CN103357176A - 多路式音源线游戏摇杆装置及使用该装置的系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多路式音源线游戏摇杆装置及使用该装置的系统。一第一多路式音源线游戏摇杆装置具有多个按键，其将按键的按键按压数据，转换成一第一模拟数据输出。一第二多路式音源线游戏摇杆装置具有多个按键，其将按键的按键按压数据，转换成一第二模拟数据输出。一Y型连接线连接至该第一多路式音源线游戏摇杆及该第二多路式音源线游戏摇杆，产生一模拟混音信号，而传输该第一及该第二模拟数据。一可携式电子装置具有一耳机插孔，用以连接至该Y型连接线接收该第一及该第二模拟数据，进而产生与该第一多路式音源线游戏摇杆对应的按键按压数据及与该第二多路式音源线游戏摇杆对应的按键按压数据。

Description

多路式音源线游戏摇杆装置及使用该装置的系统

技术领域

本发明涉及数据传输的技术领域，尤指一种多路式音源线游戏摇杆装置及使用多路式音源线游戏摇杆装置的系统。

背景技术

现代消费性电子装置多配备触控板做为其输入装置之一，为符合轻、薄、短、小，触控板亦多与面板整合成为触控面板，用以方便使用者输入。

然而触控板并不一定适合在消费性电子装置上进行输入，尤其需要快速且准确地输入。因此，目前市面上已有的iOS装置，例如：苹果公司的iPad、iPhone等装置在使用者玩游戏时，往往需要外挂游戏摇杆。

图1是一现有的外挂式游戏摇杆100，其具有两个透明有弹性的树酯制作的吸盘110、120。图2是该现有外挂式游戏摇杆100使用时的示意图。使用时，利用游戏摇杆100的吸盘110、120吸在iPad 200的屏幕210上，即可进行游戏。然而，由于其使用吸盘110、120，会使游戏摇杆100容易脱落，并且会挡住使用者的视线。

图3是一现有游戏摇杆底座320使用时的示意图。一iPhone 310与一游戏摇杆底座320卡合后，使用者即可利用游戏摇杆底座320进行游戏。其可避免如图2中吸盘110、120容易掉落及挡住使用者的视线等问题。然而，游戏摇杆底座320其体积往往较iPhone 310大，而不易随身携带，同时，由于授权金费用高，而导致其售价居高不下。

另一种则是无线游戏摇杆，例如：蓝牙游戏摇杆。然而，蓝牙晶片价格昂贵，使用前需要预先设定，无法即插即用，造成使用上的不便。

随着智能手机及平板电脑的普及，能容易与这些手持式装置连接的游戏摇杆有着迫切的需要。因此，现有与手持式装置连接的游戏摇杆实仍有改善的空间。

发明内容

本发明的目的主要在提供多路式音源线游戏摇杆，以利用音源线来传输游戏摇杆的按键按压数据，可以得到低成本且又实用的游戏摇杆。

依据本发明的一特色，本发明提出一种多路式音源线游戏摇杆装置，其包含多个按键、一按键扫描装置、一讯框格式编码装置、一传输调变装置、及一数模转换装置。该按键扫描装置连接该多个按键，以扫描该多个按键按压状况，并输出一组对应的按键按压数据。该讯框格式编码装置连接至该按键扫描装置，依据该组按键按压数据，而产生一讯框传输数据。该传输调变装置连接至该讯框格式编码装置，依据该讯框传输数据，进行载波调变，而产生一调变传输数据。该数模转换装置连接至该传输调变装置，以将该调变传输数据转换成一模拟音频数据；其中，该传输调变装置是与音频为相同的频带，该频带是由多个子频带所组成，用以使该多路式音源线游戏摇杆装置的传输调变装置可将该讯框传输数据调变至该些子频带其中之一，进而多路传输数据。

