苹果为头戴式设备发明了U形手指配件设备，带有超声波传感器，可感应运动、空中手势等

近日，美国专利商标局公布了苹果公司的一项专利申请，涉及一种可能包括一个或多个带有U形外壳的手指设备，用于收集传感器输入数据并提供触觉输出。

根据苹果的说法，手指设备可能包括带有加速度计的惯性测量单元，用于收集有关手指轻敲或自由空间手指手势等图形运动的信息。手指设备可以包括用于收集关于手指设备和用户手指中的法向力和剪切力的信息的力传感器。手指设备可以包括触觉输出设备以向用户的手指提供触觉输出并且可以包括其他输出组件。

在一些设置中，手指设备可以包括超声波传感器。超声波传感器可以具有超声波信号发射器和相应的超声波信号检测器，配置为检测穿过用户手指后的超声波信号。二维超声波传感器可以捕获用户指腹的超声图像。超声波接近传感器可用于测量手指设备和外表面之间的距离。光学传感器和其他传感器也可以用在手指装置中。

一个或多个手指设备可以收集来自用户的用户输入。用户可以在操作虚拟现实或混合现实设备（例如，眼镜、眼罩、头盔或具有显示器的其他设备之类的头戴式设备）时使用手指设备。

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

手指设备可以佩戴在用户的任何手指或所有手指上。为了在用户与周围物体交互时增强用户触摸的灵敏度，手指设备可以具有倒U形或允许手指设备佩戴在用户指尖的顶部和侧面同时留下用户的指垫的其他配置裸露。这允许用户在使用期间用手指的指腹部分触摸物体。

用户可以使用手指设备与任何合适的电子设备进行交互。例如，用户可以使用一个或多个手指设备与虚拟现实或混合现实系统（例如，带显示器的头戴式设备）进行交互，以向台式计算机、平板电脑、手机、手表提供输入、与耳机及其他配件，或与其他电子设备互动。 

下面的图4是手指装置的透视图。图6是具有形成竖直延伸臂的竖直狭缝的手指装置的透视图。

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上面的图7是具有凹槽和凹槽中的传感器的手指装置的横截面侧视图。图18是用于二维超声成像传感器的二维超声传感器阵列的透视图。

下面的图14是具有向下指向的超声波传感器的手指设备的正视图，该超声波传感器垂直于手指设备的纵轴成角度。图15是示例性手指装置的侧视图，其具有安装在外壳延伸部中并配置成在平行于手指装置纵轴的方向上发射超声信号的前向超声波传感器。

上面的图16是手指装置的侧视图的示例，其中向前指向的超声波传感器安装在手指装置的上壳体壁部分上。

下图17是一对手指装置的正视图，是具有相互作用的部件，例如超声波信号发射器和检测器。图20是具有光学传感器的手指装置的前视图。

上面的图21是具有弯曲后缘和锥形弯曲臂的示例性手指装置的透视图。图22是在弯曲手指上使用期间具有弯曲后缘的手指装置的侧视图。

苹果自2019年以来一直致力于这项发明，现在已经更新了这项发明，新增了 20 项专利声明，旨在更好地保护这项发明。以下是20项新专利声明中的10项：

一种配置为佩戴在用户手指上的手指设备，包括：配置为耦合到手指的外壳，其中外壳具有U形，具有第一和第二相对侧，配置为分别搁置在手指的第一和第二相对侧上手指；传感器耦合到外壳，其中传感器被配置为产生指示手指的指腹表面是否与外表面接触以及用户是否正在做出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在外表面上拖动的方向和力的大小。

其中手指装置的传感器包括二维超声成像传感器，其中手指装置还包括被配置为向手指提供触觉输出的触觉输出装置。

手指装置包括安装在外壳的第一侧上的二维超声波传感器。

手指设备还包括控制电路，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；基于手指手势将用户输入信号发送到外部电子设备。

手指设备包括传感器，传感器包括超声信号发射器和超声信号检测器。

手指装置的超声波信号发射器安装在第一侧，其中超声波信号检测器安装在第二侧。

手指装置的外壳沿手指的纵轴延伸，并且其中传感器包括耦合到第一侧并被配置为沿纵轴发射超声波信号的超声波信号发射器。

手指装置的外壳沿手指的纵轴延伸，并且其中传感器包括超声信号发射器，该超声信号发射器耦合到第一侧并且被配置为沿垂直于纵轴的方向发射超声信号。

一种配置为戴在用户手指上的手指设备将包括：具有第一和第二部分的U形外壳，配置为分别搁置在手指的第一和第二相对侧上而不覆盖手指的下指垫表面；应变仪电路配置为接收U形外壳弯曲时的应变测量；控制电路被配置为基于应变测量检测手指手势并基于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应变计和第二应变计的应变测量以确定力和方向手指横向拖过外表面。

手指设备还包括耦合到U形外壳的触觉输出设备，其中控制电路被配置为在手指移动时从应变仪电路收集应变测量值，并且被配置为使用触觉输出向手指提供触觉输出设备。

信息源于：patentlyapple

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