2016/04/27

| 更新

2020/07/07

騒音だけなぜ消える? 『ノイズキャンセリング』の仕組みとは

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少し前まではBoseやソニーなど、音響機器を手がけるメーカーのハイエンド機種に搭載されていた「ノイズキャンセリング」機能だが、最近では「AirPods Pro」など小型の完全ワイヤレスイヤホンにも搭載されはじめ、注目を集めている。

AirPods Pro

では、そもそもノイズキャンセリングとはどういった機能なのだろうか。本記事では、その仕組みや便利な使い方、注意点について紹介する。

ノイズキャンセリングとは

ノイズキャンセリングとは読んで字のごとく、ノイズ(騒音)をキャンセル(打ち消す)するもので、それによってイヤホンやヘッドホンの着用時に、外部の音に邪魔されずに音楽などを楽しむことができるというものだ。

電車や飛行機に乗っていてモーターやエンジンの音がうるさく、音楽を楽しめないという経験をしたことがある人もいるだろう。ノイズキャンセリング搭載のイヤホンやヘッドホンなら、そういったシーンでもイヤホン・ヘッドホンの外から入ってくる音だけを消し去り、音楽はそのまま聴くことができる。

AirPods Proを着用した女性

また、ノイズキャンセリングは音楽を聴いていないときでも、単純に耳から入る騒音をカットしたいという場合にも役に立つ。

騒音を打ち消す仕組み

では、ノイズキャンセリングの仕組みはどうなっているのだろうか。

音は目に見えない空気を振動させる波(音波)となって周囲に広がる。音の発生源と耳との間に何かしらの障害があれば、音波は耳に届く前に打ち消されてしまい、その音を聞くことができなくなる。イヤーチップ(イヤーピース)やイヤーパッドの材質や形状を工夫し、耳に物理的に「壁」をつくって外部の音が入ってこないようにするのが「パッシブ(受け身な)・ノイズキャンセリング」(PNC)だ。

一方、デジタル処理によって外部の音を打ち消してしまおうというのが「アクティブ(能動的な)・ノイズキャンセリング(ANC)」だ。音を消すためにはいくつか方法があるが、なにもそれよりも大きな音を出して聞こえなくするのではなく、+と−を合わせれば0になるように、消したい音の波と真逆の形(逆位相)の波を発生させ、互いを打ち消すのがアクティブ・ノイズキャンセリングの仕組みだ。

逆位相の説明図

具体的には、イヤホンやヘッドホンに搭載したマイクから外部の音を収集し、内部のデジタル回路で取り込んだ音の逆位相となる音を生成して、音楽と一緒に再生する。こうすることで周囲の音を消し、音楽だけを聞くことができるのだ。

細かく言えば、この騒音収集用のマイクをイヤホンやヘッドホンの外に配置するか内側(耳側)に搭載するかで方式が変わるのだが、基本的な原理は上記のとおりで変わらない。

ノイズキャンセリングを利用したさまざまな機能

このようにアクティブ・ノイズキャンセリングはデジタル処理で行われているため、モーターやエンジン音など低音側はより強く打ち消し、人の話し声はあまり打ち消さないようにするなど、メーカーごとに特徴がある。

街中でノイズキャンセリングヘッドホンを着用した男性

同じメーカーでも、ノイズキャンセリングの効き具合を調整できる機種もあるので、アクティブ・ノイズキャンセリングを使うと耳が圧迫されるような感覚がある人は、段階を調整できる機種を選ぶと良い。

また、ノイズキャンセリング用のマイクを利用し、周囲の音を打ち消すだけなく、逆に外の音を増幅することで、イヤホン・ヘッドホンを着用したまま駅でのアナウンスを聴きやすくしたり、会話をしやすくしたりできる機能を持つものもある。

ノイズキャンセリング搭載の機種を選ぶ際の注意点

アクティブ・ノイズキャンセリングの注意点として、イヤホン・ヘッドホンの電池持ちが若干悪くなることが挙げられる。とはいえ、利用時間が半分になるなど極端なものではなく、たとえばAirPods Proの場合、アクティブ・ノイズキャンセリングがオンの場合は最大4.5時間、オフにすると5時間といった具合だ。外出先でバッテリー残量が気になりだしたら、アクティブ・ノイズキャンセリングをオフにすることで少しだけ利用時間を延ばすことができる。そのためにも、この機能のオン・オフをイヤホン・ヘッドホン単体で行えるのか、スマホアプリからしかできないのかなどは確認しておきたい。

ほかにも、周囲の声や音が聞こえづらくなる点にも注意が必要だ。機能の目的としては当然のことなのだが、電車内でアナウンスが聞こえなかったり、外を歩いているときに近づいてくるクルマに気づけなかったりするリスクがある。そのため、外でアクティブ・ノイズキャンセリングをオンにする際は、普通のイヤホン・ヘッドホン以上に気をつけたい。

また、安価なイヤホンやヘッドホンのなかには、通話時にノイズを除去して、自分の声をクリアな音質で相手に送信する技術「CVC(Clear Voice Capture)」をノイズキャンセリングと表記している機種もある。こちらは聞こえてくる音ではなく、送信する音に対してノイズの除去を行うというものだ。購入する商品のノイズキャンセリングは、アクティブ・ノイズキャンセリングとCVCのどちらの機能なのか。対応商品を購入する時は、パッケージの記載をチェックしておきたい。

昨今、アクティブ・ノイズキャンセリングに対応しているイヤホンやヘッドホンが多く発売されている。デザインや形状、音質はもちろん、ノイズキャンセリングの効き具合やあえて外の音を取り込むものなど、さまざまな機種がある。使い方によって自分にあった機種を選ぶ際の参考にしてほしい。

文:山本竜也

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