特開 2022-127573 ヘッドホン、制御方法、及び制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022127573

(43)【公開日】2022-08-31

(54)【発明の名称】ヘッドホン、制御方法、及び制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   H04R 5/033 20060101AFI20220824BHJP

   H04R 1/10 20060101ALI20220824BHJP

【ＦＩ】

H04R5/033 Z

H04R1/10 101B

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021170951

(22)【出願日】2021-10-19

(31)【優先権主張番号】63/151,266

(32)【優先日】2021-02-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】514136668

【氏名又は名称】パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ

【氏名又は名称原語表記】Ｐａｎａｓｏｎｉｃ Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100118049

【弁理士】

【氏名又は名称】西谷 浩治

(72)【発明者】

【氏名】白鳥 真衣子

(72)【発明者】

【氏名】岸田 麻祐

(72)【発明者】

【氏名】川島 大地

(72)【発明者】

【氏名】高田 徹

【テーマコード（参考）】

5D005

5D011

【Ｆターム（参考）】

5D005BB11

5D011AC01

(57)【要約】

【課題】音声を聞くユーザの臨場感をより向上させることができる技術を提供する。
【解決手段】ヘッドホン１は、音声信号を入力する音声信号入力部１１と、耳介を覆うハウジング１２と、ハウジング１２内に設けられ、音声信号を出力するスピーカ１３と、空気を送出するポンプ１４と、ポンプ１４とハウジング１２内に設けられた空気孔１５とを連結し、ポンプ１４から送出された空気を空気孔１５に運ぶ管１６と、管１６に設けられた電磁弁１７と、音声信号に基づいて、電磁弁１７の開閉を制御する制御部１０とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

音声信号を入力する音声信号入力部と、
耳介を覆うハウジングと、
前記ハウジング内に設けられ、前記音声信号を出力するスピーカと、
空気を送出するポンプと、
前記ポンプと前記ハウジング内に設けられた空気孔とを連結し、前記ポンプから送出された前記空気を前記空気孔に運ぶ管と、
前記管に設けられた弁と、
前記音声信号に基づいて、前記弁の開閉を制御する制御部と、
を備えるヘッドホン。

【請求項2】

前記制御部は、前記音声信号が入力された場合、前記弁を開き、前記音声信号が入力されていない場合、前記弁を閉じる、
請求項１記載のヘッドホン。

【請求項3】

前記制御部は、入力された前記音声信号の音量を解析し、解析した前記音量に基づいて、前記弁の開度を制御する、
請求項１又は２記載のヘッドホン。

【請求項4】

前記制御部は、解析した前記音量が大きくなるほど、前記弁の開度を大きくする、
請求項３記載のヘッドホン。

【請求項5】

前記制御部は、入力された前記音声信号の周波数を解析し、解析した前記周波数が、人の声の周波数範囲内である場合、前記弁を開き、解析した前記周波数が、前記人の声の周波数範囲内ではない場合、前記弁を閉じる、
請求項１～４のいずれか１項に記載のヘッドホン。

【請求項6】

前記制御部は、入力された前記音声信号に含まれる人の声の種類を判定し、判定結果に基づいて、前記弁の開度を制御する、
請求項１～５のいずれか１項に記載のヘッドホン。

【請求項7】

前記声の種類は、前記音声信号が有声音及び無声音のいずれであるかを示し、
前記制御部は、入力された前記音声信号が有声音及び無声音のいずれであるかを判定し、判定結果に基づいて、前記弁の開度を制御する、
請求項６記載のヘッドホン。

【請求項8】

前記制御部は、入力された前記音声信号が無声音であると判定された場合の前記弁の開度を、入力された前記音声信号が有声音であると判定された場合の前記弁の開度よりも大きくする、
請求項７記載のヘッドホン。

【請求項9】

耳介を覆うハウジングと、前記ハウジング内に設けられ、音声信号を出力するスピーカと、空気を送出するポンプと、前記ポンプと前記ハウジング内に設けられた空気孔とを連結し、前記ポンプから送出された前記空気を前記空気孔に運ぶ管と、前記管に設けられた弁とを備えるヘッドホンを制御する制御方法であって、
コンピュータが、
前記音声信号を入力し、
前記音声信号に基づいて、前記弁の開閉を制御する、
制御方法。

【請求項10】

耳介を覆うハウジングと、前記ハウジング内に設けられ、音声信号を出力するスピーカと、空気を送出するポンプと、前記ポンプと前記ハウジング内に設けられた空気孔とを連結し、前記ポンプから送出された前記空気を前記空気孔に運ぶ管と、前記管に設けられた弁とを備えるヘッドホンを制御する制御プログラムであって、
前記音声信号を入力する音声信号入力部と、
前記音声信号に基づいて、前記弁の開閉を制御する制御部としてコンピュータを機能させる制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、耳介を覆うハウジング内のスピーカから音声信号を出力する技術に関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、ダミーヘッドマイクロホンで収録した音をヘッドホンで再生して両耳で受聴させることにより、臨場感のある音場再生を行うバイノーラル方式のステレオ音響技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３３７４７３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記従来の技術では、臨場感のある音場再生を行っているが、更なる改善が必要とされていた。

