(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドホンと前記ヘッドホンに音響信号を出力する信号処理回路とを備えたヘッドホンシステムであって、
前記ヘッドホンは、
受聴者の右耳用の第１および第３のスピーカと、
前記受聴者の左耳用の第２および第４のスピーカと、
前記第１および前記第２のスピーカが前記受聴者の前記右耳の孔と前記受聴者の前記左耳の孔とを結ぶ直線を含む鉛直面より前方に配置され、かつ、前記第３および前記第４のスピーカが前記鉛直面より後方に配置され、かつ、前記第１から前記第４のスピーカのそれぞれが前記受聴者の前記右耳および前記受聴者の前記左耳に非接触に配置されるように、前記第１から前記第４のスピーカを支持する支持部材と
を含み、
前記信号処理回路は、前記受聴者より後方にある後方音源を前記受聴者に知覚させるための音響信号のうち所定の周波数ｆｉ以下の周波数を有する音響信号を前記第１および前記第２のスピーカに出力し、前記後方音源を前記受聴者に知覚させるための音響信号のうち所定の周波数ｆｉ以上の周波数を有する音響信号を前記第３および前記第４のスピーカに出力する、ヘッドホンシステム。
【請求項２】
前記所定の周波数ｆｉは、前記受聴者より前方にある前方音源から前記受聴者の前記右耳の孔または前記左耳の孔までの伝達関数と前記後方音源から前記受聴者の前記右耳の孔または前記左耳の孔までの伝達関数との差異がほとんど０である周波数帯域の上限値として定義されている、請求項１に記載のヘッドホンシステム。
【請求項３】
前記所定の周波数ｆｉは、１ＫＨｚ〜３ＫＨｚの範囲内に設定されている、請求項１または請求項２に記載のヘッドホンシステム。
【請求項４】
前記信号処理回路は、前記受聴者より前方にある前方音源を前記受聴者に知覚させるための音響信号を前記第１および前記第２のスピーカに出力する、請求項１に記載のヘッドホンシステム。
【請求項５】
前記信号処理回路は、前記受聴者より前方にある前方音源を前記受聴者に知覚させるための音響信号のうち所定の周波数ｆｉ以上の周波数を有する音響信号を前記第１および前記第２のスピーカに出力し、前記前方音源を前記受聴者に知覚させるための音響信号のうち所定の周波数ｆｉ以下の周波数を有する音響信号を前記第３および前記第４のスピーカに出力する、請求項１に記載のヘッドホンシステム。
【請求項６】
前記第１および前記第２のスピーカは、前記受聴者の右目と前記受聴者の左目とを結ぶ直線を含む鉛直面より後方に配置される、請求項１に記載のヘッドホンシステム。
【請求項７】
前記第３のスピーカは、前記受聴者の正面方向の直線と前記第３のスピーカの面の中心を通る垂線とのなす角度が略１００度から略１２０度の範囲内となるように配置され、前記第４のスピーカは、前記受聴者の正面方向の直線と前記第４のスピーカの面の中心を通る垂線とのなす角度が略１００度から略１２０度の範囲内となるように配置される、請求項１に記載のヘッドホンシステム。
【請求項８】
前記ヘッドホンは、
前記音響信号の低周波帯域のみを再生する低周波再生専用スピーカをさらに備えている、請求項１に記載のヘッドホンシステム。
【請求項９】
前記低周波再生専用スピーカは、前記受聴者の後頭部の近傍に配置される、請求項８に記載のヘッドホンシステム。
【請求項１０】
前記低周波再生専用スピーカは、前記受聴者の頭頂部の近傍に配置される、請求項８に記載のヘッドホンシステム。
【請求項１１】
前記ヘッドホンは、
前記音響信号の低周波帯域のみを再生するために使用される低周波再生専用信号に基づいて振動する振動ユニットをさらに備えており、前記振動ユニットは、前記受聴者の側頭部に密着するように支持されている、請求項１に記載のヘッドホンシステム。
【請求項１２】
前記支持部材は、前記第１および前記第３のスピーカを支持する第１の支持具と、前記第２および前記第４のスピーカを支持する第２の支持具とを含み、
前記第３のスピーカと前記第１の支持具とは、第１の結合部を介して結合されており、前記第３のスピーカは、前記第１の結合部を中心として回転可能なように支持されており、
前記第４のスピーカと前記第２の支持具とは、第２の結合部を介して結合されており、前記第４のスピーカは、前記第２の結合部を中心として回転可能なように支持されている、請求項１に記載のヘッドホンシステム。
【請求項１３】
前記ヘッドホンは、
前記第３のスピーカの放射音を反射させる第１の反射板と、前記第４のスピーカの放射音を反射させる第２の反射板とをさらに備えており、
前記第３のスピーカは、前記第３のスピーカの振動板面が前記受聴者の前記右耳の孔と前記第３のスピーカの中心とを結ぶ直線を含み、かつ、前記第１の反射板によって反射された前記第３のスピーカの放射音が前記受聴者の前記右耳に到達するように配置され、
前記第４のスピーカは、前記第４のスピーカの振動板面が前記受聴者の前記左耳の孔と前記第４のスピーカの中心とを結ぶ直線を含み、かつ、前記第２の反射板によって反射された前記第４のスピーカの放射音が前記受聴者の前記左耳に到達するように配置される、請求項１に記載のヘッドホンシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチチャンネルの音響信号を再生するヘッドホンシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＤＶＤなどのマルチメディアの普及により、映像とともに、マルチチャンネルの音響情報が提供されるようになってきている。
【０００３】
従来、ヘッドホンを用いて、マルチチャンネルの音響信号の再生を仮想的に行う方法が提案されている。
【０００４】
例えば、特願平７−５１９９７８号公報は、左右一対のスピーカに入力される信号に対してフィルタ処理を行うことにより、受聴者より前方にある音源を受聴者に知覚させたり、受聴者より後方にある音源を受聴者に知覚させたりする技術を開示している。
【０００５】
図１９は、特願平７−５１９９７８号公報に記載されているヘッドホン装置の構成を示す。
【０００６】
図１９に示されるヘッドホン装置は、受聴者の右耳用のスピーカ１９０１と、受聴者の左耳用のスピーカ１９０２とを含む。スピーカ１９０１、１９０２は、受聴者の耳から離れた位置に固定されている。
【０００７】
図１９において、参照番号１９６０は、受聴者の後方にある仮想的な音源を示し、参照番号１９１０、１９１１は、フィルタを示す。
【０００８】
