ヘッドフォン
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ヘッドフォン、またはヘッドホン（Headphones ）は、再生装置や受信機から出力された電気信号を、耳に接近したスピーカーを用いて音波（可聴音）に変換する装置である。
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[編集] 説明
両耳に当てるものはステレオホン、耳に差し込む形式のものはイヤホン（Earphone（s） ）、マイクを備えたものはヘッドセットともそれぞれ呼ばれる。
通常、コネクタ（ジャックとプラグ）を用いて音響機器と分離できるようになっている。代表的な例がiPodなどの携帯型オーディオやMP3プレーヤーなどのデジタルオーディオプレーヤー、携帯電話、CDプレーヤー、パソコンである。
もともとヘッドフォン用の接続端子としては、通称“標準サイズ”とされる直径6.3mmのステレオプラグ（コネクタ）が一般に用いられてきた。しかし現在では、特にポータブルオーディオに代表されるような小型化の要請から、3.5mmのステレオミニプラグ（コネクタ）やさらに小型の専用端子などが用いられる場合が多くなっている。音質の観点では接触面積の多いコネクタの方が有利とされ、現在でも室内鑑賞を目的とした高級ヘッドフォンでは標準プラグ（コネクタ）を用いている。またミニプラグ・標準プラグの両方に対応させるため、変換プラグが付属しているものも多い。
聴取者（ヘッドフォン）と音響機器とはケーブルでつながっているが、これを物理的に離すために、アナログFM変調、Bluetooth、Wi-Fiなどの無線や赤外線を用いて基本ユニットが音声信号を送信したものをヘッドフォン側で受信することでコードレス（ワイヤレス）にしたものもある。 このようなタイプは音声信号復調を行なう電子回路のため、電源供給が必要になる。よってヘッドフォン側に一次電池あるいは二次電池を内蔵することになり、重量あるいは体積が大きくなる傾向がある。
D/Aコンバータを内蔵し、デジタルオーディオケーブルの入力を可能にしたものもある。DVDプレーヤーなどからアンプを介さず再生する他、パソコンのサウンドカードあるいはオンボードのデジタル端子に接続する利用法がある。
オーディオ系の常として、製品ごとに性能・表現性に大きく差がある。価格帯も広く、数百円程度から数十万円するものまで非常に幅がある。
[編集] 駆動方式
[編集] ダイナミック型
ダイナミックスピーカと同じ構造で、ダイアフラム（振動板）を取り付けたコイル（ヴォイスコイル）が磁石の発生する磁界の中で前後に振動する方式である。今日、ヘッドフォンと呼ばれる物の最も一般的な方式である。世界初のダイナミック型ヘッドフォンは1937年、ドイツのEugen Beyerが作った。現在でもbeyerdynamic社は主要メーカーの一つである。インピーダンスは16Ω～70Ω程度のものが一般的である。ポータブル機器向けのものは16Ω～30Ω程度の低インピーダンスのものが多く、インドア用途の一部高級機では数百Ωの高インピーダンスのものも存在する。
[編集] 圧電型
薄い圧電体を2枚の金属板で挟み、電圧を加えることによって振動を発生させる方式である。一般にダイナミック型に比べてきめ細やかな音を出す事ができるとされる。しかし、インピーダンスが高いために動作させるためには通常のアンプのほかに専用のユニットを接続する必要がある。生産しているメーカーはあまりない。圧電体がロッシェル塩であればクリスタル型、圧電セラミックであればセラミック型となるが、近年は「クリスタル（イヤホン）」を謳っていてもセラミック型である事が多い。
[編集] 静電型
コンデンサ型またはエレクトロスタティック型とも呼ぶ。 背極（ステーター）のごく近傍に薄い導体の膜（振動膜）をおく。振動膜に直流電圧（バイアス電圧）をかけ、背極に交流電圧をかけると電気信号に応じた振動が膜に発生する。通常は背極を2枚用意し、その間に振動膜を置く（プッシュプル方式）。背極には空気を流通させる穴をあける。振動系の質量を非常に軽くする事ができること、振動膜の全面が均一に振動することから、高品位な再生が可能である。高い電圧を必要とするため、また抵抗負荷ではないため、専用のアンプが必要である。日本のスタックス社が静電型ヘッドフォンを製造販売している。なお、同社ではイヤー・スピーカーと呼ぶ。
[編集] バランスド・アーマチュア型
マグネティック･スピーカと同じ構造。ダイナミック型と比べコストがかかり、再生周波数帯域は狭いが、再現性、特に中高音域の解像度が高く、補聴器等によく使われている。また小型化が容易である。
