JPH1023600A - 音像定位装置 - Google Patents
音像定位装置Info
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- JPH1023600A JPH1023600A JP8170806A JP17080696A JPH1023600A JP H1023600 A JPH1023600 A JP H1023600A JP 8170806 A JP8170806 A JP 8170806A JP 17080696 A JP17080696 A JP 17080696A JP H1023600 A JPH1023600 A JP H1023600A
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- headphones
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- sound
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な演算処理でヘッドホンの回転に拘らず
定点に音像を定位できる音像定位装置を提供することを
目的とする。 【解決手段】 前方斜め左下（Ｃｈ１）、前方斜め右下
（Ｃｈ２）、後方斜め右下（Ｃｈ３）、後方斜め左下
（Ｃｈ４）、前方斜め左上（Ｃｈ５）、前方斜め右上
（Ｃｈ６）、後方斜め右上（Ｃｈ７）、後方斜め左上
（Ｃｈ８）からの頭部伝達特性をＣｈ１〜Ｃｈ８のＦＩ
Ｒフィルタに与えておき、ヘッドホン３の頂部に設けた
方位センサ４とジョイスティック６で設定された仮想音
像位置とからヘッドホン３から見た仮想音像位置の方向
を割り出し、上記Ｃｈ１〜Ｃｈ８のＦＩＲフィルタにこ
の方向に対応するゲインを設定して音像を定位する。同
時にＦＩＲフィルタの前段に設けられているディレイラ
イン１１の出力タップを適当に設定することにより、距
離感を出す。
定点に音像を定位できる音像定位装置を提供することを
目的とする。 【解決手段】 前方斜め左下（Ｃｈ１）、前方斜め右下
（Ｃｈ２）、後方斜め右下（Ｃｈ３）、後方斜め左下
（Ｃｈ４）、前方斜め左上（Ｃｈ５）、前方斜め右上
（Ｃｈ６）、後方斜め右上（Ｃｈ７）、後方斜め左上
（Ｃｈ８）からの頭部伝達特性をＣｈ１〜Ｃｈ８のＦＩ
Ｒフィルタに与えておき、ヘッドホン３の頂部に設けた
方位センサ４とジョイスティック６で設定された仮想音
像位置とからヘッドホン３から見た仮想音像位置の方向
を割り出し、上記Ｃｈ１〜Ｃｈ８のＦＩＲフィルタにこ
の方向に対応するゲインを設定して音像を定位する。同
時にＦＩＲフィルタの前段に設けられているディレイラ
イン１１の出力タップを適当に設定することにより、距
離感を出す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子楽器やオー
ディオ機器が出力する楽音の音像を所定の位置に定位す
る音像定位装置に関する。
ディオ機器が出力する楽音の音像を所定の位置に定位す
る音像定位装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子楽器やオーディオ機器は出力する楽
音の臨場感を増すため、楽音が空間のある点から発音し
ているように聴取者がイメージできるように、複数（左
右）のスピーカの音量や出力タイミングなどを制御して
いる。この空間の「ある点」を仮想発音位置といい、楽
音が発音されているようにイメージされる仮想的な空間
領域（仮想的な楽器の所在場所）を音像という。
音の臨場感を増すため、楽音が空間のある点から発音し
ているように聴取者がイメージできるように、複数（左
右）のスピーカの音量や出力タイミングなどを制御して
いる。この空間の「ある点」を仮想発音位置といい、楽
音が発音されているようにイメージされる仮想的な空間
領域（仮想的な楽器の所在場所）を音像という。
【０００３】現在一般的なステレオヘッドホンは左右ス
ピーカに予め決められたバランスの音量で楽音を供給す
ることにより、その楽音の音像を定位するようにしてい
る。しかし、ヘッドホンは聴取者の頭に装着されるた
め、聴取者が頭を動かしたときヘッドホンのスピーカも
これに追従して動き、上記制御のみでは音像も一緒に動
いてしまう。これに対応するため、聴取者が頭を動かし
たことを検出して、左右スピーカに出力する楽音特性を
制御することにより、頭を動かしても音像の位置が変化
しないヘッドホンシステムが提案されている（特開平４
−４４５００号など）。
ピーカに予め決められたバランスの音量で楽音を供給す
ることにより、その楽音の音像を定位するようにしてい
る。しかし、ヘッドホンは聴取者の頭に装着されるた
め、聴取者が頭を動かしたときヘッドホンのスピーカも
これに追従して動き、上記制御のみでは音像も一緒に動
いてしまう。これに対応するため、聴取者が頭を動かし
たことを検出して、左右スピーカに出力する楽音特性を
制御することにより、頭を動かしても音像の位置が変化
しないヘッドホンシステムが提案されている（特開平４
−４４５００号など）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記ヘッドホ
ンシステムでは、左耳用，右耳用のフィルタをそれぞれ
設け、ヘッドホンの向きに応じてその向きに対応した応
答特性のパラメータを読み出して上記フィルタに設定す
るという制御を行っているため、パラメータメモリに多
くの仮想発音位置に対応するパラメータを記憶しておく
必要があった。このため、大きなパラメータメモリを備
えなければ正確に音像を定位することができず、また、
聴取者が頭を動かす毎にパラメータの読み出しをし直さ
なければならないという欠点があった。
ンシステムでは、左耳用，右耳用のフィルタをそれぞれ
設け、ヘッドホンの向きに応じてその向きに対応した応
答特性のパラメータを読み出して上記フィルタに設定す
るという制御を行っているため、パラメータメモリに多
くの仮想発音位置に対応するパラメータを記憶しておく
必要があった。このため、大きなパラメータメモリを備
えなければ正確に音像を定位することができず、また、
聴取者が頭を動かす毎にパラメータの読み出しをし直さ
なければならないという欠点があった。
【０００５】この発明は、簡単な演算処理で聴取者が頭
を動かしても定点に音像を定位できる音像定位装置を提
供することを目的とする。
を動かしても定点に音像を定位できる音像定位装置を提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この出願の請求項１の発
明は、左右別系統のスピーカを有するヘッドホンと、該
ヘッドホンの向きを検出する方位検出手段と、楽音の仮
想発音位置を設定する発音位置設定手段と、複数の方向
から両耳への楽音伝達特性で楽音信号を畳み込み演算す
る複数のフィルタ手段と、前記発音位置設定手段の設定
内容および前記方位検出手段の検出内容に基づいてヘッ
ドホンに対する前記仮想発音位置の少なくとも方向を含
む相対位置データを割り出しこの割り出された相対位置
データに基づいて前記複数のフィルタ手段のゲインを各
々設定する特性設定手段と、前記複数のフィルタ手段か
ら出力された信号を合成して前記ヘッドホンのスピーカ
に供給する合成出力手段とを備えたことを特徴とする。
明は、左右別系統のスピーカを有するヘッドホンと、該
ヘッドホンの向きを検出する方位検出手段と、楽音の仮
