CN213210606U - 一种具有高速无线传输功能的vr设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种具有高速无线传输功能的VR设备，包括VR设备本体，还包括介质透镜天线，VR设备本体设有容置部，介质透镜天线安装在容置部内，且介质透镜天线与VR设备本体的信号输出端连接；介质透镜天线包括介质透镜、固定件和用于辐射电磁波的馈源，固定件设置在介质透镜的外表面，固定件的内侧设有馈源。通过实心的球形或半球形的介质透镜设置，提高了介质透镜天线的增益，同时具有旁瓣和后瓣小，方向性好等优点，特别适用于毫米波通信信号的传输，同时对电磁波信号的发射和接收效果也较好，使VR设备摆脱有线连接方式，仅通过介质透镜天线即可实现电磁波信号的高速收发，极大地降低延迟和确保高保真图像，使VR设备的大型场景展示较为流畅。

Description

一种具有高速无线传输功能的VR设备

技术领域

本实用新型涉及VR设备技术领域，尤其涉及一种具有高速无线传输功能的VR设备。

背景技术

VR设备又称虚拟现实视觉设备，在使用该设备时，暂时封闭使用者对外界的视觉或听觉等，在VR设备的视觉或听觉展示下使用户处于虚拟环境，其工作原理是在VR设备的左眼和右眼区域分别显示图像，用户的左眼和右眼获取带有差异的信息后在脑海中产生立体感，犹如真实的处在该虚拟环境中，在娱乐式体验和虚拟教学上都被非常广泛的使用。

但现有的VR设备由于需要传输较大的信号量，因此需要设置信号连接线与VR设备相互连接，以进行数据的高速传输，而在实际使用时，由于受信号连接线长度的影响，使用者在穿戴VR设备后的活动范围较为受限，约束性较大，连接线缆直接影响了用户沉浸感；并且使用者在持续运动过程中，容易被连接的信号线缆所绊倒，导致用户的体验感较差。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种具有高速无线传输功能的VR设备，旨在解决现有的VR设备在传输数据时需要与信号源进行数据线连接，活动范围受限的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种具有高速无线传输功能的VR设备，包括VR设备本体，还包括介质透镜天线，所述VR设备本体设有容置部，所述介质透镜天线安装在所述容置部内，且所述介质透镜天线与所述VR设备本体的信号输出端连接；

所述介质透镜天线包括介质透镜、固定件和用于辐射电磁波的馈源，所述固定件设置在所述介质透镜的外表面，所述固定件的内侧设有所述馈源。

优选地，所述介质透镜为实心的球形或半球形，且所述介质透镜由公知的均匀绝缘材料制成。

优选地，所述介质透镜为实心的球形或半球形，且所述介质透镜由多层具有不同介电常数的绝缘材料制成。

优选地，所述介质透镜设有若干个开孔，所述开孔从所述介质透镜的表面延伸至其球心，且从外至内所述开孔的直径逐渐减小。

优选地，所述介质透镜的半径为10mm-30mm。

优选地，所述容置部为空心的半球形，所述容置部的一侧与所述VR设备本体固定。

优选地，所述固定件为空心的半球形，所述固定件套设在所述介质透镜的外壁。

优选地，所述固定件为环形或弧形，且其贴合设置在所述介质透镜的外壁。

优选地，所述固定件包括贴合设置在所述介质透镜外壁的第一固定件和第二固定件，且所述第一固定件与所述第二固定件相交共同形成用于容纳所述介质透镜的容腔。

优选地，还包括用于收发电磁波信号的WLAN天线，所述WLAN天线安装在所述VR设备本体的一侧。

本实用新型的具有高速无线传输功能的VR设备具有如下有益效果：通过设置有介质透镜天线，其信号传输速率较高，VR设备展示的场景画面较为流畅，可以使VR设备摆脱信号连接线的困扰，用户在穿戴该VR设备不会受到约束，体验感较佳。该介质透镜天线具有实心的球形或半球形的介质透镜，使得馈源所辐射的电磁波经介质透镜转换为平面电磁波可获得笔形、扇形或其他形状的指向性波束，提高了介质透镜天线的增益，同时还具有旁瓣和后瓣小，方向性好等优点，特别适用于电磁波尤其是毫米波频段如60GHz频段的IEEE802.11ad(WiGig)协议等的信号传输，且介质透镜天线对电磁波信号的接收效果也较好，使VR设备摆脱高速信号的有线连接方式，仅通过介质透镜天线即可实现电磁波信号的高速收发，极大地降低延迟和确保高保真图像，VR设备的场景展示较为流畅。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型具有高速无线传输功能的VR设备一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型具有高速无线传输功能的VR设备另一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型具有高速无线传输功能的VR设备另一角度的结构示意图；

