JP2014033303A - ヘッドホン装置、装着状態検出装置、装着状態検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】音楽等の再生出力時／非再生時にかかわらず、ヘッドホンの装着、非装着を判定して適切な制御が実行できるようにする。
【解決手段】ヘッドホン装置として、使用者に装着された状態で、外来音が遮蔽物を介さないで収音される位置に取り付けられる外側マイクロホンと、使用者に装着された状態で、外来音が遮蔽物を介して収音される位置に取り付けられる内側マイクロホンと、音響出力を行うドライバユニットと、装着状態検出部を備えるようにする。装着状態検出部は、外側マイクロホンと内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果と、予め記憶した非装着状態における外来音到来時の外側及び内側のマイクロホンで得られる音声信号の信号比較結果である非装着状態基準値と、予め記憶した装着状態における外来音到来時の外側及び内側マイクロホンで得られる音声信号の信号比較結果である装着状態基準値とを用いて、装着状態か非装着状態かを検出する。
【選択図】図２

Description

本開示はヘッドホン装置、及びヘッドホン装置が使用者に装着されているか否かを検出する装着状態検出装置、装着状態検出方法に関する。

特開２００８−２８９０３３号公報 特開２００２−２８１５８３号公報 特開２００９−２０７０５３号公報 特開２００９−２３２４２３号公報

いわゆるノイズキャンセリングシステムを搭載したヘッドホンや、ブルートゥース（Bluetooth：登録商標）対応のワイヤレスヘッドホンなどのように、内部にアクティブ回路を含み、バッテリーを搭載しているヘッドホン（アクティブヘッドホン）がある。

ユーザは、アクティブヘッドホンを使用した際、電源オフとすることを忘れることが往々にしてある。ヘッドホンを外したときに電源オフを忘れることで電池が消耗し、次に使用するときに電池が空になってしまっているということも多い。
アクティブヘッドホンでは専用の内蔵充電池を使用している製品もあり、電源消し忘れによって電池が空になってしまった場合、パッシヴに切り替えられない製品の場合は使用を諦めるか、外付け電池ボックスを使用したりなどユーザにとって不便である。
またパッシヴに切り替えられる製品もあるが、その場合でも、その製品の性能を最大限に生かした聴取ができないことになる。

上記の事情から、アクティブヘッドホンについて、装着／非装着を自動検出して、それに応じて適切な動作制御ができるようにすることが望ましい。

ヘッドホンの装着検出に関する技術はいくつか存在する。
例えば特許文献１のように、温度センサーを用いて装着検出を行うものや、特許文献２のように特別な機構（フック等）を備え、装着／非装着によるフックの開閉で電源制御を行うものがある。
ところが特許文献１の技術では、センサーの取り付け部分が使用者の使用方法に左右される。また特許文献２の技術はデザインに影響する。また、耳の中に装着するインナーイヤー型のヘッドホンの場合にはサイズの大型化が生ずるという制約も発生する。

また特許文献３のように、再生されている音声信号のスペクトルを利用する方法も提案されているが、ノイズキャンセリングヘッドホンや通話機能付きブルートゥースヘッドホンの通話時などは、音声信号がない場合がある。
特許文献４のように、鼓膜からの反射音を解析する手法も提案されているが、これもノイズキャンセリングヘッドホンをノイズキャンセリングにのみ使用している（音楽等を聞いていない）場合に実行できない。反射音があるかどうかを判定するために何らかの音をドライバから出力する必要があり、ノイズキャンセリングとは背反の動作が必要となってしまう。
例えばユーザは、飛行機搭乗時などにノイズセリングヘッドホンのノイズキャンセル機能を利用して、外来音を遮断して読書や睡眠をするなどの利用形態もあるが、そのような利用を考慮すると、特許文献３，４のような再生出力されている音声を利用する手法は採れないこととなる。

そこで本開示では、音楽等の再生音声出力を実行していない場合でも的確に検出でき、またサイズやデザイン的な制約も殆ど生じない手法で、ヘッドホン装置の装着／非装着を適切に検出できるようにする手法を提供する。

本開示のヘッドホン装置は、使用者に装着された状態で、外来音が遮蔽物を介さないで収音される位置に取り付けられる外側マイクロホンと、使用者に装着された状態で、外来音が遮蔽物を介して収音される位置に取り付けられる内側マイクロホンと、音響出力を行うドライバユニットと、装着状態検出部とを備える。装着状態検出部は、上記外側マイクロホンで得られる音声信号と上記内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果と、予め記憶した非装着状態における外来音到来時の上記外側マイクロホンで得られる音声信号と上記内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果である非装着状態基準値と、予め記憶した装着状態における外来音到来時の上記外側マイクロホンで得られる音声信号と上記内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果である装着状態基準値とを用いて、装着状態か非装着状態かを検出する。
本開示の装着状態検出装置は、上記装着状態検出部の構成を備える。

本開示の装着状態検出方法は、使用者に装着された状態で、外来音が遮蔽物を介さないで収音される位置に取り付けられる外側マイクロホンと、使用者に装着された状態で、外来音が遮蔽物を介して収音される位置に取り付けられる内側マイクロホンと、音響出力を行うドライバユニットとを備えたヘッドホン装置の装着状態検出方法として、上記外側マイクロホンで得られる音声信号と上記内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果と、予め記憶した非装着状態における外来音到来時の上記外側マイクロホンで得られる音声信号と上記内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果である非装着状態基準値と、予め記憶した装着状態における外来音到来時の上記外側マイクロホンで得られる音声信号と上記内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果である装着状態基準値とを用いて、装着状態か非装着状態かを検出する。

このような本開示では、ヘッドホン装置がユーザに装着された状態と、非装着の状態とで、内側マイクロホンで得られる外来音信号の信号特性が異なることを利用して、装着／非装着を検出する。
内側マイクロホンは、使用者に装着された状態で外来音が遮蔽物を介して収音される位置に取り付けられる。この場合の遮蔽物とは、例えばヘッドホンハウジングとなる。つまり内側マイクロホンで収音される外来音の信号特性は、装着／非装着により異なる。一方、外側マイクロホンは、装着／非装着に関わらず、外来音を直接収音する。
そして非装着状態では、内側マイクロホンと外側マイクロホンで得られる音声信号は、理想的には同様の特性となり、装着状態では内側マイクロホンと外側マイクロホンで得られる音声信号は、理想的には、その収音経路の差（遮蔽物の有無）に応じた異なる特性を示す。
従って、外側マイクロホンで得られる音声信号と内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果と、上記非装着状態基準値と、上記装着状態基準値とを用いることで装着状態か非装着状態かを検出することができる。

本開示によれば、ヘッドホン装置から入力音声出力実行の有無に限らず、また特にサイズやデザイン的な制約も殆ど生じない手法で、ヘッドホン装置の装着／非装着を適切に検出できるという効果がある。

本開示の実施の形態のヘッドホンの説明図である。 第１の実施の形態のヘッドホンの信号処理装置のブロック図である。 第１の実施の形態のＦＢ型ノイズキャンセリングシステムの説明図である。 第１の実施の形態の再生音声入力がない場合の各部の特性の説明図である。 第１の実施の形態の再生音声入力時の各部の特性の説明図である。 実施の形態の基準特性の事前測定の説明図である。 実施の形態の基準特性の測定と実動作特性との比較の説明図である。 実施の形態の事前測定動作の説明図である。 実施の形態の装着状態検出動作の説明図である。 実施の形態の装着判定処理及び電源制御処理のフローチャートである。 実施の形態の他の装着判定処理のフローチャートである。 第２の実施の形態のヘッドホンの信号処理装置のブロック図である。 第２の実施の形態のＦＦ型ノイズキャンセリングシステムの説明図である。 第２の実施の形態の再生音声入力がない場合の各部の特性の説明図である。 第２の実施の形態の再生音声入力時の各部の特性の説明図である。 第３の実施の形態のヘッドホンの信号処理装置のブロック図である。 第３の実施の形態のＦＦ＋ＦＢ型ノイズキャンセリングシステムの説明図である。 第３の実施の形態の再生音声入力がない場合の各部の特性の説明図である。 第３の実施の形態の再生音声入力時の各部の特性の説明図である。 第４の実施の形態のヘッドホンの信号処理装置のブロック図である。 第４の実施の形態の再生音声入力がない場合の各部の特性の説明図である。 第４の実施の形態の再生音声入力時の各部の特性の説明図である。 第５の実施の形態の装着状態検出部のブロック図である。 第５の実施の形態の装着判定処理のフローチャートである。 第５の実施の形態の変形例の装着状態検出部のブロック図である。

以下、実施の形態を次の順序で説明する。
＜１．ヘッドホン装置構成＞
＜２．第１の実施の形態（ＦＢ型ノイズキャンセリングシステム）＞
［２−１：信号処理装置構成］
［２−２：装着判定手法］
［２−３：事前測定及び装着判定処理］
＜３．第２の実施の形態（ＦＦ型ノイズキャンセリングシステム）＞
＜４．第３の実施の形態（ＦＦ＋ＦＢ型ノイズキャンセリングシステム）＞
＜５．第４の実施の形態（ノイズキャンセリングシステム非搭載）＞
＜６．第５の実施の形態＞
＜７．変形例＞

＜１．ヘッドホン装置構成＞

図１は実施の形態のヘッドホン１の概略構成を模式的に示している。
実施の形態のヘッドホン１は、例えばオーバーヘッド密閉型のステレオヘッドホン装置とされ、ユーザの左右の耳の部分にそれぞれ装着される左ハウジング２Ｌ、右ハウジング２Ｒを有する。
左ハウジング２Ｌ内には音響出力を行うドライバユニット３Ｌ、右ハウジング２Ｒ内には音響出力を行うドライバユニット３Ｒがそれぞれ設けられ、ドライバユニット３Ｌ、３Ｒによりステレオ音響出力を行う。

また実施の形態のヘッドホン１では、左ハウジング２Ｌにおいて、収音孔が筐体外部に向けられて配置された外側マイクロホン４Ｌと、左ハウジング２Ｌの内部で収音を行う内側マイクロホン５Ｌが設けられている。
同様に右ハウジング２Ｒ側も、収音孔が筐体外部に向けられて配置された外側マイクロホン４Ｒと、右ハウジング２Ｒの内部で収音を行う内側マイクロホン５Ｒが設けられている。
ユーザがヘッドホン１を装着した状態では、左右ハウジング２Ｌ、２Ｒの内部空間、つまりドライバユニット３Ｌ、３Ｒの放音空間は、ハウジング筐体とユーザの頭部により、外部空間に対し略密閉空間となる。
このため、内側マイクロホン５Ｌ、５Ｒは、使用者に装着された状態で外来音が遮蔽物（ハウジング２Ｌ、２Ｒ）を介して収音される位置に取り付けられることになる。
一方、外側マイクロホン４Ｌ、４Ｒは、使用者に装着された状態で、外来音が遮蔽物を介さないで収音される位置に取り付けられることになる。

またヘッドホン１は、いわゆるアクティブヘッドホンであり、信号処理装置６を有する。後述するが信号処理装置６は、音声信号処理等を行う回路部が形成された基板や動作電源としてのバッテリーなどを有する。
具体的には基板やバッテリーは、ハウジング２Ｌ又は２Ｒ内に収納されたり、或いは再生装置等と接続するコードの途中に筐体が設けられて収納されたりする。

ヘッドホン１で例えば音楽等を聴取する場合、ユーザはヘッドホン１を再生装置１００に接続して使用する。再生装置１００は、例えば携帯型音楽プレーヤ、据え置き型音楽プレーヤ、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、携帯型コンピュータなど、各種考えられる。つまり音声信号を出力する各種機器が想定される。
再生装置１００で再生された音声信号は、ヘッドホン１の信号処理装置６に入力され、各種処理が施された後、ドライバユニット３Ｌ、３Ｒからステレオ音声として音響出力される。信号処理装置６では、入力された再生音声信号についてのイコライジング等の音響処理を行ったり、ノイズキャンセリング動作のための処理を行う。

