2014年08月04日13時00分

NECのPCに自然な“音”を提供するヤマハの音響技術はスゴかった!

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NECのPC搭載ヤマハのスピーカー&オーディオ技術

 NECはパソコンでより良い音を提供したいという考えから付加価値戦略のひとつとして、音質強化を実施してきた。

NECのPC搭載ヤマハのスピーカー&オーディオ技術

 今回は、そうしたNECのPCに搭載されているヤマハ製のスピーカーやオーディオ技術について、静岡県磐田市のヤマハ株式会社豊岡工場を訪れ、エンジニアから説明を受ける機会を得た。

NECのPC搭載ヤマハのスピーカー&オーディオ技術
↑今回解説をしてくれたNECパーソナルコンピューターの石井宏幸氏(左)、ヤマハの石田厚司氏(中央)、ヤマハの新井明氏(右)。

ノイズが少なく自然な音が再現される“FR-Port”

NECのPC搭載ヤマハのスピーカー&オーディオ技術

 NECがヤマハの協力を初めて得たのは、2009年に発売したVALUESTAR W。このころのスピーカーのエンクロージャー(筐体)は、バスレフ方式の一種である“SR-Bass”を採用。

 SR-BassとはSwing Radiator Bassの略。“Swing Radiator”は、固定した振動板がうちわのようにしなって振動する。

 圧縮空気の弾力性を利用した”空気バネ”と、“Swing Radiator”の質量の共振を利用することで、効率良く低域を増強する。

 当初新井氏はエンクロージャーに開口部(ポート)を開けた“ポート方式”に関しては、ポートから吹き出す風切り音がノイズになるとしてSR-Bassの採用をNECに推していた。しかし、その後技術開発が進みポート方式で風切り音が少なくできたことで、構造が複雑なSR-Bassからポート方式の”FR-Port”に切り替えたとしている。

 従来のポート方式はポートの一方が大きく広がるラッパ型の円筒となっていて、吹き出す風が輪っかになって空気が外部や内部に飛び出す。外に飛び出した空気は、スピーカーを保護するグリルやパンチングメタルに当たりノイズを生じたりし、内部に飛び出した輪っかはユニットに当たり、ユニットの振動板を背面から叩いてノイズを発生する原因となる。

 また、PCに搭載するにあたりスピーカーを小型化すると、ポートを長くすることが困難なため、風が強くなりノイズが増すほか、細いポートを風が行き来することで空気抵抗が増し、高い性能を発揮できなかったとのこと。

 一方、現在のFR-Portは従来のラッパ型と異なり、上から見ると両側が開いた放射状に開くことで“ラジアル”と呼ばれる形へと変わった。また、横から見ると高さがフラットな一定の間隔のためフラット・ラジアル・ポート、略してFR-Portと名付けられた。

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 空気の流れを解析した結果を見ると、従来のラッパ型では空気の輪っかができるのに対して、高さを制限したことで空気が押しつぶされ薄くなって、横に逃げることで効率良くノイズが抑えられる。

 緑色の箇所は外の空気を表わしているが、従来のポート方式ではこの外部の空気までが振動し、スピーカー前面をパンチングメタルなどで塞ぐと気流抵抗が増えて出口が塞がるため、ポートの中の空気が動けなくなってしまう。そのため、出力を上げることで音圧が下がっていた。

 しかし、FR-Portの場合は、ポートの内部のみで空気が振動し、ポートの開口部では空気流が現われない。したがって、出力を上げても音圧が下がりにくいそうだ。

NECのPC搭載ヤマハのスピーカー&オーディオ技術
NECのPC搭載ヤマハのスピーカー&オーディオ技術
↑上は旧PCに採用された“FR-Port”で、下は最新の“FR-Port”。ポート部分がより短くなって、効率化している。また、ラッパ型の場合ポートを曲げると気流抵抗が増加して、バスレフ効率が低下するが、“FR-Port”では曲げることが可能に。ポートをより小型化することにも成功している。
NECのPC搭載ヤマハのスピーカー&オーディオ技術
↑2009年採用された初代SR-Bassの上に置いてみると、その差は歴然だ。
NECのPC搭載ヤマハのスピーカー&オーディオ技術 NECのPC搭載ヤマハのスピーカー&オーディオ技術
↑ノートPC用の“FR-Port”。 ↑内部を見るための透明サンプル。

 NEC社の2014年夏モデルは、もちろんこのFR-Portが採用されているが、2つのユニットを搭載する“2-way”のスピーカーをステレオで内蔵する。一方が密閉型のフルレンジスピーカーで、もう一方のウーファーが“FR-Port”だ。両方とも口径は32ミリと同じ。箱は中で2つに分かれている。

