JP6743294B2 - 音響装置 - Google Patents

Description

本開示は音響装置に関する。

ヘッドホンは通常、耳の上に、又は耳に被さるように配置される。１つの結果として、外部音が遮蔽されることが挙げられる。これは、着用者が会話に参加することができる能力に影響を与えるのみならず、着用者の周囲把握／状況把握にも影響を与える。このようなことから、少なくとも幾つかの状況においては、外部音を、ヘッドホンを使用している人の耳に届かせることができることが望ましい。

ヘッドホンは、外部音を着用者の耳に届かせることができるように耳に装着するように設計することができる。しかしながら、このような場合、ヘッドホンからの音が他人に聞こえてしまう。ヘッドホンが耳の上又は耳の中に配置されていない場合、ヘッドホンからの音を他人に聞こえないように阻止することが好ましい。

本明細書において開示される音響装置は、各側頭部に近接し、耳から離間する少なくとも２つの音響トランスデューサを有し、着用者が会話及び他の周囲音を聞くことができるようになっている。普通、必ずではないが、これらのトランスデューサは共に、頭部から数インチ以内にある。これらのトランスデューサは、トランスデューサの出力によって、音圧レベル（ＳＰＬ）が耳で生成されるように、２つのうちの一方が耳に近接し（普通、必ずではないが、耳から約１インチ又は２インチ離間する）、耳を指向するか、又は耳の方を指向するように配置される。第２のトランスデューサは、第１のトランスデューサに近接しているが、耳からより離間しており、第２のトランスデューサが、耳に供給される音に最小限の影響しか与えず、しかも遠距離音場キャンセル効果に少なくともいくつかの周波数において寄与することができる。これらのトランスデューサは、位相及び周波数応答に対する制御が別々に行なわれるように、別々に駆動される。これにより、音響装置の出力を調整して、耳における所望のＳＰＬ、音響環境に関するユーザの要求、及び音響電力放射を阻止する、又は防止する必要に応えることができる。

以下の全ての例及び特徴は、技術的に可能な任意の方法で組み合わせることができる。

１つの態様では、ユーザの身体に装着されるよう適合された音響装置は、第１の音響トランスデューサ及び第２の音響トランスデューサを含み、第１のトランスデューサは、ユーザの第１の耳の予測位置に、第２のトランスデューサが近接しているよりも近接しており、音響装置は、第３の音響トランスデューサ及び第４の音響トランスデューサを含み、第３のトランスデューサは、ユーザの第２の耳の予測位置に、第４のトランスデューサが近接しているよりも近接している。第１、第２、第３、及び第４のトランスデューサの位相及び周波数応答を独立して制御するように適合されたコントローラを設ける。

実施形態は、下記の特徴のうちの１つ、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。第１の音響トランスデューサは、音を第１の音軸に沿って放射するように適合されることができ、第２の音響トランスデューサは、音を第２の音軸に沿って放射するように適合されることができ、第１の音軸は、第１の耳の予測位置の方をほぼ指向し、第２の音軸は、第１の耳の予測位置からほぼ離れる方を指向している。第１及び第２の音軸はほぼ平行とすることができる。第３の音響トランスデューサは、音を第３の音軸に沿って放射するように適合されることができ、第４の音響トランスデューサは、音を第４の音軸に沿って放射するように適合されることができ、第３の音軸は、第２の耳の予測位置の方をほぼ指向し、第４の音軸は、第２の耳の予測位置からほぼ離れる方を指向している。第３及び第４の音軸はほぼ平行とすることができる。

実施形態は、下記の特徴のうちの１つ、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。第１の音響トランスデューサは、音を第１の音軸に沿って放射するように適合されることができ、第２の音響トランスデューサは、音を第２の音軸に沿って放射するように適合されることができ、第１及び第２の音軸は共に、第１の耳に近接する頭部の予測位置の方をほぼ指向している。第１及び第２の音軸はほぼ平行とすることができる。第３の音響トランスデューサは、音を第３の音軸に沿って放射するように適合されることができ、第４の音響トランスデューサは、音を第４の音軸に沿って放射するように適合されることができ、第３及び第４の音軸は共に、第２の耳に近接する頭部の予測位置の方をほぼ指向している。第３及び第４の音軸はほぼ平行とすることができる。

実施形態は、下記の特徴のうちの１つ、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。第２のトランスデューサは、第１の耳から第１のトランスデューサが離間されている距離よりも少なくとも約２倍の距離だけ離間されている。第１及び第２のトランスデューサは共に、第１のエンクロージャで支持することができ、第３及び第４のトランスデューサは共に、第２のエンクロージャで支持することができる。音響装置は更に、第１のエンクロージャに結合される第１の共振素子と、第２のエンクロージャに結合される第２の共振素子と、を備えることができる。第１及び第２の共振素子のうち少なくとも一方はポート又は受動放射器を備えることができる。

実施形態は、下記の特徴のうちの１つ、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。４つ全てのトランスデューサは導波路に音響的に結合させることができる。音響装置は更に、導波路に音響的に結合される開放管を備えることができる。導波路は、２つの端部を有することができ、第１の端部は、一方の側頭部に、第１の耳の予測位置に近接して位置するように適合され、第２の端部は、他方の側頭部に、第２の耳の予測位置に近接して位置するように適合される。第１及び第２の音響トランスデューサは共に、導波路の第１の端部に位置する第１のエンクロージャで支持することができ、第３及び第４の音響トランスデューサは共に、導波路の第２の端部に位置する第２のエンクロージャで支持することができる。

実施形態は、下記の特徴のうちの１つ、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。コントローラは、異なる第１、第２、及び第３の信号処理モードを設定するように適合されることができる。第１の信号処理モードでは、第１及び第２のトランスデューサが互いにずれた位相で再生され、第３及び第４のトランスデューサが互いにずれた位相で再生されることができる。第１の信号処理モードでは、第１及び第３のトランスデューサが互いに同相で再生されることができる。第１の信号処理モードでは、第２及び第４のトランスデューサのオーディオ信号は、低域通過フィルタリング処理することができ、低域通過フィルタは折点周波数を有する。第１及び第２のトランスデューサは、第１の距離だけ離間されてもよく、折点周波数は、空気中の音速をこの第１の距離の４倍で割った値にほぼ等しくてもよい。第２の信号処理モードでは、第１及び第２のトランスデューサが互いに同相で再生されることができ、第３及び第４のトランスデューサが互いに同相で再生されることができ、第１及び第２のトランスデューサが、第３及び第４のトランスデューサとずれた位相で再生されることができる。第３の信号処理モードでは、４つ全てのトランスデューサが互いに同相で再生されることができる。

