JP2003199186A - リアサウンド効果の補償装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リアサウント゛効果の補償手段であって、イヤホーン
またはヘット゛ホーンに類似する装置により、後方にハ゛ーチャルスヒ゜ー
カーを発生させる手段を提供する。 【構成】 リアスヒ゜ーカーを具えるイヤホーンまたはヘット゛ホーンに
類似する装置を含み、該装置はフロントスヒ゜ーカーの信号を受け
る開口部(opening)を有し、また該イヤホーンまたはヘット゛ホーン
に類似する装置はリアスヒ゜ーカーを収容するハウシ゛ンク゛を含んで
なり、該ハウシ゛ンク゛は対向して設けられ、該二つのハウシ゛ンク゛
はヘット゛ハント゛によって連結されてヘット゛ホーンに類似した構造
を形成する。また該ハウシ゛ンク゛には銅線を有する入力フ゜ラク゛
を接続される。該ヘット゛ホーンまたはイヤホーンに類似する装置
は、フロントスヒ゜ーカーとサフ゛ウーハースヒ゜ーカーから伝送される音声を
受けるために耳全体を覆うことなく、開口部を形成して
該フロントスヒ゜ーカーから伝送される音声を受ける。リアスヒ゜ーカーは
ヘット゛ホーンまたはイヤホーンに類似する装置の両側面に設けられ
て、後方にリアサウント゛の低音を失うことなくハ゛ーチャルスヒ゜ーカー
形成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リアサウンド効果
を補償するための手段に関し、特にイヤホーンまたはヘ
ッドホーンに類似した手段によって後方にバーチャルス
ピーカーを形成させることが可能な手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子工業の急速な発展に伴ない、コンピ
ュータにおいて先進的な音響効果と視覚効果とを具える
音響効果を楽しむことは既に普遍的なことである。従っ
て、ビデオおよびオーディオの性能に対する要求がます
ます高くなっている。解像度および視覚的品質のより高
い要求以外に、可聴周波数と音響効果の分野において、
マルチチャンネル音響効果は徐々にステレオ音響効果と
モノラル音響効果とにとって代わるものとなってきた。
ホームシアターにおいて、より迫真の、またより臨場感
のある聴覚体験を提供する為に、多くの技術はマルチチ
ャンネルオーディオ効果の形式を発展させている。マル
チチャンネル信号の個々のオーディオチャンネルは、ホ
ームシアター全体に配置された複数のスピーカーに送信
されて、感動させるような音響効果を提供する。家庭用
娯楽機器システム市場が拡大すれば、その他マルチチャ
ンネル音響システムも、一般消費者が利用できるシステ
ムとなるであろう。人間が音声を左側または右側に局部
的に集中して聞き取ることができるのは、両方の耳がそ
れぞれ認識した音声の到達時間と音声のレベルの差によ
るためである。

【０００３】脳部の頭部伝達関数(HRTFs) は、固定され
たスピーカーの位置によってバーチャルな三次元（３
Ｄ）サウンドとその位置をシミュレートするために用い
られる。人間の頭部の形状、身体および聴覚のシステム
は、脳部に影響を与え、サウンド・ソースの位置を感知
させる。HRTFは、人の頭部、身体および聴覚のシステム
の特性を描くものであり、従って、HRTFは、頭のサイズ
および形状、耳の細管(canal) の特徴、すなわち耳翼の
サイズおよび形状によって影響を受ける。HRTFは、頭と
サウンド・ソースとの間の周波数と相対的な方向に関す
る典型的な機能を有するものであり、HRTFは、周波数レ
スポンスおよび周波数フィルタと、人間の頭部における
固有の遅延とを明らかにする。三次元の音は、HRTFに従
いオーディオシグナルの周波数と遅延を調整することに
よって、固定されているスピーカーの位置から模擬的な
位置をシミュレートすることができる。アメリカ合衆国
特許第5729612 号「頭部伝達関数を測定するための方法
と装置」には、脳の頭部伝達関数による音響の正確な伝
達機能を達成し、かつ低コストの方法が明らかに開示さ
れている。該技術は1998年5月17日に特許付与された。
唯一のHRTFは、頭部、耳および身体の特徴を個人別に測
定して得られる。該個人別の測定値は、適宜な処理装置
によって利用可能な伝達機能に変換され個々のイヤホー
ンの可聴周波の信号出力の特性を調整して、三次元サウ
ンドをシミュレートする。

