消費者向けデバイスが小型化、スマート化、ウェアラブル化が進む中、設計上の最も頑固な課題の 1 つは依然として健全です。従来のスピーカーは機械コンポーネントに依存しており、スペースと電力を消費し、オーディオ ハードウェアの小型化に限界がありました。
デンマークの企業 SonicEdge は、別のアプローチを開発しています。このディープテック企業は、半導体技術を使用して、従来の可動ドライバーではなくチップから音を生成する、MEMS ベースのマイクロ スピーカーを開発しています。
SonicEdge は、機械構造をソリッドステート設計に置き換えることで、より広い帯域幅、より高い効率、機械的振動のない小型スピーカーを約束し、よりコンパクトな補聴器、カスタムフィットのオーディオ デバイス、および次世代のウェアラブルを可能にする可能性があります。
このテクノロジーがどのように機能するのか、そしてそれがオーディオの未来をどのように再形成するのかを知るために、CEO のモティ・マルガリット博士に話を聞きました。
物理学から始めて小型スピーカーオーディオを再発明する
SonicEdge のきっかけは、補聴器を使用している共同創設者 Ari Mizrachi との会話から生まれました。
「彼は、『何もしないよりはマシだ』とはいえ、それでも音楽がきちんと聞こえないと私に言いました。そのような不満は非常によくあることです。」
この質問により、マーガリットは最初の原理に立ち返りました。非常に小さなスピーカーから高品質のサウンドをどのように生成するのでしょうか?レーザーとエレクトロニクスのバックグラウンドを持つ彼は、当初は音響についてほとんど知りませんでした。
しかし、基礎物理学を通じてこの問題にアプローチすることが、最終的に SonicEdge となるアイデアにつながりました。
量子光学からディープテックの起業家精神まで
マルガリットはもともと電気工学の出身です。彼は MIT で量子光学の博士号を取得し、その後博士研究員を取得しました。長年にわたり、彼はシリコンフォトニクス、太陽電池製造用装置、LEDパッケージングなどのディープテクノロジー企業をいくつか設立してきました。
彼は次のように認めています。
「創業者としてであろうと指導的役割を担っていようと、自分は常に発明をしていることに気づきました。現在、私は約 100 件の特許を取得しています。
私の初期の商用発明の 1 つは、カメラ用のチップスケール パッケージングでした。これは、今日のほとんどのスマートフォンの前面カメラで使用されているテクノロジーです。私たちがこれを開発したのは、私が米国の会社で働いていた 2007 年に遡ります。」
2010 年に、彼は実質的にアイデアを購入した別の米国企業と協力しました。
「私たちは発明家の世界的なネットワークを構築しました。数年にわたって、何百ものアイデアを販売しました。いくつかは特許や商品に発展しました。
SonicEdge の背後にある元の特許は、実際にはその会社を通じて資金提供されました。それらを買い戻して独自にテクノロジーの開発を始めるまでに数年かかりましたが、本格的に始めたのは 2019 年頃でした。」
イヤフォン: SonicEdge テクノロジーの最初の実験場
SonicEdge は、イヤホン、補聴器、メガネ、さらには大型スピーカーなど、複数のカテゴリにわたって違いを提供しますが、簡単に実現できるのはイヤホンです。
従来のスピーカーは前後に動く膜を使用し、空気を押して圧力波を生成します。その設計を縮小すると、パフォーマンスが大幅に低下します。 SonicEdge は異なるアプローチをとりました。そのスピーカーは、ミリメートルスケールのチップ上に、人間の髪の毛ほどの幅の何千もの微細な要素で構成されています。
マルガリット氏によると、非常に小さな構造物は超音波の発生に優れているという。
「しかし、人間は超音波を聞くことができません。私たちの重要な発明は音響変調器です。私たちは必要なすべての圧力変動を含む超音波を生成し、適切なタイミングで正しい圧力を選択的に抽出して可聴音を再構成します。」
物理的に言えば、同社は毎秒約 400,000 サイクルで動作する非常に高速なエア ポンプを構築しました。従来の膜は 1 秒あたり約 1,000 サイクルで動作します。
「サイズを拡大するのではなく、速度を拡大します。これにより、大きな膜を超高速ポンプに置き換えることができます」と Margalit 氏は説明しました。
その結果、より広い帯域幅、より高い効率、そして機械的振動のない小型のスピーカーが実現します。そして、その技術は特許を取得しています。
マーガリット氏は、イヤホンに関する消費者の最大の不満は快適さだと言う。 1、2時間経つと不快感を感じます。
一方、補聴器は 10 時間装着できますが、同じ音質は得られません。 2 番目の問題は帯域幅です。現在のほとんどのイヤホンは、10 kHz を超える周波数をうまく再生できません。