ここで、Ｈ１は、音源１９６０から受聴者の右耳までの伝達関数を示す。Ｈ２は、音源１９６０から受聴者の左耳までの伝達関数を示す。伝達関数Ｈ１はフィルタ１９１０に設定される。伝達関数Ｈ２はフィルタ１９１１に設定される。
【０００９】
入力信号Ｘは、フィルタ１９１０、１９１１に入力される。フィルタ１９１０の出力は、右耳用のスピーカ１９０１に入力される。フィルタ１９１１の出力は、左耳用のスピーカ１９０２に入力される。
【００１０】
このようにして、受聴者は、仮想的な音源１９６０を知覚することが可能になる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
左右方向の音源を正しく知覚することは、人間にとって比較的容易である。これは、両耳が頭部の左右端にあるからである。人間は、音源からの信号が左耳に到達するまでの時間と音源からの信号が右耳に到達するまでの時間との差やそれらの信号のレベル差などの複数の情報に基づいて、左右方向の音源を知覚していると考えられている。このため、左右方向の音源の知覚に関しては、個人差も少ない。
【００１２】
前後方向の音源を正しく知覚することは、人間にとって比較的困難である。これは、音源からの信号が左耳に到達するまでの時間と音源からの信号が右耳に到達するまでの時間との差が小さいからである。人間は、音源の周波数スペクトラムの絶対値という単独の情報に基づいて、前後方向の音源を知覚していると考えられている。このため、前後方向の音源の知覚に関しては、個人差が大きい。個人の頭部形状の差異が原因で、音源からの耳までの頭部伝達関数に個人差が生じるからである。
【００１３】
図１９に示される従来技術のように、左右一対のスピーカとフィルタ処理とにより前方の音源と後方の音源とを表現する場合には、上記伝達関数の個人差の影響から、前後方向の音源を受聴者に正しく知覚させることは困難であった。特に、高音域においては、この個人差の影響がより大きくなるため、個人による知覚効果にバラツキ大きいという問題点があった。
【００１４】
本発明は、上記課題を考慮してなされたものであり、受聴者の個人差にかかわらず受聴者の前後にある仮想的な音源を受聴者が正しく知覚することができるように、マルチチャンネルの音響信号を再生することが可能なヘッドホンシステムを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明のヘッドホンシステムは、ヘッドホンと前記ヘッドホンに音響信号を出力する信号処理回路とを備えたヘッドホンシステムであって、前記ヘッドホンは、受聴者の右耳用の第１および第３のスピーカと、前記受聴者の左耳用の第２および第４のスピーカと、前記第１および前記第２のスピーカが前記受聴者の前記右耳の孔と前記受聴者の前記左耳の孔とを結ぶ直線を含む鉛直面より前方に配置され、かつ、前記第３および前記第４のスピーカが前記鉛直面より後方に配置され、かつ、前記第１から前記第４のスピーカのそれぞれが前記受聴者の前記右耳および前記受聴者の前記左耳に非接触に配置されるように、前記第１から前記第４のスピーカを支持する支持部材とを含み、前記信号処理回路は、前記受聴者より後方にある後方音源を前記受聴者に知覚させるための音響信号のうち所定の周波数ｆｉ以下の周波数を有する音響信号を前記第１および前記第２のスピーカに出力し、前記後方音源を前記受聴者に知覚させるための音響信号のうち所定の周波数ｆｉ以上の周波数を有する音響信号を前記第３および前記第４のスピーカに出力し、これにより、上記目的が達成される。
前記所定の周波数ｆｉは、前記受聴者より前方にある前方音源から前記受聴者の前記右耳の孔または前記左耳の孔までの伝達関数と前記後方音源から前記受聴者の前記右耳の孔または前記左耳の孔までの伝達関数との差異がほとんど０である周波数帯域の上限値として定義されていてもよい。
前記所定の周波数ｆｉは、１ＫＨｚ〜３ＫＨｚの範囲内に設定されていてもよい。
前記信号処理回路は、前記受聴者より前方にある前方音源を前記受聴者に知覚させるための音響信号を前記第１および前記第２のスピーカに出力してもよい。
前記信号処理回路は、前記受聴者より前方にある前方音源を前記受聴者に知覚させるための音響信号のうち所定の周波数ｆｉ以上の周波数を有する音響信号を前記第１および前記第２のスピーカに出力し、前記前方音源を前記受聴者に知覚させるための音響信号のうち所定の周波数ｆｉ以下の周波数を有する音響信号を前記第３および前記第４のスピーカに出力してもよい。
前記第１および前記第２のスピーカは、前記受聴者の右目と前記受聴者の左目とを結ぶ直線を含む鉛直面より後方に配置されてもよい。
前記第３のスピーカは、前記受聴者の正面方向の直線と前記第３のスピーカの面の中心を通る垂線とのなす角度が略１００度から略１２０度の範囲内となるように配置され、前記第４のスピーカは、前記受聴者の正面方向の直線と前記第４のスピーカの面の中心を通る垂線とのなす角度が略１００度から略１２０度の範囲内となるように配置されてもよい。
前記ヘッドホンは、前記音響信号の低周波帯域のみを再生する低周波再生専用スピーカをさらに備えていてもよい。
前記低周波再生専用スピーカは、前記受聴者の後頭部の近傍に配置されてもよい。
前記低周波再生専用スピーカは、前記受聴者の頭頂部の近傍に配置されてもよい。
前記ヘッドホンは、前記音響信号の低周波帯域のみを再生するために使用される低周波再生専用信号に基づいて振動する振動ユニットをさらに備えており、前記振動ユニットは、前記受聴者の側頭部に密着するように支持されていてもよい。
前記支持部材は、前記第１および前記第３のスピーカを支持する第１の支持具と、前記第２および前記第４のスピーカを支持する第２の支持具とを含み、前記第３のスピーカと前記第１の支持具とは、第１の結合部を介して結合されており、前記第３のスピーカは、前記第１の結合部を中心として回転可能なように支持されており、前記第４のスピーカと前記第２の支持具とは、第２の結合部を介して結合されており、前記第４のスピーカは、前記第２の結合部を中心として回転可能なように支持されていてもよい。
前記ヘッドホンは、前記第３のスピーカの放射音を反射させる第１の反射板と、前記第４のスピーカの放射音を反射させる第２の反射板とをさらに備えており、前記第３のスピーカは、前記第３のスピーカの振動板面が前記受聴者の前記右耳の孔と前記第３のスピーカの中心とを結ぶ直線を含み、かつ、前記第１の反射板によって反射された前記第３のスピーカの放射音が前記受聴者の前記右耳に到達するように配置され、前記第４のスピーカは、前記第４のスピーカの振動板面が前記受聴者の前記左耳の孔と前記第４のスピーカの中心とを結ぶ直線を含み、かつ、前記第２の反射板によって反射された前記第４のスピーカの放射音が前記受聴者の前記左耳に到達するように配置されてもよい。