【０００４】即ち、HRTFは、人間の耳で聞き取られる音
声によって三次元音響効果をシミュレートし、空間にお
けるそれぞれの個所に感じる三次元音響効果のパラメー
タは、その一致する距離、方位および上下の高さなどで
決定される。このため、聴取者は臨場感を感じる。HRTF
は人工の頭部を使用するか、またはマイクロフォンを人
の耳に設置し、個々のサウンド・ソースの周波数範囲を
20Hｚ〜20KHzとして測定する必要があり、その結果は予
備的なHRTFライブラリとなる。該予備的なHRTFライブラ
リは、数学的なプロセスを経て DSPデジタルフィルタに
必要なパラメータを生成する。モノラルな音波が左およ
び右デジタルフィルタによって処理される限り、イヤホ
ーンによって３Ｄポジション・オーディオをエミュレー
トできる。

【０００５】パーソナルコンピュータに応用されるHRTF
の３Ｄ立体オーディオ装置は、２つの実質的なスピーカ
ーによる模擬的なマルチサラウンドスピーカー（Surrou
nd）を具え、５つのバーチャルスピーカーが聴取者周囲
の空間を取り囲むようにシミュレートして、ホームシア
ターの音響効果を得る。しかしながら、５．１ＣＨＤＶ
Ｄまたは４ＣＨ ３Ｄゲームは、HRFTを利用してリアサ
イドにバーチャルスピーカーを形成させ、ＤＶＤの提供
する実質的なスピーカーと、若干の問題を有する３Ｄゲ
ームに取って代わるために利用される。イヤホーンはよ
い低音を提供する能力を具えていなければならない。一
般には、低音の波長は人体の頭部のサイズより長いの
で、イヤホーンの構造については、低音に関する直接的
な情報が全然ない。サブウーハースピーカーと呼ばれる
低音用のスピーカーは、すべてのチャンネルにとって優
れている。しかしリア信号側の低音は、濾過してリアシ
グナルから取り除かれてしまうという問題がある。従っ
て、音声制御装置は、上述の問題を克服するための大き
なニーズを有する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、リアサウン
ド効果を補償する装置を開示することを目的とする。ま
た、本発明の課題は、後方にバーチャルスピーカーを形
成させる装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の状況に鑑み、本発
明者は、鋭意検討を加え、以下に説明するリアサウンド
効果の補償手段を開発した。リアサウンド効果の補償装
置は以下を含む。

【０００８】すなわち、リアスピーカーを具えるヘッド
ホーンまたはイヤホーンに類似する装置であって、該ヘ
ッドホーンまたはイヤホーンに類似する装置がフロント
スピーカーの信号を受け取るための開口部を有するもの
であり、該ヘッドホーンまたはイヤホーンに類似する装
置は、リアスピーカーの音を受けるためのハウジングを
含み、対向する２つのハウジングヘッドバンドで連結し
てヘッドホーンに類似した構造にし、導線を具える入力
用プラグをハウジングに接続してなり、該イヤホーンま
たはヘッドホーンに類似する装置は、フロントスピーカ
ーとサブウーハースピーカーから音を受け取るために耳
全体を覆うことはできず、開口部を設けて耳でフロント
スピーカーからの音が聞けるようにしたものであり、前
記リアスピーカーは後部のバーチャルスピーカーのリア
・チャンネル音響効果を生成するために、それぞれイヤ
ホーンまたはヘッドホーンに類似する装置の両側面に設
けられてなるリアサウンド効果の補償装置が提供され
る。

【０００９】また、リアサウンド効果の補償装置は、以
下を含む。前記手段を耳にかけるためのメインフレーム
と；該メインフレームに設けられたリアスピーカーとか
らなり、該メインフレームは、耳の構造におおよそ合う
ように形成され、対向する２つのメインフレームが導線
によって連結され；さらに導線を有する入力用プラグを
具え；前記リアサウンド効果の補償装置が耳でフロント
スピーカーとサブウーハースピーカーからの音声を聞き
取る場合にリアサウンド効果を与え、リアスピーカーは
前記リアサウンド効果の補償装置の両側面にそれぞれ設
けられ、リア・チャンネルに低音を有する後方のバーチ
ャルスピーカーを形成させることからなるリアサウンド
効果の補償装置が提供される。

【００１０】

【発明の実施の形態】前述の特色および本発明に伴なう
利点の多くは、添付の図面に関連して理解されると同時
に、以下の詳細な記述を参照にすることによって、より
理解されて、その真価が容易に認められる。

【００１１】図１は、本発明に係る ５．１Ｄホームシ
アターのサウンドシステムの説明 図である。図２およ
び３は、本発明に係るヘッドホーンに類似した構造を有
する装置の説明図である。図４および５は、本発明に係
る他の実施形態の説明図である。図６および７は、本発
明に係るさらに他の実施形態の説明図である。

