早在2011年，苹果公司获得了一项与3D显示和成像系统相关的专利。该专利描述了一种高级的3D显示和成像系统。该系统可以在用户面前产生一个无形的空间，使他们能够使用全息图像或将他们的手投射到面前的屏幕上，以操纵开关或移动虚拟纸片、演示文稿的一部分。人们只能想象在未来如何将该技术应用于3D游戏、商业或医疗应用。

而近日，美国专利商标局公布了苹果公司的一项专利申请，该专利与他们过去的3D显示和成像系统发明有关，具有更多的具体内容和可能适用的设备范围。

在苹果公司在其专利背景中指出，笔记本电脑等电子设备包括键盘、触摸板和触摸敏感显示器等输入设备。使用这些输入设备，用户可以控制电子设备的操作。但使用某些输入设备来操作电子设备可能是一种挑战。

例如，一些输入设备被配置为只能检测二维表面上的触摸输入，这可能过度限制了用户可以向电子设备提供的输入类型。

为了提高用户操控电子设备的能力，苹果公司的发明涵盖了提供空中输入传感器的电子设备。空中输入传感器可以检测外部物体的存在，如用户的手指、手写笔或其他物体，而这些物体与空中输入传感器之间没有直接接触。

例如，用户的手和/或手写笔在电子设备上方和/或附近空中的移动，可用于控制电子设备。

空中输入传感器可包括超声波传感器，该传感器向空中体积发射超声波信号，并在信号从外部物体反射后检测超声波信号。使用飞行时间测量技术，控制电路可以跟踪外部物体在电子设备附近的空中体积中的运动。

显示屏可以显示空中输入的视觉反馈，例如在显示屏上预览输入方向的阴影。检测到输入的空中体积可以被划分为多个输入区，以触发电子设备的不同动作。超声波传感器可以包括声学透镜，将声音聚焦到传感器上，和/或将声音信号分散到一定的角度范围内。

苹果公司的专利图2是一个说明性的电子设备透视图，如移动电话、平板电脑或其他带有空中输入传感器的电子设备。

此外，图2中的设备#10可以包括一个或多个空中输入传感器#20，由设备外壳（#22）支撑。空中输入传感器可以作为位置监测传感器，跟踪外部物体的位置，如可能是用户身体一部分的外部物体（如手、手指等），也可以是Apple Pencil或其他输入设备，如普通墨水笔或画笔。

苹果公司的专利图3是一个说明性的电子设备透视图，如带有空中输入传感器的iPhone或iPad；图4是一个带有空中输入传感器的MacBook的透视图，该显示器对用户手上的空中输入提供视觉反馈。

苹果公司的专利图5是一个说明性的电子设备透视图，该设备带有空中输入传感器和显示屏，可对来自手写笔的空中输入提供视觉反馈；图7是一个说明性的电子设备的透视图，该设备带有用于检测空中输入的超声波空中输入传感器。

上述苹果公司的专利图6是一个说明性的电子设备侧视图，该设备具有空中输入传感器，被配置为检测电子设备上方不同输入区的空中输入；图8是一个说明性的电子设备侧视图，该设备具有超声波空中输入传感器，可用于确定传入声波的到达角度。

想了解更多专利细节，可查阅苹果公司的专利申请US 20230081556 A1。苹果研究科学家Bogdan Bucheru是该专利的主要发明者。