JPH11220797A - ヘッドホン装置 - Google Patents
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- JPH11220797A JPH11220797A JP10022217A JP2221798A JPH11220797A JP H11220797 A JPH11220797 A JP H11220797A JP 10022217 A JP10022217 A JP 10022217A JP 2221798 A JP2221798 A JP 2221798A JP H11220797 A JPH11220797 A JP H11220797A
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
- H04R1/10—Earpieces; Attachments therefor ; Earphones; Monophonic headphones
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS
- H04S7/00—Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
- H04S7/30—Control circuits for electronic adaptation of the sound field
- H04S7/302—Electronic adaptation of stereophonic sound system to listener position or orientation
- H04S7/303—Tracking of listener position or orientation
- H04S7/304—For headphones
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R5/00—Stereophonic arrangements
- H04R5/033—Headphones for stereophonic communication
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS
- H04S1/00—Two-channel systems
- H04S1/007—Two-channel systems in which the audio signals are in digital form
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS
- H04S2400/00—Details of stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
- H04S2400/01—Multi-channel, i.e. more than two input channels, sound reproduction with two speakers wherein the multi-channel information is substantially preserved
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS
- H04S2420/00—Techniques used stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
- H04S2420/01—Enhancing the perception of the sound image or of the spatial distribution using head related transfer functions [HRTF's] or equivalents thereof, e.g. interaural time difference [ITD] or interaural level difference [ILD]
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Stereophonic System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 サラウンド感の良好な多チャンネルステレオ
再生音場をヘッドホンにより再現する。 【解決手段】 4チャンネルの入力オーディオ信号に所
定の信号処理を行う信号処理回路3と、この信号処理回
路の出力信号が供給されるヘッドホンと、リスナの頭の
回転を検出する検出手段とを設ける。信号処理回路3に
は、4チャンネルの入力オーディオ信号に、音源から左
耳および右耳までの頭部伝達関数を時間領域に変換した
インパルス応答を畳み込むデジタルフィルタ311L〜
314Rと、時間差の付加回路33L、33Rと、レベ
ル差の付加回路34L、34Rとを設ける。付加回路3
3L〜34Rにおいて、これを通じる信号の時間差およ
びレベル差を検出手段の検出出力にしたがって制御す
る。
再生音場をヘッドホンにより再現する。 【解決手段】 4チャンネルの入力オーディオ信号に所
定の信号処理を行う信号処理回路3と、この信号処理回
路の出力信号が供給されるヘッドホンと、リスナの頭の
回転を検出する検出手段とを設ける。信号処理回路3に
は、4チャンネルの入力オーディオ信号に、音源から左
耳および右耳までの頭部伝達関数を時間領域に変換した
インパルス応答を畳み込むデジタルフィルタ311L〜
314Rと、時間差の付加回路33L、33Rと、レベ
ル差の付加回路34L、34Rとを設ける。付加回路3
3L〜34Rにおいて、これを通じる信号の時間差およ
びレベル差を検出手段の検出出力にしたがって制御す
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、多チャンネルオ
ーディオ信号を再生するためのヘッドホン装置に関す
る。
