JPH09130887A

JPH09130887A - 音響信号呈示装置

Info

Publication number: JPH09130887A
Application number: JP7280919A
Authority: JP
Inventors: Haruko Nishikawa; 治子西川
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-10-27
Filing date: 1995-10-27
Publication date: 1997-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】人間の耳に過度の負荷を与えることのない音響
信号呈示装置を提供する。【解決手段】音響信号を耳の近傍に配置した音響変換器
で音に変換し出力する音響信号呈示装置において、信号
源１から音響信号を受け取る音響信号入力手段１ａと、
入力された音響信号から残響成分信号を作成して音響信
号に付加する残響付加手段２Ｌ，２Ｒと、この残響付加
手段２Ｌ，２Ｒからの出力信号の電圧レベルを調整する
出力レベル調整手段３Ｌ，３Ｒと、この調整した信号を
出力する音響信号出力手段１ｂとを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人間の両耳の近傍
に配置した音響再生手段によって音声信号を再生・呈示
する音響信号呈示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】人間の両耳の近傍に配置した音響再生手
段によって再生・呈示する装置として、例えば、ヘッド
フォンを使った装置や、ソファのヘッドレストにスピー
カを埋め込んだ装置などが知られている。また最近で
は、ＨＭＤ（ヘッドマウンテッドディスプレイ）を用い
て、映像と音を同時に呈示する装置も利用されるように
なってきた。この装置は、顔面に装着されて映像を表示
するために使用される小型映像表示手段と、音を呈示す
るため両耳の近傍に配置した音響再生手段と、各種制御
装置等とによって構成されるものである。

【０００３】ところで、音を大音量で聴き続けると難聴
の原因になることが知られている。そのため上記した装
置等においても、できるだけ音量を抑えた音の呈示が望
ましい。また、業務用など長時間利用するときには、さ
らに音量を低く抑えた使用が望ましい。

【０００４】また、広く利用されている携帯用ヘッドフ
ォンステレオ装置では、歩行中や乗物に乗車していると
き等、周囲のノイズが大きいときには、聞きやすくなる
よう音量を調整する必要がある。例えば特開平２−９２
１００号公報は、ヘッドフォン周囲の騒音を入力する騒
音入力用マイクと、騒音値を基準値と比較する比較回路
と、比較に基づき出力音量を可変する出力音量可変回路
等とを備えて、騒音値に応じてヘッドフォンからの出力
を自動的に調整する方法を開示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た音響信号呈示装置は、ヘッドフォンの出力を調整する
ことにより音圧レベルという物理量を制御することを意
図しているだけで、人間の耳が実際に感じとる音の大き
さを考慮したものではなく、人間の耳に過度の負荷を与
えてしまうことがあった。

【０００６】本発明の音響信号呈示装置はこのような課
題に着目してなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、物理的な音のみならず心理的な音の大きさをも考
慮して音圧レベルを調整することによって、人間の耳に
過度の負荷を与えることのない音響信号呈示装置を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の発明は、音響信号を耳の近傍に配置した音
響変換器で音に変換し出力する音響信号呈示装置におい
て、音響信号を受け取る音響信号入力手段と、入力され
た音響信号から残響成分を作成して音響信号に付加する
残響付加手段と、この残響付加手段からの出力信号の電
圧レベルを調整する出力レベル調整手段と、この調整し
た出力信号を出力する音響信号出力手段とを具備する。

【０００８】また、第２の発明は、音響信号を耳の近傍
に配置した音響変換器で音に変換し出力する音響信号呈
示装置において、音響信号を受け取る音響信号入力手段
と、入力された音響信号から残響成分を作成して音響信
号に付加する残響付加手段と、この残響付加手段からの
出力信号の電圧レベルを調整する出力レベル調整手段
と、この出力レベル調整手段から出力される出力信号の
電圧レベルが予め設定した電圧レベル以上で予め設定し
た時間を越えて出力されたときにコントロール信号を出
力する最大出力コントロール信号発生手段と、この最大
出力コントロール信号発生手段の出力に応じて、前記出
力レベル調整手段から出力される信号の電圧レベルまた
は残響対直接音エネルギー比または両耳間相互相関係数
の内の少なくとも一つを制御する出力レベル制御手段
と、この出力レベル制御手段で制御した信号を出力する
音響信号出力手段とを具備する。

