本發(fā)明涉及一種無線控制裝置、位置標定器及配件。

背景技術(shù)：

隨著電子科技以及圖像處理技術(shù)的快速演進，由計算機所建構(gòu)出的虛擬現(xiàn)實(virtualreality，vr)已逐漸被廣泛地運用于信息傳播、娛樂或展示上。現(xiàn)今的虛擬現(xiàn)實產(chǎn)品都強調(diào)人機互動性，不論是互動訓(xùn)練模擬器、互動玩具或互動電視游樂器等，使用者可通過頭戴式顯示器與控制把手(controlhandle)等裝備來進行操作。其中，虛擬現(xiàn)實的畫面來自于頭戴式顯示器，而控制把手則是用來對虛擬現(xiàn)實中的物件進行操作。舉例而言，使用者操作控制把手上的按鈕或觸控板，以配合在虛擬現(xiàn)實中的抓取、點選或丟擲等各種動作。

然而，利用控制把手對虛擬物件進行抓取、點選或丟擲等操作的方式并不合乎人體實際的動作。此外，單一形式的控制把手已經(jīng)無法滿足針對槍戰(zhàn)、運動等各種游戲以及其他應(yīng)用領(lǐng)域上的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種無線控制裝置、位置標定器及配件能夠提升操作的便利性與靈活性。

本發(fā)明的無線控制裝置適于檢測來自一信號源的一信號以產(chǎn)生相應(yīng)的一第一感測信號，并將第一感測信號以無線方式傳輸至一主機。無線控制裝置包括一位置標定器及一配件。位置標定器包括一第一本體、一第一耦合結(jié)構(gòu)、至少一位置感測元件、一第一微處理器以及一無線傳輸模塊。第一耦合結(jié)構(gòu)配置于第一本體上。至少一位置感測元件適于檢測來自信號源的信號。第一微處理器電性連接至至少一位置感測元件，其中第一微處理器基于至少一位置感測元件所檢測到的信號產(chǎn)生第一感測信號。無線傳輸模塊電性連接至第一微處理器，并將第一感測信號以無線方式傳輸至主機，其中第一本體承載至少一位置感測元件、第一微處理器以及無線傳輸模塊。配件可拆卸地與位置標定器組裝在一起。配件包括一第二本體以及一第二耦合結(jié)構(gòu)。第二耦合結(jié)構(gòu)配置于第二本體上，其中位置標定器經(jīng)由第一耦合結(jié)構(gòu)可拆卸地組裝至配件的第二耦合結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的位置標定器可拆卸地組裝至一配件的一第二本體的一第二耦合結(jié)構(gòu)，以形成一無線控制裝置。位置標定器包括一第一本體、一第一耦合結(jié)構(gòu)、至少一位置感測元件、一第一微處理器以及一無線傳輸模塊。第一耦合結(jié)構(gòu)配置于第一本體上。至少一位置感測元件適于檢測來自一信號源的一信號。第一微處理器電性連接至至少一位置感測元件，其中第一微處理器基于至少一位置感測元件所檢測到的信號產(chǎn)生一第一感測信號。無線傳輸模塊電性連接至第一微處理器，并將第一感測信號以無線方式傳輸至一主機，其中第一本體承載至少一位置感測元件、第一微處理器以及無線傳輸模塊。

本發(fā)明的配件可拆卸地與一位置標定器組裝在一起，以形成一無線控制裝置。其中位置標定器包括一第一本體、配置于第一本體上的一第一耦合結(jié)構(gòu)、至少一位置感測元件、一第一微處理器以及一無線傳輸模塊，其中至少一位置感測元件適于檢測來自一信號源的一信號，第一微處理器電性連接至至少一位置感測元件并基于至少一位置感測元件所檢測到的信號產(chǎn)生一第一感測信號以及無線傳輸模塊電性連接至第一微處理器，并將第一感測信號以無線方式傳輸至一主機。配件包括一第二本體以及一第二耦合結(jié)構(gòu)。第二耦合結(jié)構(gòu)配置于第二本體上，其中位置標定器經(jīng)由第一耦合結(jié)構(gòu)可拆卸地組裝至配件的第二耦合結(jié)構(gòu)。

