CN114513939A - 头戴显示设备及其散热方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种头戴显示设备及其散热方法，头戴显示设备包括：设备本体，设备本体包括前壳区、镜腿区和后脑区；液冷管路，液冷管路设在设备本体内，且液冷管路位于前壳区、镜腿区和后脑区；微泵，微泵设在液冷管路内，微泵能够驱动冷却工质在液冷管路内流动，以在前壳区、镜腿区和后脑区之间形成可跨区域的循环液冷流路。本申请通过微泵驱动冷却工质在前壳区、镜腿区和后脑区之间形成循环的液冷回路，实现头戴显示设备的跨区散热，充分利用头戴显示设备的镜腿区和后脑区进行散热，大幅提升整机散热能力，有利于提高VR性能，保障用户沉浸感。

Description

头戴显示设备及其散热方法

技术领域

本申请属于头戴显示技术领域，具体涉及一种头戴显示设备以及该头戴显示设备的散热方法。

背景技术

头戴显示设备，例如VR眼镜，为了提升用户沉浸感，不受数据线的束缚，VR眼镜朝着具备独立运算、输入和输出功能的VR一体机发展。而由于增加独立处理器芯片以提供独立运算的功能，VR的整体功耗成倍增加。如果不能提升VR的散热功能，将影响芯片性能的发挥，导致用户使用期间的温度舒适性恶化，削弱用户沉浸感。

现有的头戴显示设备的散热设计，均只利用设备的部分面积进行散热，散热量有限，容易导致设备局部温度过高，影响用户使用体验。

发明内容

本申请旨在提供一种头戴显示设备及其散热方法，至少能够解决现有技术中的头戴显示设备整机散热有限，容易导致设备局部温度过高的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种头戴显示设备，包括：设备本体，所述设备本体包括前壳区、镜腿区和后脑区；液冷管路，所述液冷管路设在所述设备本体内，且所述液冷管路位于所述前壳区、所述镜腿区和所述后脑区；微泵，所述微泵设在所述液冷管路内，所述微泵能够驱动冷却工质在所述液冷管路内流动，以在所述前壳区、所述镜腿区和所述后脑区之间形成可跨区域的循环液冷流路。

第二方面，一种头戴显示设备的散热方法，应用于上述实施例中所述的头戴显示设备，所述散热方法包括以下步骤：

控制微泵开启，驱动冷却工质在液冷管路内流动；

控制所述冷却工质在所述前壳区、所述镜腿区和所述后脑区之间形成可跨区域的循环液冷流路。

在本申请实施例中，液冷管路设置在设备本体内，且与前壳区、镜腿区和后脑区的位置分别对应，通过微泵驱动冷却工质在前壳区、镜腿区和后脑区之间形成循环的液冷回路，实现头戴显示设备的跨区散热，充分利用头戴显示设备的镜腿区和后脑区进行散热，大幅提升整机散热能力，保证整体散热均匀性，避免出现局部温度过高，有利于提高VR性能，保障用户沉浸感，提升用户使用体验。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施例一的头戴显示设备的一个结构示意图；

图2是本发明实施例一的头戴显示设备的液冷管路的结构示意图；

图3是本发明实施例一的头戴显示设备的另一个结构示意图；

图4是本发明实施例一的头戴显示设备的又一个结构示意图；

图5是本发明实施例二的头戴显示设备的结构示意图；

图6是本发明实施例的头戴显示设备的前壳区的单流路示意图；

图7是本发明实施例的头戴显示设备的前壳区的多流路示意图；

图8是本发明实施例的头戴显示设备的镜腿区的单流路示意图；

图9是本发明实施例的头戴显示设备的镜腿区的多流路示意图；

图10是本发明实施例的头戴显示设备的后脑区的单流路示意图；

图11是本发明实施例的头戴显示设备的后脑区的多流路示意图；

图12是本发明实施例的头戴显示设备的一个控温流程图；

图13是本发明实施例的头戴显示设备的另一个控温流程图；

图14是本发明实施例的头戴显示设备的又一个控温流程图。

附图标记：

头戴显示设备100；

前壳区11；镜腿区12；后脑区13；

液冷管路20；前壳管路21；镜腿管路22；后脑管路23；

微泵30；

温度传感器40；

电磁阀50；

风扇60；出风口61；

翅片71；高导热基板72。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的头戴显示设备100进行详细地说明。

