JP4304636B2

JP4304636B2 - 音響システム、音響装置及び最適音場生成方法

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Publication number: JP4304636B2
Application number: JP2006310421A
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Inventors: 宏平浅田; 亮山岸
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Priority date: 2006-11-16
Filing date: 2006-11-16
Publication date: 2009-07-29
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Description

本発明は、音響システム、音響装置及び最適音場生成方法に関し、例えばマルチチャンネル再生システムに適用して好適なものである。

従来、急速に普及が進んでいるマルチチャンネル音声コンテンツを複数のスピーカで再生するマルチチャンネル再生システムでは、これら複数のスピーカの前に位置した複数の聴取者におけるリスニングポジションがそれぞれ異なるため、実際にコンテンツ製作者の意図通りの音像感が得られるのは最適なリスニングポジションに位置している聴取者だけであり、複数の聴取者全員が同時に正確な音像感を得ることは困難である。

これは、可聴域の波長と、人間の頭の大きさとを考えれば自明であるが、例えば複数のスピーカから水平面で等距離になる位置だけを考えてみても、５ｃｈ程度のチャンネル数でさえ、これを満たすのは１箇所に限定されることからも分かる。

なお、このことは幾何学的要素に基づくものであり、現在各社から提案され始めている電子的な音場補正手段であっても、複数の聴取者全員が同時に正確な音像感を得るための修正を行うことは根本的に不可能である。

一方、参考までにマルチチャンネル再生システムの中には、複数のユーザに対してヘッドホンにより個別に音声信号を聴取させると同時に、全てのユーザに対して同時に各音声信号の低音成分を混合した状態でサブウーファにより低音を聴取させるようになされたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開2005-252597公報

ところでかかる構成のマルチチャンネル再生システムにおいては、複数のスピーカの前に位置した複数の聴取者におけるリスニングポジションがそれぞれ異なることは物理的に避け得ず、実際にコンテンツ製作者の意図通りの音像感が得られるのは最適なリスニングポジションに位置している聴取者だけになり、複数の聴取者全員が同時に正確な音像感を得るための修正を行うことが根本的に不可能であることから、例えばＤＶＤ(Digital Versatile Disc)等のコンテンツであたかも聴取者の周囲を回転するかのような物体のシーンがあった場合、この物体の回転に伴う音像の繋がりを正しく享受することができるのは、スピーカ群の中心に存在する聴取者のみであって、その周囲に存在する他の聴取者にとっては同じような正しい音像の繋がりを享受することができないという問題があった。

またマルチチャンネル再生システムにおいては、複数のスピーカを用いて再生音声を出力しているため、音漏れの影響を考慮すると、ユーザにとって迫力ある音量レベルで再生音声を出力することができないという問題もあった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、周囲に対する音漏れもなく、かつ何れのリスニングポジションに位置する聴取者にとっても最適な音像感を提供し得る音響システム、音響装置及び最適音場生成方法を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、複数のユーザにそれぞれ装着させ、スピーカユニットの近傍にマイクロフォンが設けられた複数の非密閉型ヘッドホンと、複数のユーザにとって共通に用いられる測定兼用スピーカと、所定周波数以下でなる低音の測定音を測定兼用スピーカのウーファから出力させる一方で、所定周波数を超える中高音の測定音を非密閉型ヘッドホンのスピーカユニットから出力させる測定音出力手段と、マイクロフォンによって集音した低音の検出結果に基づいて複数の非密閉型ヘッドホンに対するそれぞれのディレイを算出し、マイクロフォンによって集音した中高音の検出結果に基づいてディレイを考慮したゲイン及びフィルタ特性を算出する測定手段と、ディレイ、ゲイン及びフィルタ特性のパラメータに基づいて音源から供給されるマルチチャンネル再生信号を演算処理することにより所定周波数を超える中高域成分信号及び所定周波数以下でなる低域成分信号を生成し、低域成分信号を測定兼用スピーカのウーファへ出力すると共に、非密閉型ヘッドホンのマイクロフォンによって集音した外部騒音と逆相で同振幅レベルのノイズ低減信号を生成し、当該ノイズ低減信号と中高域成分信号とを加算して複数の非密閉型ヘッドホンへ出力することにより外部騒音をキャンセルさせる信号処理手段とを設けるようにする。

これにより、常に位置が固定されている測定兼用スピーカからの低音の測定音に基づき、そのときによって位置が変化する可能性のある複数の非密閉型ヘッドホンに対するそれぞれのディレイを算出したうえで、非密閉型ヘッドホンのスピーカユニットから出力させた中高音の測定音に基づき当該ディレイを考慮したゲイン及びフィルタ特性を算出し得るので、ディレイ、ゲイン及びフィルタ特性のパラメータに基づいてマルチチャンネル再生信号を演算処理することにより生成した低域成分信号を測定兼用スピーカのウーファへ出力すると共に、非密閉型ヘッドホンのマイクロフォンによって集音した外部騒音と逆相で同振幅レベルのノイズ低減信号を生成し、当該ノイズ低減信号と中高域成分信号とを加算して複数の非密閉型ヘッドホンへ出力することにより外部騒音をキャンセルさせることができるので、当該測定兼用スピーカのウーファから出力される低音と、非密閉型ヘッドホンのスピーカユニットから出力させた中高音とが滑らかに繋がり、かつ何れのリスニングポジションに位置している複数の非密閉型ヘッドホンに対して外部騒音のない高音質で最適な音像感を提供することができる。

本発明によれば、常に位置が固定されている測定兼用スピーカからの低音の測定音に基づき、そのときによって位置が変化する可能性のある複数の非密閉型ヘッドホンに対するそれぞれのディレイを算出したうえで、非密閉型ヘッドホンのスピーカユニットから出力させた中高音の測定音に基づき当該ディレイを考慮したゲイン及びフィルタ特性を算出し得るので、ディレイ、ゲイン及びフィルタ特性のパラメータに基づいてマルチチャンネル再生信号を演算処理することにより生成した低域成分信号を測定兼用スピーカのウーファへ出力すると共に、非密閉型ヘッドホンのマイクロフォンによって集音した外部騒音と逆相で同振幅レベルのノイズ低減信号を生成し、当該ノイズ低減信号と中高域成分信号とを加算して複数の非密閉型ヘッドホンへ出力することにより外部騒音をキャンセルさせることができるので、当該測定兼用スピーカのウーファから出力される低音と、非密閉型ヘッドホンのスピーカユニットから出力させた中高音とが滑らかに繋がり、何れのリスニングポジションに位置している複数の非密閉型ヘッドホンに対しても外部騒音のない高音質で最適な音像感を提供し得る音響システム、音響装置及び最適音場生成方法を実現することができる。

以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

（１）第１の実施の形態
最初に、最も基本的な第１の実施の形態について説明する。

（１−１）第１の実施の形態におけるマルチチャンネル再生システムの全体構成
図１において、１は全体として本発明の一実施の形態におけるマルチチャンネル再生システムを示し、リビング等の室内環境において、単数もしくは複数のユーザＵ１〜Ｕ３に対し、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)やＳＡＣＤ(Super Audio Compact Disc)等のマルチチャンネル音声コンテンツを臨場感ある形で提供しようとするものであり、音響装置２、任意のリスニングポジションに位置する複数のユーザＵ１〜Ｕ３に対して共通に用いられるサブウーファ３、複数のユーザＵ１〜Ｕ３がそれぞれ使用するヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３によって構成されている。

（１−２）第１の実施の形態におけるマルチチャンネル再生システムの基本回路構成
図２（Ａ）に示すように、マルチチャンネル再生システム１においては、例えば単数のユーザＵ１だけを対象とした場合、音響装置２のＤＶＤ／ＳＡＣＤプレーヤ１２によって再生された複数チャンネルからなる再生信号に対し、サウンドプロセッサ１１を介して所定の信号処理を施した後、そのうち中高域成分信号Ｓ１をユーザＵ１のヘッドホンＨＰ１へ有線又は無線により伝送すると共に、低域成分信号Ｓ２をサブウーファ３へ出力するように振り分ける。

ヘッドホンＨＰ１は、サウンドプロセッサ１１から供給された中高域成分信号Ｓ１に応じて、筐体Ｋ１及びＫ２の内部に取り付けられたスピーカユニット（図示せず）から再生音声の中高音を出力するようになされている。

一方、サブウーファ３は、サウンドプロセッサ１１から供給された低域成分信号Ｓ２に応じた再生音声の低音を出力するようになされている。これにより、マルチチャンネル再生システム１では、ヘッドホンＨＰ１から再生音声の中高音を出力すると共に、サブウーファ３から再生音声の低音を出力することになり、その合成音がユーザＵ１に対する聴取音となるようになされている。

ここでヘッドホンＨＰ１としては、所謂密閉型ではなく開放型と呼ばれるものが用いられており、筐体Ｋ１及びＫ２のイヤーパッド部分とユーザＵ１の耳との間に多少なりとも隙間が開いているものを前提としている。

開放型のヘッドホンＨＰ１では、聴取者であるユーザＵ１の耳付近での圧迫感を与えないこと、装着感に優れていること等が特徴として挙げられるが、同時にスピーカユニットの振動板の前面と背面とが空間で繋がっており、波長の長い低音におけるキャンセル効果が生じるために十分な低域再生が出来ないという欠点がある。

しかしながら、このマルチチャンネル再生システム１では、開放型のヘッドホンＨＰ１の他にサウンドプロセッサ１１に接続されたサブウーファ３によって再生音声の低音をカバーすることができるため、再生音声の全周波数帯域を聴取者に対して受聴させ得るようになされている。

すなわち開放型のヘッドホンＨＰ１では、筐体Ｋ１及びＫ２のイヤーパッド部分と耳との間に隙間が開いているため、その隙間を介してサブウーファ３から出力される低音をユーザＵ１に聴取させることが可能になる。

またサブウーファ３を用いて低域再生することに関しては、以下のようなメリットもある。主にＤＶＤで提供される映画等のコンテンツにおいて、低域表現の役割は爆発音や密閉感を表す効果音の再生がメインであることが多い。

それらの迫力は、耳からの聴取する低音だけでなく聴取者の身体全体で受ける振動等も大きく作用していることは経験からも明らかである。その意味で、低域再生は、ヘッドホンＨＰ１だけによるのではなく、サブウーファ３により実際に空間再生することの方が、コンテンツ制作者の意図を反映した迫力を一段とユーザＵ１に伝えられると考えられる。

このようにマルチチャンネル再生システム１では、開放型のヘッドホンＨＰ１におけるイヤーパッド部分と耳との隙間を介してサブウーファ３からの低音を聴取させ得ることに加えて、サブウーファ３からの低音をユーザＵ１の身体全体で受ける振動として体感させ得るようになされている。

同様に図２（Ｂ）に示すように、マルチチャンネル再生システム１においては、複数のユーザＵ１〜Ｕ３を対象とした場合、音響装置２のＤＶＤ／ＳＡＣＤプレーヤ１２によって再生された複数チャンネルからなる再生信号に対し、サウンドプロセッサ１１を介して所定の信号処理を施した後、そのうち中高域成分信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１ＣをユーザＵ１〜Ｕ３のヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３へ有線又は無線によりそれぞれ伝送すると共に、低域成分信号Ｓ２をサブウーファ３へ出力するように振り分ける。

この場合、サウンドプロセッサ１１は、サブウーファ３からユーザＵ１〜Ｕ３までの距離がリスニングポジションの違いによってそれぞれ異なり、またユーザＵ１〜Ｕ３に到達する再生音声の周波数特性がそれぞれ異なるため、それらを考慮してタイムアライメントの補正や、周波数特性の補正を施した結果得られる中高域成分信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１ＣをそれぞれユーザＵ１〜Ｕ３のヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３へ出力するようになされている。

ヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３は、サウンドプロセッサ１１からそれぞれ供給された中高域成分信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃに応じて、当該ヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３における各スピーカユニット（図示せず）から再生音声の中高音を出力するようになされている。

一方、サブウーファ３は、サウンドプロセッサ１１から供給された低域成分信号Ｓ２に応じた再生音声の低音を出力するようになされている。これにより、マルチチャンネル再生システム１では、ヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３から再生音声の中高音をそれぞれ出力すると共に、サブウーファ３から再生音声の低音を出力することになり、その合成音がユーザＵ１〜Ｕ３に対する聴取音となるようになされている。

この場合も、ヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３としては、所謂密閉型ではなく開放型と呼ばれるものが用いられており、スピーカユニットの振動板の前面と背面とが空間で繋がっている関係上、波長の長い低音におけるキャンセル効果が生じるために十分な低域再生が出来ないという欠点があるが、サウンドプロセッサ１１に接続されるサブウーファ３によって低域をカバーすることができるため、再生周波数の全帯域を聴取者であるユーザＵ１〜Ｕ３に対して受聴させ得るようになされている。

このようにマルチチャンネル再生システム１では、開放型のヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３におけるイヤーパッド部分と耳との隙間を介してサブウーファ３からの低音を聴取させ得ることに加えて、サブウーファ３からの低音をユーザＵ１〜Ｕ３の身体全体で受ける振動として体感させ得るようになされている。

（１−３）第１の実施の形態におけるヘッドホンの構成
ここでヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３においては、図３に示すように、ユーザＵ１の左右に１個ずつスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２が設けられた構成が考えられる。

また、図３との対応部分に同一符号を付した図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ユーザＵ１の頭部における耳横部のスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２だけでなく、その前方両側にスピーカユニットＳＵ３及びＳＵ４が設けられると共に、その後方両側にスピーカユニットＳＵ５及びＳＵ６が設けられた構成についても考えられる。

すなわち、この場合、ユーザＵ１の左右の耳に対して前、横、後ろから包み込むようにスピーカユニットＳＵ１〜ＳＵ６が配置された構成となる。

（１−４）第１の実施の形態における音像定位手法
上述したような左耳横部にスピーカユニットＳＵ１、ＳＵ３及びＳＵ５が設けられ、右耳横部にスピーカユニットＳＵ２、ＳＵ４及びＳＵ６が設けられているヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３（図４）を用いた場合の音像定位手法と、左耳横部及び右耳横部にそれぞれ１個ずつスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２が設けられているヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３（図３）を用いた場合の音像定位手法について、それぞれ説明する。但し、ここでは便宜上、ヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３のうちヘッドホンＨＰ１だけについて説明する。

