JPH08107600A - 音像定位装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リスナの頭が回転しても常に絶対座標系にお
ける指定された位置に安定に音像を定位させる。 【構成】 リスナ２の頭の回転を検出する回転角センサ
５を備え、この回転角センサ５の出力α，β，γで、仮
想音源の位置情報ｒ，θ，φを修正する。仮想音源位置
制御装置１２は、修正された位置情報ｒ′，θ′，φ′
に基づいて、オーディオ入力信号ＳI に遅延制御、フィ
ルタリング及び振幅制御等の各処理を施して、リスナ２
の頭の位置に拘らず、常に絶対座標系における指定され
た位置に仮想音源が定位するように前記オーディオ出力
信号ＳOR，ＳOLを生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、３次元バーチャルリ
アリティシステム等に好適の音像定位装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、音響再生システム、電子楽
器、ゲーム等において、音場空間内の任意の位置に仮想
音源を定位させて立体音場を生成する音像定位装置が知
られている。また、３次元バーチャルリアリティシステ
ムでも、仮想体験における臨場感を向上させる手段とし
て、この種の音像定位装置が使用されている。この場
合、音像定位装置は、モノラル音源からバイノーラル手
法に基づいて、時間差、振幅差及び周波数特性差を持つ
複数チャンネルの信号を発生させることにより、聴感
上、方向感及び距離感を与えるようにして立体音場を生
成し、あたかも３次元仮想空間上の各部から音が発して
いるように音響信号を生成するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の音
像定位装置においては、リスナの頭が常に正面を向いて
いることを前提として遅延制御、フィルタリング及び振
幅制御等に必要な各種の制御パラメータを算出し、これ
らの制御パラメータに基づいて各チャンネルのオーディ
オ出力信号を制御するようにしている。このため、リス
ナの頭が正面から外れた場合、指定された仮想音源位置
に正しく音像が定位しないという問題点がある。例え
ば、ヘッドホンを使用した音像定位装置では、仮想音源
位置はリスナの頭の位置の変化（回転）に従って定位さ
せたい所望の位置とは異なる位置に定位してしまう。つ
まり、例えばリスナの後方に音を定位させたい場合、通
常のリスナの頭が正面を向いている場合には問題はない
が、リスナの頭が、例えば右に９０°回転してしまった
場合、当然ヘッドホンも９０°回転した向きになるた
め、リスナは聴感上、リスナの左側に音が定位（リスナ
の頭部の後方に定位）するよう感じてしまう。また、固
定的に設置されたスピーカシステムを用いた音像定位装
置では、ヘッドホンのような問題は生じないが、左右ス
ピーカからリスナの両耳までの伝達特性等がリスナの頭
の位置の変化によって変化するため、特にクロストーク
成分の処理が難しく、聴感上好ましくない音が発生する
場合もある。このような変化は、仮想音源の安定定位を
妨げる。特に視聴者の頭や視線の動きに応じて３次元画
像をパンニングさせるような高度なバーチャルリアリテ
ィシステムにおいては、このような仮想音源位置の移動
が、画像と仮想音源位置との整合を妨げ、リアリティの
低下を引き起こす。

【０００４】また、２次元音像定位の例ではあるが、上
述のような問題を解決する方法が提案されている（特開
平４−１７５００号）。この例では、リスナ全体の左右
の回転、即ち椅子の左右回転に基づいた音像定位制御が
行われている。しかしながら、この方法においても、リ
スナの頭の動きに関しては考慮されておらず、結局、上
記従来例と同様の問題が生じてしまう。この発明は、こ
のような問題点に鑑みなされたもので、リスナの頭の位
置の変化（回転）が生じても常に絶対座標系における指
定された位置に安定に音像を定位させることができる音
像定位装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る音像定位
装置は、音場空間における予め指定された仮想音源位置
を示す位置情報に基づいて制御パラメータを算出し、音
源から供給されるオーディオ入力信号に対して前記算出
された制御パラメータに基づいて遅延制御、フィルタリ
ング及び／又は振幅制御を施すことにより前記仮想音源
位置に音像を定位させる複数チャンネルのオーディオ出
力信号を生成する仮想音源位置制御手段と、この仮想音
源位置制御手段から出力される複数チャンネルのオーデ
ィオ出力信号をそれぞれ電気音響変換する複数の電気音
響変換手段とを備えた音像定位装置において、リスナの
頭の回転角度を検出する回転角検出手段を備え、前記仮
想音源位置制御手段は、前記回転角検出手段で検出され
たリスナの頭の回転角度に基づいて前記制御パラメータ
を修正し、前記リスナの頭の位置に拘らず、常に絶対座
標系における指定された位置に仮想音源が定位するよう
に前記オーディオ出力信号を制御するものであることを
特徴とする。

