CN111830710A - 头戴式设备 - Google Patents

Abstract

一种头戴式设备，其包括被配置为佩戴在用户的头部上的外壳。该外壳包括入口和出口。空气循环设备安装到该外壳并且被配置为产生穿过位于该外壳中的空气流动路径的空气流，该空气流动路径从该入口延伸至该出口。显示器组件安装到该外壳并具有位于该外壳的该空气流动路径中的表面。空气偏导器安装到该显示器组件的该表面并且被配置为减少穿过该空气流动路径的该空气流的湍流。

Description

头戴式设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年4月19日提交的名称为“AIR DEFLECTOR FOR A COOLINGSYSTEM IN A HEAD-MOUNTED DEVICE”(“用于头戴式设备中的冷却系统的空气偏导器”)的美国临时申请62/836,290号的权益，该临时申请的全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

所述实施方案整体涉及冷却系统，并且更具体地讲，涉及用于头戴式设备中的冷却系统的空气偏导器。

背景技术

头戴式设备可被用户佩戴以在用户的视野内显示视觉信息。头戴式设备可以用作虚拟现实(VR)系统、增强现实(AR)系统和/或混合现实(MR)系统。用户可以观察头戴式设备提供的输出，诸如在显示器上提供的视觉信息。显示器能够可选地允许用户观察头戴式设备外部的环境。由头戴式设备提供的其他输出可以包括扬声器输出和/或触觉反馈。用户可以通过提供用于由头戴式设备的一个或多个部件进行处理的输入来进一步与头戴式设备交互。例如，当设备安装到用户的头部时，用户可以提供触觉输入、语音命令和其他输入。

发明内容

根据第一方面，提供一种头戴式设备，所述头戴式设备包括：外壳，所述外壳被配置为佩戴在用户的头部上，所述外壳包括入口和出口；空气循环设备，所述空气循环设备安装到所述外壳并且被配置为产生穿过位于所述外壳中的空气流动路径的空气流，所述空气流动路径从所述入口延伸至所述出口；显示器组件，所述显示器组件安装到所述外壳并且具有位于所述外壳的所述空气流动路径中的表面；和空气偏导器，所述空气偏导器安装到所述显示器组件的所述表面并且被配置为减少穿过所述空气流动路径的所述空气流的湍流。

根据第二方面，提供一种头戴式设备，所述头戴式设备包括：外壳；部件，所述部件安装在所述外壳内；风扇，所述风扇被配置为产生相对于所述部件的表面以第一角度朝向所述部件的所述表面导向的空气流；和空气偏导器，所述空气偏导器安装在所述外壳内，以将所述空气流偏导成不入射到所述部件的所述表面上，所述空气偏导器具有被配置为接收所述空气流并且相对于所述空气流以小于所述第一角度的第二角度取向的表面。

根据第三方面，提供一种头戴式设备，所述头戴式设备包括：外壳，所述外壳具有内部空间；显示器组件，所述显示器组件能够移动地安装在所述内部空间中；和空气偏导器，所述空气偏导器能够移动地附接到所述显示器组件的表面。

附图说明

出于解释的目的，在以下附图中阐述了本主题技术的若干实施方案。

图1示出了头戴式设备的示例的示意图。

图2示出了头戴式设备的示例的前视图。

图3示出了冷却系统的示例的侧视图。

图4示出了具有空气偏导器的冷却系统的示例的侧视图。

图5示出了具有空气偏导器的冷却系统的示例的侧视图。

图6示出了具有空气偏导器的冷却系统的示例的侧视图。

图7示出了冷却系统中气流的示例的侧视图。

图8示出了冷却系统中气流的示例的侧视图。

图9示出了头戴式设备的示例的框图。

具体实施方式

下面示出的具体实施方式旨在作为本主题技术的各种配置的描述并且不旨在表示本主题技术可被实践的唯一配置。附图被并入本文并且构成具体实施方式的一部分。具体实施方式包括具体的细节旨在提供对本主题技术的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员来说将清楚和显而易见的是，本主题技术不限于本文示出的具体细节并且可在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些情况下，以框图形式示出了熟知的结构和部件，以便避免使本主题技术的概念模糊。

头戴式设备是用于提供沉浸式用户体验的吸引人的技术。例如，头戴式设备在为用于诸如游戏、电影或用于专业培训的模拟等应用以及其他潜在应用提供VR、AR和MR体验方面越来越受欢迎。

头戴式设备可采用固定到用户的头部的可穿戴设备外壳和位于该外壳内的各种电子部件，诸如显示器、集成电路、存储器、音频设备或电子电路。与其他电子设备一样，头戴式设备可采用基于空气循环的冷却系统以将电子部件保持在期望的操作温度。冷却系统也可用于使用户的面部凉爽，从而使头戴式设备的内部不积聚热。

在不过度地降低用户体验的情况下保持有效操作对头戴式设备来说是一项挑战性任务。头戴式设备的形状或内部部件的布局可导致冷却系统的曲折流动路径。空气流动路径与用户的头部的接近可产生不期望的影响，这会降低用户体验，诸如以明显的方式干扰设备的音频的过度噪声。一些头戴式设备可采用可中断空气流动路径的可移动部件，诸如能够移动以考虑给定用户的瞳孔间距(IPD)的可调节光学器件。IPD被定义为用户的眼睛的瞳孔的中心之间的距离。该可调节性继而可使得难以在适用于不同用户的给定设备中设计冷却系统。

