CN205750130U - 一种虚拟现实装置和虚拟现实眼镜盒子 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种虚拟现实装置和虚拟现实眼镜盒子。虚拟现实装置包括虚拟现实眼镜盒子和收容在虚拟现实眼镜盒子的虚拟现实平板，虚拟现实眼镜盒子包括外壳和控制电路板，控制电路板收容于外壳内，控制电路板至少包括通用USB接口，其固定于控制电路板并穿过外壳。本实用新型的虚拟现实装置接口通用性强。

Description

一种虚拟现实装置和虚拟现实眼镜盒子

技术领域

本实用新型涉及虚拟现实技术，特别是一种虚拟现实眼镜盒子及其组成的虚拟现实装置。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)技术近年来作为全球性的热门技术，逐渐引起普通人群的注意。虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，其利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，可以使用户沉浸到虚拟环境中，体验如临真境的感觉。虚拟现实目前最为人知的应用在游戏场景，而最常见的虚拟现实设备则是虚拟现实头盔、头戴式(3D)显示器。虚拟现实头盔利用头盔式显示器将人对外界的视觉、听觉封闭，引导用户产生一种身在虚拟环境中的沉浸感。头盔显示器也是最早的虚拟现实显示器，其显示原理是左右眼屏幕分别显示左右眼的图像，人眼获取这种带有差异的信息后在脑海中产生立体感。头盔显示器作为虚拟现实的显示设备，具有小巧和封闭性强的特点，在军事训练，虚拟驾驶，虚拟城市等非游戏场景中具有广泛的应用前景。

虚拟现实头盔(或称VR头盔、VR headset、头戴式显示器、head-mounted display等)主要由头戴结构、光学模块和显示模块组成，其中头戴结构一般由一个仅一面开口的盒子与绑带组成，而光学模块和显示模块设置在盒子内。光学模块主要由两个光学透镜组成，显示模块则负责显示图像数据，影像数据经过分屏显示，再经由光学系统到达人眼，形成虚拟现实影像。通常虚拟现实装置与外部设备的通信或者交互是通过按键、虚拟界面进行的，比如通过内存接口可以将外部数据传输到虚拟现实装置，通过耳机接口可以连接播放器，但是其并不能提供更丰富的操作形式，因此，目前的虚拟现实眼镜盒子在操作方式上有较大局限性。

实用新型内容

为克服现有技术中虚拟现实眼镜盒子和虚拟现实装置操作方式过于局限的技术问题，有必要提供一种降低操作局限性的虚拟现实眼镜盒子和虚拟现实装置。

根据本实用新型的第一方面，提供一种虚拟现实眼镜盒子，其包括外壳和控制电路板，控制电路板收容于外壳内，控制电路板至少包括通用USB接口，其固定于控制电路板并穿过外壳。

根据本实用新型的第二方面，提供一种虚拟现实装置，其包括虚拟现实眼镜盒子和收容在虚拟现实眼镜盒子的虚拟现实平板，虚拟现实眼镜盒子包括外壳和控制电路板，控制电路板收容于外壳内，控制电路板至少包括通用USB接口，其固定于控制电路板并穿过外壳。

本实用新型的虚拟现实装置利用通用USB接口的设置，可与外部具有通用USB接口的操作或展示设备直接通过接口插接进行通信或者数据传输、控制操作，由于目前带有通用USB接口的操作设备数量庞大，使得虚拟现实装置极大扩展可操作性。

附图说明

图1是本实用新型一种实施方式的虚拟现实装置的立体结构示意图；

图2是图1所示虚拟现实装置的立体分解示意图；

图3是图1所示虚拟现实装置的电路结构示意图；

图4是另一种实施方式的虚拟现实装置的示意图；

图5是基于图4所示虚拟现实装置的一种应用场景的电路结构示意图；

图6是本实用新型另一种实施方式的虚拟现实装置的虚拟现实眼镜盒子的主控电路板的部分结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

请参看图1，图1是本实用新型一种实施方式的虚拟现实装置的立体结构示意图。在本实施方式中，一种虚拟现实装置10包括绑带101和虚拟现实眼镜盒子103。虚拟现实眼镜盒子103的外部是一个一面开口的盒状壳体，其开口的一面A用于与用户直接接触，而壳体内部则设置有光学系统和展现虚拟现实影像资料的显示模块。一般为了提高舒适度，开口一面A可以附有柔软的眼罩。绑带101用于将整个虚拟现实装置10佩戴到用户的身体部位上，比如佩戴到头上，由此用户的眼睛可以通过开口的一面A看向壳体内部的光学系统和显示模块。

