近日，美國專利商標局(USPTO)公布了蘋果公司(Apple)的一項專利申請，該專利申請顯示了一款帶有激光旋轉傳感器的未來Apple Watch。

　　據介紹，采用激光傳感器能夠為智能手表提供更可靠、精度更高的旋轉感測，主要是基于信號確定傳感表面旋轉運動的速度和方向。此外，這種傳感系統還可以免去在表冠的旋轉表面上形成精密光學處理或特征(例如下面所示的凹槽)的需要。

　　旋轉傳感系統的示意圖(圖源：USPTO)

　　在具體裝置中，指向傳感表面的光束軸可以斜向傳感表面。定向到傳感表面的光包括激光束，反射光則可以是激光束的反射部分，并且光學傳感系統包括配置為發射激光束并接收激光束的反射部分的激光模塊。

　　這種激光模塊可以是垂直腔面發射激光器(VCSELs)，而傳感器則能夠檢測VCSEL發射的激光束和激光束經由外部反射部分之間的頻率差異。

　　用戶可以通過旋轉輸入(spins、twists、turn和其它旋轉表冠的方式)來實現控制手表的操作，根據表冠的旋轉方向修改設備的圖形顯示——例如滾動列表、選擇或移動圖形對象、在顯示器上的對象之間移動光標等等。

　　平移輸入可用于選擇顯示器上顯示的項目、更改顯示模式(例如，激活顯示)、在圖形界面模式之間或在圖形界面模式之間更改等。

　　在某些情況下，表冠也可以作為設備的傳感器(如生物識別傳感器)的接觸點。表冠可以包括窗口、電極等外部組件，用戶可以通過觸摸驅動生物識別傳感器進行讀取或測量。在某些情況下，電信號可以通過表冠定義的導電路徑傳輸到內部傳感器。

　　為了響應應用于表冠的旋轉輸入，傳感系統用于檢測表冠的速度和/或方向。該專利描述了一種基于激光的傳感系統，可以高精度地檢測齒冠旋轉的速度和方向，同時占用設備中的小空間，并允許更簡單和更高效的制造過程。

　　例如，基于激光的系統可以使用激光發射器，例如垂直腔面發射激光器(VCSELs)，將激光束(例如相干光束)引導到表冠的旋轉表面上。

　　激光束可以以這樣的方式瞄準旋轉表面，使來自激光束的部分光定向回激光發射器，并且可以使用反射光對激光發射器的影響來確定旋轉的速度和方向。

　　更具體地說，激光束可以以傾斜于表面的角度瞄準旋轉表面(例如，在激光束的入射區域不垂直于或平行于旋轉表面)。在這種結構中，旋轉表面的運動影響反射光的頻率。

　　蘋果公司指出，雖然這項專利可能主要應用于Apple Watch，但其應用可能會擴展到其他使用數碼表冠(Digital Crown)的未來設備，如蘋果的AirPods Max、混合現實頭戴式設備、MacBook、iPad、iPhone等。