[go: up one dir, main page]

KR101912466B1 - 헤드폰 장치 및 헤드폰 장치의 음성 재생 방법 - Google Patents

헤드폰 장치 및 헤드폰 장치의 음성 재생 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101912466B1
KR101912466B1 KR1020120016457A KR20120016457A KR101912466B1 KR 101912466 B1 KR101912466 B1 KR 101912466B1 KR 1020120016457 A KR1020120016457 A KR 1020120016457A KR 20120016457 A KR20120016457 A KR 20120016457A KR 101912466 B1 KR101912466 B1 KR 101912466B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
speaker
sound
headphone
wearer
voice
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020120016457A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120098429A (ko
Inventor
유우지 야마다
호마레 곤
고유루 오끼모또
Original Assignee
소니 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 소니 주식회사 filed Critical 소니 주식회사
Publication of KR20120098429A publication Critical patent/KR20120098429A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101912466B1 publication Critical patent/KR101912466B1/ko
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • H04R1/1091—Details not provided for in groups H04R1/1008 - H04R1/1083
    • 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
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/32—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
    • H04R1/40—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by combining a number of identical transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/12—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for distributing signals to two or more loudspeakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S1/00—Two-channel systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2430/00—Signal processing covered by H04R, not provided for in its groups
    • H04R2430/20—Processing of the output signals of the acoustic transducers of an array for obtaining a desired directivity characteristic
    • 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
    • H04S2400/11—Positioning of individual sound objects, e.g. moving airplane, within a sound field
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Stereophonic System (AREA)
  • Headphones And Earphones (AREA)
  • Stereophonic Arrangements (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)

Abstract

헤드폰 장치는, 음성 신호를 각각 재생하고 헤드폰 사용자의 귓바퀴로부터 이격되도록 배치되는 음성 재생부를 포함하며, 음성 재생부의 각각은 복수의 스피커를 포함하는 스피커 어레이에 의해 구성된다.

