CN109586128B - 一种信号传输设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信号传输设备，应用于VR显示设备和主机之间的信号传输，包括：导电滑环和HDMI数据线，所述导电滑环通过所述HDMI数据线分别和VR显示设备以及主机相连接；所述导电滑环的特性阻抗和所述HDMI数据线的差分阻抗的大小相匹配。本发明中提供的信号传输设备，提高了VR显示设备和主机之间信号传输的性能，提高了VR显示设备视频显示的质量。

Description

一种信号传输设备

技术领域

本发明涉及VR技术领域，特别是涉及一种信号传输设备。

背景技术

VR是显示虚拟的缩写，是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，为使用者提供关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身临其镜。

VR头戴显示器是虚拟显示应用中的三维图形显示与观察设备，与电脑主机相连通过HDMI线缆传输视频信号，通过USB线缆传输基站定位信号。当VR头戴显示器应用于旋转平台时，需要一种能够实现HDMI/USB信号旋转传输的产品，也即导电滑环。

但在实际应用过程中采用导电滑环和HDMI线缆连接VR显示设备和主机，会出现比较大的信号反射和衰减的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种信号传输设备，解决了VR显示设备和主机之间信号传输出现衰减和反射的问题，提高了视频信号的传输质量。

为解决上述技术问题，本发明提供一种信号传输设备，应用于VR显示设备和主机之间的信号传输，包括：

导电滑环和HDMI数据线，所述导电滑环通过所述HDMI数据线分别和VR显示设备以及主机相连接；所述导电滑环的特性阻抗和所述HDMI数据线的差分阻抗的大小相匹配。

其中，所述导电滑环的特性阻抗和所述HDMI数据线的差分阻抗的大小相匹配具体为：

所述导电滑环的特性阻抗和所述HDMI数据线的差分阻抗的差值不大于10欧姆。

其中，所述HDMI数据线的线芯为TPFE绝缘材质的线芯，所述HDMI数据线的线芯和所述导电滑环的导电环或电刷丝焊接。

其中，所述导电滑环为USB信号滑环和视频信号滑环组合而成的滑环，其中，所述USB信号滑环和所述视频信号滑环之间设置有物理隔离设备；

所述USB信号滑环通过USB数据线分别和所述VR显示设备以及所述主机连接，所述视频信号滑环通过所述HDMI数据线分别和所述VR显示设备以及所述主机连接。

其中，所述USB信号滑环为带有通孔的筒状滑环，所述视频信号滑环为圆柱形的实芯滑环，且和所述视频信号滑环相连接的HDMI数据线从所述筒状滑环的通孔中穿过。

其中，所述视频信号滑环的直径不大于10mm。

其中，所述导电滑环还集成有DC/AC电源供电信号滑环。

其中，所述VR显示设备为VR头盔显示器。

本发明所提供的信号传输设备，导电滑环通过HDMI数据线分别和VR显示设备以及主机相连接，且使导电滑环的特性阻抗和HDMI数据线的差分阻抗的大小相匹配，使得视频信号通过HDMI数据线传送至导电滑环或通过导电滑环传送至HDMI数据线时，不会由于阻抗的突变使得传输的信号出现信号反射和衰减。提高了VR显示设备和主机之间信号传输的性能，提高了VR显示设备视频显示的质量。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，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为本发明提供的实施例中信号传输设备的结构示意图；

图2为本发明提供的实施例中导电滑环的剖面结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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。

下面对本发明实施例提供的信号传输设备进行介绍。

图1为本发明实施例提供的信号传输设备的结构示意图，该信号传输设备主要是应用于VR显示设备1和主机3之间的信号传输，如图1所示，该信号传输设备可以包括：

导电滑环2和HDMI数据线4，其中，导电滑环2通过HDMI数据线4分别和VR显示设备1以及主机3相连接；导电滑环2的特性阻抗和所述HDMI数据线4的差分阻抗的大小相匹配。

