JPWO2015141402A1

JPWO2015141402A1 - 音響出力装置

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Publication number: JPWO2015141402A1
Application number: JP2016508623A
Authority: JP
Inventors: 淳也鈴木; 中川　俊之; 俊之中川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2015-02-23
Publication date: 2017-04-06
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Also published as: US20170026751A1; CN106105255B; CN106105255A; JP6492331B2; US9913037B2; EP3122062A1; WO2015141402A1; EP3122062A4

Abstract

【課題】気導音と、骨伝導による骨導音との組み合わせにより、耳の形状の個人差や、録音系または再生系の不完全さに影響せずに、より自然で、臨場感のある立体音響を再現することが可能な、音響出力装置を提供する。【解決手段】気導音を提示する気導音提示部と、骨伝導音を提示する骨伝導音提示部と、を備え、前記骨伝導音提示部は、ユーザに装着された際にユーザの耳近傍以外に位置する、音響出力装置が提供される。係る音響出力装置は、耳の形状の個人差や、録音系または再生系の不完全さに影響せずに立体音響を再現することが可能となる。【選択図】図１

Description

本開示は、音響出力装置に関する。

ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のプロセッサの処理能力の発展に伴って、オーディオ信号に頭部伝達関数（Ｈｅａｄ−ＲｅｌａｔｅｄＴｒａｎｓｆｅｒＦｕｎｃｔｉｏｎ；ＨＲＴＦ）を畳み込むことで、ヘッドホンでの音響の聴取時に空間的な広がりを再現できるようになってきている。

例えば特許文献１では、一対のラウドスピーカによるサラウンドチャンネルの再現性を改良しつつ、フロントチャンネルの再現性が損なわれることを避ける事を目的とした、バーチャルサラウンドにおける空間認知の改良方法が開示されている。また特許文献２では、平均的な頭部伝達関数を畳み込んだオーディオ信号によってユーザの頭外に音像を定位させることを目的とした技術が開示されている。

特開２００５−５１３８９２号公報特開２０００−１３８９９８号公報

しかし、既存のヘッドホンシステムにおいては、ユーザの頭外に十分に音像を定位させることが出来ず、音像がユーザの頭に張り付いて感じられてしまっていた。ユーザの頭外に十分に音像を定位させられないのは、ユーザの耳や頭部の形状の個人差や、録音系または再生系の不完全さに起因するものである。このような個人差や不完全性によらずに、ユーザの頭外に十分に音像を定位させることが出来るシステムが求められる。

そこで本開示では、気導音と、骨伝導による骨導音との組み合わせにより、耳の形状の個人差や、録音系または再生系の不完全性に影響せずに、より自然で、臨場感のある立体音響を再現することが可能な、新規かつ改良された音響出力装置を提案する。

本開示によれば、気導音を提示する気導音提示部と、骨伝導音を提示する骨伝導音提示部と、を備え、前記骨伝導音提示部は、ユーザに装着された際にユーザの耳近傍以外に位置する、音響出力装置が提供される。

以上説明したように本開示によれば、気導音と、骨伝導による骨導音との組み合わせにより、耳の形状の個人差や、録音系または再生系の不完全さに影響せずに、より自然で、臨場感のある立体音響を再現することが可能な、新規かつ改良された音響出力装置を提供することが出来る。

なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。

本開示の一実施形態に係るヘッドホンシステム１００の機能構成例を示す説明図である。ヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態をユーザ１の上方から模式的に示す説明図である。ヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態をユーザ１の上方から模式的に示す説明図である。ヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態をユーザ１の上方から模式的に示す説明図である。ヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態をユーザ１の上方から模式的に示す説明図である。ヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態をユーザ１の右側面方向から模式的に示す説明図である。ヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態をユーザ１の右側面方向から模式的に示す説明図である。ヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態をユーザ１の右側面方向から模式的に示す説明図である。ヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態をユーザ１の右側面方向から模式的に示す説明図である。ヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態をユーザ１の右側面方向から模式的に示す説明図である。ヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態をユーザ１の右側面方向から模式的に示す説明図である。ヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態をユーザ１の右側面方向から模式的に示す説明図である。ヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態をユーザ１の右側面方向から模式的に示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．本開示の一実施形態
１．１．概要
１．２．ヘッドホンシステムの機能構成例
１．３．ヘッドホンシステムによる音像定位例
２．まとめ

＜１．本開示の一実施形態＞
［１．１．概要］
まず、本開示の一実施形態に係るヘッドホンシステムの概要について説明する。以下で説明する本開示の一実施形態に係るヘッドホンシステムは、本開示の音響出力装置の一例であり、後述するように、気導音を提示するスピーカユニットと、骨伝導音を提示する加振ユニットと、を備える。気導音は、人間の両耳に直接到達する音である。そして骨伝導音は、人間の体内を伝わって耳に達する音である。

