JPH1023600A - Sound image localization device - Google Patents

Sound image localization device

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JPH1023600A
JPH1023600A JP8170806A JP17080696A JPH1023600A JP H1023600 A JPH1023600 A JP H1023600A JP 8170806 A JP8170806 A JP 8170806A JP 17080696 A JP17080696 A JP 17080696A JP H1023600 A JPH1023600 A JP H1023600A
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headphones
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sound image
sound
image localization
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聡 関根
Satoshi Usa
聡史 宇佐
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Yamaha Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sound image localization device which can localize a sound image at a fixed point through simple arithmetic processing regardless of the turn of the headphones. SOLUTION: Head part transmission characteristics from forward obliquely left below (Ch1), front obliquely right below (Ch2), backward obliquely right below (Ch3), backward obliquely left below (Ch4), forward obliquely left above (Ch5), forward obliquely right above (Ch6), backward obliquely right above (Ch7), and backward obliquely left above (Ch8) are supplied to FIR filters of Ch1 to Ch8, and the direction of a virtual sound image position viewed from the headphones 3 is found from an azimuth sensor provided at the peak part of the headphones 3 and a virtual sound image position set with a joy stick; and the gain corresponding to the direction is set in the FIR filters of the said Ch1 to Ch8 to localize the sound image. At the same time, a distance feeling is given by properly setting the output tap of a delay line provided in front of the FIR filters.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、電子楽器やオー
ディオ機器が出力する楽音の音像を所定の位置に定位す
る音像定位装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sound image localization apparatus for localizing a sound image of a musical tone output from an electronic musical instrument or audio equipment at a predetermined position.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子楽器やオーディオ機器は出力する楽
音の臨場感を増すため、楽音が空間のある点から発音し
ているように聴取者がイメージできるように、複数(左
右)のスピーカの音量や出力タイミングなどを制御して
いる。この空間の「ある点」を仮想発音位置といい、楽
音が発音されているようにイメージされる仮想的な空間
領域(仮想的な楽器の所在場所)を音像という。
2. Description of the Related Art Electronic musical instruments and audio equipment increase the sense of realism of output musical sounds. And output timing are controlled. A “point” in this space is referred to as a virtual sounding position, and a virtual space area (where a virtual musical instrument is located) in which a musical sound is imaged as being sounded is referred to as a sound image.

【0003】現在一般的なステレオヘッドホンは左右ス
ピーカに予め決められたバランスの音量で楽音を供給す
ることにより、その楽音の音像を定位するようにしてい
る。しかし、ヘッドホンは聴取者の頭に装着されるた
め、聴取者が頭を動かしたときヘッドホンのスピーカも
これに追従して動き、上記制御のみでは音像も一緒に動
いてしまう。これに対応するため、聴取者が頭を動かし
たことを検出して、左右スピーカに出力する楽音特性を
制御することにより、頭を動かしても音像の位置が変化
しないヘッドホンシステムが提案されている(特開平4
−44500号など)。
[0003] In general stereo headphones at present, a musical sound is supplied to left and right speakers at a predetermined balanced volume so that the sound image of the musical sound is localized. However, since the headphones are mounted on the listener's head, when the listener moves his or her head, the speakers of the headphones also follow the headphone, and the sound image also moves with the above control alone. To cope with this, a headphone system has been proposed in which the position of a sound image does not change even if the head is moved by detecting that the listener has moved his / her head and controlling the tone characteristics output to the left and right speakers. (Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. -44500).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記ヘッドホ
ンシステムでは、左耳用,右耳用のフィルタをそれぞれ
設け、ヘッドホンの向きに応じてその向きに対応した応
答特性のパラメータを読み出して上記フィルタに設定す
るという制御を行っているため、パラメータメモリに多
くの仮想発音位置に対応するパラメータを記憶しておく
必要があった。このため、大きなパラメータメモリを備
えなければ正確に音像を定位することができず、また、
聴取者が頭を動かす毎にパラメータの読み出しをし直さ
なければならないという欠点があった。
However, in the above-mentioned headphone system, a filter for the left ear and a filter for the right ear are provided, respectively, and a parameter of a response characteristic corresponding to the direction of the headphone is read out according to the direction of the headphone, and the read filter is used as the filter. Since the setting is controlled, it is necessary to store parameters corresponding to many virtual sounding positions in the parameter memory. For this reason, the sound image cannot be localized accurately unless a large parameter memory is provided.
There is a disadvantage that the parameters must be read out each time the listener moves his or her head.

【0005】この発明は、簡単な演算処理で聴取者が頭
を動かしても定点に音像を定位できる音像定位装置を提
供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a sound image localization apparatus capable of localizing a sound image at a fixed point even when a listener moves his or her head by simple arithmetic processing.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この出願の請求項1の発
明は、左右別系統のスピーカを有するヘッドホンと、該
ヘッドホンの向きを検出する方位検出手段と、楽音の仮
想発音位置を設定する発音位置設定手段と、複数の方向
から両耳への楽音伝達特性で楽音信号を畳み込み演算す
る複数のフィルタ手段と、前記発音位置設定手段の設定
内容および前記方位検出手段の検出内容に基づいてヘッ
ドホンに対する前記仮想発音位置の少なくとも方向を含
む相対位置データを割り出しこの割り出された相対位置
データに基づいて前記複数のフィルタ手段のゲインを各
々設定する特性設定手段と、前記複数のフィルタ手段か
ら出力された信号を合成して前記ヘッドホンのスピーカ
に供給する合成出力手段とを備えたことを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a headphone having left and right separate speakers, an azimuth detecting means for detecting an orientation of the headphone, and a sound for setting a virtual sounding position of a musical sound. Position setting means, a plurality of filter means for convoluting a tone signal with tone transmission characteristics from a plurality of directions to both ears, and a headphone based on the setting contents of the sounding position setting means and the detection contents of the direction detecting means. Relative position data including at least the direction of the virtual sounding position is determined. Characteristic setting means for setting the gains of the plurality of filter means based on the determined relative position data, and output from the plurality of filter means. Synthesizing means for synthesizing a signal and supplying the synthesized signal to a speaker of the headphone.

【0007】この出願の請求項2の発明は、前記方位検
出手段を、前記ヘッドホンに設けられた磁石コンパス
と、その指示方向を検出するセンサとで構成したことを
特徴とする。
The invention of claim 2 of the present application is characterized in that the azimuth detecting means is constituted by a magnet compass provided in the headphones and a sensor for detecting a pointing direction thereof.

