JP2011199697A - ヘッドフォン - Google Patents

Abstract

【課題】マイクで収音した外部音を、一体に装着されたスピーカから状況に応じた放音態様で放音できるヘッドフォンを実現する。
【解決手段】ヘッドフォン１は、右用接耳筐体１０Ｒ、左用接耳筐体１０Ｌ、本体部２０を備える。右用接耳筐体１０Ｒ、左用接耳筐体１０Ｌは、外部収音用マイク、ヘッドフォン用スピーカ、ノイズキャンセル用マイクが備える。本体部２０は、指向性付き収音信号生成部３０Ｒ，３０Ｌ、分析部４０、放音用信号生成部５０を備える。指向性付き収音信号生成部３０Ｒ，３０Ｌで生成された個別方位収音信号は、分析部４０と放音用信号生成部５０に出力される。分析部４０は、個別方位収音信号に基づいて状況に応じた放音制御情報を生成する。放音用信号生成部５０は、放音制御情報に基づいて、個別方位収音信号から放音用信号を生成する。
【選択図】図１

Description

収音機能を有し、収音音声を様々な態様で放音するヘッドフォンに関するものである。

従来、収音機能を有するヘッドフォンが各種考案されている。例えば、特許文献１に記載のヘッドフォンは、スピーカとマイクとを一対で備える、マイクはスピーカに対して移動可能に配置されている。そして、マイク、スピーカ、耳の順に並ぶ態様では外部音の収音用マイクとして機能し、スピーカ、マイク、耳の順に並ぶ態様ではノイズキャンセル用マイクとして機能する。

特開２００９−６５４５６号公報

しかしながら、特許文献１に記載のヘッドフォンでは、マイクが外部音の収音用マイクとして機能する態様の場合、マイクは単に外部音を収音するだけのものとして機能する。一方、マイクがノイズキャンセル用マイクとして機能する態様の場合、マイクは、スピーカから放音された音が耳に達するまでに含まれてしまうノイズを検出するだけのものとして機能する。

したがって、マイクで収音した外部音を、一体に装着されたスピーカから放音したり、マイクで収音した外部音に所定の加工を施して、当該スピーカから放音したりすることができない。また、他のソースからスピーカに入力される音と、マイクで収音した外部音とを、適宜組み合わせたり選択して、当該スピーカから放音させることもできない。さらには、外部音の収音を行っている間は、ノイズキャンセリングを行うこともできない。

この発明は、このような従来の各種問題を鑑み、マイクで収音した外部音を、状況に応じて適宜加工し、一体に装着されたスピーカから前記状況に応じた放音態様で放音できるヘッドフォンを実現することにある。

この発明は、それぞれにスピーカとマイクとが一つの筐体に備えられた一対のイヤフォン部を備えたヘッドフォンに関する。このヘッドフォンのイヤフォン部に備えられたマイクは、スピーカの背面側に所定パターンで配設された複数の外部収音用マイクを備える。ヘッドフォンは、指向性付き収音信号生成部、および放音用信号生成部を備える。指向性付き収音信号生成部は、複数の外部収音用マイクの収音信号を用いて、それぞれが所定の収音指向性を有する複数の指向性付き収音信号を生成する。放音用信号生成部は、複数の指向性付き収音信号を用いて、各イヤフォン部のスピーカに対する指向性付きの放音用信号を生成する。

この構成では、スピーカの背面側に設置された複数のマイクによる収音信号から、それぞれに異なる複数方位に指向性を有する複数の指向性付き収音信号が生成される。そして、このような複数の指向性付き収音信号を用いることで、状況に応じた特性や指向性を有する放音用信号が生成される。

また、この発明のヘッドフォンは、複数の指向性付き収音信号に含まれる雑音と有効音とを識別する音識別部を備える。放音用信号生成部は、音の識別結果に基づいて放音用信号を生成する。

この構成では、放音用信号の具体的形成方法の一例を示すものであり、放音用信号を形成するために、人の呼びかけ音声や放送音声等の有効音と雑音（白色雑音等）とを識別する。これにより、有効音と雑音とを区別して処理でき、放音用信号へ反映させることができる。

また、この発明のヘッドフォンの放音用信号生成部は、雑音を抑圧し、且つ、有効音を強調する処理を行うことで、放音用信号を生成する。

この構成では、雑音と有効音とを用いた放音用信号の具体的例を示しており、雑音を抑圧し、有効音を強調する。これにより、雑音を遮断し、人の呼びかけ音声や放送音声のような有効音だけがユーザに聞こえるようにできる。この際、有効音は、指向性を有するように形成されるので、有効音が到来した方向から聞こえるように放音できる。これにより、無音に近い状態で集中でき、呼びかけ等の自分に関係する音声のみを必要とするユーザに対して、定常的に集中できる環境を提供しながら、有効音のみを到来方向が分かるように聞かせることができる。

