TWI633338B - 頭戴式顯示裝置、電子系統以及相關控制方法 - Google Patents
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Abstract
一種頭戴式顯示裝置,包含有複數個定位追蹤模組,每一定位追蹤模組用來產生一位置偵測訊號;以及一控制單元,用來根據一選擇訊號由複數個定位追蹤模組中選擇出一定位追蹤模組,並與所選擇出之該定位追蹤模組建立連結,以進行訊號傳輸。
Description
本發明係指一種頭戴式顯示裝置、電子系統以及相關控制方法,尤指一種可提昇應用彈性之頭戴式顯示裝置、電子系統以及相關控制方法。
頭戴式顯示裝置(head-mounted display,HMD)是一種可被穿戴於使用者頭部的顯示裝置,其可在使用者眼腈附近顯示影像。當使用者戴著正播放立體影像(或是非立體影像或是其他的電腦生成內容)之頭戴式顯示裝置,將得以體驗虛擬實境的感受。然而,隨著各式虛擬實境應用的逐漸增加,因此,如何能提供一個更多元化應用之頭戴式顯示產品是未來可以積極投入研發設計的議題之一。
因此,本發明之主要目的之一即在於提供一種可提昇應用彈性之頭戴式顯示裝置、電子系統以及相關控制方法。
本發明揭露一種頭戴式顯示裝置,包含有:複數個定位追蹤模組,每一定位追蹤模組用來產生一位置偵測訊號;以及一控制單元,用來根據一選擇訊號由複數個定位追蹤模組中選擇出一定位追蹤模組,並與所選擇出之該定位追蹤模組建立連結,以進行訊號傳輸。
本發明另揭露一種電子系統,包含有:一選擇單元,用來產生一選擇訊號;一頭戴式顯示裝置,包含有:複數個定位追蹤模組,每一定位追蹤模組用來產生一位置偵測訊號;以及一控制單元,用來根據該選擇訊號由複數個定位追蹤模組中選擇出一定位追蹤模組,並與所選擇出之該定位追蹤模組建立連結,以進行訊號傳輸;以及一處理單元,根據該所選擇出之該定位追蹤模組所產生之位置偵測訊號產生一顯示影像。
本發明另揭露一種控制方法,包含有:根據一選擇訊號由複數個定位追蹤模組中選擇出一定位追蹤模組;以及對所選擇出之該定位追蹤模組建立連結,以進行訊號傳輸。
1‧‧‧電子系統
10‧‧‧頭戴式顯示裝置
102‧‧‧控制單元
1022‧‧‧傳輸單元
1024‧‧‧切換單元
104‧‧‧顯示單元
106_1~106_n‧‧‧定位追蹤模組
20‧‧‧處理單元
30‧‧‧選擇單元
X0~Xn‧‧‧端點
第1圖為本發明實施例之一電子系統之示意圖。
第2圖為第1圖中之控制單元之一實施例示意圖。
在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解,硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來做為區分元件的方式,而是以元件在功能上的差異來做為區分的準則。在通篇說明書及後續的申請專利範圍當中所提及的「包含」係為一開放式的用語,故應解釋成「包含但不限定於」。以外,「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此,若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置,則代表該第一
裝置可直接電氣連接於該第二裝置,或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。
請參考第1圖,第1圖為本發明實施例之一電子系統1之示意圖。電子系統1可應用於虛擬實境(Virtual Reality,VR)應用環境、擴增實境(Augmented Reality,AR)或混合實境(mixed reality,MR)應用環境,但不以此為限。電子系統1包含有一頭戴式顯示裝置10以及一處理單元20。頭戴式顯示裝置10包含有一控制單元102、一顯示單元104以及定位追蹤模組106_1~106_n。每一定位追蹤模組可用來產生相應之位置偵測訊號。其中,定位追蹤模組可為一內向外(inside-out)定位追蹤模組、一外向內(outside-in)定位追蹤模組或其組合,但不以此為限,本實施例之定位追蹤模組也可為任何其他類型之定位追蹤模組。
