話題のノイズキャンセリング・イヤホン!「消音」の仕組みを「視覚」で理解!

こんにちは。S☆Lab. の Shin です。「雑学知識の引き出し」へようこそ!

今、巷で人気の「ノイズキャンセリング・イヤホン」。周囲の騒音を消して、静かな空間で音楽を楽しむことができる優れ物です。

騒音がない分、小さな音量で音楽が聴けるので、満員電車内では大変重宝します。

ところで、何故、周囲の騒音のみを消して、音楽だけを聴くことができるのか、その仕組みを知っていますか?

ノイズキャンセリングの仕組みを言葉で説明すると、

「そもそも音は空気の波です。周囲の騒音の音波をマイクで拾い、音波を反転させて逆位相の音波を作ります。騒音の波に、作り出した逆位相の波をぶつけることで相殺させて騒音を消しています。」

何だか分かりにくいですね。

そこで今回は、ノイズキャンセリング機能の仕組みを分かりやすく解説している動画を紹介いたします。

YouTubeチャンネル「でんじろう先生 [公式]」より

この動画では、TVでお馴染みのサイエンスプロデューサーである 米村でんじろう先生 がノイズキャンセリングの仕組みについて分かりやすく説明しています。

騒音が消される様子を、釣り鐘に見立てた巨大な容器や手作り実験器具を用いて説明しています。「音」が「逆位相の音」で相殺される様子が、「視覚」で理解できることでしょう。

ちなみに、釣り鐘の内側の音が小さくなることを見つけたのは、かの有名なアインシュタイン博士のようです。来日した際に、お寺の釣り鐘を見つけて実際に試したそうです。

ノイズキャンセリングの原理は至って単純ですが、実際にイヤホンで再現するとなると、かなり難しいようです。

一番の難題は、音の位相を合わせること。外音を取り込んで反転させて逆位相の波を作ることは難しくありませんが、波が互いに相殺する様に位相を合わせるのは至難の技です。

位相がずれてしまえば、逆に騒音が大きくなってしまいます。

なので、ノイズキャンセリング機能は、高周波(高音)より位相幅が大きくて多少のズレが許容される低周波(低音)に効果を発揮します。

各イヤホン・メーカ-では、逆位相のズレを小さくすることに全力を注いおり、ハイエンド・モデルでは、位相のズレを小さくする為に高度な電子制御機器を搭載しています。あの小さなイヤホンが高額であることにも頷けることでしょう。

現在、ノイズキャンセリング機能が最も優れているワイヤレスイヤホンはSONYの「WF-1000XM4」。低音のみならず、高音でも消音効果を発揮します。仕組みを理解すると、改めて、このイヤホンの凄さに気付かされます。(おわり)

  

  

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