(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力オーディオ信号が、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各スピーカにそれぞれ供給される４チャンネルのオーディオ信号であって、上記スピーカの再生音により所定の再生音場を形成するオーディオ信号であるとき、
この入力オーディオ信号を、第１の伝達関数にしたがって２チャンネルのオーディオ信号に変換する第１の信号処理回路と、
この第１の信号処理回路から出力される上記２チャンネルのオーディオ信号を、さらに第２の伝達関数にしたがって変換する第２の信号処理回路と、
上記第１の信号処理回路から出力される上記２チャンネルのオーディオ信号を外部に出力する端子と
を有し、
上記第１の信号処理回路は、この第１の信号処理回路から出力される上記２チャンネルのオーディオ信号がリスナの左前方および右前方に配置された２つのスピーカに供給されたとき、上記再生音場と同等の再生音場が形成されるように、上記入力オーディオ信号を上記２チャンネルのオーディオ信号に変換し、
上記第２の信号処理回路は、この第２の信号処理回路の出力オーディオ信号がヘッドホンに供給されたとき、上記２チャンネルのオーディオ信号が上記２つのスピーカに供給されたときに得られる再生音場と同等の再生音場が形成されるように、上記２チャンネルのオーディオ信号を上記出力オーディオ信号に変換し、
上記第２の信号処理回路の出力オーディオ信号を上記ヘッドホンに供給して上記４チャンネルのオーディオ信号による再生音場を得る
ようにしたオーディオ再生装置。
【請求項２】
入力オーディオ信号が、リスナの左前方、中央前方、右前方、左の後ろまたは側方、および右の後ろまたは側方に配置された各スピーカと、低音用のスピーカとにそれぞれ供給される６チャンネルのオーディオ信号であって、上記スピーカの再生音により所定の再生音場を形成するオーディオ信号であるとき、
この入力オーディオ信号を、第１の伝達関数にしたがって２チャンネルのオーディオ信号に変換する第１の信号処理回路と、
この第１の信号処理回路から出力される上記２チャンネルのオーディオ信号を、さらに第２の伝達関数にしたがって変換する第２の信号処理回路と、
上記第１の信号処理回路から出力される上記２チャンネルのオーディオ信号を外部に出力する端子と
を有し、
上記第１の信号処理回路は、この第１の信号処理回路から出力される上記２チャンネルのオーディオ信号がリスナの左前方および右前方に配置された２つのスピーカに供給されたとき、上記再生音場と同等の再生音場が形成されるように、上記入力オーディオ信号を上記２チャンネルのオーディオ信号に変換し、
上記第２の信号処理回路は、この第２の信号処理回路の出力オーディオ信号がヘッドホンに供給されたとき、上記２チャンネルのオーディオ信号が上記２つのスピーカに供給されたときに得られる再生音場と同等の再生音場が形成されるように、上記２チャンネルのオーディオ信号を上記出力オーディオ信号に変換し、
上記第２の信号処理回路の出力オーディオ信号を上記ヘッドホンに供給して上記６チャンネルのオーディオ信号による再生音場を得る
ようにしたオーディオ再生装置。
【請求項３】
請求項２に記載のオーディオ再生装置において、
上記６チャンネルのオーディオ信号が１チャンネルのオーディオ信号にエンコードされているとき、
この１チャンネルのオーディオ信号を上記６チャンネルのオーディオ信号にデコードするデコーダ回路を有し、
このデコーダ回路からの上記６チャンネルのオーディオ信号が上記第１の信号処理回路に上記入力オーディオ信号として供給される
ようにしたオーディオ再生装置。
【請求項４】
請求項１、請求項２あるいは請求項３に記載のオーディオ再生装置において、
上記リスナの頭の向きを検出する検出手段を有し、
この検出手段の検出出力にしたがって、上記第２の信号処理回路における伝達関数を補正する
ようにしたオーディオ再生装置。
【請求項５】
請求項４に記載のオーディオ再生装置において、
上記出力オーディオ信号がワイヤレスで上記ヘッドホンに供給される
ようにしたオーディオ再生装置。
【発明の詳細な説明】
