携帯端末装置
【課題】携帯端末装置に接続されたイヤホンの特性を携帯端末装置自身で測定し、補正することができるようにするものである。
【解決手段】携帯端末装置１００において、増幅部１１２から出力端子１３０までの間に直流遮断用のコンデンサ１１７，１１８を有する信号経路にインピーダンス測定用の抵抗１２１，１２２を選択的に介挿する切替手段（スイッチ１１３〜１１６）を設ける。この抵抗１２１，１２２を信号経路に介挿された状態で信号処理部１１１からテスト用音声信号を出力し、出力端子に接続されたイヤホンと抵抗とで構成される分圧回路の中間点の電圧を検出する。この検出された中間点の電圧に基づいてイヤホンのインピーダンスを測定する。この測定結果に基づいてイヤホンのインピーダンスとコンデンサとにより構成される高域通過フィルタの特性を補償するように出力音声信号の低域ブースト補正を行う。
【解決手段】携帯端末装置１００において、増幅部１１２から出力端子１３０までの間に直流遮断用のコンデンサ１１７，１１８を有する信号経路にインピーダンス測定用の抵抗１２１，１２２を選択的に介挿する切替手段（スイッチ１１３〜１１６）を設ける。この抵抗１２１，１２２を信号経路に介挿された状態で信号処理部１１１からテスト用音声信号を出力し、出力端子に接続されたイヤホンと抵抗とで構成される分圧回路の中間点の電圧を検出する。この検出された中間点の電圧に基づいてイヤホンのインピーダンスを測定する。この測定結果に基づいてイヤホンのインピーダンスとコンデンサとにより構成される高域通過フィルタの特性を補償するように出力音声信号の低域ブースト補正を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イヤホンを接続することができる携帯端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、イヤホン接続端子を持つ携帯端末装置として、携帯電話端末、ＰＨＳ、音楽端末等の種々の装置および機種が市販されている。イヤホン接続端子には、ユーザがさまざまな種類・特性のイヤホンを自由に接続することができる。しかし、接続したイヤホンに応じて周波数特性等の音響特性が異なって聞こえてしまう。
【０００３】
市場で流通しているイヤホンは、そのインピーダンスが１６Ω、３２Ω、６４Ω等、さまざまな種類のものがある。最近ではチャージポンプ等を用い、負電源を生成したＧＮＤバイアス型のイヤホンアンプもあるが、一般的なイヤホンアンプの出力はＤＣ電源でバイアスされている。そのため、ＤＣカット用（直流遮断用）のコンデンサ（４７μＦ−２２０μＦ程度）が用いられる。
【０００４】
図１に示すように、端末１００のイヤホン接続端子にイヤホン２００が接続されると、信号処理部１０から出力される音声信号が増幅部（イヤホンアンプ）１１で増幅され、ＤＣカット用のコンデンサ１２を介して、イヤホン２００へ出力される。この場合、コンデンサ１２とイヤホン２００のインピーダンス１３とで、ＣＲのハイパスフィルタ（ＨＰＦ）が形成されてしまう。
【０００５】
図２（ａ）（ｂ）に、ＤＣカット用のコンデンサ１２の容量を２２０μＦとした場合の、接続したイヤホン２００のインピーダンスが１６Ωのときと、６４ΩのときのそれぞれのＨＰＦ特性を表したグラフを示す。グラフの横軸は周波数（Ｈｚ）、縦軸は信号強度（ｄＢ）を表している。両グラフから分かるように、同じコンデンサ１２に対してもインピーダンスの異なるイヤホンが接続された場合には、可聴帯域である２０−２００００Ｈｚにおいて両者の周波数特性が異なってしまう。
【０００６】
また、イヤホン自体も周波数感度特性を持っている。図３にイヤホンの周波数感度特性の例をグラフで示す。このグラフの横軸は周波数（Ｈｚ）、縦軸は感度（ｄＢ）を表している。このようにイヤホンについても可聴帯域である２０−２００００Ｈｚにおいて平坦な特性とはなっていないことが分かる。
【０００７】
このような二つの要因、すなわち（１）ＤＣカット用のコンデンサとイヤホンのインピーダンスとによりＨＰＦが形成されること（ＤＣバイアス型のイヤホンアンプ使用の場合）、および（２）イヤホン自体に周波数感度特性を持っていること、により現状、端末から出された音が原音に忠実にイヤホンで再生されていない。
【０００８】
特許文献１では、接続先機器のインピーダンスに応じて出力する音声信号の状態を調整し、接続機器を変更する手間を削減できる音響機器が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−１４８８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献１に記載の技術では、接続先機器がイヤホンであるか、ライン出力ケーブルであるかを判断し、音声信号を自動で調整する回路、制御構成となっている。しかし、イヤホンの種別が異なることの検出およびそれに基づく音質の自動補正までは考慮されていない。
【００１１】
本発明はこのような背景においてなされたものであり、携帯端末装置に接続されたイヤホンの特性を携帯端末装置自身で測定し、補正することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による携帯端末装置は、音声信号を処理する信号処理部と、この信号処理部の出力音声信号を増幅する増幅部と、音声信号の出力端子と、前記増幅部から前記出力端子までの間に直流遮断用のコンデンサを有する信号経路と、前記増幅部から前記出力端子までの信号経路にインピーダンス測定用の抵抗を選択的に介挿する切替手段と、制御手段とを備えたものである。制御手段は、前記抵抗を前記信号経路に介挿された状態で前記信号処理部からテスト用音声信号を出力し、前記抵抗と前記出力端子に接続されたイヤホンとで構成される分圧回路の中間点の電圧を検出し、この検出された中間点の電圧に基づいて前記イヤホンのインピーダンスを測定する動作モードを有する。
【００１３】
本明細書における「イヤホン」とは携帯端末装置に着脱可能に接続され、電気音声信号を音声に変換する手段であり、ステレオ、モノラルを問わない。また、いわゆるヘッドホンも含むものとする。
【００１４】
前記制御手段は、前記測定手段により測定されたイヤホンのインピーダンスに応じて、前記信号処理部を制御し、前記イヤホンのインピーダンスと前記コンデンサとにより構成される高域通過フィルタの特性を補償するように出力音声信号の低域ブースト補正を行うことができる。
【００１５】
前記制御手段は、音声を電気信号に変換するマイクをさらに備え、前記信号処理部から前記イヤホンに対して可聴周波数範囲内で掃引されるテスト音声信号を出力し、この出力音声を前記マイクで収音して得られた入力音声信号に基づいて、前記イヤホンの周波数特性を測定する第２の測定モードを有してもよい。この場合、前記制御手段は、前記第２の測定モードで測定されたイヤホンの周波数特性に基づいて、その周波数特性を補正する特性補正データを求め、この特性補正データに基づいて前記信号処理部を制御し、出力音声信号の周波数特性を補正することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、イヤホン接続端子が付属している携帯端末装置において、ユーザが接続したイヤホンの特性を携帯端末装置自身で測定し、個々のイヤホンに対応してその出力音声の特性を補正することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来の端末のイヤホンへの出力回路の構成を示した図である。
【図２】図１内に示したＤＣカット用のコンデンサとイヤホンとにより構成されるＨＰＦ特性を表したグラフである。
【図３】イヤホンの周波数感度特性の例を示したグラフである。
【図４】本発明の実施の形態における携帯端末装置の主要部の回路構成を示した図である。
【図５】図４の回路中の、イヤホンのインピーダンスを測定するための測定回路要部を抜粋して示した図である。
【図６】設定した全周波数で測定されたイヤホンの左右のインピーダンスのパターンの例を示したグラフである。
【図７】本発明の実施の形態におけるイヤホンの周波数特性の測定時のユーザ操作の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態におけるイヤホンの周波数特性測定に利用する端末の主要部の構成例を示した図である。
【図９】本発明の実施の形態におけるイヤホンデータをテーブル形式で模式的に示した図である。
【図１０】本発明の実施の形態における端末でのユーザインタフェース画面の例を示した図である。
【図１１】第１および第２の測定を統合し、イヤホンの音響特性を補正する処理のフローチャートを示す。