ーディオ信号を再生するためのヘッドホン装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】映画などの映像に伴うオーディオ信号は
多チャンネル化され、スクリーンの左右両側に置かれた
スピーカと、リスナの左右後方あるいは左右両側に置か
れたスピーカとによって再生されることを想定して記録
されている。これによると、映像中の音源の位置と、実
際に聞こえてくる音像の位置とが一致し、さらに自然な
広がりをもった音場が確立される。
多チャンネル化され、スクリーンの左右両側に置かれた
スピーカと、リスナの左右後方あるいは左右両側に置か
れたスピーカとによって再生されることを想定して記録
されている。これによると、映像中の音源の位置と、実
際に聞こえてくる音像の位置とが一致し、さらに自然な
広がりをもった音場が確立される。
【0003】しかし、そのようなオーディオ信号もヘッ
ドホンを使用して鑑賞すると、音像は頭の中に定位し、
映像の方向と音像の定位位置とが一致せず、極めて不自
然な音像の定位となってしまう。
ドホンを使用して鑑賞すると、音像は頭の中に定位し、
映像の方向と音像の定位位置とが一致せず、極めて不自
然な音像の定位となってしまう。
【0004】また、映像を伴わない音楽などを鑑賞する
場合も同様で、スピーカ再生の場合と異なり、音が頭の
中から聞こえ、やはり不自然な音場再生となってしま
う。
場合も同様で、スピーカ再生の場合と異なり、音が頭の
中から聞こえ、やはり不自然な音場再生となってしま
う。
【0005】そこで、リスナの前方に置かれたスピーカ
からリスナの左耳および右耳までの頭部伝達関数(イン
パルス応答)をあらかじめ測定あるいは計算し、これを
デジタルフィルタによりオーディオ信号に畳み込み、そ
の結果のオーディオ信号をヘッドホンに供給するという
方法が考えられている。この方法によれば、音像は頭外
に定位するようになり、スピーカ再生の場合に近い音場
を再現することができる。
からリスナの左耳および右耳までの頭部伝達関数(イン
パルス応答)をあらかじめ測定あるいは計算し、これを
デジタルフィルタによりオーディオ信号に畳み込み、そ
の結果のオーディオ信号をヘッドホンに供給するという
方法が考えられている。この方法によれば、音像は頭外
に定位するようになり、スピーカ再生の場合に近い音場
を再現することができる。
【0006】しかし、この方法によると、音像は頭外に
定位するようになるが、リスナが頭の向きを変えたと
き、音像が頭の動きと一緒に移動するので、映像を伴う
場合、その映像の方向と音像の方向との間にずれを生じ
てしまい、不自然な音像定位となってしまう。
定位するようになるが、リスナが頭の向きを変えたと
き、音像が頭の動きと一緒に移動するので、映像を伴う
場合、その映像の方向と音像の方向との間にずれを生じ
てしまい、不自然な音像定位となってしまう。
【0007】そこで、さらに、リスナの頭の動きを検出
して頭の動きに応じてデジタルフィル夕の係数を更新
し、音像の方向を聴取環境に対して固定する方法が考え
られている。この方法によれば、音像は頭の中に定位す
ることもなく、また、頭を動かしても、音像は移動しな
いので、スピーカの再生する音像とほぼ同等の音像を得
ることができる。
して頭の動きに応じてデジタルフィル夕の係数を更新
し、音像の方向を聴取環境に対して固定する方法が考え
られている。この方法によれば、音像は頭の中に定位す
ることもなく、また、頭を動かしても、音像は移動しな
いので、スピーカの再生する音像とほぼ同等の音像を得
ることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な頭の動きに対する処理を行うと、実験によれば、音像
の定位がシャープになり、音の方向感が明確になる反
面、サラウンド感の特徴であるリスナを取り巻く囲繞感
が損なわれてしまい、サラウンド信号には不向きであっ
た。
な頭の動きに対する処理を行うと、実験によれば、音像
の定位がシャープになり、音の方向感が明確になる反
面、サラウンド感の特徴であるリスナを取り巻く囲繞感
が損なわれてしまい、サラウンド信号には不向きであっ
た。
【0009】また、デジタルフィルタの係数を頭の動き
にしたがって更新する場合には、頭が少しでも動けば、
そのたびに直ちにデジタルフィルタの係数を更新しなけ
ればならないので、高速の積和演算回路やメモリが多数
必要になってしまう。したがって、回路規模が大きくな
ってしまうとともに、極めて高価なシステムになってし
まう。
にしたがって更新する場合には、頭が少しでも動けば、
そのたびに直ちにデジタルフィルタの係数を更新しなけ
ればならないので、高速の積和演算回路やメモリが多数
必要になってしまう。したがって、回路規模が大きくな
ってしまうとともに、極めて高価なシステムになってし
まう。
【0010】この発明は、以上のような問題点を解決し
ようとするものである。
ようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】このため、この発明にお
いては、複数Nチャンネルの入力オーディオ信号に所定
の信号処理を行う信号処理回路と、この信号処理回路の
出力信号が供給されるへッドホンと、このへッドホンに
設けられてこのヘッドホンの装着者の頭部の回転を検出
する検出手段と、この検出手段の検出出力を処理して所
定の制御データを出力する回路とを有し、上記信号処理
回路は、上記Nチャンネルの入力オーディオ信号に、こ
れら入力オーディオ信号を定位させる位置に置かれたN
個の音源から左耳および右耳までの頭部伝達関数を時間
領域に変換したインパルス応答を畳み込む2N個のデジ
タルフィルタと、上記Nチャンネルのうち、前方チャン
ネルであるM(M≦N)チャンネルに対応する2M個の
デジタルフィルタの出力を、左チャンネル同士および右
チャンネル同士それぞれ加算する第1の1対の加算回路
と、第2の1対の加算回路と、上記第1の1対の加算回
路と、上記第2の1対の加算回路との間に接続した1対
の時間差の付加回路と、上記第1の1対の加算回路と、
上記第2の1対の加算回路との間に、上記1対の時間差
の付加回路とは直列に接続した1対のレベル差の付加回