【００２８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、図１〜図３を参照して、本発明の実施の形態１のヘッドホンシステム１０１を説明する。
【００２９】
ヘッドホンシステム１０１は、ヘッドホン２０１と、ヘッドホン２０１に音響信号を出力する信号処理回路３０１とを含む。
【００３０】
図１は、ヘッドホン２０１の構成を示す三面図である。
【００３１】
ヘッドホン２０１は、受聴者の右耳用のスピーカ１、３と、受聴者の左耳用のスピーカ２、４と、スピーカ１〜４を支持する支持部材８とを含む。
【００３２】
支持部材８は、以下の条件（１）〜（３）を満たすようにスピーカ１〜４を支持する。
【００３３】
条件（１）：スピーカ１、２は、鉛直面４００より前方に配置される。
【００３４】
条件（２）：スピーカ３、４は、鉛直面４００より後方に配置される。
【００３５】
条件（３）：スピーカ１〜４のそれぞれは、受聴者の右耳および受聴者の左耳に非接触に配置される。
【００３６】
ここで、鉛直面４００は、受聴者の右耳の孔と受聴者の左耳の孔とを結ぶ直線を含む鉛直面であると定義される。
【００３７】
支持部材８は、例えば、ヘッドホンバンド２０と、スピーカ支持具３０、３１とを含む。スピーカ支持具３０は、スピーカ１、３を支持する。スピーカ支持具３１は、スピーカ２、４を支持する。スピーカ支持具３０とスピーカ支持具３１とはヘッドホンバンド２０によって結合されている。ただし、支持部材８の形状は、図１に示されるものには限定されない。上述した条件（１）〜（３）を満たすようにスピーカ１〜４を支持する限り、支持部材８は、任意の形状を有し得る。
【００３８】
スピーカ１〜４を上述したように配置することにより、スピーカ１とスピーカ３とは、それぞれ、音響的に独立したエンクロージャを有することになり、スピーカ２、４とは、それぞれ、音響的に独立したエンクロージャを有することになる。これにより、スピーカ１からの音響信号とスピーカ３からの音響信号とは、それぞれ独立に、受聴者の頭部の形状に沿って受聴者の右耳に到達し、スピーカ２からの音響信号とスピーカ４からの音響信号とは、それぞれ独立に、受聴者の頭部の形状に沿って受聴者の左耳に到達する。このことは、前後方向の個人の伝達関数の情報を受聴者に与えることを意味する。その結果、受聴者は、受聴者の個人差にかかわらず、受聴者の前後にある仮想的な音源を正しく知覚することが可能になる。
【００３９】
図２は、信号処理回路３０１の一例として信号処理回路３０１ａの構成を示すブロック図である。信号処理回路３０１ａは、受聴者より前方にある音源を受聴者に知覚させるための音響信号をスピーカ１、２に出力する。
【００４０】
図２において、参照番号５０は、受聴者の前方にある前方センター音源を示す。前方センター音源５０は、実在するわけではなく、受聴者によってあたかも実在するかのように知覚される仮想的な音源である。以下、前方センター音源５０を仮想音源５０という。図２では、仮想音源５０は、破線によって表されている。
【００４１】
信号処理回路３０１ａには、前方右入力信号（ＦＲ信号）、前方左入力信号（ＦＬ信号）、前方センター入力信号（ＦＣ信号）、後方右入力信号（ＳＲ信号）および後方左入力信号（ＳＬ信号）が入力される。信号処理回路３０１ａは、これらの入力信号を処理することにより音響信号を生成し、その音響信号をヘッドホン２０１に出力する。
【００４２】
信号処理回路３０１ａは、フィルタ１０ａと、フィルタ１１ａと、加算器１２ａと、加算器１３ａとを含む。
【００４３】
フィルタ１０ａは、ＦＣ信号を処理する。加算器１２ａは、フィルタ１０ａによって処理されたＦＣ信号とＦＲ信号とを加算する。加算結果は、スピーカ１に出力される。
【００４４】
フィルタ１１ａは、ＦＣ信号を処理する。加算器１３ａは、フィルタ１１ａによって処理されたＦＣ信号とＦＬ信号とを加算する。加算結果は、スピーカ２に出力される。
【００４５】
ＳＲ信号は、スピーカ３に出力される。ＳＬ信号は、スピーカ４に出力される。
【００４６】
フィルタ１０ａの伝達関数Ｘとフィルタ１１ａの伝達関数Ｙとは、（数１）および（数２）を満たすように設計される。このように、伝達関数Ｘ、Ｙを設計することにより、受聴者は、仮想音源５０を正しく知覚することができる。
【００４７】
【数１】
ｈ１・Ｘ＋ｈ３・Ｙ＝Ｈ１
【００４８】
【数２】
ｈ２・Ｘ＋ｈ４・Ｙ＝Ｈ２
ここで、Ｈ１は仮想音源５０から受聴者の右耳の孔までの伝達関数を示し、Ｈ２は仮想音源５０から受聴者の左耳の孔までの伝達関数を示し、ｈ１はスピーカ１から受聴者の右耳の孔までの伝達関数を示し、ｈ２はスピーカ１から受聴者の左耳の孔までの伝達関数を示し、ｈ３はスピーカ２から受聴者の右耳の孔までの伝達関数を示し、ｈ４はスピーカ２から受聴者の左耳の孔までの伝達関数を示す。
【００４９】
（数１）および（数２）から、Ｘは（数３）によって表され、Ｙは（数４）によって表される。
【００５０】
【数３】
Ｘ＝（ｈ４・Ｈ１−ｈ３・Ｈ２）／（ｈ１・ｈ４−ｈ２・ｈ３）
【００５１】
【数４】
Ｙ＝（ｈ１・Ｈ２−ｈ２・Ｈ１）／（ｈ１・ｈ４−ｈ２・ｈ３）
なお、上述したＨ１、Ｈ２、ｈ１〜ｈ４は、ある特定の受聴者に対して測定される。その特定の受聴者は、実在の受聴者であってもよいし、仮想的な受聴者であってもよい。
【００５２】
その特定の受聴者以外の受聴者（例えば、受聴者Ａとする）が、その特定の受聴者に対して測定されたＨ１、Ｈ２、ｈ１〜ｈ４に基づいて設計されたフィルタ１０ａ、１１ａを含むヘッドホン２０１を用いる場合には、その受聴者Ａに対する伝達関数Ｈ１’は（数５）によって表される。
【００５３】
ここで、Ｈ１’は仮想音源５０から受聴者Ａの右耳の孔までの伝達関数を示し、ｈ１’はスピーカ１から受聴者Ａの右耳の孔までの伝達関数を示し、ｈ３’はスピーカ２から受聴者Ａの右耳の孔までの伝達関数を示す。
【００５４】
【数５】
Ｈ１’＝ｈ１’・Ｘ＋ｈ３’・Ｙ
＝ｈ１’・｛（ｈ４・Ｈ１−ｈ３・Ｈ２）／（ｈ１・ｈ４−ｈ２・ｈ３）｝＋ｈ３’・｛（ｈ１・Ｈ２−ｈ２・Ｈ１）／（ｈ１・ｈ４−ｈ２・ｈ３）｝
＝｛（ｈ１’・ｈ４−ｈ２・ｈ３’）・Ｈ１＋（ｈ１・ｈ３’−ｈ１’・ｈ３）・Ｈ２｝／（ｈ１・ｈ４−ｈ２・ｈ３）
（数６）から、（数５）は、（数７）に変形される。
【００５５】
【数６】
ｈ１’・ｈ４−ｈ２・ｈ３’＞＞ｈ１・ｈ３’−ｈ１’・ｈ３
【００５６】
【数７】
