CN108108011A - 一种虚拟现实一体机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种虚拟现实一体机，涉及显示技术领域，能够避免产品硬件或光学系统升级导致壳体结构变化的问题。该虚拟现实一体机包括中框以及设置于中框一侧的前壳。虚拟现实一体机还包括设置于中框内的核心功能模块，该核心功能模块包括支架组件以及安装于支架组件上的显示模组。上述虚拟现实一体机用于实现虚拟现实显示。

Description

一种虚拟现实一体机

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种虚拟现实一体机。

背景技术

虚拟现实(英文全称Virtual Reality，英文简称：VR)技术，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统的技术。它利用计算机生成一种模拟环境，利用多源信息融合的交互式三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。

现有技术中，为了实现虚拟现实显示，虚拟现实设备通常包括壳体以及设置于壳体内部的显示屏、光学透镜组件、电路板等各个部件。在虚拟现实设备的组装过程中，需要将上述各个部件依次安装于壳体上。然而，当由于产品硬件或者光学系统需要升级时，需要对显示屏、光学透镜组件或电路板等多个部件的尺寸进行调整。在此情况下，为了适应升级后部件的尺寸，需要对壳体的结构重新进行设计，从而需要开发投入新的模具从而用于对新壳体进行制备。这样一来，将延长产品的生产和上市周期，降低产品的市场竞争能力。

发明内容

本发明的实施例提供一种虚拟现实一体机，避免产品硬件或光学系统升级导致壳体结构变化的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明实施例提供一种虚拟现实一体机，包括中框以及设置于所述中框一侧的前壳；其特征在于，所述虚拟现实一体机还包括设置于所述中框内的核心功能模块；所述核心功能模块包括支架组件以及安装于所述支架组件上的显示模组。

优选的，所述显示模组包括显示屏，以及位于所述显示屏显示侧的光学透镜组件；所述支架组件包括相对设置的第一支架和第二支架，所述显示屏安装于所述第一支架上；所述光学透镜组件安装于所述第二支架上。

优选的，所述显示屏包括左眼图像子屏和右眼图像子屏；所述第一支架包括位于同一水平面的第一左子支架和第一右子支架；所述左眼图像子屏和所述右眼图像子屏分别安装于所述第一左子支架和所述第一右子支架上。

优选的，所述光学透镜组件包括左透镜子组件和右透镜子组件；所述第二支架包括位于同一水平面的第二左子支架和第二右子支架；所述左透镜子组件和所述右透镜子组件分别安装于所述第二左子支架和所述第二右子支架上。

优选的，所述第一支架和所述第二支架之间设置有挡板，且所述挡板与所述第一支架和所述第二支架垂直；所述第二左子支架和所述第二右子支架分别设置于所述挡板的两侧。

优选的，所述显示模组还包括主控制电路板；所述支架组件包括用于安装所述主控制电路板的第三支架；所述第三支架位于所述第一支架和所述第二支架的同一侧，且该第三支架的两端分别连接所述第一支架和所述第二支架。

优选的，所述主控制电路板上安装有风扇；至少在所述中框上对应所述风扇的位置设置有镂空的散热窗。

优选的，所述前壳包括覆盖所述显示屏的第一表面，以及分别设置于第一表面两侧的第二表面和第三表面；至少在所述第二表面上设置有所述散热窗，所述第三表面与所述中框上设置有所述散热窗的表面位于所述第一表面的同一侧。

