FOCAL/ヘッドフォン/UTOPIA

FOCAL UTOPIA

FocalのDNAは、本質では、完全無欠な音響的探求、製造プロセスの総合管理、会社のデザイナーによってすべての製品にもたらされた“je ne sais quoi(言葉で言い表せないが惹かれるもの)”の結合です。
最新製造技術を活用するために、R&Dの最初の段階から、品質管理に至るまで、各ディテールに細心の注意が払われ、私たちの理念がまとめられています。
Utopia III, Utopia Beカーオーディオ・キット、又はSM9スタジオモニター等、ブランドのフラッグシッププロジェクトの結果、開始当初から、Focalはスピーカーの限界と彼らのパフォーマンスを押し広げる大きなイノベーションをもたらしました。
各それぞれの部門のフラッグシップ製品の開発の中で、実際の製造よりはるかに多い時間と資源が、研究段階に費やされました。
究極の音の真実に到達するためのこのアプローチの結果、これら製品は、“誕生”しました。
しかし、革新を続けることとこのようなターゲットを達成することは、異なる考え方が必要とされます。
私たちは、コアとなるノウハウと過去の経験を十分に利用しなければいけませんが、また何が可能か、何が達成できるかの従来の考えにチャレンジする必要がありました。
この戦略は、オーディオ信号の音響変換に関して大きな改善をもたらした“W”合成物サンドイッチコーンやIALツイーター等の数多くの独占的技術をもたらしました。
Focal のフラッグシップヘッドフォンプロジェクトを開始する前、評判の高いSpiritヘッドフォンラインのおかげで、私たちは社内の知識で関係のあるバックグランドをすでに持っていました。
しかし私たちが市場で入手可能な最良のヘッドフォンを何年も分析し聴いていたからでもあります。
しかしすべての研究やテストの後、私たちは同時に同じ結論に達しました。
とても良いパフォーマンスを提供するこれらのモデルでさえ、ハイエンドスピーカーを通して聴くことと比べると、あくまでヘッドフォンを通し音楽を聴いている、と、私たちに感じさせました。
そしてそれを変えたいと思いました。
それでこのチャレンジが生まれこのプロジェクトのただ一つのガイドライン、今ある解決法を忘れ、私たちのリファレンススピーカーで あるGrand Utopia EMを私たちが想像できる最もユニークなヘッドフォンに変える 、が目標と私たちは決断しました。
これらをヘッ ドフォンとして考えるのではなく、コンパクトなウルトラニアフィールドスピーカーとして開発することを始めました。

スピーカーとヘッドフォンの類似点

開始点として、構造や環境(部屋 vs 耳)との相互作用の点で、スピーカーとヘッドフォンはお互いにかけ離れてはいないということに気づいたことはとても重要でした。
これらの類似点に関して、部屋の音響的特性はたくさんの要素次第であり、ここで説明されています。