如图1至图14所示，根据本发明实施例的头戴显示设备100包括设备本体、液冷管路20和微泵30。

具体而言，设备本体包括前壳区11、镜腿区12和后脑区13。液冷管路20设在设备本体内，且液冷管路20位于前壳区11、镜腿区12和后脑区13。微泵30设在液冷管路20内，微泵30能够驱动冷却工质在液冷管路20内流动，以在前壳区11、镜腿区12和后脑区13之间形成可跨区域的循环液冷流路。

换言之，参见图1至图5，根据本发明实施例的头戴显示设备100主要由设备本体、液冷管路20和微泵30组成。头戴显示设备100可以是AR眼镜、AR头盔、VR眼镜、VR头盔等AR/VR头显设备。在本申请的下述实施例中，以头戴显示设备100为VR眼镜为例进行具体说明。虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)是综合了计算机图形技术、计算机仿真技术、传感器技术、显示技术等，在多维信息空间上创建一个虚拟信息环境，能使用户具有身临其境的沉浸感，具有与环境完善的交互作用能力。VR技术广泛应用于医学、娱乐、军事航天、室内设计、房产开发、工业仿真等。

在本申请中，设备本体主要由前壳区11、镜腿区12和后脑区13构成。其中，头戴显示设备100的前壳区11对应于人体前额位置，镜腿区12(两个镜腿部分统称为镜腿区12)对应于人体耳廓位置，后脑区13对应于人体的后脑位置。液冷管路20安装在设备本体内，并且液冷管路20分别分布在前壳区11、镜腿区12和后脑区13的相应位置处，便于对头戴显示设备100的前壳区11、镜腿区12和后脑区13进行跨区域散热。微泵30设置在液冷管路20内，微泵30能够驱动冷却工质在液冷管路20内流动，从而在前壳区11、镜腿区12和后脑区13之间形成可跨区域的循环液冷流路，实现覆盖前壳区11、镜腿区12和后脑区13的整机外壳散热。

在本申请的头戴显示设备100中，热源(例如，显示屏、摄像头、处理芯片等)主要集中在前壳区11，前壳区11中的显示屏、摄像头等发热源可以通过导热材料如导热硅脂、导热垫等将热量传导到高导热基板72后，通过微泵30驱动冷却工质在冷却管路内循环，实现跨前壳区11、后脑区13的传热导通。在本申请中，冷却工质为具有较高的比热容和导热的材料特性。在液冷流路循环过程中，吸收或放出热量，实现跨区域传热。该冷却工质可以是去离子水、乙醇等工质。微泵30能够驱动冷却工质流动，且支持转速调节，以便实现冷却工质的流量控制。微泵30具有导热好、噪音低的特点，微泵30可以采用压电陶瓷泵。高导热基板72可以采用纯铜板、VC板或铝合金背面贴石墨均热材料等构成。

由此，根据本发明实施例的头戴显示设备100，液冷管路20设置在设备本体内，且与前壳区11、镜腿区12和后脑区13的位置分别对应，通过微泵30驱动冷却工质在前壳区11、镜腿区12和后脑区13之间形成循环的液冷回路，实现头戴显示设备100的跨区散热，充分利用头戴显示设备100的镜腿区12和后脑区13进行散热，大幅提升整机散热能力，保证整体散热均匀性，避免出现局部温度过高，有利于提高VR性能，保障用户沉浸感，提升用户使用体验。

根据本发明的一个实施例，液冷管路20为单流路管路，位于前壳区11、镜腿区12和后脑区13的管路相互串联以形成液冷管路20。

也就是说，如图6、图8和图10所示，液冷管路20可以采用单流路管路，其中，位于前壳区11、镜腿区12和后脑区13的管路可以均为单流路管路，位于前壳区11、镜腿区12和后脑区13中的单流路管路相互串联能够形成循环连接的液冷管路20。通过微泵30驱动冷却工质在前壳区11、镜腿区12和后脑区13之间流动，实现头戴显示设备100的跨区散热，充分利用头戴显示设备100的镜腿区12和后脑区13进行散热，大幅提升整机散热能力，保证整体散热均匀性，避免出现局部温度过高，有利于提高VR性能，保障用户沉浸感，提升用户使用体验。

