商品情報・ストア Feature 業界最高クラスノイキャンとソニー初、ハイレゾ音質完全ワイヤレス さらなる静寂を実現する『WF-1000XM4』

開発者INTERVIEW(開発者インタビュー)

業界最高クラスノイキャンとソニー初、
ハイレゾ音質完全ワイヤレス

さらなる静寂を実現する
『WF-1000XM4』

高音質・ノイズキャンセリング機能・
スタミナ編

2019年に発売され、優れたノイズキャンセリング性能や高音質で、音にこだわるファンからも高い評価を集めた完全ワイヤレスヘッドホン『WF-1000XM3』。その後継モデル『WF-1000XM4』は、これまでソニーに寄せられた多くの声や社会情勢の変化を踏まえて生み出された、新時代のための製品です。ここでは、『WF-1000XM4』の開発に携わった7名の開発担当者たちが、どのような声や想いを受けて製品を作りあげていったのかを前編・後編の2回に分けてたっぷりと語ります。

前編はノイズキャンセリング性能と高音質、そして接続安定性などといった、完全ワイヤレスヘッドホンの基本性能の向上について解説します。

MEMBER

商品企画担当
商品企画担当
本坊
音響担当
神田
デザイン担当
大西
機構設計担当
小澤(リモート参加)
技術担当
床爪
プロジェクトリーダー
坂根
POINT 01

3つの“新開発”で
ノイズキャンセリング性能を強化

まずは、『WF-1000XM4』がどのようなコンセプトで開発されたのかをお聞かせください。好評だった先代モデル『WF-1000XM3』をどのように進化させたのでしょうか。

辻:『WF-1000XM3』は、ソニーがヘッドバンド型の製品で長年培ってきたノイズキャンセリング技術を盛り込んだ完全ワイヤレスヘッドホンです。その高いノイズキャンセリング性能に対しては、多くのお客さまからご好評いただきました。そうした高評価を受け、今回の『WF-1000XM4』ではより上質な「最高の音楽体験」をお客様にお届けすべく、より一層の静寂と高音質を追求。さらに通話時や運動時など、さまざまなシチュエーションにおいても「ストレスフリーで先進的なリスニング体験」をお届けすべく、多くの工夫を凝らしています。

本坊:具体的には、さらなる静寂な世界を目指し、新しいプロセッサー、ドライバーユニット、イヤーピースを開発し、低域から高域までノイズキャンセリング性能を向上させました。これにより、さまざまな場面で、これまで以上の静寂さをもって音楽や動画をお楽しみいただけるようになっています。

では、まずプロセッサーの進化についてお話しください。

神田:『WF-1000XM4』に搭載されている新開発の「統合プロセッサーV1」は従来より処理速度が向上しています。高い周波数のノイズは時間に対して音の波の変化が速いため、打ち消すには高速にノイズキャンセル信号を生成しなければならないのですが、統合プロセッサーV1はこうした高い周波数のノイズをより打ち消すことができるようになりました。

ドライバーについてはどのように進化していますか?

神田:ノイズキャンセリング機能でノイズを打ち消すには、ノイズ相応のキャンセル信号を再生できることが必須となります。そこで『WF-1000XM4』では、ドライバーユニットの再生能力を高めるために、音を発する振動板と駆動力の源であるマグネットを刷新しました。振動板にはこれまでも追従性に優れたハイコンプライアンス化した振動板を採用していたのですが、ドーム部とエッジ部の比率を見直すことで、より柔らかな、応答性に優れたものにしています。マグネットは体積を20%増やすことでより駆動力を高めました。これらの工夫によって低域の再現力、ノイズキャンセリング性能が向上しています。

イヤーピースについても聞かせてください。

小澤:『WF-1000XM4』には独自開発のポリウレタンフォーム素材を使用した新しい「ノイズアイソレーションイヤーピース」を同梱しています。このイヤーピースではポリウレタンフォーム素材特有の追従性によって、優れた遮音性能の実現と装着安定性の向上を両立させています。高音域の遮音に加え、柔らかいポリウレタンフォームの内側に弾性材料で笠構造を形成することで発泡部と空間部の変形を最適化し、耳にスムーズに装着できるようにしています。

坂根:このイヤーピースはS、M、L、3つのサイズが同梱されますが、どのサイズが適正か分からないという声を受けて、専用スマートフォンアプリ「Headphones Connect」を使った適正サイズ診断が可能になりました。アプリの指示に従うだけで、耳穴の密閉に効果のあるものを教えてくれるので、ぜひお試しください。

プロセッサーで高域の、ドライバーで低域のノイズキャンセル性能を改善し、さらにイヤーピースで遮音性を高めているのですね。これによるノイズキャンセリング性能の向上は、具体的にはどういったシチュエーションで効果を感じられますか?

神田:全帯域で性能が上がっているので、あらゆるシチュエーションで違いを感じていただけるはずです。人の声のような高い周波数を含む騒音に対しても改善しているので、オフィスやカフェなど人の多い環境でもこれまで以上の静けさを提供できるようになりました。

そのほか、ノイズキャンセリング機能関連で強化されている点はありますか?

