(57)【要約】【課題】ヘッドホンをしたまま、プレイヤから出力される音楽と、携帯電話機から出力される呼び出し音及び通話の相手方の声とを明確に聞き分けられるようにする。【解決手段】音楽用プレイヤから出力される音楽の音像を、信号処理回路によって、ヘッドホンを装着した受聴者の頭外に定位させ、携帯電話機から出力される通話の相手方の声の音像を、同受聴者の頭内に定位させる。【選択図】      図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオ機器からの音声信号を入力する第１入力手段と、言葉又は合図を受け取るための通信機器からの音声信号を入力する第２入力手段と、
前記第１入力手段に入力された音声信号の音像を受聴者の頭外に定位させる第１定位手段と、
前記第１定位手段により音像が定位された音声信号と、前記第２入力手段に入力された音声信号とを合成する合成手段と、
前記合成手段により合成された音声信号を出力する出力手段と、
前記受聴者の声を前記通信機器に入力するための第３入力手段と
を備えたことを特徴とするヘッドホン装置。
【請求項２】
前記第１定位手段は、前記第１入力手段に入力された音声信号の音像を前記受聴者の頭外における２つの位置に定位させることを特徴とする請求項１に記載のヘッドホン装置。
【請求項３】
前記第１定位手段は、前記第１入力手段に入力された音声信号の音像を前記受聴者の頭外における５つ以上の位置に定位させることを特徴とする請求項１に記載のヘッドホン装置。
【請求項４】
前記第１定位手段は、前記第１入力手段に入力された音声信号の音像を前記受聴者の頭外であって、前記受聴者の前方向左側位置及び前方向右側位置にそれぞれ定位させることを特徴とする請求項１に記載のヘッドホン装置。
【請求項５】
前記第１定位手段は、前記第１入力手段に入力された音声信号の音像を受聴者の頭外であって、前記受聴者の前方向左側位置、前方向中央位置、前方向右側位置、横方向左側位置及び横方向右側位置を含む５つ以上の位置にそれぞれ定位させることを特徴とする請求項１に記載のヘッドホン装置。
【請求項６】
前記第１定位手段はＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）により構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のヘッドホン装置。
【請求項７】
前記第２入力手段に入力された音声信号の音像を、前記第１定位手段により定められた音像の位置と異なる位置に定位させる第２定位手段を備え、
前記合成手段は、前記第１定位手段により音像が定位された音声信号と、前記第２定位手段により音像が定位された音声信号とを合成することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のヘッドホン装置。
【請求項８】
前記第２定位手段はＤＳＰにより構成されていることを特徴とする請求項７に記載のヘッドホン装置。
【請求項９】
前記出力手段は、受聴者の耳元に装着するスピーカユニットであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のヘッドホン装置。
【請求項１０】
前記第１定位手段により音像が定位された音声信号を無線送信する無線送信手段と、
前記無線送信手段により無線送信された音声信号を受信し、この音声信号を合成手段に供給する無線受信手段と
を備えたことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載のヘッドホン装置。
【請求項１１】
前記第１入力手段、前記第１定位手段及び前記無線送信手段を含む信号処理ユニットと、
前記第２入力手段、前記無線受信手段、前記合成手段、前記出力手段及び前記第３入力手段を含むヘッドホンユニットとを備え、
前記信号処理ユニットと前記ヘッドホンユニットとは場所的に相互に分離していることを特徴とする請求項１０に記載のヘッドホン装置。
【請求項１２】
前記オーディオ機器は、音楽を再生する再生装置であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載のヘッドホン装置。
【請求項１３】
前記通信機器は、電話機であることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載のヘッドホン装置。
【請求項１４】
前記通信機器からの音声信号は、通話の相手方の声を含むことを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載のヘッドホン装置。
【請求項１５】
前記通信機器からの音声信号は、呼び出し音を含むことを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記載のヘッドホン装置。
【請求項１６】
