JP2008011099A - Headphone sound reproducing system and headphone system - Google Patents

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文孝 西尾
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reproduce a more ideal sound field, by providing headphones compatible with multichannel reproduction. <P>SOLUTION: To be compatible with 5.1 surround sound, a left sound unit is provided individually with drive units which output a main sound component of LFch, sub-sound components of RFch and Cch, a main sound component of LSch, a sub-sound component of RF, and LFEch. A right sound unit is provided individually with drive units which output the main sound components of RFch, the sub-sound components of Cch and LFch, the main sound component of RSch, the sub-sound component of LF, and LFEch. These drive units are arranged in an array sequence, corresponding to channel sound source positions. Sound signals of the sub-sound components are generated, by applying filter processing and delay processing so that signal characteristic difference with respect to the sound components can be given. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ヘッドフォン装置を備えて音響再生を行うようにされたヘッドフォン音響再生システムと、このようなヘッドフォン音響再生システムにおいて備えられるヘッドフォン装置に関するものである。   The present invention relates to a headphone sound reproduction system provided with a headphone device to perform sound reproduction, and a headphone device provided in such a headphone sound reproduction system.

例えば、5.1chサラウンドなどに代表される、いわゆるマルチチャンネルといわれるチャンネル構成により音響再生を行うことが知られている。このようなマルチチャンネルの音声ソースは、一般的には、チャンネル数に対応してしかるべき位置関係により配置させたスピーカのそれぞれから出力させるものとされており、また、このようにして再生出力されることを前提として各チャンネルの音声信号がつくられる。そして、実際にスピーカから再生出力されるマルチチャンネルの音声を聴いた場合には、いろいろな音源の音像が聴取位置の周囲で定位するようになり、例えば2チャンネルステレオなどよりもより立体的で臨場感のある音響効果を楽しむことができる。   For example, it is known that sound reproduction is performed by a so-called multi-channel channel configuration typified by 5.1ch surround. Such a multi-channel audio source is generally output from each speaker arranged in an appropriate positional relationship corresponding to the number of channels, and is reproduced and output in this way. As a result, an audio signal for each channel is generated. When listening to multi-channel sound that is actually played back and output from a speaker, the sound images of various sound sources are localized around the listening position, which is more stereoscopic and realistic than, for example, two-channel stereo. You can enjoy a sound effect with a feeling.

上記のようにして、本来のマルチチャンネルの音響再生は、チャンネル数分のスピーカを配置して行うべきものなのであるが、ヘッドフォン再生によっても、あたかも、実際にスピーカを配置して聴く場合と同様に、聴取者の頭外のしかるべき位置にて音像が定位して聴こえるようにするための信号処理技術が提案されており、また実現化されて普及してきている状況にある。   As described above, the original multi-channel sound reproduction should be performed by arranging as many speakers as the number of channels, but even with headphones reproduction, it is as if the speakers were actually arranged and listened to. A signal processing technique for allowing a sound image to be localized and heard at an appropriate position outside the listener's head has been proposed, and is being realized and popularized.

このような信号処理技術では、例えば、チャンネルごとに対応する音源から発せられた音が、聴取者の左耳と右耳に到達して聴こえるまでの経路の伝達関数を利用するようにされる。この場合において用いられる伝達関数は、例えば、音源から聴取者の鼓膜に到達するまでの音の伝達特性に対応するものとされており、頭部伝達関数ともいわれる。
そして、マルチチャンネルを構成するチャンネルごとの音源となる音声信号を、左耳と右耳に対応させて振り分けた上で、これらの音声信号に対して、頭部伝達関数に基づいた信号特性を与えるようにされる。つまり、各チャンネルの音声信号の原音から、そのチャンネルとしての音源位置から左耳に到達するとされる特性の信号と、右耳に到達するとされる特性の信号を生成する。そして、各チャンネルの左耳に到達するまでの経路の頭部伝達関数を有する信号を合成して得られる信号を、ヘッドフォンの左ドライブユニットから音として再生出力させ、同じく各チャンネルの右耳に到達するまでの経路の頭部伝達関数を有する信号を合成して得られる信号を、ヘッドフォンの右ドライブユニットから音として再生出力させるようにする。
このようにして再生出力される音を、例えば聴取者がヘッドフォンによりほぼ直接的に両耳で聴くことで、頭内で音像が定位するのではなく、例えばマルチチャンネルに対応するスピーカを実際に配置した環境で聴いているのと同等の音像定位が感じられることになる。つまり、いわゆるサラウンドといわれる音響効果を得ることが可能になる。
In such a signal processing technique, for example, a transfer function of a route from when a sound emitted from a sound source corresponding to each channel reaches the listener's left and right ears and can be heard is used. The transfer function used in this case corresponds to, for example, a sound transfer characteristic from the sound source to the eardrum of the listener, and is also referred to as a head-related transfer function.
Then, after assigning audio signals as sound sources for each channel constituting the multi-channel to correspond to the left ear and the right ear, signal characteristics based on the head-related transfer function are given to these audio signals. To be done. That is, from the original sound of the audio signal of each channel, a signal having a characteristic that reaches the left ear from the sound source position as that channel and a signal that has a characteristic that reaches the right ear are generated. Then, a signal obtained by synthesizing a signal having a head-related transfer function of a path to reach the left ear of each channel is reproduced and output as a sound from the left drive unit of the headphone, and similarly reaches the right ear of each channel. The signal obtained by synthesizing the signal having the head-related transfer function of the path up to is reproduced and output as a sound from the right drive unit of the headphone.
The sound that is played back and output in this way, for example, when the listener listens almost directly to both ears with headphones, the sound image is not localized in the head, but for example, a speaker corresponding to multi-channel is actually arranged The sound image localization equivalent to listening in an environment is felt. That is, it is possible to obtain a so-called surround sound effect.

特開2003−274493号公報JP 2003-274493 A

しかしながら、上記のようなヘッドフォンによる音響再生システムは、あくまでも頭部伝達関数を利用した信号処理によって仮想的な音場を得るものであることから、実際にユーザが聴き取ることのできる音響効果が不十分であると感じられてしまうことが、少なからずあるというのが現状である。
この主たる原因の1つは、頭部伝達関数に基づいて得られた各チャンネルの音声信号を、左右のドライブユニットごとに対応させて、左右のチャンネルの音声信号として合成していることが挙げられる。
実際にスピーカを配置したマルチチャンネルの再生環境では、各チャンネルのスピーカから発せられた音(音波)が空間にて合成される。聴取者は、この合成された音を聴くことになる。例えばこの場合において、異なるチャンネル間で、逆相となるような信号が再生されているとしても、空間で合成されることで正確に打ち消し合わされるようなことにはならず、これがかえって豊かな音場感が得られることの要因となっている。
これに対して、上記のヘッドフォン音響再生システムでは、空間で音を合成する代わりに、音声信号段階での合成を行っている。すると、異なるチャンネル間で信号が逆相になったような場合には、その信号が的確に打ち消し合うようなことになり、これが音場感を不自然なものとしたり、不充分なものとすることにつながってしまう。
上記のような問題については、特に有効な解決が図られていない、というのが現状であり、従って、マルチチャンネルに対応して仮想音場を得るようにされるヘッドフォン音響再生システムとしては、より忠実な音響効果が得られるようにするための余地が残っている、ということがいえる。
However, since the sound reproduction system using headphones as described above obtains a virtual sound field by signal processing using the head-related transfer function, there is no acoustic effect that the user can actually hear. The current situation is that there are not a few things that are felt to be sufficient.
One of the main causes is that the audio signals of the respective channels obtained based on the head-related transfer function are combined as the audio signals of the left and right channels in correspondence with the left and right drive units.
In a multi-channel playback environment where speakers are actually arranged, sounds (sound waves) emitted from the speakers of each channel are synthesized in space. The listener will listen to this synthesized sound. For example, in this case, even if signals that are out of phase are reproduced between different channels, they are not accurately canceled out by being synthesized in space, but this is rather rich sound. It is a factor of getting a sense of place.
On the other hand, in the headphone sound reproduction system, instead of synthesizing sound in space, synthesis is performed at the audio signal stage. Then, if the signals are out of phase between different channels, the signals will cancel each other out, which makes the sound field feel unnatural or inadequate. It will lead to things.
Regarding the above problems, it is the present situation that a particularly effective solution has not been achieved. Therefore, as a headphone sound reproduction system that obtains a virtual sound field corresponding to multichannel, It can be said that there is still room for a faithful sound effect.

そこで本発明は上記した課題を考慮して、ヘッドフォン音響再生システムとして次のように構成する。
つまり、左右の耳に対応して対となるドライブユニットの組を、所定のチャンネル構成を成す複数のチャンネルごとに対応して複数組備え、ドライブユニットの組の少なくとも1つは、対応するチャンネルの仮想音源位置から一方の耳に対応した位置に到達するとされる主音声成分に対応した主音声信号を入力して再生出力するようにされて、この再生出力された音声が一方の耳により聴き取られるようにして設けられる主音声対応片側ドライブユニットと、対応するチャンネルの仮想音源位置から他方の耳に対応した位置に到達するとされる副音声成分に対応した副音声信号を入力して再生出力するようにされて、再生出力された音声が他方の耳により聴き取られるようにして設けられる副音声対応片側ドライブユニットとから成るとともに、主音声成分に対する副音声成分の所定特性の差分に応じた信号特性を主音声信号に対して与えることにより副音声信号を得る副音声用信号特性付与手段を備えることとした。
In view of the above-described problems, the present invention is configured as a headphone sound reproduction system as follows.
That is, a plurality of drive unit pairs corresponding to the left and right ears are provided for each of a plurality of channels constituting a predetermined channel configuration, and at least one of the drive unit sets is a virtual sound source of the corresponding channel. The main audio signal corresponding to the main audio component that is supposed to reach the position corresponding to one ear from the position is input and reproduced and output so that the reproduced and outputted audio can be heard by one ear. And a sub-audio signal corresponding to a sub-sound component that is supposed to reach the position corresponding to the other ear from the virtual sound source position of the corresponding channel, and the main sound-corresponding one-side drive unit. And a sub-audio compatible one-side drive unit provided so that the reproduced and output sound can be heard by the other ear. , It was decided to include the sub-audio signal characteristic applying means for obtaining a sub-audio signal by providing a signal characteristic corresponding to the difference between the predetermined characteristics of the sub-audio components to the main audio component with respect to the main audio signal.

上記構成では、所定のチャンネル構成に対応して複数のドライブユニットの組を備える。ドライブユニットとは、振動板などを備えた構造を有して、音声信号に応じた駆動信号により駆動されることで音声を出力するための部位とされる、ドライブユニットの組の個々は、左耳と右耳のそれぞれに1つづつ対応した一対(2つ)のドライブユニットから成るものであり、また、これら一対のドライブユニットのうち、一方のドライブユニットは、主音声対応片側ドライブユニットとされて、対応するチャンネルの仮想音源位置から一方の耳に対応した位置に到達するとされる主音声成分に対応した主音声信号を入力して再生出力し、他方のドライブユニットは、副音声対応片側ドライブユニットとされて、同じチャンネルの仮想音源位置から他方の耳に対応した位置に到達するとされる副音声成分に対応した副音声信号を入力して再生出力するようにされている。
つまり、本願発明による構成の基本概念としては、チャンネルごとに対応する音源位置を再現するのにあたり、そのチャンネルの音源が一方の耳に到達する音声成分の音声信号(主音声信号)と、他方の耳に到達する音声成分の音声信号(副音声信号)とを生成したうえで、これらの音声信号をそれぞれ独立したドライブユニットにより、右耳あるいは左耳で聴き取ることができるようにして再生出力させようとするものである。
このような構成であれば、例えばチャンネルごとの音源位置から左右の各耳に到達すべき音は、それぞれがドライブユニットから発せられて、先ずは耳に近いところの空間で合成されたうえで、耳介、鼓膜に到達することになる。
In the above configuration, a set of a plurality of drive units is provided corresponding to a predetermined channel configuration. A drive unit has a structure including a diaphragm and is driven by a drive signal corresponding to an audio signal, and is a part for outputting sound. The drive unit is composed of a pair (two) of drive units, one for each right ear, and one of the pair of drive units is a main audio-compatible one-side drive unit and has a corresponding channel. The main audio signal corresponding to the main audio component that is supposed to reach the position corresponding to one ear from the virtual sound source position is input and played back, and the other drive unit is a sub-audio compatible one-side drive unit, and the same channel Input a sub audio signal corresponding to a sub audio component that is supposed to reach the position corresponding to the other ear from the virtual sound source position. It is adapted to raw output.
That is, as a basic concept of the configuration according to the present invention, in reproducing the sound source position corresponding to each channel, the sound signal (main sound signal) of the sound component that the sound source of that channel reaches one ear and the other sound source position are reproduced. After generating an audio signal (sub audio signal) of the audio component that reaches the ear, the audio signal is reproduced and output so that it can be heard by the right ear or the left ear by each independent drive unit. It is what.
With such a configuration, for example, the sound that should reach the left and right ears from the sound source position for each channel is emitted from the drive unit and first synthesized in a space close to the ears, Through the eardrum.

上記のようにして、本願発明にあっては、ヘッドフォンによる再生でありながら、チャンネルごとの音源位置から左右の各耳に到来してくるとされる音は、空間にて合成されてから耳に到達してくるようにされる。これにより、これまでよりも理想に近いとされる音場を再現することが可能なヘッドフォン音響再生システムを提供することが可能になるものである。   As described above, according to the present invention, the sound that is supposed to arrive at the left and right ears from the sound source position for each channel is reproduced in headphones, and then synthesized in space before being heard in the ear. It is made to reach. Thus, it is possible to provide a headphone sound reproduction system that can reproduce a sound field that is closer to the ideal than before.

以下、本願発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態という)について説明を行っていく。
本実施の形態は、ヘッドフォン音響再生システムとして、例えば5.1chサラウンドなどに代表されるマルチチャンネル構成により得られる音像定位を仮想的に実現しようとするものである。先ず、このような仮想音像定位をヘッドフォン再生により実現する技術の基本構成概念について説明しておくこととする。
The best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described below.
In the present embodiment, a sound image localization obtained by a multi-channel configuration represented by, for example, 5.1ch surround is virtually realized as a headphone sound reproduction system. First, the basic configuration concept of a technique for realizing such virtual sound image localization by headphone reproduction will be described.

ここでは音源の音像定位については最も簡単な例を挙げる。つまり、聴取者に対して或る位置関係にある単一の音源の音像定位をヘッドフォンにより仮想的に再生する場合を考える。これは、例えば図17の音響モデルにより模式的に示すようにして、聴取者Mと、この聴取者Mに対して一定角度及び一定距離に在るとされる1つの音源Srcとの関係として捉えることができる。この図に示すように、音源Srcから発せられる音は、聴取者Mの左耳に対しては伝達関数Hlが畳み込まれるようにして与えられて伝達され、右耳に対しては伝達関数Hrが与えられて伝達される。
なお、ここでの伝達関数Hl、Hrは、音源から聴取者の鼓膜に到達するまでの音の伝達特性に対応する頭部伝達関数とされる。また、この場合の音源Srcは、聴取者Mの前方において左側に位置していることから、音源Srcから聴取者Mの左右の各耳に到達する音のうちで、左耳に到達する音は、直接音的な主音声成分であるとして、また、右耳に到達する音は、本来は左耳に到達して聴こえる音が回折などして右耳にて聴き取られるクロストーク成分であり、従って、主音声成分に対して副音声成分となるものであるとして扱うことができる。
Here, the simplest example of sound image localization of a sound source is given. In other words, a case is considered where the sound image localization of a single sound source having a certain positional relationship with the listener is virtually reproduced by the headphones. For example, as schematically shown by the acoustic model of FIG. 17, this is understood as a relationship between the listener M and one sound source Src that is assumed to be at a fixed angle and a fixed distance with respect to the listener M. be able to. As shown in this figure, the sound emitted from the sound source Src is transmitted to the left ear of the listener M in such a manner that the transfer function H1 is convoluted and transferred to the right ear. Is given and transmitted.
Here, the transfer functions Hl and Hr are head-related transfer functions corresponding to sound transfer characteristics from the sound source to the eardrum of the listener. Further, since the sound source Src in this case is located on the left side in front of the listener M, among the sounds that reach the left and right ears of the listener M from the sound source Src, the sound that reaches the left ear is The sound that reaches the right ear is a crosstalk component that can be heard by the right ear by diffracting the sound that can be heard by reaching the left ear. Therefore, it can be handled as a sub audio component with respect to the main audio component.

図18は、上記図17において、音源Srcから発せられて聴取者Mの左耳にて聴き取られたとされる、伝達関数Hlの経路による音の周波数特性Aと、聴取者Mの右耳にて聴き取られたとされる、伝達関数Hrの経路による音の周波数特性Bを示している。
上記もしているように、この場合の音源Srcは聴取者Mの左前方に位置していることで、聴取者Mの左耳にて聴き取られる音は直接音的なものである。これに対して、聴取者Mの左耳にて聴き取られる音は、間接音、クロストーク成分とされる。周波数特性Aに対する周波数特性Bの差分として、周波数特性Bのほうの音圧が小さくなっているのは、このことに対応したものである。
FIG. 18 shows the frequency characteristics A of the sound by the path of the transfer function H1 and the right ear of the listener M, which are assumed to be emitted from the sound source Src and heard by the listener M's left ear in FIG. The frequency characteristic B of the sound according to the path of the transfer function Hr, which is assumed to be listened to.
As described above, the sound source Src in this case is located at the left front of the listener M, so that the sound heard by the listener M's left ear is directly sound. On the other hand, the sound heard by the listener M's left ear is an indirect sound and a crosstalk component. As the difference between the frequency characteristic B and the frequency characteristic A, the sound pressure of the frequency characteristic B is smaller corresponding to this.

このようにして、1つの音源Srcから発せられて左右の各耳に到達して聴こえる音は、その周波数特性が異なっている。また、図17において示されているように、音源Srcから左耳までの距離と右耳までの距離との間には距離差Dsが存在し、この距離差Dsに応じて、音源Srcから発せられた音が左右の各耳に到達する時間差である到達時間差dlも生じることになる。図17に示した伝達関数Hl、Hrは、音源Srcから発せられたものとされる原音に対して、このような周波数特性差や到達時間差などの特性差を与えるものとなる。
そして、人の音像定位能力としては、上記のような左耳と右耳との間で聴き取る音についての周波数特性差(ここでは音量差の要素を含む)、時間差などの所定特性の差分から、音像の定位感を知覚するものであるとされている。このことに基づけば、1音源の仮想音像定位をヘッドフォンにより再生するためには、原音の音声信号を基として上記のような、主音声分と副音声成分とに対応する信号特性差を与えた2つの音声信号を得て、これらの音声信号の一方を左耳に対応するドライブユニットから再生出力させ、他方を右耳に対応するドライブユニットから再生出力させればよい、ということになる。
In this way, the sound emitted from one sound source Src and reaching the left and right ears has a different frequency characteristic. Further, as shown in FIG. 17, there is a distance difference Ds between the distance from the sound source Src to the left ear and the distance to the right ear, and the sound source Src emits according to the distance difference Ds. An arrival time difference dl, which is a time difference in which the received sound reaches the left and right ears, is also generated. The transfer functions Hl and Hr shown in FIG. 17 give such characteristic differences as frequency characteristic difference and arrival time difference to the original sound that is supposed to be emitted from the sound source Src.
The sound image localization ability of a person is based on a difference in predetermined characteristics such as a frequency characteristic difference (including a volume difference element in this case) and a time difference between sounds to be heard between the left ear and the right ear as described above. It is said to perceive the sense of localization of the sound image. Based on this, in order to reproduce the virtual sound image localization of one sound source with headphones, the above-described signal characteristic difference corresponding to the main sound component and the sub sound component is given based on the sound signal of the original sound. Two audio signals are obtained, one of these audio signals is reproduced and output from the drive unit corresponding to the left ear, and the other is reproduced and output from the drive unit corresponding to the right ear.

上記したことをふまえた上で、図19の音響モデルに示すようにして、聴取者Mに対して左右前方に配置した左音源Srclと右音源Srcrにより得られるとされる音像定位をヘッドフォンにより再現する場合を考えてみる。
この場合、先ず、左音源Srclから発せられる音は、主音声分として伝達関数Hllが与えられた聴取者Mの左耳に到達するとともに、副音声として伝達関数Hlrが与えられて右耳に到達するものとされる。また、右音源Srcrから発せられる音は、主音声分として伝達関数Hrrが与えられた聴取者Mの右耳に到達するとともに、副音声として伝達関数Hrlが与えられて聴取者Mの左耳に到達するものとされる。
Based on the above, as shown in the acoustic model of FIG. 19, the sound image localization assumed to be obtained by the left sound source Srcl and the right sound source Scrr arranged on the left and right front with respect to the listener M is reproduced with headphones. Consider the case.
In this case, first, the sound emitted from the left sound source Srcl reaches the left ear of the listener M to which the transfer function Hll is given as the main voice, and reaches the right ear with the transfer function Hlr given as the auxiliary voice. It is supposed to be. In addition, the sound emitted from the right sound source Scrc reaches the right ear of the listener M given the transfer function Hrr as the main voice component, and is given to the left ear of the listener M given the transfer function Hrl as the secondary voice. It is supposed to reach.

