JP2020526837A - 電子センサと熱冷却システムの統合のための方法およびシステム - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、その内容が参照することによってその全体として組み込まれる、2017年7月10日に出願された米国仮特許出願第62/530,591号の利益を主張する。
電子機器システムでは、熱が、有限電気抵抗を有する電子機器システム内の回路の結果として生成され得る。コンピューティングデバイスでは、かなりの熱が、その中央処理ユニット(CPU)およびグラフィカル処理ユニット(GPU)によって生成され得る。生成されている熱は、使用されている処理電力の量に関連し得る。コンピューティングデバイスの温度が、ある閾値を上回って上昇するにつれて、コンピューティングデバイスの動作周波数をスケールダウンさせ(「スロットリング」と称される)、電力消費を低減させる必要があり得るが、それは、ユーザ体験を低下させ得る。極端な場合、温度が、安全閾値を超えて上昇する場合、コンピューティングデバイスをシャットダウンする必要があり得る。
本発明の実施形態は、電子システムに関する。より具体的には、本発明の実施形態は、1つ以上の電子センサを含む電子デバイスの熱冷却システム効率を改良する方法およびシステムを提供する。本明細書に説明される実施形態では、1つ以上の電子センサは、単独で、または互いに組み合わせて動作することができる。
過熱を防止するために、デバイスは、熱冷却手段を含み得る。冷気が、熱生成コンポーネントに向かって流動し得、熱気が、熱生成コンポーネントから離れるように操向され、デバイスから放出され得る。熱冷却システムを効率的に働く状態に保つために、デバイスが良好に換気される状態に保ち、熱通気口(すなわち、入口および出口)が遮断されないことを確実にすることが望ましくあり得る。本開示は、概して、熱冷却手段をそのようなデバイスおよびそれらの付随コンポーネントに提供するための技術に関し、より具体的には、冷気および熱気の流動のためのそれぞれの1つ以上の入口および出口を最適化するための技術に関する。コンピューティングデバイス、特に、ポータブルデバイスに関して説明されるが、当業者は、本開示の教示に好適な他の適用可能なシステム、デバイス、および設定を容易に理解するであろう。
Claims (51)
- システムであって、前記システムは、
1つ以上のユーザインターフェースコンポーネントに動作可能に結合されたコンピューティングデバイスと、
前記コンピューティングデバイスを冷却するための熱冷却システムであって、前記熱冷却システムは、少なくとも1つの熱通気口を含む、熱冷却システムと、
前記コンピューティングデバイスに結合された向きセンサであって、前記向きセンサは、前記コンピューティングデバイスの向きが前記少なくとも1つの熱通気口が下向きに面しているようなそれであることを検出することに応答して、向きフラグを設定するように構成されている、向きセンサと、
前記向きセンサおよび前記1つ以上のユーザインターフェースコンポーネントに通信可能に結合されたプロセッサと
を備え、
前記プロセッサは、前記向きフラグが設定されたことに応答して、前記1つ以上のユーザインターフェースコンポーネントを通した出力のためのアラートを提供するように構成されている、システム。 - 前記向きフラグが設定されたことに応答して、前記アラートは、前記少なくとも1つの熱通気口が下向きに面しないように前記コンピューティングデバイスを向け直すための視覚的または聴覚的プロンプトを含む、請求項1に記載のシステム。
- 画像センサをさらに備え、前記プロセッサは、
前記向きフラグが設定されたことに応答して、前記画像センサを使用して、前記コンピューティングデバイスの画像を入手することと、
前記画像について画像認識を実施し、前記少なくとも1つの熱通気口が下向きに面していることを確認することと
を行うようにさらに構成され、
前記アラートは、前記少なくとも1つの熱通気口が下向きに面していると識別されたことを示す、請求項1に記載のシステム。 - 前記向きセンサは、加速度計およびジャイロスコープのうちの少なくとも1つを備えている、請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの熱通気口に隣接して位置付けられた近接センサをさらに備え、前記近接センサは、前記少なくとも1つの熱通気口に近接した物体を検出することに応答して、近接フラグを設定するように構成され、
