JP2018101704A - Electronic device - Google Patents
Electronic device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018101704A JP2018101704A JP2016247184A JP2016247184A JP2018101704A JP 2018101704 A JP2018101704 A JP 2018101704A JP 2016247184 A JP2016247184 A JP 2016247184A JP 2016247184 A JP2016247184 A JP 2016247184A JP 2018101704 A JP2018101704 A JP 2018101704A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- holes
- hole
- exterior
- radiating plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、電気的処理により発熱する発熱部を有する電子機器に関するものである。 The present invention relates to an electronic device having a heat generating portion that generates heat by electrical processing.
近年、観察者の頭部に装着し、観察者の眼前に映像を表示する映像表示装置(ヘッドマウントディスプレイ=HMD)が、利用されるようになってきている。HMDは、手軽に映像を大画面で見ることが可能であること、立体視が容易であることなどの利点がある。これらの理由から、人工現実感(バーチャルリアリティ=VR)、複合現実感(ミクストリアリティ=MR)を体験可能な機器として使用されている。 In recent years, an image display device (head mounted display = HMD) that is mounted on the head of an observer and displays an image in front of the eyes of the observer has been used. The HMD has advantages such as easy viewing of a video on a large screen and easy stereoscopic viewing. For these reasons, it is used as a device that can experience artificial reality (virtual reality = VR) and mixed reality (mixed reality = MR).
MRを実現するためのHMDは、撮像部と,撮影画像とPC等により作成された3DCG画像を重畳し表示するための表示部と、種々の電気的処理や画像処理を行う集積回路とを有している。近年は、撮像部の高画質化・広画角化に伴って各種集積回路の処理能力が増大し消費電力が多くなっている。その結果、集積回路からの発熱量が増大している。HMD等の電子機器では発熱により集積回路の温度上昇が生じると、集積回路の処理に誤動作が起こったり、或いは、集積回路に近い部分の外装温度が局所的に上昇したりすることが懸念される。 An HMD for realizing MR has an imaging unit, a display unit for superimposing and displaying a captured image and a 3DCG image created by a PC, and an integrated circuit for performing various electrical processing and image processing. doing. In recent years, the processing capability of various integrated circuits has increased with the increase in image quality and wide angle of view of the imaging unit, and the power consumption has increased. As a result, the amount of heat generated from the integrated circuit is increasing. In an electronic device such as an HMD, when the temperature of the integrated circuit rises due to heat generation, there is a concern that the processing of the integrated circuit may malfunction, or the exterior temperature near the integrated circuit may rise locally. .
また、頭部に装着するという使用方法からFAN等の騒音・振動を発生させる冷却手段は観察者に不快感を与えるため採用しにくい。よって、このような電子機器では、放熱部材を用いて集積回路の熱を機器全体に拡散させたり、通風孔の経路に放熱部材を配置し自然対流により放熱部材を冷却させたりする手法が有用である。 In addition, the cooling means for generating noise and vibration such as FAN is difficult to employ because it causes discomfort to the observer due to the usage method of mounting on the head. Therefore, in such an electronic device, it is useful to use a heat radiating member to diffuse the heat of the integrated circuit throughout the device, or to dispose the heat radiating member in the path of the ventilation hole and cool the heat radiating member by natural convection. is there.
例えば、特許文献1では、機器の筺体底面の対向する2辺近傍に放熱穴を設け、一方の穴から吸気してもう一方の孔から排気することにより、対流経路内にある放熱板を冷却することが開示されている。
For example, in
しかしながら、特許文献1に記載の放熱構造は自然対流を利用しているため、放熱効率は排気口の面積によるところが大きいが、設けられる排気口の数及び面積は限られてしまう。さらには放熱板が直接外気に当たる箇所は少なく、熱が内部に籠もりやすい、つまり放熱効率を十分に上げられない可能性もあった。
However, since the heat dissipation structure described in
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、観察者の頭部に装着するという使用方法も可能にしつつ、発熱部の熱の放熱効率を高めた電子機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an electronic device with improved heat dissipation efficiency of a heat generating portion while enabling a usage method of mounting on an observer's head. To do.