路と、上記Nチャンネルのデジタルフィルタのうち、残
る(N−M)チャンネルに対応する2(N−M)個のデ
ジタルフィルタの出力を、左チャンネル同士および右チ
ャンネル同士それぞれ加算する第3の1対の加算回路と
を有し、上記第3の1対の加算回路の出力信号を上記第
2の1対の加算回路に供給して、上記1対の時間差の付
加回路および上記1対のレベル差の付加回路を通じた信
号と、上記第2の1対の加算回路に供給して左チャンネ
ル同士および右チャンネル同士とを、それぞれ加算し、
上記1対の時間差の付加回路において、これを通じる信
号の時間差を上記制御データにしたがって制御し、上記
1対のレベル差の付加回路において、これを通じる信号
のレベル差を上記制御データにしたがって制御し、上記
第2の1対の加算回路の出力を上記信号処理回路の出力
信号として上記ヘッドホンに供給するようにしたヘッド
ホン装置とするものである。したがって、多チャンネル
のオーディオ信号がスピーカ再生の場合と同等なオーデ
ィオ信号に変換されてからヘッドホンに供給されて音響
に変換される。
いては、複数Nチャンネルの入力オーディオ信号に所定
の信号処理を行う信号処理回路と、この信号処理回路の
出力信号が供給されるへッドホンと、このへッドホンに
設けられてこのヘッドホンの装着者の頭部の回転を検出
する検出手段と、この検出手段の検出出力を処理して所
定の制御データを出力する回路とを有し、上記信号処理
回路は、上記Nチャンネルの入力オーディオ信号に、こ
れら入力オーディオ信号を定位させる位置に置かれたN
個の音源から左耳および右耳までの頭部伝達関数を時間
領域に変換したインパルス応答を畳み込む2N個のデジ
タルフィルタと、上記Nチャンネルのうち、前方チャン
ネルであるM(M≦N)チャンネルに対応する2M個の
デジタルフィルタの出力を、左チャンネル同士および右
チャンネル同士それぞれ加算する第1の1対の加算回路
と、第2の1対の加算回路と、上記第1の1対の加算回
路と、上記第2の1対の加算回路との間に接続した1対
の時間差の付加回路と、上記第1の1対の加算回路と、
上記第2の1対の加算回路との間に、上記1対の時間差
の付加回路とは直列に接続した1対のレベル差の付加回
路と、上記Nチャンネルのデジタルフィルタのうち、残
る(N−M)チャンネルに対応する2(N−M)個のデ
ジタルフィルタの出力を、左チャンネル同士および右チ
ャンネル同士それぞれ加算する第3の1対の加算回路と
を有し、上記第3の1対の加算回路の出力信号を上記第
2の1対の加算回路に供給して、上記1対の時間差の付
加回路および上記1対のレベル差の付加回路を通じた信
号と、上記第2の1対の加算回路に供給して左チャンネ
ル同士および右チャンネル同士とを、それぞれ加算し、
上記1対の時間差の付加回路において、これを通じる信
号の時間差を上記制御データにしたがって制御し、上記
1対のレベル差の付加回路において、これを通じる信号
のレベル差を上記制御データにしたがって制御し、上記
第2の1対の加算回路の出力を上記信号処理回路の出力
信号として上記ヘッドホンに供給するようにしたヘッド
ホン装置とするものである。したがって、多チャンネル
のオーディオ信号がスピーカ再生の場合と同等なオーデ
ィオ信号に変換されてからヘッドホンに供給されて音響
に変換される。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は、この発明によるヘッドホ
ン装置の一形態を示すもので、これは、ヘッドホンアダ
プタ10と、その出力信号の供給されるヘッドホン6
と、リスナの頭の向きの検出回路70とから構成され
る。また、符号SLF、SRF、SLB、SRBは4チャンネル
のオーディオ信号であり、これら信号SLF、SRF、SL
B、SRBは、リスナの左前方、右前方、左後方および右
後方に配置されたスピーカにそれぞれ供給されたとき、
4チャンネルステレオの再生音場を実現するものであ
る。
ン装置の一形態を示すもので、これは、ヘッドホンアダ
プタ10と、その出力信号の供給されるヘッドホン6
と、リスナの頭の向きの検出回路70とから構成され
る。また、符号SLF、SRF、SLB、SRBは4チャンネル
のオーディオ信号であり、これら信号SLF、SRF、SL
B、SRBは、リスナの左前方、右前方、左後方および右
後方に配置されたスピーカにそれぞれ供給されたとき、
4チャンネルステレオの再生音場を実現するものであ
る。
【0013】そして、ヘッドホンアダプタ10におい
て、オーディオ信号SLF〜SRBが、入力端子11〜14
を通じてA/Dコンバータ回路21〜24に供給されて
A/D変換され、このA/D変換後のオーディオ信号S
LF〜SRBが、例えばDSPにより構成されたデジタル処
理回路3に供給される。このデジタル処理回路3の詳細
については後述するが、これは、オーディオ信号SLF〜
SRBをヘッドホン6により再生してもスピーカで再生し
た場合に近い音場が得られるようなオーディオ信号SL
、SR に変換するものである(この時点では、オーデ
ィオ信号SLF〜SRB、SL 、SR はデジタル信号である
が、記載が煩雑になるので、アナログ信号であるとみな
して記載している。以下同様)。
て、オーディオ信号SLF〜SRBが、入力端子11〜14
を通じてA/Dコンバータ回路21〜24に供給されて
A/D変換され、このA/D変換後のオーディオ信号S
LF〜SRBが、例えばDSPにより構成されたデジタル処
理回路3に供給される。このデジタル処理回路3の詳細
については後述するが、これは、オーディオ信号SLF〜
SRBをヘッドホン6により再生してもスピーカで再生し
た場合に近い音場が得られるようなオーディオ信号SL
、SR に変換するものである(この時点では、オーデ
ィオ信号SLF〜SRB、SL 、SR はデジタル信号である
が、記載が煩雑になるので、アナログ信号であるとみな
して記載している。以下同様)。
【0014】そして、これら信号SL 、SR が、D/A
コンバータ回路4L、4Rに供給されてD/A変換さ
れ、このD/A変換後のオーディオ信号SL 、SR が、
ヘッドホンアンプ5L、5Rを通じてヘッドホン6の左
