JP2007028134A - 携帯電話機 - Google Patents

Abstract

【課題】多くの携帯電話機に搭載されている機能を用いて、よりステレオ音響効果や立体音響効果の高い音を聴取できる携帯電話機を得る。
【解決手段】携帯電話機に備わったオートフォーカス機能を有するカメラの合焦情報を用いるなどの方法により、携帯電話機に搭載された２つのスピーカと聴取者の頭部（耳）との距離を測定して頭部伝達関数及びそれを実現するフィルタ特性に反映することで、小型で携帯性のある電話機における非常に近接したスピーカにおいても、よりステレオ音響効果や立体音響効果の高い音の聴取を可能とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、より良好なステレオ音響や立体音響再生が容易に実現可能な、携帯電話機に関するものである。

近年、携帯電話機の機能拡充は著しく、単なる通話機能に加えハンズフリー通話機能、撮影（カメラ）機能、音楽再生機能など多くの機能が付加されるようになっている。

音楽音源などのステレオ再生では、図１に示すように、聴取者Mおいてステレオ再生音源のRチャンネル側を出力する右側スピーカS-RとLチャンネル側を出力する左側スピーカS-Lの見開き度θが、理想的には、通常、６０度に配置されることによって、両スピーカの間に音像が定位される。逆に言えば、右側スピーカS-Rと左側スピーカS-Lの範囲内にしか音像を定位させることができない。ホームシアタなどでは、立体的な音響効果を得るために、左右スピーカ以外にさらに幾つかのスピーカを付加して、いわゆるサラウンド音響の実現が図られており、そのために、デジタル放送などにおいては、５．１チャネルの放送も行われている。

一方、現在一般的に用いられている携帯電話機は、携帯性を確保するために小型化されており、これに、ステレオ再生において必要な左右用の２つのスピーカを設置する場合、２つのスピーカの間隔距離を十分確保して見開き角θを例えば６０度にすることは、事実上不可能であり、十分なステレオ効果や立体音響効果を得ることはできない。

上記のような、スピーカの間隔に関し、聴取者の見開きθを十分に確保できない場合の対処法として、頭部伝達関数（ＨＲＴＦ、Head-Reflected Transfer Function）を用いて、このスピーカ配置による音場空間と異なる音場空間に音像定位を行って、狭い見開き角度θでも十分なステレオ効果を得る方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この方法においては、先ず、図２に示すように、単一音源I01から単一のスピーカS01から発せられた音が、聴取者M01の右耳L01-Rと左耳L01-Lに、スピーカとの位置に依存して、夫々の頭部伝達関数Ar(z)とAl(z)を介して伝達されるとする。次に、図３に示すように、単一音源I02を、二つの近接したスピーカ、即ち右側スピーカS02-Rと左側スピーカS02-Lから各フィルタ特性H2r(z)とH2l(z)を有する各フィルタを介して音が発せられるとき、聴取者M02の右耳L02-Rにおいて、右側スピーカS02-Rからの音が頭部伝達関数Crr(z)および左側スピーカS02-Lからの音が頭部伝達関数Clr(z)を介して音が合成聴取され、また聴取者M02の左耳L02-Lにおいて、右側スピーカS02-Rからの音が頭部伝達関数Crl(z)および左側スピーカS02-Lからの音が頭部伝達関数Cll(z)を介して音が合成聴取されるとする。このとき、図３の二つの近接スピーカからの音の聴取者M02において、図２の単一スピーカからの音の聴取者M01と同一の音像定位がなされたとすると、それぞれの両耳に達した音は同一となっている。

