JP3397785B2 - ステレオヘッドホンおよびその音響変換器の配置を最適化する方法 - Google Patents
ステレオヘッドホンおよびその音響変換器の配置を最適化する方法Info
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Description
【0001】
本発明は請求項1の前段に記載された形式のステレオ
ヘッドホンおよびその音響変換器の配置を最適化する方
法に関するものである。即ち、本発明は、複数の(即ち
左右各1つの)音響変換器を有し、外耳突起への装着
(基準)位置から出発して、正面方向へ所定量だけ、音
響変換器が移動可能に配置される形式のステレオヘッド
ホンに関する。
ヘッドホンおよびその音響変換器の配置を最適化する方
法に関するものである。即ち、本発明は、複数の(即ち
左右各1つの)音響変換器を有し、外耳突起への装着
(基準)位置から出発して、正面方向へ所定量だけ、音
響変換器が移動可能に配置される形式のステレオヘッド
ホンに関する。
【0002】
聴性事象の頭部外定位のためのヘッドホンは修正され
た自由音場または拡散音場であり、または方向に関して
中性的に補償されるものであることが知られている(K.
Genuit:“Warum Freifeld“Report to the Berlin Radi
o Exhibition“,1983;Rundfunktechnische Mitteilunge
n(無線技術レポート)、巻1/1983,17〜26ページ、ドイ
ツ特許第3131347号明細書、Fortschritte der Akustik
(音響技術の発達)−DAGA 1987,477〜480ページ)。
た自由音場または拡散音場であり、または方向に関して
中性的に補償されるものであることが知られている(K.
Genuit:“Warum Freifeld“Report to the Berlin Radi
o Exhibition“,1983;Rundfunktechnische Mitteilunge
n(無線技術レポート)、巻1/1983,17〜26ページ、ドイ
ツ特許第3131347号明細書、Fortschritte der Akustik
(音響技術の発達)−DAGA 1987,477〜480ページ)。
【0003】
この既知の方法の基本は指向性の定位に対して人の耳
の性能を模擬したものであって、これは満足できるよう
に適切に定められている。すなわち、身体の上側部分で
ある、胴体、頭、および耳の外側部分を考慮にいれる。
それらは人工ヘッド、指向性混合コンソール、およびヘ
ッドホンの実現および修正においてユニットとして考慮
される。この領域において、今日では人工ヘッドにおい
て主として2種類の開発がなされている。それらの種類
は自由音場修正されたものと、拡散音場修正されたもの
とに分類できる(Brueel & Kjaerカタログ:“Head an
d Trunk Simulator 4128"、ドイツ特許公開第3146706号
明細書;Rundfunktechnische Mitteilungen(無線技術レ
ポート)、巻1/1981,1〜6ページ。更に、現在までは、
音場の自由音場伝送を主として基にしたただ2つの指向
性混合コンソールが開発されているだけである(HEAD−
ACUSTICS:information pamphlet and report of the 13
th Audio Operators Convention,ミュンヘン、1984年、
103〜110ページ、AKUTISCHE U.KINO−GERAETE社、情報
パンフレット)。「人工ヘッド・ヘッドホン」装置の個
々の調節の特定の重要性については、種々の面に対して
参照が行われる(J.Blauert:Spatial Audition,Postscr
ipt、new Developments and Trends since 1972,S.Hirz
el出版社、1985,Acustica:48巻、272〜274ページ)。こ
こでは、音声信号の伝送法において考慮せねばならない
指向性定位のための人の耳の能力を、1dBの精度で、模
擬することに特に注目する。1dBより大きい周波数応答
のずれでは、聴性事象の頭蓋内の定位を他のやり方では
避けることができない。その理由は、ヘッドホンによる
再生の場合には、聴性事象を音源に割り当てる手順が、
結合を行うために求められる視覚的合図(情報)を欠く
からである(G.Plenge:Problem of the Intracranial L
ocalization of Sound Source in Human Acoustic Perc
eption、Habilitation、TU−Berlin 1973,25ページ以
下)。したがって、人工ヘッドの、または指向性コンソ
ールの、可能な頭部定位を行う単一ステレオ音響信号
を、ヘッドホンの前で個々に、かつ指向性をもって、後
で補償することがかなり重要である(それらは録音装置
に適合する)(F.Koenig:ドイツ特許公開第3922118号明
細書)。
の性能を模擬したものであって、これは満足できるよう
に適切に定められている。すなわち、身体の上側部分で
ある、胴体、頭、および耳の外側部分を考慮にいれる。
それらは人工ヘッド、指向性混合コンソール、およびヘ
ッドホンの実現および修正においてユニットとして考慮
される。この領域において、今日では人工ヘッドにおい
て主として2種類の開発がなされている。それらの種類
は自由音場修正されたものと、拡散音場修正されたもの
とに分類できる(Brueel & Kjaerカタログ:“Head an
d Trunk Simulator 4128"、ドイツ特許公開第3146706号
明細書;Rundfunktechnische Mitteilungen(無線技術レ
ポート)、巻1/1981,1〜6ページ。更に、現在までは、
音場の自由音場伝送を主として基にしたただ2つの指向
性混合コンソールが開発されているだけである(HEAD−
ACUSTICS:information pamphlet and report of the 13
th Audio Operators Convention,ミュンヘン、1984年、
103〜110ページ、AKUTISCHE U.KINO−GERAETE社、情報
パンフレット)。「人工ヘッド・ヘッドホン」装置の個
々の調節の特定の重要性については、種々の面に対して
参照が行われる(J.Blauert:Spatial Audition,Postscr
ipt、new Developments and Trends since 1972,S.Hirz
el出版社、1985,Acustica:48巻、272〜274ページ)。こ
こでは、音声信号の伝送法において考慮せねばならない
指向性定位のための人の耳の能力を、1dBの精度で、模
擬することに特に注目する。1dBより大きい周波数応答
のずれでは、聴性事象の頭蓋内の定位を他のやり方では
避けることができない。その理由は、ヘッドホンによる
再生の場合には、聴性事象を音源に割り当てる手順が、
結合を行うために求められる視覚的合図(情報)を欠く
からである(G.Plenge:Problem of the Intracranial L
ocalization of Sound Source in Human Acoustic Perc
eption、Habilitation、TU−Berlin 1973,25ページ以
下)。したがって、人工ヘッドの、または指向性コンソ
ールの、可能な頭部定位を行う単一ステレオ音響信号
を、ヘッドホンの前で個々に、かつ指向性をもって、後
で補償することがかなり重要である(それらは録音装置
に適合する)(F.Koenig:ドイツ特許公開第3922118号明
細書)。
【0004】
これ以外に、測定法と、測定装置の設計と、それで得
た結果については、外耳の伝送機能の決定に関連してす
でに述べた通りである(上記、Blauert:Spatial Auditi
on,Postscript参照)。
た結果については、外耳の伝送機能の決定に関連してす
でに述べた通りである(上記、Blauert:Spatial Auditi
on,Postscript参照)。
【0005】
より迅速に機能する簡単にした手順として得られた
(たとえば、周波数に依存するひずみに関して結論を出
すことを許す、ほんの数秒の測定時間の後で図形が得ら
れる)音声放射変形「ヘッドホン」に関して、F.Koenig
により示されている(ドイツ特許公開第3903246号およ
び第39 12 582号の各明細書参照)。
(たとえば、周波数に依存するひずみに関して結論を出
すことを許す、ほんの数秒の測定時間の後で図形が得ら
れる)音声放射変形「ヘッドホン」に関して、F.Koenig
により示されている(ドイツ特許公開第3903246号およ
び第39 12 582号の各明細書参照)。
【0006】
方向的に真の音響放射の録音と再生については、ヘッ
ドホンを用いる音響放射を介する録音の再生における
「頭内定位」のうるさい副作用を減少するために、Blau
ert/Boerger/Lams/Kuerer/Plenge/Wilkens/Pfleiderer
などにより、努力が成されている(ドイツ特許公開第22
3316号,第2628053号各明細書、第1927401号、第224416
2号、第2545446号、第2557519号の各明細書、Funk Tech
nik(無線技術)6,7巻/1984、特別版、ドイツ特許公開
第3112874号明細書)。
ドホンを用いる音響放射を介する録音の再生における
「頭内定位」のうるさい副作用を減少するために、Blau
ert/Boerger/Lams/Kuerer/Plenge/Wilkens/Pfleiderer
などにより、努力が成されている(ドイツ特許公開第22