控制單元102用來根據一選擇訊號由定位追蹤模組106_1~106_n中選擇出一定位追蹤模組,並與所選擇出之該定位追蹤模組建立連結,以進行訊號傳輸。如此一來,控制單元102將可與所選擇出之該定位追蹤模組進行通訊。也就是說,控制單元102可傳送訊號至所選擇出之該定位追蹤模組或是接收來自所選擇出之該定位追蹤模組之相關訊號。例如,控制單元102接收所選擇出之定位追蹤模組所產生之位置偵測訊號。接著,控制單元102可將所接收到之位置偵測訊號提供至處理單元20。處理單元20則根據位置偵測訊號來判斷出頭戴式顯示裝置10之位置或姿勢,並據以產生符合當前狀態之一顯示影像。接著,所產生之顯示影像可被提供至頭戴式顯示裝置10之顯示單元104以進行播放。換言之,藉由控制單元102之控制,頭戴式顯示裝置10將可依據需求利用不同定位追蹤模組來偵測追蹤頭戴式顯示裝置10之位置,以進行相關的顯示控制。
當控制單元102與所選擇出之定位追蹤模組建立連結後,控制單元102可透過傳輸介面來與每一定位追蹤模組進行相關通訊,以傳輸相關訊號。例如,所使用的傳輸介面可為一通用序列匯流排(Universal Serial Bus,USB)傳輸介面、一序列周邊介面(Serial Peripheral Interface,SPI)、一相機序列介面(Camera Serial Interface,CSI)、一積體電路匯流排(Inter-Integrated Circuit,I2C)介面、一非同步收發傳輸器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,UART)介面、一序列式小型電腦系統(Serial Attached SCSI,SAS)傳輸介面、一RS-232介面或是其他任何類型之傳輸介面。
此外,在控制單元102根據選擇訊號而選取相應之定位追蹤模組後,處理單元20可經由控制單元102傳輸一控制訊號至被選取之定位追蹤模組,以控制或啟動被選取之定位追蹤模組進行位置偵測運作。
電子系統1另包含有一選擇單元30,選擇單元30用來提供該選擇訊號。不同的選擇訊號決定控制單元102的選取結果。舉例來說,若定位追蹤模組106_1為一內向外定位追蹤模組、定位追蹤模組106_2為採用光學式偵測之外向內定位追蹤模組、定位追蹤模組106_3為採用聲學式偵測之外向內定位追蹤模組。當選擇訊號指示使用內向外定位追蹤模組時,控制單元102據以選取定位追蹤模組106_1。進一步地,控制單元102可與定位追蹤模組106_1建立通訊連結。如此一來,控制單元102將可接收定位追蹤模組106_1所偵測到的位置偵測訊號。控制單元102亦可將位置偵測訊號提供至處理單元20以做為後續運用。當選擇訊號指示使用光學式偵測之外向內定位追蹤模組時,控制單元102據以選取定位追蹤模組106_2。同樣地,控制單元102可與定位追蹤模組106_2建立通訊連結,以接收定位追蹤模組106_2所偵測到的位置偵測訊號,依此類推。因此,各
種類型的定位追蹤模組將可整合在同一電子系統中,並且因應不同的使用需求,頭戴式顯示裝置10將可切換使用不同定位追蹤模組來偵測追蹤頭戴式顯示裝置10之位置,以進行相關的顯示控制。
