(57)【要約】音声信号をユーザーのヘッドホン装置に送る方法を開示する。本方法は、ユーザーの左耳用の少なくとも一つの左スピーカー、及びユーザーの右耳用の少なくとも一つの右スピーカーを含むヘッドホン装置であって、左スピーカーは、該左スピーカーから左外耳道までの音響経路を有し、右スピーカーは、該右スピーカーから右外耳道までの音響経路を有し、左スピーカーの音響経路は、右スピーカーの音響経路と異なる長さであるヘッドホン装置を提供する。本方法は、さらに、１つの音声信号を同時に左右スピーカーに送り、音響経路長の差に基づき、信号がそれぞれの耳に届く時間において時間差を生じさせることを含む。
2009545263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドホン装置において、正味の（ｎｅｔ）周波数応答曲線を生じさせる方法であって、該方法は、
少なくとも１チャンネルの音に対して少なくとも第一及び第二のスピーカーを備え、該第一スピーカーは、該第二スピーカーと異なる周波数応答曲線を有し、
クロスオーバー回路を用いずに、各スピーカーへ信号を直接送り、
それによって、各スピーカーの異なる周波数応答曲線に基づいて、正味の周波数応答曲線を生じさせることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１の方法において、第一スピーカーもしくは第二のスピーカーどちらかが、そのスピーカーの振幅を調整する音量調節手段を有することを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１の方法において、２つ以上のスピーカーが、それらのスピーカーの振幅を個別に調整する音量調節手段をそれぞれ有することを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１の方法において、少なくとも第一スピーカーと第二スピーカーとの何れか一方の振幅を大にし、他方の振幅を小にして、全体的な振幅レベルを実質的に維持するように調整する連結された音量調節装置を有することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１の方法において、第一スピーカーは、第一周波数帯において高められた振幅を有し、第二スピーカーは、第二周波数帯において高められた振幅を有し、第一及び第二周波数帯の少なくとも一部が重複しないことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１の方法において、２チャンネルの音が送られ、各チャンネルは、少なくとも２つのスピーカーをそれぞれ有し、各スピーカーはそれぞれ異なる周波数応答曲線を有することを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１の方法において、少なくとも３チャンネルの音が送られ、各チャンネルは、少なくとも２つのスピーカーをそれぞれ有し、各スピーカーはそれぞれ異なる周波数応答曲線を有することを特徴とする方法。
【請求項８】
ヘッドホン装置においてユーザーに音声信号を送る方法であって、該方法は、
ユーザーの左耳用の少なくとも１つの左スピーカーと、ユーザーの右耳用の少なくとも１つの右スピーカーとを含むヘッドホン装置であって、左スピーカーは、該左スピーカーから左耳の外耳道までの音響経路を有し、右スピーカーは、該右スピーカーから右耳の外耳道までの音響経路を有し、左スピーカーの音響経路は、右スピーカーの音響経路と異なる長さを有するヘッドホン装置を提供し、且つ、
１つの音声信号を、左スピーカー及び右スピーカーに同時に送り、音響経路長の差に基づいて、それぞれの外耳道に信号が届く時間において時間差を生じさせることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８の方法において、左スピーカー及び右スピーカーへ送られる音声信号が同じであることを特徴とする方法。
【請求項１０】
ヘッドホンにおいてユーザーに音声信号を送る方法であって、該方法は、
少なくとも２チャンネルの音声信号を送り、
各チャンネルに対して１つの左スピーカー及び１つの右スピーカーを含むヘッドホン装置であって、各左スピーカーは、該左スピーカーから左外耳道までの音響経路をそれぞれ有し、各右スピーカーは、該右スピーカーから右外耳道までの音響経路をそれぞれ有し、ある１つのチャンネルが中央チャンネルへ送られる音声信号でない限り、チャンネルの左スピーカーの音響経路は、チャンネルの右スピーカーの音響経路と異なる長さを有するヘッドホン装置を提供し、そして、
各チャンネルの音声信号を、チャンネルで繋がっている対応する左右のスピーカーへ同時に送ることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０の方法において、第一及び第二音声チャンネルを提供し、
