JPS6019199B2 - ヘツドホン装置 - Google Patents

ヘツドホン装置

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Publication number
JPS6019199B2
JPS6019199B2 JP50119199A JP11919975A JPS6019199B2 JP S6019199 B2 JPS6019199 B2 JP S6019199B2 JP 50119199 A JP50119199 A JP 50119199A JP 11919975 A JP11919975 A JP 11919975A JP S6019199 B2 JPS6019199 B2 JP S6019199B2
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JP
Japan
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sound
indirect
listening
headphones
signal
Prior art date
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Expired
Application number
JP50119199A
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English (en)
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JPS5242701A (en
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明寿 山田
敏幸 後藤
陽一 木村
義信 菊地
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Priority to CA245,754A priority patent/CA1068612A/en
Priority to GB685276A priority patent/GB1543831A/en
Priority to DE19762608149 priority patent/DE2608149A1/de
Priority to FR7605717A priority patent/FR2316826A1/fr
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04SSTEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S1/00Two-channel systems
    • H04S1/002Non-adaptive circuits, e.g. manually adjustable or static, for enhancing the sound image or the spatial distribution
    • H04S1/005For headphones
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/10Earpieces; Attachments therefor ; Earphones; Monophonic headphones
    • H04R1/1008Earpieces of the supra-aural or circum-aural type
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04SSTEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S7/00Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
    • H04S7/30Control circuits for electronic adaptation of the sound field
    • H04S7/302Electronic adaptation of stereophonic sound system to listener position or orientation
    • H04S7/303Tracking of listener position or orientation
    • H04S7/304For headphones

