CN117154863B - 一种附带数据传输功能和充电功能的vr头带及控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种附带数据传输功能和充电功能的VR头带及控制电路，VR头带包括头带本体和一体设置于头带本体上的蓄电组件及传输线；控制电路包括数据传输电路、充电电路和放电电路，其中，数据传输电路的输入端连接蓄电组件上的USB‑C母座，数据传输电路的输出端连接传输线，数据传输电路用于将USB‑C母座输入的差分信号进行转化后输出至传输线；充电电路用于将从USB‑C母座输入的高电压降压处理后输出至蓄电组件中的可充电电池，充电电路用于将可充电电池输出的电压升压处理后输出至传输线。本发明将充放电电路和数据传输电路集成在VR头带上，以VR头带为载体实现同时通过数据传输电路和充放电电路分别向传输线输送数据和电压，以对VR眼镜进行充电和数据传输。

Description

一种附带数据传输功能和充电功能的VR头带及控制电路

技术领域

本发明涉及VR技术领域，尤其涉及一种附带数据传输功能和充电功能的VR头带及控制电路。

背景技术

虚拟现实技术(VirtualReality，VR)是一种模拟环境体验虚拟世界的计算机仿真技术，头戴式虚拟现实显示装置显示原理是人的左右眼分别获取显示系统产生的同一物体带有图像差的两幅图像，从而产生立体感，也称为VR头显。

随着VR技术的发展和用户越来越高要求的体验需求，更智能、更轻便且一体集成更多功能已成为重要的研究方向，这需要克服很多结构和功能上的干涉问题，因此，如何实现更智能、更轻便且一体集成多功能是目前急需解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种附带数据传输功能和充电功能的VR头带及控制电路，旨在解决现有技术的VR头显上如何实现更智能、更轻便且一体集成多功能需求的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种附带数据传输功能和充电功能的控制电路，应用于VR头带，所述VR头带包括头带本体和一体设置于所述头带本体上的蓄电组件及传输线；所述控制电路包括：

数据传输电路，所述数据传输电路的输入端连接于所述蓄电组件上的USB-C母座，所述数据传输电路的输出端连接于所述传输线，所述数据传输电路用于将所述USB-C母座输入的差分信号进行转化后输出至所述传输线；

充电电路，所述充电电路的输入端连接所述USB-C母座，所述充电电路的输出端连接于所述蓄电组件中的可充电电池，所述充电电路用于将从所述USB-C母座输入的高电压进行降压处理后输出至所述可充电电池；

放电电路，所述放电电路的输入端连接于所述可充电电池，所述放电电路的输出端连接于所述传输线，所述放电电路用于将所述可充电电池输出的电压进行升压处理后输出至所述传输线。

第二方面，本发明实施例提供了一种附带数据传输功能和充电功能的VR头带，包括：

头带本体；

蓄电组件，设置于所述头带本体后侧上，所述蓄电组件包括电路板和连接于所述电路板的可充电电池；

USB-C母座，设置于所述蓄电组件上且连接于所述电路板；

传输线，连接于所述电路板上；

所述USB-C母座用于外接电源以对所述可充电电池进行充电；

所述USB-C母座还用于外接终端设备以对所述传输线进行信号输送；

所述传输线用于连接安装在所述头带本体前侧的VR眼镜，以对所述VR眼镜进行供电和信号输送。

本发明实施例公开一种附带数据传输功能和充电功能的VR头带及控制电路，该VR头带包括头带本体和设置于头带本体上的蓄电组件及传输线；该控制电路包括数据传输电路、充电电路和放电电路，其中，数据传输电路的输入端连接于蓄电组件上的USB-C母座，数据传输电路的输出端连接于传输线，数据传输电路用于将USB-C母座输入的差分信号进行转化后输出至传输线；充电电路用于将从USB-C母座输入的高电压进行降压处理后输出至蓄电组件中的可充电电池，充电电路用于将可充电电池输出的电压进行升压处理后输出至传输线。本发明蓄电电路和数据传输电路集成在VR头带上，可同时通过数据传输电路和充放电电路分别向传输线输送数据和电压，具有方便对VR眼镜进行充电和数据传输的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例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VR头带的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的VR头带的爆炸结构示意图；

图3为本发明实施例提供的控制电路的系统原理框图；

图4为本发明实施例提供的USB-C母座的控制原理图；

图5为本发明实施例提供的MOS管开关的电路原理图；

图6为本发明实施例提供的芯片U1的控制原理图；

图7为本发明实施例提供的锂保芯片U2的电路原理图；

图8为本发明实施例提供的芯片U4的控制原理图；

图9为本发明实施例提供的传输线的控制原理图；

图10为本发明实施例提供的芯片U11的控制原理图；

图11为本发明实施例提供的芯片U6的控制原理图；

图12为本发明实施例提供的芯片U3的控制原理图。

附图标记：

1、头带本体；

2、蓄电组件；21、USB-C母座；22、电路板；23、可充电电池；

3、传输线。

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。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