第一音声チャンネルの左スピーカーは、長さＸの音響経路を有し、第一音声チャンネルの右スピーカーは、長さＹの音響経路を有し、第二音声チャンネルの左スピーカーは、長さＹの音響経路を有し、第二音声チャンネルの右スピーカーは、長さＸの音響経路を有し、ＸとＹは異なることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１の方法において、第三音声チャンネルである中央チャンネルを提供し、
中央チャンネルの左スピーカー及び右スピーカーは、実質的に等しい音響経路長を有することを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１１もしくは１２の方法において、音響経路が同じ長さのスピーカーは、同じ周波数応答曲線を有し、その周波数応答曲線は、音響経路の長さが異なるスピーカーの周波数応答曲線とは異なることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１３の方法において、さらに、
同じ周波数応答曲線を有する少なくとも１組のスピーカーの振幅を調整する音量調節手段を提供する段階を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１０の方法において、ユーザーの頭を左右に分割する中心面と、音を知覚する方向とがなす角度が、
Ｓ＝Ｄ／２(Ａ＋ｓｉｎ(Ａ))
（式中、Ｓは１つのチャンネルの左右のスピーカー間における音響経路長の差であり、
Ｄはユーザーの頭の直径であり、Ａは音を知覚する角度である。）
で表されることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１０の方法において、提供される音声信号がステレオ信号であり、ヘッドホン装置が、２つの左スピーカー及び２つの右スピーカーを含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１０の方法において、信号が５．１信号であり、ヘッドホン装置が、５つの左スピーカー及び５つの右スピーカーを含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１７の方法において、ヘッドホン装置が、さらに、２つのベーススピーカーを含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１０の方法において、中央チャンネルが、前方中央チャンネル及び後方中央チャンネルを含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
ユーザーの耳を覆うためのイヤーカップと、ユーザーの装着時に、ユーザーの耳の少なくとも一部に対して空気を循環させる空気循環調節デバイスとを含むヘッドホン装置であって、前記空気循環調節デバイスは、
イヤーカップに設けられた開口であって、イヤーカップからユーザーの耳の少なくとも一部へ空気を通すための開口と、
該開口を少なくとも部分的に塞ぐための手段とを含むことを特徴とするヘッドホン装置。
【請求項２１】
請求項２０のヘッドホン装置において、開口を少なくとも部分的に塞ぐための手段が、開口にぴったりとはまり、開口からの空気流を遮断するよう構成された移動可能なキャップであることを特徴とするヘッドホン装置。
【請求項２２】
請求項２０のヘッドホン装置において、開口を少なくとも部分的に塞ぐための手段が調整可能なパネルであって、該パネルは、開口を通じて、イヤーカップからユーザーの耳の少なくとも一部へ空気を通すための開放位置から、パネルを開口の上方へ移動させ、開口を部分的もしくは完全に遮断する閉鎖位置へという動きに適していることを特徴とするヘッドホン装置。
【請求項２３】
ユーザーの耳を覆うためのイヤーカップと、ユーザーの装着時に、ユーザーの耳の少なくとも一部に対して空気を循環させる空気循環調節デバイスとを含むヘッドホン装置であって、前記空気循環調節デバイスは、
空気を送るためのファンと、
片方の端部が空気をユーザーの耳へ導き、もう一方の端部がファンに連結しているダクトであって、ファンの操作によって空気が送り込まれ、ユーザーの耳の少なくとも一部に対して空気循環を生じさせるダクトとを含むことを特徴とするヘッドホン装置。
【請求項２４】
請求項２３のヘッドホン装置において、ダクトが、吸音材料で裏打ちされていることを特徴とするヘッドホン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドホン、特に、ヘッドホンに対する様々な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のヘッドホンは、音質及びユーザー満足度を妨げる多くの制限を含むものであることが判明している。例えば、イヤーカップを採用したヘッドホンでは、ユーザーの耳周辺の空気循環が不足するという問題を生じる。デジタルシグナルプロセッサ方法（以下、ＤＳＰ法と略す）によって周波数応答曲線を変える「サラウンドサウンド」効果を提供しようとするヘッドホンには、聴音経験に悪い印象をもたらし、リアル感の無い（ｕｎｒｅａｌｉｓｔｉｃ）効果を生じるものがある。また、ＤＳＰ法によって周波数特性を調整する代表的な方法は、ユーザーにとって不便であることも判明している。さらに、インイヤー（ｉｎ−ｅａｒ）型ヘッドホンがますます人気となっているが、着け心地が悪いことがあり、ユーザーの耳から外れやすい。
