骨传导耳机在未来会替代传统耳机吗？

骨传导耳机在未来会替代传统耳机吗？

回答这个问题前，我们首先来了解一下耳机的发展史：

从1881年到2020年：百年耳机发展史

智能穿戴技术改变我们的生活方式，最显著的例子是耳机。

2020年的今天，距离苹果公司发布新一代AirPods Pro已经半年，距离索尼发布全球首款随身听设备已经过去41年，距离耳机第一次出现在人们的生活中已经过去至少139年。对于5G时代的我们来说，耳机太平常不过了，以至于我们几乎都没有意识到，随着时代的发展人们对它愈发依赖，不仅仅因为它是声音的传递者，赋予了佩戴者独立和创造主观现实的能力；更重要的是，随着工作和社交生活之间界限感的消失，耳机成为了公共空间和私人空间的重要现代调解者。下面我们来看看耳机的发展史：

1、1881年，Gilliland Harness肩扛式单边耳机

如果不限于音乐聆听用途，最早具有耳机概念的产品始于1881年，由Ezra Gilliland所发明的将扬声器和麦克风绑在肩上，包含通讯设备和单边耳罩接收系统的Gilliand harness，主要用途是给19世纪的电话接线员用，而非用来欣赏音乐。这款免提耳机重量大概8~11斤，已经是当时非常便携的通话设备了。

2、1895年，Electrophone耳机

耳机的普及是因为有线电话的发明，耳机的设计进化则与19世纪末到20世纪初，人们在有线电话上订阅歌剧服务的需求相关。1895年出现的Electrophone家用音乐聆听系统，利用电话线将现场音乐表演和其它实况资讯转播到家庭耳机中，供订阅用户在家中享受娱乐。Electrophone耳机的形状像听诊器，佩戴在下巴而不是头部，已经接近现代耳机的原型。

3、1910年，第一款头戴式耳机Baldwin

追溯头戴式耳机的起源，已有的资料表明，第一款正式采用头戴式设计的耳机产品，应该是纳撒尼尔·鲍德温（Nathaniel Baldwin）在自家的厨房中制造出来的Baldwin动铁耳机。Baldwin改进了当时存在的耳机模型，以使它们更好地佩戴在头上，供给美国海军通讯使用。却因此影响了未来许多年头戴式耳机的造型设计，至今我们仍然或多或少地在沿用。

4、1937年，第一款动圈式耳机DT48

德国人Eugen Beyer根据影院扬声器上使用的动圈换能器原理，发明了一种微型动圈换能器，并把它镶嵌到一根可戴在头上的带子内, 由此诞生了世界上第一只动圈耳机DT 48。保留了Baldwin的基本设计，但大大提高了佩戴舒适度。代号中的DT是Dynamic Telephone缩写，主要为电话接线员和专业人士使用，所以当时生产耳机的目的并不是用来重现高品质音效的。

5、1958年，第一款定位于听音乐的立体声耳机KOSS SP-3

1958年，John C. Koss与工程师Martin Lange合作开发了一款便携式立体声留声机（所谓便携，就是把所有元器件整合在一个箱子里），通过连接上图的耳机原型，可以听到立体声音乐。然而没有人对他的便携式设备感兴趣，耳机却引起人们极大的热情。在此之前，耳机是用于电话和无线电通讯的专业设备，没有人想到可以拿它来听音乐。意识到人们对耳机的迷狂之后，John C. Koss开始了第一款定位于听音乐的立体声耳机KOSS SP-3的制造和销售。

此后十年，是美国摇滚乐的黄金时代，KOSS耳机诞生后就遇到了最好推广的时间，整个20世纪60年代和70年代，KOSS的营销与流行文化保持同步，早在Beats by Dre之前，1966年，Beatlephones就作为Koss x The Beatles联合品牌推出。

6、1968年，第一款压耳式耳机Sennheiser HD414

区别于之前所有头戴式耳机的笨重和专业感，HD414是第一款轻便的、开放式耳机。所谓开放式，就是声音的密封性和对外界杂音的屏蔽性没那么好而已。HD414是第一款压耳式耳机，它严肃而有趣的工程式设计，iconic的形态，简洁漂亮，堪称经典，也侧面解释了它为什么会成为有史以来最畅销的头戴式耳机。