【図１２】本発明の実施の形態の処理に対する付加的な処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１９】
図４は本実施の形態における携帯端末装置１００の主要部の回路構成を示している。以下、携帯端末装置を単に「携帯端末」または「端末」ともいう。
【００２０】
制御部１１０からはステレオの音声データ（Ｒ音声、Ｌ音声）が出力され、信号処理部１１１にてそれぞれアナログ信号に変換され、増幅部１１２で増幅される。増幅部１１２の左右両出力は、スイッチ１１３，１１４，１１５，１１６を通過し、ＤＣカット用のコンデンサ１１７，１１８を介して、イヤホンジャック１３０へ出力される。スイッチ１１３，１１４，１１５，１１６は制御部１１０の制御下で（すなわち制御部１１０からの制御信号ＣＮＴ１に従って）連動し、信号経路の切替を行う。すなわち、スイッチ１１３，１１４，１１５，１１６は、増幅部１１２から音声出力端子であるイヤホンジャック１３０までの信号経路にインピーダンス測定用の抵抗を選択的に介挿する切替手段を構成する。この切替手段により、増幅部１１２の出力をそのままスルーでそれぞれコンデンサ１１５，１１６へ導通させるか、抵抗（Ｒ１）１２１，１２２を介してコンデンサ１１７，１１８へ導通させるかを切り替える。
【００２１】
信号処理部１１１および増幅部１１２がステレオ信号を処理する場合、図示のように、音声の信号経路、抵抗および出力端子は、それぞれ左右の１組が設けられる。制御部１１０は、左右の前記中間点の電圧を選択的に検出する。そのために、抵抗１２１のスイッチ１１５側の端部の信号と、抵抗１２２のスイッチ１１６側の信号とは、スイッチ１２０により選択的にＡＤＣ１１９を介して制御部１１０へデジタル信号として入力される。スイッチ１２０は制御部１１０からの制御信号ＣＮＴ２により切替制御される。
【００２２】
イヤホンジャック１３０は、イヤホンプラグの挿入により接地されるイヤホン検出端子１３１（接続検出手段）を有する。これにより、イヤホン接続時にイヤホン接続検出信号が制御部１１０へ入力される構成となっている。制御部１１０は、接続検出手段の検出出力に応じて信号経路に測定用の抵抗を介挿するようスイッチ１１３，１１４，１１５，１１６を制御し、イヤホンのインピーダンスを測定する動作モードへ移行する。この測定を第１の測定という。
【００２３】
制御部１１０には、ＣＰＵ、その他のプロセッサおよびＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリを含む記憶部１５１、表示画面上に情報を表示する表示部１５２、ユーザから情報の入力操作を受ける操作部１５３が接続される。記録媒体に格納された楽曲データ（音楽データ）等の再生処理は制御部１１０が担当してもよいし、他の専用の再生処理部（図示せず）が担当してもよい。
【００２４】
図５は、図４の回路中の、イヤホンジャック１３０に接続されたイヤホンのインピーダンスを測定するための測定回路要部を抜粋して示したものである。イヤホンのインピーダンスを測定する動作モードでは、インピーダンス測定用の抵抗（Ｒ１)を信号経路に介挿された状態で信号処理部１１１からテスト用音声信号を出力する。さらに、抵抗と音声出力端子に接続されたイヤホンとで構成される分圧回路の中間点の電圧を検出し、この検出された中間点の電圧に基づいてイヤホンのインピーダンスを算出する。そのために測定回路では、右音声の所定の周波数のテスト信号ＳｔＲは、コンデンサ１１７を通過し、イヤホンの抵抗２０１を介して接地される。よって、抵抗１２１と抵抗２０１との間の中間点であるＡ点にはテスト信号ＳｔＲを抵抗１２１と抵抗２０１とで分圧した信号が現れる。同様に、左音声の所定の周波数のテスト信号ＳｔＬは、コンデンサ１１８を通過し、イヤホンの抵抗２０２を介して接地される。よって、抵抗１２２と抵抗２０２との間の中間点であるＢ点にはテスト信号ＳｔＬを抵抗１２２と抵抗２０２とで分圧した信号が現れる。Ａ点の信号とＢ点の信号とはスイッチ１２０を介して選択的にＡＤＣ１１９へ入力される。
【００２５】
ここで、本実施の形態におけるイヤホン２００のインピーダンス測定（第１の測定）の手順を説明する。ここでは、イヤホンのインピーダンス（右または左）をＲ２とする。ただし、左右のインピーダンス値は必ずしも同じではない。
（１）イヤホン２００のプラグがイヤホンジャック１３０に接続されたことを制御部１１０が検出すると、本実施の形態の動作モードの一つとしての第１の測定モードであるインピーダンス測定モードに入る。これを契機に、制御部１１０は、信号経路のスイッチ１１３，１１４、１１５，１１６を抵抗Ｒ１側に切り替える。
（２）制御部１１０より、ある周波数（ｆ１）に設定されたサイン波の音声信号出力する。
（３）抵抗Ｒ１とイヤホンの抵抗値Ｒ２とで分圧された電圧値をＡＤＣ１１９で測定する。
（４）ＡＤＣ１１９の出力データを制御部１１０に入力することにより、制御部１１０にてイヤホンのｆ１周波数での中間点の電圧を測定する。この電圧はサイン波の実効値、ピーク値等により求めることができる。
（５）（２）の音声出力の周波数を変更し、同じ（３）（４）の手順で測定を行うことでイヤホンのインピーダンスを測定する。
（６）設定した全周波数の周波数特性の結果より、イヤホンのインピーダンスを決定する。
（７）スイッチ１２０を切り替えて、（２）〜（６）を実行する。
（８）イヤホンのインピーダンスが決定した後、インピーダンス測定モードを終了し、信号経路のスイッチ１１３，１１４、１１５，１１６を制御し、音声経路を切り替えて元の状態に戻す。
【００２６】
図６に、設定した全周波数で測定されたイヤホンの左右のインピーダンスのパターンをグラフとして例示する。測定されたイヤホンの代表インピーダンス（代表値）として、全周波数のインピーダンスの平均値をとることができる。但し、図２に示したようにＤＣカット用のコンデンサによるＨＰＦの特性では低域側の信号低下が問題となる。そこで、本実施の形態では、低域において測定されたインピーダンスをイヤホンの代表インピーダンスとする。
【００２７】
なお、イヤホンの左右のインピーダンスは同じとみなして上記（７）を省略することも可能である。また、インピーダンスを測定する周波数については全周波数範囲ではなく、一部の周波数範囲（例えば低域）のみとしてもよい。
【００２８】
このようにして得られたイヤホンの代表インピーダンスに応じて、ＨＰＦの特性を補正する。例えば、図２（ａ）（ｂ）に示したようにインピーダンスが小さい程、低域における大きな減衰が見られる。そこで、制御部は、測定されたイヤホンのインピーダンスに応じて、信号処理部１１１を制御し、イヤホンのインピーダンスとコンデンサとにより構成される高域通過フィルタの特性を補償するように出力音声信号の低域ブースト補正を行う。例えば、インピーダンス値に応じて次のように信号処理部１１１により出力する音声信号の低域ブースト補正を行う。
【００２９】
インピーダンス （１６Ω） → 低域ブースト補正：強
インピーダンス （３２Ω） → 低域ブースト補正：中
インピーダンス （６４Ω） → 低域ブースト補正：なし
【００３０】
なお、これらはＤＣカット用のコンデンサにも依存する為、その容量によっても補正量は変化しうる。
【００３１】
次に、本実施の形態におけるイヤホンの周波数特性（感度周波数特性）を測定する方法について説明する。この測定を第２の測定といい、その動作モードを第２の測定モードという。
【００３２】
図７は、本実施の形態におけるイヤホン２００の周波数特性の測定時のユーザ操作の説明図である。この例では携帯端末として携帯電話端末を示している。図示のように、端末１００から所定の周波数のテスト音声信号をイヤホン２００に出力する。左右いずれかの測定対象のスピーカ部から発生する音声を端末１００のマイク１４０で収音できるように、スピーカ部をマイク１４０に接近させて保持または配置する。周知のように、スピーカ部は電気信号を音声に変換する装置であり、マイク１４０は音声を電気信号に変換する装置である。
【００３３】
図８は、この測定に利用する端末１００の主要部の構成例を示している。上記のように、イヤホン２００には信号処理部１１１および増幅部１１２からのテスト音声信号を与える。左右いずれかの測定対象のスピーカ部から発生する音声を、端末１００のマイク１４０で収音し、マイク１４０の出力信号をＡＤＣ１５０でデジタル値に変換し、制御部１１０に入力する。このようにしてマイク１４０から出力された信号のレベルを測定する。イヤホン２００に与えるテスト音声信号のレベルは一定で、所定の周波数範囲で周波数が連続的に変換する周波数ＳＷＥＥＰ（掃引）信号を出力して、マイク１４０の出力信号のレベルを測定を行うことにより、イヤホン２００の周波数特性が測定できる。
【００３４】
