ノイズキャンセルとは?ノイズキャンセルの仕組みや原理について

ノイズキャンセルの商品も最近では増えてきていますね。街中で使ってる方も多いのではないでしょうか?しかしこのノイズキャンセルって一体どういう仕組みなのでしょう。今回は簡単に原理を説明しながらも、ノイズキャンセルが必要な理由などをお話ししたいと思います。

ノイズキャンセルとは?ノイズキャンセルの仕組みや原理について

目次

  1. ノイズキャンセルとは
  2. ノイズキャンセルを利用した商品
  3. ノイズキャンセルの力を使う
  4. ノイズキャンセルを利用したい場面
  5. ノイズキャンセルの原理と仕組み
  6. ノイズキャンセルの仕組みとなる「逆位相」とは
  7. ノイズキャンセルでいうノイズの定義
  8. ノイズキャンセルで注意するべき点
  9. ノイズの無い世界とノイズのある世界
  10. まとめ:ノイズキャンセルを知って

ノイズキャンセルとは

街中には沢山のノイズ音が存在しますが、音楽を聴きたい時に外部の雑音が激しいと、せっかくの曲が音の大きさで潰されてしまったり、ボーカルや楽器の音を落ち着いて聴き取れなかったりしますよね。そんな、自分の時間を有意義に過ごせずストレスを抱えている方に、おすすめなのがノイズキャンセルです。

ノイズキャンセルを利用することによって、外部からの雑音を防ぐので、クリアな音だけをシンプルに聴き取ることが可能になります。ノイズキャンセルを用いた商品や環境が活用されることで、自分の楽しみたい音楽を静かに聴けたり、通話相手の声をクリアに聞き取ったり生活のストレスを半減できるのです。

ノイズキャンセルを利用した商品

実際にノイズキャンセルを利用した商品となると、やはり音楽を聴くヘッドホンやイヤホンを想像するのではないでしょうか。それぞれの商品には、ノイズキャンセル機能が内蔵されていて充電式のもの多いようです、充電が切れても音楽は聞こえますが、ノイズキャンセル機能だけが切れる仕組みになっています。

もちろん音楽を聞くためだけの商品以外にも、単純に耳栓としてのイヤホン商品が開発されています。こちらはノイズキャンセルイヤホンと仕組みは一緒ですが、音楽ためのものでなく従来の耳栓よりも、より効果的に雑音を防ぐ事が特化した商品なのだそうです。飛行機やネカフェ等睡眠時にも活用できますね。

ノイズキャンセルの力を使う

イヤホンやヘッドホンだけでなく、普段生活している環境にも実はノイズキャンセルが使用されているのですが、ご存知でしょうか。生活環境面で使用されそうな場所を考えると大体想像がつくかと思いますが、騒音のする場所にノイズキャンセルは使用されています。例えば、高速道路や鉄道環境といった場面です。

空港や鉄道ハイウェイなどといった雑音の多い環境では、ヘッドホンなどではなく、その場にスピーカーが設置されていて、環境音としての騒音を防ぐための配慮がされているのだそうです。残念ながら現時点で市販に販売されるようのノイズキャンセルスピーカーはありませんが、世の中にはもう実在してるのですね。

ノイズキャンセルを利用したい場面

ノイズキャンセルを活用したい場面って、皆さんはどう想像しますか?例えば、工事現場の雑音うるさいから自宅で静かに過ごすためにも、雑音を防ぐノイズキャンセルを利用したいという方もいますよね。その他にも、仕事を一人外で行いたい方など、基本的には外部と接触したくない場面が多いと思います。

その他には、人との通話中にお互いの声以外が入らないよう、余計な雑音を防ぐことができたらと、考える方もいるのではないでしょうか。こう言った自分たちが邪魔だと感じている音の環境問題に、利用する意味が生まれるのです。携帯電話や通話アプリも最近ではノイズキャンセル機能を設けています。

要するに、集中力を妨げる雑音を防ぐ為、そして必要としている情報以外の雑音を防ぐ為にノイズキャンセルをよく用いられるわけです。こう言った、ノイズキャンセルを必要とする場面は、周囲の環境から離れ個人的なパーソナルゾーン、言わば別世界のような「新しい環境」を生み出している気がします。

ノイズキャンセルの原理と仕組み

ここで一般的に用いられている、ノイズキャンセル機能の原理と仕組みを簡単に説明しましょう。細かく難しい説明を省いて簡単に原理と仕組みを伝えるのならば、「雑音を雑音で打ち消した」という形になります。スピーカーもイヤホンも音を出す再生デバイスですが、その再生される雑音が重要な仕組みなのです。

その雑音はどんなものを流してもいいわけではありません。もちろんその「環境の雑音に適した逆位相」の音が再生され、初めて雑音が雑音を打ち消すのです。この原理だと、再生デバイスがその環境音を認識しなければないませんよね?その為にノイズキャンセルにはマイクと同じ録音デバイスが備わっています。