Description

헤드폰 장치 및 헤드폰 장치의 음성 재생 방법{HEADPHONE APPARATUS AND SOUND REPRODUCTION METHOD FOR THE SAME}
본 발명은, 헤드폰 장치 및 헤드폰 장치용 음성 재생 방법에 관한 것으로, 특히, 2채널 음성 신호를 재생하는 헤드폰 장치 등에 관한 것이다.
종래로부터, 헤드폰 사용자(청취자)의 양쪽 귀를 덮도록 해서 머리부에 헤드폰을 착용하고, 양쪽 귀로부터 음성 신호(음향 신호)를 청취하는 음성 재생 방법이 있다. 음성 재생 방법에 따르면, 신호원으로부터의 신호가 스테레오 신호일지라도, 재생되는 음상(sound image)이 청취자의 머리 안에 머물게 되는, 소위 머리내 정위의 현상(lateralization phenomenon)이 발생한다.
한편, 헤드폰에 의한 음성 재생 방법으로서 바이너럴(binaural) 수음 재생 방법이 있다. 바이너럴 수음 재생 방식은 이하와 같은 방식이다. 즉, 헤드폰 사용자의 머리부를 상정한 더미 헤드의 좌우 양쪽 귀의 구멍에 더미 헤드 마이크로폰이라 불리는 마이크로폰을 설치한다. 더미 헤드 마이크로폰에 의해 신호원으로부터의 음성 신호를 수음한다.
이와 같이 하여 수음된 음성 신호를, 실제로 헤드폰 착용자가 헤드폰을 착용해서 재생하면, 헤드폰 착용자는 신호원으로부터의 음성을 그대로 듣고 있는 것 같은 기분을 느낄 수 있다. 이러한 바이너럴 수음 재생 방법에 따르면, 방향감, 정위감(sense of orientation) 및 임장감(sense of presence) 등을 향상시킬 수 있다. 그러나, 이러한 바이너럴 수음 재생 방법을 행하기 위해서는, 더미 헤드 마이크로폰으로 음원 신호를 수음하는, 스피커 재생용 소스와는 다른 특수한 소스로서의 신호원이 필요해진다.
전술한 바이너럴 수음 재생 방법을 응용함으로써, 예를 들면, 통상의 2채널 음성 신호(스테레오 신호)를 이용하여 헤드폰에 의해 스피커 재생과 같은 방식으로 머리부 외(스피커 위치)에 정위시킨 재생 효과를 얻는 것이 생각될 수 있다. 이렇게, 헤드폰을 사용하여 음상의 머리 외 정위를 얻기 위해서는, 헤드폰 사용자의 외이 도입구(entrance of an external auditory canal)로부터 외측으로의 방사 임피던스가 헤드폰 미착용 상태의 경우와 다르게 된다.
즉, 헤드폰으로부터의 음파는 헤드폰 사용자의 귓바퀴와 헤드폰 음생성부 사이에서 복잡한 반사를 반복하고, 외이 도입구로부터 고막으로 전송된다. 이 때문에, 외이 도입구 혹은 고막면에 최적의 특성을 전송하려고 했을 경우라도, 반사에 의해 특성을 불균일하게 한다. 따라서, 양호한 음상 정위(sound image orientation)를 안정적으로 얻을 수 없다는 문제점이 있다.
예를 들면, 일본 특허 제3637596호에 개시되는 헤드폰 재생 방법에 따르면, 외이 도입구로부터 외측으로의 방사 임피던스가 미착용의 상태에 가깝게 함으로써, 음상 정위를 개선하고 있다. 즉, 일본 특허 제3637596호에는, 헤드폰 음 생성부를, 헤드폰 사용자의 귓바퀴와 이격해서 배치하는 것이 기재되어 있다.
일본 특허 제3637596호에 개시되는 헤드폰 재생 방법에 따르면, 외이 도입구로부터 외측으로의 방사 임피던스를 미착용의 상태에 가깝게 할 수 있으므로, 음상 정위를 개선하는 것이 가능하다. 그러나, 헤드폰 음 생성부로부터 방사되는 음파는, 음원으로서 음 생성부로부터 생성되는 구면파가 되고, 확산하면서 전달한다. 따라서, 음파가 외이 도입구 또는 고막에 도달할 때까지 귓바퀴에서의 반사 및 회절의 영향이 남아, 특성이 변화한다는 문제점이 있다.
음성 신호들을 재생하는 양호한 헤드폰 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 음성 신호를 각각 재생하고 헤드폰 사용자의 귓바퀴로부터 이격되도록 배치되는 음성 재생부를 포함하는 헤드폰 장치가 제공되며, 음성 재생부의 각각은 복수의 스피커를 포함하는 스피커 어레이에 의해 구성된다.
본 실시 형태에 따르면, 헤드폰 장치에는 음성 신호들을 각각 재생하는 음성 재생부가 제공된다. 각각의 음성 재생부는, 헤드폰 사용자의 귓바퀴로부터 이격되도록 배치되며, 복수의 스피커를 포함하는 스피커 어레이로 구성된다. 상술된 바와 같이, 각각의 음성 재생부를 스피커 어레이에 의해 구성함으로써, 음성 신호들을 양호하게 재생하는 것이 가능하게 된다.
본 실시 형태에 따르면, 스피커 어레이의 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호는, 음성 신호에 의해 형성되는 음성이 미리 정해진 위치에 포커싱(focusing)되도록 구성될 수 있다. 즉, 미리 정해진 위치에 음압이 높은 가상 음원이 발생된다. 예를 들면, 포커싱은, 스피커 어레이의 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에, 시간 차 및/또는 레벨 차를 부가함으로써 수행될 수 있다. 또한, 포커싱은, 헤드폰 사용자의 귓바퀴를 둘러싸도록 스피커 어레이의 각각의 스피커를 곡면상에 배치함으로써 수행된다. 이 경우, 포커싱 위치에 따른 다양한 효과를 얻을 수 있다.
예를 들면, 포커싱의 위치는 헤드폰 사용자의 외이 도입구에 설정될 수 있다. 이 경우, 헤드폰 사용자의 외이 도입구에 가상 음원이 합성된다. 가상 음원은 실체를 갖지 않는 음원이기 때문에, 헤드폰 사용자의 외이 도입구로부터 외측으로의 방사 임피던스가 미착용 상태와 가깝게 되고, 스피커 어레이에서의 반사로 인한 특성의 불균일성을 감소시킬 수 있다. 따라서, 음향 특성이 귓바퀴의 영향을 덜 받고, 개인차로 인한 변동의 영향을 감소시킨 안정된 음향 특성을 제공하는 것이 가능하게 된다.
또한, 포커싱의 위치는, 스피커 어레이와, 헤드폰 사용자의 외이 도입구 사이에 설정될 수 있다. 이 경우, 스피커 어레이와, 헤드폰 사용자의 외이 도입구 사이에 가상 음원이 합성된다. 이러한 위치에 가상 음원이 합성됨으로써, 귓바퀴 근방에는 실체적인 음 생성부가 없으며, 음 생성부에서의 반사가 없고, 안정된 특성을 얻는 것이 가능하게 된다. 더구나, 헤드폰 사용자 자신의 귓바퀴의 특성을 이용하여 음상의 전방 정위를 개선하는 것이 가능하게 된다.
또한, 포커싱 위치는 스피커 어레이의 후방에 설정될 수 있다. 이 경우, 스피커 어레이의 후방에 가상 음원이 합성된다. 이러한 위치에 가상 음원을 합성함으로써, 음상 정위의 거리감을 개선하는 것이 가능하게 된다.
본 실시 형태에 따르면, 스피커 어레이의 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호는, 음성 신호에 의해 형성되는 음성이 평면파가 되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 헤드폰 사용자의 귓바퀴에서의 반사 및 회절 상태를, 헤드폰 사용자로부터 떨어져 놓인 스피커 재생에 가깝게 할 수 있어, 자연스러운 음상 정위가 가능하게 된다.
본 실시 형태에 따르면, 헤드폰 사용자의 머리부 상태를 검출하는 머리부 움직임 검출부를 더 포함하며, 머리부 움직임 검출부에 의해 검출된 헤드폰 사용자의 머리부 상태에 기초하여, 음성 신호에 의해 형성되는 음상 정위 제어를 행한다. 예를 들면, 헤드폰 사용자의 머리부 상태에 기초하여 포커싱 위치가 변경된다. 이 경우, 헤드폰 사용자의 머리부에 움직임이 있더라도, 음상 정위 위치가 어긋나지 않도록 보정할 수 있고, 예를 들면, 영상 위치에 음상 위치를 맞추는 것이 가능하게 된다.
본 실시 형태에 따르면, 예를 들면, 각각의 음성 재생부는, 헤드폰 사용자의 귓바퀴의 전방 또는 후방에 배치될 수 있다. 이 경우, 스피커 어레이의 음 생성면은, 헤드폰 사용자의 귓바퀴에 대향하는 면에 대하여 미리 정해진 각도를 갖도록 배치된다. 이렇게 하여, 예를 들면, 각각의 음성 재생부가 헤드폰 사용자의 귓바퀴의 전방에 배치되는 경우에도, 스피커 어레이에서의 반사로 인한 특성의 불균일성을 감소시키는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 따르면, 음성 신호를 재생하는 양호한 헤드폰 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 스테레오 헤드폰 시스템의 구성예를 나타내는 블록도.
도 2는 스피커 재생에 의한 음의 전파의 상태를 나타내는 도면.
도 3은 스테레오 헤드폰 시스템에 포함되는 디지털 필터의 일례인 FIR 필터를 나타내는 도면.
도 4는 헤드폰부의 좌우 채널의 음성 재생부가 어레이 형상으로 배치된 복수의 스피커를 포함하는 스피커 어레이에 의해 구성되는 것을 설명하는 도면.
도 5는 헤드폰부가 헤드폰 사용자(청취자)의 귓바퀴와 접촉하지 않도록 배치되는 구조의 일례를 설명하는 도면.
도 6은 헤드폰 사용자가 헤드폰부를 머리부에 착용한 상태를 나타내는 도면.
도 7은 헤드폰부의 음성 재생부(스피커 어레이)가 헤드폰 사용자의 귓바퀴의 후방에 배치되는 것을 설명하는 도면.
도 8은 헤드폰부의 음성 재생부(스피커 어레이)가 헤드폰 사용자의 귓바퀴의 전방에 배치되는 것을 설명하는 도면.
도 9의 (a) 및 (b)는 음성 재생부(스피커 어레이)의 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에 의해 형성되는 음성을 미리 정해진 위치에 포커싱시키는 구성 예를 나타내는 도면.
도 10의 (a) 및 (b)는 음성 재생부(스피커 어레이)의 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에 의해 형성되는 음성을 미리 정해진 위치에 포커싱시키는 다른 구성 예를 나타내는 도면.
