一种信号传输装置及其组成的虚拟现实头戴显示系统的制作方法

本实用新型涉及一种信号传输装置，同时也涉及由该信号传输装置组成的虚拟现实头戴显示系统。

背景技术：

随着虚拟现实技术的发展，虚拟现实设备的种类越来越多。目前，常用的头戴显示装置主要有以下几种。

第一种是移动端头戴显示装置。它的结构简单，通常仅具备外壳和光学结构，使用时需要将手机置于头戴显示装置内部，手机用于数据的处理，手机的屏幕用于显示图像，但是需要手机给头戴显示装置供电，使用的持续时间较短，且如果需要玩游戏时，由于手机的处理量有限，还是需要有线或无线的方式将头戴显示装置内部的手机连接PC端。

第二种是外接式头戴显示装置。它通过多条线缆连接到PC端，由PC端进行数据处理，头戴显示装置利用自身的屏幕显示图像。外接式头戴显示装置可以提供较好的用户体验，但是要求PC端上的接口数目要足够多才能实现与头戴显示装置连接。

第三种是一体式头戴显示装置。它无需外接PC端，自身既负责进行数据处理，又负责图像显示。一体式头戴显示装置可以使用户不必受到线缆的束缚，可以自由移动，但是一体式头戴显示装置成本较高，而且由于将PC端集成到头戴设备中，导致头戴部分的重量较大，长时间使用可以明显感觉到设备发热。

目前，较多用户选择使用的头戴显示装置为外接式头戴显示装置和移动端头戴显示装置。并且，当需要和虚拟场景进行交互时，需要使用定位装置和手柄与头戴显示装置以及PC端进行虚拟现实场景交互。当定位装置安装在头戴显示装置上时，定位装置的数据通过数据线传输到PC端上，为了保证虚拟现实交互的交互空间距离，头戴显示装置和PC端之间的距离通常大于3米，这样使得在数据线上损失的功耗较大，致使PC端不能有效识别定位装置，从而不能接收到定位装置传输来的定位数据，因而导致头戴显示装置与PC端之间的交互效果较差。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的首要技术问题在于提供一种信号传输装置。

本实用新型所要解决的另一技术问题在于提供一种由上述的信号传输装置组成的虚拟现实头戴显示系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

根据本实用新型实施例的第一方面，提供一种信号传输装置，包括壳体，所述壳体内部设置有具有整形放大功能的芯片，所述壳体的一侧设置有第一数据线和第一接口，所述壳体的另一侧设置有第二数据线和第二接口，所述芯片分别与所述第一数据线、所述第二数据线及所述第二接口连接。

根据本实用新型实施例的第二方面，提供一种虚拟现实头戴显示系统，包括上述的信号传输装置、头戴显示装置、定位装置及数据处理装置，所述信号传输装置通过所述第一数据线和所述第二数据线分别对应与所述定位装置及所述数据处理装置连接，所述定位装置安装于所述头戴显示装置上，所述数据处理装置通过第五数据线与所述头戴显示装置连接；

所述信号传输装置用于将所述定位装置与所述数据处理装置之间的交互数据进行整形放大。

其中较优地，所述头戴显示装置为外接式头戴显示装置。

根据本实用新型实施例的第三方面，提供一种虚拟现实头戴显示系统，包括上述的信号传输装置、头戴显示装置、定位装置及数据处理装置，所述信号传输装置通过所述第一数据线和所述第二数据线分别对应与所述定位装置及所述数据处理装置连接，所述定位装置安装于所述头戴显示装置上；

所述信号传输装置通过可拆卸安装在所述第二接口的第四数据线与所述头戴显示装置连接；

所述信号传输装置用于将所述定位装置与所述数据处理装置之间、所述数据处理装置与所述头戴显示装置之间的交互数据进行整形放大。

其中较优地，所述头戴显示装置为外接式头戴显示装置。

根据本实用新型实施例的第四方面，提供一种虚拟现实头戴显示系统，包括上述的信号传输装置、头戴显示装置、定位装置及数据处理装置，所述信号传输装置通过所述第一数据线和所述第二数据线分别对应与所述定位装置及所述数据处理装置连接，所述定位装置安装于所述头戴显示装置上；

