(57)【要約】簡単な構成で音源からの音を実際に耳で聴取すると同様な臨場感が溢れた音を聴取できるようにする。音を音信号に変換するマイクロフォン素子（４２）と、音源（４０）からの到来音が侵入されるスリット（４６）を有し、該スリット（４６）から入った到来音が外耳から外耳道（３６）を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間を遅延させた遅延音を発生させる有底の反射筒（４３）とよりなり、前記スリット（４６）から侵入された到来音と前記遅延音を重畳させた合成音信号を形成し、前記合成音信号をヘッドフォン（６０）に加え、臨場感が溢れた音を発生させる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
音源から直接に入る真実な到来音を集音し到来音信号に変換する集音手段と、
前記到来音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間を遅延させ遅延音信号を発生させる遅延音発生手段と、
前記到来音信号と遅延音信号から合成音信号を発生させる合成音信号発生手段と、
前記合成音信号発生手段で発生させた合成音信号から音を再生する音再生手段よりなることを特徴とする音再生方式。
【請求項２】
前記音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間は約１５０マイクロセカンドであることを特徴とする請求項１記載の音再生方式。
【請求項３】
音を音信号に変換するマイクロフォン素子と、
音源から直接に入る真実な到来音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間を遅延させた遅延音を発生させる遅延音発生器とよりなり、
音源から前記外耳に直接に入る真実な到来音と前記遅延音発生器で発生された遅延音とを前記マイクロフォン素子に加え、合成音信号を再生させることを特徴とする立体音用マイクロフォン。
【請求項４】
音を音信号に変換するマイクロフォン素子と、
音源からの到来音が侵入されるスリットを有し、該スリットから入った到来音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間を遅延させた遅延音を発生させる有底の反射筒とよりなり、
前記スリットから侵入された到来音と前記遅延音とをマイクロフォン素子に加え、合成音信号を発生することを特徴とする立体音用マイクロフォン。
【請求項５】
前記マイクロフォン素子に両指向性マイクロフォン素子を用い、反射筒をマイクロフォン素子の後面に設け、両指向性マイクロフォン素子の表面にスリットから侵入された到来音を加え、前記両指向性マイクロフォン素子の裏面に反射筒で反射された前記遅延音とを加え合成音信号を発生することを特徴とする請求項４記載の立体音用マイクロフォン。
【請求項６】
前記反射筒の直径は約７ｍｍとし、長さは２３〜２７ｍｍとし、容積を約１ミリリットルとすることを特徴として請求項４記載の立体音用マイクロフォン。
【請求項７】
音源から直接に入る真実な到来音と、該到来音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間を遅延させた遅延音とを重畳させた合成音を合成音信号に変換するマイクロフォンと、
前記マイクロフォンで変換された合成音信号から音を再生するヘッドフォンとなることを特徴とする立体音再生装置。
【請求項８】
音源から直接に入る真実な到来音と、該到来音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間を遅延させた遅延音とを重畳させた合成音を合成音信号に変換するマイクロフォンと、
前記マイクロフォンで変換された合成音信号を録音再生する録音再生機と、
前記録音再生機で録音された合成音信号から音を再生するヘッドフォンからなることを特徴とする立体音再生装置。
【請求項９】
音源から直接に入る真実な到来音を収音し音信号に変換するマイクロフォンと、
前記マイクロフォンで変換された音信号から音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間を遅延させた遅延音信号を発生させ音信号遅延回路と、
前記音信号遅延回路で遅延された遅延音信号とマイクロフォンで変換された音信号を合成させ合成音信号を発生する音信号合成回路と、
前記音信号合成回路からの合成音信号から音を再生するヘッドフォンからなることを特徴とする立体音再生装置。
【請求項１０】
音源から直接に入る真実な到来音を収音し音信号に変換するマイクロフォンと、
