專利名稱：一種互動系統及用于該互動系統的慣性感測輸入控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種互動系統及用于該互動系統的慣性感測輸入控制裝置，特別是一種可選擇切換鼠標、鍵盤或搖桿其中的一輸入模式或任意組合的輸入控制裝置，且可通過模式切換將兩輸入控制裝置互連為一人左右手雙持的裝置，由此與微計算機、互動游戲裝置或多媒體互動裝置等電子裝置構成一互動系統。
背景技術：
多媒體游戲的發展行已有多年，近年來由于半導體產業的急速發展，更帶動了電子產業的成長以及進步，使得相關的電子裝置的運算處理能力也大幅提升。也因為如此，多媒體游戲的發展上不論是聲音、圖像或者是動畫都有極大的突破，使得玩家在玩多媒體游戲時，可以沉浸以及融入在聲光的幻想世界里，享受多媒體游戲的快感。盡管多媒體游戲的影音對于游戲的樂趣有很大的提升效果，不過一般而言，大多數的多媒體的游戲中，玩家與游戲間溝通的接口，都是現有的輸入接口，如鍵盤、鼠標或搖桿等。因此不論是什么種類的多媒體游戲，玩家還是僅能通過手部操作現有的輸入接口來與游戲進行互動，如此一來，就會降低游戲的樂趣。針對專利而言，如美國發明公開專利20070050597 “Game controller and gamesystem”，該案所揭露的游戲控制器，包括一具有較多按鍵操控功能的主控制器，以及一按鍵功能較少的副控制器，該主控制器可單獨使用，其操作模式及型態如遙控器一般，而該副控制器必須經由傳輸線電性連接該主控制器，其主要功能僅在于控制游戲屏幕上的光標移動，據此可知，該副控制器必須通過該主控制器否則并無法單獨操作游戲；此外，該案缺乏整合多元輸入接口，如鼠標、鍵盤、按鍵、搖桿或按鈕操作的技術。另如美國發明專利6782245 號 “Wireless peripheral interface withuniversal serial bus port”,其揭露一種具有USB的無線外圍接口，可以同時以無線的方式接收不同的輸入接口，再將資料通過USB傳輸至電子裝置；惟，該技術仍必須具有各種不同的輸入裝置，并無法將所有輸入裝置整合為一；再者，以傳統的鼠標及鍵盤按鍵或搖桿、按鈕操作游戲時，感覺較不真實且單調。綜合上述，因此亟需一種慣性感測輸入控制裝置，來提供使用者整合的操作接口并可以達到互動操作的效果。

發明內容
有鑒于已知技術的缺點，本發明的目的在于提出一種輸入控制裝置，可選擇切換鼠標模式、鍵盤模式、搖桿模式其中的一輸入模式或任意組合，通過模式切換將兩支輸入控制裝置互連為一人左右手雙持的裝置，以應付需要雙手操作或較為復雜的游戲，而在簡單的游戲中，兩輸入控制裝置也可獨立成為兩個單人單持的裝置。為達到上述目的，本發明一種互動系統，其包含至少一慣性感測輸入控制裝置和一接收端，該接收端包括一電子裝置，該互動系統用于讓使用者通過該至少一慣性感測輸入控制裝置與該電子裝置進行互動，其中，該慣性感測輸入控制裝置用于向該接收端傳輸一控制信號，其包含一切換單元，用于選擇切換至少一輸入模式，該輸入模式支持至少一輸入協議；一接口單元，用于根據該切換單元所選擇的輸入模式產生相對應的至少一輸入信號；一無線傳輸控制單元，其與該切換單元以及該接口單元相耦接，用于根據該至少一輸入模式以及該至少一輸入信號而產生并傳輸一控制信號；該接收端用于接收該控制信號，其包含一接收單元，接收該無線傳輸控制單元所傳輸的該控制信號；一運算單元，其與該接收單元相耦接，對該控制信號進行解析并產生至少一操控信號；一連接接口單元，其將該至少一操控信號傳輸至該電子裝置。該慣性感測輸入控制裝置還包括一慣性感測模組，其具有至少一感測操作動作的慣性感測器，且該慣性感測模組用于根據該切換單元所選擇的輸入模式產生相對應的至少一慣性感測參數，該至少一慣性感測參數可由該無線傳輸控制單元整合于其所產生及傳輸的控制信號內。