【0008】この出願の請求項3の発明は、左右別系統
のスピーカを有するヘッドホンと、該ヘッドホンの向き
を検出する方位検出手段と、楽音の仮想発音位置を設定
する発音位置設定手段と、複数の方向から両耳への楽音
伝達特性で楽音信号を畳み込み演算する複数のフィルタ
手段と、入力された楽音信号を所定時間遅延して前記複
数のフィルタ手段に供給する遅延手段と、前記発音位置
設定手段の設定内容および前記方位検出手段の検出内容
に基づいてヘッドホンに対する前記仮想発音位置の少な
くとも方向を含む相対位置データを割り出しこの割り出
された相対位置データに基づいて前記複数のフィルタ手
段のゲインおよび前記遅延手段の遅延時間を各々設定す
る特性設定手段と、前記複数のフィルタ手段から出力さ
れた信号を合成して前記ヘッドホンのスピーカに供給す
る合成出力手段とを備えたことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a headphone having left and right separate speakers, azimuth detecting means for detecting the direction of the headphone, sounding position setting means for setting a virtual sounding position of a musical sound, A plurality of filter means for convolving a tone signal with a tone transmission characteristic from both directions to the two ears, a delay means for delaying an input tone signal by a predetermined time and supplying the tone signal to the plurality of filter means, The relative position data including at least the direction of the virtual sounding position with respect to the headphones is determined based on the setting contents of the means and the detection contents of the azimuth detecting means, and the gains and the gains of the plurality of filter means are determined based on the determined relative position data. A characteristic setting unit for setting the delay time of each of the delay units; and a signal output from the plurality of filter units. Characterized by comprising a composite output means for supplying to the speaker of the headphone.

【0009】この出願の請求項4の発明は、前記遅延手
段にそれぞれ異なる遅延時間が設定される複数の出力部
を設け、前記特性設定手段を該複数の出力部に対して各
々遅延時間を設定する手段としたことを特徴とする。
According to the invention of claim 4 of the present application, the delay means is provided with a plurality of output sections each having a different delay time set, and the characteristic setting means sets the delay time for each of the plurality of output sections. Means for performing

【0010】この出願の請求項5の発明は、前記特性設
定手段を、各フィルタ手段に対して前記複数の出力部毎
にゲインを設定する手段としたことを特徴とする。
The invention of claim 5 of this application is characterized in that the characteristic setting means is means for setting a gain for each of the plurality of output units for each filter means.

【0011】請求項1の発明では、複数の方向から両耳
への楽音伝達特性で楽音信号を畳み込み演算する複数の
フィルタ手段を備えており、方位検出手段が検出したヘ
ッドホンの向きおよび発音位置設定手段によって設定さ
れた仮想発音位置に基づいて割り出された相対位置デー
タ(例えば方向および距離)に基づいて各フィルタ手段
のゲインが設定される。このように、複数の方向に対応
するフィルタ手段を予め備えておき、定位方向に合わせ
て各フィルタ手段のゲインを設定するのみで音像を定位
することができるため、種々のパラメータをその都度読
み出して設定する方式に比べて、簡略な処理で音像定位
および定位の移動が可能であり、頭の移動に対応したリ
アルタイムの音像定位制御に適した処理が可能である。
According to the first aspect of the present invention, there are provided a plurality of filter means for convoluting and calculating a tone signal with a tone transmission characteristic from a plurality of directions to both ears, and setting the headphone direction and sounding position detected by the azimuth detecting means. The gain of each filter unit is set based on relative position data (for example, direction and distance) determined based on the virtual sounding position set by the unit. As described above, since the sound image can be localized only by setting the filter means corresponding to a plurality of directions in advance and setting the gain of each filter means in accordance with the localization direction, various parameters are read out each time. Compared to the setting method, sound image localization and localization movement can be performed by simple processing, and processing suitable for real-time sound image localization control corresponding to head movement can be performed.

【0012】請求項2の発明では、前記方位検出手段を
磁石コンパスとその指示方向を検出するセンサで構成し
たことにより、安価な構成でヘッドホンの方位を検出す
ることができる。
According to the second aspect of the present invention, since the azimuth detecting means is constituted by a magnet compass and a sensor for detecting the direction indicated by the magnet compass, the azimuth of the headphones can be detected with an inexpensive configuration.

【0013】請求項3の発明では、複数の方向から両耳
への楽音伝達特性で楽音信号を畳み込み演算する複数の
フィルタ手段、および、この複数のフィルタ手段に入力
する楽音信号を遅延する遅延手段を備えており、方位検
出手段が検出したヘッドホンの向きおよび発音位置設定
手段によって設定された仮想発音位置に基づいて割り出
された相対位置データに基づいて各フィルタ手段のゲイ
ンおよび遅延手段の遅延時間が設定される。このよう
に、複数の方向に対応するフィルタ手段および遅延手段
を予め備えておき、定位方向および距離に合わせて各フ
ィルタ手段のゲインおよび遅延手段の遅延時間を設定す
るのみで音像を定位することができるため、種々のパラ
メータをその都度読み出して設定する方式に比べて、簡
略な処理で音像定位および定位の移動が可能であり、頭
の移動に対応したリアルタイムの音像定位制御に適した
処理が可能である。
According to a third aspect of the present invention, a plurality of filter means for convolving a tone signal with a tone transmission characteristic from a plurality of directions to both ears, and a delay means for delaying a tone signal input to the plurality of filter means And the gain of each filter means and the delay time of the delay means based on the headphone direction detected by the azimuth detection means and the relative position data determined based on the virtual sounding position set by the sounding position setting means. Is set. As described above, the sound image can be localized only by providing the filter means and the delay means corresponding to a plurality of directions in advance and setting the gain of each filter means and the delay time of the delay means in accordance with the localization direction and the distance. Because it is possible, sound image localization and localization movement are possible with simple processing compared to the method of reading and setting various parameters each time, and processing suitable for real-time sound image localization control corresponding to head movement is possible It is.

【0014】請求項4の発明では、遅延手段に異なる遅
延時間の複数の出力部を設けたことにより、直接音や初
期残響音に対応する楽音信号をフィルタ手段に供給する
ことができ、より、臨場感のある音像定位が可能にな
る。
According to the fourth aspect of the present invention, a plurality of output units having different delay times are provided in the delay means, so that a tone signal corresponding to a direct sound or an initial reverberation sound can be supplied to the filter means. Realistic sound image localization becomes possible.

【0015】請求項5の発明では、異なる遅延時間で供
給される複数の楽音信号に対してそれぞれ異なるゲイン
を設定するようにしたことにより、より明瞭な音像定位
が可能になる。
According to the fifth aspect of the present invention, different gains are set for a plurality of tone signals supplied with different delay times, thereby enabling clearer sound image localization.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1はこの発明の実施形態である
ヘッドホンシステムの構成を示す図である。このヘッド
ホンシステムは、音源である電子楽器1が発生した楽音
信号を音像定位部2を介してステレオのヘッドホン3に
供給する。ヘッドホン3の頂部には方位センサ4が設け
られており、この方位センサ4によりヘッドホン3すな
わちこのヘッドホンを装用する聴取者がどの方向を向い
ているかを検出することができる。この方位センサ4の
検出内容は係数発生部5に入力される。また、この係数
発生部5にはジョイスティック6および設定ボタン7が
接続されている。ジョイスティック6は電子楽器1が発
生する楽音の仮想発音位置を指定するために用いられ
る。この仮想発音位置は、聴取者に装用されて移動する
ヘッドホン3に対する相対的なものではなく、その空間
内における絶対的な位置として設定される。また、設定
ボタン7は、ヘッドホン3を装着した聴取者が後述する
仮想的壁面8に対して正面を向いたとき、その方位(北
を0度とする角度)を設定するためのボタンである。な
お、これら操作子に対応して、係数発生部5には正面方
位レジスタ5a,仮想発音位置レジスタ5bが設定され
ている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a headphone system according to an embodiment of the present invention. The headphone system supplies a tone signal generated by an electronic musical instrument 1 as a sound source to stereo headphones 3 via a sound image localization unit 2. An azimuth sensor 4 is provided at the top of the headphone 3, and the azimuth sensor 4 can detect which direction the headphone 3, that is, a listener wearing the headphone is facing. The content detected by the azimuth sensor 4 is input to the coefficient generator 5. A joystick 6 and a setting button 7 are connected to the coefficient generator 5. The joystick 6 is used to designate a virtual sounding position of a musical tone generated by the electronic musical instrument 1. The virtual sounding position is not relative to the headphones 3 worn by the listener and moves, but is set as an absolute position in the space. The setting button 7 is a button for setting an azimuth (an angle with north being 0 degree) when the listener wearing the headphones 3 faces the virtual wall 8 described later. In addition, a front direction register 5a and a virtual sounding position register 5b are set in the coefficient generator 5 corresponding to these operators.

