JP4467459B2 - Audio signal control method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明はオーディオ信号制御方法及び装置に係わり、特にヘッドホンあるいはイヤーホンに入力するオーディオ信号をこれらホンの耳に対する装着状態に基づいて制御するオーディオ信号制御方法及び装置に関する。 The present invention relates to an audio signal control method and apparatus, and more particularly, to an audio signal control method and apparatus for controlling an audio signal input to headphones or earphones based on a wearing state of these headphones with respect to ears.
ヘッドホンは図6に示すように、左右のハウジング1L,1Rを長さ調節可能なヘッドパット2に取り付け、該ハウジングにスピーカ内蔵のイヤーパット3L,3Rを取り付けた構造になっており、ハウジング1L,1RにはDSPやアンプを含むオーディオ回路が実装された基板11や電池12が内蔵されている。なお、オーディオ回路をソース側に設け、コードあるいは無線でオーディオ信号をスピーカに入力する構造のもある。イヤーパッド3L,3Rは図7の(A)に示すようにユーザの耳EARに押しつけるタイプや(B)に示すように耳を被うタイプがある。
かかるヘッドホンによれば、音を出せない環境や、周囲の騒音がうるさい環境においても音楽を楽しむことができ、しかも、部屋の条件に左右されずに、更には、スピーカにないクリアな音を聞ける利点を有している。
しかし、ヘッドホンを普通に頭に載せて耳にセットした場合、ヘッドパット2が長すぎると図8の13で示すイヤーパット部分が耳元から浮いて耳を密閉できず、また、ヘッドパット2が短すぎると図8の14,15で示すイヤーパット部分が耳元から浮いて耳を密閉できなくなる。綿密にヘッドパット2の長さを調整すれば浮くことを防止することができるが、このように調整する人は少なく、浮いたままで使用することが多い。
しかし、イヤーパット部分が浮いてしまうと図9の(B)に示すように低音が減少する。なお、(A)はイヤーパットが正常に耳を密閉したときの周波数特性である。このためユーザはボリュームを上げて聞くようになるが、ボリュームを上げ過ぎてしまい、長時間の使用で耳を傷める問題が生じる。
ヘッドホンにおいて耳と音響ユニット間の距離を短くして低音のレベルを上昇したときに生じる中高域の上昇を補正する従来技術術がある(例えば特許文献1参照)。しかし、この従来技術は自動的にイヤーパット部分の浮きを検出して低音を上昇することにより、ボリュームの上げ過ぎを防止するものではない。
According to such headphones, music can be enjoyed even in environments where there is no sound or noisy surroundings, and it is possible to listen to clear sounds that are not found in speakers, regardless of room conditions. Has advantages.
However, when the headphone is normally placed on the head and set on the ear, if the
However, when the ear pad portion is lifted, the bass is reduced as shown in FIG. (A) shows the frequency characteristics when the ear pad normally seals the ear. For this reason, the user increases the volume and listens, but the volume is increased too much, and there is a problem that the ear is damaged by long-time use.
There is a prior art technique for correcting an increase in the mid-high range that occurs when the distance between the ear and the sound unit in the headphones is shortened to raise the bass level (see, for example, Patent Document 1). However, this prior art does not prevent the volume from being raised excessively by automatically detecting the lift of the ear pad portion and raising the bass.
以上から本発明の目的は自動的にイヤーパット部分の装着ずれ、すなわち、イヤーパット部分の浮きを検出して低音を強調することである。
本発明の別の目的は、イヤーパット部分の装着ずれ(浮き)が検出されたとき自動的に低音を強調してボリューム操作を不要にすることである。
From the above, the object of the present invention is to automatically detect the misalignment of the ear pad part, that is, to lift the ear pad part to emphasize the bass.
Another object of the present invention is to automatically emphasize the bass when a misplacement (floating) of the ear pad portion is detected, thereby eliminating the need for volume operation.
