信号转换电路、头戴式显示装置、线缆以及虚拟现实装置的制作方法

本实用新型涉及虚拟现实设备技术领域，特别是涉及一种信号转换电路、头戴式显示装置、线缆以及虚拟现实装置。

背景技术：

虚拟现实技术需要虚拟现实装置的支持。

虚拟现实装置中的一个重要的部件就是头戴式显示装置(Head Mounted Display，HMD)。头戴式显示装置将输入的视频信号进行处理送到头盔内的两个显示屏进行显示，用户的左右眼分别观看两个显示屏的内容，形成3D视觉。

目前的虚拟现实装置要达到非常好的显示效果，需要其显示屏支持非常高的分辨率和刷新频率，例如120Hz的刷新率、2880×1440的分辨率，这样才能使显示的图像具有更高的清晰度、减少拖尾和闪烁现象，使用户在长时间使用时不会导致眩晕。

为此，头戴式显示装置的视频传输一般采用HDMI(High Definition Media Interface)。但是，传统普遍使用的HDMI 1.4接口理论上最高支持10.2Gbps，其已不能满足前述的高刷新率和高分辨率的需求。为此，头戴式显示装置也有部分采用了DP接口，其可以输入更高速率的数据。另外，也可以采用HDMI 2.0接口来满足高输入速率的需求。

仅采用DP接口或HDMI 2.0接口，将导致头戴式显示装置的适应面不广。同时采用两种接口又会导致头盔上需要同时设计两个接口的连接位置，占用较大的空间，不利于头戴式显示装置的使用。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种信号转换电路，其可以从一个接口输入HDMI信号或DP信号，经过辨别处理后正确输出。

此外，还提供一种使用该信号转换电路的头戴式显示装置。因此可以减小头戴式显示装置上的占用空间。

此外，还提供一种包含该头戴式显示装置的虚拟现实装置。

一种信号转换电路，包括：

信号接口，用于接收HDMI信号或DP信号；

切换控制模块，与所述信号接口中的电源端连接，用于根据输入的电源判断接收到的是HDMI信号还是DP信号，并输出对应的切换信号；

切换模块，与所述信号接口中的信号端连接，并根据切换控制模块输出的切换信号，从切换模块的DP信号输出端输出DP信号或从HDMI信号输出端输出HDMI信号；

DP信号模块，与所述切换模块连接，接收所述HDMI信号或DP信号，并经过处理后统一输出DP信号。

在其中一个实施例中，所述信号接口包括用于传输4对差分信号、插入检测信号、辅助通道信号、电源信号以及接地信号的连接端；

其中，所述电源端为传输所述电源信号和接地信号的连接端；所述信号端包括用于传输所述4对差分信号、插入检测信号、辅助通道信号的连接端。

在其中一个实施例中，所述切换模块包括第一切换单元、第二切换单元以及切换控制单元；

所述第一切换单元具有第一输入端、第一输出端、第二输出端，且第一输入端的输入信号可在第一输出端和第二输出端之间切换输出；所述第一输入端连接所述信号接口中的用于传输所述4对差分信号的连接端；

所述第二切换单元具有第一输入输出端、第二输入输出端、第三输入输出端、第二输入端、第三输入端以及第三输出端，且所述第一输入输出端的输入输出信号可在第二输入输出端和第三输入输出端之间切换，所述第二输入端和第三输入端的输入信号可切换输入给第三输出端；所述第一输入输出端连接所述信号接口中的用于传输所述辅助通道信号的连接端，所述第三输出端连接所述信号接口中的用于传输所述插入检测信号的连接端；

所述DP信号输出端包括所述第一输出端、第二输入输出端以及第二输入端；

所述HDMI信号输出端包括所述第二输出端、第三输入输出端以及第三输入端；

所述切换控制单元接收切换信号，根据所述切换信号控制第一切换单元和第二切换单元同步切换。

在其中一个实施例中，所述切换控制模块包括电源检测单元和微处理单元，所述电源检测单元与所述信号接口中的电源端连接，检测电源电压并输出检测结果信号；所述微处理单元的输入输出接口连接所述电源检测单元以接收所述检测结果信号，并根据检测结果信号输出切换信号至切换模块。