前記プロセッサは、前記近接センサに通信可能に結合されており、前記近接フラグが設定されたことに応答して、前記1つ以上のユーザインターフェースコンポーネントを通した出力のためのアラートを提供するようにさらに構成されている、請求項1に記載のシステム。 - 前記近接センサは、前記少なくとも1つの熱通気口から最小閾値距離より近くに位置付けられた物体を検出することに応答して、前記近接フラグを設定するように構成され、前記近接フラグが設定されたことに応答して、前記アラートは、前記少なくとも1つの熱通気口が遮断されていると識別されたことを示す、請求項5に記載のシステム。
- 画像センサをさらに備え、前記プロセッサは、
前記近接フラグが設定されたことに応答して、前記画像センサを使用して、前記コンピューティングデバイスの画像を入手することと、
前記画像について画像認識を実施し、前記少なくとも1つの熱通気口が前記物体によって遮断されていることを確認することと
を行うようにさらに構成され、
前記アラートは、前記少なくとも1つの熱通気口が遮断されていると識別されたことを示す、請求項5に記載のシステム。 - 前記コンピューティングデバイスの内部温度を検出するように構成された第1の温度センサをさらに備え、
前記プロセッサは、前記第1の温度センサが、前記コンピューティングデバイスの前記内部温度がスロットリング閾値温度を上回っていることを検出することに応答して、前記コンピューティングデバイスにその動作周波数をスケールダウンさせ、電力消費を低減させるようにさらに構成されている、請求項1に記載のシステム。 - 前記コンピューティングデバイスの表面温度を検出するように構成された第2の温度センサをさらに備え、
前記プロセッサは、前記コンピューティングデバイスの前記表面温度が快適閾値温度を上回っていること、または安全閾値温度を上回っていることを前記第2の温度センサが検出することに応答して、前記1つ以上のユーザインターフェースコンポーネントを通した出力のためのアラートを提供するようにさらに構成され、前記アラートは、前記コンピューティングデバイスが熱すぎると識別されたことを示す、請求項8に記載のシステム。 - コンピューティングシステムであって、前記コンピューティングシステムは、
物理的筐体構造と、
前記物理的筐体構造から離れるように熱を放散するための少なくとも1つの熱通気口を含む熱冷却システムと、
前記熱冷却システムの1つ以上の動作条件を監視するように構成された少なくとも1つのセンサと、
複数の電子ハードウェアコンポーネントと
を備え、
前記複数の電子ハードウェアコンポーネントのうちの少なくとも一部は、前記物理的筐体構造内に含まれているか、またはそれに取り付けられており、前記複数の電子ハードウェアコンポーネントは、
少なくとも1つのユーザインターフェースコンポーネントと、
前記少なくとも1つのセンサおよび前記少なくとも1つのユーザインターフェースコンポーネントに通信可能に結合された少なくとも1つのプロセッサと
を備え、
前記少なくとも1つのプロセッサは、
出力データを前記少なくとも1つのセンサから取得することと、
前記熱冷却システムが前記物理的筐体構造から離れるような熱の消散を妨げる1つ以上の動作条件にさらされていることを前記少なくとも1つのセンサから取得された出力データが示すかどうかを決定することと、
前記熱冷却システムが前記物理的筐体構造から離れるような熱の消散を妨げる1つ以上の動作条件にさらされていることを前記少なくとも1つのセンサから取得された前記出力データが示すことを決定することに応答して、前記少なくとも1つのユーザインターフェースコンポーネントを通した出力のための1つ以上のアラートを提供することと
を行うように構成されている、コンピューティングシステム。 - 前記少なくとも1つのセンサは、近接センサを備え、前記近接センサは、前記物理的筐体構造の外部に位置している物理的物体までの前記少なくとも1つの熱通気口の近さを監視するように構成されている、請求項10に記載のコンピューティングシステム。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、
前記近接センサによって行われた1つ以上の測定を表すデータを取得することと、
前記少なくとも1つの熱通気口が1つ以上の物理的物体から閾値距離より近いことを前記近接センサによって行われた前記1つ以上の測定を表す前記データが示すかどうかを決定することと、
前記少なくとも1つの熱通気口が前記1つ以上の物理的物体から前記閾値距離より近いことを前記近接センサによって行われた前記1つ以上の測定を表す前記データが示すことを決定することに応答して、前記少なくとも1つのユーザインターフェースコンポーネントを通した出力のための1つ以上のアラートを提供することと
