TWI704480B - 可選擇性地追蹤或不追蹤使用者之手勢與手部動作的其中至少一者之頭戴式顯示系統、相關方法以及相關電腦可讀取記錄媒體 - Google Patents

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Abstract

一種頭戴式顯示系統，其包含有一顯示單元、一追蹤單元、一切換單元以及一處理單元，該顯示單元可顯示影像，該追蹤單元可於一第一狀態下追蹤該使用者之一手勢以及該使用者之一手部動作的其中至少一者或於一第二狀態下不追蹤該使用者之該手勢以及該使用者之該手部動作的其中至少一者，該切換單元可於該切換單元之一狀態改變時產生一啟動命令，該處理單元耦接於該追蹤單元以及該切換單元，該處理單元可指示該追蹤單元於該第一狀態與該第二狀態之間切換，以回應於該切換單元所產生之該啟動命令。本發明可節省電力消耗且避免非預期輸出之產生。

Description

可選擇性地追蹤或不追蹤使用者之手勢與手部動作的其中至 少一者之頭戴式顯示系統、相關方法以及相關電腦可讀取記錄媒體
本發明關於一種頭戴式顯示系統、相關方法以及相關電腦可讀取記錄媒體，尤指一種可選擇性地追蹤或不追蹤使用者之手勢與手部動作的其中至少一者之頭戴式顯示系統、相關方法以及相關電腦可讀取記錄媒體
隨著科技的發展與進步，電腦遊戲與使用者之間的互動需求也隨之增加。人機互動科技，例如體感遊戲、虛擬實境(Virtual Reality，VR)環境、擴增實境(Augmented Reality，AR)環境、混合實境(Mixed Reality，MR)環境、延展實境(Extended Reality，XR)環境，也由於其生理及娛樂功能而愈趨流行。現有的顯示設備例如頭戴顯示器(head mounted display，HMD)通常包含有可擷取環境資訊之攝影機，然而攝影機於被當作追蹤單元追蹤使用者之手勢或手動時，不但會消耗許多能量，也可能產生相對應非預期追蹤結果之非預期輸出，故使用較為不便。
因此，本發明之目的在於提供一種可選擇性地追蹤或不追蹤使用者之手勢與手部動作的其中至少一者之頭戴式顯示系統、相關方法以及相關電腦可讀取記錄媒體，以解決上述問題。
為達成上述目的，本發明揭露一種可選擇性地追蹤或不追蹤一使用者之一手勢與一手部動作的其中至少一者之頭戴式顯示系統，其包含有一可穿戴本體、一顯示單元、一追蹤單元、一切換單元以及一處理單元，該可穿戴本體用於供一使用者穿戴，該顯示單元設置於該可穿戴本體上且用於顯示影像，該追蹤單元用以於一第一狀態下追蹤該使用者之該手勢以及該使用者之該手部動作的其中至少一者或於一第二狀態下不追蹤該使用者之該手勢以及該使用者之該手部動作的其中至少一者，該切換單元用以於該切換單元之一狀態改變時產生一啟動命令，該處理單元耦接於該追蹤單元以及該切換單元，該處理單元用於指示該追蹤單元於該第一狀態與該第二狀態之間切換，以回應於該切換單元所產生之該啟動命令。
為達成上述目的，本發明另揭露一種指示一頭戴式顯示系統選擇性地追蹤或不追蹤一使用者之一手勢與一手部動作的其中至少一者之方法，其包含有利用該頭戴式顯示系統之一切換單元於該切換單元之一狀態改變時產生一啟動命令；以及利用該頭戴式顯示系統之一處理單元指示該頭戴式顯示系統之一追蹤單元於一第一狀態與一第二狀態之間切換，以回應於該啟動命令，其中該追蹤單元用以於該第一狀態下追蹤該使用者之一手勢以及該使用者之一手部動作的其中至少一者或於該第二狀態下不追蹤該使用者之該手勢以及該使用者之該手部動作的其中至少一者。
為達成上述目的，本發明另揭露一種內儲一程式之電腦可讀取記錄媒體，當一電腦載入該程式並執行後，可完成上述方法。
綜上所述，本發明利用切換單元於切換單元之狀態改變時產生啟動命令，且另利用處理單元指示追蹤單元於第一狀態與第二狀態之間切換，以回應啟動命令。因此本發明允許使用者根據其使用需求開啟或關閉追蹤單元之追蹤功能，不但可以節省電力消耗，也可以避免相對應追蹤單元之非預期追蹤結果之非預期輸出之產生
1、1’、1”、1''':頭戴式顯示系統
11、11’、11”、11''':可穿戴本體
12、12’、12”、12''':顯示單元
13、13’、13”、13''':處理單元
14、14’、14”、14''':追蹤單元
141、141”、141''':攝影機模組
142、142”、142''':手部感測器
143、143”、143''':下半身感測器
15、15’、15”、15''':切換單元
151:實體按鍵
151’:觸控感測器
151”:非接觸式距離感測器
151''':語音辨識模組
16’:遠端計算設備
17’:通訊模組
S1~S4:步驟
第1圖為本發明第一實施例頭戴式顯示系統之示意圖。
第2圖為本發明第一實施例頭戴式顯示系統之功能方塊圖。
第3圖為本發明第一實施例頭戴式顯示系統之追蹤單元於第一狀態與第二狀態之間切換之方法流程圖。
第4圖為本發明第二實施例頭戴式顯示系統之示意圖。
第5圖為本發明第二實施例頭戴式顯示系統之功能方塊圖。
第6圖為本發明第三實施例頭戴式顯示系統之功能方塊圖。
第7圖為本發明第四實施例頭戴式顯示系統之功能方塊圖。