为方便理解本方案的控制电路，首先对其所应用的VR头带进行介绍：

请参阅图1和2，一种附带数据传输功能和充电功能的VR头带，包括：头带本体1、蓄电组件2、USB-C母座21和传输线3；

蓄电组件2设置于头带本体1后侧上，蓄电组件2包括电路板22和连接于电路板22的可充电电池23；USB-C母座21设置于蓄电组件2上且连接于电路板22；传输线3连接于电路板22上；USB-C母座21用于外接电源以对可充电电池23进行充电；USB-C母座21还用于外接终端设备以对传输线3进行信号输送；传输线3用于连接安装在头带本体1前侧的VR眼镜，以对VR眼镜进行供电和信号输送。

本实施例在VR头带上的附加充电功能依次经由USB-C母座21、电路板22和可充电电池23的路线实现，通过可充电电池23进行蓄电后，可以在无外接电源的场景下通过传输线3对VR眼镜进行供电，以提供VR眼镜长时间的续航，有效提高了用户整体应用体验。本实施例在VR头带上附加的数据传输功能依次经由USB-C母座21、电路板22和传输线3的路线实现，实现了外设的终端设备对VR眼镜的数据输送。本实施例将数据传输功能和充电功能的结构和电路一体式设计在VR头带上，实现了更新颖的多功能集成设计，具有更智能、更便捷的使用体验。

而在现有技术中，因为现有的VR眼镜上通常仅设计一个接入口，现有技术对VR眼镜进行充电和数据传输时，需要分别通过外接电源或和外设终端设备先后单独与VR眼镜上的接入口进行连接，而后先后进行充电和数据传输，并且充电和数据传输需要插拔线路来进行切换，长期切换也容易造成线路连接不稳定。相比之下，本实施例通过在VR头带上集成蓄电组件2和传输线3，并以蓄电组件2中内置的电路板22为载体集成数据传输功能和充电功能，并通过同一条传输线实现充电和数据传输的功能，无需进行多线路的插拔切换。

一些实施例中，本发明的传输线3可以采用3.0数据线，可以提供更好的电源效能管理和更高效的数据传输速率，尤其需对VR眼镜传输较大的应用数据时，很大程度上节省了传输时间。

一些实施例中，传输线3的输出端上设有磁吸充电件，磁吸充电件用于外接设置的磁吸充电装置，以对VR眼镜进行充电；本实施例的磁吸充电装置可以是与VR眼镜配套的充电底座，日常充电中，可以将VR眼镜放置于磁吸充电装置上，由传输线3上的磁吸充电件与磁吸充电装置上的充电位进行磁吸连接，从而进行磁吸充电以对VR眼镜进行充电。

基于上述VR头带的介绍，下面具体介绍附带数据传输功能和充电功能的控制电路。

如图3所示，本发明的控制电路包括：

数据传输电路，数据传输电路的输入端连接于USB-C母座，数据传输电路的输出端连接于传输线，数据传输电路用于将USB-C母座输入的差分信号进行转化后输出到传输线；

充电电路，充电电路的输入端连接USB-C母座，充电电路的输出端连接于可充电电池，充电电路用于将从USB-C母座输入的高电压进行降压处理后输出至可充电电池；

放电电路，放电电路的输入端连接于可充电电池，放电电路的输出端连接于传输线，放电电路用于将可充电电池输出的电压进行升压处理后输出至传输线。；

本实施例将数据传输电路、充电电路和放电电路集成设置，实现了在VR头带上附带对VR眼镜的数据传输功能和充电功能。

结合图4、图10和图11，下面更具体的介绍数据传输电路：

一些实施例中，数据传输电路经由USB-C母座的3.0信号输出端、设置的芯片U11、设置的芯片U6和传输线连接形成，USB-C母座的3.0信号输出端连接芯片U11的3.0信号输入端，芯片U11的3.0信号输出端连接芯片U6的3.0信号输入端，芯片U6的3.0信号输出端连接传输线；

其中，USB-C母座的3.0信号输出端包括USB-C母座的引脚A2、A3、A10、A11、B2、B3、B10和B11(即图4中对应的发射TX线路和接收RX线路)；