도 11은 음성 신호 SL 및 SR가 디지털 신호인 단계에서, 지연기 및 레벨 조정기에 의해, 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에, 시간 차 및/또는 레벨 차를 부가하는 경우의 스테레오 헤드폰 시스템의 구성 예를 나타내는 블록도.
도 12는 음성 재생부(스피커 어레이)의 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에 의해 형성되는 음성의 포커싱이 헤드폰 사용자(청취자)의 외이 도입구에 위치될 수 있는 것을 설명하는 도면.
도 13는 외이 도입구에 음성을 포커싱시키는 것을, 각각의 스피커가 평면상에 배치된 스피커 어레이에 의해 실현되는 예를 나타내는 도면.
도 14는 음성 재생부(스피커 어레이)의 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에 의해 형성되는 음성의 포커싱이, 스피커 어레이와 외이 도입구 사이에 위치될 수 있는 것을 설명하는 도면.
도 15는 음성 재생부(스피커 어레이)의 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에 의해 형성되는 음성의 포커싱이, 스피커 어레이의 후방에 위치될 수 있는 것을 설명하는 도면.
도 16은 음성 재생부(스피커 어레이)의 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에 의해 형성되는 음성이 평면파인 경우를 설명하는 도면.
도 17은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 스테레오 헤드폰 시스템의 구성예를 나타내는 블록도.
도 18은 머리부 움직임 검출부를 구성하는 센서가 제공된 헤드폰부를 헤드폰 사용자(청취자)가 착용하고 있는 상태를 나타내는 도면.
도 19의 (a) 및 (b)는 헤드폰 사용자가 정면을 향하고 있을 때의 전달 특성 HL 및 HR이, 정면으로부터 각도 θ만큼 회전한 방향을 향하고 있을 때의 전달 특성 HLθ 및 HRθ와 상이한 것을 나타내는 도면.
도 20은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 스테레오 헤드폰 시스템의 구성예를 나타내는 블록도.
도 21의 (a) 내지 (c)는 머리부의 움직임에 따라 음성 재생부(스피커 어레이)에 의해 합성되는 가상 음원의 위치가 갱신되는 예를 나타내는 도면.
도 22는 헤드폰 사용자(청취자)의 머리의 움직임의 각도 θ에 따라 가상 음원의 위치가 음성 재생부(스피커 어레이)의 후방 위치가 될 수 있는 것을 설명하는 도면.
이하에서는 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다. 또한, 이하의 순서로 설명한다.
1. 제1 실시 형태
2. 제2 실시 형태
3. 제3 실시 형태
<1.제1 실시 형태>
[스테레오 헤드폰 시스템의 구성예]
도 1은, 제1 실시 형태에 따른 스테레오 헤드폰 시스템(10)의 구성예를 나타낸다. 스테레오 헤드폰 시스템(10)에는 입력 단자(101), A/D 변환기(102), 신호 처리부(103), D/A 변환기(104L 및 104R), 증폭기(105L 및 105R) 및 헤드폰부(106)가 제공되어 있다.
입력 단자(101)는 음성 신호 SA가 입력되는 단자이다. A/D 변환기(102)는, 입력 단자(101)에 입력된 음성 신호 SA를 아날로그 신호로부터 디지털 신호로 변환한다. 신호 처리부(103)는, 음성 신호 SA로부터, 좌 채널 음성 신호 SL 및 우 채널 음성 신호 SR을 얻기 위한 필터링을 행한다. 즉, 신호 처리부(103)는, 음성 신호 SA로부터 좌 채널 음성 신호 SL을 얻기 위한 필터(필터 1)(103L)와, 음성 신호 SA로부터 우 채널 음성 신호 SR을 얻기 위한 필터(필터 2)(103R)를 포함한다. 여기에서, 음성 신호 SL 및 SR는 2채널의 음성 신호를 구성한다.
도 2는 스피커 재생에 의한 음의 전파의 상태를 나타낸다. 스피커 SP에 의해 재생된 음은, 청취자 M의 귀에서의 반사 및 회절과, 실내(room)에서의 반사 등이 부가된 특성을 갖는다. 스피커 SP에 의해 재생된 음은, 좌측 귀로의 전달 특성 HL 및 우측 귀로의 전달 특성 HR가 각각 부가된 후, 청취자 M의 양쪽 귀에 도달한다. 필터(103L)는, 음상을 정위시키고 싶은 위치에 놓인 음원(스피커 SP)으로부터 청취자M의 좌측 귀에 이르는 전달 특성 HL을 갖는 필터이다. 또한, 필터(103R)는, 음상을 정위시키고 싶은 위치에 놓인 음원(스피커 SP)으로부터 청취자 M의 우측 귀에 이르는 전달 특성 HR를 갖는 필터이다.
신호 처리부(103)에서 필터(103L 및 103R)에 의해 음성 신호 SL 및 SR를 얻음으로써, 청취자 M가 헤드폰을 사용하여 청취할 때도, 청취자 M의 양쪽 귀에 스피커에 의해 재생된 음과 등가한 음을 전파시킬 수 있다. 즉, 청취자 M은, 스피커 SP가 울리는 것 같이, 헤드폰에 있어서도 음의 정위를 듣는 것이 가능하게 된다. 필터(103L 및 103R)는, 예를 들면 도 3에 나타낸 바와 같은 FIR(Finite impulse response) 필터로 구성된다. 전달 특성 HL 및 HR는, 예를 들면 임펄스 응답 데이터로 측정되어, 그 측정 데이터가 FIR 필터로 실현된다.
D/A 변환기(104L 및 104R)는, 신호 처리부(103)에 의해 얻어지는 음성 신호 SL 및 SR를, 디지털 신호로부터 아날로그 신호로 변환한다. 증폭기(105L 및 105R)는, D/A 변환기(104L 및 104R)에 의해 변환된 아날로그의 음성 신호 SL 및 SR를 증폭하여, 증폭된 음성 신호 SL 및 SR을 헤드폰부(106)의 좌우 채널의 음성 재생부(스피커 어레이)(106L 및 106R)에 공급한다.
헤드폰부(106)의 좌우 채널의 음성 재생부(106L 및 106R)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 어레이 형상으로 배치된 복수의 스피커를 포함하는 스피커 어레이에 의해 구성되어 있다. 음성 재생부(106L 및 106R)의 각각은, 예를 들면 도 5에 나타낸 바와 같은 구조를 갖는다. 즉, 음성 재생부(106L 및 106R)의 각각은, 헤드폰부(106)의 헤드폰 사용자(청취자)의 귓바퀴와 접촉하지 않도록, 즉 귓바퀴와 이격되도록 배치되는 구조를 갖는다.
도면에 나타낸 바와 같이, 음성 재생부(스피커 어레이)(106L 및 106R)가 전면에 배치된 헤드폰 유닛(107L 및 107R)의 내측에, 지주(108)를 통하여 접촉부(109)가 돌출하도록 제공되어 있다. 접촉부(109)는 토러스(torus) 형상으로 형성되어, 접촉부(109)의 중공부에 헤드폰 사용자의 귓바퀴가 삽입되는 구성을 갖는다.
도 6은, 헤드폰 사용자(청취자)가 헤드폰부(106)를 머리부에 착용한 상태를 나타낸다. 이 경우, 전술한 접촉부(109)가 헤드폰 사용자의 안면측부에 가압되고, 음성 재생부(스피커 어레이)(106L 및 106R)는 헤드폰 사용자의 귓바퀴로부터 미리 정해진 거리만큼 벗어난 상태에 놓인다.
도 7 및 도 8은, 전술한 바와 같이, 헤드폰 사용자가 헤드폰부(106)를 머리부에 착용한 상태를 두상의 상부 방향으로부터 본 경우에서의 음성 재생부(스피커 어레이)의 배치의 일례를 개략적으로 나타낸다. 도 7 및 도 8은, 도면의 간단화를 위해, 음성 재생부(106L) 만을 나타내고 있지만, 음성 재생부(106R)에 관해서도 마찬가지이다.
도 7의 예에서는 음성 재생부(106L)가 헤드폰 사용자의 귓바퀴의 후방에 배치되어 있다. 도 8의 예에서는 음성 재생부(106L)가 헤드폰 사용자의 귓바퀴의 전방에 배치되어 있다. 음성 재생부의 배치 위치는 어느 것이라도 가능하다. 이 경우, 음성 재생부(106L)의 음 생성면은, 헤드폰 사용자의 귓바퀴에 대향하는 면, 예를 들면 도면에서 파선으로 나타낸 면과 평행하지 않고, 미리 정해진 각도를 갖는다. 이러한 구성에 의해, 음성 재생부(106L)에서의 반사로 인한 특성의 불균일성을 감소시키는 것이 가능하게 된다.
본 실시 형태에 따르면, 음성 재생부(스피커 어레이)(106L 및 106R)의 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호는, 음성 신호에 의해 형성되는 음성이 미리 정해진 위치에 포커싱되도록 구성된다. 이 경우, 미리 정해진 위치에 음압이 높은 가상 음원이 발생된다. 대안으로서, 본 실시 형태에 있어서, 음성 재생부(스피커 어레이)(106L 및 106R)의 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호는, 음성 신호에 의해 형성되는 음성이 평면파(planar wave)가 되도록 구성된다.
도 9는, 음성 재생부(스피커 어레이)(106L 및 106R)의 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에 의해 형성되는 음성을 미리 정해진 위치에 포커싱시키는 구성예를 나타낸다. 이러한 구성예에서는, 도 9의 (b)에 나타낸 바와 같이, 음성 재생부(스피커 어레이)를 구성하는 각각의 스피커(스피커 유닛)는, 각각의 스피커로부터 등거리에 있는 점, 즉 포커스 위치에서 포커싱되도록, 곡면상에 배치된다. 이 경우, 각각의 스피커에 대하여, 개별적으로 지연 시간 및 레벨을 설정할 필요가 없고, 각각의 채널 출력을 위한 1개의 D/A 변환기 및 1개의 증폭기에 의해 디지털 신호 처리를 실현할 수 있거나 또는 스피커수를 감소시켜 실현할 수 있다.
이러한 경우, 전술한 바와 같이 헤드폰부(106)가 헤드폰 사용자에게 착용 될 때, 각각의 스피커가 헤드폰 사용자의 귓바퀴를 둘러싸도록 곡면상에 배치된다. 도 9의 (a)는 음성 재생부(스피커 어레이)(106L 및 106R)를 정면으로부터 본 도면이다. 도 9의 (b)에 나타낸 바와 같이, 음성 재생부(106L 및 106R)를 구성하는 각각의 스피커에는, 음성 신호 SL 및 SR의 각각이 증폭기(105L 및 105R)를 통해서 공급된다.