依据本发明的另一特色，本发明提出一种使用多路式音源线游戏摇杆装置的系统，其包含一第一多路式音源线游戏摇杆装置、一第二多路式音源线游戏摇杆装置、一Y型连接线、及一可携式电子装置。该第一多路式音源线游戏摇杆装置具有多个第一按键，以将该多个第一按键的第一按键按压数据调变至一音频中的第一子频带，从而转换成一第一子频带模拟音频数据输出。该第二多路式音源线游戏摇杆装置具有多个第二按键，以将该多个第二按键的第二按键按压数据调变至该音频中的第二子频带，从而转换成一第二子频带模拟音频数据输出。该Y型连接线连接至该第一多路式音源线游戏摇杆及该第二多路式音源线游戏摇杆，用以进行模拟混音，进而产生一模拟混音信号，其中该模拟混音信号包括该第一子频带模拟音频数据及该第二子频带模拟音频数据。该可携式电子装置其具有一耳机插孔，连接至该Y型连接线，以接收该第一子频带模拟音频数据及该第二子频带模拟音频数据，并对该第一子频带模拟音频数据及该第二子频带模拟音频数据解码，产生与该第一多路式音源线游戏摇杆对应的该第一按键按压数据及与该第二多路式音源线游戏摇杆对应的该第二按键按压数据。

附图说明

图1是一现有的外挂式游戏摇杆的示意图。

图2是一现有外挂式游戏摇杆使用时的示意图。

图3是一现有游戏摇杆底座使用时的示意图。

图4是本发明的多路式音源线游戏摇杆装置的方块。

图5是本发明讯框传输数据的示意图。

图6是本发明一种使用多路式音源线游戏摇杆装置的系统的示意图。

图7是本发明的可携式电子装置的方块图。

【主要元件符号说明】

外挂式游戏摇杆100        吸盘110、120

iPad 200                 屏幕210

iPhone 310               游戏摇杆底座320

多路式音源线游戏摇杆装置400

按键410                  按键扫描装置420

讯框格式编码装置430      传输调变装置440

数模转换装置450

使用多路式音源线游戏摇杆装置的系统600

第一多路式音源线游戏摇杆装置401

第二多路式音源线游戏摇杆装置402

Y型连接线610             可携式电子装置620。

具体实施方式

图4是本发明的多路式音源线游戏摇杆装置400的方块，该摇杆装置400包含多个按键410、一按键扫描装置420、一讯框格式编码装置430、一传输调变装置440、及一数模转换装置450。

该多个按键410作为游戏摇杆的输入，按键410可包含方向按键、发射按键、连发按键等。

该按键扫描装置420连接该多个按键410，用以扫描该多个按键410按压状况，并进而输出相对应的一按键按压数据。该按键按压数据例如为16比特，每一比特可对应至一按键，用以表示对应按键是否被按压。

举例而言，于图4中的四个方向按键分别对应该按键按压数据的比特0至比特3，当该按键按压数据的比特0为「1」时表示对应的按键被按压。

该讯框格式编码装置430连接至该按键扫描装置420，依据该按键按压数据，用以产生一讯框传输数据。

图5是该讯框传输数据的示意图。该讯框传输数据是48比特。该讯框传输数据包含一档头栏位、一可变档头栏位、一数据栏位、及一检查栏位。

该档头栏位例如为20比特，其存放一特殊样型(pattern)的辨识码，以辅助解码端容易辨识，进而进行同步解码。

该可变档头栏位例如为2比特，当有多组摇杆时，用以辨识摇杆装置400，其中，「00」代表第一组摇杆，「01」代表第二组摇杆，依序类推。

该数据栏位例如为16比特，用以记录16比特的该按键按压数据。

该检查栏位例如为10比特，该检查栏位的内容是由对该可变档头栏位及该数据栏位执行循环多余检查码(cyclic redundancy check，CRC)所产生。

该传输调变装置440连接至该讯框格式编码装置430，依据该讯框传输数据，进行载波调变，进而产生一调变传输数据。

该传输调变装置440所使用的频带是与音频相同频率的频带，该所使用的频带是由多个子频带所组成，用以使该多路式音源线游戏摇杆装置的传输调变装置440可将该讯框传输数据调变至该些子频带其中之一，进而多路传输数据。