選擇單元30可以硬體、軟體、韌體或其組合來實現。例如,選擇單元30可為一按鈕、一開關、一觸控面板、一觸控板、一鍵盤、一滑鼠、一搖桿、一軌跡球或任何其他可經使用者操作而產生選擇訊號之設備。在一實施例中,選擇單元30可以電子系統1所運作之一作業系統或一應用軟體來實現,讓使用者可藉由作業系統或應用程式軟體(application program software)所提供之使用者介面、管理介面或選單來對定位追蹤模組106_1~106_n進行選擇,以產生相應之選擇訊號。在另一實施例中,選擇單元30可以電子系統1所運作之一作業系統或一應用軟體來實現,可透過取得目前所執行應用軟體之相關參數,以判斷出欲選擇之定位追蹤模組並據以產生相應選擇訊號。舉例來說,當在執行一虛擬實境之遊戲軟體時,選擇單元30可以讀取該遊戲軟體之一程式區段(section)中之設定參數以產生相應選擇訊號。若該設定參數指示定位追蹤模組106_1,選擇單元30產生用以指示使用定位追蹤模組106_1之選擇訊號。若該設定參數指示定位追蹤模組106_3,選擇單元30產生用以指示使用定位追蹤模組106_3之選擇訊號。在另一實施例中,選擇單元30可以電子系統1所運作之一作業系統或一應用軟體來實現,選擇單元30可以偵測目前所執行之應用軟體類型,並依據一查找表來判斷出應用程式軟體可應用之定位追蹤模組,並據以產生相應之選擇訊號。此外,選擇單元30也可以接收處理單元20所產生之指令,以產生相應之選擇訊號。
請參考第2圖,第2圖為第1圖之控制單元之一實施例示意圖。控制單
元102包含有一傳輸單元1022以及一切換單元1024。切換單元1024耦接於傳輸單元1022。切換單元1024用來將傳輸單元1022連接到定位追蹤模組106_1~106_n當中之至少一者。切換單元1024可依據選擇訊號由定位追蹤模106_1~106-n中選擇出一定位追蹤模組,並於切換單元1024與所選擇出之定位追蹤模組之間建立連結。如此一來,傳輸單元1022將可經由切換單元1024傳送訊號至所選擇出之定位追蹤模組或是接收來自所選擇出之定位追蹤模組所傳送出之訊號。
進一步地,切換單元1024可以硬體來實現。例如,切換單元1024可以一開關電路、多工器或是其他硬體設備來實現。切換單元1024亦可以軟體或韌體來實現,但不以此為限。舉例來說,如第2圖所示,切換單元1024包含端點X0~Xn。端點X0耦接於傳輸單元1022。端點X1~Xn分別連接至定位追蹤模組106_1~106_n。定位追蹤模組106_1~106_n可透過無線傳輸介面或有線傳輸介面分別連接至X1~Xn,以進行訊號傳輸。舉例來說,若定位追蹤模組106_1為一內向外定位追蹤模組、定位追蹤模組106_2為採用光學式偵測之外向內定位追蹤模組、定位追蹤模組106_3為採用聲學式偵測之外向內定位追蹤模組。當選擇訊號指示使用內向外定位追蹤模組時,切換單元1024根據選擇訊號將端點X0連接至端點X1,以建立端點X0連接至端點X1之間的通訊連結。如此一來,傳輸單元1022將可經由切換單元1024接收定位追蹤模組106_1所產生之位置偵測訊號。同時,傳輸單元1022也可經由切換單元1024傳送相關控制訊號或指令至定位追蹤模組106_1。也就是說,切換單元1024可依據選擇訊號之指示而建立傳輸單元1022與定位追蹤模組106_1之間的通訊連結。當選擇訊號指示使用光學式偵測之外向內定位追蹤模組時,切換單元1024根據選擇訊號將端點X0連接至端點X2,以建立端點X0連接至端點X2之間的通訊連結。如此一來,傳輸單元1022將可經由切換單元1024接收定位追蹤模組106_2所產生之位置偵測訊號。同時,傳
輸單元1022也可經由切換單元1024傳送相關控制訊號或指令至定位追蹤模組106_2,依此類推。簡言之,藉由切換單元1024之切換選擇操作,頭戴式顯示裝置10將可依據使用需求來切換使用不同定位追蹤模組以偵測追蹤頭戴式顯示裝置10之位置。