【０００９】また、第３の発明は、音響信号を耳の近傍
に配置した音響変換器で音に変換し出力する音響信号呈
示装置において、音響信号を受け取る音響信号入力手段
と、入力された音響信号から残響成分を作成して音響信
号に付加する残響付加手段と、この残響付加手段からの
出力信号の電圧レベルを調整する出力レベル調整手段
と、外耳道内もしくは外耳道入口近傍に配置されて音圧
を測定する外耳道音圧測定手段と、この外耳道音圧測定
手段から出力される音圧値が予め設定した音圧値以上で
予め設定した時間を越えて出力されたときにコントロー
ル信号を出力する最大出力コントロール信号発生手段
と、この最大出力コントロール信号発生手段の出力に応
じて、前記出力レベル調整手段から出力される出力信号
の電圧レベルまたは残響音対直接エネルギー比または両
耳間相互相関係数の内の少なくとも一つを制御する出力
レベル制御手段と、この出力レベル制御手段で制御した
信号を出力する音響信号出力手段とを具備する。

【００１０】すなわち、第１の発明は、音響信号を耳の
近傍に配置した音響変換器で音に変換し出力する音響信
号呈示装置において、音響信号を受け取る音響信号入力
手段から入力された音響信号から残響成分を作成し、残
響付加手段によってこの残響成分を音響信号に付加す
る。そして、前記残響付加手段からの出力信号の電圧レ
ベルを出力レベル調整手段によって調整し、この調整し
た出力信号を音響信号出力手段によって出力するように
する。

【００１１】また、第２の発明は、音響信号を耳の近傍
に配置した音響変換器で音に変換し出力する音響信号呈
示装置において、音響信号を受け取る音響信号入力手段
から入力された音響信号から残響成分を作成し、残響付
加手段によってこの残響成分を音響信号に付加する。次
に、前記残響付加手段からの出力信号の電圧レベルを出
力レベル調整手段によって調整し、この調整した出力信
号の電圧レベルが予め設定した電圧レベル以上で予め設
定した時間を越えて出力されたときには、最大出力コン
トロール信号発生手段によってコントロール信号を出力
する。そして、この最大出力コントロール信号発生手段
の出力に応じて、前記出力レベル調整手段から出力され
る信号の電圧レベルまたは残響対直接音エネルギー比ま
たは両耳間相互相関係数の内の少なくとも一つを出力レ
ベル制御手段によって制御し、この制御した信号を音響
信号出力手段から出力するようにする。

【００１２】また、第３の発明は、音響信号を耳の近傍
に配置した音響変換器で音に変換し出力する音響信号呈
示装置において、音響信号を受け取る音響信号入力手段
から入力された音響信号から残響成分を作成し、残響付
加手段によってこの残響成分を音響信号に付加する。次
に、前記残響付加手段からの出力信号の電圧レベルを出
力レベル調整手段によって調整するとともに、外耳道内
もしくは外耳道入口近傍に配置された外耳道音圧測定手
段によって音圧を測定し、このときの音圧値が予め設定
した音圧値以上で予め設定した時間を越えて出力された
ときには最大出力コントロール信号発生手段によってコ
ントロール信号を出力する。そして、この最大出力コン
トロール信号発生手段の出力に応じて、前記出力レベル
調整手段から出力される出力信号の電圧レベルまたは残
響音対直接エネルギー比または両耳間相互相関係数の内
の少なくとも一つを出力レベル制御手段によって制御
し、制御した信号を音響信号出力手段から出力するよう
にする。

【００１３】

【発明の実施の形態】まず、本実施形態の概略を説明す
る。音楽等の音をヘッドフォンで聴くと、音が頭の中や
耳元で聴こえるという不自然な状態が起こる。これは頭
内定位と呼ばれる。これを解決する１つの方法として、
原音に残響音成分を付加することにより、音が頭の外か
ら聴こえるようにする方法がある。これは頭外定位と呼
ばれている。

【００１４】このように、頭外定位と残響付加との間に
はある種の関係があることが知られているが、これまで
は残響の付加と心理的な音の大きさとの関係については
何等考慮されていなかった。

【００１５】そこで、本出願人はこの点に着目して実験
をおこなった結果、残響の付加と心理的な音の大きさと
の間には以下に述べるような関係があることを見い出し
た。以下にこのような実験について詳細に説明する。

