2016年，蘋果推出了第一代AirPods，TWS耳機(jī)就此登場(chǎng)。在過去的3年中，TWS耳機(jī)在技術(shù)上已經(jīng)進(jìn)行了很大的革新。眾所周知，TWS耳機(jī)非常輕便，而這就要求相關(guān)傳感器能夠滿足小型化的需求。ams作為致力于傳感器發(fā)展中的佼佼者，也推出了多款用于TWS耳機(jī)領(lǐng)域的傳感器。2019年，ams又為TWS耳機(jī)帶來了新的技術(shù)，推出了紅外接近傳感器模塊TMD2635。

接近傳感器在TWS中的兩大主要功能

接近傳感器也被稱為距離傳感器，是一種無需接觸而能偵測(cè)附近存在物體的傳感器，被眾多領(lǐng)域所采用。ams將紅外技術(shù)與接近傳感器相結(jié)合，將新產(chǎn)品用于TWS耳機(jī)。新的應(yīng)用場(chǎng)景，產(chǎn)生了新的挑戰(zhàn)，對(duì)于TWS來說，需要接近傳感器在滿足小型化的同時(shí)，也要滿足高精度的市場(chǎng)需求。艾邁斯半導(dǎo)體先進(jìn)光學(xué)傳感器事業(yè)部總經(jīng)理及執(zhí)行副總裁Jennifer Zhao表示：“在TWS方面，我們認(rèn)為最重要的是要做的傳感器體積要小，另外一點(diǎn)是近距離的優(yōu)化。TWS耳機(jī)主要是來測(cè)耳機(jī)位置是否佩戴正確，所以它的測(cè)試距離要非常近，精度要求非常高?！边@種需求也讓TWS耳機(jī)中的接近傳感器分化出來了兩個(gè)主要功能。一是可以利用接近傳感器實(shí)現(xiàn)無線耳機(jī)入耳/出耳檢測(cè)，幫助延長(zhǎng)電池單次充電后的使用時(shí)間。二是可以與另一個(gè)TMD2635一起使用，可以通過光學(xué)滑塊來進(jìn)行音量調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)基本的無觸摸手勢(shì)控制。目前，ams所推出的TMD2635主要是面向入耳/出耳檢測(cè)功能而設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。據(jù)其官方介紹，TMD2635是一款紅外接近傳感器模塊，該 傳感器模塊是一個(gè)完整的光 -數(shù)字傳感器模塊，集成了低功率紅外VCSEL（垂直腔面發(fā)射激光器）發(fā)射器、兩個(gè)用于近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)傳感的傳感器像素，以及數(shù)字快速模式I 2 C接口，全部納入微型連接網(wǎng)格陣列（LGA）封裝中。 據(jù)Jennifer介紹：“TMD2635優(yōu)勢(shì)在于體積非常小，功耗非常低，在工作模式下，它的平均功耗為70μA，在睡眠模式下，則為0.7μA。TMD2635另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)是封裝小，其體積小于1平方毫米，非常適合TWS市場(chǎng)的需求。除此之外，ams還提供一條備用的I2C地址所以可以在12C的總線上交換CLK/SDA，讓客戶的設(shè)計(jì)更加靈活方便?！?/p>

在這里需要指出的是，TMD2635是如何延長(zhǎng)TWS耳機(jī)的使用時(shí)長(zhǎng)的。據(jù)ams 大中華區(qū)市場(chǎng)應(yīng)用工程總監(jiān)Spencer Bai介紹：“通常，在普通藍(lán)牙耳機(jī)的系統(tǒng)里只有一個(gè)藍(lán)牙芯片，但是采用TWS耳機(jī)后，因?yàn)閮芍欢鷻C(jī)是分開的，也使得其系統(tǒng)里面要包含兩個(gè)藍(lán)牙芯片。這也說明了一個(gè)問題，伴隨著TWS耳機(jī)的發(fā)展，其系統(tǒng)會(huì)集成更多的器件，而這也會(huì)導(dǎo)致功耗也越來越大。在這種情況下，就需要TWS耳機(jī)能夠及時(shí)地區(qū)分工作時(shí)間和非工作時(shí)間，減少非必要的電量損耗，從而達(dá)到延長(zhǎng)單次充點(diǎn)電后的使用時(shí)長(zhǎng)?！睋?jù)悉，TMD2635自從推出以后，就受到了高端、中端TWS市場(chǎng)的歡迎。

