JP2024509315A - ヘッドホンのセット - Google Patents

Abstract

本発明は、２個のイヤカップを備えるヘッドホンのセットに関し、各イヤカップは別個の給送部にそれぞれ接続された可変サイズのドライバを備える。本発明は、ヘッドホンのセットを処理するための方法にも関する。本発明は、ヘッドホンのセットの使用にも関する。【選択図】図２

Description

本発明は、ヘッドホンのセットに関する。本発明は、ヘッドホンのセットを処理するための方法にも関する。本発明は、ヘッドホンのセットの使用にも関する。

現在、没入および／またはサラウンドヘッドホンの市場は、２つの主要なセグメントを基本的に含む。

最大のセグメントは、８Ｄまたはバイノーラルシステムに基づく。バイノーラルシステムは、現実をシミュレートすることを目指す。ボリューム、時間、および／またはカラーの差を両耳内のシミュレートされた音に付加するデジタルモデルを使用することによって、方向感覚が生成される。最も使用されるモデルは、Ｋｅｍａｒモデルであり、平均サイズおよび形状を有する人工頭部に基づく。しかしながら、各頭部および／または耳の対が人ごとに特有である（特有な聴覚方向感覚をもたらす）ため、平均頭部に基づく結果は、決して１００％満足できないことになる。この問題は、人の頭部／耳の特有なデジタルモデルを提供する頭部伝達関数（ＨＲＴＦｓ：Ｈｅａｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ）を使用することによって解決され得る。適合したソフトウェアを適用することによって、より個人化されたシミュレーションが提供され得る。しかしながら、バイノーラルレンダーが行われると、それを、別の計算モデルに変更することができない。ＨＲＴＦを構築するために耳を測定し、それを７．１サラウンドフォーマットからバイノーラル体験に変換するために使用するシステムが存在する。しかしながら、そのようなシステムは、テレビジョン／ムービーに限定され、計算するための外部デバイスを必要とする。さらに、聴覚体験が多くの聴取者の間で共有される場合、各人について特定のレンダリングを提供することは、単に実行可能でない。したがって、任意の大規模バイノーラルシステムは、常に平均に基づくことになる。

第２のセグメントは、サラウンドフォーマットを演奏するために、１つのイヤカップ内の複数のドライバおよびチャネルベースシステムを使用する。そのようなヘッドホンは、７．１規格が定位のために通常使用されるゲーミング業界で主に使用される。現在存在するシステムは、典型的には、イヤカップ内の１つまたは複数のドライバに起因する８つのチャネルを使用する。これらの８つのチャネルは、聴取フィールドにおける特定の角度に基づき、耳に対して異なる位置で演奏されるため、その結果は正確でない。さらに、そのようなシステムは、典型的には、種々のサイズの異なるドライバを備え、それは、周波数スペクトルが異なるセグメントにわたって均一に提供されることができないことを意味する。典型的には、全てのドライバも、耳に対して同じ角度を有し、それは、現実的に正確な音体験に対応しない。

米国特許第３９８４８８５号は、前および後チャネルドライバユニットの間に遮音手段および前チャネルトーンのためのみのトーン制御手段を有する４チャネルヘッドホンの構造を記載し、上記遮音手段は、ローピッチトーンを伝達し、ハイピッチトーンを吸収する発泡材料で形成される。

米国特許出願公開第２００６／１９３４８１号は、アクティブクロスオーバーネットワークを有するヘッドセットを記載する。ヘッドセットは、有線接続または無線接続の一方を使用してオーディオ源に結合される。

米国特許出願公開第２０１７／３３２１８６号は、イヤホンを較正する方法を記載し、方法は、ユーザの解剖学的構造の異なる部分（例えば、聴取者の耳介の一方または両方）に対応する頭部伝達関数（ＨＲＴＦ）を決定することを含む。

米国特許第９９１８１５４号は、ヘッドホンで使用するための触覚振動ドライバを記載し、触覚振動ドライバは、支持構造と、支持構造に対して少なくとも１つの剛性部材を懸垂保持する少なくとも１つの懸垂保持部材と、複数の磁気部材とを含み、複数の磁気部材は、少なくとも１つの剛性部材に取り付けられ、少なくとも１つの剛性部材および少なくとも１つの懸垂保持部材の振動運動を駆動して、触覚振動ドライバの動作中に触覚振動を生成するように構成される。

したがって、より現実的な聴覚体験を可能にするヘッドホンについての必要性が存在する。歪みの少ない信号を可能にするヘッドホンについての必要性が存在する。ボリュームを低減することを可能にするヘッドホンについての必要性が存在する。聴取するのに疲れが少ないヘッドホンについての必要性が存在する。聴覚損傷のリスクを下げるヘッドホンについての必要性が存在する。

上記必要性のうちの１つまたは複数を満たすために、本発明者等は、ヘッドホンのセットおよびヘッドホンのセットを処理するための方法を開発した。このヘッドホンのセットおよび本発明による方法ならびにその実施形態の利点は、本明細書で説明される。

特に、本発明は、２つのイヤカップを備えるヘッドホンのセットに関し、各イヤカップは別個の給送部にそれぞれ接続された可変サイズのドライバを備え、各イヤカップは、
－ 少なくとも１つの主ドライバと、
－ 主ドライバの直径よりも小さい直径を有する少なくとも２つの補助ドライバとを備える。最も好ましくは、少なくとも２つの補助ドライバは、少なくとも１つの主ドライバによって規定される平面と比較して或る角度で位置決めされる。最も好ましくは、主ドライバは、下限カットオフ周波数ｆ_Ｌよりも小さい低周波数音波の範囲および上限カットオフ周波数ｆ_Ｕよりも大きい高周波数音波の範囲を選択するように構成されるフィルタを備える。最も好ましくは、少なくとも２つの補助ドライバは、下限カットオフ周波数ｆ_Ｌと上限カットオフ周波数ｆ_Ｕとの間の中間周波数音波の範囲を選択するように構成されるフィルタを備える。

幾つかの好ましい実施形態において、少なくとも１つの主ドライバはセンター位置に位置決めされ、少なくとも２つの補助ドライバは、少なくとも１つの主ドライバの周りに位置決めされる。

幾つかの好ましい実施形態において、ヘッドホンは、耳覆い型ヘッドホンである。

幾つかの好ましい実施形態において、各イヤカップは、主ドライバの直径よりも小さい直径を有する、少なくとも３つの、好ましくは少なくとも４つの補助ドライバを備える。

幾つかの好ましい実施形態において、少なくとも１つの主ドライバの直径は、少なくとも２５ｍｍで最大６０ｍｍ、好ましくは少なくとも３０ｍｍで最大５５ｍｍ、好ましくは少なくとも３５ｍｍで最大５０ｍｍ、例えば少なくとも４０ｍｍで最大４５ｍｍである。

幾つかの好ましい実施形態において、少なくとも２つの補助ドライバの直径は、少なくとも８ｍｍで最大２４ｍｍ、好ましくは少なくとも１２ｍｍで最大２０ｍｍ、例えば少なくとも１４ｍｍで最大１８ｍｍ、例えば約１６ｍｍである。

幾つかの好ましい実施形態において、補助ドライバのうちの１つまたは複数は、センターイヤレベル（前後軸）に沿って観察される主ドライバに対して角度αで位置決めされ、αは、少なくとも５°～最大３０°、好ましくは少なくとも１０°～最大２５°、好ましくは少なくとも１２°～最大２０°、好ましくは約１５°である。

幾つかの好ましい実施形態において、補助ドライバのうちの１つまたは複数は、センターイヤ位置（下部上部軸）に沿って観察される主ドライバに対して角度βで位置決めされ、βは、少なくとも２°～最大２５°、好ましくは少なくとも５°～最大２０°、好ましくは少なくとも７°～最大１５°、好ましくは約１０°である。

幾つかの好ましい実施形態において、ｆ_Ｌは、少なくとも３００Ｈｚで最大１０００Ｈｚ、好ましくは少なくとも３５０Ｈｚで最大８００Ｈｚ、好ましくは少なくとも４００Ｈｚで最大７００Ｈｚ、好ましくは少なくとも４５０Ｈｚで最大６００Ｈｚ、例えば、約５００Ｈｚである。

幾つかの好ましい実施形態において、ｆ_Ｕは、少なくとも５．０ｋＨｚで最大１２．０ｋＨｚ、好ましくは少なくとも６．０ｋＨｚで最大１１．０ｋＨｚ、好ましくは少なくとも７．０ｋＨｚで最大１０．０ｋＨｚ、好ましくは少なくとも８．０ｋＨｚで最大９．５ｋＨｚ、好ましくは約９．０ｋＨｚである。