気導音のみ、または骨伝導音のみをユーザに提示するヘッドホンシステムでは、音を物理的に変化させても、気導音または骨伝導音のみに対する信号処理を行なっても、ユーザの頭外に十分に音像を定位させることが出来ず、音像がユーザの頭に張り付いて感じられてしまう。従って気導音のみ、または骨伝導音のみをユーザに提示するヘッドホンシステムでは、ユーザに対して頭外に音像を十分に定位させることで臨場感のある音を提示することが出来ない。

人間は、耳介の形状を変えたり、外耳道を塞いだりしても、音源定位が大きく崩れて知覚されることはないことが確認されている。人間は２つの耳で巧みに音源の方向や距離を捉えており、頭を動かすことにより距離や方向を判断していると言われているが、頭を動かさなくとも、たとえ片耳を塞いでも音源の方向や距離の判別は可能である（山崎芳男「聴覚とオーディオ」ＪＡＳＪｏｕｒｎａｌ ’９３・６月号、ｐ１１）。

そこで本開示の一実施形態に係るヘッドホンシステムは、人間の両耳に直接到達する気導音に加えて、人間の体内を伝わって耳に達する骨伝導音を提示することで、複雑な信号処理に依らずに、より臨場感を向上させることを特徴とする。

以上、本開示の一実施形態に係るヘッドホンシステムの概要について説明した。続いて、本開示の一実施形態に係るヘッドホンシステムの機能構成例について説明する。

［１．２．ヘッドホンシステムの機能構成例］
図１は、本開示の一実施形態に係るヘッドホンシステム１００の機能構成例を示す説明図である。以下、図１を用いて本開示の一実施形態に係るヘッドホンシステム１００の機能構成例について説明する。

図１に示した本開示の一実施形態に係るヘッドホンシステム１００は、本開示の音響出力装置の一例である。図１に示したように、本開示の一実施形態に係るヘッドホンシステム１００は、信号生成部１１０と、スピーカユニット１２０と、加振ユニット１３０と、を含んで構成される。

信号生成部１１０は、ヘッドホンシステム１００に接続されているオーディオ機器１０から出力されるオーディオ信号を用いて、スピーカユニット１２０に出力するオーディオ信号と、加振ユニット１３０に出力するオーディオ信号と、を生成する。信号生成部１１０は、例えばＤＳＰで構成され得る。そして図１に示したように、信号生成部１１０は、気導信号生成部１１１と、骨伝導信号生成部１１２と、を含んで構成される。気導信号生成部１１１は、オーディオ機器１０から出力されるオーディオ信号を用いて、スピーカユニット１２０に出力するオーディオ信号（気導信号）を生成する。骨伝導信号生成部１１２は、オーディオ機器１０から出力されるオーディオ信号を用いて、加振ユニット１３０に出力するオーディオ信号（骨伝導信号）を生成する。

ヘッドホンシステム１００とオーディオ機器１０とは、有線で接続されていてもよく、無線で接続されていても良い。またオーディオ機器１０からヘッドホンシステム１００に出力されるオーディオ信号は、２チャンネルのステレオオーディオ信号であってもよく、５．１ｃｈ、７．１ｃｈ等のサラウンドオーディオ信号であっても良い。

スピーカユニット１２０は、気導音をユーザに提示する。本実施形態では、スピーカユニット１２０は、ユーザの右耳に装着される右耳用スピーカユニット１２０Ｒと、左耳に装着される左耳用スピーカユニット１２０Ｌと、を含む。スピーカユニット１２０は、ユーザの左右の耳に装着されることで、信号生成部１１０からのオーディオ信号に基づいて、右耳用スピーカユニット１２０Ｒ及び左耳用スピーカユニット１２０Ｌから、気導音をユーザに提示することが出来る。

加振ユニット１３０は、骨伝導音をユーザに提示する。加振ユニット１３０は、例えばユーザの頭部に装着されることで、信号生成部１１０からのオーディオ信号に基づいて骨伝導音をユーザに提示することが出来る。加振ユニット１３０は、ヘッドホンシステム１００がユーザに装着された際に、ユーザの耳の位置の近傍以外に位置するように設けられ得る。加振ユニット１３０の数は、１つであっても、複数であっても良い。加振ユニット１３０の数が１つの場合は、ヘッドホンシステム１００がユーザに装着された際に、例えばユーザの額に位置するように設けられ得る。また加振ユニット１３０が２つの場合は、ヘッドホンシステム１００がユーザに装着された際に、例えばユーザの左右のこめかみ付近に位置するように設けられる。