消除閃變偽影，還原清晰圖像

除了TWS耳機(jī)對(duì)智能手機(jī)產(chǎn)生了巨大改變以外，近年來，智能手機(jī)對(duì)拍照的要求也是越來越高。而隨著LED的廣泛使用，手機(jī)攝影越來越受到光源閃變的困擾。對(duì)此，ams最新推出了TCS3408顏色傳感器具備更高的準(zhǔn)確度和靈敏度，不僅可用于測(cè)量環(huán)境光的色溫和光強(qiáng)，還可以檢測(cè)光學(xué)的物理閃爍，使得手機(jī)攝像頭圖像增強(qiáng)系統(tǒng)能夠消除人造光源導(dǎo)致的缺陷偽影。據(jù)Jennifer介紹：“TCS3408是目前在市場(chǎng)上已經(jīng)量產(chǎn)的TCS3701的增強(qiáng)版，在結(jié)構(gòu)光的靈敏度，以及在光源閃變控制的靈敏度上都有提高。具體來看，TCS3408在環(huán)境光和顏色檢測(cè)的靈敏度比TCS3701增強(qiáng)了10倍的靈敏度，閃變的靈敏度也比上一代增強(qiáng)了3倍。”在顏色檢測(cè)上靈敏度的提升，主要是TCS3408可以支持片上Flicker檢測(cè)。一般使用基本的三通道紅/綠/藍(lán)（RGB）傳感器來估算圖像增強(qiáng)系統(tǒng)中的顏色均衡，并沒有實(shí)施Flicker檢測(cè)。TCS3408支持片上Flicker檢測(cè)，并發(fā)讀取五個(gè)環(huán)境光感測(cè)通道（除了RGB通道之外，增加了額外的寬譜帶通道和作為參考的全譜帶通道）來準(zhǔn)確測(cè)量光的顏色和強(qiáng)度。利用手機(jī)進(jìn)行攝影，不僅要還原應(yīng)有的色彩，如何消除偽影也是能否拍出高質(zhì)量照片的另一關(guān)鍵要素？據(jù) Spencer介紹：“攝影的快門和光源閃變沒有同步，就會(huì)有這種條紋的出現(xiàn)，也就是條帶偽影?！贬槍?duì)產(chǎn)生偽影的本質(zhì)，ams從光源閃變靈敏度上進(jìn)行入手，消除了手機(jī)攝影的偽影。具體來看，其閃變靈敏度上的提高，也取決于TCS3408中的Flicker檢測(cè)引擎，利用Flicker檢測(cè)引擎可以檢測(cè)通常由白熾燈或熒光燈產(chǎn)生的50Hz或60Hz光源閃變。檢測(cè)到光源閃變時(shí)，由器件的內(nèi)部狀態(tài)寄存器捕捉和報(bào)告，數(shù)字I 2 C接口則通過外部處理快速報(bào)告輸出信息。 既知存在光源閃變，攝像頭的視頻處理器將快門與場(chǎng)景中相對(duì)環(huán)境光輸出的“開啟”部分同步。利用TCS3408提供的額外信息，視頻處理器可以消除失真的條帶。

針對(duì)未來智能手機(jī)發(fā)展，ams的發(fā)展方向

除上述兩點(diǎn)以外，ams針對(duì)全面屏的發(fā)展趨勢(shì)，著力發(fā)展屏下傳感器。 在OLED屏上的管理，如果想把傳感器放在OLED屏下，就需要考慮如何避免對(duì)屏下射光會(huì)的影響，如何得到非失真的真實(shí)傳感、紅外的抑制等問題。Jennifer表示：“在這些方面，我們的產(chǎn)品跟友商相比有更大的優(yōu)勢(shì)。”除此之外，ams還致力于研發(fā)智能手機(jī)上的3D人臉識(shí)別技術(shù)。眾所周知，實(shí)現(xiàn)3D人臉識(shí)別可以采用三種不同的解決方案，即 結(jié)構(gòu)光、主動(dòng)立體視覺以及ToF。具體來看，結(jié)構(gòu)光的安全系數(shù)最高，但成本較高。立體視覺的優(yōu)勢(shì)是適合中距離，ToF則是更易用。據(jù)悉，ams可以提供上述所有解決方案。ams除了推進(jìn)傳感器硬件外，還可以提供包括軟件解決方案和其他的生態(tài)系統(tǒng)等，來幫助合作伙伴提升產(chǎn)品性能，從而為市場(chǎng)帶來性能更優(yōu)的終端產(chǎn)品。