幾つかの好ましい実施形態において、少なくとも１つの主ドライバはハイパスフィルタおよびローパスフィルタを並列に備える。幾つかの好ましい実施形態において、補助ドライバはハイパスフィルタおよびローパスフィルタを直列に備える。幾つかの好ましい実施形態において、主ドライバおよび補助ドライバのフィルタのうちの、１つまたは複数、好ましくは全ては、線形位相フィルタを備える。

本発明は、本明細書で説明したヘッドホンのセットを処理するための方法およびその実施形態にも関する。方法は、最も好ましくは、
－ 下限カットオフ周波数ｆ_Ｌよりも小さい低周波数音波の範囲および上限カットオフ周波数ｆ_Ｕよりも大きい高周波数音波の範囲を選択するために音信号をフィルタリングし、音信号を主ドライバに送信するステップと、
－ 下限カットオフ周波数ｆ_Ｌと上限カットオフ周波数ｆ_Ｕとの間の中間周波数音波の範囲を選択するために音信号をフィルタリングし、音信号を補助ドライバに送信するステップと
を含む。

幾つかの好ましい実施形態において、主ドライバに送信される音信号は、補助ドライバに送信される音信号と比較して遅延を含む。

本発明は、好ましくはゲーミングもしくはＶＲのための、排他的オーディオ体験のための、および／または、オーディオ／ビデオ体験の組み合わせのための、本明細書で説明するヘッドホンのセットおよびその実施形態の使用、または、本明細書で説明する方法およびその実施形態の使用にも関する。

本発明の実施形態は、右方向から耳を励起することによって正しい定位が得られるという利点を有する。本発明の実施形態は、実施形態がより現実的な聴覚体験を可能にするという利点を有する。本発明の実施形態は、実施形態が歪みの少ない信号を可能にするという利点を有する。本発明の実施形態は、実施形態がボリュームを低減することを可能にするという利点を有する。本発明の実施形態は、実施形態が聴取するのに疲れが少ないという利点を有する。本発明の実施形態は、実施形態が聴覚損傷のリスクを下げるという利点を有する。

本発明の特定の実施形態の図の以下の説明は、本質の単なる例示であり、本教示、それらのアプリケーション、または使用を制限することを意図されない。図面全体を通して、対応する参照数字は、以下の部分および特徴を示す：
１００－ヘッドホンのセット；１０１－第１のイヤカップ；１０２－第２のイヤカップ；１１１－主ドライバ；１２１、１２２、１２３、１２４－補助ドライバ；１５０－マルチチャネル入力；１５１－ハイパスフィルタ；１５２－ローパスフィルタ；１５３－増幅器；Ｘ－前；Ｘ’－後；Ｙ－下部；Ｙ’－上部；Ｘ－Ｘ’－センターイヤレベル（前後軸）；Ｙ－Ｙ’－センターイヤ位置（下部上部軸）；α－Ｘ－Ｘ’軸に沿って観察される主ドライバと比較したドライバ（複数可）の角度；β－Ｙ－Ｙ’軸に沿って観察される主ドライバと比較したドライバ（複数可）の角度。

２つのイヤカップを備えるヘッドホンのセットを示す図である。 本発明の或る実施形態によるヘッドホンのセットの１つのイヤカップのレイアウトを示す図である。 各補助ドライバが耳の中心にどのように向けられるかを示す図であり、それは、方向感覚を改善する。 イヤカップの各主方向（上、下、前、および後）について１つのドライバが存在する４つの補助ドライバを備える代替の構成を示す図である。 イヤカップの前用に１つのドライバおよび後用に１つのドライバが存在する２つの補助ドライバを備えるさらなる代替の構成を示す図である。 イヤカップの前用に１つのドライバおよび後用に１つのドライバが存在する２つの補助ドライバを備えるさらなる代替の構成を示す図である。 イヤカップの上部用に２つのドライバおよび下部用に１つのドライバが存在する３つの補助ドライバを備えるさらなる代替の構成を示す図である。 イヤカップの上部用に２つのドライバおよび下部用に１つのドライバが存在する３つの補助ドライバを備えるさらなる代替の構成を示す図である。 本発明の或る実施形態によるヘッドホンのセットで使用されるハードウェアの電子ブロックダイヤグラムである。 補助ドライバが本発明の或る実施形態において動作する周波数範囲を示す図である。 主ドライバが図６Ａと同じ実施形態について動作する周波数範囲を示す図である。 本発明の或る実施形態による、両方のドライバタイプがそこで動作する必要がある範囲を作成するフィルタの設計のブロックダイヤグラムである。 並列ドライバと角度ドライバとの差を示す図である。 ローパスフィルタのマグニチュード応答および位相応答を示す図である。 位相応答の整列なしでフィルタが結合されるときに起こり得るコムフィルタリングを示す図である。 主ドライバがそこでアクティブであるとすることができる３つのレンジ全てを示す、主ドライバの空間的中範囲のさらなる使用を示す図である。

本発明は、特定の実施形態に関して説明されることになるが、本発明は、それに限定されるのではなく、クレームによってのみ限定される。クレーム中の任意の参照符号は、本発明の範囲を制限するものとして解釈されないものとする。

本明細書で使用されるように、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」は、別段に文脈が明確に指示しない限り、単数と複数の両方の参照物を含む。

本明細書で使用される用語「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「で構成される（ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ ｏｆ）」は、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含有している（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｓ）」と同義であり、包含的またはオープンエンドであり、さらなる未記載の部材、要素、または方法ステップを排除しない。記載した部材、要素、または方法ステップを参照するとき、用語「備えている」、「備える」、「で構成される」は、上記記載した部材、要素、または方法ステップ「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔ ｏｆ）」実施形態も含む。

さらに、説明およびクレームにおける、第１、第２、第３、および同様な用語は、指定されない限り、同様の要素を区別するために使用され、必ずしもシーケンシャルまたは時間的順序を説明するために使用されない。そのように使用される用語が適切な状況下で交換可能であること、および、本明細書で説明する本発明の実施形態が、本明細書で説明されるか示される以外のシーケンスで動作することが可能であることが理解される。

パラメータ、量、時間的継続期間、および同様なもの等の測定可能な値を参照するときに本明細書で使用される用語「約（ａｂｏｕｔ）」は、指定値のおよび指定値からの、＋／－１０％以下、好ましくは＋／－５％以下、より好ましくは＋／－１％以下、そしてなおより好ましくは＋／－０．１％以下の変動を包含することを意味される。そのような変動は、開示される本発明において実施するのに適切である限りである。修飾子「約」が指す値は、それ自体も具体的に、また好ましくは開示されることが理解される。

エンドポイントによる数値範囲の列挙は、全ての数字およびそれぞれの範囲内で部分合計された部分ならびに挙げたエンドポイントを含む。

別段に規定しない限り、技術的および科学的用語を含む、本発明を開示するときに使用される全ての用語は、当業者によって一般的に理解される意味を有する。さらなる指針によって、説明において使用される用語についての規定は、本発明の教示をよりよく認識するために含まれる。本明細書で使用される用語または規定は、本発明の理解を補助するためにのみ提供される。

「１つの実施形態（ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」または「或る実施形態（ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」に対する本明細書全体を通した参照は、実施形態に関連して説明する特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。そのため、本明細書全体を通して種々の場所におけるフレーズ「１つの実施形態において（ｉｎ ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」または「或る実施形態において（ｉｎ ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」の出現は、全てが同じ実施形態を必ずしも参照するわけではない。さらに、特定の特徴、構造、または特性は、１つまたは複数の実施形態において、本開示から当業者に明らかになるように、任意の適切な方法で組み合わされ得る。さらに、本明細書で説明する幾つかの実施形態は、他の実施形態に含まれる幾つかの特徴を含むが他の特徴を含まないが、異なる実施形態の特徴の組み合わせは、当業者によって理解されることになるように、本発明の範囲内にあり、異なる実施形態を形成することを意味される。例えば、添付クレームおよび説明において、特許請求されるかまたは説明される実施形態のうちの任意の実施形態は、任意の組み合わせで使用され得る。