由于VR显示设备1的高分辨率和高帧率，HDMI数据线4传输的视频信号的实际带宽很高，相应的，与HDMI数据线4相连接的导电滑环2的传输带宽也要求较高。而导电滑环2的传输带宽与导电滑环2的尺寸有关，导电滑环2的尺寸越小，所能传输的信号带宽越高。但是在实际应用过程中往往只考虑了需要缩小尺寸的问题，这并不能保证HDMI数据线4和导电滑环2之间的信号良好的传输。

因为HDMI数据线4传输信号的频率非常高，而导电滑环2和HDMI数据线4之间的信号传输路径可以简化为“线缆—导电环—电刷丝—线缆”或“线缆—电刷丝环—导电环—线缆”。如果导电滑环2的特性阻抗和HDMI数据线4之间的差分阻抗存在突变，也即是导电滑环2的特性阻抗和HDMI数据线4的差分阻抗之间的差值过大时，会导致视频信号在HDMI数据线4和导电滑环2之间传输时，发生信号反射或衰减。

为此，本发明中采用的导电滑环2的特性阻抗和HDMI数据线4的差分阻抗的大小相匹配，也即是导电滑环2的特性阻抗和HDMI数据线4的差分阻抗的大小大体相等，当然，本发明中更为优选的方案是导电滑环2的特性阻抗和HDMI数据线4的差分阻抗的大小完全相等。但HDMI数据线4的差分阻抗在实际应用过程中，并不是为完全符合标准的差分阻抗值，而是在100±10欧姆范围，而导电滑环2在实际制作过程中，因为要尽可能的要求尺寸小，工艺难度相对较大，因此也很难将导电滑环2的特性阻抗控制在一个非常准确的值。

因此，进一步的，如果将导电滑环2的特性阻抗和HDMI数据线4的差分阻抗的差值作为阻抗是否匹配的标准，那么只要该差值不超过一定的范围，导电滑环2和HDMI数据线4之间的视频信号的反射和衰减几乎可以忽略不计。因此，可以对本实施例作进一步改进，使导电滑环2的特性阻抗和HDMI数据线4的差分阻抗之间的差值不超过10欧姆，则导电滑环2和HDMI数据线4之间的阻抗相匹配。

基于上述实施例，对于叠片注塑式结构的导电滑环2而言，是通过多个导电环平行排布在高温环境下注塑而成。由于现有技术中的HDMI数据线4的线缆的线芯为不耐高温的绝缘材质，就需要在导电环上内接引线，再对导电环进行注塑形成导电滑环2。而HDMI数据线4和导电滑环2连接时，则通过引线和HDMI数据线4的线芯焊接完成。而焊接引线和HDMI数据线4之间的焊接点往往会成为视频信号传输过程中的阻抗突变点，导致视频信号在传输过程中出现反射和衰减，进而影响信号传输的质量。

为此，本实施例中提供了一种线芯为TPFE绝缘材质的HDMI数据线4。因为TPFE为一种耐高温的绝缘材质。那么在注塑导电滑环2之前，可以先将HDMI数据线4的线芯先直接和导电环或电刷相连接，再完成导电滑环2的注塑，而无需通过引线连接导电滑环2和HDMI数据线4，避免了由于HDMI数据线4和引线之间的焊接点引起的阻抗突变。因此本发明的另一具体实施例中，可以包括：HDMI数据线4的线芯为TPFE绝缘材质的线芯，HDMI数据线4的线芯和所述导电滑环2的导电环或电刷丝焊接。

基于上述任意实施例，因传输USB信号的滑环和传输视频信号的滑环需要共轴设置。现有技术中，一般是采用一个相对较长的导电滑环2，一段传输USB信号，另一段传输视频信号。但这样的一体式导电滑环2传输的两种信号之间非常容易相互干扰。而视频信号对信号传输的要求非常高，采用一体式的导电滑环2必然影响信号传输的质量。因此，参考图2，图2为本发明提供的实施例中导电滑环的剖面结构示意图，在本发明的另一具体实施例中，可以包括：

导电滑环2为USB信号滑环和视频信号滑环组合而成的滑环，且USB信号滑环通过USB数据线5分别和VR显示设备1以及主机3连接，视频信号滑环通过HDMI数据线4分别和VR显示设备1以及主机3连接。