また、この発明のヘッドフォンの放音用信号生成部は、雑音のみから放音用信号を生成する。

この構成では、雑音と有効音とを用いた放音用信号の具体的例を示しており、逆に雑音のみを聞かせることができる。これにより、或程度の雑音環境に或る方が集中でき、且つ呼びかけ等を必要としないユーザに対して、所定レベルの雑音を放音しながら、他からの呼びかけ音声等を遮断でき、定常的に集中できる環境を提供できる。

また、この発明のヘッドフォンは、非音情報を取得する非音情報取得部を備える。放音用信号生成部は、非音情報に基づいて放音用信号を加工する。

この構成では、放音用信号を加工するための情報として、非音情報を用いる場合を示している。非音情報とは、後述の時刻や位置、さらにはヘッドフォンの姿勢や、外部通信機能を有すのであればデータ情報等が対象となる。このように、音以外の情報に基づいて、放音用信号を生成すれば、より様々な態様の放音用信号を生成することができる。

また、この発明のヘッドフォンは非音情報を取得する非音情報取得部を備える。放音用信号生成部は、非音情報と有効音とに基づいて放音用信号を生成する。

この構成では、上述の非音情報と有効音とを組み合わせて、放音用信号を生成することができる。

また、この発明のヘッドフォンの非音情報は位置情報を含み、放音用信号生成部は、位置情報と有効音とに基づいて放音用信号を生成する。

この構成では、位置情報と所定の音とを関連付けておけば、位置情報に関連付けられた音と有効音とを合成して、放音することができる。

また、この発明のヘッドフォンの放音用信号生成部は、放音用信号に対して周波数特性の加工処理を行う。

この構成では、放音用信号に対して周波数特性の加工が可能になる。例えば、低周波数帯域の信号のみから構成される放音用信号や、擬似的に可聴帯域が広くなったように加工された放音用信号を生成することができる。

この発明によれば、マイクを備えたヘッドフォンにおいて、マイクで収音した外部音を、状況に応じて適宜加工し、状況に応じた様々な放音態様でスピーカから放音することができる。

第１の実施形態に係るヘッドフォンの主要構成を示すブロック図である。 図１に示す指向性付き収音信号生成部３０Ｒの具体的構成を示すブロック図である。 図１に示す放音用信号生成部５０の具体的構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係るヘッドフォン１Ｂの主要構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係るヘッドフォン１Ｃの主要構成を示すブロック図である。 収音信号Ｓｍｉｃ０Ｒ，Ｓｍｉｃ１Ｒを用いた場合の全体調整部５１０”の構成を示すブロック図である。

本発明の第１の実施形態に係るヘッドフォンについて、図を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るヘッドフォン１の主要構成を示すブロック図である。

ヘッドフォン１は、右用接耳筐体１０Ｒ、左用接耳筐体１０Ｌ、本体部２０を備える。右用接耳筐体１０Ｒはユーザの右耳ＲＥに装着された状態で用いられ、左用接耳筐体１０Ｌはユーザの左耳ＬＥに装着された状態で用いられる。本体部２０は、右用接耳筐体１０Ｒおよび左用接耳筐体１０Ｌと電気的に接続している。構造的には、例えば、本体部２０は右用接耳筐体１０Ｒおよび左用接耳筐体１０Ｌを一体化するヘッドフォン１の筐体に内蔵されていたり、右用接耳筐体１０Ｒや左用接耳筐体１０Ｌとは別体で形成され、これらに対してコードで接続される構造であってもよい。

右用接耳筐体１０Ｒは、ユーザの右耳ＲＥに装着されることで、固定される構造からなり、外部収音用マイク１２１ＲＡ，１２１ＲＢ、ヘッドフォン用スピーカ１１Ｒ、ノイズキャンセル用マイク１２２Ｒを備える。

外部収音用マイク１２１ＲＡ，１２１ＲＢは、ヘッドフォン用スピーカ１１Ｒの背面側に配設されている。外部収音用マイク１２１ＲＡ，１２１ＲＢは、例えば単一指向性マイクであり、それぞれの最大収音感度方向が平行にならないように、且つ所定の間隔を有するように、配置されている。

ノイズキャンセル用マイク１２２Ｒは、ヘッドフォン用スピーカ１１Ｒの正面側に配設されている。ノイズキャンセル用マイク１２２Ｒは、収音方向がスピーカ１１Ｒ方向となるように配置されている。

外部収音用マイク１２１ＲＡ，１２１ＲＢは、外部音を収音して電気信号へ変換することで、収音信号Ｓｍｉｃ０Ｒ，Ｓｍｉｃ１Ｒを出力する。ノイズキャンセル用マイク１２２Ｒは、スピーカ１１Ｒからの音および外部音を収音して電気信号に変換し、ノイズキャンセル用信号ＳｍｉｃｎＲを出力する。スピーカ１１Ｒは、放音用信号ＳｏｕｔＲで駆動されて放音する。

