JP2000041294A

JP2000041294A - ヘッドホンおよびその送信回路

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Publication number: JP2000041294A
Application number: JP10207354A
Authority: JP
Inventors: Kiyofumi Inanaga; 潔文稲永
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-07-23
Filing date: 1998-07-23
Publication date: 2000-02-08
Also published as: KR20010023824A; CN1286888A; WO2000005921A1; KR100624194B1; US6968062B1; CN1171500C

Abstract

(57)【要約】【課題】赤外線伝送式のヘッドホンにおいて、赤外線
光が途切れても、再生音が途切れないようにする。【解決手段】送信回路は、デジタルオーディオ信号
を、単位期間分ごとに時間軸圧縮するとともに、同じ内
容を繰り返し、この繰り返し信号を赤外線光ＬIRにより
送信する。ヘッドホン５０には、赤外線光ＬIRを受光す
る受光素子５１Ｌ、５１Ｒと、受信した繰り返し信号の
うち、有効な信号が書き込まれるとともに、この書き込
まれた信号が時間軸伸長されて読み出されるメモリ５５
とを設ける。このメモリ５５から読み出された信号ＳL
、ＳR をＤ／Ａ変換して音響ユニット６５Ｌ、６５Ｒ
に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、赤外線伝送式の
ヘッドホンおよびその送信回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば映画におけるオーディオ信号は多
チャンネル化され、スクリーンの左右両側に置かれたス
ピーカと、リスナの左右後方あるいは左右両側に置かれ
たスピーカとによって再生されることを想定して記録さ
れている。これによると、スクリーン中の音源の位置
と、実際に聞こえてくる音像の位置とが一致し、自然な
広がりをもった音場が確立される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、そのようなオ
ーディオ信号もヘッドホンを使用して鑑賞すると、音像
は頭の中に定位し、極めて不自然な音像の定位となって
しまう。また、映像を伴わない音楽などをヘッドホンに
より鑑賞する場合も同様で、スピーカ再生の場合と異な
り、音が頭の中から聞こえ、やはり不自然な音場再生と
なってしまう。

【０００４】また、ヘッドホン再生であるため、ヘッド
ホンをヘッドホンコードを通じてＡＶ装置あるいはオー
ディオ装置に接続する必要があり、そのヘッドホンコー
ドがじゃまになってしまう。

【０００５】このヘッドホンコードがじゃまになる点に
ついては、オーディオ信号を赤外線光によりヘッドホン
に供給することが考えられている。

【０００６】しかし、赤外線伝送式にすると、再生装置
とヘッドホンとの間を人が通るなどすることにより、赤
外線光が途切れると、その間、ヘッドホンの再生音が途
切れてしまう。あるいは、リスナが動きまわったりする
と、やはり赤外線光が途切れて再生音が途切れてしまう
ことがある。

【０００７】この発明は、以上のような問題点を解決し
ようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、この発明にお
いては、デジタルオーディオ信号が書き込まれるととも
に、この書き込まれた信号が、単位期間分ごとに時間軸
圧縮されて繰り返し読み出されるメモリと、このメモリ
から読み出された信号により変調を行う変調回路と、こ
の変調回路から出力される被変調信号を赤外線光に変換
して出力する赤外線発光素子とを有する送信回路とする
ものである。また、上記赤外線光を受光して上記被変調
信号を出力する受光素子と、この受光素子から出力され
る上記被変調信号を復調して上記繰り返し信号を出力す
る復調回路と、この復調回路から出力される上記繰り返
し信号のうち、有効な信号が書き込まれるとともに、こ
の書き込まれた信号が時間軸伸長されて読み出されるメ
モリと、このメモリから読み出された信号をＤ／Ａ変換
してアナログオーディオ信号を出力するＤ／Ａコンバー
タ回路と、このＤ／Ａコンバータ回路から出力される上
記アナログオーディオ信号の供給される音響ユニットと
を有するヘッドホンとするものである。したがって、赤
外線光が一時的に途切れても、信号を繰り返しているこ
とによりオーディオ信号の伝送が確保され、ヘッドホン
においては、再生音は連続して出力される。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１および図２は、この発明によ
るヘッドホン装置の一形態を示すもので、これは、赤外
線光の送信回路１０と、ヘッドホン５０とから構成され
る。なお、以下の説明において、符号ＳLF、ＳRF、ＳL
B、ＳRBは４チャンネルのオーディオ信号であり、これ
ら信号ＳLF、ＳRF、ＳLB、ＳRBは、リスナの左前方、右
前方、左後方および右後方に配置されたスピーカにそれ
ぞれ供給されたとき、４チャンネルステレオの再生音場
を実現するものである。

【００１０】そして、送信回路１０において、アナログ
オーディオ信号ＳLF〜ＳRBが、入力端子１１１〜１１４
を通じてＡ／Ｄコンバータ回路１２１〜１２４に供給さ
れてＡ／Ｄ変換され、このＡ／Ｄ変換後のオーディオ信
号ＳLF〜ＳRBが、例えばＤＳＰにより構成されたチャン
ネル変換回路１３に供給される。このチャンネル変換回
路１３の詳細については後述するが、これは、オーディ
オ信号ＳLF〜ＳRBを、２つのスピーカにより４チャンネ
ルステレオの再生音場が得られるオーディオ信号ＳL2、
ＳR2に変換するものである。