在本申请中，头戴显示设备100还包括控制模块，控制模块设在设备本体内，控制模块能够根据用户的实际需要控制微泵30的开启或关闭，满足不同情景下的散热需求。

根据本发明的一个实施例，位于前壳区11的管路为前壳管路21，位于镜腿区12的管路为镜腿管路22，位于后脑区13的管路为后脑管路23，前壳管路21、镜腿管路22和后脑管路23相互串联以形成液冷管路20。换句话说，如图2、图3和图5所示，位于前壳区11的管路可以称为前壳管路21，位于镜腿区12的管路可以称为镜腿管路22，位于后脑区13的管路可以称为后脑管路23，前壳管路21、镜腿管路22和后脑管路23各个部分相互串联可以形成可循环的液冷管路20。

可选的，前壳管路21、镜腿管路22和后脑管路23中的至少一个可以为并联设置的多流路管路(如图7、图9和图11所示)。例如前壳区11内设置并联布置的多流路管路(如图7所示)，并联后再与镜腿区12以及后脑区13串联。

在本申请中，考虑主发热源集中在前壳区11的屏幕、摄像头和主芯片中，镜腿区12和后脑区13无需强换热需求的热源，整机倾向轻薄设计。因此整体液冷流路设计采用前壳区11双流路，串联镜腿区12和后脑区13的单流路，提高头戴显示设备100的整体散热效率。

在本发明的一些具体实施方式中，头戴显示设备100还包括：温度传感器40和电磁阀50，温度传感器40设在设备本体内，电磁阀50设在液冷管路20中，在温度传感器40检测到温度小于第一阈值的情况下，控制模块控制微泵30关闭，电磁阀50关闭；在温度传感器40检测到温度≥第一阈值，且小于第二阈值的情况下，控制模块控制微泵30开启，电磁阀50关闭；在温度传感器40检测到温度≥第二阈值的情况下，控制模块控制微泵30开启，电磁阀50开启。

也就是说，如图4和图5所示，头戴显示设备100还包括温度传感器40和电磁阀50，温度传感器40设置在设备本体内，电磁阀50设在液冷管路20中。该温度传感器40为具有负温度系数的传感器(Negative Temperature Coefficient Sensor，简称NTC)。电磁阀50通过开度的控制，实现液冷流路的通断。电磁阀50也可以换成具有流量调节作用的电子流量阀。通过设置电磁阀50，能够便于通过控制液冷流路中电磁阀50的状态切换液冷流路，从而实现传热路径的切换。

NTC监控芯片器件、用户的脸部、左右耳廓、后脑等各区域的温度。通过设计的控温算法，采集并集中处理不同区域的NTC温度数据、前台应用场景(性能需求)数据等信息，从而统一下发控制电磁阀50开度、微泵30转速等器件参数，实现自动适配用户使用场景，变换传热路径、调整VR整机散热量和调整各区域的散热量大小，保障用户性能、热舒适性的综合体验。

示例性的，以第一阈值为33℃、第二阈值为36℃为例(当然，实际应用中，第一阈值和第二阈值的具体温度值可根据需要配置调整，此处不做具体限定)，对电磁阀50和微泵30的自动适配方式做具体说明。在温度传感器40检测到温度小于第一阈值(33℃)的情况下，控制模块控制微泵30关闭，电磁阀50关闭。在温度传感器40检测到温度≥第一阈值(33℃)，且小于第二阈值(36℃)的情况下，控制模块控制微泵30开启，电磁阀50关闭。在温度传感器40检测到温度≥第二阈值的情况下，控制模块控制微泵30开启，电磁阀50开启。具体参见下表一：

表一

在本申请中，温度传感器40和电磁阀50可以分别为多个，前壳区11、镜腿区12和后脑区13内可以分别设置有至少一个温度传感器40。前壳管路21、镜腿管路22和后脑管路23中可以分别设置有至少一个电磁阀50。

在本申请中，根据VR整机(VR眼镜)热源布置、各区域换热量需求、各区域控温精度需求、整机重量、各区域重量分配等进行流路的选择和在流路上布置电磁阀50的个数。如前壳区11可采用单流路或多流路的流路设计。如针对镜腿区12布置有较强散热需求的器件，可采用单流路或多流路的流路设计。并且镜腿区12的多流路设计中可以配合在3条并联流路上布置3个电磁阀50。通过电磁阀50的开度可实现跨区传热量大小的调整，进而辅助实现前壳区11、镜腿区12、后脑区13域的精准温区分布控制。