またヘッドホン１は、特に再生装置１００と接続されないで使用されることもある。特に信号処理装置６にノイズキャンセリング動作機能を備える場合、ユーザはヘッドホン１を装着することで外来音を大きく低減した状態を得ることができる。例えば飛行機内、電車内などにおいて静かな環境が欲しいユーザは、単にヘッドホン１を装着して電源オンとし、ノイズキャンセリング動作を実行させるという使用形態もある。

＜２．第１の実施の形態（ＦＢ型ノイズキャンセリングシステム）＞
［２−１：信号処理装置構成］

上記図１のヘッドホン１において、主に信号処理装置６の構成を説明する。
第１の実施の形態としては、ＦＢ（フィードバック：Feedback）型のノイズキャンセリングシステム搭載の場合の構成例を述べる。

まず図２で第１の実施の形態としての構成例を説明する。
なお、この第１の実施の形態から第６の実施の形態の説明においては、Ｌチャンネル、Ｒチャンネルのうち一方のみで図示及び説明を行うが、ステレオ方式のヘッドホンとして、入力される再生音声信号に係る構成やノイズキャンセリング処理のための構成、さらには後述する装着検出のための構成は、他方のチャンネルについても同様である。
また図は一方のチャンネルのみを示すため、図１に示した「３Ｌ、３Ｒ」のようにＬ、Ｒを付した符号ではなく、「ドライバユニット３」「外側マイクロホン４」「内側マイクロホン５」のように「Ｌ」「Ｒ」を付さずに表記する。

第１の実施の形態では、信号処理装置６として演算部１０、Ａ／Ｄ変換器１１，１２，１３、パワーアンプ１４、制御部１５、電源部１６、操作部１７、マイクアンプ１８，１９を備える。
演算部１０は、例えばＤＳＰ(Digital Signal Processor)などで構成され、音響処理やノイズキャンセリング処理、及び装着検出処理を行う。このため演算部１０は、再生音声信号処理部２１、ノイズキャンセリング信号処理部２２、加算器２３、装着状態検出部２４、メモリ２５としての機能を有するものとされる。

再生装置１００からの再生音声信号（音楽等）は、入力端子７から入力され、Ａ／Ｄ変換器１１でデジタル信号に変換されて再生音声信号処理部２１に入力される。再生音声信号処理部２１は、例えば音質補正のためのイコライジング処理や音量処理等を行う。もちろんリバーブ、エコー等の音響効果処理を行うようにしてもよい。
再生音声信号処理部２１で処理された再生音声信号は、加算器２３を介してパワーアンプ１４に供給されて増幅され、ドライバユニット３から音響出力される。

この第１の実施の形態ではＦＢ型のノイズキャンセリングシステムを搭載する。このため内側マイクロホン５を、ノイズキャンセルのためのマイクロホンとして使用する。
内側マイクロホン５で収音されマイクアンプ１８で増幅された音声信号は、Ａ／Ｄ変換器１３でデジタル信号とされ、ノイズキャンセリング信号処理部２２に供給される。ノイズキャンセリング信号処理部２２では、収音された音声信号についてノイズキャンセリング用のデジタルフィルタ処理を行ってノイズキャンセリング信号を生成する。
このノイズキャンセリング信号は加算器２３で再生音声信号と加算され、パワーアンプ１４を介してドライバユニット３から音響出力される。

フィードバック方式のノイズキャンセリングシステムにおいては、ユーザ（ヘッドホン１の装着者）の音楽聴取位置であるところの、ノイズと音声信号の音響再生音とを合成する音響合成位置でのノイズを収音する。つまり通常耳に近い位置であるドライバユニット３の振動板前面である。
したがってノイズ収音用のマイクロホンとしては、内側マイクロホン５を用いれば良いことになる
そして、内側マイクロホン５で収音した外来ノイズの逆相成分を、ノイズキャンセリング信号処理部２２のフィルタ処理で生成し、それをノイズキャンセリング信号として音響再生することで、外部からヘッドホンハウジング（２Ｌ、２Ｒ）内に入ってきたノイズ成分を低減させるものである。

また実施の形態のヘッドホン１では、ヘッドホン１がユーザに装着されているか否かの検出が行われる。
このため装着状態検出部２４には、外側マイクロホン４で収音されマイクアンプ１９で増幅された音声信号がＡ／Ｄ変換器１２でデジタル信号に変換されて供給される。また装着状態検出部２４には、内側マイクロホン５で収音されマイクアンプ１８で増幅された音声信号がＡ／Ｄ変換器１３でデジタル信号に変換されて供給される。さらにＡ／Ｄ変換器１１でデジタル信号とされた再生音声信号も供給される。
また装着状態検出部２４は、メモリ２５に記憶されている装着状態基準値、非装着状態基準値を参照できるようにされている。

装着状態検出部２４は、外側マイクロホン４で得られる音声信号と内側マイクロホン５で得られる音声信号との信号比較を行う。そしてその信号比較結果と、メモリ２５に記憶されて装着状態基準値、非装着状態基準値を用いて装着判定を行う。
装着状態基準値とは、ヘッドホン１がユーザに装着された装着状態において、外来音到来時の外側マイクロホン４で得られる音声信号と内側マイクロホン５で得られる音声信号との信号比較結果の理想値である。これは予め測定されてメモリ２５に記憶されている。
非装着状態基準値とは、ヘッドホン１がユーザに装着されていない非装着状態において、外来音到来時の外側マイクロホン４で得られる音声信号と内側マイクロホン５で得られる音声信号との信号比較結果の理想値である。これも予め測定されてメモリ２５に記憶されている。
装着状態検出部２４は、逐次、外側マイクロホン４で得られる音声信号と内側マイクロホン５で得られる音声信号との信号比較を行い、その信号比較結果が、外側マイクロホン４で得られる音声信号と内側マイクロホン５で得られる音声信号との信号比較を行う。その信号比較結果について、非装着状態基準値、及び装着状態基準値との各類似性判断を行って、装着状態か非装着状態かを検出する。そして装着状態検出部２４は装着／非装着の検出結果を示す装着検出信号Ｓｄｅｔを制御部１５に出力する。

制御部１５は、例えばマイクロコンピュータで構成され、ヘッドホン１の信号処理装置６の各部に制御信号Ｓｃを出力し、所要の制御を行う。
例えば演算部１０に対しては、再生音声信号処理部２１での各種モードに応じたイコライジング係数の指示、ノイズキャンセリング信号処理部２２におけるフィルタ係数の設定やノイズキャンセリング機能のオン／オフ制御などを行う。
なおノイズキャンセリングのためのフィルタ処理としては、外部環境に応じて可変設定される場合もある（ノイズキャンセリングモード）。例えば電車内、飛行機内、屋外など、ノイズ環境に適したノイズキャンセリング動作が行われるように、フィルタ係数が切り換えられる場合もある。その場合、制御部１５はノイズキャンセリングモードに応じたフィルタ係数設定も行う。
また制御部１５は電源部１６に対して電源オン／オフの制御を行う。

電源部１６は内蔵バッテリーを電源として、各部に動作電源電圧Ｖｄｄを供給する。電源電圧Ｖｄｄの供給のオン／オフ（つまりヘッドホン１の電源オン／オフ）は制御部１５からの指示に基づいて行われる。
操作部１７として、ユーザが用いる操作子が設けられる。例えば電源ボタン、モードボタン（音響モードやノイズキャンセリングモードの操作子）などが設けられる。
制御部１５は、電源ボタンの操作に応じて電源部１６に電源オン／オフを指示する。また制御部１５は、モードボタンの操作に応じて演算部１０の処理モードを指示する。

なお、実施の形態のヘッドホン１は、再生装置１００に有線接続されるタイプでもよいし、無線接続されるタイプでもよい。
無線接続されるタイプの場合、Ａ／Ｄ変換器１１の前段に受信部が設けられることになる。

［２−２：装着判定手法］

以上の構成のヘッドホン１における装着判定手法について詳述する。
図３はＦＢ型ノイズキャンセリングシステムを搭載した第１の実施の形態において、各部の特性を示したものである。
ヘッドホン１（ハウジング２）はユーザの頭部（耳介部）２００に装着される。図示する各特性は以下の通りである。

サウンドフィールド３０１は、音源Ｎからの外来ノイズが内側マイクロホン５及び外側マイクロホン４に達する音響経路を示す。なお、図４で述べるが、「Ｆ」又は「Ｆ’」は音響経路を示し、音響特性を「Ｆ0」又は「Ｆ1」で示すこととする。
加算器３０２は、ドライバユニット３からの出力音と外来ノイズ音の空間合成を示す。空間合成された音圧（ユーザの聴覚に与えられるサウンドプレッシャー）を「Ｐ」で示している。
マイク＆マイクアンプ３０３は、内側マイクロホン５及びマイクアンプ１８の収音音声信号経路を示す。マイク＆マイクアンプ３０３の音声信号特性を「Ｍ」とする。
ＮＣフィルタ３０４ＦＢは、演算部１０におけるノイズキャンセリング信号処理部２２のノイズキャンセリング信号生成用フィルタ処理を示している。このフィルタ処理特性を「−β」とする。
イコライザ３０５は、演算部１０における再生音声信号処理部２１で行われるイコライジング処理を示している。この処理特性を「Ｅ」とする。なお、入力される再生音声信号を「Ｓ」とする。
パワーアンプ３０６は、パワーアンプ１４での増幅処理を示しており、その特性を「Ａ」とする。
ドライバ＆アコースティック３０７は、ドライバユニット３及び放音空間としての出力音声経路を示している。その音響特性を「Ｈ」とする。

以上の特性を前提として、まず、再生装置１００からの再生音声信号（Ｓ）の入力がない場合において、内側マイクロホン５及び外側マイクロホン４で得られる音声信号について、図４で説明する。
図４において、点線５００より左側はハウジング２の外部の音声信号系、右側はハウジング２の内部側の音声信号系となるが、この場合、点線５００より右側は図３のようなＦＢ型ノイズキャンセリングシステムの要素となり、点線５００より左側はノイズキャンセリングシステムの要素とはならない。

ここでサウンドフィールド３０１として音響経路Ｆ、音響経路Ｆ’を示している。
音響経路Ｆは音源Ｎ（外部ノイズ音源）から外側マイクロホン４までの音響経路名、音響経路Ｆ’は、音源Ｎから内側マイクロホン５までの音響経路名とする。

ここでは、内側マイクロホン５と外側マイクロホン４については、特性が同じものを使用したケースを考える。
マイク＆マイクアンプ３０３は上述のように内側マイクロホン５及びマイクアンプ１８の収音音声信号経路であり、マイク＆マイクアンプ３０８は、外側マイクロホン４及びマイクアンプ１９の収音音声信号経路である。いずれも特性を「Ｍ」とする。
「Ｐ」は上述のようにユーザの聴覚に与えられるサウンドプレッシャー（音圧）であるが、これは図４に示すように内側マイクロホン５が収音した音圧となる。
「Ｒ」は外側マイクロホン４が収音した音圧とする。

音源Ｎから内側マイクロホン５、外側マイクロホン４までの特性は２種類存在する。
遮蔽物が存在しない場合の特性を「Ｆ0」、遮蔽物が存在する（ヘッドホンが装着されている）場合の特性を「Ｆ1」とする。
つまり、外来音の音源Ｎから外側マイクロホン４への音響経路Ｆの特性は常に「Ｆ0」である。一方、外来音の音源Ｎから内側マイクロホン５への音響経路Ｆ’の特性は「Ｆ0」となる場合（非装着状態）と、「Ｆ1」となる場合（装着状態）がある。
ドライバ＆アコースティック３０７の特性「Ｈ」も同じく、非装着状態は「Ｈ0」、装着状態を「Ｈ1」とする。
この特性「Ｆ0」「Ｆ1」「Ｈ0」「Ｈ1」は、あらかじめ測定しておくことにより、それぞれひとつの特性を得ておくことができる。

