ヘッドフォン
ヘッドフォンまたはヘッドホン(headphone(s))、イヤフォンまたはイヤホン(earphone(s))は、再生装置や受信機から出力された電気信号を、耳(鼓膜)に近接した発音体(スピーカーなど)を用いて音波(可聴音)に変換する電気音響変換器を組み合わせた機器。
一般的にはヘッドフォン(ヘッドホン)とイヤホンに全世界共通の明確な区分があるわけではなく、両者は連続しているが、技術上の基準では区分が設けられている。
オーディオ系の常として、製品ごとに性能・品質・表現性に大きく差がある。これは、用途に応じて設計を変えているからである。たとえば、モニター用ヘッドフォンだけをとっても、「スタジオモニター用」「マイナスワン用」「ロケ用」それぞれに合わせた製品があり、リスニング用となると、想定される好みに応じて、あらゆる方式で設計がなされている。
電子情報技術産業規格には次のような定義がある。なお、電子情報技術産業規格、および日本産業規格、一般財団法人テクニカルコミュニケーター協会では「ヘッドホン」及び「イヤホン」表記である。
イヤホンとは「電気信号を音響信号に変換する電気音響変換器で音響的に耳に近接して使用するもの」をいう(電子情報技術産業規格JEITA RC-8140C 3(1))。
ヘッドホンとは「1個又は2個のイヤホンとヘッドバンドもしくはチンバンドと組み合わせたもの」をいう(規格3(2))。
ヘッドセットとは「装着者の音声を収音するマイクロホンを組み込んだヘッドホン」をいう(規格3(3))。
イヤセットとは「装着者の音声を収音するマイクロホンを組み込んだイヤホン」をいう(規格3(4))。
なお、過去の日本のNHK規格ではイヤフォンとヘッドフォンの区別はされず、ヘッドバンドを有し両耳に当てる形状のものは両耳載頭型イヤフォンとされ、さらにステレオ型、モノラル型として分けられていた。
ヘッドフォンは、通常フォーンプラグ(とフォーンジャック)(コネクタの一種)を用いて音響機器と接続できるようになっている。たとえばウォークマンやiPodなどのデジタルオーディオプレーヤーやメディアプレーヤー、携帯電話・スマートフォン、CDプレーヤー、パソコン、コンポーネントステレオである。
接続端子は、据え置き型のコンポーネントステレオの場合は、もともとはもっぱら直径6.3mmのステレオプラグ(コネクタ)が用いられていたが、その後に登場したポータブルオーディオや小型ステレオ機器への接続では、3.5mmのステレオミニプラグ(コネクタ)が用いられることが多く、なかにはさらに小型の専用端子などが用いられる例も一部にある。またミニプラグ・標準プラグの両方に対応させるため、ヘッドフォンに最初から変換プラグが付属しているものも多い。
なお、有線方式のヘッドフォンの一部に、D/Aコンバータを内蔵しデジタル端子(デジタルオーディオケーブル)で接続可能なものもある。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したり、パソコンのUSB端子やiPhoneのライトニング端子に接続する製品がある。
2018年現在では、ケーブルでつながっていたヘッドフォン(聴取者側)と音響機器を物理的に切り離すために、FM変調でのアナログ伝送、Bluetooth、Wi-Fi、赤外線などの無線通信を用いて、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を搭載し、電源供給が必要になるため、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。
ブルートゥースヘッドフォン(Bluetooth headphones)やブルートゥースイヤホンというのは、再生機器との接続にワイヤー(コード)を用いず無線の一種のBluetoothを用いるものである。ペアリング接続して使う。コードが絡まずスッキリするというメリットがある。反面、無線を利用するため以下のようなデメリットもある
電波状況により、混信等で音飛びが発生する。
音声圧縮技術を用いており音質面で不利となる。そのため、音質にこだわる人々からは敬遠されてしまっている。ただし、近年においてはソニーのLDACや、クアルコムのaptXなどの高音質を目指したコーデックも開発されている。
無線通信の過程でデータ圧縮処理を行うことによる遅延が発生するため、動画の再生やゲームのプレイ時などに用いると映像と音声にズレが生じることがある。
充電する必要がある。
ワイヤレスイヤホンの場合、紛失しやすい。