具体的なイヤホンの周波数感度特性の測定手順は次のとおりである。
【００３５】
（１）イヤホンの音声出力部をマイクに押しあてる。
（２）イヤホンの伝達関数を設定する。
イヤホンには一般に、スポンジカバーがつき耳にはめるタイプのオープン型と、シリコンカバーがつき耳に挿入するタイプのカナル型がある。オープン型のほうが低域音声が外部に漏れやすく、カナル型の方が低域音声が外部に漏れづらい。そのため、端末内部に測定する前にこれらの差分を吸収する伝達関数の代表値を持っておき、測定前に設定できるようにすることでイヤホンの種別による伝達関数差分を吸収する。
（３）外部雑音を測定する。
この際、イヤホン２００へのテスト音声信号は与えず、マイク１４０の出力信号を測定する。これにより得られた外部雑音を後の測定データから減算することで、環境雑音の影響を減少させることができる。
（４）制御部１１０より周波数ＳＷＥＥＰ信号を出力し、ＡＤＣ１５０で測定し、制御部１１０にて周波数解析演算を行う。これにより、イヤホンの周波数感度特性が得られる。
【００３６】
なお、外部雑音の影響を減少させる為に、同じ測定を複数回繰り返して行うことも考慮する。
【００３７】
図９は、イヤホンのインピーダンスの測定の結果、当該端末１００の内部のメモリ（図示せず）に記憶するイヤホンデータをテーブル形式で模式的に示したものである。
【００３８】
端末に新たなイヤホンを接続する度にそのインピーダンスの測定を行い、イヤホン毎に、その測定データおよびこれに基づいて決定された特性補正データをイヤホンデータとして保存する。図示の例では、各イヤホンデータは、「イヤホン名」と「代表インピーダンス」と「インピーダンスパターン」と「特性補正データ」を含んでいる。「イヤホン名」は後述するようにユーザが付与することができるイヤホンの名称である。「代表インピーダンス」は、上述のとおり、測定の結果得られたイヤホンの代表的なインピーダンス値である。「インピーダンスパターン」は測定されたインピーダンスの周波数特性を示すパターンである。このインピーダンスパターンは、特定の周波数範囲での周波数と測定インピーダンス値との関係を示すデータ群またはそれらのデータ群を表すパターン名である。「特性補正データ」は、当該イヤホンに対して決定された音声出力特性（音響特性）を補正するためのデータである。
【００３９】
図１０は、本実施の形態における端末でのユーザインタフェース画面の例を示している。図１０（ａ）は、端末へのイヤホンの接続時にイヤホンのインピーダンス測定を行った後に、そのイヤホンが当該端末に対して新たなイヤホンであると判断されたときに、ユーザに対してそのイヤホンに対して任意の名称を付与することを要求する画面例を示している。すなわち、新たな種別のイヤホンが接続されたと判断されたときそのイヤホン名を入力するようにユーザに促す。これに応じて、ユーザにより入力されたイヤホン名はその測定された代表インピーダンス値およびインピーダンスパターンおよび特性補正データとともに記憶部に記憶される。図１０（ｂ）は、インピーダンス測定後に測定結果から、そのイヤホンは過去に測定を行い、データを保持している特定のイヤホンと推測される場合に、そのイヤホン名をユーザに提示して確認を求める画面例を示している。すなわち、記憶済みのイヤホンが接続されたと判断されたとき、そのイヤホン名を表示画面上に示して、接続されたイヤホンが当該イヤホンであるか否かを確認するようユーザに促す。ユーザの確認が「否」であれば第２の測定モードに移行し、「肯」であれば当該イヤホン名のイヤホンの特性補正データを利用するものとする。
【００４０】
図１１に、上述した第１および第２の測定を統合し、イヤホンの音声出力特性を補正する処理のフローチャートを示す。この処理は制御部１１０（図４）の制御下で携帯端末１００の各部により実行される処理である。
【００４１】
「イヤホン接続」すなわちイヤホンジャック１３０に対してイヤホン２００（のプラグ）が挿入されたか否かを監視する（Ｓ１）。イヤホン接続が検出されたら、この端末の増幅部がＤＣバイアスアンプかどうかをチェックする（Ｓ２）。ＤＣバイアスアンプであれば（Ｙｅｓ「肯））、ステップＳ３へ進み、そうでなければ（Ｎｏ「否」）、ステップＳ１３へ移行する。なお、ＤＣバイアスアンプが搭載された端末にのみこの処理を適用する場合には、ステップＳ２は削除してもよい。
【００４２】
ステップＳ３では、動作モードをインピーダンス測定モードに切り替える。この動作モードでは、インピーダンスを判定する周波数を設定し（Ｓ４）、その周波数の音声出力信号（サイン波）を出力する（Ｓ５）。そこで、上記中間点の電圧を測定する（Ｓ６）。この測定結果に基づいてインピーダンスを計算する（Ｓ７）。測定対象となるすべての周波数についての測定が終了するまで、ステップＳ４に戻って測定を繰り返して実行する。
【００４３】
すべての周波数についての測定が終了したら（Ｓ８，Ｙｅｓ）、イヤホンインピーダンス（の代表値）を特定し、その周波数特性（インピーダンスパターン）を記憶する（Ｓ９）。
【００４４】
このインピーダンスパターンを記憶済のインピーダンスパターンと比較して、一致するインピーダンスパターンが存在するとき、すなわち、このイヤホンが過去に測定しているイヤホンであると確認された場合には（Ｓ１０，Ｎｏ）、過去の補正データを読み出し（Ｓ２２）、ステップＳ２１へ移行する。
【００４５】
過去に測定していないイヤホンについては、上記測定されたイヤホンインピーダンスに応じて音声経路周波数特性の補正を行い（Ｓ１１）、インピーダンス測定モードを終了する（Ｓ１２）。
【００４６】
次いで、本実施の形態の第２の測定モードであるイヤホン周波数特性の測定モードに入り、その測定を開始する（Ｓ１３）。このイヤホン周波数特性の測定では、信号処理部１１１からイヤホン２００に対して可聴周波数範囲内で掃引されるテスト音声信号を出力し、この出力音声を前記マイクで収音して得られた入力音声信号に基づいて、イヤホンの周波数特性を測定する。
【００４７】
具体的にはまず、イヤホンとマイクとの間の伝達関数を設定する（Ｓ１４）。これは、イヤホンとマイクの位置関係を一定にしても、例えば、イヤホンの形式（オープン型、カナル型等）によってイヤホンからマイクへの伝達特性が異なるため、その違いを補償するために予め定めた伝達関数をイヤホンの形式の指定によって選択するものである。
【００４８】
ついで、環境雑音の測定を行う（Ｓ１５）。これは、イヤホンに対して何ら音声信号を出力しない状態でマイクから得られる音声信号を検出し、環境雑音を推定する処理である。このようにして得られた環境雑音は、後続の周波数測定の結果から相殺するのに利用する。
【００４９】
そこで、判定音声周波数の設定を行う（Ｓ１６）。例えば、掃引開始周波数、周波数間隔、送信終了周波数を設定し、これらに基づいて所定の周波数範囲でのサイン波の周波数掃引信号を「判定音声出力」として出力する（Ｓ１７）。このような判定音声出力に対するマイク音声の解析を行う（Ｓ１８）。設定された周波数範囲の測定を終了するまでステップＳ１６〜１８を繰り返して実行する。終了したら（Ｓ１９，Ｙｅｓ）、ステップＳ１５に戻り、このような測定処理をさらにＮ−１回（Ｎは複数）繰り返して行う。これによりＮ回の測定結果を得て、その平均値等から各周波数の測定結果を算出する。
【００５０】
このようにして得られた測定結果に基づいて、イヤホン周波数特性を補正する（Ｓ２１）。すなわち、第２の測定モードで測定されたイヤホンの周波数特性に基づいて、その周波数特性を補正する特性補正データを求め、この特性補正データに基づいて信号処理部１１１を制御し、出力音声信号の周波数特性を補正する。例えば、イヤホンの感度周波数特性が図３に示したような場合、出力する音声信号に対して、低域のブースト補正、中域（１−４ＫＨｚ）のアッテネート補正を行い、周波数感度がイヤホンまで含めた経路でフラットになるように補正する。また、全体の音量（Ｖｏｌｕｍｅ）の調整も設定する。このようなイヤホンの周波数特性の補正データは、図９に示したテーブルの「特性補正データ」に追加、または別項目として追加し、保持することができる。
【００５１】
ステップＳ１５〜Ｓ２０までは、ステレオ出力の場合、測定は右と左で別々に行ってもよいし、いずれか一方のみを代表として行ってもよい。
【００５２】
上述したような音声信号の補正を行なうことで、端末に接続されたイヤホンの種別による音響特性の差分を吸収し、端末から出力された音声に忠実な再生環境を提供できる。また、もちろん、この補正を行なったのちに、ユーザによりイコライザを設定して音声出力パラメータを変更することにより、ユーザの好みの音質設定を行なうことも可能である。
【００５３】