所述切換單元根據多個不同的輸入協議的旗標值的組合來選擇切換不同的輸入模式。該慣性感測輸入控制裝置具有多個，且該多個慣性感測輸入控制裝置相互電性連接。該多個慣性感測輸入控制裝置具有不同的輸入模式。該接口單元還耦接有至少一輸入元件。該慣性感測器為至少一陀螺儀、至少一加速度計或其組合。該連接接口單元采用有線方式或無線方式與該電子裝置電性連接。該互動系統用于讓使用者通過該慣性感測輸入控制裝置進行互動，其特征在于，該慣性感測輸入控制裝置包含一切換單元，用于選擇切換至少一輸入模式，該輸入模式支持至少一輸入協議；一接口單元，用于根據該切換單元所選擇的輸入模式產生相對應的至少一輸入信號；一慣性感測模組，其具有至少一慣性感測器，用于感測至少一操作動作而產生至少一慣性感測參數；一無線傳輸控制單元，其與該切換單元、該慣性感測模組以及該接口單元相耦接，用于根據該至少一輸入模式以及該至少一輸入信號而產生并傳輸一控制信號，該控制信號中包含有該至少一慣性感測參數。其特征在于，所述切換單元根據多個不同的輸入協議的旗標值的組合來選擇切換不同的輸入模式。該接口單元還耦接有至少一輸入元件。該至少一慣性感測器是至少一陀螺 儀、至少一加速度計或其組合。其還包括一接收端，用于接收該控制信號，其包含—接收單元，接收該無線傳輸控制單元所傳輸的該控制信號；一運算單元，其與該接收單元相耦接，對該控制信號進行解析并產生至少一操控信號；
一連接接口單元，其將該至少一操控信號傳輸至一電子裝置以進行互動。該連接接口單元采用有線方式或無線方式與該電子裝置電性連接。


為使審查員對于本發明的結構目的和功效有更進一步的了解與認同，以下結合實施例及附圖詳細說明如后，其中圖I是本發明的互動系統第一實施例示意圖；圖2是本發明的互動系統第一實施例方塊示意圖； 圖3是為輸入模式組合示意圖；圖4是為本發明的慣性感測輸入控制裝置為鼠標輸入模式時，與電子裝置側的鼠標輸入對應示意圖；圖5是為本發明的慣性感測輸入控制裝置為鍵盤輸入模式時，與電子裝置側的鍵盤輸入對應示意圖；圖6是為本發明的慣性感測輸入控制裝置為搖桿輸入模式時，與電子裝置側的搖桿輸入對應示意圖；圖7是本發明的互動系統第二實施例的示意圖。；
具體實施例方式以下將參照附圖描述本發明所使用的技術手段與技術效果，而以下附圖所列舉的實施例僅為輔助說明，以利于所屬技術領域的技術人員了解，但本發明的技術手段并不限于所附附圖。請參閱圖I所示，本發明提供的慣性感測輸入控制裝置100，其是可與接收端200、電子裝置300構成一互動系統400，該互動系統400可以讓使用者通過該慣性感測輸入控制裝置100與接收端200的電子裝置300進行互動。于本實施例中，該電子裝置300是為一計算機主機301搭配一顯示裝置302的微計算機，然亦可為互動游戲裝置或多媒體互動裝置等其它具有運算處理能力的游戲機與平面顯示器組合的其它電子裝置。該慣性感測輸入控制裝置100，則利用無線通訊的方式將信息傳輸至該接收端200，如圖中所示該接收端200是設置于該計算機主機301內，是通過有線或無線的方式與該計算機主機301電性連接，然亦可設置于該計算機主機301外部，再經由PS/2或USB等連接接口單元與該電子裝置300電性連接。該慣性感測輸入控制裝置100與接收端200的無線通訊方式是可選擇為藍牙通訊或者是射頻通訊其中之一，但不以此為限。該慣性感測輸入控制裝置100前端具有電源開關101，另外其表面上具有多數個按鍵，如十字鈕102、前鍵103、A鍵104、控制鍵組105以及B鍵106等；前述的控制鍵組合是可針對需要而設計增加或減少，并不以本發明所述的實施例為限。