KR20230012983A - 전자 시계의 크라운을 위한 레이저 기반 회전 센서 - Google Patents

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KR20230012983A
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laser beam
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안토니오 에프. 에레라
에릭 지. 데 종
지아후이 리앙
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애플 인크.
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Abstract

전자 시계는 하우징 및 회전가능한 작동 부재를 포함하는 크라운 조립체를 포함한다. 회전가능한 작동 부재는 하우징 외부에 있고 회전 입력을 수신하도록 구성된 노브(knob) 및 노브에 결합되고 하우징 내에 적어도 부분적으로 위치된 샤프트 조립체를 포함하며, 샤프트 조립체는 회전 입력에 응답하여 회전하도록 구성된 감지 표면을 한정한다. 전자 시계는 회전 입력을 검출하도록 구성된 광학 감지 시스템을 추가로 포함하며, 검출하는 것은 감지 표면 상으로 광을 지향시키는 것, 감지 표면으로부터 반사된 광을 수신하는 것, 및 감지 표면의 회전 모션에 대응하는 신호를 생성하는 것을 포함하고, 신호는 감지 표면 상으로 지향된 광과 반사된 광 사이의 간섭에 적어도 부분적으로 기초한다.

Description

전자 시계의 크라운을 위한 레이저 기반 회전 센서{LASER-BASED ROTATION SENSOR FOR A CROWN OF AN ELECTRONIC WATCH}
설명된 실시예들은 일반적으로 전자 디바이스에 관한 것으로, 더 구체적으로는 웨어러블 전자 디바이스를 위한 크라운에 관한 것이다.
전자 디바이스는 흔히 사용자 상호작용을 용이하게 하도록 물리적 입력 디바이스를 사용한다. 예를 들어, 버튼, 키, 다이얼 등이 사용자에 의해 물리적으로 조작되어 디바이스의 동작들을 제어할 수 있다. 물리적 입력 디바이스들은, 물리적 조작을 전자 디바이스에 의해 사용가능한 신호로 변환하는 다양한 유형의 감지 메커니즘들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 버튼 및 키는 압력을 검출하기 위하여 접이식 돔 스위치를 사용할 수 있고, 다이얼 및 기타 회전 입력 디바이스들은 회전 이동을 검출하기 위하여 인코더 또는 리졸버를 사용할 수 있다.
전자 시계는 하우징 및 회전가능한 작동 부재를 포함하는 크라운 조립체를 포함한다. 회전가능한 작동 부재는 하우징 외부에 있고 회전 입력을 수신하도록 구성된 노브(knob) 및 노브에 결합되고 하우징 내에 적어도 부분적으로 위치된 샤프트 조립체를 포함하며, 샤프트 조립체는 회전 입력에 응답하여 회전하도록 구성된 감지 표면을 한정한다. 전자 시계는 회전 입력을 검출하도록 구성된 광학 감지 시스템을 추가로 포함하며, 검출하는 것은 감지 표면 상으로 광을 지향시키는 것, 감지 표면으로부터 반사된 광을 수신하는 것, 및 감지 표면의 회전 모션에 대응하는 신호를 생성하는 것을 포함하고, 신호는 감지 표면 상으로 지향된 광과 반사된 광 사이의 간섭에 적어도 부분적으로 기초한다. 샤프트 조립체는 디스크 부재를 포함할 수 있고, 감지 표면은 디스크 부재의 평면 표면일 수 있다.
전자 시계는 신호에 기초하여 감지 표면의 회전 모션의 속력 및 방향을 결정하도록 구성될 수 있다. 전자 시계는 하우징 내에 적어도 부분적으로 위치되고 그래픽 출력을 디스플레이하도록 구성된 디스플레이, 하우징에 결합된 투명 커버, 및 투명 커버 아래에 위치되고 투명 커버에 가해진 터치 입력들을 검출하도록 구성된 터치 센서를 추가로 포함할 수 있고, 전자 시계는 감지 표면의 회전 모션의 속력 및 방향에 따라 그래픽 출력을 수정하도록 구성될 수 있다.
감지 표면 상으로 지향된 광의 빔 축은 감지 표면에 대해 비스듬할 수 있다. 감지 표면 상으로 지향된 광은 레이저 빔을 포함할 수 있고, 반사된 광은 레이저 빔의 반사된 부분일 수 있고, 광학 감지 시스템은 레이저 빔을 방출하고 레이저 빔의 반사된 부분을 수신하도록 구성된 레이저 모듈을 포함할 수 있다. 레이저 모듈은 수직 공동 표면 방출 레이저(vertical cavity surface emitting laser)일 수 있고, 수직 공동 표면 방출 레이저는 방출된 레이저 빔과 레이저 빔의 반사된 부분 사이의 주파수의 차이를 검출할 수 있고, 신호는 주파수의 차이에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 레이저 빔은 제1 레이저 빔일 수 있고, 레이저 모듈은 제1 레이저 모듈일 수 있고, 광학 감지 시스템은, 제2 레이저 빔을 방출하고 - 제2 레이저 빔은 감지 표면 상으로 지향됨 - 제2 레이저 빔의 반사된 부분을 수신하도록 구성된 제2 레이저 모듈을 추가로 포함할 수 있다.
전자 시계는 하우징, 회전 입력을 수신하도록 구성되고 하우징 내에 적어도 부분적으로 감지 표면을 한정하는 크라운 조립체 - 감지 표면은 회전 입력에 응답하여 회전하도록 구성됨 -, 및 레이저 모듈을 포함하는 광학 감지 시스템을 포함할 수 있으며, 레이저 모듈은 간섭성 광의 빔을 방출하고 빔의 반사된 부분을 수신하도록 구성되고, 빔의 반사된 부분은 크라운 조립체의 감지 표면으로부터 반사된다. 광학 감지 시스템은 크라운 조립체의 감지 표면의 회전 모션에 대응하는 신호를 생성하도록 구성될 수 있고, 신호는 방출된 빔과 빔의 반사된 부분 사이의 주파수의 차이에 적어도 부분적으로 기초한다.
제1 방향으로의 회전 모션은 방출된 빔보다 더 낮은 주파수를 갖는 빔의 반사된 부분에 대응할 수 있고, 제1 방향과 반대인 제2 방향으로의 회전 모션은 방출된 빔보다 더 높은 주파수를 갖는 빔의 반사된 부분에 대응할 수 있다.
제1 방향으로의 그리고 제1 회전 속력을 갖는 회전 모션은 제1 주파수를 갖는 빔의 반사된 부분에 대응할 수 있고, 제1 방향으로의 그리고 제2 회전 속력을 갖는 회전 모션은 제1 주파수와 상이한 제2 주파수를 갖는 빔의 반사된 부분에 대응할 수 있다. 제1 회전 속력은 제2 회전 속력보다 높을 수 있고, 제1 주파수는 제2 주파수보다 높을 수 있다. 방출된 빔은 제3 주파수를 가질 수 있고, 제1 주파수 및 제2 주파수는 제3 주파수와 상이할 수 있다.
방출된 빔은 경로를 따라 제1 방향으로 감지 표면 상으로 지향될 수 있고, 빔의 반사된 부분은 경로를 따라 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 감지 표면으로부터 반사될 수 있고, 빔의 입사 부분은 크라운 조립체의 감지 표면에 수직이 아닐 수 있다. 레이저 모듈은 수직 공동 표면 방출 레이저일 수 있고, 빔의 반사된 부분은 수직 공동 표면 방출 레이저에 의해 생성된 광의 주파수 또는 진폭 중 적어도 하나를 변화시킬 수 있고, 수직 공동 표면 방출 레이저에 의해 생성된 광의 주파수 또는 진폭 중 적어도 하나의 변화는 방출된 빔과 빔의 반사된 부분 사이의 주파수의 차이에 대응할 수 있다. 방출된 빔과 레이저 빔의 반사된 부분 사이의 주파수의 차이는 도플러 효과에 의해 야기될 수 있다.
전자 디바이스는 하우징, 회전 입력을 수신하도록 구성되고 하우징 내에 적어도 부분적으로 감지 표면을 한정하는 크라운 조립체 - 감지 표면은 회전 입력에 응답하여 회전하도록 구성됨 -, 및 레이저 모듈을 포함하는 광학 감지 시스템을 포함할 수 있으며, 레이저 모듈은 레이저 빔을 방출하고 - 방출된 레이저 빔은 감지 표면 상으로 제1 방향으로 경로 세그먼트를 따라 지향됨 -, 레이저 빔의 반사된 부분을 수신하도록 구성되고, 반사된 부분은 감지 표면으로부터 반사되고 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 경로 세그먼트를 따라 이동한다. 광학 감지 시스템은 크라운 조립체의 감지 표면의 회전 모션에 대응하는 신호를 생성하도록 구성될 수 있고, 신호는 방출된 레이저 빔과 레이저 빔의 반사된 부분 사이의 상호작용에 적어도 부분적으로 기초한다. 경로 세그먼트는 일부 경우들에서 샤프트의 회전 축과 교차하지 않는다. 광학 감지 시스템은 경로 세그먼트를 따라 레이저 빔을 조준하도록 구성된 빔-지향 구조체를 추가로 포함할 수 있다. 빔-지향 구조체는 경로 세그먼트를 따라 레이저 빔을 조준하도록 구성된 반사 표면을 한정할 수 있다. 전자 디바이스는 하우징에 부착되고 크라운 조립체를 하우징에 대해 유지시키도록 구성된 칼라를 추가로 포함할 수 있으며, 빔-지향 구조체는 장착 구조체에 결합될 수 있고, 장착 구조체는 칼라에 접착되어, 크라운 조립체에 대한 빔-지향 구조체의 배향을 고정할 수 있다.
본 개시내용은 첨부된 도면들과 함께 다음의 상세한 설명에 의해 용이하게 이해될 것이며, 유사한 참조 부호들은 유사한 구조적 요소들을 가리킨다.
도 1a 및 도 1b는 예시적인 웨어러블 전자 디바이스를 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 예시적인 회전 감지 시스템의 개략도를 도시한다.
도 3은 예시적인 회전 감지 시스템의 개략도를 도시한다.
도 4는 전자 디바이스를 위한 예시적인 입력 시스템의 부분 단면도를 도시한다.
도 5는 도 4의 입력 시스템의 분해도를 도시한다.
도 6은 전자 디바이스에 대한 회전 입력을 감지하기 위한 광학 감지 시스템의 일부분을 도시한다.
도 7a 및 도 7b는 광학 감지 시스템의 컴포넌트들을 조립하기 위한 조립 프로세스를 도시한다.
도 8은 전자 디바이스를 위한 다른 예시적인 입력 시스템의 부분 단면도를 도시한다.
도 9는 예시적인 회전 감지 시스템의 개략도를 도시한다.
도 10은 광학 감지 시스템을 사용하여 회전을 검출하기 위한 예시적인 프로세스를 도시한다.
도 11은 웨어러블 전자 디바이스의 예시적인 컴포넌트들을 도시한다.
이제, 첨부 도면들에 예시된 대표적인 실시예들에 대한 참조가 상세하게 이루어질 것이다. 하기의 설명이 실시예들을 하나의 바람직한 실시예로 한정하고자 하는 것이 아니라는 것이 이해되어야 한다. 반대로, 첨부된 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 설명된 실시예들의 사상 및 범주 내에 포함될 수 있는 대안예들, 수정예들 및 등가물들을 포함하고자 한다.
본 명세서의 실시예들은 일반적으로 전자 시계("스마트 워치" 또는 단순히 "워치"로도 지칭됨)와 같은 웨어러블 전자 디바이스의 크라운에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 디바이스에 입력들을 제공하기 위해 사용자에 의해 조작될 수 있는 크라운에 관한 것이다. 예를 들어, 크라운은 회전 입력들을 수용할 수 있으며, 여기서 사용자는 회전 축을 중심으로 크라운을 스핀하거나, 비틀거나, 돌리거나, 그렇지 않으면 회전시킨다. 회전 입력들은 디바이스의 동작들을 제어하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 회전 입력은 목록을 스크롤하거나, 그래픽 객체를 선택 또는 이동시키거나, 디스플레이 상의 객체들 사이에서 커서를 이동하는 등과 같이, 크라운의 회전 방향에 따라 디바이스의 그래픽 디스플레이를 수정할 수 있다. 크라운은 또한, 사용자가 크라운의 단부를 (예를 들어, 회전 축을 따라) 밀거나 누르는 병진 입력들을 수용할 수 있다. 병진 입력들은 디스플레이 상에 디스플레이된 아이템의 선택을 나타내거나, 디스플레이 모드를 변화시키거나(예를 들어, 디스플레이를 활성화시키기 위해), 그래픽 인터페이스 모드들 사이에서 변화시키는 것 등을 위해 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 크라운은 또한 디바이스의 생체인식 센서와 같은 센서에 대한 접촉 지점으로서 작용할 수 있다. 예를 들어, 스마트 워치는 심박수 센서, 심전도 센서, 온도계, 광용적맥파 센서, 지문 센서 등을 포함할 수 있으며, 이들 모두는 사용자 신체의 일부 양태를 측정하거나 검출하는 생체인식 센서들의 예들이다. 이러한 센서들은 손가락을 통해서와 같이 사용자의 신체와의 직접 접촉을 필요로 할 수 있다. 따라서, 크라운은, 생체인식 센서가 판독 또는 측정을 수행할 수 있도록 하기 위해 사용자가 터치할 수 있는 윈도우, 전극 등과 같은 외부 컴포넌트를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 전기 신호들은 크라운에 의해 한정되고/되거나 크라운을 통하는 전도성 경로에 의해 크라운을 통해 내부 센서들로 전송될 수 있다.