【０００３】
さらに、既存のほとんどのヘッドホンでは、適切な感覚での音の方向性が得られない。本願と共通の発明者を含む、カナダ特許出願２，４３２，８３２（本出願人Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄｔの先行出願）では、スピーカーに接続したチューブを用いて、立体サウンド効果を得ようとするヘッドホン装置が開示されている。しかしながら、ある特定のチューブ寸法において、音質に影響する好ましくない共鳴が生じることが判明している。
【０００４】
多くの改良ヘッドホンが、しかるべく提案されてきたが、上記限界の問題はいまだ解決されていない。
【０００５】
ゆえに、上記のような限界のうち少なくとも一つに対処でき、音質及びユーザーの楽しみを向上させることができるヘッドホンもしくは方法が必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、音質及びユーザーの楽しみを向上させる新しいヘッドホン装置及び方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第一の態様において、ヘッドホン装置で用いられる空気循環調節手段を提供する。
【０００８】
本発明の第二の態様において、ヘッドホンで、サラウンドサウンド効果をリアル感のあるものにする（ｅｍｕｌａｔｅ）ように周波数応答曲線を用いる装置及び方法を提供する。
【０００９】
本発明の第三の態様において、インイヤー装着型のヘッドホン装置を提供する。
【００１０】
本発明の第四の態様において、周波数特性を調整する方法を提供する。
【００１１】
本発明の第五の態様において、音源の空間位置をリアル感のあるものにするよう、ユーザーの耳へ音響信号を送る手段を提供する。
【００１２】
第六の態様において、ヘッドホン装置において、正味の（ｎｅｔ）周波数応答曲線を生じさせる方法であって、該方法は、
少なくとも１チャンネルの音に対して少なくとも第一及び第二のスピーカーを備え、第一スピーカーは、第二スピーカーと異なる周波数応答曲線を有し、
クロスオーバー回路を用いずに、各スピーカーへ信号を直接送り、
それによって、各スピーカーの異なる周波数応答曲線に基づいて、正味の周波数応答曲線を生じさせる方法を提供する。
【００１３】
前記第六の態様は、さらに、第一スピーカーもしくは第二のスピーカーどちらかが、そのスピーカーの振幅を調整する音量調節手段を有することを包含する。
【００１４】
前記第六の態様は、さらに、２つ以上のスピーカーが、それらのスピーカーの振幅を個別に調整する音量調節手段をそれぞれに有すると定義される。
【００１５】
前記第六の態様において、さらには、少なくとも第一スピーカーと第二スピーカーとの何れか一方の振幅を大にし、他方の振幅を小にして、全体的な振幅レベルを実質的に維持するように調整する連結された音量調節装置を包含する。
【００１６】
前記第六の態様は、さらに、第一スピーカーは、第一周波数帯において高められた振幅を有し、第二スピーカーは、第二周波数帯において高められた振幅を有し、第一及び第二周波数帯の少なくとも一部が重複しないと定義される。
【００１７】
前記第六の態様は、さらに、２チャンネルの音が送られ、各チャンネルは、少なくとも２つのスピーカーをそれぞれ有し、各スピーカーはそれぞれ異なる周波数応答曲線を有すると定義される。
【００１８】
前記第六の態様は、さらに、すくなくとも３チャンネルの音が送られ、各チャンネルは、少なくとも２つのスピーカーをそれぞれ有し、各スピーカーはそれぞれ異なる周波数応答曲線を有すると定義される。
【００１９】
第七の態様において、ヘッドホン装置においてユーザーへ音声信号を送る方法であって、該方法は、
ユーザーの左耳用の少なくとも１つの左スピーカーと、ユーザーの右耳用の少なくとも１つの右スピーカーとを含むヘッドホン装置であって、左スピーカーは、該左スピーカーから左耳の外耳道までの音響経路を有し、右スピーカーは、該右スピーカーから右耳の外耳道までの音響経路を有し、左スピーカーの音響経路は、右スピーカーの音響経路と異なる長さを有するヘッドホン装置を提供し、及び、
１つの音声信号を、左スピーカー及び右スピーカーに同時に送り、音響経路長の差に基づいて、それぞれの外耳道に信号が届く時間において時間差を生じさせる方法を提供する。
【００２０】
前記第七の態様は、さらに、左スピーカー及び右スピーカーへ送られる音声信号が同じであると定義される。
【００２１】
第八の態様において、ヘッドホンにおいてユーザーへ音声信号を送る方法であって、該方法は、
少なくとも２チャンネルの音声信号を送り、
