CN1990076A - 射击游戏的输入装置及其输入方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种射击游戏的输入装置及其输入方法，其包括至少一惯性感测模块感测使用者瞄准动作的肢体讯号，并藉由开关装置发射仿真射击的开关讯号，经由讯号处理单元将肢体讯号及开关讯号转换成瞄准点或准星控制讯号，再经无线传输模块传至交互式设备主机对瞄准点或准星进行控制。

Description

射击游戏的输入装置及其输入方法

技术领域

本发明涉及一种射击游戏的输入装置及其输入方法，尤其涉及一种藉由惯性感测模块感测肢体讯号达到控制瞄准点的目的、适用于任何型式显示器的射击游戏的输入装置及其感测方法。

背景技术

光线枪是一种早在8位时代即已出现的一种计算机游戏周边装置，由于使用光线枪进行射击游戏时的操作模式与真实出枪试瞄的真实动作相似，故此类产品曾经风靡一时。

关于光线枪坐标成像的原理陈述如后，传统扫描式电视机所显示的画面是由复数条扫描线讯号组成，基本而言，每一画面讯号具有512条扫描线，而每秒可传送30张画面，亦即，电视台传送画面的频率为512×30/秒，如图1所示，扫描线L是由电视电子枪由左至右水平送出，由于电视屏幕S内具有荧光材质，当电子枪送出的讯号打在屏幕S后，荧光物质受到辐射线照射因而发光，利用此一特性，于光线枪G内设置一仅能接收特定频率光线(亦即电视扫描线L的频率)的感应器D以及一定时器T，当光线枪G瞄准屏幕S上的目标点A并扣压板机时，可由控制光线枪G的主机C送出一讯号至屏幕S，且定时器T开始计时，当扫描线L扫描至目标点A时，可发出一讯号传送回光线枪G由感应器D接收，定时器T根据得到的受信时间即可计算出坐标。

另针对光线枪相关专利而言，一般中国台湾专利皆着重于光线枪外型或电路设计方面的改进，如中国台湾专利申请号第90106273号的无线光枪、申请号第86120085号的射击电视游乐器，申请号第85302961号的游戏机用光线枪(一)等，而国外专利方面，大部分是应用于飞靶射击游戏及射击仿真训练装置方面，如美国专利US5898421(Gyroscopic pointer and method)，提出一种指向式的方法以操作显示器中的移动对象，该专利使用陀螺仪侦测空间中手部旋转运动，将感测的角速度显示成屏幕光标的移动，但受到陀螺仪昂贵价格限制，故缺乏产品竞争力，另者，于美国专利US6545661(Gyroscopicpointer and method)中，首先提出利用加速度计侦测使用者瞄准时的倾斜程度以控制瞄准点的装置及方法，然而以倾斜方式控制瞄准点的方法与实际出枪瞄准姿势仍有一定程度的差异，故造成瞄准点控制精确度的不佳。

由上述光线枪成像原理可知，传统光线枪仅能于扫瞄式显示器上使用，综观上述国内外各项光线枪相关专利，亦都未能突破必须应用于扫描式显示器的巢臼，然而随着科技演进，传统瞄式电视机或显示器正逐渐被淘汰，取而代的的是液晶、电浆及背投影显示器，由于成像原理的差异，传统光线枪无法应用于新世代的液晶、电浆及背投影显示器，此外，由于整合度不高，使用传统光线枪时必须加装额外周边装置，使用上也不方便，若以成像效果而言，传统光线枪于击发时会输出一白色帧(由控制软件发出的白色闪光)，易导致使用者眼睛疲劳，对视力造成损害。

发明内容

有鉴于现有技术的缺点，本发明的主要目的在于提出一种射击游戏的输入装置及其输入方法，利用惯性感测原理控制准星移动，适用于各种形式的显示器。

本发明的次要目的在于提出一种射击游戏的输入装置及其输入方法，透过加速度感测与演算机制计算使用者手部移动的加速度与动作状态，以控制瞄准点或准星，以较真实的瞄准方式让使用者直接透过瞄准时的动作以达到控制准星的目的，可令使用者感受到良好的操作感。