【００１１】すなわち、チャンネル変換回路１３は、信
号ＳL2、ＳR2がリスナの左前方および右前方に配置され
たスピーカに供給されたとき、信号ＳLF、ＳRF、ＳLB、
ＳRBがリスナの左前方、右前方、左後方および右後方に
配置されたスピーカに供給されたときに得られる再生音
場と同等の再生音場を実現するように、信号ＳLF〜ＳRB
を信号ＳL2、ＳR2に変換するものである（この時点で
は、オーディオ信号ＳLF〜ＳRB、ＳL2、ＳR2はデジタル
信号であるが、記載が煩雑になるので、アナログ信号で
あるとみなして記載している。以下同様）。

【００１２】そして、このオーディオ信号ＳL2、ＳR2
が、音場変換回路１４に供給される。この音場変換回路
１４も詳細は後述するが、例えばＤＳＰにより構成さ
れ、オーディオ信号ＳL2、ＳR2を、ヘッドホンで聴いた
とき、頭外に音像定位が得られるオーディオ信号ＳL 、
ＳR に変換するものである。

【００１３】すなわち、音場変換回路１４は、信号ＳL
、ＳR がヘッドホンに供給されたとき、信号ＳL2、ＳR
2がリスナの左前方および右前方に配置されたスピーカ
に供給されたときに得られる再生音場と同等の再生音場
を実現するように、信号ＳL2、ＳR2を信号ＳL 、ＳR に
変換するものである。

【００１４】そして、この信号ＳL 、ＳR がエンコーダ
回路１５に供給され、信号ＳL 、ＳR を１サンプル分ず
つ交互に有する１チャンネルのデジタルオーディオ信号
ＳDAに変換され、この信号ＳDAが、信号繰り返し用およ
び時間軸圧縮用のメモリ回路１６に供給される。

【００１５】すなわち、図３Ａに示すように、信号ＳDA
を例えば５秒間ごとに区切ったものを１フレームとする
とき、メモリ回路１６は、２フレーム分の容量のリング
メモリを有して構成される。そして、メモリ回路１６に
は、書き込み信号（および書き込みアドレス信号。以下
同様）が連続して供給され、図３Ａに示すように、信号
ＳDAはメモリ回路１６に連続して書き込まれていく。

【００１６】また、メモリ回路１６には、読み出し信号
（および読み出しアドレス信号。以下同様）も供給され
るが、この読み出し信号は、書き込み信号の５倍強の速
度とされる。さらに、読み出しアドレスは、書き込みア
ドレスよりも１フレーム分遅れたアドレスエリアとされ
るとともに、１フレーム期間ごとに５回ずつ繰り返され
る。したがって、メモリ回路１６からは、図３Ｂに示す
ように、信号ＳDAが約１／５の時間長に時間軸圧縮され
て読み出されるとともに、各フレーム期間ごとに信号Ｓ
DAが５回ずつ繰り返して読み出される。

【００１７】そして、この読み出された信号ＳDAがデー
タ付加回路１８に供給され、例えば図３Ｃに示すような
信号ＳSXとされる。すなわち、この信号ＳSXは、時間軸
圧縮された信号ＳDAの１フレームごとに、その信号ＳDA
の前に、プリアンブル信号兼フレーム同期信号と、フレ
ーム識別信号とを有し、信号ＳDAの後ろに、ＣＲＣコー
ドを有する。なお、この場合、フレーム識別信号は、こ
れの付加された信号ＳDA（時間軸圧縮された信号ＳDA）
が、時間軸圧縮される前にどのフレームの信号であった
か、例えば、奇数フレームの信号であったか、偶数フレ
ームの信号であったかを示すものである。

【００１８】そして、この信号ＳSXが、変調回路１８に
変調信号として供給されて例えばＭＳＫ信号ＳMDに変換
され、この信号ＳMDがドライブアンプ１９を通じて赤外
線発光素子、例えば赤外線ＬＥＤ２１に供給され、ＬＥ
Ｄ２１からは信号ＳMDにより光量の変調された赤外線光
ＬIRが出力される。

【００１９】一方、ヘッドホン５０においては、送信回
路１０からの赤外線光ＬIRが受光素子、例えばフォトダ
イオード５１Ｌ、５１Ｒにより受光されてＭＳＫ信号Ｓ
MD、ＳMDが取り出され、これら信号ＳMD、ＳMDがアンプ
５２Ｌ、５２Ｒを通じて加算回路５３に供給されて１つ
の信号ＳMDとされ、この信号ＳMDが復調回路５４に供給
されてもとの信号ＳSXが復調される。

【００２０】図３Ｄは、その復調された信号ＳSXの一例
を示すもので、×印を付けたフレームは、障害などによ
り赤外線光ＬIRを正常に受光できず、したがって、信号
ＳDAに欠落やエラーのある無効なフレームを示し、×印
のないフレームが有効なフレームである。

【００２１】そして、この復調された信号ＳSXがメモリ
回路５５に供給され、時間軸伸長および欠落補正処理が
行われる。このため、メモリ回路５５は、時間軸圧縮前
の信号ＳDAの２フレーム分の容量のリングメモリを有し
て構成される。また、メモリ回路５５には、メモリ回路
１６への読み出し信号と等しい速度で変化する書き込み
信号が供給される。