左用接耳筐体１０Ｌは、ユーザの左耳ＬＥに装着されることで、固定される構造からなり、外部収音用マイク１２１ＬＡ，１２１ＬＢ、ヘッドフォン用スピーカ１１Ｌ、ノイズキャンセル用マイク１２２Ｌを備える。

外部収音用マイク１２１ＬＡ，１２１ＬＢは、ヘッドフォン用スピーカ１１Ｌの背面側に配設されている。外部収音用マイク１２１ＬＡ，１２１ＬＢは、例えば単一指向性マイクであり、それぞれの最大収音感度方向が平行にならないように、且つ所定の間隔を有するように、配置されている。

ノイズキャンセル用マイク１２２Ｌは、ヘッドフォン用スピーカ１１Ｌの正面側に配設されている。ノイズキャンセル用マイク１２２Ｌは、収音方向がスピーカ１１Ｌ方向となるように配置されている。

外部収音用マイク１２１ＬＡ，１２１ＬＢは、外部音を収音して電気信号へ変換することで、収音信号Ｓｍｉｃ０Ｌ，Ｓｍｉｃ１Ｌを出力する。ノイズキャンセル用マイク１２２Ｌは、スピーカ１１Ｌからの音および外部音を収音して電気信号に変換し、ノイズキャンセル用信号ＳｍｉｃｎＬを出力する。スピーカ１１Ｌは、放音用信号ＳｏｕｔＬで駆動されて放音する。

本体部２０は、指向性付き収音信号生成部３０Ｒ、指向性付き収音信号生成部３０Ｌ、分析部４０、および放音用信号生成部５０を備える。

指向性付き収音信号生成部３０Ｒ、および指向性付き収音信号生成部３０Ｌは、右耳側の収音信号に対する処理であるか、左耳側の収音信号に対する処理であるかの違いはあるものの、同じ構成からなる。したがって、ここでは、右耳側に対する指向性付き収音信号生成部３０Ｒについてのみ具体的説明を行う。

図２は指向性付き収音信号生成部３０Ｒの具体的構成を示すブロック図であり、図２（Ａ）は指向性付き収音信号生成部３０Ｒのブロック図、図２（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ個別方位収音信号生成部３００Ａのブロック図である。

指向性付き収音信号生成部３０Ｒは、個別方位収音信号生成部３００Ａ〜３００Ｎを備える。なお、ここでは、３００Ａ〜３００Ｎに相当する個数の個別方位収音信号生成部を備える場合を示しているが、この個数は、必要とする方位分解能に応じて適宜設定すればよい。より具体的には、水平面における右耳側に対応する１８０°の角度範囲を方位分解するための所望とする角度毎に個別方位収音信号が生成されるように、設定すればよい。

各個別方位収音信号生成部３００Ａ〜３００Ｎには、それぞれに、外部収音用マイク１２１ＲＡ，１２１ＲＢからの収音信号Ｓｍｉｃ０Ｒ，Ｓｍｉｃ１Ｒが入力される。

各個別方位収音信号生成部３００Ａ〜３００Ｎは、収音信号Ｓｍｉｃ０Ｒ，Ｓｍｉｃ１Ｒに基づいて、それぞれに異なる最大収音感度で指向性からなる指向性付き収音信号ＳｃｈＡ〜ＳｃｈＮを生成する。

具体的には、各個別方位収音信号生成部３００Ａ〜３００Ｎは、図２（Ｂ），（Ｃ）に示すような構成を備える。なお、個別方位収音信号生成部３００Ａ〜３００Ｎは、形成する指向性が異なるのみで、構成は同じであるので、個別方位収音信号生成部３００Ａを例に説明する。

（ｉ）収音信号の加算合成処理を用いる場合
個別方位収音信号生成部３００Ａは、フィルタ部３１１，３１２および加算器３１３を備える。フィルタ部３１１は、収音信号Ｓｍｉｃ０Ｒに所定のフィルタ処理を施し、加算器３１３へ出力する。フィルタ部３１２は、収音信号Ｓｍｉｃ０Ｒに所定のフィルタ処理を施し、加算器３１３へ出力する。フィルタ部３１１，３１２は、例えば所望の指向性を実現するための収音信号のゲイン調整やディレイ調整を行う。加算器３１３は、フィルタ処理後の収音信号Ｓｍｉｃ０Ｒ，Ｓｍｉｃ１Ｒを加算することで、個別方位収音信号ＳｃｈＡを生成する。

