"เซ็นเซอร์ตรวจจับระยะใกล้ของปากกาอ่านช่วยให้ตรวจจับหูได้ ลดความหน่วงเสียง 22% และป้องกันเสียงดังจากลำโพงในปากกา OEM OID เพื่อการฟังโดยไม่ต้องใช้หูฟัง

โพสต์เมื่อ: มี.ค. 11, 2026 - 37 เข้าชม

เซ็นเซอร์ตรวจจับระยะใกล้และการตรวจจับหูของปากกาอ่าน: เซ็นเซอร์ IR Proximity ลดความหน่วงเสียง 22% ในปากกา OEM OID อย่างไร

กลุ่มผู้อ่าน: ผู้จัดการผลิตภัณฑ์ OEM/ODM และวิศวกรเฟิร์มแวร์เสียงที่ผสานการตรวจจับระยะใกล้เข้ากับปากกาอ่านหนังสือสำหรับเด็ก ผู้เรียนภาษาอังกฤษเป็นภาษาที่สอง และแอปพลิเคชันการดูแลผู้สูงอายุ กลุ่มผู้อ่าน: เจ้าของแบรนด์ที่จัดหาปากกาอ่านหนังสือแบบ private-label ซึ่งต้องการสร้างความแตกต่างด้านพฤติกรรมเสียง — เช่น การสลับเส้นทางเสียงไปยังหูฟังที่หูฟังโดยอัตโนมัติเมื่อยกปากกาขึ้นแนบหู

เด็กยกปากกาอ่านหนังสือแนบหูเพื่อฟังเรื่องเล่าเสียงกระซิบ ภายใน 90 มิลลิวินาที ลำโพงได้สลับเส้นทางเสียงจากลำโพงฟ firing ด้านหลังไปยังหูฟังฟ firing ด้านหน้าขนาดเล็ก เครื่องขยายเสียงลำโพงถูกปิดเสียง และโค้งระดับเสียงได้เปลี่ยนจากโหมด "speaker" เป็นโหมด "earpiece" นี่ไม่ใช่การกดปุ่ม นี่คือผลงานของเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะใกล้อินฟราเรดที่ฝังอยู่บนด้านหน้าของปากกา คอยจับลายเซ็นการสะท้อนของผิวหนังมนุษย์ ในบทความนี้ เราจะอธิบายสถาปัตยกรรมเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะใกล้ของปากกาอ่านหนังสือ อัลกอริทึมตรวจจับหู ผลกระทบต่อการสลับเส้นทางเสียง และข้อมูลการทดสอบ EMC และ ESD ที่เรารวบรวมจากหน่วยที่จัดส่งมากกว่า 47,000 หน่วยตั้งแต่ปี 2023

1. เหตุผลที่ต้องมีเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะใกล้บนปากกาอ่านหนังสือ

โมเดล UX ปากกาอ่านหนังสือดั้งเดิมตั้งสมมติฐานว่าเด็กฟังผ่านลำโพงเสมอ ซึ่งใช้ได้ในห้องเรียน แต่ล้มเหลวในสามสถานการณ์ที่พบบ่อย:

  1. ห้องสมุดที่เสียงจากลำโพงรบกวนผู้อ่านท่านอื่น
  2. เด็กที่มีความไวทางการได้ยินและต้องการฟังเสียงแนบหู
  3. ห้องเรียน ESL ที่ครูต้องการให้นักเรียนฟังโดยไม่กระจายเสียงออกมา

การเพิ่มแจ็คหูฟัง 3.5 มม. เป็นคำตอบที่ชัดเจน แต่หูฟังเป็นอันตรายจากการสำลักสำหรับเด็กอายุต่ำกว่า 3 ขวบ พันกันง่าย และเสียหายง่าย เซ็นเซอร์ตรวจจับระยะใกล้ที่ขับเคลื่อนหูฟังช่วยให้ปากกาส่งเสียงเป็นส่วนตัวได้โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์เสริมใด ๆ

2. สถาปัตยกรรมเซ็นเซอร์: VCSEL + โฟโตไดโอดพร้อมเอาต์พุต I2C

เราใช้โมดูลขนาด 3.0 มม. × 2.0 มม. × 1.0 มม. ซึ่งประกอบด้วยตัวส่งสัญญาณเลเซอร์แนวตั้ง-โพรง-อิมิตเตอร์ (VCSEL) ความยาวคลื่น 940 นาโนเมตร และโฟโตไดโอดที่จับคู่กันพร้อมอนาล็อกฟรอนต์เอนด์ในตัว VCSEL ปล่อยกำลังทางแสง 1.8 มิลลิวัตต์ใน 16 พัลส์ต่อรอบการวัด โฟโตไดโอดจะรวมสัญญาณสะท้อนข้ามหน้าต่าง 8 ไมโครวินาที

เอาต์พุต I2C รายงานค่าระยะใกล้ 12 บิต ตั้งแต่ 0 (ไม่มีวัตถุ) ถึง 4,095 (วัตถุอยู่ใกล้มาก) ระยะถูกปรับเทียบจากโรงงานที่ 50 มม. พร้อมแถบป้องกัน 5 มม.

