JP3388478B2 - ヘッドホン - Google Patents
ヘッドホンInfo
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- JP3388478B2 JP3388478B2 JP21348794A JP21348794A JP3388478B2 JP 3388478 B2 JP3388478 B2 JP 3388478B2 JP 21348794 A JP21348794 A JP 21348794A JP 21348794 A JP21348794 A JP 21348794A JP 3388478 B2 JP3388478 B2 JP 3388478B2
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- parietal
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- Headphones And Earphones (AREA)
- Stereophonic System (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は例えば両耳において再
生可能なステレオ音響再生装置に利用して好適なヘッド
ホンに関する。
生可能なステレオ音響再生装置に利用して好適なヘッド
ホンに関する。
【０００２】
【従来の技術】図６に従来のヘッドホンの主要部分の構
成を示す。図中１Ａ，１Ｂはスピーカ、２Ａ，２Ｂはイ
アパッド、３はヘッドバンド、４Ａ，４Ｂは伸縮機構
（スライダ）を示す。スピーカ１Ａ，１Ｂはそれぞれ音
響再生に用いられる。イアパッド２Ａ，２Ｂは受聴者の
両耳またはそれらの周囲に接触する部品である。ヘッド
バンド３はスピーカ１Ａ，１Ｂを受聴者の両耳またはそ
の近傍に装着させたり、その弾性によってイアパッド２
Ａ，２Ｂを介して人頭との接触圧力を生じさせ、スピー
カ１Ａと１Ｂの位置を固定するように作用する。伸縮機
構４Ａ，４Ｂは受聴者個々の耳珠間頭頂弧長の差異に対
応してヘッドバンド３の長さを調整するために設けられ
ている。図６の例では２個の伸縮機構４Ａ，４Ｂを設け
た場合を示すが、伸縮機構がヘッドバンド３の中央付近
に１個のみ装着されている構造のヘッドホンもある。
成を示す。図中１Ａ，１Ｂはスピーカ、２Ａ，２Ｂはイ
アパッド、３はヘッドバンド、４Ａ，４Ｂは伸縮機構
（スライダ）を示す。スピーカ１Ａ，１Ｂはそれぞれ音
響再生に用いられる。イアパッド２Ａ，２Ｂは受聴者の
両耳またはそれらの周囲に接触する部品である。ヘッド
バンド３はスピーカ１Ａ，１Ｂを受聴者の両耳またはそ
の近傍に装着させたり、その弾性によってイアパッド２
Ａ，２Ｂを介して人頭との接触圧力を生じさせ、スピー
カ１Ａと１Ｂの位置を固定するように作用する。伸縮機
構４Ａ，４Ｂは受聴者個々の耳珠間頭頂弧長の差異に対
応してヘッドバンド３の長さを調整するために設けられ
ている。図６の例では２個の伸縮機構４Ａ，４Ｂを設け
た場合を示すが、伸縮機構がヘッドバンド３の中央付近
に１個のみ装着されている構造のヘッドホンもある。
【０００３】一方、音の効果的な受聴を目的として再生
された音像の定位位置を制御することが提案されてい
る。つまり、受聴者の音源の仮想的な位置や向きに基づ
いたステレオ音響再生方法が提案されている。図７及び
図８を用いてそのステレオ音響再生方法について概略説
明する。図７は実音源再生状態を示す。実音源再生状態
では人間は両耳５Ａ，５Ｂにより音源６の音を聴取する
ことにより音源６との距離、方向を知覚し、音源６の位
置を定位している。
された音像の定位位置を制御することが提案されてい
る。つまり、受聴者の音源の仮想的な位置や向きに基づ
いたステレオ音響再生方法が提案されている。図７及び
図８を用いてそのステレオ音響再生方法について概略説
明する。図７は実音源再生状態を示す。実音源再生状態
では人間は両耳５Ａ，５Ｂにより音源６の音を聴取する
ことにより音源６との距離、方向を知覚し、音源６の位
置を定位している。
【０００４】先に説明したステレオ音響再生方法では音
源６と受聴者の耳５Ａ，５Ｂまでの音響伝達特性（以
下、頭部伝達関数と称す）を音響信号に畳み込み受聴す
ることにより、受聴者に頭の外側に音像の位置を知覚さ
せる。図８はその頭部伝達関数と音響信号の畳み込みを
利用したステレオ再生状態を示す。図７に示した音源６
から両耳５Ａ，５Ｂに至る間の頭部伝達関数をＨL ，Ｈ
R とすると、図８に示すように信号源７から出力される
音響信号Ｓに頭部伝達関数ＨL ，ＨR を畳み込み演算手
段８Ａ及び８Ｂでそれぞれ並列に畳み込み、左及び右耳
５Ａ，５Ｂにおいてヘッドホン９により音を提示するこ
とによって、図８においても受聴者は図７に示した音源
６と同じ位置に音像ＩＭを知覚することができる。
源６と受聴者の耳５Ａ，５Ｂまでの音響伝達特性（以
下、頭部伝達関数と称す）を音響信号に畳み込み受聴す
ることにより、受聴者に頭の外側に音像の位置を知覚さ
せる。図８はその頭部伝達関数と音響信号の畳み込みを
利用したステレオ再生状態を示す。図７に示した音源６
