JP2013070285A - Microphone and microphone system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロフォン及びマイクロフォンシステムに関する。 The present invention relates to a microphone and a microphone system.
モノラル録音方式やステレオ録音方式と並ぶ録音方式の一つに、バイノーラル録音方式がある。このバイノーラル録音方式は、人間の頭部を再現した模型(ダミーヘッド)を用いる。そして、このダミーヘッドの左右の外耳口部分それぞれにマイクロフォンを埋め込み、このマイクロフォンに届く音の音量差、位相差に加えて、頭部内を通過した音や、耳たぶで回折する音、体を通り抜けて減衰した音を含めて録音する。このため、人間が聞く音声と非常に近い臨場感のある音声を録音することができる。ひいては、臨場感のある音場を再現することが可能になる。特許文献1〜4には、このようなバイノーラル録音方式により、臨場感のある音声の録音が可能なマイクロフォンが提案されている。
One of the recording systems along with the monaural recording system and the stereo recording system is a binaural recording system. This binaural recording method uses a model (dummy head) that reproduces a human head. A microphone is embedded in each of the left and right outer ear openings of the dummy head, and in addition to the volume difference and phase difference of the sound that reaches the microphone, the sound that has passed through the head, the sound that is diffracted by the earlobe, and the body passes through. Record the sound that has been attenuated. For this reason, it is possible to record audio with a sense of presence that is very close to the audio heard by humans. As a result, it is possible to reproduce a realistic sound field.
しかしながら、上記特許文献1〜3に記載のマイクロフォンは、ユーザの左側の音声及び右側の音声(ステレオ音声)を、電気信号として出力することができる。このため、ユーザの左側の音声及び右側の音声を録音することが可能になるが、ユーザの前方及び後方の奥行き感のある音声までを録音することができなかった。
However, the microphones described in
また、特許文献4に記載のマイクロフォンは、ダミーヘッドを左右に回動させることにより、前方及び後方の音源の方向を認識して、奥行き感を含めた臨場感のある音声を、電気信号として出力することができる。しかしながら、回動機構を備えないダミーヘッドに取り付けた場合には、奥行き感を含めた臨場感のある音声を、電気信号として出力することができない。 In addition, the microphone described in Patent Document 4 recognizes the direction of the front and rear sound sources by rotating the dummy head left and right, and outputs realistic sound including a sense of depth as an electrical signal. can do. However, when it is attached to a dummy head that does not have a rotation mechanism, it is impossible to output a realistic sound including a sense of depth as an electrical signal.
本発明は、上述の事情の下になされたもので、どのようなダミーヘッドに適用した場合においても、ユーザの前方及び後方の奥行き感等を含めた臨場感のある音声を、電気信号として出力することができるマイクロフォン等を提供することを目的とする。 The present invention has been made under the above-described circumstances, and outputs audio with a sense of presence including a sense of depth in front and rear of the user as an electrical signal, regardless of the dummy head applied. It is an object to provide a microphone or the like that can be used.
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点のマイクロフォンは、
人間の頭部が模型化されたダミーヘッドに取り付けられ、バイノーラル録音方式によって、前記ダミーヘッドの外部の音声を録音するためのマイクロフォンであって、
前記音声が通過する孔部が形成された外耳道部と、
前記外耳道部を通過した前記音声の音圧により撓む第1電極と、前記第1電極に所定のギャップを隔てて配置された複数の第2電極と、を有し、前記外耳道部の端部に固定されたトランスデューサユニットと、
を備える。
In order to achieve the above object, a microphone according to a first aspect of the present invention includes:
A microphone that is attached to a dummy head modeled on a human head and records sound outside the dummy head by a binaural recording method,
An ear canal portion in which a hole through which the sound passes is formed;
An end of the ear canal having a first electrode that is bent by the sound pressure of the sound that has passed through the ear canal, and a plurality of second electrodes that are disposed on the first electrode with a predetermined gap therebetween. A transducer unit fixed to
Is provided.
本発明の第2の観点のマイクロフォンは、
人間の頭部が模型化されたダミーヘッドに取り付けられ、バイノーラル録音方式によって、前記ダミーヘッドの外部の音声を録音するためのマイクロフォンであって、
前記音声が通過する孔部が形成された外耳道部と、
前記外耳道部を通過した前記音声の音圧により撓む第1電極と、前記第1電極に固定され、前記第1電極の撓みとともに変位するマグネットと、前記マグネットの周囲に配置され、変位した前記マグネットによって内部の磁束が変化する複数のコイルと、を有し、前記外耳道部の端部に固定されたトランスデューサユニットと、
を備えることを特徴とする。
The microphone of the second aspect of the present invention is
A microphone that is attached to a dummy head modeled on a human head and records sound outside the dummy head by a binaural recording method,
An ear canal portion in which a hole through which the sound passes is formed;
The first electrode that is bent by the sound pressure of the sound that has passed through the ear canal part, the magnet that is fixed to the first electrode and that is displaced along with the bending of the first electrode, and the magnet that is disposed around the magnet and is displaced A plurality of coils whose internal magnetic flux is changed by a magnet, and a transducer unit fixed to an end of the ear canal part;
It is characterized by providing.
本発明の第3の観点のマイクロフォンシステムは、
人間の頭部が模型化され、右耳孔部及び左耳孔部が形成されたダミーヘッドと、
前記ダミーヘッドの前記右耳孔部及び前記左耳孔部に取り付けられる第1又は第2の観点のマイクロフォンと、
を備えることを特徴とする。
A microphone system according to a third aspect of the present invention is:
A dummy head in which a human head is modeled and a right ear hole part and a left ear hole part are formed;
The microphone according to the first or second aspect attached to the right ear hole part and the left ear hole part of the dummy head;
It is characterized by providing.
