编译/VR陀螺

今天，美国专利商标局公布了苹果公司的一项专利申请，该专利涉及一个系统，该系统可能包括一个或多个具有U形外壳的手指设备，用于收集传感器输入并提供触觉输出。

据苹果公司称，手指设备可以包括一个带有加速度计的惯性测量单元，用于收集数字运动的信息，如手指敲击或自由空间的手指手势。手指设备可包括力传感器，用于收集手指设备和用户手指的法向力和剪切力的信息。手指装置可包括一个触觉输出装置，为用户的手指提供触觉输出，并可包括其他输出部件。

在一些安排中，手指装置可包括超声波传感器。超声波传感器可以有一个超声波信号发射器和一个相应的超声波信号检测器，配置成在通过用户的手指后检测超声波信号。一个二维超声波传感器可以捕捉用户指垫的超声波图像。超声波接近传感器可用于测量手指设备和外部表面之间的距离，光学传感器和其他传感器也可用在手指装置中。

一个或多个手指装置可从用户那里收集用户输入。用户可以在操作VR或MR设备（例如，头戴式设备，如眼镜、护目镜、头显或其他带有显示屏的设备）时使用手指设备。

例如，当用户正在触摸真实对象或虚拟对象时，触觉输出可以用于为用户的手指提供期望的纹理触觉。

手指设备可以佩戴在用户的任何或所有手指上（例如，食指、食指和拇指、用户的一只手上的三个手指、两只手上的一些或所有手指等）。为了提高用户与周围物体交互时的触摸灵敏度，手指装置可以有倒U形或其他配置，允许手指装置戴在用户指尖的顶部和两侧，而让用户的指垫暴露在外。这使得用户在使用过程中可以用手指的指垫部分触摸物体。

用户可以使用手指设备与任何合适的电子设备互动。例如，用户可以使用一个或多个手指设备与VR或MR系统（例如，带有显示屏的头戴式设备）互动，向台式电脑、平板电脑、移动电话、手表、耳机或其他配件提供输入，或与其他电子设备互动。

图源：patentlyapple

苹果公司的专利图4是一个说明性的手指设备的透视图；图6是具有形成竖直延伸臂的竖直狭缝的说明性手指设备透视图。

苹果公司的专利图7是一个说明性手指设备的截面侧视图，该装置具有凹槽和凹槽中的传感器；图18是一个说明性的二维超声波传感器阵列的透视图，该传感器用于二维超声波成像传感器。

图源：patentlyapple

苹果公司的专利图14是一个说明性的手指设备前视图，该装置有一个向下的超声波传感器，其角度与手指设备的纵轴垂直；图15是一个说明性的手指设备侧视图，该设备有一个向前的超声波传感器，安装在外壳延伸部分，并被配置为在与手指设备的纵轴平行的方向发射超声波信号。

图源：patentlyapple

苹果公司的专利图21是一个说明性手指设备的透视图，该设备具有弯曲的后缘和锥形的弯臂；最后，图22是一个说明性手指设备的侧视图，该设备在弯曲的手指上使用时具有弯曲的后缘。

苹果公司自2019年以来一直在研究这项发明，现在其对这项发明进行了更新，提出了20项新的专利要求，旨在更好地保护这项发明。以下是这20项新专利权利要求中的10项：

• 一种被配置为佩戴在用户手指上的手指设备，包括：被配置为与手指耦合的外壳，其中外壳具有U形，其第一和第二对立面被配置为分别靠在手指的第一和第二对立面上；以及与外壳耦合的传感器，其中传感器被配置为产生显示手指的指垫表面是否与外部表面接触以及用户是否正在做手指手势的传感器数据，并且其中传感器被配置为检测指垫表面拖过外部表面的方向和力的大小。
• 其中，手指设备的传感器包括二维超声波成像传感器，其中，手指设备进一步包括触觉输出装置，其被配置为向手指提供触觉输出。
• 该手指设备包括安装在外壳第一侧的二维超声波传感器。
• 该手指设备进一步包括控制电路，被配置为：在手指移动时收集传感器数据；根据传感器数据检测手指手势；并根据手指手势向外部电子设备发送用户输入信号。
• 该手指设备包括由超声波信号发射器和超声波信号检测器组成的传感器。
• 该手指设备的超声波信号发射器被安装在第一侧，其中超声波信号检测器被安装在第二侧。
• 手指设备的外壳沿手指的纵向轴线延伸，其中传感器包括与第一侧耦合的超声波信号发射器，并配置为沿纵向轴线发射超声波信号。 
• 该手指设备的外壳沿手指的纵向轴线延伸，其中传感器包括与第一侧耦合的超声波信号发射器，并被配置为沿与纵向轴线垂直的方向发射超声波信号。
• 一种被配置为佩戴在用户手指上的手指设备将包括：U形外壳，其第一和第二部分被配置为分别靠在手指的第一和第二相对侧，而不覆盖手指的下指垫表面；应变仪电路，被配置为在U形外壳弯曲时接收应变测量值；以及控制电路，被配置为根据应变测量值检测手指手势并根据手指手势向头戴式设备发送控制信号，其中控制电路比较来自第一和第二应变仪的应变测量值以确定手指在外部表面横向拖动的力和方向。
• 该手指设备进一步包括一个与U形外壳耦合的触觉输出装置，其中控制电路被配置为在手指移动时从应变片电路收集应变测量值，并被配置为使用触觉输出装置向手指提供触觉输出。

要了解更多专利细节或查看其余的新专利权利要求，请查阅苹果的专利申请US 20230004231 A1。

来源：patentlyapple