JP2002135898A

JP2002135898A - 音像定位制御ヘッドホン

Info

Publication number: JP2002135898A
Application number: JP2000319005A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Hashimoto; 裕之橋本; Kenichi Terai; 賢一寺井; Isao Kakubari; 勲角張
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-10-19
Filing date: 2000-10-19
Publication date: 2002-05-10

Abstract

(57)【要約】【課題】所定位置に設置したスピーカから再生する音
響特性をヘッドホンで再現する音像定位制御ヘッドホン
に関し、個人差やヘッドホン装着状態によって音像定位
制御効果が左右されず、良好な効果を得る。【解決手段】ＲＡＭが音像定位制御を実現する係数を
ＦＩＲフィルタに設定し、ＦＩＲフィルタは入力信号を
その係数で信号処理してヘッドホンに出力する。その再
生音がヘッドホン内に取り付けられたマイクロホンで検
出される。一方、目標特性フィルタには所望の音響特性
を実現する係数が設定されており、またＦｘフィルタに
はヘッドホンのスピーカからマイクロホン間の伝達特性
を実現する係数が設定されており、それぞれ入力信号と
信号処理される。減算器でマイクロホンの出力信号から
目標特性フィルタの出力信号が減算され、ＬＭＳ演算器
に入力され、減算器の出力信号とＦｘフィルタの出力信
号からＦＩＲフィルタの係数更新を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はオーディオ信号の頭
外定位を実現する音像定位制御ヘッドホンに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来よりヘッドホンを用いたオーディオ
再生において、その音像の頭内定位が問題視されてお
り、これを解決するための様々な手法が提案されてい
る。

【０００３】基本的には、ダミーヘッドなどを用いて、
スピーカなどの実音源からダミーヘッドまでの頭部伝達
関数と、ダミーヘッドに装着したヘッドホンの伝達関数
から、音像定位制御用のフィルタ特性を求め、これをフ
ィルタ係数としてオーディオ信号を信号処理するのが、
一般的であった。

【０００４】以下、図面を参照しながら従来の音像定位
制御ヘッドホンについて説明する。

【０００５】図２０は、従来の音像定位制御ヘッドホン
を示すブロック図である。

【０００６】図２０において、１ａ〜１ｂは入力信号の
音像定位制御を行うＦＩＲフィルタ、３３ａ〜３３ｂは
ＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｂに係数を設定するメモリ、８
は音像定位制御された入力信号を図示しないアンプを介
して再生するヘッドホンである。

【０００７】図２０に示す音像定位制御ヘッドホンの動
作を以下に説明する。

【０００８】音源からの入力信号は、ＦＩＲフィルタ１
ａ〜１ｂによってその係数と畳込み処理され、ヘッドホ
ン８に入力される。ＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｂの係数は
メモリ３３ａ〜３３ｂに記憶されており、入力信号との
畳込みを行う前に予めその係数がＦＩＲフィルタ１ａ〜
１ｂに設定される。

【０００９】次に、この係数の求め方について説明す
る。

【００１０】まず、音像定位の目標となる頭部伝達関数
を測定する。図２１において、計測信号発生器１７から
の計測信号が実音源であるスピーカ１８から再生され
る。この再生音をダミーヘッド１９の耳孔に設置したマ
イクロホン９ｃ〜９ｄで検出し、伝達関数計測器３４に
入力する。伝達関数計測器３４には、計測信号発生器１
７からの計測信号も入力されているので、計測信号とマ
イクロホン検出信号により、スピーカ１８からマイクロ
ホン９ｃ〜９ｄまでの伝達関数（無響室で行えばこれが
頭部伝達関数となる）を測定する。図２１では、スピー
カ１８がダミーヘッド１９の正面に設置された場合を示
しており、スピーカ１８からマイクロホン９ｃまでの伝
達関数をＨｒ、スピーカ１８からマイクロホン９ｄまで
の伝達関数をＨｌとする。

【００１１】次に、ヘッドホン８の音響特性を測定す
る。図２２において、ヘッドホン８はダミーヘッド１９
に正しく装着されており、計測信号発生器１７からの計
測信号がヘッドホン８から再生される。この再生音をダ
ミーヘッド１９の耳孔に設置したマイクロホン９ａ〜９
ｂで検出し、伝達関数計測器３４に入力する。伝達関数
計測器３４には、計測信号発生器１７からの計測信号も
入力されているので、計測信号とマイクロホン検出信号
により、ヘッドホン８からマイクロホン９ａ〜９ｂまで
の伝達関数を測定する。図２２では、ヘッドホン８の右
スピーカ８ａからマイクロホン９ａまでの伝達関数をＣ
ｒ、ヘッドホン８の左スピーカ８ｂからマイクロホン９
ｂまでの伝達関数をＣｌとする。

【００１２】図２１、図２２で測定した各伝達関数をワ
ークステーションなどの計算機上に持ってきて、図２０
のＦＩＲフィルタ係数を求める。ＦＩＲフィルタ１ａの
伝達関数をＸｒ、ＦＩＲフィルタ１ｂの伝達関数をＸｌ
とすると、受聴者１０の耳元で図２１に示すＨｒ、Ｈｌ
を再現できればよいので、

【００１３】

【数１】

【００１４】となり、ＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｂは伝達
関数が、

【００１５】

【数２】

【００１６】となる係数を求めればよい。

【００１７】このようにして求めた係数を図２０のメモ
リ３３ａ〜３３ｂに記憶しておけば、必要に応じてその
係数がＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｂに設定され、入力信号
と畳込み処理されることで音像定位制御が行われる。

【００１８】以上はセンターチャンネル信号を例にして
説明したが、ステレオ信号のようにＬｃｈ信号とＲｃｈ
信号の２チャンネル信号の場合でも、それ以上のマルチ
チャンネル信号の場合でも、考え方は同じである。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２０
に示す従来の音像定位制御ヘッドホンでは、測定した伝
達関数Ｈｒ、Ｈｌ、Ｃｒ、Ｃｌが実際の受聴者１０と異
なるため、音像定位効果が悪くなる。これは、測定した
伝達関数Ｈｒ、Ｈｌ、Ｃｒ、Ｃｌには個人に特有な情報
が多く含まれるため、図２０における実際の音像定位制
御時には個人差が大きく（特に本従来例ではダミーヘッ
ドを用いているので実際の人間との差が大きい）、それ
によって効果が劣化するからである。実際の受聴者によ
る音像定位制御時の各伝達関数は測定時の伝達関数とは
異なるため、Ｈｒ’、Ｈｌ’、Ｃｒ’、Ｃｌ’と定義す
るとＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｂの伝達関数は、

【００２０】

【数３】

【００２１】となり、本来の（数２）とは大きく異なっ
てしまう。

【００２２】この対策のため、多くの人間の頭部伝達関
数を測定して何種類かのグループに分類し、そのグルー
プに対応する伝達関数を複数用いる提案もなされてい
る。しかし、この場合には多くの伝達特性、つまりＦＩ
Ｒフィルタ１ａ〜１ｂの係数を多数保持する必要があ
り、メモリ容量が増大するという新たな課題が生じる。

【００２３】ところで、仮に個人差が少なく音像定位効
果に優れた伝達関数Ｈｒ、Ｈｌ、Ｃｒ、Ｃｌが測定され
たとしても、受聴者１０はヘッドホン８をいつも寸分な
く同じように装着するとは限らない。つまり、伝達関数
Ｈｒ、Ｈｌ、Ｃｒ、Ｃｌの個人差も問題だが、実際に伝
達関数Ｈｒ、Ｈｌ、Ｃｒ、Ｃｌを測定した同じ人物であ
ったとしても、ヘッドホン８の装着の仕方によって伝達
関数Ｃｒ、Ｃｌに差が生じてしまう。つまり、ＦＩＲフ
ィルタ１ａ〜１ｂの伝達関数がヘッドホン８の装着状態
によっては、

【００２４】

【数４】

【００２５】となり、これも（数２）とは異なる。この
ため、仮に実際に伝達関数Ｈｒ、Ｈｌ、Ｃｒ、Ｃｌを測
定した同じ人物であったとしても、その音像定位効果を
いつも最上に保つことは難しい。

