編譯/VR陀螺

今天，美國專利商標局正式向蘋果公司授予了一項有關(guān)下一代力觸控技術(shù)的專利。蘋果公司指出，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、MacBook觸控板、AirPods、智能袖帶、智能眼鏡、個人醫(yī)療設(shè)備（如居家健康監(jiān)測儀）、可穿戴醫(yī)療設(shè)備、睡眠跟蹤設(shè)備、活動跟蹤設(shè)備、運動設(shè)備、Apple Pencil 等。

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

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

蘋果公司在其專利背景中指出，電子設(shè)備可以包括一個力傳感器。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，使得這類傳感器無法準確檢測到微小或漸進的力變化。

此外，許多傳統(tǒng)的高精度和高準確度力傳感器（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)過專門培訓(xùn)才能安裝、維修和操作。

由于這些和其他缺點，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，如運動設(shè)備；高精度和高準確度應(yīng)用，如非侵入性醫(yī)療設(shè)備。

蘋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電流體壓力傳感器上，并將其包圍起來。由于這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)傳感表面受力時，封裝材料會將該力或其至少一部分傳遞給微電子機械力或壓力敏感結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)會隨之變形。

與微機電傳感器導(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。另一種說法是，接口壓力傳感器系統(tǒng)檢測到的力可以除以傳感器的表面積，從而獲得壓力測量值。

在許多實施例中，接口壓力傳感器系統(tǒng)包括一個限定內(nèi)部容積的剛性模塊外殼。一個（微機電）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、雙馬來酰亞胺三嗪樹脂、其他樹脂、塑料、環(huán)氧樹脂、二氧化硅、硅樹脂、聚酰亞胺等）被放置在壓力傳感器上方，以填充內(nèi)部容積、封裝和保護流體壓力傳感器，并限定一個接口表面以接收壓力輸入。

今天公布的專利報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。

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

圖源：patentlyapple

在這種特殊結(jié)構(gòu)中，一個或多個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，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還可以包括一個表帶（#140），該表帶可以包括一個位于表帶主體內(nèi)的接口壓力傳感器系統(tǒng)。在許多實施例中，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，腕帶可以在其中插入至少一個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）中的定位，該壓力傳感器模塊或壓力傳感器模塊組 #142可以被配置為檢測用戶心動周期產(chǎn)生的壓力波。

更具體地說，本示例實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)的至少一個壓力傳感器模塊（如本文所述）與用戶/佩戴者的橈動脈接觸。與前述實施例一樣，通過與用戶/佩戴者的橈動脈接觸而獲得的壓力波信息可用于確定（但不限于）：血壓、脈搏傳輸時間、增強指數(shù)、動脈年齡、壓力狀態(tài)、心率、壓力波速度等。

腕戴式設(shè)備

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

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

圖源：patentlyapple

蘋果公司的專利圖 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 被認為是病人的腕部設(shè)備。蘋果公司本周還獲得了一項專利，涉及未來用于心電圖和血糖監(jiān)測的智能健康手環(huán)。因此可以看出，這是一種新的趨勢；圖 2 描述了一個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

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

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

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

來源：patentlyapple