CN109814413A - 头戴式显示设备、电子系统以及相关控制方法 - Google Patents

头戴式显示设备、电子系统以及相关控制方法 Download PDF

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CN109814413A CN201711168840.9A CN201711168840A CN109814413A CN 109814413 A CN109814413 A CN 109814413A CN 201711168840 A CN201711168840 A CN 201711168840A CN 109814413 A CN109814413 A CN 109814413A
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黄榆君
徐瑞庆
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Abstract

本发明公开了一种头戴式显示设备，包含有复数个定位追踪模块，每一定位追踪模块用来产生一位置侦测信号；以及一控制单元，用来根据一选择信号由复数个定位追踪模块中选择出一定位追踪模块，并与所选择出的所述定位追踪模块建立链接，以进行信号传输。

Description

头戴式显示设备、电子系统以及相关控制方法
技术领域
本发明涉及一种头戴式显示设备、电子系统以及相关控制方法，特别涉及一种可提升应用弹性的头戴式显示设备、电子系统以及相关控制方法。
背景技术
头戴式显示设备(head-mounted display，HMD)是一种可被穿戴在使用者头部的显示设备，其可在用户眼睛附近显示影像。当用户戴着正播放立体影像(或是非立体影像或是其他的计算机生成内容)的头戴式显示设备，将得以体验虚拟现实的感受。然而，随着各式虚拟现实应用的逐渐增加，因此，如何能提供一个更多元化应用的头戴式显示产品是未来可以积极投入研发设计的议题之一。
发明内容
因此，本发明的主要目的之一即在于提供一种可提升应用弹性的头戴式显示设备、电子系统以及相关控制方法。
本发明提供一种头戴式显示设备，包含有︰复数个定位追踪模块，每一定位追踪模块用来产生一位置侦测信号；以及一控制单元，用来根据一选择信号由复数个定位追踪模块中选择出一定位追踪模块，并与所选择出的所述定位追踪模块建立链接，以进行信号传输。
本发明还提供一种电子系统，包含有︰一选择单元，用来产生一选择信号；一头戴式显示设备，包含有︰复数个定位追踪模块，每一定位追踪模块用来产生一位置侦测信号；以及一控制单元，用来根据所述选择信号由复数个定位追踪模块中选择出一定位追踪模块，并与所选择出的所述定位追踪模块建立链接，以进行信号传输；以及。一处理单元，根据也所选择出的定位追踪模块所产生的位置侦测信号产生一显示影像。
本发明还提供一种控制方法，包含有︰根据一选择信号由复数个定位追踪模块中选择出一定位追踪模块；以及对所选择出的所述定位追踪模块建立链接，以进行信号传输。
附图说明
图1为本发明实施例的一电子系统的示意图。
图2为图1中的控制单元的一实施例示意图。
其中，附图标记说明如下：
1 电子系统
10 头戴式显示设备
102 控制单元
1022 传输单元
1024 切换单元
104 显示单元
106_1～106_n 定位追踪模块
20 处理单元
30 选择单元
X0～Xn 端点
具体实施方式
在说明书及后续的权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书及后续的权利要求书并不以名称的差异来做为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来做为区分的准则。在通篇说明书及后续的权利要求书当中所提及的“包含”或“包括”是一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。以外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电气连接于所述第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电气连接至所述第二装置。
请参考图1，图1为本发明实施例的一电子系统1的示意图。电子系统1可应用于虚拟现实(Virtual Reality，VR)应用环境、扩增实境(Augmented Reality，AR)或混合实境(mixed reality，MR)应用环境，但不以此为限。电子系统1包含有一头戴式显示设备10以及一处理单元20。头戴式显示设备10包含有一控制单元102、一显示单元104以及定位追踪模块106_1～106_n。每一定位追踪模块可用来产生相应的位置侦测信号。其中，定位追踪模块可为一内向外(inside-out)定位追踪模块、一外向内(outside-in)定位追踪模块或其组合，但不以此为限，本实施例的定位追踪模块也可为任何其他类型的定位追踪模块。