3316号,第2628053号各明細書、第1927401号、第224416
2号、第2545446号、第2557519号の各明細書、Funk Tech
nik(無線技術)6,7巻/1984、特別版、ドイツ特許公開
第3112874号明細書)。
【0007】
とくに最後のプロセス(P.M.Pfleidererの)に重点を
置くことができる。その理由は、「頭の外部定位のため
のプロセッサ」で公告されているように、実施のために
良い近似で用いられるときに、科学用語に対応する聴性
事象の定位でないものを提供するからである(上記、G
Plenge、habilitation publication,1973,参照)。この
装置はかなり効果的なプロセッサで、ステレオ音に続い
て空間音を構成するが、聴性事象の自然の三次元定位に
おいて可能な音の方向の近くの1つを実現しない(頭内
上方定位からの発散)。すでに述べたように、外耳の指
向性はこれに寄与する(上記、Blauert、Spatial Audit
ion,Postscript参照)。
置くことができる。その理由は、「頭の外部定位のため
のプロセッサ」で公告されているように、実施のために
良い近似で用いられるときに、科学用語に対応する聴性
事象の定位でないものを提供するからである(上記、G
Plenge、habilitation publication,1973,参照)。この
装置はかなり効果的なプロセッサで、ステレオ音に続い
て空間音を構成するが、聴性事象の自然の三次元定位に
おいて可能な音の方向の近くの1つを実現しない(頭内
上方定位からの発散)。すでに述べたように、外耳の指
向性はこれに寄与する(上記、Blauert、Spatial Audit
ion,Postscript参照)。
【0008】
効果的なプロセッサおよびそれの技術的実現に関して
は、多くの論文、出版物および特許出願が現れている。
それらはとくに空間反射パターンのシミュレーションに
ついて記述している。したがって、今日では、広範囲の
そのような可変的にプログラム可能な残響装置およびエ
コー装置(空間の寸法、空間構造および空間デザインを
含む)を利用することができる。
は、多くの論文、出版物および特許出願が現れている。
それらはとくに空間反射パターンのシミュレーションに
ついて記述している。したがって、今日では、広範囲の
そのような可変的にプログラム可能な残響装置およびエ
コー装置(空間の寸法、空間構造および空間デザインを
含む)を利用することができる。
【0009】
また、「新しい種類のプレゼンスフィルタ」(J.Blau
ert:Fernseh−und Kino−Technik(テレビジョンおよび
映画の技術)1970,3巻、75〜78ページ)が1970年以来知
られており、また、「外耳伝送の特性を記述するための
モデル」も知られている。そこでは、「前方」および頭
の前方における水平から耳のところにおける「横方向」
までの音の入射方向の変化中の差の修正が取り扱われて
いる(K.Genuit:博士論文、アーヘン科学技術大学、198
4,81〜82ページ)。
ert:Fernseh−und Kino−Technik(テレビジョンおよび
映画の技術)1970,3巻、75〜78ページ)が1970年以来知
られており、また、「外耳伝送の特性を記述するための
モデル」も知られている。そこでは、「前方」および頭
の前方における水平から耳のところにおける「横方向」
までの音の入射方向の変化中の差の修正が取り扱われて
いる(K.Genuit:博士論文、アーヘン科学技術大学、198
4,81〜82ページ)。
【0010】
最後に、ヘッドホンの音響変換器システムが見る方向
で前方へ移動させられるときに、その聴性事象を多少と
も正確に水平に前方へ定位できることが知られている。
これは、耳介が近い距離の音放射を受けている間に方向
づけられた特定の線形修正が行われるためである。ここ
で、前記の効果を達成するために、見る方向で前方に少
なくとも約10センチメートルの所に音響変換器を置かね
ばならない。聴性事象の水平前方定位はステレオヘッド
ホンを用いる音響放射を介する。これは高い費用で実現
されるステレオヘッドホンにより支持される。これは、
音を放射すべき左右の耳介に対して平行に、別々に変調
される低音および中音/高音の音響変換器システムを提
供する(ドイツ特許第2541332号明細書;Funkschau(ラ
ジオ.レビュー):10巻/1977、57〜58および71〜72ペー
ジ)。
で前方へ移動させられるときに、その聴性事象を多少と
も正確に水平に前方へ定位できることが知られている。
これは、耳介が近い距離の音放射を受けている間に方向
づけられた特定の線形修正が行われるためである。ここ
で、前記の効果を達成するために、見る方向で前方に少
なくとも約10センチメートルの所に音響変換器を置かね
ばならない。聴性事象の水平前方定位はステレオヘッド
ホンを用いる音響放射を介する。これは高い費用で実現
されるステレオヘッドホンにより支持される。これは、
音を放射すべき左右の耳介に対して平行に、別々に変調
される低音および中音/高音の音響変換器システムを提
供する(ドイツ特許第2541332号明細書;Funkschau(ラ
ジオ.レビュー):10巻/1977、57〜58および71〜72ペー
ジ)。
【0011】
冒頭(請求項1の前段)に述べられている種類のステ
レオヘッドホンは米国特許第3592978号明細書により知
られている。この既知のステレオヘッドホンは音響変換
器システムを有する。この音響変換器システムは外耳突
起の所に直接に通常のようにして取り付けられるのでは
なく、見る方向で前方へ所定量だけ移動させられるよう
にして、外耳突起からある距離で垂直軸の周囲にピボッ
ト(曲折)されている。しかし、その音の方向の前方へ
の移動距離は非常に小さいから、見る方向に少なくとも
10cm移動する前記の音響変換器の配置の場合とは異なっ
て、聴性事象の水平前方定位を達成するためには決して
十分ではない。その理由は、米国特許第3,592,978号明
細書のものでは聴性事象の水平前方定位をどのようにし
て達成するかについては何の議論もしていないからであ
る。実際にそうであるから、通常のヘッドホンの頭内上
方定位はこの既知のステレオヘッドホンに対して維持さ
れる。そのステレオヘッドホンは不自然に音を生じ、長
い間聴いているとうるさく感ぜられる。
レオヘッドホンは米国特許第3592978号明細書により知
られている。この既知のステレオヘッドホンは音響変換
器システムを有する。この音響変換器システムは外耳突
起の所に直接に通常のようにして取り付けられるのでは
なく、見る方向で前方へ所定量だけ移動させられるよう
にして、外耳突起からある距離で垂直軸の周囲にピボッ
ト(曲折)されている。しかし、その音の方向の前方へ
の移動距離は非常に小さいから、見る方向に少なくとも
10cm移動する前記の音響変換器の配置の場合とは異なっ
て、聴性事象の水平前方定位を達成するためには決して
十分ではない。その理由は、米国特許第3,592,978号明
細書のものでは聴性事象の水平前方定位をどのようにし
て達成するかについては何の議論もしていないからであ
る。実際にそうであるから、通常のヘッドホンの頭内上
方定位はこの既知のステレオヘッドホンに対して維持さ
れる。そのステレオヘッドホンは不自然に音を生じ、長
い間聴いているとうるさく感ぜられる。
【0012】
冒頭(請求項1の前段)に記載されている種類の別の
公知のステレオヘッドホンが米国特許第3751608号明細
書により知られている。この既知のヘッドホンは、米国
特許第3592978号明細書により知られているものに類似
する音響変換器システムの配置を行う。すなわち、外耳
突起からある横方向距離で、正面方向へピボット(旋
回)される。この既知のステレオヘッドホンは正面方向
の音響効果器システムの配置により特徴づけられ、それ
は聴性事象の正面方向定位に対しては小さすぎる。更
に、米国特許第3751608明細書により、下記の種類の音
響変換器システムを最適化するための方法が知られてい
る。即ちこの方法は、試験対象の外耳突起に装着された
音響変換器の基準配置位置から出発して、各音響変換器
の移動を行うことにより音響変換器の配置を実験的に最
適化して正面方向へ聴性事象を定位する、ステレオヘッ
ドホンの左右音響変換器の配置を最適化する方法であ
る。それに従って、とくに、正面方向の、両側の音響変
換器システムの配置の変更を実験的に最適化することに
より聴性事象を創り出すことができる。
公知のステレオヘッドホンが米国特許第3751608号明細
書により知られている。この既知のヘッドホンは、米国
特許第3592978号明細書により知られているものに類似
する音響変換器システムの配置を行う。すなわち、外耳
突起からある横方向距離で、正面方向へピボット(旋
回)される。この既知のステレオヘッドホンは正面方向
の音響効果器システムの配置により特徴づけられ、それ
は聴性事象の正面方向定位に対しては小さすぎる。更
に、米国特許第3751608明細書により、下記の種類の音
響変換器システムを最適化するための方法が知られてい
る。即ちこの方法は、試験対象の外耳突起に装着された
音響変換器の基準配置位置から出発して、各音響変換器
の移動を行うことにより音響変換器の配置を実験的に最
適化して正面方向へ聴性事象を定位する、ステレオヘッ
ドホンの左右音響変換器の配置を最適化する方法であ
る。それに従って、とくに、正面方向の、両側の音響変
換器システムの配置の変更を実験的に最適化することに
より聴性事象を創り出すことができる。
【0013】
本発明の第1の視点における目的は、聴性事象の前方
定位が簡単な手段で確実に達成されるように改善され
た、冒頭(請求項1の前段)に記載された種類のステレ
オヘッドホンを提供することである。更に本発明の第2
の視点における目的は、音響変換器の配置を迅速かつ確
