基于TRIZ理論的音樂(lè)耳機(jī)發(fā)展分析

胡祖國(guó)　趙新軍

一、引言

因?yàn)殡x自己太近，所以常常被忽視，音樂(lè)耳機(jī)就是這樣的產(chǎn)品?，F(xiàn)代生活中，無(wú)論是家庭、宿舍等私人空間還是公車(chē)、圖書(shū)館等公共場(chǎng)合都可以看到它的身影。隨著時(shí)間的推移與技術(shù)的進(jìn)步，音樂(lè)耳機(jī)已經(jīng)由初期的以兩個(gè)小型音箱掛在耳邊作為音樂(lè)播放載體的形式逐漸走向成熟，不論是形態(tài)還是佩戴方式，甚至核心的發(fā)音單元，都有很多的改變。本文基于TRIZ理論分析音樂(lè)耳機(jī)的發(fā)展與演變，進(jìn)而預(yù)測(cè)未來(lái)音樂(lè)耳機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，為該產(chǎn)品的研究貢獻(xiàn)有價(jià)值的理論資料。

二、音樂(lè)耳機(jī)的分類(lèi)

音樂(lè)耳機(jī)即我們常用以進(jìn)行聽(tīng)音樂(lè)、看電影等相關(guān)娛樂(lè)活動(dòng)的耳機(jī)。它獨(dú)有的體積小、質(zhì)量輕、佩戴方便等特征使其受到廣大消費(fèi)者尤其是音樂(lè)愛(ài)好者的追捧。音樂(lè)耳機(jī)可按佩戴方式分為3大類(lèi)：頭戴式、耳掛式、耳塞式（見(jiàn)圖1）。

早期的耳機(jī)并沒(méi)有細(xì)分其使用功能，因此不管是用來(lái)聽(tīng)音樂(lè)還是作為通信設(shè)備，其形態(tài)多采用類(lèi)似耳罩的外形（圖1A）。隨著科技的發(fā)展與消費(fèi)者需求的不斷更新，人們對(duì)于音樂(lè)播放品質(zhì)有了更高要求，這便催生出音樂(lè)耳機(jī)這一專門(mén)的耳機(jī)類(lèi)別，同時(shí)，其佩戴方式亦有了革命性的改觀（圖1B）。當(dāng)然，音樂(lè)耳機(jī)自單獨(dú)作為一項(xiàng)耳機(jī)類(lèi)別投入市場(chǎng)起便呈現(xiàn)出更新快、多元化的產(chǎn)品特征，在原有的形態(tài)之上，又陸續(xù)出現(xiàn)諸如耳塞式甚至定制式音樂(lè)耳機(jī)（圖1C）。

上述三類(lèi)音樂(lè)耳機(jī)雖形態(tài)各異，但性能各有千秋，它們憑借著自身的產(chǎn)品特點(diǎn)而共同分據(jù)著整個(gè)音樂(lè)耳機(jī)市場(chǎng)。

頭戴式音樂(lè)耳機(jī)的優(yōu)點(diǎn)具體體現(xiàn)在其佩戴的舒適性、音質(zhì)的品質(zhì)保證以及功能的可控性上。首先，足夠包裹住整個(gè)耳朵的耳罩形態(tài)設(shè)計(jì)有效地保證了使用者在佩戴過(guò)程中的舒適性，此外，在使用過(guò)程中，使用者同樣可以根據(jù)個(gè)人需求對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整以滿足自身的使用舒適性需求；另外，由于采用了較為成熟的聲音傳輸系統(tǒng)，頭戴式音樂(lè)耳機(jī)在音樂(lè)的播放品質(zhì)上是十分具有優(yōu)勢(shì)的；多功能操作控制系統(tǒng)也為諸如音量調(diào)節(jié)、切換曲目等操作在該產(chǎn)品中的實(shí)現(xiàn)提供可能。當(dāng)然，其缺點(diǎn)也較明顯：（1）體積較大、質(zhì)量較重，不利于攜帶與收納；（2）形態(tài)繁復(fù)，功能分區(qū)不夠明了，易造成誤操作等不良體驗(yàn)效果；（3）成本較高，價(jià)格昂貴，普通消費(fèi)者難以承受其高昂價(jià)格而不得不放棄選擇購(gòu)買(mǎi)該類(lèi)產(chǎn)品。