特に、本発明は、２つのイヤカップを備えるヘッドホンのセットに関し、各イヤカップは別個の給送部にそれぞれ接続された可変サイズのドライバを備え、各イヤカップは、
－ 少なくとも１つの主ドライバと、
－ 主ドライバの直径よりも小さい直径を有する少なくとも２つの補助ドライバとを備える。最も好ましくは、少なくとも２つの補助ドライバは、少なくとも１つの主ドライバによって規定される平面と比較して或る角度で位置決めされる。最も好ましくは、主ドライバは、下限カットオフ周波数ｆ_Ｌよりも小さい低周波数音波の範囲および上限カットオフ周波数ｆ_Ｕよりも大きい高周波数音波の範囲を選択するように構成されるフィルタを備える。最も好ましくは、少なくとも２つの補助ドライバは、下限カットオフ周波数ｆ_Ｌと上限カットオフ周波数ｆ_Ｕとの間の中間周波数音波の範囲を選択するように構成されるフィルタを備える。

周波数スペクトルが２つ以上のセット（低周波数および高周波数）に分割されるヘッドホンは、典型的には、高周波数範囲用の空間ドライバを備える。しかしながら、そのような高周波数空間ドライバが（鋭）角で位置決めされると、より高い周波数がより低い周波数よりも屈折性が小さいため、高周波数は鼓膜に不適切に達する。これは、最適でない空間体験およびアーチファクトの生成をもたらす。本発明において、高周波数は主ドライバによって提供されるが、中範囲周波数は、依然として、空間体験が得られることを可能にする。これは、最大音品質と組み合わせた定位の最適効果をもたらす。

本発明は、本明細書でヘッドセットまたはイヤホンのセットとも呼ばれるヘッドホンのセットに関する。

幾つかの好ましい実施形態において、ヘッドホンは耳覆い型ヘッドホンである。

耳覆い型ヘッドホンは、オーバーイヤヘッドホンとしても知られ得る。ヘッドホンの外側は、ヘッドホンの共有対と同一とすることができる。耳覆い型ヘッドホンのセットは、典型的には、２つのイヤカップを備える。幾つかの実施形態において、両方のイヤカップは同一である。幾つかの実施形態において、両方のイヤカップ内のドライバの構成は同一である。幾つかの実施形態において、一方のイヤカップ内のドライバの構成は他のイヤカップの鏡像である。

幾つかの実施形態において、ヘッドホンのセットは、入力ユニットを備える、好ましくは、例えば、ＵＳＢ－Ｃ、ＲＪ４５、Ｓ／ＰＤＩＦ、光コネクタ、またはＨＤＭＩ（登録商標）から選択されるマルチチャネル入力を扱うように構成される。幾つかの実施形態において、ヘッドホンのセットはＵＳＢ－Ｃ入力を備える。幾つかの実施形態において、ヘッドホンのセットは、無線システム、好ましくは、マルチチャネル入力、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉ、またはＲＦを扱うように構成される無線システムを備える。

幾つかの実施形態において、ヘッドホンのセットは、電池、好ましくは充電式電池を備える。

幾つかの実施形態において、ヘッドホンのセットは、１つまたは複数のマイクロフォンを備える。幾つかの実施形態において、ヘッドホンのセットは、ノイズ打ち消しユニットを備える。

幾つかの実施形態において、ヘッドホンのセットは、頭部追跡ユニットを備える、例えば、ジャイロスコープを備える。

各イヤカップは、主ドライバおよび複数の補助ドライバを備える。主ドライバは、大きいドライバ、センタードライバ、またはその組み合わせとも呼ばれ得る。補助ドライバは、小さいドライバ、空間ドライバ、角度ドライバ、サラウンディングドライバ、またはその組み合わせとも呼ばれ得る。

幾つかの実施形態において、主ドライバはダイヤフラムドライバである。幾つかの実施形態において、補助ドライバはダイヤフラムドライバである。幾つかの実施形態において、主ドライバは、可動コイルドライバ、ダイナミックドライバ、骨伝導ドライバ、および／または平面ドライバである。幾つかの実施形態において、補助ドライバは、可動コイルドライバ、ダイナミックドライバ、および／またはＭＥＭＳドライバ、あるいはその組み合わせである。

主ドライバは、低周波数ならびに高周波数を共に扱うことができる必要があるため、好ましくは、全範囲ドライバ、例えば、２０Ｈｚと２０ｋＨｚとの間の範囲を有するドライバである。補助ドライバは、中間周波数を適切に扱うことができるだけである必要があるため、例えば、５００Ｈｚと１０ｋＨｚとの間の、より制限された周波数応答を有するドライバが使用され得る。

好ましくは、上記ドライバのそれぞれは、空間体験を改善する別個の給送部を有する。したがって、好ましくは、各（主および補助）ドライバは、それ自身の増幅器を有する。例えば、各カップについて１つの大きいドライバおよび４つの小さいドライバが存在する場合、これは、各イヤカップについて５つのチャネル（したがって、５つの増幅器）、または、ヘッドホンの全体のセットについて１０のチャネル（したがって、１０の増幅器）をもたらす。

本発明が、マルチチャネルオーディオおよび複数のドライバを使用し、それが、シミュレーション、例えばバイノーラルシミュレーションと比較して、より現実的な聴覚体験を提供することは、本発明およびその実施形態の利点である。

全体周波数範囲の複数のセグメントについて複数のドライバを使用することによって、全体周波数スペクトルが１つのドライバによって提供される従来のヘッドホンと特に比較して、ドライバが少ない充電負荷を受けることは、本発明およびその実施形態の利点である。これは、歪みが少ない信号をもたらす。

幾つかの好ましい実施形態において、各イヤカップは、主ドライバの直径よりも小さい直径を有する、少なくとも３つ、好ましくは少なくとも４つの補助ドライバを備える。幾つかの実施形態において、各イヤカップは、少なくとも２つ、好ましくは少なくとも３つ、好ましくは４つの補助ドライバを備える。幾つかの実施形態において、各イヤカップは、最大２４、好ましくは最大２０、好ましくは最大１６、好ましくは最大１２、好ましくは最大１０、好ましくは最大８、好ましくは最大６、好ましくは最大５、好ましくは４つの補助ドライバを備える。幾つかの実施形態において、各イヤカップは、少なくとも２～最大２４、好ましくは少なくとも２～最大２０、好ましくは少なくとも２～最大１６、好ましくは少なくとも２～最大１２、好ましくは少なくとも３～最大１０、好ましくは少なくとも３～最大８、好ましくは少なくとも３～最大６、好ましくは少なくとも３～最大５、好ましくは４つの補助ドライバを備える。

幾つかの実施形態において、各イヤカップは、正確に１つの主ドライバを備える。

幾つかの好ましい実施形態において、少なくとも１つの主ドライバはセンター位置に位置決めされ、少なくとも２つの補助ドライバは少なくとも１つの主ドライバの周りに位置決めされる。

幾つかの実施形態において、補助ドライバのうちの２つの補助ドライバ間の水平距離は、少なくとも２０ｍｍ～最大６０ｍｍ、好ましくは少なくとも３０ｍｍ～最大５０ｍｍ、例えば約４０ｍｍである。幾つかの実施形態において、補助ドライバのうちの２つの補助ドライバ間の垂直距離は、少なくとも２０ｍｍ～最大５０ｍｍ、好ましくは少なくとも２５ｍｍ～最大４０ｍｍ、例えば約３０ｍｍである。幾つかの実施形態において、補助ドライバのうちの２つの補助ドライバ間の絶対距離は、少なくとも２０ｍｍ～最大６０ｍｍ、好ましくは少なくとも２５ｍｍ～最大５０ｍｍ、例えば少なくとも３０ｍｍ～最大４０ｍｍである。

幾つかの実施形態において、補助ドライバのミッドポイントと主ドライバのミッドポイントとの間の水平距離は、少なくとも０ｍｍ～最大３０ｍｍ、好ましくは少なくとも５ｍｍ～最大２５ｍｍ、好ましくは少なくとも１０ｍｍ～最大２０ｍｍ、例えば約１５ｍｍである。幾つかの実施形態において、補助ドライバのミッドポイントと主ドライバのミッドポイントとの間の垂直距離は、少なくとも０ｍｍ～最大４０ｍｍ、好ましくは少なくとも５ｍｍ～最大３５ｍｍ、好ましくは少なくとも１０ｍｍ～最大３０ｍｍ、好ましくは少なくとも１５ｍｍ～最大２５ｍｍ、例えば約２０ｍｍである。幾つかの実施形態において、補助ドライバのミッドポイントと主ドライバのミッドポイントとの間の絶対距離は、少なくとも５ｍｍ～最大５０ｍｍ、好ましくは少なくとも１０ｍｍ～最大４０ｍｍ、好ましくは少なくとも１５ｍｍ～最大３０ｍｍ、例えば少なくとも２０ｍｍ～最大２５ｍｍである。