芯片U11的3.0信号输入端包括芯片U11的第2引脚和第9引脚，芯片U11的3.0信号输出端包括芯片U11的第17引脚、第18引脚、第20引脚和第21引脚；

芯片U6的3.0信号输入端包括芯片U6的第25引脚和第28引脚，芯片U6的3.0信号输出端包括芯片U6的第37引脚至第40引脚。

本实施例中，3.0数据传输时，外接终端设备接入USB-C母座并输入USB3.0差分信号，USB3.0差分信号经由USB-C母座的3.0信号输出端输送至芯片U11的3.0信号输入端，芯片U11将USB3.0差分信号转换成单路信号，再由芯片U11的输出端输送至芯片U6的3.0信号输入端，芯片U6对单路信号进行放大处理后输送至传输线(即芯片U8的引脚A2和引脚A3)，再从传输线的Type-C公头(即芯片U8的引脚A10和引脚A11)输送至VR眼镜的接入口即可完成3.0数据传输。

在另一实施例中，数据传输电路还可以对USB2.0差分信号进行传输，具体的，2.0数据传输时，外接终端设备接入USB-C母座并输入USB2.0差分信号，USB2.0差分信号经由USB-C母座的引脚A6、A7、B6和B7直接输送至芯片U6的第23引脚和第24引脚，由芯片U6进行信号处理后输送至传输线(即芯片U8的引脚A6和引脚A7)，再从传输线的Type-C公头输送至VR眼镜的接入口即可完成2.0数据传输。

结合图4-7，下面更具体的介绍充电电路：

一些实施例中，充电电路包括MOS管开关、芯片U1和锂保芯片U2；USB-C母座的VBUS_CIN端连接MOS管开关的VBUS_C端，MOS管开关的DGND端连接芯片U1的第8引脚，芯片U1的第9引脚连接锂保芯片U2的接地端，芯片U1的第7引脚和锂保芯片U2的第6引脚分别连接可充电电池。

其中，USB-C母座的VBUS_CIN端包括USB-C母座的引脚A4、A9、B4、B9；锂保芯片U2的接地端包括锂保芯片U2的第1引脚至第4引脚。

本实施例中，充电时，外接电源接入USB-C母座并输入电压，电压经由USB-C母座的VBUS_CIN端输送至MOS管开关的VBUS_C端，由MOS管开关的DGND端将电压输送至芯片U1的第8引脚，再由芯片U1对电压进行降压处理后再通过芯片U1的第7引脚输送至可充电电池，从而对可充电电池进行充电；其中，为确保可充电电池的正常充放电，设置锂保芯片U2，芯片U1的第9引脚连接锂保芯片U2的接地端，锂保芯片U2的第6引脚连接可充电电池，通过芯片U1可以监测充电电压、电池温度等等保护工作，以确保可充电电池的充放电正常。

结合8和图9，下面更具体的介绍放电电路：

一些实施例中，放电电路由可充电电池、锂保芯片U2、设置的芯片U4、MOS管开关和传输线组成；可充电电池分别连接锂保芯片U2的第6引脚和芯片U4的第9引脚，锂保芯片U2的接地端连接芯片U4的接地端，芯片U4的PB端连接MOS管开关的PB端，MOS管开关的DGND端连接传输线。

其中，芯片U4的接地端包括芯片U4的第7引脚和第33引脚；芯片U4的PB端包括芯片U4第19引脚至第22引脚。

本实施例中，放电时(即对VR眼镜进行充电时)，可充电电池将电压输送至芯片U4的第9引脚，由芯片U4对电压进行升压处理后再通过芯片U4的PB端输送至MOS管开关的PB端，再由MOS管开关的DGND端将电压输送至传输线，再由输出线的公头输送至VR眼镜即可对VR眼镜进行充电；其中，输出线的Type-C公头输出的控制原理为如图9所示的芯片U8的控制原理，由MOS管开关的DGND端将电压输送至芯片U8的VBUS引脚(即图9中的引脚A4、A6、B4、B6、)后，再从芯片U8的引脚B10和引脚B11输出至Type-C公头以对VR眼镜进行充电。

基于上述介绍的VR头带及控制电路，本发明将蓄电组件2和传输线3集成在头带本体1上，以及将数据传输电路和充放电电路集成在蓄电组件2内置的电路板上，不仅在结构上实现了更轻便、简约的设计，也实现了集成了更多可同时实现的功能，极大提升了用户使用体验。

本发明中，还需补充说明的是，在介绍的各个元件的输入端和输出端中部分存在双向连接的情况，比如对包含多个引脚的输入端进行介绍时，多个引脚并不全是输入引脚，部分引脚需作为接收引脚来实现双向连接；比如USB-C母座的3.0信号输出端包括引脚A2、A3、A10、A11、B2、B3、B10和B11，其中对应有发射TX部分和接收RX部分，具体可参考附图中示出的引脚信息。