本発明の第4の観点のマイクロフォンシステムは、
人間の頭部が模型化され、右耳孔部及び左耳孔部が形成されたダミーヘッドと、
前記ダミーヘッドの前記右耳孔部及び前記左耳孔部に取り付けられる第1の観点のマイクロフォンと、
前記第1電極と前記2電極との間の静電容量に基づいて、前記ダミーヘッドの周囲の音声を録音し、録音された前記音声を再生する録音再生装置と、
を備えることを特徴とする。
A microphone system according to a fourth aspect of the present invention is:
A dummy head in which a human head is modeled and a right ear hole part and a left ear hole part are formed;
A microphone according to a first aspect attached to the right ear hole part and the left ear hole part of the dummy head;
A recording / reproducing device for recording a sound around the dummy head based on a capacitance between the first electrode and the two electrodes and reproducing the recorded sound;
It is characterized by providing.
本発明の第5の観点のマイクロフォンシステムは、
人間の頭部が模型化され、右耳孔部及び左耳孔部が形成されたダミーヘッドと、
前記ダミーヘッドの前記右耳孔部及び前記左耳孔部に取り付けられる第2の観点のマイクロフォンと、
前記マグネットの変位に伴う、前記コイルの内部の磁束の変化に基づいて、前記ダミーヘッドの周囲の音声を録音し、録音された前記音声を再生する録音再生装置と、
を備えることを特徴とする。
A microphone system according to a fifth aspect of the present invention is:
A dummy head in which a human head is modeled and a right ear hole part and a left ear hole part are formed;
A microphone according to a second aspect attached to the right ear hole part and the left ear hole part of the dummy head;
A recording / reproducing device for recording a sound around the dummy head based on a change in magnetic flux inside the coil accompanying the displacement of the magnet, and reproducing the recorded sound;
It is characterized by providing.
本発明によれば、第1電極の撓みに基づいて、立体的な音声を、電気信号として出力することができる。これにより、どのようなダミーヘッドに適用した場合においても、ユーザの前方及び後方の奥行き感等を含めた臨場感のある音声を、電気信号として出力することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to output a three-dimensional sound as an electric signal based on the bending of the first electrode. As a result, in any dummy head, it is possible to output a realistic sound including a sense of depth in front and rear of the user as an electrical signal.
以下、本発明の第1の発明の実施の形態に係るマイクロフォンシステム100について、図1〜9を参照しながら説明する。なお、理解を容易にするため、図中にXYZ座標を設定し、適宜参照する。
Hereinafter, a
本実施の形態に係るマイクロフォンシステム100は、例えば、バイノーラル録音方式で音声を録音する場合に用いられる。マイクロフォンシステム100は、図1に示すように、ダミーヘッド10と、このダミーヘッド10に取り付けられる一対のマイクロフォン20R、20Lと、マイクロフォン20R、20Lに接続される録音再生装置40と、録音再生装置40で再生された音声を出力するヘッドフォン50とを有している。
The
ダミーヘッド10は、人体の頭部を模した形状に形成されている。このダミーヘッド10の大きさは、一般的な人体の頭部の大きさと同等になっている。また、ダミーヘッド10には、右耳孔部11Rと左耳孔部11Lとが形成されている。右耳孔部11Rから左耳孔部11Lまでの距離も、一般的な人体の頭部の右耳孔から左耳孔までの距離と同等になっている。そして、ダミーヘッド10の左耳孔部11Rには、マイクロフォン20Rが嵌め込まれ、右耳孔部11Lには、マイクロフォン20Lが嵌め込まれている。
The
マイクロフォン20Rは、例えば、エレクトレットコンデンサ−マイクロフォン(ECM)として構成されている。マイクロフォン20Rは、図2に示すように、外耳道部21と、この外耳道部21の+Z側の端部に取り付けられた耳介部22と、外耳道部21の−Z側の端部に取り付けられたトランスデューサユニット30とを有している。
The
外耳道部21は、孔部21aが形成された円筒形状に形成されている。ダミーヘッド10の外部で生じた音声は、この外耳道部21の孔部21aを通過することによって、トランスデューサユニット30に伝達される。
The
耳介部22は、人体の耳介を模した形状に形成されている。耳介部22は、例えば、樹脂からなる。また、耳介部22には、開口部22aが形成されている。この開口部22aは、外耳道部21の孔部21aに通じている。ダミーヘッド10の外部で、音声が生じた場合、この音声は、耳介部22によって集音されつつ、開口部22aを通って、外耳道部21に伝達される。
The
トランスデューサユニット30は、外耳道部21の孔部21aを介して伝達された音声を電気信号に変換する。トランスデューサユニット30は、図3に示すように、基板31と、基板31の−Z側の面に形成された振動膜32と、振動膜32の−Z側の面に形成された固定膜33とを有している。