在本申请中，如图3所示，可以在镜腿区12的靠近底部的流路支路增加电磁阀50，当检测到镜腿区12的温度过高时，可控制镜腿区12的两个电磁阀50关闭，因而从前壳区11流入的冷却工质仅通过靠近镜腿顶部的流路支路。通过镜腿区12的整体热量减小且热量集中靠近顶部区域，从而靠近耳廓区域的镜腿底部外壳表面的温度不再升高，甚至温度降低，实现区域的精细控温。

在本申请中，通过控制头戴显示设备100中的电磁阀50和微泵30转速，可实现传热路径的变换。本申请设计了一种控温算法，用于实时依据用户使用场景的自动控制传热路径和散热量大小。其中，输入层包括分布于前壳区11、镜腿区12、后脑区13的NTC，每个区域至少布置1颗(也可多颗)NTC，例如，可布置的4颗NTC，表征前额、左耳廓、右耳廓和后脑的温度。控制层为运行在芯片上的控温算法，主要实现统一处理输入层温度参数，并下发输出层电磁阀50开度和微泵30转速参数的软件算法。输出层为电磁阀50和微泵30，通过控制阀的开度和转速实现传热路径、散热量大小的调整。

如图12和图13所示，当检测的一颗或多颗NTC温度超过温度预警值(如对应检测区域的外壳高于33℃)，控温算法开始判断当前所属的具体工作温区从而选择工作模式类型。按工作模式的默认参数调整电磁阀50和微泵30的状态，并维持参数，或者根据细分的温区等级对微泵30转速进行精细的调节。其中，设定的默认参数温区和工作模式对应关系划分见表一，工作模式3的跨区液冷散热为本申请提供的特有模式。控温算法用于判断工作温区的温度，默认是所有检测区域的NTC最大值，也可以给不同区域的NTC配置不同的权重，得出的加权温度用于判断温区和表二中的温度等级。权重系数通过获取用户针对前额、耳廓、后脑的热舒适性优先级配置。可针对工作模式2和工作模式3对应的温区2和温区3，设定不同的温度等级区间，用户精细化调节每个温区的微泵30转速，从而VR前壳、耳廓和后脑外壳温度的精细化控制。表二如下所示：

表二

本申请采用表二的温度等级划分(表二中温度等级对应的温度范围仅作示例性说明，具体温度值，可在VR眼镜中通过软件配置修改)。通过在温度高于36℃开启镜腿的电磁阀50和开启微泵30，实现在将热量从前壳区11传递到镜腿区12和后脑区13，充分利用VR的整机外壳散热面积，提升峰值散热量。且通过微泵30转速的增大、维持或减小，适配当前使用场景的散热量需求。当温度小于34℃时，或者用户选择切换工作模式时，电磁阀50关闭，通过前壳区11进行散热即可满足热舒适性。

在本发明的一些具体实施方式中，头戴显示设备100还包括：风扇60，风扇60设在前壳区11内，控制模块能够控制风扇60和微泵30单独工作或同时工作。

换句话说，如图5所示，本申请的头戴显示设备100中跨区液冷散热可与风冷结合，在发热源附近布置风冷流道，通过风扇60驱动的空气实现强迫对流换热和微泵30驱动的冷却工质的跨区传热，进一步提升整机散热能力。风扇60可根据散热需求布置在前壳区11、镜腿区12、后脑区13，数量可以是一个或多个。前壳区11可设置有出风口61，镜腿区12和后脑区13也可设置有出风口。

在本申请中，为增强对前壳区11的散热，可以在前壳区11增加风扇60和顶部出风口61。其中，风扇60支持转速条件，以实现换热量大小的调控。因此，工作模式共计5种，见表三：

表三

其中，表三中工作模式3和4是本申请特有的工作模式。控温算法的整体框架在输入层增加用户温度舒适性、噪音优先级的参数，输出层增加对风扇60的控制。

如图12和图14所示，当温度低于温区4最小值，即属于温区1-3时，实现2的系统控温流程与实现1一致，控制参数增加了风扇60转速。而当温度属于温区4，即VR的整机温度较高时，控温算法耦合用户对前额、耳廓、后脑区13域温度优先级的选择和噪音体验优先级的选择，进行工作模式4和工作模式5的自动切换。即当用于前壳区11域的热舒适性重要程度高于其它区域，或者对噪音体验要求高时，切换为电磁阀50开启、以低噪音运行的微泵30和以低转速运行的低噪音风扇60，实现跨区低噪音利用整机进行散热的工作模式4。

