노이즈 캔슬링

애플의 '에이팟 프로'가 최근 출시되었습니다. 
'에어팟 프로'는 노이즈 캔슬링 기술이 들어간 애플의 첫번째 무선 이어폰으로 큰 인기를 얻고 있습니다.

 

[출처: 애플]

노이즈 캔슬링이란 말 그대로 외부 소음을 물리적으로 차단하거나 외부소음을 제거하는 기술을 의미합니다.
노이즈 캔슬링에는 패시브 노이즈 캔슬링(PNC)과 액티브 노이즈 캔슬링(ANC)이 있습니다.
2가지로 구분을 했지만 외부 소음을 최소화시킨다는 점에서 목적은 같기 때문에, 두 노이즈캔슬링을 혼용하는 경우가 많이 있습니다.

PNC는 하드웨어 자체에 차음성을 고려한 것으로, 외부 소음을 잘 막아줄 수 있는 형태로 제작된 제품을 이야기합니다.
소음을 제거하는 것이 아닌 소음을 차단해주는 개념입니다.
커널형 이어폰이나 귀를 완전히 덮는 오버이어 헤드폰 등은 기본적으로 PNC가 적용돼 있다고 보면 됩니다.

 

액티브 노이즈 캔슬링(ANC)은 이름 그대로 주변 소음을 상쇄시켜 귀에 들리지 않도록 해주는 기술입니다.
소리는 물과 공기 등이 진동하며 에너지가 전달되는 파동입니다. 
이러한 소리 파동이 공기를 타고 귀청을 울리어 사람이 듣게 되는 것입니다.
파동은 진동 크기는 같지만 진행 방향은 반대인 다른 파동을 만나면 서로 영향을 미쳐 사라집니다. (=간섭현상)
ANC는 이러한 간섭 현상을 인위적으로 발생 시켜 소음을 상쇄시키는 기술입니다.

ANC 이어폰은 바깥쪽에서 외부 소음을 수집하는 마이크가 있습니다. 
마이크로 수집한 소음 파동을 탑재된 회로가 실시간 분석해 반대 파동을 생성합니다. 
이를 통해 외부 소음을 상쇄하고 귀 안 쪽에는 이어폰에서 나오는 음악 소리만 전달할 수 있습니다.
하지만 작은 크기의 이어폰에 들어가는 회로 칩의 성능에 한계가 있어서 모든 소음을 100% 상쇄 하기는 어렵습니다.
순간적으로 발생한 큰 소리는 ANC 기능을 활성화 시킨 상태에서도 들리게됩니다.
대신 쉽게 예측 가능하고 규칙적인 소음은 대부분 제거해내기 때문에 일정한 소음이 반복되는 비행기, 기차 등에서 탁월한 효과를 볼 수 있습니다.

노이즈 캔슬링 시스템은 1936년 미국 발명가 폴 루엑이 특허를 취득했고, 이후 군사적 목적으로 개발이 진행되었습니다.  미국의 음향기술업체 보스(BOSE)가 1978년 미국 정부의 의뢰를 받아 8년간의 연구끝에 개발에 성공했습니다.
전투기 조종사나 나사(NASA)의 제트엔진, 로켓엔진 소음 속에서도 원활한 의사소통을 할 수 있게 하려는 목적이었습니다.  보스가 1986년 첫 군용 노이즈 캔슬링 헤드셋을 내놓은 데 이어, 독일 젠하이저가 1984년 루프트한자 항공사의 요청을 받아 첫 민간용 노이즈 캔슬링 헤드셋 'LHM45'를 1987년 출시했습니다.

2000년에 일반 사람들을 위한 노이즈캔슬링 보스 QC(Quiet Comfort, 헤드폰) 시리즈가 출시되었습니다. 
ANC 헤드셋 분야에서 뛰어난 성능을 가진 QC 시리즈는 지금까지도 사랑받는 보스의 베스트셀러 라인업이 되었습니다.

Noise Cancelling Headphones 700

민간 시장에서는 음악 감상 분야에서 ANC 기술이 각광 받고 있습니다. 
해외 출장이 잦은 이들도 비행기에서 편한 휴식을 위해 ANC 헤드셋과 이어폰을 애용하는 편입니다. 
최근에는 소니가 ANC 기술을 적용한 무선 헤드셋과 이어폰으로 인기를 끌었고, 애플이 에어팟 프로를 선보이면서 일부 마니아층을 넘어 대중적으로 널리 인식되기 시작했습니다.

생활 속 곳곳으로 파고드는 ANC 기술

노이즈 캔슬링은 헤드폰이나 이어폰에만 쓰이는 기능은 아닙니다.
최근에는 차량 내부의 소음을 제거하는 데도 쓰이고 있습니다.
특히 자동차 주행 중에는 엔진소음과 노면소음, 풍절음, 저주파, 고주파 등 각종 소음이 많습니다. 
자동차 업계는 정숙성 확보를 위한 방음·흡음 소재 개발에 많은 비용을 투자했습니다.
하지만 최근에는 제조 원가가 저렴하고 효과적인 노이즈 캔슬링 기능을 활용해 차량 내 소음을 제거하고 있습니다.

이스라엘 스타트업 기업 콰이어트라이프 테크놀로지스는 노이즈 캔슬링 기능으로 코골이 소리를 줄여주는 수면 안대를 내놓기도 했습니다.