から両耳５Ａ，５Ｂに至る間の頭部伝達関数をＨL ，Ｈ
R とすると、図８に示すように信号源７から出力される
音響信号Ｓに頭部伝達関数ＨL ，ＨR を畳み込み演算手
段８Ａ及び８Ｂでそれぞれ並列に畳み込み、左及び右耳
５Ａ，５Ｂにおいてヘッドホン９により音を提示するこ
とによって、図８においても受聴者は図７に示した音源
６と同じ位置に音像ＩＭを知覚することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】あらゆる方向への音像
定位を行うためには各受聴者毎及び各音源位置毎につい
て予め測定して求めた頭部伝達関数が必要となる。その
ため、人間の音源方向分解能（最大十数度）を考慮して
音像の方向のみを全方向に制御するだけでも、典型的な
場合に限っても百数十以上の音源方向に対する頭部伝達
関数が必要である。その上頭部伝達関数は一組の音源、
受聴位置につき数百個以上の変数からなる。
定位を行うためには各受聴者毎及び各音源位置毎につい
て予め測定して求めた頭部伝達関数が必要となる。その
ため、人間の音源方向分解能（最大十数度）を考慮して
音像の方向のみを全方向に制御するだけでも、典型的な
場合に限っても百数十以上の音源方向に対する頭部伝達
関数が必要である。その上頭部伝達関数は一組の音源、
受聴位置につき数百個以上の変数からなる。
【０００６】更に音像の位置を更新するためには、予め
記憶装置に各音源方向に対する頭部伝達関数を測定して
求め、その測定結果を蓄積し、その都度各音源位置に応
じた頭部伝達関数を参照している。この場合でも有限組
の各音源方向に対応する頭部伝達関数を用いているの
で、音源方向が離散的に代表されているに過ぎない。代
表方向間への音像定位を実現するために隣接方向間の頭
部伝達関数を補間することが提案されている。この場合
でも隣接する２方向以上の頭部伝達関数の参照を免れな
い。
記憶装置に各音源方向に対する頭部伝達関数を測定して
求め、その測定結果を蓄積し、その都度各音源位置に応
じた頭部伝達関数を参照している。この場合でも有限組
の各音源方向に対応する頭部伝達関数を用いているの
で、音源方向が離散的に代表されているに過ぎない。代
表方向間への音像定位を実現するために隣接方向間の頭
部伝達関数を補間することが提案されている。この場合
でも隣接する２方向以上の頭部伝達関数の参照を免れな
い。
【０００７】更に、頭部の形状の個人差のため、同じ定
位位置を与える頭部伝達関数は受聴者毎に異なる。ここ
で、代表の数人分の予め測定された頭部伝達関数の中か
ら最も所望の定位感が得られる頭部伝達関数を受聴者に
選択させることが提案されている。そのため、利用者毎
の頭部伝達関数の測定は不要になるが、利用者にとって
頭部伝達関数を選択するための操作を免れない。理想的
には各音源位置毎に、しかも受聴者個々について頭部伝
達関数の選択が必要になる。
位位置を与える頭部伝達関数は受聴者毎に異なる。ここ
で、代表の数人分の予め測定された頭部伝達関数の中か
ら最も所望の定位感が得られる頭部伝達関数を受聴者に
選択させることが提案されている。そのため、利用者毎
の頭部伝達関数の測定は不要になるが、利用者にとって
頭部伝達関数を選択するための操作を免れない。理想的
には各音源位置毎に、しかも受聴者個々について頭部伝
達関数の選択が必要になる。
【０００８】更に、あらゆる定位方向に対する音像定位
制御の個人差に対応する方法として、人頭を球又は扁長
回転楕円体に近似したモデルを用いることが提案されて
いる。ここで受聴者の位置と方向と音源位置のみならず
受聴者の頭部寸法データも変数として必要である。従来
は受聴者の位置や方向を検索し、それらを変数とする仮
想音像定位制御がなされていた。しかし、人頭の寸法を
計測または推定する手段を音響再生糸に統合した例は見
られなかった。そのため、ヘッドホンの装着以外の手段
によって人頭の寸法例えば耳珠間幅（耳と耳の間の幅）
または全頭高（顔の上下方向の寸法）のうちいずれかま
たは両方を測定し、予めこれらの変数を設定する必要が
あった。
制御の個人差に対応する方法として、人頭を球又は扁長
回転楕円体に近似したモデルを用いることが提案されて
いる。ここで受聴者の位置と方向と音源位置のみならず
受聴者の頭部寸法データも変数として必要である。従来
は受聴者の位置や方向を検索し、それらを変数とする仮
想音像定位制御がなされていた。しかし、人頭の寸法を
計測または推定する手段を音響再生糸に統合した例は見
られなかった。そのため、ヘッドホンの装着以外の手段
によって人頭の寸法例えば耳珠間幅（耳と耳の間の幅）
または全頭高（顔の上下方向の寸法）のうちいずれかま
たは両方を測定し、予めこれらの変数を設定する必要が
あった。
【０００９】この発明によれば、ヘッドホンに頭部の寸
法を測定する手段を備えることによって、ヘッドホンの
装着に伴い自動的に頭部の寸法が得られる。即ち、寸法
の測定に関わる操作による煩雑さを利用者に与えない。
特に、ヘッドホンを用いることによって音を提示し頭部
の寸法が音響信号制御に必要な場合に有効である。ま
た、利用者の位置と利用者の方向のうちいずれかまたは
両方を検知する手段を有することによって、音響信号制