而当用户倾向于前壳或后脑的温度舒适性体验，对噪音的要求降低时，选择关闭电磁阀50，以低噪音运行的微泵30和以超高转速运行的较高噪音风扇60，实现前壳区11域的集中散热以优化镜腿区12、后脑区13的温度的工作模式5。其中，关于不同区域温度优先级选择，噪音体验优先级选择的用户参数，通过软件交互的方式收集并保存在控温算法中。可实现适配不同用户人群的热、噪音综合体验最优。

根据本发明的一个实施例，头戴显示设备100还包括：管路翅片71，管路翅片71设在液冷管路20上。

也就是说，本申请可以在液冷管路20的局部或整体增加翅片71，以强化换热。翅片71可以通过焊接、胶粘等方式固定在高导热均温组件(高导热基板72)或其它具备一定强度的支撑基板上。可选地，可以在前壳区11靠近顶盖的部分管路增加翅片71，增强该区域(如布置CPU、摄像头等热源)的换热效果，同时也减轻整机重量。

根据本发明的一个实施例，液冷管路20的管体为圆管或椭圆管，且所述液冷管路20的位于所述前壳区11的管路在所述冷却工质的流动方向上呈曲线延伸，液冷管路20的位于后脑区13的管路为螺纹管。

换句话说，液冷管路20的材质客户以采用高导热材料，如铜管。整体形状为圆管、椭圆管或类椭圆管等。采用椭圆管能够减轻镜腿区12的厚度。液冷管路20的位于后脑区13的管路为螺纹管，用于支持佩戴调节时的管路弯折。液冷管路20的位于所述前壳区11的管路在所述冷却工质的流动方向上呈曲线延伸，将前壳区11的流路采用带有一定弧度的设计，减少前壳区11的流动阻力。冷却工质从微泵30出口流出，流经靠近顶部和底部区域布置的前壳区11的双流路，与焊接的高导热基板72换热，带走前壳区11热源的部分热量后，通过开启的2个电磁阀50，流经镜腿区12、后脑区13。通过该区域外壳表面自然换热后，流回到前壳区11的微泵30入口。

总而言之，本发明的头戴显示设备100，通过液冷管路20中的冷却工质循环，实现跨区散热，从而充分利用头戴显示设备100的镜腿区12、后脑区13进行散热，大幅提升整机大散热量，从而可承载VR更高的性能发挥，保障用户沉浸感。同时，本发明对VR跨区流路进行优化设计和控制，能够实现不同场景下的智能控温，如可区分不同热舒适区域优先级(前额、耳廓、后脑)、噪音体验优先级的用户，智能调整流路的控制参数，实现不同用户不同场景下热舒适性需求的精准控温。

根据本发明的第二方面，提供一种头戴显示设备100的散热方法，如图1至图14所示，应用于上述实施例中的头戴显示设备100，该散热方法包括以下步骤：

首先，如图1至图5所示，在设备本体的前壳区11、镜腿区12和后脑区13设置连通的液冷管路20。然后，控制微泵30开启，驱动冷却工质在液冷管路20内流动。最后，控制冷却工质在前壳区11、镜腿区12和后脑区13之间形成可跨区域的循环液冷流路，实现头戴显示设备100的跨区散热，充分利用头戴显示设备100的镜腿区12和后脑区13进行散热，大幅提升整机散热能力，保证整体散热均匀性，避免出现局部温度过高，有利于提高VR性能，保障用户沉浸感，提升用户使用体验。

根据本发明的一个实施例，头戴显示设备100的散热方法还包括：

在温度传感器40检测到温度小于第一阈值的情况下，控制微泵30关闭，电磁阀50关闭；在温度传感器40检测到温度≥第一阈值，且小于第二阈值的情况下，控制微泵30开启，电磁阀50关闭；在温度传感器40检测到温度≥第二阈值的情况下，控制微泵30开启，电磁阀50开启。

其中，温度传感器40和电磁阀50可以分别为多个，前壳区11、镜腿区12和后脑区13内可以分别设置有至少一个温度传感器40。前壳管路21、镜腿管路22和后脑管路23中可以分别设置有至少一个电磁阀50。