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、レコード、磁気テープ等のプログラムソース
を再生しヘッドホンで受聴するヘッドホン装置に関する
ものおである。
本発明の第1の目的は、ヘッドホンで受聴していながら
スピーカで受聴しているのと同様に音像が頭外に定位し
、ヘッドホン受聴における特有の疲労感を除去する点に
ある。
本発明の第2の目的は、減衰器を調整することにより音
像の距離感、方向感を容易に制御できるヘッドホン装置
を提供する点にある。
第1図はしコード、磁気テープ等のプログラムソースを
再生して室内でスピーカ受聴する状態を示したものであ
り、第1図において、1はプログラムソースを再生する
再生装置、2,3はそれぞれ上記再生装置1で再生され
た左右信号を音波に変換するスピーカ、4は受蝋者、5
,6はそれぞれ受聴者4であり、スピーカ2,3から放
射された音波は受聴者4の耳5,6で受聴され、受聴者
4は受聴者4の頭外の点、例えば点Aに音像を認識する
第2図は第1図と同一のプログラムソースを再生装置1
で再生してヘッドホン7で受聴する状態を示しており、
第2図に示すようにヘッドホン7で受聴すると、受聴者
4は受聴者4の頭内の点、例えば点Bに音像を認識する
なお第2図において、8,9はそれぞれヘッドホン7の
左右の電気音響変換器である。以上のように第1図に示
すスピーカ受聴と第2図に示すヘッドホン受聴とでは、
音像の定位直が全く異なる。
このようなスピーカ受聴とヘッドホン受聴との違いは以
下の原因に起因する。
(A) ヘッドホン受聴における情報の欠如(B) ヘ
ッドホン自体の特性まず、(A)について説明する。
第3図は室10内でスピーカ受聴する場合の概略を示し
ている。
スピーカ3から放射された音は第3図に示すように多数
の音の径路(以下音線と称す)、例えば音線11,12
,13を介して受聴者4の左右の耳5,6に達する。な
お青線11はスピーカ3から放射された音が最も早く耳
5,6に達する径路、すなわち直接音の径路であり、音
線12,13はスピーカ3から放射された音が室10の
壁等で反射されて耳5,6に達する径路すなわち、間接
音の径路であり、この間接音は上記直接音より遅れて耳
5,6に達するとともに、壁等により反射されると反射
される毎に移相され、かつ室の音響的非対象性により左
右の耳に達する間接音は位相を異にする場合が多いもの
である。しかしながら、第2図に示すヘッドホン受聴に
おいては、上記スピーカ受聴における間接音が含まれて
おらず、このためヘッドホン受聴においては音像が頭内
に定位するものである。
ここで、ヘッドホン受聴において、スピーカ受聴におけ
る間接音に相当する信号(以下間接費信号と称す)をつ
くり、この間接青信号をスピーカ受聴における直接音に
相当する信号(以下直接青信号と称す)に加えてヘッド
ホンに印加する回路について第4図とともに説明する。
第4図において、15,15′はそれぞれ再生装置で再
された左右チャンネルのステレオ信号が印加される入力
端子、16は入力端子15,15′に印加されたステレ
オ信号を加算する加算器、17は遅延回路、18は移相
器又は抵抗器、19は加算器であり、この遅延回路17
と移相器又は抵抗器18で残響付与回路が構成される。
遅延回路17の出力は移相器18を介して帰還され残響
効果を有する間接青信号が生成される。この間接青信号
は可変抵抗器20で減衰され位相特性の異なる移相器2
1,21′を介して加算器22,22′に印加される。
この加算器22,22′では、入力端子15,16′に
印加された直接音信号D,,D2と前記間接音信号m,
,ID2とが加算され、この加算信号がヘッドホン7の
左右の電気音響変換器8,9に印加されるものである。
なお、本発明者らの実験によれば、直接音信号に対する
間接青信号の比を順次大きくすると音像までの距離感が
次第に遠くなることが確認され、ヘッドホン受聴におい
て音像頭外感を実現する上に、直接音に間接音に付加す
ることが必要不可欠な事がわかつた。次に第5図は第6
図に示すように、入力端子15に印加された信号を2分
し、一方をヘッドホン7の右側の電気音響変換器8に印
加するとともに、他方を可変抵抗器23を介して左則の
電気音響変換器9に印加し、可変抵抗器23を変化させ
た場合の音像の方向の変化を示しており、このことから
、電気音響変換器8,9に印加される信号間に任意のレ
ベル差を与えれば音像の方向■が任意に設定できるもの
となる。
第7図は、記の各事項を考慮した本発明に到達する一段
階前のヘッドホン装置の電気回路を示しており、第7図
に示す回路によれば、音像を頭外に定位させることがで
きるとともに、音像の方向感を制御できるものである。
なお第7図において23,23′は可変抵抗器等の減衰
器、24,24′は加算器である。しかしながら、この
構成においても、明確な音像の距離感といった点で不十
分であった。
これは間接音付加が単に直接信号系に付加されているた
めである。本発明は上記の各事項に検討を加え、音像を
頭外に定位させることができるとともに、音像像の距離
感および方向感を制御でき、明確な音像の頭外定位を実
現できるヘッドホン装置を提供するものである。
その一例を第8図に示す。
この第8図において第7図と異なる点は移相器21,2
1′の出力をローパスフィルタ25,25′を介して加
算器26,26′で他チャンネルに印加する。構成とし
、直接青信号系と独立に間接音付加方向を設定し、受聡
者に対し、直接音の音像定位方向と異なる間接音方向を