所述信号传输装置通过可拆卸安装在所述第一接口的第三数据线与所述数据处理装置连接，所述信号传输装置通过可拆卸安装在所述第二接口的第四数据线与所述头戴显示装置连接；

所述信号传输装置用于将所述定位装置与所述数据处理装置之间、所述数据处理装置与所述头戴显示装置之间的交互数据进行整形放大，并通过所述数据处理装置分别为所述定位装置和所述头戴显示装置供电。

其中较优地，所述头戴显示装置为移动端头戴显示装置。

其中较优地，所述第一数据线的一端设置为与所述数据处理装置上的USB接口相匹配的接口，用于与所述数据处理装置连接，所述第一数据线的另一端与所述信号传输装置的芯片连接；

所述第二数据线的一端设置为与所述定位装置上的USB接口相匹配的接口，用于与所述定位装置连接，所述第二数据线的另一端与所述信号传输装置的芯片连接。

其中较优地，所述第一接口为micro USB接口，所述第三数据线一端设置为与所述信号传输装置的第一接口相匹配的micro USB接口，用于与所述信号传输装置连接，所述第三数据线的另一端设置为与所述数据处理装置上的USB接口相匹配的接口，用于与所述数据处理装置连接；所述第三数据线用于实现为所述头戴显示装置和所述定位装置供电。

其中较优地，所述第二接口为USB接口，所述第四数据线一端设置为与所述信号传输装置的第二接口相匹配的USB接口，所述第四数据线的另一端设置为micro USB接口，所述micro USB接口用于与所述头戴显示装置的micro USB接口连接；

当所述头戴显示设置的接口为USB TYPE-C接口时，所述第四数据线的另一端设置的micro USB接口通过转接头与所述USB TYPE-C接口连接。

本实用新型所提供的信号传输装置应用在虚拟现实头戴显示系统中实现了数据处理装置与头戴显示装置之间的虚拟现实交互过程。本信号传输装置解决了现有头戴显示装置需占用过多数据处理装置接口实现不同功能的问题；还解决了现有头戴显示系统因数据线较长而导致数据处理装置无法有效识别和接收定位装置的定位数据的问题。因此，本信号传输装置提升了头戴显示装置与数据处理装置之间的交互效果。

附图说明

图1为本实用新型所提供的虚拟现实头戴显示系统中，信号传输装置的结构示意图；

图2为本实用新型所提供的虚拟现实头戴显示系统中，信号传输装置的左视图；

图3为本实用新型所提供的虚拟现实头戴显示系统中，信号传输装置的右视图；

图4为本实用新型的实施例1所提供的虚拟现实头戴显示系统的结构示意图；

图5为本实用新型的实施例2所提供的虚拟现实头戴显示系统的结构示意图；

图6为本实用新型的实施例3所提供的虚拟现实头戴显示系统的结构示意图；

图7为本实用新型所提供的虚拟现实头戴显示系统中，定位装置与头戴显示装置的安装示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术内容做进一步的详细说明。

需要说明的是，本实用新型所提供的信号传输装置及其组成的虚拟现实头戴显示系统主要解决现有的安装了定位装置的头戴显示装置进行虚拟现实交互过程的效果不理想的问题。现有的头戴显示装置的结构主要由显示屏幕和光学组件组成，由于头戴显示装置为现有成熟技术，在此不再具体描述其结构及工作原理。

如图1～3所示，本实用新型所提供的信号传输装置1包括壳体8，在壳体8的一侧设置有第一数据线4和第一接口9，在壳体8的另一侧设置有第二数据线5和第二接口10。如图1所示，壳体8包括上壳体801和下壳体802，上壳体801和下壳体802装配在一起组成壳体8；在壳体8内设置有具有整形放大功能的芯片(图中未示出)，该芯片可以采用型号为USB2512B、GL850G、AU6254中的任意一种芯片；该芯片分别与第一数据线4、第二数据线5及第二接口10连接。通过本信号传输装置有效解决现有的安装了定位装置的头戴显示装置进行虚拟现实交互过程的效果不理想的问题。

