[发明专利]耳机装置及其声音再现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耳机装置和用于耳机装置的声音再现方法，尤其涉及再现双声道声音信号的耳机装置等。

背景技术

在现有技术中，有一种声音再现方法，根据该声音再现方法，耳机用户(收听者)在他/她的头部佩戴耳机从而盖住两耳并且从两耳收听声音信号(声学信号)。根据此声音再现方法，产生一种所谓的偏侧性(lateralization)现象，即使当来自信号源的信号是立体声信号时，再现的声像也保留在收听者的头部内。

另一方面，作为耳机使用的声音再现方法，还有一种双耳收集的声音再现方法。双耳收集的声音再现方案如下。具体而言，将称为仿真头部扩音器的扩音器提供给仿真头部的左右耳的耳洞，所述仿真头部是基于对耳机用户的头部的假定。来自信号源的声音信号由仿真头部扩音器收集。

如果耳机用户确实佩戴了此耳机并且再现这样收集的声音信号，耳机用户可以感觉到就像耳机用户在收听直接来自信号源的声音一样。根据这样的双耳收集的声音再现方法，可以增强方向感、定位感、现场感等。然而，为了实现这样的双耳收集的声音再现方法，需要准备一种信号源作为特殊的源，所述源与用于扬声器再现的源是不同的，其用仿真头部扩音器收集声音源信号。

因此，可以考虑以下再现效果：例如，使用典型的双声道声音信号(立体声信号)，从而以与通过由耳机应用前述耳机双耳收集的声音再现方法获得的扬声器再现相同的方式在头部之外(扬声器位置)定位。为了使用耳机获得在头部之外的声像定位，从耳机用户的外耳道的入口到外部的辐射阻抗与在耳机未佩戴状态的情况下的辐射阻抗变得不同。

具体而言，来自耳机的声波在耳廓和耳机发声单元之间重复复杂的反射，并从外耳道的入口传送到鼓膜。由于此原因，即使试图将最佳特性传送到外耳道的入口或鼓膜的表面，反射也会扰乱该特性。因此，有难以稳定地获得令人满意的声像定位的缺点。

例如，根据在日本专利No.3637596中描述的耳机再现方法，通过使从外耳道的入口到外部的辐射阻抗与在未佩戴状态下的辐射阻抗接近来增强声像定位。具体而言，日本专利No.3637596公开了耳机发声单元被设置为与耳机用户的耳廓分离。

发明内容

根据在日本专利No.3637596中公开的耳机再现方法，可以使从外耳道的入口到外部的辐射阻抗与在未佩戴状态下的辐射阻抗接近，从而增强声像定位。然而，从耳机发声单元辐射的声波在传播过程中变成从作为声源的发声单元产生的球面波并被发射。因此，有以下缺点：耳廓中的反射和折射的影响持续直到声波到达外耳道的入口或鼓膜，这改变了特性。

期望提供一种令人满意的再现声音信号的耳机装置。

根据本发明的一个实施例，提供了一种耳机装置，所述耳机装置包括：声音再现单元，其分别再现声音信号，并被布置为与耳机用户的耳廓分离，其中每个所述声音再现单元由包括多个扬声器的扬声器阵列构成。

根据本发明的实施例，耳机装置具有分别再现声音信号的声音再现单元。每个声音再现单元被布置为与耳机用户的耳廓分离，并由包括多个扬声器的扬声器阵列构成。通过如上所述由扬声器阵列构成每个声音再现单元，可以令人满意地再现声音信号。

根据本发明的实施例，从扬声器阵列的每个扬声器输出的声音信号可以被配置为使得由所述声音信号形成的声音集聚(focus)在预定位置。也就是说，声压高的虚拟声源在预定位置产生。例如，通过向从扬声器阵列的每个扬声器输出的声音信号附加时间差和/或电平差来进行集聚。另外，通过将扬声器阵列的每个扬声器布置在曲面上以便围绕耳机用户的耳廓，来进行集聚。在这种情况下，可以按照集聚的位置实现不同的效果。

例如，集聚可定位在耳机用户的外耳道的入口处。在这种情况下，在耳机用户的外耳道的入口处合成虚拟声源。由于虚拟声源是无形的声源，因此从耳机用户的外耳道的入口到外部的辐射阻抗与在未佩戴状态下的辐射阻抗接近，从而可以降低由于扬声器阵列中的反射造成的特性破坏。相应地，声学特性较少受耳廓影响，可以提供稳定的声学特性，减少由于个体差异的变化的影响。

另外，集聚可以定位在扬声器阵列和耳机用户的外耳道的入口之间。在这种情况下，虚拟声源在扬声器阵列和耳机用户的外耳道的入口之间合成。通过在这样的位置合成虚拟声源，在耳道附近没有有形的发声单元，没有反射在发声单元中产生，所以可以获得稳定的特性。而且，可以通过使用耳机用户自己的耳道特性来增强声像的前方定向。

另外，集聚可以定位在扬声器阵列后方。在这种情况下，虚拟声源在扬声器阵列后方合成。通过在这样的位置合成虚拟声源，可以增强在声像定向中的距离感。