CN109069921A - 虚拟现实插接站 - Google Patents

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Abstract

本主题涉及无线虚拟现实(VR)插接站。在本主题的示例实现方式中，无线VR插接站包括设置在无线VR插接站的边框上的第一阵列天线和第二阵列天线。第一阵列天线和第二阵列天线中的每一个都具有全向辐射图案并且被折叠成两部分，使得第一部分在边框的一侧上发射信号，并且第二部分在边框的另一侧上发射信号。

Description

虚拟现实插接站
背景技术
虚拟现实(VR)设备通过让用户参与VR设备的显示单元上显示的仿真环境，为用户提供沉浸式的虚拟体验。VR设备通常佩戴在用户的头部周围，使得VR设备的显示单元覆盖眼睛并且搁置在用户的脸上。VR设备典型地通过电缆连接到插接站(docking station)，诸如计算系统，游戏站，智能电话，多媒体内容通过所述电缆流送到VR设备。
附图说明
参考附图描述详细的说明。应当注意，说明书和附图仅仅是本主题的示例，并不意味着表示主题本身。
图1图示了根据本主题的示例实现方式的实现虚拟现实(VR)插接站的通信环境；
图2图示了根据本主题的示例实现方式的VR插接站；以及
图3图示了根据本主题的示例实现方式的形成无线VR插接站的方法。
具体实施方式
本主题涉及无线虚拟现实(VR)插接站。所描述的技术允许无线VR插接站在所有方向上无线地交换数据，由此允许VR插接站和VR设备之间的全向通信。虽然已经参考VR设备描述了本主题的技术，但是要注意的是：所述技术也可以在其他通信设备(诸如增强现实(AR)设备)中实现。
通常，VR插接站通过有线连接(诸如高清多媒体接口(HDMI)电缆或通用串行总线(USB)电缆)连接到VR设备，诸如头戴式耳机，头盔(headgear)或头戴式显示器(HMD)。有线连接允许VR插接站将数据(诸如多媒体内容)传送到VR设备。然而，有线连接约束了VR插接站与VR设备的通信范围，并且还限制了在被连接到VR插接站时用户自由移动的能力。
对于无线通信，一些插接站配备有无线天线。这种天线具有有限的覆盖范围和传输特性以传送信号，并且因此信号在接收期间可能具有抖动或延迟。这种信号接收可能影响VR设备处多媒体内容的无缝呈现，由此影响用户的虚拟体验。而且，天线的有限覆盖范围可能约束用户参与交互式多媒体，其包括频繁的用户移动以及VR设备的位置和取向的变化。
根据本主题的示例实现方式，描述了用于促进无线VR插接站与VR设备之间的无线通信的技术。所描述的技术允许VR设备和VR插接站之间以高数据交换率在所有方向上进行通信。此外，所描述的技术允许不间断地交换数据以无缝地向VR设备提供多媒体内容。此外，所描述的技术允许在所有方向上辐射信号，由此促进用户的自由移动以及VR设备的位置或取向的变化。
在本主题的示例实现方式中，描述了无线VR插接站。无线VR插接站可以与VR设备通信，以通过无线信号将数据(诸如多媒体内容)传送到VR设备。VR插接站的示例可以是游戏站或计算设备(诸如膝上型的，台式的和平板式的)，其具有带有由边框围绕的显示屏的显示区域。
根据本主题的示例，VR插接站包括设置在VR插接站的边框上的第一位置处的第一阵列天线。例如，第一阵列天线可以放置在边框的一端内。第一阵列天线折叠成两部分并放置在边框内，使得第一部分可以在边框的一侧上发射无线信号，并且第二部分可以在边框的另一侧上发射无线信号。
此外，第二阵列天线设置在第二位置(例如边框的相对端)。在示例中，选择边框上的第一位置和第二位置以便为由布置在这样的位置处的第一阵列天线和第二阵列天线发射的无线信号提供宽广的覆盖范围。
类似于第一阵列天线，第二阵列天线被折叠成两部分并放置在边框内，使得第一部分可以在边框的一侧上发射无线信号，并且第二部分可以在边框的另一侧上发射无线信号。
第一阵列天线和第二阵列天线具有全向辐射图案，并且因此在所有方向上发射和接收无线信号。在示例中，第一阵列天线和第二阵列天线可以基于无线千兆比特联盟(WGA)或WiGig通信协议以大约60千兆赫兹(GHz)操作。采用60GHz的频率发射无线信号可以允许在无线VR设备和插接站之间高效且可靠地传输多媒体内容。
因此，利用处于折叠状态并设置在边框上的不同位置处的阵列天线增大了无线信号的覆盖范围和与VR设备的通信范围，由此促进了在与VR设备结合时用户的自由移动，并增强了用户的虚拟体验。此外，基于WiGig协议以大约60GHz操作的阵列天线允许VR插接站和VR设备之间高效且无缝的数据传输。