実に定められる、上述の種類のステレオヘッドホンの音
響変換器の配置を最適化する方法を提供することであ
る。
定位が簡単な手段で確実に達成されるように改善され
た、冒頭(請求項1の前段)に記載された種類のステレ
オヘッドホンを提供することである。更に本発明の第2
の視点における目的は、音響変換器の配置を迅速かつ確
実に定められる、上述の種類のステレオヘッドホンの音
響変換器の配置を最適化する方法を提供することであ
る。
【0014】
本発明の第1の視点における目的は、ステレオヘッド
ホンに関して、請求項1の特徴部すなわち後段に記載の
構成により達成される。即ち、左右各1つの音響変換器
を有し、外耳突起への装着基準位置から出発して、正面
方向へ所定量だけ、前記音響変換器が移動配置されるス
テレオヘッドホンであって、左右各カップ内において前
記各音響変換器は正面方向において下方へ、頭内上方定
位をほぼ正面方向に定位させる聴性事象へ変換するのに
適切な量だけ、前記正面方向の移動量を超えて更に移動
可能に構成したことを特徴とする。
ホンに関して、請求項1の特徴部すなわち後段に記載の
構成により達成される。即ち、左右各1つの音響変換器
を有し、外耳突起への装着基準位置から出発して、正面
方向へ所定量だけ、前記音響変換器が移動配置されるス
テレオヘッドホンであって、左右各カップ内において前
記各音響変換器は正面方向において下方へ、頭内上方定
位をほぼ正面方向に定位させる聴性事象へ変換するのに
適切な量だけ、前記正面方向の移動量を超えて更に移動
可能に構成したことを特徴とする。
【0015】
本発明のステレオヘッドホンの好適な実施態様(態様
2)が請求項2により与えられる。即ち、 a)音響変換器の外耳突起への装着位置を基準にした頭
内上方の聴性事象の位置、または b) 聴性事象水平前方の位置 のいずれかのために、音響変換器が三次元的に可変配置
可能に構成されることを特徴とする。(態様2)
2)が請求項2により与えられる。即ち、 a)音響変換器の外耳突起への装着位置を基準にした頭
内上方の聴性事象の位置、または b) 聴性事象水平前方の位置 のいずれかのために、音響変換器が三次元的に可変配置
可能に構成されることを特徴とする。(態様2)
【0016】
本発明の第2の視点における方法に関して、試験対象
の外耳突起に装着された音響変換器の基準配置位置から
出発して、各音響変換器の移動を行うことにより音響変
換器の配置を実験的に最適化して正面方向へ聴性事象を
定位する、ステレオヘッドホンの左右音響変換器の配置
を最適化する方法であって、聴性事象の正面方向定位の
ためにステレオヘッドホンの音響変換器の配置を最適化
するために各音響変換器の配置を、所定のステップ幅で
下方と前方へ交互に繰返し移動することにより、聴性事
象の正面方向定位のために、更に、下方へ正面方向の移
動量を超えて移動させることを特徴とするステレオヘッ
ドホンの音響変換器の配置を最適化する方法が提供され
る。(態様3)
の外耳突起に装着された音響変換器の基準配置位置から
出発して、各音響変換器の移動を行うことにより音響変
換器の配置を実験的に最適化して正面方向へ聴性事象を
定位する、ステレオヘッドホンの左右音響変換器の配置
を最適化する方法であって、聴性事象の正面方向定位の
ためにステレオヘッドホンの音響変換器の配置を最適化
するために各音響変換器の配置を、所定のステップ幅で
下方と前方へ交互に繰返し移動することにより、聴性事
象の正面方向定位のために、更に、下方へ正面方向の移
動量を超えて移動させることを特徴とするステレオヘッ
ドホンの音響変換器の配置を最適化する方法が提供され
る。(態様3)
【0017】
本発明の好適な実施態様は以下のとおりである。
(態様4)
所定のステップ幅は5ミリメートルより小さいことを
特徴とする態様。 (態様5) 外耳突起における音響放射効率を高くすることと、外
耳突起への音響変換器の位置決め性能を最適化すること
の少なくとも一方のために、ステレオヘッドホンの音響
変換器を聴管に対して斜めに向けて配置することを特徴
とする態様。 (態様6) 音響変換器の最適配置の反復決定を、試験対象の左耳
と右耳とで別々に行うことを特徴とする態様。 (態様7) 音響変換器の最適配置の決定を、決定プロセス中に変
化する複数のステレオ音声信号によって行うことを特徴
とする態様。 (態様8) 音響変換器の最適配置を、各場合に新たに反復すべき
少なくとも4回の移動手順により決定することを特徴と
する態様。 (態様9) 音響変換器の最適配置を決定するために、少なくとも
4回の移動手順のうち、他のものの典型的な特徴の多数
を有する1つの移動手順を選択することを特徴とする態
様。 (態様10) 複数の試験対象に対して移動手順を実行することを特
徴とする態様。 (態様11) 聴覚器官に関して健康である少なくとも8人の志願者
を、音響変換器の最適配置を決定するために用いること
を特徴とする態様。 (態様12) 個々の結果の平均を求めることを特徴とする方法。 (態様13) 音響変換器の傾きの角度と前方下向きの移動距離に関
し、外耳に取付けられているステレオヘッドホンの三次
元空間位置を基にして、音響変換器の最適配置をミリメ
ートルの精度で決定することを特徴とする態様。 (態様14) 上方への移動距離と下向き前方への移動距離の比で、
2〜1より大きい聴性事象の頭内上方定位を行わせる音
響変換器の通常の幾何学的(三次元的)配置を基にし
て、移動距離に関して最適化と最小化の少なくとも一方
を行うステレオヘッドホンの音響変換器の幾何学的配置
を、聴性事象の正面方向前方に選択することを特徴とす
る態様。 (態様15) 多次元空間音響聴性事象を生じさせるために、音響変
換器に、正面方向聴性事象のために音源のステレオ音声
信号を供給し、音響変換器の配置を、頭内上方位置の聴
性事象のために前記音源のステレオ音声信号から導出さ
れたステレオ間接音を選択することを特徴とする態様。 (態様16) マルチチャネルステレオヘッドホンにより多次元空間
聴性事象を頭内上方定位のために拡張するために、音響
変換器の配置を、正面方向とは逆の後方と下方との少な
くとも一方へ、正面方向の聴性事象に一致させるように
移動させることを特徴とする態様。 (態様17) 聴性事象の比較目的と測定目的の少なくとも一方のた
めに、頭内上方定位、正面方向定位および多次元空間音
響特性を有する聴性事象を生じさせるように、音響変換
器相互間で自由に選択可能な切り替えを行うことを特徴
とする方法。 (態様18) 聴性事象の正面方向定位と頭内上方定位の少なくとも
一方を実現できるようにステレオヘッドホンの音響変換
器をそれの休止位置に確実に配置するために、ヘッドホ
ンカップとステレオヘッドホンの少なくとも一方を耳介
の所と耳介の前方の少なくとも一方のセンタリングに用
いられるヘッドホンパッドに、音を通し、弾性的なスト
レスを加えることが可能な物質を満たすことを特徴とす
る態様。 (態様19) 中性音響聴性事象を形成するために、低音および中音
の伝送レンジを、頭と、ヘッドホン耳パッドおよびカッ
プ構造体の少なくとも一方との結合、および音響変換器
の再生周波数応答の修正との少なくとも一方により調整
することを特徴とする態様。 (態様20) 線形的で、くし形フィルタ状である聴性事象の正面方
向定位の発生において起きる歪みと比較して、ステレオ
ヘッドホン中の音響変換器の上側中間伝送範囲と頂部伝
送範囲の少なくとも一方における音響パターンの中立状
態を生じさせる比較的広い帯域の修正を行うことを特徴
とする態様。 (態様21) 振幅を制御できる音響変換器の音量を設定する音声信
号を、別々のマルチチャネル増幅により音量設定を行う
ことを特徴とする態様。
特徴とする態様。 (態様5) 外耳突起における音響放射効率を高くすることと、外
耳突起への音響変換器の位置決め性能を最適化すること
の少なくとも一方のために、ステレオヘッドホンの音響
変換器を聴管に対して斜めに向けて配置することを特徴
とする態様。 (態様6) 音響変換器の最適配置の反復決定を、試験対象の左耳
と右耳とで別々に行うことを特徴とする態様。 (態様7) 音響変換器の最適配置の決定を、決定プロセス中に変
化する複数のステレオ音声信号によって行うことを特徴
とする態様。 (態様8) 音響変換器の最適配置を、各場合に新たに反復すべき
少なくとも4回の移動手順により決定することを特徴と
する態様。 (態様9) 音響変換器の最適配置を決定するために、少なくとも
4回の移動手順のうち、他のものの典型的な特徴の多数
を有する1つの移動手順を選択することを特徴とする態
様。 (態様10) 複数の試験対象に対して移動手順を実行することを特
徴とする態様。 (態様11) 聴覚器官に関して健康である少なくとも8人の志願者
を、音響変換器の最適配置を決定するために用いること
を特徴とする態様。 (態様12) 個々の結果の平均を求めることを特徴とする方法。 (態様13) 音響変換器の傾きの角度と前方下向きの移動距離に関
し、外耳に取付けられているステレオヘッドホンの三次
元空間位置を基にして、音響変換器の最適配置をミリメ
ートルの精度で決定することを特徴とする態様。 (態様14) 上方への移動距離と下向き前方への移動距離の比で、
2〜1より大きい聴性事象の頭内上方定位を行わせる音
響変換器の通常の幾何学的(三次元的)配置を基にし
て、移動距離に関して最適化と最小化の少なくとも一方
を行うステレオヘッドホンの音響変換器の幾何学的配置
を、聴性事象の正面方向前方に選択することを特徴とす
る態様。 (態様15) 多次元空間音響聴性事象を生じさせるために、音響変
換器に、正面方向聴性事象のために音源のステレオ音声
信号を供給し、音響変換器の配置を、頭内上方位置の聴
性事象のために前記音源のステレオ音声信号から導出さ
れたステレオ間接音を選択することを特徴とする態様。 (態様16) マルチチャネルステレオヘッドホンにより多次元空間
聴性事象を頭内上方定位のために拡張するために、音響