在本申请中，根据VR整机(VR眼镜)热源布置、各区域换热量需求、各区域控温精度需求、整机重量、各区域重量分配等进行流路的选择和在流路上布置电磁阀50的个数。如前壳区11可采用单流路或多流路的流路设计。如针对镜腿区12布置有较强散热需求的器件，可采用单流路或多流路的流路设计。并且镜腿区12的多流路设计中可以配合在3条并联流路上布置3个电磁阀50，通过电磁阀50的开度可实现跨区传热量大小的调整，进而辅助实现前壳区11、镜腿区12、后脑区13域的精准温区分布控制。

在本申请中，可以在镜腿区12的靠近底部的流路支路增加电磁阀50，当检测到镜腿区12的温度过高时，可控制镜腿区12的两个电磁阀50关闭，因而从前壳区11流入的冷却工质仅通过靠近镜腿顶部的流路支路。通过镜腿区12的整体热量减小且热量集中靠近顶部区域，从而靠近耳廓区域的镜腿底部外壳表面的温度不再升高，甚至温度降低，实现区域的精细控温。

在本申请中，通过控制头戴显示设备100中的电磁阀50和微泵30转速，可实现传热路径的变换。本申请设计了一种控温算法，用于实时依据用户使用场景的自动控制传热路径和散热量大小。其中，输入层包括分布于前壳区11、镜腿区12、后脑区13的NTC，每个区域至少布置1颗(也可多颗)NTC，例如，可布置的4颗NTC，表征前额、左耳廓、右耳廓和后脑的温度。控制层为运行在芯片上的控温算法。主要实现统一处理输入层温度参数，并下发输出层电磁阀50开度和微泵30转速参数的软件算法。输出层为电磁阀50和微泵30，通过控制阀的开度和转速实现传热路径、散热量大小的调整。

如图12和图13所示，当检测的一颗或多颗NTC温度超过温度预警值(如对应检测区域的外壳高于33℃)，控温算法开始判断当前所属的具体工作温区从而选择工作模式类型。按工作模式的默认参数调整电磁阀50和微泵30的状态，并维持参数，或者根据细分的温区等级对微泵30转速进行精细的调节。其中，设定的默认参数温区和工作模式对应关系划分见表一，工作模式3的跨区液冷散热为本申请提供的特有模式。控温算法用于判断工作温区的温度，默认是所有检测区域的NTC最大值，也可以给不同区域的NTC配置不同的权重，得出的加权温度用于判断温区和表二中的温度等级。权重系数通过获取用户针对前额、耳廓、后脑的热舒适性优先级配置。可针对工作模式2和工作模式3对应的温区2和温区3，设定不同的温度等级区间，用户精细化调节每个温区的微泵30转速，从而VR前壳、耳廓和后脑外壳温度的精细化控制。

在本发明的一些具体实施方式中，头戴显示设备100的散热方法，其特征在于，散热方法还包括：

根据温度传感器40所检测的温度和/或用户体验需求，控制风扇60和微泵30单独工作或同时工作。

也就是说，本申请的头戴显示设备100中跨区液冷散热可与风冷结合，在发热源附近布置风冷流道，通过风扇60驱动的空气实现强迫对流换热和微泵30驱动的冷却工质的跨区传热，进一步提升整机散热能力。风扇60可根据散热需求布置在前壳区11、镜腿区12、后脑区13，数量可以是一个或多个。

其中，表三中工作模式3和4是本申请特有的工作模式。控温算法的整体框架在输入层增加用户温度舒适性、噪音优先级的参数，输出层增加对风扇60的控制。

如图12和图14所示，当温度低于温区4最小值，即属于温区1-3时，实现2的系统控温流程与实现1一致，控制参数增加了风扇60转速。而当温度属于温区4，即VR的整机温度较高时，控温算法耦合用户对前额、耳廓、后脑区13域温度优先级的选择和噪音体验优先级的选择，进行工作模式4和工作模式5的自动切换。即当用于前壳区11域的热舒适性重要程度高于其它区域，或者对噪音体验要求高时，切换为电磁阀50开启、以低噪音运行的微泵30和以低转速运行的低噪音风扇60，实现跨区低噪音利用整机进行散热的工作模式4。

