JP7277063B2 - ウェアラブルコンポーネントのための熱管理システム - Google Patents
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Description
本願は、2016年11月16日に出願された米国仮特許出願第62/423,192号に対する優先権を主張するものであり、該米国仮特許出願の内容は、あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書中に援用される。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
ユーザの頭部上に装着されるように構成されるウェアラブルコンポーネントであって、前記ウェアラブルコンポーネントは、
ウェアラブル支持体と、
前記ウェアラブル支持体と熱連通する電子コンポーネントと、
前記電子コンポーネントと熱連通する熱管理構造であって、前記熱管理構造は、前記電子コンポーネントからの熱を前記ウェアラブルコンポーネントのユーザ側から離れるように伝達するように構成される、熱管理構造と
を備える、ウェアラブルコンポーネント。
(項目2)
前記熱管理構造は、機械的構造を備え、前記機械的構造は、前記ウェアラブル支持体内または前記ウェアラブル支持体上に配置され、前記電子コンポーネントと熱連通する、項目1に記載のウェアラブルコンポーネント。
(項目3)
前記機械的構造の厚さの少なくとも一部を通して形成される1つ以上の溝をさらに備え、前記1つ以上の溝は、前記機械的構造の偏向を制御するように構成される、項目2に記載のウェアラブルコンポーネント。
(項目4)
前記熱管理構造は、前記機械的構造が、前記ウェアラブルコンポーネントのユーザ側と外側シェル構造との間にあるように、前記機械的構造と結合される外側シェルを備え、前記機械的構造は、前記電子コンポーネントからの熱を前記外側シェルに伝達するように構成される、項目2-3のいずれか1項に記載のウェアラブルコンポーネント。
(項目5)
少なくとも部分的に前記外側シェルの厚さを通して前記機械的構造から延在する熱伝導性ビアをさらに備える、項目4に記載のウェアラブルコンポーネント。
(項目6)
前記機械的構造は、前記外側シェルの背面に結合される熱伝導性平面部材を備える、項目5に記載のウェアラブルコンポーネント。
(項目7)
前記熱伝導性ビアは、前記熱伝導性平面部材に結合される、またはそれとともに形成され、前記熱伝導性ビアは、前記熱伝導性平面部材に対して非平行に配置される、項目6に記載のウェアラブルコンポーネント。
(項目8)
前記外側シェルは、積層構造を備える、項目4-7のいずれか1項に記載のウェアラブルコンポーネント。
(項目9)
前記積層構造は、複数の交互する第1および第2の層を備え、前記第1の層は、前記第2の層より高い熱伝導性を有する、項目8に記載のウェアラブルコンポーネント。
(項目10)
前記第1の層は、補強材料を備える、項目9に記載のウェアラブルコンポーネント。
(項目11)
前記補強材料は、繊維または布地を備える、項目10に記載のウェアラブルコンポーネント。
(項目12)
前記第1の層は、炭素繊維を備える、項目11に記載のウェアラブルコンポーネント。
(項目13)
前記第2の層は、エポキシを備える、項目9-12のいずれか1項に記載のウェアラブルコンポーネント。
(項目14)
1つ以上の熱伝導性コンポーネントを前記エポキシ内にさらに備える、項目13に記載のウェアラブルコンポーネント。
(項目15)
前記1つ以上の熱伝導性コンポーネントは、カーボンナノチューブ、グラフェン、または金属のうちの少なくとも1つを含む、項目14に記載のウェアラブルコンポーネント。
(項目16)
前記電子コンポーネントは、プロセッサおよびカメラのうちの少なくとも1つを含む、項目1-15のいずれか1項に記載のウェアラブルコンポーネント。
(項目17)
前記ウェアラブルコンポーネントは、拡張現実デバイスを備える、項目1-16のいずれか1項に記載のウェアラブルコンポーネント。
(項目18)
前記熱管理システムに内蔵される1つ以上の電気コンポーネントをさらに備える、項目1-17のいずれか1項に記載のウェアラブルコンポーネント。
(項目19)
前記熱管理システムは、いかなるファンも含まない、項目1-18のいずれか1項に記載のウェアラブルコンポーネント。
