音響革命/超小型高音質スピーカーKOI最新技術

Human PsychoAcoustic Technology
Tiger
小型オーディオKOI最新技術

KOIのユニークで高音質な超小型オーディオの技術も、50年を超える世界のオーディオ技術の伝統の中で育まれました。そのオーディオ文化の中でKOIにどのような評価がいただけるか、皆様のご判断をいただきたいと思います。

2008年08月19日

小型スピーカーならではの点音源的空間特性

貴方は大きいスピーカーでないとよい音が出ないとお思いですか?

たしかに、一般の高級オーディオは大型のスピーカーを使っています。しかし、小さいスピーカーの方が、点に近づけば近づくほど良いという次のような効果があるのです。

たとえば、小さなスピーカーを用いた方がステレオの定位感がシャープになって、楽器の位置が目に見えるようにクリアになり、さらに、指向性が無くなって音 が四方八方に自然の音源のように拡がり、左右のスピーカーの音が部屋全体に伝わって、ほぼ部屋中でステレオ感を楽しめます。この効果を「点音源効果」とい います。

 

通常のステレオ音源の音の広がり       点音源の音の広がり

ステレオ音源 点音源

赤い音の広がりと青い音の広がりが重なり合う領域でステレオ感が得られます。左の図のように、通常のステレオ音源の場合重なり合う領域が限られているため、ステレオ感を楽しめるポジションが限られます。それに対し、点音源の場合は右図のように全領域でステレオ感が得られることになります。

 

では、なぜ 高級オーディオは大型のスピーカーばかりなのでしょう?

ひとつは、オーディオ開発の経緯の中で大型、大出力の神話が形成されたことと、もうひとつは、小さなスピーカーでは音量、音域、音質を同時に達成す ることができなかったからです。イヤフォンは超小型スピーカーともいえますが、部屋中にステレオ音場を作り出す点音源効果を発揮できる音量は出せません。

そこで考えられたのが、複数のスピーカーを用いて擬似的に点音源効果を作り出そうという方法です。この背景にあるのは、「理想呼吸球」という考え方です。 ここでいう理想というのは、現実には存在しないが概念上は想像できるという意味の「理想」です。点音源から出た音は、全方向に向かって球面が拡大していく ように広がっていきます。そこで、スピーカーのコーンが前後に振動するのと同じように、球の半径を内外に振動させ、点音源から出たような球面波を人工的に 発生させるという想像上の装置が考えられました。それが理想呼吸球なのです。

その理想呼吸球の概念を擬似的に実現した代表例が、BOSE社の創設者であるMITのボーズ博士が最初に作った2201という、8分の1球体に22 個のスピーカーを組み込んだシステムです。BOSE社のその後の製品でもこのノウハウが重要な役割を果たしています。他のメーカーからも12面体とか20 面体のスピーカーが発売されていますが、まさにこの擬似理想呼吸球に他なりません。

 

 

                driver front                             driver back
 

 

tiger satelite

 

このようなオーディオ開発の歴史の中で、画期をなす形で登場したのがKOI Tigerなのです。KOIの新開発スピーカーTigerは点音源効果を発揮する独自の超小型ドライバーを単体で用いて、大型、高性能スピーカーの音質 を、ご家庭のごく普通のお部屋で、聴く位置や設置のスペースをほとんど悩まずに、音楽はもちろん、TVやDVDなどの映像の音響システムとしてお気軽にお 楽しみいただくことができるのです。

いいかえれば、高音質の超小型スピーカーシステムKOI TigerはHi-Fiピュアオーディオとビジュアル用オーディオ両方の用途で高いパフォーマンスを発揮できる画期的な優れた技術に支えられているのです。

また、KOI Tigerはオーディオ専門誌「Stereo Sound」「AUDIO BASIC」「MJ 無線と実験」や雑誌「男の隠れ家(ジャズ特集)」「スイングジャーナル」などに掲載され、オーディオファンも納得する音量、音域、音質を達成した、スピー カーの技術史に残るべき記念碑的な製品になると思われます。

 

2008年08月12日

KOIオーディオのデザイン哲学

オーディオの製品特性と人間心理音響学との関係

KOIはオーディオ設計へのユニークなアプローチによって、並外れた性能のスピーカーシステムを作り上げました。KOIのスピーカーシステムは異例に小さいサイズと外見のシンプルさを持ったシステムコンポで、最高音質の音響再生を達成しました。しかしながら、KOIのデザイン哲学のユニークさはKOIテクノロジーの顧客の間に混乱と驚きの原因となる可能性を秘めています。