本发明的另一目的在于提出一种射击游戏的输入装置及其输入方法，可与鼠标整合，不需额外安装外围设备，故能有效降低成本又可达到美观的效果。

为达到上述目的，本发明提出一种射击游戏的输入装置，一种射击游戏的输入装置，包含有：

一惯性感测模块，用以侦测使用者的肢体动作并产生一肢体讯号；

一开关装置，用以产生一开关讯号；

一控制单元，撷取该惯性感测模块的肢体讯号及开关装置的开关讯号，并处理为瞄准点控制讯号；

一无线传输模块，用以传送瞄准点控制讯号。

较佳地，惯性感测模块具有一用以感测空间旋转的加速度计。

较佳地，该加速度计感测肢体运动变化时，是利用差分法计算出角加速度并积分成角速度。

较佳地，该控制单元包括一讯号处理单元，用以接收及处理控制单元所产生的控制讯号，并产生一瞄准点控制讯号，再将该讯号传回控制单元。

较佳地，该控制单元及讯号处理单元可整合为同一单元或是芯片化。

较佳地，该开关装置设置于一容置壳体上，可由该容置壳体外部操控该开关装置。

较佳地，该容置壳体的外型可为一枪型、鼠标形式或遥控器形式。

为达上述目的，本发明更提供一种射击游戏的输入方法，其包含下列步骤：

a.由一惯性感测模块侦测使用者的肢体动作并产生一肢体讯号；

b.由一开关装置产生一开关讯号；

c.由一控制单元撷取该惯性感测模块的肢体讯号及开关装置的开关讯号，并处理为一瞄准点控制讯号；

d.由一无线传输模块将瞄准点控制讯号传送至一交互式设备主机。

综上所述，本发明提供的射击游戏的输入装置及其输入方法，由于本装置利用惯性感测原理控制准星移动，故可应用于任何形式的显示器，突破传统光线枪仅适用于扫瞄成像式显示器的缺点，此外，透过加速度感测与演算机制计算使用者手部移动的加速度与动作状态，以控制瞄准点或准星，以较真实的瞄准方式让使用者直接透过瞄准时的动作以达到控制准星的目的，可令使用者感受到良好的操作感，又因本发明可与鼠标整合，不需额外安装外围设备，故能有效降低成本又可达到美观的效果。

为使对于本发明的结构目的和功效有更进一步的了解与认同，兹配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为习知光线枪射击及电视成像原理的示意图；

图2为本发明所提供的输入装置的组成方块图；

图2A为本发明的惯性感测模块的较佳实施架构及其角速度方向示意图；

图2B为本发明的惯性感测模块的角速度方向示意图；

图3为本发明所提供的输入方法的步骤流程图；

图4为本发明所提供的另一输入方法的步骤流程图；

图5A至图5C所示本发明的输入装置的较佳具体实施例。

附图标号如下：

先前技术：目标点A；主机C；感应器D；光线枪G；扫描线L；屏幕S；定时器T。

本发明：10、100、102、104-输入装置；11、110、112、114-惯性感测模块；12、120、122、124-开关装置；13、130、132、134-控制单元；131-讯号处理单元；14、140、142、144-无线传输模块；X1、X2、Y-加速度计。

具体实施方式

以下将参照随附的附图来描述本发明为达成目的所使用的技术手段与功效，而以下图式所列举的实施例仅为辅助说明，以利了解，但本发明的技术手段并不限于所列举附图。

首先说明，本发明提供的射击游戏的输入装置配合交互式设备主机使用，该交互式设备主机可为电视机、计算机或游戏机，并搭配适当的画面输出装置，如计算机屏幕、电视机或投影装置的显示器等等，若将本输入装置设置于一枪型外壳中，则该配合的交互式设备主机内安装有相关射击游戏软件，并能将游戏画面显示于画面输出装置上，当扣压具有本装置的枪型外壳的板机时，可射击画面输出装置上的目标物以进行游戏；请参阅图2所示，本发明提供的射击游戏的输入装置10，其是由一惯性感测模块11、一开关装置12、一控制单元13、一讯号处理单元131、一无线传输模块14所构成。