そして、上記図19に示した左右前方による音像定位をヘッドフォン再生により実現するための信号処理系の構成としては、図20に示す態様を考えることができる。
先ず、この図20に示される構成においては、入力信号として、図19の左音源Srclにて発せられる原音に対応した原音声信号Slと、同じ図19の右音源Srcrとして発せられる原音に対応した原音声信号Srとを入力するようにされる。
原音声信号Slは、合成器13aに直接的に入力される系と、フィルタ11bから遅延器12bを介して合成器13bに入力される系とに分岐される。また、原音声信号Srも、合成器13bに直接的に入力される系と、フィルタ11aから遅延器12aを介して合成器13aに入力される系とに分岐される。
The configuration shown in FIG. 20 can be considered as the configuration of the signal processing system for realizing the sound image localization by the left and right front shown in FIG.
First, in the configuration shown in FIG. 20, the input signal corresponds to the original sound signal S1 corresponding to the original sound emitted from the left sound source Srcl in FIG. 19 and the original sound emitted as the right sound source Scrc in FIG. The original audio signal Sr is input.
The original audio signal Sl is branched into a system that is directly input to the synthesizer 13a and a system that is input from the filter 11b to the synthesizer 13b via the delay unit 12b. The original audio signal Sr is also branched into a system that is directly input to the synthesizer 13b and a system that is input from the filter 11a to the synthesizer 13a via the delay device 12a.

合成器13aでは、上記のようにして、直接的に入力された原音声信号Slと、原音声信号Srをフィルタ11a、遅延器12aにより処理した信号とを合成して、左(L)出力チャンネル用信号として、左耳に対応したドライブユニットSPu−Lにより音声として出力させるものとしている。
また、合成器13bは、直接的に入力された原音声信号Srと、原音声信号Slをフィルタ11b、遅延器12bにより処理した信号とを合成して、右(R)出力チャンネル用信号として、右耳に対応したドライブユニットSPu−Rにより音声として出力させるものとされる。
これらのドライブユニットの実際としては、例えば所定の材質形状による振動板を備え、音声信号を増幅して得られる駆動電流により上記振動板が駆動されることで音を再生するようにされた部位をいう。つまりは、ヘッドフォンなどの耳に近いところで音を再生するようにされたスピーカユニットとされる。
In the synthesizer 13a, as described above, the directly input original audio signal S1 and the signal obtained by processing the original audio signal Sr by the filter 11a and the delay device 12a are synthesized, and the left (L) output channel is synthesized. As a signal for use, the drive unit SPu-L corresponding to the left ear is output as sound.
Further, the synthesizer 13b synthesizes the directly input original audio signal Sr and the signal obtained by processing the original audio signal S1 with the filter 11b and the delay unit 12b to obtain a right (R) output channel signal. The drive unit SPu-R corresponding to the right ear is output as sound.
In actuality, these drive units are, for example, parts that include a diaphragm made of a predetermined material shape and reproduce sound by driving the diaphragm with a drive current obtained by amplifying an audio signal. . In other words, the speaker unit is configured to reproduce sound near the ear, such as headphones.

上記図20に示す構成において、先ず、原音声信号Slが合成器13aに直接的に入力されてドライブユニットSPu−Lに至る系は、左音源Srclから左耳に到達する主音声成分に対応するものとされ、後述するようにして、伝達関数Hllに応じた信号特性を与えていることと等価となる。これに対して、原音声信号Slがフィルタ11b、遅延器12b、合成器13bを経由してドライブユニットSPu−Rに至る系は、左音源Srclから右耳に到達する副音声成分に対応するものとされ、フィルタ11b、遅延器12bにより主音声成分に対する信号特性差(周波数特性差、到達時間差dl)を与えることで、伝達関数Hlrが畳み込まれたのと等価の信号特性を与えるようにされる。
同様にして、原音声信号Srが合成器13bに直接的に入力されてドライブユニットSPu−Rに至る系は、右音源Srcrから右耳に到達する主音声成分に対応し、伝達関数Hrrに応じた信号特性を与えているものとされ、原音声信号Srがフィルタ11a、遅延器12a、合成器13aを経由してドライブユニットSPu−Lに至る系は、右音源Srcから左耳に到達する副音声成分に対応するものとされ、フィルタ11a、遅延器12aにより、主音声成分に対する特性差を与えることで、伝達関数Hlrが畳み込まれたのと等価の信号特性を与えるようにされる。
In the configuration shown in FIG. 20, first, the system in which the original audio signal S1 is directly input to the synthesizer 13a and reaches the drive unit SPu-L corresponds to the main audio component reaching the left ear from the left sound source Srcl. This is equivalent to giving a signal characteristic corresponding to the transfer function Hll as described later. On the other hand, the system in which the original audio signal S1 reaches the drive unit SPu-R via the filter 11b, the delay unit 12b, and the synthesizer 13b corresponds to the sub audio component that reaches the right ear from the left sound source Srcl. Then, a signal characteristic difference (frequency characteristic difference, arrival time difference dl) with respect to the main audio component is given by the filter 11b and the delay unit 12b, so that a signal characteristic equivalent to the convolution of the transfer function Hlr is given. .
Similarly, a system in which the original audio signal Sr is directly input to the synthesizer 13b and reaches the drive unit SPu-R corresponds to the main audio component that reaches the right ear from the right sound source Scrc and corresponds to the transfer function Hrr. The system in which the original audio signal Sr reaches the drive unit SPu-L via the filter 11a, the delay unit 12a, and the synthesizer 13a is assumed to give signal characteristics, and the sub audio component that reaches the left ear from the right sound source Src. By providing a characteristic difference with respect to the main audio component by the filter 11a and the delay device 12a, a signal characteristic equivalent to the convolution of the transfer function Hlr is given.

例えばL,Rによる2チャンネルステレオのヘッドフォンについての一般的なこととして、ドライブユニットの再生音声の周波数特性をはじめ、音響ユニットにて再生される音の特性は、実際に聴取者がヘッドフォンを装着して左右各耳の音響ユニットから再生される音を聴いたときに、周波数帯域のバランスなどが自然なものとして聴こえるようにして設定されている。このことから、ヘッドフォン装置により音声再生された段階で、例えばL,Rの各チャンネルの再生音声には、それぞれのチャンネルが対応して、左右の各耳に到達するまでの経路に応じた伝達関数が近似的に与えられているものとして考えることができる。本実施の形態に対応したヘッドフォン装置としても、このようなことを前提として例えばドライブユニットなどがつくられているものとされる。
上記したことに基づけば、少なくとも、図20における主音声成分である、信号Slが合成器13aに直接的に入力されてドライブユニットSPu−Lに至る系と、信号Srが合成器13bに直接的に入力されてドライブユニットSPu−Rに至る系については、特にフィルタ処理や遅延処理を行わなくとも、ドライブユニットから音として出力されることを以て、伝達関数Hll、Hlrが畳み込まれたことと等価とされる特性の音が得られるものとして捉えることができることになるわけである。
そして、そのうえで、先にも説明したようにして、上記主音声成分に対応する副音声成分については、フィルタ及び遅延器により、伝達関数に応じた主音声成分に対する周波数特性差、到達時間差が与えられるようにされる。
これにより、左音源Srclから左耳に到達すべき伝達関数Hllによる主音声と、右耳に到達すべき伝達関数Hlrによる副音声とが、それぞれドライブユニットSPu−L、SPu−Rから再生出力されることになり、この音の成分を聴いたとすれば、しかるべき位置に左音源Srclが定位していると知覚できることになる。同様にして、右音源Srcrから右耳に到達すべき伝達関数Hrrによる主音声と、左耳に到達すべき伝達関数Hrlによる副音声とが、それぞれドライブユニットSPu−R、SPu−Lから再生出力されることになり、この音の成分を聴いた場合には、しかるべき位置に右音源Srcrが定位していると知覚できることになる。つまり、聴取者は、左音源Srclと右音源Srcrが左右前方におけるしかるべき位置にて定位した音像を知覚できることになり、仮想音像定位が実現される。
For example, as a general thing about two-channel stereo headphones by L and R, the characteristics of the sound reproduced by the acoustic unit including the frequency characteristics of the reproduced sound of the drive unit are actually set by the listener wearing the headphones. When listening to the sound reproduced from the acoustic units of the left and right ears, the frequency band balance is set so that it can be heard naturally. From this, at the stage of sound reproduction by the headphone device, for example, the reproduction function of each channel of L and R corresponds to each channel, and the transfer function corresponding to the path to reach the left and right ears. Can be considered as approximately given. As a headphone device corresponding to the present embodiment, for example, a drive unit or the like is formed on the premise of this.
Based on the above, at least a system in which the signal S1, which is the main audio component in FIG. 20, is directly input to the combiner 13a and reaches the drive unit SPu-L, and the signal Sr is directly input to the combiner 13b. The system that is input and reaches the drive unit SPu-R is equivalent to the fact that the transfer functions Hll and Hlr are convoluted by outputting the sound as a sound from the drive unit without performing filtering or delay processing. In other words, it can be understood that a sound with a characteristic can be obtained.
In addition, as described above, with respect to the sub audio component corresponding to the main audio component, a frequency characteristic difference and arrival time difference with respect to the main audio component corresponding to the transfer function are given by the filter and the delay unit. To be done.
As a result, the main sound by the transfer function Hll that should reach the left ear from the left sound source Srcl and the sub-voice by the transfer function Hlr that should reach the right ear are reproduced and output from the drive units SPu-L and SPu-R, respectively. Therefore, if this sound component is heard, it can be perceived that the left sound source Srcl is localized at an appropriate position. Similarly, the main sound by the transfer function Hrr that should reach the right ear from the right sound source Scrc and the auxiliary sound by the transfer function Hrl that should reach the left ear are reproduced and output from the drive units SPu-R and SPu-L, respectively. Therefore, when listening to this sound component, it can be perceived that the right sound source Scrc is localized at an appropriate position. In other words, the listener can perceive a sound image in which the left sound source Srcl and the right sound source Scrr are localized at appropriate positions in the left and right front, and virtual sound image localization is realized.

ここで、上記図20に示すシステム構成に対応したヘッドフォン装置と聴取者の頭部との関係を図21に示しておく。この場合のヘッドフォン装置は、図21に示すようにして、聴取者Mの左右の耳ごとに対応して左音響ユニット1L、右音響ユニット1Rを有している。ここでは図示していないが、例えば左音響ユニット1L、右音響ユニット1Rをヘッドバンドなどにより連結して、頭部に装着可能な構造を採るようにされている。そして、左音響ユニット1L、左音響ユニット1Rには、それぞれ、ドライブユニットSPu−L、SPu−Rが取り付けられており、ヘッドフォン装置が適正に頭部に装着された状態では、ドライブユニットSPu−L、SPu−Rが、それぞれ、左耳、右耳により聴き取ることのできる最適とされる位置に在るようにされる。   Here, the relationship between the headphone device corresponding to the system configuration shown in FIG. 20 and the listener's head is shown in FIG. The headphone device in this case has a left acoustic unit 1L and a right acoustic unit 1R corresponding to each of the left and right ears of the listener M as shown in FIG. Although not shown here, for example, the left acoustic unit 1L and the right acoustic unit 1R are connected by a headband or the like, and a structure that can be mounted on the head is adopted. The left acoustic unit 1L and the left acoustic unit 1R are respectively attached with drive units SPu-L and SPu-R. When the headphone device is properly mounted on the head, the drive units SPu-L and SPu are mounted. -R is positioned at the optimum positions that can be heard by the left and right ears, respectively.

次に、上記図19〜図21により説明した2音源(2チャンネル構成)に対応する構成に基づいた、より実際的なマルチチャンネル構成に対応するヘッドフォン音響再生システムの構成について、図22及び図23を参照して説明する。ここでは、マルチチャンネル構成として、5.1chサラウンドの規格に対応させた場合を例に挙げることとする。   Next, the configuration of the headphone sound reproduction system corresponding to a more practical multi-channel configuration based on the configuration corresponding to the two sound sources (two-channel configuration) described with reference to FIGS. 19 to 21 will be described with reference to FIGS. Will be described with reference to FIG. Here, a case where the multi-channel configuration is adapted to the 5.1ch surround standard is taken as an example.

先ず、図22は、5.1chサラウンドのチャンネル構成のモデルを模式的に示しているものとされる。
周知のようにして、5.1chサラウンドは、LF(Left Front)ch、C(Center)ch、RF(Right Front)ch、LS(Left Surround)ch、RS(Right Surround)chと、サブウーファともいわれるLFE(Low Frequency Effect)chの、計6チャンネルによるチャンネル構成を採るものとされる。これらのチャンネルについては例えばITU−Rなどによって理想的とされる音源位置、つまり、リスニングポジション(聴取者M)に対するスピーカの位置、高さなどが規定されている。ただし、LFEchについては、その再生周波数帯域が他のチャンネルに対して相当に低いために指向性が鈍く、聴取者にとっても明確な定位を感じにくいことから、その音源位置についての規定は緩やかなものとされている。
First, FIG. 22 schematically shows a model of a 5.1 channel surround channel configuration.
As is well known, 5.1ch surround is also referred to as a subwoofer such as LF (Left Front) ch, C (Center) ch, RF (Right Front) ch, LS (Left Surround) ch, and RS (Right Surround) ch. A channel configuration with a total of 6 channels of LFE (Low Frequency Effect) ch is assumed. For these channels, for example, an ideal sound source position by ITU-R, for example, the position and height of the speaker with respect to the listening position (listener M) are defined. However, for LFEch, the reproduction frequency band is considerably low relative to other channels, so the directivity is low, and it is difficult for listeners to feel a clear localization, so the definition of the sound source position is loose. It is said that.

そして、図22においては、LFch、Cch、RFch、LSch、RSch、LFEchのそれぞれに応じた音源として、スピーカSP−LF、SP−C、SP−RF、SP−LS、SP−RS、SP−LFEが示され、これらのスピーカから出力されて左耳と右耳のそれぞれ到達する音声を聴取者Mが聴き取る、というモデルが示されている。
例えば5.1chサラウンドの規格に従ったこれらスピーカの配置位置としては、聴取者Mの位置に対する左前方にスピーカSP−LFを配置し、中央前方にスピーカSP−Cを配置し、右前方にスピーカSP−RFを配置し、左後方にスピーカSP−LSを配置し、右後方にスピーカSP−RSを配置するようにされる。
In FIG. 22, speakers SP-LF, SP-C, SP-RF, SP-LS, SP-RS, SP-LFE are used as sound sources corresponding to LFch, Cch, RFch, LSch, RSch, and LFEch. A model is shown in which the listener M listens to the sound output from these speakers and reaching the left and right ears respectively.
For example, as the positions of these speakers in accordance with the 5.1ch surround standard, the speaker SP-LF is disposed at the front left relative to the position of the listener M, the speaker SP-C is disposed at the center front, and the speaker is disposed at the right front. The SP-RF is arranged, the speaker SP-LS is arranged on the left rear side, and the speaker SP-RS is arranged on the right rear side.

そして、図19に倣えば、図22に示されるチャンネル構成の下での、各スピーカから聴取者Mの右耳、左耳に到達する音の経路については、下記の伝達関数(頭部伝達関数)により表すことができる。
Hlfl:スピーカSP−LFから主音声成分として左耳に到達する経路の伝達関数
Hlfr:スピーカSP−LFから副音声成分として右耳に到達する経路の伝達関数
Hcl:スピーカSP−Cから主音声/副音声成分として左耳に到達する経路の伝達関数
Hcr:スピーカSP−Cから副音声/主音声成分として右耳に到達する経路の伝達関数
Hrfl:スピーカSP−RFから副音声成分として左耳に到達する経路の伝達関数
Hrfr:スピーカSP−RFから主音声成分として右耳に到達する経路の伝達関数
Hlsl:スピーカSP−LSから主音声成分として左耳に到達する経路の伝達関数
Hlsr:スピーカSP−LSから副音声成分として右耳に到達する経路の伝達関数
Hrsl:スピーカSP−RSから副音声成分として左耳に到達する経路の伝達関数
Hrsr:スピーカSP−RSから主音声成分として右耳に到達する経路の伝達関数
Then, according to FIG. 19, the following transfer function (head-related transfer function) is used for the sound path from each speaker to the right and left ears of the listener M under the channel configuration shown in FIG. ).
Hfl: Transfer function of the path reaching the left ear as the main audio component from the speaker SP-LF Hlfr: Transfer function of the path reaching the right ear as the sub audio component from the speaker SP-LF Hcl: Main audio / from the speaker SP-C Transfer function of a path reaching the left ear as a sub audio component Hcr: Transfer function of a path reaching from the speaker SP-C to the right ear as a sub audio / main audio component Hrfl: From the speaker SP-RF to the left ear as a sub audio component Transfer function of the path to reach Hrfr: Transfer function of the path reaching the right ear as the main audio component from the speaker SP-RF Hlsl: Transfer function of the path reaching the left ear as the main audio component from the speaker SP-LS Hlsr: Speaker SP -Transfer function Hrsl of the path reaching the right ear from the LS as a sub audio component Hrsl: Transfer function H of the path reaching the left ear as a sub sound component from the speaker SP-RS rsr: transfer function of the path from the speaker SP-RS to the right ear as the main audio component

図23は、先の図19及び図20により示される基本概念を基として構成した、5.1chサラウンドに対応するヘッドフォン再生システムの例を示している。
先ず、この図においても、ドライブユニットとしては、左出力チャンネルと右出力チャンネルに対応した一対のドライブユニットSPu−L、SPu−Rが備えられる。ドライブユニットSPu−Lには、合成器13aにより入力音声信号を合成して得られた左出力チャンネル用音声信号が入力され、ドライブユニットSPu−Rには、合成器13bにより入力音声信号を合成して得られた右出力チャンネル用音声信号が入力される。
FIG. 23 shows an example of a headphone playback system that is based on the basic concept shown in FIGS. 19 and 20 and that supports 5.1 ch surround.
First, also in this figure, as a drive unit, a pair of drive units SPu-L and SPu-R corresponding to the left output channel and the right output channel are provided. The drive unit SPu-L receives the left output channel audio signal obtained by synthesizing the input audio signal by the synthesizer 13a, and the drive unit SPu-R obtains the input audio signal by the synthesizer 13b. The received right output channel audio signal is input.

そのうえで、5.1chサラウンドとしての各チャンネルの音声信号を、下記のようにして振り分けて合成器13a、13bに入力するようにされている。
先ず、LFchの原音声信号は、合成器13aに対して直接入力するようにしているとともに、フィルタ11b、遅延値12bを経由して合成器13bに入力させることとしている。
また、RFchの原音声信号は、合成器13bに対して直接入力するようにしていると共に、フィルタ11a、遅延器12bを経由して合成器13aに入力させることとしている。
Cchの原音声信号は、フィルタ11e、遅延器12eを経由した上で二系統に分岐させたうえで、各系の信号を、それぞれ合成器13a、遅延器13bに入力させることとしている。
LSchの原音声信号は、フィルタ11d、遅延器12dを経由して合成器13aに入力させるとともに、フィルタ11g、遅延器12gを経由して合成器13bに入力させることとしている。
RSchの原音声信号は、フィルタ11c、遅延器12cを経由して合成器13aに入力させるとともに、フィルタ11f、遅延器12fを経由して合成器13bに入力させることとしている。z
LFEchの原音声信号は、先ず、2系統に分岐した上で、各系の信号をそれぞれ、合成器13a、合成器13bに直接入力させることとしている。
In addition, the audio signal of each channel as 5.1ch surround is distributed and input to the combiners 13a and 13b as follows.
First, the LFch original audio signal is directly input to the synthesizer 13a, and is input to the synthesizer 13b via the filter 11b and the delay value 12b.
The RFch original audio signal is directly input to the synthesizer 13b and is input to the synthesizer 13a via the filter 11a and the delay unit 12b.
The Cch original audio signal passes through the filter 11e and the delay device 12e and is branched into two systems, and the signals of each system are input to the synthesizer 13a and the delay device 13b, respectively.
The original LSch audio signal is input to the synthesizer 13a via the filter 11d and the delay unit 12d, and is input to the synthesizer 13b via the filter 11g and the delay unit 12g.
The RSch original audio signal is input to the synthesizer 13a via the filter 11c and the delay unit 12c, and is input to the synthesizer 13b via the filter 11f and the delay unit 12f. z
First, the LFEch original audio signal is branched into two systems, and the signals of each system are directly input to the synthesizer 13a and the synthesizer 13b, respectively.