これまでの性能評価基準や測定方法に従って定量的に評価しようとすると多くの誤解が生じるのです。 この文書でKOIはそのような誤解を防ぎ、KOIの設計プロセスの基礎をなす、技術的哲学的基盤への展望を提供できるものと信じています。

 

オーディオにおける出力格付け(電力定格)の進化

スピーカーやアンプの評価の慣習は少なくとも50年前に高級オーディオ製品のために確立しました。その慣習はその時代の営業現場で打ち立てられたのです。そこではアンプとスピーカーは独立した製品として販売されていました。今日までこのことは高級オーディオ機器の最も普通の構成として残っています。

消費者が合理的な決定ができるように、そしてまた競争材料として、アンプ製造業者は自分たちのアンプを特殊なパワー出力に対応して格付けしたのです。スピーカーはそれぞれに明白に異なっているので、これらの出力格付けは“ダミーの負荷抵抗器”に基づいてなされました。抵抗器はスピーカーではありません。しかし、繰り返し使えるという利点があるのです。一方、スピーカーの製造業者の方はスピーカーを“インピーダンス”と出力で格付けしました。このような“インピーダンス”や出力という特性は、とりわけ正確なものでも厳密なものでもありませんでしたが、アンプの適切な選択(そして真空管時代には、どのインピーダンスのコネクションかあるいは電力変圧器端子のどちらを選択すべきか)を可能にすると考えられたのです。

ついには、こうして格付けられた「電力定格」が世間の意識の中で“品質”(疑いなくそうではない)を連想させるようになったのです。 合衆国では、米国連邦取引委員会(公取委)が干渉して、標準化した手続きに則った“正直な”格付けを用意するように製造業者に要求しました。 これには二つの影響がありました。まず、格付けのレベルに技術を凍結してしまいました。―――音の再生に関する新しい設計への取り組みや、“ダミーの負荷抵抗”の作用の法的要求に沿わない設計はやる気をくじかれました。もっと重大なことには、法律自体が電力定格に対して品質の尺度としての信頼性に力を貸したのです。製品が実際にどのような性能を発揮するかということより、電力定格の数字の違いの方がより重要だと考えられたのです。

KOIは数字を達成する目的で消費者が“品質”と誤解するような妥協は致しません。

 

人間心理音響学を用いたKOIのオーディオ設計

KOIのシステムデザイン――アンプとスピーカー両方――は、システムの中間段階で様々な“数値”が決められるとしても、実際に人間の耳で聴く音質を最大化することをめざしています。

一例として、アンプはダミーの負荷抵抗でなく、常にスピーカーに接続されます。ダミーの負荷抵抗を駆動するときのアンプの挙動では不適当だからです。したがって、KOIのデザインはダミー負荷抵抗駆動時の挙動を“改善”するために、音響特性上の妥協はいたしません。

もう一つの例として、KOIのデザインはシステムの周波数応答のフラットネスを達成するのが目的なので、多重高周波共鳴を用いてスピーカーの駆動部自体のフラットネスを達成することを目的にして音響挙動を犠牲にすることは致しません。

KOIの人間心理音響学を用いた設計の特別明瞭な一例は、スピーカー部品の効率の選択です。書類上では異なった効率を持つ(たとえば、比較的弱い磁石とKOIのHQドライバ-に用いられる希土類磁石との間の違い)ほとんど同じ二つのスピーカーを設計することは可能です。 “同じ”性能を達成するために低効率のドライバーを駆動するためには、単純にアンプを高出力で用いれば充分と思われるかもしれません。しかしながら、そのようなアンプは低効率ドライバーのボイスコイルをヒートアップさせ、電気抵抗を増加させ、発熱がドライバーを破壊するほどではないときでさえ、音をコンプレッシングさせます。このコンプレスされた音(ダイナミックスの損失とも呼ばれる)は高効率のドライバーが用いられた時に可能なインパクトや透明感を持ちません。これは消費者が“品質”を連想するように躾けられたパワーの“数値”が音質の向上より損失の指標である状況の正確なひとつの事例です。