想発音位置を設定する発音位置設定手段と、複数の方向
から両耳への楽音伝達特性で楽音信号を畳み込み演算す
る複数のフィルタ手段と、前記発音位置設定手段の設定
内容および前記方位検出手段の検出内容に基づいてヘッ
ドホンに対する前記仮想発音位置の少なくとも方向を含
む相対位置データを割り出しこの割り出された相対位置
データに基づいて前記複数のフィルタ手段のゲインを各
々設定する特性設定手段と、前記複数のフィルタ手段か
ら出力された信号を合成して前記ヘッドホンのスピーカ
に供給する合成出力手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】この出願の請求項２の発明は、前記方位検
出手段を、前記ヘッドホンに設けられた磁石コンパス
と、その指示方向を検出するセンサとで構成したことを
特徴とする。
出手段を、前記ヘッドホンに設けられた磁石コンパス
と、その指示方向を検出するセンサとで構成したことを
特徴とする。
【０００８】この出願の請求項３の発明は、左右別系統
のスピーカを有するヘッドホンと、該ヘッドホンの向き
を検出する方位検出手段と、楽音の仮想発音位置を設定
する発音位置設定手段と、複数の方向から両耳への楽音
伝達特性で楽音信号を畳み込み演算する複数のフィルタ
手段と、入力された楽音信号を所定時間遅延して前記複
数のフィルタ手段に供給する遅延手段と、前記発音位置
設定手段の設定内容および前記方位検出手段の検出内容
に基づいてヘッドホンに対する前記仮想発音位置の少な
くとも方向を含む相対位置データを割り出しこの割り出
された相対位置データに基づいて前記複数のフィルタ手
段のゲインおよび前記遅延手段の遅延時間を各々設定す
る特性設定手段と、前記複数のフィルタ手段から出力さ
れた信号を合成して前記ヘッドホンのスピーカに供給す
る合成出力手段とを備えたことを特徴とする。
のスピーカを有するヘッドホンと、該ヘッドホンの向き
を検出する方位検出手段と、楽音の仮想発音位置を設定
する発音位置設定手段と、複数の方向から両耳への楽音
伝達特性で楽音信号を畳み込み演算する複数のフィルタ
手段と、入力された楽音信号を所定時間遅延して前記複
数のフィルタ手段に供給する遅延手段と、前記発音位置
設定手段の設定内容および前記方位検出手段の検出内容
に基づいてヘッドホンに対する前記仮想発音位置の少な
くとも方向を含む相対位置データを割り出しこの割り出
された相対位置データに基づいて前記複数のフィルタ手
段のゲインおよび前記遅延手段の遅延時間を各々設定す
る特性設定手段と、前記複数のフィルタ手段から出力さ
れた信号を合成して前記ヘッドホンのスピーカに供給す
る合成出力手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】この出願の請求項４の発明は、前記遅延手
段にそれぞれ異なる遅延時間が設定される複数の出力部
を設け、前記特性設定手段を該複数の出力部に対して各
々遅延時間を設定する手段としたことを特徴とする。
段にそれぞれ異なる遅延時間が設定される複数の出力部
を設け、前記特性設定手段を該複数の出力部に対して各
々遅延時間を設定する手段としたことを特徴とする。
【００１０】この出願の請求項５の発明は、前記特性設
定手段を、各フィルタ手段に対して前記複数の出力部毎
にゲインを設定する手段としたことを特徴とする。
定手段を、各フィルタ手段に対して前記複数の出力部毎
にゲインを設定する手段としたことを特徴とする。
【００１１】請求項１の発明では、複数の方向から両耳
への楽音伝達特性で楽音信号を畳み込み演算する複数の
フィルタ手段を備えており、方位検出手段が検出したヘ
ッドホンの向きおよび発音位置設定手段によって設定さ
れた仮想発音位置に基づいて割り出された相対位置デー
タ（例えば方向および距離）に基づいて各フィルタ手段
のゲインが設定される。このように、複数の方向に対応
するフィルタ手段を予め備えておき、定位方向に合わせ
て各フィルタ手段のゲインを設定するのみで音像を定位
することができるため、種々のパラメータをその都度読
み出して設定する方式に比べて、簡略な処理で音像定位
および定位の移動が可能であり、頭の移動に対応したリ
アルタイムの音像定位制御に適した処理が可能である。
への楽音伝達特性で楽音信号を畳み込み演算する複数の
フィルタ手段を備えており、方位検出手段が検出したヘ
ッドホンの向きおよび発音位置設定手段によって設定さ
れた仮想発音位置に基づいて割り出された相対位置デー
タ（例えば方向および距離）に基づいて各フィルタ手段
のゲインが設定される。このように、複数の方向に対応
するフィルタ手段を予め備えておき、定位方向に合わせ
て各フィルタ手段のゲインを設定するのみで音像を定位
することができるため、種々のパラメータをその都度読
み出して設定する方式に比べて、簡略な処理で音像定位
および定位の移動が可能であり、頭の移動に対応したリ
アルタイムの音像定位制御に適した処理が可能である。
【００１２】請求項２の発明では、前記方位検出手段を
磁石コンパスとその指示方向を検出するセンサで構成し
たことにより、安価な構成でヘッドホンの方位を検出す
ることができる。
磁石コンパスとその指示方向を検出するセンサで構成し
たことにより、安価な構成でヘッドホンの方位を検出す
ることができる。
【００１３】請求項３の発明では、複数の方向から両耳
への楽音伝達特性で楽音信号を畳み込み演算する複数の
フィルタ手段、および、この複数のフィルタ手段に入力
する楽音信号を遅延する遅延手段を備えており、方位検
出手段が検出したヘッドホンの向きおよび発音位置設定
手段によって設定された仮想発音位置に基づいて割り出
された相対位置データに基づいて各フィルタ手段のゲイ
ンおよび遅延手段の遅延時間が設定される。このよう
に、複数の方向に対応するフィルタ手段および遅延手段
を予め備えておき、定位方向および距離に合わせて各フ
ィルタ手段のゲインおよび遅延手段の遅延時間を設定す
るのみで音像を定位することができるため、種々のパラ
メータをその都度読み出して設定する方式に比べて、簡
略な処理で音像定位および定位の移動が可能であり、頭
の移動に対応したリアルタイムの音像定位制御に適した
処理が可能である。
への楽音伝達特性で楽音信号を畳み込み演算する複数の
フィルタ手段、および、この複数のフィルタ手段に入力
する楽音信号を遅延する遅延手段を備えており、方位検
出手段が検出したヘッドホンの向きおよび発音位置設定
手段によって設定された仮想発音位置に基づいて割り出
された相対位置データに基づいて各フィルタ手段のゲイ
ンおよび遅延手段の遅延時間が設定される。このよう
に、複数の方向に対応するフィルタ手段および遅延手段
を予め備えておき、定位方向および距離に合わせて各フ
ィルタ手段のゲインおよび遅延手段の遅延時間を設定す
るのみで音像を定位することができるため、種々のパラ
メータをその都度読み出して設定する方式に比べて、簡
略な処理で音像定位および定位の移動が可能であり、頭
の移動に対応したリアルタイムの音像定位制御に適した
処理が可能である。
【００１４】請求項４の発明では、遅延手段に異なる遅
延時間の複数の出力部を設けたことにより、直接音や初
期残響音に対応する楽音信号をフィルタ手段に供給する
ことができ、より、臨場感のある音像定位が可能にな
る。
延時間の複数の出力部を設けたことにより、直接音や初
期残響音に対応する楽音信号をフィルタ手段に供給する
ことができ、より、臨場感のある音像定位が可能にな
る。