พารามิเตอร์ ค่า หมายเหตุ
ความยาวคลื่น 940 นาโนเมตร อินฟราเรด invisible ปลอดภัยต่อดวงตา Class 1
จำนวนพัลส์ 16 ต่อการวัด
ความกว้างพัลส์ 8 ไมโครวินาที
กระแสสูงสุด 18 มิลลิแอมป์ ระหว่างการระเบิดของการวัด
กระแสไม่ทำงาน 1.2 ไมโครแอมป์
อัตราการวัด 30 Hz ทริกเกอร์โดย MCU
ระยะ 5-80 มม.
ความละเอียด 12 บิต 0.02 มม. ทั่วไป

เซ็นเซอร์ถูกวางตำแหน่งบนด้านหน้าของปากกา โดยอยู่เหนือ OLED indicator 12 มม. และอยู่ทางขวาของเลนส์กล้อง 8 มม. หน้าต่างออปติคัลเป็นชิ้นส่วนโพลีคาร์บอเนตชิ้นเดียวกับที่ใช้สำหรับเซ็นเซอร์วัดแสงโดยรอบ (ดู TC-093 ปากกาอ่านหนังสือ เซ็นเซอร์วัดแสงรอบข้างและการปรับความสว่างอัตโนมัติ).

3. อัลกอริทึมตรวจจับหู

ค่าระยะใกล้ดิบมีสัญญาณรบกวน เนื่องจากเซ็นเซอร์รับการสะท้อนจากฝาปากกา มือเด็ก และวัตถุใกล้เคียง เราใช้อัลกอริทึมสามขั้นตอน:

  1. ตัวกรองค่ามัธยฐาน ข้ามตัวอย่าง 5 ตัวอย่าง (ขจัดสไปก์ของตัวอย่างเดียวจากนิ้วที่ผ่านไป)
  2. การทดสอบการสะท้อนของผิวหนัง — อัลกอริทึมจะตรวจสอบอัตราส่วนการสะท้อน IR ที่ระยะใกล้เทียบกับการสะท้อน IR ที่ระยะ 60 มม. ผิวหนังมนุษย์มีเส้นโค้งการสะท้อน IR เฉพาะเนื่องจากการกระเจิงของเลือดใต้ผิวหนัง
  3. การล็อกชั่วคราว — เมื่อโหมดหูถูกทริกเกอร์ อัลกอริทึมจะล็อกเป็นเวลา 1.2 วินาที เพื่อหลีกเลี่ยงการสลับอย่างรวดเร็วเมื่อปากกาถูกถือใกล้หูแต่สั่น

การทดสอบการสะท้อนของผิวหนังช่วยลดการทริกเกอร์ผิดพลาดลง 96% เมื่อเทียบกับตัวตรวจจับแบบธรธรรมดา เราวัดอัตราการทริกเกอร์ผิดพลาดที่ 0.4% จากการจำลองการเคลื่อนไหวของมือ 12,000 ครั้งในห้องปฏิบัติการของเรา ลดลงจาก 11.2% ในอัลกอริทึมแบบธรธรรมดาเดิมที่จัดส่งในเฟิร์มแวร์ 1.4.x

สำหรับผู้ซื้อ private-label ที่ต้องการปิดการตรวจจับหู — เช่น ปากกาอ่านหนังสือโหมด kiosk ในพิพิธภัณฑ์ — ฟีเจอร์นี้ถูกควบคุมโดยแฟล็กเวลาคอมไพล์และบิตการกำหนดค่ารันไทม์ เราสามารถจัดส่งปากกาที่มีฮาร์ดแวร์เซ็นเซอร์อยู่แต่ปิดอัลกอริทึมได้ โดยมีต้นทุนเพิ่ม 0.04 ดอลลาร์ใน BOM

4. การสลับเส้นทางเสียงและการสลับเครื่องขยาย Class-D

ปากกาอ่านหนังสือมีเครื่องขยายเสียง Class-D (ดู TC-024 ปากกาอ่านหนังสือ การออกแบบแอมปลิไฟเออร์เสียงคลาส D) ขับเคลื่อนเอาต์พุตสองช่อง:

  1. ลำโพง firing ด้านหลัง 1.5 วัตต์ สำหรับการฟังบนโต๊ะ
  2. หูฟัง firing ด้านหน้า 120 มิลลิวัตต์ สำหรับโหมดฟังแนบหู

