[发明专利]头戴耳机系统

说明书

本发明涉及一种用于再生多信道声信号的头戴耳机系统。

近来，随着诸如DVD系统的多媒体系统的日益普及，越来越多的多信道声音信息和视频一起被提供。

按照常规，已经提出了使用头戴耳机用于实际再生多信道声信号的系统。

例如，国际申请WO95/20866公开了一种滤除输入到左右扬声器的信号，以使听众可以辨别出或感觉到在其听众前方或后方提供的声源。

图19表示了在国际申请WO95/20866中描述的头戴耳机系统的结构。

图19所示的头戴耳机系统包括右耳扬声器1901和左耳扬声器1902。扬声器1901和1902固定在远离听众的位置。该头戴耳机系统包括滤波器1910和1911。参考号1960表示位于听众后方的虚声源。

图19中，H1表示从虚声源1960到听众右耳的传递函数。H2表示从虚声源1960到听众左耳的传递函数。在滤波器1910中设置传递函数H1，在滤波器1911中设置传递函数H2。

输入信号Z被输入到滤波器1910和滤波器1911。将滤波器1910的输出输入到右耳机1901及将滤波器1911的输出输入到左耳机1902。

因此，听众可以辨别出虚声源1960。

人类相对容易正确地辨别出他/她右或左侧的声源。原因在于他/她的耳朵在头部的右侧和左侧。可以认为人类根据多个不同类型的信息辨别出他/她右侧或左侧的声源，该信息包括信号从声源到达他/她左耳所需的时间周期、信号从声源到达他/她右耳所需的时间周期、和信号电平的差异。因此，每个人辨别或区分他/她右或左侧声源的能力几乎不存在差异。

人类相对难以正确辨别或区分他/她前方或后方的声源。原因在于信号从声源到达他/她右耳所需的时间周期和信号从声源到达他/她左耳所需的时间周期之间几乎不存在差异。可以认为人类根据声源频谱绝对值的单个信息辨别或区分他/她前方或后方的声源。由于每个人的头型不同，从声源到耳朵的与头部有关的传递函数对每个人来说不同，因此每个人辨别出位于该听众前方或后方声源的能力存在相对较大的差异。

利用图19所示的传统技术，来自位于听众前方或后方声源的声音通过右耳机和左耳机1901和1902的组合以及滤波处理传送给他/她。利用这一技术，由于传递函数的个人差异，难以使听众正确辨别出位于他/她前方或后方的声源。特别对于高频，不同的人辨别前/后声音方向的差异非常大，因为不同人的传递函数的差异对该辨别的影响在高频时比低频时大。

根据本发明的头戴耳机系统包括一头戴耳机；和用于将声信号输出到头戴耳机的信号处理电路。该头戴耳机包括听众右耳的第一扬声器和第三扬声器、听众左耳的第二扬声器和第四扬声器和支撑第一到第四扬声器以使第一和第二扬声器位于一垂直面的前方，第三和第四扬声器位于该垂直面的后方的支撑物，该垂直面包括连接听众右耳孔和左耳孔的直线，第一到第四扬声器不接触听众的右耳和左耳。

在本发明一实施例中，信号处理电路向第一和第二扬声器输出声信号，该声信号使听众辨别出相对于听众位于其前方的前声源。

在本发明一实施例中，信号处理电路向第三和第四扬声器输出声信号，该声信号使听众辨别出相对于听众位于其后方的后声源。

在本发明一实施例中，信号处理电路将用于使听众能够辨别出后声源的声信号中具有预定频率fi或更低频率的声信号输出给第一和第二扬声器，并将该声信号中具有预定频率fi或更高频率的声信号输出给第三和第四扬声器。

在本发明一实施例中，信号处理电路将用于使听众辨别出前声源的声信号中具有预定频率fi或更高频率的声信号输出给第一和第二扬声器，并将该声信号中具有预定频率fi或更低频率的声信号输出给第三和第四扬声器。

在本发明一实施例中，第一和第二扬声器位于垂直面的后方，该垂直面包括连接听众右眼和左眼的直线。

在本发明一实施例中，第三扬声器被放置为使得听众正前方的直线和穿过该第三扬声器前表面中心的竖线之间的角度在大约100度到大约120度的范围内，第四扬声器被放置为使得听众正前方的直线和穿过第四扬声器前表面中心的竖线之间的角度在大约100度到大约120度的范围内。

在本发明一实施例中，头戴耳机还包括用于仅再生低频带音频信号的低频专用扬声器。

在本发明一实施例中，当戴上头戴耳机时，低频专用扬声器位于听众头部的后部附近。

在本发明一实施例中，当戴上头戴耳机时，低频专用扬声器位于听众头顶附近。