一种头戴式虚拟现实设备的制作方法

本实用新型涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种头戴式虚拟现实设备。

背景技术：

虚拟现实(Virtual Reality，VR)技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它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。

目前VR技术的其中一种实现方案，是将VR主机和头戴式虚拟现实设备分离，使用高清晰度多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，HDMI)和通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)线材连接，VR主机主要通过中央处理器(Central Processing Unit，CPU)和图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)产生虚拟内容，头戴式虚拟现实设备主要用来动作捕捉、空间位置追踪和等功能，通过透镜呈现在用户视觉中，该方案通过外部激光来实现空间位置追踪功能，由于使用计算机的CPU和GPU，性能上比较强大，用户体验也比较好。

对于上述实现方案，传统的头戴式虚拟现实设备具体的实现方式是采用HDMI接口、USB接口以及相应的线材，将VR主机同头戴式虚拟现实设备进行连接，音视频数据由VR主机通过HDMI接口传输到头戴式虚拟现实设备，通过视频音频分离装置将音视频数据中的视频数据分离出来通过显示屏进行显示，同时将音频数据分离出来通过音频播放单元进行播放。然而头戴式虚拟现实设备的处理能力有限，位于其内的视频音频分离装置无疑增加了头戴式虚拟现实设备的负担。

技术实现要素：

本实用新型提供一种头戴式虚拟现实设备，用以解决现有技术中在头戴式显示设备中设置用于将视频与音频分离的分离装置，使得头戴式显示设备负担过重的问题。

为了解决上述问题，依据本实用新型实施例提供了一种头戴式虚拟现实设备，包括：处理器、显示屏和音频播放单元，HDMI，信号转换单元，USB集线器和音频转换单元；

其中，所述HDMI与所述信号转换单元连接，所述HDMI用于与外置设备连接，接收所述外置设备发送的视频数据，并将所述视频数据传输至所述信号转换单元；

所述信号转换单元与所述显示屏连接，用于将所述HDMI传输的所述视频数据转换为所述显示屏支持的格式，并将转换后的视频数据传输至所述显示屏进行显示；

所述USB集线器包括第一上行USB接口和第一下行USB接口，所述第一上行USB接口用于与所述外置设备连接，接收所述外置设备发送的音频数据，所述第一下行USB接口与所述音频转换单元连接，所述第一下行USB接口将所述外置设备发送的音频数据传输至所述音频转换单元；

所述音频转换单元与所述音频播放单元连接，所述音频转换单元对所述音频数据进行转换并传输至所述音频播放单元进行播放。

进一步地，所述头戴式虚拟现实设备还包括：瞳距检测单元和存储单元；

所述瞳距检测单元与所述存储单元连接，所述瞳距检测单元获取每个用户的瞳距数据；并将每个用户的瞳距数据发送给存储单元；

所述存储单元与所述处理器连接，所述存储单元存储接收到每个用户的瞳距数据；

所述处理器接收到用户的使用请求时，查找存储单元中保存的每个用户的瞳距数据，对当前用户的瞳距数据进行显示。

进一步地，所述头戴式虚拟现实设备还包括：感应单元；

所述感应单元与所述处理器相连，所述感应单元感应其预定距离内是否存在用户，如果不存在用户，向所述处理器发送亮度调整信息；

所述处理器与所述显示屏连接，所述处理器接收到所述亮度调整信息后，调节所述显示屏的屏幕亮度。

进一步地，所述头戴式虚拟现实设备还包括：电源管理单元；

所述电源管理单元与所述第一上行USB接口连接，所述第一上行USB接口还用于连接外部供电设备。

进一步地，所述USB集线器还包括第二下行USB接口，所述第二下行USB接口与所述处理器连接，所述处理器通过所述第二下行USB接口和所述第一上行USB接口与所述外置设备进行数据交互。