【００２２】さらに、この場合、復調回路５４からの信
号ＳSXがフレーム判別回路５６に供給され、信号ＳSXに
含まれるフレーム識別信号により、受信した信号ＳSXの
フレームが、奇数フレームであるか、偶数フレームであ
るかが、時間軸圧縮後の１フレーム分ごとに判別され、
その判別結果がメモリ回路５５に供給される。

【００２３】さらに、復調回路５４からの信号ＳSXがエ
ラー検出回路５７に供給され、信号ＳSXに含まれるＣＲ
Ｃコードにより、受信した信号ＳDAにエラーを生じてい
るかどうかが、時間軸圧縮後の１フレーム分ごとに検出
され、その検出結果がメモリ回路５５に供給される。

【００２４】こうして、例えば図３Ｅに示すように、信
号ＳSXのうち、時間軸圧縮前の各フレーム期間において
最初に有効な信号ＳDAが、その１フレーム分ずつメモリ
回路５５に書き込まれていく。

【００２５】さらに、このとき、メモリ回路５５には、
読み出し信号も供給される。この読み出信号は、メモリ
回路１６への書き込み信号と等しい速度とされる。ま
た、読み出しアドレスは、書き込みアドレスよりも１フ
レーム分遅れたアドレスエリアとされる。したがって、
メモリ回路５５からは、図３Ｆに示すように、もとの時
間軸長に時間軸伸長された信号ＳDAが、全体としては連
続して読み出される。

【００２６】そして、この読み出された信号ＳDAがデコ
ーダ回路５８に供給されてもとのデジタルオーディオ信
号ＳL と信号ＳR とに分離され、これら信号ＳL 、ＳR
が、後述する時間差の付加回路６１Ｌ、６１Ｒおよびレ
ベル差の付加回路６２Ｌ、６２Ｒを通じてＤ／Ａコンバ
ータ回路６３Ｌ、６３Ｒに供給されてアナログオーディ
オ信号ＳL 、ＳR にＤ／Ａ変換され、このオーディオ信
号ＳL 、ＳR が、アンプ６４Ｌ、６４Ｒを通じて左およ
び右の音響ユニット（信号／音響変換素子）６５Ｌ、６
５Ｒに供給される。

【００２７】なお、この場合、ヘッドホン５０は、例え
ば図４に示すように、ヘッドマウント型に構成されるも
ので、ヘッドバンド７１の両端に支持部材７２Ｌ、７２
Ｒを通じてハウジング７３Ｌ、７３Ｒが支持されるとと
もに、そのハウジング７３Ｌ、７３Ｒの内部に音響ユニ
ット６５Ｌ、６５Ｒが設けられる。

【００２８】さらに、ハウジング７３Ｌ、７３Ｒの内部
に、フォトダイオード５１Ｌ、５１Ｒからアンプ６４
Ｌ、６４Ｒまでの回路と、後述する回路６６Ｌ〜６９
と、電源用の電池（図示せず）とが設けられるととも
に、ハウジング７３Ｌ、７３Ｒの外部にフォトダイオー
ド５１Ｌ、５１Ｒの受光部分が臨まされる。

【００２９】このような構成によれば、オーディオ信号
ＳLF〜ＳRBを赤外線光ＬIRによりヘッドホン５０に伝送
することができ、したがって、ヘッドホン５０をワイヤ
レス化することができる。

【００３０】そして、その場合、図３にも示すように、
送信回路１０は同じフレームを繰り返し送信し、ヘッド
ホン５０はそのうちの有効なフレームを使用するように
している。したがって、リスナが動きまわったりするこ
とにより、例えば図３Ｄに×印で示すように、ヘッドホ
ン５０の受光する赤外線光ＬIRが途切れることがあって
も、信号ＳDAは正常に得ることができるので、再生音を
正常に聴くことができる。

【００３１】さらに、チャンネル変換回路１３により、
４チャンネルのオーディオ信号ＳLF〜ＳRBを、２つのス
ピーカであっても４つのスピーカの場合と同等の再生音
場の得られるオーディオ信号ＳL2、ＳR2に変換し、この
信号ＳL2、ＳR2を、さらに、音場変換回路１４により、
ヘッドホンであっても２つのスピーカの場合と同等の再
生音場の得られるオーディオ信号ＳL 、ＳR に変換して
いる。したがって、オーディオ信号ＳL 、ＳR が音響ユ
ニット６５Ｌ、６５Ｒに供給されると、４つのスピーカ
の場合と同等の再生音場を再現することができる。

【００３２】次に、チャンネル変換回路１３がチャンネ
ル数を変換する処理について説明する。なお、ここで
は、チャンネル変換回路１３をディスクリート回路によ
り構成した場合である。

【００３３】今、図５に示すように、リスナＭの左前方
および右前方に音源ＳＬ、ＳＲを配置し、これら音源Ｓ
Ｌ、ＳＲにより、頭外の任意の位置に音源ＳＸを等価的
に再現する場合を考える。そして、ＨLL：音源ＳＬからリスナＭの左耳に至る伝達関数ＨLR：〃右耳〃ＨRL：音源ＳＲからリスナＭの左耳に至る伝達関数ＨRR：〃右耳〃ＨXL：音源ＳＸからリスナＭの左耳に至る伝達関数ＨXR：〃右耳〃とすると、音源ＳＬ、ＳＲは、ＳＬ＝（ＨXL×ＨRR−ＨXR×ＨRL）／（ＨLL×ＨRR−ＨLR×ＨRL）×ＳＸ・・・ (1) SR=(HXR×ＨLL−ＨXL×ＨLR）／（ＨLL×ＨRR−ＨLR×ＨRL）×ＳＸ・・・ (2) のように表すことができる。