【０００６】なお、前記電気音響変換手段が、前記リス
ナの両耳に装着されるヘッドホンである場合、前記仮想
音源位置制御手段は、前記回転角検出手段で検出された
リスナの頭の回転角度に基づいて、前記リスナの両耳の
中心位置から垂直に下ろした前記リスナの首上の位置を
中心とした座標変換を行い、変換後の座標系における前
記仮想音源位置の位置情報を仮想音源位置の位置情報と
して前記制御パラメータを算出することが望ましい。

【０００７】また、前記電気音響変換手段が、前記音場
空間に固定的に設置されたスピーカである場合、前記仮
想音源位置制御手段は、前記回転角検出手段で検出され
たリスナの頭の回転角度に基づいて、前記リスナの両耳
の中心位置から垂直に下ろした前記リスナの首上の位置
を中心とした座標変換を行い、変換後の座標系における
前記仮想音源位置を修正された仮想音源位置とすると共
に、前記リスナの両耳位置に対する前記スピーカの位置
の変化に基づいて前記制御パラメータを修正するもので
あることが望ましい。

【０００８】

【作用】この発明によれば、回転角検出手段で検出され
たリスナの頭の回転角度に基づいて、音像定位のための
制御パラメータを修正し、この修正された制御パラメー
タを用いてオーディオ入力信号に遅延制御、フィルタリ
ング及び振幅制御等を施すようにしているので、常に絶
対座標系における指定された位置に前記仮想音源が定位
するようにオーディオ出力信号を制御することができ
る。

【０００９】なお、リスナの頭は通常、首のほぼ中心位
置を中心として各方向（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）に回転する
ので、仮想音源位置を示す位置情報の修正に際しては、
座標変換の中心位置をリスナの首上の位置に設定するこ
とにより、仮想音源位置の正確な修正を行うことができ
る。

【００１０】電気音響変換手段がヘッドホンである場合
には、ヘッドホンは常にリスナの頭に対して一定の位置
を保つので、仮想音源位置を常に頭の移動方向とは反対
側に同じ量だけ移動させるように制御を行えば、絶対座
標系における仮想音源位置は設定された位置に固定され
ることになる。従って、頭の回転に基づく座標変換後の
座標系における仮想音源位置の位置情報を修正後の位置
情報として制御パラメータを算出すれば、リスナの頭の
回転に拘りなく常に一定の位置に音像が定位されること
になる。

【００１１】また、電気音響変換手段が、音場空間に固
定的に設置されたスピーカの場合には、座標変換後の座
標系における仮想音源位置を修正された仮想音源位置と
するだけでは十分ではない。リスナの両耳の位置に対す
るスピーカの位置が変化するからである。この変化は、
各スピーカからのクロストーク成分の伝達関数を与える
制御パラメータ等に影響を及ぼす。この発明の一態様に
おいては、リスナの両耳位置に対するスピーカの位置の
変化に基づいて、これらの制御パラメータを修正するこ
とにより、仮想音源を一定の位置に定位させることが可
能になる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例を
説明する。図１は、この発明の一実施例に係る音像定位
装置を適用した３次元バーチャルリアリティシステムの
構成を示す図である。ヘッドギヤ１は、リスナ２の頭に
装着されるもので、リスナ２の両耳に相当する位置にス
ピーカ３，４がそれぞれ埋め込まれている。また、この
ヘッドギヤ１の一部には、ヘッドギヤ１の基準位置から
の３次元方向への回転角を検出する回転角センサ５が装
着されている。これらスピーカ３，４及び回転角センサ
５は、コントローラ６と信号線７を介して接続されてい
る。コントローラ６には、ディスプレイ装置８が設けら
れ、このディスプレイ装置８に表示される３次元グラフ
ィックス画面をリスナ２が見ながら、図示しないジョイ
スティック等を操作してゲームやシミュレーション等を
行えるようになっている。そして、ディスプレイ装置８
に表示される画面の各部に対応する位置を仮想音源位置
とするように、コントローラ６は、音像定位制御を実行
する。