一种头戴式显示装置，包括第一显示屏、第二显示屏、DP信号压缩模块以及上述的信号转换电路；

所述DP信号压缩模块与信号转换电路连接，将从信号转换电路获取的DP信号进行压缩处理；

所述第一显示屏和第二显示屏分别与DP信号压缩模块连接，获取对应的视频信号进行显示。

一种虚拟现实装置，包括上述的头戴式显示装置，还包括第一线缆和第二线缆；

所述第一线缆一端具有与所述信号接口匹配的接口、另一端为HDMI接口或DP接口；

所述第二线缆两端分别为HDMI接口和DP接口。

在其中一个实施例中，所述第一线缆的另一端为DP接口的公头，所述第二线缆的两端分别为HDMI接口公头和DP接口母头。

在其中一个实施例中，所述第一线缆的另一端为HDMI接口的公头，所述第二线缆的两端分别为HDMI接口母头和DP接口公头。

一种线缆，用于连接上述的信号转换电路的信号接口，所述线缆一端具有与所述信号接口匹配的接口、另一端为HDMI接口或DP接口。

在其中一个实施例中，所述HDMI接口或DP接口为公头。

上述头戴式显示装置和虚拟现实装置，基于信号转换电路可以同时支持HDMI信号和DP信号输入的硬件结构，因此能满足更高带宽数据的传输，为虚拟现实的显示提供更好的显示效果，使用户获得更好地使用体验。同时，由于仅使用一个信号接口就能输入HDMI信号或DP信号，不仅适用面更广，而且也不会占用额外的头盔上的空间。

上述线缆可以辅助从上述信号转换电路的信号接口传输数据。

附图说明

图1为一实施例的头戴式显示装置的结构简图；

图2为图1所示头戴式显示装置的电路结构的原理框图；

图3示出了图2的其中一种实现方式；

图4为连接线缆的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例进行进一步说明。

如图1所示，为一实施例的头戴式显示装置的结构简图。该头戴式显示装置10包括头盔本体100。头盔本体100一般大体上是内部中空的方块形结构，方块的一面开口，与开口相对的一面内部设置两个显示屏(第一显示屏210、第二显示屏220)。头盔本体100的两端设置紧固扣带300，用于辅助将头盔固定在用户头上。用户在使用时，眼睛位置对准开口将头盔带上，使左右两眼分别可以观看两个显示屏，然后用紧固扣带300辅助扣紧。可以理解，头戴式显示装置10的结构不限于上述，只要方便佩带并且适于放置两个显示屏即可。

另外，在头盔本体100的适当位置还需要设置一个信号接口400，用于传输视频信号。

图2为图1所示头戴式显示装置的电路结构的原理框图。头戴式显示装置10的电路结构包括信号转换电路500和视频信号处理电路600。其中信号转换电路500从同一个信号接口输入HDMI信号或DP信号，经过辨别处理后输出该HDMI信号或DP信号给视频信号处理电路600。视频信号处理电路600将接收到的HDMI信号或DP信号处理后，分别送给第一显示屏210和第二显示屏220显示。

参考图3，其为图2所示原理框图的其中一种具体实现方式。

一种信号转换电路500包括信号接口510、切换模块520、切换控制模块530以及DP信号模块540。

信号接口510用于接收HDMI信号或DP信号。信号接口510包括用于传输4对差分信号(DCx(p)、DCx(n))、插入检测信号(HPDC)、辅助通道信号(DDC/AUX)、电源信号(VCC)以及接地信号(GND)的连接端。

其中，所述信号接口510中的传输所述电源信号(VCC)和接地信号(GND)的连接端即为电源端。所述信号接口510中的用于传输所述4对差分信号(DCx(p)、DCx(n))、插入检测信号(HPDC)、辅助通道信号(DDC/AUX)的连接端统称为信号端。

切换控制模块530与所述信号接口510中的电源端连接，用于根据输入的电源判断接收到的是HDMI信号还是DP信号，并输出对应的切换信号。

切换模块520与所述信号接口510中的信号端连接，并根据切换控制模块530输出的切换信号，从切换模块520的DP信号输出端输出DP信号或从HDMI信号输出端输出HDMI信号。

具体地，切换模块520包括第一切换单元521、第二切换单元522以及切换控制单元523。

所述第一切换单元521具有第一输入端I1、第一输出端O1、第二输出端O2，且第一输入端I1的输入信号可在第一输出端O1和第二输出端O2之间切换输出。所述第一输入端I1连接所述信号接口510中的用于传输所述4对差分信号(DCx(p)、DCx(n))的连接端。因此，第一切换单元521可以将4对差分信号(DCx(p)、DCx(n))从第一输出端O1输出为差分信号(DAx(p)、DAx(n))，或者切换为从第二输出端O2输出差分信号(DBx(p)、DBx(n))。