前記第３入力手段はマイクロホンであり、前記マイクロホンは、前記出力手段と場所的に一体的に設けられていることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかに記載のヘッドホン装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音楽、人の声等の音声を聴くために用いられるヘッドホン装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、カセットテープ、コンパクトディスク（ＣＤ）、ミニディスク（ＭＤ）、ＤＶＤなどに記録された音楽情報を再生する携帯型プレイヤが、広く普及している。さらに、ＭＰ３プレイヤのように、音楽情報をフラッシュメモリやハードディスクに圧縮して記録し、これを再生する携帯型プレイヤも普及している。受聴者は、通常、これらの携帯型プレイヤにヘッドホンを接続し、携帯型プレイヤにより再生される音楽を、ヘッドホンを介して聴く。
【０００３】
一方、現在では、携帯電話機が広く普及している。携帯電話機は、通話の相手方の声を出力する内蔵スピーカと、通話者本人の声を入力する内蔵マイクロホンを備えており、通常の通話は、これらスピーカとマイクロホンを用いて行う。これに加え、多くの携帯電話機は、ヘッドホンマイクないしイヤホンマイクを接続するための端子が設けられている。ヘッドホンマイクないしイヤホンマイクを携帯電話機に接続し、それを通話者本人の頭ないし耳に装着することにより、通話者本人は、携帯電話機を手で持たなくても、通話することができる。このように手を使わずに電話機その他の通信機器を介して通話をすることができる機能を、ハンズフリー機能と呼ぶことがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、携帯型プレイヤから出力される音楽と、携帯電話機から出力される呼び出し音及び通話の相手方の声とを、１つのヘッドホンで聴けるようにすれば、便利である。例えば、携帯型プレイヤで音楽を聴きいている途中でも、携帯電話機で通話することができれば、携帯型プレイヤの利用と携帯電話機の利用との双方を促進させることができる。
【０００５】
しかし、これを実現するために、携帯型プレイヤからの音声出力と、携帯電話機からの音声出力を単に合成してヘッドホンに供給するだけでは、両音声が１つの音場で混ざり合ってしまう。この結果、受聴者ないし通話者は、両音声を明確に聞き分けることができないという問題がある。
【０００６】
本発明は上記に例示したような問題点に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、オーディオ機器からの音声出力と、言葉又は合図を受け取るための通信機器からの音声出力とを明確に聞き分けることができるヘッドホン装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１に記載のヘッドホン装置は、オーディオ機器からの音声信号を入力する第１入力手段と、言葉又は合図を受け取るための通信機器からの音声信号を入力する第２入力手段と、前記第１入力手段に入力された音声信号の音像を受聴者の頭外に定位させる第１定位手段と、前記第１定位手段により音像が定位された音声信号と、前記第２入力手段に入力された音声信号とを合成する合成手段と、前記合成手段により合成された音声信号を出力する出力手段と、前記受聴者の声を前記通信機器に入力するための第３入力手段とを備えている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１を参照して説明する。本発明の第１実施形態に係るヘッドホン装置（以下、これを「第１ヘッドホン装置」という。）の構成を示している。なお、図１は、本発明の実施形態に係る構成要素等を、その技術思想を説明する限りにおいて具体化したものであり、各構成要素等の形状、位置、接続関係などは、これに限定されるものではない。このことは、以下、本発明の実施形態の説明に用いる図２ないし図９についても同様である。
【００１０】
図１に示す第１ヘッドホン装置１０は、音楽、人の声等の音声を聴くために用いられるヘッドホン装置である。第１ヘッドホン装置１０は、第１入力手段１１、第２入力手段１２、第１定位手段１３、合成手段１４、出力手段１５及び第３入力手段１６を備えている。
【００１１】
第１入力手段１１は、オーディオ機器から音声信号を入力する手段である。オーディオ機器は、例えば、カセットプレイヤ、ＣＤプレイヤ、ＭＤプレイヤ、ＤＶＤプレイヤ、ＭＰ３プレイヤなど、主として音楽を再生するための再生装置であるが、音声信号を再生することのできる機能を有する他の装置でもよい。また、オーディオ機器は、携帯型であると据え置き型であるとを問わない。オーディオ機器から出力され、第１入力手段１１に入力される音声信号は、モノラル、２チャンネルステレオ、５チャンネルサラウンド、又はそれ以上のチャンネル数を有するマルチチャンネルの音声信号でもよい。また、この音声信号は、デジタル信号であるとアナログ信号であるとを問わない。第１入力手段１１は、具体的には、ジャック又はプラグ等の接続端子により構成してもよい。例えば、オーディオ機器の音声出力ジャックに、第１入力手段としてのプラグを接続すれば、オーディオ機器から出力される音声信号を第１入力手段に入力することができる。