【００２６】また、伝達関数Ｃｒ、ＣｌおよびＦＩＲフ
ィルタ係数Ｘｒ、Ｘｌを音像定位制御を行いながら、受
聴者毎に最適な測定・計算することはできない。

【００２７】本発明は、上記問題を鑑み、受聴者毎にあ
るいは受聴者のヘッドホン装着毎にヘッドホンと耳元の
伝達関数Ｃｒ、Ｃｌを測定でき、また音像定位制御用の
フィルタ係数Ｘｒ、Ｘｌも同様に計算することができる
音像定位制御ヘッドホンを提供することを目的とする。
しかも、これら伝達関数Ｃｒ、Ｃｌの測定とフィルタ係
数Ｘｒ、Ｘｌの計算を音像定位制御を行いながら実行す
ることを可能としている。

【００２８】これによって、個人差やヘッドホン装着状
態によって音像定位制御効果が左右されず、良好な効果
を得ることができる。

【００２９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の音像定位
制御ヘッドホンは、入力信号を信号処理して音像定位制
御を行うデジタルフィルタと、前記入力信号を信号処理
する目標特性フィルタと、前記入力信号を信号処理する
伝達関数補正器と、前記デジタルフィルタの出力を再生
するヘッドホンと、前記ヘッドホンに取り付けられたマ
イクロホンと、前記マイクロホンの出力から前記目標特
性フィルタの出力を減算する減算算器と、前記伝達関数
補正器からの出力と前記減算器からの出力により、前記
デジタルフィルタの係数を更新する係数更新器から構成
されることを特徴とする。

【００３０】好ましくは、デジタルフィルタは、予め初
期設定された初期係数あるいは前記係数更新器により更
新された更新係数を記憶しているメモリからその係数が
設定されることを特徴とする。

【００３１】好ましくは、デジタルフィルタは、前記係
数更新器により更新された更新係数をメモリに記憶する
ことを特徴とする。

【００３２】好ましくは、目標特性フィルタは、音像定
位目標である音源から受聴者の耳元までの伝達関数を係
数として近似していることを特徴とする。

【００３３】好ましくは、目標特性フィルタは、音像定
位目標である音源から受聴者の耳元までの伝達関数を近
似した係数を記憶しているメモリからその係数が設定さ
れることを特徴とする。

【００３４】好ましくは、伝達関数補正器は、前記ヘッ
ドホンと前記マイクロホン間の伝達関数を係数として近
似していることを特徴とする。

【００３５】好ましくは、伝達関数補正器は、前記ヘッ
ドホンと前記マイクロホン間の伝達関数を近似した係数
を記憶しているメモリからその係数が設定されることを
特徴とする。

【００３６】好ましくは、メモリは、前記デジタルフィ
ルタの初期係数あるいは更新係数を複数記憶しているこ
とを特徴とする。

【００３７】好ましくは、メモリは、前記目標特性フィ
ルタの目標特性係数を複数記憶していることを特徴とす
る。

【００３８】好ましくは、メモリは、前記伝達関数補正
器の係数を複数記憶していることを特徴とする。

【００３９】好ましくは、係数更新器は、前記減算器か
らの出力信号を最小とするように前記デジタルフィルタ
の係数を更新することを特徴とする。

【００４０】好ましくは、メモリは、記憶媒体やパソコ
ンから、前記デジタルフィルタの初期係数あるいは更新
係数をダウンロード可能であることを特徴とする。

【００４１】好ましくは、メモリは、記憶媒体やパソコ
ンから、前記目標特性フィルタの目標特性係数をダウン
ロード可能であることを特徴とする。

【００４２】好ましくは、メモリは、記憶媒体やパソコ
ンから、前記伝達関数補正器の係数をダウンロード可能
であることを特徴とする。

【００４３】請求項２記載の音像定位制御ヘッドホン
は、入力信号を信号処理して音像定位制御を行うデジタ
ルフィルタと、前記デジタルフィルタからの出力を信号
処理する同定用デジタルフィルタと、前記デジタルフィ
ルタの出力を再生するヘッドホンと、前記ヘッドホンに
取り付けられたマイクロホンと、前記マイクロホンの出
力から前記同定用デジタルフィルタの出力を減算する同
定用減算器と、前記デジタルフィルタの出力と前記同定
用減算器の出力により前記同定用デジタルフィルタの係
数を更新する同定用係数更新器とから構成され、前記デ
ジタルフィルタが音像定位制御を行いながら、前記ヘッ
ドホンと前記マイクロホン間の伝達関数を係数として同
定用係数更新器が同定することを特徴とする。

【００４４】好ましくは、デジタルフィルタは、予め初
期設定された初期係数あるいは前記係数更新器により更
新された更新係数を記憶しているメモリからその係数が
設定されることを特徴とする。

【００４５】好ましくは、前記同定用係数更新器が同定
した係数をメモリに記憶することを特徴とする。

【００４６】好ましくは、同定用係数更新器は、前記同
定用減算器からの出力信号を最小とするように前記同定
用デジタルフィルタの係数を更新することを特徴とす
る。

【００４７】好ましくは、メモリは、前記デジタルフィ
ルタの初期係数あるいは更新係数を複数記憶しているこ
とを特徴とする。

【００４８】好ましくは、メモリは、記憶媒体やパソコ
ンから、前記デジタルフィルタの初期係数あるいは更新
係数をダウンロード可能であることを特徴とする。

【００４９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１から図１９を用いて説明する。

【００５０】（実施の形態１）図１は実施の形態１にお
ける音像定位制御ヘッドホンのブロック図を示すもので
ある。

【００５１】図１において、１ａ〜１ｂはオーディオ入
力信号の音像定位制御を行うＦＩＲフィルタ、２ａ〜２
ｂは目標特性フィルタ、３ａ〜３ｂは伝達関数補正器で
あるＦｘフィルタ、４ａ〜４ｂは係数更新器であるＬＭ
Ｓ演算器、５ａ〜５ｂは減算器、６ａ〜６ｆはメモリで
あるＲＡＭ、７はＲＡＭ６ａ〜６ｆの係数データの読み
出しと書込みを制御する係数設定書込み制御回路、８は
ＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｂによって音像定位制御された
オーディオ信号を図示しないアンプを介して再生するヘ
ッドホン、８ａ〜８ｂはヘッドホン８に取り付けられた
スピーカ、９ａ〜９ｂはヘッドホン８に取り付けられた
マイクロホン、１０はヘッドホン８を装着した受聴者で
ある。

【００５２】図１は、従来例で説明した図２０と同様に
センター音源の音像定位を実現するものである。

【００５３】まず最初に、係数設定書込み制御回路７か
らの制御信号により、ＲＡＭ６ａ〜６ｂに記憶されてい
る初期係数がＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｂに設定される。
入力されたオーディオセンター信号は、ＦＩＲフィルタ
１ａ〜１ｂによってその係数と畳込み処理され、ヘッド
ホン８に入力される。ＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｂに設定
された初期係数は、音像定位制御を実現する特性を有し
た係数を予め計算したものであり、それゆえヘッドホン
８からの再生音を受聴者１０が聞くと、恰も図２１のよ
うにセンタースピーカから再生されているように感じる
ことができる。

【００５４】ところで、従来の音像定位制御ヘッドホン
では個人差やヘッドホン装着状態あるいはヘッドホンの
スピーカユニットの特性バラツキなどにより、常に最適
な状態で受聴できるとは限らず、その効果も常に最高で
あるとは言えなかったが、本発明の音像定位制御ヘッド
ホンでは常に最適な状態で受聴できるように制御するこ
とが目的であり、以下にその説明を行う。

