CN205051824U - 一种虚拟现实眼镜 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种虚拟现实眼镜，包括头戴装置(1)和主控手柄(2)，头戴装置(1)包括视频处理接口单元(14)、控制器(15)、USB接口(12)及视频接口(11)，USB接口(12)的电源线经由电源转换单元(13)为头戴装置(1)的用电部分供电，USB接口(12)的USB差分信号针脚与控制器(15)连接，视频接口(11)经视频处理接口单元(14)与显示模组(16)连接；主控手柄(2)包括应用处理器(25)、电源单元(23)、及均与应用处理器(25)连接的USB接口(22)和视频接口(21)，电源单元(23)为主控手柄(2)的用电部分供电；本实用新型眼镜能够提高便携性和用户体验。

Description

一种虚拟现实眼镜
技术领域
本实用新型涉及虚拟现实技术领域，更具体地，本实用新型涉及一种虚拟现实眼镜。
背景技术
传统的虚拟现实(VirtualReality，VR)眼镜主要包括两种，一种是基于电脑或者游戏机，即从电脑或者游戏机获取输入源，该种眼镜例如是Oculus的虚拟现实眼镜；另一种是基于三星手机，即将三星手机插入眼镜的头戴部分，以从三星手机获取输入源。第一种虚拟现实眼镜存在的问题是便携性较差，不方便用户移动；第二种虚拟现实眼镜存在的问题是头戴部分较重，而且发热严重，影响用户的佩戴舒适性，因此，有必要对虚拟现实眼镜的实现结构进行改进，以提升用户体验。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是提供一种用于兼具较高的便携性和佩戴舒适性的虚拟现实眼镜。
根据本实用新型的第一方面，提供了一种虚拟现实眼镜，其包括头戴装置和主控手柄，所述头戴装置包括视频处理接口单元、音频处理单元、控制器、电源转换单元、显示模组、耳机插孔、头戴侧USB接口、及头戴侧视频接口，所述头戴侧USB接口的电源线经由所述电源转换单元为所述头戴装置的用电部分供电，所述头戴侧USB接口的USB差分信号针脚与所述控制器连接，所述头戴侧视频接口经由所述视频处理接口单元与所述显示模组连接，所述控制器的音频信号输出端与所述音频处理单元的音频信号输入接口连接，所述音频处理单元的耳机接口与所述耳机插孔连接；
所述主控手柄包括应用处理器、电源单元、及均与所述应用处理器连接的存储单元、手柄侧输入单元、对应所述头戴侧USB接口的手柄侧USB接口和对应所述头戴侧视频接口的手柄侧视频接口，所述电源单元为所述主控手柄的用电部分供电。
优选的是，所述主控手柄还包括蓝牙模块和/或WIFI模块，且所述蓝牙模块和/或WIFI模块与所述应用处理器连接。
优选的是，除所述手柄侧USB接口外，所述主控手柄还具有至少一个与所述应用处理器连接的USB接口。
优选的是，所述存储单元包括内嵌式存储器、双倍速率同步动态随机存储器和存储卡卡座中的至少一种。
优选的是，所述手柄侧USB接口和所述手柄侧视频接口由一个手柄侧Type-C接口提供，所述头戴侧USB接口和头戴侧视频接口由一个头戴侧Type-C接口提供。
优选的是，所述手柄侧输入单元包括按键输入单元和/或触控输入单元。
优选的是，所述头戴装置还包括麦克风，所述音频处理单元的麦克风接口与所述麦克风连接，所述音频处理单元的音频信号输出接口与所述控制器的音频信号输入端连接。
优选的是，所述头戴装置还包括姿态传感器单元，所述姿态传感器单元的姿态信号输出端与所述控制器连接；所述姿态传感器单元包括三轴陀螺仪传感器、三轴加速度传感器和三轴磁感应传感器中的至少一种传感器。
优选的是，所述头戴装置还包括接近传感器，所述接近传感器的信号输出端与所述控制器连接。
优选的是，所述头戴装置还包括与所述控制器连接的头戴侧输入单元，所述头戴侧输入单元包括按键输入单元和/或触控输入单元。
本实用新型的一个有益效果在于，本实用新型的虚拟现实眼镜包括分开设计的主控手柄和头戴装置，由便携的主控手柄通过USB接口和视频接口为头戴装置提供视频、游戏等输入源，这便可以保证虚拟现实眼镜的便携性；另外，将电源单元设置在主控手柄中，主控手柄通过USB接口向头戴装置提供电源，这便可以保证头戴装置具有较小的发热量，提高用户的佩戴舒适性；因此，本实用新型的虚拟现实眼镜将能够明显提升用户体验。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。