根据本文所公开的一些实施方案，用于头戴式设备的冷却系统可采用被设计用于影响头戴式设备内的空气流的空气偏导器。该空气偏导器可定位在延伸穿过头戴式设备的外壳的空气流动路径中，并且可被设计用于减少冷却系统中空气的湍流。例如，该空气偏导器可相对于内部部件的表面以减小的角度定位在该内部部件的表面和空气的进入流之间，以便在组件之上或跨组件产生平滑的或更多的层流。该空气偏导器可安装到可移动部件诸如可调节显示器组件，以便在针对特定用户以导致空气流动路径被该可移动部件局部封闭的方式来调节该可移动部件时影响该空气流。空气偏导器可被配置用于枢转或换句话讲移动，以考虑由可移动部件的位置的变化引起的空气入射角的变化。该空气偏导器可包括或耦接到附加的热结构以增强由空气偏导器之上的空气流所导致的热传递影响。例如，该空气偏导器可包括集成散热器和/或经由导热界面材料耦接到发热部件以增强来自此类部件的热量的耗散。

下面参考图1至图9来讨论这些和其它实施方案。然而，本领域的技术人员将容易地理解，本文相对于这些附图所给出的详细描述仅出于说明性目的，而不应被理解为是限制性的。

图1示出了固定到用户10的头部20的头戴式设备100的示例。如图1所示，头戴式设备100可包括经由固定元件150固定到用户的头部20的外壳110。固定元件150可包括绑带、条带、边缘、眼镜框架的镜腿，或用于将外壳110固定以及保持在用户10的头部20上的任何其他合适的机构。固定元件150可为外壳110的整体部分或被实现为附接到外壳的独立部件。外壳110还可包括或耦接到用于将外壳110放置在用户10的鼻部上的一个或多个鼻垫。

外壳110可包封和支撑其中的各种功能部件，诸如集成电路、存储器设备、处理器、电子电路、输入/输出设备或其他电子部件。在图1中，外壳110被示出为在其中包含显示器120、控制器130和空气循环设备140。显示器120可定位在用户10的眼睛的前面以在用户的视野内提供信息。空气循环设备140可促使空气穿过外壳110并越过部件诸如显示器120以冷却此类部件。控制器130可被配置用于控制一个或多个部件诸如显示器120和/或空气循环设备140的操作。

显示器120可以透射来自物理环境的光以供用户10观看。例如，显示器120可包括光学元件，诸如用于视力矫正的透镜。显示器120可被配置用于除了(例如，覆盖)用户查看的物理环境之外还呈现信息。另选地，显示器120可被配置用于提供信息以替代物理环境。在任一种情况下，显示器120可被配置用于呈现图形以例如向用户10呈现计算机生成的真实环境。

物理环境是指人们在没有电子系统帮助的情况下能够感测和/或交互的物理世界。物理环境诸如物理公园包括物理物品，诸如物理树木、物理建筑物和物理人。人们能够诸如通过视觉、触觉、听觉、味觉和嗅觉来直接感测物理环境和/或与物理环境交互。

相反，计算机生成现实(CGR)环境是指人们经由电子系统感知和/或交互的完全或部分模拟的环境。在CGR中，跟踪人的物理运动的一个子集或其表示，并且作为响应，以符合至少一个物理定律的方式调节在CGR环境中模拟的一个或多个虚拟对象的一个或多个特征。例如，CGR系统可以检测人的头部转动，并且作为响应，以与此类视图和声音在物理环境中变化的方式类似的方式调节呈现给人的图形内容和声场。在一些情况下(例如，出于可达性原因)，对CGR环境中虚拟对象的特征的调节可以响应于物理运动的表示(例如，声音命令)来进行。

人可以利用其感官中的任一者来感测CGR对象和/或与CGR对象交互，包括视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉。例如，人可以感测音频对象和/或与音频对象交互，该音频对象创建3D或空间音频环境，该3D或空间音频环境提供3D空间中点音频源的感知。又如，音频对象可以使能音频透明度，该音频透明度在有或者没有计算机生成的音频的情况下选择性地引入来自物理环境的环境声音。在某些CGR环境中，人可以感测和/或只与音频对象交互。

CGR的示例包括虚拟现实和混合现实。

虚拟现实(VR)环境是指被设计成对于一个或多个感官完全基于计算机生成的感官输入的模拟环境。VR环境包括人可以感测和/或交互的多个虚拟对象。例如，树木、建筑物和代表人的化身的计算机生成的图像是虚拟对象的示例。人可以通过在计算机生成的环境内人的存在的模拟、和/或通过在计算机生成的环境内人的物理运动的一个子组的模拟来感测和/或与VR环境中的虚拟对象交互。