【００５５】ヘッドホン８からの再生音はマイクロホン
９ａ〜９ｂで検出され、減算器５ａ〜５ｂに入力され
る。一方、ＲＡＭ６ｃ〜６ｆは、係数設定書込み制御回
路７からの制御信号により、記憶されている目標特性係
数とＦｘ係数をそれぞれ目標特性フィルタ２ａ〜２ｂと
Ｆｘフィルタ３ａ〜３ｂに設定する。そして入力された
オーディオセンター信号は、Ｆｘフィルタ３ａ〜３ｂに
よってその係数と畳込み処理されてＬＭＳ演算器４ａ〜
４ｂに入力されると共に、目標特性フィルタ２ａ〜２ｂ
とも畳込み処理されて減算器５ａ〜５ｂに入力される。
減算器５ａ〜５ｂでは、マイクロホン９ａ〜９ｂの出力
から目標特性フィルタ２ａ〜２ｂの出力が減算され、そ
の減算結果がＬＭＳ演算器４ａ〜４ｂに入力される。Ｌ
ＭＳ演算器４ａ〜４ｂは、Ｆｘフィルタ３ａ〜３ｂから
の出力信号を参照信号とし、減算器５ａ〜５ｂからの出
力信号をエラー信号として、最小二乗法（Least Mean S
quare）を用いてこのエラー信号を最小とするようにＦ
ＩＲフィルタ１ａ〜１ｂの係数を更新する。ここで、Ｆ
ｘフィルタ３ａにはヘッドホン８の右スピーカ８ａから
マイクロホン９ａ間の伝達関数Ｃｒが、Ｆｘフィルタ３
ｂにはヘッドホン８の左スピーカ８ｂからマイクロホン
９ｂ間の伝達関数Ｃｌが、それぞれ係数として近似され
ている。この方法をＦｉｌｔｅｒｄ−ｘＬＭＳ法（例
えば参考文献として、B. Widrow and S. Stearns,「Adap
tive Signal Processing」(Prentice-Hall,Englewood Cl
iffs,NJ,1985)）という。これによって、ＦＩＲフィル
タ１ａ〜１ｂは、マイクロホン９ａ〜９ｂすなわち受聴
者１０の耳元で目標特性フィルタ２ａ〜２ｂが示す目標
特性を実現するように、その係数を更新する。つまり、
ＦＩＲフィルタ１ａの伝達関数をＸｒ、ＦＩＲフィルタ
１ｂの伝達関数をＸｌ、目標特性フィルタ２ａの伝達関
数をＨｒ、目標特性フィルタ２ｂの伝達関数をＨｌとす
ると、ＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｂの伝達関数は、

【００５６】

【数５】

【００５７】となる。

【００５８】実際に受聴者１０がヘッドホン８を装着し
たときのヘッドホン（スピーカ８ａ〜８ｂ）と耳元（マ
イクロホン９ａ〜９ｂ）の伝達関数が、ＲＡＭ６ｅ〜６
ｆがＦＩＲフィルタ３ａ〜３ｂに設定した係数と同じで
あれば、オーディオ入力信号をｘとすると受聴者１０の
耳元での再生音ｙｒ、ｙｌは、

【００５９】

【数６】

【００６０】となり、目標とする再生音を受聴すること
ができる。

【００６１】ところで、従来例で説明したように、個人
差やヘッドホン装着状態あるいはヘッドホンのスピーカ
ユニットの特性バラツキなどによって、ヘッドホンと耳
元の伝達関数Ｃｒ、ＣｌがＣｒ’、Ｃｌ’となったとす
る。この場合、ヘッドホンと耳元の伝達関数Ｃｒ’、Ｃ
ｌ’を新たに測定する。

【００６２】図２は、ヘッドホンと耳元の伝達関数（つ
まりＦｘフィルタ３ａ〜３ｂの係数）を測定する場合の
音像定位制御ヘッドホンのブロック図を示している。

【００６３】図２において、１ａ〜１ｂはオーディオ入
力信号の音像定位制御を行うＦＩＲフィルタ、６ａ、６
ｂ、６ｅ、６ｆはメモリであるＲＡＭ、７はＲＡＭ６
ａ、６ｂ、６ｅ、６ｆの係数データの読み出しと書込み
を制御する係数設定書込み制御回路、８はＦＩＲフィル
タ１ａ〜１ｂによって音像定位制御されたオーディオ信
号を図示しないアンプを介して再生するヘッドホン、８
ａ〜８ｂはヘッドホン８に取り付けられたスピーカ、９
ａ〜９ｂはヘッドホン８に取り付けられたマイクロホ
ン、１０はヘッドホン８を装着した受聴者、１１ａ〜１
１ｂは同定用のＦＩＲフィルタ、１２ａ〜１２ｂは同定
用係数更新器であるＬＭＳ演算器、１３ａ〜１３ｂは同
定用の減算器である。

【００６４】ＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｂには、図１で説
明したようにＲＡＭ６ａ、６ｂから初期係数が設定され
る。よって、受聴者１０は音像定位制御されたオーディ
オ再生音を受聴する。

【００６５】一方、ＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｂの出力は
ＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｂおよびＬＭＳ演算器１２
ａ〜１２ｂに入力され、同時にヘッドホン８で再生され
たＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｂの出力信号はマイクロ
ホン９ａ〜９ｂで検出され、減算器１３ａ〜１３ｂに入
力される。減算器１３ａ〜１３ｂでは、マイクロホン９
ａ〜９ｂの検出信号からＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｂ
の出力信号が減算され、その結果がＬＭＳ演算器１２ａ
〜１２ｂに入力される。つまり、ＬＭＳ演算器１２ａ〜
１２ｂでは、ＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｂの出力を参照信
号、減算器１３ａ〜１３ｂの出力をエラー信号として最
小二乗法が実行される。これによって、ＦＩＲフィルタ
１１ａ〜１１ｂの係数は、ヘッドホン８のスピーカ８ａ
〜８ｂからマイクロホン９ａ〜９ｂまでの伝達特性を近
似することになる。つまり、ヘッドホンと耳元の伝達関
数Ｃｒ’、Ｃｌ’を測定することになる。そして、測定
した係数をＲＡＭ６ｅ、６ｆに記憶する。

【００６６】ここで図１に戻って、新たに計測したこの
係数をＲＡＭ６ｅ、６ｆからＦｘフィルタ３ａ〜３ｂに
設定し、これを用いて先に説明したＦｉｌｔｅｒｄ−ｘ
ＬＭＳ法を実行する。すると（数５）は、

【００６７】

【数７】

【００６８】となるが、実際のヘッドホンと耳元の伝達
関数もＣｒ’、Ｃｌ’なので（数６）は、

【００６９】

【数８】

【００７０】となり、個人差やヘッドホン装着状態ある
いはヘッドホンのスピーカユニットの特性バラツキなど
があったとしても、目標とする再生音を受聴することが
できる。

【００７１】以上の動作内容をフローチャート的にまと
めると、まず図２のＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｂの係
数（＝図１におけるＦｘフィルタ３ａ〜３ｂの係数）測
定については図３のようになる。

【００７２】まず、音像定位制御用のＦＩＲフィルタ１
ａ〜１ｂに初期係数あるいは前回の更新係数を設定し、
オーディオ信号の音像制御を行う。同時に、Ｆｘフィル
タ係数測定用のＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｂの係数測
定を実行する。まずＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｂの係
数初期化を行い、係数測定（＝同定）に入る。係数測定
が終了すると、その係数をＲＡＭ６ｅ、６ｆに記憶す
る。この間、オーディオ信号は通常に音像定位制御され
た状態であり、受聴者１０はＦｘフィルタ係数測定を特
に意識することはない。

【００７３】次に図１の音像定位制御動作については、
図４に示すようになる。

【００７４】先の同定時と同じように、まず音像定位制
御用のＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｂに初期係数あるいは前
回の更新係数を設定し、オーディオ信号の音像制御を行
う。同時に、Ｆｘフィルタ３ａ〜３ｂにＲＡＭ６ｅ、６
ｆに記憶している係数を設定する。次に目標特性フィル
タ２ａ〜２ｂにもＲＡＭ６ｃ、６ｄに記憶している係数
を設定する。これら設定が終了すれば、Ｆｉｌｔｅｒｄ
−ｘＬＭＳ法に従ってＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｂの係
数更新を実行する。そして係数が収束すれば、その係数
をＲＡＭ６ａ、６ｂに記憶する。すると次回の音像定位
制御始動時にこの係数を用いることができる。

