編譯/VR陀螺

今天，美國(guó)專利商標(biāo)局正式向蘋(píng)果公司授予了一項(xiàng)有關(guān)下一代力觸控技術(shù)的專利。蘋(píng)果公司指出，他們的新技術(shù)適用于 Apple Watch 和智能手環(huán)、一種用于“病人”的新型腕帶設(shè)備、耳機(jī)、MacBook觸控板、AirPods、智能袖帶、智能眼鏡、個(gè)人醫(yī)療設(shè)備（如居家健康監(jiān)測(cè)儀）、可穿戴醫(yī)療設(shè)備、睡眠跟蹤設(shè)備、活動(dòng)跟蹤設(shè)備、運(yùn)動(dòng)設(shè)備、Apple Pencil 等。

更重要的是，蘋(píng)果的發(fā)明涵蓋了專為小型設(shè)備設(shè)計(jì)的新一代力傳感器系統(tǒng)。蘋(píng)果公司在一份申請(qǐng)中指出，新的界面壓力傳感器可用于眼壓測(cè)量，而這很可能與未來(lái)的智能眼鏡有關(guān)。

此外，新的填充材料定義了一個(gè)傳感表面，當(dāng)按壓時(shí)，可以施加可由流體壓力傳感器檢測(cè)到的力。

蘋(píng)果公司在其專利背景中指出，電子設(shè)備可以包括一個(gè)力傳感器。傳統(tǒng)的力傳感器通常采用可壓縮電容板、壓電材料、壓阻材料、應(yīng)變敏感材料等。然而，部分由于這些結(jié)構(gòu)和材料的直接原因，傳統(tǒng)的力傳感器與電子設(shè)備外殼一起保留了大量的體積和/或面積，可能無(wú)法方便或有效地集成到便攜式或薄型應(yīng)用中。

此外，傳統(tǒng)的力傳感器通常具有結(jié)構(gòu)限制和/或非線性的力靈敏度，使得這類傳感器無(wú)法準(zhǔn)確檢測(cè)到微小或漸進(jìn)的力變化。

此外，許多傳統(tǒng)的高精度和高準(zhǔn)確度力傳感器（可用于醫(yī)療、科學(xué)或工業(yè)應(yīng)用）通常都很精密和/或昂貴，需要經(jīng)過(guò)專門(mén)培訓(xùn)才能安裝、維修和操作。

由于這些和其他缺點(diǎn)，傳統(tǒng)的力傳感器通常不適合以下一種或多種應(yīng)用：小尺寸應(yīng)用，如可穿戴電子設(shè)備；需要耐用性的低成本應(yīng)用，如運(yùn)動(dòng)設(shè)備；高精度和高準(zhǔn)確度應(yīng)用，如非侵入性醫(yī)療設(shè)備。

蘋(píng)果公司的專利涵蓋了一種界面壓力傳感器系統(tǒng)，它限定了一個(gè)接收法向力的傳感表面。傳感表面構(gòu)成了澆注、填充或封裝材料的一部分，這些材料被放置在微機(jī)電流體壓力傳感器上，并將其包圍起來(lái)。由于這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)傳感表面受力時(shí)，封裝材料會(huì)將該力或其至少一部分傳遞給微電子機(jī)械力或壓力敏感結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)會(huì)隨之變形。

與微機(jī)電傳感器導(dǎo)電耦合的電路的特性可轉(zhuǎn)換為施加到傳感表面的力。傳感表面的表面積也可用于確定施加到接口壓力傳感器系統(tǒng)上的壓力。另一種說(shuō)法是，接口壓力傳感器系統(tǒng)檢測(cè)到的力可以除以傳感器的表面積，從而獲得壓力測(cè)量值。

在許多實(shí)施例中，接口壓力傳感器系統(tǒng)包括一個(gè)限定內(nèi)部容積的剛性模塊外殼。一個(gè)（微機(jī)電）氣壓或其他流體壓力傳感器被放置在內(nèi)部空間中。此外，填充材料（如熱固性聚合物、雙馬來(lái)酰亞胺三嗪樹(shù)脂、其他樹(shù)脂、塑料、環(huán)氧樹(shù)脂、二氧化硅、硅樹(shù)脂、聚酰亞胺等）被放置在壓力傳感器上方，以填充內(nèi)部容積、封裝和保護(hù)流體壓力傳感器，并限定一個(gè)接口表面以接收壓力輸入。

今天公布的專利報(bào)告只涉及了專利文件中介紹的幾種設(shè)備，其中包括Apple Pencil、AirPods 和一種類似于 Apple Beddit 的設(shè)備，用于感應(yīng)用戶的體溫。

