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前列左からソニーオーディオ事業本部 佐藤氏、ビデオ事業本部 桑原氏(前列中央)、永井氏(後列中央)、オーディオ事業本部 金井氏(前列右)

　Blu-ray Discレコーダをはじめとする次世代DVD製品の好調な販売動向とともに、HDMI搭載のAVアンプに注目が集まっている。特に今シーズンのレコーダでは、ドルビーTrue HDやDTS-HD Master Audioなどの高音質コーデックのビットストリーム音声出力に対応するなど環境が整いつつあるため、AVアンプを手がける各社は、それらをそのままデコードできる新製品を続々投入。市場が盛り上がりを見せている。

　そんな中でも、「セット導入」が多く、クオリティに対する評判も高いのが、ソニーのBDレコーダー「BDZ-X90」(以下X90)と、AVアンプ「TA-DA5300ES」(以下5300ES)の組み合わせだ。それぞれの製品の開発と並行しながら、チューニングを進めてきたという、いわば「ソニーのおすすめセット」で、ソニーのAVメーカーとしての総合力をいかして、BDの高音質を引き出す試みともいえる。

　今回は、X90のチューニングを中心に、発売に向けてなにが行なわれたのか聞いた。そこからは、「デジタル伝送での劣化」とはなにか、ということが見えてきた。

BDZ-X90とTA-DA5300ESの両製品は、各製品の開発者が協力して音質チューニングを施した	BDZ-X90

■ 「ホームシアター向け」にセットでチューニング
　 すべてに手を入れたX90と5300ES

　「X90はホームシアター向け、ということで、製品化前に、5300ESとセットで、様々なチューニングが行なわれています」

X90の音質設計を担当した、ソニー ビデオ事業本部の桑原邦和氏

　X90の音質チューニングを担当した、ソニー・ビデオ事業本部の桑原邦和氏が、元々5300ESとセットで開発されていたことを明かす。チューニング作業は2007年3月から始まり、7月まで続いた。チューニングというとちょっとした調整のように感じるかもしれないが、X90のそれは、そういうレベルではない。HDMI回路の設計はもちろん、シャシーの構造からBDドライブのモーター、各部のグランド(アース)の取り方まで、「手が入っていないところはない」(桑原氏)というくらい「徹底」したという。

　「前機種のV7/V9は、BDの立ち上げを担うものであるため、音質のチューニングという意味では、追求しきれないところがありました。今回、X90は明確に“ホームシアター向け”という商品企画が行なわれていましたから、最初から時間をかけてクオリティを上げていきました」と桑原氏は語る。

　今回の取材では特別に、チューニング作業を始める前の初期設計版X90と、製品版X90を、それぞれ同じ5300ESと、三管式プロジェクターの組み合わせで比較視聴することができた。

　その違いは、驚くほど大きい。大げさではなく、音も絵も段違いなのだ。「Legends of Jazz: Showcase」(米国版)では、全域での音の押し出しがはっきりし、細々とした音のディテールがきっちりと聞こえてくるようになった。まるで音の数が増えたように感じるほど。

　映画ディスクでは「Immortal Beloved」(米国版。邦題:不滅の恋/ベートーヴェン)を使ったが、こちらでの違いも歴然としていた。ホールの残響音や奥行き、雑踏の環境音がしっかりと立ち、より臨場感が増していた。映像面でも、微妙な壁のディテール表現が見えるようになるなど、様々な面でプラスの効果が感じられた。

　ここで重要なのは、チューニングの中に「大幅なスペック変更」が含まれていない、ということである。デコーダーのスペックを変更したり、LSIを変更したり、といったことであれば、音質、画質面に大幅な変化が起こるのも頷けるところである。しかし、X90で行なわれたのは、そういったセット設計の大幅な変更を伴わない、ある意味ではアナログ的なチューニングの積み重ねである。

　たとえばシャシー。改修前のX90では、極端に言えば、一枚板をコの字型に曲げただけだった。製品版では、縁をさらに折り曲げて全体の剛性を高めてある。

　BDドライブのモーターは、よりパワーがあり、トルクの一定したものに変更された。このあたりは、PS3が同様のモーターを採用したことで高音質・高画質を実現していたことからフィードバックされたものである。今冬のBD製品のドライブは、主要部品をすべてソニーで内製したため、そういった変更も比較的容易だったようだ。

チューニング後(左)と、チューニング前(右)のBDZ-X90を比較視聴	シャーシの縁の折り曲げや、フロントパネルをネジでしっかり固定するなど、細かな設計変更を積み重ねて音質向上を図った

