先日、年に一度の健康診断を受けて参りました。
春からのコロナ自粛による運動不足で(←言い訳!)大変なことになっていましたが、何とか健康体には収まっており、ほっと一安心している筆者です。

ところで、健康診断で個人的に一番緊張するのが「聴力検査」なのですが・・・共感してくださる方いらっしゃいますか?
狭い聴力検査室に入り、外からドアを閉められ、ヘッドフォンを装着し、どんな音も聞き逃すまいと全神経を耳に集中させ・・・・・・ピー、ピー・・(!!聞こえた!)手元のボタンをピッ!
この一連の検査がどうも苦手で、緊張するというか、単に狭い所がダメなのか。

聴力検査室内は外部騒音を遮断したとても静かな空間なので、あまり広いものだと設置場所も大変でしょうし、その環境を作るのにも技術とコストがかかってしまいますから、あの狭さで我慢するしかないのでしょうね。
加齢やイヤホンの大音量などによって否が応でも聴力は低下していき、しかも最初は気づきにくい特徴を持っていますから、早期発見、予防のためにも聴力検査は本当に大事ですね。

そんなこんなで、今日は「人の耳で聴こえる音」のお話です。

■周波数と「聞こえる音」について

周波数」という言葉をご存知の方も多いでしょう。周波数とは、音の波が1秒間に振動する回数であり、単位は「Hz(ヘルツ)」で表します。周波数の違いは、そのまま音の高低となり、周波数の低い(振動回数の少ない)音は低い音、周波数の高い(振動回数の多い)音は高い音、となります。

※1月30日付ブログ何となく知っている「周波数」、きちんと説明できますか?

人の耳は、約20Hz~20,000Hz(=20kHz(キロヘルツ))という広範囲の音を聞くことができ、これを「可聴周波数帯域」と呼んでいるのですが、この「可聴周波数帯域」の中でも、聞こえやすい周波数と聞こえにくい周波数があるのです。

この、「聞こえやすい」「聞こえにくい」って一体どういうことでしょうか?

実は人間の耳は、マイクのように機械的に、一定に音を拾うわけではありません。周波数によって耳に聞こえる音の大きさ(=耳の感度)が変わるのです。この聞こえ方をグラフで表したものが「等ラウドネス曲線」というものです。

■「等ラウドネス曲線」とは

何やら不思議なグラフが出てきましたので簡単にご説明しましょう。

左にある縦軸は「音圧レベル(dB)」です。数字が大きいほど音圧レベルが高い(=音が大きい)と思ってください。

一方、下の横軸は「周波数(Hz)」です。数字が大きいほど周波数が高い(音が高い)ことを表しています。

赤い曲線が数本、うねうねと表示されていますね。これは「人の耳に聞こえる音の大きさ」を表しています。もう少し専門的に言い換えるなら「ラウドネス(音の聴覚的な強さ)」を示す曲線で、単位は「phon(ホンもしくはフォン)」で表されます。

この曲線のちょうど1000Hz付近に「100」「80」「60」などの数字が見えますが、この数字が「phon」に該当します。

例えば、上から4本目の「40ホン」に該当する赤い曲線を見ていきましょう。

ちょうど1,000Hzのところで左の音圧レベルを見ると、40dBになっていますね。これは、「1,000Hzの周波数で40dBの音圧レベルの音は、人の耳で40ホンの大きさに聴こえる」ということを意味しています。

■「聴こえる」という感覚を規格化

この「40ホンの大きさに聴こえる」ということが重要で、等ラウドネス曲線とは、人の耳で同じ音の大きさに聴こえる周波数と音圧レベルの関係を表したグラフなのです。

例えば「40」の曲線を1,000Hzから左にたどると、200Hz付近では50dBという数値になっています。これは、「200Hzの周波数で50dBの音圧レベルの音は、人の耳で40ホンの大きさに聴こえる」ということであり、逆に言い換えると、「40ホンに聴こえるためには、200Hzの周波数なら50dBの音圧レベルが必要」となります。つまりは「同じ音圧レベルであっても周波数が違うと同じ大きさに聴こえない」ということになるわけです。

もう一度「40」の曲線を見てみましょう。

3,000~4,000Hz付近で曲線がぐっと落ち込んでいますよね。また、なだらかではありますが、400Hzから800Hzあたりにもゆるやかな谷が見て取れます。つまり、この付近の周波数の音は、音圧レベルが低くても、すなわち小さな音でも「よく聞こえる」「聞こえやすい」、ということになるのです。

以前のブログで、蚊の羽音である350Hz~600Hzあたりはよく聞こえる周波数帯だ、という話を書きましたが「近年めっきり少なくなった、憎いアイツと周波数の話」、それよりも更によく聞こえる周波数帯(3,000~4,000Hz)があるということがわかりますね。

そして逆に、100Hz以下の低い周波数帯域や5,000Hz以上の高い音は聞こえにくいという特徴があることがよくわかるグラフになっています。

このグラフに関して個人的に驚いたのが、周波数や音圧レベルというのは物理的に測定することのできる、ある意味絶対的な数値なのですが、そこに「同じ音の大きさに聴こえる」という感覚値をプロットして規格化されているという点です。調べてみたのですが、2003年の規格改正時には延べ約19,000人の被験者によって200万回もの実験・測定が行われたとのこと。気が遠くなるような規模ですね。

■どんなシーンで利用されているのか

さて、こんな「等ラウドネス曲線」ですが、一体何のために使うのでしょうか。

家電製品のお知らせ音などを聴き取りやすい周波数で鳴るように設計する

音楽制作・MIXにおいて、全体の音量バランスを取り、違う高さの音が等しく聴こえるための基準にする

など、実は私たちの身近な物や音楽のために利用されているんです。面白いですよね。

ところで、先ほど3,000~4,000Hzの周波数帯域の音は人の耳によく聞こえる、とご説明しましたが、赤ちゃんの泣き声はちょうどこの周波数に該当しているのだそう。赤ちゃんの泣き声を敏感に聞き取れるように人の耳が進化していったのだろうと考えると、なんだかほっこりしますね。

本日は、人の耳で聴こえる音のお話でした。

音にまつわる専門的なお話も、できるだけわかりやすくお伝えしていきますので、こまめにサイトをチェックしてみてくださいね。

また、環境スペースは、計量証明事業の許認可を取得していますので、「周波数」や「音圧レベル」など、目に見えない音の性質も数値化してお客様にご安心いただいております。

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