ノイズキャンセルの仕組みとなる「逆位相」とは

雑音を防ぐためのノイズキャンセルが、雑音をまず録音デバイスで聞き取り、その音を「逆位相」の音に変換したのち、再生デバイスから雑音を出して、私たちの耳に入ってくわけです。しかしそれと同時に外の雑音も音がなっているので、二つの音が重なって音が無くなるという原理が出来上がります。

高校物理の勉強で聞き覚えがある方もいるかもですが、念のため原理として現れた「逆位相」についても説明をしておきましょう。まずは二つの音を必要とするので、全く同じ雑音が二つあるということだけ、脳内にイメージをしておいてください。

同位相で音が強まる

その二つの音には、音の振動があります。同じ音であれば振動も同じなので別々の場所からその音が流れていても、音の振動は同じなので二つともすれ違うことなく重なって、より強く音が聞こえてきます。+と+を足したもののようなイメージです。山と谷が揃っている振動の波、これを同位相と言います。

逆位相で音が弱まる

では、今度はそのうち片方の音だけを、山と谷の繰り返しでなく谷と山の繰り返しに「反転」させてしまいましょう。振動の波が反対になるので、山と谷がすれ違って重ならなくなりますよね、すると+とーを足したように音が0(無)になる訳です。

イメージが湧きにくいかと思いますが、音波による振動の振り幅が山と谷反転していても、曲は逆性になったりする訳じゃなく普通に聞こえます、ただ+の力で音を出しているかーの力で音を出しているかだけの問題です。不思議な仕組みですが、こう言った逆位相への変換をノイズキャンセルは行っているのですね。

ノイズキャンセルでいうノイズの定義

逆位相によって音を消す方法はなんとなくわかりましたか?しかしこれだと、綺麗に音を反転させてしまうので、本来はマイクが拾う外部の音全てを、まるでミュートをかけたかの様に消してしまいます。でも、イヤホンも通話で使われるアプリもノイズだけをカットしていますよね。

そもそもノイズという定義を一体どの範囲で認識しているのかが問題にります。音波の表記となりますが40Hz(ヘルツ)から1500Hzの間を人は不快音と感じるようで、その範囲の音波量をノイズと読み込みカットしてくれるのです。電車内でのアナウンスや、通話相手の声がちゃんと聞こえるのはこのためなのですね。

ノイズキャンセルで注意するべき点

ノイズキャンセルは、雑音を消すために開発されたものなのですが、この外部の音をシャットダウンすることによって実は恐ろしい可能性が生まれています。それは外でノイズキャンセルを利用する際に起きることです。家の中だけで利用しては、外部の音を消す意味がないじゃないかと思われるかもしれませんね。

しかし、普段人が外で生活をする上で、周囲の車や人を予知するのには「視力」と「聴力」を主に使っているわけです。そのうち聴力をノイズキャンセルで防いでしまっては、普段外で利用する情報収集源が半分になってしまうのです。どんなに周囲を気にしても視力だけで、真後ろの情報を読み取ることはできません。

先ほど、別の空間を作り出す意味をノイズキャンセルは持つのではと、お話しました。使用している人はそう感じるのです、しかし現実は騒音がなくなるわけでもなく、音を発する物体や聴く自分が消えるわけでもありません。使用する際には、周囲への注意等を考慮し周りにも迷惑の無いよう気をつけましょう。

ノイズの無い世界とノイズのある世界

雑音の対義語ってみなさんなんだと思いますか?ノイズキャンセルの意味合いで考えるならば、雑音はノイズを意味しますので対義語はそれこそ「静寂」といったところでしょうか。先ほど雑音の定義を決めるルールが音波の違いだと説明しましたよね、それはあくまでノイズキャンセルを作った側が決めたことです。

ノイズキャンセルは正に雑音を使った機械です。原理や仕組みからして無音が作れるだけの技術がこの世には既に実在するでしょう。しかし、ノイズキャンセルの意味を履き違え、もっと無音に近い製品を開発してほしい等といった期待は間違いだと思います。

皆さんが、普段聞いている街の音が全て雑音かと言われると、それはその時々によって変わるのでは無いでしょうか。私はノイズキャンセルが意味する真意が、静寂を作ることなのではなく「純音」を作る為のものだと感じています。雑音も音の種類の一つだということを忘れないでください。

まとめ:ノイズキャンセルを知って

今回は、ノイズキャンセルの仕組みや原理について触れてきました。そして、わかったことが幾つかありましたね。ノイズキャンセルは確かに外部の音をなくす優秀な機能です、しかし開発者がこの機能を作った意味や意図は、その機能を使えば海のさざめく青さもモノクロに見えるという話なのでしょうか?

私も記事を書くときよくノイズキャンセルイヤホンを利用しますが、たまに内にこもりすぎてしまい外の音も必要だなと再確認しました。機能としては素晴らしいですが、本当は必要だった音まで削ってしまわないような、新しいルールのノイズキャンセルへと、今後進化することを願っていたいです。

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