7、1979年，Sony Walkman问世，把耳机带到户外

Sony Walkman是全球第一款便携式随身听设备——与1958年KOSS的留声机比起来，它确算便携。Walkman解除了人们听音乐的场景限制，在此之前，人们只能在室内聆听音乐，而今可以随时随地。藉此，其后二十年，Walkman成为移动场景播放设备的统治者。它的畅销，正式把耳机从室内带到室外，从家用产品变成个人便携式产品，戴上耳机意味着时尚，意味着可以在任何地方建立不受打扰的私人空间。

8、2001年，iPod和它的耳机是不可分割的整体

2001-2008年是音乐数字化的窗口期。苹果在2001年，推出了划时代的iPod设备和itunes服务，宣告音乐数字化浪潮来临。Sony Walkman开启的便携式磁带立体声音响时代，被更便携的数字音乐播发器iPod颠覆了，Walkman的时代终结。

在 iPod广告中，作为大多数便携式随身听设备附带的不起眼的耳机，成为iPod播放器视觉形象的重要组成部分。流畅的白色耳机线条与白色ipod机身融为一体，共同构成 iPod统一的视觉识别，而佩戴者消失于阴影之中，成为时尚技术的人体模型。耳机的使用场景从室内加速拓展到室外，原本耳机只要音质好佩戴舒适就行，而一旦被戴出户外，就具备了配饰的属性。使用场景变了，用户需求变了，产品就得改变。Beats by Dre抓住了这个机遇。

9、2008年，Beats by Dre让耳机成为服饰品

苹果引领的音乐数字化浪潮，改变了与音乐相关的所有行业，包括耳机。新的使用场景下，耳机已经逐渐成为时尚服饰品。2008年，Beats by Dre顺势而生，凭借明星代言和时尚设计，迅速占领了耳机市场的半壁江山。做歌手耳机成为耳机市场新玩法。自此以后，耳机摆脱科技产品定位的沉重负累，成为百分百的服饰品。

10、2016年，苹果发布AirPods，耳机进入无线智能化时代

2007 苹果蓝牙耳机                              2008 Jaybird 蓝牙运动耳机

2008-2014年是耳机蓝牙无线化时期。1999年蓝牙技术诞生，人们使用耳机终于可以摆脱繁琐的耳机线的束缚了。然而早期的蓝牙耳机音质差，只用于商务通话领域。2008年蓝牙A2DP协议开始普及，诞生了第一批消费级蓝牙耳机，Jaybird是最早做蓝牙无线运动耳机的厂商。说是蓝牙无线，其实两个耳机之间还是有条短短的耳机线连接。

2014-2020年是耳机无线智能化时期。直到2014年，第一款「真无线」蓝牙耳机Dash pro被设计出来，一时间市场上跟随者众却都不愠不火，还得等到两年后AirPods发布，「真无线」蓝牙智能耳机才迎来爆发期。AirPods是苹果史上最畅销的配件单品，发布至今，占据了无线耳机市场85%的销售额，用户好评率达98%。它的销售数据预示着，耳机设计趋于无线智能化的浪潮来临。

在百多年耳机的发展历程中，显而易见的是，耳机的外观发生了很大的变化，佩戴方式也更加方便，功能也越来越智能，但都离不开传统耳机的宿命：基本都是通过“空气传导”来使耳朵听到声音，这样难以避免搀杂在空气中的噪音，特别在一些比较嘈杂的环境使用耳机，即使现在最为出色的主动降噪耳机也只能选择性的降低100～1000Hz的中低频噪音，降噪值一般在22dB～30dB左右，难以听到最为干净的声音。而骨传导耳机则不一样，声音直接由骨骼传递，绕过了外耳道和中耳道，直接到达内耳使人听到声音，不受外界噪音干扰，听到最为真实的声音。

