VR显示装置和头戴式VR设备的制作方法

vr显示装置和头戴式vr设备
技术领域
1.本发明涉及智能电子设备技术领域，特别涉及一种vr显示装置和头戴式vr设备。


背景技术：

2.虚拟现实技术(virtual reality，简称vr)，又称虚拟环境、灵境或人工环境，是指利用计算机生成一种可对参与者直接施加视觉、听觉和触觉感受，并允许其交互地观察和操作的虚拟世界的技术。目前，市面上的头戴式vr设备(例如vr眼镜)一般是将人对外界的视觉、听觉封闭，引导用户产生一种身在虚拟环境中的感觉，并利用vr显示装置的左右眼屏幕分别显示左右眼的图像，人眼获取这种带有差异的信息后在脑海中产生立体感。
3.相关技术中，vr设备的显示装置的主板上集成了大量的电子元器件，当vr设备运行时，会产生大量的热量，该热量无法得到有效利用，造成能量浪费，同时还需要在主板上设置专门的风扇对主板进行冷却降温。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提出一种vr显示装置，旨在充分有效利用主板散发的热量，在不额外设置风扇的情况下实现主板的快速冷却降温。
5.为实现上述目的，本发明提出的vr显示装置，包括：
6.壳体，设有容置腔；
7.导热件，邻近所述壳体的侧壁设置；
8.主板，设于所述容置腔内并与所述导热件间隔设置；
9.热电转换件，设于所述容置腔内，所述热电转换件连接于所述导热件和所述主板之间；以及
10.储电件，设于所述容置腔内，所述储电件与所述热电转换件电性连接。
11.在其中一个实施例中，所述热电转换件具有与所述导热件连接的第一连接端，以及与所述主板连接的第二连接端，所述第一连接端和/或所述第二连接端均设有导热胶。
12.在其中一个实施例中，所述导热件设于所述容置腔内并贴合于所述壳体的侧壁设置，所述壳体的侧壁设有将所述容置腔与外界连通的通孔。
13.在其中一个实施例中，所述导热件嵌设于所述壳体的侧壁，所述导热件的外侧面与外界相接触。
14.在其中一个实施例中，所述储电件具有第一电极端和第二电极端，所述第一电极端通过第一导线与所述热电转换件的一端电性连接，所述第二电极端通过第二导线与所述热电转换件的另一端电性连接。
15.在其中一个实施例中，所述储电件为蓄电池。
16.在其中一个实施例中，所述储电件通过输电线路与所述vr显示装置的控制电路电性连接，所述储电件用于向所述控制电路供电。
17.在其中一个实施例中，所述输电线路设有稳压器或升压器。
18.在其中一个实施例中，所述热电转换件包括多个串联的热电转换单元。
19.本发明还提出一种头戴式vr设备，包括头戴组件及与所述头戴组件连接的如上所述的vr显示装置。
20.本发明的技术方案通过将导热件靠近壳体侧壁设置，并在导热件与主板之间连接有热电转换件。主板工作时产生大量的热，主板与导热件之间产生较大的温度梯度差，热电转换件利用热电材料的塞贝克效应将导热件与主板之间的温度梯度差转换成电势差，该电势差可输送至储电件进行存储。储电件存储的电能可用于为其他电子元器件的供电，实现了能源的回收再利用，延长了头戴式vr设备的续航时间。如此，使得主板散发的热量能够得到充分有效利用，在无需额外设置风扇的情况下就能够实现主板的快速冷却降温。
附图说明
21.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一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
22.图1为本发明头戴式vr设备一实施例的结构示意图；
23.图2为图1中的头戴式vr设备的剖面示意图；
24.图3为图2中的vr显示装置的剖面示意图。
25.附图标号说明：
26.标号名称标号名称100头戴式vr设备15储电件10vr显示装置16导热胶11壳体17第一导线12导热件18第二导线13主板20绑带14热电转换件30镜腿
27.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
28.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的一部分实施例，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作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。