【００３４】したがって、音源ＳＸに対応する入力オー
ディオ信号ＳX を、(1) 式の伝達関数部分を実現するフ
ィルタを通じて音源ＳＬの位置に配置したスピーカに供
給するとともに、信号ＳX を(2) 式の伝達関数部分を実
現するフィルタを通じて音源ＳＲの位置に配置したスピ
ーカに供給すれば、音源ＳＸの位置にオーディオ信号Ｓ
X による音像を定位させることができる。

【００３５】そこで、チャンネル変換回路１３は、例え
ば図６に示すように、ＦＩＲ型のデジタルフィルタ３１
Ｌ〜３４Ｌ、３１Ｒ〜３４Ｒと、加算回路３５Ｌ、３５
Ｒとにより構成することができる。すなわち、Ａ／Ｄコ
ンバータ回路１２１〜１２４からのオーディオ信号ＳLF
〜ＳRBが、デジタルフィルタ３１Ｌ〜３４Ｌを通じて加
算回路３５Ｌに供給されるとともに、デジタルフィルタ
３１Ｒ〜３４Ｒを通じて加算回路３５Ｒに供給される。

【００３６】そして、このとき、デジタルフィルタ３１
Ｌ〜３４Ｌ、３１Ｒ〜３４Ｒの伝達関数が上述の考えに
したがって所定の値に設定され、オーディオ信号ＳLF〜
ＳRBに対して、(1) 、(2) 式の伝達関数部分と同様の伝
達関数を時間軸に変換したインパルス応答が畳み込まれ
る。

【００３７】したがって、加算回路３５Ｌ、３５Ｒから
は、４チャンネルのオーディオ信号ＳLF〜ＳRBを４つの
スピーカで再生したときの再生音場を、２つのスピーカ
で再現できるオーディオ信号ＳL2、ＳR2が取り出され
る。

【００３８】次に、音場変換回路１４について、ディス
クリート回路により構成した場合で説明する。

【００３９】今、図７に示すように、リスナＭの前方に
音源ＳＭを配置した場合に、ＨML：音源ＳＭからリスナＭの左耳に至る伝達関数ＨMR：〃右耳〃とすると、音場変換回路１４は、これら伝達関数ＨML、
ＨMRを実現すればよいことになる。

【００４０】そこで、音場変換回路１４は、例えば図８
に示すように、ＦＩＲ型のデジタルフィルタ４１Ｌ、４
２Ｌ、４１Ｒ、４２Ｒと、加算回路４５Ｌ、４５Ｒとに
より構成することができる。

【００４１】すなわち、チャンネル変換回路１３からの
オーディオ信号ＳL2、ＳR2が、デジタルフィルタ４１
Ｌ、４２Ｌを通じて加算回路４５Ｌに供給されるととも
に、デジタルフィルタ４１Ｒ、４２Ｒを通じて加算回路
４５Ｒに供給される。また、このとき、デジタルフィル
タ４１Ｌ〜４２Ｒの伝達関数が所定の値に設定され、オ
ーディオ信号ＳL2、ＳR2に対して伝達関数ＨML、ＨMRを
時間軸に変換したインパルス応答が畳み込まれる。

【００４２】したがって、加算回路４５Ｌからはオーデ
ィオ信号ＳL が出力され、加算回路４５Ｒからはオーデ
ィオ信号ＳR が出力される。つまり、加算回路４５Ｌ、
４５Ｒからは、オーディオ信号ＳL2、ＳR2をスピーカで
再生したときの再生音場を、ヘッドホンにより再現でき
るオーディオ信号ＳL 、ＳR が取り出される。

【００４３】こうして、チャンネル変換回路１３によ
り、４チャンネルのオーディオ信号ＳLF〜ＳRBが、２つ
のスピーカであっても４つのスピーカの場合と同等の再
生音場の得られるオーディオ信号ＳL2、ＳR2に変換さ
れ、この信号ＳL2、ＳR2が、さらに、音場変換回路１４
により、ヘッドホンであっても２つのスピーカの場合と
同等の再生音場の得られるオーディオ信号ＳL 、ＳR に
変換される。したがって、オーディオ信号ＳL 、ＳR が
音響ユニット６５Ｌ、６５Ｒに供給されると、４つのス
ピーカの場合と同等の再生音場が再現されることにな
る。

【００４４】ただし、これだけでは、音響ユニット６５
Ｌ、６５Ｒにより再現された音像の定位位置は、リスナ
に対して固定され、リスナが頭を動かすと、音像も一緒
に動いてしまう。

【００４５】そこで、ヘッドホン５０には、上述のよう
に付加回路６１Ｌ〜６２Ｒが設けられ、リスナが頭の向
きを変えても、外界に対する音像の位置が変化しないよ
うにされる。すなわち、付加回路６１Ｌ、６１Ｒは例え
ば可変遅延回路により構成され、付加回路６２Ｌ、６２
Ｒは例えば可変利得回路により構成される。