【００１２】
第２入力手段１２は、言葉又は合図を受け取るための通信機器からの音声信号を入力する手段である。言葉又は合図を受け取るための通信機器は、例えば電話機、特に携帯電話である。また、この通信機器は、トランシーバ、ポケットベル、無線通信機でもよく、言葉又は合図を受け取る機能が付加された他の装置でもよい。通信機器から出力され、第２入力手段に入力される音声信号は、通信機器が電話機である場合には、通常、呼び出し音及び通話の相手方の声であるが、通信機器によって受信された音声であって、言葉又は合図を伝達するものであれば、何でもよい。例えば、人の声をコンピュータによって再現したものでもよいし、事前に録音された人の声を再生したものでもよい。受聴者に何らかの注意を促すためのブザー音でもよい。第２入力手段は、具体的には、ジャック又はプラグ等の接続端子により構成してもよい。例えば、通信機器の音声出力ジャックに、第２入力手段としてのプラグを接続すれば、オーディオ機器から出力される音声信号を第２入力手段に入力することができる。
【００１３】
第１定位手段１３は、第１入力手段１１に入力された音声信号の音像を受聴者・通話者等（以下、これを単に「受聴者」という。）の頭外に定位させる手段である。受聴者がヘッドホンをしてヘッドホンに設けられた２つのスピーカユニットから出力される音声を聴く場合、その音声が単なるモノラル又はステレオ２チャンネルの音声であるときには、その音声は、自然に、受聴者の頭内に定位する。しかし、ヘッドホンのスピーカユニットに供給する音声信号に適切な信号処理を施すことにより、ヘッドホンから出力される音声があたかも受聴者の頭外、例えば、受聴者の前方向、横方向又は後方向から出力されているかのような錯覚を生じさせることができる。このように、ヘッドホンに供給する音声信号に信号処理を施すことによって、ヘッドホンから出力される音声を受聴者の頭外に定位させる技術（以下、これを「頭外音像定位技術」という。）は、いくつか知られている（例えば、特開平１１−５５７９９９号公報参照）。
【００１４】
図２ないし図４は、一般的な頭外音像定位技術の一例を示している。図２において、受聴者Ｌの前方向左側には音声発生源１Ｌがあり、受聴者Ｌの前方向右側には音声発生源１Ｒがある。音声発生源１Ｌ及び１Ｒは、それぞれ現実に存在する音源であり、例えば、オーディオ装置に接続されたスピーカである。音声発生源１Ｌからは音声ＳＬが出力され、音声発生源１Ｒからは音声ＳＲが出力される。そこで、まず、音声発生源１Ｌから受聴者Ｌの左耳ＥＬに至る音声ＳＬの伝達関数ＴＦ１、音声発生源１Ｌから受聴者Ｌの右耳ＥＲに至る音声ＳＬの伝達関数ＴＦ２、音声発生源１Ｒから受聴者Ｌの左耳ＥＬに至る音声ＳＲの伝達関数ＴＦ３、及び、音声発生源１Ｒから受聴者Ｌの右耳ＥＲに至る音声ＳＲの伝達関数ＴＦ４を求める。
【００１５】
次に、図３に示すような信号処理回路２０を用意する。すなわち、信号処理回路２０には、フィルタ２１、２２、２３及び２４と、合成器２５及び２６を設ける。フィルタ２１及び２２には、音声ＳＬに対応する音声信号をそれぞれ入力する。フィルタ２３及び２４には、音声ＳＲに対応する音声信号をそれぞれ入力する。フィルタ２１には伝達関数ＴＦ１に基づいたフィルタ係数を設定し、フィルタ２２には伝達関数ＴＦ２に基づいたフィルタ係数を設定する。フィルタ２３には伝達関数ＴＦ３に基づいたフィルタ係数を設定し、フィルタ２４には伝達関数ＴＦ４に基づいたフィルタ係数を設定する。さらに、フィルタ２１及びフィルタ２３から出力される音声信号を合成器２５で合成し、合成された音声信号を図４に示すヘッドホン２の左側スピーカユニット２Ｌに供給する。また、フィルタ２２及びフィルタ２４から出力される音声信号を合成器２６で合成し、合成された音声信号をヘッドホン２の右側スピーカユニット２Ｒに供給する。これにより、図４に示すように、ヘッドホン２をした受聴者Ｌがヘッドホン２のスピーカユニット２Ｌ及び２Ｒから出力される音声ＳＬ及びＳＲを聴くと、音声ＳＬの音像が受聴者Ｌの前方向左側位置ＰＬに定位し、音声ＳＲの音像が受聴者Ｌの前方向右側位置ＰＲに定位する。この結果、受聴者は、あたかも、音声ＳＬ及びＳＲが、受聴者Ｌの前方向左側及び前方向右側から発しているような錯覚を覚える。
【００１６】
なお、図２ないし図４の例では、２つの音声を受聴者の頭外における前方向左側と前方向右側の２つの位置に定位させる場合を例に挙げたが、この技術は、１つ以上の音声を受聴者の頭外における１箇所以上の任意の位置に定位させる場合にも応用することができる。例えば、ヘッドホンをしている受聴者に、いわゆる５チャンネルのサラウンドの音場を感じさせるには、各チャンネルと受聴者の各耳との間に成立する伝達関数を求め、合計１０個のフィルタに１０個の伝達関数に基づくフィルタ係数をそれぞれ設定し、フィルタからの出力を適宜合成して２チャンネルの出力を得て、これらをヘッドホンの左側スピーカユニット及び右側スピーカユニットにそれぞれ供給すればよい。
【００１７】