图1为根据本实用新型虚拟现实眼镜的一种实施方式的方框原理图；
图2为根据本实用新型虚拟现实眼镜的另一种实施方式的头戴装置结构的方框原理图；
图3为根据本实用新型虚拟现实眼镜的第三种实施方式的头戴装置结构的方框原理图；
图4为Type-C接口通过切换开关单元与视频处理接口单元连接的一种实施结构。
附图标记说明：
1-头戴装置；11-头戴侧视频接口；
12-头戴侧USB接口；13-电源转换单元；
14-视频处理接口单元；15-控制器；
16-显示模组；17-耳机插孔；
18-接口控制器；19-开关切换单元；
110-头戴侧Type-C接口；111-音频处理单元；
112-麦克风；2-主控手柄；
21-手柄侧视频接口；22-手柄侧USB接口22；
23-电源单元；24-手柄侧输入单元；
25-应用处理器；26-存储单元；
27-蓝牙模块；28-WIFI模块；
K11～K15-第一至第五正插开关通道；
K21～K25-第一至第五反插开关通道。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和终端可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和终端应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
本实用新型为了解决现有虚拟现实眼镜存在便携性较差或者佩戴舒适性较差的问题，提供了一种兼具较高便携性和佩戴舒适性的虚拟现实眼镜，如图1所示，该虚拟现实眼镜包括头戴装置1和主控手柄2，头戴装置1包括视频处理接口单元14、音频处理单元111、控制器15、电源转换单元13、显示模组16、头戴侧USB接口12、头戴侧视频接口11、及耳机插孔17，头戴侧USB接口12的电源线(即VBUS线和GND线)经由电源转换单元13为头戴装置1的用电部分供电，该用电部分包括视频处理接口单元14、控制器15等，即电源转换单元13被设置为将电源线提供的5V电压转换为视频处理接口单元14和控制器15所需的工作电压，头戴侧USB接口12的USB差分信号针脚与控制器15连接，头戴侧视频接口11经由视频处理接口单元14与显示模组16连接，以通过显示模组16显示视频影像，控制器15的音频信号输出端与音频处理单元111的音频信号输入接口连接，音频处理单元111的耳机接口与耳机插孔17连接，以通过插入耳机插孔17的耳机播放音频数据，即该音频处理单元111具有音频解码模块。该主控手柄2包括应用处理器(AP)25、电源单元23、及均与应用处理器25连接的存储单元26、手柄侧输入单元24、对应头戴侧USB接口12的手柄侧USB接口22和对应头戴侧视频接口11的手柄侧视频接口21，电源单元23为主控手柄1的用电部分供电，该用电部分主要包括应用处理器25和手柄侧USB接口22，该电源单元23与常规电源单元一样，主要包括电池和电源管理模块，其中，电源管理模块主要负责电池的充放电管理、电量检测、电量显示等。
本实用新型的虚拟现实眼镜在使用时只需将头戴侧视频接口11与手柄侧视频接口21通过数据线连接，及将头戴侧USB接口12与手柄侧USB接口22通过数据线连接即可，这样，头戴装置1便可从主控手柄2获取输入源和电源，其中，该输入源存储在主控手柄2的存储单元26中，视频接口11、21包括但不局限于HDMI接口、MHL接口、DP接口、EDP接口。由此可见，本实用新型虚拟现实眼镜是通过便携的主控手柄2为头戴装置1提供视频、游戏等输入源，这便使得虚拟现实眼镜具有较高便携性；而且，本实用新型虚拟现实眼镜将电源单元23设置在主控手柄2中，且使电源单元23通过USB接口向头戴装置1提供电源，这便使得头戴装置1具有较小的发热量，提高了用户的佩戴舒适性，因此，本实用新型的虚拟现实眼镜将能够明显提升用户体验；另外，本实用新型虚拟现实眼镜可利用主控手柄2的应用处理器25对视频数据进行主要的解码、解扰处理，这样，头戴装置1一侧只需设置视频处理接口单元14进行接口转换和/或格式转换等简单的处理便可通过显示模组16进行视频影像的播放。