本発明は、電子機器であって、電気的処理により発熱する発熱部と、前記発熱部の熱を放熱する放熱板と、前記放熱板の表面に対して略垂直に開口している複数の孔が形成され、前記放熱板よりも熱伝導率が低く、前記放熱板の表面を覆う外装と、を有することを特徴とする。 The present invention is an electronic device, and includes a heat generating portion that generates heat by electrical processing, a heat radiating plate that radiates heat from the heat generating portion, and a plurality of holes that are opened substantially perpendicularly to the surface of the heat radiating plate. And having a thermal conductivity lower than that of the heat radiating plate and covering the surface of the heat radiating plate.
本発明によれば、観察者の頭部に装着するという使用方法も可能にしつつ、発熱部の熱の放熱効率を高めた電子機器を提供することが出来る。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electronic device which improved the heat dissipation efficiency of the heat | fever of a heat-emitting part can be provided, enabling the usage method of mounting | wearing an observer's head.
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態にかかわるHMD1の外観斜視図である。HMD1は、表示部10と、使用者の頭部に装着させるための装着部100とが結合して構成される。使用者は装着部100を頭部に巻き付けてベルト長さを調整することによりHMD1を頭部に固定し、表示部10の映像を眼前に観察することができる。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an external perspective view of an
(第1の実施形態)
以下、図2から図5を参照して、第1の実施形態による、HMDの放熱構造について説明する。図2は、表示部10から前面外装13と放熱板11を取り外した分解斜視図である。図3は表示部10の正面図で、図4は図3における断面図であり、(a)はA−A断面図、(b)はB−B断面図、(c)はC−C断面図である。図5は孔の大きさと深さの関係を表す図及びグラフである。
(First embodiment)
Hereinafter, the heat dissipation structure of the HMD according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is an exploded perspective view in which the
図2に示すように、前面外装13及び放熱板11の内側には回路基板14が配置され、回路基板14の中央部には集積回路14aが実装されている。この集積回路14aにおいて、撮像部で撮影された画像の処理や、不図示の表示素子に映し出す映像の信号処理など、様々な電気的処理が行われる。そのため集積回路14aの消費電力は大きくなり、多大な熱が発生する。つまり、集積回路14aは熱を発生する発熱部となる。この熱を拡散し放熱するために放熱板11に熱を伝達させる。放熱板11には、前面外装13よりも熱伝導率の高い銅やアルミニウムなどの金属が用いられる。
As shown in FIG. 2, a
放熱板11は両面テープ12により前面外装13に固定される。前面外装13は背面外装19に対して、ビス締め固定される。放熱板11には中央に熱源接触部11aがあり、回路基板の集積回路14a上に貼られた熱伝導ゴム15と接触し、熱結合されている。図4(a)の縦断面図を見ると、集積回路14aと放熱板の熱源接触部11aの間に熱伝導ゴム15が圧縮されて挟まれており、集積回路14aに発生した熱が放熱板11に伝達されることが分かる。
The
前面外装13には複数の孔13aが放熱板11の表面に対して略垂直に開口するように形成されている。図4(b)の縦断面図からは、前面外装13の裏側に放熱板11が配置されていて、孔部13aでは放熱板11が外気と接触していることが見てとれる。このように放熱板11が直接、温度の低い外気と接触するため、放熱板11の熱を効率よく外気に放熱することができる。また、図3に示す通り、前面外装13に多数の孔13aを設けて、放熱板11と外気が接触する面積を増やすことにより、熱交換量を増やしている。