เมื่อโหมดหูถูกทริกเกอร์ เฟิร์มแวร์จะดำเนินการสี่อย่างภายใน 86 มิลลิวินาที:

  1. ตั้งค่าเอาต์พุต audio codec ไปยังเส้นทางหูฟัง
  2. ลดระดับเสียงจากโค้งลำโพง (สูงสุด 1.5 วัตต์ ที่ 4 โอห์ม) ไปยังโค้งหูฟัง (สูงสุด 120 มิลลิวัตต์ ที่ 32 โอห์ม)
  3. ปิดเสียงเครื่องขยายลำโพงโดยการยืนยันขา MUTE
  4. ใช้ตัวกรองเชิงพื้นที่แบบ HRTF เพื่อชดเชยการตอบสนองความถี่ของหูฟังชิ้นเล็ก

เวลาแฝงจากต้นทางถึงปลายทาง ตั้งแต่ "ปากกาแนบหู" ไปจนถึง "เสียงดังที่หูฟัง" อยู่ที่ 86 มิลลิวินาที ซึ่งเร็วกว่าเวลาแฝง 110 มิลลิวินาทีของดีไซน์เดิมถึง 22.4% ที่ใช้ปุ่มปิดเสียงฮาร์ดแวร์ควบคุมวงจรเสียง เราอธิบายว่าเวลาแฝงลดลงเพราะตัดปัญหาดีเบาซ์ดีเลย์และขั้นตอนกดปุ่มด้วยมือออกไป

เคล็ดลับสำหรับผู้ซื้อ:เวลาเทียบปากกาอ่านหนังสือของคู่แข่ง ให้ขอดูค่าเวลาแฝงในการตรวจจับหูเป็นมิลลิวินาที ค่าที่เกิน 150 มิลลิวินาทีจะรู้สึกหน่วงสำหรับเด็กและทำให้รู้สึกว่าเสียง "มีปัญหา"

Reading pen concept photo with audio waves emanating from the sensor tip

5. การใช้พลังงานและผลกระทบต่อแบตเตอรี่

เซ็นเซอร์ตรวจจับระยะใช้กระแส 18 มิลลิแอมป์ระหว่างพัลส์วัด 8 ไมโครวินาที และ 1.2 ไมโครแอมป์ในสถานะพัก เมื่อวัดที่อัตรา 30 เฮิรตซ์ กระแสเฉลี่ยอยู่ที่ 1.8 ไมโครแอมป์จากราง 3.3 โวลต์ หรือ 6 ไมโครวัตต์อย่างต่อเนื่อง เทียบกับกระแสพักของแอมปลิไฟเออร์ลำโพงที่ 4 มิลลิแอมป์ เซ็นเซอร์ถือว่าน้อยมาก

อย่างไรก็ตาม เมื่อเปิดโหมดหูฟัง แอมปลิไฟเออร์จะดึงกระแส 24 มิลลิแอมป์แทนที่จะเป็น 4 มิลลิแอมป์ในโหมดพัก ดังนั้นการใช้พลังงานสุทธิเพิ่มขึ้น +18 มิลลิแอมป์ แต่ถูกหักล้างด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าโหมดหูฟังมักถูกเรียกใช้ในช่วงฟังส่วนตัวสั้น ๆ (2-5 นาที) ไม่ใช่ตลอดเซสชันการอ่าน ผลกระทบต่อแบตเตอรี่จึงอยู่ที่ +0.8% บน Q6 (900 มิลลิแอมป์ชั่วโมง, 6.5 ชั่วโมง) และ +0.5% บน L5 (1,200 มิลลิแอมป์ชั่วโมง, 8.5 ชั่วโมง)

6. สัญญาณรบกวนระหว่างเซ็นเซอร์กับตัวประมวลผลภาพกล้อง

VCSEL ของเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะแผ่รังสีที่ 940 นาโนเมตร ซึ่งอยู่นอกย่านแสงที่มองเห็นได้เพียงเล็กน้อย แต่อยู่ในกราฟความไวของเซ็นเซอร์ CMOS ของกล้อง OID (ดู TC-121 ปากกาอ่านหนังสือ ตัวประมวลผลสัญญาณภาพและ ISP ของกล้อง) หากไม่มีการประสานจังหวะ พัลส์ VCSEL จะสร้างจุดสว่างบนภาพ OID ที่จับได้

เราแก้ปัญหานี้ด้วยการจับมือทางฮาร์ดแวร์ เมื่อ ISP ของกล้องอยู่ในช่วงหน้าต่างเปิดรับแสง 16 ไมโครวินาที จะส่งสัญญาณ CAM_BUSY และเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะจะรอจนกว่า CAM_BUSY จะลงไปเป็น Low ก่อนจึงยิงพัลส์ VCSEL ต้นทุนเวลาแฝงอยู่ที่ไม่เกิน 16 ไมโครวินาทีต่อการวัด ซึ่งมองไม่เห็นได้ที่อัตราอัปเดต 30 เฮิรตซ์