【００１６】図１において、１０１は音源、１０２Ｌ，
１０２Ｒは残響付加装置、１０３Ｌ，１０３Ｒはアッテ
ネータ、１０４は入力切替装置、１０５はヘッドフォン
を示している。実験は音源の音（原音）をそのまま聴い
た時の音の大きさと、原音に残響成分を付加した音（残
響付加音）を聴いた時との音の大きさとを比較した。す
なわち被検者は入力切替装置１０４を切り替えながら２
音を聴き比べ、音の大きさが等しくなるようにアッテネ
ータ１０３Ｌ，Ｒで残響付加音のレベルを調整した。

【００１７】実験結果を整理して図２に示す。図２にお
いて、横軸は残響音対直接音のエネルギー比Ｅ_r/d であ
り、縦軸は音圧レベルの変化及び音圧レベルの心理的な
変化を示す。また、実線は原音に残響音を付加すること
により上昇した音圧レベルであり、一点鎖線・二点鎖線
は両耳間相互相関係数φがそれぞれ０．７と１．０の残
響成分を付加することにより上昇した音圧レベルの心理
的変化を示している。ここで、上記した直接音対残響音
のエネルギー比Ｅ_r/d は次式で定義される。

【００１８】

【数１】

【００１９】図２より、残響成分を付加することによ
り、実線で示すように物理的な音圧レベルが上昇する
が、心理的にはそれ以上に音が大きく聴こえることがわ
かる。そしてこのことは両耳間相互相関係数が低い方が
その傾向が強いことを示している。

【００２０】このことから、同じ音圧レベルであって
も、原音のみを聴くよりも残響付加音を聴いたときの方
が人間の耳には音が大きく聴こえることがわかる。これ
により原音と残響付加音とを同じ音の大きさで聴く場
合、残響付加音の音圧レベルを低くすることが出来る。
本実施形態はこの点に着目したものである。

【００２１】以下に本発明の第１実施形態を詳細に説明
する。第１実施形態は図３に示すように、モノーラルの
信号源１と、音響信号入力手段１ａと、音響信号出力手
段１ｂと、残響付加手段２Ｌ，２Ｒと、出力レベル調整
手段３Ｌ，３Ｒと、ヘッドフォン４とで構成されてい
る。

【００２２】図４は残響付加手段２Ｌ，２Ｒの具体的回
路構成を示す図であり、増幅器２１と、遅延素子２２
と、減算器２３、２４とで構成されている。同図におい
てＧは増幅度を示している。このような回路から出力さ
れる信号の両耳間相互相関係数φは次式で示される。

【００２３】φ＝（３Ｇ² −１）／（１＋Ｇ² ）増幅器の増幅度Ｇが１のときは、出力される信号は直接
音成分のみとなるから、直接音対残響音のエネルギー比
Ｅ_r/d ＝０、両耳間相互相関係数φ＝１となる。また増
幅度Ｇが０．６の時、直接音対残響音のエネルギー比Ｅ
_r/d は最大となり、両耳間相互相関係数φ＝０となる。
本実施形態では残響音対直接音エネルギー比Ｅ_r/d が
２．０程度、両耳間相互相関係数φは０．７程度になる
よう増幅器の増幅度を設定する。

【００２４】第１実施形態によれば、残響音付加手段２
Ｌ，２Ｒによって残響音を付加することにより、心理的
にはより大きな音が聞こえるようにすることができる。
これにより、ヘッドフォン４の出力レベルを低く抑える
ことができるため、人間の耳に過度の負荷を与えるのを
防止できる。併せて、ヘッドフォン受聴に特有の頭内定
位の問題も解消され、違和感・圧迫感がなくなるという
効果もある。

【００２５】なお、上記した第１実施形態では信号源１
としてモノーラルの場合を想定したが、２チャンネルも
しくはそれ以上のチャンネルの信号源でもよい。また、
両耳間相互相関係数φは０．７程度に設定すればよいと
説明したが、それ以外の値でも良く、１．０でもよい。
この場合には、心理的に音を大きくするという効果はや
や小さくなるものの、図５に示すように構成を簡略化で
きるという利点がある。

【００２６】さらに、残響付加手段２Ｌ，２Ｒとして、
図６に示すような実空間の残響特性を伝達特性として持
つようなものでもよい。図６に示す残響付加手段２Ｌ，
２Ｒは、畳み込み演算手段２５と、メモリ２６とで構成
されている。メモリ２６にはあらかじめ任意の実空間で
測定した残響特性が伝達特性として与えられている。こ
の場合、実空間で測定するのではなく、模擬的に得られ
たものでもよい。