および右の音響ユニット(電気・音響変換素子)6L、
6Rに供給される。なお、音響ユニット6L、6Rは、
ヘッドホン6を装着したとき、音響ユニット6L、6R
をリスナの左右の耳の位置に保持するように、バンド6
1により連結されている。
コンバータ回路4L、4Rに供給されてD/A変換さ
れ、このD/A変換後のオーディオ信号SL 、SR が、
ヘッドホンアンプ5L、5Rを通じてヘッドホン6の左
および右の音響ユニット(電気・音響変換素子)6L、
6Rに供給される。なお、音響ユニット6L、6Rは、
ヘッドホン6を装着したとき、音響ユニット6L、6R
をリスナの左右の耳の位置に保持するように、バンド6
1により連結されている。
【0015】さらに、頭の向きの検出回路70が次のよ
うに構成される。すなわち、ヘッドホン6の例えばバン
ド61に回転角速度センサ71が設けられるとともに、
その出力信号が検出回路72に供給されて、リスナが頭
を回転させたときの角速度が検出され、その検出信号S
72がA/Dコンバータ回路73に供給されてデジタルの
検出信号S72にA/D変換され、このA/D変換後の検
出信号S72がマイクロコンピュータ74に供給される。
うに構成される。すなわち、ヘッドホン6の例えばバン
ド61に回転角速度センサ71が設けられるとともに、
その出力信号が検出回路72に供給されて、リスナが頭
を回転させたときの角速度が検出され、その検出信号S
72がA/Dコンバータ回路73に供給されてデジタルの
検出信号S72にA/D変換され、このA/D変換後の検
出信号S72がマイクロコンピュータ74に供給される。
【0016】そして、マイクロコンピュータ74におい
て、検出信号S72が所定の時間ごとにサンプリングされ
た後に積分されてリスナの頭の向きを示す角度のデータ
に変換されるとともに、この角度のデータから実際に音
像を定位させるための制御データの信号S74が作成さ
れ、この信号S74がデジタル処理回路3に制御信号とし
て供給される。
て、検出信号S72が所定の時間ごとにサンプリングされ
た後に積分されてリスナの頭の向きを示す角度のデータ
に変換されるとともに、この角度のデータから実際に音
像を定位させるための制御データの信号S74が作成さ
れ、この信号S74がデジタル処理回路3に制御信号とし
て供給される。
【0017】次に、デジタル処理回路3について説明す
る。なお、ここでは、デジタル処理回路3をディスクリ
ートの回路により構成した場合である。
る。なお、ここでは、デジタル処理回路3をディスクリ
ートの回路により構成した場合である。
【0018】今、図2に示すように、リスナMの左前方
および右前方に音源SPL 、SPRを配置し、これら音
源SPL 、SPR により、頭外の任意の位置に音源SP
X を等価的に再現する場合を考える。そして、 HLL:音源SPL からリスナMの左耳に至る伝達関数 HLR: 〃 右耳 〃 HRL:音源SPR からリスナMの左耳に至る伝達関数 HRR: 〃 右耳 〃 HXL:音源SPX からリスナMの左耳に至る伝達関数 HXR: 〃 右耳 〃 とすると、音源SPL 、SPR は、 SPL =(HXL×HRR−HXR×HRL)/(HLL×HRR−HLR×HRL) ×SPX ・・・ (1) SPR =(HXR×HLL−HXL×HLR)/(HLL×HRR−HLR×HRL) ×SPX ・・・ (2) のように表すことができる。
および右前方に音源SPL 、SPRを配置し、これら音
源SPL 、SPR により、頭外の任意の位置に音源SP
X を等価的に再現する場合を考える。そして、 HLL:音源SPL からリスナMの左耳に至る伝達関数 HLR: 〃 右耳 〃 HRL:音源SPR からリスナMの左耳に至る伝達関数 HRR: 〃 右耳 〃 HXL:音源SPX からリスナMの左耳に至る伝達関数 HXR: 〃 右耳 〃 とすると、音源SPL 、SPR は、 SPL =(HXL×HRR−HXR×HRL)/(HLL×HRR−HLR×HRL) ×SPX ・・・ (1) SPR =(HXR×HLL−HXL×HLR)/(HLL×HRR−HLR×HRL) ×SPX ・・・ (2) のように表すことができる。
【0019】したがって、音源SPX に対応する入力オ
ーディオ信号SX を、(1) 式の伝達関数部分を実現する
フィルタを通じて音源SPL の位置に配置したスピーカ
に供給するとともに、信号SX を(2) 式の伝達関数部分
を実現するフィルタを通じて音源SPR の位置に配置し
たスピーカに供給すれば、音源SPX の位置にオーディ
オ信号SX による音像を定位させることができる。
ーディオ信号SX を、(1) 式の伝達関数部分を実現する
フィルタを通じて音源SPL の位置に配置したスピーカ
に供給するとともに、信号SX を(2) 式の伝達関数部分
を実現するフィルタを通じて音源SPR の位置に配置し
たスピーカに供給すれば、音源SPX の位置にオーディ
オ信号SX による音像を定位させることができる。
【0020】そこで、デジタル処理回路3は、例えば図
3に示すように、FIR型のデジタルフィルタ311L
〜314L、311R〜314Rと、時間差の付加回路
33L、33Rと、レベル差の付加回路34L、34R
などから構成することができる。
3に示すように、FIR型のデジタルフィルタ311L
〜314L、311R〜314Rと、時間差の付加回路
33L、33Rと、レベル差の付加回路34L、34R
などから構成することができる。
【0021】すなわち、A/Dコンバータ回路21、2
2からのオーディオ信号SLF、SRFが、デジタルフィル
タ311L、312Rを通じて加算回路321、322
に供給されるとともに、デジタルフィルタ311R、3
12Lを通じて加算回路322、321に供給される。
そして、このとき、デジタルフィルタ311L〜312
Rの伝達関数が上述の考えにしたがって所定の値に設定
され、オーディオ信号SLF、SRFに対して、(1) 、(2)
式の伝達関数部分と同様の伝達関数を時間軸に変換した
インパルス応答が畳み込まれ、その処理結果の信号が、
加算回路321、322から左前方および右前方チャン