【0017】図2はこのヘッドホンシステムの音像定位
方式を説明する図である。図3は前記音像定位部2の構
成を示す図である。図3において、音像定位部2は8チ
ャンネルのFIRフィルタ15(15L,15R)を並
列に備えている。この8個のチャンネルCh1〜Ch8
はそれぞれ図2(A)の〜の方向に対応している。
すなわち、Ch1のFIRフィルタ15L,15Rは、
それぞれ図2(A)のの方向(位置)から左耳,右耳
までの楽音の伝達特性(頭部音響伝達関数:HRTF)
で楽音信号を畳み込み演算するFIRフィルタである。
同様に、Ch2〜Ch8のFIRフィルタも図2(A)
の〜の方向から左右両耳までの楽音伝達特性で楽音
信号を畳み込み演算するFIRフィルタである。このよ
うに図2(A)の〜は聴取者の正面すなわちヘッド
ホン3に対する方向を示し、聴取者が頭の向きを変える
とそれに合わせてこの〜の向きも変わる。
FIG. 2 is a diagram illustrating a sound image localization method of the headphone system. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the sound image localization unit 2. In FIG. 3, the sound image localization unit 2 includes eight channels of FIR filters 15 (15L, 15R) in parallel. These eight channels Ch1 to Ch8
Respectively correspond to the directions of to in FIG.
That is, the Ch1 FIR filters 15L and 15R are:
Transfer characteristics of musical tones from the direction (position) of FIG. 2 (A) to the left ear and the right ear (head acoustic transfer function: HRTF)
Is an FIR filter that performs convolution operation on a musical tone signal.
Similarly, the Ch2 to Ch8 FIR filters are also shown in FIG.
This is an FIR filter that performs convolution calculation of a musical tone signal with musical tone transmission characteristics from the direction of to to the left and right ears. As described above, the symbol “〜” in FIG. 2A indicates the front direction of the listener, that is, the direction with respect to the headphones 3. When the listener changes his or her head, the direction of the symbol “〜” changes accordingly.

【0018】一方、前記ジョイスティック6は、上述し
たように電子楽器1が発生する楽音の仮想発音位置を設
定するための操作子である。この実施形態では仮想発音
位置はヘッドホン3からz0 の距離にある仮想的壁面8
上の1点に定位されるようになっており、該平面8上の
座標がヘッドホン3からの垂線の交点を原点とするx,
y座標で表される。前記ジョイスティック6を右向きに
操作すると前記仮想発音位置のx座標が増加し、左向き
に操作すると前記仮想発音位置のx座標が減少する。ま
た、ジョイスティック6を上向きに操作すると前記仮想
発音位置のy座標が増加し、下向きに操作すると前記仮
想発音位置のy座標が減少する。図2(A)において、
楽音の仮想発音位置が仮想的な壁面8上の点9に設定さ
れ、ヘッドホン3が図示の向きであるとすると、仮想発
音位置の方向は前記基本の方向〜のうち,,
,に対してα1,α2,α5,α6の角度となる。
したがって、図3のCh1,Ch2,Ch5,Ch6の
ゲイン乗算器12,13のそれぞれにこの角度α1,α
2,α5,α6に対応して主として直接音(先行音)を
取り込むようなゲインを与え、他のチャンネルには上記
角度に対応して主として初期反射音(後行音)を取り込
むようなゲインを与えることにより、ヘッドホン3にお
いて音像を点9に定位させることができる。ヘッドホン
3の向きが変わると、点9とヘッドホン3の角度も変化
するが、このとき新たに基本方向との角度α1,α2,
α5,α6が算出され、これに対応するゲインが割り出
されるため、ヘッドホン装用者がどの方向を向いても楽
音の音像は常に空間内における絶対的位置である仮想発
音位置9に定位され続けることになる。なお、ジョイス
ティック6を操作して仮想発音位置9を移動させた場合
には、これに合わせて新たな角度α1,α2,α5,α
6が算出され、定位が移動する。
On the other hand, the joystick 6 is an operator for setting a virtual sounding position of a musical tone generated by the electronic musical instrument 1 as described above. Virtual sound position in this embodiment from the headphones 3 to the distance z 0 virtual wall surface 8
The coordinates on the plane 8 are x, with the origin at the intersection of the perpendiculars from the headphones 3.
Expressed in y-coordinate. When the joystick 6 is operated rightward, the x coordinate of the virtual sounding position increases, and when the joystick 6 is operated leftward, the x coordinate of the virtual sounding position decreases. When the joystick 6 is operated upward, the y coordinate of the virtual sounding position increases, and when the joystick 6 is operated downward, the y coordinate of the virtual sounding position decreases. In FIG. 2A,
Assuming that the virtual sounding position of the musical tone is set to the point 9 on the virtual wall surface 8 and the headphones 3 are in the illustrated direction, the direction of the virtual sounding position is one of the above basic directions.
, And α1, α2, α5, and α6.
Accordingly, the angles α1, α1 are applied to the gain multipliers 12, 13 of Ch1, Ch2, Ch5, Ch6 in FIG.
2, α5, α6, a gain that mainly captures a direct sound (preceding sound) is given to the other channels, and a gain that mainly captures an early reflection sound (following sound) corresponding to the angle is provided to the other channels. By giving the sound, the sound image can be localized at the point 9 in the headphones 3. When the direction of the headphone 3 changes, the angle between the point 9 and the headphone 3 also changes. At this time, angles α1, α2,
Since α5 and α6 are calculated and the gains corresponding to the calculated α5 and α6 are calculated, the sound image of the musical sound is always localized at the virtual sounding position 9 which is an absolute position in space no matter which direction the headphone wearer faces. become. If the virtual sounding position 9 is moved by operating the joystick 6, new angles α1, α2, α5, α
6 is calculated, and the localization moves.

