JPH02200000A - ヘッドフォン受聴システム - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、スピーカ再生用信号をヘッドフォノ再生用
信号に変換するためのへッドフォン受聴システムに関す
る。

［従来の技術］ 左右のスピーカによる再生を前提とするステレ第２チヤ
ンネル信号を、そのままへッドフォンにて再生した場合
、音像が後頭部に定位することが知られている。このた
め、ヘッドフォン再生時にも良好なステレオ音場感が得
られるよう、例えばリスニングルームに特有の反響音や
残響音等をソース信号に電気的に付加し、スピーカ再生
用信号をヘッドフォノ再生用信号に変換する検討がなさ
れたことがある。しかし、３次元空間における反射音系
列を完全に模擬するためには、残響付加回路の構成があ
まりにも複雑であり、スピーカ配置や聴取位置等で異な
る空間パラメータを考慮した場合、個々のユーザが現に
使用しているリスニングルームに合わせた音場を、ソー
ス信号に包含させた空間情報にらとづいてヘブドフォン
を通じて疑似体験させるという試みは事実上不可能に近
かった。

このため、例えば特開昭５９−１８１８００号「収録音
および再生方法」に開示された第２図に示すヘッドフォ
ン受聴システムｌにおいては、模擬回路２又は収録現場
における残響録音回路等を利用し、録音時に音源３から
発された左右チャンネルの直接音Ｌｍ、Ｒｍと空間伝達
関数処理の施された間接音Ｌｓ、Ｒｓを、レコード盤等
の録音媒体４に混合記録するとともに、再生時には直接
音Ｌｍ、Ｒｍに対してのみ、残響付加回路５を介して空
間伝達関数処理を施したのち、録音時に残響処理された
間接音Ｌｓ、Ｒｓを加算してヘッドフォン６に供給する
構成を採用し、スピーカ再生用信号を録音時と再生時と
に別けてヘッドフォノ再生用信号に変換するようにして
いた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来のへッドフォン受聴システムｌは、再生側での
負担を直接音Ｌｍ、Ｒｍに対して空間伝達関数処理を施
すに止どめるため、録音時に直接音Ｌｍ、Ｒｍと空間伝
達関数処理を施した間接音Ｌｓ、Ｒｓを混合記録する構
成を採るものであるが、これはスピーカ再生用信号から
ヘッドフォノ再生用信号への変換に必要な処理を、単に
録音側と再生側とに分担させたに過ぎない。すなわち、
一般ユーザが購入する再生装置の製造コストが低減でき
るメリットは認められるが、空間伝達関数を模擬するた
めの模擬回路２の構成が複雑である点は従前通りであり
、また間接音Ｌｓ、Ｒｓを可聴帯域外の帯域を利用して
変調し、間接音の再生をユーザ側での選択に委ねること
で、スピーカ再生との互換性を保ち得るものの、磁気テ
ープ又はレコード盤或はコンパクトディスクといった録
音媒体４への録音という観点からは、スピーカ再生だけ
を考慮した通常の録音媒体とは異なり、間接音記録用に
余計な帯域が必要であり、記録容量の確保や間接音と直
接音の間の相互干渉を排除するための工夫といった問題
が無視できず、かって−時的な隆盛をみた４チャンネル
再生方式記録媒体の轍を踏まないとも限らないといった
課題を抱えていた。

［課題を解決するための手段］ この発明は、上記課題を解決したものであり、複数のス
ピーカを配置したりスニングルームの聴取位置に、左右
のマイクロフォンを埋め込んだダミーヘッドを固定し、
各スピーカごとに発したインパルス信号と前記各マイク
ロフォンによる集音信号とから前記リスニングルームに
固有の空間伝達関数を求める空間伝達関数演算装置と、
この空間伝達関数演算装置により得られた空間伝達関数
が与えられ、スピーカ再生用信号に対して畳み込み演算
を行うことでヘッドフォノ再生用信号に変換する畳み込
み演算装置とを具備することを特徴とするものである。

