報告

録音時の音の波面を再現するオーディオシステムの実装
Implementation of an Audio System that Generates Sound Wavefronts During Recording

橋本 昌嗣

冬木 真吾

HASHIMOTO Masatsugu

デジタルハリウッド大学大学院 教授 / 株式会社エヌジーシー 代表取締役社長 /北陸先端科学技術大学院大学 産学官連携客員教授
Digital Hollywood University, Graduate School, Professor / NGC Corporation CEO /Japan Advanced Institute of Science and Technology, Visiting Professor

青木 俊博

日本コロムビア株式会社 スタジオ技術部長
Nippon Columbia Co Ltd., Studio Engineering Department Director

斎藤 智秀

AOKI Toshihiro

SAITO Tomohide

株式会社エヌジーシー 社長付
NGC Corporation, CEO Staff

深い感性のテクノロジー研究会員
Deep Sensitivity Technology Study Group, Member

村田 義満

FUYUKI Shingo

宮原 誠

MURATA Yoshimitsu

NECフィールディング株式会社 執行役員
NEC Fielding,Ltd., Operating Officer

MIYAHARA Makoto

北陸先端科学技術大学院大学 名誉教授
Japan Advanced Institute of Science and Technology, Emeritus Professor

従来のオーディオ研究は、「鼓膜でどのように聴こえるか」を主にした研究であった。私たちは、「聴覚のみならず、知覚を経て得られる、感動」についてを視野に入れ、感性音響論として研究を進めてきた。聴覚、知覚を経て得られる感動を実現するには、私たちは、録音時の音の波面の再現を目指すことを考えた。それは、波面による鼓膜と皮膚への圧力とが一体となって、内臓、脳幹に伝わり生命の感性に訴えて、驚き、感激する音が伝達するというモデルである。私たちは、録音時の音の波面を再現するために、波面精度が nsecで必要であることを実験から得て、それを実現するためのオーディオシステムを実装した。その結果、職業や年齢、性別問わず、本オーディオシステムで試聴すると鳥肌が立つという現象が確認できた。さらに、「聴覚のみならず、知覚を経て得られる、感動」については、高い音楽知識を持つ方々にはもたらすことができた。

1. はじめにするオーディオシステムが理想とする音源は、ワンポイントステレオ

1.1 従来オーディオの研究

マイクで L.R が忠実に録音された音源である。
歌唱や演奏に乗せた気持ちを大切にするために、必ず通しで歌い、従来、「聴覚」は鼓膜で音がどう聴こえるかの物理であり、聴こえ方とその音の物理と知覚までは説明されている。従来オーディオは、編集は絶対に行わないというアーティストもいる [2]。私たちの感性

これに電気音響工学の理論が加わり成立している。

音響論に非常に近い考え方である。

1.2 私たちが目指す感性音響論

2. 音の波面を再現するオーディオシステムの提案「鳥肌の立つ音」とよく言われる。これは身体全体で音を感じている

2.1「波面を聴いている聴覚モデル」の提案
従来の、鼓膜で聴く「聴覚」は、鼓膜に 32 個の共振器があり、そことを示す、誰にでもわかる用例である。iPhone の登場により、多くの整流和（強度のみ）を聴いているというものである [3]。の人が聴く音楽は鼓膜のみになってしまった。その一方で、ライブや私たちは、新たに「波面を聴いているとする聴覚モデル」を提案した。

コンサートのニーズは年々増えており、私たちは、身体全体で音楽をそれは、波面による鼓膜と皮膚への圧力とが一体となって、内臓、感じることは、楽しく、感動することを本能的に知っている。
従来の周波数特性による音の研究にも限界や解明できない領域が脳幹に伝わり生命の感性に訴えて、驚き、感激する音が伝達されるある。例えば、指揮者がカッカッカッと靴音を立てながら現れ、演奏というモデルである。私たちの目指すオーディオシステムは、「鼓膜がはじまる前の一瞬の静けさの時に、鳥肌が立つこともあるからだ。

を主とした聴覚」ではなく「音楽が身体を通じ、突き動かす心象」まで

また、同様に、周波数特性だけが全てでないことは、SACD、DVD-視野に入れている。

Audio が普及しなかったことからも言える。これは、フォトリアルや2.2 音の波面写真よりも、荒い筆致のゴッホの絵画の方が心を揺さぶることと同義だと考える。近年、見直されているレコードのよさも同じものであろう。

従来のオーディオの手法と私たちの提案する手法を比較した、音の私たちは、聴覚のみならず、知覚を経て得られる、感動について波面のシミュレーションを実施した。図 1 の左側の従来のオーディオ視野に入れ、感性音響論として研究を進めている [1]。の設置方法では、スピーカーと聴者を正三角形に配置している。この場合、L.R のスピーカーからの球面波が干渉している [4]。右側は、