与被设计成完全基于计算机生成的感官输入的VR环境相比，混合现实(MR)环境是指被设计成除了包括计算机生成的感官输入(例如，虚拟对象)之外还引入来自物理环境的感官输入或其表示的模拟环境。在虚拟连续体上，混合现实环境是完全物理环境作为一端和虚拟现实环境作为另一端之间的任何状况，但不包括这两端。

在一些MR环境中，计算机生成的感官输入可以对来自物理环境的感官输入的变化进行响应。另外，用于呈现MR环境的一些电子系统可以跟踪相对于物理环境的位置和/或取向，以使虚拟对象能够与真实对象(即，来自物理环境的物理物品或其表示)交互。例如，系统可以导致运动使得虚拟树木相对于物理地面看起来是静止的。

许多不同形式的头戴式设备使人能够感测各种CGR环境和/或与各种CGR环境交互。示例包括智能眼镜、头盔、遮护镜或护目镜。头戴式设备可以具有一个或多个扬声器和集成的不透明显示器。另选地，头戴式系统可以被配置为接受外部不透明显示器(例如，智能电话)。头戴式设备可以结合有用于捕获物理环境的图像或视频的一个或多个成像传感器、和/或用于捕获物理环境的音频的一个或多个麦克风。头戴式设备可以具有透明或半透明显示器，而不是不透明显示器。透明或半透明显示器可以具有媒介，代表图像的光通过该媒介被引导到人的眼睛。显示器可以利用数字光投影、OLED、LED、uLED、硅基液晶、激光扫描光源或这些技术的任意组合。媒介可以是光学波导、全息图媒介、光学组合器、光学反射器、或它们的任意组合。在一个实施方案中，透明或半透明显示器可被配置成选择性地变得不透明。基于投影的系统可以采用将图形图像投影到人的视网膜上的视网膜投影技术。投影系统也可以被配置成将虚拟对象投影到物理环境中，例如作为全息图或在物理表面上。

图2示出了前视图中的头戴式设备100的示例。如图2所示，显示器120(图1)可包括第一显示器组件121a和第二显示器组件121b，它们共同形成对应于用户的两只眼睛的一对显示器组件。显示器组件中的每个显示器组件可包括电子元件和光学元件的任何适当组合以向用户呈现图形信息。例如，每个显示器组件可包括具有可提供视觉输出的电子控制像素阵列的显示层。该显示器组件还可包括光学元件，诸如透镜、反射镜等和/或注视跟踪设备，以有利于生成响应于用户的注视和/或姿势的增强的计算机生成的现实。

该对显示器组件可被安装到外壳110并由距离215分开。该对显示器组件之间的距离215可被设计为对应于用户的IPD。距离215可以是可调节的，以考虑可能佩戴头戴式设备100的不同用户的不同IPD。例如，可将显示器组件中的任一个或两个可移动地安装到外壳110，以允许显示器组件横向移动或平移以使得距离215更大或更小。可使用任何类型的手动或自动机构以允许显示器组件之间的距离215为可调节的距离。例如，显示器组件可经由可滑动轨道或导向件安装到外壳，该导轨或导向件允许手动或电子致动一个或多个显示器组件的移动以调节距离215。

如图2所示，空气循环设备140可定位在外壳110中或以其他方式安装到该外壳，以便促使空气流穿过外壳110的内部空间225。外壳110可包括口部，该口部允许内部空间225与外壳110外部的环境之间的流体连通，以在外壳110中形成空气的流动路径。在图2中，外壳被示出为具有位于其底侧的一对入口240和位于其顶侧的出口250，这形成从入口240延伸至出口250的空气流动路径275。每个口部可包括通气孔、筛网、孔口、多孔膜和/或允许横跨其流体连通的其它流体开口。然而，预期外壳110一般可在相对于外壳的任何合适位置包括任何合适数量的入口和出口，以在其中允许空气流存在。空气循环设备140可被实现为风扇，该风扇被配置用于将空气吸入入口240中并且促使空气离开出口250。然而，可包括任何合适数量的风扇或其他空气循环设备以促进空气的运动。

空气流动路径275可在部件诸如安装在外壳内的发热电子部件之上延伸或横跨部件延伸。例如，该对显示器组件可包括发热显示层，并且空气循环设备140可被配置为生成空气流，使得空气流动路径275在每个显示器组件121a和显示器组件121b之上延伸以通过从显示器组件耗散热量来冷却发热层。另选地或组合地，空气循环设备140可被配置用于在其他电子部件诸如集成电路芯片、其他输入/输出设备等之上循环空气，或是空气循环穿过用户的面部。

图3示出了显示器组件121的示例，以及在显示器组件的表面之上延伸的空气流动路径275。显示器组件121可以是如图2所示的示例中的一对显示器组件中的一者，其中第一显示器组件121a和第二显示器组件121b中的每一者可类似于显示器组件121来配置。如图3所示，显示器组件121可包括显示层314、散热器342、电路板370、该电路板上的一个或多个部件386以及用于包封和支撑前述部件的外壳393。

如图3所示，显示器组件121可具有用于观察图像的前侧和与该前侧相反的背侧。显示层314可包括显示器的可操作部件，该可操作部件形成能够由用户从可操作部件的前侧观察的图像。显示层314可例如包括具有可提供视觉输出的电子控制像素阵列的任何合适的可操作显示面板，诸如OLED、uLED或LCD面板。显示器组件121还可包括其他任选部件，该其他任选部件可支持用于提供沉浸式头戴式显示器的专用显示功能。例如，显示器组件121可包括注视跟踪设备或眼睛跟踪器(例如，定位在显示层314旁边)和/或光学器件(例如，定位在显示层前面)。该光学器件可被配置用于帮助光学地调整以及正确地投影基于由显示层314显示的内容的图像以用于近距离观察。该光学器件可包括一个或多个透镜、反射镜或其他光学元件。

在图3所示的示例中，空气流动路径275横跨显示器组件121的背侧在该显示器组件之上穿过，以便消散从显示层314到背侧生成的热量。为了有利于热量的耗散，散热器342可被定位在显示层314的背侧的后面。散热器342可包括定位在空气流动路径275中的多个翅片377，以便增大背表面的暴露于空气流的表面区域。散热器342可经由热界面361诸如导热粘合剂或其他合适的导热材料来热耦合到显示层314的背侧或背表面，以增强从显示层穿过散热器并到达空气流的热传递(例如，传导)。

如图3所示，显示器组件121还可包括位于该显示器组件的背侧上的其他结构，诸如电路板370(例如，柔性或刚性印刷电路板)。电路板370可具有安装在该电路板上的一个或多个部件386。部件386可为例如安装到电路板370的无源或有源电子部件表面，诸如集成电路芯片、电阻器、电容器或可从电路板370的表面突出的其他结构。

部件386和/或显示器组件的其他结构可部分地阻碍或阻塞空气的自由流动并且具有增加流动路径中的空气的湍流的趋势。例如，图3示出了示例，其中由部件386的存在引起的阻抗的增大导致更多的湍流，这可降低如上所述的效率或用户体验。

图4示出了显示器组件121的另一示例。图4所示的示例采用与图3类似的结构，但另外包括定位在空气流动路径275中的空气偏导器400。空气偏导器400为可安装到头戴式设备内的表面以减少穿过头戴式设备以及跨过空气偏导器的空气湍流的结构。空气偏导器400可具有被设计成针对入射在表面上的空气产生较少的湍流、更多层流的表面。例如，与如果不存在空气偏导器则空气的进入流将接触位于头戴式设备中的结构相比，空气偏导器400可相对于由空气循环设备140(例如，图2)生成的空气的进入流提供更光滑的表面或更低的角度。空气偏导器400可为由任何合适的材料诸如塑料、陶瓷或金属制成的刚性部件。在一些实施方案中，空气偏导器400可被配置作为专用壁结构，该专用壁结构安装到内部结构或插入到外壳的内部空间中，仅用于影响入射穿过内部空间的空气流动的属性，而不提供其他机械或电气功能。

在图4所示的示例中，空气偏导器400安装到显示器组件121的背侧。空气偏导器400安装在电路板370上并附接到该电路板，并且至少部分地在部件386之上延伸，以便至少部分地屏蔽部件386使其不受空气流动路径275中的进入空气影响。空气偏导器400可例如相对于空气流动路径275定位在散热器342的下游。与在不存在空气偏导器400的情况下的部件386的表面相比，位于流动路径中并被定位成接收入射空气流的空气偏导器的表面可具有更光滑的表面以及更少的弯曲部或台阶。因此，空气偏导器400可被配置用于使空气流动路径275较不曲折。

尽管空气偏导器400被示出为安装到显示器组件121的背侧上的电路板370，但预期空气偏导器400可安装在头戴式设备的外壳内的其中期望减小湍流的任何其他期望位置中。例如，空气偏导器400可安装到显示器组件121的背侧上的散热器或另一个表面、显示器组件的另一个非背侧表面、或头戴式设备的外壳内的另一个内部部件。

图5示出了空气偏导器400的另一个示例。在图5所示的示例中，空气偏导器400类似于图4所示的示例来被配置，但还包括一体的散热器，使得空气偏导器400可进一步耗散来自由空气偏导器400屏蔽的部件386的热量，其中此类部件可为发热电子部件。接收入射空气的空气偏导器400的表面可包括多个翅片477，该多个翅片增大表面的接收入射空气的表面区域。为了保持足够的层流，翅片477可例如被配置作为在空气流动方向上延伸的纵向翅片，或作为被布置成排沿空气流动方向延伸的一系列对齐销，以及其它可能的结构布置。为了有利于热传递，空气偏导器400可由具有足够高导热率的材料诸如铜或铝制成。空气偏导器400可耦接到部件386中的一个或若干部件。为了进一步增强空气偏导器400散热的能力，空气偏导器400可经由导热界面461诸如导电粘合剂或其他合适的导热材料热耦合到此类部件。