■ 「デジタル伝送の音質劣化」の正体は「時間方向」のゆがみにあった

　今回の試聴では、アンプまでの伝送はすべてHDMIによるデジタル伝送だ。当然、X90からの出力はすべてデジタルであり、アナログの時代のように、「微細なノイズで音質が変わる」ことはないようにも思える。しかし、「そんなことはない。むしろデジタルの方が、ノイズの影響は深刻かも知れない」と話す人物がいる。ソニー・オーディオ事業本部 第1ビジネス部門1部 主幹技師であり、「かないまる」の愛称でもおなじみの金井隆氏である。

　「デジタル伝送で音が悪い、と言われる現象には、ほぼ同じ理由があります。それは、“時間軸方向のぶれ”です」と金井氏は言う。デジタルデータは、すべて0か1で表される。しかしそれを伝送する段階では、アナログ時代同様、配線上を電流が流れていることに違いはない。特定の波形を流し、その上で、「電圧がある一定レベルを超えているか」を判断した上で、「0」と「1」が決まる。

【図】時間軸の揺れが音質に影響するという

　ところが、波形は常に理想的な矩形波(図上のような形状の波)というわけではない。特に、ノイズなどで波形が時間軸方向にゆがむと、図下のように、最終的な波形が崩れる可能性がある。崩れはあくまで非常に小さなものだ。音程が変わってしまうほどの変化ならば、復調時のエラー訂正などで補正され、回路設計中にも、大きな波形の乱れとして認識できるからだ。

　だが、いかに微細な差であっても、「人間の目や耳は積分的に(時間的な積み重ねで)音や絵を感じるため、最終的には違和感となって感じられる」(金井氏)のだという。HDMI関連では、よく「電源からのノイズに揺すられて音が悪くなる」という表現が使われる。金井氏によれば、この「揺すられる」という状況の正体が、時間軸方向へのずれなのだという。HDMIでの音声出力は、「音に力がない」「音が細い」と言われることが多かった。耳に「積み重ねて」感じる部分で細かな差異が積み重なった結果とすれば、頷けない話ではない。

　HDMI信号の時系列方向へのずれ、ゆがみは、各機器内だけではなく、各機器同士の間でも発生している、と金井氏は話す。「他の機器からのノイズが、電源を通って影響を与える可能性があります。特に、プロジェクターから出るノイズが、音に大きく影響してくるようです。またその特性も各機器で特性はまちまちなので、『つなぐテレビや、プロジェクタによって音が変わる』と言う評論家の方もいます」。

「絶縁トランス」の利用を推奨

　金井氏はこの問題を重要視しており、業界全体で取り組む必要性を感じているという。そんな状況を緩和するために金井氏が勧めるのが、「絶縁トランス」の導入だ。これは、電源に混入するアースループをカットし、他の機器がHDMIの信号に与える影響を出来る限りなくすためのものである。

　「買ってしまった機器に手を加えることはできません。ですが、このようなシンプルな工夫で音質を向上できるなら、試してみる価値はあるでしょう」と金井氏は言う。今回、X90+5300ESの組み合わせの他に、金井氏がボディなどに強化を施し、絶縁トランスをつけたPLAYSTATION 3(20GBモデル)と5300ESの組み合わせで、SACDの試聴も行なっている。こちらも、非常に豊かで聞き応えのあるものだった。

　「時間軸方向のぶれをなくす」という考え方でチューニングが施されたX90と5300ESのセットで、はっきりと理解できるだけの差が生まれていることを考えれば、この論に従ってチューニングを行なうことに「効果がある」ことは間違いなさそうだ。

　「いい音を追求する、という意味合いにおいては、アナログよりもデジタルの方がやっかい。くせの多い同軸やi.LINKでは完全に極めきれなかった部分もあります。HDMIも初期には、色々と問題がありましたが、どうすれば良くなるかがようやくわかってきた。HDMIでなら、相当良い音が出せると思います」と見通しを語る。

■ 「PS3＋3200ES」の開発から次機種「5300ES」へ
　 HDMI「for Audio」端子誕生の秘密

　そのような知見が得られた理由を金井氏は、「開発の段階から、プレーヤーとアンプ、両方があったからです」と断言する。今年行なわれた、X90と5300ESでのチューニングはもちろんだが、昨年の「TA-DA3200ES」においても、同じような「相棒」の存在があった。それはもちろんPS3だ。

　「3200ESの開発時は、HDMIできちんとアウトプットする機器がそもそもありませんでした。そんなときに、SCEで久夛良木さんがPS3を作っている、という話が聞こえてきたので、『開発用に何台か貸して欲しい』とお願いしたんです」。

