JP3374731B2 - バイノーラル再生装置、バイノーラル再生用ヘッドホンおよび音源評価方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、ダミーヘッドマイ
クロホンで収録した音をヘッドホンで再生して両耳で受
聴させることにより、臨場感のある音場再生を行うバイ
ノーラル方式のステレオ音響技術に関に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より音響技術の分野では、ダミーヘ
ッドマイクロホンによる収録とヘッドホンによる再生を
用いて、原音に忠実に音像を定位させるバイノーラル方
式が知られている。まず、このバイノーラル方式の原理
を図１２乃至図１４を参照して以下に簡単に説明する。
図１２には解放空間において実際の音場空間で人間が両
耳で音源の位置を認知する状況を示し、図１３には閉鎖
空間において実際の音場空間で人間が両耳で音源の位置
を認知する状況を示し、図１４には原音場１中に設置し
たダミーヘッドマイクロホン２で音を収録し、受聴者３
が装着したヘッドホン４で収録した音を再生して、受聴
者３に両耳で受聴させるバイノーラル収録再生方式を示
してある。

【０００３】人間は音源位置を知覚するのに左右両耳間
の到達時間差やレベル差などの両耳特性、周波数特性変
化などの単耳特性、頭を動かしたときの上記情報の変
化、あるいは視覚情報など、いろいろな情報を用いると
いわれている。中でも両耳特性は大きな役割を果たして
おり、古くから両耳特性に着目した研究が行われてきて
いる。音源から放出された音波が空間を伝播し、人間の
頭部周り、耳介、外耳道を経て鼓膜へ到達する際に、反
射、回折、減衰などの現象が生じる。すなわち、図１３
において、音源で放出された音と受聴者の右耳に到達す
る音ＳR及び左耳に到達する音ＳLとでは、振幅や位相な
どが大きく異なる。したがって、受聴者が聞く音ＳR、
ＳLと同じ音を収録するためには、人間の両耳の外耳道
入口や鼓膜前面などに小型マイクロホンを配置して、音
を収録する必要がある。

【０００４】一般的には工数や安全上の問題から、数十
〜数百人の頭部、耳介の形状を測定して、図１４に示す
ように、これを模擬したダミーヘッドを用意し、左右の
耳の外耳道入口または鼓膜前面に相当する位置にマイク
ロホンを配設して音を収録する。このようなダミーヘッ
ドマイクロホン２を用いることにより、実際に人間が原
音場で受聴するのと非常に似た音を収録することがで
き、この音をヘッドホン４で再生して受聴者３に両耳で
受聴させることにより、原音場に忠実な臨場感のある音
場再生が可能になる。

【０００５】しかしながら、人間が音源位置を知覚する
のに用いる左右両耳間の到達時間差、レベル差、周波数
特性変化など両耳特性や単耳特性は、頭部や耳介の微妙
な形状で変化することが知られており、ダミーヘッドマ
イクロホン２による収録とヘッドホン４による再生とを
用いた上記のバイノーラル収録再生方式では、頭部や耳
介の形状の異なる不特定多数の人に対して完全に性能を
発揮することはできなかった。特に、再生される音像に
ついて、受聴者の正面方向の定位感が不足し、頭の中に
音像が定位されるように感じられる頭内音像定位現象が
生じることが知られている。

【０００６】このような問題に対して、特開平５−１１
５０９９号公報には、あらかじめ受聴者個人別の頭外音
像定位情報を測定して記憶カードに記憶しておき、この
情報に基づいて各個人別に頭外音像定位を知覚できるよ
うな再生信号を演算する方式が開示されている。この方
式によれば、各個人の頭部や耳介の形状に対応した音響
伝達特性を補正することができるため、各個人が良好な
頭外音像定位感を得ることができるというものである。
しかしながら、この方式では、不特定多数の受聴者に対
応するためには、受聴対象となる不特定多数の人々につ
いて、両耳の外耳道入口、望ましくは鼓膜の前面に小型
マイクロホンを挿入して、頭部の音響伝達特性を測定し
ておく必要があり、工数や安全上の問題から実現性が乏
しいという問題がある。