信号生成部１１０は、気導信号生成部１１１及び骨伝導信号生成部１１２で、それぞれ気導信号及び骨伝導信号を生成する際に、振幅、位相、周波数特性を制御する。ヘッドホンシステム１００がユーザに装着された際に、スピーカユニット１２０より加振ユニット１３０の方が前方に位置するように、スピーカユニット１２０及び加振ユニット１３０が設けられる場合を考える。この場合において、信号生成部１１０は、気導信号生成部１１１及び骨伝導信号生成部１１２で、それぞれ気導信号及び骨伝導信号を生成する際に、加振ユニット１３０から出力する音と、スピーカユニット１２０から出力する音との出力タイミングを調整する。例えば、信号生成部１１０は、気導信号生成部１１１及び骨伝導信号生成部１１２で、それぞれ気導信号及び骨伝導信号を生成する際に、加振ユニット１３０から出力する音に対してスピーカユニット１２０から出力する音を所定時間遅延させる処理を実行する。このように加振ユニット１３０から出力する音に対してスピーカユニット１２０から出力する音を所定時間遅延させる処理を実行することで、本開示の一実施形態に係るヘッドホンシステム１００は、ユーザの頭外の前方に音像を定位させることができる。

オーディオ機器１０から供給されるオーディオ信号が２チャンネルのステレオオーディオ信号である場合は、気導信号生成部１１１及び骨伝導信号生成部１１２は、それぞれ同じ音をスピーカユニット１２０及び加振ユニット１３０から出力する信号を生成し得る。またオーディオ機器１０から供給されるオーディオ信号が５．１チャンネルや７．１チャンネル等のサラウンドオーディオ信号である場合は、気導信号生成部１１１及び骨伝導信号生成部１１２は、スピーカユニット１２０及び加振ユニット１３０が提示する音で、当該５．１チャンネルや７．１チャンネル等のサラウンドオーディオを実現するように信号を生成し得る。

信号生成部１１０は、加振ユニット１３０から出力する音に対してスピーカユニット１２０から出力する音を遅延させる時間として、例えば１０ｍｓ（ミリ秒）程度としてもよい。信号生成部１１０による遅延時間は、ＩＴＤ（ＩｎｔｅｒａｕｒａｌＴｉｍｅＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅ；両耳間時間差）や、ＩＬＤ（ＩｎｔｅｒａｕｒａｌＬｅｖｅｌＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅ；両耳間強度差）を考慮して決定され得る。

ＩＴＤを支配するのは、頭部を回りこむ低周波成分である。人の両耳間距離は約１５０ｍｍで、それにπを乗じた両耳間の測地線距離２３６ｍｍを音速（約３４０ｍ／ｓ）で除した約±７００μｓ（マイクロ秒）がＩＴＤの最大値である。

ＩＬＤは、通常、バイノーラル収音した左右チャンネル信号波形のパワーの差、あるいはＨＲＴＦの振幅スペクトルの差から算出される信号全体の音圧差である。ＩＬＤを支配するのは、頭部により遮蔽される高周波成分である。人ではＩＬＤの最大値は約±１６ｄＢである。

逆に、信号生成部１１０は、気導信号生成部１１１及び骨伝導信号生成部１１２で、それぞれ気導信号及び骨伝導信号を生成する際に、スピーカユニット１２０から出力する音に対して加振ユニット１３０から出力する音を所定時間遅延させる処理を実行してもよい。このようにスピーカユニット１２０から出力する音に対して加振ユニット１３０から出力する音を所定時間遅延させる処理を実行することで、本開示の一実施形態に係るヘッドホンシステム１００は、ユーザの頭外の後方に音像を定位させることができる。

また信号生成部１１０は、気導信号生成部１１１及び骨伝導信号生成部１１２で、それぞれ気導信号及び骨伝導信号を生成する際に、ユーザの前方、後方、上下方に音像を定位させる係数を畳み込んだ骨伝導信号を生成しても良い。係る係数は、例えば、特開２０００−１３８９９８号公報等に開示されている技術を用いて生成されても良い。特開２０００−１３８９９８号公報には、ステレオホニック再生用のオーディオ信号を、バイノーラル再生用のオーディオ信号に変換する技術が開示されている。デジタルフィルタの係数乗算器で乗算する係数値については、音源から聴取者の左耳及び右耳までの２系統のインパルス応答の実測値に基づいて設定される。このようにユーザの前方、後方、上下方に音像を定位させる係数を畳み込んだ骨伝導信号を生成することで、ヘッドホンシステム１００は、ユーザの頭外の前方、後方、上下方に音像を定位させることができる。

なお、信号生成部１１０は、上述の遅延処理または係数を畳み込んだ骨伝導信号の生成処理のいずれか一方の処理を実行してもよく、２つの処理を組み合わせて実行してもよい。

このように、本開示の一実施形態に係るヘッドホンシステム１００は、気導音および骨伝導音という経路が異なる音を、時間差、強度差、スペクトル差を持ってユーザに伝達させることで、提示する音に対して前後や上下の位置関係を持たせることが出来る。