別の態様では、ユーザの身体に装着されるように適合された音響装置は、第１の音響トランスデューサ及び第２の音響トランスデューサを含み、第１のトランスデューサは、ユーザの第１の耳の予測位置に、第２のトランスデューサが近接しているよりも近接しており、第２のトランスデューサは、第１の耳から第１のトランスデューサが離間されている距離よりも少なくとも約２倍の距離だけ離間されている。第３の音響トランスデューサ及び第４の音響トランスデューサが設けられ、第３のトランスデューサは、ユーザの第２の耳の予測位置に、第４のトランスデューサが近接しているよりも近接しており、第４のトランスデューサは、第２の耳から第３のトランスデューサが離間されている距離よりも少なくとも約２倍の距離だけ離間されている。コントローラは、第１、第２、第３、及び第４のトランスデューサの位相及び周波数応答を独立して制御するように適合され、異なる第１、第２、及び第３の信号処理モードを設定するように更に適合される。

別の態様では、ユーザの身体に装着されるように適合された音響装置は、第１の音響トランスデューサ及び第２の音響トランスデューサを含み、第１のトランスデューサは、ユーザの第１の耳の予測位置に、第２のトランスデューサが近接しているよりも近接しており、音響装置は、第３の音響トランスデューサ及び第４の音響トランスデューサを含み、第３のトランスデューサは、ユーザの第２の耳の予測位置に、第４のトランスデューサが近接しているよりも近接している。第１、第２、第３、及び第４のトランスデューサの位相及び周波数応答を独立して制御するように適合されたコントローラを設ける。コントローラは、異なる第１、第２、及び第３の信号処理モードを設定するように更に適合される。第２の信号処理モードでは、第１及び第２のトランスデューサは互いに同相で再生され、第３及び第４のトランスデューサは互いに同相で再生され、第１及び第２のトランスデューサは、第３及び第４のトランスデューサとずれた位相で再生される。第３の信号処理モードでは、４つ全てのトランスデューサは互いに同相に位相で再生される。

音響装置の別の構成の概略図である。 音響装置の一例のトランスデューサの別の配置の概略図である。 音響装置の第２の例のトランスデューサの別の配置の概略図である。 音響装置の一例のエンクロージャの概略図である。 音響装置の１つの種類の共振素子を示す概略図である。 音響装置の１つの種類の共振素子を示す概略図である。 音響装置の別の種類の共振素子の概略図である。 音響装置の別の種類の共振素子の概略図である。 音響装置の概略ブロック図である。 低域通過フィルタが音響装置の出力に与える影響を示している。 音響装置の耳における相対音圧を示すプロットである。 音響装置の放射電力を示すプロットである。 音響装置の異なる動作モードに対応する耳における相対音圧を示すプロットである。 音響装置の異なる動作モードに対応する放射電力を示すプロットである。 放射電力を音響装置の異なる動作モードに対応するマイクロホン音圧の２乗で割った値を示すプロットである。 頭部装着型音響装置を示している。 頭部装着型音響装置を示している。

本開示は、人体装着型音響装置について記載しており、人体装着型音響装置は、４つの（又は、４つよりも多くの）音響トランスデューサを、少なくとも２つのトランスデューサが各側頭部に、耳に触れずに耳に近接している状態で備えている。装置は、耳から離れた位置にあるヘッドホンのように、頭部（例えば、トランスデューサがヘッドバンド又は他の構造体に支持される状態の）に装着することができるか、若しくは装置は、特に首部／肩部に装着することができ、これらのトランスデューサは、耳（両耳）の方を指向できる。各側頭部にある１つのトランスデューサは、耳の予測位置により近接しており（幾つかの図面では、トランスデューサ「Ａ」と図示されている）、もう１つの方は、耳から離間している（幾つかの図面では、トランスデューサ「Ｂ」と図示されている）。１つの非限定的な例では、Ａトランスデューサは、これらのＡトランスデューサが、音を耳の方ほぼ指向している軸線に沿って放射するように配置され、Ｂトランスデューサは、これらのＢトランスデューサが、音を耳から離間する方（例えば、幾つかの非限定的な例におけるＡ軸線回りに１８０°離れる方向）をほぼ指向している軸線に沿って放射するように配置される。耳により近接しているＡトランスデューサが、耳で聞き取られる音の支配的な音源となる（幾つかの図面において「Ｅ」と図示される）。Ｂトランスデューサは、耳から離間しているので、音を耳で鳴らすことにはさほど寄与しない。ＢトランスデューサはＡトランスデューサに近接しているので、Ａトランスデューサの放射出力の少なくとも所定部分の遠距離音場キャンセル効果に寄与することができる。したがって、音響装置が耳から離れて位置し、耳に高品質オーディオを供給し続けることができると同時に、音響装置のユーザにたまたま近接して位置する可能性がある他人に聞こえてしまう遠距離音場を遮断することができる。このように、音響装置は、静かな環境においても、開放ヘッドホンとして効果的に動作することができる。

音響装置は、４つ全てのトランスデューサに対する制御を独立して行なうことができる。トランスデューサ間の位相関係を変更して異なる聴取「モード」を実現し、異なるトレードオフを、耳に供給されるＳＰＬを最大化することと、「ｓｐｉｌｌａｇｅ（漏出音）」としても知られている遠距離音場に放射される合計音響電力（耳におけるＳＰＬに正規化される）を最小化することとの間で実現する。

図１は、単極音源（例えば、音を全方向にほぼ均等に放射するように機能する密閉エンクロージャ又は密閉ボックス内のドライバ）として図示されるトランスデューサ「Ａ」（１２、１６）、及びトランスデューサ「Ｂ」（１４、１８）の簡略図を示している。トランスデューサＡ及びＢは、理想的な指向性単極音源として表わすこともできる（ドットで表わされる）。更に図示されているのは、耳Ｅの位置である。ＡとＢとの間の距離は、「ｄ」として定義することができ、ＡとＥとの間の距離は、「ｘ」として定義することができ、ＢとＥとの間の距離は、「Ｄ」として定義することができる。

