CN101382847A - 一种输入控制装置以及具有该输入控制装置的互动系统 - Google Patents

Abstract

一种输入控制装置以及具有该输入控制装置的互动系统，该装置包含一切换单元、一接口单元及一无线传输控制单元；切换单元可选择切换鼠标、键盘或摇杆其中的一输入模式或任意组合；接口单元可根据切换单元所选择的输入模式产生对应的输入信号；无线传输控制单元可根据输入模式及输入信号而产生及传输一控制信号；将控制信号传送至微计算机、互动游戏装置或多媒体互动装置等电子装置，可通过模式切换将两支输入控制装置互连为一人左右手双持的装置，以应付需要双手操作或较为复杂的游戏，而在简单的游戏中，两输入控制装置也可独立成为两个单人单持的装置，由此达到与该电子装置互动的目的。

Description

一种输入控制装置以及具有该输入控制装置的互动系统

技术领域

本发明是有关于一种输入控制装置以及具有该输入控制装置的互动系统，尤指一种可选择切换鼠标、键盘或摇杆其中的一输入模式或任意组合的输入控制装置，且可通过模式切换将两输入控制装置互连为一人左右手双持的装置，由此与微计算机、互动游戏装置或多媒体互动装置等电子装置构成一互动系统。

背景技术

多媒体游戏的发展行已有多年，近年来由于半导体产业的急速发展，更带动了电子产业的成长以及进步，使得相关的电子装置的运算处理能力也大幅提升。也因为如此，多媒体游戏的发展上不论是声音、图像或者是动画都有极大的突破，使得玩家在玩多媒体游戏时，可以沉浸以及融入在声光的幻想世界里，享受多媒体游戏的快感。

尽管多媒体游戏的影音对于游戏的乐趣有很大的提升效果，不过一般而言，大多数的多媒体的游戏中，玩家与游戏间沟通的接口，都是现有的输入接口，如：键盘、鼠标或摇杆等。因此不论是什么种类的多媒体游戏，玩家还是仅能通过手部操作现有的输入接口来与游戏进行互动，如此一来，就会降低游戏的乐趣。

针对专利而言，如美国发明公开专利20070050597“Game controller and game system”，该案所揭露的游戏控制器，包括一具有较多按键操控功能的主控制器，以及一按键功能较少的副控制器，该主控制器可单独使用，其操作模式及型态如遥控器一般，而该副控制器必须经由传输线电性连接该主控制器，其主要功能仅在于控制游戏屏幕上的光标移动，据此可知，该副控制器必须通过该主控制器否则并无法单独操作游戏；此外，该案缺乏整合多元输入接口，如鼠标、键盘、按键、摇杆或按钮操作的技术。

另如美国发明专利6782245号“Wirelessperipheral interface with universal serial busport”，其揭露一种具有USB的无线外围接口，可以同时以无线的方式接收不同的输入接口，再将资料通过USB传输至电子装置；惟，该技术仍必须具有各种不同的输入装置，并无法将所有输入装置整合为一；再者，以传统的鼠标及键盘按键或摇杆、按钮操作游戏时，感觉较不真实且单调。

综合上述，因此亟需一种惯性感测输入控制装置，来提供使用者整合的操作接口并可以达到互动操作的效果。

发明内容

有鉴于已知技术的缺点，本发明的目的在于提出一种输入控制装置，可选择切换鼠标模式、键盘模式、摇杆模式其中的一输入模式或任意组合，通过模式切换将两支输入控制装置互连为一人左右手双持的装置，以应付需要双手操作或较为复杂的游戏，而在简单的游戏中，两输入控制装置也可独立成为两个单人单持的装置。

为达到上述目的，本发明提出一种输入控制装置，其包含：

一切换单元，其是可选择切换至少一输入模式；

一接口单元，其是可根据该切换单元所选择的输入模式产生相对应的至少一输入信号；以及

一无线传输控制单元，其是与该切换单元以及该接口单元相耦接，该无线传输控制单元可以根据该至少一输入模式以及该至少一输入信号而产生以及传输一控制信号。

其中该至少一输入模式可为鼠标模式、键盘模式、摇杆模式其中之一或任意组合。

其中该接口单元更耦接有至少一输入元件。

其中该至少一输入元件可为十字键、多数个操作按键以及前述的组合其中之一。

其还包括一惯性感测模组，其是具有至少一惯性感测器，该至少一惯性感测器是可感测至少一操作动作，且根据该切换单元所选择的输入模式产生相对应的至少一惯性感测参数；而该至少一惯性感测参数是可由该无线传输控制单元整合于其所产生及传输的控制信号内。