所述第二切换单元522具有第一输入输出端I/O1、第二输入输出端I/O2、第三输入输出端I/O3、第二输入端I2、第三输入端I3以及第三输出端O3。所述第一输入输出端I/O1的输入输出信号可在第二输入输出端I/O2和第三输入输出端I/O3之间切换，所述第二输入端I2和第三输入端I3的输入信号可切换输入给第三输出端O3；所述第一输入输出端I/O1连接所述信号接口中的用于传输所述辅助通道信号(DDC/AUX)的连接端，所述第三输出端O3连接所述信号接口中的用于传输所述插入检测信号(HPDC)的连接端。

所述DP信号输出端包括所述第一输出端O1、第二输入输出端I/O2以及第二输入端I2。

所述HDMI信号输出端包括所述第二输出端O2、第三输入输出端I/O3以及第三输入端I3。

所述切换控制单元523接收切换信号(AUX SEL、Dx SEL)，根据所述切换信号控制第一切换单元521和第二切换单元522同步切换。

之所以可以使用同一信号接口传输DP信号或HDMI信号，基于二者在信号线的传输结构上的类似。参考下表1。

表1

本实施例的结构基于此，使用同一个信号接口510来传输HDMI信号或DP信号，达到了节约头戴式显示装置上节省空间的目的。同时，配合切换控制模块530对输入信号的电源电压的检测，就可以区分输入的是HDMI信号还是DP信号，然后控制切换模块520将输入的信号从对应的HDMI信号输出端或DP信号输出端输出。

具体地，所述切换控制模块530包括电源检测单元531和微处理单元(MCU)532。所述电源检测单元531与所述信号接口510中的电源端(包括传输电源信号VCC和接地信号GND的连接端)连接，检测电源电压并输出检测结果信号。所述微处理单元532的输入输出接口连接所述电源检测单元531以接收所述检测结果信号，并根据检测结果信号输出切换信号至切换模块520。

所述DP信号模块540统一输出DP信号。当切换模块520提供的是DP信号时，DP信号模块540直接转发即可。当切换模块520提供的是HDMI信号时，DP信号模块540将HDMI信号转换为DP信号。参考图3，视频信号处理电路600包括DP信号压缩模块610。

所述信号转换电路500与DP信号压缩模块610连接，向DP信号压缩模块610提供DP信号。

所述DP信号压缩模块610与信号转换电路500连接，将从信号转换电路500获取的DP信号进行压缩处理。一般地，是将DP信号按照2:1的比例压缩为MIPI信号。所述第一显示屏210和第二显示屏220分别与DP信号压缩模块610连接，获取对应的视频信号进行显示。

头戴式显示装置目前普遍的分辨率为1920×1080@90HZ，对于这种应用，净负荷数据量为：1920×1080×90×24(色深)＝4.48Gbps，需要的理论带宽为：4.48Gbps*1.25＝5.6Gbps。

如果需要提升VR的体验，改善显示屏的拖尾以及闪烁、避免长时间佩戴带来的眩晕感，采用更高的分辨率、更高的刷新率是很有必要的。比如2880×1440@120Hz，这种配置的净负荷数据量为：2880×1440×120×24(色深)＝11.95Gbps，需要的理论带宽为：11.95Gbps*1.25＝14.93Gbps。

只有DP 1.2(21.6Gbps)和HDMI2.0(18Gbps)才能满足使用要求。

上述实施例的头戴式显示装置，同时支持HDMI信号和DP信号输入，因此能满足更高带宽数据的传输，为虚拟现实的显示提供更好的显示效果，使用户获得更好地使用体验。同时，由于仅使用一个信号接口就能输入HDMI信号或DP信号，不仅适用面更广，而且也不会占用额外的头盔上的空间。

基于上述头戴式显示装置，可以实现一套完整的虚拟现实装置。该虚拟现实装置除了包括上述实施例的的头戴式显示装置之外，还包括外部信号源以及连接外部信号源和头戴式显示装置的连接线缆等。

如图4所示，连接线缆20可以包括第一线缆201和第二线缆202。其中所述第一线缆201一端具有与所述信号接口510匹配的接口203、另一端为DP接口(标准或迷你DP连接器的公头)204。所述第二线缆202两端分别为HDMI接口(HDMI连接器的公头)205和DP接口(标准或迷你DP连接器的母头)206。

结合图1，当需要输入DP信号时，只需要将第一线缆201的接口203与信号接口510连接，然后将第一线缆201的另一端的DP接口204与信号源连接即可。当需要输入HDMI信号时，首先将第一线缆201的接口203与信号接口510连接，然后将第一线缆201的另一端的DP接口204与第二线缆202的DP接口206连接，最后将第二线缆202的HDMI接口205与信号源连接。

可以理解，所述第一线缆201的另一端还可以为HDMI接口的公头，所述第二线缆的两端分别为HDMI接口母头和DP接口公头。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。