御に必要な変数としての利用者の位置と利用者の方向の
うちいずれかまたは両方をも利用者による操作なしに得
られる。
法を測定する手段を備えることによって、ヘッドホンの
装着に伴い自動的に頭部の寸法が得られる。即ち、寸法
の測定に関わる操作による煩雑さを利用者に与えない。
特に、ヘッドホンを用いることによって音を提示し頭部
の寸法が音響信号制御に必要な場合に有効である。ま
た、利用者の位置と利用者の方向のうちいずれかまたは
両方を検知する手段を有することによって、音響信号制
御に必要な変数としての利用者の位置と利用者の方向の
うちいずれかまたは両方をも利用者による操作なしに得
られる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明ではヘッドホン
に受聴者の頭部寸法を計測する手段を設け、この頭部寸
法計測手段によって取得した計測値によって各個人差に
対応した音響制御を可能とするものである。この出願の
請求項１で提案するヘッドホンはヘッドバンドの持つバ
ネ力と感圧センサとによって受聴者の耳珠間幅を計測す
る耳珠間幅計測手段を構成したことを特徴とするもので
ある。
に受聴者の頭部寸法を計測する手段を設け、この頭部寸
法計測手段によって取得した計測値によって各個人差に
対応した音響制御を可能とするものである。この出願の
請求項１で提案するヘッドホンはヘッドバンドの持つバ
ネ力と感圧センサとによって受聴者の耳珠間幅を計測す
る耳珠間幅計測手段を構成したことを特徴とするもので
ある。
【００１１】この出願の請求項２で提案するヘッドホン
はヘッドバンドの伸縮量を計測するセンサにより受聴者
の耳珠間頭頂弧長を計測する耳珠間頭頂弧長計測手段を
構成したことを特徴とするものである。この出願の請求
項３で提案するヘッドホンは耳珠間幅計測手段と耳珠間
頭頂弧長計測手段の双方を備えた構成を特徴とするもの
である。
はヘッドバンドの伸縮量を計測するセンサにより受聴者
の耳珠間頭頂弧長を計測する耳珠間頭頂弧長計測手段を
構成したことを特徴とするものである。この出願の請求
項３で提案するヘッドホンは耳珠間幅計測手段と耳珠間
頭頂弧長計測手段の双方を備えた構成を特徴とするもの
である。
【００１２】この出願の請求項４で提案するヘッドホン
は耳珠間幅計測手段と、この耳珠間頭頂弧長計測手段に
よって取得した耳珠間幅、または耳珠間頭頂弧長のいず
れか一方、または両方で受聴者の全頭高を推定する全頭
高推定手段を具備した構成を特徴とするものである。こ
の出願の請求項５で提案するヘッドホンは耳珠間幅計測
手段と、この耳珠間頭頂弧長計測手段で取得した受聴者
の耳珠間頭頂弧長のいずれか一方、または両方で受聴者
の口の位置を推定する口位置推定手段を具備した構成を
特徴とするものである。
は耳珠間幅計測手段と、この耳珠間頭頂弧長計測手段に
よって取得した耳珠間幅、または耳珠間頭頂弧長のいず
れか一方、または両方で受聴者の全頭高を推定する全頭
高推定手段を具備した構成を特徴とするものである。こ
の出願の請求項５で提案するヘッドホンは耳珠間幅計測
手段と、この耳珠間頭頂弧長計測手段で取得した受聴者
の耳珠間頭頂弧長のいずれか一方、または両方で受聴者
の口の位置を推定する口位置推定手段を具備した構成を
特徴とするものである。
【００１３】この出願の請求項６で提案するヘッドホン
は受聴者の位置及び向いている方位のいずれか一方、ま
たは両方を計測する方位検出手段を設けた構成を特徴と
するものである。この出願の各発明によれば、各受聴者
毎に頭部寸法を個別に計測することができる。この計測
結果によって、各受聴者別に固有の頭部伝達関数を頭部
の向きの変化、位置の変化に対応してリアルタイムに算
出することができる。よって予め頭部伝達関数を測定
し、その測定結果を蓄積しておくことが不要となり、簡
素な構成で受聴者各個に対応して音像の定位を可能とす
るステレオ再生装置を実現することができる。
は受聴者の位置及び向いている方位のいずれか一方、ま
たは両方を計測する方位検出手段を設けた構成を特徴と
するものである。この出願の各発明によれば、各受聴者
毎に頭部寸法を個別に計測することができる。この計測
結果によって、各受聴者別に固有の頭部伝達関数を頭部
の向きの変化、位置の変化に対応してリアルタイムに算
出することができる。よって予め頭部伝達関数を測定
し、その測定結果を蓄積しておくことが不要となり、簡
素な構成で受聴者各個に対応して音像の定位を可能とす
るステレオ再生装置を実現することができる。
【００１４】
【実施例】この発明の実施例を図１及び図２を用いて説
明する。この実施例では受聴者の耳珠間幅と耳珠間頭頂
弧長を計測する耳珠間頭頂弧長計測手段１０と耳珠間幅
計測手段２０を装備した場合を示す。このヘッドホンに
おいて、ヘッドバンド３における伸縮機構４Ａ，４Ｂを
利用して耳珠間頭頂弧長計測手段１０を構成し、ヘッド
バンド３の弾性による両耳との接触圧力を利用して耳珠
間幅計測手段２０を構成する。また、この実施例は全頭
高を推定する全頭高推定手段３０と、口の位置を推定す
る口位置推定手段４０と、位置と方向を検知する方位検
出手段５０を設けた場合を示す。