第１ヘッドホン装置１０の第１定位手段１３は、以上説明したような頭外音像定位技術を採用することによって実現することができる。具体的には、第１定位手段１３は、ＤＳＰを備えており、このＤＳＰにより頭外音像定位技術を再現している。なお、第１定位手段１３を専用のＤＳＰで構成するのではなく、汎用のコンピュータに設けられたＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）その他の回路にソフトウェアを読み込ませることにより、上記頭外音像定位技術を再現する構成としてもよい。
【００１８】
第１定位手段１３により、第１入力手段１１に入力された音声信号を受聴者の頭外においてどのような位置に定位させるかは、第１ヘッドホン装置１０の用途・仕様又は入力される信号のチャンネル数等に基づいて適宜選択することができる。例えば、第１定位手段１３により、第１入力手段１１に入力された音声信号の音像を受聴者の頭外における２つの位置に定位させる構成としてもよい。また、第１入力手段１１に入力された音声信号の音像を受聴者の頭外における５つ以上の位置に定位させる構成としてもよい。より具体的には、図５に示すように、第１定位手段１３により、第１入力手段１１に入力された音声信号の音像を受聴者の頭外であって、受聴者の前方向左側位置及び前方向右側位置にそれぞれ定位させる構成としてもよい。また、図６に示すように、第１入力手段１１に入力された音声信号の音像を受聴者の頭外であって、受聴者の前方向左側位置、前方向中央位置、前方向右側位置、横方向左側位置及び横方向右側位置を含む５つ以上の位置にそれぞれ定位させる構成としてもよい。さらには、図７に示すように、第１入力手段１１に入力された音声信号の音像を受聴者の頭外であって、受聴者の前方向左側位置、前方向中央位置、前方向右側位置、横方向左側位置、横方向右側位置、後方向左側位置、後方向中央位置及び後方向右側位置を含む８つ以上の位置にそれぞれ定位させる構成としてもよい。また、第１入力手段１１に入力された音声信号の音像を受聴者の頭外の任意の１箇所に定位させる構成としてもよい。
【００１９】
図１に戻り、合成手段１４は、第１定位手段１３により音像が定位された音声信号と、第２入力手段１２に入力された音声信号とを合成する手段である。合成手段１４は、例えばミキサー等により実現することができる。また、第１定位手段１３又は第２入力手段１２から出力される音声信号がデジタル信号である場合には、合成手段１４の入力部又は出力部等にデジタル−アナログコンバータを設けてもよい。合成手段１４から出力される音声信号は少なくとも２チャンネルである。
【００２０】
出力手段１５は、合成手段１４により合成された音声信号を出力する手段である。出力手段１５は、例えば、受聴者の耳元に装着するスピーカユニットを含む。より具体的には、出力手段１５は、ヘッドホンの左側スピーカユニット及び右側スピーカユニットを含む。合成手段１４により合成された２チャンネルの音声信号は、ヘッドホンの左側スピーカユニット及び右側スピーカユニットにそれぞれ出力される。
【００２１】
第３入力手段１６は、受聴者の声を通信機器に入力するための手段であり、例えばマイクロホンである。通信機器が携帯電話である場合には、マイクロホンを携帯電話の音声入力端子に接続する。ハンズフリー機能を実現するためには、マイクロホンは、出力手段と場所的に一体的に設けられていることが望ましい。
【００２２】
このような構成を有する第１ヘッドホン装置１０によれば、例えば図５ないし図７に示すように、第１入力手段１１及び第１定位手段１３を介して入力された音声信号は、ヘッドホンをした受聴者の頭外に定位する。一方、第２入力手段１２を介して入力された音声信号は、受聴者の頭内に定位する。このように、第１入力手段１１から入力された音声信号と、第２入力手段１２から入力された音声信号とが、異なる位置に定位される。したがって、受聴者は、オーディオ機器から出力され第１入力手段１１へ入力された音声と、通信機器から出力され第２入力手段１２へ入力された音声とがヘッドホンから同時に出力された場合であっても、両音声を明確に聞き分けることができる。
【００２３】
これにより、例えば、頭外で鳴っている音楽を聴いている途中に、携帯電話機の呼び出し音が頭内で鳴り始めれば、受聴者は、携帯電話機に着信があったことを明確に認識することができる。また、携帯電話機で通話する場合でも、音楽は頭外で聞こえ、通話の相手方の声は頭内で聞こえるので、音楽を鳴らした状態で、通話をしても、通話内容を明確に把握することができる。
【００２４】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について図８を参照して説明する。図２は本発明の第２実施形態に係るヘッドホン装置（以下、これを「第２ヘッドホン装置」という。）を示している。
【００２５】
図２に示すように、第２ヘッドホン装置３０は、第１ヘッドホン装置１０と同様に、第１入力手段１１、第２入力手段１２、第１定位手段１３、合成手段１４、出力手段１５及び第３入力手段１６を備えている。さらに、第２ヘッドホン装置３０は、第２定位手段３１を備えている。