ここで式１から式７を参照する。

図４の状態で内側マイクロホン５で収音した結果としての音圧Ｐは、式１で表される。なお、この式１での「Ｆ’」は、特性「Ｆ0」又は「Ｆ1」のいずれかという意味で、便宜的に音響経路名で示している。またドライバ＆アコースティック３０７の特性「Ｈ」は、「Ｈ0」又は「Ｈ1」のいずれかである。
式２は式１を変形したものである。

ここで非装着状態、装着状態のそれぞれについて考えると、式３、式４が得られる。
非装着状態ではサウンドフィールド３０１の特性は「Ｆ0」であり、ドライバ＆アコースティック３０７の特性「Ｈ0」であるため、式２から式３が得られる。式３は、非装着状態の内側マイクロホン５の収音音圧特性「Ｑ0」を示すものとなる。
装着状態ではサウンドフィールド３０１の特性は「Ｆ1」であり、ドライバ＆アコースティック３０７の特性「Ｈ1」であるため、式２から式４が得られる。式４は、装着状態の内側マイクロホン５の収音音圧「Ｑ1」を示すものとなる。

一方、外側マイクロホン４で収音した結果の音圧Ｒは式５となる。サウンドフィールド３０１の特性は常に「Ｆ0」であり、またノイズキャンセリングシステムとは無関係のためである。
この各マイクロホン４、５で得られる音圧（「Ｒ」「Ｑ」）の比を計算した場合、非装着状態の理想が式６、装着状態の理想が式７となり、これらは定数となっている。

以上の式６，式７としての定数を用いることで、ヘッドホン１の使用時等に、装着検出を行うことができる。
式６の（Ｑ0／Ｒ）＝１の値が、上述した非装着状態基準値となる。
式７の（Ｑ1／Ｒ）＝（Ｆ1／Ｆ0）の値が、上述した装着状態基準値となる。
これらの値はメモリ２５に予め行った測定に基づいて保存されているものとする。

ヘッドホン１の動作中は、以下の動作を行う。式８〜式１１を参照する。

ヘッドホン１の動作中は、内側マイクロホン５で収音した信号「Ｐ」、外側マイクロホン４で収音した信号「Ｒ」から、常時、式８、式９の「Ｔ0」「Ｔ1」を計算する。

式８の算出値Ｔ0は、非装着状態を仮定した場合の、外側マイクロホン４で得られる音声信号と内側マイクロホン５で得られる音声信号との信号比較結果の値となる。
実際に非装着状態であったとすると、式８の算出値Ｔ0は、理想通りであれば式６の非装着状態基準値（＝１）と等しくなる。
また式９の算出値Ｔ1は、装着状態を仮定した場合の、外側マイクロホン４で得られる音声信号と内側マイクロホン５で得られる音声信号との信号比較結果の値となる。
実際に装着状態であったとすると、式９の算出値Ｔ1は、理想通りであれば式７の装着状態基準値（＝Ｆ1／Ｆ0）と等しくなる。

そこで式８、式９の算出値「Ｔ0」「Ｔ1」について、理想値との距離を求める。
式１０の距離ｄ0は、式８の算出値「Ｔ0」と非装着状態基準値（＝１）の距離を示す。
式１１の距離ｄ1は、式９の算出値「Ｔ1」と装着状態基準値（＝Ｆ1／Ｆ0）の距離を示す。
そして、この距離ｄ0、ｄ1を比較する。
もし、ｄ0＜ｄ1であれば、非装着状態と判断する。ｄ0≧ｄ1であれば、装着状態と判断する。
ｄ0＜ｄ1の場合とは、非装着状態と仮定しての外側マイクロホン４で得られる音声信号と内側マイクロホン５で得られる音声信号との信号比較結果と非装着状態基準値の類似性が、装着状態と仮定しての外側マイクロホン４で得られる音声信号と内側マイクロホン５で得られる音声信号との信号比較結果と装着状態基準値の類似性よりも高いといえるため非装着状態と判定できる。ｄ0≧ｄ1の場合はその逆である。
つまり現在（装着判定処理時）において、外側マイクロホン４で得られる音声信号と内側マイクロホン５で得られる音声信号との信号比較結果について、非装着状態基準値、装着状態基準値との類似性（距離）を判断することで、装着／非装着を判定できる。

ここまでは、入力端子７への再生音声信号の入力がない場合で述べたが、再生音声信号（Ｓ）の入力を考慮すると、図４は図５のようになる。
つまり再生音声信号（Ｓ）についてイコライザ３０５での信号処理特性「Ｅ」が与えられ、これが加算器２３でノイズキャンセリング信号（ＮＣフィルタ３０４ＦＢの出力）と加算される。
すると、上記同様の考え方で各式は以下のようになる。

式１２は、内側マイクロホン５が収音する音圧Ｐの式である。
式１３は、式１２を、ノイズ音源Ｎの項と再生音声Ｓの項に変形したものである。
この式１２，式１３では、上述の式１，式２と同じく、「Ｆ’」は特性「Ｆ0」又は「Ｆ1」のいずれか、「Ｈ」は、「Ｈ0」又は「Ｈ1」のいずれかである。
式１４のＰ0の式は、式１３を、非装着状態と仮定して「Ｆ’」＝「Ｆ0」、「Ｈ」＝「Ｈ0」として変形したものである。
式１５のＰ1の式は、式１３を、装着状態と仮定して「Ｆ’」＝「Ｆ1」、「Ｈ」＝「Ｈ1」として変形したものである。
式１６は、式１４を変形して、非装着状態での内側マイクロホン５の収音音圧特性「Ｑ0」を示すものである。
式１７は、式１５を変形して、装着状態での内側マイクロホン５の収音音圧特性「Ｑ1」を示すものである。

一方、外側マイクロホン４が収音する音圧Ｒは式１８となる。
この各マイクロホン４、５で得られる音圧（「Ｒ」「Ｑ」）の比を計算した場合、非装着状態の理想が式１９、装着状態の理想が式２０となる。これらは定数となっており、上述の式６、式７と等しい。
従って式１９，式２０としての定数を用いることで、ヘッドホン１の使用時等に、装着検出を行うことができる。
式１９の（Ｑ0／Ｒ）＝１の値が非装着状態基準値となり、式２０の（Ｑ1／Ｒ）＝（Ｆ1／Ｆ0）の値が装着状態基準値となる。
これらの値はメモリ２５に予め行った測定に基づいて保存されているものとする。

ヘッドホン１の動作中は、以下の動作を行う。式２１〜式２４を参照する。

ヘッドホン１の動作中は、内側マイクロホン５で収音した信号「Ｐ」、外側マイクロホン４で収音した信号「Ｒ」から、常時、式２１、式２２の「Ｔ0」「Ｔ1」を計算する。

式２１の算出値Ｔ0は、非装着状態を仮定した場合の、外側マイクロホン４で得られる音声信号と内側マイクロホン５で得られる音声信号との信号比較結果の値となる。
実際に非装着状態であったとすると、式２１の算出値Ｔ0は、理想通りであれば式１９の非装着状態基準値（＝１）と等しくなる。
また式２２の算出値Ｔ1は、装着状態を仮定した場合の、外側マイクロホン４で得られる音声信号と内側マイクロホン５で得られる音声信号との信号比較結果の値となる。
実際に装着状態であったとすると、式２２の算出値Ｔ1は、理想通りであれば式２０の装着状態基準値（＝Ｆ1／Ｆ0）と等しくなる。
そこで式２１、式２２の算出値「Ｔ0」「Ｔ1」について、式２３，式２４のように理想値との距離ｄ0、ｄ1を求める。
式２３の距離ｄ0は、式２１の算出値「Ｔ0」と非装着状態基準値（＝１）の距離を示す。
式２４の距離ｄ1は、式２２の算出値「Ｔ1」と装着状態基準値（＝Ｆ1／Ｆ0）の距離を示す。そして、この距離ｄ0、ｄ1を比較する。
もし、ｄ0＜ｄ1であれば、非装着状態と判断する。ｄ0≧ｄ1であれば、装着状態と判断する。
つまり現在（装着判定処理時）において、外側マイクロホン４で得られる音声信号と内側マイクロホン５で得られる音声信号との信号比較結果について、非装着状態基準値、装着状態基準値との類似性（距離）を判断することで、装着／非装着を判定できる。

このように、音楽等の再生音声をヘッドホン１で音響出力している場合でも、結局は再生音声がない場合と同様に、装着状態検出を行うことができることが理解される。
実際のヘッドホン１では、上記式１２〜式２４で述べた考え方で装着状態検出を行うようにすれば良い。即ちヘッドホン動作中はリアルタイム処理として式２１、式２２の算出を行うようにすれば良い。式２１、式２２において、再生音声信号Ｓの入力がない場合には、これらは式８、式９と等しくなるため、再生音声信号の入力の有無を判定する必要はなく、常に式２１、式２２の計算をすればよいことがわかる。

但し、リアルタイム処理として、再生装置１００からの再生音声信号入力の有無を検出して、式２１、式２２の算出を行う場合と、式８、式９の算出を行う場合とを切り換えるようにしてもよい。

また最終的に式２３，式２４で得られた距離ｄ0、ｄ1の比較を行う場合に、係数を用いて（ｄ0・ｋ0）と（ｄ1・ｋ1）の比較を行うようにしてもよい。
係数ｋ0、ｋ1の設定によっては、「なるべく非装着と判定されやすくする」或いは「なるべく非装着と判定されにくくする」などの調整が可能となる。
例えば後述するが、判定結果として非装着状態と検出した際に、制御部１５が電源オフ制御を行うこととする場合、使用状況に適した電源オフ制御が行われる必要がある。
ヘッドホン１の装着状態の個人差や、外部ノイズ状況などによっては、ユーザが装着して使用しているのに非装着と誤判定されやすいことがあり得る。そして例えば音楽鑑賞中、或いはノイズキャンセル中（耳栓としての使用中）などに、たびたび非装着と誤検出されて電源オフとされてしまうことは好ましくない。そのようなことを考慮すれば、係数設定により、なるべく非装着と判定されにくくすることが適切である。
逆に誤判定の恐れがあまりないのであれば、非装着状態でのバッテリー消耗を避けるという考え方から、係数設定によりなるべく非装着と判定されやすくするということも考えられる。

［２−３：事前測定及び装着判定処理］

以下では、上記の考え方に基づく装着判定の具体的な処理について説明していく。
まず、予め記憶しておくことが必要となる装着状態基準値Ｑ1／Ｒ（＝Ｆ1／Ｆ0）と非装着状態基準値Ｑ0／Ｒ（＝１）について説明する。

実際にヘッドホン１において上述の考え方で装着判定を行うようにする場合、理想的な装着状態と理想的な非装着状態を規定して、その環境であらかじめ測定を行って、ノイズキャンセリング方式に対応した基準となる式（式１９、式２０）により、非装着状態基準値と装着状態基準値を求める。

図６に予め行う測定の様子を示す。図６Ａは非装着状態、図６Ｂは装着状態での測定を示している。
測定の際にはスピーカなどの音源１１０を正中線に置いてホワイトノイズ（あるいはピンクノイズや、擬似騒音信号）を発生させる。
図６Ｂの装着状態での測定の場合は、理想的な装着状態として、例えば定めたダミーヘッドで測定を行う。もしくは複数人に装着させて測定を行って、その特性の平均を用いることが考えられる。

図７Ａは、非装着状態基準値Ｑ0／Ｒ（＝１）としての周波数特性と、装着状態基準値Ｑ1／Ｒ（＝Ｆ1／Ｆ0）としての周波数特性を示している。
例えばこの図のような周波数特性測定を行い、周波数特性測定結果を非装着状態基準値、装着状態基準値とする。