明する。この実施例では受聴者の耳珠間幅と耳珠間頭頂
弧長を計測する耳珠間頭頂弧長計測手段１０と耳珠間幅
計測手段２０を装備した場合を示す。このヘッドホンに
おいて、ヘッドバンド３における伸縮機構４Ａ，４Ｂを
利用して耳珠間頭頂弧長計測手段１０を構成し、ヘッド
バンド３の弾性による両耳との接触圧力を利用して耳珠
間幅計測手段２０を構成する。また、この実施例は全頭
高を推定する全頭高推定手段３０と、口の位置を推定す
る口位置推定手段４０と、位置と方向を検知する方位検
出手段５０を設けた場合を示す。
【００１５】耳珠間頭頂弧長計測手段１０はヘッドバン
ド３の中心部に装着した導電体１１と、伸縮機構４Ａ，
４Ｂの伸縮動作に連動して導電体１１に摺接する接点金
具１２Ａ，１２Ｂと、導電体１１と接点金具１２Ａ，１
２Ｂを含む閉回路に一定電圧を与える電圧源１３と、こ
の電圧源１３から流れ出す電流を計測する電流計１４
（図２参照）とによって構成することができる。
ド３の中心部に装着した導電体１１と、伸縮機構４Ａ，
４Ｂの伸縮動作に連動して導電体１１に摺接する接点金
具１２Ａ，１２Ｂと、導電体１１と接点金具１２Ａ，１
２Ｂを含む閉回路に一定電圧を与える電圧源１３と、こ
の電圧源１３から流れ出す電流を計測する電流計１４
（図２参照）とによって構成することができる。
【００１６】伸縮機構４Ａ，４Ｂの動きに応じて接点金
具１２Ａ，１２Ｂが移動することにより接点金具１２
Ａ，１２Ｂの間の距離Ｌが変化する。距離Ｌの最小値
（最も縮めた状態）を基準に電気抵抗の増加を計測すれ
ば接点金具１２Ａ，１２Ｂ間の距離つまり伸縮機構４
Ａ，４Ｂの伸び（の総和）が決定される。ここで、導電
体１１に通常の導線よりも電気抵抗が高く均質な材料を
用い、電圧源１３によって一定電圧Ｖを接点金具１２
Ａ，１２Ｂ間にかけて電流計１４によって電流Ｉを検出
する。抵抗Ｒはオームの法則 Ｒ＝Ｖ／Ｉ （１） によって得られる。もし、単位長さ当たりの抵抗ρが既
知であれば接点金具１２Ａ，１２Ｂ間のヘッドバンド３
に沿った距離Ｌを Ｌ＝Ｒ／ρ （２） 決定できる。ここで、耳珠間頭頂弧長計測手段１０にお
いて距離Ｌに基づき耳珠間頭頂弧長Ｃ（図３参照）を計
測する。ただし、ヘッドバンド３と受聴者の頭部との間
の空気層やイアパット２Ａ，２Ｂの頭部に対する接触位
置と耳珠点との位置関係を考慮する必要がある。すなわ
ち、接点金具１２Ａ，１２Ｂ間の距離Ｌと耳珠間頭頂弧
長Ｃとの関係より測定値を校正しなければならない。距
離Ｌと耳珠間頭頂弧長Ｃの対応関係 Ｃ＝ｆ（Ｌ） （３） が与えられていれば、距離Ｌによって耳珠間頭頂弧長Ｃ
が求められる。
具１２Ａ，１２Ｂが移動することにより接点金具１２
Ａ，１２Ｂの間の距離Ｌが変化する。距離Ｌの最小値
（最も縮めた状態）を基準に電気抵抗の増加を計測すれ
ば接点金具１２Ａ，１２Ｂ間の距離つまり伸縮機構４
Ａ，４Ｂの伸び（の総和）が決定される。ここで、導電
体１１に通常の導線よりも電気抵抗が高く均質な材料を
用い、電圧源１３によって一定電圧Ｖを接点金具１２
Ａ，１２Ｂ間にかけて電流計１４によって電流Ｉを検出
する。抵抗Ｒはオームの法則 Ｒ＝Ｖ／Ｉ （１） によって得られる。もし、単位長さ当たりの抵抗ρが既
知であれば接点金具１２Ａ，１２Ｂ間のヘッドバンド３
に沿った距離Ｌを Ｌ＝Ｒ／ρ （２） 決定できる。ここで、耳珠間頭頂弧長計測手段１０にお
いて距離Ｌに基づき耳珠間頭頂弧長Ｃ（図３参照）を計
測する。ただし、ヘッドバンド３と受聴者の頭部との間
の空気層やイアパット２Ａ，２Ｂの頭部に対する接触位
置と耳珠点との位置関係を考慮する必要がある。すなわ
ち、接点金具１２Ａ，１２Ｂ間の距離Ｌと耳珠間頭頂弧
長Ｃとの関係より測定値を校正しなければならない。距
離Ｌと耳珠間頭頂弧長Ｃの対応関係 Ｃ＝ｆ（Ｌ） （３） が与えられていれば、距離Ｌによって耳珠間頭頂弧長Ｃ
が求められる。
【００１７】特に、耳覆い型やインナイア型のヘッドホ
ンでは、イアパット２Ａ，２Ｂやスピーカ１Ａ，１Ｂが
それぞれ耳介や外耳道入口で固定されるので、伸縮機構
４Ａ，４Ｂの伸びもしくは接点金具１２Ａ，１２Ｂ間の
距離Ｌと耳珠間頭頂弧長Ｃの対応が耳当て型ヘッドホン
よりも正確になることが期待される。ここで、耳覆い
型、インナイア型、耳当て型とはそれぞれ耳介の周囲を
イアパット２Ａ，２Ｂが包囲、外耳道入口にイアホンが
挿入、耳介上をイアパット２Ａ，２Ｂが接触されるヘッ
ドホンの総称である。
ンでは、イアパット２Ａ，２Ｂやスピーカ１Ａ，１Ｂが
それぞれ耳介や外耳道入口で固定されるので、伸縮機構
４Ａ，４Ｂの伸びもしくは接点金具１２Ａ，１２Ｂ間の
距離Ｌと耳珠間頭頂弧長Ｃの対応が耳当て型ヘッドホン
よりも正確になることが期待される。ここで、耳覆い
型、インナイア型、耳当て型とはそれぞれ耳介の周囲を
イアパット２Ａ，２Ｂが包囲、外耳道入口にイアホンが
挿入、耳介上をイアパット２Ａ，２Ｂが接触されるヘッ
ドホンの総称である。
【００１８】耳珠間幅計測手段２０はイアパット２Ａ，
２Ｂとヘッドバンド３の間に装着され、ヘッドバンド３
から与えられる圧接力ｐを検出する感圧センサ２１Ａ，
２１Ｂと、ヘッドバンド３とによって構成することがで
きる。この部位では通常イアパット２Ａ，２Ｂとヘッド