如图2所示，图2中第一滑环为USB信号滑环，第二滑环为视频信号滑环。第一滑环的转子21为中心设置有通孔22的筒状结构，第一滑环出线孔23沿筒壁设置。第二滑环的转子25为实芯圆柱状结构，第二滑环出线孔26沿实芯圆柱中心轴设置，使HDMI数据线4能够穿过通孔22接出，第一滑环和第二滑环之间还设置有物理隔离设备28。因为第二滑环的直径尺寸小于第一滑环的直径尺寸，第一滑环外套24罩在第二滑环外套27上。

相较于一体式的导电滑环2而言，本实施例中的导电滑环2是由两个共轴设置且相互独立的滑环组合二成，这在很大程度上减小了两种用于不同信号传输的滑环之间的相互影响。

为了进一步的减小两种滑环之间信号传输的影响，提高信号传输的质量，可以进一步改进，在USB信号滑环和视频信号滑环之间设置有物理隔离设备。

进一步地，还可以将USB信号滑环采用带有通孔的筒状滑环，如图2所示，USB数据线5从筒状滑环的环壁内接出，而HDMI数据线4可以从筒状滑环的中心穿过和视频信号滑环相连接。

因为VR显示设备1对与HDMI数据线4相连接的视频信号滑环的传输带宽要求较高。而视频信号滑环的传输带宽与导电滑环2的直径尺寸有关，视频信号滑环的尺寸直径越小，所能传输的信号带宽越高。而空心滑环的直径尺寸会大于实芯滑环的直径尺寸，因此，本实施例中视频信号滑环采用圆柱形的实芯滑环。

可选地，对于本发明中的视频信号滑环的具体直径尺寸大小可以进一步限定为不大于10mm，比较优选的实施方式是该视频导电滑环2的直径尺寸为7.4mm。

基于上述任意实施例，因为VR显示设备1和主机3之间还需要传输DC/AC电源供电信号。因此，可以将导电滑环2上再集成一个DC/AC电源供电信号滑环并通过DC/AC数据线6分别与VR显示设备1和主机3相连接。为了避免该滑环对视频信号滑环产生影响，可将USB信号滑环设置在该滑环和视频信号滑环之间，并且在该滑环和USB滑环之间设置物理隔离设备。

基于上述任意实施例，本发明中的信号传输设备可以应用于传输VR头盔显示器和主机3之间的信号传输，能够为使用者提供更高质量的视频图像。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

以上对本发明所提供的信号传输设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种信号传输设备，应用于VR显示设备和主机之间的信号传输，其特征在于，包括：导电滑环和HDMI数据线，所述导电滑环通过所述HDMI数据线分别和VR显示设备以及主机相连接；所述导电滑环的特性阻抗和所述HDMI数据线的差分阻抗的大小相匹配；

所述导电滑环为USB信号滑环和视频信号滑环组合而成的滑环，其中，所述USB信号滑环和所述视频信号滑环之间设置有物理隔离设备；

所述USB信号滑环通过USB数据线分别和所述VR显示设备以及所述主机连接，所述视频信号滑环通过所述HDMI数据线分别和所述VR显示设备以及所述主机连接。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述导电滑环的特性阻抗和所述HDMI数据线的差分阻抗的大小相匹配具体为：

所述导电滑环的特性阻抗和所述HDMI数据线的差分阻抗的差值不大于10欧姆。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述HDMI数据线的线芯为TPFE绝缘材质的线芯，所述HDMI数据线的线芯和所述导电滑环的导电环或电刷丝焊接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的设备，所述USB信号滑环为带有通孔的筒状滑环，所述视频信号滑环为圆柱形的实芯滑环，且和所述视频信号滑环相连接的HDMI数据线从所述筒状滑环的通孔中穿过。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述视频信号滑环的直径不大于10mm。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述导电滑环还集成有DC/AC电源供电信号滑环。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述VR显示设备为VR头盔显示器。

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