全ての場合にKOIは“標準の電力定格の測定方法”に勝るのは、リスナーの耳に届く再生音であるというポリシーに従います。最終の分析として、五感で感じ取る音質を生み出すのは、箱の外側に印刷できるどんな数字の組み合わせでもなく、リスナーを組み込んだ全システムの挙動なのです。

 

電力定格の公表

KOIはいくつかの理由でどんな出力特性の公表にも反対ですが最も明確な理由は、そのような特性はただ消費者をミスリードするだけだということです。しかし、私たちはそれが存在する環境に暮らしており、現実は、“数値ゲーム”が出力値を品質の指標だと信じるように、消費者やいわゆるエキスパートまでを導いているのです。

また、KOIのメンバー自身が“数値ゲーム”に嵌ってしまい、顧客とのコミュニケーションで失敗を引き起こしかねません。 KOIは不可避的に製品品質を損なうゲームには関与したくありません。品質こそが最終分析の中でKOIが唯一提供できるものなのです。KOIは“非協力的である”と認識されるかもしれませんが、そうだとしても何も真実からかけ離れているわけではありません。KOIはオーディオの世界で顧客の評価を高めるような製品を開発するために精を出す、それに勝るものはないと信じています。

 

消費電力

“消費電力”というのは“格付けられた電気出力”とは全く別の問題です。消費電力は消費者にいろいろなコンポーネントやデバイスが回路上にかけている“負荷”に関して 情報を提供します。消費電力は消費者の安全に重要な問題になるのです。 多くの安全格付け機関は、家庭内配線に接続されるどんな製品にも消費電力を明記するよう求めています。KOIは自社のデバイスの消費電力のデータを準備しており、公表に問題のない最小消費電力値を明記しています。KOIは製品の“消費電力”値の公表を妨害することはできませんし、することはありません。

 

人間心理音響学の応用技術

KOIは製品説明において伝統的な特性の使用に反対する一方、音響再生システム(アンプ+スピーカードライバー+スピーカーエンクロージャー)、リスナーそしてとりわけリスナーの脳の活動のあいだの相互作用を考慮するデザインアプローチに重きを置くようにしています。

“高忠実度(ハイ-ファイ)”は永く“広周波数帯域”と結び付けられてきました。ハイ-ファイ・システムは2スピーカーの“ステレオ”であるか6スピーカーの“サラウンド-サウウンド”システムであるかにかかわらず、力強い深みのある低音から最高可聴周波数の繊細なニュアンスまで広い周波数帯域をカバーしなければなりません。

しかし、この要求は、最も重要な周波数帯域、人間の声の帯域を犠牲にして満たされてはなりません。この理由は次の通りです。 ある特定の人物は一年に数回のライブコンサートに出席するかもしれません―もっとかもしれませんが。しかし、人間の声は毎日聴くのです。声によるコミュニケーションは人類という種の生存上の重要課題として進化してきたのです。ですから声の音質における小さなバリエーションさえ区別する人間の能力はわれわれの脳の中に強く結線された状態になっているのです。人類はこの点に関して最も感度のよい測定機器よりも感度が高いのです。 “自然”に聴こえる音響再生システムにとって、人の声を再生する時に“自然”でなければならないのです。

KOI HQドライバーの小さなサイズは偶然ではありません。発音のために開いた人間の口と同じ大きさなのです。インダストリアルデザイナーはKOIのスピーカーのエンクロージャーの形を見て、“近代的”とか“目立つ”とか“インテリアに面白い”と考えるかもしれません。そういう問題ではないのです。この形は“箱形”を避けて設計されました。箱形は自然界ではありえません。そして、箱形は“音は箱からやってくる”と強く刷り込まれた人間の脳に対して目立ちすぎるのです。

KOIシステムではクロスオーバー周波数が人間の声の帯域にはありません。人間が話すとき、クロスオーバー周波数はないからです。

KOIスピーカーは発熱を最小化(熱交換を利用したボイスコイル冷却のための特許技術によって高効率)し、発熱に付随するダイナミクスの損失を最小化する設計となっています。 人の声はそのようなダイナミクスの損失も一切ないからです。