【００１５】請求項５の発明では、異なる遅延時間で供
給される複数の楽音信号に対してそれぞれ異なるゲイン
を設定するようにしたことにより、より明瞭な音像定位
が可能になる。
給される複数の楽音信号に対してそれぞれ異なるゲイン
を設定するようにしたことにより、より明瞭な音像定位
が可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の実施形態である
ヘッドホンシステムの構成を示す図である。このヘッド
ホンシステムは、音源である電子楽器１が発生した楽音
信号を音像定位部２を介してステレオのヘッドホン３に
供給する。ヘッドホン３の頂部には方位センサ４が設け
られており、この方位センサ４によりヘッドホン３すな
わちこのヘッドホンを装用する聴取者がどの方向を向い
ているかを検出することができる。この方位センサ４の
検出内容は係数発生部５に入力される。また、この係数
発生部５にはジョイスティック６および設定ボタン７が
接続されている。ジョイスティック６は電子楽器１が発
生する楽音の仮想発音位置を指定するために用いられ
る。この仮想発音位置は、聴取者に装用されて移動する
ヘッドホン３に対する相対的なものではなく、その空間
内における絶対的な位置として設定される。また、設定
ボタン７は、ヘッドホン３を装着した聴取者が後述する
仮想的壁面８に対して正面を向いたとき、その方位（北
を０度とする角度）を設定するためのボタンである。な
お、これら操作子に対応して、係数発生部５には正面方
位レジスタ５ａ，仮想発音位置レジスタ５ｂが設定され
ている。
ヘッドホンシステムの構成を示す図である。このヘッド
ホンシステムは、音源である電子楽器１が発生した楽音
信号を音像定位部２を介してステレオのヘッドホン３に
供給する。ヘッドホン３の頂部には方位センサ４が設け
られており、この方位センサ４によりヘッドホン３すな
わちこのヘッドホンを装用する聴取者がどの方向を向い
ているかを検出することができる。この方位センサ４の
検出内容は係数発生部５に入力される。また、この係数
発生部５にはジョイスティック６および設定ボタン７が
接続されている。ジョイスティック６は電子楽器１が発
生する楽音の仮想発音位置を指定するために用いられ
る。この仮想発音位置は、聴取者に装用されて移動する
ヘッドホン３に対する相対的なものではなく、その空間
内における絶対的な位置として設定される。また、設定
ボタン７は、ヘッドホン３を装着した聴取者が後述する
仮想的壁面８に対して正面を向いたとき、その方位（北
を０度とする角度）を設定するためのボタンである。な
お、これら操作子に対応して、係数発生部５には正面方
位レジスタ５ａ，仮想発音位置レジスタ５ｂが設定され
ている。
【００１７】図２はこのヘッドホンシステムの音像定位
方式を説明する図である。図３は前記音像定位部２の構
成を示す図である。図３において、音像定位部２は８チ
ャンネルのＦＩＲフィルタ１５（１５Ｌ，１５Ｒ）を並
列に備えている。この８個のチャンネルＣｈ１〜Ｃｈ８
はそれぞれ図２（Ａ）の〜の方向に対応している。
すなわち、Ｃｈ１のＦＩＲフィルタ１５Ｌ，１５Ｒは、
それぞれ図２（Ａ）のの方向（位置）から左耳，右耳
までの楽音の伝達特性（頭部音響伝達関数：ＨＲＴＦ）
で楽音信号を畳み込み演算するＦＩＲフィルタである。
同様に、Ｃｈ２〜Ｃｈ８のＦＩＲフィルタも図２（Ａ）
の〜の方向から左右両耳までの楽音伝達特性で楽音
信号を畳み込み演算するＦＩＲフィルタである。このよ
うに図２（Ａ）の〜は聴取者の正面すなわちヘッド
ホン３に対する方向を示し、聴取者が頭の向きを変える
とそれに合わせてこの〜の向きも変わる。
方式を説明する図である。図３は前記音像定位部２の構
成を示す図である。図３において、音像定位部２は８チ
ャンネルのＦＩＲフィルタ１５（１５Ｌ，１５Ｒ）を並
列に備えている。この８個のチャンネルＣｈ１〜Ｃｈ８
はそれぞれ図２（Ａ）の〜の方向に対応している。
すなわち、Ｃｈ１のＦＩＲフィルタ１５Ｌ，１５Ｒは、
それぞれ図２（Ａ）のの方向（位置）から左耳，右耳
までの楽音の伝達特性（頭部音響伝達関数：ＨＲＴＦ）
で楽音信号を畳み込み演算するＦＩＲフィルタである。
同様に、Ｃｈ２〜Ｃｈ８のＦＩＲフィルタも図２（Ａ）
の〜の方向から左右両耳までの楽音伝達特性で楽音
信号を畳み込み演算するＦＩＲフィルタである。このよ
うに図２（Ａ）の〜は聴取者の正面すなわちヘッド
ホン３に対する方向を示し、聴取者が頭の向きを変える
とそれに合わせてこの〜の向きも変わる。
【００１８】一方、前記ジョイスティック６は、上述し
たように電子楽器１が発生する楽音の仮想発音位置を設
定するための操作子である。この実施形態では仮想発音
位置はヘッドホン３からｚ0 の距離にある仮想的壁面８
上の１点に定位されるようになっており、該平面８上の
座標がヘッドホン３からの垂線の交点を原点とするｘ，
ｙ座標で表される。前記ジョイスティック６を右向きに
操作すると前記仮想発音位置のｘ座標が増加し、左向き
に操作すると前記仮想発音位置のｘ座標が減少する。ま
た、ジョイスティック６を上向きに操作すると前記仮想
発音位置のｙ座標が増加し、下向きに操作すると前記仮
想発音位置のｙ座標が減少する。図２（Ａ）において、
楽音の仮想発音位置が仮想的な壁面８上の点９に設定さ
れ、ヘッドホン３が図示の向きであるとすると、仮想発
音位置の方向は前記基本の方向〜のうち，，
，に対してα１，α２，α５，α６の角度となる。
したがって、図３のＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ５，Ｃｈ６の
ゲイン乗算器１２，１３のそれぞれにこの角度α１，α
２，α５，α６に対応して主として直接音（先行音）を
取り込むようなゲインを与え、他のチャンネルには上記
角度に対応して主として初期反射音（後行音）を取り込
むようなゲインを与えることにより、ヘッドホン３にお
いて音像を点９に定位させることができる。ヘッドホン
３の向きが変わると、点９とヘッドホン３の角度も変化
するが、このとき新たに基本方向との角度α１，α２，
α５，α６が算出され、これに対応するゲインが割り出
されるため、ヘッドホン装用者がどの方向を向いても楽
音の音像は常に空間内における絶対的位置である仮想発
音位置９に定位され続けることになる。なお、ジョイス
ティック６を操作して仮想発音位置９を移動させた場合
には、これに合わせて新たな角度α１，α２，α５，α
６が算出され、定位が移動する。
たように電子楽器１が発生する楽音の仮想発音位置を設
定するための操作子である。この実施形態では仮想発音
位置はヘッドホン３からｚ0 の距離にある仮想的壁面８
上の１点に定位されるようになっており、該平面８上の
座標がヘッドホン３からの垂線の交点を原点とするｘ，
ｙ座標で表される。前記ジョイスティック６を右向きに
操作すると前記仮想発音位置のｘ座標が増加し、左向き
に操作すると前記仮想発音位置のｘ座標が減少する。ま
た、ジョイスティック６を上向きに操作すると前記仮想
発音位置のｙ座標が増加し、下向きに操作すると前記仮
想発音位置のｙ座標が減少する。図２（Ａ）において、
楽音の仮想発音位置が仮想的な壁面８上の点９に設定さ
れ、ヘッドホン３が図示の向きであるとすると、仮想発
音位置の方向は前記基本の方向〜のうち，，
，に対してα１，α２，α５，α６の角度となる。
したがって、図３のＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ５，Ｃｈ６の