【0005】

本開示は、上記の問題を解決するためになされたもので、音声を聞くユーザの臨場感をより向上させることができる技術を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係るヘッドホンは、音声信号を入力する音声信号入力部と、耳介を覆うハウジングと、前記ハウジング内に設けられ、前記音声信号を出力するスピーカと、空気を送出するポンプと、前記ポンプと前記ハウジング内に設けられた空気孔とを連結し、前記ポンプから送出された前記空気を前記空気孔に運ぶ管と、前記管に設けられた弁と、前記音声信号に基づいて、前記弁の開閉を制御する制御部と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、耳元で人が発話しているような感覚をユーザに与えることができ、音声を聞くユーザの臨場感をより向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の実施の形態１におけるヘッドホンの構成を示すブロック図である。

【図2】本実施の形態１において、音量と電磁弁の開度との関係の一例を示す図である。

【図3】本開示の実施の形態１におけるヘッドホンの制御処理の一例を示すフローチャートである。

【図4】本開示の実施の形態２におけるヘッドホンの構成を示すブロック図である。

【図5】本実施の形態２において、音量と声の種類と電磁弁の開度との関係の一例を示す図である。

【図6】本開示の実施の形態２におけるヘッドホンの制御処理の一例を示す第１のフローチャートである。

【図7】本開示の実施の形態２におけるヘッドホンの制御処理の一例を示す第２のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（本開示の基礎となった知見）
上記の従来技術は、ダミーヘッドマイクロホンを用いて収録した音響信号をヘッドホンにより再生するバイノーラル方式のステレオ音響技術を開示している。従来技術のバイノーラル再生装置は、左右スピーカ部がヘッドホンの左右耳介装着部よりも前方に配置されたヘッドホンと、スピーカ部から耳介装着部へ至る空間の音響特性の逆特性を音響信号に畳み込み演算して再生音の振幅及び位相遅れを是正した再生信号をスピーカ部に出力する音像定位フィルタリング部とを備えている。

【0010】

これにより、従来技術では、ヘッドホンのスピーカ部が受聴者の耳介よりも前方に位置するように構成されることにより、ダミーヘッドマイクロホンで収録した音を不特定多数の受聴者に対して再生した場合でも、前方方向への音像定位感を付与することが可能になり、高い臨場感をユーザに提供可能にしている。

【0011】

しかしながら、従来技術で提供される臨場感は、再生される音声のみから得られるものであり、従来技術は、音声以外の事象から臨場感を向上させることについて開示していない。

【0012】

以上の課題を解決するために、本開示の一態様に係るヘッドホンは、音声信号を入力する音声信号入力部と、耳介を覆うハウジングと、前記ハウジング内に設けられ、前記音声信号を出力するスピーカと、空気を送出するポンプと、前記ポンプと前記ハウジング内に設けられた空気孔とを連結し、前記ポンプから送出された前記空気を前記空気孔に運ぶ管と、前記管に設けられた弁と、前記音声信号に基づいて、前記弁の開閉を制御する制御部と、を備える。

【0013】

この構成によれば、耳介を覆うハウジング内に設けられたスピーカから、音声信号が出力される。そして、空気を送出するポンプとハウジング内に設けられた空気孔とを連結する管に弁が設けられており、音声信号に基づいて、弁の開閉が制御される。

【0014】

したがって、音声信号に基づいて、空気孔からユーザの耳に向けて空気が吹き付けられるので、耳元で人が発話しているような感覚をユーザに与えることができ、音声を聞くユーザの臨場感をより向上させることができる。

【0015】

また、上記のヘッドホンにおいて、前記制御部は、前記音声信号が入力された場合、前記弁を開き、前記音声信号が入力されていない場合、前記弁を閉じてもよい。

【0016】

この構成によれば、スピーカから音声信号が出力される場合、空気孔からユーザの耳に向けて空気が吹き付けられ、スピーカから音声信号が出力されない場合、空気孔からユーザの耳に向けて空気が吹き付けられないので、あたかも耳元で人が発話しているような感覚をユーザに与えることができる。

【0017】

また、上記のヘッドホンにおいて、前記制御部は、入力された前記音声信号の音量を解析し、解析した前記音量に基づいて、前記弁の開度を制御してもよい。

【0018】

人が発する声の大きさによって、吐く息の量は異なる。この構成によれば、出力される音声信号の音量に応じて、空気孔からユーザの耳に向けて吹き付ける空気の量が制御されるので、人が発する声の大きさに応じて異なる息の量を再現することができ、音声を聞くユーザの臨場感をより向上させることができる。

【0019】

また、上記のヘッドホンにおいて、前記制御部は、解析した前記音量が大きくなるほど、前記弁の開度を大きくしてもよい。

【0020】

人が発する声が大きくなるほど、吐く息の量は増加する。この構成によれば、出力される音声信号の音量が大きくなるほど、空気孔からユーザの耳に向けて吹き付ける空気の量が増えるので、人が発する声が大きくなるのに従って増加する息の量を再現することができ、音声を聞くユーザの臨場感をより向上させることができる。

【0021】

また、上記のヘッドホンにおいて、前記制御部は、入力された前記音声信号の周波数を解析し、解析した前記周波数が、人の声の周波数範囲内である場合、前記弁を開き、解析した前記周波数が、前記人の声の周波数範囲内ではない場合、前記弁を閉じてもよい。

【0022】

この構成によれば、人が発話している音声が出力される場合、空気孔からユーザの耳に向けて空気が吹き付けられ、人が発話していない音声が出力される場合、空気孔からユーザの耳に向けて空気が吹き付けられないので、あたかも耳元で人が発話しているような感覚をユーザに与えることができる。