【００１３】図２は、上記システムの更に詳細な構成を
示すブロック図である。コントローラ６の内部には、オ
ーディオソース１１と仮想音源位置制御装置１２とが設
けられている。オーディオソース１１は、コンピュー
タ、ディスク再生装置、ビデオ再生装置等の音源であ
り、この実施例では、モノラルのオーディオ信号ＳI
と、仮想音源位置を示す３次元絶対座標系における位置
情報ｒ，θ，φとを出力する。仮想音源位置制御装置１
２は、オーディオ入力信号ＳI 及び位置情報ｒ，θ，
φ、並びに回転角センサ５からの角度情報α，β，γを
入力し、位置情報及び角度情報に基づいてオーディオ入
力信号ＳI に遅延制御、フィルタリング及び振幅制御等
の各処理を施して２チャンネルのオーディオ出力信号Ｓ
OR，ＳOLを生成する。この２チャンネルのオーディオ出
力信号がスピーカ３，４に供給されて、リスナ２の両耳
に音響波を供給する。

【００１４】図３は、仮想音源位置制御装置１２の具体
的構成例を示すブロック図である。モノラルのオーディ
オ入力信号ＳI は、アンプ２１を介してノッチフィルタ
２２に供給される。ノッチフィルタ２２は、人間の聴覚
特性に基づいてオーディオ信号ＳI の特定の周波数成分
を減衰させて、入力信号ＳI に上下方向感を付与する。
ノッチフィルタ２２の出力は、仮想音源位置から両耳へ
の音の伝搬時間差を付与する遅延回路２３で遅延処理さ
れ、時間差を持つ２チャンネルの信号に変換される。こ
れらの信号は、それぞれＦＩＲ（有限インパルス応答）
フィルタ２４，２５に供給される。ＦＩＲフィルタ２
４，２５は、予め、例えばダミーヘッドによって、リス
ナ２の前後左右の各方向に音像が定位した場合のインパ
ルス応答（頭部伝達関数）を測定しておき、その結果を
ＦＩＲ係数として記憶しておいたもので、入力された信
号から各４方向分の信号を生成する。ＦＩＲフィルタ２
４，２５の出力は、アンプ２６，２７よって、指定され
た仮想音源位置から音が到来するように各方向成分の信
号をそれぞれ振幅制御する。アンプ２６，２７の出力
は、加算器２８，２９によってそれぞれ加算されたの
ち、アンプ３０，３１によって仮想音源の方向に基づく
左右の振幅バランスを調整され、アンプ３２，３３によ
って仮想音源までの距離に基づく振幅制御が施される。
各チャンネルの信号は、これらの処理を経てオーディオ
出力信号ＳOR，ＳOLとして出力される。

【００１５】一方、オーディオソース１１から与えられ
る位置情報ｒ，θ，φは、位置情報修正部３５において
センサ出力α，β，γによって修正される。パラメータ
算出部３６は、この修正された位置情報α′，β′，
γ′に基づいて、制御パラメータＮｔ，Ｔ，ＶＲｘ，Ｖ
Ｌｘ，ＶＲ，ＶＬ，Ｖｒを生成し、各部に供給する。

【００１６】次に、このシステムの動作原理について説
明する。図４は、仮想音源位置を示す位置情報ｒ，θ，
φについて説明するための図である。いま、同図（ａ）
に示すように、リスナ２の両耳の中間点を３次元座標の
中心点Ｐ0 とし、リスナ２の頭が基準方向（正面方向）
を向いているとした場合のリスナ２の右方向、前方及び
上方をそれぞれ絶対座標系のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸と設定す
る。仮想音源Ｐs の位置情報は、同図（ｂ）に示すよう
に、中心点Ｐ0 から仮想音源Ｐs までの距離ｒと、リス
ナ２の正面（Ｙ軸方向）からみた仮想音源Ｐsの水平方
向の角度（アジマス）θと、リスナ２の正面に対して角
度θ方向からみた垂直方向の角度（エレベーション）φ
とにより与えられる。