Ｈ１’≒｛（ｈ１’・ｈ４−ｈ２・ｈ３’）／（ｈ１・ｈ４−ｈ２・ｈ３）｝・Ｈ１
＝（１＋Δｈ１）・Ｈ１
同様にして、その受聴者Ａに対する伝達関数Ｈ２’は（数８）によって表される。ここで、Ｈ２’は仮想音源５０から受聴者Ａの左耳の孔までの伝達関数を示す。
【００５７】
【数８】
Ｈ２’＝（１＋Δｈ２）・ Ｈ２
これらのΔｈ１、Δｈ２が受聴者の個人差を補正するための補正係数として機能する。これにより、ヘッドホンシステム１０１によれば、伝達関数Ｈ１、Ｈ２を単に実現する従来のヘッドホンシステム（例えば、図１９に示されるヘッドホン装置）に比較して、受聴者が仮想音源５０をより正しく知覚することが可能になる。
【００５８】
なお、受聴者の個人差を補正するための上述した手法は、後述されるすべての実施の形態において共通である。
【００５９】
図３は、信号処理回路３０１の一例として信号処理回路３０１ｂの構成を示すブロック図である。信号処理回路３０１ｂは、受聴者より後方にある音源を受聴者に知覚させるための音響信号をスピーカ３、４に出力する。
【００６０】
図３において、参照番号６０は、受聴者の後方にある後方音源を示す。後方音源６０は、実在するわけではなく、受聴者によってあたかも実在するかのように知覚される仮想的な音源である。以下、後方音源６０を仮想音源６０という。図３では、仮想音源６０は、破線によって表されている。
【００６１】
信号処理回路３０１ｂには、前方右入力信号（ＦＲ信号）、前方左入力信号（ＦＬ信号）、後方音源入力信号（ＳＣ信号）、後方右入力信号（ＳＲ信号）および後方左入力信号（ＳＬ信号）が入力される。信号処理回路３０１ｂは、これらの入力信号を処理することにより音響信号を生成し、その音響信号をヘッドホン２０１に出力する。
【００６２】
信号処理回路３０１ｂは、フィルタ１０ｂと、フィルタ１１ｂと、加算器１２ｂと、加算器１３ｂとを含む。
【００６３】
フィルタ１０ｂは、ＳＣ信号を処理する。加算器１２ｂは、フィルタ１０ｂによって処理されたＳＣ信号とＳＲ信号とを加算する。加算結果は、スピーカ３に出力される。
【００６４】
フィルタ１１ｂは、ＳＣ信号を処理する。加算器１３ｂは、フィルタ１１ｂによって処理されたＳＣ信号とＳＬ信号とを加算する。加算結果は、スピーカ４に出力される。
【００６５】
ＦＲ信号は、スピーカ１に出力される。ＦＬ信号は、スピーカ２に出力される。
【００６６】
フィルタ１０ｂの伝達関数Ｘとフィルタ１１ｂの伝達関数Ｙとは、（数９）および（数１０）を満たすように設計される。このように、伝達関数Ｘ、Ｙを設計することにより、受聴者は、仮想音源６０を正しく知覚することができる。
【００６７】
【数９】
ｈ５・Ｘ＋ｈ７・Ｙ＝Ｈ３
【００６８】
【数１０】
ｈ６・Ｘ＋ｈ８・Ｙ＝Ｈ４
ここで、Ｈ３は仮想音源６０から受聴者の右耳の孔までの伝達関数を示し、Ｈ４は仮想音源６０から受聴者の左耳の孔までの伝達関数を示し、ｈ５はスピーカ３から受聴者の右耳の孔までの伝達関数を示し、ｈ６はスピーカ３から受聴者の左耳の孔までの伝達関数を示し、ｈ７はスピーカ４から受聴者の右耳の孔までの伝達関数を示し、ｈ８はスピーカ４から受聴者の左耳の孔までの伝達関数を示す。
【００６９】
（数９）および（数１０）から、Ｘは（数１１）によって表され、Ｙは（数１２）によって表される。
【００７０】
【数１１】
Ｘ＝（ｈ８・Ｈ３−ｈ７・Ｈ４）／（ｈ５・ｈ８−ｈ６・ｈ７）
【００７１】
【数１２】
Ｙ＝（ｈ５・Ｈ４−ｈ６・Ｈ３）／（ｈ５・ｈ８−ｈ６・ｈ７）
このように、実施の形態１では、受聴者より前方にある音源を受聴者に知覚させるための音響信号は、鉛直面４００より前方に配置されるスピーカ１、２を用いて再生され、受聴者より後方にある音源を受聴者に知覚させるための音響信号は、鉛直面４００より後方に配置されるスピーカ３、４を用いて再生される。
【００７２】
受聴者より前方にある音源に関する情報は、個人の頭部の形状に従ったその方向の個人の伝達関数を通して、受聴者に与えられることになる。また、受聴者より後方にある音源に関する情報は、個人の頭部の形状に従ったその方向の個人の伝達関数を通して、受聴者に与えられることになる。その結果、受聴者は、受聴者の個人差にかかわらず、受聴者の前後にある音源を正しく知覚することが可能になる。
【００７３】
さらに、鉛直面４００より前方に配置されるスピーカ１、２は、鉛直面４０１より後方に配置されていることが好ましい。スピーカ１、２を上述したように配置することにより、スピーカ１、２が受聴者の視角に入ることを防止することが可能になる。その結果、受聴者は、スピーカ１、２に視界を遮られることなく、大型映像ディスプレイに映し出される映像を楽しむことが可能になる。
【００７４】
ここで、鉛直面４０１は、受聴者の右目と受聴者の左目とを結ぶ直線を含む鉛直面であると定義される。
【００７５】
（実施の形態２）
以下、図４〜図７を参照して、本発明の実施の形態２のヘッドホンシステム１０２を説明する。
【００７６】
ヘッドホンシステム１０２は、ヘッドホン２０２と、ヘッドホン２０２に音響信号を出力する信号処理回路３０２とを含む。
【００７７】
図４は、ヘッドホン２０２の構成を示す三面図である。
【００７８】
ヘッドホン２０２は、受聴者の右耳用のスピーカ１、５と、受聴者の左耳用のスピーカ２、６と、スピーカ１〜２、５〜６を支持する支持部材８とを含む。
【００７９】
実施の形態１と同様に、支持部材８は、スピーカ１、２が鉛直面４００より前方に配置され、かつ、スピーカ５、６が鉛直面４００より後方に配置され、かつ、スピーカ１〜２、５〜６のそれぞれが受聴者の右耳および受聴者の左耳に非接触に配置されるように、スピーカ１〜２、５〜６を支持する。
【００８０】
実施の形態２では、受聴者より後方にある音源を受聴者に知覚させるための音響信号のうち、所定の周波数ｆｉ以下の周波数を有する音響信号は、鉛直面４００より前方に配置されるスピーカ１、２を用いて再生され、受聴者より後方にある音源を受聴者に知覚させるための音響信号のうち、所定の周波数ｆｉ以上の周波数を有する音響信号は、鉛直面４００より後方に配置されるスピーカ５、６を用いて再生される。
【００８１】
ここで、所定の周波数ｆｉは、受聴者の前方に配置される音源から受聴者の右耳（または左耳）の孔までの伝達関数（以下、前方伝達関数と略記する）と受聴者の後方に配置される音源から受聴者の右耳（または左耳）の孔までの伝達関数（以下、後方伝達関数と略記する）との差異がほとんど０である周波数帯域の上限値として定義されることが好ましい。
【００８２】
