JP2014187413A - 音響機器並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】新たな素子やデバイス、センサを付加することなく、音響機器のイヤホンが耳から外れたことを検知する。
【解決手段】バスラインＢを経由して送られてくる音楽の音声信号は、Ｄ／Ａ変換回路１０１、音響出力部１０２を介してイヤホン２をスピーカとして出力される。他方、所定のタイミングでは、イヤホン２をマイクとして使用し、音響入力部１０３、Ａ／Ｄ変換回路１０４、バスラインＢを経由してＣＰＵへ送られ、外部音かどうかを判断することによって耳に装着されているか否かを判断する。切替制御回路１０６は、所定のタイミングで切替信号ＳＷＳを出力し、音声信号の出力系統と入力系統を切り替える。
【選択図】図２

Description

この発明は、イヤホンを使用して音楽等を聴く音響機器並びにプログラムに関する。

携帯型音楽プレイヤーやスマートフォンにデジタル音楽を記憶し、電車内や外出先で、イヤホンを使用して聴くことが一般的に行われている。
その際、イヤホンが耳から外れてしまった場合、音漏れなどの不都合が発生することがある。また、意図的にイヤホンを耳から外してカバン等にしまうときも、再生や電源をオフしなければ音楽の再生がそのまま継続し、無用に電池消費を招くという課題がある。

従来から、イヤホンが耳から外れたことを検知する技術はあった（例えば特許文献１、特許文献２参照）。

しかしながら、特許文献１記載の技術では、ユーザの耳内反射音を受音するように配置された耳内反射音受音素子が必要であり、イヤホンに付加する素子のコストとその素子のための配線が必要であるという課題があった。

特許文献２記載の技術でも、イヤホンにおける音を測定するための音を取得するために、イヤホンにマイクロホンを付加する必要があり、同様に付加するマイクロホンのコストとそのための配線が必要であるという課題があった。
そこで、特殊な構造のイヤホンを使用しなくても耳に装着されているか否かを検出できる耳装着判定方法がある（例えば、特許文献３参照）。

しかしながら、特許文献３記載の技術では、耳に装着されているか否かを検出するために、ヘッドセットから所定の信号に基づく反射信号を入力する特別な回路が必要であるという課題があった。

他方で、イヤホン（スピーカ）とマイクロホン（マイク）は、構造的に可逆性が有り、イヤホンをマイクとして使用することが可能であることは公知である（例えば、特開２００５−３１８２６７号公報参照）。

特開２０１２−１６９８２８号公報 特表２０１２−５１６０９１号公報 特開２００９−２３２４２３号公報

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、新たな素子やデバイス、センサを付加することなく、音響機器のイヤホンが耳から外れたことを検知し、適切な処理を実行する音響機器並びにプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、耳に装着可能な音響信号入出力器で音声信号を聴くための音響機器において、制御プログラムにより、所定のタイミングで前記音響信号入出力器をスピーカ機能とマイク機能に切り替える切替手段と、前記音響信号入出力器をマイク機能に切り替えた際、音を検出して、耳に装着されているか外れているかを判断する判断手段と、前記判断手段により前記音響信号入出力器が耳から外れていると判断した時は、所定の対応処理を行う対応手段とを実行させることを特徴とする音響機器を提供するものである。

請求項９記載の発明は、音響信号入出力器を使用する音響機器のコンピュータを、所定のタイミングで前記音響信号入出力器をスピーカ機能とマイク機能に切り替える切替手段と、前記音響信号入出力器をマイク機能に切り替えた際、音を検出して、耳に装着されているか外れているかを判断する判断手段と、前記判断手段により前記音響信号入出力器が耳から外れていると判断した時は、再生を停止する手段として機能させることを特徴とするプログラムを提供するものである。

特別なデバイスを付加することなく、音響機器のイヤホンが耳から外れたことを判断し、適切な処理を実行することができる。

本発明の一実施の形態である、携帯型音楽プレイヤーの概略ブロック図である。 音響回路１００の構成を示すブロック図である。 アプリケーションプログラムを実行するフローチャートを示すものである。 本発明の他の実施の形態を示すブロック図である。

図１は、本発明の一実施の形態の音響機器である携帯型音楽プレイヤーの概略ブロック図である。同図において、１は携帯型音楽プレイヤーの筐体、２は右耳用２Ｒ、左耳用２Ｌを有するステレオタイプのイヤホンである。イヤホン２はヘッドホンでも良く、いわゆる音響信号入出力器である。