其中该至少一惯性感测器是可选择为至少一陀螺仪、至少一加速度计以及前述的组合其中之一。

其还包括：

一接收单元，是可接收该无线传输控制单元所产生的控制信号；

一运算单元，其是与该接收单元相耦接，可对控制信号进行解析为一操控信号；

一连接接口单元，其是可将该至少一操控信号传输至一电子装置。

其中该电子装置是可选择微计算机、互动游戏装置以及多媒体互动装置其中之一。

其中该连接接口单元可采用有线或无线方式与该电子装置电性连接。

其中该有线连接方式是为PS/2接口、USB接口其中之一。

其中该无线连接方式是为蓝牙通讯以及射频通讯其中之一。

为达上述目的，本发明更提出一种惯性感测输入控制装置，其包含：

一切换单元，其是可选择切换至少一输入模式；

一接口单元，其是可根据该切换单元所选择的输入模式产生相对应的至少一输入信号；

一惯性感测模组，其是具有至少一惯性感测器，用以感测至少一操作动作，且可根据该切换单元所选择的输入模式产生相对应的至少一惯性感测参数；以及

一无线传输控制单元，其是与该切换单元、该接口单元以及该惯性感测模组相耦接，该无线传输控制单元可以根据该至少一输入模式、该至少一输入信号以及该至少一惯性感测参数而产生以及传输一控制信号。

为达上述目的，本发明又提出一种互动系统，其包含：

至少一输入控制装置，包含：

一切换单元，其是可选择切换至少一输入模式；

一接口单元，其是可根据该切换单元所选择的输入模式产生相对应的至少一输入信号；

一无线传输控制单元，其是与该切换单元以及该接口单元相耦接，该无线传输控制单元可以根据该至少一输入模式以及该至少一输入信号而产生以及传输一控制信号；以及

一接收端，是用以接收该控制信号，包含：

一接收单元，是可接收该无线传输控制单元所产生的控制信号；

一运算单元，其是与该接收单元相耦接，可对控制信号进行解析为一操控信号；

一连接接口单元，其是可将该至少一操控信号传输至一电子装置。

为达上述目的，本发明再提出一种惯性感测互动系统，其包含：

至少一输入控制装置，包含：

一切换单元，其是可选择切换至少一输入模式；

一接口单元，其是可根据该切换单元所选择的输入模式产生相对应的至少一输入信号；

一惯性感测模组，其是具有至少一惯性感测器，用以感测至少一操作动作，且可根据该切换单元所选择的输入模式产生相对应的至少一惯性感测参数；

一无线传输控制单元，其是与该切换单元、该接口单元以及该惯性感测模组相耦接，该无线传输控制单元可以根据该至少一输入模式、该至少一输入信号以及该至少一惯性感测参数而产生以及传输一控制信号；以及

一接收端，是用以接收该控制信号，包含：

一接收单元，是可接收该无线传输控制单元所产生的控制信号；

一运算单元，其是与该接收单元相耦接，可对控制信号进行解析为一操控信号；

一连接接口单元，其是可将该至少一操控信号传输至一电子装置。

附图说明

为使审查员对于本发明的结构目的和功效有更进一步的了解与认同，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：

图1是本发明的互动系统第一实施例示意图。

图2是本发明的互动系统第一实施例方块示意图。

图3是为输入模式组合示意图。

图4是为本发明的惯性感测输入控制装置为鼠标输入模式时，与电子装置侧的鼠标输入对应示意图。

图5是为本发明的惯性感测输入控制装置为键盘输入模式时，与电子装置侧的键盘输入对应示意图。

图6是为本发明的惯性感测输入控制装置为摇杆输入模式时，与电子装置侧的摇杆输入对应示意图。

图7是本发明的互动系统第二实施例示意图。

具体实施方式

以下将参照随附图式描述本发明为达成目的所使用的技术手段与功效，而以下附图所列举的实施例仅为辅助说明，以利审查员了解，但本案的技术手段并不限于所附附图。

请参阅图1所示，本发明提供的惯性感测输入控制装置100，其是可与接收端200、电子装置300构成一互动系统400，该互动系统400可以让使用者通过该惯性感测输入控制装置100与接收端200的电子装置300进行互动。于本实施例中，该电子装置300是为一计算机主机301搭配一显示装置302的微计算机，然亦可为互动游戏装置或多媒体互动装置等其它具有运算处理能力的游戏机与平面显示器组合的其它电子装置。