光学系统主要包括两组目镜和光学调节机构，其中两组目镜分别对应左眼和右眼，可分别将显示模块上的分屏画面进行放大，经过人的左右眼的视觉合成，最终形成立体感十足的画面。每组目镜可以是单镜片构成，也可以是双镜片或多镜片构成。光学调节机构在并非本实用新型的重点，因此其具体结构在此不进行详细说明。光学调节机构主要用于调节目镜到显示模块的距离，或者调节两组目镜之间的距离、或者调节单组/两组目镜的屈光度，这些功能中的一个或者多个可以通过设置在壳体上的光学系统调节旋钮113完成。当然，本实施例中的光学系统调节旋钮113仅为示意，其还可以为按钮等其他形式的设置，也不限于设置在壳体的上部，还可以根据调节功能的不同和壳体结构的不同选择设置在壳体到侧面、底面或者正面。

虚拟现实眼镜盒子103还可以包括位于壳体内部的电路板(参看图6)，一些需要虚拟现实眼镜盒子103自身完成的控制、检测功能可以通过该电路板上设置相应功能模块来实现。另外，在外壳上还可以设置一些电子按键111和/或机械按键115、多个接口，通过电子按键111可以调节与电路板实现的相关的功能，通过机械按键115则可以完成与虚拟现实眼镜盒子103相关的机械构造调节。如此，可以完善虚拟现实装置10在电子、机械两方面的个性化设置。这些按键可以与开/关机、播放、退出、游戏操纵、拆卸、眼罩大小调节、可视角度调节等功能相关，在此不一一例举。结合图6可看到，多个接口穿过外壳露出在外面，提供与其他设备交互或数据传输的接口。这些接口可以设置在外壳的下部，也可以设置在上部和左右两侧部。

请参考图2，其是图1所示虚拟现实装置10的分解示意图。虚拟现实装置10的虚拟现实眼镜盒子包括主壳1031和盖子1033，主壳1031与盖子1033通过卡接结构组合成虚拟现实眼镜盒子103的壳体。在主壳1031的外部设有拆卸按键115，通过拆卸按键115，用户可将盖子1033与主壳1031进行分离。拆卸按键115不限于按键形式，还可以是拨动开关、推拉件等各种形式的结构。主壳1031与盖子1033也并不限定通过卡接结构结合在一起，还可以是其他相似功能的结构。

主壳1031与盖子1033组合形成一收容空间，该收容空间位于光学系统的前方(此处以用户戴上虚拟现实设备后眼睛所处位置为后方)，用于收容和/或支撑/安装虚拟现实平板120。当安装上虚拟现实平板120后，虚拟现实装置10就成为一个完整的独立虚拟现实设备，通过虚拟现实平板120进行视频/影像等资料的播放，用户则透过光学系统观看到逼真的虚拟现实场景。在本实用新型中，虚拟现实平板120不同于普通的手持智能通用设备，比如智能手机和平板电脑，该虚拟现实平板120在其机身外部或者内部设有位置指示元件132，而虚拟现实眼镜盒子103的壳体，比如其壳体的主壳1031的外部或内部对应设有到位检测元件130，通过到位检测元件130对位置指示元件132的感测，可获知是否有虚拟现实平板安装到了该虚拟现实眼镜盒子103内。到位检测元件130可以是磁力传感器、霍尔传感器、红外传感器、压力传感器、条码/字符识别器等各种传感器，而位置指示元件132可以是与到位检测元件130对应的各种磁片、贴片、条码、字符等，也可以是虚拟现实平板120自身，比如到位检测元件130为压力传感器，当虚拟现实平板120放置到位时，压力传感器的输出产生变化，即可识别为虚拟现实平板120到位。当然，以上仅为示意性说明，实际的设计要综合可靠性、操作等多种因素进行考量，但其设计方案仍在本实用新型所描述范围内。另外，到位检测元件130还可以是机械式的传动单元，通过可变结构的设计，使得虚拟现实平板120安装到位后可以带动传动单元触动后续的电路模块。

请参看图3，是图1所示虚拟现实装置10一种实施方式的电路结构示意图。虚拟现实眼镜盒子203内部包括主控单元231、电源232、接口模块233、到位检测元件234和收发模块235。主控单元231用于控制其他各模块的作业，电源232用于给各电子部件供电，接口模块233提供与外部设备的接口或者供用户操作的电子/机械接口，到位检测元件234用于检测是否有虚拟现实平板安装到位。

虚拟现实平板220包括主控制器221、显示器223、资料存储/接收模块222、分屏控制模块224和收发模块225。主控制器221用于控制虚拟现实平板120其他的功能模块。收发模块225用于与外部设备进行通信。资料存储/接收模块222用于接收或存储自身/外部数据，本文中的数据主要是指可视化数据、音频数据等。显示器223用于显示各种可视化数据。分屏控制模块224用于控制显示器223自动分屏。