変換器の配置を、正面方向とは逆の後方と下方との少な
くとも一方へ、正面方向の聴性事象に一致させるように
移動させることを特徴とする態様。 (態様17) 聴性事象の比較目的と測定目的の少なくとも一方のた
めに、頭内上方定位、正面方向定位および多次元空間音
響特性を有する聴性事象を生じさせるように、音響変換
器相互間で自由に選択可能な切り替えを行うことを特徴
とする方法。 (態様18) 聴性事象の正面方向定位と頭内上方定位の少なくとも
一方を実現できるようにステレオヘッドホンの音響変換
器をそれの休止位置に確実に配置するために、ヘッドホ
ンカップとステレオヘッドホンの少なくとも一方を耳介
の所と耳介の前方の少なくとも一方のセンタリングに用
いられるヘッドホンパッドに、音を通し、弾性的なスト
レスを加えることが可能な物質を満たすことを特徴とす
る態様。 (態様19) 中性音響聴性事象を形成するために、低音および中音
の伝送レンジを、頭と、ヘッドホン耳パッドおよびカッ
プ構造体の少なくとも一方との結合、および音響変換器
の再生周波数応答の修正との少なくとも一方により調整
することを特徴とする態様。 (態様20) 線形的で、くし形フィルタ状である聴性事象の正面方
向定位の発生において起きる歪みと比較して、ステレオ
ヘッドホン中の音響変換器の上側中間伝送範囲と頂部伝
送範囲の少なくとも一方における音響パターンの中立状
態を生じさせる比較的広い帯域の修正を行うことを特徴
とする態様。 (態様21) 振幅を制御できる音響変換器の音量を設定する音声信
号を、別々のマルチチャネル増幅により音量設定を行う
ことを特徴とする態様。
【0018】
本発明の要点は、頭内上方定位を妨害するベクトル的
な部分音響方向「下部」補償と、指向性「前方の」付加
補償とから成る。それは、 a)頭から離れた外部定位、または b)聴性事象の水平方向前方定位(録音法、たとえば音
の缶詰化、とは別物である)を生ずるために適用され
る。
な部分音響方向「下部」補償と、指向性「前方の」付加
補償とから成る。それは、 a)頭から離れた外部定位、または b)聴性事象の水平方向前方定位(録音法、たとえば音
の缶詰化、とは別物である)を生ずるために適用され
る。
【0019】
言い換えると、試験対象の短距離音響放射において
は、たとえば人工的なヘッドサウンド録音の頭部に関連
するステレオ音再生中の「水平方向前方」であるとして
の方向性の知覚は、音の入射の方向性に特有である人の
解剖学的聴覚の個々の指向性(への指示)特性によって
(精度は1dB)確保されるのではなく、音の入射の指向
性の2つの成分、「下方」および「前方」、の合同によ
って確保されるものである。
は、たとえば人工的なヘッドサウンド録音の頭部に関連
するステレオ音再生中の「水平方向前方」であるとして
の方向性の知覚は、音の入射の方向性に特有である人の
解剖学的聴覚の個々の指向性(への指示)特性によって
(精度は1dB)確保されるのではなく、音の入射の指向
性の2つの成分、「下方」および「前方」、の合同によ
って確保されるものである。
【0020】
これに関連して、本発明に従い(ヘッドホンの音響変
換器システムの)「下方」の補償移動の全体的な無視が
あるものとすると、個人の指向性特性が1dBのしきい値
を超えたときに示されるように、聴性事象の方向につい
ての同じ望ましくない知覚が行われる結果となる。即
ち、聴性事象は正面方向であると知覚されるが、斜め上
方約45゜に定位される(ほぼ頭内上方定位。これは既知
の頭に関連するステレオ音の録音過程および再生過程の
特性特徴に相当する)。
換器システムの)「下方」の補償移動の全体的な無視が
あるものとすると、個人の指向性特性が1dBのしきい値
を超えたときに示されるように、聴性事象の方向につい
ての同じ望ましくない知覚が行われる結果となる。即
ち、聴性事象は正面方向であると知覚されるが、斜め上
方約45゜に定位される(ほぼ頭内上方定位。これは既知
の頭に関連するステレオ音の録音過程および再生過程の
特性特徴に相当する)。
【0021】
本発明のヘッドホンの音響変換器システムの配置を最
適化する方法として、ヘッドホンの音響変換器を移動し
て、前方定位を行う距離を最小にするための努力が成さ
れる。このために、好ましくは高帯域拡散音場修正され
たステレオヘッドホンと、そのステレオヘッドホンの音
響変換器の少なくとも一方が用いられる。
適化する方法として、ヘッドホンの音響変換器を移動し
て、前方定位を行う距離を最小にするための努力が成さ
れる。このために、好ましくは高帯域拡散音場修正され
たステレオヘッドホンと、そのステレオヘッドホンの音
響変換器の少なくとも一方が用いられる。
【0022】
このプロセスのために、ステレオヘッドホンの音響変
換器装置の下向き補償移動のみを用いて、指向性を明確
に決定できないような「仮想聴性事象」が実現される
(しかし前方方向のみを強調して)ようにして、通常起
こる頭内上方の聴性事象の定位を打ち消すのがよい。
換器装置の下向き補償移動のみを用いて、指向性を明確
に決定できないような「仮想聴性事象」が実現される
(しかし前方方向のみを強調して)ようにして、通常起
こる頭内上方の聴性事象の定位を打ち消すのがよい。
【0023】
更に、正面方向とは反対の水平方向で、言い換えると
背後方向で、聴性事象を実現するためには、聴性事象の
前方定位のために修正された両チャネルの聴性事象の左
右のチャネルを交換するのがよい。
背後方向で、聴性事象を実現するためには、聴性事象の
前方定位のために修正された両チャネルの聴性事象の左
右のチャネルを交換するのがよい。
【0024】
また、音にさらされる各耳介に対して改善された空間
性および空間音響を生ずるためにマルチチャネル音響変
換器システムが用いられる場合、聴性事象の前方定位の
ために前下方向に置かれているヘッドホン音響変換器シ
ステムの他に、正面方向とは反対側で、外耳構造の下方
背後におけるヘッドホン音響変換器システムの配置を、
態様16に従って選択することも有利である。態様15に従
って全部で4つの音響変換器が別々に変調される。
性および空間音響を生ずるためにマルチチャネル音響変
換器システムが用いられる場合、聴性事象の前方定位の
ために前下方向に置かれているヘッドホン音響変換器シ
ステムの他に、正面方向とは反対側で、外耳構造の下方
背後におけるヘッドホン音響変換器システムの配置を、
態様16に従って選択することも有利である。態様15に従
って全部で4つの音響変換器が別々に変調される。
【0025】
この他に、態様19または20に従って、ステレオヘッド
ホン音響変換器の再生特性を、上体部の反応および頭部
の反応で、約300Hzにおいて3dBの音響信号へ拡張するこ
とが有利である。これは、たとえば、BLAUERTおよびGAN
UITにより詳しく説明されている。これは本発明のヘッ
ドホンのデザインにとって特に有利なものである。
ホン音響変換器の再生特性を、上体部の反応および頭部
の反応で、約300Hzにおいて3dBの音響信号へ拡張するこ
とが有利である。これは、たとえば、BLAUERTおよびGAN
UITにより詳しく説明されている。これは本発明のヘッ
ドホンのデザインにとって特に有利なものである。
【0026】それは、それの設計において、すなわち、
それの伝送特性において、理論的な信号伝送ベースに従
って特に修正されている(たとえば、反射空間におい
て)。これは、音響変換器システムの従来の位置決めか
らずれる場合には、もはや正確には固執されないから、
音響パターンの調節(たとえば、拡散音場型ポスト・エ
ンファシス)が態様19または20の構成に従って行われ
る。ここでは、くし形フィルタ構造により発生された狭
帯域(3分の1より狭い帯域幅)ひずみが、広帯域(3
分の1より広い帯城幅)擬似指向性中立修正を介して全
聴取範囲にわたって音響的に最小化される(とくに、人
の音響刺激の知覚におけるマスキング効果を利用し
て)。
それの伝送特性において、理論的な信号伝送ベースに従
って特に修正されている(たとえば、反射空間におい
て)。これは、音響変換器システムの従来の位置決めか
らずれる場合には、もはや正確には固執されないから、
音響パターンの調節(たとえば、拡散音場型ポスト・エ
ンファシス)が態様19または20の構成に従って行われ
る。ここでは、くし形フィルタ構造により発生された狭
帯域(3分の1より狭い帯域幅)ひずみが、広帯域(3
分の1より広い帯城幅)擬似指向性中立修正を介して全
聴取範囲にわたって音響的に最小化される(とくに、人
の音響刺激の知覚におけるマスキング効果を利用し
て)。
【0027】
更に、態様21に従って、増幅器により、電気的伝送特
性に関する、ヘッドホン音響変換器システムの変調は下
記の要求を具体化するように行うのがよい。すなわち、 ・96dBより大きいSN比、 ・60dBより広い音量範囲、 ・0.5dBより小さい線形ひずみ(最大偏移)、および ・0.1%より小さい非線形ひずみ である。
性に関する、ヘッドホン音響変換器システムの変調は下
記の要求を具体化するように行うのがよい。すなわち、 ・96dBより大きいSN比、 ・60dBより広い音量範囲、 ・0.5dBより小さい線形ひずみ(最大偏移)、および ・0.1%より小さい非線形ひずみ である。
【0028】
従来技術との比較において本発明により得られる利点
は、とくに、次のとおりである。 a)録音(たとえば支持点技術、人工ヘッド技術のよう
なモノーラルまたはステレオ)のために用いられる手順
とは独立に、水平前方定位(ステージ効果)が実現され
ること、 b)現在までは前方定位の発生において生じていたステ
レオベース幅の減少(従来技術に従って、たとえば、頭
内上方定位のステレオヘッドホンの正常な音放射の180
゜から、正面方向前に約10センチメートルの前方定位を
許すヘッドホン音響変換器システムの120゜アパーチャ
角度までの、推奨されるステレオパノラマ)がかなり小