The
基板31は、例えば、円板状のシリコンウェハーとして構成される。この基板31には、貫通孔31aが形成されている。貫通孔31aは、Z軸方向に貫通する。また、貫通孔31aの+Z側の開口面積は、貫通孔31aの−Z側の開口面積よりも大きくなっており、これにより、貫通孔31aの内周面は、XY平面に対して傾斜する傾斜面として構成されている。外耳道部21を通過した音声は、この貫通孔31aの内周面に案内されつつ、振動膜32に伝達される。
The
振動膜32は、基板31の−Z側の開口を覆うように、基板31の−Z側に貼り付けられている。この振動膜32は、その厚みや大きさ等が、一般的な人間の鼓膜の厚みや大きさと同等になるように形成されている。振動膜32は、外耳道部21の孔部21aを通過してきた音声の音圧によって撓む可撓性の素材からなる。振動膜32は、例えば、多層膜となっており、電極材料である導電膜と、電荷が蓄えられたエレクトレット膜として構成されたシリコン酸化(SiO2)膜と、このシリコン酸化膜が大気に晒されることにより劣化を防ぐための絶縁膜とを有しており、これらの膜が積層されることによって構成される。
The
固定膜33は、振動膜32の−Z側に、所定の寸法のエアギャップ32aを隔てて配置されている。固定膜33は、絶縁性の素材からなる。また、固定膜33には、複数の電極板34が配置されている(図3においては、2つの電極板34が、図示されている。)。電極板34は、例えば、固定膜33に対して、格子状に配置されている。これらの電極板34と、電極板34に対向する振動膜32の一部とによって、電極板34の形成数に対応した複数のコンデンサ(トランスデューサ)が形成される。コンデンサの静電容量は、振動膜32が撓むことによって変化する。また、固定膜33には、複数の音孔33aが形成されている。この音孔33aを介して、エアギャップ32aは、外部と通じている。
The fixed
上述のように構成されたマイクロフォン20Rは、図1及び図2を参照するとわかるように、外耳道部21及びトランスデューサユニット30が、ダミーヘッド10の右耳孔部11Rに挿入された上で、耳介部22がダミーヘッド10の外部に露出した状態で、ダミーヘッド10に取り付けられる。
As can be seen from the
マイクロフォン20Lも、マイクロフォン20Rと同様に、外耳道部21と、この外耳道部21の+Z側の端部に取り付けられた耳介部22と、外耳道部21の−Z側の端部に取り付けられたトランスデューサユニット30とを有している。そして、外耳道部21及びトランスデューサユニット30が、ダミーヘッド10の右耳孔部11Lに挿入された上で、耳介部22がダミーヘッド10の外部に露出した状態で、ダミーヘッド10に取り付けられる。
Similarly to the
また、マイクロフォン20Rのトランスデューサユニット30のそれぞれのコンデンサ(トランスデューサ)には電線が接続されている。これらの電線は、絶縁体からなる被覆部によって被覆されて、ケーブル35Rとして、ダミーヘッド10の外部に引き出されている。同様に、マイクロフォン20Lのトランスデューサユニット30のそれぞれのコンデンサ(トランスデューサ)には電線が接続されている。これらの電線は、絶縁体からなる被覆部によって被覆されて、ケーブル35Lとして、ダミーヘッド10の外部に引き出されている。引き出されたケーブル35R、35Lは、録音再生装置40に接続されている。ケーブル35R、35Lは、トランスデューサユニット30に形成されたコンデンサそれぞれの静電容量を、複数の電気信号として、録音再生装置40に出力する。
An electric wire is connected to each capacitor (transducer) of the
録音再生装置40は、図4に示すように、CPU(Central Processing Unit)41、主記憶部42、補助記憶部43、表示部44、操作部45、音声処理部46、及び上記各部を相互に接続するバス40aを有している。
As shown in FIG. 4, the recording /
主記憶部42は、RAM(Random Access Memory)等を含んで構成され、CPU41の作業領域として用いられる。
The
補助記憶部43は、ROM(Read Only Memory)、磁気ディスク、半導体メモリ等の不揮発性メモリを含んで構成されている。この補助記憶部43は、CPU41が実行するプログラム、及び各種パラメータなどを記憶している。なお、パラメータには、トランスデューサユニット30から出力された電気信号を音声データに変換するために用いられるパラメータも含まれる。また、補助記憶部43は、電気信号から変換された音声データを記憶する。
The
表示部44は、CPU41の処理結果等を表示する。表示部44は、例えば、液晶ディスプレイ等である。
The
操作部45は、操作ボタン等を含んで構成されている。操作部45は、操作キーの操作を検出し、検出結果に応じた信号をバス40aへ出力する。
The
音声処理部46は、マイクロフォン20R、20Lのトランスデューサユニット30から出力される電気信号をデジタル信号に変換する。そして、このデジタル信号をバス40aへ出力する。また、音声処理部46は、補助記憶部43に記録された音声データを変換して、音声信号を生成する。そして、この音声信号をヘッドフォン50へ出力する。
The
CPU41は、補助記憶部43に記憶されたプログラムを実行し、上記各部の統括的な制御を行う。具体的には、CPU41は、マイクロフォン20R、20Lが収音した音声の録音や、補助記憶部43に記録されている音声データの再生のための処理を実行する。
The
また、録音再生装置40は、上記各部に加えて、増幅器47、48を有している。増幅器47、48は、例えば、トランジスタ等の回路部品を含んで構成される、増幅器47は、トランスデューサユニット30から出力される電気信号を増幅し、音声処理部46に出力する。また、増幅器48は、音声処理部46から出力された音声信号を増幅し、ヘッドフォン50に出力する。
The recording / reproducing
ヘッドフォン50は、図5(A)に示すように、イヤフォン60R、60Lを有している。ユーザが、このヘッドフォン50を使用する場合、イヤフォン60Lは、ユーザの左耳の耳孔に挿入され、イヤフォン60Rは、ユーザの右耳の耳孔に挿入される。
As shown in FIG. 5A, the
イヤフォン60Lは、図5(B)に示すように、ハウジング70と、ハウジング70の+Z側に取り付けられたイヤーピース80と、音声を出力する一対のスピーカユニット90、91とを有する。
