对流光学安装结构制造技术

一种光学载台，包括适配成支撑显示器光学系统和发热电子组件的镜架。该载台包括容纳电子组件的第一部分和从电子组件向外延伸的一个或多个支撑组件。该一个或多个支撑组件可包括适配成将镜架支撑在光学载台的穿戴者的头部上的镜腿。该镜架可包括耦合至电子组件的导热材料。支撑组件包括第一侧和第二侧，以及位于该第一侧和该第二侧之间的适配成将热从电子组件转移走的至少一个空洞。该空洞可在支撑组件中定义分叉区域。

Convection optical mounting structure

An optical carrier includes a frame adapted to support a display, an optical system, and a heating electronic assembly. The stage includes a first portion for holding an electronic component and one or more support components that extend outward from the electronic assembly. The one or more support assemblies may include a mirror leg adapted to support frames on the head of a wearer of an optical carrier. The frame may include thermally coupled material coupled to the electronic assembly. The support assembly includes a first side and a second side, and an adaptation between the first side and the second side to transfer at least one void of heat from the electronic component. The cavity defines a bifurcated region in the support assembly.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对流光学安装结构背景透视、混合现实显示设备系统使得用户能够观察覆盖在物理场景上的数字信息。为了允许免手用户交互，透视、混合现实显示设备系统可进一步装备有眼睛跟踪器、传感器和显示器，它们均对在上面安装有它们的光学平台或框架变形情况下的误对准敏感。各种类型的镜架可被用来在头戴式显示器中安装光学显示器光学系统。类似于包括电子组件的所有设备，组件产生热量，热量必须被重新分布到设备的不邻近这些组件的区域。这确保正确的组件工作和光学平台稳定性。概述所简要描述的技术包括一种适于用于头戴式显示装置的光学载台的装置。在一个实施例中，该装置包括适配成支撑光学系统和发热电子组件的镜架。该镜架包括容纳电子组件的第一部分和从电子组件向外延伸的一个或多个支撑组件。该一个或多个支撑组件可包括适配成将镜架支撑在光学载台的穿戴者的头部上的镜腿。该镜架可包括耦合至电子组件的导热材料。支撑组件的一个或多个包括第一侧和第二侧，并包括位于该第一侧和该第二侧之间的适配成将热从电子组件转移走的至少一个空洞。该空洞可在支撑组件中定义分叉区域。在一进一步方面中，本技术包括一种头戴式显示器装置，该头戴式显示器装置包括适配成支撑显示器光学系统的显示器光学系统镜架。第一镜腿从显示器光学系统镜架向外延伸并且被配置成将该镜架的一侧支撑在穿戴者的头部上。该第一镜腿可并入有至少部分耦合至所述电子组件的导热材料并包括第一侧和第二侧。在第一镜腿中提供分叉区域并且该分叉区域由位于相应的第一和第二侧之间的第一内侧和第二内侧定义。还可提供具有等同于第一镜腿的结构的第二镜腿。提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的一些概念。本概述并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。附图简述图1是描绘近眼显示器(NED)设备系统的一实施例的各示例组件的框图。图2A是NED设备的控制电路系统实施例中的示例硬件组件的框图。图2B是与具有外部出射光瞳的投影光引擎耦合的近眼显示器实施例的俯视图。图3A是近眼显示设备系统的头戴式显示器实施例的第二示例的透视图且图3B是其俯视图。图4A是包括附连到头戴式显示器的连结石墨层的第一热管理方案的示例。图4B是沿图4A的线B-B的横截面。图5A是包括附连到头戴式显示器的另一实施例的连结石墨层的第一热管理方案的示例。图5B是沿图5A的线B-B的横截面。图6A是近眼显示设备系统的头戴式显示器实施例的俯视图，其解说了包括多层石墨堆叠的另一热管理方案。图6B是沿图6A的线B-B的横截面。图6C是多石墨层堆叠的放大视图。图6D是多层铜/石墨烯堆叠的另一实施例的横截面。图7A是近眼显示设备系统的头戴式显示器实施例的俯视图，其解说了包括包装石墨堆叠结构的另一热管理方案。图7B是沿图7A的线B-B的横截面。图7C是包装多石墨层堆叠的第一实施例的放大视图。图7D是包装多石墨层堆叠的第二实施例的放大视图。图7E是近眼显示设备系统的头戴式显示器实施例的俯视图，其解说了安装至该系统外部的包装石墨堆叠结构。图7F是沿图7E中的线F-F的横截面视图。图8是利用嵌入式和包装石墨堆叠的头戴式显示设备的第一实施例的透视图。图9和10A是解说包括加固框架结构的另一热管理方案的俯视图。图10B是沿图10A的线B-B的横截面视图。图11A是图9的热管理方案的侧视图。图11B是沿图11A的线B-B的横截面。详细描述本技术提供了用于可穿戴设备中的热管理的技术。本技术包括适于头戴式显示器装置的光学安装结构。在一个实施例中，该装置包括适配成支撑显示器光学系统和发热电子组件的镜架。该镜架包括容纳电子组件的第一部分和从电子组件向外延伸的支撑组件或镜腿。支撑组件可包括适配成将该镜架支撑在穿戴者的头部上的镜腿。该镜架可包括耦合至电子组件的导热材料。镜腿可包括位于第一侧和第二侧之间的一个或多个空洞，其适配成将热从电子组件转移走。