従って、図２及び図３の頭部伝達関数Ar(z)、Al(z)、Crr(z)、Clr(z)、Crl(z)、 Cll(z)が判れば、図３のフィルタ特性H2r(z)とH2l(z)は、下記のように求めることができる。すなわち、
図２における、L01-RとL01-Lは、
L01-R = I01×Ar(z)
L01-L = I01×Al(z)
図３におけるL02-RとL02-Lは
L02-R = I02×H2r(z)×Crr(z) + I02×H2l(z)×Clr(z)
= I02×{H2r(z)×Crr(z) + H2l(z)×Clr(z)}
L02-L = I02×H2r(z)×Crl(z) + I02×H2l(z)×Cll(z)
= I02×{H2r(z)×Crl(z) + H2l(z)×Cll(z)}
ここでI01 = I02、L01-R = L02-R、L01-L = L02-Lであるから
Ar(z) = H2r(z)×Crr(z) + H2l(z)×Clr(z)
Al(z) = H2r(z)×Crl(z) + H2l(z)×Cll(z)
上記の連立方程式を解くことによりH2r(z)とH2l(z)が求まる
同様に、ステレオ音源の場合は、単一音源が２個あると考えればよい。即ち、図４において、２つのスピーカが理想的な間隔を有して配置され、聴取者M03からみて右側スピーカS03-Rに右側音源I03-Rから音源が入力され、左側スピーカS03-Lに左側音源I03-Lから音源が入力される。各スピーカと各耳との位置に依存する聴取者M03の右耳L03-Rには、右側スピーカS03-Rから頭部伝達関数Brr(z)を介した音と左側スピーカS03-Lから頭部伝達関数Blr(z)を介した音との合成された音が到達し、左耳L03-Lには、右側スピーカS03-Rから頭部伝達関数Brl(z)を介した音と左側スピーカS03-Lから頭部伝達関数Bll(z)を介した音との合成された音が到達することで、ステレオ音が定位される。

次に、図５に示すように、近接した２個のスピーカ（右側S04-R、左側S04-L）からステレオ音源（右側音源I04-R、左側音源I04-L）からの音が出力され、聴取者M04の右耳L04-R及び左耳L04-Lによってステレオ音像が、図４の理想的なスピーカ配置と同様に定位されたとする。聴取者M04の右耳L04-Rに達する音は、２つの音源（右側音源I04-R、左側音源I04-L）から出力された音は、個々のフィルタ特性を有する右側音源I04-R用の２つのフィルタH4rr(z)とH4rl(z)、左側音源I04-L用の２つのフィルタH4lr(z)とH4rl(z)とを通った音源が合成されて２個のスピーカ（右側S04-R、左側S04-L）に入力され、右側スピーカS04-Rからの頭部伝達関数Crr(z)と左側スピーカS04-Lからの頭部伝達関数Clr(z)を介して到達した音となる。また聴取者M04の左耳L04-Lに達する音は、右側スピーカS04-Rからの頭部伝達関数Crl(z)と左側スピーカS04-Lからの頭部伝達関数Cll(z)を介して到達した音となる。従って、図４のM03と図５のM04で同一の音像定位がなされるということは、図４及び図５における左右各耳に達する音が、図５の各フィルタ及びそれぞれの頭部伝達関数を介して一致することになり、先に示したのと同様に、図５の各フィルタ特性を求めることが可能となる。

聴取者がステレオヘッドフォンあるいはイヤフォンを使用してステレオ音源を聴取する場合は、音像は頭内に位置する。この場合は、図５において、頭部伝達関数である、Crr=Cll=1、Crl=Clr=0とすることで、図４と同様のステレオ音響として聴取可能となることを意味する。このとき、聴取者が音源から移動しても、スピーカと耳との間隔は変化せず、音源は聴取者との相対的な位置関係を保ったまま移動することになる。ステレオヘッドフォンを装着した聴取者が、映像などの音源からの位置に依存した音像定位を実現する方法として、例えばヘッドフォンに位置検出用センサなどを設けて聴取者の位置を検出し、前記の頭部伝達関数の値をその位置に応じたものにする方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特表２０００−５０６６９１号公報 特開平８−９４９８号公報