1.3 録音時の音の忠実な再現私たちが提案する手法で、スピーカーの背面の壁を使って波面がそ聴覚、知覚を経て得られる感動を実現するには、私たちは、録音ろうように配置した場合の波面である。平面波近似の波面がきれ時の音の波面の再現を目指すことを考えた。近年は、デジタル録音いに再生されているのがわかる。本手法に基づいて、聴空間の空気によりコンピュータ上で加工、編集され、録音時の音の波面が崩壊を振動させることにより、音圧に任せることなく、小さな音でも皮膚している音源もある。私たちが、実装した録音時の音の波面を再現で体感できる音場の再現に成功した。

©︎2022 Digital Hollywood University

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図1:音の波面のシミュレーション図（左図：干渉波面、右図：平面波面）

図2:音の波面を再現するオーディオシステム（Extra Hi System M Ver.III）

2.3 波面の発生精度

3.1 本オーディオの設計思想

音の波面を再現する実験を実施し、波面精度が nsec 単位で再生

私たちの提案する「音の波面を再現するオーディオシステム」は、されないと、被験者が感動しないことを確かめた。従来のオーディオ

いかにして録音時の音の波面と同じ波面を発生させるかという目的の手法では、スーパーツイーターを追加しても、ただ分量（スペクトのもと設計されている。

ルパワー）として追加されるだけで、効果に乏しい。波面に注目したセッティングによって、はじめて感動をもたらす音になる。

3.2 本オーディオの構成

また、波面を正確に作るには、波面の先頭の突発的瞬時信号の本オーディオは、アンプ、スピーカー、DA コンバータ、CD プレー再生が必須である。これは、私たちは、小澤征爾氏が「音楽には子音ヤー、単三 200V-100V 変換トランスからなる。アンプ部は、中・が重要」[5] とされていることと同義であると考えている。

高音アンプと低音アンプから成り、スピーカー部は、スーパーツイー

3. 音の波面を再現するオーディオシステムの実装されている。チャンネルディバイダー（CH. Divider）は、精細な時ター、中音ウッドホーン付きスコーカー、低音スピーカーから構成間再現を得て、本件の音質を得るために必須である。系統図を図 3

宮原の NHK 放送技術研究所、長岡技術科学大学、北陸先端科学に示す。

技術大学院大学での 50 年以上の研究生活を経て、図 2 の「音の波面を再現するオーディオシステム」の実装を行った [6]。アンプ等は製品のパネルをそのまま利用しているが、内部は作り直している。本システムは橋本が代表を務める株式会社エヌジーシーの会議室に設置してある。

図3:音の波面を再現するオーディオシステムの系統図©2022 Digital Hollywood University

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3.3 アンプ部について

図 5 に 示すよう に、 ツイーター の 大 理 石 上 点 指 示 設 置 方 法 は、アンプ部は、中・高音アンプと低音アンプで構成している。

マイクロメーターヘッドに乗せ、前後位置の調整を行う。さらに、音像アンプ等の筐体振動は、信号波形の歪（微細な時間信号を壊す）がぼけるので油粘土で防振した。Box は、単にスピーカーユニットとなり、最終的にスピーカーから発して波面を乱す。その対策には、を囲うのではない、resonator である。強固に作り、3 点支持を基本に、従来オーディオのような防振ゴムの支持では防止できない。そのた

図 6 のようにスピーカーは大理石盤上に設置している。

め、筐体の振動の節（ふし）の点支持が必須となる。これにより波面が正確になり、音場は明確に再現される。そのためにはしっかりした材料が必須であり、例えば、つまみはアルミの無垢の旋盤仕上げを実施している。
アンプに必要な nsec 精度の波面を伝える回路的条件は、CD プ
レーヤーでも同様である。それに加え、機械的可動体であるため、振動を発する。それによる信号のジッターは、時間精度：nsec を要求する。現状ではこの精度は一桁悪い。それでは驚き、感激する音にならない。本オーディオシステム（Extra Hi System M

Ver. III）

では、時間精度 nsec を追及していることから、その結果として、感動の波面、空気感が出る。アクチュエーターの動きには、グリスを使ってはならず、鏡面仕上げで、微小炭素粒子を使っている。
図6:スピーカーの大理石盤上での点支持設置方法

