TWS耳機(jī)入耳檢測(cè)成趨勢(shì)，6大光學(xué)傳感器原廠火了

劉丹

近年來(lái)TWS真無(wú)線(xiàn)耳機(jī)市場(chǎng)不斷升溫，在街上看到真無(wú)線(xiàn)耳機(jī)的頻率也越來(lái)也高。TWS耳機(jī)能夠獲得消費(fèi)者喜愛(ài)，最重要的原因是它小巧便攜，而且使用起來(lái)非常方便：打開(kāi)充電盒拿出耳機(jī)就能自動(dòng)與手機(jī)配對(duì)，如果你的耳機(jī)支持入耳檢測(cè)功能，戴上它就會(huì)自動(dòng)播放音樂(lè)，摘下自動(dòng)暫停、再戴上又恢復(fù)播放，整體的體驗(yàn)非常完善。

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我愛(ài)音頻網(wǎng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期追蹤分析，對(duì)超過(guò)500款熱門(mén)音頻產(chǎn)品進(jìn)行拆解研究，發(fā)現(xiàn)入耳檢測(cè)功能從一開(kāi)始的旗艦產(chǎn)品才有，到現(xiàn)在各個(gè)價(jià)位段都有產(chǎn)品支持，可見(jiàn)整體的技術(shù)已經(jīng)比較成熟了。
尤其是成本較高的光學(xué)傳感器，越來(lái)越多的出現(xiàn)在百元價(jià)位段的產(chǎn)品中，如redmi紅米 AirDots 3 真無(wú)線(xiàn)藍(lán)牙耳機(jī)、Haylou嘿?lài)D GT5 真無(wú)線(xiàn)藍(lán)牙耳機(jī)、喜馬拉雅 小雅AI真無(wú)線(xiàn)耳機(jī)等。
今天我們就來(lái)聊一下TWS真無(wú)線(xiàn)耳機(jī)的入耳檢測(cè)功能。
一、什么是入耳檢測(cè)？

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入耳檢測(cè)又稱(chēng)佩戴檢測(cè)功能，不同品牌有不同的命名方式，應(yīng)用于TWS真無(wú)線(xiàn)耳機(jī)上可以實(shí)現(xiàn)以下幾大功能：
判斷用戶(hù)是否佩戴/摘下耳機(jī)，讓手機(jī)自動(dòng)播放/暫停播放音樂(lè)；如果用戶(hù)摘下耳機(jī)長(zhǎng)時(shí)間未佩戴并且沒(méi)有放回充電盒，耳機(jī)會(huì)自動(dòng)休眠/關(guān)機(jī)，以節(jié)省電量；提升真無(wú)線(xiàn)耳機(jī)單/雙耳使用的體驗(yàn)，一只摘下、另一只繼續(xù)播放，切換更無(wú)縫。
二、實(shí)現(xiàn)入耳檢測(cè)的方式有哪幾種？
我愛(ài)音頻網(wǎng)拆解了解到，目前市面上的TWS耳機(jī)實(shí)現(xiàn)入耳檢測(cè)功能的方式主要有兩種，一種是利用人體感應(yīng)電容原理進(jìn)行判斷，另一種則是利用光線(xiàn)的發(fā)出、反射和接收判斷，兩者都需要依靠傳感器和控制芯片，在TWS真無(wú)線(xiàn)耳機(jī)上設(shè)計(jì)的位置也不相同。
1、電容檢測(cè)方案

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電容方案是通過(guò)感測(cè)人體的電容值，判斷耳機(jī)是否入耳。采用電容方案的TWS耳機(jī)在外觀上無(wú)需開(kāi)孔，看起來(lái)會(huì)更美觀一些。

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相較于光學(xué)檢測(cè)方案，電容檢測(cè)方案的優(yōu)勢(shì)是成本較低，殼體無(wú)需開(kāi)孔；缺點(diǎn)是誤操作率較高，需要在傳感器位置上優(yōu)化布局。
2、光學(xué)檢測(cè)方案

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光學(xué)檢測(cè)方案是利用VCSEL激光發(fā)射器，發(fā)射940nm的紅外激光，激光朝特定方向打出，反射回來(lái)形成回路。當(dāng)接收區(qū)域的解碼芯片收到有效的編碼信號(hào)后輸出電平信號(hào)，從而判斷耳機(jī)是否入耳。