小型で可搬性に優れている携帯電話機において、ステレオ音響を得るために、これと一体搭載可能なステレオ用の２個のスピーカを配置しようとすると、スピーカの間隔には制限があり、聴取者からの見開き角度を理想的な６０度とすることは一般的に困難である。通常、２つのスピーカの間隔は数ｃｍと狭く、よって見開き角度もかなり狭くなる。また、通常のステレオ音などの聴取利用状況においては、利用聴取者（の両耳）と携帯電話機（即ち、それに搭載されているスピーカ）との位置関係は一定ではなく、よって見開き角度も変化する。それは、例えば、ダウンロードなどによって得られたゲームソフトなどを携帯電話機の表示部を見ながらキーパッドなどで操作しつつ、同時に効果音や音楽を立体音響で聴取するなどの場合、利用聴取者は、通常の単にステレオ音楽を聴取する時よりも目を表示部に近づけて操作するケースなどがあり、前述の位置関係は一定では無い。勿論、表示部を見ずに、単にステレオ音楽などを聴く場合にも、聴くときの状態は一定ではなく、スピーカと耳の距離関係が異なる場合が多い。このため、図３及び図５における、夫々の頭部伝達関数Cxy(z)は、位置関係により変化する。

これに対処するには、聴取者とスピーカの位置関係を標準的な位置関係として固定することで頭部伝達関数を標準規定値と簡略化することも考えられるが、この場合は、固定位置以外の位置関係に両者があるときは、当然ながら立体音響の効果は低下する。一方、前述の提案例のように、位置関係を特定するために、例えば、聴取者の頭部などにセンサを、また携帯電話機に内蔵されたセンサ感知手段を設けて行う方法が考えられる。しかし、この方法は、現状の携帯電話機にそれらの機能を付加し、またセンサを聴取者が装着する必要があり、携帯電話機の利便性を損なう上に、コストアップは避けられないという問題がある。

一般に、頭部伝達関数（ＨＲＴＦ）は、音源と聴取点（頭部中心）との、水平角度、仰角度および距離に依存する。この頭部中心を基準とした頭部伝達関数（頭部中心基準頭部伝達関数）については、その値がデータベースとして公開されている（例えば、MIT Media Lab.のWWW内にある "HRTF Measurements of a KEMAR Dummy-Head Microphone"）。公開されているデータは、通常、距離が、例えば、１．４ｍと固定し、その場合の水平角度、仰角度依存データが示される。単純に、このデータベースにより、頭部中心基準の頭部伝達関数を引き写して利用すると、水平角度、仰角度が同一であると距離に依存しないことになるので、頭部伝達関数の適用面からも距離依存を考慮する必要がある。

上記課題は、音源と、並列した複数のスピーカと、頭部伝達関数を用いて前記スピーカによる音場空間と異なる音場空間に音像定位を行うフィルタと、聴取者の頭部と前記スピーカ間の距離を検出する距離検出手段と、前記距離を前記フィルタにフィードバックする距離フィードバック手段と、を有することを特徴とする携帯電話機、によって解決できる。

また、この携帯電話機は、前記頭部伝達関数は、頭部中心を基準としての水平角度を変数とした頭部中心基準頭部伝達関数を適用するかわりに、前記聴取者の耳を基準としての水平角度を変数として前記頭部中心基準頭部伝達関数を適用することを特徴とする。

また、この携帯電話機は、オートフォーカス機能を有するオートフォーカスカメラを有し、前記距離検出手段は、前記オートフォーカス機能による前記頭部の合焦情報から前記距離を導出することを用いた手段であることを特徴とする。

また、この携帯電話機は、音波を前記スピーカから送出する手段と、前記音波の前記頭部での反射音波を検出するマイクロフォンとを有し、前記距離検出手段は、前記音波送出時と前記反射音波の検出時との時間差から前記距離を導出することを用いた手段であること特徴とする。

更に、この携帯電話機は、前記距離検出手段は、所定の時間間隔を置いて実施されることを特徴とする。

本発明の携帯電話機は、携帯用に小型化された携帯電話機に搭載可能な近接した２つのスピーカによって、搭載されたカメラのオートフォーカス機能や、スピーカからの送出インパルス音波による聴取者頭部からの反射音波をマイクで検出することなどの手段で、聴取者とスピーカとの距離を容易に測定でき、その結果を、例えば、データベース化されている頭部伝達関数を用いてフィルタの係数に反映させることで、良好なステレオ音響や立体音響を聴取ことができるといった、効果を得ることができる。

