CN105677013A - 虚拟实境系统以及虚拟实境系统的操作模式的控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种虚拟实境系统以及虚拟实境系统的操作模式的控制方法。一头戴式显示装置经由一传输线耦接于一主机装置。一多媒体模块经由上述传输线的第一信号路径接收来自主机装置的多媒体内容。一多感测模块得到关于头戴式显示装置以及用户的感测信息。一电源管理装置根据经由上述传输线的第三信号路径的一电源电压，控制上述多媒体模块、上述多感测模块以及一周边集线器的电源状态。一微控制单元根据上述传输线的第一以及第二信号路径的信号状态，判断上述虚拟实境系统的操作模式，以便通知上述电源管理装置来控制上述多媒体模块、上述多感测模块以及上述周边集线器的电源状态。

Description

虚拟实境系统以及虚拟实境系统的操作模式的控制方法
技术领域
本发明涉及一种虚拟实境系统，特别涉及一种虚拟实境系统的头戴式显示装置。
背景技术
具有虚像产生作用的显示装置经常被用于非常靠近眼睛的显示装置(亦称为近眼显示器)。这类显示装置也称为头戴式显示器(headmounteddisplay，HMD)。
头戴式显示器为了直接显示于眼睛前方而佩带于用户头上的显示装置。头戴式显示器亦被称作近眼显示器。头戴式显示器具有一或两个小的电子射线管(CRT)、液晶显示(LCD)或有机发光二极管(OLED)显示器，这些显示器具有放大透镜以及其他光学元件。显示器及光学元件通常嵌入于用户可佩戴的头盔、眼镜或护目镜(visor)中。透镜及其他光学组件用以让用户感觉到影像来自较大距离，以防止眼疲劳(eyestrain)。在使用单一显示器的头戴式显示器中，通常经由将影像分割成两个相同影像的光学元件来投影影像，并将每一影像重新导向至各眼。藉由两个显示器，头戴式显示器可显示立体影像。立体影像试图藉由模拟由每一眼在观看物件时观赏到的影像之间的角差(由眼经的不同位置所引起)来产生影像的深度。此角差为人脑在处理影像时用来建造深度感或人类视觉距离的关键参数中的一个。
发明内容
本发明提供一种虚拟实境系统。上述虚拟实境系统包括一主机装置、一传输线以及经由上述传输线耦接于上述主机装置之一头戴式显示装置。上述头戴式显示装置包括一多媒体模块、一多感测模块、一周边集线器、一电源管理装置以及一微控制单元。上述多媒体模块经由上述传输线的一第一信号路径接收来自上述主机装置的一多媒体内容。上述多感测模块得到关于上述头戴式显示装置以及上述用户的一感测信息。上述周边集线器经由上述传输线的一第二信号路径接收来自上述主机装置的一通信数据，并经由上述传输线的上述第二信号路径提供上述感测信息至上述主机装置。上述电源管理装置根据来自上述主机装置且经由上述传输线的一第三信号路径的一电源电压，控制上述多媒体模块、上述多感测模块以及上述周边集线器的电源状态。上述微控制单元根据上述传输线的上述第一信号路径以及上述第二信号路径的信号状态，判断上述虚拟实境系统的一操作模式，以便通知上述电源管理装置来控制上述多媒体模块、上述多感测模块以及上述周边集线器的上述电源状态。
再者，本发明提供一种虚拟实境系统的操作模式的控制方法。一虚拟实境系统包括一主机装置、欲被一用户所佩带之一头戴式显示装置，以及耦接于上述主机装置以及上述头戴式显示装置之间的一传输线。当接收到来自上述主机装置的一电源电压时，藉由上述头戴式显示装置，检测是否有一第一信号存在于上述传输线的一第一信号路径。当接收到上述第一信号时，藉由上述头戴式显示装置，检测是否有一第二信号存在于上述传输线的一第二信号路径。当上述第一信号存在于上述传输线的上述第一信号路径且上述第二信号存在于上述传输线的上述第二信号路径时，藉由上述头戴式显示装置，控制上述头戴式显示装置操作在一完整操作模式。当上述第一信号存在于上述传输线的上述第一信号路径且上述第二信号不存在于上述传输线的上述第二信号路径时，藉由上述头戴式显示装置，控制上述头戴式显示装置操作在一行动模式。
附图说明
图1是显示根据本发明一实施例所述的虚拟实境系统；
图2是显示根据本发明一实施例所述的图1的头戴式显示装置的示范例；
图3是显示根据本发明一实施例所述的图2的多感测模块的示范例；
图4是显示根据本发明一实施例所述的图2的多媒体模块的示范例；
图5是显示根据本发明一实施例所述的图1的主机装置的示范例；
图6A是显示根据本发明一实施例所述的图1的虚拟实境系统的示范结构；
图6B是显示图6A的虚拟实境系统的连接结构的示意图；
图6C是显示根据本发明另一实施例所述的图1的虚拟实境系统的示范结构；
图6D是显示根据本发明另一实施例所述的图1的虚拟实境系统的示范结构；
图7是显示根据本发明另一实施例所述的虚拟实境系统；
图8是显示根据本发明另一实施例所述的虚拟实境系统的示范结构；
图9是显示根据本发明另一实施例所述的虚拟实境系统的示范结构；
图10是显示根据本发明一实施例所述的由虚拟实境系统所提供的多电源模式的表格；
图11A与图11B是显示根据本发明一实施例所述的头戴式显示装置的操作模式的控制方法；
图12是显示根据本发明一实施例所述的头戴式显示装置如何进入制造测试模式的流程图；
图13是显示根据本发明另一实施例所述的头戴式显示装置的操作模式的控制方法；
图14是显示根据本发明另一实施例所述的虚拟实境系统；
图15是显示根据本发明一实施例所述的控制器；
图16是显示根据本发明一实施例所述的控制器的操作模式的控制方法；
图17是显示根据本发明一实施例所述基站；以及
图18是显示根据本发明一实施例所述的基站的操作模式的控制方法。
【符号说明】
10、20～虚拟实境系统；
101、103～接口单元；
102～主机装置；
104～头戴式显示装置；
106～传输线；
106-1～多媒体路径；
106-2～通信路径；
106-3～电源路径；
107～虚拟物件；
108～移动电话；
20A～第一主机接口；
20B～第二主机接口；
20C～第三主机接口；
202～多感测模块；
204～多媒体模块；
206～微控制单元；
208～周边集线器；
210～电源管理装置；
212、1510、1720～无线模块；
30A～第一从属接口；
30B～第二从属接口；
30C～第三从属接口；
302～位置感测装置；
304～用户感测装置；
306～环境感测装置；
308～传感器；