【００２７】また、音響変換器としては上記したヘッド
フォン４以外の、例えばソファのヘッドレストに装着さ
れたスピーカ等でもよい。図７は本発明の第２実施形態
の構成を示す図であり、ステレオ音響による信号源１
と、音響信号入力手段１ａと、音響信号出力信号１ｂ
と、残響付加手段２Ｌ，２Ｒと、出力レベル調整手段３
Ｌ，３Ｒと、最大出力コントロール信号発生手段５ａ
と、ヘッドフォン４とで構成されている。

【００２８】最大出力コントロール信号発生手段５ａ
は、出力レベル調整手段３Ｌ，３Ｒの出力があらかじめ
設定されたレベルおよび時間を越えたときに所定のコン
トロール信号を出力する。この設定レベルは、ヘッドフ
ォン４に与えられる信号の電圧とヘッドフォン４により
呈示される音圧レベルとの関係から得られるもので、例
えば、うるさくなく、耳に悪影響を及ぼさない音圧レベ
ルとなるような電圧値でよい。

【００２９】最大出力コントロール信号発生手段５ａか
らのコントロール信号は出力レベル調整手段３Ｌ，３Ｒ
または残響付加手段２Ｌ，２Ｒに供給され、これによっ
て出力レベル調整手段３Ｌ，３Ｒの出力レベル、直接音
対残響音のエネルギー比または両耳間相互相関係数のう
ちの少なくとも一つが制御される。

【００３０】第２実施形態によれば、あらかじめ設定さ
れた条件に従って出力される出力レベルが調整されるた
め、耳に過度の負荷を与えるのを防止できる。特に、残
響音が付加されていることから、出力レベルをさらに低
くでき、耳への負担をさらに少なくすることができる。

【００３１】なお、第２実施形態では一方のチャンネル
の信号を用いてコントロール信号を発生させて、両チャ
ンネルの信号を制御しているが、もちろん両チャンネル
の信号をもとに、コントロール信号を発生させて制御し
てもよい。

【００３２】図８は第３実施形態の構成を示す図であ
り、ステレオ音響による信号源１と、音響信号入力手段
１ａと、音響信号出力手段１ｂと、残響付加手段２Ｌ，
２Ｒと、出力レベル調整手段３Ｌ，３Ｒと、音圧測定手
段であるマイクロフォン６と、最大出力コントロール信
号発生手段５ａと、ヘッドフォン４とで構成されてい
る。

【００３３】マイクロフォン６は人間の耳の外耳道に、
例えば図９（ａ）に示すように配置されている。図９
（ａ）は、ヘッドフォン４に支持されたマイクロフォン
６によって耳介２１に隣接する外耳道２０入口の音圧を
測定する様子を示している。

【００３４】最大出力コントロール信号発生手段５ａ
は、マイクロフォン６への入力音圧があらかじめ設定さ
れたレベルおよび時間を越えたときにコントロール信号
を出力する。このときの設定レベルは、うるさくなく耳
に悪影響を及ぼさない音圧レベルとなるような値で、例
えば８０ｄＢ程度である。

【００３５】最大出力コントロール信号発生手段５ａか
らのコントロール信号は出力レベル調整手段３Ｌ，３Ｒ
または残響付加手段２Ｌ，２Ｒに供給されて、出力レベ
ル調整手段３Ｌ，３Ｒの出力レベル、直接音対残響音の
エネルギー比または両耳間相互相関係数のうちの少なく
とも一つが制御される。

【００３６】このように、第３実施形態ではあらかじめ
設定された条件に従って出力される出力レベルが調整さ
れるため、耳に過度の負荷を与えるのを防止できる。特
に、残響音が付加されていることから、出力レベルをさ
らに低くでき、耳への負荷をさらに少なくすることがで
きる。また、ヘッドフォン受聴に特有の頭内定位の問題
も解消され違和感、圧迫感がなくなるという効果もあ
る。

【００３７】なお、音圧の測定は、図９（ｂ）に示すよ
うな方法でも良い。図９（ｂ）では、マイクロフォン６
を備えたリング状のマイクホルダ６ａを外耳道２０に装
着して、外耳道２０内部の音圧を測定する様子を示して
いる。