【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の再生機能を有するオーディオ再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、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、リスナの左右前方および中央前方に置かれたスピーカと、リスナの左右後方あるいは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、ヘッドホンを使用してこのような音声を鑑賞すると、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。さらに、各チャンネルのオーディオ信号の定位位置を分離独立して再生することはできない。もちろん、楽音などの多チャンネルの音声だけ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、音像の定位位置が分離せず、極めて不自然な音場再生となってしまう。
【０００４】
そこで、それぞれのスピーカからリスナの両耳までの伝達関数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などのフィルタによりオーディオ信号に畳み込んだ後、ヘッドホンにより聴取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と同等の音場を再現することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような方法では、各スピーカからリスナの両耳までの伝達関数ごとのフィルタを用意する必要があるとともに、そのインパルスレスポンスの演算量が非常に多くなるので、装置が、大型で高価になってしまう。
【０００６】
この発明は、このような点にかんがみ、ヘッドホンによりスピーカ再生の場合と同等の再生音場を実現するとともに、その構成を簡略化するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明においては、
入力オーディオ信号が、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各スピーカにそれぞれ供給される４チャンネルのオーディオ信号であって、上記スピーカの再生音により所定の再生音場を形成するオーディオ信号であるとき、
この入力オーディオ信号を、第１の伝達関数にしたがって２チャンネルのオーディオ信号に変換する第１の信号処理回路と、
この第１の信号処理回路から出力される上記２チャンネルのオーディオ信号を、さらに第２の伝達関数にしたがって変換する第２の信号処理回路と、
上記第１の信号処理回路から出力される上記２チャンネルのオーディオ信号を外部に出力する端子と
を有し、
上記第１の信号処理回路は、この第１の信号処理回路から出力される上記２チャンネルのオーディオ信号がリスナの左前方および右前方に配置された２つのスピーカに供給されたとき、上記再生音場と同等の再生音場が形成されるように、上記入力オーディオ信号を上記２チャンネルのオーディオ信号に変換し、
上記第２の信号処理回路は、この第２の信号処理回路の出力オーディオ信号がヘッドホンに供給されたとき、上記２チャンネルのオーディオ信号が上記２つのスピーカに供給されたときに得られる再生音場と同等の再生音場が形成されるように、上記２チャンネルのオーディオ信号を上記出力オーディオ信号に変換し、
上記第２の信号処理回路の出力オーディオ信号を上記ヘッドホンに供給して上記４チャンネルのオーディオ信号による再生音場を得る
ようにしたオーディオ再生装置
とするものである。
したがって、もとの４チャンネルのオーディオ信号が、スピーカによる４チャンネル再生の場合と同等な再生音場が得られる２チャンネルのオーディオ信号に変換され、その後、スピーカ再生の場合と同等な再生音場が得られるヘッドホン用のオーディオ信号に変換されてヘッドホンに供給される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１において、符号１０は、この発明によるオーディオ再生装置の一形態を示す。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、ＳLB、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。
【０００９】
そして、これらのオーディオ信号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変換されたオーディオ信号ＳLF〜ＳRBが、例えばＤＳＰにより構成された第１のデジタル処理回路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、２つのスピーカで４チャンネルの音像定位が得られるオーディオ信号ＳL3、ＳR3に変換するものである。
【００１０】
