ノイズキャンセリングの仕組みとは?その種類も詳しく解説!

2021.06.25

最新のイヤホンでは「ノイズキャンセリング」という機能を搭載したモデルが多く存在します。

しかし、その意味や仕組み、効果などをあまり詳しく知らない方も多いのではないでしょうか。

そこで本記事では、ノイズキャンセリングの種類やそれぞれの効果、選ぶポイントなどを解説します。

ぜひイヤホン選びの参考にしてください。

そもそもノイズキャンセリングとは?

ノイズキャンセリングというのは、イヤホンやヘッドホンを装着して音楽などを聴く際に、外部の騒音を低減させる技術です。

周囲の雑音が低減するのでクリアなサウンドで音楽を聴くことができます。

勉強や仕事に集中したいときにも、ノイズキャンセリング機能が役立ちます。

車の走行音や工事音などの騒音も気にならないでしょう。

ノイズキャンセリングの仕組みと種類を解説

ノイズキャンセリングと一言にいっても種類があります。

  1. パッシブノイズキャンセリング(PNC)
  2. アクティブノイズキャンセリング(ANC)

大きく上記2つの仕組みに分かれていて特徴も違うため、まずは2つの仕組みの違いを解説します。

1.パッシブノイズキャンセリング(PNC)

パッシブノイズキャンセリングとは、内部回路による信号処理技術を使わず、デバイスの構造によって騒音を防ぐ仕組みです。

音が聞こえる仕組みは、音の発生源が空気を振動させ、その振動が音波となって耳に届くことによって伝わります。

つまり、音の発生源と耳の間を完全に遮断すれば、音波が耳に届くことはありません。

パッシブノイズキャンセリングはこの仕組みを利用しています。

具体的には、イヤーピースやイヤーパッドを耳にフィットする形状にしたり、素材を工夫したりして、音の発生源と耳との間に物理的な壁を作ります。

耳栓をイメージすれば分かりやすいのではないでしょうか。

2.アクティブノイズキャンセリング(ANC)

対してアクティブノイズキャンセリングとは、内部回路による信号処理によって発生させた逆位相の音を重ねて周囲の音を打ち消す仕組みです。

ノイズとなる外音の音波と真逆の音波を発生させて掛け合わせることで、お互いが打ち消し合ってノイズが消えます。

マイナスとプラスを合わせてゼロにするようなイメージです。

アクティブノイズキャンセリングのイヤホンは、搭載しているマイクで外部のノイズを集音します。

そして、内部回路の信号処理で逆位相の音を作りだして、それを音楽と同時に再生します。

その結果、外部のノイズが消えて音楽だけが耳に届きます。

そんなアクティブノイズキャンセリングは、さらに「フィードフォワード方式」と「フィードバック方式」に分かれます。

フィードフォワード方式

フィードフォワード方式のイヤホンやヘッドホンは、デバイスの外向きにマイクを配置しています。

そのマイクで外部のノイズを集音し、逆位相の音を生成することでノイズを低減させます。

イヤホンからはこの逆位相の音と音楽がミックスして再生され、耳には音楽だけが聞こえるという仕組みです。

フィードバック方式

フィードバック方式の場合、デバイスの内側の耳に近い位置にマイクを配置しています。

このマイクが外部ノイズと音楽の両方を集音した信号からノイズ成分を抽出し、その逆位相の音を生成することで外部ノイズを打ち消す仕組みです。

より耳に近い音の外部ノイズを打ち消すため、フィードフォワード方式よりも正確なノイズキャンセリング性能を発揮しますが、処理が複雑で負荷も大きいため、フィードバック方式のみを搭載するイヤホンはほどんど存在しません。

ハイブリッド方式

そこで、イヤホンでも高性能なノイズキャンセリング性能を実現するために、フィードフォワード方式とフィードバック方式両方の利点を組み合わせた「ハイブリッド方式」が存在します。

まずフィードフォワードマイクで集音したデバイスの外側のノイズを打ち消し、さらにフィードバックマイクで集音した残留ノイズを最終段で打ち消すことで、効率よく優れたノイズキャンセリング性能を発揮できます。

ただし、フィードフォワードマイクとフィードバックマイクそれぞれが必要となり、製造コストの増加や筐体設計の制限が生じるなどのデメリットもあります。

ノイズキャンセリング機能が便利な活用シーン

では、ノイズキャンセリング機能はどのようなシーンで役立つのでしょうか。

たとえば、電車に乗りながら音楽を聴いている時に、走行音が気になってストレスを感じた経験はないでしょうか?

ノイズキャンセリング機能が付いたイヤホンであれば、そういった走行音やノイズだけを打ち消してくれるので、クリアなサウンドで音楽を楽しめます。

さらに、ノイズキャンセリング機能は音楽を再生していない時でも使えます。

周囲の音が気になる時にイヤホンを装着することで、雑音が気にならなくなります。

勉強や仕事などに集中したい時に活躍するでしょう。

ノイズキャンセリング搭載イヤホンを選ぶ際のポイント

ノイズキャンセリング機能を搭載したイヤホンの購入を検討する際に、その種類が多くて迷ってしまうことも多いでしょう。

ここからは、ノイズキャンセリング搭載イヤホンを選ぶ際のポイントを2つ解説します。

連続再生時間

連続再生時間は、ワイヤレスイヤホンのバッテリー持続時間を表します。

あまりにも短いと頻繁に充電する必要があるため、不便に感じてしまうでしょう。

さらに、ノイズキャンセリングをONにすると消費電力が増加して連続再生時間が短くなりやすいため、できるだけ連続再生時間が長い機種がおすすめです。

操作方法

ノイズキャンセリング機能のON/OFFや音量調節は、イヤホン本体で操作する機種がほとんどです。

そのため、操作方法にもこだわって選びましょう。

ワイヤレスイヤホンの操作方法は、主に「物理ボタン式」と「タッチセンサー式」の2種類に分かれています。

物理ボタン式はボタンをカチッとクリックすることで操作できます。

タッチセンサー式は指で軽く触れるだけで操作可能です。

どちらの操作方法が良いかは好みによる部分もありますが、ノイズキャンセリング機能の操作においてはタッチセンサー式がおすすめです。

ノイズキャンセリング機能が必要なシーンで、簡単な操作でサッと機能をONにできるため、便利に感じるでしょう。

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まとめ

ノイズキャンセリングは、電車の走行音や周囲の雑音などが気になるシーンでとても役立つ機能です。

物理的にノイズを遮るパッシブノイズキャンセリングや、内部回路による信号処理によって逆位相の音を生み出すアクティブノイズキャンセリングという種類があります。

それぞれの仕組みや精度は異なるため、違いに注目しながら選びましょう。

また、連続再生時間や操作方法にもこだわることも大切です。

できるだけ連続再生時間が長くて、簡単に操作できるものを選ぶことをおすすめします。