优选的，所述风扇为轴流风扇或离心风扇。

优选的，所述显示模组还包括接口板，所述支架组件还包括设置于所述第二支架侧面的第四支架，所述接口板安装于所述第四支架上。

优选的，所述支架组件与所述中框通过第一固定组件相连接；所述支架组件与所述前壳通过第二固定组件相连接；所述前壳与所述中框通过第三固定组件相连接。

优选的，还包括设置于所述中框另一侧的贴面组件，所述贴面组件与所述支架组件通过第四固定组件相连接。

优选的，所述第一固定组件、所述第二固定组件、所述第三固定组件以及所述第四固定组件中的任意一个固定组件包括相互配合的定位柱和螺纹孔或者相互配合的卡勾和卡槽。

优选的，所述前壳与所述显示屏之间设置有防尘网。

优选的，构成所述支架组件的材料包括金属材料。

本发明实施例提供一种虚拟现实一体机，包括中框以及安装于中框一侧的前壳。此外，该虚拟现实一体机还包括设置于中框内的核心功能模块。该核心功能模块包括支架组件以及安装于支架组件上的显示模组。由上述可知，由于显示模组安装于支架组件上，因此，当显示模组中的产品硬件或者光学系统需要升级而导致显示模组的一些部件的尺寸发生变化时，可以直接将核心功能模块从中框中拆解下来，并将显示模组中需要升级的部件从支架组件上拆解下来。然后，可以对支架组件的形状以及结构进行调整，使得升级后的部件仍然能够固定于支架组件上。这样一来，通过核心功能模块能够实现显示模组的模块化设计，使得当显示模组的一些部件的尺寸发生变化时，直接对核心功能模块进行调整，而无需对壳体，例如中框的形状和尺寸重新进行设计，从而可以减少模具开发的投入、缩短产品上市周期、形成产品线的家族特征。

附图说明

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获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种虚拟现实一体机的分解结构示意图；

图2为图1中显示模组安装于支架组件上的一种结构示意图；

图3为图1中的显示模组的具体结构示意图；

图4为图3中显示屏显示3D图像的原理示意图；

图5为图1中支架组件的具体结构示意图；

图6为图5中支架组件中的第一支架安装有显示屏的一种结构示意图；

图7为图5中支架组件中的第二支架安装有光学透镜组件的一种结构示意图；

图8为图1中的中框的具体结构示意图；

图9为图1中的前壳的具体结构示意图；

图10为虚拟现实一体机内部散热路径示意图；

图11为本发明实施例的另一种虚拟现实一体机的分解结构示意图；

图12为本发明实施例的一种虚拟现实一体机的一种外观结构示意图；

图13为用户佩戴图12所示的虚拟现实一体机的示意图。

附图标记：

01-VR一体机；10-中框；101-散热窗；102-固定环；103-调节带；104-按键组件；20-前壳；21-防尘网；30-核心功能模块；301-支架组件；310-第一支架；3101-第一左子支架；3102-第一右子支架；311-第二支架；3111-第二左子支架；3112-第二右子支架；312-挡板；313-第三支架；314-第四支架；302-显示模组；320-显示屏；3201-显示屏本体；3202-狭缝光栅；31-左眼图像子屏；32-右眼图像子屏；321-光学透镜组件；33-左透镜子组件；34-右透镜子组件；322-接口板；323-主控制电路板；40-贴面组件。

具体实施方式

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做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。

本发明提供一种虚拟现实一体机(以下简称VR一体机)，如图1所示，包括中框10以及安装于中框10一侧的前壳20。此外，该VR一体机还包括核心功能模块30，该核心功能模块30设置于中框10内。在此基础上，该核心功能模块30包括支架组件301以及显示模组302。其中，显示模组302如图2所示安装于支架组件301上。

由上述可知，由于显示模组302安装于支架组件301上，因此，当显示模组302中的产品硬件或者光学系统需要升级而导致显示模组302的一些部件的尺寸发生变化时，可以直接将核心功能模块30从中框10中拆解下来，并将显示模组302中需要升级的部件从支架组件301上拆解下来。然后，可以对支架组件301的形状以及结构进行调整，使得升级后的部件仍然能够固定于支架组件301上。这样一来，通过核心功能模块30能够实现显示模组302的模块化设计，使得当显示模组302的一些部件的尺寸发生变化时，直接对核心功能模块30进行调整，而无需对壳体，例如中框10的形状和尺寸重新进行设计，从而可以减少模具开发的投入、缩短产品上市周期、形成产品线的家族特征。

