ズラッと並んだ耳型。ソニー社内にはなんとこれが500個以上ストックされている

　ソニーのヘッドホン開発部隊にはちょっと妙なものがある。それは非常にリアルな形をしたピンク色の耳型。シリコン製なので、触った感じもかなり不気味にも感じられるのだが、多種多様な形の耳型がなんと500個以上もあるのだ。

　この耳型はすべて実際の人の耳をかたどったもの。ソニー社内にはこれら耳型を作成する「耳型職人」なる称号が存在している。代々続いてきた匠のワザは、5代目耳型職人である松尾 伴大氏が受け継ぎ、現在も月に1つ程度のペースで耳型を作っている。といっても、松尾氏の本職はソニーのPI&S事業本部1部2課所属のヘッドホンの音響設計のエンジニア。耳型職人は正式な役職というわけではなく、エンジニアの自主的活動となっている。

ソニー パーソナルエンタテインメント事業部 ヘッドホン技術担当部長 投野 耕治氏

　ソニーのヘッドホンの歴史はドライバーユニットの歴史と二人三脚で歩んできたといってもいい。ソニーヘッドホンの多くに関わってきた投野耕治氏は、とりわけアウトドアで使用するタイプのヘッドホンにおける、ドライバーユニットいう「パーツ」と、ヘッドホンという「プロダクト」、その切っても切り離せない、緊密な関係について語る。

　1979年に初代ウォークマンが発売された際、同時に発売されたヘッドホンが「MDR-3」だ。これこそが、ソニーのポータブルヘッドホンの祖といっても差し支えない。23mm径というサイズのドライバーユニットを採用し、これまでにない軽量さを実現したMDR-3は、外出時にも気軽に持って行けるコンセプトで人気を博した。

ソニー初にして世界初の市販ノイズキャンセリングヘッドホン2機種。左がインナーイヤー型の「MDR-NC10」、右がオーバーヘッド型の「MDR-NC20」

　ヘッドホンは、基本的にアナログ技術の産物だが、そこにデジタル技術が組み合わされることにより、驚くほどの可能性が生まれる。その一例が、ノイズキャンセリング・ヘッドホンの進化だ。

　今でこそそのコンセプトが理解され、量販店などでも普通に購入できるようになっているノイズキャンセリング・ヘッドホンだが、もともと飛行機のファーストクラス用のシステムとして開発され、はじめて世に出た当初は業務用に販売されているのみであった。

　そんな中、ノイズキャンセリング・ヘッドホンの開発に取り組みはじめたソニーは、1995年に世界初の「市販の」アナログノイズキャンセリング・ヘッドホン「MDR-NC10」と「MDR-NC20」を世に出した。非常に画期的なヘッドホンではあったが、当時はあまり一般に受け入れられず、ノイズキャンセリング・ヘッドホンという存在の認知度すら上がらなかったのが実際のところだった。

ソニー パーソナルエンタテインメント事業部1部 主任技師 角田 直隆氏
世界初のデジタルノイズキャンセリング・ヘッドホン「MDR-NC500D」

　ノイズキャンセリングの基本的な考え方は、昔も今もほとんど変わらない。ヘッドホンの外部から来る音（＝ノイズ）の逆相の信号を生成し、ノイズにぶつけ、ノイズを打ち消してしまうという発想だ。

「ただ、一言で逆相といっても、実はそれほど単純なものではありません。ヘッドホンを耳に装着すると、ヘッドホン自体によって外からの音はある程度遮断されるので、実際に耳に聞こえるノイズとヘッドホン内蔵のマイクが感知するノイズは異なるものになります。こうした耳栓効果の影響を考慮した逆相信号が必要となるのです」(ソニー 角田 直隆氏)

　「MDR-NC10」や「MDR-NC20」などのアナログノイズキャンセリング・ヘッドホンでは、この逆相信号をアナログ回路で生成させていたのだが、そこには大きな問題があった。

　「より良いキャンセル性能を得るために必要な高精度の逆相信号をアナログ回路でつくり出すためには、非常に大規模な回路が必要となり、サイズが大きくなってしまいます。しかも、この大規模回路が逆にノイズ源になってしまうという問題を抱えてしまう。さらに言えば、素子の性能のバラツキも無視できないのです」（角田氏)

　どうすればより効率的で高性能なノイズキャンセルが行えるのか？ そこで登場した発想が、これまでのアナログ回路による処理ではなく、デジタル信号処理によってノイズキャンセリングを実現しようというものだ。デジタルによって逆相信号を生成すれば、最小限の回路設計で済み、なおかつどんな状況でも正確な信号を作り出せるというメリットがある。

　デジタル処理によるノイズキャンセリングのために、まずDNC（デジタルノイズキャンセリング）ソフトウェアエンジンの独自開発が行われた。しかし、そのソフトウェアエンジンを実際に採用するためには、ハードウェアの高性能化と小型化が必要だった。

