０５Ｒ・・・信号ライン
１１０Ｌ，１１０Ｒ・・・スピーカ
１２０Ｌ，１２０Ｒ・・・マイクロホン
２００，２００Ａ〜２００Ｃ・・・信号処理部
２１０Ｌ，２１０Ｒ・・・音量調整回路
２２０Ｌ，２２０Ｒ・・・ミュート回路
２３０，２３０Ｌ，２３０Ｒ・・・Ａ／Ｄ変換器
２４０Ｌ，２４０Ｒ・・・周波数特性補正回路
２５０Ｌ，２５０Ｒ・・・Ｄ／Ａ変換器
２６０，２６０Ｌ，２６０Ｒ ・・・異音検出回路
２６１・・・異音検出作業バッファ
２６２・・・ゲイン異常検出部
２６３・・・時間周波数変換部
２６４・・・周波数パワースペクトル計算部
２６５・・・異音周波数特徴検出部
２６６・・・異音検出判定部
３１０・・・耳介
３２０・・・外耳道
３３０・・・鼓膜
４００・・・筐体
４１０・・・調整用つまみ

Claims (8)

1. 外耳道に挿入され、鼓膜側にスピーカが配設されると共に、上記鼓膜側とは反対の側にマイクロホンが配設された耳栓部と、
   上記マイクロホンの出力信号を処理して上記スピーカに供給する信号処理部とを備え、
   上記信号処理部は、上記マイクロホンの出力信号に対して増幅処理を行う音量調整部を有し、
   上記マイクロホンから上記スピーカの系で、少なくとも可聴周波数帯域よりも広い帯域において周波数特性が平坦とされている
   音響装置。
2. 上記信号処理部は、上記マイクロホンの出力信号に対して、上記マイクロホンから上記スピーカの系の周波数特性の逆特性の周波数特性補正を行う周波数特性補正部をさらに有する
   請求項１に記載の音響装置。
3. 上記信号処理部は、上記マイクロホンの出力信号に対してミュート処理を行うミュート処理部をさらに有する
   請求項１に記載の音響装置。
4. 上記耳栓部は、タッチセンサを内蔵する着脱用補助具を有し、
   上記ミュート処理部は、上記タッチセンサの出力に基づいてミュート動作を行う
   請求項３に記載の音響装置。
5. 上記信号処理部は、上記マイクロホンの出力信号に基づいて異音を検出する異音検出部をさらに有し、
   上記ミュート処理部は、上記異音検出部の検出出力に基づいてミュート動作を行う
   請求項３に記載の音響装置。
6. 上記異音検出部は、
   上記マイクロホンの出力信号を順次保存する異音検出作業バッファと、
   上記異音検出作業バッファに保存された信号を時間方向に走査し、信号ゲインに異常がないかを検査してゲイン異常を検出するゲイン異常検出部と、
   上記異音検出作業バッファに保存された信号に対して時間周波数変換を行う時間周波数変換部と、
   上記時間周波数変換部の出力に基づいてスペクトル毎にパワーを求めて周波数パワースペクトルを求める周波数パワースペクトル計算部と、
   上記周波数パワースペクトル計算部で求められた周波数パワースペクトルを予め規定された異音の周波数パワースペクトルの特徴と比較して異音を検出する異音周波数特徴検出部と、
   上記ゲイン異常検出部および上記異音周波数特徴検出部の検出結果に基づいて、上記異音検出部の検出出力を得る異音検出判定部とを有する
   請求項５に記載の音響装置。
7. 上記耳栓部は、上記外耳道に当接する外側部材と、該外側部材に外周が覆われた内側部材とからなり、
   上記スピーカおよび上記マイクロホンは、上記内側部材に配設されている
   請求項１に記載の音響装置。
8. 外耳道に挿入され、鼓膜側にスピーカが配設されると共に、上記鼓膜側とは反対の側にマイクロホンが配設された耳栓部における上記マイクロホンの出力信号から異音を検出する異音検出方法であって、
   上記マイクロホンの出力信号を時間方向に走査し、信号ゲインに異常がないかを検査してゲイン異常を検出するゲイン異常検出ステップと、
   上記マイクロホンの出力信号に対して時間周波数変換を行う時間周波数変換ステップと、
   上記時間周波数変換ステップで得られたスペクトル毎にパワーを求めて周波数パワースペクトルを求める周波数パワースペクトル計算ステップと、
   上記周波数パワースペクトル計算ステップで求められた周波数パワースペクトルを予め規定された異音の周波数パワースペクトルの特徴と比較して異音を検出する異音周波数特徴検出ステップと、
   上記ゲイン異常検出ステップおよび上記異音周波数特徴検出ステップの検出結果に基づいて異音検出信号を得る異音検出判定ステップと
   を有する異音検出方法。

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