（１−４−１）左右に複数のスピーカユニットがそれぞれ設けられているヘッドホンを用いた場合の音像定位手法
図４（Ａ）及び（Ｂ）に示したような複数のスピーカユニットＳＵ１〜ＳＵ６を有するヘッドホンＨＰ１の場合、図５に示すように、例えば５．１ｃｈ音源であるＤＶＤ１９から再生された５．１ｃｈのマルチチャンネル音声コンテンツにおける左フロントスピーカ用のＬチャンネル、右フロントスピーカ用のＲチャンネル、センタスピーカ用のＣチャンネル、左サラウンドスピーカ用のＳＬチャンネル及び右サラウンドスピーカ用のＳＲチャンネルに対するそれぞれの音声信号を個別のスピーカユニットＳＵ１〜ＳＵ６により各チャンネル音声として出力することにより、コンテンツ製作者が意図したような音像の方向感すなわち音像定位を与えることが出来るようになされている。

この場合、センタスピーカ用のＣチャンネルを介して出力される音声信号については、センタスピーカが本来一つであって、Ｃチャンネルの音声信号をスピーカユニットＳＵ３及びＳＵ４へそれぞれ出力した場合、センタスピーカ用のＣチャンネルの音量レベルが大きくなることで、他のチャンネル（Ｌチャンネル、Ｒチャンネル、ＳＬチャンネル及びＳＲチャンネル）とのレベルバランスが崩れるため、スピーカユニットＳＵ３及びＳＵ４へ供給する前に、レベル低減回路２１及び２２によりそれぞれ−３[dB]ずつゲインを落とすようになされている。

また、ＬＦＥ(Low Frequency Effect)チャンネルに供給される低域成分信号は、本来、音像の方向感をユーザに与えることのない範囲の周波数帯域に相当するため、通常通りサブウーファ３へ出力されるようになされている。

すなわち、この場合のマルチチャンネル再生システム１では、マルチチャンネル音声コンテンツに対応した再生音声のうち音像の方向感を与え得る中高音については複数のスピーカユニットＳＵ１〜ＳＵ６を有するヘッドホンＨＰ１を介して個別に出力させようにしたことにより、例え何れのリスニングポジションに位置する聴取者に対してであっても、その聴取者の周囲を回転するかのような物体のシーンに対して、この物体の回転に伴う音像の方向感を実感させ得るようになされている。

（１−４−２）左右に１個ずつスピーカユニットが設けられているヘッドホンを用いた場合の音像定位手法
図３に示したような左耳横部及び右耳横部にそれぞれ１個ずつスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２が設けられたヘッドホンＨＰ１の場合、図６に示すように、マルチチャンネル再生システム１では、当該ヘッドホンＨＰ１における左右の筐体Ｋ１及びＫ２の内部に設けられたスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２から放音される再生音声の音像を、あたかも仮想左チャンネルＶＬ、仮想右チャンネルＶＲ、仮想センターチャンネルＶＣ、仮想サラウンド左チャンネルＶＳＬ、仮想サラウンド右チャンネルＶＳＲから放音されていると聴取者に感じさせるように定位させる必要がある。

そうすればマルチチャンネル再生システム１は、ヘッドホンＨＰ１における左右のスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２から放音される再生音声が、仮想左チャンネルＶＬ、仮想右チャンネルＶＲ、仮想センターチャンネルＶＣ、仮想サラウンド左チャンネルＶＳＬ、仮想サラウンド右チャンネルＶＳＲから放音されているかのように感じさせることができるため、モニタ４（図１）を介してＤＶＤ等のマルチチャンネル音声コンテンツを聴取しているユーザに対して立体感及び臨場感ある再生音声を提供し得るようになされている。

ここで、音像を動かす音象定位処理の原理について説明する。図７に示すように、所定の再生音場において、ダミーヘッドＤＨの位置に存在するであろう聴取者に対して、音像を定位させようとする仮想左チャンネルＶＬ、仮想右チャンネルＶＲ、仮想センターチャンネルＶＣ、仮想サラウンド左チャンネルＶＳＬ、仮想サラウンド右チャンネルＶＳＲの仮想スピーカ位置に対して、実際に左スピーカＳＬ、右スピーカＳＲ、センタスピーカＳＣ、左サラウンドスピーカＳＳＬ、右サラウンドスピーカＳＳＲを配置する。

そして、左スピーカＳＬ、右スピーカＳＲ、センタスピーカＳＣ、左サラウンドスピーカＳＳＬ、右サラウンドスピーカＳＳＲから放音される再生音声をダミーヘッドＤＨの両耳部分で集音し、左スピーカＳＬ、右スピーカＳＲ、センタスピーカＳＣ、左サラウンドスピーカＳＳＬ、右サラウンドスピーカＳＳＲから放音された再生音声が、ダミーヘッドＤＨの両耳部分に到達したときには、どのように変化しているかを示す頭部音響伝達関数（ＨＲＴＦ(Head Related Transfer Function)）を予め測定しておく。

この場合、左スピーカＳＬからダミーヘッドＤＨの左耳までの再生音声の頭部音響伝達関数はＮ１１であり、左スピーカＳＬからダミーヘッドＤＨの右耳までの再生音声の頭部音響伝達関数はＮ１２である。

同様に、センタスピーカＳＣからダミーヘッドＤＨの左耳までの再生音声の頭部音響伝達関数はＮ２１であり、センタスピーカＳＣからダミーヘッドＤＨの右耳までの再生音声の頭部音響伝達関数はＮ２２である。

また、右スピーカＳＲからダミーヘッドＤＨの左耳までの再生音声の頭部音響伝達関数はＮ３１であり、右スピーカＳＲからダミーヘッドＤＨの右耳までの再生音声の頭部音響伝達関数はＮ３２である。

更に、左サラウンドスピーカＳＳＬからダミーヘッドＤＨの左耳までの再生音声の頭部音響伝達関数はＮ４１、左サラウンドスピーカＳＳＬからダミーヘッドＤＨの右耳までの再生音声の頭部音響伝達関数はＮ４２であり、右サラウンドスピーカＳＳＲからダミーヘッドＤＨの左耳までの再生音声の頭部音響伝達関数はＮ５１であり、右サラウンドスピーカＳＳＲからダミーヘッドＤＨの右耳までの再生音声の頭部音響伝達関数はＮ５２である。

このように予め測定しておいた頭部音響伝達関数Ｎを用いて信号処理し、その信号処理後の音声信号に応じた再生音声を放音すれば、ヘッドホンＨＰ１のスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２から放音される再生音声が、あたかも仮想左チャンネルＶＬ、仮想右チャンネルＶＲ、仮想センターチャンネルＶＣ、仮想サラウンド左チャンネルＶＳＬ、仮想サラウンド右チャンネルＶＳＲの仮想スピーカ位置から放音されていると聴取者が感じるようにその音像を定位させることができる。

因みに、頭部音響伝達関数Ｎの測定を行う場合にダミーヘッドＤＨを用いる場合について説明したが、これに限るものではなく、実際に人間を座らせ、その人間の耳近傍にマイクを置いて音声の頭部音響伝達関数Ｎを測定して求めたり、シミュレーションによって求めるようにしても良い。

具体的には、図６に示したように、５．１ｃｈ音源であるＤＶＤ１９から再生された５．１ｃｈの音声信号が、左チャンネル用端子Ｔ１、センターチャンネル用端子Ｔ２、右チャンネル用端子Ｔ３、サラウンド左チャンネル用端子Ｔ４、サラウンド右チャンネル用端子Ｔ５及びＬＦＥチャンネル用端子Ｔ６を介してチャンネル毎に供給される。

左チャンネル用端子Ｔ１を介して入力されたＬチャンネルの音声信号は、音像定位処理フィルタ２１及び２２へ出力され、センターチャンネル用端子Ｔ２を介して入力されたＣチャンネルの音声信号は、音像定位処理フィルタ２３及び２４へ出力され、右チャンネル用端子Ｔ３を介して入力されたＲチャンネルの音声信号は、音像定位処理フィルタ２５及び２６へ出力され、サラウンド左チャンネル用端子Ｔ４を介して入力されたＳＬチャンネルの音声信号は、音像定位処理フィルタ２７及び２８へ出力され、サラウンド右チャンネル用端子Ｔ５を介して入力されたＳＲチャンネルの音声信号は、音像定位処理フィルタ２９及び３０へ出力される。

音像定位処理フィルタ２１は、左チャンネル用端子Ｔ１を介して供給されたＬチャンネルの音声信号に対して頭部音響伝達関数「Ｎ１１」による信号処理を施した後、これを加算器３１へ送出する。また音像定位処理フィルタ２２も、左チャンネル用端子Ｔ１を介して供給されたＬチャンネルの音声信号に対して頭部音響伝達関数「Ｎ１２」による信号処理を施した後、これを加算器３２へ送出する。

音像定位処理フィルタ２３は、センターチャンネル用端子Ｔ２を介して供給されたＣチャンネルの音声信号に対して頭部音響伝達関数「Ｎ２１」による信号処理を施した後、これを加算器３１へ送出する。また音像定位処理フィルタ２４も、センターチャンネル用端子Ｔ２を介して供給されたＣチャンネルの音声信号に対して頭部音響伝達関数「Ｎ２２」による信号処理を施した後、これを加算器３２へ送出する。

音像定位処理フィルタ２５は、右チャンネル用端子Ｔ３を介して供給されたＲチャンネルの音声信号に対して頭部音響伝達関数「Ｎ３１」による信号処理を施した後、これを加算器３１へ送出する。また音像定位処理フィルタ２６も、右チャンネル用端子Ｔ３を介して供給されたＲチャンネルの音声信号に対して頭部音響伝達関数「Ｎ３２」による信号処理を施した後、これを加算器３２へ送出する。

音像定位処理フィルタ２７は、サラウンド左チャンネル用端子Ｔ４を介して供給されたＳＬチャンネルの音声信号に対して頭部音響伝達関数「Ｎ４１」による信号処理を施した後、これを加算器３１へ送出する。また音像定位処理フィルタ２８も、サラウンド左チャンネル用端子Ｔ４を介して供給されたＳＬチャンネルの音声信号に対して頭部音響伝達関数「Ｎ４２」による信号処理を施した後、これを加算器３２へ送出する。

音像定位処理フィルタ２９は、サラウンド右チャンネル用端子Ｔ５を介して供給されたＳＲチャンネルの音声信号に対して頭部音響伝達関数「Ｎ５１」による信号処理を施した後、これを加算器３１へ送出する。また音像定位処理フィルタ３０も、サラウンド右チャンネル用端子Ｔ５を介して供給されたＳＲチャンネルの音声信号に対して頭部音響伝達関数「Ｎ５２」による信号処理を施した後、これを加算器３２へ送出する。

加算器３１は、音像定位処理フィルタ２１、音像定位処理フィルタ２３、音像定位処理フィルタ２５、音像定位処理フィルタ２７及び音像定位処理フィルタ２９からそれぞれ供給される各チャンネルの音声信号を加算し、その結果得られる合成信号をトランスオーラルフィルタ３３へ送出する。

また加算器３２は、音像定位処理フィルタ２２、音像定位処理フィルタ２４、音像定位処理フィルタ２６、音像定位処理フィルタ２８及び音像定位処理フィルタ３０からそれぞれ供給される各チャンネルの音声信号を加算し、その結果得られる合成信号をトランスオーラルフィルタ３４へ送出する。

ここでトランスオーラルフィルタ３３及び３４を用いるのは、音像定位処理フィルタ２１〜３０によって、ヘッドホンＨＰ１のスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２から放音される再生音声に対して音像定位処理が施されていても、実際のスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２から耳までの頭部音響伝達関数「Ｇ１」及び「Ｇ２」の影響を受けて、再生音声の音像を目的とする仮想スピーカ位置に定位させることができない場合があるからである。

そこで、トランスオーラルフィルタ３３及び３４を用いて、加算器３１及び３２からそれぞれ出力される合成信号に対して１／「Ｇ１」、１／「Ｇ２」を乗算し、スピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２から左右の耳までの伝達関数「Ｇ１」及び「Ｇ２」の影響を除去することにより得られた補正後の合成信号をヘッドホンＨＰ１のスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２へ出力することにより、ヘッドホンＨＰ１のスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２から放音される再生音声を、仮想スピーカ位置に想定した左スピーカＳＬ、右スピーカＳＲ、センタスピーカＳＣ、左サラウンドスピーカＳＳＬ、右サラウンドスピーカＳＳＲから放音されたかのように正確に定位させ得るようになされている。

従って、この場合も、ヘッドホンＨＰ１を使用しているユーザＵ１に対して、そのヘッドホンＨＰ１のスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２から放音される再生音声が、仮想スピーカ位置から聞こえるかのように感じさせることができるため、例え何れのリスニングポジションに位置する聴取者に対してであっても、その聴取者の周囲を回転するかのような物体のシーンに対して、この物体の回転に伴う音像の方向感を聴取者に対して実感させ得るようになされている。

なお、この場合、音像定位に無関係の低域成分信号については、ＬＦＥチャンネル用端子Ｔ６を介してサブウーファ３へ供給されることになり、当該サブウーファ３から再生音声のうち低音部分が放音される。

このように、左耳横部にスピーカユニットＳＵ１、ＳＵ３及びＳＵ５が設けられ、右耳横部にスピーカユニットＳＵ２、ＳＵ４及びＳＵ６が設けられたヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３を用いた場合の音像定位手法や、左耳横部及び右耳横部にそれぞれ１個ずつスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２が設けられたヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３を用いた場合の音像定位手法の何れであっても、コンテンツ製作者が意図したような音像の方向感を与えることが出来るようになされている。