【0023】

また、上記のヘッドホンにおいて、前記制御部は、入力された前記音声信号に含まれる人の声の種類を判定し、判定結果に基づいて、前記弁の開度を制御してもよい。

【0024】

この構成によれば、入力された音声信号に含まれる人の声の種類が判定され、人の声の種類の判定結果に基づいて、空気孔からユーザの耳に向けて吹き付ける空気の量が制御されるので、人が発する声の種類に応じて異なる息の量を再現することができ、音声を聞くユーザの臨場感をより向上させることができる。

【0025】

また、上記のヘッドホンにおいて、前記声の種類は、前記音声信号が有声音及び無声音のいずれであるかを示し、前記制御部は、入力された前記音声信号が有声音及び無声音のいずれであるかを判定し、判定結果に基づいて、前記弁の開度を制御してもよい。

【0026】

有声音を発声した場合の息の量と、無声音を発声した場合の息の量とは異なる。この構成によれば、音声信号が有声音である場合と、音声信号が無声音である場合とで、空気孔からユーザの耳に向けて吹き付ける空気の量を異ならせることができるので、有声音と無声音とで異なる息の量を再現することができ、音声を聞くユーザの臨場感をより向上させることができる。

【0027】

また、上記のヘッドホンにおいて、前記制御部は、入力された前記音声信号が無声音であると判定された場合の前記弁の開度を、入力された前記音声信号が有声音であると判定された場合の前記弁の開度よりも大きくしてもよい。

【0028】

無声音を発声した場合の息の量は、有声音を発声した場合の息の量よりも多くなる。この構成によれば、出力される音声信号が無声音である場合に、空気孔からユーザの耳に向けて吹き付ける空気の量は、出力される音声信号が有声音である場合に、空気孔からユーザの耳に向けて吹き付ける空気の量よりも多くなるので、無声音を発声する場合の息の量が、有声音を発声する場合の息の量よりも多くなることを再現することができ、音声を聞くユーザの臨場感をより向上させることができる。

【0029】

また、本開示は、以上のような特徴的な構成を備えるヘッドホンとして実現することができるだけでなく、ヘッドホンが備える特徴的な構成に対応する特徴的な処理を実行するヘッドホンの制御方法などとして実現することもできる。また、このような制御方法に含まれる特徴的な処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムとして実現することもできる。したがって、以下の他の態様でも、上記のヘッドホンと同様の効果を奏することができる。

【0030】

本開示の他の態様に係る制御方法は、耳介を覆うハウジングと、前記ハウジング内に設けられ、音声信号を出力するスピーカと、空気を送出するポンプと、前記ポンプと前記ハウジング内に設けられた空気孔とを連結し、前記ポンプから送出された前記空気を前記空気孔に運ぶ管と、前記管に設けられた弁とを備えるヘッドホンを制御する制御方法であって、コンピュータが、前記音声信号を入力し、前記音声信号に基づいて、前記弁の開閉を制御する。

【0031】

本開示の他の態様に係る制御プログラムは、耳介を覆うハウジングと、前記ハウジング内に設けられ、音声信号を出力するスピーカと、空気を送出するポンプと、前記ポンプと前記ハウジング内に設けられた空気孔とを連結し、前記ポンプから送出された前記空気を前記空気孔に運ぶ管と、前記管に設けられた弁とを備えるヘッドホンを制御する制御プログラムであって、前記音声信号を入力する音声信号入力部と、前記音声信号に基づいて、前記弁の開閉を制御する制御部としてコンピュータを機能させる。

【0032】

以下添付図面を参照しながら、本開示の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本開示を具体化した一例であって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

【0033】

（実施の形態１）
図１は、本開示の実施の形態１におけるヘッドホン１の構成を示すブロック図である。

【0034】

図１に示すヘッドホン１は、制御部１０、音声信号入力部１１、ハウジング１２、スピーカ１３、ポンプ１４、空気孔１５、管１６、及び電磁弁１７を備える。

【0035】

音声信号入力部１１は、音声信号を制御部１０及びスピーカ１３に入力する。音声信号入力部１１は、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、ダブレット型コンピュータ、又は再生装置などの端末装置（不図示）に接続され、端末装置から出力された音声信号を取得する。なお、音声信号入力部１１と端末装置とは、有線で接続されていてもよいし、無線で接続されていてもよい。

【0036】

ハウジング１２は、耳介を覆う。スピーカ１３は、ハウジング１２内に設けられ、音声信号入力部１１によって入力された音声信号を出力する。ポンプ１４は、空気を送出する。空気孔１５は、ハウジング１２内に設けられ、耳介に向かって空気を吹き付ける。管１６は、ポンプ１４とハウジング１２内に設けられた空気孔１５とを連結し、ポンプ１４から送出された空気を空気孔１５に運ぶ。

【0037】

電磁弁１７は、管１６に設けられ、管１６内を通る空気の流量を０～１００％の範囲で連続的に変化させる比例制御電磁弁である。電磁弁１７は、０～１００％の範囲で開度を変更することが可能である。

【0038】

制御部１０は、例えば、マイクロプロセッサ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びハードディスクなどから構成される。ＲＡＭ、ＲＯＭ又はハードディスクは、コンピュータプログラムを記憶しており、マイクロプロセッサがコンピュータプログラムに従って動作することにより、制御部１０の機能が実現される。

