CN219957986U - 具有散热功能的头戴式显示装置 - Google Patents

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Abstract

为了解决现有技术的问题,本实用新型提供一种具有散热功能的头戴式显示装置,包括:显示组件、采集单元以及主动散热组件;其中,采集单元设置在所述显示组件内,能够采集所述显示组件内部的温度;主动散热组件与所述采集单元电性连接,可根据所述采集单元采集的数据对所述显示组件进行主动散热;所述主动散热组件设置在所述显示组件朝向地面的一侧,能够向外排出所述显示组件内的热量;本实用新型结构简单,能够对VR显示装置进行有效散热的同时,提升使用者的佩戴舒适度。

Description

具有散热功能的头戴式显示装置
技术领域
本实用新型涉及VR装置散热技术领域,尤其涉及一种头戴式显示装置。
背景技术
由于头戴式VR装备需要将人对外界的听觉和视觉封闭后,才可以在虚拟环境中产生身临其境的感觉,所以在使用时,头戴式VR装备非常容易产生散热不良的问题;
现有的VR装置,通过内外壳体夹层之间的循环水管,将设备在使用过程中产生的热量带;同时,在VR装置外部设置有散热风扇,对循环水管中的水介质进行吹风降温;通过该技术方案,确实可以起到对VR设备降温的目的,但是水循环散热的方式,需要在壳体内增加管道和水,从而会加重VR眼镜的整体重量,增加使用者的负重,时间稍长就会感觉很累;并且在使用过程中,一旦冷却用水发生泄露,就会导致VR设备内的电子元件发生水浸危害,存在较大的安全隐患。
总之,一种能够减轻VR设备重量的冷却装置亟待研发。
实用新型内容
为了解决现有技术的问题,本实用新型提供一种具有散热功能的头戴式显示装置,能够至少解决现有技术中的一个技术问题。
本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案是:
一种具有散热功能的头戴式显示装置,包括:
显示组件;
采集单元,设置在所述显示组件内,用于采集所述显示组件内部的温度;
至少1个主动散热组件,与所述采集单元电性连接,用于根据所述采集单元采集的数据对所述显示组件进行主动散热;
所述主动散热组件设置在所述显示组件朝向地面的一侧,用于向外排出所述显示组件内的热量。
所述显示组件,包括:
壳体;
VR虚拟光学机构,设置在所述壳体内,用于显示VR图像;
密封挡板,与所述光学机构的光学射入端接触,且与所述壳体可拆卸的连接;
电路板,可拆卸的设置在所述壳体内,且设置在所述壳体靠近地面的一侧;
所述壳体朝向地面的一侧设置有第一通孔,用于设置所述主动散热组件。
所述密封挡板上设置有与所述VR虚拟光学机构光学射入端匹配的第二通孔;
所述第二通孔上设置有柔性凸起,用于与所述VR虚拟光学机构光学射入端密封匹配,以防止漏光。
所述主动散热组件,包括:
控制单元,设置在所述电路板上;
风扇机构,设置在所述第一通孔的外侧;
进风机构,设置在所述壳体内,用于与所述风扇机构配合形成散热风路;
所述控制单元与所述风扇机构电性连接,用于根据所述壳体内部的温度控制所述风扇机构的启停。
所述进风机构,包括:
进风弯管,一端与所述壳体的内侧壁连接,用于防止外部的光线进入到所述壳体内;
滤网,设置在所述壳体上,用于对所述进风弯管的进风端进行气体过滤;
所述进风弯管的另一端朝向所述壳体的密封端设置;
所述壳体上设置有与所述进风弯管匹配的第三通孔。
所述进风弯管的进风端与出风端的夹角为:100-130°。
所述具有散热功能的头戴式显示装置,还包括:设置在所述壳体上的至少1个制冷组件,用于在所述壳体内作为冷源,以提升冷却效果;
所述制冷组件,包括:
制冷单元,设置在所述壳体远离使用者的一端;
所述制冷单元与所述控制单元电性连接,用于为所述风扇机构提供冷源。
所述壳体远离使用者的一端设置有至少1个用于设置所述制冷单元的凹槽;
所述凹槽上设置有盖体。