上記課題は本発明によれば、ヘッドホンあるいはイヤーホンに入力するオーディオ信号を制御するオーディオ信号制御方法において、前記ホンの左右の耳当て部の左右の耳に対する装着状態をそれぞれ検出する2以上の圧力感知センサーを該ホンの左右の耳当て部に取り付け、左右の耳当て部毎に、各センサーの感知信号を比較して前記ホンの左右の耳当て部の装着状態がずれているか監視し、左耳当て部の装着状態がずれている場合には、左チャンネルのオーディオ信号の低域を強調し、右耳当て部の装着状態がずれている場合には、右チャンネルのオーディオ信号の低域を強調するオーディオ信号制御方法により達成される。低域の強調制御は、オーディオ信号の低域成分を分離し、該低域成分をブーストして該オーディオ信号に付加することにより、あるいは、オーディオ信号の低域の倍音成分を生成して該オーディオ信号に付加することにより行われる。
また、上記課題は本発明によれば、ヘッドホンあるいはイヤーホンに入力するオーディオ信号を制御するオーディオ装置において、前記ホンの左右の耳当て部に取り付けられて該左右の耳当て部の左右の耳に対する装着状態をそれぞれ検出する2以上の圧力感知センサー、左右の耳当て部毎に、各センサーの感知信号を比較して前記ホンの左右の耳当て部の装着状態がずれているか調べる装着ずれ検出部、左耳当て部の装着状態がずれている場合には、左チャンネルのオーディオ信号の低域を強調し、右耳当て部の装着状態がずれている場合には、右チャンネルのオーディオ信号の低域を強調する低域強調回路を備えたオーディオ装置により達成される。前記低域強調回路は、オーディオ信号の低域成分を分離する分離部、該低域成分をブーストするブースト部、ブーストした低域成分をオーディオ信号に付加する付加部により、あるいは、オーディオ信号の低域成分を分離する分離部、該低域成分の倍音成分を生成する倍音成分生成部、該倍音成分を前記オーディオ信号に付加する付加部により構成される。
According to the present invention, there is provided an audio signal control method for controlling an audio signal input to a headphone or an earphone according to the present invention. Sensors are attached to the left and right ear pads of the phon, and the left and right ear pads are monitored by comparing the detection signals of the left and right ear pads by comparing the sensing signals of the sensors. Emphasizes the low frequency range of the left channel audio signal when the mounting state of the abutment is shifted, and emphasizes the low frequency range of the audio signal of the right channel when the mounting state of the right ear pad is shifted. This is achieved by an audio signal control method. The low frequency emphasis control is performed by separating the low frequency component of the audio signal, boosting the low frequency component and adding it to the audio signal, or generating the low frequency harmonic component of the audio signal. This is done by adding to the signal.
In addition, according to the present invention, in the audio device for controlling an audio signal input to headphones or earphones, the left and right ear pads are attached to the left and right ears of the audio device that controls the audio signals input to the headphones or earphones. Two or more pressure sensing sensors for detecting the state of each, a wearing displacement detection unit for comparing the sensing signals of the sensors for each of the left and right ear pads, and checking whether the wearing state of the left and right ear pads of the phone is shifted; When the left ear pad is worn out, the low frequency of the left channel audio signal is emphasized. When the right ear pad is worn out, the right channel audio signal is low. This is achieved by an audio device including a low-frequency emphasis circuit that emphasizes . The low frequency emphasis circuit includes a separation unit that separates a low frequency component of the audio signal, a boost unit that boosts the low frequency component, an addition unit that adds the boosted low frequency component to the audio signal, or a low frequency component of the audio signal. A separation unit that separates a band component, a harmonic component generation unit that generates a harmonic component of the low-frequency component, and an addition unit that adds the harmonic component to the audio signal.