(項目20)
前記熱管理システムは、いかなる通気口も含まない、項目1-19のいずれか1項に記載のウェアラブルコンポーネント。
(項目21)
ユーザの頭部上に装着されるように構成されるウェアラブルコンポーネントであって、前記ウェアラブルコンポーネントは、
内部の機械的構造と、
前記内部の機械的構造が前記ウェアラブルコンポーネントのユーザ側と外側シェル構造との間にあるように、前記内部の機械的構造と機械的に結合される外側シェル構造であって、前記内部の機械的構造は、前記ウェアラブルコンポーネントのユーザ側から離れるように熱を前記外側シェル構造に伝達するように構成される、外側シェル構造と、
少なくとも部分的に前記外側シェル構造の厚さを通して前記内部の機械的構造から延在する熱伝導性ビアと
を備える、ウェアラブルコンポーネント。
(項目22)
前記内部の機械的構造は、前記外側シェル構造の背面に結合される熱伝導性平面部材構造を備える、項目21に記載のウェアラブルコンポーネント。
(項目23)
前記熱伝導性ビアは、前記熱伝導性平面部材に結合される、またはそれとともに形成され、前記熱伝導性ビアは、前記熱伝導性平面部材に対して非平行に配置される、項目22に記載のウェアラブルコンポーネント。
(項目24)
前記外側シェル構造は、積層構造を備え、前記熱伝導性ビアは、前記積層構造の複数の層を通して延在する、項目21-23のいずれか1項に記載のウェアラブルコンポーネント。
(項目25)
前記積層構造は、複数の交互する第1および第2の層を備え、前記第1の層は、前記第2の層より高い熱伝導性を有する、項目24に記載のウェアラブルコンポーネント。
(項目26)
前記ウェアラブルコンポーネントと結合される電子コンポーネントをさらに備え、前記内部の機械的構造は、前記電子コンポーネントからの熱を前記外側シェル構造に伝達するように構成される、項目21-25のいずれか1項に記載のウェアラブルコンポーネント。
(項目27)
前記ウェアラブルコンポーネントが前記ユーザの頭部上に装着されるとき、熱は、前記熱伝導性ビアを通して、かつ前記複数の交互する第1および第2の層を通して伝導され、熱を前記ユーザの頭部から離れるように伝導する、項目25-26のいずれか1項に記載のウェアラブルコンポーネント。
(項目28)
ユーザの頭部上に装着されるように構成されるウェアラブルコンポーネントを製造する方法であって、前記方法は、
内部の機械的構造と、少なくとも部分的に外側シェル構造の厚さを通して前記内部の機械的構造から延在する熱伝導性ビアとを提供することと、
前記内部の機械的構造が前記ウェアラブルコンポーネントのユーザ側と前記外側シェル構造との間にあるように、外側シェル構造の背面を前記内部の機械的構造に機械的に結合することであって、前記内部の機械的構造は、前記ウェアラブルコンポーネントのユーザ側から離れるように熱を前記外側シェル構造に伝達するように構成される、ことと
を含む、方法。
(項目29)
電子コンポーネントを前記内部の機械的構造と熱連通するように提供することをさらに含む、項目28に記載の方法。
(項目30)
1つ以上の溝を前記内部の機械的構造の厚さの少なくとも一部を通して形成することをさらに含み、前記1つ以上の溝は、前記内部の機械的構造の偏向を制御するように構成される、項目28または29に記載の方法。
図1では、拡張現実場面(4)が、描写されており、AR技術のユーザには、人々、木々、背景における建物、およびコンクリートプラットフォーム(1120)を特徴とする、実世界公園状設定(6)が見える。これらのアイテムに加え、AR技術のユーザはまた、実世界プラットフォーム(1120)上に立っているロボット像(1110)と、マルハナバチの擬人化のように見える、飛んでいる漫画のようなアバタキャラクタ(2)とが「見える」と知覚するが、これらの要素(2、1110)は、実世界には存在しない。ヒト視知覚系は、非常に複雑であって、他の仮想または実世界画像要素の中で仮想画像要素の快適かつ自然な感覚で豊かな提示を促進する、VRまたはAR技術を生成することは、困難である。
図2A-2Dを参照すると、いくつかの一般的コンポーネントオプションが、図示される。図2A-2Dの議論に従う、詳細な説明の部分では、種々のシステム、サブシステム、およびコンポーネントが、ヒトVRおよび/またはARのための高品質かつ快適に知覚されるディスプレイシステムを提供する目的に対処するために提示される。