（ｉｉ）収音信号に基づく係数で加工処理を用いる場合
個別方位収音信号生成部３００Ａ’は、係数決定部３１４および乗算器３１５を備える。係数決定部３１４は、収音信号Ｓｍｉｃ０Ｒ，Ｓｍｉｃ１Ｒに基づいて、収音信号Ｓｍｉｃ０Ｒの指向性を加工するための係数を決定する。例えば、収音信号Ｓｍｉｃ０Ｒ，Ｓｍｉｃ１Ｒを用いて、異なる指向性の係数決定用信号を生成する。そして、これら係数決定用信号の比等を用いて、所望とする方位に急峻で且つ狭い範囲で高い感度が得られる係数を決定する。乗算器３１５は、収音信号Ｓｍｉｃ０Ｒに当該係数を乗算することで、所望とする方位に最大収音感度を有し狭指向性となる、個別方位収音信号ＳｃｈＡ’を生成する。

指向性付き収音信号生成部３０Ｒで生成された右用の個別方位収音信号ＳｃｈＡ〜ＳｃｈＮは、放音用信号生成部５０へ入力される。また、指向性付き収音信号生成部３０Ｌで、指向性付き収音信号生成部３０Ｒと同様の方法で生成された左用の個別方位収音信号ＳｃｈＡ〜ＳｃｈＮも、放音用信号生成部５０へ入力される。また、これらの右用および左用の個別方位収音信号ＳｃｈＡ〜ＳｃｈＮは、分析部４０へも入力される。

分析部４０は、右用および左用の個別方位収音信号ＳｃｈＡ〜ＳｃｈＮを分析する。具体的には、分析部４０は、個別方位収音信号ＳｃｈＡ〜ＳｃｈＮのレベルに対して閾値を設定しており、閾値以上のレベルであれば有効音と判断し、閾値未満のレベルであれば雑音と判断する。また、分析部４０は、有効音と判断された個別方位収音信号ＳｃｈＡ〜ＳｃｈＮのレベルに基づいて、当該有効音の到来方向を検出する。分析部４０は、これらの判断結果や検出結果を分析結果とし、当該分析結果から放音制御情報を生成して、放音用信号生成部５０へ出力する。

放音用信号生成部５０は、右耳用の放音用信号生成部５０Ｒと左耳用の放音用信号生成部５０Ｌとを備え、右用および左用の個別方位収音信号ＳｃｈＡ〜ＳｃｈＮと放音制御情報とに基づいて、放音用信号ＳｏｕｔＲ，ＳｏｕｔＬを生成する。放音用信号生成部５０Ｒは、右用の個別方位収音信号ＳｃｈＡ〜ＳｃｈＮと放音制御情報とに基づいて、右用の放音用信号ＳｏｕｔＲを生成する。放音用信号生成部５０Ｌは、左用の個別方位収音信号ＳｃｈＡ〜ＳｃｈＮと放音制御情報とに基づいて、左用の放音用信号ＳｏｕｔＬを生成する。

なお、放音用信号生成部５０Ｒにおける右耳側の音の処理と、放音用信号生成部５０Ｌにおける左耳側の音の処理は、右耳用であるか左耳用であるかの違いはあるものの、ブロック構成は同じであるので、上述の指向性付き収音信号生成部の場合と同様に、放音用信号生成部５０Ｒによる右耳側の音の処理のみを具体的に説明する。

図３は、放音用信号生成部５０Ｒの具体的構成を示すブロック図である。図３（Ａ）は放音用信号生成部５０Ｒの構成を示すブロック図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）に示す個別調整部５００の具体的構成を示すブロック図であり、図３（Ｃ）は図３（Ａ）に示す全体調整部５１０の具体的構成を示すブロック図である。

放音用信号生成部５０Ｒは、個別調整部５００と全体調整部５１０とを備える。個別調整部５００は、個別信号処理部５０１Ａ〜５０１Ｎと、加算器５０２とを備える。個別信号処理部５０１Ａ〜５０１Ｎは、設定されるパラメータが異なるのみで構成は同じであり、それぞれにＥＱ（イコライザ）、ゲイン調整部、およびディレイ処理部を備える。例えば、個別信号処理部５０１Ａは、ＥＱ（イコライザ）５０５Ａ、ゲイン調整部５０６Ａ、およびディレイ処理部５０７Ａを備える。これらＥＱ（イコライザ）５０５Ａ、ゲイン調整部５０６Ａ、およびディレイ処理部５０７Ａには、放音制御情報に基づく、個別方位収音信号ＳｃｈＡ用のパラメータが設定されており、パラメータに応じた信号調整処理が実行される。

加算器５０２は、各個別信号処理部５０１Ａ〜５０１Ｎで信号調整処理された個別方位収音信号ＳｃｈＡ〜ＳｃｈＮを加算することで、ベース放音信号Ｓｃｍを生成する。ベース放音信号Ｓｃｍは、全体調整部５１０へ入力される。