【0039】

制御部１０は、音声信号に基づいて、電磁弁１７の開閉を制御する。制御部１０は、音声信号判定部１０１、周波数解析部１０２、声判定部１０３、音量解析部１０４、及び電磁弁制御部１０５を備える。

【0040】

音声信号判定部１０１は、音声信号入力部１１によって音声信号が入力されたか否かを判定する。

【0041】

周波数解析部１０２は、音声信号入力部１１によって入力された音声信号の周波数を解析する。

【0042】

声判定部１０３は、周波数解析部１０２によって解析された音声信号の周波数が、人の声の周波数範囲内であるか否かを判定する。なお、人の声の周波数範囲は、例えば、１００Ｈｚ～１０００Ｈｚの範囲である。

【0043】

音量解析部１０４は、音声信号入力部１１によって入力された音声信号の音量を解析する。

【0044】

電磁弁制御部１０５は、音声信号が入力された場合、電磁弁１７を開き、音声信号が入力されていない場合、電磁弁１７を閉じる。すなわち、電磁弁制御部１０５は、音声信号判定部１０１によって音声信号が入力されたと判定された場合、電磁弁１７を開き、音声信号判定部１０１によって音声信号が入力されていないと判定された場合、電磁弁１７を閉じる。

【0045】

また、電磁弁制御部１０５は、周波数解析部１０２によって解析された周波数が、人の声の周波数範囲内である場合、電磁弁１７を開き、周波数解析部１０２によって解析された周波数が、人の声の周波数範囲内ではない場合、電磁弁１７を閉じる。すなわち、電磁弁制御部１０５は、声判定部１０３によって音声信号の周波数が、人の声の周波数範囲内であると判定された場合、電磁弁１７を開き、声判定部１０３によって音声信号の周波数が、人の声の周波数範囲内ではないと判定された場合、電磁弁１７を閉じる。

【0046】

また、電磁弁制御部１０５は、音量解析部１０４によって解析された音量に基づいて、電磁弁１７の開度を制御する。電磁弁制御部１０５は、音量解析部１０４によって解析された音量が大きくなるほど、電磁弁１７の開度を大きくする。電磁弁１７の開度が変更されることにより、空気孔１５からユーザの耳に向けて吹き付けられる空気の量が変更される。電磁弁１７の開度が大きくなるに従って、空気孔１５からユーザの耳に向けて吹き付けられる空気の量も多くなる。

【0047】

図２は、本実施の形態１において、音量と電磁弁１７の開度との関係の一例を示す図である。

【0048】

電磁弁制御部１０５は、音量解析部１０４によって解析された音声信号の音量が第１音量未満である場合、第１開度で電磁弁１７を開く。ここで、第１音量は、例えば、３０ｄＢであり、第１開度は、例えば、３０％である。また、電磁弁制御部１０５は、音量解析部１０４によって解析された音声信号の音量が第１音量以上第２音量未満である場合、第１開度より大きい第２開度で電磁弁１７を開く。ここで、第２音量は、例えば、４０ｄＢであり、第２開度は、例えば、６０％である。また、電磁弁制御部１０５は、音量解析部１０４によって解析された音声信号の音量が第２音量以上である場合、第２開度より大きい第３開度で電磁弁１７を開く。ここで、第３開度は、例えば、１００％である。

【0049】

なお、電磁弁制御部１０５は、音声信号の音量が、第１音量未満、第１音量以上第２音量未満、及び第２音量以上の３つの範囲のいずれであるかを判定しているが、本開示は特にこれに限定されず、音声信号の音量が２つの範囲のいずれであるかを判定してもよく、また、音声信号の音量が４つ以上の範囲のいずれであるかを判定してもよい。

【0050】

また、図１は、１つのハウジング１２を示しているが、ヘッドホン１は、左側の耳介を覆う左耳用ハウジングと、右側の耳介を覆う右耳用ハウジングとを備えてもよい。この場合、左耳用ハウジング及び右耳用ハウジングは、それぞれスピーカ１３及び空気孔１５を備える。音声信号は、左耳用ハウジング内の左耳用スピーカと、右耳用ハウジング内の右耳用スピーカとに入力される。なお、左耳用音声信号が左耳用スピーカに出力され、右耳用音声信号が右耳用スピーカに出力されてもよい。

【0051】

また、電磁弁１７から延びる管１６は、２つに分岐され、左耳用ハウジング内の空気孔１５と右耳用ハウジング内の空気孔１５とに接続される。なお、ポンプ１４から延びる管１６は、２つに分岐され、左耳用ハウジング内の空気孔１５と右耳用ハウジング内の空気孔１５とに接続されてもよい。この場合、ヘッドホン１は、分岐された２つの管１６それぞれに電磁弁１７を備えてもよい。電磁弁制御部１０５は、２つの電磁弁１７をそれぞれ制御してもよい。

【0052】

図３は、本開示の実施の形態１におけるヘッドホン１の制御処理の一例を示すフローチャートである。

【0053】

まず、ステップＳ１において、音声信号判定部１０１は、音声信号入力部１１によって音声信号が入力されたか否かを判定する。

【0054】

ここで、音声信号が入力されていないと判定された場合（ステップＳ１でＮＯ）、ステップＳ２において、電磁弁制御部１０５は、電磁弁１７を閉じる。そして、ステップＳ１に処理が戻る。

