将来のAirPodsには自動オーディオパススルー機能が搭載される可能性がある

木曜日に公開されたアップルの特許出願には、センサーとバルブを使用して特定の状況では周囲の騒音を遮断し、他の状況では外部の音を取り込んで増幅する先進的なインイヤーヘッドホン装置について記載されている。

米国特許商標庁が公開したように、Apple が申請した「インイヤースピーカーハイブリッドオーディオトランスペアレンシーシステム」は、ユーザーが周囲の環境からの音を選択的に消したり、聞いたりできるようにする最新のノイズキャンセリングおよび管理ソリューションを取り入れたものだ。

オーディオパススルーと呼ばれることもある同様の機能は、Bose 製などの高級ヘッドフォンでは一般的な付加価値機能となっています。

耳を密閉するイヤホンは、パッシブノイズキャンセリングデバイスとしても機能し、音楽を聴いたり通話したりする際に優れた音響効果をもたらします。ユーザーが積極的に音を聞き取っていないとき、あるいは周囲の音を聞きたいときには、パススルーシステムを起動して、内蔵マイクで捉えた外部音をオーディオ信号に統合することができます。

多くのメーカーは、それぞれのパススルーソリューションにマイクとデジタル音声処理技術を採用していますが、これらの技術には大量の電力が必要です。さらに、耳の穴を密閉することで、ユーザー自身の声や体の動きなどによって発生する音がエコーのように増幅されてしまいます。こうした不要なノイズは、閉塞効果または遮断効果と呼ばれます。

認識されている問題を解決すると同時に、ワイヤレスデバイスの高品質の出力と電力効率を維持するために、Apple は密閉型ヘッドフォン、漏れやすいデバイス、または部分的に密閉されていないデバイス、オンボードコンピュータロジックの最高の要素を組み合わせたハイブリッド透明性システムを提案しています。

具体的には、本発明は、状況に応じて開閉可能な音響パスバルブまたはバルブフラップの使用を要求しています。モーター、または出願書類に示されているバランスド・アーマチュアによって駆動されるバルブ機構は、静的ハードウェアよりも複雑ですが、エンドユーザーに最適なサウンドを提供する上で大きな柔軟性を提供します。さらに、物理的なバルブは、DSPによる常時操作よりも電力効率に優れています。

例えば、通話中はバルブ（例えばイヤホンのステム部分）を開放することで、閉塞効果を大幅に軽減できます。また、音楽を聴いているときはバルブを閉じ、外部のノイズから音声を遮断することもできます。

Appleは、自動化技術を追加することで本発明を改良し、バルブの駆動をコンピュータ回路とプログラミングに委ねています。いくつかの実施形態では、マイクと加速度計が組み込まれ、ユーザーがヘッドフォンに向かって話していることを検出します。センサーデータには、ペアリングされたスマートフォンからの信号が付加され、ヘッドフォン管理ソフトウェアに電話アプリが起動していることを知らせる場合があります。他の実施形態では、周囲環境から収集された音声信号に基づいてバルブを作動させます。

モーションデータは、ユーザーが走っているか、あるいは身体活動を行っているかを判断するために活用される場合もあります。このような場合、ヘッドホンのバルブは、車の交通音や周囲の音など、周囲の環境音をより正確に認識できるように、通気口を開くようにプログラムされる可能性があります。

自動バルブは、周囲の環境変動によって生じる耳圧を調節することもできます。この機能は、飛行機の離着陸時に気圧を均一にする必要がある、頻繁に飛行機に乗る人にとって特に歓迎される機能です。

Appleは、パッシブベントに加え、既存のパススルー技術と同様の仕組みで動作する音響拡張システムについても説明しています。ヘッドホンバルブが開いている場合にのみ作動するこの音響拡張システムは、外部マイクから音声を拾い、周波数を調整してユーザーに届けます。その目的は、まるでヘッドホンを装着していないかのように周囲の音を再現することです。

音響増幅に関連する技術として、アクティブノイズコントロール（ANC）またはアコースティックノイズキャンセレーション（ANC）があります。これは、マイクデータと内蔵DSP回路を活用して不要なノイズをキャンセルする技術です。このようなシステムは、密閉型バルブと組み合わせて使用することで、再生音をさらに分離することができます。

Appleが将来のヘッドホンに音の透過性を取り入れる予定があるかどうかは不明ですが、同社は既に現行のAirPodsに、そうした機能を実現できる高度なコンポーネントを組み込んでいます。このワイヤレスイヤホンは、多数のマイクと加速度センサーを搭載していますが、完全に密閉されたフォームファクターではありません。

Boseのような大手メーカー以外にも、多くの小規模なヘッドフォンスタートアップ企業が音響処理分野で革新を起こし始めています。例えば、Doppler Labsは「Here One」と呼ばれる「スマートヘッドフォン」を販売しており、人の話し声や音楽など、周囲の音を選択的に遮断、増幅、または周波数調整することができます。

Apple のハイブリッドオーディオパススルーの特許申請は 2016 年 1 月に初めて提出され、発明者は Scott C. Grinker とされています。