ノイズキャンセリングヘッドフォンの仕組みとは?

ノイズキャンセリングヘッドフォンは、多くの人にとって欠かせないアクセサリーになっています。特に、音楽に安らぎを求める人や、日々の慌ただしさの中で静かな環境を求める人にとってはなおさらです。しかし、ノイズキャンセリングの世界に足を踏み入れると、大量のオーディオ用語や紛らわしい専門用語に直面することになるでしょう。このブログ記事では、ノイズキャンセリング技術の謎を解き明かし、その仕組みを解説するとともに、あなたのリスニングニーズに最適なノイズキャンセリングヘッドフォンを選ぶためのヒントをご紹介します。
ヘッドフォンのノイズキャンセリング機能の種類
ノイズキャンセリング機能には主に2つの種類があり、どちらも外部音を遮断する上で同様に重要な役割を果たします。
パッシブノイズキャンセリングは、不要なノイズとあなたとの間に物理的な遮断壁を作ることで効果を発揮します。レストランで座っているときに、突然火災アラームが鳴り響く様子を想像してみてください。その音はあまりにも耐えがたく、あなたは思わず両手で耳を覆い、音を和らげようとします。そうすることで、耳とアラームの音の間に物理的な遮断壁が作られます。オーバーイヤーヘッドフォンのイヤーカップも同様の仕組みで機能しますが、どれだけ騒音を遮断できるかは、耳の周りの密閉度に大きく左右されます。
一方、アクティブノイズキャンセリングは、はるかに複雑です。この技術は、マイク、サウンドプロセッサー、スピーカーからなる複雑なシステムに依存し、外部の騒音を効果的に打ち消します。さらに詳しく見ていきましょう。


アクティブノイズキャンセリング機能の仕組み
アクティブノイズキャンセリング(ANC)技術の基本原理を理解するのに、オーディオエンジニアである必要はありません。分かりやすい例えがあれば十分です。この記事に関して言えば、綱引きというゲームのルールさえ知っていれば十分です。学校の校庭で遊んで以来しばらく経っている方のために、簡単におさらいしておきましょう。
綱引きでは、2つのチームが力比べで対決します。各チームはロープの両端に位置し、相手チームとは反対方向にロープを引っ張ることを目指します。
両方のチームが同じ力で引き合うと、それぞれの力が打ち消されるため、ロープはどちらの方向にも動きません。音波も同じような仕組みで働きます。ある音波が、同じ周波数で振幅が正反対の別の音波と出会うと、2つの音は互いに打ち消し合います。
綱引きは音の物理学の複雑さを完全に表しているわけではありませんが、アクティブノイズキャンセリングの仕組みについて、基本的なイメージをつかむ助けにはなるはずです。ANC搭載のヘッドフォンは、イヤーカップ内部の小型マイクを使って、周囲の環境音を継続的に分析します。マイクが外部音の周波数と振幅を検出し、ANCはその情報を使って、正反対の音波を生成します。この逆位相の音波がヘッドフォン内部のドライバーから再生され、不要なノイズが遮断されます。以下の図は、このプロセスの仕組みを視覚的に理解するのに役立ちます。

音楽やサウンドを再生していなくても、ANCは機能しますか?
ノイズキャンセリングヘッドフォンの魅力は、音楽やサウンドを再生していなくても効果を発揮することです。しかし、ANCを搭載したほとんどのヘッドフォンは、ある程度の環境音と連携して動作するように設計されています。これは、ある音が別の音に覆い隠されると、脳がその音の存在を感知できなくなる「マスキング効果」と呼ばれる現象によるものです。
混雑した地下鉄に座っていて、向かいに座っている人が電話で話しているとします。 ヘッドフォンを装着しても、話し声が少しこもって聞こえることがあります。 しかし、音楽を再生し始めると、隣の人の会話は突然聞こえなくなります。 これは、脳がより多くの感覚入力(音楽)を取り込むようになり、背景で起きている会話への意識が薄れるためです。
最終的に、ANCの効果はヘッドフォンの品質や周囲のノイズレベルによって異なります。図書館のような比較的静かな環境でも、ANCは音楽やサウンドを再生することなく、バックグラウンドノイズを顕著に低減できます。しかし、より騒々しい環境では、ホワイトノイズやその他の環境音を再生することで、ANCが最大限の効果を発揮できます。お気に入りの音楽配信サービスで検索すれば、さまざまな選択肢が簡単に見つかります。
ノイズキャンセリングヘッドフォンが最も活躍する場所は?
ノイズキャンセリングヘッドフォンは、周囲の騒音が集中やリラックスの妨げになるさまざまな環境で活躍します。ノイズキャンセリングヘッドフォンが特に効果を発揮する場所を紹介します。
- 飛行機
- 公共交通機関、バス、電車、地下鉄など
- おしゃべりな同僚のいるオフィス
- コーヒーショップ
- ジム
- 共有学習スペース、図書館など
ですが、ノイズキャンセリング技術があらゆる環境で優れた効果を発揮するわけではありません。 ノイズキャンセリングヘッドフォンで注意したい落とし穴について見ていきましょう。


ノイズキャンセリングヘッドフォンを使用しているのにノイズが聞こえるのはなぜですか?
前述の通り、ANCはヘッドフォンからであれ、周囲の環境からであれ、ある程度の周囲の雑音が存在する場合に最も効果を発揮します。 これは、ANCが飛行機のブーンという音やエンジンの唸り音のような低周波の音を遮断することに長けているためです。 これらの低周波音は長い音波を発生させます。これは環境内で一定である傾向が高いため遮断するのがはるかに容易であり、最終的にヘッドフォンが解析を行って最適な逆相の音波を生成するのに十分な時間が確保されます。
一方で、車のクラクションの音や赤ちゃんの泣き声のような高周波音は、より突発的に発生する傾向があります。こうした突発的なノイズは、ヘッドフォンが打ち消し音波を生成する前に音が消えてしまうことが多いため、ANC技術で遮断するのがより困難です。
まとめると、(イヤーマフのような)パッシブノイズキャンセリング方法は高周波音をかき消すのに最も適しており、ANCは低周波音を低減するのに最も適しています。だからこそ、音がパッシブおよびアクティブの両方で遮断されるように、高品質なノイズキャンセリングヘッドフォンを選ぶことが特に重要なのです。例えば、Sonosヘッドフォンは調整可能なヘッドバンドとメモリーフォームイヤークッションを採用しており、高周波音をパッシブに遮断する優れた密閉性を生み出します。そして、アクティブノイズキャンセリング機能が最低周波数域を処理します。両方の利点を兼ね備え、至高のサウンド体験を実現します。
Sonosヘッドフォンでアクティブノイズキャンセリングを体験
ノイズキャンセリングヘッドフォンの静寂をもたらすパワーを体験したい方に向けて、Sonos Ace Ultraは、頻繁に飛行機を利用する方にもオフィスワーカーにも、極上のフィット感と機能性のパーフェクトな融合を提供します。高度なアクティブノイズキャンセリング機能により、Sonos Ace Ultraは周囲の環境音を効果的に低減するため、仕事や勉強に集中したり、音楽とともに穏やかな時間を過ごしたりすることができます。さらに、周囲の状況を把握したいときは、アウェアモードで周囲の音を取り込むことで、常に環境と同調できます。Sonos Ace Ultraおよびその他のSonosヘッドフォンはこちらでご覧いただけます。