ノイズキャンセリングヘッドフォンの仕組み
ノイズキャンセリングヘッドフォンを利用する人は多くなってきており、特に音楽に癒やしを求める人や騒がしい日常の中で静かな環境を望む人にとっては必需品となりました。ノイズキャンセリング機能の世界を掘り下げると、かなりの数のオーディオ専門用語や複雑な技術用語を目にすることでしょう。このブログ記事では、ノイズキャンセリング技術の謎を解き明かし、その仕組みを説明するとともに、お好みの聴き方にぴったりなノイズキャンセリングヘッドフォンを選ぶためのヒントをご紹介します。
ヘッドフォンのノイズキャンセリング機能の種類
ノイズキャンセリング機能は主に2種類あり、どちらも外部音の遮断に等しく重要な役割を果たしています。
パッシブノイズキャンセリング機能は、リスナーと雑音の間に物理的なバリアを張ります。レストランに座っていたら、突然火災報知器が鳴るシーンを想像してください。その音は絶えられないほど大きいので、あなたはとっさに手で耳を覆い、音が聴こえないようにします。こうすることで、自分の耳と火災報知器の音の間に物理的なバリアを張っているのです。オーバーイヤーヘッドフォンのイヤーカップも、これと同様の働きをしますが、遮音の程度は耳がどれだけ密閉されるかに大きく左右されます。
一方で、アクティブノイズキャンセリング機能はこれよりも遥かに複雑です。この技術は、マイク、サウンドプロセッサー、スピーカーの複雑なシステムで外部の雑音を効果的に中和します。詳しくご説明しましょう。
アクティブノイズキャンセリング機能の仕組み
アクティブノイズキャンセリング(ANC)技術の基本原理は、音響エンジニアでなくても理解できます。わかりやすい例で説明しましょう。このブログの内容は、綱引きのルールがわかれば理解できると思います。学校で綱引きをしたのはかなり前だという方のために、簡単なおさらいしましょう。
綱引きでは、二手に分かれて力比べをします。各チームは綱の両側に立ち、綱を相手チームから自分のチームの方へ引きます。
どちらも同じくらいの力だと、綱はどちらの方向へのも動きません。両方のチームの力が相殺されるからです。音波もこれと同じです。ある音波が、周波数が同じで振幅が逆の別の音波に遭遇すると、2つの音は相殺されます。
綱引きは音の物理学のように複雑ではありませんが、アクティブノイズキャンセリング機能の仕組みの基本的な概念を理解するヒントにはなるでしょう。ANC搭載のヘッドフォンは、イヤーカップに内蔵されている小さなマイクを使用して、周囲環境の音を常に分析しています。マイクが外部音の周波数と振幅を識別すると、ANCはこの情報を使用して真逆の音波を発生させます。この相反する音波がヘッドフォンの内部ドライバーで再生され、不要な雑音が打ち消されます。下記の図は、このようなプロセスを表しています。
ANCは音楽やサウンドの再生時以外にも機能しますか?
ノイズキャンセリング機能の良いところは、音楽やサウンドの再生時以外にも機能することです。とはいえ、ほとんどのANC搭載ヘッドフォンはある程度の環境雑音と連動するように設計されています。これは「マスキング効果」、つまり音が真逆の音に相殺されると、脳が音を認知しなくなる現象があるためです。
例えば、混雑した地下鉄の中で、向かいに座っている人が電話で話しているとします。ヘッドフォンを着けても、その会話ははっきりではなくても少しは聴こえるでしょう。でも、音楽をかけ始めると突然聴こえなくなります。これは脳がより強い感覚入力(音楽)を認識し、背景で起こっている会話に気を取られなくなるからです。
究極的には、ANCの効果はヘッドフォンの品質と周囲の雑音のレベルに左右されます。図書館などの静かな環境では、音楽やサウンドを再生していなくても、ANCはバックグラウンドノイズを大きく低減します。しかし、音の大きな環境では、ホワイトノイズなどの環境音がある程度再生されている方がANCの効果が最大限に発揮されます。お気に入りの音楽配信サービスを検索すると、さまざまな選択肢があります。
ノイズキャンセリングヘッドフォンが最も効果を発揮する場面とは?
ノイズキャンセリングヘッドフォンは、外部音により集中したりリラックスしたりするのが難しい環境で効果を発揮します。ノイズキャンセリングヘッドフォンが特に役立つシーンをご紹介します。
- 飛行機内
- バス、電車、地下鉄などの公共交通機関
- 会話が行き交う職場
- カフェ
- スポーツジム
- 図書館などの公共の学習スペース
とはいえ、ノイズキャンセリング技術はすべての環境で優れているわけではありません。ノイズキャンセリングヘッドフォンの短所についてご紹介しましょう。
ノイズキャンセリングヘッドフォンを使っていても雑音が聴こえるのはなぜ?
先ほどご説明したように、ある程度の(ヘッドフォンや周囲の環境の)雑音があった方がアクティブノイズキャンセリング(ANC)の効果が発揮されます。これは、ANCが低周波音(飛行機やドローンのブーンという音やエンジンがうなる音)の遮断に優れているからです。低周波音が発する長い音波は環境に常に存在するため遮断しやすく、ヘッドフォンが分析と逆の音波の生成を行うための時間が十分にあります。
それに対して、車のクラクションや赤ちゃんの甲高い鳴き声などの高周波音は、散発する傾向があります。このように突然発生する雑音は、ヘッドフォンがそれを打ち消す音波を発する前に消えてしまうため、ANC技術で遮断するのが難しいといわれています。
つまり、高周波音を打ち消すにはパッシブノイズキャンセリング(耳当てなど)が、低周波音を低減するにはANCが適しているのです。このような理由から、音をパッシブとアクティブに遮断できるという意味で、高性能ノイズキャンセリングヘッドフォンの選択は特に重要です。例えば、Sonos Aceは、調節可能なヘッドバンドとメモリーフォームのイヤークッションによる優れた音響密閉機能がパッシブノイズキャンセリングの作用で高周波音を遮断し、ANCが低周波音を処理します。両方の優れた部分を取り入れることで、極めて穏やかなサウンド体験を実現できます。
Sonos Aceでアクティブノイズキャンセリング機能を体験
ノイズキャンセリングヘッドフォンの静謐な力を体験したい方に、Sonos Aceは優れたフィット感だけでなく、旅慣れた人にも職場で働く人にも同様の機能性を提供します。Sonos Aceは、高性能アクティブノイズキャンセリング機能で、周囲環境に静けさを効果的にもたらすので、仕事や勉強に集中したり、くつろぎながら音楽を楽しんだりできます。さらに、周りで何が起こっているのか知りたい時は、アウェアモードで外部音を取り込めば、周囲環境の状況を把握できます。Sonos Aceとその世界トップクラスのノイズキャンセリング機能の詳細は、こちらをご覧ください。