สำหรับผู้ซื้อ OEM/ODM ที่นำเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะไปรวมในเลย์เอาต์ PCB แบบกำหนดเอง ร่องวงจรของ VCSEL ต้องล้อมรอบด้วยวงแหวนกราวด์ และเว้นระยะห่าง 5 มิลลิเมตรจากสายแพรกล้อง เรามีเลย์เอาต์ PCB อ้างอิงให้ในคู่มือการออกแบบฮาร์ดแวร์ OEM โดยไม่คิดค่าใช้จ่าย

7. การรับรอง EMC, ESD และความปลอดภัยดวงตา

โมดูลเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะได้รับเรทความปลอดภัยดวงตา Class 1 ตามมาตรฐาน IEC 60825-1 หมายความว่าปลอดภัยภายใต้เงื่อนไขการใช้งานปกติทั้งหมด รวมถึงการเผลอมองโดยตรง พลังงานต่อพัลส์อยู่ที่ 0.14 นาโนจูล ต่ำกว่าขีดจำกัด Class 1 ที่ 1 นาโนจูลที่ความยาวคลื่น 940 นาโนเมตรอย่างชัดเจน

การรับรอง EMC ตามมาตรฐาน EN 55032 และ FCC Part 15 ไม่พบการแผ่รังสีที่วัดได้เกินพื้นระดับสัญญาณรบกวนของเครื่องรับสัญญาณทดสอบ เพราะพลังงานรวมต่อวินาทีของพัลส์ต่ำกว่า 9 กิโลเฮิรตซ์ การรับรอง ESD ตามมาตรฐาน IEC 61000-4-2 ที่ ±8 กิโลโวลต์แบบสัมผัสและ ±15 กิโลโวลต์แบบอากาศ ไม่พบเหตุล็อกตัวหรือความเสียหายถาวรในการทดสอบ 100 รอบต่อขั้ว

สำหรับตลาดสหภาพยุโรป สหราชอาณาจักร และออสเตรเลีย โมดูลเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะได้รับการครอบคลุมภายใต้เทคนิคไฟล์ CE-RED, UKCA และ RCM ที่เราดูแลอยู่แล้วสำหรับรุ่น Q6, Q8, L5 และ T2 จึงไม่จำเป็นต้องยื่นคำรับรองเพิ่มเติมสำหรับเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะโดยเฉพาะ

8. ข้อมูลสมรรถนะภาคสนามจาก 47 ประเทศ

เราติดตั้งระบบเก็บข้อมูลเทเลเมทรีเพิ่มเติมในปากกาผลิตภัณฑ์ 1,200 ด้าม (ดู TC-077 ปากกาอ่านหนังสือ การเก็บล็อกและระบบเทเลเมทรี) และบันทึกการทริกเกอร์โหมดหูฟังตลอดช่วงเวลา 90 วัน

ภูมิภาค จำนวนการทริกเกอร์ต่อปากกาต่อวัน อัตราทริกเกอร์ผิดพลาด ผลกระทบต่อแบตเตอรี่
อเมริกาเหนือ 1.4 0.3% +0.7%
สหภาพยุโรป + สหราชอาณาจักร 2.1 0.4% +0.9%
GCC 0.8 0.2% +0.4%
เอเชียตะวันออกเฉียงใต้ 0.5 0.6% +0.3%
แอฟริกาใต้สะฮารา 0.3 0.5% +0.2%

ภูมิภาค GCC มีการใช้โหมดหูฟังน้อยกว่า เนื่องจากกิจกรรมการอ่านมักจัดเป็นกลุ่มในห้องเรียน ขณะที่ EU มีการใช้งานสูงกว่าเพราะบริบทของห้องสมุดและห้องอ่านหนังสือเงียบ อัตราทริกเกอร์ผิดพลาดอยู่ต่ำกว่า 0.6% ในทุกภูมิภาค ซึ่งยืนยันความถูกต้องของอัลกอริทึมการสะท้อนแสงบนผิวหนัง

9. ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยในการออกแบบเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะของปากกาอ่านหนังสือ

ข้อผิดพลาดสี่ประการที่มักพบในปากกาอ่านหนังสือ OEM ราคาประหยัด:

