編譯/VR陀螺

12 月 21 日，世界知識產(chǎn)權(quán)組織公布了蘋果公司的一項(xiàng)專利申請，該專利涉及未來智能眼鏡的鏡臂設(shè)計(jì)。更具體地說，本實(shí)施例涉及電子眼鏡的熱能管理。這是蘋果公司自 2023 年 9 月 28 日以來的第 14 項(xiàng)智能眼鏡專利。

蘋果公司在其專利背景中指出，熱人體工程學(xué)是眼鏡電子產(chǎn)品（如智能眼鏡）面臨的挑戰(zhàn)。特別是，由于眼鏡電子產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)縮小了外形尺寸，通常會使熱元件更靠近用戶，這可能會增加用戶的不適感。因此，有必要進(jìn)行改進(jìn)，以減少傳遞給用戶的熱量。此外，還需要進(jìn)行改進(jìn)，以減少因內(nèi)部溫度升高而導(dǎo)致的元件（如電池）老化。

智能眼鏡臂設(shè)計(jì)

蘋果公司的專利涉及可顯示 VR/AR 內(nèi)容的智能眼鏡。在AR設(shè)備中，光學(xué)眼鏡可以戴在用戶的頭上，使光學(xué)鏡片和/或光學(xué)顯示器位于用戶的眼前。在另一個(gè)例子中，VR設(shè)備也可以戴在用戶頭上，使顯示屏位于用戶眼前。

在特定的示例中，頭顯設(shè)備包括一個(gè)用于呈現(xiàn)可視化效果的顯示器、一個(gè)與顯示器相連的臂殼（或外殼）和一個(gè)插入臂殼內(nèi)部的臂組件。臂外殼可與用戶連接，以將顯示器固定在適當(dāng)位置（例如用戶眼前）。在一個(gè)示例中，臂外殼從臂尖延伸至臂鉸鏈。臂尖可位于用戶耳后。臂鉸鏈可以連接到顯示器鉸鏈，用于將臂外殼可旋轉(zhuǎn)地連接到顯示器。

臂組件可包括各種不同的組件，用于操作頭顯。臂組件的示例包括麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、電池、印刷電路板（PCB）、片上系統(tǒng)等。懸掛臂組件的其他組件示例包括底盤和鉸鏈連接。如下文所述，懸掛臂組件可包括附加或替代組件（例如，與散熱相關(guān)的組件）。

頭顯的運(yùn)行會產(chǎn)生熱量。例如，當(dāng)芯片上系統(tǒng)（SoC）執(zhí)行通過顯示器生成可視化的操作時(shí)，臂外殼體內(nèi)的SoC架構(gòu)會產(chǎn)生熱量。專利所公開的設(shè)備和裝置以預(yù)定的方式引導(dǎo)這些熱量。

例如，專利中的頭顯可將熱量引離用戶，至少在某些情況下可改善用戶體驗(yàn)。事實(shí)上，傳統(tǒng)的電子眼鏡臂設(shè)計(jì)會將熱量傳遞到佩戴電子眼鏡的用戶的皮膚上（例如，用戶的太陽穴或耳朵周圍）。在傳統(tǒng)電子眼鏡的計(jì)算密集型操作或較長的操作持續(xù)時(shí)間中，這種熱傳遞可能會特別嚴(yán)重。

相比之下，本專利的智能眼鏡顯示屏能將熱能從用戶身上引向周圍環(huán)境，從而改善用戶體驗(yàn)。

作為熱量引導(dǎo)的另一個(gè)例子，頭顯可以設(shè)計(jì)成將熱量從設(shè)備組件引導(dǎo)出去。例如，頭顯可以將熱量從臂外殼內(nèi)的電池引走。

更具體地說，由于暴露在升高的溫度水平下，系統(tǒng)中的電池壽命會隨著時(shí)間的推移而縮短。因此，頭顯可以通過減少電池受熱來延長智能眼鏡顯示器的電池壽命。通過這種方式，智能眼鏡顯示器可以延長電池和其他溫度敏感元件的使用壽命。