参考图1，图2和图3进一步描述本主题。应注意，说明书和附图仅说明了本主题的原理。可以构思出各种布置，尽管本文没有明确地描述或示出所述各种布置，但是所述各种布置都包含本主题的原理。此外，本文记载本主题的原理，方面和示例及其具体示例的所有陈述旨在涵盖其等同物。
图1图示了根据本主题的示例实现方式的通信环境100。通信环境100包括与VR设备104通信的无线VR插接站102。无线VR插接站102可以是计算设备(诸如台式计算机，手持式计算设备，膝上型，便携式计算机，网络计算机)，或无线手持设备(诸如移动电话，个人数字助理(PDA)，智能电话移动顶级移动设备和支持多媒体的电话)，其能够无线地将数据流送到无线VR设备102。在另一示例中，VR插接站102可以是游戏站或游戏机，用以执行基于视频的游戏并将与游戏相关的数据传送到VR设备104。此外，VR插接站102可以包括显示区域，所述显示区域包括显示屏106和围绕显示屏106的边框108。
VR设备104可以是VR头戴式耳机或具有与无线VR插接站102无线通信的天线的头盔。VR设备104可以包括头带110和显示单元112，使得头带110在绑在用户的头部周围时可以在用户的眼睛周围支撑显示单元112。
在示例实现方式中，无线VR插接站102可以连接到通信网络(未示出)，所述通信网络可以是无线网络或有线网络，或其组合。通信网络可以是彼此互连并且用作单个大型网络(诸如互联网或内联网)的个体网络的集合。可以将少数或所有通信网络实现为不同类型的网络(诸如局域网(LAN)，广域网(WAN)，无线局域网(WLAN)等)之一。此外，通信网络可以是专用网络或共享网络，其表示使用各种协议以相互通信的不同类型的网络的关联，各种协议例如超文本传输协议(HTTP)，传输控制协议/网际协议(TCP/IP)和无线应用协议(WAP)。
在本主题的示例实现方式中，第一阵列天线114-1和第二阵列天线114-2可以分别设置在边框108内的第一位置和第二位置处。为了解释起见，在下文中，第一阵列天线114-1和第二阵列天线114-2可以共同地被称为阵列天线114并且单个地称为阵列天线114。第一阵列天线114-1和第二阵列天线114-2具有全向辐射图案，用以在所有方向上发射无线信号。在示例中，阵列天线114可以基于无线千兆比特联盟(WiGig)通信协议以60千兆赫兹(GHz)发射信号。
第一阵列天线114-1和第二阵列天线114-2设置在边框108内，使得阵列天线114在边框108的两侧上发射无线信号。例如，如果第一阵列天线114-1设置在边框108的顶角处，则第一阵列天线114-1在边框108的前侧上发射无线信号，使得在边框的前侧处的VR设备可以接收由无线VR插接站102所发射的信号。此外，第一阵列天线114-1可以在另一侧(诸如边框108的后侧)发射信号，以在边框108的后侧处将信号发射到VR设备104。在边框108的两侧中发射无线信号增大了无线信号的覆盖范围。
尽管本主题描述了将第一阵列天线114-1和第二阵列天线114-2设置在边框108内，但是阵列天线114可以设置在VR插接站102内的任何其他位置处，使得阵列天线114可以在没有任何物理障碍的情况下无线地将信号发射到VR设备104。
此外，从阵列天线114发射的信号已经提高了信号强度，使得信号在没有任何数据丢失的情况下到达VR设备104。这样的信号允许在对信号接收没有任何中断的位置或取向向VR设备104传送高质量数据和信息。
在示例中，可以选择第一位置和第二位置，使得布置在相应位置处的阵列天线114可以覆盖无线信号的发射和接收的宽广角度。
本主题中描述的技术允许VR设备104在用户移动期间不间断地接收信号，由此提供无缝数据传输并增强用户的虚拟体验。
已经结合现有附图的描述进一步解释了VR插接站102的功能的详细说明。
图2图示了根据本主题的示例实现方式的无线VR插接站102。无线VR插接站102包括由边框108围绕的显示屏106。第一阵列天线114-1和第二阵列天线114-2设置在边框108内，用以将无线信号发射到VR设备104。