図８は、このような事前測定を行うための装着状態検出部２４の処理例を示している。
制御部１５は演算部１０における装着状態検出部２４に対し、制御信号Ｓｃにより、非装着状態基準値、装着状態基準値としての各基準特性算出動作の実行を指示する。
この場合、装着状態検出部２４は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理４０１，４０２、及び基準特性算出処理４０３を行うこととなる。

まず図６Ａの非装着状態での測定において、装着状態検出部２４は、外側マイクロホン４で収音され、マイクアンプ１９，Ａ／Ｄ変換器１２を介して入力される音声信号に対し、ＦＦＴ処理４０１を行う。また装着状態検出部２４は、内側マイクロホン５で収音され、マイクアンプ１８，Ａ／Ｄ変換器１３を介して入力される音声信号に対し、ＦＦＴ処理４０２を行う。
そして装着状態検出部２４は、ＦＦＴ処理４０１，４０２の結果に対し、基準特性算出処理４０３を行う。ＦＦＴ処理４０１の結果とは、上述の音圧Ｒについての周波数特性であり、ＦＦＴ処理４０２の結果とは、音圧Ｐについての周波数特性である。
基準特性算出処理４０３では、上記「Ｐ」「Ｒ」についての周波数特性の振幅比較を行なう。それは結局、図６Ａの非装着状態での測定時には図７Ａのようになり、これが式１９で示した非装着状態基準値（＝１）となる。また図６Ｂの装着状態での測定時には図７Ｂのようになり、これが式２０で示した装着状態基準値（＝Ｆ1／Ｆ2）となる。
装着状態検出部２４は、これらをメモリ２５に記憶させる。

このような事前記憶を行った上で、実際の使用時に装着判定を行う。
図９は装着判定時の処理を示している。装着状態検出部２４は、ＦＦＴ処理４０１，４０２，４０４、及び装着状態判定処理４０５を行う。
ヘッドホン使用時は、装着判定を行うために、装着状態検出部２４は、外側マイクロホン４で収音され、マイクアンプ１９，Ａ／Ｄ変換器１２を介して入力される音声信号に対し、ＦＦＴ処理４０１を行う。また装着状態検出部２４は、内側マイクロホン５で収音され、マイクアンプ１８，Ａ／Ｄ変換器１３を介して入力される音声信号に対し、ＦＦＴ処理４０２を行う。さらに入力端子７に入力され、Ａ／Ｄ変換器１１を介した再生音声信号についてもＦＦＴ処理４０４を行う。
ＦＦＴ処理４０１の結果は上述の「Ｒ」の周波数特性である。ＦＦＴ処理４０２の結果は上述の「Ｐ」の周波数特性である。ＦＦＴ処理４０４の結果は上述の「Ｓ」の周波数特性である。
装着状態判定処理４０５では、この結果を（「Ｐ」「Ｒ」「Ｓ」の周波数特性）を用いて、上述の式２１，式２２の演算を行う。
そして、式２１，式２２で得られた算出値Ｔ0、Ｔ1と、メモリ２５から読み出した非装着状態基準値、装着状態基準値を用いて装着判定を行う。つまり式２３，式２４で距離ｄ0、ｄ1 を求め、その比較結果で装着状態／非装着状態の判定を行う。

即ち、実際の動作中は一定間隔でリアルタイムに内側マイクロホン５の収音信号（Ｐ）と外側マイクロホン４の収音信号（Ｒ）の周波数解析を行って振幅の比較をする。そして、その結果が事前測定結果の装着状態基準値の周波数特性と、非装着状態基準値の周波数特性のどちらに近いかを判別することとなる。図７Ｂに、算出値Ｔ0と非装着状態基準値の比較、及び算出値Ｔ1と装着状態基準値の比較を示している。これらの比較により距離ｄ0、ｄ1 を求める。
実際の比較方法としては、たとえば図７Ｂの非装着状態想定、装着状態想定について、それぞれ周波数軸上での振幅差の面積を算出して比較する。即ちＴ0周波数特性カーブと、非装着状態基準値の周波数特性（全帯域で１）の差分面積と、Ｔ1周波数特性カーブと、装着状態基準値のＦ1／Ｆ2周波数特性カーブの差分面積を比較する。
あるいは特徴的な周波数に着目してその振幅差（あるいは比）の総計や平均を算出して比較してもよい。
また、たとえば図７Ｂのような周波数軸上での振幅差の面積を算出して閾値と比較したり、あるいは特徴的な周波数に着目してその振幅差（あるいは比）の総計や平均を算出して閾値と比較することなども考えられる。

装着状態検出部２４は、以上の処理で得られた判定結果について、これを即時に最終結果として制御部１５に通知することも可能ではある。但し、例えば非装着状態では電源消し忘れと認識して自動的に電源をオフにする等の処理を行う場合装着、装着検出の確実性を得るためにサンプル数を多くしたり、非装着状態判定が規定した連続回数に達する、あるいは規定した割合に達する場合に最終結果を非装着状態とするなどが考えられる。
そこで装着状態検出部２４は、図１０Ａのような処理を行うようにするとよい。

図１０Ａは装着状態検出部２４の装着状態判定処理４０５としての処理例を示している。
装着状態検出部２４は、ステップＦ１０１でカウンタ初期化を行う。例えば周期カウンタ、非装着カウンタを初期化する。周期カウンタは、一定の検出単位期間としての一周期をカウントするカウンタであり、非装着カウンタは、非装着状態と検出される状態の継続時間をカウントするカウンタである。

装着状態検出部２４はステップＦ１０２で、上記手法により装着／非装着の判定を行う。そして非装着状態と判定した場合は、ステップＦ１０３で非装着カウンタをインクリメントする。一方、装着状態と判定した場合はステップＦ１０４で非装着カウンタをクリアする。

装着状態検出部２４はステップＦ１０５では、非装着カウンタの値が所定の閾値を越えているか否かを確認する。
上記のステップＦ１０３，Ｆ１０４の処理からわかるように、非装着カウンタは、ステップＦ１０２で「非装着」と判定される状態の継続時間を示すカウンタである。装着状態検出部２４は「非装着」と判定されている状態が、閾値としての所定時間を越えたら、ステップＦ１０６で最終結果として「非装着」とし、非装着状態を検出信号Ｓｄｅｔにより制御部１５に通知する。
一方、非装着カウンタの値が所定の閾値に達していなければ、ステップＦ１０７で最終結果として「装着」とし、装着状態を検出信号Ｓｄｅｔで制御部１５に通知する。

装着状態検出部２４はステップＦ１０８では周期カウンタをインクリメントする。
そしてステップＦ１０９で周期カウンタの値が所定の一周期としてのカウンタ値を越えたか否かを確認する。越えていなければ、ステップＦ１０２の処理をそのまま継続する。一周期に達していたら、装着状態検出部２４はステップＦ１１０で周期カウンタをクリアし、またステップＦ１１１で非装着カウンタをクリアしてステップＦ１０２に戻る。

装着状態検出部２４は、以上の処理を、例えば電源オン中は継続して実行する。これにより、周期カウンタで計測される周期単位で、非装着判定状態が所定時間以上継続した場合に、「非装着」としての検出結果が制御部１５に通知される。

一方制御部１５は、例えば図１０Ｂの処理を行う。
例えば所定時間毎の割り込み処理等で、ステップＦ２０１で検出信号Ｓｄｅｔのチェックを行う。検出信号Ｓｄｅｔが「非装着」を示す値であった場合は、制御部１５は処理をステップＦ２０２からＦ２０３に進め、電源部１６に対して電源オフ制御を行う。
このような処理により、装着状態検出部２４が非装着状態を検出することに応じて、ヘッドホン１の電源オフが実行される。例えばユーザがヘッドホン１を外すことで、自動的に電源オフとなり、無用なバッテリー消費が避けられる。

以上のように装着状態検出部２４は、周期単位内での非装着状態の判定の継続性をもって、最終的に「非装着」と判定されるようにすることで、非装着状態を確実性をもって検出できることになる。上記のように非装着検出に応じて制御部１５が電源オフ制御を行う場合、ヘッドホン使用時に非装着状態と誤判定すると、ユーザにとって予期せずに電源オフとなることになり不都合である。そこで、図１０Ａの処理で、非装着状態を確実に検出できるようにし、非装着であることの誤検出がないようにすることが実用上好適となる。

なお図１０Ａの処理に代えて装着状態検出部２４は図１１の処理を行うようにしてもよい。
図１１の処理が図１０Ａの処理と異なるのはステップＦ１０４を行わない点である。即ちステップＦ１０２で非装着ではないと判定した際には、非装着カウンタをクリアせずにステップＦ１０５に進む。他の処理は図１０Ａと同様である。
この場合、ステップＦ１０２で一時的に装着状態と判定されても非装着カウンタはクリアされないため、ステップＦ１０５で閾値と比較する非装着カウンタの値は、非装着判定の継続時間ではなく、周期単位内での累積時間（非装着判定回数）となる。
つまり周期単位内で、非装着と判定される割合が高ければ、最終結果としてステップＦ１０６で非装着と検出されることになる。
この処理でも図１０Ａと同様に、非装着判定の確実性を高めることができる。

以上、第１の実施の形態について説明してきたが、実施の形態のヘッドホン１では、外側マイクロホン４、内側マイクロホン５で収音された音声信号を用いて装着／非装着を検出する。
非装着状態が検出された場合に電源オフ制御を行うようにすることで、いわゆる電源消し忘れを防ぎ、バッテリーの無駄な消費を防止できる。これによってアクティブヘッドホンにおいて意図しない電池消耗による不都合を解消できる。

さらにその上で本実施の形態の場合、再生装置１００からの音楽等の再生音声を出力していない場合でも装着／非装着の検出が可能である。従ってノイズキャンセリングシステムを利用した、静寂を得るための使用の際にも適切に装着状態検出を行い、これに応じた電源制御を行うことができる。
また本実施の形態の場合、装着検出に必要な内側マイクロホン５はＦＢ型ノイズキャンセリングシステムのために搭載するマイクロホンを共用できる。このため構成素子としては外側マイクロホン４を追加するのみで、部品的な負担は小さい。また外側マイクロホン４として小型のマイクロホンを追加することは、デザイン上の制約や、ヘッドホンサイズの大型化等も殆ど生じない。このため密閉型ヘッドホンだけでなく、インナーイヤータイプ、カナルタイプなどのヘッドホン（イヤホン）での適用にも適している。
またユーザの装着感に影響を与えることもない。

＜３．第２の実施の形態（ＦＦ型ノイズキャンセリングシステム）＞

第２の実施の形態として、ＦＦ（フィードフォワード：Feedforward）型のノイズキャンセリングシステム搭載の場合について説明する。
図１２は、図２と同様の形式で第１の実施の形態におけるＦＦ型ノイズキャンセリングシステム搭載のヘッドホン１の構成例を示している。なお図２と同一部分には同一符号を付し、説明を省略する。
この図１２において図２と異なるのは、外側マイクロホン４で収音された音声信号が、マイクアンプ１９，Ａ／Ｄ変換器１２を介してノイズキャンセリング信号処理部２２に供給される点である。他は図２と同様となる。

ＦＦ方式のノイズキャンセルシステムは、基本的には、ヘッドホン筐体外部にノイズ収音用のマイクロホン（外側マイクロホン４）を設置し、その外側マイクロホン４で収音したノイズに対して適切なフィルタリング処理をしてノイズキャンセリング信号を生成する。この生成したノイズキャンセリング信号を、ドライバユニット３にて音響再生し、リスナの耳に近いところ、つまりドライバユニット３の振動板前面でノイズをキャンセルする。
外側マイクロホン４で収音されるノイズと、ヘッドホン筐体内のノイズは、両者の空間的位置の違い（ヘッドホンハウジング２の外と内の違いを含む）に応じた異なる特性となる。したがって、フィードフォワード方式の場合、ノイズキャンセリング信号処理部２２では、外側マイクロホン４で収音したノイズと、ノイズキャンセルポイント（ドライバユニット前面のリスナの聴取ポイント）におけるノイズとの空間伝達関数の違いを見込んで、ノイズキャンセリング信号を生成するようにする。