例えば、利用者の顔面が携帯電話機の表示部に略正対し、携帯電話機に搭載されたステレオ音響効果を可能とする左右２つのスピーカはその表示部の周辺などに、比較的近い一定間隔をおいて配置されて、それらスピーカに対しても利用者（聴取者）の顔面が略正対しているとする。従って、スピーカと聴取者の位置関係は、殆どの場合、聴取者の頭部の中心点と両耳の聴取点とがなす平面上で、かつ聴取者の頭部の中心点と両耳の聴取点の中間点を通過する線上にあると看做される。

前述のように、頭部伝達関数（ＨＲＴＦ）のデータベースは、距離が一定で角度をパラメータとして測定データが示されているため、距離が違っても角度が同じならば頭部伝達関数は同じ値となる。従って、この場合では距離を頭部伝達関数に反映できないことになる。データベースで扱うような、頭部（頭部中心）から音源までの距離が長い場合には、頭部（頭部中心）から音源への角度は両耳からの角度と近似することは可能であるが、本発明が扱っている携帯電話機に搭載されたスピーカから音を聴取するといったケースのように、その距離が短い場合は、左右の各耳からの角度に大きな角度の違いがあるため、それぞれの角度を反映するようにする必要がある。

この角度の導出に関しては、以下の方法を用いて求めることができる。即ち、図６に、聴取者M05の頭部中心と正対する左右のスピーカ（左側スピーカSl、右側スピーカSr）とでなす平面において、頭部中心座標を原点(0,0)とし、左右の耳を通る直線を±X軸、頭部中心と左右スピーカの中心を通る直線を+Y軸とするX-Y座標を想定する。左耳Elの座標を(-De,0)、右耳Erの座標を(De,0)、左側スピーカSlの座標を(-Ds,Dy)、右側スピーカSrの座標を(Ds,Dy)、とする。但し、Dyは左側スピーカSl及び右側スピーカSrは、X軸と平行に配置され、スピーカと頭部中心（X軸）との距離とする。図中のRll及びRrlは、頭部伝達関数データベースにおいて頭部の中心から音源（音像の位置）までの距離をDrとしたとき、このDrを半径とした円と、左耳から左右のスピーカを結んだ直線の延長線との交点を示す。

このとき、例えば左耳において、頭部中心とスピーカとの距離Dyが（測定などによって）既知となると、左耳から左右のスピーカを通過した延長線と頭部伝達関数の測定円（測定時における音源の移動軌跡）との交わる交点Rll及びRrlが求められる。

ここにおいて、左耳Elから実音源Sl及びSrへの角度(仮想音源Rll及びRrlに対しても同じ)は、
ElからSl及びRllへの角度 ：θ1L
ElからSr及びRrlへの角度 ：θ1R
であり、一方、音源が頭部伝達関数測定時の距離にあるとした時の仮想音源Rll及びRrlの角度は、
頭部中心からRllへの角度 ：θ2L
頭部中心からRrlへの角度 ：θ2R
となる。したがって距離が一定の頭部伝達関数（頭部中心基準の頭部伝達関数）に対して、θ2L及びθ2Rを適用することができる。つまり、音源と頭部との距離が解る（測定する）ことで、θ2L及びθ2Rを得ることが可能となり、この角度を頭部中心基準の頭部伝達関数における角度と看做して、必要とする頭部伝達関数の値を求める（データベースにおいて測定データを参照する）ことができる。勿論、右耳についても同様に求めることが可能である。

また、左耳Elと左側スピーカSlの距離をDsl、左耳Elと右側スピーカSrの距離をDsr、左耳Elと左側スピーカSlを通過した延長線の交点Rllとの距離をDrll、左耳Elと右側スピーカSrを通過した延長線の交点Rrlとの距離をDrrlとしたとき、音源の位置をSl及びSr（スピーカ）からRll及びRrl（ステレオ音の音像位置）に移動したことによってDslとDsrの距離差と、DrllとDrrlの距離差が同じではなく、すなわち位相差が生じることとなる。この遅延時間差を補正するため、フィルタ係数を導入することで、更に良好なステレオ（立体）音響効果を得ることができる。