全体調整部５１０は、イコライザ５１１（図中では、ＥＱと記載している。）、ゲイン調整部５１２、およびノイズキャンセル処理部５１３（図中では、ＮＣ処理部と記載している。）を備える。イコライザ５１１およびゲイン調整部５１２には、個別調整部５００と同様に、放音制御情報に基づくパラメータが設定されており、パラメータに応じた信号調整処理が実行される。

ノイズキャンセル処理部５１３は、イコライザ処理およびゲイン調整されたベース放音信号Ｓｃｍと、ノイズキャンセル用マイク１２２Ｒからのノイズキャンセル用信号ＳｍｉｃｎＲとを用いて、既知のノイズキャンセル処理を行い、放音用信号ＳｏｕｔＲを出力する。放音用信号ＳｏｕｔＲは、右用接耳筐体１０Ｒのヘッドフォン用スピーカ１１Ｒに与えられ、当該ヘッドフォン用スピーカ１１Ｒからユーザの右耳ＲＥに放音される。

このような構成を用いることで、次のような態様の放音用信号を生成することができる。

（使用態様Ａ）
第１のモードでは、収音信号に含まれる、特定の音声等を指向性付きで放音する。

具体的には、分析部４０は、個別方位収音信号ＳｃｈＡ〜ＳｃｈＮのレベルに対して閾値を設定する。分析部４０は、閾値以上のレベルの信号を有効音信号とし、閾値未満のレベルの信号を雑音信号と判断する。

分析部４０は、有効音を強調して放音する設定がされていれば、有効音を強調し、雑音を抑圧するように、各タイミングでの有効音の到来方向を含む放音制御情報を設定し、放音用信号生成部５０へ与える。放音用信号生成部５０は、放音制御情報に基づいて、個別方位収音信号ＳｃｈＡ〜ＳｃｈＮを適宜信号処理することで、雑音を抑圧し、有効音を強調した放音用信号ＳｏｕｔＲ，ＳｏｕｔＬを生成する。この際、放音用信号生成部５０は、放音用信号ＳｏｕｔＲ，ＳｏｕｔＬが、前記到来方向から聞こえるように指向性制御された音信号として生成される。これにより、呼びかけ音や放送音等の有効音が無い期間には、雑音が抑圧された静かな環境を提供し、有効音が生じると、当該有効音が到来方向から聞こえるように、ユーザへ聞かせることができる。この際、当該処理を用いれば、通常耳たぶにより聞こえにくい後方からの有効音であっても、より確実にユーザへ聞かせることができる。

なお、分析部４０に雑音のみを低レベルで放音する設定がされていれば、有効音が入力されても、当該有効音を抑圧するように、各タイミングでの有効音の到来方向を含む放音制御情報を設定し、放音用信号生成部５０へ与える。放音用信号生成部５０は、放音制御情報に基づいて、個別方位収音信号ＳｃｈＡ〜ＳｃｈＮを適宜信号処理することで、雑音のみを所定レベルで残し、有効音を抑圧した放音用信号ＳｏｕｔＲ，ＳｏｕｔＬを生成する。これにより、ユーザには、定常的に、低いレベルからなる所定レベルの雑音のみが提供されるので、完全な無音のような不自然な状況でなく、ユーザが集中しやすい環境を提供できる。この際、有効音が抑圧されるので、有効音が生じたとしてもユーザには殆ど聞こえず、定常的に集中できる環境を提供できる。

（使用態様Ｂ）
上述の分析部４０において、所定の特殊音、例えば「風の音」のリファレンス特性を記憶しておく。そして、図示しない操作部により、第２のモードを実行する操作入力が行われ、分析部４０がこれを受信すると、以下のような処理が実行される。

第２のモードを受け付けた場合、分析部４０は、個別方位収音信号ＳｃｈＡ〜ＳｃｈＮの特性を分析し、リファレンス特性と比較する。分析部４０は、リファレンス特性と類似する特性の個別方位収音信号を検出すれば、当該個別方位収音信号を強調するように、放音制御情報を設定し、放音用信号生成部５０へ与える。放音用信号生成部５０は、放音制御情報に基づいて、指定された個別方位収音信号を強調するように信号処理することで、放音用信号ＳｏｕｔＲ，ＳｏｕｔＬを生成する。この際、上述の有効音と同様に、到来方向が分かるように放音用信号ＳｏｕｔＲ，ＳｏｕｔＬを生成する。これにより、特定音の到来方向や強さ、例えば風の到来方向と強さを、ユーザにより分かりやすく聞かせることができる。

（使用態様Ｃ）
図示しない操作部により、第３のモードを実行する操作入力が行われ、分析部４０がこれを受信すると、次に示すような処理が実行される。

第３のモードを受け付けた場合、分析部４０は、個別方位収音信号ＳｃｈＡ〜ＳｃｈＮのレベルに対して閾値を設定する。分析部４０は、閾値以上のレベルの信号を有効音信号とし、閾値未満のレベルの信号を雑音信号と判断する。