控制单元102用来根据一选择信号由定位追踪模106_1～106_n中选择出一定位追踪模块，并与所选择出的所述定位追踪模块建立链接，以进行信号传输。如此一来，控制单元102将可与所选择出的所述定位追踪模块进行通讯。也就是说，控制单元102可传送信号至所选择出的所述定位追踪模块或是接收来自所选择出的所述定位追踪模块的相关信号。例如，控制单元102接收所选择出的定位追踪模块所产生的位置侦测信号。接着，控制单元102可将所接收到的位置侦测信号提供至处理单元20。处理单元20则根据位置侦测信号来判断出头戴式显示设备10的位置或姿势，并据以产生符合当前状态的一显示影像。接着，所产生的显示影像可被提供至头戴式显示设备10的显示单元104以进行播放。换言之，借由控制单元102的控制，头戴式显示设备10将可依据需求利用不同定位追踪模块来侦测追踪头戴式显示设备10的位置，以进行相关的显示控制。
当控制单元102与所选择出的定位追踪模块建立链接后，控制单元102可通过传输接口来与每一定位追踪模块进行相关通讯，以传输相关信号。例如，所使用的传输接口可为一通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)传输接口、一串行外设接口(SerialPeripheral Interface，SPI)、一相机串行接口(Camera Serial Interface，CSI)、一集成电路总线(Inter-Integrated Circuit，I2C)接口、一异步收发传输器(UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter，UART)接口、一串行SCSI(Serial Attached SCSI，SAS)传输接口、一RS-232接口或是其他任何类型的传输接口。
此外，在控制单元102根据选择信号而选取相应的定位追踪模块后，处理单元20可经由控制单元102传输一控制信号至被选取的定位追踪模块，以控制或启动被选取的定位追踪模块进行位置侦测运作。
电子系统1另包含有一选择单元30，选择单元30用来提供所述选择信号。不同的选择信号决定控制单元102的选取结果。举例来说，若定位追踪模块106_1为一内向外定位追踪模块、定位追踪模块106_2为采用光学式侦测的外向内定位追踪模块、定位追踪模块106_3为采用声学式侦测的外向内定位追踪模块。当选择信号指示使用内向外定位追踪模块时，控制单元102据以选取定位追踪模块106_1。进一步地，控制单元102可与定位追踪模块106_1建立通信链接。如此一来，控制单元102将可接收定位追踪模块106_1所侦测到的位置侦测信号。控制单元102也可将位置侦测信号提供至处理单元20以做为后续运用。当选择信号指示使用光学式侦测的外向内定位追踪模块时，控制单元102据以选取定位追踪模块106_2。同样地，控制单元102可与定位追踪模块106_2建立通信链接，以接收定位追踪模块106_2所侦测到的位置侦测信号，依此类推。因此，各种类型的定位追踪模块将可整合在同一电子系统中，并且因应不同的使用需求，头戴式显示设备10将可切换使用不同定位追踪模块来侦测追踪头戴式显示设备10的位置，以进行相关的显示控制。
选择单元30可以硬件、软件、韧体或其组合来实现。例如，选择单元30可为一按钮、一开关、一触控面板、一触摸板、一键盘、一鼠标、一游戏杆、一轨迹球或任何其他可经用户操作而产生选择信号的设备。在一实施例中，选择单元30可以电子系统1所运作的一操作系统或一应用软件来实现，让用户可借由操作系统或应用程序软件(application programsoftware)所提供的用户接口、管理接口或选单来对定位追踪模块106_1～106_n进行选择，以产生相应的选择信号。在另一实施例中，选择单元30可以电子系统1所运作的一操作系统或一应用软件来实现，可通过取得目前所执行应用软件的相关参数，以判断出欲选择的定位追踪模块并据以产生相应选择信号。举例来说，当在执行一虚拟现实的游戏软件时，选择单元30可以读取所述游戏软件的一程序区段(section)中的设定参数以产生相应选择信号。若所述设定参数指示定位追踪模块106_1，选择单元30产生用以指示使用定位追踪模块106_1的选择信号。若所述设定参数指示定位追踪模块106_3，选择单元30产生用以指示使用定位追踪模块106_3的选择信号。在另一实施例中，选择单元30可以电子系统1所运作的一操作系统或一应用软件来实现，选择单元30可以侦测目前所执行的应用软件类型，并依据一查找表来判断出应用程序软件可应用的定位追踪模块，并据以产生相应的选择信号。此外，选择单元30也可以接收处理单元20所产生的指令，以产生相应的选择信号。
请参考图2，图2为图1的控制单元的一实施例示意图。控制单元102包含有一传输单元1022以及一切换单元1024。切换单元1024耦接于传输单元1022。切换单元1024用来将传输单元1022连接到定位追踪模块106_1～106_n当中至少一者。切换单元1024可依据选择信号由定位追踪模106_1～106_n中选择出一定位追踪模块，并于切换单元1024与所选择出的定位追踪模块之间建立链接。如此一来，传输单元1022将可经由切换单元1024传送信号至所选择出的定位追踪模块或是接收来自所选择出的定位追踪模块所传送出的信号。