上記図23に示される構成において、先ず、LFch、RFchの組に対応する信号系の構成は、先に図20に示した左音源Srclと右音源Srcrの2チャンネル分に対応するヘッドフォンシステムの基本構成に対応している。このために、LFchの主音声成分(左出力チャンネル)に対応する信号は、フィルタ、遅延器を経由させないで合成器13aからドライブユニットSPu−Lにより出力させることとしており、これにより、伝達関数Hlflが畳み込まれたのと同等の信号特性の音を得ようとしているものである。また、LFchの副音声成分(右出力チャンネル)に対応する信号については、フィルタ11b、遅延器12bを経由させることで、主音声に対する副音声の周波数特性差、到達時間差を与えるようにすることで、伝達関数Hlfrが畳み込まれたのと同等の信号特性の音を得るようにされる。
同様にして、RFchの主音声成分(右出力チャンネル)に対応する信号は、フィルタ、遅延器を経由させずに合成器13bからドライブユニットSPu−Rにより出力させることで、伝達関数Hrflが畳み込まれたのと同等の信号特性の音を得るようにされ、RFchの副音声成分(左出力チャンネル)に対応する信号については、フィルタ11a、遅延器12aを経由させることで、主音声に対する副音声の周波数特性差、到達時間差を与え、伝達関数Hrflが畳み込まれたのと同等の信号特性の音を得るようにされる。
In the configuration shown in FIG. 23, first, the configuration of the signal system corresponding to the combination of LFch and RFch is the basics of the headphone system corresponding to the two channels of the left sound source Srcl and the right sound source Scrc shown in FIG. Corresponds to the configuration. For this reason, the signal corresponding to the main audio component (left output channel) of LFch is output from the synthesizer 13a by the drive unit SPu-L without passing through a filter and a delay unit. It is trying to obtain a sound with the same signal characteristics as the convolution. The signal corresponding to the LFch sub-sound component (right output channel) is passed through the filter 11b and the delay unit 12b, thereby giving the sub-sound frequency characteristic difference and arrival time difference with respect to the main sound. The sound having the same signal characteristic as that obtained by convolution of the transfer function Hlfr is obtained.
Similarly, the signal corresponding to the main audio component (right output channel) of RFch is output from the synthesizer 13b by the drive unit SPu-R without passing through the filter and delay device, so that the transfer function Hrfl is convoluted. For the signal corresponding to the RFch sub-sound component (left output channel), the signal corresponding to the RF channel sub-sound component (left output channel) is passed through the filter 11a and the delay unit 12a, so A frequency characteristic difference and arrival time difference are given, and a sound having a signal characteristic equivalent to the convolution of the transfer function Hrfl is obtained.

また、LSchの主音声成分(左出力チャンネル)に対応して備えられるフィルタ11d、遅延器12dは、対応する伝達関数Hlslが畳み込まれたのと同等の信号特性を得るために、LFchの主音声成分に対する特性差(周波数特性差、及び到達時間差)を与えるためのパラメータ(通過帯域特性、遅延時間)が設定されるようになっている。つまり、LSchの主音声成分を基準とすれば、LFchの主音声成分は、互いの音源位置に応じて左耳に到達するまでの経路が異なってくることから、LSchの主音声成分に対する特性差を持つものであり、この特性差を、上記フィルタ11d、遅延器12dにより得ることとしているものである。
そのうえで、LSchの副音声成分(右出力チャンネル)に対応して備えられるフィルタ11g、遅延器11gは、対応する伝達関数Hlsrが畳み込まれたのと同等の信号特性を得るために、同じLSchの主音声成分に対する特性差を与えるためのパラメータを設定する。
Further, the filter 11d and the delay device 12d provided corresponding to the main audio component (left output channel) of the LSch, in order to obtain a signal characteristic equivalent to the convolution of the corresponding transfer function Hlsl, Parameters (passband characteristics, delay time) for giving characteristic differences (frequency characteristic differences and arrival time differences) with respect to voice components are set. In other words, if the main audio component of LSch is used as a reference, the main audio component of LFch has a different path to reach the left ear depending on the position of each sound source. This characteristic difference is obtained by the filter 11d and the delay device 12d.
In addition, the filter 11g and the delay device 11g provided corresponding to the LSch sub-sound component (right output channel) have the same LSch in order to obtain a signal characteristic equivalent to the convolution of the corresponding transfer function Hlsr. A parameter for giving a characteristic difference with respect to the main audio component is set.

また、RSchの主音声成分(右出力チャンネル)に対応して備えられるフィルタ11f、遅延器11fは、対応する伝達関数Hlslが畳み込まれたのと同等の信号特性を得るために、LFchの主音声成分に対する特性差を与えるためのパラメータが設定されるようになっている。そのうえで、LSchの副音声成分(右出力チャンネル)に対応して備えられるフィルタ11g、遅延器11gは、対応する伝達関数Hrsrが畳み込まれたのと同等の信号特性を得るために、同じLSchの主音声成分に対する特性差を与えるためのパラメータを設定する。   Further, the filter 11f and the delay device 11f provided corresponding to the main audio component (right output channel) of the RSch have a main characteristic of the LFch in order to obtain a signal characteristic equivalent to the convolution of the corresponding transfer function Hlsl. A parameter for giving a characteristic difference with respect to the sound component is set. In addition, the filter 11g and the delay device 11g provided corresponding to the LSch sub-sound component (right output channel) have the same LSch in order to obtain a signal characteristic equivalent to the convolution of the corresponding transfer function Hrsr. A parameter for giving a characteristic difference with respect to the main audio component is set.

またCchについては、フィルタ11e、遅延器12eを経由してから、左出力チャンネルと右出力チャンネルとに対応する信号系に分岐されている。Cchは、図22に示されるようにして、聴取者Mの前方正面に位置する音源とされる。このために、理想的には、聴取者Mの左右の耳に到達する各系の音に対応する伝達特性Hcl、Hcrは同等であり、また、LFch、RFch、LSch、RSchのような主音声成分と副音声成分の相違も生じない。換言すれば、Cchでは、聴取者Mの左の耳に対応する系と、右の耳対応する系との間で、どちらを主音声成分、副音声成分としてあつかったとしても、実質的な差違は無いものである。
ただし、LFch、RFchの主音声成分を基準とすると、これに対するCchの左右の各耳に対応する音成分の信号特性差は存在する。従って、この信号特性差を与えれば、Cchとしての伝達特性Hcl、Hcrが得られ、その音像定位が実現されることになる。フィルタ11e、遅延器12eは、この信号特性差を与えるようにしてそのパラメータが設定される。
Further, Cch is branched to a signal system corresponding to the left output channel and the right output channel after passing through the filter 11e and the delay device 12e. Cch is a sound source located in front of the listener M as shown in FIG. For this reason, ideally, the transfer characteristics Hcl and Hcr corresponding to the sounds of the respective systems reaching the left and right ears of the listener M are equivalent, and the main sounds such as LFch, RFch, LSch, and RSch There is no difference between the component and the sub audio component. In other words, in Cch, there is a substantial difference between the system corresponding to the left ear of the listener M and the system corresponding to the right ear, whichever is treated as the main audio component or the sub audio component. There is nothing.
However, if the main audio components of LFch and RFch are used as a reference, there is a difference in signal characteristic between sound components corresponding to the left and right ears of Cch. Therefore, if this signal characteristic difference is given, transfer characteristics Hcl and Hcr as Cch are obtained, and the sound image localization is realized. The parameters of the filter 11e and the delay device 12e are set so as to give this signal characteristic difference.

また、LFEchについては、先に図22により説明したように、その再生周波数帯域が低いために他のチャンネルの音と比較して指向性が鈍い。この点ではヘッドフォン再生においても同様である。そこで、LFEchについては、特に信号特性を与えることなく、直接、合成器13a、13bに分岐して入力させることとしているものである。
このようにして、図23に示す構成では、LFEch以外のチャンネルの音声信号について、左耳に到達する音成分に対応する伝達特性と、右耳に到達する音成分の伝達特性とを畳み込むようにして与えたうえで合成し、左出力チャンネルのドライブユニットSPu−Lと右出力チャンネルのドライブユニットSPu−Rからそれぞれ出力させることとしている。そして、このようにして出力される音を聴取者Mが聴くことで、図22により示したとされる音源位置に応じた音像定位が知覚されることになるものである。
Also, as described above with reference to FIG. 22, the LFEch has a low directivity compared to the sound of other channels because of its low reproduction frequency band. This also applies to headphone playback. Therefore, LFEch is directly branched and input to the combiners 13a and 13b without giving any signal characteristics.
In this way, in the configuration shown in FIG. 23, the transmission characteristics corresponding to the sound component reaching the left ear and the transmission characteristics of the sound component reaching the right ear are convoluted with respect to the audio signals of channels other than LFEch. The left output channel drive unit SPu-L and the right output channel drive unit SPu-R, respectively. Then, when the listener M listens to the sound output in this way, sound image localization corresponding to the sound source position shown in FIG. 22 is perceived.

ところで、上記のようにして、図23に示した構成のヘッドフォン再生システムによっては、原理的には、5.1chサラウンドのチャンネル構成に対応する仮想的音像定位を聴くことが可能となるのであるが、現実には、音像定位が、希薄あるいは不自然になるなどして良好に知覚されない場合のあることが分かっている。
その原因の主たる要因として、1つには、左右の各耳に到達すべきチャンネルごとの音声成分を、合成器13a、13bを用いて音声信号の段階で電気的に合成していることが挙げられる。
By the way, as described above, depending on the headphone playback system having the configuration shown in FIG. 23, in principle, it is possible to listen to the virtual sound image localization corresponding to the 5.1ch surround channel configuration. In reality, it has been found that the sound image localization may not be perceived well because it is dilute or unnatural.
One of the main causes is that the audio components for each channel that should reach the left and right ears are electrically synthesized at the audio signal stage using the combiners 13a and 13b. It is done.

5.1chサラウンドとしての本来の音響再生システムは、例えば図22に準じて各チャンネルのスピーカを配置し、これらのスピーカから、対応のチャンネル音声を再生出力させるようにして構成される。この場合、聴取者Mの左右の耳には、各チャンネルのスピーカから発せられて到達しようとする音成分が空間上で合成された上で鼓膜に伝わるようにされる。
例えば、チャンネル間で再生される音声は、相互に逆相、同相になるような状態となり得る。原理的に逆相の音同士は打ち消し合って聴こえなくなり、同相の音は強め合うのであるが、空間上で合成される場合には、周囲環境などの影響で、的確に打ち消し合ったり強め合ったりするようなことには成りにくく、このような現象がかえって豊かな音場感が得られることにつながっていると考えられている。しかしながら、このような位相関係の音同士が、音声信号の段階にて電気的に合成された場合には、ほぼ正確に打ち消し合ったり、あるいは強め合ったりすることになり、これが例えば不自然な聴こえ方になってしまうなどして、音場感が良好でないと知覚させる要因となっているものである。
The original sound reproduction system as 5.1ch surround is configured to arrange speakers for each channel according to, for example, FIG. 22 and reproduce and output the corresponding channel sound from these speakers. In this case, the left and right ears of the listener M are transmitted to the eardrum after the sound components emitted from the speakers of the respective channels to be reached are synthesized in space.
For example, audio reproduced between channels can be in a state of being out of phase and in phase with each other. In principle, opposite-phase sounds cancel each other out and cannot be heard, and in-phase sounds strengthen each other, but when synthesized in space, they are canceled or strengthened accurately due to the surrounding environment. It is considered that this phenomenon is rather connected to a rich sense of sound field. However, when such phase-related sounds are electrically synthesized at the stage of the audio signal, they will cancel or intensify each other almost accurately, and this may be an unnatural sound. For example, the sound field may be perceived as not good.

また、音像定位感が良好でなくなることの、もう1つの主たる原因として、実際の聴取者における個人差が大きく影響する場合がある。
これまでに図17〜図23により説明したヘッドフォン再生システムにおいて用いられる伝達関数は頭部伝達関数といわれるもので、例えば音源から聴取者の鼓膜に到達するまでの音の経路についての伝達特性を表すものとされている。このために、頭部伝達関数においては、人の耳介により反射して鼓膜に到達するとされる特性成分も含むことになる。現実に、人の耳介の形状には個人差が有り、このような違いに対応させて頭部伝達関数を設定することは困難である。そこで、頭部伝達関数の設定にあたっては、しかるべき手法により、標準として設定した耳介形状を想定するようにされている。しかしながら、頭部伝達関数において、耳介形状が与える特性が占める割合は相応に高い。また、現実における人の耳介形状は、個人ごとに異なるものと考えて良いうえ、その個人差も相応に大きい。このために、例えば、標準として設定した耳介形状とかなり違った形状の耳介を持った聴取者には、設定した伝達関数による音とはかけ離れた音をきくことになり、結果、良好でない音像定位が知覚されることになるわけである。
Further, another main cause of the poor sense of sound image localization is that individual differences among actual listeners may greatly affect.
The transfer function used in the headphone reproduction system described so far with reference to FIGS. 17 to 23 is called a head-related transfer function, and represents, for example, a transfer characteristic of a sound path from a sound source to the listener's eardrum. It is supposed to be. For this reason, the head-related transfer function includes a characteristic component that is reflected by the human pinna and reaches the eardrum. Actually, there are individual differences in the shape of the human pinna, and it is difficult to set the head-related transfer function corresponding to such differences. Therefore, in setting the head-related transfer function, the pinna shape set as a standard is assumed by an appropriate method. However, the proportion of the characteristics given by the pinna shape in the head-related transfer function is reasonably high. In addition, the actual human pinna shape may differ from person to person, and the individual differences are correspondingly large. For this reason, for example, a listener who has a pinna shape that is quite different from the pinna shape set as a standard will hear a sound far from the sound due to the set transfer function. Sound image localization is perceived.

そこで、本実施の形態としては、上記したような要因ができるだけ排除されるようにして、良好な仮想音像定位感が得られるように構成されたヘッドフォン再生システムを提供するようにされる。以降、このための構成について説明を行っていくこととする。   In view of this, the present embodiment provides a headphone playback system configured to eliminate the above-described factors as much as possible and obtain a good virtual sound image localization feeling. Hereinafter, the configuration for this purpose will be described.

先ず、図1により、本実施の形態としてのヘッドフォン再生システムにおいて前提となる基本の音響モデルを示す。この図では、図19の場合と同様にして、聴取者M(リスニングポジション)の前方における左右対称の位置に、左音源Srcl、右音源Srcrをそれぞれ設定した場合を示している。
例えば図19に示した音響モデルでは、左音源Srcl、右音源Srcrから左右の各耳に到達する音の伝達関数Hll、Hlr、Hrr、Hrlは、音源位置から鼓膜に至る音の経路までに対応する頭部伝達関数であることとしており、従って、その測定点としては、鼓膜に対応した耳介内であるものとされている。
これに対して、本実施の形態としては、左音源Srcl、右音源Srcrから左右の各耳に到達する音の測定点について、空間測定範囲P1,P2として示される、左右の耳介の外側近傍となる空間上の位置範囲を設定することとしている。この空間測定範囲P1,P2においては、図2に示すようにして、各音源に対応する測定位置が設定されている。先ず、空間測定範囲P1においては、左音源Srclが左耳に到達する音の測定点Pllと、右音源Srcrが左耳に到達する音の測定点Prlが設定される。また、空間測定範囲P2においては、右音源Srcrが右耳に到達する音の測定点Prrと、左音源Srclが左耳に到達する音の測定点Plrが設定される。なお、これらの測定点に対する、水平方向(横の並び方向)及び垂直方向(高さ方向)、及び耳介からの距離等についての位置の設定は、図4により後述するようにしてヘッドフォン装置を構成することとした場合における、4つの各音を再生出力するためのドライブユニットの配置位置に対応して決められるものとされる。つまり、これらの測定点(Pll、Prl、Prr、Plr)は、対応する音のドライブユニットが配置される空間上の位置であることとされる。このようにして測定点を設定していることで、本実施の形態における、左音源Srcl、右音源Srcrから左右の各耳に到達する音の伝達関数としては、耳介に到達する直前までの空間経路に対応するものとされ、耳介の影響が排除されたものとして得られることになる。
なお、左音源Srclから左、右の各耳に到達する主音声成分、副音声成分と、右音源Srcrから右、左の各耳に到達する主音声成分、副音声成分について、図19では、それぞれHll、Hlr、Hrr、Hrlと表記したが、上記図1のようにして、本実施の形態で扱う耳介の影響が排除された伝達関数については、sHll、sHlr、sHrr、sHrlと表記することにする。
First, FIG. 1 shows a basic acoustic model which is a prerequisite for the headphone playback system according to the present embodiment. This figure shows a case where the left sound source Srcl and the right sound source Scrr are set at symmetrical positions in front of the listener M (listening position), as in the case of FIG.
For example, in the acoustic model shown in FIG. 19, the transfer functions Hll, Hlr, Hrr, and Hrl of the sound reaching the left and right ears from the left sound source Srcl and the right sound source Scrr correspond to the sound path from the sound source position to the eardrum. Therefore, the measurement point is assumed to be in the auricle corresponding to the eardrum.
On the other hand, in the present embodiment, the measurement points of the sound reaching the left and right ears from the left sound source Srcl and the right sound source Scrr are shown as spatial measurement ranges P1 and P2 and near the outside of the left and right pinna. The position range in the space is set. In the space measurement ranges P1 and P2, measurement positions corresponding to the respective sound sources are set as shown in FIG. First, in the space measurement range P1, the measurement point Pll of the sound that the left sound source Srcl reaches the left ear and the measurement point Prl of the sound that the right sound source Srcr reaches the left ear are set. In the space measurement range P2, a measurement point Prr for the sound that the right sound source Scrc reaches the right ear and a measurement point Plr for the sound that the left sound source Srcl reaches the left ear are set. Note that the position of the measurement points in the horizontal direction (horizontal arrangement direction), the vertical direction (height direction), the distance from the auricle, and the like is set as described later with reference to FIG. In the case of configuring, it is determined corresponding to the arrangement position of the drive unit for reproducing and outputting each of the four sounds. That is, these measurement points (Pll, Prl, Prr, Plr) are assumed to be positions on a space where the corresponding sound drive units are arranged. By setting the measurement points in this way, in the present embodiment, the transfer function of the sound reaching the left and right ears from the left sound source Srcl and the right sound source Scrc is up to just before reaching the pinna. It is assumed that it corresponds to the spatial path, and the effect of the pinna is eliminated.
In FIG. 19, the main sound component and the sub sound component that reach the left and right ears from the left sound source Srcl, and the main sound component and the sub sound component that reach the right and left ears from the right sound source Scrc, Although expressed as Hll, Hlr, Hrr, and Hrl, respectively, the transfer function from which the influence of the pinna handled in this embodiment is excluded as shown in FIG. 1 is expressed as sHll, sHlr, sHrr, and sHrl. I will decide.

次に、図3により、本実施の形態のヘッドフォン音響再生システムの音声信号処理系の構成例として、上記図1の音響モデルに対応した基本構成を示す。
この図3の構成においては、入力信号として、上記図1の左音源Srclにて発せられる原音に対応した原音声信号Slと、同じ図19の右音源Srcrとして発せられる原音に対応した原音声信号Srとを入力するようにされている。
そのうえで、原音声信号Slについては、左音源Srclから左耳に到達する主音声成分と、右耳に到達する副音声成分とに対応させて2系統に分岐し、主音声成分に対応する系はフィルタ処理、遅延処理を特に施すことなく、ドライブユニットSPu−Lにより再生出力させることで、伝達関数sHllが畳み込まれたのと等価の音声を得るようにされる。ここで、主音声成分に対応する系について、特にフィルタ処理、及び遅延処理を施さないことにより、伝達関数sHllが畳み込まれたのと等価の信号特性が与えられることとしているのは、図20における主音声成分に対応する系の音声信号について、フィルタ処理、及び遅延処理を施していないことと同じ理由によるものである。この点については、後述する、右音源Srcrの主音声成分に対応して原音声信号SrをドライブユニットSPu−Rから出力させる系についても同様とされる。
また、左音源Srclからの副音声成分に対応する系は、フィルタ11−f(L)、遅延器12−f(L)を経由させた上で、ドライブユニットSPu−f(L)により再生出力させるようにする。本実施の形態では、耳介の影響が排除された伝達関数が与えられるものの、1つの音源から左耳側に到達してしかるべき測定点にて測定される音の信号特性と、右耳側に到達して測定点にて測定される音の信号特性との間には、依然として、音の到達角度や到達方向の違いによる周波数特性差、到達時間差が生じるものであり、これが伝達特性の差としても表されるものである。そこで、フィルタ11−f(L)、遅延器12−f(L)によっては、左音源Srclからの主音声成分に対する信号特性差を与えることとして、これにより、伝達関数sHrlが畳み込まれたのと等価の信号特性を得るようにされる。
Next, FIG. 3 shows a basic configuration corresponding to the acoustic model of FIG. 1 as a configuration example of the audio signal processing system of the headphone acoustic reproduction system of the present embodiment.
In the configuration of FIG. 3, as input signals, the original sound signal Sl corresponding to the original sound emitted from the left sound source Srcl in FIG. 1 and the original sound signal corresponding to the original sound emitted as the right sound source Scrc in FIG. Sr is input.
In addition, the original audio signal S1 is branched into two systems corresponding to the main audio component reaching the left ear from the left sound source Srcl and the sub audio component reaching the right ear, and the system corresponding to the main audio component is By performing reproduction and output by the drive unit SPu-L without particularly performing filter processing and delay processing, it is possible to obtain sound equivalent to that in which the transfer function sHll is convoluted. Here, with respect to the system corresponding to the main audio component, the signal characteristic equivalent to the convolution of the transfer function sHll is given by not performing the filter process and the delay process in particular. This is because the audio signal of the system corresponding to the main audio component in is not subjected to filter processing and delay processing. The same applies to a system that outputs the original audio signal Sr from the drive unit SPu-R corresponding to the main audio component of the right sound source Scrc, which will be described later.
The system corresponding to the sub audio component from the left sound source Srcl is reproduced and output by the drive unit SPu-f (L) after passing through the filter 11-f (L) and the delay device 12-f (L). Like that. In the present embodiment, although a transfer function in which the influence of the pinna is eliminated is given, the signal characteristics of the sound measured at an appropriate measurement point reaching the left ear side from one sound source, and the right ear side However, there is still a difference in frequency characteristics and time of arrival due to differences in the sound arrival angle and direction, and the difference in transfer characteristics. It is also expressed as Therefore, depending on the filter 11-f (L) and the delay unit 12-f (L), the transfer function sHrl is convoluted by giving a signal characteristic difference with respect to the main sound component from the left sound source Srcl. The signal characteristic equivalent to is obtained.