分析部４０は、全ての有効音を所定レベル以上になるように増幅し、雑音を抑圧するように、放音制御情報を設定し、放音用信号生成部５０へ与える。放音用信号生成部５０は、放音制御情報に基づいて、個別方位収音信号ＳｃｈＡ〜ＳｃｈＮを適宜信号処理することで、雑音を抑圧し、全ての有効音が略同等の振幅レベルまで強調された放音用信号ＳｏｕｔＲ，ＳｏｕｔＬを生成する。

このような放音用信号では、有効音の音源位置が、ユーザの位置に近くても遠くても、音が略同レベルで聞こえるので、遠くの音まで聞こえるようになった感覚にさせることができる。これにより、通常の人の聴覚では体験不可能な非日常的な音をユーザに提供することができる。

さらに、放音用信号生成部５０に、放音用信号の周波数特性を圧縮、シフトさせる機能を持たせれば、通常の人の聴覚では体験不可能な周波数領域の成分が重畳された音を提供することもできる。

（使用態様Ｄ）
図示しない操作部により、第４のモードを実行する操作入力が行われ、分析部４０がこれを受信すると、次に示すような処理が実行される。

第４のモードを受け付けた場合、分析部４０は、ユーザの前方方向に強い指向性を有するように放音制御情報を設定し、放音用信号生成部５０へ与える。放音用信号生成部５０は、放音制御情報に基づいて、個別方位収音信号ＳｃｈＡ〜ＳｃｈＮを用いて、ユーザの前方方向に鋭く強い指向性を有し、雑音信号を抑圧した放音用信号ＳｏｕｔＲ，ＳｏｕｔＬを生成する。

このような放音用信号とすれば、ユーザは目前からの音のみを聞くことができる。これにより、例えば、他者と向かい合って会話や議論をしている場合に、当該会話や議論の音声のみを、ユーザに聞かせることができ、会話や議論に集中することができる。

なお、この際、放音用信号の生成時に、イコライザ処理で、ユーザの耳たぶに依存する周波数特性を付加することもできる。これにより、ユーザは、ヘッドフォンを着けながらも、あたかも自身の耳で直接聞いているような感覚で、音を聞くことができる。

また、このモードでは、外部収音用マイク１２１ＲＡ，１２１ＲＢ，１２１ＬＡ，１２１ＬＢを、自身の発声音の収音用マイクとして利用して、遠隔会議等に利用することもできる。この場合、個別方位収音信号ＳｃｈＡ〜ＳｃｈＮに基づくユーザの前方方向特に口元方向に強い指向性を有するように、放音用信号を生成する。そして、当該放音用信号を、スピーカ１１Ｒ，１１Ｌから放音するのではなく、別途設けた外部通信用端子から外部へ送信する。一方で、スピーカ１１Ｒ，１１Ｌからは、外部通信用端子から入力された外部からの放音用信号を放音する。この際、雑音や他方位からの音を抑圧するように放音制御情報を設定しておけば、相手先には、ユーザの声のみからなる放音用信号を提供することができる。このように、当該モードは、外部との遠隔会議という形でのコミュニケーションにも利用することができ、この場合にもユーザの声のみを送受信することができ、集中して会話や議論を行うことができる。

なお、このモードの場合、上述の説明では、放音用信号を指向性制御する例を示したが、指向性付き収音信号生成部３０Ｒ，３０Ｌにおいて、上述のように、ユーザの前方方向に強い指向性を有する指向性付き収音信号だけを生成するようにしてもよい。これにより、所望とする放音用信号を生成する処理を、ヘッドフォンの回路全体として簡素化することができる。

次に、第２の実施形態に係るヘッドフォンについて、図を参照して説明する。図４は本発明の第２の実施形態に係るヘッドフォン１Ｂの主要構成を示すブロック図である。本実施形態のヘッドフォン１Ｂは、第１の実施形態に示したヘッドフォン１に対して、非音情報取得部として計時部７１を備えた点で異なっている。したがって、以下では、異なる箇所のみを具体的に説明する。

計時部７１は、時刻を計時し、時刻情報を分析部４０へ与える。分析部４０は、時刻情報に基づいて、放音制御情報を生成し、放音用信号生成部５０へ与える。この場合の放音制御情報としては、例えば、音量を低下させたり、音量を高くすること等がある。放音用信号生成部５０は、この放音制御情報に応じて、放音用信号ＳｏｕｔＲ、ＳｏｕｔＬの音量（レベル）を小さくしたり、大きくしたりする制御を行う。

このような構成を用いることで、次のような態様の放音用信号を生成することができる。

（使用態様Ｅ）
図示しない操作部により、第５のモードを実行する操作入力が行われ、分析部４０がこれを受信すると、次に示すような処理が実行される。

第５のモードを受け付けた場合、分析部４０は、計時部７１から時刻情報を取得する。分析部４０は、スリープモードを受け付けた際等に設定された動作開始時刻および動作終了時刻の情報と、計時部７１からの時刻情報とから、放音制御情報を生成する。この放音制御情報は、レベルの低下開始タイミングの情報と、レベルの低下率の情報と、放音終了タイミングの情報とを含む。