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與電容檢測(cè)方案相比，光學(xué)檢測(cè)方案的優(yōu)勢(shì)在于精度更高，但相應(yīng)的成本也比較高，對(duì)于耳機(jī)生產(chǎn)組裝的要求高。
三、光學(xué)入耳檢測(cè)逐漸受到市場(chǎng)青睞

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根據(jù)我愛(ài)音頻網(wǎng)《2021TWS耳機(jī)行業(yè)白皮書(shū)》的調(diào)研數(shù)據(jù)，目前市場(chǎng)上光學(xué)傳感器的應(yīng)用僅占TWS耳機(jī)整體市場(chǎng)10%左右，占比不高但越來(lái)越受市場(chǎng)青睞。
品牌耳機(jī)追求更高的檢測(cè)精度和更好的用戶(hù)體驗(yàn)，傾向于使用成本相對(duì)較高但誤操作率較低的光學(xué)方案，約有80%的產(chǎn)品使用光學(xué)方案，從而給消費(fèi)者一種“旗艦產(chǎn)品才有”的感受。而白牌耳機(jī)更多出于成本和組裝便易度的考量，僅有約10%的產(chǎn)品使用光學(xué)方案，絕大多數(shù)產(chǎn)品使用成本相對(duì)較低的電容式方案。
從技術(shù)發(fā)展成本不斷降低和產(chǎn)品升級(jí)兩個(gè)角度來(lái)看，光學(xué)入耳檢測(cè)方案未來(lái)會(huì)被更多產(chǎn)品采用。
四、光學(xué)入耳檢測(cè)的實(shí)際應(yīng)用
從我愛(ài)音頻網(wǎng)拆解過(guò)的產(chǎn)品來(lái)看，采用光學(xué)入耳檢測(cè)方案的產(chǎn)品越來(lái)越多，從最開(kāi)始旗艦TWS耳機(jī)產(chǎn)品才有的功能，逐步發(fā)展為各個(gè)價(jià)位段都有產(chǎn)品采用，為此我愛(ài)音頻網(wǎng)選擇了五款不同價(jià)位、非常有代表性的產(chǎn)品，看看光學(xué)入耳檢測(cè)方案的實(shí)際應(yīng)用。
1、拆解報(bào)告：蘋(píng)果AirPods Pro國(guó)行版

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蘋(píng)果AirPods Pro采用入耳式設(shè)計(jì)，支持主動(dòng)降噪功能，耳機(jī)內(nèi)搭載了三顆麥克風(fēng)，高性能的H1芯片，達(dá)到了極致的降噪效果。并且支持通透模式，增強(qiáng)環(huán)境音；AirPods Pro采用全新的交互方式，通過(guò)內(nèi)置的力度傳感器，用戶(hù)通過(guò)按壓柄部凹槽區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能操作；耳機(jī)電池首次采用紐扣鋰電池，單次續(xù)航4.5h，整體續(xù)航24h，支持快速充電。并且AirPods Pro在蘋(píng)果iOS 14系統(tǒng)中升級(jí)了具有臨場(chǎng)體驗(yàn)感的空間音頻功能。

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蘋(píng)果AirPods Pro耳機(jī)光學(xué)傳感器的位置，在音腔底部。蘋(píng)果AirPods系列產(chǎn)品自發(fā)布以來(lái)均采用光學(xué)傳感器用于入耳檢測(cè)功能。
2、拆解報(bào)告：Bose QuietComfort Earbuds 真無(wú)線(xiàn)降噪耳機(jī)

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Bose首款真無(wú)線(xiàn)降噪耳機(jī)QuietComfort Earbuds在外觀設(shè)計(jì)上延續(xù)了家族式的風(fēng)格，體積更小，新采用了進(jìn)階版的鯊魚(yú)鰭耳套設(shè)計(jì)，讓佩戴更舒適穩(wěn)固；充電盒支持Qi標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線(xiàn)充電，充電盒有線(xiàn)充電15分鐘可為耳機(jī)提供2小時(shí)續(xù)航；耳機(jī)單次使用續(xù)航約6小時(shí)，搭配充電盒續(xù)航可達(dá)18小時(shí)；Bose 消噪耳塞支持IPX4級(jí)防水防汗，采用藍(lán)牙5.1芯片，內(nèi)置“騰訊小微”語(yǔ)音助手，也支持喚醒手機(jī)的語(yǔ)音助手。

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Bose降噪耳塞夸張地采用了兩個(gè)光學(xué)傳感器用于入耳檢測(cè)功能，兩個(gè)傳感器分別位于出音嘴不同的位置。

