NoPちゃん、お出かけの時とかはイヤホンすること多いんだけど、イヤホンが好きで買う時に３時間くらい悩んじゃうんだよね。
完全ワイヤレスのイヤホン使ってるんだけど、ノイズキャンセリングがすごいんだよ。
着けるだけで回りの雑音聞こえなくなるし飛行機でも大活躍なんだよね。
でも逆に聞こえなさすぎで車の音に気が付けないことも多いから気を付けようね。
でも、なんであんなに雑音がなくなるんだろう、ノイズキャンセリングって何？
じゃあ調べてみよう！ノイズキャンセリングはなぜ周りの音を消せる？仕組みをわかりやすく解説！
結論
ノイズキャンセリングイヤホンは、周囲の音をただ遮っているだけではありません。
外から聞こえてくる音と反対向きの音を出して、音同士を打ち消しているんです。
この仕組みを、
アクティブノイズキャンセリング
といいます。
そもそも音って何？
音は、空気の振動です。
スピーカーが前後に動くと、その周りの空気が押されたり引かれたりします。
その振動が空気中を伝わって耳に届くことで、
私たちは音として感じます。
つまり音には、
- 空気が押される部分
- 空気が引かれる部分
が交互にあります。
この波のような動きを、
音波
といいます。
「反対の音」をぶつけるとどうなる？
例えば、
ある音が空気を強く押している瞬間に、
別の音がまったく同じ強さで空気を引っ張ったとします。
すると、
押す力と引く力が打ち消し合います。
波で考えると、
山
＋
谷
を重ねるようなイメージです。
うまく重なると、振動が小さくなります。
これを、
逆位相
と呼びます。
ノイズキャンセリングは何をしているの？
ノイズキャンセリングイヤホンには、
小さなマイク
がついています。
このマイクが、電車の走行音やエアコンの音など、周囲の騒音を拾います。
するとイヤホン内部の電子回路が、
「今、こういう音が来ている」
と判断します。
そしてその音とは反対の波を作り、
イヤホンのスピーカーから流します。
つまり、
周囲の騒音
＋
反対向きの音
↓
お互いに打ち消し合う
↓
騒音が小さく聞こえる
という仕組みです。
本当に音が「消えている」の？
完全にゼロになるわけではありません。
ノイズキャンセリングが特に得意なのは、
低くて一定の音
です。
例えば、
- 電車や飛行機のゴーッという音
- エアコンの音
- 車のエンジン音
- 換気扇の音
などです。
こうした音は比較的規則的なので、反対の音を作りやすいからです。
人の声はなぜ消えにくいの？
人の声や突然の物音は、
音の変化が速い
からです。
会話では音の高さや大きさが次々変わります。
ノイズキャンセリングは周囲の音をマイクで拾い、
その音を分析し、
反対の音を作って出す必要があります。
変化が激しい音だと、
完全に追いつくのが難しくなります。
そのため、
電車の「ゴーッ」はかなり消えるのに、
隣の人の話し声は少し残る、
ということが起こります。
イヤホンをつけるだけでも音が小さくなるのはなぜ？
これはノイズキャンセリングとは別の仕組みです。
イヤホンが耳の穴をふさぐことで、
外の音が物理的に入りにくくなります。
これを、
パッシブノイズキャンセリング
と呼ぶことがあります。
耳栓と似た仕組みです。
つまりノイズキャンセリングイヤホンでは、
イヤホンそのものが音を遮る効果
と、
反対の音で騒音を打ち消す効果
の両方が使われています。
なぜ低い音ほど消しやすいの？
低い音は、音の波がゆっくり変化します。
例えば飛行機のエンジン音のような、
「ゴーーー」
という音です。
変化がゆっくりなので、イヤホン側も
どんな反対の波を出せばいいか判断しやすい
という特徴があります。
一方で、
「カチッ」
「パチン」
といった急な音は、非常に短時間で変化します。
そのため反対の音を作る前に、
元の音が耳へ届いてしまうことがあります。
「音で音を消す」って本当にできるの？
できます。
これはノイズキャンセリングだけに使われている現象ではありません。
物理学では、
波の干渉
という現象があります。
同じ場所に2つの波がやってくると、
波が大きくなることもあれば、
反対に小さくなることもあります。
音だけでなく、
- 水面の波
- 光
- 電波
などでも、干渉という現象は起こります。
ノイズキャンセリングは、この波の性質を利用しているわけです。
じゃあノイズキャンセリング用の音は聞こえないの？
ノイズキャンセリングが出している反対の音も、
もちろん音です。
ただし元の騒音と重なることで、
耳に届く振動が小さくなるように調整されています。
そのため、
「別の音が鳴っている」
という感覚ではなく、
周りの音が静かになった
ように感じます。
ノイズキャンセリングを使うと耳が変な感じになるのはなぜ？
人によっては、
ノイズキャンセリングを使ったときに、
耳が詰まったような感じ
や、
圧迫感
を感じることがあります。
実際に耳の中の気圧が大きく変わっているわけではありません。
低い音が急に減ることで、
脳が普段とは違う音の環境を感じ取り、
耳が圧迫されているように感じる場合があります。
つまり、
音の変化を「圧力の変化」のように感じている
ことがあるということです。
マイクはどこについているの？
製品によりますが、
ノイズキャンセリングイヤホンには複数のマイクが使われることがあります。
例えば、
外側のマイクで周囲の音を拾い、
イヤホン内部のマイクで、
実際に耳に届いている音
を確認します。
そして、
「まだ騒音が残っている」
と判断すると、
反対の音を細かく調整します。
こうして常に修正を繰り返しています。
電池が切れるとノイズキャンセリングできないのはなぜ？
アクティブノイズキャンセリングでは、
- マイクで音を拾う
- 音を計算する
- 反対の音を作る
- スピーカーから流す
という処理が必要です。
そのため電気を使います。
バッテリーがなくなると、この処理ができなくなるため、
普通のイヤホンの遮音効果だけになる
というわけです。
まとめ
ノイズキャンセリングイヤホンは、
ただ耳をふさいでいるだけではありません。
周囲の音をマイクで拾い、
その音とは反対の波を作って流すことで、
音の振動そのものを小さくしています。
特に、
電車や飛行機、エアコンのような
低くて一定の音
を消すのが得意です。
一方で、人の声や急な物音のように、
変化が激しい音は完全には消しきれません。
普段何気なく使っているノイズキャンセリングですが、
その中では常に、
「音を聞く → 反対の音を作る → 打ち消す」
という処理が一瞬のうちに繰り返されています。
つまりノイズキャンセリングは、
音を防いでいるのではなく、音を使って音を静かにしている技術
なのです。
キーワード
ノイズキャンセリング / イヤホン / ANC / 逆位相 / 音波 / 干渉 / マイク / 騒音 / テクノロジー / 音
※本記事では、文章作成および画像生成の一部にAIを活用しています。
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