Category: ความรู้ทั่วไป

หูได้ยินเสียงอย่างไร

ก่อนจะไปสู่ประเด็นอื่นที่น่าสนใจเกี่ยวกับหูฟังมีเรื่องพื้นฐานที่เราควรรู้เกี่ยวกับการได้ยินของหูมนุษย์ และการรับรู้เสียงของมนุษย์ ไว้ด้วย เนื่องจากเป็นความเข้าใจพื้นฐานที่ทำให้เราทราบถึงผลกระทบด้านต่างๆ ของเสียงที่มีต่อมนุษย์

หูได้ยินเสียงผ่านกลไกการได้ยิน [1] ที่เกิดจากการสั่นของโมเลกุลอากาศทำให้มีการกระเพื่อมขึ้นลงของความดันอากาศ (Sound pressure) เมื่อความดันอากาศที่เปลี่ยนแปลงนั้นเดินทางไปกระทบกับใบหู (Pinna) ก็ถูกส่งต่อเข้าไปในรูหู (Ear canal) ส่งพลังงานต่อให้กับเนื้อเยื่อแผ่นบางๆ ที่เรียกว่า เยื่อแก้วหู (Eardrum) สั่นตามจังหวะของการสั่นกระเพื่อมของโมเลกุลของอากาศ การสั่นได้ถูกส่งต่อไปให้กระดูกเล็กๆ สามชิ้น กระดูกค้อน (Malleus) ที่อยู่เชื่อมติดกับเยื่อแก้วหูก่อน แล้วส่งต่อการสั่นนั้นไปให้กระดูกทั่ง (Incus) และกระดูกโกลน (Stapes) ตามลำดับ ซึ่งกระดูกโกลนอยู่เชื่อมติดหูชั้นในกับอวัยวะที่เรียกว่า “Oval window” ที่เชื่อมต่อกับท่อคอเคลีย (Cochlear duct) ที่ห่อหุ้มไว้ด้วย “Vascular duct” ซึ่งภายในคอเคลียก็จะมีเนื้อเยื่อที่มีลักษณะเป็นเส้น (Basila membrane) แล้วมีเซลล์ขน (Hair cell) อยู่ในนั้น โดยแต่ละเซลล์ขนจะทำหน้าที่รับรู้การสั่นที่ส่งทอดกันมาจากเยื่อแก้วหูไปตามความถี่ของการสั่นแต่ละความถี่ แล้วส่งต่อไปยังระบบประสาทคู่ที่แปดที่ส่วนหนึ่งทำหน้าที่แปลผลการรับรู้การได้ยินเสียงของคนทำให้เข้าใจว่า เสียงที่ได้ยิน นั้นคือเสียงอะไร

หูของคนจึงได้ยินเสียงผ่านกระบวนการที่กล่าวมาข้างต้นซึ่งเป็นการเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและมีความไวต่อการกระเพื่อมของการเปลี่ยนแปลงความดันอากาศที่น้อยมากๆ ทำให้หูของคนได้รับเสียงและคนรับรู้เสียงนั้น

เสียงที่คนได้ยินจึงมีข้อมูลสองส่วนควบคู่กันอยู่ตลอดเวลา คือ ความดันเสียงที่เปลี่ยนไป ที่เรารับรู้ว่า “ดัง” หรือ “เบา” หมายถึง ช่วงระดับความดันเสียงตั้งแต่ที่มากกว่า 0 ไปจนถึงประมาณ 120 เดซิเบลเอ (deciBel, dBA) และการรับรู้ความถี่ของการสั่น หรือที่เรารับรู้ว่า เสียงนั้น “ทุ้ม” หรือ “แหลม” หมายถึง ช่วงความถี่ 20-20,000 เฮิร์ตซ (Hz) รวมกันแล้ว นักวิทยาศาสตร์เรียกว่า ช่วงที่หูของคนได้ยินเสียง (Audible range) ดังแสดงในรูปที่ 1