耳掛式音樂(lè)耳機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是方便靈活，它的外觀形態(tài)較之頭戴式耳機(jī)明顯要小巧許多，因此人們?cè)诔鲂袝r(shí)會(huì)廣泛選擇使用該款音樂(lè)耳機(jī)，除此之外，它在價(jià)格與維護(hù)成本上同樣具有自己的優(yōu)勢(shì)；缺點(diǎn)多集中在其佩戴的舒適性與適用性上，因?yàn)槭强蹝斓呐宕鞣绞剑谑褂眠^(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)易脫落、難固定等問(wèn)題。

耳塞式音樂(lè)耳機(jī)即我們常說(shuō)的耳塞，它的優(yōu)點(diǎn)是外觀小巧靈活，十分方便隨身攜帶，在閑置時(shí)亦不會(huì)占據(jù)太多空間；另外，其造型豐富、風(fēng)格多變，有球形、紡錘形、半球形等多種形態(tài)；同時(shí)，較前兩種音樂(lè)耳機(jī)，它的售價(jià)可謂相當(dāng)?shù)土钟H民。因此，它是音樂(lè)耳機(jī)市場(chǎng)中最為廣泛、最為流行的一款耳機(jī)。缺點(diǎn)則是因體積小而易丟失，以及其他附屬功能不夠齊全等。

三、音樂(lè)耳機(jī)的發(fā)展歷程和基本工作原理

3.1 萌芽時(shí)代——音響代替實(shí)現(xiàn)耳機(jī)功能

19世紀(jì)80年代，世界上第一副耳機(jī)誕生了，不過(guò)它與音樂(lè)沒(méi)有半毛錢(qián)關(guān)系，它是為通信而生的。使用時(shí)需將重達(dá)幾磅的耳機(jī)支在肩頭，就像在肩膀上放了個(gè)音箱。

3.2 動(dòng)圈時(shí)代——頭戴式音樂(lè)耳機(jī)的出現(xiàn)

1937年，由Beyer制造的世界上第一款動(dòng)圈式耳機(jī)DT-48無(wú)疑是音樂(lè)耳機(jī)發(fā)展史上的一大里程碑。1937年8月18日，Eugen Beyer根據(jù)電影院揚(yáng)聲器上使用的動(dòng)圈換能器（dynamic transducer），發(fā)明了一種微型動(dòng)圈換能器并把它鑲嵌到一根可戴在頭上的帶子內(nèi)， 由此誕生了世界上第一只動(dòng)圈耳機(jī)。動(dòng)圈式耳機(jī)的誕生結(jié)束了傳統(tǒng)的只能在音樂(lè)廳欣賞音樂(lè)的形式，人們可以在任何其他場(chǎng)景里盡情享受音樂(lè)的美妙，而且，該耳機(jī)播放出的聲音音質(zhì)非常棒，既無(wú)雜音，也無(wú)低悶的銅鼓聲或唧唧的絲弦聲，可以說(shuō)，Beyer先生在用動(dòng)圈式耳機(jī)播放真正的音樂(lè)！

工作原理：動(dòng)圈式耳機(jī)的單元，其實(shí)可以看作是喇叭的縮小版，它的基本工作原理很簡(jiǎn)單，由釹鐵硼磁體或常規(guī)的永磁體在單元底部建立一個(gè)磁場(chǎng)，而音圈置于在這一磁場(chǎng)中。當(dāng)音圈通電時(shí)，由于音圈產(chǎn)生的電磁場(chǎng)與磁體的磁場(chǎng)產(chǎn)生排斥或吸引，使音圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)起來(lái)，而音圈的頂部是振膜，它的運(yùn)動(dòng)引發(fā)振膜的震動(dòng)，再由振膜推動(dòng)空氣，這樣就發(fā)出了聲音（見(jiàn)圖2）。

3.3 等磁時(shí)代—耳掛式音樂(lè)耳機(jī)涌入市場(chǎng)