크라운에 가해진 회전 입력에 응답하기 위해, 감지 시스템이 크라운의 속력 및/또는 방향을 검출하는 데 사용된다. 크라운 회전의 속력 및 방향을 높은 정확도로 정확하게 검출하면서, 디바이스 내의 작은 공간을 점유하고 더 간단하고 더 효율적인 제조 프로세스를 허용할 수 있는 레이저 기반 감지 시스템들이 본 명세서에 설명된다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 레이저 기반 시스템은 레이저 빔(예를 들어, 간섭성 광의 빔)을 크라운의 회전 표면 상으로 지향시키기 위해 수직-공동 표면-방출 레이저(VCSEL)들과 같은 레이저 방출기들을 사용할 수 있다. 레이저 빔들은 레이저 빔으로부터의 광의 일부가 레이저 방출기 내로 다시 지향되는 방식으로 회전 표면에 조준될 수 있고, 레이저 방출기에 대한 반사된 광의 효과는 회전의 속력 및 방향을 결정하는 데 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 레이저 빔들은 표면에 대해 비스듬한 각도로(예를 들어, 레이저 빔의 입사 영역에서 회전 표면에 수직이지 않거나 평행하지 않음) 회전 표면에 조준될 수 있다. 이러한 구성에서, 회전 표면의 모션은 반사된 광의 주파수에 영향을 미친다. 예를 들어, 회전 표면(예를 들어, 샤프트)이 하나의 방향으로 회전하고 있는 경우, 반사된 광의 주파수는 입사 광의 주파수보다 높을 수 있고, 샤프트가 반대 방향으로 회전하고 있는 경우, 반사된 광의 주파수는 입사 광의 주파수보다 낮을 수 있다. 또한, 더 큰 회전 속력은 반사된 광의 주파수의 더 큰 시프트를 생성한다. 따라서, 더 높은 회전 속력은, 더 낮은 회전 속력과 비교하여, 반사된 광의 더 큰 주파수 시프트를 야기할 것이다.
방출된 광과 반사된 광의 주파수의 차이는 크라운의 회전 속력 및 방향을 검출하는 데 사용될 수 있는 레이저 방출기에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 반사된 광이 레이저 방출기에 의해 수신될 때(레이저 방출기가 또한 광을 방출하는 동안), 반사된 광은 레이저에 의해 생성되는 광의 주파수, 진폭 및/또는 다른 속성(들)의 변화를 야기할 수 있다. 이러한 변화들은 레이저(및/또는 연관된 컴포넌트들 및 회로부)에 의해 검출될 수 있고, 크라운의 회전 모션에 대응하는 신호를 생성하는 데 사용될 수 있다. 이어서, 신호는 디바이스에 디스플레이되는 그래픽 출력들을 수정하는 것과 같이 디바이스의 기능들을 제어하는 데 사용될 수 있다.
특히, 이러한 감지 시스템은 광학 처리들 또는 다른 광학적으로 또는 시각적으로 구별되는 특징부들, 예컨대 대조되는 색상, 패싯(facet), 슬롯 등이 없는 표면의 회전을 감지할 수 있다. 오히려, 입사 광의 일부가 동일한 광학 경로를 따라 레이저 내로 다시 반사되는 한, 감지 시스템은 크라운 회전의 속력 및 방향을 결정할 수 있다. 따라서, 본 명세서에 설명된 레이저 기반 감지 시스템의 사용은 강력하고 매우 정확한 회전 감지를 제공할 수 있고, 크라운의 회전 표면들 상에 정밀 광학 처리들 또는 특징부들을 형성할 필요성을 제거할 수 있다.
도 1a는 전자 디바이스(100)(본 명세서에서 간단히 디바이스(100)로도 지칭됨)를 도시한다. 디바이스(100)는 시계로서 도시되지만, 이는 단지 전자 디바이스의 하나의 예시적인 실시예에 불과하며, 본 명세서에서 논의되는 개념들은 모바일 전화기(예컨대, 스마트폰), 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 헤드 마운트 디스플레이, 헤드폰, 이어버드, 디지털 미디어 플레이어(예컨대, mp3 플레이어) 등을 포함하는 다른 전자 디바이스들에 동일하게 또는 유추에 의해 적용될 수 있다.
디바이스(100)는 하우징(102) 및 하우징에 결합된 밴드(104)를 포함한다. 하우징(102)은 디바이스(100)의 컴포넌트들이 위치될 수 있는 내부 체적을 적어도 부분적으로 한정할 수 있다. 하우징(102)은 또한 하나 이상의 측부 표면들, 후방 표면, 전방 표면 등의 전부 또는 일부분과 같은 디바이스의 하나 이상의 외부 표면들을 한정할 수 있다. 하우징(102)은 금속(예를 들어, 알루미늄, 강철, 티타늄 등), 세라믹, 중합체, 유리 등과 같은 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다. 밴드(104)는 디바이스(100)를 사용자, 예컨대 사용자의 팔 또는 손목에 부착하도록 구성될 수 있다. 디바이스(100)는, 전력을 수신하고/하거나, 디바이스(100)의 배터리를 충전하고/하거나, (예를 들어, 디바이스(100)의 배터리를 바이패스함으로써) 배터리의 충전 상태에 관계없이 디바이스(100)를 동작시키기 위한 직접적인 전력을 제공할 수 있는, 디바이스(100) 내의 배터리 충전 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 디바이스(100)는 (예를 들어, 디바이스(100)의 무선 충전을 용이하게 하기 위해) 충전 도크 내의 자석(예를 들어, 영구 자석, 전자석) 또는 자기 재료(예를 들어, 철, 강철 등과 같은 강자성 재료)에 자기적으로 결합하도록 구성되는, 영구 자석과 같은 자석을 포함할 수 있다.
디바이스(100)는 또한 하우징(102)에 결합된 투명 커버(108)를 포함한다. 커버(108)는 디바이스(100)의 전면을 한정할 수 있다. 예를 들어, 일부 경우들에서, 커버(108)는 실질적으로 디바이스의 전체 전면 및/또는 전방 표면을 한정한다. 커버(108)는 또한 디바이스(100)의 입력 표면을 한정할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 디바이스(100)는 커버(108)에 가해진 입력들을 검출하는 터치 및/또는 힘 센서들을 포함할 수 있다. 커버는 유리, 사파이어, 중합체, 유전체, 또는 임의의 다른 적합한 재료로 형성되거나 이를 포함할 수 있다.
커버(108)는 하우징(102)의 내부 체적 내에 적어도 부분적으로 위치되는 디스플레이(109)의 적어도 일부 위에 놓일 수 있다. 디스플레이(109)는 그래픽 출력들이 디스플레이되는 출력 영역을 한정할 수 있다. 그래픽 출력들은 그래픽 사용자 인터페이스, 사용자 인터페이스 요소(예컨대, 버튼, 슬라이더 등), 텍스트, 목록, 사진, 비디오 등을 포함할 수 있다. 디스플레이(109)는 액정 디스플레이(LCD), 유기 발광 다이오드 디스플레이(OLED), 또는 임의의 다른 적합한 컴포넌트들 또는 디스플레이 기술들을 포함할 수 있다.
디스플레이(109)는 디스플레이의 출력 영역을 따라 연장되고 임의의 적합한 감지 요소들 및/또는 감지 시스템들 및/또는 기법들을 사용할 수 있는 터치 센서들 및/또는 힘 센서들을 포함하거나 그와 연관될 수 있다. 터치 센서들을 사용하여, 디바이스(100)는 터치 입력들의 위치들, 터치 입력들의 모션들(예컨대, 커버(108)에 가해진 제스처의 속력, 방향, 또는 다른 파라미터들) 등을 검출하는 것을 비롯하여, 커버(108)에 가해진 터치 입력들을 검출할 수 있다. 힘 센서들을 사용하여, 디바이스(100)는 커버(108)에 가해진 터치 이벤트들과 연관된 힘의 양 또는 크기를 검출할 수 있다. 터치 및/또는 힘 센서들은 디바이스의 동작을 제어 또는 수정하기 위한 다양한 유형들의 사용자 입력, 예컨대 탭, 스와이프, 다중 손가락 입력, 단일 또는 다중 손가락 터치 제스처, 누르기 등을 검출할 수 있다. 웨어러블 전자 디바이스들, 예컨대 디바이스(100)와 함께 사용가능한 터치 및/또는 힘 센서들은 도 11과 관련하여 본 명세서에 설명된다.
디바이스(100)는 또한 노브, 외부 부분, 또는 하우징(102)의 측벽(101)을 따라 위치된 컴포넌트(들) 또는 특징부(들)를 갖는 크라운(112)(본 명세서에서 크라운 조립체로도 지칭됨)을 포함한다. 크라운(112)의 적어도 일부분(예를 들어, 노브(208), 도 2)은 하우징(102)으로부터 돌출되고/되거나 그로부터 대체로 외부에 있을 수 있고, 대체로 원형인 형상 또는 원형 외부 표면을 한정할 수 있다. 크라운(112)의 외부 표면(또는 그의 일부분)은 텍스처화되거나, 널링되거나(knurled), 홈형성될 수 있거나, 그렇지 않으면 크라운(112)의 촉감을 개선할 수 있는 특징부들을 가질 수 있다. 크라운(112)의 외부 표면의 적어도 일부분은 또한, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 생체인식 감지 회로부(또는 외부 표면으로의 전도성 경로를 사용하는 다른 센서의 회로부)에 전도성으로 결합될 수 있다.
크라운(112)은 다양한 잠재적 사용자 상호작용들을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 크라운(112)은 사용자에 의해 회전될 수 있다(예컨대, 크라운은 회전 입력들을 수신할 수 있다). 도 1a의 화살표(115)는 크라운(112)에 대한 회전 입력들의 예시적인 방향(들)을 예시한다. 크라운(112)에 대한 회전 입력들은 (다른 가능한 기능들 중에서도) 디스플레이(109) 상에 디스플레이된 사용자 인터페이스 또는 다른 객체를 줌, 스크롤, 회전, 또는 다른 방식으로 조작할 수 있다. 크라운(112)은 또한, 화살표(117)로 나타낸 바와 같이, 사용자에 의해 (예컨대, 축방향으로) 병진되거나 눌러질 수 있다. 병진 또는 축방향 입력들은 하이라이트된 객체들 또는 아이콘들을 선택하거나, 사용자 인터페이스가 이전 메뉴 또는 디스플레이로 복귀하게 하거나, 또는 (다른 가능한 기능들 중에서) 기능들을 활성화하거나 비활성화할 수 있다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 회전 입력들은 회전 입력들의 속력 및/또는 방향을 검출하기 위해 하나 이상의 레이저들을 사용하는 광학 감지 시스템을 사용하여 감지될 수 있다. 보다 구체적으로, 회전 표면 상으로 지향되는 레이저 광과 회전 표면으로부터 다시 레이저 소스 내로 반사되는 레이저 광 사이의 간섭(또는 다른 상호작용). 자기-혼합 레이저 간섭계는 반사된 광에 기초하여 회전의 특성들(예를 들어, 속력 및/또는 방향)을 결정하는 데 사용될 수 있다.
크라운(112)은 또한, 디바이스(100) 내의 생체인식 감지 회로부 또는 다른 감지 회로부에 대한 입력을 용이하게 하는 입력 특징부(116)를 포함하거나 한정할 수 있다. 입력 특징부(116)는 디바이스(100)의 하나 이상의 컴포넌트들을 통해 생체인식 감지 회로부에 전도성으로 결합되는 전도성 표면일 수 있다. 입력 특징부(116)는 크라운 조립체의 일부인 전도성 부재(예를 들어, 캡 또는 디스크)일 수 있다. 일부 경우들에서, 입력 특징부(116) 및/또는 입력 특징부(116)를 한정하는 컴포넌트(들)는 디바이스(100)의 다른 컴포넌트들로부터 전기적으로 격리된다. 예를 들어, 입력 특징부(116)는 하우징(102)으로부터 전기적으로 격리될 수 있다. 이러한 방식으로, 입력 특징부(116)로부터 생체인식 감지 회로부로의 전도성 경로는, 그렇지 않으면 생체인식 센서의 효율성을 감소시킬 수 있는, 다른 컴포넌트로들부터 격리될 수 있다. 생체인식 센서에 입력을 제공하기 위해, 사용자는 입력 특징부(116) 상에 손가락 또는 다른 신체 부위를 배치할 수 있다. 생체인식 센서는 사용자가 입력 특징부(116) 상에 손가락 또는 다른 신체 부위를 배치했음을 검출하는 것에 응답하여 판독 또는 측정을 수행하도록 구성될 수 있다. 일부 경우들에서, 생체인식 센서는 감지 기능이 사용자에 의해 별도로 개시될 때에만(예를 들어, 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 기능을 활성화함으로써), 판독 또는 측정을 수행할 수 있다. 다른 경우들에서, (예를 들어, 크라운(112)에 회전 또는 병진 입력을 제공하기 위해) 사용자가 입력 특징부(116)에 접촉할 때마다 판독 또는 측정이 수행된다. 사용자는 생체인식 센서가 언제 측정 또는 판독을 수행할 지에 대한 완전한 제어를 가질 수 있고, 심지어 생체인식 감지 기능을 완전히 끄는 옵션을 가질 수 있다.