さいことが判明していること(ここでは、移動距離が短
いから、160゜より大きい)、 c)ヘッドホンの種類の個々の定位移動修正の効率がほ
とんど影響を受けないままであるから、とくに周波数応
答と音響変換器システムを考慮する必要がないこと、 d)頭部に関連する信号の定位における所望の移動の種
類と時点を自由に決定できること、 e)指向性における「前方」エンファシスに関連して、
頭内上方定位を打ち消す「下向き」方向へ移動する補償
音響変換器の存在に関する知識または科学的言説の欠除
のために(上記文献参照)、ヘッドホンの音放射を介し
て、たとえば、コンサートホールの実際の空間音響特性
を、音響信号源とは独立に生成できる(ヘッドホンクオ
ドラフォニイ。主として頭内上方定位、「前方を意図さ
れた」信号の前方音位置決定の低い割合参照)こと、 f)移動距離に関する前方移動と比較して、ヘッドホン
音響変換器システムのかなり優勢である下向き移動によ
り、適切な聴性事象を示すために要求されていた移動距
離の半分以上が節約されること、 g)したがって、場合によっては、前方定位を可能とす
る耳介の前方の音響変換器配置によって生ずる低音損失
が小さい値に減少させられ、中間周波/高周波音響変換
以外に、耳介に直接追加の低音変換器システムを要求し
ないこと、 h)人工ヘッドと指向性混合ソールの少なくとも一方を
用い、かつ耳の平均指向特性を用いる録音法の結果とし
て、頭内上方定位が個々に減少させられるために、方向
的に正確な音の再生が行われることになるが、「下方」
再生補償修正により、著しい平均修正で行われること、 i)したがって、とくに、「前方」と「背後」を区別す
るために人工ヘッド録音により構成された直接位置決定
情報が強められること、 j)この理由から、ヘッドホン音配置位置に対して望ま
れる作用を行うために「平均」フィルタの導入も成功を
約束すること(比較すると、「平均」補償修正は、ヘッ
ドホンを介して再生されて、修正されておらず人工ヘッ
ドのみからの「前方で」受けられる音源より良い前方定
位を行うこと、 k)耳介の形の個々の作用のために、聴性事象の水平前
方位置決めを指示する1組の(ステレオヘッドホンの)
音響変換器の測定された幾何学(三次元)的「平均」配
置が、正面方向の音の刺激の知覚を生ずること(前提条
件:聴覚組織が健康な人)、 l)電気的な、フィルタに拘束された、ヘッドに関連す
る、個々の前方修正のために求められていた(音響的に
不活性な、すなわち反射の少ない費用のかかる測定室の
必要性を含めて)測定技術のための費用がコスト的に一
層好ましいことが現在判明していること、 m)たとえば、電気通信(聴性(スピーカ)事象と、自
身の前方に配置されているモニタ画像上の視覚事象の)
とともに、前方定位を許すステレオヘッドホンの、通常
のハイファイ応用以外での、可能な利用が提供されるこ
と。
は、とくに、次のとおりである。 a)録音(たとえば支持点技術、人工ヘッド技術のよう
なモノーラルまたはステレオ)のために用いられる手順
とは独立に、水平前方定位(ステージ効果)が実現され
ること、 b)現在までは前方定位の発生において生じていたステ
レオベース幅の減少(従来技術に従って、たとえば、頭
内上方定位のステレオヘッドホンの正常な音放射の180
゜から、正面方向前に約10センチメートルの前方定位を
許すヘッドホン音響変換器システムの120゜アパーチャ
角度までの、推奨されるステレオパノラマ)がかなり小
さいことが判明していること(ここでは、移動距離が短
いから、160゜より大きい)、 c)ヘッドホンの種類の個々の定位移動修正の効率がほ
とんど影響を受けないままであるから、とくに周波数応
答と音響変換器システムを考慮する必要がないこと、 d)頭部に関連する信号の定位における所望の移動の種
類と時点を自由に決定できること、 e)指向性における「前方」エンファシスに関連して、
頭内上方定位を打ち消す「下向き」方向へ移動する補償
音響変換器の存在に関する知識または科学的言説の欠除
のために(上記文献参照)、ヘッドホンの音放射を介し
て、たとえば、コンサートホールの実際の空間音響特性
を、音響信号源とは独立に生成できる(ヘッドホンクオ
ドラフォニイ。主として頭内上方定位、「前方を意図さ
れた」信号の前方音位置決定の低い割合参照)こと、 f)移動距離に関する前方移動と比較して、ヘッドホン
音響変換器システムのかなり優勢である下向き移動によ
り、適切な聴性事象を示すために要求されていた移動距
離の半分以上が節約されること、 g)したがって、場合によっては、前方定位を可能とす
る耳介の前方の音響変換器配置によって生ずる低音損失
が小さい値に減少させられ、中間周波/高周波音響変換
以外に、耳介に直接追加の低音変換器システムを要求し
ないこと、 h)人工ヘッドと指向性混合ソールの少なくとも一方を
用い、かつ耳の平均指向特性を用いる録音法の結果とし
て、頭内上方定位が個々に減少させられるために、方向
的に正確な音の再生が行われることになるが、「下方」
再生補償修正により、著しい平均修正で行われること、 i)したがって、とくに、「前方」と「背後」を区別す
るために人工ヘッド録音により構成された直接位置決定
情報が強められること、 j)この理由から、ヘッドホン音配置位置に対して望ま
れる作用を行うために「平均」フィルタの導入も成功を
約束すること(比較すると、「平均」補償修正は、ヘッ
ドホンを介して再生されて、修正されておらず人工ヘッ
ドのみからの「前方で」受けられる音源より良い前方定
位を行うこと、 k)耳介の形の個々の作用のために、聴性事象の水平前
方位置決めを指示する1組の(ステレオヘッドホンの)
音響変換器の測定された幾何学(三次元)的「平均」配
置が、正面方向の音の刺激の知覚を生ずること(前提条
件:聴覚組織が健康な人)、 l)電気的な、フィルタに拘束された、ヘッドに関連す
る、個々の前方修正のために求められていた(音響的に
不活性な、すなわち反射の少ない費用のかかる測定室の
必要性を含めて)測定技術のための費用がコスト的に一
層好ましいことが現在判明していること、 m)たとえば、電気通信(聴性(スピーカ)事象と、自
身の前方に配置されているモニタ画像上の視覚事象の)
とともに、前方定位を許すステレオヘッドホンの、通常
のハイファイ応用以外での、可能な利用が提供されるこ
と。
【0029】
[実施例]
以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。
【0030】
まず初めに、ヘッドホンセットから音を受けた試験対
象者に、本発明にとって典型的である聴性事象の場所を
定めるための試験の重要な効果の全てを説明する。これ
の特殊な部分は、一般に a)頭内上方定位された(すなわち、「頭の頂部におけ
る」90度垂直に配置された)聴性事象、および b)頭の前方外側に定位された(すなわち、正面方向の
水平方向0度に配置された)聴性事象、 の正確な弁別可能性および分類可能性であった。これは
試験を行う人により示された。
象者に、本発明にとって典型的である聴性事象の場所を
定めるための試験の重要な効果の全てを説明する。これ
の特殊な部分は、一般に a)頭内上方定位された(すなわち、「頭の頂部におけ
る」90度垂直に配置された)聴性事象、および b)頭の前方外側に定位された(すなわち、正面方向の
水平方向0度に配置された)聴性事象、 の正確な弁別可能性および分類可能性であった。これは
試験を行う人により示された。
【0031】
a)とb)の間に流れるような遷移が一度存在する
と、とくに前方定位を許す新しいヘッドホン音響変換器
の位置を定めねばならない場所を決定するための切迫
(先行)している試験において、たとえば、ひたいの前
方の(二等分平面内の)正面方向に45度の角度であると
知覚される聴性事象が位置させられねばならない。この
音の位置を定める性能は特別な重要性を得た。これのね
らいは、試験対象自身が、心地好いとして知覚された音
楽を通常聴いている間に、移動させられているヘッドホ
ン音響変換器システムにより任意の時刻にb)に従って
水平方向前方定位を実現することが独立にできることで
あった。
と、とくに前方定位を許す新しいヘッドホン音響変換器
の位置を定めねばならない場所を決定するための切迫
(先行)している試験において、たとえば、ひたいの前
方の(二等分平面内の)正面方向に45度の角度であると
知覚される聴性事象が位置させられねばならない。この
音の位置を定める性能は特別な重要性を得た。これのね
らいは、試験対象自身が、心地好いとして知覚された音
楽を通常聴いている間に、移動させられているヘッドホ
ン音響変換器システムにより任意の時刻にb)に従って
水平方向前方定位を実現することが独立にできることで
あった。
【0032】
これは「ステージ効果」と名付けられる。その理由
は、主観的に知覚される聴性事象の場所が「前方」とし
てシミュレートされるからである。実際にはその場所に
はたとえばオーケストラは存在しない。
は、主観的に知覚される聴性事象の場所が「前方」とし
てシミュレートされるからである。実際にはその場所に
はたとえばオーケストラは存在しない。
【0033】
これに関連して、ステレオ音響技術を用いて録音され
た任意の種類の録音が推奨される。ある状況の下ではス
テレオヘッドホンでは明瞭な頭内上方定位が見出されな
いから、人工ヘッド音楽作品は不適当である。
た任意の種類の録音が推奨される。ある状況の下ではス
テレオヘッドホンでは明瞭な頭内上方定位が見出されな
いから、人工ヘッド音楽作品は不適当である。
【0034】
試験対象が「ステージ効果」を構成する前に、すなわ
ち、水平前方定位の前に、その手順モードの概観を予め
定めておかねばならない。図1は、正中面上のベクトル
表現の助けにより、修正されていない、すなわち、製作
者の指示に従って装着されたステレオヘッドホン音響変
換器システムで音源を位置決めする成分1を示す。5は
