CN113448090B - 头戴式显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种头戴式显示设备，包括一外壳、一控制电路板以及一风扇。外壳具有一散热孔、相对的一面侧与一外侧。控制电路板配置于外壳内。风扇配置于外壳内且位于控制电路板与外壳的面侧之间，用以产生从面侧朝向散热孔流动的气流。

Description

头戴式显示设备
技术领域
本发明涉及一种头带式显示设备，且特别是涉及一种能够提升穿戴舒适性的头带式显示设备。
背景技术
随着科技产业日益发达，头戴式显示设备的种类相当多，以眼罩类型等头戴式显示设备为例，使用者配戴上此类显示设备之后，除了可以看到立体影像之外，影像还会随着用户头部转动而改变，可提供使用者更身历其境的感受。甚至，也可应用于混合实境(MixedReality,MR)领域。
然而，当使用者穿戴头戴式显示设备一段时间后，使用者脸部的热气以及湿气再加上运作中的头戴式显示设备所产生的废热，会导致位于使用者脸部与头戴式显示设备之间的空间内的空气的温度及湿度逐渐上升，进而造成使用者感到不舒适。因此，如何提供使用者更舒适的使用感受是本领域极为重要的课题。
发明内容
本发明是针对一种头戴式显示设备，能够提升穿戴舒适性。
根据本发明的实施例，头戴式显示设备包括外壳、控制电路板以及风扇。外壳具有散热孔、相对的面侧与外侧。控制电路板配置于外壳内。风扇配置于外壳内且位于控制电路板与外壳的面侧之间，用以产生从面侧朝向散热孔流动的气流。
在根据本发明的实施例中，头戴式显示设备还包括热电致冷器，热接触于风扇与外壳的面侧之间。
在根据本发明的实施例中，头戴式显示设备还包括散热器，具有鳍片侧与第一接触侧。鳍片侧位于风扇的出风口与散热孔之间。热电致冷器热接触于第一接触侧与外壳的面侧之间。
在根据本发明的实施例中，散热器还具有第二接触侧，热接触于控制电路板的控制芯片。
在根据本发明的实施例中，热电致冷器的致冷面热接触于外壳的面侧。
在根据本发明的实施例中，控制电路板具有破孔。破孔的位置对应于风扇的入风口。
在根据本发明的实施例中，风扇是离心式风扇。
在根据本发明的实施例中，外壳还具有第一入风孔。第一入风孔与散热孔位于外壳的相对两侧。
在根据本发明的实施例中，外壳还具有第二入风孔。第二入风孔的位置对应于用户的眉间。
在根据本发明的实施例中，风扇的位置对应于用户的眉间。
基于上述，在本发明的头戴式显示设备中，风扇配置于控制电路板与外壳的面侧之间，不仅可产生气流而主动散热，还可阻挡热从控制电路板传向面侧，有助于提升使用者穿戴头戴式显示设备的舒适性。
附图说明
图1是本发明的一实施例的头戴式显示设备的立体示意图；
图2是图1的头戴式显示设备移除部分组件后的示意图；
图3是图1的头戴式显示设备移除部分组件后的另一示意图；
图4是图1的头戴式显示设备的主要组件的相对位置的示意图；
图5说明使用者配戴图1的头戴式显示设备时的热传途径的示意图；
图6是图1的头戴式显示设备移除部分组件后的再一示意图；
图7是图1的头戴式显示设备部分组件的另一视角的立体示意图。
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
图1是本发明的一实施例的头戴式显示设备的立体示意图。图2是图1的头戴式显示设备移除部分组件后的示意图。请参照图1与图2，本实施例的头戴式显示设备100包括一外壳110、一控制电路板120以及一风扇130。控制电路板120以及风扇130都配置于外壳110内。本实施例的外壳110的外型仅为举例说明之用，但本发明不局限于此。此外。外壳110可连接其他固定组件，以使头戴式显示设备100能稳固地配戴于使用者的头部。外壳110具有相对的一面侧112与一外侧114。当头戴式显示设备100配戴于使用者的头部时，面侧112朝向使用者的面部，而外侧114则朝向外界。风扇130位于控制电路板120与外壳110的面侧112之间。换言之，控制电路板120位于风扇130与外壳110的外侧114之间。
图3是图1的头戴式显示设备移除部分组件后的另一示意图。图4是图1的头戴式显示设备的主要组件的相对位置的示意图。请参照图3与图4，外壳110还具有一散热孔116，箭头表示为气流流动的示意路径。风扇130用以产生从面侧112朝向散热孔116流动的气流。换言之，风扇130产生的气流先穿过面侧112，接着朝向散热孔116流动并从散热孔116向外界散出。在另一实施例中，风扇130也可以将外界的空气抽入并穿过外壳110的外侧114，接着朝向散热孔116流动并从散热孔116向外界散出。
图5说明使用者配戴图1的头戴式显示设备时的热传途径。请参照图4与图5，当外壳110的面侧112随着头戴式显示设备100的使用时间增加而逐渐升温时，风扇130的运作可将外界的冷空气带入外壳110内。冷空气经过面侧112可将热带走。因此，使用者与外壳110之间的空间的空气的温度及湿度都可以降低，进而提升使用者的穿戴舒适性。并且，经过面侧112而温度变高的空气可通过风扇130的运作而从散热孔116向外界散出。
图6是图1的头戴式显示设备移除部分组件后的再一示意图。图7是图1的头戴式显示设备部分组件的另一视角的立体示意图。请参照图6与图7，本实施例的头戴式显示设备100可还包括一热电致冷器(Thermoelectric Cooler)140，热接触于风扇130与外壳110的面侧112之间。这里所指的热接触是指彼此热接触的两个组件之间具有热传递的路径，但两个组件之间可以是直接物理性地接触或是仅间接接触。换言之，外壳110的面侧112的热可通过热传导的方式经由热电致冷器140而传递至风扇130。此外，通过施加电力于热电致冷器140，可产生主动式的热传递效果。此主动式的导热的效率高于单纯地利用温差而产生的导热效率。