310～测量装置；
312～摄像机；
408～显示部分；
410～多媒体桥接器；
412～透镜；
414～显示模块；
416～音频单元；
502～计算装置；
504～连接控制单元；
505、507～收发器；
602～处理器；
604～存储单元；
606～前置级电线；
606-1～前置级多媒体路径；
606-2～前置级通信路径；
606-3～前置级电源路径；
608～电源转换器；
702～蓝牙收发器；
910～第一信号路径；
920～第二信号路径；
1410、1420、1500～控制器；
1460、1470、1700～基站；
1520、1710～处理单元；
1530、1750～用户接口；
1540、1740～动作传感器；
1550、1760～电源管理单元；
1730～信号广播模块；
CXT～多媒体内容；
DAT～通信数据；
INFOE～环境信息；
INFOS～感测信息；
INFOP～位置信息；
INFOU～用户信息；
PWR～电源电压；以及
S1102-S1126、S1202-S1220、S1302-S1314、S1610-S1670、S1810-S1850～步骤。
具体实施方式
为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：
图1是显示根据本发明一实施例所述的虚拟实境系统10。虚拟实境系统10包括主机装置102、欲被用户所佩带的头戴式显示装置(headmounteddisplay，HMD)104以及连接于主机装置102的接口单元101以及头戴式显示装置104的接口单元103之间的传输线106(可选择性)。主机装置102的接口单元101包括用以提供多媒体内容(content)CXT至头戴式显示装置104的第一主机接口20A、用以提供通信数据DAT至头戴式显示装置104的第二主机接口20B以及用以提供电源电压PWR对头戴式显示装置104进行供电的第三主机接口20C。再者，头戴式显示装置104的接口单元103具有经由传输线106耦接于第一主机接口20A的第一从属(slave)接口30A、经由传输线106耦接于第二主机接口20B的第二从属接口30B以及经由传输线106耦接于第三主机接口20C的第三从属接口30C。头戴式显示装置104能播放来自主机装置102的多媒体内容CXT，并得到关于头戴式显示装置104和/或用户的感测信息INFOS。根据由头戴式显示装置104所感测到的信息，主机装置102能及时地调整多媒体内容CXT。在一实施例中，主机装置102能对多媒体来源进行处理，并根据多媒体来源以及由头戴式显示装置104所感测到的信息而产生多媒体内容CXT。
图2是显示根据本发明一实施例所述的图1的头戴式显示装置104的示范例。在此实施例中，头戴式显示装置104还包括多感测模块202、多媒体模块204、微控制单元206、周边集线器(hub)208、电源管理装置210以及无线模块212。当用户佩带头戴式显示装置104时，多感测模块202能感测到用户的位置、用户的生物状态和/或头戴式显示装置104周围的环境，以产生感测信息INFOS。在一示范实施例中，感测信息INFOS包括位置信息INFOP、用户信息INFOU和/或环境信息INFOE。位置信息INFOP可包括关于头戴式显示装置104的移动(movement)信息、定位(orientation)信息、倾斜角(tiltangle)信息和/或地点信息。用户信息INFOU可包括关于用户的生物信息和/或由多感测模块202所感测的眼睛视野(eyeview)信息。再者，环境信息INFOE可包括由多感测模块202所提取的影像/视频和/或深度信息。
在图2中，多媒体模块204可经由头戴式显示装置104的第一从属接口30A接收到来自图1的主机装置102的第一主机接口20A的多媒体内容CXT。多媒体模块204可处理并播放多媒体内容CXT，例如音频、影像或视频内容。多媒体模块204可耦接于多感测模块202，以便得到感测信息INFOS。于是，多媒体模块204可根据感测信息INFOS来调整播放参数，例如亮度及更新时间。再者，微控制单元206电性耦接于多感测模块202以及多媒体模块204。微控制单元206可根据来自主机装置102的通信数据DAT来发送控制信息，以协调多感测模块202以及多媒体模块204的功能。微控制单元206可接收来自多感测模块202的感测信息INFOS，并经由周边集线器208以及第二从属接口30B而将感测信息INFOS传送至主机装置102。无线模块212可与其他遥控装置进行通信，例如控制器，并将来自其他遥控装置的信息提供给微控制单元206。于是，微控制单元206能经由周边集线器208以及第二从属接口30B发送信息至主机装置102。
同时参考图1与图2，周边集线器208可经由头戴式显示装置104的第二从属接口30B而接收到来自主机装置102的第二主机接口20B的通信数据DAT。周边集线器208耦接于多感测模块202，以便接收感测信息INFOS。再者，周边集线器208亦耦接于微控制单元206，以便接收控制信息。周边集线器208可耦接于头戴式显示装置104的多个周边装置。周边集线器208可经由头戴式显示装置104的第二从属接口30B而提供感测信息INFOS至主机装置102的第二主机接口20B。再者，电源管理装置210可经由头戴式显示装置104的第三从属接口30C而连接至主机装置102的第三主机接口20C，以便接收来自主机装置102的电源电压PWR。在此实施例中，电源管理装置210连接于头戴式显示装置104的各元件，用以对各元件供电，其中元件包括多感测模块202、多媒体模块204、微控制单元206、周边集线器208及无线模块212等。电源管理装置210包括多个电源电路，其中各电源电路能根据来自主机装置102的电源电压PWR而调整供应电源，并根据来自微控制单元206的控制信息而提供该供应电源对所对应的元件进行供电。具体而言，电源管理装置210能根据来自微控制单元206的控制信息而执行电源管理控制以及周边控制。