【００１７】一方、図５に示すように、リスナ２の頭の
運動に伴う回転角は、Ｚ軸を中心とする回転角αと、Ｘ
軸を中心とする回転角βと、Ｙ軸を中心とする回転角γ
の３種類で表すことができる。これらの回転角α，β，
γは、回転角センサ５によって検出される。回転角セン
サ５としては、ジャイロセンサ、磁石式センサ、直交３
方向受信部を用いた電磁波受信方式センサ等の公知の方
向検出器が適用可能であるが、ジャイロセンサを一例に
とれば、例えば図６に示すようなものを使用することが
できる。即ち、モータ４１でフライホイール４２を回転
させて、フライホイール４２の慣性で軸４３を一定の方
向に安定させ、軸４３を支持するアーム４４と、ヘッド
ギヤ１の左右方向ＨＲ，ＨＬを軸として回転可能に支持
されたアーム４５との間の回転角αをエンコーダ４６で
検出する。また、ヘッドギヤ１の左右方向ＨＲ，ＨＬを
軸とする回転角βは、アーム４５の回転軸に連動するエ
ンコーダ４７で検出する。更に、ヘッドギヤ１の前後方
向ＨＦ，ＨＢを軸として回転可能に支持されたアーム４
８に重り４９がスライド可能に設けられており、アーム
４８の回転軸に連動するエンコーダ５０で、重り４９の
重力方向への移動によって生じる、前後方向ＨＦ，ＨＢ
を軸とする回転角γを検出する。

【００１８】この実施例のように、ヘッドホンタイプの
音像定位装置の場合、リスナの頭の回転移動に対して
は、仮想音源位置をその反対方向に回転移動させれば、
絶対座標系における仮想音源Ｐs の位置を一定に保つこ
とができる。このことは、絶対座標系Ｘ，Ｙ，Ｚで与え
られた仮想音源Ｐs の位置情報ｒ，θ，φを、リスナの
頭を基準とした変換座標系Ｘ′，Ｙ′，Ｚ′における変
換位置情報ｒ′，θ′，φ′に変換し、これを与えられ
た位置情報とすることと等価である。

【００１９】いま、仮想音源の位置Ｐs の各軸座標値Ｘ
s ，Ｙs ，Ｚs は、与えられた位置情報ｒ，θ，φを用
いて、数１のように表すことができる。

【００２０】

【数１】Ｘs ＝ｒ sinθ cosφ Ｙs ＝ｒ cosθ cosφ Ｚs ＝ｒ sinφ

【００２１】一方、図７に示すように、リスナ２の頭の
運動は、首を中心としてなされるから、座標回転の中心
は、前述した座標原点Ｐ0 を、リスナ２の首に沿って距
離ｍだけ下方に移動させた位置に設定する。ｍは、平均
的な値として１５cm程度に設定する。変換座標系Ｘ′，
Ｙ′，Ｚ′における仮想音源Ｐs ′の各軸座標値Ｘ
s′，Ｙs ′，Ｚs ′は、下記数２のように表すことが
できる。

【００２２】

【数２】

【００２３】なお、ここでＭは変換行列で、各軸方向の
回転角α，β，γに基づく変換行列Ｍ（α），Ｍ
（β），Ｍ（γ）によって数３のように定義される。

【００２４】

【数３】Ｍ＝Ｍ（α）Ｍ（β）Ｍ（γ）

【００２５】求められた仮想音源Ｐs ′の各軸座標値Ｘ
s ′，Ｙs ′，Ｚs ′から変換位置情報ｒ′，θ′，
φ′は、数４によって求めることができる。

【００２６】

【数４】ｒ′＝√（Ｘs ′² ＋Ｙs ′² ＋Ｚs ′² ） θ′＝ tan^-1（Ｘs ′／Ｙs ′） φ′＝ tan^-1［Ｚs ′／√（Ｘs ′² ＋Ｙs ′² ）］