（装置構成における実施の形態）
上記のように、頭部（耳）とスピーカとの距離を求めることを可能としたとき、それを基に既知の頭部伝達関数を用いて効果的なステレオ（立体）音響を、携帯電話機において実現するための具体的な実施の形態を、以下に図を参照しつつ説明する。

図７に本発明の携帯電話機を説明する機能ブロック図を、また図８に本発明の携帯電話機の外観例を示す。

図７には本発明に関連する機能を中心にブロック図を示しており、制御部１０１は、CPUとその周辺回路、（メモリ、DMAC，マルチメディアコントローラなど）を中心として構成され、携帯電話機の各種動作制御・データ処理・ヒューマンインターフェース処理などを行う。また、制御部１０１には、所要の頭部伝達関数により算出されたフィルタ係数を格納するメモリを有し、必要に応じてフィルタ１１４に転送する。アンテナ１０２と結ばれた無線部１０３は、送受信部・周波数シンセサイザ部・変復調部などから構成され、無線信号の送受を行うための機能ブロックである。ベースバンド部１０４ではベースバンドで各種信号処理を行う。

マイク１０５は通話時における音声送信用であり、耳に密着して使用する場合（以下、ハンドセット通話）と、テレビ電話時を含む耳から話して使用する場合（以下、ハンズフリー通話）の両方に対応する。アンプＭ１０６はマイク１０５用の増幅器であり、ハンドセット通話とハンズフリー通話では、それぞれ利得を変えて増幅する。レシーバ１０７はハンドセット通話のための受話用スピーカであり、耳に密着して使用するため出力は小さい（例えば、１mW程度)。アンプＲＶ１０８はレシーバ１０７用の増幅器である。

左側用のスピーカＬ１０９および右側用のスピーカＲ１１１は、ハンズフリー通話時の音声出力、着信音・着信メロディなどの出力、また各種音源のステレオ再生・立体音響再生などを行う。アンプＬ１１０およびアンプＲ１１２はそれぞれ左側用のスピーカＬ１０９および右側用のスピーカＲ１１１の増幅器であり、受信音声の増幅とともに音源１１３からの出力を複数のフィルタＦＩＬ１〜ＦＩＬｎ（この集合全体をＦＩＬ１１４とする）によってフィルタリングされた出力を加算し増幅する。

複数のフィルタＦＩＬ１〜ＦＩＬｎ（ＦＩＬ１１４）は、各々１信号の入力に対して、スピーカＬおよびスピーカＲ用の２出力を有するフィルタ群であり、制御部１０１からそれらの特性を実現するためのフィルタ係数データを各フィルタに受信して動作する。

これにより、立体音響を実現するには、音源毎に仮想音源位置に対応する、図３におけるH2r(z)、H2l(z)の伝達特性を実現する。ステレオ信号を再生するには、音源１１３またはベースバンド部１０４からのステレオ信号を２個のフィルタを使用して、図５におけるH4rr(z)、H4rl(z)、H4lr(z)、H4ll(z)の伝達関数を実現する。更に、ステレオ信号に対してサラウンド効果を得るためには、図１のような通常のステレオ再生におけるサラウンド効果と同様の、ＬチャネルおよびＲチャネルに対する信号処理を行った後にフィルタに入力すればよいが、H4rr(z)、H4rl(z)、H4lr(z)、H4ll(z)の伝達関数にサラウンド処理の特性を含ませることも可能である。

また、本実施例では、フィルタ群を個別の複数のフィルタＦＩＬ１〜ＦＩＬｎ（ＦＩＬ１１４）で構成しているが、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などにより同等のフィルタ効果を有する処理部を構成することも可能である。