基于上述，本發(fā)明所提供的無線控制裝置能夠讓使用者快速的融入虛擬現(xiàn)實中，并提升操作的便利性與靈活性。另外，本發(fā)明所提供的位置標定器能夠結(jié)合不同類型的配件便能形成各種類型的無線控制器以滿足各種游戲以及其他應(yīng)用領(lǐng)域上的需求。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

附圖說明

圖1是本發(fā)明第一實施例的無線控制裝置示意圖。

圖2是本發(fā)明第一實施例的方塊示意圖。

圖3是圖1的動作感測模塊的示意圖。

圖4是圖1的第一耦合結(jié)構(gòu)與第二耦合結(jié)構(gòu)分離狀態(tài)的示意圖。

圖5是本發(fā)明第二實施例的無線控制裝置示意圖。

圖6是本發(fā)明第三實施例的無線控制裝置示意圖。

圖7是本發(fā)明第四實施例的無線控制裝置示意圖。

圖8是本發(fā)明第四實施例的方塊示意圖。

【符號說明】

100、100a、100b：無線控制裝置

110：位置標定器

110a：第一電連接端口

111：第一本體

112：位置感測元件

113：第一耦合結(jié)構(gòu)

114：無線傳輸模塊

115：第一微處理器

120：配件

120a：第二電連接端口

121：第二耦合結(jié)構(gòu)

122：第二本體

123：電子模塊

124：動作感測模塊

124a：彎曲傳感器

124b：可動部分

125：第二微處理器

126：回饋模塊

128：穿戴部件

128a：內(nèi)襯套

128b：外覆層

128c：固定構(gòu)件

132：致動鈕

bp：身體部位

h：主機

hd：手部

s：信號

s1：第一感測信號

s2：第二感測信號

s3：回饋信號

ss：信號源

usr：使用者

具體實施方式

圖1是本發(fā)明第一實施例的無線控制裝置示意圖，圖2是本發(fā)明第一實施例的方塊示意圖，圖3是圖1的動作感測模塊的示意圖。請參考圖1、圖2及圖3，在本實施例中，無線控制裝置100適于檢測來自信號源ss的信號s，以產(chǎn)生相應(yīng)的第一感測信號s1，并將第一感測信號s1以無線方式傳輸至主機h。無線控制裝置100包括位置標定器110與配件120，其中位置標定器110可拆卸地與配件120組裝在一起。位置標定器110包括第一本體111、至少一位置感測元件112、第一耦合結(jié)構(gòu)113、無線傳輸模塊114以及第一微處理器115，其中第一本體111承載位置感測元件112、無線傳輸模塊114以及第一微處理器115。第一耦合結(jié)構(gòu)113配置于第一本體111上。位置感測元件112適于檢測來自信號源ss的信號s。在本實施例中，位置感測元件112例如是光傳感器，而信號源ss的信號s例如是光信號。光傳感器例如是紅外光傳感器或是其他不可見光的光傳感器。在此須說明的是，圖1僅示例性地將位置感測元件112繪示為一個，但在其他實施例中，位置標定器110也可以包含多個位置感測元件112分布于第一本體111上的不同位置以便于達到更好的感測效能。在其他實施例中，位置感測元件112也可以是霍爾效應(yīng)傳感器(hall-effectsensor)，而信號源ss的信號s例如電磁信號。在其他實施例中，位置感測元件112也可以是麥克風(fēng)(microphone)，而信號源ss的信號s例如超聲波。在其他實施例中，位置感測元件112也可以是rf檢測器(radiofrequencydetector)，而信號源ss的信號s例如rf信號(radiofrequencysignal)。

在本實施例中，第一微處理器115電性連接至位置感測元件112，其中第一微處理器115基于位置感測元件112所檢測到的信號s產(chǎn)生第一感測信號s1。另外，無線傳輸模塊114則是電性連接至第一微處理器115，并將第一感測信號s1以無線方式傳輸至主機h。舉例來說，無線傳輸模塊114可以為藍牙、wifi、或其他無線射頻傳輸模塊。另外，主機h例如為計算機、手機、電玩主機等應(yīng)用裝置。主機h也具有相對應(yīng)的內(nèi)建或外接式無線傳輸模塊，其中無線傳輸模塊也可以為藍牙、wifi、或其他無線射頻傳輸模塊等。在本實施例中，位置感測元件112例如是光傳感器，而信號源ss的信號s例如是光信號。因此，主機h基于信號源ss所發(fā)出的信號s的角度以及頻率，以及第一感測信號s1便可計算出位置感測元件112在空間中的三維坐標位置。