กราฟนี้สะท้อนธรรมชาติการได้ยินเสียงของมนุษย์ แกนนอนคือความถี่หน่วยเป็น Hz แกนตั้งคือระดับเสียงหน่วยเป็น dB SPL เส้นแต่ละเส้นในกราฟหมายถึงเสียงที่มนุษย์ได้ยินเท่ากัน ยกตัวอย่างเช่นเส้นที่ 40 หมายความว่าเราได้ยินเสียงความถี่ 1 kHz ที่มีระดับเสียง 40 dB SPL ดังพอ ๆ กับเสียงที่ความถี่ 20 Hz ที่มีระดับเสียงเกือบ 90 dB SPL เรียกระดับความดังเท่า ๆ กันอ้างอิงที่ 1 kHz ในตัวอย่างนี้ว่า 40 phons ส่วนเส้นล่างสุดคือระดับความดัง 0 phon ถือว่าเป็นระดับเสียงต่ำสุดที่มนุษย์จะได้ยิน สังเกตว่าเราจะไวต่อความถี่กลาง ๆ นี้มากกว่าความถี่ต่ำมาก ๆ หรือความถี่สูงมาก ๆ

กราฟนี้เขียนมาจากผลการทดลองให้คนที่เข้าร่วมทดสอบจำนวนมากทีละคนฟังเสียงของความถี่ต่างๆ และระดับความดันเสียงต่างๆ ในห้องที่ทำขึ้นไว้เฉพาะแล้วให้ผู้ฟังที่เข้าร่วมการทดสอบบอกว่าได้ยินเสียงนั้น เสียงนั้นดังเท่ากันหรือหรือไม่ เส้นกราฟที่เขียนขึ้นจากการทดลองนี้ เรียกว่า “Equal Loudness Contours” มีหน่วยเป็น “Phon” การทดลองนี้มีการทำการทดลองเพื่อทดสอบซ้ำในช่วงเวลาหลายสิบปีจนกระทั่งประกาศเป็นมาตรฐาน ISO 226 ในที่สุด

เสียงในช่วงที่คนได้ยินมีความหลากหลายทั้งในด้านระดับเสียงและความถี่ ได้แก่ ช่วงเสียงที่ถูกใช้เป็นสื่อกลางในการสื่อสารกันของมนุษย์ ผ่านการสนทนาในภาษาต่างๆ (Speech range) และช่วงเสียงดนตรีที่ถูกใช้ในการสื่อสารอีกรูปแบบหนึ่งเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจ (Musical range) ดังรูปที่ 2 สังเกตได้ว่ากลไกหูมนุษย์มีศักยภาพที่จะรับเสียงในช่วงกว้างทั้งในแง่ระดับเสียง (ดัง-เบา) และความถี่เสียง (ทุ้ม-แหลม)

เส้นสีดำด้านล่างเป็นระดับเสียงต่ำสุดที่มนุษย์จะได้ยินเสียง เรียกว่า hearing threshold เป็นเส้นเดียวกันกับเส้น 0 phon ในรูปที่ 1 เสียงที่มีระดับเสียงต่ำกว่านี้เราจะไม่ได้ยิน ส่วนเส้นสีดำด้านบนคือระดับความดังที่จะทำให้การได้ยินกลายเป็นความเจ็บปวด เรียกว่า threshold of pain อย่างไรก็ตามพึงทราบว่าระดับเสียงที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพการได้ยินกันต่ำกว่า threshold of pain อยู่มาก

ปัจจุบันยังมีงานวิจัยใหม่ๆ ที่ศึกษาการได้ยินเสียงของมนุษย์เพื่อสร้างเส้นกราฟนี้เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องเพื่อศึกษาการได้ยินและเขียนกราฟให้ใกล้เคียงกับการได้ยินของมนุษย์ให้ได้มากที่สุด ผลที่ได้จะนำไปสู่การปรับปรุงเอกสารในมาตรฐานระหว่างประเทศที่เกี่ยวข้องกับเรื่องของกราฟ “Equal Loudness Contours” [2][3]

[1] คัดลอกบางส่วนและดัดแปลงโดยผู้เขียนเอง มาจาก https://soundgoodproject.wordpress.com/2015/09/04/เสียงนั้นสำคัญไฉน/ สืบค้นเมื่อวันที่ 21 มิถุนายน พ.ศ. 2564
[2] http://www.iso.org/iso/catalogue_detail.htm?csnumber=34222
[3] http://www.sengpielaudio.com/Acoustics226-2003.pdf