该惯性感测输入控制装置100，则利用无线通讯的方式将信息传输至该接收端200，如图中所示该接收端200是设置于该计算机主机301内，是通过有线或无线的方式与该计算机主机301电性连接，然亦可设置于该计算机主机301外部，再经由PS/2或USB等连接接口单元与该电子装置300电性连接。该惯性感测输入控制装置100与接收端200的无线通讯方式是可选择为蓝牙通讯或者是射频通讯其中之一，但不以此为限。该惯性感测输入控制装置100前端具有电源开关101，另外其表面上具有多数个按键，如：十字钮102、前键103、A键104、控制键组105以及B键106等；前述的控制键组合是可针对需要而设计增加或减少，并不以本发明所述的实施例为限。在该惯性感测输入控制装置100的一侧可以提供电池组107置放，以供应所需的电源；此外，在该惯性感测输入控制装置100壳体的尾端还设置有一充电接口108，使得使用者可以随时通过该充电接口108充电，至于充电的方式是为现有技术，在此不予赘述。

请参阅图2所示，其是为本发明的输入控制装置与接收装置第一实施例方块示意图。该惯性感测输入控制装置100具有一惯性感测模组109、一切换单元110、一无线传输控制单元111以及一接口单元112。该惯性感测模组109具有至少一惯性感测器，以感测至少一操作动作而产生至少一惯性感测参数。该惯性感测器可以选择为陀螺仪或者是加速度感测器。由于该惯性感测器可以感测使用者肢体的动作，因此该惯性感测器的设置位置除了可以设置在该惯性感测控制装置内的外，还可以设置于人体肢体的特定部为，例如：腹部、前手臂、大腿等位置，但不以此为限。该惯性感测模组109可设置于该惯性感测输入控制装置100内，亦可设置于输入控制装置100外部，再通过无线或有线方式与该惯性感测输入控制装置100电性连接，故于图1未示出该惯性感测模组109。

该接口单元112，其是可产生至少一输入信号，该接口单元112是与图1中的控制键组合作电性连接；当使用者按下输入控制装置100上的任何一键或按键组合时，该接口单元112即可接收到信号，而将信号传递至一无线传输控制单元111；该切换单元110，其是与图1中的模式切换键1051电性连接，以选择切换至少一输入模式，该输入模式包含鼠标、键盘或摇杆其中的一输入模式或任意组合，但不以此为限。

关于前述不同输入模式，是指使用者输入接口I/O的输入协议，以图1所示实施例，该电子装置300是以键盘303作为输入装置，亦即该计算机主机301具备有可接受键盘输入协议的接口I/O。该无线传输控制单元111是与该惯性感测模组109、该接口单元112以及该切换单元110相耦接，该无线传输控制单元111可以根据该至少一惯性感测参数、该至少一输入信号以及该至少一输入协议而产生以及传输一控制信号给该接收端200。该无线传输控制单元111可以选择利用无线射频的方式，如RFID等或者是蓝牙通讯的方式与接收端200相互通讯。

如图2所示，该接收端200具有一接收单元201、一运算单元202以及一连接接口单元203。该接收单元201可接收一控制信号，将其译码还原成至少一惯性感测参数、至少一输入信号以及至少一输入协议。该运算单元202是与该接收单元201相耦接，并对该至少一惯性感测参数进行演算以解析出至少一动作信号，并根据该至少一输入信号以及该至少一输入协议产生一操控信号。该连接接口单元203是可将该至少一动作信号以及该操控信号传输至该电子装置300。该连接接口单元203与该电子装置300之间的耦接方式可以利用无线或者是有线的方式。其中无线的方式可以选择利用蓝牙或者是射频通讯，如：无线射频识别通讯(radio frequencyidentificaiton，RFID)；至于有限的方式可以选择万用串行端口(universal serial bus，USB)，但不以此为限，其它的连接端口如RS 232或SCSI的连接端口也都可以运用。

接下来说明本发明的惯性感测输入控制装置与接收装置之间的运作，如图1与图2所示，当使用者在使用多媒体游戏或者是互动软件的时候，使用者可以由肢体操作该惯性感测输入控制装置100，然后该惯性感测模组109可以感测到肢体的动作而产生惯性感测参数。当然在游戏或者是软件进行的过程中，使用者可以通过控制键，如：十字钮102、A键104或B键106等来控制以增加互动的多元性。

在互动的过程中，该切换单元110可以感测使用者通过图1中的模式切换键1051的切换选择输入模式的组合。该切换单元110根据模式切换键1051的选择进入输入模式切换，该切换单元110会判断鼠标输入协议旗标、摇杆输入协议旗标以及键盘输入协议旗标的值，而进行输入模式选择，如图4所示输入模式与各旗标值之间的关系，由不同输入协议旗标值组合，可变换不同输入模式，再根据侦测到的切换模式将信息传输给电子装置300。例如，如果判断出摇杆输入协议旗标以及键盘输入协议旗标的值为1的话，则会选择摇杆加键盘输入模式的组合，作为与电子装置300沟通的基础。