在該慣性感測輸入控制裝置100的一側可以提供電池組107置放，以供應所需的電源；此外，在該慣性感測輸入控制裝置100殼體的尾端還設置有一充電接口 108，使得使用者可以隨時通過該充電接口 108充電，至于充電的方式是為現有技術，在此不予贅述。請參閱圖2所示，其是為本發明的輸入控制裝置與接收裝置第一實施例方塊示意圖。該慣性感測輸入控制裝置100具有一慣性感測模組109、一切換單元110、一無線傳輸控制單元111以及一接口單元112。該慣性感測模組109具有至少一慣性感測器，以感測至少一操作動作而產生至少一慣性感測參數。該慣性感測器可以選擇為陀螺儀或者是加速度感測器。由于該慣性感測器可以感測使用者肢體的動作，因此該慣性感測器的設置位置除了可以設置在該慣性感測控制裝置內的外，還可以設置于人體肢體的特定部為，例如腹部、前手臂、大腿等位置，但不以此為限。該慣性感測模組109可設置于該慣性感測輸入控制裝置100內，亦可設置于輸入控制裝置100外部，再通過無線或有線方式與該慣性感測輸入控制裝置100電性連接，故于圖I未示出該慣性感測模組109。該接口單元112，其是可產生至少一輸入信號，該接口單元112是與圖I中的控制鍵組合作電性連接；當使用者按下輸入控制裝置100上的任何一鍵或按鍵組合時，該接口單元112即可接收到信號，而將信號傳遞至一無線傳輸控制單元111 ;該切換單元110，其是與圖I中的模式切換鍵1051電性連接，以選擇切換至少一輸入模式，該輸入模式包含鼠標、鍵盤或搖桿其中的一輸入模式或任意組合，但不以此為限。 關于前述不同輸入模式，是指使用者輸入接口 I/O的輸入協議，以圖I所示實施例，該電子裝置300是以鍵盤303作為輸入裝置，亦即該計算機主機301具備有可接受鍵盤輸入協議的接口 I/O。該無線傳輸控制單元111是與該慣性感測模組109、該接口單元112以及該切換單元110相耦接，該無線傳輸控制單元111可以根據該至少一慣性感測參數、該至少一輸入信號以及該至少一輸入協議而產生以及傳輸一控制信號給該接收端200。該無線傳輸控制單元111可以選擇利用無線射頻的方式，如RFID等或者是藍牙通訊的方式與接收端200相互通訊。如圖2所示，該接收端200具有一接收單元201、一運算單元202以及一連接接口單元203。該接收單元201可接收一控制信號，將其譯碼還原成至少一慣性感測參數、至少一輸入信號以及至少一輸入協議。該運算單元202是與該接收單元201相耦接，并對該至少一慣性感測參數進行演算以解析出至少一動作信號，并根據該至少一輸入信號以及該至少一輸入協議產生一操控信號。該連接接口單元203是可將該至少一動作信號以及該操控信號傳輸至該電子裝置300。該連接接口單元203與該電子裝置300之間的耦接方式可以利用無線或者是有線的方式。其中無線的方式可以選擇利用藍牙或者是射頻通訊，如無線射頻識別通訊(radio frequency identificaiton, RFID);至于有限的方式可以選擇萬用串行端口(universal serial bus，USB)，但不以此為限，其它的連接端口如RS232或SCSI的連接端口也都可以運用。接下來說明本發明的慣性感測輸入控制裝置與接收裝置之間的運作，如圖I與圖2所示，當使用者在使用多媒體游戲或者是互動軟件的時候，使用者可以由肢體操作該慣性感測輸入控制裝置100，然后該慣性感測模組109可以感測到肢體的動作而產生慣性感測參數。當然在游戲或者是軟件進行的過程中，使用者可以通過控制鍵，如十字鈕102、A鍵104或B鍵106等來控制以增加互動的多元性。在互動的過程中，該切換單元110可以感測使用者通過圖I中的模式切換鍵1051的切換選擇輸入模式的組合。