［１．３．ヘッドホンシステムの音像定位例］
続いて、スピーカユニット１２０及び加振ユニット１３０による音像定位例を示す。図２は、ヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態をユーザ１の上方から模式的に示す説明図である。図２には、ユーザ１の両耳にスピーカユニット１２０Ｒ、１２０Ｌが装着されており、ユーザ１の耳より前の部分（例えば、こめかみ付近）に加振ユニット１３０Ｒ、１３０Ｌが装着されている状態が模式的に示されている。なお、スピーカユニット１２０Ｒ、１２０Ｌ及び加振ユニット１３０Ｒ、１３０Ｌは、それぞれヘッドバンド部１４０に接続されている。また、オーディオ機器１０からヘッドホンシステム１００に出力されるオーディオ信号は、２チャンネルのステレオオーディオ信号であるとする。

信号生成部１１０は、図２中の矢印で示したように、加振ユニット１３０Ｒ、１３０Ｌから出力する音に対してスピーカユニット１２０Ｒ、１２０Ｌから出力する音を所定時間遅延させる処理を実行する。図２に示したようにヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態で、加振ユニット１３０Ｒ、１３０Ｌから出力する音に対してスピーカユニット１２０Ｒ、１２０Ｌから出力する音を所定時間遅延させることで、ヘッドホンシステム１００は、ユーザ１の頭外の、例えば符号２Ａで示した位置に音像を定位させることが出来る。

スピーカユニット１２０及び加振ユニット１３０による音像定位の別の例を示す。図３は、ヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態をユーザ１の上方から模式的に示す説明図である。図３には、図２と同様に、ユーザ１の両耳にスピーカユニット１２０Ｒ、１２０Ｌが装着されており、ユーザ１の耳より前の部分（例えば、こめかみ付近）に加振ユニット１３０Ｒ、１３０Ｌが装着されている状態が模式的に示されている。なお、スピーカユニット１２０Ｒ、１２０Ｌ及び加振ユニット１３０Ｒ、１３０Ｌは、それぞれヘッドバンド部１４０に接続されている。

信号生成部１１０は、図３中の矢印で示したように、スピーカユニット１２０Ｒ、１２０Ｌから出力する音に対して加振ユニット１３０Ｒ、１３０Ｌから出力する音を所定時間遅延させる処理を実行する。図３に示したようにヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態で、スピーカユニット１２０Ｒ、１２０Ｌから出力する音に対して加振ユニット１３０Ｒ、１３０Ｌから出力する音を所定時間遅延させることで、ヘッドホンシステム１００は、ユーザ１の頭外の、例えば符号２Ｂで示した位置に音像を定位させることが出来る。

図２及び図３では、加振ユニット１３０が２つ設けられる場合の例を示したが、加振ユニット１３０が１つのみの場合についても、同様にユーザ１の頭外に音像を定位させることが出来る。

図４は、ヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態をユーザ１の上方から模式的に示す説明図である。図４には、ユーザ１の両耳にスピーカユニット１２０Ｒ、１２０Ｌが装着されており、ユーザ１の耳より前の部分（例えば、額付近）に加振ユニット１３０が装着されている状態が模式的に示されている。なお、スピーカユニット１２０Ｒ、１２０Ｌ及び加振ユニット１３０は、それぞれヘッドバンド部１４０に接続されている。

信号生成部１１０は、図４中の矢印で示したように、加振ユニット１３０から出力する音に対してスピーカユニット１２０Ｒ、１２０Ｌから出力する音を所定時間遅延させる処理を実行する。図４に示したようにヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態で、加振ユニット１３０から出力する音に対してスピーカユニット１２０Ｒ、１２０Ｌから出力する音を所定時間遅延させることで、ヘッドホンシステム１００は、ユーザ１の頭外の、例えば符号２Ａで示した位置に音像を定位させることが出来る。

スピーカユニット１２０及び加振ユニット１３０による音像定位の別の例を示す。図５は、ヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態をユーザ１の上方から模式的に示す説明図である。図５には、図４と同様に、ユーザ１の両耳にスピーカユニット１２０Ｒ、１２０Ｌが装着されており、ユーザ１の耳より前の部分（例えば、額付近）に加振ユニット１３０が装着されている状態が模式的に示されている。なお、スピーカユニット１２０Ｒ、１２０Ｌ及び加振ユニット１３０は、それぞれヘッドバンド部１４０に接続されている。

信号生成部１１０は、図５中の矢印で示したように、スピーカユニット１２０Ｒ、１２０Ｌから出力する音に対して加振ユニット１３０から出力する音を所定時間遅延させる処理を実行する。図５に示したようにヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態で、スピーカユニット１２０Ｒ、１２０Ｌから出力する音に対して加振ユニット１３０から出力する音を所定時間遅延させることで、ヘッドホンシステム１００は、ユーザ１の頭外の、例えば符号２Ｂで示した位置に音像を定位させることが出来る。

図２から図５では、ユーザ１の上方から模式的に示した図を用いて、ヘッドホンシステム１００による音像の定位位置の例を示した。続いて、ユーザ１の側面から模式的に示した図を用いてヘッドホンシステム１００による音像の定位位置の例を示す。