人間の脳は人間固有の方法で“聴く”ように進化してきました。そしてKOIのシステムデザインは明確に人間の脳が働く方法を考慮に入れるように設計されています。 このことはKOIシステムが声の再生だけに限定されていることを意味するものではありません。KOIのデザインは“音響再生システム”ではなく“人間相互作用システム”をデザインすることを意味しているのです。――そこでは、スピーカーシステムは“孤立したデザイン”ではなく、むしろ、リスナーと高度に進化したリスナーの脳を含む“全体”の中の統合された部分なのです。人間の脳がコミュニケーションを最大化するように進化する一方、そのプロセスの中で脳は音楽を聴く最高の道具にもなってきたのです。

KOIのデザインはその人間の脳と相互作用する最も可能性のある道具として設計されたものであり、不可避的に音楽を再生するためにも最も有効な手段になると信じております。 しかしながら、KOI人間心理音響学(“自然”)のデザイン・アプローチには予期されるいくつかの結果があるのです。

丁度、人類が自分の声で“講堂を満たす”能力を持たないように、ホームユースのためのKOIのデザインは大きな空間には適しません。大空間を処理するには先ず“充分に音を大きく”する必要があります。劇場のスピーカーはその最初の要求(“充分に音が大きい”)を満たすために音の再生に当たって自然さを“諦める”のです。KOIの非常にコンパクトなスピーカーは家庭のリスニングルームでは“充分に大きい音”が出せます。これにはKOIのホームシアター製品を含みます。これは典型的なリビングスペースで映画のサウンドトラックを実際の映画館と比較できる音量レベルの充分な大きさの音で再生できるでしょう。しかし、小さな部屋で大型アンプによって大型スピーカーを駆動して得られるような文字通り耳をつんざくような音量レベルを求める人は多分満足することができないでしょう。

 

結論

ここまでで述べたことによって、未来のKOIデザインのユーザーが適切な性能への期待を発展させることができるように、システムデザインに対するKOIの考え方に関して充分な情報を提供できていれば幸いです。この文書がまた将来KOIデザインを広告したり詳細を記述する方々に、KOIとこれまでのデザインとのはっきりした違いを理解する中心的なガイドとして役立てることを期待しています。このような違いを区別することは、この製品にとって消費者の満足と商業的な成功への通り道だというのが私たちの強い信念なのです。

2008年06月30日

高音質オーディオKOI Tigerとバークリー音楽大学

<バークリー音楽大学にタイガースピーカー ------KOIとの共同研究から------>

バークリー

KOIの創始者山本修士は、次世代の音響機器は心理音響学(音に対する人間の知覚特性)への一層の理解に基づくものになることを信じています。

その信念を実証するかのように、フラミンガム(マサチューセッツ州)にある彼の会社KOI,Inc.は、“Tiger”という超小型の高音質スピーカーシステムを世に送り出しました。

この革新的なシステムの開発段階においては、バークリー音楽大学での研究が一役かっています。この試聴者を夢中にさせた完成品は、バークリーの教室用に採用されました。

山本によると「録音の歴史がスタートしてからこれまで、生演奏の感動を再生することが音響設計者の最終目標でした。過去10年間に音響素材と電子技術では大きな発展が見られますが、その反面心理音響学ではあまり進歩が見られませんでした。」

バークリー音楽大学の音楽制作工学科のマイケル・アブラハム助教授(兼KOI副社長)は山本と心理音響学の研究を推し進め、最先端のスピーカーシステムKOI Tiger開発のためのスタッフとして、耳の肥えたバークリーの教授陣と学生たちをリストアップしました。

「バークリー音楽大学こそ、この研究に欠かせない無比の素材だと思います。ミュージシャンやレコーディングエンジニアは日々、正確無比なチューニングで音を創り出すことに注力しています。彼らの類まれな音楽センスは音響設計者にとってはまさにうってつけの貴重なリソースといえます。」とアブラハムは言います。 「われわれの試聴テストではっきりわかったのですが、最先端の音響試験機器をもってしても、よく訓練されたミュージシャンやレコーディングエンジニアがたやすく聴き分けるような不自然さを区別することが出来ないのです。われわれは多種多様な音響ソースのエネルギー・スペクトルを測定し、その測定値をわれわれの感性的なリスニングテストと結びつけて、聴く人にとって最適な音質を生み出しているのです。」

KOIのタイガースピーカーは4年間の研究開発と300万ドルの投資の結実であり、敢えて何万ドルもする高級オーディオと比較されてきました。KOIの研究室では、設計の成果を効果的に実演するために、マッキントッシュのアンプを用いたB&Wの大型スピーカー801とタイガーを競わせる二者比較を行っています。 KOIの人間心理音響学はすでに批評家の喝采を受けており、最近では、タイガー・システムが2001年ラスベガスのコンシューマー・エレクトロニクス・ショーで発明賞を獲得しました。