再回到图1与图2所示，在本实施例中，以使用者选择了鼠标输入模式为例，其惯性感测输入控制装置上的各个按键对应实际鼠标的控制关系图如图4所示。也就是说，当使用者选择了鼠标输入模式，虽然并未操作鼠标，但是通过该惯性感测输入控制装置100即可以仿真鼠标的控制，在该电子装置300上产生互动的效果。例如：当使用者单纯按下惯性感测输入控制装置100的左键1052、中键1053、右键1054时，则会对应到真实鼠标的左键、中键、右键。至于如果要控制鼠标光标的时候，则可以通过移动该惯性感测输入控制装置100而控制电子装置300的显示装置302中光标的指向。

另外如图5以及图6所示，其中图5是为摇杆输入模式时惯性感测输入控制装置输入组合与摇杆输入对应示意图；图6是为键盘输入模式时惯性感测输入控制装置输入组合与键盘输入对应示意图。以图5配合图1所示，使用者可以利用惯性感测输入控制装置100的左键1052、右键1054或中键1053等对应到摇杆的的输入按键。又如图6中，使用者可以利用更多不同的动作，让该惯性感测输入控制装置100感测不同的动作所产生的惯性感测参数，以组合更多的模式，对应到键盘的按键。使得使用者可以任意切换对电子装置300的输入模式，创造更多的互动情境。

请参阅图7所示，其是为本发明的输入控制装置与接收装置第二实施例方块示意图，其是以图2的实施例为基础，本实施例方块图的特点在于，是设置有二惯性感测输入控制装置100，且该有二惯性感测输入控制装置100是相互电性连接，而后再通过所属的无线传输控制单元111将控制信号传送至接收端200；由于该惯性感测输入控制装置100具有输入模式切换功能，因此，可将各自的接口单元112设定具有不同功能，对于复杂的游戏或需要左右手游戏时，使用者可将两惯性感测输入控制装置100调整为左右手双持状态，亦可依所需增加联机的惯性感测输入控制装置100数目。

综上所述，本发明提供的惯性感测输入控制装置与互动系统，可以免除不同状况下需要有不同的输入接口的困扰，使用者可以利用单一控制装置进行各种不同需求的输入，且配合惯性感测模组可感测肢体动作的参数，并整合多数种不同的传输协议，使接收端在接收到动作参数之后，可以根据该传输协议，使电子装置进入到不同的操作模式；此外，可将多数的惯性感测输入控制装置相互连接，因此适用于复杂或需要双手操作的游戏，因此可以满足业界的需求，进而提高该产业的竞争力以及带动周遭产业的发展，诚已符合发明专利法所规定申请发明所需具备的条件，故依法申请发明专利。

惟以上所述的，仅为本发明的实施例而已，当不能以的限定本发明所实施的范围。即凡是依本发明权利要求所作的均等变化与修饰，皆应仍属于本发明专利涵盖的范围内。

Claims (21)

1、一种惯性感测输入控制装置，其特征在于，其包含：

一切换单元，其选择切换至少一输入模式；

一接口单元，其根据该切换单元所选择的输入模式产生相对应的至少一输入信号；

一惯性感测模组，其具有至少一惯性感测器；以及

一无线传输控制单元，其与该切换单元、该接口单元以及该惯性感测模组相耦接，该无线传输控制单元可以根据该至少一输入模式、该至少一输入信号以及该至少一惯性感测参数而产生以及传输一控制信号。

2、如权利要求1所述的惯性感测输入控制装置，其特征在于，其中该至少一输入模式为鼠标模式、键盘模式、摇杆模式其中之一或任意组合。

3、如权利要求1所述的惯性感测输入控制装置，其特征在于，其中该接口单元还耦接有至少一输入元件，该至少一输入元件为十字键、多数个操作按键以及前述的组合其中之一。

4、如权利要求1所述的惯性感测输入控制装置，其特征在于，其还包括一接收端，包含：

一接收单元，接收该无线传输控制单元所产生的控制信号；

一运算单元，其与该接收单元相耦接，对控制信号进行解析为一操控信号；

一连接接口单元，其将该至少一操控信号传输至微计算机、互动游戏装置以及多媒体互动装置其中的一电子装置。

5、如权利要求4所述的惯性感测输入控制装置，其特征在于，其中该连接接口单元采用PS/2接口、USB接口其中的一有线方式，或采用蓝牙通讯以及射频通讯其中的一无线方式与该电子装置电性连接。