图6示出了空气偏导器400的另一个示例。如图6所示的空气偏导器400可类似于图4或图5的示例进行配置，不同的是在图6中，空气偏导器400可移动地安装到表面(在这种情况下，为电路板370的表面)，而不是如先前示例中那样不可移动地或固定地安装到表面上。该可移动安装可允许空气偏导器400相对于空气流动路径275中的空气的进入流具有可调节的角度。例如，这可用于允许在空气偏导器相对于流动路径或外壳的位置以其他方式被移动时针对空气偏导器的各种位置中的减小的湍流来优化该可调节角度。当空气偏导器400安装到可移动地调节距离215的显示器组件(例如，图2)时，空气偏导器400可被配置用于通过也相对于显示器组件移动来补偿其改变的位置。例如，空气偏导器400可被配置用于响应于或换句话讲根据显示器组件相对于外壳的移动而相对于显示器组件移动或旋转。空气偏导器400的移动可使用例如压电致动器或其他致动器和/或使显示器组件的运动与空气偏导器400的旋转同步的机械联动装置来实现。在图6所示的示例中，空气偏导器400可枢转地安装到显示器组件121的表面。致动器可被配置用于基于显示器组件121相对于外壳的移动或基于显示器组件对之间的距离215的变化来使空气偏导器400围绕枢转点603旋转，以便调节空气偏导器400的表面上的空气的入射角，以考虑空气偏导器相对于延伸穿过外壳的流动路径的新位置。

图7-图8示出了空气偏导器400可如何减少头戴式设备中的空气湍流的示例。图7-图8示出了分别不具有和具有空气偏导器的布置结构的示例。

图7示出了具有安装在流动路径中并被定位成在流动路径中接收空气的进入流735的部件386的布置结构(例如，类似于图3)。部件386具有定位在流动路径中的表面759，该表面用于在其上接收空气的进入流735。进入流735入射在表面759上并相对于表面759形成角度θ。在该示例中，进入流735和部件386的表面之间的角度θ为大约90度。换句话讲，进入流735的入射角为大约零，其中该入射角由进入流和入射表面的法线之间的角度限定。进入流和入射面之间的大角度或等同地低入射角导致空气流发生急剧变化，该空气流在进入流冲击在部件上时趋于产生湍流模式，然后继续沿着部件386周围的曲折流动路径流动。

图8示出了与图7相同的布置结构，不同的是空气偏导器400安装在流动路径中以至少部分地将空气的进入流735偏导成不入射在部件386的表面759上(例如，类似于图4)。进入流735以与图7中所示相同的角度θ被导向部件386的表面759。这在图8中用虚线箭头表示，其示出了如果不存在空气偏导器400则进入流735的路径将是什么。然而，由于存在空气偏导器400，进入流735完全地或部分地偏导成不入射到部件386的表面759上。空气偏导器400具有定位在流动路径中的表面859，以在该表面上接收空气的进入流735，并且空气偏导器400的表面859相对于进入流735形成小于角度θ的角度

。换句话讲，若空气偏导器不存在，则进入流735在空气偏导器的表面859上的入射角大于该进入流原本在部件386的表面759上的入射角。作为此类配置的结果，与空气偏导器400不存在并且空气将不受阻碍地入射到部件386上相比，在入射到空气偏导器400上之后在下游进一步传播的空气以较不剧烈的程度偏导。因此，空气遵循较小曲折的流动路径，这可针对给定流速有利地的减小设备内的噪声和/或可改善冷却系统的效率。

空气偏导器400可被配置作为相对于空气的进入流735形成所需的湍流减小的角度的任何合适的壁结构。尽管图8中将该壁示为具有直的几何形状，但在各种实施方案中，该壁可例如具有直的、弯曲的或弧状的几何形状。如图8所示，空气偏导器400和部件386均可安装到相同的公共表面801，该公共表面可为例如显示器组件的任何合适的表面。如图8所示，空气偏导器的表面859(空气接收表面)还可相对于空气偏导器400所安装到的表面801形成钝角，这可用于在空气的进入流735在平行于表面801的方向上传播的情况下减少湍流。

头戴式设备的部件可被可操作地连接以提供本文所述的性能。图9示出了用于头戴式设备100的示例的简化框图。

如图9所示，头戴式设备100可包括具有一个或多个处理单元的控制器130，该一个或多个处理单元包括或被配置为访问其上存储有指令的存储器918。该指令或计算机程序可被配置为执行相对于头戴式设备100所述的操作或功能中的一者或多者。控制器130可被实现为能够处理、接收或发送数据或指令的任何电子设备。例如，控制器130可包括以下项中的一者或多者：微处理器、中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)或此类设备的组合。如本文所述，术语“处理器”意在涵盖单个处理器或处理单元、多个处理器、多个处理单元或一个或多个其他适当配置的计算元件。

存储器918可存储可由头戴式设备100使用的电子数据。例如，存储器918可存储电子数据或内容，诸如例如音频和视频文件、文档和应用、设备设置和用户偏好、用于各种模块、数据结构或数据库的定时和控制信号或数据等。存储器918可被配置作为任何类型的存储器。仅以举例的方式，存储器918可被实现成随机存取存储器、只读存储器、闪存存储器、可移动存储器、或其他类型的存储元件或此类设备的组合。