圖4是圖1的第一耦合結(jié)構(gòu)與第二耦合結(jié)構(gòu)分離狀態(tài)的示意圖。請參照圖1及圖4，其中相同或相似的元件使用相同或相似標號，在此不再贅述。詳細而言，在本實施例中，配件120包括第二耦合結(jié)構(gòu)121以及第二本體122，其中第二耦合結(jié)構(gòu)121配置于第二本體122上。位置標定器110經(jīng)由第一耦合結(jié)構(gòu)113可拆卸地組裝至配件120的第二耦合結(jié)構(gòu)121。第二本體122可以是一穿戴部件128(wearablepart)或一手持部件，其中穿戴部件128可以是一手套、一手肘套、一膝套、一綁帶、一手臂套、一小腿套、一帽子、一鞋子、一手環(huán)或是其他適于被穿戴在一使用者usr的一身體部位bp的物件。在本實施例中，第二本體122的穿戴部件128例如是手套。此外，手持部件可以是游戲槍枝、球棒、網(wǎng)球拍、羽球拍、桌球拍、棒狀物體或是其他能被使用者所握持的物件。

在本實施例中，第二耦合結(jié)構(gòu)121可以為滑肋，而第一耦合結(jié)構(gòu)113則例如為滑槽。具體而言，滑肋的兩端具有向外凸出的滑道，滑槽可沿滑肋的滑道間運行，以引導(dǎo)位置標定器110結(jié)合于第二本體122上。此外，位置標定器110也可以包括致動鈕132，其中致動鈕132用以解除第一耦合結(jié)構(gòu)113及第二耦合結(jié)構(gòu)121之間的結(jié)合。在另一實施例中，配件120也可以包括致動鈕(未繪示)，用以解除第一耦合結(jié)構(gòu)113及第二耦合結(jié)構(gòu)121之間的結(jié)合。然而，在其他實施例中，第一耦合結(jié)構(gòu)113及第二耦合結(jié)構(gòu)121也可以是螺絲與螺孔、卡勾與卡槽、磁性材料、其他機構(gòu)式結(jié)合或其他電子式的結(jié)合。此外，若第一耦合結(jié)構(gòu)113及第二耦合結(jié)構(gòu)121采用螺絲與螺孔，位置標定器110或配件120也可以不用設(shè)置致動鈕。

請再次參照圖1、圖2及圖3，位置標定器110可以包括一第一電連接端口110a。配件120可以包括一電子模塊123以及與第一電連接端口110a相配合的第二電連接端口120a。電子模塊123與第二電連接端口120a電性連接，且第一電連接端口110a適于以無線或有線方式與第二電連接端口120a電性連接。舉例來說，第一電連接端口110a與第二電連接端口120a可以采用usb、ieee1394、thunderbolt、ps/2插座、彈簧連接器(pogopinconnector)或其他有線方式電性連接?；蛘?，第一電連接端口110a與第二電連接端口120a也可采用藍牙、wifi或其他無線射頻傳輸方式電性連接。

此外，電子模塊123可以包括回饋模塊126。回饋模塊126適于經(jīng)由第二電連接端口120a與第一電連接端口110a電性連接至第一微處理器115。具體而言，回饋模塊126可以包括震動元件、發(fā)熱元件、發(fā)光元件以及發(fā)聲元件中的至少一個。舉例來說，回饋模塊126可以為震動器、致冷器、發(fā)熱器、風(fēng)扇、電流感應(yīng)線圈、發(fā)光元件或揚聲器等。

在本實施例中，電子模塊123也可以包括動作感測模塊124，配置于穿戴部件128上，用以檢測身體部位bp的一可動部分124b的動作，以產(chǎn)生相應(yīng)的第二感測信號s2。第二感測信號s2經(jīng)由第二電連接端口120a與第一電連接端口110a傳輸至第一微處理器115。

