一种头戴显示供电系统的制作方法

本发明涉及虚拟现实技术领域，具体涉及一种头戴显示供电系统。

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，搭配手机等便携式终端使用的头戴显示设备可以提供更好的用户体验，将便携式终端作为主机通过线缆连接到头戴显示设备，由便携式终端负责数据的处理，头戴显示设备的屏幕负责图像的显示，相比于现有的大型主机，便携式终端具有更好的便携性，可以使用户随时随地进行虚拟现实体验。

对这一类头戴显示设备进行供电，通常有以下几种方式：

第一种，利用便携式终端的电池为头戴显示设备进行供电。但是现有的头戴显示设备必须通过多条线缆连接到主机，如使用至少一条HDMI线传输音视频数据、至少一条USB线交互控制数据、至少一条电源线供电，这种供电方式对占用便携式终端上较多的接口，很多便携式终端都无法满足头戴显示设备对接口数量的需求。

第二种，连接外部电源为头戴显示设备供电。但是这种方法需要在头戴显示设备上设置额外的电源接口或电源线，产品不够美观，还增加了成本，且影响了用户体验的便携性。

第三种，在头戴显示设备中设置大容量的电池，利用电池存储的电能为头戴显示设备供电。但是将电池放入头戴显示设备中容易引起设备发热，用户体验不好，而且设备过热或电池质量不好都有可能威胁到用户的人身安全。

技术实现要素：

本发明提供了一种头戴显示供电系统，以解决现有的为搭配便携式终端使用的头戴显示设备供电方式的不足，使得头戴显示设备仅通过一个接口连接到便携式终端即可同时从便携式终端获取音视频信号、与便携式终端交互数据信号、从便携式终端获取电源，头戴显示设备不需要设置额外的电源接口或电源线，仅占用便携式终端的一个接口，并且头戴显示设备的工作电源从便携式终端获取，避免了内置电池发热造成的产品过热的问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种头戴显示供电系统，包括头戴显示设备和便携式终端；所述头戴显示设备上设置有一个通信接口，通过所述通信接口所述头戴显示设备连接便携式终端；

在所述头戴显示设备连接便携式终端时，所述便携式终端通过所述通信接口，向所述头戴显示设备传输音视频数据，与所述头戴显示设备交互数据，以及为所述头戴显示设备提供工作电源。

可选地，所述通信接口为USB Type-C接口，所述便携式终端为带有USB Type-C接口的智能手机或平板电脑。

可选地，所述通信接口是带有电缆的USB Type-C公头，所述便携式终端上设置有USB Type-C母座。

可选地，所述便携式终端中设置有无线充电接收模组，所述头戴显示供电系统还包括一无线供电设备；

所述无线供电设备包括由上壳和下壳构成的壳体，在所述壳体内设置有无线充电发射模组、PCB板和第一内置电池，所述PCB板上设置有第一充电管理芯片和充电接口，且所述充电接口露出壳体用于连接外部电源；

所述无线供电设备通过所述无线充电发射模组向所述便携式终端供电。

可选地，所述无线供电设备的无线充电发射模组设置在所述PCB板的上方，靠近所述上壳的位置；所述第一内置电池设置在所述PCB板的下方，靠近所述下壳的位置。

可选地，在所述无线供电设备的充电接口未连接外部电源时，所述第一充电管理芯片控制所述第一内置电池为所述无线充电发射模组供电；

在所述充电接口连接外部电源时，所述第一充电管理芯片控制外部电源直接为所述无线充电发射模组供电，同时为所述第一内置电池充电。

可选地，所述无线供电设备为电池背夹，具有与所述便携式终端相匹配的外形；所述无线供电设备上壳的边缘设置有固定结构，用于将所述无线供电设备固定在所述便携式终端的背面。