各チャンネルに対して１つの左スピーカー及び１つの右スピーカーを含むヘッドホン装置であって、各左スピーカーは、該左スピーカーから左外耳道までの音響経路をそれぞれ有し、各右スピーカーは、該右スピーカーから右外耳道までの音響経路をそれぞれ有し、ある１チャンネルが中央チャンネルへ送られる音声信号でない限り、そのチャンネルの左スピーカーの音響経路は、右スピーカーの音響経路と異なる長さを有するヘッドホン装置を提供し、かつ、
各チャンネルの音声信号を、チャンネルで繋がっている対応する左右のスピーカーへ同時に送る方法を提供する。
【００２２】
前記第八の態様は、さらに、第一及び第二音声チャンネルを提供し、
第一音声チャンネルの左スピーカーは、長さＸの音響経路を有し、第一音声チャンネルの右スピーカーは、長さＹの音響経路を有し、第二音声チャンネルの左スピーカーは、長さＹの音響経路を有し、第二音声チャンネルの右スピーカーは、長さＸの音響経路を有し、ＸとＹは異なると定義される。
【００２３】
前記第八の態様は、さらに、第三音声チャンネルである中央チャンネルを提供し、
中央チャンネルの左スピーカー及び右スピーカーは、実質的に等しい音響経路長を有すると定義される。
【００２４】
前記第八の態様は、さらに、音響経路が同じ長さのスピーカーは、同じ周波数応答曲線を有し、その周波数応答曲線は、音響経路の長さが異なるスピーカーの周波数応答曲線とは異なると定義される。
【００２５】
前記第八の態様は、さらに、同じ周波数応答曲線を有する少なくとも１組のスピーカーの振幅を調整する音量調節手段を提供する段階を含む。
【００２６】
前記第八の態様は、さらに、ユーザーの頭を左右に分割する中心面（以降、頭の中心面と略す）と、音が知覚される方向とがなす角度が、
Ｓ＝Ｄ／２(Ａ＋ｓｉｎ(Ａ))
（式中、Ｓは、１つのチャンネルの左右のスピーカー間における音響経路長の差であり、Ｄは、ユーザーの頭の直径であり、及び、Ａは、音が知覚される角度である。）
で表されると定義される。
【００２７】
前記第八の態様は、さらに、提供される信号がステレオ信号であり、且つ、ヘッドホン装置が、２つの左スピーカー及び２つの右スピーカーを含むと定義される。
【００２８】
前記第八の態様において、さらに、信号が５．１信号であり、且つ、ヘッドホン装置が、５つの左スピーカー及び５つの右スピーカーを含むと定義される。
【００２９】
前記第八の態様において、さらに、ヘッドホン装置がさらなる２つのベーススピーカーを含むと定義される。
【００３０】
前記第八の態様において、さらに、中央チャンネルが、前方中央チャンネル及び後方中央チャンネルを含むと定義される。
【００３１】
第九の態様において、ユーザーの耳を覆うためのイヤーカップと、ユーザーの装着時に、ユーザーの耳の少なくとも一部に対して空気を循環させる空気循環調節デバイスとを含むヘッドホン装置であって、空気循環調節デバイスは、
イヤーカップに設けられた開口（ｏｐｅｎｉｎｇ）であって、イヤーカップからユーザーの耳の少なくとも一部へ空気を通すための開口と、
該開口を少なくとも部分的に塞ぐための手段とを含む。
【００３２】
前記第九の態様は、さらに、開口を少なくとも部分的に塞ぐための手段が、開口にぴったりとはまり、且つ、開口からの空気流を遮断するよう構成された移動可能なキャップであると定義される。
【００３３】
前記第九の態様において、さらに、開口を少なくとも部分的に塞ぐための手段が、調整可能なドアであって、該ドアは、開口を通じて、イヤーカップからユーザーの耳の少なくとも一部へ空気を通すための開放位置から、ドアを開口の上方へ移動させ、開口を部分的もしくは完全に遮断する閉鎖位置へという動きに適していると定義される。
【００３４】
第十の態様において、ユーザーの耳を覆うためのイヤーカップと、ユーザーの装着時に、ユーザーの耳の少なくとも一部に対して空気を循環させる空気循環調節デバイスとを含むヘッドホン装置であって、空気循環調節デバイスは、
空気を送るためのファンと、
片方の端部が空気をユーザーの耳へ導き、もう一方の端部がファンに連結しているダクトであって、ファンの操作によってダクトへ空気が送り込まれ、ユーザーの耳の少なくとも一部に対して空気循環を生じさせるダクトとを含む。
【００３５】
前記第十の態様は、さらに、ダクトが、吸音材料で裏打ちされていると定義される。
【００３６】
本発明の典型的な実施例の詳細な説明を下記に挙げるが、本発明がこれらの実施例に限定されると解釈されるものではないと理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
本添付図面において、本発明の典型的な実施例を説明する。
【００３８】
【図１】例示としての、空気循環調節手段を含むヘッドホンを装着したユーザーの頭の側面図である。
【図２】例示としての、別の態様の空気循環調節手段を含むヘッドホンを装着したユーザーの頭の側面図である。
【図３】本発明で使用される典型的な周波数応答曲線を図示したグラフである。
【図４】本発明の一態様にかかるインイヤー型ヘッドホンの平面図である。
【図５】図４のインイヤー型ヘッドホンをユーザーが装着した際の平面図である。
【図６】図４のインイヤー型ヘッドホンをユーザーが装着した際の側面図である。
