CN113703575A - Vr手柄和vr设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种VR手柄和VR设备，其中，该VR手柄包括手柄主体和手写笔模块，所述手柄主体内设有电路板组件，所述手写笔模块安装于所述手柄主体，并与所述电路板组件电连接，所述手写笔模块包括笔头，所述笔头至少部分凸出于所述手柄主体的外表面。本发明技术方案能够提升VR手柄的可操作性。

Description

VR手柄和VR设备

技术领域

本发明涉及VR技术领域，特别涉及一种VR手柄和VR设备。

背景技术

通常地，VR(Virtual Reality，虚拟现实)设备包括HMD(Head Mount Display，头戴显示器)和控制手柄(Controller)，用户在体验VR设备时，头上佩戴有头戴显示器，手上握有控制手柄进行操作。而目前的控制手柄都是通过按键进行控制和输入，可操作性不足。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种VR手柄，旨在提升VR手柄的可操作性。

为实现上述目的，本发明提出的VR手柄，包括：

手柄主体，所述手柄主体内设有电路板组件；以及

手写笔模块，所述手写笔模块安装于所述手柄主体，并与所述电路板组件电连接，所述手写笔模块包括笔头，所述笔头至少部分凸出于所述手柄主体的外表面。

可选地，所述手柄主体包括握持部和连接于所述握持部的一端的按键部，所述笔头设于所述握持部远离所述按键部的一端。

可选地，所述手写笔模块还包括设于所述手柄主体内的传感器和设于传感器上的缓冲垫，所述传感器与所述电路板组件电连接，所述笔头位于所述手柄主体内的一端抵接于所述缓冲垫背离所述传感器的一侧。

可选地，所述手柄主体设有安装架，所述笔头可拆卸地安装于所述安装架。

可选地，所述安装架设有插接孔，所述笔头包括安装部和连接于所述安装部的书写头部，所述安装部可拆卸地插接于所述插接孔内，所述书写头部凸出于所述手柄主体外。

可选地，所述插接孔的孔壁和安装部的侧面中一者设有限位槽，另一者设有与所述限位槽配合的限位筋，所述限位槽沿所述插接孔的孔深方向的宽度大于所述限位筋沿所述插接孔的孔深方向的宽度；和/或，

所述插接孔和所述安装部中的一者设有导向槽，另一者设有与所述导向槽滑动配合的导向筋，所述导向槽沿所述插接孔的孔深方向延伸。

可选地，所述VR手柄还包括挂绳组件，所述挂绳组件和所述笔头择一安装于所述安装架。

可选地，所述手写笔模块还包括摄像头，所述摄像头设于所述笔头的书写头部，用以拍摄所述书写头部书写时的实时影像。

可选地，所述手写笔模块包括两个所述摄像头，两个所述摄像头分设于所述书写头部的两相对侧。

本发明还提出一种VR设备，包括如上述的VR手柄。

本发明技术方案通过在VR手柄上设置手写笔模块后，即使用者在使用时，可以通过手写笔模块的笔头进行书写，使得虚拟世界中可以得到现实世界的信号反馈，增加了VR手柄的可输入方式，即增加了VR手柄的输入方式多样性，从而能提升VR手柄的可操作性。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明VR手柄一实施例的结构示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为图1中VR手柄的爆炸图；

图4为图3中安装架的结构示意图；

图5为图1中VR手柄拆下笔头后装上挂绳组件时的结构示意图；

图6为图5中B处的放大图；

图7为图3中固定座的结构示意图；

图8为图3中笔头的结构示意图；

图9为图3中安装架从另一角度看的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	手柄主体	20	笔头
11	插口	21	安装部
				12	握持部	211	限位槽
13	按键部	212	导向槽
				14	安装架	213	走线槽
141	插接孔	22	书写头部
				142	第一孔壁	221	安装孔
143	第二孔壁	30	摄像头
				144	限位筋	40	传感器
145	导向筋	50	缓冲垫
				146	卡槽	60	挂绳组件
15	固定座