进一步地，切换单元1024可以硬件来实现。例如，切换单元1024可以一开关电路、多任务器或是其他硬设备来实现。切换单元1024也可以软件或韧体来实现，但不以此为限。举例来说，如图2所示，切换单元1024包含端点X0～Xn。端点X0耦接于传输单元1022。端点X1～Xn分别连接至定位追踪模块106_1～106_n。定位追踪模块106_1～106_n可通过无线传输接口或有线传输接口分别连接至X1～Xn，以进行信号传输。举例来说，若定位追踪模块106_1为一内向外定位追踪模块、定位追踪模块106_2为采用光学式侦测的外向内定位追踪模块、定位追踪模块106_3为采用声学式侦测的外向内定位追踪模块。当选择信号指示使用内向外定位追踪模块时，切换单元1024根据选择信号将端点X0连接至端点X1，以建立端点X0连接至端点X1之间的通信链接。如此一来，传输单元1022将可经由切换单元1024接收定位追踪模块106_1所产生的位置侦测信号。同时，传输单元1022也可经由切换单元1024传送相关控制信号或指令至定位追踪模块106_1。也就是说，切换单元1024可依据选择信号的指示而建立传输单元1022与定位追踪模块106_1之间的通信链接。当选择信号指示使用光学式侦测的外向内定位追踪模块时，切换单元1024根据选择信号将端点X0连接至端点X2，以建立端点X0连接至端点X2之间的通信链接。如此一来，传输单元1022将可经由切换单元1024接收定位追踪模块106_2所产生的位置侦测信号。同时，传输单元1022也可经由切换单元1024传送相关控制信号或指令至定位追踪模块106_2，依此类推。简言之，借由切换单元1024的切换选择操作，头戴式显示设备10将可依据使用需求来切换使用不同定位追踪模块以侦测追踪头戴式显示设备10的位置。
值得注意的是，电子系统1为本发明的一实施例，本领域的技术人员当可据以做不同的变化或修饰，而不限于此。举例来说，处理单元20可以被整合在头戴式显示设备10之中，当控制单元接收到定位追踪模块所产生的位置侦测信号后，便可将所接收到的位置侦测信号提供至处理单元20。处理单元20则根据位置侦测信号来判断出头戴式显示设备10的位置或姿势，并据以产生符合当前状态的一显示影像。此外，选择单元30也可被整合在头戴式显示设备10之中。另一方面，定位追踪模块106_1～106_n之中每一定位追踪模块可以是一定位追踪系统的一部分或全部。举例来说，每一定位追踪模块可以是一定位追踪系统中的微处理器、存储器以及传感器之中的至少一个或其组合。
综上所述，相较于传统仅有配置单一固定的定位追踪模块功能的系统，用户无法依据使用需求而选取适用的定位追踪模块功能而导致侦测效能不佳的结果。本发明实施例中，借由控制单元102的控制，头戴式显示设备10将可依据需求来使用各种定位追踪模块以侦测追踪头戴式显示设备10的位置并进行相关的显示控制，因而得以大幅提升使用的应用弹性并满足更多元化的应用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种头戴式显示设备，包含有︰
复数个定位追踪模块，每一定位追踪模块用来产生一位置侦测信号；以及一控制单元，用来根据一选择信号由复数个定位追踪模块中选择出一定位追踪模块，并与所选择出的所述定位追踪模块建立链接，以进行信号传输。
2.如权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述控制单元包含有︰
一传输单元，用来传送或接收信号；以及
一切换单元，耦接于所述传输单元，用来依据所述选择信号将所述传输单元连接到所选择出的所述定位追踪模块。
3.如权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，每一定位追踪模块为一由外向内定位追踪模块、一由外向内定位追踪模块或其组合。
4.如权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述头戴式显示设备还包含︰
一显示单元，用来显示一显示影像，其中所述显示影像有关于所选择出的所述定位追踪模块所产生的位置侦测信号。
5.一种电子系统，包含有︰
一选择单元，用来产生一选择信号；
一头戴式显示设备，包含有︰
复数个定位追踪模块，每一定位追踪模块用来产生一位置侦测信号；
以及
一控制单元，用来根据所述选择信号由复数个定位追踪模块中选择出一定位追踪模块，并与所选择出的所述定位追踪模块建立链接，以进行信号传输；以及
一处理单元，根据所选择出的所述定位追踪模块所产生的位置侦测信号产生一显示影像。
6.如权利要求5所述的电子系统，其特征在于，所述控制单元包含有︰
一传输单元，用来传送或接收信号；以及
一切换单元，耦接于所述传输单元，用来依据所述选择信号将所述传输单元连接到所选择出的所述定位追踪模块。
7.如权利要求5所述的电子系统，其特征在于，每一定位追踪模块为一由外向内定位追踪模块、一由外向内定位追踪模块或其组合。
8.如权利要求5所述的电子系统，其特征在于，所述头戴式显示设备还包含︰
一显示单元，用来显示一显示影像，其中所述显示影像有关于所选择出的所述定位追踪模块所产生的位置侦测信号。
9.一种控制方法，包含有︰
根据一选择信号由复数个定位追踪模块中选择出一定位追踪模块；以及
对所选择出的所述定位追踪模块建立链接，以进行信号传输。
10.如权利要求9所述的控制方法，其特征在于，每一定位追踪模块为一由外向内定位追踪模块、一由外向内定位追踪模块或其组合。
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