为此，本实用新型还提供了一种由上述信号传输装置组成的虚拟现实头戴显示系统，下面通过不同的实施例，并结合图4～图7，对本虚拟现实头戴显示系统的结构及工作原理进行详细说明，同时详细说明本信号传输装置在该虚拟现实头戴显示系统中的应用。

实施例1

如图4所示，本实施例所提供的虚拟现实头戴显示系统包括信号传输装置1、头戴显示装置2、定位装置3及数据处理装置12，信号传输装置1通过第一数据线4与数据处理装置12上的相应接口连接；信号传输装置1通过第二数据线5与定位装置3连接，定位装置3安装于头戴显示装置2上，用于定位使用者头部的位置。信号传输装置1用于将定位装置3与据处理装置12之间的交互数据进行整形放大。通过信号传输装置1可以实现将定位装置3的定位数据进行整形放大后，传输给数据处理装置12，经数据处理装置12处理的数据可通过第五数据线13，传输给头戴显示装置进行图像显示。其中，数据处理装置12可以是PC机、智能平板电脑等可以进行数据处理的装置。

其中，第一数据线4的一端设置为与数据处理装置12上的USB母头接口相匹配的公头接口，第一数据线4的另一端直接与信号传输装置1内的芯片连接。第二数据线5的一端设置为与定位装置3上的USB母头接口相匹配的公头接口，第二数据线5的另一端直接与信号传输装置1内的芯片连接。本实施例的虚拟现实头戴显示系统可以实现将定位装置3的数据传输到信号传输装置1进行整形放大，传输到数据处理装置12；还可以将数据处理装置的数据经信号传输装置1整形放大后传输到定位装置3，例如，定位装置接收数据处理装置12下发的指令。

本实施例所提供的虚拟现实头戴显示系统中的头戴显示装置为外接式头戴显示装置，解决了现有虚拟现实头戴显示系统因数据线较长而导致数据处理装置无法有效识别和接收定位装置的定位数据的问题。因此，本虚拟现实头戴显示系统提升了具有定位装置的头戴显示装置的交互效果。

实施例2

如图5所示，本实施例所提供的虚拟现实头戴显示系统包括信号传输装置1、头戴显示装置2、定位装置3及数据处理装置12，信号传输装置1通过第一数据线4与数据处理装置12上的相应接口连接；信号传输装置1通过第二数据线5与定位装置3连接，定位装置3安装于头戴显示装置2上，用于定位使用者头部的位置；信号传输装置1通过第四数据线7与头戴显示装置2连接。信号传输装置1用于将定位装置3与数据处理装置12之间、数据处理装置12与头戴显示装置2之间的交互数据进行整形放大。通过信号传输装置1可以实现将定位装置3的定位数据和头戴显示装置2需要解码的数据进行整形放大后，传输给数据处理装置12，经数据处理装置12处理的数据同样通过信号传输装置1进行整形放大后，传输给头戴显示装置2进行图像显示，并传输给定位装置3进行指令的下发。其中，数据处理装置12可以是PC机、智能平板电脑等可以进行数据处理的装置。

具体地，信号传输装置1的第二接口10为USB母头接口，该USB母头接口用于可拆卸连接第四数据线7的USB公头接口，第四数据线7的另一端设置为micro USB母头接口，与头戴式显示装置2的microUSB公头接口相连接。对于部分头戴式显示装置2，其接口不是microUSB公头接口，而是USB TYPE-C公头接口，则需要在第四数据线7的另一端连接一个转接头。该转接头的一端设置为micro USB公头接口，该接口用于连接第四数据线7上的micro USB母头接口；转接头的另一端设置为USB TYPE-C母头接口，该接口用于连接头戴显示装置2上的USB TYPE-C公头接口。第四数据线7可以实现将头戴显示装置2的数据传输到信号传输装置1进行整形放大，再经由第一数据线1传输给数据处理装置，还可以将数据处理装置传送过来的经信号传输装置1整形放大后的数据再传输到头戴显示装置2进行图像显示。

本实施例的虚拟现实头戴显示系统中的头戴显示装置为外接式头戴显示装置，通过第一数据线4和第四数据线7实现数据处理装置向头戴显示装置2传输数据，不需要在数据处理装置和头戴显示装置2之间连接第五数据线13，且数据处理装置传输给头戴显示装置2的数据经信号传输装置1进行整形放大后，数据信号更好。