1. 部屋の音響 VS ヘッドフォンデザイン
原則として、全体のボリューム排気を可能にすることにより、大きな部屋ほど低周波数が良いです。
大きな部屋では、これは部屋の圧縮、又は部屋のサイズとその低周波数ダンピング能力が原因である低周波数の非直線性がなくても起こります。
“スピーカーの”(ヘッドフォン)パフォーマンスを100%届けるために、Focalは、可能な限り低い音響インピーダンスを達成するフルオープンヘッドフォン設計を利用しました。
この設計選択は、鮮明で非常に自然なリスニング体験の大きな要因となっています。
同じように部屋で使用されているコア材料は、部屋の音響的特性と音楽との相互作用に反響や周波数の部屋の直線性を含め、 大きな影響を与えます。
数多くのスタジオは、壁に調節可能なパネルを備え、その部屋がもっと“ライブ寄り”、又はもっと音響的に“デッド寄り”な音を出すために減衰比を調整できるようにしています。
この部屋の調整は、アーティストやバンドが探しているサウンドイメージに合わせサウンドエンジニアによって調整されます。
イヤークッションの材料を選ぶことに関していえば、同じようなタスクに取り込む必要がありました。
両方にとってのアイデアは、心地よさとオーディオにとって望ましい特徴の両方を提供する最適な“リスニングルーム体験”を設計することでした。
Utopia のクッションは、2種類の原材料でできています。
リアル ラムスキンレザーと穴のあいた生地です。
このクッションのインナー部分は、ラムスキンレザー(拡散)と生地(吸収)の完全な 50/50 比から成っています。
これは完璧な“部屋の特徴”を与え、ウルトララ イブルーム(たくさんの残響)とベリーウォームルーム(“鮮明”なサウンドの不足)の間で理想的にバランスをとります。
開発プロセスの段階で、私たちはベンチマーク・テストを行い、レザークッションを備えているすべてのヘッドフォンは、低〜中周波数の良いパフォーマンスを保証するだけと気づきました。
しかしスペクトラム(1〜10kHZ)のアッパー部分の直線性に関して彼らはいつも問題がありました。
クッションからの反射を防ぎ、1〜10kHzの平坦な周波数特性カーブを得るために、ミクロパンチ穴を持つ生地が クッションの中に使われ、吸収率を微調整しアッパーミドルから高周波数まで見事なほど平坦な周波数特性をもたらします。

2. スピーカーの配置とヘッドフォンドライバープレート設計 ステレオイメージはヘッドフォンにとって最も重要な点の1つです。
両方のスピーカーの間で正確なスペースとリスニングポジション(通常正三角形原理は始めるのに良いオプションです)を持つ結果を主にもたらすことから、スピーカーでとても良いステレオイメージを得るのは比較的容易です。
しかし、左のドライバーと左の耳の間の距離は両方の耳の間の距離よりももっと短いことから、これをヘッドフォンで行う為にはかなり複雑です。
そのためできる限り良いステレオイメージを好むために、私たちはとてもユニークなスピーカープレートを設計し、できる限り前にドライバーの位置決めを可能にしました。
この原理の限度はまたヘッドフォンのドライバーと耳の間の距離がありすぎるのを防ぎ、 最良のダイナミックとオーディオスペクトラム中の中立性を確実にします。

3. スピーカーとヘッドフォンのクロスオーバーとフィルター原理 スピーカーのクロスオーバーの第1目的は、オーディオ信号を分け、それから各周波数帯域を最も適切なスピーカーに振り当てることです。
クロスオーバーのもう1つの利点は、スピーカーの音をエンジニアに微調整可能にすることです。
各チャンネル1つだけドライバーを使用するためクロスオーバーを必要としないダイナミック型のヘッドフォンと異なり、サウンドを微調整する必要がまだあります。
従来、クッション材料を含むイヤーカップの部品と同様、これはいくつかのドライバーの構成部品自身を使用し行われていました。
現在、ドライバーの周波数特性を低くするため、市場のすべてのダイナミック型のドライバーは同じ機械設計原理に基づいています。
穴は共振と減圧ソリューションの両方を提供するために、端、又はドライバーの後ろに作られています。
このモノ材料原理(ドームやサラウンドに使用した同じ原材料)は、エンジニアに既製ドライバー(サプライヤーからの)を使用することを可能にし、容易に特定のヘッドフォンに融合させ、また音を微調整する簡単な方法も可能であることから、コストの視点で興味深いです。
しかし、これは、共振同様、この機械原理が原因でいつも更なる歪みをもたらします。
そのため私たちのエンジニアはハイエンドヘッドフォンプロジェクトに関しては、この技術を排斥しました。
この技術からの脱却が意味するのは、私たちは社内で新しい解決方法の開発と製造を行い、基準と、可能な限り低い歪みに達する間、最低周波数から最高周波数まで圧縮なく全体のオーディオスペクトラムを完璧に再生するための低質量に達する間、重要なモバイル装置のX-Maxのように、通常互いに高い合う行動を求めなくてはいけないということです。
そのため私たちは、従来のドライバーの代わりに本当のフルレンジスピーカーを開発することを決めました。