【図７】第一スピーカー音量の信号周波数を図示したグラフである。
【図８】第二スピーカー音量の信号周波数を図示したグラフである。
【図９】本発明の一態様にかかる例示的なヘッドホン装置を装着したユーザーの正面図である。
【図１０】図９の実施例の側面図である。
【図１１】ユーザーの音の知覚方向を図示した、ユーザーの頭の平面図である。
【図１２】本発明の一態様にかかるヘッドホン装置を装着したユーザーの正面図である。
【図１３】図１２の実施例の側面図である。
【図１４】図１２及び１３のヘッドホン装置の別の実施例の側面図である。
【図１５】本発明の一態様にかかるヘッドホン装置の別の実施例の側面図である。
【図１６】本発明の一態様にかかるヘッドホン装置の別の実施例の側面図である。
【図１７】図１６の実施例の一部正面図である。
【図１８】ヘッドホンセットの実施例を示す俯瞰図である。
【図１９】ヘッドホンセットの別の実施例を示す俯瞰図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
本図面においては、本発明の多くの態様のほかの実施例が図示されている。既存ヘッドホン装置に対する様々な改良の典型的な実施例が、下記に説明される。
【００４０】
本明細書において、「スピーカー」という用語は、好適な如何なる音源を包含するものである。
【００４１】
空気循環
上述の通り、イヤーカップを含むヘッドホンを用いた場合、ユーザーの耳周辺の空気循環が不足することは明らかである。ヘッドホンによって、耳の周辺もしくは中に、淀んだ空気溜りが生じる。大抵の場合、ユーザーは、ヘッドホンから空気を逃がすため、時々ヘッドホンをはずす。近年用いられている別の解決法は、ヘッドホンのイヤーカップに通気孔を設けることである。
【００４２】
本発明において提案する解決法は、ユーザーに対して、耳周辺もしくは中における空気循環の調節デバイスを提供するものである。典型的な手段には、移動可能なイヤーカップ、もしくはイヤーカップ上の調整可能な通気孔、もしくは、イヤーカップに通じるダクトに空気を送り込むファンを備えることが挙げられる。調整可能な通気孔の使用によって、空気循環が行われ、ユーザーは、ヘッドホンによって遮断される雑音の量を調節することができる。
【００４３】
移動可能なイヤーカップもしくはユーザー調節型の調整可能な通気孔を設けることで、ユーザーは、イヤーカップ中の空気循環のタイミング及び量を調節することができる。別の方法としては、ヘッドホンにおいて、外気をイヤーカップに送り込むため、もしくはイヤーカップから温まった内気を吸い出すための空気用ダクトとともに、イヤーカップの内側もしくは外側に小さなファンを付け足すことである。
【００４４】
図１は、耳覆い型（ｃｉｒｃｕｍａｕｒａｌ）ヘッドホンを付けたユーザーを図示したものである。図中の垂直の通気孔は、ヘッドホンから空気が出入りでき、自然冷却を生じさせる部分を表している。図中の濃い灰色部分は、ユーザーが、通気孔の調整に使用できるスライドドアを表している。
【００４５】
図２は、ファンとダクトを備えたヘッドホンを図示したものである。ダクトは、吸音材料で裏打ちされており、ファンからの音を最小限にすることができる。
【００４６】
サラウンドサウンドヘッドホン効果
上述の通り、従来のヘッドホン装置は、リアル感のあるサラウンドサウンド効果を提供していないことが判明しており、ヘッドホンにおいてサラウンドサウンドをリアル感のあるものにするために、ＤＳＰ法を用いることが一般的に必要であった。サラウンドサウンド効果を生じさせる従来の方法の一つに、ＤＳＰ法を用いて、ユーザーの各耳に１つずつのスピーカーを搭載した従来のヘッドホンセットにおける周波数応答曲線を変えるものがあった。このＤＳＰ法では、ユーザーの前方から聞こえるように思われる音において１つの周波数応答曲線、及び、ユーザーの後方から聞こえるように思われる音において前者とは異なる周波数応答曲線を生じさせる。別の周知の方法には、各耳の周辺に複数のスピーカーを設けるものがある。この方法は、イヤーカップ内に複数のスピーカーを配置し、前方もしくは後方からの音にリアル感をもたせるものである。
【００４７】
本発明の態様は、ヘッドホンにおける、リアル感に欠けるサラウンドサウンドの問題を解決しようとするものである。また、本態様は、ヘッドホンにおいて、サラウンドサウンドをリアル感のあるものにするためにＤＳＰ法を用いる必要性の問題に取り組むものである。
【００４８】
本発明は、各耳において複数のスピーカーを用いるが、各スピーカーは、前方及び後方からの音をリアル感のあるものにするため、固有の周波数応答曲線をそれぞれ有している。
【００４９】
図３は、前方及び後方からの音を表現するのに用いることができる周波数応答曲線の一例である。後方からの音用のスピーカーは、低周波数領域においてより高い音圧レベルを有し、前方からの音用のスピーカーは、高周波数領域においてより高い音圧レベルを有する。これら曲線の形状は、原理を単に例示するためだけのものであって、必ずしも、全ての状況において最も有効な形状ではない。
【００５０】