このように、受聴者より後方にある音源を受聴者に知覚させるための音響信号のうちの一部をスピーカ１、２を用いて再生することにより、スピーカ５、６を小型化および軽量化することが可能になる。
【００８３】
なお、この場合、受聴者より前方にある音源を受聴者に知覚させるための音響信号は、鉛直面４００より前方に配置されるスピーカ１、２を用いて再生される。
【００８４】
前方伝達関数と後方伝達関数との差異は、主として、受聴者の頭部の形状が前後方向に非対称であることおよび受聴者の耳の形状が前後方向に非対称であることに起因する。しかし、前後方向の非対称に基づく物理寸法は、数ｃｍ以下である。
【００８５】
音響信号の波長と周波数との関係の考察から、上述した所定の周波数ｆｉを特定することができる。本実施の形態では、所定の周波数ｆｉは、例えば、約１ＫＨｚ〜約３ＫＨｚに設定される。
【００８６】
同様に、受聴者の個人差に基づく、頭部の寸法の差異および耳の寸法の差異もせいぜい数ｃｍである。このことから、受聴者の個人差に基づく伝達関数の差異が生じ始める周波数も、所定の周波数ｆｉにほぼ一致する。
【００８７】
図５は、特定の受聴者に対する、前方伝達関数および後方伝達関数の一例を示す。図５において、実線は受聴者の前方０度方向の頭部伝達関数の例を示し、破線は受聴者の後方１８０度方向の頭部伝達関数の例を示す。
【００８８】
図５に示される例では、約１ＫＨｚ以上の周波数帯域において、前方伝達関数と後方伝達関数との差異が大きくなっていることが分かる。
【００８９】
図６は、受聴者の個人差に基づく頭部伝達関数の差異の一例を示す。図６において、実線は受聴者Ａの前方０度方向の頭部伝達関数の例を示し、一点鎖線は受聴者Ｂの前方０度方向の頭部伝達関数の例を示し、破線は受聴者Ｃの前方０度方向の頭部伝達関数の例を示す。
【００９０】
図６に示される例においても、約１ＫＨｚ以下の周波数帯域においては受聴者の個人差に基づく頭部伝達関数の差異は小さく、約１ＫＨｚ以上の周波数帯域において受聴者の個人差に基づく頭部伝達関数の差異が大きくなっていることが分かる。
【００９１】
図５および図６に示される例では、所定の周波数ｆｉを約１ＫＨｚに設定することが好ましい。頭部伝達関数に差異のほとんどない所定の周波数ｆｉ以下の周波数を有する音響信号の再生をスピーカ１、２にまかせることにより、スピーカ５、６の振動板の小型化や磁気回路の軽量化を行なうことが可能になる。
【００９２】
図７は、信号処理回路３０２の構成を示すブロック図である。信号処理回路３０２は、受聴者より後方にある後方音源を受聴者に知覚させるための音響信号のうち所定の周波数ｆｉ以下の周波数を有する音響信号をスピーカ１、２に出力し、後方音源を受聴者に知覚させるための音響信号のうち所定の周波数ｆｉ以上の周波数を有する音響信号をスピーカ５、６に出力する。
【００９３】
図７において、図３に示される構成要素と同一の構成要素には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【００９４】
信号処理回路３０２は、所定の周波数ｆｉ以上の周波数成分の信号を通過させるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１４１、１４２と、所定の周波数ｆｉ以下の周波数成分の信号を通過させるローパスフィルタ（ＬＰＦ）１５１、１５２とを含む。
【００９５】
ＳＲ信号は、ＨＰＦ１４１を介してスピーカ５に入力される。また、ＳＲ信号は、ＬＰＦ１５１に入力される。ＬＰＦ１５１の出力は、フィルタ１１０とフィルタ１１１とに入力される。
【００９６】
ＳＬ信号は、ＨＰＦ１４２介してスピーカ６に入力される。また、ＳＬ信号は、ＬＰＦ１５２に入力される。ＬＰＦ１５２の出力は、フィルタ２１０とフィルタ２１１とに入力される。
【００９７】
ＳＣ信号は、フィルタ１０ｂとフィルタ１１ｂとに入力される。
【００９８】
加算器１２１は、ＦＲ信号とフィルタ１１０の出力とフィルタ１０ｂの出力とフィルタ２１０の出力とを加算し、その加算結果をスピーカ１に出力する。
【００９９】
加算器１２２は、ＦＬ信号とフィルタ１１１の出力とフィルタ１１ｂの出力とフィルタ２１１の出力とを加算し、その加算結果をスピーカ２に出力する。
【０１００】
フィルタ１１０の伝達関数Ｘ１は、（数１３）によって表される。フィルタ１１１の伝達関数Ｙ１は、（数１４）によって表される。このように、伝達関数Ｘ１、Ｙ１を設計することにより、受聴者は、仮想音源６１を正しく知覚することができる。
【０１０１】
【数１３】
Ｘ１＝（ｈ４・Ｈ３１−ｈ３・Ｈ４１）／（ｈ１・ｈ４−ｈ２・ｈ３）
【０１０２】
【数１４】
Ｙ１＝（ｈ１・Ｈ４１−ｈ２・Ｈ３１）／（ｈ１・ｈ４−ｈ２・ｈ３）
ここで、Ｈ３１は仮想音源６１から受聴者の右耳の孔までの伝達関数を示し、Ｈ４１は仮想音源６１から受聴者の左耳の孔までの伝達関数を示す。
【０１０３】
フィルタ２１０の伝達関数Ｘ２は、（数１５）によって表される。フィルタ２１１の伝達関数Ｙ２は、（数１６）によって表される。このように、伝達関数Ｘ２、Ｙ２を設計することにより、受聴者は、仮想音源６２を正しく知覚することができる。
【０１０４】
【数１５】
Ｘ２＝（ｈ４・Ｈ３２−ｈ３・Ｈ４２）／（ｈ１・ｈ４−ｈ２・ｈ３）
【０１０５】
【数１６】
Ｙ２＝（ｈ１・Ｈ４２−ｈ２・Ｈ３２）／（ｈ１・ｈ４−ｈ２・ｈ３）
ここで、Ｈ３２は仮想音源６２から受聴者の左耳の孔までの伝達関数を示し、Ｈ４２は仮想音源６２から受聴者の右耳の孔までの伝達関数を示す。
【０１０６】
（実施の形態３）
以下、図８〜図９を参照して、本発明の実施の形態３のヘッドホンシステム１０３を説明する。
【０１０７】
ヘッドホンシステム１０３は、ヘッドホン２０３と、ヘッドホン２０３に音響信号を出力する信号処理回路３０３とを含む。
【０１０８】
図８は、ヘッドホン２０３の構成を示す三面図である。
【０１０９】
ヘッドホン２０３は、受聴者の右耳用のスピーカ１、５と、受聴者の左耳用のスピーカ２、６と、スピーカ１〜２、５〜６を支持する支持部材８とを含む。
【０１１０】
実施の形態１と同様に、支持部材８は、スピーカ１、２が鉛直面４００より前方に配置され、かつ、スピーカ５、６が鉛直面４００より後方に配置され、かつ、スピーカ１〜２、５〜６のそれぞれが受聴者の右耳および受聴者の左耳に非接触に配置されるように、スピーカ１〜２、５〜６を支持する。
【０１１１】