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 フルレンジスピーカーの方は、ツイーターなどでも用いられる磁石に反応する液体“磁性流体”をボイスコイルにまとわりつかせるように使用している。

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 これにより、ユニットの共振点で歪が増えてノイズにつながるが、磁性流体を用いることでそうした歪を抑えた素直な音となる。

 また、2-wayスピーカーの多くの回路はフルレンジとツイーターを並列に接続。 フルレンジスピーカーの低域が高域を上回らないように低域をカットするコンデンサーにを加え、ツイーターを追加しいてる。一方、夏モデルのVALUESTAR Nの2-wayではフルレンジとウーファーを並列に接続している。フルレンジスピーカーは32ミリと小型なため、高域は十分で低域が課題となっていた。そのため、低域をカットしていたコンデンサーを、ウーファーの低域をフルレンジ側に送るように使われている。そうすることで、フルレンジにはすべての信号が通るようになっているが、磁性流体を用いることでメカニカルなフィルター素子として作用し、おかしな音が入ることがなく自然な音が再生されるようだ。

 しかしながら、ひとつの振動板で低域から高域までカバーすることはできない。周波数は低くなるほど振幅が低くなる特性があるため、低域を出すためにコイルの巻き幅を増やしている。

 そうしたロングストロークになると、今度は繊細な動きが要求される中高音域がキレイに出るのかという問題になるが、低域を出す大きな動きはウーファーに任せ、フルレンジの方は繊細な動きのみをすることで解決している。

パソコンひとつひとつに合わせて調律する“Audio Engine”

NECのPC搭載ヤマハのスピーカー&オーディオ技術

 ヤマハは業務向けに手掛けたコンサートホールの設計・音響補正の経験を生かし、DSP(Digital Sound Processor)半導体製品を民政向けに提供している。この技術を総称して“Audio Engine”と呼ぶが、2014年の夏モデルには、その技術をWindows用に最適化したものが採用されている。

 “Acoustic total-linear EQ”(AEQ)は周波数に加え、位相(時間軸)まで補正する技術。音は周波数ごとに耳に届く時間が異なる。また、筐体内部にスピーカーがある場合、音が届くまでに反射したりして歪を生じる。

 そうした、周波数特性などを補正することで、あたかもスピーカーが正面に配置されたようなクリアーで自然な音が実現している。そのため、薄型でデザインも要求され、スピーカーが正面を向いていないノートPCであっても、より自然な音が楽しめるとしている。

 また、コンサートホールで培った技術を基に視聴位置にとらわれることなく仮想音源を用いた“Spacious Sound 3D”(S3D)では、横に広がる音だけでなく、奥行方向にも立体感を与える音をPCの2つのスピーカーで実現している。

 “Harmonics Enhancer Extended”(HXT)は、ミッシング・ファンダメンタルと呼ばれる基本となる音の周波数の倍の周波数である“倍音”を聞くことで、脳が基の音を錯覚する現象を利用した技術。それにより、実際にスピーカーから再生されていない低音を付加することができるとしている。

 “Clear Voice”(CLV)はセリフやナレーションといった人の声を聞き取りやすくする技術。BGMや効果音といった背景音と声を分離処理することで、声を強調して聞き取りやすくする。

 “Adaptive Volume”(ADV)はYouTubeなど音量がバラバラのコンテンツを連続再生する際に、音の揺れや音量感を自動補正してくれる。昔からある補正技術では音質が変わるものがあるが、この技術はより自然に再生されるように調整しているとのこと。

 “Audio Engine”はスピーカーの位置や筐体のつくりによっても音が変わるため、各PCのシリーズごとに徹底したチューニングが施されているという。つまりは、VALUESTAR NとLaVie Lは同じ“Audio Engine”を搭載しているが、音のつくりは異なるとのこと。そのすべてを石田氏と新井氏が行なっているとのこと。

 写真撮影が禁止のため本記事では触れていないが、この取材ではヤマハの管楽器の工場を見学させていただく機会も得た。そこでも、実際に楽器を弾かれる社員の方が、楽器をつくる数多くの工程を手作業で行なっていた。

 金管楽器をハンマーで2000回にも及んで叩き形を調整したり、花柄を彫るといった彫刻や実際に完成品を吹いて正しい音が出ているかなど、機械には任せられないコダワリを追及する努力がそこにはあった。

 そうした、ヤマハ社がかかげるナチュラルサウンドというコンセプトが、NEC製のPCにも生かされ、より自然な音を実現しているので、ぜひその耳で確かめてほしい。

●関連サイト
NECパーソナル商品総合情報サイト
ヤマハ
AudioEngineのページ

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