  1. ใช้วงจรที่มีเพียงโฟโตไดโอดโดยไม่มีตัวปล่อย IR ทำให้รับ IR จากสภาพแวดล้อม (แสงแดด หลอดไส้) และเกิดการทริกเกอร์ผิดพลาดอย่างต่อเนื่อง
  2. ติดตั้งเซ็นเซอร์ไว้หลังจอแสดงผล OLED สารเคลือบตัวกรอง IR ของจอจะลดทอนสัญญาณตรวจจับระยะลง 40-40 dB
  3. ข้ามการทดสอบการสะท้อนแสงบนผิวหนัง ตัวตรวจจับแบบธรรมดาที่ใช้ค่าเกณฑ์จะทริกเกอร์กับวัตถุใกล้เคียงใดๆ รวมถึงสมุดจดหรือพื้นโต๊ะ
  4. ลืมเรื่องการรบกวนสัญญาณระหว่างพัลส์ VCSEL กับกล้อง ทำให้เกิดจุดสว่างรบกวนในภาพ OID ที่จับได้และลดความแม่นยำของ OCR (ดู TC-127 ปากกาอ่านหนังสือ เอนจิน OCR เทียบกับ OCR แบบดีพเลิร์นนิง).

10. การปรับแต่ง OEM และ NRE

สำหรับโครงการแบรนด์ส่วนตัว จุดสัมผังการปรับแต่งเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะมีดังนี้:

  • ปิดโหมดหูฟังทั้งหมด (แฟล็กขณะคอมไพล์, NRE $0)
  • ระยะตรวจจับแบบกำหนดเอง (30 mm แทน 50 mm สำหรับรุ่นดูแลผู้สูงอายุ NRE $400)
  • ค่าเกณฑ์ทริกเกอร์ผิดพลาดแบบกำหนดเอง (ปรับตามตลาด รวมอยู่ใน NRE มาตรฐาน 3,000 ชิ้น)
  • เพิ่มปุ่มสั่งการด้วยตนเองสำหรับผู้ปกครองที่ต้องการปิดโหมดหูขณะใช้งาน (NRE $300 สำหรับเฟิร์มแวร์ + การเปลี่ยนเครื่องมือเพื่อเพิ่มปุ่มพิเศษ)

ระยะเวลาผลิตสำหรับการสร้างเซ็นเซอร์ตรวจจับแบบกำหนดเองคือ 25 วัน เท่ากับระยะเวลา OEM มาตรฐานของเรา ปริมาณการสั่งซื้อขั้นต่ำคือ 3,000 ด้ามสำหรับผู้ซื้อสินค้า private-label และ 5,000 ด้ามสำหรับผู้ซื้อที่ต้องการสีพลาสติกแบบกำหนดเองเพิ่มเติม

เซ็นเซอร์ตรวจจับระยะเป็นฟีเจอร์ที่ผู้ปกครองจะไม่สังเกตเห็นจนกว่าจะได้ลองใช้ แล้วพวกเขาจะไม่อยากกลับไปใช้แบบเดิม ปากกาอ่านหนังสือที่รู้ว่าเมื่อใดที่เด็กยกขึ้นแนบหู ที่เปลี่ยนเส้นทางเสียงอย่างเงียบๆ ที่ปกป้องหูเล็กๆ จากเสียงดังเต็มระดับ — นั่นคือความแตกต่างระหว่างสินค้าทั่วไปกับแบรนด์ที่ครอบครัวจะเก็บไว้บนโต๊ะข้างเตียงนานถึงสามปี

ขอใบเสนอราคา — รับการตอบกลับจากโรงงานอย่างรวดเร็ว

คำถามที่พบบ่อย

บทความที่เกี่ยวข้อง

CTA: ต้องการการส่งสัญญาณเสียงตรวจจับหูในปากกาอ่านหนังสือ private-label ของคุณหรือไม่? ขอใบเสนอราคา แล้วเราจะส่งเอกสารสรุปการผสานเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะ 5 หน้าคืนให้ภายใน 24 ชั่วโมง เปรียบเทียบตัวเลือกคุณภาพเสียงได้ที่ TC-024 ปากกาอ่านหนังสือ การออกแบบแอมปลิไฟเออร์เสียงคลาส D.

13. ข้อมูลการสอบเทียบภาคสนาม ความหน่วงในการตรวจจับหู และการส่งสัญญาณเสียง

จากหน่วยที่ติดตั้งใช้งานกว่า 47,000 ด้ามใน 47 ประเทศ ลูปการตรวจจับหูด้วยเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะบน L5, Q8, T2, Y6 (พร้อม AMS TMD3720 IR + photodiode) ได้บันทึกเหตุการณ์การแนบหู/ถอดหูกว่า 9.4 ล้านครั้ง ด้วยอัตราการรู้จำสำเร็จครั้งแรก 99.2 เปอร์เซ็นต์ที่ช่องว่างผิวหนัง 2 mm เกรด lite บน B1, B2, F8, K7, KF1, Q6 (พร้อม Vishay VCNL36828S) ทำได้ 97.6 เปอร์เซ็นต์ที่ช่องว่างเดียวกัน ขณะที่รุ่นเริ่มต้น P2 จัดส่งโดยไม่มีเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะ และใช้การสลับปิดเสียงด้วยซอฟต์แวร์เท่านั้น อัลกอริทึมเดียวกันนี้รองรับแฟล็กคอมไพล์โหมดคีออสก์ที่ผู้ซื้อสามารถร้องขอสำหรับโปรแกรมการอ่านในพิพิธภัณฑ์และสนามบิน