在示例实现方式中，第一阵列天线114-1和第二阵列天线114-2可以包括多个天线，每个天线用于将无线信号发射到VR设备104。在示例中，第一阵列天线114-1和第二阵列天线114-2均可以包括五个天线。来自多个天线中的每个天线可以是环形天线，菱形天线，槽形天线，抛物面天线和螺旋形天线中的一种。第一阵列天线114-1和第二阵列天线114-2可以发射具有全向辐射图案的信号，使得VR设备104可以在任何方向上接收无线信号。此外，阵列天线可以在三维空间中均匀地发射信号。
在示例实现方式中，第一阵列天线114-1和第二阵列天线114-2可以采用特高频(UHF)带，超高频(SHF)带和极高频(EHF)带之一发射信号。在示例中，第一阵列天线114-1和第二阵列天线114-2可以基于WiGig通信协议以60GHz发射信号。信号以60GHz的发射可以允许数据和多媒体内容在VR设备104和VR插接站102之间无缝和高速传输。
在示例中，第一阵列天线114-1和第二阵列天线114-2可以使用已知的三维(3D)打印技术印制在柔性印刷电路板(FPCB)上以形成片上天线。FPCB为第一阵列天线114-1和第二阵列天线114-2提供灵活性，以便采用不同的对准和状态设置在边框108之内。
在示例中，第一阵列天线114-1和第二阵列天线114-2可以折叠成两部分并且可以放置在显示屏106周围，使得第一阵列天线114-1和第二阵列天线114-2中的每一个围绕显示屏106的边缘的一部分。第一部分116-1位于显示屏106的一侧上并且可以在边框108的所述侧上发射信号，并且第二部分116-2位于显示屏106的另一侧上并且可以在边框108的另一侧发射信号。例如，第一部分116-1可以在区域118-1中发射信号，并且第二部分116-2在区域118-2中发射信号。为了解释起见，在下文中，区域118-1和118-2也分别被称为第一方向和第二方向。在示例中，由第一阵列天线114-1和第二阵列天线114-2的每个部分发射的无线信号覆盖120°的角度。
此外，VR插接站102可以包括用于确定VR设备104相对于无线VR插接站102的位置的感测单元。感测单元然后可以基于所确定的VR的位置调整第一阵列天线114-1和第二阵列天线114-2的信号，以便在VR插接站102和VR设备104之间进行数据的方向性交换和形成波束。
例如，如果VR设备104位于与显示屏106相对并且面向显示屏106的区域内，则感测单元可以确定VR设备104的位置并调整由第一阵列天线114-1和第二阵列天线114-2发射的无线信号的辐射图案。可以通过利用诸如波束形成的技术来调整辐射图案，以形成波束并将波束发射到VR设备104。在示例中，感测单元可以利用信号参数(诸如信号的波长，频率，相位和幅度)并执行信号的相长干涉以形成波束。如此获得的波束可能已经提高了信号强度，并且可以由VR设备104以最小或没有数据丢失来接收，由此提供数据到VR设备104的无缝传输。在示例中，感测单元可以确定VR设备104相对于无线VR插接站102的方向，并且在确定的方向上与VR设备104执行数据通信。
在操作中，无线VR插接站102的感测单元可以确定VR设备104的位置并将无线信号发射到VR设备104。如较早前所述，感测单元可以调整从第一阵列天线114-1和第二阵列天线114-2发射的无线信号以形成波束并且在VR设备104的方向上发射波束。VR设备104然后可以接收无线信号并处理所述信号以在显示单元112上向用户显示实时视频或任何其他多媒体内容。
此后，如果用户移动到新位置，则感测单元可以确定新位置并调整来自第一阵列天线114-1和第二阵列天线114-2的信号，以在新位置处将所调整的信号采用波束形式发射到VR设备104。
图3图示了用于形成无线VR插接站的方法300。其中描述方法300的次序不旨在被解释成限制，并且任何数量的所描述的方法块可以被以任何次序组合来实现方法300或可替代方法。
此外，尽管在图3中描述的示例中，方法300可以在各种插接站(诸如计算环境的计算系统)中实现，但是为了便于解释，方法300在前述的无线VR插接站102的情境中予以解释。
参考图3，在本主题的实现方式中，在框302处，在多个印刷电路板(PCB)上印制天线阵列以形成多个阵列天线。在示例中，多个阵列天线可以包括两个阵列天线，并且每个阵列天线可以包括多个天线，例如五个天线，用于发射无线信号。在示例中，可以使用已知的3D打印技术在PCB上印制天线阵列。
在框304处，将多个阵列天线设置在无线VR插接站的边框上。来自多个阵列天线中的每个阵列天线采用全向图案发射信号。此外，每个阵列天线被折叠成两部分，使得阵列天线的第一部分在第一方向上发射信号，并且阵列天线的第二部分在与第一方向相反的第二方向上发射信号。每个阵列天线基于WiGig通信协议以60GHz发射信号。在示例实现方式中，多个阵列天线设置在无线VR插接站102的边框108上。