次に、図１２により上記の実施の形態の処理に対する付加的な処理について説明する。この処理は、携帯端末の使用状況・環境に応じてイヤホン周波数特性をさらに補正するものである。近年の携帯端末にはさまざまな機能を実現するためのデバイスが装備されている。そのような機能には、上記音楽再生機能の他、例えば、現在位置検出手段としてのＧＰＳ（Global Positioning System）機能、端末の加速度を検出する加速度センサによる加速度検出機能等が挙げられる。図１２の処理は、このような各種の機能の使用状況や環境に応じて、それに相応しいイヤホン周波数特性を提供しようとするものである。
【００５４】
まず、携帯端末情報、すなわち端末の使用状況・環境を判断する（Ｓ３１）。ここでは、端末位置情報、加速度情報、楽曲（再生曲）データの属性情報、周囲の雑音レベル、等である。
【００５５】
ついで、最適な音声出力パラメータを求める（Ｓ３２）。図示しないが、上記のような各種の携帯端末情報の内容に応じて、それに相応しい音声出力パラメータを定めたデータテーブル等を端末内または外部サーバに参照可能に用意しておく。得られた音声出力パラメータに基づいてイヤホン周波数特性の補正を行う（Ｓ３３）。以下に具体例を示す。
【００５６】
（１）位置情報の利用
外出時に音楽再生機能を利用している場合、繁華街、市街地のような特定の場所では周囲の騒音で音楽が聴き取りにくくなる。そこで、ＧＰＳ機能により現在地を検出し、端末内または外部サーバの地図データベース等の利用により、現在地が当該特定の場所に属するか否かを判断する。特定の場所に属する場合には、それに対応して予め定めた音声出力パラメータを取得し、この音声出力パラメータに基づいてイヤホン周波数特性の補正を行う。より具体的には、例えば、音量を変えずに周波数特性を変更する(中高域の周波数帯域、例えば１００Ｈｚ−１０ＫＨｚ程度の範囲の出力を強調する）ことで出力音声を聞きとりやすくする。
【００５７】
（２）加速度情報の利用
携帯端末に内蔵された加速度センサより、その携帯端末を所持したユーザが歩行中か静止中かを判断することができる。そこで、歩行中であれば、周辺騒音が聞こえないと交通事故の危険性が増すことを考慮して、例えば、全体的に音量を下げる。
【００５８】
（３）楽曲データの属性情報の利用
楽曲データから、その属性情報、例えば、楽曲の種別（Ｐｏｐｓ、ロック、クラシック等）、歌手の性別、等が認識できる場合、その属性情報に相応しい音声出力パラメータを選定する。例えば、ロックであれば低域（１００Ｈｚ以下）および高域を強調し（５ＫＨｚ以上）、Ｐｏｐｓであれば音声帯域（１−４ＫＨｚ）を強調する、等の措置を採る。さらに例えば、歌手が男性であればその音声域（１００Ｈｚ−８０００Ｈｚ）を強調し、女性であればその音声域（１５０Ｈｚ−１００００Ｈｚ）を強調する等の措置を採る。
【００５９】
（４）周囲の雑音レベルの利用
マイクで雑音レベルを判別し、出力音声の聞き取りやすさを改善する。例えば、ノイズキャンセルではなく、周波数特性を変更する(中高域を強調する)ことで聞きとりやすくする。
【００６０】
上記の処理はあくまで例示であり、複数種類の携帯端末情報を取得後、総合的に判断して音声出力パラメータ設定することもできる。
【００６１】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。
【００６２】
例えば、上述した第１および第２の測定動作およびその測定結果の利用は必ずしも上記のように併用する必要はなく、いずれか一方のみを独立に実行することも可能である。
【００６３】
携帯端末装置は携帯電話端末に限るものではなく、本発明は、ＤＣカット用のコンデンサを音声の出力信号経路に有する任意の携帯型の端末装置に適用することができる。
【００６４】
図１２に示した処理は図１１に示した処理に対する付加的な処理として説明したが、図１１に示した処理と独立して単独で実行することも可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１００…携帯端末装置、１１０…制御部、１１１…信号処理部、１１２…増幅部、１１３，１１４，１１５，１１６…スイッチ、１１７，１１８…コンデンサ、１２０…スイッチ、１２１，１２２…抵抗、１３０…イヤホンジャック、１３１…イヤホン検出端子、１４０…マイク、２００…イヤホン、２０１，２０２…抵抗
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イヤホンを接続することができる携帯端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、イヤホン接続端子を持つ携帯端末装置として、携帯電話端末、ＰＨＳ、音楽端末等の種々の装置および機種が市販されている。イヤホン接続端子には、ユーザがさまざまな種類・特性のイヤホンを自由に接続することができる。しかし、接続したイヤホンに応じて周波数特性等の音響特性が異なって聞こえてしまう。
【０００３】
市場で流通しているイヤホンは、そのインピーダンスが１６Ω、３２Ω、６４Ω等、さまざまな種類のものがある。最近ではチャージポンプ等を用い、負電源を生成したＧＮＤバイアス型のイヤホンアンプもあるが、一般的なイヤホンアンプの出力はＤＣ電源でバイアスされている。そのため、ＤＣカット用（直流遮断用）のコンデンサ（４７μＦ−２２０μＦ程度）が用いられる。
【０００４】
図１に示すように、端末１００のイヤホン接続端子にイヤホン２００が接続されると、信号処理部１０から出力される音声信号が増幅部（イヤホンアンプ）１１で増幅され、ＤＣカット用のコンデンサ１２を介して、イヤホン２００へ出力される。この場合、コンデンサ１２とイヤホン２００のインピーダンス１３とで、ＣＲのハイパスフィルタ（ＨＰＦ）が形成されてしまう。
【０００５】
図２（ａ）（ｂ）に、ＤＣカット用のコンデンサ１２の容量を２２０μＦとした場合の、接続したイヤホン２００のインピーダンスが１６Ωのときと、６４ΩのときのそれぞれのＨＰＦ特性を表したグラフを示す。グラフの横軸は周波数（Ｈｚ）、縦軸は信号強度（ｄＢ）を表している。両グラフから分かるように、同じコンデンサ１２に対してもインピーダンスの異なるイヤホンが接続された場合には、可聴帯域である２０−２００００Ｈｚにおいて両者の周波数特性が異なってしまう。
【０００６】
また、イヤホン自体も周波数感度特性を持っている。図３にイヤホンの周波数感度特性の例をグラフで示す。このグラフの横軸は周波数（Ｈｚ）、縦軸は感度（ｄＢ）を表している。このようにイヤホンについても可聴帯域である２０−２００００Ｈｚにおいて平坦な特性とはなっていないことが分かる。
【０００７】
このような二つの要因、すなわち（１）ＤＣカット用のコンデンサとイヤホンのインピーダンスとによりＨＰＦが形成されること（ＤＣバイアス型のイヤホンアンプ使用の場合）、および（２）イヤホン自体に周波数感度特性を持っていること、により現状、端末から出された音が原音に忠実にイヤホンで再生されていない。
【０００８】
特許文献１では、接続先機器のインピーダンスに応じて出力する音声信号の状態を調整し、接続機器を変更する手間を削減できる音響機器が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−１４８８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献１に記載の技術では、接続先機器がイヤホンであるか、ライン出力ケーブルであるかを判断し、音声信号を自動で調整する回路、制御構成となっている。しかし、イヤホンの種別が異なることの検出およびそれに基づく音質の自動補正までは考慮されていない。
【００１１】
本発明はこのような背景においてなされたものであり、携帯端末装置に接続されたイヤホンの特性を携帯端末装置自身で測定し、補正することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による携帯端末装置は、音声信号を処理する信号処理部と、この信号処理部の出力音声信号を増幅する増幅部と、音声信号の出力端子と、前記増幅部から前記出力端子までの間に直流遮断用のコンデンサを有する信号経路と、前記増幅部から前記出力端子までの信号経路にインピーダンス測定用の抵抗を選択的に介挿する切替手段と、制御手段とを備えたものである。制御手段は、前記抵抗を前記信号経路に介挿された状態で前記信号処理部からテスト用音声信号を出力し、前記抵抗と前記出力端子に接続されたイヤホンとで構成される分圧回路の中間点の電圧を検出し、この検出された中間点の電圧に基づいて前記イヤホンのインピーダンスを測定する動作モードを有する。
【００１３】
