传统骨传导技术长期受限于“音质闷、空间感弱、能量损耗大”的痛点,而“颅内声场建模”与“振动能量叠加”的突破,直接推动其从“功能型设备”向“高体验音频工具”升级。这两项技术分别从“声音定位优化”和“能量效率提升”切入,共同解决了骨传导“传声不传神”的核心问题。
一、颅内声场建模
让骨传导告别“闷在脑子里”的听觉困境。骨传导的声音传递路径特殊——无需经过外耳道和鼓膜,直接通过颅骨振动刺激耳蜗。这种路径导致传统产品无法像气传导耳机那样借助耳道形成“自然声场”,用户常感觉声音“挤在颅内”,缺乏方向感和层次感,这正是“颅内声场建模”技术要解决的核心矛盾。
1.核心原理:为颅骨定制“声音分发地图”
颅内声场建模的本质,是通过技术手段模拟自然听觉的“空间定位逻辑”,让分散的振动信号在颅内形成有序、立体的声场。其核心逻辑分为两步:
第一步:捕捉颅骨声学特征
利用头部扫描技术(如3D红外扫描、声学阻抗检测)获取不同用户颅骨的密度、厚度、骨缝分布数据——比如颞骨(靠近耳朵的颅骨区域)传导效率高,顶骨传导速度慢,这些差异会直接影响振动信号的到达时间和强度。
第二步:优化振子布局与信号延迟
根据颅骨特征,在耳机上部署多组定向振子(通常2-4个),并通过算法控制不同振子的信号发射延迟。例如,让靠近颞骨的振子先传递中高频信号,顶骨区域的振子后传递低频信号,模拟自然听觉中“声音从外界传入耳道”的时间差,从而构建出“前后左右”的空间感。
2.行业痛点与技术突破:从“通用建模”到“个性化适配”
传统骨传导的颅内声场设计多采用“一刀切”的通用方案,忽略了不同用户颅骨结构的差异(如成人与儿童颅骨厚度差30%以上,男性与女性颞骨密度不同),导致部分用户体验割裂。当前技术突破主要集中在两个方向:
突破1:多振子协同建模(以韶音DualPitch™技术为例)
韶音在OpenRun Pro 2中采用“双振子分频建模”——左侧振子侧重中高频(负责人声、乐器细节),右侧振子侧重中低频(负责贝斯、鼓点),同时通过算法调整两侧振子的振动相位,让不同频段的声音在颅内“精准交汇”。实测数据显示,该技术使声音的“空间分离度”提升47%,用户听交响乐时能清晰分辨小提琴(左)与大提琴(右)的位置。
突破2:AI动态适配建模(新兴技术方向)
部分品牌开始尝试结合AI算法,通过用户佩戴时的实时振动反馈(如耳蜗对不同频率的响应信号),动态调整声场参数。例如,当用户运动出汗导致耳机与颅骨接触压力变化时,AI可自动补偿振子强度,避免声场偏移——这项技术已在索尼Xperia骨传导耳机的原型机中应用,预计2026年量产。
3.实际价值:从“能听”到“好听”的关键跨越
颅内声场建模的落地,直接改善了骨传导的核心体验场景:
音乐聆听:解决了“人声贴耳、乐器混在一起”的问题,听流行乐时能区分主唱与伴奏的层次感,听古典乐时能感受到声场的开阔度;
语音通话:通过定向建模将通话声聚焦在“颅内中前部”,减少环境音(如风声、车流声)对通话的干扰,实测户外通话清晰度提升60%;
助听场景:对听力障碍用户(尤其是鼓膜损伤者),个性化声场建模可将残余听力区域的声音“放大并精准传递”,比传统骨传导助听器的助听效果提升35%。
二、振动能量叠加:解决骨传导“能量跑漏、低频疲软”的核心方案
骨传导的另一个核心痛点是“能量损耗大”——颅骨是刚性介质,振动信号在传递过程中会被骨骼吸收、扩散,导致实际到达耳蜗的能量不足,尤其低频信号(如 bass、鼓声)因波长较长,损耗更严重,表现为“低音发虚、音量不足”。而“振动能量叠加”技术,正是通过优化振动源和传导路径,让能量“聚起来、少跑漏”。
1.核心原理:让振动信号“1+1>2”