디바이스(100)는 또한 크라운(112)을 통해 촉각적 출력을 생성하도록 구성된 하나 이상의 햅틱 액추에이터들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 햅틱 액추에이터는 크라운(112)에 결합될 수 있고, 힘을 크라운(112)에 부여하도록 구성될 수 있다. 힘은 크라운(112)으로 하여금 이동(예컨대, 병진적 및/또는 회전적으로 발진 또는 진동하거나, 또는 다른 방식으로 이동하여 촉각적 출력을 생성)하게 할 수 있고, 이는 사용자가 크라운(112)과 접촉하고 있을 때 사용자에 의해 검출가능할 수 있다. 햅틱 액추에이터는 크라운(112)을 임의의 적합한 방식으로 이동시킴으로써 촉각적 출력을 생성할 수 있다. 예를 들어, 크라운(112)(또는 그의 컴포넌트)은 회전(예컨대, 단방향으로 회전, 회전적으로 발진 등)되거나, 병진(예컨대, 단일 축을 따라 이동)되거나, 또는 피봇(예컨대, 피봇 지점을 중심으로 흔들림)될 수 있다. 다른 경우들에서, 햅틱 액추에이터는 힘을 하우징(102)에 부여하는 것과 같이 다른 기법들을 이용하여 촉각적 출력을 생성할 수 있고(예컨대, 발진, 진동, 임펄스, 또는 기타 모션을 생성함), 이는 크라운(112)을 통해 및/또는 커버(108), 하우징(102) 등과 같은 디바이스(100)의 다른 표면들을 통해 사용자에게 인지가능할 수 있다. 정전기, 압전 액추에이터들, 발진 또는 회전 물체, 초음파 액추에이터들, 자기저항 힘 액추에이터들, 음성 코일 모터, 로렌츠 힘 액추에이터들 등을 포함하는, 촉각적 출력을 생성하기 위한 임의의 적합한 유형의 햅틱 액추에이터 및/또는 기법은 이러한 또는 다른 유형들의 촉각적 출력들을 생성하는 데 사용될 수 있다.
촉각적 출력은 다양한 목적들을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 크라운(112)을 누르면(예컨대, 축방향 힘을 크라운(112)에 가하면) 디바이스(100)가 눌림을 디바이스(100)에 대한 입력으로서 등록했음을 나타내기 위하여 촉각적 출력이 생성될 수 있다. 다른 예로서, 디바이스(100)가 크라운(112)의 회전 또는 크라운(112)에 가해지는 제스처를 검출할 때 촉각적 출력을 이용하여 피드백을 제공할 수 있다. 예를 들어, 촉각적 출력은 사용자가 크라운(112)을 회전시키거나 또는 크라운(112)에 제스처를 가함에 따라 반복되는 "딸깍"하는 느낌을 생성할 수 있다. 촉각적 출력은 다른 목적으로도 사용될 수 있다.
디바이스(100)는 또한 다른 입력부, 스위치, 버튼 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디바이스(100)는 버튼(110)을 포함한다. 버튼(110)은 이동형 버튼(도시된 바와 같음) 또는 하우징(102)의 터치 감응형 영역일 수 있다. 버튼(110)은 다양한 양태의 디바이스(100)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 버튼(110)은 디스플레이(109) 상에 디스플레이된 아이콘, 아이템, 또는 기타 객체들을 선택하거나, 기능을 활성화하거나 또는 비활성화(예컨대, 알람 또는 알림 끄기)하는 등에 사용될 수 있다.
도 1b는 디바이스(100)의 후면을 도시한다. 디바이스(100)는, 하우징(102)에 결합되고 디바이스(100)의 후방 외부 표면의 적어도 일부분을 한정하는 후방 커버(118)를 포함한다. 후방 커버(118)는 사파이어, 중합체, 세라믹, 유리, 또는 임의의 다른 적합한 재료와 같은 임의의 적합한 재료(들)로 형성되거나 이를 포함할 수 있다.
후방 커버(118)는 광이 후방 커버(118)를 통해 디바이스(100) 내의 센서 컴포넌트들로 그리고 그로부터 통과할 수 있도록 하는 복수의 윈도우들을 한정할 수 있다. 예를 들어, 후방 커버(118)는 방출기 윈도우(120) 및 수신기 윈도우(122)를 한정할 수 있다. 방출기 및 수신기 윈도우들 각각 하나만 도시되어 있지만, 더 많은 방출기 및/또는 수신기 윈도우들이 포함될 수 있다(디바이스(100) 내의 대응하는 추가 방출기들 및/또는 수신기들과 함께). 방출기 및/또는 수신기 윈도우들(120, 122)은 후방 커버(118)의 재료에 의해 한정될 수 있거나(예를 들어, 이들은 후방 커버(118)의 재료의 광-투과성 부분일 수 있음), 또는 이들은 후방 커버(118)에 형성된 구멍들에 위치되는 별개의 컴포넌트들일 수 있다. 방출기 및 수신기 윈도우들, 및 연관된 내부 센서 컴포넌트들은 심박수, 혈액 산소 농도 등과 같은 사용자의 생체인식 정보뿐만 아니라, 디바이스로부터 물체까지의 거리와 같은 정보를 결정하는 데 사용될 수 있다. 도 1b에 도시된 후방 커버(118) 내의 윈도우들의 특정 배열은 하나의 예시적인 배열이고, 다른 윈도우 배열들(윈도우들의 상이한 수들, 크기들, 형상들 및/또는 위치들을 포함함)이 또한 고려된다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 윈도우 배열은 통합된 센서 패키지 내의 컴포넌트들의 배열에 의해 한정되거나 그렇지 않으면 이에 대응할 수 있다.
후방 커버(118)는 또한 하나 이상의 전극들(124, 126)을 포함할 수 있다. 전극들(124, 126)은 (선택적으로 입력 특징부(116)와 함께) 디바이스(100) 내의 생체인식 감지 회로부 또는 다른 감지 회로부에 대한 입력을 용이하게 할 수 있다. 전극들(124, 126)은 디바이스(100)의 하나 이상의 컴포넌트들을 통해 생체인식 감지 회로부에 전도성으로 결합되는 전도성 표면일 수 있다.
도 2a는 크라운 조립체 및 크라운 조립체의 회전 입력의 특성을 검출하도록 구성된 광학 감지 시스템을 갖는 전자 디바이스의 일부분의 부분 단면도를 도시한다. 보다 구체적으로, 도 2a에 도시된 광학 감지 시스템은, 레이저 빔을 크라운 조립체의 회전 표면 상으로 지향시키고, 레이저 빔의 반사된 부분들을 수신하여 회전 입력의 특성들(예를 들어, 회전의 속력 및 방향)을 검출하는, 하나 이상의 레이저 방출기들을 갖는다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 디바이스는 관통-구멍(203)을 갖는 측벽(202)을 갖는 하우징을 포함할 수 있다. 크라운 조립체(204)는 하우징의 외부에 있고 회전 입력을 수용하도록 구성된 노브(208), 및 노브에 결합되고 적어도 부분적으로 하우징 내부에 있도록 관통-구멍(203)을 통해 연장되는 샤프트 조립체(206)를 포함할 수 있다. 노브(208) 및 샤프트 조립체(206)는 단일 일체형 컴포넌트일 수 있거나, 또는 이들은 함께 결합된 다수의 컴포넌트들 또는 피스들을 포함할 수 있다. 어느 경우든, 노브(208)에 가해진 회전 입력은 샤프트 조립체(206)(또는 이의 적어도 일부분)가 회전하게 한다.
회로 보드와 같은 기판(211) 상에 위치될 수 있는 레이저 방출기(210)는 궁극적으로 샤프트 조립체(206)의 회전 표면 상으로 지향되는 레이저 빔을 방출하도록 구성된다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 회전 표면은 샤프트 조립체의 주변 표면이지만, 다른 구현예들에서 레이저 빔(들)은 상이한 표면(예를 들어, 디스크의 표면) 상으로 지향될 수 있다. 빔-지향 구조체(212)(예를 들어, 렌즈, 굴절기, 프리즘 또는 다른 광학 컴포넌트 또는 조립체)는 샤프트 조립체의 표면을 향해 레이저 빔을 조준하기 위해 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 빔-지향 구조체(212)는 레이저 빔의 방향을 변화시킨다. 예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같이, 빔-지향 구조체(212)는 레이저 빔의 일부분이 샤프트 조립체(206)에 입사하도록 레이저 빔의 방향을 변화시키는 반사 표면(213)을 한정한다. 다른 경우들에서, 감지 시스템은 빔-지향 구조체를 포함하지 않을 수 있거나, 또는 상이한 빔-지향 구조체 또는 빔-지향 구조체들을 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 입사 빔은 샤프트 조립체(또는 크라운 조립체의 다른 회전 컴포넌트)의 감지 표면에 입사하는 레이저 빔의 세그먼트 또는 부분을 지칭한다. 따라서, 예를 들어, 도 2a는 레이저 방출기(210)로부터 방출된 레이저 빔이 빔-지향 구조체(212)에 의해 재지향되는 구현예를 예시한다. (예를 들어, 빔-지향 구조체(212)를 빠져 나온 후) 샤프트 조립체(206)의 표면에 입사하는 레이저 빔의 부분(215)은 입사 빔으로 지칭될 수 있다. 일부 경우들에서, 입사 빔은 감지 표면에 입사하기 직전에 자유 공간(예를 들어, 공기)을 통과하는 레이저 빔의 부분이다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 입사 빔은 비스듬한 각도로(예를 들어, 감지 표면 상의 입사 빔의 입사 영역에서 접선 또는 접평면에 수직이지 않거나 평행하지 않음) 샤프트 조립체(206)의 감지 표면에 입사할 수 있다. 달리 말하면, 레이저 빔의 전체 경로의 세그먼트일 수 있는 입사 빔이 이동하는 경로는 감지 표면에 대해 비스듬할 수 있다.
도 3은 입사 빔이 샤프트 조립체의 감지 표면에 입사하는 방식을 추가로 예시한다. 예를 들어, 도 3은 입사 빔(301)이 전파되는 종단 레이저 컴포넌트(300)를 예시한다. 종단 레이저 컴포넌트(300)는 도 2a의 빔-지향 구조체(212)와 같은 빔-지향 구조체, 레이저 방출기, 또는 입사 빔을 샤프트의 감지 표면 상으로 지향시키는(예를 들어, 에어 갭과 같은 자유 공간을 통해 빔을 방출하는) 광학 시스템의 임의의 다른 컴포넌트일 수 있다. 도시된 바와 같이, 입사 빔(301)은 비스듬한 각도(310)로(예를 들어, 감지 표면(302) 상의 입사 빔(301)의 입사 영역에서 접선 또는 접평면(311)에 수직이지 않거나 평행하지 않음)로 감지 표면(302)에 입사한다. 달리 말하면, 입사 빔(301)이 이동하는 경로는 샤프트(308)의 회전 축과 교차하지 않는다. 각도(310)는 약 100도 내지 약 170도, 또는 임의의 다른 적합한 각도일 수 있다.
감지 표면(302) 상의 입사 빔(301)의 비스듬한 각도는, 샤프트 조립체의 회전 속력 및 방향을 결정하기 위해 감지 시스템에 의해 사용되는 현상을 야기한다. 특히, 입사 빔(301)의 일부분은 입사 빔(301)과 동일한 경로를 따라 감지 표면(302)으로부터 반사되고, 궁극적으로 레이저 빔을 생성했던 레이저 방출기에 도달한다. 입사 빔(301)이 감지 표면에 입사할 때, 감지 표면의 모션은 입사 빔과 동일한 경로를 따라 다시 반사되는 레이저 빔의 부분(반사된 부분으로 지칭됨)이 입사 빔과 상이한 주파수를 갖게 한다. 예를 들어, 감지 표면이 제1 방향(304)으로 회전하는 경우, 빔의 반사된 부분의 주파수는 입사 빔(301)의 주파수보다 높을 수 있다. 감지 표면이 제2 방향(306)(예를 들어, 제1 방향과 반대)으로 회전하는 경우, 반사된 부분의 주파수는 입사 빔(301)의 주파수보다 낮을 수 있다. 또한, 위에서 언급된 바와 같이, 감지 표면의 회전의 속력(예를 들어, 회전 속도)은 주파수가 변화되는 정도를 결정할 수 있다. 따라서, 더 높은 회전 레이트는 입사 빔의 주파수와 비교하여 주파수의 더 큰 시프트에 대응한다.
빔의 반사된 부분이 레이저 방출기에 도달하면, 반사된 광은 레이저 방출기에 의해 생성되는 광의 주파수, 진폭 및/또는 다른 속성(들)의 변화를 야기할 수 있거나, 또는 그렇지 않으면 레이저 방출기의 공진기에서 효과를 생성할 수 있다. 이러한 변화들 및/또는 효과들은 레이저(및/또는 연관된 컴포넌트들 및 회로부)에 의해 검출될 수 있고, 크라운의 회전 모션에 대응하는 신호를 생성하는 데 사용될 수 있다. 이어서, 신호는 디바이스에 디스플레이되는 그래픽 출력들을 수정하는 것과 같이 디바이스의 기능들을 제어하는 데 사용될 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 궁극적으로 회전의 특성들을 결정하는 데 사용되는 효과는 이동하는 감지 표면이 광 방출기로 복귀하는 반사된 광의 주파수에 영향을 미치는 방식에 의해 생성된다. 따라서, 샤프트 조립체의 표면이 충분히 확산 반사를 생성하여 레이저 빔의 적어도 일부가 동일한 경로를 따라 다시 반사되도록(예를 들어, 방출기로 다시 이동하도록) 하는 한, 감지 시스템은 회전의 속력 및/또는 방향을 결정할 수 있다. 특히, 샤프트는 회전 특성들을 검출하기 위해 패싯, 교번하는 색상 스트라이프 또는 패턴, 슬롯, 또는 다른 시각적 또는 물리적 특징부를 포함할 필요가 없다. 일부 경우들에서, 감지 표면은 방출기 내로 되돌아가는 경로를 따른 레이저 빔의 반사를 용이하게 하는 표면 텍스처를 가질 수 있다. 예를 들어, 감지 표면은 약 0.025 내지 10 마이크로미터(microns)의 표면 거칠기(Ra) 값을 가질 수 있다. 일부 경우들에서, 감지 표면은, 반사된 광의 목표 량 또는 비율이 입사 경로를 따라 다시 반사되는, 양방향 반사율 분포 함수(또는 다른 메트릭)에 의해 특성화될 수 있다.