As shown in FIG. 5B, the earphone 60 </ b> L includes a
ハウジング70は、内部にスピーカユニット90、91等を収納する。ハウジング70は、略円筒形状に形成され、例えば、樹脂からなる。また、ハウジング70は、ハウジング本体71と、音導管72とを有する。
The
ハウジング本体71の内部には、隔壁部73がYZ面に平行に配置されている。この隔壁部73により、ハウジング本体71は、2つの空間74、75に区画される。この空間74、75は、スピーカユニット90、91から出力される音声を取り囲むエンクロージャとして構成される。また、ユーザが、ヘッドフォン50を装着した場合、空間74は、ユーザの前方側に配置され、空間75は、ユーザの後方側に配置される。
Inside the housing
音導管72は、ハウジング本体71の+Z側の面に取り付けられている。また、音導管72の内部には、隔壁部73が配置されている。これにより、音導管72には、2つの音声通路72a、72bが形成される。音声通路72a、72bは、XY断面が半円形状になるように形成されている。音声通路72aは、ハウジング本体71内に形成された空間74に通じており、スピーカユニット90から出力される音声の通路となる。また、音導通路72bは、ハウジング本体71内に形成された空間75に通じており、スピーカユニット91から出力される音声の通路となる。また、ユーザが、ヘッドフォン50を装着した場合、音声通路72aは、ユーザの前方側に配置され、音声通路72bは、ユーザの後方側に配置される。また、音導管72の+Z側の端部には、爪部72cが形成されている。
The
スピーカユニット90は、例えば、バッフル板などに固定されたヨーク、マグネット、ポールピース等から構成される磁気回路構成部材と、ボイスコイルと、ダイヤブラム状の振動板と、を有している。また、振動板の放音面90aが、XY平面に平行になるように、スピーカユニット90は、ハウジング70内に配置されている。ボイスコイルに音声信号が入力されると、ボイスコイルに振動が生ずる。そうすると、ボイスコイルに固定された振動板にも、振動が生ずる。この振動によって、スピーカユニット90は、音声信号に対応した音声を再生する。
The
スピーカユニット91は、スピーカユニット90と同様に、磁気回路構成部材と、ボイスコイルと、ダイヤブラム状の振動板とを有しており、振動板の放音面91aが、XY面に平行になるように、ハウジング70内に配置されている。そして、ボイスコイルに入力された音声信号に対応した音声を再生する。
Similar to the
イヤーピース80は、容易に変形することができる柔軟性のある素材からなる。イヤーピース80の素材としては、例えば、合成樹脂である。イヤーピース80には、ハウジング70の音導管72を嵌め込むための孔81が形成されている。また、イヤーピース80には、音導管72から出力された音声を通すための音導通路80a、80bが形成されている。これら音導通路80a、80bは、それぞれのXY断面が半円形状となるように形成されている。音導通路80a、80bのXY断面は、音導管72の音声通路72a、72bのXY断面と同等の形状、面積となっている。
The
このイヤーピース80の孔81には、ハウジング70の音導管72の+Z側の端部が、+Z側から嵌め込まれる。このとき、音導管72の爪部72cが、孔81の内周面に喰い込み、これにより、イヤーピース80は、ハウジング70に対して抜け止めされる。また、音導管72の外周面には、キーが形成されており、イヤーピース80の孔81の内周面には、キー溝が形成されている。これらキーとキー溝との係合によって、イヤーピース80は、ハウジング70に対して回り止めされる。また、このイヤーピース80の孔81にハウジング70の音導管72が嵌め込まれると、イヤーピース80の音導通路80aは、音導管72の音声通路72aを介して、ハウジング70の空間74に通じる。一方、イヤーピース80の音導通路80bは、音導管72の音声通路72bを介して、ハウジング70の空間75に通じる。
The end of the
また、イヤフォン60Lは、図6に示すように、ハウジング70の下方(−Y側)に突出する略円筒形状のブッシュ76と、スピーカユニット90、91に音声信号を入力するためのワイヤ92、93とを有している。ワイヤ92、93は、このブッシュ76の内部を通過し、絶縁性素材に被覆されて、一本のケーブル94として外部に引き出されている。ケーブル94の他端は、図1に示すように、録音再生機器40に接続される。
In addition, as shown in FIG. 6, the earphone 60 </ b> L has a substantially
イヤフォン60Rは、イヤフォン60Lと同様に、図1及び図4を参照するとわかるように、ハウジング70と、イヤーピース80と、スピーカユニットとを有する。
Similarly to the
上述のように構成された本発明の実施の形態に係るマイクロフォンシステム100のマイクロフォン20R、20Lの動作について説明する。
The operation of the
先ず、ダミーヘッド10の外部で音声が生ずると、音声は、図7に示すように、ダミーヘッド10の外面に反射したり、マイクロフォン20R、20Lの耳介部22に反射したりしつつ、耳介部22の開口部22aから、外耳道部21に伝達される。外耳道部21に伝達された音声は、外耳道部21の孔部21aを通過して、トランスデューサユニット30に伝達される。このとき、音声は、ダミーヘッド10を通り抜けて減衰した音等も含んで、トランスデューサユニット30に伝達される。
First, when sound is generated outside the
音声がトランスデューサユニット30に伝達されると、図8に示すように、この音声の音圧により、振動膜32が撓む。振動膜32が撓むと、この振動膜32と、固定膜33の電極板34との間の距離が変動する。この振動膜32と電極板34との間の距離の変動により、電極板34と振動膜32の一部とによって形成される複数のコンデンサそれぞれの静電容量が変化する。トランスデューサユニット30は、コンデンサそれぞれの静電容量を、電気信号として、図4に示すように、録音再生装置40に出力する。
When the sound is transmitted to the
次に、マイクロフォンシステム100を用いて、音声を録音する場合の動作について説明する。
Next, the operation when recording sound using the
マイクロフォン20R、20Lからの電気信号が録音再生装置40に入力されると、電気信号は、増幅器47によって増幅され、音声処理部46に出力される。音声処理部46は、この増幅された電気信号をデジタル信号に変換する。そして、このデジタル信号を、バス40aを介して、補助記憶部43に出力する。