　金井氏の依頼に応え、SCEからは、3台のPS3が貸し出された。これらは、SCEの外に出た初めてのPS3となったという。3200ESのチューニングはPS3をターゲットとして続けられ、また金井氏側からも、PS3開発陣に対し、音質向上のためのノウハウの提供やアドバイスを行なったという。

　PS3という相棒を得て、3200ESは、AVアンプとしては異例のヒット商品となる。それを受けて開発が始まったのが、5300ESということになる。

TA-DA5300ESの開発を担当したオーディオ事業本部 第1事業部門 佐藤氏

　5300ESの開発を担当したオーディオ事業本部 第1事業部門1部1課 エレクトリカルエンジニアの佐藤正規氏は、「まずは3200ESに、新設計のロスレス・デコーダーエンジンや電源トランスなどを搭載してテストするところから始めました」と説明する。X90とのコンビネーションによる開発は、このテスト機の段階からすでに検討が始められていたようだ。

　5300ESは、3200ESに比べ、様々な面で改良が行なわれた製品だ。AVアンプの操作画面というと、従来はブルーバックにドット丸出しの白文字を組み合わせた、簡素で見栄えのしないもの、というのが通例だったが、5300ESからは、3D表示能力の高いグラフィックコントローラを初めて採用し、より美しく、わかりやすい表示を実現している。

　このような工夫を行なった理由の一つは、HDMIをメインに据えた、「デジタル・ロスレス・マルチチャンネル」時代のAVアンプを実現するためである。3200ESと5300ESの最大の違いは、HDMIに対する力の入れようだ。3200ESでは2入力、1出力だったが、5300ESでは6入力、1出力へと変わっている。しかも注目なのが、一番左端の「入力6」に、「for Audio」と記載されていることだ。

　「入力1と入力6では、音質に顕著な差があります。ですから、音にこだわる入力はできるだけ6に刺していただきたい、という思いから、『for Audio』と表記したんです」と佐藤氏は語る。なぜ同じ端子なのに出力時の品質が異なるのか? これも理由は、クロックを汚す信号の「揺れ」にある。佐藤氏は次のように説明する。

　「入力6は、回路設計上、ノイズ源の影響をもっとも受けづらい位置にあります。5300ESでは、HDMIのレシーバーLSIを2つ使っているのですが、それぞれ、1番から3番、4番から6番に対応しています。おもしろいことに、LSI内部でも経路の違いにより音が違うんです。具体的に言えば、3・2・1の順にいい。変な話ですが、6つの入力を音質順に並べると、6・3・5・2・4・1となります」

　こういった特性はもちろん、X90やPS3とつなぎながら検証していく課程で判明したものだ。ここで気になるのは、「なぜ、一番使うであろう『入力1』を、今の入力6の位置にしなかったか?」ということだ。端子の名前はあくまで表記上のもの。最初から「もっとも高音質」なところを1にすればいい、と考えるのが自然である。

　「僕も、そう思ったんです。3200ESの時は音質のいい方が“入力1”だったので問題ありませんでした。ですから社内で、“5300ESでは順番を変えられないものか”と相談しました。でも、だめなようなんですよ」と佐藤氏は話す。

　「ソニーの内規上、“コネクタは背面から見て右から順に番号をつける”と決まっているんです。しかも調べてみると、社内製品間では矛盾がないほうがよいという品質保証的な理由がありました」。そんな経緯を知った金井氏が、変更の難しさを承知の上で逆順にしたいことを上司に相談したところ、「気持ちはわかるけど無理。表記を加えるとかでできない?」。そこで「入力6にfor Audioって書いちゃうってのは」と提案したら「おー、それは分かりやすい」とOKが出たと金井氏は笑う。

一番左の[HDMI 6]がfor AUDIO端子	回路設計や、HDMIレシーバーLSI内の配線により、音質が異なるという

■ ヒートシンクの「共振」すら問題にX90と5300ESではパーツも「共有」

　一言で「チューニング」と言っても、その内容はまちまちである。

　すでに述べたようにX90と5300ESのチューニングは、様々な点について行なわれている。前出のように、ボディ剛性の向上やドライブのモータートルク向上、アースの取り方を細かく変える、といった、オーディオに詳しい人ならば聞き覚えのあるものだけでなく、中にはちょっと変わったものもある。それが、処理を担当するLSIに貼られるヒートシンクの形状だ。