【００１２】図１に、ホームシアター ５．１Ｄサウン
ド効果システム（１０）を開示する。該システム（１
０）は右フロントスピーカー（１２）と、左フロントス
ピーカー（１４）と、サブウーハースピーカー（１６）
と、右リアスピーカー（１８）と、左リアスピーカー
（２０）とを具える。本発明の特徴の一つは、さらに右
リアスピーカーと左リアスピーカーが、イヤホーンまた
はヘッドホーンに類似した装置または構造によって構成
されることにある。また、本発明の特徴は、リアスピー
カーと制御システムに集中している。イヤホーンに類似
したスピーカーは、一定の位置に設置するのではなく、
使用者が頭部に付けてバーチャルなリアスピーカーを構
成する。該ヘッドホーンまたはイヤホーンに類似した装
置は、フロントスピーカーおよびサブウーハースピーカ
ーから伝送される音声が聞き取れなくなることを避ける
ために耳全体を覆ってはいけない。よって、フロントス
ピーカーからの音声を耳で聞き取るために、開口部(ope
ning) 構造を設ける。該右後方および左後方スピーカー
は、ヘッドホーンまたはイヤホーンに類似する装置の両
側面に設けられてリアサウンド効果を具えるバーチャル
スピーカーを形成させる。

【００１３】頭部伝達関数（HRTF）を形成させる手段
は、右後方、左後方の信号にカップリングする。その目
的は、該ヘッドホーンまたはイヤホーンに類似した装置
に支持されたリアスピーカーに送信する信号を処理する
ためである。これは、左右のリアスピーカーは、他のス
ピーカーよりも、さらに耳に接近しているからである。
よって、後方にバーチャルスピーカーを形成させるため
の手段は、頭部伝達関数を形成させる手段に接続する。
一般的な遅延時間は、おおよそＤ／空気中における音声
の速度（ＳＶ）で得られる。処理を行った信号は音量制
御装置に提供されて出力する音量が調整される。HRTF
は、三次元の空間において人間が耳で聞き取れる音響効
果のモデルをシミュレートし、かつ該空間のそれぞれの
位置において三次元音響効果と一致するパラメータは、
その距離、方位および高度によって決定される。

【００１４】次いで、該信号は、イヤホーンまたはヘッ
ドホーンに類似した構造物によって支持されたリアスピ
ーカーによって増幅されて出力する。リアスピーカーに
よって出力される信号は遅延する。よって、耳はリアス
ピーカーおよびフロントスピーカーから伝送される音声
信号を同時に受け取ることができる。リアスピーカーに
送信される信号はIR（infrared）または RF(radio freq
uency)によって発射する方法に変えてもよい。よって、
イヤホーンまたはヘッドホーンに類似した構造物は、受
信手段によって伝送される無線信号を受信する必要があ
る。

【００１５】図２、３に、本発明によるヘッドホーンに
類似した装置の構造を開示する。本発明において提供さ
れるヘッドホーンまたはイヤホーンに類似した装置（１
００）には、前記のリアスピーカー（１１０）を設けて
なり、該ヘッドホーンまたはイヤホーンに類似した装置
（１００）は、フロントスピーカーの信号を受け取るた
めの開口部 (opening)（１２０）を設けてなる。サウン
ド効果システムは、フロント、リアおよびサブウーハー
信号をそれぞれの関連するスピーカーに伝送する。リア
スピーカーに伝送される信号は、ユーザーとフロントス
ピーカーの間の距離により遅延する。

【００１６】本発明の提供するヘッドホーンまたはイヤ
ホーンに類似する装置はユーザーが頭部につけて用いら
れる。該ヘッドホーンに類似する装置は、リアスピーカ
ー（１１０）を収納するためのハウジング（１３０）を
含み、該ハウジング（１３０）は対向して設けられる、
２つのハウジング（１３０）ヘッドバンド（１４０）で
連結してヘッドホーンに類似した装置（１００）を形成
する。導線（１６０）を有する差し込みプラグ（１５
０）は、該ハウジング（１３０）に接続する。仮に伝送
線を用いない構造であれば、ハウジング（１３０）に無
線信号受信装置を設ける。