When electric signals from the
補助記憶部43は、バス40aを介して入力されたデジタル信号を、あらかじめ記憶されていたパラメータに従って、音声データとして記憶する。この音声データは、トランスデューサユニット30の複数のコンデンサの静電容量に基づいて、ユーザの前方及び後方の奥行き感等を含めた臨場感のある音声のデータとして構成される。
The
次に、マイクロフォンシステム100を用いて、音声を再生する場合の動作について説明する。
Next, the operation in the case of reproducing sound using the
マイクロフォンシステム100を用いて、音声を再生する場合は、先ず、ユーザは、ヘッドフォン50を装着する。詳しくは、ユーザの左耳の耳孔にイヤフォン60Lを挿入するとともに、右耳の耳孔にイヤフォン60Rを挿入することによって、ユーザは、ヘッドフォン50を装着する。
When playing back sound using the
次に、ユーザが、操作部45を操作することによって、CPU41は、補助記憶部43に記憶されている音声データを読み出す。音声データが読み出されると、音声処理部46は、この音声データを、音声信号に変換する。音声処理部46によって変換された音声信号は、増幅器48に増幅されて、録音再生装置40からヘッドフォン50に出力される。このとき、出力される信号は、立体音響を再現させるために用いられる頭部伝達関数(HRTF)などに基づいて、ユーザの耳道部近傍の伝達特性を除いた上で出力される。詳しくは、マイクロフォン20R、20Lによって集音されて、補助記憶部43に記憶された音声データは、ダミーヘッド10の右耳孔部11R、左耳孔部11Lを通過した音声であるため、すでに、頭部伝達特性を含んでいる。したがって、録音再生装置40が、この音声データを、そのまま、再生した場合、図9に示すように、イヤフォン50Lから出力された音声が、ユーザの鼓膜Kに到達するまでの間の間隔Yの伝達特性をさらに含めて、ユーザに伝達されてしまう。すなわち、ユーザに伝達される音声は、間隔Yにおける伝達特性を重複して含んでしまう。これを防ぐために、CPU41は、間隔Yの伝達特性を、マイクロフォン20Lから出力された信号、あらかじめ補助記憶部43に記憶されたマイクロフォン20Lの各部の寸法パラメータ等に基づいて、間隔Yの伝達特性を算出する。そして、CPU41は、間隔Yの伝達特性を除いた上で、ヘッドフォン50に音声信号を出力する。
Next, when the user operates the
録音再生装置40から出力された音声信号は、ケーブル94を介して、イヤフォン60R、60Lのスピーカユニット90、91のボイスコイルに入力される。音声信号がボイスコイルに入力されると、ボイスコイルに振動が生ずる。そうすると、ボイスコイルに固定された振動板にも、振動が生ずる。この振動によって、スピーカユニット90、91は、音声信号に対応した音声を再生する。
The audio signal output from the recording / reproducing
スピーカユニット90によって再生された音声は、ハウジング70の空間74、音導管72の音声通路72a、イヤーピース80の音声通路80aを通って、ユーザの右耳及び左耳に伝わる。一方、スピーカユニット91によって再生された音声は、ハウジング70の空間75、音導管72の音声通路72b、イヤーピース80の音声通路80bを通って、ユーザの右耳及び左耳に伝わる。そして、この音声の音圧により、ユーザの右耳及び左耳それぞれの鼓膜が撓むことにより、ユーザは、この音声を認識する。
The sound reproduced by the
このとき、トランスデューサユニット30の振動膜32の撓みと同等の撓みを、ユーザの鼓膜において再現させるように、録音再生装置40は、音声データを再生する。これにより、現実の音場に近似した音場を再現する。また、ユーザの左耳に伝わる2つの音声及び右耳に伝わる2つの音声のそれぞれの音量、音波が左耳に伝わる時間差、音波の周波数特性、位相差等を異ならせることにより、立体的な音響を再生する。
At this time, the recording / reproducing
以上、説明したように、本第1の実施の形態に係るマイクロフォン20R、20Lによれば、1つの振動膜32に対して、複数の電極板34が配置されていることから、振動膜32と電極板34との間のそれぞれの静電容量に基づいて、立体的な音声を、電気信号として出力することができる。そのため、この電気信号に基づいて、ユーザの前方及び後方の奥行き感を含んだ臨場感のある音声を録音することが可能になる。
As described above, according to the
例えば、従来のように、振動膜に対して、1つの電極板が配置されているマイクロフォンの場合は、ダミーヘッドの左右に取り付けられたマイクロフォンにより、ステレオ録音はできても、ユーザの前方及び後方の奥行き感を含んだ音声を録音することはできない。また、マイクロフォンを、回動機構を備えたダミーヘッドに取り付けて、このダミーヘッドを左右に回動させることによって、前方及び後方の音源の方向を認識させなければ、奥行き感を含んだ音声を録音することはできない。 For example, in the case of a microphone in which one electrode plate is arranged with respect to the diaphragm as in the prior art, stereo recording can be performed by microphones attached to the left and right of the dummy head, but the front and rear of the user It is not possible to record a sound that includes the feeling of depth. If the microphone is attached to a dummy head equipped with a rotation mechanism and this dummy head is rotated left and right, the sound with depth will be recorded unless the direction of the front and rear sound sources is recognized. I can't do it.