图3是显示根据本发明一实施例所述的图2的多感测模块202的示范例。多感测模块202包括用以得到对应于头戴式显示装置104的位置信息INFOP的位置感测装置302、用以得到用户信息INFOU的用户感测装置304和/或用以得到环境信息INFOE的环境感测装置306，其中多感测模块202根据位置信息INFOP、用户信息INFOU以及环境信息INFOE而提供感测信息INFOS。位置感测装置302包括多个传感器308，用以感测头戴式显示装置104的位置信息INFOP。位置参考装置可以设置在相距头戴式显示装置104一段距离的地方，以便无线地提供参考信息给位置感测装置302。于是，位置感测装置302可使用参考信息来产生位置信息INFOP。再者，用户感测装置304包括至少一测量装置310，用以感测用户信息INFOU，例如瞳距(Inter-pupillarydistance，IPD)测量装置，其中瞳距测量装置可测量用户的眼睛视野(eyeview)信息，例如用户的视角。环境感测装置306包括至少两摄像机312，用以提取头戴式显示装置104所面对的物件的影像/视频，并得到物件相对于头戴式显示装置104的深度信息。根据深度信息，头戴式显示装置104或是主机装置102可计算出深度映射(depthmap)。再者，微控制单元206可移动摄像机312的镜头，以便得到更多的深度信息，以作为深度映射。摄像机312在空间上彼此分离。摄像机312可提取影像，并产生所提取的影像的视差(parallax)信息，其中两摄像机312的视野(fieldofview，FOV)至少部分地重叠，使得视差信息可以产生。视差信息会提供至主机装置102以作为深度信息，其可由主机装置102所计算，以便产生头戴式显示装置104所面对的空间或物件的深度映射或是深度模型。在一实施例中，两摄像机312平行设置，且与用户所观看的头戴式显示装置104的观看方向有一倾斜角度。随着该倾斜角度，摄像机312可感测到头戴式显示装置104所面对的较低区域。此外，主机装置102能根据深度信息来监测头戴式显示装置104所面对的净空区域(clearzone)。于是，当净空区域落入短距离范围时，虚拟实境系统10可以警告用户。举例来说，头戴式显示装置104以及主机装置102可提醒用户要注意房间内的障碍物。
图4是显示根据本发明一实施例所述的图2的多媒体模块204的示范例。多媒体模块204可以处理并播放多媒体内容CXT，例如音频、影像或视频内容。多媒体模块204包括至少一显示部分408、多媒体桥接器410以及音频单元416。显示部分408包括透镜412及显示模块414。音频单元416可传送多媒体内容CXT(例如多媒体内容CXT的音频部分)或是纪录来自用户声音或是环境的音频声音。音频单元416耦接于多媒体桥接器410，以作为音频录放功能。再者，同时参考图4与图2，当麦克风耦接于周边集线器208时，音频单元416耦接于周边集线器208，以作为麦克风功能。音频单元416可包括音频编解码器，用以对多媒体内容CXT的音频信号进行编码/解码，并对耦接于周边集线器208的麦克风和/或扬声器/耳机的信号进行编码/解码。多媒体桥接器410耦接于头戴式显示装置104的第一从属接口30A以及显示部分408之间，用以将多媒体内容CXT(例如多媒体内容CXT的视频部分)转换成显示部分408可读取的显示信号。
同时参考回图1以及图2，虚拟实境系统10可操作在不同省电模式下。假如头戴式显示装置104操作在预定条件下，则主机装置102会发送通信数据DAT至微控制单元206，以便在头戴式显示装置104执行省电操作。当多感测模块202操作在预定条件时，微控制单元206能对多感测模块202执行第一省电操作。例如，假如主机装置102不需使用感测信息INFOS来产生或调整多媒体内容CXT，则主机装置102可经由传输线106来控制微控制单元206，以关闭多感测模块202。头戴式显示装置104可包括传感器(未显示)，用以监测头戴式显示装置104是否被用户所佩带。再者，根据头戴式显示装置104并未被用户所佩带的监测结果，传感器亦能传送触发信号至微控制单元206。响应于该触发信号，微控制单元206会对多媒体模块204和/或多感测模块202执行第二省电操作。传感器可以是内嵌在头戴式显示装置104且朝向里面的电容式传感器，用以检测头戴式显示装置104是否被用户所佩带。此外，传输线106耦接于主机装置102以及头戴式显示装置104之间，且传输线106能将来自主机装置102的多媒体内容CXT、通信数据DAT以及电源电压PWR传送至头戴式显示装置104。再者，传输线106可将来自头戴式显示装置104的感测信息INFOS传送至主机装置102。在另一实施例中，可使用无线通信技术，例如WiGig，使得多媒体内容CXT、通信数据DAT或是感测信息INFOS能在主机装置102以及头戴式显示装置104之间无线地传送。
图5是显示根据本发明一实施例所述的图1的主机装置102的示范例。主机装置102包括计算装置502，用以产生多媒体内容CXT。计算装置502可以是个人计算机、笔记型计算机、智能手机或是其他内建强大处理器的可携式装置。计算装置502可从存储单元或是互联网接收到多媒体来源，以及计算装置502可根据多媒体来源以及来自头戴式显示装置104的感测信息INFOS而产生多媒体内容CXT。计算装置502亦能根据感测信息INFOS来产生通信数据DAT。主机装置102还包括耦接于图1的计算装置502以及传输线106之间的连接控制单元504，其中连接控制单元504可以增强在计算装置502以及连接控制单元504之间通信的通信数据DAT和/或感测信息INFOS的信号强度。再者，连接控制单元504可连接至电源，使得连接控制单元504能传送电源电压PWR至传输线106的电源路径。在一实施例中，连接控制单元504包括一开关，其用来控制是否提供多媒体内容CXT、通信数据DAT和/或电源电压PWR至传输线106。
图6A是显示根据本发明一实施例所述的图1的虚拟实境系统10的示范结构。在图6A中，连接控制单元504经由前置级电线(pre-stagecable)606而耦接于计算装置502。前置级电线606可在计算装置502以及连接控制单元504之间传送多媒体内容CXT、通信数据DAT以及感测信息INFOS，且前置级电线606可将来自电源的电源电压PWR传送至连接控制单元504。连接控制单元504经由传输线106而连接于头戴式显示装置104。传输线106可在连接控制单元504以及头戴式显示装置104之间传送多媒体内容CXT、通信数据DAT、感测信息INFOS和/或电源电压PWR。在此实施例中，标号107表示由佩带头戴式显示装置104的用户所观看到的虚拟物件。