值得注意的是,電子系統1係為本發明之一實施例,本領域具通常知識者當可據以做不同之變化或修飾,而不限於此。舉例來說,處理單元20可以被整合在頭戴式顯示裝置10之中,當控制單元接收到定位追蹤模組所產生之位置偵測訊號後,便可將所接收到之位置偵測訊號提供至處理單元20。處理單元20則根據位置偵測訊號來判斷出頭戴式顯示裝置10之位置或姿勢,並據以產生符合當前狀態之一顯示影像。此外,選擇單元30亦可被整合在頭戴式顯示裝置10之中。另一方面,定位追蹤模組106_1~106_n之中每一定位追蹤模組可以是一定位追蹤系統之一部分或全部。舉例來說,每一定位追蹤模組可以是一定位追蹤系統中之微處理器、儲存器以及感測器之中之至少一個或其組合。
綜上所述,相較於傳統僅有配置單一固定之定位追蹤模組功能的系統,使用者無法依據使用需求而選取適用的定位追蹤模組功能而導致偵測效能不佳的結果。本發明實施例中,藉由控制單元102之控制,頭戴式顯示裝置10將可依據需求來使用各種定位追蹤模組以偵測追蹤頭戴式顯示裝置10之位置並進行相關的顯示控制,因而得以大幅提昇使用的應用彈性並滿足更多元化的應用。
以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
Claims (10)
- 一種頭戴式顯示裝置,包含有:複數個定位追蹤模組,每一定位追蹤模組用來產生一位置偵測訊號,其中該複數個定位追蹤模組之一第一定位追蹤模組為一由外向內定位追蹤模組以及該複數個定位追蹤模組之一第二定位追蹤模組為一由內向外定位追蹤模組;以及一控制單元,用來根據一選擇訊號由複數個定位追蹤模組中選擇出一定位追蹤模組,並與所選擇出之該定位追蹤模組建立連結,以進行訊號傳輸。
- 如申請專利範圍第1項所述之頭戴式顯示裝置,其中該控制單元包含有:一傳輸單元,用來傳送或接收訊號;以及一切換單元,耦接於該傳輸單元,用來依據該選擇訊號將該傳輸單元連接到所選擇出之該定位追蹤模組。
- 如申請專利範圍第1項所述之頭戴式顯示裝置,其中該複數個定位追蹤模組之一第三定位追蹤模組為由外向內定位追蹤模組與由內向外定位追蹤模組之組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之頭戴式顯示裝置,其另包含:一顯示單元,用來顯示一顯示影像,其中該顯示影像係有關於所選擇出之該定位追蹤模組所產生之位置偵測訊號。
- 一種電子系統,包含有:一選擇單元,用來產生一選擇訊號;一頭戴式顯示裝置,包含有:複數個定位追蹤模組,每一定位追蹤模組用來產生一位置偵測訊號,其中該複數個定位追蹤模組之一第一定位追蹤模組為一由外向內定位追蹤模組以及該複數個定位追蹤模組之一第二定位追蹤模組為一由內向外定位追蹤模組;以及一控制單元,用來根據該選擇訊號由複數個定位追蹤模組中選擇出一定位追蹤模組,並與所選擇出之該定位追蹤模組建立連結,以進行訊號傳輸;以及一處理單元,根據該所選擇出之該定位追蹤模組所產生之位置偵測訊號產生一顯示影像。
- 如申請專利範圍第5項所述之電子系統,其中該控制單元包含有:一傳輸單元,用來傳送或接收訊號;以及一切換單元,耦接於該傳輸單元,用來依據該選擇訊號將該傳輸單元連接到所選擇出之該定位追蹤模組。
- 如申請專利範圍第5項所述之電子系統,其中該複數個定位追蹤模組之一第三定位追蹤模組為由外向內定位追蹤模組與由內向外定位追蹤模組之組合。
- 如申請專利範圍第5項所述之電子系統,其中該頭戴式顯示裝置另包含:一顯示單元,用來顯示該顯示影像,其中該顯示影像係有關於所選擇出之該定位追蹤模組所產生之位置偵測訊號。
- 一種控制方法,包含有:根據一選擇訊號由複數個定位追蹤模組中選擇出一定位追蹤模組,其中該複數個定位追蹤模組之一第一定位追蹤模組為一由外向內定位追蹤模組以及該複數個定位追蹤模組之一第二定位追蹤模組為一由內向外定位追蹤模組;以及對所選擇出之該定位追蹤模組建立連結,以進行訊號傳輸。
- 如申請專利範圍第9項所述之控制方法,其中該複數個定位追蹤模組之一第三定位追蹤模組為由外向內定位追蹤模組與由內向外定位追蹤模組之組合。
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