头戴式设备100还可包括用于向用户显示视觉信息的显示器120。该显示器120可提供视觉(例如，图像或视频)输出，并且可包括如本文所述的一对显示器组件。显示器120可以是或包括不透明、透明和/或半透明的显示器。显示器120可具有透明或半透明的媒介，通过该媒介代表图像的光被引导至用户的眼睛。显示器120可利用数字光投影、OLED、LED、uLED、硅基液晶、激光扫描光源或这些技术的任意组合。媒介可以是光学波导、全息图媒介、光学组合器、光学反射器、或它们的任意组合。在一些实施方案中，透明或半透明显示器可被配置成选择性地变得不透明。基于投影的系统可以采用将图形图像投影到人的视网膜上的视网膜投影技术。投影系统也可以被配置成将虚拟对象投影到物理环境中，例如作为全息图或在物理表面上。头戴式设备100可包括光学器件，该光学器件被配置成帮助光学地调节以及正确地投影基于由显示器120显示的内容的图像以用于近距离观察。该光学器件可包括一个或多个透镜、反射镜或其他光学设备。

在一些实施方案中，控制器130可接收来自控件908的用户输入并响应于该输入来执行操作。例如，控制器130可被配置为接收来自麦克风930的声音。响应于接收到该声音，控制器130可运行语音识别模块以识别语音命令。

头戴式设备100可包括电池920，该电池可对头戴式设备100的部件进行充电和/或供电。电池920还可对连接到头戴式设备100(诸如便携式电子设备902)的部件进行充电和/或供电。

头戴式设备100可包括用于冷却头戴式设备100的部件的空气循环设备140。头戴式设备100还可包括空气偏导器400，该空气偏导器设置在空气流动路径中并且被配置为接收由空气循环设备140生成的空气流，如本文进一步所述。空气偏导器400能够任选地由致动器989移动，如本文进一步所述。控制器130可被配置为操作致动器989以基于来自用户的输入和/或对显示器120的组件的调节来使空气偏导器移动或旋转。

头戴式设备100可包括输入/输出部件926，其可包括用于将头戴式设备100连接到其他设备的任何合适的部件。合适的部件可包括例如音频/视频插孔、数据连接器、或任何附加的或另选的输入/输出部件。

头戴式设备100可包括用于使用任何合适的通信协议与一个或多个服务器或其他外部设备90进行通信的通信电路928。例如，通信电路928可支持Wi-Fi(例如，802.11协议)、以太网、蓝牙、高频系统(例如，900MHz、2.4GHz和5.6GHz通信系统)、红外、TCP/IP(例如，TCP/IP层中的每个层中使用的任何协议)、HTTP、BitTorrent、FTP、RTP、RTSP、SSH以及任何其他通信协议或它们的任何组合。通信电路928还可包括用于传输和接收电磁信号的天线。

头戴式设备100可包括音频设备，诸如麦克风930和/或扬声器912。麦克风930可被配置为检测来自用户和/或环境的声音。麦克风930能够可操作地连接到控制器130以用于检测声音水平和检测通信以用于进一步处理。扬声器212可被配置为向用户和/或环境发出声音。扬声器212能够可操作地连接到控制器130以控制扬声器输出，该输出包括声音水平和/或其他声音特性。

头戴式设备100可任选地连接到可提供某些功能的便携式电子设备902。为简明起见，图9将不详细描述便携式电子设备902。然而，应当理解，便携式电子设备902可以体现为包括多种特征的多种形式，这些特征中的全部或一些可由头戴式设备100(例如，输入/输出装置、控件、处理装置、电池等)使用。便携式电子设备902可被配置为接收来自空气循环设备140的操作的冷却。便携式电子设备902可提供手持式物理尺寸(例如，重量轻、适合口袋等的小型便携式电子设备)。尽管不限于这些，但示例包括媒体播放器、电话(包括智能电话)、PDA、计算机等。便携式电子设备902可包括用于向用户呈现媒体的图形部分的屏幕913。屏幕913可用作头戴式设备100的主屏幕。

头戴式设备100可包括能够操作以接收便携式电子设备902的底座906。底座906可包括连接器(例如，闪电接口(Lightning)、USB、火线、电源、DVI等)，其可插入便携式电子设备902的互补连接器中。底座906可包括用于在接合期间帮助对准连接器以及将便携式电子设备902物理地耦合到头戴式设备100的特征结构。例如，底座906可限定用于放置便携式电子设备902的腔。底座906还可包括用于将便携式电子设备902固定在该腔内的保持特征结构。底座906上的连接器可用作便携式电子设备902和头戴式设备100之间的通信接口。

头戴式设备100可包括一个或多个其他传感器。此类传感器可以被配置为基本上感测任何类型的特征，诸如但不限于图像、压力、光、触摸、力、温度、位置、运动等。例如，传感器可以是光电探测器、温度传感器、光或光学传感器、大气压力传感器、湿度传感器、磁体、陀螺仪、加速度计、化学传感器、臭氧传感器、微粒计数传感器等等。依据另外的示例，传感器可以是用于跟踪生物识别特性(诸如健康和活动量度)的生物传感器。其他用户传感器可执行面部特征检测、面部运动检测、面部识别、眼睛跟踪、用户情绪检测、用户表情检测、语音检测等。传感器可包括可捕获基于外部世界的内容的图像的相机。

