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タイムアライメントについて、なんとなくシリーズ物のような連載になってしまったが、最後はサブウーハー編である。サブウーハーのセッティングでよく聞かれることとして、

1) 後ろにあると、低音が遅れて聞こえる
2) 遅れて聞こえる分、TAで補正しなければならない

などの意見をよく目にする。ま、よほど大きな車でもない限り、運転席からリアラゲッジまでの距離は３ｍ以内だろうから、音速を340m/sとすれば、時間的な遅れは9ms以下といったところだろう。オーケストラの演奏などでは、コントラバスはバイオリンのはるか10mぐらい後方から演奏されるわけで、この程度の時間遅れはどうってことないような気もする。

さて、50Hzの低音の波長はどのぐらいだろうか。物理学の知識によれば、波長λ[m], 周波数f[Hz], 波動伝播速度vとのあいだに、

　　v ＝ fλ

の関係が成り立つから、この式から50Hzの波長を求めると、6.8m(なんと！)となる。つまり、低音の位相を半波長分動かして、音の干渉を調整しようとすれば、驚くことに3.4mもの長さでTAを調整しなければならないのである。確か、カロッツェリアのTA調整範囲は最大で3mだったはずなので、これでは50Hzの波長に対して十分な調整能力を持たないことになるのである。このように、サブウーハーのTAセッティングは、音の遅れと位相の問題の２つを同時に考えなくてはいけないという点が難しい。

個人的にいろいろと試した経験では、まずは位相をあわせることが第一だと考えている。つまり、ミッドウーハーとサブウーハーの音がうまくクロスして、ウーハーの低音、とくにクロス周波数付近の音がもっとも効果的に出る位相を探ることが重要なのである。ウーハーのセッティングのやりかたを整理しよう。

＜サブウーハーのセッティング法＞

1) サブウーハーの接続法（正相 or 逆相)を決める。密閉で12dB/Octならミッドと逆相、バスレフで12dB/Octなら正相。18dB/Octならその逆でよいはず（理由はいつかまた書きます)。

2) サブウーハーとミッドの合成音圧がもっとも高くなる位置をTAで探る。相互干渉で音が小さくなる位置を見つけたら、そこからクロス周波数の半波長分だけTAで移動させてやればよい。例えば、クロス周波数が80Hzなら、波長は4.25mなので, その半分の2.1mだけTAを使って仮想的に動かすと考えればよい。

3) サブウーハーのレベル、EQ調整などはすべて上記の1), 2)が済んでから行う。12dB/Octと18dB/Octの非対称クロスや、クロスオーバー周波数を意図的に離すなどといったことはまずは考えないこと。

さて、私の場合、64Hz, 18dB/Octの周波数特性でのクロスで調整した結果、TAは100cm前後になった。ここからさらに一波長分ずれた位置でもよいのだが、64Hzの波長は531cmなので、調整範囲を外れてしまうし、やや非現実的な値になるので、この値をつかうこととした。実際のウーハーの位置から考えると、100cmという値はやや足りないのであるが、それよりも位相が合うことを優先した結果である。

以上、４回ににわたってタイムアライメントについて述べてきたが、タイムアライメントは人間の耳への音の到達時間をそろえるだけでなく、位相を合わせることも考えなければならない。ちなみに10kHzの音の波長は3.4cmである。つまり、音の高域成分は、首をちょっと動かしただけで位相干渉が生じ、音がころころ変わるのだ。であるから、タイムアライメントのセッティングに1cm単位でこだわるなどということは、あまり意味がないと言えるのである。

追伸　人間は２つ(時にはそれ以上)の音源の音を２つの耳で聞いている。つまり、耳に入ってきた時点で複数ユニットから発せられる音の相互干渉が起こっているわけだが、それを脳内で再構成して、立体的な音場を認識しているのである。二つの目で見ているのに意識の上ではダブらずに見えていることと同様に、ステレオの音楽再生とは、ほんとうに不思議なものである。

さて、ここまでタイムアライメント(TA)の概念と、セッティングに対する基本的な考え方について述べてきて、左右のスピーカーユニットの音量（音圧）が大事だというところで議論が終わっていた。本日は、左右の音圧について議論しよう。