以下对上述支架组件301以及安装于该支架组件301上的显示模组302的具体结构进行详细的说明。

需要说明的是，该VR一体机主要通过显示模组302是能够实现3D显示。其中，显示模组302包括如图3所示显示屏320，该显示屏320能够显示出左眼图像和右眼图像，上述左眼图像和右眼图像分别通过左眼和右眼传达到大脑中后，通过大脑的合成作用后形成3D影像。

在此基础上，为了使得该显示屏320能够显示出上述左眼图像和右眼图像，例如，上述显示屏320可以如图4所示包括显示屏本体3201以及位于显示屏本体3201显示侧的狭缝光栅3202。该狭缝光栅3202是一种由多个间隔设置的遮光条纹构成的光学器件。用户的左眼可以通过狭缝光栅3202的狭缝区域看到显示屏本体3201上的一部分像素(例如多个像素B)提供的左眼图像。用户的右眼可以通过狭缝光栅3202的狭缝区域看到显示屏本体3201的另一部分像素(例如多个像素A)提供的右眼图像。

在此情况下，上述支架组件301，如图5所示，可以包括第一支架310，该显示屏320安装于上述第一支架310上。由于显示屏320的外形通常为矩形，因此上述第一支架310可以为矩形框，而上述显示屏320固定于该矩形框内。

需要说明的是，本发明对显示屏320具体的固定方式不做限定，例如可以采用粘合的方式，或者在第一支架310上设置固定位置，通过固定件将上述显示屏320安装于上述固定位置处。其中，上述固定件包括螺纹连接件、卡合件等。

或者，又例如，上述显示屏320如图6所示，可以包括用于显示左眼图像的左眼图像子屏31和用于显示右眼图像的右眼图像子屏32。

在此情况下，上述第一支架310包括位于同一水平面的第一左子支架3101和第一右子支架3102。其中，左眼图像子屏31和右眼图像子屏32分别安装于第一左子支架3101和第一右子支架3102上。同理，由于左眼图像子屏31和右眼图像子屏32的外形通常为矩形，因此第一左子支架3101和第一右子支架3102也可以为矩形框，以将上述左眼图像子屏31和右眼图像子屏32分别固定于上述不同的矩形框内。其中，左眼图像子屏31和右眼图像子屏32的固定方式与显示屏320的固定方式相同。

此外，为了提高VR显示的3D效果，该VR一体机提供的显示画面需要具有一定的感知深度，使得用户能够根据眼睛所见的物体大小，推测物体的距离，以感知到物体的实际大小，从而能够进一步增强虚拟现实的现实感。为了达到上述目的，该显示模组302如图3所示还位于显示屏320显示侧的光学透镜组件321。

其中，光学透镜组件321如图7所示，包括与左眼位置相对应的左透镜子组件33，以及与用眼位置相对应的右透镜子组件34。左透镜子组件33和右透镜子组件34中的任意一个透镜子组件至少包括一个中心厚边缘薄的透镜，从而使得左透镜子组件33和右透镜子组件34能够对光源分别入射至用户左眼和右眼正晶状体的角度进行修正，以重新被人眼读取，使得近处的物体会比远处的更快进入视网膜，且近处的物体相对于远处的物体看起来更具立体感。

在此情况下，上述支架组件301如图5所示包括与第一支架310相对设置的第二支架311，该光学透镜组件321安装于第二支架311上。

具体的，当光学透镜组件321包括上述左透镜子组件33和右透镜子组件34时，该第二支架311如图7所示包括位于同一水平面的第二左子支架3111和第二右子支架3112。

在此情况下，光学透镜组件321的安装方式为，将左透镜子组件33和右透镜子组件34分别安装于第二左子支架3111和第二右子支架3112上。由于左透镜子组件33和右透镜子组件34通常为圆形，因此优选的第二左子支架3111和第二右子支架3112为圆环状，从而可以将左透镜子组件33和右透镜子组件34分别固定于上述不同的圆环内。其中，本发明对光学透镜组件321的具体固定方式不做限定。