イヤホン（日本ではインナーイヤー型ヘッドホーンと称される）の高級タイプではこの方式の中高域の繊細さ、解像度の良さを生かしつつ、苦手な低域の量感などを改善するため、高域用、低域用の2種類のドライバーを内蔵させた2Wayタイプの製品が開発されている。
[編集] マグネチック型
ダイナミック型と同様に振動板・コイル・磁石が使われるがコイル自身は振動しない。 昭和の中頃まではスピーカーにも使われるなど古くからテレビ・ラジオの個別聴取のために使用されてきたもの。最も簡便なタイプであり、音質も音声情報を認識する最低限のものであるためヘッドフォンとは区別されることも多い。一般に片耳モノラルイヤホンであり、その場合は丸みを帯びた開口部を外耳道に数ミリ挿入する。外耳道の入口で支持するだけのため脱落しやすく、装着感も良好とは言えない。
[編集] 構造
ヘッドホンの構造は大きく二つに分けられ、それぞれ次のような特徴がある。
- オープンエアー型（開放型）
- 発音部分の背面が開放されており、音が自由に出入りできるもの。同等の価格であれば、密閉型よりも良い音が得られるものが多い。一般に高音が良く伸び、音がこもらない反面、低音はやや弱い事が多い。DJなど、同時に外の音を聞くことが要求される場合にも用いられる。音漏れが大きい。
- 密閉型（クローズド型）
- 発音部分の背面を密閉したもの。力強い低音を再生できるが、音がこもるものも多い。遮音性が高いため、音質よりも外部の音を遮断することを重視する場合に好んで用いられる。ヘッドフォン自体の音も音漏れしにくくよく遮断するので、公共の場で利用するヘッドホンに用いられるほか、ヴォーカル録音等のモニタにも愛用される。
ただし音の傾向については構造による違いより、どちらかというとメーカーによる差が大きい。例えばゼンハイザー社の開放型ヘッドホンは低音が強調されて、オーディオテクニカ社の密閉型ヘッドホンは高音が強調されて鳴る傾向があることで知られている。また遮音性・音漏れについても密閉型だから高いとは必ずしもいえず、同じメーカーの製品でも機種による音質の差も大きいので購入の際は試聴することが薦められる。
[編集] 種類
- インナーイヤー型
- 耳介に引っ掛けるタイプ。日本国内で携帯プレーヤーを購入したときに付属してくることが多い。その多くが耳の形状に合うように設計されているため装着感が良く、スポーツなど激しい動きでも脱落しにくい。このタイプには開放型が多いため、比較的音漏れしやすい。
- カナル型
- 外耳道（ear canal）を指し、耳の穴にインナーイヤー型よりも深く差し込んで使用するタイプのヘッドホン。構造上密閉型が多く、遮音性能が極めて高い。電車内で細かい音を聴くこともできる。耳に合うかどうかが個人によって異なり、音質や装着感などにも大きく影響する。密閉性が高く、振動板と鼓膜の間の空間も狭いため、同程度の音量で聴取していてもオーバーヘッド型などと比較して、耳に負担をかけやすいとも言われる。近年各メーカーから相次いで販売されるようになった。
- ヘッドバンド型
- ヘッドバンドを頭の上に乗せるものである。「オーバーヘッド型」とも呼ばれる。主に室内で使用するヘッドフォンに用いられる。耳に良く密着し、密閉型では音漏れしにくいものが多い。しかし、持ち運ぶときにかさ張る、髪型が乱れるなどの理由で敬遠される事もある。最近では折り畳み型もある。
- ネックバンド型
- 首の後ろ側に装着するもので、携帯型のヘッドフォンに用いられる。頭の上に取り付けるヘッドフォンのように髪型を乱すことが無く、帽子をかぶることもできる。運動時にも邪魔にならない。現在ではソニーなどで作られている。
- 耳掛け型・クリップ型
- クリップを外耳に引っ掛けるもの。コードをハウジング内に収納するモデルもあり、（インナーイヤー型と比較して振動板面積が大きく取れるわりに）非常にコンパクトで、携帯に便利である。しかし、外耳に引っ掛けるため、耳に密着しにくく、音漏れしやすい。長時間使用すると外耳に痛みが出る事もある。パステルカラーであったりメッキのアクセントの入っているものなど、ファッション性を重視した製品も多い。全体的に3000円程度の商品が多いが、中にはアルミニウムや木材などを使った高級モデルもある。
[編集] 使用上の注意
ヘッドフォンを大きな音量で用いると、一時的または永続的な耳の損傷や難聴を起こすことがある（→ヘッドフォン難聴）。また、運転中や運動中などに使用すると、外部の音が減衰することにより、他の危険も生ずる。1日100デシベル以上の音を15分以上聞くと難聴になりやすいと言われている。
[編集] ヘッドフォンとステレオ再生