ประเภทต่าง ๆ ของหูฟัง

หูฟัง – แกดเจ็ตที่ต้องมี

“Next Normal” เป็นคำใหม่ที่เกิดขึ้นหลังการระบาดของโรคโควิด-19 สื่อนัยว่านับจากนี้เป็นต้นไปจะเกิดความเปลี่ยนแปลงในกิจวัตรประจำวันและความเคยชินของเราไปอย่างสิ้นเชิง หนึ่งในกิจกรรมที่เกิดขึ้นใหม่คือ สถานการณ์บังคับให้พวกเรามีความจำเป็นต้องทำงานและเรียนผ่านระบบออนไลน์ สภาวะแวดล้อมด้านเสียงของสถานที่ทำงานและห้องเรียนที่พวกเรากำลังทำงานหรือเรียนออนไลน์อยู่จึงมีความสำคัญต่อคุณภาพการเรียน/การทำงานอย่างมาก ไม่ว่าจะเป็นเรื่องระดับเสียงพื้นฐานในห้องนั้น ขนาดของห้อง วัสดุดูดกลืนเสียงภายในห้อง ระบบปรับอากาศ ระยะเวลาที่เสียงก้องอื้ออึ้งในห้อง แหล่งกำเนิดเสียงอื่น ๆ ที่รบกวนกิจกรรมการใช้เสียงเพื่อทำงานและเรียนออนไลน์ รวมถึงการมีสมาชิกหลายคนใช้พื้นที่เดียวกันในห้องนั้นทำกิจกรรมต่าง ๆ ร่วมด้วย ทางออกหนึ่งในการแก้ไขปัญหาเบื้องต้นที่ง่ายและเป็นที่นิยม คือ การใช้หูฟังเพื่อลดการรบกวนของเสียงจากสิ่งแวดล้อม จึงกลายเป็นเรื่องที่แทบจะหลีกเลี่ยงไม่ได้เลย

แต่การใช้หูฟังเป็นระยะเวลานานนั้นอาจส่งผลต่อสุขภาพการได้ยินได้ ในบทความชุดนี้เราจะชวนคุณผู้อ่านมาทำความรู้จักกับหูฟัง กลไกการได้ยินของหูมนุษย์ อาการสูญเสียการได้ยิน และการเลือกใช้หูฟัง ไปตามลำดับ

หูฟังมีกี่ประเภท

“หูฟัง (Headphone)” อุปกรณ์ที่จำเป็นต้องใช้ในการทำงานและเรียนออนไลน์ ในปัจจุบันมีสนนราคาตั้งแต่หลักร้อยจนถึงหลักหลายแสนบาทนั้น คุณผู้อ่านอาจสงสัยว่ามันมีอยู่กี่ประเภท แต่ละประเภทมีข้อดี-ข้อด้อยอย่างไร ในบทความนี้เราจะแนะนำประเภทของหูฟังเหล่านั้นให้รู้จักกัน เพื่อช่วยให้ท่านสามารถเลือกซื้อหูฟังมาใช้งานได้อย่างเหมาะสมตามความต้องการภายในงบประมาณที่จ่ายได้ ที่สำคัญที่สุดคือ มีความปลอดภัยต่อสุขภาพ และไม่ทำให้หูตึงก่อนเวลาอันควร

หูฟัง ที่มีจำหน่ายในท้องตลาด สามารถแบ่งออกเป็นประเภท[1] ได้แก่

ประเภทแรก เรียกว่า “Circumaural headphone” หรือ “Full size headphone” เป็นหูฟังแบบที่มีฟองน้ำครอบหู โดยไม่มีส่วนใดของหูโผล่ออกมาให้เห็นเลย ทำให้สวมใส่สบาย คุณภาพของเสียงดี ถึงในระดับของหูฟังแบบที่เรียกว่า “Audiophile headphone” [2] ลดเสียงรบกวนจากภายนอกได้ดี เหมาะที่จะสวมใส่ใช้งานเป็นระยะเวลานาน ข้อด้อยของหูฟังแบบนี้ คือ ขนาดที่ใหญ่เทอะทะ ยากต่อการพกพา ถึงแม้ว่าบางยี่ห้อจะมีการออกแบบให้พับได้เพื่อการพกพา แต่ก็ยังมีขนาดใหญ่กว่าหูฟังแบบอื่นอยู่ดี จึงเป็นหูฟังประเภทที่เหมาะจะใช้อยู่ที่บ้านหรือที่ทำงาน สนนราคาตั้งแต่หลักพันจนถึงหลักแสนบาท[3] [4]