【0019】この説明では、仮想発音位置がヘッドホン
3の正面付近にある場合についてのみ説明したが、仮想
的発音位置がヘッドホン3の左側にある場合にはCh
1,Ch4,Ch5,Ch8に対する角度α1,α4,
α5,α8を算出して対応するゲインが割り出され、仮
想的発音位置がヘッドホン3の右側にある場合にはCh
2,Ch3,Ch6,Ch7に対する角度α2,α3,
α6,α7を算出して対応するゲインが割り出される。
また、仮想的発音位置がヘッドホン3の後側にある場合
にはCh3,Ch4,Ch7,Ch8に対する角度α
3,α4,α7,α8を算出して対応するゲインが割り
出され、仮想的発音位置がヘッドホン3の上側にある場
合にはCh5,Ch6,Ch7,Ch8に対する角度α
5,α6,α7,α8を算出して対応するゲインが割り
出され、仮想的発音位置がヘッドホン3の下側にある場
合にはCh1,Ch2,Ch3,Ch4に対する角度α
1,α2,α3,α4を算出して対応するゲインが割り
出される。
In this description, only the case where the virtual sounding position is near the front of the headphones 3 has been described.
1, Ch4, Ch5, and Ch8, angles α1, α4,
α5, α8 are calculated and the corresponding gain is calculated. When the virtual sounding position is on the right side of the headphones 3, Ch is calculated.
2, Ch3, Ch6, and Ch7, angles α2, α3,
α6 and α7 are calculated and the corresponding gain is determined.
When the virtual sounding position is behind the headphones 3, the angle α with respect to Ch3, Ch4, Ch7, and Ch8.
3, α4, α7, α8 are calculated and the corresponding gain is calculated. When the virtual sounding position is above the headphones 3, the angle α with respect to Ch5, Ch6, Ch7, Ch8
5, α6, α7, α8 are calculated and the corresponding gain is calculated. When the virtual sounding position is below the headphone 3, the angle α with respect to Ch1, Ch2, Ch3, Ch4
1, α2, α3, α4 are calculated, and the corresponding gain is determined.

【0020】なお、この実施形態では仮想発音位置9を
仮想的壁面8上のみに設定可能にしているが、空間内の
任意の点に設定できるようにしてもよい。この場合に
は、ジョイスティック6を3次元の座標を設定できるよ
うにする。
Although the virtual sounding position 9 can be set only on the virtual wall surface 8 in this embodiment, it may be set at any point in the space. In this case, the joystick 6 can be set to three-dimensional coordinates.

【0021】また、仮想発音位置9の設定操作子は上記
ジョイスティック6に限定されるものではなく、ジョイ
スティック6に類似した座標値を相対的に増減する操作
子のほか、テンキーなど座標値を直接入力する操作子を
用いることができ、また、モニタ上に表示される壁面や
空間の画像内で仮想発音位置をグラフィックに設定でき
るようにしてもよい。また、仮想的壁面8に向かう方向
をリセットする設定スイッチ7も同様にグラフィックに
設定できるようにしてもよい。
The operator for setting the virtual sounding position 9 is not limited to the joystick 6, but may be an operator for relatively increasing / decreasing coordinate values similar to the joystick 6, or directly inputting coordinate values such as a numeric keypad. The virtual sounding position may be set graphically in an image of a wall or space displayed on the monitor. Further, the setting switch 7 for resetting the direction toward the virtual wall surface 8 may be similarly set to a graphic.

【0022】図3を参照して音像定位部2の構成を説明
する。電子楽器1から入力された楽音信号はA/Dコン
バータ10によってディジタル信号に変換される。電子
楽器1がディジタル楽器であり、楽音をディジタル信号
のまま出力するものであれば、このA/Dコンバータ1
0をスキップして直接ディレイライン11に信号を入力
するようにしてもよい。ディレイライン11は多段のシ
フトレジスタで構成されており、入力されたディジタル
楽音信号を順次シフトしてゆく。このディレイライン1
1の任意の位置(レジスタ)に2つのタップが設けら
れ、この2つのタップ(先行音タップ,後行音タップ)
からディレイされた信号(先行音,後行音)が取り出さ
れる。タップ位置は、係数発生部5から入力されるタッ
プ位置係数によって決定される。2つのタップのうちデ
ィレイライン11の入力端に近いタップから取り出され
る信号を先行音といい、入力端に遠いタップから取り出
される信号を後行音という。先行音は直接音に対応して
おり、後行音は初期反射音に対応している。先行音はC
h1〜Ch8のゲイン乗算器12に入力され、後行音は
Ch1〜Ch8のゲイン乗算器13に入力される。ディ
レイライン11の2つのタップおよびゲイン乗算器1
2,13のゲインを適当に設定することにより、音像の
距離感や前後感を出すことができる。
The configuration of the sound image localization unit 2 will be described with reference to FIG. A tone signal input from the electronic musical instrument 1 is converted into a digital signal by the A / D converter 10. If the electronic musical instrument 1 is a digital musical instrument and outputs musical sounds as digital signals, the A / D converter 1
A signal may be directly input to the delay line 11 by skipping 0. The delay line 11 is composed of a multi-stage shift register, and sequentially shifts the input digital tone signal. This delay line 1
1. Two taps are provided at an arbitrary position (register) 1 and the two taps (preceding sound tap, succeeding sound tap)
, The delayed signal (preceding sound, succeeding sound) is taken out. The tap position is determined by a tap position coefficient input from the coefficient generator 5. Of the two taps, a signal extracted from a tap near the input end of the delay line 11 is called a preceding sound, and a signal extracted from a tap far from the input end is called a subsequent sound. The preceding sound corresponds to the direct sound, and the following sound corresponds to the early reflection sound. Preceding sound is C
The subsequent sound is input to the gain multipliers 12 of h1 to Ch8, and the following sound is input to the gain multipliers 13 of Ch1 to Ch8. Two taps of delay line 11 and gain multiplier 1
By appropriately setting the gains 2 and 13, a sense of distance and a sense of front and back of the sound image can be obtained.

【0023】たとえば、タップの間隔を短くして先行音
と後行音のずれを小さくすると距離感が小さくなり音像
を近くに定位することができ、逆に先行音と後行音のず
れを大きくすると距離感が大きくなり音像を遠くに定位
することができる。ただし、先行音と後行音のずれは2
0msを超えないようにする。ずれが20msを超える
と聴取者に別の音として認識されてしまうからである。
また、先行音と後行音のレベル差(ゲイン乗算器12の
ゲインとゲイン乗算器13のゲインの差)を大きくする
と、音像が前方に定位しやすくなり、先行音と後行音の
レベル差を小さくすると音像が後方に定位しやすくな
る。
For example, if the gap between the preceding sound and the following sound is reduced by shortening the tap interval, the sense of distance can be reduced, and the sound image can be localized closer. On the contrary, the difference between the preceding sound and the following sound is increased. Then, the sense of distance increases, and the sound image can be localized far. However, the difference between the preceding sound and the following sound is 2
Do not exceed 0 ms. If the difference exceeds 20 ms, the listener will recognize the sound as another sound.
Also, when the level difference between the preceding sound and the following sound (the difference between the gain of the gain multiplier 12 and the gain of the gain multiplier 13) is increased, the sound image is easily localized in the front, and the level difference between the preceding sound and the following sound is increased. When is reduced, the sound image can be easily localized backward.