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

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。

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。

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，全文中出现的“和/或”的含义为，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。

本发明提出一种VR手柄，用于VR设备。

在本发明实施例中，请参照图1和图2，该VR手柄包括手柄主体10和手写笔模块，手柄主体10内设有电路板组件，手写笔模块安装于手柄主体10，并与电路板组件电连接，手写笔模块包括笔头20，笔头20至少部分凸出于手柄主体10的外表面。

本实施例中，VR手柄还包括控制按键，控制按键设于手柄主体10，并与电路板组件电连接。

本发明技术方案通过在VR手柄上设置手写笔模块后，即使用者在使用时，可以通过手写笔模块的笔头20进行书写，使得虚拟世界中可以得到现实世界的信号反馈，增加了VR手柄的可输入方式，即增加了VR手柄的输入方式多样性，从而能提升VR手柄的可操作性。

请参照图2至图4，在一实施例中，手柄主体10设有安装架14，笔头20可拆卸地安装于安装架14。如此设置，当笔头20磨损或损坏后，能够便于更换笔头20，相较于更换整个手柄主体10的方式，如此成本低，同时能减少资源浪费。当然，在其它实施例中，也可以将笔头20不可拆卸地安装于安装架14。

本实施例中，安装架14设于手柄主体10内，手柄主体10的外壳对应安装架14的位置设有插口11，即安装架14位于插口11的内侧，笔头20包括安装部21和连接于安装部21的书写头部22，安装部21穿过插口11而连接于安装架14，书写头部22凸出于手柄主体10外。如此设置，能够使得笔头20安装更加稳定，也能避免手写笔模块过多凸出于手柄主体10外，降低碰损风险，保证手写笔模块可靠性较高。当然，在其它实施例中，也可以将安装架14安装于手柄主体10外。

在一实施例中，手柄主体10包括外壳和设于外壳内的固定座15，安装架14可拆卸地安装于固定座15。

请参照图1、图2、图5和图6，在一实施例中，VR手柄还包括挂绳组件60，挂绳组件60和笔头20择一安装于安装架14。具体而言，可以将挂绳组件60、笔头20和手柄主体10一起进行销售，也可以将笔头20或挂绳组件60作为配件选配销售。当需要手写笔模块输入信息时，若安装架14上安装有挂绳组件60，可以先将挂绳组件60从安装架14上拆下，再将笔头20安装于安装架14。而在不需要使用手写笔模块输入信息时，可以将笔头20从安装架14上拆下，再将挂绳组件60安装于安装架14。如此将挂绳组件60和笔头20择一安装于安装架14时，使得挂绳组件60和笔头20可以共用一个安装结构，而且不需要另外设置盖子盖住闲置时的笔头20，且在将笔头20拆下后可以通过挂绳组件60封住安装架14处，可以降低灰尘等杂质进入安装架14内而影响手写笔模块的寿命的风险，也不需要另外设置遮挡结构，有利于简化手柄主体10的结构。而且若挂绳组件60和笔头20同时安装于手柄主体10上时，在使用手写笔模块输入信息时，挂绳组件60可能对笔头20的书写造成干涉，影响手写笔模块的输入准确度，而本方案则可以避免挂绳组件60对笔头20的书写造成干涉的风险。当然，在其它实施例中，也可以将挂绳组件60安装于手柄主体10的其它位置。

请参照图1和图5，在一实施例中，手柄主体10包括握持部12和连接于握持部12的一端的按键部13，笔头20设于握持部12远离按键部13的一端。具体而言，握持部12用于供使用者握持，控制按键设于按键部13，通过将笔头20设于握持部12远离按键部13的一端时，即安装架14设于握持部12远离按键部13的一端，这样可以避免笔头20的安装空间与按键部13上控制按键的安装空间相干涉，即能够避免笔头20占用按键部13上控制按键的安装空间的情况，使得VR手柄的结构更加紧凑。而且将挂绳组件60安装于安装架14时，可以使得挂绳组件60距使用者的手腕较为接近，便于使用者将挂绳组件60套在手腕上。当然，在其它实施例中，也可以将笔头20安装在按键部13。