図６及び図７は、ヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態をユーザ１の右側面方向から模式的に示す説明図である。図６及び図７には、ユーザ１の右耳にスピーカユニット１２０Ｒが装着されており、ユーザ１の耳より前の部分（例えば、こめかみ付近）に加振ユニット１３０Ｒが装着されている状態が模式的に示されている。なお、スピーカユニット１２０Ｒ及び加振ユニット１３０Ｒは、それぞれヘッドバンド部１４０に接続されている。また図６及び図７には示されていないが、ユーザ１の左耳にスピーカユニット１２０Ｌが装着されており、ユーザ１の耳より前の部分（例えば、こめかみ付近）に加振ユニット１３０Ｌが装着されているものとする。

信号生成部１１０は、加振ユニット１３０Ｒ、１３０Ｌから出力する音に対してスピーカユニット１２０Ｒ、１２０Ｌから出力する音を所定時間遅延させる処理を実行する。図６に示したようにヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態で、加振ユニット１３０Ｒ、１３０Ｌから出力する音に対してスピーカユニット１２０Ｒ、１２０Ｌから出力する音を所定時間遅延させることで、ヘッドホンシステム１００は、ユーザ１の頭外の、例えば図６の符号２Ａで示した位置に音像を定位させることが出来る。

また、信号生成部１１０は、ユーザ１の上方に音像を定位させる係数を畳み込んだ骨伝導信号を生成してもよい。図７に示したようにヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態で、ユーザ１の上方に音像を定位させる係数を畳み込んだ骨伝導信号を生成し、スピーカユニット及び加振ユニットへ信号を出力することで、ヘッドホンシステム１００は、ユーザ１の頭外の、例えば図７の符号２Ｃで示した位置に音像を定位させることが出来る。

上述したように、信号生成部１１０は、上述の遅延処理及び係数を畳み込んだ骨伝導信号の生成処理を組み合わせて実行してもよい。遅延処理及び係数を畳み込んだ骨伝導信号の生成処理を組み合わせることで、図７のように、ユーザ１の前後だけでなく、上方や下方に音像を定位させることが出来る。

スピーカユニット１２０及び加振ユニット１３０による音像定位の別の例を示す。図８及び図９は、ヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態をユーザ１の右側面方向から模式的に示す説明図である。図８及び図９には、ユーザ１の右耳にスピーカユニット１２０Ｒが装着されており、ユーザ１の耳より前の部分（例えば、こめかみ付近）に加振ユニット１３０Ｒが装着されている状態が模式的に示されている。なお、スピーカユニット１２０Ｒ及び加振ユニット１３０Ｒは、それぞれヘッドバンド部１４０に接続されている。また図８及び図９には示されていないが、ユーザ１の左耳にスピーカユニット１２０Ｌが装着されており、ユーザ１の耳より前の部分（例えば、こめかみ付近）に加振ユニット１３０Ｌが装着されているものとする。

信号生成部１１０は、スピーカユニット１２０Ｒ、１２０Ｌから出力する音に対して加振ユニット１３０Ｒ、１３０Ｌから出力する音を所定時間遅延させる処理を実行する。図８に示したようにヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態で、スピーカユニット１２０Ｒ、１２０Ｌから出力する音に対して加振ユニット１３０Ｒ、１３０Ｌから出力する音を所定時間遅延させることで、ヘッドホンシステム１００は、ユーザ１の頭外の、例えば図８の符号２Ｂで示した位置に音像を定位させることが出来る。

また、信号生成部１１０は、ユーザ１の後方かつ下方に音像を定位させる係数を畳み込んだ骨伝導信号を生成してもよい。図９に示したようにヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態で、ユーザ１の上方に音像を定位させる係数を畳み込んだ骨伝導信号を生成し、スピーカユニット及び加振ユニットへ信号を出力することで、ヘッドホンシステム１００は、ユーザ１の頭外で、ユーザ１の後方かつ下方の、例えば図９の符号２Ｄで示した位置に音像を定位させることが出来る。

上述してきた例では、オーディオ機器１０からヘッドホンシステム１００に出力されるオーディオ信号は、２チャンネルのステレオオーディオ信号であるとして説明した。続いて、オーディオ機器１０からヘッドホンシステム１００に出力されるオーディオ信号が、強度差のあるオーディオ信号、例えば５．１チャンネル、７．１チャンネル等のサラウンドオーディオ信号である場合について説明する。