【0024】Ch1〜Ch8のゲイン乗算器12,13
のゲインは係数発生部5から入力される。このゲインが
乗算された先行音信号および後行音信号は加算器14に
よって加算され、FIRフィルタ15に入力される。す
なわち、1つの楽音信号を遅延して先行音信号,後行音
信号の2つの信号を取り出すのは同一の楽音信号が微小
な時間差でずれて聞こえ、且つ、そのレベル差により距
離感や前後間を出すためである。FIRフィルタ15は
左耳用フィルタ15L,右耳用フィルタ15Rの2系統
が並列に設けられている。Ch1のFIRフィルタ15
Lは、楽音が図2(A)のの方向から左耳に聞こえて
くる場合の響きを頭部音響伝達関数によりシミュレート
し、Ch1のFIRフィルタ15Rは、楽音が図2
(A)のの方向から右耳に聞こえてくる場合の響きを
頭部音響伝達関数によりシミュレートする。同様にCh
2〜Ch8のFIRフィルタ15L,FIRフィルタ1
5Rはそれぞれ〜の方向から左右両耳への楽音の伝
達を頭部音響伝達関数によりシミュレートする。
Gain multipliers 12 and 13 for Ch1 to Ch8
Are input from the coefficient generator 5. The preceding sound signal and the following sound signal multiplied by the gain are added by the adder 14 and input to the FIR filter 15. In other words, the reason for taking out two signals of the preceding sound signal and the succeeding sound signal by delaying one musical sound signal is that the same musical sound signal is heard with a small time difference, and the level difference causes a sense of distance and a distance between front and rear. In order to get out. The FIR filter 15 is provided with two systems of a left ear filter 15L and a right ear filter 15R in parallel. Ch1 FIR filter 15
L simulates the sound when the musical sound is heard to the left ear from the direction of FIG. 2A by the head acoustic transfer function, and the FIR filter 15R of Ch1 outputs
The sound when heard from the direction of (A) to the right ear is simulated by the head-related transfer function. Similarly, Ch
FIR filter 15L, FIR filter 1 of 2-Ch8
5R simulates the transmission of musical tones from both directions to the left and right ears using the head acoustic transfer function.

【0025】そして、仮想発音位置の方向がこれら基本
方向〜の中間の方向であった場合、係数発生部5
は、図2(A)に示したように、〜の方向のうちそ
の仮想発音位置の方向を囲む4方向となす角度を算出
し、その角度に対応するゲインおよびディレイライン1
1のタップを決定する係数を各チャンネルのゲイン乗算
器12,13およびディレイライン11に与える。な
お、ヘッドホン3における音像定位位置が変化しても音
量を変化させない場合には、上記全てのゲイン乗算器1
2,13に与えられるゲインの対数的な合計値は1であ
るが、音像定位位置によってゲインの合計を変化させる
ことによって特殊な効果を出してもよい。
If the direction of the virtual sounding position is a direction intermediate between these basic directions, the coefficient generation unit 5
Calculates the angle between the four directions surrounding the direction of the virtual sounding position among the directions of and the gain and delay line 1 corresponding to the angle, as shown in FIG.
A coefficient for determining one tap is given to the gain multipliers 12 and 13 and the delay line 11 of each channel. When the sound volume is not changed even when the sound image localization position in the headphones 3 changes, all the gain multipliers 1 are used.
The logarithmic total value of the gains given to 2, 13 is 1, but a special effect may be obtained by changing the total gain depending on the sound image localization position.

【0026】各チャンネルのFIRフィルタ15Lから
出力された信号は加算器16Lで加算合成される。ま
た、各チャンネルのFIRフィルタ15Rから出力され
た信号は加算器16Rで加算合成される。これら加算合
成されたディジタルの楽音信号はD/Aコンバータ17
でアナログ信号に変換され、アンプ18で増幅されたの
ちヘッドホン3に出力される。
The signals output from the FIR filters 15L of the respective channels are added and synthesized by an adder 16L. The signals output from the FIR filters 15R of the respective channels are added and synthesized by an adder 16R. The digital music signal thus synthesized is added to the D / A converter 17.
Is converted to an analog signal, amplified by the amplifier 18, and then output to the headphones 3.

【0027】図4は前記ヘッドホン3の外観図である。
図5はヘッドホン3の頂部に取り付けられている方位セ
ンサ4の構成図である。ヘッドホン3の両方の耳あて部
には小型スピーカが内蔵されており、それぞれ前記アン
プ18から出力された左右のアナログ楽音信号が入力さ
れる。そしてアーチの頂部には方位センサ4が設けられ
ている。方位センサ4は円筒形のケース28に収納され
ており、コンパス20およびフォトセンサ25,26,
27で構成されている。コンパス20は、球状の透明ア
クリルケース22内に球状磁石体21を収納し、この球
状磁石体21と透明アクリルケース22の内壁面との隙
間に液体23を充填したものである。この液体23は無
色透明のものである。球状磁石体21は液体23内で重
力に対して常に上下関係を維持するとともに南北の方位
を指すようにするため、中央部に板状磁石21aを収納
し、上部に空間21c,下部に重り21bを有してい
る。これにより、図6に示すように、このコンパス20
すなわちヘッドホン3がどの向きになってもどのように
傾いてもこの球状磁石体21aは必ず特定の部位が北を
指し、重り21bが重力方向を向くように透明アクリル
ケース20内で回転揺動する。なお、透明アクリルケー
ス22内で球状磁石体21は液体23で浮揚しており、
摩擦なく透明アクリルケース22内で回転揺動できる。
FIG. 4 is an external view of the headphones 3.
FIG. 5 is a configuration diagram of the azimuth sensor 4 attached to the top of the headphones 3. Both earpieces of the headphones 3 have built-in small speakers, and receive left and right analog tone signals output from the amplifier 18 respectively. An orientation sensor 4 is provided at the top of the arch. The direction sensor 4 is housed in a cylindrical case 28 and includes a compass 20 and photo sensors 25, 26,
27. The compass 20 has a spherical magnet body 21 accommodated in a spherical transparent acrylic case 22, and a gap between the spherical magnet body 21 and the inner wall surface of the transparent acrylic case 22 is filled with a liquid 23. This liquid 23 is colorless and transparent. The spherical magnet body 21 accommodates a plate-like magnet 21a in the center, a space 21c in the upper part, and a weight 21b in the lower part, in order to always maintain the vertical relationship with gravity in the liquid 23 and to point in the north-south direction. have. Thereby, as shown in FIG.
That is, no matter what direction the headphone 3 is oriented, the spherical magnet body 21a rotates and swings in the transparent acrylic case 20 such that a specific portion always points to the north and the weight 21b faces the direction of gravity. . The spherical magnet body 21 floats in the liquid 23 in the transparent acrylic case 22,
The rotation and swing can be performed in the transparent acrylic case 22 without friction.

【0028】そして、球状磁石体21の表面は、図7に
示すように青と赤のグラデーションで彩色されている。
青のグラデーションは同図(A),(B)に示すように
その濃度が方位を表すように経線状に彩色されており、
北→東→南→西→北と回転するにしたがって青の濃度が
薄くなるようにされている。すなわち、青色の濃度(薄
さ)が方位角(北を0度とする時計回りの角度)を表す
ことになる。赤のグラデーションは同図(C),(D)
に示すようにその濃度が傾斜角を示すように緯線状に彩
色されており、透明アクリルケース20が下向きに傾斜
するほど赤の濃度の高い部分が現れるようになってい
る。実際には、この赤グラデーションと青グラデーショ
ンが同じ球面にされており、両色が混ざり合っている。
The surface of the spherical magnet body 21 is colored with blue and red gradations as shown in FIG.
The blue gradation is colored in a meridian shape so that its density indicates the azimuth as shown in FIGS.
The density of blue decreases as you rotate from north to east to south to west to north. That is, the density (thinness) of blue represents the azimuth angle (clockwise angle with north being 0 degree). The red gradation is shown in Fig. (C), (D).
As shown in FIG. 5, the density is colored in a weft line so as to indicate the inclination angle, and the higher the transparent acrylic case 20 is inclined downward, the higher the density of red appears. Actually, the red gradation and the blue gradation are formed on the same spherical surface, and both colors are mixed.