筐体１内には、全体を制御するＣＰＵ３、該ＣＰＵ３が作業用に使用するワークメモリ４、多数の音楽データを記憶する音楽メモリ５を有する。音楽データはインターフェース６を介して有線または無線で外部からダウンロードすることができる。
７は、ＯＳを含む装置全体を制御するプログラムが記憶されているＲＯＭであり、フラッシュメモリ等の書き換え可能な半導体メモリやハードディスクを使用することができる。
８は、前記インターフェース６を介してダウンロード可能な各種アプリケーションプログラムを記憶するアプリケーションプログラムメモリである。アプリケーションプログラムは前記ＲＯＭ７に記憶されたＯＳ上で動作する。

９は音楽データの楽曲指定や再生、停止等の指示を入力するための入力部、１０は各種メニューや音楽データの楽曲名、ボリューム等を表示する表示部である。入力部９はタッチスイッチで構成され、表示部１０上に形成されている。

１００は、音楽メモリ５に記憶されている音楽データにより、実際にイヤホン２を駆動して音を出すための音響回路である。音楽データは一般的なＭＰ３（MPEG Audio Layer-３）、ＡＡＣ（Advanced Audio Coding）、ＷＭＡ（Windows（登録商標） Media Player）等のフォーマットで記憶されており、これらのファイルフォーマットをデコードするデコーダ７１はＲＯＭ７内に構成されている。
Ｂは全体の信号の通路となるバスラインである。

図２は音響回路１００の構成を示すブロック図である。１０１は、デコーダ７１でデコードされたデジタルの音楽信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換回路、１０２はＤ／Ａ変換回路１０１で発生されたアナログ信号により実際にイヤホン２を駆動するための音響出力部である。

イヤホン２は構造的にスピーカとマイクと兼用できる双極性となっており、１０３はイヤホン２をマイクとして使用した時の入力信号が入力される音響入力部である。音響出力部１０２、音響入力部１０３は一般的な音響回路としての利得調整回路、周波数特性制御回路、増幅回路を含む。
１０４は音響入力部で得たアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路である。

また、１０５Ａ、１０５Ｂは音響信号の流れを出力方向と入力方向で切り替えるための切替回路であり、切替制御回路１０６の切替信号ＳＷＳによって切り替えられる。切替制御回路１０６は、ＣＰＵ３の後述するプログラム制御により、切替信号ＳＷＳを出力する。切替信号ＳＷＳが１の時は出力方向（すなわち、イヤホン２をスピーカとして使用）、切替信号ＳＷＳが０のときは入力方向（すなわち、イヤホン２をマイクとして使用）に切り替えるものとする。

本実施の形態では、音楽再生中にイヤホンが耳に装着されているかどうかを検出して、イヤホンが耳から外れていると判断すると自動的に再生を停止する機能を有する。その場合、専用のアプリケーションプログラム８１をダウンロードする。ダウンロードされたアプリケーションプログラム８１はアプリケーションプログラムメモリ８に記憶される。そして、表示部１０にアプリケーションプログラム８１がインストールされたことを示すメニューアイコン１１が表示される。表示部１０上にタッチスイッチで入力部９が形成されているので、メニューアイコン１１をタッチすることにより、アプリケーションプログラム８１のスタートキー９１を操作すると、アプリケーションプログラム８１が起動する。

図３は、このアプリケーションプログラム８１を実行する場合のフローチャートを示す。
まず、通常の音楽再生と同様、音楽メモリ５に記憶されている音楽データの再生がスタートする（Ｓ１）。もちろん、曲名指定やアーティスト指定、ランダム再生等色々な再生方法が可能であるが、発明の趣旨とは直接関係しないので説明は省略する。

そして、最初に切替信号ＳＷＳとして１を出力（Ｓ２）してから、音楽データの再生出力を行う（Ｓ３）。途中で入力部９の停止ボタンが押されたことを判断すると（Ｓ４）再生を停止するが、停止ボタンが押されなければ音楽再生を継続し、無音期間（曲間）かどうかを判断する（Ｓ５）。そして曲の再生中であればステップＳ３へ戻って曲の再生を続けるが、曲間であると判断すると切替信号ＳＷＳを０とする（Ｓ６）。すると図２で説明したように、切替回路１０５Ａ及び１０５Ｂはイヤホンからの入力信号を受けるルートに切り替わる（Ｓ７）。

続いて、イヤホン２をマイクとして、音響入力部１０３、Ａ／Ｄ変換回路１０４を介して取り込んだ音声信号を、外部音かどうか判断する（Ｓ８）。すなわち、入力音声信号を解析し、イヤホンが耳に装着されているのであればほぼ無音か、鼓動の音が検出されるのに対し、イヤホンが耳から外れていると、電車内のノイズや、屋外のノイズ等が検出される。この検出は例えばパターンマッチングにより判断する。耳に装着した状態でマイクが拾う音のパターンを記憶しておけばよい。仮に周囲が静かな空間であったとしても、耳に装着して密閉された空間にマイクがある場合と、耳から外れて開放的な空間にマイクがある場合では音声信号の波形のパターンの特徴が異なってくる。