ゲイン乗算器１２，１３のそれぞれにこの角度α１，α
２，α５，α６に対応して主として直接音（先行音）を
取り込むようなゲインを与え、他のチャンネルには上記
角度に対応して主として初期反射音（後行音）を取り込
むようなゲインを与えることにより、ヘッドホン３にお
いて音像を点９に定位させることができる。ヘッドホン
３の向きが変わると、点９とヘッドホン３の角度も変化
するが、このとき新たに基本方向との角度α１，α２，
α５，α６が算出され、これに対応するゲインが割り出
されるため、ヘッドホン装用者がどの方向を向いても楽
音の音像は常に空間内における絶対的位置である仮想発
音位置９に定位され続けることになる。なお、ジョイス
ティック６を操作して仮想発音位置９を移動させた場合
には、これに合わせて新たな角度α１，α２，α５，α
６が算出され、定位が移動する。
【００１９】この説明では、仮想発音位置がヘッドホン
３の正面付近にある場合についてのみ説明したが、仮想
的発音位置がヘッドホン３の左側にある場合にはＣｈ
１，Ｃｈ４，Ｃｈ５，Ｃｈ８に対する角度α１，α４，
α５，α８を算出して対応するゲインが割り出され、仮
想的発音位置がヘッドホン３の右側にある場合にはＣｈ
２，Ｃｈ３，Ｃｈ６，Ｃｈ７に対する角度α２，α３，
α６，α７を算出して対応するゲインが割り出される。
また、仮想的発音位置がヘッドホン３の後側にある場合
にはＣｈ３，Ｃｈ４，Ｃｈ７，Ｃｈ８に対する角度α
３，α４，α７，α８を算出して対応するゲインが割り
出され、仮想的発音位置がヘッドホン３の上側にある場
合にはＣｈ５，Ｃｈ６，Ｃｈ７，Ｃｈ８に対する角度α
５，α６，α７，α８を算出して対応するゲインが割り
出され、仮想的発音位置がヘッドホン３の下側にある場
合にはＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，Ｃｈ４に対する角度α
１，α２，α３，α４を算出して対応するゲインが割り
出される。
３の正面付近にある場合についてのみ説明したが、仮想
的発音位置がヘッドホン３の左側にある場合にはＣｈ
１，Ｃｈ４，Ｃｈ５，Ｃｈ８に対する角度α１，α４，
α５，α８を算出して対応するゲインが割り出され、仮
想的発音位置がヘッドホン３の右側にある場合にはＣｈ
２，Ｃｈ３，Ｃｈ６，Ｃｈ７に対する角度α２，α３，
α６，α７を算出して対応するゲインが割り出される。
また、仮想的発音位置がヘッドホン３の後側にある場合
にはＣｈ３，Ｃｈ４，Ｃｈ７，Ｃｈ８に対する角度α
３，α４，α７，α８を算出して対応するゲインが割り
出され、仮想的発音位置がヘッドホン３の上側にある場
合にはＣｈ５，Ｃｈ６，Ｃｈ７，Ｃｈ８に対する角度α
５，α６，α７，α８を算出して対応するゲインが割り
出され、仮想的発音位置がヘッドホン３の下側にある場
合にはＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，Ｃｈ４に対する角度α
１，α２，α３，α４を算出して対応するゲインが割り
出される。
【００２０】なお、この実施形態では仮想発音位置９を
仮想的壁面８上のみに設定可能にしているが、空間内の
任意の点に設定できるようにしてもよい。この場合に
は、ジョイスティック６を３次元の座標を設定できるよ
うにする。
仮想的壁面８上のみに設定可能にしているが、空間内の
任意の点に設定できるようにしてもよい。この場合に
は、ジョイスティック６を３次元の座標を設定できるよ
うにする。
【００２１】また、仮想発音位置９の設定操作子は上記
ジョイスティック６に限定されるものではなく、ジョイ
スティック６に類似した座標値を相対的に増減する操作
子のほか、テンキーなど座標値を直接入力する操作子を
用いることができ、また、モニタ上に表示される壁面や
空間の画像内で仮想発音位置をグラフィックに設定でき
るようにしてもよい。また、仮想的壁面８に向かう方向
をリセットする設定スイッチ７も同様にグラフィックに
設定できるようにしてもよい。
ジョイスティック６に限定されるものではなく、ジョイ
スティック６に類似した座標値を相対的に増減する操作
子のほか、テンキーなど座標値を直接入力する操作子を
用いることができ、また、モニタ上に表示される壁面や
空間の画像内で仮想発音位置をグラフィックに設定でき
るようにしてもよい。また、仮想的壁面８に向かう方向
をリセットする設定スイッチ７も同様にグラフィックに
設定できるようにしてもよい。
【００２２】図３を参照して音像定位部２の構成を説明
する。電子楽器１から入力された楽音信号はＡ／Ｄコン
バータ１０によってディジタル信号に変換される。電子
楽器１がディジタル楽器であり、楽音をディジタル信号
のまま出力するものであれば、このＡ／Ｄコンバータ１
０をスキップして直接ディレイライン１１に信号を入力
するようにしてもよい。ディレイライン１１は多段のシ
フトレジスタで構成されており、入力されたディジタル
楽音信号を順次シフトしてゆく。このディレイライン１
１の任意の位置（レジスタ）に２つのタップが設けら
れ、この２つのタップ（先行音タップ，後行音タップ）
からディレイされた信号（先行音，後行音）が取り出さ
れる。タップ位置は、係数発生部５から入力されるタッ
プ位置係数によって決定される。２つのタップのうちデ
ィレイライン１１の入力端に近いタップから取り出され
る信号を先行音といい、入力端に遠いタップから取り出
される信号を後行音という。先行音は直接音に対応して
おり、後行音は初期反射音に対応している。先行音はＣ
ｈ１〜Ｃｈ８のゲイン乗算器１２に入力され、後行音は
Ｃｈ１〜Ｃｈ８のゲイン乗算器１３に入力される。ディ
レイライン１１の２つのタップおよびゲイン乗算器１
２，１３のゲインを適当に設定することにより、音像の
距離感や前後感を出すことができる。
する。電子楽器１から入力された楽音信号はＡ／Ｄコン
バータ１０によってディジタル信号に変換される。電子
楽器１がディジタル楽器であり、楽音をディジタル信号
のまま出力するものであれば、このＡ／Ｄコンバータ１
０をスキップして直接ディレイライン１１に信号を入力
するようにしてもよい。ディレイライン１１は多段のシ
フトレジスタで構成されており、入力されたディジタル
楽音信号を順次シフトしてゆく。このディレイライン１
１の任意の位置（レジスタ）に２つのタップが設けら
れ、この２つのタップ（先行音タップ，後行音タップ）
からディレイされた信号（先行音，後行音）が取り出さ
れる。タップ位置は、係数発生部５から入力されるタッ
プ位置係数によって決定される。２つのタップのうちデ
ィレイライン１１の入力端に近いタップから取り出され
る信号を先行音といい、入力端に遠いタップから取り出
される信号を後行音という。先行音は直接音に対応して
おり、後行音は初期反射音に対応している。先行音はＣ
ｈ１〜Ｃｈ８のゲイン乗算器１２に入力され、後行音は
Ｃｈ１〜Ｃｈ８のゲイン乗算器１３に入力される。ディ
レイライン１１の２つのタップおよびゲイン乗算器１
２，１３のゲインを適当に設定することにより、音像の
距離感や前後感を出すことができる。
【００２３】たとえば、タップの間隔を短くして先行音
と後行音のずれを小さくすると距離感が小さくなり音像
を近くに定位することができ、逆に先行音と後行音のず
れを大きくすると距離感が大きくなり音像を遠くに定位
することができる。ただし、先行音と後行音のずれは２
０ｍｓを超えないようにする。ずれが２０ｍｓを超える
と聴取者に別の音として認識されてしまうからである。