進一步而言，動作感測模塊124包括至少一彎曲傳感器124a，分別對應(yīng)于身體部位bp的可動部分124b，以感測可動部分124b的彎曲量。以圖3所繪示的手套來說，可動部分124b例如為手指關(guān)節(jié)，而彎曲傳感器124a則是配置在對應(yīng)于手指關(guān)節(jié)的位置。彎曲傳感器124a例如為拉伸傳感器或彎曲傳感器。使用者usr在利用無線控制裝置100體驗虛擬現(xiàn)實時，動作感測模塊124的彎曲傳感器124a可以感測可動部分124b的動作，以產(chǎn)生第二感測信號s2。換句話說，動作感測模塊124是利用手指關(guān)節(jié)上的彎曲傳感器124a來追蹤指節(jié)的細部動作，并測量手指彎曲的變形量。

詳細而言，在本實施例中，位置感測元件112例如是光傳感器，而信號源ss的信號s例如是光信號。當位置感測元件112檢測由信號源ss所發(fā)出的信號s后，第一微處理器115基于位置感測元件112的位置信息以及信號s而產(chǎn)生第一感測信號s1。接著，由第一微處理器115將第一感測信號s1傳送至無線傳輸模塊114。無線傳輸模塊114接收到第一感測信號s1后，再以無線傳輸?shù)姆绞絺魉椭林鳈Ch。接著，主機h在接收到由無線傳輸模塊114所傳送的第一感測信號s1以及第二感測信號s2后，即進行分析判斷以得到相應(yīng)的動作信息及位置信息。主機h再依據(jù)動作信息及位置信息的判斷結(jié)果而產(chǎn)生一回饋信號s3。主機h通過無線傳輸模塊114將回饋信號s3傳送至回饋模塊126，并產(chǎn)生相應(yīng)的實際體感至身體部位bp。

舉例來說，使用者藉由無線控制裝置100體驗虛擬現(xiàn)實，當虛擬物體與虛擬環(huán)境發(fā)生交互行為時，使用者能直接點擊并控制虛擬環(huán)境中的角色人物，且這些點擊觸碰行為可經(jīng)由主機h判斷以回傳回饋信號s3，產(chǎn)生力回饋事件，例如發(fā)生震動以模擬力的回饋感，藉以在計算機系統(tǒng)與使用者間產(chǎn)生虛擬現(xiàn)實的互動效果。

在本實施例中，配件120也可以包括第二微處理器125以便于控制動作感測模塊124以及回饋模塊126的運作。電子模塊123與第二電連接端口120a分別電性連接至第二微處理器125。詳細而言，電子模塊123中的動作感測模塊124將其所產(chǎn)生的第二感測信號s2傳輸至第二微處理器125，第二微處理器125再將數(shù)據(jù)傳送至第一微處理器115。因此，藉由第一微處理器115以及第二微處理器125的運作可以提升無線控制裝置100整體的反應(yīng)時間以及運作效能。

圖5是第二實施例的無線控制裝置示意圖。請參照圖1、圖2與圖5，其中相同或相似的元件使用相同或相似標號，在此不再贅述。一般來說，穿戴裝置在正常使用狀況下，常會吸附使用者的汗液或其他污染物。就穿戴部件128例如是手套而言，本實施例的穿戴部件128還包括內(nèi)襯套128a以及外覆層128b。內(nèi)襯套128a適于接觸使用者usr的手部hd，其材質(zhì)可以為舒適吸汗且易于清洗的材質(zhì)，例如棉質(zhì)或是其他能夠水洗或是化學(xué)清洗的材質(zhì)。另外，外覆層128b可拆卸地配置于內(nèi)襯套128a的外部，并且承載電子模塊123、第二電連接端口120a以及其他電子零件。

詳細而言，穿戴部件128還可以包括固定構(gòu)件128c，用以結(jié)合外覆層128b及內(nèi)襯套128a。固定構(gòu)件128c例如為魔鬼氈、鈕扣或綁帶等，方便外覆層128b及內(nèi)襯套128a彼此固定或拆卸的構(gòu)件。只要將外覆層128b及內(nèi)襯套128a分開，直接清洗內(nèi)襯套128a，待洗滌完后再將內(nèi)襯套128a與外覆層128b組裝便可重復(fù)使用。在此須說明的是，圖1、圖3至圖5雖然是以手套為例，但穿戴部件128還可以是一手肘套、一小腿套、一膝套、一綁帶、一手臂套、一帽子、一鞋子或一手環(huán)等，可穿戴于使用者usr身上的物件。