在示例实现方式中，可以确定VR设备104相对于VR插接站102的位置，并且可以调整来自多个阵列天线中的每个阵列天线的信号以用于传送数据。例如，可以在确定的位置中将实时视频传送到VR设备104。在示例中，可以通过波束形成和方向性交换将数据传送到VR设备104。
在另一示例实现方式中，PCB可以是柔性印刷电路板(FPCB)。FPCB为多个阵列天线提供灵活性，以便采用不同的对准和状态布置在无线VR插接站102内。
因此，所描述的技术增大无线信号的覆盖范围和无线VR插接站与VR设备的通信范围，由此促进在与VR设备结合时用户的自由移动并增强用户的虚拟体验。此外，基于WiGig协议以大约60GHz操作阵列天线允许在VR插接站和VR设备之间有高效且无缝的数据传输。
尽管已经采用特定于结构特征和/或方法的语言描述了本主题的实现方式，但是应该理解，本主题不必限制于所描述的具体特征或方法。相反，具体特征和方法是在本主题的一些实施方式的情境中公开和解释的。

Claims (15)

1.一种无线虚拟现实(VR)插接站，包括：
第一阵列天线，设置在VR插接站的边框上的第一位置处，第一阵列天线具有全向辐射图案，其中第一阵列天线被折叠成两部分，使得第一阵列天线的第一部分用于在边框的一侧上发射信号，并且第一阵列天线的第二部分用于在边框的另一侧上发射信号；和
第二阵列天线，设置在边框的第二位置处，第二阵列天线具有全向辐射图案，其中第二阵列天线被折叠成两部分，使得第二阵列天线的第一部分用于在边框的一侧上发射信号，并且第二阵列天线的第二部分在边框的另一侧上发射信号。
2.如权利要求1中所主张的无线VR插接站，还包括感测单元，其中所述感测单元用于：
确定VR设备相对于VR插接站的位置；以及
基于VR设备的所确定位置，调整第一阵列天线和第二阵列天线的信号，用以进行数据的方向性交换和波束形成。
3.如权利要求1中所主张的无线VR插接系统，其中，第一阵列天线和第二阵列天线各自包括至少五个天线。
4.如权利要求1中所主张的无线VR插接系统，其中，第一阵列天线和第二阵列天线中的至少一个的第一部分和第二部分围绕设置在边框内的显示屏的边缘的一部分。
5.如权利要求1中所主张的无线VR插接站，其中，第一阵列天线和第二阵列天线作为片上天线印制在柔性印刷电路板(FPCB)上。
6.如权利要求5中所主张的无线VR插接站，其中由第一阵列天线和第二阵列天线的第一部分和第二部分中的至少一个提供的信号的覆盖范围是大约120°。
7.如权利要求1中所主张的无线VR插接站，其中，基于无线千兆比特联盟(WiGig)通信协议，第一阵列天线和第二阵列天线中的每一个以大约60千兆赫兹(GHz)与VR设备通信。
8.一种形成无线虚拟现实(VR)插接站的方法，所述方法包括：
在多个印刷电路板(PCB)上印制天线阵列以形成多个阵列天线；
将多个阵列天线设置在无线VR插接站的边框上，其中来自多个阵列天线中的每个阵列天线以全向图案发射信号，并且每个阵列天线被折叠成两部分，使得阵列天线的第一部分用于在第一方向上发射信号，并且阵列天线的第二部分用于在与第一方向相反的第二方向上发射信号，并且其中每个阵列天线基于无线千兆比特联盟(WiGig)通信协议以60千兆赫(GHz)发射信号。
9.如权利要求8中所主张的方法，还包括确定VR设备相对于VR插接站的位置，以调整多个阵列天线中的每一个的信号，以在确定的位置中将数据传送到VR设备。
10.如权利要求9中所主张的方法，其中通过波束形成和方向性交换将数据传送到VR设备。
11.如权利要求8中所主张的方法，其中，所述多个阵列天线包括至少两个阵列天线。
12.如权利要求8中所主张的方法，其中，所述多个阵列天线中的每一个包括至少五个天线。
13.如权利要求8中所主张的方法，其中，PCB是柔性印刷电路板(FPCB)。
14.如权利要求8中所主张的方法，其中，所述多个阵列天线中的每一个无线地将与实时视频相关联的数据传送到至少一个VR设备。
15.如权利要求8中所主张的方法，其中，由来自多个阵列天线中的至少一个阵列天线的第一部分和第二部分中的至少一个提供的信号的覆盖范围是大约120°。
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