［作用］ この発明は、複数のスピーカを配置したモデルとなるリ
スニングルームの聴取位置に、そのリスニングルームの
直接音と間接音をより正確に集音するため、左右のマイ
クロフォンを埋め込んだダミーヘッドを固定し、各スピ
ーカごとに発したインパルス信号と各マイクロフォンに
よる集音信号とからりスニングルームに固有の空間伝達
関数を求めるとともに、得られた空間伝達関数にもとづ
いてスピーカ再生用信号に対して畳み込み演算を行い、
ヘッドフォノ再生用信号に変換することにより、ヘッド
フォンを通じてスピーカによるのと同様の聴取感が得ら
れるようにする。

［実施例］ 以下、この発明の実施例について、第１図を参照して説
明する。第１図は、この発明のへッドフォン受聴システ
ムの一実施例を示す概略構成図である。

第１図に示すヘッドフォン受聴システム１１は、５個の
スピーカＬｆ、Ｒｆ、Ｃｆ、Ｌｒ、Ｒｒを配したりスニ
ングルーム１２の聴取位置に、左右のマイクロフォン１
３１，１３ｒを埋め込んだダミーヘッドＩ４を固定し、
各スピーカＬ　ｆ　＝　Ｒｒごとに発したインパルス信
号と各マイクロフォン１３１．１３ｒによる集音信号と
からりスニングルーム１２に固有の空間伝達関数を求め
る空間伝達関数演算装置１５と、この空間伝達関数演算
装置１５により得られた空間伝達関数が与えられ、スピ
ーカ再生用信号に対して畳み込み演算を行うことでヘッ
ドフォノ再生用信号に変換する畳み込み演算装置１６等
を有する。

空間伝達関数演算装置１５は、演算により得られた空間
伝達関数を一定の規格に則って記録媒体１７に記録する
記録回路１５ａを有しており、畳み込み演算装置１６は
、所定の規格に則って空間伝達関数が記録された記録媒
体１７を再生する再生回路１６ａを有する。なお、記録
媒体１７としては、磁気テープやフロッピィディスク或
はＣＤ−ＲＯＭさらにはＩＣカードメモリ等の半導体メ
モリが用いられる。

まず、空間伝達関数の演算にさいしては、例えば平均的
なりスニングルームと言われる６畳間に、中央スピーカ
Ｃｆの左右にフロントスピーカＬｆ。

Ｒｆを配し、後方にサラウンド用の左右のりヤスピー力
Ｌｒ、Ｒｒを配し、聴取位置にダミーヘッド１４を固定
する。ダミーヘッド１４は、左右の耳孔にマイクロフォ
ン１３１，１３ｒが埋め込んであり、左右のマイクロフ
ォン１３］、１３ｒの集音信号は、音源１８から各スピ
ーカＬｆ＝Ｒｒに与えられるソース信号とともに、録音
回路１９にて磁気テープ等に記録される。２０は、外耳
から鼓膜（マイクロフォン１３１．１３ｒ）に至るまで
の耳孔の空間伝達関数を計測するためのダミーヘッド２
１に接続した録音回路であり、両録音回路１９．２０の
録音データは、空間伝達関数演算装置Ｉ５にて空間伝達
関数の演算に供せられる。

すなわち、まず、左チャンネルのフロントスピーカＬｆ
に音源１８からインパルス信号を送り込み、ダミーヘッ
ドＩ４に埋め込んだ左右のマイクロフォン１３１，１３
ｒにて信号を収録する。このときのインパルス応答から
、空間伝達関数ＨＩｓ。

Ｈｌｏが求まる。勿論、この空間伝達関数には、直接音
と反射音が複合されており、前述の耳孔の空間伝達関数
もまた含まれる。こうして５個のスピーカＬｆ、Ｒｆ、
Ｃｆ、Ｌｒ、Ｒｒから発されるインパルス信号を順次録
音することで、左右５個ずつの空間伝達関数が求まる。