この判断処理はＣＰＵ３が行うが、携帯型音楽プレイヤーがインターフェース６を介してインターネットに接続されている場合は、サーバー側で音声信号の波形判別を実施することも可能である。

そして、ステップＳ８にて外部音が検出されなければ、すなわちイヤホンが耳に装着されていると判断された場合は、ステップＳ２に戻り、再び切替信号ＳＷＳを１にして再生を続ける。外部音が検出された場合は、すなわちイヤホンが耳から外れていると判断された場合は再生を停止する（Ｓ９）。
このステップＳ９では、ミュートや、電源切断を行ってもよい。所定回数以上あるいは所定時間以上、イヤホン２が耳から外れていることが検出され続けた場合に電源をオフするようにすることもできる。

なお、この実施の形態では、無音期間中にイヤホンの装着状態を検出しているので、再生中に音声信号のある期間でイヤホンが外れてしまった場合は検出できない。理論上は所定期間ごとにインタラプトで検出することも可能である。ただしイヤホンをスピーカからマイクに切り替えた瞬間は再生音が途切れて、ノイズのように聞こえてしまう。

そこで、図４に示すのは、イヤホン２の左耳用２Ｌ及び右耳用２Ｒのいずれか片方だけをマイクに切り替える他の実施の形態である。以下、右用の音声信号を単にＲ、左用の音声信号を単にＬと表記する。

すなわち、出力系統としてはＤ／Ａ変換回路１０１及び音響出力部１０２にはＬＲ両方の信号が入力され、切替回路１０５ＡにはＲのみが入力される。また。入力系統としては、Ｒのみが音響入力部１０３、Ａ／Ｄ変換回路１０４に入力され、Ｌは常時再生出力が供給される。１０７はイヤホンジャックであり、イヤホンジャック１０７にイヤホン２のプラグが差し込まれて、筐体１内でイヤホンジャック１０７の端子から、切替回路１０５Ａを介して音響入力部１０３に接続されるＲ側配線と、音響出力部１０２に直接接続されるＬ側配線に分かれている。
なお、図４において、切替回路１０５Ｂに入出力するＲと、Ｄ／Ａ変換回路１０１に入力されるＬは、実際はバスラインＢを経由する。

左耳用２Ｌはスピーカとして使用されるが、右耳用２Ｒは定期的にマイクに切り替えられ、外部音を検出して耳に装着されているか否かを判断するものである。こうすることによって、左耳では常時音楽を聴きながら、右耳が瞬間的にマイクに切り替わるが、ユーザへの影響が少なくて済む。

更に、イヤホン２の右耳用２Ｒと左耳用２Ｌの間の距離はイヤホンコードの分岐点２１から分かれているため限定されているので、音楽（音声信号）を再生中であれば、マイクとして機能している右耳用２Ｒは、左耳用２Ｌから再生されている音声信号を捉えることができる。従って、音声信号再生中にイヤホンが耳から外れたと判断し、直ちに再生を停止することができる。実施形態の効果としては、再生の最中にうっかりイヤホンが外れてしまった時に、直ちに再生を停止する効果は大きい。

更にまた、携帯音楽プレイヤーのＣＰＵ３は、音楽メモリ５に記憶されている音楽のうち、現在どの音楽を再生中かを知ることができるので、マイクとして機能させた右耳用２Ｒが不規則な音声波形、すなわち再生している音楽の波形ではありえない外部音を検出することによって、再生を停止させることもできる。

本実施の形態によれば、アプリケーションプログラム（アプリ）をダウンロードすることによってイヤホンの耳への装着状態を判断して適切な処理を実行することができるので、対応している機器であれば、格別ハードウエアを変更することなく、必要な人だけが当該アプリをインストールすればよいので、手軽に利用することができる。また、アプリのバージョンアップによって外部音の判断の精度を上げていくことが可能である。

なお、上記実施の形態は、有線のイヤホンを例にとって説明したが、ブルートゥース（登録商標）等を利用した無線のイヤホンやヘッドホンにおいても適用することができる。無線の場合は、カバン等にしまうとき、いちいち再生を停止してからしまわなくても、そのままカバンにしまってしまえば、耳に装着されていないと判断するので、自動的に再生を停止したり電源をオフしたりできるという効果がある。