を行うように構成されている、請求項11に記載のコンピューティングシステム。 - 前記少なくとも1つのセンサは、向きセンサを備え、前記向きセンサは、前記熱冷却システムが位置している環境に対する前記少なくとも1つの熱通気口の向きを監視するように構成されている、請求項10に記載のコンピューティングシステム。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、
前記向きセンサによって行われた1つ以上の測定を表すデータを取得することと、
前記少なくとも1つの熱通気口が下向きに面していることを前記向きセンサによって行われた前記1つ以上の測定を表す前記データが示すかどうかを決定することと、
前記少なくとも1つの熱通気口が下向きに面していることを前記向きセンサによって行われた前記1つ以上の測定を表す前記データが示すことを決定することに応答して、前記少なくとも1つのユーザインターフェースコンポーネントを通した出力のための1つ以上のアラートを提供することと
を行うように構成されている、請求項13に記載のコンピューティングシステム。 - 前記少なくとも1つのプロセッサは、前記物理的筐体構造内に含まれるか、またはそれに取り付けられた前記複数の電子ハードウェアコンポーネントの前記一部に属している、請求項10に記載のコンピューティングシステム。
- 前記少なくとも1つのユーザインターフェースコンポーネントは、前記物理的筐体構造内に含まれるか、またはそれに取り付けられた前記複数の電子ハードウェアコンポーネントの前記一部に属していない、請求項15に記載のコンピューティングシステム。
- 前記少なくとも1つのユーザインターフェースコンポーネントは、前記物理的筐体構造内に含まれるか、またはそれに取り付けられた前記複数の電子ハードウェアコンポーネントの前記一部に属している、請求項15に記載のコンピューティングシステム。
- 前記物理的筐体構造内に含まれるか、またはそれに取り付けられた前記複数の電子ハードウェアコンポーネントの前記一部に属していない前記複数の電子ハードウェアコンポーネントのうちの少なくとも1つは、別の異なる電子デバイスの一部として機能する、請求項15に記載のコンピューティングシステム。
- 前記物理的筐体構造および前記物理的筐体構造内に含まれるか、またはそれに取り付けられた前記複数の電子ハードウェアコンポーネントの前記一部は、電子デバイスとして集合的に機能する、請求項10に記載のコンピューティングシステム。
- 前記電子デバイスは、コンピューティングデバイスであり、前記少なくとも1つのプロセッサは、前記コンピューティングデバイスの一部である、請求項19に記載のコンピューティングシステム。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、前記物理的筐体構造内に含まれるか、またはそれに取り付けられた前記複数の電子ハードウェアコンポーネントの前記一部に属していない、請求項10に記載のコンピューティングシステム。
- 前記複数の電子ハードウェアコンポーネントは、前記少なくとも1つのセンサおよび前記少なくとも1つのユーザインターフェースコンポーネントに通信可能に結合された少なくとも1つのプロセッサと異なる第2のプロセッサをさらに備えている、請求項21に記載のコンピューティングシステム。
- 前記第2のプロセッサは、前記物理的筐体構造内に含まれるか、またはそれに取り付けられた前記複数の電子ハードウェアコンポーネントの前記一部に属している、請求項22に記載のコンピューティングシステム。
- 前記少なくとも1つのユーザインターフェースコンポーネントは、前記物理的筐体構造内に含まれるか、またはそれに取り付けられた前記複数の電子ハードウェアコンポーネントの前記一部に属していない、請求項21に記載のコンピューティングシステム。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、無線通信ネットワークのチャネルを通して、前記少なくとも1つのセンサに通信可能に結合されている、請求項21に記載のコンピューティングシステム。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、前記無線通信ネットワークのチャネルを通して、前記少なくとも1つのユーザインターフェースコンポーネントに通信可能に結合されている、請求項25に記載のコンピューティングシステム。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、前記無線通信ネットワークの別の異なるチャネルを通して、前記少なくとも1つのユーザインターフェースコンポーネントに通信可能に結合されている、請求項25に記載のコンピューティングシステム。