进一步地，所述USB集线器还包括第三下行USB接口和第四下行USB接口，所述第三下行USB接口和第四下行USB接口用于与位置定位追踪系统连接；

所述第三下行USB接口和第四下行USB接口将所述位置定位追踪系统采集的空间位置信息通过所述第一上行USB接口传输至所述外置设备。

进一步地，所述头戴式虚拟现实设备还包括：均衡器；

所述均衡器分别连接所述HDMI和所述信号转换单元；

所述均衡器对所述HDMI传输的所述视频数据进行还原和/或增强，并将还原和/或增强后的视频数据传输至所述信号转换单元。

进一步地，所述显示屏为有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体AMOLED显示屏。

进一步地，所述头戴式虚拟现实设备还包括：姿态信息检测单元；

所述姿态信息检测单元与所述处理器连接，所述姿态信息检测单元用于检测使用所述头戴式虚拟现实设备的用户的姿态信息，并将所述姿态信息发送至所述处理器。

进一步地，所述姿态信息检测单元包括：六轴传感器和磁力计。

进一步地，所述头戴式虚拟现实设备还包括：硅唛；

所述硅唛与所述音频转换单元相连，所述硅唛用于采集音频信号，并将所述音频信号传输至所述音频转换单元，通过所述第一下行USB接口和所述第一上行USB接口传输至所述外置设备。

本实用新型实施例提供了一种头戴式虚拟现实设备，所述头戴式虚拟现实设备包括：HDMI，信号转换单元，USB集线器和音频转换单元；其中，所述HDMI与所述信号转换单元连接，所述HDMI用于与外置设备连接，接收所述外置设备发送的视频数据，并将所述视频数据传输至所述信号转换单元；所述信号转换单元与显示屏连接，用于将所述HDMI传输的所述视频数据转换为显示屏支持的格式，并将转换后的视频数据传输至显示屏进行显示；所述USB集线器包括第一上行USB接口和第一下行USB接口，所述第一上行USB接口用于与所述外置设备连接，接收所述外置设备发送的音频数据，所述第一下行USB接口与所述音频转换单元连接，所述第一下行USB接口将所述外置设备发送的音频数据传输至所述音频转换单元；所述音频转换单元与所述音频播放单元连接，所述音频转换单元对所述音频数据进行转换并传输至所述音频播放单元进行播放。

本实用新型实施例提供的头戴式虚拟现实设备通过在HDMI接收视频数据，并通过USB集线器的第一上行USB接口接收音频数据，从而避免了在头戴式虚拟现实设备内设置用于分离视频数据和音频数据的视频音频分离装置，减轻了头戴式虚拟现实设备的负担。

附图说明

图1为本实用新型实施例1提供的一种头戴式虚拟现实设备示意图；

图2为本实用新型实施例2提供的一种头戴式虚拟现实设备示意图；

图3为本实用新型实施例3提供的一种头戴式虚拟现实设备示意图；

图4为本实用新型实施例4提供的一种头戴式虚拟现实设备示意图；

图5为本实用新型实施例6提供的一种头戴式虚拟现实设备示意图；

图6为本实用新型实施例8提供的一种头戴式虚拟现实设备示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本实用新型实施例提供的一种头戴式虚拟现实设备的具体实施方式进行说明。

实施例1：

本实用新型实施例提供了一种头戴式虚拟现实设备，如图1所示，所述头戴式虚拟现实设备包括：处理器10、显示屏11、音频播放单元12、HDMI13、信号转换单元14、USB集线器15和音频转换单元16；

其中，所述HDMI13与所述信号转换单元14连接，所述HDMI13用于与外置设备连接，接收所述外置设备发送的视频数据，并将所述视频数据传输至所述信号转换单元14；

所述信号转换单元14与所述显示屏11连接，用于将所述HDMI13传输的所述视频数据转换为所述显示屏11支持的格式，并将转换后的视频数据传输至所述显示屏11进行显示；

所述USB集线器15包括第一上行USB接口和第一下行USB接口，所述第一上行USB接口用于与所述外置设备连接，接收所述外置设备发送的音频数据，所述第一下行USB接口与所述音频转换单元16连接，所述第一下行USB接口将所述外置设备发送的音频数据传输至所述音频转换单元16；

