Будущие Apple Watch или iPhone могут предупреждать пользователей о ядовитом газе или пыльце в окружающей среде, и Apple придумывает способы надежно ощущать воздух с помощью комбинации лазеров и других датчиков.
Хотя люди не думают о нем все время, воздух — важный элемент жизни, но он также потенциально опасен. В воздухе могут находиться невидимые проблемы, такие как пыльца или ядовитый газ, а также другие потенциальные раздражители, способные причинить вред человеку при вдыхании в достаточных количествах.
Хотя такие предметы, как детекторы угарного газа, существуют в домашних условиях и в портативных формах, иногда компактные версии недостаточно малы, чтобы их можно было легко носить с собой. В идеале добавление детектора газа к предмету, который пользователь носит с собой или носит каждый день, например, смартфону или умным часам, обеспечило бы более высокий уровень защиты, но существующие системы не могут быть встроены таким образом.
В выданном Apple патенте под названием «Датчики твердых частиц для портативных электронных устройств» Apple предлагает такое решение проблемы, создав компонент, который можно установить в устройства. В частности, патент касается точного обнаружения твердых частиц в воздухе.
Пример использования трех лазеров в трехмерном пространстве для обнаружения твердых частиц
В качестве самосмешивающихся интерферометров системы, используемые для обнаружения объектов путем отражения лазерного света, могут зависеть от скорости ветра, иногда компонент может включать вентилятор для создания фиксированной скорости и направления ветра, что сводит к минимуму вероятность ошибок в оценке твердых частиц. . В некоторых случаях вентилятор не используется, а самосмешивающиеся интерферометры используются для определения скорости ветра.
В решении Apple для мониторинга воздуха предлагается использовать три лазерных источника света и три линзы полного внутреннего отражения, а также соответствующие датчики света или фотодиоды для приема световых сигналов. Свет, излучаемый лазерами, проходит через линзы и отражается к принимающему датчику, а свет преломляется к самому датчику.
Apple предполагает, что стек может состоять из схемы датчика на базовом уровне, на которую накладываются эмиттер и детектор, а наверху — линзы. Это будет означать, что датчики света и источники света будут находиться в одном месте, поэтому свет будет отражаться обратно в исходную точку.
Потенциальный пакет компонентов, используемых в датчике твердых частиц.
Это избавит Apple от необходимости определять точку назначения света и размещать датчики обнаружения подальше от излучателя, экономя место в конструкции. Apple также предлагает использовать VCSEL, которые она использует в оборудовании, таком как массив камер iPhone TrueDepth.
Затем система использует изменение оптической мощности, излучаемой каждым источником света, принимаемого каждым датчиком, для определения того, что частицы пересекли перед лазером. Обнаруживая обратное рассеяние и отражения световых лучей, это можно использовать для определения объема твердых частиц в воздухе.
Благодаря использованию трех наборов лазеров в разных положениях устройство способно определять скорость ветра и количество твердых частиц в трехмерном пространстве, что позволяет получать точные данные о направлении.
Система будет излучать три световых луча в разных направлениях, регулируя положение лучей с течением времени, и обнаруживать изменения в воспринимаемом отраженном свете в нескольких сходящихся местах. Система может использовать эти данные для определения скорости потока и направления потока на основе изменений объема, что поможет улучшить подсчет твердых частиц, измеренный за короткий период времени.
Затем объем твердых частиц оценивается на основе показаний и скорости ветра, а также концентрации твердых частиц в газе.
Еще одна иллюстрация установки для обнаружения твердых частиц с помощью трех лазеров.
В патенте указаны его изобретатели: Мехмет Мутлу, Джеймс Дж. Дадли, Марк Т. Винклер и Венруи Кай. Первоначально она была подана 22 июля 2019 г.
Apple подает множество патентных заявок еженедельно, но, хотя наличие патентных заявок указывает на области, представляющие интерес для групп Apple по исследованиям и разработкам, они не обязательно гарантируют, что идеи появятся в будущем продукте или услуге.
Это не первый раз, когда Apple рассматривает проблему обнаружения газа. В январе 2019 года было высказано предположение, что создание миниатюрных газовых датчиков позволит включить компактные датчики опасных газов в iPhone.