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另一個(gè)光學(xué)傳感器的開(kāi)窗，兩者方向不同，都是用于入耳檢測(cè)功能的，有助于提高識(shí)別的準(zhǔn)確率。
3、拆解報(bào)告：華為FreeBuds Pro真無(wú)線(xiàn)降噪耳機(jī)

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華為FreeBuds Pro真無(wú)線(xiàn)藍(lán)牙耳機(jī)，支持智慧動(dòng)態(tài)降噪功能，耳機(jī)在不同的環(huán)境下使用會(huì)自動(dòng)切換不同等級(jí)的降噪模式，官方宣傳最大降噪深度為40dB；耳機(jī)內(nèi)部設(shè)計(jì)了氣壓均衡透?jìng)飨到y(tǒng)，聲腔導(dǎo)通保持而內(nèi)外氣壓平衡；并且耳機(jī)還支持環(huán)境音透?jìng)骱驮鰪?qiáng)人聲透?jìng)?，在與他人交流時(shí)無(wú)需摘下耳機(jī)。華為FreeBuds Pro采用了雙天線(xiàn)設(shè)計(jì)、雙重抗風(fēng)噪設(shè)計(jì)，通話(huà)降噪功能采用三顆麥克風(fēng)配合骨振動(dòng)傳感器的方式實(shí)現(xiàn)；交互方式上耳機(jī)內(nèi)置壓力傳感器，支持按壓控制和滑動(dòng)調(diào)節(jié)音量，綜合配置出色。

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華為FreeBuds Pro采用的光學(xué)傳感器，在貼合耳廓的位置，看起來(lái)不太明顯。
4、拆解報(bào)告：小米真無(wú)線(xiàn)降噪藍(lán)牙耳機(jī)Air 2 Pro

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小米真無(wú)線(xiàn)藍(lán)牙耳機(jī)Air 2 Pro是小米首款真無(wú)線(xiàn)降噪耳機(jī)，官方宣傳降噪深度最高可達(dá)35dB。耳機(jī)采用低功耗藍(lán)牙芯片，支持LHDC 3.0高清藍(lán)牙解碼技術(shù)和MIUI系統(tǒng)的LLAC低延遲傳輸技術(shù)，官方宣傳延遲可縮短至100ms以?xún)?nèi)；耳機(jī)內(nèi)置高剛性LCP液晶復(fù)合振膜與12mm大尺寸動(dòng)圈單元，格萊美大師調(diào)音；充電盒支持Qi無(wú)線(xiàn)充電標(biāo)準(zhǔn)，耳機(jī)和充電盒均支持快速充電，充電10分鐘可播放音樂(lè)90分鐘（關(guān)閉ANC），耳機(jī)關(guān)閉主動(dòng)降噪續(xù)航約為7小時(shí)，搭配充電盒總續(xù)航可達(dá)28小時(shí)。

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小米真無(wú)線(xiàn)藍(lán)牙耳機(jī)Air 2 Pro采用光學(xué)傳感器，在貼合耳廓的位置。
5、拆解報(bào)告：Haylou嘿?lài)D GT5 真無(wú)線(xiàn)藍(lán)牙耳機(jī)

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嘿?lài)DGT5真無(wú)線(xiàn)藍(lán)牙耳機(jī)，這款耳機(jī)主打游戲低延遲，官方宣傳耳機(jī)的游戲延遲可低至65ms。嘿?lài)DGT5采用藍(lán)牙5.0芯片，左右耳同步傳輸，支持AAC音頻編碼。耳機(jī)支持觸控操作，還同時(shí)配備了光學(xué)入耳檢測(cè)傳感器和無(wú)線(xiàn)充電功能，在百元價(jià)位的產(chǎn)品中比較少見(jiàn)。續(xù)航方面，耳機(jī)的單次續(xù)航約4小時(shí)，充電盒電池容量580mAh，總續(xù)航約為24小時(shí)。

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嘿?lài)DGT5耳機(jī)光學(xué)傳感器的位置。
五、目前市場(chǎng)上的光學(xué)入耳檢測(cè)原廠

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我愛(ài)音頻網(wǎng)了解到，目前為T(mén)WS真無(wú)線(xiàn)提供光學(xué)入耳檢測(cè)方案的廠商主要有：敦宏科技、華羿科技、光寶科技、捷騰光電、天易合芯和晶技。
今天我們著重為大家介紹敦宏科技、華羿科技、捷騰光電和天易合芯這四家，下面我們一起來(lái)詳細(xì)了解下他們的產(chǎn)品吧。
1、DYNA敦宏科技