所述音频转换单元16与所述音频播放单元12连接，所述音频转换单元16对所述音频数据进行转换并传输至所述音频播放单元12进行播放。

应当说明的是，处理器10可以是单片机，处理器10与显示屏11、HDMI13、信号转换单元14、USB集线器15、音频转换单元16和音频播放单元12均有连接，用来控制头戴式虚拟现实设备中的各个功能模块，显示屏11是可以显示视频的显示装置，音频播放单元12是可以播放音频的播放装置。较佳的，音频播 放单元12为耳机或者音箱，当然也不仅限于此。

所述HDMI13用于与外置设备连接，接收所述外置设备发送的视频数据，例如头戴式虚拟现实设备通过HDMI13接收外置设备传输的视频数据，外置设备可以是VR主机，VR主机将需要使用的影音数据分离成视频数据和音频数据，通过HDMI13将视频数据传输至头戴式虚拟现实设备。

因为外置设备传输的视频数据与头戴式虚拟现实设备进行显示的视频数据的格式不同，即外置设备传输的视频数据并不能直接使用显示屏进行显示，所以信号转换单元14对视频数据进行转换，将视频数据转换为显示屏能够直接显示的数据。较佳的，视频数据经过HDMI13之后，称为HDMI信号，信号转换单元14将HDMI信号转换为移动产业处理器接口(Mobile Industry Processor Interface，MIPI)信号，显示屏对MIPI信号进行显示。

同样的，因为外置设备传输的音频数据不能直接播放，所以音频转换单元16对音频数据进行转换，并将转换之后的音频数据传输到音频播放单元12，音频播放单元12对转换之后的音频数据进行播放。具体的，音频转换单元16将音频数据转换为双声道模拟音频，音频播放单元12为可以播放双声道模拟音频的硬件设备，音频播放单元12可以是耳机和/或音箱，但不限于此。

在本实用新型实施例提供的虚拟现实显示系统中包括：VR主机和头戴式虚拟现实设备，其中VR主机中分别保存有音频数据和视频数据，并将保存的音频数据和视频数据分别提供给头戴式虚拟现实设备，头戴式虚拟现实设备采用USB集线器和HDMI分别接收音频数据和视频数据，并采用上述实施例中的各个单元对接收到的音频数据和视频数据进行处理并播放和显示。

本实用新型实施例提供的头戴式虚拟现实设备通过在HDMI13和USB集线器15分别接收视频数据和音频数据，避免了在头戴式虚拟现实设备内设置用于分离视频数据和音频数据的视频音频分离装置，减轻了头戴式虚拟现实设备的负担。

实施例2：

为了方便用户使用头戴式虚拟现实设备，使头戴式虚拟现实设备可以根据用户的瞳距进行调节，在上述实施例的基础上，本实用新型实施例中，在图1的基础上，如图2所示的头戴式虚拟现实设备还包括：瞳距检测单元21和存储单元22；

所述瞳距检测单元21与所述存储单元22连接，所述瞳距检测单元21获取每个用户的瞳距数据；并将每个用户的瞳距数据发送给存储单元22；

所述存储单元22与所述处理器10连接，所述存储单元22存储接收到每个用户的瞳距数据；

所述处理器10接收到用户的使用请求时，查找存储单元22中保存的每个用户的瞳距数据，对发送使用请求的该用户的瞳距数据进行显示。

用户在使用头戴式虚拟现实设备时，为了达到最佳的视觉效果，需要将用户眼睛前方的两个透镜中心之间的相对距离调节为用户两个瞳孔之间的相对距离，即瞳距。由于不同用户的瞳距不一定相同，用户再次使用头戴式虚拟现实设备时，并不能确定上次使用该头戴式虚拟现实设备的用户是否与其瞳距相等，所以用户在每次使用头戴式虚拟现实设备时都会对头戴式虚拟现实设备手动进行调整以使头戴式虚拟现实设备适应自己的瞳距，但用户事先并不知道自己的瞳距是多少，因此在调节头戴式虚拟现实设备的过程往往比较复杂。

