多年來,蘋果已經為智能戒指和「手指設備」申請了多項專利。手指設備有朝一日可能會與智能眼鏡、iPhone、iPad、MacBook、電視、顯示器和/或 iMac 配合使用。
近日,美國專利商標局正式授予蘋果一項名為「帶接近傳感器的手指設備」的專利。
蘋果的專利涵蓋了一個系統,該系統可能包括一個或多個從用戶手指收集輸入的手指設備。該系統可以包括控制電路,其基於與手指設備收集的輸入向電子設備發送控制信號。
手指設備可能包括一個或多個接近傳感器,用於測量到用戶手指的距離。接近傳感器可以是光學接近傳感器,例如具有雷射和光電二極體的自混合干涉光學接近傳感器。
接近傳感器可能具有亞微米級的解析度,並可配置為檢測用戶手指皮膚在拇指、表面和/或其他手指移動時的極小移動。接近傳感器可以測量接近傳感器與靠在用戶手指側面的柔性膜之間的距離變化。
自混合式近距離傳感器可以具有相干或部分相干的電磁輻射源。例如,輻射源可以是相干光源,如紅外垂直腔面發射雷射器、量子級聯雷射器或其他雷射器。自混合接近傳感器還可以具有光檢測器,如光電二極體和/或其他電磁輻射敏感元件。光電二極體可以與雷射器堆疊和/或可以是位於雷射腔內的腔內光電二極體。
控制電路可以調製雷射偏置電流信號,以產生對應於自混合接近傳感器與用戶手指(或靠在用戶手指上的柔性膜)之間的絕對距離的目標距離測量值。這種調製可以檢測用戶手指(或靠在用戶手指上的柔性薄膜)的相對位移。
蘋果專利圖 31 是說明性手指設備的側視圖,該設備具有沿指尖後端向下延伸的側外殼部分,並且沿手指側面具有不同高度的接近傳感器;圖 32 是示意性手指裝置的側視圖,該裝置具有一個遠離指尖後端的彎曲側外殼部分。
除了關鍵的接近傳感器之外,蘋果指出,手指設備上可能會使用其他傳感器,這可能會暗示隨著時間的推移為不同的設備提供不同的手指設備。
這些傳感器包括:力傳感器(如應變計、電容式力傳感器、電阻式力傳感器等)、音頻傳感器(如麥克風)、觸摸和/或接近傳感器(如電容式傳感器)、光學傳感器(如發射和檢測光的光學傳感器)、超聲波傳感器(如用於追蹤手指方向和位置的超聲波傳感器)、或其他觸摸傳感器和/或接近傳感器、單色和彩色環境光傳感器、圖像傳感器、用於檢測位置、方向和/或運動的傳感器(例如加速度傳感器、磁傳感器、光傳感器和/或近距離傳感器)、加速度傳感器、磁傳感器(如羅盤傳感器)、陀螺儀和/或包含部分或全部這些傳感器的慣性測量單元)。
以及用於檢測手指動作的肌肉活動傳感器(EMG)、射頻傳感器、深度傳感器(如結構光傳感器和/或深度傳感器,包括結構光傳感器和/或基於立體成像設備的深度傳感器)、光學傳感器(如自混合傳感器和光探測與測距傳感器,用於收集飛行時間測量數據)、光學傳感器(如視覺里程測量傳感器,用於收集位置和/或方位資訊,該傳感器使用攝影機中的數字圖像傳感器收集的圖像)、凝視追蹤傳感器、具有數字圖像傳感器的可見光和/或紅外攝影機、濕度傳感器和/或其他傳感器。
在其他安排中,手指設備可以使用傳感器和/或其他輸入輸出設備來收集用戶輸入(例如,按鈕可用於收集按鈕按下輸入,重疊於顯示屏的觸摸傳感器可用於收集用戶觸摸屏輸入,觸摸板可用於收集觸摸輸入,麥克風可用於收集音頻輸入, 加速度計可用於監視手指接觸輸入表面時的情況,因此可用於收集手指按壓輸入等)。
如果需要,手指裝置可以包括旋轉按鈕(例如,手錶上的錶冠機構或手指裝置或其它合適的旋轉按鈕,其旋轉並且任選地可以按下以選擇感興趣的項目)。
蘋果進一步指出,還可以進行追蹤,包括從已知的身體部位方向(例如,手指方向)進行推斷,以產生其他身體部位的方向資訊(例如使用逆運動學估算的手腕和/或手臂方位)。如果需要,視覺測距傳感器可以包含在手指設備中。這些傳感器可以包括圖像傳感器,其收集手指設備周圍環境的圖像數據幀,並可用於測量圖像數據幀的位置、方向和/或運動。
如果需要,可以使用雷射雷達、面向多個方向的超聲波傳感器、射頻追蹤傳感器和/或其他手指設備追蹤裝置。
如果需要,用戶輸入可以包括與傳感器 #18(例如,接近傳感器、圖像傳感器、超聲波傳感器、射頻傳感器等)收集的空中手勢(有時稱為3D手勢或非接觸手勢)。