可选地，所述无线供电设备的充电接口为Micro USB接口，设置在所述无线供电设备壳体的一个端面。

可选地，所述头戴显示设备中设置电源模块，所述电源模块连接所述通信接口；

当所述头戴显示设备通过所述通信接口连接所述便携式终端时，所述电源模块从所述便携式终端中获取工作电源，为所述头戴显示设备中各模块供电。

可选地，所述头戴显示设备中还设置第二内置电池和第二充电管理芯片，所述第二充电管理芯片分别连接所述通信接口、所述第二内置电池和所述电源模块；

当所述头戴显示设备通过所述通信接口连接所述便携式终端时，所述第二充电管理芯片从所述便携式终端取电，为所述第二内置电池充电；

当所述头戴显示设备未连接所述便携式终端或者所述便携式终端电量不足时，所述第二充电管理芯片从所述第二内置电池中取电，为所述电源模块供电。

本发明的有益效果是：本发明提供的头戴显示供电系统中，头戴显示设备上设置有一个通信接口，通过该接口连接到便携式终端，头戴显示设备通过这个通信接口同时从便携式终端获取音视频数据、与便携式终端交互数据、以及从便携式终端获取工作电源，头戴显示设备不需要设置额外的电源接口或电源线，使产品更美观，并减少了成本。头戴显示设备仅通过一个通信接口连接到便携式终端即可正常工作，无需占用便携式终端太多的通信接口，不会限制便携式终端的应用。由于头戴显示设备主要从便携式终端获取工作电源，因而避免了内置电池发热造成的产品过热的问题，增强了设备的安全性，提高了用户体验。

在优选实施例中，本发明提供的头戴显示供电系统还提供了一个无线充电设备，可以为内置设置有无线充电接收模组的便携式终端供电，进一步延长了头戴显示设备搭配便携式终端使用的时间。由于是采用无线的方式进行供电，因此无线供电设备也不会占用便携式终端的接口，不会影响头戴显示设备与便携式终端搭配使用，也不会限制便携式终端的应用。

在进一步的优选实施例中，无线供电设备为电池背夹，具有与便携式终端相匹配的外形，通过供电设备上壳的边缘设置的固定结构可以将供电设备固定在便携式终端的背面，增强头戴显示供电系统整体的便携性。

附图说明

图1是本发明实施一提供的头戴显示供电系统的功能框图；

图2是本发明实施二提供的头戴显示供电系统的功能框图；

图3是本发明实施例提供的头戴显示供电系统中无线充电设备的功能框图；

图4是本发明实施例提供的头戴显示供电系统中无线充电设备的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的头戴显示供电系统中无线充电设备的外观图；

图6是本发明一个实施例提供的头戴显示供电系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的设计构思是：针对现有的为搭配便携式终端使用的头戴显示设备供电方式的不足，本发明提供了一种头戴显示供电系统，在头戴显示设备上设置有一个通信接口，通过该接口连接到便携式终端，头戴显示设备通过这个通信接口同时从便携式终端获取音视频数据、与便携式终端交互数据、以及从便携式终端获取工作电源，头戴显示设备不需要设置额外的电源接口或电源线，使产品更美观，并减少了成本。头戴显示设备仅通过一个通信接口连接到便携式终端即可正常工作，无需占用便携式终端太多的通信接口，不会限制便携式终端的应用。由于头戴显示设备主要从便携式终端获取工作电源，因而避免了内置电池发热造成的产品过热的问题，增强了设备的安全性，提高了用户体验。进一步地，还可以提供的一个无线充电设备，采用无线的方式为便携式终端供电，延长头戴显示设备搭配便携式终端使用的时间，并且不也占用便携式终端的接口。

实施例一

图1是本发明实施一提供的头戴显示供电系统的功能框图，如图1所示，本实施例提供的头戴显示供电系统包括头戴显示设备100和便携式终端300，头戴显示设备上设置有一个通信接口101，头戴显示设备100的通信接口101可以通过线缆200连接到便携式终端300的通信接口301，实现头戴显示设备100与便携式终端300的连接。通过这一连接，便携式终端300可以同时向头戴显示设备100传输音视频数据、与头戴显示设备100交互数据、为头戴显示设备100提供工作电源。