【０００７】また、特開平１−７７２９６号公報や特開
平３−２１４９６号公報には、受聴者の頭の向きの変化
を検出して、これに応じてヘッドホンの左右の出力信号
を調整することにより、頭の向きが変化しても常に一定
の方向に音像が定位されるようにした音場定位制御装置
あるいは音響信号再生装置が開示されている。一般的な
バイノーラル方式では頭を回転させるとそれに伴って音
像の位置も回転するが、これらの方式では頭を動かして
も音像の位置が固定されことから、受聴者は音像が頭の
外にあるように感じることができるというものである。
これらの方式の有用性は、日常生活において人間が音源
の位置を認識しにくい場合に、頭を左右に振ってみると
認識しやすくなることからも納得できる。しかしなが
ら、これらの方式では、頭外音像定位感を持続するため
には、常に頭を動かしていなければならず、使い勝手が
極めて悪いことから実用性が乏しいという問題があっ
た。

【０００８】また、特開平７−１５７８０号公報には、
受聴者の左右の耳孔を結ぶ領域外の前方にスピーカ部を
配置したヘッドホンが開示されている。このヘッドホン
によればスピーカ部が前方に配置されているため、音は
耳孔を結ぶ軸よりも前方から聞こえるというものであ
る。しかしながら、このヘッドホンではスピーカ部が耳
孔から遠い位置に配置されているため、スピーカ部から
外耳道入口までの空間の音響伝達特性の歪みが無視でき
なくなり、ダミーヘッドマイクロホンで収録した音をヘ
ッドホンにより外耳道入口近傍で再生するというバイノ
ーラル再生の基本概念を崩してしまっていた。すなわ
ち、ダミーヘッドマイクロホンで収録した音を上記ヘッ
ドホンで再生した場合、一般的なステレオ再生の場合と
同様に、再生音像は左右両スピーカ部を結ぶ線上に奥行
きのない音像として定位され、それよりも前方あるいは
手前側に音像を定位させることができない。また、上記
スピーカ部から外耳道入口までの空間の音響伝達特性の
歪みが無視できなくなることから、音質的にも原音場の
音を忠実に再生することができないという問題があっ
た。

【０００９】また、特開平２−８６３９９号公報には、
ダミーヘッドマイクロホンで収録した音を、受聴者の前
方に配置した一対のラウドスピーカで再生する音響シス
テムが開示されている。ラウドスピーカから放出された
音は空間を自由に伝播して受聴者の両耳に伝達されるた
め、ダミーヘッドの左右のマイクロホンで収録された音
を受聴者の左右の耳で分離して受聴するバイノーラル方
式の実現は難しいが、この音響システムでは、あらかじ
めラウドスピーカから受聴者の両耳に至る音響伝達特性
を測定しておき、その逆特性を演算することにより、左
前方（右前方）のラウドスピーカから放出された音が受
聴者の右耳（左耳）にも伝達されてしまうクロストーク
を消去するフィルタを構成し、これにより、ラウドスピ
ーカでもバイノーラル再生が実現できるというものであ
る。また、この音響システムでは、ラウドスピーカが受
聴者の前方に配置されているため、音像が頭内に定位さ
れることはなく、良好な音像定位感を得ることができる
というものである。しかしながら、この音響システムで
は、クロストークを消去するフィルタを有効に作用させ
るためには、受聴者は頭部の位置、方向、角度などを常
に一定にしておくこと、また、壁や床などによる反射音
の影響を回避するために、例えばラウドスピーカによる
再生を行う部屋として壁や天井などの吸音特性が高い無
響室のような仕様が必要とされて、一般的用途に広く用
いることができないという問題があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、
手軽に用いることができて、且つ、不特定多数の人に対
して良好な頭外音像定位を実現することができるバイノ
ーラル再生用ヘッドホン及びバイノーラル再生装置を提
供することにある。また、本発明は、上記のバイノーラ
ル再生用ヘッドホンを用いて、受聴者に感覚的な評価を
行わせ易くした音源評価方法を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、ダミーヘッド
マイクロホンを用いて収録した音響信号をヘッドホンに
より再生するバイノーラル方式において、ヘッドホンの
左右スピーカ部を当該ヘッドホンの左右耳介装着部より
も前方に配置し、また、スピーカ部から耳介装着部へ至
る空間の音響特性の逆特性を音響信号に畳み込み演算し
て再生音の振幅および位相遅れを是正した再生信号を当
該スピーカ部に出力する音像定位フィルタリング部を備
えていることを特徴とする。

