애플 특허 출원으로 엿보는 2024 애플링과 차세대 웨어러블

2024년, 애플링과 갤럭시링의 예상 출시로 웨어러블 디바이스 시장이 화제입니다. 이 글에서는 애플의 특허 출원을 통해 기능, 출시 예정 그리고 가능한 문제점을 살펴보며 웨어러블 트렌드와 사용자 관심사를 알아봅니다.

특허 출원 내용으로 본 2024년 스마트링 애플링

2015년부터 시작된 스마트링 관련 특허 출원을 통해 애플링이 아이폰, 아이패드, 맥북, 애플워치, 애플 티브이 등을 제어할 수 있는 기능을 제공할 것으로 예상됩니다. 또한 애플링은 애플페이, 스마트키, 신분증, 위치 추적, 긴급 구조 요청, 헬스 기능 등 다양한 기능을 갖추고 향후 웨어러블 시장을 주도할 것으로 기대됩니다.

건강 데이터 모니터링
전화, 메시지, 알림 수신·확인
가상 현실 및 증강 현실 경험 제어
결제 및 기타 금융 거래
사용자의 위치 추적

애플, 스마트링 (애플링) 특허 출원 주요 내용

① 애플 특허 번호 20230251711, SKIN-TO-SKIN CONTACT DETECTION :

2023년 8월, 미 특허청이 발표한 애플의 피부 간 제스처 감지 기술은 주로 피부 간 상호작용을 감지하고 가상 현실 및 증강 현실 환경에서의 사용을 위해 두 손 또는 손가락 사이의 접촉을 감지하는 데 사용됩니다.

이 특허는 단일 및 다중 스마트링을 통한 사용자 인터페이스 제어 및 스마트링이 다른 장치와 협력하여 사용자 인터페이스를 개선하는 방법을 다루고 있습니다. 또한 DSP(Digital Signal Processor)를 통해 피부 간 접촉과 제스처 입력을 컴퓨터 프로그램 작업에 활용하며 센서와 통신 기능을 포함하여 사용자 경험을 향상시킵니다.

스마트링은 주로 애플 TV, 맥 등 다른 장치들과 협력하여 사용자 인터페이스를 개선하는 데 사용됩니다.
피부 간 접촉과 제스처 입력은 DSP(Digital Signal Processor)를 통해 컴퓨터 프로그램 작업에 활용됩니다.
스마트링은 다양한 작업을 수행할 수 있으며, 커서 및 포인터 이동, 스크롤, 파일 열기, 메뉴 탐색, 전화 걸기 등 다양한 작업을 지원합니다.
특허에는 센서와 통신 기능이 포함되며, 햅틱 피드백과 무선 통신을 활용하여 사용자 경험을 향상합니다.
외부 원인을 배제하기 위해 카메라, 광학 센서, 힘 센서, 수분 센서 등 다양한 센서가 사용될 수 있습니다.
이 특허는 애플의 다양한 기기와 사용자 인터페이스 기술을 향상하기 위한 혁신적인 아이디어를 다루며 스마트링을 통해 사용자의 손가락 동작을 활용하여 다양한 작업을 수행하는 방법을 제시하고 있습니다.

아래 그림은 손가락과 링 형태의 웨어러블 디바이스를 사용하여 피부 간 동작을 감지하는 웨어러블 디바이스 시스템을 보여줍니다.

애플 특허 출원 애플링 기능 SKIN-TO-SKIN CONTACT DETECTION

FIG. 7A~7B: 피부 간 동작 감지를 위한 시스템 예제 (708A: 손가락 커프, 708B: 반지)

FIG. 10: 링 형태의 웨어러블 디바이스 예시 (1018 Band mechanism, 1020 coupled to electronic jewel system, 1008 ground electrode 접지 전극, 1010 drive electrode 구동 전극, 1012 & 1014 differential sense electrodes 차동 감지 전극)

FIG. 11: 웨어러블 디바이스의 시스템 블록

^{(▲ uspto 애플 특허)}

위 ‘1128 wireless transceiver’는 데스크톱, 랩톱 및 태블릿 컴퓨팅 장치, 스마트폰, 미디어 플레이어, 시계 및 건강 모니터링 장치와 같은 다른 착용 가능한 장치, 스마트 홈 제어 및 엔터테인먼트 장치, 헤드폰 및 이어버드, 그리고 컴퓨터 생성 환경 장치와 같은 증강 현실, 혼합 현실 또는 가상 현실 환경과 무선으로 통신할 수 있음을 특허 내용에 기재하고 있습니다.

○ 디지털 신호 처리기(DSP)를 활용하여 피부 접촉과 제스처 입력을 통해 다음과 같은 다양한 사용자 프로필과 작업을 수행합니다.

