[发明专利]用于电子手指设备的传感器

说明书

本发明公开了一种系统，该系统可包括一个或多个手指安装设备，诸如具有U形外壳的手指设备，该手指设备被配置为安装在用户的手指上，同时采集传感器输入并提供触觉输出。该传感器可包括安装在该外壳的细长臂上的应变仪电路。当该臂由于手指力而移动时，该应变仪电路可测量该臂移动。该传感器还可包括超声传感器。超声传感器可具有超声信号发射器和对应的超声信号检测器，该超声信号检测器被配置为在超声信号通过用户的手指之后检测该超声信号。二维超声传感器可捕获用户的指垫的超声图像。超声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用于该手指设备中。

本专利申请要求2018年9月19日提交的美国专利申请16/136132、2018年6月4日提交的临时专利申请62/680495以及2018年4月9日提交的临时专利申请62/655050的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

本发明整体涉及电子设备，并且更具体地涉及用于手指安装的电子设备的传感器。

背景技术

电子设备(诸如计算机)可使用计算机鼠标和其他输入附件来控制。在虚拟现实系统中，可使用力反馈手套来控制虚拟对象。移动电话可具有用于响应于触摸输入来创建触觉反馈的触摸屏显示器和振动器。

诸如这些的设备对于用户来说可能不方便。例如，计算机鼠标通常需要用于操作的平坦表面，并且主要与固定位置中的台式计算机一起使用。力反馈手套可能是笨重且不舒适的。具有触觉反馈的触摸屏显示器仅在用户与显示器进行交互时提供触觉输出。

发明内容

本发明公开了一种系统，该系统可包括一个或多个手指安装设备，诸如具有U形外壳的手指设备，该手指设备被配置为安装在用户的手指上，同时采集传感器输入并提供触觉输出。该传感器可包括安装在该外壳的细长臂上的应变仪电路。当该臂由于手指力而移动时，该应变仪电路可测量该臂移动。这允许手指设备中的控制电路采集关于手指相对于外部结构的运动和取向的信息。例如，可以收集关于用户的手指是否已经触摸外表面的信息、关于当用户的手指沿着表面拖动时施加的剪切力的信息、关于将手指与表面分开的距离的信息以及其他手指信息。

在一些布置结构中，手指设备可包括超声传感器。超声传感器可具有超声信号发射器和对应的超声信号检测器，该超声信号检测器被配置为在超声信号通过用户的手指之后检测该超声信号。二维超声传感器可捕获用户的指垫的超声图像。超声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用于该手指设备中。

使用一个或多个手指设备采集的手指输入可被提供给辅助设备诸如具有显示器的电子设备，并且可用于控制该电子设备的操作。

附图说明

图1为根据实施方案的具有手指设备的例示性系统的示意图。

图2为根据实施方案的已放置手指设备的用户的例示性手指的俯视图。

图3为根据实施方案的处于用户手指上的例示性手指设备的横截面侧视图。

图4为根据实施方案的例示性手指设备的透视图。

图5为根据实施方案的图4的例示性手指设备的一部分的剖视图，示出了手指设备可如何具有围绕手指的指垫的下部延伸的弯曲细长臂。

图6为根据实施方案的具有形成竖直延伸臂的竖直狭缝的例示性手指设备的透视图。

图7为根据实施方案的具有凹陷部和位于该凹陷部中的传感器的例示性手指设备的横截面侧视图。

图8为根据实施方案的具有安装在手指上的弯曲侧的例示性手指设备的端视图。

图9为根据实施方案的具有柔性外壳构件的例示性手指设备的前视图，该柔性外壳构件由耦接到手指设备外壳的主要部分的弹性体构件形成。