本発明によれば、ヘッドホンあるいはイヤーホンの耳に対する装着状態を検出する2以上の圧力感知センサーを該ヘッドホンあるいはイヤーホンの耳当て部分に取り付け、各センサーの感知信号を比較して前記ヘッドホンあるいはイヤーホンの耳当て部分が浮いているか監視し、浮いていればオーディオ信号の低域を強調するようにしたから、自動的に耳当て部分の浮きを検出して低音を強調することができる。また、本発明によれば、耳当て部分の浮きが検出されたとき自動的に低音を強調してボリューム操作を不要にすることができる。この結果、ボリュームを上げ過ぎてしまい、長時間の使用で耳を傷めるという問題がなくなる。 According to the present invention, two or more pressure sensing sensors for detecting the wearing state of the headphones or earphones to the ears are attached to the ear pad portions of the headphones or earphones, and the sensing signals of the sensors are compared to compare the earphones of the headphones or earphones. Since the low frequency range of the audio signal is emphasized if it is floating, the low range of the audio signal can be automatically detected and the low sound can be emphasized. In addition, according to the present invention, it is possible to automatically emphasize the bass when the lifting of the ear pad portion is detected, thereby making the volume operation unnecessary. As a result, there is no problem that the volume is increased too much and the ear is damaged by long-term use.
ヘッドホンに入力するオーディオ信号を制御するオーディオ信号制御方法において、前記ヘッドホンの耳に対する装着状態を検出する2以上の圧力感知センサー(歪ゲージ)を該ヘッドホンの耳当て部分(イヤーパット)に取り付け、各センサーの感知信号を比較してイヤーパットに装着ずれが発生しているか、すなわち、イヤーパットが浮いているか監視し、浮いていればオーディオ信号の低域を強調する。例えば、オーディオ信号の低域成分を分離し、該低域成分をブーストして該オーディオ信号に付加することにより、あるいは、オーディオ信号の低域の倍音成分を生成して該オーディオ信号に付加することにより低域を強調する。 In an audio signal control method for controlling an audio signal input to a headphone, two or more pressure detection sensors (strain gauges) for detecting a mounting state of the headphone on an ear are attached to an ear pad portion (ear pad) of the headphone, The sensor signal is compared to monitor whether the ear pad is misaligned, that is, whether the ear pad is floating, and if it is floating, the low frequency range of the audio signal is emphasized. For example, separating a low frequency component of an audio signal, boosting the low frequency component and adding it to the audio signal, or generating a low harmonic component of the audio signal and adding it to the audio signal To emphasize the low range.
図1は本発明のヘッドホンの外観図であり、左右のハウジング51L,51Rを長さ調節可能なヘッドパット52に取り付け、該ハウジングにスピーカ内蔵のイヤーパット53L,53Rを取り付けた構造になっており、ハウジング51L,1RにはDSPやアンプを含むオーディオ回路が実装された基板54や電池55が内蔵されている。また、イヤーパット53L,53Rのそれぞれにはイヤーパットの装着ずれ、すなわち、イヤーパットが耳元で浮いている状態を検出するために2以上の感圧センサー、例えば歪ゲージA,B,...が設けられている。なお、オーディオ回路をソース側に設け、コードあるいは無線でオーディオ信号をスピーカに入力することも可能である。
FIG. 1 is an external view of a headphone according to the present invention, in which left and