また、原音声信号Srについても、右音源Srcrから右耳に到達する主音声成分と、左耳に到達する副音声成分とに対応させて2系統に分岐させ、主音声成分に対応する系はフィルタ処理、遅延処理を特に施すことなく、ドライブユニットSPu−Rにより再生出力させ、伝達関数sHrrが畳み込まれたのと等価の音声を得る。
また、右音源Srcrからの副音声成分に対応する系は、フィルタ11−f(R)、遅延器12−f(R)を経由させて、右音源Srcrからの主音声成分に対する信号特性差を与え、ドライブユニットSPu−f(R)により再生出力させる。これにより、伝達関数sHlrlが畳み込まれたのと等価の信号特性による音が再現される。
The original audio signal Sr is also branched into two systems corresponding to the main audio component reaching the right ear from the right sound source Scrc and the sub audio component reaching the left ear, and the system corresponding to the main audio component is Without performing filter processing and delay processing in particular, reproduction and output are performed by the drive unit SPu-R, and sound equivalent to that in which the transfer function sHrr is convoluted is obtained.
Further, the system corresponding to the sub sound component from the right sound source Scrc passes through the filter 11-f (R) and the delay device 12-f (R), and the signal characteristic difference with respect to the main sound component from the right sound source Scrc is obtained. And reproduced and output by the drive unit SPu-f (R). As a result, a sound having a signal characteristic equivalent to the convolution of the transfer function sHlrl is reproduced.

例えば、先に示した図20によるヘッドフォン再生システムの構成では、ドライブユニットは、左右の出力チャンネルごとに応じて、各1つのみとされおり、2つの音源から左耳に到達して聴こえる音に対応する音声信号と、右耳に到達して聴こえる音に対応する音声信号とを、それぞれ合成したうえで、左右の各出力チャンネルのドライブユニットSPu−L、SPu−Rにより出力させることとしていたものである。
これに対して本実施の形態では、左音源Srclと右音源Srcrの各音源から左耳側、右耳側に到達するとされる音に対応した音声信号を、左右の出力チャンネル(L,R)ごとに合成するのではなく、個々に独立したドライブユニットから出力させるようにしているものである。つまり、本実施の形態では、左音源Srclと右音源Srcrの各音源から左耳側、右耳側に到達するとされる音に対応した音声信号ごとに対応して、出力チャンネル、つまりドライブユニットSPu−Lが設けられるものである。なお、ここでは、ドライブユニットSPu−L、SPu−R、SPu−f(R)、SPu−f(L)ごとに対応して、出力チャンネルL,R,f(R),f(L)として示している。
For example, in the configuration of the headphone playback system according to FIG. 20 described above, there is only one drive unit for each of the left and right output channels, and it corresponds to the sound that reaches the left ear from two sound sources and can be heard. And the audio signal corresponding to the sound that can be heard by reaching the right ear are combined and then output by the drive units SPu-L and SPu-R of the left and right output channels. .
On the other hand, in the present embodiment, the left and right output channels (L, R) are used to output audio signals corresponding to sounds that are supposed to reach the left ear side and the right ear side from the left sound source Srcl and the right sound source Scrc. Rather than combining them individually, they are output from independent drive units. In other words, in the present embodiment, the output channel, that is, the drive unit SPu− corresponds to each audio signal corresponding to the sound that is supposed to reach the left ear side and the right ear side from the respective sound sources of the left sound source Srcl and the right sound source Scrc. L is provided. Here, output channels L, R, f (R), and f (L) are shown corresponding to the drive units SPu-L, SPu-R, SPu-f (R), and SPu-f (L). ing.

図4は、上記図3に示した音声信号系の構成に対応したヘッドフォン装置の態様例として、左右の音響ユニットにおけるドライブユニットの配置構造例を模式的に示している。
この図に示されるようにして、先ず、ヘッドフォン装置の左音響ユニット1Lにおいては、ドライブユニットSPu−L、SPu−f(R)が設けられて、左耳により、これらのドライブユニットにて再生される音が聴こえるようにされる。また、右音響ユニット1Rにおいては、ドライブユニットSPu−R、SPu−f(L)が設けられて、右耳により、これらのドライブユニットにて再生される音が聴こえるようにされる。
そのうえで、左音響ユニット1Lにおけるドライブユニットの配置としては、先ず、ドライブユニットSPu−Lを、図2の測定点Pllに対応するとされる位置に対応させて配置させることとしている。この位置は、例えば耳に対して前方にも後方にも偏りが無いとされる基準位置としてみなされる。ドライブユニットSPu−f(R)は、ドライブユニットSPu−Lに対して前方であって、例えば所定の距離差DS1だけ離れた測定点Prlに対応する位置に配置するようにされる。
右用音響ユニット1Rにおけるドライブユニットの配置も、上記左音響ユニット1Lに準じて、ドライブユニットSPu−Rを、図1の測定点Prrに対応するとされる基準となる位置に対応させて配置させたうえで、ドライブユニットSPu−f(L)は、ドライブユニットSPu−Rに対して、距離差DS1だけ前方に離れた測定点Plrに対応する位置に配置する。
FIG. 4 schematically shows an arrangement structure example of the drive units in the left and right acoustic units as an example of the headphone device corresponding to the configuration of the audio signal system shown in FIG.
As shown in this figure, first, the left acoustic unit 1L of the headphone device is provided with drive units SPu-L and SPu-f (R), and the sound reproduced by these drive units by the left ear. Can be heard. In the right acoustic unit 1R, drive units SPu-R and SPu-f (L) are provided so that sounds reproduced by these drive units can be heard by the right ear.
In addition, as an arrangement of the drive unit in the left acoustic unit 1L, first, the drive unit SPu-L is arranged in correspondence with the position corresponding to the measurement point Pll in FIG. For example, this position is regarded as a reference position that is not biased forward or backward with respect to the ear. The drive unit SPu-f (R) is arranged in front of the drive unit SPu-L, for example, at a position corresponding to the measurement point Prl separated by a predetermined distance difference DS1.
As for the arrangement of the drive unit in the right acoustic unit 1R, the drive unit SPu-R is arranged corresponding to the reference position corresponding to the measurement point Prr in FIG. 1 in accordance with the left acoustic unit 1L. The drive unit SPu-f (L) is arranged at a position corresponding to the measurement point Plr that is separated from the drive unit SPu-R by a distance difference DS1.

上記図3及び図4に示す本実施の形態としてのヘッドフォン再生システムの基本構成では、先ず、左音源Srclについては、左耳にて、ドライブユニットSPu−Lから出力される主音声成分を聴き取り、右耳にて、ドライブユニットSPu−f(L)から出力される副音声成分を聴き取るようにされる。このとき、ドライブユニットSPu−f(L)は、右耳に対して基準的に配置されるドライブユニットSPu−Rより前方に位置していることから、この副音声成分の音は前方から到来するようにして耳に到達することになる。これにより、聴取者は、左音源Srclの音については、左前方に定位するものとして知覚することができる。
同様にして、右音源Srcrについては、右耳にて、ドライブユニットSPu−Rから出力される主音声成分を聴き取り、左耳にて、ドライブユニットSPu−f(R)から出力される副音声成分を聴き取るようにされる。ドライブユニットSPu−f(R)も、左耳側において基準的に配置されるドライブユニットSPu−Lより前方に位置しているので、この副音声成分の音も前方から到来するようにして耳に到達することになり、右音源Srcrの音についても、左前方に定位するものとして知覚できることになる。つまり、左音源Srcl、右音源Srcrの音像定位を知覚することが可能とされる。
In the basic configuration of the headphone playback system according to the present embodiment shown in FIG. 3 and FIG. 4, first, for the left sound source Srcl, the main audio component output from the drive unit SPu-L is heard with the left ear, The sub-audio component output from the drive unit SPu-f (L) is heard with the right ear. At this time, since the drive unit SPu-f (L) is located in front of the drive unit SPu-R that is arranged on the basis of the right ear, the sound of this sub-sound component is made to come from the front. Will reach the ear. Thereby, the listener can perceive the sound of the left sound source Srcl as being localized left front.
Similarly, for the right sound source Scrc, the main audio component output from the drive unit SPu-R is heard with the right ear, and the sub audio component output from the drive unit SPu-f (R) with the left ear. It is made to listen. Since the drive unit SPu-f (R) is also located in front of the drive unit SPu-L that is arranged on the left ear side as a standard, the sound of this sub-sound component reaches the ear so that it also comes from the front. In other words, the sound of the right sound source Sccr can also be perceived as being localized left front. That is, it is possible to perceive the sound image localization of the left sound source Srcl and the right sound source Srcr.

そのうえで、聴取者Mの左耳には、出力チャンネルLに対応する左音源Srclからの主音声成分と、出力チャンネルf(R)に対応する右音源Srcrからの副音声成分とが、左音響ユニット1L内の空間で合成されたうえで到達して聴こえることになる。同様にして、聴取者Mの右耳には、出力チャンネルRに対応する右音源Srcrからの主音声成分と、出力チャンネルf(L)に対応する左音源Srclからの副音声成分とが、右音響ユニット1R内の空間で合成されたうえで到達して聴こえることになる。
このようにして本実施の形態のヘッドフォン装置では、音源から各耳に到達するとされる出力チャンネルの音を、それぞれ独立したドライブユニットにより再生した上で、左右の各耳に近い空間で合成するようにしている。このために、例えば、音源から各耳に到達するとされる音に対応する音声信号を電気的に合成してから音声として出力させる場合のように、逆相、同相の信号同士が的確に打ち消し合ったり強め合ったりするような現象も解消される。これにより、より良好な音場感を得ることが可能になる。
On the left ear of the listener M, the main sound component from the left sound source Srcl corresponding to the output channel L and the sub sound component from the right sound source Scrc corresponding to the output channel f (R) are left acoustic unit. It will be heard after being synthesized in the space in 1L. Similarly, in the right ear of the listener M, the main sound component from the right sound source Scrr corresponding to the output channel R and the sub sound component from the left sound source Srcl corresponding to the output channel f (L) are After being synthesized in the space in the acoustic unit 1R, it will arrive and be heard.
In this way, in the headphone device of the present embodiment, the sound of the output channel that is supposed to reach each ear from the sound source is reproduced by each independent drive unit and then synthesized in a space close to the left and right ears. ing. For this reason, for example, when the audio signal corresponding to the sound that is supposed to reach each ear from the sound source is electrically synthesized and then output as a sound, the opposite-phase and in-phase signals cancel each other exactly. Or the phenomenon of strengthening each other. This makes it possible to obtain a better sound field feeling.

また、本実施の形態のようにして、音源から各耳に到達するものとされる出力チャンネルごとの音が空間上で合成されてから耳に到達するようにされているということは、ドライブユニットから発せられた音は、空間上で合成された後に耳介にて反射などしてから鼓膜に到達するものである、ということがいえる。
従って、本実施の形態のようにして、音源から各耳に到達するものとされる出力チャンネルごとの音声信号について耳介の影響を排除した伝達特性(周波数特性、遅延時間差)を与えるようにすれば、この耳介に対応して変化する特性は、実際の聴取者個人の耳介により形成できることになる。このことは、例えば耳介の形状などの個人差によらず、良好な音像定位を感じることが可能になるということを意味している。
このようにして、本実施の形態のヘッドフォン再生システムは、これまでよりも良好とされる音像定位感が、より多くの人にとって得られるようにされているものである。
Further, as in the present embodiment, the sound for each output channel that is supposed to reach each ear from the sound source is synthesized in space and then reaches the ear. It can be said that the emitted sound reaches the eardrum after being synthesized in space and then reflected by the auricle.
Therefore, as in the present embodiment, transfer characteristics (frequency characteristics, delay time difference) excluding the influence of the pinna are applied to the audio signal for each output channel that is supposed to reach each ear from the sound source. For example, the characteristics that change corresponding to the pinna can be formed by the pinna of the actual listener. This means that it is possible to feel a good sound image localization regardless of individual differences such as the shape of the pinna.
In this way, the headphone playback system according to the present embodiment is configured so that more people can obtain a sound image localization feeling that is better than before.

ところで、図3に示される遅延器12−f(R)、遅延器12−f(L)の遅延時間は、これまでにも述べてきているように、同じ音源位置から一方の耳に主音声成分が到達するまでの距離と、他方の耳に副音声成分が到達するまでの距離とに応じて決まる到達時間差を、副音声成分の音声信号に与えるためのものとされる。例えば図20に示される構成の場合であれば、一方の音源の主音声成分と、他方の音源の副音声成分の音は,音声信号の段階で合成されることから、遅延器によって上記の到達時間差をそのまま与えるようにすることがベストモードとなる。
しかしながら、本実施の形態では、図4に示しているように、例えば左音響ユニット1Lであれば、ドライブユニットSPu−LとドライブユニットSPu−f(R)の配置位置について、物理的な距離DS1が与えられているので、必然的に、この距離DS1に応じて、ドライブユニットSPu−Lから出力される左音源Srclの主音声が左耳に到達する時間に対して、ドライブユニットSPu−f(R)から出力される右音源Srcrの副音声が左耳に到達する時間の遅延が生じることになる。従って、ベストモードの到達時間差を得るようにするためには、左音源Srclから左耳に主音声成分が到達するまでの距離と、右耳に副音声成分が到達するまでの距離とに応じて決まる到達時間差から、上記距離DS1に応じた遅延時間を差し引いた分の時間を、遅延器12−f(R)に設定すべきことになる。
By the way, the delay times of the delay units 12-f (R) and 12-f (L) shown in FIG. 3 are the same as those described so far. An arrival time difference determined according to the distance until the component reaches and the distance until the sub audio component reaches the other ear is given to the audio signal of the sub audio component. For example, in the case of the configuration shown in FIG. 20, the sound of the main sound component of one sound source and the sound of the sub sound component of the other sound source are synthesized at the stage of the sound signal. The best mode is to give the time difference as it is.
However, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, for example, in the case of the left acoustic unit 1L, the physical distance DS1 is given for the arrangement positions of the drive unit SPu-L and the drive unit SPu-f (R). Therefore, it is inevitably output from the drive unit SPu-f (R) with respect to the time that the main sound of the left sound source Srcl output from the drive unit SPu-L reaches the left ear according to the distance DS1. A delay in the time for the sub sound of the right sound source Sccr to reach the left ear will occur. Therefore, in order to obtain the arrival time difference in the best mode, depending on the distance from the left sound source Srcl until the main audio component reaches the left ear and the distance until the sub audio component reaches the right ear The time obtained by subtracting the delay time corresponding to the distance DS1 from the determined arrival time difference should be set in the delay device 12-f (R).

続いて、上記図1〜図4により説明した基本構成に基づいた、マルチチャンネルに対応するヘッドフォン音響再生システムの構成例について説明していくこととする。なお、ここでも、マルチチャンネル構成としては、5.1chサラウンドの規格に例に挙げる。   Subsequently, a configuration example of a headphone sound reproduction system corresponding to multi-channel based on the basic configuration described with reference to FIGS. 1 to 4 will be described. In this case as well, the multi-channel configuration is taken as an example in the 5.1ch surround standard.

先ず、図5により、本実施の形態に対応する5.1chサラウンドの音響モデルを示す。
この図に示す音響モデルとしても,例えば図22において示したのと同様に、LFch、Cch、RFch、LSch、RSch、LFEchのそれぞれに応じた音源として、スピーカSP−LF、SP−C、SP−RF、SP−LS、SP−RS、SP−LFEが示されている。また、これらのスピーカの配置も,図22と同様となる。
ただし、本実施の形態では、5.1chサラウンドに対応するヘッドフォン音響再生システムを構成するのにあたり、各チャンネルの音源(スピーカ)から聴取者Mの左右の耳に到達するものとされる各音の伝達関数については、図1によっても説明したように、耳介の影響が排除されたものを用いるようにされる。つまり、左右の耳介の外側近傍において、各音に対応するドライブユニットが位置するとされる空間上の測定点の集合範囲である空間測定範囲P1、P2内にて設定した測定点にて測定される、各音源からの音の伝達関数を用いるものである。
この場合の空間測定範囲P1、P2における測定点の設定例は、図6に示されている。先ず、左耳に対応する空間測定範囲P1においては、スピーカSP−LFから到達する音に対応する測定点Plflを基準に、その前方にSP−Cから到達する音の測定点Pclを設定し、このさらに前方に、スピーカSP−RFから到達する音の測定点Prflを設定する。また、上記基準の測定点Plflの後方に対して、スピーカSP−LSから到達する音の測定点Plslを設定し、さらに後方に対して、スピーカSP−RSから到達する音の測定点Prslを設定している。
また、右耳に対応する空間測定範囲P2においては、スピーカSP−RFから到達する音に対応する測定点Prfrを基準に、その前方にSP−Cから到達する音の測定点Pcrを設定し、このさらに前方に、スピーカSP−LFから到達する音の測定点Plfrを設定する。また、上記基準の測定点Prfrの後方に対して、スピーカSP−RSから到達する音の測定点Prsrを設定し、さらに後方に対して、スピーカSP−RSから到達する音の測定点Plsrを設定している。
そして、ここでは図5に示されるようにして、各音に対応する伝達関数を下記のようにして表すこととしている。
sHlfl:スピーカSP−LFから主音声成分として左耳側(測定点Plfl)に到達する経路の伝達関数
sHlfr:スピーカSP−LFから副音声成分として右耳側(測定点Plfr)に到達する経路の伝達関数
sHcl:スピーカSP−Cから主音声/副音声成分として左耳側(測定点Pcl)に到達する経路の伝達関数
sHcr:スピーカSP−Cから副音声/主音声成分として右耳側(測定点Pcr)に到達する経路の伝達関数
sHrfl:スピーカSP−RFから副音声成分として左耳側(測定点Prfl)に到達する経路の伝達関数
sHrfr:スピーカSP−RFから主音声成分として右耳側(測定点Prfr)に到達する経路の伝達関数
sHlsl:スピーカSP−LSから主音声成分として左耳側(測定点Plsl)に到達する経路の伝達関数
sHlsr:スピーカSP−LSから副音声成分として右耳側(測定点Plsr)に到達する経路の伝達関数
sHrsl:スピーカSP−RSから副音声成分として左耳側(測定点Prsl)に到達する経路の伝達関数
sHrsr:スピーカSP−RSから主音声成分として右耳側(測定点Prsr)に到達する経路の伝達関数
First, FIG. 5 shows a 5.1 ch surround acoustic model corresponding to the present embodiment.
Also in the acoustic model shown in this figure, speakers SP-LF, SP-C, SP- are used as sound sources corresponding to LFch, Cch, RFch, LSch, RSch, and LFEch, for example, as shown in FIG. RF, SP-LS, SP-RS, and SP-LFE are shown. Also, the arrangement of these speakers is the same as in FIG.
However, in this embodiment, when configuring a headphone sound reproduction system that supports 5.1ch surround, transmission of each sound that is supposed to reach the left and right ears of the listener M from the sound source (speaker) of each channel. As described above with reference to FIG. 1, the function is a function excluding the influence of the pinna. In other words, in the vicinity of the outside of the left and right pinna, the measurement is performed at the measurement points set in the space measurement ranges P1 and P2, which is a set range of measurement points in the space where the drive unit corresponding to each sound is located. The transfer function of sound from each sound source is used.
An example of setting measurement points in the space measurement ranges P1 and P2 in this case is shown in FIG. First, in the space measurement range P1 corresponding to the left ear, the measurement point Pcl of the sound arriving from the SP-C is set in front of the measurement point Plfl corresponding to the sound arriving from the speaker SP-LF. Further ahead, the measurement point Prfl of the sound reaching from the speaker SP-RF is set. In addition, a measurement point Plsl of sound arriving from the speaker SP-LS is set behind the reference measurement point Plfl, and a measurement point Prsl of sound arriving from the speaker SP-RS is set further behind. is doing.
In the space measurement range P2 corresponding to the right ear, the measurement point Pcr of the sound arriving from the SP-C is set in front of the measurement point Prfr corresponding to the sound arriving from the speaker SP-RF. Further ahead, a measurement point Plfr for a sound reaching from the speaker SP-LF is set. In addition, a measurement point Prsr of sound arriving from the speaker SP-RS is set behind the reference measurement point Prfr, and a measurement point Plsr of sound arriving from the speaker SP-RS is set further behind. is doing.
Here, as shown in FIG. 5, the transfer function corresponding to each sound is expressed as follows.
sHlfl: Transfer function of the path from the speaker SP-LF to the left ear side (measurement point Plfl) as the main audio component
sHlfr: Transfer function of the path from the speaker SP-LF to the right ear side (measurement point Plfr) as a sub audio component
sHcl: transfer function of the path from the speaker SP-C to the left ear side (measurement point Pcl) as the main sound / sub sound component
sHcr: transfer function of a path from the speaker SP-C to the right ear side (measurement point Pcr) as a sub-sound / main sound component
sHrfl: Transfer function of the path from the speaker SP-RF to the left ear side (measurement point Prfl) as a secondary audio component
sHrfr: transfer function of the path from the speaker SP-RF to the right ear side (measurement point Prfr) as the main audio component
sHlsl: transfer function of the path from the speaker SP-LS to the left ear side (measurement point Plsl) as the main audio component
sHlsr: transfer function of the path from the speaker SP-LS to the right ear side (measurement point Plsr) as a secondary audio component
sHrsl: transfer function of the path from the speaker SP-RS to the left ear side (measurement point Prsl) as a sub audio component
sHrsr: transfer function of the path from the speaker SP-RS to the right ear side (measurement point Prsr) as the main audio component

続いて、図7により、本実施の形態のヘッドフォン音響再生システムとして、5.1chサラウンドに対応した信号系の構成例について説明する。
なお、ここでの説明にあたっては、図7において示されるフィルタ11、遅延器12のうちで、破線で示されるものを省略して信号処理系を簡易化した構成を前提として説明する。
Next, a configuration example of a signal system corresponding to 5.1ch surround will be described with reference to FIG. 7 as the headphone sound reproduction system of the present embodiment.
In the description here, the description will be made on the assumption that the signal processing system is simplified by omitting the filter 11 and the delay unit 12 shown in FIG.