放音用信号生成部５０は、放音制御情報に基づいて、ベース放音信号Ｓｃｍのレベルを所定タイミングから徐々に低下させて、所定時間後に完全にレベルを抑圧させる処理を行う。これにより、放音用信号ＳｏｕｔＲ，ＳｏｕｔＬのレベルが徐々に低下するように放音できる。

このような処理を行えば、ユーザには、周囲音が徐々に聞こえなくなるようにすることができ、擬似的な寝入り状態を提供することができる。

また、このような徐々にベース放音信号Ｓｃｍのレベルを低下させる処理に反して、徐々にベース放音信号Ｓｃｍのレベルを向上させる処理を行うこともできる。これにより、ユーザには、周囲音が徐々に大きく聞こえるようにすることができ、擬似的な寝起き状態を提供することができる。

さらには、放音用信号生成部５０にフィルタ処理部を加えることで、徐々にレベルを低下させつつ、低周波数帯域の音がメインとなる放音用信号ＳｏｕｔＲ，ＳｏｕｔＬを放音することができる。これにより、より擬似的な寝入り状態を提供することもできる。

また、上述の説明では、時刻情報のみから放音制御情報を設定する例を示したが、有効音の検出結果に基づいて、追加の処理を行ってよい。例えば、所定の方位から所定レベル以上の有効音を収音した場合には、当該有効音を割り込ませて放音させるようにしてもよい。この際、徐々に有効音の音量が大きくなるようにすると、よりよい。

次に、第３の実施形態に係るヘッドフォンについて、図を参照して説明する。図５は本発明の第３の実施形態に係るヘッドフォン１Ｃの主要構成を示すブロック図である。本実施形態のヘッドフォン１Ｃは、第１の実施形態に示したヘッドフォン１に対して、非音情報取得部としてセンサ７２を備えた点で異なっている。したがって、以下では、異なる箇所のみを具体的に説明する。

センサ７２は、位置情報やヘッドフォン１Ｂの姿勢等の非音情報をセンシングして、分析部４０へ与える。分析部４０は、非音情報に基づいて、放音制御情報を生成し、放音用信号生成部５０へ与える。この場合の放音制御情報としては、例えば、非音情報に基づいて得られる音の加工情報やミキシング情報等がある。放音用信号生成部５０は、この放音制御情報に応じて、ベース放音信号Ｓｃｍを加工し、放音用信号ＳｏｕｔＲ，ＳｏｕｔＬを出力する。

このような構成を用いることで、次のような態様の放音用信号を生成することができる。

（使用態様Ｆ）
図示しない操作部により、第６のモードを実行する操作入力が行われ、分析部４０がこれを受信すると、次に示すような処理が実行される。以下では、非音情報として位置情報を用い、位置情報に応じて新たな音信号を生成する場合を例に説明する。

第６のモードを受け付けた場合、分析部４０は、センサ７２から位置情報を取得する。分析部４０は、位置情報を取得すると、当該位置情報に対して予め関連付けされた音情報を取得する。この音情報は、予めヘッドフォン１Ｃに内蔵されたメモリに記憶させたものでも、外部通信手段を設けておき、外部からの情報通信により取得するものであってもよい。分析部４０は、取得した音情報とともに、当該音情報をベース放音信号Ｓｃｍに合成する内容の放音制御情報を放音用信号生成部５０へ与える。

放音用信号生成部５０は、放音制御情報に基づいて、ベース放音信号Ｓｃｍに音情報を合成することで、放音用信号ＳｏｕｔＲ，ＳｏｕｔＬを生成して出力する。これにより、位置に応じた特別な放音用信号ＳｏｕｔＲ，ＳｏｕｔＬをユーザに提供することができる。すなわち、ユーザは、所在地に応じた音を楽しむことができたり、当該音により所在地に関する情報を把握することができる。

なお、上述の各実施形態では、ノイズキャンセル処理に、ノイズキャンセル用マイク１２２Ｒ、１２２Ｌからのノイズキャンセル用信号ＳｍｉｃｎＲ，ＳｍｉｃｃｎＬを用いているが、外部収音用マイク１２１ＲＡ，１２１ＲＢ，１２１ＬＡ，１２１ＬＢからの収音信号Ｓｍｉｃ０Ｒ，Ｓｍｉｃ１Ｒ，Ｓｍｉｃ０Ｌ，Ｓｍｉｃ１Ｌを用いてもよい。図６は、収音信号Ｓｍｉｃ０Ｒ，Ｓｍｉｃ１Ｒを用いた場合の全体調整部５１０”の構成を示すブロック図である。図６でも、上述の説明と同様に右耳側の回路構成のみを図示し、以下では右耳側について説明する。なお、左耳側も同様の構成、処理を適用できる。