【００２６】
第２定位手段３１は、第２入力手段１２に入力された音声信号の音像を、第１定位手段１３により定められた音像の位置と異なる位置に定位させる手段である。第２定位手段３１は、第１定位手段１３と同様に、周知の頭外音像定位技術を採用することによって実現することができ、具体的な実現方法は、ＤＳＰ等によるものであると、ソフトウェアによるものであるとを問わない。
【００２７】
第２定位手段３１によって定位される音像の位置は、第１定位手段１３により定位される音像の位置と異なる位置であれば、いかなる位置でもよい。すなわち、第２定位手段３１によって定位される音像の位置は、受聴者の頭内であっても、頭外であってもよい。また、音像を定位させる位置の個数も１箇所であっても、複数箇所であってもよい。
【００２８】
第２定位手段３１により音像が定位された音声信号は、合成手段１５によって、第１定位手段１３により音像が定位された音声信号と合成され、出力手段１５に供給される。
【００２９】
このような構成を有する第２ヘッドホン装置３０によっても、第１入力手段１１及び第１定位手段１３を介して入力される音声信号の音像と、第２入力手段１２及び第２定位手段３１を介して入力される音声信号の音像とが、相互に異なる位置に定位されるので、ヘッドホンをした受聴者はこれら２つの音声を明確に聞き分けることができる。特に、第２ヘッドホン装置３０によれば、第１入力手段１１に入力される音声信号の音像の位置だけでなく、第２入力手段１２に入力される音声信号の音像の位置も設定することができるので、２つ以上の音声の発生方向を自在に制御することができ、単に受聴者が２つ以上の音声を識別できるだけでなく、音声の発生方向を特定して、複数の音声に発生方向と関連した意味合いを持たせることも可能である。
【００３０】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について図９を参照して説明する。図９は本発明の第３実施形態に係るヘッドホン装置（以下、これを「第３ヘッドホン装置」という。）を示している。
【００３１】
図９に示すように、第３ヘッドホン装置４０は、第１ヘッドホン装置１０と同様に、第１入力手段１１、第２入力手段１２、第１定位手段１３、合成手段１４、出力手段１５及び第３入力手段１６を備えている。さらに、第３ヘッドホン装置４０は、第１定位手段１３により音像が定位された音声信号を無線送信する無線送信手段４１と、無線送信手段４１により無線送信された音声信号を受信し、この音声信号を合成手段１４に供給する無線受信手段４２とを備えている。無線送信手段４１及び無線受信手段４２は、例えば、赤外線、光、電波、電磁波等を用いた送信器、受信器から構成することができる。また、デジタル信号を送信し、受信する送信器・受信器であっても、アナログ信号を送信し、受信する送信機・受信器であってもよい。これにより、第１入力手段１１に入力され、第１定位手段１３により音像が定位された音声信号は、無線送信手段４１から無線送信される。無線送信された音声信号は、無線受信手段４２により受信され、合成手段１４により、第２入力手段１２に入力された他の音声信号と合成され、合成された音声信号は、出力手段１５を介して受聴者の耳元に出力される。
【００３２】
このような構成を有する第３ヘッドホン装置４０によれば、無線送信手段４１と無線受信手段４２を設ける構成としたから、第１入力手段１１、第１定位手段１３及び無線送信手段４１を備えたユニットと、第２入力手段１２、合成手段１４、出力手段１５、第３入力手段１６及び無線受信手段４２を備えたユニットとを場所的に分離することができる。例えば、第３ヘッドホン装置４０を、第１入力手段１１、第１定位手段１３及び無線送信手段４１を含む信号処理ユニットと、第２入力手段１２、無線受信手段４２、合成手段１４、出力手段１５及び第３入力手段１６を含むヘッドホンユニットとを備え、信号処理ユニットとヘッドホンユニットとを場所的に相互に分離する構成とすることができる。
【００３３】
これにより、信号処理ユニットをオーディオ機器に一体的に又は短いコード等を介して接続し、一方、ヘッドホンユニットを通信機器に短いコード等を介して接続すれば、オーディオ機器と信号処理ユニットとからなるユニットと、通信機器とヘッドホンユニットからなるユニットとをそれぞれ、ワイヤレスに分離することができる。このようにすれば、これらの機器を携帯するのに便利である。また、例えば、比較的消費電力の大きい第１定位手段１３を含む信号処理ユニットと、比較的消費電力の小さいヘッドホンユニットとで、それぞれ異なる電源供給方式を採用することが可能となる。さらに、信号処理ユニット等をヘッドホンユニットから分離させることにより、ヘッドホンユニットのコンパクト化又は軽量化を図ることができる。
【００３４】
なお、第２ヘッドホン装置３０とほぼ同様に、第３ヘッドホン装置４０に第２定位手段を追加してもよい。
【００３５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。以下の実施例は、本発明のヘッドホン装置をＭＤプレイヤと携帯電話機に接続し、ハンズフリーヘッドホン装置として用いた場合の例である。