装着状態検出部２４に対しては、外側マイクロホン４で収音されマイクアンプ１９で増幅された音声信号がＡ／Ｄ変換器１２でデジタル信号に変換されて供給される。また装着状態検出部２４には、内側マイクロホン５で収音されマイクアンプ１８で増幅された音声信号がＡ／Ｄ変換器１３でデジタル信号に変換されて供給される。さらにＡ／Ｄ変換器１１でデジタル信号とされた再生音声信号も供給される。
また装着状態検出部２４は、メモリ２５に記憶されている装着状態基準値、非装着状態基準値を参照できるようにされている。

図１３はＦＦ方式のノイズキャンセリングシステムの各部の特性を示している。上述の図３と異なるのは、ノイズキャンセルに用いるのが外側マイクロホン４となる点である。外側マイクロホン４及びマイクアンプ１９の特性を、マイク＆マイクアンプ３０８として示し、その音声信号特性を「Ｍ」としている。
またＮＣフィルタ３０４ＦＦは、演算部１０におけるノイズキャンセリング信号処理部２２のＦＦ方式でのノイズキャンセリング信号生成用フィルタ処理を示している。このフィルタ処理特性を「α」とする。
他は図３と同様に、サウンドフィールド３０１（Ｆ）、イコライザ３０５（Ｅ）、パワーアンプ３０６（Ａ）、ドライバ＆アコースティック３０７（Ｈ）、外来ノイズの音源Ｎ、及び再生音声信号Ｓを示している。

以上の特性を前提として、まず、再生装置１００からの再生音声信号（Ｓ）の入力がない場合において、内側マイクロホン５及び外側マイクロホン４で得られる音声信号について、図１４で説明する。図４と同様の形式で示すが、この図１４の場合、外側マイクロホン４で得られる音声信号がＮＣフィルタ３０４ＦＦへ入力される。

式２５から式３１を参照する。

非装着状態と仮定する場合、内側マイクロホン５が収音する音圧Ｐ（Ｐ0とする）は式２５で表される。
装着状態と仮定する場合、内側マイクロホン５が収音する音圧Ｐ（Ｐ1とする）は式２６で表される。
外側マイクロホン４が収音した音圧Ｒは式２７で表される。

第１の実施の形態と同様に比を算出すると、非装着状態では式２８、式３０が、また装着状態では式２９、式３１が得られる。
式３０は非装着状態基準値、式３１は装着状態基準値を示し、上述の式６、式７と等しい。

ヘッドホン１の動作中は、以下の動作を行う。式３２〜式３５を参照する。

第１の実施の形態と同様に、ヘッドホン１の動作中に内側マイクロホン５と外側マイクロホン４で収音した「Ｐ」と「Ｒ」から、常に式３２、式３３の「Ｔ0」「Ｔ1」を計算する。
式３２の「Ｔ0」は非装着状態の場合、理想通りであれば式３０と等しくなる。式３３の「Ｔ1」は装着状態の場合、理想通りであれば式３１と等しくなる。
よって式３２、式３３を計算して式３４、式３５を導き、式３０、式３１と比較する。
式３４の距離ｄ0は、式３２の算出値「Ｔ0」と非装着状態基準値（＝１）の距離を示す。式３５の距離ｄ1は、式３３の算出値「Ｔ1」と装着状態基準値（＝Ｆ1／Ｆ0）の距離を示す。そして、この距離ｄ0、ｄ1を比較する。
もし、ｄ0＜ｄ1であれば、非装着状態と判断する。ｄ0≧ｄ1であれば、装着状態と判断する。
このような考え方で装着／非装着を判定できる。

図１５は再生音声信号（Ｓ）の入力を考慮した場合である。
つまり再生音声信号（Ｓ）についてイコライザ３０５での信号処理特性「Ｅ」が与えられ、これが加算器２３でノイズキャンセリング信号（ＮＣフィルタ３０４ＦＦの出力）と加算される。
すると、上記同様の考え方で各式は以下のようになる。

式３６のＰ0の式は、非装着状態と仮定した場合の内側マイクロホン５が収音する音圧の式である。式３７は、式３６を変形して、非装着状態での内側マイクロホン５の収音音圧特性「Ｑ0」を示すものである。
式３８のＰ1の式は、装着状態と仮定した場合の内側マイクロホン５が収音する音圧の式である。式３９は、式３８を変形して、装着状態での内側マイクロホン５の収音音圧特性「Ｑ1」を示すものである。
外側マイクロホン４が収音する音圧Ｒは上述の式２７となる。

これまでと同様に比を算出すると、非装着状態では式４０、式４１、装着状態では式４２、式４３が得られる。式４１、式４３は上述の式６、式７と等しい。
従って式４１としての非装着状態基準値，式４３としての装着状態基準値を用いることで、ヘッドホン１の使用時等に、装着検出を行うことができる。

ヘッドホン１の動作中は、以下の動作を行う。式４４〜式４７を参照する。

ヘッドホン１の動作中は、内側マイクロホン５で収音した信号「Ｐ」、外側マイクロホン４で収音した信号「Ｒ」から、常時、式４４、式４５の「Ｔ0」「Ｔ1」を計算する。
式４４の算出値Ｔ0は、非装着状態を仮定した場合の、外側マイクロホン４で得られる音声信号と内側マイクロホン５で得られる音声信号との信号比較結果の値となり、実際に非装着状態であったとすると、算出値Ｔ0は、理想通りであれば式４１の非装着状態基準値（＝１）と等しくなる。
また式４５の算出値Ｔ1は、装着状態を仮定した場合の、外側マイクロホン４で得られる音声信号と内側マイクロホン５で得られる音声信号との信号比較結果の値となり、実際に装着状態であったとすると、算出値Ｔ1は、理想通りであれば式４３の装着状態基準値（＝Ｆ1／Ｆ0）と等しくなる。

そこで算出値「Ｔ0」「Ｔ1」について、式４６，式４７のように理想値との距離ｄ0、ｄ1を求める。距離ｄ0は、算出値「Ｔ0」と非装着状態基準値（＝１）の距離を示し、距離ｄ1は、算出値「Ｔ1」と装着状態基準値（＝Ｆ1／Ｆ0）の距離を示す。
そして、この距離ｄ0、ｄ1を比較する。もし、ｄ0＜ｄ1であれば、非装着状態と判断する。ｄ0≧ｄ1であれば、装着状態と判断する。
このように、外側マイクロホン４で得られる音声信号と内側マイクロホン５で得られる音声信号との信号比較結果について、非装着状態基準値、装着状態基準値との類似性（距離）を判断することで、装着／非装着を判定できる。

以上のように、音楽等の再生音声をヘッドホン１で音響出力している場合でも、結局は再生音声がない場合と同様に、装着状態検出を行うことができる。
実際のヘッドホン１では、上記式３６〜式４７で述べた考え方で装着状態検出を行うようにすれば良い。即ちヘッドホン動作中はリアルタイム処理として式４４、式４５の算出を行うようにする。再生音声信号Ｓの入力がない場合には、式４４、式４５は式３２、式３３と等しくなるためである。
また最終的に式４６，式４７で得られた距離ｄ0、ｄ1の比較を行う場合に、係数を用いて（ｄ0・ｋ0）と（ｄ1・ｋ1）の比較を行うようにしてもよい。

以上、ＦＦ方式のノイズキャンセリングシステムを採用したヘッドホン１の場合も、第１の実施の形態と同様の考え方で装着検出を行うことができる。
具体的な動作は第１の実施の形態において図６〜図１１で説明した動作と同様とすれば良い。
そして第２の実施の形態でも第１の実施の形態と同様の効果が得られる。なお第２の実施の形態の場合、装着検出に必要な外側マイクロホン４が、ＦＦ型ノイズキャンセリングシステムのために搭載するマイクロホンとして共用できることになる。

＜４．第３の実施の形態（ＦＦ＋ＦＢ型ノイズキャンセリングシステム）＞

第３の実施の形態として、ＦＦ型＋ＦＢ型のノイズキャンセリングシステム（ツイン型とも呼ぶ）を搭載したヘッドホン１を説明する。
図１６は、図２，図１２と同様の形式で第３の実施の形態におけるツイン型ノイズキャンセリングシステム搭載のヘッドホン１の構成例を示している。なお図２、図１２と同一部分には同一符号を付し、説明を省略する。

この図１６においては、外側マイクロホン４で収音された音声信号がマイクアンプ１９，Ａ／Ｄ変換器１２を介してノイズキャンセリング信号処理部２２に供給され、さらに内側マイクロホン５収音された音声信号がマイクアンプ１８，Ａ／Ｄ変換器１３を介してノイズキャンセリング信号処理部２２に供給される。
ノイズキャンセリング信号処理部２２では、上述のＦＢ方式のデジタルフィルタ処理（−β）と、ＦＦ方式のデジタルフィルタ処理（α）を行い、各フィルタ処理出力を合成してノイズキャンセリング信号を生成する。

他は既述の実施の形態と同様である。
装着状態検出部２４に対しては、第１，第２の実施の形態と同様、外側マイクロホン４の収音音声信号、内側マイクロホン５の収音音声信号、及び再生音声信号が供給される。

図１７はツイン方式のノイズキャンセリングシステムの各部の特性を示している。
外側マイクロホン４と内側マイクロホン５の両方がノイズキャンセリングのために利用される。
内側マイクロホン５及びマイクアンプ１８の特性を、マイク＆マイクアンプ３０３として示し、その音声信号特性を「Ｍ１」としている。
外側マイクロホン４及びマイクアンプ１９の特性を、マイク＆マイクアンプ３０８として示し、その音声信号特性を「Ｍ２」としている。
またＮＣフィルタ３０４ＦＢは、ノイズキャンセリング信号処理部２２のＦＢ方式のフィルタ処理を示し、このフィルタ処理特性を「−β」とする。
ＮＣフィルタ３０４ＦＦは、ノイズキャンセリング信号処理部２２のＦＦ方式でのフィルタ処理を示し、このフィルタ処理特性を「α」とする。
他は図３、図１３と同様に、サウンドフィールド３０１（Ｆ）、イコライザ３０５（Ｅ）、パワーアンプ３０６（Ａ）、ドライバ＆アコースティック３０７（Ｈ）、外来ノイズの音源Ｎ、及び再生音声信号Ｓを示している。

以上の特性を前提として、まず、再生装置１００からの再生音声信号（Ｓ）の入力がない場合において、内側マイクロホン５及び外側マイクロホン４で得られる音声信号について、図１８で説明する。図４、図１４と同様の形式で示すが、この図１８の場合、外側マイクロホン４で得られる音声信号がＮＣフィルタ３０４ＦＦへ入力され、内側マイクロホン５で得られる音声信号がＮＣフィルタ３０４ＦＢへ入力される。そしてＮＣフィルタ３０４ＦＦ、ＮＣフィルタ３０４ＦＢの出力が加算器２３で合成されてパワーアンプ３０６に供給される。
なおマイク＆マイクアンプ３０３、マイク＆マイクアンプ３０８の特性はＭとする（Ｍ１＝Ｍ２）。

式４８から式５６を参照する。

外側マイクロホン４が収音した音圧Ｒは式４８で表される。
非装着状態と仮定する場合、内側マイクロホン５が収音する音圧Ｐ（Ｐ0とする）は式４９で表される。
式４９を変形して式５０のＱ0が得られる。
第１の実施の形態と同様に比を算出すると、非装着状態では式５１、式５２が得られる。
式５２は非装着状態基準値となり、上述の式６と等しい。

装着状態と仮定する場合、内側マイクロホン５が収音する音圧Ｐ（Ｐ1とする）は式５３で表される。
式５３を変形して式５４のＱ1が得られる。
第１の実施の形態と同様に比を算出すると、装着状態では式５５、式５６が得られる。
式５６は装着状態基準値となり、上述の式７と等しい。