【００２７】図３の位置情報修正部３５は、以上の処理
を実行して、位置情報ｒ，θ，φとセンサ出力α，β，
γから座標変換処理によって、変換位置情報ｒ′，
θ′，φ′を生成出力する。図８は、位置情報修正部３
５における座標変換処理の内容を示すフローチャートで
ある。位置情報修正部３５に位置情報ｒ，θ，φが与え
られたら、まず、絶対座標系での各軸座標値Ｘs ，Ｙs
，Ｚs を求める（Ｓ１）。但し、Ｚｓ軸については、
頭の運動座標系に予めシフト（＋ｍ）させておく。次に
回転角センサ５の出力α，β，γをサンプリングし（Ｓ
２）、変換行列Ｍにより、座標変換処理を施し（Ｓ
３）、Ｚｓ′軸を元の座標と整合するようにシフト（−
ｍ）させる（Ｓ４）。そして求められた変換座標Ｘs
′，Ｙs ′，Ｚs ′から変換位置情報ｒ′，θ′，
φ′を算出し（Ｓ５）、出力する（Ｓ６）。このセンサ
出力のサンプリングと変換処理とを一定の間隔で実行す
ることにより、リアルタイムに変換位置情報を求めるこ
とができる。

【００２８】これらの変換位置情報ｒ′，θ′，φ′
が、パラメータ算出部３６に供給され、以下の各制御パ
ラメータが算出される。先ず、ノッチフィルタ２２の減
衰周波数Ｎｔが求められる。図９に示すように、人間の
耳は、音源の高さ方向の角度（エレベーション）φが大
きくなるほど、つまり音源位置が上に位置するほど、不
感帯周波数が高周波域にシフトすることが知られてい
る。従って、パラメータ算出部３６は、エレベーション
φ′によって減衰周波数Ｎｔを決定し、ノッチフィルタ
２２を制御する。

【００２９】遅延回路２３での左右チャンネルの伝搬時
間差Ｔは、仮想音源Ｐｓ′から各耳までの距離の差から
求められる。即ち、図１０に示すように、座標中心点Ｐ
0 ′からリスナ２の両耳までの距離をｈとすると、仮想
音源の位置Ｐs ′（Ｘs ′，Ｙs ′，Ｚs ′）から、右
耳（ｈ，０，０）までの距離ＤＲ及び左耳（−ｈ，０，
０）までの距離ＤＬとは、数５のように表すことができ
る。

【００３０】

【数５】 ＤＲ＝√（ｒ′² −２ｒ′ｈ sinθ′ sinφ′＋ｈ² ） ＤＬ＝√（ｒ′² ＋２ｒ′ｈ sinθ′ sinφ′＋ｈ² ）

【００３１】よって、音速をＶｓとすれば、

【００３２】

【数６】Ｔ＝（ＤＲ−ＤＬ）／Ｖｓ

【００３３】が、仮想音源Ｐｓ′から両耳へ音響信号が
到達する際の伝搬時間差となる。

【００３４】ＦＩＲフィルタ２６，２７の各方向成分出
力の振幅を制御するパラメータＶＲｘ，ＶＬｘ［但し、
Ｒは右耳用、Ｌは左耳用、ｘはＦ（前）、Ｒ（右）、Ｂ
（後）、Ｌ（左）である。］は、左右の耳と音源Ｐｓ′
とのアジマスθＲ，θＬ及びエレベーションφによって
決定される。各耳アジマスθＲ，θＬは、次のように求
められる。

【００３５】

【数７】θＲ＝ tan^-1［（ｒ'sinφ'sinθ' −ｈ）／
ｒ'sinφ'cosθ' ］ θＬ＝ tan^-1［（ｒ'sinφ'sinθ' ＋ｈ）／ｒ'sinφ'c
osθ' ］

【００３６】図１１は、各耳アジマスθＲ，θＬと、制
御パラメータＶＲｘ，ＶＬｘとの関係を示す図で、同図
（ａ）はエレベーションφ′が０°（水平）、同図
（ｂ）はエレベーションφ′が±９０°（垂直）のとき
の値をそれぞれ示している。このとき、図では、各ゲイ
ンが１／４に設定されているが、必ずしもこれに限定さ
れる訳ではない。パラメータ算出部３６は、これらの関
係に基づいて、制御パラメータＶＲｘ，ＶＬｘを決定
し、アンプ２６，２７を制御する。

