CN115826773A - 手持控制器及操控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种手持控制器及操控方法，其中该手持控制器适于操控虚拟现实***。手持控制器对应虚拟现实***具有指标方向。手持控制器包括握持部、旋钮以及定位模块。握持部适于被使用者的手所握持。旋钮在旋转轴线上枢接至握持部。旋转轴线与指标方向共轴或平行。定位模块连接至握持部，用以提供握持部在三度空间中的位置。

Description

手持控制器及操控方法
技术领域
本发明涉及一种控制器，且特别涉及一种手持控制器及操控方法。
背景技术
虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术越来越普及，其输入装置较为常见的是手持控制器。使用者通常通过按压手持控制器的按钮来控制动作。现行用于VR的手持控制器是基于传统游戏手把的设计，并非针对影像创作或是商务使用，因此操作缺乏精准性及效率。
发明内容
本发明提供一种手持控制器，用以操控虚拟现实***。
本发明提供一种操控方法，用以操控虚拟现实***。
本发明的手持控制器适于操控虚拟现实***。手持控制器对应虚拟现实***具有指标方向。手持控制器包括握持部、旋钮以及定位模块。握持部适于被使用者的手所握持。旋钮在旋转轴线上枢接至握持部。旋转轴线与指标方向共轴或平行。定位模块连接至握持部，用以提供握持部在三度(三维)空间中的位置。
本发明的操控方法适于操控虚拟现实***。虚拟现实***包括头戴式显示器及手持控制器。头戴式显示器适于显示影像。手持控制器包括握持部、旋钮、微控制器、定位模块及传输模块。微控制器电连接至旋钮、定位模块以及传输模块。握持部适于被使用者的手所握持。旋钮在旋转轴线上枢接至握持部。旋转轴线与指标方向共轴或平行。旋钮产生角度数据。定位模块连接至握持部，用以提供握持部在三度空间中的位置。定位模块产生位置数据。传输模块适于与头戴式显示器进行无线传输。操控方法包括基于角度数据及/或位置数据，改变头戴式显示器所显示的影像。
基于上述，在本发明中，由于手持控制器的指标方向与旋钮的旋转轴线共轴或平行，使用者可以在通过移动手持控制器的指向时可以同时旋转旋钮来输出角度数据，以提供旋转调整。此外，通过旋钮产生的角度数据，并依照角度数据来改变头戴式显示器所显示的影像，以提供虚拟现实***更精确的操控。
附图说明
图1A是本发明的一实施例的手持控制器的示意图；
图1B是图1A的手持控制器被握持时的示意图；
图1C是图1B的手持控制器被握持时的另一个视角的示意图；
图2是本发明的另一实施例的手持控制器的示意图；
图3是图1A的手持控制器应用于虚拟现实***的方块图；
图4是图1A的手持控制器应用于另一虚拟现实***的方块图；
图5是利用图1A的手持控制器操控图形用户界面的示意图。
附图标号说明
10：虚拟现实***；
11：处理器；
11a：光接收器；
11b：光发送器；
12：头戴式显示器；
100：手持控制器；
110：握持部；
112：穿戴部；
120：旋钮；
130：定位模块；
140：按钮；
150：传输模块；
160：微控制器；
A：旋转轴线；
G：图形使用者界面；
L：选单；
O：选项；
P：指标方向。
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
请参考图1A、图1B及图1C，在本实施例中，手持控制器100适于操控虚拟现实***。手持控制器100对应虚拟现实***具有指标方向P。手持控制器100包括握持部110、旋钮120以及定位模块130。握持部110适于被使用者的手所握持。旋钮120在旋转轴线A上枢接至握持部110。旋转轴线A与指标方向P共轴。旋钮120可以是旋转开关。定位模块130连接至握持部110，用以提供握持部110在三度空间中的位置。在本实施例中，握持部110、旋钮120以及定位模块130可呈现Y字形设置。在其他实施例中，握持部110、旋钮120以及定位模块130也可以呈现其他方式设置，只要旋钮120所在的旋转轴线A与手持控制器100的指标方向P共轴，但不以此为限。手持控制器100还具有一个或多个按钮140。按钮140可以是按压开关。按钮140设置在握持部110上，用以提供给使用者按压以产生按压数据，例如确认某一选项或是其他功能。在另一实施例中，旋转轴线A与指标方向P也可以是平行。
