近年来,TWS市场持续火热,随着潜在用户的需求释放,TWS耳机市场将进一步扩大。TWS耳机将不仅仅是一个手机配件,未来更是一个独立的智能终端。一直以来,TWS耳机“容易误触、操作动作单一、影响体验”等缺点被消费者吐槽不已,如何提升TWS耳机的交互体验,为客户带来创新的产品竞争力?

TWS人机交互发展历史

2016年,Apple革新发布第一代AirPods,开创TWS人机交互起点,产品加入光学入耳、敲击等传感技术,带来惊艳的用户体验。随着Apple AirPods不断迭代演进,国内外更多品牌开始跟进,TWS产品技术全面开花。最近两年,随着主动降噪功能的向下延伸,更人性化的人机交互功能也一起延伸到中低端品牌,相信不久的将来会不断普及大众。

入耳检测、触控优劣势分析目前市面上常见的入耳检测方式有两种:光学检测及电容检测。光学检测主要利用发射红外光,红外光接触到耳道内壁后反射回来形成回路,以此判断耳机是否入耳。电容检测则是通过感测人体的电容值,通过是否达到阈值判断耳机是否佩戴成功。光学检测不受温度变化影响,相较电容方案测量精度更高,功能更稳定,但体积大、对防水及位置等生产组装工艺的要求高、功耗高、成本高。电容检测方案安装简单,防水以及外观不受影响、功耗比光学低一半左右、成本低,但检测受环境温度变化影响大,出汗及接触到水时容易引起误判。

常见压力触控主要有五种技术:薄膜电阻式技术、MEMS技术、敲击技术、压力电容技术、电容触摸技术。薄膜电阻式技术的生产工艺成熟简单、线性压力输出、对制程的要求低,但成本较高,是目前业内品牌厂商普遍运用的技术。MEMS技术相比薄膜电阻式方案的成本低,但生产安装较麻烦。压力电容技术结构简单、成本低,但电容变化小,按偏可能会造成失效,影响用户体验。电容触摸技术成本便宜,但通过按压时间长短来判断功能,体验差。

多、快、好、省的三合一单芯片解决方案通过前面的介绍,我们可以看到目前人机交互方式存在各式痛点。早已涉足TWS行业的芯海科技,凭借多年的技术经验积累,持续发力TWS耳机领域,并将以TWS为代表的可穿戴设备列为公司未来的重要战略发展方向。公司持续在TWS人机交互上创新,主要表现在四个方面,首先产品检测精度越来越高,灵敏度高,抗干扰强;其次运算能力越来越快,适用更复杂的结构算法;然后功耗越来越低,整机续航时间更长;以及集成度越来越高,体积小更易堆叠。芯海科技新推出的CSA37F72可以单芯片实现入耳检测、滑动调节、压力按键功能。通过差分测量以及基线跟踪等算法,可以不受温度变化、水、汗的影响,精准识别入耳佩戴检测;通过内置手势识别算法实现音量调节及上下曲切换;支持常用的薄膜电阻式、CAP、MEMS等多种压力传感器,实现单击、双击、三击、按压等多种操作,达到媲美Apple AriPods Pro的体验。

CSA37F72集成了16Bit SAR ADC,支持6路全差分或12路单端输入、支持12通道CAP检测、集成PGA,支持1~1024倍增益。资源丰富,I2C/UART接口,支持在线调试和升级。

基于CSA37F72芯片的“多、快、好、省”三合一单芯片解决方案,提升TWS耳机的交互体验,为客户带来创新的产品竞争力。

“多”指的是产品亮点多,拥有超低功耗、检测精度高、内置多种算法、资源丰富、小封装五大核心亮点。超低功耗,按压检测:12.5uA@10H,入耳检测:8uA;检测最小压力信号3uV,力度识别分辨率可达1g;内置经过大批量检验的算法(降噪、漂移补偿、温度补偿算法、校准算法、基线跟踪算法、防误触等算法);模拟前端适配CAP/MEMS/薄膜电阻式等传各类感器,具有大容量的FLASH、RAM和IO资源,适配各多场景;TWS耳机体积小、重量轻,采用晶圆级封装,在业内形成性价比优势。

“快”指的是一贴一扫的快捷生产流程。客户在选用一款产品时往往会担心生产效率和良率的问题,公司一贴一扫的快捷生产流程完美解决客户顾虑。“一贴”指的是将入耳、滑动、按压传感器贴到TWS耳机外壳内侧;现在很多产线上都有MES系统,“一扫”指的是接上主板后,用扫码枪扫描传感器上的产品条码,PC端的校准软件会自动进行入耳、压控校准的工作流程,把信号读完后再返回到芯片进行自动校准,电脑显示PASS后即可使用,快速简捷完成生产流程。

“好”指的是好开发及保姆式的服务支持。嵌入式开发人员都知道,压缩程序空间既费时又费力,是开发的一大痛点,CSA37F72拥有宽裕的Flash空间,可以自在的进行嵌入式开发,各种结构难题,轻松通过算法解决;提供解决方案参考,以及算法SDK,可快速上手修改;调试工具可通过PC端、手机端进行调节,更方便快捷;经过大批量检验,信噪比高,算法成熟;此外,公司拥有强大的技术服务支持,规范的指导文档,真正做到贴心的保姆式服务支持。

“省”指的是省时间、省成本。大家都知道开发的人力成本很高,CSA37F72集成了CAP、压感两种测量方式,以及有丰富的资源,单芯片可以完成TWS的入耳、滑动、按压功能,并有成熟的算法提供,工程师只需基于此修改个性化,能够做到高效开发。从物料成本角度看,把两颗芯片的功能集成到一颗芯片,能有效减少加工、贴片、生产、制造、采购、仓储等各方面的成本,性价比更高。

百闻不如一见,下面通过一小段视频观看TWS三合一单芯片解决方案人机交互演示及信号波形变化。

芯海科技人机交互演示

持续推动TWS创新公司持续发力TWS耳机领域,未来提供更丰富的感知产品测量生命体征相关参数,通过融合算法,实现更丰富的应用,比如睡眠检测、情绪感知等。除了在健康及人机交互不断发展外,在电池管理上提供BMS及快充芯片产品,让TWS耳机拥有更安全更快速的充电体验,以及更持久的续航时间。可穿戴领域是公司重要的战略发展方向,未来,芯海科技将在信号链MCU领域持续深耕,丰富产品类型,进一步提升用户体验,为未来TWS的智能升级赋能。