该空洞可在支撑组件中定义分叉区域。空洞可以是定义内壁的槽、环形(或任何形状的)孔，其增加镜架结构的表面积，从而允许镜架的对流冷却以从电子组件移走热量。将参考透视头戴式显示设备描述本技术，以及关于这种设备中的热管理的问题。要意识到，本文描述的热管理技术可被扩展到替代的可穿戴技术，以及其中使用被动式热传输技术的热管理会有用的任何设备。与其它高功率计算设备一样，头戴式显示器产生需要被快速且高效地从源头转移走并逸散到环境中的很大热量。这在可穿戴设备中是有用的，因为设备的表面/皮肤温度影响可用性和用户舒适度。电子器件行业中目前使用多种用于传输和逸散热量的方法。用于冷却高功率电子设备的传统方法包括被动式冷却方法，其通常体积很大且很重且并非特别适于在可穿戴设备中使用。此外，壳中使用的典型材料(例如聚碳酸酯，LCP)具有很差的热属性且带来热系统的整体低效。改善热系统中的即使小的低效也将总体上允许更好的设备性能和寿命。图1是描绘在包括紧凑型投影光引擎和衍射波导的近眼显示器(NED)系统8中实现的波导显示器的示例组件的框图。在所示实施例中，NED设备系统8包括在头戴式显示器(HMD)设备2中的近眼显示器(NED)设备和伴随处理模块4。HMD2通信地耦合至伴随处理模块4。在该示例中例示了无线通信，但也可实现经由伴随处理模块4和HMD2之间的线路的通信。在一实施例中，HMD2包括具有投影光引擎120和带波导的近眼显示器14的NED设备。在该实施例中，HMD2采用具有镜架115的眼镜的形状，其中每个显示器光学系统14l和14r被定位在HMD2的前部，以便在被用户佩戴时由每一只眼睛透视。每个显示器光学系统14l和14r也被称为显示器或近眼显示器14，且这两个显示器光学系统14l和14r还可共同被称为显示器或近眼显示器14。在这一实施例中，每一显示器光学系统14l和14r使用投影显示器，其中图像数据(或图像光)被投影到用户的眼睛中以生成图像数据的显示，从而使得该图像数据对于用户而言看上去位于用户前方的三维FOV中的位置处。在该实施例中，镜架115提供将HMD2的各元件保持就位的方便的镜框以及用于电连接和热连接的管道。在一实施例中，镜架115为如本文所述的投影光引擎120和近眼显示器14提供支撑结构。NED设备支撑结构的一些其它示例是头盔、遮光罩框、护目镜支架或一个或多个带。镜架115包括鼻梁104、由鼻梁104连接的光学系统结构或外壳131(包括左侧外壳131l和右侧外壳131r)、前方顶部覆盖区段117、用于HMD2的左侧外壳(130l)和右侧外壳(130r)中的每一个的相应的投影光引擎外壳130，以及被设计成安放在每个用户的耳朵上的左和右镜腿或侧臂102l和102r。在该实施例中，鼻梁架104包括用于记录声音并向控制电路系统136传送音频数据的话筒110。在侧外壳130l和130r的外部是相应的外向捕捉设备113l和113r(诸如相机)，这些捕捉设备捕捉在用户前面的现实环境的图像数据以用于对在近眼显示器(NED)设备的视野内的事物进行绘图(mapping)。框架组件115、117、104、130、131包括用于显示器光学系统14和包括话筒110和相机113的传感器的光学安装结构。在该示例中，虚线128是连接到控制电路系统136(其也用虚线示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：适配成支撑用于穿戴者的每只眼睛的显示器光学系统以及用于所述显示器光学系统的发热电子组件的镜架，所述镜架包括容纳所述电子组件的第一部分以及从所述电子组件向外延伸的至少一个支撑组件，所述至少一个支撑组件适配成将所述镜架支撑在所述光学系统的穿戴者的头部上，所述镜架包括耦合至所述电子组件的热导体元件；其中所述至少一个支撑组件包括第一侧和第二侧，并且其中所述至少一个支撑组件包括位于所述第一侧和所述第二侧之间的适配成将热从所述电子组件转移走的至少一个空洞，所述热导体延伸到所述至少一个空洞附近的区域中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.20 US 14/601,0931.一种装置，包括：适配成支撑用于穿戴者的每只眼睛的显示器光学系统以及用于所述显示器光学系统的发热电子组件的镜架，所述镜架包括容纳所述电子组件的第一部分以及从所述电子组件向外延伸的至少一个支撑组件，所述至少一个支撑组件适配成将所述镜架支撑在所述光学系统的穿戴者的头部上，所述镜架包括耦合至所述电子组件的热导体元件；其中所述至少一个支撑组件包括第一侧和第二侧，并且其中所述至少一个支撑组件包括位于所述第一侧和所述第二侧之间的适配成将热从所述电子组件转移走的至少一个空洞，所述热导体延伸到所述至少一个空洞附近的区域中。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个支撑组件包括两个支撑组件，并且每个所述支撑组件包括连接所述第一侧和所述第二侧的上表面和下表面，所述空洞从所述上表面延伸至所述下表面，每个第一侧适配成在所述装置被穿戴时定位在用户的头部附近以使得每个空洞在每个支撑组件中竖直设置。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个空洞包括由第一内部侧和与所述第一内部侧相对的第二内部侧所定义的槽，以由此定义一宽度，所述槽的所述第一内部侧与所述支撑组件的所述第一侧毗连，且所述槽的所述第二内部侧与所述支撑组件的所述第二侧毗连。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支撑组件的包括所述至少一个空洞的至少一部分由导热聚合物材料形成。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热导体元件包括置于所述第一侧和所述第二侧中的至少一者上的至少一个石墨层。6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热导体元件包括多层石墨结构，所述多层石墨结构至少具有在所述至少一个空洞...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·尼克霍，E·霍比，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US