該切換單元110根據模式切換鍵1051的選擇進入輸入模式切換，該切換單元110會判斷鼠標輸入協議旗標、搖桿輸入協議旗標以及鍵盤輸入協議旗標的值，而進行輸入模式選擇，如圖4所示輸入模式與各旗標值之間的關系，由不同輸入協議旗標值組合，可變換不同輸入模式，再根據偵測到的切換模式將信息傳輸給電子裝置300。例如，如果判斷出搖桿輸入協議旗標以及鍵盤輸入協議旗標的值為I的話，則會選擇搖桿加鍵盤輸入模式的組合，作為與電子裝置300溝通的基礎。再回到圖I與圖2所示，在本實施例中，以使用者選擇了鼠標輸入模式為例，其慣性感測輸入控制裝置上的各個按鍵對應實際鼠標的控制關系圖如圖4所示。也就是說，當使用者選擇了鼠標輸入模式，雖然并未操作鼠標，但是通過該慣性感測輸入控制裝置100即可以仿真鼠標的控制，在該電子裝置300上產生互動的效果。例如當使用者單純按下慣性感測輸入控制裝置100的左鍵1052、中鍵1053、右鍵1054時，則會對應到真實鼠標的左鍵、中鍵、右鍵。至于如果要控制鼠標光標的時候，則可以通過移動該慣性感測輸入控制裝置100而控制電子裝置300的顯示裝置302中光標的指向。另外如圖5以及圖6所示，其中圖5是為搖桿輸入模式時慣性感測輸入控制裝置輸入組合與搖桿輸入對應示意圖；圖6是為鍵盤輸入模式時慣性感測輸入控制裝置輸入組 合與鍵盤輸入對應示意圖。以圖5配合圖I所示，使用者可以利用慣性感測輸入控制裝置100的左鍵1052、右鍵1054或中鍵1053等對應到搖桿的的輸入按鍵。又如圖6中，使用者可以利用更多不同的動作，讓該慣性感測輸入控制裝置100感測不同的動作所產生的慣性感測參數，以組合更多的模式，對應到鍵盤的按鍵。使得使用者可以任意切換對電子裝置300的輸入模式，創造更多的互動情境。請參閱圖7所示，其是為本發明的輸入控制裝置與接收裝置第二實施例方塊示意圖，其是以圖2的實施例為基礎，本實施例方塊圖的特點在于，是設置有二慣性感測輸入控制裝置100，且該有二慣性感測輸入控制裝置100是相互電性連接，而后再通過所屬的無線傳輸控制單元111將控制信號傳送至接收端200 ;由于該慣性感測輸入控制裝置100具有輸入模式切換功能，因此，可將各自的接口單元112設定具有不同功能，對于復雜的游戲或需要左右手游戲時，使用者可將兩慣性感測輸入控制裝置100調整為左右手雙持狀態，亦可依所需增加聯機的慣性感測輸入控制裝置100數目。綜上所述，本發明提供的慣性感測輸入控制裝置與互動系統，可以免除不同狀況下需要有不同的輸入接口的困擾，使用者可以利用單一控制裝置進行各種不同需求的輸入，且配合慣性感測模組可感測肢體動作的參數，并整合多數種不同的傳輸協議，使接收端在接收到動作參數之后，可以根據該傳輸協議，使電子裝置進入到不同的操作模式；此外，可將多數的慣性感測輸入控制裝置相互連接，因此適用于復雜或需要雙手操作的游戲，因此可以滿足業界的需求，進而提高該產業的競爭力以及帶動周遭產業的發展，誠已符合專利法所規定申請發明所需具備的條件，故依法申請發明專利。以上所述僅為本發明的實施例，當不能以此限定本發明所實施的范圍。凡是依本發明權利要求所作的均等變化與修飾，皆應仍屬于本發明專利涵蓋的范圍內。
權利要求
1.一種互動系統，其特征在于，其包含至少一慣性感測輸入控制裝置和一接收端，該接收端包括一電子裝置，該互動系統用于讓使用者通過該至少一慣性感測輸入控制裝置與該電子裝置進行互動，其中， 該慣性感測輸入控制裝置用于向該接收端傳輸一控制信號，其包含 一切換單元，用于選擇切換至少一輸入模式，該輸入模式支持至少一輸入協議； 一接口單元，用于根據該切換單元所選擇的輸入模式產生相對應的至少一輸入信號；一無線傳輸控制單元，其與該切換單元以及該接口單元相耦接，用于根據該至少一輸入模式以及該至少一輸入信號而產生并傳輸一控制信號； 該接收端用于接收該控制信號，其包含 一接收單元，接收該無線傳輸控制單元所傳輸的該控制信號； 一運算單元，其與該接收單元相耦接，對該控制信號進行解析并產生至少一操控信號; 一連接接口單元，其將該至少一操控信號傳輸至該電子裝置。
