“ノイズキャンセリング機能を搭載したイヤホンが数多く登場しています。今回はノイズキャンセリングの仕組みや種類、それぞれの効果についてまとめてみましょう。
【ノイズキャンセリングとは？】
ノイズキャンセリングとはイヤホンやヘッドホンを装着して音楽などを聞く時に、外部の騒音を低減させる技術のことです。周囲の雑音を低減することでクリアなサウンドで音楽を聞くことができます。
また仕事や勉強などで集中したい時に、ノイズキャンセリング機能で周囲の音やエアコンの音などを軽減させ、集中することもできます。
【ノイズキャンセリングの種類と仕組み】
ノイズキャンセリングは「パッシブノイズキャンセリング」と「アクティブノイズキャンセリング」の2つに大別できます。ここではそれぞれの仕組みや特徴をまとめてみましょう。
＜パッシブノイズキャンセリング＞
ノイズキャンセリングは内部回路による信号処理技術を使用せず、イヤホンなどデバイスの構造によって物理的に騒音を防ぐ仕組みです。イヤホンで音が聞こえる仕組みは、音の発生源が空気に振動させ、その振動が音波となって耳に届くことにより伝わります。つまり音の発生源と耳の間を完全に遮断すれば、音波が耳に届くことはありません。パッシブノイズキャンセリングはこの仕組みを利用した技術です。
イヤーピースやイヤーパッドを耳にフィットする形状にしたり、素材を密着度の高いものにすることで耳の隙間を防いだりして、音の発生源と耳との間に物理的な壁を作ります。
＜アクティブノイズキャンセリング＞
アクティブノイズキャンセリングは内部回路による信号処理によって発生させた逆位相の音を重ねて周囲の音を打ち消す仕組みです。ノイズとなる外音の音波と真逆の音波を発生させて掛け合わせることで、お互いが打ち消し合ってノイズが消えます。言ってみればマイナスとプラスを併せてゼロにするようなイメージです。
アクティブノイズキャンセリングのイヤホンは搭載しているマイクで外部のノイズを集音しており、内部回路の信号処理で逆位相の音を作り出して、それを音楽と同時に再生します。その結果、外部のノイズが消えて音楽だけが耳に届くようになるのです。
【アクティブノイズキャンセリングの種類】
アクティブノイズキャンセリングには、フィードフォワード方式、フィードバック方式、ハイブリッド方式の3種類があります。それぞれの特徴をまとめてみましょう。
＜フィードフォワード方式＞
フィードフォワード方式では、イヤホンやヘッドホンがデバイスの外向きにマイクを配置しています。そのマイクで外部のノイズを集音して、逆位相の音を生成することでノイズを低減させます。イヤホンからは逆位相の音と音楽がミックスして再生され、耳には音楽だけが聞こえる仕組みです。
＜フィードバック方式＞
フィードバック方式では、デバイスの内側の耳に近い位置にマイクを配置しています。このマイクが外部ノイズと音楽の両方を集音した信号からノイズ成分を抽出します。その逆位相の音を生成することで、外部ノイズを打ち消す仕組みです。
耳に近い音の外部ノイズを打ち消すことができるため、フィードフォワード方式と比べてより正確なノイズキャンセリング機能を発揮します。ただし処理が複雑で負荷も大きいので、フィードバック方式のみを搭載するイヤホンはほぼ存在しないのが現状です。
＜ハイブリッド方式＞
フィードフォワード方式とフィードバック方式の両方の利点を組み合わせたのが「ハイブリッド方式」です。フィードフォワードマイクで集音したデバイス外側のノイズを打ち消して、さらにフィードバックマイクで集音した残留ノイズを最終段階で打ち消すことで、効率よく優れたノイズキャンセリング機能を発揮します。”