본 명세서에 설명된 시스템들 및 기법들을 사용하는 광학 감지 시스템들은 회전 특성들을 검출하기 위해 하나 또는 다수의 레이저를 사용할 수 있다. 다수의 레이저들이 사용되는 경우들에서, 다수의 레이저들은 상이한 레이저 방출기들 사이의 오차를 보정하거나, 감지 표면으로부터의 반사의 불규칙성을 보상하거나, 또는 전체 감지 시스템 및/또는 검출된 회전 특성들의 신뢰성을 증가시키는 데 사용될 수 있다. 도 2b는 2개의 레이저 소스들이 사용되는 예시적인 구현예를 예시한다. 보다 구체적으로, 도 2b는 샤프트 조립체(226)의 축방향 단부로부터 본, 디바이스의 부분 단면도를 예시한다. 디바이스는 기판(221)(예를 들어, 회로 보드)에 장착된 2개의 레이저 소스들(221-1, 221-2)(레이저 방출기 및 선택적으로 빔-지향 구조체를 포함함)을 포함한다. 레이저 소스들(221-1, 221-2) 각각은 샤프트 조립체(226)의 감지 표면에 입사하는 각자의 빔(225-1, 225-2)을 방출한다. 각각의 빔(225-1, 225-2)은 전술한 바와 같이 비스듬한 각도로 표면에 입사한다. 각각의 레이저 소스(221)로부터 결정된 회전 특성들은 샤프트 조립체(226)의 단일 세트의 회전 특성들을 결정하는 데 사용될 수 있다(예를 들어, 각각의 레이저 소스로부터의 각자의 회전 특성들을 평균화하는 것, 하나를 사용하여 다른 것을 오차-체크하는 것 등에 의해). 단일 레이저 소스(예를 들어, 레이저 방출기 및 선택적인 빔-지향 구조체)를 사용하는 것으로서 본 명세서에 도시되거나 설명되는 임의의 구현예는, 다른 구현예들에서, 도 2b에 도시된 바와 같이 다수의 레이저 소스들(예를 들어, 2개 이상)을 포함할 수 있다.
도 4는 본 명세서에서 설명된 바와 같은 크라운 및 광학 감지 시스템의 예시적인 구현예를 예시하는, 도 1a의 라인 4-4를 따라 본, 디바이스(100)의 부분 단면도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 디바이스(100)는 하우징(102)(도 1a)의 측벽인 측벽(401)을 포함한다. 측벽(401)은 관통하여 형성된 관통-구멍(411)을 갖는다. 크라운 조립체(112) 또는 그의 일부분은 관통-구멍(411)에 위치되고 하우징(102)의 내부 체적 내로 연장된다. 칼라(408)는 관통-구멍(411)에 위치되고 (예를 들어, 접착제, 클램프, 체결구 등을 통해) 하우징에 부착될 수 있고, 크라운 조립체(112)의 샤프트 조립체(414)는 칼라(408) 내의 구멍을 통해 연장될 수 있다. 크라운 조립체(112)는 칼라(408)에 대해 유지될 수 있고, 이에 의해 하우징(102)에 대해 유지될 수 있다. 예를 들어, 샤프트 조립체(414)는 샤프트 부분(418)의 원위 단부에 고정되는 회전자(416)를 포함할 수 있다. 회전자(416)는 크라운의 외향 이동을 제한하는 견부(shoulder) 또는 레지(ledge)를 한정할 수 있다. 돔 스위치 및/또는 스프링 요소가 크라운을 외향으로 편향시킬 수 있으므로 견부는 정상 동작 동안 하우징의 내부 부분 또는 다른 고정 컴포넌트와 접촉할 수 있다.
스러스트 부싱(thrust bushing)(413)(예를 들어, 중합체, 금속 또는 다른 적합한 재료로 형성되거나 이를 포함하는 베어링 또는 부싱)은 회전자(416)와 칼라(408)의 내부 표면 사이에 위치되어, 회전자(416)가 크라운 조립체(112)의 회전 동안 활주할 수 있는 마찰 표면을 제공할 수 있다. 칼라(408)와 측벽(401) 사이의 계면을 밀봉하기 위해 칼라(408)와 측벽(401) 사이에 시일(410)이 제공될 수 있다.
크라운 조립체(112)는 하우징(102) 외부에 있고 회전 입력을 수신하도록 구성되는 노브(405)(헤드 또는 다이얼이라고도 함)를 포함할 수 있다. 노브(405)는 링 부재(400)를 포함할 수 있다. 링 부재는 금속, 중합체 및/또는 다른 적합한 재료들로 형성될 수 있고, 사용자에 의해 파지되거나 달리 접촉될 때(예를 들어, 회전 입력을 제공할 때) 원하는 촉감을 제공하기 위해 널링, 홈, 또는 다른 특징부를 포함할 수 있다. 크라운 조립체(112)는 또한 링 부재(400)를 캡 조립체(407)에 결합시키는 성형된 구조체(402)를 포함할 수 있다. 성형된 구조체(402)는 링 부재(400)를 캡 조립체(407)에 구조적으로 결합시키면서, 또한 캡 조립체(407)를 링 부재(400)로부터 전기적으로 격리시킬 수 있다.
크라운 조립체(112)는 또한, 노브에 결합되고/되거나 노브로부터 연장되고 하우징 내에 적어도 부분적으로 위치되는 샤프트 조립체(414)를 포함할 수 있다. 샤프트 조립체(414)는 (예를 들어, 노브(405)가 사용자에 의해 회전될 때) 회전 입력에 응답하여 회전하도록 구성되는 감지 표면(434)을 한정할 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 샤프트 조립체(414)는 감지 표면(434)을 한정하는 회전자(416)를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 샤프트 조립체(414)의 상이한 컴포넌트 또는 부분은 감지 표면을 한정한다. 예를 들어, 캡 조립체(407)의 샤프트 부분(418)은 감지 표면을 한정할 수 있다. 다른 예로서, 샤프트 부분(418) 및/또는 회전자(416) 주위에 위치된 슬리브가 감지 표면을 한정할 수 있다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 감지 표면은 입사 레이저 빔의 적어도 일부분을 다시 레이저 방출기 내로 반사하도록 구성된다. 일부 경우들에서, 표면은 그의 원주를 중심으로 실질적으로 균일한 반사 속성들(예를 들어, 양방향 반사율 분포 함수)을 가져서, 레이저 빔의 실질적으로 동일한 비율이 감지 표면의 회전 위치에 관계없이 레이저 방출기 내로 반사되도록 한다. 회전자(416) 또는 그의 표면은 회전자의 감지 표면에 원하는 광학 속성을 제공하는 코팅, 도금, 또는 다른 광학적 커버링을 가질 수 있다.
회전자(416)는, 예컨대 나사형 연결을 통해, 샤프트 부분(418)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 샤프트 부분(418)의 단부(또한 샤프트 조립체(414)의 일부일 수 있음)는 나사형 구멍을 한정할 수 있고, 회전자(416)는 나사형 구멍에 나사 결합될 수 있다. 다른 경우들에서, 회전자(416)는 상이한 방식으로(예를 들어, 접착제 등을 통해) 부착될 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 크라운 조립체(112)의 회전의 특성들은, 레이저 빔을 크라운 조립체(112)(예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같은 회전자(416))의 표면 상으로 조준하고, 레이저 빔의 반사된 부분을 레이저 방출기에서 수신하는 것에 의해, 검출될 수 있다. 도 4는 레이저 모듈(426)이 궁극적으로 회전자(416)에 입사하는 레이저 빔을 방출하는 하나의 예시적인 구현예를 예시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 레이저 모듈(426)은 회로 보드와 같은 기판(424)에 부착된다. 기판(424)은 레이저 모듈(426) 및/또는 기판(424) 상의 다른 전기 컴포넌트들을 (예를 들어, 기판(424) 내부의 또는 기판(424) 상의 전도체들을 통해) 디바이스 내의 다른 회로부 및/또는 전자 컴포넌트들(예를 들어, 프로세서들, 메모리 등)에 전도성으로 결합시키는 전도체들을 포함하는 가요성 회로 요소와 같은 회로 요소(420)에 결합될 수 있다.
레이저 모듈(426)로부터 방출된 레이저 빔은 경로(432)를 따라 이동할 수 있다. 빔-지향 구조체(428)는, 레이저 빔이 원하는 배향 및/또는 각도로 크라운 조립체(112)의 표면에 입사하도록, 경로(432)의 적어도 일부를 한정하거나 또는 그렇지 않으면 레이저 빔의 방향을 조준하거나 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 레이저 모듈(426)은 크라운 조립체(112)의 회전 축과 실질적으로 평행한 방향으로 레이저 빔을 방출할 수 있고, 빔-지향 구조체(428)는 레이저 빔이 목표 각도로 감지 표면(434)에 입사하도록 레이저 빔의 방향을 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 빔-지향 구조체(428)는 감지 표면(434)으로 연장되는 경로(434)의 세그먼트를 따라 레이저 빔을 조준하기 위해 방출된 레이저 빔의 방향을 변경하도록 구성되는 반사 표면(430)을 한정한다. 반사 표면(430)은 또한 반사된 광이 레이저 모듈(426) 내로 다시 조준되도록 반사된 광의 방향을 변화시킬 수 있다. 빔-지향 구조체(428)는 함께 결합된 다중 광학 요소들(예를 들어, 렌즈, 프리즘, 굴절기 등), 또는 단일 모놀리식 광학 요소를 포함할 수 있다. 빔-지향 구조체(428)는 레이저 모듈(426)로부터 감지 표면(434)으로의 레이저 빔의 경로(432)를 한정하는 반사 표면, 패싯, 또는 임의의 다른 적합한 광학 특징부를 한정할 수 있다. 레이저 모듈(426)이 감지 표면에 대해 상이한 방향을 따라 광을 방출하도록 구성되는 실시예들에서(예를 들어, 레이저가 크라운 조립체에 부착된 디스크 상으로 광을 지향시키는 경우), 빔-지향 구조체는 생략될 수 있거나 또는 상이한 구성을 가질 수 있다. 빔-지향 구조체(428)는 유리, 결정 또는 결정질 재료, 중합체 재료 등과 같은 임의의 적합한 재료(들)로 형성될 수 있다.
도 4는 하나의 광 경로(432)를 도시하지만, 전체 레이저 빔이 경로(432)를 따라 레이저 모듈 내로 다시 반사되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 오히려, 레이저 빔의 일부분만 경로(432)를 따라 다시 반사되는 반면, 레이저 빔의 일부 부분은 하나 이상의 상이한 경로들을 따라 감지 표면으로부터 산란되거나 반사될 것이다.
감지 표면(434)은 레이저 빔의 적어도 일부분을 동일한 경로(432)를 따라 그리고 레이저 모듈(426) 내로 다시 반사하도록 구성된다. 레이저 빔이 감지 표면(434)에 입사하는 각도(예를 들어, 빔이 감지 표면에 입사하는 지점에서 감지 표면(434)에 수직이 아님)에 적어도 부분적으로 기인하여, 레이저 빔이 입사할 때 크라운 조립체(112)가 회전하는 경우, 레이저 빔의 반사된 부분은 방출된 레이저 빔과 상이한 주파수를 가질 것이다. 반사된 레이저 광의 상이한 주파수는, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 크라운 조립체(112)의 회전 속력 및/또는 방향을 결정하는 데 사용될 수 있는 방식으로 레이저 모듈(426)의 동작에 영향을 미칠 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 디바이스의 크라운은 생체인식 감지 기능들을 용이하게 하는 데 사용될 수 있는 입력 특징부(116)를 포함하거나 한정할 수 있다. 예를 들어, 캡 조립체(407) 및 회전자(416)는 입력 특징부(116)와 디바이스의 생체인식 센서, 예컨대 ECG 센서 사이의 전도성 경로를 한정할 수 있다. 캡 조립체(407)는 전도성 재료(예를 들어, 금속)로 형성될 수 있고, 크라운 조립체(112)의 축방향 단부 표면 상의 입력 특징부(116)(예를 들어, 디스크-유사 특징부)뿐만 아니라 샤프트 부분(418)을 한정할 수 있다. 또한, 회전자(416)도 전도성 재료(예를 들어, 금속)로 형성될 수 있다. 따라서, 사용자는 입력 특징부(116)에 손가락 또는 다른 신체 부위를 터치할 수 있고, 생체인식 센서는 캡 조립체(407)(및 선택적으로 회전자(416))를 통해 사용자 신체의 전기적 특성들을 검출할 수 있다.
크라운 조립체(112)는 가이드 부재들(404, 406)에 의해 지지될 수 있다. 가이드 부재들(404, 406)은 부싱, 베어링 등일 수 있다. 가이드 부재(404)는 크라운 조립체(112)에 부착될 수 있거나(예를 들어, 성형된 부재(402) 또는 크라운 조립체(112)의 다른 컴포넌트 또는 부분에 부착됨), 또는 칼라(408)에 부착될 수 있다. 유사하게, 가이드 부재(406)는 크라운 조립체(112)에 부착될 수 있거나(예를 들어, 샤프트 조립체(414)에 부착됨), 또는 칼라(408)에 부착될 수 있다. 일부 경우들에서, 가이드 부재(404)는 크라운 조립체(112)에 부착되는 반면, 가이드 부재(406)는 칼라(408)에 부착된다. 크라운 조립체(112) 및/또는 칼라(408)는 크라운 조립체(112)가 회전될 때 가이드 부재들(404, 406)의 표면을 따라 활주하도록 구성될 수 있다. 일부 경우들에서, 가이드 부재들(404, 406)은 그들과 그들 각자의 접촉 표면들 사이의 마찰을 감소시키고/시키거나 그들 사이의 목표 마찰 계수를 제공하기 위한 하나 이상의 코팅들을 포함하며, 이에 의해 사용자에 의해 회전될 때 회전에 대한 원하는 저항 및/또는 촉감을 제공한다.