前記マイクロフォンで変換された音信号から音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間を遅延させた遅延音信号を発生させ音信号遅延回路と、
前記音信号遅延回路で遅延された遅延音信号とマイクロフォンで変換された音信号を合成させ合成音信号を発生する音信号合成回路と、
前記音信号合成で合成された音合成信号を録音再生する録音再生機と、前記録音再生機からの合成音信号から音を再生するヘッドフォンからなることを特徴とする立体音再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、実際に耳介で聴取するのと同様に聞こえる臨場感が溢れた立体音信号を再生させる音再生方式、それに用いた立体音用マイクロフォンおよび立体音再生装置に関する。
【背景技術】  従来、鳥の鳴声あるいは雷鳴等を集音し録音したり、音楽演奏を録音するのにステレオマイクロフォンを用いている。すなわち、鳥の鳴声あるいは雷鳴等の到来音をマイクロフォンで集音し、増幅した後ヘッドフォンで聴取している。
しかし、ヘッドフォンでは外耳道の入口付近で再生されるため、この再生方法では聴覚系がヘッドフォンのある位置で察知してしまう。その結果として、左右方向以外の上下、前後等の音を聴取する臨場感が溢れたステレオ効果を得ることができない問題があった。
そこで、発音体を前方に自然な音色で定位させながら、かつ収録系における残響音を３次元的広がりをもって受聴者に享受させ、バイノーラル信号による残響音の強さを軽くすることが特開平６−２１７４００号公報に記載されている。
第１５図に示すように、収音系１の発音体２からの直接収録する収録手段３、４で収録された音信号とダミーヘッド５の耳部に配置された収録手段６、７で収録された音響信号はミキシング段階でゲインコントロール回路１０、１１、１２、１３でゲインをかけてミックスされる。この際、遅延素子８、９を設けてもよい。
遅延素子８、９で遅延された信号はクロストーク処理部１４で処理された後、ゲインコントロール回路１０、１１よりの音響信号と共にアンプ１５、１６に加えられ、聴取者１７のヘッドフォン１８を鳴らす。このように残響音のみをバイノーラル収録させることにより、残響の方向情報を収録できるようにしている。
特開平１１−１２７５００号公報にはダミーヘッドマイクロフォンで収録した音をヘッドフォンで再生して両耳で受聴させることにより、臨場感のある音場再生を行うバイノーラル方式のステレオ音響技術が開示されている。
第１６図および第１７図に示すように、ダミーヘッドマイクロフォン２０を用いて収音した音をヘッドフォン２１により再生するバイノーラル収音再生装置であって、ヘッドフォン２１の左右スピーカ部２２がヘッドフォンの左右耳介装着部２３よりも前方に配置し、当該スピーカ部２２から音を出力するに際し、スピーカ部２２から耳介装着部へ至る空間２４の音響特性の逆特性を音像定位フィルタリング部２５でスピーカ部２２から出力される音響信号に畳み込み演算し、これにより振幅及び位相遅れを是正して、受聴者前方方向の音像定位感を改善し、受聴者に対して良好な頭外音像定位感を与えることが記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】  特開平６−２１７４００号公報に記載する従来の立体音再生装置では頭の形状等外観を考慮していたが、外耳道から鼓膜までの影響とそれによる脳の働き等を無視していたので、実際に自然界あるいは音楽演奏を耳介で聞くのとは異なった音が再生され、且つ特別なダミーヘッドおよびゲインをコントロールする回路あるいはクロストーク付加回路等の複雑な回路を必要とするので、大きくなり高価になる。
特開平１１−１２７５００号公報に記載されている従来の立体音再生装置でも外耳道から鼓膜までの影響とそれによる脳の働き等を無視していたので、実際に自然界あるいは音楽演奏を耳介で聞くのとは異なった音が再生され、しかも特別なヘッドフォンを必要するので汎用性が乏しくなり、また音響特性の逆特性の信号を作成する音像定位フィルタリング部を必要するため高価になる。
【課題を解決するための手段】  本発明は音源からの音を実際に耳で聴取するのと同様な臨場感が溢れた音信号を発生させる音再生方式、それに用いた立体音用マイクロフォンおよび立体音再生装置を提供するものである。
本発明に依れば、音源から直接に入る真実な到来音を集音し到来音信号に変換する集音手段と、前記到来音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間を遅延させた遅延音信号を発生させる遅延音発生手段と、前記到来音信号と遅延音信号から合成音信号を発生させる合成音信号発生手段と、前記合成音信号発生手段で発生させた合成音信号から音を再生させる音再生手段よりなる再生方式を提供する。