ประเภทที่สองเรียกว่า “Supra-aural headphone” [5] หรือเรียกว่า “on-ear headphone” หูฟังประเภทนี้จะคล้ายกับประเภทแรกมาก จะแตกต่างกันก็เพียงแค่ ฟองน้ำจะไม่ครอบหูทั้งหมดแต่จะวางบนหู เมื่อใช้เป็นระยะเวลานานอาจทำให้เจ็บใบหูได้ แม้ว่าจะมีขนาดเล็กลงสามารถพกพาได้สะดวกและไม่สามารถป้องกันเสียงรบกวนจากภายนอกได้ดีเท่ากับประเภทแรก แต่ก็ให้คุณภาพเสียงที่ใกล้เคียงกับประเภทแรก เวลาใช้งานอาจจะมีเสียงหลุดรอดออกไปจากฝาครอบหูเผื่อแผ่คนรอบข้างบ้าง จึงทำให้อาจจะไม่เหมาะสมที่จะใช้งานในพื้นที่สาธารณะหรือบริเวณที่มีบุคคลอื่นอยู่ใกล้เคียงหรือใช้ห้องเดียวกัน สนนราคาตั้งแต่หลักพันจนถึงหลักหมื่นบาทถือว่าราคาถูกกว่าประเภทแรก[6]  

ประเภทสุดท้ายเรียกว่า “Intra-aural headphone” หูฟังประเภทนี้เวลาใช้งานจะต้องใส่เข้าไปในรูหูโดยตรง แบ่งได้เป็นสองชนิดย่อยตามลักษณะการใช้งานคือ

หูฟังแบบ “Earbud headphone” [7] เวลาใช้งานจะใส่ไว้ที่ปากทางเข้าของรูหู ใช้งานสบายไม่ต้องเลือกขนาดให้เหมาะสมกับรูหูแต่อย่างใด

อีกแบบหนึ่งที่เรียกว่า “In-ear headphone” จะสอดลึกเข้าไปในรูหูโดยใช้จุกยางมาช่วยทำให้ใส่เข้ากับรูหูได้แนบสนิท ทำให้สามารถช่วยลดเสียงรบกวนจากภายนอกได้ดี แต่หากเลือกขนาดของจุกยางไม่เหมาะสมกับขนาดของรูหูก็จะทำให้หลุดได้บ่อยในเวลาใช้งาน

อย่างไรก็ตามคุณภาพเสียงที่ได้ของทั้งสองชนิดย่อยนั้นใกล้เคียงกัน แต่เนื่องจากการใช้งานหูฟังประเภทนี้จะส่งพลังงานของเสียงเข้าไปกระทบต่อเยื่อแก้วหูโดยตรง หูฟังประเภทนี้จึงไม่เหมาะที่จะใช้งานเป็นระยะเวลานานติดต่อกัน เพราะอาจจะทำให้ผู้ใช้งานสูญเสียการได้ยินก่อนเวลาอันควรได้ เมื่อพิจารณาด้านราคา หูฟังประเภทนี้กลับสนนราคาแตกต่างกันในสองชนิดย่อย โดยหูฟังแบบ “Earbud headphone” สนนราคาหลักร้อยถึงหลักหลายหมื่นบาท ในขณะที่หูฟังแบบ “In-ear headphone” สนนราคาตั้งแต่หลักร้อยถึงหลักแสนบาท[8] โดยขึ้นอยู่กับจำนวนและคุณภาพของชุดขับสัญญาณ (driver) ที่อยู่ในหูฟัง

ขอย้อนกลับไปที่หูฟังสองประเภทแรกสักนิด ว่าอันที่จริงแล้วหูฟังแบบ Circumaural และ Supra-aural นั้นก็สามารถแบ่งชนิดย่อยได้เหมือนกัน[9] คือแบ่งเป็น

• หูฟังแบบ “Opened back circumaural headphone”และ “Opened back supra-aural headphone” หรือที่เรียกภาษาไทยว่า หูฟังแบบหลังเปิด ซึ่งอีกด้านหนึ่งของที่ครอบหูจะมีช่องให้เสียงลอดออกไป ทำให้เกิดเสียงที่มีมิติมากกว่าหูฟังแบบอื่นแต่ในขณะเดียวกันก็ยอมให้เสียงจากภายนอกเล็ดลอดเข้ามาภายในได้ด้วย ทำให้หูฟังแบบนี้ป้องกันเสียงรบกวนจากภายนอกได้ไม่ดีแต่ก็เป็นหูฟังที่สวมสบาย และ
• หูฟังแบบ “Closed back circumaural headphone” และ “Closed back supra-aural headphone” หรือหูฟังแบบหลังปิด ซึ่งก็ตรงกันข้ามกัน เมื่อด้านหลังปิดก็กั้นไม่ให้มีเสียงใดๆ เล็ดลอดออกมาจากภายในหรือผ่านเข้าไปจากภายนอกได้เลย และนอกจากนี้แล้วยังมีแบบย่อยที่เป็นกึ่งลูกผสมที่เรียกว่า “Semi-opened back circumaural headphone” ที่ออกแบบมาให้ช่วยลดการหลุดลอดของเสียงออกจากภายในออกไปภายนอกหูฟังอีกด้วย