神田:音楽を聴きながら、周囲の音も聞き取りやすくする外音取り込み機能を改善しました。『WF-1000XM4』は、ここまででお話ししたノイズキャンセリング性能向上によって遮音性が大きく高められているのですが、信号処理のアルゴリズムを改善し、特に高域をこれまで以上に取り込むことでヌケ感のある自然な聞こえ方になっています。

POINT 02

ハード・ソフト両面の進化で
待望のハイレゾ再生に対応

続いて音質の向上についてお話を聞かせてください。『WF-1000XM4』ではこの点においてどのような進化を遂げていますか?

辻:ソニーは、これまでの製品作りにおいて、小さな筐体だからといって妥協することなく、音楽本来のクリアで自然な音をお届けすることを大切にしてきました。もちろん『WF-1000XM4』においてもこの精神に変わりはありません。中でも特に大きな挑戦となったのは、ワイヤレスでのハイレゾ音質再生対応を左右独立完全ワイヤレスヘッドホンで実現したことです。

また、好評だったCDやMP3などの圧縮音源の高音域を補完してハイレゾ級の高音質で楽しめるようにする「DSEE HX」を、より高性能な「DSEE Extreme」に刷新。これらの機能強化によって、これまでヘッドバンド型の製品でしか実現できなかった高音質体験を、完全ワイヤレスヘッドホンでも提供することができています。

こうしたハイレゾ級の音楽体験をどのようにして実現したのか。まずは、ハードウェア面でどういった改善があったのかを教えてください。

神田:音質のチューニングをかなり念入りに行っています。バランスの取れた音、自然な聞こえ方を目指して、かなり細かい調整を繰り返しました。その上で、ノイズキャンセリング性能向上のところでお話しした、プロセッサーとドライバーユニットの機能向上が音質向上にも寄与しています。統合プロセッサーV1は処理速度向上だけでなく、A/Dコンバーター、D/AコンバーターのS/N比も改善されており、これによって音の解像感が向上しました。また、ドライバーユニットの再生能力向上によって低域の質感についても改善されています。さらにマグネット大型化による駆動力の向上で小型ながらダイナミックな音を再生できるようになりました。その上で、高域の音質向上についてはソフトウェアによる改善が大きいですね。

なるほど。では、ソフトウェア面での音質向上についても聞かせていただけますか?

床爪:大きな進化点として、ソニーの完全ワイヤレスヘッドホンとして初めてLDAC*1(エルダック)に対応*2しました。LDACはソニーが開発したBluetooth向けのオーディオ伝送技術で、従来方式*3と比べて最大3倍の情報量(伝送帯域)を使って、より高品位な音声データを届けられるようにしたものです。これによってハイレゾ音源の高品位サウンドを完全ワイヤレスヘッドホンでも楽しめるようになりました*4

*1 https://www.sony.co.jp/Products/LDAC/
*2 LDACを利用するにはAndroidスマートフォンやウォークマンなどLDACに対応した機器が必要です。また、WF-1000XM4でLDACを使用するにはスマートフォンアプリ「Headphones Connect」から操作が必要です。
*3 Bluetooth A2DPのSBC (328kbps, 44.1kHz時)
*4 ハイレゾコンテンツをLDACコーデックで最大転送速度990kbpsで伝送する場合。

LDACではどのようにして高音質な音をワイヤレス伝送しているのですか?

床爪:ハイレゾ音源をそのままワイヤレスで送ることはできないので、伝送前に音を圧縮する必要があります。この際、LDACでは原音の聞こえ方をなるべく損なわないようにデータを圧縮。人間の聴覚の分解能が周波数帯域によって異なることに着目し、周波数帯域ごとに適切な情報量を割り当てることで、データ量を圧縮しつつも聞こえ方はほとんど変わらないようにしています。

それはうれしいですね。ちなみにLDACではハイレゾではない音源を再生した場合にも効果を感じられるのでしょうか?

床爪:はい、充分に違いを感じていただけるはずです。そして、その上で『WF-1000XM4』には、ハイレゾではない一般的な圧縮音源をヘッドホン側でハイレゾ相当の高解像度音源にアップスケーリングする「DSEE Extreme」という機能も搭載しています。

「DSEE Extreme」では、どのようにして高音質化を実現しているのでしょうか?

床爪:「DSEE Extreme」では、AI技術を駆使して再生している音をリアルタイムに解析し、曲の情景に合わせて最適なアップスケーリングを行います。その結果、ボーカルの声を美しく響かせつつ、同時に迫力のある打楽器の音も表現できるようになりました。

「DSEE Extreme」はどういった楽曲で違いを感じやすいですか?

床爪:一般的なポップス楽曲でも充分にご体感いただけると思います。

POINT 03

小型化したにも関わらず
同等以上の接続安定性を実現

完全ワイヤレスヘッドホンでは通信の安定性が利用感に大きな影響を及ぼします。先代モデル『WF-1000XM3』はこの点でも好評でしたが、『WF-1000XM4』ではいかがでしょうか?