ネルのオーディオ信号SL1、SR2として取り出される。
2からのオーディオ信号SLF、SRFが、デジタルフィル
タ311L、312Rを通じて加算回路321、322
に供給されるとともに、デジタルフィルタ311R、3
12Lを通じて加算回路322、321に供給される。
そして、このとき、デジタルフィルタ311L〜312
Rの伝達関数が上述の考えにしたがって所定の値に設定
され、オーディオ信号SLF、SRFに対して、(1) 、(2)
式の伝達関数部分と同様の伝達関数を時間軸に変換した
インパルス応答が畳み込まれ、その処理結果の信号が、
加算回路321、322から左前方および右前方チャン
ネルのオーディオ信号SL1、SR2として取り出される。
【0022】そして、これらオーディオ信号SL1、SR2
が、時間差の付加回路33L、33Rおよびレベル差の
付加回路34L、34Rを通じて加算回路35L、35
Rに供給される。
が、時間差の付加回路33L、33Rおよびレベル差の
付加回路34L、34Rを通じて加算回路35L、35
Rに供給される。
【0023】また、A/Dコンバータ回路23、24か
らのオーディオ信号SLB、SRBが、デジタルフィルタ3
13L、314Rを通じて加算回路323、324に供
給されるとともに、デジタルフィルタ313R、314
Lを通じて加算回路324、323に供給される。そし
て、このとき、デジタルフィルタ313L〜314Rの
伝達関数が上述の考えにしたがって所定の値に設定さ
れ、オーディオ信号SLB、SRBに対して、(1) 、(2) 式
の伝達関数部分と同様の伝達関数を時間軸に変換したイ
ンパルス応答が畳み込まれ、その処理結果の信号が、加
算回路323、324から左後方および右後方チャンネ
ルのオーディオ信号SL3、SR4として取り出される。そ
して、これらオーディオ信号SL3、SR4が加算回路35
L、35Rに供給される。
らのオーディオ信号SLB、SRBが、デジタルフィルタ3
13L、314Rを通じて加算回路323、324に供
給されるとともに、デジタルフィルタ313R、314
Lを通じて加算回路324、323に供給される。そし
て、このとき、デジタルフィルタ313L〜314Rの
伝達関数が上述の考えにしたがって所定の値に設定さ
れ、オーディオ信号SLB、SRBに対して、(1) 、(2) 式
の伝達関数部分と同様の伝達関数を時間軸に変換したイ
ンパルス応答が畳み込まれ、その処理結果の信号が、加
算回路323、324から左後方および右後方チャンネ
ルのオーディオ信号SL3、SR4として取り出される。そ
して、これらオーディオ信号SL3、SR4が加算回路35
L、35Rに供給される。
【0024】こうして、加算回路35Lにおいて、左前
方チャンネルの信号S1Lと、左後方チャンネルの信号S
L3とが加算されて左チャンネルの信号SL が取り出さ
れ、加算回路35Rにおいて、右前方チャンネルの信号
SR2と、右後方チャンネルの信号SR4とが加算されて右
チャンネルの信号SR が取り出される。そして、これら
信号SL 、SR が、図1に示すように、ヘッドホン6の
音響ユニット6L、6Rに供給される。
方チャンネルの信号S1Lと、左後方チャンネルの信号S
L3とが加算されて左チャンネルの信号SL が取り出さ
れ、加算回路35Rにおいて、右前方チャンネルの信号
SR2と、右後方チャンネルの信号SR4とが加算されて右
チャンネルの信号SR が取り出される。そして、これら
信号SL 、SR が、図1に示すように、ヘッドホン6の
音響ユニット6L、6Rに供給される。
【0025】したがって、オーディオ信号SL 、SR が
ヘッドホン6に供給されたとき、オーディオ信号SLF〜
SRB が4つのスピーカに供給されたときとほぼ同等の音
像が再現され、4つのスピーカの場合と同等の再生音場
が実現される。
ヘッドホン6に供給されたとき、オーディオ信号SLF〜
SRB が4つのスピーカに供給されたときとほぼ同等の音
像が再現され、4つのスピーカの場合と同等の再生音場
が実現される。
【0026】ただし、これだけでは、デジタルフィルタ
311L〜314Rの係数が固定なので、ヘッドホン6
により再現された音像の定位位置は、リスナMに対して
固定され、上述のように、リスナMが頭を動かすと、音
像も一緒に動いてしまう。
311L〜314Rの係数が固定なので、ヘッドホン6
により再現された音像の定位位置は、リスナMに対して
固定され、上述のように、リスナMが頭を動かすと、音
像も一緒に動いてしまう。
【0027】そこで、上述のように検出回路70が設け
られ、マイクロコンピュータ74からの信号S74によ
り、付加回路33L〜34Rの付加する時間差およびレ
ベル差が制御される。すなわち、付加回路33L、33
Rは例えば可変遅延回路により構成され、付加回路34
L、34Rは例えば可変利得回路により構成される。
られ、マイクロコンピュータ74からの信号S74によ
り、付加回路33L〜34Rの付加する時間差およびレ
ベル差が制御される。すなわち、付加回路33L、33
Rは例えば可変遅延回路により構成され、付加回路34
L、34Rは例えば可変利得回路により構成される。
【0028】そして、例えばリスナMの前方に音源があ
るとき、リスナMが右を向けば、左耳に入射する音波の
時間遅れは小さくなるとともに、レベルは大きくなるの
で、付加回路33Lの特性は、図4において折れ線Bで
示すように制御され、付加回路34Lの特性は、図5に
おいて曲線Cで示すように制御される。また、左耳と右
耳とは立場が逆なので、付加回路33Rの特性は、図4
において折れ線Aで示すように制御され、付加回路34
Rの特性は、図5において曲線Dで示すように制御され
る。なお、デジタルフィルタ311L〜314Rの係数
は、リスナMが正面を向いているときの値に固定され
る。
るとき、リスナMが右を向けば、左耳に入射する音波の
時間遅れは小さくなるとともに、レベルは大きくなるの
で、付加回路33Lの特性は、図4において折れ線Bで
示すように制御され、付加回路34Lの特性は、図5に
おいて曲線Cで示すように制御される。また、左耳と右