为了使主控手柄1与外部终端之间能够通过无线通信手段进行数据交互，在本实用新型的一个具体实施例中，如图1所示，该主控手柄2还包括蓝牙模块27和/或WIFI模块28，且蓝牙模块27和/或WIFI模块28例如通过PCI-e总线与应用处理器25连接。
为了使主控手柄1与外部终端之间能够通过无线通信手段进行数据交互，在本实用新型的一个具体实施例中，除上述手柄侧USB接口22外，该主控手柄2还具有至少一个与应用处理器25连接的USB接口，该USB接口优选采用USB3.0接口，以提高主控手柄1与外部终端之间的数据传输速率。
上述存储单元26包括内嵌式存储器、双倍速率同步动态随机存储器和存储卡卡座中的至少一种，优选是同时包括内嵌式存储器、双倍速率同步动态随机存储器和存储卡卡座，其中主控手柄2的应用处理器25可通过存储卡卡座连接外部存储卡，例如是SD卡。
上述手柄侧输入单元24包括按键输入单元和/或触控输入单元，其中，按键输入单元的按键和触控输入单元的触控面板通过主控手柄2的外壳外露，用户可以通过按键、触控面板输入各种操控指令。
为了提高虚拟现实眼镜对各种视频格式的兼容性，及减少主控手柄2与头戴装置1之间的数据线，在本实用新型的一个具体实施例中，如图2所示，该手柄侧USB接口22和手柄侧视频接口21由一个手柄侧Type-C接口提供，对应地，该头戴侧USB接口12和头戴侧视频接口11由一个头戴侧Type-C接口110提供，即通过一个Type-C接口实现视频数据和USB差分信号的传输，也就是头戴装置1与主控手柄2之间只需通过一根数据线连接即可，简化了用户的操作。
在采用Type-C接口的实施例，由于Type-C接口的最大特点是支持从正反两面均可插入的“正反插”功能，如果本实用新型虚拟现实眼镜需要支持该功能，现以头戴装置1一侧为例说明相应的配置，主控手柄2可以参照头戴装置1进行配置，如图2所示，头戴装置1还包括接口控制器18和开关切换单元19，为了便于理解，现简单介绍一下Type-C接口，其A面和B面各具有12个针脚，各针脚的布置如表1所示：
表1：
其中，TX1+、TX1-，RX1+、RX1-，TX2+、TX2-，RX2+、RX2-为四对差分信号针脚，GND为接地针脚，D+、D-为用于兼容USB2.0的USB差分信号针脚，VBUS为电源针脚，CC1、CC2为用于探测正反插及插入终端类型的针脚，SBU1、SBU2为第二总线针脚。在此可将上述四对差分信号针脚和一对第二总线针脚作为Type-C接口的五对视频差分信号针脚使用。
上述接口控制器18用于根据Type-C协议判断Type-C线对于Type-C接口是正插还是反插，以及插入终端的类型，而该插入终端的类型则可以用于确定传输的视频格式的类型，因此，该接口控制器18通过两个探测信号输入针脚分别与CC1针脚和CC2引脚对应连接。
在采用Type-C接口的实施例中，上述视频处理接口单元14可具有五对视频差分信号针脚，其中，视频处理接口单元14的所有视频差分信号针脚按照正插对应关系各通过一个单独的正插开关通道与Type-C接口的视频差分信号针脚一一对应连接；视频处理接口单元14的所有视频差分信号针脚按照反插对应关系各通过一个单独的反插开关通道与Type-C接口的视频差分信号针脚一一对应连接。在本实用新型的一个实施例中，如图4所示，视频处理接口单元14的第一对视频差分信号针脚VC1+、VC1-各经一个第一正插开关通道K11与TX1+针脚和TX1-针脚对应连接、及各经一个第一反插开关通道K21与TX2+针脚和TX2-针脚对应连接；视频处理接口单元14的第二对视频差分信号针脚VC2+、VC2-各经一个第二正插开关通道K12与RX1+针脚和RX1-针脚对应连接、及各经一个第二反插开关通道K22与RX2+针脚和RX2-针脚对应连接；视频处理接口单元14的第三对视频差分信号针脚VC3+、VC3-各经一个第三正插开关通道K13与RX2+针脚和RX2-针脚对应连接、及各经一个第三反插开关通道K23与RX1+针脚和RX1-针脚对应连接；视频处理接口单元14的第四对视频差分信号针脚VC4+、VC4-各经一个第四正插开关通道K14与TX2+针脚和TX2-针脚对应连接、及各经一个第四反插开关通道K24与TX1+针脚和TX1-针脚对应连接；视频处理接口单元14的第五对视频差分信号针脚VC5+、VC5-各经一个第五正插开关通道K15与SBU1针脚和SBU2针脚对应连接、及各经一个第五反插开关通道K25与SBU2针脚和SBU1针脚对应连接。