该惯性感测模块11用以侦测使用者的肢体动作并产生一肢体讯号，以人体实际射击动作为例，为一种综合水平(X轴)、垂直(Y轴)、深度(Z轴)的三度空间运动，因此，如图2A所示，该惯性感测模块11可包含用以侦测水平移动的两个X轴加速度计X1、X2，以及侦测垂直移动的的Y轴加速度计Y，当肢体运动时，可利用加速度计X1、X2感测到的加速度ax1、ax2经由差分运算并积分成角速度ωz，利用加速度计Y感测到的加速度ay经由差分运算并积分成角速度ωx，如此即可仿真实际三度空间运动的射击动作。

该开关装置12用以输入产生一产生射击动作的开关讯号，例如将本装置设置于枪型壳体内时，则该开关装置12为板机，若设置于其它外型壳体中，则可为按键、游戏杆等装置；该控制单元13用以撷取该惯性感测模块11侦测到的讯号及开关装置12所产生的开关讯号，并产生相对应的控制讯号；该讯号处理单元131用以接收及处理控制单元13所产生的控制讯号，并产生交互式设备主机(图中未示出)可接收的瞄准点控制讯号，再将讯号传回控制单元13，该讯号处理单元131可整合于控制单元13内为同一单元或是芯片化，使缩减占用空间及体积，可使整体装置更加小型化；该无线传输模块14用以将瞄准点控制讯号传送至交互式设备主机。

藉由上述装置，请配合参阅图3，可归纳其输入方法20包括以下步骤：

步骤21：由惯性感测模块11侦测使用者的肢体动作并产生一肢体讯号；

步骤22：由开关装置12产生一开关讯号；

步骤23：由控制单元13撷取该惯性感测模块11的肢体讯号及开关装置12的开关讯号，并传给讯号处理单元131；

步骤24：由讯号处理单元131接收及处理控制单元13所产生的控制讯号，并产生交互式设备主机可接收的瞄准点控制讯号，再将讯号传回控制单元13；

步骤25：由无线传输模块14将瞄准点控制讯号传送至交互式设备主机。

若将讯号处理单元131整合于控制单元13内为同一单元，则可如图4所示输入方法200，简化步骤为：

步骤210：由惯性感测模块11侦测使用者的肢体动作并产生一肢体讯号；

步骤220：由开关装置12产生一开关讯号；

步骤230：由控制单元13撷取该惯性感测模块11的肢体讯号及开关装置12的开关讯号，并处理为交互式设备主机可接收的瞄准点控制讯号；

步骤250：由无线传输模块14瞄准点控制讯号传送至交互式设备主机。

请参阅图5A至图5C所示本发明的输入装置的较佳具体实施例，如图5A所示，该输入装置100设置于一枪型容置壳体150内，其包括一惯性感测模块110、一板机型式的开关装置120、一控制单元130、一讯号处理单元131，以及一无线传输模块140；如图5B所示，该输入装置102设置于一鼠标的容置壳体152内，其包括一惯性感测模块112、按键型式的开关装置122、一与讯号处理单元整合为一体的控制单元132，以及一无线传输模块142；如图5C所示，该输入装置104设置于一遥控器型式的容置壳体154内，其包括一惯性感测模块114、按键型式的开关装置124、一与讯号处理单元整合为一体的控制单元134，以及一无线传输模块144；藉由上述各较佳具体实施例可知，该开关装置120、122、124均为一外部操控结构，提供使用者输入指令以触动内部装置，除上述不同态样外，亦可为弓箭形式、飞镖形式或击球形式等等，另可配合发光或发声组件提供搭配的声光效果，此类相关现有技术在此不予赘述。