图6B是显示图6A的虚拟实境系统10的连接结构的示意图。在此实施例中，计算装置502包括处理器602以及存储单元604，其中计算装置502可提供多媒体来源。根据多媒体来源以及经由前置级电线606且来自头戴式显示装置104的感测信息INFOS，处理器602可产生多媒体内容CXT。处理器602也可根据感测信息INFOS而产生通信数据DAT。前置级电线606包括用以传送多媒体内容CXT之前置级多媒体路径606-1、用以传送通信数据DAT和/或感测信息INFOS之前置级通信路径606-2以及用以提供电源电压PWR至连接控制单元504的前置级电源路径606-3。在此实施例中，连接控制单元504经由前置级电源路径606-3而连接于电源转换器(poweradapter)608。值得注意的是，电源转换器608可以整合在计算装置502内或是独立于计算装置502。电源转换器608可经由前置级电源路径606-3而提供电源电压PWR至连接控制单元504。传输线106包括用以传送多媒体内容CXT的多媒体路径106-1、用以传送通信数据DAT和/或感测信息INFOS的通信路径106-2以及用以传送电源电压PWR的电源路径106-3。
图6C是显示根据本发明另一实施例所述的图1的虚拟实境系统10的示范结构。计算装置502能无线地传送多媒体内容CXT至连接控制单元504，并无线地接收来自连接控制单元504的感测信息INFOS。连接控制单元504包括收发器(transceiver)505，用以无线地与计算装置502进行通信。再者，连接控制单元504以及头戴式显示装置104的至少一个包括具有至少两天线的接收装置，其中每一天线面对不同的方向，用以无线地接收来自计算装置502的信息，例如多媒体内容CXT。接收装置可以是环状，且可被安装在腰带或是其他可穿戴设备。例如，头戴式显示装置104包括头盔，其中环状接收装置环绕着头盔。头戴式显示装置104包括接收器，用以经由环状接收装置接收来自计算装置502的无线信号。在操作期间，由于头戴式显示装置104被用户佩带于头部，所以用户的身体、手部或是位于用户前方的家俱将不会妨碍来自计算装置502的无线信号的传送。
图6D是显示根据本发明另一实施例所述的图1的虚拟实境系统10的示范结构。计算装置502能无线地传送多媒体内容CXT至连接控制单元504，并无线地接收来自连接控制单元504的感测信息INFOS。连接控制单元504可设置在头戴式显示装置104内，例如将连接控制单元504整合于头戴式显示装置104。头戴式显示装置104包括收发器507，用以无线地与计算装置502进行通信。头戴式显示装置104包括电源，例如电池(未显示)。如先前所描述，头戴式显示装置104亦包括环状接收装置，用以接收无线信号，其中无线信号包括由计算装置502所传送的视频和/或音频数据。
图7是显示根据本发明另一实施例所述的虚拟实境系统。在图7中，响应于一事件，例如电话来电，移动电话108可接收及传送蓝牙信号。连接控制单元504包括蓝牙收发器702，用以与移动电话108进行通信。计算装置502可处理所接收的来自连接控制单元504的蓝牙信号，并经由显示模块414和/或音频单元416来产生警报指示，以通知用户关于该事件。计算装置502可执行远程应答(remote-answer)应用，使得用户可以通过音频单元416来接听电话来电。在部分实施例中，计算装置502可消除(mute)或降低多媒体内容CXT的声音，并播放远程应答应用的声音。头戴式显示装置104的音频单元416可记录用户的声音，然后再经由连接控制单元504的蓝牙收发器702而直接地传送声音信息至移动电话108，所以不会经过计算装置502。
图8是显示根据本发明另一实施例所述的虚拟实境系统10的示范结构。在图8中，连接控制单元504包括切换装置418，用以切换蓝牙收发器702的控制。切换装置418包括主机电路，用以接收来自计算装置502以及周边集线器208的要求以及音频信号。切换装置418可根据要求而提供蓝牙通信路径给周边集线器208，使得远程应答应用的音频信号可以在移动电话108以及头戴式显示装置104之间直接进行通信，而不会通过计算装置502。
图9是显示根据本发明另一实施例所述的虚拟实境系统的示范结构。在图9中，连接控制单元504包括连接在计算装置502以及周边集线器208之间的第一信号路径910，以及连接在计算装置502以及连接控制单元504的蓝牙收发器702的第二信号路径920。经由第一信号路径910，所纪录的用户的音频信号可以从周边集线器208传送至计算装置502。计算装置502可对所纪录的音频信号进行处理，然后再经由第二信号路径920将声音信号传送到移动电话108。经由第二信号路径920，来自移动电话108的音频信号可以被发送至计算装置502。于是，经由第一信号路径910，计算装置502可发送音频信号至头戴式显示装置104的音频单元416。举例来说，计算装置502会将音频信号转换成多媒体内容CXT，并提供多媒体内容CXT至头戴式显示装置104，其中第二信号路径910包括传输线106。在另一实施例中，可将蓝牙收发器702取代为无线信号收发器，用以传送/接收由移动电话108所提取的可听见的声音、影像和/或视频，以及头戴式显示装置104可播放由无线信号收发器所接收的音频声音、影像和/或视频。
图10是显示根据本发明一实施例所述的由虚拟实境系统所提供的多电源模式的表格。同时参考图1-图4以及图10，虚拟实境系统10可提供等待开机(waitingforboot)模式、行动(mobile)模式、完整操作(fulloperation)模式、关闭播放(displayoff)模式和/或制造测试模式。根据头戴式显示装置104的第一从属接口30A、第二从属接口30B与第三从属接口30C的信号状态，头戴式显示装置104可检测到虚拟实境系统10操作在哪一模式下以及头戴式显示装置104的电源按钮(未显示)的按压状态。在等待开机模式下，多媒体桥接器410、周边集线器208、音频单元416、位置感测装置302以及用户感测装置304的电源状态为无电源(inactive)(即“OFF”)，即多媒体桥接器410、周边集线器208、音频单元416、位置感测装置302以及用户感测装置304会被微控制单元206所禁能(disable)。