请参照图6与图7，在本实施例中，头戴式显示设备100可还包括一散热器150。散热器150具有一鳍片侧152与一第一接触侧154。鳍片侧152位于风扇130的一出风口132与散热孔116之间。热电致冷器140热接触于第一接触侧154与外壳110的面侧112之间。
请参照图4与图7，面侧112的热可由热电致冷器140而主动地带至散热器150的第一接触侧154，再从第一接触侧154传递至鳍片侧152。同时，风扇130运作时产生的气流从出风口132送出并将热从位于出风口132的鳍片侧152带走。并且，带着热的气流从散热孔116流向外界。通过这样的架构，可以有效率地降低面侧112的温度，进而提升用户的穿戴舒适性。
此外，本实施例的散热器150可还具有一第二接触侧156，热接触于控制电路板120的一控制芯片122。因此，控制芯片122在运作时产生的热可从第二接触侧156传递至鳍片侧152。同时，风扇130运作时产生的气流从出风口132送出并将热从位于出风口132的鳍片侧152带走。并且，带着热的气流从散热孔116流向外界。通过这样的架构，可以有效率地降低控制电路板120的温度，进而降低头戴式显示设备100的整体温度，并提升用户的穿戴舒适性。
在本实施例中，热电致冷器140的一致冷面142热接触于外壳110的面侧112。换言之，当热电致冷器140运作时，热传导的方向是从致冷面142朝向相对的另一侧。因此，热电致冷器140可以主动式地将热从面侧112传递至散热器150。
请参照图2与图7，在本实施例中，控制电路板120可具有一破孔124。破孔124的位置对应于风扇130的一入风口134。因此，位于控制电路板120的另一侧的热空气也可从破孔124与入风口134而吸入风扇130内，再从散热孔116流向外界。
本实施例的风扇130是以离心式风扇为例，亦即入风的方向与出风的方向不同，但本发明不局限于此。
请参照图3与图5，在本实施例中，外壳110可还具有一第一入风孔118A。第一入风孔118A与散热孔116位于外壳110的相对两侧。举例来说，当头戴式显示设备100配戴于使用者的头部时，第一入风孔118A位于下方，而散热孔116位于上方。这样的布置方式符合自然的热对流的趋势，有助于提高散热效率。但是，本实施例中还配置有可产生强制热对流的风扇130，故本发明并不限制第一入风孔118A与散热孔116的布置方式。
在本实施例中，外壳110可还具有一第二入风孔118B。第二入风孔118B的位置对应于用户的眉间。通过第二入风孔118B的设置，可将头戴式显示设备100与使用者的面部之间高温且潮湿的空气吸入风扇130内，再从散热孔116流向外界。
在本实施例中，风扇130的位置例如是对应于用户的眉间。这样的布置方式可使头戴式显示设备100具有较平衡的配重状态。并且，通常头戴式显示设备100在对应用户的双眼的位置分别具有光学系统，因此将风扇130设置在对应于用户的眉间的位置也有助于缩小头戴式显示设备100的体积。
综上所述，在本发明的头戴式显示设备中，控制电路板与外壳的面侧之间配置有风扇而可阻挡热从控制电路板传向面侧，且风扇可进行主动散热。因此，能有效降低面侧的温度与湿度，有助于提升使用者穿戴头戴式显示设备的舒适性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种头戴式显示设备，其特征在于，包括：
外壳，具有散热孔、相对的面侧与外侧；
控制电路板，配置于该外壳内；以及
风扇，配置于该外壳内且位于该控制电路板与该外壳的该面侧之间，用以产生从该面侧朝向该散热孔流动的气流，该控制电路板具有破孔，该破孔的位置对应于该风扇的入风口。
2.根据权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，还包括热电致冷器，热接触于该风扇与该外壳的该面侧之间。
3.根据权利要求2所述的头戴式显示设备，其特征在于，还包括散热器，具有鳍片侧与第一接触侧，其中该鳍片侧位于该风扇的出风口与该散热孔之间，该热电致冷器热接触于该第一接触侧与该外壳的该面侧之间。
4.根据权利要求3所述的头戴式显示设备，其特征在于，该散热器还具有第二接触侧，热接触于该控制电路板的控制芯片。
5.根据权利要求2所述的头戴式显示设备，其特征在于，该热电致冷器的致冷面热接触于该外壳的该面侧。
6.根据权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，该风扇是离心式风扇。
7.根据权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，该外壳还具有第一入风孔，该第一入风孔与该散热孔位于该外壳的相对两侧。
8.根据权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，该外壳还具有第二入风孔，该第二入风孔的位置对应于用户的眉间。
9.根据权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，该风扇的位置对应于用户的眉间。
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