カメラ１１５はテレビ電話通話時や聴取者自身を含めた各種対象の撮影のためのものであり、オートフォーカス機能を有するときは、ＡＦ制御回路１１６が実装される。キーパッド１１７は聴取者が各種操作を行うための押しボタンであり、押下情報入力回路を有する。そして表示部１１８は、通話操作やカメラ操作などに伴う各種情報やその結果などを表示するためのものであり、カメラ操作ではファインダ機能を有する。

図８は本発明の携帯電話機の外観例であり、折り畳み式の例を示すが、この方式に限定されるものではない。本発明の携帯電話機２０１は２つのスピーカを有し、左側スピーカ２０２および右側スピーカ２０３は、例えば数ｃｍの間隔で、例えば表示部２０４の下部あるいは周辺に並列して配置される。またカメラ２０５は、例えば表示部２０４の上方あるいは周辺に配置され、ハンドセット通話に適した位置である、例えば、携帯電話機の上部にレシーバ２０６が配置される。またこの基本的な配置関係により、例えば、聴取者は、図８の押しボタンなどがあるキーパッド２０７やマイク２０８がある筐体側を保持した状態で、表示部２０４に正対して表示される情報を視認し、同時に２つのスピーカに正対し、かつカメラ２０５にも正対すること、つまり聴取者の頭部はカメラ２０５に向き、従って両耳も２つのスピーカ（２０２及び２０３）向いている状況となる。マイク２０８はハンドセット通話時に適すように、例えば、レシーバ２０６とは反対側である携帯電話機の下部に配置される。

以上の携帯電話機の外観説明から明らかなように、現在、通常に用いられている折り畳み式の携帯電話機と基本的な外観構成は同じであり、例えば聴取者が表示部２０４を目視しつつ、カメラに対して正対するようにしたとき、ステレオ音の聴取対応のために２つのスピーカが、同じく携帯電話機内の聴取者と正対する位置に、並列離間し、配置されるようになっている。

この携帯電話機２０１により、ステレオ音響や立体音響を聴取する指示操作を、（キーパッド操作などを通して）行うと、後述する距離測定方法などにより、聴取者とスピーカとの距離がこの携帯電話機の機能を通して測定され、この距離と仮想音源位置に応じた係数データをフィルタ（図７のＦＩＬ１１４）に送信するようにすることで、良好なステレオ音響や立体音響を再生することができる。先に述べたように、フィルタの係数を決めるために必要となるスピーカからの距離に応じた頭部伝達関数は、耳の位置とスピーカ位置の関係から音像定位水平角度を考慮して既知のデータベースを用い算出することができる。

また、その距離測定を、一定時間毎に、自動的あるはマニュアルで行って、その結果をフィルタ係数も値にフィードバックすることで、仮に距離が変わったとしても、聴取者は、継続的に良好なステレオ音響や立体音響を聴取することも可能となる。

（距離測定に関する第１の実施の形態）
聴取者の位置（耳ないし頭部位置）と携帯電話機のスピーカの位置との距離を測定する方法として、図８の携帯電話機２０１に搭載している、カメラ２０５のオートフォーカス機能（図７のＡＦ制御１１６）を用いて行うことができる。聴取者の顔が、スピーカＬ２０２及びスピーカＲ２０３は同一面にあり、これに正対したとき、スピーカ近傍の同一面にあるカメラ２０５にも聴取者の顔（頭部）が正対する。カメラ２０５のオートフォーカス機能においては、撮影（合焦点）対象（顔面）に対し、カメラレンズを構成する複数のレンズの相対的な構成配置に対する移動制御手段によるスキャン移動と、それによってレンズ内に入射した像変化に対する光学的検知手段とによって、対象の合焦の成否を自動的に判定し、焦点が合ったレンズ位置構成を固定する。合焦の程度の情報は、レンズの相対移動位置と相関し、そしてカメラと対象（即ち、聴取者の頭部）との距離と相関する。逆に言えば、その距離に応じて、合焦のためのレンズ移動位置が異なり、そのためのレンズ制御値が異なる。

