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骨傳導耳機為什么那么火?它的工作原理是啥?
由狹漸廣
>《中科院物理》
2019.11.29
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耳
機可以說是當代人生活中不能離身的數(shù)碼產(chǎn)品之一了。
公共場所想追劇看電影又怕影響別人?沒關系,有線耳機輕松幫我們化解擔憂。
跑步運動時太無聊想聽音樂,又怕有線耳機阻擋奔跑的步伐?沒關系,藍牙耳機馬上搞定。
普通耳機降噪功能不滿意,可播放音樂的頻率和音質(zhì)受限?沒關系,試一下“骨傳導耳機
”
,它或許可以給我們帶來更佳的聽覺體驗。
骨傳導耳機是時下市面上比較流行的數(shù)碼產(chǎn)品之一,深受年輕一族和運動達人的喜愛。
但盡管這種產(chǎn)品受到很多人的青睞,相較傳統(tǒng)耳機,大眾對骨傳導耳機的認識和程度并不高,今天我們就
一起來了解一下骨傳導耳機的奧妙之處
。
1
骨傳導耳機的工作原理是啥?
聲音是由物體振動產(chǎn)生的,并以聲波的形式向外傳播。聲音的傳播需要媒介,氣體、液體、固體等都可以作為傳聲介質(zhì)。
聲波在空氣中傳播的示意圖
耳朵是人類用來感知聲音的身體器官,它能感知物體的振動,并將其轉(zhuǎn)化為聲音信號后傳遞給大腦,再由大腦將其翻譯成我們可理解的語言或音樂等具體信息。
人耳的結(jié)構(gòu)從外到里依次由外耳道、鼓膜
、
聽小骨
、
耳蝸、聽神經(jīng)等部分組成。
在正常情況下,不管是普通的有線耳機,還是藍牙耳機和降噪耳機,它們實質(zhì)上都屬于“空氣傳導耳機”,即以外耳道內(nèi)的空氣為主要的傳聲介質(zhì),只有很小一部分聲波通過骨骼傳導。
在空氣傳導流程中,耳機的微型喇叭發(fā)生振動,經(jīng)由外耳道中的空氣,依次將聲波傳導給鼓膜,聽小骨和內(nèi)耳骨迷路及其他部分。
內(nèi)耳中的內(nèi)外淋巴液振動幫助螺旋器完成對聲音的感知,傳遞給聽神經(jīng)后,聽神經(jīng)產(chǎn)生神經(jīng)沖動,并把信號呈遞給聽覺中樞,大腦皮層綜合分析后讓我們“聽到”聲音。
注:
聽小骨為人體中最小的骨,左右耳各三塊。
聽骨由錘骨、砧骨及鐙骨組成,大部分居于上鼓室內(nèi),借韌帶及關節(jié)相連接組成聽骨鏈。
骨迷路可分三部分:耳蝸、前庭和半規(guī)管,從前向后沿顳骨巖部(petrous part of temporal bone),的長軸排列,三者彼此相通。
螺旋器位于內(nèi)耳的耳蝸內(nèi)膜迷路(
membranous labyrinth
)的基底膜上,由毛細胞及支持細胞所形成的上皮細胞復合體,依次經(jīng)毛細胞—
聽毛
—
神經(jīng)纖維
—
螺旋神經(jīng)節(jié)
—
耳蝸神經(jīng)核與耳神經(jīng)相連。
骨傳導耳機最大的獨特之處就是聲波不經(jīng)過外耳道和鼓膜中的空氣,而是直接將人體骨結(jié)構(gòu)作為傳聲介質(zhì)。
使用時,我們要用骨傳導耳機的聲源抵住耳后的顱骨處,聲源振動時會帶動顱骨一起振動,使聲波被導入到顱骨中。
接著,聲波經(jīng)由顱骨繞過外耳道和鼓膜直接傳遞給聽小骨。聽小骨再把聲波導入骨迷路,使聲音信息傳遞給耳蝸和聽神經(jīng)等。這樣,我們就成功利用骨傳導技術聽到了聲音。
2
骨傳導耳機的優(yōu)缺點及用途
從骨傳導耳機的工作原理我們也可以看出,骨傳導耳機的傳聲過程脫離了外耳道和鼓膜,而是
利用顱骨將聲音信號直接傳給聽小骨。
這意味著我們佩戴骨傳導耳機時不需要入耳,既以保持外耳道清潔、通風,減輕耳朵的負擔,佩戴時也更加舒適,可提升佩戴體驗。
此外,環(huán)境中的噪音大部分都是通過空氣傳播的,而骨傳導耳機只接收與頭骨直接接觸傳播的聲音信號,因此它能在一定程度上避免聲音在空氣傳播過程中引入雜音,從而有效提升音質(zhì)。
但骨傳導耳機是外耳開放式的,在使用耳機的同時,外耳也會自動地接受一些環(huán)境中的雜音,對骨傳導耳機的降噪功能有一定影響。
當環(huán)境噪音適度時,骨傳導耳機能精準、清晰地播放聲音,但當外界環(huán)境極其嘈雜時,骨傳導耳機可能就無法使用了。
對一般用戶來說,骨傳導耳機主要可以提升使用體驗,但對于鼓膜等聽覺組織發(fā)生病變,以及因外耳道異?;加新犛X障礙的患者來說,骨傳導耳機則是可能讓他們重新聽到聲響的“福音”。
對于喜愛健身的運動達人來說,普通有線耳機在運動時會將衣物與耳機線的摩擦聲通過耳機傳進耳朵,產(chǎn)生“聽診器效應”。
骨傳導耳機需要直接與顱骨接觸,一般設計成后佩戴式,帶有置于人后腦勺上的固定支架結(jié)構(gòu),能有效地將這種效應削弱。
另外,骨傳導耳機的開放式傳聲結(jié)構(gòu)有助于保持耳道清潔,還能防止汗液進入耳機結(jié)構(gòu)對其造成損壞等。
此外,
骨傳導技術不僅能用在“聽聲”上,還能用于錄音
。
骨傳導耳機的麥克風對近距離聲音的接收效果比空氣傳導耳機更好,當使用者佩戴帶有麥克功能的骨傳導耳機小聲說話時,它能更精準地捕捉說話者的聲音。
骨傳導耳機因其優(yōu)秀的傳音性能,也被應用在在軍事通訊和反恐消防等方面。
盡管骨傳導耳機可以“解放”外耳和耳膜,但仍然需要經(jīng)過耳蝸等內(nèi)耳結(jié)構(gòu),因此大家在使用骨傳導耳機時,
仍應注意音量和使用時間適量,盡量避免長時間高音量使用。
如果我們長時間將耳機開至高音量,高音將不斷沖擊震蕩耳蝸中的液體,內(nèi)耳毛細胞會因受到過度刺激而死亡,久而久之,聽力就可能會受到損傷。
因此,耳機雖好,也要科學地使用哦!
來源:數(shù)字北京科學中心
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