在一种实施方式中，当到位检测元件234检测到虚拟现实平板120或者通过到位指示元件132检测到虚拟现实平板120安装到虚拟现实眼镜盒子103上，即反馈一个到位检测信号给主控单元231，主控单元231将该到位检测信号输出到收发模块235，而收发模块235则将信号发送给虚拟现实平板120的收发模块225，进而传递到虚拟现实平板120的主控制器221。主控制器221则将到位检测信号传输到分屏控制模块224，分屏控制模块224输出分屏控制信号到显示器223，使得显示器223进行分屏显示，或者主控制器221根据到位检测信号输出分屏控制信号给分屏控制模块224，分屏控制模块224执行将显示器223分屏的动作。如此，显示器223就可以直接以分屏的形式显示各种可视化数据。

分屏控制模块224可以是相对独立的硬件模块，也可以是通过软件功能实现的虚拟模块，比如在虚拟现实平板120上安装虚拟现实应用程序(APP)。主控单元231并非必要元件，到位检测信号并不一定要通过主控单元231传输到收发模块235。

在另外一种实施方式中，当到位检测元件234检测到虚拟现实平板220安装到位后，可以输出启动信号控制虚拟现实平板220的开启，或者控制虚拟现实平板220进入虚拟现实应用，比如启动虚拟现实应用程序，并控制其完成分屏。这种实施方式中，无论虚拟现实平板220是否已经开机，均可在安装到位后实现自动分屏，无需用户过多操作设备，并且该方法可通用到多种智能设备，不要求该智能设备具有特定接口，更不需要额外的接口转换。

在又一种实施方式中，虚拟现实平板在安装到位后，可被虚拟现实眼镜盒子上的机械式夹持或按压装置自动开机，进而控制其自动分屏。在这种实施方式中，到位检测信号可以是一种非电信号，比如机械信号。

在一些实施例中，电源232可以是电池、外接电源，也可以是从虚拟现实平板120上获取电能的模块。

在一些实施例中，收发模块235也可以是发送模块，其只具有单向通信功能。

在一些实施例中，到位检测元件234也可以检测通用型智能设备，比如手机和平板电脑的安装。

在一些实施例中，收发模块235和收发模块225可以采用蓝牙模块、wifi模块、近场通信模块等多种近距离通信技术。

在一些实施例中，显示器223可以是液晶显示器或液晶模组，还可以是OLED显示模组、AMOLED显示模组等其他形式的显示器。

请参看图4，是本实用新型另一种实施方式的虚拟现实装置的示意图，其具有与图1-图3所描述的虚拟现实装置结构、功能上的类似，尤其是自动分屏所关联的结构和电路，并且，本实施方式的虚拟现实装置还包括第一摄像头322和第二摄像头324。第一摄像头322和第二摄像头324设置在虚拟现实平板320的背面，优选的位于其背面的中间，并与虚拟现实眼镜盒子的左右目镜组分别对应。第一摄像头322和第二摄像头324的中心间距D优选设置为人眼的瞳距，在一些实施方式中，中心间距D还可以设置为可调。在另外一些实施例中，在虚拟现实平板320的背面可设置闪光灯326。虚拟现实平板320的正面包括显示区340、边框区342，还可以包括位置指示元件332。位置指示元件332可安装在边框区342，也可以安装在显示区340的下方。当然也可以安装在显示区340的表面。位置指示元件332可以是透明元件，也可以是非透明元件。由于虚拟现实平板320可进行自动分屏甚至开机功能，其可大大减少按键和功能区的设置，比如常见智能手机和平板的“HOME”键、听筒和/或正面摄像头等，因此其正面不需要留出相应的非显示区域，如此可增大虚拟现实平板320的显示区域，做到真正的无边框设计。图中的边框区342仅为示意，可看作虚拟现实平板320的必要支架或者外壳。

请参看图5，其是基于图4所示虚拟现实装置的一种应用场景的电路结构示意图，其构成一个虚拟现实分享系统，其中，带有双摄像头的虚拟现实装置或虚拟现实平板420通过第一摄像头和第二摄像头摄取外部影像的原始数据，通过图像处理模块422对原始数据进行处理，输出3D和全景视图。3D和全景视图可统称为影像数据，影像数据一方面被传输到液晶显示模块424，从而可进行实时显示或者回放，另一方面，影像数据通过存储模块426进行存储，并可通过无线模块428发送到云端50。远端虚拟现实设备501或者虚拟现实应用控制台503可从云端下载影像数据，如果远端虚拟现实设备501下载到该影像数据，即可在该设备上进行虚拟现实影像播放，从而通过该虚拟现实分享系统，用户可将当前自己所处环境或者活动拍摄下来分享给远方的朋友，而远方的朋友可以看到与用户所见几乎一样的场景。该系统对于身体有缺陷(比如视力缺陷)的用户来讲，可以借助该虚拟现实分享系统将自己不能亲眼所见的东西分享给朋友、义工、警察等人员，以便这些人能及时了解用户所处环境和境遇，适时提供帮助和引导，这样就使得视力缺陷人群可以更好的外出活动，另外也可以增加他们与世界的沟通感。