世界初、1台のヘッドフォンの中のフルレンジスピーカー

私たちの発見に基づき、下記の事をするために、私たちは設計の主要要素を変えました。

・真のフルレンジスピーカー、前後両方にフルオープンの設計。
更に、私たちは可能な限り低い歪みと最も鮮明なリスニング体験を実行するフルオープンヘッドフォンのイヤーカップに収まるぐらいコンパクトにしたかったのです。
・オーディオ信号のダイナミックで完全な再現を確実にするためにウレタンフォームやほかの人工物の使用を回避するために最低域から最高周波数まで、平坦周波数特性カーブを提供するスピーカーの開発。
これらの要求に基づき、マイクロスピーカーの中の各構成部品の重さは、新しいチャレンジとして起こります。
更に、振動板の剛性と形状はまた、完全なピストン機能を確実にするためのキーポイントです。

世界初、振動板の必要条件

モバイル機器構成部品に関する限り、振動板の原材料は重要です。
通常互いに戦い合う3つの要素、信号のダイナミックの完全な再現を確実にするための可能な限り低い質量、歪みを回避する最重要剛性、音色の変化無しで細部まで再生するための高ダンピング、を結合しなくてはいけません。
ピュアベリリウム振動板は、質量剛性とダンピングの間の素晴らしい比率から、明確な選択として出てきました。
Focalは2002年よりHome、Carからプロフェッショナルオーディオ部門まで、一番ハイエンド製品のツイーターにピュアベリリウム振動板を使用しています。
ベリリウムの密度は、チタンより2.5倍低く、その剛性はチタンより3倍高く、アルミニウムよりも5倍優れています。
それは、同じ質量のドームは、ベリリウム版はチタンで作られたものよりも7倍固いという意味です。
また、ベリリウムドームの音は、チタンより3倍早いです。
この基準は、ほかのどの原材料と比較してもベリリウムのダンピングは効率が良いことを示しています。
しかし、ベリリウムの製造は依然としてとても難しく、ピュアベリリウムでできたフラットシーツをドームに正確に変換できる機械を開発するために Focal のR&Dは2年を必要としました。
ベリリウム剛性のハイライトとして、興味深いのは、これはガラスに傷をつけることができる唯一の金属です。
これは航空産業と軍需産業の戦略的応用にのみ使われていて、結果、そのユニークな特徴はそれを驚く程高価にし、金よりもっと高く、チタンの約100倍です。
Focalは2002年からピュアベリリウムの逆ドームを製造しています。
しかしヘッドフォンに関する限り、逆ドームも正ドームも、ヘッドフ ォンスピーカーにとって最良のパフォーマンスを達成するために適切ではないように思えます。
これは2つの理由があります。
ウルトラニアフィールドよりももっと多いリスニング距離、またスピーカーはフルレンジで10オクターブをカバーできるという事実です！
ウルトラニアフィールド原理(10cmより低いリスニング距離)で、逆ドームは、特に高周波数で、完全に平坦な周波数特性カーブを提供します。
正ドームは、2 つの主な問題があることからもっと適切ではありません。

・ボイスコイルがドームの端に付着しているため劣った機械カップリング。
ドームの中央は、高周波数の相挙動外で、それに反応します。

・たくさんの位相問題と、高周波数でそれを役に立てないものにさせるとても低いブレイクアップ周波数。
それで新しい形のアイデアが生まれました、“M”型です。
この形の原理は、ブランドの新しいK2 Powerラインのカーオーディオツイーターから来ました。
このケブラー(特許出願中)でできている“M”型ツイーターは、車載とヘッドフォンユーザーケースの両方でとても興味深い2つの利点を表しています。
この形の結果、私たちはより大きな放射エリアから利点を得ることが出来ます。
M型を使用する25mmのドームは、45mmと同等です。
これはまたより多くのSPL能力を可能にします。
また、M型は標準ドームからのものと比べて、より高いブレイクアップポイントを提供します。
これは、オーディオスペクトラムのアッパー部分でより多くの周波数特性の拡張を可能にします。

