文/徐 蓉

降噪耳機(jī)：喧囂中，用專利還你一片寧?kù)o

文/徐 蓉

如果你是一位商務(wù)人士，經(jīng)常打“飛的”往返于不同城市或國(guó)家之間，機(jī)艙中的噪聲常常會(huì)干擾你閉目休息或聽(tīng)音樂(lè)放松；如果你是辦公室一族，當(dāng)你需要專注于思考重要問(wèn)題時(shí)，中央空調(diào)嗡嗡作響，身邊同事交流討論，難免影響效率；如果你是地鐵族的一員，身處喧囂擁擠，仍想利用碎片化的時(shí)間充實(shí)提高，上一節(jié)音頻課程……置身這些場(chǎng)景中，你都應(yīng)該擁有一款降噪耳機(jī)。

目前在降噪耳機(jī)市場(chǎng)上，既有博士（BOSE）、索尼、森海塞爾、歐勝微（Wolfson）、蘋(píng)果、鐵三角、愛(ài)科技（AKG）這些國(guó)外品牌，也有國(guó)內(nèi)廠商陸續(xù)推出的本土化產(chǎn)品，如深圳冠旭電子旗下的233621品牌。如果你要選購(gòu)一款適合自己的降噪耳機(jī)，該如何克服選擇困難癥呢？

筆者在德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫(kù)（DWPI）和中國(guó)專利文摘數(shù)據(jù)庫(kù)（CNABS）中，通過(guò)降噪、噪聲、消減、減弱、降低、耳機(jī)、耳塞、受話器等中英文關(guān)鍵詞以及相關(guān)分類號(hào)（如，H04R揚(yáng)聲器、傳聲器、唱機(jī)拾音器或其他聲—機(jī)電換能器；助聽(tīng)器；擴(kuò)音系統(tǒng)），對(duì)已公開(kāi)的專利申請(qǐng)進(jìn)行了專利檢索，檢索日期截至2017年7月13日，以期從專利角度為大家選購(gòu)降噪耳機(jī)提供一些參考。

國(guó)外企業(yè)占據(jù)市場(chǎng)

降噪耳機(jī)的工作原理有兩種，即主動(dòng)降噪和被動(dòng)降噪。被動(dòng)降噪采用的是簡(jiǎn)單的物理方法，利用材料的各種特性，對(duì)噪聲源采取隔離、減震、阻尼等方式來(lái)減弱噪聲。但由于噪聲沒(méi)有經(jīng)過(guò)降噪電路芯片處理，一般只能阻隔高頻噪聲，對(duì)低頻噪聲作用甚微。為了克服被動(dòng)降噪的缺陷，主動(dòng)降噪產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，其采用“有源消聲”技術(shù)，在結(jié)構(gòu)上有一個(gè)內(nèi)置麥克風(fēng)和聲學(xué)處理器，先通過(guò)麥克風(fēng)收集外界的噪聲，然后再通過(guò)處理器分析，產(chǎn)生反相的聲波抵消噪聲。由于主動(dòng)降噪處理時(shí)間上相對(duì)滯后，其只能處理有規(guī)律的環(huán)境噪聲。比較而言，當(dāng)噪音較大且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，主動(dòng)降噪的降噪效果要明顯優(yōu)于被動(dòng)降噪。因此，在技術(shù)創(chuàng)新方面，各國(guó)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)更專注于主動(dòng)降噪的方法改進(jìn)。

主動(dòng)降噪耳機(jī)的起源可以追溯到20世紀(jì)80年代，BOSE的科研人員第一次把主動(dòng)降噪技術(shù)運(yùn)用到了實(shí)踐當(dāng)中。耳機(jī)主動(dòng)降噪技術(shù)主要有前饋式和反饋式兩種方式，前饋式主動(dòng)降噪中噪音的消除回路是開(kāi)環(huán)的，而反饋式主動(dòng)降噪通過(guò)閉環(huán)回路反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)節(jié)，能更加精確地反饋耳朵附近的噪聲，降噪效果更好，但結(jié)構(gòu)、電路及調(diào)試工作也就相對(duì)復(fù)雜。因此，對(duì)體積要求更高的入耳式耳機(jī)一般采用前饋式系統(tǒng)，對(duì)體積要求不太高的耳罩式耳機(jī)大多采用反饋式系統(tǒng)。