すなわち、デジタル処理回路３は、信号ＳL3、ＳR3がリスナの左前方および右前方に配置されたスピーカに供給されたとき、信号ＳLF、ＳRF、ＳLB、ＳRBがリスナの左前方、右前方、左後方および右後方に配置されたスピーカに供給されたときに得られる再生音場と同等の再生音場を実現するように、信号ＳLF〜ＳRBを信号ＳL3、ＳR3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）。
【００１１】
そして、このデジタル処理回路３からの信号ＳL3、ＳR3が、第２のデジタル処理回路４に供給される。このデジタル処理回路４も例えばＤＳＰにより構成され、オーディオ信号ＳL3、ＳR3を、ヘッドホンで聴いたとき、頭外に音像定位が得られるオーディオ信号ＳL4、ＳR4に変換するものである。すなわち、デジタル処理回路４は、信号ＳL4、ＳR4がヘッドホンに供給されたとき、信号ＳL3、ＳR3がリスナの左前方および右前方に配置されたスピーカに供給されたときに得られる再生音場と同等の再生音場を実現するように、信号ＳL3、ＳR3を信号ＳL4、ＳR4に変換するものである。
【００１２】
そして、このオーディオ信号ＳL4、ＳR4がＤ／Ａコンバータ回路５Ｌ、５Ｒに供給されてＤ／Ａ変換され、このＤ／Ａ変換されたオーディオ信号ＳL4、ＳR4が、ヘッドホンアンプ６Ｌ、６Ｒを通じてヘッドホン７の左および右の音響ユニット７Ｌ、７Ｒに供給される。
【００１３】
このような構成によれば、ヘッドホン７に供給されるオーディオ信号ＳL4、ＳR4は、オーディオ信号ＳL3、ＳR3が、ヘッドホン７でもスピーカ再生の場合の音像定位が得られるように変換された信号である。そして、そのオーディオ信号ＳL3、ＳR3は、４チャンネルのオーディオ信号ＳLF〜ＳRBが、２つのスピーカでも４チャンネルの音像定位が得られるように変換された信号である。
【００１４】
したがって、ヘッドホン７であっても、４チャンネルのオーディオ信号ＳLF〜ＳRBを４つのスピーカに供給してオーディオ再生を行った場合と同等の再生音場を実現することができる。
【００１５】
次に、デジタル処理回路３が、スピーカによる再生音場のチャンネル数を変換する処理について説明する。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。
【００１６】
今、図２に示すように、リスナLSNRの左前方および右前方に音源ＳＬ、ＳＲを配置し、これら音源ＳＬ、ＳＲにより、頭外の任意の位置に音源ＳＸを等価的に再現する場合を考える。そして、
ＨLL：音源ＳＬからリスナLSNRの左耳に至る伝達関数
ＨLR：      〃                右耳      〃
ＨRL：音源ＳＲからリスナLSNRの左耳に至る伝達関数
ＨRR：      〃                右耳      〃
ＨXL：音源ＳＸからリスナLSNRの左耳に至る伝達関数
ＨXR：      〃                右耳      〃
とすると、音源ＳＬ、ＳＲは、
ＳＬ＝（ＨXL×ＨRR−ＨXR×ＨRL）／（ＨLL×ＨRR−ＨLR×ＨRL）×ＳＸ
・・・  (1)
ＳＲ＝（ＨXR×ＨLL−ＨXL×ＨLR）／（ＨLL×ＨRR−ＨLR×ＨRL）×ＳＸ
・・・  (2)
のように表すことができる。
【００１７】
したがって、音源ＳＸ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ＳＬ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ＳＲの位置に配置したスピーカに供給すれば、音源ＳＸ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。
【００１８】
そこで、デジタル処理回路３は、例えば図３に示すように、デジタルフィルタ３１Ｌ〜３４Ｌ、３１Ｒ〜３４Ｒと、加算回路３５Ｌ、３５Ｒとにより構成される。この場合、それぞれのデジタルフィルタは、例えば図４Ａに示すように、遅延回路と、係数回路と、加算回路とによりＦＩＲ型に構成することができる。また、例えばフィルタ３１Ｌと、３１Ｒとは、図４Ｂに示すように、遅延回路を共用することができる。
【００１９】
そして、Ａ／Ｄコンバータ回路２Ａ〜２Ｄからのオーディオ信号ＳLF〜ＳRBが、デジタルフィルタ３１Ｌ〜３４Ｌを通じて加算回路３５Ｌに供給されるとともに、デジタルフィルタ３１Ｒ〜３４Ｒを通じて加算回路３５Ｒに供給される。
【００２０】
また、このとき、デジタルフィルタ３１Ｌ〜３４Ｌ、３１Ｒ〜３４Ｒ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〜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る。