以上所述，仅为本发明的最佳实施例而已，不能以之限定本发明的权利要求保护的范围。即凡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 (20)

1.一种射击游戏的输入装置，其特征在于，包含有：

一惯性感测模块，用以侦测使用者的肢体动作并产生一肢体讯号；一开关装置，用以产生一开关讯号；

一控制单元，撷取该惯性感测模块的肢体讯号及开关装置的开关讯号，并处理为瞄准点控制讯号；

一无线传输模块，用以传送瞄准点控制讯号至一交互式设备主机。

2.如权利要求1所述的射击游戏的输入装置，其特征在于，惯性感测模块具有一用以感测空间旋转的加速度计。

3.如权利要求2所述的射击游戏的输入装置，其特征在于，该加速度计感测肢体运动变化时，是利用差分法计算出角加速度并积分成角速度。

4.如权利要求1所述的射击游戏的输入装置，其特征在于，该控制单元包括一讯号处理单元，用以接收及处理控制单元所产生的控制讯号，并产生一瞄准点控制讯号，再将该讯号传回控制单元。

5.如权利要求4所述的射击游戏的输入装置，其特征在于，该控制单元及讯号处理单元可整合为同一单元或是芯片化。

6.如权利要求1所述的射击游戏的输入装置，其特征在于，该开关装置设置于一容置壳体上，可由该容置壳体外部操控该开关装置。

7.如权利要求6所述的射击游戏的输入装置，其特征在于，该容置壳体的外型可为一枪型。

8.如权利要求6所述的射击游戏的输入装置，其特征在于，该容置壳体的外型可为一鼠标形式。

9.如权利要求6所述的射击游戏的输入装置，其特征在于，该容置壳体的外型可为一遥控器形式。

10.如权利要求1所述的射击游戏的输入装置，其特征在于，该交互式设备主机可为电视机。

11.如权利要求1所述的射击游戏的输入装置，其特征在于，该交互式设备主机可为计算机。

12.如权利要求1所述的射击游戏的输入装置，其特征在于，该交互式设备主机可为游戏机。

13.如权利要求1所述的射击游戏的输入装置，其特征在于，该交互式设备主机搭配一画面输出装置，该画面输出装置为计算机屏幕。

14.如权利要求1所述的射击游戏的输入装置，其特征在于，该交互式设备主机搭配一画面输出装置，该画面输出装置为电视机屏幕。

15.如权利要求1所述的射击游戏的输入装置，其特征在于，该交互式设备主机搭配一画面输出装置，该画面输出装置为投影装置的显示器。

16.一种射击游戏的输入方法，其特征在于，其包含下列步骤：

a.由一惯性感测模块侦测使用者的肢体动作并产生一肢体讯号；

b.由一开关装置产生一开关讯号；

c.由一控制单元撷取该惯性感测模块的肢体讯号及开关装置的开关讯号，并处理为一瞄准点控制讯号；

d.由一无线传输模块将瞄准点控制讯号传送至一交互式设备主机。

17.如权利要求16所述的射击游戏的输入方法，其特征在于，该惯性感测模块具有一用以感测空间旋转的加速度计。

18.如权利要求17所述的射击游戏的输入方法，其特征在于，该加速度计感测肢体运动变化时，是利用差分法计算出角加速度并积分成角速度。

19.如权利要求16所述的射击游戏的输入方法，其特征在于，其步骤c后更包括一讯号处理步骤，该步骤是由一讯号处理单元接收及处理控制单元所产生的控制讯号，并产生交互式设备主机可接收的瞄准点控制讯号，再将讯号传回控制单元。

20.如权利要求19所述的射击游戏的输入方法，其特征在于，该控制单元及讯号处理单元可整合为同一单元或是芯片化。

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