도 10의 (a) 및 (b)는, 음성 재생부(스피커 어레이)(106L 및 106R)의 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에 의해 형성되는 음성을 미리 정해진 위치에 포커싱 시키는 다른 구성예를 나타내고 있다. 또한, 도 10의 (a) 및 (b)는, 음성 재생부(스피커 어레이)(106L 및 106R)의 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에 의해 형성되는 음성을 평면파로 하는 구성예를 나타낸다. 이 구성예에서는, 도 10의 (b)에 나타낸 바와 같이, 음성 재생부(스피커 어레이)를 구성하는 각각의 스피커(스피커 유닛)은 평면상에 배치된다. 도 10의 (a)는, 음성 재생부(스피커 어레이)(106L 및 106R)를 정면으로부터 본 도면이다. 이 경우, 각각의 스피커를 평면상에 배치할 수 있으므로, 스피커 어레이의 구조가 간단해진다. 또한, 합성되는 가상 음원 위치도 자유롭게 설정하는 것이 가능하게 된다.
도 10의 (b)에 나타낸 바와 같이, 음성 재생부(106L 및 106R)를 구성하는 각각의 스피커에는, 음성 신호 SL 및 SR의 각각이, 지연기(111L 및 111R) 및 증폭기(105L 및 105R)를 포함하는 직렬 회로를 통해서 공급된다. 도 10의 (b)에서의 지연기(111L 및 111R)는 도 1에는 나타나 있지 않지만, 지연기(111L 및 111R)는, 예를 들면 D/A 변환기(104L 및 104R)와 증폭기(105L 및 105R) 사이에 삽입된다. 도 10의 (a) 및 (b)에 나타낸 구성예에서는, 지연기 및 증폭기에 의해, 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에, 시간 차 및/또는 레벨 차를 부가함으로써, 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에 의해 형성되는 음성을 미리 정해진 위치에 포커싱시킬 수 있다.
도 10의 (b)에서는, 음성 신호 SL 및 SR가 아날로그 신호로 변환된 후에, 지연기(111L 및 111R) 및 증폭기(105L 및 105R)에 의해, 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에, 시간 차 및/또는 레벨 차를 부가한다. 그러나, 음성 신호 SL 및 SR가 디지털 신호인 단계에서, 지연기 및 레벨 조정기에 의해 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에, 시간 차 및/또는 레벨 차를 부가하는 구성도 고려될 수 있다.
도 11은, 이러한 경우에서의 스테레오 헤드폰 시스템(10)의 구성예를 나타낸다. 이 경우, 필터(103L 및 103R)와 D/A 변환기(104L 및 104R) 사이에, 지연 기(121L 및 121R) 및 레벨 조정기(122L 및 122R)가 삽입된다. 또한, 지연기(121L 및 121R) 및 레벨 조정기(122L 및 122R)의 순서는, 이 역이어도 된다.
이러한 경우, 포커싱은, 음성 재생부(스피커 어레이)(106L 및 106R)의 음 생성면의 전방 및 후방 중 어디라도 위치될 수 있다. 예를 들면, 주변부로부터 중심부를 향함에 따라 지연 시간이 길고, 레벨이 작아지도록 시간 차 및 레벨 차를 부가하는 것으로, 음성 재생부(스피커 어레이)(106L 및 106R)의 음 생성면의 전방 위치에 포커싱시켜, 그 위치에 가상 음원을 합성시킬 수 있다. 반대로, 중심부로부터 주변부를 향함에 따라 지연 시간이 길고, 레벨이 작아지도록 시간 차 및 레벨 차를 부가하는 것으로, 음성 재생부(스피커 어레이)(106L 및 106R)의 음 생성면의 후방 위치에 포커싱시켜, 그 위치에 가상 음원을 합성시킬 수 있다.
도 10의 (a) 및 (b)에 나타낸 구성예에서는, 지연기 및 증폭기에 의해 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에, 시간 차 및/또는 레벨 차를 부가하지 않는 경우라도, 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에 의해 형성되는 음성을 평면파로 할 수 있다. 이 경우, 지연기(111L 및 111R)는 불필요해진다.
다음으로, 도 1에 나타내는 스테레오 헤드폰 시스템(10)의 동작을 설명한다. 음성 신호 SA가 입력 단자(101)에 입력된다. 음성 신호 SA는 A/D 변환기(102)에 의해 아날로그 신호로부터 디지털 신호로 변환된 후, 신호 처리부(103)에 입력된다. 신호 처리부(103)에서는, 음성 신호 SA에 대하여, 필터(필터 1)(103L)에 의한 필터링이 행해져 좌 채널 음성 신호 SL이 얻어진다. 또한, 신호 처리부(103)에서는, 음성 신호 SA에 대하여, 필터(필터 2)(103R)에 의한 필터링이 행해져 우 채널 음성 신호 SR가 얻어진다.
신호 처리부(103)에 의해 얻어진 음성 신호 SL 및 SR의 각각은, D/A 변환기(104L 및 104R)에 의해 디지털 신호로부터 아날로그 신호로 변환된다. 이후, 음성 신호 SL 및 SR는, 증폭기(105L 및 105R)에 의해 증폭된 후, 헤드폰부(106)에서의 각각의 채널에 대한 음성 재생부(스피커 어레이)(106L 및 106R)에 공급된다. 이후, 음성 재생부(106L 및 106R)를 구성하는 스피커 어레이의 각각의 스피커는, 음성 신호 SL 및 SR에 의해 구동된다.
이러한 경우, 예를 들면, 음성 재생부(스피커 어레이)(106L 및 106R)의 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에 의해 형성되는 음성이 미리 정해진 위치에 포커싱되며, 미리 정해진 위치에 가상 음원이 합성된다. 대안으로서, 이 경우, 예를 들면, 음성 재생부(스피커 어레이)(106L 및 106R)의 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에 의해 형성되는 음성을 평면파로 할 수 있다.
[포커싱과 평면파의 상태]
먼저, 음성 재생부(스피커 어레이)(106L 및 106R)의 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에 의해 형성되는 음성이 미리 정해진 위치에 포커싱되는 경우이며, 그 위치가 이하의 (1) 내지 (3)인 경우에 대해서 설명한다.
(1)「헤드폰 사용자(청취자)의 외이 도입구」
음성 재생부(스피커 어레이)(106L 및 106R)의 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에 의해 형성되는 음성의 포커싱 위치를, 도 12에 나타낸 바와 같이, 헤드폰 사용자(청취자)의 외이 도입구에 설정할 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 외이 도입구는 외이 도입구의 근방을 포함한다. 도 13은, 각각의 스피커가 평면상에 배치된 스피커 어레이에 의해, 외이 도입구에서의 음의 포커싱이 실현되는 예를 나타낸다.
이러한 경우, 외이 도입구에 가상 음원이 합성된다. 음원은 실체를 갖지 않는 음원이다. 그 때문에, 외이 도입구로부터 외측으로의 방사 임피던스가 미착용의 상태와 가깝게 되고, 음 생성부로서의 스피커 어레이에서의 반사로 인한 특성의 불균일성을 감소시킬 수 있다. 따라서, 이 경우, 음향 특성은 귓바퀴의 영향을 덜 받게 되어, 개인차로 인한 변동의 영향을 감소시킴으로써, 안정된 음향 특성을 헤드폰 사용자에게 제공하는 것이 가능하게 된다. 또한, 이 경우, 귓바퀴와 실제 스피커의 사이에 음압이 높아지게 되는 가상 음원을 만듦으로써, 에너지의 전파 감쇠가 적어져, 실제 음 생성부와 외이 도입구와의 거리가 떨어져 있더라도, 충분한 음량을 확보하는 것이 가능하게 된다.
(2)「스피커 어레이와 외이 도입구 간의 위치」
음성 재생부(스피커 어레이)(106L 및 106R)의 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에 의해 형성되는 음성의 포커싱을, 도 14에 나타낸 바와 같이, 스피커 어레이와 외이 도입구 사이에 위치시킬 수 있으며, 이 위치에 가상 음원이 합성된다.
이러한 경우, 음원은 실체를 갖지 않는 음원이기 때문에, 음 생성부로서의 스피커 어레이를 귓바퀴 근방에 제공하지 않으며, 이 스피커 어레이에서의 반사가 없고, 안정된 특성을 얻을 수 있다. 이 경우, 헤드폰 사용자(청취자)의 귓바퀴에서 반사는 일어나지만, 그 반사는 헤드폰 사용자가 언제나 듣고 있는 음의 반사와 동일하다. 즉, 외이 도입구로부터 고막으로 전송되는 음성은 헤드폰 사용자(청취자)의 귓바퀴의 특성이 포함된 것이기 때문에, 음상의 전방 정위를 개선하는 것이 가능하게 된다.
(3)「스피커 어레이의 후방 위치」
음성 재생부(스피커 어레이)(106L 및 106R)의 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에 의해 형성되는 음성의 포커싱을, 도 15에 나타낸 바와 같이, 스피커 어레이의 후방으로 위치시킬 수 있고, 이 위치에 실체를 갖지 않는 가상 음원이 합성된다. 이 경우, 가상 음원이 이미 헤드폰 사용자(청취자)와 떨어져서 합성되기 때문에, 음상 정위의 거리감을 개선하는 것이 가능하게 된다.