実施の形態３では、受聴者より前方にある音源を受聴者に知覚させるための音響信号のうち、所定の周波数ｆｉ以下の周波数を有する音響信号は、鉛直面４００より後方に配置されるスピーカ５、６を用いて再生され、受聴者より前方にある音源を受聴者に知覚させるための音響信号のうち、所定の周波数ｆｉ以上の周波数を有する音響信号は、鉛直面４００より前方に配置されるスピーカ１、２を用いて再生される。
【０１１２】
ここで、所定の周波数ｆｉは、実施の形態２と同様に設定された周波数である。
【０１１３】
このように、受聴者より前方にある音源を受聴者に知覚させるための音響信号のうちの一部をスピーカ５、６を用いて再生することにより、スピーカ１、２を小型化および軽量化することが可能になる。
【０１１４】
なお、この場合、受聴者より後方にある音源を受聴者に知覚させるための音響信号は、鉛直面４００より後方に配置されるスピーカ５、６を用いて再生される。
【０１１５】
図９は、信号処理回路３０３の構成を示すブロック図である。信号処理回路３０３は、受聴者より前方にある前方音源を受聴者に知覚させるための音響信号のうち所定の周波数ｆｉ以上の周波数を有する音響信号をスピーカ１、２に出力し、前方音源を受聴者に知覚させるための音響信号のうち所定の周波数ｆｉ以下の周波数を有する音響信号をスピーカ５、６に出力する。
【０１１６】
図９において、図２および図７に示される構成要素と同一の構成要素には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【０１１７】
信号処理回路３０３は、所定の周波数ｆｉ以上の周波数成分の信号を通過させるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）４１と、所定の周波数ｆｉ以下の周波数成分の信号を通過させるローパスフィルタ（ＬＰＦ）５１とを含む。
【０１１８】
ＦＬ信号は、ＨＰＦ１４１に入力される。ＨＰＦ１４１の出力は、加算器１２５に入力される。また、ＦＬ信号は、ＬＰＦ１５１に入力される。ＬＰＦ１５１の出力は、フィルタ１１０とフィルタ１１１とに入力される。
【０１１９】
ＦＲ信号は、ＨＰＦ１４２に入力される。ＨＰＦ１４２の出力は、加算器１２６に入力される。また、ＦＲ信号は、ＬＰＦ１５２に入力される。ＬＰＦ１５２の出力は、フィルタ２１０とフィルタ２１１とに入力される。
【０１２０】
ＦＣ信号は、ＨＰＦ４１とＬＰＦ５１とに入力される。ＨＰＦ４１の出力は、フィルタ１０ａとフィルタ１１ａとに入力される。ＬＰＦ５１の出力は、加算器１２３と加算器１２４とに入力される。
【０１２１】
加算器１２５は、ＨＰＦ１４１の出力とフィルタ１０ａの出力とを加算し、その加算結果をスピーカ２に出力する。
【０１２２】
加算器１２３は、ＳＬ信号とフィルタ１１０の出力とＬＰＦ５１の出力とフィルタ２１０の出力とを加算し、その加算結果をスピーカ６に出力する。
【０１２３】
加算器１２４は、フィルタ１１１の出力とＬＰＦ５１の出力とフィルタ２１１の出力とＳＲ信号とを加算し、その加算結果をスピーカ５に出力する。
【０１２４】
加算器１２６は、ＨＰＦ１４２の出力とフィルタ１１ａの出力とを加算し、その加算結果をスピーカ１に出力する。
【０１２５】
（実施の形態４）
以下、図１０〜図１４を参照して、本発明の実施の形態４のヘッドホンシステム１０４を説明する。
【０１２６】
ヘッドホンシステム１０４は、ヘッドホン２０４と、ヘッドホン２０４に音響信号を出力する信号処理回路３０４とを含む。
【０１２７】
ヘッドホン２０４は、実施の形態１〜実施の形態３で説明したヘッドホン２０１〜２０３の構成に加えて、音響信号の低周波帯域のみを再生する低周波再生専用スピーカ７をさらに含む。
【０１２８】
実施の形態１〜実施の形態３では、各スピーカは、受聴者の両耳に非接触に配置される。このため、音響信号の低周波帯域の再生レベルが低下しがちである。低周波再生専用スピーカ７は、音響信号の低周波帯域の再生レベルを補償するために設けられる。これにより、広帯域なヘッドホン再生を実現することが可能になる。
【０１２９】
音響信号の低周波帯域においては、音響信号の波長が長いため、前方伝達関数と後方伝達関数との差はほとんどなく、受聴者の個人差に基づく伝達関数の差もほとんどない。従って、低周波再生専用スピーカ７は、様々な場所に配置され得る。
【０１３０】
図１０は、低周波再生専用スピーカ７を受聴者の後頭部の近傍に配置した例を示す。図１０に示される例では、補助支持具２１がヘッドホンバンド２０に取り付けられている。補助支持具２１は、低周波再生専用スピーカ７が受聴者の後頭部の近傍に配置されるように、低周波再生専用スピーカ７を支持する。
【０１３１】
図１１は、低周波再生専用スピーカ７を受聴者の頭頂部の近傍に配置した例を示す。図１１に示される例では、低周波再生専用スピーカ７が受聴者の頭頂部の近傍に配置されるように、低周波再生専用スピーカ７がヘッドホンバンド２０に直接的に取り付けられている。
【０１３２】
図１２は、低周波再生専用スピーカ７を受聴者の後頭部の近傍に配置した例を示す。図１２に示される例では、補助支持具２２が受聴者の肩部に取り付け可能なように構成されている。補助支持具２２は、低周波再生専用スピーカ７が受聴者の後頭部の近傍に配置されるように、低周波再生専用スピーカ７を支持する。
【０１３３】
なお、図１０に示される例において、低周波再生専用スピーカ７の配置を安定させるためには、補助支持具２１と受聴者の頭部との接触面積は大きい方が好ましい。
【０１３４】
図１３、図１４は、補助支持具２１と受聴者の頭部との接触面積を大きくするように改良された補助支持具２１の形状の一例を示す。
【０１３５】
なお、信号処理回路３０４は、音響信号の低周波帯域のみを再生するための信号を低周波再生専用スピーカ７に出力するように構成される。
【０１３６】
上述したように、実施の形態４によれば、低周波再生専用スピーカを設けることにより、受聴者の両耳に非接触に配置されたスピーカの低周波再生能力の低下を補うことができる。その結果、より広帯域なヘッドホン再生を実現することが可能になる。
【０１３７】
（実施の形態５）
以下、図１５を参照して、本発明の実施の形態５のヘッドホンシステム１０５を説明する。
【０１３８】
ヘッドホンシステム１０５は、ヘッドホン２０５と、ヘッドホン２０５に音響信号を出力する信号処理回路３０５とを含む。
【０１３９】
ヘッドホン２０５は、実施の形態１〜実施の形態３で説明したヘッドホン２０１〜２０３の構成に加えて、音響信号の低周波帯域のみを再生するために使用される低周波再生専用信号に基づいて振動する振動ユニット１０、１１をさらに含む。
【０１４０】