- 方法であって、前記方法は、
(i)熱通気口に隣接して位置付けられた近接センサを使用して、物体がコンピューティングデバイスの冷却システムの前記熱通気口に近接していることを示す条件を検出すること、または、(ii)前記コンピューティングデバイスに結合された向きセンサを使用して、前記コンピューティングデバイスの向きが前記熱通気口が下向きに面しているようなそれであることを示す条件を検出することのうちの少なくとも1つを行うことと、
前記条件を検出することに応答して、1つ以上のユーザインターフェースコンポーネントを通してアラートを出力することと
を含む、方法。 - 1つ以上のユーザインターフェースコンポーネントを通して前記アラートを出力することは、(i)前記少なくとも1つの熱通気口が、遮断されていると識別されたこと、または下向きに面していると識別されたことを示すメッセージまたは画像を表示すること、(ii)指示ライトをオンにすること、(iii)聴覚的信号を生成すること、または、(iv)振動信号を生成することのうちの1つ以上のものを含む、請求項28に記載の方法。
- 画像センサを使用して、前記コンピューティングデバイスの画像を入手することと、
前記画像を処理し、前記熱通気口が遮断されていること、または下向きに面していることを確認することと
をさらに含む、請求項28に記載の方法。 - 前記アラートは、視覚的信号を含み、前記視覚的信号は、前記熱通気口が遮断されないように、または下向きに面しないように、前記コンピューティングデバイスを再位置付けすること、または向け直すことを行うようにユーザにプロンプトする、請求項30に記載の方法。
- 1つ以上の温度センサを使用して、前記コンピューティングデバイスの内部温度を検出することと、
前記内部温度がスロットリング閾値温度を上回ることを決定することに応答して、前記1つ以上のユーザインターフェースコンポーネントを通して、前記コンピューティングデバイスの前記内部温度が前記スロットリング閾値温度を超えたことを示すアラートを出力することと
をさらに含む、請求項28に記載の方法。 - 前記1つ以上の温度センサを使用して、前記コンピューティングデバイスの表面温度を検出することと、
前記表面温度が快適閾値温度または安全閾値温度を上回ることを決定することに応答して、前記1つ以上のユーザインターフェースコンポーネントを通して、前記コンピューティングデバイスの前記表面温度が前記快適閾値温度または前記安全閾値温度を超えたことを示すアラートを出力することと
をさらに含む、請求項32に記載の方法。 - 方法であって、前記方法は、
(i)熱通気口に隣接して位置付けられた近接センサを使用して、物体がコンピューティングデバイスの冷却システムの前記熱通気口に近接していることを示す条件を検出すること、または、(ii)前記コンピューティングデバイスに結合された向きセンサを使用して、前記コンピューティングデバイスの向きが前記熱通気口が下向きに面しているようなそれであることを示す条件を検出することのうちの少なくとも1つを行うことと、
前記条件を検出することに応答して、画像センサを使用して、前記コンピューティングデバイスの画像を入手することと、
前記画像を処理し、前記熱通気口が遮断されていること、または下向きに面していることを確認することと、
1つ以上のユーザインターフェースコンポーネントを通して、前記熱通気口が遮断されていると識別されたこと、または下向きに面していると識別されたことを示すアラートを出力することと
を含む、方法。 - 前記1つ以上のユーザインターフェースコンポーネントを通して前記アラートを出力することは、(i)前記少なくとも1つの熱通気口が遮断されていると識別されたこと、または下向きに面していると識別されたことを示すメッセージまたは画像を表示すること、(ii)指示ライトをオンにすること、(iii)聴覚的信号を生成すること、または、(iv)振動信号を生成することのうちの1つ以上のものを含む、請求項34に記載の方法。
- 1つ以上の温度センサを使用して、前記コンピューティングデバイスの内部温度を検出することと、
前記内部温度がスロットリング閾値温度を上回ることを決定することに応答して、前記1つ以上のユーザインターフェースコンポーネントを通して、前記コンピューティングデバイスの前記内部温度が前記スロットリング閾値温度を超えたことを示すアラートを出力することと