다음으로, 음성 재생부(스피커 어레이)(106L 및 106R)의 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에 의해 형성되는 음성을, 도 16에 나타낸 바와 같이, 평면파로 하는 경우에 대해서 설명한다. 헤드폰 사용자(청취자)로부터 떨어진 위치에 있는 실음원인, 예를 들면, 헤드폰 청취자의 전방에 놓인 스피커로부터 청취자의 양쪽 귀에 이르는 음파는, 귓바퀴 근방에서 평면파와 가깝게 된다. 또한, 저역에서의 음파, 즉 파장이 긴 음파는, 헤드폰 사용자의 전방에 놓인 스피커로부터 평면파에 가까운 형상으로 발생된다.
전술한 바와 같이, 음성 재생부(스피커 어레이)(106L 및 106R)의 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에 의해 형성되는 음성을 평면파로 하는 것에 의해, 헤드폰 사용자의 귓바퀴에서의 반사 및 회절의 상태를, 헤드폰 사용자로부터 떨어져 놓인 스피커에 의한 재생 상태에 가깝게 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 자연스러운 음상 정위가 가능하게 된다. 또한, 저역에서의 음의 재현력이 향상된다.
전술한 바와 같이, 도 1에 나타내는 스테레오 헤드폰 시스템(10)에서는, 2채널 음성 신호를 양호하게 재생할 수 있다. 즉, 음성 재생부(스피커 어레이)(106L 및 106R)의 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에 의해 형성되는 음성을 미리 정해진 위치에 포커싱시켜, 이 미리 정해진 위치에 가상 음원을 합성할 수 있다. 전술한 바와 같이, 포커싱을 헤드폰 사용자의 외이 도입구, 스피커 어레이와 외이 도입구 사이 및 스피커 어레이의 후방 등의 위치로 함으로써, 포커스 위치에 따른 다양한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 음성 재생부(스피커 어레이)(106L 및 106R)의 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에 의해 형성되는 음성을 평면파로 할 수 있어, 전술한 바와 같이 자연스러운 음상 정위가 가능하게 되는 등의 효과를 얻을 수 있다.
<2. 제2 실시 형태>
[스테레오 헤드폰 시스템의 구성예]
도 17은 제2 실시 형태에 따른 스테레오 헤드폰 시스템(10A)의 구성예를 나타낸다. 도 17에서, 도 1 및 도 11과 대응되는 구성 요소에는 동일 부호를 붙이고, 적절히 그 상세 설명을 생략한다.
스테레오 헤드폰 시스템(10A)에는, 입력 단자(101), A/D 변환기(102), 신호 처리부(103), D/A 변환기(104L 및 104R), 증폭기(105L 및 105R) 및 헤드폰부(106)가 제공된다. 또한, 스테레오 헤드폰 시스템(10A)에는, 신호 처리부(103)(필터(103L 및 103R))와 D/A 변환기(104L 및 104R) 사이에, 지연기(121L 및 121R) 및 레벨 조정기(122L 및 122R)가 제공된다.
스테레오 헤드폰 시스템(10A)에서, 헤드폰부(106)에는, 헤드폰 사용자(청취자)의 머리부 상태를 검출하는 센서(131)가 제공되어 있다. 센서(131)는, 예를 들면, 자이로 센서와 같은 각속도 센서, 중력 가속도 센서 또는 자기 센서 등이다. 센서(131)는 머리부 움직임 검출부를 구성하고 있다. 도 18은, 센서(131)가 설치된 헤드폰부(106)를, 헤드폰 사용자(청취자)가 착용하고 있는 상태를 나타내고 있다.
일반적으로, 헤드폰의 음성 재생부는 헤드폰 사용자(청취자)의 머리부에 고정되어 있기 때문에, 그 머리부의 움직임에 연동해서 이동한다. 도 17에 나타낸 스테레오 헤드폰 시스템(10A)은, 상술된 바와 같이 머리부 상태가 변화했을 경우라도, 헤드폰 재생에 의한 음상 정위 위치가 어긋나지 않도록 보정한다. 스테레오 헤드폰 시스템(10A)은, 센서(131)의 출력 신호에 따라, 신호 처리부(103)의 필터(103L 및 103R)의 계수, 즉 전달 특성을 갱신하고, 음상 정위 위치가 고정되도록 동작한다.
예를 들면, 도 19의 (a)에 나타낸 바와 같이, 헤드폰 사용자(청취자)가 정면을 향하고 있을 때의 전달 특성을 HL 및 HR라 하면, 도 19의 (b)에 나타낸 바와 같이, 헤드폰 사용자(청취자)가 정면으로부터 각도 θ만큼 회전한 방향을 향하고 있을 때의 전달 특성을 HLθ 및 HRθ라 한다. 필터(103L 및 103R)에 설정되는 계수는, 머리부의 각도 θ에 따라, 필터(103L)에서는 HL로부터 HLθ로, 필터(103R)에서는 HR로부터 HRθ로 변경한다.
상술된 바와 같이, 헤드폰 사용자(청취자)의 머리부의 움직임에 따라, 필터(103L 및 103R)의 계수, 즉 전달 특성을 갱신함으로써, 머리부 상태가 변화했을 경우라도, 음상 정위 위치를 고정할 수 있다. 예를 들면, 영상에 수반하는 음성 신호를 듣을 경우, 종래의 헤드폰에서는, 머리의 움직임에 따라 영상 위치와 음상 위치가 어긋나버린다.
그러나, 도 17의 (a)에 나타낸 스테레오 헤드폰 시스템(10A)에 따르면, 헤드폰 사용자(청취자)의 머리부의 움직임에 따라 필터(103L 및 103R)의 특성을 변경할 수 있어, 머리부 상태가 변경되었을 때의 영상 위치에 대하여 음상 위치가 어긋나는 것을 회피할 수 있다. 즉, 영상의 방향과, 음상의 방향을 일치시킬 수 있어, 고품질의 영상 음성 재생을 실현할 수 있다. 상술된 바와 같이, 음상의 정위 방향을 헤드폰 미착용 시의 음이 들리는 방식과 동등하게 함으로써, 헤드폰 재생에서는 실현이 곤란한 음상의 전방 정위감을 개선할 수 있다는 효과도 있다.
<3. 제3 실시 형태>
[스테레오 헤드폰 시스템의 구성예]
도 20은, 제3 실시 형태에 따른 스테레오 헤드폰 시스템(10B)의 구성예를 나타낸다. 도 20에서, 도1, 도 11 및 도 17과 대응되는 구성요소에는 동일 부호를 붙이고, 적절히 그 상세 설명을 생략한다.
스테레오 헤드폰 시스템(10B)에는 입력 단자(101), A/D 변환기(102), 신호 처리부(103), D/A 변환기(104L 및 104R), 증폭기(105L 및 105R) 및 헤드폰부(106)가 제공된다. 또한, 스테레오 헤드폰 시스템(10A)에는, 신호 처리부(103)(필터(103L 및 103R))와 D/A 변환기(104L 및 104R) 사이에, 지연기(121L 및 121R)와 레벨 조정기(122L 및 122R)가 제공된다.
스테레오 헤드폰 시스템(10B)에서는, 전술한 스테레오 헤드폰 시스템(10A)과 마찬가지로, 헤드폰부(106)에는 헤드폰 사용자(청취자)의 머리부 상태를 검출하는 센서(131)가 제공되어 있다. 스테레오 헤드폰 시스템(10B)은, 전술한 헤드폰 시스템(10A)과 마찬가지로, 머리부 상태가 변경되었을 경우라도 헤드폰 재생에 의한 음상 정위 위치가 어긋나지 않도록 보정한다.
전술한 스테레오 헤드폰 시스템(10A)은, 센서(131)의 출력 신호에 따라, 즉 머리부의 움직임에 따라, 신호 처리부(103)의 필터(103L 및 103R)의 계수, 즉 전달 특성을 갱신한다. 그러나, 스테레오 헤드폰 시스템(10B)은, 센서(131)의 출력 신호에 따라, 즉 머리부의 움직임에 따라, 음성 재생부(스피커 어레이)(106L 및 106R)에 의해 합성되는 가상 음원의 위치를 갱신한다. 즉, 스테레오 헤드폰 시스템(10B)은, 센서(131)의 출력 신호에 따라, 즉 머리부의 움직임에 따라, 스피커 어레이의 각각의 스피커에 출력되는 음성 신호의 지연 시간 및/또는 레벨을 제어하고, 가상 음원의 위치를 이동시킨다. 이 경우, 센서(131)의 출력 신호에 기초하여, 지연기(121L 및 121R) 및 레벨 조정기(122L 및 122R)에서의 지연량 및 레벨 조정량이 제어된다.
예를 들면, 도 21의 (a)에 나타낸 바와 같이, 헤드폰 사용자(청취자)가 정면 방향을 향하고 있을 때는, 가상 음원이 Pa의 위치에 합성된다. 다음으로, 도 21의 (b)에 나타낸 바와 같이, 헤드폰 사용자(청취자)가 그 머리를 각도 θ만큼 좌측 방향으로 회전시켜 좌측 방향을 향했을 때, 가상 음원은 귓바퀴로부터 멀어지는 Pb의 위치에 합성된다. 반대로, 도 21의 (c)에 나타낸 바와 같이, 헤드폰 사용자(청취자)가 그 머리를 각도 θ만큼 우측 방향으로 회전시켜 우측 방향을 향했을 때, 가상 음원은 귓바퀴에 가깝게 되는 Pc의 위치에 합성된다.
도 21의 (a) 내지 (c)에서, 가상 음원은 음성 재생부(스피커 어레이)(106L)의 전방에 위치된다. 그러나, 헤드폰 사용자(청취자)의 머리 움직임의 각도 θ에 따라, 도 22에 나타낸 바와 같이, 가상 음원의 위치가 음성 재생부(스피커 어레이)(106L)의 후방의 Pd의 위치가 될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 도 20에 나타낸 스테레오 헤드폰 시스템(10B)에서는, 가상 음원 위치가 머리의 움직임에 따라 제어된다. 그 때문에, 도 17에 나타내는 스테레오 헤드폰 시스템(10A)과 마찬가지로, 머리부 상태가 변화했을 경우라도, 음상 정위 위치를 고정할 수 있어, 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 스테레오 헤드폰 시스템(10B)에 따르면, 가상 음원의 제어가 파면 합성에 의한 음상 제어가 되므로, 헤드폰 사용자(청취자)의 귓바퀴의 특성에 의한 영향이 적은 음상 제어를 실현할 수 있다.
본 발명은 2011년 2월 25일에 일본 특허청에 출원된 일본 우선권 특허 출원 제2011-040964호에 개시된 관련 요지를 포함하고, 이의 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용된다.
당업자라면, 다양한 변형, 조합, 하위 조합 및 대체가 첨부된 청구 범위 또는 이의 균등물의 범위 내에 있는 한, 설계 요건 및 다른 요인에 따라 발생할 수 있다는 것을 이해할 수 있다.