ヘッドホン１の動作中は、以下の動作を行う。式５７〜式６０を参照する。

既述の実施の形態と同様に、ヘッドホン１の動作中に内側マイクロホン５と外側マイクロホン４で収音した「Ｐ」と「Ｒ」から、常に式５７、式５８の「Ｔ0」「Ｔ1」を計算する。
式５７の「Ｔ0」は非装着状態の場合、理想通りであれば式５２と等しくなる。式５８の「Ｔ1」は装着状態の場合、理想通りであれば式５６と等しくなる。
よって式５７、式５８を計算して式５９、式６０を導き、式５２、式５６と比較する。
式５９の距離ｄ0は、式５７の算出値「Ｔ0」と非装着状態基準値（＝１）の距離を示す。式６０の距離ｄ1は、式５８の算出値「Ｔ1」と装着状態基準値（＝Ｆ1／Ｆ0）の距離を示す。そして、この距離ｄ0、ｄ1を比較する。
もし、ｄ0＜ｄ1であれば、非装着状態と判断する。ｄ0≧ｄ1であれば、装着状態と判断する。
このような考え方で装着／非装着を判定できる。

図１９は再生音声信号（Ｓ）の入力を考慮した場合である。
再生音声信号（Ｓ）についてイコライザ３０５での信号処理特性「Ｅ」が与えられ、これが加算器２３でノイズキャンセリング信号（ＮＣフィルタ３０４ＦＦ及びＮＣフィルタ３０４ＦＲの出力）と加算される。
すると、上記同様の考え方で各式は以下のようになる。

外側マイクロホン４が収音した音圧Ｒは式６１で表される。
非装着状態と仮定する場合、内側マイクロホン５が収音する音圧Ｐ（Ｐ0とする）は式６２で表され、式６２を変形して式６３のＱ0が得られる。
内側マイクロホン５と外側マイクロホン４で得られる音圧について比を算出すると、非装着状態では式６４、式６５が得られる。
式６５は非装着状態基準値となり、上述の式６と等しい。

装着状態と仮定する場合、内側マイクロホン５が収音する音圧Ｐ（Ｐ1とする）は式６６で表され、式６６を変形して式６７のＱ1が得られる。
内側マイクロホン５と外側マイクロホン４で得られる音圧について比を算出すると、装着状態では式６８、式６９が得られる。
式６９は装着状態基準値となり、上述の式７と等しい。

ヘッドホン１の動作中は、以下の動作を行う。式７０〜式７３を参照する。

ヘッドホン１の動作中は、内側マイクロホン５で収音した信号「Ｐ」、外側マイクロホン４で収音した信号「Ｒ」から、常時、式７０、式７１の「Ｔ0」「Ｔ1」を計算する。
式７０の算出値Ｔ0は、非装着状態を仮定した場合の、外側マイクロホン４で得られる音声信号と内側マイクロホン５で得られる音声信号との信号比較結果の値となり、実際に非装着状態であったとすると、算出値Ｔ0は、理想通りであれば式６５の非装着状態基準値（＝１）と等しくなる。
また式７１の算出値Ｔ1は、装着状態を仮定した場合の、外側マイクロホン４で得られる音声信号と内側マイクロホン５で得られる音声信号との信号比較結果の値となり、実際に装着状態であったとすると、算出値Ｔ1は、理想通りであれば式６９の装着状態基準値（＝Ｆ1／Ｆ0）と等しくなる。

そこで算出値「Ｔ0」「Ｔ1」について、式７２，式７３のように理想値との距離ｄ0、ｄ1を求める。距離ｄ0は、算出値「Ｔ0」と非装着状態基準値（＝１）の距離を示し、距離ｄ1は、算出値「Ｔ1」と装着状態基準値（＝Ｆ1／Ｆ0）の距離を示す。
そして、この距離ｄ0、ｄ1を比較する。もし、ｄ0＜ｄ1であれば、非装着状態と判断する。ｄ0≧ｄ1であれば、装着状態と判断する。
このように、外側マイクロホン４で得られる音声信号と内側マイクロホン５で得られる音声信号との信号比較結果について、非装着状態基準値、装着状態基準値との類似性（距離）を判断することで、装着／非装着を判定できる。

以上のように、音楽等の再生音声をヘッドホン１で音響出力している場合でも、結局は再生音声がない場合と同様に、装着状態検出を行うことができる。
実際のヘッドホン１では、上記式６１〜式７３で述べた考え方で装着状態検出を行うようにすれば良い。即ちヘッドホン動作中はリアルタイム処理として式７０、式７１の算出を行うようにする。再生音声信号Ｓの入力がない場合には、式７０、式７１は式５７、式５８と等しくなるためである。
また最終的に式７２，式７３で得られた距離ｄ0、ｄ1の比較を行う場合に、係数を用いて（ｄ0・ｋ0）と（ｄ1・ｋ1）の比較を行うようにしてもよい。

以上、ツイン方式のノイズキャンセリングシステムを採用したヘッドホン１の場合も、既述の実施の形態と同様の考え方で装着検出を行うことができる。
具体的な動作は第１の実施の形態において図６〜図１１で説明した動作と同様とすれば良い。
そして第３の実施の形態でも第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
加えてツイン方式のノイズキャンセリングシステムを採用する第３の実施の形態の場合、装着検出のために新たなマイクロホンを備える必要はない。ノイズキャンセル処理のために搭載する内側マイクロホン５と外側マイクロホン４を、そのまま装着検出のためのマイクロホンとして兼用できるためである。

＜５．第４の実施の形態（ノイズキャンセリングシステム非搭載）＞

ここまで説明してきた装着検出の手法は、ノイズキャンセリングヘッドホン以外にも適用できる。通常のアクティブヘッドホンに内側マイクロホン５、外側マイクロホン４を搭載することで、ノイズキャンセリングヘッドホンよりも簡単に装着状態の検出が可能となる。第４の実施の形態としてはノイズキャンセリングシステム非搭載のヘッドホン１の例を説明する。

図２０は、図２，図１２，図１６と同様の形式で第４の実施の形態におけるヘッドホン１の構成例を示している。なお図２、図１２、図１６と同一部分には同一符号を付し、説明を省略する。
この図２０においては、ノイズキャンセリングシステム非搭載のため、外側マイクロホン４の収音音声信号、内側マイクロホン５は装着検出のためにのみ使用されることとなる。
外側マイクロホン４で収音された音声信号がマイクアンプ１９，Ａ／Ｄ変換器１２を介して装着状態検出部２４に供給され、また内側マイクロホン５収音された音声信号がマイクアンプ１８，Ａ／Ｄ変換器１３を介して装着状態検出部２４に供給される。また再生音声信号もＡ／Ｄ変換器１１を介して装着状態検出部２４に供給される。
他は既述の実施の形態と同様である。

まず、再生装置１００からの再生音声信号（Ｓ）の入力がない場合において、内側マイクロホン５及び外側マイクロホン４で得られる音声信号について、図１８で説明する。
既述の実施の形態と同様、外来ノイズの音源Ｎ、サウンドフィールド３０１（音響経路Ｆ、Ｆ’）の特性をＦ0、Ｆ1、マイク＆マイクアンプ３０３及びマイク＆マイクアンプ３０８の特性をＭとする。

内側マイクロホン５、外側マイクロホン４は装着検出にのみ使用され、また再生音声入力がないことから、図１８に示すように、音圧Ｐ、Ｒは、音源Ｎからの外来音のみによる音圧となる。

式７４から式７８を参照する。

非装着状態と仮定する場合、内側マイクロホン５が収音する音圧Ｐ（Ｐ0とする）は式７４で表される。
装着状態と仮定する場合、内側マイクロホン５が収音する音圧Ｐ（Ｐ1とする）は式７５で表される。
外側マイクロホン４が収音した音圧Ｒは式７６で表される。
内側マイクロホン５と外側マイクロホン４で得られる音圧について比を算出すると、非装着状態では式７７が得られる。式７７は非装着状態基準値となり、上述の式６と等しい。
また装着状態では式７８が得られる。式７８は装着状態基準値となり、上述の式７と等しい。

ヘッドホン１の動作中は、以下の動作を行う。式７９〜式８１を参照する。

既述の実施の形態と同様に、ヘッドホン１の動作中に内側マイクロホン５と外側マイクロホン４で収音した「Ｐ」と「Ｒ」から、常に式７９の「Ｔ」を計算する。この「Ｔ」は非装着状態の場合、理想通りであれば式７７と等しくなり、は装着状態の場合、理想通りであれば式７８と等しくなる。
よって式８０、式８１で距離ｄ0、ｄ1を求めて比較する。
式８０の距離ｄ0は、式７９の算出値「Ｔ」と非装着状態基準値（＝１）の距離を示し、式８１の距離ｄ1は、算出値「Ｔ」と装着状態基準値（＝Ｆ1／Ｆ0）の距離を示す。
この距離ｄ0、ｄ1を比較し、ｄ0＜ｄ1であれば、非装着状態と判断する。ｄ0≧ｄ1であれば、装着状態と判断する。
このような考え方で装着／非装着を判定できる。

図２２は再生音声信号（Ｓ）の入力を考慮した場合である。
内側マイクロホン５で収音される音圧Ｐに関し、再生音声信号Ｓの成分が加わる。即ち音圧Ｐにおいては、再生音声信号Ｓについて、イコライザ３０５での信号処理特性「Ｅ」、パワーアンプ３０６の特性「Ａ」、ドライバ＆アコースティック３０７の特性「Ｈ」、マイク＆マイクアンプ３０３の特性「Ｍ」が与えられた成分が含まれる。
すると、上記同様の考え方で各式は以下のようになる。

非装着状態と仮定する場合、内側マイクロホン５が収音する音圧Ｐ（Ｐ0とする）は式８２で表される。
装着状態と仮定する場合、内側マイクロホン５が収音する音圧Ｐ（Ｐ1とする）は式８３で表される。
外側マイクロホン４が収音した音圧Ｒは式８４で表される。

式８２を変形して式８５のＱ0が得られる。
式８３を変形して式８６のＱ1が得られる。
内側マイクロホン５と外側マイクロホン４で得られる音圧について比を算出すると、非装着状態では式８７が得られ、これは非装着状態基準値となり、上述の式６と等しい。
装着状態と仮定する場合は式８８が得られ、これは装着状態基準値となり、上述の式７と等しい。

ヘッドホン１の動作中は、以下の動作を行う。式８９〜式９２を参照する。

ヘッドホン１の動作中は、内側マイクロホン５で収音した信号「Ｐ」、外側マイクロホン４で収音した信号「Ｒ」から、常時、式８９、式９０の「Ｔ0」「Ｔ1」を計算する。
式８９の算出値Ｔ0は、非装着状態を仮定した場合の、外側マイクロホン４で得られる音声信号と内側マイクロホン５で得られる音声信号との信号比較結果の値となり、実際に非装着状態であったとすると、算出値Ｔ0は、理想通りであれば式８７の非装着状態基準値（＝１）と等しくなる。
また式９０の算出値Ｔ1は、装着状態を仮定した場合の、外側マイクロホン４で得られる音声信号と内側マイクロホン５で得られる音声信号との信号比較結果の値となり、実際に装着状態であったとすると、算出値Ｔ1は、理想通りであれば式８８の装着状態基準値（＝Ｆ1／Ｆ0）と等しくなる。

そこで算出値「Ｔ0」「Ｔ1」について、式９１，式９２のように理想値との距離ｄ0、ｄ1を求める。距離ｄ0は、算出値「Ｔ0」と非装着状態基準値（＝１）の距離を示し、距離ｄ1は、算出値「Ｔ1」と装着状態基準値（＝Ｆ1／Ｆ0）の距離を示す。
そして、この距離ｄ0、ｄ1を比較する。もし、ｄ0＜ｄ1であれば、非装着状態と判断する。ｄ0≧ｄ1であれば、装着状態と判断する。
このように、外側マイクロホン４で得られる音声信号と内側マイクロホン５で得られる音声信号との信号比較結果について、非装着状態基準値、装着状態基準値との類似性（距離）を判断することで、装着／非装着を判定できる。