由上述描述可知，为了实现3D显示，用户的左眼和右眼需要分别接收左眼图像和右眼图像，如果左眼图像和右眼图像发生串扰，并被用户的眼睛接收，将会降低3D显示的效果，甚至导致无法正常显示3D画面。因此，为了避免左眼图像和有眼图像之间存在串扰，优选的，该支架组件301如图5所示，还包括设置与第一支架310和第二支架311之间的挡板312，且该挡板312与第一支架310和第二支架311垂直。

在此基础上，上述第二支架311中的第二左子支架3111和第二右子支架3112分别设置于挡板312的左、右两侧，这样一来，挡板312能够对透过安装于第二左子支架3111上的左透镜子组件33的左眼图像和透过安装于第二右子支架3112上的右透镜子组件34的右眼图像进行隔离，从而减小了左眼图像和右眼图像发生串扰的几率。

此外，为了实现VR显示，该显示模组302如图3所示，还包括用于安装应用处理器(英文全称：Application Processor，英文简称AP)的主控制电路板323。该应用处理器能够控制显示屏320进行3D图像显示。

在此情况下，该支架组件301如图5所示，包括用于安装上述主控制电路板323的第三支架313。该第三支架313位于第一支架310和第二支架311的同一侧，且该第三支架313的两端分别连接第一支架310和第二支架311。这样一来，相对于现有技术将控制电路板323安装于显示屏320非显示侧的方案而言，通过上述第三支架313可以将控制电路板323安装于第三支架313，使得控制电路板323位于显示屏320的顶部，从而可以减小整个显示模组302的厚度。其中，显示模组302的厚度所在的方向与显示屏320的厚度所在的方向相同。

需要说明的是，本文中，“左”“右”、“顶”等方位术语是相对于附图中的显示模组302中各个部件的示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据显示模组302所放置的方位的变化而相应地发生变化。

在此基础上，随着应用处理器运算和图形处理能力的提升，应用处理器的发热量也随之增加。这样一来，如果热量无法及时散去，会降低应用处理器以及其他部件的使用寿命。

为了解决应用处理器的散热问题，优选的，上述显示模组302还包括在主控制电路板323上安装的风扇(图中未示出)。风扇在转动的过程中，能够增加主控制电路板323上应用处理器周围的空气流速，从而达到降低应用处理器表面温度的作用。

其中，本发明对上述风扇的类型不做限定，例如可以为轴流风扇或离心风扇。

在此基础上，为了使得应用处理器产生的热量能够尽快从VR一体机内散出去，避免该热量对其他部件造成影响。优选的，如图8所示，至少在中框10上对应上述风扇的位置(即主控制电路板323上风扇的安装位置)设置有镂空的散热窗101。镂空的散热窗101由多个间隔设置的防尘条构成。

在此情况下，将安装有显示模组302的支架组件301(即上述核心功能模块30)安装于中框10内后，风扇的上方即设置有上述散热窗101。这样一来，风扇在旋转的过程中，增加主控制电路板323上应用处理器周围的空气流速，使得流动的空气快速将应用处理器产生的热量从上述散热窗101中带出，以达到提升散热效果的作用。

基于此，为了进一步提高散热效果，如图9所示，前壳20如图9所示，可以包括用于覆盖显示屏320的第一表面C1，以及分别设置于第一表面C1两侧的第二表面C2和第三表面C3。

其中，至少在第二表面C2上设置有上述散热窗101，且如图10所示，第三表面C3与中框10上设置有散热窗101的表面位于第一表面C1的同一侧。在此情况下，中框10上的散热窗101位于上方，而前壳20的第二表面C2的散热窗101位于下方。在此情况下，当将上述核心功能模块30安装于中框10内，并将前壳20安装在中框10上，以将核心功能模块30封装在中框10内时，风扇转动开始转动并通过前壳20的底部即第二表面C2上设置的散热窗101，沿图10中箭头所示的方向将外界温度较低的空气吸收至中框10内。此外，显示模块302上主控制电路板323上的热量在风扇转动的作用下沿箭头向两端散去，并在风扇的持续煽动下，中框10内的热量可以从中框10上的与风扇位置相对应的散热窗101散去。