先ず、この構成では、5.1chサラウンドを構成する6つのチャンネル(LFch、Cch、RFch、LSch、RSch、LFEch)ごとについて、左耳と右耳とにそれぞれ到達する音成分に対応した12の出力チャンネル(LF、f(LF)、RF、f(RF)、C(L)、C(R)LS、f(LS)、RS、f(RS)、LFE(L)、LFE(R))を設けることとしている。そのうえで、ドライブユニットとしても、これらの出力チャンネルごとに対応して、ドライブユニットSPu−LF、SPu−f(LF)、SPu−RF、SPu−f(RF)、SPu−C(L)、SPu−C(R)、SPu−LS、SPu−f(LS)、SPu−RS、SPu−f(RS)、SPu−LFE(L)、SPu−LFE(R)を設けるようにされている。
そのうえで、5.1chサラウンドとしての各チャンネルの音声信号ごとの信号系を下記のようにして形成するようにされる。なお、ここでの説明は、上記した簡易な構成を前提とするので、破線で示されるフィルタ11、遅延器12は省略されているものとして扱う。
First, in this configuration, for each of the six channels (LFch, Cch, RFch, LSch, RSch, LFEch) constituting 5.1ch surround, 12 outputs corresponding to the sound components reaching the left ear and the right ear respectively. Channel (LF, f (LF), RF, f (RF), C (L), C (R) LS, f (LS), RS, f (RS), LFE (L), LFE (R)) It is supposed to be provided. In addition, the drive units also correspond to each of these output channels, and drive units SPu-LF, SPu-f (LF), SPu-RF, SPu-f (RF), SPu-C (L), SPu-C ( R), SPu-LS, SPu-f (LS), SPu-RS, SPu-f (RS), SPu-LFE (L), SPu-LFE (R) are provided.
In addition, a signal system for each audio signal of each channel as 5.1ch surround is formed as follows. In addition, since description here presupposes the above-mentioned simple structure, the filter 11 and the delay device 12 which are shown with a broken line are handled as what is abbreviate | omitted.

先ず、この図7に示す信号系の構成においては、図3に対応する基本構成部分を、LFchとRFchに対応した信号系として備える。つまり、図3と図7とのチャンネルの対応関係として、入力ソース側については、図3の左音源Srcl、右音源Srcrがそれぞれ図7のLFch、RFchに対応し、出力チャンネル側については、図3のL、f(L)、R、f(R)がそれぞれ、LF、f(LF)、RF、f(RF)に対応する。   First, in the configuration of the signal system shown in FIG. 7, the basic configuration corresponding to FIG. 3 is provided as a signal system corresponding to LFch and RFch. That is, as the correspondence relationship between the channels in FIGS. 3 and 7, on the input source side, the left sound source Srcl and the right sound source Scrr in FIG. 3 correspond to LFch and RFch in FIG. 3, L, f (L), R, and f (R) correspond to LF, f (LF), RF, and f (RF), respectively.

上記した対応関係に応じて、先ず、LFchの原音声信号は2系統に分岐され、一方の系は、主音声成分として、フィルタ処理、遅延処理が施されることなく、直接的にドライブユニットSPu−LFに入力されるようにしている。この系により、伝達関数sHlflが与えられるものとしている。また、他方の系は、フィルタ11−f(LF)、遅延器12−f(LF)を経由することで、上記主音声成分に対する差分の信号特性が与えられて、上記ドライブユニットSPu−f(LF)に入力されるようになっており、これにより、伝達関数sHlfrが畳み込まれるようにして与えられた音声が再生されるようにする。
また、LFchに対して左右対象となる音源であるRFchの原音声信号も、主音声成分と副音声成分の2系統に分岐され、主音声成分の系は、フィルタ処理、遅延処理が施されることなく、直接的にドライブユニットSPu−RFに入力されるようにして、伝達関数sHrfrが与えられる。また、副音声成分の系は、フィルタ11−f(RF)、遅延器12−f(RF)を経由することで、上記主音声成分に対する差分の信号特性が与えられて、上記ドライブユニットSPu−f(LF)に入力されており、これにより、伝達関数sHrflが与えられた音声が再生されるようにする。
そして、この基本構成部分に対して、下記のようにして、残るLSch、RSch、Cch、LFEchの信号系が備えられることになる。
In accordance with the above-described correspondence, first, the original LFch audio signal is branched into two systems, and one system is directly subjected to the drive unit SPu− without being subjected to filter processing and delay processing as main audio components. It is input to the LF. It is assumed that the transfer function sHlfl is given by this system. Further, the other system passes through the filter 11-f (LF) and the delay unit 12-f (LF), so that a signal characteristic of the difference with respect to the main audio component is given, and the drive unit SPu-f (LF ), So that the given sound is reproduced such that the transfer function sHlfr is convoluted.
In addition, the original audio signal of RFch, which is the sound source that is the left and right target for LFch, is also branched into two systems of a main audio component and a sub audio component, and the main audio component system is subjected to filter processing and delay processing. Instead, the transfer function sHrfr is given so as to be input directly to the drive unit SPu-RF. Further, the sub audio component system passes through the filter 11-f (RF) and the delay device 12-f (RF), so that the signal characteristic of the difference with respect to the main audio component is given, and the drive unit SPu-f (LF) is input, so that the sound given the transfer function sHrfl is reproduced.
Then, the remaining LSch, RSch, Cch, and LFEch signal systems are provided for the basic components as described below.

Lschの原音声信号は、主音声成分についてはフィルタ処理などを介することなく直接的にドライブユニットSPu−LSに入力されており、これにより、伝達関数sHlslが与えられた音声が再生されるようにする。また、副音声成分については、主音声成分に対する信号特性差を与えるためにフィルタ11−f(LS)を経由させてドライブユニットSPu−f(LS)に入力させることで、伝達関数sHlsrが与えられた再生音声を得る。
また、LSchに対して左右対称となるRschの原音声信号は、主音声成分についてはフィルタ処理などを介することなく直接的にドライブユニットSPu−RSに入力されており、これにより、伝達関数sHrsrが与えられた音声が再生されるようにする。また、副音声成分については、主音声成分に対する信号特性差を与えるためにフィルタ11−f(RS)を経由させてドライブユニットSPu−f(RS)に入力させることで、伝達関数sHrslが与えられた再生音声を得る。
The original audio signal of Lsch is directly input to the drive unit SPu-LS without passing through the filter processing or the like for the main audio component, thereby reproducing the audio given the transfer function sHlsl. . Further, with respect to the sub audio component, the transfer function sHlsr is given by being input to the drive unit SPu-f (LS) via the filter 11-f (LS) in order to give a signal characteristic difference with respect to the main audio component. Get playback audio.
In addition, the Rsch original audio signal that is symmetrical with respect to the LSch is directly input to the drive unit SPu-RS without passing through the filter processing or the like for the main audio component, thereby giving the transfer function sHrsr. To play the recorded audio. Further, the sub-sound component is given a transfer function sHrsl by being input to the drive unit SPu-f (RS) via the filter 11-f (RS) in order to give a signal characteristic difference with respect to the main sound component. Get playback audio.

また、Cchの原音声信号も、2分岐させることとして、一方の系は、ドライブユニットSPu−C(L)に直接的に入力させ、他方の系はドライブユニットSPu−C(R)に直接的に入力させるようにしている。先に図23により説明したのと同様に、Cchは、聴取者Mの正面前方にて定位する音源であるために、聴取者Mの左右の耳に対応した位置(測定点P1,P2)にて観測される音について、主音声成分と副音声成分とに対応した信号特性差は生じないとされ、各音の伝達関数sHcl、sHcrとしても同等であるとされる。このために、上記のようにして、左右の音響ユニットに対応するドライブユニットSPu−C(R)、SPu−C(L)に対して、同じCchの原音信号を入力させることとしているものである。   In addition, the Cch original audio signal is also split into two, so that one system is directly input to the drive unit SPu-C (L) and the other system is directly input to the drive unit SPu-C (R). I try to let them. As described above with reference to FIG. 23, since Cch is a sound source that is localized in front of the listener M, it is located at positions (measurement points P1, P2) corresponding to the left and right ears of the listener M. Therefore, it is assumed that there is no difference in signal characteristics corresponding to the main audio component and the sub audio component, and the transfer functions sHcl and sHcr of each sound are equivalent. For this reason, as described above, the same Cch original sound signal is input to the drive units SPu-C (R) and SPu-C (L) corresponding to the left and right acoustic units.

また、LFEchの音声については、図23によっても説明したように、指向性が鈍い。そこで、左右の音響ユニットから同じ音が出力されていれば充分であるとの考え方をとることとして、ここでは、LFEchの原音声信号は、2系統に分岐して、各系の信号を、左右の音響ユニットに対応するドライブユニットSPu−LFE(L)、SPu−LFE(R)に対して、直接的に入力させることとしているものである。   Further, as described with reference to FIG. 23, the directivity of the LFEch sound is dull. Therefore, assuming that the same sound is output from the left and right acoustic units, it is sufficient to divide the LFEch original audio signal into two systems, and the signals of each system are The drive units SPu-LFE (L) and SPu-LFE (R) corresponding to the sound units are directly input.

ここで、図7に示される12個のドライブユニットの音響再生特性としては、同一とされるものを用いるようにされる。音響ユニット再生特性を同等とすることを前提とすれば、フィルタ11の通過帯域特性を設定しやすくなる。ただし、LFEchに対応するドライブユニットSPu−LFE(L)、SPu−LFE(R)については、他のドライブユニットが再生すべき周波数帯域と比較すると、相当に低い帯域を再生することが要求されることから、このような低域再生に適合するような音響再生特性のものとしてよい。   Here, the sound reproduction characteristics of the twelve drive units shown in FIG. 7 are the same. If it is assumed that the acoustic unit reproduction characteristics are equivalent, it becomes easy to set the passband characteristics of the filter 11. However, the drive units SPu-LFE (L) and SPu-LFE (R) corresponding to LFEch are required to reproduce a considerably lower band compared to the frequency band to be reproduced by other drive units. The sound reproduction characteristics may be suitable for such low-frequency reproduction.

続いて、上記図7に示した信号系の構成に対応した、ヘッドフォン装置におけるドライブユニットの配置例について、図8〜図10を参照して説明する。
先ず、図8と図9に示すようにして、ヘッドフォン装置の左音響ユニット1Lにおいては、前方から後方にかけて、水平仮想線H上に発音部の中心位置が沿うようにして、ドライブユニットSPu−f(RF)、SPu−C(L)、SPu−LF、SPu−LS、SPu−f(RS)を配置するようにされる。また、ドライブユニットSPu−LFE(L)については、この場合には、ドライブユニットSPu−C(L)、SPu−LFが配置される位置の下側に配置させるようにしている。
また、ヘッドフォン装置の右音響ユニット1Rにおいては、前方から後方にかけて、水平仮想線H上に発音部の中心位置が沿うようにして、ドライブユニットSPu−f(LF)、SPu−C(R)、SPu−RF、SPu−RS、SPu−f(LF)を配置するようにされる。また、ドライブユニットSPu−LFE(R)については、ドライブユニットSPu−C(R)、SPu−RFが配置される位置の下側に配置させるようにしている。
Next, an arrangement example of the drive unit in the headphone device corresponding to the configuration of the signal system shown in FIG. 7 will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIGS. 8 and 9, in the left acoustic unit 1L of the headphone device, the drive unit SPu-f ( RF), SPu-C (L), SPu-LF, SPu-LS, and SPu-f (RS). In this case, the drive unit SPu-LFE (L) is arranged below the position where the drive units SPu-C (L) and SPu-LF are arranged.
Further, in the right acoustic unit 1R of the headphone device, the drive units SPu-f (LF), SPu-C (R), SPu are arranged so that the center position of the sounding portion is along the horizontal virtual line H from the front to the rear. -RF, SPu-RS, SPu-f (LF) are arranged. Further, the drive unit SPu-LFE (R) is arranged below the position where the drive units SPu-C (R) and SPu-RF are arranged.

上記した配置の態様では、先ず、LFEch以外のチャンネルに対応するドライブユニットが、左右の音響ユニットにおいて、同じ水平仮想線H上に沿うようにして配置されている。この配置態様では、5.1chサラウンドとしての各チャンネル音源の位置に対応したものとなっている。
つまり、例えば左音響ユニット1Lの側であれば、LFchの主音声成分に対応するドライブユニットSPu−LFの後方に、LSchの主音声成分に対応するドライブユニットSPu−LSを配置することとしている。また、ドライブユニットSPu−LFの前方に、Cchに対応するドライブユニットSPu−C(L)を配置している。このようにして主音声成分、及び主音成分に相当するチャンネルの音に対応するドライブユニットについては、チャンネル音源の位置に対応して配置されていることが分かる。また、副音声成分に対応するドライブユニットのうち、前方の音源に対応するドライブユニットSPu−f(RF)については、基準位置にあるドライブユニットSPu−LFに対して前方側に配置するようにされ、後方の音源に対応するドライブユニットSPu−f(RS)については、基準位置より後方側に配置するようにされる。
また、右音響ユニット1Rの側においては、左音響ユニット1Lとは左右対称となる位置関係により、ドライブユニットSPu−f(RF)、SPu−C(R)、SPu−LF、SPu−LS、SPu−f(RF)を配置するようにしており、従って、右音響ユニット1Rの側においても、主音声成分に対応するドライブユニットについては、チャンネル音源の位置に対応して配置され、かつ、副音声成分として前方の音源に対応するドライブユニットSPu−f(LF)については、基準位置より前方側に配置され、後方の音源に対応するドライブユニットSPu−f(LS)は基準位置より後方側に配置されるようになっている。
In the arrangement mode described above, first, drive units corresponding to channels other than LFEch are arranged along the same horizontal imaginary line H in the left and right acoustic units. This arrangement mode corresponds to the position of each channel sound source as 5.1ch surround.
That is, for example, on the left acoustic unit 1L side, the drive unit SPu-LS corresponding to the main audio component of LSch is arranged behind the drive unit SPu-LF corresponding to the main audio component of LFch. Further, a drive unit SPu-C (L) corresponding to Cch is arranged in front of the drive unit SPu-LF. Thus, it can be seen that the drive unit corresponding to the main sound component and the sound of the channel corresponding to the main sound component is arranged corresponding to the position of the channel sound source. Of the drive units corresponding to the sub audio component, the drive unit SPu-f (RF) corresponding to the front sound source is arranged on the front side with respect to the drive unit SPu-LF at the reference position, and the rear The drive unit SPu-f (RS) corresponding to the sound source is arranged behind the reference position.
On the right acoustic unit 1R side, the drive units SPu-f (RF), SPu-C (R), SPu-LF, SPu-LS, SPu- are arranged in a symmetrical relationship with the left acoustic unit 1L. f (RF) is arranged, and therefore the drive unit corresponding to the main audio component is arranged corresponding to the position of the channel sound source on the right acoustic unit 1R side, and as a sub audio component. The drive unit SPu-f (LF) corresponding to the front sound source is arranged in front of the reference position, and the drive unit SPu-f (LS) corresponding to the rear sound source is arranged in rear of the reference position. It has become.

この場合においては、上記もしているように、左右の音響ユニットにおいて配置されるドライブユニットのうちで、それぞれドライブユニットSPu−LF、SPu−RFの配置位置を基準としている。つまり、ドライブユニットSPu−LF、SPu−RFについては、左右それぞれの耳に出力音声が到達する位置、方向として、前方にも後方にも偏っていないとされる位置が設定される。この位置は、例えば通常のL,Rステレオとしてのヘッドフォン装置を構成することとした場合の、左右のドライブユニットの配置態様と同等になるものとされる。そのうえで、他のドライブユニットについての前後方向における位置関係が設定されているものである。   In this case, as described above, of the drive units arranged in the left and right acoustic units, the arrangement positions of the drive units SPu-LF and SPu-RF are used as references. That is, for the drive units SPu-LF and SPu-RF, positions where the output sound reaches the left and right ears and directions are set so as not to be biased forward or backward. This position is equivalent to the arrangement of the left and right drive units when a headphone device is configured as a normal L, R stereo, for example. In addition, the positional relationship in the front-rear direction for other drive units is set.

そのうえで、ドライブユニットSPu−f(RF)、SPu−f(LF)が、左右の各音響ユニットにおいて、基準位置より前方にあることで、LFch、RFchとしての音像が前方のしかるべき位置に定位して聴こえることとなるのは、先に図4により説明したとおりである。
また、ドライブユニットSPu−f(LF)、SPu−f(RF)が、左右の各音響ユニットにおいて、基準位置より後方にあることによっては、図4の説明に準じて、後方のしかるべき位置にて音像が定位して聴こえることになるものである。
そして、上記したLF,RF,LSch、RSchの音とともに、Cch、LFEchの音が音響ユニット内にて空間的に合成されたうえで、左右の各耳に到達してくることになる。この結果、聴取者には、例えば図5に示したチャンネル構成に応じた音源位置による音像定位が明確に感じられることになる。
In addition, since the drive units SPu-f (RF) and SPu-f (LF) are in front of the reference position in each of the left and right acoustic units, the sound images as LFch and RFch are localized at appropriate positions in the front. The sound can be heard as described above with reference to FIG.
Further, depending on the fact that the drive units SPu-f (LF) and SPu-f (RF) are located behind the reference position in each of the left and right acoustic units, the drive units SPu-f (LF) and SPu-f (RF) are located at appropriate positions in the rear in accordance with the description of FIG. The sound image is localized and can be heard.
In addition to the LF, RF, LSch, and RSch sounds described above, the Cch and LFEch sounds are spatially synthesized in the acoustic unit and then reach the left and right ears. As a result, the listener can clearly feel the sound image localization by the sound source position corresponding to the channel configuration shown in FIG. 5, for example.

さらに、図8によれば、各音響ユニットにおいて、仮想線H上に沿って配置されるLFEch以外に対応する5つのドライブユニット([SPu−f(RF)、SPu−C(L)、SPu−LF、SPu−LS、SPu−f(RF)][ドライブユニットSPu−f(RF)、SPu−C(L)、SPu−LF、SPu−LS、SPu−f(RF)]については、それぞれ、前後方向において平面的に配置されるのではなく、耳を囲む曲面に沿うようにして角度が与えられている。これにより、例えばドライブユニットの配置位置関係が、5.1chサラウンドのチャンネル構成における音源位置により近づくようにされ、その音像定位感がより明確になるようにされている。
なお、上記のようにして、曲面的にドライブユニットを配置していく場合における取り付け角度などについては、実際に得られる音像定位感などを検証して設定してよい。
Furthermore, according to FIG. 8, in each acoustic unit, five drive units ([SPu-f (RF), SPu-C (L), SPu-LF) corresponding to other than the LFEch arranged along the virtual line H. , SPu-LS, SPu-f (RF)] [drive units SPu-f (RF), SPu-C (L), SPu-LF, SPu-LS, SPu-f (RF)], respectively. The angle is given along a curved surface that surrounds the ear, rather than being arranged in a plane, so that, for example, the arrangement position relationship of the drive units is closer to the sound source position in the 5.1ch surround channel configuration. The sound image localization feeling is made clearer.
As described above, the mounting angle or the like in the case where the drive units are arranged in a curved surface may be set by verifying a sense of sound image localization actually obtained.