昨日までと同様に、左右に配置されたスピーカーの間、やや右側にオフセットされた位置にリスニングポイントがあり（点C)、左スピーカーは中心線に対して60°、右スピーカーは30°の位置にあるものとする。この角度であれば三角比は１：２：√３となるので便利だ。

スピーカーからの音圧は距離の２乗に反比例する。左スピーカーからの音源の強さを P L、右スピーカーからの音源の強さをP Rとする。左スピーカーからリスニングポイントまでの距離を２√３とすると、右スピーカーからリスニングポイントまでの距離は三角比を用いて簡単に計算できて２となる（ここでは具体的な長さは与えていません）。この距離から、左側と右側のスピーカーによるリスニングポイントの位置での音圧F L、F R はそれぞれ、

　F L = P L /(2√3)^2 ＝ P L /12, F R ＝ P R / 2^2 ＝ P R /4

となる（図の青矢印と緑矢印がF LとF Rである）。これら２つのベクトルを合成したものが、合成された音圧ベクトルであり、音の方向を決める。いま、左右のユニットからモノラルの信号を入力し、タイムアライメントを適切に設定したとして、それらの２つの音の合成ベクトルが下向きとなるようにしたい。つまり、ボーカルが「真正面」から聞こえてくるようにするには、F L と F R のベクトル和が真下を向くように P L と P R を決めればよい、ということになる。計算の途中経過は省略するが、最終的にP L と P R すなわち、左右のスピーカーユニットにおける音圧の関係は以下のようになる。

すみません，12/8に書いた以下の議論には計算間違いがありました．どうも解せないので，先日の書き込みを削除させて頂いて，もう一度よく考えてから書き直します．ほんとうにごめんなさい．

さて、昨日の続き。タイムアライメントのセッティングについて書かせて頂くことにする。

カロッツェリアなどの最近のHUにはオートタイムアライメントなる機能があって、マイクを使った音場測定を行って、リスニングポイントからスピーカーユニットまでの距離を測定してくれる。ただ、なぜかうまくいかないこともあって、首を傾げたくなる距離をはじき出すこともしばしばだ。

ではどうしたらよいのか。結論から言うと、耳からスピーカーユニットまでの距離をメージャーで測って、その距離を入力すれば良いのである。アルパインなどではタイムディレイで入力する必要があるから、距離差を波動伝播速度(約340m/s)で割って、時間に換算して入力すればよい。耳からの距離・・・　あまり考えずに、左のユニットに対しては左耳から、右のユニットに対しては右耳からの距離でよいと思う。この考え方に納得できない方は両耳の中心を基準点にしてほしい。

「反射音があるから実際の距離を測って入力してもダメですよ」という方がいらっしゃるかもしれない。通常、ホームオーディオにおける直接音の比率は20%以下といわれており、耳に届く音のほとんどは間接音なのである。つまり、間接音の影響を考慮しなければタイムアライメントはうまくいかない、というわけだ。
しかし・・・　実は間接音の問題は非常に奥が深くて難しい。間接音による位相の変化や発音タイミングのズレは、周波数帯域で一様でないのである。たとえば、比較的周波数の高い女性ボーカルで、音像が自分の正面にくるようにセッティングしたとする。しかし、そのセッティングでは、男性ボーカルの音像が左(もしくは右)に寄ってしまうといったケースがでてくるのである。そのため、人によって望ましいと考えるタイムディレイの値が変わってくるのである。経験のあるオーディオショップにセッティングしてもらっても、自分で聴くとしっくり来なかったりするのはこのためだ。

私の場合もさんざん悩んだ結果、オーディオソースによらず万能なTAセッティングというのは無く、ある程度妥協するほうが賢明のような気がしてきた。その結果、メージャーの測定値をそのまま叩き込むことにしたのである。悩むよりもそれがベターだと判断したのだ。ミッドに対しても、またツイーターに対しても、基本的にはそれで十分ではないかと思っている。基準点に関しては、カーオーディオの場合、どうしても助手席側の耳(左)が助手席側ユニット(左ch)の音を聞く割合が高くなるので、あくまで左ユニットに対しては左耳、右ユニットに対しては右耳からの距離でセッティングしている（くどいようだが、実際は個々のユニットの音が両耳に届くから、ほんとうはもっとややこしい議論になるのである）。