在此基础上，当前壳20顶部即第三表面C3上也设置散热窗101时，中框10内的热量也可以通过该散热窗101散出。

当然，上述仅仅是对散热窗101的设置位置的举例说明，本领域技术人员还可以根据实际需要增加散热窗101的数量，例如可以在中框10的底部增加上述散热窗101。

进一步的，当构成上述支架组件301的各个部件，例如第一支架310、第二支架311、挡板312等均采用金属材料制成时，能够利用金属材料良好的导热效果，从而达到进一步加散热效果的目的。此外，采用金属材料构成上述支架组件301，还能够提高该支架组件301的刚度。

此外，为了满足用户的不同需求，上述VR一体机需要设置用于输入高清资源的高清晰度多媒体接口(英文全称：High Definition Multimedia Interface，中文全称HDMI)以及U盘接口等。因此，上述显示模组302如图3所示，还包括用于连接上述接口的接口板322.

在此情况下，该支架组件301还包括设置于第二支架311侧面的第四支架314，上述接口板322安装于第四支架314上。这样一来，不仅可以将接口板322安装于支架组件301上，以实现模块化设计，此外，通过将第四支架314设置于第二支架311的侧面，从而可以使得安装于支架组件301上的接口板322位于支架组件301外面，从而方便与中框10上设置的接口相对接。

以下对上述VR一体机中的各个部件之间的连接方式，以及各个部件的组装顺序进行详细的说明。

具体的，首先，将如图3所示的显示组件302中的各个部件对应安装于如图5所示的支架组件301上的不同支架上，以形成如图11所示的核心功能模块30。

然后，将支架组件301与中框10通过第一固定组件相连接，以将上述核心功能模块30安装于中框10内。

接下来，为了避免外界尘土进入VR一体机内，对其内部器件，例如显示屏320造成影响，优选的，如图11所示，在前壳20于显示屏320之间安装至少一个防尘网21。

然后，将支架组件301与前壳20通过第二固定组件相连接，且将前壳20与中框10通过第三固定组件相连接。

最后，上述VR一体机如图11所示，还包括设置于所述中框另一侧的贴面组件40，将该贴面组件40与支架组件301通过第四固定组件相连接，从而完成了VR一体机的组装，组装后的VR一体机01如图12所示。

综上所述，支架组件301的前端与通过第二固定组件与前壳20相连接，且支架组件301的中部通过第一固定组件与中框10相连接，此外，支架组件301的后端通过第四固定组件与贴面组件40相连接。这样一来，使得支架组件301在前、中、后三个方位均受力，从而使得整个支架组件301受力均匀，避免一端受力不均导致支架组件301发生变形。

需要说明的是，上述第一固定组件、第二固定组件、第三固定组件以及第四固定组件(图中未示出)中的任意一个固定组件包括相互配合的定位柱和螺纹孔。其中，上述螺纹孔可以通过模内注模的方式制作于某一部件，例如，对于用于将支架组件301与前壳20相连接的第二固定组件而言，该第二固定组件包括分别在支架组件301上和前壳20上制作的螺纹孔，还包括用于穿过上述两个螺纹孔，并将支架组件301上和前壳20相连接的定位柱。

或者上述固定组件包括相互配合的卡勾和卡槽。例如，对于用于将支架组件301与中框10相连接的第一固定组件而言，该第一固定组件包括设置于支架组件301上的卡勾，以及设置于中框10上与上述卡勾相配合的卡槽。其他固定组件的设置方式同上所述，此处不再赘述。

此外，本发明对上述第一固定组件、所述第二固定组件、所述第三固定组件以及第四固定组件的具体设置位置不做限定。

进一步的，为了方便用户佩戴上述VR一体机，如图12或图8所示，该VR一体机的中框10上设置有用于安装如图13所示的调节带103的固定环102。这样一来，用户在使用上述VR一体机01时，可以将上述VR一体机01的贴面组件40的一侧贴合于面部，然后将固定环102上的调节带103戴在头上，并根据自身的头围对调节带进行调整，以达到最佳的佩戴效果。