ヘッドフォンとステレオスピーカーを用いた再生の最大の違いは音像の聞こえ方である。
一般の音楽ソースはステレオフォニックで再生されることを前提としている。また、往年のクラシック系の録音はある程度部屋の反響を前提としたものがあった。そのため、ヘッドフォンでこれらの音源を聴取すると、頭の真ん中に音像が定位したりするなど、自然な音の広がりが得られないことがある。これに関しては慣れや個人差もあり、特にポピュラー音楽の聴取では実用上問題なく利用されている。しかしヘッドフォンが本領を発揮するのはバイノーラル録音されたソースを再生する時である。
音質のみを評価した場合、同価格帯のスピーカーとヘッドフォンでは一般的にヘッドフォンの音質が良好とされる。
[編集] ヘッドフォンの新しい利用法
[編集] サラウンドヘッドフォン
前述のようにヘッドフォンは一般に、音が頭の中でなっているような感覚があるため、映画の鑑賞などでは違和感がある事もあった。しかし、現在ではドルビーなどのサラウンド技術を用いたサラウンドヘッドフォンが開発され、手軽なサラウンド環境として人気を集めている。多くのサラウンドヘッドフォンでは赤外線や電波によるコードレス化も併せて行われていることが多い。また、ドルビー社は普通のヘッドフォンでも5.1chサラウンドを再現できる「Dolby Headphone」を開発している。なお、同技術は5.1chの再生を目的としているため、ステレオ音声の場合はPro Logic IIなどと併用する必要がある。
コンピュータゲームの、Quakeやカウンターストライクに代表されるFPSと呼ばれるジャンルでは、ゲーム中の物音から敵の所在や動きを察知する事が重要であり、この点では安物のヘッドフォンでも6スピーカー・サラウンドシステムより優れている。音の方向性を知るにも小さな音を聞き取るにも、ヘッドフォンはスピーカーより有利である。
サラウンドヘッドフォンは人間の聴覚の特性を利用して擬似的に音の定位を再現するため、実際の5.1chサラウンドスピーカーに比べると音の定位がはっきりしないと感じる場合もある。環境や再生するもの、聴く人によって感想は多種多様になる。
[編集] ノイズキャンセリングヘッドフォン
位相が逆の音波同士をぶつけると打ち消し合って音が相殺される仕組みを利用して、耳の部分にマイクロフォンを内蔵し、周囲の騒音と逆位相の音を発生させて騒音を軽減させる仕組みを持つヘッドフォンはノイズキャンセリングヘッドフォンと呼ばれる。iPodなどの普及と共に近年人気を集めている。2006年にはパナソニックとソニーのデジタルオーディオプレーヤーの一部にノイズキャンセリングヘッドフォンが標準で添付されるようになった。
騒音が完全に遮断できる訳ではないが、航空機内や鉄道・自動車の車両内のような連続的な騒音の相殺に長けている。音声が明瞭に聞こえる効果以外にも、騒音に対抗して音量を上げ過ぎることによる耳への負担の軽減効果が期待できる。キャンセリング回路をスルー出来ない機器の場合、充分に静寂な環境にてキャンセリング回路の動作に由来するヒスノイズが気になる場合があるかもしれない。逆位相の音が1/4λ以上ずれると効果は出ない。このため 低周波の騒音は比較的相殺することは容易であるが、高周波は効果があまり期待できない。従って高周波のガスタービン、ジェット・エンジンの騒音である航空機対策にはあまり効果はないことになる。その一方、船舶（ガスタービン使用の艦船を除く）、鉄道等においてはかなり効果が望める。
[編集] 主要メーカー
[編集] 日本のメーカー・ブランド
- オーディオテクニカ : 昔から密閉型に強い。木材を用いた高級ヘッドフォンのシリーズも定評がある。
- スタックス : イヤースピーカーと呼ばれるヘッドフォンを主に製造する。
- ソニー : 密閉型ヘッドフォンであるMDR-CD900STはスタジオモニターユースのスタンダードと言われる。
- パイオニア : 開発・製造は主に子会社の東北パイオニアが行う。
- 日本ビクター
- パナソニック : 主にPanasonicブランド、DJユースではTechnicsブランドを使用する。
- エレガアコス
- アシダ音響 : ST-31型はかつてスタジオ用ヘッドフォンの定番機種だった。
- デノン
[編集] 日本以外のメーカー・ブランド
- AKG
- バング&オルフセン
- beyerdynamic
- ボーズ
- エティモティック・リサーチ
- GRADO
- コス (KOSS)
- Cresyn
- フィリップス
- プラントロニクス
- ゼンハイザー
- シュア
- アルティメット・イヤーズ
- ウルトラゾーン
- Grado Labs
- Westone
- JLab Audio