（１−５）第１の実施の形態におけるマルチチャンネル再生システムの具体的回路構成
さて、本発明における第１の実施の形態におけるマルチチャンネル再生システム１の基本構成について述べてきたが、続いて、本発明を活用した一段と現実的なアプリケーションについて説明する。

上述したマルチチャンネル再生システム１では、いずれも聴取者はヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３及びサブウーファ３から出力される両方の再生音声の合成音を聴取しているが、この発生源が異なる２つの再生音声に対し、聴取者の耳位置で双方のゲイン（音量）、遅延（ディレイ）及びクロスカーブ（双方の再生限界周波数付近における特性・挙動）が大きく異なると、当該２つの音声の繋がりが悪くなる。

その結果、２つの再生音声のうち、どちらかの音しか聞こえない現象、２つの再生音声が分離して聞こえる現象、再生帯域内で所定周波数帯域の音声レベルが落ち込むことにより聞こえなくなる現象（ディップ）、所定周波数帯域の音声レベルだけが急峻に高くなる現象（ピーク）等を発生させ、聴取者に対して違和感を生じさせることになる。

更に、図１に示したように、複数のユーザＵ１〜Ｕ３によって受聴する場合、サブウーファ３と、ヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３との位置関係が各ユーザＵ１〜Ｕ３によって異なっているため、空間的な要因（距離、壁の反射、定在波、ヘッドホン種類等）によりそれぞれの特性が異なり、問題は一層大きくなる。そこで本発明では、図８〜図１１に示すようなシステムを構成することにより、上述のような問題を解決するようになされている。

（１−５−１）複数のスピーカユニットが設けられているヘッドホンを用いたマルチチャンネル再生システム
図８に示すように、複数のスピーカユニットＳＵ１〜ＳＵ６が設けられているヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３（図４）を用いたマルチチャンネル再生システム４０では、デコーダ４１から供給される５．１ｃｈのマルチチャンネル音声コンテンツを構成するＬＦＥチャンネルの低域成分信号ＳＷＳをサブウーファ３へ出力する一方、Ｌチャンネルの左スピーカ音声信号ＬＳ、Ｒチャンネルの右スピーカ音声信号ＲＳ、Ｃチャンネルのセンタスピーカ音声信号ＣＳ、ＳＬチャンネルの左サラウンド音声信号ＳＬＳ及びＳＲチャンネルの右サラウンド音声信号ＳＲＳをそれぞれヘッドホンＨＰ１用補正部４２、ヘッドホンＨＰ２用補正部４３及ぶヘッドホンＨＰ３用補正部４４へ送出する。

ヘッドホンＨＰ１用補正部４２では、各チャンネルの音声信号（ＬＳ、ＲＳ、ＣＳ、ＳＬＳ、ＳＲＳ）をＨＰ１用ゲイン調整回路４２Ａ、ＨＰ１用フィルタ４２Ｂ、ＨＰ１用ディレイ調整回路４２Ｃを介して、サブウーファ３からヘッドホンＨＰ１のユーザＵ１までの距離に対応した好適なゲイン、フィルタ特性（イコライザやローパスフィルタ等）及びディレイを調整し、ＨＰ１用パワーアンプ４２Ｄを介して音圧レベルを調整した後、ユーザＵ１のヘッドホンＨＰ１を介してマルチチャンネル音声コンテンツの中高音を出力する。

同様に、ヘッドホンＨＰ２用補正部４３でも、各チャンネルの音声信号（ＬＳ、ＲＳ、ＣＳ、ＳＬＳ、ＳＲＳ）をＨＰ２用ゲイン調整回路４３Ａ、ＨＰ２用フィルタ４３Ｂ、ＨＰ２用ディレイ調整回路４３Ｃを介して、サブウーファ３からヘッドホンＨＰ２のユーザＵ２までの距離に対応した好適なゲイン、フィルタ特性（イコライザやローパスフィルタ等）及びディレイを調整し、ＨＰ２用パワーアンプ４３Ｄを介して音圧レベルを調整した後、ユーザＵ２のヘッドホンＨＰ２を介してマルチチャンネル音声コンテンツの中高音を出力する。

もちろん、ヘッドホンＨＰ３用補正部４４も同様に、各チャンネルの音声信号（ＬＳ、ＲＳ、ＣＳ、ＳＬＳ、ＳＲＳ）をＨＰ３用ゲイン調整回路４４Ａ、ＨＰ３用フィルタ４４Ｂ、ＨＰ３用ディレイ調整回路４４Ｃを介して、サブウーファ３からヘッドホンＨＰ３のユーザＵ３までの距離に対応した好適なゲイン、フィルタ特性（イコライザやローパスフィルタ等）及びディレイを調整し、ＨＰ３用パワーアンプ４４Ｄを介して音圧レベルを調整した後、ユーザＵ３のヘッドホンＨＰ３を介してマルチチャンネル音声コンテンツの中高音を出力する。

この場合のマルチチャンネル再生システム４０では、ヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３に対しては、ヘッドホンＨＰ１用補正部４２〜４４により、各チャンネルの音声信号（ＬＳ、ＲＳ、ＣＳ、ＳＬＳ、ＳＲＳ）に対して、サブウーファ３からヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３のユーザＵ１〜Ｕ３までの距離に対応した好適なゲイン、フィルタ特性（イコライザやローパスフィルタ等）及びディレイをそれぞれ調整した後、ユーザＵ１〜Ｕ３のヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３を介してマルチチャンネル音声コンテンツの中高音を出力することにより、ユーザＵ１〜Ｕ３の全員に好適な音像の方向感を与え得るようになされている。

このときマルチチャンネル再生システム４０では、同時に、ユーザＵ１〜Ｕ３の全員に対して共通のサブウーファ３から方向性とは無関係の低音を受聴させ得るようになされているため、ユーザＵ１〜Ｕ３のリスニングポジションに拘わらず、ユーザＵ１〜Ｕ３の全員に対して十分な低音を耳からだけでなく身体全体でも受聴させ得るようになされている。

（１−５−２）複数のスピーカユニットが設けられているヘッドホンを用いたバスマネジメント適用のマルチチャンネル再生システム
図８との対応部分に同一符号を付した図９に示すように、複数のスピーカユニットＳＵ１〜ＳＵ６が設けられているヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３（図４）を用いたマルチチャンネル再生システム５０では、上述したマルチチャンネル再生システム４０（図８）に対していわゆるバスマネジメントを適用した構成を有するものである。

ここでバスマネジメントとは、例えば左スピーカ、センタスピーカ、右スピーカ、左サラウンドスピーカ、右サラウンドスピーカ等のスピーカ装置が多数設けられたシステムにおいて、各スピーカからそれぞれ低音が出力された場合、相互に干渉を起こす等して聴取者に違和感を生じさせることがあるため、低音についてはサブウーファだけからのみ出力させ、他のスピーカからは低音を一切出力することなく、中高音だけを出力させるようにすることにより低音の干渉を未然に防止する技術である。

このバスマネジメントを適用したシステムでは、サブウーファ以外がサイズの小さい小型スピーカとき、その小型スピーカから低音を出力させることを停止し、サブウーファからのみ低音を出力させることができるため、小型スピーカの出力歪や破壊を未然に防止することができるようになされている。

実際上、バスマネジメントを適用したマルチチャンネル再生システム５０では、デコーダ４１から供給される５．１ｃｈのマルチチャンネル音声コンテンツを構成するＬＦＥチャンネルの低域成分信号ＳＷＳを加算回路５３へ出力する一方、Ｌチャンネルの左スピーカ音声信号ＬＳ、Ｒチャンネルの右スピーカ音声信号ＲＳ、Ｃチャンネルのセンタスピーカ音声信号ＣＳ、ＳＬチャンネルの左サラウンド音声信号ＳＬＳ及びＳＲチャンネルの右サラウンド音声信号ＳＲＳをそれぞれ低音分離ローパスフィルタ／ゲイン調整回路５１及び中高音分離ハイパスフィルタ５３へそれぞれ送出する。

低音分離ローパスフィルタ／ゲイン調整回路５１は、デコーダ４１から供給された各チャンネルの音声信号（ＬＳ、ＲＳ、ＣＳ、ＳＬＳ、ＳＲＳ）のうち低域成分信号だけをローパスフィルタによって分離すると共に、ゲイン調整し、かつ各チャンネルをミキシングすることにより合成低域成分信号ＭＬ１を生成し、これを加算回路５２へ送出する。

加算回路５２は、デコーダ４１から供給されたＬＦＥチャンネル用の低域成分信号ＳＷＳと、合成低域成分信号ＭＬ１とを加算し、その結果得られる低域信号ＬＬＳ１をサブウーファ３へ出力することにより、マルチチャンネル音声コンテンツのうち全ての低音部分をサブウーファ３から出力し得るようになされている。

一方、中高音分離ハイパスフィルタ５３は、デコーダ４１から供給された各チャンネルの音声信号（ＬＳ、ＲＳ、ＣＳ、ＳＬＳ、ＳＲＳ）のうち中高域成分信号だけをハイパスフィルタによって分離し、その結果得られるチャンネル毎の中高域成分信号をそれぞれヘッドホンＨＰ１用補正部４２、ヘッドホンＨＰ２用補正部４３及ぶヘッドホンＨＰ３用補正部４４へ送出する。

ヘッドホンＨＰ１用補正部４２では、チャンネル毎の中高域成分信号をＨＰ１用ゲイン調整回路４２Ａ、ＨＰ１用フィルタ４２Ｂ、ＨＰ１用ディレイ調整回路４２Ｃを介して、サブウーファ３からヘッドホンＨＰ１のユーザＵ１までの距離に対応した好適なゲイン、フィルタ特性（イコライザやローパスフィルタ等）及びディレイを調整し、ＨＰ１用パワーアンプ４２Ｄを介して音圧レベルを調整した後、ユーザＵ１のヘッドホンＨＰ１を介してマルチチャンネル音声コンテンツの中高音部分を複数のスピーカユニットＳＵ１〜ＳＵ６からそれぞれチャンネル毎に出力する。

同様に、ヘッドホンＨＰ２用補正部４３でも、チャンネル毎の中高域成分信号をＨＰ２用ゲイン調整回路４３Ａ、ＨＰ２用フィルタ４３Ｂ、ＨＰ２用ディレイ調整回路４３Ｃを介して、サブウーファ３からヘッドホンＨＰ２のユーザＵ２までの距離に対応した好適なゲイン、フィルタ特性（イコライザやローパスフィルタ等）及びディレイを調整し、ＨＰ２用パワーアンプ４３Ｄを介して音圧レベルを調整した後、ユーザＵ２のヘッドホンＨＰ２を介してマルチチャンネル音声コンテンツの中高音部分を複数のスピーカユニットＳＵ１〜ＳＵ６からそれぞれチャンネル毎に出力する。

もちろん、ヘッドホンＨＰ３用補正部４４も同様に、チャンネル毎の中高域成分信号をＨＰ３用ゲイン調整回路４４Ａ、ＨＰ３用フィルタ４４Ｂ、ＨＰ３用ディレイ調整回路４４Ｃを介して、サブウーファ３からヘッドホンＨＰ３のユーザＵ３までの距離に対応した好適なゲイン、フィルタ特性（イコライザやローパスフィルタ等）及びディレイを調整し、ＨＰ３用パワーアンプ４４Ｄを介して音圧レベルを調整した後、ユーザＵ３のヘッドホンＨＰ３を介してマルチチャンネル音声コンテンツの中高音部分を複数のスピーカユニットＳＵ１〜ＳＵ６からそれぞれチャンネル毎に出力する。

この場合のバスマネジメントを適用したマルチチャンネル再生システム５０では、ヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３に対しては、ヘッドホンＨＰ１用補正部４２〜４４により、各チャンネルの音声信号（ＬＳ、ＲＳ、ＣＳ、ＳＬＳ、ＳＲＳ）のうち中高域成分信号に対して、サブウーファ３からヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３のユーザＵ１〜Ｕ３までの距離に対応した好適なゲイン、フィルタ特性（イコライザやローパスフィルタ等）及びディレイをそれぞれ調整した後、ユーザＵ１〜Ｕ３のヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３を介してマルチチャンネル音声コンテンツの中高音だけを出力することにより、ユーザＵ１〜Ｕ３の全員に好適な音像の方向感を与え得るようになされている。

このときマルチチャンネル再生システム５０では、同時に、ユーザＵ１〜Ｕ３の全員に対して共通のサブウーファ３から方向性とは無関係の低音を受聴させ得るようになされているため、ユーザＵ１〜Ｕ３のリスニングポジションに拘わらず、ユーザＵ１〜Ｕ３の全員に対して十分な低音を耳からだけでなく身体全体で受聴させ得るようになされている。

加えてマルチチャンネル再生システム５０では、バスマネジメントを適用しているため、低音についてはサブウーファ３だけからのみ出力させ、ヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３からは低音を一切出力することなく、中高音だけを出力させるようにしたことにより各スピーカから低音が出力された場合の干渉を確実に防止し得るようになされている。

またマルチチャンネル再生システム５０では、ヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３におけるスピーカユニットＳＵ１〜ＳＵ６のサイズが非常に小さいが、バスマネジメントの考え方を適用し、そのスピーカユニットＳＵ１〜ＳＵ６から低音を出力させることを停止したうえで、サブウーファ３からのみ低音を出力させることができるため、スピーカユニットＳＵ１〜ＳＵ６の出力歪やスピーカユニットＳＵ１〜ＳＵ６の破壊を未然に防止し得るようになされている。

（１−５−３）左右に１個ずつスピーカユニットが設けられているヘッドホンを用いたマルチチャンネル再生システム
図８との対応部分に同一符号を付した図１０に示すように、左右に１個ずつスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２が設けられているヘッドホンＨＰ１（図３）を用いたマルチチャンネル再生システム６０では、デコーダ４１から供給される５．１ｃｈのマルチチャンネル音声コンテンツを構成するＬＦＥチャンネル用の低域成分信号ＳＷＳをサブウーファ３へ出力する一方、Ｌチャンネルの左スピーカ音声信号ＬＳ、Ｒチャンネルの右スピーカ音声信号ＲＳ、Ｃチャンネルのセンタスピーカ音声信号ＣＳ、ＳＬチャンネルの左サラウンド音声信号ＳＬＳ及びＳＲチャンネルの右サラウンド音声信号ＳＲＳを仮想サラウンド処理・ダウンミックス処理回路６１へ送出する。

