(映维网Nweon 2025年06月13日)AR眼镜显示器通常使用一个或多个天线来实现与其他设备的通信。然而,眼镜显示器的材料会对天线的性能或效率产生负面影响。
在一份专利申请中,谷歌就提出了一种可用于AR眼镜显示系统的多材料眼镜装置,包括由与一个或多个下部不同的材料组成的上部。上部比下部具有更高的刚度或刚度质量比,比下部具有更低的射频磁导率和更高的导热性。
由于下部具有比上部更高的射频磁导率,连接到下部、安置在下部或与下部共展的一个或多个天线以高性能和效率运行,而多材料眼镜装置由于上部较强的材料而保持较高的总体刚度或刚度-质量比。
在一个实施例中,多材料眼镜装置包括由来自一个或多个下部的不同材料组成的上部。这种材料差异可致使上部比下部具有更高的刚度或刚度质量比,比下部具有更低射频磁导率,和比下部更高的导热性,这可能有助于消散由多组件产生的热量。
通过对一个或两个较低部分使用具有较高射频磁导率的材料,连接到较低部分的一个或多个天线能够以更高的性能和效率运行。
图1示出AR眼镜显示系统100,包括多材料眼镜装置,这可以改善AR眼镜显示系统的一个或多个特性,如整体结构刚度、射频磁导率和散热特性。
支撑结构102可以包括一个或多个电池或其他便携式电源,并用于向AR眼镜显示系统100的电气组件供电。在一个实施例中,AR眼镜显示系统100的特定或所有组件全部或部分包含在支撑结构102的内部体积中。
AR眼镜显示系统100使用透镜元件108、110中的一个或两个透镜元件108、110来提供增强现实显示。透镜元件108、110中的每一个都足够透明,以允许用户通过透镜元件看到提供真实世界环境的视场。
图2示出多材料眼镜装置。例如,多材料眼镜装置200可以安装在或以其他方式连接到图1的AR眼镜显示系统100中。
所述多材料眼镜装置200包括上部202和一个或多个下部204,其中上部202由不同于所述一个或多个下部204的材料组成。在一个实施例中,所述多材料眼镜装置200包括透镜元件208、210,其可对应于图1中的透镜元件108、110。然而,在一些实施例中,在多材料眼镜装置200中只能包括透镜元件208、210中的一个。
透镜元件208、210中的一个或多个可以包括波导、处方透镜、非处方透镜和着色透镜中的一个或多个。上部202跨越鼻梁,下部204的一个或两个与天线连接、容纳或与天线共展,并且一个或多个透镜元件208、210位于上部202和下部204之间。
如上所述,上部202由不同于一个或多个下部204的材料组成。材料的这种差异导致上部202比下部204具有更高的刚度或刚度质量比,比下部204具有更低的射频磁导率,和具有比下部204更高的导热性,这有助于散发由组件产生的热量。
通过对较低部分204使用具有较高射频磁导率的材料,与较低部分204结合的一个或多个天线能够以更高的性能和效率运行。
眼镜组件通常由耐破损的材料组成;然而,较强的材料通常具有较低的射频磁导率,这可能会对放置在此类材料中或靠近此类材料的任何天线的性能或效率产生负面影响。
当波导设置在多材料眼镜装置200的透镜元件208、210中的一个或多个时,除了避免破裂外,重要的是确保透镜元件208、210保持其位置,例如,相对于彼此或相对于多材料眼镜装置200。确保透镜元件208、210保持其相对于彼此或相对于多材料眼镜装置200的位置有助于防止与透镜元件208、210相关联的任何显示组件或投影仪变得不对齐。
所以,对上部202使用与下部204的材料不同的材料,允许对上部202使用具有更高刚度或刚度质量比的更强的材料,并且可以在上部202提供更高的导热性。同时允许下部204由具有较高射频磁导率的材料组成,使得布置在下部204或靠近下部204的天线将以高性能和高效率运行。
在一个实施例中,为了提供对上部202的断裂的高阻力,同时依然允许下部204具有射频磁导率,上部202主要(例如但不限于60%或更多)由具有比下部204更低射频介电常数的材料组成。
换句话说,下部204主要由比上部202具有更高介电常数或更低导电性的材料组成。在一个实施例中,上部202主要由金属、金属合金和碳纤维中的一种或多种组成,而下部204主要由聚四氟乙烯、聚碳酸酯泡沫、塑料、陶瓷、玻璃和玻璃填充材料中的一种或多种组成。
对射频信号等电磁信号影响不显著的射频渗透材料通常是具有低电导率和低介电常数的材料。这种材料可以最大限度地减少信号损失和干扰,包括聚四氟乙烯和特定泡沫材料、塑料、陶瓷和玻璃等材料。
介电常数衡量材料在电场中储存电能的能力。低介电常数意味着材料在电场中储存能量的能力较差,这通常与暴露于电场时较弱的极化效应有关。电导率测量的是材料传导电流的能力。具有低导电性的材料不允许电流容易流动,通常是绝缘体或具有高电阻率。