をさらに含む、請求項34に記載の方法。 - 前記1つ以上の温度センサを使用して、前記コンピューティングデバイスの表面温度を検出することと、
前記表面温度が快適閾値温度または安全閾値温度を上回ることを決定することに応答して、前記1つ以上のユーザインターフェースコンポーネントを通して、前記コンピューティングデバイスの前記表面温度が前記快適閾値温度または前記安全閾値温度を超えたことを示すアラートを出力することと
をさらに含む、請求項36に記載の方法。 - 方法であって、前記方法は、
1つ以上のプロセッサと1つ以上のデータソースと1つ以上のユーザインターフェースコンポーネントとを含む電子デバイスを提供することと、
前記1つ以上のデータソースから、前記電子デバイスまたは前記電子デバイスが位置している環境の1つ以上の条件を示す出力データを取得することと、
前記1つ以上のソースから取得された前記出力データに基づいて、前記環境内の前記電子デバイスの位置または向きが前記電子デバイスが過熱しやすいそれであると識別することと、
前記環境内の前記電子デバイスの位置または向きが前記電子デバイスが過熱しやすいそれであると識別することに応答して、前記識別された位置または向きに対応するアラートを出力するように前記1つ以上のユーザインターフェースコンポーネントを制御することと
を含む、方法。 - 前記電子デバイスは、コンピューティングデバイスである、請求項38に記載の方法。
- 前記1つ以上のデータソースは、各々が前記コンピューティングデバイスまたは前記コンピューティングデバイスが位置している前記環境の1つ以上の条件を監視するように構成された1つ以上のセンサを含み、
前記出力データを前記1つ以上のソースから取得することは、前記コンピューティングデバイスまたは前記コンピューティングデバイスが位置している前記環境の1つ以上の条件を監視するように構成された前記コンピューティングデバイスの前記1つ以上のセンサからの出力を示すデータを取得することを含む、請求項39に記載の方法。 - 前記コンピューティングデバイスは、2つ以上の換気ポートと、前記2つ以上の換気ポートを通して前記コンピューティングデバイスの内外に空気を移動させるように構成された熱管理システムとを含む、請求項40に記載の方法。
- 前記コンピューティングデバイスの前記1つ以上のセンサは、前記コンピューティングデバイスの前記コンピューティングデバイスの前記環境内に位置している物理的物体までの近さを監視するように構成された近接センサを含み、
前記コンピューティングデバイスまたは前記コンピューティングデバイスが位置している前記環境の1つ以上の条件を監視するように構成された前記コンピューティングデバイスの前記1つ以上のセンサからの出力を示すデータを取得することは、前記近接センサによって行われた1つ以上の測定を表すデータを取得することを含む、請求項41に記載の方法。 - 前記近接センサによって行われた1つ以上の測定を表す前記取得されたデータが、前記2つ以上の換気ポートのうちの少なくとも1つが露出されている前記コンピューティングデバイスの外部部分が前記コンピューティングデバイスの前記環境内に位置している1つ以上の物理的物体から閾値距離より近いことを示すことを決定することをさらに含み、
前記環境内の前記コンピューティングデバイスの位置または向きが前記コンピューティングデバイスが過熱しやすいそれであると識別することは、
前記取得されたデータが、前記2つ以上の換気ポートのうちの少なくとも1つが露出されている前記コンピューティングデバイスの前記外部部分が前記コンピューティングデバイスの前記環境内に位置している前記1つ以上の物理的物体から前記閾値距離より近いことを示すことを決定することに応答して、前記環境内の前記コンピューティングデバイスの位置が、前記コンピューティングデバイスの前記2つ以上の換気ポートのうちの少なくとも1つを通した気流が妨げられているそれであると識別することを含む、請求項42に記載の方法。 - 前記コンピューティングデバイスの前記1つ以上のセンサは、前記コンピューティングデバイスが位置している前記環境に対する前記コンピューティングデバイスの角度向きを監視するように構成された向きセンサを含み、