従って、合焦レンズ制御値と、カメラ-対象物間の距離との関係テーブルを、図７の制御部１０１などの記憶装置に、記憶・格納して置くことによって、例えば、カメラの方向を聴取者の顔面に向け、オートフォーカスを機能させて合焦させ、上記テーブルから距離情報を制御部１０１のCPUを用いるなどして導出することができることとなる。この距離情報を前述のように、頭部伝達関数の取得、フィルタ係数への反映などを本発明の携帯電話機により行うことが可能となる。

この方法は、現状のオートフォーカス機能を有するカメラ付き携帯電話機を用いて、容易に適用できる距離測定手段と言える。因みに、この距離測定の方法は、上述の携帯電話機の構成に関し、表示部の有無は関係なく、オートフォーカス機能付きカメラと２つのスピーカがほぼ同一平面にあり、それらに、顔面はほぼ正対するように構成されていれば、適用可能であることはいうまでも無い。

（距離測定に関する第２の実施の形態）
聴取者の位置（耳ないし頭部位置）と携帯電話機のスピーカの位置との距離を測定する、別の方法として、図８のレシーバ２０６あるいはスピーカＬ２０２またはスピーカＲ２０３から発せられた、例えばインパルスの音波を、両スピーカに正対する聴取者の頭部や顔面などに当て、その反射音波をマイク２０８でひろい、反射所要時間を用いて距離測定を行う事ができる。例えば、インパルス音波用音源を、予め図７の音源１１３に記憶させておき、聴取者がキーパッド２０７の特定パッドを押下するなどして、レシーバ２０６あるいはスピ−カ（２０２、２０３）から当該インパルス音波を送出すようにする。このとき、送出されたインパルス音波によってマイク２０８側に入力信号として観察される音波としては、直接的にマイク２０８に到達する直接音波と、聴取者の頭面などに反射してマイクに到達する反射音波とがある。

図９に、インパルス音波送出信号と、マイクに入力される音波信号との模式的な時間経過の関係を示す。縦軸は音波信号値（任意単位）を、横軸は経過時間を表す。携帯電話機においてレシーバ２０６あるいはスピーカＬ２０２またはスピーカＲ２０３とマイク２０８との距離は最長でも２０ｃｍ以下であり、聴取者の顔面との距離は２０ｃｍ以上はあると想定される。よって、図９のように、０秒時点で送出されたインパルス音波Ａは、先ずT1秒後に、マイクに直接音波Ｂが達し、その後にT2秒後に顔面反射音波Ｃがマイクに達する。この観測データから、マイク受信信号のうち、直接音波Ｂの成分をマスクし、顔面反射音波Ｃの到達時間T2を取得し、これから距離換算すればよい。音速を340m/secとすると、マイクとの距離が２０ｃｍと仮定すれば、到達時間T1は、0.6msecであり、仮に顔面とマイク及びレシーバまたはスピーカとの距離が２０ｃｍ以上とすると、音波は反射してマイクに到達することから、顔面反射音波Ｃのマイク到達時間T2は、1.2msec以上となる。

従って、図７の機能ブロック図において、マイク１０５で取得した信号を制御部１０１において、インパルス音波の送出後の1msec程度のマスク時間（図９のT3）を設定し、その後のマイク入力信号を用いて到達時間を取得し、これより音速を用いて距離換算を行うことによって、正確なスピーカと聴取者との距離を算出することでき、この結果をフィルタ１１４にフィードバックすればよい。