これに対して、本第1の実施の形態に係るマイクロフォン20R、20Lは、振動膜32に対して、複数の電極板34が配置されていることから、振動膜32と電極板34との間の静電容量に基づいて、振動膜32の撓みを検出して、撓んだ振動膜32の形状を特定することができる。そのため、撓んだ振動膜32の形状を細かく特定することができ、このマイクロフォン20R、20Lを、どのようなダミーヘッドに適用した場合においても、この振動膜32の形状に基づいて、立体的な音声を、電気信号として出力することができる。そのため、ユーザの前方及び後方の奥行き感を含んだ臨場感のある音声を録音することが可能になる。
In contrast, in the
また、本第1の実施の形態においては、録音再生装置40は、図9に示す、イヤフォン50Lから出力される音声が、ユーザの鼓膜Kに到達するまでの間の間隔Yの伝達特性を除いた上で、ヘッドフォン50に音声信号を出力する。これにより、現実の音場に近似した臨場感のある音声を再生することが可能になる。
In the first embodiment, the recording / reproducing
次に、本第2の実施の形態に係るトランスデューサユニット30Aについて、図10及び図11を参照しながら説明する。
Next, a
トランスデューサユニット30Aは、図10に示すように、基板31と、振動膜32と、固定台36と、マグネット37と、複数のコイル38とを有している。基板31及び振動膜32は、第1の実施の形態に係るトランスデューサユニット30の基板31及び振動膜32と同等のものである。
As shown in FIG. 10, the
固定台36は、振動膜32の−Z側に、所定の寸法のエアギャップ32aを隔てて配置されている。固定台36は、第1の実施の形態に係るトランスデューサユニット30の固定膜33とは異なり、剛性の素材からなり、複数のコイル38を支持する。また、固定台36には、開口部36aが形成されている。
The fixed
マグネット37は、棒状に形成されており、振動膜32の−Z側の面に垂直に固定されている。本実施の形態においては、マグネットのS極側の端部が、振動膜32の−Z側の面に固定されている。また、マグネットのN極側の端部が、固定台36の開口部36aを通り、外部に露出している。マグネット37は、音声の音圧により振動膜32が撓むと、この振動膜32の撓みとともに、XY面に対して傾いたり、移動したりする。
The
コイル38は、マグネット37を取り囲むように、固定台36の−Z側の面に固定されている。本実施の形態においては、4つのコイル38が形成されている。
The
このトランスデューサユニット30Aのそれぞれのコイルには、図11に示すように、電線が接続されている。これらの電線は、絶縁体からなる被覆部によって被覆されて、ケーブル35R、35Lとして、外部に引き出されている。引き出されたケーブル35R、35Lは、録音再生装置40Aに接続されている。ケーブル35R、35Lは、コイル38それぞれの磁束の変化を、複数の電気信号として、録音再生装置40Aに出力する。
As shown in FIG. 11, an electric wire is connected to each coil of the
録音再生装置40Aは、CPU41、主記憶部42、補助記憶部43、表示部44、操作部45、音声処理部46、及び上記各部を相互に接続するバス40aに加えて、インターフェイス部49を有している。
The recording / reproducing
インターフェイス部49は、ケーブル35R、35Lを介して、コイル38に接続されている。CPU41は、インターフェイス部49を介して、コイル38に流れる電流を制御する。これにより、マグネット37の傾きや位置を調節することで、振動膜32の撓みを調節する。
The
上述のように構成された本発明の第2の実施の形態に係るトランスデューサユニット30Aの動作について、図10及び図11を用いて説明する。
The operation of the
音声がトランスデューサユニット30Aに伝達されると、この音声の音圧により、振動膜32が撓む。振動膜32が撓むと、この振動膜32の撓みとともに、マグネット37が、XY面に対して傾いたり、移動したりする。このマグネット37の動きにより、マグネット37を取り囲むように固定されているコイル38に、マグネットが近づいたり、離れたりするため、それぞれのコイル38を貫く磁束が変化する。トランスデューサユニット30は、それぞれの磁束の変化を、電気信号として、録音再生装置40Aに出力する。
When the sound is transmitted to the
録音再生装置40Aに入力された電気信号は、増幅器47によって増幅され、音声処理部46に出力される。電気信号が録音再生装置40Aに入力されると、音声処理部46は、電気信号をデジタル信号に変換する。そして、このデジタル信号を、バス40aを介して、補助記憶部43に出力する。
The electrical signal input to the recording / reproducing
補助記憶部43は、バス40aを介して入力されたデジタル信号を、あらかじめ記憶されていたパラメータに従って、音声データとして記憶する。この音声データは、トランスデューサユニット30の複数のコイルの磁束の変化に基づいて、ユーザの前方及び後方の奥行き感等を含めた臨場感のある音声のデータとして構成される。
The
また、CPU41は、インターフェイス部49を介して、コイル38に流れる電流を制御する。コイル38に流れる電流を制御することで、マグネット37の傾きや位置を調節し、さらには、振動膜32の撓みを、実際のユーザの鼓膜の撓みに近似するように、適宜、調節する。
Further, the
以上、説明したように、本第2の実施の形態に係るトランスデューサユニット30Aによれば、振動膜32に固定されたマグネット37に対して、複数のコイル38が配置されている。このため、マグネット37の変移によるコイル38の磁束の変化に基づいて、振動膜32の撓みを検出して、撓んだ振動膜32の形状を特定することができ、撓んだ振動膜32の形状を細かく特定することができる。ひいては、このトランスデューサユニット30Aを備えたマイクロフォン20R、20Lを、どのようなダミーヘッドに適用した場合においても、この振動膜32の形状に基づいて、立体的な音声を、電気信号として出力することができる。また、ユーザの前方及び後方の奥行き感を含んだ臨場感のある音声を録音することが可能になる。
As described above, according to the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態等によって限定されるものではない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited by the said embodiment etc.
例えば、本実施の形態においては、ダミーヘッド10は、人体の頭部を模した形状に形成されているが、これに限らず、図12に示すように、右耳孔部11R及び左耳孔部11Lが形成された略直方体に形成されていてもよい。
For example, in the present embodiment, the
また、本第1の実施の形態においては、電極板34は、固定膜33に対して、格子状に配置されているが、これに限らず、ランダムに配置されていてもよい。また、ダミーヘッド10の前後方向に沿って、1列に配置されていてもよい。
In the first embodiment, the
また、本第2の実施の形態においては、4つのコイル38が配置されているが、これに限らず、3つ以下のコイル38が配置されていてもよいし、5つ以上のコイル38が配置されていてもよい。
In the second embodiment, four
また、本第1の実施の形態においては、ダミーヘッド10の右耳孔部11R及び左耳孔部11Lそれぞれに同一のトランスデューサ30が取り付けられている。また、本第2の実施の形態においては、ダミーヘッド10の右耳孔部11R及び左耳孔部11Lそれぞれに同一のトランスデューサ30Aが取り付けられている。これに限らず、ダミーヘッド10の右耳孔部11Rにトランスデューサ30を取り付け、ダミーヘッド10の右耳孔部11Lにトランスデューサ30Aを取り付けてもよい。または、ダミーヘッド10の右耳孔部11Rにトランスデューサ30Aを取り付け、ダミーヘッド10の右耳孔部11Lにトランスデューサ30を取り付けてもよい。
Further, in the first embodiment, the
また、本実施の形態のイヤフォン60R、60Lは、ハウジング本体71内部に形成された2つの空間74、75が、エンクロージャとして構成されているが、これに限らず、1つの空間が形成されていてもよいし、3つ以上の空間が形成されていてもよい。
Further, in the
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。 Various embodiments and modifications can be made to the present invention without departing from the broad spirit and scope of the present invention. The above-described embodiments are for explaining the present invention, and do not limit the scope of the present invention.