【0055】

一方、音声信号が入力されたと判定された場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、ステップＳ３において、周波数解析部１０２は、音声信号入力部１１によって入力された音声信号の周波数を解析する。

【0056】

次に、ステップＳ４において、声判定部１０３は、周波数解析部１０２によって解析された音声信号の周波数が、人の声の周波数範囲内であるか否かを判定する。

【0057】

ここで、音声信号の周波数が、人の声の周波数範囲内ではないと判定された場合（ステップＳ４でＮＯ）、ステップＳ２に処理が移行する。

【0058】

一方、音声信号の周波数が、人の声の周波数範囲内であると判定された場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、ステップＳ５において、音量解析部１０４は、音声信号入力部１１によって入力された音声信号の音量を解析する。

【0059】

次に、ステップＳ６において、電磁弁制御部１０５は、音量解析部１０４によって解析された音声信号の音量が第１音量未満であるか否かを判定する。第１音量は、例えば、３０ｄＢである。

【0060】

ここで、音声信号の音量が第１音量未満であると判定された場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、ステップＳ７において、電磁弁制御部１０５は、第１開度で電磁弁１７を開く。第１開度は、例えば、３０％である。そして、ステップＳ１に処理が戻る。

【0061】

一方、音声信号の音量が第１音量未満ではないと判定された場合（ステップＳ６でＮＯ）、ステップＳ８において、電磁弁制御部１０５は、音量解析部１０４によって解析された音声信号の音量が第１音量以上第２音量未満であるか否かを判定する。第２音量は、例えば、４０ｄＢである。

【0062】

ここで、音声信号の音量が第１音量以上第２音量未満であると判定された場合（ステップＳ８でＹＥＳ）、ステップＳ９において、電磁弁制御部１０５は、第１開度より大きい第２開度で電磁弁１７を開く。第２開度は、例えば、６０％である。そして、ステップＳ１に処理が戻る。

【0063】

一方、音声信号の音量が第１音量以上第２音量未満ではないと判定された場合、すなわち音声信号の音量が第２音量以上であると判定された場合（ステップＳ８でＮＯ）、ステップＳ１０において、電磁弁制御部１０５は、第１２度より大きい第３開度で電磁弁１７を開く。第３開度は、例えば、１００％である。そして、ステップＳ１に処理が戻る。

【0064】

このように、耳介を覆うハウジング１２内に設けられたスピーカ１３から、音声信号が出力される。そして、空気を送出するポンプ１４とハウジング１２内に設けられた空気孔１５とを連結する管１６に電磁弁１７が設けられており、音声信号に基づいて、電磁弁１７の開閉が制御される。

【0065】

したがって、音声信号に基づいて、空気孔１５からユーザの耳に向けて空気が吹き付けられるので、耳元で人が発話しているような感覚をユーザに与えることができ、音声を聞くユーザの臨場感をより向上させることができる。

【0066】

なお、本実施の形態１では、音声信号判定部１０１によって音声信号が入力されたと判定され、かつ声判定部１０３によって音声信号の周波数が、人の声の周波数範囲内であると判定された場合、電磁弁制御部１０５は、音声信号の音量に応じて電磁弁１７の開度を制御しているが、本開示は特にこれに限定されない。音声信号判定部１０１によって音声信号が入力されたと判定された場合、電磁弁制御部１０５は、音声信号の音量に応じて電磁弁１７の開度を制御してもよい。すなわち、制御部１０は、周波数解析部１０２及び声判定部１０３を備えず、音声信号判定部１０１、音量解析部１０４、及び電磁弁制御部１０５を備えてもよい。

【0067】

また、音声信号判定部１０１によって音声信号が入力されたと判定され、かつ声判定部１０３によって音声信号の周波数が、人の声の周波数範囲内であると判定された場合、電磁弁制御部１０５は、電磁弁１７を開いてもよい。この場合、電磁弁制御部１０５は、電磁弁１７の開度を制御せずに、開閉のみを制御する。すなわち、制御部１０は、音量解析部１０４を備えず、音声信号判定部１０１、周波数解析部１０２、声判定部１０３、及び電磁弁制御部１０５を備えてもよい。

【0068】

さらに、音声信号判定部１０１によって音声信号が入力されたと判定された場合、電磁弁制御部１０５は、電磁弁１７を開いてもよい。この場合、電磁弁制御部１０５は、電磁弁１７の開度を制御せずに、開閉のみを制御する。すなわち、制御部１０は、周波数解析部１０２、声判定部１０３、及び音量解析部１０４を備えず、音声信号判定部１０１及び電磁弁制御部１０５を備えてもよい。

【0069】

（実施の形態２）
実施の形態１では、音声信号の音量に基づいて電磁弁１７の開度が制御される。これに対し、実施の形態２では、音声信号の音量と、音声信号に含まれる人の声の種類とに基づいて電磁弁１７の開度が制御される。

【0070】

人の口から出る息の量は、人が発した声の種類によって異なる。例えば、無声音を発声した場合の息の量は、有声音を発声した場合の息の量よりも多くなる。そのため、実施の形態２では、音声信号の音量だけでなく、音声信号に含まれる人の声の種類に基づいて電磁弁１７の開度が制御される。