请参照图3、图7和图8，在一实施例中，手写笔模块还包括设于手柄主体10内的传感器40和设于传感器40上的缓冲垫50，传感器40与电路板组件电连接，笔头20位于手柄主体10内的一端抵接于缓冲垫50背离传感器40的一侧。具体而言，安装部21远离书写头部22的一端抵接于缓冲垫50背离传感器40的一侧，缓冲垫50为弹性材质，当使用者使用笔头20在书写面上书写时，笔头20的安装部21能够挤压缓冲垫50，进而由缓冲垫50挤压传感器40，以使传感器40获得使用者按压笔头20的力度，传感器40能够将相应的电信号传导至电路板组件，从而模拟使用者书写力度。通过在笔头20和传感器40之间设置缓冲垫50，可以避免笔头20和传感器40刚性抵接，能够降低传感器40被笔头20磨损的风险，有利于提升手写笔模块的使用寿命，也使得模拟书写力度的准确度更好。其中，缓冲垫50的材质可以为硅胶、泡棉或其它材质，书写面可以是任意桌面或墙面等。本实施例中，传感器40安装于固定座15。另外，在其它实施例中，笔头20位于手柄主体10内的一端直接抵接于传感器40。

在一实施例中，手写笔模块还包括摄像头30，摄像头30设于笔头20的书写头部22，用以拍摄书写头部22书写时的实时影像。具体而言，书写头部22的周向尺寸在远离安装部21的方向上逐渐减小，即书写头部22大致呈锥型，书写头部22远离安装部21的一端呈弧面或球面设置，书写头部22的靠近周缘的部分设有安装孔221，摄像头30安装于安装孔221内。摄像头30设有连接导线，连接导线安装于笔头20的安装部21，将笔头20的安装部21安装于安装架14时，连接导线与电路板组件电连接。摄像头30为景深摄像头30，使用笔头20在书写面上进行书写时，可以通过摄像头30拍摄书写头部22书写时的实时影像，从而可以在虚拟世界中模拟书写轨迹。其中，连接导线与电路板组件可以通过电连接器插接或其它方式连接，在此不作限定。另外，在其它实施例中，手写笔模块也可以采用其它方式模拟书写轨迹。

在一实施例中，安装部21设有走线槽213，摄像头30的连接导线设于走线槽213内。如此可以避免连接导线凸出于笔头20的表面，进而降低连接导线被剐蹭损坏的可能。可选地，连接导线为柔性电路板。如此可以使得连接导线的尺寸较小，从而可以减小笔头20的尺寸。

在一实施例中，手写笔模块包括两个摄像头30，两个摄像头30分设于书写头部22的两相对侧。具体而言，书写头部22的靠近周缘的部分设有两个安装孔221，两个安装孔221分设于书写头部22远离安装部21的一端的两相对侧，每一个安装孔221内设有一个摄像头30。如此可以同时通过两个摄像头30拍摄书写头部22书写时的实时影像，如此能够提升虚拟世界中模拟书写轨迹的准确性。当然，在其它实施例中，也可以仅设置一个摄像头30或设置三个或三个以上摄像头30。

请参照图2、图3、图4和图8，在一实施例中，安装架14设有插接孔141，笔头20包括安装部21和连接于安装部21的书写头部22，安装部21可拆卸地插接于插接孔141内，书写头部22凸出于手柄主体10外。具体而言，插接孔141与插口11连通，安装部21穿过插口11而插接于插接孔141内，如此将安装部21插接于插接孔141内进行固定的方式，可以使得笔头20与安装架14的接触面积更大，使得笔头20安装更加稳定可靠。当然，在其它实施例中，也可以在安装架14上设置卡扣，安装部21与卡扣卡接。