YAMAHA在1975年發(fā)布第一款Orthodynamic等磁式耳機(jī)「HP-1」，隨后除發(fā)布HP-2、HP-3等后續(xù)版本外，還在1978年推出主攻中低階市場(chǎng)的YH系列。由此，等磁式音樂(lè)耳機(jī)開(kāi)始普及。這時(shí)的耳機(jī)形態(tài)依舊保持著原有的頭戴式耳機(jī)形態(tài)，而在等磁時(shí)代來(lái)臨之后，在原來(lái)的頭戴式耳機(jī)的基礎(chǔ)之上，逐漸演變出了現(xiàn)在的耳掛式形態(tài)音樂(lè)耳機(jī)。等磁技術(shù)不斷成熟，毫不意外地，它逐漸被廣泛運(yùn)用于耳掛式音樂(lè)耳機(jī)上。

工作原理：等磁式耳機(jī)的驅(qū)動(dòng)器類(lèi)似于縮小的平面揚(yáng)聲器，它將平面的音圈嵌入輕薄的振膜里，像印刷電路板一樣，可以使驅(qū)動(dòng)力平均分布。磁體集中在振膜的一側(cè)或兩側(cè)（推挽式），振膜在其形成的磁場(chǎng)中振動(dòng)。等磁體耳機(jī)振膜沒(méi)有靜電耳機(jī)振膜那樣輕，但有同樣大的振動(dòng)面積和相近的音質(zhì)，

3.4 靜電與圈鐵時(shí)代——耳塞式音樂(lè)耳機(jī)的興起

我們現(xiàn)在最常用的音樂(lè)耳機(jī)便是耳塞式音樂(lè)耳機(jī)了，它小巧靈活、精致靈動(dòng)、風(fēng)格活潑、價(jià)格親民，這一系列的特點(diǎn)使得我們對(duì)它愛(ài)不釋手。據(jù)調(diào)查，在現(xiàn)有的音樂(lè)耳機(jī)產(chǎn)品之中，耳塞式音樂(lè)耳機(jī)的市場(chǎng)占比高達(dá)70%，這一數(shù)據(jù)表明了耳塞式音樂(lè)耳機(jī)的市場(chǎng)潛力巨大。

伴隨著技術(shù)的革新，音樂(lè)耳機(jī)不僅在形態(tài)上有了突破性的改變，在產(chǎn)品功能實(shí)現(xiàn)原理上也產(chǎn)生了深刻的變化，具體來(lái)說(shuō)，就是在原有的動(dòng)圈式、等磁式等原理之上，又出現(xiàn)了如靜電式、圈鐵式的音樂(lè)耳機(jī)產(chǎn)品功能實(shí)現(xiàn)原理。這些全新的技術(shù)革新與音樂(lè)耳機(jī)的外觀形態(tài)一起，慢慢地滲透到我們的日常生活中，改變著我們的使用習(xí)慣。

工作原理：靜電式音樂(lè)耳機(jī)的振膜處于變化的電場(chǎng)中，振膜極薄，可以精確到微米級(jí)，由高直流電壓極化，極化所需的電能由交流電轉(zhuǎn)化，也有電池供電的。振膜懸掛在由兩塊固定的金屬板（定子）形成的靜電場(chǎng)中，當(dāng)音頻信號(hào)加載到定子上時(shí)，靜電場(chǎng)發(fā)生變化，驅(qū)動(dòng)振膜振動(dòng)發(fā)聲。單定子也是可以驅(qū)動(dòng)振膜的，但雙定子的推挽形式失真更小。（見(jiàn)圖4）。而圈鐵式則是近幾年開(kāi)始興起的技術(shù)，即采用動(dòng)圈單元+動(dòng)鐵單元的組合。

四、基于TRIZ理論的音樂(lè)耳機(jī)發(fā)展分析

從第一代動(dòng)圈式音樂(lè)耳機(jī)的誕生至今，音樂(lè)耳機(jī)的發(fā)展已經(jīng)歷經(jīng)了數(shù)十載。在這個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程中，音樂(lè)耳機(jī)的技術(shù)人員、生產(chǎn)商以及其他相關(guān)從業(yè)人員為了研發(fā)出更優(yōu)質(zhì)的音樂(lè)耳機(jī)產(chǎn)品不斷借鑒使用諸多TRIZ理論中的發(fā)明創(chuàng)造原理，可以說(shuō)，如今豐富的音樂(lè)耳機(jī)產(chǎn)品現(xiàn)狀的形成與TRIZ理論的相關(guān)原理有著密切的關(guān)聯(lián)。