【0029】図5において、このコンパス20の側面に
向けてフォトセンサ25〜27が設けられている。フォ
トセンサ25は青色の濃度を検出するセンサであり、フ
ォトセンサ26,27は赤色の濃度を検出するセンサで
ある。フォトセンサ25はヘッドホン3の前側からコン
パス20の側面に向けられており、フォトセンサ26は
ヘッドホン3の右側からコンパス20の側面に向けられ
ており、フォトセンサ27はヘッドホン3の後側からコ
ンパス20の側面に向けられている。
In FIG. 5, photo sensors 25 to 27 are provided toward the side surface of the compass 20. The photo sensor 25 is a sensor for detecting the density of blue, and the photo sensors 26 and 27 are sensors for detecting the density of red. The photo sensor 25 is directed from the front of the headphones 3 to the side of the compass 20, the photo sensor 26 is directed from the right of the headphones 3 to the side of the compass 20, and the photo sensor 27 is directed from the rear of the headphones 3 to the compass 20. Is oriented to the side.

【0030】各フォトセンサ25,26,27は、図8
に示す構成になっている。LED30およびフォトダイ
オード32がコンパス20に向けて設けられ、これらL
ED30,フォトダイオード32の前面に所定色のみを
通過させる光学フィルタが設けられている。LED30
は電池31によって連続点灯され、コンパス20の球状
磁石体21の表面を照射している。また、フォトダイオ
ード32は、上記LED30が照射した光の球状磁石体
21表面の反射光を受光することによって抵抗値が変化
する。このフォトダイオード32はアンプ33に接続さ
れている。アンプ33はフォトダイオード32の検出値
を増幅してLPF34に入力する。LPF34は、検出
値のうち微小な振動成分を除去して動作としての頭の動
きのみを抽出し、係数発生部5に出力する。
Each of the photo sensors 25, 26 and 27 is shown in FIG.
It has a configuration shown in FIG. An LED 30 and a photodiode 32 are provided toward the compass 20, and
An optical filter that allows only a predetermined color to pass is provided on the front surfaces of the ED 30 and the photodiode 32. LED30
Is continuously lit by the battery 31 and irradiates the surface of the spherical magnet body 21 of the compass 20. In addition, the photodiode 32 changes its resistance value by receiving the reflected light of the light emitted from the LED 30 on the surface of the spherical magnet body 21. The photodiode 32 is connected to the amplifier 33. The amplifier 33 amplifies the detection value of the photodiode 32 and inputs the amplified value to the LPF 34. The LPF 34 removes a minute vibration component from the detected value, extracts only the head movement as an operation, and outputs it to the coefficient generator 5.

【0031】フォトセンサ25が前側からコンパス20
の球状磁石体21の青色濃度を検出することにより、図
9(A)に示す濃度検出値と方位角の関係に基づいて、
このヘッドホン3がどの方位を向いているかを検出する
ことができる。また、フォトセンサ26は右側面から球
状磁石体21の赤色を検出することにより、図9(B)
に示す濃度検出値と傾斜角の関係に基づいて、ヘッドホ
ン3が右にどの程度傾いているかを検出することができ
る。さらに、フォトセンサ27は後側から球状磁石体2
1の赤色を検出することにより、図9(B)に示す濃度
検出値と仰角の関係に基づいて、ヘッドホン3がどの程
度上を向いているかを検出することができる。
The photo sensor 25 is mounted on the compass 20 from the front side.
By detecting the blue density of the spherical magnet body 21 of FIG. 9, based on the relationship between the detected density value and the azimuth angle shown in FIG.
It is possible to detect which direction the headphones 3 are facing. Further, the photo sensor 26 detects the red color of the spherical magnet body 21 from the right side surface, thereby obtaining the state shown in FIG.
Can be detected based on the relationship between the detected density value and the inclination angle shown in FIG. Further, the photo sensor 27 is connected to the spherical magnet 2 from the rear side.
By detecting the red color, it is possible to detect how much the headphones 3 are facing upward based on the relationship between the density detection value and the elevation angle shown in FIG.

【0032】これらの検出内容を係数発生部5に入力す
ることにより、係数発生部5は、ジョイスティック6に
よって設定された仮想発音位置がヘッドホン3からみて
どの方向・距離にあるかを計算することができ、この方
向・距離を信号処理的に実現するためのディレイライン
11のタップ位置およびCh1〜Ch8のゲイン乗算器
12,13のゲインを算出して音像定位部2に出力す
る。
By inputting these detected contents to the coefficient generator 5, the coefficient generator 5 can calculate in which direction and distance the virtual sounding position set by the joystick 6 is viewed from the headphones 3. The tap position of the delay line 11 and the gains of the gain multipliers 12 and 13 of Ch1 to Ch8 for realizing the direction and distance in a signal processing manner are calculated and output to the sound image localization unit 2.

【0033】なお、このように方位センサとして地磁気
センサを用いたことにより、他のセンサ例えばジャイロ
センサなどに比べて以下のような利点がある。首を傾け
て回してもズレや誤差が生じないため、上体を動かして
演奏する電子ピアノのヘッドホンに用いても安定した音
像定位を実現することができる。地磁気が常時安定して
いるため、電子楽器やAV機器など音源となる装置との
キャリブレーション(位置関係の設定)を1回とれば、
以後使用開始時や使用途中に取り直す必要がなく、以後
装置を移動させるまでとる不要となる。また、ジャイロ
など他の方位センサに比べて安価である。
The use of the geomagnetic sensor as the azimuth sensor has the following advantages over other sensors such as a gyro sensor. Even if the head is tilted and turned, no deviation or error occurs, so that stable sound image localization can be realized even when used for headphones of an electronic piano that performs by moving the upper body. Since the geomagnetism is always stable, once calibration (setting of the positional relationship) with a device serving as a sound source, such as an electronic musical instrument or AV equipment, is performed,
Thereafter, there is no need to take it again at the start of use or during use, and it is not necessary to move the apparatus thereafter. Also, it is cheaper than other direction sensors such as a gyro.

【0034】なお、方位磁石を浮かせている液体の粘度
を調節することで、頭の回転に対する応答性を調節する
ことができる。また、この検出内容の係数発生部5への
伝送は、有線でも無線でもよい。無線で行う場合には、
電源として電池を用いるが、その電池は充電でもよい。
たとえば、ヘッドホンを掛けておくホルダに充電機能を
設け、そのホルダに載せている間に充電されるようにし
てもよい。また、有線で行う場合には、ヘッドホンのオ
ーディオケーブルを介して信号および電源の送受をする
ようにすることもできる。
The responsiveness to the rotation of the head can be adjusted by adjusting the viscosity of the liquid floating the compass magnet. The transmission of the detected contents to the coefficient generator 5 may be wired or wireless. When performing wirelessly,
Although a battery is used as a power source, the battery may be charged.
For example, a charging function may be provided in a holder on which headphones are placed, and charging may be performed while the headphone is placed on the holder. In the case of a wired connection, signals and power can be transmitted and received via an audio cable of headphones.