トランスデューサ１２及び１４は、音響装置１０の右耳／頭部（Ｈ）側の１つの実現形態を示している。トランスデューサＡ（１２）及びＢ（１４）はそれぞれ、これらのトランスデューサ自体の個別の音響エンクロージャに収容することができ、音響エンクロージャは、ドライバ及び密閉容積の空気だけを収容している。これは、理想化された構成であり、以下に更に記載されるように、多くの可能な構成のうちの１つの構成に過ぎない。トランスデューサＡが耳Ｅ（１５）に近接して、耳１５をほぼ指向しているのに対し、トランスデューサＢは、トランスデューサＡに近接しているが、耳１５からほぼ離れる方を指向している。この実施態様では、これらのトランスデューサは、耳の上方に位置し、トランスデューサの振動板の法線方向が、耳の方に向かって垂直上下方向、及び垂直下方を指向している。別の実施態様が、左耳側に、トランスデューサＡ（１６）及びＢ（１８）が共に頭部を指向し、ＡがＢよりも耳Ｅ（２０）に近接している状態で描かれている。この実施態様では、これらのトランスデューサを耳の側方に位置させて、トランスデューサの振動板の法線方向が、耳の方に向かって水平方向を指向している。図１は、２つの異なるトランスデューサ配置を示すように意図されたものであり、実際の音響装置は、同じトランスデューサ配置を両側頭部に有している可能性があることに留意されたい。

コントローラを使用して、４つのトランスデューサの各々の位相及び周波数応答を別々に制御することができる。これにより、多くの異なる聴取「モード」が可能になり、聴取モードの幾つかの非限定的な例が、以下の表１に示されており、＋記号及び−記号は、これらのトランスデューサの相対位相を示している。各モードを実現するために必要な制御は、事前に決定しておくことができ、コントローラに接続されるメモリに格納することができる。モードは、自動的に、又は手動で選択可能である。

第１のモードは、耳におけるＳＰＬが低く（他のモードに対して相対的に）、漏出音が広範囲の周波数に渡って低減される「静音モード」と表記することができる。静音モードでは、Ａ及びＢは、左右両側がずれた位相で再生される。このような２つの例を上の表１に示す（静音モード１及び静音モード２）が、他の静音モードは、Ａ及びＢが、各側頭部でずれた位相で行なわれる限り可能である。静音モードでは、各側頭部のＡとＢとの間の双極子的効果により遠距離音場キャンセル効果が、トランスデューサ間の距離ｄによって定義することができる所定の周波数帯域に渡って可能になる。しかしながら、このモードは、大量の空気を移動させて低周波数性能を実現する必要があるので、出力レベルが低く抑えられる。表１に示す２つの静音モード態様（静音モード１及び静音モード２）の間の差は、両側頭部にあるＡトランスデューサ及びＢトランスデューサの相対位相である：静音モード１の場合、トランスデューサＡは両耳に関して同相であり、静音モード２の場合、これらのトランスデューサＡは位相がずれている。同様に、静音モード１の場合、トランスデューサＢは両耳に関して同相であり、静音モード２の場合、これらのトランスデューサＢは位相がずれている。これらの位相差は、電力効率にほとんど影響することはないが、着用者の音に対する空間的知覚に影響を与える手段となるので、「頭内」音像（モード１）又は「頭外」音像（モード２）のいずれかを生成する。

遠距離音場双極子的効果によるキャンセル効果の帯域は、音源ＡとＢとの間の距離により制限される。キャンセル能力は、信号の四分の一波長が音源間の距離（この場合、ｄで表わされる）に近づくと大幅に低下し始める：
λ／４≒ｄ （方程式１）
ｃを空気中の音速（３４５ｍ／ｓ）とした場合に、これが起こる周波数は以下のとおりである：
ｆ_{ｃａｎｃｅｌ}≒ｃ／λ≒ｃ／（４×ｄ） （方程式２）
一例として、音源間の距離が０．０２５ｍ（ほぼ１インチ）である場合、約３、４５０Ｈｚを超える周波数では、音源が、音を２つの個別の単極子として放射し、遠距離音場キャンセル効果が小さくなる。

この事実により、及び音源Ｂの主機能が、耳における周波数ｆ_{ｃａｎｃｅｌ}よりも高いＳＰＬに寄与するのではなく、音源Ａをキャンセルすることであるので、音源Ｂからの放射は、利点を伴わず、音響装置の着用者の近傍にいる他人の迷惑になってしまう不所望な「漏出」音を放射するという更に別の悪影響をもたらしてしまう。これに対処するために、静音モードでは、トランスデューサ（ドライバ）Ｂの信号は、折点周波数（ｆ_{ｃｕｔｏｆｆ）}をｆ_{ｃａｎｃｅｌ}に持つ、又はｆ_{ｃａｎｃｅｌ}の近くに持つ低域通過フィルタでフィルタリングすることができる。図９は、この場合は低域通過フィルタを適用した状態のトランスデューサ（ドライバ）Ｂの最終的な周波数応答をトランスデューサ（ドライバ）Ａの最終的な周波数応答と比較したときの簡略図である。

静音モードは、聴取音量が小さい状態が許容され、漏出音の低減が重要となる状況において有用である。しかしながら、これまでに説明してきた静音モードでは、トランスデューサＢが、弱め合う信号を耳に向かって放射しており、トランスデューサＡの出力を部分的に打ち消している。このキャンセル効果の大きさは、各トランスデューサから耳までの距離の比に関連する。以下の方程式３の表現は、各トランスデューサを音源として耳に加わる音響圧力（Ｐ_Ａ、Ｐ_Ｂ）の比が、各トランスデューサから耳までの距離の比に反比例することを記述している。

例えば、ｘ＝１インチ及びＤ＝３インチの関係が成り立つ場合、ｘ／Ｄ＝１／３の関係が成り立つので、トランスデューサＢは、トランスデューサＡが寄与する耳に加わる音圧の１／３に相当する分だけ寄与することになる。これは、トランスデューサＡが１単位の音圧に相当する分だけ寄与する場合にトランスデューサＢが１／３単位の音圧に相当する分だけ寄与することを意味している。２つのトランスデューサが同相で、かつ十分低い周波数（例えば、約１００Ｈｚ以下の周波数）で動作している場合、音圧場が重なり合うことにより、４／３単位の音圧を耳に生成することになる。しかしながら、これらのトランスデューサの位相が１８０°ずれている場合、結果的に２／３単位音圧を耳に生成することになる。したがって、これまでに説明してきた静音モードでは、これは、遠距離音場への出力を、トランスデューサＡと位相がずれている状態のトランスデューサＢを使用することによりキャンセルする代わりに、装置は、当該装置が同相のＡ及びＢで駆動される場合に生成することができる圧力の５０％しか実現できないことを意味している。