また、先行音と後行音のレベル差（ゲイン乗算器１２の
ゲインとゲイン乗算器１３のゲインの差）を大きくする
と、音像が前方に定位しやすくなり、先行音と後行音の
レベル差を小さくすると音像が後方に定位しやすくな
る。
と後行音のずれを小さくすると距離感が小さくなり音像
を近くに定位することができ、逆に先行音と後行音のず
れを大きくすると距離感が大きくなり音像を遠くに定位
することができる。ただし、先行音と後行音のずれは２
０ｍｓを超えないようにする。ずれが２０ｍｓを超える
と聴取者に別の音として認識されてしまうからである。
また、先行音と後行音のレベル差（ゲイン乗算器１２の
ゲインとゲイン乗算器１３のゲインの差）を大きくする
と、音像が前方に定位しやすくなり、先行音と後行音の
レベル差を小さくすると音像が後方に定位しやすくな
る。
【００２４】Ｃｈ１〜Ｃｈ８のゲイン乗算器１２，１３
のゲインは係数発生部５から入力される。このゲインが
乗算された先行音信号および後行音信号は加算器１４に
よって加算され、ＦＩＲフィルタ１５に入力される。す
なわち、１つの楽音信号を遅延して先行音信号，後行音
信号の２つの信号を取り出すのは同一の楽音信号が微小
な時間差でずれて聞こえ、且つ、そのレベル差により距
離感や前後間を出すためである。ＦＩＲフィルタ１５は
左耳用フィルタ１５Ｌ，右耳用フィルタ１５Ｒの２系統
が並列に設けられている。Ｃｈ１のＦＩＲフィルタ１５
Ｌは、楽音が図２（Ａ）のの方向から左耳に聞こえて
くる場合の響きを頭部音響伝達関数によりシミュレート
し、Ｃｈ１のＦＩＲフィルタ１５Ｒは、楽音が図２
（Ａ）のの方向から右耳に聞こえてくる場合の響きを
頭部音響伝達関数によりシミュレートする。同様にＣｈ
２〜Ｃｈ８のＦＩＲフィルタ１５Ｌ，ＦＩＲフィルタ１
５Ｒはそれぞれ〜の方向から左右両耳への楽音の伝
達を頭部音響伝達関数によりシミュレートする。
のゲインは係数発生部５から入力される。このゲインが
乗算された先行音信号および後行音信号は加算器１４に
よって加算され、ＦＩＲフィルタ１５に入力される。す
なわち、１つの楽音信号を遅延して先行音信号，後行音
信号の２つの信号を取り出すのは同一の楽音信号が微小
な時間差でずれて聞こえ、且つ、そのレベル差により距
離感や前後間を出すためである。ＦＩＲフィルタ１５は
左耳用フィルタ１５Ｌ，右耳用フィルタ１５Ｒの２系統
が並列に設けられている。Ｃｈ１のＦＩＲフィルタ１５
Ｌは、楽音が図２（Ａ）のの方向から左耳に聞こえて
くる場合の響きを頭部音響伝達関数によりシミュレート
し、Ｃｈ１のＦＩＲフィルタ１５Ｒは、楽音が図２
（Ａ）のの方向から右耳に聞こえてくる場合の響きを
頭部音響伝達関数によりシミュレートする。同様にＣｈ
２〜Ｃｈ８のＦＩＲフィルタ１５Ｌ，ＦＩＲフィルタ１
５Ｒはそれぞれ〜の方向から左右両耳への楽音の伝
達を頭部音響伝達関数によりシミュレートする。
【００２５】そして、仮想発音位置の方向がこれら基本
方向〜の中間の方向であった場合、係数発生部５
は、図２（Ａ）に示したように、〜の方向のうちそ
の仮想発音位置の方向を囲む４方向となす角度を算出
し、その角度に対応するゲインおよびディレイライン１
１のタップを決定する係数を各チャンネルのゲイン乗算
器１２，１３およびディレイライン１１に与える。な
お、ヘッドホン３における音像定位位置が変化しても音
量を変化させない場合には、上記全てのゲイン乗算器１
２，１３に与えられるゲインの対数的な合計値は１であ
るが、音像定位位置によってゲインの合計を変化させる
ことによって特殊な効果を出してもよい。
方向〜の中間の方向であった場合、係数発生部５
は、図２（Ａ）に示したように、〜の方向のうちそ
の仮想発音位置の方向を囲む４方向となす角度を算出
し、その角度に対応するゲインおよびディレイライン１
１のタップを決定する係数を各チャンネルのゲイン乗算
器１２，１３およびディレイライン１１に与える。な
お、ヘッドホン３における音像定位位置が変化しても音
量を変化させない場合には、上記全てのゲイン乗算器１
２，１３に与えられるゲインの対数的な合計値は１であ
るが、音像定位位置によってゲインの合計を変化させる
ことによって特殊な効果を出してもよい。
【００２６】各チャンネルのＦＩＲフィルタ１５Ｌから
出力された信号は加算器１６Ｌで加算合成される。ま
た、各チャンネルのＦＩＲフィルタ１５Ｒから出力され
た信号は加算器１６Ｒで加算合成される。これら加算合
成されたディジタルの楽音信号はＤ／Ａコンバータ１７
でアナログ信号に変換され、アンプ１８で増幅されたの
ちヘッドホン３に出力される。
出力された信号は加算器１６Ｌで加算合成される。ま
た、各チャンネルのＦＩＲフィルタ１５Ｒから出力され
た信号は加算器１６Ｒで加算合成される。これら加算合
成されたディジタルの楽音信号はＤ／Ａコンバータ１７
でアナログ信号に変換され、アンプ１８で増幅されたの
ちヘッドホン３に出力される。
【００２７】図４は前記ヘッドホン３の外観図である。
図５はヘッドホン３の頂部に取り付けられている方位セ
ンサ４の構成図である。ヘッドホン３の両方の耳あて部
には小型スピーカが内蔵されており、それぞれ前記アン
プ１８から出力された左右のアナログ楽音信号が入力さ
れる。そしてアーチの頂部には方位センサ４が設けられ
ている。方位センサ４は円筒形のケース２８に収納され
ており、コンパス２０およびフォトセンサ２５，２６，
２７で構成されている。コンパス２０は、球状の透明ア
クリルケース２２内に球状磁石体２１を収納し、この球
状磁石体２１と透明アクリルケース２２の内壁面との隙
間に液体２３を充填したものである。この液体２３は無
色透明のものである。球状磁石体２１は液体２３内で重
力に対して常に上下関係を維持するとともに南北の方位
を指すようにするため、中央部に板状磁石２１ａを収納
し、上部に空間２１ｃ，下部に重り２１ｂを有してい
る。これにより、図６に示すように、このコンパス２０
すなわちヘッドホン３がどの向きになってもどのように
傾いてもこの球状磁石体２１ａは必ず特定の部位が北を
指し、重り２１ｂが重力方向を向くように透明アクリル
ケース２０内で回転揺動する。なお、透明アクリルケー
ス２２内で球状磁石体２１は液体２３で浮揚しており、
摩擦なく透明アクリルケース２２内で回転揺動できる。
図５はヘッドホン３の頂部に取り付けられている方位セ
ンサ４の構成図である。ヘッドホン３の両方の耳あて部
には小型スピーカが内蔵されており、それぞれ前記アン
プ１８から出力された左右のアナログ楽音信号が入力さ
れる。そしてアーチの頂部には方位センサ４が設けられ
ている。方位センサ４は円筒形のケース２８に収納され
ており、コンパス２０およびフォトセンサ２５，２６，
２７で構成されている。コンパス２０は、球状の透明ア
クリルケース２２内に球状磁石体２１を収納し、この球
状磁石体２１と透明アクリルケース２２の内壁面との隙
間に液体２３を充填したものである。この液体２３は無
色透明のものである。球状磁石体２１は液体２３内で重
力に対して常に上下関係を維持するとともに南北の方位
を指すようにするため、中央部に板状磁石２１ａを収納
し、上部に空間２１ｃ，下部に重り２１ｂを有してい
る。これにより、図６に示すように、このコンパス２０
すなわちヘッドホン３がどの向きになってもどのように
傾いてもこの球状磁石体２１ａは必ず特定の部位が北を
指し、重り２１ｂが重力方向を向くように透明アクリル
ケース２０内で回転揺動する。なお、透明アクリルケー