【0035】図10,図11は上記係数発生部5の動作
を示すフローチャートである。図10において、この装
置の動作がスタートすると、まず、各種レジスタをイニ
シャライズする。正面方位レジスタ5aには0度のデー
タが入力される。すなわち、ヘッドホン3の正面(仮想
的壁面8)は真北に向いているとされる。そして、仮想
発音位置レジスタ5bにはx,y座標として0,0がセ
ットされる。すなわち、ヘッドホン3の正面に仮想発音
位置があるように設定される。こののち設定ボタン7の
オン(s2)またはジョイスティック6の操作(s3)
があるまで待機する。設定ボタン7がオンされると(s
2)、そのときの方位センサ4の方位(フォトセンサ2
5の検出値)を読み取り(s4)、その方位を正面方位
レジスタ5aに記憶する(s5)。一方、ジョイスティ
ック6が操作されると、その操作に応じて仮想発音位置
レジスタ5bのx,y座標を書き換える(s6)。すな
わち、ジョイスティック6が左右に操作されるとその操
作に応じてx座標の値を増減し、ジョイスティック6が
上下に操作されるとその操作に応じてy座標の値を増減
する。
FIGS. 10 and 11 are flowcharts showing the operation of the coefficient generator 5. In FIG. 10, when the operation of this apparatus starts, first, various registers are initialized. 0 degree data is input to the front direction register 5a. That is, the front (virtual wall surface 8) of the headphones 3 is assumed to face true north. Then, 0,0 is set as the x, y coordinates in the virtual sounding position register 5b. That is, it is set so that the virtual sounding position is located in front of the headphones 3. Thereafter, the setting button 7 is turned on (s2) or the joystick 6 is operated (s3).
Wait until there is. When the setting button 7 is turned on (s
2) The direction of the direction sensor 4 at that time (photo sensor 2
5 is detected (s4), and the direction is stored in the front direction register 5a (s5). On the other hand, when the joystick 6 is operated, the x and y coordinates of the virtual sounding position register 5b are rewritten according to the operation (s6). That is, when the joystick 6 is operated left and right, the value of the x coordinate is increased or decreased according to the operation, and when the joystick 6 is operated up or down, the value of the y coordinate is increased or decreased according to the operation.

【0036】図11はタイマインタラプト動作である。
この動作は数十ミリ秒に1回の頻度で行われる定位位置
制御動作である。まず、方位センサ4に内蔵されている
3つのフォトセンサ25,26,27の検出値を読み取
る(s11)。そして、この検出値に基づいてヘッドホ
ン3の向き(方位)および傾きを検出する(s12,s
13)。このデータと正面方位データ,仮想音源のz0
およびx,y座標に基づいて仮想発音位置に対する方向
・距離を算出する(s14)。この方向・距離に基づい
て各チャンネルに与えるゲインおよびディレイライン1
1のタップ位置を決定し(s15)、これらを音像定位
部2に送出する(s16)。
FIG. 11 shows a timer interrupt operation.
This operation is a localization position control operation performed once every several tens of milliseconds. First, the detection values of the three photo sensors 25, 26, 27 built in the direction sensor 4 are read (s11). Then, the direction (azimuth) and inclination of the headphones 3 are detected based on the detected values (s12, s).
13). This data, the heading data, and the virtual sound source z 0
Then, a direction and a distance to the virtual sounding position are calculated based on the x and y coordinates (s14). Gain and delay line 1 given to each channel based on this direction and distance
1 are determined (s15) and transmitted to the sound image localization unit 2 (s16).

【0037】なお、ゲインやタップ位置などの割り出し
は、算出された方向・距離に基づき所定の演算式を用い
て算出するようにしてもよく、種々の方向・距離に対応
する係数をテーブルとして記憶しておき、その中の適当
なものを読み出すようにしてもよい。この係数テーブル
は複数の距離・方向に対応するFIRフィルタの伝達特
性パラメータを記憶したテーブルに比べてデータ量が極
めて小さいためこのようにしてもメモリ容量は少なくて
すむ。
The calculation of the gain, tap position, and the like may be calculated by using a predetermined arithmetic expression based on the calculated direction and distance. Coefficients corresponding to various directions and distances are stored as a table. Then, an appropriate one of the information may be read out. Since the data amount of this coefficient table is extremely small as compared with the table in which the transfer characteristic parameters of the FIR filter corresponding to a plurality of distances and directions are stored, the memory capacity is small even in this case.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上のように請求項1の発明では、複数
の方向に対応するフィルタ手段を予め備えておき、定位
方向に合わせて各フィルタ手段のゲインを設定するのみ
で音像を定位することができるため、種々のパラメータ
をその都度読み出して設定する方式に比べて、簡略な処
理で音像定位および定位の移動が可能であり、頭の移動
に対応したリアルタイムの音像定位制御に適した処理が
可能である。
As described above, according to the first aspect of the present invention, a sound image is localized only by providing filter means corresponding to a plurality of directions in advance and setting the gain of each filter means in accordance with the localization direction. Therefore, compared to the method of reading and setting various parameters each time, it is possible to perform sound image localization and localization with simple processing, and processing suitable for real-time sound image localization control corresponding to head movement is possible. It is possible.

【0039】請求項2の発明では、前記方位検出手段を
磁石コンパスとその指示方向を検出するセンサで構成し
たことにより、安価な構成でヘッドホンの方位を検出す
ることができる。
According to the second aspect of the present invention, since the azimuth detecting means is constituted by a magnet compass and a sensor for detecting the indicated direction, the azimuth of the headphones can be detected with an inexpensive configuration.

【0040】請求項3の発明では、複数の方向に対応す
るフィルタ手段および遅延手段を予め備えておき、定位
方向および距離に合わせて各フィルタ手段のゲインおよ
び遅延手段の遅延時間を設定するのみで音像を定位する
ことができるため、種々のパラメータをその都度読み出
して設定する方式に比べて、簡略な処理で音像定位およ
び定位の移動が可能であり、頭の移動に対応したリアル
タイムの音像定位制御に適した処理が可能である。
According to the third aspect of the present invention, filter means and delay means corresponding to a plurality of directions are provided in advance, and only the gain of each filter means and the delay time of the delay means are set in accordance with the localization direction and the distance. Since the sound image can be localized, the sound image localization and the movement of the localization are possible by simple processing, compared with a method of reading and setting various parameters each time, and real-time sound image localization control corresponding to the movement of the head The processing suitable for is possible.

【0041】請求項4の発明では、遅延手段に異なる遅
延時間の複数の出力部を設けたことにより、直接音や初
期残響音に対応する楽音信号をフィルタ手段に供給する
ことができ、より、臨場感のある音像定位が可能にな
る。
According to the fourth aspect of the present invention, a plurality of output units having different delay times are provided in the delay means, so that a tone signal corresponding to a direct sound or an initial reverberation sound can be supplied to the filter means. Realistic sound image localization becomes possible.