请参照图2、图3、图8和图9，在一实施例中，插接孔141的孔壁和安装部21的侧面中一者设有限位槽211，另一者设有与限位槽211配合的限位筋144，限位槽211沿插接孔141的孔深方向的宽度大于限位筋144沿插接孔141的孔深方向的宽度。具体地，在本实施例中，插接孔141的孔壁设有限位筋144，安装部21的侧面设有限位槽211，在将安装部21插入插接孔141内且与缓冲垫50(传感器40)抵接时，限位筋144卡入限位槽211。插接孔141的孔深方向即安装部21插入插接孔141时的插入方向。由于限位槽211沿插接孔141的孔深方向的宽度大于限位筋144沿插接孔141的孔深方向的宽度，故在限位筋144卡入限位槽211时，安装部21具有沿插接孔141的孔深方向运动的空间，以在使用笔头20进行书写时，保证安装部21能够挤压传感器40。即在将安装部21插入插接孔141内，并使得限位筋144卡入限位槽211内时，限位筋144能够限制安装部21朝插接孔141外运动，从而可以防止笔头20自行从插接孔141中脱出的情况。而当需要将笔头20拆下时，只需用力将笔头20拔出即可，如此结构简单，便于拆装。可选地，插接孔141相对的两侧孔壁均设有限位筋144，安装部21相对的两侧均设有限位槽211，插接孔141相对的两侧孔壁的限位筋144与安装部21相对的两侧的限位槽211一一对应配合，如此能够进一步增加限位可靠性，且能保证安装部21两侧受力均匀。当然，在其它实施例中，也可以插接孔141的孔壁限位槽211，安装部21的侧面设有限位筋144。

在一实施例中，插接孔141和安装部21中的一者设有导向槽212，另一者设有与导向槽212滑动配合的导向筋145，导向槽212沿插接孔141的孔深方向延伸。具体地，本实施例中，插接孔141的孔壁设有导向筋145，安装部21的侧面设有导向槽212。通过设置导向槽212和导向筋145，在安装笔头20时，能够便于将笔头20准确插接于插接孔141内，也可以使得摄像头30的连接导向与电路板组件准确对位连接。而且在插接孔141的孔壁和安装部21的侧面中一者设有限位槽211，另一者设有与限位槽211配合的限位筋144，插接孔141的孔壁和安装部21的侧面之间的间隙较大，通过设置导向槽212和导向筋145，能更好地保证笔头20准确对位安装。可选地，插接孔141相对的两侧孔壁均设有导向筋145，安装部21相对的两侧均设有导向槽212，插接孔141相对的两侧孔壁的导向筋145与安装部21相对的两侧的导向槽212一一对应配合，如此能保证安装部21在插入和拔出插接孔141的过程中两侧受力均匀，便于拆装。当然，在其它实施例中，也可以在插接孔141的孔壁设有导向槽212，安装部21的外侧面设有导向筋145。

在一实施例中，导向筋145和限位筋144在插接孔141的周向间隔分布，即导向槽212和限位槽211在安装部21的周向上间隔分布，如此能够避免导向筋145和限位筋144相干涉，可以使得导向筋145的长度与插接孔141的孔深大致一致，能增加导向筋145和导向槽212的接触面积，有利于进一步增加安装部21插入插接孔141的过程中始终保持稳定。当然，在其它实施例中，导向筋145和限位筋144在插接孔141的孔深方向间隔分布。

请参照图4、图6和图9，在一实施例中，插接孔141的孔壁设有卡槽146，挂绳组件60设有插接部，插接部的侧面设有卡凸，插接部插接于插接孔141内，且卡凸卡接于卡槽146内。如此设置，能够使得插接部与安装架14的连接面积较大，能够提升挂绳组件60安装稳定性。可选地，插接孔141相对的两个孔壁均设有卡槽146，插接部相对的两侧均设有卡凸，插接孔141相对两个孔壁的卡槽146与插接部相对两侧的卡凸一一对应卡接。当然，在其它实施例中，也可以在安装架14上设置卡扣，将挂绳组件60与卡扣卡接。

