TWS耳機入耳檢測功能帶動接近傳感器需求，更低功耗、更小尺寸、超低底噪的新品不斷

電子發(fā)燒友網報道（文/莫婷婷）在可穿戴設備的元器件中，傳感器約占了20%的比重。包括環(huán)境傳感器（環(huán)境光傳感器、麥克風感測元件等）、運動傳感器（加速度計、氣壓高度計、地磁傳感器等）、健康傳感器（心率傳感器、心電圖傳感器、血糖傳感器等），不同的傳感器實現不同的功能。

在TWS耳機的應用上，傳感器主要起到佩戴檢測、人機交互、拾取聲音、虛擬音效和健康輔助的功能。其中，佩戴檢測需要用到接近傳感器，人機交互會用到觸摸、壓感、加速度計等傳感器，拾取聲音有MEMS硅麥、VPU等，虛擬音效則是用到六軸傳感器或陀螺儀以及算法相互配合。健康輔助功能則是通過心率、血糖等健康傳感器完成檢測。

本文將圍繞接近傳感器廠商的產品進行梳理。接近傳感器是一種非接觸式的行為感知傳感器，一般情況下接近傳感器通過檢測磁場、電流變化確定被測物體的移動和存在信息，并將檢測到的接近信息轉換為開關電信號輸出。

除了傳統(tǒng)的電感式接近傳感器、電容式接近傳感器，接近傳感器還衍生出了光電式接近傳感器以及超聲波傳感器。在TWS耳機的應用上，主要以接近傳感器一般用光電式接近傳感器提供入耳檢測功能。

AMS ：體積比上一代解決方案再小30%

AMS是一家專注于傳感器的公司，其環(huán)境光傳感器等產品在全球市場中占有較大份額。2021年，AMS就推出當時業(yè)界內最小的一款接近傳感器TMD2636，尺寸為2*1*0.35mm，采用超小型厚度的0.35mm封裝，芯片體積為0.7mm3。除了本身器件非常小，中心間距也非常小（孔徑中心間距為1.1mm）。據了解，這款傳感器相較于上一代產品的體積小30%以上，這意味著可以節(jié)省系統(tǒng)空間，能夠在耳機中搭載多個傳感器，用來提高產品的可靠性或者增加新功能。

另外，TMD2636采用了940nm紅外垂直腔體表面發(fā)射器的紅外接近傳感器，可降低耳機小電池的耗電速度。在功耗方面，工作功耗為70?，待機功耗為0.7?。AMS介紹，TMD2636結合了艾邁斯半導體在光學傳感器硬件和軟件方面的創(chuàng)新，提供可靠的入耳接近檢測，為耳塞在不使用時降低功耗，延長耳塞待機時間。

美芯晟：突破低功耗性能

今年6月左右，美芯晟推出全集成超低功耗光學接近檢測傳感器MT3101，工作平均功耗小于15uA，待機功耗低至1uA。在尺寸方面，MT3101采用微型連接網格陣列LGA8封裝，體積為2.55*2.0*0.6mm。官方介紹，MT3101改善了傳統(tǒng)傳感器感應不靈敏、傳輸速度低等問題，有效降低誤觸發(fā)頻率，并且提升了入耳檢測效率。

MT3101除了上述提到的體積小的特點，還有以下兩大特點。一是探測精度高，抗干擾能力強。美芯晟在MT3101內置數模相結合的智能串擾消除技術，增大信號可用的動態(tài)范圍，提高了抗串擾能力，高環(huán)境光抑制設計搭配高效算法技術，提升了紅外線測量數據轉化為接近檢測結果的精度。

二是超低功耗。與AMS TMD2636的功耗（工作功耗70?，待機功耗0.7?）相比，美芯晟的MT3101的功耗（平均功耗小于15uA，待機功耗1uA）確實有較大的提升，不過TMD2636是AMS在去年推出的產品，這也在一定程度上說明了傳感器在功耗性能方面一直在突破。美芯晟表示，“MT3101還可協(xié)助進行電源管理功能，在檢測到耳機為佩戴狀態(tài)時啟動耳機自動開機，移除時則自動關斷電源?！?br />
捷騰光電：獨家光學鍍膜技術有效降低底噪

捷騰光電在2021年也推出新一代的紅外線接近傳感器，JSA-1227和JSA-1228，在小型化和功耗上均有所突破。官方介紹，JSA-1228的尺寸2.0 *2.0 *0.6mm，JSA-1227的尺寸為2.0 *1.0 *0.5 mm。相較而言，JSA-1227實現了更小的尺寸，不過相對于AMS TMD2636的尺寸（2*1*0.35mm）而言， TMD2636在TWS耳機有限的結構中優(yōu)勢相對強一些。

由于TWS耳機用戶對音質的追求越來越高，除了電感等元器件與降低底噪息息相關，傳感器技術的迭代也發(fā)揮著重要作用。捷騰光電介紹，JSA-1227和JSA-1228引用了捷騰光電的光學鍍膜技術，能夠有效降低底噪。在入耳檢測方面，采用二段式光學降噪能夠延長光學入耳偵測的使用壽命。在功耗方面，JSA-1227和JSA-1228同樣能達到15 uA 的超低功耗。

小結：

從近兩年的變化來看，入耳監(jiān)測成為標配，交互方式的多樣化豐富了觸控方式。隨著可穿戴設備向小而薄的趨勢發(fā)展，電池容量逐漸加大，小型化和低功耗依舊是其追求的性能，接近傳感器也在這方面不斷突破，國際和國內廠商進展加快。

除了接近傳感器，在傳感器的迭代過程中，還有以下兩大變化趨勢。一是健康管理方面。健康傳感器的需求增加明顯。二是在音質方面。用戶愈加追求TWS耳機的降噪、音質等性能，Airpods Pro的Spatial Audio空間音頻助推了聲音體驗上的革新，六軸傳感器、陀螺儀等傳感器承擔了虛擬環(huán)繞、立體音效等技術的迭代，硅麥在精準收音、定位以及聲壓級上持續(xù)突破?？臻g音頻概念在TWS上愈演愈烈。除此之外，開放式耳機也給六軸傳感器、陀螺儀、硅麥等傳感器帶來了新的技術要求。