前記コンピューティングデバイスまたは前記コンピューティングデバイスが位置している前記環境の1つ以上の条件を監視するように構成された前記コンピューティングデバイスの前記1つ以上のセンサからの出力を示すデータを取得することは、前記向きセンサによって行われた1つ以上の測定を表すデータを取得することを含む、請求項41に記載の方法。 - 前記向きセンサによって行われた1つ以上の測定を表す前記取得されたデータが、前記2つ以上の換気ポートのうちの少なくとも1つが露出されている前記コンピューティングデバイスの前記外部部分が下向きに面していることを示すことを決定することをさらに含み、
前記環境内の前記コンピューティングデバイスの位置または向きが前記コンピューティングデバイスが過熱しやすいそれであると識別することは、
前記取得されたデータが、前記2つ以上の換気ポートのうちの少なくとも1つが露出されている前記コンピューティングデバイスの前記外部部分が下向きに面していることを示すことを決定することに応答して、前記環境内の前記コンピューティングデバイスの向きが前記コンピューティングデバイスの前記2つ以上の換気ポートのうちの少なくとも1つを通した気流が妨げられているそれであると識別することを含む、請求項44に記載の方法。 - 前記コンピューティングデバイスの前記1つ以上のセンサは、各々が前記コンピューティングデバイスまたは前記コンピューティングデバイスが位置している前記環境の1つ以上の熱条件を監視するように構成された1つ以上の温度センサを含み、
前記コンピューティングデバイスまたは前記コンピューティングデバイスが位置している前記環境の1つ以上の条件を監視するように構成された前記コンピューティングデバイスの前記1つ以上のセンサからの出力を示すデータを取得することは、前記1つ以上の温度センサによって行われた1つ以上の測定を表すデータを取得することを含む、請求項40に記載の方法。 - 前記環境内の前記コンピューティングデバイスの位置または向きが前記コンピューティングデバイスが過熱しやすいそれであると識別することに応答して、前記コンピューティングデバイスの前記1つ以上のセンサと異なる別のセンサからの出力を示すデータを取得することをさらに含む、請求項40に記載の方法。
- 前記他のセンサからの出力を示す前記取得されたデータを使用して、前記環境内の前記コンピューティングデバイスの位置または向きが前記コンピューティングデバイスが過熱しやすいそれであると識別されるべきであることを検証することをさらに含み、
前記識別された位置または向きに対応するアラートを出力するように1つ以上のユーザインターフェースコンポーネントを制御することは、前記コンピューティングデバイスが過熱しやすいそれであるとした前記環境内の前記コンピューティングデバイスの位置または向きの識別を検証することに応答して、前記識別された位置または向きに対応するアラートを出力するように1つ以上のユーザインターフェースコンポーネントを制御することを含む、請求項47に記載の方法。 - 前記他のセンサからの出力を示すデータを取得することは、前記コンピューティングデバイスの前記環境内に位置する画像センサによって捕捉された1つ以上の画像を表す画像データを取得することを含む、請求項47に記載の方法。
- 前記出力データを前記1つ以上のソースから取得することは、ネットワークを経由して、1つ以上のサービスから、前記電子デバイスに関連付けられた地理的領域の現在または予測される天候条件に関するデータを受信することを含む、請求項38に記載の方法。
- 前記出力データを前記1つ以上のソースから取得することは、前記電子デバイスと異なるコンピューティングデバイスによって、前記コンピューティングデバイスまたは前記コンピューティングデバイスが位置している前記環境の1つ以上の条件を示す前記1つ以上のデータソースからの出力を取得することを含み、
前記1つ以上のソースから取得された出力データに基づいて、前記環境内の前記電子デバイスの位置または向きが前記電子デバイスが過熱しやすいそれであると識別することは、前記コンピューティングデバイスによって、少なくとも部分的に前記1つ以上のソースから取得された出力データに基づいて、前記環境内の前記電子デバイスの位置または向きが前記電子デバイスが過熱しやすいそれであると識別することを含み、
前記識別された位置または向きに対応するアラートを出力するように1つ以上のユーザインターフェースコンポーネントを制御することは、前記コンピューティングデバイスによって、前記識別された位置または向きに対応するアラートを出力するように1つ以上のユーザインターフェースコンポーネントを制御することを含む、請求項38に記載の方法。
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