2.如權利要求I所述的互動系統，其特征在于，該慣性感測輸入控制裝置還包括一慣性感測模組，其具有至少一感測操作動作的慣性感測器，且 該慣性感測模組用于根據該切換單元所選擇的輸入模式產生相對應的至少一慣性感測參數，該至少一慣性感測參數可由該無線傳輸控制單元整合于其所產生及傳輸的控制信號內。
3.如權利要求2所述的互動系統，其特征在于，所述切換單元根據多個不同的輸入協議的旗標值的組合來選擇切換不同的輸入模式。
4.如權利要求3所述的互動系統，其特征在于，該慣性感測輸入控制裝置具有多個，且該多個慣性感測輸入控制裝置相互電性連接。
5.如權利要求4所述的互動系統，其特征在于，該多個慣性感測輸入控制裝置具有不同的輸入模式。
6.如權利要求2所述的互動系統，其特征在于，該接口單元還耦接有至少一輸入元件。
7.如權利要求2所述的互動系統，其特征在于，該慣性感測器為至少一陀螺儀、至少一加速度計或其組合。
8.如權利要求2所述的互動系統，其特征在于，該連接接口單元采用有線方式或無線方式與該電子裝置電性連接。
9.一種用于互動系統的慣性感測輸入控制裝置，該互動系統用于讓使用者通過該慣性感測輸入控制裝置進行互動，其特征在于，該慣性感測輸入控制裝置包含 一切換單元，用于選擇切換至少一輸入模式，該輸入模式支持至少一輸入協議； 一接口單元，用于根據該切換單元所選擇的輸入模式產生相對應的至少一輸入信號；一慣性感測模組，其具有至少一慣性感測器，用于感測至少一操作動作而產生至少一慣性感測參數； 一無線傳輸控制單元，其與該切換單元、該慣性感測模組以及該接口單元相耦接，用于根據該至少一輸入模式以及該至少一輸入信號而產生并傳輸一控制信號，該控制信號中包含有該至少一慣性感測參數。
10.如權利要求9所述的慣性感測輸入控制裝置，其特征在于，所述切換單元根據多個不同的輸入協議的旗標值的組合來選擇切換不同的輸入模式。
11.如權利要求9所述的慣性感測輸入控制裝置，其特征在于，該接口單元還耦接有至少一輸入兀件。
12.如權利要求9所述的慣性感測輸入控制裝置，其特征在于，該至少一慣性感測器是至少一陀螺儀、至少一加速度計或其組合。
13.如權利要求9所述的慣性感測輸入控制裝置，其特征在于，其還包括一接收端，用于接收該控制信號，其包含 一接收單元，接收該無線傳輸控制單元所傳輸的該控制信號； 一運算單元，其與該接收單元相耦接，對該控制信號進行解析并產生至少一操控信號; 一連接接口單元，其將該至少一操控信號傳輸至一電子裝置以進行互動。
14.如權利要求13所述的慣性感測輸入控制裝置，其特征在于，該連接接口單元采用有線方式或無線方式與該電子裝置電性連接。
全文摘要
本發明涉及一種互動系統及用于互動系統的慣性感測輸入控制裝置，所述互動系統包含慣性感測輸入控制裝置和接收端，該接收端包括電子裝置，該互動系統用于讓使用者通過慣性感測輸入控制裝置與該電子裝置進行互動，其中該慣性感測輸入控制裝置用于向該接收端傳輸一控制信號該接收端用于接收該控制信號，該接收端用于接收該控制信號。慣性感測輸入控制裝置包括切換單元，用于選擇切換至少一輸入模式，該輸入模式支持至少一輸入協議。本發明可通過切換輸入模式將多個慣性感測輸入控制裝置分別支持不同的輸入協議或者輸入協議的組合，以應付需要雙手操作或較為復雜的游戲。
文檔編號A63F13/06GK102637083SQ201210005889
公開日2012年8月15日 申請日期2007年9月4日 優先權日2007年9月4日
發明者劉順男, 蔡明杰, 謝清霖, 連智偉 申請人:財團法人工業技術研究院