13.1 ความหน่วงในการตรวจจับเทียบกับช่องว่างผิวหนัง

แผนภูมิด้านล่างแสดงค่ามัธยฐานของความหน่วงการตรวจจับการแนบหูตั้งแต่เซ็นเซอร์ตรวจจับระยะใกล้ผิวหนังจนถึงการแจ้งเตือน SYS_EAR_ON GATT ข้ามตระกูลเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะสามตระกูลและช่องว่างตัวแทนสามค่า ค่าจากการทดสอบ 1,800 ครั้งที่อุณหภูมิ 23°C และความชื้นสัมพัทธ์ 55 เปอร์เซ็นต์บนปากกาผลิตจริงที่ใช้เฟิร์มแวร์ GA

Ear-On Detection Latency (ms, n = 1,800)

13.2 ตารางเลือกเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะตามรุ่น

ตารางด้านล่างจับคู่เซ็นเซอร์ตรวจจับระยะแต่ละตัวกับรุ่นปากกาผลิตจริงที่ใช้ กระแสไฟทั่วไป อัตราการสุ่มตัวอย่าง I²C และความยาวคลื่นตัวปล่อย IR เซ็นเซอร์ตรวจจับระยะทั้งหมดใช้ลอจิกเกณฑ์ฝั่งเฟิร์มแวร์เดียวกันและดีบาวซ์ 18 ms เดียวกัน

รุ่น ชิ้นส่วนเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะ ความยาวคลื่น IR กระแสทำงาน อัตราการสุ่มตัวอย่าง ช่องว่างผิวหนัง
L5 TMD3720 940 nm 130 µA 20 Hz 2-10 mm
Q8 TMD3720 940 nm 130 µA 20 Hz 2-10 mm
T2 TMD3720 940 nm 130 µA 20 Hz 2-10 mm
Y6 TMD3720 940 nm 130 µA 20 Hz 2-10 mm
Q6 VCNL36828S 940 nm 90 µA 15 Hz 2-8 mm
B1 VCNL36828S 940 nm 90 µA 15 Hz 2-8 mm
B2 VCNL36828S 940 nm 90 µA 15 Hz 2-8 mm
F8 VCNL36828S 940 nm 90 µA 15 Hz 2-8 mm
K7 VCNL36828S 940 nm 90 µA 15 Hz 2-8 mm
KF1 VCNL36828S 940 nm 90 µA 15 Hz 2-8 mm
P2 ไม่มี n/a 0 µA n/a n/a

13.3 กฎการตัดสินใจของผู้ซื้อ

เคล็ดลับสำหรับผู้ซื้อ: หากโปรแกรมการอ่านของคุณเป็นแอปนิทานก่อนนอนที่ปากกาอยู่ข้างหูเด็กประมาณ 5-10 นาทีต่อครั้ง รุ่น L5 / Q8 / T2 / Y6 ที่ใช้ TMD3720 เป็นระดับเดียวที่รักษาค่า latency 24 ms ที่ระยะห่างจากผิวหนัง 2 mm และ 92 ms ที่ 10 mm ขณะที่รุ่นระดับกลาง VCNL36828S เพิ่มขึ้นเป็น 86 ms ที่ 5 mm และ 220 ms ที่ 10 mm ซึ่งถือเป็นเกณฑ์ที่ผู้ปกครองสามารถได้ยินเสียงดีเลย์ 1-2 คำก่อนที่การเล่นเสียงจะเริ่มต้น

13.4 ขอบเขตการรับรองของบล็อกเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะ

ตัวปล่อย IR ภายใน TMD3720 และ VCNL36828S ทำงานที่ 940 nm และจัดอยู่ในผลิตภัณฑ์ LED Class 1 ภายใต้มาตรฐาน IEC 62471 ซึ่งต่ำกว่าค่า MPE ด้านความปลอดภัยต่อดวงตาอย่างมาก บล็อกเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะได้รับการครอบคลุมภายใต้การรับรอง CE-RED, FCC Part 15, UKCA-RER, RCM, KC, MIC และ ISED RSS-247 ที่มีอยู่ ส่วนมาตรฐาน EN 71-1/-2/-3, ASTM F963-17, CPSIA, RoHS 2.0, REACH และ PROP 65 ครอบคลุมตัวเครื่อง ขณะที่ GCC (SFDA), ESMA (UAE), SNI (อินโดนีเซีย), NOM (เม็กซิโก) และ INMETRO (บราซิล) ขยายขอบเขตการรับรองข้ามเขตอำนาจสำหรับลูกค้าผู้นำเข้า ทุกล็อตมาพร้อมรายงานการตรวจสอบประเภท Type Examination Report จำนวน 38 หน้า และการแมปหมายเลขซีเรียลรายเครื่องกับเอกสาร QA ในฐานการผลิตทั้งสองแห่งของเรา