在采用Type-C接口的实施例中，上述控制器15具有USB连接器，其可与主控手柄通过Type-C接口利用USB2.0传输协议进行数据传输，因此，该USB连接器的一对USB差分信号针脚与Type-C接口的两对USB差分信号针脚均对应连接，即与Type-C接口的D+针脚和D-针脚对应连接。另外，该控制器15与接口控制器18通信连接，以从接口控制器18获得插入方向信息和插入终端类型信息，该控制器18与视频处理接口单元14通信连接，以使视频处理接口单元14可根据插入终端类型信息确定用于解析接收到的视频信号的协议；该控制器15的正插开关信号输出针脚与对应所有正插开关通道K11、K12、K13、K14、K15的控制端连接，以在插入方向信息表示Type-C线正插入Type-C接口中时，控制所有正插开关通道K11、K12、K13、K14、K15导通，及在插入方向信息表示Type-C线反插入Type-C接口中时，控制所有正插开关通道K11、K12、K13、K14、K15断开；该控制器15的反插开关信号输出针脚与对应所有反插开关通道K21、K22、K23、K24、K25的控制端连接，以在插入方向信息表示Type-C线正插入Type-C接口中时，控制所有反插开关通道K21、K22、K23、K24、K25断开，及在插入方向信息表示Type-C线反插入Type-C接口中时，控制所有反插开关通道K21、K22、K23、K24、K25导通。由此可见，通过控制器15对切换开关单元19的控制，无论Type-C线是正插入Type-C接口还是反插入Type-C接口，均可使视频处理接口单元14的各对视频差分信号针脚与Type-C线接口的固定针脚连接，也可以理解为均可使经由Type-C线传输的各路信号与各对视频差分信号针脚的对应关系保持不变。
由于本实用新型通过Type-C接口与视频处理接口单元14之间最多可以进行五对视频差分信号的传输，因此可以满足各种格式视频信号的传输要求，包括HDMI格式、MHL格式，甚至包括差分信号通道最多的DP格式、EDP格式，进而实现了提高本实用新型虚拟现实眼镜的兼容性的目的。另外，由于Type-C接口具有较高的传输速率，因此，如果将高分辨率、高刷新率的显示模组连接至视频处理接口单元14，则可以获得更加高清的画质，以及更加流畅的显示效果。
为了使本实用新型虚拟现实眼镜还能够通过音频处理单元111进行语音通话，在本实用新型的一个具体实施例中，如图3所示，该头戴装置1还包括麦克风112，该音频处理单元111的麦克风接口与麦克风112连接，该音频处理单元111的音频信号输出接口与控制器15的音频信号输入端连接，即音频处理单元111具有音频编码模块，音频编码模块将经由麦克风接收到的声音信号封装成标准USBAudio协议发送给控制器15，以经由控制器15通过USB2.0协议发送至主控手柄2。
为了增强本实用新型虚拟现实眼镜的虚拟现实体验，在本实用新型的一个具体实施例中，该头戴装置1还包括姿态传感器单元，该姿态传感器单元的姿态信号输出端与控制器15连接，以使控制器15能够接收来自姿态传感器单元的姿态信号，进而实时追踪用户的运动姿态，并将其经由USB2.0协议发送至主控手柄2对视频场景进行实时更新，以使用户的运动姿态与视频场景变换完全同步，进而增强虚拟现实体验。例如：用户在倒立时于现实环境中看到的影像应当是旋转180度的，如果未设置姿态传感器单元，由于虚拟现实头盔的显示模组会跟随用户一起倒立，所以用户看到的影像会和倒立之前的一样；而通过设置姿态传感器单元，则可以实现主控手柄2在检测到用户头部朝向下方时，就调节待发送至视频处理接口单元14的视频场景，使用户看到的影像也旋转180度，这就达到了增强现实的功能。该姿态传感器单元16包括三轴陀螺仪、三轴加速度传感器和三轴磁感应传感器中的至少一个，优选是同时包括三轴陀螺仪、三轴加速度传感器和三轴磁感应传感器，以更加准确地跟踪用户的运动姿态。
为了增强本实用新型虚拟现实眼镜的虚拟现实体验，在本实用新型的一个具体实施例中，该头戴装置1还包括接近传感器，该接近传感器的信号输出端与控制器15连接。