補助ドライバの配置は、図に示すように、本明細書で前後軸とも呼ばれるセンターイヤレベルに関して対称であるとすることができる。配置は、図に示すように、本明細書で下部上部軸とも呼ばれるセンターイヤ位置に関して対称であるとすることができる。配置は、センターイヤレベルに関して非対称であるとすることができる。配置は、センターイヤ位置に関して非対称であるとすることができる。

補助ドライバの数に応じて、補助ドライバの配置は、三角形（例えば、二等辺三角形または正三角形）、四角形（例えば、長方形、ダイヤモンド、または正方形）、（正）五角形、または（正）六角形を形成することができる。本明細書で使用されるように、用語「小さい（ｓｍａｌｌｅｒ）」および「大きい（ｌａｒｇｅｒ）」は、ドライバの相対的サイズを指す。補助ドライバが主ドライバの直径よりも小さい直径を有すること、および、逆に、主ドライバの直径が補助ドライバの直径よりも大きいことが理解される。さらに、ドライバの直径は、好ましくは、所望の周波数を適切に放出するのに適する。主ドライバの直径は、好ましくは、低周波数を適切に放出するがイヤカップの内部にやはり嵌合するのに十分に大きい。

幾つかの実施形態において、少なくとも１つの主ドライバの直径は、少なくとも２５ｍｍ、好ましくは少なくとも３０ｍｍ、好ましくは少なくとも３５ｍｍ、例えば少なくとも４０ｍｍである。幾つかの実施形態において、少なくとも１つの主ドライバの直径は、最大６０ｍｍ、好ましくは最大５５ｍｍ、好ましくは最大５０ｍｍ、例えば最大４５ｍｍである。幾つかの好ましい実施形態において、少なくとも１つの主ドライバの直径は、少なくとも２５ｍｍで最大６０ｍｍ、好ましくは少なくとも３０ｍｍで最大５５ｍｍ、好ましくは少なくとも３５ｍｍで最大５０ｍｍ、例えば少なくとも４０ｍｍで最大４５ｍｍである。

補助ドライバの直径は、好ましくは、中間周波数を適切に放出するがイヤカップの内部にやはり嵌合するのに十分に大きい。補助ドライバは全て、同じ直径を有することができる、または、サイズが異なる場合がある。好ましくは、補助ドライバは同じ直径を有する。

幾つかの実施形態において、少なくとも２つの補助ドライバの直径は、少なくとも８ｍｍ、好ましくは少なくとも１２ｍｍ、例えば少なくとも１４ｍｍである。幾つかの実施形態において、少なくとも２つの補助ドライバの直径は、最大２４ｍｍ、好ましくは最大２０ｍｍ、例えば最大１８ｍｍである。幾つかの好ましい実施形態において、少なくとも２つの補助ドライバの直径は、少なくとも８ｍｍで最大２４ｍｍ、好ましくは少なくとも１２ｍｍで最大２０ｍｍ、例えば少なくとも１４ｍｍで最大１８ｍｍ、例えば約１６ｍｍである。

従来技術において、ドライバは、通常、耳に垂直な、同じ方向に音波を提供するために位置決めされるが、本角度位置は、方向感覚を改善する。これらの特定の角度が、音体験も改善しより自然な音も提供することを、本発明者等は意外にも見出した。別個の給送部を特定の方法でフィルタリングすることが、角度位置決めによって引き起こされる任意の不快なアーチファクトも除去することを、本発明者等は意外にも見出した。

したがって、音波が、正しい角度から外耳道に近づくことを、イヤカップ内のドライバが可能にし、それが、より現実的かつ快適な聴覚体験を提供することは、本発明およびその実施形態の利点である。

ドライバを或る角度に位置決めすることは、不快なアーチファクトをもたらす場合がある。しかしながら、補助ドライバが中間周波数音波を含みながら、主ドライバが、低周波数および高周波数音波を結合する場合、そのような不快なアーチファクトを回避でき、全体音品質が改善されることを、本発明者等は意外にも見出した。

本明細書で使用されるように、角度αおよびβは、主ドライバまたはイヤカップに対する補助ドライバの角度として規定される。主ドライバは、典型的には、耳に垂直な、イヤカップと同じ平面内に位置決めされることになる。

角度αは、図において立証されるように、センターイヤレベル（前後軸）に沿って観察されるときに見られる角度として規定される。角度αは、典型的には、イヤカップの下部または上部に位置決めされた補助ドライバを規定する。

角度αは、図１Ｃおよび４Ｂに示される。角度αの正の値は、主ドライバの方向を指す補助ドライバの角度を指し、一方、角度αの負値は、主ドライバから外方を指す補助ドライバの角度を指すことになる。好ましくは、角度αは正であり、補助ドライバは、図１Ｃおよび４Ｂに示すように、主ドライバの方向に角度付けされる。

角度βは、図において立証されるように、センターイヤ位置（下部上部軸）に沿って観察されるときに見られる角度として規定される。角度βは、典型的には、イヤカップの前または後に位置決めされた補助ドライバを規定する。

角度βは、図１Ｃ、３Ｂ、および４Ｂに示される。角度βの正の値は、主ドライバの方向を指す補助ドライバの角度を指し、一方、角度βの負値は、主ドライバから外方を指す補助ドライバの角度を指すことになる。好ましくは、角度βは正であり、補助ドライバは、図１Ｃ、３Ｂ、および４Ｂに示すように、主ドライバの方向に角度付けされる。

角度αおよび／またはβは、補助ドライバのミッドポイントと主ドライバのミッドポイントとの間の距離に依存するとすることができる。補助ドライバが、離れて位置決めされればされるほど、角度αおよびβは、好ましくはより大きい。

幾つかの実施形態において、補助ドライバ、好ましくは、イヤカップの上部または下部に位置決めされた補助ドライバのうちの１つまたは複数は、センターイヤレベル（前後軸）に沿って観察される主ドライバに対して角度αに位置決めされ、αは、少なくとも５°、好ましくは少なくとも１０°、好ましくは少なくとも１２°、好ましくは約１５°である。幾つかの実施形態において、αは、最大３０°、好ましくは最大２５°、好ましくは最大２０°、好ましくは約１５°である。幾つかの好ましい実施形態において、αは、少なくとも５°～最大３０°、好ましくは少なくとも１０°～最大２５°、好ましくは少なくとも１２°～最大２０°、好ましくは約１５°である。

幾つかの実施形態において、補助ドライバ、好ましくは、イヤカップの前または後に位置決めされた補助ドライバのうちの１つまたは複数は、センターイヤ位置（下部上部軸）に沿って観察される主ドライバに対して角度βに位置決めされ、βは、少なくとも２°、好ましくは少なくとも５°、好ましくは少なくとも７°、好ましくは約１０°である。幾つかの実施形態において、βは、最大２５°、好ましくは最大２０°、好ましくは最大１５°、好ましくは約１０°である。幾つかの好ましい実施形態において、βは、少なくとも２°～最大２５°、好ましくは少なくとも５°～最大２０°、好ましくは少なくとも７°～最大１５°、好ましくは約１０°である。

幾つかの実施形態において、角度αは、角度βについて上記で説明したように制限される。幾つかの実施形態において、角度βは、角度αについて上記で説明したように制限される。

幾つかの実施形態において、角度αは角度βよりも大きい。幾つかの実施形態において、角度αは、角度βよりも、少なくとも２°大きい、好ましくは少なくとも４°大きい、好ましくは少なくとも６°大きい、好ましくは少なくとも８°大きい、例えば約１０°大きい。幾つかの実施形態において、角度αは、角度βよりも、最大２０°大きい、好ましくは最大１６°大きい、好ましくは最大１４°大きい、好ましくは最大１２°大きい、例えば約１０°大きい。幾つかの実施形態において、角度αは、角度βよりも、少なくとも２°～最大２０°大きい、好ましくは少なくとも４°～最大１６°大きい、好ましくは少なくとも６°～最大１４°大きい、好ましくは少なくとも８°～最大１２°大きい、例えば約１０°大きい。

幾つかの実施形態において、角度βは、上記で説明したように角度αよりも大きい。

幾つかの実施形態において、角度αは角度βに等しい。

特定の処理が、周波数スペクトルの種々のセグメントを区別するために使用されることは本発明およびその実施形態の利点である。

本明細書で使用されるように、用語、低周波数、中間周波数、および高周波数音波は、相対的用語である。高周波数音波が中間周波数音波よりも高い周波数を有すること、および、中間周波数音波が低周波数音波よりも高い周波数を有することが理解される。