สรุป

ในบทความขนาดสั้นตอนแรกนี้เราได้ทำความรู้จักกับหูฟังแบบต่าง ๆ กันไปแล้ว ในลำดับถัดไปเราจะไปทำความรู้จักกับกลไกการได้ยินเสียงของมนุษย์ เพื่อเป็นพื้นฐานในการเลือกใช้งานหูฟังต่อไป

นำเสนอโดย

ผศ.ดร.พิทักษ์ ธรรมวาริน – วิทยาลัยวิศวกรรมสังคีต สถาบันเทคโนโลยีเจ้าคุณทหารลาดกระบัง
รศ.ดร.สรศักดิ์ ด่านวรพงศ์ – สำนักวิชาวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์
กฤติกา เลิศสวัสดิ์ – โครงการวิจัยผลกระทบสิ่งแวดล้อมรอบสนามบิน มูลนิธินิติธรรมสิ่งแวดล้อม

---

อ้างอิง

[1] สืบค้นจาก https://unsignedbyte.com/different-types-of-headphones/?fbclid=IwAR3x2XZP0BMmiKhBSTgIGpW0hmRcp4dMiAAwQasd3TO9EaiciwSqXUyDfaQ  เมื่อวันที่ วันที่ 18 ตุลาคม พ.ศ.2564

[2] สืบค้นจาก https://www.wirerealm.com/guides/different-headphone-types-list?fbclid=IwAR0HTsUIOZjr6TLveopV7Z6M0eQHaxHjiTHEQ1jwh3OBHzQ0guDXYOAadr4  เมื่อวันที่ 18 ตุลาคม พ.ศ.2564

[3] สืบค้นจาก https://www.munkonggadget.com/catalog/category/list/%E0%B8%AB%E0%B8%B9%E0%B8%9F%E0%B8%B1%E0%B8%87%E0%B8%9F%E0%B8%B9%E0%B8%A5%E0%B9%84%E0%B8%8B%E0%B8%AA%E0%B9%8C_28.html เมื่อวันที่ วันที่ 18 ตุลาคม พ.ศ.2564

[4] สืบค้นจาก https://www.mercular.com/?fbclid=IwAR0PV1WGjJDc9hk_fTJx-LIxaiqujDdgcAT8hXjLFERUV8ruPd6XTHI_X2Y เมื่อวันที่ 18 ตุลาคม พ.ศ.2564

[5] สืบค้นจาก https://www.wirerealm.com/guides/different-headphone-types-list?fbclid=IwAR0HTsUIOZjr6TLveopV7Z6M0eQHaxHjiTHEQ1jwh3OBHzQ0guDXYOAadr4  วันที่ วันที่ 18 ตุลาคม พ.ศ.2564

[6] สืบค้นจาก https://www.munkonggadget.com/catalog/category/list/%E0%B8%AB%E0%B8%B9%E0%B8%9F%E0%B8%B1%E0%B8%87_1.html เมื่อวันที่ 18 ตุลาคม พ.ศ.2564

[7] สืบค้นจาก https://consordini.com/different-headphone-types/?fbclid=IwAR1Kpgpg8m1hD9mHy3GSREPaaouWuH-u3U6vwmMuSnWN33fDSFiZlx3q2xA  เมื่อวันที่ 18 ตุลาคม พ.ศ.2564

[8] สืบค้นจาก https://www.munkonggadget.com/catalog/category/list/%E0%B8%AB%E0%B8%B9%E0%B8%9F%E0%B8%B1%E0%B8%87_1.html เมื่อวันที่ 18 ตุลาคม พ.ศ.2564

[9] สืบค้นจาก https://unsignedbyte.com/different-types-of-headphones/?fbclid=IwAR3x2XZP0BMmiKhBSTgIGpW0hmRcp4dMiAAwQasd3TO9EaiciwSqXUyDfaQ  เมื่อวันที่ 18 ตุลาคม พ.ศ.2564