コンデンサー、抵抗は並列にしてはならない。伝搬速度が異なり波面を壊すからである。特に従来オーディオでは、電解コンデンサー

3.5 ケーブルの選択についての周波数特性が悪いからと、フィルムコンデンサーを並列にするが、ケーブルは、信号を伝達するので、電流が流れるのは当然で、そのこれは波面を全く考えておらずやってはいけない。なぜなら、電解電流が波面を運んで流れるイメージで選ぶ。そのため、製造時の銅コンデンサーとフィルムコンデンサーは著しく伝搬速度が違い、波形線 の 向きも進 行 方 向 に 合 わ せう る。 波 形 伝 送 ゆ え同 軸 型 がよく、をひずませ、波面をひずませるからである。結果的に空気感が出なくなるのである。

特性インピーダンスも考える。スピーカーコードに使っているモガミ

3.4 スピーカー部についてしている。

NEGLEX2804 は同軸型で、特性インピーダンスは 15 Ωのものを選定

スピーカーユニットの実験での最高精度相対的前後位置は 0.001

3.6 電源についてｍｍ、音速換算の時間精度は nsec に及ぶ。したがって、ウーファー、電源は 200V を 100V に変換し、利用している。

スコーカー、ツイーターの相対的前後位置は、総合波面を合わせる

自動車用バッテリーでの実験を実施したが、電源は安定するが、ために、0.001mm 精度を必要とする。従来オーディオのようにそ稼働時間は短い。

れらを同一バッフルに取り付けたのでは合成波面は合わなくなるのあらゆる装置は、電源投入時にショックが出る。したがって入力である。スコーカー、ツイーターはそれぞれ図 4 および図 5 のとお側から順次入れり設置している。また、不要振動をしないため、各ユニットは強固、安定したら次を入れることを推奨する。

精密な波面を出すために、メインアンプのパワートランジスターリジッドなものを必要とする。の動作電流を、従来型の 100 倍位の精度でセットしている。温度で、特性が変わるので、その動作電流をモニターしている。動作電流を、多めに流しているので、最適動作点からずれることとパワートランジスターを飛ばすことを防止している。

3.7 設置環境
本オーディオシステムは、本システムを設置した背面の壁面を利用し、平面波面を発生させる。図 2 のオーディオシステムの壁面の上部に、木片がぶらさげてあるが、部屋の水平エッジが音場の左右方向の広がりを狭くするのを防ぐためである。複数本使う。

4. 本オーディオシステムと相性のよい CD

図4:スコーカーの設置方法

4.1 本オーディオシステムと相性によい CD について
本オーディオシステムと相性のよい CD は、波面が自然で過度な加工をしていない CD、したがってワンポイントステレオマイクで録音されたものと相性がよい。本オーディオと相性のよい CD の例を次に示す。
(1) （アルバム名）Virtuose Celloromantik（レーベル）ORFEO（型番）LC 8175（トラック）Track1:ジャクリーヌの涙（製造販売元・年）ORFEO 日本フォノグラム 1988
(2) （アルバム名）WatermarkEnya（レーベル）WEA（型番）25P22465（トラック）Track8:イブニングフォールス、Track11:Na
Laetha Geal M'oige（製造販売元・年）ワーナーコミュニケー

図5:ツイーターの大理石上点支持設置方法©︎2022 Digital Hollywood Universityション 198941

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(3) （アルバム名）ベートーヴェン：ピアノ協奏曲第5番「皇帝」（レーベの中で、ヨーヨー・マにチェロを弾いてもらったシーンが蘇ったとル）LONDON（型番）F35L-50001（トラック）Track2：第二楽のコメントをいただけた。

章（製造販売元・年）made in W. Germany by Polygram, ポ

さらに、音楽の知見があり、普段楽譜も読んでいる東京藝術大学

リドール 1984の学生からは興味深いコメントが寄せられた。

(4)（アルバム名）CANTATE DOMINO/Oscar's Motet Choir（レー

声楽科の学生からは、「素晴らしいオペラの CD を聴いたとき、コンベル）Proprius Musik（ 型番）PROP 7762,PRCD 7762（トサートでまわりの声楽家の声と一体となり人生で数度しか体験したラック）Track9:Julsång (Christmas Song)（ 製造販売元・年）

ことのない感覚が蘇り、涙が溢れてきた」とのコメントをいただいた。

Proprius Musik AB Stockholm Sweden 1976 and 1985

また、尺八を専攻している学生からは、「これまで自分が聴いてい(5) （アルバム名）決定版ONDEKOZA/鬼太鼓座（レーベル）Victor

たオーディオシステムでは気づかなかった音が録音されていることに（型番）VICG-8042（トラック）Track3:弓ケ浜（製造販売元・

気づき、持参した CD が同じものだとは思えなかった」というコメン年）ビクターエンタテインメント 1991

トをいただけた。

(6) （アルバム名）Warm Breeze/Count Basie & His Orchestra

多くの方が本オーディオシステムの視聴後に鳥肌が立ったとの結果（レーベル）PABLO TODAY（型番）VDJ-2 8021（トラック）が得られた。その要因としては、音の波面の再現が実現できたこと