在本实用新型实施例中，瞳距检测单元21将获取每个用户的瞳距数据，并将获取的每个用户的瞳距数据发送至与瞳距检测单元21相连的存储单元22，例如用户A使用头戴式虚拟现实设备时，将头戴式虚拟现实设备调节到最适合自己的状态，此时瞳距检测单元21，获取用户A的瞳距数据a，并将用户A的瞳距数据a进行存储，并且瞳距数据a与用户A相对应。

存储单元22与处理器10连接，当处理器10接收到用户的使用请求时，通过查找存储单元22中保存的每个用户的瞳距数据，确定当前用户的瞳距数据，并对当前用户的瞳距数据进行显示。当前用户根据显示的瞳距数据手动进行瞳距调节，用户有目的的调节头戴式虚拟现实设备，简化了整个瞳距调节的过程， 方便用户使用头戴式虚拟现实设备。例如瞳距检测单元21通过电位器的调节电阻的不同，从而采集到不同的电压值，通过电压值来记忆用户的瞳距数据，例如电压值为0.1伏特表示用户的瞳距为1厘米，存储单元22存储用户的瞳距数据，当用户使用头戴式虚拟现实设备时，通过软件调出自己的瞳距数据，根据自己的瞳距数据进行调节。

实施例3：

为了节省资源，在上述各实施例的基础上，本实用新型实施例中，在图2的基础上，如图3所示的头戴式虚拟现实设备还包括：感应单元31；

所述感应单元31与所述处理器10相连，所述感应单元31感应其预定距离内是否存在用户，如果不存在用户，向所述处理器10发送亮度调整信息；

所述处理器10与所述显示屏11连接，所述处理器10接收到所述亮度调整信息后，调节所述显示屏11的屏幕亮度。

本实用新型实施例中，感应单元31可以检测其一定范围内是否存在用户，若不存在用户，感应单元31将发送亮度调整信息至处理器10，处理器10接收到亮度调整信息之后，对与处理器10连接的显示屏11的屏幕亮度进行调节，较佳的，处理器10将显示屏11的亮度调整为屏幕亮度最低状态，处理器10也可以将显示屏11调整为休眠状态，这里的休眠状态与现有技术中手机、电脑等休眠状态相同，在此不再赘述，从而节省了资源。

当然头戴式虚拟现实设备还包括：光检测单元，较佳的为光敏传感器，根据采集的不同光照强度调节显示屏11的屏幕亮度。

实施例4：

为了给头戴式虚拟现实设备提供电源，在上述各实施例的基础上，本实用新型实施例中，在图3的基础上，如图4所示的头戴式虚拟现实设备还包括：电源管理单元41；

所述电源管理单元41与所述第一上行USB接口连接，所述第一上行USB接口还用于连接外部供电设备。

较佳的，为了合理的利用资源，本实用新型实施例中与第一上行USB接口还用于连接的外部供电设备可以是上述实施例中的外置设备，通过一根连接线连接外置设备与第一上行USB接口，该连接线既传输音频数据同时也传输电源信号。

实施例5：

为了实现头戴式虚拟现实设备与外置设备之间的数据交互，在上述各实施例的基础上，本实用新型实施例中头戴式虚拟现实设备中所述USB集线器还包括第二下行USB接口(图中未示出)，所述第二下行USB接口与所述处理器连接，所述处理器通过所述第二下行USB接口和所述第一上行USB接口与所述外置设备进行数据交互。

为了接收用户的空间位置信息，在本实用新型实施例中，所述USB集线器还包括第三下行USB接口和第四下行USB接口，所述第三下行USB接口和第四下行USB接口用于与位置定位追踪系统连接；

所述第三下行USB接口和第四下行USB接口将所述位置定位追踪系统采集的空间位置信息通过所述第一上行USB接口传输至所述外置设备。

现有位置定位追踪系统包括：采用双摄像头Inside-out位置追踪方式的第一位置定位追踪系统和采用激光扫描Outside-in位置追踪方式的第二位置定位追踪系统。第一位置定位追踪系统需要连接两个USB接口，才能将采集到的空间位置信息通过头戴式虚拟现实设备传输到外置设备，而第二位置定位追踪系统需要连接一个USB接口，才能将采集到的空间位置信息通过头戴式虚拟现实设备传输到外置设备。