また、本発明では、前記再生方式に用いられるマイクロフォンで、遅延音発生器で音源から直接に入る真実な到来音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間を遅延させた遅延音を発生させ、音源から前記外耳に直接に入る真実な到来音と前記遅延音発生器で発生された遅延音とが重畳された合成音をマイクロフォン素子に加え、音信号を発生させる立体音用マイクロフォンを提供する。
更に、本発明では、簡単な構成で音源からの音を実際に耳で聴取すると同様な臨場感が溢れた音信号を発生させるもので、音を音信号に変換するマイクロフォン素子と、音源からの到来音が侵入されるスリットを有し、該スリットから入った到来音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間を遅延させた遅延音を発生させる有底の反射筒とよりなり、前記スリットから侵入された到来音と前記遅延音を重畳させた合成音を形成し、前記合成音をマイクロフォン素子に加え、合成音信号を発生させる立体音用マイクロフォンを提供する。
更に、本発明では、前記マイクロフォン素子に両指向性マイクロフォン素子を用い、反射筒をマイクロフォン素子の後面に設け、両指向性マイクロフォン素子の表面にスリットから侵入された到来音を加え、前記両指向性マイクロフォン素子の裏面に前記遅延音とを加え、合成音信号を発生する立体音用マイクロフォンを提供する。
更に、本発明では、録音再生機から再生された音信号あるいは補聴器から音を実際に耳で聴取すると同様な臨場感が溢れた音を再生させるもので、音源から直接に入る真実な到来音と、到来音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間を遅延させた遅延音とを重畳させた合成音を重畳された合成音を音信号に変換するマイクロフォンと、前記マイクロフォンで変換された合成音信号から音を再生するヘッドフォンとなる立体音再生装置を提供する。
更に、本発明では、音源から直接に入る真実な到来音と、到来音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間を遅延させた遅延音とを重畳させた合成音を合成音信号に変換するマイクロフォンと、前記マイクロフォンで変換された合成音信号を録音再生する録音再生機と、前記録音再生機で録音された合成音信号から音を再生するヘッドフォンからなる立体音再生装置を提供する。
更に、本発明では、音源から直接到来する音を収音し、音信号に変換するマイクロフォンと、前記マイクロフォンで変換された音信号から音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間を遅延させた遅延音信号を発生させ音信号遅延回路と、前記音信号遅延回路で遅延された遅延音信号と、マイクロフォンで変換された音信号とを合成させ合成音信号を発生する音信号合成回路と、前記音信号合成回路からの合成音信号から音を再生するヘッドフォンからなる立体音再生装置を提供する。
更に、本発明では、音源から直接に入る真実な到来音を収音し音信号に変換するマイクロフォンと、前記マイクロフォンで変換された音信号から音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、耳に戻る時間に相当する時間を遅延させた遅延音信号を発生させ音信号遅延回路と、前記音信号遅延回路で遅延された遅延音信号とマイクロフォンで変換された音信号を合成させ合成音信号を発生する音信号合成回路と、前記音信号合成で合成された音合成信号を録音再生する録音再生機と、前記録音再生機からの合成音信号から音を再生するヘッドフォンからなる立体音再生装置を提供する。
【図面の簡単な説明】  第１図は、本発明の音再生方式のブロック図であり、第２図は、本発明の立体音用マイクロフォンの原理を説明するための外耳道の模型断面図であり、第３図は、本発明の立体音用マイクロフォンの原理を説明するための外耳道の動作を示す断面模型図であり、第４図は、本発明の立体音用マイクロフォンの原理を説明するため模型断面図であり、第５図は、本発明の立体音用マイクロフォンの模型断面図であり、第６図は、本発明の立体音用マイクロフォンの模型平面図であり、第７図は、本発明の立体音用マイクロフォンの他の実施例を示す模型断面図であり、第８図は、第７図の本発明の立体音用マイクロフォンの作動を説明する作動図であり、第９図は、第７図の本発明の立体マイクロフォンの原理を説明する原理図であり、第１０図は、本発明の立体音再生装置のブロック図であり、第１１図は、本発明の立体音用マイクロフォンの斜視図であり、第１２図は、本発明の他の立体音再生装置のブロック図であり、第１３図は、本発明の同じく他の実施例を示す立体音再生装置のブロック図であり、第１４図は、本発明の他の実施例を示す立体音再生装置のブロック図であり、第１５図は、従来の立体音再生装置のブロック図であり、第１６図は、従来の他の実施例を示す立体音再生装置のブロック図であり、第１７図は、第１６図の従来の立体音再生装置に用いたヘッドフォン部分の模型図である。