ところで、この図9のようにして、ドライブユニットを聴取者の前後方向に沿って配置することによっては、次のような作用も得られる。
例えば左音響ユニット1Lにおける、RFchの副音声成分に対応するドライブユニットSPu−f(RF)と、LFchの主音声成分に対応するドライブユニットSPu−LFとの位置関係に着目してみると、左耳に対しては、ドライブユニットSPu−LFに対してドライブユニットSPu−f(RF)のほうが遠い位置に在ることになる。
このことは、例えば、先に図4にて説明した距離DS1が、ドライブユニットSPu−LFに対するドライブユニットSPu−f(RF)との間に存在する、ということを意味する。従って、ドライブユニットSPu−LFから左耳に音が到達する時間よりも、ドライブユニットSPu−f(RF)から左耳に音が到達する時間のほうが長くなるという時間差を生じる。ドライブユニットSPu−LFと、これと左右対称のドライブユニットSPu−RFとについての耳までの音の到達時間は同等である。副音声成分の信号特性としては、主音声成分に対する到達時間差を与えることが必要であるが、上記したことからすると、この到達時間差を、ドライブユニットSPu−f(RF)とドライブユニットSPu−Lとの位置関係により、稼ぐことができていることになる。これにより、後述もするようにして、本実施の形態としては、ドライブユニットSPu−f(RF)により音声を出力させる系における遅延器の省略が可能となり、簡易な信号処理系の構成を実現できるものである。
このことと同様の理由によって、右音響ユニット1RにおけるドライブユニットSPu−f(LF)も、ドライブユニットSPu−f(RF)と同じ位置関係により配置されている。また、左音響ユニット1LにおけるドライブユニットSPu−f(RS)も、ドライブユニットSPu−LSよりも後方に配置され、同様にして、右音響ユニット1RにおけるドライブユニットSPu−f(LS)も、ドライブユニットSPu−RSよりも後方に配置される。
By the way, by arranging the drive unit along the front-rear direction of the listener as shown in FIG. 9, the following operation can be obtained.
For example, in the left acoustic unit 1L, attention is paid to the positional relationship between the drive unit SPu-f (RF) corresponding to the RFch sub-sound component and the drive unit SPu-LF corresponding to the LFch main sound component. On the other hand, the drive unit SPu-f (RF) is located farther from the drive unit SPu-LF.
This means, for example, that the distance DS1 described above with reference to FIG. 4 exists between the drive unit SPu-f (RF) for the drive unit SPu-LF. Therefore, a time difference that the time for the sound to reach the left ear from the drive unit SPu-f (RF) is longer than the time for the sound to reach the left ear from the drive unit SPu-LF. The sound arrival time to the ear is the same for the drive unit SPu-LF and the symmetrical drive unit SPu-RF. As a signal characteristic of the sub audio component, it is necessary to give a difference in arrival time with respect to the main audio component. From the above, this difference in arrival time is calculated as a position between the drive unit SPu-f (RF) and the drive unit SPu-L. By the relationship, you can earn. Thus, as will be described later, in the present embodiment, it is possible to omit a delay unit in a system for outputting sound by the drive unit SPu-f (RF), and a simple signal processing system configuration can be realized. It is.
For the same reason, the drive unit SPu-f (LF) in the right acoustic unit 1R is also arranged with the same positional relationship as the drive unit SPu-f (RF). The drive unit SPu-f (RS) in the left acoustic unit 1L is also arranged behind the drive unit SPu-LS. Similarly, the drive unit SPu-f (LS) in the right acoustic unit 1R is also from the drive unit SPu-RS. Is also arranged rearward.

なお、先に図6に示した空間測定範囲P1、P2における測定点は、上記図8及び図9に示される、ドライブユニットの空間的な配置位置に対応して設定されているものとされる。つまり、左耳に対応する空間測定範囲P1内の測定点Prfl、Pcl、Plfl、Plsl、Prslは、それぞれ、左音響ユニット1LにおけるドライブユニットSPu−f(RF)、SPu−C(L)、SPu−LF、SPu−LS、SPu−f(RS)の配置位置との対応を考慮して設定されるべきものとなる。同様にして、右耳に対応する空間測定範囲P2内の測定点Plfr、Pcr、Prfr、Prsr、Plsrは、それぞれ、右音響ユニット1RにおけるドライブユニットSPu−f(LF)、SPu−C(R)、SPu−RF、SPu−RS、SPu−f(LS)の配置位置との対応を考慮して設定されるべきものとなる。   Note that the measurement points in the space measurement ranges P1 and P2 shown in FIG. 6 are set in correspondence with the spatial arrangement positions of the drive units shown in FIGS. That is, the measurement points Prfl, Pcl, Plfl, Plsl, Prsl in the space measurement range P1 corresponding to the left ear are the drive units SPu-f (RF), SPu-C (L), SPu- in the left acoustic unit 1L, respectively. It should be set in consideration of correspondence with the arrangement positions of LF, SPu-LS, and SPu-f (RS). Similarly, the measurement points Plfr, Pcr, Prfr, Prsr, Plsr in the spatial measurement range P2 corresponding to the right ear are respectively drive units SPu-f (LF), SPu-C (R), It should be set in consideration of the correspondence with the arrangement positions of SPu-RF, SPu-RS, and SPu-f (LS).

また、図10により、音響ユニット内におけるドライブユニットの配置態様の変形例を示す。なお、この図において図9と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
図10においては、先ず、左音響ユニット1Lにおいて備えられるLFEch以外のチャンネルに対応する5つのドライブユニットのうちで、ドライブユニットSPu−f(RF)、SPu−C(L)、SPu−LFについては、図9と同様の仮想水平線H上に沿って配置させているのに対して、ドライブユニットSPu−LS、SPu−f(RS)については、仮想水平線Hよりも所定だけ高い位置に設定された仮想水平線Hu上に沿うようにして配置させている。同様にして、右音響ユニット1Rにおいても、ドライブユニットSPu−f(LF)、SPu−C(R)、SPu−RFについては仮想水平線H上に沿って配置させ、ドライブユニットSPu−RS、SPu−f(LS)については、仮想水平線Hu上に沿うようにして配置させている。
つまり、5.1chサラウンドのチャンネル構成においては、聴取位置に対して位置するとされるLSch、RSchを音源とする主音声成分、副音声成分に対応するドライブユニットを、他のチャンネルのドライブユニットよりも高い位置となるように設定しているものである。
例えば、実際の5.1chサラウンドなどのマルチチャンネル構成に対応したスピーカシステムにより音響再生を行う場合においては、聴取位置よりも後ろの位置に配置されるチャンネルのスピーカを、聴取位置に対して前方となる位置に配置されるチャンネルのスピーカよりも若干高い位置に設置すると、良好な音像定位感の得られることが経験的に知られている。上記図10に示したドライブユニットの配置例は、このことを応用したものであり、これにより、本実施の形態のヘッドフォン装置としても、より良好な音場を得ることが可能となるものである。
なお、この図10に示すようにして、ドライブユニットの配置位置を高さ方向に変更した場合には、空間測定範囲P1、P2内の各測定点についての高さ方向の位置が変更設定されるべきことになる。
FIG. 10 shows a modification of the arrangement of the drive units in the acoustic unit. In this figure, the same parts as those in FIG.
In FIG. 10, first, among the five drive units corresponding to channels other than the LFEch provided in the left acoustic unit 1L, the drive units SPu-f (RF), SPu-C (L), and SPu-LF are illustrated in FIG. 9, the drive units SPu-LS and SPu-f (RS) are arranged along a virtual horizontal line H similar to that of the virtual horizontal line Hu. It is arranged along the top. Similarly, also in the right acoustic unit 1R, the drive units SPu-f (LF), SPu-C (R), and SPu-RF are arranged along the virtual horizontal line H, and the drive units SPu-RS, SPu-f ( LS) is arranged along the virtual horizontal line Hu.
That is, in the 5.1ch surround channel configuration, the drive units corresponding to the main audio component and the sub audio component using the LSch and RSch as sound sources, which are positioned relative to the listening position, are positioned higher than the drive units of other channels. Is set to be.
For example, in the case where sound reproduction is performed by a speaker system that supports a multi-channel configuration such as an actual 5.1 channel surround, a speaker of a channel arranged at a position behind the listening position is set to the front with respect to the listening position. It is empirically known that a good sense of sound image localization can be obtained when installed at a position slightly higher than the speaker of the channel arranged at a certain position. The arrangement example of the drive unit shown in FIG. 10 is an application of this, and as a result, a better sound field can be obtained even in the headphone device of the present embodiment.
As shown in FIG. 10, when the position of the drive unit is changed in the height direction, the position in the height direction for each measurement point in the space measurement ranges P1 and P2 should be changed and set. It will be.

ところで、先に述べたように、先の図7についての説明は、破線により示したフィルタ11、遅延器12などが省略されているものとした、簡易化した構成であることを前提としてはいるが、図7に示される信号系においては、LFch、RFch、LSch、RSchにおける副音声の系について、主音声との周波数特性差を与えるためのフィルタ11が省略されることなく備えられている。このフィルタ11については、例えばデジタルフィルタにより構成することができるが、信号処理系についてできるだけ簡易化、低コスト化が図られるようにすることを考慮した場合には、フィルタ11としてアナログのフィルタを用いることも考えられる。   By the way, as described above, the description of FIG. 7 is based on the assumption that the filter 11, the delay device 12 and the like indicated by the broken lines are omitted, and that the configuration is simplified. However, in the signal system shown in FIG. 7, a filter 11 for providing a frequency characteristic difference from the main sound is provided in the sub sound system in LFch, RFch, LSch, and RSch without being omitted. The filter 11 can be constituted by a digital filter, for example, but an analog filter is used as the filter 11 in consideration of the simplification and cost reduction of the signal processing system as much as possible. It is also possible.

図11は、アナログ回路によるフィルタ11の構成例を示している。
この図に示おいては、先ず、信号が入力される初段においてインダクタL1が直列に挿入されており、このインダクタL1の後段に対して、順次、フィルタ部11a、11b、11cが接続されて成るものとしている。フィルタ部11aは、インダクタL2、抵抗R2、コンデンサC2から成る直列回路と、インダクタL3、抵抗R3、コンデンサC3から成る並列回路を図示するようにして接続して形成される。また、フィルタ部11bは、インダクタL4、抵抗R4、コンデンサC4から成る直列回路と、インダクタL5、抵抗R5、コンデンサC5から成る並列回路を図示するようにして接続して形成される。また、フィルタ部11cは、インダクタL6及び抵抗R6から成る並列回路と、抵抗R7、コンデンサC7から成る直列回路とを、図示するようにして接続して成る。
図12は、主音声の周波数特性を基準のフラットな特性であるとして設定した場合における、副音声の周波数特性の例を示すものである。この副音声の周波数特性は、特性部分Aとして示すようにして、先ずは、低域から高域となっていくのに応じて緩やかに電圧(振幅)が低下していき、次いで、特性部分B,Cとして示すように、中域における2つの或る周波数のポイントで、ディップが生じるものとなる。これより高い帯域では、特性部分Dとして示すように、緩やかに電圧が低下していく。
図11のフィルタ11は、主音声成分に対応した特性の音声信号(原音声信号)を入力して、図12に示す信号特性を与えるためのものとされ、インダクタL1により、特性部分Dの特性を与え、フィルタ部11aにより特性部分Bの特性を与え、フィルタ部11bにより特性部分Cの特性を与え、フィルタ部11cにより特性部分Aの特性を与えるようにするものである。
FIG. 11 shows a configuration example of the filter 11 using an analog circuit.
In this figure, first, an inductor L1 is inserted in series at the first stage where a signal is input, and filter sections 11a, 11b, and 11c are sequentially connected to a subsequent stage of the inductor L1. It is supposed to be. The filter unit 11a is formed by connecting a series circuit including an inductor L2, a resistor R2, and a capacitor C2 and a parallel circuit including an inductor L3, a resistor R3, and a capacitor C3 as illustrated. The filter unit 11b is formed by connecting a series circuit including an inductor L4, a resistor R4, and a capacitor C4 and a parallel circuit including an inductor L5, a resistor R5, and a capacitor C5 as illustrated. The filter unit 11c is formed by connecting a parallel circuit including an inductor L6 and a resistor R6 and a series circuit including a resistor R7 and a capacitor C7 as illustrated.
FIG. 12 shows an example of the frequency characteristic of the sub-audio when the frequency characteristic of the main audio is set as a standard flat characteristic. As shown in the characteristic part A, the frequency characteristic of the sub-audio firstly, the voltage (amplitude) gradually decreases as the frequency range changes from low to high, and then the characteristic part B , C, a dip occurs at two certain frequency points in the mid-range. In a band higher than this, as shown by the characteristic portion D, the voltage gradually decreases.
The filter 11 shown in FIG. 11 inputs an audio signal (original audio signal) having a characteristic corresponding to the main audio component and gives the signal characteristic shown in FIG. 12, and the characteristic of the characteristic portion D is obtained by the inductor L1. , The characteristic of the characteristic part B is given by the filter part 11a, the characteristic of the characteristic part C is given by the filter part 11b, and the characteristic of the characteristic part A is given by the filter part 11c.

なお、図11に示される、アナログ回路としてのフィルタ11の構成例はあくまでも一例であり、例えば図12に示すような特性が実用上許容される範囲で得られるようにされるのであれば、他の回路構成が採られてかまわないものである。   Note that the configuration example of the filter 11 as an analog circuit shown in FIG. 11 is merely an example. For example, if the characteristics shown in FIG. The circuit configuration may be adopted.

また、例えば図3に示した基本構成の下では、副音声成分の系に対しては、フィルタ11とともに、遅延器12が備えられている。前述のように、遅延器12によっては、音源から一方の耳に主音声成分が到達するまでの時間に対する、他方の耳に副音声成分が到達するまでの時間の差を作り出すためのものとされる。しかしながら、図7に示される簡易信号処理系としての構成では、LFch、RFch、LSch、RSchの各副音声の系について、この遅延器12が省略された形態が示されている。つまり、本実施の形態のヘッドフォン音響再生システムでは、下記のようにして、副音声成分を出力する系そのものにより相応の遅延時間を得るようにされており、このために遅延器を省略可能としている。   Further, for example, under the basic configuration shown in FIG. 3, a delay device 12 is provided together with the filter 11 for the sub audio component system. As described above, depending on the delay unit 12, it is intended to create a difference between the time until the main sound component reaches the one ear from the sound source and the time until the sub sound component reaches the other ear. The However, the configuration as the simple signal processing system shown in FIG. 7 shows a form in which the delay unit 12 is omitted for each of the sub-audio systems of LFch, RFch, LSch, and RSch. In other words, in the headphone sound reproduction system of the present embodiment, a corresponding delay time is obtained by the system itself that outputs the sub audio component as described below, and for this reason, the delay device can be omitted. .

先ず、副音声成分を出力すべき系においては、上記のようにして、主音声成分に対する周波数特性差を与えるためのフィルタ11が備えられる。一般的なこととして、信号がフィルタを通過することによっては、入力信号に対する位相差が生じる。この位相差は、信号の遅延としてみることができる。
また、副音声を出力すべきドライブユニットは、図4、図8などにより示したように、音響ユニットにおいて、基準となるチャンネルのドライブユニット(SPu−L、SPu−R)(SPu−LR、SPu−RF)に対して、或る一定の距離(DS1)を隔てるようにして配置され、これにより、耳に到達するまでの時間の遅延が得られるようにもされている。
このようにして、本実施の形態のヘッドフォン音響再生システムにおいては、副音声成分の音声信号が音として耳に到達するまでの経路において、相応の遅延時間が与えられている。そこで、このようにして得られる遅延時間が、実際に遅延器12により設定すべき遅延時間に対して許容範囲内の誤差に収まるようであれば、その系における遅延器12を省略することが可能となるわけである。
First, the system to output the sub audio component is provided with the filter 11 for giving a frequency characteristic difference with respect to the main audio component as described above. As a general matter, a phase difference with respect to the input signal is produced by the signal passing through the filter. This phase difference can be viewed as a signal delay.
Further, as shown in FIGS. 4 and 8, the drive unit to output the secondary sound is the drive unit (SPu-L, SPu-R) (SPu-LR, SPu-RF) of the reference channel in the acoustic unit. ) With a certain distance (DS1), so that a time delay until reaching the ear is obtained.
In this way, in the headphone sound reproduction system of the present embodiment, a corresponding delay time is given in the path until the audio signal of the sub audio component reaches the ear as sound. Therefore, if the delay time obtained in this way falls within an error within an allowable range with respect to the delay time to be actually set by the delay device 12, the delay device 12 in the system can be omitted. That is why.

また、5.1chサラウンドに対応したヘッドフォン音響再生システムを構成する場合においては、厳密には、先に図23にても説明したように、例えばLFch、RFchを基準にしたとすると、この基準のチャンネルに対する、他のチャンネル(Cch、LSch、RSch)の音の信号特性差を与えて、しかるべき伝達関数が畳み込まれた音を得ることが必要である。
しかしながら、図7の構成では、Cch、LSch、RSchについては、主音声成分に対するフィルタは省略されている。つまり、LFch、RFchの音に対する信号特性差を与えるフィルタが省略されているものである。
これも、本実施の形態では、音響ユニットにおいて、各出力チャンネルに応じたドライブユニットが個別に配置されていることによるものである。つまり、本実施の形態では、先に図8により説明したようにして、例えば5.1chサラウンドを形成する各チャンネルの音源位置に対応させて、ドライブユニットを配列することとしており、このことが、良好な音像定位が得られることの主要な要因となっている。つまり、音響ユニット内におけるドライブユニットの配置位置関係によって、例えばLFch、RFchの音に対する信号特性差を与えることと等価の作用が得られているものである。図7との場合であれば、破線により示している、Cch、LSch、RSchのフィルタ11−C、11−LS、11−RSを挿入しているのと等価の構成が得られている、ということになる。
なお、図7においては、Cchの系についても、破線で示すようにして、遅延器12−Cを省略した形態が示されている。Cchの系は、左右の耳に到達する音の間での信号特性差は存在しないものとして扱うことができるが、例えば基準となるLFch、RFchの主音声成分に対する信号特性差として、その遅延時間差も含まれることになる。遅延器12−Cは、本来、この遅延時間差を正確に発生させるためのものであるが、この遅延器12−Cが省略可能とされているのは、上記したドライブユニットの配置位置によるものである。つまり、左右のCchに対応するドライブユニットSPu−C(L)、SPu−C(R)は、それぞれ、スピーカユニットSPu−L、SPu−Rの位置を基準として、その前方に対して一定の距離を隔てて配置されており、これにより、各耳への音の到達時間についての遅延が得られることになる。そこで、このようなドライブユニットの配置位置による音の到達時間の遅延を利用すれば、遅延器12−Cを省略したとしても、これを備えたことと等価の信号特性が得えられるようにされるものである。
このようにして、本実施の形態のヘッドフォン音響再生システムとしては、出力チャンネルごとに対応する信号系において、フィルタ、遅延器を省略し、また、フィルタにはアナログの回路を採用するなどして、その構成についての簡易化を図ることができる。これにより、例えば大幅な低コスト化が図られることが期待される。
In the case of configuring a headphone sound reproduction system that supports 5.1ch surround, strictly speaking, as described above with reference to FIG. 23, for example, if LFch and RFch are used as a reference, this reference It is necessary to obtain a sound in which an appropriate transfer function is convoluted by giving a difference in signal characteristics of sounds of other channels (Cch, LSch, RSch) with respect to the channel.
However, in the configuration of FIG. 7, the filter for the main audio component is omitted for Cch, LSch, and RSch. That is, the filter that gives the signal characteristic difference with respect to the LFch and RFch sounds is omitted.
This is also because the drive unit corresponding to each output channel is individually arranged in the acoustic unit in the present embodiment. That is, in the present embodiment, as described above with reference to FIG. 8, for example, the drive units are arranged in correspondence with the sound source positions of the respective channels forming 5.1ch surround. This is a major factor in obtaining a stable sound image localization. In other words, the operation equivalent to giving a signal characteristic difference with respect to the sound of, for example, LFch and RFch is obtained by the positional relationship of the drive units in the acoustic unit. In the case of FIG. 7, the configuration equivalent to inserting Cch, LSch, and RSch filters 11-C, 11-LS, and 11-RS indicated by broken lines is obtained. It will be.
In FIG. 7, the Cch system is also shown in a form in which the delay device 12-C is omitted as indicated by a broken line. The Cch system can be treated as having no signal characteristic difference between the sounds reaching the left and right ears. For example, as a signal characteristic difference with respect to the main audio component of the reference LFch and RFch, the delay time difference Will also be included. The delay device 12-C is originally for accurately generating this delay time difference. However, the delay device 12-C can be omitted because of the arrangement position of the drive unit described above. . That is, the drive units SPu-C (L) and SPu-C (R) corresponding to the left and right Cch have a certain distance from the front with respect to the positions of the speaker units SPu-L and SPu-R, respectively. They are spaced apart, thereby providing a delay in the arrival time of the sound to each ear. Therefore, if the delay of the sound arrival time depending on the arrangement position of the drive unit is used, even if the delay device 12-C is omitted, the signal characteristics equivalent to the provision of the delay device 12-C can be obtained. Is.
Thus, as the headphone sound reproduction system of the present embodiment, in the signal system corresponding to each output channel, the filter and the delay device are omitted, and an analog circuit is adopted as the filter. Simplification of the configuration can be achieved. Thereby, for example, it is expected that a significant cost reduction will be achieved.