【００３６】
まず、図１０は、本発明の実施例に係るヘッドホン装置、ＭＤプレイヤ、携帯電話機を示している。
【００３７】
図１０中の携帯電話機１００は、内蔵マイクと内蔵スピーカ（図示せず）を備えており、通常、通話や呼び出し音出力は、これら内蔵マイクと内蔵スピーカによって行う。しかし、図１０に示すように、音声入出力ジャック１０１（入力・出力一体型のジャック）にプラグを接続すると、内蔵マイクと内蔵スピーカへの信号線路が遮断される。そして、通話の相手方の声及び呼び出し音に係る音声信号（以下、これを「呼び出し・通話信号」という。）は、携帯電話機１００から音声入出力ジャック１０１を介してヘッドホンユニット１４０へ出力される。さらに、マイクロホン１４６を介して入力される受聴者（通話者）本人の声に係る音声信号は、音声入出力ジャック１０１を介して携帯電話機１００に入力される。
【００３８】
ＭＤプレイヤ１１０は、ＭＤに記録された音楽情報を再生し、これを、オーディオ信号として、２チャンネルステレオのオーディオ信号出力ジャック１１１を介して出力する。
【００３９】
ヘッドホン装置１２０は、図１０に示すように、信号処理ユニット１３０及びヘッドホンユニット１４０を備えている。
【００４０】
信号処理ユニット１３０は、ＭＤプレイヤ１１０から出力されるオーディオ信号を受け取り、ＭＤプレイヤ１１０によって再生される音楽の音像が受聴者の頭外に定位するようにオーディオ信号に処理を加え、処理が加えられたオーディオ信号をヘッドホンユニット１４０へ無線送信する装置である。信号処理ユニット１３０は、外観上、箱状のケース１３５及びプラグ１３６を備えている。ケース１３５は、ＭＤプレイヤ１１０に取り付けられている。ケース１３５は、ＭＤプレイヤ１１０に対して着脱可能であり、例えば、ねじ、取付フック等により取り付けられている。ケース１３５の内部には、回路及び電池等が収納されている。また、プラグ１３６は、ケース１３５内の回路と短いコードを介して接続されている。プラグ１３６の先端は、ＭＤプレイヤ１１０のオーディオ信号出力ジャック１１１に接続されている。プラグ１３６は、例えば２チャンネルステレオのミニプラグである。
【００４１】
ヘッドホンユニット１４０は、携帯電話機１００から出力される呼び出し・通話信号と、ＭＤプレイヤ１１０から出力され信号処理ユニット１３０から無線送信されるオーディオ信号とを受け取り、これらを合成して受聴者の耳元に出力すると共に、受聴者の声に係る音声信号を携帯電話機１００に入力する装置である。ヘッドホンユニット１４０は、外観上は、ハンズフリー機能を有するマイク付きのステレオヘッドホンないしイヤホンである。ヘッドホンユニット１４０は、外観上、左側スピーカユニット１４４、右側スピーカユニット１４５、マイクロホン１４６、コントローラ１５１及びプラグ１５２を備えている。スピーカユニット１４４、１４５には、ハンガ１４８、１４９がそれぞれ設けられており、受聴者は、ハンガ１４８、１４９をそれぞれの耳にかけることにより、スピーカユニット１４４、１４５をそれぞれの耳に装着することができる。マイクロホン１４６は、左側スピーカユニット１４４とコントローラ１５１とを接続するコードの途中に配置されている。コントローラ１５１は、その一方の端部に接続されたコードを介してスピーカユニット１４４、１４５及びマイクロホン１４６と接続されており、他方の端部に接続されたコードを介してプラグ１５２と接続されている。コントローラ１５１の内部には回路等が設けられている。また、コントローラ１５１のケース外面には、スイッチ１５１Ａ、１５１Ｂ及びつまみ１５１Ｃ、１５１Ｄが設けられており、これらはコントローラ１５１内の回路等と接続されている。プラグ１５２の先端は、携帯電話機１００の音声入出力ジャック１０１に接続されている。プラグ１５２は、例えば、コントローラ１５１内に設けられた回路と携帯電話機１００との間において、モノラル音声入力線路の接続と、モノラル音声出力線路の接続とを可能にするミニプラグである。
【００４２】
次に、図１１はヘッドホン装置１２０の内部構造を示している。
【００４３】
図１１に示すように、信号処理ユニット１３０は、オーディオ信号入力部１３１、信号処理部１３２及び赤外線送信部１３３を備えている。
【００４４】
オーディオ信号入力部１３１は、ＭＤプレイヤ１１０からのオーディオ信号を受け取り、これを信号処理部１３２に供給する接続回路であり、具体的にはプラグ１３６である。オーディオ信号は２チャンネルステレオの音声信号であり、ＭＤプレイヤ１１０から出力された段階ではアナログ信号である。
【００４５】