イヤーパット53L,53Rへの歪ゲージの取り付け法は、例えば図2(A)に示すように4つの歪センサーA〜Dを90度の間隔で配置し、上の歪ゲージA,Dでイヤーパット上側の耳元への圧接状態を検出し、下の歪ゲージB,Cでイヤーパット下側の耳元への圧接状態を検出する。上部と下部の歪センサーが同等の歪を検出していれば装着ずれ(浮き)がなくイヤーパットは耳元に全体的に密着していると判定し、さもなければ浮きがあると判定する。あるいは図2(B)に示すように2つの歪センサーA〜Bを180度の間隔で配置し、上の歪ゲージAでイヤーパット上側の耳元への圧接状態を検出し、下の歪ゲージBでイヤーパット下側の耳元への圧接状態を検出し、(A)の場合と同様に浮きの有無を判定する。あるいは、図2(C)に示すように、3つの歪センサーA〜Cを120度の間隔で配置し、これら3つの歪センサーA〜Cでイヤーパットの上部、斜め左下、斜め右下における圧接状態を検出し、各歪センサーが同等の歪を検出していれば浮きがなくイヤーパットは耳元に全体的に密着していると判定し、さもなければ浮きがあると判定する。 For example, as shown in FIG. 2A, four strain sensors A to D are arranged at intervals of 90 degrees, and the ear pads are connected to the upper strain gauges A and D. The pressure contact state to the upper ear is detected, and the pressure contact state to the ear below the ear pad is detected by the lower strain gauges B and C. If the upper and lower strain sensors detect the same strain, it is determined that there is no wearing deviation (floating) and the ear pad is in close contact with the ear, otherwise it is determined that there is a lift. Alternatively, as shown in FIG. 2 (B), two strain sensors A to B are arranged at an interval of 180 degrees, and the upper strain gauge A detects the pressure contact state to the ear on the upper side of the ear pad, and the lower strain gauge B Then, the pressure contact state of the ear pad on the lower side of the ear pad is detected, and the presence or absence of floating is determined as in the case of (A). Alternatively, as shown in FIG. 2 (C), three strain sensors A to C are arranged at intervals of 120 degrees, and these three strain sensors A to C are used for pressure contact at the upper part of the ear pad, diagonally lower left, and diagonally lower right. If the state is detected and each strain sensor detects an equivalent strain, it is determined that there is no float and the ear pad is in close contact with the ear, otherwise it is determined that there is a float.
図3は本発明のオーディオ装置の構成図であり、SPL,SPRは図1のイヤーパット53L,53Rに収容されている左右のスピーカ、SA〜SDは図2(A)に示す歪ゲージA〜Dの歪信号である。左右の装着状態検出部61L,61Rは同一の構成を備え、それぞれ左右のイヤーパットの装着ずれ(浮き)の有無を検出し、浮き検出信号をマイコン71に入力する。例えば、左イヤーパットの装着状態検出部61Lにおいて、差動アンプ62aは歪信号SA、SCの差を演算し、差動アンプ62bは歪信号SD、SBの差を演算し、絶対値回路63a、63bは各差信号の絶対値を演算して出力する。比較部64a,64bは各絶対値と閾値LRとを比較し、オアゲート65はいずれかの差信号の絶対値が閾値LRより大きければ、左側のイヤーパットは耳周辺に密着して装着しておらず、上あるいは下に浮きが発生していると判定して浮き検出信号をマイコン71に入力する。同様に、右イヤーパットの装着状態検出部61Rは右側のイヤーパットの浮き発生を判定して浮き検出信号をマイコン71に入力する。
マイコン71は左あるいは右のイヤーパットに浮きが発生してことを示す浮き検出信号が入力すれば、DSP (Digital Signal Processor)72に浮き発生による低域成分の強調を行うよう指示する。DSP 72は左イヤーパットに浮きが発生していれば、左チャンネルのオーディオ信号ASLの低域成分を強調して左アンプ73に入力し、右イヤーパットに浮きが発生していれば、右チャンネルのオーディオ信号ASRの低域成分を強調して右アンプ74に入力する。この低域成分の強調により、イヤーパットの浮きに起因する低域成分の低下が自動的に補償されてボリューム操作が不要になる。
