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
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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