【００１２】ここで、本発明に係るヘッドホンおよび当
該ヘッドホンを用いた再生装置において、ヘッドホン
は、再生音を出力するための左右のスピーカ部、受聴者
の耳に装着するための左右の耳介装着部、スピーカ部を
耳介装着部に対して所定の位置に保持するための筺体
部、および、これらを受聴者の頭部に保持するための保
持部材から成り、音像定位フィルタリング部は当該ヘッ
ドホンに対して一体あるいは別体で備えられる。なお、
音像定位フィルタリング部は、耳介装着部を境にしてス
ピーカ部と前後に振り分け配置されて、ヘッドホン本体
と一体に設けられているのが望ましく、このような配置
関係とすることにより、スピーカ部とフィルタリング部
とでヘッドホンの前後の重量バランスがとれて頭部への
装着感が良好となる。

【００１３】スピーカ部としては、一般的なヘッドホン
に用いられている動電型、電磁型、静電型、圧電型、電
歪型などの各種スピーカを用いることができる。また、
左右のスピーカ部はそれぞれ１個に限るものではなく、
例えば高音用と低音用とからなる２個以上のスピーカを
用いてもよい。また、耳介装着部は、スピーカ部から放
出された音を受聴者の耳介に伝達するための耳当てであ
り開口部であり、その大きさや形状は任意である。ま
た、低音域の音響特性の低下を防ぐために、耳介装着部
を受聴者の耳介周辺部に確実に装着するとともに、受聴
者の違和感や不快感なども軽減するため、耳介装着部の
外周部に金属、スポンジ、ゴム、プラスチック、皮革な
どの一般的素材でイアーパッドを形成してもよい。ま
た、保持部材としては、一般的なヘッドホンで用いられ
るヘッドバンドなどを用いることができる。

【００１４】また、筺体部は、好ましい態様としては、
受聴者がヘッドホンを装着した状態で、スピーカ部が耳
介装着部に対して所定量以上前方に位置するように固定
するためのフレーム部材と、スピーカ部から放出された
音波を耳介装着部へ伝達するための閉空間を形成するカ
バー部材とから成っているが、自由空間で音を伝達させ
る態様とする場合には、カバー部材は省略することがで
きる。カバー部材はスピーカ部の周囲から耳介装着部に
至る空間を包み込むように構成される。フレーム部材と
カバー部材は一般的なヘッドホンにおけるスピーカハウ
ジングと同様に金属、スポンジ、ゴム、プラスチック、
皮革などの一般的素材で構成される。カバー部材で形成
されるスピーカ部から耳介装着部に至る空間は、外の空
間に対して部分的に開放された構造、または、耳介装着
部を除いて密閉された構造にすることが可能である。た
だし、ヘッドホンを用いた一般的なバイノーラル再生の
場合と同様に、受聴者の鼓膜に加わる音圧特性を忠実に
再現するため、スピーカ部の背面は外気に通じ、背面か
ら出た音は外部に放射される開放型構造であることが望
ましい。なお、上記筺体部のフレーム部材やカバー部
材、および保持部材などはこれらの機能を兼ね備えた一
体部材として構成することも可能である。

【００１５】さらに、上記スピーカ部、耳介装着部、ス
ピーカ部から耳介装着部に至る空間は左右独自の形にし
ても前方方向の定位感を得ることができるが、前方方向
の定位感を左右両耳で合わせるためには、上記スピーカ
部、耳介装着部、およびスピーカ部から耳介装着部に至
る空間の配置と形状が左右対称であることが望ましい。
さらに、本発明に係るヘッドホンでは、スピーカ部が耳
介装着部に対して所定量以上前方に位置するように配置
されている。スピーカ部が耳介装着部に対してより前方
に位置するほど頭外音像定位感が増し、スピーカ部が受
聴者の前頭部あるいは顔の表面位置よりも前方にあれば
大部分の人について良好な頭外音像定位感が得られる。
したがって、ヘッドホンの左右の耳介装着部を結ぶ軸か
らスピーカ部までの距離は、利用者の外耳道入口から顔
面までの距離以上離れていることが望ましく、一般的な
人間骨格からすると１０ｃｍ以上離れていることが望ま
しい。