サラウンドサウンドヘッドホンにおいて、左後方からの音用のヘッドホンスピーカーは、左後方音の音源に接続される。左前方からの音用のスピーカーは、左前方音の音源に接続される。
【００５１】
インイヤー型ヘッドホン
耳の内側に装着するインイヤー型のモニター及びヘッドホンは、上述の通り、着け心地が良くない傾向にあり、耳から外れやすい。
【００５２】
インイヤー型モニターは、通常、外耳道中の摩擦によって、もしくは耳介にかけるワイヤなどの耳周辺の器具によって、適切な位置に保持される。耳介は耳殻（ｏｕｔｅｒ  ｅａｒ）のことである。
【００５３】
本発明において、図４、５及び６に示す通り、インイヤー型構造を左右の耳に付けるため、フレームもしくはベルトが用いられる。１つの選択肢として、前記の構造を適切な位置に快適に保持するために、フレームにおいてプレテンション方式（ｐｒｅ−ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ）を用いることが挙げられる。
【００５４】
フレームは、左右の音声構造を連結しており、音声構造を適切な位置に保持するために、耳に対して圧力をかけている。フレームは、多くの方法で頭の周辺に位置させることができ、例えば、頭の後方(図示)、頭上、もしくは（聴診器のように）あごの下に位置させることができる。
【００５５】
周波数特性の調整
近年、周波数特性の調整（ＥＱ）のための典型的な方法として、スピーカーシステムもしくはヘッドホンへ送られる信号において、ある周波数領域の音量範囲を変化させるＤＳＰ法が用いられている。通常、上記の調整装置は、信号源に設置されているため、ユーザーにとって不便である。
【００５６】
本発明は、上記ＤＳＰ法の代わりに、１組のスピーカーにおいて、知覚される周波数の振幅を変える音量調節手段を用いる。少なくとも１チャンネルの音に対して複数のスピーカーが備えられており、各スピーカーは、それぞれ固有の周波数応答曲線を有し、そのうち少なくとも１つのスピーカーは、音量調節装置を有している。
【００５７】
上記のような方法及び装置の利点には、容易さが挙げられ、ユーザーが容易に届く範囲内にＥＱ調整装置を設けることができる。例えば、ヘッドホンユーザーにおいて、提案されるＥＱ調整装置は、ヘッドホンコード上に設置することができ、それゆえに、音声発生装置の設定を変える必要はなく、いつでもユーザーが容易に届く範囲内に設けることができる。ユーザーは、ある用途（例えば音楽）においてはあるＥＱ設定を望み、他の用途（例えばビデオゲーム）においては別のＥＱ設定を望むことがあり得る。本発明の方法は、音声信号源（例えば、コンピューターやｍｐ３プレーヤーなど）ではなく、ヘッドホンの調整装置で実施することができる。
【００５８】
本発明の態様は、室内スピーカーなどの如何なる音声配信装置に適用でき、必ずしもヘッドホンにおける用途に限定されることはない。
【００５９】
ヘッドホンを用いた典型的な一実施例において、ヘッドホンは、少なくとも１つの信号（例えば、左及び／又は右チャンネル）に対して、少なくとも２つのスピーカーを有する。各スピーカーは、固有の周波数応答曲線をそれぞれ有している。スピーカーのうち少なくとも１つのスピーカーの音量スイッチによって、ユーザーは、複数のスピーカーに対して信号強度を調整することができる。例えば、左右のチャンネルは、それぞれ、低周波よりも中周波〜高周波が強い周波数応答曲線を有するスピーカー、及び、中周波〜高周波よりも低周波が強い周波数応答曲線を有するスピーカーを有する。ユーザーは、相対的に中周波〜高周波をより多く聞くために低周波スピーカーの相対的音量を下げ、相対的に低音をより多く聞くためには低周波スピーカーの音量を上げることができる。
【００６０】
図７及び８は、上記条件を組合せた場合に聴取される結果を点線で示したものである。
【００６１】
本発明の態様は、それぞれ固有の補助的な周波数応答曲線及び音量調節装置を有する、任意の数のスピーカーによって達成することも可能である。
【００６２】
方向性知覚の提供手段
本発明の最後の態様は、音声信号が送られてくる方向を知覚させるヘッドホンをユーザーに提供するものである。
【００６３】
ヘッドホンを使用した場合だけではないが、大抵の音は、左右の耳においてわずかな差をもってそれぞれの耳に届いており、その差は、脳が音源位置を判断できる手がかりとなる。ユーザーが場所を感知できる音は、脳によって位置付けができない音に比べ、豊かで、心地よく聞こえる。音源を位置付けするための重要な手がかりの一つに、左右の耳に届く音における時間差がある。
【００６４】
従来のヘッドホンは、左耳には左信号のみ、右耳には右信号のみを送る。したがって、ユーザーが音源の方向を知り得る手段が存在しない。
【００６５】
方向性の問題を解決するべく用いられる従来の方法の一つとして、時間遅れを生ずるように電子機器によって修正した方向効果と共に、左右の信号を左右の耳へ送ることが行われてきたほか、場合によっては左右の耳のスピーカーへ送る信号間において周波数による音量を変化させることが行われてきた。
【００６６】