图4为本实用新型具有高速无线传输功能的VR设备的介质透镜一实施例的结构示意图；

图5为本实用新型具有高速无线传输功能的VR设备的介质透镜一实施例的内部结构示意图；

图6为本实用新型具有高速无线传输功能的VR设备的馈源在phi＝0deg和phi＝90deg时的辐射方向图；

图7为本实用新型具有高速无线传输功能的VR设备的介质透镜天线在phi＝0deg和phi＝90deg时的辐射方向图；

图8为本实用新型具有高速无线传输功能的VR设备在由均匀绝缘材料制得的介质透镜和由不同介电常数的绝缘材料制得的介质透镜的增益效果对比图；

图9为本实用新型具有高速无线传输功能的VR设备的介质透镜天线第一种实施例的结构示意图；

图10为本实用新型具具有高速无线传输功能的VR设备的介质透镜天线固定件及馈源第一种实施例的结构示意图；

图11为本实用新型具有高速无线传输功能的VR设备的介质透镜天线第二种实施例的结构示意图；

图12为本实用新型具有高速无线传输功能的VR设备的介质透镜天线固定件及馈源第二种实施例的结构示意图；

图13为本实用新型具有高速无线传输功能的VR设备的介质透镜天线第三种实施例的结构示意图；

图14为本实用新型具有高速无线传输功能的VR设备的介质透镜天线第四种实施例的结构示意图；

图15为本实用新型具有高速无线传输功能的VR设备介质透镜天线固定件及馈源第三种实施例的结构示意图；

图16为本实用新型具有高速无线传输功能的VR设备的介质透镜天线第五种实施例的结构示意图；

图17为本实用新型具有高速无线传输功能的VR设备的介质透镜天线第六种实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	VR设备本体	221	卡槽
11	容置部	222	第一固定件
				2	介质透镜天线	223	第二固定件
21	介质透镜	23	馈源
				211	开孔	3	WLAN天线
22	固定件

本实用新型目的的实现、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

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型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如附图所示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，若本实用新型实施例中有涉及“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，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，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种具有高速无线传输功能的VR设备。该VR设备主要用于进行虚拟场景展示，由于设置有介质透镜天线2，其无线信号传输速率较高，VR设备展示的场景画面较为流畅，可以使VR设备摆脱信号连接线的困扰，用户在穿戴该VR设备不会受到约束，体验感较佳。

在本实用新型一实施例中，如图1至图17所示，一种具有高速无线传输功能的VR设备，包括VR设备本体1，还包括介质透镜天线2，VR设备本体1设有容置部11，介质透镜天线2安装在容置部11内，且介质透镜天线2与VR设备本体1的信号输出端连接；

介质透镜天线2包括介质透镜21、固定件22和用于辐射电磁波的馈源23，固定件22设置在介质透镜21的外表面，固定件22的内侧设有馈源23。

具体的，该VR设备主要包括用于展示虚拟场景的VR设备本体1以及介质透镜天线2；介质透镜天线2用于接收由信号源(图中未示出)向VR设备辐射需要传递的信号，完成信号源与VR设备在交互过程中的数据传送，信号源可为发射电磁波信号的路由器或基站。以及由于介质透镜天线2的方向性较强，增益效果较好，用户处于该范围内电磁波信号的传输速率较高，体验感较佳。介质透镜天线2安装在VR设备本体1的外侧，具体是安装在VR设备本体1的容置部11内，使得介质透镜天线2与VR设备本体1的连接更为稳固。具体的，由馈源23所辐射的电磁波经介质透镜21转换为平面电磁波可获得笔形、扇形或其他形状的指向性波束，从而提高了介质透镜天线2的增益，并使介质透镜天线2还具有旁瓣和后瓣小，方向性好等优点，特别适用于电磁波信号尤其是毫米波信号的传输，本方案中的介质透镜天线2包括馈源23，馈源23辐射出电磁波，由于馈源23安装在固定件22的卡槽221内部，具体为设置在介质透镜21的外壁，多个馈源23在介质透镜21的外壁辐射电磁波后进入介质透镜21的内部，经介质透镜21可以使进入的电磁波波束更为聚集，从而使其增益和方向性更好。由图5至图6所示，单独馈源23的辐射方向图中，其最大增益仅为7.07dBi，而在增设介质透镜21后，介质透镜天线2的最大增益达到了22.6dBi，增益效果较佳，其中介质透镜21的半径为20mm；且由于介质透镜天线2通过设置多个馈源可实现辐射范围较广的信号覆盖，电磁波信号的传播速率较高，因此，介质透镜天线2对电磁波信号的接收效果也较好，使VR设备摆脱高速信号的有线连接方式，仅通过介质透镜天线2即可实现电磁波信号的收发，VR设备中的场景展示较为流畅。固定件22可以贴合设置在介质透镜21的外壁面，也可设置在靠近介质透镜21外壁面的位置，不与介质透镜21直接接触。