【００３７】また、左右チャンネルの振幅を制御するア
ンプ３０，３１の制御パラメータＶＲ，ＶＬは、前述し
た仮想音源Ｐｓ′から両耳への距離の差によって決定さ
れる。更に、両チャンネルの全体的な振幅を制御するア
ンプ３２，３３の制御パラメータＶｒは、仮想音源Ｐ
ｓ′からの距離ｒ′によって決定される。

【００３８】以上は、ヘッドホンを使用した音像定位装
置であるが、図１２は、この発明を、固定的に配置され
たスピーカによる音像定位装置に適用したシステムの構
成を示している。この実施例においても、回転角センサ
５をリスナ２の頭に設置するため、何らかのヘッドギヤ
が必要となる。固定型スピーカの場合に考慮すべき点
は、リスナ２の頭の回転によってリスナ２に対する仮想
音源位置が変化するということに加え、リスナ２に対す
るスピーカ３，４の相対位置も変化するという点であ
る。このため、変換された位置情報ｒ′，θ′，φ′
を、スピーカ３，４の相対位置変化に基づいて、再度最
初の位置情報ｒ，θ，φの位置近傍まで再修正する必要
がある。また、もっと簡易な方法としては、最初の位置
情報ｒ，θ，φをそのまま使用して制御パラメータを求
めても良い。しかし、固定型スピーカに特有のクロスト
ークの問題は、何らかの対策を必要とする。

【００３９】即ち、図１２に示すように、固定型スピー
カを使用した音像定位装置の場合、右スピーカ３の音が
左耳に供給され、左スピーカ４の音が右耳に供給される
クロストークが発生する。このため、図１３に示すよう
に、仮想音源位置制御装置１２には、クロストークキャ
ンセラ６１が、例えばアンプ３０，３１とアンプ３２，
３３との間に配置される。

【００４０】クロストークは、例えば図１４のモデルに
よって表すことができる。いま、右（左）スピーカから
右（左）耳に音響波が伝搬する経路を主経路とし、右
（左）スピーカから左（右）耳に音響波が伝搬する経路
をクロストーク経路と定義すると、ｄは、音響波が主経
路を伝搬する時間とクロストーク経路を伝搬する時間と
の時間差であり、ｋは主経路を音響波が伝搬するときの
減衰量に対するクロストーク経路を伝搬するときの減衰
量の比である。

【００４１】このモデルに基づくクロストークキャンセ
ラ６１の詳細を図１５に示す。ここで、伝搬時間差ｄ及
び減衰量の比ｋは、リスナ２がスピーカ３，４に対して
正面を向いているものとして計算されたが、リスナ２の
頭が回転すると、ｄ，ｋの値も比対称に変化する。そこ
で、パラメータ算出部６２は、センサ出力α，β，γか
ら、伝搬時間差ｄｒ，ｄｌと減衰量の比ｋｒ，ｋｌとを
計算する。伝搬時間差ｄｒ，ｄｌは、各スピーカ３，４
の位置を音源位置として前述の座標変換処理を実行し、
リスナ２の頭の座標系で両耳から各スピーカまでの距離
を算出し、音速で割って求めた伝搬時間の差から求めら
れる。また、減衰量の比ｋｒ，ｋｌは、予め、リスナ２
の頭の回りの数点からの減衰量の比ｋを求めておき、リ
スナ２の頭の座標系におけるスピーカの方向に応じて、
これらの値を適宜補間処理して求めれば良い。かくして
求められた伝搬時間差ｄｒ，ｄｌ，ｋｒ，ｋｌは、クロ
ストークキャンセラ６１の動作を決定する制御パラメー
タとなる。