【００２１】
したがって、加算回路３５Ｌからはオーディオ信号ＳL3が出力され、加算回路３５Ｒからはオーディオ信号ＳR3が出力される。つまり、加算回路３５Ｌ、３５Ｒからは、４チャンネルのオーディオ信号ＳLF〜ＳRBを４つのスピーカで再生したときの再生音場を、２つのスピーカで再現できるオーディオ信号ＳL3、ＳR3が取り出される。
【００２２】
次に、デジタル処理回路４について、ディスクリート回路により構成した場合で説明する。
【００２３】
今、図５に示すように、リスナLSNRの前方に音源ＳＭを配置した場合に、
ＨML：音源ＳＭからリスナLSNRの左耳に至る伝達関数
ＨMR：      〃                右耳      〃
とすると、デジタル処理回路４は、これら伝達関数ＨML、ＨMRを実現すればよいことになる。
【００２４】
そこで、デジタル処理回路４は、例えば図６に示すように、デジタルフィルタ４１Ｌ、４２Ｌ、４１Ｒ、４２Ｒと、加算回路４３Ｌ、４３Ｒとにより構成される。なお、デジタルフィルタ４１Ｌ〜４２Ｒも、デジタルフィルタ３１Ｌ〜３４Ｒと同様、例えば図４に示すように構成することができる。
【００２５】
そして、デジタル処理回路３からのオーディオ信号ＳL3、ＳR3が、デジタルフィルタ４１Ｌ、４２Ｌを通じて加算回路４３Ｌに供給されるとともに、デジタルフィルタ４１Ｒ、４２Ｒを通じて加算回路４３Ｒに供給される。また、このとき、デジタルフィルタ４１Ｌ〜４２Ｒの伝達関数が所定の値に設定され、オーディオ信号ＳL3、ＳR3に対して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る。
【００２６】
したがって、加算回路４３Ｌからはオーディオ信号ＳL4が出力され、加算回路４３Ｒからはオーディオ信号ＳR4が出力される。つまり、加算回路４３Ｌ、４３Ｒからは、オーディオ信号ＳL3、ＳR3をスピーカで再生したときの再生音場を、ヘッドホン７により再現できるオーディオ信号ＳL4、ＳR4が取り出される。
【００２７】
こうして、デジタル処理回路３により、４チャンネルのオーディオ信号ＳLF〜ＳRBが、２つのスピーカでも４つのスピーカの場合と同等の再生音場の得られるオーディオ信号ＳL3、ＳR3に変換され、この信号ＳL3、ＳR3が、さらに、デジタル処理回路４により、ヘッドホンでもスピーカの場合と同等の再生音場の得られるオーディオ信号ＳL4、ＳR4に変換される。したがって、オーディオ信号ＳL4、ＳR4がヘッドホン７に供給されるとき、４つのスピーカの場合と同等の再生音場が再現される。
【００２８】
以上のようにして、上述のオーディオ再生装置１０によれば、本来ならば４つのスピーカで再現される４チャンネルの再生音場をヘッドホン７により再現することができるが、この場合、一般に、デジタル処理回路３によりチャンネルを減らすための信号処理量は、デジタル処理回路４によりスピーカの再生音場をヘッドホンで実現するための信号処理量よりも、少なくすることができるので、上述のオーディオ装置によれば、すべての処理をまとめて行う場合に比べ、回路の規模を小さくすることができるとともに、コストを下げることができる。
【００２９】
図７は、ヘッドホン７だけでなく、スピーカも使用できるようにした場合である。すなわち、入力端子１１〜１４からヘッドホン７までのオーディオ信号ラインが上述のように構成されるとともに、デジタル処理回路３からのオーディオ信号ＳL3、ＳR3がＤ／Ａコンバータ回路５０Ｌ、５０Ｒに供給されてアナログのオーディオ信号ＳL3、ＳR3にＤ／Ａ変換され、これらオーディオ信号ＳL3、ＳR3が、パワーアンプ６０Ｌ、６０Ｒを通じてスピーカ７０Ｌ、７０Ｒに供給される。なお、スピーカ７０Ｌ、７０Ｒは、リスナの左前方および右前方に配置される。
【００３０】
したがって、ヘッドホン７により４つのスピーカの場合と同等の再生音場を得ることができるとともに、スピーカ７０Ｌ、７０Ｒによっても４つのスピーカの場合と同等の再生音場を得ることができる。
【００３１】
しかも、その場合、デジタル処理回路３などを共通に使用でき、ヘッドホン７による再生のときと、スピーカ７０Ｌ、７０Ｒによる再生のときとで、デジタル処理回路３の特性を切り換える必要がない。例えばデジタル処理回路３をＤＳＰで構成した場合、その処理内容やパラメータを変更する必要がない。
【００３２】