「90年代前半からデジタルでのノイズキャンセリングには取り組んでいましたが、やはりDSPの大きな処理パワーが必要となります。当初はヘッドホンの外部にラックマウントの機械2台をつなげてなんとか実現していたほどで、持ち歩くなどということは非現実的なことでした」

　ソニーは、DNCに最適化した小型DSPの開発に取り組み、同時にDNCアルゴリズムのハードウェア制御など、ソフトウェア側の最適化も推し進めていった。そして2008年、ついに世界初のデジタルノイズキャンセリング・ヘッドホン、「MDR-NC500D」の誕生に至る。

　MDR-NC500Dは、デジタル処理により従来機種に比べノイズキャンセリング性能を大きく向上させていた。また、角田氏が当初からこだわった音質の面でも、大きく底上げがなされた。

　そもそも音質がいいとはどういうことなのか？ 角田氏は「音質の三要素は周波数特性、ダイナミックレンジ、S/N比です」と語る。ノイズキャンセリング処理というのは、極論すると、S/N比を向上させて音質を良くしよう、という取り組みだ。では、周波数特性に関してはどうか。

　たとえば、ノイズキャンセリング・ヘッドホンがキャンセルしなければならないノイズには、低音が多く含まれている。それらを限られた電力で効率良くキャンセルするためには、必然的に低音域で感度の高い音響設計としなければならないが、このままでは低音に偏った音質となってしまう。ノイズキャンセリングのデジタル処理によるメリットのひとつは、こうしたノイズキャンセリング・ヘッドホンならではの音響特性をはじめとした周波数特性の崩れをデジタルのイコライザー回路によって補正することで、自然な音質を実現できることなのだ。

デジタルイコライザーによって安定した音響特性を実現できる

　さらにMDR-NC500Dには、周囲の騒音の状況に合わせてノイズキャンセリングのモードを自動で切り替えするAIノイズキャンセリング機能が搭載された。こうしたインテリジェントな機能は、まさにデジタル処理なくしては実現不可能な特長であった。

ノイズキャンセリング採用の現行機たち。最新のXBA-NC85D（右下）は、インナーイヤー型ながらついに電池ボックスが無くなり、取り回しが大幅に便利になった
最新のXBA-NC85Dにおいて、一体何が小型化に寄与しているか、端的に理解できる写真がこちら。まず、電池ボックスに搭載されていた単3型乾電池は、充電式バッテリーとなりハウジングに内蔵された（上段）。次に、ドライバーユニットは小型のバランスド・アーマチュア・ドライバーユニットとなった（中段）。そして外部のノイズを拾得するマイクは、超小型のMEMSマイクを新たに採用（下段）。いずれの要素も劇的な小型化に貢献している

　その後、MDR-NC500Dの基本的な機能は後続の製品に受け継がれ、世代を重ねることによってノイズキャンセリング性能は向上していった。そして、ノイズキャンセリング・ヘッドホンの最新機種、「XBA-NC85D」では、「小型化」の面で長足の進歩を遂げている。

「MDR-NC600Dの消費電力は230mW程度で、それを維持するためには、大きなバッテリーが必須でした。ちなみに、この230mWの大半をDSPが消費していました。しかし最新のXBA-NC85D用に独自開発したDSPでは、消費電力はたったの3mW。その進化はすさまじいです。しかも、XBA-NC85Dは左右それぞれのハウジング内にDSPが1つずつ搭載され、よりノイズキャンセリング効果を高めているのです」（角田氏）

　このようにコンパクトで、かつ高音質に進化してきたノイズキャンセリング・ヘッドホンだが、長期的な視野でみれば、まだまだ追い求めるものはいろいろあるという。

「当然のことながらノイズキャンセリング性能をさらに高めるとともに、価格的にももっと安くしていきたいと思っています。またさらなる低消費電力化を実現させ、バッテリーを今以上に小型化、長寿命化を実現させていきたいですね」（角田氏）

　デジタル技術はヘッドホンの可能性を大きく広げることができる。アナログ回路からデジタル処理に移行したことでその性能を大きく向上させたノイズキャンセリングヘッドホンはまさにその一例だ。

　一方で、デジタルなくしてはありえなかったヘッドホンがある。それが、デジタルサラウンド・ヘッドホンだ。ヘッドホンという、物理的には2chのオーディオ機器で、擬似的に多チャンネルのサラウンドを実現するデジタルサラウンド・ヘッドホンは、まさしくデジタル処理の進化が生み出した寵児といえる。

　今後も、デジタル技術がヘッドホンにもたらす革新を期待していきたいところだ。

2008年に発売の「DRC-BT15」と「DRC-BT15P」は、やはり当時最新のBluetooth Ver2.0 +EDRへの対応をいちはやく実現、最大3Mbppsでの伝送に対応（写真はDRC-BT15P）