1つのヘッドホンカップの輪郭を示している。この定位
はステレオヘッドホンにより音が放射される聴性事象の
頭内上方定位1に対応する。第2のベクトル2は、ステ
レオヘッドホン音響変換器システムの位置が移動させら
れるときに補償方向「下」を形成する。これにより、頭
内上方1に対する音源の位置決め部分が除かれる。ベク
トル3は、前方である、すなわち、「ステージ効果」で
あるとしての聴性事象の方向の知覚のエンファシスを表
す。ここでは、製作者の指示に従って外耳に装着されて
いるステレオヘッドホン(ヘッドホンカップの輪郭で表
されている)が、運動ベクトル2と3に従って、聴性事
象の前方定位を許す位置へ動かされる(図1の部分6を
参照)。また、ヘッドホンの音響変換器システム6が、
音響効果のために例えば30度の角度で外耳4へ動かされ
る(ヘッドホン音響変換器システム6における輪郭の斜
視表現に従って)。音の拡がる方向はここではベクトル
7により表されている。
ち、水平前方定位の前に、その手順モードの概観を予め
定めておかねばならない。図1は、正中面上のベクトル
表現の助けにより、修正されていない、すなわち、製作
者の指示に従って装着されたステレオヘッドホン音響変
換器システムで音源を位置決めする成分1を示す。5は
1つのヘッドホンカップの輪郭を示している。この定位
はステレオヘッドホンにより音が放射される聴性事象の
頭内上方定位1に対応する。第2のベクトル2は、ステ
レオヘッドホン音響変換器システムの位置が移動させら
れるときに補償方向「下」を形成する。これにより、頭
内上方1に対する音源の位置決め部分が除かれる。ベク
トル3は、前方である、すなわち、「ステージ効果」で
あるとしての聴性事象の方向の知覚のエンファシスを表
す。ここでは、製作者の指示に従って外耳に装着されて
いるステレオヘッドホン(ヘッドホンカップの輪郭で表
されている)が、運動ベクトル2と3に従って、聴性事
象の前方定位を許す位置へ動かされる(図1の部分6を
参照)。また、ヘッドホンの音響変換器システム6が、
音響効果のために例えば30度の角度で外耳4へ動かされ
る(ヘッドホン音響変換器システム6における輪郭の斜
視表現に従って)。音の拡がる方向はここではベクトル
7により表されている。
【0035】
図1に従って、理論的に概略的に取り扱われるそれら
の手順は、実施することと同等の価値がある。ここで
は、試験対象に、音たとえば音楽をヘッドホンによりス
テレオでもう1度加えることが重要である。市販の総て
の製品は試験ヘッドホンとして適当であり、それは、 a)「開放」原理で動作し、かつ、 b)耳を囲み、 c)調節可能なヘッドバンドを有し、かつ、 d)複数の軸上で(位置)調節できる音響変換器を有
し、さらに、 e)各チャネルに対する音響変換器システムは、点状音
源に対応する。たとえば、寸法が100mm×100mmである広
い表面の放射体は、方向探知試験のコンテキスト内では
(完全に)不適当である。聴性事象の水平前方定位の隠
された狙いのために、下記の反復作業法が採用される。
の手順は、実施することと同等の価値がある。ここで
は、試験対象に、音たとえば音楽をヘッドホンによりス
テレオでもう1度加えることが重要である。市販の総て
の製品は試験ヘッドホンとして適当であり、それは、 a)「開放」原理で動作し、かつ、 b)耳を囲み、 c)調節可能なヘッドバンドを有し、かつ、 d)複数の軸上で(位置)調節できる音響変換器を有
し、さらに、 e)各チャネルに対する音響変換器システムは、点状音
源に対応する。たとえば、寸法が100mm×100mmである広
い表面の放射体は、方向探知試験のコンテキスト内では
(完全に)不適当である。聴性事象の水平前方定位の隠
された狙いのために、下記の反復作業法が採用される。
【0036】
初めに、ステレオヘッドホンは製作者の指示状態とし
て置かれ、それから音響変換器の信号変調器が動作させ
られる。次に、(左右)両側のヘッドホン音響変換器シ
ステムが両手で、頭/こめかみ側の表面から、ほぼ十分
に(約5〜10mm)持ち上げられて、ヘッドホンのパッド
が耳介にやっと接触するようにする。それから、ヘッド
ホン音響変換器システムが、各場合に(その都度)前方
(正面方向で)および下方(正面水平方向に直角に)に
5mmより小さいステップで、聴性事象の空間位置に注意
を向けつつ、動かされる。
て置かれ、それから音響変換器の信号変調器が動作させ
られる。次に、(左右)両側のヘッドホン音響変換器シ
ステムが両手で、頭/こめかみ側の表面から、ほぼ十分
に(約5〜10mm)持ち上げられて、ヘッドホンのパッド
が耳介にやっと接触するようにする。それから、ヘッド
ホン音響変換器システムが、各場合に(その都度)前方
(正面方向で)および下方(正面水平方向に直角に)に
5mmより小さいステップで、聴性事象の空間位置に注意
を向けつつ、動かされる。
【0037】
一般に、15mmの二次元移動距離の後で、聴性事象の定
位における移動が起こる(正中面内のたとえば30度前方
の仰角)。これはステレオヘッドホンの移動プロセスを
実現させる。それは今はもはや変化しないが、聴性事象
の位置決めにおいて個々の移動のケースに依存させられ
る。いま述べた例においては、30度の仰角で、聴性事象
の適切な前方エンファシスを既に仮定することができ
る。この理由から、下方へ数mmに達する追加の補償移動
が推奨される(頭内上方定位とは逆方向に向けられ
る)。この移動により、依然として水平前方定位に対応
しない聴性事象に対する位置を生ずるものとすると、行
われたばかりの下方移動は、選択されたmmオーダーの距
離に関して半分にされる、すなわち、半分に減少させら
れる。それから、求められている「ステージ効果」が、
経験的なやり方で、加えられるか差し引かれるかして、
更に減少させられた移動ステップにより最適化される。
この例においては、まず前方への1〜2mmの移動が選択
され、これの後でのみ、これ以上の経験的な平衡移動プ
ロセスが行われる。
位における移動が起こる(正中面内のたとえば30度前方
の仰角)。これはステレオヘッドホンの移動プロセスを
実現させる。それは今はもはや変化しないが、聴性事象
の位置決めにおいて個々の移動のケースに依存させられ
る。いま述べた例においては、30度の仰角で、聴性事象
の適切な前方エンファシスを既に仮定することができ
る。この理由から、下方へ数mmに達する追加の補償移動
が推奨される(頭内上方定位とは逆方向に向けられ
る)。この移動により、依然として水平前方定位に対応
しない聴性事象に対する位置を生ずるものとすると、行
われたばかりの下方移動は、選択されたmmオーダーの距
離に関して半分にされる、すなわち、半分に減少させら
れる。それから、求められている「ステージ効果」が、
経験的なやり方で、加えられるか差し引かれるかして、
更に減少させられた移動ステップにより最適化される。
この例においては、まず前方への1〜2mmの移動が選択
され、これの後でのみ、これ以上の経験的な平衡移動プ
ロセスが行われる。
【0037】
前方定位を許すステレオヘッドホンの新しい位置が見
付けられると、最後に、 a)約1mmの下方への小さい補助移動が加えられ、 b)耳道の音放射効率を高くするために、両方のヘッド
ホン音響変換器システムが耳介/耳道へ向かってある角
度で配置される(水平および正中面内で方位角と仰角が
約20〜40度)。ここで聴性事象の知覚された位置が好ま
しくはないが変化したとすると、ヘッドホン音響変換器
システムの小さい修正運動(上記参照、「経験的な、平
衡移動プロセス」)がもう1回行われ、ヘッドホンはあ
る角度で保持される。
付けられると、最後に、 a)約1mmの下方への小さい補助移動が加えられ、 b)耳道の音放射効率を高くするために、両方のヘッド
ホン音響変換器システムが耳介/耳道へ向かってある角
度で配置される(水平および正中面内で方位角と仰角が
約20〜40度)。ここで聴性事象の知覚された位置が好ま
しくはないが変化したとすると、ヘッドホン音響変換器
システムの小さい修正運動(上記参照、「経験的な、平
衡移動プロセス」)がもう1回行われ、ヘッドホンはあ
る角度で保持される。
【0038】
例を提供するために、商業的に広く利用でき(開放
性、耳を覆う)、かつ、(直径が約30mmである)円形の
音響変換器を有するヘッドホンモデルで、垂直下方に45
mm(方位角/仰角が35度)の最終の移動距離が得られ
る。他方、ウォークマン(商品名)ヘッドホンモデルが
用いられた時に約50%だけ小さい、最終の移動距離のも
のが用いられる。ここで、聴覚器官(チャネル)が基準
点として用いられ、それの前方に、製作者の指示に従っ
て装着されるヘッドホンが通常は中央に配置される。試
験対象ではこれは現在の比(下方移動距離と水平移動距
離の比)3:1(下方へ45mm:前方へ15mm)に対応する。 外耳の交換可能なマルチチャネル音響放射について、
前方定位を許し、かつ前方下方に置かれている音響変換
器システムの横(近く)に(各耳介に対して)(直接
の、すなわち処理されていない音声信号)第2の音響変
換器システムを置く(空間反射率パターンを用いる変
調)。それは、正常な場合には、製作者の指示に従って
耳介の前方に置かれ、聴覚器官基準点を基にして、後方
および下方へ移動させ、最後に所定位置に置かれる。こ
れに適当な音響変換器のための休止(静止)位置を見付
けることに関しては、上記手順ステップが実行される。
これに関連して、最大の効果を生ずる最小の移動距離が
求められる。これは、下方および後方に置かれたその音
響変換器システムがステレオ音声信号で変調されたとき
に、音が軽く後方定位される「仮想」聴性事象を生ず
る。
性、耳を覆う)、かつ、(直径が約30mmである)円形の
音響変換器を有するヘッドホンモデルで、垂直下方に45
mm(方位角/仰角が35度)の最終の移動距離が得られ
る。他方、ウォークマン(商品名)ヘッドホンモデルが
用いられた時に約50%だけ小さい、最終の移動距離のも