幾つかの状況では、より高い音圧レベルを耳に、遠距離音場キャンセル効果の帯域特性を考慮したトレードオフを実現して生成することができるシステムの機能を利用することが望ましい。したがって、装置は、トランスデューサＡ及びＢが、各側頭部でずれた位相で再生され、しかも左側のトランスデューサが右側のトランスデューサとずれた位相で再生される別のモード（「通常モード」と表記される）を実行することができるので、遠距離音場キャンセル効果の双極子的効果を利用し続けることができる。左側のトランスデューサＡ及びＢが共に、同相で再生されるのに対し、右側のトランスデューサＡ及びＢが共に、ずれた位相で再生される通常モードの一例を示す表１を参照されたい。各側頭部の有効単極子間の距離が長くなるので、遠距離音場キャンセル効果のみが、より低い周波数において効果的である（静音モードと比較して）。例えば、静音モード例では、０．０２５ｍの距離により、最大約３、４５０Ｈｚの周波数においてキャンセル効果が得られ、この場合、２つの側頭部の間の距離は、最大約５７５Ｈｚの周波数に対応するキャンセル効果が得られる状態で０．１５０ｍにより近くなる可能性がある。

通常モードは、静音モードについて説明したのと同じ理由で、出力制限を低周波数において有する。幾つかの状況では、もっと高い音圧レベルを、特に漏出音を低減することが重要ではない状況において、同相のトランスデューサ群の各々で再生を行なうことにより生成することが望ましい。したがって、装置は、最大限に可能な音響出力をキャンセル効果無しで、互いに同相の４つ全てのドライバを使用することにより実現する別のモード（「拡声モード）と表記される）を実行することができる。表１を参照されたい。

図２及び図３は、トランスデューサＡ及びＢの幾つかの非限定的な物理的方位を示している。図２は、図１の右側（耳１５に近い方）に図示される概略構成の方位を示しており、トランスデューサ１２（Ａ）及びトランスデューサ１４（Ｂ）は共に、放射を軸線２２に沿って行ない、トランスデューサ１２が、耳Ｅ又は耳Ｅに近い位置を指向し、トランスデューサ２２が、１８０°離れた位置を指向するが同じ（又は、ほぼ平行な）軸線に沿って指向する。図２は、トランスデューサＡ及びＢと対応する密閉ボックスの３つの異なる可能な方位を示している。１つの方位（図２）では、トランスデューサ１２（Ａ）及びトランスデューサ１４（Ｂ）は、耳の上方に、トランスデューサの振動板の法線方向が、垂直上下方向を指向し、耳に向かって指向している状態で位置している（耳とほぼ同じ平面において）。図３は、図１の左側（耳２０）に図示される概略構成の方位を示しており、トランスデューサＡ（１６）及びトランスデューサＢ（１８）は共に、頭部に向かって、ＡがＢよりも耳Ｅ（２０）に近接した状態で指向している。この方位では、トランスデューサＡ（１６）及びトランスデューサＢ（１８）は、耳／頭部の側方に（耳とは異なるがほぼ平行な平面において）位置しており、トランスデューサの振動板の法線方向が、耳又は頭部の方を水平方向に指向している。

これらの２つの方位は、耳の周りで３６０度回転させて、異なる可能なフォームファクタを実現することもできる。図２及び図３は非限定的な例を示しており、図１に示すこれらの方位の両方が、ほぼ９０度を掃引する角度範囲で円弧１９に沿って位置している（ペア配置１２ａ及び１４ａ、並びに１２ｂ及び１４ｂ、図２、並びに配置１６ａ及び１８ａ、並びに１６ｂ及び１８ｂ、図３を参照）。

これらのトランスデューサの配置の概略目標は以下のとおりである。トランスデューサＡから耳までの距離（ｘ）は最小限に抑えられることになる。これにより、漏出音を最小限に抑えることができる。Ａ−Ｅの距離に対するＢ−Ｅの距離の比は、約２よりも大きくする必要がある、又は以下の関係とする必要がある。

これにより、トランスデューサＡを耳における支配的な音源とすることができる。トランスデューサＡからトランスデューサＢまでの距離（ｄ）は最小限に抑えられることになる。これにより、より高い周波数を最大とする周波数におけるキャンセル効果が得られる。これらの目標は、実際には相反することになってしまうので、設計の具体的なトレードオフに重きをおく必要がある。

これまでは、４つの個別の密閉ボックスを、各ボックスが、ボックス固有のトランスデューサを含む状態で備える音響形態のみについて説明してきた。実際には、個別の密閉エンクロージャを備えるシステムの電力効率は、特にスタイル及び快適感に関心があることから、厳しい制約がサイズに関して課される場合に、全音声帯域を再生するためには理想的ではない。これはほとんど、電力が、空気を小型エンクロージャ内で圧縮するために必要とされることに起因している。これを改善する１つの第１のステップでは、図４に示すように、２つの個別のエンクロージャを合体させて、内部３２を有する１つのエンクロージャ３０とする。これにより、静音モードにおける空気圧縮量及びインピーダンスをより小さくすることができる。

効率をより一層高めるために、１つ以上の共振素子をエンクロージャに追加することができる。ポート、受動放射器、及び導波路のような共振素子がこの技術分野において知られている。例えば、図５Ａの装置３３は、内部３５を含むエンクロージャ３４を備える。ポート３６は内部３５と連通し、開口端３８を耳Ｅの近傍に有する。これにより、電力効率が、各側頭部にある両方のトランスデューサが同相になっている−通常モード及び拡声モードで−場合に、システムの共振に近い周波数で向上することになる。共振素子の出力は、耳にできる限り近接して配置されて、耳に供給される所定のＳＰＬに関して当該素子に必要な出力を小さくする必要がある。図５Ｂは、耳の真上、又はその他には、耳の近傍にあって、両方の側頭部にある装置３３（各装置は、ポート付きエンクロージャを備えている）を使用する実施態様を示している（例えば、既に説明した構成のうちいずれかの構成を使用する）。