実施の形態１〜実施の形態３では、各スピーカは、受聴者の両耳に非接触に配置される。このため、音響信号の低周波帯域の再生レベルが低下しがちである。振動ユニット１０、１１は、音響信号の低周波帯域の再生レベルを補償するために設けられる。これにより、広帯域なヘッドホン再生を実現することが可能になる。
【０１４１】
図１５は、振動ユニット１０をスピーカ支持具３０と受聴者の側頭部との間に配置し、振動ユニット１１をスピーカ支持具３１と受聴者の側頭部との間に配置した例を示す。
【０１４２】
スピーカ支持具３０は、スピーカ１、５を支持する。スピーカ支持具３１は、スピーカ２、６を支持する。スピーカ支持具３０とスピーカ支持具３１とはヘッドホンバンド２０によって結合されている。
【０１４３】
振動ユニット１０、１１は、受聴者の側頭部に密着するように設けられる。振動ユニットの振動は、頭蓋骨に伝達される。その結果、骨伝導が発生する。これにより、受聴者は、低周波帯域の音を知覚することが可能になる。
【０１４４】
また、振動ユニット１０、１１が受聴者の側頭部に密着するように設けられるため、ヘッドホン２０５が受聴者の頭部からずれにくいという利点もある。
【０１４５】
なお、信号処理回路３０５は、低周波再生専用信号を振動ユニット１０、１１に出力するように構成される。
【０１４６】
上述したように、実施の形態５によれば、振動ユニットを設けることにより、受聴者の両耳に非接触に配置されたスピーカの低周波再生能力の低下を補うことができる。その結果、より広帯域なヘッドホン再生を実現することが可能になる。
【０１４７】
（実施の形態６）
以下、図１６〜図１７を参照して、本発明の実施の形態６のヘッドホンシステム１０６を説明する。
【０１４８】
ヘッドホンシステム１０６は、ヘッドホン２０６と、ヘッドホン２０６に音響信号を出力する信号処理回路３０６とを含む。
【０１４９】
ヘッドホン２０６は、実施の形態１〜実施の形態５で説明したヘッドホン２０１〜２０５のいずれかの構成と同一の構成を有し得る。
【０１５０】
実施の形態６では、受聴者の正面方向の直線と鉛直面４００より後方に配置されるスピーカ３、４の面の中心を通る垂線とがなす角度が略１００度から略１２０度の範囲内となるように、スピーカ３、４が配置される。
【０１５１】
スピーカ３、４をこのように配置することにより、受聴者は、後方の音源を受聴者の正面方向に対して略１００度から略１２０度の範囲に知覚することが可能になる。これは、マルチチャンネル再生に関する国際電気通信連合（ＩＴＵ）の勧告ＢＳ．７７５に合致する。その結果、受聴者は、好適な広がり感覚をもって後方の音源を知覚することができる。
【０１５２】
図１６は、受聴者の正面方向の直線とスピーカ３、４の面の中心を通る直線とがなす角度が略１１０度となるように、スピーカ３、４を配置した例を示す。
【０１５３】
図１６において、参照番号４１は、受聴者の正面方向の直線４０と略１１０度の角度をなし、かつ、受聴者の頭部の中心を通る直線を示す。参照番号４２は、受聴者の正面方向の直線４０と略１１０度の角度をなし、かつ、受聴者の左耳の孔を通る直線を示す。
【０１５４】
スピーカ４は、スピーカ４の面の中心を通る垂線が、直線４１または直線４２に平行になるように配置される。
【０１５５】
図１６において、参照番号４３は、受聴者の正面方向の直線４０と略１１０度の角度をなし、かつ、受聴者の頭部の中心を通る直線を示す。参照番号４４は、受聴者の正面方向の直線４０と略１１０度の角度をなし、かつ、受聴者の右耳の孔を通る直線を示す。
【０１５６】
スピーカ３は、スピーカ３の面の中心を通る垂線が、直線４３または直線４４に平行になるように配置される。
【０１５７】
図１７は、受聴者に対するスピーカ１〜４の角度を調節することが可能な角度調節機構を有するヘッドホン２０６の構成例を示す。
【０１５８】
図１７に示される例では、ヘッドホン２０６は、スピーカ１、３を支持するスピーカ支持具３０と、スピーカ２、４を支持するスピーカ支持具３１とを含む。
【０１５９】
スピーカ１とスピーカ支持具３０との結合部、スピーカ３とスピーカ支持具３０との結合部、スピーカ２とスピーカ支持具３１との結合部およびスピーカ４とスピーカ支持具３１との結合部のそれぞれは、ヒンジ機構を有している。すなわち、スピーカ１〜４は、結合部を中心として回転可能に支持されている。
【０１６０】
図１７に示されるような角度調節機構を設けることにより、受聴者の正面方向の直線と鉛直面４００より後方に配置されるスピーカ３、４の面の中心を通る垂線とがなす角度を上述した好ましい範囲内に設定することが容易になる。
【０１６１】
また、受聴者の個人差に基づく耳の位置のずれや、ヘッドホンを装着時の固定位置のずれなどを補正することが容易になる。
【０１６２】
また、受聴者の正面方向の直線と鉛直面４００より前方に配置されるスピーカ１、２の面の中心を通る垂線とがなす角度を調節することにより、受聴者の好みの音場感を選択するようにしてもよい。
【０１６３】
なお、受聴者に対するスピーカ１、２の角度は固定とし、受聴者に対するスピーカ３、４の角度のみを調節可能としてもよい。あるいは、受聴者に対するスピーカ３、４の角度は固定とし、受聴者に対するスピーカ１、２の角度のみを調節可能としてもよい。
【０１６４】
上述したように、実施の形態６によれば、受聴者の正面方向の直線と鉛直面４００より後方に配置されるスピーカ３、４の面の中心を通る垂線とがなす角度が所定の範囲内に設定される。これにより、マルチチャンネル再生において受聴者がより正確な音場を知覚することが可能になる。
【０１６５】
（実施の形態７）
以下、図１８を参照して、本発明の実施の形態７のヘッドホンシステム１０７を説明する。
【０１６６】
ヘッドホンシステム１０７は、ヘッドホン２０７と、ヘッドホン２０７に音響信号を出力する信号処理回路３０７とを含む。
【０１６７】
図１８は、ヘッドホン２０７の構成を示す三面図を示す。
【０１６８】
ヘッドホン２０７は、スピーカ６の放射音を反射させる反射板５１０を含む。
【０１６９】
図１８の左側面図に示されるように、スピーカ６は、スピーカ６の振動板面が受聴者の左耳の孔とスピーカ６の中心とを結ぶ直線５００を含み、かつ、反射板５１０によって反射されたスピーカ６の放射音が受聴者の左耳に到達するように配置されている。
【０１７０】
スピーカ６と反射板５１０とをこのように配置することにより、直線５００上ではスピーカ６の前後からの音が打ち消し合って減少する。一方、反射板５１０によって反射されたスピーカ６の正面方向の放射音は打ち消されることなく受聴者の左耳に到達する。その結果、受聴者は、仮想スピーカ５２０からあたかも音が放射されたかのように知覚することできる。