Track1,3,5（製造販売元・年）ビクター音楽産業（ジャズ）1981

により、空間の空気が振動し、身体全体で感じていることが考えら(7) （アルバム名）Hotel California/Eagles（レーベル）Geffenれる。また、私たちが目指す、「聴覚のみならず、知覚を経て得られRecords（ 型番）（トラック）Track6：Hotel California（製造販

る感動」については、高い音楽知識を持つ方々にはもたらすことが売元・年）1995できたと考える。

(8) （アルバム名）鬼平犯科帳/インスピレイション/津島利章,ジプ

6. おわりに

シー・キングス（レーベル）Epic（型番）ESCA 6357/STEREO,（トラック）Track28：インスピレイション（製造販売元・年）Sony

本稿は、宮原先生の弟子である、橋本、冬木、青木が先生の 50

Music Entertainment (Japan Inc.)/フジテレビ/松竹株式

年以上の試行錯誤から得られた経験・ビジョンに基づき、一緒に実会社 1997施した施策や実験内容を、宮原先生に敬意を表し、橋本を中心に、(9) （アルバム名）Alfred Brendel Mozart Piano Sonatas （レー弟子たちの視点からまとめたものである。冬木、橋本は、レコードベル）Philips（ 型番）412 535-2（トラック）Track 5：Adagio

会社での勤務経験があり、特に冬木は録音や音楽制作の知見をもと（製造販売元・年）1984に議論を重ねてきた。斎藤は、本オーディオシステムの評価を行う(10) （アルバム名）BACH Six Sonatas & Partitas For Violin

ために、楽譜を読み、演奏および歌唱経験のある東京藝術大学おUnaccompanied（レーベル）King Record（型番）K28Y 221/3

よ び 東京音楽大学の学生および卒業生を被験者とする実験の計画（トラック）Disc-Track9（製造販売元・年）キングレコード

および実施を行った。青木は、オーディオシステムの調整、本評価(11) （アルバム名）Gabriel Fauré/REQUIEM（レーベル）Deutsche

実験の準備、実施を行った。村田はオーディオ開発の経験より、特にGrammophon（型番）F35G20085（トラック）Track4（製造販

コンデンサーの選定および実装方法の議論、各種実験を実施した。

売元・年）Polydor KK 1986

宮原先生は、現在でも本オーディオシステムの改善、整備に取り(12) （アルバム名）it's time / michael bublé （レーベル）reprise組まれている。本オーディオシステムを体感したい方は、株式会社

records, WEA（型番）（トラック）Track 5:home, Track6: can't

エヌジーシーまでご連絡いただきたい。

buy me love（製造販売元・年）reprise records 2005
参考文献

4.2

CD の版について[1] 宮原誠、加藤俊一、『 深い感動を引き起こす音の再現に向けた心本オーディオシステムは、録音時の音の波面を再生するので、音の理物理的キー評価語の発見と新・電気音響―“漂うような空気感”、違いを明確に表現できる。本システムで試聴を行うと、同じ CD でも“胸にしみこむ”―』深い感性特集号、日本感性工学会学会誌(2011

海外でプレスされたもの、日本でプレスされたもので音が異なること年),129-133頁.

を明確に感じることができる。図 7 の Eagles は海外盤と国内盤では[2] テレビ朝日『関ジャム完全燃SHOW』(2022年7月24日放送)音が異なる。

[3] 樋渡 涓二:『 視聴覚情報概論』昭晃堂(1987年)[4] 宮原誠：『感性音響論 突破的オーディオ再生を求めて』静岡学術出版(2017年), 47-49頁[5] 小澤征爾×村上春樹、『小澤征爾さんと、音楽について話をする』、新潮社(2011年)[6] 宮原誠：蓮見智幸、国藤進、日比野靖：『未来 映像・音響の創作と双方向臨場感通信を目的とした高品位Audio-Visualの研究（JSPSRFTE97P00601）報告書』、日本学術振興会報告書(2001年12月)

図7:海外盤と国内版で音が異なるEaglesのCD

5. 本オーディオシステムの評価
本オーディオシステムの試聴会を理工学系研究者、オーディオメーカーのエンジニア、東京藝術大学等の学生向けに実施した。
職業や年齢、性別問わず、本オーディオシステムで試聴すると鳥肌が立つという現象が確認できた。特に、鳥肌の出現率が高い CD は、4.1 中の「決定版 ONDEKOZA/ 鬼太鼓座」であった。
博報堂のヨーヨー・マのコンサートの担当者だった方からは、部屋©2022 Digital Hollywood University42

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