【符号の説明】
３４      集音手段
３５      遅延音発生手段
３６      合成音発生手段
４０      音源
４１      マイクロフォン
４２      マイクロフォン素子
４３      反射筒
４４      反射板
４６      スリット
４９      マイクロフォン
５２      アンプ
５３      録音再生機
６３      音信号遅延回路
６４      音信号合成回路
ＯＵＴ１  出力端子
ＯＵＴ２  出力端子
【発明を実施するための最良の形態】  本発明者は音源からマイクロフォン等の集音手段に入る真実音である到来音と、遅延音発生手段で到来音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間を遅延させた遅延音信号とを合成音手段で合成し合成音信号を発生させ、音再生手段で合成音信号から音を再生させることにより、自然界に存在すると同様な臨場感に溢れた音を聞くことができることを実験により確かめた。
第１図は前述の臨場感に溢れた音を聞くことを実現した本発明の音再生方式を示すブロック図である。
音源４０から直接に入る真実な到来音を集音し到来音信号に変換する集音手段３４と、到来音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間を遅延させ遅延音信号を発生させる遅延音発生手段３５と、到来音信号と遅延音信号から合成音信号を発生させる合成音信号発生手段３６と、合成音信号発生手段３６に接続されたアンプ３７と、ヘッドフォン３３とよりなる。集音手段３４は通常マイクロフォンが用いられる。
第２図に人間の外耳道の模型断面図を示す。人間の外耳道３０は直径が約７ｍｍで、外耳道入口３１から外耳道３０の置くにはある鼓膜３２までの長さが２３〜２７ｍｍであり、外耳道は容積が約１ミリリットルである。
第３図に示すように、到来音Ａが外耳道３０の外耳道入口３１付近に達すると、到来音Ａと外耳道３０を先行した先行音が鼓膜３２で反射された反射音Ｂとが干渉点Ｃで擦れ違うことになる。その結果干渉点Ｃには反射音Ｂが到来音Ａと同相の時には山となり、逆相のときには谷となる新たな波面Ｄが発生する。
本発明者はこの新たな波面Ｄを検出し、増幅した後干渉点Ｃの付近に置かれたヘッドフォンで新たな波面Ｄを再現すれば、脳細胞の働きにより聴覚系にヘッドフォンの存在を気付かれずに到来音Ａとその位置を知覚させ得ることを考え付いた。
そこで、第４図に示すように、干渉点Ｃにヘッドフォン３９を置き、ヘッドフォン３９に新たな波面Ｄを加えて実験した。その結果、干渉点Ｃに置かれたヘッドフォン３９にも新たに生じた実際の波面Ｄを再現しているためにその存在感が薄れ、ヘッドフォン３９の聴取者には到来音Ａの再生音が聞こえ、この再生音に対して録音時の音源方向が知覚され立体音に適した特性となる。
このことを実現したのが第１図に示す音再生方式で、音源４０からの真実な到来音Ａは集音手段３４で集音される。集音手段３４で集音された音は遅延音発生手段３５と合成音信号発生手段３６で合成音信号を発生させる。合成音信号はアンプ３７でアンプされ、ヘッドフォン３３を駆動し音を再生させる。再生される音には到来音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間を遅延させた音が含まれるので、干渉点Ｃに置かれたヘッドフォン３３にも新たに生じた実際の波面Ｄを再現していると同様な効果が得られる。そのため前述したように、ヘッドフォンの存在感が薄れ、ヘッドフォン３３の聴取者には到来音Ａの再生音が聞こえ、この再生音に対して録音時の音源方向が知覚され臨場感が溢れた音を聴取できる。
前述した遅延音信号と合成音信号を得るための遅延音発生手段３５と合成音信号発生手段３６には二つの方法がある。
第１の方法は音響的に行う方法であり、集音手段３４で集音された到来音をその到来音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間を遅延させる。そして、集音された到来音と遅延させた遅延音とを集音手段３４に加え合成音信号を発生させる方法である。