信号処理部１３２は、２チャンネルステレオのオーディオ信号に係る音声の音像を受聴者の頭外における所定の位置に定位させる信号処理回路である。より詳しくは、信号処理部１３２は、まず、オーディオ信号入力部１３１から供給されたオーディオ信号を受け取り、これを内蔵のアナログ−デジタルコンバータによってデジタル信号に変換する。次に、信号処理部１３２は、基本的には２チャンネルステレオヘッドホンであるヘッドホンユニット１４０を装着した受聴者にとって、２チャンネルステレオのオーディオ信号のうち、左側チャンネルのオーディオ信号に係る音声が受聴者の前方向左側に、右側チャンネルのオーディオ信号に係る音声が受聴者の前方向右側にそれぞれ定位するように、オーディオ信号に対して頭外音像定位処理を行う。頭外音像定位処理を行う回路は、例えば、上述したように、音像定位を実現するための適切な伝達関数に基づくフィルタ係数を設定した４個のフィルタを設けることによって実現することができる。また、これらフィルタはＤＳＰにより形成することができる。次に、信号処理部１３２は、頭外音像定位処理が行われたオーディオ信号を、頭外音像定位が実現できるように、２チャンネルの線路に分配・統合し、分配・統合された２チャンネルの音声信号を、デジタル信号の状態で、赤外線送信部１３３に供給する。
【００４６】
赤外線送信部１３３は、赤外線方式の無線送信器である。赤外線送信部１３３は、信号処理部１３２から供給されたオーディオ信号を赤外線信号に変換し、これをヘッドホンユニット１４０へ送信する。
【００４７】
ヘッドホンユニット１４０は、赤外線受信部１４１、ヘッドホン入力部１４２、合成回路１４３、左側スピーカユニット１４４、右側スピーカユニット１４５、マイクロホン１４６及びマイクロホン出力部１４７を備えている。
【００４８】
赤外線受信部１４１は、赤外線方式の無線受信器である。赤外線受信部１４１は、赤外線送信部１３３から送信された赤外線信号を受信し、これを変換してオーディオ信号を復元し、復元したオーディオ信号を合成回路１４３に供給する。
【００４９】
ヘッドホン入力部１４２は、携帯電話機１００から出力される呼び出し・通話信号を受け取り、これを合成回路１４３に供給する接続回路であり、具体的にはプラグ１５２である。呼び出し・通話信号はモノラルの音声信号であり、アナログ信号である。
【００５０】
合成回路１４３は、赤外線受信部１４１から供給されたオーディオ信号と、ヘッドホン入力部１４２から供給された呼び出し・通話信号とを合成する信号合成回路である。より詳しくは、合成回路１４３は、まず、オーディオ信号を内蔵のデジタル−アナログコンバータによりアナログ信号に変換する。次に、オーディオ信号は２チャンネルであり、呼び出し・通話信号はモノラルの１チャンネルであり、合成回路１４３の出力は２チャンネルであるから、合成回路１４３は、呼び出し・通話信号を２チャンネルに分配し、分配したそれぞれの信号をオーディオ信号のそれぞれのチャンネルに加算する。そして、その結果得られた２チャンネルの合成音声信号を、左側スピーカユニット１４４及び右側スピーカユニット１４５にそれぞれ供給する。
【００５１】
左側スピーカユニット１４４は、合成回路１４３から供給された一方のチャンネルの音声信号を出力する。右側スピーカユニット１５５は、合成回路１４３から供給された他方のチャンネルの音声信号を出力する。これにより、呼び出し・通話信号に係る音声とオーディオ信号に係る音声とが、受聴者の右耳及び左耳にそれぞれ届く。
【００５２】
マイクロホン１４６は、受聴者の声を入力するマイクロホンである。マイクロホン１４６に入力された受聴者の声に係る音声信号は、コントローラ１５１を通過してマイクロホン出力部１４７に供給される。マイクロホン出力部１４７は、この音声信号を携帯電話機１００に送る。マイクロホン出力部１４７は、例えばプラグ１５２であり、機構的にはヘッドホン入力部１４２と一体である。
【００５３】
このような構成を有するヘッドホン装置１２０によれば、図１２に示すように、オーディオ信号に係る音声、すなわちＭＤプレイヤ１１０により再生される音楽は、信号処理部１３２の頭外音像定位処理により、ヘッドホンユニット１４０を装着した受聴者Ｍの頭外における前方向左側及び前方向右側にそれぞれ定位する。一方、呼び出し・通話信号に係る音声、すなわち呼び出し音及び通話の相手方の声は、何ら音像定位処理が施されることなく、モノラルのまま単に２チャンネルに分配出力されるので、自然に、受聴者Ｍの頭内に定位する。
【００５４】
したがって、受聴者は、音楽と呼び出し音及び通話の相手方の声とがヘッドホンユニット１４０のスピーカユニット１４４及び１４５から同時に出力された場合であっても、両音声を明確に聞き分けることができる。これにより、受聴者は、音楽を聴いている最中に、携帯電話機１００の呼び出し音が鳴れば、直ちにそのことに気が付く。また、音楽を聴きながら、通話をしても、通話の内容を明確に把握することができる。通話をするために音楽を止める必要がないので、ＭＤプレイヤ１１０の停止スイッチを押すなどの動作は不要となる。この結果、ハンズフリーの効果がより一層発揮される。
【００５５】
