TW201837691A - 一種用於互動系統之可攜式道具 - Google Patents

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Abstract

一種用於互動系統的可攜式道具，判斷使用者操作該道具的時機來決定是否開啟作為光學感測之用的指示光源，避免不必要的電力損耗。

Description

一種用於互動系統之可攜式道具
一種用於互動系統的可攜式道具，特別是一種可有效節省電源損耗的可攜式道具。
互動系統 (例如虛擬實境系統或互動指相系統)當使用光學感測技術來偵測一個物件(可攜式道具)的移動時，會在該物件上設置一個光源，用以加強對該物件的光學感測效能，例如是直接在該物件上設置一個紅外線光源。
然而因可攜式道具所使用的電源為內嵌式電源(例如電池)，而光源會消耗大量電能，因此用於互動系統的可攜式道具必須搭配大容量的電池，造成可攜式道具的體積及重量皆無法有效降低，
本發明是有關一種用於互動系統的可攜式道具，具有一指示光源以及一操作偵測器，其中：當互動系統致能該道具時，僅開啟該操作偵測器而不開啟該光源，當該偵測器判斷該道具被操作時，才進一步開啟該光源。
本發明應用於一互動系統，該互動系統一般而言包含一個互動裝置以及一個可攜式道具。該可攜式道具用以讓使用者持握或藉由綁帶等固定件固定於使用者的身體周圍，而該互動裝置則偵測該可攜式道具的移動，藉此提供使用者透過該可攜式道具來控制該互動裝置。
該互動裝置至少包含一個光學感測器(image senso)，而該可攜式道具對應包含一個可被該光學感測器所偵測到的光源，該光學感測器可偵測該光源在所擷取影像中的成像特徵(位置、形狀、大小、亮度、顏色、發光週期等)，藉此讓使用者控制該互動裝置。較佳的，為避免環境光源的干擾，該光學感測器是透過一個過濾器(filter)來偵測特定波長光線 (例如是紅外光線)，而該光源則提供具有該特定波長光線(例如是紅外光線)。
參考第一圖為本發明一實施例的互動系統的系統示意圖，其中互動系統1000包含了一個互動裝置100以及一個可攜式道具200，其中該互動裝置100包含一個光學感測器110、一個互動主機120以及一個影像顯示器130，而該可攜式道具200則包含一個道具本體210以及一個光源220。
該互動主機120可接收該光學感測器110所偵測該可攜式道具200的光源220的成像特徵，且該互動主機120進一步可藉由一個無線通信介面(圖中未顯示)來接收該可攜式道具200的一個控制指令，並根據該成像特徵、該控制指令或同時根據該成相特徵與該控制指令來控制該影像顯示器130的應用程式或互動遊戲的內容。
參考第二圖為本發明可攜式道具200的一個實施例的硬體架構圖。該可攜式道具200的道具本體210包含一個電池211、一個通訊介面212、一個加速度計213、一個觸控面板214以及一個控制器215，而該光源220則具有一個發光元件221以及一個透光殼體222。
該道具本體210可以是具有一個凹槽(圖中未顯示) 用以讓使用者較為舒適的握持，或者可利用彈性把帶、手套或其他固定材料便於讓使用者手持或固定於身體某一部位(例如腳踝)來進行操作。
該電池211可用以分別提供該道具本體210以及該光源220所需之電量。該通訊介面212用以與該互動主機120之間進行無線通訊，例如使用藍芽(Bluetooth)、近場通訊(NFC)或無線區域網路(Wifi)等短距離無線通信技術。該加速度計213用以偵測該道具本體210本身的移動並用以產生感測訊號，且可依成本或需求考量替換為陀螺儀或其他慣性感測器，只要能用以偵測該道具本體210本身的移動即可。該觸控面板214用以提供使用者作為指令輸入或操作並用以產生感測訊號，且可依成本或需求考量替換為機械按鍵或其他指令輸入裝備，只要能用以讓使用者藉由手指按壓/滑動輸入控制指令即可。該控制器215用以接收該加速度計213以及該觸控面板214的感測訊號，並藉此產生一個控制指令，再透過該通訊介面212將該控制指令提供予該互動主機120。