【0071】

図４は、本開示の実施の形態２におけるヘッドホン１Ａの構成を示すブロック図である。

【0072】

図４に示すヘッドホン１Ａは、制御部１０Ａ、音声信号入力部１１、ハウジング１２、スピーカ１３、ポンプ１４、空気孔１５、管１６、及び電磁弁１７を備える。なお、本実施の形態２において、実施の形態１と同じ構成については同じ符号を付し、説明を省略する。

【0073】

制御部１０Ａは、音声信号判定部１０１、周波数解析部１０２、声判定部１０３、音量解析部１０４、電磁弁制御部１０５Ａ、及び声種類判定部１０６を備える。

【0074】

声種類判定部１０６は、音声信号入力部１１によって入力された音声信号に含まれる人の声の種類を判定する。声の種類は、例えば、有声音及び無声音のいずれであるかを示す。声種類判定部１０６は、音声信号入力部１１によって入力された音声信号が有声音及び無声音のいずれであるかを判定する。なお、有声音及び無声音の判定方法については、特開２０１５－２０６９５８号公報に開示されているため、説明を省略する。

【0075】

電磁弁制御部１０５Ａは、声種類判定部１０６の判定結果に基づいて、電磁弁１７の開度を制御する。電磁弁制御部１０５Ａは、入力された音声信号が無声音であると判定された場合の電磁弁１７の開度を、入力された音声信号が有声音であると判定された場合の電磁弁１７の開度よりも大きくする。

【0076】

図５は、本実施の形態２において、音量と声の種類と電磁弁１７の開度との関係の一例を示す図である。

【0077】

電磁弁制御部１０５Ａは、音量解析部１０４によって解析された音声信号の音量が第１音量未満であり、かつ音声信号が有声音である場合、第１開度で電磁弁１７を開く。ここで、第１音量は、例えば、３０ｄＢであり、第１開度は、例えば、２５％である。また、電磁弁制御部１０５Ａは、音量解析部１０４によって解析された音声信号の音量が第１音量未満であり、かつ音声信号が無声音である場合、第１開度より大きい第２開度で電磁弁１７を開く。ここで、第２開度は、例えば、５０％である。

【0078】

また、電磁弁制御部１０５Ａは、音量解析部１０４によって解析された音声信号の音量が第１音量以上第２音量未満であり、かつ音声信号が有声音である場合、第２開度で電磁弁１７を開く。ここで、第２音量は、例えば、４０ｄＢである。また、電磁弁制御部１０５Ａは、音量解析部１０４によって解析された音声信号の音量が第１音量以上第２音量未満であり、かつ音声信号が無声音である場合、第２開度より大きい第３開度で電磁弁１７を開く。ここで、第３開度は、例えば、７５％である。

【0079】

また、電磁弁制御部１０５Ａは、音量解析部１０４によって解析された音声信号の音量が第２音量以上であり、かつ音声信号が有声音である場合、第３開度で電磁弁１７を開く。また、電磁弁制御部１０５Ａは、音量解析部１０４によって解析された音声信号の音量が第２音量以上であり、かつ音声信号が無声音である場合、第３開度より大きい第４開度で電磁弁１７を開く。ここで、第４開度は、例えば、１００％である。

【0080】

なお、電磁弁制御部１０５Ａは、音声信号の音量が、第１音量未満、第１音量以上第２音量未満、及び第２音量以上の３つの範囲のいずれであるかを判定しているが、本開示は特にこれに限定されず、音声信号の音量が２つの範囲のいずれであるかを判定してもよく、また、音声信号の音量が４つ以上の範囲のいずれであるかを判定してもよい。

【0081】

また、電磁弁制御部１０５Ａは、第１開度～第４開度の４段階の開度で電磁弁１７を制御しているが、本開示は特にこれに限定されず、３段階の開度で電磁弁１７を制御してもよい。

【0082】

この場合、電磁弁制御部１０５Ａは、音量解析部１０４によって解析された音声信号の音量が第１音量未満であり、かつ音声信号が有声音である場合、第１開度で電磁弁１７を開いてもよい。ここで、第１音量は、例えば、３０ｄＢであり、第１開度は、例えば、３０％である。また、電磁弁制御部１０５Ａは、音量解析部１０４によって解析された音声信号の音量が第１音量未満であり、かつ音声信号が無声音である場合、第１開度より大きい第２開度で電磁弁１７を開いてもよい。ここで、第２開度は、例えば、６０％である。また、電磁弁制御部１０５Ａは、音量解析部１０４によって解析された音声信号の音量が第１音量以上第２音量未満であり、かつ音声信号が有声音である場合、第１開度で電磁弁１７を開いてもよい。ここで、第２音量は、例えば、４０ｄＢである。また、電磁弁制御部１０５Ａは、音量解析部１０４によって解析された音声信号の音量が第１音量以上第２音量未満であり、かつ音声信号が無声音である場合、第２開度より大きい第３開度で電磁弁１７を開いてもよい。ここで、第３開度は、例えば、１００％である。また、電磁弁制御部１０５Ａは、音量解析部１０４によって解析された音声信号の音量が第２音量以上であり、かつ音声信号が有声音である場合、第２開度で電磁弁１７を開いてもよい。また、電磁弁制御部１０５Ａは、音量解析部１０４によって解析された音声信号の音量が第２音量以上であり、かつ音声信号が無声音である場合、第３開度で電磁弁１７を開いてもよい。

