イヤホンの内部構造・仕組みを解説｜有線イヤホン・ワイヤレスイヤホンの原理は？

音楽や動画を視聴する際に使われるイヤホンは、周囲に音が漏れず自分だけの世界に入れるため便利ですよね。中にはマイクが搭載されているものもあり、通話にも使用できる点で優れています。

とはいえイヤホンの基本構造や、イヤホンから音が出る仕組みについて知っている方は多くありません。イヤホンは基本的に6パーツから作られており、イヤホンのドライバーユニットは主に4種類あります。

本記事では意外と知られていないイヤホンの内部構造について詳しく解説します。有線イヤホン・ワイヤレスイヤホンの原理についても触れますので、ぜひ最後までご覧ください。

ここからは、イヤホンの基本構造について詳しく解説します。また、イヤホンを構成している各パーツの特徴や名称も紹介します。メーカーやモデルによって多少の違いはありますが、大体のイヤホンの基本パーツは同じです。

イヤホンは、ドライバーユニット・イヤピース・ノズル・プラグ・コネクタ、そして有線の場合はケーブルの基本6パーツから構成されています。それぞれのパーツについて詳しく紹介していきます。

ドライバーユニットとは、電気信号を音に変換する部品でありイヤホンの心臓部ともいわれるほど重要なパーツです。スマホやパソコンなどのデバイスから届けられた電気信号は、ドライバーによって発音されて耳に届くため、ドライバーの大きさによって音が変わります。一般的には5-6mm程度のものを小口径、10mmを越えるものは大口径と呼びます。

イヤピースとはイヤホンの耳に入れる部分についているやわらかいゴムのようなものです。イヤホンと耳を密閉させ周りの音を遮断して、より高音質な音楽を耳に届けます。また、イヤピースの素材や口径の広さによって遮音性や音質は変化します。

ノズルとはイヤーピースをつける軸の部分です。とくに制約はないので、イヤホンごとにノズルの大きさは異なります。つけ心地に直結するのでイヤホンを自作する場合は、自分の耳や作りたいイヤホンの大きさに合わせて選びましょう。

プラグとはケーブル先端のイヤホンジャックとつなぐ金属部分です。スマートフォンに搭載されている規格は、直径3.5mmのミニプラグと呼ばれるものが主流です。また、プラグは2極・3極・4極・5極の4種類があり、増えるほど機能が上がります。一般的な音楽プレイヤーに用いられているのは3極です。

コネクタとはイヤホン本体とケーブルの着脱部分です。別の部品と接触して接続しているため、この部分にホコリやゴミがたまるとイヤホンとの接続がうまくいかなくなります。ごみがたまらないように定期的に掃除してください。

当然ですが、有線イヤホンの場合、イヤホンを接続している機器とイヤホンの間はケーブルで繋がれています。しかし、実はこのケーブルの素材によっても、音色は変わるのです。音質や音色にこだわりのある方、素材の質感を味わいたい方は、ケーブルの素材をチェックするのもおすすめです。

普段何気なく使っているけれど、意外とイヤホンのどこから音が聞こえてくるかを知らない方が多いです。豆知識としても使えるので、ぜひ参考にしてください。ここからは、イヤホンから音が区が聞こえてくる仕組みについて詳しく解説します。

スマホ・プレーヤー・カーナビ等の再生機から発せられた電気信号が、ケーブルやBluetoothを通ってイヤホンの中のドライバーユニットに到達します。そして、イヤホン内の空洞・材質・網などによって電気信号に下処理を施されて変化します。

ドライバーユニットに届けられた電気信号は、ドライバーによって音に変換させられます。そして、音に変換された電気信号が私たちの耳に届けられる仕組みです。また、イヤホンは、ネオジム磁石とコイルが内蔵されています。ボイスコイルに電気信号を流すと、電流の向きによってコイルの振動が変わり、ボイスコイルとつながったダイアフラムも振動して音が発生するのです。その音がコード内の導線を通して耳に入ります。

ダイナミック型は、電気信号を受けたボイスコイルがダイアフラムを前後に動かし、空気を振動させて音を届ける仕組みです。とくに、低音部分の再現力が豊かなところが魅力となっています。また、構造が単純なので低コストで製造可能です。

そのため、価格が安いイヤホンの多くにはダイナミック型が使われています。そして、ダイナミック型は比較的サイズが大きいので、片耳に一基ずつ搭載されている場合が多いです。しかし、高音域の表現力に少し乏しい点がデメリットです。

バランスドアーマチュア型は、電気信号を受けたボイスコイルがアーマチュアを動かし、振動板を振動させ、音を耳に届ける仕組みです。ダイナミック型と比べて細かく振動させられるため、よりクリアな音が楽しめます。

