JPH0444500A - ヘッドホンシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）産業上の利用分野 この発明は、ステレオ装置や電子楽器等の楽音を聴くた
めに用いられるヘッドホンシステムに関し、特に、聴取
者の頭が回転しても音像の絶対位置が動かないヘッドホ
ンシステムに関する。

（ｂ）従来の技術 へ・７ドホンはステレオ等の音を個人で楽しむために広
く用いられている。従来のステレオヘットホンは、ステ
レオがスピーカから出力する場合の左右の定位の音像を
そのまま人力して左右の定位感を実現していた。

（Ｃ１発明が解決しようとする課題 実際に楽器の演奏等がされている場所では、その位置は
聴取者が頭を動かしても変わらない。これにより、聴取
者が頭を回したとき各楽音の自分に対する相対的な音像
位置が変わる（回転する）ことによって、音像の位置を
判断することができ、聴取者は臨場感を怒しる。

しかし、従来のへソドホンでは、聴取者が頭を回しても
、音像はその頭の回転に合わせて回転するため、聴取者
がどの方向を向いても聴取者に対する音像のレイアウト
が同じであり、上記のように音像の位置を判断すること
ができない欠点があった。さらに、このように音像定位
位置が頭の回転に追従して変わるようなへ一／　トホン
の音像定位位置は頭よりも後方になり、聴取者に不自然
な感しを与える欠点があった。

この発明は、聴取者の頭が回転しても音像の絶対位置が
動かないようにすることにより、高い臨場感を実現した
ヘッドホンシステムを擢供することを目的とする。

（ｄ１課題を解決するための手段 この発明は、ヘッドホンと、このヘッドホンに出力する
楽音の音像を定位する音像定位手段と、前記ヘッドホン
の特定方向に対する角度を検出する検出手段と、前記検
出手段が検出した角度に基づいて前記楽音の音像の定位
を移動させる移動手段とを有することを特徴とする。

（ｅ）作用 この発明のヘッドホンシステムでは、ヘッドホンに、特
定方向に対する角度（回転角度）を検出する検出手段を
設け、この検出手段が検出した回転角度に基づいてヘッ
ドホンから出力する音像定位を移動させることにより、
ヘッドホンが頭の回転に伴って回転しても、その回転を
キャンセルするように音像が移動するため、音像の絶対
的な定位位置をそのまま固定しておくことができ、楽音
の臨場感を実現することができる。

（ｆ）実施例 第１図はこの発明の実施例であるヘッドホンシステムで
用いられるヘッドホンの外観図である。

このヘッドホン１は通常のヘッドホンと同様にバンド２
の両端に左右スピーカ３．４が設けられており、左スピ
ーカ４の下側からコード６が取り出されている。コード
６は二心のシールドコードであり、装置からの音響電流
が入力される。一方、このヘッドホン１独自の装置とし
てハンド２の頂上にセンサ５が設けられている。このセ
ンサは、第２図、第３図に示すようにへ７Ｌホンの前後
（ａ軸回り）、左右（ｂ軸回り）の傾き角度を検出する
傾きセンサ２０と水平方向の回転角度を検出する回転セ
ンサ３０とからなっている。検出された角度データは高
周波変調され、上記コード６を介して装置本体へ送られ
る。

第２図は前記ヘッドホン１に設けられているセンサ５の
うち傾きセンサ２０　（ａ、ｂ軸回りの回転センサ）を
示す図−である。同図（Ａ）、（Ｂ）はその継断面図お
よび平面図である。同図（Ｃ）は概略回路図である。

球面のセンサ本体２１が前記ハンド２に固定されている
。このセンサ本体２１内面には検出用接点２２とアース
接点２４とが均等間隔で交互に設けられている。この図
ではアース接点２４は検出用接点２２の各々を囲む格子
状に設けられている。また、センサ本体２１内面には水
銀球２３が遊動自在に載置されている。同図（Ｃ）に示
すように、各検出用接点２２には検出用電圧Ｖｄが印加
されており、それぞれインバータ２５を介して出力が取
り出される。したがって、各検出用接点２２（インバー
タ２５）の出力は“Ｌ”であるが、水銀球２３によって
アース接点２４と短絡されている検出用接点２２の出力
は“′Ｈ°゛となる。水銀球２３は遊動自在であるため
、重力により最低面に移動する。センサ本体２１は球面
であり、傾いた角度と水銀球２３の移動量とは比例、す
る。これにより、“Ｈ”を出力する検出用接点の位置が
最低部であると判断することができ、これに基づいてａ
、ｂ方向の傾きを検出することができる。

また、第３図は回転センサ（Ｃ軸回り）３０の構成を示
す図である。この回転センサはセンサ本体５の周りに複
数個のフォトセンサ３１を設けたものである。音源装置
本体には参照光源３２として赤外ＬＥＤ等が設けられて
おり、この赤外ＬＥＤの光を最も強く受光するフォトセ
ンサを検出することにより、ヘッドホンｌの向きを検出
することができる。

第４図は同ヘッドホンシステムが用いられる楽音発生装
置のブロック閲である。この楽音発生装置では、音源装
置１０が発生した楽音を、左右２チャンネルの音像定位
回路１１．１２で定位し、アンプ１３．１４で増幅した
のち前記ヘッドホン１　（スピーカ３，４）から発音す
る装置である。