第２の方法は電気的に行う方法であり、音源４０からの到来音を集音手段３４で集音し、集音した音を音信号に変換した後、その音信号を到来音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間を遅延素子で遅延させ遅延音信号を得る。そして集音手段３４で変換された音信号と遅延音信号を合成音信号発生手段３６で合成し合成音信号を発生させる方法である。
第５図は前述した遅延音信号と合成音信号を音響的に得る第１の方法であり、ダミー外耳道を用いて新たな波面Ｄを検出するマイクロフォン４１の断面図を示している。
第６図は第５図のダミー外耳道を用いて新たな波面Ｄを検出するマイクロフォン４１の正面図を示している。マイクロフォン４１はマイクロフォン素子４２、反射筒４３および反射板４４からなる。マイクロフォン素子４２は通常のエレクトレットマイクロフォン（ＥＣＭ）でよく、マイクロフォン素子４２は２０Ｈｚ〜２００００Ｈｚ間平坦な周波数特性を有する。反射板４４はゴムよりなり、音源からの音を反射させると共に、後方からの音を遮蔽する。
反射筒４３は音源４０からの音を収音するスリット４６と底４８とを有する。音源４０から直接あるいは反射板４４で反射されスリット４６を介して入った音は直接マイクロフォン素子４２に加えられると共に、反射筒４３の底で反射され、反射された音もマイクロフォン素子４２に加えられる。
従って、マイクロフォン素子４２には反射筒４３のスリット４６から入り直接マイクロフォン素子４２に加わる到来音と底４８で反射された反射音が重畳した合成音が加えられ、出力端子４７から電気信号に変換された音信号が出力される。
反射筒４３の長さはスリット４６を介して入った到来音が底４８で反射されマイクロフォン素子４２に加えられる時間と、到来音が外耳に加わり、外耳に加わった音が鼓膜に加わり、鼓膜で反射され再び外耳に戻る時間になるような長さにしている。
換言すれば、反射筒４３の長さは外耳から鼓膜までの距離である。外耳から鼓膜までの距離は前述したように人それぞれによって異なり、また大人と子供で異なるが２３ｍｍから２７ｍｍで平均すると２５ｍｍとなるので、反射筒４３の長さは２５ｍｍ、スリット４６の間隔を２ｍｍ程度とし、反射筒４３のスリット４６を介して入った音が反射筒４３の底４８で反射され、反射された音がマイクロフォン素子４２に達する時間をおよそ１５０マイクロ秒としている。
第７図は前述した場合と同様に遅延音信号と合成音信号を音響的に得る第１の方法を実現するダミー外耳道を用いて、干渉点Ｃに新たな波面Ｄを検出するマイクロフォン４９の断面図で、両指向性マイクロフォン素子５０を用いた点が第５図のマイクロフォンと異なる。両指向性マイクロフォン素子５０と裏面側に設けられた反射筒５１とよりなる。
反射筒５１は音源４０からの音を収音するスリットと底とを有する。音源４０からスリットを介して入った音は直接両指向性マイクロフォン素子５０に加えられると共に、反射筒５１の底で反射され、反射された音も両指向性マイクロフォン素子５０に加えられる。
第８図に示すように、両指向性マイクロフォン素子５０は表面側からの到来音Ｅはマイクロフォン素子５０を通過し、裏面側の＋出力の通過音を発生する。それに対して裏面側からの到来音Ｇは表面側に−出力の通過音−Ｈを発生する。このように表面側からの到来音Ｅは＋出力となるが、反射筒５１で反射させた裏面側からの反射音は−出力となる。つまり音波の粒子速度に比例した出力電圧が出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に現れることになる。
第９図に示すように、干渉点Ｃには合成波面Ｄが発生する。このとき干渉点Ｃにペロシティーマイクロフォン等の両指向性のマイクロフォン素子５０を用い、干渉点Ｃから外耳道へ流出入する音波の粒子速度に比例した電圧を検出し、増幅した後イヤホンで干渉点Ｃの付近に再生しても同様な結果が得られた。この場合に反射筒５１の長さを標準外耳道の長さと同じ２５ｍｍにして、遅延時間が１５０マイクロセカンドとなるようにしている。
従って、第７図に示すように、両指向性マイクロフォン素子５０を用い、反射筒５１をマイクロフォン素子５０の後面に設け、両指向性マイクロフォン素子５０の表面にスリットから侵入された到来音を加え、前記両指向性マイクロフォン素子５０の裏面に反射筒５１で反射された前記遅延音とを加えることにより、合成音信号を発生することができる。
第１０図は第５図に示すマイクロフォン４１を用いた本発明の立体音再生装置のブロック図であるが、第７図に示すマイクロフォン４９を用いても全く同様であるのでマイクロフォン４１を用いて説明する。