【0083】

また、電磁弁制御部１０５Ａは、５段階以上の開度で電磁弁１７を制御してもよい。

【0084】

図６は、本開示の実施の形態２におけるヘッドホン１Ａの制御処理の一例を示す第１のフローチャートであり、図７は、本開示の実施の形態２におけるヘッドホン１Ａの制御処理の一例を示す第２のフローチャートである。

【0085】

ステップＳ２１～ステップＳ２５の処理は、図３に示すステップＳ１～ステップＳ５の処理と同じであるので、説明を省略する。

【0086】

次に、ステップＳ２６において、声種類判定部１０６は、音声信号入力部１１によって入力された音声信号が有声音及び無声音のいずれであるかを判定する。

【0087】

次に、ステップＳ２７において、電磁弁制御部１０５Ａは、音量解析部１０４によって解析された音声信号の音量が第１音量未満であるか否かを判定する。第１音量は、例えば、３０ｄＢである。

【0088】

ここで、音声信号の音量が第１音量未満であると判定された場合（ステップＳ２７でＹＥＳ）、ステップＳ２８において、電磁弁制御部１０５Ａは、声種類判定部１０６による音声信号の判定結果が有声音であるか否かを判定する。

【0089】

ここで、音声信号の判定結果が有声音であると判定された場合（ステップＳ２８でＹＥＳ）、ステップＳ２９において、電磁弁制御部１０５Ａは、第１開度で電磁弁１７を開く。第１開度は、例えば、２５％である。そして、ステップＳ１に処理が戻る。

【0090】

一方、音声信号の判定結果が有声音ではないと判定された場合、すなわち、音声信号の判定結果が無声音であると判定された場合（ステップＳ２８でＮＯ）、ステップＳ３０において、電磁弁制御部１０５Ａは、第１開度より大きい第２開度で電磁弁１７を開く。第２開度は、例えば、５０％である。そして、ステップＳ１に処理が戻る。

【0091】

また、音声信号の音量が第１音量未満ではないと判定された場合（ステップＳ２７でＮＯ）、ステップＳ３１において、電磁弁制御部１０５Ａは、音量解析部１０４によって解析された音声信号の音量が第１音量以上第２音量未満であるか否かを判定する。第２音量は、例えば、４０ｄＢである。

【0092】

ここで、音声信号の音量が第１音量以上第２音量未満であると判定された場合（ステップＳ３１でＹＥＳ）、ステップＳ３２において、電磁弁制御部１０５Ａは、声種類判定部１０６による音声信号の判定結果が有声音であるか否かを判定する。

【0093】

ここで、音声信号の判定結果が有声音であると判定された場合（ステップＳ３２でＹＥＳ）、ステップＳ３３において、電磁弁制御部１０５Ａは、第２開度で電磁弁１７を開く。そして、ステップＳ１に処理が戻る。

【0094】

一方、音声信号の判定結果が有声音ではないと判定された場合、すなわち、音声信号の判定結果が無声音であると判定された場合（ステップＳ３２でてＮＯ）、ステップＳ３４において、電磁弁制御部１０５Ａは、第２開度より大きい第３開度で電磁弁１７を開く。第３開度は、例えば、７５％である。そして、ステップＳ１に処理が戻る。

【0095】

また、音声信号の音量が第１音量以上第２音量未満ではないと判定された場合、すなわち音声信号の音量が第２音量以上であると判定された場合（ステップＳ３１でＮＯ）、ステップＳ３５において、電磁弁制御部１０５Ａは、声種類判定部１０６による音声信号の判定結果が有声音であるか否かを判定する。

【0096】

ここで、音声信号の判定結果が有声音であると判定された場合（ステップＳ３５でＹＥＳ）、ステップＳ３６において、電磁弁制御部１０５Ａは、第３開度で電磁弁１７を開く。そして、ステップＳ１に処理が戻る。

【0097】

一方、音声信号の判定結果が有声音ではないと判定された場合、すなわち、音声信号の判定結果が無声音であると判定された場合（ステップＳ３５でてＮＯ）、ステップＳ３７において、電磁弁制御部１０５Ａは、第３開度より大きい第４開度で電磁弁１７を開く。第４開度は、例えば、１００％である。そして、ステップＳ１に処理が戻る。

【0098】

このように、入力された音声信号に含まれる人の声の種類が判定され、人の声の種類の判定結果に基づいて、空気孔１５からユーザの耳に向けて吹き付ける空気の量が制御されるので、人が発する声の種類に応じて異なる息の量を再現することができ、音声を聞くユーザの臨場感をより向上させることができる。

【0099】

また、有声音を発声した場合の息の量と、無声音を発声した場合の息の量とは異なる。本実施の形態２によれば、音声信号が有声音である場合と、音声信号が無声音である場合とで、空気孔１５からユーザの耳に向けて吹き付ける空気の量を異ならせることができるので、有声音と無声音とで異なる息の量を再現することができ、音声を聞くユーザの臨場感をより向上させることができる。

【0100】

さらに、本実施の形態２によれば、無声音を発声する場合の息の量が、有声音を発声する場合の息の量よりも多くなることを再現することができ、音声を聞くユーザの臨場感をより向上させることができる。