13.5 การอ้างอิงภายในและเส้นทางการอ่าน

สำหรับแอมป์ Class D ที่บล็อกเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะสั่งการเข้าสู่โหมดปิดเสียง / เปิดเสียง โปรดดูที่ การออกแบบแอมปลิไฟเออร์เสียงคลาส D สำหรับปากกาอ่านหนังสือ สำหรับไมโครโฟน MEMS ที่จับคู่กับเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะสำหรับการตรวจจับเสียงพูดในหู โปรดดูที่ ไมโครโฟน MEMS และการตัดเสียงรบกวนสำหรับปากกาอ่านหนังสือ สำหรับไปป์ไลน์อัตราการพูด / ระดับเสียงที่เหตุการณ์ตรวจจับระยะเร่งให้เร็วขึ้น โปรดดูที่ การควบคุมอัตราการพูดและระดับเสียงของปากกาอ่านหนังสือ สำหรับ AGC ที่ป้องกันไม่ให้เสียงที่ทริกเกอร์โดยเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะเกิดคลิป โปรดดูที่ AGC และการควบคุมเกนอัตโนมัติของปากกาอ่านหนังสือ สำหรับด้านผู้ผลิตของโปรแกรม โปรดดูที่ ปากกาอ่านหนังสือแบรนด์ส่วนตัว และ ขอใบเสนอราคาปากกาอ่านหนังสือ.

คำกระตุ้น: ต้องการเส้นทางเสียงตรวจจับหูหรือแฟล็กคอมไพล์โหมดคีออสก์สำหรับปากกาอ่านหนังสือแบรนด์ของคุณหรือไม่? ขอใบเสนอราคา โดยระบุคำว่า "EAR-DETECT" แล้วเราจะส่งคืนเอกสารสรุปเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะ 5 หน้า (การเลือกชิ้นส่วน, การดีบาวน์ซ์, latency, เส้นทางปิดเสียง) และใบเสนอราคาการรวมเฟิร์มแวร์แบบราคาคงที่ภายใน 24 ชั่วโมง ปากกาสี Neutral พร้อมส่งมี MOQ 500 พร้อมระยะเวลาจัดส่ง 5 วัน เฟิร์มแวร์ตรวจจับหูแบบกำหนดเองมี MOQ 3,000 พร้อมระยะเวลาการรวมเฟิร์มแวร์ 4 สัปดาห์

13.6 อัตราการปลุกผิดพลาดเทียบกับรอบการทำงานของตัวปล่อย IR

แผนภูมิที่สองแสดงความสัมพันธ์ระหว่างรอบการทำงานของตัวปล่อย IR (ร้อยละของหน้าต่างการสำรวจ 100 ms ที่ LED 940 nm ปล่อยแสงจริง ๆ) กับอัตราการปลุกผิดพลาดบนโต๊ะที่เงียบสงบ รอบการทำงานที่สูงขึ้นจะให้สัญญาณสะท้อนกลับที่แรงขึ้นและค่า latency 18 ms ที่แน่นขึ้น แต่จะสิ้นเปลืองแบตเตอรี่มากขึ้นและสร้าง IR เร่งรอดที่อาจรั่วเข้าไปในเซ็นเซอร์กล้องที่อยู่ติดกัน

Proximity False-Wake Rate vs IR Emitter Duty Cycle

แผนภูมินี้อธิบายว่าทำไมเราจึงใช้ IC ตรวจจับระยะ 3 รุ่นใน 11 โมเดล: LTR-559 มีอัตราการปลุกผิดพลาดต่ำที่สุด แต่ที่รอบการทำงาน 5 เปอร์เซ็นต์ ค่า latency 18 ms จะยืดออกเป็น 32 ms อย่างเชื่องช้าในรุ่น K7 \/ KF1 ซึ่งแอปหลักรับรู้ว่าเป็นดีเลย์ 14 ms ก่อนที่เกตเสียงจะเปิด VCNL36828S ในรุ่น Q6 \/ Q8 ควบคุมการปลุกผิดพลาดให้ต่ำกว่า 1.8 เปอร์เซ็นต์ได้แม้ที่รอบการทำงาน 30 เปอร์เซ็นต์ แต่ตัวปล่อยที่แรงขึ้นจะทำให้ IR รั่วเล็กน้อยซึ่งต้องหักออกจากฮิสโตแกรมช่องสีแดงของเซ็นเซอร์กล้องในเฟิร์มแวร์ TMD3720 อยู่ตรงกลางและเป็นค่าเริ่มต้นในรุ่น L5 \/ T2 \/ Y6 ซึ่งต้องสมดุลระหว่าง latency ในการตรวจจับหูกับการรั่วของ IR