本発明の立体音再生装置は左右用のマイクロフォン４１とマイクロフォン４１の出力端子４７からの音信号を増幅するアンプ５２と、アンプ５２で増幅された音信号を録音再生する録音再生機５３、録音再生機５３で再生された音信号を増幅するアンプ５４およびヘッドフォン６０よりなる。
第１１図に示すように、マイクロフォン４１、４１は左右の音を収録させるため、先端が適当な角度で外方向に向くよう配置されている。マイクロフォン４１、４１にはアンプ５２が接続され、アンプ５２にはテープレコータ、ＤＶＤプレーヤあるいはＭＤプレーヤ等の録音再生機５３が接続されている。録音再生機５３にはアンプ５４およびヘッドフォン６０が接続されている。
本発明の立体音再生装置を使って、例えば、音楽演奏あるいは屋外で鳥の声を収録するには、音源４０に向かってマイクロフォン４１、４１を向ける。音源４０からの到来音は直接あるいは反射板４４で反射され、マイクロフォン４１、４１の反射筒４３、４３のスリット４６、４６から反射筒４３、４３に入る。入った到来音は直接マイクロフォン素子４２、４２に加わると共に反射筒４３、４３の底４８、４８で反射され、反射された反射音はスリット４６、４６から入った到来音と重畳して合成音を形成し、その合成音がマイクロフォン素子４２、４２に加えられる。
マイクロフォン素子４２、４２で合成音に対応した電気信号である合成音信号に変換され、出力端子４７、４７から出力される。その合成音信号はアンプ５２で増幅され、録音再生機５３で録音される。
録音再生機５３で録音された音を聞きたいときには、録音再生機５３を再生状態にすると、録音再生機５３から録音された合成音信号が取り出される。取り出された合成音信号はアンプ５４で増幅され、ヘッドフォン６０に加わり、再生される音には到来音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間を遅延させた音が含まれるので、実際の音を耳介で聞くのと同様な臨場感が溢れた音を再生される。
以上にて音楽演奏あるいは屋外で鳥の声を収録し、収録された音楽演奏あるいは鳥の声を後で再生する場合について説明した。しかし、補聴器ではマイクロフォン４１、４１で収録した音を直ぐに再生する必要がある。
第１２図に示すように、補聴器に使用する場合にはアンプ５４にヘッドフォン６０を直接接続する。そして、前述の場合と同様に、音源４０に対してマイクロフォン４１を向ける。音源４０からの到来音は直接あるいは反射板４４で反射され、マイクロフォン４１の反射筒４３のスリット４６から反射筒４３に入る。入った到来音は直接マイクロフォン素子４２に加わると共に反射筒４３の底４８で反射され、反射された反射音はスリット４６から入った到来音と重畳して合成音を形成し、その合成音がマイクロフォン素子４２に加えられる。
マイクロン素子４２で合成音に対応した電気信号である合成音信号に変換され、出力端子４７から出力される。その合成音信号はアンプ５４で増幅され、ヘッドフォン６０に加わり、ヘッドフォン６０を駆動して音を再生する。従って、使用者は直接に耳で聞くのと同様な頭外音像定位感がある音を補聴器として聞くことができる。
第１３図は遅延音信号と合成音信号を電気的に発生させる第２の方法で実現した本発明の立体音再生装置の実施例を示すブロック図である。前述では特別なマイクロフォン４１を用いたが、一般的に用いられているステレオマイクロフォンを用いても臨場感が溢れた立体音再生装置を実現できるようにしたものである。マイクロフォン６１にはアンプ６２が接続され、アンプ６２の出力の一部は音信号遅延回路６３が接続されている。音信号遅延回路６３はアンプ６２と共に音信号合成回路６４に接続されている。音信号合成回路６４には録音再生機６５およぶアンプ６６が接続されている。
音信号遅延回路６３はアンプ６２で増幅された音信号の一部を遅延させるもので、その遅延時間は音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間である。音信号遅延回路６３で遅延させた遅延音信号とアンプ６２で増幅された音信号は音信号合成回路６４に加わり合成音信号を生成する。
第１３図のブロック図において、音楽演奏あるいは屋外で鳥の声を収録するには、音源４０に向かってマイクロフォン６１を向ける。音源４０からの到来音はマイクロフォン６１に加わる。マイクロフォン６１に加えられた到来音は音信号に変換される。その音信号はアンプ６２で増幅される。アンプ６２で増幅された音信号と音信号遅延回路６３で遅延させた遅延音信号とは音信号合成回路６４に加わり合成音信号を生成する。合成音信号は録音再生機６５に録音される。