次に、録音回路１９１．２０の録音結果を総合し、耳孔
の空間伝達関数を逆算により取り除くことで、スピーカ
Ｌｆ、Ｒｆ、Ｃｆ、Ｌｒ、Ｒｒから外耳までの左右チャ
ンネルの総合空間伝達関数Ｐ１．Ｐｒとして Ｐ　　Ｉ　　＝ＨＩｓ＊Ｌ　　ｆ　　＋Ｈｃｌ＊Ｃｆ　
　＋Ｈｒｏ＊Ｒｆ＋Ｈｒｌｓ＊Ｌｒ＋Ｈｒｒｏ＊Ｒｒ Ｐ　　ｒ−Ｈｒｓ＊Ｒｆ　　＋Ｈｃｒ＊Ｃｆ　　＋Ｈ］
ｏ＊Ｌ　　ｆ十Ｈｒｒｓ’＊　Ｒｒ　＋　Ｈｒｌｏ＊　
Ｌ　ｒが得られる。そして、得られた総合空間伝達関数
ＰＩ、Ｐｒは、個々の構成成分Ｈ１ｓ、　Ｈｃｌ、　Ｈ
ｒ。

Ｈｒｌｓ、　　ＨｒｒｏとＨｒｓ、Ｈｃｒ、Ｈｌｏ、Ｈ
ｒｒｓ、Ｈｒｌ。

に分解されて記録媒体Ｉ７に記録される。

一方、ヘッドフォン再生にさいしては、再生音源２２に
接続されたサラウンドデコーダ２３に、畳み込み演算装
置１６を接続し、記録媒体１７を装着した畳み込み演算
装置Ｉ６の出力をヘッドフォン２４にて聴取することに
なる。この場合、サラウンドデコーダ２３にて所定のロ
ジックに従ってデコードされた５Ｍ類のスピーカ再生用
信号Ｌｆ。

ＲＥ、Ｃｆ、Ｌｒ、Ｒｒは、それぞれ対応する空間伝達
関数に応じた畳み込み演算を受け、左右の各チャンネル
ごとに加算されてヘッドフォン２４に送り出される。こ
れにより、スピーカ再生した場合と同じ音場のサラウン
ド再生を、ヘッドフォン２４を通じて体験することがで
きる。

このように、ヘッドフオン受聴システムｔｉは、モデル
となるリスニングルーム１２のスピーカ配置空間に固有
の空間伝達関数を得たのち、この空間伝達関数を情報の
形で再生側の畳み込み演算装置１６に送り込む構成とし
たから、再生音源２２に用いるソース信号自体には空間
情報は一切不要であり、またソース信号とは別個に用意
された空間情報を使って再生段階でのみソース信号に加
工を施すため、従肪の録音媒体もそのまま適用すること
ができ、特に近隣からの騒音苦情の出やすい深夜におい
ても、スピーカ再生と同じ音場をヘッドフォン２４を介
して体験することができる。

また、空間伝達関数演算装置１５内の記録回路１５ａに
より記録される記録媒体１７を、複数種類用意すること
で、ユーザへの選択肢を多数提供してシステムの普及を
計ることができ、また畳み込み演算装！！！ＩＳ内の再
生回路１６ａにて再生される記録媒体１７を購入するこ
とで、自宅と同じか或は逆にまったく異なるリスニング
ルームにおけるスピーカ再生を、ヘッドフオン２４を通
じて疑似体験することが可能であり、劇場やホール等と
いった種々の環境における疑似聴取体験も可能である。

なお、上記実施例において、音場補正用の補助スピーカ
としてリスニングルーム１２の聴取位置後方に配置した
りヤスビー力Ｌｒ、Ｒｒを撤去し、例えば左右のスピー
カＬｆ、Ｒｆとその中間に配した重低音再生用のスピー
カＣｆだけとした場合、３Ｄ音場再生を体験することが
でき、また上下の位置関係をもって複数のスピーカを配
した場合には、立体音場再生が可能であり、従来スピー
カ再生だけに限定されていた各種音場再生が、携帯型の
再生装置等によっても可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明は、モデルとなるリスニ
ングルームのスピーカ配置空間に固有の空間伝達関数を
得たのち、この空間伝達関数を情報の形で再生側の畳み
込み演算装置に送り込む構成としたから、音源からのソ
ース信号自体には空間情報は一切不要であり、ソース信
号とは別個に用意された空間情報を使って再生段階での
みソース信号に加工を施すため、従前の録音媒体もその
まま適用することができ、近隣からの騒音苦情の出やす
い深夜においても、スピーカ再生と同じ音場をヘッドフ
ｔンを使って体験することができる等の優れた効果を奏
する。