図６に示すように、この場合、全体調整部５１０”は、上述の全体調整部５１０に対して、ノイズキャンセル用信号生成部５１５（図中ではＮＣ用信号生成部と記載している。）をさらに備える。ノイズキャンセル用信号生成部５１５は、収音信号Ｓｍｉｃ０Ｒ，Ｓｍｉｃ１Ｒを用いてノイズキャンセル用信号を生成する。ノイズキャンセル処理部５１３’は、収音信号Ｓｍｉｃ０Ｒ，Ｓｍｉｃ１Ｒに基づくノイズキャンセル用信号と、ノイズキャンセル用信号ＳｍｉｃｎＲとを用いて、ノイズキャンセル処理を実行する。

このような方法を用いても、確実にノイズキャンセル処理を実行することができる。

なお、上述の説明では、ノイズキャンセル処理を必ず行っているが、状況に応じてノイズキャンセル処理を行わない構成を用いてもよい。

また、上述の説明では、放音用信号ＳｏｕｔＲ，ＳｏｕｔＬをスピーカ１１Ｒ，１１Ｌから放音する例を示しているが、別途、外部出力用ラインおよび外部出力用端子を備え、放音用信号ＳｏｕｔＲ，ＳｏｕｔＬを外部へ出力するようにしてもよい。

また、さらには、放音用信号ＳｏｕｔＲ，ＳｏｕｔＬや個別方位収音信号ＳｃｈＡ〜ＳｃｈＮ、収音信号Ｓｍｉｃ０Ｒ，Ｓｍｉｃ１Ｒ，Ｓｍｉｃ０Ｌ，Ｓｍｉｃ１Ｌを記録する機能をヘッドフォンに備えるようにしてもよい。これにより、さらにオフラインで放音用信号を生成することでき、さらに多様な音を得ることができる。

また、上述の説明では、外部収音用マイクを左右で二個ずつ用いた例を示したが、複数であればよく、さらに、三個以上にして、立体に配置すれば、空間的な方位分解能が得られる。

１−ヘッドフォン、１０Ｒ−右用接耳筐体、１０Ｌ−左用接耳筐体、２０−本体部、３０Ｒ，３０Ｌ−指向性付き収音信号生成部、５０−放音用信号生成部、７１−計時部、３１１，３１２−フィルタ部、３１３−加算器、３１４−係数決定部、３１５−乗算器、５００−個別調整部、５１０，５１０’，５１０”−全体調整部、

Claims (8)

1. それぞれにスピーカとマイクとが一つの筐体に備えられた一対のイヤフォン部を備えたヘッドフォンであって、
   前記イヤフォン部に備えられたマイクは、前記スピーカの背面側に所定パターンで配設された複数の外部収音用マイクを備え、
   前記複数の外部収音用マイクの収音信号を用いて、それぞれが所定の収音指向性を有する複数の指向性付き収音信号を生成する、指向性付き収音信号生成部と、
   前記複数の指向性付き収音信号を用いて、各イヤフォン部のスピーカに対する指向性付きの放音用信号を生成する放音用信号生成部と、を備えたヘッドフォン。
2. 請求項１に記載のヘッドフォンであって、
   前記複数の指向性付き収音信号に含まれる雑音と有効音とを識別する音識別部を備え、
   前記放音用信号生成部は、前記音の識別結果に基づいて前記放音用信号を生成する、ヘッドフォン。
3. 請求項２に記載のヘッドフォンであって、
   前記放音用信号生成部は、前記雑音を抑圧し、且つ、前記有効音を強調する処理を行うことで、前記放音用信号を生成する、ヘッドフォン。
4. 請求項２に記載のヘッドフォンであって、
   前記放音用信号生成部は、前記雑音のみから前記放音用信号を生成する、ヘッドフォン。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のヘッドフォンであって、
   非音情報を取得する非音情報取得部を備え、
   前記放音用信号生成部は、前記非音情報に基づいて前記放音用信号を加工する、ヘッドフォン。
6. 請求項２乃至請求項４のいずれかに記載のヘッドフォンであって、
   非音情報を取得する非音情報取得部を備え、
   前記放音用信号生成部は、前記非音情報と前記有効音とに基づいて前記放音用信号を生成する、ヘッドフォン。
7. 請求項６に記載のヘッドフォンであって、
   前記非音情報は位置情報を含み、
   前記放音用信号生成部は、前記位置情報と前記有効音とに基づいて前記放音用信号を生成する、ヘッドフォン。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のヘッドフォンであって、
   前記放音用信号生成部は、前記放音用信号に対して周波数特性の加工処理を行う、ヘッドフォン。

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