低周波数範囲、例えば、２０Ｈｚ～５００Ｈｚは、人間の脳が定位することが難しいとわかる周波数範囲に対応する。そのため、この周波数範囲は、好ましくはセンター位置で構成される主ドライバによってカバーされ得る。主ドライバは、補助ドライバよりも大きい直径も有し、それは、主ドライバが、低周波数を最適に提供することを可能にする。

中間周波数範囲、例えば、５００Ｈｚ～９０００Ｈｚは、人間の脳が音を定位するために使用する周波数範囲に対応する。これらの周波数を放出する角度付き補助ドライバは、ユーザが、音を最適に定位することを可能にする。

高周波数範囲、例えば、９０００Ｈｚ～２００００Ｈｚは、「オープンな（ｏｐｅｎ）」または「新鮮な（ｆｒｅｓｈ）」音体験を提供するために重要である。短い波長および対応する低いエネルギーのせいで、これらの周波数は、イヤキャビティに入るように曲がることが難しいため、或る角度下で捕捉することが難しい。主ドライバは、これらの周波数が完全に認識されるための直接エントリーポイントを提供する。

本明細書で使用されるように、用語「カットオフ周波数（ｃｕｔ－ｏｆｆ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）」は、コーナー周波数または折点周波数とも呼ばれ得る。本明細書で使用されるように、カットオフ周波数は、３ｄＢポイントとして規定される。

幾つかの実施形態において、カットオフ周波数の傾斜は、少なくとも６ｄＢ／オクターブ、好ましくは少なくとも１２ｄＢ／オクターブ、例えば約２４ｄＢ／オクターブである。幾つかの実施形態において、カットオフ周波数の傾斜は、最大４８ｄＢ／オクターブ、好ましくは最大３６ｄＢ／オクターブ、例えば約２４ｄＢ／オクターブである。幾つかの実施形態において、カットオフ周波数の傾斜は、少なくとも６ｄＢ／オクターブで最大４８ｄＢ／オクターブ、好ましくは少なくとも１２ｄＢ／オクターブで最大３６ｄＢ／オクターブ、例えば約２４ｄＢ／オクターブである。本明細書で使用されるように、用語「下限カットオフ周波数」またはｆ_Ｌは、低周波数と中間周波数との間のカットオフ周波数を指す。本明細書で使用されるように、用語「上限カットオフ周波数」またはｆ_Ｕは、中間周波数と高周波数との間のカットオフ周波数を指す。

主ドライバが下限カットオフ周波数ｆ_Ｌよりも下で上限カットオフ周波数ｆ_Ｕよりも上で動作し、一方、補助ドライバが、下限カットオフ周波数ｆ_Ｌと上限カットオフ周波数ｆ_Ｕとの間で動作することが理解される。

主ドライバが低周波数および高周波数音波を結合し、一方、補助ドライバが中間周波数音波を含む場合、不快なアーチファクトを回避でき、全体音品質が改善されることを、本発明者等は意外にも見出した。

幾つかの実施形態において、ｆ_Ｌは、少なくとも３００Ｈｚ、好ましくは少なくとも３５０Ｈｚ、好ましくは少なくとも４００Ｈｚ、好ましくは少なくとも４５０Ｈｚ、例えば約５００Ｈｚである。幾つかの実施形態において、ｆ_Ｌは、最大１０００Ｈｚ、好ましくは最大８００Ｈｚ、好ましくは最大７００Ｈｚ、好ましくは最大６００Ｈｚ、例えば約５００Ｈｚである。幾つかの好ましい実施形態において、ｆ_Ｌは、少なくとも３００Ｈｚで最大１０００Ｈｚ、好ましくは少なくとも３５０Ｈｚで最大８００Ｈｚ、好ましくは少なくとも４００Ｈｚで最大７００Ｈｚ、好ましくは少なくとも４５０Ｈｚで最大６００Ｈｚ、例えば約５００Ｈｚである。

幾つかの実施形態において、ｆ_Ｕは、少なくとも５．０ｋＨｚ、好ましくは少なくとも６．０ｋＨｚ、好ましくは少なくとも７．０ｋＨｚ、好ましくは少なくとも８．０ｋＨｚ、好ましくは約９．０ｋＨｚである。幾つかの実施形態において、ｆ_Ｕは、最大１２．０ｋＨｚ、好ましくは最大１１．０ｋＨｚ、好ましくは最大１０．０ｋＨｚ、好ましくは最大９．５ｋＨｚ、好ましくは約９．０ｋＨｚである。幾つかの好ましい実施形態において、ｆ_Ｕは、少なくとも５．０ｋＨｚで最大１２．０ｋＨｚ、好ましくは少なくとも６．０ｋＨｚで最大１１．０ｋＨｚ、好ましくは少なくとも７．０ｋＨｚで最大１０．０ｋＨｚ、好ましくは少なくとも８．０ｋＨｚで最大９．５ｋＨｚ、好ましくは約９．０ｋＨｚである。

好ましくは、ｆ_Ｌおよびｆ_Ｕは、主ドライバおよび補助ドライバのそれぞれについて正確に同じであるが、ドライバ間にある程度の誤差マージンが存在する場合がある。好ましくは、差は、０Ｈｚまたはそれに近い。

幾つかの実施形態において、各ドライバについてのｆ_Ｌ間の差は、最大２０．０％、好ましくは最大１０．０％、好ましくは最大５．０％、好ましくは最大２．０％、好ましくは最大１．０％、例えば最大０．５％、例えば最大０．２％、例えば最大０．１％である。幾つかの実施形態において、各ドライバについてのｆ_Ｌ間の差は、最大１００Ｈｚ、好ましくは最大５０Ｈｚ、好ましくは最大２０Ｈｚ、好ましくは最大１０Ｈｚ、好ましくは最大５Ｈｚ、例えば最大２Ｈｚ、例えば最大１Ｈｚである。

幾つかの実施形態において、各ドライバについてのｆ_Ｕ間の差は、最大２０．０％、好ましくは最大１０．０％、好ましくは最大５．０％、好ましくは最大２．０％、好ましくは最大１．０％、例えば最大０．５％、例えば最大０．２％、例えば最大０．１％である。幾つかの実施形態において、各ドライバについてのｆ_Ｕ間の差は、最大１０００Ｈｚ、好ましくは最大５００Ｈｚ、好ましくは最大２００Ｈｚ、好ましくは最大１００Ｈｚ、好ましくは最大５０Ｈｚ、例えば最大２０Ｈｚ、例えば最大１０Ｈｚである。

幾つかの好ましい実施形態において、少なくとも１つの主ドライバは、ハイパスフィルタおよびローパスフィルタを並列に備える。幾つかの好ましい実施形態において、補助ドライバは、ハイパスフィルタおよびローパスフィルタを直列に備える。

好ましくは、主ドライバがイヤカップ内でセンター位置を有する幾つかの実施形態において、主ドライバは、下限カットオフ周波数ｆ_Ｌと上限カットオフ周波数ｆ_Ｕとの間で中間周波数音波の範囲を選択するように構成されるフィルタを備える別個の（さらなる）チャネルを備える。これは、主ドライバが、さらなる空間ドライバとして働くことを可能にし、音品質および知覚を改善する。

本ヘッドホンのセットは、耳に向かう方向感覚を改善するために角度ドライバを使用する。角度ドライバは、特定の距離にわたって整列することが不可能であるため、ヘッドホンで使用されるハイパスフィルタおよびローパスフィルタの位相応答を整列させる可能性は存在しない。しかしながら、ドライバの位相応答を整列させないことは、図１０に示すように、コムフィルタリングとして知られる副作用をもたらす場合がある。コムフィルタリングの可聴効果は、不快として説明され得る。

幾つかの好ましい実施形態において、主ドライバおよび補助ドライバのフィルタのうちの１つまたは複数、好ましくは全ては、線形位相フィルタを備える。これは、角度設定によって引き起こされる不快なアーチファクトのさらなる低減を可能にするために、以外にも見出された。

線形位相クロスオーバーフィルタを使用することによって、種々のドライバ間に位相差が存在しないことは、本発明の実施形態の利点である。これは、コムフィルタ効果を回避することを可能にし、改善された聴覚を提供する。