6、如权利要求1所述的惯性感测输入控制装置，其特征在于，其中该至少一惯性感测器是选择为至少一陀螺仪、至少一加速度计以及前述的组合其中之一。

7、如权利要求1所述的惯性感测输入控制装置，其特征在于，其中该惯性感测模组用以感测至少一操作动作，且根据该切换单元所选择的输入模式产生相对应的至少一惯性感测参数。

8、一种互动系统，其特征在于，其包含：

至少一输入控制装置，包含：

一切换单元，其选择切换至少一输入模式；

一接口单元，其根据该切换单元所选择的输入模式产生相对应的至少一输入信号；

一无线传输控制单元，其与该切换单元以及该接口单元相耦接，该无线传输控制单元可以根据该至少一输入模式以及该至少一输入信号而产生以及传输一控制信号；以及

一接收端，用以接收该控制信号，包含：

一接收单元，接收该无线传输控制单元所产生的控制信号；

一运算单元，其与该接收单元相耦接，对控制信号进行解析为一操控信号；

一连接接口单元，其将该至少一操控信号传输至计算机、互动游戏装置以及多媒体互动装置其中的一电子装置。

9、如权利要求8所述的互动系统，其特征在于，其中该至少一输入模式为鼠标模式、键盘模式、摇杆模式其中之一或任意组合。

10、如权利要求8所述的互动系统，其特征在于，其中该接口单元还耦接有至少一输入元件，该至少一输入元件为十字键、多数个操作按键以及前述的组合其中之一。

11、如权利要求8所述的互动系统，其特征在于，其还包括一惯性感测模组，其具有至少一惯性感测器，用以感测至少一操作动作，且根据该切换单元所选择的输入模式产生相对应的至少一惯性感测参数；而该至少一惯性感测参数可由该无线传输控制单元整合于其所产生及传输的控制信号内。

12、如权利要求8所述的互动系统，其特征在于，其中该至少一惯性感测器选择为至少一陀螺仪、至少一加速度计以及前述的组合其中之一。

13、如权利要求8所述的互动系统，其特征在于，其中该连接接口单元采用PS/2接口、USB接口其中的一有线方式，或蓝牙通讯以及射频通讯其中的一无线方式与该电子装置电性连接。

14、如权利要求8所述的互动系统，其特征在于，其具有多数的输入控制装置，且该多数的输入控制装置相互电性连接。

15、一种惯性感测互动系统，其特征在于，其包含：

至少一输入控制装置，包含：

一切换单元，其选择切换至少一输入模式；

一接口单元，其根据该切换单元所选择的输入模式产生相对应的至少一输入信号；

一惯性感测模组，其具有至少一惯性感测器；

一无线传输控制单元，其与该切换单元、该接口单元以及该惯性感测模组相耦接，该无线传输控制单元可以根据该至少一输入模式、该至少一输入信号以及该至少一惯性感测参数而产生以及传输一控制信号；以及

一接收端，用以接收该控制信号，包含：

一接收单元，接收该无线传输控制单元所产生的控制信号；

一运算单元，其与该接收单元相耦接，对控制信号进行解析为一操控信号；

一连接接口单元，其将该至少一操控信号传输至微计算机、互动游戏装置以及多媒体互动装置其中的一电子装置。

16、如权利要求15所述的惯性感测互动系统，其特征在于，其中该至少一输入模式为鼠标模式、键盘模式、摇杆模式其中之一或任意组合。

17、如权利要求15所述的惯性感测互动系统，其特征在于，其中该接口单元还耦接有至少一输入元件，该至少一输入元件为十字键、多数个操作按键以及前述的组合其中之一。

18、如权利要求15所述的惯性感测互动系统，其特征在于，其中该连接接口单元采用PS/2接口、USB接口其中的一有线方式，或蓝牙通讯以及射频通讯其中的一无线方式与该电子装置电性连接。

19、如权利要求15所述的惯性感测互动系统，其特征在于，其具有多数的输入控制装置，且该多数的输入控制装置相互电性连接。

20、如权利要求15所述的惯性感测互动系统，其特征在于，其中该至少一惯性感测器选择为至少一陀螺仪、至少一加速度计以及前述的组合其中之一。

21、如权利要求15所述的惯性感测互动系统，其特征在于，其中该至少一惯性感测器用以感测至少一操作动作，且根据该切换单元所选择的输入模式产生相对应的至少一惯性感测参数。

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