所述制冷单元的制冷侧设置有传热层。
所述传热层上设置有至少1个斜向挡板;
所述斜向挡板与竖直平面的夹角为30-60°。
所述制冷单元的发热侧与所述壳体之间设置有隔热层。
有益效果:
本实用新型通过将主动散热组件与所述采集单元电性连接,根据所述采集单元采集的数据对所述显示组件进行主动散热;为了同时保证散热和减轻重量,主动散热组件设置在所述显示组件朝向地面的一侧,在向外排出所述显示组件内的热量的同时,在排出气体的同时,通过高速热气流的作用,对显示组件产生向上的作用力,从而在对显示组件进行冷却散热的同时,减轻了使用者佩戴VR显示装置的重量;本实用新型结构简单,能够对VR显示装置进行有效冷却的同时,提升使用者的佩戴舒适度。
附图说明
图1为本实用新型的立体图;
图2为图1的仰视图;
图3为图1的爆炸图;
图4为图1中的电路板安装示意图;
图5为图1中的壳体的立体图;
图6为图1中密封挡板的立体图;
图7为进风弯管的安装结构示意图;
图8为制冷组件的立体图;
图9为图8中的E处放大图;
图10为图8的后视图;
在图1-10中:
1.显示组件;2.采集单元;3.主动散热组件;101.壳体;102.VR虚拟光学机构;103.密封挡板;104.电路板;301.控制单元;302.风扇机构;303.进风机构;304.制冷组件;3031.进风弯管;3032.滤网;3041.制冷单元;101A.第一通孔;103A.第二通孔;103AA.柔性凸起;101B.第三通孔;101C.凹槽;101C1.传热层;101C2.斜向挡板;101C3.隔热层;
需要说明的是:图1中的实线箭头为气流方向;虚线箭头为气流排出时对壳体构成的作用力方向。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
需要明确的是:本实用新型中对不影响本实用新型技术方案的部分进行了省略,如佩戴显示组件1的系带,以及其他未记录的部分。
具体实施例I:
本实用新型提供一种实施例:
如图1-3,一种具有散热功能的头戴式显示装置,包括:显示组件1、采集单元2以及1个主动散热组件3;其中,如图4,采集单元2设置在所述显示组件1内,能够采集所述显示组件1内部的温度;主动散热组件3与所述采集单元2电性连接,可根据所述采集单元2采集的数据对所述显示组件1进行主动散热;所述主动散热组件3设置在所述显示组件1朝向地面的一侧,能够向外排出所述显示组件1内的热量;在具体使用时,由于主动散热组件3设置在所述显示组件1的下方,在主动散热组件3高速排出气体时,会对显示组件1提供一个与排出气体方向相反的作用力,使佩戴显示组件的使用者感觉显示组件1的重量变轻了,在达到冷却设备的同时,提升使用者的佩戴舒适度;
具体的,如图3,所述显示组件1,包括:壳体101、VR虚拟光学机构102、密封挡板103以及电路板104;其中,VR虚拟光学机构102设置在所述壳体101内,用于显示VR图像;密封挡板103与所述光学机构102的光学射入端接触,且与所述壳体101可拆卸的连接;电路板104通过图4中A处的凸起柱固定在所述壳体101内,且设置在所述壳体101靠近地面的一侧;如图5,所述壳体101朝向地面的一侧设置有第一通孔101A,用于设置所述主动散热组件3;优选的,所述采集单元2可设置在电路板104上,且不与其他部件干涉;众所周知的,显示组件1中发热量较大的为电路板104;所以,本实施例中,将电路板104靠近第一通孔101A设置,可以通过主动散热组件3直接将热量带走,有效的保证散热效果;而且,本实施例中的密封挡板103设置在使用者与VR虚拟光学机构102之间,将显示组件1与使用者分开,使显示组件1成为一个相对密封的整体;在使用时,即使主动散热组件3进行主动散热,也不会有气流吹到使用者的眼睛,避免使用者的眼睛干涩;
需要的明确的是:本实施例中所述的VR虚拟光学机构102为VR设备中的光学系统,为现有技术,本实施例不再赘述。