【００７５】以上より、受聴者毎にあるいは受聴者のヘ
ッドホン装着毎にヘッドホンと耳元の伝達関数を測定で
き、また音像定位制御用のフィルタ係数も同様に計算す
ることができる。しかも、これら伝達関数の測定とフィ
ルタ係数の計算を音像定位制御を行いながら実行するこ
とを可能としている。

【００７６】これによって、個人差やヘッドホン装着状
態によって音像定位制御効果が左右されず、良好な効果
を得ることができる。

【００７７】ところで、まだ説明していない目標特性の
求め方について、説明する。

【００７８】図５は、目標特性を測定する場合の音像定
位制御ヘッドホンのブロック図を示している。

【００７９】図５において、６ｃ、６ｄはメモリである
ＲＡＭ、７はＲＡＭ６ｃ、６ｄの係数データの読み出し
と書込みを制御する係数設定書込み制御回路、９ｃ〜９
ｄは受聴者あるいは受聴者を想定したダミーヘッド１９
の耳元に取り付けられたマイクロホン、１４ａ〜１４ｂ
はＦＩＲフィルタ、１５ａ〜１５ｂはＬＭＳ演算器、１
６ａ〜１６ｂは減算器、１７は目標特性測定用の測定信
号発生器、１８は測定信号発生器１７からの測定信号を
図示しないアンプを介して再生するスピーカ、１９は受
聴者あるいは受聴者を想定したダミーヘッドである。

【００８０】まず、測定信号発生器１７から測定信号を
出力し、スピーカ１８より再生する。ここで、本実施の
形態のようにセンター音源を目標特性とする場合には、
スピーカ１８の正面軸上に受聴者あるいはダミーヘッド
１９をスピーカ１８に正対して設置する。

【００８１】一方、測定信号発生器１７の測定信号はＦ
ＩＲフィルタ１４ａ〜１４ｂおよびＬＭＳ演算器１５ａ
〜１５ｂに入力され、同時にスピーカ１８で再生された
測定信号発生器１７の出力信号はマイクロホン９ｃ〜９
ｄで検出され、減算器１６ａ〜１６ｂに入力される。減
算器１６ａ〜１６ｂでは、マイクロホン９ｃ〜９ｄの検
出信号からＦＩＲフィルタ１４ａ〜１４ｂの出力信号が
減算され、その結果がＬＭＳ演算器１５ａ〜１５ｂに入
力される。つまり、ＬＭＳ演算器１５ａ〜１５ｂでは、
測定信号発生器１７の測定信号を参照信号、減算器１６
ａ〜１６ｂの出力をエラー信号として最小二乗法が実行
される。これによって、ＦＩＲフィルタ１４ａ〜１４ｂ
の係数は、スピーカ１８からマイクロホン９ｃ〜９ｄま
での伝達特性Ｈｒ、Ｈｌを近似することになる。そし
て、測定した係数をＲＡＭ６ｃ、６ｄに記憶する。

【００８２】このように求めた目標特性をＲＡＭ６ｃ、
６ｄに記憶しておき、図１に示す音像定位制御時に利用
する。

【００８３】このとき、目標特性を、例えば無響室特性
やある部屋の特性（音響特性のよい部屋など）あるいは
スピーカ１８を変更した場合の特性など、複数測定して
記憶しておけば、受聴者１０は図１の音像定位制御時に
好みの目標特性を目標特性フィルタ２ａ〜２ｂに設定す
ることができ、好みの音像、音質、音場感などを楽しむ
ことができる。

【００８４】なお、実施の形態１ではＲＡＭ６ａ〜６ｆ
をそれぞれ個別のメモリとして説明してきたが、当然、
それぞれが１つのメモリにマッピングされたものであっ
てもよい。

【００８５】（実施の形態２）図６は実施の形態２にお
ける音像定位制御ヘッドホンのブロック図を示すもので
ある。

【００８６】図６において、１ａ〜１ｂはオーディオ入
力信号の音像定位制御を行うＦＩＲフィルタ、２ａ〜２
ｂは目標特性フィルタ、３ａ〜３ｂは伝達関数補正器で
あるＦｘフィルタ、４ａ〜４ｂは係数更新器であるＬＭ
Ｓ演算器、５ａ〜５ｂは減算器、６ａ〜６ｆはメモリで
あるＲＡＭ、７はＲＡＭ６ａ〜６ｆの係数データの読み
出しと書込みを制御する係数設定書込み制御回路、８は
ＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｂによって音像定位制御された
オーディオ信号を図示しないアンプを介して再生するヘ
ッドホン、８ａ〜８ｂはヘッドホン８に取り付けられた
スピーカ、９ａ〜９ｂはヘッドホン８に取り付けられた
マイクロホン、１０はヘッドホン８を装着した受聴者、
２０はフロッピー（登録商標）ディスクやメモリカー
ド、光ディスクなどの記憶媒体あるいはパソコンであ
る。

【００８７】図６は、図１の構成に記憶媒体あるいはパ
ソコン２０を追加したものである。よって、基本的な音
像制御動作は同じなので、記憶媒体あるいはパソコン２
０についてのみ説明する。

【００８８】記憶媒体あるいはパソコン２０が例えば記
憶媒体のとき、記憶媒体２０にはＲＡＭ６ａ〜６ｆで使
用する各係数がそれぞれ複数個記憶されており、受聴者
１０は好みや必要に応じてこれら係数をＲＡＭ６ａ〜６
ｆに入力することができる。例えばいろんなヘッドホン
を受聴者１０が使用する場合、想定される複数のヘッド
ホンに適合する各係数を記憶媒体２０に記憶しておけ
ば、受聴者１０がヘッドホンを交換しても対応すること
ができる。また、記憶媒体２０にこれら係数を記憶する
ことにより、ＲＡＭ６ａ〜６ｆのメモリ容量が必要最低
限で済む。

【００８９】次に、記憶媒体あるいはパソコン２０がパ
ソコンであった場合を考える。パソコン２０には、フロ
ッピーディスクドライブやＣＤ−ＲＯＭドライブなどが
通常付属しているので、フロッピーディスクやＣＤ−Ｒ
ＯＭディスクを先に説明した記憶媒体として使用すれ
ば、同様の効果を得ることができる。さらに、ネットワ
ーク機能を利用して、インターネットのホームページか
らＲＡＭ６ａ〜６ｆで使用する各係数をダウンロードで
きるようにしていれば、メモリカードやフロッピーディ
スク、ＣＤ−ＲＯＭディスクなどの記憶媒体を使用しな
くても同様の効果を得ることができる。

【００９０】（実施の形態３）図７は実施の形態３にお
ける音像定位制御ヘッドホンのブロック図を示すもので
ある。

【００９１】図７において、１ａ〜１ｂはオーディオ入
力信号の音像定位制御を行うＦＩＲフィルタ、２ａ〜２
ｂは目標特性フィルタ、３ａ〜３ｂは伝達関数補正器で
あるＦｘフィルタ、４ａ〜４ｂは係数更新器であるＬＭ
Ｓ演算器、５ａ〜５ｂは減算器、６ａ〜６ｆはメモリで
あるＲＡＭ、７はＲＡＭ６ａ〜６ｆの係数データの読み
出しと書込みを制御する係数設定書込み制御回路、８は
ＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｂによって音像定位制御された
オーディオ信号を図示しないアンプを介して再生するヘ
ッドホン、８ａ〜８ｂはヘッドホン８に取り付けられた
スピーカ、９ａ〜９ｂはヘッドホン８に取り付けられた
マイクロホン、１０はヘッドホン８を装着した受聴者、
２１ａ〜２１ｂは収束監視回路、２２ａ〜２２ｂはスイ
ッチである。

【００９２】図７は、図１の構成に収束監視回路２１ａ
〜２１ｂとスイッチ２２ａ〜２２ｂを追加したものであ
る。よって、基本的な音像制御動作は同じなので、収束
監視回路２１ａ〜２１ｂとスイッチ２２ａ〜２２ｂの動
作についてのみ説明する。

