三つの形態の音響経路の違い

イヤホンの工学的な本質は、電気信号を蝸牛が知覚できる機械振動へ戻すことにあります。三つの形態の違いは、その経路の取り方です。

  • カナル型:ダイナミックまたはバランスドアーマチュアが密閉キャビティ内で空気を押し、音波が耳道を通って鼓膜へ届き、耳小骨連鎖を経て蝸牛へ入る
  • オープンイヤー気導型:ユニットを耳甲介腔の外側3-8mmに浮かせ、空気を媒体として音波が耳道へ入り、耳道は開放されたままとなる
  • 骨伝導:トランスデューサを側頭骨乳様部または頬骨弓へ密着させ、振動を直接頭蓋骨へ結合させて鼓膜と耳小骨を迂回する
経路が低域効率、音漏れ、環境音の聞こえやすさという三つのトレードオフを決めます。空気結合のカナル型が最も効率が高く、10mmのダイナミック型は密閉キャビティで105-110dB/mWの感度に達します。オープンイヤーは耳道が閉じないため低域の音響短絡が起き、同一ユニットでも100Hzで10-20dB低下します。骨伝導振動子は結合力の設計範囲(1-3N)に制約され、感度は一般に80-90dB/mWにとどまり、有効帯域は150Hzから8kHzに集中します。

これが、耳を塞がない形態で同じ音量を得るにはより大きなアンプとバッテリーが必要になる理由です。

骨伝導:利点、音漏れ、帯域の限界

骨伝導の設計上の価値は音質の向上ではなく三つにあります。耳道が完全に開くこと、装着による侵入がないこと、そして伝音性難聴の層にも経路が残ることです。環境音が全量保持されるためサイクリング、ロードランニング、産業巡回に適し、閉塞効果が生じないため長時間装着でも耳道の蒸れやかゆみが出にくくなります。

限界も明確です。実用帯域は約150Hzから8kHzで、100Hz以下は減衰が顕著、8-10kHz以降は急速にロールオフします。宣伝ページの「20Hzから20kHz」は振動子単体の測定帯域であり、人が実際に結合した後のレスポンスではありません。音漏れについては、振動子自体が外側へ放射する振動面となるため、1m距離かつ通常音量で1kHzにおける漏れは通常35-45dB、3kHz以上では45-50dBに達します。これがオフィスで「隣の人に聞こえる」現象の発生源です。

低域は振動子の質量と結合力を増やすことでしか稼げず、圧迫感と皮膚の共振を招きます。音漏れを下げる手段には防振懸架、双振動子の逆位相打ち消し、最大出力の制限がありますが、いずれもBOMを押し上げます。これは骨伝導イヤホンのOEM案件で見積段階に明確にしておくべきトレードオフです。

オープンイヤー気導型:音場と装着性

オープンイヤーは近年、耳を塞がないイヤホンのおすすめリストで骨伝導に代わる主流となりました。耳道を開く利点を保ちながら、音質を許容できる水準へ引き戻したためです。

  • ユニット:13-18mmのダイナミック型に専用の背腔とチューニングメッシュを組み合わせるのが一般的で、低域は80-120Hz帯のヘルムホルツ共振で音響短絡の損失を部分的に補う
  • 指向性音場:双ユニットの位相制御または多孔の音響導管で、音のエネルギーを耳道方向のプラスマイナス30度以内に集中させる。実測では側方の音漏れを8-15dB下げられ、これが骨伝導との決定的な差である
  • 装着:耳掛けまたは耳挟みの形態で、挟持力は0.5-1.2Nに設計し、チタン合金または形状記憶合金のフレームで滑り落ちを防ぐ。メガネのテンプルやヘルメットとの干渉はID段階で実物検証が必要
上限も存在します。100Hz以下の量感が不足すること、地下鉄のような80-85dBの環境では音量を上限近くまで上げる必要があり音漏れが再び目立つことです。したがって中低ノイズ環境には適しますが、産業の高ノイズ環境には向きません。

カナル型:遮音、聴覚疲労、安全性

核心となるパラメータはイヤーピースによるパッシブ遮音量です。

イヤーピースの種類125Hz1kHz4kHz
シリコーン単節8-12dB15-22dB25-30dB
シリコーン多節12-18dB20-26dB28-35dB
低反発フォーム15-25dB25-35dB35-42dB
アクティブノイズキャンセリングはこれに80-500Hzの低域を20-30dB上乗せします。1kHz以上での効果は限定的で、波長が短く耳道内の音場の個人差が大きいためです。

聴覚疲労は三つの要因から生じます。閉塞効果、すなわち発話や咀嚼時の自分の声が骨伝導で耳道へ入り塞がれることで125-500Hzの知覚音圧が10-20dB上昇し、こもり感が出ること。音圧、多くの国の職業騒音基準は85dB/8hを限度としています。そして生理面で、耳道の温湿度上昇が外耳道炎のリスクを高めます。

安全性の面では、カナル型はサイクリングと工事現場で警告音を遮断するため、明確に回避すべき形態です。欧州のEN 50332は携帯音響機器に100dBの出力制限を定めており、欧州市場向けにはファームウェアで制限し試験記録を残す必要があります。