为了安装方便,如图6,所述密封挡板103上设置有与所述VR虚拟光学机构102光学射入端匹配的第二通孔103A;所述第二通孔103A上设置有柔性凸起103AA,用于与所述VR虚拟光学机构102光学射入端密封匹配,以防止漏光;所述光学射入端为使用者的使用端;所述柔性凸起103AA优选为高密度海绵;
具体的,上述的主动散热组件3,包括:控制单元301、风扇机构302以及进风机构303;其中,控制单元301可设置在所述电路板104上;风扇机构302设置在所述第一通孔101A的外侧;进风机构303设置在所述壳体101内,用于与所述风扇机构302配合形成散热风路;所述控制单元301与所述风扇机构302电性连接,用于根据所述壳体101内部的温度控制所述风扇机构302的启停;
在使用时,可以在控制单元301内设定第一温度阈值,并由控制单元301持续获取采集单元2的数据;如果壳体101内的温度超过第一阈值,则控制单元301控制风扇机构302工作,将壳体101内的热量排出;由于电路板104距离风扇机构302很近,能够快速的带走电路板104上芯片产生的热量;
在本实施例中,必须保证壳体101的密闭性,防止光线进入,影响视觉效果;所以,如图7,所述进风机构303,包括:进风弯管3031和滤网3032;其中,进风弯管3031,优选为非透光材质,的一端与所述壳体101的内侧壁连接,用于防止外部的光线进入到所述壳体101内;滤网3032设置在所述壳体101上,用于对所述进风弯管3031的进风端进行气体过滤;所述进风弯管3031的另一端朝向所述壳体101的密封端设置;所述壳体101上设置有与所述进风弯管3031匹配的第三通孔101B;所述进风弯管3031的进风端与出风端的夹角α为:100-130°,优选为120°;在本实施例中,由于进风弯管3031的存在,不但外界的光线无法从第三通孔101B进入到壳体101内,而且还能够与风扇机构302构成冷却风路,对壳体101的内部进行冷却;
具体实施例II:
如果使用时间较长,即使风扇机构303工作,壳体101内的温度不但无法降低,而且继续上升时,如果超过了第二阈值,为了保护电路板104上的电子元件以及VR虚拟光学机构102,在具体实施例I的基础上,本实用新型还提供一种实施例:
在所述具体实施例I的基础上,如图8,在所述壳体101上设置1个制冷组件4,用于在所述壳体1内作为冷源,以提升冷却效果;
所述制冷组件4,如图8和9,包括:制冷单元401;该制冷单元401设置在所述壳体101远离使用者的一端;所述制冷单元401与所述控制单元301电性连接,用于为所述风扇机构302提供冷源;优选的,制冷单元401为半导体制冷片;
为了方便安装所述半导体制冷片,可参考图9和10,所述壳体101远离使用者的一端设置有至少1个用于设置所述制冷单元401的凹槽101C;凹槽101C朝向使用者的一侧设置;所述凹槽101C在壳体101的端部设置有开口端;该开口端上设置有硅胶制备的盖体101D;硅胶制备的盖体101D可方便拆卸,并防尘;制冷单元401放置在凹槽101C内,且制冷面朝向壳体101的内部;在使用时,如果壳体101内的温度超过第二阈值,则半导体制冷片开始工作,作为冷源;风扇机构302从进风弯管3031抽入的气流,先吹向制冷单元401,对气体进行降温,而后再通过电路板104,起到增强冷却的作用;
为了保证半导体制冷片的制冷效果,如图9和10,所述半导体制冷片制冷的一侧粘贴有传热层101C1,如铜片;同时,所述传热层101C1上设置有至少1个斜向挡板101C2,优选为铜制,且所述斜向挡板101C2与竖直平面的夹角β为30-60°优选为45°,通过斜向挡板101C2可以提升气流在传热层101C1停留的时间,降低气流的温度,产生低温气流,在风扇机构302的作用下,低温气流流过壳体101的内部,对电路板104以及VR虚拟光学机构102进行散热降温;为了进一步的降低半导体制冷片发热面的温度,所述制冷单元401的发热侧与所述壳体101之间粘贴有隔热层101C3,如聚苯乙烯树脂片。