【００９３】図１で説明したように、ＦＩＲフィルタ１
ａ〜１ｂは受聴者１０に最適な音像定位制御を行うため
に係数更新動作を実行する。そして、ＦＩＲフィルタ１
ａ〜１ｂの各係数が収束したらＲＡＭ６ａ〜６ｂにそれ
ら係数を記憶する。

【００９４】ここで、ＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｂの各係
数が収束してしまえば、その後、係数更新動作を継続す
る必要はなくなる。そこで、減算器５ａ〜５ｂの出力信
号、即ちＦｉｌｔｅｒｄ−ｘＬＭＳ法のエラー信号を
収束監視回路２１ａ〜２１ｂで収束度合いを監視し、収
束したらスイッチ２２ａ〜２２ｂをＯＦＦして係数更新
動作を停止する（それまでスイッチ２２ａ〜２２ｂはＯ
Ｎされている）。

【００９５】収束監視回路２１ａ〜２１ｂは常に減算器
５ａ〜５ｂの出力信号を監視しているため、何らかの要
因で減算器５ａ〜５ｂの出力信号レベルが大きくなって
最適音像定位制御状態ではなくなった場合、すぐさまス
イッチ２２ａ〜２２ｂをＯＮして係数更新動作に入るこ
とができる。

【００９６】以上はＦｘフィルタ３ａ〜３ｂの係数を測
定する同定動作についても当てはまる。

【００９７】図８は、図２の構成に収束監視回路２１ａ
〜２１ｂとスイッチ２２ａ〜２２ｂを追加したものであ
る。よって、収束監視回路２１ａ〜２１ｂとスイッチ２
２ａ〜２２ｂに関する基本的な動作は同じなので、詳し
い説明は省略する。

【００９８】以上のように、収束監視回路２１ａ〜２１
ｂとスイッチ２２ａ〜２２ｂを追加したことにより、Ｆ
ｘフィルタ３ａ〜３ｂの係数を測定する必要が生じたと
き、あるいはＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｂの係数更新を行
う必要が生じたとき、それぞれの動作を実行することが
でき、また各係数が収束すれば、不要な同定動作あるい
は係数更新動作を停止することができる。

【００９９】なお、実施の形態３では収束監視回路２１
ａ〜２１ｂが減算器５ａ〜５ｂの出力信号を監視する構
成としたが、これ以外にもＦｘフィルタ３ａ〜３ｂある
いはＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｂの入力信号と減算器５ａ
〜５ｂの出力信号の２信号を監視する構成、あるいはＦ
ｘフィルタ３ａ〜３ｂあるいはＦＩＲフィルタ１ａ〜１
ｂの出力信号と減算器５ａ〜５ｂの出力信号の２信号を
監視する構成としてもよい。

【０１００】（実施の形態４）図９は実施の形態４にお
ける音像定位制御ヘッドホンのブロック図を示すもので
ある。

【０１０１】図９において、１ａ〜１ｂはオーディオ入
力信号の音像定位制御を行うＦＩＲフィルタ、２は目標
特性フィルタ、３は伝達関数補正器であるＦｘフィル
タ、４は係数更新器であるＬＭＳ演算器、５は減算器、
６ｇ〜６ｈはメモリであるＲＡＭ、７はＲＡＭ６ｇ〜６
ｈの係数データの読み出しと書込みを制御する係数設定
書込み制御回路、８はＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｂによっ
て音像定位制御されたオーディオ信号を図示しないアン
プを介して再生するヘッドホン、８ａ〜８ｂはヘッドホ
ン８に取り付けられたスピーカ、９ａ〜９ｂはヘッドホ
ン８に取り付けられたマイクロホン、１０はヘッドホン
８を装着した受聴者、２３ａ〜２３ｄはスイッチであ
る。

【０１０２】図９はスイッチ２３ａ〜２３ｄを用いるこ
とで、図１の構成における目標特性フィルタ２ａ〜２ｂ
を目標特性フィルタ２に、Ｆｘフィルタ３ａ〜３ｂをＦ
ｘフィルタ３に、ＬＭＳ演算器４ａ〜４ｂをＬＭＳ演算
器４に、減算器５ａ〜５ｂを減算器５にそれぞれまとめ
たものであり、またＲＡＭ６ａ、６ｃ、６ｅをＲＡＭ６
ｇに、ＲＡＭ６ｂ、６ｄ、６ｆをＲＡＭ６ｈにそれぞれ
まとめたものである。よって、基本的な音像制御動作は
同じなので、スイッチ２３ａ〜２３ｄの動作に関する内
容についてのみ説明する（ＲＡＭ６ａ〜６ｆをまとめる
ことについては、実施の形態１で既に説明済みであ
る）。

【０１０３】図１では、ＦＩＲフィルタ１ａとＦＩＲフ
ィルタ１ｂがそれぞれ独立に、そして同時に係数更新動
作を行っていたが、図９の構成は、それぞれ交互に１つ
ずつ実行するようになっている。

【０１０４】例えば、最初にスイッチ２３ａ〜２３ｄを
それぞれａ側をＯＮ状態にしたとすると、ＦＩＲフィル
タ１ａが係数更新動作に入る。そして、ＦＩＲフィルタ
１ａの係数が収束してＲＡＭ６ｇに記憶されると、次に
スイッチ２３ａ〜２３ｄをそれぞれｂ側をＯＮ状態にし
て、ＦＩＲフィルタ１ｂの係数更新動作に入る。ＦＩＲ
フィルタ１ｂの係数が収束すれば、その係数がＲＡＭ６
ｈに記憶される。

【０１０５】このように、図９の構成は図１におけるＦ
ＩＲフィルタ１ａとＦＩＲフィルタ１ｂを交互に係数更
新動作させる。これによって、係数更新動作に必要な更
新部分は、Ｆｘフィルタ３とＬＭＳ演算器４と減算器５
の各１つずつとなる。このため、係数更新に必要な演算
量とメモリ容量が削減できる。

【０１０６】当然、図９におけるＦｘフィルタ３の同定
についても同様のことが言える。

【０１０７】図１０はスイッチ２３ｄ〜２３ｅを用いる
ことで、図２の構成におけるＦＩＲフィルタ１１ａ〜１
１ｂをＦＩＲフィルタ１１に、ＬＭＳ演算器１２ａ〜１
２ｂをＬＭＳ演算器１２に、減算器１３ａ〜１３ｂを減
算器１３にそれぞれまとめたものであり、またＲＡＭ６
ａ、６ｅをＲＡＭ６ｇに、ＲＡＭ６ｂ、６ｆをＲＡＭ６
ｈにそれぞれまとめたものである。

【０１０８】よって、図９の場合と同様に、図１におけ
るＦｘフィルタ３ａとＦｘフィルタ３ｂの同定を交互に
実行することができ、これによって、同定動作に必要な
更新部分は、ＦＩＲフィルタ１１とＬＭＳ演算器１２と
減算器１３の各１つずつとなる。このため、同定に必要
な演算量とメモリ容量が削減できる。

【０１０９】さらに、図９における目標特性フィルタ２
の目標特性の測定についても同様のことが言える。

【０１１０】図１１はスイッチ２３ｄを用いることで、
図５の構成におけるＦＩＲフィルタ１４ａ〜１４ｂをＦ
ＩＲフィルタ１４に、ＬＭＳ演算器１５ａ〜１５ｂをＬ
ＭＳ演算器１５に、減算器１６ａ〜１６ｂを減算器１６
にそれぞれまとめたものであり、またＲＡＭ６ｃをＲＡ
Ｍ６ｇに、ＲＡＭ６ｄをＲＡＭ６ｈにそれぞれまとめた
ものである。

【０１１１】よって、図９、図１０の場合と同様に、図
１における目標特性フィルタ２ａと目標特性フィルタ２
ｂの目標特性測定を交互に実行することができ、これに
よって、目標特性測定に必要な更新部分は、ＦＩＲフィ
ルタ１４とＬＭＳ演算器１５と減算器１６の各１つずつ
となる。このため、目標特性測定に必要な演算量とメモ
リ容量が削減できる。