本实施例中，头戴显示设备100上设置的通信接口101为USB Type-C接口，便携式终端300为带有USB Type-C接口的智能手机或平板电脑。通信接口101可以为带有线缆的USB Type-C公头，可以插入便携式终端300上设置的USB Type-C母座。

USB Type-C接口标准是USB 3.1标准的其中一种，拥有4对差分信号，全双工通信，最高支持5V/20A。USB Type-C可以将其中一些或者全部差分信号通道转化为Displayport信号通道，如果还有剩余的差分信号，则可以继续用于USB数据传输。通过USB Type-C接口，便携式终端300可以以较大的电流为头戴显示设备100供电。并且USB Type-C可以同时传输Displayport类型的音视频信号和USB类型的数据信号，头戴显示设备100中的信号转换模块可以将接收到的Displayport信号转换成LCD显示屏103和音频插孔105需要的视频信号和音频信号，音频解码104芯片用于音频信号的解码；微控制器106负责头戴设备100与便携式终端300之间的USB信号的交互，例如接收便携式终端300发送的控制命令、向便携式终端300发送传感器107采集的数据等。

头戴显示设备100通过一个USB Type-C接口同时从便携式终端300获取音视频数据、与便携式终端交互数据、以及从便携式终端获取工作电源，头戴显示设备不需要设置额外的电源接口或电源线，使产品更美观，并减少了成本。由于头戴显示设备主要从便携式终端获取工作电源，因而避免了内置电池发热造成的产品过热的问题，增强了设备的安全性，提高了用户体验。

实施例二

本实施例是为了进一步延长头戴显示设备搭配便携式终端使用的时间。图2是本发明实施二提供的头戴显示供电系统的功能框图，如图2所示，在本实施例提供的头戴显示供电系统中，头戴显示设备210仍然如实施例一一样通过设置的通信接口211连接到便携式终端220上设置的通信接口221，实现头戴显示设备210与便携式终端220的连接。

不同之处在于，便携式终端220中设置有无线充电接收模组222，本实施例提供的头戴显示供电系统还包括一无线供电设备230。无线供电设备230可以为便携式终端220供电，从而延长头戴显示设备210与便携式终端220搭配使用的时间。

图3是本发明实施例提供的头戴显示供电系统中无线充电设备的功能框图，图4是本发明实施例提供的头戴显示供电系统中无线充电设备的结构示意图，结合图3与图4，无线供电设备310包括由上壳410和下壳420构成的壳体，在壳体内设置有PCB板430和第一内置电池311，PCB板430上设置有第一充电管理芯片312和充电接口313，且充电接口313露出壳体用于连接外部电源320。在壳体内还设置有无线充电发射模组314，无线充电发射模组314用于向设置有无线充电接收模组的便携式终端供电。

优选地，如图4所示，无线充电发射模组314设置在PCB板430的上方，靠近上壳410的位置。在使用无线充电设备为便携式终端供电时，便携式终端放置在无线充电设备的上壳410的外表面，将无线充电发射模组314设置在靠近上壳410的位置，可以使无线充电发射模组314更接近设置在便携式终端中的无线充电接收模组，且二者之间的障碍物较少，无线充电发射模组314发射的信号可以被无线充电接收模组更多地接收到，减少无线供电设备310为便携式终端充电的过程中的电能损耗。

优选地，仍如图4所示，第一内置电池311设置在PCB板430的下方，靠近下壳420的位置。第一内置电池311工作时产生的热量可以尽快通过下壳420散发到无线供电设备310之外，使无线供电设备310的散热性能更好。并且无线供电设备310在工作时，第一内置电池311距离便携式终端的距离较远，避免了第一内置电池311产生的热量大量传递到便携式终端中，影响便携式终端正常工作。

本实施例中，在充电接口313未连接外部电源320时，第一充电管理芯片312控制第一内置电池311为无线充电发射模组314供电，即利用第一内置电池311提供的电能为设置有无线充电接收模组的便携式终端供电。

在充电接口313连接外部电源320时，第一充电管理芯片312控制外部电源320直接为无线充电发射模组314供电，此时不再耗费第一内置电池311的电能，延长第一内置电池311的使用寿命；同时，第一充电管理芯片312还利用外部电源320提供的电能为第一内置电池311充电，延长第一内置电池311的续航时间。