提示させるものである。この構成による音像定位距離感
に対する効果を示す実験結果の一例の第14図に示す。
第8図に示す回路を通常のヘッドホンに接続して受聴す
ると、スピーカ受聴とほぼ同様の受聴状態が実現できる
が前記Bに示すようにヘッドホン自体の特性を特定の特
性にするとさらに満足できるヘッドホン受聡が可能とな
るものである。
すなわち、一般に、通常のスピーカで再生する場合には
、そのスピーカの音庄一周波数特性を20HZから2皿
HZまでの全域に亘ってフラットにすることが望ましい
とされているが、このようなフラットな周波数特性を有
するスピーカであっても第1図に示すようにスピーカ3
を聴取者4の30度前方に配置し、聴取者4の外耳道入
口にブローブマィクをおいて測定した場合には、外耳道
の共鳴、頭による音波の回折及び耳介による回折現によ
って狐HZと必HZ近辺にピークをもち、かつピーク値
と低域のレベル差が6〜17服の間にあるような音庄一
周波数特性になつしまう。したがって、ヘッドホンで受
聴する場合、このような音庄一周波数特性をもったヘッ
ドホンを用いればスピーカ受聴と同様の受聡状態が得ら
れるものである。本発明は上記の点に鑑み、第11図に
示す回路に加えて1.靴HZから郎HZの間に2つのピ
ークをもち低域とピーク値のレベル差が母旧〜17dB
となる音庄一周波数特性を有するヘッドホンに印加して
受聴するものである。上記特性を有するヘッドホンは例
えば第9図に示す構造にすることにより得られる。
第9図において、30は支持部、31は支持部3川こ摺
動自在に装着されたヘッドホンケース、32はケース3
1の前面に設けられた発泡ウレタン等の弾性を有する耳
当て、32a,32bは耳当て32に形成された孔、3
3はセンターポール33aを有するプレート、33bは
センターポール33aの中心孔、34はマグネット、3
5はトッププレート、36はフレーム、37は振動板、
38はセンターポール33aとトッププレート35の間
に形成された磁気ギャップ内に配置されたボイスコイル
、39はケース31とスピーカとの間に収納された制動
材、40,41は振動板37の前後面の空気室、42は
センターポール33aの先端に設けた制動材である。
ここでセンターポール33aの中心孔33bによるィナ
ータンスをmA、振動板37の質量をmC、ボイスコイ
ル38の質量をmv、制御材42による音響抵抗をrA
、耳当て32による音響抵抗をrB、制動材39による
音響抵抗をに、耳当て32の孔33a,33bによるイ
ナータンスをm,,m2、空気室40の音響容量をC,
、空気室41の音響容量をCo、放射インピーダンスを
「A、振動系に加えられる駆動系に加えられる駆動力を
Fとすると、ヘッドホンの等価回路は第10図のように
なる。
そして、この実施例ではセンターポール33aの中心孔
33bによるィナータンスmAを変えることにより狐日
2近辺にピークを作りり、耳当て32の孔32a,32
bによるイナータンスm,,m2を変えることにより4
KHZ近辺にピークを作る、さらに音響抵抗rA,rB
,にの値を制御することにより、松HZ,必HZおよび
全体の制動をかけて、第10図に実線で示すように、狐
HZ,4KHZでピークをもち、かつピーク値と低減と
のレベル差が6〜17dBの間にあるような音庄一周波
数特性を得ることができる。第11図中破線は第1図に
示すようなスピーカ配置での自由由萱場における特性を
示しているが、この自由音場における聴取者4の耳元で
の特性はほぼ第11図の実線に近いものとなり、結果的
にヘッドホンの音庄一周波数特性を、自由音場における
耳元での音庄一周波数特性に近づけることができるもの
である。もちろん、他のィナータンスや音響抵抗を変化
させても同様の特性を得ることができるが、いずれにし
ても、1.郎HZから郎HZの間に2つのピークを持ち
、低域とピーク値のレベル差が母旧〜17船であれば、
自然音場と同様の感覚で聴取できるこを確かめた。
すなわち、第11図に示す回路において、ヘッドホン7
として1.弧HZから靴日2の間に2つのピークをもち
低域城とピーク値のレベル差が母B〜17凪となる音圧
一周波数特性を有するヘッドホンを用いれば、スピーカ
受聴と同様に音像が頭の前方の頭外に定位し、かつ音像
の距離感、方向感を自由に制御できるものである。
また、第12図、13図にはに無作為に選出した10人
の彼験者によるヘッドホン受聴における電気式間接音の
付加効果と、ステレオソース再生時の間接音付加効果実
験であり、50%の被験者が頭外感を感じる直接音に対
する間接者の比は0.1以上、すなわち10:1以上で
あった。
さらにそれ以上の混合比に対しては増加の煩向を呈しな
がら1:1で最大頭外感を示し、それ以上ではむしろ効
果の減少をきたすことが確認された。さらに、第14図
は間竣音入射方向の音像距離感に及ぼす影響を示してお
り、間接費の付加方向が音像頭外定位感の距離感に大き
く作用することが明らかである。
すなわち、本発明は直接音の方向情報をレベル差で規定
するのと同様に間接音の方向もローパスフィルタにより
規定したところに大きな特徴をもっている。本発明ヘッ
ドホン装置は上記のような構成であり、本発明によれば
以下に示す効果が得られるものである。‘1} 間接音
信号系にローパスフィルタによるチャンネル間レベル差
設定回路を設け、本発明規定のヘッドホン特性との総合
特性から、受膿者の心理音像距離感を最大限に大きくす
る事が可能となった。
■ 上述心理音像距離感の増大に伴ない音像定位も鮮明