線形位相フィルタの使用は、ドライバ間の時間差を使用することも可能にする。これは、より小さい空間ドライバからやって来る音が、耳に最初に到達することになるように主ドライバを遅延させることを可能にする。したがって、人間の脳は、それらのドライバに集中することになり、よりよい空間体験をもたらす。

種々のドライバにわたって標準的なステレオ信号を分割する処理アルゴリズムを使用することによって、より空間的な聴覚体験が送出され得ることは、本発明および本発明の実施形態の利点である。さらに、より空間的であるミュージックが、聴取するのがより疲れない、および／または、より低いボリュームで演奏され得ることが見出された。これは、一時的または永久的聴覚損傷のリスクを低減することもできる。

本発明は、本明細書で説明したヘッドホンのセットを処理するための方法およびその実施形態にも関する。方法は、最も好ましくは、
－ 下限カットオフ周波数ｆ_Ｌよりも小さい低周波数音波の範囲および上限カットオフ周波数ｆ_Ｕよりも大きい高周波数音波の範囲を選択するために音信号をフィルタリングし、音信号を主ドライバに送信するステップと、
－ 下限カットオフ周波数ｆ_Ｌと上限カットオフ周波数ｆ_Ｕとの間の中間周波数音波の範囲を選択するために音信号をフィルタリングし、音信号を補助ドライバに送信するステップと
を含む。

幾つかの好ましい実施形態において、主ドライバに送信される音信号は、補助ドライバに送信される音信号と比較して（小さい）遅延を含む。この遅延は、ユーザの脳がより小さい空間ドライバに集中することを可能にし、方向感覚を改善する。小さい遅延を導入することによって、脳に最初に到達する或る角度からやって来る聴覚信号、これらの音は、１次と考えられることになり、定位の改善された知覚をもたらす。少し遅れて到達する２次信号は、人間の脳によって１次信号とマージされることになり、それは、制限されたマージン内で音をマージすることを完全に可能にし、ハース効果（Ｈａａｓ ｅｆｆｅｃｔ）としても知られる。

遅延は、好ましくは少なくとも０．０１ｍｓ、好ましくは少なくとも０．０２ｍｓ、好ましくは少なくとも０．０５ｍｓ、好ましくは少なくとも０．１０ｍｓ、例えば少なくとも０．２０ｍｓである。遅延は、好ましくは最大２０．０ｍｓ、好ましくは最大１０．０ｍｓ、好ましくは最大５．０ｍｓ、好ましくは最大２．０ｍｓ、好ましくは最大１．０ｍｓ、例えば最大０．５０ｍｓ、例えば最大０．３０ｍｓである。

幾つかの実施形態において、１つまたは複数、例えば全ての補助ドライバの極性は、主ドライバと比較して反転される。幾つかの実施形態において、１つまたは複数の補助ドライバの極性は、１つまたは複数の他の補助ドライバと比較して反転される。本発明の方法およびその実施形態は、それが、チャネルベース方法である代わりに、オブジェクトベース方法として好ましくは実施されるという利点を有する。

チャネルベースオーディオにおいて、複数のチャネルは、１つの特定の音源に直接割り当てられる。仮想音源と音源との比は、ミックス（ｍｉｘ）が生成されるときに固定される。これは、音がそこで演奏されるシステムが、ミックスがそれについて生成されたシステムに正確に一致する必要があることを意味する。これは、標準未満の音体験をもたらし得る。

オブジェクトベースオーディオにおいて、固定チャネルおよび固定位置に対して参照が行われるのではなく、個々の空間情報を有する仮想音源が使用される。仮想音源と音源との比は、エンドユーザの側で計算されるだけである。この計算は、エンドユーザのシステムに依存する。そのような技法を使用することによって、生成されたミックスは、エンドユーザに最適に提供される。

幾つかの実施形態において、チャネルが特定の角度からやって来ることを可能にするために計算モデルが使用される。例えば、サラウンドムービーのセンターチャネルは、少なくとも２つのドライバによってブロードキャストされ得る。しかしながら、ドライバのボリュームの比は、到来する音を人間の脳がセンターとして知覚するように適合され得る。

幾つかの実施形態において、方法は、コンピュータ実装式方法である。幾つかの実施形態において、コンピュータ実装式方法は、パニング、例えば、ベクトルベース振幅パニング（ＶＢＡＰ：ｖｅｃｔｏｒ ｂａｓｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｐａｎｎｉｎｇ）またはベクトルベース強度パニング（ＶＢＩＰ：ｖｅｃｔｏｒ ｂａｓｅ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｐａｎｎｉｎｇ）を使用する。

異なる音源を定位する可能性を最適化するために、計算モデルは、ＩＴＤ（：ｉｎｔｅｒａｕｒａｌ ｔｉｍｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ、両耳間時間差）と組み合わせてＩＬＤ（：ｉｎｔｅｒａｕｒａｌ ｌｅｖｅｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ、両耳間強度差）を使用する。これは、パニングがボリュームの比によって達成されるだけでなく、時間の比によっても達成されることを意味する。

本発明は、好ましくはゲーミングもしくはＶＲのための、排他的オーディオ体験のための、および／または、オーディオ／ビデオ体験の組み合わせのための、本明細書で説明するヘッドホンのセットおよびその実施形態の使用、または、本明細書で説明する方法およびその実施形態の使用にも関する。

本発明は、ゲーミングまたはＶＲ（：ｖｉｒｔｕａｌ ｒｅａｌｉｔｙ、仮想現実）のための本明細書で説明するヘッドホンまたは方法の使用にも関する。

本発明は、ミュージックまたは音を聴取すること等、排他的オーディオ体験のための本明細書で説明するヘッドホンまたは方法の使用にも関する。

本発明は、ムービーまたはコンサートを視聴すること等、オーディオ／ビデオ体験の組み合わせのための本明細書で説明するヘッドホンまたは方法の使用にも関する。
例
本発明の特性、利点、および特徴をよりよく示すために、幾つかの好ましい実施形態が、添付図を参照して例として開示される。しかしながら、本発明の範囲は、以下で説明する例証的な例に決して限定されない。
例１：考えられる構成
図１Ａは、２つのイヤカップ（１０１、１０２）を備えるヘッドホンのセット（１００）を示す。

図１Ｂは、本発明の或る実施形態によるヘッドホンのセットの１つのイヤカップ（１０１、１０２）のレイアウトを示す。図１Ｂは、空間ドライバとして働く４つの補助ドライバ（１２１、１２２、１２３、１２４）の好ましい位置を示す。カップのセンターは、主ドライバ（１１１）として大きいダイヤフラムドライバを備える。各ドライバは、特有信号によって給送される。オブジェクトベースオーディオ処理を使用して、異なる音源が、空間内に仮想的に位置決めされる。ソフトウェアは、正しい空間体験をもたらすために、各ドライバに送信される各信号を計算する。

図１Ｃは、各補助ドライバ（１２１、１２３、１２４）が耳の中心にどのように向けられるかを示し、それは方向感覚を改善する。大きい主ドライバは、好ましくは０°で、耳を直接狙う。センターイヤレベルに沿って観察されるように、上部および下部ドライバ（１２３、１２４）は、好ましくは、１５°よりも大きい角度αで設けられる。センターイヤ位置に沿って観察されるように、後および前ドライバ（１２１、１２４）は、好ましくは、１０°よりも大きい角度βで設けられる。

図２は、イヤカップの各主方向（上、下、前、および後）について１つのドライバが存在する４つの補助ドライバ（１２１、１２２、１２３、１２４）を備える好ましい代替の構成を示す。センターイヤレベルに沿って観察されるように、上部および下部ドライバ（１２２、１２４）は、好ましくは、１５°よりも大きい角度αで設けられる。センターイヤ位置に沿って観察されるように、後および前ドライバ（１２１、１２３）は、好ましくは、１０°よりも大きい角度βで設けられる。

図３Ａおよび３Ｂは、イヤカップ（１０１、１０２）の前用に１つのドライバおよび後用に１つのドライバが存在する２つの補助ドライバ（１２１、１２２）を備えるさらなる代替の構成を示す。センターイヤレベルに沿って観察されるように、後および前ドライバ（１２１、１２２）は、好ましくは、主ドライバと同じ平面内にある、すなわち、０°に等しい角度αで設けられる。センターイヤ位置に沿って観察されるように、後および前ドライバ（１２１、１２２）は、好ましくは、１８°よりも大きい角度βで設けられる。