【００３８】図１０は本発明の第４実施形態の構成を示
す図であり、ステレオ音響による信号源１と、音響信号
入力手段１ａと、音響信号出力手段１ｂと、残響付加手
段２Ｌ，２Ｒと、出力レベル調整手段３Ｌ，３Ｒと、騒
音入力用マイクロフォン７と、騒音コントロール信号発
生手段５ｂと、ヘッドフォン４とで構成されている。

【００３９】騒音コントロール信号発生手段５ｂは、騒
音入力用マイクロフォン７で検出された騒音に応じたコ
ントロール信号を出力する。このコントロール信号は出
力レベル調整手段３Ｌ，３Ｒまたは残響付加手段２Ｌ，
２Ｒに供給される。この出力されたコントロール信号に
応じて、出力レベル調整手段３Ｌ，３Ｒの出力レベル、
直接音対残響音のエネルギー比または両耳間相互相関係
数のうちの少なくとも一つが制御される。

【００４０】上記した第４実施形態によれば、周囲の騒
音に応じて出力される出力レベルが調整されるため、利
用者は常に適切な音の大きさで音を聴くことができる。
特に、喧噪な場所で聴くときでも、残響音が付加されて
いることから出力レベルは小さくとも心理的には大きく
聴こえるため、耳に与える負荷を少なくすることができ
る。

【００４１】図１１は本発明の第５実施形態の構成を示
す図であり、ステレオ音響による信号源１と、音響信号
入力手段１ａと、音響信号出力手段１ｂと、残響付加手
段２Ｌ，２Ｒと、出力レベル調整手段３Ｌ，３Ｒと、マ
イクロフォン６と、累積出力コントロール信号発生手段
５ｃと，アラーム音呈示手段８と、加算手段９と、ヘッ
ドフォン４とで構成され、マイクロフォン６は外耳道に
配置されている。

【００４２】累積出力コントロール信号発生手段５ｃ
は、マイクロフォン６で検出された外耳道２０付近の音
圧を積分演算する。その値は利用開始時に予めリセット
されている。そして積分演算値があらかじめ設定した値
より大きくなった場合に、コントロール信号が出力され
る。アラーム音呈示手段８はこのコントロール信号に応
じて、警告音を生成・出力する。この警告音は、図示し
ていないが、例えば警告音解除ボタンを押して止める。
また、警告音の長さを予め設定しておいて、設定時間経
過後に自動的に止まるようにしてもよい。

【００４３】上記したように第５実施形態は利用状況に
応じて警告音を出して耳を休ませるよう指示するもので
あり、特にここでは音圧を積分演算しているため、利用
時間が短くても利用者が出力レベルを大きくして利用し
た場合には早く警告音が出力されるなど、利用状況に応
じた指示が出せる。そのため、長時間の連続使用によっ
て耳に過度の負荷を与えるのを防止できる。

【００４４】なお、警告の発生はアラーム音呈示手段８
ではなく、図１２に示すようなアラーム表示手段１０を
用いてもよい。このときの表示はランプ点灯、パネル表
示等が考えられる。また、累積出力コントロール信号発
生手段５ｃにおける音圧の演算は、音圧と時間の２つの
変数を利用して算出される値であれば、積分演算以外の
ものでもよい。さらに図１３に示すように、出力レベル
調整手段３Ｌ，３Ｒから出力される電圧を監視すること
により、コントロール信号を求めるような構成としても
よい。

【００４５】図１４は本発明の第６実施形態の構成を示
す図であり、ステレオ音響による信号源１と、音響信号
入力手段１ａと、音響信号出力手段１ｂと、残響付加手
段２Ｌ，２Ｒと、出力レベル調整手段３Ｌ，３Ｒと、音
圧測定手段であるマイクロフォン６と、停止コントロー
ル信号発生手段５ｄと、スイッチング手段１１と、ヘッ
ドフォン４とで構成され、マイクロフォン６は外耳道入
口近傍に配置されている。

【００４６】停止コントロール信号発生手段５ｄは、マ
イクロフォン６で検出された音圧を積分演算し、積分計
算値があらかじめ設定した値より大きくなった場合にコ
ントロール信号を出力する。すると、停止コントロール
信号発生手段５ｄからの制御信号によりスイッチング手
段１１のスイッチが開いて音の出力が停止される。