시일(410)(예를 들어, 제1 시일)은 물, 액체 또는 다른 오염물이 디바이스 내로 침투하는 것을 억제하기 위해 칼라(408)와 하우징(예를 들어, 측벽(401)) 사이에 위치될 수 있다. 시일(410)은 탄성중합체 또는 다른 순응성 또는 압축성 재료일 수 있고, 하우징 및 칼라(408)의 표면들과 밀접한 접촉을 형성하도록 압축되거나 달리 변형될 수 있다. 시일(412)(예를 들어, 제2 시일)은 물, 액체 또는 다른 오염물이 디바이스 내로 침투하는 것을 억제하기 위해 크라운 조립체(112)와 칼라(408) 사이에 위치될 수 있다. 시일(412)은 탄성중합체 또는 다른 순응성 또는 압축성 재료일 수 있고, 크라운 조립체(112) 및 칼라(408)의 표면들과 밀접한 접촉을 형성하도록 압축되거나 달리 변형될 수 있다. 일부 경우들에서, 시일(412)은 O-링이거나 이와 유사하다. 시일(412)과 접촉하는 표면들 중 하나 이상은 크라운 조립체(112)의 회전 및/또는 병진 동안 시일을 유지하기 위해 시일(412)의 표면을 따라 활주할 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 크라운 조립체(112)는 디바이스에 입력을 제공하기 위해 (예를 들어, 크라운 조립체(112)의 축방향 단부에 가해지는 입력 힘에 응답하여) 그의 축을 따라 병진가능할 수 있다. 축방향 입력을 검출하기 위해, 디바이스(100)는 크라운 조립체(112)의 단부에 의해 작동되도록 구성되는 스위치(422)(예를 들어, 돔 스위치)를 포함할 수 있다. 스위치(422)는 회로 보드(선택적으로 레이저 모듈(426)이 부착되는 동일한 회로 보드)와 같은 기판에 부착될 수 있다. 스위치(422)는 전기 스위칭 기능(예를 들어, 크라운 조립체(112)에 의한 작동 시 회로 폐쇄)뿐만 아니라 사용자에 의해 느껴지거나 달리 인지될 수 있는 촉각적 출력을 제공할 수 있는 돔 스위치일 수 있다. 예를 들어, 사용자는 돔 스위치의 접철 시 클릭, 멈춤쇠, 또는 다른 감각을 느낄 수 있으며, 이에 따라 입력이 디바이스(100)에 성공적으로 제공되었다는 것을 사용자에게 나타낼 수 있다. 일부 경우들에서, 도 4의 스위치(422)와 유사하게 위치될 수 있는 다른 유형의 스위치들 또는 힘 감지 컴포넌트들이 축 입력들을 검출하는 데 사용될 수 있다.
일부 경우들에서 마찰 가드(423)(또는 전단 플레이트 또는 마모 플레이트) 또는 그의 일부분이 스위치(422)와 회전자(416) 사이에(또는, 회전자(416)가 사용되지 않는 경우, 스위치(422)와 크라운 조립체(112)의 상이한 부분 사이에) 위치된다. 크라운 조립체(112)로부터의 축방향 힘은 마찰 가드(423)를 통해 스위치(422)로 전달될 수 있다. 마찰 가드(423)는 회전하지 않기 때문에 크라운 조립체(112)의 회전으로 인한 임의의 마찰은 스위치(422)가 아니라 마찰 가드(423)에 가해진다. 이는 예를 들어, 마찰이 스위치(422)의 외부 표면을 손상시키는 것을 방지함으로써 스위치(422)의 수명을 연장시키는 데 도움이 될 수 있다.
도 5는 입력 시스템의 추가 세부사항을 예시하는, 도 4의 입력 시스템의 분해도이다. 일부 경우들에서, 성형된 구조체(402)는, 예컨대 성형된 구조체(402)를 형성하고 이를 캡 조립체(407)에 부착하기 위해 캡 조립체(407)에 대해 중합체 재료를 성형함으로써, 캡 조립체(407)에 결합될 수 있다. 가이드 부재(404)(예를 들어, 부싱, 베어링 등)가 성형된 구조체(402)에 부착될 수 있다. 링 부재(400)는 성형된 구조체(402)에 부착될 수 있다. 일부 경우들에서, 가이드 부재(404) 및 링 부재(400)는 성형 프로세스 동안 성형된 구조체(402)에 부착된다. 예를 들어, 가이드 부재(404), 링 부재(400), 및 캡 조립체(407)가 몰드 내로 삽입될 수 있고, 유동성 중합체 재료가 몰드 내로 도입되어 가이드 부재(404), 링 부재(400), 및 캡 조립체(407)와 접촉하고 맞물리며 궁극적으로 이들에 부착될 수 있으며, 이에 의해 시스템에 내장될 수 있는 단일 조립체를 형성할 수 있다.
가이드 부재(406)는 칼라(408)에 부착될 수 있다(예를 들어, 억지 끼워맞춤, 접착제, 인서트 성형 등을 통해). 스러스트 부싱(413)은 또한 칼라(408)에 부착될 수 있다. 캡 조립체(407)는 칼라(408)의 구멍에 삽입될 수 있고, 이어서 회전자(416)는 캡 조립체(407)에 결합될 수 있다. 크라운 조립체(112)가 칼라(408)에 결합되면(전술한 바와 같이 또는 임의의 다른 적합한 프로세스 또는 기법을 통해), 감지 조립체(500)가 칼라(408)에 부착될 수 있다. 감지 조립체(500)는, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 레이저 모듈, 빔-지향 구조체, 빔-지향 구조체 장착 구조체, 기판, 및/또는 다른 적합한 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 감지 조립체(500)는 칼라(408)에 고정되기 전에 사전-조립되고 이어서 크라운 조립체(112)(특히 감지 표면(434))에 대해 정렬될 수 있다. 회로 요소(420)는 감지 조립체(500)를 다른 전기 컴포넌트들(예를 들어, 프로세서, 메모리, 및/또는 다른 회로 컴포넌트들)에 전도성으로 결합시키기 위해 감지 조립체(500)에 결합될 수 있다. 감지 조립체(500)는 또한 스위치(422)(도 4), 힘 센서 등과 같은, 크라운 조립체에 가해지는 병진 이동(또는 축방향 힘)을 검출하도록 구성되는 힘 또는 압력 센서를 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 도 5에 도시된 모든 컴포넌트들(선택적으로 회로 요소(420)는 제외함)이 함께 조립되면, 생성된 조립체는, 예컨대 칼라(408)를 디바이스의 관통-구멍 또는 다른 특징부에 위치시키고, 칼라(408)를 하우징에 고정시키고(접착제, 체결구 등을 통해), 궁극적으로 조립체의 전기 컴포넌트들을 디바이스의 다른 컴포넌트들에 전도성으로 결합시킴으로써, 디바이스 하우징에 부착될 수 있다.
도 6은 기판(601)(예를 들어, 회로 보드), 레이저 모듈(608)(예를 들어, VCSEL 모듈), 장착 구조체(610), 및 빔-지향 구조체(602)를 포함하는, 본 명세서에 설명된 바와 같은, 광학 감지 시스템에서 사용하기 위한 센서 서브조립체(600)를 예시한다. 기판(601)은 도 4의 기판(424)의 일 실시예(또는 그 일부분)일 수 있다. 레이저 모듈(608) 및 빔-지향 구조체(602)는 또한 도 4의 레이저 모듈(426) 및 빔-지향 구조체(428)에 대응할 수 있거나 그의 실시예들일 수 있다.
레이저 모듈(608)은 회로 보드일 수 있는 기판(601)에 구조적으로 그리고 전도성으로 결합될 수 있다. 장착 구조체(610)는 레이저 모듈(608) 위에 위치되고/되거나 이를 적어도 부분적으로 봉지하는 투명 중합체 구조일 수 있다. 또한, 장착 구조체(610)는 프로세서 및/또는 다른 회로부와 같은, 기판(601) 상에 위치될 수 있는 다른 컴포넌트들을 덮고/덮거나 적어도 부분적으로 봉지할 수 있다. 장착 구조체(610)는 센서 서브조립체(600)를 칼라(예를 들어, 칼라(408)) 또는 디바이스 또는 광학 감지 시스템의 다른 구조적 컴포넌트에 부착하는 데 사용되는 지지 부재들(612)을 한정할 수 있다.
빔-지향 구조체(602)는, 예컨대 광학적으로 투명한 접착제, 렌즈 시멘트 등을 통해, 장착 구조체(610)에 부착될 수 있다. 레이저 모듈(608)에 의해 방출된 레이저 빔은 장착 구조체(610) 및 빔-지향 구조체(602)를 통해 연장되는 경로를 따라 이동할 수 있다. 일부 경우들에서, 장착 구조체(610)는 생략될 수 있거나, 또는 레이저 빔이 빔-지향 구조체(602)를 통해서만 이동하도록 구성될 수 있다. 일부 경우들에서, 어떠한 추가적인 빔-지향 구조체도 레이저 모듈(610)의 외부에 제공되지 않고, 레이저 빔의 경로는 레이저 모듈(610)로부터 감지 표면 상으로 자유 공간을 통해 연장된다.
빔-지향 구조체(602)는 레이저 모듈(608)로부터 방출되는 레이저 빔을 조준하도록 구성되는 광학 특징부들을 한정할 수 있다. 광학 특징부들은, 예를 들어, 레이저 빔을 재지향시키도록 구성되는 반사 표면(604)을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 도 6의 예에 예시된 바와 같이, 반사 표면(604)은 크라운 조립체의 회전 축에 평행한(또는 그렇지 않으면 크라운 조립체의 감지 표면에 입사하지 않을) 경로 세그먼트로부터, 크라운 조립체의 감지 표면을 향해 지향되는 경로 세그먼트로 (예를 들어, 입사 지점에서 감지 표면에 비스듬한 각도로) 레이저 빔을 재지향시킨다. 일부 경우들에서, 출력 표면(606)은 레이저 빔의 방향을 변화시키는 반면, 다른 경우들에서 출력 표면(606)은 레이저 빔의 방향을 변화시키지 않는다(예를 들어, 레이저 빔이 출력 표면(606)에 수직인 경우).
빔-지향 구조체(602)는 유리, 결정 또는 결정질 재료, 중합체 재료 등과 같은 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다. 일부 경우들에서, 빔-지향 구조체(602)는 단일 모놀리식 구조체인 반면, 다른 경우들에서 그것은 다수의 광학 요소들로 형성된다.
위에서 언급된 바와 같이, 광학 감지 시스템은 다수의 레이저들을 포함하거나, 또는 그렇지 않으면 다수의 레이저 빔들을 크라운 조립체의 감지 표면(들) 상으로 지향시킬 수 있다. 그러한 경우들에서, 다수의 레이저 모듈들은 빔-지향 구조체(602) 아래에 위치되거나, 또는 그렇지 않으면 레이저 빔들을 빔-지향 구조체(602) 내로 방출하도록 구성될 수 있다. 그러한 경우들에서, 빔-지향 구조체(602)는, 각각의 광 빔을 상이한 경로들을 따라 안내하고 그에 따라 광 빔들을 감지 표면 상의 상이한 입사 지점들 상으로 지향시키는 광학 특징부들(예를 들어, 패싯, 반사 표면 등)을 한정하거나 포함할 수 있다.
다수의 레이저 모듈들을 사용하는 일부 구현예들에서, 다수의 빔-지향 구조체들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 광학 감지 시스템은 2개 이상의 센서 서브조립체들(600)을 포함할 수 있으며, 각각은 레이저 빔을 감지 표면의 상이한 부분 상으로 지향시키도록 구성된다.
도 7a 및 도 7b는, 레이저를 감지 표면과 정확하게 정렬시키고 레이저의 정렬을 유지하면서 센서 서브조립체(600)를 칼라에 고정시키기 위해, 센서 서브조립체(600)를 칼라(704)와 조립하기 위한 예시적인 프로세스를 예시한다. 도 4의 칼라(408)에 대응하거나 그의 일 실시예일 수 있는 칼라(704)는 내부에 설치된 크라운 조립체(701)를 가질 수 있다. 예를 들어, 노브(702) 및 회전자(708)(또는 감지 표면을 한정하는 임의의 다른 컴포넌트)를 갖는 샤프트 조립체를 포함할 수 있는 크라운 조립체(701)는 칼라(704)의 구멍에 위치되고 칼라(704)에 고정될 수 있다(전술한 바와 같이, 부싱들을 따라 활주함으로써 칼라(704)에 대해 회전 및/또는 병진하도록 허용되면서). 크라운 조립체(701), 노브(702), 및 회전자(708)는 도 4에 도시되고 설명된 대응하는 컴포넌트들에 대응하거나 그의 실시예들일 수 있다.
크라운 조립체(701)가 칼라(704)에 부착되면, 칼라(704)에 대한 크라운 조립체(701), 보다 구체적으로는 크라운 조립체(701)(도 7a의 예에서 회전자(708))의 감지 표면의 상대적 위치가 확립된다(크라운 조립체에 대한 회전 및 병진 입력들의 결과로서 발생하는 크라운 조립체(701)의 회전들 및 병진들을 받음). 크라운 조립체(701)가 칼라(704)에 부착된 후, 접착제(712)(예를 들어, 유동성 접착제)가 센서 서브조립체 지지체들(706)의 표면들(710) 상에 위치될 수 있다. 일부 경우들에서, 표면들(710)은, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 접착제(712)가 조립 동안 특정 방향으로 그리고/또는 특정 위치로 흐르도록 지향시키거나 촉진하도록 구성되는 모따기된 표면들이다.
이어서, 센서 서브조립체(600)는, 도 7b에 도시된 바와 같이, 칼라(704)에 대해 제위치에 배치될 수 있다. 위치설정 동안, 지지 부재들(612)은 접착제(712)와 접촉할 수 있고, 선택적으로 접착제가 지지 부재들(612) 및/또는 센서 서브조립체 지지체들(706)의 표면들에 대해 흐르거나 이동하게 할 수 있다. 이 프로세스는 접착제가 접촉하는 지지 부재들(612) 및/또는 센서 서브조립체 지지체들(706)의 표면적을 증가시킬 수 있다.