ス２２内で球状磁石体２１は液体２３で浮揚しており、
摩擦なく透明アクリルケース２２内で回転揺動できる。
【００２８】そして、球状磁石体２１の表面は、図７に
示すように青と赤のグラデーションで彩色されている。
青のグラデーションは同図（Ａ），（Ｂ）に示すように
その濃度が方位を表すように経線状に彩色されており、
北→東→南→西→北と回転するにしたがって青の濃度が
薄くなるようにされている。すなわち、青色の濃度（薄
さ）が方位角（北を０度とする時計回りの角度）を表す
ことになる。赤のグラデーションは同図（Ｃ），（Ｄ）
に示すようにその濃度が傾斜角を示すように緯線状に彩
色されており、透明アクリルケース２０が下向きに傾斜
するほど赤の濃度の高い部分が現れるようになってい
る。実際には、この赤グラデーションと青グラデーショ
ンが同じ球面にされており、両色が混ざり合っている。
示すように青と赤のグラデーションで彩色されている。
青のグラデーションは同図（Ａ），（Ｂ）に示すように
その濃度が方位を表すように経線状に彩色されており、
北→東→南→西→北と回転するにしたがって青の濃度が
薄くなるようにされている。すなわち、青色の濃度（薄
さ）が方位角（北を０度とする時計回りの角度）を表す
ことになる。赤のグラデーションは同図（Ｃ），（Ｄ）
に示すようにその濃度が傾斜角を示すように緯線状に彩
色されており、透明アクリルケース２０が下向きに傾斜
するほど赤の濃度の高い部分が現れるようになってい
る。実際には、この赤グラデーションと青グラデーショ
ンが同じ球面にされており、両色が混ざり合っている。
【００２９】図５において、このコンパス２０の側面に
向けてフォトセンサ２５〜２７が設けられている。フォ
トセンサ２５は青色の濃度を検出するセンサであり、フ
ォトセンサ２６，２７は赤色の濃度を検出するセンサで
ある。フォトセンサ２５はヘッドホン３の前側からコン
パス２０の側面に向けられており、フォトセンサ２６は
ヘッドホン３の右側からコンパス２０の側面に向けられ
ており、フォトセンサ２７はヘッドホン３の後側からコ
ンパス２０の側面に向けられている。
向けてフォトセンサ２５〜２７が設けられている。フォ
トセンサ２５は青色の濃度を検出するセンサであり、フ
ォトセンサ２６，２７は赤色の濃度を検出するセンサで
ある。フォトセンサ２５はヘッドホン３の前側からコン
パス２０の側面に向けられており、フォトセンサ２６は
ヘッドホン３の右側からコンパス２０の側面に向けられ
ており、フォトセンサ２７はヘッドホン３の後側からコ
ンパス２０の側面に向けられている。
【００３０】各フォトセンサ２５，２６，２７は、図８
に示す構成になっている。ＬＥＤ３０およびフォトダイ
オード３２がコンパス２０に向けて設けられ、これらＬ
ＥＤ３０，フォトダイオード３２の前面に所定色のみを
通過させる光学フィルタが設けられている。ＬＥＤ３０
は電池３１によって連続点灯され、コンパス２０の球状
磁石体２１の表面を照射している。また、フォトダイオ
ード３２は、上記ＬＥＤ３０が照射した光の球状磁石体
２１表面の反射光を受光することによって抵抗値が変化
する。このフォトダイオード３２はアンプ３３に接続さ
れている。アンプ３３はフォトダイオード３２の検出値
を増幅してＬＰＦ３４に入力する。ＬＰＦ３４は、検出
値のうち微小な振動成分を除去して動作としての頭の動
きのみを抽出し、係数発生部５に出力する。
に示す構成になっている。ＬＥＤ３０およびフォトダイ
オード３２がコンパス２０に向けて設けられ、これらＬ
ＥＤ３０，フォトダイオード３２の前面に所定色のみを
通過させる光学フィルタが設けられている。ＬＥＤ３０
は電池３１によって連続点灯され、コンパス２０の球状
磁石体２１の表面を照射している。また、フォトダイオ
ード３２は、上記ＬＥＤ３０が照射した光の球状磁石体
２１表面の反射光を受光することによって抵抗値が変化
する。このフォトダイオード３２はアンプ３３に接続さ
れている。アンプ３３はフォトダイオード３２の検出値
を増幅してＬＰＦ３４に入力する。ＬＰＦ３４は、検出
値のうち微小な振動成分を除去して動作としての頭の動
きのみを抽出し、係数発生部５に出力する。
【００３１】フォトセンサ２５が前側からコンパス２０
の球状磁石体２１の青色濃度を検出することにより、図
９（Ａ）に示す濃度検出値と方位角の関係に基づいて、
このヘッドホン３がどの方位を向いているかを検出する
ことができる。また、フォトセンサ２６は右側面から球
状磁石体２１の赤色を検出することにより、図９（Ｂ）
に示す濃度検出値と傾斜角の関係に基づいて、ヘッドホ
ン３が右にどの程度傾いているかを検出することができ
る。さらに、フォトセンサ２７は後側から球状磁石体２
１の赤色を検出することにより、図９（Ｂ）に示す濃度
検出値と仰角の関係に基づいて、ヘッドホン３がどの程
度上を向いているかを検出することができる。
の球状磁石体２１の青色濃度を検出することにより、図
９（Ａ）に示す濃度検出値と方位角の関係に基づいて、
このヘッドホン３がどの方位を向いているかを検出する
ことができる。また、フォトセンサ２６は右側面から球
状磁石体２１の赤色を検出することにより、図９（Ｂ）
に示す濃度検出値と傾斜角の関係に基づいて、ヘッドホ
ン３が右にどの程度傾いているかを検出することができ
る。さらに、フォトセンサ２７は後側から球状磁石体２
１の赤色を検出することにより、図９（Ｂ）に示す濃度
検出値と仰角の関係に基づいて、ヘッドホン３がどの程
度上を向いているかを検出することができる。
【００３２】これらの検出内容を係数発生部５に入力す
ることにより、係数発生部５は、ジョイスティック６に
よって設定された仮想発音位置がヘッドホン３からみて
どの方向・距離にあるかを計算することができ、この方
向・距離を信号処理的に実現するためのディレイライン
１１のタップ位置およびＣｈ１〜Ｃｈ８のゲイン乗算器
１２，１３のゲインを算出して音像定位部２に出力す
る。
ることにより、係数発生部５は、ジョイスティック６に
よって設定された仮想発音位置がヘッドホン３からみて
どの方向・距離にあるかを計算することができ、この方
向・距離を信号処理的に実現するためのディレイライン
１１のタップ位置およびＣｈ１〜Ｃｈ８のゲイン乗算器
１２，１３のゲインを算出して音像定位部２に出力す
る。
【００３３】なお、このように方位センサとして地磁気
センサを用いたことにより、他のセンサ例えばジャイロ
センサなどに比べて以下のような利点がある。首を傾け
て回してもズレや誤差が生じないため、上体を動かして
演奏する電子ピアノのヘッドホンに用いても安定した音
像定位を実現することができる。地磁気が常時安定して
いるため、電子楽器やＡＶ機器など音源となる装置との
キャリブレーション（位置関係の設定）を１回とれば、
以後使用開始時や使用途中に取り直す必要がなく、以後
装置を移動させるまでとる不要となる。また、ジャイロ
など他の方位センサに比べて安価である。
センサを用いたことにより、他のセンサ例えばジャイロ
センサなどに比べて以下のような利点がある。首を傾け
て回してもズレや誤差が生じないため、上体を動かして
演奏する電子ピアノのヘッドホンに用いても安定した音
像定位を実現することができる。地磁気が常時安定して
いるため、電子楽器やＡＶ機器など音源となる装置との
キャリブレーション（位置関係の設定）を１回とれば、
以後使用開始時や使用途中に取り直す必要がなく、以後
装置を移動させるまでとる不要となる。また、ジャイロ
など他の方位センサに比べて安価である。