バンド３は小さい面積で接合され、イアパット２Ａ，２
Ｂからの反力が集中してヘッドバンド３の装着力と均衡
する。そのため、再現性よく耳への圧接力ｐに対応する
ことが期待できる。
２Ｂとヘッドバンド３の間に装着され、ヘッドバンド３
から与えられる圧接力ｐを検出する感圧センサ２１Ａ，
２１Ｂと、ヘッドバンド３とによって構成することがで
きる。この部位では通常イアパット２Ａ，２Ｂとヘッド
バンド３は小さい面積で接合され、イアパット２Ａ，２
Ｂからの反力が集中してヘッドバンド３の装着力と均衡
する。そのため、再現性よく耳への圧接力ｐに対応する
ことが期待できる。
【００１９】ただし、ヘッドバンド３はその両端におい
て近接する構造を有するために、その中心部から離れた
部位において力を加えたほうが容易に形状を変化し得
る。この現象は、ヘッドバンドの収縮すなわち装着時の
伸縮機構４Ａ，４Ｂの伸び（の総和）つまり接点金具１
２Ａ，１２Ｂ間の距離Ｌによって装着力が変化し得るこ
とを意味する。つまり、耳珠間幅Ｂ（図３参照）は装着
力と距離Ｌによる関数になると考えられる。耳珠間幅Ｂ
を測定する場合においても、イアパット２Ａ，２Ｂの頭
部に対する接触位置と耳珠点との位置関係を考慮するこ
とが望まれる。これらのことから、距離Ｌと圧接力ｐと
耳珠間幅Ｂとの関係から測定値を校正する必要がある。
て近接する構造を有するために、その中心部から離れた
部位において力を加えたほうが容易に形状を変化し得
る。この現象は、ヘッドバンドの収縮すなわち装着時の
伸縮機構４Ａ，４Ｂの伸び（の総和）つまり接点金具１
２Ａ，１２Ｂ間の距離Ｌによって装着力が変化し得るこ
とを意味する。つまり、耳珠間幅Ｂ（図３参照）は装着
力と距離Ｌによる関数になると考えられる。耳珠間幅Ｂ
を測定する場合においても、イアパット２Ａ，２Ｂの頭
部に対する接触位置と耳珠点との位置関係を考慮するこ
とが望まれる。これらのことから、距離Ｌと圧接力ｐと
耳珠間幅Ｂとの関係から測定値を校正する必要がある。
【００２０】ここで、耳珠間幅Ｂと距離Ｌと圧接力ｐと
の対応関係 Ｂ＝ｇ（Ｌ，ｐ） （４） が求められていれば、耳珠間幅計測手段２０において距
離Ｌと圧接力ｐによって耳珠間頭頂弧長Ｃが決定され
る。更に全頭高推定手段３０においては求められた耳珠
間幅Ｂ及び耳珠間頭頂弧長Ｃから全頭高Ａを推定する。
ここで、全頭高Ａを推定する方法の一例を示す。例え
ば、人頭の形状を扁長回転楕円体に近似し、両耳がほぼ
頭高の半分の高さに対置していると仮定する。このと
き、近似された耳珠間頭頂弧長Ｃ″は弧長の半分とな
る。また、全頭長Ａ，耳珠間幅Ｂをそれぞれ長径、短径
とした。全頭長Ａと、耳珠間幅Ｂと、近似された耳珠間
頭頂弧長Ｃ″との関係は次式で与えられる。
の対応関係 Ｂ＝ｇ（Ｌ，ｐ） （４） が求められていれば、耳珠間幅計測手段２０において距
離Ｌと圧接力ｐによって耳珠間頭頂弧長Ｃが決定され
る。更に全頭高推定手段３０においては求められた耳珠
間幅Ｂ及び耳珠間頭頂弧長Ｃから全頭高Ａを推定する。
ここで、全頭高Ａを推定する方法の一例を示す。例え
ば、人頭の形状を扁長回転楕円体に近似し、両耳がほぼ
頭高の半分の高さに対置していると仮定する。このと
き、近似された耳珠間頭頂弧長Ｃ″は弧長の半分とな
る。また、全頭長Ａ，耳珠間幅Ｂをそれぞれ長径、短径
とした。全頭長Ａと、耳珠間幅Ｂと、近似された耳珠間
頭頂弧長Ｃ″との関係は次式で与えられる。
【００２１】
Ｃ″＝ＡＥ（π／２）sin-1√｛１−（Ｂ2 ／Ａ2 ）｝ （５）
ただし、Ｅ（φ，α）は第２種楕円関数を示し、
Ｅ（Φ，α）≡∫（１−sin2αsin2θ）1/2 ｄθ （６）
ただし∫は０〜φまでと定義される。これより、耳珠間
幅Ｂと近似された耳珠間頭頂弧長Ｃ″が与えられれば
（５）式を満足させることによって全頭長Ａが求められ
ることを示す。
幅Ｂと近似された耳珠間頭頂弧長Ｃ″が与えられれば
（５）式を満足させることによって全頭長Ａが求められ
ることを示す。
【００２２】しかし、額部の幅が耳珠点間よりも広かっ
たりするなど、頭部の形状は複雑である。そのため、実
測された耳珠間頭頂弧長Ｃとその近似値Ｃ″が異なると
予測される。ここで、予め収集したデータベースによっ
て得られた耳珠間頭頂弧長の平均値Ｃ′と近似値Ｃ″と
の関係を用いて補正する。補正係数γを次式で定義す
る。
たりするなど、頭部の形状は複雑である。そのため、実
測された耳珠間頭頂弧長Ｃとその近似値Ｃ″が異なると
予測される。ここで、予め収集したデータベースによっ
て得られた耳珠間頭頂弧長の平均値Ｃ′と近似値Ｃ″と
の関係を用いて補正する。補正係数γを次式で定義す
る。
【００２３】
γ＝Ｃ′／Ｃ″ （７）
実測された耳珠間頭頂弧長Ｃを補正係数γで徐すること
によって、耳珠間頭頂弧長の近似値Ｃ″を推定できる。
（５）式及び（７）式より、全頭長Ａは実測された耳珠
間頭頂弧長Ｃと、補正係数γと、耳珠間幅Ｂとにより
（８）式を満足させる条件から推定することができる。
によって、耳珠間頭頂弧長の近似値Ｃ″を推定できる。
（５）式及び（７）式より、全頭長Ａは実測された耳珠
間頭頂弧長Ｃと、補正係数γと、耳珠間幅Ｂとにより
（８）式を満足させる条件から推定することができる。