再者，在行动模式下，虚拟实境系统10可播放电影，且不需要感测位置或是环境。在行动模式下，多媒体桥接器410与音频单元416的电源状态为有电源(active)(即“ON”)，而周边集线器208、位置感测装置302以及用户感测装置304的电源状态为无电源(即“OFF”)。在完整操作模式下，多媒体桥接器410、周边集线器208、音频单元416、位置感测装置302以及用户感测装置304的电源状态为有电源。假如检测到用户并未佩带头戴式显示装置104时，虚拟实境系统将进入关闭播放模式。于是，多媒体模块204会被禁能。然而，位置感测装置302为有电源，使得主机装置102能检测头戴式显示装置104是否被移动。接着，在关闭播放模式下，多媒体桥接器410、音频单元416与用户感测装置304的电源状态为无电源，而周边集线器208与位置感测装置302的电源状态为有电源。在制造测试模式中，工厂需要测试头戴式显示装置104的每一功能。在制造测试模式下，多媒体桥接器410、音频单元416、位置感测装置302与用户感测装置304的电源状态为无电源或是由工厂所使用的测试软件所设置，而周边集线器208的电源状态为有电源。
图11A与图11B是显示根据本发明一实施例所述的头戴式显示装置的操作模式的控制方法。同时参考图1以及第11A-11B图，首先，在初始状态(步骤S1102)，头戴式显示装置104为关闭。假如头戴式显示装置104的第一从属接口30A、第二从属接口30B与第三从属接口30C之一个接收到信号或电压，头戴式显示装置104将进入等待开机模式(步骤S1104)，其中多媒体桥接器410、周边集线器208、音频单元416、位置感测装置302与用户感测装置304的电源状态为无电源。接着，头戴式显示装置104会检测头戴式显示装置104的电源按钮是否被按压(步骤S1106)。假如头戴式显示装置104的电源按钮被按压超过一时间周期(步骤S1108)，例如1秒，则头戴式显示装置104将检测第三从属接口30C是否接收到电源电压PWR(步骤S1110)。如果检测到电源电压PWR，则头戴式显示装置104将接着检测第一从属接口30A是否接收到信号，例如多媒体内容CXT(步骤S1112)。假如在第一从属接口30A没有检测到信号，则头戴式显示装置104将维持在等待开机模式。假如检测到第一从属接口30A接收到信号，则头戴式显示装置104将检测第二从属接口30B是否接收到信号，例如通信数据DAT(步骤S1114)。假如检测到第二从属接口30B已经接收到信号，则头戴式显示装置104将进入完整操作模式(步骤S1116)，其中多媒体桥接器410、周边集线器208、音频单元416、位置感测装置302与用户感测装置304的电源状态为有电源。假如在第二从属接口30B没有检测到信号，则头戴式显示装置将进入行动模式(步骤S1118)，其中多媒体桥接器410与音频单元416的电源状态为有电源，而周边集线器208、位置感测装置302与用户感测装置304的电源状态为无电源。在行动模式的期间，假如检测到第二从属接口30B已经接收到信号(步骤S1120)，则头戴式显示装置104将进入完整操作模式(步骤S1116)。在完整操作模式的期间，假如检测到用户并未佩带头戴式显示装置104(步骤S1122)，则虚拟实境系统将进入关闭播放模式(S1124)，直到检测到头戴式显示装置104被移动(步骤S1126)。假如头戴式显示装置104被移动，则虚拟实境系统将返回完整操作模式(步骤S1126)。如先前所描述，在关闭播放模式下，多媒体桥接器410、音频单元416与用户感测装置304的电源状态为无电源，而周边集线器208与位置感测装置302的电源状态为有电源。于是，藉由控制头戴式显示装置104的电路的电源状态能操作在不同模式下，可对头戴式显示装置104的耗电量进行控制。
图12是显示根据本发明一实施例所述的头戴式显示装置104如何进入制造测试模式的流程图。在此实施例中，假如工厂需要让头戴式显示装置进入制造测试模式，则工厂仅将需要依据一预定的顺序来连接第二从属接口30B与不连接第二从属接口30B而再按压电源按钮(如流程图所显示，连续标示为“存在”、“闲置”、“不存在”、“存在”、“不存在”、“存在”以及然后“电源按钮”)，其中“存在”(步骤S1206、步骤S1212与步骤S1216)表示第二从属接口30B已接收到信号，而“不存在”(步骤S1210与步骤S1214)表示第二从属接口30B没有接收到信号。再者，“电源按钮被按压”表示电源按钮在一特定时间内被按压，例如4秒(步骤S1218)。在部分实施中，可在头戴式显示装置104上设计重置按钮。假如重置按钮被按压(步骤S1222)，然后电源按钮接着被按压(步骤S1218)，则头戴式显示装置104将直接进入制造测试模式(步骤S1220)。
图13是显示根据本发明另一实施例所述的头戴式显示装置的操作模式的控制方法。同时参考图1与图13，首先，在初始状态(步骤S1302)，头戴式显示装置104为关闭。假如头戴式显示装置104的第一从属接口30A、第二从属接口30B与第三从属接口30C之一个接收到信号或电压，头戴式显示装置104将进入等待开机模式(步骤S1304)，其中多媒体桥接器410、周边集线器208、音频单元416、位置感测装置302与用户感测装置304的电源状态为无电源。接着，头戴式显示装置104会检测第三从属接口30C是否接收到电源电压PWR(步骤S1306)。假如在第三从属接口30C没有检测到信号，则头戴式显示装置104将维持在等待开机模式(步骤S1304)。如果在第三从属接口30C检测到电源电压PWR，则头戴式显示装置104将接着检测第一从属接口30A与第二从属接口30B是否皆接收到信号(步骤S1308)，例如多媒体内容CXT与通信数据DAT。假如检测到只有第二从属接口30B接收到信号(步骤S1310)，则头戴式显示装置104将致能图3的环境感测装置306(步骤S1312)。在致能环境感测装置306之后，头戴式显示装置104将继续检测第一从属接口30A与第二从属接口30B是否皆接收到信号(步骤S1308)。假如检测到第一从属接口30A与第二从属接口30B皆接收到信号，则头戴式显示装置104将进入完整操作模式(步骤S1314)，其中多媒体桥接器410、周边集线器208、音频单元416、位置感测装置302与用户感测装置304的电源状态为有电源。于是，藉由根据存在于第一从属接口30A和/或第二从属接口30B的信号来控制头戴式显示装置104的电路的电源状态，可控制头戴式显示装置104的耗电量。再者，在此实施例中，头戴式显示装置104上没有设置电源按钮。
