技術情報

位相・逆位相、位相ズレって何？

2025/01/28

今日は、音に関するちょっと不思議で面白い「位相」と「逆位相」、「位相ズレ」のお話をしてみたいと思います。

難しい言葉のように聞こえるかもしれませんが、身近な例を使ってわかりやすく説明します。

音は「波」

まず、音は空気の振動が波として伝わる現象です。この波は山と谷が繰り返し現れる形で表現されます。この山と谷が時間に沿ってどう動くか、という情報を「位相」と呼びます。

例えば、波が全く同じ形で並んでいる2つの音を考えます。この場合、両方の波の山や谷がぴったり一致していると「同位相」「正相」と言います。

「逆位相」ってどういうこと？

一方、波がちょうど反対の動きをしている場合、例えば片方が山のときもう片方が谷、という関係を「逆位相」「逆相」と呼びます。逆位相の波同士を足し合わせると、互いに打ち消し合い、音が消えてしまうんです。

この現象を利用した身近な例が「ノイズキャンセリングイヤホン」です。イヤホンは周囲の騒音をマイクで拾い、その音を逆位相にして出力することで、音を打ち消しています。これにより、静かな環境が作られるのです。

例えば、飛行機の中でエンジンのゴーという音が気になるとします。この音をイヤホンが拾い、その逆位相の音を再生することでエンジン音が消え、快適な静寂を楽しむことができるのです。

スピーカーの配置と位相

次に、スピーカーの場合を考えてみましょう。スピーカーが同位相で動いていれば、音は豊かで力強く聞こえます。しかし、スピーカーが逆位相だと音が互いに打ち消し合い、薄っぺらい音やほとんど音が出ない状況になることもあります。

これを防ぐために、スピーカーの接続や配置では、必ず「位相」が合っているかどうかを確認するのが大切です。

位相ズレとは？

次に「位相ズレ」についてお話しします。位相ズレとは、2つの波が完全に一致しているわけでもなく、逆位相でもない状態を指します。例えば、1つの波が山を作るときに、もう1つの波が少し遅れて山を作るような状況です。

このズレが小さければ、音は少し変化するだけですが、大きくズレると中低域だけがなくなり音が濁ったり、音質が劣化する原因になります。

音響機器の設計では、この位相ズレをいかに抑えるかが非常に重要なポイントとなります。

実際に聴き比べてみましょう

実際に音を体感していただく方が早いと思います。
動画にしてみましたので下記リンクからご覧ください。

位相・逆位相、位相ズレって何？
https://www.youtube.com/watch?v=vyGzmmSwNjg

無響室での「音の位相」の使い方

さて、ここからが私たちソノーラの得意分野、無響室の話です。

無響室は、音の反射がほとんど起きない特殊な部屋です。この環境では、音波が反射せずに真っすぐ進むので、音の「位相」を正確に観察できます。そのため、スピーカーやイヤホンの性能評価、騒音対策の研究などに利用されています。

例えば、無響室でスピーカーをテストする場合、スピーカーが発する音が逆位相になるなどの設計ミスを見つけやすくなります。このような正確な検証が、製品の品質向上に役立っています。

まとめ

「位相」と「逆位相」、「位相ズレ」は、音の不思議な性質の一部ですが、私たちの日常にも密接に関わっています。ノイズキャンセリングイヤホンやスピーカーの音質が良いのも、これらの技術のおかげです。

そして、ソノーラの無響室は、こうした音の位相に関する研究や製品開発を支える場所です。

もし興味を持たれたら、ぜひソノーラの無響室についてもチェックしてみてください！

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