FIG. 3 is a block diagram of the audio apparatus of the present invention. SP L and SP R are left and right speakers accommodated in the
The
図4はDSP72の実施例であり、左チャンネルの構成を示しているが右チャンネルの構成も同様である。出力切換部81及びセレクタ82はマイコン71からの指示MC1,MC2に従って出力切り換え及びオーディオ信号選択を行う。すなわち、左側のイヤーパットに浮きが発生してなければ、出力切換部81はオーディオ信号ASLを出力端子OUT1に出力し、セレクタ82は該出力切換部81から出力するオーディオ信号を選択してDSP処理部83に入力する。DSP処理部83はイコライジング処理、ボリューム処理などの通常のDSP処理を行ってアンプ73に入力する。
一方、左側のイヤーパットに浮きが発生していれば、出力切換部81はオーディオ信号ASLを出力端子OUT2に出力する。ハイパスフィルタフィルタ84は出力端子OUT2から入力するオーディオ信号の所定周波数以上(例えば100Hz以上)の高域成分を抽出して出力し、ローパスフィルタ85は該オーディオ信号の100Hz以下の低域成分を抽出して出力する。低域ブースト回路86はマイコン71からの低音強調指示に従って、該低域成分のパワーをブースト(強調)し、合成部87はハイパスフィルタ84から出力する高域成分と低域ブースト回路86から出力する低域成分を合成してセレクタ82に入力する。セレクタ82は、浮きが発生しているから合成部87の出力信号を選択し、DSP処理部83は合成部87から出力されたオーディオ信号に通常の音質、音量のDSP処理を行ってアンプ73に入力する。なお、ハイパスフィルタ84は必ずしも必要でなく、また、低音のブーストの程度を、浮きの度合い(絶対値回路63a,63bの出力レベル)に応じて制御するように構成することもできる。
FIG. 4 shows an embodiment of the DSP 72, which shows the configuration of the left channel, but the configuration of the right channel is the same. The
On the other hand, if the float is generated on the left side of the ear pad, the
図5はDSP72の別の実施例であり、図4の構成と同一部分には同一符号を付している。異なる点は、ハイパスフィルタ84を削除し、代わりに遅延回路90を設けた点および低域ブースト回路86に代えて倍音発生回路91を設けて低音を強調する点である。左側のイヤーパットに浮きが発生していれば、出力切換部81はオーディオ信号ASLを出力端子OUT2に出力する。ローパスフィルタ85は所定周波数以下、例えば100〜200Hz以下の低域成分を抽出し、倍音発生回路91はマイコン71からの低音強調指示MC3に従って、該抽出された低域成分の周波数を2倍にした倍音信号を発生し、遅延回路90は倍音発生に要する時間オーディオ信号を遅延し、合成部87は遅延したオーディオ信号に倍音発生回路91から出力する低域成分の倍音信号を合成してセレクタ82に入力する。セレクタ82は、浮きが発生しているから合成部87の出力信号を選択し、DSP処理部83は合成部87から出力されたオーディオ信号に通常のDSP処理を行ってアンプ73に入力する。
倍音発生回路91は、例えば、サンプリング周波数fsのディジタルオーディオデータASLをメモリに一旦保存し、しかる後、2倍のサンプリング周波数2fsでメモリからディジタルオーディオデータを2回連続して読み出すことにより倍音信号を発生する。オーディオ信号から低域成分がなくなってもその倍音がオーディオ信号に含まれていれば、聴感上低域成分が存在するように聞こえる。この結果、図5の構成により、イヤーパッドの浮きにより低域成分が減少しても倍音を付加することにより補償することができる。
なお、図5において、倍音の振幅をイヤーパットの浮きの度合い(絶対値回路63a,63bのに出力レベル)に応じて制御するように構成することもできる。
以上、本発明によれば、自動的にイヤーパットの浮きを検出して低音を強調することができ、ボリューム操作が不要になり、ボリュームを上げ過ぎて耳を傷めるという問題をなくすことができる。
以上ではヘッドホンについて説明したがイヤーホンにも同様に適用することができる。
FIG. 5 shows another embodiment of the
In FIG. 5, it is possible to control the amplitude of the harmonic overtone according to the degree of floating of the ear pad (the output level of the
As described above, according to the present invention, it is possible to automatically detect the float of the ear pad and emphasize the bass, and the volume operation becomes unnecessary, and the problem of damaging the ear by excessively increasing the volume can be eliminated.