【００３４】なお、方位磁石を浮かせている液体の粘度
を調節することで、頭の回転に対する応答性を調節する
ことができる。また、この検出内容の係数発生部５への
伝送は、有線でも無線でもよい。無線で行う場合には、
電源として電池を用いるが、その電池は充電でもよい。
たとえば、ヘッドホンを掛けておくホルダに充電機能を
設け、そのホルダに載せている間に充電されるようにし
てもよい。また、有線で行う場合には、ヘッドホンのオ
ーディオケーブルを介して信号および電源の送受をする
ようにすることもできる。
を調節することで、頭の回転に対する応答性を調節する
ことができる。また、この検出内容の係数発生部５への
伝送は、有線でも無線でもよい。無線で行う場合には、
電源として電池を用いるが、その電池は充電でもよい。
たとえば、ヘッドホンを掛けておくホルダに充電機能を
設け、そのホルダに載せている間に充電されるようにし
てもよい。また、有線で行う場合には、ヘッドホンのオ
ーディオケーブルを介して信号および電源の送受をする
ようにすることもできる。
【００３５】図１０，図１１は上記係数発生部５の動作
を示すフローチャートである。図１０において、この装
置の動作がスタートすると、まず、各種レジスタをイニ
シャライズする。正面方位レジスタ５ａには０度のデー
タが入力される。すなわち、ヘッドホン３の正面（仮想
的壁面８）は真北に向いているとされる。そして、仮想
発音位置レジスタ５ｂにはｘ，ｙ座標として０，０がセ
ットされる。すなわち、ヘッドホン３の正面に仮想発音
位置があるように設定される。こののち設定ボタン７の
オン（ｓ２）またはジョイスティック６の操作（ｓ３）
があるまで待機する。設定ボタン７がオンされると（ｓ
２）、そのときの方位センサ４の方位（フォトセンサ２
５の検出値）を読み取り（ｓ４）、その方位を正面方位
レジスタ５ａに記憶する（ｓ５）。一方、ジョイスティ
ック６が操作されると、その操作に応じて仮想発音位置
レジスタ５ｂのｘ，ｙ座標を書き換える（ｓ６）。すな
わち、ジョイスティック６が左右に操作されるとその操
作に応じてｘ座標の値を増減し、ジョイスティック６が
上下に操作されるとその操作に応じてｙ座標の値を増減
する。
を示すフローチャートである。図１０において、この装
置の動作がスタートすると、まず、各種レジスタをイニ
シャライズする。正面方位レジスタ５ａには０度のデー
タが入力される。すなわち、ヘッドホン３の正面（仮想
的壁面８）は真北に向いているとされる。そして、仮想
発音位置レジスタ５ｂにはｘ，ｙ座標として０，０がセ
ットされる。すなわち、ヘッドホン３の正面に仮想発音
位置があるように設定される。こののち設定ボタン７の
オン（ｓ２）またはジョイスティック６の操作（ｓ３）
があるまで待機する。設定ボタン７がオンされると（ｓ
２）、そのときの方位センサ４の方位（フォトセンサ２
５の検出値）を読み取り（ｓ４）、その方位を正面方位
レジスタ５ａに記憶する（ｓ５）。一方、ジョイスティ
ック６が操作されると、その操作に応じて仮想発音位置
レジスタ５ｂのｘ，ｙ座標を書き換える（ｓ６）。すな
わち、ジョイスティック６が左右に操作されるとその操
作に応じてｘ座標の値を増減し、ジョイスティック６が
上下に操作されるとその操作に応じてｙ座標の値を増減
する。
【００３６】図１１はタイマインタラプト動作である。
この動作は数十ミリ秒に１回の頻度で行われる定位位置
制御動作である。まず、方位センサ４に内蔵されている
３つのフォトセンサ２５，２６，２７の検出値を読み取
る（ｓ１１）。そして、この検出値に基づいてヘッドホ
ン３の向き（方位）および傾きを検出する（ｓ１２，ｓ
１３）。このデータと正面方位データ，仮想音源のｚ0
およびｘ，ｙ座標に基づいて仮想発音位置に対する方向
・距離を算出する（ｓ１４）。この方向・距離に基づい
て各チャンネルに与えるゲインおよびディレイライン１
１のタップ位置を決定し（ｓ１５）、これらを音像定位
部２に送出する（ｓ１６）。
この動作は数十ミリ秒に１回の頻度で行われる定位位置
制御動作である。まず、方位センサ４に内蔵されている
３つのフォトセンサ２５，２６，２７の検出値を読み取
る（ｓ１１）。そして、この検出値に基づいてヘッドホ
ン３の向き（方位）および傾きを検出する（ｓ１２，ｓ
１３）。このデータと正面方位データ，仮想音源のｚ0
およびｘ，ｙ座標に基づいて仮想発音位置に対する方向
・距離を算出する（ｓ１４）。この方向・距離に基づい
て各チャンネルに与えるゲインおよびディレイライン１
１のタップ位置を決定し（ｓ１５）、これらを音像定位
部２に送出する（ｓ１６）。
【００３７】なお、ゲインやタップ位置などの割り出し
は、算出された方向・距離に基づき所定の演算式を用い
て算出するようにしてもよく、種々の方向・距離に対応
する係数をテーブルとして記憶しておき、その中の適当
なものを読み出すようにしてもよい。この係数テーブル
は複数の距離・方向に対応するＦＩＲフィルタの伝達特
性パラメータを記憶したテーブルに比べてデータ量が極
めて小さいためこのようにしてもメモリ容量は少なくて
すむ。
は、算出された方向・距離に基づき所定の演算式を用い
て算出するようにしてもよく、種々の方向・距離に対応
する係数をテーブルとして記憶しておき、その中の適当
なものを読み出すようにしてもよい。この係数テーブル
は複数の距離・方向に対応するＦＩＲフィルタの伝達特
性パラメータを記憶したテーブルに比べてデータ量が極
めて小さいためこのようにしてもメモリ容量は少なくて
すむ。
【００３８】
【発明の効果】以上のように請求項１の発明では、複数
の方向に対応するフィルタ手段を予め備えておき、定位
方向に合わせて各フィルタ手段のゲインを設定するのみ
で音像を定位することができるため、種々のパラメータ
をその都度読み出して設定する方式に比べて、簡略な処
理で音像定位および定位の移動が可能であり、頭の移動
に対応したリアルタイムの音像定位制御に適した処理が
可能である。
の方向に対応するフィルタ手段を予め備えておき、定位
方向に合わせて各フィルタ手段のゲインを設定するのみ
で音像を定位することができるため、種々のパラメータ
をその都度読み出して設定する方式に比べて、簡略な処
理で音像定位および定位の移動が可能であり、頭の移動
に対応したリアルタイムの音像定位制御に適した処理が
可能である。
【００３９】請求項２の発明では、前記方位検出手段を
磁石コンパスとその指示方向を検出するセンサで構成し
たことにより、安価な構成でヘッドホンの方位を検出す
ることができる。
磁石コンパスとその指示方向を検出するセンサで構成し
たことにより、安価な構成でヘッドホンの方位を検出す
ることができる。
【００４０】請求項３の発明では、複数の方向に対応す
るフィルタ手段および遅延手段を予め備えておき、定位
方向および距離に合わせて各フィルタ手段のゲインおよ
び遅延手段の遅延時間を設定するのみで音像を定位する
ことができるため、種々のパラメータをその都度読み出
して設定する方式に比べて、簡略な処理で音像定位およ
び定位の移動が可能であり、頭の移動に対応したリアル
タイムの音像定位制御に適した処理が可能である。
るフィルタ手段および遅延手段を予め備えておき、定位
方向および距離に合わせて各フィルタ手段のゲインおよ
び遅延手段の遅延時間を設定するのみで音像を定位する
ことができるため、種々のパラメータをその都度読み出
して設定する方式に比べて、簡略な処理で音像定位およ
び定位の移動が可能であり、頭の移動に対応したリアル
