穿戴设备开放式声场声学解决方案简析

穿戴设备开放式声场声学解决方案简析

首先还是谈谈我对近耳声学重放的理解，参考下图：

作为声学应用的一些典型场景，近耳设备距离人耳的耳道口通常在1cm～5cm；考虑到典型的环境噪声通常在45dBA（房间）～75dBA（户外），建议保持不低于10dB～20dB的SNR和合理的动态范围，因此对于重放声压级建议设定在35dBA～95dBA。

相比较为饱和和平静的传统TWS耳机设备，近耳声学设备最近仍保持着不低于50%的年复合增长；参考高通公司最近今年发布的调研报告（2021，2022，2023），可以清晰的发现，Comfort in the ear （耳佩戴舒适性）已经上升到第一位，超过价格这个因素了。

与传统TWS耳机的压力场声重放或近似压力场声重放不同，近耳声学设备的重放具有以下几个特点：

低频部分近似于自由场辐射，随距离增大SPL衰减；

高频受耳廓反射，开孔声辐射指向性和相干叠加影响大；

外界环境声对低频感受影响大，需要考虑掩蔽现象；

佩戴情况对左右耳一致性听感影响大（主要体现在中高频，低频受心理声学影响差异可以放宽）；

声压级，相位一致性要求高（尤其对于中高频部分），对听感影响大（ITD，ILD）

重放音量和漏音（考虑到私密性）需要做平衡规划

设备如果包含骨传导振子，可以振动激发皮肤，肌肉组织辐射空气声

很难实现较佳的ANC功能，但是有技术可以改善噪声环境下清晰度

目前我们在市场上可以找到几款典型的近耳声学产品，Ambie（也是SONY投资的公司）；SONY的LinkBuds；BOSE的Sport Open Ear Buds ；以及Shokz（韶音）的Openfit：

网络上关于这几款耳机的评测报告很多，大家应该可以很容易检索得到。我陆续购买了这几款耳机，后续也会再对这几款单独展开介绍和分析其声学特性和设计上的亮点。

总得来说，未来几年，相关形态的产品应该会层出不穷，回到开篇提到的几个趋势，舒适度，音质，续航，我们还能做些什么呢？我想，以下几点先在此提出供大家参考吧：

人因工程，CMF

单机重量，<5g，<10g，…….

频响曲线对佩戴的自适应

相位补偿，空间声的准确度

高灵敏度单元的开发（等响度下的功耗）

除了这些，应该还有，

设计仿真，声场仿真

评测技术，宽带人工耳，声学相机

单元一致性，对环境温湿度变化的敏感度

跌落冲击的可靠性

多传感器融合，健康监测（产品功能定义上的，加法 vs 减法）

定向声场（MEMS技术，超声定向技术，或是…….)