【0042】請求項5の発明では、異なる遅延時間で供
給される複数の楽音信号に対してそれぞれ異なるゲイン
を設定するようにしたことにより、より明瞭な音像定位
が可能になる。
According to the fifth aspect of the present invention, different gains are set for a plurality of tone signals supplied with different delay times, thereby enabling clearer sound image localization.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施形態である音像定位装置のブロ
ック図
FIG. 1 is a block diagram of a sound image localization apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】同音像定位装置の音像定位方式を説明する図FIG. 2 is a diagram illustrating a sound image localization method of the sound image localization apparatus.

【図3】同音像定位装置の音像定位部のブロック図FIG. 3 is a block diagram of a sound image localization unit of the sound image localization apparatus.

【図4】同音像定位装置のヘッドホンの外観図FIG. 4 is an external view of headphones of the sound image localization apparatus.

【図5】同ヘッドホンに設けられる方位センサの構成図FIG. 5 is a configuration diagram of an azimuth sensor provided in the headphones.

【図6】同方位センサが傾斜したときの状態を示す図FIG. 6 is a diagram showing a state when the azimuth sensor is inclined.

【図7】同方位センサの球状磁石体の塗装を説明する図FIG. 7 is a view for explaining coating of a spherical magnet body of the same direction sensor.

【図8】同方位センサに設けられるフォトセンサの構成
FIG. 8 is a configuration diagram of a photo sensor provided in the same direction sensor.

【図9】同方位センサのフォトセンサの濃度検出値と方
位各,傾斜との関係を示す図
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between a density detection value of a photosensor of the same direction sensor and each direction and inclination.

【図10】同音像定位装置の係数発生部の動作を示すフ
ローチャート
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of a coefficient generation unit of the sound image localization apparatus.

【図11】同音像定位装置の係数発生部の動作を示すフ
ローチャート
FIG. 11 is a flowchart showing the operation of a coefficient generation unit of the sound image localization apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…音像定位部、3…ヘッドホン、4…方位センサ、5
…係数発生部、5a…正面方位レジスタ、5b…仮想発
音位置レジスタ、6…ジョイスティック、7…設定ボタ
ン、11…ディレイライン、11a,11b…タップ、
12,13…ゲイン乗算器、15L,15R…FIRフ
ィルタ、16L,16R…加算器、20…コンパス、2
1…球状磁石体、21a…板状磁石、21b…重り、2
1c…空間、23…液体、25,26,27…フォトセ
ンサ、28…ケース30…LED、32…フォトダイオ
ード、35…フィルタ
2… Sound image localization section 3… Headphones 4… Azimuth sensor 5
... Coefficient generation unit, 5a... Front direction register, 5b... Virtual sounding position register, 6... Joystick, 7... Setting button, 11.
12, 13: gain multiplier, 15L, 15R: FIR filter, 16L, 16R: adder, 20: compass, 2
1: spherical magnet body, 21a: plate magnet, 21b: weight, 2
1c: Space, 23: Liquid, 25, 26, 27: Photosensor, 28: Case 30: LED, 32: Photodiode, 35: Filter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04S 7/00 H04S 7/00 F ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical display location H04S 7/00 H04S 7/00 F

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 左右別系統のスピーカを有するヘッドホ
ンと、 該ヘッドホンの向きを検出する方位検出手段と、 楽音の仮想発音位置を設定する発音位置設定手段と、 複数の方向から両耳への楽音伝達特性で楽音信号を畳み
込み演算する複数のフィルタ手段と、 前記発音位置設定手段の設定内容および前記方位検出手
段の検出内容に基づいてヘッドホンに対する前記仮想発
音位置の少なくとも方向を含む相対位置データを割り出
し、この割り出された相対位置データに基づいて前記複
数のフィルタ手段のゲインを各々設定する特性設定手段
と、 前記複数のフィルタ手段から出力された信号を合成して
前記ヘッドホンのスピーカに供給する合成出力手段と、 を備えたことを特徴とする音像定位装置。
1. Headphones having left and right separate speakers, azimuth detecting means for detecting the direction of the headphones, sounding position setting means for setting a virtual sounding position of a musical sound, and musical sounds to both ears from a plurality of directions A plurality of filter means for convolving a tone signal with transfer characteristics, and calculating relative position data including at least a direction of the virtual sounding position with respect to headphones based on the setting contents of the sounding position setting means and the detection contents of the direction detecting means. A characteristic setting unit that sets gains of the plurality of filter units based on the determined relative position data; and a synthesis unit that synthesizes signals output from the plurality of filter units and supplies the signals to the headphone speaker. A sound image localization device, comprising: output means.
【請求項2】 前記方位検出手段は、前記ヘッドホンに
設けられた磁石コンパスと、その指示方向を検出するセ
ンサとからなることを特徴とする請求項1に記載の音像
定位装置。
2. The sound image localization apparatus according to claim 1, wherein the azimuth detecting means includes a magnet compass provided in the headphones and a sensor for detecting a pointing direction.
【請求項3】 左右別系統のスピーカを有するヘッドホ
ンと、 該ヘッドホンの向きを検出する方位検出手段と、 楽音の仮想発音位置を設定する発音位置設定手段と、 複数の方向から両耳への楽音伝達特性で楽音信号を畳み
込み演算する複数のフィルタ手段と、 入力された楽音信号を所定時間遅延して前記複数のフィ
ルタ手段に供給する遅延手段と、 前記発音位置設定手段の設定内容および前記方位検出手
段の検出内容に基づいてヘッドホンに対する前記仮想発
音位置の少なくとも方向を含む相対位置データを割り出
し、この割り出された相対位置データに基づいて前記複
数のフィルタ手段のゲインおよび前記遅延手段の遅延時
間を各々設定する特性設定手段と、 前記複数のフィルタ手段から出力された信号を合成して
前記ヘッドホンのスピーカに供給する合成出力手段と、 を備えたことを特徴とする音像定位装置。
3. Headphones having left and right separate speakers, azimuth detecting means for detecting the direction of the headphones, sounding position setting means for setting a virtual sounding position of a musical tone, and musical sounds to both ears from a plurality of directions. A plurality of filter means for convolving a tone signal with a transfer characteristic, a delay means for delaying an input tone signal by a predetermined time and supplying it to the plurality of filter means, a setting content of the sounding position setting means and the azimuth detection The relative position data including at least the direction of the virtual sounding position with respect to the headphones is determined based on the detection content of the means, and the gains of the plurality of filter means and the delay time of the delay means are determined based on the determined relative position data. A characteristic setting unit for setting each of the signals; and a signal output from the plurality of filter units, and synthesizing the signals output from the headphones. A sound image localization apparatus comprising: a synthesis output unit that supplies the sound image localization to a car.
【請求項4】 前記遅延手段は、それぞれ異なる遅延時
間が設定される複数の出力部を有し、前記特性設定手段
は、該複数の出力部に対して各々遅延時間を設定する手
段である請求項3に記載の音像定位装置。
4. The delay unit has a plurality of output units each having a different delay time set therein, and the characteristic setting unit is a unit for setting a delay time for each of the plurality of output units. Item 3. The sound image localization device according to Item 3.
【請求項5】 前記特性設定手段は、各フィルタ手段に
対して前記複数の出力部毎にゲインを設定する手段であ
る請求項4に記載の音像定位装置。
5. The sound image localization apparatus according to claim 4, wherein said characteristic setting means is means for setting a gain for each of said plurality of output units for each filter means.
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