図８は、オーディオ再生装置１０を多チャンネルのデジタルオーディオ信号の信号源に接続できるようにした場合である。すなわち、図８において、符号１００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１００はＤＶＤプレーヤである。そして、このＤＶＤプレーヤ１００からは、例えばドルビーデジタル（ＡＣ３）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。
【００３３】
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ＳLF、ＳCF、ＳRF、ＳLB、ＳRB、ＳLOW が、１つのシリアルデータ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ＳLF〜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。
【００３４】
そして、そのような信号ＳDAが、プレーヤ１００から同軸ケーブル１０１を通じてオーディオ再生装置１０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 にデコードないし分離され、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、これら信号ＳLF〜ＳLOW が、リスナの左前方、中央前方、右前方、左後方、右後方にそれぞれ配置されたスピーカおよび低域用のスピーカに供給されたときに得られる再生音場と同等の再生音場を、２つのスピーカにより再現する２チャンネルのオーディオ信号ＳL3、ＳR3に変換される。
【００３５】
そして、このオーディオ信号ＳL3、ＳR3がデジタル処理回路４に供給されてヘッドホン用のオーディオ信号ＳL4、ＳR4に変換され、その後、Ｄ／Ａコンバータ回路５Ｌ、５Ｒおよびアンプ６Ｌ、６Ｒを通じてヘッドホン７に供給される。
【００３６】
したがって、このオーディオ装置１０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再生音場と同等の再生音場を、ヘッドホン７により再現することができる。
【００３７】
そして、その場合、ＤＶＤプレーヤ１とオーディオ再生装置１０との接続は、ケーブル１０１の１本だけでよく、接続が簡単である。また、ＤＶＤプレーヤ１００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、そのままオーディオ再生装置１０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。
【００３８】
なお、このオーディオ再生装置１０においても、図７のオーディオ再生装置と同様、デジタル処理回路３から出力されるオーディオ信号ＳL3、ＳR3をＤ／Ａ変換およびパワー増幅してからリスナの左前方および右前方にそれぞれ配置したスピーカに供給すれば、２つのスピーカによっても、６つのスピーカによる再生音場と同等の再生音場を実現することができる。
【００３９】
ところで、例えば図９に示すように、リスナLSNRの左前方および右前方に音源ＳＬ、ＳＲを配置して頭外の任意の位置に音像を定位させた場合、リスナLSNRが頭の向きを変えれば、その向きにしたがって、伝達関数ＨLL、ＨLR、ＨRL、ＨRRは変化する。この伝達関数ＨLL〜ＨRRの変化は、リスナLSNRが音像の位置を認識するための要因となっており、その変化を再現することは、音像の定位の質の向上に寄与することが知られている。
【００４０】
ところが、上述のオーディオ再生装置１０においては、伝達関数はリスナの頭の向きに関係なく一定である。したがって、上述のオーディオ再生装置１０によりヘッドホン再生を行った場合、その音像はリスナの頭の向きに関係なく、リスナから見て一定の位置に定位する。
【００４１】
したがって、例えばオーケストラの音楽を聴いている場合に、頭の向きを変えると、そのオーケストラ全体がリスナの頭の向きを追いかけて移動したかのような感じになってしまう。あるいは、図８において説明したオーディオ再生装置１０の場合であれば、ＤＶＤプレーヤ１００により再生された映像は、リスナの頭の向きに関係なく、ディスプレイによりいわば絶対的な位置に表示されているのに対し、その音像は、リスナが頭の向きを変えると、一緒に移動するので、映像の位置と、その音像の位置との間にずれを生じてしまう。
【００４２】
そこで、図１０は、リスナが頭の向きを変えたときでも、音像はもとの位置に定位したままとなるようにした場合である。
【００４３】