耳机传声原理示意图：骨传导与空气传导

从耳机传声原理来看，人类感受声音常见的两种方式，一是通过空气振动，将声音传播到人的耳朵，产生听觉，此类声音称为气导音，把这种声波通过外耳、中耳、内耳、内耳淋巴液、螺旋器、听神经、大脑皮层听觉中枢的途径称为空气传导。另一种就是借助人类的骨骼，神经，肌肉来传播声音，产生听觉，称为骨导音，把这种声波通过颅骨骨迷路、内耳淋巴液、螺旋器、听神经、大脑皮层听觉中枢的途径称为骨传导。一些失去听觉的人(即鼓膜、听小骨损坏等情况)可以用骨传导来听声音。

 骨传导的优势

1. 解放双耳安全听音

空气传导需要借助双耳来传播声音，而骨传导时，双耳完全不需要受束缚，戴着骨传导装置周围的声音仍然可以听到，并且可以进行一般对话，这样也就避免了因听不到外界的声音而引发的事故。

2.不存在电磁波对人脑的潜在辐射危害，不会对听力造成损伤
    骨导音不需要通过耳道传到听觉神经系统，而是直接通过人类头部骨骼神经或肌肉送到人的内耳，避免了电磁辐射通过耳道进入大脑对人体造成伤害。骨传导不是简单通过音量放大来提高收听效率，骨导音不需要像气导音通过外耳和中耳，因此不会对中耳的耳膜和鼓室造成损伤，所以不会对听力造成损伤。

3.不受外界噪音干扰
    当人处在嘈杂的环境时，空气传导会将各种各样的声音传入耳朵，导致很难听清楚或分辨清楚真正想听到的声音，这是空气传导的不足，而骨传导是通过颅骨传音，可以不受外界噪音的干扰可，以避免搀杂在空气中的噪声，在战争和很多需要有较强抗噪能力的场合有重要的应用价值。
4.骨传导助听
    骨导和气导是两个独立的路径，因此可以营造独特的听觉环境，使人的听觉系统可以同时感受到两个不同声源的声音。对于有些严重的耳聋患者来说，他们依然具有感知骨传导声音的能力, 因此,有可能通过骨导给予助听。

骨传导耳机的不足：

动态效果偏弱。骨传导技术由于靠的是固体传声，对设备与使用者的贴合程度要求比较高，如果贴合程度不太好将大大影响音质，太松则声音过小，太紧则产生不适感。不同的佩戴方式对骨导传音有着很大的影响，如今的佩戴方式难以满足用户在运动中的需求。
成本偏高。无论是压电式还是电磁式骨导产品，要想保证一定的音质，成本就会过高，难以投入市场。
    单从音质上来说，现阶段的骨导传声是无法与传统声源相比拟的。从发声原理上来讲，少了耳廓、外耳道、鼓膜等，这些作为反射体、共振腔等，对声音的传递起着重要的影响。骨导传声的优点在于声音的隐秘性和抗干扰性。隐秘性是指仅有佩戴骨导传声器的人才能听到声音，而他人难以发觉（再也不用在拥挤地铁里听着大叔的手机里传来震天的通话声了）。抗干扰性则是指外界噪声对声源的干扰减小了（大叔再也不用担心地铁太吵听不清电话了）。这是传统声源难以达到的。所以，骨导传声的未来在于信号的准确传递。对于音乐、艺术一类的声音传达，由于动态效果偏弱，声音情感表达还是不够丰富，也就无所谓什么替代不替代了，各有所长，各有侧重。

虽然，骨传导耳机在音质上不能完全替代传统耳机，却在一些领域是完全可以替代，甚至能够带来更大的作用：

骨传导技术的发展与应用

    最初，骨传导是一项军事技术，用于制造通讯设备(耳机)。武装部队需要一种通信设备，以保持开放的耳朵和通信。骨传导技术在军事应用后，又被应用于医学。
1977年，一种名为BAHA的助听器首次被植入人类头骨。BAHA装置采用骨传导技术，使因中耳、耳道、鼓膜、外耳等部位而造成各种听力损伤的人能够再次听到声音。2012年，第一对商用骨传导耳机才刚刚推出。当前市场上除了被用于比较热的可穿戴智能设备领域，可以将已经应用的设备分为骨传导输入设备和骨传导输出设备两种类型。骨传导技术的主要被运用于耳机、医学助听、应急救援与军用装备、日常通信等领域的设备开发。