Tigerの感動的な性能は、バークリー音楽大学で演奏部門の音楽教室での採用にも及んでいて、2001年第2学期には60セットを超えるTigerシステムが用いられ、マランツ製アンプPAC750との組み合わせられ、KOI Tigerはバークリーの音楽教室に至高のサウンド環境を作っています。

(注:バークリー音楽大学ホームページより│現在すでに118セットが納入されている)

KOIスピーカー/超小型高音質HQドライバーの技術

HQドライバーの技術



KOIのHQドライバーはコーンの面積が20平方cm。フルレンジ再生が出来る世界最小の小型スピーカーです。

HQドライバー




重要な技術的成果



1.コンピュータ設計による無共鳴なコーン形状

KOI HQドライバーコーンの独特な形状は、高度に洗練されたコンピュータ・アルゴリズムの助けを得て開発されました。この形状が、通常の円形コーンに非線形的挙動をおこしてしまうコーンの共鳴を最小化し、歪みを非常に低く抑えるてフラットな再生を可能にするのです。



HQドライバー形状


2.13″≒5.41cm 2.26″≒5.74cm 1.39″≒3.53cm 1.50″≒3.81cm



2.放熱特許技術

ドライバーの音響出力は結局のところ電力をどこまで投入できるかにかかっています。そして、それは広帯域用の小型ドライバーほど大きな問題となります。KOIが特許を取得した放熱デザインは、最新の材料と革新的な物理構造を採用して、ボイスコイル稼働中の温度を減少させました。そのことによって、電力投入の能力を非常に増加させたのです。



3.コーン素材の研究


HQドラーバーの特徴として、コーン素材の最適化があげられます。それよって、理想的な音響伝播特性と質量対硬度比を獲得しました。



KOI HQドライバーの特長

KOI HQドライバーの性能は未曾有のものです。かつてはこんな小さなサイズで、こんなに高い音圧レベルで、こんなにフルレンジ再生することは不可能でした。スピーカーのサイズが小さくなるということは、これまでとは異なった製品設計や応用ができるだけでなく、点音源的効果によって音像が明瞭に強化されるのです。



HQドライバーはまた、広いレンジの音響スペクトル上での例外的にスムーズなレスポンスによっても特徴づけられます。そのうえ、すぐれたダイナミック・リニアリティを示し、このことが非常に低い歪みを導きます。これらの特徴によって素晴らしい音楽的な精度だけでなく、スピーチの著しい明瞭さをも実現できるのです。このスピーチにおける特徴はホームシアターやPAへの応用においても重要なファクターとなります。

人間心理音響学・HPAアンプモジュール


HPAアンプモジュール
KOIのHPAアンプモジュールには、人間心理音響学(HPA)を応用し、スピーカーシステムの音が人間の耳に正しく聴こえるように開発された、特許に基づく回路配線が組み込まれています。

技術的な特徴

例外的な空間効率の高さ

驚くほどコンパクト。

HPAアンプモジュール
(図にあるメジャーはインチ単位なので5.2インチとすると幅約13cmとなります。)



信頼性の高い設計

電力回路配線が効率よく作動するので、発熱が最低限度におさえられています。各HPAアンプモジュールは32個のパワーFET(電解効果トランジスター)を採用しており、そのことがさらに長期の信頼性を確かなものにしています。

傑出した再生能力

アンプの各チャンネルが20Hzから25KHzまでの全周波数帯域での再生が可能です。0.02%以下の歪みはサイズ、重量、価格が何倍もする高級コンポのアンプとも比較しうるものです。

頑健な作り

最新の耐衝撃・振動デザインによって、トラブルフリーな操作性、永い製品寿命が図られております。
それだけでなく、HPAアンプは出力側のショート、低-高-電圧条件、オーバーヒートからも完全にプロテクトされています。妨害や障害の可能性のあるトランジェント(信号の過渡現象)を抑えるためには電源オン/オフによるミュート機能が用意されています。

顕著なコストパフォーマンス

非常に複雑な設計にもかかわらず、最高のコストパフォーマンスと長期間の信頼性を達成するため、可能な限り信頼性を確かめた量産部品を採用しています。