図４Ａおよび４Ｂは、イヤカップ（１０１、１０２）の上部用に２つのドライバおよび下部用に１つのドライバが存在する３つの補助ドライバ（１２１、１２２、１２３）を備えるさらなる代替の構成を示す。センターイヤレベルに沿って観察されるように、イヤカップの上部に位置する後および前ドライバ（１２１、１２３）は、１５°よりも大きい角度αで設けられ、一方、下部ドライバ（１２２）は、２０°よりも大きい角度αで設けられる。センターイヤ位置に沿って観察されるように、イヤカップの上部に位置する後および前ドライバ（１２１、１２３）は、好ましくは、１０°よりも大きい角度βで設けられ、一方、下部ドライバ（１２２）は、主ドライバと同じ平面内にある、すなわち、０°に等しい角度βで設けられる。
例２：ブロック図
図５は、本発明の或る実施形態によるヘッドホンのセットで使用されるハードウェアの電子ブロックダイヤグラムである。図は、選択される可能性がある考えられる入力および所望の処理を示す。

この例において、考えられるマルチチャネル入力のみがＵＳＢ－Ｃ入力に専用である。なぜなら、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）および３，５ｍｍジャックが共にステレオ入力であるからである。そのように所望される場合、ステレオ入力は、マルチチャネル音源にアップミックスされる可能性がある。

図は、電力源である電池の存在も示す。この例において、これは、ＵＳＢ－Ｃコネクタによって充電される充電式電池である。

任意選択で、マイクロフォンが付加され得る。これらは、スピーチ（例えば、ゲーム中の通信）のために、または、望ましくない背景ノイズを打ち消すために使用される可能性がある。
例３：処理
図６Ａは、補助ドライバが本発明の或る実施形態において動作する周波数範囲を示し、一方、図６Ｂは、主ドライバが同じ実施形態について動作する周波数範囲を示す。

空間体験は、約５００Ｈｚと約９ｋＨｚと間の周波数範囲内で顕著であるだけであるため、これは、空間ドライバに給送される範囲であることになる。約５００Ｈｚよりも小さく約９ｋＨｚよりも大きい周波数は、より大きいセンタードライバに給送される。

空間ドライバは、５００Ｈｚから９ｋＨｚまで動作するだけである。使用されるフィルタは、２４ｄＢ／オクターブフィルタである。急峻フィルタの使用は、ドライバ間の位相シフトを生成する可能性があるため、フィルタは、線形位相フィルタであるように設計される。

図７は、本発明の或る実施形態による、両方のドライバタイプがそこで動作する必要がある範囲を作成するフィルタの設計のブロックダイヤグラムを示す。マルチチャネル入力（１５０）は、ハイパスフィルタ（１５１）およびローパスフィルタ（１５２）を通して増幅器（１５３）に送信される。ハイパスフィルタ（１５１）およびローパスフィルタ（１５２）は、補助ドライバのために直列に配置され、主ドライバのために並列に配置される。
例４：線形位相フィルタ
図８は、並列ドライバと角度ドライバとの差を示す。特定の距離にわたって、並列ドライバは、それら自身の間のタイミングを等しく維持することになる。角度ドライバ、すなわち、補助ドライバ（１２１）と主ドライバ（１１１）との間の角度および／または２つの補助ドライバの間の角度を有する角度ドライバの場合、ドライバ間のタイミングは距離にわたって変動する。したがって、整列は達成するのが難しい可能性がある。

図９は、ローパスフィルタのマグニチュード応答および位相応答を示す。通常フィルタが生じる位相シフトのせいで、結合されたドライバにおいて使用される異なるフィルタを整列させることが好ましい。フィルタが、整列なしで結合されると、位相応答コムフィルタリングが、図１０で立証されるように起こる場合がある。

位相応答の不良の整列の結果を回避するために、線形位相フィルタが好ましくは使用される。これらのフィルタは、位相応答を損なうことなく、振幅の変化を生成するように設計される。両方のドライバの位相応答が理論的に同一であるとき、両方のドライバ間の角度位置は、望ましくないコムフィルタ効果をもはやもたらすことはなく、したがって、改善された音をもたらす。
例５：ユーザ体験
人ＡおよびＢは、以下で説明するように、種々のタイプのヘッドホンの影響下にあった。
例５Ａ
本発明の或る実施形態によるヘッドホンは、伝統的なステレオヘッドホンと比較された。

ステレオヘッドホンは、２つの独立したチャネル（左および右チャネル）に起因する、２つのスピーカ（左および右スピーカ）から別個の音を再生して、各スピーカを出る別個の音を提供するヘッドホンである。ステレオヘッドホンを装着すると、各耳は、それ自身のイヤピースから音を聞くことができるだけである－左イヤピースからの音が右耳に達することができる自然な方法は存在しない。結果として、左チャネルと右チャネルとの間の記録された振幅差は、必要とされる到達時間差を生成しない。その結果、ほとんどの人々は、耳から耳に延びるライン上で大雑把に離間する、自分の頭部の内部からやって来る音を知覚する。人ＡおよびＢの反応は、同様であり、明確さに賛辞を与え、起こる場合があるニュアンスを探していた。試験中、被験者は、レベルがゆっくりではあるが確実に増加したことに気づいた。ヘッドホンドライバが、ラウドスピーカより低い歪み（すなわち、中／高範囲におけるより詳細および明確さ）を立証するという事実にもかかわらず、聴取レベルは高かった。

人ＡおよびＢは、より肉厚のケーブル以外の本発明の或る実施形態によるヘッドホンの物理的寸法に対する差に気づかなかった（ベータ試験目的）。プログラム素材が演奏されると、ＡおよびＢは共に、ミックスにおいて何が「エア（ａｉｒ）」として記述されたか、ならびに、機器および音のよりよい位置決めに気づいた。「分解能（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）」、「規定（ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）」、「ぬくもり（ｗａｒｍｔｈ）」のような語は、受信されるより高い品質の音を記述するために使用された。余剰として、両方の場合に、全体のレベル（マスターボリューム）は、約－６ｄＢ低下した。知覚された音は、水平（左から右としても知られている）として記述されるだけでなく、ディメンション高さもまた、説明に導入された。
例５Ｂ
本発明の或る実施形態によるヘッドホンは、伝統的なバイノーラルヘッドホンと比較された。

ヘッドホンを通して聴取する困難な部分は、従来のパン－ポット振幅差技法の使用を仮定した、ステレオ位置決めの印象である。到達時間差およびＨＲＴＦ関数を伴うより複雑なパニングシステムのうちの１つのシステムも使用される場合、イメージングは、より容易に理解することができる。一般に、しかし、ヘッドホンを介して聴取するとき、空間イメージは、典型的には、耳どうしの間に延びるラインに沿って、そしてほとんど確実に頭部の内部で広がることになる。さらに、パニング特性の線形性は、ラウドスピーカに関して体験された線形性とむしろ異なる。大きい研究所によって試験され、大多数の人々に適する一般的なＨＲＴＦプロファイルが使用された。人ＡおよびＢが、ステレオプログラム素材とバイノーラルとの差を確実に聞く可能性があったことを試験が明らかにした。バイノーラルは、空間的体験に関してステレオミックスのアップグレードとして知覚された。残念ながら、バイノーラルミックスについて必要とされる処理技法および心理音響学は、ミュージックの全体の音品質に影響を及ぼした。被験者ＡおよびＢは共に、オリジナルのステレオミックスがよりぬくもりを感じ、聴取するのがより容易であったことに合意した。

バイノーラルミックスを本発明の或る実施形態によるヘッドホンと比較すると、被験者ＡおよびＢは共に、完全な結合が行われたことに喜んで合意した。オープンなミックスが知覚され、オリジナルのミュージックのぬくもりが維持され、バイノーラル処理と共に起こる不快なアーチファクトが排除された。
例５Ｃ
長方形パターンで４つの空間ドライバを備えるヘッドホンの対（図１Ｂ）は、定位の差を規定するために、ダイヤモンドパターンで４つの空間ドライバを備えるヘッドホンの対（図２）と比較された。各１次方向（上、下、前、後）に空間ドライバが存在するため、結果はダイヤモンドレイアウトに有利であった。長方形レイアウトで聴取者の前に音を配置すると、２つのドライバは、音を生成し、それにより、２つのドライバの間に音を仮想的に配置する。ダイヤモンド形構成において、聴取者の前に音を生成する１つのドライバのみが存在することになり、それは、より規定された結果を生成する。長方形構成で５．１または７．１サラウンド音源（両方とも、高さ情報がないため２Ｄサラウンド音である）を使用すると、４つ全てのドライバが、それらの間に２Ｄ音フィールドをシミュレートするために音を生成する必要がある。ダイヤモンド形構成で同じファイルを使用すると、前および後ドライバのみが、音を生成する。これは、曖昧でない聴取体験およびより規定された定位をもたらす。
例６：センター空間チャネル
ヘッドホン内の空間ドライバの量を増加させるために、主ドライバの中範囲が、さらなる空間チャネルとして使用され得る。センタードライバは、元々、低周波数（例えば、２０Ｈｚ～５００Ｈｚ）および非常に高い周波数（例えば、９ｋＨｚ～２０ｋＨｚ）、すなわち空間エリアの外側の周波数を送出するだけである。しかしながら、センタードライバの未使用周波数スペクトル（例えば５００Ｈｚ～９ｋＨｚ）は、イヤカップのセンターにおいてさらなる空間チャネルとして使用される可能性があり、３Ｄ音イメージの高い分解能をもたらす。