続いては、本実施の形態のヘッドフォン音響再生システムについての簡易化策として、音響ユニット内のドライブユニットの数を削減することとした、ドライブユニット削減型のヘッドフォン音響再生システムの構成例について、図13〜図16を参照して説明する。   Subsequently, as a simplification measure for the headphone sound reproduction system of the present embodiment, a configuration example of a headphone sound reproduction system of a drive unit reduction type in which the number of drive units in the sound unit is reduced will be described with reference to FIGS. This will be described with reference to FIG.

先ず、図13においては、ドライブユニット削減型のヘッドフォン音響再生システムとしての信号系の構成例を示している。なお、この図において、図7と同一部分については、同一符号を付して説明を省略する。
この図に示す信号系としては、合成器13a、13b、13c、13dが設けられている。
先ず、合成器13aによっては、RFchの副音声成分に対応する伝達関数sHrflが畳み込まれるべき音声信号と、左耳に到達するCchの音に対応する伝達関数sHclが畳み込まれるべき音声信号とを合成するようにされる。そして、この合成器13aの出力を、出力チャンネルf(RF)+Cの音声信号として、左音響ユニット1Lに設けられるドライブユニットSPu−f(RF)Cに入力させることとしている。
また、合成器13bによっては、LFchの副音声成分に対応する伝達関数sHlfrが畳み込まれるべき音声信号と、右耳に到達するCchの音に対応する伝達関数sHcrが畳み込まれるべき音声信号とを合成し、出力チャンネルf(LF)+Cの音声信号として、右音響ユニット1Rに設けられるドライブユニットSPu−f(LF)Cに入力させることとしている。
また、合成器13cによっては、RSchの副音声成分に対応する、伝達関数sHrslが畳み込まれるべき音声信号と、左音響ユニット1Lから出力させるべきLFEchの音声信号とを合成し、出力チャンネルf(RS)+LFEの音声信号として、左音響ユニット1Lに設けられるドライブユニットSPu−f(RS)LFEに入力させることとしている。
また、合成器13dによっては、LSchの副音声成分に対応する、伝達関数sHlsrが畳み込まれるべき音声信号と、右音響ユニット1Rから出力させるべきLFEchの音声信号とを合成し、出力チャンネルf(LS)+LFEの音声信号として、右音響ユニット1Rに設けられるドライブユニットSPu−f(LS)LFEに入力させることとしている。
First, FIG. 13 shows a configuration example of a signal system as a headphone sound reproduction system of a drive unit reduction type. In this figure, the same parts as those in FIG.
As the signal system shown in this figure, synthesizers 13a, 13b, 13c, and 13d are provided.
First, depending on the synthesizer 13a, an audio signal in which the transfer function sHrfl corresponding to the subchannel component of RFch is to be convoluted, and an audio signal in which the transfer function sHcl corresponding to the sound of Cch reaching the left ear is to be convoluted. To be synthesized. The output of the synthesizer 13a is input to the drive unit SPu-f (RF) C provided in the left acoustic unit 1L as an audio signal of the output channel f (RF) + C.
Also, depending on the synthesizer 13b, an audio signal in which the transfer function sHlfr corresponding to the sub-audio component of LFch is to be convolved, and an audio signal in which the transfer function sHcr corresponding to the sound of Cch reaching the right ear is to be convoluted Are input to the drive unit SPu-f (LF) C provided in the right acoustic unit 1R as an audio signal of the output channel f (LF) + C.
Further, depending on the synthesizer 13c, the audio signal to be convolved with the transfer function sHrsl corresponding to the sub-channel audio component of RSch and the audio signal of LFEch to be output from the left acoustic unit 1L are synthesized and output channel f ( RS) + LFE audio signal is input to the drive unit SPu-f (RS) LFE provided in the left acoustic unit 1L.
Also, depending on the synthesizer 13d, the audio signal to be convolved with the transfer function sHlsr corresponding to the LSch sub-audio component and the LFEch audio signal to be output from the right acoustic unit 1R are synthesized, and the output channel f ( (LS) + LFE audio signal is input to the drive unit SPu-f (LS) LFE provided in the right acoustic unit 1R.

つまり、本実施の形態では、本来は左右の音響ユニットごとに応じて6つずつとされて、12在るべき出力チャンネルのうちで、f(RF)及びC(L)、f(LF)及びC(R)、f(RS)及びLFE(L)、f(LS)及びLFE(R)の組を、音声信号段階で合成して、共通のドライブユニットから出力させようとするものである。これにより、同じ図13から分かるように、左音響ユニット1L及び右音響ユニット1Rにおいて備えられるドライブユニットとしては、各4つとなるものである。つまり、図7との比較では、ドライブユニットの数は、左音響ユニット1Lと右音響ユニット1Rにおいて、それぞれ2つずつ削減されており、総計としては、12から8に削減されているものである。   In other words, in the present embodiment, there are originally six according to the left and right acoustic units, and among the twelve output channels, f (RF) and C (L), f (LF) and A set of C (R), f (RS) and LFE (L), f (LS) and LFE (R) is synthesized at the audio signal stage and output from a common drive unit. As a result, as can be seen from FIG. 13, there are four drive units provided in the left acoustic unit 1L and the right acoustic unit 1R. That is, in comparison with FIG. 7, the number of drive units is reduced by two in each of the left acoustic unit 1L and the right acoustic unit 1R, and the total is reduced from 12 to 8.

また、上記図13に示す構成に対応した、音響ユニットにおけるドライブユニットの配置例を図14及び図15に示す。
これらの図に示すようにして、先ず、左音響ユニット1Lにおいては、水平仮想線H上に発音部の中心位置が沿うようにして、前方から後方にかけて、ドライブユニットSPu−f(RF)C、SPu−LF、SPu−LS、SPu−f(RS)LFEを配置するようにされる。
また、右音響ユニット1Rにおいても、水平仮想線H上に発音部の中心位置が沿うようにして、前方から後方にかけて、ドライブユニットSPu−f(LF)C、SPu−RF、SPu−RS、SPu−f(LS)LFEを配置するようにされる。このとき、左側のドライブユニットSPu−f(RF)C、SPu−LF、SPu−LS、SPu−f(RS)LFEと、右側のドライブユニットSPu−f(LF)C、SPu−RF、SPu−RS、SPu−f(LS)LFEが、それぞれ、左右で対称となる位置関係となるようにされている。
Moreover, the example of arrangement | positioning of the drive unit in an acoustic unit corresponding to the structure shown in the said FIG. 13 is shown in FIG.14 and FIG.15.
As shown in these drawings, first, in the left acoustic unit 1L, the drive units SPu-f (RF) C, SPu are arranged from the front to the rear so that the center position of the sounding portion is along the horizontal virtual line H. -LF, SPu-LS, SPu-f (RS) LFE are arranged.
Also in the right acoustic unit 1R, the drive units SPu-f (LF) C, SPu-RF, SPu-RS, SPu- are arranged from the front to the rear so that the center position of the sounding portion is along the horizontal imaginary line H. f (LS) LFE is arranged. At this time, the left drive units SPu-f (RF) C, SPu-LF, SPu-LS, SPu-f (RS) LFE, and the right drive units SPu-f (LF) C, SPu-RF, SPu-RS, The SPu-f (LS) LFE has a positional relationship that is symmetrical on the left and right.

ここで、ドライブユニットSPu−f(RF)C、ドライブユニットSPu−f(LF)Cから出力されるべき各チャンネルの音の成分の音源位置は、何れも聴取者の前方にあるべきものとされている。そして、上記ドライブユニットSPu−f(RF)C、ドライブユニットSPu−f(LF)Cは、それぞれ、左音響ユニット1L、右音響ユニット1Rにおいて、耳に対して前方に対して位置するようにされており、音源からの音の到来方向に対応するようになっている。これにより、ドライブユニットSPu−f(RF)C、ドライブユニットSPu−f(LF)Cから出力される音声成分を含む、LFch、RFch、Cchの各チャンネルの音については、適正とされる音像定位が得られるようにされる。
また、他方のドライブユニットSPu−f(RS)LFE、SPu−f(LS)LFEについては、それぞれ耳の後方側に配置されるようになっていることで、これらのドライブユニットSPu−f(RS)LFE、SPu−f(LS)LFEから出力されるRSchの副音声とLSchの副音声もまた、RSch、LSchの音源位置からの音の到来方向と対応されていることになる。従って、RSch、LSchの音についても、適正な音像定位感が得られることになる。なお、LFEchの音については、これまでにも説明したように、その周波数特性上、音像定位感については考慮する必要性がない。
Here, the sound source positions of the sound components of the respective channels to be output from the drive unit SPu-f (RF) C and the drive unit SPu-f (LF) C are supposed to be in front of the listener. . The drive unit SPu-f (RF) C and the drive unit SPu-f (LF) C are respectively positioned in front of the ear in the left acoustic unit 1L and the right acoustic unit 1R. It corresponds to the direction of arrival of the sound from the sound source. As a result, an appropriate sound image localization is obtained for the sounds of the LFch, RFch, and Cch channels including the sound components output from the drive unit SPu-f (RF) C and the drive unit SPu-f (LF) C. To be done.
Further, the other drive units SPu-f (RS) LFE and SPu-f (LS) LFE are arranged on the rear side of the ear, so that these drive units SPu-f (RS) LFE are arranged. The RSch sub-sound and the LSch sub-sound output from the SPu-f (LS) LFE also correspond to the arrival directions of the sound from the sound source positions of the RSch and LSch. Therefore, an appropriate sound image localization feeling can be obtained also for the RSch and LSch sounds. For the LFEch sound, as described above, there is no need to consider the sense of sound image localization due to its frequency characteristics.

ところで、先にも述べたように、マルチチャンネル構成において、異なるチャンネルの音声成分を音声信号の段階で合成した場合には、空間で合成される場合と異なって、位相の干渉などが音像定位を損なうことにつながりやすいという問題がある。このことからすると、上記したヘッドフォンユニット削減型のヘッドフォン音響再生システムとしても、その構成上、上記の問題を含むことになる。
しかしながら、上記ヘッドフォンユニット削減型のヘッドフォン音響再生システムの構成では、例えば5.1chサラウンドとしてのマルチチャンネル構成において、波形や周波数帯域などの特性に関しての音声信号の相関性ができるだけ低いとされるチャンネルの音声信号を合成することで、上記した問題を回避しているものである。
つまり、上記の構成では、先ず、RFchの副音声成分(f(RF))とCchの音声、あるいはLSchの副音声成分(f(LF))とCchの音声を合成することとしている。例えば、実際の5.1chサラウンドの音声ソースなどによると、Cchが、画面中央に位置している人物などの声を再生しているとすると、LFch若しくはRFchでは、その周囲の人の声、物音などを再生するなどのようにして、LFch若しくはRFchと、Cchとは、その再生内容が異なっている場合が多い。つまり、音声信号としてみた場合には、LFch、RFchとCchとの波形についての相関性が低いということが一般的にいえる。
また、LFEchの音は、他のチャンネルの音と比較して非常に低域に集中することから、例えばLSch、RSchの副音声などと対照させても、周波数帯域についての相関性は非常に低い。
このようにして、信号特性的に相関性の低い音声信号を合成することで、位相の干渉は生じる可能性は低くなるものであり、これに伴って、音像定位感が損なわれるような現象も生じる可能性が低くなる。つまり、聴取者としては、良好な音像定位が維持された状態の音を聴くことができるものである。
By the way, as described above, in a multi-channel configuration, when audio components of different channels are synthesized at the stage of the audio signal, phase interference or the like causes sound image localization unlike the case of synthesis in space. There is a problem that it is easy to lead to damage. In view of this, the headphone unit reduction type headphone sound reproduction system described above also includes the above-mentioned problems due to its configuration.
However, in the configuration of the headphone sound reduction system of the headphone unit reduction type, for example, in a multi-channel configuration as 5.1 channel surround, the channel of the channel that is assumed to have as low correlation as possible with respect to the characteristics such as the waveform and the frequency band. By synthesizing the audio signal, the above-described problem is avoided.
In other words, in the above configuration, first, the RFch sub-sound component (f (RF)) and the Cch sound, or the LSch sub-sound component (f (LF)) and the Cch sound are synthesized. For example, according to an actual 5.1ch surround sound source, if Cch is playing back a voice of a person or the like located in the center of the screen, the voices, sounds, etc. of the people around that are on LFch or RFch In many cases, the reproduction contents of LFch or RFch and Cch are different. That is, when viewed as an audio signal, it can be generally said that the correlation between the waveforms of LFch, RFch and Cch is low.
Also, since the LFEch sound is concentrated in a very low frequency compared to the sound of other channels, the correlation with respect to the frequency band is very low even when contrasted with, for example, the LSch and RSch sub-voices. .
In this way, by synthesizing an audio signal with low correlation in signal characteristics, the possibility of phase interference is reduced, and with this, there is also a phenomenon that the sense of sound image localization is impaired Less likely to occur. That is, the listener can listen to the sound in a state where a good sound image localization is maintained.

また、上記ドライブユニット削減型のヘッドフォン音響再生システムについての、音響ユニット内のドライブユニットの配置に関する変形例を図16に示しておく。
この図に示すドライブユニットの配置は、先に図10に示した配置例を、ドライブユニット削減型とされたヘッドフォン装置に適用したものである。つまり、図示するようにして、先ず、左音響ユニット1Lにおいて備えられるドライブユニットのうちで、ドライブユニットSPu−f(RF)C、SPu−−LFについては、図15と同じく仮想水平線H上に沿って配置させるのに対して、聴取者の後方の音源位置となるチャンネルに対応する音成分を出力するドライブユニットSPu−LS、SPu−f(RS)LFEについては、仮想水平線Hよりも所定だけ高い位置に設定された仮想水平線Hu上に沿うようにして配置させるものである。同様にして、右音響ユニット1Rにおいても、ドライブユニットSPu−f(LF)、C(R)、SPu−RFについては仮想水平線H上に沿って配置させ、ドライブユニットSPu−RS、SPu−f(LS)LFEについては、仮想水平線Hu上に沿うようにして配置させるものである。このような配置とすることで、図10にて説明したように、より良好な音場感が得られることになるものである。
FIG. 16 shows a modification of the drive unit reduction type headphone sound reproduction system regarding the arrangement of the drive units in the sound unit.
The arrangement of the drive units shown in this figure is obtained by applying the arrangement example shown in FIG. 10 to a headphone device of a drive unit reduction type. That is, as illustrated, first, among the drive units provided in the left acoustic unit 1L, the drive units SPu-f (RF) C and SPu--LF are arranged along the virtual horizontal line H as in FIG. On the other hand, the drive units SPu-LS and SPu-f (RS) LFE that output sound components corresponding to the channel serving as the sound source position behind the listener are set at positions higher than the virtual horizontal line H by a predetermined amount. It is arranged along the virtual horizontal line Hu. Similarly, also in the right acoustic unit 1R, the drive units SPu-f (LF), C (R), and SPu-RF are arranged along the virtual horizontal line H, and the drive units SPu-RS and SPu-f (LS). The LFE is arranged along the virtual horizontal line Hu. With such an arrangement, a better sound field feeling can be obtained as described with reference to FIG.

なお、このドライブユニット削減型の構成に対応する空間測定範囲P1、P2内の測定点の設定も、上記図14に示される平面方向から見たドライブユニットの配置態様と、図15(又は図16)に示される側面方向から見たドライブユニットの配置態様とに応じたものとなるようにされる。この場合、同じ1つのドライブユニットから合成出力される複数の音声成分に対応する測定点については、しかるべき同じ位置が設定されることになる。   The setting of the measurement points in the space measurement ranges P1 and P2 corresponding to this drive unit reduction type configuration is also shown in FIG. 15 (or FIG. 16) and the arrangement of the drive units viewed from the plane direction shown in FIG. It is made to correspond to the arrangement mode of the drive unit as seen from the side direction shown. In this case, for the measurement points corresponding to a plurality of audio components synthesized and output from the same single drive unit, the same appropriate position is set.

また、これまでにおいては、図7の信号系の構成を簡易化するための構成について説明したが、本願においては、その逆に、非常に忠実な音場が再現されるようにすることを目的として信号系を構成することも妨げられるものではない。
この場合には、例えば、図7において破線により示されているフィルタ11、遅延器12を実際に設けることとして、しかるべき通過帯域特性、遅延時間を設定し、主音声成分と副音声成分間の厳密な信号特性差が与えられるように、つまり、相応に正確な伝達関数が畳み込まれるようにして信号系を構成するようにされる。このときには、例えばフィルタ11についてもデジタルフィルタを用いることとすれば、精度が高くなる。
In addition, the configuration for simplifying the configuration of the signal system in FIG. 7 has been described so far. However, in the present application, on the contrary, the purpose is to reproduce a very faithful sound field. It is not impeded that the signal system is configured.
In this case, for example, the filter 11 and the delay device 12 indicated by broken lines in FIG. 7 are actually provided to set appropriate passband characteristics and delay time, and between the main audio component and the sub audio component. The signal system is configured such that a strict signal characteristic difference is given, that is, a correspondingly accurate transfer function is convoluted. In this case, for example, if a digital filter is used for the filter 11 as well, the accuracy becomes high.

また、図7においては、基準となるLFch、RFchの主音声成分の信号系には、フィルタ、遅延器を設けていない。これも先に説明したように、LFch、RFchについては、例えばヘッドフォン装置が本来持つとされる音響特性を利用して、必要とされる信号特性を簡易に得ようとしているものである。しかしながら、厳密には、例えば図5にも示されているように、LFch、RFchの主音声成分についても、その音源位置に応じた伝達関数が存在するものであり、本来はこの伝達関数が忠実に畳み込まれることで、その音源の定位感が良好になる。このことからすれば、LFch、RFchの主音声成分の信号系についても、フィルタ(及び遅延器)を備えてしかるべき信号特性が得られるようにしてよいものである。この場合、LSch、RFchの主音声成分以外の他の出力チャンネルに対応する音については、上記のようにしてフィルタ(及び遅延器)を経由することで与えられることとなるLFch、RFchの主音声成分の信号特性を基準として、その信号特性差が得られるようにすればよいことになる。   Further, in FIG. 7, the signal system of the main audio components of LFch and RFch serving as a reference is not provided with a filter or a delay device. As described above, for LFch and RFch, for example, it is intended to easily obtain the required signal characteristics by utilizing the acoustic characteristics originally supposed to be possessed by the headphone device. However, strictly speaking, for example, as shown in FIG. 5, there is also a transfer function corresponding to the sound source position for the main audio components of LFch and RFch. The feeling of localization of the sound source becomes better by being folded in. From this, the signal system of the main audio component of LFch and RFch may be provided with a filter (and a delay unit) so that appropriate signal characteristics can be obtained. In this case, the LFch and RFch main sounds that are given through the filter (and delay unit) as described above for sounds corresponding to other output channels other than the main audio components of the LSch and RFch. The signal characteristic difference may be obtained with reference to the signal characteristic of the component.

ここで、本実施の形態のヘッドフォン音響再生システムとしては、実際に聴取者が頭部に装着して使用するヘッドフォン装置と、例えば図7、図13などに示される信号系に対応する信号処理回路部とを備えて構成されるべきものとなる。このヘッドフォン装置と信号処理回路部とについての実際の構成の組み合わせとしては、例えば1つには、ヘッドフォン装置と、信号処理回路部を備える信号処理装置部とを別体としたシステム構成とすることが考えられる。この場合、信号処理装置部からヘッドフォン装置に対する音声信号の伝送は、例えば、有線により行われるようにしてもよいし、赤外線、電波などによる所定の無線送受信方式を採用して無線により行われるようにしてもよい。
また、もう1つの構成としては、ヘッドフォン装置本体を構成する音響ユニットやヘッドバンド部などの所定部位に対して、信号処理回路部を内蔵させて一体化する構成も考えられる。
Here, the headphone sound reproduction system of the present embodiment includes a headphone device that is actually worn on the head of the listener and a signal processing circuit corresponding to the signal system shown in FIGS. And should be configured. As a combination of the actual configurations of the headphone device and the signal processing circuit unit, for example, one is a system configuration in which the headphone device and the signal processing device unit including the signal processing circuit unit are separated. Can be considered. In this case, transmission of the audio signal from the signal processing unit to the headphone device may be performed, for example, by wire, or may be performed wirelessly by adopting a predetermined wireless transmission / reception method using infrared rays, radio waves, or the like. May be.
As another configuration, a configuration in which a signal processing circuit unit is built in and integrated with a predetermined portion such as an acoustic unit or a headband unit configuring the headphone device main body is also conceivable.