【００４７】上記した第６実施形態では利用状況に応じ
て耳を休ませるよう強制的に音の出力を停止している。
特にここでは音圧を積分演算しているため、利用時間が
短くても利用者が出力レベルを大きくして利用した場合
には早く停止させるなど、利用状況に応じた指示が出せ
る。そのため、長時間の連続使用によって耳へ過度の負
荷を与えるのを防止できる。

【００４８】なお、図１５に示すように、出力レベル調
整手段３Ｌ，３Ｒから出力される電圧を監視し、停止コ
ントロール信号発生手段５ｄからコントロール信号を出
力してスイッチング手段１１を制御するようにしてもよ
い。もちろん、コントロール信号を求めるためには、積
分演算でなくともよい。

【００４９】なお、上記した実施形態には以下のような
構成の発明が含まれている。また、各構成に対応する発
明の実施の形態、効果は以下の通りである。（構成１）音響信号を耳の近傍に配置した音響変換器で
音に変換し出力する音響信号呈示装置において、音響信
号を受け取る音響信号入力手段と、入力された音響信号
から残響成分を作成して音響信号に付加する残響付加手
段と、この残響付加手段からの出力信号の電圧レベルを
調整する出力レベル調整手段と、この調整した出力信号
を出力する音響信号出力手段と、を具備したことを特徴
とする音響信号呈示装置。（対応する発明の実施の形態）この発明に関する実施の
形態としては、第１実施形態が対応する。（効果）本発明によれば、残響音を付加することによ
り、心理的な音の大きさを大きくすることができる。こ
れによってヘッドフォンの出力を低くすることができる
ため、耳に過度の負荷を与えることがなくなりヘッドフ
ォン難聴を防止することができる。また、ヘッドフォン
受聴に特有の頭内定位の問題も解消され、違和感・圧迫
感がなくなるという効果もある。（構成２）音響信号を耳の近傍に配置した音響変換器で
音に変換し出力する音響信号呈示装置において、音響信
号を受け取る音響信号入力手段と、入力された音響信号
から残響成分を作成して音響信号に付加する残響付加手
段と、この残響付加手段からの出力信号の電圧レベルを
調整する出力レベル調整手段と、この出力レベル調整手
段から出力される出力信号の電圧レベルが予め設定した
電圧レベル以上で予め設定した時間を越えて出力された
ときにコントロール信号を出力する最大出力コントロー
ル信号発生手段と、この最大出力コントロール信号発生
手段の出力に応じて、前記出力レベル調整手段から出力
される信号の電圧レベルまたは残響対直接音エネルギー
比または両耳間相互相関係数の内の少なくとも一つを制
御する出力レベル制御手段と、この出力レベル制御手段
で制御した信号を出力する音響信号出力手段と、を具備
したことを特徴とする音響信号呈示装置。（対応する発明の実施の形態）この発明に関する実施の
形態としては、第２、３、４実施形態が対応する。（効果）音響信号出力手段からは、あらかじめ設定され
たレベルおよび時間を越えて信号が出力されることがな
く、かつ残響音を付加することにより心理的な音の大き
さを大きくしたのでヘッドフォンの出力を低くすること
ができる。これによって、耳に対して過度の負荷を与え
ることがなくなり、ヘッドフォン難聴を予防することが
できる。（構成３）音響信号を耳の近傍に配置した音響変換器で
音に変換し出力する音響信号呈示装置において、音響信
号を受け取る音響信号入力手段と、入力された音響信号
から残響成分を作成して音響信号に付加する残響付加手
段と、この残響付加手段からの出力信号の電圧レベルを
調整する出力レベル調整手段と、外耳道内もしくは外耳
道入口近傍に配置されて音圧を測定する外耳道音圧測定
手段と、この外耳道音圧測定手段から出力される音圧値
が予め設定した音圧値以上で予め設定した時間を越えて
出力されたときにコントロール信号を出力する最大出力
コントロール信号発生手段と、この最大出力コントロー
ル信号発生手段の出力に応じて、前記出力レベル調整手
段から出力される出力信号の電圧レベルまたは残響音対
直接エネルギー比または両耳間相互相関係数の内の少な
くとも一つを制御する出力レベル制御手段と、この出力
レベル制御手段で制御した信号を出力する音響信号出力
手段と、を具備したことを特徴とする音響信号呈示装
置。（対応する発明の実施の形態）この発明に関する実施の
形態としては、第３実施形態が対応する。（効果）音圧を直接監視するため、あらかじめ音響変換
器の入力電圧−出力音圧特性を求めておく必要がなくな
ることから、使用できる音響変換器の制限がなくなる。
また音圧を直接測定するため、的確な制御が可能にな
る。（構成４）音響信号を耳の近傍に配置した音響変換器で
音に変換し出力する音響信号呈示装置において、音響信
号を受け取る音響信号入力手段と、入力された音響信号
から残響成分信号を作成して音響信号に付加する残響付
加手段と、この残響付加手段からの出力信号の電圧レベ
ルを調整する出力レベル調整手段と、ヘッドフォン周囲
の騒音を測定する騒音入力用マイクロフォンと、この騒
音入力用マイクロフォンから出力される信号と予め設定
された基準値とを比較して比較結果に応じたコントロー
ル信号を出力する騒音コントロール信号発生手段とを備
え、前記騒音コントロール信号発生手段の出力に応じ
て、前記出力レベル調整手段から出力される信号の電圧
レベルまたは残響音対直接音エネルギー比または両耳間
相互相関係数の内の少なくとも一つを制御することを特
徴とする音響信号呈示装置。（対応する発明の実施の形態）この発明に関する実施の
形態としては、第４実施形態が対応する。（効果）周囲の騒音に応じて出力される出力レベルが調
整されるため、利用者は常に適切な音の大きさで音を聴
くことができる。特に喧噪な場所で聴くときでも、残響
音が付加されていることより小さい出力レベルでも心理
的に大きく聴こえ、耳に対して過度の負荷を与えるのを
防止できる。（構成５）音響信号を耳の近傍に配置した音響変換器で
音に変換し出力する音響信号呈示装置において、音響信
号を受け取る音響信号入力手段と、入力された音響信号
から残響成分信号を作成して音響信号に付加する残響付
加手段と、この残響付加手段からの出力信号の電圧レベ
ルを調整する出力レベル調整手段と、この出力レベル調
整手段から出力される信号の物理量の累積値を計算し、
この累積値が予め設定した量を越えた時にコントロール
信号を出力する累積出力コントロール信号発生手段と、
この累積出力コントロール信号発生手段の出力に応じて
警告を発するアラーム呈示手段と、を有することを特徴
とする音響信号呈示装置。（対応する発明の実施の形態）この発明に関する実施の
形態としては、第５実施形態が対応する。