图14是显示根据本发明另一实施例所述的虚拟实境系统20。虚拟实境系统20包括计算装置502、连接控制单元504、头戴式显示装置104、两控制器1410与1420以及两基站(basestation)1460与1470。在图14中，连接控制单元504经由前置级电线606而连接于计算装置502。前置级电线606可在计算装置502以及连接控制单元504之间传送多媒体内容CXT、通信数据DAT与感测信息INFOS，且前置级电线606能从电源传送电源电压PWR至连接控制单元504。连接控制单元504经由传输线106连接于头戴式显示装置104。传输线106可在连接控制单元504与头戴式显示装置104之间传送多媒体内容CXT、通信数据DAT、感测信息INFOS和/或电源电压PWR。在此实施例中，控制器1410由用户的左手所握持，而控制器1420由用户的右手所握持。经由图2的无线模块212，头戴式显示装置104能与控制器1410与1420进行通信，以便执行特定应用，例如游戏。在此实施例中，基站1460与1470为位置参考装置。如先前所描述，每一位置参考装置可以设置在相距头戴式显示装置104一段距离的地方，以便能无线地提供参考信息给头戴式显示装置104的位置感测装置(例如图3的位置感测装置302)。于是，位置感测装置可使用来自基站1460与1470的参考信息而产生位置信息INFOP。
图15是显示根据本发明一实施例所述的控制器1500。控制器1500包括无线模块1510、处理单元1520、用户接口1530、动作传感器1540以及电源管理单元(powermanagementunit，PMU)1550。在此实施例中，处理单元1520能与无线模块1510、用户接口1530、动作传感器1540以及电源管理单元1550进行通信，以便控制电路并得到来自电路的数据。无线模块1510能与头戴式显示装置104的无线模块(图2的无线模块212)进行通信。用户接口1530包括多个按钮。当一按钮被按压时，处理单元1520会经由无线模块1510来传送对应于所按压的按钮的信息至头戴式显示装置104。动作传感器1540可以检测控制器1500的动作，并提供动作信息至处理单元1520。相似地，处理单元1520能经由无线模块1510来传送动作信息至头戴式显示装置104。再者，电源管理单元1550可提供所对应的操作电压至无线模块1510、处理单元1520、用户接口1530以及动作传感器1540。此外，当控制器1500耦接于充电器(未显示)时，充电器会对电源管理单元1550的电池进行充电。
图16是显示根据本发明一实施例所述的控制器的操作模式的控制方法。同时参考图15与图16，首先，在关机(poweroff)模式(步骤S1610)，控制器1500会禁能，其中处理单元1520、无线模块1510与动作传感器1540的电源状态为无电源。假如检测到控制器1500的用户接口1530的任何按钮被按压超过一时间周期(步骤S1620)，则控制器1500将进入正常模式(步骤S1630)，其中处理单元1520、无线模块1510与动作传感器1540的电源状态为有电源。当控制器1500进入正常模式时，处理单元1520会经由无线模块1510而提供对应于按键事件、电池事件或充电事件的信息至头戴式显示装置104。在部分实施例中，当用户接口1530的一按钮被按压时，会发生按键事件。在部分实施例中，当电源管理单元1550的电池的电池状态改变时，例如电源管理单元1550的电池的电池容量低于或高于一特定值，会发生电池事件。再者，当控制器1500耦接于充电器时，电源管理单元1550的电池会被充电，而发生充电事件。当控制器1500操作在正常模式下时，控制器1500将会持续检测是否有任何事件存在(步骤S1640)。假如按键事件指示检测到电源按键被按压超过一时间周期，则在通知头戴式显示装置104并接收到来自头戴式显示装置104且对应于该按键事件的响应之后，控制器1500将会进入关机模式(步骤S1650)。如先前所描述，在关机模式下，处理单元1520、无线模块1510与动作传感器1540的电源状态为无电源。此外，假如检测到特定事件，控制器1500将会进入省电模式(或称为休眠模式)(步骤S1660)。在部分实施例中，控制器1500会通知头戴式显示装置104，控制器1500将进入省电模式。在一实施例中，特定事件由头戴式显示装置104所提供，以及特定事件是指示头戴式显示装置104操作在关闭播放模式，例如，用户并未佩带头戴式显示装置104。在一实施例中，控制器1500的电路的操作电压和/或频率在省电模式下会被降低。在其他实施例中，当控制器1500超过一时间周期没有被移动或是控制器1500耦接于充电器时，特定事件会发生。当控制器1500操作在省电模式时，控制器1500会持续检测是否有任何事件发生。假如在省电模式下得到唤醒事件(步骤S1670)，则控制器1500会进入正常模式(步骤S1630)并通知头戴式显示装置104。在部分实施例中，唤醒事件由头戴式显示装置104所提供的无线事件，其中无线事件指示头戴式显示装置104从关闭播放模式返回到正常模式。在部分实施例中，唤醒事件动作事件，其指示控制器1500被移动。在部分实施例中，唤醒事件按键事件，其指示用户接口1530的一按钮被按压。在部分实施例中，唤醒事件充电事件，其指示电源管理单元1550的电池已完成充电或是控制器1500不连接于充电器。