29.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
30.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特
征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
31.本发明提出一种vr显示装置10。
32.请参照图1至图3，在本发明一实施例中，该vr显示装置10包括壳体11、导热件12、主板13、热电转换件14和储电件15。其中，所述壳体11设有容置腔；所述导热件12邻近所述壳体11的侧壁设置；所述主板13设于所述容置腔内并与所述导热件12间隔设置；所述热电转换件14设于所述容置腔内，所述热电转换件14连接于所述导热件12和所述主板13之间；所述储电件15设于所述容置腔内，所述储电件15与所述热电转换件14电性连接。
33.具体地，如图1所示，该vr显示装置10可作为头戴式vr设备100的vr显示器，该vr显示装置10可通过头戴组件佩戴于用户的头部。以vr眼镜为例，vr眼镜包括眼镜主体、绑带20和两个镜腿30；两个镜腿30分别连接于眼镜主体的左右两侧，绑带20包括连接于两个镜腿30之间的后侧绑带，以及连接于眼镜主体和后侧绑带之间的顶部绑带。其中，眼镜主体即为vr显示装置10，绑带20和镜腿10即组合成头戴组件。vr显示装置10的壳体11内设有主板13、电池、线路、光学镜片、麦克组件等。镜腿30内设有声学外放模组等。
34.vr显示装置10的壳体11一般采用塑料材质制成，导热件12采用导热性能良好的导热材料(例如铜、石墨烯等)制成。壳体11直接暴露于外界环境中，而导热件12邻近壳体11的侧壁设置，导热件12自身具有较好的导热性能，使得导热件12的温度接近外界环境温度，整体温度较低。主板13设置于壳体11的容置腔中，主板13上集成有大量的电子元器件，当主板13运行时会产生大量的热量，使得主板13的温度较高。热电转换件14采用热电转化材料制成，热电转化材料(也称热电材料)是一种能将热能和电能相互转换的功能材料，热电材料的理想特性一般要求内阻较低以减少内部电流产生的损耗(发热)；较低的导热系数(热导率)以减少从高温端向低温端的热传导；同时具有较高的热电动势(开路)。为了能够保证热电转换效率，可选地，热电转换件14采用半导体材料制成，例如碲化铅、锗硅合金、碲化锗、碲化铋以及合金等等，利用半导体材料制作的热电转换件14的热电转换效率能够达到10％左右。热电转换件14连接于导热件12和主板13之间，其中，导热件12温度较低可作为热电转换件14的冷端，主板13温度较高可作为热电转换件14的热端，热电转换件14的冷端和热端之间形成温度梯度差，该温度梯度差经热电转换件14的塞贝克效应产生电势差。塞贝克效应(seebeck effect)又称作第一热电效应，是指由于两种不同电导体或半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差的热电现象。储电件15与热电转换件14电性连接，具体可为有线电连接或者无线(例如电磁线圈)电连接，热电转换件14将导热件12与主板13之间的温度梯度差转换成电势差，该电势差可输送至储电件15进行存储。
35.本发明的技术方案通过将导热件12靠近壳体11侧壁设置，并在导热件12与主板13之间连接有热电转换件14。主板13工作时产生大量的热，主板13与导热件12之间产生较大的温度梯度差，热电转换件14利用热电材料的塞贝克效应将导热件12与主板13之间的温度梯度差转换成电势差，该电势差可输送至储电件15进行存储。储电件15存储的电能可用于为其他电子元器件的供电，实现了能源的回收再利用。如此，使得主板13散发的热量能够得
到充分有效利用，在无需额外设置风扇的情况下就能够实现主板13的快速冷却降温。
36.为了保证热电转换件14与导热件12和主板13之间的热量传导的效率，在其中一个实施例中，所述热电转换件14具有与所述导热件12连接的第一连接端，以及与所述主板13连接的第二连接端，所述第一连接端和/或所述第二连接端设有导热胶16。通常主板13的表面一般具有较多的坑洼，通过在热电转换件14与主板13的连接部位设置导热胶16，导热胶16能够填充坑洼部位，使得热电转换件14与主板13之间的连接更为紧密可靠，从而可有效提升热电转换件14与主板13之间的热传导效率。同样地，在热电转换件14与导热件12之间设置导热硅胶，使得热电转换件14与导热件12之间的连接更为紧密可靠，从而有效提升两者之间的热传导效率。导热胶16具体可以是导热硅胶。