应理解的，如图12所示，本发明以上的充电电路、放电电路和数据传输电路均需由芯片U3作为控制逻辑单元进行控制，以实现整个控制电路的运转。

本发明基于以上控制电路的工作原理，可以实现在VR头带上附带数据传输功能和充电功能，具有方便对VR眼镜进行充电和数据传输的优点。

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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种附带数据传输功能和充电功能的控制电路，应用于VR头带，其特征在于，所述VR头带包括头带本体和一体设置于所述头带本体上的蓄电组件及传输线；所述控制电路包括集成在蓄电组件内置的电路板上的数据传输电路、充电电路和放电电路；其中：

数据传输电路，所述数据传输电路的输入端连接于所述蓄电组件上的USB-C母座，所述数据传输电路的输出端连接于所述传输线，所述数据传输电路用于将所述USB-C母座输入的差分信号进行转化后输出至所述传输线；

充电电路，所述充电电路的输入端连接所述USB-C母座，所述充电电路的输出端连接于所述蓄电组件中的可充电电池，所述充电电路用于将从所述USB-C母座输入的高电压进行降压处理后输出至所述可充电电池；

放电电路，所述放电电路的输入端连接于所述可充电电池，所述放电电路的输出端连接于所述传输线，所述放电电路用于将所述可充电电池输出的电压进行升压处理后输出至所述传输线；

其中，所述数据传输电路经由所述USB-C母座的3.0信号输出端、设置的芯片U11、设置的芯片U6和所述传输线连接形成，所述USB-C母座的3.0信号输出端连接所述芯片U11的3.0信号输入端，所述芯片U11的3.0信号输出端连接所述芯片U6的3.0信号输入端，所述芯片U6的3.0信号输出端连接所述传输线；所述芯片U11用于将从所述USB-C母座输入的USB3.0差分信号转换成单路信号后发送至所述芯片U6，所述芯片U6用于对单路信号进行放大处理后输出至所述传输线；

其中，所述充电电路包括MOS管开关、芯片U1和锂保芯片U2；所述USB-C母座的VBUS_CIN端连接所述MOS管开关的VBUS_C端，所述MOS管开关的DGND端连接所述芯片U1的第8引脚，所述芯片U1的第9引脚连接所述锂保芯片U2的接地端，所述芯片U1的第7引脚和所述锂保芯片U2的第6引脚分别连接所述可充电电池；

其中，所述放电电路由所述可充电电池、所述锂保芯片U2、设置的芯片U4、所述MOS管开关和所述传输线组成；所述可充电电池分别连接所述锂保芯片U2的第6引脚和所述芯片U4的第9引脚，所述锂保芯片U2的接地端连接所述芯片U4的接地端，所述芯片U4的PB端连接所述MOS管开关的PB端，所述MOS管开关的DGND端连接所述传输线。

2.根据权利要求1所述的附带数据传输功能和充电功能的控制电路，其特征在于：

所述USB-C母座的3.0信号输出端包括所述USB-C母座的引脚A2、A3、A10、A11、B2、B3、B10和B11；

所述芯片U11的3.0信号输入端包括所述芯片U11的第2引脚和第9引脚；

所述芯片U11的3.0信号输出端包括所述芯片U11的第17引脚、第18引脚、第20引脚和第21引脚；

所述芯片U6的3.0信号输入端包括所述芯片U6的第25引脚和第28引脚；

所述芯片U6的3.0信号输出端包括所述芯片U6的第37引脚至第40引脚。

3.根据权利要求1所述的附带数据传输功能和充电功能的控制电路，其特征在于：

所述USB-C母座的VBUS_CIN端包括所述USB-C母座的引脚A4、A9、B4、B9；

所述锂保芯片U2的接地端包括所述锂保芯片U2的第1引脚至第4引脚。

4.根据权利要求1所述的附带数据传输功能和充电功能的控制电路，其特征在于：

所述芯片U4的接地端包括所述芯片U4的第7引脚和第33引脚；

所述芯片U4的PB端包括所述芯片U4第19引脚至第22引脚。

5.一种附带数据传输功能和充电功能的VR头带，内置有如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，包括：

头带本体；

蓄电组件，设置于所述头带本体后侧上，所述蓄电组件包括电路板和连接于所述电路板的可充电电池；

USB-C母座，设置于所述蓄电组件上且连接于所述电路板；

传输线，连接于所述电路板上；

所述USB-C母座用于外接电源以对所述可充电电池进行充电；

所述USB-C母座还用于外接终端设备以对所述传输线进行信号输送；

所述传输线用于连接安装在所述头带本体前侧的VR眼镜，以对所述VR眼镜进行供电和信号输送。

6.根据权利要求5所述的附带数据传输功能和充电功能的VR头带，其特征在于：

所述传输线为3.0数据线。

7.根据权利要求6所述的附带数据传输功能和充电功能的VR头带，其特征在于：

所述传输线的输出端上设有磁吸充电件，所述磁吸充电件用于外接设置的磁吸充电装置以对所述VR眼镜进行磁吸充电。