　チューニング前のX90には、PCなどでもよく見かける、同じ形状の突起が整列したタイプのものが使われていた。だが製品版に搭載されたのは、形状がわざと不揃いにされたものだ。櫛状のフィンの中央には丸い軸状の突起がつけられている。指ではじいてみると、鈍く耳障りで短い音がするだけだ。それに対し初期開発版に搭載されていたものでは、まるで鈴のように美しい音がする。「実は、いい音が出てはダメだったんですよ」と桑原氏は語る。

TA-DA5300ESの内部構造	BDZ-X90の内部構造

TA-DA5300ESに搭載した丸玉付きのヒートシンク。共振を起こさないよう、玉の位置もなだらかなカーブを描いている	BDZ-X90のヒートシンクも丸玉付きとした

　問題は、ヒートシンクのフィンが「共振」することだった。規則的に同じフィンが並んでいると、ヒートシンクはどうしても共振する。いい音がするのはそのためだが、共振するということは、本来起きるべきでない振動が起きる、ということでもある。

　金井氏はその弊害を次のように語る。「振動が入ると抵抗力が生まれ、チップに小さなソリが生まれます。そうすると、電気的特性も変わるんですよ。これがまたノイズの元になります」。

X90用のHDMI出力基板。上が音質チューニング前、下がチューニング後でAVアンプ用の音質コンデンサをX90にも搭載した

　問題は振動なのだから、その元である共振を止めればいい。となると、共振しないよう、フィンの形状を変えればいい、ということになる。

　実は、中央に丸い軸を入れた独特の形状は、金井氏がAVアンプのために「発明」したもの。製造コストを上げず、共振を抑えたヒートシンクになるという特徴を持つ。3200ESと5300ESに使われているヒートシンクと、X90に使われているヒートシンクは、どちらも同じ「丸軸入り」。このあたりからも、両者の連携が見えてくる。

　5300ESとX90で同じパーツが使われているのは、ヒートシンクだけにとどまらない。X90のHDMI出力用に使われているコンデンサも、AVアンプ向けに開発されたものを流用している。「非常に高価なパーツで、普通の家電ではなかなか使えないものなのですが、無理をいって使わせてもらいました」と桑原氏は語る。細かいところでは、本体のゴム足も、X90と5300ESは同じものになっている。これもチューニングの際に、「こっちの方がクオリティが上がる」との判断で「移植」されたものだ。

■ たんねんに進められた「かないまるルーム」でのチューニング

　チューニングと簡単に言うが、実際にはとても地道な作業だ。「全体に手を入れた」ということは、それだけチェックポイントが大量に存在する、ということでもある。手を入れるたび、音がどのように変わったのか、細かく確認しながら進める必要がでてくる。

スピーカー設定画面。直観的な操作が可能なGUIを搭載した

　チューニングが容易でないのは、X90だけの話ではない。5300ESも、また独自の難点を抱えていた。「特に大変だったのは、アップスケーラのチューニング」と佐藤氏は話す。5300ESには、GENESIS製のファロージャLSIが使われており、入力する全てのアナログ映像信号を1080pまでアップスケールできる。新LSIのポテンシャルを評価して採用を決めたものの、リファレンスデザインのバグ修正などに始まり、数々の修羅場を超え、開発の着手から約2年の歳月をかけて実装したという。

　「ファロージャのアップスケーラには、膨大なパラメータがあるんです。それをどう使うのか、どうプログラミングすべきなのか、というノウハウは、彼らと共同で作り上げていかなければなりませんでした。手探りでしたから、とにかく手間がかかりました」と佐藤氏は笑う。

　これらのことから、X90と5300ESのチューニング作業は、ともに困難を極めた。確認作業の多くは、金井氏のリスニングルーム、通称「かないまるルーム」で進められたのだが、「作業の時期は、彼らはほとんどこの部屋に出勤してきているんじゃないか、と思うほど。桑原、佐藤が、とにかく丹念に作業を進めていった結果が、製品の質に結びついていますよ」と金井氏も高く評価する。

　現在、X90は、店頭で品不足が続いている。また5300ESも同様で、販売はきわめて好調だ。製品が評価される理由は、「組み合わせて評価し、チューニングできる環境」を、同社が持ち合わせていたからといっていいだろう。

　「メーカーの総合力」という言葉は、月並みに感じるかもしれない。しかし、実に地道で、こまかな「人同士のつながり」が、確かな違いを生み出している。

□ソニーのホームページ
http://www.sony.co.jp/
□製品情報(BDZ-X90)
http://www.sony.jp/products/Consumer/BD/product/
□製品情報(TA-DA5300ES)
http://www.ecat.sony.co.jp/audio/avamp/products/index.cfm?PD=28723&KM=TA-DA5300ES
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(2007年12月14日)

[Reported by 西田宗千佳]

AV Watch編集部

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