【００２４】
Ｃ＝ＡγＥ（π／２）sin-1√｛１−（Ｂ2 ／Ａ2 ）｝ （８）
口位置推定部４０においては求められた耳珠間幅Ｂ及び
耳珠間頭頂弧長Ｃから口の位置を推定し、例えばマイク
ロホンの最適設置位置を求める。一例として、口の位置
は両耳の耳珠点を基準に定められる。口が耳珠間の中点
を含む面内に位置すると仮定すれば、耳珠点Ｊ（図４参
照）と口Ｍの中心部との垂直距離Ｄ（図４参照）と耳珠
点Ｊと口Ｍの中心部との水平距離Ｆを決定することによ
って口Ｍの位置が推定できる。全頭高Ａと同様に垂直距
離Ｄ及び水平距離Ｆも予め蓄積したデータベースによっ
て得られた耳珠間幅Ｂ′及び耳珠間頭頂弧長Ｃ′と垂直
距離Ｄ′及び水平距離Ｆ′との関係を用いて決定する。
仮に、全頭高Ａと垂直距離Ｄが比例関係にあると仮定す
る。このとき、垂直距離Ｄはデータベースによって得ら
れた全頭高Ａ′と垂直距離Ｄ′を用いて Ｄ＝ＡＤ′／Ａ′ （９） から推定される。ただし、全頭高Ａは（８）式によって
予め求める必要がある。同様に、耳珠間幅Ｂと水平距離
Ｆが比例関係にあると仮定すれば、（１０）式によって
水平距離Ｆが決定される。
耳珠間頭頂弧長Ｃから口の位置を推定し、例えばマイク
ロホンの最適設置位置を求める。一例として、口の位置
は両耳の耳珠点を基準に定められる。口が耳珠間の中点
を含む面内に位置すると仮定すれば、耳珠点Ｊ（図４参
照）と口Ｍの中心部との垂直距離Ｄ（図４参照）と耳珠
点Ｊと口Ｍの中心部との水平距離Ｆを決定することによ
って口Ｍの位置が推定できる。全頭高Ａと同様に垂直距
離Ｄ及び水平距離Ｆも予め蓄積したデータベースによっ
て得られた耳珠間幅Ｂ′及び耳珠間頭頂弧長Ｃ′と垂直
距離Ｄ′及び水平距離Ｆ′との関係を用いて決定する。
仮に、全頭高Ａと垂直距離Ｄが比例関係にあると仮定す
る。このとき、垂直距離Ｄはデータベースによって得ら
れた全頭高Ａ′と垂直距離Ｄ′を用いて Ｄ＝ＡＤ′／Ａ′ （９） から推定される。ただし、全頭高Ａは（８）式によって
予め求める必要がある。同様に、耳珠間幅Ｂと水平距離
Ｆが比例関係にあると仮定すれば、（１０）式によって
水平距離Ｆが決定される。
【００２５】
Ｆ＝ＢＦ′／Ｂ′ （１０）
方位検出手段５０は自己の位置及び方向を逐次に検知す
る手段である。つまり、方位検出手段５０はヘッドホン
本体に固定されることによってヘッドホン自体の位置及
び向きを検知する。ここで、超音波源や磁石などのソー
スから発生した超音波や磁場や誘導電流等の物理量ある
いは地磁気を計測し、ソースからの相対位置や方向を推
定する手段の利用も考えられる。
る手段である。つまり、方位検出手段５０はヘッドホン
本体に固定されることによってヘッドホン自体の位置及
び向きを検知する。ここで、超音波源や磁石などのソー
スから発生した超音波や磁場や誘導電流等の物理量ある
いは地磁気を計測し、ソースからの相対位置や方向を推
定する手段の利用も考えられる。
【００２６】上記の実施例とは異なり、全頭高推定手段
３０において全頭高Ａを推定するには次の方法も考えら
れる。例えば耳珠間幅Ｂのみが与えられている場合に
は、予め収集したデータベースによって得られた全頭高
の平均値Ａ′と耳珠間幅の平均値Ｂ′との関係を用いる
例が考えられる。仮に、全頭高Ａと耳珠間幅Ｂの比の個
人差が無視できると仮定すると、全頭高Ａは（１１）式
で推定できる。
３０において全頭高Ａを推定するには次の方法も考えら
れる。例えば耳珠間幅Ｂのみが与えられている場合に
は、予め収集したデータベースによって得られた全頭高
の平均値Ａ′と耳珠間幅の平均値Ｂ′との関係を用いる
例が考えられる。仮に、全頭高Ａと耳珠間幅Ｂの比の個
人差が無視できると仮定すると、全頭高Ａは（１１）式
で推定できる。
【００２７】
Ａ＝Ａ′Ｂ／Ｂ′ （１１）
同様に、耳珠間頭頂弧長Ｃのみが与えられている場合に
は、データベースによって得られた全頭高の平均値Ａ′
と耳珠間頭頂弧長Ｃ′を用いることが考えられる。つま
り、全頭高Ａは（１２）式で推定できる。 Ａ＝Ａ′Ｃ／Ｃ′ （１２） また、上記のヘッドホンの例とは異なり、マイクロホン
一体型のヘッドホンにおいては全頭高Ａを求めるために
異なった方法が考えられる。ここでは、マイクロホンを
前顎部に配置させるようにマイクロホン支持具の長さが
調節される。そのため、支持具の長さを利用して耳珠間
頭頂弧長と同様に顎部の位置を反映した計測値が得られ
ると考えられる。
は、データベースによって得られた全頭高の平均値Ａ′
と耳珠間頭頂弧長Ｃ′を用いることが考えられる。つま
り、全頭高Ａは（１２）式で推定できる。 Ａ＝Ａ′Ｃ／Ｃ′ （１２） また、上記のヘッドホンの例とは異なり、マイクロホン
一体型のヘッドホンにおいては全頭高Ａを求めるために
異なった方法が考えられる。ここでは、マイクロホンを
前顎部に配置させるようにマイクロホン支持具の長さが
調節される。そのため、支持具の長さを利用して耳珠間
頭頂弧長と同様に顎部の位置を反映した計測値が得られ
ると考えられる。
【００２８】その他に方向を検知する手段として羅針盤
あるいは地磁気センサをヘッドホンに装着する例も考え
られる。ここで、羅針盤の指針の方向と特定方向のなす