在一实施例中，卡槽146设于插接孔141内限位筋144所在的孔壁，且卡槽146位于限位筋144与插接孔141的插入口之间，即卡槽146位于限位筋144靠近插接孔141的插入口的一侧，如此当插接部插入插接孔141内时，能够避免插接部与限位筋144干涉，即可以避免拆装挂绳组件60时插接部与限位筋144磨损的情况，能够延长限位筋144的寿命。也能避免卡槽146与导向筋145干涉。

请参照图8和图9，在一实施例中，插接孔141具有相对的两个第一孔壁142和相对的两个第二孔壁143，两个第一孔壁142和两个第二孔壁143在插接孔141的周向上依次交替连接，第一孔壁142的宽度大于第二孔壁143的宽度(第一孔壁142的宽度方向与第二孔壁143的宽度方向均垂直于插接孔141的孔深方向)，第一孔壁142设有限位筋144，限位筋144呈沿第一孔壁142的宽度方向延伸的长条状，即插接孔141为扁孔，安装部21对应插接孔141的形状设置。如此可以增加限位筋144和限位槽211的限位面积，进一步增加笔头20安装稳定性。其中，导向筋145设于第二孔壁143。

本发明还提出一种VR设备，该VR设备包括设备主体和VR手柄，该VR手柄的具体结构参照上述实施例，由于本VR设备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。其中，VR手柄与设备主体分体，VR手柄与设备主体可以通过数据线连接，也可以无线连接。

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。

Claims (10)

1.一种VR手柄，其特征在于，包括：

手柄主体，所述手柄主体内设有电路板组件；以及

手写笔模块，所述手写笔模块安装于所述手柄主体，并与所述电路板组件电连接，所述手写笔模块包括笔头，所述笔头至少部分凸出于所述手柄主体的外表面。

2.如权利要求1所述的VR手柄，其特征在于，所述手柄主体包括握持部和连接于所述握持部的一端的按键部，所述笔头设于所述握持部远离所述按键部的一端。

3.如权利要求1所述的VR手柄，其特征在于，所述手写笔模块还包括设于所述手柄主体内的传感器和设于传感器上的缓冲垫，所述传感器与所述电路板组件电连接，所述笔头位于所述手柄主体内的一端抵接于所述缓冲垫背离所述传感器的一侧。

4.如权利要求1所述的VR手柄，其特征在于，所述手柄主体设有安装架，所述笔头可拆卸地安装于所述安装架。

5.如权利要求4所述的VR手柄，其特征在于，所述安装架设有插接孔，所述笔头包括安装部和连接于所述安装部的书写头部，所述安装部可拆卸地插接于所述插接孔内，所述书写头部凸出于所述手柄主体外。

6.如权利要求5所述的VR手柄，其特征在于，所述插接孔的孔壁和安装部的侧面中一者设有限位槽，另一者设有与所述限位槽配合的限位筋，所述限位槽沿所述插接孔的孔深方向的宽度大于所述限位筋沿所述插接孔的孔深方向的宽度；和/或，

所述插接孔和所述安装部中的一者设有导向槽，另一者设有与所述导向槽滑动配合的导向筋，所述导向槽沿所述插接孔的孔深方向延伸。

7.如权利要求4所述的VR手柄，其特征在于，所述VR手柄还包括挂绳组件，所述挂绳组件和所述笔头择一安装于所述安装架。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的VR手柄，其特征在于，所述手写笔模块还包括摄像头，所述摄像头设于所述笔头的书写头部，用以拍摄所述书写头部书写时的实时影像。

9.如权利要求8所述的VR手柄，其特征在于，所述手写笔模块包括两个所述摄像头，两个所述摄像头分设于所述书写头部的两相对侧。

10.一种VR设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任意一项所述的VR手柄。

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