該發光元件221可以是單一個發光材料(例如LED)，或者是多個發光材料所組合而成，且可用以直接發出特定波長光線，或由該透光殼體222對該發光元件221所發出光線進行濾波以發出該特定波長光線。該透光殼體222可以是中空元件或者是與該發光元件221之間並無空隙的球體，只要該透光殼體222具有可允許該特定波長光線通過特徵即可。為了增加該光學感測器110的感測效果，該透光殼體222較佳為球面形狀，且具有對該發光元件221所發出光線形成擴散的效果，使得該光學感測器110從多個角度觀察該光源220皆可達到近似的成像效果。
當該互動系統1000啟動時，該互動裝置100可透過其通訊介面喚醒該可攜式道具200。然而，在該互動系統1000啟動時不確定使用者是否欲操作該可攜式道具200，例如使用者可能會使用其他輸入裝置或另一個相同的可攜式道具，因此，該可攜式道具200的控制器215並不需要啟動所有元件，僅需啟動用以偵測使用者操作的感測器(例如該加速度計213及/或該觸控面板214)，根據該加速度計213及/或該觸控面板214的感測訊號判斷使用者目前是否操作該可攜式道具200，當確認使用者正操作該可攜式道具200時，才需要啟動其光源220，用以節省該可攜式道具200的電量損耗。
該控制器215在該可攜式道具200被喚醒時，僅需將該電池211的電量提供給該加速度計213及/或該觸控面板214但不將電量提供給該發光元件221，當確認加速度計213感測到該可攜式道具200被移動(例如所偵測加速度值超過一預定範圍)或該觸控面板214感測到一個觸碰輸入(例如偵測到一個物件接觸)才將該電池211的電量提供給該發光元件221。
該控制器215進一步可根據該加速度計213或該觸控面板214的感測訊號來調整該發光元件221的發光特徵，例如是形狀、大小、亮度、顏色、發光週期等，藉此可讓該光學感測器110在所擷取影像中判斷該光源221的成像特徵(位置、形狀、大小、亮度、顏色、發光週期等)，並進一步對應控制該互動裝置100。
在另一實施例中，該互動裝置可直接設置於使用者頭上作為頭戴式裝置(Head mounted device, HMD)。參考第三圖為本發明互動系統將互動裝置設置於使用者頭上之一實施例的系統示意圖。在該實施例中，互動裝置300係設置於使用者頭上，而該可攜式裝置200則與第一圖及第二圖所示實施例相同，在此即不予以贅述。
該互動裝置300包含一光學感測器310以及一互動主機320，該光學感測器310可裝設於該互動主機320上方或整合於該互動主機320的殼體之中。該光學感測器310及該互動主機320與第一圖所示實施例的該光學感測器110及該互動主機120相同。該互動主機320的內層具有一顯示器(圖中未顯示)面對該使用者的雙眼，用以提供與第一圖所示實施例的影像顯示器130相同。
在第一圖或第三圖所示系統配置中，該可攜式裝置200藉由其加速度計213及/或觸控面板214來偵測使用者是否欲使用該可攜式裝置200，並進而決定是否供電並啟動該發光元件221，藉此達到節省可攜式裝置200的電量損耗，並避免光源220意外的開啟造成不必要的光線干擾。
1000‧‧‧互動系統
100, 300‧‧‧互動裝置
110, 310‧‧‧光學感測器
120, 320‧‧‧互動主機
130‧‧‧影像顯示器
200‧‧‧可攜式道具
210‧‧‧道具本體
211‧‧‧電池
212‧‧‧通訊介面
213‧‧‧加速度計
214‧‧‧觸控面板
215‧‧‧控制器
220‧‧‧光源
221‧‧‧發光元件
222‧‧‧透光殼體
第一圖為本發明互動系統一實施例之一系統示意圖；
第二圖為本發明可攜式道具一實施例之一硬體架構圖；以及
第三圖為本發明互動系統另一實施例之一系統示意圖。

Claims (1)

  1. 一種用於互動系統的可攜式道具，具有一指示光源以及一操作偵測器，其中： 當互動系統致能該道具時，僅開啟該操作偵測器而不開啟該光源，當該偵測器判斷該道具被操作時，才進一步開啟該光源。
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