本明細書における「イヤホン」とは携帯端末装置に着脱可能に接続され、電気音声信号を音声に変換する手段であり、ステレオ、モノラルを問わない。また、いわゆるヘッドホンも含むものとする。
【００１４】
前記制御手段は、前記測定手段により測定されたイヤホンのインピーダンスに応じて、前記信号処理部を制御し、前記イヤホンのインピーダンスと前記コンデンサとにより構成される高域通過フィルタの特性を補償するように出力音声信号の低域ブースト補正を行うことができる。
【００１５】
前記制御手段は、音声を電気信号に変換するマイクをさらに備え、前記信号処理部から前記イヤホンに対して可聴周波数範囲内で掃引されるテスト音声信号を出力し、この出力音声を前記マイクで収音して得られた入力音声信号に基づいて、前記イヤホンの周波数特性を測定する第２の測定モードを有してもよい。この場合、前記制御手段は、前記第２の測定モードで測定されたイヤホンの周波数特性に基づいて、その周波数特性を補正する特性補正データを求め、この特性補正データに基づいて前記信号処理部を制御し、出力音声信号の周波数特性を補正することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、イヤホン接続端子が付属している携帯端末装置において、ユーザが接続したイヤホンの特性を携帯端末装置自身で測定し、個々のイヤホンに対応してその出力音声の特性を補正することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来の端末のイヤホンへの出力回路の構成を示した図である。
【図２】図１内に示したＤＣカット用のコンデンサとイヤホンとにより構成されるＨＰＦ特性を表したグラフである。
【図３】イヤホンの周波数感度特性の例を示したグラフである。
【図４】本発明の実施の形態における携帯端末装置の主要部の回路構成を示した図である。
【図５】図４の回路中の、イヤホンのインピーダンスを測定するための測定回路要部を抜粋して示した図である。
【図６】設定した全周波数で測定されたイヤホンの左右のインピーダンスのパターンの例を示したグラフである。
【図７】本発明の実施の形態におけるイヤホンの周波数特性の測定時のユーザ操作の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態におけるイヤホンの周波数特性測定に利用する端末の主要部の構成例を示した図である。
【図９】本発明の実施の形態におけるイヤホンデータをテーブル形式で模式的に示した図である。
【図１０】本発明の実施の形態における端末でのユーザインタフェース画面の例を示した図である。
【図１１】第１および第２の測定を統合し、イヤホンの音響特性を補正する処理のフローチャートを示す。
【図１２】本発明の実施の形態の処理に対する付加的な処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１９】
図４は本実施の形態における携帯端末装置１００の主要部の回路構成を示している。以下、携帯端末装置を単に「携帯端末」または「端末」ともいう。
【００２０】
制御部１１０からはステレオの音声データ（Ｒ音声、Ｌ音声）が出力され、信号処理部１１１にてそれぞれアナログ信号に変換され、増幅部１１２で増幅される。増幅部１１２の左右両出力は、スイッチ１１３，１１４，１１５，１１６を通過し、ＤＣカット用のコンデンサ１１７，１１８を介して、イヤホンジャック１３０へ出力される。スイッチ１１３，１１４，１１５，１１６は制御部１１０の制御下で（すなわち制御部１１０からの制御信号ＣＮＴ１に従って）連動し、信号経路の切替を行う。すなわち、スイッチ１１３，１１４，１１５，１１６は、増幅部１１２から音声出力端子であるイヤホンジャック１３０までの信号経路にインピーダンス測定用の抵抗を選択的に介挿する切替手段を構成する。この切替手段により、増幅部１１２の出力をそのままスルーでそれぞれコンデンサ１１５，１１６へ導通させるか、抵抗（Ｒ１）１２１，１２２を介してコンデンサ１１７，１１８へ導通させるかを切り替える。
【００２１】
信号処理部１１１および増幅部１１２がステレオ信号を処理する場合、図示のように、音声の信号経路、抵抗および出力端子は、それぞれ左右の１組が設けられる。制御部１１０は、左右の前記中間点の電圧を選択的に検出する。そのために、抵抗１２１のスイッチ１１５側の端部の信号と、抵抗１２２のスイッチ１１６側の信号とは、スイッチ１２０により選択的にＡＤＣ１１９を介して制御部１１０へデジタル信号として入力される。スイッチ１２０は制御部１１０からの制御信号ＣＮＴ２により切替制御される。
【００２２】
イヤホンジャック１３０は、イヤホンプラグの挿入により接地されるイヤホン検出端子１３１（接続検出手段）を有する。これにより、イヤホン接続時にイヤホン接続検出信号が制御部１１０へ入力される構成となっている。制御部１１０は、接続検出手段の検出出力に応じて信号経路に測定用の抵抗を介挿するようスイッチ１１３，１１４，１１５，１１６を制御し、イヤホンのインピーダンスを測定する動作モードへ移行する。この測定を第１の測定という。
【００２３】
制御部１１０には、ＣＰＵ、その他のプロセッサおよびＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリを含む記憶部１５１、表示画面上に情報を表示する表示部１５２、ユーザから情報の入力操作を受ける操作部１５３が接続される。記録媒体に格納された楽曲データ（音楽データ）等の再生処理は制御部１１０が担当してもよいし、他の専用の再生処理部（図示せず）が担当してもよい。
【００２４】
図５は、図４の回路中の、イヤホンジャック１３０に接続されたイヤホンのインピーダンスを測定するための測定回路要部を抜粋して示したものである。イヤホンのインピーダンスを測定する動作モードでは、インピーダンス測定用の抵抗（Ｒ１)を信号経路に介挿された状態で信号処理部１１１からテスト用音声信号を出力する。さらに、抵抗と音声出力端子に接続されたイヤホンとで構成される分圧回路の中間点の電圧を検出し、この検出された中間点の電圧に基づいてイヤホンのインピーダンスを算出する。そのために測定回路では、右音声の所定の周波数のテスト信号ＳｔＲは、コンデンサ１１７を通過し、イヤホンの抵抗２０１を介して接地される。よって、抵抗１２１と抵抗２０１との間の中間点であるＡ点にはテスト信号ＳｔＲを抵抗１２１と抵抗２０１とで分圧した信号が現れる。同様に、左音声の所定の周波数のテスト信号ＳｔＬは、コンデンサ１１８を通過し、イヤホンの抵抗２０２を介して接地される。よって、抵抗１２２と抵抗２０２との間の中間点であるＢ点にはテスト信号ＳｔＬを抵抗１２２と抵抗２０２とで分圧した信号が現れる。Ａ点の信号とＢ点の信号とはスイッチ１２０を介して選択的にＡＤＣ１１９へ入力される。
【００２５】
ここで、本実施の形態におけるイヤホン２００のインピーダンス測定（第１の測定）の手順を説明する。ここでは、イヤホンのインピーダンス（右または左）をＲ２とする。ただし、左右のインピーダンス値は必ずしも同じではない。
（１）イヤホン２００のプラグがイヤホンジャック１３０に接続されたことを制御部１１０が検出すると、本実施の形態の動作モードの一つとしての第１の測定モードであるインピーダンス測定モードに入る。これを契機に、制御部１１０は、信号経路のスイッチ１１３，１１４、１１５，１１６を抵抗Ｒ１側に切り替える。
（２）制御部１１０より、ある周波数（ｆ１）に設定されたサイン波の音声信号出力する。
（３）抵抗Ｒ１とイヤホンの抵抗値Ｒ２とで分圧された電圧値をＡＤＣ１１９で測定する。
（４）ＡＤＣ１１９の出力データを制御部１１０に入力することにより、制御部１１０にてイヤホンのｆ１周波数での中間点の電圧を測定する。この電圧はサイン波の実効値、ピーク値等により求めることができる。
（５）（２）の音声出力の周波数を変更し、同じ（３）（４）の手順で測定を行うことでイヤホンのインピーダンスを測定する。
（６）設定した全周波数の周波数特性の結果より、イヤホンのインピーダンスを決定する。
（７）スイッチ１２０を切り替えて、（２）〜（６）を実行する。
（８）イヤホンのインピーダンスが決定した後、インピーダンス測定モードを終了し、信号経路のスイッチ１１３，１１４、１１５，１１６を制御し、音声経路を切り替えて元の状態に戻す。
【００２６】
図６に、設定した全周波数で測定されたイヤホンの左右のインピーダンスのパターンをグラフとして例示する。測定されたイヤホンの代表インピーダンス（代表値）として、全周波数のインピーダンスの平均値をとることができる。但し、図２に示したようにＤＣカット用のコンデンサによるＨＰＦの特性では低域側の信号低下が問題となる。そこで、本実施の形態では、低域において測定されたインピーダンスをイヤホンの代表インピーダンスとする。
【００２７】
なお、イヤホンの左右のインピーダンスは同じとみなして上記（７）を省略することも可能である。また、インピーダンスを測定する周波数については全周波数範囲ではなく、一部の周波数範囲（例えば低域）のみとしてもよい。
【００２８】
このようにして得られたイヤホンの代表インピーダンスに応じて、ＨＰＦの特性を補正する。例えば、図２（ａ）（ｂ）に示したようにインピーダンスが小さい程、低域における大きな減衰が見られる。そこで、制御部は、測定されたイヤホンのインピーダンスに応じて、信号処理部１１１を制御し、イヤホンのインピーダンスとコンデンサとにより構成される高域通過フィルタの特性を補償するように出力音声信号の低域ブースト補正を行う。例えば、インピーダンス値に応じて次のように信号処理部１１１により出力する音声信号の低域ブースト補正を行う。
【００２９】
インピーダンス （１６Ω） → 低域ブースト補正：強
インピーダンス （３２Ω） → 低域ブースト補正：中
インピーダンス （６４Ω） → 低域ブースト補正：なし
【００３０】
なお、これらはＤＣカット用のコンデンサにも依存する為、その容量によっても補正量は変化しうる。
【００３１】
次に、本実施の形態におけるイヤホンの周波数特性（感度周波数特性）を測定する方法について説明する。この測定を第２の測定といい、その動作モードを第２の測定モードという。
【００３２】
図７は、本実施の形態におけるイヤホン２００の周波数特性の測定時のユーザ操作の説明図である。この例では携帯端末として携帯電話端末を示している。図示のように、端末１００から所定の周波数のテスト音声信号をイヤホン２００に出力する。左右いずれかの測定対象のスピーカ部から発生する音声を端末１００のマイク１４０で収音できるように、スピーカ部をマイク１４０に接近させて保持または配置する。周知のように、スピーカ部は電気信号を音声に変換する装置であり、マイク１４０は音声を電気信号に変換する装置である。
【００３３】
図８は、この測定に利用する端末１００の主要部の構成例を示している。上記のように、イヤホン２００には信号処理部１１１および増幅部１１２からのテスト音声信号を与える。左右いずれかの測定対象のスピーカ部から発生する音声を、端末１００のマイク１４０で収音し、マイク１４０の出力信号をＡＤＣ１５０でデジタル値に変換し、制御部１１０に入力する。このようにしてマイク１４０から出力された信号のレベルを測定する。イヤホン２００に与えるテスト音声信号のレベルは一定で、所定の周波数範囲で周波数が連続的に変換する周波数ＳＷＥＥＰ（掃引）信号を出力して、マイク１４０の出力信号のレベルを測定を行うことにより、イヤホン２００の周波数特性が測定できる。
【００３４】
具体的なイヤホンの周波数感度特性の測定手順は次のとおりである。
【００３５】
（１）イヤホンの音声出力部をマイクに押しあてる。
（２）イヤホンの伝達関数を設定する。
イヤホンには一般に、スポンジカバーがつき耳にはめるタイプのオープン型と、シリコンカバーがつき耳に挿入するタイプのカナル型がある。オープン型のほうが低域音声が外部に漏れやすく、カナル型の方が低域音声が外部に漏れづらい。そのため、端末内部に測定する前にこれらの差分を吸収する伝達関数の代表値を持っておき、測定前に設定できるようにすることでイヤホンの種別による伝達関数差分を吸収する。
（３）外部雑音を測定する。
この際、イヤホン２００へのテスト音声信号は与えず、マイク１４０の出力信号を測定する。これにより得られた外部雑音を後の測定データから減算することで、環境雑音の影響を減少させることができる。
（４）制御部１１０より周波数ＳＷＥＥＰ信号を出力し、ＡＤＣ１５０で測定し、制御部１１０にて周波数解析演算を行う。これにより、イヤホンの周波数感度特性が得られる。
【００３６】
なお、外部雑音の影響を減少させる為に、同じ測定を複数回繰り返して行うことも考慮する。
【００３７】
図９は、イヤホンのインピーダンスの測定の結果、当該端末１００の内部のメモリ（図示せず）に記憶するイヤホンデータをテーブル形式で模式的に示したものである。
【００３８】
端末に新たなイヤホンを接続する度にそのインピーダンスの測定を行い、イヤホン毎に、その測定データおよびこれに基づいて決定された特性補正データをイヤホンデータとして保存する。図示の例では、各イヤホンデータは、「イヤホン名」と「代表インピーダンス」と「インピーダンスパターン」と「特性補正データ」を含んでいる。「イヤホン名」は後述するようにユーザが付与することができるイヤホンの名称である。「代表インピーダンス」は、上述のとおり、測定の結果得られたイヤホンの代表的なインピーダンス値である。「インピーダンスパターン」は測定されたインピーダンスの周波数特性を示すパターンである。このインピーダンスパターンは、特定の周波数範囲での周波数と測定インピーダンス値との関係を示すデータ群またはそれらのデータ群を表すパターン名である。「特性補正データ」は、当該イヤホンに対して決定された音声出力特性（音響特性）を補正するためのデータである。
【００３９】
図１０は、本実施の形態における端末でのユーザインタフェース画面の例を示している。図１０（ａ）は、端末へのイヤホンの接続時にイヤホンのインピーダンス測定を行った後に、そのイヤホンが当該端末に対して新たなイヤホンであると判断されたときに、ユーザに対してそのイヤホンに対して任意の名称を付与することを要求する画面例を示している。すなわち、新たな種別のイヤホンが接続されたと判断されたときそのイヤホン名を入力するようにユーザに促す。これに応じて、ユーザにより入力されたイヤホン名はその測定された代表インピーダンス値およびインピーダンスパターンおよび特性補正データとともに記憶部に記憶される。図１０（ｂ）は、インピーダンス測定後に測定結果から、そのイヤホンは過去に測定を行い、データを保持している特定のイヤホンと推測される場合に、そのイヤホン名をユーザに提示して確認を求める画面例を示している。すなわち、記憶済みのイヤホンが接続されたと判断されたとき、そのイヤホン名を表示画面上に示して、接続されたイヤホンが当該イヤホンであるか否かを確認するようユーザに促す。ユーザの確認が「否」であれば第２の測定モードに移行し、「肯」であれば当該イヤホン名のイヤホンの特性補正データを利用するものとする。
【００４０】
図１１に、上述した第１および第２の測定を統合し、イヤホンの音声出力特性を補正する処理のフローチャートを示す。この処理は制御部１１０（図４）の制御下で携帯端末１００の各部により実行される処理である。
【００４１】
「イヤホン接続」すなわちイヤホンジャック１３０に対してイヤホン２００（のプラグ）が挿入されたか否かを監視する（Ｓ１）。イヤホン接続が検出されたら、この端末の増幅部がＤＣバイアスアンプかどうかをチェックする（Ｓ２）。ＤＣバイアスアンプであれば（Ｙｅｓ「肯））、ステップＳ３へ進み、そうでなければ（Ｎｏ「否」）、ステップＳ１３へ移行する。なお、ＤＣバイアスアンプが搭載された端末にのみこの処理を適用する場合には、ステップＳ２は削除してもよい。
【００４２】
ステップＳ３では、動作モードをインピーダンス測定モードに切り替える。この動作モードでは、インピーダンスを判定する周波数を設定し（Ｓ４）、その周波数の音声出力信号（サイン波）を出力する（Ｓ５）。そこで、上記中間点の電圧を測定する（Ｓ６）。この測定結果に基づいてインピーダンスを計算する（Ｓ７）。測定対象となるすべての周波数についての測定が終了するまで、ステップＳ４に戻って測定を繰り返して実行する。
【００４３】
すべての周波数についての測定が終了したら（Ｓ８，Ｙｅｓ）、イヤホンインピーダンス（の代表値）を特定し、その周波数特性（インピーダンスパターン）を記憶する（Ｓ９）。
【００４４】
このインピーダンスパターンを記憶済のインピーダンスパターンと比較して、一致するインピーダンスパターンが存在するとき、すなわち、このイヤホンが過去に測定しているイヤホンであると確認された場合には（Ｓ１０，Ｎｏ）、過去の補正データを読み出し（Ｓ２２）、ステップＳ２１へ移行する。
【００４５】
過去に測定していないイヤホンについては、上記測定されたイヤホンインピーダンスに応じて音声経路周波数特性の補正を行い（Ｓ１１）、インピーダンス測定モードを終了する（Ｓ１２）。
【００４６】
次いで、本実施の形態の第２の測定モードであるイヤホン周波数特性の測定モードに入り、その測定を開始する（Ｓ１３）。このイヤホン周波数特性の測定では、信号処理部１１１からイヤホン２００に対して可聴周波数範囲内で掃引されるテスト音声信号を出力し、この出力音声を前記マイクで収音して得られた入力音声信号に基づいて、イヤホンの周波数特性を測定する。
【００４７】