所以,为下部204选择具有低介电常数和/或低电导率的材料有助于最小化信号损失、失真和干扰,并限制材料的电磁特性可能对布置在下部204或靠近下部204的任何天线的性能产生的任何不利影响。
在一个实施例中,为了在上部202中提供高的断裂阻力和较小的弯曲潜力,同时依然允许下部204具有射频磁导率,上部202具有比下部204更高的杨氏模量或剪切模量。杨氏模量量化了材料在拉伸或压缩应力下的刚度,比如弯曲材料时。剪切模量有时称为刚度模量,主要用来描述材料对剪切应力的抵抗力,比如在对材料施加扭转或扭转力时。
可以使用图2之外的不同布置。例如,下部204可以更短或更长,并且同样,上部202可以向下部204向下延伸到更大或更小的程度。
图3示出多材料眼镜装置300的图。如图3所示,多材料眼镜装置300包括联锁特征302,例如连接到上部202的柱,当下部204连接到上部202或以其他方式形成时,联锁特征302固定在下部204的腔304内。如图3所示,联锁特征可包括通孔306,通孔306有助于确保在将下半部204覆盖到上半部202,不能轻易地从上半部202移除下半部204。
在一个实施例中,下部204包括与联锁特征302接口的凹口、槽或孔,以通过使用或不使用粘合剂将上部202与下部204锁定在适当位置。上部202的下部是楔形,下部204的上部是楔形,使得楔形重叠并使用粘合剂或其他方式锁定在一起。
在一个实施例中,可以使用材料梯度将上部202固定到下部204或与下部204整体形成,例如,从上部202的材料变化到下部204的材料,例如可以使用3D打印实现。
通常,可以使用制造技术中已知的任何适当的方法将上部202和下部204相互固定或相互搭配。例如,使用粘合剂将上部202和下部204固定在图1所示AR眼镜显示系统100的支撑结构102,或封闭在AR眼镜显示系统100内,使得上部202和下部204并列但不直接相互固定。
图4示出靠近下部204的天线402。如图4所示,下部204与天线402共展。尽管所示天线402跨越所述下部204的大部分长度,但在其他实施例中,所述天线402短于所述下部或跨越所述下部的整个长度。
另外,只有下部204中的一个包括天线402。在一个实施例中,多个天线402与较低部分204中的一个或两个并置,其可以沿着较低部分204的长度顺序定位,使得第一天线在第二天线开始的地方终止,或者可以彼此平行定位,以令多个天线402沿着较低部分204的一个或两个的长度重叠。
在一个实施例中,天线402固定在一个或多个下部204中,使得下部204容纳天线402。在一个实施例中,天线402粘合到下部204的外表面或槽上。
在一个实施例中,一个或多个天线不是位于多材料眼镜装置200的一个或多个下部204中,而是位于多材料眼镜装置200的上部202中,并且一个或多个下部204比上部202具有更高的刚度或刚度质量比,比上部202具有更低的射频磁导率,和具有比上部202更高的导热性。
在上部202和下部204之间有效地交换上述与图2有关的材料特性。在一个实施例中,天线402在多材料眼镜装置200内的放置取决于多材料眼镜装置200将与之接口的其他天线的预期位置。
图5示出包括多材料眼镜装置200的眼镜组件500。多材料眼镜装置200可以独立于AR眼镜显示系统使用。
例如,如图5所示,所述多材料眼镜装置200连接到所述眼镜组件500的臂504,所述眼镜组件500可提供或可不提供AR功能。例如,除了AR功能之外,在眼镜组件500可以包括一个或多个扬声器或其他音频播放机制或振动机制。相关机制可以通知用户发生的事件,例如在驾驶时超过速度限制,或通知用户靠近某个位置。
支撑结构102包括与多材料眼镜装置200的材料相似并近似搭配的不同材料。例如,支撑结构102的上部可以包含与多材料眼镜装置200的上部202的材料类似或相同的材料,而支撑结构102的下部可以包含与多材料眼镜装置的下部204的材料类似或相同的材料。
图6示出制造诸多材料眼镜装置的方法600。
在602,使用第一材料制造眼镜装置的上部。
在604,使用不同于第一材料的第二材料制造眼镜装置的下部。第一材料比第二材料具有更高的刚度或刚度质量比。另外,第一材料比第二材料具有更高的导热性或更少的射频渗透性。
在606,使用例如粘合剂等方式将上部和下部固定在支撑结构。
相关专利:Google Patent | Multi-material eyewear device
名为“Multi-material eyewear device”的谷歌专利申请最初在2023年11月提交,并在日前由美国专利商标局公布。