【0101】

なお、本実施の形態２では、音声信号判定部１０１によって音声信号が入力されたと判定され、かつ声判定部１０３によって音声信号の周波数が、人の声の周波数範囲内であると判定された場合、電磁弁制御部１０５Ａは、音声信号の音量及び音声信号が有声音及び無声音のいずれであるかに応じて電磁弁１７の開度を制御しているが、本開示は特にこれに限定されない。音声信号判定部１０１によって音声信号が入力されたと判定された場合、電磁弁制御部１０５Ａは、音声信号の音量及び音声信号が有声音及び無声音のいずれであるかに応じて電磁弁１７の開度を制御してもよい。すなわち、制御部１０Ａは、周波数解析部１０２及び声判定部１０３を備えず、音声信号判定部１０１、音量解析部１０４、電磁弁制御部１０５Ａ及び声種類判定部１０６を備えてもよい。

【0102】

また、本実施の形態２では、音声信号判定部１０１によって音声信号が入力されたと判定され、かつ声判定部１０３によって音声信号の周波数が、人の声の周波数範囲内であると判定された場合、音量解析部１０４は、音声信号の音量を解析しているが、本開示は特にこれに限定されない。音声信号判定部１０１によって音声信号が入力されたと判定され、かつ声判定部１０３によって音声信号の周波数が、人の声の周波数範囲内であると判定された場合、声種類判定部１０６は、音声信号入力部１１によって入力された音声信号が有声音及び無声音のいずれであるかを判定してもよい。そして、電磁弁制御部１０５Ａは、声種類判定部１０６による音声信号の判定結果が有声音であるか否かを判定してもよい。ここで、音声信号の判定結果が有声音であると判定された場合、電磁弁制御部１０５Ａは、第１開度で電磁弁１７を開いてもよい。第１開度は、例えば、５０％である。一方、音声信号の判定結果が有声音ではないと判定された場合、すなわち、音声信号の判定結果が無声音であると判定された場合、電磁弁制御部１０５Ａは、第１開度よりも大きい第２開度で電磁弁１７を開いてもよい。第２開度は、例えば、１００％である。

【0103】

この場合、電磁弁制御部１０５は、音声信号の音量に応じて電磁弁１７の開度を制御するのではなく、音声信号に含まれる人の声の種類に応じて電磁弁１７の開度を制御してもよい。例えば、電磁弁制御部１０５は、音声信号が有声音及び無声音のいずれであるかに応じて電磁弁１７の開度を制御してもよい。すなわち、制御部１０Ａは、音量解析部１０４を備えず、音声信号判定部１０１、周波数解析部１０２、声判定部１０３、電磁弁制御部１０５Ａ、及び声種類判定部１０６を備えてもよい。

【0104】

また、音声信号判定部１０１によって音声信号が入力されたと判定された場合、声種類判定部１０６は、音声信号入力部１１によって入力された音声信号が有声音及び無声音のいずれであるかを判定してもよい。すなわち、制御部１０Ａは、周波数解析部１０２、声判定部１０３、及び音量解析部１０４を備えず、音声信号判定部１０１、電磁弁制御部１０５Ａ、及び声種類判定部１０６を備えてもよい。

【0105】

また、声の種類は、有声音及び無声音のいずれかだけではなく、例えば、ささやき音、息漏れ音、及びきしみ音のいずれであるかを示してもよい。声種類判定部１０６は、音声信号入力部１１によって入力された音声信号が有声音、無声音、ささやき音、息漏れ音、及びきしみ音のいずれであるかを判定してもよい。そして、電磁弁制御部１０５Ａは、音声信号の音量及び音声信号が有声音、無声音、ささやき音、息漏れ音、及びきしみ音のいずれであるかに応じて電磁弁１７の開度を制御してもよい。この場合、電磁弁制御部１０５Ａは、入力された音声信号が息漏れ音であると判定された場合の電磁弁１７の開度を、入力された音声信号がささやき音であると判定された場合の電磁弁１７の開度よりも大きくしてもよい。また、電磁弁制御部１０５Ａは、入力された音声信号がきしみ音であると判定された場合の電磁弁１７の開度を、入力された音声信号が息漏れ音であると判定された場合の電磁弁１７の開度よりも大きくしてもよい。

【0106】

なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。また、プログラムを記録媒体に記録して移送することにより、又はプログラムをネットワークを経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムによりプログラムが実施されてもよい。

【0107】

本開示の実施の形態に係る装置の機能の一部又は全ては典型的には集積回路であるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）として実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。また、集積回路化はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又はＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。

【0108】

また、本開示の実施の形態に係る装置の機能の一部又は全てを、ＣＰＵ等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現してもよい。

【0109】

また、上記で用いた数字は、全て本開示を具体的に説明するために例示するものであり、本開示は例示された数字に制限されない。

【0110】

また、上記フローチャートに示す各ステップが実行される順序は、本開示を具体的に説明するために例示するためのものであり、同様の効果が得られる範囲で上記以外の順序であってもよい。また、上記ステップの一部が、他のステップと同時（並列）に実行されてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0111】

本開示に係る技術は、音声を聞くユーザの臨場感をより向上させることができるので、耳介を覆うハウジング内のスピーカから音声信号を出力する技術として有用である。

【符号の説明】

【0112】

１，１Ａ ヘッドホン
１０，１０Ａ 制御部
１１ 音声信号入力部
１２ ハウジング
１３ スピーカ
１４ ポンプ
１５ 空気孔
１６ 管
１７ 電磁弁
１０１ 音声信号判定部
１０２ 周波数解析部
１０３ 声判定部
１０４ 音量解析部
１０５，１０５Ａ 電磁弁制御部
１０６ 声種類判定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】