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。 A part or all of the above-described embodiment can be described as in the following supplementary notes, but is not limited thereto.
(付記1)
人間の頭部が模型化されたダミーヘッドに取り付けられ、バイノーラル録音方式によって、前記ダミーヘッドの外部の音声を録音するためのマイクロフォンであって、
前記音声が通過する孔部が形成された外耳道部と、
前記外耳道部を通過した前記音声の音圧により撓む第1電極と、前記第1電極に所定のギャップを隔てて配置された複数の第2電極と、を有し、前記外耳道部の端部に固定されたトランスデューサユニットと、
を備えることを特徴とするマイクロフォン。
(Appendix 1)
A microphone that is attached to a dummy head modeled on a human head and records sound outside the dummy head by a binaural recording method,
An ear canal portion in which a hole through which the sound passes is formed;
An end of the ear canal having a first electrode that is bent by the sound pressure of the sound that has passed through the ear canal, and a plurality of second electrodes that are disposed on the first electrode with a predetermined gap therebetween. A transducer unit fixed to
A microphone comprising:
(付記2)
前記第2電極は、格子状に配置されていることを特徴とする付記1に記載のマイクロフォン。
(Appendix 2)
The microphone according to
(付記3)
前記第1電極は、電荷が蓄えられたエレクトリック膜を有していることを特徴とする付記1又は2に記載のマイクロフォン。
(Appendix 3)
The microphone according to
(付記4)
人間の頭部が模型化されたダミーヘッドに取り付けられ、バイノーラル録音方式によって、前記ダミーヘッドの外部の音声を録音するためのマイクロフォンであって、
前記音声が通過する孔部が形成された外耳道部と、
前記外耳道部を通過した前記音声の音圧により撓む第1電極と、前記第1電極に固定され、前記第1電極の撓みとともに変位するマグネットと、前記マグネットの周囲に配置され、変位した前記マグネットによって内部の磁束が変化する複数のコイルと、を有し、前記外耳道部の端部に固定されたトランスデューサユニットと、
を備えることを特徴とするマイクロフォン。
(Appendix 4)
A microphone that is attached to a dummy head modeled on a human head and records sound outside the dummy head by a binaural recording method,
An ear canal portion in which a hole through which the sound passes is formed;
The first electrode that is bent by the sound pressure of the sound that has passed through the ear canal part, the magnet that is fixed to the first electrode and that is displaced along with the bending of the first electrode, and the magnet that is disposed around the magnet and is displaced A plurality of coils whose internal magnetic flux is changed by a magnet, and a transducer unit fixed to an end of the ear canal part;
A microphone comprising:
(付記5)
前記マグネットは、棒状に形成され、
前記第1電極は、膜状に形成され、
前記マグネットは、前記第1電極に対して垂直に固定されており、
前記コイルは、前記マグネットの長手方向を中心軸とする円周に沿って、等間隔に配置されていることを特徴とする付記4に記載のマイクロフォン。
(Appendix 5)
The magnet is formed in a rod shape,
The first electrode is formed in a film shape,
The magnet is fixed perpendicular to the first electrode;
The microphone according to appendix 4, wherein the coils are arranged at equal intervals along a circumference having a longitudinal direction of the magnet as a central axis.
(付記6)
人間の頭部が模型化され、右耳孔部及び左耳孔部が形成されたダミーヘッドと、
前記ダミーヘッドの前記右耳孔部及び前記左耳孔部に取り付けられる付記1乃至5のいずれか一つに記載のマイクロフォンと、
を備えることを特徴とするマイクロフォンシステム。
(Appendix 6)
A dummy head in which a human head is modeled and a right ear hole part and a left ear hole part are formed;
The microphone according to any one of
A microphone system comprising:
(付記7)
人間の頭部が模型化され、右耳孔部及び左耳孔部が形成されたダミーヘッドと、
前記ダミーヘッドの前記右耳孔部及び前記左耳孔部に取り付けられる付記1乃至3のいずれか一つに記載のマイクロフォンと、
前記第1電極と前記2電極との間の静電容量に基づいて、前記ダミーヘッドの周囲の音声を録音し、録音された前記音声を再生する録音再生装置と、
を備えることを特徴とするマイクロフォンシステム。
(Appendix 7)
A dummy head in which a human head is modeled and a right ear hole part and a left ear hole part are formed;
The microphone according to any one of
A recording / reproducing device for recording a sound around the dummy head based on a capacitance between the first electrode and the two electrodes and reproducing the recorded sound;
A microphone system comprising:
(付記8)
人間の頭部が模型化され、右耳孔部及び左耳孔部が形成されたダミーヘッドと、
前記ダミーヘッドの前記右耳孔部及び前記左耳孔部に取り付けられる付記4及び5に記載のマイクロフォンと、
前記マグネットの変位に伴う、前記コイルの内部の磁束の変化に基づいて、前記ダミーヘッドの周囲の音声を録音し、録音された前記音声を再生する録音再生装置と、
を備えることを特徴とするマイクロフォンシステム。
(Appendix 8)
A dummy head in which a human head is modeled and a right ear hole part and a left ear hole part are formed;
The microphones according to appendices 4 and 5 attached to the right ear hole part and the left ear hole part of the dummy head;
A recording / reproducing device for recording a sound around the dummy head based on a change in magnetic flux inside the coil accompanying the displacement of the magnet, and reproducing the recorded sound;
A microphone system comprising:
(付記9)
前記録音再生装置は、前記コイルに流す電流量を制御することにより、前記マグネットを変位させることを特徴とする付記8に記載のマイクロフォンシステム。
(Appendix 9)
The microphone system according to claim 8, wherein the recording / reproducing apparatus displaces the magnet by controlling an amount of current flowing through the coil.