进一步地，介质透镜21为实心的球形或半球形，且介质透镜21由公知的均匀绝缘材料制成。

具体的，本方案中的介质透镜21可为球形或半球形，当介质透镜21呈球形时，具体可为球形或椭球形；同样的，当介质透镜21为半球形时，可为截面呈圆形或椭圆形的半球。在本方案中介质透镜21的内部为实心结构，制作时，采用单一的绝缘材料制作好实心的介质透镜21后，由于介质透镜21内部只存在一种材料，其介电常数保持一致。介质透镜11可以一次成型，其制作方式简单，制作成本较低，有利于工业化成产。经球形或半球形的介质透镜21可使馈源23发射出的电磁波信号具有非常好的方向性和增益效果。

绝缘材料可采用光聚合物树脂、红蜡、ABS、PLA、尼龙、PMI或陶瓷等，原料来源广泛，生产制造的成本相对较低，并且具有较好的强度以及耐老化性，介质透镜21在制备完成后，能保证其具有较久的使用寿命。采用光聚合物树脂制作介质透镜21时，可采用3D打印技术来制作该介质透镜21，制作效率较高。除上述材料外，介质透镜21的加工也可以采用其它材料或者其它加工技术如机械加工技术实现，可根据实际应用的需求选择合适的材料和加工技术。

进一步地，介质透镜21为实心的球形或半球形，且介质透镜21由多层具有不同介电常数的绝缘材料制成。

具体地，介质透镜21除可由上述单层均匀的绝缘材料制得以外，还可以由多层不同介质常数的绝缘材料所制得，如图8所示，该图中展示了由均匀绝缘材料制得的介质透镜21、2层不同介电常数的绝缘材料制得的介质透镜21以及4层不同介电常数的绝缘材料制得的介质透镜21的增益方向图，上述介质透镜21的半径均为20mm，3个不同的介质透镜的增益效果均有所不同，但对于电磁波信号的增益效果均较佳，用户可以根据需求选择不同的介质透镜21，当然，介质透镜21除上述的2层或4层不同介电常数的材料所制得以外，还可由3层、5层、6层等具有不同介电常数的材料所制得，具体的绝缘材料同样也可选自光聚合物树脂、红蜡、ABS、PLA、尼龙、PMI或陶瓷等。

进一步地，介质透镜21还设有若干个开孔211，开孔211从介质透镜21的表面延伸至其球心，且从外至内开孔211的直径逐渐减小。如此，在介质透镜21上设置开孔211后能使得介质透镜天线2具有更高的增益效果和方向性。从结构上实现透镜内部等效介电常数的渐变。

进一步地，介质透镜21的半径为10mm-30mm。如此，介质透镜21的半径在10-30mm时具有较好的增益效果，其增益效果在15-28dBi的范围内，同时也能适配VR设备本体1的安装，避免VR设备本体1的自重和体积过大，影响VR设备的日常使用。

进一步地，容置部11为空心的半球形，容置部11的一侧与VR设备本体1固定。可以理解，对应球形的介质透镜21，容置部11也设置为空心的半球形，使得介质透镜天线2可以安装在容置部11内，容置部11与介质透镜21过盈配合，并且容置部11的材质也为绝缘材质，容置部11可以设置在VR设备本体1的内侧或者外侧，在不同类型的VR设备本体1中可以适应性地选择。

进一步地，固定件22为空心的半球形，固定件22套设在介质透镜21的外壁。

如此，由于介质透镜天线2的方向性较佳，在同一空间内需要增设多组馈源23用于收发电磁波(毫米波)信号，位于介质透镜21不同方位的馈源23所发射的电磁波可以经由介质透镜21传递至介质透镜21周边的不同方向，使得处于不同辐射范围内的信号源均可以接收到来自不同馈源23所发射的电磁波(毫米波)信号；且由信号源所辐射出的电磁波(毫米波)信号也可以经由介质透镜21传输至VR设备本体1中，且其电磁波(毫米波)信号的传输速率较高，VR设备上显示的虚拟场景非常流畅，不会出现卡顿的现象。