また、関数演算装置に、演算により得られた空間伝達関
数を一定の規格に則って記録媒体に記録する記録手段を
設けたから、空間伝達関数を記録した記録媒体を複数種
類用意することで、ユーザへの選択肢を多数提供するこ
とができ、同時にまたシステムが広範囲のユーザに受は
入れられる素地を作ることで、システムの広汎な普及を
計ることができる等の効果を奏する。また、ヘッドフォ
ン再生時に必要となる畳み込み演算装置に、所定の規格
に則って空間伝達関数が記録された記録媒体を再生する
再生手段を設けたから、ユーザは、大蛍生産により流通
する記録媒体を購入し、これを畳み込み演算装置に装着
することで、自宅と同じか又は逆にまったく異なるリス
ニングルームにおけるスピーカ再生と同じ音場を体験す
ることが可能であり、劇場やホール等における疑似聴取
体験も可能である等の効果を奏する。

また、モデルとなるリスニングルームにおいて使用する
複数のスピーカを、聴取位置前方の左右のスピーカと、
音場補正用の補助スピーカとすることにより、通常の２
チヤンネル再生の外に、左右のスピーカの中央に重低音
再生用のスピーカを配した３Ｄ音場再生や、上下の位置
関係をもって配したスピーカによる立体音場再生等の疑
似体験が可能である等の効果を奏する。さらにまた、音
場補正用の補助スピーカとして、リスニングルームの聴
取位置の後方に配置したサラウンドスピーカを用いるこ
とにより、例えばモデルとなるリスニングルームにおい
てドルビーサラウンドプロセッサ等を用いて再生したと
きの音場を、ヘッドフオンによっても再生することで、
従来スピーカ再生だけに限定されていたサラウンド再生
が、携帯型の再生装置等によっても可能である等の効果
を奏する。

４、図面の簡単な説明 １１　　ヘッドフオン受聴システム １２　　　リス二二グルーム 第１図 １１図は、この発明のへッドフオン受聴システムの一実
施例を示す概略構成図、第２図は、従来のヘッドフォン
受聴システムの一例を示す概略構成図である。

１１、　、　、ヘブドフすン受聴システム、１２゜リス
ニングルーム、１３１，１３ｒ、、、マイクロフォン、
１４．、、ダミーヘッド、１５゜空間伝達関数演算装置
、１６．、、畳み込み演算装置、１７．、、記録媒体、
２４．、、ヘッドフォン。

特許出願人

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のスピーカを配置したリスニングルームの聴
   取位置に、左右のマイクロフォンを埋め込んだダミーヘ
   ッドを固定し、各スピーカごとに発したインパルス信号
   と前記各マイクロフォンによる集音信号とから前記リス
   ニングルームに固有の空間伝達関数を求める空間伝達関
   数演算装置と、この空間伝達関数演算装置により得られ
   た空間伝達関数が与えられ、スピーカ再生用信号に対し
   て畳み込み演算を行うことでヘッドフォン再生用信号に
   変換する畳み込み演算装置とを具備するヘッドフォン受
   聴システム。
2. （２）前記空間伝達関数演算装置は、演算により得られ
   た空間伝達関数を一定の規格に則って記録媒体に記録す
   る記録手段を有することを特徴とする請求項１記載のヘ
   ッドフォン受聴システム。
3. （３）前記畳み込み演算装置は、所定の規格に則って空
   間伝達関数が記録された記録媒体を再生する再生手段を
   有することを特徴とする請求項１記載のヘッドフォン受
   聴システム。
4. （４）前記リスニングルームにおいて使用する複数のス
   ピーカは、聴取位置前方の左右のスピーカと、音場補正
   用の補助スピーカからなることを特徴とする請求項１記
   載のヘッドフォン受聴システム。
5. （５）前記音場補正用の補助スピーカは、前記リスニン
   グルームの聴取位置の後方に配置したサラウンドスピー
   カであることを特徴とする請求項４記載のヘッドフォン
   受聴システム。