智能眼鏡顯示屏能以多種不同的方式導(dǎo)熱。在一些示例中，頭顯包括底盤、鉸鏈、氣隙、絕緣材料、熱界面材料、熱擴(kuò)散材料、散熱器等中的一種或多種，以預(yù)定方式引導(dǎo)熱量。

在一些示例中，智能眼鏡顯示屏的臂包括連接印刷電路板和臂鉸鏈的底盤，熱路徑從熱源出發(fā)，通過印刷電路板、底盤、臂鉸鏈，并朝向周圍環(huán)境。另外或可選地，智能眼鏡顯示器的臂包括熱界面材料和熱擴(kuò)散材料，設(shè)置在熱源和 PCB 上。根據(jù)一些示例，熱路徑可以從熱源通過熱界面材料、熱擴(kuò)散材料、第一表面，并朝向周圍環(huán)境。

在一個(gè)或多個(gè)示例中，臂殼體包括一個(gè)無縫一體成型外殼，該外殼在臂尖和臂鉸鏈之間限定了一個(gè)內(nèi)部容積，其中臂鉸鏈將臂組件連接到顯示器。

此外，在某些示例中，臂殼體包括一個(gè)進(jìn)入內(nèi)部空間的裝配通道，其中裝配通道可以設(shè)置在靠近臂鉸鏈的位置。

在某些示例中，臂殼體內(nèi)的部分散熱表面包括與臂組件相鄰的熱襯里。在某些情況下，散熱襯里會將熱量從臂架組件引向散熱表面。

在熱流裝置的一個(gè)或多個(gè)示例中，熱界面材料或熱擴(kuò)散材料中的至少一種材料通過自然傳導(dǎo)或非力對流中的至少一種將熱能從熱源引向周圍環(huán)境。在特定的示例中，熱流裝置還包括散熱表面，其中熱擴(kuò)散材料包括瀝青基碳纖維材料、石墨材料或銅材料中的至少一種，這些材料在散熱表面上鋪設(shè)了線。

在某些示例中，散熱表面橫跨臂尖和臂鉸鏈，其中熱擴(kuò)散材料將來自熱源的熱負(fù)荷擴(kuò)散到散熱表面上。在某些示例中，熱流裝置進(jìn)一步包括一條熱路徑，該路徑遠(yuǎn)離熱源，穿過瀝青基碳纖維材料的纖維，到達(dá)散熱表面，朝向周圍環(huán)境。

圖源：patentlyapple

如專利圖 2 所示，智能眼鏡顯示器 #100 產(chǎn)生熱量 #204。熱量或熱能的產(chǎn)生可能是智能眼鏡顯示器正常工作的一部分。盡管會產(chǎn)生這樣的熱量，智能眼鏡顯示屏仍可將熱量排放至周圍環(huán)境 #206 中。

在一個(gè)例子中，這種遠(yuǎn)離頭部的定向散熱可以改善用戶體驗(yàn)。例如，智能眼鏡顯示屏可以通過臂（#104 和 #106）朝向周圍環(huán)境的外向表面 #208 散熱。這樣，智能眼鏡顯示屏就能減少通過面向頭部的鏡臂內(nèi)向表面 #210 散發(fā)的熱量。通過減少內(nèi)向表面散熱，頭顯 #100 可以降低用戶頭部不舒適的溫度水平。

蘋果公司的專利圖 4 和圖 6 展示了一個(gè)智能眼鏡手臂示例的橫截面俯視圖，其細(xì)節(jié)在上文的圖形中有所介紹。

想要了解專利全部細(xì)節(jié)，請查看世界知識產(chǎn)權(quán)組織于2023年12月21日公布的蘋果專利申請WO2023245025。

來源：patentlyapple