受動放射器を共振素子として使用する共振装置が図６に示されている。各装置４０は、トランスデューサ１２及び１４を支持するエンクロージャ４１を備える。各エンクロージャは更に、１つ以上の受動放射器を支持する。この非限定的な例では、受動放射器４２は、頭部に対向するエンクロージャ４１の側面に位置しているが、別の構成では、一対の平衡型受動放射器を共振素子として使用することができる。受動放射器（群）は、理想的には、耳に近接して位置決めされる必要がある。

導波路を共振素子として使用する音響装置を図７に示す。音響装置５３は、装置５０を各側頭部に備え、各装置５０は、トランスデューサ１２及び１４を支持するエンクロージャ５１を備えている。エンクロージャ５１は、導波路５４に音響的に結合される。静音モードの場合、導波路は、音響効果を発揮しないが、通常モードの場合、導波路で左側及び右側を接続して空気を前後に移動させることができ、効率を、空気圧縮を回避することにより向上させる。拡声モードでは、効率を向上させるために、空気の出口を設ける必要がある。開口部５６を有するポート５８により図示されるように、出口は理想的には、必ずではないが、導波路５４の中点に位置させる。ポート５６は、導波路の長さを長くすることもできるので、調整周波数を下げることができる。

しかしながら、音響装置は、複数の異なる所定の信号処理モードを特徴とする必要がなく、これらの信号処理モードの各々は、これらのトランスデューサの各々の周波数応答及び相対位相（並びに、場合によっては、必ずではないが、振幅）を独立して制御することができる。これらのモード間の切り替えは、ユーザによる音量増加要求、又は操作モード間の切り替えを行なう別の機能方法のいずれかに応答して、音響装置のスイッチ又は他のユーザインターフェース機能、若しくはスマートフォンアプリケーションのいずれかを、２つの非限定的な例として使用して行なうことができる。モード間の切り替えは、例えば周囲環境内の周囲騒音レベルを検出し、所定のモードを当該騒音レベルに基づいて選択することにより自動的に行なうこともできる。図８は、これらのモードの各々を実現するために必要なフィルタリング処理を実行するデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）７２を含むシステム概要図７０の簡略図を示している。オーディオ信号をＤＳＰ７２に入力し、完全等化（ＥＱ）を機能部７４により行なう。等化後の信号は、左側フィルタＡ７５及び左側フィルタＢ７６、並びに右側フィルタＡ７７及び右側フィルタＢ７８の各々にそれぞれ供給される。フィルタ７５〜７８には、選択したモードの結果を実現するために必要な任意のフィルタを適用する。別のＤＳＰ機能部７９〜８２は、他の種類のリミッタ、圧縮器、動的等化器、又はこの技術分野で公知の他の機能を実現することができる。アンプ８３〜８６は、増幅後の信号を左側トランスデューサ８７Ａ及び左側トランスデューサＢ８８、並びに右側トランスデューサＡ８８及び右側トランスデューサＢ９０にそれぞれ供給する。

音響装置の利点を示すために、人の頭部を大まかに近似するために用いられる球体を半径０．１メートルの自由空間内に含む簡易表現に関するデータが提示される。球体の外側表面には、マイクロホンが位置して耳を表わしている。マイクロホン位置の真上には、図２におけるような理想化された点音源Ａ及びＢが位置している。この例の場合の距離ｘ及びＤは、それぞれ約０．０２５ｍ及び０．０５０ｍである。

図１０〜図１４の次の分析及びプロットにおける基準（曲線「Ａ」）は、音源Ａのみの出力であり、音源Ｂの出力は含まれていない。頭部の両側が動いている状況では、音源Ａの出力は、頭部の両側で同相になっている。これは、トランスデューサを１つだけ各側頭部に設ける構成の更に古いヘッドホンの音響構造を表わしている。以下の分析は、この従来の設定からのずれ、及び基準シナリオからのずれの大きさを表わしている。

位相関係がキャンセル効果に与える基本的な影響を理解するために、まず、一方の側頭部にのみ位置する耳の上方の２つのスピーカを表わす２つの音源にのみ注目することとする。音源Ａと音源Ｂとの位相関係が異なっている状態の異なる構成に注目することとする。これらの構成は以下のとおりである：音源Ｂは音源Ａと同相になっている（図１０及び図１１の曲線「Ｂ」）、音源Ａは基準として単独で設けられる（Ｂの出力は含まれない）（図１０及び図１１の曲線「Ａ」）、音源Ｂは音源Ａと位相が１８０°ずれている（図１０及び図１１の曲線「Ｃ」）。

図１０は、マイクロホンの位置の圧力を示しており、これらの構成の各々と基準（音源Ａ単独）の関係を示している。これは、２つの音源の位相を変調することにより耳に供給されるオーディオ信号の異なる相対ゲインレベルを示している。低周波数において、「同相」構成では、約３ｄＢ大きい出力を耳に供給することができる（各音源から到来する音の音量の速度が等しいという制限がある場合）。

図１１は、音響装置から放射される合計電力を示しており、合計電力は、周囲に漏れる「漏出」音を表わしている。これは、１８０°の位相差が２つの音源の遠距離放射音場に与える顕著な影響を示している。例えば、１００Ｈｚにおいて、「位相ずれ」構成では、単一音源よりもほぼ３０ｄＢ小さい電力を周囲に放射しており、漏出音が所定のレベルまで、約３．５ｋＨｚを最大とする周波数において小さくなっている。

図１０及び図１１は、同相で駆動することによるＳＰＬ低減効果を高める利点と、音源を位相がずれている状態で駆動するときの放射効果を弱める利点を示している。

次に、対称ペアの音源を球体の他方の側に追加して、４つの音源を設けることにより、上に説明した異なるモードのシミュレーションを可能にする。

図１２は、幾つかの例示的なモード間の耳におけるマイクロホン音圧の差を示している。実際の状況において、全てのトランスデューサが、同じ音量速度制限を有していると仮定すると、これは、ＳＰＬを耳に生成する例示的な各モードの効果の差を表わす。「拡声」モード（全てのスピーカの位相が同相になっている、図１２〜図１４の曲線「Ｂ」）は、従来のヘッドセット（基準モード、曲線「Ａ」）よりも約３ｄＢ大きい音圧を生成することができる。「通常」モード（左側スピーカが右側スピーカと位相がずれている）は、図１２〜図１４の曲線「Ｃ」に図示されている。静音モード１（スピーカＡがスピーカＢと位相がずれている、図１２〜図１４の曲線「Ｄ」）と静音モード２（スピーカＡ及びＢの位相がずれていて、左側スピーカ及び右側スピーカの位相がずれている、図１２〜図１４の曲線「Ｅ」）も図示されている。