The headphone has been described above, but the same can be applied to the earphone.
51L,51R 左右のハウジング
52 ヘッドパット
53L,53R イヤーパット
54 オーディオ回路が実装された基板
A,B 感圧センサー、例えば歪ゲージ
51L, 51R Left and
A, B Pressure sensor, eg strain gauge
Claims (6)
前記ホンの左右の耳当て部の左右の耳に対する装着状態をそれぞれ検出する2以上の圧力感知センサーを該ホンの左右の耳当て部に取り付け、
左右の耳当て部毎に、各センサーの感知信号を比較して前記ホンの左右の耳当て部の装着状態がずれているか監視し、
左耳当て部の装着状態がずれている場合には、左チャンネルのオーディオ信号の低域を強調し、右耳当て部の装着状態がずれている場合には、右チャンネルのオーディオ信号の低域を強調する、
ことを特徴とするオーディオ信号制御方法。 In an audio signal control method for controlling an audio signal input to a headphone or an earphone,
Two or more pressure sensitive sensors which detect the mounting state of the left and right ear parts of the left and right ears of the Hong attached to ear portions of the left and right of the Hong,
For each of the left and right ear pads , compare the sensing signals of each sensor and monitor whether the left and right ear pads of the phone are worn out of place,
When the left ear pad is worn out, the low frequency of the left channel audio signal is emphasized . When the right ear pad is worn out, the right channel audio signal is low. the emphasis,
An audio signal control method.
前記ホンの左右の耳当て部に取り付けられて該左右の耳当て部の左右の耳に対する装着状態をそれぞれ検出する2以上の圧力感知センサー、
左右の耳当て部毎に、各センサーの感知信号を比較して前記ホンの左右の耳当て部の装着状態がずれているか調べる装着ずれ検出部、
左耳当て部の装着状態がずれている場合には、左チャンネルのオーディオ信号の低域を強調し、右耳当て部の装着状態がずれている場合には、右チャンネルのオーディオ信号の低域を強調する低域強調回路、
を備えたことを特徴とするオーディオ装置。 In an audio device that controls audio signals input to headphones or earphones,
2 or more pressure detection sensor attached to the ear portions of the left and right of the Hong respectively detect the mounting state of the left and right ears of the ear portions of the left and right,
For each left and right ear pad, a mounting displacement detector that compares the sensing signals of each sensor and checks whether the left and right ear pads of the phone are misaligned,
When the left ear pad is worn out, the low frequency of the left channel audio signal is emphasized . When the right ear pad is worn out, the right channel audio signal is low. low-frequency emphasis circuit to emphasize,
An audio device comprising:
オーディオ信号の低域成分を分離する分離部、
該低域成分をブーストするブースト部、
ブーストした低域成分をオーディオ信号に付加する付加部、
を備えたことを特徴とする請求項4記載のオーディオ装置。 The low frequency emphasis circuit is
A separation unit that separates low-frequency components of the audio signal;
A boost unit for boosting the low frequency component,
An additional part that adds the boosted low frequency component to the audio signal,
The audio apparatus according to claim 4, further comprising:
オーディオ信号の低域成分を分離する分離部、
該低域成分の倍音成分を生成する倍音成分生成部、
該倍音成分を前記オーディオ信号に付加する付加部、
を備えたことを特徴とする請求項4記載のオーディオ装置。 The low frequency emphasis circuit is
A separation unit that separates low-frequency components of the audio signal;
A harmonic component generator for generating a harmonic component of the low frequency component;
An adding unit for adding the harmonic component to the audio signal;
The audio apparatus according to claim 4, further comprising:
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