图17是显示根据本发明一实施例所述基站1700。基站1700包括处理单元1710、无线模块1720、信号广播模块1730、动作传感器1740、用户接口1750以及电源管理单元1760。在此实施例中，处理单元1710可与无线模块1720、信号广播模块1730、动作传感器1740、用户接口1750以及电源管理单元1760进行通信，以便控制电路并从电路得到数据。再者，电源管理单元1760可提供所对应的操作电压至处理单元1710、无线模块1720、信号广播模块1730、动作传感器1740以及用户接口1750。同时参考图14与图17，在正常模式下，无线模块1720(例如蓝牙收发器)能经由连接控制单元504的蓝牙收发器(例如图7的蓝牙收发器702)与连接控制单元504进行通信。再者，信号广播模块1730(包括激光)可提供参考信息至头戴式显示装置104。例如，在一房间内，基站1700可分别提供参考信息到房间内的不同头戴式显示装置。再者，当一头戴式显示装置被用户佩带时，所佩带的头戴式显示装置的连接控制单元504将周期性地提供触发信号，以使基站1700在每一特定周期内能正常操作，例如10分钟。响应于由无线模块1720所接收的触发信号，处理单元1710会重置/致能计时器1715来计数时间。假如计时器1715计数到特定时间周期(例如30分钟)且在特定时间周期内无线模块1720没有接收到触发信号，则基站1700将进入关机模式。再者，当用户接口1750的电源按钮被按压超过一时间周期时，基站1700将从关机模式进入正常模式。在部分实施例中，用户接口1750还包括指示器，用以指示基站1700是否操作在正常模式。例如，指示器可以是发光二极管装置，以及当基站1700操作在正常模式下时，处理单元1710会导通发光二极管装置。相反地，当基站1700操作在关机下时，发光二极管装置会不导通。此外，动作传感器1740能检测基站1700的动作，并提供动作信息至处理单元1710。当动作信息指示基站1700被移动时，处理单元1710可经由无线模块1720来传送警示信号至头戴式显示装置104。
图18是显示根据本发明一实施例所述的基站的操作模式的控制方法。同时参考图17与图18，首先，在关机模式(步骤S1810)，基站1700会禁能。假如检测到基站的电源按钮被按压超过一时间周期(步骤S1820)，基站1700将进入正常模式(步骤S1830)，然后计时器1715会被致能，以计数时间。在计时器1715计数到特定时间周期之前，检测无线模块1720是否在正常模式下接收到来自头戴式显示装置的连接控制单元的触发信号(步骤S1840)。在特定时间周期之间，如果无线模块1720没有接收到触发信号，则基站1700将进入关机模式(步骤S1850)。反之，若在特定时间周期之间接收到触发信号，则基站1700将持续操作在正常模式(步骤S1830)。同时地，响应于触发信号，基站1700的计时器1715会被重置，以便再次计数该特定时间周期。
虽然本发明已以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附权利要求书界定范围为准。

Claims (34)

1.一种虚拟实境系统，包括：
主机装置；
传输线；以及
头戴式显示装置，经由上述传输线耦接于上述主机装置，包括：
多媒体模块，经由上述传输线的第一信号路径接收来自上述主机装置的多媒体内容；
多感测模块，得到感测信息；
周边集线器，经由上述传输线的第二信号路径接收来自上述主机装置的通信数据，并经由上述传输线的上述第二信号路径提供上述感测信息至上述主机装置；
电源管理装置，经由上述传输线的第三信号路径根据来自上述主机装置的电源电压，控制上述多媒体模块、上述多感测模块以及上述周边集线器的电源状态；以及
微控制单元，根据上述传输线的上述第一信号路径以及上述第二信号路径的信号状态，检测上述虚拟实境系统的一操作模式，以便通知上述电源管理装置来控制上述多媒体模块、上述多感测模块以及上述周边集线器的上述电源状态。
2.如权利要求1所述的虚拟实境系统，其中当上述微控制单元检测到没有信号存在于上述传输线的上述第二信号路径时，上述微控制单元通知上述电源管理装置上述虚拟实境系统操作在行动模式。
3.如权利要求2所述的虚拟实境系统，其中当上述虚拟实境系统操作在上述行动模式时，上述多媒体模块的上述电源状态为有电源的，以及上述多感测模块以及上述周边集线器的上述电源状态为无电源的。
4.如权利要求1所述的虚拟实境系统，其中上述多媒体模块包括：
显示部分，显示上述多媒体内容的视频部分；
音频单元，传送上述多媒体内容的音频部分或是记录声音；以及
多媒体桥接器，耦接于上述传输线的上述第一信号路径，提供来自上述传输线的上述第一信号路径的上述多媒体内容至上述显示部分以及上述音频单元，以及提供来自上述音频单元的所记录的上述声音至上述传输线的上述第一信号路径。
5.如权利要求1所述的虚拟实境系统，其中当上述微控制单元检测到第一信号存在于上述传输线的上述第一信号路径以及第二信号存在于上述传输线的上述第二信号路径时，上述微控制单元通知上述电源管理装置上述虚拟实境系统操作在完整操作模式。
6.如权利要求5所述的虚拟实境系统，其中当上述虚拟实境系统操作在上述完整操作模式时，上述多媒体模块、上述多感测模块以及上述周边集线器的上述电源状态为有电源。
7.如权利要求1所述的虚拟实境系统，其中上述微控制单元更根据上述感测信息，检测上述虚拟实境系统操作于何种操作模式。
8.如权利要求7所述的虚拟实境系统，其中当上述感测信息指示用户并未穿戴上述头戴式显示装置时，上述微控制单元通知上述电源管理装置上述虚拟实境系统操作在关闭播放模式。
9.如权利要求8所述的虚拟实境系统，其中当上述虚拟实境系统操作在上述关闭播放模式时，上述多媒体模块的上述电源状态为无电源的，以及上述周边集线器的上述电源状态为有电源的。
10.如权利要求1所述的虚拟实境系统，其中上述多感测模块包括：
位置感测装置，得到对应于上述头戴式显示装置的一位置信息；
用户感测装置，得到用户的用户信息；以及
一环境感测装置，得到一环境信息，
其中上述多感测模块根据上述位置信息、上述用户信息以及上述环境信息而得到上述感测信息。
11.如权利要求10所述的虚拟实境系统，其中当上述微控制单元检测到第一信号存在于上述传输线的上述第一信号路径以及第二信号存在于上述传输线的上述第二信号路径时，上述位置感测装置、上述用户感测装置以及上述环境感测装置为启动。
12.如权利要求11所述的虚拟实境系统，其中当对应于上述头戴式显示装置的上述位置信息指示上述用户并未穿戴上述头戴式显示装置且上述第一信号以及上述第二信号存在时，上述位置感测装置为启动，而上述用户感测装置以及上述环境感测装置为关闭。
13.如权利要求10所述的虚拟实境系统，其中上述位置信息包括上述头戴式显示装置的移动信息、定位信息、倾斜角信息和/或位置信息；以及上述用户信息包括关于上述用户的生物信息和/或眼睛视野信息；以及上述环境信息包括由上述环境感测装置所提取的影像/视频和/或深度信息。