最後に、実はTAよりももっと重要な項目がある。個々のユニットの音量だ。なんとなく以前は、運転席に近い側のユニットの音量は下げて、遠い側の音量を上げるべきだと思っていた。実はこれは逆なのである。ボーカルなど、センターから聞こえるべき音を自分の正面にもってくるには、運転席側のユニットの音量を上げるようにセッティングすべきなのだ。ユニットの音量に関するセッティングと、サブウーハーのセッティングに関しては、また次回に述べることにしたい。

追伸　小生（のブログ）に対して共感して頂き、お友達のお誘いを多くの方々からいただいています。ありがとうございます。しかしながら、仕事の都合で長期間ブログの更新ができない場合があるため、基本的にお友達のお誘いには返答を控えさせて頂いております。また、個人的には第三者の方々からの評価を期待しながら一喜一憂してブログを作成し続けるのは苦痛と考えているため、本ブログはやや"一方通行的かつ自分勝手な(笑）"情報発信とさせていただいております。その点をどうかご了承ください。今後ともよろしくお願い致します。

久しぶりに？カーオーディオの話題である。

あなたのデッキ(HU)にはタイムアライメント(TA)は付いているだろうか？実はTAというのはカロッツェリアの用語であり、アルパインはタイムコレクション(TCR)という呼称を用いているのだが、以下、本稿ではタイムアライメント（TA）と書かせていただくことにする。

カーオーディオでは、左右のスピーカーからの距離が等距離でない。よってステレオイメージが正しく再生されないから、スピーカーからの音の到達時間を揃えて、まるで左右のスピーカーからの距離が等距離になるかのように再生環境をアジャストする、これがタイムアライメント(TA)の考え方である。

しかし、問題はそう簡単ではない。仮に、左chのスピーカーが、顔の前方、正面から測って60°の位置にあり、右chのスピーカーが30°の位置にあったとしよう（ちょっと雑な絵だが、ドローソフトで描いた図を参考にして頂きたい）。よく、メーカーから示されたTAの概念図では、スピーカーの位置がまるで変化するように書かれている。しかしながら、（ここが一番たいせつなことだが）スピーカーから発せられる音にいくらタイムディレイ（時間遅れ）を与えても、スピーカーの位置そのものを動かすことはできないのである。「仮想的な位置さえも」である。

たとえば、右chのスピーカーは左chに対して相対的に近い位置にあるので、右chの音にディレイをかけて、左chのユニットの音と耳への到達時間をそろえてやれば、仮想的に右chのスピーカーユニットを遠ざけたことと同じに・・・　とは残念ながらならないのである。たとえば左chのユニットの音を切って、右チャンネルだけから音を出すことにしよう。音は右chのユニットだけから出ているが、人間の耳はその音がどこから出ているか（つまりどの程度の距離から発せられている音か）を認識できるのである。それは、人間が二つの耳を持つからである。つまり、スピーカーからの音にディレイをかけようがかけまいが、耳からスピーカーまでの距離は変えようがないのである。つまり、TAを使おうが使うまいが、右チャンネルのスピーカーユニットの音は右前方30°の位置からなり続ける。これを60°の位置に仮想的に変えるなんてことはできないのである。TAを使う上では、このことを強く認識しておく必要がある。

残念ながら、TAで作られた音は自然界の音源から発せられた音と根本的に異なっている。表現を変えると、現実にはありえない人工的な音なのである。それゆえに、TAで作られた音を経験的に知らない我々は、さまざまな異なる反応をするのである。ある人はステレオイメージがTAによって向上された（良くなった）と感じるだろうし、またある人は車内の位相がねじまがったような、不自然な音場だと感じるのだ。このあたりはその人その人によって違う。だから、自動車の中心軸からオフセットされた運転席側に座ろうが、左右のスピーカーのセッティングは完全に左右対称で、発音タイミングもそろえるべき(TAは使わない)のがいちばん良いと感じる人もいるのである。

さて、少々長くなってしまった。中級以上のカーオーディオファンにとって、TAの利用はかなり一般的になってきたと思うが、そのTAが持つ本質的な問題点について簡単に述べた。で、私はどうしているかというと、今のところは自分ひとりで乗るときはAオン、家族と乗るときはTAオフで使い分けている。次回はTAを使いこなす際のポイントについて述べさせて頂くことにする。