聲音不用透過耳膜也能聽到?骨傳導耳機原來是這樣傳送聲音

聲音不用透過耳膜也能聽到?骨傳導耳機原來是這樣傳送聲音
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近期有朋友詢問,因為他的耳朵太小,配戴入耳式耳機都會感到非常不舒服,但耳罩式耳機又太大,有沒有適合他用的耳機?我最先想到的其實就是依照耳朵的形狀灌耳模來製作客製化耳機,但這個非常貴,一般使用者應該不會想要花這個錢;另一種我想到的是完全不用入耳的骨傳導耳機。

每次我推薦骨傳導耳機給朋友時,他們一定會問的就是,不用放到耳朵中聽的到聲音嗎?另外一個疑問是,這會不會像喇叭一樣讓其他人也聽到我耳機的聲音?所以這次就特別寫了這篇文章,來跟大家分享一下骨傳導到底是什麼?為什麼不用放到耳朵旁邊也聽得到聲音?

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聲音不只靠空氣傳遞

如果還記得小學自然課或是國中的理化課,你應該知道聲音是振動所產生的聲波,透過空氣、液體或固體之類的介質傳遞,並可以被生物的聽覺器官感知的波動。也就是說,聲音不只有空氣可以傳遞,液體或固體都可以。另外,小學時大家也有做過實驗吧??在一條很長的繩子兩端系著杯子,只要在杯子一端輕聲說話,另一端就可以從杯子裡聽到所說的話,這就是聲音依靠繩子傳遞的實驗。

如果小學國中離你太遙遠,你根本就把前面講的還給老師了,沒關係,我帶大家做個實驗。現在拿出手機開啟錄音,然後嘴巴閉緊用非常輕的力氣讓牙齒輕輕碰撞。這時你的耳朵應該會非常清楚地聽到牙齒的敲擊聲,接著打開剛剛錄音的檔案,你會發現幾乎沒有錄到剛剛的聲響,或是非常小聲。對,因為聲音沒有靠著空氣傳遞到手機中,當然也沒有傳到耳膜中,他是依靠頭顱中的骨頭傳遞到內耳的耳蝸,這個過程就是我們今天要講的骨傳導。

 

我們怎麼聽到聲音?

一般來說,人類聽到的聲音都是藉由空氣傳遞到耳朵中,藉由耳膜接收後傳遞到三小聽骨,接著三小聽骨會放大振幅並傳導到內耳耳蝸,耳蝸中的毛細胞(靜纖毛)感應後產生電位訊號,並傳送到耳蝸核神經叢,最後再傳送到大腦各個區域處理,這就是我們能夠感受到聲音的過程。

但前面提到的骨傳導,聲音根本不是透由空氣傳到三小聽骨後開始處理,那我們怎麼能聽到聲音呢?大家可以舉起雙手摸一下耳朵前方、太陽穴下方有一塊微微突起的骨頭,名為顳骨的這塊骨頭是骨傳導的關鍵傳輸路徑,他延伸到耳蝸旁,剛好就形成了以固體傳送聲音的路徑。所以完整路徑就是聲音由顳骨接收後,直接傳送到耳蝸中的毛細胞(靜纖毛)感應後產生電位訊號,接著就與一般以耳膜聽到聲音的路徑一樣了。

File:Zygomatic bone lateral animation.gif
*from wikimedia

 

骨傳導有什麼應用?

對於一般消費者來說,骨傳導在耳機上的應用是最普遍的,但在骨傳導耳機出現之前,其實原本是用在骨傳導助聽器上,這樣的助聽器通常是提供無法使用空氣傳導聽到聲音的朋友所使用,很有可能是空氣傳輸路徑因不同原因受到破壞,或是有著無法安裝空氣傳導助聽器問題。骨傳導助聽器種類也有很多種,有些是植入式、有些是使用髮箍、頭戴式…這些因為牽扯到更專業的醫療器材,就讓大家自行蒐尋找資料。

而骨傳導耳機大部分都是以箍狀設計,也就是有向內讓發聲體貼上顳骨的力量,藉此讓聲音更完整地藉由顳骨傳遞,這樣的產品像是 AfterShokz 就推出非常多款式。另外之前還有看過以戒指方式設計的骨傳導耳麥,當電話來的時候,你可以伸出佩戴戒指的手指放到耳旁的顳骨上,就可以開始通話,雖然樣子看起來很有趣,但確實可以藉由手指傳送到顳骨聽到聲音。

 

除了讓你可以藉由顳骨聽到聲音的應用,其實還有利用骨傳導進行降噪功能,這邊的降噪指的是在通話時降低外界聲音干擾的通話降噪,通常會在真無線藍牙耳機中搭載這功能,例如三星推出的 Galaxy Buds Live 就有這種功能。因為真無線藍牙耳機距離我們發生的嘴巴距離很遠,在通話時通常不只收到你講話的聲音,連環境聲音也會一次收進去,所以對方就會很容易聽不清楚你講話的聲音。那怎麼辦呢?最簡單的方式就是降低環境聲音傳送到對方耳中的比例。這時候骨傳導就派上用場了,前面我們有提到,當你輕輕咬牙時聲音會很清楚的傳送到耳蝸,當然這聲音也會透過骨頭傳送到耳朵上,這時候只要在耳機上設置專門接收骨傳導來的聲音,就會知道你現在正在說的話,接著與透由空氣傳遞的聲音進行比對,去除掉大部分環境音,就可以達成降低環境音讓對方清楚地聽到你聲音。

 

骨傳導耳機真的那麼好?

骨傳導耳機其實他的優點也是缺點,當我們配戴骨傳導耳機時,表示耳朵完全沒有塞入任何東西,這時候除了耳機藉由骨傳導傳送的聲音外,你還會聽到外界的聲音,這有點像是在聽喇叭放音樂的感覺。這有什麼優點呢?以戶外運動來說,你必須注意環境狀況,像是在路上跑步或騎自行車,你一定要注意周遭車輛狀況才能保護自己,這時候如果戴上耳塞或耳罩耳機,就太危險了;如果是配戴骨傳導耳機,你不只可以一邊聽到你喜歡的音樂或 Podcast,如我的節目 科技酷宅,一邊也可以聽到環境聲響。如果是在辦公室配戴骨傳導耳機的話,當老闆或同事在一旁叫你,你就可以馬上回應,是非常方便的耳機。

但缺點就是,因為耳朵同時可以聽到外面的聲音,所以當環境聲音較大時,你會不容易聽到耳機中傳來的聲音,不過這時你可以用手指塞住耳朵,或是直接塞入隔音耳塞,就可以更清楚地聽到音樂。

 

後記

雖然現是真無線藍牙主動式降噪耳機為主流的市場,但骨傳導這個技術完全是與主動式降噪相反的路,簡單分享這個不是主流的技術原理給大家,也讓大家知道市場中有這個存在。對了,我又在寫大家可能無法看完或看懂的文章,所以希望大家可以多分享囉!

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