【０１７１】
なお、スピーカ６の振動板面と反対側の面は、音響的に開放されている。
【０１７２】
なお、スピーカ５の放射音を反射させる反射板をさらに設け、スピーカ５をスピーカ６と同様に配置するようにしてもよい。
【０１７３】
このように、実施の形態７によれば、受聴者は、頭部から離れた位置の仮想スピーカの音像を受聴者の頭部に近接して配置されたスピーカ５、６で知覚することが可能になる。その結果、ヘッドホン２０７を小型化することが可能となる。
【０１７４】
【発明の効果】
本発明のヘッドホンシステムによれば、第１および第２のスピーカが受聴者の右耳の孔と受聴者の左耳の孔とを結ぶ直線を含む鉛直面より前方に配置され、第３および第４のスピーカがその鉛直面より後方に配置される。さらに、第１〜第４のスピーカのそれぞれが受聴者の右耳および受聴者の左耳に非接触に配置される。
【０１７５】
第１〜第４のスピーカをこのように配置することにより、第１のスピーカからの音響信号と第３のスピーカからの音響信号とは、それぞれ独立に、受聴者の頭部の形状に沿って受聴者の右耳に到達し、第２のスピーカからの音響信号と第４のスピーカからの音響信号とは、それぞれ独立に、受聴者の頭部の形状に沿って受聴者の左耳に到達する。このことは、前後方向の個人の伝達関数の情報を受聴者に与えることを意味する。その結果、受聴者は、受聴者の個人差にかかわらず、受聴者の前後にある仮想的な音源を正しく知覚することが可能になる。
【０１７６】
また、受聴者より後方にある後方音源を受聴者に知覚させるための音響信号のうち所定の周波数ｆｉ以下の周波数を有する音響信号が、第１および第２のスピーカに出力され、後方音源を受聴者に知覚させるための音響信号のうち所定の周波数ｆｉ以上の周波数を有する音響信号が、第３および第４のスピーカに出力される。
【０１７７】
このように、後方音源を受聴者に知覚させるための音響信号のうちの一部を第１および第２のスピーカを用いて再生することにより、第３および第４のスピーカを小型化および軽量化することが可能になる。
【０１７８】
さらに、第１および第２のスピーカは、受聴者の右目と受聴者の左目とを結ぶ直線を含む鉛直面より後方に配置されていることが好ましい。第１および第２のスピーカをこのように配置することにより、第１および第２のスピーカが受聴者の視角に入ることを防止することができる。その結果、受聴者は、第１および第２のスピーカに視界を遮られることなく、大型映像ディスプレイに映し出される映像を楽しむことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のヘッドホン２０１の構成を示す三面図である。
【図２】本発明の実施の形態１の信号処理回路３０１ａの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１の信号処理回路３０１ｂの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態２のヘッドホン２０２の構成を示す三面図である。
【図５】特定の受聴者に対する、前方伝達関数および後方伝達関数の一例を示す図である。
【図６】受聴者の個人差に基づく頭部伝達関数の差異の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２の信号処理回路３０２の構成を示すブロック図である
【図８】本発明の実施の形態３のヘッドホン２０３の構成を示す三面図である。
【図９】本発明の実施の形態３の信号処理回路３０３の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態４において、低周波再生専用スピーカ７を受聴者の後頭部の近傍に配置した例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態４において、低周波再生専用スピーカ７を受聴者の頭頂部の近傍に配置した例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態４において、低周波再生専用スピーカ７を受聴者の後頭部の近傍に配置した例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態４において、改良された補助支持具２１の形状の一例を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態４において、改良された補助支持具２１の形状の一例を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態５において、振動ユニット１０、１１を配置した例を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態６において、スピーカ３、４を配置した例を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態６のヘッドホン２０６の構成例を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態７のヘッドホン２０７の構成を示す三面図を示す。
【図１９】従来技術のヘッドホン装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１、２、３、４、５、６  スピーカ
７  低周波再生専用スピーカ
８  支持部材
１０、１１  振動ユニット
１０ａ、１１ａ  フィルタ
１０ｂ、１１ｂ  フィルタ
１２ａ、１３ａ  加算器
１２ｂ、１３ｂ  加算器
２０  ヘッドホンバンド
２１、２２  補助支持具
３０、３１  スピーカ支持具
４１  ＨＰＦ
５１  ＬＰＦ
１１０、１１１  フィルタ
１２１、１２２  加算器
１２３、１２４、１２５、１２６  加算器
１４１、１４２  ＨＰＦ
１５１、１５２  ＬＰＦ
２１０、２１１  フィルタ
４００  鉛直面
４０１  鉛直面
【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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【図１８】
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【図１９】
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