その他、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上述した実施形態で実行される機能は可能な限り適宜組み合わせて実施しても良い。上述した実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件による適宜の組み合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、効果が得られるのであれば、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
＜付記＞
［請求項１］
耳に装着可能な音響信号入出力器で音声信号を聴くための音響機器において、
制御プログラムにより、
所定のタイミングで前記音響信号入出力器をスピーカ機能とマイク機能に切り替える切替手段と、
前記音響信号入出力器をマイク機能に切り替えた際、音を検出して、耳に装着されているか外れているかを判断する判断手段と、
前記判断手段により前記音響信号入出力器が耳から外れていると判断した時は、所定の対応処理を行う対応手段と
を実行させることを特徴とする音響機器。
［請求項２］
前記制御プログラムは、外部からダウンロードしたアプリケーションソフトであることを特徴とする請求項１記載の音響機器。
［請求項３］
前記所定のタイミングは、再生音声信号の無音区間であることを特徴とする請求項１または２記載の音響機器。
［請求項４］
前記所定のタイミングは、定期的な割り込み処理であることを特徴とする請求項１または２記載の音響機器。
［請求項５］
前記音響信号入出力器はステレオ用のＲＬのうち、所定のタイミングで一方をマイクとして機能させ、他方をスピーカとして機能させることを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載の音響機器。
［請求項６］
前記マイクとして機能させている信号入出力器は、前記スピーカとして機能させている信号入出力器から出力される音声信号を検知することを特徴とする請求項５記載の音響機器。
［請求項７］
前記音を検出して、耳に装着されているか外れているかを判断する判断手段は、音声信号の波形のパターンマッチングにより判断することを特徴とする請求項１ないし６いずれか記載の音響機器。
［請求項８］
前記対応手段は、音声信号の再生を停止、ミュート、または電源オフのいずれかであることを特徴とする請求項１ないし７いずれか記載の音響機器。
［請求項９］
音響信号入出力器を使用する音響機器のコンピュータを、
所定のタイミングで前記音響信号入出力器をスピーカ機能とマイク機能に切り替える切替手段と、
前記音響信号入出力器をマイク機能に切り替えた際、音を検出して、耳に装着されているか外れているかを判断する判断手段と、
前記判断手段により前記音響信号入出力器が耳から外れていると判断した時は、再生を停止する手段と
して機能させることを特徴とするプログラム。

１・・・筐体
２・・・イヤホン
３・・・ＣＰＵ
４・・・ワークメモリ
５・・・音楽メモリ
６・・・インターフェース
７・・・ＲＯＭ
８・・・アプリケーションプログラムメモリ
９・・・入力部
１０・・・表示部
１１・・・メニューアイコン
２１・・・分岐部
７１・・・デコーダ
８１・・・アプリケーションプログラム
９１・・・スタートキー
２Ｌ・・・右耳用イヤホン
２Ｒ・・・左耳用イヤホン
１００・・音響回路
１０１・・Ｄ／Ａ変換回路
１０２・・音響出力部
１０３・・音響入力部
１０４・・Ａ／Ｄ変換回路
１０５Ａ、１０５Ｂ・・・切替回路
１０６・・切替制御回路
１０７・・イヤホンジャック
Ｂ・・・バスライン

Claims (9)

1. 耳に装着可能な音響信号入出力器で音声信号を聴くための音響機器において、
   制御プログラムにより、
   所定のタイミングで前記音響信号入出力器をスピーカ機能とマイク機能に切り替える切替手段と、
   前記音響信号入出力器をマイク機能に切り替えた際、音を検出して、耳に装着されているか外れているかを判断する判断手段と、
   前記判断手段により前記音響信号入出力器が耳から外れていると判断した時は、所定の対応処理を行う対応手段と
   を実行させることを特徴とする音響機器。
2. 前記制御プログラムは、外部からダウンロードしたアプリケーションソフトであることを特徴とする請求項１記載の音響機器。
3. 前記所定のタイミングは、再生音声信号の無音区間であることを特徴とする請求項１または２記載の音響機器。
4. 前記所定のタイミングは、定期的な割り込み処理であることを特徴とする請求項１または２記載の音響機器。
5. 前記音響信号入出力器はステレオ用のＲＬのうち、所定のタイミングで一方をマイクとして機能させ、他方をスピーカとして機能させることを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載の音響機器。
6. 前記マイクとして機能させている信号入出力器は、前記スピーカとして機能させている信号入出力器から出力される音声信号を検知することを特徴とする請求項５記載の音響機器。
7. 前記音を検出して、耳に装着されているか外れているかを判断する判断手段は、音声信号の波形のパターンマッチングにより判断することを特徴とする請求項１ないし６いずれか記載の音響機器。
8. 前記対応手段は、音声信号の再生を停止、ミュート、または電源オフのいずれかであることを特徴とする請求項１ないし７いずれか記載の音響機器。
9. 音響信号入出力器を使用する音響機器のコンピュータを、
   所定のタイミングで前記音響信号入出力器をスピーカ機能とマイク機能に切り替える切替手段と、
   前記音響信号入出力器をマイク機能に切り替えた際、音を検出して、耳に装着されているか外れているかを判断する判断手段と、
   前記判断手段により前記音響信号入出力器が耳から外れていると判断した時は、再生を停止する手段と
   して機能させることを特徴とするプログラム。

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