A plurality of
放熱板の熱源接触部11aの直上では、図4(a)に示すように放熱板11と前面外装13との隙間が大きく、表示部10の内部に異物が混入する恐れがあるため、孔ではなく凹部を設ける。外観上は孔13aと凹部13bの区別がつきにくく、凹部を設けない場合と比べて違和感を小さくすることができる。
Since the gap between the
最も放熱効率を上げるには前面外装13に大きな孔を開口すれば良いが、使用者が直接放熱板11を触った場合、放熱板11は高温で熱伝導率が高いため低温火傷をする虞がある。そこで、本実施形態では使用者が直接放熱板11を触れない程度の大きさの孔13aを複数設けている。外装には樹脂など、放熱板11と比較して熱伝導率が低い材質を使用するため、放熱板11よりも温度が低くなり直接使用者が触れても低温火傷を起こしにくい。使用者の指が放熱板11に触れない外装孔13aの大きさ及び深さは、図4(c)の横断面図に示すように人間の指と同等の大きさの球体90を外装孔13aの端面に接触させて、球体90と放熱板11が接触しないような大きさと深さにする。具体的には、孔の内接円の直径は子供の小さい指が入らないよう6mm以下、孔の深さは、孔に指を押し当てても皮膚が放熱板に届かないよう0.3mm以上とする。
In order to increase the heat dissipation efficiency, a large hole may be opened in the
また、孔の大きさと深さには図5に示すような相関関係がある。図5(a)及び(b)は孔の開口部に球体90を接触させたときの断面図である。図5(a)より、孔の直径が6mmのときは深さを1.35mmより深くしなければならないが、孔の直径が3mmのときは0.3mmより深ければ良い。この相関関係をグラフに表すと図5(c)のようになる。外装の曲面形状や孔開口部の稜線Rの大きさにもよるため、孔の内接円直径がxのとき深さはy以上と一概に決められないが、おおよそ図5(c)のグラフに示すような、孔の内接円直径が大きくなるほど孔の深さは深くする必要があるという相関関係がある。
Further, the size and depth of the holes have a correlation as shown in FIG. 5A and 5B are cross-sectional views when the
(第2の実施形態)
以下、図6から図8を参照して、第2の実施形態による、HMDの放熱構造について説明する。図6は、表示部10の外観斜視図であり、図7(a)は上面外装の孔26a上で破断した縦断面図、図7(b)は前面外装の孔23a上で破断した横断面図である。また、図8は、本実施形態における放熱板21の外観斜視図である。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the heat dissipation structure of the HMD according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 6A and 6B are external perspective views of the
図6に示す通り、本実施形態では上面外装26と前面外装23の両側面部に孔を設けている。正面には孔を設けていないため、HMDを真正面から見たときに見える孔の数が少なく、外観上良好である。また、表示部10の正面部は発熱源である集積回路に近いため、消費電力次第では温度が高くなり過ぎる場合がある。そこで、表示部10の正面部からは積極的に放熱させず、発熱源から遠い表示部10の上面や側面から放熱させる。
As shown in FIG. 6, in the present embodiment, holes are provided in both side portions of the
図7(a)の縦断面図に示す通り、放熱板21と前面外装23の間には隙間があり、直接熱が伝達しない構成としている。表示部10の上面部で放熱板21と上面外装26を接触させ、上面外装に放熱しつつ、上面外装の孔26aにより放熱板21から外気へ直接放熱させる。図7(b)の横断面図に示すように、表示部10の側面に関しても全く同様の構成にしている。放熱板21は図8に示すような形状をしており、前面外装23に対して両面テープ22で固定される。両面テープ22を通して放熱板21の熱が前面外装に伝わらないようにするため、両面テープの枚数・面積は必要最小限とし、できるだけ厚みのある両面テープを使用するのが好ましい。このような構成とすることにより、表示部正面の外装温度が局所的に高くなることを防ぎつつ、放熱板21から外気へ直接放熱することができ、高い放熱効率を実現することができる。
As shown in the longitudinal sectional view of FIG. 7A, there is a gap between the