以上のように、音楽等の再生音声をヘッドホン１で音響出力している場合でも、結局は再生音声がない場合と同様に、装着状態検出を行うことができる。
実際のヘッドホン１では、上記式８２〜式９２で述べた考え方で装着状態検出を行うようにすれば良い。即ちヘッドホン動作中はリアルタイム処理として式８９、式９０の算出を行うようにする。再生音声信号Ｓの入力がない場合には、式８９、式９０は式７９と等しくなる（Ｔ0＝Ｔ1＝Ｔ）ためである。
また最終的に式９１，式９２で得られた距離ｄ0、ｄ1の比較を行う場合に、係数を用いて（ｄ0・ｋ0）と（ｄ1・ｋ1）の比較を行うようにしてもよい。

以上のとおり、ノイズキャンセリングシステムを搭載しないヘッドホン１の場合も、既述の実施の形態と同様の考え方で装着検出を行うことができる。
実際の処理は第１の実施の形態と同様に行えばよい。

＜６．第５の実施の形態＞

実際の処理としては、第１の実施の形態において図７〜図９で説明したように、周波数領域での比較処理を行う判定処理例を述べたが、装着判定のための比較処理は時間軸での振幅比較として行ってもよい。
第５の実施の形態として時間軸振幅比較で装着判定を行う処理例を説明する。

図２３は、第５の実施の形態としての装着状態検出部２４の構成例を示している。これは、例えば図２、図１２、図１６、図２０の各構成例における装着状態検出部２４の内部構成と考えれば良い。

外側マイクロホン４で収音され、マイクアンプ１９、Ａ／Ｄ変換器１２（図２等参照）を介して装着状態検出部２４に入力された外側マイク入力信号は、バンドパスフィルタ６１−１〜６１−ｎに入力される。
バンドパスフィルタ６１−１〜６１−ｎにより、外側マイク入力信号はｎ個の周波数帯域（第１帯域〜第ｎ帯域）毎に抽出される。

また内側マイクロホン５で収音され、マイクアンプ１９、Ａ／Ｄ変換器１２（図２等参照）を介した内側マイク入力信号と、Ａ／Ｄ変換器１１（図２等参照）を介した再生音声信号は、装着状態検出部２４において再生音声信号成分除去部６０に入力される。再生音声信号成分除去部６０では、内側マイク入力信号から再生音声信号を減算して、再生音声信号成分を除去した内側マイクロホン５の収音音声信号成分を得る。この再生音声信号成分を除去した内側マイクロホン５の収音音声信号成分が、バンドパスフィルタ６４−１〜６４−ｎに入力され、バンドパスフィルタ６４−１〜６４−ｎにより、ｎ個の周波数帯域（第１帯域〜第ｎ帯域）毎に抽出される。

バンドパスフィルタ６１−１〜６１−ｎから出力される外側マイク入力信号についての各帯域の信号は、それぞれ絶対値化部（ＡＢＳ部）６２−１〜６２−ｎで絶対値化され、ローパスフィルタ６３−１〜６３−ｎで高域除去されてエンベロープ化される。
またバンドパスフィルタ６４−１〜６４−ｎから出力される、再生音声信号成分が除去された内側マイク入力信号についての各帯域の信号は、それぞれ絶対値化部（ＡＢＳ部）６５−１〜６５−ｎで絶対値化され、ローパスフィルタ６６−１〜６６−ｎで高域除去されてエンベロープ化される。

Ｔ0算出部６８−１〜６８−ｎ、Ｔ1算出部６９−１〜６９−ｎが用意される。Ｔ0算出部６８−１〜６８−ｎは、上述の式８等に示した算出値Ｔ0の算出を行う。Ｔ1算出部６９−１〜６９−ｎは、上述の式９等に示した算出値Ｔ1の算出を行う。

ローパスフィルタ６３−１の出力と、ローパスフィルタ６６−１の出力は、第１帯域の外側マイク入力信号（上述の「Ｒ」に相当）と内側マイク入力信号（上述の「Ｐ」に相当）として、Ｔ0算出部６８−１及びＴ1算出部６９−１に供給される。Ｔ0算出部６８−１では、第１帯域の「Ｔ0」が求められ、Ｔ1算出部６９−１では、第１帯域の「Ｔ1」が求められる。
同様に、ローパスフィルタ６３−２の出力と、ローパスフィルタ６６−２の出力は、第２帯域の外側マイク入力信号と内側マイク入力信号として、Ｔ0算出部６８−２及びＴ1算出部６９−２に供給される。Ｔ0算出部６８−２では、第２帯域の「Ｔ0」が求められ、Ｔ1算出部６９−２では、第２帯域の「Ｔ1」が求められる。
同様に、ローパスフィルタ６３−ｎの出力と、ローパスフィルタ６６−ｎの出力は、第ｎ帯域の外側マイク入力信号と内側マイク入力信号として、Ｔ0算出部６８−ｎ及びＴ1算出部６９−ｎに供給される。Ｔ0算出部６８−ｎでは、第ｎ帯域の「Ｔ0」が求められ、Ｔ1算出部６９−ｎでは、第ｎ帯域の「Ｔ1」が求められる。

メモリ２５には、各帯域のそれぞれについての非装着状態基準値（Ｑ0／Ｒ＝１）、及び装着状態基準値（Ｑ1／Ｒ＝Ｆ1／Ｆ0）が記憶されている。
例えば予め、図６で説明したような測定を、ホワイトノイズ等をバンドパスフィルタ６１−１〜６１−ｎと同じ通過帯域のバンドパスフィルタを介して音源１１０から出力した状態で行う。そして第１帯域から第ｎ帯域のそれぞれについて、非装着状態基準値と装着状態基準値（この場合例えば振幅値）をメモリ２５に記憶させておく。

差分算出部７０−１〜７０−ｎでは、それぞれＴ0算出部６８−１〜６８−ｎの出力（Ｔ0）と、対応する帯域の非装着状態基準値の差分を算出する。
差分算出部７１−１〜７１−ｎでは、それぞれＴ1算出部６９−１〜６９−ｎの出力（Ｔ1）と、対応する帯域の装着状態基準値の差分を算出する。

差分算出部７０−１〜７０−ｎの出力は係数器８０−１〜８０−ｎを介して判定部８２に供給される。差分算出部７１−１〜７１−ｎの出力は係数器８１−１〜８１−ｎを介して判定部８２に供給される。
係数器８０−１〜８０−ｎ、及び係数器８１−１〜８１−ｎの係数＝１とすれば、判定部８２には第１帯域〜第ｎ帯域のそれぞれについての、算出値Ｔ0と非装着状態基準値の差分（式１０等のｄ0に相当）、及び算出値Ｔ1と装着状態基準値の差分（式１１等のｄ1に相当）が供給されることになる。
判定部８２はこれらの入力から装着／非装着の判定を行う。

判定部８２は、例えば図２４の処理で装着判定を行うことができる。
即ち各周波数帯域において非装着と判定した回数をカウントし、全周波数帯域が規定回数以上連続した場合に非装着と判定、もしくは規定割合以上に達した場合に非装着と判定する。

判定部８２は、ステップＦ３０１でカウンタ初期化を行う。例えば周期カウンタ、非装着カウンタを初期化する。周期カウンタは、一定の検出単位期間となる一周期をカウントするカウンタであり、非装着カウンタは、非装着状態と検出される状態の継続時間をカウントするカウンタである。この場合、非装着カウンタとしては第１帯域用非装着カウンタから第ｎ帯域用非装着カウンタが用いられる。

判定部８２はステップＦ３０２で、第１帯域の装着／非装着の判定を行う。即ち第１帯域についての、算出値Ｔ0と非装着状態基準値の差分ｄ0と、算出値Ｔ1と装着状態基準値の差分ｄ1を比較して、装着／非装着判定を行う。
そして非装着状態と判定した場合は、ステップＦ３０３で第１帯域用非装着カウンタをインクリメントする。一方、装着状態と判定した場合はステップＦ３０４で第１帯域用非装着カウンタをクリアする。

また判定部８２はステップＦ３０５で、第２帯域の装着／非装着の判定を行う。即ち第２帯域についての、算出値Ｔ0と非装着状態基準値の差分ｄ0と、算出値Ｔ1と装着状態基準値の差分ｄ1を比較して、装着／非装着判定を行う。
そして非装着状態と判定した場合は、ステップＦ３０６で第２帯域用非装着カウンタをインクリメントする。一方、装着状態と判定した場合はステップＦ３０７で第２帯域用非装着カウンタをクリアする。
このような処理を第ｎ帯域まで行う（ステップＦ３０８，Ｆ３０９，Ｆ３１０）。

各帯域についての以上の処理を行ったら、判定部８２はステップＦ３１１で周期カウンタをインクリメントする。
そして判定部８２はステップＦ３１２で、第１帯域用非装着カウンタから第ｎ帯域用非装着カウンタの値がすべて所定の閾値を越えているか否かを確認する。
第１帯域用非装着カウンタから第ｎ帯域用非装着カウンタの値がすべて所定の閾値を越えていたら、ステップＦ３１３で最終結果として「非装着」とし、非装着状態を検出信号Ｓｄｅｔにより制御部１５に通知する。
一方、以上を満たしていなければ、ステップＦ３１４で最終結果として「装着」とし、装着状態を検出信号Ｓｄｅｔで制御部１５に通知する。

判定部８２はステップＦ３１５で周期カウンタの値が所定の一周期としてのカウンタ値を越えたか否かを確認する。越えていなければ、ステップＦ３０２からの処理をそのまま継続する。一周期に達していたら、判定部８２は第１周期非装着カウンタ〜第ｎ周期非装着カウンタをクリアする。さらに判定部８２はステップＦ３１６で周期カウンタをクリアしてステップＦ３０２に戻る。

装着状態検出部２４は、以上の処理を、例えば電源オン中は継続して実行する。これにより、周期カウンタで計測される周期単位で、全体域での非装着判定状態の判定が所定時間以上継続した場合に、「非装着」としての検出結果が制御部１５に通知される。

この第５の実施の形態の場合、装着／非装着の判定の基本的な考え方は第１〜第４の実施の形態と同様であるが、判定のための具体的な比較手法については、帯域毎の「Ｐ」「Ｒ」の比較結果を時系列で非装着状態基準値及び装着状態基準値と比較していくというものとなる。

なお、このように帯域分割して判定を行う場合、係数器８０−１〜８０−ｎ、及び係数器８１−１〜８１−ｎの係数設定によって、特定の帯域に重み付けすることも可能である。
例えば内側マイクロホン５と外側マイクロホン４の各収音信号で振幅差分が生ずる支配的な帯域について重みを与えることで判定精度を上げることもできる。
或いは、ノイズ環境に応じて支配的な帯域が変化することから、環境（例えば電車内、飛行機内、屋外などの別）に応じて、各帯域の係数設定を行い、環境に応じて的確な装着判定を行うことも考えられる。
さらに判定処理の継続中に差分が大きい支配的な帯域を判断し、その帯域の係数を高くするような重み付けを行うようにしてもよい。

また、図２３の説明では帯域分割を第１帯域〜第ｎ帯域としたが、ｎは１以上である。例えば１つのバンドパスフィルタで支配的な帯域を抽出して判定処理を行ってもよいし、３つの帯域、４つの帯域、５つの帯域など、多数の帯域を用いてもよい。
また第１帯域〜第ｎ帯域というｎ個の帯域で可聴帯域の全てをカバーする必要はない。

図２４の処理に関しては、図１１で述べたような変形例も考えられる。即ちステップＦ３０４，Ｆ３０７，Ｆ３１０の非装着カウンタクリアは行わないようにし、非装着カウンタは継続時間でなく、一周期内の累積時間を表すものとしてもよい。
またステップＦ３１２では、全ての帯域についての非装着カウンタが閾値を越えた場合というＡＮＤ条件で最終結果を非装着状態としたが、ＯＲ条件、もしくは所定数の帯域の非装着カウンタが閾値を越えた場合など、他の条件で最終結果を非装着状態とする例も考えられる。