图5是本发明实施例提供的头戴显示供电系统中无线充电设备的外观图，图6是本发明一个实施例提供的头戴显示供电系统的结构示意图。结合图5与图6，在本发明的优选实施例中，无线供电设备为电池背夹，便携式终端为支持无线充电功能的手机或平板电脑等设备，内部设置有无线充电接收装置。无线供电设备具有与便携式终端相匹配的外形，无线供电设备上壳的边缘设置有固定结构310，固定结构310可以将无线供电设备固定在便携式终端的背面，使无线供电设备便于携带，并且在移动过程中无线供电设备的上壳始终与便携式终端的背面紧密接触，无线充电接收模组可以更好地接收无线充电发射模组发出的信号，减少无线供电设备为便携式终端供电的过程中的电能损耗。本实施例提供的无线供电设备的外形近似于保护壳，在功能上既起到为便携式终端供电的作用，又起到保护壳的作用，可以保护手机、平板电脑等便携式终端，即供电设备兼备便携式终端的保护壳和外置电池的功能。

另外，可以在无线供电设备壳体的一个端面设置Micro USB类型的充电接口，可以通过该充电接口连接外部电源，利用外部电源提供的电能为无线供电设备的电池充电，以及利用外部电源提供的电能通过无线充电发射模组直接为设置有无线充电接收模组的便携式终端供电，进一步延长便携式终端搭配头戴显示设备使用的时间。

优选地，仍如图1所示，头戴显示设备100中还设置有电源模块108，当头戴显示设备100通过通信接口101连接便携式终端300的通信接口301时，电源模块108从便携式终端300中获取工作电源，为头戴显示设备100中的各模块供电。

进一步优选地，头戴显示设备100中还设置有第二充电管理芯片109和第二内置电池110，第二充电管理芯片109分别连接通信接口101、第二内置电池110和电源模块108。

当头戴显示设备100通过通信接口101连接便携式终端300的通信接口301时，第二充电管理芯片109从便携式终端300取电，为第二内置电池110充电。

当头戴显示设备未通过通信接口101连接便携式终端300的通信接口301时，第二充电管理芯片109从第二内置电池取电110，为电源模块108供电，使头戴显示设备具备为自身供电的能力，可以在一定程度上延长头戴显示设备与便携式终端搭配使用的时间。本发明提供的供电系统主要是利用便携式终端为头戴显示设备供电，通常情况下，第二内置电池110的容量较小，主要是防止头戴显示设备与供电设备之间的连接意外断开，防止头戴显示设备突然断电可能造成的设备故障，因此第二内置电池110不会造成设备过热影响用户体验的问题。

综上所述，本发明提供的头戴显示供电系统中，头戴显示设备上设置有一个通信接口，通过该接口连接到便携式终端，头戴显示设备通过这个通信接口同时从便携式终端获取音视频数据、与便携式终端交互数据、以及从便携式终端获取工作电源，头戴显示设备不需要设置额外的电源接口或电源线，使产品更美观，并减少了成本。头戴显示设备仅通过一个通信接口连接到便携式终端即可正常工作，无需占用便携式终端太多的通信接口，不会限制便携式终端的应用。由于头戴显示设备主要从便携式终端获取工作电源，因而避免了内置电池发热造成的产品过热的问题，增强了设备的安全性，提高了用户体验。

其次，本发明提供的头戴显示供电系统还提供了一个无线充电设备，可以为内置设置有无线充电接收模组的便携式终端供电，进一步延长了头戴显示设备搭配便携式终端使用的时间。由于是采用无线的方式进行供电，因此无线供电设备也不会占用便携式终端的接口，不会影响头戴显示设备与便携式终端搭配使用，也不会限制便携式终端的应用。

最后，无线供电设备为电池背夹，具有与便携式终端相匹配的外形，通过供电设备上壳的边缘设置的固定结构可以将供电设备固定在便携式终端的背面，增强了头戴显示供电系统整体的便携性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。