详细地说，握持部110的形状可以为适于使用者的掌心所握持的形状。当使用者要握持手持控制器100时，可将拇指与食指抵靠在旋钮120上，并将掌心与其他手指抵靠在握持部110。因此，旋钮120可被使用者的单指拨转、被同时用拇指以及食指调整或是同时被用拇指、食指以及中指调整。按钮140设置在握持部110上手指可触及的地方，以方便使用者按压。在本实施例中，旋钮120在旋转轴线A上枢接至握持部110，且旋转轴线A与手持控制器100的指标方向P共轴。因此，使用者除可通过移动手持控制器100来操控虚拟现实***10的指标方向P，也可同时旋转旋钮120对所指的目标来进行操控。
另一方面，定位模块130包括惯性测量单元、点光源、点光源阵列、图案化光源、光感测阵列或是至少一个镜头。举例而言，定位模块130可以是六轴的惯性测量单元(Inertial measurement unit,IMU)。六轴包含X、Y、Z轴的加速度计以及X、Y、Z轴的陀螺仪。定位模块130也可以是九轴的惯性测量单位。九轴包含X、Y、Z轴的加速度计、X、Y、Z轴的陀螺仪以及X、Y、Z轴的磁力计。另外，定位模块130也可以是单一点光源、点光源阵列或是图案化光源，以便于让外部的镜头撷取影像。定位模块130也可以是光传感器阵列，以便于接受外部光源所发出的光信号。同样地，定位模块130也可以是包含上述各种技术的各种组合。具体来说，六轴或九轴的惯性测量单位可以是组装在握持部110内部。点光源阵列或是图案化光源可以结合在握持部110外侧，以便于让外部镜头撷取影像。光传感器阵列也可以结合于握持部110外侧，以便于侦测外部光源所发出的光信号。镜头也可以结合于握持部110的外侧，以便于侦测外界环境。
请参考图2，图2的实施例与图1A的实施例大致相同。相较于图1A的实施例，图2的实施例的手持控制器100的握持部110、旋钮120及定位模块130呈现I字型。手持控制器100具有穿戴部112。穿戴部112设置在握持部110上。详细地说，在本实施例中，旋钮120与定位模块130设置在握持部110相对的两端上，且穿戴部112设置在握持部110的下方。当使用者要握持手持控制器100时，可以将中指穿过穿戴部112，以将手持控制器100固定在手上。
请参考图3，在本实施例中，虚拟现实***10包括头戴式显示器12及图1A的手持控制器100。头戴式显示器12适于显示影像。手持控制器100还可包括传输模块150及微控制器160。微控制器160电连接旋钮120、定位模块130、按钮140以及传输模块150。微控制器160将旋钮120、定位模块130以及按钮140所传递过来的信号(即角度数据、位置数据以及按压数据)经由传输模块150传输到头戴式显示器12。头戴式显示器12进行运算，进而得知定位模块130(即手持控制器100)在三度空间中的位置变化、旋钮120被旋转的角度变化以及按钮140是否被按压或其被按压的程度。在操作时，可基于角度数据及/或位置数据，与按压数据，头戴式显示器12改变所显示的影像。关于角度数据、位置数据以及按压数据的运算，除可通过头戴式显示器12来进行以外，也可通过外部的处理器或云端来进行。关于头戴式显示器12所显示的影像，可基于角度数据、位置数据与按压数据的一部分或全部，通过头戴式显示器12、外部的处理器或云端来改变。换句话说，头戴式显示器12、外部的处理器或云端可基于角度数据、位置数据与按压数据的一部分或全部，改变头戴式显示器12所显示的影像。
请参考图4，相较于图3的虚拟现实***10，图4的虚拟现实***10还可包括处理器11。当定位模块130为单一点光源、点光源阵列或是图案化光源时，处理器11可电连接光接收器11a，以接收定位模块130所发射出的光，进而产生位置数据。此外，当定位模块130是光传感器阵列时，处理器11可电连接光发送器11b，而定位模块130可接收光发送器11b所发射出的光，进而产生位置数据。因此，在实际应用上，定位模块130本身即可产生位置数据。或者，定位模块130也可与光接收器11a或光发送器11b配合来产生位置数据。