【０１１２】（実施の形態５）図１２は実施の形態５に
おける音像定位制御ヘッドホンのブロック図を示すもの
である。

【０１１３】図１２において、１ｃ〜１ｆはオーディオ
入力信号の音像定位制御を行うＦＩＲフィルタ、２は目
標特性フィルタ、３は伝達関数補正器であるＦｘフィル
タ、４は係数更新器であるＬＭＳ演算器、５は減算器、
６ｉはメモリであるＲＡＭ、７はＲＡＭ６ｉの係数デー
タの読み出しと書込みを制御する係数設定書込み制御回
路、８はＦＩＲフィルタ１ｃ〜１ｆによって音像定位制
御されたオーディオ信号を図示しないアンプを介して再
生するヘッドホン、８ａ〜８ｂはヘッドホン８に取り付
けられたスピーカ、９ａ〜９ｂはヘッドホン８に取り付
けられたマイクロホン、１０はヘッドホン８を装着した
受聴者、２４ａ〜２４ｃはスイッチ、２５ａ〜２５ｂは
加算器である。

【０１１４】図１２は、オーディオ入力信号をフロント
ＬｃｈとフロントＲｃｈとして、その信号を音像定位制
御する構成を示すものである。

【０１１５】ＦＩＲフィルタ１ｃ〜１ｆの係数更新は、
スイッチ２４ａ〜２４ｃによって、順次実行される構成
となっている。

【０１１６】例えばＦＩＲフィルタ１ｃを係数更新する
場合、スイッチ２４ａをａ側にＯＮしてフロントＲｃｈ
を選択し、スイッチ２４ｂをｂ側にＯＮしてＦＩＲフィ
ルタ１ｃを選択し、スイッチ２４ｃをａ側にＯＮしてマ
イクロホン９ａを選択すればよい。ＦＩＲフィルタ１ｅ
を係数更新する場合には、スイッチ２４ａをｂ側にＯＮ
してフロントＬｃｈを選択し、スイッチ２４ｂをｃ側に
ＯＮしてＦＩＲフィルタ１ｅを選択し、スイッチ２４ｃ
をｂ側にＯＮしてマイクロホン９ｂを選択すればよい。

【０１１７】これによって、ＦＩＲフィルタ１ｃ〜１ｆ
を順次係数更新することができ、係数更新動作に必要な
更新部分は、Ｆｘフィルタ３とＬＭＳ演算器４と減算器
５の各１つずつとなる。このため、係数更新に必要な演
算量とメモリ容量が削減できる。

【０１１８】また図１２では、Ｆｘ係数や目標特性係
数、あるいはＦＩＲフィルタ１ｃ〜１ｆの係数をＲＡＭ
６ｉの１個にまとめて記憶する構成とした。

【０１１９】以上より、オーディオ入力信号がフロント
ＬｃｈとフロントＲｃｈの場合でもセンターｃｈの場合
と同様に、音像定位制御を行いながら各音像定位制御を
行っているＦＩＲフィルタ１ｃ〜１ｆの係数更新を実行
できる。

【０１２０】次に、図１２におけるＦｘフィルタ３の同
定について説明する。

【０１２１】図１３は、図１２におけるＦｘフィルタ３
の同定を行う場合のブロック図を示すものである。

【０１２２】図１３において、１ｃ〜１ｆはオーディオ
入力信号の音像定位制御を行うＦＩＲフィルタ、６ｉは
メモリであるＲＡＭ、７はＲＡＭ６ｉの係数データの読
み出しと書込みを制御する係数設定書込み制御回路、８
はＦＩＲフィルタ１ｃ〜１ｆによって音像定位制御され
たオーディオ信号を図示しないアンプを介して再生する
ヘッドホン、８ａ〜８ｂはヘッドホン８に取り付けられ
たスピーカ、９ａ〜９ｂはヘッドホン８に取り付けられ
たマイクロホン、１０はヘッドホン８を装着した受聴
者、１１は同定用のＦＩＲフィルタ、１２は同定用係数
更新器であるＬＭＳ演算器、１３は同定用の減算器、２
４ａ〜２４ｃはスイッチ、２５ａ〜２５ｂは加算器であ
る。

【０１２３】図１３から明らかのように、スイッチ２４
ａ、２４ｃを用いることにより、ＦＩＲフィルタ１ｃ〜
１ｆによる音像定位制御を行いながらＦｘフィルタ３の
同定を順次行うことができる。ＦＩＲフィルタ１ｃ、１
ｆの係数更新に用いるＦｘフィルタ３のＦｘ係数の同定
を行う場合には、スイッチ２４ａ〜２４ｃをそれぞれａ
側にＯＮすればよい。ＦＩＲフィルタ１ｄ、１ｅの係数
更新に用いるＦｘフィルタ３のＦｘ係数の同定を行う場
合には、スイッチ２４ａ〜２４ｃをそれぞれｂ側にＯＮ
すればよい。

【０１２４】以上より、オーディオ入力信号がフロント
ＬｃｈとフロントＲｃｈの場合でもセンターｃｈの場合
と同様に、音像定位制御を行いながらＦｘフィルタ３の
各Ｆｘ係数の同定を実行できる。

【０１２５】次に、図１２における目標特性フィルタ２
の目標特性の測定について説明する。

【０１２６】図１４は、図１２における目標特性フィル
タ２の目標特性測定を行う場合のブロック図を示すもの
である。

【０１２７】図１４において、６ｉはメモリであるＲＡ
Ｍ、７はＲＡＭ６ｉの係数データの読み出しと書込みを
制御する係数設定書込み制御回路、９ｃ〜９ｄは受聴者
あるいは受聴者を想定したダミーヘッド１９の耳元に取
り付けられたマイクロホン、１４はＦＩＲフィルタ、１
５はＬＭＳ演算器、１６は減算器、１７は目標特性測定
用の測定信号発生器、１８ａ〜１８ｂは測定信号発生器
１７からの測定信号を図示しないアンプを介して再生す
るスピーカ、１９は受聴者あるいは受聴者を想定したダ
ミーヘッド、２４ｃ〜２４ｄはスイッチである。

【０１２８】図１４から明らかのように、スイッチ２４
ｃ〜２４ｄを用いることにより、フロントＲｃｈスピー
カ１８ａからの目標特性Ｈｒｒ、Ｈｒｌと、フロントＬ
ｃｈスピーカ１８ｂからの目標特性Ｈｌｒ、Ｈｌｌを順
次測定することができる。測定した各目標特性係数は、
ＲＡＭ６ｉにそれぞれ記憶される。

【０１２９】（実施の形態６）図１５は実施の形態６に
おける音像定位制御ヘッドホンのブロック図を示すもの
である。

【０１３０】図１５において、１ａ〜１ｌはマルチチャ
ンネルのオーディオ入力信号の音像定位制御を行うＦＩ
Ｒフィルタ、２は目標特性フィルタ、３は伝達関数補正
器であるＦｘフィルタ、４は係数更新器であるＬＭＳ演
算器、５は減算器、６ｉはメモリであるＲＡＭ、７はＲ
ＡＭ６ｉの係数データの読み出しと書込みを制御する係
数設定書込み制御回路、８はＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｌ
によって音像定位制御されたオーディオ信号を図示しな
いアンプを介して再生するヘッドホン、８ａ〜８ｂはヘ
ッドホン８に取り付けられたスピーカ、９ａ〜９ｂはヘ
ッドホン８に取り付けられたマイクロホン、１０はヘッ
ドホン８を装着した受聴者、２５ａ〜２５ｂは加算器、
２６ａ〜２６ｃはスイッチである。

【０１３１】図１５は、ＤＶＤなどマルチチャンネル信
号の音源におけるオーディオ入力信号をそれぞれ音像定
位制御する構成を示すものである。図１６にＤＶＤ２７
のマルチチャンネル信号を再生するスピーカ配置例を示
す。この各スピーカ１８、１８ａ〜１８ｅから受聴者１
９の左右耳元の伝達特性を目標特性としてＲＡＭ６ｉに
記憶しておき、ＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｌの係数更新に
応じて目標特性フィルタ２に設定する。