ヘッドフォンを大きな音量で用いると、耳の損傷や難聴を起こすことがある。短期的で済む場合もありはするが、1日100デシベル以上の音を(わずか)15分以上聞くだけで長期的な難聴になる可能性がかなり高くなる、と言われている。ヘッドフォンが原因で起きる難聴をヘッドフォン難聴という(ヘッドフォンで聴いた音量が大きすぎるという意味では「騒音性難聴」ともいう)。耳の最深部の、音波を神経の電気信号に変換する部分である有毛細胞が並んでいる列の一部が破壊されてしまう。有毛細胞は再生はしないため、大音量で聴くことを繰り返すと、有毛細胞の破壊が次第に「蓄積」し、破壊された有毛細胞の数が増える。ヘッドフォン難聴も参照のこと。
また運転中や運動中などに使用すると、外部の音が遮られ周囲の状況に気づかなくなる可能性がかなり高くなり、交通事故を引き起こしてしまう可能性が高まる。
特にカナル型は形状的には音の出る耳栓なので、外の音声が聞き取りづらくなるという特性があり、事故につながりやすい。
多くの自治体において、運転中はイヤホンやヘッドフォンを装着することは禁止されている(四輪の自動車やオートバイももちろん禁止であり、さらに自転車もれっきとした軽車両であり運転中はイヤホンをつけてはいけない。特に両耳は絶対にいけない)。
長時間のイヤホンやヘッドホンの使用で外耳道に湿気がこもると耳の中にカビが繁殖する外耳道真菌症(外耳炎の一種)の原因になる。
また、カナル型の場合は特に、イヤーピースの取り付けが緩いと本体を取り外す際にイヤーピースの部分が耳穴に残ってしまうようなものもあり、悪化すると手術で取り出すことにもなる。
耳に当てるパッド部分は、素材となるポリウレタンが発汗や体温の影響で加水分解し、数年のうちにボロボロに劣化する。製品によっては交換用のパッドが市販されているため、劣化の際はパッドを交換するのがよい。
ヘッドフォンとステレオスピーカーを用いた再生体験の違いは、音像の定位とそれによる臨場感である。
そもそもステレオは、ふたつの耳に到達する音の違いを脳が「計算処理」し、音源の位置を特定することのできるヒトの聴覚システムに合わせて考案された再生方式である。
ステレオは幾何学的なもので、すなわち具体的方法はいくつもあるが、例えばある発音体からの音を複数の理想的なマイクロフォンで理想的に収録した後に発音体を撤去、各マイクロフォンと全く同じポジションに今度は理想的なスピーカを置き、収録時と全く同じ音圧で理想的に再生するならば、全く同じ音場を再現することができる。これは全く同じ音によるものであり、後述の疑似ステレオなどのようにヒトの錯覚を利用するものではないことから、各スピーカーからの音はヒトにとって自然な音として認識され、個人差(特に音像ずれ)も少ない。
対してヘッドフォンは発音体が鼓膜のすぐ近くにある、自然にはあり得ない再生方式であり、異質な音、脳内の処理作業として異質であり、音像の定位感とそれによる臨場感は各個人によって大きくばらつく。全く同じ録音素材を全く同じヘッドフォンを用いて聞く場合であっても、スピーカと比較試聴すると、差はないと感じる人もいれば、例えば音がバラバラで聞いていられないと感じてしまう人もいる。
なお前者、ステレオスピーカーを用いた場合に得られる定位を「頭外定位」、ヘッドフォンを用いた場合に得られる定位を「頭内定位」と呼び、通常のステレオ素材は頭外定位、すなわちスピーカーにより聞くことを考えて制作してある。
従ってよくセットされたステレオスピーカーは優れた定位感とそれによる臨場感を再現する。しかしながらセットがよくないとそうはならず、その音質や体験はスピーカーの配置やその周辺環境に大きく左右される。また、リスニングポイントで、収録時と同程度の音圧になるように再生しないと同程度の臨場感は得られないことから、近隣騒音の問題を生じかねず、リスニングルームをどう構築するかの問題がある。また、ステレオスピーカーでしっかりした本格的なもの=理想スピーカに近いものは高価、それだけで100万円を超えることもある。
一方、ヘッドフォンは昔からスピーカーの頭外定位にヘッドフォンの頭内定位を近くし、スピーカーと同様の臨場感が得られるように工夫が重ねられている(後述の新しいタイプのヘッドホンもそうである)が、前述の通り、大きな個人差を吸収することは未だ困難であることから、2014年現在においても実現していない。しかしヘッドフォンは、およそ周囲条件に左右されない汎用的な使用ができること、満足できる音質を比較的安価簡単に入手しやすいことが特長である。
特にレコードなどにある擬似ステレオ音源は、左右の音量を変えるだけで、スピーカーを結ぶ直線上の任意点にあたかも音像が定位しているように聞こえさせる、つまり、ヒトの錯覚を利用したものである。従ってこれにはさらに、機器との距離、部屋の反響などが必要であり、ヘッドフォン再生に向いていないことが多くある。