図１０は、ヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態をユーザ１の右側面方向から模式的に示す説明図である。図１０には、ユーザ１の右耳にスピーカユニット１２０Ｒが装着されており、ユーザ１の耳より前の部分（例えば、こめかみ付近）に加振ユニット１３０Ｒが装着されており、さらにユーザの額付近に加振ユニット１３０Ｃが装着されている状態が模式的に示されている。なお、スピーカユニット１２０Ｒ及び加振ユニット１３０Ｒ、１３０Ｃは、それぞれヘッドバンド部１４０に接続されている。また図１０には示されていないが、ユーザ１の左耳にスピーカユニット１２０Ｌが装着されており、ユーザ１の耳より前の部分（例えば、こめかみ付近）に加振ユニット１３０Ｌが装着されているものとする。

上述したように、オーディオ機器１０から供給されるオーディオ信号が、強度差のあるオーディオ信号、例えば５．１チャンネルや７．１チャンネル等のサラウンドオーディオ信号である場合は、気導信号生成部１１１及び骨伝導信号生成部１１２は、スピーカユニット１２０及び加振ユニット１３０が提示する音で、当該５．１チャンネルや７．１チャンネル等のサラウンドオーディオを実現するように信号を生成し得る。従って、ヘッドホンシステム１００が、図１０に示したようなスピーカユニット１２０及び加振ユニット１３０で構成されている場合、スピーカユニット１２０及び加振ユニット１３０へ各チャンネルの信号を供給することで、ヘッドホンシステム１００はサラウンドオーディオを実現することが出来る。

例えば、オーディオ機器１０から５．１チャンネルのサラウンドオーディオ信号が供給される場合、気導信号生成部１１１及び骨伝導信号生成部１１２は、２つのスピーカユニット１２０及び３つの加振ユニット１３０へそれぞれ１チャンネルずつ信号が供給されるように信号を生成する。例えば図１０に示したように、ヘッドホンシステム１００が２つのスピーカユニット１２０及び３つの加振ユニット１３０を備える場合、センターのチャンネルを加振ユニット１３０Ｃから、フロントのチャンネルを加振ユニット１３０Ｒ、１３０Ｌから、リアのチャンネルをスピーカユニット１２０Ｒ、１２０Ｌから、それぞれ出力するように、気導信号生成部１１１及び骨伝導信号生成部１１２が信号を生成する。なお、ＬＦＥチャンネルは、気導信号生成部１１１により、２つのスピーカユニット１２０Ｒ、１２０Ｌに供給される。気導信号生成部１１１及び骨伝導信号生成部１１２がこのように信号を生成することで、本実施形態に係るヘッドホンシステム１００は５．１チャンネルのサラウンドオーディオをユーザ１に提示することが出来る。

加振ユニット１３０の数が増えれば、本実施形態に係るヘッドホンシステム１００は、さらにチャンネル数が多いサラウンドオーディオ信号によるサラウンドオーディオをユーザに提示することができる。

図１１は、ヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態をユーザ１の右側面方向から模式的に示す説明図である。図１１には、ユーザ１の右耳にスピーカユニット１２０Ｒが装着されており、ユーザ１の耳より前の部分（例えば、こめかみ付近）に加振ユニット１３０Ｒが装着されており、ユーザ１の耳より後ろの部分に加振ユニット１３０ＢＲが装着されており、さらにユーザの額付近に加振ユニット１３０Ｃが装着されている状態が模式的に示されている。なお、スピーカユニット１２０Ｒ及び加振ユニット１３０Ｒ、１３０ＢＲ、１３０Ｃは、それぞれヘッドバンド部１４０に接続されている。また図１０には示されていないが、ユーザ１の左耳にスピーカユニット１２０Ｌが装着されており、ユーザ１の耳より前の部分（例えば、こめかみ付近）に加振ユニット１３０Ｌが装着されており、ユーザ１の耳より後ろの部分に加振ユニット１３０ＢＬが装着されているものとする。

オーディオ機器１０から７．１チャンネルのサラウンドオーディオ信号が供給される場合、気導信号生成部１１１及び骨伝導信号生成部１１２は、２つのスピーカユニット１２０及び５つの加振ユニット１３０へそれぞれ１チャンネルずつ信号が供給されるように信号を生成する。例えば図１１に示したように、ヘッドホンシステム１００が２つのスピーカユニット１２０及び５つの加振ユニット１３０を備える場合、センターのチャンネルを加振ユニット１３０Ｃから、フロントのチャンネルを加振ユニット１３０Ｒ、１３０Ｌから、サイドのチャンネルをスピーカユニット１２０Ｒ、１２０Ｌから、リアのチャンネルを加振ユニット１３０ＢＲ、１３０ＢＬから、それぞれ出力するように、気導信号生成部１１１及び骨伝導信号生成部１１２が信号を生成する。なお、ＬＦＥチャンネルは、気導信号生成部１１１により、２つのスピーカユニット１２０Ｒ、１２０Ｌに供給される。気導信号生成部１１１及び骨伝導信号生成部１１２がこのように信号を生成することで、本実施形態に係るヘッドホンシステム１００は７．１チャンネルのサラウンドオーディオをユーザ１に提示することが出来る。