而当用户倾向于前壳或后脑的温度舒适性体验，对噪音的要求降低时，选择关闭电磁阀50，以低噪音运行的微泵30和以超高转速运行的较高噪音风扇60，实现前壳区11域的集中散热以优化镜腿区12、后脑区13的温度的工作模式5。其中，关于不同区域温度优先级选择，噪音体验优先级选择的用户参数，通过软件交互的方式收集并保存在控温算法中。可实现适配不同用户人群的热、噪音综合体验最优。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种头戴显示设备，其特征在于，包括：

设备本体，所述设备本体包括前壳区、镜腿区和后脑区；

液冷管路，所述液冷管路设在所述设备本体内，且所述液冷管路位于所述前壳区、所述镜腿区和所述后脑区；

微泵，所述微泵设在所述液冷管路内，所述微泵能够驱动冷却工质在所述液冷管路内流动，以在所述前壳区、所述镜腿区和所述后脑区之间形成可跨区域的循环液冷流路。

2.根据权利要求1所述的头戴显示设备，其特征在于，所述液冷管路为单流路管路，位于所述前壳区、所述镜腿区和所述后脑区的管路相互串联以形成所述液冷管路。

3.根据权利要求1所述的头戴显示设备，其特征在于，还包括：控制模块，所述控制模块设在所述设备本体内，所述控制模块能够控制所述微泵的开启或关闭。

4.根据权利要求3所述的头戴显示设备，其特征在于，位于所述前壳区的管路为前壳管路，位于所述镜腿区的管路为镜腿管路，位于所述后脑区的管路为后脑管路，所述前壳管路、所述镜腿管路和所述后脑管路相互串联以形成所述液冷管路。

5.根据权利要求4所述的头戴显示设备，其特征在于，还包括：温度传感器和电磁阀，所述温度传感器设在所述设备本体内，所述电磁阀设在所述液冷管路中，在所述温度传感器检测到温度小于第一阈值的情况下，所述控制模块控制所述微泵关闭，所述电磁阀关闭；在所述温度传感器检测到温度大于等于所述第一阈值，且小于第二阈值的情况下，所述控制模块控制所述微泵开启，所述电磁阀关闭；在所述温度传感器检测到温度大于等于所述第二阈值的情况下，所述控制模块控制所述微泵开启，所述电磁阀开启。

6.根据权利要求5所述的头戴显示设备，其特征在于，所述温度传感器和所述电磁阀分别为多个，所述前壳区、所述镜腿区和所述后脑区内分别设有至少一个所述温度传感器，所述前壳管路、所述镜腿管路和所述后脑管路中分别设有至少一个所述电磁阀。

7.根据权利要求3所述的头戴显示设备，其特征在于，还包括：风扇，所述风扇设在所述前壳区和所述后脑区的至少一个区域内，所述控制模块能够控制所述风扇和所述微泵单独工作或同时工作。

8.根据权利要求1所述的头戴显示设备，其特征在于，还包括：管路翅片，所述管路翅片设在所述液冷管路上。

9.根据权利要求1所述的头戴显示设备，其特征在于，所述液冷管路的管体为圆管或椭圆管，且所述液冷管路的位于所述前壳区的管路在所述冷却工质的流动方向上呈曲线延伸，所述液冷管路的位于所述后脑区的管路为螺纹管。

10.一种头戴显示设备的散热方法，应用于权利要求1-9中任一项所述的头戴显示设备，其特征在于，所述散热方法包括以下步骤：

控制微泵开启，驱动冷却工质在液冷管路内流动；

控制所述冷却工质在所述前壳区、所述镜腿区和所述后脑区之间形成可跨区域的循环液冷流路。

11.根据权利要求10所述的头戴显示设备的散热方法，其特征在于，所述散热方法还包括：

在温度传感器检测到温度小于第一阈值的情况下，控制所述微泵关闭，电磁阀关闭；

在所述温度传感器检测到温度大于等于所述第一阈值，且小于第二阈值的情况下，控制所述微泵开启，所述电磁阀关闭；

在所述温度传感器检测到温度大于等于所述第二阈值的情况下，控制所述微泵开启，所述电磁阀开启。

12.根据权利要求11所述的头戴显示设备的散热方法，其特征在于，所述散热方法还包括：

根据所述温度传感器所检测的温度和/或用户体验需求，控制风扇和所述微泵单独工作或同时工作。

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