スポーツ、通勤、産業用途の選定

シーン環境ノイズ推奨形態
市街地のサイクリング60-75dB、風切り音が主体オープンイヤーまたは骨伝導
フィットネスとランニング60-70dBカナル型またはオープンイヤー
地下鉄での通勤80-85dBカナル型とANC
産業巡回85-100dB骨伝導と聴覚保護具の併用
オフィスと会議50-60dBオープンイヤー
サイクリングは典型的なトレードオフの場面です。25km/hでは耳の周りの風切り音が85-95dBに達し、どの形態でも埋もれてしまいます。そのためサイクリング用イヤホンの選び方の答えは、最も遮音性の高いものを選ぶことではなく、開放型を選んだうえで風切り音の抑制と通話マイクの位置設計を行うことです。産業用途については明確に述べておく必要があります。民生用イヤホンは聴覚保護具の代替にならず、この場面での骨伝導の役割は耳覆いと共存して通信経路を提供することであり、ノイズ低減ではありません。

OEM選定と構造防水

  • 形態を先に決め、その後に音響方式を決める。三つの形態は振動子、キャビティ、DSPチューニングが全く異なるため、形態の変更は音響と金型のやり直しを意味する
  • 防水等級を明確にする。耳を塞がない製品ではIPX4からIPX7が一般的で、充電方式も同時に決める必要がある。マグネット接点の方が露出したUSB-Cより高い防水等級を実現しやすい
  • 音漏れの指標を仕様書へ記載する。「1m距離、定格音量、1kHzと3kHzの音漏れがX dB以下」という形で取り決め、無響室での実測を検収項目とすることを推奨する
BOMの面では、骨伝導振動子の単体価格は通常、同クラスのダイナミック型の2-4倍で、防振構造とチタン合金フレームを加えると完成品BOMはオープンイヤーより15-30%高くなります。オープンイヤーはコストと音質の均衡が良く、ここ数年でスポーツイヤホンのメーカーが新製品で主力とする形態でもあります。Aurora SoundのG06はオープンイヤー気導構造を採用し、指向性音響導管と構造防水設計を備えた、スポーツとサイクリング向けの量産プラットフォームです。

Aurora Soundを選ぶ理由

Aurora Sound(深セン北極之声科技有限公司)は深セン北極之光科技有限公司の出資により設立された源流工場で、スマートオーディオグラス、ワイヤレスピンマイク、枕の下スピーカー、拡声器、カラオケ機器、オープンイヤーと骨伝導イヤホン、TWSイヤホン、ポータブルBluetoothスピーカーを手がけています。

  • 源流製造:振動子の選定、キャビティのシミュレーション、DSPチューニングから構造防水と完成品組立までを自社ラインで完結
  • 形態の全覆盖:三つの音響経路すべてに量産プラットフォームがあり、G06はオープンイヤーの耳を塞がないプラットフォームの代表機種
  • 音響ラボ:無響室、音漏れ試験、防水試験設備を備え、RFQ検収に使える実測報告書を提出可能
  • 設計連携:IDとMDのレビュー、試作モデル、EVTとDVT検証、認証提出までを同一チームが担当し、OEM/ODM案件の意思決定が速い
海外の調達担当者が源流工場を選ぶ意味は、形態の変更、キャビティの改修、チューニングの反復を同じ屋根の下で進められる点にあります。

よくある質問 FAQ

Q:骨伝導イヤホンのおすすめを選ぶ際、どのパラメータを見るべきですか?

A:公称の周波数特性ではなく、四つの実測項目を見てください。150Hzと8kHzにおける相対減衰、1m距離での音漏れのdB値、定格音量での連続駆動時間、そして1-3Nの結合力下での振動子の歪みです。工場には無響室での実測曲線と音漏れ報告書を求め、実際のサイクリング風切り音の下での試着も手配してください。深センの源流工場であれば通常2週間以内にエンジニアリングサンプルを提供できます。

Q:オープンイヤーと骨伝導の違いはどこにあり、顧客へどう説明すべきですか?

A:一言で言えば、オープンイヤーは空気で音を伝え、骨伝導は頭蓋骨で音を伝えます。オープンイヤーは低域の量感があり、指向性音場で音漏れを8-15dB下げられ、コストも低くなります。骨伝導は耳介の周囲の空間を使わないためヘルメット、メガネ、耳覆いと共存でき、産業用途とサイクリングに適します。両者は同じ耳を塞がない形態ですが、音響方式、金型構造、チューニングの方向は全く異なります。

Q:サイクリング用イヤホンはどう選び、風切り音はどう処理すべきですか?

A:サイクリングにはオープンイヤーまたは骨伝導を選び、環境音が聞こえる状態を確保してください。カナル型は多くの地域で道路走行時の法規と安全のリスクがあります。最大の問題は風切り音で、25km/hでは耳の周りで85-95dBに達します。設計面ではユニットの集音口の位置、防風メッシュ、通話マイクの風切り音抑制アルゴリズムで対応し、選定時には風洞試験または路上試験の録音サンプルを検収根拠として工場に求めてください。

Q:オープンイヤーのみを扱い骨伝導を作らない場合でも、源流工場にカスタマイズを依頼する価値はありますか?

A:あります。オープンイヤー製品では音漏れ、低域、装着性の三つが互いに制約し合うため、共通金型の構成で理想の状態に調整するのは困難です。キャビティのシミュレーション、チューニングメッシュの選定、挟持力の検証能力を備えた源流工場であれば、金型を変更せずに音漏れを数dB下げられることがあります。この差はユーザー評価と返品率に直接表れ、抑えた金型費用を上回る価値を持ちます。