本実施形態では、表示部10の上面と両側面の外装に孔を設けているが、上面のみ、両側面のみ、もしくは片側の側面のみに孔を設けても良い。
In this embodiment, holes are provided in the exterior of the upper surface and both side surfaces of the
(第3の実施形態)
以下、図9から図11を参照して、第3の実施形態による、HMDの放熱構造について説明する。図9は前面外装の孔33a上で破断した縦断面図であり、図10は前面外装33に弾性部材37を貼り付けた状態の背面図である。図11(a)は前面外装の孔33a上で破断した縦断面図であり、図11(b)は前面外装の孔33a上で破断した横断面図である。図示の通り、弾性部材37は、前面外装の孔33aの外周部に配置されるようになっている。
(Third embodiment)
The HMD heat dissipation structure according to the third embodiment will be described below with reference to FIGS. 9 to 11. FIG. 9 is a longitudinal sectional view broken on the
本実施形態では、図9に示すように前面外装33の裏面に、孔33aを囲むように一定高さのリブ33bを設けている。このような構成により、孔33aの深さはリブ33bによって規定される。放熱板31は前面外装33と、孔周囲のリブ33bでのみ直接接触し、上下の曲げ端部31a、31bで両面テープ32により前面外装33に固定される。第1の実施形態及び第2の実施形態と比較して、放熱板31が直接外装と接触する面積が大幅に減少するため、外装の極端な温度上昇を防ぐことができる。放熱板31から外装への放熱量は減少するが、放熱板31は前面外装の孔33aにより直接外気と触れているため、放熱板31と外気の間で熱交換が行われ、高い放熱効率を維持することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 9, a
また、前面外装の孔33aから表示部10の内部にごみや埃などの異物が侵入するのを防ぐために、前面外装裏面の孔部周囲に弾性部材37が貼り付けられている。図10に、弾性部材37を貼り付けた状態での前面外装33の背面図を示す。ある程度、複数の孔をまとめて一つの弾性部材で囲むことにより、部品点数と組立工数を削減することができる。前面外装の中央部は孔ではなく、裏面側に突き出た凸形状であり、塵埃が侵入する虞がないため弾性部材で囲む必要はない。弾性部材37は、弾性部材と同形状に加工された両面テープで外装に固定してもよいし、弾性部材37の弾性を利用しゴムのように引張りながら孔周囲のリブに引っ掛けて固定してもよい。
Further, in order to prevent foreign matters such as dust and dust from entering the inside of the
外装孔33a周囲にリブを設けることにより、孔の深さは深くなり、深くなるほど外気への放熱効率が低下する。その改善案として、図11のように外装孔及び孔周囲のリブに対して、孔33aが拡がる方向に孔33aの内部に勾配43aを設ける。結果、図9のように勾配がない場合に比べて、空気の流れを滑らかにすることができ、孔を深くしたときでも放熱効率の低下を抑えることができる。孔の大きさが同じ場合、孔を深くすると、使用者は直接放熱板を触りにくくなる。その分、孔を大きくしたり勾配を大きくしたりすることにより空気の流れを改善し放熱効率を上げても良い。但し、図11(b)の横断面図に示すように、人の指と同等の大きさである球体90が外装孔の開口端部と接触した状態で球体が放熱板と接触しない程度の、孔の深さ・大きさ・勾配としなければならない。
By providing a rib around the
本実施形態の構成では、外装の極端な温度上昇を防ぎつつ、放熱板から外気への放熱効率を高くすることができる。よって、集積回路の消費電力が高く、実施例1や2の構成では外装温度が高くなり過ぎる場合に有効である。 In the configuration of the present embodiment, the heat dissipation efficiency from the heat sink to the outside air can be increased while preventing an extreme temperature rise of the exterior. Therefore, the power consumption of the integrated circuit is high, and the configurations of the first and second embodiments are effective when the exterior temperature becomes too high.