【００１６】また、ヘッドホンの左右の耳介装着部を結
ぶ軸と左スピーカ部と左耳介装着部を結ぶ軸がなす角、
および、ヘッドホンの左右の耳介装着部を結ぶ軸と右ス
ピーカ部と右耳介装着部を結ぶ軸がなす角はそれぞれ任
意であるが、音像の水平面方向の広がり感と正中面方向
の頭外音像定位感をバランス良く実現するためには、上
記角度がそれぞれ６０度〜１２０度の範囲内であること
が望ましい。本発明に係るダミーヘッドマイクロホンと
しては、人間の頭部と耳介の形状や音響特性を模したダ
ミーヘッドの両耳外耳道入口にマイクロホンを取り付け
たもの、あるいは、更には外耳道の形状も模して鼓膜位
置にマイクロホンを取り付けたもの、あるいは、頭部だ
けでなく肩や胴体など上半身の形状も模したＨＡＴＳ
（Head and Torso Simulator）などを用いることができ
る。

【００１７】本発明に係る音像定位フィルタリング部
は、あらかじめ測定されたヘッドホンのスピーカ部から
耳介装着部へ至る空間の音響伝達特性を基にその逆特性
を畳み込み演算してフィルタリング処理するもので、一
般的なアナログあるいはデジタル演算素子を用いること
ができる。デジタル演算素子を用いる場合、音響信号を
デジタル信号に変換するアナログディジタル変換器、デ
ジタル化された音響信号と上記の音響特性の逆特性を畳
み込み演算する畳み込み演算器、および、畳み込み演算
結果をアナログ信号に変換して音響信号として出力する
ディジタルアナログ変換器などから構成される。これら
の演算器としてはＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッ
サ）などを用いることができる。なお、上記の音響伝達
特性の測定は、正弦波掃引法や広帯域雑音を用いたクロ
ススペクトル法などの既存の伝達特性測定方法を用いる
ことができる。

【００１８】なお、本発明において、ダミーヘッドマイ
クロホンで収録された音はそのままヘッドホンで再生し
ても良いが、一時的にテープレコーダやＤＡＴ（Digita
l Audio Tape Recorder）、ＣＤ−Ｒ（CD-ROM Recorde
r）、パソコンやワークステーションのメモリや外部記
憶装置などに記録して、後にヘッドホンにより再生する
ようにしても良い。

【００１９】上記構成の本発明に係るバイノーラル再生
用ヘッドホンやバイノーラル再生装置によると、下記の
ようにして、不特定多数の受聴者に対して良好な頭外音
像定位感を実現することができる。前述したように各個
人の頭部伝達特性の微妙な差異があると、特に受聴者の
正面方向の音像定位感が不足し、一般的なヘッドホンに
よるバイノーラル再生では頭内音像定位現象が生じてし
まうが、前方に配置したラウドスピーカを用いたバイノ
ーラル再生で頭内音像定位は生じない。このことは、頭
部伝達特性の微妙な差異で正面方向の音像定位感が不足
する状況が生じた場合、再生される音像位置は本当の音
源方向、すなわち、ヘッドホンでは耳介近傍、前方配置
のラウドスピーカでは前方方向にひっぱられてしまうこ
とを示唆している。

【００２０】本発明では、ヘッドホンのスピーカ部が受
聴者の耳介よりも前方に位置するように構成されること
により、ダミーヘッドマイクロホンで収録した音を不特
定多数の受聴者に対して再生した場合でも、前方方向へ
の音像定位感を付与することが可能になる。ただしここ
で、ヘッドホンが上記のような構造であるため、スピー
カ部から放出された音波が受聴者の耳に到達するまでに
伝播される空間が、スピーカ部が受聴者の耳介近傍に配
置される一般的なヘッドホンと比較して大きいため、こ
の空間の音響伝達特性を無視できなくなり、振幅や位相
遅れの伝達歪みが生じて、良好な頭外定位感は得られな
い。そこで、本発明では、上記音響伝達特性の逆特性を
あらかじめ測定しておき、これと再生する音響信号を音
像定位フィルタリング部で畳み込み演算することによ
り、ヘッドホンの空間音響伝達特性の歪みを補正して、
不特定多数の受聴者に対して良好な頭外定位感を実現し
ている。