【０１３２】図１２の場合と同様に、ＦＩＲフィルタ１
ａ〜１ｌの係数更新は、スイッチ２６ａ〜２６ｃによっ
て、順次実行される構成となっている。

【０１３３】これによって、係数更新動作に必要な更新
部分は、Ｆｘフィルタ３とＬＭＳ演算器４と減算器５の
各１つずつとなる。このため、係数更新に必要な演算量
とメモリ容量が削減できる。

【０１３４】ここで、Ｆｘフィルタ３には、スイッチ２
６ａ〜２６ｃの状態に応じたＦｘ係数が設定される。図
１７の状態で説明すると、スイッチ２６ａがｆ側に、ス
イッチ２６ｂがｌ側に、スイッチ２６ｃがｂ側にＯＮ状
態なので、ＦＩＲフィルタ１ｌの係数更新を行っている
ことになる。よって、Ｆｘフィルタ３には、スピーカ８
ｂからマイクロホン９ｂまでの伝達関数を示すＦｘ係数
が設定される。目標特性フィルタ２も同様に、スイッチ
２６ａ〜２６ｃの状態に応じた目標特性係数がＲＡＭ６
ｉより設定される。

【０１３５】以上より、オーディオ入力信号がマルチチ
ャンネルの場合でも、音像定位制御を行いながら各音像
定位制御を行っているＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｌの係数
更新を実行できる。

【０１３６】（実施の形態７）図１７は実施の形態７に
おける音像定位制御ヘッドホンのブロック図を示すもの
である。

【０１３７】図１７において、１ａ〜１ｌはマルチチャ
ンネルのオーディオ入力信号の音像定位制御を行うＦＩ
Ｒフィルタ、２は目標特性フィルタ、３は伝達関数補正
器であるＦｘフィルタ、４は係数更新器であるＬＭＳ演
算器、５は減算器、６ｊはメモリであるＲＡＭ、７はＲ
ＡＭ６ｊの係数データの読み出しと書込みを制御する係
数設定書込み制御回路、８はＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｌ
によって音像定位制御されたオーディオ信号を図示しな
いアンプを介して再生するヘッドホン、８ａ〜８ｂはヘ
ッドホン８に取り付けられたスピーカ、９ａ〜９ｂはヘ
ッドホン８に取り付けられたマイクロホン、１０はヘッ
ドホン８を装着した受聴者、２５ａ〜２５ｂは加算器、
２６ａ〜２６ｃはスイッチ、２８ａ〜２８ｍは反射音生
成回路である。

【０１３８】図１７は、図１５のＦＩＲフィルタ１ａ〜
１ｌに反射音生成回路２８ａ〜２８ｌを縦続接続とし、
そのため係数更新部も反射音生成回路２８ｍを目標特性
フィルタ２に対して縦続接続構成としたものである。反
射音生成回路２８ａ〜２８ｌは、ある部屋の反射音特性
を模擬する回路であり、その構成は図１８あるいは図１
９のように示される。これによって、例えば図１６に示
す各スピーカ１８、１８ａ〜１８ｅをリスニングルーム
などに設置した場合の反射音や残響音を模擬することが
できる。すると、ＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｌは各スピー
カ１８、１８ａ〜１８ｅから受聴者１９の左右耳元まで
の直接音のみを模擬できればいいことになり、例えば目
標特性フィルタ２の目標特性を無響室で測定することが
でき、目標特性フィルタ２およびＦＩＲフィルタ１ａ〜
１ｌの各係数を短くできる。よって、その分の演算量や
メモリ容量を削減できる。

【０１３９】ＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｌの係数更新動作
において、反射音生成回路２８ｍを目標特性フィルタ２
と縦続接続構成とし、Ｆｘフィルタ３および目標特性フ
ィルタ２と同様にスイッチ２６ａ〜２６ｃの状態に応じ
た反射音特性、つまり図１８あるいは図１９の遅延器２
９ａ〜２９Ｎの遅延時間とレベル調整器３０ａ〜３０Ｎ
のゲイン値とｆ特調整器３１，３１ａ〜３１Ｎの周波数
特性、がＲＡＭ６ｊより設定されることにより、図１５
の場合と同様に実行される。

【０１４０】この反射音生成回路２８ａ〜２８ｍは、当
然、これまでの実施の形態１〜５に応用してもよい。

【０１４１】以上より、オーディオ入力信号がマルチチ
ャンネルの場合でも、音像定位制御を行いながら各音像
定位制御を行っているＦＩＲフィルタ１ａ〜１ｌの係数
更新を実行できる。

【０１４２】

【発明の効果】本発明の音像定位制御ヘッドホンでは、
受聴者の耳元近傍に配置されるようにマイクロホンをヘ
ッドホン内に取り付け、音像定位制御の目標特性となる
係数を設定した目標特性フィルタと、マイクロホン出力
から目標特性フィルタ出力を減算する減算器と、ヘッド
ホンとスピーカ間の伝達特性を補正する伝達関数補正器
と、伝達関数補正器と減算器からの出力により音像定位
制御の係数を演算する係数更新器と、係数更新器で求め
た係数を用いて入力信号を信号処理しヘッドホンに出力
するデジタルフィルタとを用いることにより、デジタル
フィルタで音像定位制御を行いながらその係数更新も同
時に実行できる。これによって、個人差やヘッドホン装
着状態によって音像定位制御効果が左右されず、良好な
効果を得ることができる。

【０１４３】また本発明の音像定位制御ヘッドホンで
は、音像定位制御を行う係数を設定されたデジタルフィ
ルタを用いて入力信号を信号処理し、その出力をヘッド
ホンから再生し、その再生音を受聴者の耳元近傍に配置
されるようにヘッドホン内に取り付けられたマイクロホ
ンで検出し、音像定位制御用デジタルフィルタの出力を
同定用デジタルフィルタで信号処理し、マイクロホン出
力から同定用デジタルフィルタ出力を減算器で減算し、
音像制御用デジタルフィルタ出力と減算器からの出力に
より同定用デジタルフィルタの係数を同定用係数更新器
で演算することにより、音像定位制御用のデジタルフィ
ルタで音像定位制御を行いながら同定用デジタルフィル
タの係数更新も同時に実行できる。例えば入力信号が音
楽信号であったとすると、受聴者は音楽を聴きながら同
定動作を意識することなく、同定用デジタルフィルタの
同定を行うことができる。この同定した係数を伝達関数
補正器の係数として設定することにより、先に説明した
音像定位制御用のデジタルフィルタの係数更新を実行す
ると、個人差やヘッドホン装着状態によって音像定位制
御効果が左右されず、良好な効果を得ることができる。

【０１４４】特に、音像定位制御用のデジタルフィルタ
と同定用デジタルフィルタの各係数をメモリに記憶する
ことにより、予め記憶していた標準の初期係数以外に前
回係数更新した係数など最適な係数を初期値として設定
することができる。また、複数の係数を記憶できるた
め、様々なヘッドホンにそれぞれ対応した係数を求めて
記憶できる。

【０１４５】また、目標特性フィルタの目標特性係数も
メモリに記憶することにより、例えば無響室特性や音響
特性のよい部屋の特性あるいは様々なスピーカ特性など
に対応した係数を複数記憶でき、それぞれ受聴者の好み
に応じて目標特性フィルタに設定できる。つまり、音像
定位制御効果や音場制御効果あるいは音質などがその都
度受聴者の好みに応じて得ることができる。

【０１４６】さらに、音像定位制御用のデジタルフィル
タと同定用デジタルフィルタおよび目標特性フィルタの
各係数を記憶媒体やパソコンからダウンロード可能な構
成としたことにより、音像定位制御ヘッドホンの本体内
のメモリは必要最低限の容量で構わない。また、新たな
係数がメモリ内に設定可能であるということは、その時
点ではサポートしていなくとも将来新たに提供される係
数（例えば最新のコンサートホールの音響特性を目標特
性フィルタ係数にするなど）も使用することができるの
で、効果の向上や新しい効果の追加などができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１における音像定位制御を実行する
場合の音像定位制御ヘッドホンのブロック図