Claims (15)

  1. 헤드폰 장치로서,
    2채널의 음성 신호를 각각 재생하는, 장착자의 귓바퀴와 이격되어 배치되는 음성 재생부를 포함하며,
    각각의 상기 음성 재생부는, 어레이 형상으로 배치된 복수의 스피커를 포함하는 스피커 어레이에 의해 구성되고,
    상기 스피커 어레이의 각각의 스피커로부터 출력되는 동일한 음성 신호는, 상기 음성 신호에 의해 형성되는 음성이 미리 정해진 위치에 포커싱(focusing)되도록 구성되는, 헤드폰 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포커싱은, 상기 스피커 어레이의 각각의 스피커로부터 출력되는 음성 신호에 대해, 시간 차 및 레벨 차 중 어느 하나 이상을 부가함으로써 수행되는, 헤드폰 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    장착자의 머리부 상태를 검출하는 머리부 움직임 검출부를 더 포함하며,
    상기 머리부 움직임 검출부에 의해 검출된 상기 장착자의 상기 머리부 상태에 기초하여 상기 포커싱의 위치를 변화시키는, 헤드폰 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 포커싱은, 상기 스피커 어레이의 각각의 스피커가 상기 장착자의 귓바퀴를 둘러싸도록 곡면상에 배치함으로써 수행되는, 헤드폰 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 포커싱의 위치는 상기 장착자의 외이 도입구(entrance of an external auditory canal)인, 헤드폰 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 포커싱의 위치는 상기 스피커 어레이와, 상기 장착자의 외이 도입구 사이의 위치인, 헤드폰 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 포커싱의 위치는 상기 스피커 어레이의 후방 위치인, 헤드폰 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    장착자의 머리부 상태를 검출하는 머리부 움직임 검출부를 포함하며,
    상기 머리부 움직임 검출부에 의해 검출된 상기 장착자의 머리부 상태에 기초하여, 상기 음성 신호에 의해 형성되는 음상(sound image)의 정위(orientation; 定位) 제어를 행하는, 헤드폰 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 음성 재생부는 장착자의 귓바퀴의 전방에 배치되는, 헤드폰 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 스피커 어레이의 음 생성면은, 상기 장착자의 귓바퀴에 대향하는 면에 대하여, 미리 정해진 각도를 갖도록 배치되는, 헤드폰 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 음성 재생부는 장착자의 귓바퀴의 후방에 배치되는, 헤드폰 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 스피커 어레이의 음 생성면은, 상기 장착자의 귓바퀴에 대향하는 면에 대하여, 미리 정해진 각도를 갖도록 배치되는, 헤드폰 장치.
  13. 헤드폰 장치의 음성 재생 방법으로서,
    스테레오 헤드폰 장치의 각각의 음성 재생부를, 어레이 형상으로 배치된 복수의 스피커를 포함하는 스피커 어레이에 의해 구성함과 함께, 장착자의 귓바퀴와 이격하여 배치하는 단계와,
    2채널의 음성 신호의 각각을, 각각의 상기 스피커 어레이를 통해 재생하는 단계와,
    상기 스피커 어레이의 각각의 스피커로부터 출력되는 동일한 음성 신호에 의해 형성되는 음성을 미리 정해진 위치에 포커싱시키는 단계를 포함하는, 헤드폰 장치용 음성 재생 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
KR1020120016457A 2011-02-25 2012-02-17 헤드폰 장치 및 헤드폰 장치의 음성 재생 방법 Expired - Fee Related KR101912466B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2011-040964 2011-02-25
JP2011040964A JP5716451B2 (ja) 2011-02-25 2011-02-25 ヘッドホン装置およびヘッドホン装置の音声再生方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120098429A KR20120098429A (ko) 2012-09-05
KR101912466B1 true KR101912466B1 (ko) 2018-10-26