【００４２】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
回転角検出手段で検出されたリスナの頭の回転角度に基
づいて、音像定位のための制御パラメータを修正し、こ
の修正された制御パラメータを用いてオーディオ入力信
号に遅延制御、フィルタリング及び振幅制御等を施すよ
うにしているので、常に絶対座標系における指定された
位置に前記仮想音源が定位するようにオーディオ出力信
号を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明をヘッドホン型の音像定位装置を適
用したシステムの構成を示す図である。

【図２】 同システムの更に詳細なブロック図である。

【図３】 同システムにおける仮想音源位置制御装置の
ブロック図である。

【図４】 位置情報を説明するための図である。

【図５】 リスナの頭の回転方向を説明するための図で
ある。

【図６】 回転角センサの一例を示す斜視図である。

【図７】 リスナの頭の運動と変換座標系とを示す図で
ある。

【図８】 位置情報修正部の処理を示すフローチャート
である。

【図９】 ノッチフィルタの特性を示す図である。

【図１０】 遅延回路での時間差を求める手順を説明す
るための図である。

【図１１】 ＦＩＲフィルタ出力の振幅制御を説明する
ための図である。

【図１２】 この発明を固定スピーカ型の音像定位装置
を適用したシステムの構成を示す図である。

【図１３】 同システムにおける仮想音源位置制御装置
のブロック図である。

【図１４】 同システムにおけるクロストークモデルを
示すブロック図である。

【図１５】 同システムにおけるクロストークキャンセ
ラの詳細を示すブロック図である。

【符号の説明】

１…ヘッドギヤ、２…リスナ、３，４…スピーカ、５…
回転角センサ、６…コントローラ、７…信号線、８…デ
ィスプレイ装置、１１…オーディオソース、１２…仮想
音源位置制御装置、２１，２６，２７，３０〜３３…ア
ンプ、２２…ノッチフィルタ、２３…遅延回路、２４，
２５…ＦＩＲフィルタ、２８，２９…加算器、３５…位
置情報修正部、３６，６２…パラメータ算出部、６１…
クロストークキャンセラ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音場空間における予め指定された仮想音
   源位置を示す位置情報に基づいて制御パラメータを算出
   し、音源から供給されるオーディオ入力信号に対して前
   記算出された制御パラメータに基づいて遅延制御、フィ
   ルタリング及び／又は振幅制御を施すことにより前記仮
   想音源位置に音像を定位させる複数チャンネルのオーデ
   ィオ出力信号を生成する仮想音源位置制御手段と、 この仮想音源位置制御手段から出力される複数チャンネ
   ルのオーディオ出力信号をそれぞれ電気音響変換する複
   数の電気音響変換手段とを備えた音像定位装置におい
   て、 リスナの頭の回転角度を検出する回転角検出手段を備
   え、 前記仮想音源位置制御手段は、前記回転角検出手段で検
   出されたリスナの頭の回転角度に基づいて前記制御パラ
   メータを修正し、前記リスナの頭の位置に拘らず、常に
   絶対座標系における指定された位置に仮想音源が定位す
   るように前記オーディオ出力信号を制御するものである
   ことを特徴とする音像定位装置。
2. 【請求項２】 前記電気音響変換手段は、前記リスナの
   両耳に装着されるヘッドホンであり、 前記仮想音源位置制御手段は、前記回転角検出手段で検
   出されたリスナの頭の回転角度に基づいて、前記リスナ
   の両耳の中心位置から垂直に下ろした前記リスナの首上
   の位置を中心とした座標変換を行い、変換後の座標系に
   おける前記仮想音源位置の位置情報を仮想音源位置の位
   置情報として前記制御パラメータを算出することを特徴
   とする請求項１記載の音像定位装置。
3. 【請求項３】 前記電気音響変換手段は、前記音場空間
   に固定的に設置されたスピーカであり、 前記仮想音源位置制御手段は、前記回転角検出手段で検
   出されたリスナの頭の回転角度に基づいて、前記リスナ
   の両耳の中心位置から垂直に下ろした前記リスナの首上
   の位置を中心とした座標変換を行い、変換後の座標系に
   おける前記仮想音源位置を修正された仮想音源位置とす
   ると共に、前記リスナの両耳位置に対する前記スピーカ
   の位置の変化に基づいて前記制御パラメータを修正する
   ものであることを特徴とする請求項１記載の音像定位装
   置。