また装着状態検出部２４の構成として図２５のような構成も考えられる。なお、図２３と同一部分は同一符号として説明を省略する。
図２５の構成例は、図２３における絶対値化部６２−１〜６２−ｎ、６５−１〜６５−ｎでの絶対値化処理と、ローパスフィルタ６３−１〜６３−ｎ、６６−１〜６６−ｎでのエンベロープ化処理を省略したものである。他は図２３と同様である。
このような構成でも装着／非装着の判定を行うことができる。

＜７．変形例＞

以上、各種実施の形態を説明してきたが、さらに多様な変形例が考えられる。
実施の形態のヘッドホン１としては、頭部装着の密閉型の他、インナーイヤータイプ、カナルタイプと呼ばれるような形態のものなど、他のタイプのヘッドホン装置にも適用できる。また片耳タイプのヘッドホン装置でも本開示の技術は有効である。
またステレオヘッドホンに限らずモノラルヘッドフォンでも本開示の技術を適用できる。
またアクティブヘッドホンとして、ノイズキャンセリングシステム搭載、非搭載のヘッドホンや、ブルートゥース等の無線通信機能搭載のヘッドホン、或いは音響処理のためのアクティブ回路搭載のヘッドホンなど、広く電池使用のヘッドホンに本開示の技術は好適である。
また、内側マイクロホン５或いは外側マイクロホン４は、通話用のマイクロホンとして兼用することもでき、その意味で携帯電話機等に接続して用いるヘッドホンにも好適である。

図２、図１２、図１６、図２０では、装着状態検出部２４と制御部１５を別体として示したが、装着状態検出部２４としての動作を制御部１５としてのマイクロコンピュータ等が実行してもよい。即ち制御部１５と装着判定部２４は一体のハードウエア構成としてもよい。

各実施の形態では、Ｌチャンネル・Ｒチャンネルの一方のみで説明したが、両チャンネルで同様の装着検出を独立して行ってもよいし、まとめて行ってもよい。
まとめて行う場合とは、例えば外側マイクロホン４Ｌ、４Ｒの入力音声信号をミックスして装着状態検出部２４に供給し、また内側マイクロホン５Ｌ、５Ｒの入力音声信号をミックスして装着状態検出部２４に供給するようにすればよい。
さらに、一方のチャンネルのみで装着検出を行うようにしても良い。

Ｌ・Ｒ各チャンネルで独立して装着状態検出を行う場合、Ｌチャンネルの装着／非装着の検出結果とＲチャンネルの装着／非装着の検出結果がそれぞれ得られるが、制御部１５は多様な処理例が考えられる。
例えばＬ・Ｒチャンネルのアンド条件で非装着となったら電源オフ制御を行うようにしたり、或いはオア条件として一方のチャンネルで非装着と検出されたら電源オフ制御を行うようにしてもよい。むやみに電源オフとしないことを重視すれば、アンド条件が好ましいし、なるべく電源オフとしたいのであればオア条件が好ましい。
また、装着／非装着の検出結果に応じた制御部１５の制御は電源オフ制御に限られない。
例えば非装着と判断された場合に、再生音声の音量を下げたり、一方のチャンネルのみ非装着と判定されたら、Ｌ・Ｒチャンネルの再生音声をモノラルミックスして、装着状態のチャンネルのドライバユニット３から音響出力させるような制御も考えられる。

また電源オン制御を行うようにしてもよい。例えば電源オフ時（スタンバイ状態）にも装着状態検出部による装着検出動作が実行するようにする。そして装着状態と検出されたら制御部１５は電源オン制御及びスリープ状態からの起動を行う。このようにすれば、ユーザが装着すれば電源オンとなり、外せば電源オフとなるアクティブヘッドホンを実現できることになる。

また実施の形態で説明したように装着状態検出に用いる装着状態基準値（Ｆ1／Ｆ0）は、ユーザ個人毎に最適値が異なる。ユーザの頭部や耳介周辺の形状、装着部分の頭髪の量、装着の癖などから、ハウジング２内の密閉状況が異なるためである。そこで、ユーザが装着した状態で装着状態基準値の測定を行ったり、装着状態基準値のキャリブレーションを行うことで、実際に使用するユーザに合った装着状態基準値を記憶するようにすることも考えられる。

また外側マイクロホン４で得られる音声信号と内側マイクロホン５で得られる音声信号との信号比較結果について、非装着状態基準値、及び装着状態基準値と比較して類似性判断を行う場合、周波数軸上での振幅比較や時間軸上での振幅比較の例を挙げたが、例えば各周波数帯域の信号位相差を検出するような比較処理を行うことも考えられる。

なお本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）使用者に装着された状態で、外来音が遮蔽物を介さないで収音される位置に取り付けられる外側マイクロホンと、
使用者に装着された状態で、外来音が遮蔽物を介して収音される位置に取り付けられる内側マイクロホンと、
音響出力を行うドライバユニットと、
上記外側マイクロホンで得られる音声信号と上記内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果と、予め記憶した非装着状態における外来音到来時の上記外側マイクロホンで得られる音声信号と上記内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果である非装着状態基準値と、予め記憶した装着状態における外来音到来時の上記外側マイクロホンで得られる音声信号と上記内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果である装着状態基準値とを用いて、装着状態か非装着状態かを検出する装着状態検出部と、
を備えたヘッドホン装置。
（２）上記装着状態検出部は、
上記外側マイクロホンで得られる音声信号と上記内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果について、上記非装着状態基準値、及び上記装着状態基準値との各類似性判断を行って、装着状態か非装着状態かを検出する上記（１）に記載のヘッドホン装置。
（３）上記装着状態検出部は、上記類似性判断として、
上記外側マイクロホンで得られる音声信号と上記内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果としての周波数特性を、上記非装着状態基準値及び上記装着状態基準値としての周波数特性と比較する処理を行う上記（２）に記載のヘッドホン装置。
（４）上記装着状態検出部は、上記類似性判断として、
上記外側マイクロホンで得られる音声信号と上記内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果としての時間軸振幅を、上記非装着状態基準値及び上記装着状態基準値としての時間軸振幅と比較する処理を行う上記（２）に記載のヘッドホン装置。
（５）上記装着状態検出部は、
一定の周期毎に、上記類似性判断の結果、非装着状態と判定される継続期間又は累積時間が閾値を越えた場合に、非装着状態との検出結果を出力する上記（２）乃至（４）のいずれかに記載のヘッドホン装置。
（６）収音した外来音信号からノイズキャンセリング信号を生成し、該ノイズキャンセリング信号を上記ドライバユニットから出力させる音声信号とするノイズキャンセル処理部をさらに備えるとともに、
上記ノイズキャンセル処理部へ供給する外来音信号は、上記外側マイクロホンと上記内側マイクロホンの一方又は両方で得る構成とされている上記（１）乃至（５）のいずれかに記載のヘッドホン装置。
（７）外部装置から入力された音声信号を上記ドライバユニットから出力させる音声信号として処理する音声信号処理部をさらに備える上記（１）乃至（６）のいずれかに記載のヘッドホン装置。
（８）上記装着状態検出部によって非装着状態が検出された場合に、電源オフ制御を行う制御部を、さらに備えた上記（１）乃至（７）のいずれかに記載のヘッドホン装置。

１ ヘッドホン、２Ｌ，２Ｒ ハウジング、３，３Ｌ，３Ｒ ドライバユニット、４，４Ｌ，４Ｒ 外側マイクロホン、５，５Ｌ，５Ｒ 内側マイクロホン、６ 信号処理装置、１０ 演算部、１５ 制御部、１６ 電源部、２１ 再生音声信号処理部、２２ ノイズキャンセリング信号処理部、２４ 装着状態検出部、２５ メモリ

Claims (10)

1. 使用者に装着された状態で、外来音が遮蔽物を介さないで収音される位置に取り付けられる外側マイクロホンと、
   使用者に装着された状態で、外来音が遮蔽物を介して収音される位置に取り付けられる内側マイクロホンと、
   音響出力を行うドライバユニットと、
   上記外側マイクロホンで得られる音声信号と上記内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果と、予め記憶した非装着状態における外来音到来時の上記外側マイクロホンで得られる音声信号と上記内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果である非装着状態基準値と、予め記憶した装着状態における外来音到来時の上記外側マイクロホンで得られる音声信号と上記内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果である装着状態基準値とを用いて、装着状態か非装着状態かを検出する装着状態検出部と、
   を備えたヘッドホン装置。
2. 上記装着状態検出部は、
   上記外側マイクロホンで得られる音声信号と上記内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果について、上記非装着状態基準値、及び上記装着状態基準値との各類似性判断を行って、装着状態か非装着状態かを検出する請求項１に記載のヘッドホン装置。
3. 上記装着状態検出部は、上記類似性判断として、
   上記外側マイクロホンで得られる音声信号と上記内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果としての周波数特性を、上記非装着状態基準値及び上記装着状態基準値としての周波数特性と比較する処理を行う請求項２に記載のヘッドホン装置。
4. 上記装着状態検出部は、上記類似性判断として、
   上記外側マイクロホンで得られる音声信号と上記内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果としての時間軸振幅を、上記非装着状態基準値及び上記装着状態基準値としての時間軸振幅と比較する処理を行う請求項２に記載のヘッドホン装置。
5. 上記装着状態検出部は、
   一定の周期毎に、上記類似性判断の結果、非装着状態と判定される継続期間又は累積時間が閾値を越えた場合に、非装着状態との検出結果を出力する請求項２に記載のヘッドホン装置。
6. 収音した外来音信号からノイズキャンセリング信号を生成し、該ノイズキャンセリング信号を上記ドライバユニットから出力させる音声信号とするノイズキャンセル処理部をさらに備えるとともに、
   上記ノイズキャンセル処理部へ供給する外来音信号は、上記外側マイクロホンと上記内側マイクロホンの一方又は両方で得る構成とされている請求項１に記載のヘッドホン装置。
7. 外部装置から入力された音声信号を上記ドライバユニットから出力させる音声信号として処理する音声信号処理部をさらに備える請求項１に記載のヘッドホン装置。
8. 上記装着状態検出部によって非装着状態が検出された場合に、電源オフ制御を行う制御部を、さらに備えた請求項１に記載のヘッドホン装置。
9. ヘッドホンにおいて使用者に装着された状態で外来音が遮蔽物を介さないで収音される位置に取り付けられた外側マイクロホンで得られる音声信号と、ヘッドホンにおいて使用者に装着された状態で外来音が遮蔽物を介して収音される位置に取り付けられた内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果と、
   予め記憶した非装着状態における外来音到来時の上記外側マイクロホンで得られる音声信号と上記内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果である非装着状態基準値と、
   予め記憶した装着状態における外来音到来時の上記外側マイクロホンで得られる音声信号と上記内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果である装着状態基準値と、
   を用いて、上記ヘッドホンが装着状態か非装着状態かを検出する装着状態検出装置。
10. 使用者に装着された状態で、外来音が遮蔽物を介さないで収音される位置に取り付けられる外側マイクロホンと、
    使用者に装着された状態で、外来音が遮蔽物を介して収音される位置に取り付けられる内側マイクロホンと、
    音響出力を行うドライバユニットと、
    を備えたヘッドホン装置の装着状態検出方法として、
    上記外側マイクロホンで得られる音声信号と上記内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果と、予め記憶した非装着状態における外来音到来時の上記外側マイクロホンで得られる音声信号と上記内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果である非装着状態基準値と、予め記憶した装着状態における外来音到来時の上記外側マイクロホンで得られる音声信号と上記内側マイクロホンで得られる音声信号との信号比較結果である装着状態基準値とを用いて、装着状態か非装着状態かを検出する装着状態検出方法。

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