また、オーディオ信号の伝送経路の途中に、赤外線送信部１３３及び赤外線受信部１４１を設けることにより、ヘッドホン装置１２０を、信号処理ユニット１３０とヘッドホンユニット１４０とに場所的に分離したから、以下の点で有利である。すなわち、図１０に示すように、信号ユニット１３０をＭＤプレイヤ１１０に取り付ければ、ＭＤプレイヤ１１０と信号処理ユニット１３０とからなるユニットと、携帯電話機１００とヘッドホンユニット１４０とからなるユニットとを、分離することができる。これにより、各ユニットの持ち運びが容易となり、携帯性を高めることができる。また、ＭＤプレイヤ１１０がヘッドホンユニット１４０に対してワイヤレスなので、接続コードが絡まることもない。
【００５６】
さらに、信号処理ユニット１３０とヘッドホンユニット１４０とを分離したことにより、両ユニットのコンパクト化、軽量化、省電力化を図ることができる。
【００５７】
なお、ヘッドホン装置１２０に、携帯電話機１００から出力される呼び出し音及び通話の相手方の声と、ＭＤプレイヤ１１０から出力される音楽とを、任意に切り替えることができる機能を付加してもよい。具体的には、赤外線受信部１４１から出力されるオーディオ信号をデジタル−アナログ変換してスピーカユニット１４４及び１４５に直接供給する線路と、ヘッドホン入力部１４２に入力された呼び出し・通話信号をスピーカユニット１４４及び１４５に直接供給する線路とを、合成回路１４３と並列に設け、合計３つの線路の入力側と出力側とにそれぞれ切換スイッチ回路を設ける。そして、これら切換スイッチ回路を、コントローラ１５１のケース外面に設けられたスイッチ１５１Ａ又は１５１Ｂにより切換制御できるようにすればよい。
【００５８】
また、ヘッドホン装置１２０に、携帯電話機１００から出力される呼び出し音及び通話の相手方の声の音量と、ＭＤプレイヤ１１０から出力される音楽の音量とをそれぞれ調節する機能を付加してもよい。具体的には、合成回路１４３の入力側にボリューム回路を設け、このボリューム調節をコントローラ１５１に設けられたつまみ１５１Ｃ及び１５１Ｄに行うようにすればよい。
【００５９】
さらに、上述したヘッドホン装置１２０は、信号処理ユニット１３０を、ヘッドホンユニット１４０に対してワイヤレスとしたが、図１０中の点線で示したように、信号処理ユニット１３０をヘッドホンユニット１４０と、コード等を介して接続する構成としてもよい。
【００６０】
さらに、ヘッドホン装置１２０において、スピーカユニット１４４、１４５をハンガ１４８、１４９によって受聴者の耳に装着する構成を例に挙げたが、スピーカユニット１４４、１４５を接続するヘッドバンドやネックバンド等を介して受聴者の頭部に装着する構成としてもよいし、スピーカユニット１４４、１４５を小型にし、スピーカユニット１４４、１４５自体を受聴者の耳穴に挿入する構成としてもよい。
【００６１】
また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うヘッドホン装置及びゲームヘッドホン装置もまた本発明の技術思想に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るヘッドホン装置の構成を示すブロック図である。
【図２】頭外音像定位技術を示す説明図である。
【図３】頭外音像定位技術を実現するための回路を示す回路図である。
【図４】頭外音像定位技術を示す説明図である。
【図５】受聴者の頭外及び頭内に音像が定位している状態を示す説明図である。
【図６】受聴者の頭外及び頭内に音像が定位している状態を示す説明図である。
【図７】受聴者の頭外及び頭内に音像が定位している状態を示す説明図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るヘッドホン装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係るヘッドホン装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施例に係るヘッドホン装置をＭＤプレイヤ及び携帯電話機に接続した状態を示す外観図である。
【図１１】本発明の実施例に係るヘッドホン装置の内部構成を示すブロック図である。
【図１２】音楽の音像と通話の相手方の声等の音像とがそれぞれ分離して定位している状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０、３０、４０、１２０…ヘッドホン装置
１１…第１入力手段
１２…第２入力手段
１３…第１定位手段
１４…合成手段
１５…出力手段
１６…第３入力手段
３１…第２定位手段
４１…無線送信手段
４２…無線受信手段
１００…携帯電話機（通信機器）
１１０…ＭＤプレイヤ（オーディオ機器）
１３０…信号処理ユニット
１３１…オーディオ信号入力部（第１入力手段）
１３２…信号処理部（第１定位手段）
１３３…赤外線送信部（無線送信手段）
１４０…ヘッドホンユニット
１４１…赤外線受信部（無線受信手段）
１４２…ヘッドホン入力部（第２入力手段）
１４３…合成回路（合成手段）
１４４，１４５…スピーカユニット（出力手段）
１４６…マイクロホン（第３入力手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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