仮想サラウンド処理・ダウンミックス処理回路６１は、デコーダ４１から供給された各チャンネルの音声信号（ＬＳ、ＲＳ、ＣＳ、ＳＬＳ、ＳＲＳ）に対し、上述した音像定位手法（図７及び図８）に従って音像定位処理フィルタ２１、音像定位処理フィルタ２３、音像定位処理フィルタ２５、音像定位処理フィルタ２７及び音像定位処理フィルタ２９による仮想サラウンド信号処理を施すと共に、５．１ｃｈのマルチチャンネル音声コンテンツを２ｃｈのスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２からなるヘッドホンＨＰ１に合わせるべくダウンミックス処理を施し、その結果得られる２ｃｈ分のダウンミックス信号ＤＭＳをそれぞれヘッドホンＨＰ１用補正部６２、ヘッドホンＨＰ２用補正部６３及びヘッドホンＨＰ３用補正部６４へ送出する。

ヘッドホンＨＰ１用補正部６２では、ダウンミックス信号ＤＭＳに対し、ＨＰ１用ゲイン調整回路６２Ａ、ＨＰ１用フィルタ６２Ｂ、ＨＰ１用ディレイ調整回路６２Ｃを介して、サブウーファ３からヘッドホンＨＰ１のユーザＵ１までの距離に対応した好適なゲイン、フィルタ特性（イコライザやローパスフィルタ等）及びディレイを調整し、ＨＰ１用パワーアンプ６２Ｄを介して音圧レベルを調整した後、ユーザＵ１のヘッドホンＨＰ１を介してマルチチャンネル音声コンテンツの中高音をスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２から２チャンネルで出力する。

同様に、ヘッドホンＨＰ２用補正部６３でも、ダウンミックス信号ＤＭＳに対し、ＨＰ２用ゲイン調整回路６３Ａ、ＨＰ２用フィルタ６３Ｂ、ＨＰ２用ディレイ調整回路６３Ｃを介して、サブウーファ３からヘッドホンＨＰ２のユーザＵ２までの距離に対応した好適なゲイン、フィルタ特性（イコライザやローパスフィルタ等）及びディレイを調整し、ＨＰ２用パワーアンプ６３Ｄを介して音圧レベルを調整した後、ユーザＵ２のヘッドホンＨＰ２を介してマルチチャンネル音声コンテンツの中高音をスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２から２チャンネルで出力する。

もちろん、ヘッドホンＨＰ３用補正部６４も同様に、ダウンミックス信号ＤＭＳに対し、ＨＰ３用ゲイン調整回路６４Ａ、ＨＰ３用フィルタ６４Ｂ、ＨＰ３用ディレイ調整回路６４Ｃを介して、サブウーファ３からヘッドホンＨＰ３のユーザＵ３までの距離に対応した好適なゲイン、フィルタ特性（イコライザやローパスフィルタ等）及びディレイを調整し、ＨＰ３用パワーアンプ６４Ｄを介して音圧レベルを調整した後、ユーザＵ３のヘッドホンＨＰ３を介してマルチチャンネル音声コンテンツの中高音をスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２から２チャンネルで出力する。

この場合のマルチチャンネル再生システム６０では、ヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３に対しては、ヘッドホンＨＰ１用補正部６２〜ヘッドホンＨＰ３用補正部６４により、ダウンミックス信号ＤＭＳに対して、サブウーファ３からヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３のユーザＵ１〜Ｕ３までの距離に対応した好適なゲイン、フィルタ特性（イコライザやローパスフィルタ等）及びディレイをそれぞれ調整した後、ユーザＵ１〜Ｕ３のヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３を介してマルチチャンネル音声コンテンツの中高音をスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２から２チャンネルで出力することにより、ユーザＵ１〜Ｕ３の全員に好適な音像の方向感を個別に与え得るようになされている。

このときマルチチャンネル再生システム６０では、同時に、ユーザＵ１〜Ｕ３の全員に対して共通のサブウーファ３から方向性とは無関係の低音を受聴させ得るようになされているため、ユーザＵ１〜Ｕ３のリスニングポジションに拘わらず、ユーザＵ１〜Ｕ３の全員に対して十分な低音を耳からだけでなく身体全体で受聴させ得るようになされている。

（１−５−４）左右に１個ずつスピーカユニットが設けられているヘッドホンを用いたバスマネジメント適用のマルチチャンネル再生システム
図１０との対応部分に同一符号を付した図１１に示すように、左右に１個ずつスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２が設けられているヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３（図３）を用いたマルチチャンネル再生システム７０では、上述したマルチチャンネル再生システム６０に対して上述したバスマネジメントを適用した構成を有するものである。

実際上、バスマネジメントを適用したマルチチャンネル再生システム７０では、デコーダ４１から供給される５．１ｃｈのマルチチャンネル音声コンテンツを構成するＬＦＥチャンネルの低域成分信号ＳＷＳを加算回路７４へ出力する一方、Ｌチャンネルの左スピーカ音声信号ＬＳ、Ｒチャンネルの右スピーカ音声信号ＲＳ、Ｃチャンネルのセンタスピーカ音声信号ＣＳ、ＳＬチャンネルの左サラウンド音声信号ＳＬＳ及びＳＲチャンネルの右サラウンド音声信号ＳＲＳをそれぞれ仮想サラウンド処理・ダウンミックス処理回路６１へ送出する。

仮想サラウンド処理・ダウンミックス処理回路６１は、デコーダ４１から供給された各チャンネルの音声信号（ＬＳ、ＲＳ、ＣＳ、ＳＬＳ、ＳＲＳ）に対し、上述した音像定位手法（図７及び図８）に従って音像定位処理フィルタ２１、音像定位処理フィルタ２３、音像定位処理フィルタ２５、音像定位処理フィルタ２７及び音像定位処理フィルタ２９による仮想サラウンド信号処理を施すと共に、５．１ｃｈのマルチチャンネル音声コンテンツを２ｃｈのスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２のヘッドホンＨＰ１に合わせるべくダウンミックス処理を施し、その結果得られるダウンミックス信号ＤＭＳ１及びＤＭＳ２（２ｃｈ分ではダウンミックス信号ＤＭＳ）を加算回路７２及び中高音分離ハイパスフィルタ７１へそれぞれ送出する。

中高音分離ハイパスフィルタ７１は、仮想サラウンド処理・ダウンミックス処理回路６１から供給されるダウンミックス信号ＤＭＳのうち中高域成分信号だけをハイパスフィルタによって分離し、その結果得られる２チャンネル分の中高域成分信号をそれぞれヘッドホンＨＰ１用補正部６２、ヘッドホンＨＰ２用補正部６３及ぶヘッドホンＨＰ３用補正部６４へ送出する。

加算回路７２は、ダウンミックス信号ＤＭＳ１及ぶＤＭＳ２を加算し、その結果得られる合成後のダウンミックス信号ＤＭＳを低音分離ローパスフィルタ／ゲイン調整回路７３へ送出する。

低音分離ローパスフィルタ／ゲイン調整回路７３は、加算回路７２から供給されたダウンミックス信号ＤＭＳのうち低域成分信号だけをローパスフィルタによって分離すると共に、ゲイン調整することによりダウンミックス低域成分信号ＤＭＬ１を生成し、これを加算回路７４へ送出する。

加算回路７４は、デコーダ４１から供給されたＬＦＥチャンネル用の低域成分信号ＳＷＳと、ダウンミックス低域成分信号ＤＭＬ１とを加算し、その結果得られる低域信号ＬＬＳ２をサブウーファ３へ出力することにより、マルチチャンネル音声コンテンツのうち全ての低音部分をサブウーファ３から出力し得るようになされている。

ヘッドホンＨＰ１用補正部６２では、２ｃｈ分のダウンミックス信号ＤＭＳのうち中高域成分信号に対し、ＨＰ１用ゲイン調整回路６２Ａ、ＨＰ１用フィルタ６２Ｂ、ＨＰ１用ディレイ調整回路６２Ｃを介して、サブウーファ３からヘッドホンＨＰ１のユーザＵ１までの距離に対応した好適なゲイン、フィルタ特性（イコライザやローパスフィルタ等）及びディレイを調整し、ＨＰ１用パワーアンプ６２Ｄを介して音圧レベルを調整した後、ユーザＵ１のヘッドホンＨＰ１を介してマルチチャンネル音声コンテンツの中高音をスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２から２チャンネルで出力する。

同様に、ヘッドホンＨＰ２用補正部６３でも、２ｃｈ分のダウンミックス信号ＤＭＳのうち中高域成分信号に対し、ＨＰ２用ゲイン調整回路６３Ａ、ＨＰ２用フィルタ６３Ｂ、ＨＰ２用ディレイ調整回路６３Ｃを介して、サブウーファ３からヘッドホンＨＰ２のユーザＵ２までの距離に対応した好適なゲイン、フィルタ特性（イコライザやローパスフィルタ等）及びディレイを調整し、ＨＰ２用パワーアンプ６３Ｄを介して音圧レベルを調整した後、ユーザＵ２のヘッドホンＨＰ２を介してマルチチャンネル音声コンテンツの中高音をスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２から２チャンネルで出力する。

もちろん、ヘッドホンＨＰ３用補正部６４も同様に、２ｃｈ分のダウンミックス信号ＤＭＳのうち中高域成分信号に対し、ＨＰ３用ゲイン調整回路６４Ａ、ＨＰ３用フィルタ６４Ｂ、ＨＰ３用ディレイ調整回路６４Ｃを介して、サブウーファ３からヘッドホンＨＰ３のユーザＵ３までの距離に対応した好適なゲイン、フィルタ特性（イコライザやローパスフィルタ等）及びディレイを調整し、ＨＰ３用パワーアンプ６４Ｄを介して音圧レベルを調整した後、ユーザＵ３のヘッドホンＨＰ３を介してマルチチャンネル音声コンテンツの中高音をスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２から２チャンネルで出力する。

この場合のマルチチャンネル再生システム７０では、ヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３に対しては、ヘッドホンＨＰ１用補正部６２〜ヘッドホンＨＰ３用補正部６４により、２ｃｈ分のダウンミックス信号ＤＭＳのうち中高域成分信号に対し、サブウーファ３からヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３のユーザＵ１〜Ｕ３までの距離に対応した好適なゲイン、フィルタ特性（イコライザやローパスフィルタ等）及びディレイをそれぞれ調整した後、ユーザＵ１〜Ｕ３のヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３を介してマルチチャンネル音声コンテンツの中高音をスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２から２チャンネルで出力することにより、ユーザＵ１〜Ｕ３の全員に好適な音像の方向感を与え得るようになされている。

このときマルチチャンネル再生システム７０では、同時に、ユーザＵ１〜Ｕ３の全員に対して共通のサブウーファ３から方向性とは無関係の低音を受聴させ得るようになされているため、ユーザＵ１〜Ｕ３のリスニングポジションに拘わらず、ユーザＵ１〜Ｕ３の全員に対して十分な低音を耳からだけでなく身体全体でも受聴させ得るようになされている。

この場合のマルチチャンネル再生システム７０では、バスマネジメントを適用しているため、低音についてはサブウーファ３だけからのみ出力させ、ヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３からは低音を一切出力することなく、中高音だけを出力させるようにすることにより各スピーカから低音が出力された場合の干渉を確実に防止し得るようになされている。

またマルチチャンネル再生システム７０では、ヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３におけるスピーカユニットＳＵ１〜ＳＵ６のサイズが非常に小さいが、バスマネジメントの考え方を適用し、そのスピーカユニットＳＵ１〜ＳＵ６から低音を出力させることを停止したうえで、サブウーファ３からのみ低音を出力させることができるため、スピーカユニットＳＵ１〜ＳＵ６の出力歪やスピーカユニットＳＵ１〜ＳＵ６の破壊を未然に防止し得るようになされている。

（１−６）第１の実施の形態における動作及び効果
以上の構成において、マルチチャンネル再生システム４０、５０、６０及び７０では、ユーザＵ１〜Ｕ３の全員が何れのリスニングポジションに位置している場合であっても、設置型のスピーカではなく、それぞれヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３を用いてマルチチャンネル音声コンテンツの中高音を聴取させることにより、周辺に対する音漏れのエネルギーについてもヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３を用いたことにより大幅に低減させることができるので、周辺への音の伝播を十分に減少させることができる。

またマルチチャンネル再生システム４０、５０、６０及び７０では、サブウーファ３からユーザＵ１〜Ｕ３のリスニングポジションまでの距離を考慮した好適なゲイン、フィルタ特性（イコライザやローパスフィルタ等）及びディレイを調整したうえで、ヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３を介してユーザＵ１〜Ｕ３にマルチチャンネル再生コンテンツの中高音を個別に聴取させることができるので、ヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３を用いてマルチチャンネル音声コンテンツの中高音を聴取しているユーザＵ１〜Ｕ３に対し、個別にコンテンツ製作者の意図通りの音像感を提供することができる。

同時に、マルチチャンネル再生システム４０、５０、６０及び７０では、マルチチャンネル音声コンテンツの低音を、ユーザＵ１〜Ｕ３の全員にとって共通のサブウーファ３を介して聴覚的に聴取させると共に、低音の振動を身体全身で触覚的にも感じさせることができるので、身体振動の伝播を伴う迫力を十二分に感じさせることができる。

更にマルチチャンネル再生システム４０、５０、６０及び７０では、サブウーファ３からユーザＵ１〜Ｕ３のリスニングポジションまでの距離を考慮した好適なゲイン、フィルタ特性（イコライザやローパスフィルタ等）及びディレイを予め調整しプリセットしたうえで、ヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３を介してユーザＵ１〜Ｕ３に対して個別にマルチチャンネル再生コンテンツの再生音声のうち中高音を聴取させることができるので、サブウーファ３から出力される低音と、ヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３から出力される中高音とが滑らかに繋がり、何れのリスニングポジションに位置しているユーザに対しても高音質で最適な音像感を提供することができる。

その結果、マルチチャンネル再生システム４０、５０、６０及び７０では、サブウーファ３から出力される低音、ヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３から出力される中高音のうち、どちらかの音しか聞こえない現象、２つの音声が分離して聞こえる現象、再生帯域内で所定周波数帯域の音声レベルが落ち込むことにより聞こえなくなる現象（ディップ）、所定周波数帯域の音声レベルだけが急峻に高くなる現象（ピーク）等を発生させることを未然に防止し得、聴取者に対して違和感を生じさせずに済む。

以上の構成によれば、マルチチャンネル再生システム４０、５０、６０及び７０は、周囲に対する音漏れも非常に少なく、かつ何れのリスニングポジションに位置するユーザＵ１〜Ｕ３にとっても最適な音像感を提供し得ると共に、高品質の再生音声を聴取させることができる。

（２）第２の実施の形態
次に、第２の実施の形態におけるマルチチャンネル再生システムについて説明する。

（２−１）第２の実施の形態におけるマルチチャンネル再生システムの全体構成
図１との対応部分に同一符号を付した図１２に示すように、９０は全体として第２の実施の形態におけるマルチチャンネル再生システムを示し、リビング等の室内環境において、単数もしくは複数のユーザＵ１〜Ｕ３に対し、ＤＶＤやＳＡＣＤ等のマルチチャンネル音声コンテンツを臨場感ある形で提供しようとするものであり、サウンドプロセッサ１１及びＤＶＤ／ＳＡＣＤプレーヤ１２からなる音響装置２、任意のリスニングポジションに位置する複数のユーザＵ１〜Ｕ３に対して共通に用いられる測定兼用スピーカ９１、複数のユーザＵ１〜Ｕ３がそれぞれ使用する非密閉型のヘッドホンＨＰ１１〜ＨＰ１３によって構成されている。

このマルチチャンネル再生システム９０は、サウンドプロセッサ１１の内部に設けられたＣＰＵ(Central Processing Unit)構成またはＤＳＰ(Digital Signal Processor)構成でなるヘッドホン補正部８０を有し、測定モード時、測定シーケンスエンジン８１の制御に従って、測定信号再生ブロック８２からスイッチ回路８３を介して測定兼用スピーカ９１のウーファＵＨにより低音の測定音を出力させる。

ユーザＵ１が装着しているヘッドホンＨＰ１１では、筐体Ｋ１１Ｌ、Ｋ１１Ｒに取り付けられているノイズキャンセリング用のマイクロフォンＭＨ１Ｌ、ＭＨ１Ｒによって低音の測定音を集音し、ユーザＵ２が装着しているヘッドホンＨＰ１２でも筐体Ｋ１２Ｌ、Ｋ１２Ｒに取り付けられているノイズキャンセリング用のマイクロフォンＭＨ２Ｌ、ＭＨ２Ｒによって低音の測定音を集音し、ユーザＵ３が装着しているヘッドホンＨＰ１３でも筐体Ｋ１３Ｌ、Ｋ１３Ｒに取り付けられているノイズキャンセリング用のマイクロフォンＭＨ３Ｌ、ＭＨ３Ｒによって低音の測定音を集音する。

またマルチチャンネル再生システム９０は、再生ヘッドホン調整エンジン８６から音声出力部８７を介して中高音の測定音をヘッドホンＨＰ１１〜ＨＰ１３から出力させ、それをヘッドホンＨＰ１１のマイクロフォンＭＨ１Ｌ、ＭＨ１Ｒ、ヘッドホンＨＰ１２のマイクロフォンＭＨ２Ｌ、ＭＨ２Ｒ、ヘッドホンＨＰ１３のマイクロフォンＭＨ３Ｌ、ＭＨ３Ｒによってそれぞれ集音する。

ヘッドホン補正部８０の測定シーケンスエンジン８１は、ヘッドホンＨＰ１１〜ＨＰ１３から有線または無線で送信されてきた低音の測定音に対する測定結果や中高音の測定音に対する測定結果を集音ブロック８４で受け取らせる。

測定シーケンスエンジン８１では、解析ブロック８５で低音の測定音に対する測定結果を解析させることにより、ヘッドホンＨＰ１１〜ＨＰ１３毎にそれぞれのリスニングポジションではどのように低音の測定音が聞こえたのかを認識し、測定兼用スピーカ９１からユーザＵ１〜Ｕ３のリスニングポジションまでの距離を考慮した好適なディレイを算出させる。

また測定シーケンスエンジン８１では、解析ブロック８５で中高音の測定音に対する測定結果を解析させることにより、ヘッドホンＨＰ１１〜ＨＰ１３毎にそれぞれのリスニングポジションではどのように中高音の測定音が聞こえたのかを認識し、測定兼用スピーカ９１からユーザＵ１〜Ｕ３のリスニングポジションまでの距離を考慮した好適なゲイン及びフィルタ特性（イコライザやローパスフィルタ等）を算出させる。

測定シーケンスエンジン８１では、これらの各種パラメータ（ディレイ、ゲイン及びフィルタ特性）を再生ヘッドホン調整エンジン８６へ送出し、予め設定しておくようになされている。

再生モード時、ヘッドホン補正部８０の再生ヘッドホン調整エンジン８６は、測定モード時に算出しておいたディレイ、ゲイン及びフィルタ特性（イコライザやローパスフィルタ等）等の各種パラメータを用いて、ＤＶＤ／ＳＡＣＤプレーヤ１２から供給されるマルチチャンネル音声コンテンツの音声信号を演算処理し、その結果得られる中高域成分信号を音声出力ブロック８７からそれぞれのユーザＵ１〜Ｕ３のヘッドホンＨＰ１１〜ＨＰ１３へ有線または無線で出力すると共に、低域成分信号をスイッチ回路８３を介して測定兼用スピーカ９１のウーファＵＨへ出力する。

これによりマルチチャンネル再生システム９０では、第１の実施の形態と同様、ヘッドホンＨＰ１１〜ＨＰ１３を用いてマルチチャンネル音声コンテンツの再生音声を聴取しているユーザＵ１〜Ｕ３に対し、何ら特別な操作をさせることなく、自動的にコンテンツ製作者の意図通りの音像感を各ユーザＵ１〜Ｕ３に与え得ると共に、マルチチャンネル音声コンテンツの低音を、ユーザＵ１〜Ｕ３の全員にとって共通の測定兼用スピーカ９１のウーファＵＨを介して聴覚的に聴取させると共に、低音の振動を身体全身で触覚的にも感じさせることができるので、身体振動の伝播を伴う迫力を十二分に感じさせ得るようになされている。

もちろん、この場合のマルチチャンネル再生システム９０においても、測定兼用スピーカ９１からユーザＵ１〜Ｕ３のリスニングポジションまでの距離を考慮した好適なゲイン、フィルタ特性（イコライザやローパスフィルタ等）及びディレイを予め調整したうえで、ヘッドホンＨＰ１１〜ＨＰ１３を介してユーザＵ１〜Ｕ３に対して個別にマルチチャンネル再生コンテンツの再生音声のうち中高音を聴取させることができるので、測定兼用スピーカ９１のウーファＵＨから出力される低音と、ヘッドホンＨＰ１１〜ＨＰ１３から出力される中高音とが滑らかに繋がり、何れのリスニングポジションに位置しているユーザに対しても高音質で最適な音像感を提供し得るようになされている。

その結果、マルチチャンネル再生システム９０では、測定兼用スピーカ９１のウーファＵＨから出力される低音、ヘッドホンＨＰ１１〜ＨＰ１３から出力される中高音のうち、どちらかの音しか聞こえない現象、２つの音声が分離して聞こえる現象、再生帯域内で所定周波数帯域の音声レベルが落ち込むことにより聞こえなくなる現象（ディップ）、所定周波数帯域の音声レベルだけが急峻に高くなる現象（ピーク）等を発生させることを未然に防止し得、聴取者に対して違和感を生じさせずに済むようになされている。

因みにマルチチャンネル再生システム９０では、再生モード時、測定兼用スピーカ９１を用いるのではなく、サブウーファ３に代えてマルチチャンネル音声コンテンツの低音を出力するようにしても良い。

（２−２）第２の実施の形態におけるヘッドホンの構成
ここでマルチチャンネル再生システム９０に用いられるヘッドホンＨＰ１１〜ＨＰ１３としては、図１３〜図１５に示すように、左右の耳の前方にそれぞれ１個ずつスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２が設けられたイヤースピーカタイプの構造が考えられる。但し、ここではヘッドホンＨＰ１１〜ＨＰ１３の構造は全て共通であるため、便宜上ヘッドホンＨＰ１１についてのみ説明する。

具体的にヘッドホンＨＰ１１は、一般的な箱型のスピーカ装置とは異なり、一般的なヘッドホンと同様にユーザの頭部に装着されることを前提としており、大きく分けて音声信号を再生音声に変換する電気音響変換部１０２Ｌ及び１０２Ｒと、当該電気音響変換部１０２Ｌ及び１０２ＲをユーザＵ１の頭部に装着して固定させるためのバンド部１０３とにより構成されている。

電気音響変換部１０２Ｌ及び１０２Ｒは、球体が垂直方向に４等分されたような形状でなる筐体部１０４Ｌ及び１０４Ｒを中心に構成されている。筐体部１０４Ｌ及び１０４Ｒは、それぞれ後面側及び左右内側に平面部分が形成されており、左右内側にはユーザＵ１の頭部に対する側圧を和らげるためのパッド部１０５Ｌ及び１０５Ｒが取り付けられている。

筐体部１０４Ｌ及び１０４Ｒの後面側における平面部分であるバッフル板１０４ＡＬ及び１０４ＡＲには、マルチチャンネル音声コンテンツの音声信号を再生音声に変換するスピーカユニット１０７Ｌ及び１０７Ｒが取り付けられていると共に、ノイズキャンセリング用のマイクロフォンＭＨ１Ｌ及びＭＨ１Ｒが取り付けられている。

この場合、ヘッドホンＨＰ１１では、特にノイズキャンセリング効果を効率的に高めるべく、スピーカユニット１０７Ｌ及び１０７ＲよりもユーザＵ１の外耳道内部により近い位置にノイズキャンセリング用のマイクロフォンＭＨ１Ｌ及びＭＨ１Ｒが取り付けられた構造を有している。

このスピーカユニット１０７Ｌ及び１０７Ｒは、サウンドプロセッサ１１の音声出力部８７（図１２）から有線又は無線によって供給されるマルチチャンネル音声コンテンツの音声信号に応じて、振動板を振動させることにより放音するようになされている。

また筐体部１０４Ｌ及び１０４Ｒのバッフル板１０４ＡＬ及び１０４ＡＲには、所定太さを有する中空の部材が側面略Ｕ字状に曲げられた管状ダクト１０８Ｌ及び１０８Ｒが取り付けられている。

この管状ダクト１０８Ｌ及び１０８Ｒは、後端側がそれぞれ左右内側方向に折り曲げられており、さらに後側先端部のほぼ中央にそれぞれ孔部１０８ＡＬ及び１０８ＡＲが設けられている。

バンド部１０３は、中央部１０３Ａを中心に一般的な人間の頭部の形状に合わせて上に凸の略アーチ型に形成されていると共に、当該中央部１０３Ａに対して伸縮自在に摺動し得るアジャスト部１０３ＢＬ及び１０３ＢＲによりヘッドホンＨＰ１１全体の長さを調整し得るようになされている。

またバンド部１０３は、一般的な人間の頭部の形状よりも小さい径のアーチ型に形成されると共に弾性力を有しており、ユーザＵ１に装着される際に筐体部１０４Ｌ及び１０４Ｒを左右に広げながら装着されると、装着後に当該弾性力の作用によって元の形状に戻ろうとするため、筐体部１０４Ｌ及び１０４Ｒを当該ユーザＵ１の頭部に対して当接させた状態で保持し得るようになされている。

なお、ヘッドホンＨＰ１１は、図１３〜図１５に示したようにほぼ左右対称に構成されているため、以下では主に左側の電気音響変換部１０２Ｌを例に説明する。

実際上、ヘッドホンＨＰ１１は、図１６の左側面図を示すように、バンド部１０３における長さが調整された上でユーザＵ１の頭部５００に装着されることにより、アジャスト部１０３ＢＬの下端側に取り付けられた電気音響変換部１０２ＬをユーザＵ１の頭部５００における耳介５０１Ｌよりもやや前方に位置させるようになされている。

これによりヘッドホンＨＰ１１の電気音響変換部１０２Ｌは、スピーカユニット１０７Ｌから放射された中高音を直接ユーザＵ１の外耳道内部へ到達させると共に、当該ユーザＵ１の頬や耳介５０１Ｌ等で反射された反射音も外耳道内部へ到達させることができるため、一般的な据置型スピーカを介して聴取した場合と同様の、自然な音像定位を与え得るようになされている。

このときヘッドホンＨＰ１１は、ユーザＵ１に正常に装着された際、スピーカユニット１０７Ｌが耳介５０１Ｌ及び外耳道入口５０２Ｌのやや前方に位置し、管状ダクト１０８Ｌの孔部１０８ＡＬが外耳道入口５０２Ｌの近傍に位置するようになされている。

因みに管状ダクト１０８Ｌは、側面略Ｕ字状に形成されているため、ユーザＵ１の外耳道内へ入り込まないようになされている。これによりヘッドホンＨＰ１１は、当該ユーザＵ１が装着時等に誤って管状ダクト１０８Ｌにより当該外耳道内を傷つけてしまうことを未然に防止し得るようになされている。

ここで、図１６におけるＱ１−Ｑ２断面を図１７に示したように、筐体部１０４Ｌはスピーカユニット１０７Ｌが取り付けられた状態で管状ダクト１０８Ｌを除き密閉された空間を形成しており、スピーカユニット１０７Ｌに対して筐体部１０４Ｌ及び当該管状ダクト１０８Ｌにより共振回路を形成するようになされている。

また管状ダクト１０８Ｌは、筐体部１０４Ｌの内部から筐体部１０４Ｌのバッフル板１０４ＡＬを貫通してユーザＵ１の外耳道入口５０２Ｌの近傍に到達している。実際上、電気音響変換部１０２Ｌは、管状ダクト１０８Ｌをバスレフダクトとして作用させることにより、全体としてバスレフ型のスピーカとして動作させるようになされている。

ところで、一般的なバスレフ型スピーカでは、ダクトが筐体の内部のみに設けられ、外部へは延長されないようになされている。そこで、電気音響変換部１０２Ｌとの比較用に、図１７と対応した図１８に示すような電気音響変換部１５２Ｌを想定する。

この電気音響変換部１５２Ｌは、一般的なバスレフ型スピーカと同様に構成されており、筐体部１０４の内側のみに電気音響変換部１０２Ｌの管状ダクト１０８Ｌに代えて２本の管状ダクト１１８Ｌ及び１１９Ｌを有したものである。

この電気音響変換部１５２Ｌの場合、スピーカユニット１０７Ｌの位置を仮想的な音源の位置（以下、これを仮想音源位置と呼ぶ）ＰＭと見なしたときの、当該スピーカユニット１０７Ｌから放射された中高音がユーザＵ１の鼓膜５０３Ｌに到達するまでの経路長ＥＭと、孔部１１８ＡＬ及び１１９ＡＬを仮想音源位置ＰＬ２と見なしたときの、管状ダクト１１８Ｌ内及び１１９Ｌ内を伝わり当該孔部１１８ＡＬ及び１１９ＡＬから放射された低音がユーザＵ１の鼓膜５０３Ｌに到達するまでの経路長ＥＬ２とを比較すると、経路長ＥＭ≒経路長ＥＬ２となっている。

ここで、従来の電気音響変換部１５２Ｌにより鼓膜５０３Ｌに到達する音の周波数特性を図１９に示す。この図１９に示すように、一般的なバスレフ型の電気音響変換部１５２Ｌは、スピーカユニット１０７Ｌから放射される、特性曲線ＳＭに示すような周波数特性でなる中高音と、管状ダクト１１８Ｌ内及び１１９Ｌ内を伝わり孔部１１８ＡＬ及び１１９ＡＬから放射される、特性曲線ＳＬ２に示すような周波数特性でなる低音とを合わせてユーザＵ１の鼓膜５０３Ｌまで到達させることになる。

これにより電気音響変換部１５２Ｌは、特性曲線ＳＭ及び特性曲線ＳＬ２が合成された特性曲線ＳＧ２に示すように、特性曲線ＳＭにおける低音域の音圧レベルがある程度上昇された再生音をユーザＵ１に聴取させることができる。

一方、本発明による電気音響変換部１０２Ｌ（図１７）では、スピーカユニット１０７Ｌを仮想音源位置ＰＭとみなしたときの、当該スピーカユニット１０７Ｌから放射された中高音がユーザＵ１の鼓膜５０３Ｌに到達するまでの経路長ＥＭと、孔部１０８ＡＬを仮想音源位置ＰＬ１と見なしたときの、管状ダクト１０８Ｌ内を伝わり当該孔部１０８ＡＬから放射された低音がユーザＵ１の鼓膜５０３Ｌに到達するまでの経路長ＥＬ１とを比較すると、明らかに経路長ＥＭ＞経路長ＥＬ１となっている。

ここで、電気音響変換部１０２Ｌにより鼓膜５０３Ｌに到達する音の周波数特性を図２０に示す。電気音響変換部１０２Ｌは、上述したようにバスレフ型スピーカの一種であるため、図１９に示した場合と同様、スピーカユニット１０７Ｌから放射される、特性曲線ＳＭに示すような周波数特性でなる中高音と、管状ダクト１０８Ｌを伝わり孔部１０８ＡＬから放射される、特性曲線ＳＬ１に示すような周波数特性でなる低音とを合わせてユーザＵ１の鼓膜５０３Ｌまで到達させることになる。

ところで、一般に音源からの距離と音圧レベルとは反比例の関係にある。ここで電気音響変換部１０２Ｌ（図１７）と電気音響変換部１５２Ｌ（図１８）との経路長を比較すると、経路長ＥＬ１＜経路長ＥＬ２の関係となる。

すなわち電気音響変換部１０２Ｌ（図１７）は、仮想音源位置ＰＬ１が電気音響変換部１５２Ｌ（図１８）の仮想音源位置ＰＬ２よりもユーザＵ１の外耳道入口５０２Ｌ近傍に位置しているため、管状ダクト１０８Ｌ内を伝わり孔部１０８ＡＬ（仮想音源位置ＰＬ１）から放射される低音を、電気音響変換部１５２Ｌの場合よりも高い音圧レベルで鼓膜５０３Ｌまで到達させることができる。

すなわち図２１に特性曲線を重ねて示すように、管状ダクト１０８Ｌによる低音の特性曲線ＳＬ１は、経路長ＥＬ１＜経路長ＥＬ２の関係により、管状ダクト１１８Ｌ及び１１９Ｌによる低音の特性曲線ＳＬ２と比較して全体的な音圧レベルが高くなる。

この結果、電気音響変換部１０２Ｌは、特性曲線ＳＭ及び特性曲線ＳＬ１が合成された特性曲線ＳＧ１に示すように、特性曲線ＳＭにおける低音域の音圧レベルが電気音響変換部１５２Ｌの場合（特性曲線ＳＧ２）よりも上昇された、比較的低い周波数帯まで十分な音圧レベルの再生音をユーザＵ１に聴取させることができることになる。

ここで特性曲線ＳＧ１と特性曲線ＳＧ２とを比較すると、特性曲線ＳＧ２では低音域側へ進むに連れて比較的急峻に音圧レベルが低下しているのに対して、特性曲線ＳＧ１では低音域側へ進むに連れてける音圧レベルの低下度合いが緩やかになっていることがわかる。

すなわち電気音響変換部１０２Ｌは、電気音響変換部１５２Ｌと比較して、広い周波数帯域に渡って高い音圧レベルでなる、すなわち充分な低音域が含まれる良好な再生音をユーザＵ１の鼓膜５０３に伝達して聴取させることができる。

この場合、電気音響変換部１０２Ｌは、図１６及び図１７に示したように、ユーザＵ１の外耳道入口５０２Ｌの近傍に管状ダクト１０８Ｌの後端側を位置させており、当該外耳道入口５０２Ｌを完全には閉塞しない。

このため電気音響変換部１０２Ｌは、スピーカユニット１０７Ｌから出力する中高音及び管状ダクト１０８Ｌの孔部１０８ＡＬから放射する低音を合わせた再生音に加えて、ユーザＵ１の周囲で発生した音（以下これを周囲音と呼ぶ）を遮断することなく当該ユーザＵ１の鼓膜５０３Ｌまで到達させ聴取させることができる。

因みに電気音響変換部１０２Ｌは、筐体部１０４Ｌの内容積が１０［ｍｌ］、スピーカユニット１０７Ｌの外径が２１［ｍｍ］、当該スピーカユニット１０７Ｌの振動板における有効振動半径が８．５［ｍｍ］、振動系の等価質量が０．２［ｇ］、最低共振周波数ｆ０が３６０［Ｈｚ］、共振のＱ０が１．０となされている。

また管状ダクト１０８Ｌは、内径が１．８［ｍｍ］、当該管状ダクト１０８Ｌの筐体部１０４Ｌ内に位置する内部端１０８ＢＬから孔部１０８ＡＬまでの有効長が５０［ｍｍ］、バッフル板１０４ＡＬの表面から孔部１０８ＡＬまでの距離が約３５［ｍｍ］となされている。

ここで管状ダクト１０８Ｌは、側面Ｕ字状に形成され後側先端部の中央に孔部１０８ＡＬが設けられているため、実質的に上半分及び下半分による２本のバスレフダクトを構成しており、当該管状ダクト１０８Ｌを１本の管状ダクトに換算した場合の内径（この場合は約２．５［ｍｍ］に相当する）が考慮された上で、その内径及び有効長が決定されている。

この電気音響変換部１０２Ｌ及び電気音響変換部１５２Ｌについて、人間の耳介及び外耳道を模した測定兼用治具を用いて実際の周波数特性を測定したところ、図２２に示すような特性曲線ＳＧ１１（電気音響変換部１０２Ｌの場合）及び特性曲線ＳＧ１２（電気音響変換部１５２Ｌの場合）が得られた。

この図２２では、図２１に示した理論的な周波数特性と同様、およそ５００［Ｈｚ］以下の低音域において、電気音響変換部１０２Ｌの特性曲線ＳＧ１１が電気音響変換部１５２Ｌの特性曲線ＳＧ１２よりも高い音圧レベルとなっている。すなわち、電気音響変換部１０２Ｌが実際にユーザＵ１に充分な低音を含む良好な再生音を聴取させ得ることが示されている。

このようにヘッドホンＨＰ１１は、ユーザＵ１の頭部５００に装着された際、スピーカユニット１０７ＬをユーザＵ１の外耳道入口５０２Ｌからやや離れた場所に位置させて再生音声の中高音を放射すると共に、筐体部１０４Ｌから当該外耳道入口５０２Ｌの近傍まで延長されバスレフダクトとして作用する管状ダクト１０８Ｌの孔部１０８ＡＬから再生音声の低音を放射することにより、自然な音像定位を与え、低音を含む良好な再生音声を当該ユーザＵ１に聴取させ得るようになされたものである。

（２−３）第２の実施の形態における音像定位手法
上述したようなイヤースピーカタイプのヘッドホンＨＰ１１〜ＨＰ１３についても、左耳横部及び右耳横部にそれぞれ１個ずつスピーカユニット１０７Ｌ及び１０７Ｒが設けられているヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３を用いた場合の音像定位手法と同様であるため、ここでは便宜上、その説明を省略する。

（２−４）第２の実施の形態におけるノイズキャンセリング機能の具体的回路構成
続いて、第２の実施の形態におけるマルチチャンネル再生システム９０のサウンドプロセッサ１１によるノイズキャンセリング機能を実現するための構成について説明する。

このノイズキャンセリング機能を実現するためのノイズキャンセリング処理部としては、上述したヘッドホン補正部８０（図１２）とは別にサウンドプロセッサ１１の内部に設けられており、そのノイズキャンセリング処理部によって行われる一般的なノイズキャンセリングの原理について最初に説明する。

現在、ヘッドホンを対象として外部騒音をアクティブに低減するシステム、所謂ノイズキャンセリングシステムが普及し始めている。製品化されているものに関しては、殆どがアナログ回路により構成されているものであり、そのノイズキャンセリング手法としては、フィードバック方式及びフィードフォワード方式に大きく大別されるものである。

フィードバック方式は、一般的に、図２３に示すように、ヘッドホンＨＰ１１の筐体部（ハウジング部）１０４Ｌの内側にマイクロフォンＭＨ１Ｌが設けられており、そのマイクロフォンＭＨ１Ｌによって集音した外部騒音ＮＳＳに応じたノイズデータの逆相成分データを生成し、この逆相成分データに応じたノイズキャンセル音をスピーカユニット１０７Ｌから出力させるべくサーボ制御することにより、筐体部１０４Ｌに侵入してきた外部騒音ＮＳＳを減衰させるようになされている。

この場合、マイクロフォンＭＨ１Ｌの設けられている位置がノイズキャンセリングの制御点ＣＰになるため、ノイズ減衰効果を最大限に発揮できることを考慮し、ユーザＵ１の耳に最も近い位置、すなわちスピーカユニット１０７Ｌの振動板前面付近にマイクロフォンＭＨ１Ｌが設けられている。

図２４に示すように、上述したノイズキャンセリングの原理を適用したフィードバック方式のノイズキャンセリングシステム２００としては、外部騒音ＮＳＳをマイクロフォンＭＨ１Ｌによって集音し、マイクアンプ２０１によって外部騒音ＮＳＳに応じたノイズデータを所定レベルに増幅した後、フィードバックフィルタ２０２へ送出する。

フィードバックフィルタ２０２は、ノイズデータとは逆相のノイズ低減データＮＲＳを生成し、パワーアンプ２０６によってノイズデータの振幅レベルと同程度に増幅した後、ドライバ２０７を介してスピーカユニット１０７Ｌからノイズ低減データＮＲＳに応じたノイズキャンセル音を出力する。

これによりノイズキャンセリングシステム２００では、ノイズキャンセリングの制御点ＣＰで、外部騒音ＮＳＳとノイズキャンセル音とが加算されることになり、その結果、外部騒音ＮＳＳがノイズキャンセル音によって相殺された状態で出力されることになる。

ところで、ノイズキャンセリングシステム２００では、その一方、音源２０３からマルチチャンネル音声コンテンツの音声データＳを、イコライザ２０４を介してユーザ所望の音響特性に調整した後、加算回路２０５へ送出するようになされている。

従って加算回路２０５は、フィードバックフィルタ２０２から供給されるノイズ低減データＮＲＳとマルチチャンネル音声コンテンツの音声データＳとを加算し、その結果得られる合成データＡＤＤをパワーアンプ２０６及びドライバ２０７をスピーカユニット１０７Ｌから出力することになるため、外部騒音ＮＳＳが相殺されたマルチチャンネル音声コンテンツの音声だけをユーザＵ１に聴取させ得るようになされている。

ところで、このようなノイズキャンセリングシステム２００において、パワーアンプ２０６の伝達関数を「Ａ」で示し、ドライバ２０７の伝達関数を「Ｄ」で示し、マイクロフォンＭＨ１Ｌ及びマイクアンプ２０１の伝達関数を「Ｍ」で示し、フィードバックフィルタ２０２の伝達関数を「−β」で示す。

同様に、音源２０３から出力されるマルチチャンネル音声コンテンツの音声データＳに乗算されるイコライザ２０４の伝達関数を「Ｅ」で示し、ドライバ２０７からノイズキャンセリングの制御点ＣＰにあるマイクロフォンＭＨ１Ｌまでの空間伝達関数２０８を「Ｈ」で示し、これら全ての伝達関数は複素表現されているものとする。また、外部騒音ＮＳＳを「Ｎ」で示し、聴取者であるユーザＵ１の耳に届く再生音声の音圧を「Ｐ」で示す。

外部騒音ＮＳＳがヘッドホンＨＰ１１の筐体１０４Ｌ内に伝わってくる原因としては、例えば筐体１０４Ｌにおけるパッド部１０５Ｌの隙間から音圧として漏れてくる場合や、筐体１０４Ｌが音圧を受けて振動した結果として筐体１０４Ｌ内部に音が伝わる等の場合が考えられる。

このときヘッドホンＨＰ１１のスピーカユニット１０７Ｌから出力される再生音声の音圧「Ｐ」は、次式

で表現することができる。

この（１）式において、外部騒音ＮＳＳに対応した「Ｎ」の項に着目すれば、外部騒音ＮＳＳは「Ｎ」の係数部分に相当する「１／（１＋ＡＤＨＭβ）」に減衰していることが分かる。但し、この（１）式の系が発振せず、安定して動作するためには、次式

が成立している必要がある。一般的には、「１＜＜｜ＡＤＨＭβ｜」であることと合わせて、（２）式は後述するように解釈することができる。

図２４におけるノイズキャンセリングシステム２００において、フィードバックループの外部騒音ＮＳＳに対応した「Ｎ」に関わるループ部分の全伝達関数「−ＡＤＨＭβ」をオープンループと称し、このオープンループとしての特性を図２５に示すボード線図で表現する。

このボード線図では、周波数ｆｃでゲインが最も大きく、かつ位相が１８０度シフトされている状態にあるため、このときのオープンループにより生成されるノイズ低減信号ＮＲＳがノイズキャンセリング効果に最も優れていることを示している。

従って、ノイズキャンセリング効果を効果的に発揮させるためには、位相０[deg.]の点を通過するとき、すなわち外部騒音ＮＳＳに応じたノイズデータに対してノイズ低減データＮＲＳが同相となっているとき、ゲインＧａやゲインＧｂは０[dB]よりも小さくなければならず、逆に、ゲインが０[dB]以上であるときには位相０[deg.]の点を含まず、少なくともその位相０[deg.]の点よりもシフトした位相Ｐａや位相Ｐｂになっていなくてはいけないという２つの条件を少なくとも満たす必要がある。

この条件が満たされない場合、ノイズキャンセリングシステム２００では、フィードバックループに正帰還がかかり、発振（ハウリング）を起こすことになる。

因みに、ゲインＧａやゲインＧｂは、発振を起こさせないためのゲイン余裕を表すと共に、位相Ｐａや位相Ｐｂも発振を起こさせないための位相余裕を表しており、これらのゲイン余裕及び位相余裕が小さい場合、個人差やヘッドホンＨＰ１１の装着時におけるばらつき等によって、発振を起こす危険性が増加することになる。

すなわち発振条件は、オープンループの全伝達関数「−ＡＤＨＭβ」によって決定されるため、この特性をにらみつつフィードバックフィルタ２０２における伝達関数「−β」を設定し、ゲイン余裕及び位相余裕を出来るだけ大きく持たせることによって個人差に対する発振（ハウリング）の耐性を上げるようになされている。

次に、上述したノイズキャンセリング機能を作用させながら、音源２０３からのマルチチャンネル音声コンテンツの音声データＳをヘッドホンＨＰ１１から再生する場合について説明する。

ここで音声データ「Ｓ」は、音源２０３からのマルチチャンネル音声コンテンツの音声を意味しているが、実際には筐体１０４ＬにおけるマイクロフォンＭＨ１Ｌが集音した音（補聴機能として用いられる場合）や、通信を介して受信した音声（ヘッドセットとして用いられる場合）等、本来ヘッドホンで再生すべきもの全てが対象である。

上述の（１）式のうち、音声データＳの項に着目し、イコライザ２０４の伝達関数「Ｅ」を、次式

となるように当該イコライザ２０４を設定し、これを（１）式に代入すれば、（１）式は、次式

のように表現される。

この（４）式では、音声データＳの項に着目すると、「Ｈ」がスピーカユニットＳＵ１からマイクロフォンＭＨ１Ｌまでの距離に応じた伝達関数、「Ａ」がパワーアンプ２０６の伝達関数、「Ｄ」がドライバ２０７の伝達関数であるため、通常のノイズキャンセリング機能を有さないヘッドホンＨＰ１１と同様の特性が得られていることがわかる。

なお、このときイコライザ２０４は、オープンループの全伝達関数「−ＡＤＨＭβ」における特性（図２５）と、周波数軸でみたときにほぼ同等の特性になっている。

このようにノイズキャンセリングシステム２００では、イコライザ２０４を上述した（３）式のように設定すれば、ノイズキャンセリング機能を作用させながら、音源２０３からのマルチチャンネル音声コンテンツの音声データＳをヘッドホンＨＰ１１から再生した場合に、通常のノイズキャンセリング機能を有さないヘッドホンＨＰ１１と同様の音声レベルで出力させ得るようになされている。

具体的には、図２４との対応部分に同一符号を付した図２６に示すように、上述のノイズキャンセリングシステム２００の概念を用いたノイズキャンセリング機能を有するマルチチャンネル再生システム９０では、サウンドプロセッサ１１の内部にヘッドホン補正部８０（図１２）とは別に、ＣＰＵ又はＤＳＰでなるノイズキャンセリング処理部４００が設けられた構成を有する。

マルチチャンネル再生システム９０は、測定モード時、外部騒音ＮＳＳをマイクロフォンＭＨ１Ｌによって集音し、マイクアンプ２０１によって外部騒音ＮＳＳに応じたノイズ信号を所定レベルに増幅した後、これをサウンドプロセッサ１１のノイズキャンセリング処理部４００へ送出する。

ノイズキャンセリング処理部４００では、マイクアンプ２０１から供給されたノイズ信号をアナログディジタルコンバータ４０１によりディジタル変換し、その結果得られるノイズデータをＣＰＵまたはＤＳＰ構成でなる解析再生エンジン４０２へ送出する。

解析再生エンジン４０２は、状態制御ブロック４０３の制御の基に自動測定解析ブロック４０４及び信号再生ブロック４０５を統括制御しており、アナログディジタルコンバータ４０１から供給されるノイズデータを自動測定解析ブロック４０４へ送出する。

自動測定解析ブロック４０４は、ノイズデータを解析し、そのノイズデータと逆相のノイズ低減データＮＲＳを生成するようになされており、図２４で上述したフィードバックフィルタ２０２、イコライザ２０４における処理を実行し、その結果得られたノイズ低減データＮＲＳを保持する。

次に、マルチチャンネル再生システム９０は、再生モード時、音源２０３（図２４）に相当するＤＶＤ／ＳＡＣＤプレーヤ１２によって再生されたマルチチャンネル音声コンテンツの音声データＳを解析再生エンジン４０２の信号再生ブロック４０５へ送出する。

信号再生ブロック４０５は、上述したようにイコライザ２０４（図２４）を（３）式のように設定し、そのイコライザ２０４によりマルチチャンネル音声コンテンツの音声データＳに対してイコライジング処理し、それをスイッチ回路４０６を介してディジタルアナログコンバータ４０７へ送出する。

そして自動測定解析ブロック４０４は、測定モード時に算出しておいたノイズ低減データＮＲＳをスイッチ回路４０６を介してディジタルアナログコンバータ４０７へ送出する。ディジタルアナログコンバータ４０７は、ノイズ低減データＮＲＳとマルチチャンネル音声コンテンツの音声データＳとを加算し、その結果得られる合成データＡＤＤをアナログ変換することにより合成信号ＡＤＳを生成し、これをパワーアンプ２０６及びドライバ２０７を経由して出力する。因みに、また昨今では、ディジタルアナログコンバータ４０７を経由することなく、ディジタルの合成データＡＤＤを直接パワー駆動する所謂ディジタルアンプにより出力する場合もある。

この結果、マルチチャンネル再生システム９０では、サウンドプロセッサ１１のノイズキャンセリング処理部４００を介してディジタル的にノイズキャンセリング処理を実行し、外部騒音ＮＳＳだけが相殺されたクリアなマルチチャンネル音声コンテンツの再生音声だけをユーザＵ１に聴取させ得るようになされている。

（２−５）第２の実施の形態における動作及び効果
以上の構成において、マルチチャンネル再生システム９０では、ユーザＵ１〜Ｕ３の全員が何れのリスニングポジションに位置している場合であっても、設置型のスピーカではなく、それぞれヘッドホンＨＰ１１〜ＨＰ１３を用いてマルチチャンネル音声コンテンツの中高音を聴取させることにより、周辺に対する音漏れのエネルギーについてもヘッドホンＨＰ１１〜ＨＰ１３を用いたことにより大幅に低減させることができるので、周辺への音の伝播を十分に減少させることができる。

またマルチチャンネル再生システム９０では、ヘッドホンＨＰ１１〜ＨＰ１３から出力される中高音の測定音をノイズキャンセリング用に設けられた各マイクロフォンによって集音し解析することにより、リスニングポジション毎に好適なゲイン及びフィルタ特性（イコライザやローパスフィルタ等）をディジタル的に調整したうえで、ヘッドホンＨＰ１１〜ＨＰ１３を介してユーザＵ１〜Ｕ３に対して個別にマルチチャンネル再生コンテンツの音声のうち中高音を聴取させることができるので、ヘッドホンＨＰ１１〜ＨＰ１３を用いてマルチチャンネル音声コンテンツの中高音を聴取しているユーザＵ１〜Ｕ３にとっては、個別にコンテンツ製作者の意図通りの音像感を提供することができる。

このときマルチチャンネル再生システム９０では、ノイズキャンセリング機能を作用させれば、ユーザＵ１〜Ｕ３に対して最適な音象感を提供し得ると共に、外部騒音ＮＳＳのないクリアなマルチチャンネル音声コンテンツの音声を聴取させることができる。

同時に、マルチチャンネル再生システム９０では、マルチチャンネル音声コンテンツの低音を、ユーザＵ１〜Ｕ３の全員にとって共通の測定兼用スピーカ９１のウーファＵＨを介して聴覚的にも聴取させると共に身体全身で感じさせることができるので、身体振動の伝播を伴う迫力を十二分に感じさせることもできる。

更にマルチチャンネル再生システム９０では、測定兼用スピーカ９１のウーファＵＨからユーザＵ１〜Ｕ３のリスニングポジションまでの距離を考慮した好適なディレイを予めディジタル的に自動調整したうえで、ヘッドホンＨＰ１１〜ＨＰ１３を介してユーザＵ１〜Ｕ３に対し個別にマルチチャンネル再生コンテンツの音声のうち中高音を聴取させることができるので、測定兼用スピーカ９１のウーファＵＨから出力される低音と、ヘッドホンＨＰ１１〜ＨＰ１３から出力される中高音とが滑らかに繋がり、何れのリスニングポジションに位置しているユーザに対しても最適な音像感を提供することができる。

その結果、マルチチャンネル再生システム９０では、測定兼用スピーカ９１のウーファＵＨから出力される低音、ヘッドホンＨＰ１１〜ＨＰ１３から出力される中高音のうち、どちらかの音しか聞こえない現象、２つの音声が分離して聞こえる現象、再生帯域内で所定周波数帯域の音声レベルが落ち込むことにより聞こえなくなる現象（ディップ）、所定周波数帯域の音声レベルだけが急峻に高くなる現象（ピーク）等を発生させることを未然に防止し得、聴取者に対して違和感を生じさせずに済む。

以上の構成によれば、マルチチャンネル再生システム９０は、周囲に対する音漏れも非常に少なく、かつ何れのリスニングポジションに位置するユーザＵ１〜Ｕ３にとっても最適な音像感を提供し得ると共に、外部騒音ＮＳＳの少ない高品質な再生音声を聴取させることができる。

（３）他の実施の形態
なお上述の第１の実施の形態においては、ヘッドホンＨＰ１の左右に中高音用のスピーカユニットＳＵ１及びＳＵ２を設けた１ウェイ構造とした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、中音用及び高音用の２つのスピーカユニットが左右の筐体Ｋ１、Ｋ２内にそれぞれ設けられた２ウェイ構造とするようにしてもよい。

また上述の第１の実施の形態においては、マルチチャンネル再生システム４０、５０、６０及び７０におけるヘッドホンＨＰ１用補正部４２及び６２をそれぞれ独立したＨＰ１用ゲイン調整回路４２Ａ、ＨＰ１用フィルタ４２Ｂ、ＨＰ１用ディレイ回路４２Ｃ、ＨＰ１用パワーアンプ４２Ｄによって構成し、ヘッドホンＨＰ２用補正部４３及び６３をそれぞれ独立したＨＰ２用ゲイン調整回路４３Ａ、ＨＰ２用フィルタ４３Ｂ、ＨＰ２用ディレイ回路４３Ｃ、ＨＰ２用パワーアンプ４３Ｄによって構成し、ヘッドホンＨＰ３用補正部４４及び６４をそれぞれ独立したＨＰ３用ゲイン調整回路４４Ａ、ＨＰ３用フィルタ４４Ｂ、ＨＰ３用ディレイ回路４４Ｃ、ＨＰ３用パワーアンプ４４Ｄによって構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ゲイン調整回路、フィルタ、ディレイ回路、パワーアンプによる効果を意図した１つのディジタルフィルタとしてまとめられた状態で構成するようにしても良い。

さらに上述の第１の実施の形態においては、上述した各種信号処理をサウンドプロセッサ１１によって行うようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３の筐体内部に設けられた信号処理回路によって行うようにしても良い。

さらに上述の第２の実施の形態においては、イヤースピーカタイプの構造でなるヘッドホンＨＰ１１〜ＨＰ１３を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば図２７に示すように、イヤースピーカタイプのヘッドホンＨＰ１１（図１３〜図１６）のような左右の耳の前方に設けられたスピーカユニット１０７Ｌ及び１０７Ｒに加えて、左右の耳の後方にもスピーカユニット１０７ＬＲ及び１０７ＲＲが設けられたイヤースピーカタイプのヘッドホンＨＰ３０を用いるようにしても良い。

この場合、図５との対応部分に同一符号を付した図２８に示すように、５．１ｃｈのマルチチャンネル音声コンテンツにおける左フロントスピーカ用のＬチャンネル、右フロントスピーカ用のＲチャンネル、センタスピーカ用のＣチャンネル、左サラウンドスピーカ用のＳＬチャンネル及び右サラウンドスピーカ用のＳＲチャンネルに対するそれぞれの音声信号を耳前方に配置されたスピーカユニット１０７Ｌ、１０７Ｒと、耳後方に配置されたスピーカユニット１０７ＬＲ、１０７ＲＲとにより各チャンネル音声として出力することにより、コンテンツ製作者が意図したような音像の方向感を一段と立体的に与え得るようになされている。

この場合、センタスピーカ用のＣチャンネルを介して出力される音声信号については、センタスピーカが本来一つであって、スピーカユニット１０７Ｌ及び１０７ＲへＣチャンネルの音声を出力した場合には、センタスピーカ用のＣチャンネルの音量レベルが大きくなることで、他のチャンネル（Ｌチャンネル、Ｒチャンネル、ＳＬチャンネル及びＳＲチャンネル）とのレベルバランスが崩れるため、スピーカユニットＳＵ３及びＳＵ４へ供給する前に、レベル低減回路２１及び２２によりそれぞれ−３[dB]ずつゲインを落とすようになされている。

これと同様に、左フロントスピーカ用のＬチャンネルについても、左耳の前後に配置されたスピーカユニット１０７Ｌ及び１０７ＬＲからＬチャンネルの音声を出力した場合には、左耳に到達する音声の音量レベルが大きくなることで、他のチャンネル（Ｌチャンネル、Ｒチャンネル、ＳＬチャンネル及びＳＲチャンネル）とのレベルバランスが崩れるため、レベル低減回路４１１及び４１２によりそれぞれ−３[dB]ずつゲインを落とすようになされている

このことは、右フロントスピーカ用のＲチャンネルについても同様であり、同じようにレベル低減回路４１３及び４１４によりそれぞれ−３[dB]ずつゲインを落とすようになされている。

もちろん、これだけに限るものではなく、左右の耳の前後にスピーカユニットを配置するだけでなく、左右の耳の前後に加えて真横にもそれぞれスピーカユニットを配置した計６個のスピーカユニットを有するイヤースピーカタイプのヘッドホン（図示せず）を用いるようにしても良い。

さらに上述の第２の実施の形態においては、ヘッドホンＨＰ１１〜ＨＰ１３に対して取り付けられているノイズキャンセリング機能用のマイクロフォンＭＨ１Ｌ、ＭＨ１Ｒ、ＭＨ２Ｌ、ＭＨ２Ｒ、ＭＨ３Ｌ、ＭＨ３Ｒによって測定音をそれぞれ集音するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、補聴機能用に取り付けられたマイクロフォンや、ヘッドセットとして通信用に取り付けられたマイクロフォンによって測定音をそれぞれ集音するようにしても良い。

さらに上述の第１及び第２の実施の形態においては、非密閉型でなるヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３、ＨＰ１１〜ＨＰ１３を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、左右の耳の周囲を完全に塞ぐような構造ではなく、僅かな隙間を有する密閉型以外の構造であれば、インナーイヤータイプ等のその他種々の形状及び構造でなる開放型のヘッドホンを用いるようにしても良い。

さらに上述の第２の実施の形態においては、サウンドプロセッサ１１の内部に設けられた解析再生エンジン４０２によってディジタル的にノイズキャンセリング処理を実行するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、アナログ的にノイズキャンセリング処理を実行するようにしても良い。

さらに上述の実施の形態においては、非密閉型ヘッドホンとしてのヘッドホンＨＰ１〜ＨＰ３、ＨＰ１１〜ＨＰ１３、サブウーファとしてのサブウーファ３、測定兼用スピーカ９１のウーファＵＨ、振分手段及び信号処理手段としてのサウンドプロセッサ１１によって音響システムとしてのマルチチャンネル再生システム１、４０、５０、６０、７０、９０を構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の回路構成でなる非密閉型ヘッドホン、サブウーファ、振分手段及び信号処理手段によって音響システムを構成するようにしても良い。

本発明の音響システム、音響装置及び最適音場生成方法は、リビング等の室内環境だけではなく、例えば車両の車内環境、飛行機の客室内環境等の共通のマルチチャンネル音声コンテンツを複数のユーザで同時に視聴するような種々の用途に適用することができる。

第１の実施の形態におけるマルチチャンネル再生システムの全体構成を示す略線的概略図である。第１の実施の形態におけるマルチチャンネル再生システムの基本回路構成を示す略線的ブロック図である。第１の実施の形態におけるヘッドホンの構成（１）を示す略線図である。第１の実施の形態におけるヘッドホンの構成（２）を示す略線図である。複数のスピーカユニットを有するヘッドホンを用いたときの音像定位手法の説明に供する略線図である。左右に１個ずつスピーカユニットが設けられたヘッドホンを用いたときの音像定位手法の説明に供する略線図である。音像定位処理の原理の説明に供する略線図である。第１の実施の形態におけるマルチチャンネル再生システムの具体的回路構成（１）を示す略線的ブロック図である。第１の実施の形態におけるマルチチャンネル再生システムの具体的回路構成（２）を示す略線的ブロック図である。第１の実施の形態におけるマルチチャンネル再生システムの具体的回路構成（３）を示す略線的ブロック図である。第１の実施の形態におけるマルチチャンネル再生システムの具体的回路構成（４）を示す略線的ブロック図である。第２の実施の形態におけるマルチチャンネル再生システムの全体構成を示す略線図である。イヤースピーカタイプのヘッドホンの全体構成（１）を示す略線的斜視図である。イヤースピーカタイプのヘッドホンの全体構成（２）を示す略線的斜視図である。イヤースピーカタイプのヘッドホンの全体構成（３）を示す略線的斜視図である。イヤースピーカタイプのヘッドホンの装着状態（１）を示す略線的側面図である。イヤースピーカタイプのヘッドホンの装着構成（２）を示す略線的上面図である。一般的なバスレフ型のイヤースピーカタイプのヘッドホンを示す略線的断面図である。従来のバスレフ型スピーカにおける周波数特性を示す特性曲線図である。第２の実施の形態で用いられるイヤースピーカタイプのヘッドホンの周波数特性を示す特性曲線図である。理論的な周波数特性を示す特性曲線図である。実測による周波数特性を示す特性曲線図である。フィードバック方式のノイズキャンセリング手法の説明に供する略線的断図である。ノイズキャンセリングシステムの概要を示す略線的ブロック図である。ノイズ相殺のための位相余裕及びゲイン余裕の説明に供する特性曲線図である。ノイズキャンセリング機能を有するマルチチャンネル再生システムの構成を示す略線的ブロック図である。他の実施の形態におけるイヤースピーカタイプのヘッドホンの構成を示す略線的側面図である。他の実施の形態における複数のスピーカユニットが設けられたヘッドホンを用いたときの音像定位手法の説明に供する略線図である。

符号の説明

１、４０、５０、６０、７０、９０……マルチチャンネル再生システム、２……音響装置、３……サブウーファ、４……、モニタ、１１……サウンドプロセッサ、１２……ＤＶＤ／ＳＡＣＤプレーヤ、２１〜３０……音像定位処理フィルタ、３１、３２……加算器、３３、３４……トランスオーラルフィルタ、４１……デコーダ、４２、６２……ヘッドホンＨＰ１用補正部、４３、６３……ヘッドホンＨＰ２用補正部、４４、６４……ヘッドホンＨＰ３用補正部、５１、７３……低音分離ローパスフィルタ／ゲイン調整回路、５３……中高音分離ハイパスフィルタ５３、６１……仮想サラウンド処理・ダウンミックス処理回路、６２……ヘッドホンＨＰ１用補正部、６３……ヘッドホンＨＰ２用補正部、６４……ヘッドホンＨＰ３用補正部６４、７１……中高音分離ハイパスフィルタ、８０……ヘッドホン補正部、８１……測定シーケンスエンジン、８２……測定信号再生ブロック、８３、４０６、４０７……スイッチ回路、８４……集音ブロック、８５……解析ブロック、８６……再生ヘッドホン調整エンジン、８７……音声出力ブロック、９１……測定兼用スピーカ、２００……ノイズキャンセリングシステム、２０１……マイクアンプ、２０２……フィードバックフィルタ、２０３……音源、２０４……イコライザ、２０５……加算回路、２０６……パワーアンプ、２０７……ドライバ、４００……ノイズキャンセリング処理部、４０１……アナログディジタルコンバータ、４０２……解析再生エンジン、４０３……状態制御ブロック、４０４……自動測定解析ブロック、４０５……信号再生ブロック、Ｕ１〜Ｕ３……ユーザ、ＨＰ１〜ＨＰ３、ＨＰ１１〜ＨＰ１３、ＨＰ３０……ヘッドホン。

Claims

複数のユーザにそれぞれ装着させ、スピーカユニットの近傍にマイクロフォンが設けられた複数の非密閉型ヘッドホンと、
上記複数のユーザにとって共通に用いられる測定兼用スピーカと、
所定周波数以下でなる低音の測定音を上記測定兼用スピーカのウーファから出力させる一方で、上記所定周波数を超える中高音の測定音を上記非密閉型ヘッドホンの上記スピーカユニットから出力させる測定音出力手段と、
上記マイクロフォンによって集音した上記低音の検出結果に基づいて上記複数の非密閉型ヘッドホンに対するそれぞれのディレイを算出し、上記マイクロフォンによって集音した上記中高音の検出結果に基づいて上記ディレイを考慮したゲイン及びフィルタ特性を算出する測定手段と、
上記ディレイ、上記ゲイン及び上記フィルタ特性のパラメータに基づいて音源から供給されるマルチチャンネル再生信号を演算処理することにより上記所定周波数を超える中高域成分信号及び上記所定周波数以下でなる低域成分信号を生成し、上記低域成分信号を上記測定兼用スピーカのウーファへ出力すると共に、上記非密閉型ヘッドホンの上記マイクロフォンによって集音した外部騒音と逆相で同振幅レベルのノイズ低減信号を生成し、当該ノイズ低減信号と上記中高域成分信号とを加算して上記複数の非密閉型ヘッドホンへ出力することにより上記外部騒音をキャンセルさせる信号処理手段と
を具える音響システム。
所定周波数以下でなる低音の測定音を、複数のユーザにとって共通に用いられる測定兼用スピーカのウーファから出力させる一方で、上記所定周波数を超える中高音の測定音を、スピーカユニットの近傍にマイクロフォンが設けられた複数の非密閉型ヘッドホンの上記スピーカユニットから出力させる測定音出力手段と、
上記マイクロフォンによって集音した上記低音の検出結果に基づいて上記複数の非密閉型ヘッドホンに対するそれぞれのディレイを算出し、上記マイクロフォンによって集音した上記中高音の検出結果に基づいて上記ディレイを考慮したゲイン及びフィルタ特性を算出する測定手段と、
上記ディレイ、上記ゲイン及び上記フィルタ特性のパラメータに基づいて音源から供給されるマルチチャンネル再生信号を演算処理することにより上記所定周波数を超える中高域成分信号及び上記所定周波数以下でなる低域成分信号を生成し、上記低域成分信号を上記測定兼用スピーカのウーファへ出力すると共に、上記非密閉型ヘッドホンの上記マイクロフォンによって集音した外部騒音と逆相で同振幅レベルのノイズ低減信号を生成し、当該ノイズ低減信号と上記中高域成分信号とを加算して上記複数の非密閉型ヘッドホンへ出力することにより上記外部騒音をキャンセルさせる信号処理手段と
を具える音響装置。
複数のユーザにそれぞれ装着させ、スピーカユニットの近傍にマイクロフォンが設けられた複数の非密閉型ヘッドホンから出力する中高音と、上記複数のユーザにとって共通に用いられる測定兼用スピーカのウーファから出力する低音とを用いて上記複数のユーザにそれぞれ適した最適な音場を生成する最適音場生成方法であって、
測定音出力手段により、所定周波数以下でなる上記低音の測定音を、上記測定兼用スピーカのウーファから出力させる一方で、上記所定周波数を超える上記中高音の測定音を、上記複数の非密閉型ヘッドホンの上記スピーカユニットから出力させる測定音出力ステップと、
測定手段により、上記マイクロフォンによって集音した上記低音の検出結果に基づいて上記複数の非密閉型ヘッドホンに対するそれぞれのディレイを算出し、上記マイクロフォンによって集音した上記中高音の検出結果に基づいて上記ディレイを考慮したゲイン及びフィルタ特性を算出する測定ステップと、
信号処理手段により、上記ディレイ、上記ゲイン及び上記フィルタ特性のパラメータに基づいて音源から供給されるマルチチャンネル再生信号を演算処理することにより上記所定周波数を超える中高域成分信号及び上記所定周波数以下でなる低域成分信号を生成し、上記低域成分信号を上記測定兼用スピーカのウーファへ出力すると共に、上記非密閉型ヘッドホンの上記マイクロフォンによって集音した外部騒音と逆相で同振幅レベルのノイズ低減信号を生成し、当該ノイズ低減信号と上記中高域成分信号とを加算して上記複数の非密閉型ヘッドホンへ出力することにより上記外部騒音をキャンセルさせる信号処理ステップと
を有する最適音場生成方法。