一种基于热电转换技术降低智能眼镜表面温度AI眼镜

技术领域

本发明属于AI眼镜技术领域，更具体的说是涉及一种基于热电转换技术降低智能眼镜表面温度AI眼镜。

背景技术

智能眼镜是在镜腿、镜片、镜框、镜架等眼镜部位内置或外嵌有传感器、控制器、显示器以及计算单元和(或)通信单元的智能机电产品。有的智能眼镜作为手机延伸设备存在，通过有线或无线传输并再现部分手机音视频信息与文字信息；有的智能眼镜具有独立的低功耗处理器，可以采集血压、心率等人体生命体征信息；有的智能眼镜内置中高端多媒体处理器，具有功能强大的计算与通信能力；还有的智能眼镜内置新型视觉处理单元(VPU)，可以进行边缘计算，完成人工智能识别，是人工智能(AI)眼镜。这些功能与形态各异的智能眼镜，处理与计算能力各异，处理器及外围电路耗电呈上升趋势，随之而来的电路功耗、产品待机与器件温升问题越来越突出。

延长智能眼镜的待机时间还可以通过增加电池容量的办法，而电路器件温度和产品外表温升的控制，也是相当重要的，电路器件温度的只有在许可的范围内才可以保障正常工作，产品外表温度直接关乎用户的使用体验，严重的还涉及人体安全问题。

因此，如何提供一种基于热电转换技术降低智能眼镜表面温度AI眼镜是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于热电转换技术降低智能眼镜表面温度AI眼镜，能够将电路器件热辐射重新转换为电能并给产品供电或进行存储，在减少产品热耗散、降低产品表面温度的同时，可以间接降低电路器件温度，同时，由于部分热能重新转化为电能为产品供电，还可以延长产品待机时间。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于热电转换技术降低智能眼镜表面温度AI眼镜，包括：摄像头、电路板和微显示器，所述电路板上集成有发热器件，所述发热器件包括控制单元、显示控制模块、TP模块、电源模块、通信模块和音频电路，所述摄像头、所述显示控制模块、所述TP模块、所述电源模块、所述通信模块和所述音频电路均与所述控制单元电连接，所述微显示器与所述显示控制模块电连接；所述电路板顶面与底面均包覆有热能转换结构。

优选的，所述热能转换结构包括导热罩和热电膜，所述导热罩包覆在所述电路板的顶面与底面，所述热电膜贴装在所述导热罩的外侧，所述导热罩的内侧设置有与所述发热器件位置相对的导热垫片或散热片。

优选的，所述热能转换结构包括导热罩和热电膜，所述导热罩包覆在所述电路板的顶面与底面，所述热电膜贴装在所述导热罩的外侧，所述导热罩的内侧与所述电路板之间形成的空腔内填充有导热材料。

优选的，所述热电膜包括热面、冷面和P/N热电偶，所述热面贴装在所述导热罩的外侧，所述P/N热电偶设置在所述冷面与所述热面之间，所述P/N热电偶上分别引出有正电极和负电极，所述正电极和所述负电极与所述电源模块电连接。

优选的，所述电路板连接有USB接口。

优选的，所述电源模块包括充电管理电路、电池本体、电源适配电路以及热能转换与适配电路，所述充电管理电路连接在所述电池本体的输入端，所述电源适配电路连接在所述电池本体的输出端，所述热能转换与适配电路与所述充电管理电路电连接。

优选的，所述电源模块还包括充电保护电路，所述充电保护电路与所述电池本体电连接。

本发明的有益效果在于：

本发明通过热能转换结构能够将发热器件热辐射进行收集，经热电转换处理后，其电能可以直接为产品供电，也可以通过电源模块进行充电储能，在减少产品热耗散、降低产品表面温度的同时，可以间接降低发热器件温度，同时，由于部分热能重新转化为电能为产品供电，还可以延长产品待机时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明的结构框图。

图2附图为本发明热能转换结构的一种结构图。

图3附图为本发明热能转换结构的另一种结构示意图。

图4附图为本发明热电膜的结构示意图。

图5附图为本发明电源模块的结构框图。

图6附图为本发明AI眼镜的工作流程图。

其中，图中：

1-电路板；2-发热器件；3-导热罩；4-热电膜；5-导热垫片；6-导热材料；7-热面；8-冷面；9-P/N热电偶；10-正电极；11-负电极。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅附图1，本发明提供了一种基于热电转换技术降低智能眼镜表面温度AI眼镜，包括：摄像头、电路板1和微显示器，电路板1上集成有发热器件2，发热器件2包括控制单元、显示控制模块、TP模块、电源模块、通信模块和音频电路，摄像头、显示控制模块、TP模块、电源模块、通信模块和音频电路均与控制单元电连接，微显示器与显示控制模块电连接；电路板1顶面与底面均包覆有热能转换结构。

摄像头用于获取兴趣目标的照片和兴趣场景的图像，显示控制模块驱动微显示器呈现图片、视频、操作信息与分析翻译结果信息，TP模块是产品的人机交互接口之一，可以通过TP操作翻阅多页操作菜单，接听挂断远程呼叫等，通信模块为产品与其他处理与显示设备实现远程信息交换提供接口，音频电路负责麦克语音拾取、上行语音的编码和下行语音数据的模拟转换并驱动喇叭发声，麦克可以获取产品使用场景的声音信息和用户的操作指令，而喇叭则可以呈现本地连接多媒体设备或远程连接的多媒体设备的呼叫振铃、语音指令、音乐音频等信息，控制单元作为AI眼镜电路的中央处理单元，负责图像、视频与语音的本地化处理，负责图像、视频与语音的本地化呈现，负责远程图像、视频与语音的传输与呈现。