上述の通り、本出願人(Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄｔ)による先行出願もまた、スピーカーにチューブを用いて上記問題解決策を提供するものであった。しかしながら、ある寸法のチューブにおいては、好ましくない共鳴を生じるといった問題があることがわかっている。
【００６７】
本発明によって、本出願人(Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄｔ)による先行出願で用いられたチューブの一部を取り除くことができ、それによって、先の発明の実施例で時折見受けられた、好ましくない共鳴が減少される。
【００６８】
典型的な実施例において、各耳にそれぞれ１つのスピーカーが設けられており、そのうち少なくとも１つのスピーカーは、もう一方のスピーカーより長い、一方の耳へ通じる音響経路を有している。本出願人(Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄｔ)による先行出願においては、一方の耳へ通じる１つのチューブ（音響経路）及びもう片方の耳へ通じる別のチューブ（音響経路）を有する少なくとも１つのスピーカーが必要であった。
【００６９】
本出願の発明は、ユーザーの頭の中心面からの制御された角度における音の知覚を作り出すことを包含する。心理音響研究においては、脳が音の位置を決定するのに用いる、３つの手がかりがあることが示されている。
（１）左右の耳間における時間差。音は、音により近い耳に届いた後に、遠いほうの耳に届く。
（２）左右の耳間における周波数依存音量差。頭によって、音から遠いほうの耳への高い周波数信号が遮断される。
（３）耳介効果。人にとって、正面から聞こえる音は、後方から聞こえる音に比べ、増幅されたより高い周波数部分を有する。
【００７０】
本発明の態様における典型的な実施例は、１つの音声信号を２つのスピーカーへ同時に送ることであって、１つのスピーカーから一方の耳までの音響経路距離は、もう１つのスピーカーからもう片方の耳までの音響経路距離と異なる。上記の距離における差によって、左右の耳間における時間差が生じ、その時間差によって、信号がある位置から頭の片側へ届いているという印象が与えられる。前記の時間差が大きくなるほど、頭の中心面と、音を知覚する方向とがなす角度は大きくなる。音を知覚する角度（Ａ）は、経路長の差（Ｓ）と、次式
Ｓ＝Ｄ／２(Ａ+ｓｉｎ(Ａ))
（式中、Ｄはリスナー（ユーザー）の頭の直径であり、Ａは音を知覚する角度（ラジアン）であり、Ｓは同一信号を用いる左右のスピーカー間における経路距離の差である。）
によって関連する。
【００７１】
一例として、頭の直径が６インチ（約１５．２ｃｍ）の人において、左耳から左スピーカーまでの経路長が、右耳から右スピーカーまでの経路長より３．０７インチ（約７．８ｃｍ）短い場合、ユーザーは、中心から３０度左の角度で音を知覚する。上記と同じ経路長の組合せを用いた場合、より大きな頭の人では、音を知覚する角度は若干小さくなり、より小さな頭の人では、音を知覚する角度は若干大きくなる。
【００７２】
図９及び１０において、音響経路１は、スピーカー２と右耳を連結している。より短い音響経路３は、スピーカー４と左耳を連結している。より短い音響経路を有するスピーカーは、単に、耳の中もしくは耳の外に位置させることもできる。音響経路１の長さ及び音響経路３の長さにおける差によって、中心からある特定の角度外れた方向における音の感覚が作り出される。
【００７３】
前記の時間差のみでもって、円錐形の面の角度から音がする感覚が生じる。水平面（すなわち平面図）における前記角度を、図１１に示す。
【００７４】
前記時間差に加え、音を知覚する位置付けを補助するために、信号に対して他の修正を行うことも可能である。音源位置が片側にあるという感覚を作り出す目的に副うように、音に「近い」耳における音声信号を、音に「遠い」耳に対する信号よりも大きくなるよう変化させることもできる。さらに、人の前方での音を表現する音のより高い周波数においてより大きい音量、及び、人の後方での音を表現する音のより高い周波数においてより小さい音量を用いることで、耳介効果を模するように、ドライバー（ユーザー）における音を変化させることもできる。
【００７５】
上記の技術は、図１２及び１３に図示されている通り、ステレオ及び多チャンネルの音声信号に適用できる。例えば、ユーザーの左右方向から聞こえるステレオ信号の感覚を作り出すために、右側チャンネルを、（右出口１に隣接した）右スピーカー２、及び（左出口５から離れた）左スピーカー８に送る。左側チャンネルを、（左出口５に隣接した）左スピーカー６、及び（右出口１から離れた）右スピーカー４に送る。右側チャンネルのスピーカー２及び８で生じた等しい音は、異なる経路を有しており、それぞれ、チューブ３及び７を通って、時間差を生じさせる。同様に、左側チャンネルのスピーカー４及び６で生じた等しい音は、異なる経路を有しており、それぞれ、チューブ３及び７を通って、さらに時間差を生じさせる。このような構成は、図１４に図示するように、耳の上部に位置させることもできる。