図１３は、図１２に示す音響装置の幾つかの例示的な同じモードの相対放射音響電力を示しており、これらの曲線には、図１２において使用された記号と同じ記号が付されている。これは、周囲に漏れる放射音を表わしている。幾つかの使用事例では、放射音をより小さくすると有利である。この図は、両方の静音モードの遠距離音場キャンセル効果が極めて大きく（１００Ｈｚでほぼ４０ｄＢの効果であり、漏出音は、約３．５ｋＨｚを最大とする周波数において所定のレベルにまで低減されている）、通常モードでも、１００Ｈｚでほぼ１０ｄＢの効果を実現し、漏出音は、約３５０Ｈｚを最大とする周波数において所定のレベルにまで低減されていることを示している。

放射電力及びマイクロホン音圧は、上記説明の別々の箇所に見られるが、「周囲に漏れる音」に対する「耳に供給される音」の関係を把握するための表現式から、音響装置が提供する利点の大きさのより完全な真相が明らかになる。図１４は、この真相だけを示しており、図１２及び図１３に示す音響装置の幾つかの例示的な同じモードに関する放射電力をマイクロホン音圧の２乗で割った値をプロットしており、これらの曲線には、図１２及び図１３における記号と同じ記号が付されている。

この指標がより小さくなると、ＳＰＬがより大きくなり、システムがユーザに、周囲に漏れる所定レベルの「外乱騒音」を供給してしまう可能性がある。

図１４は、通常モード、静音モード１、及び静音モード２がそれぞれ、キャンセル効果の向上を様々な周波数範囲に渡って可能にすることを示している。静音モード２は、遠距離音場が１００Ｈｚにおいてほぼ３５ｄＢ減衰し、漏出音がもっと高い周波数において低減されている最大のキャンセル効果を示している。

要約すると、これらのモードの各々は、異なる一連のトレードオフを、最大ＳＰＬと遠距離音場キャンセル効果との間で実現するので、音響装置は、ユーザに非常に万能かつ構成可能な一連の実現可能な利点をもたらすことができる。

音響装置は、多様な使用事例のニーズに同じ音響構造で応えることができる。幾つかの例は、以下のとおりの例を含む。漏出音が小さいことを必要とし、ＳＰＬが大きいことを必要としない使用事例；例として、プライバシー及び誠実性がユーザにとって重要となるオフィス現場又は公共スペースを挙げることができる。ＳＰＬ（音圧レベル）がより大きいことを必要とするが、漏出音が小さいことを必要としない使用事例；例として、バイクに搭乗すること、ランニングすること、又は家庭で皿を洗うこと、を挙げることができる。これらの状況は多くの場合、所望のオーディオを聴取できなくする周囲騒音を含む。オーディオコンテンツを他人と共有する使用事例は重要であり、オーディオを近傍にいるこれらの他人にも提供したいという願望がある。

複数のモードを１つの音響解決策において実現することができることにより、音響装置のフレキシビリティを高めて、使用を多くの用途に渡って広めることができる。

本出願と同じ日に出願された本願発明者Ｚｈｅｎ Ｓｕｎ、Ｒａｙｍｏｎｄ Ｗａｋｅｌａｎｄ、及びＣａｒｌ Ｊｅｎｓｅｎによる「音響装置」と題する、弁護士整理番号２２７０６−００１３１／ＲＳ−１５−１９９−ＵＳの特許出願（参照により全内容が本明細書に組み込まれる）は、特定の周波数における漏出音を低減するように更に構成され、かつ配置される音響装置を開示している。参照により本明細書に組み込まれる当該出願に開示されている音響装置は、本明細書において開示される音響装置と、任意に論理的に、又は所望の態様で組み合わせることにより、更に別の漏出音、場合によっては、より広い帯域の漏出音の低減を実現することができる。

本開示の音響装置は、多くの異なるフォームファクタで設計することができる。以下に、幾つかの非限定的な例を示す。これらのトランスデューサは、各側頭部のハウジングに収容することができ、更に古いヘッドホンに使用される帯状体のような帯状体で接続することができ、帯状体の位置は変えることができる（例えば、頭部の上部、頭部の後方、又は他の箇所）。トランスデューサは、２０１５年７月１４日に出願された米国特許出願第１４／７９９、２６５号（米国特許出願公開第２０１６／００２１４４９号）に記載されているような、肩／上部胴体に着座する首装着型装置に含めることができ、同出願の開示内容は全て、参照により本明細書に組み込まれる。これらのトランスデューサは、可撓性であり、かつ頭部の周りを包み込む帯状体に含めることができる。トランスデューサは、帽子、ヘルメット、又は他の頭部装着型装置と一体に設けることができる、又は連結させることができる。本開示は、これらのフォームファクタのいずれか、又は任意の他のフォームファクタにも限定されることがなく、他のフォームファクタを使用することができる。

別の音響装置１１０を図１５及び図１６に示す。音響装置１１０は、頭部Ｈに着座する帯状体１１１を耳Ｅの上方に備えている。好適には、必ずではないが、帯状体１１１は、耳に触れない、又は被さらない。帯状体１１１は、頭部Ｈを把持するように構成され、かつ配置される。装置１１０は、帯状体１１１で支持されるラウドスピーカ（図示せず）を、これらのラウドスピーカが各耳Ｅの上方又は後方に着座するように含み、ラウドスピーカは、好適には、必ずではないが、上に説明した態様のような態様で配置される。帯状体１１１は、頭部を覆ってぴったり合うことができると同時に、伸縮部分で頭部を把持して装置１１０が所定の位置に留まるように伸縮するように構成され、かつ配置される。

帯状体１１１は、２つの剛性部分１１２を含み、一方の剛性部分が各耳の上方に位置している。部分１１２はそれぞれ、アンテナ、電子機器、及びラウドスピーカを備えるステレオ音響システムを収容することが好ましい。剛性部分１１２は、装置１１０が耳に触れることがないように、図１５に示すオフセット曲線形状を有することが好ましい。帯状体１１１は更に、部分１１２を接続し、頭部の前方に跨る可撓性の伸縮自在部分１１４を含む。部分１１４は広範囲の頭部形状に快適にフィットすることができる。帯状体１１１は更に、部分１１２を接続し、頭部の後方に跨る半剛性部分１１６を含む。別の帯状体を、別の可撓性部分（部分１１４のような）を含む部分１１６の替わりに用いることができる、又は剛性部分を、両耳を覆うように延在させて、頭部の後方に続けることができる。