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敦宏科技公司成立于2011年，是敦南科技股份有限公司的子公司。該公司專(zhuān)注于應(yīng)用在消費(fèi)電子系統(tǒng)中的光學(xué)、慣性及環(huán)境傳感器的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)。

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DYNA敦宏科技 PX318J 紅外光學(xué)入耳檢測(cè)傳感器。敦宏科技專(zhuān)注于數(shù)位式光學(xué)傳感器應(yīng)用，這是一款針對(duì)TWS耳機(jī)產(chǎn)品特殊定制的高效能超低功耗的紅外入耳檢測(cè)傳感器。
敦宏科技 PX318J 工作狀態(tài)功耗低于17uA, 待機(jī)狀態(tài)低于1uA，針對(duì)TWS產(chǎn)線(xiàn)組裝常遇到的光學(xué)組裝不良現(xiàn)象, 透過(guò)專(zhuān)利校準(zhǔn)技術(shù)有效提升生產(chǎn)組裝良率達(dá)到大幅降低生產(chǎn)重工成本。
應(yīng)用案例：
拆解報(bào)告：HONOR榮耀 FlyPods 3 真無(wú)線(xiàn)主動(dòng)降噪耳機(jī)
拆解報(bào)告：Redmi紅米 AirDots 3 真無(wú)線(xiàn)藍(lán)牙耳機(jī)
2、Huayi華羿科技

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深圳華羿科技有限公司成立于2015年，是一家專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)新型高科技傳感器的創(chuàng)新公司，并且公司對(duì)傳感器進(jìn)行持續(xù)不斷的技術(shù)研究，集產(chǎn)品研發(fā)，并及生產(chǎn)、銷(xiāo)售為一體。
公司堅(jiān)持專(zhuān)注于新型高科技傳感器研發(fā)，不斷進(jìn)取創(chuàng)新，在TWS藍(lán)牙耳機(jī)光學(xué)入耳檢測(cè)傳感器，頭戴式藍(lán)牙耳機(jī)光學(xué)佩戴檢測(cè)傳感器，藍(lán)牙耳機(jī)心率監(jiān)測(cè)傳感器，智能音箱光學(xué)感應(yīng)傳感器，人體心血管健康監(jiān)測(cè)傳感器，戶(hù)外紫外線(xiàn)監(jiān)測(cè)傳感器等領(lǐng)域取得了重大突破，并且已經(jīng)取得多項(xiàng)國(guó)內(nèi)國(guó)際的專(zhuān)利證書(shū)。

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華羿科技研發(fā)的HY2751智能TWS光學(xué)入耳檢測(cè)傳感器，以超低的功耗，超小的封裝，快捷的響應(yīng)速度，簡(jiǎn)單的通訊方式，兼容于各種藍(lán)牙平臺(tái)，幫助客戶(hù)進(jìn)一步提升了藍(lán)牙耳機(jī)的整體品質(zhì)，增強(qiáng)產(chǎn)品在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。
應(yīng)用案例：
拆解報(bào)告：漫步者 DreamPods 真無(wú)線(xiàn)藍(lán)牙耳機(jī)
拆解報(bào)告：漫步者TWS NB2 真無(wú)線(xiàn)主動(dòng)降噪耳機(jī)
3、Solteam捷騰光電

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捷騰光電成立于1999年，以光及光電應(yīng)用為開(kāi)發(fā)主軸，開(kāi)發(fā)出光纖通訊、光電Sensor (Ambient Light Sensor and Proximity Sensor)、光脈膊感測(cè)方案設(shè)計(jì)、水質(zhì)濁度傳感器及IoT 光智能應(yīng)用方案設(shè)計(jì)。捷騰光電公司定位為: 創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)服務(wù)并建構(gòu)營(yíng)銷(xiāo)通路。
自TWS耳機(jī)市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展以來(lái)，捷騰光電一直致力于提供TWS客戶(hù)最佳的入耳偵測(cè)方案及服務(wù)。