(付記10)
前記録音再生装置は、ユーザの耳に至るまでの音の伝達特性から求められる頭部伝達関数(HRTF)に基づいて、前記外耳道部を通過した音の伝達特性を除いた上で、録音された前記音声を再生すること特徴とする付記7乃至9のいずれか一つに記載のマイクロフォンシステム。
(Appendix 10)
The recording / playback apparatus was recorded after removing the transfer characteristic of the sound that passed through the ear canal based on the head related transfer function (HRTF) obtained from the transfer characteristic of the sound up to the user's ear. The microphone system according to any one of appendices 7 to 9, wherein the sound is reproduced.
10、10A ダミーヘッド
11R 右耳孔部
11L 左耳孔部
20R、20L マイクロフォン
21 外耳道部
22 耳介部
30、30A トランスデューサユニット
31 基板
31a 貫通孔
32 振動膜(第1電極)
32a エアギャップ
33 固定膜
33a 音孔
34 電極板(第2電極)
35R、35L ケーブル
36 固定台
37 マグネット
38 コイル
40、40A 録音再生装置
40a バス
41 CPU
42 主記憶部
43 補助記憶部
44 表示部
45 操作部
46 音声処理部
47、48 増幅器
49 インターフェイス部
50 ヘッドフォン
60R、60L イヤフォン
70 ハウジング
71 ハウジング本体
72 音導管
72a、72b 音声通路
72c 爪部
73 隔壁部
74、75 空間
76 ブッシュ
80 イヤーピース
80a、80b 音導通路
81 孔
90、91 スピーカユニット
90a、91a 放音面
92、93 ワイヤ
94 ケーブル
100 マイクロフォンシステム
10,
35R,
42
Claims (10)
前記音声が通過する孔部が形成された外耳道部と、
前記外耳道部を通過した前記音声の音圧により撓む第1電極と、前記第1電極に所定のギャップを隔てて配置された複数の第2電極と、を有し、前記外耳道部の端部に固定されたトランスデューサユニットと、
を備えることを特徴とするマイクロフォン。 A microphone that is attached to a dummy head modeled on a human head and records sound outside the dummy head by a binaural recording method,
An ear canal portion in which a hole through which the sound passes is formed;
An end of the ear canal having a first electrode that is bent by the sound pressure of the sound that has passed through the ear canal, and a plurality of second electrodes that are disposed on the first electrode with a predetermined gap therebetween. A transducer unit fixed to
A microphone comprising:
前記音声が通過する孔部が形成された外耳道部と、
前記外耳道部を通過した前記音声の音圧により撓む第1電極と、前記第1電極に固定され、前記第1電極の撓みとともに変位するマグネットと、前記マグネットの周囲に配置され、変位した前記マグネットによって内部の磁束が変化する複数のコイルと、を有し、前記外耳道部の端部に固定されたトランスデューサユニットと、
を備えることを特徴とするマイクロフォン。 A microphone that is attached to a dummy head modeled on a human head and records sound outside the dummy head by a binaural recording method,
An ear canal portion in which a hole through which the sound passes is formed;
The first electrode that is bent by the sound pressure of the sound that has passed through the ear canal part, the magnet that is fixed to the first electrode and that is displaced along with the bending of the first electrode, and the magnet that is disposed around the magnet and is displaced A plurality of coils whose internal magnetic flux is changed by a magnet, and a transducer unit fixed to an end of the ear canal part;
A microphone comprising:
前記第1電極は、膜状に形成され、
前記マグネットは、前記第1電極に対して垂直に固定されており、
前記コイルは、前記マグネットの長手方向を中心軸とする円周に沿って、等間隔に配置されていることを特徴とする請求項4に記載のマイクロフォン。 The magnet is formed in a rod shape,
The first electrode is formed in a film shape,
The magnet is fixed perpendicular to the first electrode;
The microphone according to claim 4, wherein the coils are arranged at equal intervals along a circumference having a longitudinal direction of the magnet as a central axis.
前記ダミーヘッドの前記右耳孔部及び前記左耳孔部に取り付けられる請求項1乃至5のいずれか一項に記載のマイクロフォンと、
を備えることを特徴とするマイクロフォンシステム。 A dummy head in which a human head is modeled and a right ear hole part and a left ear hole part are formed;
The microphone according to any one of claims 1 to 5, which is attached to the right ear hole part and the left ear hole part of the dummy head,
A microphone system comprising:
前記ダミーヘッドの前記右耳孔部及び前記左耳孔部に取り付けられる請求項1乃至3のいずれか一項に記載のマイクロフォンと、
前記第1電極と前記2電極との間の静電容量に基づいて、前記ダミーヘッドの周囲の音声を録音し、録音された前記音声を再生する録音再生装置と、
を備えることを特徴とするマイクロフォンシステム。 A dummy head in which a human head is modeled and a right ear hole part and a left ear hole part are formed;
The microphone according to any one of claims 1 to 3, which is attached to the right ear hole part and the left ear hole part of the dummy head.
A recording / reproducing device for recording a sound around the dummy head based on a capacitance between the first electrode and the two electrodes and reproducing the recorded sound;
A microphone system comprising:
前記ダミーヘッドの前記右耳孔部及び前記左耳孔部に取り付けられる請求項4又は5に記載のマイクロフォンと、
前記マグネットの変位に伴う、前記コイルの内部の磁束の変化に基づいて、前記ダミーヘッドの周囲の音声を録音し、録音された前記音声を再生する録音再生装置と、
を備えることを特徴とするマイクロフォンシステム。 A dummy head in which a human head is modeled and a right ear hole part and a left ear hole part are formed;
The microphone according to claim 4 or 5, attached to the right ear hole part and the left ear hole part of the dummy head,
A recording / reproducing device for recording a sound around the dummy head based on a change in magnetic flux inside the coil accompanying the displacement of the magnet, and reproducing the recorded sound;
A microphone system comprising:
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