空間ドライバにわたる音の分布を規定する計算モデルは、音における方向感覚を生成するために利用可能なより多くの空間ドライバを有するときにより正確であることになる。空間センターチャネルを付加する別の利益は、空間ドライバ間の相互距離が低減され（典型的には、半減され）、それがより高い分解能音イメージをもたらすことである。

図１１は、主ドライバの空間中範囲のさらなる使用を示し、主ドライバがアクティブであるとすることができる３つ全ての範囲を示す。空間範囲（例えば５００Ｈｚ～９ｋＨｚ）は複数の空間ドライバによって示されるため、生成されるレベルは、上限および下限周波数領域より低い。設計が、主ドライバ用の増幅器を既に有するため、空間センターチャネルの付加は、純粋にソフトウェア／ＤＳＰベースであり、ハードウェア調整は必要とされない。

Claims (15)

1. ２つのイヤカップ（１０１、１０２）を備えるヘッドホンのセット（１００）であって、各イヤカップ（１０１、１０２）は別個の給送部にそれぞれ接続された可変サイズのドライバを備え、各イヤカップは、
   － 少なくとも１つの主ドライバ（１１１）と、
   － 前記主ドライバ（１１１）の直径よりも小さい直径を有する少なくとも２つの補助ドライバ（１２１、１２２、１２３、１２４）とを備え、
   前記少なくとも２つの補助ドライバ（１２１、１２２、１２３、１２４）は、前記少なくとも１つの主ドライバ（１１１）によって規定される平面と比較して或る角度で位置決めされ、
   前記主ドライバ（１１１）は、下限カットオフ周波数ｆ_Ｌよりも小さい低周波数音波の範囲および上限カットオフ周波数ｆ_Ｕよりも大きい高周波数音波の範囲を選択するように構成されるフィルタを備え、
   前記少なくとも２つの補助ドライバ（１２１、１２２、１２３、１２４）は、前記下限カットオフ周波数ｆ_Ｌと前記上限カットオフ周波数ｆ_Ｕとの間の中間周波数音波の範囲を選択するように構成されるフィルタを備える、ヘッドホンのセット（１００）。
2. 前記少なくとも１つの主ドライバ（１１１）はセンター位置に位置決めされ、前記少なくとも２つの補助ドライバ（１２１、１２２、１２３、１２４）は、前記少なくとも１つの主ドライバ（１１１）の周りに位置決めされる、請求項１に記載のヘッドホンのセット（１００）。
3. 前記ヘッドホンは、耳覆い型ヘッドホンである、請求項１または２に記載のヘッドホンのセット（１００）。
4. 各イヤカップ（１０１、１０２）は、前記主ドライバ（１１１）の前記直径よりも小さい直径を有する、少なくとも３つの、好ましくは少なくとも４つの補助ドライバ（１２１、１２２、１２３、１２４）を備える、請求項１から３のいずれか１項に記載のヘッドホンのセット（１００）。
5. 前記少なくとも１つの主ドライバ（１１１）の前記直径は、少なくとも２５ｍｍで最大６０ｍｍ、好ましくは少なくとも３０ｍｍで最大５５ｍｍ、好ましくは少なくとも３５ｍｍで最大５０ｍｍ、例えば少なくとも４０ｍｍで最大４５ｍｍである、請求項１から４のいずれか１項に記載のヘッドホンのセット（１００）。
6. 前記少なくとも２つの補助ドライバ（１２１、１２２、１２３、１２４）の前記直径は、少なくとも８ｍｍで最大２４ｍｍ、好ましくは少なくとも１２ｍｍで最大２０ｍｍ、例えば少なくとも１４ｍｍで最大１８ｍｍ、例えば約１６ｍｍである、請求項１から５のいずれか１項に記載のヘッドホンのセット（１００）。
7. 前記補助ドライバ（１２１、１２２、１２３、１２４）のうちの１つまたは複数は、センターイヤレベルに沿って観察される前記主ドライバ（１１１）に対して角度αで位置決めされ、αは、少なくとも５°～最大３０°、好ましくは少なくとも１０°～最大２５°、好ましくは少なくとも１２°～最大２０°、好ましくは約１５°である、請求項１から６のいずれか１項に記載のヘッドホンのセット（１００）。
8. 前記補助ドライバ（１２１、１２２、１２３、１２４）のうちの１つまたは複数は、センターイヤ位置に沿って観察される前記主ドライバ（１１１）に対して角度βで位置決めされ、βは、少なくとも２°～最大２５°、好ましくは少なくとも５°～最大２０°、好ましくは少なくとも７°～最大１５°、好ましくは約１０°である、請求項１から７のいずれか１項に記載のヘッドホンのセット（１００）。
9. ｆ_Ｌは、少なくとも３００Ｈｚで最大１０００Ｈｚ、好ましくは少なくとも３５０Ｈｚで最大８００Ｈｚ、好ましくは少なくとも４００Ｈｚで最大７００Ｈｚ、好ましくは少なくとも４５０Ｈｚで最大６００Ｈｚ、例えば、約５００Ｈｚである、請求項１から８のいずれか１項に記載のヘッドホンのセット（１００）。
10. ｆ_Ｕは、少なくとも５．０ｋＨｚで最大１２．０ｋＨｚ、好ましくは少なくとも６．０ｋＨｚで最大１１．０ｋＨｚ、好ましくは少なくとも７．０ｋＨｚで最大１０．０ｋＨｚ、好ましくは少なくとも８．０ｋＨｚで最大９．５ｋＨｚ、好ましくは約９．０ｋＨｚである、請求項１から９のいずれか１項に記載のヘッドホンのセット（１００）。
11. 前記少なくとも１つの主ドライバ（１１１）はハイパスフィルタ（１５１）およびローパスフィルタ（１５２）を並列に備える、ならびに／または、前記補助ドライバ（１２１、１２２、１２３、１２４）はハイパスフィルタ（１５１）およびローパスフィルタ（１５２）を直列に備える、請求項１から１０のいずれか１項に記載のヘッドホンのセット（１００）。
12. 前記主ドライバ（１１１）および前記補助ドライバ（１２１、１２２、１２３、１２４）の前記フィルタ（１５１、１５２）のうちの、１つまたは複数、好ましくは全ては、線形位相フィルタを備える、請求項１から１１のいずれか１項に記載のヘッドホンのセット（１００）。
13. 請求項１～１２のいずれか１項に記載のヘッドホンのセット（１００）を処理するための方法であって、
    － 下限カットオフ周波数ｆ_Ｌよりも小さい低周波数音波の範囲および上限カットオフ周波数ｆ_Ｕよりも大きい高周波数音波の範囲を選択するために音信号をフィルタリングし、前記音信号を前記主ドライバ（１１１）に送信するステップと、
    － 前記下限カットオフ周波数ｆ_Ｌと前記上限カットオフ周波数ｆ_Ｕとの間の中間周波数音波の範囲を選択するために音信号をフィルタリングし、前記音信号を補助ドライバ（１２１、１２２、１２３、１２４）に送信するステップと
    を含む、方法。
14. 前記主ドライバ（１１１）に送信される前記音信号は、前記補助ドライバ（１２１、１２２、１２３、１２４）に送信される前記音信号と比較して遅延を含む、請求項１３に記載の方法。
15. ゲーミングもしくはＶＲのための、排他的オーディオ体験のための、および／または、オーディオ／ビデオ体験の組み合わせのための、請求項１～１２のいずれか１項に記載のヘッドホンのセット（１００）または請求項１３または１４に記載の方法の使用。

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