Family

ID=45655235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120016457A Expired - Fee Related KR101912466B1 (ko) 2011-02-25 2012-02-17 헤드폰 장치 및 헤드폰 장치의 음성 재생 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9191733B2 (ko)
EP (1) EP2493211B1 (ko)
JP (1) JP5716451B2 (ko)
KR (1) KR101912466B1 (ko)
CN (1) CN102651831A (ko)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9319773B2 (en) * 2013-08-20 2016-04-19 Ideavillage Products Corporation Audio bass resonator
JP6242262B2 (ja) * 2014-03-27 2017-12-06 フォスター電機株式会社 音響再生装置
CN105282642A (zh) * 2014-07-24 2016-01-27 宏碁股份有限公司 耳机及其声道控制方法
WO2016140058A1 (ja) * 2015-03-04 2016-09-09 シャープ株式会社 音声信号再生装置、音声信号再生方法、プログラム、および記録媒体
CN106067996B (zh) * 2015-04-24 2019-09-17 松下知识产权经营株式会社 语音再现方法、语音对话装置
US9949030B2 (en) * 2016-06-06 2018-04-17 Bose Corporation Acoustic device
EP3473022B1 (en) * 2016-06-21 2021-03-17 Dolby Laboratories Licensing Corporation Headtracking for pre-rendered binaural audio
CN109791441A (zh) * 2016-08-01 2019-05-21 奇跃公司 具有空间化音频的混合现实系统
CN106303832B (zh) 2016-09-30 2019-12-27 歌尔科技有限公司 扬声器及提高指向性的方法、头戴式设备及方法
EP3346731A1 (en) * 2017-01-04 2018-07-11 Harman Becker Automotive Systems GmbH Systems and methods for generating natural directional pinna cues for virtual sound source synthesis
US10540138B2 (en) * 2018-01-25 2020-01-21 Harman International Industries, Incorporated Wearable sound system with configurable privacy modes
TWI698132B (zh) 2018-07-16 2020-07-01 宏碁股份有限公司 音效輸出裝置、運算裝置及其音效控制方法
CN110740415B (zh) * 2018-07-20 2022-04-26 宏碁股份有限公司 音效输出装置、运算装置及其音效控制方法
US10645487B2 (en) * 2018-07-23 2020-05-05 Warped Dynamics, LLC Vertically configured parametric transducer headphones
CN109379659A (zh) * 2018-11-16 2019-02-22 王美金 一种用于虚拟与增强现实的人机交互声学定向耳机
US10575094B1 (en) * 2018-12-13 2020-02-25 Dts, Inc. Combination of immersive and binaural sound
CN110099326B (zh) * 2019-05-24 2022-05-06 潍坊歌尔电子有限公司 一种带外放功能的头戴耳机及其调节方法、装置
CN110099343A (zh) * 2019-05-28 2019-08-06 安徽奥飞声学科技有限公司 一种具有mems扬声器阵列的听筒及通信装置
US11197083B2 (en) * 2019-08-07 2021-12-07 Bose Corporation Active noise reduction in open ear directional acoustic devices
US11284194B2 (en) * 2020-07-06 2022-03-22 Harman International Industries, Incorporated Techniques for generating spatial sound via head-mounted external facing speakers
EP4181529A4 (en) * 2020-07-09 2024-01-10 Sony Group Corporation ACOUSTIC OUTPUT DEVICE AND CONTROL METHOD FOR ACOUSTIC OUTPUT DEVICE
CN112351379B (zh) * 2020-10-28 2021-07-30 歌尔光学科技有限公司 音频组件的控制方法以及智能头戴设备
WO2024252549A1 (ja) * 2023-06-07 2024-12-12 日本電信電話株式会社 ヘッドホン装置、音響信号出力方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3637596B2 (ja) * 1994-01-27 2005-04-13 ソニー株式会社 オーディオ再生装置およびヘッドホン
JP2006115396A (ja) * 2004-10-18 2006-04-27 Sony Corp オーディオ信号の再生方法およびその再生装置
JP2006525708A (ja) * 2003-04-29 2006-11-09 コン トゥエン ファム，ホン 音の空間的再生のための音響ヘッドホン

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5495534A (en) * 1990-01-19 1996-02-27 Sony Corporation Audio signal reproducing apparatus
JPH05336599A (ja) * 1992-06-03 1993-12-17 Fujitsu Ltd 音像定位ヘッドホン装置および、それを用いた仮想現実視聴覚装置
JPH0795698A (ja) * 1993-09-21 1995-04-07 Sony Corp オーディオ再生装置
US5717767A (en) * 1993-11-08 1998-02-10 Sony Corporation Angle detection apparatus and audio reproduction apparatus using it
JP3577798B2 (ja) * 1995-08-31 2004-10-13 ソニー株式会社 ヘッドホン装置
US5684879A (en) * 1996-01-19 1997-11-04 Verdick; Michael Combination head mounted speaker assembly and multi-channel audio processing system
AUPO316096A0 (en) * 1996-10-23 1996-11-14 Lake Dsp Pty Limited Head tracking with limited angle output
JPH11275696A (ja) * 1998-01-22 1999-10-08 Sony Corp ヘッドホン、ヘッドホンアダプタおよびヘッドホン装置
AUPP271598A0 (en) * 1998-03-31 1998-04-23 Lake Dsp Pty Limited Headtracked processing for headtracked playback of audio signals
JP4281937B2 (ja) * 2000-02-02 2009-06-17 パナソニック株式会社 ヘッドホンシステム
US7684577B2 (en) * 2001-05-28 2010-03-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Vehicle-mounted stereophonic sound field reproducer
HRP20020861A2 (en) * 2002-10-31 2005-02-28 Milneršić Siniša Multichannel headphones
JP4254502B2 (ja) * 2003-11-21 2009-04-15 ヤマハ株式会社 アレースピーカ装置
US7289641B2 (en) * 2004-03-22 2007-10-30 Cotron Corporation Multiple channel earphone
GB0419346D0 (en) * 2004-09-01 2004-09-29 Smyth Stephen M F Method and apparatus for improved headphone virtualisation
JP5346735B2 (ja) 2009-08-10 2013-11-20 日本放送協会 デジタル伝送方式の復号器及び受信装置
US8515103B2 (en) * 2009-12-29 2013-08-20 Cyber Group USA Inc. 3D stereo earphone with multiple speakers
JP5696427B2 (ja) * 2010-10-22 2015-04-08 ソニー株式会社 ヘッドフォン装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3637596B2 (ja) * 1994-01-27 2005-04-13 ソニー株式会社 オーディオ再生装置およびヘッドホン
JP2006525708A (ja) * 2003-04-29 2006-11-09 コン トゥエン ファム，ホン 音の空間的再生のための音響ヘッドホン
JP2006115396A (ja) * 2004-10-18 2006-04-27 Sony Corp オーディオ信号の再生方法およびその再生装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2493211A2 (en) 2012-08-29
EP2493211B1 (en) 2016-01-13
EP2493211A3 (en) 2013-05-22
US9191733B2 (en) 2015-11-17
US20120219165A1 (en) 2012-08-30
KR20120098429A (ko) 2012-09-05
CN102651831A (zh) 2012-08-29
JP5716451B2 (ja) 2015-05-13
JP2012178748A (ja) 2012-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101912466B1 (ko) 헤드폰 장치 및 헤드폰 장치의 음성 재생 방법
JP4304636B2 (ja) 音響システム、音響装置及び最適音場生成方法
TWI540915B (zh) 音效訊號輸出裝置、處理一音效訊號之方法及頭戴組
KR100416757B1 (ko) 위치 조절이 가능한 가상 음상을 이용한 스피커 재생용 다채널오디오 재생 장치 및 방법
US8027476B2 (en) Sound reproduction apparatus and sound reproduction method
US8442244B1 (en) Surround sound system
JP2017028525A (ja) 頭外定位処理装置、頭外定位処理方法、及びプログラム
US6990210B2 (en) System for headphone-like rear channel speaker and the method of the same
JP2005223714A (ja) 音響収音装置、音響収音方法、記録媒体
WO2025139472A1 (zh) 一种直推式六喇叭头戴耳机声学结构及驱动方法
US7050596B2 (en) System and headphone-like rear channel speaker and the method of the same
US6983054B2 (en) Means for compensating rear sound effect
KR100307622B1 (ko) 위치 조절이 가능한 가상 음상을 이용한 오디오 재생 장치 및그 방법
KR102155574B1 (ko) 개방형 헤드폰의 노이즈 캔슬링 방법 및 이를 위한 장치
JP2010016573A (ja) クロストークキャンセルステレオスピーカーシステム
EP4207804A1 (en) Headphone arrangement
EP4478735A1 (en) Earphone
JP3374731B2 (ja) バイノーラル再生装置、バイノーラル再生用ヘッドホンおよび音源評価方法
US12167221B2 (en) Invariance-controlled electroacoustic transmitter
JP2008011099A (ja) ヘッドフォン音響再生システム、ヘッドフォン装置
JP2006352728A (ja) オーディオ装置
JP2006157106A (ja) 音響再生装置及び音響再生システム
HK1237574A1 (en) Artifical ear apparatus and associated methods for generating a head related audio transfer function
HK1237574B (zh) 用於產生與音頻傳輸功能相關的頭的人造耳裝置及其相關方法

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20120217

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20170103

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20120217

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20180124

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20180727

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20181022

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20181022

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20210927

Start annual number: 4

End annual number: 4

PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20230802