在蘋(píng)果專利圖 1E 中，我們可以看到蘋(píng)果公司的 Apple Watch，盡管該專利后來(lái)提到并說(shuō)明了用于“病人”的“可穿戴健康監(jiān)測(cè)器”。

圖源：patentlyapple

在這種特殊結(jié)構(gòu)中，一個(gè)或多個(gè)界面壓力傳感器系統(tǒng)可用于接收用戶輸入和/或表征或量化用戶/佩戴者的健康參數(shù)。

例如，在上文圖示的實(shí)施例中，輸入配置的界面壓力傳感器系統(tǒng)可以至少部分設(shè)置在按鈕 #136 內(nèi)。更具體地說(shuō)，壓力傳感器模塊 #138 可以設(shè)置在按鈕 #136 內(nèi)，以確定電子設(shè)備（Apple Watch）的用戶/佩戴者施加到按鈕上的壓力/力輸入。

 此外，Apple Watch還可以包括一個(gè)表帶（#140），該表帶可以包括一個(gè)位于表帶主體內(nèi)的接口壓力傳感器系統(tǒng)。在許多實(shí)施例中，接口壓力傳感器系統(tǒng)被布置成接口壓力傳感器系統(tǒng)的感應(yīng)表面與用戶/佩戴者手腕的內(nèi)表面相接/接觸。更具體地說(shuō)，腕帶可以在其中插入至少一個(gè)壓力傳感器模塊或壓力傳感器模塊組 #142，由于在腕帶 #140（例如，至少部分與外殼 #132完全相對(duì)）中的定位，該壓力傳感器模塊或壓力傳感器模塊組 #142可以被配置為檢測(cè)用戶心動(dòng)周期產(chǎn)生的壓力波。

更具體地說(shuō)，本示例實(shí)施例的接口壓力傳感器系統(tǒng)可以這樣定位：即接口壓力傳感器系統(tǒng)的至少一個(gè)壓力傳感器模塊（如本文所述）與用戶/佩戴者的橈動(dòng)脈接觸。與前述實(shí)施例一樣，通過(guò)與用戶/佩戴者的橈動(dòng)脈接觸而獲得的壓力波信息可用于確定（但不限于）：血壓、脈搏傳輸時(shí)間、增強(qiáng)指數(shù)、動(dòng)脈年齡、壓力狀態(tài)、心率、壓力波速度等。

腕戴式設(shè)備

在另一個(gè)例子中，蘋(píng)果公司提到了一種用于“病人”的腕戴式設(shè)備，該設(shè)備可用于檢測(cè)血壓等。在這個(gè)例子中，48 毫米的線性靈敏度大大提高了壓力傳感器模塊對(duì)準(zhǔn)病人橈動(dòng)脈的可能性。

由于至少一個(gè)壓力傳感器模塊的可靠對(duì)準(zhǔn)，腕戴式設(shè)備 #510 可以配置為可靠地獲取用戶/佩戴者/病人的一個(gè)或多個(gè)健康參數(shù)，如血壓、心率、增強(qiáng)指數(shù)、脈搏波速度、脈搏傳輸時(shí)間等。

圖源：patentlyapple

蘋(píng)果公司的專利圖 5B 描述了一種集成了界面壓力傳感器系統(tǒng)的可穿戴電子設(shè)備；5C 被認(rèn)為是病人的腕部設(shè)備。蘋(píng)果公司本周還獲得了一項(xiàng)專利，涉及未來(lái)用于心電圖和血糖監(jiān)測(cè)的智能健康手環(huán)。因此可以看出，這是一種新的趨勢(shì)；圖 2 描述了一個(gè)包括接口壓力傳感器系統(tǒng)的電子設(shè)備示例的系統(tǒng)圖。

圖源：patentlyapple

蘋(píng)果的專利圖 8 是一個(gè)流程圖，描述了利用接口壓力傳感器系統(tǒng)的輸出來(lái)確定健康參數(shù)或接收用戶輸入的方法的示例操作。

蘋(píng)果專利圖 12 是一個(gè)流程圖，描述了通過(guò)利用接口壓力傳感器系統(tǒng)的輸出來(lái)非侵入性地確定用戶血壓方法的示例操作；圖 14 是一個(gè)流程圖，描述了通過(guò)利用接口壓力傳感器系統(tǒng)的輸出來(lái)確定用戶血壓的方法的示例操作。

想要了解更多專利詳情，請(qǐng)查閱蘋(píng)果公司的授權(quán)專利 11839450。

來(lái)源：patentlyapple