耳とは立場が逆なので、付加回路33Rの特性は、図4
において折れ線Aで示すように制御され、付加回路34
Rの特性は、図5において曲線Dで示すように制御され
る。なお、デジタルフィルタ311L〜314Rの係数
は、リスナMが正面を向いているときの値に固定され
る。
【0029】したがって、リスナMが頭の向きを変える
と、その向きに対応して前方チャンネルの信号SL1、S
R2の時間差およびレベル差が図4および図5に示すよう
に変化するので、ヘッドホン6により形成される音像の
うち、リスナMの前方に定位する音像は頭の向きにかか
わらず外界の固定した場所に定位することになる。
と、その向きに対応して前方チャンネルの信号SL1、S
R2の時間差およびレベル差が図4および図5に示すよう
に変化するので、ヘッドホン6により形成される音像の
うち、リスナMの前方に定位する音像は頭の向きにかか
わらず外界の固定した場所に定位することになる。
【0030】また、後方チャンネルの信号SL3、SR4に
は、頭の動きに対する時間差およびレベル差の処理を行
っていないが、リスナMの後方に音像を定位させること
は、リスナMの前方に音像を定位させることに比べ比較
的容易であり、デジタルフィルタ313L〜314Rに
よって信号SL3、SR4にインパルス応答を畳み込むだけ
で音像を頭外の後方に定位させることができる。したが
って、後方チャンネルの信号SL3、SR4の処理について
は、時間差付およびレペル差の処理を省略することが可
能となり、これによって囲繞感を損なうことなく、リス
ナMの頭外の後方に音像を定位させることができる。
は、頭の動きに対する時間差およびレベル差の処理を行
っていないが、リスナMの後方に音像を定位させること
は、リスナMの前方に音像を定位させることに比べ比較
的容易であり、デジタルフィルタ313L〜314Rに
よって信号SL3、SR4にインパルス応答を畳み込むだけ
で音像を頭外の後方に定位させることができる。したが
って、後方チャンネルの信号SL3、SR4の処理について
は、時間差付およびレペル差の処理を省略することが可
能となり、これによって囲繞感を損なうことなく、リス
ナMの頭外の後方に音像を定位させることができる。
【0031】さらに、このヘッドホン装置においては、
頭の動きに対するデジタルフィルタ311L〜312R
の係数の変化を、オーディオ信号SL1、SR2に対する時
間差およびレベル差の変更で代行ないしシミュレートす
るようにしているので、回路規模を大幅に簡略化するこ
とができるとともに、コストの上昇を抑えることができ
る。
頭の動きに対するデジタルフィルタ311L〜312R
の係数の変化を、オーディオ信号SL1、SR2に対する時
間差およびレベル差の変更で代行ないしシミュレートす
るようにしているので、回路規模を大幅に簡略化するこ
とができるとともに、コストの上昇を抑えることができ
る。
【0032】図6は、ヘッドホン装置を多チャンネルの
オーディオ信号源に接続できるようにした場合である。
オーディオ信号源に接続できるようにした場合である。
【0033】すなわち、図6において、符号900は、
デジタルオーディオ信号源を示し、この例においては、
信号源900はDVDプレーヤである。そして、このD
VDプレーヤ900からは、例えばドルビーデジタル
(AC−3)におけるいわゆる5.1 チャンネルのデジタ
ルオーディオ信号SDAが取り出される。
デジタルオーディオ信号源を示し、この例においては、
信号源900はDVDプレーヤである。そして、このD
VDプレーヤ900からは、例えばドルビーデジタル
(AC−3)におけるいわゆる5.1 チャンネルのデジタ
ルオーディオ信号SDAが取り出される。
【0034】このデジタルオーディオ信号SDAは、左前
方、中央前方、右前方、左後方、右後方および120Hz 以
下の低域の6チャンネルのデジタルオーディオ信号SL
F、SCF、SRF、SLB、SRB、SLOW が、1つのシリア
ルデータ(ビットストリーム)にエンコードされた信号
である。また、一般には、この信号SDAが、専用アダプ
タに供給されてもとの6チャンネルのオーディオ信号S
LF〜SLOW にデコードおよびD/A変換され、その信号
SLF〜SLOW がそれぞれのスピーカに供給されて再生音
場が形成されるものである。
方、中央前方、右前方、左後方、右後方および120Hz 以
下の低域の6チャンネルのデジタルオーディオ信号SL
F、SCF、SRF、SLB、SRB、SLOW が、1つのシリア
ルデータ(ビットストリーム)にエンコードされた信号
である。また、一般には、この信号SDAが、専用アダプ
タに供給されてもとの6チャンネルのオーディオ信号S
LF〜SLOW にデコードおよびD/A変換され、その信号
SLF〜SLOW がそれぞれのスピーカに供給されて再生音
場が形成されるものである。
【0035】そして、そのような信号SDAが、プレーヤ
900から同軸ケーブル901を通じてヘッドホン装置
のデコーダ回路2に供給されてそれぞれのオーディオ信
号SLF〜SLOW にデコードされ、これらオーディオ信号
SLF〜SLOW がデジタル処理回路3に供給される。
900から同軸ケーブル901を通じてヘッドホン装置
のデコーダ回路2に供給されてそれぞれのオーディオ信
号SLF〜SLOW にデコードされ、これらオーディオ信号
SLF〜SLOW がデジタル処理回路3に供給される。
【0036】このデジタル処理回路3は、ディスクリー
ト回路により構成した場合、例えば図7に示すように構
成される。すなわち、中央前方チャンネルのオーディオ
信号SCFを中央前方のスピーカに供給して再生される音
像は、左前方および右前方のスピーカにより再現するこ
とができる。また、低域チャンネルのオーディオ信号S
LOW は周波数が低いので、この信号SLOW により形成さ
れる音像は、一般に方向感を伴わない。
ト回路により構成した場合、例えば図7に示すように構
成される。すなわち、中央前方チャンネルのオーディオ
信号SCFを中央前方のスピーカに供給して再生される音
像は、左前方および右前方のスピーカにより再現するこ
とができる。また、低域チャンネルのオーディオ信号S