14.如权利要求10所述的虚拟实境系统，其中上述主机装置包括：
计算装置，根据多媒体来源以及上述感测信息而产生上述多媒体内容，并根据上述感测信息而产生上述通信数据；以及
连接控制单元，耦接于上述计算装置以及上述传输线之间，增强上述通信数据以及上述感测信息的信号强度。
15.如权利要求14所述的虚拟实境系统，还包括：
电源，耦接于上述连接控制单元，经由上述连接控制单元提供上述电源电压至上述传输线的上述第三信号路径。
16.如权利要求14所述的虚拟实境系统，其中上述多媒体来源由上述计算装置的一存储单元或是互联网所得到。
17.如权利要求14所述的虚拟实境系统，其中上述连接控制单元还包括：
蓝牙收发器，与移动电话进行通信，
其中当经由上述蓝牙收发器接收到来自上述移动电话的事件时，上述计算装置响应于上述事件而提供上述多媒体内容。
18.如权利要求1所述的虚拟实境系统，还包括：
控制器，包括：
第一无线模块，与上述头戴式显示装置的第二无线模块进行通信；
动作传感器，感测上述控制器的动作，以及经由上述第一无线模块提供关于上述控制器的上述动作的信息至上述头戴式显示装置；
用户接口，包括至少一按钮，以及经由上述第一无线模块提供关于上述按钮的信息至上述头戴式显示装置；以及
电池，
其中当上述头戴式显示装置通知上述控制器用户并未穿戴上述头戴式显示装置时，上述控制器操作在省电模式。
19.如权利要求18所述的虚拟实境系统，其中当耦接于上述控制器的充电器对上述电池进行充电或是关于上述控制器的上述动作的信息指示上述控制器在一特定时间周期内没有被移动时，上述控制器操作在上述省电模式。
20.如权利要求18所述的虚拟实境系统，其中当上述按钮被按压超过特定时间周期时，上述第一无线模块以及上述行动传感器在上述控制器提供对应于被按压的上述按钮的按键事件之后不被启动，并接收到来自上述头戴式显示装置且对应于上述按键事件的响应。
21.如权利要求19所述的虚拟实境系统，其中当上述控制器得到一唤醒事件时，上述控制器从上述省电模式进入一正常模式，以便提供关于上述控制器的上述动作的信息、关于上述按钮的信息或是上述电池的状态至上述头戴式显示装置。
22.如权利要求21所述的虚拟实境系统，其中当上述头戴式显示装置被上述用户所佩带、关于上述控制器的上述动作的信息指示上述控制器被移动、上述按钮被按压或是上述控制器分离于上述充电器时，上述唤醒事件会发生。
23.如权利要求1所述的虚拟实境系统，还包括：
连接控制单元，耦接于上述计算装置以及上述传输线之间，增强上述通信数据以及上述感测信息的信号强度。
24.如权利要求1所述的虚拟实境系统，还包括：
基站，包括：
第一蓝牙收发器，与上述连接控制单元的第二蓝牙收发器进行通信，并经由上述连接控制单元提供上述位置信息至上述头戴式显示装置；以及
计时器，
其中响应于来自于上述连接控制单元的上述第二蓝牙收发器的触发信号，上述计时器被重置以计数时间。
25.如权利要求23所述的虚拟实境系统，其中当用户佩带上述头戴式显示装置时，上述连接控制单元周期性地提供上述触发信号至上述基站。
26.如权利要求23所述的虚拟实境系统，其中当上述计时器计数到一特定时间周期且上述连接控制单元没有提供上述触发信号时，上述控制器会关闭。
27.一种控制一虚拟实境系统的操作模式的方法，其中该虚拟实境系统包括主机装置、头戴式显示装置，以及耦接于上述主机装置以及上述头戴式显示装置之间的传输线，上述方法包括：
当接收到来自上述主机装置的电源电压时，藉由上述头戴式显示装置，检测是否有第一信号存在于上述传输线的第一信号路径；
当接收到上述第一信号时，藉由上述头戴式显示装置，检测是否有第二信号存在于上述传输线的第二信号路径；
当上述第一信号存在于上述传输线的上述第一信号路径且上述第二信号存在于上述传输线的上述第二信号路径时，藉由上述头戴式显示装置，控制上述头戴式显示装置操作在一完整操作模式；以及
当上述第一信号存在于上述传输线的上述第一信号路径且上述第二信号不存在于上述传输线的上述第二信号路径时，藉由上述头戴式显示装置，控制上述头戴式显示装置操作在行动模式。
28.如权利要求27所述的方法，其中上述头戴式显示装置包括：
多媒体模块，经由上述传输线的上述第一信号路径接收来自上述主机装置的多媒体内容；
多感测模块，得到感测信息；
周边集线器，经由上述传输线的上述第二信号路径接收来自上述主机装置的通信数据，并经由上述传输线的上述第二信号路径提供上述感测信息至上述主机装置；
电源管理装置，经由上述传输线的第三信号路径根据来自上述主机装置的上述电源电压，控制上述多媒体模块、上述多感测模块以及上述周边集线器的电源状态；以及
微控制单元，根据上述传输线的上述第一信号路径以及上述第二信号路径的信号状态，检测上述虚拟实境系统的一操作模式，以便通知上述电源管理装置来控制上述多媒体模块、上述多感测模块以及上述周边集线器的上述电源状态。
29.如权利要求28所述的方法，其中当上述虚拟实境系统操作在上述行动模式时，上述多媒体模块的上述电源状态为有电源，以及上述多感测模块以及上述周边集线器的上述电源状态为无电源。
30.如权利要求28所述的方法，其中上述多媒体模块包括：
显示部分，显示上述多媒体内容的视频部分；
音频单元，传送上述多媒体内容的音频部分或是记录声音；以及
多媒体桥接器，耦接于上述传输线的上述第一信号路径，提供来自上述传输线的上述第一信号路径的上述多媒体内容至上述显示部分以及上述音频单元，以及提供来自上述音频单元的所记录的上述声音至上述传输线的上述第一信号路径。
31.如权利要求28所述的方法，其中当上述虚拟实境系统操作在上述完整操作模式时，上述多媒体模块、上述多感测模块以及上述周边集线器的上述电源状态为有电源。
32.如权利要求28所述的方法，其中上述微控制单元更根据上述感测信息检测上述虚拟实境系统操作于何种操作模式。
33.如权利要求32所述的方法，还包括：
当上述感测信息指示用户并未穿戴上述头戴式显示装置时，控制上述虚拟实境系统操作在关闭播放模式。
34.如权利要求33所述的方法，其中当上述虚拟实境系统操作在上述关闭播放模式时，上述多媒体模块的上述电源状态为无电源，以及上述周边集线器的上述电源状态为有电源。
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