上記実施例では、加振ユニット１３０の数が３つ以上の場合に、サラウンドオーディオ信号がオーディオ機器１０からヘッドホンシステム１００に供給される例を示したが、本開示は係る例に限定されない。加振ユニット１３０の数が１つまたは２つの場合に、サラウンドオーディオ信号がオーディオ機器１０からヘッドホンシステム１００に供給された際には、気導信号生成部１１１及び骨伝導信号生成部１１２は、それぞれスピーカユニット１２０および加振ユニット１３０に供給する信号を生成する。この際、気導信号生成部１１１及び骨伝導信号生成部１１２は、オーディオ機器１０から供給されるサラウンドオーディオ信号が意図する音場を、スピーカユニット１２０および加振ユニット１３０が提示する音によって再現できるような信号を生成する。なお、サラウンドオーディオ信号のチャンネル数とスピーカ数とが一致しない場合の信号処理は特定の方法に限定されない。

例えば、図４に示したように加振ユニット１３０が１つのみ設けられたヘッドホンシステム１００に、ユーザの右前方に音源が存在するような５．１チャンネルのサラウンドオーディオ信号がオーディオ機器１０からヘッドホンシステム１００に供給された場合を考える。この場合、気導信号生成部１１１及び骨伝導信号生成部１１２は、それぞれ、ユーザ１の右前方に音源が存在して聴こえるよう、５．１チャンネルのサラウンドオーディオ信号からスピーカユニット１２０および加振ユニット１３０に供給する３チャンネルの信号を生成する。

５．１チャンネルのサラウンドオーディオ信号からスピーカユニット１２０および加振ユニット１３０に供給する３チャンネルの信号を生成する際に、気導信号生成部１１１及び骨伝導信号生成部１１２は、加振ユニット１３０から出力する音に対してスピーカユニット１２０から出力する音を所定時間遅延させる処理を実行しても良い。ヘッドホンシステム１００は、遅延させる処理を実行することで、上述したように、ユーザ１の頭外に音像を定位させるよう、スピーカユニット１２０および加振ユニット１３０から音を提示させることが出来る。

上述してきた例では、ユーザ１がヘッドホンシステム１００を装着した際に、加振ユニット１３０がユーザ１の耳より上に位置する場合を示してきたが、本開示はかかる例に限定されるものではない。例えば、ユーザ１がヘッドホンシステム１００を装着した際に、加振ユニット１３０がユーザの耳より下、例えば顎や首筋付近に位置しても良い。

図１２は、ヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態をユーザ１の右側面方向から模式的に示す説明図である。図１１には、ユーザ１の右耳にスピーカユニット１２０Ｒが装着されており、ユーザ１の耳より前の部分（例えば、こめかみ付近）に加振ユニット１３０Ｒが装着されており、ユーザの額付近に加振ユニット１３０Ｃが装着されており、さらにユーザの顎付近に加振ユニット１３０ＵＲが装着されている様子が示されている。

図１３は、ヘッドホンシステム１００がユーザ１に装着された状態をユーザ１の右側面方向から模式的に示す説明図である。図１３には、ユーザ１の右耳にスピーカユニット１２０Ｒが装着されており、ユーザ１の耳より前の部分（例えば、こめかみ付近）に加振ユニット１３０Ｒが装着されており、ユーザの額付近に加振ユニット１３０Ｃが装着されており、さらにユーザの耳の後方、例えば首筋付近に加振ユニット１３０ＵＲ’が装着されている様子が示されている。

図１２及び図１３に示したように、ユーザ１がヘッドホンシステム１００を装着した際に、加振ユニット１３０がユーザの耳寄り下、例えば顎や耳の後方（例えば首筋付近）に位置してもよい。そしてヘッドホンシステム１００は、各スピーカユニット及び各加振ユニットから音を出力することで、上述してきた例と同様に、ユーザ１の頭外の、ユーザ１の前方、後方、上下方に音像を定位させることが可能となる。

＜２．まとめ＞
以上説明したように本開示の一実施形態によれば、気導音および骨伝導音という経路が異なる音を伝達させるヘッドホンシステム１００が提供される。そして本開示の一実施形態によれば、この気導音および骨伝導音という経路が異なる音を、時間差や強度差を持ってユーザに伝達させることで、提示する音に対して前後や上下の位置関係を持たせることが出来るヘッドホンシステム１００が提供される。本開示の一実施形態に係るヘッドホンシステム１００は、気導音と骨伝導音とを、時間差や強度差を持ってユーザに伝達させることで、ユーザの頭外に音像を定位させる等して、より自然で、臨場感のある立体音響を再現することが可能となる。

また本開示の一実施形態に係るヘッドホンシステム１００は、加振ユニットの装着位置を、スピーカユニットが装着される耳からある程度離れた位置とすることにより、ユーザの頭外に音像を定位させやすくなる。