帯状体１１１は、より大きく伸張して端縁にまで達し、圧力を頭部に更に加えながら頭部に覆い被さるようにフィットして、装置１１０を頭部に強固に保持する連続帯状体であることが好ましい。ヘッドバンドの端縁把持部は、頭部が圧縮されるときの頭部接触面積を最小限に抑えることにより、頭部に加わる圧力を小さくして所定の大きさの摩擦保持力を確保する。

帯状体１１１は、個別部分から組み立てることができる。剛性部分１１２は、剛性材料（例えば、プラスチック及び／又は金属）で作製することができる。可撓性部分１１４は、追従性材料で作製することができる（例えば、布地、伸縮素材、及び／又はネオプレン）。半剛性部分１１６は、追従性を示し、しかも比較的高い剛性を示す材料で作製することができる（例えば、シリコーン、熱可塑性エラストマー、及び／又はゴム）。剛性部分１１４は、電子機器及びスピーカを封止するのみならず、比較的高い剛性を示して「耳を避ける」所望のオフセット部を帯状体１１１に形成することができる。可撓性部分１１４は追従性を生み出して、好適には比較的均一な圧縮力が頭部に加わるようになり、多種多様な頭部周囲に快適にフィットすることができるであろう。半剛性部分１１６は、帯状体１１１を湾曲させることができるので、更により可搬性に優れ、より小さな梱包サイズを実現する。また、半剛性部分１１６は、配線及び／又は音響導波路を収容することができ、配線及び／又は音響導波路を使用して、２つの部分１１２の電子機器及び／又はスピーカを電気的、及び／又は音響的に結合させることができる；この配置により更に、必要な電子機器を一方の部分１１２にのみ収容することができる、又は２つの部分１１２が仮に電気的に結合されないとした場合に必要となる電子機器の冗長性を排除することができる。

剛性及び／又は半剛性部分は好ましくは、これらの部分の内側表面に沿って、凹凸に沿って忠実に分布する力を発生するクッション１１３を支持して、高い圧力ピークを下げることができる。摩擦保持力が大きいだけでなく、サイズが小さいことが望ましいので、１つの可能なクッション作製では、表面の法線方向の追従性を最小限に抑え、パターニング形状により頭部及び髪の機械的保持力が増大するように設計されるパターン化されたシリコーンゴム製クッション（例えば、図１６参照）を使用する。

オーディオ装置１１０は、高品質オーディオをランナー及びアスリートに、耳を開放したままにして、音響的に遮断されないようにオーディオ知覚及び安全性を高めながら供給することができる。また、何物も耳に触れることがないので、インナーイヤー型製品に関連する場合がある快適性の問題（例えば、音圧及び熱）が解消される。また、頭部との接触面積を最大にして頭部に加わる圧力を小さくすることにより、他のフォームファクタよりも快適感を高める。頭部の外周面を軟質材料で把持することにより実現される安定性は、インナーイヤー型製品の保持安定性に関連する問題を軽減する。

図８の構成要素は、ブロック図の個別構成要素として図示され、説明される。これらの構成要素は、アナログ回路又はデジタル回路の１つ以上として実現されるようにしてもよい。あるいは、又は追加的に、これらの構成要素は、１つ以上のマイクロプロセッサがソフトウェア命令を実行する構成で実現されるようにしてもよい。ソフトウェア命令は、デジタル信号処理命令を含むことができる。演算は、アナログ回路により、又はマイクロプロセッサが、アナログ演算と同等の演算を実行するソフトウェアを実行することにより実行することができる。信号ラインは、個別のアナログ信号ライン又はデジタル信号ラインとして、個別の信号を処理することができる適切な信号処理を行なう個別のデジタル信号ラインとして、及び／又は無線通信システムの構成要素として実現されるようにしてもよい。

プロセスがブロック図で表わされる、又はブロック図で表わされることを意図している場合、これらのステップは、１つの構成要素又は複数の構成要素により実行することができる。これらのステップは、一括して実行される、又は異なる時点で実行されるようにしてもよい。処理を実行するこれらの構成要素は、物理的に同じとするか、又は互いに近接することができる、若しくは物理的に別体とすることができる。１つの構成要素は、１つよりも多くのブロックの処理を実行することができる。オーディオ信号は、符号化することができる、又は符号化されなくてもよく、デジタル形式又はアナログ形式のいずれかで送信することができる。従来のオーディオ信号処理装置及びオーディオ信号演算処理は、図面から省略されている場合がある。

いくつかの実装形態が説明されてきている。それにもかかわらず、本明細書に記載される本発明の概念の範囲から逸脱することなく追加の改変を行なうことができ、したがって、他の実施形態も以下の特許請求の範囲内にあることが理解される。

１０ 音響装置
１２、１６ トランスデューサＡ
１４、１８ トランスデューサＢ

Claims (26)