众所周知，使用个人可识别信息应遵循公认为满足或超过维护用户隐私的行业或政府要求的隐私政策和做法。具体地，应管理和处理个人可识别信息数据，以使无意或未经授权的访问或使用的风险最小化，并应当向用户明确说明授权使用的性质。

除非特别指出，否则以单数形式提及的元素并不意味着是唯一的，而是指一个或多个。例如，“一个”模块可指一个或多个模块。以“一个”，“一种”，“该”或“所述”为前缀的元素在没有进一步的限制的情况下不排除存在另外的相同的元素。

标题和副标题(如果有的话)仅用于方便，并不限制本发明。“示例性”一词用于表示用作示例或说明。在使用术语“包括”、“具有”等的意义上，此类术语旨在以类似于术语“包含”的方式是包含性的，因为在用作权利要求中的过渡词时解释为包含。诸如第一和第二等的关系术语可用于将一个实体或动作与另一个实体或动作区分开，而不一定要求或暗示这些实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。

短语诸如方面、该方面、另一方面、一些方面、一个或多个方面、具体实施、该具体实施、另一具体实施、一些具体实施、一个或多个具体实施、实施方案、该实施方案、另一实施方案、一些实施方案、一个或多个实施方案、配置、该配置、其他配置、一些配置、一个或多个配置、主题技术、公开、本公开、其他变型等等都是为了方便，并不意味着涉及这样的一个或多个短语的公开对于主题技术是必不可少的，或者这种公开适用于主题技术的所有配置。涉及此类一个或多个短语的公开可适用于所有配置或一个或多个配置。涉及此类一个或多个短语的公开可提供一个或多个示例。短语诸如方面或一些方面可指代一个或多个方面，反之亦然，并且这与其他前述短语类似地应用。

在一系列项目之前的短语“至少一个”，用术语“和”或“或”分开项目中的任一者，将列表作为整体修改而不是列表中的每个成员。短语“至少一个”不需要选择至少一个项目；相反，该短语允许包括任何一个项目中的至少一个和/或项目的任何组合中的至少一个和/或每个项目中的至少一个的含义。举例来说，短语“A、B和C中的至少一个”或“A、B或C中的至少一个”中的每个短语仅指A、仅指B或仅指C；A、B和C的任意组合；和/或A、B和C中的每一个中的至少一个。

应该理解，公开的步骤、操作或过程的具体顺序或层次是示例性方法的说明。除非另有明确说明，否则可理解的是，步骤、操作或过程的具体顺序或层次可以不同的顺序执行。步骤、操作或过程中的一些可同时执行。所附方法权利要求书(如果有的话)以示例顺序呈现各个步骤、操作或过程的元素，并不意味着限于所呈现的特定顺序或层次。这些可以串行、线性、并行或不同的顺序执行。应当理解，所描述的指令、操作和系统通常可一起集成在单个软件/硬件产品中，或者被封装到多个软件/硬件产品中。

在一个方面，术语耦合等可指代直接耦合。另一方面，术语耦合等可指间接耦合。

术语诸如顶部、底部、前部、后部、侧部、水平、竖直等是指任意的参照系，而不是指通常的重力参照系。因此，此类术语可在重力参考系中向上、向下、对角或水平延伸。

提供本公开是为了使本领域的技术人员能够实践本文所述的各个方面。在一些情况下，以框图形式示出了熟知的结构和部件，以便避免使本主题技术的概念模糊。本公开提供了本主题技术的各种示例，并且本主题技术不限于这些示例。这些方面的各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且这里描述的原理可应用于其他方面。

本领域的普通技术人员已知或稍后悉知的贯穿本公开描述的各个方面的元素的所有结构和功能等同物通过引用明确地并入本文，并且旨在被权利要求书所涵盖。此外，本文所公开的任何内容并非旨在提供给公众，而与该公开是否明确地被陈述在权利要求中无关。根据35U.S.C.§112(f)或§112第六段的规定，不需要解释任何权利要求元素，除非使用短语“用于......的装置(means for)”明确陈述了该元素，或者就方法权利要求而言，使用短语“用于......的步骤(step for)”陈述了该元素。

标题、背景、附图的简要说明、摘要和附图在此被结合到本公开中，并且被提供作为本公开的说明性示例，而不是作为限制性描述。认为它们不会被用来限制权利要求的范围或含义。另外，在详细描述中可看出，为了使本公开简化的目的，描述提供了例示性示例，并且各种特征在各种具体实施中被组合在一起。公开的方法不应被解释为反映所要求保护的主题需要比每个权利要求中明确记载的特征更多的特征的意图。相反，如权利要求所反映的，发明主题在于少于单个公开的配置或操作的所有特征。权利要求由此被并入到具体实施方式中，每个权利要求本身作为单独要求保护的主题。

权利要求不旨在限于本文所述的方面，而是要被赋予与权利要求的语言一致的全部范围，并且涵盖所有的法律等同物。尽管如此，这些权利要求都不包含不符合适用专利法要求的主题，也不应该以这种方式解释。

Claims (20)