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捷騰最新型的紅外線(xiàn)接近傳感器, 型號(hào) JSA-1227 / JSA-1228 目前不僅僅是全業(yè)界最低的15 uA功耗, 傳感器的尺寸 (2.0 x 1.0 x0.5 mm) 更是目前全業(yè)界最小，對(duì)于TWS耳機(jī)的外型漸走向輕、薄、小的趨勢(shì), 捷騰已做了完全的準(zhǔn)備。另外, 獨(dú)到的光學(xué)鍍膜技術(shù)的引用及芯片能力提升, 讓客戶(hù)不需再擔(dān)心所謂的光學(xué)底噪。另捷騰獨(dú)家開(kāi)發(fā)的SPC單點(diǎn)免校正方案, 進(jìn)而幫助客戶(hù)高效的提升量產(chǎn)良率, 生產(chǎn)效率。
應(yīng)用案例：
拆解報(bào)告：HUAWEI華為 FreeBuds 真無(wú)線(xiàn)藍(lán)牙耳機(jī)
拆解報(bào)告：HONOR榮耀 FlyPods青春版 真無(wú)線(xiàn)藍(lán)牙耳機(jī)
4、Tianyihexin天易合芯

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南京天易合芯電子有限公司，是一家由海外歸國(guó)人才創(chuàng)立的集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)。公司致力于高性能模數(shù)混合芯片的設(shè)計(jì)，聚焦于光傳感和高性能SAR傳感器，廣泛應(yīng)用于可穿戴、耳機(jī)和手機(jī)三大方向?？纱┐黝I(lǐng)域聚焦健康檢測(cè)應(yīng)用，形成基礎(chǔ)心率，動(dòng)態(tài)心率，心電檢測(cè)，血氧 檢測(cè)等最豐富的產(chǎn)品組合，滿(mǎn)足從方案商到品牌客戶(hù)的多元需求，累計(jì)出貨過(guò)億只。
天易合芯在TWS耳機(jī)市場(chǎng)聚焦佩戴檢測(cè)應(yīng)用，形成光學(xué)+SAR傳感多傳感器檢測(cè)方案，最大程度減少誤判，提高用戶(hù)體驗(yàn)和工廠生產(chǎn)效率，并逐步加入心率檢測(cè)等健康傳感功能。

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天易合芯HX3003M光學(xué)距離傳感器，封裝尺寸為2.0*1.6*0.7mm大小，OLGA-6封裝，非常小巧，可以放入狹窄的空間中，為耳機(jī)增添自動(dòng)暫停功能。產(chǎn)品適用于智能手機(jī)，耳機(jī)，智能可穿戴設(shè)備。
天易合芯HX3003M是一顆超低功耗的距離傳感器，內(nèi)置紅外線(xiàn)激光二極管和I2C接口，設(shè)計(jì)為短距離檢測(cè)，并且具有環(huán)境光和結(jié)構(gòu)串?dāng)_噪聲的自動(dòng)消除。其采用智能中斷方案，有效降低功耗，通過(guò)在400ms和25ms之間切換檢測(cè)周期，有效降低紅外激光二極管功耗，同時(shí)保證檢測(cè)周期。
應(yīng)用案例：
拆解報(bào)告：Haylou嘿?lài)D GT5 真無(wú)線(xiàn)藍(lán)牙耳機(jī)
我愛(ài)音頻網(wǎng)總結(jié)
入耳檢測(cè)功能可以讓耳機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)播放音樂(lè)，摘下自動(dòng)暫停、再戴上又恢復(fù)播放的功能，讓TWS耳機(jī)更智能，增強(qiáng)用戶(hù)的使用體驗(yàn)；如果摘下耳機(jī)長(zhǎng)時(shí)間未佩戴并且沒(méi)有放回充電盒，耳機(jī)會(huì)自動(dòng)休眠或關(guān)機(jī)，節(jié)省電量，延長(zhǎng)續(xù)航。從這兩方面來(lái)看，入耳檢測(cè)功能會(huì)逐步在TWS耳機(jī)上普及，目前來(lái)看普及率已經(jīng)非常高了。
TWS耳機(jī)入耳檢測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)，主要有人體電容檢測(cè)方案和紅外線(xiàn)光學(xué)檢測(cè)方案兩種，兩種方式各有利弊，從我愛(ài)音頻網(wǎng)《2021TWS耳機(jī)行業(yè)白皮書(shū)》的調(diào)研來(lái)看，品牌TWS耳機(jī)傾向于使用成本相對(duì)較高但誤操作率較低的光學(xué)方案，目前也有越來(lái)越多的入門(mén)級(jí)TWS耳機(jī)產(chǎn)品開(kāi)始采用光學(xué)入耳檢測(cè)方案，未來(lái)這一趨勢(shì)會(huì)更加明顯，有利于促進(jìn)產(chǎn)品升級(jí)，提升消費(fèi)者的使用體驗(yàn)。

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