【図２】実施の形態１におけるＦｘ係数を同定する場合
の音像定位制御ヘッドホンのブロック図

【図３】実施の形態１におけるＦｘ係数を同定する場合
の動作内容を示すフローチャート

【図４】実施の形態１における音像定位制御を実行する
場合の動作内容を示すフローチャート

【図５】実施の形態１における目標特性を測定する場合
の音像定位制御ヘッドホンのブロック図

【図６】実施の形態２における音像定位制御を実行する
場合の音像定位制御ヘッドホンのブロック図

【図７】実施の形態３における音像定位制御を実行する
場合の音像定位制御ヘッドホンのブロック図

【図８】実施の形態３におけるＦｘ係数を同定する場合
の音像定位制御ヘッドホンのブロック図

【図９】実施の形態４における音像定位制御を実行する
場合の音像定位制御ヘッドホンのブロック図

【図１０】実施の形態４におけるＦｘ係数を同定する場
合の音像定位制御ヘッドホンのブロック図

【図１１】実施の形態４における目標特性を測定する場
合の音像定位制御ヘッドホンのブロック図

【図１２】実施の形態５における音像定位制御を実行す
る場合の音像定位制御ヘッドホンのブロック図

【図１３】実施の形態５におけるＦｘ係数を同定する場
合の音像定位制御ヘッドホンのブロック図

【図１４】実施の形態５における目標特性を測定する場
合の音像定位制御ヘッドホンのブロック図

【図１５】実施の形態６における音像定位制御を実行す
る場合の音像定位制御ヘッドホンのブロック図

【図１６】実施の形態６におけるＤＶＤマルチチャンネ
ル信号の場合のスピーカ配置を示す図

【図１７】実施の形態７における音像定位制御を実行す
る場合の音像定位制御ヘッドホンのブロック図

【図１８】実施の形態７における音像定位制御ヘッドホ
ンの反射音生成回路の内部構成を示すブロック図

【図１９】実施の形態７における音像定位制御ヘッドホ
ンの反射音生成回路の内部構成を示すブロック図

【図２０】従来の音像定位制御ヘッドホンを示すブロッ
ク図

【図２１】従来の音像定位制御ヘッドホンにおける目標
特性を測定する構成を示すブロック図

【図２２】従来の音像定位制御ヘッドホンにおけるヘッ
ドホンの音響特性を測定する構成を示すブロック図

【符号の説明】

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１
ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｌＦＩＲフィルタ２，２ａ，２ｂ目標特性フィルタ３，３ａ，３ｂＦｘフィルタ４，４ａ，４ｂＬＭＳ演算器５，５ａ，５ｂ減算器６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈ，６
ｉ，６ｊＲＡＭ７係数設定書込み制御回路８ヘッドホン８ａ，８ｂスピーカ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄマイクロホン１０受聴者１１，１１ａ，１１ｂＦＩＲフィルタ１２，１２ａ，１２ｂＬＭＳ演算器１３，１３ａ，１３ｂ減算器１４，１４ａ，１４ｂＦＩＲフィルタ１５，１５ａ，１５ｂＬＭＳ演算器１６，１６ａ，１６ｂ減算器１７測定信号発生器１８，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅスピ
ーカ１９受聴者あるいはダミーヘッド２０記憶媒体あるいはパソコン２１ａ，２１ｂ収束監視回路２２ａ，２２ｂスイッチ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅスイッチ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄスイッチ２５ａ，２５ｂ加算器２６ａ，２６ｂ，２６ｃスイッチ２７ＤＶＤ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ，２８ｅ，２８ｆ，２
８ｇ，２８ｈ，２８ｉ，２８ｊ，２８ｋ，２８ｌ，２８
ｍ反射音生成回路２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９Ｎ遅延器３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０Ｎレベル調整器３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１Ｎｆ特調整器３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２Ｎ加算器３３ａ，３３ｂＲＯＭ３４伝達関数計測器

フロントページの続き (72)発明者角張勲大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5D011 AB12 AC02 5D062 AA73 AA74

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力信号を信号処理して音像定位制御を
行うデジタルフィルタと、前記入力信号を信号処理する目標特性フィルタと、前記入力信号を信号処理する伝達関数補正器と、前記デジタルフィルタの出力を再生するヘッドホンと、前記ヘッドホンに取り付けられたマイクロホンと、前記マイクロホンの出力から前記目標特性フィルタの出
力を減算する減算器と、前記伝達関数補正器からの出力と前記減算器からの出力
により、前記減算器からの出力信号を最小とするように
前記デジタルフィルタの係数を更新する係数更新器から
構成され、前記目標特性フィルタは、音像定位目標である音源から
受聴者の耳元までの伝達関数を係数として近似してお
り、前記伝達関数補正器は、前記ヘッドホンと前記マイクロ
ホン間の伝達関数を係数として近似していることを特徴
とする音像定位制御ヘッドホン。
【請求項２】入力信号を信号処理して音像定位制御を
行うデジタルフィルタと、前記デジタルフィルタからの出力を信号処理する同定用
デジタルフィルタと、前記デジタルフィルタの出力を再生するヘッドホンと、前記ヘッドホンに取り付けられたマイクロホンと、前記マイクロホンの出力から前記同定用デジタルフィル
タの出力を減算する同定用減算器と、前記デジタルフィルタの出力と前記同定用減算器の出力
により前記同定用減算器からの出力信号を最小とするよ
うに前記同定用デジタルフィルタの係数を更新する同定
用係数更新器とから構成され、前記デジタルフィルタが音像定位制御を行いながら、前
記ヘッドホンと前記マイクロホン間の伝達関数を同定用
係数更新器が同定することを特徴とする音像定位制御ヘ
ッドホン。
【請求項３】デジタルフィルタは、予め初期設定され
た初期係数あるいは前記係数更新器により更新された更
新係数を記憶しているメモリからその係数が設定される
ことを特徴とする請求項１または２記載の音像定位制御
ヘッドホン。
【請求項４】デジタルフィルタは、前記係数更新器に
より更新された更新係数をメモリに記憶することを特徴
とする請求項１記載の音像定位制御ヘッドホン。
【請求項５】目標特性フィルタは、音像定位目標であ
る音源から受聴者の耳元までの伝達関数を近似した係数
を記憶しているメモリからその係数が設定されることを
特徴とする請求項１記載の音像定位制御ヘッドホン。
【請求項６】伝達関数補正器は、前記ヘッドホンと前
記マイクロホン間の伝達関数を近似した係数を記憶して
いるメモリからその係数が設定されることを特徴とする
請求項１記載の音像定位制御ヘッドホン。
【請求項７】前記同定用係数更新器が同定した係数を
メモリに記憶することを特徴とする請求項２記載の音像
定位制御ヘッドホン。
【請求項８】メモリは、前記デジタルフィルタの初期
係数あるいは更新係数を複数記憶していることを特徴と
する請求項３記載の音像定位制御ヘッドホン。
【請求項９】メモリは、前記目標特性フィルタの目標
特性係数を複数記憶していることを特徴とする請求項５
記載の音像定位制御ヘッドホン。
【請求項１０】メモリは、前記伝達関数補正器の係数
を複数記憶していることを特徴とする請求項６記載の音
像定位制御ヘッドホン。
【請求項１１】メモリは、記憶媒体やパソコンから、
前記デジタルフィルタの初期係数あるいは更新係数をダ
ウンロード可能であることを特徴とする請求項３記載の
音像定位制御ヘッドホン。
【請求項１２】メモリは、記憶媒体やパソコンから、
前記目標特性フィルタの目標特性係数をダウンロード可
能であることを特徴とする請求項５記載の音像定位制御
ヘッドホン。
【請求項１３】メモリは、記憶媒体やパソコンから、
前記伝達関数補正器の係数をダウンロード可能であるこ
とを特徴とする請求項６記載の音像定位制御ヘッドホ
ン。