在本方案中设置有空心的半球形固定件22，多个馈源23安装在固定件22内后，同一时间的信号传输量更大，覆盖范围更广，VR设备上显示的虚拟场景更为流畅，半球形固定件22可以设置在介质透镜21的任意区域，用户可以根据需求适应性的调整其安装范围。

进一步地，固定件22为环形或弧形，且其贴合设置在介质透镜21的外壁。

可以理解，在另一个实施例中，固定件22可设置为环形，在本方案中不需要设置较多的馈源23，仅在环形固定件22的内侧设置多个馈源23用于发射电磁波信号即可，降低生产成本，环形固定件22可设置在介质透镜21的任意位置，如位于介质透镜21的大圆即直径最大处，仅需保证馈源23的主辐射方向朝向介质透镜21的圆心即可，在不同的使用场景可以适应性调整馈源23的个数和具体安装位置。在另一实施例中，固定件22设置为弧形，馈源23的安装面积进一步减少，在信号传输量相对较少的场景中进行使用，馈源23的设置个数不需要太多，生产成本也进一步减少。

进一步地，固定件22包括贴合设置在介质透镜21外壁的第一固定件222和第二固定件223，且第一固定件222与第二固定件223相交共同形成用于容纳介质透镜21的容腔。如此，为了便于调控馈源23所辐射出的毫米波信号的辐射范围，本方案设置两组固定件22便于安装馈源23，分别是第一固定件222和第二固定件223，且第一固定件222和第二固定件223在介质透镜21的外壁相交，以保证电磁波(毫米波)信号的辐射面更加全面和范围足够广，用户可以根据需求对于第一固定件222和第二固定件223的设置方式进行适应性调整。

进一步地，还包括用于收发电磁波信号的WLAN天线3，WLAN天线3安装在VR设备本体1的一侧。

在本方案中，除去安装有介质透镜天线2之外，VR设备本体1还可以保留传统的WLAN天线3，用户可以自由选择接收来自于WLAN天线3或是来自于介质透镜天线2所辐射的电磁波(毫米波)信号，使得VR设备整体的信号接收和辐射效果更好，在VR设备中现实的场景更为流畅。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型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实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有高速无线传输功能的VR设备，包括VR设备本体，其特征在于，还包括介质透镜天线，所述VR设备本体设有容置部，所述介质透镜天线安装在所述容置部内，且所述介质透镜天线与所述VR设备本体的信号输出端连接；

所述介质透镜天线包括介质透镜、固定件和用于辐射电磁波的馈源，所述固定件设置在所述介质透镜的外表面，所述固定件的内侧设有所述馈源。

2.根据权利要求1所述的一种具有高速无线传输功能的VR设备，其特征在于，所述介质透镜为实心的球形或半球形，且所述介质透镜由公知的均匀绝缘材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种具有高速无线传输功能的VR设备，其特征在于，所述介质透镜为实心的球形或半球形，且所述介质透镜由多层具有不同介电常数的绝缘材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种具有高速无线传输功能的VR设备，其特征在于，所述介质透镜设有若干个开孔，所述开孔从所述介质透镜的表面延伸至其球心，且从外至内所述开孔的直径逐渐减小。

5.根据权利要求1所述的一种具有高速无线传输功能的VR设备，其特征在于，所述介质透镜的半径为10mm-30mm。

6.根据权利要求1所述的一种具有高速无线传输功能的VR设备，其特征在于，所述容置部为空心的半球形，所述容置部的一侧与所述VR设备本体固定。

7.根据权利要求1所述的一种具有高速无线传输功能的VR设备，其特征在于，所述固定件为空心的半球形，所述固定件套设在所述介质透镜的外壁。

8.根据权利要求1所述的一种具有高速无线传输功能的VR设备，其特征在于，所述固定件为环形或弧形，且其贴合设置在所述介质透镜的外壁。

9.根据权利要求1所述的一种具有高速无线传输功能的VR设备，其特征在于，所述固定件包括贴合设置在所述介质透镜外壁的第一固定件和第二固定件，且所述第一固定件与所述第二固定件相交共同形成用于容纳所述介质透镜的容腔。

10.根据权利要求1所述的一种具有高速无线传输功能的VR设备，其特征在于，还包括用于收发电磁波信号的WLAN天线，所述WLAN天线安装在所述VR设备本体的一侧。

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