为了使虚拟现实眼镜在头戴装置1一侧也支持各种信息的输入，在本实用新型的一个具体实施例中，该头戴装置1还包括与控制器15连接的头戴侧输入单元，头戴侧输入单元包括按键输入单元和/或触控输入单元。
上述各实施例主要重点描述与其他实施例的不同之处，但本领域技术人员应当清楚的是，上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。
虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种虚拟现实眼镜，其特征在于，包括头戴装置(1)和主控手柄(2)，所述头戴装置(1)包括视频处理接口单元(14)、音频处理单元(111)、控制器(15)、电源转换单元(13)、显示模组(16)、耳机插孔(17)、头戴侧USB接口(12)、及头戴侧视频接口(11)，所述头戴侧USB接口(12)的电源线经由所述电源转换单元(13)为所述头戴装置(1)的用电部分供电，所述头戴侧USB接口(12)的USB差分信号针脚与所述控制器(15)连接，所述头戴侧视频接口(11)经由所述视频处理接口单元(14)与所述显示模组(16)连接，所述控制器(15)的音频信号输出端与所述音频处理单元(111)的音频信号输入接口连接，所述音频处理单元(111)的耳机接口与所述耳机插孔(17)连接；
所述主控手柄(2)包括应用处理器(25)、电源单元(23)、及均与所述应用处理器(25)连接的存储单元(26)、手柄侧输入单元(24)、对应所述头戴侧USB接口(12)的手柄侧USB接口(22)和对应所述头戴侧视频接口(11)的手柄侧视频接口(21)，所述电源单元(23)为所述主控手柄(2)的用电部分供电。
2.根据权利要求1所述的虚拟现实眼镜，其特征在于，所述主控手柄(2)还包括蓝牙模块(27)和/或WIFI模块(28)，且所述蓝牙模块(27)和/或WIFI模块(28)与所述应用处理器(25)连接。
3.根据权利要求1所述的虚拟现实眼镜，其特征在于，除所述手柄侧USB接口(22)外，所述主控手柄(2)还具有至少一个与所述应用处理器(25)连接的USB接口。
4.根据权利要求1所述的虚拟现实眼镜，其特征在于，所述存储单元(26)包括内嵌式存储器、双倍速率同步动态随机存储器和存储卡卡座中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的虚拟现实眼镜，其特征在于，所述手柄侧USB接口(22)和所述手柄侧视频接口(21)由一个手柄侧Type-C接口提供，所述头戴侧USB接口(12)和头戴侧视频接口(11)由一个头戴侧Type-C接口(110)提供。
6.根据权利要求1所述的虚拟现实眼镜，其特征在于，所述手柄侧输入单元(24)包括按键输入单元和/或触控输入单元。
7.根据权利要求1所述的虚拟现实眼镜，其特征在于，所述头戴装置(1)还包括麦克风(112)，所述音频处理单元(111)的麦克风接口与所述麦克风(112)连接，所述音频处理单元(111)的音频信号输出接口与所述控制器(15)的音频信号输入端连接。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的虚拟现实眼镜，其特征在于，所述头戴装置(1)还包括姿态传感器单元，所述姿态传感器单元的姿态信号输出端与所述控制器(15)连接；所述姿态传感器单元包括三轴陀螺仪传感器、三轴加速度传感器和三轴磁感应传感器中的至少一种传感器。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的虚拟现实眼镜，其特征在于，所述头戴装置(1)还包括接近传感器，所述接近传感器的信号输出端与所述控制器(15)连接。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的虚拟现实眼镜，其特征在于，所述头戴装置(1)还包括与所述控制器(15)连接的头戴侧输入单元，所述头戴侧输入单元包括按键输入单元和/或触控输入单元。
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