音源装置ＩＯは例えば、シンセサイザ等の電子楽器やテ
ープデブキ等の再生装置で構成されている、この音像装
置１０は楽音をモノラルで発生する、音源装置１０が発
生したモノラルの楽音は左右の音像定位回路１１．１２
に入力される。この音像定位回路１１．１２は変換回路
１５から入力される制御用のパラメータに基づいて音像
を定位する。音像定位のための楽音の制御としては、音
量レベルの制御、遅延時間の制御□、畜域の減衰率の制
御等があげられる。またＦＩＲフィルタを用いてインパ
ルス応答をシミュレーションするようにしてもよい。こ
のような制御をうけた楽音は、アンプ１３．１４に入力
され、ヘッドホン１の左右スピーカ３．４から出力され
る。

変換回路１５には定位座標発生装Ｗ１７が出力する定位
座標値（ｘ、　　ｙ、　　２）および前記センサ５の検
出値（θａ、θｂ、θＣ）が入力される。

定位座標発生装置１７は定位操作子１６の操作に基づい
て、定位座標値を決定して出力する。定位座標は音像の
定位する絶対位置を示している。変換回路１５では定位
座標（ｘ、ｙ、ｚ）および回転角度（θａ、θｂ、θＣ
）に基づいて定位座標の移動値（ΔＸ、Δｙ、Δ２）を
算出する。この（ΔＸ、Δｙ、Δ２）は、ヘッドホンが
回転したとき（聴取者が頭を回したとき）の音像の相対
的な移動量となる。これを（ｘ、ｙ、ｚ）に加算した座
標（ｘ＋Δｘ、ｙ±Δｙ、ｚ↑Δ２）に音像定位を移動
することにより、常に聴取者の真横で音響を出力するヘ
ッドホン１を装着した聴取者が、頭を動かしたとき、音
像が頭の動きと反対の方向に移動するように惑しること
ができる。すなわち、音像が絶対的な１点に、自分の動
きに影響されずに固定しているように感じることができ
る。

変換回路１５が音像定位回路１１．１２に出力するパラ
メータは、上記の座標位置に音像を定位するためのパラ
メータであり、上述したように音量レベルの制御、遅延
時間の制御、高域の減衰率のパラメータ、またはＦＩＲ
フィルタを用いる場合にはその座標位置からのインパル
ス応答波形をシミュレーションするためのパラメータで
ある。

第５図は、前記音像定位回路として用いられるＦＩＲフ
ィルタの構成を示す図である。ＦＩＲフィルタは、各サ
ンプリングタイミングの楽音波形データ（瞬時値）をＮ
個のシフトレジスタ４０に順次入力してゆく。各シフト
レジスタ４０には可変ゲインアンプ４１が接続されてお
り、各可変ゲインアンプ４１の出力は、加算器４２で全
て加算されて出力される。可変ゲインアンプ４１には、
その可変ゲインアンプ４１　（シフトレジスタ４０）が
受は持つタイミングにおけるインパルス応答波形の波高
がゲインとして設定されており、この可変ゲインアンプ
４１の出力を全て加算することにより、インパルス応答
波形を得ることができる。可変ゲインアンプ４１には補
間回路４４を介してパラメータバンク４３からゲインが
入力される。パラメータバンク４３にはヘッドホンに対
して種々の角度・距離からインパルスを与えた場合のイ
ンパルス応答波形データが記憶されており、入力された
座標４ｆｉ（ｘ＋Δｘ、ｙ＋Δｙ、ｚ＋Δｚ）に基づい
てパラメータを読み出す（ヘッドホンの位置は原点であ
る。）。補間回路は座標値がパラメータバン−り４３が
記憶している座標の中間にあるとき、隣接する２座標の
データを比例配分してその座標値に対応するデータを算
出する回路である。

上記実施例では、ヘッドホンの回転を３次元で検出した
が、２次元でもよい。また、３次元の角度の検出方法は
上記実施例の方式に限らない。

音像定位回路はＦＩＲフィルタ以外にも、デイレイ回路
、ローパススイルタ、可変ゲインアンプ等を組み合わせ
たものであってもよい。また、ＦＩＲフィルタを用いる
ために、聴取者に対する音源（インパルス音ａ）の角度
・距離を種々に設定してその応答波形を計測する場合、
−船釣にこの計測は無響室で行われるが、ホール等の響
きを持った場所で測定すれば、そのホールの音響特性等
が加味された効果を得ることができる。

さらに、ヘッドホンに移動方向・距離を検出するセンサ
を設け、これを音像定位に反映することにより、聴取者
がどのように動き回ってもそれに合わせた音像定位を実
現するこも可能である。

（ｇ１発明の効果 以上のようにこの発明のヘッドホンシステムによれば、
聴取者がどのように頭を動かしてもその回転に対応して
音像定位位置を移動（回転）させることができるため、
従来はどのように頭を動かしても両耳の真横から楽音が
聞こえ後ろ側に楽音を定位させてしまうヘッドホンの欠
点を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例であるヘッドホンシステムに
用いられるヘッドホンの外観図、第２図および第３図は
同ヘッドホンに設けられるセンサを示す図、第４図は同
ヘッドホンシステムの構成を示すブロック図、第５図は
同へノドホンシステムに用いられるＦＩＲフィルタの構
成を示す図である。 ｌ−へ・ノドホン、３，４−スピーカ、５−センサ、１
〇−音源装置、 １１．１２−音像定位回路、 １５−変換回路、１７一定位座標発生回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヘッドホンと、 このヘッドホンに出力する楽音の音像を定位する音像定
   位手段と、 前記ヘッドホンの特定方向に対する角度を検出する検出
   手段と、 前記検出手段が検出した角度に基づいて前記楽音の音像
   の定位を移動させる移動手段と、 を有してなるヘッドホンシステム。