(第4の実施形態)
以下、図12を参照して、第4の実施形態による、HMDの放熱構造について説明する。図12(a)、(b)、(c)は表示部10の正面図である。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, an HMD heat dissipation structure according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. 12A, 12 </ b> B, and 12 </ b> C are front views of the
第1の実施形態及び第3の実施形態では、表示部10の外装正面に孔を設けた。第2の実施形態では表示部10の外装上面や側面に孔を設けた。外観上は、正面から見て孔が見えにくい上面や側面に孔を設けた方が好ましいが、放熱効率を考慮すると、集積回路が近い正面に孔を設けた方が良い。そこで、図12(a)に示すように、表示部10の外装正面に孔53aを設けるものの、孔形状を単純な丸や四角ではなく、十字孔と丸穴の組合せにしてデザイン性を向上させる。こうすることにより、放熱効率の高さと良好な外観品位を両立することができる。
In the first embodiment and the third embodiment, a hole is provided in the front surface of the
図12(b)に示すように、外装の強度確保と軽量化を目的としてハニカム状の孔63aを設けても良い。外装に設ける孔形状は、丸や四角、十字、六角形に限らず、上述した通り人の指と同等の大きさである球体90を外装孔端面に接触させたときに放熱板に接触しないのであれば、どんな形状でも構わない。例えば図12(c)に示すような長丸孔73aでもよい。
As shown in FIG. 12B, a honeycomb-shaped
上記に説明した通り、放熱板を外装に接触させ、外装に孔を設けることにより、放熱板は広い面積で外気と接触することができ、高い放熱効率を実現することができる。 As described above, by bringing the heat sink into contact with the exterior and providing a hole in the exterior, the heat sink can come into contact with the outside air over a wide area, and high heat dissipation efficiency can be realized.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
1 HMD(ヘッドマウントディスプレイ)
10 表示部
11 放熱板
13 前面外装
13a 孔
13b 凹部
14 回路基板
14a 集積回路
15 熱伝導ゴム
18 撮像部
19 背面外装
100 装着部
1 HMD (head mounted display)
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記発熱部の熱を放熱する放熱板と、
前記放熱板の表面に対して略垂直に開口している複数の孔が形成され、前記放熱板よりも熱伝導率が低く、前記放熱板の表面を覆う外装と、を有することを特徴とする電子機器。 A heating part that generates heat by electrical treatment;
A heat radiating plate for radiating heat of the heat generating portion;
A plurality of holes that are open substantially perpendicular to the surface of the heat radiating plate, have a lower thermal conductivity than the heat radiating plate, and have an exterior covering the surface of the heat radiating plate. Electronics.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016247184A JP2018101704A (en) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | Electronic device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016247184A JP2018101704A (en) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | Electronic device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018101704A true JP2018101704A (en) | 2018-06-28 |
Family
ID=62714471
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016247184A Pending JP2018101704A (en) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | Electronic device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018101704A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7490112B2 (en) | 2023-05-10 | 2024-05-24 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | Head-mounted display |
-
2016
- 2016-12-20 JP JP2016247184A patent/JP2018101704A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7490112B2 (en) | 2023-05-10 | 2024-05-24 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | Head-mounted display |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20170184863A1 (en) | Cooling system for head mounted device | |
EP3688512B1 (en) | Head mounted display device including thermal door component | |
US8804331B2 (en) | Portable computing device with thermal management | |
TWI661228B (en) | Virtual reality headset | |
WO2019000556A1 (en) | Head-mounted display apparatus | |
JP2006085422A (en) | Electronic device with cooling device for inside and surface of casing | |
JP2006058868A (en) | Plasma display television | |
TW201008475A (en) | Dissipating heat within housings for electrical components | |
JP5845795B2 (en) | Display device | |
JP7280678B2 (en) | Electronics | |
US7355849B2 (en) | Non-metal mesh cover for metal chassis | |
CN112666707A (en) | Head-mounted electronic equipment and manufacturing method thereof | |
JP2021158662A (en) | Head-mount display device | |
JP2008299054A (en) | Thin display device | |
JP6446257B2 (en) | Head mounted display | |
TW202306479A (en) | Thermal management system for electronic device | |
CN214041883U (en) | Head-mounted electronic equipment | |
JP2018101704A (en) | Electronic device | |
TWI547237B (en) | Shielding structure for emi-preventing of electronic component | |
TW202306480A (en) | Thermal management system for electronic device | |
WO2018067129A1 (en) | Airflow channels between housings | |
TW201407314A (en) | Electronic device and heat dissipation module | |
JP2006317494A (en) | Display device | |
US20220046833A1 (en) | Electronic device | |
CN219370141U (en) | Efficient heat dissipation AR or VR device |