1. ユーザの身体に装着されるように適合された音響装置であって、
   第１の音響トランスデューサ及び第２の音響トランスデューサであって、前記第１のトランスデューサが、前記ユーザの第１の耳の予測位置に、前記第２のトランスデューサが近接しているよりも近接している、第１の音響トランスデューサ及び第２の音響トランスデューサと、
   第３の音響トランスデューサ及び第４の音響トランスデューサであって、前記第３のトランスデューサが、前記ユーザの第２の耳の予測位置に、前記第４のトランスデューサが近接しているよりも近接している、第３の音響トランスデューサ及び第４の音響トランスデューサと、
   前記第１、第２、第３、及び第４のトランスデューサの位相及び周波数応答を独立して制御するように適合されたコントローラと、を備え、
   前記コントローラが、異なる第１、第２、及び第３の信号処理モードを設定するように適合されている、音響装置。
2. 前記第１の音響トランスデューサが、音を第１の音軸に沿って放射するように適合され、前記第２の音響トランスデューサが、音を第２の音軸に沿って放射するように適合され、前記第１の音軸は、前記第１の耳の前記予測位置の方に指向され、前記第２の音軸は、前記第１の耳の前記予測位置から離れる方に指向されている、請求項１に記載の音響装置。
3. 前記第１及び第２の音軸が平行である、請求項２に記載の音響装置。
4. 前記第３の音響トランスデューサが、音を第３の音軸に沿って放射するように適合され、前記第４の音響トランスデューサが、音を第４の音軸に沿って放射するように適合され、前記第３の音軸は、前記第２の耳の前記予測位置の方に指向され、前記第４の音軸は、前記第２の耳の前記予測位置から離れる方に指向されている、請求項２に記載の音響装置。
5. 前記第３及び第４の音軸が平行である、請求項４に記載の音響装置。
6. 前記第１の音響トランスデューサが、音を第１の音軸に沿って放射するように適合され、前記第２の音響トランスデューサが、音を第２の音軸に沿って放射するように適合され、前記第１及び第２の音軸は共に、前記第１の耳に近接する頭部の予測位置の方に指向されている、請求項１に記載の音響装置。
7. 前記第１及び第２の音軸が平行である、請求項６に記載の音響装置。
8. 前記第３の音響トランスデューサが、音を第３の音軸に沿って放射するように適合され、前記第４の音響トランスデューサが、音を第４の音軸に沿って放射するように適合され、前記第３及び第４の音軸は共に、前記第２の耳に近接する頭部の予測位置の方に指向されている、請求項６に記載の音響装置。
9. 前記第３及び第４の音軸が平行である、請求項８に記載の音響装置。
10. 前記第２のトランスデューサが、前記第１の耳から前記第１のトランスデューサが離間されている距離よりも少なくとも２倍の距離だけ離間されている、請求項１に記載の音響装置。
11. 前記第１及び第２のトランスデューサが共に、第１のエンクロージャで支持され、前記第３及び第４のトランスデューサが共に、第２のエンクロージャで支持されている、請求項１に記載の音響装置。
12. 前記第１のエンクロージャに結合された第１の共振素子と、前記第２のエンクロージャに結合された第２の共振素子と、を更に備える、請求項１１に記載の音響装置。
13. 前記第１及び第２の共振素子のうち少なくとも一方がポートを備える、請求項１２に記載の音響装置。
14. 前記第１及び第２の共振素子のうち少なくとも一方が受動放射器を備える、請求項１２に記載の音響装置。
15. ４つ全てのトランスデューサが導波路に音響的に結合されている、請求項１に記載の音響装置。
16. 前記導波路に音響的に結合された開放管を更に備える、請求項１５に記載の音響装置。
17. 前記導波路が、２つの端部を有し、第１の端部が、一方の側頭部に、前記第１の耳の前記予測位置に近接して位置するように適合され、第２の端部が、他方の側頭部に、前記第２の耳の前記予測位置に近接して位置するように適合されている、請求項１５に記載の音響装置。
18. 前記第１及び第２のトランスデューサが共に、前記導波路の前記第１の端部に位置する第１のエンクロージャで支持され、前記第３及び第４のトランスデューサが共に、前記導波路の前記第２の端部に位置する第２のエンクロージャで支持されている、請求項１７に記載の音響装置。
19. 前記第１の信号処理モードでは、前記第１及び第２のトランスデューサが互いにずれた位相で再生され、前記第３及び第４のトランスデューサが互いにずれた位相で再生される、請求項１に記載の音響装置。
20. 前記第１の信号処理モードでは、前記第１及び第３のトランスデューサが互いに同相で再生される、請求項１９に記載の音響装置。
21. 前記第１の信号処理モードでは、前記第２及び第４のトランスデューサのオーディオ信号が低域通過フィルタリング処理され、前記低域通過フィルタは折点周波数を有する、請求項１９に記載の音響装置。
22. 前記第１及び第２のトランスデューサが、第１の距離だけ離間され、前記折点周波数が、空気中の音速を前記第１の距離の４倍で割った値にほぼ等しい、請求項２１に記載の音響装置。
23. 前記第２の信号処理モードでは、前記第１及び第２のトランスデューサが互いに同相で再生され、前記第３及び第４のトランスデューサが互いに同相で再生され、前記第１及び第２のトランスデューサが、前記第３及び第４のトランスデューサとずれた位相で再生される、請求項１に記載の音響装置。
24. 前記第３の信号処理モードでは、４つ全てのトランスデューサが互いに同相で再生される、請求項１に記載の音響装置。
25. ユーザの身体に装着されるように適合された音響装置であって、
    第１の音響トランスデューサ及び第２の音響トランスデューサであって、前記第１のトランスデューサが、前記ユーザの第１の耳の予測位置に、前記第２のトランスデューサが近接しているよりも近接しており、前記第２のトランスデューサが、前記第１の耳から前記第１のトランスデューサが離間されている距離よりも少なくとも約２倍の距離だけ離間されている、第１の音響トランスデューサ及び第２の音響トランスデューサと、
    第３の音響トランスデューサ及び第４の音響トランスデューサであって、前記第３のトランスデューサが、前記ユーザの第２の耳の予測位置に、前記第４のトランスデューサが近接しているよりも近接しており、前記第４のトランスデューサが、前記第２の耳から前記第３のトランスデューサが離間されている距離よりも少なくとも約２倍の距離だけ離間されている、第３の音響トランスデューサ及び第４の音響トランスデューサと、
    前記第１、第２、第３、及び第４のトランスデューサの位相及び周波数応答を独立して制御するように適合されたコントローラであって、異なる第１、第２、及び第３の信号処理モードを設定するように更に適合されている、コントローラと、を備える、音響装置。
26. ユーザの身体に装着されるように適合された音響装置であって、
    第１の音響トランスデューサ及び第２の音響トランスデューサであって、前記第１のトランスデューサが、前記ユーザの第１の耳の予測位置に、前記第２のトランスデューサが近接しているよりも近接している、第１の音響トランスデューサ及び第２の音響トランスデューサと、
    第３の音響トランスデューサ及び第４の音響トランスデューサであって、前記第３のトランスデューサが、前記ユーザの第２の耳の予測位置に、前記第４のトランスデューサが近接しているよりも近接している、第３の音響トランスデューサ及び第４の音響トランスデューサと、
    前記第１、第２、第３、及び第４のトランスデューサの位相及び周波数応答を独立して制御するように適合されたコントローラと、を備え、
    前記コントローラは、異なる第１、第２、及び第３の信号処理モードを設定するように更に適合され、
    前記第２の信号処理モードでは、前記第１及び第２のトランスデューサが互いに同相で再生され、前記第３及び第４のトランスデューサが互いに同相で再生され、前記第１及び第２のトランスデューサが前記第３及び第４のトランスデューサとずれた位相で再生され、
    前記第３の信号処理モードでは、４つ全てのトランスデューサが互いに同相で再生される、音響装置。