情報活用編プラス
第2章「コミュニケーションと情報デザイン」
IP01-05
音のデジタル化
4. 音を扱う機器の仕組み ( 4 / 13 )
学習の目的
音を扱う機器の仕組みを理解する
マイクやイヤホンなどは、どのように音を扱っているのでしょうか？
音をコンピュータで記録するために、まずは音を電気信号に変換する必要があります。
そのため、音を録音するときに使用するマイクには、空気の振動を電気信号に変換する機能が備わっています。
また、コンピュータに記録された音を再生するには、記録した情報を空気の振動に変える必要があります。
スピーカーやイヤホンには、その機能が備わっています。
マイクやスピーカーはパソコンやスマホにはあたり前についているよな。
気にしたことはなかったけど、どういう仕組みなんだろうね。
それでは、マイクやスピーカーの仕組みについて学びましょう。
マイクの仕組みは以下の通りです。
マイクの中には、「ダイアフラム」と呼ばれる膜があります。
ダイアフラムは、音を感知して振動します。
ダイアフラムの振動がコイルを振動させ、磁石との作用によって電気信号を発生します。
これで、音波と同じ電気信号を発生させることができます。
コイルとか、理科の話になったね。
「情報」の話とは少し違いますが、音のデータを取るためには必要なことですね。
スピーカーやイヤホンは、マイクの逆の仕組みです。
スピーカーやイヤホンは、コンピュータから受け取った電気信号を、コイルに伝えます。
コイルに流れた電流で磁力が発生し、磁石と反応してコイルが振動します。
コイルの振動が振動板に伝わり、空気を振動させ、音を発生させます。
実は、マイクとスピーカーはほとんど同じ仕組みなんです。
音声を入れるか出すかの違いだけですね。
えぇっそうなんだ！！
マイクから音を出したり、スピーカーから録音したりもできるんですか？
理論上は可能ですが、設計上の理由で目的と異なる使用用途で音質の期待はできないですよ。
最近のイヤホンやヘッドホンは「ノイズキャンセル機能」が搭載されているものが多くあります。
ノイズキャンセル機能とは、外の騒音（ノイズ）を消し、クリアな音声を再生する機能です。
その秘密は逆位相にあります。
逆位相とは、元の音波の上下を逆さまにしたものです。
音波も波と同様に、＋の押す力と、-の引く力があります。それが逆転したものと考えてください。
これらのイヤホンなどには小さいマイクがついており、周りの騒音(ノイズ)を読み取ります。
このノイズと逆の音波（逆位相）の音を同時に流すことによって、ノイズだけを打ち消すことができます。
例えば、イヤホンから流れる音を10、騒音を5とします。騒音の逆位相は-5となります。
これらを全て足すと、10(本来の音)+5(騒音)-5(逆位相)=10 となり、元の音だけが残るんです。
次からは、音のデジタル変換について説明します。