LOW は周波数が低いので、この信号SLOW により形成さ
れる音像は、一般に方向感を伴わない。
【0037】そこで、図7に示す処理回路3において
は、デコーダ回路2からのデジタルオーディオ信号SL
F、SRFが、加算回路311、312を通じてデジタル
フィルタ311L〜312Rに供給されるとともに、デ
コーダ回路2からのデジタルオーディオ信号SCFが減衰
回路31Cを通じて加算回路311、312に供給さ
れ、オーディオ信号SCFはオーディオ信号SLF、SRFに
分配される。
は、デコーダ回路2からのデジタルオーディオ信号SL
F、SRFが、加算回路311、312を通じてデジタル
フィルタ311L〜312Rに供給されるとともに、デ
コーダ回路2からのデジタルオーディオ信号SCFが減衰
回路31Cを通じて加算回路311、312に供給さ
れ、オーディオ信号SCFはオーディオ信号SLF、SRFに
分配される。
【0038】また、デコーダ回路2からのデジタルオー
ディオ信号SLB、SRBが、加算回路313、314を通
じてデジタルフィルタ313L〜314Rに供給される
とともに、デコーダ回路2からのデジタルオーディオ信
号SLOW が減衰回路31Wを通じて加算回路311〜3
14に供給され、オーディオ信号SLOW はオーディオ信
号SLF〜SRBに分配される。なお、フィルタ311L〜
314Rから後段は、図3と同様に構成される。
ディオ信号SLB、SRBが、加算回路313、314を通
じてデジタルフィルタ313L〜314Rに供給される
とともに、デコーダ回路2からのデジタルオーディオ信
号SLOW が減衰回路31Wを通じて加算回路311〜3
14に供給され、オーディオ信号SLOW はオーディオ信
号SLF〜SRBに分配される。なお、フィルタ311L〜
314Rから後段は、図3と同様に構成される。
【0039】したがって、このヘッドホン装置によれ
ば、6チャンネルのオーディオ信号SLF〜SLOW を6つ
のスピーカに供給したときに得られる音場とほぼ同等の
音場を、ヘッドホン6により再現することができる。
ば、6チャンネルのオーディオ信号SLF〜SLOW を6つ
のスピーカに供給したときに得られる音場とほぼ同等の
音場を、ヘッドホン6により再現することができる。
【0040】そして、その場合、DVDプレーヤ900
とヘッドホン装置との接続は、ケーブル901の1本だ
けでよく、接続が簡単である。また、DVDプレーヤ9
00により再生されたデジタルオーディオ信号SDAを、
アナログオーディオ信号にD/A変換しないで、そのま
まヘッドホン装置に供給して音場再生を実現しているの
で、音質の劣化を回避することができる。
とヘッドホン装置との接続は、ケーブル901の1本だ
けでよく、接続が簡単である。また、DVDプレーヤ9
00により再生されたデジタルオーディオ信号SDAを、
アナログオーディオ信号にD/A変換しないで、そのま
まヘッドホン装置に供給して音場再生を実現しているの
で、音質の劣化を回避することができる。
【0041】なお、上述において、リスナMの頭の向き
を検出する回転角センサ71は、圧電振動ジャイロや地
磁気方位センサとすることができる。あるいは、リスナ
Mの前方あるいは周囲に発光手段を配置するとともに、
ヘッドホン6に少なくとも2個の光強度センサを設け、
これら光強度センサの出力比によりリスナMの頭の回転
角を算出することもできる。
を検出する回転角センサ71は、圧電振動ジャイロや地
磁気方位センサとすることができる。あるいは、リスナ
Mの前方あるいは周囲に発光手段を配置するとともに、
ヘッドホン6に少なくとも2個の光強度センサを設け、
これら光強度センサの出力比によりリスナMの頭の回転
角を算出することもできる。
【0042】また、ヘッドホン6上の離れた2か所に設
けられた超音波センサにより、リスナMの前方あるいは
周囲の超音波発振器から出力されるバースト状の超音波
を受音して受信信号に変換し、この受信信号の時間差か
らヘッドホン6の回転角を算出することもできる。
けられた超音波センサにより、リスナMの前方あるいは
周囲の超音波発振器から出力されるバースト状の超音波
を受音して受信信号に変換し、この受信信号の時間差か
らヘッドホン6の回転角を算出することもできる。
【0043】
【発明の効果】この発明によれば、多チャンネルのオー
ディオ信号をスピーカに供給してオーディオ再生を行う
場合と同等の再生音場を、ヘッドホンにより実現するこ
とができるとともに、そのとき、音像の定位が適切にな
り、サラウンド感の特徴であるリスナMを取り巻く囲繞
感を損なうことがない。
ディオ信号をスピーカに供給してオーディオ再生を行う
場合と同等の再生音場を、ヘッドホンにより実現するこ
とができるとともに、そのとき、音像の定位が適切にな
り、サラウンド感の特徴であるリスナMを取り巻く囲繞
感を損なうことがない。
【0044】また、回路規模を大幅に簡略化することが
できるとともに、コストの上昇を抑えることができる。
できるとともに、コストの上昇を抑えることができる。
【0045】さらに、DVDプレーヤなどのデジタルオ
ーディオ信号源との接続は、1本のケーブルとすること
ができ、接続が簡単であるとともに、信号源からのデジ
タルオーディオ信号をそのまま供給することができ、音
質の劣化を回避することができる。
ーディオ信号源との接続は、1本のケーブルとすること
ができ、接続が簡単であるとともに、信号源からのデジ
タルオーディオ信号をそのまま供給することができ、音
質の劣化を回避することができる。
【図1】この発明の一形態を示す系統図である。
【図2】この発明を説明するための平面図である。
【図3】この発明に使用できる回路の一形態を示す系統
図である。
図である。
【図4】この発明を説明するための特性図である。
【図5】この発明を説明するための特性図である。
【図6】この発明の他の形態を示す系統図である。
【図7】この発明の他の形態の一部を示す系統図であ
る。
る。
3…デジタル処理回路、4Lおよび4R…D/Aコンバ
ータ回路、6…ヘッドホン、6Lおよび6R…音響ユニ
ット、11〜14…入力端子、21〜24…A/Dコン