一、医学助听

1、运用骨导区分听力病理原因
   早在1998年，国外研究者Hosoi H等就将 ASSR 应用于骨传导的传导机制研究,他以听力正常人为研究对象,用频率为1kHz和2kHz的空气传导纯音以及由1kHz和2kHz的纯音做了幅度调制后的超声作激励,分别观察两者诱发磁场波峰的等效电流偶极子，结果均表明, 听力正常的人和部分有听障的人都可以感知到语音调制后的超声。此外, Hosoi 等的研究还证明了骨传导超声激励于人脑的听觉皮层, 为将骨传导超声应用于助听领域提供了依据空气和骨传导听性脑干反应(auditory brainstem response, ABR) 测试做了研究,指出其对新生儿感音神经性聋的检出及小耳畸形患者听力水平的测定有较大临床意义, 还能为传导性或混合性听力损失的鉴别诊断及蜗后病变的定位诊断提供依据。

2、 骨导助听对耳聋患者听力改善效果
    Martin L等在2003年利用骨传导超声实现了对耳鸣进行掩蔽治疗，国内复旦大学的研究者罗怡珊等也于2006年通过实验发现日本产业综合研究所研制的骨传导超声助听器可以使 40 %以上的严重耳聋患者感知到声音, 17 %的严重耳聋患者识别语音，骨传导超声的使用可使患者免受手术痛苦, 预计具有应用价值。
日本产业在此方面一直较为先进，其所研制的骨传导超声助听器可以使40%以上的严重耳聋患者感知到声音。早在2003年，日本NEC公司就研发出压电式骨传导助听器产品。骨传导式助听器由压电元件把声音变为振动和放大器组成。压电元件由钦酸钡等材料制成,通过电压引起振动。太阳穴附近贴上内部装有压电元件的“扬声器”，直接通过头骨振动向大脑传输信号。它的重量只有8 克,是此前最小的助听器的三分之一，耗电量也只有十分之一。
由于使用耳朵听和使用骨头听的要求不同，骨传导助听器和气传导助听器的差异还是比较大的。当听觉器官老化，或者听觉器官病变时，依赖空气的振动而获取声音的能力就会下降，骨传导的优势就会显现。

二、应急救援与军用装备

    在应急救援中，骨传导技术之所以被应用到应急救援中，是因为它的去噪效果较好，常用作消防员的救援专用声音识别装备。通过佩戴这种装置，消防员能从众多声音中准确的辨别出爆炸的声音，为冲在消防第一线的消防员及时撤退提供了决策依据。在地震等灾害中，则可以将骨传导技术应用到地震等灾害中用于识别人的声音生命探测装备中，救援人员通过佩戴这种微型的骨传导生命探测仪，可以用于地震等灾害事故中被困人员的搜救工作中。
    早在半个世纪以前，骨传导技术就已应用于军事领域了。听音和送音不通过空气媒介，而借助骨传导换能器，在脸部或耳部周边拾取并产生振动来传递声音信号。这种主动抗噪的方式，从根本上解决了对讲机在高噪音环境下无法通讯的难题。基于骨传导技术，使用者在噪音环境中仍可接收到非常清晰的声音，成为骨传导技术的最大优势。

三、骨传导民用耳机

骨传导耳机具有耳机助听器和电子耳蜗的功能，是人类听觉系统的挖掘与发现。骨传导耳机由以下几部分电路组成:数字控制器、IC、DDS、移相器数字移频器、前置放大器、双倍积分功率放大器、匹配器、声电换能器和电源等部分组成。一般来说，对声音式传导耳机，长时间的使用会对耳朵产生一定的副作用，而骨传导耳机而完全不用担心。

    骨导和气导是两个独立的路径，因此可以营造独特的听觉环境，使人的听觉系统可以同时感受到两个不同声源的声音。基于这一优势，骨传导耳机户外运动耳机中的热门产品，佩戴者可以在使用耳机的时候，兼顾到环境的变化，提高户外运动的安全性。

   了解完骨传导耳机，真的有机会在未来替代传统耳机吗？回答这个问题就像摩托没有淘汰自行车，手机没有淘汰座机，笔记本没有淘汰台式机一样，传统耳机越来越轻巧和智能，骨传导耳机在更多的特殊领域里发光发热，都在各自领域里不断进步。

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