【００４６】また、アンプ５２Ｌ、５２Ｒから出力され
る信号ＳMD、ＳMDがレベル検出回路６６Ｌ、６６Ｒに供
給されて信号ＳMD、ＳMDのレベルが検出され、その検出
結果が比較回路６７に供給され、信号ＳMD、ＳMDのレベ
ル差を示す信号Ｓ67が取り出される。この場合、リスナ
の向いている方向が、送信回路１０の赤外線ＬＥＤ２１
の方向からずれると、そのずれの方向および大きさに対
応して信号Ｓ67の極性および大きさが変化するので、信
号Ｓ67はリスナの向いている方向を示す検出信号とな
る。

【００４７】そして、この信号Ｓ67がＡ／Ｄコンバータ
回路６８に供給されてデジタルの検出信号Ｓ67にＡ／Ｄ
変換され、このＡ／Ｄ変換後の検出信号Ｓ67がマイクロ
コンピュータ６９に供給される。そして、マイクロコン
ピュータ６９において、検出信号Ｓ67が実際に音像を定
位させるための制御データの信号Ｓ69に変換され、この
信号Ｓ69が、時間差の付加回路６１Ｌ、６１Ｒおよびレ
ベル差の付加回路６２Ｌ、６２Ｒに、時間差およびレベ
ル差の制御信号として供給される。

【００４８】この場合、例えばリスナの前方に音源があ
るとき、リスナが右を向けば、左耳に入射する音波の時
間遅れは小さくなるとともに、レベルは大きくなるの
で、付加回路６１Ｌの特性は、図９において折れ線Ｂで
示すように制御され、付加回路６２Ｌの特性は、図１０
において曲線Ｃで示すように制御される。また、左耳と
右耳とは立場が逆なので、付加回路６１Ｒの特性は、図
９において折れ線Ａで示すように制御され、付加回路６
２Ｒの特性は、図１０において曲線Ｄで示すように制御
される。

【００４９】したがって、リスナが頭の向きを変える
と、その向きに対応して信号ＳL 、ＳR の時間差および
レベル差が変化して、音響ユニット６５Ｌ、６５Ｒによ
り形成される音像は、頭の向きにかかわらず外界の固定
した場所に定位することになる。例えば、オーケストラ
の音楽を聴いている場合に、頭の向きを変えても、その
オーケストラは移動することがなく、オーケストラの前
で頭の向きを変えたような自然な状態となる。あるい
は、ＤＶＤプレーヤにより再生を行っている場合に、頭
の向きを変えても、音像の定位位置を映像の位置に一致
させておくことができる。

【００５０】以上のように、上述の送信回路１０および
ヘッドホン５０によれば、オーディオ信号ＳLF〜ＳRBを
赤外線光ＬIRによりヘッドホン５０に伝送することがで
き、したがって、ヘッドホン５０をワイヤレス化するこ
とができる。

【００５１】そして、その場合、リスナが動きまわった
りして例えば図３Ｄに×印で示すように、ヘッドホン５
０の受光する赤外線光ＬIRが途切れることがあっても、
信号ＳDAは正常に得ることができるので、再生音を正常
に聴くことができる。

【００５２】さらに、チャンネル変換回路１３によりチ
ャンネル数の変換を行うとともに、音場変換回路１４に
より音場の変換を行っているので、ヘッドホンであって
も４つのスピーカの場合と同等の再生音場を再現するこ
とができる。また、ヘッドホンであっても、リスナが頭
の向きを変えたとき、音像は、頭の向きにかかわらず外
界の固定した場所に定位する。

【００５３】さらに、音場変換回路１４のデジタルフィ
ルタ４１Ｌ〜４２Ｒの係数を頭の動きにしたがって変更
しても、外界に対する音像の位置を固定することができ
るが、その場合には、頭が少しでも動けば、そのたびに
デジタルフィルタ４１Ｌ〜４２Ｒの係数を更新しなけれ
ばならず、高速で莫大な数の積和演算回路やメモリ回路
ーが必要となってしまうが、上述のヘッドホン５０にお
いては、頭の動きに対する伝達関数ＨML、ＨMRの変化
を、オーディオ信号ＳL 、ＳR に対する時間差およびレ
ベル差の変更で代行ないしシミュレートするようにして
いるので、回路規模を大幅に簡略化することができる。

【００５４】図１１は、送信回路１０を、多チャンネル
のオーディオ信号源と、２チャンネルのアナログオーデ
ィオ信号源とに接続できるようにした場合である。

【００５５】すなわち、図１１において、符号１００
は、多チャンネルのデジタルオーディオ信号の信号源を
示し、この例においては、信号源１００はＤＶＤプレー
ヤである。そして、このＤＶＤプレーヤ１００からは、
例えばドルビーデジタル（ＡＣ−３）におけるいわゆる
5.1 チャンネルのデジタルオーディオ信号ＳDDが取り出
される。

【００５６】このデジタルオーディオ信号ＳDDは、左前
方、中央前方、右前方、左後方、右後方および120Hz 以
下の低域の６チャンネルのデジタルオーディオ信号ＳL
F、ＳCF、ＳRF、ＳLB、ＳRB、ＳLOW が、１つのシリア
ルデータ（ビットストリーム）にエンコードされた信号
である。また、一般には、この信号ＳDDが、専用アダプ
タに供給されてもとの６チャンネルのオーディオ信号Ｓ
LF〜ＳLOW にデコードおよびＤ／Ａ変換され、その信号
ＳLF〜ＳLOW がそれぞれのスピーカに供給されて再生音
場が形成されるものである。