のが用いられる。ここで、聴覚器官(チャネル)が基準
点として用いられ、それの前方に、製作者の指示に従っ
て装着されるヘッドホンが通常は中央に配置される。試
験対象ではこれは現在の比(下方移動距離と水平移動距
離の比)3:1(下方へ45mm:前方へ15mm)に対応する。 外耳の交換可能なマルチチャネル音響放射について、
前方定位を許し、かつ前方下方に置かれている音響変換
器システムの横(近く)に(各耳介に対して)(直接
の、すなわち処理されていない音声信号)第2の音響変
換器システムを置く(空間反射率パターンを用いる変
調)。それは、正常な場合には、製作者の指示に従って
耳介の前方に置かれ、聴覚器官基準点を基にして、後方
および下方へ移動させ、最後に所定位置に置かれる。こ
れに適当な音響変換器のための休止(静止)位置を見付
けることに関しては、上記手順ステップが実行される。
これに関連して、最大の効果を生ずる最小の移動距離が
求められる。これは、下方および後方に置かれたその音
響変換器システムがステレオ音声信号で変調されたとき
に、音が軽く後方定位される「仮想」聴性事象を生ず
る。
【0040】
ステレオヘッドホンを用いて音を放射する聴性事象の
後方定位に対する音響変換器システムの一般的な後方位
置決めおよび下方位置決めは費用がかかりすぎるから、
より大きい移動距離を生ずる外耳(「解剖学的」方向依
存フィルタ)の形状のために実用性に乏しい。
後方定位に対する音響変換器システムの一般的な後方位
置決めおよび下方位置決めは費用がかかりすぎるから、
より大きい移動距離を生ずる外耳(「解剖学的」方向依
存フィルタ)の形状のために実用性に乏しい。
【0041】
最後に、前方および下方[I]と、後方および下方
[II]に置かれた音響変換器システムが、もともと割り
当てられていた[I]に対しては直接音声信号で、また
[II]に対しては空間反射パターンの音声信号で変調さ
れ、それから聴性事象が提示される。その聴性事象は空
間に関して三次元的に再評価され、もう1回拡げられ
る。
[II]に置かれた音響変換器システムが、もともと割り
当てられていた[I]に対しては直接音声信号で、また
[II]に対しては空間反射パターンの音声信号で変調さ
れ、それから聴性事象が提示される。その聴性事象は空
間に関して三次元的に再評価され、もう1回拡げられ
る。
【0042】
前方定位も許す、ステレオヘッドホン音響変換器シス
テムに対するこの位置は、幾何学的配置の形状内のデー
タの収集及び外耳減衰率の収集が終わるまで、一定に保
たれる。
テムに対するこの位置は、幾何学的配置の形状内のデー
タの収集及び外耳減衰率の収集が終わるまで、一定に保
たれる。
【0043】
ヘッドホンが移動させられたときの線形ひずみの測定
は、方向の移動とは独立である前方定位のシミュレーシ
ョンを行うために、レベルの周波数が加えられ、それか
ら、本発明に従って、ステレオヘッドホン音響変換器シ
ステムの必要な、加算的な続行するプリエンファシスが
下記のようにして得られる。すなわち、最初に、適当な
プローブが耳道の中に約4mm埋めこまれる。ここで適当
とは、後で修正されたプローブが測定に全体として手を
加えず(音量範囲は58dBより広く、調波ひずみが0.1%
より小さく、周波数応答は20Hz〜20kHz)、または試験
対象を傷つけない、ということを意味する。(プローブ
は超小型マイクロホンカプセルであって、耳道(チャネ
ル)からホースに類似の音供給体を介して音声信号サン
プルを取り出す。)
は、方向の移動とは独立である前方定位のシミュレーシ
ョンを行うために、レベルの周波数が加えられ、それか
ら、本発明に従って、ステレオヘッドホン音響変換器シ
ステムの必要な、加算的な続行するプリエンファシスが
下記のようにして得られる。すなわち、最初に、適当な
プローブが耳道の中に約4mm埋めこまれる。ここで適当
とは、後で修正されたプローブが測定に全体として手を
加えず(音量範囲は58dBより広く、調波ひずみが0.1%
より小さく、周波数応答は20Hz〜20kHz)、または試験
対象を傷つけない、ということを意味する。(プローブ
は超小型マイクロホンカプセルであって、耳道(チャネ
ル)からホースに類似の音供給体を介して音声信号サン
プルを取り出す。)
【0044】
後で信号を更にデジタル処理するために、いわゆる
「デジタルマイクロホン」(録音スタジオにおいて知ら
れている)を用いるためにより高感度にする。適当な種
類は現在、市場では入手できない。
「デジタルマイクロホン」(録音スタジオにおいて知ら
れている)を用いるためにより高感度にする。適当な種
類は現在、市場では入手できない。
【0045】
超小型マイクロホンにより発生された(アナログ)電
気交番信号(約10mV)は、通常、0.5Vより高い電圧レベ
ルにまで増幅される。というのは、実際のEDP(電子デ
ータ処理)装置の前に、その信号を更に処理するために
用いられるアナログ/デジタル変換器が量子化区域内で
良好に動作せず、したがって不十分なレリーズすなわち
音声信号サンプリング品質を提供するようになるからで
ある。
気交番信号(約10mV)は、通常、0.5Vより高い電圧レベ
ルにまで増幅される。というのは、実際のEDP(電子デ
ータ処理)装置の前に、その信号を更に処理するために
用いられるアナログ/デジタル変換器が量子化区域内で
良好に動作せず、したがって不十分なレリーズすなわち
音声信号サンプリング品質を提供するようになるからで
ある。
【0046】
多数の測定法から、20Hzから20kHzの正弦波掃引が選
択された。その理由は、外耳ヘッドホン音響変換器シス
テムを直ちに反応させると、周波数依存の形でプロセス
にレベル変動を引き起こすからである。音のレベルは75
dBSPL以下が通常選択される。
択された。その理由は、外耳ヘッドホン音響変換器シス
テムを直ちに反応させると、周波数依存の形でプロセス
にレベル変動を引き起こすからである。音のレベルは75
dBSPL以下が通常選択される。
【0047】
代表的な周波数応答図「ヘッドホン正常」(製作者の
指示に従って耳介上に置かれた)と、「変えられた位
置」から構成される差信号レベルの以後の形成、すなわ
ち、第1に名付けた図(「ヘッドホン正常」の図)のレ
ベル値と第2に名付けた図(「変えられた位置」の図)
との差レベル値は、たとえば、図2に示されている特性
図に対応する。それは一人の個人の外耳を用いて録音さ
れた(「平均」音位置決定へ向かう方向で)ものであ
る。
指示に従って耳介上に置かれた)と、「変えられた位
置」から構成される差信号レベルの以後の形成、すなわ
ち、第1に名付けた図(「ヘッドホン正常」の図)のレ
ベル値と第2に名付けた図(「変えられた位置」の図)
との差レベル値は、たとえば、図2に示されている特性
図に対応する。それは一人の個人の外耳を用いて録音さ
れた(「平均」音位置決定へ向かう方向で)ものであ
る。
【0048】
第1に、1.8および3.6Hzを中心として2つの広帯域4d
Bの増加が注意を引き、また5kHz〜8kHzの間の広帯域の1
8dB減衰が注意を引く。第2に、4.8kHzを中心とする共
振(最高レベル5.5dB)と、8.5kHzを中心とする共振
(最高レベル3dB)と、11kHzにおける嵌入(最低レベル
マイナス7dB)との狭帯城共振を認識することができ
る。約12kHzからくし形フィルタに類似するやり形で、
共振および減衰が約2kHzの周期で交番する。
Bの増加が注意を引き、また5kHz〜8kHzの間の広帯域の1
8dB減衰が注意を引く。第2に、4.8kHzを中心とする共
振(最高レベル5.5dB)と、8.5kHzを中心とする共振
(最高レベル3dB)と、11kHzにおける嵌入(最低レベル
マイナス7dB)との狭帯城共振を認識することができ
る。約12kHzからくし形フィルタに類似するやり形で、
共振および減衰が約2kHzの周期で交番する。
【0049】
1人(No.1)で測定された差レベル周波数応答グラフ
は、1kHzの周波数以下ではレベルのどのような違いもも
はや含まない。それらはヘッドホンにより発生された前
方定位に関連する。これは正しく、一般的妥当性を有す
る。その理由は、 a)外耳のサイズのために、外耳の形状は、約1kHzの周
波数以上でのみ音響ダンパおよび音響共振器として機能
することができ、また b)周波数応答が低音セクタまで連続して低下すること
は、製作者の指示で外耳に置かれ(装着され)なかった
ステレオヘッドホンで「開放」型音響交換器システムの
効率が低下することを示す、 からである。
は、1kHzの周波数以下ではレベルのどのような違いもも
はや含まない。それらはヘッドホンにより発生された前
方定位に関連する。これは正しく、一般的妥当性を有す
る。その理由は、 a)外耳のサイズのために、外耳の形状は、約1kHzの周
波数以上でのみ音響ダンパおよび音響共振器として機能
することができ、また b)周波数応答が低音セクタまで連続して低下すること
は、製作者の指示で外耳に置かれ(装着され)なかった
ステレオヘッドホンで「開放」型音響交換器システムの
効率が低下することを示す、 からである。
【0050】
この理由から、これより低い周波数応答領域を付加的
なレベルの向上(たとえば、300Hzにおいて3分の1ワ
イド+3dB)と低下の少なくとも一方により、実効的に
拡張すべきかどうかを調べ、聴性事象の音声信号広帯域
水平前方定位を改善するために、聴力テストによってそ
の領域を再び細かに調べる。
なレベルの向上(たとえば、300Hzにおいて3分の1ワ
イド+3dB)と低下の少なくとも一方により、実効的に
拡張すべきかどうかを調べ、聴性事象の音声信号広帯域
水平前方定位を改善するために、聴力テストによってそ
の領域を再び細かに調べる。
【0051】
他の差レベル図とは対照的に、1.8kHz以下の周波数応
答の相対的な低下と、5〜8kHz領域における低下と、1.