【００２１】本発明は、例えば複数台の機械装置につい
て、それらの騒音を比較評価するための音源評価方法と
して利用される。すなわち、複数の測定対象から発せら
れた音をそれぞれ収録して、収録された各音響信号中か
ら比較対象部分のみを取り出し録音しておき、本発明に
係るバイノーラル再生装置により、比較対象部分の音響
信号を時系列に並べて再生する。これにより、聴取者は
複数の比較対象部分を連続的に聴取して比較評価するこ
とができ、受聴者の感覚を損なわせることなく比較評価
を実現することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施例
に基づいて具体的に説明する。図１には本発明に係るバ
イノーラル再生装置の構成を示してある。このバイノー
ラル再生装置は、原音場１１で音を収録するためのダミ
ーヘッドマイクロホン１２と、収録した音を記録あるい
は再出力するためのＤＡＴ（Digital Audio Tape Recor
der）１３と、受聴者１５に装着して音を再生するため
のヘッドホン１４と、ヘッドホン１４の空間音響伝達特
性の逆特性とＤＡＴ１３から出力される原音の音響信号
とを畳み込み演算する音像定位フィルタリング部１６と
を備えている。

【００２３】ダミーヘッドマイクロホン１２としては、
日本人成人２８名のデータから頭部および上半身を模擬
するとともに、左右耳介の外耳道入口部にそれぞれ小型
マイクロホンを配設したＨＡＴＳ（Head and Torso Sim
ulator）を用いた。また、ＤＡＴ１３としては、サンプ
リング周波数４８ｋＨｚ、１６ビットの一般音楽用のス
テレオ２チャンネルのＤＡＴを用いた。

【００２４】ヘッドホン１４は、その平面視を表す図２
およびその側面視を表す図３に示すように、左右それぞ
れのチャンネルについて、スピーカ部１７、耳介装着部
１８、スピーカ部１７で放出された音波を耳へ伝播させ
る密閉空間１９を画成する筺体部２０を備えて構成され
おり、当該空間１９は耳介装着部１８において外部へ連
通して、スピーカ部１７からの音を装着者の耳へ伝達す
るようになっている。スピーカ部１７は２０Ｈｚ〜２０
ｋＨｚの周波数帯で比較的フラットな音響特性を有する
一般的なダイナミックスピーカから構成されており、ヘ
ッドホン筺体部２０にネジ止め固定されている。

【００２５】耳介装着部１８は、受聴者の耳介に装着す
るための開口部であり、長径７０ｍｍ、短径４０ｍｍの
耳介の外形に近い略楕円形の開口部で、受聴者の耳介周
辺にヘッドホン１４を確実にかつ違和感なく装着するた
めに、周囲にスポンジおよび合成皮革からなるイアーパ
ッドが設けられている。スピーカ部１７と耳介装着部１
８との間の空間１９は、断面が略楕円形をしたダクト状
の通路空間であり、耳介装着部１９以外の部分は密閉さ
れている。なお、スピーカ部１７の背面部は外気に通じ
ており、背面から出た音は外部に放射される開放型構造
になっている。

【００２６】また、ヘッドホン筺体２０により、スピー
カ部１７と耳介装着部１８との間の中心間距離ｄが１５
ｃｍ、スピーカ部１７と耳介装着部１８との中心を結ぶ
軸と左右の耳介装着部１８を結ぶ軸との成す角度αが９
５度に設定されている。なお、これらの寸法および角度
はヘッドホン１４の両耳（両チャンネル）で同じであ
り、左右対称の形状となっている。さらに、左右のヘッ
ドホン筺体２０は、金属製のばねの周囲をスポンジを介
して合成皮革で巻いたヘッドバンド２１により連結され
ており、図４および図５に示すように、このヘッドバン
ド２１によりヘッドホン１４が受聴者２２の頭部に装着
され、受聴者の耳介２３の周辺に耳介装着部１８が確実
かつ違和感なく装着される。

【００２７】図４および図５に示すように、ヘッドバン
ド２１が受聴者２２の頭上部に位置するようにヘッドホ
ン１４を正常の状態で装着すると、スピーカ１７は受聴
者２２の耳介２３の正面方向前方１５ｃｍ（すなわち、
ｄ）の位置に配置される。この距離ｄは受聴者２２の外
耳道入口（ほぼ耳介）から顔面までの距離ｆ以上であ
り、これによって、スピーカ部１７が受聴者２２の前頭
部あるいは顔の表面位置よりも前方に位置して良好な頭
外音像定位感が実現されている。

【００２８】音像定位フィルタリング部１６は、左右２
チャンネル独立にＤＡＴ１３から出力される音響信号を
デジタル信号に変換するアナログディジタル変換器、あ
らかじめ測定されたヘッドホン１４の音響伝達特性の逆
特性と上記デジタル化された音響信号を畳み込み演算す
る畳み込み演算器、畳み込み演算器の出力信号をアナロ
グ信号に変換してヘッドホン１４へ音響信号として出力
するディジタルアナログ変換器を有している。ここで、
上記畳み込み演算器はＤＳＰ（Digital Signal Process
or）を用いてデジタルフィルタとして構成されており、
デジタルフィルタは入力信号に複数の１サンプル遅延素
子が従属接続され、入力信号および各遅延信号にフィル
タ係数を乗算してこれらを総和するもので、本例では２
０４８タップのデジタルフィルタを用いている。

【００２９】上記の畳み込み演算に用いるフィルタ係数
は、次のようにしてあらかじめ測定算出されている。図
６はヘッドホン１４の音響伝達特性の測定状況を示す説
明図であるが、ダミーヘッドマイクロホン１２に上記の
ヘッドホン１４を装着して、このダミーヘッドマイクロ
ホン１２により広帯域雑音を収録させ、このダミーヘッ
ドマイクロホン１２で収録された信号と本来の広帯域雑
音信号とからクロススペクトル法により左右両耳につい
て音響伝達特性ＨL、ＨRを測定する。この特性ＨL、ＨR
にはヘッドホン１４のスピーカ部１７から空間１９およ
び耳介装着部１８を経てダミーヘッドマイクロホン１２
に到るヘッドホン１４の空間音響伝達特性が含まれお
り、この特性ＨL、HRから、ＴL＝１／ＨL、ＴR＝１／Ｈ
R、となる逆特性ＴL、ＴRを実現するようにデジタルフ
ィルタの係数を算出する。

【００３０】このように構成された音像定位フィルタリ
ング部１６によれば、ダミーヘッドマイクロホン１２を
用いてＤＡＴ１３に収録された音響信号をヘッドホン１
４で受聴者１５の両耳に再生する際に、ヘッドホン１４
の空間音響伝達特性がフラットでないことにより生じる
音響信号の振幅や位相などに対する歪みを取り除くこと
ができ、良好な頭外音像定位感を与えることができる。

【００３１】すなわち、音像定位フィルタリング部１６
による逆特性の畳み込み演算処理を加えない場合には、
スピーカ部１７から耳介装着部１８へ至る空間１９の音
響特性により、受聴者が聴取する音の振幅−周波数特性
は図７に実線で示すように大きく歪んだものとなるが、
逆特性の畳み込み演算処理を加えることにより同図に破
線で示すフラットな理想特性に近付くように補正され
る。また、音像定位フィルタリング部１６による逆特性
の畳み込み演算処理を加えない場合には、空間１９の音
響特性により、受聴者が聴取する音の位相−周波数特性
は図８に実線で示すように大きくずれが生じたものとな
るが、逆特性の畳み込み演算処理を加えることにより同
図に破線で示す理想的な位相特性に近付くように補正さ
れる。

【００３２】図９には、２ｍ前方に設置された音源とな
る機械からの騒音を、（ａ）一般的なヘッドホンを用い
て一般的なステレオ方式で再生した場合、（ｂ）一般的
なヘッドホンを用いてバイノーラル方式で再生した場
合、（ｃ）スピーカ部は前方に配置してあるが音像定位
フィルタリング処理は行わないヘッドホンを用いてバイ
ノーラル方式で再生した場合、（ｄ）スピーカ部を前方
には位置し且つ音像定位フィルタリング処理を行うヘッ
ドホンを用いてバイノーラル方式で再生した場合につい
て、音源の音像を受聴者が認知する領域（再生音像領
域）がどのように形成されたかの実験結果を示してあ
る。

【００３３】これらの結果から明らかなように、（ａ）
や（ｂ）の場合では頭内音像定位現象が生じて実際の音
源位置と異なる位置に音源が在るものと認識してしま
い、また、（ｃ）の場合では頭内音像定位現象はかなり
低減されるが、実際の音源位置と大きく異なる位置に音
源が在るものと認識してしまった。これに対して、本発
明に係る（ｃ）の場合には、受聴者の頭部前方に再生音
像領域が形成されて良好な頭外音像定位感が得られ、実
際の音源位置と受聴者が認識する音源位置とがほぼ一致
した。

【００３４】図１０には本発明の他の例に係るヘッドホ
ン２４を平面視で表し、図１１には同ヘッドホン２４を
側面視で表してある。なお、図２および図３等に示した
先の例のヘッドホン１４と同一部分には同一符号を付し
て重複する説明は省略する。本例のヘッドホン２４で
は、音像定位フィルタリング部１６をヘッドホンと一体
の設けて、当該フィルタリング部１６を耳介装着部１８
を境にしてスピーカ部１７と前後に振り分け配置してあ
る。これにより、前方へ突出したスピーカ部１７とフィ
ルタリング部１６とがヘッドホンの前後方向で重量的に
バランスし、当該ヘッドホン２４の頭部への装着感が良
好となる。更に、ヘッドホン本体部分と音像定位フィル
タリング部とが一体化することにより、ヘッドホン２４
の持ち運びや取扱いが容易になる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ヘッドホンのスピーカ部が耳介装着部よりも前方に配置
され、且つ、このような構造にしたことにより生じるヘ
ッドホンの音響伝達特性の歪みを音像定位フィルタリン
グ部で補正するようにしたため、不特定多数の受聴者に
対して良好な頭外音像定位感を実現することができる。
また、本発明によれば、従来のように、個人専用の頭部
伝達関数の測定や、常に頭を動かしていなければならな
い、逆に常に頭を一定の位置に静止させておかなければ
ならない、無響室を使用する必要があるなどの制約を必
要とせず、良好な頭外音像定位感を実現することがで
き、バイノーラル方式による再生を簡単に実施すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係るバイノーラル再生装
置の構成を示す図である。

【図２】 本発明の一実施例に係るバイノーラル再生用
ヘッドホンを示す平面図である。

【図３】 本発明の一実施例に係るバイノーラル再生用
ヘッドホンを示す側面図である。

【図４】 本発明の一実施例に係るバイノーラル再生用
ヘッドホンの装着状態を示す平面図である。

【図５】 本発明の一実施例に係るバイノーラル再生用
ヘッドホンの装着状態を示す側面図である。

【図６】 本発明の一実施例に係るヘッドホン音響伝達
特性の測定を説明する図である。

【図７】 音像定位フィルタリング処理を説明する振幅
−周波数特性の一例を示すグラフである。

【図８】 音像定位フィルタリング処理を説明する位相
−周波数特性の一例を示すグラフである。

【図９】 本発明に係る実験結果を示す概念図である。

【図１０】 本発明の他の一実施例に係るバイノーラル
再生用ヘッドホンを示す平面図である。

【図１１】 本発明の他の一実施例に係るバイノーラル
再生用ヘッドホンを示す側面図である。

【図１２】 実音場空間で音源から放射された音が人間
の両耳に伝達される状況を示す説明図である。

【図１３】 実音場空間で音源から放射された音が人間
の両耳に伝達される状況を示す説明図である。

【図１４】 バイノーラル再生装置の原理を示す図であ
る。

【符号の説明】

１２・・・ダミーヘッドマイクロホン、 １４、２４・
・・ヘッドホン、１６・・・音像定位フィルタリング
部、 １７・・・スピーカ部、１８・・・耳介装着部、
１９・・・空間（通路）、 ２０・・・筺体部、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−80001（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−117202（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04S 1/00 H04R 5/033

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バイノーラル収録された音響信号を再生
   するためのバイノーラル再生装置において、 左右スピーカ部が当該ヘッドホンの左右耳介装着部より
   も前方に配置されたヘッドホンと、 前記スピーカ部から前記耳介装着部に至る当該スピーカ
   部から放出された音を伝播させる空間の音響特性の逆特
   性を前記音響信号に畳み込み演算して再生音の振幅およ
   び位相遅れを是正した再生信号を前記スピーカ部に出力
   する音像定位フィルタリング部と、 を備えたことを特徴とするバイノーラル再生装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のバイノーラル再生装置
   において、 前記ヘッドホンは、左右スピーカ部からそれぞれ左右耳
   介装着部に至る空間が当該耳介装着部を除いて略密閉さ
   れた密閉構造であることを特徴とするバイノーラル再生
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のバイノ
   ーラル再生装置において、 前記ヘッドホンは、スピーカ部、耳介装着部およびスピ
   ーカ部から耳介装着部に至る空間の配置と形状が左右チ
   ャンネルで略対象であることを特徴とするバイノーラル
   再生装置。
4. 【請求項４】 バイノーラル再生に用いるヘッドホンに
   おいて、 左右耳介装着部と、 前記左右耳介装着部よりも前方に配置された左右スピー
   カ部と、 前記スピーカ部から前記耳介装着部に至る当該スピーカ
   部から放出された音を伝播させる空洞を形成する部材
   と、 前記左右スピーカ部に外部より再生信号を供給するため
   の接続部とを備え、 バイノーラル収録された音響信号が入力され、所定の空
   間の音響特性の逆特性を前記音響信号に畳み込み演算し
   て振幅および位相遅れを是正した再生信号を出力する音
   像定位フィルタリング部の出力部に、前記接続部が接続
   されるとともに、 前記空洞の形状は前記音像定位フィルタリング部で畳み
   込み演算するのに用いる前記所定空間の形状であること
   を特徴とするバイノーラル再生用ヘッドホン。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のバイノーラル再生用ヘ
   ッドホンにおいて、 左右スピーカ部からそれぞれ左右耳介装着部に至る空間
   が当該耳介装着部を除いて略密閉された密閉構造である
   ことを特徴とするバイノーラル再生用ヘッドホン。
6. 【請求項６】 請求項４または請求項５に記載のバイノ
   ーラル再生用ヘッドホンにおいて、 スピーカ部、耳介装着部およびスピーカ部から耳介装着
   部に至る空間の配置と形状が左右チャンネルで略対象で
   あることを特徴とするバイノーラル再生用ヘッドホン。
7. 【請求項７】 請求項４乃至請求項６のいずれか１項に
   記載のバイノーラル再生用ヘッドホンにおいて、 左右の耳介装着部を結ぶ軸から左右のスピーカ部までの
   距離が、当該ヘッドホンを装着する利用者の外耳道入口
   から顔面までの距離以上であることを特徴とするバイノ
   ーラル再生用ヘッドホン。
8. 【請求項８】 請求項４乃至請求項７のいずれか１項に
   記載のバイノーラル再生用ヘッドホンにおいて、 音像定位フィルタリング部は、耳介装着部を境にしてス
   ピーカ部と前後に振り分け配置されて、ヘッドホン本体
   と一体に設けられていることを特徴とするバイノーラル
   再生用ヘッドホン。
9. 【請求項９】 複数の測定対象からそれぞれ発せられた
   音響信号をそれぞれ収録して、収録された各音響信号中
   から比較対象部分のみを取り出し、 左右スピーカ部が左右耳介装着部よりも前方に配置され
   たヘッドホンと、前記スピーカ部から前記耳介装着部へ
   至る当該スピーカ部から放出された音を伝播させる空間
   の音響特性の逆特性を前記音響信号に畳み込み演算して
   再生音の振幅および位相遅れを是正した再生信号を前記
   スピーカ部に出力する音像定位フィルタリング部とを備
   えたバイノーラル再生装置により、前記比較対象部分の
   音響信号を時系列に並べて再生することを特徴とする音
   源評価方法。