　2007年にはヘッドバンド式の「DR-BT50」「DR-BT22」、ネックバンド式の「DR-BT21G」、業界初のSCMS-T対応を実現したバリエーション豊かな機種を次々に投入。また、「DR-BT30Q」と「DR-BT20NX」もSCMS-T対応したアップデートモデル「DR-BT30QA」と「DRBT-25NX」となった。SCMS-Tとはデジタル音声の不正コピーを防止する機構であり、これに対応させることでワンセグ放送の音声伝送を実現したのだ。

　そして2008年にはBluetooth Ver 2.0 +EDRへの対応を実現した「DRC-BT15」、「DRC-BT15P」をリリース。リリース間もない対応Bluetoothチップを実装した製品で、伝送速度が従来の1Mbpsから、最高で3Mbpsへとスピードアップしたため、従来より音切れしにくく、消費電力の点でも貢献するようになった。

ソニー パーソナル イメージング＆サウンド事業本部 パーソナルエンタテインメント事業部1部2課 シニアエンジニア 高橋 敏氏

　では、なぜソニーはこうまで早くBluetoothの最新仕様に対応することができるのだろうか？ この点についてBluetoothヘッドホンの開発に携わる高橋 敏氏は、「他社との違いはハード、ソフトともわれわれ自身で設計を行っていることが大きいと思います。またBluetoothの場合、接続相手である携帯電話と実際に繋がってはじめて使えるものです。そのため、日本の携帯電話はもちろんのこと、海外の携帯電話との接続検証も徹底的に行い、こうした携帯電話が発売される前の開発段階の状態で接続性を確認しています」と語る。

　そういったこと可能な裏側には、Bluetooth関連製品を開発するメーカーによって構成される「Bluetooth SIG(Special Interest Group)」が開催する「アンプラグフェスタ」というイベントの存在がある。北米、欧州、アジアと基本的に年3回のペースで開催されているが、2006年ごろから高橋氏を中心としたソニーのヘッドホン開発チームは毎回参加しているのだ。

「アンプラグフェスタは業界団体の集まりで、技術動向を確認し合いながら、エンジニア同士が話し合いをしつつ、接続性を高めていこうというものなので、回数を重ねるごとにお互いだんだん親しくもなっていきます。発表前の製品をここでテストしつつ、その後も積極的に情報交換を行っているからこそ、最新の技術、最新の規格を取り入れた製品をリリースしていくことができたのです」（高橋氏）

　2009年にはBluetooth Ver2.1+EDRの対応を実現した「DR-BT100CX」と「DR-BT101」をリリース。ペアリング時のパスキー入力が不要となり、使い勝手を大幅に向上させている。そして2010年には「DRC-BT60」、「DRC-BT60P」を発売。リモートコントロール規格であるAVRCP Ver1.3にも対応し、再生やストップ、早送り、巻戻しといった操作の使い勝手を向上させたのに加え、ＦＭラジオ、有機ELディスプレイを搭載した。

「DR-BT100CX」ではBluetooth Ver2.1+EDRに対応した	「DR-BT101」。Bluetooth Ver2.1+EDRに対応。意外に種類が少ないオーバーヘッド型ヘッドセット	「DRC-BT60」、「DRC-BT60P」はAVRCP Ver1.3対応、FMラジオ、有機ELディスプレイ表示など多機能さで人気を集める（写真はDRC-BT60）

そして、バランスド・アーマチュア・ドライバーユニット搭載の最新機種、「XBA-BT75」では、Bluetooth Ver3.0に対応した新たなチップを採用するとともに、AVRCP Ver1.4にも対応し、携帯電話と連携した際の操作性をさらに向上させているのだ。

音質や使い勝手を追求しつつも、個人の生活スタイルに寄り添ったコンセプトが求められてくるBlueetoothヘッドホン。最新の「XBA-BT75」では、ハウジングへのバッテリー内蔵、予備バッテリー内蔵キャリングケースからの充電機能など、ユニークな特長で見事、それに応えている

　世の中でのスマートフォン需要の高まりとともに、Bluetoothに対応した機器の数は急速に増えてきており、Bluetoothヘッドホン／ヘッドセットのニーズも高まってきている。

「今後、携帯電話側が直接MP3やAACなどの圧縮オーディオを直接飛ばしてくれるようになれば、ヘッドホン側でこれをコーデックすることが可能になり、ワイヤードのヘッドホンと同等かそれ以上の音質の実現も可能になるのではと考えています。ソニーとしては今後も新しい規格に対応していくと同時に、さらなる音質の向上にもチャレンジしていきたいです」と高橋氏。今後のBluetoothの規格の発展と同時にソニーがすぐに展開するヘッドホン／ヘッドセットの機能や性能が楽しみだ。