バータ回路、33Lおよび33R…時間差の付加回路、
34Lおよび34R…レベル差の付加回路、70…検出
回路、71…回転角速度センサ、72…検出回路、73
…A/Dコンバータ回路、74…マイクロコンピュー
タ、311L〜314R…デジタルフィルタ
ータ回路、6…ヘッドホン、6Lおよび6R…音響ユニ
ット、11〜14…入力端子、21〜24…A/Dコン
バータ回路、33Lおよび33R…時間差の付加回路、
34Lおよび34R…レベル差の付加回路、70…検出
回路、71…回転角速度センサ、72…検出回路、73
…A/Dコンバータ回路、74…マイクロコンピュー
タ、311L〜314R…デジタルフィルタ
Claims (3)
- 【請求項1】複数Nチャンネルの入力オーディオ信号に
所定の信号処理を行う信号処理回路と、 この信号処理回路の出力信号が供給されるへッドホン
と、 このへッドホンに設けられてこのヘッドホンの装着者の
頭部の回転を検出する検出手段と、 この検出手段の検出出力を処理して所定の制御データを
出力する回路とを有し、 上記信号処理回路は、 上記Nチャンネルの入力オーディオ信号に、これら入力
オーディオ信号を定位させる位置に置かれたN個の音源
から左耳および右耳までの頭部伝達関数を時間領域に変
換したインパルス応答を畳み込む2N個のデジタルフィ
ルタと、 上記Nチャンネルのうち、前方チャンネルであるM(M
≦N)チャンネルに対応する2M個のデジタルフィルタ
の出力を、左チャンネル同士および右チャンネル同士そ
れぞれ加算する第1の1対の加算回路と、 第2の1対の加算回路と、 上記第1の1対の加算回路と、上記第2の1対の加算回
路との間に接続した1対の時間差の付加回路と、 上記第1の1対の加算回路と、上記第2の1対の加算回
路との間に、上記1対の時間差の付加回路とは直列に接
続した1対のレベル差の付加回路と、 上記Nチャンネルのデジタルフィルタのうち、残る(N
−M)チャンネルに対応する2(N−M)個のデジタル
フィルタの出力を、左チャンネル同士および右チャンネ
ル同士それぞれ加算する第3の1対の加算回路とを有
し、 上記第3の1対の加算回路の出力信号を上記第2の1対
の加算回路に供給して、上記1対の時間差の付加回路お
よび上記1対のレベル差の付加回路を通じた信号と、上
記第2の1対の加算回路に供給して左チャンネル同士お
よび右チャンネル同士とを、それぞれ加算し、 上記1対の時間差の付加回路において、これを通じる信
号の時間差を上記制御データにしたがって制御し、 上記1対のレベル差の付加回路において、これを通じる
信号のレベル差を上記制御データにしたがって制御し、 上記第2の1対の加算回路の出力を上記信号処理回路の
出力信号として上記ヘッドホンに供給するようにしたヘ
ッドホン装置。 - 【請求項2】請求項1に記載のヘッドホン装置におい
て、 上記入力オーディオ信号は、多チャンネルの信号を2チ
ャンネル化した信号あるいは音声圧縮およびデジタル化
した信号とされ、 上記信号処理回路の前段に、上記入力オーディオ信号を
上記多チャンネルのオーディオ信号に変換するデコード
回路を設けるようにしたヘッドホン装置。 - 【請求項3】請求項1に記載のヘッドホン装置におい
て、 上記入力オーディオ信号は、多チャンネルの信号を1チ
ャンネル化した信号とされ、 上記信号処理回路の前段に、上記入力オーディオ信号を
上記多チャンネルのオーディオ信号に変換するデコード
回路を設けるようにしたヘッドホン装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10022217A JPH11220797A (ja) | 1998-02-03 | 1998-02-03 | ヘッドホン装置 |
DE19980321T DE19980321T1 (de) | 1998-02-03 | 1999-02-02 | Kopfhörervorrichtung |
GB9923287A GB2339127B (en) | 1998-02-03 | 1999-02-02 | Headphone apparatus |
US09/381,961 US6108430A (en) | 1998-02-03 | 1999-02-02 | Headphone apparatus |
PCT/JP1999/000425 WO1999040756A1 (fr) | 1998-02-03 | 1999-02-02 | Ensemble casque d'ecoute |
KR1019997008997A KR20010005920A (ko) | 1998-02-03 | 1999-02-02 | 헤드폰장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10022217A JPH11220797A (ja) | 1998-02-03 | 1998-02-03 | ヘッドホン装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11220797A true JPH11220797A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=12076647
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10022217A Abandoned JPH11220797A (ja) | 1998-02-03 | 1998-02-03 | ヘッドホン装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6108430A (ja) |
JP (1) | JPH11220797A (ja) |
KR (1) | KR20010005920A (ja) |
DE (1) | DE19980321T1 (ja) |
GB (1) | GB2339127B (ja) |
WO (1) | WO1999040756A1 (ja) |
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