録音再生機６５で録音された音信号を聞きたいときには、録音再生機６５を再生状態にする。すると、録音再生機６５から録音されたアンプ６６で増幅されヘッドフォン６７を駆動する。ヘッドフォン６７で再生される音には到来音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間を遅延させた音が含まれるので、直接耳で聞いたのと同様な臨場感が溢れた音を再生する。
第１４図に示すように、補聴器に使用する場合には、アンプ６２に録音再生機６５の代わりに音信号遅延回路６３を接続する。従って、集音された音はマイクロフォン６１で音信号に変換される。その音信号はアンプ６２で増幅される。増幅された音信号の一部は音信号遅延回路６３で音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間遅延された遅延音信号を生成する。遅延音信号はアンプ６２からの音信号と音信号合成回路６４で重畳され合成音信号を形成する。合成音信号はアンプ６６を介してヘッドフォン６７に加わり、直接耳で聞いたのと同様な頭外音像定位感を有する音を再生できる。
発明の効果
本発明の音再生方式は音源から直接に入る真実な到来音と、遅延音発生手段で到来音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間を遅延させた遅延音信号とを合成音手段で合成し合成音信号を発生させ、音再生手段で合成音信号から音を再生させるようにしたので、自然界に存在すると同様な臨場感に溢れた音を聞くことができる。
本発明の立体音用マイクロフォンは音源から外耳に直接に入る真実な到来音と、到来音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間を遅延させた遅延音とが重畳された合成音がマイクロフォン素子に加えられるようにしたので、マイクロフォン素子から得られる音信号をヘッドフォンで聴取したときに、自然界に存在すると同様な臨場感に溢れた音を聞くことができる。
本発明の立体音再生装置はマイクロフォンで音源から直接到来する音とその音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間遅延させた遅延音とを重畳させた合成音を収音し合成音信号に変換するようにしたので、耳で音源からの音を直接聞くのと同様に聞きくことが出来る。従って補聴器に応用したとき左右だけでなく、前後上下の広がりも分かる頭外音像定位感を実現できる。
また本発明の立体音再生装置はマイクロフォンで音源から直接到来する音と、その音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間遅延させた遅延音とを重畳させた合成音を収音し合成音信号に変換し、変換した合成音信号をテープあるいはＭＤ等の録音再生手段に録音し、録音再生手段で録音された合成音信号を再生することにより、実際の鳥の声あるいは雷鳴または音楽演奏と同様な臨場感の溢れた音を聞くことが出来る。
上述においてマイクロフォンで音源から直接到来する音とその音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間遅延させた遅延音とを重畳させた合成音を収音し合成音信号に変換していたが、通常のマイクロフォンで収録された音信号を音信号遅延回路で音が外耳から外耳道を通って鼓膜で反射し、外耳に戻る時間に相当する時間を遅延させた遅延音信号を発生させ、音信号遅延回路で遅延された遅延音信号とマイクロフォンで変換された音信号を音信号合成回路で合成させ合成音信号を発生させ、音信号合成回路からの合成音信号をヘッドフォンに加え、音を再生するようにしたので、補聴器に応用したとき左右だけでなく、前後上下の広がりも分かる頭外音像定位感を実現できる。
前述と同様に、通常のマイクロフォンで収録された音信号と音が外耳から鼓膜に反射し、音信号遅延回路で外耳に戻る時間時間の相当する時間遅延させた遅延音信号との音合成信号を録音再生機で録音したので、録音再生機で再生することにより何時でも実際の鳥の声あるいは雷鳴または音楽演奏と同様な臨場感の溢れた音を聞くことが出来る。
マイクロフォンの両指向性マイクロフォン素子を用いれば、外耳道の役目をする反射筒をマイクロフォン素子の後面に設けることが出来るので、正面側から来る到来音の周波数特性に影響を及ばすことがない。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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