1.一种头戴式设备，所述头戴式设备包括：

外壳，所述外壳被配置为佩戴在用户的头部上，所述外壳包括入口和出口；

空气循环设备，所述空气循环设备安装到所述外壳并且被配置为产生穿过位于所述外壳中的空气流动路径的空气流，所述空气流动路径从所述入口延伸至所述出口；

显示器组件，所述显示器组件安装到所述外壳并且具有位于所述外壳的所述空气流动路径中的表面；和

空气偏导器，所述空气偏导器安装到所述显示器组件的所述表面并且被配置为减少穿过所述空气流动路径的所述空气流的湍流。

2.根据权利要求1所述的头戴式设备，其中所述空气偏导器能够移动地安装到所述显示器组件的所述表面。

3.根据权利要求1所述的头戴式设备，其中所述显示器组件为彼此间隔开能够调节的距离的一对显示器组件中的一个显示器组件，并且其中所述头戴式设备还包括致动器，所述致动器被配置为基于所述能够调节的距离的变化来调节所述空气偏导器的角度。

4.根据权利要求1所述的头戴式设备，其中所述空气循环设备包括风扇，所述风扇被配置为通过所述入口将空气吸入所述外壳中并且通过所述出口促使空气离开所述外壳。

5.根据权利要求1所述的头戴式设备，其中所述显示器组件包括：

显示层，所述显示层具有前侧和背侧；

光学元件，所述光学元件定位在所述显示层的所述前侧的前面；和

散热器，所述散热器定位在所述显示层的所述背侧的后面并且定位在所述外壳的所述空气流动路径中，所述散热器经由导热界面耦接到所述显示层的所述背侧。

6.根据权利要求5所述的头戴式设备，其中所述显示器组件还包括：

电路板，所述电路板定位在所述显示层的所述背侧的后面；和

电子部件，所述电子部件安装到所述电路板，

其中所述空气偏导器安装到所述电路板并且至少部分地在所述电子部件上方延伸。

7.根据权利要求1所述的头戴式设备，还包括：

电子部件，所述电子部件在所述外壳的所述空气流动路径中安装到所述显示器组件的所述表面，

其中所述空气偏导器被配置为屏蔽所述电子部件使其不受所述空气流的影响。

8.根据权利要求7所述的头戴式设备，还包括：

导热材料，所述导热材料耦接在所述电子部件和所述空气偏导器之间，其中所述导热材料被配置为经由所述空气偏导器将热量从所述电子部件传递到所述空气流。

9.根据权利要求8所述的头戴式设备，还包括：

多个翅片，所述多个翅片位于所述空气偏导器的表面上，所述多个翅片被配置为增大所述空气偏导器的由所述空气流接触的表面区域。

10.根据权利要求1所述的头戴式设备，其中所述空气流动路径被配置为横跨所述用户的面部延伸。

11.一种头戴式设备，所述头戴式设备包括：

外壳；

部件，所述部件安装在所述外壳内；

风扇，所述风扇被配置为产生相对于所述部件的表面以第一角度朝向所述部件的所述表面导向的空气流；和

空气偏导器，所述空气偏导器安装在所述外壳内，以将所述空气流偏导成不入射到所述部件的所述表面上，所述空气偏导器具有被配置为接收所述空气流并且相对于所述空气流以小于所述第一角度的第二角度取向的表面。

12.根据权利要求11所述的头戴式设备，还包括：

显示器组件，所述显示器组件具有在所述外壳内的表面，

其中所述部件为安装到所述显示器组件的所述表面的电子部件，并且

其中所述空气偏导器安装到所述显示器组件的所述表面，使得所述空气偏导器的所述表面相对于所述显示器组件的所述表面形成钝角。

13.根据权利要求11所述的头戴式设备，其中所述部件和所述空气偏导器安装到所述外壳内的公共表面，并且其中所述空气偏导器的所述表面相对于所述公共表面形成钝角。

14.根据权利要求11所述的头戴式设备，还包括：

压电致动器，所述压电致动器耦接到所述空气偏导器并且能够操作以使所述空气偏导器旋转以调节所述第二角度。

15.根据权利要求11所述的头戴式设备，其中：

所述部件为生成热量的电子部件；并且

所述空气偏导器包括经由导热材料热耦合到所述电子部件的散热器。

16.根据权利要求11所述的头戴式设备，其中所述空气偏导器为专用壁结构。

17.一种头戴式设备，所述头戴式设备包括：

外壳，所述外壳具有内部空间；

显示器组件，所述显示器组件能够移动地安装在所述内部空间中；和

空气偏导器，所述空气偏导器能够移动地附接到所述显示器组件的表面。

18.根据权利要求17所述的头戴式设备，其中：

所述显示器组件为彼此分开一距离的一对显示器组件中的一个显示器组件，所述距离能够基于所述显示器组件的移动而调节；并且

所述空气偏导器被配置为基于所述显示器组件的所述移动而相对于所述显示器组件移动。

19.根据权利要求17所述的头戴式设备，其中所述空气偏导器枢转地附接到所述显示器组件的所述表面。

20.根据权利要求19所述的头戴式设备，还包括：

致动器，所述致动器耦接到所述空气偏导器并且被配置为在所述显示器组件移动时使所述空气偏导器相对于所述显示器组件旋转。

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