该传输调变装置440包含一四相相移键控(QPSK)调变装置441、一反快速傅立叶转换(IFFT)装置443、及一循环字首及保护区间(cyclicprefix and Guard interval)装置445。

该四相相移键控调变装置441连接至该讯框格式编码装置430，用以对该讯框传输数据执行四相相移键控，而产生多个相位输出。由于该讯框传输数据为48比特，故该四相相移键控装置441对该讯框传输数据执行四相相移键控(QPSK)，进而产生24个相位输出。

该反快速傅立叶转换装置443连接至该四相相移键控调变装置441，对该多个相位进行反快速傅立叶转换，进而产生多重载波(Multi-Carrier)调变信号。

该反快速傅立叶转换(IFFT)装置443为128点反快速傅立叶转换，用以实施多重载波(Multi-Carrier)调变，其连接至该四相相移键控(QPSK)调变装置441，用以对个别摇杆装置400对应的24个相位输出进行反快速傅立叶转换，进而产生具有128点的多重载波(Multi-Carrier)调变信号。其中，预先定义个别摇杆装置400其对应的反快速傅立叶转换(IFFT)装置中使用不同的子频带，如本实施例中，采用128点的反快速傅立叶转换(IFFT)，用以实施多重载波(Multi-Carrier)调变，其第6至第29个载波为第一子频带(对应第一个摇杆装置400)，第33至第56个载波为第二子频带(对应第二个摇杆装置400)。

当使用更多的摇杆装置400时，个别摇杆使用的载波频带可重新分配，或是改用256点的反快速傅立叶转换，以增加载波数目。其为熟于该技术者基于本发明的说明书所能完成，不再赘述。

该循环字首及保护区间装置445连接至该反快速傅立叶转换装置443，利用循环字首(cyclic prefix)对该多重载波调变信号加入保护区间(Guard interval)，进而产生该调变传输数据。该循环字首及保护区间装置445是于该128点多重载波调变信号加入72点保护区间信号(Guardinterval)，而产生200点的该调变传输数据。

该数模转换装置450连接至该传输调变装置440，用以将该调变传输数据转换成一模拟音频数据。其中，由于个别摇杆装置400其内部的快速傅立叶转换(IFFT)装置443使用了不同的子频带实施多重载波(Multi-Carrier)调变，故可以使不同的多路式音源线游戏摇杆装置的传输调变装置将其讯框传输数据调变至不同的子频带，以达成分频多路(FDM；Frequency Division Multiplexing)的通讯传输方式。

更进一步说明，该数模转换装置450取样率为16KHz。亦即该200点的调变传输数据。经由16KHz取样率的该数模转换装置450输出音频信号，可得到摇杆装置400的按键数据传输时间为0.0125秒(200/16KHz)，亦即其按键更新频率为80Hz(16KHz/200)。此80Hz的按键更新频率高于一般液晶屏幕的刷新频率(60Hz)，故使用于搭配液晶屏幕的手持式装置中，其速度可满足使用者需求。

图6是本发明一种使用多路式音源线游戏摇杆装置的系统600的示意图。该系统600包含一第一多路式音源线游戏摇杆装置401、一第二多路式音源线游戏摇杆装置402、一Y型连接线610、及一可携式电子装置620。

该第一多路式音源线游戏摇杆装置401具有多个第一按键410，以将该多个第一按键的第一按键按压数据调变至音频中的第一子频带，从而转换成第一子频带模拟音频数据输出。

该第二多路式音源线游戏摇杆装置402具有多个第二按键410，以将该多个第二按键的第二按键按压数据调变至音频中的第二子频带，从而转换成第二子频带模拟音频数据输出。

该Y型连接线610连接至该第一多路式音源线游戏摇杆401及该第二多路式音源线游戏摇杆402，用以进行模拟音频混音，进而产生一模拟混音信号，亦即其Y型连接线610混音后输出同时包含该第一子频带模拟音频数据及第二子频带模拟音频数据的混音信号。