具体的にはまず、イヤホンとマイクとの間の伝達関数を設定する（Ｓ１４）。これは、イヤホンとマイクの位置関係を一定にしても、例えば、イヤホンの形式（オープン型、カナル型等）によってイヤホンからマイクへの伝達特性が異なるため、その違いを補償するために予め定めた伝達関数をイヤホンの形式の指定によって選択するものである。
【００４８】
ついで、環境雑音の測定を行う（Ｓ１５）。これは、イヤホンに対して何ら音声信号を出力しない状態でマイクから得られる音声信号を検出し、環境雑音を推定する処理である。このようにして得られた環境雑音は、後続の周波数測定の結果から相殺するのに利用する。
【００４９】
そこで、判定音声周波数の設定を行う（Ｓ１６）。例えば、掃引開始周波数、周波数間隔、送信終了周波数を設定し、これらに基づいて所定の周波数範囲でのサイン波の周波数掃引信号を「判定音声出力」として出力する（Ｓ１７）。このような判定音声出力に対するマイク音声の解析を行う（Ｓ１８）。設定された周波数範囲の測定を終了するまでステップＳ１６〜１８を繰り返して実行する。終了したら（Ｓ１９，Ｙｅｓ）、ステップＳ１５に戻り、このような測定処理をさらにＮ−１回（Ｎは複数）繰り返して行う。これによりＮ回の測定結果を得て、その平均値等から各周波数の測定結果を算出する。
【００５０】
このようにして得られた測定結果に基づいて、イヤホン周波数特性を補正する（Ｓ２１）。すなわち、第２の測定モードで測定されたイヤホンの周波数特性に基づいて、その周波数特性を補正する特性補正データを求め、この特性補正データに基づいて信号処理部１１１を制御し、出力音声信号の周波数特性を補正する。例えば、イヤホンの感度周波数特性が図３に示したような場合、出力する音声信号に対して、低域のブースト補正、中域（１−４ＫＨｚ）のアッテネート補正を行い、周波数感度がイヤホンまで含めた経路でフラットになるように補正する。また、全体の音量（Ｖｏｌｕｍｅ）の調整も設定する。このようなイヤホンの周波数特性の補正データは、図９に示したテーブルの「特性補正データ」に追加、または別項目として追加し、保持することができる。
【００５１】
ステップＳ１５〜Ｓ２０までは、ステレオ出力の場合、測定は右と左で別々に行ってもよいし、いずれか一方のみを代表として行ってもよい。
【００５２】
上述したような音声信号の補正を行なうことで、端末に接続されたイヤホンの種別による音響特性の差分を吸収し、端末から出力された音声に忠実な再生環境を提供できる。また、もちろん、この補正を行なったのちに、ユーザによりイコライザを設定して音声出力パラメータを変更することにより、ユーザの好みの音質設定を行なうことも可能である。
【００５３】
次に、図１２により上記の実施の形態の処理に対する付加的な処理について説明する。この処理は、携帯端末の使用状況・環境に応じてイヤホン周波数特性をさらに補正するものである。近年の携帯端末にはさまざまな機能を実現するためのデバイスが装備されている。そのような機能には、上記音楽再生機能の他、例えば、現在位置検出手段としてのＧＰＳ（Global Positioning System）機能、端末の加速度を検出する加速度センサによる加速度検出機能等が挙げられる。図１２の処理は、このような各種の機能の使用状況や環境に応じて、それに相応しいイヤホン周波数特性を提供しようとするものである。
【００５４】
まず、携帯端末情報、すなわち端末の使用状況・環境を判断する（Ｓ３１）。ここでは、端末位置情報、加速度情報、楽曲（再生曲）データの属性情報、周囲の雑音レベル、等である。
【００５５】
ついで、最適な音声出力パラメータを求める（Ｓ３２）。図示しないが、上記のような各種の携帯端末情報の内容に応じて、それに相応しい音声出力パラメータを定めたデータテーブル等を端末内または外部サーバに参照可能に用意しておく。得られた音声出力パラメータに基づいてイヤホン周波数特性の補正を行う（Ｓ３３）。以下に具体例を示す。
【００５６】
（１）位置情報の利用
外出時に音楽再生機能を利用している場合、繁華街、市街地のような特定の場所では周囲の騒音で音楽が聴き取りにくくなる。そこで、ＧＰＳ機能により現在地を検出し、端末内または外部サーバの地図データベース等の利用により、現在地が当該特定の場所に属するか否かを判断する。特定の場所に属する場合には、それに対応して予め定めた音声出力パラメータを取得し、この音声出力パラメータに基づいてイヤホン周波数特性の補正を行う。より具体的には、例えば、音量を変えずに周波数特性を変更する(中高域の周波数帯域、例えば１００Ｈｚ−１０ＫＨｚ程度の範囲の出力を強調する）ことで出力音声を聞きとりやすくする。
【００５７】
（２）加速度情報の利用
携帯端末に内蔵された加速度センサより、その携帯端末を所持したユーザが歩行中か静止中かを判断することができる。そこで、歩行中であれば、周辺騒音が聞こえないと交通事故の危険性が増すことを考慮して、例えば、全体的に音量を下げる。
【００５８】
（３）楽曲データの属性情報の利用
楽曲データから、その属性情報、例えば、楽曲の種別（Ｐｏｐｓ、ロック、クラシック等）、歌手の性別、等が認識できる場合、その属性情報に相応しい音声出力パラメータを選定する。例えば、ロックであれば低域（１００Ｈｚ以下）および高域を強調し（５ＫＨｚ以上）、Ｐｏｐｓであれば音声帯域（１−４ＫＨｚ）を強調する、等の措置を採る。さらに例えば、歌手が男性であればその音声域（１００Ｈｚ−８０００Ｈｚ）を強調し、女性であればその音声域（１５０Ｈｚ−１００００Ｈｚ）を強調する等の措置を採る。
【００５９】
（４）周囲の雑音レベルの利用
マイクで雑音レベルを判別し、出力音声の聞き取りやすさを改善する。例えば、ノイズキャンセルではなく、周波数特性を変更する(中高域を強調する)ことで聞きとりやすくする。
【００６０】
上記の処理はあくまで例示であり、複数種類の携帯端末情報を取得後、総合的に判断して音声出力パラメータ設定することもできる。
【００６１】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。
【００６２】
例えば、上述した第１および第２の測定動作およびその測定結果の利用は必ずしも上記のように併用する必要はなく、いずれか一方のみを独立に実行することも可能である。
【００６３】
携帯端末装置は携帯電話端末に限るものではなく、本発明は、ＤＣカット用のコンデンサを音声の出力信号経路に有する任意の携帯型の端末装置に適用することができる。
【００６４】
図１２に示した処理は図１１に示した処理に対する付加的な処理として説明したが、図１１に示した処理と独立して単独で実行することも可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１００…携帯端末装置、１１０…制御部、１１１…信号処理部、１１２…増幅部、１１３，１１４，１１５，１１６…スイッチ、１１７，１１８…コンデンサ、１２０…スイッチ、１２１，１２２…抵抗、１３０…イヤホンジャック、１３１…イヤホン検出端子、１４０…マイク、２００…イヤホン、２０１，２０２…抵抗
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号を処理する信号処理部と、
この信号処理部の出力音声信号を増幅する増幅部と、
音声信号の出力端子と、
前記増幅部から前記出力端子までの間に直流遮断用のコンデンサを有する信号経路と、
前記増幅部から前記出力端子までの信号経路にインピーダンス測定用の抵抗を選択的に介挿する切替手段と、
前記抵抗を前記信号経路に介挿された状態で前記信号処理部からテスト用音声信号を出力し、前記抵抗と前記出力端子に接続されたイヤホンとで構成される分圧回路の中間点の電圧を検出し、この検出された中間点の電圧に基づいて前記イヤホンのインピーダンスを測定する動作モードを有する制御手段と
を備えた携帯端末装置。
【請求項２】
前記出力端子にイヤホンが接続されたことを検出する接続検出手段とを備え、前記制御手段は、前記接続検出手段の検出出力に応じて前記信号経路に前記測定用の抵抗を介挿するよう前記切替手段を制御し、前記イヤホンのインピーダンスを測定する動作モードへ移行する請求項１に記載の携帯端末装置。
【請求項３】
前記信号処理部、前記増幅部はステレオ信号を処理し、前記信号経路、前記抵抗、前記出力端子は、それぞれ左右の１組設けられ、前記制御手段は、左右の前記中間点の電圧を選択的に検出する請求項２に記載の携帯端末装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記測定手段により測定されたイヤホンのインピーダンスに応じて、前記信号処理部を制御し、前記イヤホンのインピーダンスと前記コンデンサとにより構成される高域通過フィルタの特性を補償するように出力音声信号の低域ブースト補正を行う請求項１〜３のいずれかに記載の携帯端末装置。