筆者在德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索到了896件相關(guān)專利申請(qǐng)，美國(guó)BOSE的申請(qǐng)數(shù)量雄踞榜首，排名第二到第五的企業(yè)包括1979年創(chuàng)造了“耳機(jī)文化”的日本索尼、世界公認(rèn)領(lǐng)先的專業(yè)話筒和耳機(jī)制造商——德國(guó)森海塞爾、為消費(fèi)電子市場(chǎng)提供高性能混合信號(hào)半導(dǎo)體芯片的全球領(lǐng)先公司——英國(guó)歐勝微，以及美國(guó)蘋(píng)果公司，這些企業(yè)均是業(yè)界翹楚。無(wú)論從降噪耳機(jī)的核心技術(shù)，還是從降噪耳機(jī)需要的音質(zhì)保證，這些老牌企業(yè)都具有不可替代性，牢牢將基礎(chǔ)專利掌握在手中。在專利申請(qǐng)數(shù)量上，2000年以前，全球關(guān)于降噪耳機(jī)的相關(guān)申請(qǐng)數(shù)量不足50件，處于技術(shù)發(fā)展初期；2007年達(dá)到103件，2010年達(dá)到219件，處于平穩(wěn)發(fā)展期；從2011年起，該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)數(shù)量增長(zhǎng)速度持續(xù)加快，年申請(qǐng)量由不足50件增長(zhǎng)到近140件，進(jìn)入高速發(fā)展期。

企業(yè)看重中國(guó)市場(chǎng)

經(jīng)過(guò)檢索發(fā)現(xiàn)，降噪耳機(jī)的中國(guó)專利申請(qǐng)共410件，2000年以前僅有8件，其中包括BOSE的1件涉及利用減振材料進(jìn)行無(wú)源衰減和利用激勵(lì)器進(jìn)行有源消聲相結(jié)合的專利申請(qǐng)，還包括1件中國(guó)的個(gè)人申請(qǐng)，該個(gè)人申請(qǐng)的降噪耳機(jī)采用的正是主動(dòng)降噪的基礎(chǔ)方式。

通過(guò)對(duì)該領(lǐng)域中國(guó)專利申請(qǐng)與全球?qū)＠暾?qǐng)的數(shù)量進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，2005年至2017年，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)量與全球申請(qǐng)量的發(fā)展趨勢(shì)相似，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)的增長(zhǎng)速度略低于全球增長(zhǎng)速度，我國(guó)在全球申請(qǐng)總量的占比由2005年的不足3成發(fā)展到2017年的近5成。可見(jiàn)，中國(guó)市場(chǎng)對(duì)于世界市場(chǎng)的影響力越來(lái)越大，所占份額逐年加大，其他各國(guó)都在積極布局中國(guó)市場(chǎng)。

從中國(guó)專利申請(qǐng)的申請(qǐng)人排名來(lái)看，該領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量最多的申請(qǐng)人為歌爾股份有限公司（原歌爾聲學(xué)股份有限公司）及其控股的子公司（38件），緊隨其后的是BOSE（32件）。此外，深圳市冠旭電子有限公司提交專利申請(qǐng)12件，隨后依次是索尼、歐勝微、三星、華為、哈曼/貝克爾（HARMAN/BECKER）、安百特半導(dǎo)體、中興通訊、高通，這些企業(yè)的專利申請(qǐng)數(shù)量均在5件以上，前2名企業(yè)的優(yōu)勢(shì)比較明顯。此外，從申請(qǐng)人所屬地域來(lái)看，前11名申請(qǐng)人中，國(guó)外企業(yè)分別為美國(guó)（2家）、日本（2家）、英國(guó)（1家）、德國(guó)（1家），總體來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)企業(yè)與國(guó)外企業(yè)實(shí)力相差無(wú)幾。

從企業(yè)性質(zhì)來(lái)看，前11名申請(qǐng)人中，3家企業(yè)屬于綜合通信解決方案提供商，2家企業(yè)將電子通信作為主營(yíng)業(yè)務(wù)之一，雖然這些企業(yè)在申請(qǐng)數(shù)量上并不占優(yōu)勢(shì)，但體現(xiàn)了在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的大背景下，由于降噪耳機(jī)與移動(dòng)通信及其服務(wù)密切相關(guān)，這一技術(shù)領(lǐng)域正在吸引跨領(lǐng)域的科研力量不斷參與進(jìn)來(lái)，并不排除通信領(lǐng)域企業(yè)與專業(yè)的耳機(jī)制造商以及相關(guān)集成芯片提供商之間開(kāi)展合作研發(fā)的可能。

國(guó)內(nèi)企業(yè)蓄勢(shì)待發(fā)