このようなことから、ヘッドフォンを使用して、ステレオスピーカー再生と同じように実際に近い音場を感じることができるとされる(バイノーラル録音)音源など、あたかもその場にいるかのように聞こえる立体音響なども発表されている。その効果は今のところ限定的ではあるが、一定の人気を博し、森の音などの、いわゆる自然音収録によく用いられるようになっている。
従来の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場合もあった。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。ソニーは、1998年に普通のヘッドフォンでも5.1chサラウンドを再現できる最初の5.1chサラウンドヘッドホン MDR-DS5000 を発売している。その後、ドルビー社も同様の機能を持つ「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。
Quakeやカウンターストライクに代表される、FPSと呼ばれるコンピュータゲームのジャンルでは、ゲーム中の物音から敵の所在や動きの察知が重要である。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。
また、サラウンドヘッドフォンにはステレオ環境から人間の聴覚の特性を利用してサラウンドを再現するバーチャルサラウンドヘッドフォンと、通常のサラウンドスピーカーと同様に左右にそれぞれ複数のスピーカーを搭載したリアルサラウンドヘッドフォンがある。どちらもヘッドフォン製品そのものの特性やソースとなるゲーム・音楽・映画音源等のマルチチャンネルへの最適化、サウンドデバイス等が持つサラウンドやバーチャルサラウンド機能等よっては、音の定位がステレオヘッドフォンよりもはっきりしないと感じる場合があり、用途や利用環境、使用者によって感想は多種多様となりやすい。前者は本体が軽い反面、USBや外部サラウンドモジュールを必要とする場合がある。後者はスピーカーが多いために重量が増しやすく、各チャンネル用の信号線が必要でケーブルが太いため、ケーブルが固く取り回しがしづらい反面、5.1chや7.1chなどマルチチャンネル出力環境を備えた環境であれば、ヘッドフォン本体のみでオーディオ・パソコン問わず利用できる製品がある。2013年現在、どちらも質や価格に明確な違いはなく、利用環境や用途、各ゲームや映画など音源の組み合わせによって差が出る。
雑音と逆位相の電気信号を音源信号に適量付加することにより、雑音と逆位相の音を発生させ、騒音をある程度相殺する方式のヘッドフォンである。周囲の騒音を拾うためのマイクロフォンと、騒音信号を増幅するためのアンプを内蔵し、このために電池などを別途必要とする。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。
ノイズキャンセリングヘッドフォンの騒音低減率はだいたい20dB程度であり、一般の騒音用耳栓の約30〜40dBには遠く及ばない。特に、ノイズキャンセリングヘッドフォンは、高音域の騒音を低減することが原理的に苦手であり、低減はおおむね低音部のみ行われる。このように騒音を完全に相殺できるわけではないが、鉄道や自動車などの車両内における低音騒音にはある程度効果が認められている。騒音相殺アンプを迂回できない機種の場合、充分に静寂な環境では、このアンプの出力に含まれる雑音信号成分(ヒスノイズ)が逆に気になることもある。
聴覚の近くの頭蓋骨を振動させることにより、鼓膜を介さずに骨を通して蝸牛に響かせることで音楽(または通話、無線通信など)を聴覚神経に伝え、音として認識させる方式のヘッドフォン。
各メーカーは、耳を塞ぐことがないため、周囲の音を耳で聞き取ると同時にヘッドフォンから音楽(または通話)を聞き取ることができるため、外での使用時に安全であること、周囲との会話も自然にできることを訴求している。
また、直接、耳の穴に入れたり、耳を塞ぐことがないため、従来のヘッドフォンと比べると耳への負担が少なく疲労が軽減し、内耳炎などのトラブル、聴覚機能の低下の可能性が低いと紹介されることもある。
GBR RHA
JPNミースオーディオテクノロジ:完全ワイヤレスイヤホンに特化したメーカー。中国・深圳に自社工場を持っている。
JPN アシダ音響:ST-31型を製造していた。
KOR Astell&Kern:基本的に他社との協業による。
USA Apple:2014年にビーツ・エレクトロニクスを買収、"Beats by Dr. Dre"ブランドで製造・販売している。
GBR アトミックフロイド
USA AfterShokz:日本ではフォーカルポイントが販売代理店となっている。
USA アルティメット・イヤーズ:日本ではロジクールが販売代理店となっている。
HKG AROMA
AUT AKG
FRA Earsonics
USA ウェストン
DEU ウルトラゾーン
USA エティモティック・リサーチ
JPN エレガアコス
JPN エレコム
JPN オーディオテクニカ:密閉型が多く、木材を用いた高級ヘッドフォンのシリーズもある。
CHN オストライ
USA OPPO Digital:音響製品は中国のOPPO本社から分離したアメリカの子会社で開発される。
JPN 音茶楽:ソニーを退職したエンジニアが設立。
JPN オンキヨー:開発・製造は主に子会社のオンキヨー&パイオニアテクノロジーが行う。
JPN カナルワークス
USA キャンプファイヤー オーディオ
JPN 協和ハーモネット:ヘッドフォンは"ZERO AUDIO"ブランドで製造・販売している。
SIN クリエイティブテクノロジー
USA クリプシュ
KOR クレシン:中高価格帯の製品は"PHIATON"ブランドで販売している。
GBR KEF
USA KOSS
CHN KZ
JPN SATOLEX:「メイドイン大阪」を標榜している。
USA サムソン・テクノロジーズ
JPN 茶楽音人(さらうんど):TTR株式会社のブランドで、音茶楽とは協業関係にある。
JPN CEC
USA JH AUDIO
USA JBL
JPN JVCケンウッド:2011年10月に日本ビクター・ケンウッド・J&Kカーエレクトロニクスを吸収合併。
USA SIGNEO:SIGNEO USAが"SOUL by Ludacris"ブランドで製造・販売している。
USA Shure(シュア):スタジオ・ライブ用のマイク、カナル型(イヤホン)等で知られる老舗だが、ヘッドバンド型ヘッドフォン事業には2009年より参入している。
JPN 城下工業株式会社:大手企業のOEMが多いが、SOUNDWARRIORブランドで、コンシューマ向けにも展開している。
SWE スーディオ
JPN 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。
JPN 須山歯研:"FitEar"ブランドでカスタムIEMを製造・販売している。
DEU ゼンハイザー:世界で初めてオープンエア型ヘッドフォンを開発した。
JPN ソニー:スタジオモニターユースのMDR-CD900STなどを製造・販売している。
USA SOL REPUBLIC
KOR DynamicMotion
JPN 多摩電子工業
JPN デノン
USA ニクソン
JPN ネイン:スマホの通知を聞けるヒアラブルデバイスAPlayを製造・販売している。
JPN パイオニア(現:オンキヨー&パイオニア Pioneerブランド):開発・製造はかつては主に子会社の東北パイオニアが行っていたが現在は先述のオンキヨー同様、開発・製造はオンキヨー&パイオニアテクノロジーが行っている。
CHN HiFiMAN
GBR Bowers & Wilkins
JPN パナソニック:Technicsブランドもある。
USA ハーマン・カードン
DEN バング&オルフセン
JPN 日立マクセル
JPN final
RUS フィッシャーオーディオ
USA V-MODA
NLD フィリップス
USA Fender:Aurisonics社を買収してイヤフォン業界に参入した。
JPN フォスター電機:他メーカーへのOEM受託が中心。自社ブランドは"FOSTEX"ブランドで製造・販売している。
USA プラントロニクス
JPN FURUTECH:ヘッドフォンは"ADL"ブランドで製造・販売している。
DEU ベイヤーダイナミック
USA ボーズ
GBR マーシャル
USA モンスターケーブル
JPN ヤマハ
CHN Unique Melody
JPN ラディウス:音響製品はアメリカ本社から独立した日本法人で開発・製造・販売される。
CHN Rooth:ユニバーサル製品の部品を流用したリモールドサービスを行っている。
JPN ローランド
USA 64 Audio
USA Noble Audio
CHN KB ear
JPN アイワ(現:ソニーマーケティング):2002年にソニーに吸収され、2008年製造販売終了。
USA イメーション:2007年にTDKの記録メディア販売事業を買収、"TDK Life on Record"ブランドで製造・販売していたが、2015年に撤退。
JPN 東芝:開発・製造は主に子会社の東芝エルイートレーディングが行っていたが、現在は製造終了。