になり、ステレオ受聡の離度が向上した。
(3’音像の距離感、方向感を各減衰器を調整する事に
より受聴者の好みを任意に設定できる。
■ 明確な頭外定位が得られる為易、ヘッドホン受聴特
有の疲労感が除去できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はスピーカ受聴状態を示す概略図、第2図はヘッ
ドホン受贈状態を示す概略図、第3図はスピーカ受聴に
おける音の径路を示す図、第4図は本発明のヘッドホン
装置に至る前段階の要部のブロック図、第5図は左右耳
間のレベル差を音像の方向感の関係を示す図、第6図は
第5図の特性図を得るために用いた回路図、第7図は本
発明に至る前段階におけるヘッドホン装置の電気回路図
、第8図は本発明のヘッドホン装置の一実施例を示す電
気回路図、第9図は同装置に用いるヘッドホンの断面図
、第10図は同等回路図、第11図は同音庄一周波数特
性図、第12図、第13図は間接音付加効果を示す特性
図、第14図は間接音入射方向の音像像距離感に及ぼす
影響を示す特性図である。 4・…・・受聴者、5,6・・・・・・耳、7・・・・
・・ヘッドホン、8,9・・・・・・電気音響変換器、
16,19,22,22′,24,24′,26,26
′,・・・・・・加算器、17・・・…遅延回路、18
,21,21′・・・…移相器、20,23,23′…
…減衰器、25,25′……ローパスフイルタ。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第9図 第10図 第11図 第8図 第12図 第13図 第14図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 プログラムソースを再生して得られる2チヤンネル
    の直接音信号と、第1および第2の可変減衰器を介して
    各々加えられる他チヤンネルの前記直接音信号と、前記
    直接音信号をを残響付加回路に印加して間接音信号を得
    、この間接音信号をレベル調整後に分配して得られる2
    チヤンネルの間接音信号と、ローパスフイルタを介して
    各々加えられる他チヤンネルの前記間接音信号とをそれ
    ぞれ加算し、この加算信号を、構成部品の選択により機
    械的に1.5KHzから5KHzの間に2つのピークを
    もち低域とピーク値のレベル差が6dB〜17dBとな
    る音圧−周波数特性をもたせたヘツドホンに供給してな
    るヘツドホン装置。
JP50119199A 1975-07-01 1975-10-01 ヘツドホン装置 Expired JPS6019199B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP50119199A JPS6019199B2 (ja) 1975-10-01 1975-10-01 ヘツドホン装置
US05/656,209 US4097689A (en) 1975-08-19 1976-02-09 Out-of-head localization headphone listening device
CA245,754A CA1068612A (en) 1975-08-19 1976-02-13 Headphone circuit simulating reverberation signals
GB685276A GB1543831A (en) 1975-07-01 1976-02-20 Headphone apparatus
DE19762608149 DE2608149A1 (de) 1975-07-01 1976-02-27 Kopfhoerersystem
FR7605717A FR2316826A1 (fr) 1975-07-01 1976-03-01 Adaptateur de casque pour l'ecoute d'appareils electro-acoustiques

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP50119199A JPS6019199B2 (ja) 1975-10-01 1975-10-01 ヘツドホン装置

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Publication Number Publication Date
JPS5242701A JPS5242701A (en) 1977-04-02
JPS6019199B2 true JPS6019199B2 (ja) 1985-05-15

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4953001A (ja) * 1972-09-21 1974-05-23
JPS49133002A (ja) * 1972-09-08 1974-12-20

Patent Citations (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49133002A (ja) * 1972-09-08 1974-12-20
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JPS5242701A (en) 1977-04-02

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