ボイスコイル＆サラウンド、限界を押し広げる

もう一つの大きなイノベーションは、ヘッドフォン産業で今まで達成していないターゲットに到達するための可能な限り軽いボイスコイルとスピーカーアラウンドの結合です。
ダイナミック型スピーカーで達する今までで最良の過渡応答を確実にするための135mgのモバイルアセンブリーです。
Utopiaヘッドフォンで使用されているこのユニークな形のベリリウムとアルミ/マグネシウム振動板は、ダイナミックで完全な再現のために重要なXmaxを可能します。
これは、モバイルアセンブリーの完全な管理を維持するために5mmハイボイスコイルを必要とします。(Utopia は 5Hz〜50kHz)
これをするには、Focalは再度このエリアでも、競合より2倍大きいボイスコイルを作ると同時に、可能な限り低質量に到達するため、 いかなるサポートなしで、最初のボイスコイルを作ることによって新しい技術を撮り得なくてはいけませんでした。
これは完璧にピストンの動作が作動しているか確実にするために行われ、これにより高いSPLの提供が可能になります。
エンジニアは、1.5mmx15mm のボイスコイルより軽量な25mmの直径を持つ高さ5mm のボイスコイルを作り出すことが出来たことから、研究と設計での努力は、再度、驚くべき発展をもたらしました。
このようなターゲットに達することはすでに成果ですが、質量ターゲットは、またサラウンドを考慮しなくてはいけません。
ポリエチレン、マイラー、布、シリコン等のいくつかの原材料を試した後、コンプライアンスと質量ターゲットの両方達成した唯一のものは、ニトリルゴ ムでした。
この材料は、柔らかさ、軽量、メカニカル機能的直線性を兼ね備えています。
開発プロセスの最後で、Focalは競合(45 ミクロン /200 ミクロン)より 3 倍も薄いサラウンドを出しました。
この結果はUtopiaスピーカーのモバイルアセンブリーの質量が135mgです！
このような結果を達成することは、製造段階の間質量を増やすことを防ぐためにゴールに忠実で有り続ける間、それらを作る専用機械とアセンブリーライン製造プロセスに大きな影響をもたらしました。

これらイノベーションを製造プロセスに変える

すべてのこれらイノベーションは、高ダンピング、高剛性、最低質量の素晴らしい比率を提供する驚くべきスピーカー(ピュアベリリウムドーム)をもたらしました。
再度申し上げますが、これは1つのキーとなるエリアで製造プロセスに大きな影響を与えました。
完璧な左と右のスピーカーペアリ ングのための最低製造公差を確実にするための非常に正確な接着プロセスの管理を保つことを可能にしました。

製造プロセスの5つのステップ。
・バスケット-サラウンド-ドーム-ボイスコイルの組立
・ボイスコイルでマグネットのセンタリング
・スピーカーとスピーカーペアリングの測定
・ヘッドフォンへのスピーカーの組立
・ヘッドフォンとケーブル測定と最終品質管理

このプロセスの最後に、すべてのスピーカーは±0.5dB ウィンドウに合います。
この製造公差はとても小さいですが、私たちは最高のスピーカーを製造したかったため、KlippelRで確実にし、ペアリングプロセスを追加しました。