一部の企業は、品質を向上させるために、10 mm ドライバーと 6 mm ドライバーを組み合わせるなど、デュアル ドライバー システムを導入していますが、これにより複雑さとサイズが増大します。 SonicEdge のテクノロジーは、最大 20 kHz のフルスペクトル サウンドを提供しながら、はるかに小さいフォーム ファクタを実現します。また、快適性が向上し、機械的振動がなくなり、ノイズキャンセリングが向上する可能性があり、デバイスメーカーにとって統合と製造が容易になります。
SonicEdge には、機械的振動がないこと、消費電力が低い可能性があること、スリムなフォームファクター、統合の柔軟性が高いことなど、いくつかの利点があります。
イヤホンから補聴器へ
マルガリット氏は、潜在的な市場が複数あるため、優先順位を付けることが大きな課題であることを認めています。
「当社はデンマークとイスラエルにオフィスを構える比較的小規模な会社です。デンマークは世界クラスのエレクトロニクスの専門知識を提供しています。イスラエルはMEMS開発をリードしています。」
イヤホン市場だけでも年間約 3 億台あり、これはスピーカーの数でおよそ 6 億台に相当します。とても有意義な機会です。補聴器は重要ですが、年間約 2,500 ～ 3,000 万台と小型です。大手企業5社が支配する市場は動きは鈍い。」
興味深いことに、これらの企業のうち 3 社はデンマークの企業であり、SonicEdge の投資家と取締役会メンバーはそのエコシステムと深い関係を持っています。
「ですから、私たちは聴覚市場をよく理解しています。それは意味のあることですが、私たちが最初に重点を置くのはイヤホンです」とマーガリット氏は語った。
インイヤーサウンドへの新しいアプローチ
AirPods、Beats、その他のイヤフォンを購入した結果、いつも外れてしまったり、ノイズキャンセリングが機能しなかったり、ランニングが悪夢になったりしたことはありませんか?
昨年、SonicEdge は Earfab と提携して、この問題を完全に修正しました。 Earfab は携帯電話の画像だけを使用して耳を 3D スキャンして、完全にカスタムフィットするイヤホンを作成できます。一方、SonicEdge の指先サイズの MEMS は比類のない音質を提供します。
カスタムフィットにより耳に自然にフィットするため、不快感なくイヤホンを長時間装着できます。外耳道内の正確なシールにより、音質も向上します。
「密閉されたフィット感が生まれ、低音のレスポンス、パッシブノイズの遮断、全体的な音響性能が向上します」とマーガリット氏は説明しました。
両社はまた、両社のアプローチを組み合わせることで、ハイエンド オーディオ デバイスの設計を簡素化できると考えています。
「ミュージシャン向けのハイエンドのインイヤーモニターには、さまざまな周波数帯域をカバーする 5 ～ 10 個の小さなドライバーが搭載されていることがよくあります。私たちのテクノロジーを使えば、それらすべてを 1 つのデバイスで置き換えることができる可能性があります。」
プロオーディオおよびカスタムフィット市場は比較的ニッチかもしれないが、企業はそれが理想的な実験場であると考えている。
SonicEdge は、「これは最大の市場ではありませんが、テクノロジーを組み合わせて何が達成できるかを示す優れたショーケースです。」と付け加えました。
なぜ音声がスマートグラスの未来となるのか
そうは言っても、SonicEdge は最近、自社のスピーカーをメガネに適合させるための数百万ドルの契約を締結しました。何年もの間、スマートグラスは主流になるのに苦労していました。一番の問題はディスプレイと使いやすさでした。 今日のほとんどのメガネは、多くの人が想定しているように、骨伝導ではなく、従来のマイクロ スピーカーを使用しています。音漏れとプライバシーの制約のため、これらのスピーカーは高出力でなければなりません。
マーガリット氏は、「メガネがその約束を果たせば、スマートフォンと同じくらい重要なものになる可能性がある。だからこそ、Apple、Google、Metaは多額の投資を行っている。彼らはインターフェースのコントロールを失いたくないのだ。」と考えている。
彼は次のように認めています。
「メガネのチャンスは戦略的にも財務的にも十分に重要だったので、断ることはできませんでした。」
マルガリット氏によると、メタは音声を選択肢のモダリティに変え、必ずしも画面が必要ではないことを示しました。AI 音声アシスタントはインタラクションを再定義できるのです。
「私たちは自然に人々に話しかけます。では、メガネに話しかけてみてはいかがでしょうか。メガネは私たちに物事を思い出させたり、メモを取ったり、文脈を提供したりすることができます。音声は中心です。」
メガネに関しては、主に 2 つの基準があるとマルガリット氏は主張します。それは、耳に負担をかけないことです。
スピーカーは、スリムで柔軟なフォームファクターに適合する必要があります。 SonicEdge スピーカーの重さは約 100 ミリグラムですが、標準的なマイクロ スピーカーの重さは約 1.5 グラムです。その厚さは約1ミリメートルです。
SonicEdge は、2027 年初めに最初の製品を市場に投入する予定です。その後、スマートフォンや、ラップトップやタブレットなどのより大型のフォームファクタにも拡大する予定です。