Frequently Asked Questions

พร็อกซิมิตี้เซ็นเซอร์ของปากกาอ่านหนังสือตรวจจับการแนบหูได้เร็วแค่ไหน
ค่าความหน่วงแฝงจากปากกาแนบหูไปจนถึงเสียงส่งไปยังหูฟังอยู่ที่ 86 มิลลิวินาทีในรุ่น Q6 (เฟิร์มแวร์ 3.3.1), 92 มิลลิวินาทีในรุ่น Q8 (เฟิร์มแวร์ 3.3.1) และ 102 มิลลิวินาทีในรุ่น L5 (เฟิร์มแวร์ 4.2.0) ซึ่งเร็วกว่าดีไซน์แบบกดปุ่มเดิมที่มีความหน่วงแฝง 110 มิลลิวินาทีถึง 22.4%
พร็อกซิมิตี้เซ็นเซอร์สามารถทำงานผิดพลาดเมื่ออยู่ใกล้สมุดโน้ตหรือพื้นโต๊ะได้หรือไม่
ไม่ได้ เราใช้อัลกอริทึม 3 ขั้นตอน (ฟิลเตอร์ค่ามัธยฐาน การทดสอบอัตราส่วนการสะท้อนแสงของผิวหนัง และการล็อกเอาต์เชิงเวลา) ซึ่งลดการทริกเกอร์ผิดพลาดลงเหลือ 0.4% จากการทดสอบการเคลื่อนไหวของมือจำลอง 12,000 ครั้ง ขณะที่ตัวตรวจจับแบบใช้ค่าขีดแบ่งอย่างง่ายมีอัตราทริกเกอร์ผิดพลาด 11.2% ในการทดสอบเดียวกัน
พร็อกซิมิตี้เซ็นเซอร์ของปากกาอ่านหนังสือส่งผลต่อภาพจากกล้อง OID หรือไม่
พัลส์ VCSEL ที่ความยาวคลื่น 940 นาโนเมตรอาจรั่วเข้าสู่เซ็นเซอร์กล้องได้หากไม่มีการประสานจังหวะกัน เราแก้ปัญหานี้ด้วยการจับมือทางฮาร์ดแวร์ กล่าวคือกล้องจะส่งสัญญาณไม่ว่างระหว่างการเปิดรับแสง และ VCSEL จะรอสูงสุด 16 ไมโครวินาที ซึ่งขจัดสัญญาณรบกวนในภาพ OID ที่จับได้ และรักษาความแม่นยำ OCR ไว้ที่ 99.4% ในรุ่น Q8
พร็อกซิมิตี้เซ็นเซอร์นี้จัดอยู่ในระดับความปลอดภัยต่อดวงตาประเภทใด
โมดูล VCSEL ความยาวคลื่น 940 นาโนเมตรจัดอยู่ในระดับ Class 1 ปลอดภัยต่อดวงตาตามมาตรฐาน IEC 60825-1 พลังงานต่อพัลส์อยู่ที่ 0.14 นาโนจูล ซึ่งต่ำกว่าขีดจำกัด Class 1 ที่ 1 นาโนจูลอย่างมาก โมดูลนี้ปลอดภัยภายใต้สภาวะการใช้งานปกติทุกรูปแบบ รวมถึงกรณีที่เด็กมองเข้าไปโดยตรงโดยไม่ตั้งใจ
สามารถปิดพร็อกซิมิตี้เซ็นเซอร์สำหรับปากกาอ่านหนังสือในคีออสก์หรือพิพิธภัณฑ์ได้หรือไม่
ได้ เราสามารถจัดส่งปากกาโดยยังคงติดตั้งฮาร์ดแวร์เซ็นเซอร์ไว้ แต่ปิดอัลกอริทึมตรวจจับหูผ่านคอมไพล์แฟล็กระหว่างการคอมไพล์ ต้นทุนฮาร์ดแวร์เพิ่มเติมใน BOM อยู่ที่ 0.04 ดอลลาร์สหรัฐ และไม่มีค่า NRE ของเฟิร์มแวร์สำหรับคอนฟิกูเรชันนี้ ขั้นต่ำในการสั่งซื้อคือคอนฟิกสต็อกมาตรฐาน 500 เครื่อง หรือ MOQ สำหรับแบรนด์ส่วนตัว 3,000 เครื่อง
ตะกร้าสินค้าของคุณ
ประสบการณ์การใช้งานเว็บไซต์ของคุณจะดีขึ้นเมื่ออนุญาตให้ใช้คุกกี้ นโยบายคุกกี้
Chat on WhatsApp