일부 경우들에서, 레이저 모듈(608)은 위치설정 동작 동안 레이저 빔을 방출하도록 구성될 수 있어서, 센서 서브조립체(600)가 칼라(704)에 대해 이동할 수 있도록 접착제(712)가 여전히 충분히 순응성인 동안 센서 서브조립체(600)의 위치설정이 미세하게 튜닝될 수 있도록 할 수 있다. 예를 들어, 위치설정 동작 동안, 센서 서브조립체(600)의 위치는 레이저 빔이 목표 각도로 감지 표면 상으로 지향될 때까지 조정될 수 있다. 이러한 경우, 레이저 빔의 각도는, 감지 표면에 대한 레이저 빔의 입사각을 (예를 들어, 광학 시스템으로) 검출하고 입사각이 목표 입사각의 특정된 허용오차 내에 있을 때까지 센서 서브조립체(600)를 이동시킴으로써, 결정될 수 있다. 다른 예들에서, 방출된 레이저 빔과 동일한 경로를 따라 반사되는 레이저 빔의 상대적인 양이 모니터링될 수 있고, 센서 서브조립체(600)는 방출 경로를 따라 반사되는 레이저 빔의 목표량이 도달될 때까지 이동될 수 있다.
센서 서브조립체(600)가 칼라(704) 및/또는 감지 표면에 대해 정확하게 위치되면, 접착제(712)는, 센서 서브조립체(600)를 칼라(704)에 대해 유지시키고 칼라(704) 및/또는 감지 표면에 대해 제위치에 유지시키도록, 경화될 수 있게 된다. 일부 경우들에서, 센서 서브조립체(600)는, 접착제가 위치설정을 유지하기 위해 충분히 경화될 때까지 센서 서브조립체(600)가 제위치에서 벗어나 이동하는 것을 방지하거나 억제하기 위해 경화 프로세스의 적어도 일부 동안 (예를 들어, 센서 서브조립체(600)를 위치시키는 데 사용되었던 고정구 또는 기계에 의해) 제위치에 유지될 수 있다.
일부 경우들에서, 접착제(712)는 자외선-경화성 접착제이고, 접착제(712)를 적어도 부분적으로 경화시키기(harden 또는 cure) 위해 고정구가 센서 서브조립체(600)를 제위치에 유지하는 동안 자외선은 접착제(712) 상으로 지향된다. 장착 구조체(610)는 (적어도 자외선에 대해) 투명 또는 반투명 재료로 형성되어, 자외선이 장착 구조체(610)를 통해 침투하여 접착제(712)에 도달하고 이를 경화시킬 수 있도록 할 수 있다. 접착제(712)가 적어도 부분적으로 경화되면, 센서 서브조립체(600)를 제위치에 유지하는 고정구는 센서 서브조립체(600)를 해제할 수 있다. 접착제(712)가 단지 부분적으로 경화되는 경우, 그것은 이어서 접착제가 완전히 경화되도록 하는 최종 경화 동작을 거칠 수 있다(예를 들어, 가열, UV 광 노출, 접착제(712)가 추가 개입 없이 경화되기 위한 허용 시간 등).
위에서 언급된 바와 같이, 본 명세서에 설명된 레이저 기반 감지 시스템들 및 기법들을 사용한 회전 감지는 레이저 빔을 샤프트 조립체의 표면 상으로 지향시킴으로써 동작할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 레이저 빔은 회전자의 주변 표면 또는 샤프트 조립체의 다른 표면(예를 들어, 원통형 표면) 상으로 지향될 수 있다. 일부 경우들에서, 본 명세서에 설명된 레이저 기반 기법들을 사용하여 회전을 감지하는 것은, 회전 디스크의 표면 또는 디스크-유사 표면(평면 표면일 수 있음)과 같은 상이한 회전 표면 상으로 레이저 빔을 지향시킴으로써 달성될 수 있다. 도 8은, 샤프트 조립체가 감지 표면을 한정하는 디스크 부재를 포함하는, 레이저 기반 감지 기법들을 사용하는 입력 시스템의 예시적인 구현예를 예시한다. 다음의 설명은 도 4 및 도 8에 도시된 구현예들 사이의 차이에 초점을 맞추지만, 도 8의 컴포넌트들 중 다수는 도 4의 대응하는 컴포넌트들과 동일하며, 간결함을 위해 이러한 세부사항은 여기서 반복되지 않는다는 것이 인식될 것이다. 도 4의 동일한 설명은 도 8의 대응하는 컴포넌트들에 동일하게 그리고/또는 유사하게 적용된다는 것이 이해될 것이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 크라운 조립체는 디스크 부재(814)를 포함할 수 있다. 디스크 부재(814)는 전술한 회전자(416)와 유사한, 크라운 조립체의 샤프트 조립체의 일부일 수 있다. 일부 경우들에서, 디스크 부재(814)는 (도시된 바와 같이) 캡 조립체의 샤프트 부분에 결합된다. 일부 경우들에서, 디스크 부재 또는 디스크-유사 감지 표면은 일체형 캡 조립체에 의해 한정된다(예를 들어, 디스크는 캡 조립체의 나머지 부분과 동일한 모놀리식 재료 피스의 일부임). 디스크 부재 또는 디스크 표면도 다른 방식으로도 크라운과 통합될 수 있다.
디스크 부재(814)(또는 임의의 다른 적합한 구조체)는 감지 표면(834)을 한정하고, 레이저 모듈(826)(예를 들어, VCSEL)로부터의 레이저 빔은 경로(832)를 따라 감지 표면(834) 상으로 조준되거나 달리 지향된다. 일부 경우들에서, 빔-지향 구조체(828)는 경로(832)를 따라 레이저 빔을 조준하도록 구성되고, 레이저 모듈(826)에 의해 방출된 레이저 빔의 방향을 변화시킬 수 있다. 빔-지향 구조체(828)는 유리, 결정 또는 결정질 재료, 중합체 재료 등과 같은 임의의 적합한 재료(들)로 형성될 수 있고, 모놀리식(예를 들어, 단일 피스) 광학 요소일 수 있거나, 또는 그것은 다수의 광학 요소들로 형성되거나 이를 포함할 수 있다.
도 9와 관련하여 더 상세히 설명된 바와 같이, 레이저 빔은 입사 지점에서 감지 표면(834)에 수직이 아닌 각도로 감지 표면(834)에 입사한다. 또한, 감지 표면(834)은 입사 레이저 빔의 적어도 일부분을 경로(832)를 따라 레이저 모듈(826)로 다시 반사하도록 구성된다. 따라서, 감지 표면(834)이 크라운의 회전으로 인해 회전하고 있을 때, 감지 표면(834)의 모션은, 입사 빔과 동일한 경로를 따라 다시 반사되는 레이저 빔의 부분(반사된 부분으로 지칭됨)이 입사 빔과 상이한 주파수를 갖게 한다. 상이한 주파수는 크라운의 회전의 회전 특성들을 결정하는 데 사용될 수 있는 레이저 모듈(826)에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 반사된 광은 레이저 모듈(826)에 의해 생성되는 광의 주파수, 진폭 및/또는 다른 속성(들)의 변화를 야기할 수 있거나, 또는 그렇지 않으면 레이저 방출기의 공진기에서 효과를 생성할 수 있다. 이러한 변화들 및/또는 효과들은 레이저(및/또는 연관된 컴포넌트들 및 회로부)에 의해 검출될 수 있고, 크라운의 회전 모션에 대응하는 신호를 생성하는 데 사용될 수 있다. 이어서, 신호는 디바이스에 디스플레이되는 그래픽 출력들을 수정하는 것과 같이 디바이스의 기능들을 제어하는 데 사용될 수 있다.
도 9는 디스크 부재의 표면과 같은, 크라운 조립체의 평면 표면의 회전의 특성들을 검출하기 위한 예시적인 구성을 도시한다. 디스크 부재(900)(도 8의 디스크 부재(814)에 대응하거나 그의 일 실시예일 수 있음)는 평면일 수 있는 감지 표면(902)을 한정한다. 디스크 부재(900)는 회전 축(901)(이는 또한 크라운의 회전 축일 수 있음)을 중심으로 회전하도록 구성된다. 제1 방향으로의 디스크 부재(900)의 회전은 화살표(910)로 표시되고, 제2 방향으로의 디스크 부재(900)의 회전은 화살표(912)로 표시된다.
모듈(904)(도 8의 레이저 모듈(826)에 대응하거나 그 실시예일 수 있음)로부터 경로(906)를 따라 방출되는 레이저 빔은 감지 표면(902)에 대해 비스듬한(예를 들어, 수직하지도 않고 평행하지도 않음) 각도(908)로 감지 표면(902)에 입사한다. 레이저 빔의 비스듬한 입사각은, 경로(906)를 따라 다시 반사되는 레이저 빔의 부분이 방출된 레이저 빔과 상이한 주파수를 갖도록 구성된다. 예를 들어, 도 9에 도시된 구성에서, 감지 표면(902)이 화살표(910)로 표시된 방향으로 이동하도록 디스크 부재(900)가 회전하고 있는 경우, 레이저 빔의 반사된 부분은 방출된 레이저 빔보다 더 낮은 주파수를 가질 것이다. 한편, 감지 표면(902)이 화살표(912)로 표시된 방향으로 이동하도록 디스크 부재(900)가 회전하고 있는 경우, 레이저 빔의 반사된 부분은 방출된 레이저 빔보다 더 높은 주파수를 가질 것이다. 또한, 위에서 언급된 바와 같이, 방출된 레이저 빔과 반사된 레이저 빔 사이의 차이의 크기는 회전 속력에 대응한다. 따라서, 반사된 레이저 빔과 방출된 레이저 빔 사이의 주파수의 차이는 크라운의 회전의 특성들을 결정하는 데 사용될 수 있다.
방출된 레이저 빔의 특정 입사각은 방출된 레이저 빔의 목표 비율이 동일한 경로를 따라 반사되도록 선택될 수 있다. 각도(908)는 약 100도 내지 약 170도, 또는 임의의 다른 적합한 각도일 수 있다. 또한, 감지 표면은 방출기 내로 되돌아가는 경로를 따른 레이저 빔의 반사를 용이하게 하는 표면 텍스처를 가질 수 있다. 예를 들어, 감지 표면은 약 0.025 내지 10 마이크로미터의 표면 거칠기(Ra) 값을 가질 수 있다. 일부 경우들에서, 감지 표면은, 반사된 광의 목표 량 또는 비율이 입사 경로를 따라 다시 반사되는, 양방향 반사율 분포 함수(또는 다른 메트릭)에 의해 특성화될 수 있다.
도 9는 감지 표면(902)에 대해 기울어진 전체 레이저 모듈(904)을 예시하지만, 이는 레이저 빔을 목표 각도로 감지 표면 상으로 지향시키기 위한 하나의 기법일 뿐이다. 다른 경우들에서, 레이저 모듈(904)은 레이저 빔이 초기에 감지 표면(902)에 수직으로 조준되도록 배향될 수 있고, 빔-지향 구조체(예를 들어, 빔-지향 구조체(828))는, 레이저 빔의 입사 부분이 비스듬한 각도로 감지 표면(902)에 입사하도록, 방출된 레이저 빔의 방향을 변화시키도록 구성된다. 레이저 모듈(904) 및 하나 이상의 빔-지향 구조체들의 다양한 상이한 배향들 및/또는 위치설정들로 원하는 입사각을 달성하는 것이 가능하다는 것이 이해될 것이다.
도 10은 전자 디바이스의 크라운의 회전 입력들의 특성들을 검출하기 위한 예시적인 프로세스(1000)의 흐름도이다. 프로세스(1000)는 웨어러블 전자 디바이스(예를 들어, 시계, 헤드폰 등), 전화, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 주변 입력 디바이스 등(및/또는 이러한 디바이스들과 연관된 입력 센서)와 같은 전자 디바이스에 의해 수행될 수 있다. 프로세스(1000)는 도 2a 내지 도 9와 관련하여 설명된 것과 같은, 본 명세서에 설명된 바와 같은 광학 감지 시스템들을 사용하여 수행될 수 있다.
동작(1002)에서, 광원으로부터 감지 표면 상으로 광이 방출된다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 광은 레이저 모듈로부터 방출된 레이저 빔일 수 있고, 감지 표면은 크라운 조립체에 대한 회전 입력과 함께(그리고/또는 그에 응답하여) 회전하도록 구성되는 크라운 조립체의 표면일 수 있다. 광은, 도 2a 내지 도 3 및 도 9와 관련하여 설명된 바와 같이, 입사 지점에서 감지 표면에 비스듬한 각도로 감지 표면에 입사할 수 있다.
동작(1004)에서, 반사된 광은 감지 표면으로부터 광원에서 수신된다. 반사된 광은 방출된 광의 동일한 경로를 따라 수신되고, 감지 표면 상으로 방출되었던 광의 일부분이다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 광원(예를 들어, 레이저 모듈)으로 다시 반사되는 방출된 광의 양은 레이저 빔의 선택된 입사각 및 감지 표면의 하나 이상의 속성들(예를 들어, 양방향 반사율 분포 함수, Ra 값 등)에 의해 적어도 부분적으로 한정될 수 있다.
동작(1006)에서, 감지 표면의 회전 모션에 대응하는 신호는 광원에 대한 반사된 광의 효과에 기초하여 생성된다. 신호는 광학 감지 시스템에 의해 단독으로 그리고/또는 그것이 통합되는 디바이스의 다른 컴포넌트들 또는 시스템들과 함께 생성될 수 있다. 신호는 감지 표면의 회전 모션의 속력 및/또는 방향을 나타낼 수 있다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 신호는 레이저 모듈에 의해 생성되는 광의 주파수, 진폭 및/또는 다른 속성(들)의 변화를 검출함으로써 생성될 수 있으며, 여기서 변화는 레이저 모듈의 동작에 대한 반사된 광의 효과로 인한 것이다. 예를 들어, 변화는 방출된 광과 반사된 광 사이의 주파수의 차이로 인한 것일 수 있으며, 여기서 주파수의 차이는 광이 반사될 때 감지 표면의 모션의 결과로서 생성된다. 이러한 현상은 도플러 효과 또는 도플러 시프트로 지칭되거나 그와 유사할 수 있다. 생성된 신호는 디바이스에 디스플레이되는 그래픽 출력들을 수정하는 것과 같이 디바이스의 기능들을 제어하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 그래픽 출력은 크라운의 회전 속력 및/또는 방향에 기초하여 스크롤되거나, 줌되거나, 이동되거나 등일 수 있다.