37.为了使导热件12与主板13之间尽可能地产生较大的温度梯度差，以提升热电转换效率，在其中一个实施例中，如图3所示，所述导热件12设于所述容置腔内并贴合于所述壳体11的侧壁设置，所述壳体11的侧壁设有将所述容置腔与外界连通的通孔。具体地，可将导热件12弯折成与壳体11的内壁面轮廓相适配的形状，以保证导热件12与壳体11的内壁面紧密相连，同时在壳体11的侧壁与导热件12相对应的位置开设若干孔径较小的通孔，使得外界空气能够经由通孔与导热件12的表面相接触，从而使得导热件12的温度更为接近外界环境温度，从而保证导热件12(冷端)与主板13(热端)之间具有较大的温度梯度差，从而能够有效提升热电转换效率，也能够提升主板13的冷却降温效果。
38.当然，在其他实施例中，所述导热件12可嵌设于所述壳体11的侧壁，所述导热件12的外侧面与外界相接触。例如，壳体11的侧壁设有与导热件12形状相适配的开口，开口的两端分别贯穿壳体11的内外两侧，导热件12嵌设于开口内，导热件12的内侧面与热电转换件14连接，导热件12的外侧面直接与外界空气相接触，使得导热件12与外界的接触面积更大，导热件12的温度更为接近外界环境温度，从而进一步保证导热件12(冷端)与主板13(热端)之间具有较大的温度梯度差，从而能够有效提升热电转换效率，也能够提升主板13的冷却降温效果。此外，在其他实施例中，导热件12也可以作为壳体11的一部分直接成型于壳体11的侧壁。
39.热电转换件14将热能转换成电能后可将电能通过有线或者无线的方式输送至储电件15进行存储。如图3所示，在其中一个实施例中，所述储电件15具有第一电极端和第二电极端，所述第一电极端通过第一导线17与所述热电转换件14的一端电性连接，所述第二电极端通过第二导线18与所述热电转换件14的另一端电性连接。具体地，热电转换件14的热端通过第一导线17与储电件15的第一电极端连接，热电转换件14的冷端通过第二导线18与储电件15的第二电极端连接，热电转换件14的热端和冷端之间形成电势差，进而能够为储电件15进行充电。第一导线17和第二导线18优选为采用导电性能良好的铜或铝制成。
40.进一步地，所述储电件15采用蓄电池。例如，储电件15可采用可充电放电的锂电池。该蓄电池可以为vr显示装置10原有的电池，或者也可以是新增的备用电池。主板13运行时产生的热量经由热电转换件14转换成电能存储于蓄电池中，以为vr显示装置10的使用储备足够多的电能，从而可有效提升vr显示装置10的续航能力。
41.在其中一个实施例中，所述储电件15通过输电线路与所述vr显示装置10的控制电路电性连接，所述储电件15用于向所述控制电路供电。主板13运行时产生的热量经由热电转换件14转换成电能存储于储电件15中，储电件15通过输电线路又可以为vr显示装置10的
控制电路供电，可有效提升vr显示装置10的续航能力。
42.为了保证储电件15能够经由输电线路对控制电路进行稳定供电，所述输电线路设有稳压器。例如，当供电电压较低时，通过稳压器可进行升压，当供电电压较高时，通过稳压器可进行降压，从而保证供电电压稳定。为了保证在热通量低的情况下也能够进行供电，输电线路设有升压器。
43.在上述实施例的基础上，为了能够进一步地提升热电转换效率，保证主板13的冷却降温效果，所述热电转换件14包括多个串联的热电转换单元。
44.请参照图1和图2，本发明还提出一种头戴式vr设备100，该头戴式vr设备100包括头戴组件及与所述头戴组件连接的vr显示装置10。该vr显示装置10的具体结构参照上述实施例，由于本头戴式vr设备100采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。具体地，vr显示装置10通过头戴组件佩戴于用户的头部。以vr眼镜为例，vr眼镜包括眼镜主体(也即vr显示装置10)、绑带20和两个镜腿30(形成头戴组件)。两个镜腿30分别连接于眼镜主体的左右两侧，镜腿30内设有声学外放模组等。为了保证佩戴舒适性和稳定性，绑带20包括连接于两个镜腿30之间的后侧绑带，以及连接于眼镜主体和后侧绑带之间的顶部绑带。
45.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。