代码收藏家 TWS耳机入耳检测原理分析介绍
一.入耳检测介绍
tws耳机业内入耳检测。直接理解就是检测耳机是否放入耳道中，当检测到耳机放入耳道后，耳机会做一些相关的动作。比如播放音乐，接听电话等其他UI动作，以及优化电池电量、延长续航的作用。入耳检测功能在tws业内一些定位稍微高端点的机型中都比较常见，入耳检测也为耳机带来更加智能化的体验。
入耳检测行业内目前分为两种技术路线，电容检测和光学检测。
二.入耳检测技术介绍
电容检测：
电容检测技术是发展得比较早的一种入耳检测技术，其主要是利用电容式传感器以及RC振荡电路产生振荡信号的原理来检测电容变化，当电容产生变化时，对应振荡电路产生的振幅也会变化，此时入耳芯片就可以检测到已放入耳道中。
RC振荡的最根本原理就是利用了电容的充放电特性，实现振荡效果，输出稳定的正弦波。每个入耳芯片厂家，会设计自己的RC振荡电路，以达到监测电容的目的。
而电容式传感器则是用于检测耳机是否靠近人耳(导电体)，当靠近人耳的时候，由于人体的导电性，电介质介电常数产生变化，电容量会发生变化。电容式传感器网上资料比较多，讲得很详细，其也分为自电容式以及互电容式(人体电容效应)(电容式传感器概述)。
电容式传感器一般贴在喇叭壳下方，以及斜上方比较多。如下：
图中蓝色框为磁铁，红色线则是所有的传感器。当导电物体靠近传感器时，就会产生入耳信号
光学检测：
光学检测技术就比较简单了。红外接近传感器会向一定角度发射红外线，然后接收反射回来的红外线。通过计算发射红外光束与接收的时间，推算出耳机与反射物体的距离，以此判定耳机是否处于佩戴状态。当红外接收装置没接收到反射光，或检测到距离反射物体较远时都会被认定为未佩戴状态。当检测到入耳的时候，会向主控产生中断信号，主控需要注册监听这个中断信号，从耳做出相关UI动作。
三.检测技术区别
电容检测：
缺点：
tws使用场景中，误识别率会比较高。容易受到温度变化和汗液的影响，具有误触发率高、耳道兼容性差等缺点。不同人耳道不一样，可能会导致无法触发入耳。
优点：
1.移植嵌入简单
从硬件角度，软件角度，结构角度，工厂做货角度等来考虑，电容式入耳检测比光学入耳检测都具备更高的可移植性，以及更低的嵌入难度。
硬件上，电容式入耳检测方案芯片所需IO比较少，一般就是供电VDD脚以及入耳中断信号脚，可以减轻主控的IO数量压力。电子设计电路也相对简单。
软件上，电容式入耳检测方案不需要大量的驱动代码，不需要I2C驱动通讯，只需要为入耳中断引脚注册相关函数即可。而光学检测方案需要注册I2C驱动，以及入耳芯片初始化驱动代码，中断注册，工厂生产时入耳芯片出厂校准驱动代码(一般通过spp的方式)等。
结构上，电容式入耳检测方案不需要对耳机开孔，传感器摆放的位置也没有光学检测方案要求高。并且ID以及结构工程师在材料的堆叠上，耳机形态上，电容式入耳检测方案也没有太严格的要求。光学传感器在结构上，对于传感器摆放的位置非常敏感，当摆放的位置，无法保证传感器发射出去后反射回来的红外线能够被有效接收时，就会导致入耳检测的结果产生偏差。比如在耳机佩戴好之后，当发送红外线的射头光线与耳道皮肤不是垂直90°角的话，那么反射光会形成一定的偏差角度，那么就会影响反射光的收集，进而影响入耳检测的结果。所以光学检测方案上，对结构工程师，ID的技术功底要求比较高，需要具备一定经验的工程师才能设计出良好的光学入耳检测方案耳机。
工厂做货上，电容式入耳检测方案依赖的物理特性较为简单，在工厂做货时不需要入耳芯片参数写入环节，复杂的校准测试流程等，对于做货的效率有极大提高。而光学检测方案需要对入耳芯片做一系列的测试环节，比如中断测试，对空校准，灰卡校准，撤销灰卡校准，参数保存等对芯片做 init 动作，生产时间成本上大大提高。
2.成本
电容式入耳检测方案比光学检测方案会有更低的成本，且电容式入耳检测方案在市面上已经是比较成熟的方案，成本会比较低。光学检测方案往往表示会有更高的成本。
3.防水等级
电容式入耳检测方案由于不需要对耳机开孔，其做相关的防水等级难度不会很大。而光学检测方案如果要把防水等级做好，需要投入更多的精力以及成本。
4.功耗
这是电容式入耳检测方案物理特性先天带来的有点，其功耗会比光学检测方案少很多。往往具备光学检测方案的耳机，续航上来说同比会更短一些。
光学检测：
优点：
tws使用场景中，光学检测方案具备更高精度的识别率，可以规避很多误触发或者失效的场景。
作者：JACK Star