请参考图5，举例而言，图3或图4的头戴式显示器12所显示的影像包括图形化使用者界面G，其包括以环状排列的多个选单L，且这些选单L具有多个以线性排列的选项O。在操作时，使用者可旋转旋钮120来进行选单L的选择，并可前后移动手持控制器100来进行选项O的选择。详细地说，使用者可旋转旋钮120，并依照旋钮120的角度数据所计算出的旋转角度来切换至所选择的选单L。接着，使用者可在指标方向P上前后移动手持控制器100，并依照定位模块130的位置数据所计算出的移动方向及移动量来切换至所选择的选项O。最后，使用者可利用按压按钮140所产生的按压数据来确认所选择的选项O，并根据所确认的选项O来执行对应的指令。上述步骤可通过头戴式显示器12、外部的处理器或云端来执行，以让使用者操控此图形化使用者界面G。
更详而言，手持控制器100可以输出角度数据及/或位置数据及/或按钮140的按压数据，因此图形化使用者界面G可以基于这些参数设计出各种使用界面或操作方式。上述的图5的部分只是举例说明，并不用于限定本发明的软件应用领域。
综上所述，在本发明中，由于手持控制器的指标方向与旋钮的旋转轴线共轴或平行，使用者可以在通过移动手持控制器的指向时可以同时旋转旋钮来输出角度数据，以提供旋转调整。此外，通过旋钮产生的角度数据，并依照角度数据来改变头戴式显示器所显示的影像，以提供虚拟现实***更精确的操控。

Claims (10)

1.一种手持控制器，适于操控虚拟现实***，所述手持控制器对应所述虚拟现实***具有指标方向，其特征在于，所述手持控制器包括：
握持部，适于被使用者的手所握持；
旋钮，在旋转轴线上枢接至所述握持部，其中所述旋转轴线与所述指标方向共轴或平行；以及
定位模块，连接至所述握持部，用以提供所述握持部在三度空间中的位置。
2.根据权利要求1所述的手持控制器，还包括：
按钮，设置于所述握持部，用以被使用者的手指按压。
3.根据权利要求1所述的手持控制器，还包括：
穿戴部，连接至所述握持部，用以被使用者的手指穿戴。
4.根据权利要求1所述的手持控制器，其中所述定位模块包括惯性测量单元、点光源、点光源阵列、图案化光源、光传感器阵列或至少镜头。
5.根据权利要求1所述的手持控制器，其中所述握持部、所述旋钮及所述定位模块呈Y字形。
6.根据权利要求1所述的手持控制器，其中所述握持部、所述旋钮及所述定位模块呈I字形。
7.一种操控方法，适于操控虚拟现实***，所述虚拟现实***包括头戴式显示器及手持控制器，所述头戴式显示器适于显示影像，所述手持控制器包括握持部、旋钮、微控制器、定位模块及传输模块，其中所述微控制器电连接至所述旋钮、所述定位模块以及所述传输模块，所述握持部适于被使用者的手所握持，所述旋钮在旋转轴线上枢接至所述握持部，所述旋转轴线与所述指标方向共轴或平行，所述旋钮产生角度数据，所述定位模块连接至所述握持部，用以提供所述握持部在三度空间中的位置，所述定位模块产生位置数据，所述传输模块适于与所述头戴式显示器进行无线传输，所述操控方法包括：
基于所述角度数据及/或所述位置数据，改变所述头戴式显示器所显示的影像。
8.根据权利要求7所述的操控方法，还包括：
基于所述位置数据沿着所述旋转轴线的分量，改变所述头戴式显示器所显示的影像。
9.根据权利要求1所述的操控方法，其中所述头戴式显示器所显示的影像包括图形化使用者界面，所述图形化使用者界面包括以环状排列的多个选单，所述多个选单的每一个包括以线性排列的多个选项，且基于所述角度数据及所述位置数据，选择所述多个选单的其中一个及选择对应正在选择的所述选单的所述多个选项的其中一个，改变所述图形化使用者界面。
10.根据权利要求1所述的操控方法，其中所述手持控制器还具有按钮，且所述按钮设置于所述握持部并产生按压数据，所述操控方法还包括：
基于所述角度数据及/或所述位置数据，与所述按压数据，改变所述头戴式显示器所显示的影像。
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