第一代音樂(lè)耳機(jī)是在傳統(tǒng)耳機(jī)這一大類(lèi)之下細(xì)分出來(lái)的功能耳機(jī)類(lèi)別，因此，不論是其造型與材質(zhì)還是操作方式等方面都與傳統(tǒng)耳機(jī)大同小異，尤其是形態(tài)上，它延續(xù)了傳統(tǒng)耳機(jī)的整體曲面化造型，即運(yùn)用了TRIZ理論中的曲面化原理（圖5A）。另外，通過(guò)將聽(tīng)筒與耳麥的隔離放置，以及控制鍵與機(jī)體的有效分離等，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單化操作的目的，體現(xiàn)了TRIZ理論中的分割原理的應(yīng)用。隨后不久，耳掛式音樂(lè)耳機(jī)迅速涌向市場(chǎng)，TRIZ理論中的不對(duì)稱原理運(yùn)用在音樂(lè)耳機(jī)的造型設(shè)計(jì)上是變得十分頻繁——為了將音樂(lè)耳機(jī)的操作變得更加簡(jiǎn)單、靈巧，設(shè)計(jì)師們適當(dāng)?shù)卣{(diào)整機(jī)體構(gòu)型使它們變得不再如老款音樂(lè)耳機(jī)那樣對(duì)稱。

在材質(zhì)的選擇上，音樂(lè)耳機(jī)的材質(zhì)范圍非常廣泛，從最初的塑料到隨后的金屬再到最近比較流行的合金等等。而如今，伴隨著復(fù)合材料的普及，音樂(lè)耳機(jī)也緊隨時(shí)代步伐，在材料的應(yīng)用上大膽地嘗試新的復(fù)合材料如玻璃纖維、合成樹(shù)脂等，TRIZ理論中的復(fù)合材料原理使得耳機(jī)的發(fā)展更加開(kāi)闊。早期耳塞式音樂(lè)耳機(jī)的耳塞部分是用硬質(zhì)材料制作的，佩戴久了耳朵就會(huì)產(chǎn)生壓抑感，新一代的音樂(lè)耳機(jī)多采用較為柔軟的橡膠等代替原來(lái)的硬質(zhì)耳機(jī)頭。這樣既增加了舒適感又有效的阻斷外來(lái)音的干擾，這里表現(xiàn)為T(mén)RIZ理論中的柔性殼體或薄膜原理的應(yīng)用（圖5B）。

產(chǎn)品功能上，動(dòng)圈式音樂(lè)耳機(jī)的原理類(lèi)似于普通揚(yáng)聲器，處于永磁場(chǎng)中的線圈與振膜相連，線圈在信號(hào)電流驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)振膜發(fā)聲。它的這一工作原理是借助于反饋機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而TRIZ理論中的反饋原理就是引入反饋儀改善過(guò)程或動(dòng)作。另外，靜電式音樂(lè)耳機(jī)必須使用特殊的放大器將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)百伏的電壓信號(hào)，驅(qū)動(dòng)所能到達(dá)的聲壓級(jí)也沒(méi)有動(dòng)圈式音樂(lè)耳機(jī)大，但它的反應(yīng)速度快，能夠重放各種微小的細(xì)節(jié)，失真極低。這樣的話，物體在操作的過(guò)程中會(huì)自動(dòng)調(diào)整，以達(dá)到優(yōu)化的性能，也就是TRIZ理論中的動(dòng)態(tài)化原理的實(shí)際應(yīng)用。

五、音樂(lè)耳機(jī)發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)

