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2020年04月17日 | 专利揭秘—汇顶科技的耳机佩戴检测方案
2020-04-17 来源：爱集微
汇顶科技的该项专利，通过获取耳机中的电容式传感器的检测数据，采用预设的线性关系得到线性组合数据，继而根据该线性组合数据，判断耳机的佩戴方式是否发生了变化。可有效避免可穿戴设备外部沾水、汗渍等，提高了可穿戴设备佩戴检测的准确度！
4月2日，汇顶科技宣布入耳检测及触控2合1方案获得2020年爱迪生发明奖。
汇顶科技入耳检测和触控2合1方案，可广泛应用于TWS、颈挂式和头戴式等各类形态的智能耳机。无需在耳机上开孔即可实现入耳检测功能，帮助耳机主动识别佩戴状态，并协同手机控制音乐播放和电话振铃等应用，从而降低耳机功耗，延长续航时间，同时支持在耳机表面通过点击或滑动等触控手势来控制耳机，带给消费者更智能便捷的人机交互和畅听体验。
由于可穿戴设备的便携性及功能多样性等，越来越多的用户习惯使用可穿戴设备实现对应的功能。随着可穿戴设备的普及，人们越来越注重可穿戴设备的续航能力，为保证可穿戴设备的有效续航，尽可能久地提供服务，可在非佩戴时，停止运行该可穿戴设备的应用，而在佩戴时，开启该可穿戴设备的应用。
然而，现有方案进行耳机佩戴检测时的可穿戴设备，其佩戴检测的准确度不高，特别是在可穿戴设备外部沾水、汗渍等情况下，很容易在佩戴检测时出现误佩戴、误脱落等误判问题。
针对这些问题，汇顶科技在18年12月26日申请了一项名为“佩戴检测方法、装置、可穿戴设备及存储介质”的发明专利（申请号：201880002958.0），申请人为深圳市汇顶科技股份有限公司。
根据该专利目前公开的资料，让我们一起来看看这项耳机佩戴检测方法吧。
如上图所示为该专利发明的耳机外观示意图，其中包括耳机本体11、耳机柄12、控制区域121以及音频输出接口111，控制区域内具有物理控制按键或者可以触摸操作的触控面板，用来接收输入的控制指令，从而控制耳机的操作，如调节音量、开始播放、暂停播放、快进播放、后退播放等任一操作。
为了与用户更好的交互，例如完成智能的佩戴检测，当用户摘下耳机时可以自动停止播放音乐，在用户佩戴上耳机时可以自动进行蓝牙连接以及播放音乐等智能化的操作，该耳机还设置了用来检测用户行为的传感器，例如靠近耳机柄以及靠近音频输出接口的位置设置了距离检测传感器。
这样在播放输出接口距离用户的耳朵的距离大于预设的阈值时，就可以判断是否耳机出现了脱落等行为，该专利中形象的将设置在耳机中的传感器称为佩戴检测传感器或者佩戴传感器，这是一种电容式传感器，即其检测到的数据为电容数据。
下面我们来看看这个耳机是如何来完成佩戴检测的吧，如下面的流程图所示。
如上图为耳机的佩戴检测方法的流程图，首先获取至少两个位置处的电容式传感器的检测数据，也就是我们上面提到的设置在耳机中的佩戴检测传感器，可由每个位置处的电容式传感器将检测信号传输至耳机中该每个位置处的传感器连接的模拟前端(AFE)电路，再将检测到的信号传输至模数转换器(ADC)，由ADC对检测信号进行转换得到数字信号即该检测数据。
其次，根据至少两个位置处的电容式传感器的检测数据，采用预设的线性关系，得到线性组合数据，根据这个线性组合数据，判断是否检测到改变耳机的预设初始状态的操作行为，例如耳机是否被用户戴上或者摘下以及可能出现的意外脱落。
最后，若检测到这样的操作行为，就可以确定耳机的状态正在发生变化，因此要进行例如蓝牙连接、自动停止播放声音等操作，若未检测到操作行为，则可以保持原有的状态。
可以推断的是，这样的检测行为发生在传感器数据发生变化之时，因此在音乐播放的同时，传感器要一直保持工作，那么这样势必会带来电量上的消耗，而蓝牙耳机很重要的一点就是控制其功耗从而延长使用时间，而在该专利中并未给出相关的功耗说明。
以上就是汇顶科技发明的耳机佩戴检测方法，通过获取耳机中的电容式传感器的检测数据，采用预设的线性关系得到线性组合数据，继而根据该线性组合数据，判断耳机的佩戴方式是否发生了变化。这样可有效避免可穿戴设备外部沾水、汗渍等，提高了可穿戴设备佩戴检测的准确度！
史海拾趣
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