振动能量叠加的核心逻辑,是通过多振子协同或传导介质优化,使多个振动信号在颅骨上形成“同相位叠加”,而非相互抵消。其技术路径主要分为两类:
路径1:多振子相位同步叠加
在耳机上部署2组以上同频振子,通过算法控制所有振子的振动相位(即振动的“起振时间”完全一致)。当多个振子的振动波在颅骨上相遇时,会形成“波峰叠加”,能量密度提升——类似“多人同步推重物,力量更集中”。
路径2:传导介质强化叠加
优化耳机与颅骨的接触介质(如采用钛合金、液态硅胶材质的接触层),减少振动在“耳机-颅骨”接触面的能量反射。例如,液态硅胶接触层能让振子振动更贴合颅骨,避免因缝隙导致的能量扩散,使能量传递效率提升20%-30%。
2.行业痛点与技术突破:从“单一叠加”到“智能控能”
传统振动能量叠加多采用“简单增加振子数量”的方案,容易导致“过度振动”——既增加耳机重量(影响佩戴舒适度),又可能引发颅骨疲劳(长时间佩戴头晕)。当前的技术突破聚焦“精准叠加”:
突破1:分频段能量叠加(以南卡Shokz OpenFit为例)
南卡在其旗舰机型中采用“三振子分频段叠加”:高频振子(负责10kHz以上)独立工作(无需叠加,避免刺耳),中频振子(1-10kHz)采用2组相位同步叠加(增强人声清晰度),低频振子(20-1000Hz)采用3组阵列叠加(强化低音下潜)。实测显示,该方案使低频响应下限从传统的200Hz降至80Hz,接近传统入耳式耳机的低频表现。
突破2:动态能量补偿(以索尼骨传导原型机为例)
索尼通过内置的“振动传感器”实时监测环境噪音和用户活动状态:当用户在户外跑步(环境噪音60dB以上)时,自动提升低频振子的叠加强度,保证音量足够;当用户静止办公时,降低叠加强度,避免振动带来的不适感。这种“按需叠加”的模式,既解决了户外听感问题,又兼顾了长时间佩戴的舒适性。
3.实际价值
振动能量叠加技术的落地,让骨传导突破了“只能在安静环境使用”的局限,尤其适配高频场景:
运动场景:户外跑步、游泳时,叠加后的低频信号能穿透环境噪音,用户无需调大音量就能听清音乐细节,同时避免了高音量对听力的损伤;
工业场景:工厂车间(噪音80dB以上)的工作人员,佩戴骨传导通讯设备时,叠加后的语音信号能清晰传递指令,比传统设备的指令识别率提升50%;
老年助听:老年用户的耳蜗对低频信号敏感度下降,能量叠加技术可针对性强化低频,帮助其听清对话中的“低沉嗓音”(如男性说话声)。
三、协同效应:1+1>2的音质升级逻辑
“颅内声场建模”与“振动能量叠加”并非孤立存在,而是相互配合、形成闭环的技术体系:
声场建模为能量叠加“指明方向”:通过颅内声场建模确定振子的最佳布局位置(如颞骨、枕骨),让振动能量叠加能精准作用于“声音传导效率最高的区域”,避免能量浪费;
能量叠加为声场建模“提供支撑”:只有足够的振动能量,才能让声场建模构建的“空间感”落地——如果能量不足,即使声场算法再优,用户也会感觉声音“虚、弱”,无法分辨层次。
例如,在运动骨传导耳机中,两项技术的协同表现为:声场建模让音乐的“左右声道分离”,用户能通过声音判断周围环境(如后方来车的声音方向);能量叠加则保证运动时的低频清晰度,让跑步节奏与音乐节拍精准匹配,既安全又有沉浸感。
结语
“颅内声场建模”解决了骨传导“听感立体度”的问题,“振动能量叠加”解决了“能量效率”的问题,两者共同推动骨传导技术从“小众运动装备”向“全场景音频设备”升级——从儿童学习(保护听力)、老年助听(适配需求),到工业通讯、军事装备(极端环境适配),骨传导的应用边界正被不断拓宽。
未来,随着AI个性化算法、柔性振子材料的发展,这两项技术还将进一步升级:比如通过AI实时扫描用户颅骨特征,实现“千人千面”的声场建模;通过柔性振子实现“贴肤即叠加”的能量传递,让骨传导耳机更轻薄、更舒适。