需要明确的是:上述的第二阈值可设为85摄氏度;第一阈值可设置为60摄氏度,或根据实际情况自行设定。
需要明确的是:本文中所述的控制单元301,可以为任意控制单元,如VR设备中常用的STM32系列芯片;在使用STM32系列单片机时,可将采集单元2,如DS18B20,采集的信号发送至STM32的PA3管脚;STM32的PA4和PA5管脚控制风扇机构302;且在电路板104上设置5V或12V或其他电源,以对制冷单元401供电。
以上仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易变化或替换,都属于本实用新型的保护范围之内。因此本实用新型的保护范围以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.具有散热功能的头戴式显示装置,其特征在于,包括:
显示组件;
采集单元,设置在所述显示组件内,用于采集所述显示组件内部的温度;
至少1个主动散热组件,与所述采集单元电性连接,用于根据所述采集单元采集的数据对所述显示组件进行主动散热;
所述主动散热组件设置在所述显示组件朝向地面的一侧,用于向外排出所述显示组件内的热量;
所述显示组件,包括:
壳体;
VR虚拟光学机构,设置在所述壳体内,用于显示VR图像;
密封挡板,与所述光学机构的光学射入端压接,且与所述壳体可拆卸的连接;
电路板,可拆卸的设置在所述壳体内,且设置在所述壳体靠近地面的一侧;
所述壳体朝向地面的一侧设置有第一通孔,用于通过主动散热组件从所述第一通孔中排出所述壳体内的热量。
2.根据权利要求1所述的具有散热功能的头戴式显示装置,其特征在于:
所述密封挡板上设置有与所述VR虚拟光学机构光学射入端匹配的第二通孔;
所述第二通孔上设置有柔性凸起,用于与所述VR虚拟光学机构光学射入端密封匹配,以防止漏光。
3.根据权利要求1所述的具有散热功能的头戴式显示装置,其特征在于,所述主动散热组件,包括:
控制单元,设置在所述电路板上;
风扇机构,设置在所述第一通孔的外侧;
进风机构,设置在所述壳体内,用于与所述风扇机构配合形成散热风路;
所述控制单元与所述风扇机构电性连接,用于根据所述壳体内部的温度控制所述风扇机构的启停。
4.根据权利要求3所述的具有散热功能的头戴式显示装置,其特征在于,所述进风机构,包括:
进风弯管,一端与所述壳体的内侧壁连接,用于防止外部的光线进入到所述壳体内;
滤网,设置在所述壳体上,用于对所述进风弯管的进风端进行气体过滤;
所述进风弯管的另一端朝向所述壳体的密封端设置;
所述壳体上设置有与所述进风弯管进风端匹配的第三通孔。
5.根据权利要求4所述的具有散热功能的头戴式显示装置,其特征在于,
所述进风弯管的进风端与出风端的夹角为:100-130°。
6.根据权利要求3所述的具有散热功能的头戴式显示装置,其特征在于,还包括:设置在所述壳体上的至少1个制冷组件,用于在所述壳体内作为冷源,以提升冷却效果;
所述制冷组件,包括:
制冷单元,设置在所述壳体远离使用者的一端;
所述制冷单元与所述控制单元电性连接,用于为所述风扇机构提供冷源。
7.根据权利要求6所述的具有散热功能的头戴式显示装置,其特征在于:
所述壳体远离使用者的一端设置有至少1个用于设置所述制冷单元的凹槽;
所述凹槽与外界连通;
所述凹槽上设置有盖体。
8.根据权利要求6所述的具有散热功能的头戴式显示装置,其特征在于:
所述制冷单元的制冷侧设置有传热层;
所述传热层朝向所述壳体的内部。
9.根据权利要求8所述的具有散热功能的头戴式显示装置,其特征在于:
所述传热层上设置有至少1个斜向挡板;
所述斜向挡板与竖直平面的夹角为30-60°。
10.根据权利要求6所述的具有散热功能的头戴式显示装置,其特征在于:
所述制冷单元的发热侧与所述壳体之间设置有隔热层。
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