实施例3

如图6所示，本实施例提供的虚拟现实头戴显示系统在实施例2所提供虚拟现实头戴显示系统的基础上，将信号传输装置1通过第三数据线6连接数据处理装置12，实现将数据处理装置12输出的电流分别通过第二数据线5和第四数据线7为定位装置3和头戴显示装置2进行供电。从数据处理装置12流出的电流经过信号传输装置1的第一接口9后进行分流，分流后的电流通过第二数据线5传输给定位装置3，通过第四数据线7传输给头戴式显示装置2，分流可以通过任何现有公知技术实现。其中，数据处理装置12可以是PC机、智能平板电脑等可以进行数据处理的装置。

具体地，信号传输装置1的第一接口9为micro USB母头接口，该micro USB母头接口用于可拆卸连接第三数据线6的micro USB公头接口，第三数据线6的另一端为USB接口，连接到数据处理装置的USB接口。本实施例中，第四数据线7不仅可以实现将头戴显示装置2和信号传输装置1进行数据传输，并且还可以实现为头戴显示装置2进行供电。

本实施例的虚拟现实头戴显示系统中的头戴显示装置为移动端头戴显示装置，第四数据线7直接连接到移动端头戴显示装置中的手机上，或者，通过转接头连接到移动端头戴显示装置中的手机上。

通过本实施例的技术方案不仅解决了现有虚拟现实头戴显示系统因数据线较长而导致数据处理装置12无法有效识别和接收定位装置的定位数据的问题，还能解决了移动端头戴式显示装置中手机为定位器和头戴显示装置供电，持续时间短的问题。

如图7所示，定位装置3包括信号接收单元301和信号处理单元302，信号接收装置301和信号处理装置302电性连接，通过安装块11安装于头戴显示装置2上，信号处理单元302通过第二数据线5与信号传输装置1连接。信号接收单元301用于接收定位信号，定位信号通过信号处理单元302进行处理后，通过第二数据线5传输到信号传输装置1进行整形放大，经信号传输装置1整形放大后的数据通过第一数据线4传输到数据处理装置12进行处理。定位装置3的结构和工作原理已在申请号为201610916371.3的发明专利中进行详细描述，在此不再赘述。

本实施例所提供的虚拟现实头戴显示系统的工作过程为：通过定位装置3获取使用者头部的位置数据，并将所获取的使用者头部的位置数据和头戴显示装置2需要解码的数据分别通过第二数据线5和第四数据线7传输到信号传输装置1进行整形放大，经信号传输装置1整形放大后的数据通过第一数据线4传输到数据处理装置12进行处理，再将处理后的数据经信号传输装置1进行整形放大后，通过第四数据线7输出到头戴显示装置2进行图像显示，从而完成数据处理装置12与头戴显示装置2之间的虚拟现实交互过程。通过数据处理装置12还可以实现下发指令，该下发的指令经信号传输装置1进行整形放大后，通过第二数据线5传输到定位装置3，例如将振动反馈数据传输到定位装置3。在此过程中，有效避免了头戴显示装置2和定位装置3与数据处理装置12之间数据传输因数据线过长导致发生数据衰减、畸变及失真的问题。且通过将第三数据线6分别连接到数据处理装置12和信号传输装置1上，通过数据处理装置进一步为头戴显示装置2和定位装置3进行供电，保证头戴显示装置2和定位装置3供电充足。

本实用新型所提供的信号传输装置应用在虚拟现实头戴显示系统中实现了数据处理装置与头戴显示装置之间的虚拟现实交互过程。本信号传输装置解决了现有头戴显示装置需占用过多数据处理装置接口实现不同功能的问题；还解决了现有头戴显示系统因数据线较长而导致数据处理装置无法有效识别和接收定位装置的定位数据的问题。因此，本信号传输装置提升了头戴显示装置与数据处理装置之间的交互效果。

以上对本实用新型所提供的信号传输装置及其组成的虚拟现实头戴显示系统进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本实用新型实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将属于本实用新型专利权的保护范围。