该可携式电子装置620具有一耳机插孔621，连接至该Y型连接线610，用以接收该混音信号，并分别解码第一子频带模拟音频及第二子频带模拟音频，而产生与该第一多路式音源线游戏摇杆对应的该第一按键按压数据及与该第二多路式音源线游戏摇杆对应的该第二按键按压数据。

图7是本发明的可携式电子装置620的方块图，该可携式电子装置620包括一模数转换装置622、一移除循环字首及保护区间(removecyclic prefix and Guard interval)装置623、一快速傅立叶转换(FFT)装置624、一四相相移键控(QPSK)反调变装置625、及一讯框格式解码装置626。为节省成本，前述移除循环字首及保护区间装置623、快速傅立叶转换装置624、四相相移键控反调变装置625、及讯框格式解码装置626亦可用使软件实施。

该模数转换装置622连接至该耳机插孔621，用以接收该模拟混音信号，进而转换成一数字混音信号。

该模数转换装置622使用16KHz取样率，亦即该模数转换装置622可对该耳机插孔621输入端的音频信号即时取样。

该移除循环字首及保护区间(remove cyclic prefix and Guard interval)装置623连接至该模数转换装置622，该移除循环字首及保护区间(remove cyclic prefix and Guard interval)装置623排除可能被码际干扰(Intersymbol Interference)污染的72点保护区间信号后，输出剩余干净的128点的该移除保护区间数字混音信号。

该快速傅立叶转换(FFT)装置624连接至该移除循环字首及保护区间装置623，用以对该具有128点的移除保护区间数字混音信号进行快速傅立叶转换，而产生128点快速傅立叶转换调变信号的相位及振幅。

该四相相移键控(QPSK)反调变装置625连接至该快速傅立叶转换(FFT)装置624，用以对该128点快速傅立叶转换调变信号的相位及振幅进行四相相移键控(QPSK)解调变，进而产生与该第一子频带对应的一第一讯框传输数据及与该第二子频带对应的一第二讯框传输数据。

该讯框格式解码装置626连接至该四相相移键控(QPSK)反调变装置625，用以对该第一讯框传输数据及该第二讯框传输数据进行讯框格式解码，而产生与该第一多路式音源线游戏摇杆对应的该第一按键按压数据及该第二多路式音源线游戏摇杆对应的该第二按键按压数据。

由此，该可携式电子装置620即可接收该第一多路式音源线游戏摇杆装置401及该第二多路式音源线游戏摇杆装置402所传送的按键数据。

本发明可使用iOS装置(iPhone/iPad/iPod Tough等)的耳机插孔(PhoneJack)为传输介面，以取代传统的USB/UART/Bluetooth/触控面板(touch panel)等，而来当做游戏摇杆的输入介面。

随着游戏摇杆按键数量的增加，可使用更多元的相移键控调变(如8PSK：八相移键控或16PSK：十六相移键控)及更多载波成份的多重载波(Multi-Carrier)信号调制方式，即可在模拟音频信号内携带更多的比特信息，并通过音源线，即时地传送按键状态给iOS装置。

当摇杆的按键数量大量增加及按键排列方式改变时，本发明可以让游戏摇杆改变为键盘，亦即本发明技术可简单地拓展为一种使用在iOS装置上经由音源线输入的键盘。

由前述说明可知，现有因为iOS装置是使用触控面板来进行互动，但是有些时候还是会遇到使用触控面板来操作是相当不顺手的情况，由于目前市面上现有的方案存在着种种的问题，因此本发明通过音源线来做传输，可以得到低成本且又实用的游戏摇杆。

由上述可知，本发明无论就目的、手段及功效，均显示其迥异于现有技术的特征，极具实用价值。但是应注意的是，上述诸多实施例仅为了便于说明而举例而已，本发明所主张的权利范围应以权利要求所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (20)