圖6是本發(fā)明第三實施例的無線控制裝置示意圖。請參照圖6，本實施例的無線控制裝置100a的穿戴部件128可以是一綁帶或一手臂套，其中穿戴部件128適于被穿戴在使用者usr的手臂上。在本實施例中，配件120也可以不具有第二電連接端口、電子模塊以及第二微處理器。位置標定器110與配件120也可以經(jīng)由第一耦合結(jié)構(gòu)(未繪示)及第二耦合結(jié)構(gòu)(未繪示)結(jié)合再一起。第一耦合結(jié)構(gòu)(未繪示)及第二耦合結(jié)構(gòu)(未繪示)可以是魔鬼氈、鈕扣、綁帶或扣環(huán)。若綁帶或手臂套等配件120具有爪勾或是其他能夠直接固定位置標定器110的機械結(jié)構(gòu)，位置標定器110也可以不具有第二耦合結(jié)構(gòu)。

圖7是本發(fā)明第四實施例的無線控制裝置示意圖。圖8是本發(fā)明第四實施例的方塊示意圖。請同時參照圖7及圖8，在本實施例中，配件120的第二本體122還可以是手持部件，如游戲槍枝本體。位置標定器110則組裝于第二本體122上，以形成一無線控制裝置100b。藉由位置標定器110，可讓游戲槍枝具有精準的空間定位，進而能讓虛擬現(xiàn)實與真實世界的環(huán)境緊密結(jié)合，提升使用者的虛擬現(xiàn)實體驗質(zhì)量。

舉例而言，本實施例的配件120的電子模塊123可以包括回饋模塊126?；仞伳K126適于經(jīng)由第二電連接端口120a與第一電連接端口110a電性連接至第一微處理器115。具體而言，回饋模塊126包括震動元件、發(fā)熱元件、發(fā)光元件以及發(fā)聲元件中的至少一個。舉例來說，回饋模塊126可以為震動器、致冷器、發(fā)熱器、風(fēng)扇、電流感應(yīng)線圈、發(fā)光元件或揚聲器等。在其他實施例中，手持部件還可以是球棒、網(wǎng)球拍、羽球拍、桌球拍、棒狀物體或是其他手持式物件。

在本實施例中，回饋模塊126可以為震動器。當使用者在體驗虛擬現(xiàn)實并操作此無線控制裝置100b時，回饋模塊126可以提供震感回饋，讓使用者能夠獲得更加豐富多元的感官享受。此外，在本實施例中，電子模塊123可以經(jīng)由第二電連接端口120a與第一電連接端口110a電性連接至第一微處理器115而不需搭配第二微處理器125。

綜上所述，本發(fā)明所提供的無線控制裝置藉由檢測信號源所發(fā)出的信號以產(chǎn)生相應(yīng)的第一感測信號，并將第一感測信號以無線方式傳輸至主機，而使無線控制裝置獲得精準的空間定位。此外，本發(fā)明所提供的位置標定器能夠結(jié)合不同類型的配件例如手套、手肘套、膝套、綁帶、手臂套、帽子、鞋子或手環(huán)等穿戴部件或是游戲槍枝、球棒、網(wǎng)球拍、羽球拍、桌球拍、棒狀物體等手持部件便能形成各種類型的無線控制器以滿足各種游戲以及其他應(yīng)用領(lǐng)域上的需求。另外，就手套類型的配件而言，此手套類型的配件包含內(nèi)襯套以及外覆層，其中外覆層可拆卸地配置于該內(nèi)襯套的外部，且外覆層具有多種電路元件。因此，內(nèi)襯套能夠被拆卸，以便于清洗，且也不會損傷外覆層內(nèi)部的電路元件。

雖然本發(fā)明已以實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的更動與潤飾，故本發(fā)明的保護范圍當視所附權(quán)利要求書界定范圍為準。

【優(yōu)先權(quán)主張】

本申請案主張2016年3月4日所申請的美國臨時申請案第62/303，390號及第62/303，378號的優(yōu)先權(quán)，所述臨時申請案的全文以參考方式并入本文且作為本申請案的部分內(nèi)容。