参考附图2，热能转换结构包括导热罩3和热电膜4，导热罩3包覆在电路板1的顶面与底面，该导热罩3通过伸出的焊脚固定在电路板1上，与电路板1一起共同形成发热器件2的上下两个封闭空间，热电膜4贴装在导热罩3的外侧，导热罩3的内侧设置有与发热器件2位置相对的导热垫片5或散热片。此外，导热罩3可以与电磁屏蔽用的屏蔽罩合并设计，同时具备电磁屏蔽与匀热、散热功能。导热垫片5或散热片的设置，能够更好的将发热器件2表面的热量传导到导热罩3。

参考附图3，热能转换结构包括导热罩3和热电膜4，导热罩3包覆在电路板1的顶面与底面，热电膜4贴装在导热罩3的外侧，导热罩3的内侧与电路板1之间形成的空腔内填充有导热材料6。导热材料6包括导热硅脂或导热硅胶一类的材料，可以进一步加强发热器件2与导热罩3之间的紧密接触，提高传热性能，且更便于加工操作。

参考附图5，电源模块包括充电管理电路、电池本体、电源适配电路以及热能转换与适配电路，充电管理电路连接在电池本体的输入端，电源适配电路连接在电池本体的输出端，热能转换与适配电路与充电管理电路电连接。电源适配电路负责各电路单元和环节需要的电压、电流等级的供电，充电管理电路负责充电电压、电流控制，热能转换与适配电路负责热能转换和电能电压适配，进一步通过充电管理电路为电池本体充电，充电电源可以是来自USB电源的输入。

本实施例中，电源模块还包括充电保护电路，充电保护电路与电池本体电连接，充电保护电路用于检测电池本体的温度，保障安全。

参考附图4，热电膜4包括热面7、冷面8和P/N热电偶9，热面7贴装在导热罩3的外侧，冷面8朝外，与结构散热材料接触；P/N热电偶9设置在冷面8与热面7之间，P/N热电偶9上分别引出有正电极10和负电极11，正电极10和负电极11与电源模块电连接。若干热电膜4的正电极10和负电极11分别并联或串联，接入电源适配电路。在电源适配电路将低电压的热电电能转换成适合电池本体充电电压的电信号，这个电信号可与其他用电设备的供电电流并联，共同为其他用电设备的相关电路供电。对于电池本体供电的产品，可以将电源适配电路产生的合适电压、电流的电能供给电池本体充电，将能量以电能形式存储起来。

本实施例中，电路板1连接有USB接口，用于眼镜电池本体充电、本地信息传输和眼镜控制程序加载更新。眼镜可以通过外部电源适配器供电，也可以通过本地连接的手机、电脑等多媒体设备供电，电池本体也为眼镜提供供电手段之一。

参考附图6，AI眼镜在开机上电或连接手机、电脑等设备后，首先完成固件加载与程序运行，运行过程中完成摄像头、微显示器和音频电路的初始化。当处于本地工作状态时，可以单机工作或通过USB接口连接本地手机、电脑等设备工作，当处于单机工作模式时，产品可以自动或手动开启图像与语音采集，并在本机完成图像识别与呈现，当处于本地连接外部设备工作时，可以操作该外部设备的操作界面开启图像和语音的获取，可以在在本机或该外部设备完成图像处理，图像处理结果在本机和(或)该本地设备显示，语音识别结果转换成相应的操作；当处于远程连接模式时，产品可以是直接连接远程手机、电脑等设备，也可以通过本地连接的手机、电脑等多设备呼叫远程设备，还可以支持同类眼镜产品的远程互联，实现本机计算，远程互通。远程连接呼叫建立后，可以开启本地图像与语音采集，可以在本机、本地设备或远程设备完成图像处理和语音识别，图像识别处理结果回传本机、本地进行显示，语音识别处理结果则转换成眼镜相应的操作。

本发明通过热能转换结构能够将发热器件热辐射进行收集，经热电转换处理后，其电能可以直接为产品供电，也可以通过电源模块进行充电储能，在减少产品热耗散、降低产品表面温度的同时，可以间接降低发热器件温度，同时，由于部分热能重新转化为电能为产品供电，还可以延长产品待机时间。

本发明的AI眼镜能将本地信息投影在视野前方，还可以将手机、电脑或其他智能设备传输过来的信息投影在视野前方，实现实景、虚景与分析提示信息的混合显示；采用热电技术降低眼镜表面温升，满足用户佩戴眼镜的温度感受体验，提供更长的待机时间。

另外，对于各种机电产品，无论形态各异，耗电发热的主要部件有电机、马达、电池、喇叭、天线等部件和处理器、控制器、驱动器、电源管理电路、功率放大电路等，无论是发热部件或耗电电路，我们都可以利用热能转换结构对其进行外形封装，使其适合热电转换材料的敷贴或压合。

本发明热能转换结构除了可以用于AI眼镜的热耗散控制、降低产品表现温升，延长待机时间，还可以用于手机、智能手表等对于产品温升和待机有较高要求的智能设备，原则上也可以用于其他任何高发热功率密度或温度敏感的机电产品和产品的敏感部件，例如热成像仪的成像部件。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。