本明細書に開示される種々の実施形態は、例えば、ウェアラブル頭部搭載型ARシステムおよびデバイスを含む、ウェアラブルコンポーネントのための熱管理システムに関する。図5A-6Cを参照すると、内蔵プロセッサ等の種々の電子コンポーネントを備える、頭部搭載型ウェアラブルコンポーネント(58)に関する課題のうちの1つは、コンポーネント(58)および関連付けられたサブコンポーネントからの熱をユーザの頭部から離れるように伝導させることである。図5A-5Bに示されるように、例えば、ウェアラブルコンポーネント(58)は、システムサブコンポーネント(例えば、AR、VR、および他の機能性を提供するように構成される、図4に示されるもの等のサブコンポーネント)のための機械的支持を提供するように構成される、1つ以上の支持構造を備える、ウェアラブル支持体373を備えることができ、ウェアラブルコンポーネント58は、熱エネルギーまたは熱をユーザの頭部から離れるように伝導させるように構成される。例えば、本明細書に説明されるように、ウェアラブルコンポーネント(58)は、図4に関連して図示および説明される電子コンポーネントを含む、ウェアラブル支持体(373)に結合される、またはその中に配置される、1つ以上の電子コンポーネントを備えることができる。そのような電子コンポーネントは、熱を生成し得、生成された熱をユーザの頭部から離れるように伝導させることが望ましくあり得る。
第1の側面では、ユーザの頭部上に装着されるように構成されるウェアラブルコンポーネントが、開示される。ウェアラブルコンポーネントは、ウェアラブル支持体と、ウェアラブル支持体と熱連通する電子コンポーネントとを備えることができる。熱管理構造は、電子コンポーネントと熱連通することができ、熱管理構造は、電子コンポーネントからの熱をウェアラブルコンポーネントのユーザ側から離れるように伝達するように構成される。
本明細書に説明される、および/または添付される図に描写されるプロセス、方法、およびアルゴリズムはそれぞれ、具体的かつ特定のコンピュータ命令を実行するように構成される、1つ以上の物理的コンピューティングシステム、ハードウェアコンピュータプロセッサ、特定用途向け回路、および/または電子ハードウェアによって実行される、コードモジュールにおいて具現化され、それによって完全または部分的に自動化され得る。例えば、コンピューティングシステムは、具体的コンピュータ命令でプログラムされた汎用コンピュータ(例えば、サーバ)または専用コンピュータ、専用回路等を含むことができる。コードモジュールは、実行可能プログラムにコンパイルおよびリンクされる、動的リンクライブラリ内にインストールされ得る、または解釈されるプログラミング言語において書き込まれ得る。いくつかの実装では、特定の動作および方法が、所与の機能に特有の回路によって実施され得る。
Claims (22)
- ユーザの頭部上に装着されるように構成されるウェアラブルコンポーネントであって、前記ウェアラブルコンポーネントは、前記ユーザによって装着されるときに前記ユーザの頭部の方に向くように構成されるユーザ表面と、前記ユーザ表面と反対の外側表面とを含み、前記外側表面は、前記ユーザ表面と非平行な第1の方向に沿って前記ユーザ表面から離間されており、前記外側表面は、前記ユーザによって装着されるときに前記ユーザの頭部から離れる方に向くように構成され、前記ウェアラブルコンポーネントは、
ウェアラブル支持体と、
前記ウェアラブル支持体と熱連通する電子コンポーネントと、
前記電子コンポーネントと熱連通する熱管理構造であって、前記熱管理構造は、熱伝導性構造を備え、前記熱伝導性構造は、前記ウェアラブルコンポーネントの前記ユーザ表面から離れて前記ウェアラブルコンポーネントの前記外側表面に向かうように前記電子コンポーネントから前記第1の方向に沿って熱を伝達するように構成される、熱管理構造と
を備える、ウェアラブルコンポーネント。 - 前記熱管理構造は、機械的構造を備え、前記機械的構造は、前記ウェアラブル支持体内または前記ウェアラブル支持体上に配置され、前記電子コンポーネントと熱連通する、請求項1に記載のウェアラブルコンポーネント。
- 前記機械的構造の厚さの少なくとも一部を通して形成される1つ以上の溝をさらに備え、前記1つ以上の溝は、前記機械的構造の偏向を制御するように構成される、請求項2に記載のウェアラブルコンポーネント。