すなわち、ＤＶＤプレーヤ１００からヘッドホン７までのオーディオ信号ラインが、図８において説明したように構成される。また、ヘッドホン７に回転角センサ８１が設けられ、ヘッドホン７をリスナが装着したときに、そのリスナの頭の回転角速度が検出され、その検出信号Ｓ81がバンドパスフィルタ８２を通じてＡ／Ｄコンバータ回路８３に供給されてデジタルの検出信号Ｓ81にＡ／Ｄ変換され、その検出信号Ｓ81がマイクロコンピュータ８４に供給される。
【００４４】
そして、マイクロコンピュータ８４において、検出信号Ｓ81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。そして、この角度データから実際に音像を定位させるための角度が算出されて所定のデータが作成され、このデータによりデジタル処理回路４における伝達関数が変更され、リスナが頭の向きを変えても、音像の絶対的な位置が変化しないように、その伝達関数が制御される。
【００４５】
したがって、リスナが頭の向きを変えると、その向きに対応してデジタル処理回路４における伝達関数が変化するので、ヘッドホン７により形成される音像は、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。したがって、例えばオーケストラの音楽を聴いている場合に、頭の向きを変えても、そのオーケストラが移動しないで、オーケストラの前で頭の向きを変えたような自然な状態となる。あるいは、ＤＶＤプレーヤ１００により再生を行っている場合に、頭の向きを変えても、音像の定位位置を映像の位置に一致させておくことができる。
【００４６】
ところで、デジタル処理回路４は、例えば図１１に示すように構成することもできる。すなわち、デジタル処理回路３からのオーディオ信号ＳL3、ＳR3が、加算回路４４Ｌにおいて所定の割り合いで加算されてデジタルフィルタ４１に供給されるとともに、オーディオ信号ＳL3、ＳR3が、減算回路４４Ｒにおいて所定の割り合いで減算されてデジタルフィルタ４２に供給される。
【００４７】
そして、デジタルフィルタ４１、４２の各出力信号が減算回路４５Ｌにおいて所定の割り合いで減算されてデジタルオーディオ信号ＳL4が取り出されるとともに、フィルタ４１、４２の各出力信号が加算回路４５Ｒにおいて所定の割り合いで加算されてデジタルオーディオ信号ＳR4が取り出される。
【００４８】
このようにすれば、デジタル処理回路４としてのデータの処理量を減らすことができ、デジタル処理回路４をＤＳＰにより構成する場合、特に有利である。
【００４９】
さらに、図１０のオーディオ再生装置１０のデジタル処理回路４は、以下に示すように構成することもできる。
【００５０】
すなわち、例えば図９において、リスナLSNRが頭を右に向けた場合、左耳は音源ＳＬに近づき、右耳は音源ＳＬから遠くなるので、左前方の音源ＳＬからの音波のうち、左耳に到達する音波は右耳に到達する音波に比べ、より早く到達する。また、左耳に到達する音波のレベルは、右耳に到達する音波のレベルに比べ、より大きくなる。
【００５１】
したがって、基準の向きに対する変化分（音波の到達時間およびレベルの変化分）をマイクロコンピュータにより制御することにより、動的な伝達関数を模擬することができる。
【００５２】
そこで、図１２に示すデジタル処理回路４においては、そのような点に着目して構成を簡略化したもので、デジタルフィルタ４１Ｌ〜４２Ｒおよび加算回路４３Ｌ、４３Ｒが、図６の場合と同様に構成されるとともに、加算回路４３Ｌ、４３Ｒの出力信号ＳL4、ＳR4が、時間差付加用の可変遅延回路４６Ｌ、４６Ｒを通じ、さらに、レベル差付加用のレベル制御回路４７Ｌ、４７Ｒを通じて取り出される。
【００５３】
この場合、可変遅延回路４６Ｌ、４６Ｒおよびレベル制御回路４７Ｌ、４７Ｒは、上記のようにリスナの頭が動くことによる伝達関数の変化を両耳に到達する音波の時間差およびレベル差により実現するものである。このため、マイクロコンピュータ８４からの制御信号により、可変遅延回路４６Ｌ、４６Ｒの遅延時間およびレベル制御回路４７Ｌ、４７Ｒの減衰量がリスナの頭の向きに対応して制御される。
【００５４】
図１３は、可変遅延回路４６Ｌ、４６Ｒによる信号ＳL4、ＳR4の時間差の制御特性を示すもので、横軸は、例えば図９において、音源ＳＬと音源ＳＲとを結ぶ直線を底辺とする二等辺三角形の頂点にリスナLSNRが位置したとき、その正面の方向をθ＝０°としている。また、頭を右方向に向けたときをθ＞０、左方向に向けたときをθ＜０としている。
【００５５】
そして、折れ線ＴL 、ＴR は、可変遅延回路４６Ｌ、４６Ｒによりオーディオ信号ＳL4、Ｓ4Rに付加される遅延時間の特性を示し、これら特性ＴL 、ＴR は、リスナLSNRの頭部の回転方向に対して逆方向に変化し、θ＝０（正面）を中心に対象となっている。