タイムの音像定位制御に適した処理が可能である。
【００４１】請求項４の発明では、遅延手段に異なる遅
延時間の複数の出力部を設けたことにより、直接音や初
期残響音に対応する楽音信号をフィルタ手段に供給する
ことができ、より、臨場感のある音像定位が可能にな
る。
延時間の複数の出力部を設けたことにより、直接音や初
期残響音に対応する楽音信号をフィルタ手段に供給する
ことができ、より、臨場感のある音像定位が可能にな
る。
【００４２】請求項５の発明では、異なる遅延時間で供
給される複数の楽音信号に対してそれぞれ異なるゲイン
を設定するようにしたことにより、より明瞭な音像定位
が可能になる。
給される複数の楽音信号に対してそれぞれ異なるゲイン
を設定するようにしたことにより、より明瞭な音像定位
が可能になる。
【図１】この発明の実施形態である音像定位装置のブロ
ック図
ック図
【図２】同音像定位装置の音像定位方式を説明する図
【図３】同音像定位装置の音像定位部のブロック図
【図４】同音像定位装置のヘッドホンの外観図
【図５】同ヘッドホンに設けられる方位センサの構成図
【図６】同方位センサが傾斜したときの状態を示す図
【図７】同方位センサの球状磁石体の塗装を説明する図
【図８】同方位センサに設けられるフォトセンサの構成
図
図
【図９】同方位センサのフォトセンサの濃度検出値と方
位各，傾斜との関係を示す図
位各，傾斜との関係を示す図
【図１０】同音像定位装置の係数発生部の動作を示すフ
ローチャート
ローチャート
【図１１】同音像定位装置の係数発生部の動作を示すフ
ローチャート
ローチャート
２…音像定位部、３…ヘッドホン、４…方位センサ、５
…係数発生部、５ａ…正面方位レジスタ、５ｂ…仮想発
音位置レジスタ、６…ジョイスティック、７…設定ボタ
ン、１１…ディレイライン、１１ａ，１１ｂ…タップ、
１２，１３…ゲイン乗算器、１５Ｌ，１５Ｒ…ＦＩＲフ
ィルタ、１６Ｌ，１６Ｒ…加算器、２０…コンパス、２
１…球状磁石体、２１ａ…板状磁石、２１ｂ…重り、２
１ｃ…空間、２３…液体、２５，２６，２７…フォトセ
ンサ、２８…ケース３０…ＬＥＤ、３２…フォトダイオ
ード、３５…フィルタ
…係数発生部、５ａ…正面方位レジスタ、５ｂ…仮想発
音位置レジスタ、６…ジョイスティック、７…設定ボタ
ン、１１…ディレイライン、１１ａ，１１ｂ…タップ、
１２，１３…ゲイン乗算器、１５Ｌ，１５Ｒ…ＦＩＲフ
ィルタ、１６Ｌ，１６Ｒ…加算器、２０…コンパス、２
１…球状磁石体、２１ａ…板状磁石、２１ｂ…重り、２
１ｃ…空間、２３…液体、２５，２６，２７…フォトセ
ンサ、２８…ケース３０…ＬＥＤ、３２…フォトダイオ
ード、３５…フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｓ 7/00 Ｈ０４Ｓ 7/00 Ｆ
Claims (5)
- 【請求項１】 左右別系統のスピーカを有するヘッドホ
ンと、 該ヘッドホンの向きを検出する方位検出手段と、 楽音の仮想発音位置を設定する発音位置設定手段と、 複数の方向から両耳への楽音伝達特性で楽音信号を畳み
込み演算する複数のフィルタ手段と、 前記発音位置設定手段の設定内容および前記方位検出手
段の検出内容に基づいてヘッドホンに対する前記仮想発
音位置の少なくとも方向を含む相対位置データを割り出
し、この割り出された相対位置データに基づいて前記複
数のフィルタ手段のゲインを各々設定する特性設定手段
と、 前記複数のフィルタ手段から出力された信号を合成して
前記ヘッドホンのスピーカに供給する合成出力手段と、 を備えたことを特徴とする音像定位装置。 - 【請求項２】 前記方位検出手段は、前記ヘッドホンに
設けられた磁石コンパスと、その指示方向を検出するセ
ンサとからなることを特徴とする請求項１に記載の音像
定位装置。 - 【請求項３】 左右別系統のスピーカを有するヘッドホ
ンと、 該ヘッドホンの向きを検出する方位検出手段と、 楽音の仮想発音位置を設定する発音位置設定手段と、 複数の方向から両耳への楽音伝達特性で楽音信号を畳み
込み演算する複数のフィルタ手段と、 入力された楽音信号を所定時間遅延して前記複数のフィ
ルタ手段に供給する遅延手段と、 前記発音位置設定手段の設定内容および前記方位検出手
段の検出内容に基づいてヘッドホンに対する前記仮想発
音位置の少なくとも方向を含む相対位置データを割り出
し、この割り出された相対位置データに基づいて前記複
数のフィルタ手段のゲインおよび前記遅延手段の遅延時
間を各々設定する特性設定手段と、 前記複数のフィルタ手段から出力された信号を合成して
前記ヘッドホンのスピーカに供給する合成出力手段と、 を備えたことを特徴とする音像定位装置。 - 【請求項４】 前記遅延手段は、それぞれ異なる遅延時
間が設定される複数の出力部を有し、前記特性設定手段
は、該複数の出力部に対して各々遅延時間を設定する手
段である請求項３に記載の音像定位装置。 - 【請求項５】 前記特性設定手段は、各フィルタ手段に
対して前記複数の出力部毎にゲインを設定する手段であ
る請求項４に記載の音像定位装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP17080696A JP3750198B2 (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 音像定位装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17080696A JP3750198B2 (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 音像定位装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1023600A true JPH1023600A (ja) | 1998-01-23 |
| JP3750198B2 JP3750198B2 (ja) | 2006-03-01 |
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ID=15911693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17080696A Expired - Fee Related JP3750198B2 (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 音像定位装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3750198B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1996
- 1996-07-01 JP JP17080696A patent/JP3750198B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN113596647B (zh) * | 2020-04-30 | 2024-05-28 | 深圳市韶音科技有限公司 | 声音输出装置及调节声像的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3750198B2 (ja) | 2006-03-01 |
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