また、構造は複雑ですが小型であるため耳栓タイプのカナル型イヤホンに多いです。解像度も高いため、高音域をしっかりと届けます。ミドルレンジからハイエンドクラスのイヤホンにも多く搭載されています。しかし、少し値段が高めなのがデメリットです。

ハイブリット型とは、2種類以上のドライバーで構成されているイヤホンです。また、「ダイナミック型」と「バランスドアーマチェア」を最低1基ずつ搭載しているのが大きな特徴です。

それぞれのドライバーのいいところを合わせて作られるので、ほかのイヤホンい比べてパワフルな音楽を耳に届けます。しかし、2種類以上のドライバーで構成されているため、音にばらつきが出やすいのがデメリットです。

コンデンサー型は、とても薄い膜でできた振動板を帯電した2枚のプレートで挟んだ構造のドライバーです。そのため、ほかのドライバーよりも原音に限りなく近い、クリアな音楽を耳に届けます。

また、超極薄の振動板を使っているのでとても軽量です。レスポンスと解像度の高さも魅力です。しかし、コンデンサー型は電圧を使うため強力なアンプが必要になります。大音量を届けるのが苦手なため、別途アンプが必要となる点がデメリットです。

カナル型イヤホンは耳に耳栓のような形でねじこんで装着します。ほかのイヤホンに比べて密閉性が高いので、音漏れしにくいのが特徴です。また、低音域の表現能力に長けているので、迫力のある重低音を楽しめます。

そして、耳に密着しやすいので外れにくいのも特徴です。細かい音まで聞こえやすいので、繊細な音もしっかりと聞き取れます。しかし、耳の中で音が響き続けるので長時間使用すると聴き疲れを感じる場合があります。

耳掛け型のイヤホンは耳の付け根部分にイヤーフックをかけて装着する仕組みです。装着中の安定感が非常に高いので、ランニングやスポーツのプレイ中でも使いやすいです。さらに、圧迫感がないので長時間の使用にも最適です。

周囲の環境音を拾いやすく、コンパクトに持ち歩けるので屋外での使用にも向いています。また、耳の穴の大きさを気にせずに装着可能です。しかし、密閉感がないので音漏れが気になる方にはおすすめしません。

インナーイヤー型のイヤホンは耳の表面にイヤホンをひっかけて装着するタイプのイヤホンです。ほかのイヤホンと比べて着脱しやすく、つけたときの窮屈感も感じにくいです。耳が痛くなりにくいので、長時間の使用にも最適になります。

しかし、耳の大きさに合わないと外れやすいので注意が必要です。さらに、音楽のボリュームが大きいと音漏れしやすいのもデメリットです。そのため、バスや電車などでは音漏れに十分配慮してください。

骨伝導イヤホンとは、頭蓋骨の振動を通して内耳を直接震わせて脳へ音を届ける仕組みです。イヤホンの振動部分をこめかみ付近に装着して使用するパターンが多いです。とても開放感があるので、長時間装着していても耳が痛くなりません。

また、防水機能が備わっている骨伝導イヤホンはスポーツシーンでも使いやすいのでおすすめです。しかし、骨伝導イヤホンは解放感がある分、音漏れしやすいのがデメリットです。そのため、電車やバスなどで使用する際は音漏れしないようにしてください。

イヤホンマイクで話した声が端末に送られる仕組みは、電気信号のやり取りによるものです。イヤホンマイクに限らず、マイクは声の振動を電気信号に変換しています。イヤホンマイクの場合は変換した電気信号を音声データとして端末に送信しており、結果として声が端末に届く仕組みです。

コードの絡まりを気にせずに使えるため、人気が高まっているワイヤレスイヤホン。そんなワイヤレスイヤホンですが、音の出る部分の構造は有線イヤホンとほとんど変わりません。音データの送り方に多少の違いがあるくらいです。

有線のイヤホンはコードを通って音を届けるのに対して、ワイヤレスイヤホンはBluetoothで音を届けています。イヤホンマイクについても同様です。

Bluetoothイヤホンは音源を飛ばす際に音源を圧縮して送る工程があるので、音質が悪いイメージを持たれがちです。しかし、最近では無線で飛ばせるデータのサイズが大きくなっているので、音源を圧縮して送る工程で音質が悪くなりません。ワイヤレスイヤホンなら持ち歩きも便利なので、さまざまなシーンで使いやすいです。

今回は、意外と知られていないイヤホンの内部構造についてくわしく解説しました。イヤホンやドライバーは種類が豊富なので、自分好みのものを探しやすいです。イヤホンを活用して、いつでもどこでも音楽を楽しんでください。