【００５０】上記アラーム呈示手段は、図１１ではアラ
ーム音呈示手段８が該当するが、図１２のようなアラー
ム表示手段１０なども含む。さらに累積出力コントロー
ル信号発生手段５ｃで監視する物理量は、図１６に示す
音響信号出力手段１ｂから出力される電圧値等も含む。（効果）利用状況に応じた警告音を出すことができ、例
えば、利用時間が短くても利用者が出力レベルを大きく
して利用した場合には早く警告音が出力される。そのた
め、長時間の連続使用によって耳に過度の負荷を与える
のを防止できる。（構成６）音響信号を耳の近傍に配置した音響変換器で
音に変換し出力する音響信号呈示装置において、音響信
号を受け取る音響信号入力手段と、入力された音響信号
から残響成分信号を作成して音響信号に付加する残響付
加手段と、この残響付加手段からの出力信号の電圧レベ
ルを調整する出力レベル調整手段と、この出力レベル調
整手段から出力される信号の物理量の累積値を計算し、
この累積値が予め設定した量を越えた時にコントロール
信号を出力する累積出力コントロール信号発生手段と、
この累積出力コントロール信号発生手段の出力に応じて
音響信号出力手段からの出力を停止させるスイッチング
手段と、を有することを特徴とする音響信号呈示装置。（対応する発明の実施の形態）この発明に関する実施の
形態としては、第６実施形態が対応する。

【００５１】また累積出力コントロール信号発生手段５
ｄで監視する物理量は、図１５に示す音響信号出力手段
１ｂから出力される電圧値等も含む。（効果）利用状況に応じた警告音を出すことができ、例
えば、利用時間が短くても利用者が出力レベルを大きく
して利用した場合には早く警告音が出力される。そのた
め、長時間の連続使用によって耳に過度の負荷を与える
のを防止できる。（構成７）前記音響変換器が、音響信号を受け取る音響
信号入力手段と、この音響信号入力手段に入力された音
響信号を音に変換する変換手段と、外耳道内または外耳
道入口近傍における音圧を測定する外耳道音圧測定手段
と、を有することを特徴とする構成１乃至６のいずれか
に記載の音響信号呈示装置。（対応する発明の実施の形態）この発明に関する実施の
形態としては、図９（ａ）の実施形態が対応する。上記
構成における外耳道音圧測定手段は、発明の実施形態で
はマイクロフォンが該当している。（効果）安定して音圧を測定することが可能である。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、物理的な音のみならず
心理的な音の大きさをも考慮して音圧レベルを調整する
ようにしたので、人間の耳に過度の負荷を与えることが
なくなり、難聴などを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概略を説明するための図である。

【図２】残響音対直接音のエネルギー比と、音圧レベル
の変化及び音圧レベルの心理的な変化との関係を示す図
である。

【図３】本発明の第１実施形態の構成を示す図である。

【図４】残響付加手段の具体的構成を示す図である。

【図５】第１実施形態の簡略化された構成を示す図であ
る。

【図６】残響付加手段の他の構成を示す図である。

【図７】本発明の第２実施形態の構成を示す図である。

【図８】本発明の第３実施形態の構成を示す図である。

【図９】マイクロフォンによって外耳道入口の音圧を測
定する様子を示す図である。

【図１０】本発明の第４実施形態の構成を示す図であ
る。

【図１１】本発明の第５実施形態の構成を示す図であ
る。

【図１２】第５実施形態の変形例を示す図である。

【図１３】第５実施形態の他の変形例を示す図である。

【図１４】本発明の第６実施形態の構成を示す図であ
る。

【図１５】第６実施形態の変形例を示す図である。

【符号の説明】

１０１…音源、１０２Ｌ，１０２Ｒ…残響付加装置、１
０３Ｌ，１０３Ｒ…アッテネータ、１０４…入力切替装
置、１０５…ヘッドフォン。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】音響信号を耳の近傍に配置した音響変換
器で音に変換し出力する音響信号呈示装置において、音響信号を受け取る音響信号入力手段と、入力された音響信号から残響成分を作成して音響信号に
付加する残響付加手段と、この残響付加手段からの出力信号の電圧レベルを調整す
る出力レベル調整手段と、この調整した出力信号を出力する音響信号出力手段と、を具備したことを特徴とする音響信号呈示装置。
【請求項２】音響信号を耳の近傍に配置した音響変換
器で音に変換し出力する音響信号呈示装置において、音響信号を受け取る音響信号入力手段と、入力された音響信号から残響成分を作成して音響信号に
付加する残響付加手段と、この残響付加手段からの出力信号の電圧レベルを調整す
る出力レベル調整手段と、この出力レベル調整手段から出力される出力信号の電圧
レベルが予め設定した電圧レベル以上で予め設定した時
間を越えて出力されたときにコントロール信号を出力す
る最大出力コントロール信号発生手段と、この最大出力コントロール信号発生手段の出力に応じ
て、前記出力レベル調整手段から出力される信号の電圧
レベルまたは残響対直接音エネルギー比または両耳間相
互相関係数の内の少なくとも一つを制御する出力レベル
制御手段と、この出力レベル制御手段で制御した信号を出力する音響
信号出力手段と、を具備したことを特徴とする音響信号呈示装置。
【請求項３】音響信号を耳の近傍に配置した音響変換
器で音に変換し出力する音響信号呈示装置において、音響信号を受け取る音響信号入力手段と、入力された音響信号から残響成分を作成して音響信号に
付加する残響付加手段と、この残響付加手段からの出力信号の電圧レベルを調整す
る出力レベル調整手段と、外耳道内もしくは外耳道入口近傍に配置されて音圧を測
定する外耳道音圧測定手段と、この外耳道音圧測定手段から出力される音圧値が予め設
定した音圧値以上で予め設定した時間を越えて出力され
たときにコントロール信号を出力する最大出力コントロ
ール信号発生手段と、この最大出力コントロール信号発生手段の出力に応じ
て、前記出力レベル調整手段から出力される出力信号の
電圧レベルまたは残響音対直接エネルギー比または両耳
間相互相関係数の内の少なくとも一つを制御する出力レ
ベル制御手段と、この出力レベル制御手段で制御した信号を出力する音響
信号出力手段と、を具備したことを特徴とする音響信号呈示装置。