ノイズキャンセリング・イヤホン

とあるポイント交換で、何にしようかと迷って、
キングジムさんのノイズキャンセリングイヤホン「デジタル 耳栓」があったので
ポイントだし・・これでいいか と交換してみた。
デジタル耳栓

300khz以下の騒音に対して効果があるということで、早速試してみると
素晴らしい効果やった!!
これは音楽を聴くためのものではなくて、騒音を低減することだけに特化してて、
外で本を読んだり、PC使う人で集中したい人にはいいわー
この、なんつーか、器具的なデザインも個人的には好き 笑

音楽用ヘッドフォンでも、ノイズキャンセリング機能ついているものは、
BOSEをはじめ、様々なメーカーから発売されてます。
だいたい2万円~ですけどね。

区切り線
ところで、このノイズキャンセリングイヤホンの技術
皆さんは原理しってますか?
うちの妻は????ってなってたのですけど。

意外と原理は単純なんですよ!!
区切り線
ノイズキャンセリングのしくみ実験!!

まず、音 というのは空気の振動で、波形になっています。

たとえば、その波形をめっちゃ拡大すると、数学で見たことあるような
波が見えてきます。

画像は、長さでいうと0.004秒分くらいを拡大して、見やすくしてます。

波形1

拡大した波形は 440Hz のこの音の波形です。

 

■これを仮に 波形1 とします。
で、この音がノイズだとして、これをどうしたらキャンセリングするかというと
「音は音で消します!!」

ここで、「位相」が関係してきます。
高校時代に習った人もいると思いますが、位相をざっくりいうと
周期運動しているものの、ある瞬間にいる位置の事を指します。
なんか単位とかもあったような・・・忘れたけど 😆

んーーー、まあ興味ある人は詳しく調べてみてください。

 

ここでは簡単にするため、グラフの上側を 山 下側を 谷 とします。
波形1

この音の波形は まずができて、そりれからができてますよね。

んで、上のを逆にした、音の波形がこれになります。
波形1逆位相

この音の波形は まずができて、それからができてます。
これも440HZの音です

これは、先ほど聞いた 440HZの位相 に対して、位相を逆にした
逆位相音」です。これを 波形2 とします。

ただ、これはそれぞれ単体で聞いても、聴感上なんら変わりません
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さて、ここで二つを鳴らすと、どうなるか実験してみます。

最初に 上側のトラックで 波形1 をならしてから、」
途中で逆位相の 波形2 が入ってきて、最後は逆位相の波形2だけ残してみます。

どうですー 重なったとこで音が小さくなったでしょ!!
この音と音との波の干渉を利用しているわけです。

この重なったところでは
波形1 は   谷  谷  谷 ・・・・
波形2 は   谷  谷  谷  ・・・・

となって、お互い打ち消しあって、結果的に音が小さくなります。

映像の音声部分を、波形画像表示してみると。
両方

この原理を利用しているのが、ノイズキャンセリングです。

ですから、ノイズキャンセリング イヤホンには、左右それぞれのイヤホンに
外側の環境音を拾う、小さなマイクが内蔵されています。

マイクで拾った「ノイズ(環境騒音)」の波形を処理して、逆位相の音をヘッドフォン内部に出しています。

逆位相の音は 出ている けど、結果的に外側のノイズ(環境騒音)と、打ち消しあって、ノイズ(環境騒音)は低減されるわけです。
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この技術は、たとえば高速道路の騒音対策でも使われてたりします。
首都高のどっかでみたのですが、場所はわすれちゃった・・。
車線側に向かって、スピーカーがついてたりするとこです。
最近は防音壁に、スピーカー自体が埋め込まれているようですので
見えないかもしれませんけど。

あと、一部の高級乗用車でも、車外騒音やタイヤノイズをマイクで拾って、その逆位相音を
車内の専用スピーカーから出すことで、静寂性を保っている車種もあります。

音を音で消すって なんか面白いでしょ :mrgreen:

区切り線

以前の記事「音程と音の干渉について」も実は波形のずれから起こる
それぞれの位相の山・谷の打ち消しあいが、聞こえ方の音の大小となり、うねるように聞こえています。

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