苹果专利描述了AR/VR头显散热系统的空气导流板

小编刘卫华 | 分类：专利 / 苹果 | 发布日期 2021年6月18日

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头显散热系统的空气导流板/导风板

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（映维网 2021年06月18日）热量管理/散热是一个重要的环节。头戴式显示器同样不例外。对于头戴式设备来说，在不过度降低用户体验的情况下保持高效运行是一项具有挑战性的任务。头戴式装置的形状或内部组件的布局可导致散热系统的气流路径十分曲折，而气流路径与用户头部过于接近则可产生有损于用户体验的效果，例如噪声。

苹果在这方面一直在进行积极的探索。在2018年8月提交的XR发明专利“Thermal Regulation For Head-Mounted Display（头戴式显示器的热管理）”中，团队提出通过多台风扇来帮助头显散热；在2020年8月提交的XR发明专利“Structural Thermal Solutions For Display Devices（用于显示设备的结构性散热解决方案）”中，团队则提出将散热解决方案纳入到构组件，以结构性方式来实现一定程度的散热。

日前，美国专利商标局又公布了一份苹果于2020年3月提交的XR设备散热专利申请。名为“Air deflector for cooling system in a head-mounted device”的发明主要描述了头显散热系统的空气导流板/导风板。

根据苹果的发明，导风板可位于延伸穿过头显外壳的气流路径中，并且可设计成减少空气湍流。例如，导风板可位于内部组件表面和进入气流之间，并且以相对于内部组件表面较低的角度放置，以便在组件上方产生平滑的层流。导风板可以安装在可移动部件上，以便在为特定用户调整可移动部件时影响气流。导风板可配置为枢转或以其他方式移动，以考虑可移动部件位置变化引起的空气入射角变化。导风板可以包括或耦合到附加的热结构，以增强空气流过导风板所产生的热传递影响。例如，导风板可以包括集成的散热片和/或通过导热接口材料耦合到发热部件，以增强来自这些部件的散热效果。

如图2所示，空气循环装置#140可以定位在或以其他方式安装到壳体#110中，以便促使空气流过壳体#110的内部空间#225。壳体#110可以包括允许内部空间和外部环境之间流体连通的端口，从而在壳体中形成气流路径。例如在图2中，外壳底部有一对进气口#240，顶部有一个出气口#250，从而形成从进气口#240延伸到出气口#250的气流路径#275。

每个出气口可包括通风口、滤网、孔、多孔膜，和/或允许气流在其上连通的其他气流开口。空气循环装置#140可以实现为风扇，其配置成将空气吸入进气口#240并将空气从出气口#250排出。然而，可以包括任何适当数量的风扇或其他空气循环装置以促进空气的运动。

专利图3是没有导风板的示例。可以看到，组件386和/或显示器组件的其他结构可部分阻碍空气的自由流动，并有增加流动路径中空气湍流趋势。这种空气湍流会降低散热效率或减损用户体验。

专利图4则是增加了苹果描述的导风板之后的示例参考。图4示例采用与图3类似的结构，但另外增加了位于气流路径#275中的导风板#400。

导风板#400可以具有设计成为减少湍流和增加层流的表面。例如，与头戴式设备中的结构相比，导风板#400可以提供更平滑的表面或更低的角度，从而平滑气流和减少湍流。

导风板#400可以是由任何适当材料制成的刚性部件，如塑料、陶瓷或金属。在一个实施例中，导风板#400可以配置为专用的壁结构，并提供仅影响通过内部空间入射的气流的特性，而不提供其他机械或电功能。

图7和图8是没有导风板和有导风板的另一示例。图8示出了与图7相同的布置，但增加了导风板#400。

入射流#735以相同角度θ朝向组件#386的表面#759。在图8中，虚线箭头表示如果不存在导风板#400的气流路径。然而，由于导风板#400的存在，气流在入射到导风板#400后会以不太剧烈的程度偏转，并且相对平滑地继续流动。以这种方式，气流将沿着不太曲折的流动路径流动，从而有效散热系统的效率和降低装置内的噪声。