辻:かつて、まだ完全ワイヤレスヘッドホンが登場したばかりのころは「音飛びがする」「頻繁に途切れる」と言われがちだったのですが、『WF-1000XM3』では左右同時接続方式を採用することで、接続安定性を抜本的に改善することができました。もちろん、『WF-1000XM4』でもこの点は重視しており、『WF-1000XM3』の成功に満足せず、さまざまな工夫を盛り込んでいます。

その「さまざまな工夫」について聞かせてください。

坂根:アンテナはなるべく人体から離れた、耳から飛び出した場所に置かねばなりません。電波は人体に吸収されやすいので、あまりに奥まったところにあると通信安定性が損なわれてしまうためです。そうすると人体から一番離れている部分の一番外側、トップ面にアンテナをレイアウトするのが最も理想的なのですが、『WF-1000XM4』ではここにタッチセンサーも配置しなければならないので、これを両立させるための工夫が必要でした。『WF-1000XM4』が『WF-1000XM3』と比べて大幅に小型化している中、これを実現するのは大変でしたね。

どのようにして実現したのかを教えていただけますか?

坂根:レーザーを用いて樹脂部品に回路パターンを形成するLDS(Laser Direct Structuring)という工法を用いて、タッチセンサー部をうまく利用・共存するかたちで同じ場所にアンテナを組み込みました。もちろん簡単な話ではなく、シミュレーションと試作検討を繰り返し、高いアンテナ性能を追求しています。

さらに、音途切れをさせないように、通信の最適化を図り、接続の安定性を図っています。これにより、ビットレートの高いLDACも楽しめる様になりました。

POINT 04

ノイズキャンセリングONでも
最長8時間のスタミナ駆動

しかし、ここまで高性能・多機能で、しかもコンパクトということになると、バッテリー駆動時間が気になります。『WF-1000XM3』ではノイズキャンセリングONで最長6時間の音楽再生が可能でしたが、『WF-1000XM4』はどのくらい使えるのでしょうか?

本坊:『WF-1000XM4』ではノイズキャンセリングONで最長8時間の音楽再生が可能です。充電ケースと合わせて使用することで、一日中音楽を楽しみたい人や、長時間のテレワークでもバッテリーが切れることなくずっとお使いいただけます。

*1 完全ワイヤレスモデルはケース充電を含む。コーデックはAAC。DSEE Extreme/イコライザーの搭載モデルはOFF設定時、またその他機能は全て初期設定時。
*2 コーデックはAAC、ノイズキャンセリング機能ON時、DSEE Extreme/イコライザー搭載モデルはOFF設定時、またその他機能は全て初期設定時

なんと、減るどころか延びているんですね。これはどのようにして実現したのでしょうか。バッテリーサイズが大きくなっているのですか?

坂根:バッテリーの大きさ自体は従来モデルとほとんど変わりません。ですが、より高容量のものを開発することで長時間再生を実現しました。そのほか、新開発プロセッサV1の進化による消費電力低減も長時間再生に貢献しています。

そして付属の充電ケースがものすごくコンパクトになりましたね。

小澤:充電ケースの小型化は、『WF-1000XM3』ユーザーから多く要望が上がっていたこともあり、かなり力を入れました。無駄な空間をいかに減らしてデバイスをレイアウトしていくかを早期からデザイナーも交えて検討し、無駄を徹底的に省いています。その結果、本体バッテリー+充電ケース内蔵バッテリー合計で最長24時間の音楽再生を維持し、新たにワイヤレス充電対応を追加したにも関わらず、約40%もの小型化に成功しています。

大西:ほとんど立体パズルでしたよね(笑)。充電ケースはコンパクトさと同時にワイヤレス充電対応も求められたため、充電パッドの上に置けるフラット面を持つ形状にする必要がありました。その上で、持ちやすさとか、お尻や胸のポケットに入れやすい曲面や形状を何パターンも試しています。特にポケットへの入れやすさは要望がとても多かったということもあってこだわりました。

小澤:また、『WF-1000XM4』の新しい本体形状も充電ケースの小型化に一役買っています。耳から前に飛び出す部分が大きいとケースに無駄な空間が生まれてしまうのですが、『WF-1000XM4』は本体形状が耳の中に収まる形状に変わったことで、投影サイズが小さくなり、レイアウトを最適化することができました。

新搭載されたワイヤレス充電機能についても教えてください。

坂根:『WF-1000XM4』では「Qi(チー)」というワイヤレス充電の標準規格に対応しており、市販のQi対応充電パッドの上に乗せていただくことでケーブルを繋ぐことなく充電することができます。これによって毎日の充電がより手軽に行えるようになっただけでなく、忙しい時の継ぎ足し充電などもサッと行えます。その上で『WF-1000XM4』は「おすそわけ充電」にも対応。先日発表された『Xperia 1 III』など、最新の対応スマートフォンのQiコイル部分(『Xperia 1 III』の場合、背面中央)に充電ケースを置くことで、スマートフォン側のバッテリーを使って『WF-1000XM4』を充電できます。

USB Type-C端子を使った有線充電時には3時間で満充電が可能です。


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静寂は、圧倒的な音質を求めた。
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