【００５６】
さらに、図１４は、レベル制御回路４７Ｌ、４７Ｒによる信号ＳL4、ＳR4のレベル差の制御特性を示すもので、曲線ＡL 、ＡR は、レベル制御回路４７Ｌ、４７Ｒによりオーディオ信号ＳL4、Ｓ4Rに付加されるレベルの特性を示す。そして、これら特性ＡL 、ＡR は、リスナLSNRの頭部の回転方向に対して逆方向に変化し、θ＝０°を中心に対象の特性となっている。
【００５７】
そして、これらの特性ＴL 、ＴR 、ＡL 、ＡR をオーディオ信号ＳL4、ＳR4に与える場合には、ヘッドホン７の再生音であっても、リスナLSNRの前方に配置した音源からの音を、頭の向きを変えた状態で聞いたときと同様の時間変化およびレベル変化を生じていることになる。したがって、リスナLSNRが頭の向きを変えても、音像はもとの位置に定位したままとなる。
【００５８】
なお、上述において、リスナLSNRの頭の向きを検出する回転角センサ８１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LSNR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７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LSNRの頭の回転角を算出することもできる。
【００５９】
また、ヘッドホン７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LSNR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７の回転角を算出することもできる。さらに、回転角センサ８１および回路８２〜８４の一部または全部をヘッドホン７に設けることもできる。また、オーディオ信号ＳL4、ＳR4を、ＦＭ波や赤外線を使用してワイヤレスでヘッドホン７に供給することもできる。同様に、オーディオ信号ＳLF〜ＳRBあるいは信号ＳDAをワイヤレスで再生装置１０に供給することもできる。
【００６０】
【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多数のスピーカに供給してオーディオ再生を行った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。また、すべての処理をまとめて行う場合に比べ、回路の規模を小さくすることができるとともに、コストを下げることができる。
【００６１】
さらに、ヘッドホンによってもスピーカによっても多チャンネル再生の音場と同等の再生音場を得ることができる。しかも、その場合、信号処理回路などを共通に使用できるとともに、ヘッドホンによる再生のときと、スピーカによる再生のときとで、信号処理回路の特性を切り換える必要がない。
【００６２】
また、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。
【００６３】
さらに、リスナが頭の向きを変えても、ヘッドホンにより形成される音像の定位位置を映像の位置に一致させておくことができる。
【図面の簡単な説明】
【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４】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５】この発明を説明するための平面図である。
【図６】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７】この発明の他の形態を示す系統図である。
【図８】この発明の他の形態を示す系統図である。
【図９】この発明を説明するための平面図である。
【図１０】この発明の他の形態を示す系統図である。
【図１１】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１２】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１３】この発明を説明するための特性図である。
【図１４】この発明を説明するための特性図である。
【符号の説明】
３＝デジタル処理回路、４＝デジタル処理回路、５Ｌおよび５Ｒ＝Ｄ／Ａコンバータ回路、７＝ヘッドホン、１０＝オーディオ再生装置、１１〜１４＝入力端子、２１〜２４＝Ａ／Ｄコンバータ回路
【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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