- 前記熱管理構造は、前記機械的構造が、前記ウェアラブルコンポーネントのユーザ側と外側シェル構造との間にあるように、前記機械的構造と結合される外側シェルを備え、前記機械的構造は、前記電子コンポーネントからの熱を前記外側シェルに伝達するように構成される、請求項2に記載のウェアラブルコンポーネント。
- 前記熱伝導性構造は、熱伝導性ビアを備え、前記熱伝導性ビアは、少なくとも部分的に前記外側シェルの厚さを通して前記機械的構造から延在する、請求項4に記載のウェアラブルコンポーネント。
- 前記機械的構造は、前記外側シェルの背面に結合される熱伝導性平面部材を備える、請求項5に記載のウェアラブルコンポーネント。
- 前記熱伝導性ビアは、前記熱伝導性平面部材に結合されるか、または前記熱伝導性平面部材とともに形成され、前記熱伝導性ビアは、前記熱伝導性平面部材に対して非平行に配置される、請求項6に記載のウェアラブルコンポーネント。
- 前記外側シェルは、積層構造を備える、請求項4に記載のウェアラブルコンポーネント。
- 前記積層構造は、複数の交互する第1および第2の層を備え、前記第1の層は、前記第2の層より高い熱伝導性を有する、請求項8に記載のウェアラブルコンポーネント。
- 前記第1の層は、補強材料を備える、請求項9に記載のウェアラブルコンポーネント。
- 前記補強材料は、繊維または布地を備える、請求項10に記載のウェアラブルコンポーネント。
- 前記第1の層は、炭素繊維を備える、請求項11に記載のウェアラブルコンポーネント。
- 前記第2の層は、エポキシを備える、請求項9に記載のウェアラブルコンポーネント。
- 1つ以上の熱伝導性コンポーネントを前記エポキシ内にさらに備える、請求項13に記載のウェアラブルコンポーネント。
- 前記1つ以上の熱伝導性コンポーネントは、カーボンナノチューブ、グラフェン、または金属のうちの少なくとも1つを含む、請求項14に記載のウェアラブルコンポーネント。
- 前記電子コンポーネントは、プロセッサおよびカメラのうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載のウェアラブルコンポーネント。
- 前記ウェアラブルコンポーネントは、拡張現実デバイスを備える、請求項1に記載のウェアラブルコンポーネント。
- 前記熱管理構造に内蔵される1つ以上の電気コンポーネントをさらに備える、請求項1に記載のウェアラブルコンポーネント。
- 前記熱管理構造は、いかなるファンも含まない、請求項1に記載のウェアラブルコンポーネント。
- 前記熱管理構造は、いかなる通気口も含まない、請求項1に記載のウェアラブルコンポーネント。
- ユーザの頭部上に装着されるように構成されるウェアラブルコンポーネントであって、前記ウェアラブルコンポーネントは、前記ユーザによって装着されるときに前記ユーザの頭部の方に向くように構成されるユーザ表面と、前記ユーザ表面と反対の外側表面とを含み、前記外側表面は、前記ユーザ表面と非平行な第1の方向に沿って前記ユーザ表面から離間されており、前記外側表面は、前記ユーザによって装着されるときに前記ユーザの頭部から離れる方に向くように構成され、前記ウェアラブルコンポーネントは、
ウェアラブル支持体と、
前記ウェアラブル支持体と熱連通する電子コンポーネントと、
前記電子コンポーネントと熱連通する複数の伝導性ビアのアレイであって、前記複数の伝導性ビアのアレイは、前記ウェアラブルコンポーネントの前記ユーザ表面から前記第1の方向に沿って熱を前記電子コンポーネントから逃がすように伝達するように構成される、複数の伝導性ビアのアレイと
を備える、ウェアラブルコンポーネント。 - 機械的構造と、前記機械的構造が前記ウェアラブルコンポーネントの前記ユーザ表面と外側シェル構造との間にあるように前記機械的構造と結合される外側シェルとをさらに備え、前記機械的構造は、前記ウェアラブル支持体内または前記ウェアラブル支持体上に配置され、前記電子コンポーネントと熱連通し、前記機械的構造は、前記電子コンポーネントからの熱を前記外側シェルに伝達するように構成され、前記複数の伝導性ビアのアレイは、少なくとも部分的に前記外側シェルの厚さを通して延在する、請求項21に記載のウェアラブルコンポーネント。
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