【００５７】そして、プレーヤ１００の再生時には、そ
のデジタルオーディオ信号ＳDDが、プレーヤ１００から
同軸ケーブルを通じて送信回路１０の入力端子１１に供
給され、さらに、デコーダ回路１２に供給されてそれぞ
れのオーディオ信号ＳLF〜ＳLOW にデコードされ、これ
らオーディオ信号ＳLF〜ＳLOW がチャンネル変換回路１
３に供給される。

【００５８】このチャンネル変換回路１３は、ディスク
リート回路により構成した場合、例えば図１２に示すよ
うに構成される。すなわち、中央前方チャンネルのオー
ディオ信号ＳCFを中央前方のスピーカに供給して再生さ
れる音像は、左前方および右前方のスピーカにより再現
することができる。また、低域チャンネルのオーディオ
信号ＳLOW は周波数が低いので、この信号ＳLOW により
形成される音像は、一般に方向感を伴わない。

【００５９】そこで、図１２に示すチャンネル変換回路
１３においては、デコーダ回路１２からのデジタルオー
ディオ信号ＳLF、ＳRFが、加算回路３１１、３１２を通
じてデジタルフィルタ３１Ｌ〜３２Ｒに供給される。ま
た、デコーダ回路１２からのデジタルオーディオ信号Ｓ
CFが、減衰回路３１０により例えば1/2 のレベルとされ
てから加算回路３１１、３１２に供給され、オーディオ
信号ＳLF、ＳRFに分配される。

【００６０】さらに、デコーダ回路１２からのデジタル
オーディオ信号ＳLB、ＳRBが、加算回路３１３、３１４
を通じてデジタルフィルタ３３Ｌ〜３４Ｒに供給され
る。また、デコーダ回路１２からのデジタルオーディオ
信号ＳLOW が、減衰回路３１９により例えば1/4 のレベ
ルとされてから加算回路３１１〜３１４に供給され、オ
ーディオ信号ＳLF〜ＳRBに分配される。なお、フィルタ
３１Ｌ〜３４Ｒから後段は、図６のチャンネル変換回路
１３と同様に構成される。

【００６１】こうして、信号ＳLF〜ＳLOW は、チャンネ
ル変換回路１３において、リスナの左前方、中央前方、
右前方、左後方、右後方にそれぞれ配置されたスピーカ
および低域用のスピーカに供給されたときに得られる再
生音場と同等の再生音場を、２つのスピーカにより再現
する２チャンネルのオーディオ信号ＳL2、ＳR2に変換さ
れる。

【００６２】そして、プレーヤ１００の再生時には、チ
ャンネル変換回路１３からのオーディオ信号ＳL2、ＳR2
が、入力セレクタ２２Ｌ、２２Ｒを通じて音場変換回路
１４に供給されてヘッドホン用のオーディオ信号ＳL 、
ＳR に変換される。

【００６３】一方、２チャンネルステレオのアナログオ
ーディオ信号Ｌ、Ｒの再生時には、そのオーディオ信号
Ｌ、Ｒが、入力端子２３Ｌ、２３Ｒを通じてＡ／Ｄコン
バータ回路２４Ｌ、２４Ｒに供給されてデジタルオーデ
ィオ信号Ｌ、ＲにＡ／Ｄ変換され、このＡ／Ｄ変換後の
信号Ｌ、Ｒが、入力セレクタ２２Ｌ、２２Ｒを通じて音
場変換回路１４に供給されてヘッドホン用のオーディオ
信号ＳL 、ＳR に変換される。

【００６４】そして、音場変換回路１４からのオーディ
オ信号ＳL 、ＳR に対して、図１の送信回路１０と同様
の信号処理が実行され、赤外線光ＬIRがヘッドホン５０
へと送信される。

【００６５】したがって、この赤外線光ＬIRを、例えば
図２により説明したヘッドホン５０により受信すれば、
ＤＶＤプレーヤ１００により再生された信号ＳDDの再生
音、あるいは入力端子２３Ｌ、２３Ｒに供給されたアナ
ログオーディオ信号Ｌ、Ｒの再生音を、ヘッドホン５０
により聴くことができる。

【００６６】そして、この場合も、ヘッドホン５０をワ
イヤレス化することができる。また、ヘッドホン５０の
受光する赤外線光ＬIRが途切れることがあっても、再生
音を正常に聴くことができる。さらに、ヘッドホンであ
っても６チャンネルステレオあるいは２チャンネルステ
レオの場合と同等の再生音場を再現することができる。

【００６７】図１３および図１４に示す送信回路１０お
よびヘッドホン５０においては、デジタルオーディオ信
号ＳDAをデータ圧縮して送受信するようにした場合であ
る。

【００６８】すなわち、送信回路１０においては、エン
コーダ回路１５からのデジタルオーディオ信号ＳDAがデ
ータ圧縮回路２５に供給され、例えばミニディスクに使
用されているＡＴＲＡＣ処理により、約１／５のデータ
量にデータ圧縮される（ＡＴＲＡＣは登録商標）。