メカニカルデザインと人間工学

ヘッドフォンは、技術的、人間工学的、設計、エンジニアリングチャレンジの完全に独特な一式を提供します。
スピーカーのように、 かれらは“存在している”必要がありますが、またその一方で“消失”する必要もあります。
リスナーはいかなる不要なバリア無しで、パフォーマンスをダイレクトに提供しなければならないため、心地よさは最優先で設計しました。
前のモデルで私たちは言及しましたが、ユーザーは疲労や不快感を感じず、長時間聞くことができなくてはいけません。
これら要求は重量の効率的構成、構成部品、メカニズムの設計で大きな力をそそいでいます。
低重量の同じ優先度のために、正先端の低質量材料の使用はまた、重要なデザインの優先でした。
Utopiaのドライブユニットは大きく、非常に正確で複雑なサブアセンブリーであり、彼等は音楽再生クラス一流の標準を提供するための十分なラジカルマグネットアセンブリーを必要とします。
明らかにこれら重要な部品は、パフォーマンスを減らすことなく重量を減らすことはできません。
そのため設計の挑戦は、強さ、心地よさ、調節機能への妥協なく、ドライブユニットパフォーマンスのサポートと最適化する超軽量ヘッドフォン構造を提供することでした。
これは大きなヘッドフォン構造の要素のために、軽量アルミニウム、専門のエンジニアリングポリマー、カーボン繊維シート材料の混合へ自然に導きました。
パフォーマンス自動車産業で見られるように、パフォーマンスを最大限にするために設計は重量を減らさなくてはいけません。
アルミニウムとカーボン繊維のヨークは、Utopia設計に間違いなく最小重量を追加すると同時に薄い壁の構造から制御された精密な方法で、直線とまた回転調整を提供することから、特にイノベイティブです。
もう一つの重要な設計チャレンジは、可能なかぎり広い頭のサイズの範囲にわたる一定レベルの心地よさを提供することでした。
設計のコンセプト段階とエンジニア開発の間、多くの人間工学評価の詳細とコンピューターモデリングが行われ、適合と調整のために正確な形状パラメーターが設置されました。
最終結果は、ほとんどすべての形とサイズの頭のために高度の心地よさと完全な調節機能を提供しました。
この形状最適化はまた、すべての頭のサイズにわたる極めて一定なレベルの型締力を確実にします。
これは ユーザーの頭のサイズや形状に関わらず、高いサウンドパフォーマンスの一貫性と心地よさと適合性を維持します。
ヘッドバンドとクッションは、完全な心地よさと最良のアコースティックパフォーマンスを提供します。
このヘッドバンドは、完璧に頭へ形を作り、リスナーのあたまのすべての接触点において、柔らかな適合表面を提供します。
このプレミアム材料(レザー/アコースティックグレード生地)は、最大の心地よさのためにユーザーの皮膚の呼吸を可能にします。
クッションは、ユーザーの耳周りのエリアに完全な接触関係を提供するために形作られます。
カップの形、サイズ、設計は、人間工学、適合性、心地よさ、パフォーマンスは妥協できないため、たくさんの設計チャレンジを提供しました。
カップの楕円形の設計は、人間の頭の自然な形と一体化するためと、素晴らしい空気密閉能力と等しい締め付け圧均等化の利点を持つ耳覆い型クッション設計に一番心地よい“足跡”を提供するためにスムーズで“オーガニック”なアプローチを守ります。
設計プロセスはこれらの関係に配慮し、ドライブユニットを捕らえ精密に設置するために楕円形ドーム型を開発しました。
この自然な取決めは、外側カップの面で表れている独特の共通の中心をもたないドライブユニットの表現を提供します。
ファインスチールの内部メッシュは、精密機械ネジで設置されたCNC放射状留め金具で囲まれています。
重いゲージアウター織物メッシュは、繊細な内 部メカニズムを保護する間、オープンバック設計のために桐生を提供します。
構造、様々なメッシュ材料、留め金具、部分的に隠れたドライブユニットの結合は、パフォーマンス、エンジニアリング機能、プレミアムな外観、ユーザー体験の完璧な融合を作り出すために組み合わせます。
全体のヘッドフォンにわたるすべての端は、鋭い角がなくうまくコントロールされています。
また調整メカニズムが非意図的に髪の毛を巻き込むことや老眼鏡の使用で“戦う”ことでユーザーを邪魔することがないように配慮されました。
最終結果は、両方の設計がもともとの製品企画書を完璧に提供したと確認しました。
Focalは、一番目が利く音楽愛好家のために、超プレミアムで精密なミュージカルヘッドフォンを作り出しました。
Utopia はすべての感覚を楽しませてくれます。
外観、手触り、適合性、材料、またもちろん音楽的才能とパフォーマンスで、私たちはこれらの製品が最先端の技術的能力と設計の成功した融合と本当のFocal伝統の中のエンジニアの芸術性完全に表現していると信じています。