イヤホンの効率は110dB/mWで1％位ですか？

質問

イヤホンでは110dB/mWが効率1％位になると考えましたが、
およそ合っているでしょうか？
考え方は下記です。

スピーカーが1ｍ前に音を届ける半球拡散面積は、
2πx1mx1m=6.28m2で、
耳の鼓膜が半径4.5mmとすると半球拡散面積は127mm2
それで、イヤホンは約5万倍も拡散面積が小さいので、
スピーカーよりも音圧が224倍47dB感度が良いはず。

スピーカーが92ｄB/1m1Wで効率1％に当てはめると、
イヤホンでは47dB大きいので約140dB/Wが効率1%となる。
普通のmW表示にすると110dB/mWが効率1％になる。

（距離ではスピーカーを1mから鼓膜4.5mmに近づけた計算）

回答No.2

kimamaoyaji · ベストアンサー

ヘッドフォン、イヤホンは擬似耳に装着しての測定です、おおよその距離が1Cm程度なだけで正確な値では無いです。
また基準測定周波数（正弦波）で印加電圧が94dB（ref20μPa)となるそうです。
詳しくはこちらを御覧ください。
（ページごとにアラートが出るので、確認のクリックが必要です）
https://www.google.com/search?sourceid=chrome-psyapi2&ion=1&espv=2&es_th=1&ie=UTF-8&q=%E3%82%A4%E3%83%A4%E3%83%9B%E3%83%B3%E3%81%AE%20%E6%B8%AC%E5%AE%9A%E8%B7%9D%E9%9B%A2&oq=%E3%82%A4%E3%83%A4%E3%83%9B%E3%83%B3%E3%81%AE%E3%80%80%E6%B8%AC%E5%AE%9A%E8%B7%9D%E9%9B%A2&aqs=chrome..69i57.13629j0j4
PDF　ヘッドホン及びイヤホン - JEITA　をクリックするとPDFがダウンロードされます。

お礼

参考記事を紹介頂き、イヤホンの効率記事が在りませんでしたが、
イヤホンの効率は推定で114dB/mWの物が効率1%と考えて良いはずと思いました。

音の音量（電力）はオームの法則の電力計算（V^2/R）同様に(音圧20Paの2乗)÷(空気質量1.2kg/m3x音速度340m/s)≒1W/m2で,1m角の面積範囲に20Pa=120dBの音量は1Wになる。

スピーカーでは、1W入力するとSPL92dB/(1m,1W)の感度のものは、半径1mの距離の半球表面積6.28m2に広がる所の値であり、1m2に換算すると8dB音圧が大きくなり100dBになり、入力対出力が0.01Wで100dBで効率が1％になる。

イヤホンでは、1W入力するとSPL144dB/W(114dB/mW)の感度なら、直径7.5mmの仮定面積が1m2に広がると考えると音圧が44dB小さくなり100dBで0.01Wで効率が1％となる。
耳鼓膜だけに音を伝達できて、ホーンスピーカーみたいに入力の251倍もの音量が得られるのはすばらしいです。

計算表はこれを参照下さい。
http://sirasaka.blog.bbiq.jp/blog/2015/07/post-325a.html

回答ありがとうございました。

回答No.3

kimamaoyaji

イヤホン。ヘッドフォンに関しては、難聴防止のために100ｄB規制が既に海外で始まっているため、日本でも実情は規制されています、古い規制前の物は100ｄBを超えていますが、平均は100ｄB以下です。
http://www.jas-audio.or.jp/jas-cms/wp-content/uploads/2013/10/201309-all.pdf

お礼

メーカーの言い分が良くわかる記事ですが効率の記事はやはりありません。
イヤホン、ヘッドホン難聴防止100dB規制なら感度100dB/mW（130dB/W-効率0.04％位？）のイヤホンには耳に1mW入力で出来るのですごいと思います。
100dBもの大きな音は疲れますよね。

効率が小さいのは殆どが振動板、支持系、熱などで費やされるはずで、
歪に不利のはずですが話題にされることが少ないので疑問に思ったのが質問の発端でした。
スピーカー、イヤホン、ヘッドホンの効率は効率の悪いA級アンプ50％よりも極端に悪いので、せめて周波数特性の凸凹を何とかして欲しいと思うのは私だけでしょうか？と愚痴になります。

記事の紹介ありがとうございました。

回答No.1

kimamaoyaji

何故効率1％なんでしょう？？
オーデオの音圧の基準は20μPa（マイクロ・パスカル）を基準として、110dB＝20Paの音を１Wの入力で出せると言うことです。
スピーカーの110dB/Wは110dB を１W,１ｍでだせると言う物です。
１気圧＝１０１３hPaは約5,000,000％？？、効率は100％最大なわけですから、しかも10気圧、100気圧となったら、どうなるの？、効率を当てはめる意味は？？。
又音圧など、電力dB　は10ｄB＝10倍
スピーカーの音圧の計算など？？どんな計算式？？それにスピーカーは１ｍの距離に対して、ヘッドフォンは１Cmの距離が基準なので立方なので変換すると100X100X100＝1,000,000/1000（ｍWとWの比率）=1,000倍＝30ｄBです。
スピーカーよりも音圧が224倍47dB感度が良いはず。
であるなら
アルテックA7(105ｄB)に0.1W入力と110ｄBのヘッドフォン0.1W入力で同じ距離で聴き比べてみれば簡単にわかります、アルテックのほうが遥かに大きな音が出ます。

お礼

SPL92dB/w1ｍがスピーカーの効率1％と聞いていたのですが、間違っていたようですね。勉強します。

オーデオの音圧の基準は20μPa（マイクロ・パスカル）を基準として、110dB＝20Paの音を１Wの入力で出せると言うことでしたら、90dB＝1％が正しいことになりますね。
スピーカーの110dB/Wは110dB を１W,１ｍでだせるものが効率100％で正解でしょうか？

１ｍの距離に対して、ヘッドフォンは１Cmの距離が基準なのですか？
イヤホンも同じでしょうか？この辺のことを教えて下さい。
知らないので推定で計算していました。

アルテックA7(105ｄB)に0.1W入力すると1ｍで95ｄBとなり、
110ｄB/ｍWのヘッドフォン0.1W入力で1ｃｍで100dBで、1ｍで60dBになりますか？
分からないことが多いので色々教えて頂きたいので宜しくお願いします。