通過(guò)對(duì)音樂(lè)耳機(jī)市場(chǎng)的調(diào)查，可以發(fā)現(xiàn)，越來(lái)越多的消費(fèi)者在選擇如音樂(lè)播放器、iPod等電子產(chǎn)品的同時(shí)，亦會(huì)重點(diǎn)關(guān)注其附屬產(chǎn)品——音樂(lè)耳機(jī)；甚至，音樂(lè)耳機(jī)正在逐漸作為一項(xiàng)獨(dú)立的電子音樂(lè)產(chǎn)品受到重視，由此催生出了一大批如拜亞動(dòng)力、鐵三角、歌德等國(guó)際音樂(lè)耳機(jī)品牌。這意味著，音樂(lè)耳機(jī)市場(chǎng)將是一個(gè)龐大而潛力無(wú)限的消費(fèi)市場(chǎng)。

在眾多音樂(lè)耳機(jī)中，動(dòng)圈式原理音樂(lè)耳機(jī)憑借著自身較為成熟的技術(shù)發(fā)展水平以及較為經(jīng)濟(jì)的成本價(jià)值在業(yè)界廣受褒獎(jiǎng)。雖然，現(xiàn)在的技術(shù)水平已經(jīng)發(fā)展到了有諸如靜電式、動(dòng)鐵式等技術(shù)原理的階段，但在綜合考慮包括生產(chǎn)成本、功能實(shí)現(xiàn)、可靠性、后期維護(hù)等因素的情況下，不難發(fā)現(xiàn)動(dòng)圈式原理音樂(lè)耳機(jī)的性價(jià)比遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他耳機(jī)，也就是說(shuō)，在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)間段內(nèi)，動(dòng)圈式音樂(lè)耳機(jī)依舊會(huì)是音樂(lè)耳機(jī)市場(chǎng)的主流。

對(duì)于音樂(lè)耳機(jī)的形態(tài)設(shè)計(jì)趨勢(shì)，比較現(xiàn)有的頭戴式、耳掛式以及耳塞式音樂(lè)耳機(jī)的產(chǎn)品形態(tài)，我們可以發(fā)現(xiàn)，三者分別代表著不同的流行趨勢(shì)與消費(fèi)觀念，每一款均有其獨(dú)特的產(chǎn)品形態(tài)特征，也就是說(shuō)，不同的消費(fèi)者會(huì)依據(jù)自己不同的需求而選擇購(gòu)買(mǎi)相應(yīng)形態(tài)的音樂(lè)耳機(jī)。因此，音樂(lè)耳機(jī)的產(chǎn)品形態(tài)不會(huì)像其工作原理一樣多集中在某一項(xiàng)領(lǐng)域之內(nèi)，更多的，它會(huì)保持現(xiàn)有的多元化形態(tài)發(fā)展趨勢(shì)，并且在此基礎(chǔ)之上，不斷衍生出更多的產(chǎn)品形態(tài)以適應(yīng)市場(chǎng)需求。在不久的將來(lái)，隨著相關(guān)技術(shù)的成熟，將會(huì)有其他形態(tài)的、甚至是完全顛覆現(xiàn)有音樂(lè)耳機(jī)外觀形態(tài)的產(chǎn)品出現(xiàn)。

六、結(jié)論

音樂(lè)耳機(jī)的生產(chǎn)、發(fā)展和演變體現(xiàn)了諸多TRIZ理論的應(yīng)用，其發(fā)展理念體現(xiàn)了人們對(duì)高品質(zhì)生活的追求?？偨Y(jié)目前音樂(lè)耳機(jī)的特點(diǎn)，可以看出無(wú)論是產(chǎn)品功能實(shí)現(xiàn)方式、材質(zhì)選擇還是外觀形態(tài)等方面均呈現(xiàn)多元化的趨勢(shì)。

我們有理由相信，在科技水平與人們生活質(zhì)量不斷提高的大背景下，會(huì)不斷涌現(xiàn)出一批批更為優(yōu)質(zhì)的音樂(lè)耳機(jī)于我們的生活之中，屆時(shí)，音樂(lè)耳機(jī)的市場(chǎng)將會(huì)變得更加龐大；相應(yīng)的，其產(chǎn)品功能亦會(huì)更加細(xì)分。對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，會(huì)有更多更優(yōu)質(zhì)的音樂(lè)耳機(jī)產(chǎn)品可供選擇！

責(zé)編/劉紅偉