また本開示の一実施形態に係るヘッドホンシステム１００は、気導音と骨伝導音とを、時間差や強度差を持ってユーザに伝達させることで、耳や頭部の形状の個人差や、録音系または再生系の不完全さに影響せずに、より自然で、臨場感のある立体音響を再現することが可能となる。

また本開示の一実施形態に係るヘッドホンシステム１００は、気導音を提示するスピーカユニット１２０と、骨伝導音を提示する加振ユニット１３０とに、それぞれサラウンドオーディオのチャンネルを割り当てることで、より自然で、臨場感のある立体音響を再現することが可能となる。

各装置に内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどのハードウェアを、上述した各装置の構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供されることが可能である。また、機能ブロック図で示したそれぞれの機能ブロックをハードウェアで構成することで、一連の処理をハードウェアで実現することもできる。

以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。

なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
気導音を提示する気導音提示部と、
骨伝導音を提示する骨伝導音提示部と、
を備え、
前記骨伝導音提示部は、ユーザに装着された際にユーザの耳近傍以外に位置する、音響出力装置。
（２）
前記骨伝導音提示部に供給される音声信号と、前記気導音提示部に供給される音声信号との出力タイミングが調整されて供給される、前記（１）に記載の音響出力装置。
（３）
前記骨伝導音提示部に供給される音声信号は、前記気導音提示部に供給される音声信号より所定時間遅延したものである、前記（２）に記載の音響出力装置。
（４）
前記骨伝導音提示部は、前記ユーザの頭部の左右に装着される位置に設けられる、前記（１）〜（３）のいずれかに記載の音響出力装置。
（５）
前記骨伝導音提示部に供給される音声信号は、擬似的な３次元音声を提示する信号である、前記（４）に記載の音響出力装置。
（６）
前記気導音提示部は、前記ユーザの左右の耳に装着され、
前記気導音提示部には複数チャンネルの音声信号の内の２つのチャンネルの音声信号が供給され、前記骨伝導音提示部には残りのチャンネルの音声信号が供給される、前記（５）に記載の音響出力装置。
（７）
前記気導音提示部及び前記骨伝導音提示部により提示される音像は前記ユーザの頭部の外に定位される、前記（１）〜（６）のいずれかに記載の音響出力装置。
（８）
前記気導音提示部及び前記骨伝導音提示部により提示される音像が前記ユーザの前方に定位される、前記（７）に記載の音響出力装置。
（９）
前記気導音提示部及び前記骨伝導音提示部により提示される音像が前記ユーザの後方に定位される、前記（７）に記載の音響出力装置。
（１０）
前記気導音提示部及び前記骨伝導音提示部により提示される音像が前記ユーザの上方に定位される、前記（７）に記載の音響出力装置。
（１１）
前記気導音提示部及び前記骨伝導音提示部により提示される音像が前記ユーザの下方に定位される、前記（７）に記載の音響出力装置。

１００ヘッドホンシステム
１１０信号生成部
１１１気導信号生成部
１１２骨伝導信号生成部
１２０スピーカユニット
１３０加振ユニット

Claims

気導音を提示する気導音提示部と、
骨伝導音を提示する骨伝導音提示部と、
を備え、
前記骨伝導音提示部は、ユーザに装着された際にユーザの耳近傍以外に位置する、音響出力装置。
前記骨伝導音提示部に供給される音声信号と、前記気導音提示部に供給される音声信号との出力タイミングが調整されて供給される、請求項１に記載の音響出力装置。
前記骨伝導音提示部に供給される音声信号は、前記気導音提示部に供給される音声信号より所定時間遅延したものである、請求項２に記載の音響出力装置。
前記骨伝導音提示部は、前記ユーザの頭部の左右に装着される位置に設けられる、請求項１に記載の音響出力装置。
前記骨伝導音提示部に供給される音声信号は、擬似的な３次元音声を提示する信号である、請求項４に記載の音響出力装置。
前記気導音提示部は、前記ユーザの左右の耳に装着され、
前記気導音提示部には複数チャンネルの音声信号の内の２つのチャンネルの音声信号が供給され、前記骨伝導音提示部には残りのチャンネルの音声信号が供給される、請求項５に記載の音響出力装置。
前記気導音提示部及び前記骨伝導音提示部により提示される音像は前記ユーザの頭部の外に定位される、請求項１に記載の音響出力装置。
前記気導音提示部及び前記骨伝導音提示部により提示される音像が前記ユーザの前方に定位される、請求項７に記載の音響出力装置。
前記気導音提示部及び前記骨伝導音提示部により提示される音像が前記ユーザの後方に定位される、請求項７に記載の音響出力装置。
前記気導音提示部及び前記骨伝導音提示部により提示される音像が前記ユーザの上方に定位される、請求項７に記載の音響出力装置。
前記気導音提示部及び前記骨伝導音提示部により提示される音像が前記ユーザの下方に定位される、請求項７に記載の音響出力装置。