【００７６】
本発明の態様における実施例では、任意の数のスピーカーを用いることができる。例えば、図１５に示す通り、左チャンネル１、中央チャンネル２、及び右チャンネル５を組み合わせることができる。ユーザーの頭の反対側における構成は、右チャンネル５が最もユーザーの耳に近い、逆の順番となる。
【００７７】
図１６及び１７を参照すると、本技術が、小さなスピーカー及び外耳道に通じるチューブの使用に限定されるものではないことは明らかである。同じ技術を、各耳の上に位置するもしくは各耳を覆う１つずつのスピーカー及び、適当な距離で離れて位置する別のスピーカーに連結しているチューブを用いるものに適用できる。本技術は、両側にチューブ及びスピーカーを付け加えて、従来の耳にかけるタイプ（ｏｖｅｒ−ｔｈｅ−ｅａｒ）のヘッドホンにも適用できる。
【００７８】
図１８は、ＥＱ調整装置及び３６０度サラウンドに用いることができる例示的な構造である。
【００７９】
ＥＱ調整装置においては、右チャンネル信号はスピーカー１及び２へ送られ、左チャンネル信号はスピーカー３及び４へ送られる。スピーカー２及び３は、１つの同じ周波数応答曲線を有しており、スピーカー１及び４は別の１つの周波数曲線を有している。スピーカー１及び４に対する音量調節装置によって、ユーザーは、スピーカー１及び４への音量振幅を調整することができる。音量調節装置は、また、スピーカー１及び４の音量を大きくしながら、同時にスピーカー２及び３の音量調節を下げ、一定の全体的な音量振幅を維持するように接続することもできる。
【００８０】
スピーカー２及び３における周波数応答曲線は、ユーザーの前方の音における一般的な周波数曲線を模したものとすることができる。上記の特徴は、周波数応答曲線が、高周波数領域におけるより高い振幅によってバイアスされることにある。スピーカー１及び４における周波数曲線は、ユーザーの後方の音における一般的な周波数曲線を模したものとすることができる。上記の特徴は、周波数応答曲線は、低周波数のより高い振幅によってバイアスされることにある。
【００８１】
５スピーカー、フルレングスチューブヘッドホン
図１９に示す本ヘッドホンは、音がユーザーの頭周囲を動くような感覚を作り出す技術を図示したものである。
【００８２】
スピーカーの間隔は、各スピーカーが、頭の中心面からある角度における音を表現するようにあける。すなわち、例えば、スピーカー３を中央に位置させ、中心面からの角度が０度の音を表現するようにする。＋／−４５度及び約＋／−９０度の角度における音を表現するスピーカーの配置には、式Ｓ＝Ｄ／２(Ａ＋ｓｉｎ(Ａ))を用いることができる。
【００８３】
音源が動いているような感覚を作り出すために、音声信号は、最初に、スイッチを通して１つのスピーカーへ送られる。スイッチによって、スピーカーにおける振幅を、徐々にもしくは急激に減少し、同時に、隣接した別のスピーカーにおける振幅を増幅する。このようにして、音源が、ある角度から他の角度へ動いているようにすることができる。
【００８４】
例えばステレオにおいて、図１９を用いて説明すると、左チャンネル信号をスピーカー４へ、右チャンネル信号をスピーカー２へ送る。スイッチによって、右信号をスピーカー２からスピーカー１へ動かし、同時に、左信号をスピーカー４からスピーカー３へ動かす。
【００８５】
この音の動きは、音の角度を動かす頭部回転センサーの働きと同等であり、本発明のヘッドホンは、音がヘッドホンと一緒に回転するのではなく、部屋の中で固定されているという感覚を作り出すことができる。
【００８６】
下の表は、頭が回転されるに伴って、どのスピーカーがどのチャンネルを受けるか、すなわち、頭に対して相対的な、受けるに好ましい音の角度を示す。
【００８７】
【表１】
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【００８８】
同様な効果は、各耳への音響経路を決めるスピーカーの配置によっても作り出すことができる。すなわち、５個のスピーカーのそれぞれは左耳へのチューブに搭載され、逆の順に並べたスピーカーが右耳へのチューブに搭載される。
【００８９】
前述において、本発明の特定の実施例が記載されているが、それら以外の態様も本発明の範囲に含まれる可能性があり、且つ、本願に包含されることを予定されるものであると理解されるべきである。本願の例示的実施例を通して示された本発明の精神から逸脱することなく、本願には示されていない、本発明の変形及び改良が可能であることは、当業者なら言うまでもない。ゆえに、本発明は、添付の請求項の範囲によって専ら限定されると理解される。
【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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【国際調査報告】
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