本实用新型实施例提供的头戴式虚拟现实设备设置有第三下行USB接口和第四下行USB接口，用来连接位置定位追踪系统，因此该头戴式虚拟现实设备既支持第一位置定位追踪系统也支持第二位置定位追踪系统。当需要采用第一位置定位追踪系统时，将第一位置定位追踪系统通过第三下行USB接口和第四下行USB接口接入头戴式虚拟现实设备；当需要采用第一位置定位追踪系统时， 将第二位置定位追踪系统通过第三下行USB接口或者第四下行USB接口接入头戴式虚拟现实设备接入头戴式虚拟现实设备。

实施例6：

现有VR设备中，为了用户在使用头戴式虚拟现实设备时，有较大的活动范围，连接头戴式虚拟现实设备与外置设备的连接线的长度较长，这也造成了视频信号在经过连接线之后的衰减较大，从而影响了视频信号在显示屏上的显示效果。为了避免视频信号衰减造成的这种影响，在上述各实施例的基础上，本实用新型实施例中，在图4的基础上，如图5所示的头戴式虚拟现实设备还包括：均衡器51；

所述均衡器51分别连接所述HDMI13和所述信号转换单元14；

所述均衡器51对所述HDMI13传输的所述视频数据进行还原和/或增强，并将还原和/或增强后的视频数据传输至所述信号转换单元14。

实施例7：

为了使视频数据在显示屏上达到更好的显示效果，在上述各实施例的基础上，本实用新型实施例中，所述显示屏为有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体AMOLED显示屏。

AMOLED显示屏具有低延时、低余辉的功能，并且可以降低画面的眩晕感。

实施例8：

为了获取更加准确的用户的姿态信息，在上述各实施例的基础上，本实用新型实施例中，在图5的基础上，如图6所示的所述头戴式虚拟现实设备还包括：姿态信息检测单元61；

所述姿态信息检测单元61与所述处理器10连接，所述姿态信息检测单元61用于检测使用所述头戴式虚拟现实设备的用户的姿态信息，并将所述姿态信息发送至所述处理器10。

本实用新型实施例中所述姿态信息检测单元61包括：六轴传感器和磁力计。

本实用新型实施例提供的头戴式虚拟现实设备采用的是六轴传感器与磁力 计的融合设计，磁力计与六轴传感器距离较远，磁力计不容易受到六轴传感器的影响，能够获得更加准确的姿态信息；当然姿态信息检测单元61也可以为九轴传感器，九轴传感器集成有陀螺仪、加速度传感器和磁力计，采用集成的方式方便使用以及姿态信息检测单元61在头戴式虚拟现实设备上的位置规划。

实施例9：

为了实现头戴式虚拟现实设备到外置设备方向上的数据传输，在上述各实施例的基础上，本实用新型实施例中，所述头戴式虚拟现实设备还包括：硅唛；

所述硅唛与所述音频转换单元相连，所述硅唛用于采集音频信号，并将所述音频信号传输至所述音频转换单元，通过所述第一下行USB接口和所述第一上行USB接口传输至所述外置设备。

本实用新型实施例提供的头戴式虚拟现实设备通过硅唛采集音频信号，将采集的音频信号传输到音频转换单元，音频转换单元对音频信号进行数字化处理，然后通过与音频转换单元连接的第一下行USB接口，在经第一上行USB接口传输到外置设备，完成头戴式虚拟现实设备到外置设备方向上的数据传输。

实施例10：

为了实现头戴式虚拟现实设备与手柄、遥控器等设备的无线连接，在上述各实施例的基础上，本实用新型实施例中，头戴式虚拟现实设备还包括：2.4G赫兹射频单元，2.4G赫兹射频单元的通讯方式私密性更好，传输效率更高。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。