【００１７】図４、５に、本発明の他の実施形態を開示
する。該装置は、装置を耳に掛けるためのメインフレー
ム（３１０）を含んでなり、リアスピーカー（３２０）
は該メインフレーム（３１０）の適宜な位置に付属す
る。メインフレーム（３１０）の形状は、ほぼ耳の構造
に合うように形成される。また、メインフレーム（３１
０）は、対向して設けられ、２つのメインフレーム（３
１０）を導線で連結する。また、導線（３４０）を具え
る入力プラグ（３３０）は、メインフレーム（３１０）
に接続する。図６は、この発明の他の実施形態であっ
て、めがね（４００）をかけている人にとって便利であ
る。リアスピーカー（４２０）はめがねのつる（４３
０）に設けられる。本発明においては、リアスピーカー
（４２０）を支持する支持フレーム（４１０）にループ
状の位置調整部材（４１２）を設け、該位置調整部材
（１２）がつる（４３０）上を矢印（１５）の方向に沿
って摺動して、該支持フレーム（４１０）を適宜な位置
に調整される。通常使用者が耳（４１６）にめがね（４
００）を掛けた場合、リアスピーカー（４２０）は図７
に開示するように、耳朶の上端部に至り、好ましい音響
効果を提供する。導線（５００）を有する入力用プラグ
は、支持フレーム（４１０）に接続する。

【００１８】当業者が理解できるように前述の通り好ま
しい実施例を挙げたが、これは本発明の精神を限定する
ものではない。本発明の精神と範囲内に含まれる修正ま
たは類似する訂正は、いずれも本発明の範囲に含まれる
ものであって、かかる範囲は、該範囲に含まれるすべて
の修正と、類似する構造の最も広範囲な解釈に一致す
る。よって、上述の好ましい実施例は本発明の精神と範
囲内においてなされる様々な変更を識別することができ
る。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、リアサウンドの低音を
失わずに後方に発生するバーチャルスピーカーを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る５．１Ｄホームシアターのサウ
ンドシステムの説明図である。

【図２】 本発明により提供されるヘッドホーンに類似
した構造を有する装置の説明図である。

【図３】 本発明により提供されるヘッドホーンに類似
した構造を有する装置の説明図である。

【図４】 本発明に係る他の形態の説明図である。

【図５】 本発明に係る他の形態の説明図である。

【図６】 本発明に係るさらに他の形態の説明図であ
る。

【図７】 本発明に係るさらに他の形態の説明図であ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リアスピーカーを具えるヘッドホーン
   またはイヤホーンに類似した装置であって、該ヘッドホ
   ーンまたはイヤホーンに類似した装置は、フロントスピ
   ーカーからの信号を受け取るための開口部(opening) を
   含んでなり、また該ヘッドホーンまたはイヤホーンに類
   似した装置は、該リアスピーカーを収納するハウジング
   を具え、該ハウジングは対向して設けられ、かつ二つの
   ハウジングをヘッドバンドで連結して形成したヘッドホ
   ーンに類似した構造と前記ハウジングに連結した導電性
   ワイヤを有する入力プラグとからなり、 該イヤホーンまたはヘッドホーンに類似した装置は、フ
   ロントスピーカーとサブウーハースピーカーから伝送さ
   れる音声を受け取るために耳全体を覆うことなく、開口
   部(opening) を設けてフロントスピーカーの音声を受け
   取り、リアスピーカーは、該ヘッドホーンまたはイヤホ
   ーンに類似する装置の両側面に設置され、リアサウンド
   の低音を失わずに後方にバーチャルスピーカーを提供す
   ることからなるリアサウンド効果の補償装置。
2. 【請求項２】 リアサウンド効果の補償手段を耳にか
   けるための二つのメインフレームと；該メインフレーム
   に取り付けられたリアスピーカーとからなり；該メイン
   フレームの形状は、前記耳朶の外形におおよそ合うよう
   に形成され、該メインフレームは互いに対向して設けら
   れ、二つのメインフレームは導線で接続してなり；前記
   メインフレームに連結した導線を有する入力プラグとか
   らなり；前記リアサウンド効果の補償装置は、フロント
   スピーカーとサブウーハースピーカーから伝送される音
   声が聞き取れるように、リアスピーカーを該リアサウン
   ド効果の補償装置の両側面に設けてリアサウンドの低音
   を失うことなく後方にバーチャルスピーカーを提供する
   ことからなるリアサウンド効果の補償装置。
3. 【請求項３】 リアサウンド効果の補償装置に接続し
   て支持する支持フレームと；該支持フレームに設けられ
   る位置調整手段とを含み、該位置調整手段はめがねのつ
   るに沿って摺動して適宜な位置に調整し、リアスピーカ
   ーは該支持フレームから延伸して耳朶の上端部に至り好
   ましい効果を提供し；該リアサウンド効果の補償手段
   は、フロントスピーカーとサブウーハースピーカーから
   伝送される音声を耳で聞き取れるようにするとともに、
   該リアスピーカーはそれぞれ該リアサウンド効果の補償
   手段の両側面に設けられて、リアサウンドに低音を有す
   る後方のバーチャルスピーカーを提供することからなる
   リアサウンド効果の補償装置。