为什么无线耳机能认出你的耳朵无线耳机对耳朵

说到真正的无线耳机产品的流行，轻、方便、无意识是几个经常出现的关键词，删除了耳机线，征服了无数用户更方便的使用体验，但也不知不觉地改变了人们的习惯。
过去，人们戴上耳机后自然会按下播放键，取下耳机后会按下暂停键。

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无线耳机真的很安静「去」在这个过程中，当你戴上耳机时，耳机会自动连接到手机或电脑。取下耳机后，歌曲或视频内容将自动暂停，佩戴后将自动播放。
整个过程非常流畅，真的做到了「无感」，真正的无线耳机使用方便，不仅体现在佩戴舒适性上，而且在使用过程中，用户需要主动完成的交互操作较少。
在易于使用的背后，是真正无线耳机内部的小传感器，它们几乎重新定义了耳机与我们的交互方式。
无线耳机如何识别耳朵？现在，真正的无线耳机「认识」耳朵的方法多种多样，大多数人应该熟悉 AirPods 红外距离传感器。

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▲ 格栅开口为扬声器，圆形黑孔为红外距离传感器开口. 图片来自 iFixit
初代 AirPods 的识别原理并不算复杂，红外距离传感器会发射光波，红外线经过反射再次回到耳机附近，耳机内部的芯片确认红外线返回信号后判定耳机和物体之间的距离，进而识别人们是否戴上了耳机。
虽然每个人的耳朵轮廓都不一样，但就像苹果之前对数百人的耳朵 3D 扫描找出相似之处，制造适合大多数人耳朵轮廓的耳机。通过大量访问和数据统计，可以得到大多数人耳朵和耳机之间的距离范围。

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为了保证识别的准确性，红外距离传感器发射光波的方向基本固定，便于制造商控制变量，找到耳机与大多数人耳轮廓之间的距离范围。
其实市面上用红外距离传感器等光学传感器识别耳朵的产品很多，Bose 为了提高识别准确性，消噪耳塞甚至使用了两个光学传感器。

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▲ Bose 消噪耳塞
然而，虽然光学传感器的识别率相对较高，但并非没有缺点。首先，成本很高。耳机腔的内部空间比手机紧凑得多。定制小型光学传感器并不奇怪。
其次，由于光学传感器需要发射红外线来识别耳朵，因此必须打开孔隙，留出空间，影响耳机的集成，降低美观。另一方面，红外线也可能被阻挡。例如，握住耳机并取下耳机后，识别失败的可能性很大，耳机歌曲仍在播放。

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事实上，解决开口并不麻烦。市场上许多真正的无线耳机都使用了电容式传感器。其原理类似于我们生活中常见的触摸开关。通过检测人体的电容值断耳机是否佩戴。
【为什么无线耳机能认出你的耳朵无线耳机对耳朵】电容传感器不需要发射光波，也不需要打开孔，但就像各种过敏或故障触摸按钮一样，电容识别精度略低于光学传感器，需要制造商进行大量的调整。
与光学传感器相比，电容传感器的优点是成本较低。现在你我可以在电子商务平台上看到真正的无线耳机 100 元左右。除了降低芯片价格外，更便宜的电容传感器也做出了贡献。

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可以说，红外光学传感器和电容传感器各有优势，真正实现集大成者的是 AirPods 第三代AirPods 3)苹果专门定制的皮肤传感器。
根据苹果的介绍，这种皮肤传感器可以区分耳朵和其他平面，只戴 AirPods 只播放音频。
苹果定制的皮肤传感器检测方法明显比之前的光学传感器借助距离判断的间接判断方法更直接，既没有传感器开也不怕被遮挡。

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▲ AirPods 3
入耳识别降低了交互的复杂性，使体验更加无意识。这只是传感器耳机交互方式转换的一小部分。真正的无线耳机不仅去掉了线，还带来了不存在的东西「按键」。
比如华为的 Free buds Pro 降噪耳机使用压力传感器来感知压力波形，然后判断手势。华为在此基础上设置了丰富的控制手势，如切换歌曲、切换降噪模式等。

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▲ 华为 Free buds Pro 手势操作
AirPods Pro 在耳机手柄处设置凹陷，方便人们盲目操作，加上自动发出的压力传感器和 click 声音，就像按下按钮一样。

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华为和苹果都把压力传感器放在耳机手柄上，方便人们寻找，如果手势转移到耳机腔，点击和双击可能会听到「咚咚咚」声音，体验不好。

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▲ 图片来源:Pinterest
从红外传感器到皮肤传感器，再到压力传感器，它们就像人体的关节，支持真正的无线耳机方便无感的使用体验。
真正无线耳机的未来 2010 年，乔布斯在 iPhone 4 在新闻发布会上展示了一个特殊的游戏——拆除积木。它几乎将现实生活中的拆卸木材体验刻在手机上。iPhone 4 转动，积木开始晃动。乔布斯拆除积木塔中间的积木后，很快就倒塌了。

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这背后是 iPhone 内部的三轴陀螺仪和加速度传感器正在工作。通过传感器手机，您可以了解自己的倾斜方向和程度，使游戏中的积木随手机旋转而摇晃。
真正的无线耳机和多年iPhone 4 用各种传感器获得各种有趣的功能。

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AirPods Pro 除了优秀的算法外，耳机内部的六轴传感器也非常重要。它可以识别人体头部的旋转，然后调整每只耳朵收到的音频信息，模拟多个喇叭播放的效果，就好像乐队在不同的方向向向你演奏一样，沉浸感大大增强。
真无线耳机的发展离不开各种传感器。
健康监测被认为是未来真正无线耳机发展的主要方向之一。作为一种可穿戴设备，它离人体足够近，佩戴时间足够长，提供健康数据监测是合理的。

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著名分析师郭明，彭博社作者 Mark Gurman 在预测爆料中多次提到 AirPods 未来将推出血氧检测等健康监测功能。
虽然 AirPods 3 没有配备相关功能，但市场上有一些无线耳机支持健康监测功能，如 Amazfit PowerBuds 耳机支持心率监测，其原理与智能手表相似，基于 PPG 实现心率传感器。

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▲Amazfit PowerBuds. 图片来源:Amazfit
一般而言 PPG 心率传感器发射绿色光波，它可以通过皮肤组织，随着心跳血管的收缩或扩张，两者都会影响光的透射，通过光波的来回变化，最终得到心率数据。
在理想状态下PPG 心率传感器可以更准确地记录心率变化，但理想和日常之间的差距并不小，如运动和环境光会影响 PPG 心率传感器感器检测心率也会受到功率的影响，更高的功率往往意味着测量效果更准确。
然而，高功率传感器可能会烧伤皮肤，这显然不适用于耳机等微型可穿戴设备，因此有必要进行数据过滤和算法干预。
传感器的进化几乎与智能手机的发展同步，现在同样的过程将在真正的无线耳机内部上演。

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