커서 또는 포인터 이동
스크롤 또는 화면 이동
제어 설정 조정
파일 또는 문서 열기
메뉴 탐색 및 항목 선택
명령 실행
주변 장치 작동
전화 관련 작업 : 전화 받기·걸기, 통화 종료 등
오디오 설정 변경
컴퓨터 네트워크 작업
사용자가 선호하는 데스크톱 컴퓨터 배열 설정
웹 콘텐츠 액세스
특정 프로그램 실행
메시지 암호화 및 디코딩

○ 다양한 손가락 제스처를 보여줍니다.

애플 특허 출원 애플링 기능 SKIN-TO-SKIN CONTACT DETECTION 다양한 손가락 제스처 그림

FIG. 12B: 인덱스 손가락(검지)과 엄지와의 접촉

FIG. 13B: 인덱스 손가락(검지)과 중지와의 접촉

FIG. 14B: 엄지손가락이 FIG. 14A에서 이미 접촉하고 있던 검지와 중지에 접촉

FIG. 15B: 중지가 FIG. 15A에서 이미 접촉된 검지 및 엄지와 접촉

FIG. 16A: 인덱스 손가락(검지)이 반대쪽 손과 접촉

FIG. 16B: 왼손 검지와 오른손 검지에 각각의 반지를 착용한 상태

FIG. 16C: 검지와 중지에 각각의 반지를 착용한 상태

^{(▲ uspto 애플 특허)}

② 애플 특허 번호 11714494, 링 입력 장치 (Ring input devices):

2023년 8월에 발표된 특허 출원에서, 링 입력 장치는 특정 손가락에 착용하여 외부 장치를 제어하는 기능을 가지고 있습니다. 이 입력 장치는 회전, 기울임, 슬라이딩 입력을 제공하고 사용자에게 입력이 수신되고 있는지 확인하는 피드백을 제공합니다. 또한 사용자의 감각을 시뮬레이션하기 위해 손가락 및 다른 손 부분에 힘을 제한하거나 제공하는 피드백 시스템도 지원합니다.

아래와 같이 링 입력 장치 및 다양한 외부 장치의 개략도를 볼 수 있습니다.

애플 특허 출원 애플링 기능 Ring input devices 외부 장치의 개략도

^{(▲ uspto 애플 특허)}

아래는 손목시계와 손가락 링 한 쌍을 사용하는 피드백 시스템의 측면도입니다.

애플 특허 출원 애플링 기능 Ring input devices 손목시계와 손가락 링 한 쌍을 사용하는 피드백 시스템의 측면도

FIG. 17: 손목 시계와 손가락 링을
사용하는 피드백 시스템 측면

FIG. 18: 한 쌍의 링 요소가
손가락에서 서로 분리된 상태

FIG. 19: 한 쌍의 링에
시계를 연결하는 장치가 포함

FIG. 20: 손가락의 움직임을 제한하는 인장 요소가 있는 FIGS. 17-19의 피드백 시스템의 측면도

^{(▲ uspto 애플 특허)}

이번에 다룰 특허는 애플의 새로운 SMI(Self-Mixing Interferometry) 센서를 활용한 제스처 입력 시스템에 관한 내용입니다.

③ 애플 특허 번호 20210072833, Self-Mixing Interferometry-Based Gesture Input System Including A Wearable Or Handheld Device(착용할 수 있는 또는 휴대용 장치를 포함하는 Self-mixing 간섭계 기반 제스처 입력 시스템):

이 시스템은 주로 스마트링과 애플펜슬과 같은 핸드헬드 장치와 관련이 있으며 AR, VR, MR 애플리케이션 및 다른 응용 분야에서 사용자의 손가락 움직임을 추적하고 제스처를 인식합니다. SMI 센서를 활용하여 사용자의 제스처와 움직임을 감지하며, 이를 통해 제스처 입력 시스템을 개발하고 있습니다. SMI 센서는 광학적으로 상대적인 움직임과 절대 거리를 측정하며, 다양한 응용 분야에서 활용될 수 있습니다.

특허 내용의 그림을 통해 시스템이 주로 스마트링을 개별적으로 또는 쌍으로 사용하는 것을 확인할 수 있습니다.

기능적으로는 비전 프로의 컨트롤러로 활용할 수 있으며, 애플펜슬과 연동하여 더 다양한 컨트롤을 가능하게 하는 것으로 보입니다.

