近日，美國專利商標局公布了一項題為「具有自混合干涉式接近傳感器的手指設備」的專利申請。蘋果公司指出，手指設備的接近傳感器可能具有亞微米級的解析度，可以被配置為檢測用戶手指的微小運動，以實現觸摸和控制虛擬物體及其他方面的準確性。雖然手指設備的重點是將其作為未來 XR 頭顯的附件，但該發明可以適用於用手指設備控制 Mac、iPad、iPhone、電視和其他設備上的顯示屏。
在專利背景中，蘋果公司指出，電腦等電子設備可以用電腦鼠標和其他輸入配件來控制。在VR 系統中，力反饋手套可以用來控制虛擬物體。然而，諸如此類的設備對用戶來說可能並不方便，可能很麻煩或不舒服，或者可能提供不充分的反饋。蘋果公司的最新發明是為他們未來的 XR 頭顯提供一個卓越的反饋系統。
蘋果公司的發明涵蓋一個系統，該系統可包括一個或多個手指裝置，從用戶的手指收集輸入數據。該系統可包括控制電路，根據用手指設備收集的輸入數據向電子設備發送控制信號。
手指設備可以包括一個或多個接近傳感器，測量與用戶手指的距離。接近傳感器可以是一個光學接近傳感器，如具有雷射器和光電二極體的自混干涉光學接近傳感器。
接近傳感器可以具有亞微米級的解析度，可以被配置為檢測用戶手指的微小運動。近距離傳感器可以測量近距離傳感器與靠在用戶手指側面部分的柔性膜之間的距離變化。
自混式接近傳感器可以有一個相干的或部分相干的電磁輻射源。例如，輻射源可以是相干光源，如紅外垂直腔表面發射雷射器、量子級聯雷射器或其他雷射器。
自混式接近傳感器還可以有一個光檢測器，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在一起，和/或可以是位於雷射腔內的腔內光電二極體。在一些安排中，單個雷射驅動器可以使用時間多路復用來驅動多個自混式接近傳感器的雷射器。
自混式接近傳感器可以根據占空比來操作。插值和縫合可用於確定用戶手指的總位移，包括自混式接近傳感器的開啟期和關閉期。
用戶可以在操作 VR 或 MR 設備（例如頭戴式設備，如眼鏡、護目鏡、頭顯或其他帶有顯示屏的設備）和/或操作其他設備，如台式電腦、筆記本電腦、平板電腦、電視、Apple Watch 錶帶，包括在服裝中、車輛和其他電子設備的材料中使用手指裝置。
在操作過程中，手指設備可以收集用戶輸入數據，例如關於手指設備和周圍環境之間的互動資訊（例如，用戶的手指和環境之間的互動，包括手指運動和與為用戶顯示的虛擬內容相關的其他互動）。
用戶輸入數據可用於控制顯示器上的視覺輸出。相應的觸覺輸出可使用手指設備提供給用戶的手指。例如，在用戶觸摸真實物體或用戶觸摸虛擬物體時，觸覺輸出可為用戶的手指提供所需的紋理感覺。觸覺輸出也可用於創造制動器和其他觸覺效果。
手指裝置可以佩戴在用戶的任何或所有手指上（例如，食指、食指和拇指、用戶一隻手上的三個手指、兩隻手上的一些或所有手指等）。為了提高用戶與周圍物體互動時的觸摸靈敏度，手指裝置可以有倒 U 形或其他配置，允許手指裝置戴在用戶指尖的頂部和兩側，而讓用戶的指墊暴露在外。換句話說，纖維裝置並不覆蓋用戶的指墊表面，這使得用戶在使用過程中可以用手指的指墊部分觸摸物體。如果需要，手指裝置可以佩戴在用戶手指的指節上、指節之間，和/或用戶手指的其他部分上。
蘋果專利圖 1 是一個帶有手指裝置的說明性系統的示意圖；圖 2 是一個用戶的說明性手指的俯視圖，該手指裝置已經被放置在上面；圖 3 是一個用戶手指上的說明性手指裝置的橫截面側視圖。
蘋果專利圖 6A是一個說明性的自混合干涉測量接近傳感器的橫截面側視圖，該傳感器包括一個連接到剛性側壁的柔性膜。
蘋果專利圖 6B 是一個說明性的自混合干涉測量接近傳感器的橫截面側視圖，它包括一個連續的柔性膜。
蘋果專利圖 6C 是一個說明性的自混合干涉測量接近傳感器的橫截面側視圖，該傳感器包括連接到柔性側壁的剛性結構。
蘋果專利圖 6D 是一個說明性的自混合干涉測量接近傳感器的橫截面側視圖，該傳感器包括一個半剛性的懸臂結構。
蘋果專利圖 4A 是一個說明性的手指設備的橫截面側視圖，該設備在用戶的手指一側有一個自混合干涉測量接近傳感器。
蘋果專利圖 9 是說明性傳感電路的示意圖，可用於使用自混干涉式接近傳感器來確定位移。
蘋果專利圖 11 是一系列圖表，顯示了一個說明性的自混干涉式接近傳感器如何以占空比操作，並使用插值和縫合來計算總位移；圖 13 是一個示意圖，顯示了一個雷射驅動器如何使用時間多路復用操作多個自混干涉式接近傳感器。