【００６９】そして、このデータ圧縮された信号ＳDA
が、例えば図３Ａに示すように、メモリ回路１６に連続
して書き込まれていくとともに、図３Ｂに示すように、
約１／５の時間長に時間軸圧縮されて、かつ、各フレー
ム期間ごとに５回ずつ繰り返して読み出される。

【００７０】なお、この場合、読み出された信号ＳDAは
時間軸圧縮されているが、エンコーダ回路１５から出力
されたときの信号ＳDAに比べて約１／５のデータ量にデ
ータ圧縮されているので、メモリ回路１６から読み出さ
れた信号ＳDAは、エンコーダ回路１５から出力されたと
きの信号ＳDAと比べてデータレイトを等しく、あるいは
近い値とすることができる。

【００７１】そして、この読み出された信号ＳDAが付加
回路１６に供給され、以後、図１の送信回路１０の場合
と同様の処理が実行されて赤外線光ＬIRが送信される。

【００７２】一方、ヘッドホン５０においては、送信回
路１０からの赤外線光ＬIRが例えばフォトダイオード５
１Ｌ、５１Ｒにより受光されるとともに、以後、図２の
ヘッドホン５０の場合と同様の処理が実行され、メモリ
回路５５からは図３Ｆに示すように、データ圧縮されて
いる信号ＳDAが連続して取り出される。

【００７３】そして、この取り出された信号ＳDAがデー
タ伸長回路５９に供給されてもとのデータ長のデジタル
オーディオ信号ＳDAにデータ伸長され、この信号ＳDAが
エンコーダ回路５８に供給され、以後、図２のヘッドホ
ン５０の場合と同様の処理が実行されてオーディオ信号
ＳL 、ＳR が音響ユニット６５Ｌ、６５Ｒに供給され
る。

【００７４】したがって、この図１３および図１４の送
信回路１０およびヘッドホン５０においても、ヘッドホ
ン５０の受光する赤外線光ＬIRが途切れることがあって
も、正常に再生音を得ることができる。しかも、その場
合、赤外線光ＬIRにより信号ＳDAを送信するときのデー
タレイトを抑えているので、その送信が容易である。

【００７５】なお、上述においては、赤外線光ＬIRの到
達範囲内であれば、複数のヘッドホン５０〜５０がオー
ディオ信号を受信することができるが、特定のヘッドホ
ン５０だけがオーディオ信号を受信できるようにするこ
ともできる。そして、そのためには、例えば図１５に示
すように、信号ＳSXに、ヘッドホン５０を特定する受信
者識別コードを含ませるとともに、ヘッドホン５０にお
いては、受信した信号ＳSXに含まれる受信者識別コード
と、自分に与えられている受信者識別コードとを比較
し、両者が一致したときのみ、デジタルオーディオ信号
ＳDAの受信処理を行うようにすればよい。

【００７６】また、上述においては、例えば図３Ｅに示
すように、受信した信号ＳDAのうち、時間軸圧縮前の各
フレーム期間において最初に有効な信号ＳDAだけをメモ
リ５５に書き込むようにしているが、有効な信号ＳDAは
すべて書き込むように、すなわち、同じ有効な信号ＳDA
は重ね書きするようにしてもよい。

【００７７】さらに、送信回路１０において、信号ＳDA
にインターリーブ処理およびエラー訂正コードの付加処
理を行って送信し、ヘッドホン５０において、受信した
信号ＳDAにデインターリーブ処理およびエラー訂正処理
を行うようにすることもでき、そのようにすれば、赤外
線光ＬIRの受信障害に対する強度をより強くすることが
できる。

【００７８】また、端子１１を受光素子（ＴＯＳリン
ク）とするとともに、供給されるデジタルオーディオ信
号ＳDDを光信号とすることもできる。さらに、ヘッドホ
ン５０に、圧電振動ジャイロや地磁気方位センサなどを
設けてリスナの頭の向きを検出することもできる。

【００７９】さらに、リスナの頭の動きの検出信号Ｓ67
にしたがって音像の定位位置を固定するとき、その信号
Ｓ67を、赤外線光などによりヘッドホン８０から送信回
路１０に送信し、送信回路１０においては受信した検出
信号Ｓ67にしたがって音場変換回路１４におけるデジタ
ルフィルタ４１Ｌ〜４２Ｒの伝達関数を制御することも
でき、その場合には、付加回路６１Ｌ〜６２Ｒは省略す
ることができる。

【００８０】

【発明の効果】この発明によれば、オーディオ信号を赤
外線光によりヘッドホンに伝送することができ、したが
って、ヘッドホンをワイヤレス化することができる。そ
して、その場合、リスナが動きまわるなどしてヘッドホ
ンの受光する赤外線光が途切れることがあっても、再生
音の途切れることがない。

【００８１】さらに、多チャンネルのオーディオ信号で
あっても、そのオーディオ信号をスピーカにより再生し
た場合と同等の再生音場をヘッドホンにより実現するこ
とができる。また、ヘッドホンであっても、リスナが頭
の向きを変えたとき、音像は、頭の向きにかかわらず外
界の固定した場所に定位させることができる。しかも、
そのための回路規模を大幅に簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一形態を示す系統図である。