1.一种多路式音源线游戏摇杆装置，其包含：

多个按键；

一按键扫描装置，连接该多个按键，用以扫描该多个按键按压状况，并进而输出相对应的一按键按压数据；

一讯框格式编码装置，连接至该按键扫描装置，依据该按键按压数据，用以产生一讯框传输数据；

一传输调变装置，连接至该讯框格式编码装置，依据该讯框传输数据，进行载波调变，进而产生一调变传输数据；以及

一数模转换装置，连接至该传输调变装置，以将该调变传输数据转换成一模拟音频数据；

其中，该传输调变装置是与音频为相同的频带，该频带是由多个子频带所组成，用以使该多路式音源线游戏摇杆装置的传输调变装置可将该讯框传输数据调变至该些子频带其中之一，进而多路传输数据。

2.根据权利要求1所述的多路式音源线游戏摇杆装置，其中，该传输调变装置包含：

一四相相移键控调变装置，连接至该讯框格式编码装置，用以对该讯框传输数据执行四相相移键控，进而产生多个相位输出；

一反快速傅立叶转换装置，连接至该四相相移键控调变装置，用以对该多个相位进行反快速傅立叶转换，进而产生多重载波调变信号；以及

一循环字首及保护区间装置，连接至该反快速傅立叶转换装置，利用循环字首对该多重载波调变信号加入保护区间，进而产生该调变传输数据。

3.根据权利要求2所述的多路式音源线游戏摇杆装置，其中，该按键按压数据是16比特，每一比特可对应至一按键，用以表示对应按键是否被按压。

4.根据权利要求1所述的多路式音源线游戏摇杆装置，其中，该讯框传输数据包含一档头栏位、一可变档头栏位、一数据栏位、及一检查栏位。

5.根据权利要求4所述的多路式音源线游戏摇杆装置，其中，该档头栏位是20比特，该可变档头栏位是2比特，该数据栏位是16比特，该检查栏位是10比特。

6.根据权利要求5所述的多路式音源线游戏摇杆装置，其中，该检查栏位内容是由该可变档头栏位及该数据栏位执行循环多余检查码所产生。

7.根据权利要求6所述的多路式音源线游戏摇杆装置，其中，该讯框传输数据是48比特，该四相相移键控装置对该讯框传输数据执行四相相移键控，进而产生24个相位。

8.根据权利要求7所述的多路式音源线游戏摇杆装置，其中，该反快速傅立叶转换装置为128点反快速傅立叶转换，连接至该四相相移键控调变装置，对该24个相位进行反快速傅立叶转换，进而产生具有128点的该多重载波信号。

9.根据权利要求8所述的多路式音源线游戏摇杆装置，其中，该循环字首及保护区间装置是于该具有128点的多重载波调变信号加入72点保护区间信号，进而产生具有200点的该调变传输数据。

10.根据权利要求1所述的多路式音源线游戏摇杆装置，其中，该数模转换装置取样率为16KHz。

11.一种使用多路式音源线游戏摇杆装置的系统，其包含：

一第一多路式音源线游戏摇杆装置，其具有多个第一按键，以将该多个第一按键的第一按键按压数据调变至一音频中的第一子频带，从而转换成一第一子频带模拟音频数据输出；

一第二多路式音源线游戏摇杆装置，其具有多个第二按键，以将该多个第二按键的第二按键按压数据调变至该音频中的第二子频带，从而转换成一第二子频带模拟音频数据输出；

一Y型连接线，连接至该第一多路式音源线游戏摇杆及该第二多路式音源线游戏摇杆，用以进行模拟混音，进而产生一模拟混音信号，其中该模拟混音信号包括该第一子频带模拟音频数据及该第二子频带模拟音频数据；以及