此外，该中框10上还设置有按键组件104，该案件组件104可以包括声音调节键、画面调节键或者开关键等等，本发明对此不做限定。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种虚拟现实一体机，包括中框以及设置于所述中框一侧的前壳；其特征在于，所述虚拟现实一体机还包括设置于所述中框内的核心功能模块；所述核心功能模块包括支架组件以及安装于所述支架组件上的显示模组。

2.根据权利要求1所述的虚拟现实一体机，其特征在于，所述显示模组包括显示屏，以及位于所述显示屏显示侧的光学透镜组件；

所述支架组件包括相对设置的第一支架和第二支架，所述显示屏安装于所述第一支架上；所述光学透镜组件安装于所述第二支架上。

3.根据权利要求2所述的虚拟现实一体机，其特征在于，所述显示屏包括左眼图像子屏和右眼图像子屏；

所述第一支架包括位于同一水平面的第一左子支架和第一右子支架；所述左眼图像子屏和所述右眼图像子屏分别安装于所述第一左子支架和所述第一右子支架上。

4.根据权利要求2所述的虚拟现实一体机，其特征在于，所述光学透镜组件包括左透镜子组件和右透镜子组件；

所述第二支架包括位于同一水平面的第二左子支架和第二右子支架；所述左透镜子组件和所述右透镜子组件分别安装于所述第二左子支架和所述第二右子支架上。

5.根据权利要求4所述的虚拟现实一体机，其特征在于，所述第一支架和所述第二支架之间设置有挡板，且所述挡板与所述第一支架和所述第二支架垂直；

所述第二左子支架和所述第二右子支架分别设置于所述挡板的两侧。

6.根据权利要求2所述的虚拟现实一体机，其特征在于，所述显示模组还包括主控制电路板；

所述支架组件包括用于安装所述主控制电路板的第三支架；所述第三支架位于所述第一支架和所述第二支架的同一侧，且该第三支架的两端分别连接所述第一支架和所述第二支架。

7.根据权利要求6所述的虚拟现实一体机，其特征在于，所述主控制电路板上安装有风扇；

至少在所述中框上对应所述风扇的位置设置有镂空的散热窗。

8.根据权利要求7所述的虚拟现实一体机，其特征在于，所述前壳包括覆盖所述显示屏的第一表面，以及分别设置于第一表面两侧的第二表面和第三表面；

至少在所述第二表面上设置有所述散热窗，所述第三表面与所述中框上设置有所述散热窗的表面位于所述第一表面的同一侧。

9.根据权利要求7或8所述的虚拟现实一体机，其特征在于，所述风扇为轴流风扇或离心风扇。

10.根据权利要求2所述的虚拟现实一体机，其特征在于，所述显示模组还包括接口板，所述支架组件还包括设置于所述第二支架侧面的第四支架，所述接口板安装于所述第四支架上。

11.根据权利要求1所述的虚拟现实一体机，其特征在于，所述支架组件与所述中框通过第一固定组件相连接；

所述支架组件与所述前壳通过第二固定组件相连接；

所述前壳与所述中框通过第三固定组件相连接。

12.根据权利要求1所述的虚拟现实一体机，其特征在于，还包括设置于所述中框另一侧的贴面组件，所述贴面组件与所述支架组件通过第四固定组件相连接。

13.根据权利要求12所述的虚拟现实一体机，其特征在于，所述第一固定组件、所述第二固定组件、所述第三固定组件以及所述第四固定组件中的任意一个固定组件包括相互配合的定位柱和螺纹孔或者相互配合的卡勾和卡槽。

14.根据权利要求2所述的虚拟现实一体机，其特征在于，所述前壳与所述显示屏之间设置有防尘网。

15.根据权利要求1所述的虚拟现实一体机，其特征在于，构成所述支架组件的材料包括金属材料。