以上の実施例を含む実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）音源と、
並列した複数のスピーカと、
頭部伝達関数を用いて前記スピーカによる音場空間と異なる音場空間に音像定位を行うフィルタと、
聴取者の頭部と前記スピーカ間の距離を検出する距離検出手段と、
前記距離を前記フィルタにフィードバックする距離フィードバック手段と、
を有することを特徴とする携帯電話機。
（付記２）前記頭部伝達関数は、頭部中心を基準としての水平角度を変数とした頭部中心基準頭部伝達関数を適用するかわりに、前記聴取者の耳を基準としての水平角度を変数として前記頭部中心基準頭部伝達関数を適用することを特徴とする、付記１記載の携帯電話機。
（付記３）前記聴取者の耳に達する音の遅延時間差を補正するためのフィルタ係数導入手段を更に有することを特徴とする、付記１または２記載の携帯電話機。
（付記４）オートフォーカス機能を有するオートフォーカスカメラを有し、
前記距離検出手段は、前記オートフォーカス機能による前記頭部の合焦情報から前記距離を導出することを用いた手段であることを特徴とする、付記１ないし３のいずれかに記載の携帯電話機。
（付記５）前記スピーカと前記オートフォーカスカメラは、前記頭部に略正対していることを特徴とする付記４記載の携帯電話機。
（付記６）音波を前記スピーカから送出する手段と、
前記音波の前記頭部での反射音波を検出するするマイクロフォンとを有し、
前記距離検出手段は、前記音波送出時と前記反射音波の検出時との時間差から前記距離を導出することを用いた手段であること特徴とする、付記１ないし３のいずれかに記載の携帯電話機。
（付記７）前記スピーカと前記マイクロフォンは、前記頭部に略正対していることを特徴とする付記６記載の携帯電話機。
（付記８）前記音波は、インパルスの音波であることを特徴とする付記６または７記載の携帯電話機。
（付記９）前記距離検出手段は、所定の時間間隔を置いて実施されることを特徴とする、付記１ないし８のいずれかに記載の携帯電話機。

理想配置の２スピーカでのステレオ音響の再生環境を説明する図 単一音源、１スピーカでの頭部伝達関数を説明する図 単一音源、近接２スピーカでのフィルタと頭部伝達関数を説明する図 ２音源、理想配置２スピーカでの頭部伝達関数を説明する図 ２音源、近接２スピーカでのフィルタと頭部伝達関数を説明する図 本発明の、音源に対する耳からの開き角度を得る方法を説明する図 本発明の、携帯電話機の機能ブロック図 本発明の、携帯電話機の外観例を示す図 本発明の、携帯電話機による聴取者とスピーカとの距離測定を説明する図

符号の説明

１０１ 制御部
１０２ アンテナ
１０３ 無線部
１０４ ベースバンド部
１０５、２０８ マイク
１０６ アンプＭ
１０７、２０６ レシーバ
１０８ アンプＲＶ
１０９、２０２ スピーカＬ
１１０ アンプＬ
１１１、２０３ スピーカＲ
１１２ アンプＲ
１１３ 音源
１１４ フィルタ
１１５、２０５ カメラ
１１６ ＡＦ制御
１１７、２０７ キーパッド
１１８、２０４ 表示部
２０１ 携帯電話機

Claims (5)

1. 音源と、
   並列した複数のスピーカと、
   頭部伝達関数を用いて前記スピーカによる音場空間と異なる音場空間に音像定位を行うフィルタと、
   聴取者の頭部と前記スピーカ間の距離を検出する距離検出手段と、
   前記距離を前記フィルタにフィードバックする距離フィードバック手段と、
   を有することを特徴とする携帯電話機。
2. 前記頭部伝達関数は、頭部中心を基準としての水平角度を変数とした頭部中心基準頭部伝達関数を適用するかわりに、前記聴取者の耳を基準としての水平角度を変数として前記頭部中心基準頭部伝達関数を適用することを特徴とする、請求項１記載の携帯電話機。
3. オートフォーカス機能を有するオートフォーカスカメラを有し、
   前記距離検出手段は、前記オートフォーカス機能による前記頭部の合焦情報から前記距離を導出することを用いた手段であることを特徴とする、請求項１または２記載の携帯電話機。
4. 音波を前記スピーカから送出する手段と、
   前記音波の前記頭部での反射音波を検出するマイクロフォンとを有し、
   前記距離検出手段は、前記音波送出時と前記反射音波の検出時との時間差から前記距離を導出することを用いた手段であること特徴とする、請求項１または２記載の携帯電話機。
5. 前記距離検出手段は、所定の時間間隔を置いて実施されることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の携帯電話機。

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