【請求項５】
前記制御手段は、音声を電気信号に変換するマイクをさらに備え、前記信号処理部から前記イヤホンに対して可聴周波数範囲内で掃引されるテスト音声信号を出力し、この出力音声を前記マイクで収音して得られた入力音声信号に基づいて、前記イヤホンの周波数特性を測定する第２の測定モードを有する請求項１〜４のいずれかに記載の携帯端末装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第２の測定モードで測定されたイヤホンの周波数特性に基づいて、その周波数特性を補正する特性補正データを求め、この特性補正データに基づいて前記信号処理部を制御し、出力音声信号の周波数特性を補正する請求項５に記載の携帯端末装置。
【請求項７】
前記第２の測定モードにより得られた特性補正データをイヤホン毎に記憶する記憶手段をさらに備え、前記制御手段は、イヤホンが接続されたとき、可聴周波数範囲内の複数の周波数で前記イヤホンのインピーダンスを測定し、この測定により得られたインピーダンスの周波数特性を表すインピーダンスパターンを前記記憶手段に記憶しておき、イヤホンが新たに接続されたとき当該イヤホンのインピーダンスを測定し、そのインピーダンスパターンを前記記憶手段に記憶済みのインピーダンスパターンと比較し、一致するインピーダンスパターンが存在するときそのインピーダンスパターンのイヤホンに対する特性補正データを前記記憶手段から読み出して利用する請求項６に記載の携帯端末装置。
【請求項８】
表示画面上に情報を表示する表示部と、ユーザから情報の入力操作を受ける操作部とを備え、新たな種別のイヤホンが接続されたと判断されたときそのイヤホン名を入力するようにユーザに促し、入力されたイヤホン名をその測定された代表インピーダンス値およびインピーダンスパターンおよび特性補正データとともに前記記憶手段に記憶する請求項７に記載の携帯端末装置。
【請求項９】
記憶済みのイヤホンが接続されたと判断されたとき、そのイヤホン名を表示画面上に示して、接続されたイヤホンが当該イヤホンであるか否かを確認するようユーザに促し、ユーザの確認が「否」であれば前記第２の測定モードに移行し、「肯」であれば当該イヤホン名のイヤホンの特性補正データを利用する請求項７または８に記載の携帯端末装置。
【請求項１０】
端末位置情報、加速度情報、楽曲（再生曲）データの属性情報、周囲の雑音レベルの少なくとも一つを含む携帯端末情報を検出する手段を備え、前記制御手段は、検出された携帯端末情報に基づいてイヤホン周波数特性を補正する請求項１に記載の携帯端末装置。
【請求項１１】
音声信号を処理する信号処理部と、
この信号処理部の出力音声信号を増幅する増幅部と、
音声信号の出力端子と、
音声を電気信号に変換するマイクと、
前記信号処理部から前記イヤホンに対して可聴周波数範囲内で掃引されるテスト音声信号を出力し、この出力音声を前記マイクで収音して得られた入力音声信号に基づいて、前記イヤホンの周波数特性を測定する制御手段と、
を備えた携帯端末装置。
【請求項１】
音声信号を処理する信号処理部と、
この信号処理部の出力音声信号を増幅する増幅部と、
音声信号の出力端子と、
前記増幅部から前記出力端子までの間に直流遮断用のコンデンサを有する信号経路と、
前記増幅部から前記出力端子までの信号経路にインピーダンス測定用の抵抗を選択的に介挿する切替手段と、
前記抵抗を前記信号経路に介挿された状態で前記信号処理部からテスト用音声信号を出力し、前記抵抗と前記出力端子に接続されたイヤホンとで構成される分圧回路の中間点の電圧を検出し、この検出された中間点の電圧に基づいて前記イヤホンのインピーダンスを測定する動作モードを有する制御手段と
を備えた携帯端末装置。
【請求項２】
前記出力端子にイヤホンが接続されたことを検出する接続検出手段とを備え、前記制御手段は、前記接続検出手段の検出出力に応じて前記信号経路に前記測定用の抵抗を介挿するよう前記切替手段を制御し、前記イヤホンのインピーダンスを測定する動作モードへ移行する請求項１に記載の携帯端末装置。
【請求項３】
前記信号処理部、前記増幅部はステレオ信号を処理し、前記信号経路、前記抵抗、前記出力端子は、それぞれ左右の１組設けられ、前記制御手段は、左右の前記中間点の電圧を選択的に検出する請求項２に記載の携帯端末装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記測定手段により測定されたイヤホンのインピーダンスに応じて、前記信号処理部を制御し、前記イヤホンのインピーダンスと前記コンデンサとにより構成される高域通過フィルタの特性を補償するように出力音声信号の低域ブースト補正を行う請求項１〜３のいずれかに記載の携帯端末装置。
【請求項５】
前記制御手段は、音声を電気信号に変換するマイクをさらに備え、前記信号処理部から前記イヤホンに対して可聴周波数範囲内で掃引されるテスト音声信号を出力し、この出力音声を前記マイクで収音して得られた入力音声信号に基づいて、前記イヤホンの周波数特性を測定する第２の測定モードを有する請求項１〜４のいずれかに記載の携帯端末装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第２の測定モードで測定されたイヤホンの周波数特性に基づいて、その周波数特性を補正する特性補正データを求め、この特性補正データに基づいて前記信号処理部を制御し、出力音声信号の周波数特性を補正する請求項５に記載の携帯端末装置。
【請求項７】
前記第２の測定モードにより得られた特性補正データをイヤホン毎に記憶する記憶手段をさらに備え、前記制御手段は、イヤホンが接続されたとき、可聴周波数範囲内の複数の周波数で前記イヤホンのインピーダンスを測定し、この測定により得られたインピーダンスの周波数特性を表すインピーダンスパターンを前記記憶手段に記憶しておき、イヤホンが新たに接続されたとき当該イヤホンのインピーダンスを測定し、そのインピーダンスパターンを前記記憶手段に記憶済みのインピーダンスパターンと比較し、一致するインピーダンスパターンが存在するときそのインピーダンスパターンのイヤホンに対する特性補正データを前記記憶手段から読み出して利用する請求項６に記載の携帯端末装置。
【請求項８】
表示画面上に情報を表示する表示部と、ユーザから情報の入力操作を受ける操作部とを備え、新たな種別のイヤホンが接続されたと判断されたときそのイヤホン名を入力するようにユーザに促し、入力されたイヤホン名をその測定された代表インピーダンス値およびインピーダンスパターンおよび特性補正データとともに前記記憶手段に記憶する請求項７に記載の携帯端末装置。
【請求項９】
記憶済みのイヤホンが接続されたと判断されたとき、そのイヤホン名を表示画面上に示して、接続されたイヤホンが当該イヤホンであるか否かを確認するようユーザに促し、ユーザの確認が「否」であれば前記第２の測定モードに移行し、「肯」であれば当該イヤホン名のイヤホンの特性補正データを利用する請求項７または８に記載の携帯端末装置。
【請求項１０】
端末位置情報、加速度情報、楽曲（再生曲）データの属性情報、周囲の雑音レベルの少なくとも一つを含む携帯端末情報を検出する手段を備え、前記制御手段は、検出された携帯端末情報に基づいてイヤホン周波数特性を補正する請求項１に記載の携帯端末装置。
【請求項１１】
音声信号を処理する信号処理部と、
この信号処理部の出力音声信号を増幅する増幅部と、
音声信号の出力端子と、
音声を電気信号に変換するマイクと、
前記信号処理部から前記イヤホンに対して可聴周波数範囲内で掃引されるテスト音声信号を出力し、この出力音声を前記マイクで収音して得られた入力音声信号に基づいて、前記イヤホンの周波数特性を測定する制御手段と、
を備えた携帯端末装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２２６３２９（Ｐ２０１０−２２６３２９Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７０２８９（Ｐ２００９−７０２８９）
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（５０２０８７５０７）ソニー エリクソン モバイル コミュニケーションズ， エービー (823)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（５０２０８７５０７）ソニー エリクソン モバイル コミュニケーションズ， エービー (823)
【Ｆターム（参考）】
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