애플 특허 출원 애플링 기능 Self-Mixing Interferometry-Based Gesture Input System Including A Wearable Or Handheld Device

FIG. 1: 착용할 수 있는 장치를 포함한 SMI 기반으로 한 제스처 입력 시스템의 예제

FIG. 4: SMI 센서들의 세트를 구비하는 웨어러블 디바이스 그림.
디바이스의 프로세서는 SMI 센서들의 서브 세트를 선택하여
웨어러블 디바이스와 표면 사이의 관계를 결정할 수 있습니다.

^{(▲ uspto 애플 특허)}

애플 특허 출원 애플링 기능 Self-Mixing Interferometry-Based Gesture Input System Including A Wearable Or Handheld Device 장치 사용 예시

FIG. 5: 두 개 이상의 장치를 포함하는 또 다른 SMI기반 제스처 입력 시스템의 예제 (스마트링과 애플 펜슬).

FIG. 6: FIG. 5에서 설명된 시스템의 예제로 착용할 수 있는 장치는 스마트링이며 물체는 스타일러스, 펜, 연필, 마커 또는 붓과 같은 형태입니다.

FIG. 7: FIG. 5에서 설명된 시스템의 다른 예제로 물체 또한 착용할 수 있는 장치입니다. (스마트링 두 개를 이용 다양한 제스처를 만들어 냅니다.)

^{(▲ uspto 애플 특허)}

④ 헬스케어 기능 탑재, 애플 특허 번호 : 20220386955 Wearable Self-Mixing Interferometry Device Used To Sense Physiological Conditions:

애플은 심박수, 혈중 산소 포화도, 혈압, 수면 패턴, 체온 등을 측정하거나 모니터링할 수 있는 링에 관한 특허를 받았으며, 이러한 기능이 스마트링에 탑재될 것으로 예상됩니다.

더 자세한 특허 내용은 특허 정보 검색서비스로 확인할 수 있습니다.

한국: 특허정보검색서비스 바로가기
미국: 특허정보검색서비스 바로가기

특허 출원 애플링 소재, 디자인, 출시일 예상

① 애플링 소재: 애플은 티타늄 소재에 대한 다수의 특허 등록과 티타늄 도색 기술의 추가 등록을 진행한 바 있습니다. 이미 애플워치 울트라와 아이폰15프로에서 티타늄이 사용되었으므로, 애플링 역시 내구성과 경량화에 특화된 티타늄 소재를 사용할 것으로 예상됩니다.

② 애플링 디자인: 최근의 특허를 고려하면 작은 디스플레이가 포함된 기존 특허와는 달리 제스처 기능에 중점을 둔 심플한 디자인이 예상됩니다.

③ 애플링 출시일: 예상 출시일은 비전 프로 출시 후 2024년 상반기로 예상되지만, 헬스 케어 기능의 미 FDA 승인에 따라 출시일이 변경될 수 있습니다.

④ 애플 링 가격: 애플링의 가격은 다양한 등급에 따라 $200~$500 대 또는 명품 브랜드와 협업한 모델의 경우 $1,000 이상의 범위로 예상됩니다.

애플링 출시의 변수와 사용자 관심사

○ 애플링의 출시일 변수:

헬스케어 기능의 미 FDA 승인 여부에 따라 출시일이 변경될 수 있으며 승인이 늦어지면 일부 기능이 제외될 가능성도 있습니다.

○ 애플링 구매에 영향을 미칠 사용자 관심사:

스마트 링의 배터리 수명 및 소형화된 전력 효율.
헬스케어 기능을 최적화하기 위한 사용자에게 맞는 링 사이즈와 형태.
애플링의 건강 및 헬스케어 기능과 그 성능에 관련된 정보.
손가락 착용에 따른 내구성 문제.
사용자 보안 기술 및 개인 정보 보호 기능.
링과 워치를 연결하는 경우 더블링을 구매해야 하는지에 대한 고려 사항.
손가락의 잦은 움직임으로 인한 모션 인식 오류와 관련된 문제.
다른 웨어러블 기기와의 차별화된 특징과 기능.
가격 대비 제품 가치.
디자인과 소재.
스마트링의 마우스 기능과 그 활용 가능성.

마무리

스마트링은 손가락에 착용하여 사용자에게 편리한 컨트롤을 제공하는 웨어러블 디바이스로, 애플링과 갤럭시링의 출시로 웨어러블 시장이 더욱 다양해질 것으로 예상됩니다. 애플링은 스마트폰, 태블릿, 워치 등의 포트폴리오를 더욱 확장할 것으로 기대되며 사용자들은 건강 관리와 편의성을 중요시하는 요소로 애플링을 고려할 것입니다. 애플의 특허 출원을 통해 2024년 차세대 웨어러블 애플링에 대한 정보를 엿보았습니다.