도 11은 전자 디바이스(1100)의 예시적인 개략도를 도시한다. 예로서, 도 11의 디바이스(1100)는 도 1a 및 도 1b에 도시된 웨어러블 전자 디바이스(100)(또는 본 명세서에 설명된 임의의 다른 웨어러블 전자 디바이스)에 대응할 수 있다. 다수의 기능들, 동작들 및 구조들이 디바이스(1100)의 일부로 개시되거나, 그에 통합되거나, 또는 그에 의해 수행되는 범위까지, 다양한 실시예들은 임의의 또는 모든 그러한 설명된 기능들, 동작들 및 구조들을 생략할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 디바이스(1100)의 상이한 실시예들은 본 명세서에 논의되는 다양한 능력들, 장치들, 물리적 특징부들, 모드들 및 동작 파라미터들 중 일부, 전부를 가질 수 있거나 또는 전혀 갖지 않을 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 디바이스(1100)는 컴퓨터 메모리(1104) 및/또는 컴퓨터 판독가능 매체(1106)에 동작가능하게 연결된 프로세싱 유닛(1102)을 포함한다. 프로세싱 유닛(1102)은 전자 버스 또는 브리지를 통해 메모리(1104) 및 컴퓨터 판독가능 매체(1106) 컴포넌트들에 동작가능하게 연결될 수 있다. 프로세싱 유닛(1102)은 컴퓨터 판독가능 명령어들에 응답하여 동작들을 수행하도록 구성되는 하나 이상의 컴퓨터 프로세서들 또는 마이크로제어기들을 포함할 수 있다. 프로세싱 유닛(1102)은 디바이스의 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 프로세싱 유닛(1102)은 주문형 집적 칩(application specific integrated chip, ASIC)들 및 다른 마이크로제어기 디바이스들을 포함하는 디바이스 내의 다른 프로세서들을 포함할 수 있다.
메모리(1104)는, 예를 들어, 판독 액세스 메모리(read access memory, RAM), 판독 전용 메모리(read-only memory, ROM), 소거가능한 프로그래밍가능 메모리(예컨대, EPROM 및 EEPROM) 또는 플래시 메모리를 포함하는 다양한 유형들의 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함할 수 있다. 메모리(1104)는 컴퓨터 판독가능 명령어들, 센서 값들, 및 다른 영구 소프트웨어 요소들을 저장하도록 구성된다. 컴퓨터 판독가능 매체(1106)는 또한, 예를 들어, 하드 드라이브 저장 디바이스, 솔리드 스테이트 저장 디바이스, 휴대용 자기 저장 디바이스 또는 다른 유사한 디바이스를 포함하는 다양한 유형들의 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 매체(1106)는 또한, 컴퓨터 판독가능 명령어들, 센서 값들, 및 다른 영구 소프트웨어 요소들을 저장하도록 구성될 수 있다.
이러한 예에서, 프로세싱 유닛(1102)은 메모리(1104) 및/또는 컴퓨터 판독가능 매체(1106) 상에 저장된 컴퓨터 판독가능 명령어들을 판독하도록 동작가능하다. 컴퓨터 판독가능 명령어들은 프로세싱 유닛(1102)이 도 1a 내지 도 10과 관련하여 전술한 동작들 또는 기능들을 수행하도록 적응시킬 수 있다. 특히, 프로세싱 유닛(1102), 메모리(1104), 및/또는 컴퓨터 판독가능 매체(1106)는 디바이스의 크라운(예컨대, 크라운 조립체(112))에 가해지는 입력에 응답하여 디바이스의 동작을 제어하기 위하여 센서(1124)(예컨대, 크라운 컴포넌트의 회전을 감지하는 회전 센서 또는 사용자의 손가락의 모션을 감지하는 센서)와 협력하도록 구성될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 명령어들은 컴퓨터 프로그램 제품, 소프트웨어 애플리케이션 등으로서 제공될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 디바이스(1100)는 또한, 디스플레이(1108)를 포함한다. 디스플레이(1108)는 액정 디스플레이(liquid-crystal display, LCD), 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED) 디스플레이, 발광 다이오드(light emitting diode, LED) 디스플레이 등을 포함할 수 있다. 디스플레이(1108)가 LCD인 경우, 디스플레이(1108)는 또한 디스플레이 밝기의 가변 레벨을 제공하도록 제어될 수 있는 백라이트 컴포넌트를 포함할 수 있다. 디스플레이(1108)가 OLED 또는 LED 유형 디스플레이인 경우, 디스플레이(1108)의 밝기는 디스플레이 요소들에 제공되는 전기 신호들을 수정함으로써 제어될 수 있다. 디스플레이(1108)는 본 명세서에 도시되거나 또는 설명된 임의의 디스플레이들에 대응할 수 있다.
디바이스(1100)는 또한 디바이스(1100)의 컴포넌트들에 전력을 제공하도록 구성되는 배터리(1109)를 포함할 수 있다. 배터리(1109)는 전력의 내부 공급을 제공하기 위해 서로 링크되는 하나 이상의 전력 저장 셀들을 포함할 수 있다. 배터리(1109)는 디바이스(1100) 내의 개별적인 컴포넌트들 또는 컴포넌트들의 그룹들에 적절한 전압 및 전력 레벨들을 제공하도록 구성되는 전력 관리 회로부에 동작가능하게 결합될 수 있다. 배터리(1109)는, 전력 관리 회로부를 통해, 외부 전원, 예컨대 AC 전원 콘센트로부터 전력을 수신하도록 구성될 수 있다. 배터리(1109)는 수신된 전력을 저장하여, 디바이스(1100)가 수 시간에서 수일에 이를 수 있는 연장된 기간 동안 외부 전원에 대한 연결 없이 동작할 수 있도록 할 수 있다.
일부 실시예들에서, 디바이스(1100)는 하나 이상의 입력 디바이스들(1110)을 포함한다. 입력 디바이스(1110)는 사용자 입력을 수신하도록 구성되는 디바이스이다. 하나 이상의 입력 디바이스들(1110)은, 예를 들어, 크라운 입력 시스템, 푸시 버튼, 터치 활성형 버튼, 키보드, 키패드 등(이들 또는 다른 컴포넌트들의 임의의 조합을 포함함)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 입력 디바이스(1110)는, 예를 들어, 전력 버튼, 볼륨 버튼들, 홈 버튼, 스크롤 휠들, 및 카메라 버튼들을 포함하는 전용 또는 일차 기능을 제공할 수 있다.
디바이스(1100)는 또한 센서(1124)를 포함할 수 있다. 센서(1124)는 사용자에 의해 디바이스의 크라운(예컨대, 크라운 조립체(112))에 제공된 입력들을 검출할 수 있다. 센서(1124)는 크라운의 회전 모션의 감지를 용이하게 하는 감지 회로부 및 다른 감지 컴포넌트들뿐만 아니라, 크라운의 축방향 모션의 감지를 용이하게 하는 감지 회로부 및 다른 감지 컴포넌트들(선택적으로 스위치를 포함함)을 포함할 수 있다. 센서(1124)는 레이저 모듈(예를 들어, 레이저 모듈(426, 826)), 감지 표면(예를 들어, 감지 표면들(434, 834)), 촉각 또는 돔 스위치, 또는 본 명세서에 설명된 감지 기능들을 제공하는 데 사용될 수 있는 임의의 다른 적합한 컴포넌트들 또는 센서들과 같은 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 센서(1124)는 또한 본 명세서에 설명된 바와 같이, 심박수 센서, 심전도 센서, 온도 센서, 또는 크라운 입력 시스템을 통해 사용자에 그리고/또는 외부 환경에 전도성으로 결합하는 임의의 다른 센서와 같은 생체인식 센서일 수 있다. 센서(1124)가 생체인식 센서인 경우들에서, 그것은 생체인식 감지 회로부뿐만 아니라, 사용자의 신체를 생체인식 감지 회로부에 전도성으로 결합시키는 크라운의 부분들을 포함할 수 있다. 생체인식 감지 회로부는 프로세서, 커패시터, 인덕터, 트랜지스터, 아날로그-디지털 변환기 등과 같은 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
디바이스(1100)는 또한 디바이스(1100)의 터치 감응형 표면(예컨대, 디스플레이(109) 위의 커버(108)의 일부분에 의해 한정된 입력 표면) 상의 터치의 위치를 결정하도록 구성되는 터치 센서(1120)를 포함할 수 있다. 터치 센서(1120)는 용량성 센서, 저항성 센서, 표면 탄성파 센서, 압전 센서, 변형 게이지 등을 사용하거나 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 디바이스(1100)의 터치 감응형 표면과 연관된 터치 센서(1120)는 상호 정전용량 또는 자기 정전용량 기법에 따라 동작하는 전극들 또는 노드들의 용량성 어레이를 포함할 수 있다. 터치 센서(1120)는 디스플레이 스택(예컨대, 디스플레이(109))의 하나 이상의 층들과 통합되어 터치스크린의 터치 감지 기능을 제공할 수 있다. 또한, 터치 센서(1120) 또는 그의 일부분은, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 사용자의 손가락이 크라운의 표면을 따라 활주함에 따라 사용자의 손가락의 모션을 감지하는 데 사용될 수 있다.
디바이스(1100)는 또한 디바이스(1100)의 사용자 입력 표면(예컨대, 디스플레이(109))에 가해진 힘 입력들을 수신 및/또는 검출하도록 구성된 힘 센서(1122)를 포함할 수 있다. 힘 센서(1122)는 용량성 센서, 저항성 센서, 표면 탄성파 센서, 압전 센서, 변형 게이지 등을 사용하거나 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 힘 센서(1122)는 힘 센서의 컴포넌트들의 상대적인 위치의 변화(예컨대, 힘 입력에 의한 휘어짐)의 검출을 용이하게 하는 용량성 감지 요소들을 포함하거나 또는 이에 결합될 수 있다. 힘 센서(1122)는 디스플레이 스택(예컨대, 디스플레이(109))의 하나 이상의 층들과 통합되어 터치스크린의 힘 감지 기능을 제공할 수 있다.
디바이스(1100)는 또한 외부 또는 별도의 디바이스로부터 신호들 또는 전기 통신을 전송 및/또는 수신하도록 구성된 통신 포트(1128)를 포함할 수 있다. 통신 포트(1128)는 케이블, 어댑터, 또는 다른 유형의 전기 커넥터를 통해 외부 디바이스에 결합되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 통신 포트(1128)는 디바이스(1100)를 액세서리, 예컨대 도크 또는 케이스, 스타일러스 또는 다른 입력 디바이스, 스마트 커버, 스마트 거치대, 키보드, 또는 전기 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성된 다른 디바이스에 결합시키는 데 사용될 수 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 본 기술의 일 양태는 사용자로부터의 데이터의 수집 및 사용이다. 본 개시내용은, 일부 예시들에서, 이러한 수집된 데이터가 특정 개인을 고유하게 식별하거나 또는 그와 연락하거나 그의 위치를 찾는 데 사용될 수 있는 개인 정보 데이터를 포함할 수 있음을 고려한다. 그러한 개인 정보 데이터는 인구통계 데이터, 위치 기반 데이터, 전화 번호들, 이메일 주소들, 트위터 ID들(또는 다른 소셜 미디어 가명들 또는 핸들들), 집 주소들, 사용자의 건강 또는 피트니스 레벨과 관련한 데이터 또는 기록들(예컨대, 바이탈 사인(vital sign) 측정치들, 약물 정보, 운동 정보), 생년월일, 또는 임의의 다른 식별 또는 개인 정보를 포함할 수 있다.
본 개시내용은 본 기술에서의 그러한 개인 정보 데이터의 사용이 사용자들에게 이득을 주기 위해 사용될 수 있다는 것을 인식한다. 예를 들어, 개인 정보 데이터는 사용자에게 맞춤화된 햅틱 또는 시청각 출력들을 제공하는 데 사용될 수 있다. 추가로, 사용자에게 이득을 주는 개인 정보 데이터에 대한 다른 사용들이 또한 본 개시내용에 의해 고려된다. 예를 들어, 건강 및 피트니스 데이터는 사용자의 일반적인 웰니스(wellness)에 대한 식견들을 제공하는 데 사용될 수 있거나, 또는 웰니스 목표들을 추구하는 기술을 이용하는 개인들에게 긍정적인 피드백으로서 사용될 수 있다.