【図２】この発明の一形態を示す系統図である。

【図３】この発明を説明するための図である。

【図４】この発明を説明するための斜視図である。

【図５】この発明を説明するための平面図である。

【図６】この発明に使用できる回路の一形態を示す系統
図である。

【図７】この発明を説明するための平面図である。

【図８】この発明に使用できる回路の一形態を示す系統
図である。

【図９】この発明を説明するための図である。

【図１０】この発明を説明するための図である。

【図１１】この発明の他の形態を示す系統図である。

【図１２】この発明に使用できる回路の一形態を示す系
統図である。

【図１３】この発明の他の形態を示す系統図である。

【図１４】この発明の他の形態を示す系統図である。

【図１５】この発明の他の形態を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１０…送信回路、１３…チャンネル変換回路、１４…音
場変換回路、１５…エンコーダ回路、１６…メモリ回
路、１７…付加回路、１８…変調回路、２１…赤外線Ｌ
ＥＤ、５０…ヘッドホン、５１Ｌおよび５１Ｒ…フォト
ダイオード、５４…復調回路、５５…メモリ回路、５６
…フレーム判別回路、５７…エラー検出回路、５８…デ
コーダ回路、６１Ｌおよび６１Ｒ…時間差の付加回路、
６２Ｌおよび６２Ｒ…レベル差の付加回路、６３Ｌおよ
び６３Ｒ…Ｄ／Ａコンバータ回路、６５Ｌおよび６５Ｒ
…音響ユニット、６６Ｌおよび６６Ｒ…レベル検出回
路、６７…比較回路、６８…Ａ／Ｄコンバータ回路、６
９…マイクロコンピュータ、１１１〜１１４…入力端
子、１２１〜１２４…Ａ／Ｄコンバータ回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】デジタルオーディオ信号が書き込まれると
ともに、この書き込まれた信号が、単位期間分ごとに時
間軸圧縮されて繰り返し読み出されるメモリと、このメモリから読み出された信号により変調を行う変調
回路と、この変調回路から出力される被変調信号を赤外線光に変
換して出力する赤外線発光素子とを有する送信回路。
【請求項２】デジタルオーディオ信号が、単位期間分ご
とに時間軸圧縮されるとともに、繰り返され、この繰り
返し信号により変調が行われ、その変調結果の被変調信
号により変調された赤外線光を受信するヘッドホンにお
いて、上記赤外線光を受光して上記被変調信号を出力する受光
素子と、この受光素子から出力される上記被変調信号を復調して
上記繰り返し信号を出力する復調回路と、この復調回路から出力される上記繰り返し信号のうち、
有効な信号が書き込まれるとともに、この書き込まれた
信号が時間軸伸長されて読み出されるメモリと、このメモリから読み出された信号をＤ／Ａ変換してアナ
ログオーディオ信号を出力するＤ／Ａコンバータ回路
と、このＤ／Ａコンバータ回路から出力される上記アナログ
オーディオ信号の供給される音響ユニットとを有するヘ
ッドホン。
【請求項３】請求項１に記載の送信回路において、さらに、エンコーダ回路を有し、このエンコーダ回路により、上記メモリから読み出され
る信号がデータ圧縮されているようにした送信回路。
【請求項４】請求項２に記載のヘッドホンにおいて、上記繰り返し信号がさらにデータ圧縮されているととも
に、デコーダ回路を有し、このデコーダ回路により、上記データ圧縮に対応するデ
ータ伸長が行われるようにしたヘッドホン。
【請求項５】請求項１あるいは請求項３に記載の送信回
路において、多チャンネルの入力オーディオ信号が供給され、この多
チャンネルの入力オーディオ信号を、音像が所定の位置
に定位する２チャンネルのオーディオ信号に変換して出
力するチャンネル変換回路と、上記２チャンネルのオーディオ信号が供給され、このオ
ーディオ信号に対して、２つのスビーカからリスナの両
耳までの伝達関数と等価の信号処理を行う音場変換回路
とをさらに有し、上記音場変換回路から出力されるオーディオ信号が、上
記メモリにより時間軸圧縮される上記デジタルオーディ
オ信号であるようにした送信回路。
【請求項６】請求項２あるいは請求項４に記載のヘッド
ホンにおいて、多チャンネルの入力オーディオ信号が、音像が所定の位
置に定位する２チャンネルのオーディオ信号に変換され
るとともに、このオーディオ信号に対して、２つのスビ
ーカからリスナの両耳までの伝達関数と等価の信号処理
が行われ、この信号処理の行われたオーディオ信号が、
上記時間軸圧縮される上記デジタルオーディオ信号とさ
れ、上記音響ユニットに供給されるオーディオ信号に対して
時間差を付加する第１の付加回路と、上記音響ユニットに供給されるオーディオ信号に対して
レベル差を付加する第２の付加回路と、上記リスナの頭の向きを検出する検出手段とを有し、上記検出手段の検出信号により、上記リスナの頭の向き
に対応して上記時間差および上記レベル差を制御するよ
うにしたヘッドホン。
【請求項７】請求項１、請求項３あるいは請求項５に記
載の送信回路において、上記変調回路に供給される信号に、ヘッドホンを特定す
るためのデータを付加するようにした送信回路。
【請求項８】請求項２、請求項４あるいは請求項６に記
載のヘッドホンにおいて、上記繰り返し信号にはヘッドホンを特定するデータが付
加されているとともに、この特定するデータが自分を示している場合のみ、信号
の受信を有効とするようにしたヘッドホン。