一可携式电子装置，其具有一耳机插孔，连接至该Y型连接线，以及接收该第一子频带模拟音频数据及该第二子频带模拟音频数据，进而对该第一子频带模拟音频数据及该第二子频带模拟音频数据解码，产生与该第一多路式音源线游戏摇杆对应的该第一按键按压数据及与该第二多路式音源线游戏摇杆对应的该第二按键按压数据。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，该可携式电子装置包括：

一模数转换装置，连接至该耳机插孔，用以接收该模拟混音信号，进而转换成一数字混音信号；

一移除循环字首及保护区间装置，连接至该模数转换装置，移除该数字混音信号中72点保护区间信号，以产生一具有128点的移除保护区间数字混音信号；

一快速傅立叶转换装置，连接至该移除循环字首及保护区间装置，用以对该具有128点的移除保护区间数字混音信号进行快速傅立叶转换，而产生128点快速傅立叶转换调变信号的相位及振幅；

一四相相移键控反调变装置，连接至该快速傅立叶转换装置，用以对该128点快速傅立叶转换调变信号的相位及振幅进行四相相移键控解调变，进而产生与该第一子频带对应的一第一讯框传输数据及与该第二子频带对应的一第二讯框传输数据；以及

一讯框格式解码装置，连接至该四相相移键控反调变装置，用以对该第一讯框传输数据及该第二讯框传输数据进行讯框格式解码，而产生与该第一多路式音源线游戏摇杆对应的该第一按键按压数据及该第二多路式音源线游戏摇杆对应的该第二按键按压数据。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，该第一子频带为音频中的低频带部分，该第二子频带为音频中的高频带部分。

14.根据权利要求11所述的系统，该第一多路式音源线游戏摇杆装置包含：

多个按键；

一按键扫描装置，连接该多个按键，用以扫描该多个按键按压状况，并进而输出相对应的一按键按压数据；

一讯框格式编码装置，连接至该按键扫描装置，依据该按键按压数据，用以产生一讯框传输数据；

一传输调变装置，连接至该讯框格式编码装置，依据该讯框传输数据，进行载波调变，进而产生一调变传输数据；以及

一数模转换装置，连接至该传输调变装置，以将该调变传输数据转换成一模拟音频数据；

其中，该传输调变装置是与音频为相同的频带，该频带是由多个子频带所组成，用以使该多路式音源线游戏摇杆装置的传输调变装置可将该讯框传输数据调变至该些子频带其中之一，进而多路传输数据。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，该传输调变装置包含：

一四相相移键控调变装置，连接至该讯框格式编码装置，用以对该讯框传输数据执行四相相移键控，进而产生多个相位输出；

一反快速傅立叶转换装置，连接至该四相相移键控调变装置，用以对该多个相位进行反快速傅立叶转换，进而产生多重载波调变信号；以及

一循环字首及保护区间装置，连接至该反快速傅立叶转换装置，利用循环字首对该多重载波调变信号加入保护区间，进而产生该调变传输数据。

16.根据权利要求15所述的系统，其中，该按键按压数据是16比特，每一比特可对应至一按键，用以表示对应按键是否被按压。

17.根据权利要求14所述的系统，其中，其中，该讯框传输数据包含一档头栏位、一可变档头栏位、一数据栏位、及一检查栏位，该档头栏位是20比特，该可变档头栏位是2比特，该数据栏位是16比特，该检查栏位是10比特，该检查栏位内容是由该可变档头栏位及该数据栏位执行循环多余检查码所产生。

18.根据权利要求14所述的系统，其中，该讯框传输数据是48比特，该四相相移键控装置对该讯框传输数据执行四相相移键控，进而产生24个相位。

19.根据权利要求15所述的系统，其中，该反快速傅立叶转换装置为128点反快速傅立叶转换，连接至该四相相移键控调变装置，对该24个相位进行反快速傅立叶转换，进而产生具有128点的该多重载波信号，该循环字首及保护区间装置是于该具有128点的多重载波调变信号加入72点保护区间信号，进而产生具有200点的该调变传输数据。

20.根据权利要求14所述的系统，其中，该数模转换装置取样率为16KHz。

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