ところで、ヘッドフォン装置単体として、マルチチャンネルに対応して独立したドライブユニットを音響ユニットに備えた構成のものが既に知られている。このヘッドフォン装置の構成を図24,及び図25により示す。このヘッドフォン装置も、音声ソースとしては、5.1chサラウンドに対応しようとするものである。
これらの図に示すヘッドフォン装置は、先ず、図24に示されるように、左音響ユニット1Lにおいて、前方の位置にLFchに対応するドライブユニットSPu−LFを配置し、この後方上側の位置にCchに対応するドライブユニットSPu−Cを配置し、さらに、この後方下側の位置にLSchに対応するドライブユニットSPu−LSを配置し、下側に対してLFEchに対応するドライブユニットSPu−LFEを配置している。
また、右音響ユニット1Rにおいては、前方の位置にRFchに対応するドライブユニットSPu−RFを配置し、この後方上側の位置にCchに対応するドライブユニットSPu−Cを配置し、さらに、この後方下側の位置にLSchに対応するドライブユニットSPu−RSを配置し、下側に対してLFEchに対応するドライブユニットSPu−LFEを配置している。
そのうえで、図25に示すようにして、ドライブユニットSPu−LF、SPu−RFに対しては、それぞれLFch、RFchの音声信号を直接的に入力させ、左右のドライブユニットSPu−Cには、同じCchの音声信号を分岐させたものを直接的に入力させ、ドライブユニットSPu−LS、SPu−RSに対しては、それぞれ、LSch、RSchの音声信号を直接的に入力させることとしている。また、左右のドライブユニットSPu−LFEに対しては、LFEchの音声信号を直接的に入力しているものである。
By the way, as a single headphone device, a configuration in which an acoustic unit is provided with an independent drive unit corresponding to multi-channel is already known. The configuration of this headphone device is shown in FIG. 24 and FIG. This headphone device is also intended to support 5.1ch surround as an audio source.
In the headphone device shown in these drawings, first, as shown in FIG. 24, in left acoustic unit 1L, drive unit SPu-LF corresponding to LFch is arranged at the front position, and Cch is handled at the rear upper position. The drive unit SPu-C corresponding to the LSch is disposed at the lower rear position, and the drive unit SPu-LFE corresponding to the LFEch is disposed on the lower side.
In the right acoustic unit 1R, the drive unit SPu-RF corresponding to the RFch is disposed at the front position, the drive unit SPu-C corresponding to the Cch is disposed at the rear upper position, and the rear lower side is further disposed. The drive unit SPu-RS corresponding to LSch is arranged at the position, and the drive unit SPu-LFE corresponding to LFEch is arranged on the lower side.
Then, as shown in FIG. 25, the LFch and RFch audio signals are directly input to the drive units SPu-LF and SPu-RF, respectively, and the same Cch audio is supplied to the left and right drive units SPu-C. The signal branched is directly input, and the LSch and RSch audio signals are directly input to the drive units SPu-LS and SPu-RS, respectively. Also, the LFEch audio signal is directly input to the left and right drive units SPu-LFE.

つまり、図24、図25に示されるヘッドフォン装置では、さしあたり、5.1chサラウンドのチャンネルの音源位置に応じて、LFch、LSchと、RFch、RSchとについては、左音響ユニットと右音響ユニットに振り分けてドライブユニットを設けることとしたうえで、Cchについては、頭部中央に定位させる必要性から左右の音響ユニットにドライブユニットを設け、LFEchについても、偏った定位感が生じないようにするために左右の音響ユニットにドライブユニットを設けるものである。そのうえで、各ドライブユニットに対しては、例えば5.1chサラウンドの音声ソースを成す各チャンネルの音声信号を、特にフィルタ処理や遅延処理を施すことなく、直接的に入力させるようにしている。   That is, in the headphone device shown in FIGS. 24 and 25, for the time being, according to the sound source position of the 5.1ch surround channel, LFch, LSch, RFch, and RSch are distributed to the left sound unit and the right sound unit. For the Cch, the left and right acoustic units are provided with a drive unit because of the necessity of localization at the center of the head. A drive unit is provided in the acoustic unit. In addition, for example, the audio signals of the respective channels forming the 5.1ch surround sound source are directly input to each drive unit without performing any filter processing or delay processing.

このような構成の場合、5.1chサラウンドを成す各チャンネルの音声が、それぞれ独立した異なるドライブユニットから出力されることにはなる。しかしながら、各ドライブユニットからは、対応するチャンネルの原音声信号の音が発せられるのみであって、本実施の形態のようにして、1チャンネルごとについてしかるべき信号特性の関係が与えられた主音声と副音声の成分とが両耳で聴きとることができるようにはなっていない。また、定位感を与えるべきLFEch以外に対応するドライブユニットについての前後方向に沿った配列をみても、例えば図24においてドライブユニットSPu−LFの位置を基準として設定した仮想線Hに対する他のドライブユニットの配置は特に規則性が見られず適当なものとなっている。このようなことから、図24,図25のヘッドフォン装置では、各チャンネルの音を或る程度明確に聞き分けることはできるものの、本実施の形態のようにして、5.1chサラウンドとしてのしかるべき音像定位感を得ることは非常に困難である、ということがいえる。   In such a configuration, the sound of each channel constituting 5.1ch surround is output from different independent drive units. However, only the sound of the original audio signal of the corresponding channel is emitted from each drive unit, and the main audio and the relationship of the appropriate signal characteristics for each channel are given as in this embodiment. The auxiliary audio component cannot be heard with both ears. Further, even when looking at the arrangement along the front-rear direction for the drive units other than the LFEch that should give a sense of orientation, for example, the arrangement of other drive units with respect to the virtual line H set with reference to the position of the drive unit SPu-LF in FIG. In particular, regularity is not seen and it is appropriate. For this reason, in the headphone device shown in FIGS. 24 and 25, although the sound of each channel can be clearly distinguished to some extent, the sound image localization appropriate for 5.1ch surround is performed as in this embodiment. It can be said that it is very difficult to get a feeling.

ここで、本実施の形態のヘッドフォン音響再生システムとしては、実際に聴取者が頭部に装着して使用するヘッドフォン装置と、例えば図7、図13などに示される信号系に対応する信号処理回路部とを備えて構成されるべきものとなる。このヘッドフォン装置と信号処理回路部とについての実際の構成の組み合わせとしては、例えば1つには、ヘッドフォン装置と、信号処理回路部を備える信号処理装置部とを別体としたシステム構成とすることが考えられる。この場合、信号処理装置部からヘッドフォン装置に対する音声信号の伝送は、例えば、有線により行われるようにしてもよいし、赤外線、電波などによる所定の無線送受信方式を採用して無線により行われるようにしてもよい。
また、もう1つの構成としては、ヘッドフォン装置本体を構成するとされる所定の部位に対して、信号処理回路部を内蔵させて一体化する構成も考えられる。
Here, the headphone sound reproduction system of the present embodiment includes a headphone device that is actually worn on the head of the listener and a signal processing circuit corresponding to the signal system shown in FIGS. And should be configured. As a combination of the actual configurations of the headphone device and the signal processing circuit unit, for example, one is a system configuration in which the headphone device and the signal processing device unit including the signal processing circuit unit are separated. Can be considered. In this case, transmission of the audio signal from the signal processing unit to the headphone device may be performed, for example, by wire, or may be performed wirelessly by adopting a predetermined wireless transmission / reception method using infrared rays, radio waves, or the like. May be.
In addition, as another configuration, a configuration in which a signal processing circuit unit is built in and integrated with a predetermined portion that constitutes the headphone device main body is also conceivable.

なお、本願発明としては、これまでに説明した実施の形態としての構成に限定されるべきものではない。
先ず、音響ユニットに対して備えるべきドライブユニットの物理的な配置の態様については、これまでに図示したものや、これまでに説明したバリエーション以外にも考えられるものである。
また、実施の形態としては、5.1chサラウンドに対応する構成を例に挙げているが、例えば7.1chサラウンドなど、他の方式のマルチチャンネル構成にも適用が可能とされる。
Note that the present invention should not be limited to the configuration as the embodiment described so far.
First, the physical arrangement of the drive unit to be provided for the acoustic unit is conceivable in addition to those illustrated so far and the variations described so far.
In addition, as an embodiment, a configuration corresponding to 5.1ch surround is given as an example, but the present invention can also be applied to other types of multichannel configurations such as 7.1ch surround.

本願発明の実施の形態としてのヘッドフォン音響再生システムに対応する基本の音響モデルを示す図である。It is a figure which shows the basic acoustic model corresponding to the headphone sound reproduction system as embodiment of this invention. 図1の音響モデルにおける各音源の音成分に対応する測定位置の設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of the measurement position corresponding to the sound component of each sound source in the acoustic model of FIG. 図1に対応するヘッドフォン音響再生システムについての音声信号処理系の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the audio | voice signal processing system about the headphone sound reproduction | regeneration system corresponding to FIG. 図3の構成に対応するヘッドフォン装置におけるドライブユニットの配置態様例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an exemplary arrangement of drive units in a headphone device corresponding to the configuration of FIG. 3. 実施の形態のヘッドフォン音響再生システムに対応する5.1chサラウンドの音響モデルを示す図である。It is a figure which shows the acoustic model of 5.1ch surround corresponding to the headphone sound reproduction system of embodiment. 図5の音響モデルにおける各音源の音成分に対応する測定位置の設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of the measurement position corresponding to the sound component of each sound source in the acoustic model of FIG. 5.1chサラウンド方式に対応した、実施の形態のヘッドフォン音響再生システムの音声信号処理系の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the audio | voice signal processing system of the headphone sound reproduction system of embodiment corresponding to a 5.1ch surround system. 5.1chサラウンド方式に対応した、実施の形態のヘッドフォン装置におけるドライブユニットの配置態様例を、平面方向より模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the example of an arrangement | positioning aspect of the drive unit in the headphone apparatus of embodiment corresponding to a 5.1ch surround system from a plane direction. 5.1chサラウンド方式に対応した、実施の形態のヘッドフォン装置におけるドライブユニットの配置態様例を、側面方向より模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the example of the arrangement | positioning aspect of the drive unit in the headphone apparatus of embodiment corresponding to a 5.1ch surround system from a side surface direction. 5.1chサラウンド方式に対応した、実施の形態のヘッドフォン装置におけるドライブユニットについての他の配置態様例を、側面方向より模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the other example of an arrangement | positioning aspect about the drive unit in the headphone apparatus of embodiment corresponding to a 5.1ch surround system from a side surface direction. 実施の形態のヘッドフォン音響再生システムの音声信号処理系において備えられるフィルタの構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of the filter with which the audio | voice signal processing system of the headphone sound reproduction system of embodiment is equipped. 図11に示すフィルタの特性例を示す図である。It is a figure which shows the example of a characteristic of the filter shown in FIG. 5.1chサラウンド方式に対応した、実施の形態のヘッドフォン音響再生システムの音声信号処理系として、ドライブユニット削減型の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a drive unit reduction | decrease type as an audio | voice signal processing system of the headphone sound reproduction system of embodiment corresponding to a 5.1ch surround system. 図13に対応するヘッドフォン装置におけるドライブユニットの配置態様例を、平面方向より模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the example of an arrangement | positioning aspect of the drive unit in the headphone apparatus corresponding to FIG. 13 from a plane direction. 図13に対応するヘッドフォン装置におけるドライブユニットの配置態様例を、側面方向より模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the example of an arrangement | positioning aspect of the drive unit in the headphone apparatus corresponding to FIG. 13 from a side surface direction. 図13に対応するヘッドフォン装置におけるドライブユニットについての他の配置態様例を、側面方向より模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the example of another arrangement | positioning aspect about the drive unit in the headphone apparatus corresponding to FIG. 13 from a side surface direction. 一音源を聴き取る場合の音響モデル例を示す図である。It is a figure which shows the example of an acoustic model in the case of listening to one sound source. 図17の音響モデルにおける主音声成分と副音声成分の信号特性差を示す図である。It is a figure which shows the signal characteristic difference of the main audio | voice component and a sub audio | voice component in the acoustic model of FIG. 二音源を聴き取る場合の音響モデル例を示す図である。It is a figure which shows the example of an acoustic model in the case of listening to two sound sources. 図19に示す音響モデルに対応したヘッドフォン音響再生システムの音声信号処理系の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the audio | voice signal processing system of the headphone sound reproduction | regeneration system corresponding to the acoustic model shown in FIG. 図20に対応するヘッドフォン装置におけるドライブユニットの配置態様例を、平面方向より模式的に示す図である。FIG. 21 is a diagram schematically illustrating an arrangement example of drive units in the headphone device corresponding to FIG. 20 in a planar direction. 5.1chサラウンドの一般的な音響モデルを示す図である。It is a figure which shows the general acoustic model of 5.1ch surround. 図22に示す音響モデルに対応したヘッドフォン音響再生システムの音声信号処理系の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the audio | voice signal processing system of the headphone sound reproduction | regeneration system corresponding to the acoustic model shown in FIG. マルチチャンネル構成に対応するヘッドフォン装置におけるドライブユニットの配置態様例を平面方向より示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning aspect of the drive unit in the headphone apparatus corresponding to a multichannel structure from a plane direction. マルチチャンネル構成に対応するヘッドフォン装置におけるドライブユニットの配置態様例を側面方向より示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning aspect of the drive unit in the headphone apparatus corresponding to a multichannel structure from a side surface direction.

符号の説明Explanation of symbols

1L 左音響ユニット、1R 右音響ユニット、11(11−LS、11−RS、11−f(RS)、11−f(LS)、11−C、11−f(LF)、11−f(RF)) フィルタ、12(12−(RF)、12−f(RS)、12−(LF)、12−f(LS)) 遅延器、SPu−f(RF)、SPu−C(L)、SPu−LF、SPu−LS、SPu−f(RS)、SPu−LFE(L)、SPu−f(LF)、SPu−C(R)、SPu−RF、SPu−RS、SPu−f(LS)、SPu−LFE(R)、SPu−f(RS)LFE(L)、SPu−f(LS)LFE(L)、SPu−f(RF)C、SPu−f(LF)C ドライブユニット   1L left acoustic unit, 1R right acoustic unit, 11 (11-LS, 11-RS, 11-f (RS), 11-f (LS), 11-C, 11-f (LF), 11-f (RF )) Filter, 12 (12- (RF), 12-f (RS), 12- (LF), 12-f (LS)) Delay device, SPu-f (RF), SPu-C (L), SPu -LF, SPu-LS, SPu-f (RS), SPu-LFE (L), SPu-f (LF), SPu-C (R), SPu-RF, SPu-RS, SPu-f (LS), SPu-LFE (R), SPu-f (RS) LFE (L), SPu-f (LS) LFE (L), SPu-f (RF) C, SPu-f (LF) C drive unit

Claims (6)

左右の耳に対応して対となるドライブユニットの組を、所定のチャンネル構成を成す複数のチャンネルごとに対応して複数組備え、
上記ドライブユニットの組の少なくとも1つは、
対応するチャンネルの仮想音源位置から一方の耳に対応した位置に到達するとされる主音声成分に対応した主音声信号を入力して再生出力するようにされて、この再生出力された音声が上記一方の耳により聴き取られるようにして設けられる主音声対応片側ドライブユニットと、
上記対応するチャンネルの仮想音源位置から他方の耳に対応した位置に到達するとされる副音声成分に対応した副音声信号を入力して再生出力するようにされて、再生出力された音声が上記他方の耳により聴き取られるようにして設けられる副音声対応片側ドライブユニットとから成るとともに、
主音声成分に対する副音声成分の所定特性の差分に応じた信号特性を上記主音声信号に対して与えることにより上記副音声信号を得る副音声用信号特性付与手段を備える、
ことを特徴とするヘッドフォン音響再生システム。
A plurality of drive unit pairs corresponding to the left and right ears are provided for each of a plurality of channels constituting a predetermined channel configuration,
At least one of the set of drive units is
The main audio signal corresponding to the main audio component that is supposed to reach the position corresponding to one ear from the virtual sound source position of the corresponding channel is input and reproduced and output. One-side drive unit for main audio provided to be heard by the ears of
The sub-audio signal corresponding to the sub-audio component that is supposed to reach the position corresponding to the other ear from the virtual sound source position of the corresponding channel is input and reproduced and output. And a sub-audio compatible one-sided drive unit provided so that it can be heard by the ears of
Sub-audio signal characteristic imparting means for obtaining the sub-audio signal by giving a signal characteristic corresponding to a difference between predetermined characteristics of the sub-audio component to the main audio component to the main audio signal;
Headphone sound reproduction system characterized by the above.
上記副音声用信号特性付与手段は、
上記主音声成分に対する上記副音声成分の所定特性の差分に応じた信号特性を上記副音声信号に与えるために、上記主音声成分と上記副音声成分についての、耳介の影響を排除して得られる頭部伝達関数に基づいて得られる所定特性を利用するようにされている、
ことを特徴とする請求項1に記載のヘッドフォン音響再生システム。
The sub audio signal characteristic providing means includes:
In order to give the sub audio signal a signal characteristic corresponding to the difference between the predetermined characteristics of the sub audio component with respect to the main audio component, it is obtained by eliminating the influence of the pinna on the main audio component and the sub audio component. A predetermined characteristic obtained on the basis of the obtained head-related transfer function,
The headphone sound reproduction system according to claim 1.
上記所定のチャンネル構成を成すチャンネルごとに応じて、左耳により聴き取られるようにして設けられる左耳側ドライブユニット群を成す所定チャンネルごとの主音声対応片側ドライブユニット及び/又は副音声対応片側ドライブユニットと、
右耳により聴き取られるようにして設けられる右耳側ドライブユニット群を成す所定チャンネルごとの主音声対応片側ドライブユニット及び/又は副音声対応片側ドライブユニットは、
それぞれ、対応するチャンネルごとの仮想音源位置についての、聴取位置を基準とした位置関係に応じて、前後方向に沿った所定の位置関係により配置されるようにして設けられる、
ことを特徴とする請求項1に記載のヘッドフォン音響再生システム。
According to each channel constituting the predetermined channel configuration, a primary audio-compatible single-side drive unit and / or a secondary audio-compatible single-side drive unit for each predetermined channel forming a left-ear side drive unit group provided to be heard by the left ear,
The primary audio-compatible single-side drive unit and / or the secondary audio-compatible single-side drive unit for each predetermined channel forming the right-ear side drive unit group provided to be heard by the right ear,
The virtual sound source position for each corresponding channel is provided in a predetermined positional relationship along the front-rear direction according to the positional relationship with respect to the listening position.
The headphone sound reproduction system according to claim 1.
左耳側ドライブユニット群と右耳側ドライブユニット群の少なくとも一方において、
上記所定のチャンネル構成を成すチャンネルのうちで、その仮想音源位置が聴取位置に対して後となるチャンネルに対応する音声を再生出力すべきドライブユニットについては、他のチャンネルに対応する音声を再生出力すべきドライブユニットよりも高い位置となるようにして配置するようにされる、
ことを特徴とする請求項3に記載のヘッドフォン音響再生システム。
In at least one of the left ear drive unit group and the right ear drive unit group,
Of the channels constituting the predetermined channel configuration, for the drive unit that should reproduce and output the sound corresponding to the channel whose virtual sound source position is behind the listening position, the sound corresponding to the other channel is reproduced and output. It is arranged to be higher than the power drive unit,
The headphone sound reproduction system according to claim 3.
上記所定のチャンネル構成を成すチャンネルのうちで、所定の条件を満たすとされる複数のチャンネルに対応して1つのドライブユニットの組を共通となるように設けることとして、
この複数のチャンネルに対応するドライブユニットの組を成す、左耳側と右耳側のドライブユニットは、それぞれ、上記複数のチャンネルに対応して出力させるべき主音声成分及び/又は副音声成分を合成して得られる音声信号を入力するようにされる、
ことを特徴とする請求項1に記載のヘッドフォン音響再生システム。
Among the channels forming the predetermined channel configuration, a set of one drive unit is provided so as to correspond to a plurality of channels that satisfy a predetermined condition.
The left-ear and right-ear drive units that form a set of drive units corresponding to the plurality of channels respectively synthesize the main audio component and / or the sub audio component to be output corresponding to the plurality of channels. Input the resulting audio signal,
The headphone sound reproduction system according to claim 1.
左右の耳に対応して対となるドライブユニットの組を、所定のチャンネル構成を成す複数のチャンネルごとに対応して複数組備え、
上記ドライブユニットの組の少なくとも1つは、
対応するチャンネルの仮想音源位置から一方の耳に対応した位置に到達するとされる主音声成分に対応した主音声信号を入力して再生出力するようにされて、この再生出力された音声が上記一方の耳により聴き取られるようにして設けられる主音声対応片側ドライブユニットと、
上記対応するチャンネルの仮想音源位置から他方の耳に対応した位置に到達するとされる、上記主音声成分に対する所定特性についての差分に応じた副音声成分としての信号特性を与えるための信号処理を上記主音声信号に対して実行することで得られる副音声信号を入力して再生出力するようにされて、再生出力された音声が上記他方の耳により聴き取られるようにして設けられる副音声対応片側ドライブユニットとから成る、
ことを特徴とするヘッドフォン装置。
A plurality of drive unit pairs corresponding to the left and right ears are provided for each of a plurality of channels constituting a predetermined channel configuration,
At least one of the set of drive units is
The main audio signal corresponding to the main audio component that is supposed to reach the position corresponding to one ear from the virtual sound source position of the corresponding channel is input and reproduced and output. One-side drive unit for main audio provided to be heard by the ears of
Signal processing for providing a signal characteristic as a sub audio component according to a difference with respect to a predetermined characteristic with respect to the main audio component, which is assumed to reach a position corresponding to the other ear from the virtual sound source position of the corresponding channel. A sub-audio-corresponding one side provided so that the sub-audio signal obtained by executing the main audio signal is input and reproduced and output, and the reproduced and outputted sound is heard by the other ear. Consisting of a drive unit,
A headphone device characterized by that.
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