본 개시내용은 그러한 개인 정보 데이터의 수집, 분석, 공개, 전달, 저장, 또는 다른 사용을 담당하는 엔티티들이 잘 확립된 프라이버시 정책들 및/또는 프라이버시 관례들을 준수할 것임을 고려한다. 특히, 그러한 엔티티들은, 대체로 개인 정보 데이터를 사적이고 안전하게 유지시키기 위한 산업적 또는 행정적 요건들을 충족시키거나 넘어서는 것으로 인식되는 프라이버시 정책들 및 관례들을 구현하고 지속적으로 이용해야 한다. 그러한 정책들은 사용자들에 의해 용이하게 액세스가능해야 하고, 데이터의 수집 및/또는 사용이 변화함에 따라 업데이트되어야 한다. 사용자들로부터의 개인 정보는 엔티티의 적법하며 적정한 사용들을 위해 수집되어야 하고, 이들 적법한 사용들을 벗어나서 공유되거나 판매되지 않아야 한다. 추가로, 그러한 수집/공유는 사용자들의 통지된 동의를 수신한 후에 발생해야 한다. 부가적으로, 그러한 엔티티들은 그러한 개인 정보 데이터에 대한 액세스를 보호하고 안전하게 하며 개인 정보 데이터에 대한 액세스를 갖는 다른 사람들이 그들의 프라이버시 정책들 및 절차들을 고수한다는 것을 보장하기 위한 임의의 필요한 단계들을 취하는 것을 고려해야 한다. 추가로, 그러한 엔티티들은 널리 인정된 프라이버시 정책들 및 관례들에 대한 그들의 고수를 증명하기 위해 제3자들에 의해 그들 자신들이 평가를 받을 수 있다. 추가로, 정책들 및 관례들은 수집 및/또는 액세스되고 있는 특정 유형들의 개인 정보 데이터에 대해 적응되어야 하고, 관할권 특정적 고려사항들을 포함하는 적용가능한 법률들 및 표준들에 적응되어야 한다. 예를 들어, 미국에서, 소정 건강 데이터의 수집 또는 그에 대한 액세스는 HIPAA(Health Insurance Portability and Accountability Act)와 같은 연방법 및/또는 주법에 의해 통제될 수 있는 반면; 다른 국가들에서의 건강 데이터는 다른 법령들 및 정책들의 대상이 될 수 있고, 그에 따라 처리되어야 한다. 따라서, 각 국가에서의 상이한 개인 데이터 유형들에 대해 상이한 프라이버시 관례들이 유지되어야 한다.
전술한 것에도 불구하고, 본 개시내용은 또한 사용자들이 개인 정보 데이터의 사용, 또는 그에 대한 접근을 선택적으로 차단하는 실시예들을 고려한다. 즉, 본 개시내용은 그러한 개인 정보 데이터에 대한 액세스를 방지하거나 차단하기 위해 하드웨어 및/또는 소프트웨어 요소들이 제공될 수 있다는 것을 고려한다. 예를 들어, 공간 파라미터들을 결정하는 경우에, 본 기술은 사용자들이 서비스를 위한 등록 중 또는 이후 임의의 시간에 개인 정보 데이터의 수집 시의 참여의 "동의함" 또는 "동의하지 않음"을 선택하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. "동의함" 및 "동의하지 않음" 옵션들을 제공하는 것에 부가하여, 본 개시내용은 개인 정보의 접근 또는 사용에 관한 통지들을 제공하는 것을 고려한다. 예를 들어, 사용자는, 앱을 다운로드할 시, 그의 개인 정보 데이터가 접근될 것임을 통지받을 수 있고, 이어서, 개인 정보 데이터가 앱에 의해 접근되기 직전에 다시 상기하게 될 수 있다.
게다가, 의도하지 않은 또는 허가받지 않은 접근 또는 사용의 위험들을 최소화하기 위한 방식으로 개인 정보 데이터가 관리되고 처리되어야 한다는 것이 본 개시내용의 의도이다. 위험은, 데이터의 수집을 제한하고 데이터가 더 이상 필요하지 않다면 그것을 삭제함으로써 최소화될 수 있다. 추가로, 그리고 소정의 건강 관련 애플리케이션들에 적용가능한 것을 포함하여 적용가능할 때, 사용자의 프라이버시를 보호하기 위해 데이터 비식별화가 사용될 수 있다. 비식별화는, 적절한 때, 특정 식별자들(예컨대, 생년월일 등)을 제거하는 것, 저장된 데이터의 양 또는 특이성을 제어하는 것(예컨대, 주소 레벨에서가 아니라 도시 레벨에서의 위치 데이터를 수집함), 데이터가 저장되는 방법을 제어하는 것(예컨대, 사용자들에 걸쳐서 데이터를 집계함), 및/또는 다른 방법들에 의해 용이해질 수 있다.
따라서, 본 개시내용이 하나 이상의 다양한 개시된 실시예들을 구현하기 위해 개인 정보 데이터의 사용을 광범위하게 커버하지만, 본 개시내용은 다양한 실시예들이 또한 그러한 개인 정보 데이터에 접근할 필요 없이 구현될 수 있음을 또한 고려한다. 즉, 본 기술의 다양한 실시예들은 그러한 개인 정보 데이터의 전부 또는 일부의 결여로 인해 동작불가능하게 되지는 않는다. 예를 들어, 햅틱 출력들은 비-개인 정보 데이터 또는 최소량의 개인 정보, 예컨대 사용자와 연관된 디바이스에서의 이벤트들 또는 상태들, 기타 비-개인 정보, 또는 공개적으로 이용가능한 정보에 기초하여 제공될 수 있다.
전술한 설명은, 설명의 목적들을 위해, 설명된 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위해 특정 명명법을 사용하였다. 그러나, 특정 세부사항들은 설명된 실시예들을 실시하기 위해 요구되지는 않는다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다. 따라서, 본 명세서에 설명된 특정 실시예들의 전술한 설명들은 예시 및 설명의 목적들을 위해 제시된다. 이들은 총망라하고자 하거나 실시예들을 개시된 정확한 형태들로 제한하려고 하는 것은 아니다. 많은 수정들 및 변형들이 위의 교시 내용들에 비추어 가능하다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 또한, 본 명세서에서 컴포넌트들의 위치를 참조하도록 사용될 때, 용어들 위 및 아래, 또는 그들의 동의어들은 반드시 외부 기준에 대하여 절대적인 위치를 참조하는 것은 아니며, 대신 도면을 참조하여 컴포넌트들의 상대적인 위치를 참조한다.

Claims (20)

  1. 전자 시계로서,
    하우징;
    크라운 조립체 - 상기 크라운 조립체는,
    회전가능한 작동 부재를 포함하며, 상기 회전가능한 작동 부재는,
    상기 하우징 외부에 있고 회전 입력을 수신하도록 구성된 노브(knob); 및
    상기 노브에 결합되고 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 위치된 샤프트 조립체를 포함하고, 상기 샤프트 조립체는 상기 회전 입력에 응답하여 회전하도록 구성된 감지 표면을 한정함 -; 및
    상기 회전 입력을 검출하도록 구성된 광학 감지 시스템을 포함하며, 상기 검출하는 것은,
    상기 감지 표면 상으로 광을 지향시키는 것;
    상기 감지 표면으로부터 반사된 광을 수신하는 것; 및
    상기 감지 표면의 회전 모션에 대응하는 신호를 생성하는 것을 포함하고, 상기 신호는 상기 감지 표면 상으로 지향된 상기 광과 상기 반사된 광 사이의 간섭에 적어도 부분적으로 기초하는, 전자 시계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전자 시계는 상기 신호에 기초하여 상기 감지 표면의 상기 회전 모션의 속력 및 방향을 결정하도록 구성되고;
    상기 전자 시계는,
    상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 위치되고 그래픽 출력을 디스플레이하도록 구성된 디스플레이;
    상기 하우징에 결합된 투명 커버; 및
    상기 투명 커버 아래에 위치되고, 상기 투명 커버에 가해진 터치 입력들을 검출하도록 구성된 터치 센서를 추가로 포함하고;
    상기 전자 시계는 상기 감지 표면의 상기 회전 모션의 상기 속력 및 상기 방향에 따라 상기 그래픽 출력을 수정하도록 구성되는, 전자 시계.
  3. 제1항에 있어서, 상기 감지 표면 상으로 지향된 상기 광의 빔 축은 상기 감지 표면에 대해 비스듬한, 전자 시계.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 감지 표면 상으로 지향된 상기 광은 레이저 빔을 포함하고;
    상기 반사된 광은 상기 레이저 빔의 반사된 부분이고;
    상기 광학 감지 시스템은 상기 레이저 빔을 방출하고 상기 레이저 빔의 상기 반사된 부분을 수신하도록 구성된 레이저 모듈을 포함하는, 전자 시계.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 레이저 모듈은 수직 공동 표면 방출 레이저(vertical cavity surface emitting laser)이고;
    상기 수직 공동 표면 방출 레이저는 상기 방출된 레이저 빔과 상기 레이저 빔의 상기 반사된 부분 사이의 주파수의 차이를 검출하고;
    상기 신호는 상기 주파수의 상기 차이에 적어도 부분적으로 기초하는, 전자 시계.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 레이저 빔은 제1 레이저 빔이고;
    상기 레이저 모듈은 제1 레이저 모듈이고;
    상기 광학 감지 시스템은 제2 레이저 모듈을 추가로 포함하며, 상기 제2 레이저 모듈은,
    상기 감지 표면 상으로 지향되는 제2 레이저 빔을 방출하고;
    상기 제2 레이저 빔의 반사된 부분을 수신하도록 구성되는, 전자 시계.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트 조립체는 디스크 부재를 포함하고;
    상기 감지 표면은 상기 디스크 부재의 평면 표면인, 전자 시계.
  8. 전자 시계로서,
    하우징;
    회전 입력을 수신하도록 구성되고 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 감지 표면을 한정하는 크라운 조립체 - 상기 감지 표면은 상기 회전 입력에 응답하여 회전하도록 구성됨 -; 및
    레이저 모듈을 포함하는 광학 감지 시스템을 포함하며, 상기 레이저 모듈은,
    간섭성 광의 빔을 방출하고;
    상기 빔의 반사된 부분을 수신하도록 구성되고, 상기 빔의 상기 반사된 부분은 상기 크라운 조립체의 상기 감지 표면으로부터 반사되며;
    상기 광학 감지 시스템은 상기 크라운 조립체의 상기 감지 표면의 회전 모션에 대응하는 신호를 생성하도록 구성되고, 상기 신호는 상기 방출된 빔과 상기 빔의 상기 반사된 부분 사이의 주파수의 차이에 적어도 부분적으로 기초하는, 전자 시계.
  9. 제8항에 있어서,
    제1 방향으로의 회전 모션은 상기 방출된 빔보다 더 낮은 주파수를 갖는 상기 빔의 상기 반사된 부분에 대응하고;
    상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로의 회전 모션은 상기 방출된 빔보다 더 높은 주파수를 갖는 상기 빔의 상기 반사된 부분에 대응하는, 전자 시계.
  10. 제8항에 있어서,
    제1 방향으로의 그리고 제1 회전 속력을 갖는 회전 모션은 제1 주파수를 갖는 상기 빔의 상기 반사된 부분에 대응하고;
    상기 제1 방향으로의 그리고 제2 회전 속력을 갖는 회전 모션은 상기 제1 주파수와 상이한 제2 주파수를 갖는 상기 빔의 상기 반사된 부분에 대응하는, 전자 시계.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 회전 속력은 상기 제2 회전 속력보다 높고;
    상기 제1 주파수는 상기 제2 주파수보다 높은, 전자 시계.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 방출된 빔은 제3 주파수를 갖고;
    상기 제1 주파수 및 상기 제2 주파수는 상기 제3 주파수와 상이한, 전자 시계.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 방출된 빔은 경로를 따라 제1 방향으로 상기 감지 표면 상으로 지향되고;
    상기 빔의 상기 반사된 부분은 상기 경로를 따라 상기 제1 방향에 반대인 제2 방향으로 상기 감지 표면으로부터 반사되고;
    상기 빔의 입사 부분은 상기 크라운 조립체의 상기 감지 표면에 수직이 아닌, 전자 시계.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 레이저 모듈은 수직 공동 표면 방출 레이저이고;
    상기 빔의 상기 반사된 부분은 상기 수직 공동 표면 방출 레이저에 의해 생성된 광의 주파수 또는 진폭 중 적어도 하나를 변화시키고;
    상기 수직 공동 표면 방출 레이저에 의해 생성된 상기 광의 상기 주파수 또는 상기 진폭 중 상기 적어도 하나의 상기 변화는 상기 방출된 빔과 상기 빔의 상기 반사된 부분 사이의 상기 주파수의 차이에 대응하는, 전자 시계.
  15. 제8항에 있어서, 상기 방출된 빔과 상기 빔의 상기 반사된 부분 사이의 상기 주파수의 차이는 도플러 효과에 의해 야기되는, 전자 시계.
  16. 전자 디바이스로서,
    하우징;
    회전 입력을 수신하도록 구성되고 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 감지 표면을 한정하는 크라운 조립체 - 상기 감지 표면은 상기 회전 입력에 응답하여 회전하도록 구성됨 -; 및
    레이저 모듈을 포함하는 광학 감지 시스템을 포함하며, 상기 레이저 모듈은,
    레이저 빔을 방출하고 - 상기 방출된 레이저 빔은 상기 감지 표면 상으로 제1 방향으로 경로 세그먼트를 따라 지향됨 -;
    상기 레이저 빔의 반사된 부분을 수신하도록 구성되며, 상기 반사된 부분은 상기 감지 표면으로부터 반사되고 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 상기 경로 세그먼트를 따라 이동하고;
    상기 광학 감지 시스템은 상기 크라운 조립체의 상기 감지 표면의 회전 모션에 대응하는 신호를 생성하도록 구성되고, 상기 신호는 상기 방출된 레이저 빔과 상기 레이저 빔의 상기 반사된 부분 사이의 상호작용에 적어도 부분적으로 기초하는, 전자 디바이스.
  17. 제16항에 있어서, 상기 경로 세그먼트는 상기 크라운 조립체의 회전 축과 교차하지 않는, 전자 디바이스.
  18. 제16항에 있어서, 상기 광학 감지 시스템은 상기 경로 세그먼트를 따라 상기 레이저 빔을 조준하도록 구성된 빔-지향 구조체를 추가로 포함하는, 전자 디바이스.
  19. 제18항에 있어서, 상기 빔-지향 구조체는 상기 경로 세그먼트를 따라 상기 레이저 빔을 조준하도록 구성된 반사 표면을 한정하는, 전자 디바이스.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 전자 디바이스는 상기 하우징에 부착되고 상기 크라운 조립체를 상기 하우징에 대해 유지시키도록 구성된 칼라(collar)를 추가로 포함하고;
    상기 빔-지향 구조체는 장착 구조체에 결합되고;
    상기 장착 구조체는 상기 칼라에 접착되어, 상기 크라운 조립체에 대한 상기 빔-지향 구조체의 배향을 고정하는, 전자 디바이스.
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