请参看图6，是本实用新型另一种实施方式的虚拟现实装置的虚拟现实眼镜盒子的主控电路板的部分结构示意图。该主控电路板650可以布设或承载图3中主控单元231、到位检测元件234、收发模块235、电源232其中之一或者多个或者全部，而接口模块233可以包括如图所示的按键接口651、TF接口652(内存卡接口)、耳机接口654、通用USB接口655和micro USB接口657，以及指示灯659。接口模块233因为同时包括了micro USB接口和USB接口，既可以直接连接带micro USB插头的线缆，也可以通过通用USB接口655直接连接具有通用USB接口的外设，从而可以通过这些外设对虚拟现实装置进行一些操作或控制，比如可以连接具有通用USB接口的鼠标、键盘对虚拟现实眼镜盒子/虚拟现实装置进行操作。上述接口优选以排成一行的形式暴露在外壳外面，优选的，这些接口露出外壳的部分相互平齐。比如，通用USB接口与micro USB接口相邻并排设置，耳机接口和按键接口651也排列在同一线上。当然，这些接口的顺序可以进行各种变化，比如通用USB接口与micro USB接口可以间隔并排设置。

需要说明的是，图6所示实施方式中的主控电路板，不仅可用于图1-5所示实施方式的虚拟现实装置或虚拟现实眼镜盒子中，还可以应用于眼镜盒子与显示模块结合为一体而通常不能拆卸的整体式虚拟现实装置，比如常见的一体式头戴虚拟现实装置。在本实施方式中，各类接口，包括但不限于按键接口651、TF接口652、耳机接口654、通用USB接口655和micro USB接口657其中之一或者多个/全部，露出在虚拟现实眼镜盒子的外部，以提供与外部其他设备进行交互或信息传输/指示的接口。

本领域技术人员可以理解，上述实施例分别或者共同描述了一个或者多个功能，虽然这些功能可以同时存在，但也不限于此，根据需求不同进行不同的拆分、组合均在本专利申请范围之内。

本领域技术人员可以理解，上述实施例中各种方法的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关硬件完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘或光盘等。

以上内容，是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种虚拟现实眼镜盒子，包括外壳，其特征在于:进一步包括控制电路板，其收容于所述外壳内，所述控制电路板至少包括通用USB接口，所述通用USB接口固定于所述控制电路板并穿过所述外壳。

2.如权利要求1所述的虚拟现实眼镜盒子，其特征在于，所述控制电路板进一步包括micro USB接口，其与所述通用USB接口相邻设置或间隔设置。

3.如权利要求2所述的虚拟现实眼镜盒子，其特征在于，所述控制电路板进一步包括以下接口其中之一或多个：按键接口、TF接口或耳机接口。

4.如权利要求3所述的虚拟现实眼镜盒子，其特征在于，所述通用USB接口与所述microUSB接口、按键接口、TF接口或耳机接口并排设置。

5.如权利要求3所述的虚拟现实眼镜盒子，其特征在于，所述通用USB接口与所述microUSB接口、按键接口、TF接口或耳机接口相平齐。

6.如权利要求3所述的虚拟现实眼镜盒子，其特征在于，所述通用USB接口与所述microUSB接口、按键接口、TF接口或耳机接口设置在所述外壳的下部。

7.如权利要求1所述的虚拟现实眼镜盒子，其特征在于，所述虚拟现实眼镜盒子进一步包括光学系统，所述光学系统收容于所述外壳，所述光学系统包括两组目镜，其用于放大一虚拟现实平板所显示画面。

8.如权利要求1所述的虚拟现实眼镜盒子，其特征在于，所述控制电路板上进一步设置用于检测一虚拟现实平板是否安装到位的到位检测元件。

9.如权利要求1所述的虚拟现实眼镜盒子，其特征在于，其进一步包括连接到所述外壳的绑带。

10.一种虚拟现实装置，其包括虚拟现实眼镜盒子及收容在虚拟现实眼镜盒子内的虚拟现实平板，其特征在于，所述虚拟现实眼镜盒子是权利要求1-9 中任意一项所述的虚拟现实眼镜盒子。