角度を測定する手段を具備すればヘッドホンを装着した
利用者の方向が求められる。図５にこの発明の応用例を
示す。この応用例ではヘッドホン６１に計測手段１０，
２０，４０を設け、計測手段１０と２０によって受聴者
の耳珠間頭頂弧長Ｃと耳珠間幅Ｂを計測し、その計測結
果を用いて人頭データ設定手段６４に全頭高Ａと耳珠間
幅Ｂ及び方向等の人頭データを設定し、この人頭データ
と音像位置設定手段６２に設定した音源の位置、受聴者
の位置、方向等のデータを頭部伝達関数計算手段６３に
入力し、この頭部伝達関数計算手段６３で頭部伝達関数
を算出し、この頭部伝達関数を信号源７から与えられる
音響信号Ｓに畳み込み演算手段８Ａ，８Ｂで頭部伝達関
数を畳み込む構成とした場合を示す。なお、信号源７と
しては通信回線等によって伝送されたり、マイクロホン
によって収録されたり、録音機、光ディスク等によって
再生された音響信号が用いられる。
あるいは地磁気センサをヘッドホンに装着する例も考え
られる。ここで、羅針盤の指針の方向と特定方向のなす
角度を測定する手段を具備すればヘッドホンを装着した
利用者の方向が求められる。図５にこの発明の応用例を
示す。この応用例ではヘッドホン６１に計測手段１０，
２０，４０を設け、計測手段１０と２０によって受聴者
の耳珠間頭頂弧長Ｃと耳珠間幅Ｂを計測し、その計測結
果を用いて人頭データ設定手段６４に全頭高Ａと耳珠間
幅Ｂ及び方向等の人頭データを設定し、この人頭データ
と音像位置設定手段６２に設定した音源の位置、受聴者
の位置、方向等のデータを頭部伝達関数計算手段６３に
入力し、この頭部伝達関数計算手段６３で頭部伝達関数
を算出し、この頭部伝達関数を信号源７から与えられる
音響信号Ｓに畳み込み演算手段８Ａ，８Ｂで頭部伝達関
数を畳み込む構成とした場合を示す。なお、信号源７と
しては通信回線等によって伝送されたり、マイクロホン
によって収録されたり、録音機、光ディスク等によって
再生された音響信号が用いられる。
【００２９】この構成により、頭部伝達関数は受聴者の
向きの変化等に対応してリアルタイムに算出され、受聴
者は頭部外の音源６（図７参照）と同じ位置に音像ＩＭ
を定位することができる。しかもこの発明によるヘッド
ホンを利用することにより人頭データを受聴者毎に計測
するから、受聴者個々の特有の頭部伝達関数を得ること
ができる。よって個人対応のステレオ音響再生装置を構
成することができる。
向きの変化等に対応してリアルタイムに算出され、受聴
者は頭部外の音源６（図７参照）と同じ位置に音像ＩＭ
を定位することができる。しかもこの発明によるヘッド
ホンを利用することにより人頭データを受聴者毎に計測
するから、受聴者個々の特有の頭部伝達関数を得ること
ができる。よって個人対応のステレオ音響再生装置を構
成することができる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
受聴者個々の頭部寸法を自動的に計測することができる
から、例えば図５に示したようなステレオ音響再生装置
に応用することにより、受聴者毎に固有の頭部伝達関数
を得ることができる。よって各個人対応で音像定位が可
能なステレオ音響再生装置を提供することができる。
受聴者個々の頭部寸法を自動的に計測することができる
から、例えば図５に示したようなステレオ音響再生装置
に応用することにより、受聴者毎に固有の頭部伝達関数
を得ることができる。よって各個人対応で音像定位が可
能なステレオ音響再生装置を提供することができる。
【００３１】しかもこの発明では受聴者は頭部寸法の測
定に対して何等操作の要がないヘッドホンを提供するこ
とができる。
定に対して何等操作の要がないヘッドホンを提供するこ
とができる。
【図１】この発明の一実施例を示す斜視図。
【図２】図１に示した実施例に用いた耳珠間頭頂弧長計
測手段の構成の一例を説明するための正面図。
測手段の構成の一例を説明するための正面図。
【図３】この発明のヘッドホンによって計測する部位を
説明するための正面図。
説明するための正面図。
【図４】図３と同様の側面図。
【図５】この発明によるヘッドホンの応用例を説明する
ためのブロック図。
ためのブロック図。
【図６】従来のヘッドホンの構造を説明するための斜視
図。
図。
【図７】従来の技術を説明するための平面図。
【図８】従来の技術を説明するためのブロック図。
１Ａ，１Ｂ スピーカ
２Ａ，２Ｂ イアパッド
３ ヘッドバンド
４Ａ，４Ｂ 伸縮機構
１０ 耳珠間頭頂弧長計測手段
２０ 耳珠間幅計測手段
３０ 全頭高推定手段
４０ 口位置推定手段
５０ 方位検出手段
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平３−296400（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04S 1/00
Claims (6)
- 【請求項１】 両耳のそれぞれにイアパッドを圧接さ
せ、耳にスピーカを対接させるためのバネ力を持つヘッ
ドバンドを具備して構成されるヘッドホンにおいて、 上記イアパッドに感圧センサを設け、この感圧センサに
よって装着時に耳に与えられる上記ヘッドバンドからの