5〜5kHzの間および8kHz、ならびにここではとくに12kHz
以上に平均化されたものをここでは特に具体化する。周
波数応答において目立つ点を数百ヘルツの範囲にわたっ
て分布させることができる。更に、幅(1〜3dB)が約
3分の1の相対的な強調を500Hz以下で散発的に見るこ
とができる。低い周波数へ向かう周波数応答の連続低下
(1kHzレベル値と比較して約5dB)に対してマイナス10d
Bの目立つ低音嵌入が、測定中に誤りにより生じた。
答の相対的な低下と、5〜8kHz領域における低下と、1.
5〜5kHzの間および8kHz、ならびにここではとくに12kHz
以上に平均化されたものをここでは特に具体化する。周
波数応答において目立つ点を数百ヘルツの範囲にわたっ
て分布させることができる。更に、幅(1〜3dB)が約
3分の1の相対的な強調を500Hz以下で散発的に見るこ
とができる。低い周波数へ向かう周波数応答の連続低下
(1kHzレベル値と比較して約5dB)に対してマイナス10d
Bの目立つ低音嵌入が、測定中に誤りにより生じた。
【0052】
これは、前方定位を許す音響変換器のステレオヘッド
ホンにおける現在の配置による直線ひずみのさらなる記
録を示す図3により支持される。図3に示す測定のため
に別の志願者(第2の)が試験を行った。試験対象Iと
IIの外耳の種々の解剖学的特徴にも関わらず、両方の差
レベルグラフ(図2と図3参照)の間の重要な周波数範
囲において高い相関があった。それは2kHz、4kHzおよび
8kHz以下の周波数におけるレベルを超える値と、6kHzと
11kHzを中心とする周波数のダンピング嵌入とによりサ
ポートされる。同様に、図3において、周波数応答の低
い信号までの連続低下を決定することができる。このこ
とは図にも見られ、図2におけるものに類似する。 [図面の簡単な説明]
ホンにおける現在の配置による直線ひずみのさらなる記
録を示す図3により支持される。図3に示す測定のため
に別の志願者(第2の)が試験を行った。試験対象Iと
IIの外耳の種々の解剖学的特徴にも関わらず、両方の差
レベルグラフ(図2と図3参照)の間の重要な周波数範
囲において高い相関があった。それは2kHz、4kHzおよび
8kHz以下の周波数におけるレベルを超える値と、6kHzと
11kHzを中心とする周波数のダンピング嵌入とによりサ
ポートされる。同様に、図3において、周波数応答の低
い信号までの連続低下を決定することができる。このこ
とは図にも見られ、図2におけるものに類似する。 [図面の簡単な説明]
【図1】
図1は、垂直平面上に配置され、本発明による聴性事
象の前方定位を許す位置に従来型のステレオヘッドホン
のヘッドホン音響変換器の移動プロセス中に起こる音の
位置を示す成分のベクトルを示す。
象の前方定位を許す位置に従来型のステレオヘッドホン
のヘッドホン音響変換器の移動プロセス中に起こる音の
位置を示す成分のベクトルを示す。
【図2】
図2は、本発明による前方定位のシミュレーションに
より生じた試験対象No.1に対するレベルの周波数特性を
示す。
より生じた試験対象No.1に対するレベルの周波数特性を
示す。
【図3】
図3は、試験対象No.2に対する図2と同様のレベルの
周波数特性を示す。
周波数特性を示す。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭51−17427(JP,A)
実開 昭58−109388(JP,U)
実開 昭58−147387(JP,U)
実開 昭60−160700(JP,U)
実開 昭53−35017(JP,U)
Claims (2)
- 【請求項1】左右各1つの音響変換器を有し、外耳突起
への装着基準位置から出発して、正面方向へ所定量だ
け、前記音響変換器が移動配置されるステレオヘッドホ
ンであって、左右各カップ内において前記各音響変換器
は正面方向において下方へ、頭内上方定位をほぼ正面方
向に定位させる聴性事象へ変換するのに適切な量だけ、
前記正面方向の移動量を超えて更に移動可能に構成した
ことを特徴とするステレオヘッドホン。 - 【請求項2】請求項1に記載のステレオヘッドホンにお
いて、 a) 前記音響変換器の外耳突起への装着基準位置を基
にした頭内上方の聴性事象の定位位置、または b) 聴性事象水平前方の定位位置 のいずれかのために、前記音響変換器が三次元的に可変
配置可能に構成されることを特徴とするステレオヘッド
ホン。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE3942127.9 | 1989-07-25 | ||
DE3942127 | 1989-07-25 |
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---|---|---|---|
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---|---|
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DE4236765C2 (de) * | 1991-10-30 | 2002-05-16 | Florian M Koenig | Stereokopfhörer zur Vorne-Lokalisation von Hörereignissen und Verfahren zum Optimieren der Lage und Ausrichtung der Schalwandler des Stereokopfhöres |
WO1995010167A1 (fr) * | 1993-10-04 | 1995-04-13 | Sony Corporation | Dispositif de reproduction audio |
ATE355719T1 (de) * | 1993-11-14 | 2006-03-15 | Florian Meinhard Koenig | Mehrkanalkopfhörer mit gesteuerter abstrahlcharakteristik |
DE9413855U1 (de) * | 1994-08-26 | 1995-12-21 | König, Florian, Dipl.-Ing., 82110 Germering | Stereokopfhörer-Gehäuse mit integrierter Pyramide |
DE19635888B4 (de) * | 1996-09-04 | 2005-11-03 | König, Florian Meinhard | Mehrkanaliger Raumklang-Kleinkopfhörer |
US6658121B1 (en) | 1999-07-20 | 2003-12-02 | Koenig Florian Meinhard | Headphone having an adjustable localization of auditory events |
WO2012131006A1 (de) | 2011-03-29 | 2012-10-04 | Ultrasone Ag | Kopfhörer mit optimierter schallabstrahlung |
DE102021002649A1 (de) | 2021-05-20 | 2022-11-24 | Ultrasone Ag | Kopfhörer |
DE102022004259B3 (de) | 2022-11-17 | 2024-05-16 | Florian M. König | Raumklang-Kopfhörer auf Grundlage großflächiger Planar-Schallwandler |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US3592978A (en) * | 1969-04-21 | 1971-07-13 | David H Hess | Stereo earphones |
AT295618B (de) * | 1969-04-25 | 1972-01-10 | Akg Akustische Kino Geraete | Kopfhörer, insbesondere zur stereophonischen Wiedergabe von Schallereignissen |
DE2244162C3 (de) * | 1972-09-08 | 1981-02-26 | Eugen Beyer Elektrotechnische Fabrik, 7100 Heilbronn | «system |
DE3112874C2 (de) * | 1980-05-09 | 1983-12-15 | Peter Michael Dipl.-Ing. 8000 München Pfleiderer | Verfahren zur Signalaufbereitung für die Wiedergabe einer Tonaufnahme über Kopfhörer und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
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1990
- 1990-07-24 AT AT90910574T patent/ATE109608T1/de not_active IP Right Cessation
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- 1990-07-24 EP EP90910574A patent/EP0484354B1/de not_active Expired - Lifetime
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2002
- 2002-07-17 JP JP2002207714A patent/JP3612311B2/ja not_active Expired - Fee Related
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