用于旋转跟踪的圆柱形逆向反射器阵列
Title: Cylindrical retroreflector array for rotation tracking
Patent No.: US11674825B2
Application Date: 2021-09-21
Assignee: Apple Inc
Inventors: Xin Li, Damon R. Lemmon, David D. Dashevsky, Dianbo Guo, Peng Zhao, Ruonan Yang
摘要
本发明描述了一种电子设备。该电子设备包括外壳、可旋转表冠以及位于外壳内的自混频干涉测量（SMI）传感器。可旋转表冠具有逆向反射表面特征的阵列，这些表面特征将入射光反射回光源。每个逆向反射表面特征以三个相互垂直面的角立方体形式形成。SMI传感器或相关处理电子设备通过比较原始发射光与反射光来识别可旋转表冠相对于SMI传感器的运动或距离。
技术领域
光学传感器技术领域，具体涉及用于旋转输入设备的位置或运动参数检测的自混频干涉测量（SMI）传感器。
发明背景
现代消费电子产品通常使用各种传感器来获取用户输入。对于旋转输入设备，如旋转表冠，传统光学编码器需要占用大量空间的光学元件，这会减少设备内其他组件（如电池）的空间，从而降低电池寿命。此外，传统光学编码器对校准敏感，在制造或使用过程中容易出现偏差，导致用户输入检测不准确或旋转运动测量不精确。
发明总览
本发明提出了一种使用逆向反射表面特征和自混频干涉测量（SMI）传感器的光学编码器。SMI传感器发射光并接收逆向反射表面特征反射的光，通过分析自混频过程来确定表冠的位置或运动参数。该方案通过在表冠或轴上布置逆向反射表面特征，并利用SMI传感器进行精确检测，实现了更紧凑和更可靠的光学编码器。
核心创新
- 采用逆向反射表面特征（如角立方体结构）来增强光的反射效率，从而提高SMI传感器的检测精度
- 将逆向反射表面特征集成在可旋转表冠或轴上，并通过SMI传感器进行非接触式检测，减少了传统光学编码器的空间占用和校准需求
- 通过分析SMI信号，精确识别旋转输入设备的运动参数，如位置、位移和速度
- 该设计可能应用于Apple的智能手表（如Apple Watch），用于精确检测表冠的旋转输入，提升用户体验
Analyzed by Patent Digest System
2026-03-26 10:17