一种带有交互功能的头戴显示设备硬件模块的制作方法

本发明涉及智能移动设备领域，尤其涉及一种连接移动设备终端的带有交互功能的头戴显示设备硬件模块。

背景技术：

当前移动设备的功能越来越强大，各种通信及多媒体的功能都被集成到当中去，目前越来越多的手机支持将手机显示内容输出到各种各样的显示设备上如投影仪，大尺寸显示器等，但是这些显示设备都有着体积大，携带不方便等缺点。目前WIFI技术也有着类似的投影技术，如WIFI Direct等，但WIFI无线连接的方式受带宽，吞吐率和环境等诸多因素限制。所以需要一种能够解决这些问题的方案。

技术实现要素：

鉴于这种情况，我们设计了一种带有交互功能的头戴显示设备硬件模块，此模块为有线连接方式，可以通过用户的手势的动作来实现和移动设备来交互的输入部分。

本模块可以用于连接现有的支持USB 3.0/3.1协议输出的移动设备，可以将这些移动设备显示的图像内容通过我们的硬件模块在头戴显示设备中显示出来。本模块通过转接线，将移动设备和本模块连接在一起，通过设计符合USB3.1 over Type-c的协议的硬件模块，将移动设备的显示内容连接到我们的头戴显示器上。并设计了一个用户可以在空间中依靠用户的手势的动作来实现和移动设备来交互的输入部分。

本硬件模块包括了共计4个子模块：

a)数据格式转换模块。

b)可以和移动终端进行交互的子系统。

c)电源模块

d)控制子模块电路

数据转换模块，数据转换模块的图像输出需要符合如下要求：

a)USB 3.0/3.1技术协议要求；

b)MHL协议规范（此处模块需要外供电源）；

c)HDMI协议规范（此处模块需要外供电源）。

可以和移动终端进行交互的子系统，这个部分功能是头戴式设备可以和移动终端设备进行交互，交互子系统也分为两个部分，一个是佩戴在人的手上的操作部分，另外一个是连接到和数据格式转接模块一起的接收装置，这两个装置是通过无线连接的，频段使用公用的2.4Ghz频段；可佩戴部分内部采用9轴传感器+ MCU的形式，传感器MCU将9轴传感器的数据进行算法处理，可以将人手轨迹信息传输到接收装置上，并将所改变的移动量，包括平移增量，角度增量接收装置通过和移动终端相连接的相连的线缆将信息反馈给移动终端，可以将手部的动作信息体现在移动设备的屏幕上，以此来控制移动设备。

控制子模块电路，包括主控MCU+存储器件的形式来控制这整个硬件模块；除了控制数据格式转换电路的工作，这个部分还要控制头戴显示设备的显示器的一些初始化配置工作，还有数据格式转化过程中前后级电路所需的必要信息；这些工作的具体流程相关程序设计好后将存储在存储器件中。

本模块具有以下特点：简便易携带，整个硬件模块的面积小，可以很好的和头戴式显示设备集成在一起，方便使用者携带；模块不需要额外单独供电，因为整个模块设计功耗低，可以直接从移动设备汲取电流，给整个模块供电（需移动设备支持USB3.0/3.1）；可以不占用人的双手，移动设备目前的输入大多为触摸输入，还有少数集成了键盘输入，而本模块设计的输入部分可以通过人的手势动作轨迹来进行交互。在一些应用场景中，人的手无法直接去触摸控制移动设备，那被设备就可以直接在空中摆动操作，从而实现控制连接器的目的；和目前的WIFI连接方式相比，有着延时低，无失真，无卡顿等优势。

附图说明

图1是模块连接示意图；

图2是模块接入移动设备判定流程图；

图3是硬件模块的框图；

附图标记说明：

1为移动设备终端；2是转接线；3是所设计硬件模块；4是交互控制的射频接收端；5是交互控制射频发射端；6是交互控制的数据采集及分析模块；7是头戴显示设备。

具体实施方式

下面结合附图对本模块原理做进一步地详细说明：

图1描述了整个模块的工作流程。

设备1移动设备终端，可以将图像信号和音频信号通过设备2转接线发送到设备3硬件模块，硬件模块将接收到的图像转化为可以直接在我们头部显示设备可以接收的信号，来完成图像显示。同时将解码出的音频信号通过A/D转换为音频输出。

设备6数据采集模块将手势采集数据处理分析后将3维的运动轨迹结论通过设备5射频发射模块发给设备4射频接收模块，设备4射频接收模块再将接收到的信息通过设备2转接线中（符合TYPE-C协议）的数据通路1)可以是默认的USB中的数据信号（D+ ,D-），2）也可以是专门的数据通路，两者的选择可以通过对控制模块做设置，以确保控制开关可以在所选择的通路在数据需要传输的时候打开。将信息提交给设备1，从而能够实现对设备的控制。

由于不是所有的移动设备都具有图像输出功能，所以需要对对接的移动设备做判断后并有两种工作模式，参照图2。

模式1：

模块是接入到图像输出设备中，那需要整个硬件模块都配置为ON。从而实现了音视频转换和输出功能，并进而判定是否有交互设备插入。

模式2：

模块不是接入到图像输出设备中，需将数据格式转换模块。和数据交互子系统都配置为OFF。只留下电源模块和控制模块，可以实现移动设备的其他常规功能，如OTG模式，U盘模式或充电等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。