圧接力を計測し、この圧接力によって受聴者の耳珠間幅
を計測可能とした耳珠間幅計測手段を構成したことを特
徴とするヘッドホン。 - 【請求項２】 ヘッドバンドに伸縮機構が設けられ、受
聴者の耳珠間頭頂弧長の差をヘッドバンドの伸縮によっ
て吸収し、スピーカを受聴者の耳の位置に対接させるこ
とを可能としたヘッドホンにおいて、 上記伸縮機構に伸縮量を電気的に計測するセンサを設
け、このセンサの計測値により受聴者の耳珠間頭頂弧長
を計測可能とした耳珠間頭頂弧長計測手段を構成したこ
とを特徴とするヘッドホン。 - 【請求項３】 請求項１記載の耳珠間幅計測手段と請求
項２記載の耳珠間頭頂弧長計測手段とを設けた構成を特
徴とするヘッドホン。 - 【請求項４】 請求項３記載のヘッドホンにより得られ
た耳珠間幅と耳珠間頭頂弧長の何れか一方、または両方
により受聴者の全頭高を推定する全頭高推定手段を具備
して構成したことを特徴とするヘッドホン。 - 【請求項５】 請求項３記載のヘッドホンにより得られ
た耳珠間幅と耳珠間頭頂弧長の何れか一方、または両方
により受聴者の口の位置を推定する口位置推定手段を具
備して構成したことを特徴とするヘッドホン。 - 【請求項６】 請求項１乃至５記載の何れかにおいて、
受聴者の位置と、受聴者の向いている方向のうちの何れ
か一方、または両方を計測する方位検出手段を設けたこ
とを特徴とするヘッドホン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21348794A JP3388478B2 (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | ヘッドホン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21348794A JP3388478B2 (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | ヘッドホン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0879874A JPH0879874A (ja) | 1996-03-22 |
| JP3388478B2 true JP3388478B2 (ja) | 2003-03-24 |
Family
ID=16640017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21348794A Expired - Fee Related JP3388478B2 (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | ヘッドホン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3388478B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9827075D0 (en) * | 1998-12-10 | 1999-02-03 | Univ Southampton | Novel active headset |
| US20130177166A1 (en) * | 2011-05-27 | 2013-07-11 | Sony Ericsson Mobile Communications Ab | Head-related transfer function (hrtf) selection or adaptation based on head size |
| US8675885B2 (en) | 2011-11-22 | 2014-03-18 | Bose Corporation | Adjusting noise reduction in headphones |
| CN105657594A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-06-08 | 星人科技（北京）有限公司 | 耳机 |
| WO2018110269A1 (ja) * | 2016-12-12 | 2018-06-21 | ソニー株式会社 | Ｈｒｔｆ測定方法、ｈｒｔｆ測定装置、およびプログラム |
| JP2020520198A (ja) * | 2017-05-16 | 2020-07-02 | ジーエヌ ヒアリング エー／エスＧＮ Ｈｅａｒｉｎｇ Ａ／Ｓ | 音生成物体の装着者の耳の間の距離を決定する方法と、耳装着音生成物体 |
-
1994
- 1994-09-07 JP JP21348794A patent/JP3388478B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0879874A (ja) | 1996-03-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090117 Year of fee payment: 6 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |