JPH1155799A - オーディオ再生装置 - Google Patents

オーディオ再生装置

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JPH1155799A
JPH1155799A JP9208927A JP20892797A JPH1155799A JP H1155799 A JPH1155799 A JP H1155799A JP 9208927 A JP9208927 A JP 9208927A JP 20892797 A JP20892797 A JP 20892797A JP H1155799 A JPH1155799 A JP H1155799A
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Yuji Yamada
裕司 山田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スピーカ再生の場合と同等の再生音場を、ヘ
ッドホンにより再現する。 【解決手段】 第1の信号処理回路3と、第2の信号処
理回路4とを設ける。信号処理回路3において、多チャ
ンネルの入力オーディオ信号SLF、SRF、SLB、SRBに
対して、2つのスピーカに供給されたとき、その音像が
任意の位置に定位するように、伝達関数を制御する。信
号処理回路4において、信号処理回路3から出力される
オーディオ信号SL3、SR3に対して、スピーカからリス
ナの両耳までの伝達関数と等価な信号処理を行う。信号
処理回路4からの出力オーディオ信号SL4、SR4をヘッ
ドホン7に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、多チャンネルオ
ーディオ信号の再生機能を有するオーディオ再生装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】近時、映画などの映像に伴うオーディオ
信号は多チャンネル化され、リスナの左右前方および中
央前方に置かれたスピーカと、リスナの左右後方あるい
は両側に置かれたスピーカとによって再生されることを
想定して記録されている。これによると、映像中の音源
と、実際に聞こえてくる音像の位置とが一致し、さらに
自然な広がりをもった音場が確立される。
【0003】しかし、ヘッドホンを使用してこのような
音声を鑑賞すると、音像は頭の中に定位し、映像の方向
と音像の定位位置とが一致せず、極めて不自然な音像の
定位となってしまう。さらに、各チャンネルのオーディ
オ信号の定位位置を分離独立して再生することはできな
い。もちろん、楽音などの多チャンネルの音声だけを鑑
賞する場合も同様で、スピーカ再生の場合と異なり、音
が頭の中から聞こえ、音像の定位位置が分離せず、極め
て不自然な音場再生となってしまう。
【0004】そこで、それぞれのスピーカからリスナの
両耳までの伝達関数をあらかじめ測定あるいは計算し、
これをデジタルフィルタなどのフィルタによりオーディ
オ信号に畳み込んだ後、ヘッドホンにより聴取するとい
う方法が考えられている。この方法によれば、音像は頭
外に定位するようになり、スピーカ再生の場合と同等の
音場を再現することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
方法では、各スピーカからリスナの両耳までの伝達関数
ごとのフィルタを用意する必要があるとともに、そのイ
ンパルスレスポンスの演算量が非常に多くなるので、装
置が、大型で高価になってしまう。
【0006】この発明は、このような点にかんがみ、ヘ
ッドホンによりスピーカ再生の場合と同等の再生音場を
実現するとともに、その構成を簡略化するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1の発
明においては、複数チャンネルの入力オーディオ信号に
対して、これら入力オーディオ信号が所定数のスピーカ
に供給されたとき、その音像が任意の位置に定位するよ
うに、伝達関数を制御する第1の信号処理回路と、この
第1の信号処理回路から出力されるオーディオ信号に対
して、スピーカからリスナの両耳までの伝達関数と等価
な信号処理を行う第2の信号処理回路とを有し、この第
2の信号処理回路からの出力オーディオ信号をヘッドホ
ンに供給するようにしたオーディオ再生装置とするもの
である。また、請求項2の発明においては、入力オーデ
ィオ信号が、複数チャンネルのオーディオ信号であっ
て、各チャンネルに対応する複数のスピーカに供給され
たときに所定の再生音場を形成するオーディオ信号であ
るとき、この入力オーディオ信号を、第1の伝達関数に
したがって2チャンネルのオーディオ信号に変換する第
1の信号処理回路と、この第1の信号処理回路から出力
される上記2チャンネルのオーディオ信号を、さらに第
2の伝達関数にしたがって変換する第2の信号処理回路
とを有し、上記第1の信号処理回路は、この第1の信号
処理回路から出力される上記2チャンネルのオーディオ
信号が2つのスピーカに供給されたとき、上記再生音場
と同等の再生音場が形成されるように、上記入力オーデ
ィオ信号を上記2チャンネルのオーディオ信号に変換
し、上記第2の信号処理回路は、この第2の信号処理回
路の出力オーディオ信号がヘッドホンに供給されたと
き、上記2チャンネルのオーディオ信号が上記2つのス
ピーカに供給されたときに得られる再生音場と同等の再
生音場が形成されるように、上記2チャンネルのオーデ
ィオ信号を上記出力オーディオ信号に変換し、上記第2
の信号処理回路の出力オーディオ信号を上記ヘッドホン
に供給して上記複数チャンネルのオーディオ信号による
再生音場を得るようにしたオーディオ再生装置とするも
のである。さらに、請求項3の発明においては、入力オ
ーディオ信号が、リスナの左前方、中央前方、左前方、
左の後ろまたは側方、および右の後ろまたは側方に配置
された各スピーカおよび低音用のスピーカにそれぞれ供
給される6チャンネルのオーディオ信号であって、上記
スピーカの再生音により上記所定の再生音場を形成する
オーディオ信号であるとき、この入力オーディオ信号
を、第1の伝達関数にしたがって2チャンネルのオーデ
ィオ信号に変換する第1の信号処理回路と、この第1の
信号処理回路から出力される上記2チャンネルのオーデ
ィオ信号を、さらに第2の伝達関数にしたがって変換す
る第2の信号処理回路とを有し、上記第1の信号処理回
路は、この第1の信号処理回路から出力される上記2チ
ャンネルのオーディオ信号が2つのスピーカに供給され
たとき、上記再生音場と同等の再生音場が形成されるよ
うに、上記入力オーディオ信号を上記2チャンネルのオ
ーディオ信号に変換し、上記第2の信号処理回路は、こ
の第2の信号処理回路の出力オーディオ信号がヘッドホ
ンに供給されたとき、上記2チャンネルのオーディオ信
号が上記2つのスピーカに供給されたときに得られる再
生音場と同等の再生音場が形成されるように、上記2チ
ャンネルのオーディオ信号を上記出力オーディオ信号に
変換し、上記第2の信号処理回路の出力オーディオ信号
を上記ヘッドホンに供給して上記6チャンネルのオーデ
ィオ信号による再生音場を得るようにしたオーディオ再
生装置とするものである。さらに、請求項4の発明にお
いては、請求項1、請求項2あるいは請求項3に記載の
オーディオ再生装置において、上記第1の信号処理回路
から出力される上記2チャンネルのオーディオ信号を外
部に出力するようにしたオーディオ再生装置とするもの
である。さらに、請求項5の発明においては、請求項
1、請求項2あるいは請求項3に記載のオーディオ再生
装置において、上記入力オーディオ信号のチャンネル数
が、上記第1の信号処理回路におけるチャンネル数であ
り、複数Nチャンネルのオーディオ信号がLチャンネル
(L<N)のオーディオ信号にエンコードされていると
き、このLチャンネルのオーディオ信号をMチャンネル
(L<M≦N)のオーディオ信号にデコードするデコー
ダ回路を有し、このデコーダ回路からの上記Mチャンネ
ルのオーディオ信号が上記第1の信号処理回路に上記入
力オーディオ信号として供給されるようにしたオーディ
オ再生装置とするものである。さらに、請求項6の発明
においては、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4
あるいは請求項5に記載のオーディオ再生装置におい
て、上記リスナの頭の向きを検出する検出手段を有し、
この検出手段の検出出力にしたがって、上記第2の信号
処理回路における伝達関数を補正するようにしたオーデ
ィオ再生装置とするものである。したがって、もとの多
チャンネルのオーディオ信号が、多チャンネル再生の場
合と同等な例えば2チャンネルのオーディオ信号に変換
され、その後、スピーカ再生の場合と同等なヘッドホン
用のオーディオ信号に変換されてヘッドホンに供給され
る。
【0008】
【発明の実施の形態】図1において、符号10は、この
発明によるオーディオ再生装置の一形態を示す。また、
符号SLF、SRF、SLB、SRBは、4チャンネルのオーデ
ィオ信号であり、これら信号SLF、SRF、SLB、SRB
は、リスナの左前方、右前方、左後方および右後方に配
置されたスピーカにそれぞれ供給されたとき、4チャン
ネルステレオの再生音場を実現するものである。
【0009】そして、これらのオーディオ信号SLF〜S
RBが、入力端子11〜14を通じてA/Dコンバータ回
路21〜24に供給されてA/D変換され、このA/D
変換されたオーディオ信号SLF〜SRBが、例えばDSP
により構成された第1のデジタル処理回路3に供給され
る。このデジタル処理回路3の詳細については後述する
が、これはオーディオ信号SLF〜SRBを、2つのスピー
カで4チャンネルの音像定位が得られるオーディオ信号
SL3、SR3に変換するものである。
【0010】すなわち、デジタル処理回路3は、信号S
L3、SR3がリスナの左前方および右前方に配置されたス
ピーカに供給されたとき、信号SLF、SRF、SLB、SRB
がリスナの左前方、右前方、左後方および右後方に配置
されたスピーカに供給されたときに得られる再生音場と
同等の再生音場を実現するように、信号SLF〜SRBを信
号SL3、SR3に変換するものである(この時点では、オ
ーディオ信号SLF〜SRBはデジタル信号であるが、記載
が煩雑になるので、アナログ信号であるとみなして記載
している。以下同様)。
【0011】そして、このデジタル処理回路3からの信
号SL3、SR3が、第2のデジタル処理回路4に供給され
る。このデジタル処理回路4も例えばDSPにより構成
され、オーディオ信号SL3、SR3を、ヘッドホンで聴い
たとき、頭外に音像定位が得られるオーディオ信号SL
4、SR4に変換するものである。すなわち、デジタル処
理回路4は、信号SL4、SR4がヘッドホンに供給された
とき、信号SL3、SR3がリスナの左前方および右前方に
配置されたスピーカに供給されたときに得られる再生音
場と同等の再生音場を実現するように、信号SL3、SR3
を信号SL4、SR4に変換するものである。
【0012】そして、このオーディオ信号SL4、SR4が
D/Aコンバータ回路5L、5Rに供給されてD/A変
換され、このD/A変換されたオーディオ信号SL4、S
R4が、ヘッドホンアンプ6L、6Rを通じてヘッドホン
7の左および右の音響ユニット7L、7Rに供給され
る。
【0013】このような構成によれば、ヘッドホン7に
供給されるオーディオ信号SL4、SR4は、オーディオ信
号SL3、SR3が、ヘッドホン7でもスピーカ再生の場合
の音像定位が得られるように変換された信号である。そ
して、そのオーディオ信号SL3、SR3は、4チャンネル
のオーディオ信号SLF〜SRBが、2つのスピーカでも4
チャンネルの音像定位が得られるように変換された信号
である。
【0014】したがって、ヘッドホン7であっても、4
チャンネルのオーディオ信号SLF〜SRBを4つのスピー
カに供給してオーディオ再生を行った場合と同等の再生
音場を実現することができる。
【0015】次に、デジタル処理回路3が、スピーカに
よる再生音場のチャンネル数を変換する処理について説
明する。なお、ここでは、デジタル処理回路3をディス
クリートの回路により構成した場合である。
【0016】今、図2に示すように、リスナLSNRの左前
方および右前方に音源SL、SRを配置し、これら音源
SL、SRにより、頭外の任意の位置に音源SXを等価
的に再現する場合を考える。そして、 HLL:音源SLからリスナLSNRの左耳に至る伝達関数 HLR: 〃 右耳 〃 HRL:音源SRからリスナLSNRの左耳に至る伝達関数 HRR: 〃 右耳 〃 HXL:音源SXからリスナLSNRの左耳に至る伝達関数 HXR: 〃 右耳 〃 とすると、音源SL、SRは、 SL=(HXL×HRR−HXR×HRL)/(HLL×HRR−HLR×HRL)×SX ・・・ (1) SR=(HXR×HLL−HXL×HLR)/(HLL×HRR−HLR×HRL)×SX ・・・ (2) のように表すことができる。
【0017】したがって、音源SXに対応する入力オー
ディオ信号SX を、(1) 式の伝達関数部分を実現するフ
ィルタを通じて音源SLの位置に配置したスピーカに供
給するとともに、信号SX を(2) 式の伝達関数部分を実
現するフィルタを通じて音源SRの位置に配置したスピ
ーカに供給すれば、音源SXの位置にオーディオ信号S
X による音像を定位させることができる。
【0018】そこで、デジタル処理回路3は、例えば図
3に示すように、デジタルフィルタ31L〜34L、3
1R〜34Rと、加算回路35L、35Rとにより構成
される。この場合、それぞれのデジタルフィルタは、例
えば図4Aに示すように、遅延回路と、係数回路と、加
算回路とによりFIR型に構成することができる。ま
た、例えばフィルタ31Lと、31Rとは、図4Bに示
すように、遅延回路を共用することができる。
【0019】そして、A/Dコンバータ回路2A〜2D
からのオーディオ信号SLF〜SRBが、デジタルフィルタ
31L〜34Lを通じて加算回路35Lに供給されると
ともに、デジタルフィルタ31R〜34Rを通じて加算
回路35Rに供給される。
【0020】また、このとき、デジタルフィルタ31L
〜34L、31R〜34Rの伝達関数が上述の考えにし
たがって所定の値に設定され、オーディオ信号SLF〜S
RBに対して、(1) 、(2) 式の伝達関数部分と同様の伝達
関数を時間軸に変換したインパルス応答が畳み込まれ
る。
【0021】したがって、加算回路35Lからはオーデ
ィオ信号SL3が出力され、加算回路35Rからはオーデ
ィオ信号SR3が出力される。つまり、加算回路35L、
35Rからは、4チャンネルのオーディオ信号SLF〜S
RBを4つのスピーカで再生したときの再生音場を、2つ
のスピーカで再現できるオーディオ信号SL3、SR3が取
り出される。
【0022】次に、デジタル処理回路4について、ディ
スクリート回路により構成した場合で説明する。
【0023】今、図5に示すように、リスナLSNRの前方
に音源SMを配置した場合に、 HML:音源SMからリスナLSNRの左耳に至る伝達関数 HMR: 〃 右耳 〃 とすると、デジタル処理回路4は、これら伝達関数HM
L、HMRを実現すればよいことになる。
【0024】そこで、デジタル処理回路4は、例えば図
6に示すように、デジタルフィルタ41L、42L、4
1R、42Rと、加算回路43L、43Rとにより構成
される。なお、デジタルフィルタ41L〜42Rも、デ
ジタルフィルタ31L〜34Rと同様、例えば図4に示
すように構成することができる。
【0025】そして、デジタル処理回路3からのオーデ
ィオ信号SL3、SR3が、デジタルフィルタ41L、42
Lを通じて加算回路43Lに供給されるとともに、デジ
タルフィルタ41R、42Rを通じて加算回路43Rに
供給される。また、このとき、デジタルフィルタ41L
〜42Rの伝達関数が所定の値に設定され、オーディオ
信号SL3、SR3に対して伝達関数を時間軸に変換したイ
ンパルス応答が畳み込まれる。
【0026】したがって、加算回路43Lからはオーデ
ィオ信号SL4が出力され、加算回路43Rからはオーデ
ィオ信号SR4が出力される。つまり、加算回路43L、
43Rからは、オーディオ信号SL3、SR3をスピーカで
再生したときの再生音場を、ヘッドホン7により再現で
きるオーディオ信号SL4、SR4が取り出される。
【0027】こうして、デジタル処理回路3により、4
チャンネルのオーディオ信号SLF〜SRBが、2つのスピ
ーカでも4つのスピーカの場合と同等の再生音場の得ら
れるオーディオ信号SL3、SR3に変換され、この信号S
L3、SR3が、さらに、デジタル処理回路4により、ヘッ
ドホンでもスピーカの場合と同等の再生音場の得られる
オーディオ信号SL4、SR4に変換される。したがって、
オーディオ信号SL4、SR4がヘッドホン7に供給される
とき、4つのスピーカの場合と同等の再生音場が再現さ
れる。
【0028】以上のようにして、上述のオーディオ再生
装置10によれば、本来ならば4つのスピーカで再現さ
れる4チャンネルの再生音場をヘッドホン7により再現
することができるが、この場合、一般に、デジタル処理
回路3によりチャンネルを減らすための信号処理量は、
デジタル処理回路4によりスピーカの再生音場をヘッド
ホンで実現するための信号処理量よりも、少なくするこ
とができるので、上述のオーディオ装置によれば、すべ
ての処理をまとめて行う場合に比べ、回路の規模を小さ
くすることができるとともに、コストを下げることがで
きる。
【0029】図7は、ヘッドホン7だけでなく、スピー
カも使用できるようにした場合である。すなわち、入力
端子11〜14からヘッドホン7までのオーディオ信号
ラインが上述のように構成されるとともに、デジタル処
理回路3からのオーディオ信号SL3、SR3がD/Aコン
バータ回路50L、50Rに供給されてアナログのオー
ディオ信号SL3、SR3にD/A変換され、これらオーデ
ィオ信号SL3、SR3が、パワーアンプ60L、60Rを
通じてスピーカ70L、70Rに供給される。なお、ス
ピーカ70L、70Rは、リスナの左前方および右前方
に配置される。
【0030】したがって、ヘッドホン7により4つのス
ピーカの場合と同等の再生音場を得ることができるとと
もに、スピーカ70L、70Rによっても4つのスピー
カの場合と同等の再生音場を得ることができる。
【0031】しかも、その場合、デジタル処理回路3な
どを共通に使用でき、ヘッドホン7による再生のとき
と、スピーカ70L、70Rによる再生のときとで、デ
ジタル処理回路3の特性を切り換える必要がない。例え
ばデジタル処理回路3をDSPで構成した場合、その処
理内容やパラメータを変更する必要がない。
【0032】図8は、オーディオ再生装置10を多チャ
ンネルのデジタルオーディオ信号の信号源に接続できる
ようにした場合である。すなわち、図8において、符号
100は、デジタルオーディオ信号源を示し、この例に
おいては、信号源100はDVDプレーヤである。そし
て、このDVDプレーヤ100からは、例えばドルビー
デジタル(AC3)におけるいわゆる5.1 チャンネルの
デジタルオーディオ信号SDAが取り出される。
【0033】このデジタルオーディオ信号SDAは、左前
方、中央前方、右前方、左後方、右後方および120Hz 以
下の低域の6チャンネルのデジタルオーディオ信号SL
F、SCF、SRF、SLB、SRB、SLOW が、1つのシリア
ルデータにエンコードされた信号である。また、一般に
は、この信号SDAが、専用アダプタに供給されてもとの
6チャンネルのオーディオ信号SLF〜SLOW にデコード
およびD/A変換され、その信号SLF〜SLOW がそれぞ
れのスピーカに供給されて再生音場が形成される。
【0034】そして、そのような信号SDAが、プレーヤ
100から同軸ケーブル101を通じてオーディオ再生
装置10のデコーダ回路2に供給されてそれぞれのオー
ディオ信号SLF〜SLOW にデコードないし分離され、こ
れらオーディオ信号SLF〜SLOW がデジタル処理回路3
に供給され、これら信号SLF〜SLOW が、リスナの左前
方、中央前方、右前方、左後方、右後方にそれぞれ配置
されたスピーカおよび低域用のスピーカに供給されたと
きに得られる再生音場と同等の再生音場を、2つのスピ
ーカにより再現する2チャンネルのオーディオ信号SL
3、SR3に変換される。
【0035】そして、このオーディオ信号SL3、SR3が
デジタル処理回路4に供給されてヘッドホン用のオーデ
ィオ信号SL4、SR4に変換され、その後、D/Aコンバ
ータ回路5L、5Rおよびアンプ6L、6Rを通じてヘ
ッドホン7に供給される。
【0036】したがって、このオーディオ装置10によ
れば、6チャンネルのオーディオ信号SLF〜SLOW を6
つのスピーカに供給したときに得られる再生音場と同等
の再生音場を、ヘッドホン7により再現することができ
る。
【0037】そして、その場合、DVDプレーヤ1とオ
ーディオ再生装置10との接続は、ケーブル101の1
本だけでよく、接続が簡単である。また、DVDプレー
ヤ100により再生されたデジタルオーディオ信号SDA
を、アナログオーディオ信号にD/A変換しないで、そ
のままオーディオ再生装置10に供給して音場再生を実
現しているので、音質の劣化を回避することができる。
【0038】なお、このオーディオ再生装置10におい
ても、図7のオーディオ再生装置と同様、デジタル処理
回路3から出力されるオーディオ信号SL3、SR3をD/
A変換およびパワー増幅してからリスナの左前方および
右前方にそれぞれ配置したスピーカに供給すれば、2つ
のスピーカによっても、6つのスピーカによる再生音場
と同等の再生音場を実現することができる。
【0039】ところで、例えば図9に示すように、リス
ナLSNRの左前方および右前方に音源SL、SRを配置し
て頭外の任意の位置に音像を定位させた場合、リスナLS
NRが頭の向きを変えれば、その向きにしたがって、伝達
関数HLL、HLR、HRL、HRRは変化する。この伝達関
数HLL〜HRRの変化は、リスナLSNRが音像の位置を認
識するための要因となっており、その変化を再現するこ
とは、音像の定位の質の向上に寄与することが知られて
いる。
【0040】ところが、上述のオーディオ再生装置10
においては、伝達関数はリスナの頭の向きに関係なく一
定である。したがって、上述のオーディオ再生装置10
によりヘッドホン再生を行った場合、その音像はリスナ
の頭の向きに関係なく、リスナから見て一定の位置に定
位する。
【0041】したがって、例えばオーケストラの音楽を
聴いている場合に、頭の向きを変えると、そのオーケス
トラ全体がリスナの頭の向きを追いかけて移動したかの
ような感じになってしまう。あるいは、図8において説
明したオーディオ再生装置10の場合であれば、DVD
プレーヤ100により再生された映像は、リスナの頭の
向きに関係なく、ディスプレイによりいわば絶対的な位
置に表示されているのに対し、その音像は、リスナが頭
の向きを変えると、一緒に移動するので、映像の位置
と、その音像の位置との間にずれを生じてしまう。
【0042】そこで、図10は、リスナが頭の向きを変
えたときでも、音像はもとの位置に定位したままとなる
ようにした場合である。
【0043】すなわち、DVDプレーヤ100からヘッ
ドホン7までのオーディオ信号ラインが、図8において
説明したように構成される。また、ヘッドホン7に回転
角センサ81が設けられ、ヘッドホン7をリスナが装着
したときに、そのリスナの頭の回転角速度が検出され、
その検出信号S81がバンドパスフィルタ82を通じてA
/Dコンバータ回路83に供給されてデジタルの検出信
号S81にA/D変換され、その検出信号S81がマイクロ
コンピュータ84に供給される。
【0044】そして、マイクロコンピュータ84におい
て、検出信号S81が所定の時間ごとにサンプリングされ
た後に積分されてリスナの頭の向きを示す角度のデータ
に変換される。そして、この角度データから実際に音像
を定位させるための角度が算出されて所定のデータが作
成され、このデータによりデジタル処理回路4における
伝達関数が変更され、リスナが頭の向きを変えても、音
像の絶対的な位置が変化しないように、その伝達関数が
制御される。
【0045】したがって、リスナが頭の向きを変える
と、その向きに対応してデジタル処理回路4における伝
達関数が変化するので、ヘッドホン7により形成される
音像は、頭の向きにかかわらず外界の固定した場所に定
位することになる。したがって、例えばオーケストラの
音楽を聴いている場合に、頭の向きを変えても、そのオ
ーケストラが移動しないで、オーケストラの前で頭の向
きを変えたような自然な状態となる。あるいは、DVD
プレーヤ100により再生を行っている場合に、頭の向
きを変えても、音像の定位位置を映像の位置に一致させ
ておくことができる。
【0046】ところで、デジタル処理回路4は、例えば
図11に示すように構成することもできる。すなわち、
デジタル処理回路3からのオーディオ信号SL3、SR3
が、加算回路44Lにおいて所定の割り合いで加算され
てデジタルフィルタ41に供給されるとともに、オーデ
ィオ信号SL3、SR3が、減算回路44Rにおいて所定の
割り合いで減算されてデジタルフィルタ42に供給され
る。
【0047】そして、デジタルフィルタ41、42の各
出力信号が減算回路45Lにおいて所定の割り合いで減
算されてデジタルオーディオ信号SL4が取り出されると
ともに、フィルタ41、42の各出力信号が加算回路4
5Rにおいて所定の割り合いで加算されてデジタルオー
ディオ信号SR4が取り出される。
【0048】このようにすれば、デジタル処理回路4と
してのデータの処理量を減らすことができ、デジタル処
理回路4をDSPにより構成する場合、特に有利であ
る。
【0049】さらに、図10のオーディオ再生装置10
のデジタル処理回路4は、以下に示すように構成するこ
ともできる。
【0050】すなわち、例えば図9において、リスナLS
NRが頭を右に向けた場合、左耳は音源SLに近づき、右
耳は音源SLから遠くなるので、左前方の音源SLから
の音波のうち、左耳に到達する音波は右耳に到達する音
波に比べ、より早く到達する。また、左耳に到達する音
波のレベルは、右耳に到達する音波のレベルに比べ、よ
り大きくなる。
【0051】したがって、基準の向きに対する変化分
(音波の到達時間およびレベルの変化分)をマイクロコ
ンピュータにより制御することにより、動的な伝達関数
を模擬することができる。
【0052】そこで、図12に示すデジタル処理回路4
においては、そのような点に着目して構成を簡略化した
もので、デジタルフィルタ41L〜42Rおよび加算回
路43L、43Rが、図6の場合と同様に構成されると
ともに、加算回路43L、43Rの出力信号SL4、SR4
が、時間差付加用の可変遅延回路46L、46Rを通
じ、さらに、レベル差付加用のレベル制御回路47L、
47Rを通じて取り出される。
【0053】この場合、可変遅延回路46L、46Rお
よびレベル制御回路47L、47Rは、上記のようにリ
スナの頭が動くことによる伝達関数の変化を両耳に到達
する音波の時間差およびレベル差により実現するもので
ある。このため、マイクロコンピュータ84からの制御
信号により、可変遅延回路46L、46Rの遅延時間お
よびレベル制御回路47L、47Rの減衰量がリスナの
頭の向きに対応して制御される。
【0054】図13は、可変遅延回路46L、46Rに
よる信号SL4、SR4の時間差の制御特性を示すもので、
横軸は、例えば図9において、音源SLと音源SRとを
結ぶ直線を底辺とする二等辺三角形の頂点にリスナLSNR
が位置したとき、その正面の方向をθ=0°としてい
る。また、頭を右方向に向けたときをθ>0、左方向に
向けたときをθ<0としている。
【0055】そして、折れ線TL 、TR は、可変遅延回
路46L、46Rによりオーディオ信号SL4、S4Rに付
加される遅延時間の特性を示し、これら特性TL 、TR
は、リスナLSNRの頭部の回転方向に対して逆方向に変化
し、θ=0(正面)を中心に対象となっている。
【0056】さらに、図14は、レベル制御回路47
L、47Rによる信号SL4、SR4のレベル差の制御特性
を示すもので、曲線AL 、AR は、レベル制御回路47
L、47Rによりオーディオ信号SL4、S4Rに付加され
るレベルの特性を示す。そして、これら特性AL 、AR
は、リスナLSNRの頭部の回転方向に対して逆方向に変化
し、θ=0°を中心に対象の特性となっている。
【0057】そして、これらの特性TL 、TR 、AL 、
AR をオーディオ信号SL4、SR4に与える場合には、ヘ
ッドホン7の再生音であっても、リスナLSNRの前方に配
置した音源からの音を、頭の向きを変えた状態で聞いた
ときと同様の時間変化およびレベル変化を生じているこ
とになる。したがって、リスナLSNRが頭の向きを変えて
も、音像はもとの位置に定位したままとなる。
【0058】なお、上述において、リスナLSNRの頭の向
きを検出する回転角センサ81は、圧電振動ジャイロや
地磁気方位センサとすることができる。あるいは、リス
ナLSNRの前方あるいは周囲に発光手段を配置するととも
に、ヘッドホン7に少なくとも2個の光強度センサを設
け、これら光強度センサの出力比によりリスナLSNRの頭
の回転角を算出することもできる。
【0059】また、ヘッドホン7上の離れた2か所に設
けられた超音波センサにより、リスナLSNRの前方あるい
は周囲の超音波発振器から出力されるバースト状の超音
波を受音して受信信号に変換し、この受信信号の時間差
からヘッドホン7の回転角を算出することもできる。さ
らに、回転角センサ81および回路82〜84の一部ま
たは全部をヘッドホン7に設けることもできる。また、
オーディオ信号SL4、SR4を、FM波や赤外線を使用し
てワイヤレスでヘッドホン7に供給することもできる。
同様に、オーディオ信号SLF〜SRBあるいは信号SDAを
ワイヤレスで再生装置10に供給することもできる。
【0060】
【発明の効果】この発明によれば、多チャンネルのオー
ディオ信号を多数のスピーカに供給してオーディオ再生
を行った場合と同等の再生音場を、ヘッドホンにより実
現することができる。また、すべての処理をまとめて行
う場合に比べ、回路の規模を小さくすることができると
ともに、コストを下げることができる。
【0061】さらに、ヘッドホンによってもスピーカに
よっても多チャンネル再生の音場と同等の再生音場を得
ることができる。しかも、その場合、信号処理回路など
を共通に使用できるとともに、ヘッドホンによる再生の
ときと、スピーカによる再生のときとで、信号処理回路
の特性を切り換える必要がない。
【0062】また、DVDプレーヤなどのデジタルオー
ディオ信号源との接続は、1本のケーブルとすることが
でき、接続が簡単であるとともに、信号源からのデジタ
ルオーディオ信号をそのまま供給することができ、音質
の劣化を回避することができる。
【0063】さらに、リスナが頭の向きを変えても、ヘ
ッドホンにより形成される音像の定位位置を映像の位置
に一致させておくことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一形態を示す系統図である。
【図2】この発明を説明するための平面図である。
【図3】この発明に使用できる回路の一形態を示す系統
図である。
【図4】この発明に使用できる回路の一形態を示す系統
図である。
【図5】この発明を説明するための平面図である。
【図6】この発明に使用できる回路の一形態を示す系統
図である。
【図7】この発明の他の形態を示す系統図である。
【図8】この発明の他の形態を示す系統図である。
【図9】この発明を説明するための平面図である。
【図10】この発明の他の形態を示す系統図である。
【図11】この発明に使用できる回路の一形態を示す系
統図である。
【図12】この発明に使用できる回路の一形態を示す系
統図である。
【図13】この発明を説明するための特性図である。
【図14】この発明を説明するための特性図である。
【符号の説明】
3=デジタル処理回路、4=デジタル処理回路、5Lお
よび5R=D/Aコンバータ回路、7=ヘッドホン、1
0=オーディオ再生装置、11〜14=入力端子、21
〜24=A/Dコンバータ回路

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数チャンネルの入力オーディオ信号に対
    して、これら入力オーディオ信号が所定数のスピーカに
    供給されたとき、その音像が任意の位置に定位するよう
    に、伝達関数を制御する第1の信号処理回路と、 この第1の信号処理回路から出力されるオーディオ信号
    に対して、スピーカからリスナの両耳までの伝達関数と
    等価な信号処理を行う第2の信号処理回路とを有し、 この第2の信号処理回路からの出力オーディオ信号をヘ
    ッドホンに供給するようにしたオーディオ再生装置。
  2. 【請求項2】入力オーディオ信号が、複数チャンネルの
    オーディオ信号であって、各チャンネルに対応する複数
    のスピーカに供給されたときに所定の再生音場を形成す
    るオーディオ信号であるとき、 この入力オーディオ信号を、第1の伝達関数にしたがっ
    て2チャンネルのオーディオ信号に変換する第1の信号
    処理回路と、 この第1の信号処理回路から出力される上記2チャンネ
    ルのオーディオ信号を、さらに第2の伝達関数にしたが
    って変換する第2の信号処理回路とを有し、 上記第1の信号処理回路は、この第1の信号処理回路か
    ら出力される上記2チャンネルのオーディオ信号が2つ
    のスピーカに供給されたとき、上記再生音場と同等の再
    生音場が形成されるように、上記入力オーディオ信号を
    上記2チャンネルのオーディオ信号に変換し、 上記第2の信号処理回路は、この第2の信号処理回路の
    出力オーディオ信号がヘッドホンに供給されたとき、上
    記2チャンネルのオーディオ信号が上記2つのスピーカ
    に供給されたときに得られる再生音場と同等の再生音場
    が形成されるように、上記2チャンネルのオーディオ信
    号を上記出力オーディオ信号に変換し、 上記第2の信号処理回路の出力オーディオ信号を上記ヘ
    ッドホンに供給して上記複数チャンネルのオーディオ信
    号による再生音場を得るようにしたオーディオ再生装
    置。
  3. 【請求項3】入力オーディオ信号が、リスナの左前方、
    中央前方、左前方、左の後ろまたは側方、および右の後
    ろまたは側方に配置された各スピーカと、低音用のスピ
    ーカとにそれぞれ供給される6チャンネルのオーディオ
    信号であって、上記スピーカの再生音により所定の再生
    音場を形成するオーディオ信号であるとき、 この入力オーディオ信号を、第1の伝達関数にしたがっ
    て2チャンネルのオーディオ信号に変換する第1の信号
    処理回路と、 この第1の信号処理回路から出力される上記2チャンネ
    ルのオーディオ信号を、さらに第2の伝達関数にしたが
    って変換する第2の信号処理回路とを有し、 上記第1の信号処理回路は、この第1の信号処理回路か
    ら出力される上記2チャンネルのオーディオ信号が2つ
    のスピーカに供給されたとき、上記再生音場と同等の再
    生音場が形成されるように、上記入力オーディオ信号を
    上記2チャンネルのオーディオ信号に変換し、 上記第2の信号処理回路は、この第2の信号処理回路の
    出力オーディオ信号がヘッドホンに供給されたとき、上
    記2チャンネルのオーディオ信号が上記2つのスピーカ
    に供給されたときに得られる再生音場と同等の再生音場
    が形成されるように、上記2チャンネルのオーディオ信
    号を上記出力オーディオ信号に変換し、 上記第2の信号処理回路の出力オーディオ信号を上記ヘ
    ッドホンに供給して上記6チャンネルのオーディオ信号
    による再生音場を得るようにしたオーディオ再生装置。
  4. 【請求項4】請求項1、請求項2あるいは請求項3に記
    載のオーディオ再生装置において、 上記第1の信号処理回路から出力される上記2チャンネ
    ルのオーディオ信号を外部に出力するようにしたオーデ
    ィオ再生装置。
  5. 【請求項5】請求項1、請求項2あるいは請求項4に記
    載のオーディオ再生装置において、 上記入力オーディオ信号のチャンネル数が、上記第1の
    信号処理回路におけるチャンネル数であり、 複数Nチャンネルのオーディオ信号がLチャンネル(L
    <N)のオーディオ信号にエンコードされているとき、 このLチャンネルのオーディオ信号をMチャンネル(L
    <M≦N)のオーディオ信号にデコードするデコーダ回
    路を有し、 このデコーダ回路からの上記Mチャンネルのオーディオ
    信号が上記第1の信号処理回路に上記入力オーディオ信
    号として供給されるようにしたオーディオ再生装置。
  6. 【請求項6】請求項1、請求項2、請求項3、請求項4
    あるいは請求項5に記載のオーディオ再生装置におい
    て、 上記リスナの頭の向きを検出する検出手段を有し、 この検出手段の検出出力にしたがって、上記第2の信号
    処理回路における伝達関数を補正するようにしたオーデ
    ィオ再生装置。
  7. 【請求項7】請求項6に記載のオーディオ再生装置にお
    いて、 上記検出手段が圧電振動ジャイロであるようにしたオー
    ディオ再生装置。
  8. 【請求項8】請求項6に記載のオーディオ再生装置にお
    いて、 上記検出手段が地磁気方位センサであるようにしたオー
    ディオ再生装置。
  9. 【請求項9】請求項6に記載のオーディオ再生装置にお
    いて、 上記検出手段が、上記リスナの前方あるいは周囲に配置
    されて発光手段と、上記ヘッドホンに設けられた少なく
    とも2個の光強度センサとにより構成され、 この光強度センサの出力比により上記リスナの頭の回転
    角を算出するようにしたオーディオ再生装置。
  10. 【請求項10】請求項6に記載のオーディオ再生装置に
    おいて、 上記検出手段が、上記リスナの前方あるいは周囲に配置
    された超音波発振器と、上記ヘッドホン上の離れた2か
    所に取り付けられた超音波センサとから構成され、 上記超音波発振器からは超音波がバースト状に出力さ
    れ、 この超音波が上記超音波センサにより受音されて受信信
    号に変換され、 この受信信号の時間差から上記ヘッドホンの回転角を算
    出するようにしたようにしたオーディオ再生装置。
  11. 【請求項11】請求項6に記載のオーディオ再生装置に
    おいて、 上記検出手段および信号処理回路の一部または全部が、
    上記ヘッドホン上に同時に装着されるようにしたオーデ
    ィオ再生装置。
  12. 【請求項12】請求項6に記載のオーディオ再生装置に
    おいて、 上記出力オーディオ信号がワイヤレスで上記ヘッドホン
    に供給されるようにしたオーディオ再生装置。
  13. 【請求項13】請求項1、請求項2、請求項3、請求項
    4、請求項5あるいは請求項6に記載のオーディオ再生
    装置において、 上記入力オーディオ信号がワイヤレスで供給されるよう
    にしたオーディオ再生装置。
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