中國(guó)在降噪耳機(jī)領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量居首的是歌爾股份有限公司（下稱歌爾公司），其成立于2001年，2008年5月在深圳上市，是中國(guó)電聲行業(yè)的龍頭企業(yè)，也是全球微電聲領(lǐng)域知名廠商，其主營(yíng)業(yè)務(wù)為電聲器件、光電產(chǎn)品、電子配件和LED封裝及相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。該公司主要為全球頂級(jí)廠商提供產(chǎn)品和服務(wù)，客戶涵蓋三星、蘋(píng)果、LG、松下、索尼、谷歌、微軟等。歌爾公司在生產(chǎn)業(yè)績(jī)上取得了不俗成績(jī)，微型麥克風(fēng)領(lǐng)域市場(chǎng)占有率、藍(lán)牙耳機(jī)ODM業(yè)務(wù)量等在國(guó)際市場(chǎng)上排名領(lǐng)先。然而，這樣一家市場(chǎng)覆蓋全球、業(yè)績(jī)斐然的中國(guó)企業(yè)，為什么在高端降噪耳機(jī)市場(chǎng)中卻不見(jiàn)蹤影呢？

通過(guò)對(duì)歌爾公司在降噪耳機(jī)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)進(jìn)行進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，雖然其成立時(shí)間不短，但前期主要作為行業(yè)內(nèi)全球知名企業(yè)的產(chǎn)品和服務(wù)提供商，并沒(méi)有形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，直至2011年才提交了該領(lǐng)域的相關(guān)專利申請(qǐng)，在2016年達(dá)到19件的年申請(qǐng)量峰值。在技術(shù)層面上，歌爾公司的專利申請(qǐng)不僅涉及被動(dòng)降噪的減噪材料和結(jié)構(gòu)方面的改進(jìn)，還涉及主動(dòng)降噪的麥克風(fēng)降噪、聲學(xué)處理器前饋式處理和反饋式處理降噪方面的改進(jìn)，同時(shí)也涉及主被動(dòng)降噪的結(jié)合方式的創(chuàng)新，也就是說(shuō)，該公司從可能實(shí)現(xiàn)降噪的多個(gè)角度進(jìn)行了專利布局。

其他的國(guó)內(nèi)企業(yè)在該領(lǐng)域的專利布局也在近幾年密集起來(lái)，由此可見(jiàn)，雖然起初國(guó)內(nèi)企業(yè)在該領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新起步較晚，基礎(chǔ)核心技術(shù)欠缺，真正的高端或自主品牌幾乎是空白，代工或山寨產(chǎn)品居多，但國(guó)內(nèi)企業(yè)后勁十足，并且由于前期對(duì)國(guó)外相關(guān)技術(shù)的學(xué)習(xí)借鑒和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的試錯(cuò)累積，逐漸探索出適合自己的生存發(fā)展之道，在專利申請(qǐng)的數(shù)量上已經(jīng)略有優(yōu)勢(shì)，專利質(zhì)量也在不斷提高。

隨著電子產(chǎn)品消費(fèi)市場(chǎng)的不斷發(fā)展，日常生活中，越來(lái)越多的人們開(kāi)始使用降噪耳機(jī)來(lái)體驗(yàn)完美的聲音世界，對(duì)音質(zhì)的要求也愈加嚴(yán)格。鑒于各方面的突出優(yōu)點(diǎn)，主動(dòng)降噪方式仍然是未來(lái)的技術(shù)發(fā)展方向。雖然主動(dòng)降噪的基本概念并不復(fù)雜，但如何實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的降噪效果卻并不簡(jiǎn)單，特別是濾波電路的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)控制更加關(guān)鍵，國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)不妨在這些方面加大技術(shù)研發(fā)力度。

具體而言，首先，在電路設(shè)計(jì)上，雖然絕大多數(shù)廠家采用的是模擬電路，但也可在一定程度上結(jié)合數(shù)字電路，發(fā)揮其根據(jù)環(huán)境自動(dòng)進(jìn)行功能調(diào)整以及可利用軟件實(shí)現(xiàn)智能處理的長(zhǎng)處。其次，由于采用有源方式，在耳機(jī)的音質(zhì)上可以采取靈活的電路補(bǔ)償方式來(lái)修正系統(tǒng)的音響特性曲線，在這種技術(shù)下，也就容易根據(jù)不同的特殊應(yīng)用人群進(jìn)行個(gè)性化定制。此外，有源降噪耳機(jī)還可以通過(guò)對(duì)電路的改進(jìn)，設(shè)計(jì)一些特殊功能的應(yīng)用，如通話語(yǔ)音清晰功能，也可以實(shí)現(xiàn)非常高質(zhì)量的聲音還原，達(dá)到監(jiān)聽(tīng)級(jí)別。

（來(lái)源：中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)報(bào)）