在本說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，製作商可能會用不同的名詞來 稱呼同樣的元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區別元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區別的基準。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包括」係為一開放式的用語，故應解釋成「包括但不限定於」。再者，為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之數個較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容。需注意的是圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。此外，「耦接」或「連接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣或結構連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接/連接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣/結構連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣/結構連接至該第二裝置。
請參閱第1圖與第2圖，第1圖為本發明第一實施例一頭戴式顯示系統1之示意圖，第2圖為本發明第一實施例頭戴式顯示系統1之功能方塊圖。如第1圖與第2圖所示，頭戴式顯示系統1包含有可供一使用者穿戴之一可穿戴本體11、一顯示單元12、一處理單元13、一追蹤單元14以及一切換單元15。
顯示單元12可用於顯示影像(例如一虛擬環境之影像)。於此實施例中，顯示單元12可安裝在可穿戴本體11上且可為任一顯示器，例如一液晶顯示器(liquid crystal display,LED)、一發光二極體顯示器(light-emitting diode,LED,display)或一有機發光二極體顯示器(organic light-emitting diode,OLED,display)，而本發明並不侷限於此。
追蹤單元14可用於追蹤該使用者之一手勢與一手部動作的其中至少一者，以提供互動性。於此實施例中，追蹤單元14可包含有安裝在可穿戴本體 11上之一攝影機模組141、穿戴於該使用者之一手部之一手部感測器142以及穿戴於該使用者之一下半身之一下半身感測器143，以追蹤該使用者之該手勢與該手部動作的其中至少一者。而本發明並不侷限於此，在另一實施例中，該手部感測器與該下半身感測器可省略，也就是說，該追蹤單元僅包含有該攝影機模組。
切換單元15可用以於切換單元15之狀態改變時產生一啟動命令。於此實施例中，切換單元15可包含有一實體按鍵151，且切換單元15之狀態可於實體按鍵151被點擊或按壓時改變。而本發明並不侷限於此實施例，在另一實施例中(稍後說明)，切換單元15之狀態亦可藉由其他方式來改變。
處理單元13可耦接於追蹤單元14以及切換單元15，處理單元13可指示追蹤單元14於一第一狀態與一第二狀態之間切換，以回應該啟動命令。於此實施例中，處理單元13可以軟體、韌體、硬體或其組合之方式實施。舉例來說，處理單元13可為安裝於可穿戴本體11上之一處理器(processor)，例如一中央處理單元(CPU)、一應用處理器(application processor)或一微處理器(microprocessor)等，或透過專用集成電路(ASIC)實現，而本發明並不侷限於此。
再者，於此實施例中，顯示單元12、處理單元13、追蹤單元14以及切換單元15均設置在可穿戴本體11上。而本發明並不侷限於此，舉例來說，在另一實施例中，該頭戴式顯示系統可另包含有一遠端計算設備以及一通訊模組，該遠端計算設備與該可穿戴本體分離設置，該通訊模組設置於該可穿戴本體上且用於提供一通訊通道至該遠端計算設備。具體地，該遠端計算設備可為 一邊緣計算設備(edge computing device)、一雲計算設備(cloud computing device)、一本地端計算機(local host computer)、一遠端伺服器(remote server)、一智慧型手機(smart phone)等，該通訊模組可於該可穿戴本體與該遠端計算設備之間建立一有線或無線的連接。於此實施例中，該處理單元和/或該追蹤單元可至少部份設置在該遠端計算設備，而非該可穿戴本體；且該處理單元和/或該追蹤單元可將部份任務分配給該遠端計算設備，使得該遠端計算設備可藉由該通訊模組接收該追蹤單元之該追蹤結果或傳送該啟動命令，從而減少該可穿戴本體之尺寸與數據運算量，以使該可穿戴本體更輕薄且便於攜帶。
請參閱第3圖，第3圖為本發明第一實施例頭戴式顯示系統1之追蹤單元13於該第一狀態與該第二狀態之間切換之方法流程圖，其包含有下列步驟：
步驟S1：顯示單元12顯示該虛擬環境之影像。
步驟S2：追蹤單元14追蹤該使用者之該手勢與該手部動作的其中至少一者。
步驟S3：切換單元15於切換單元15之狀態改變時產生該啟動命令。
步驟S4：處理單元13指示追蹤單元14自該第一狀態切換至該第二狀態，以回應於該啟動命令。
以下針對上述步驟進行說明，於步驟S1、S2中，當該使用者穿著可穿戴本體11時，顯示單元12可顯示該虛擬環境之影像，當該使用者體驗該虛擬環境時，可設定追蹤單元14於該第一狀態。此時，於該第一狀態之追蹤單元14可追蹤該使用者之該手勢與該手部動作的其中至少一者，以允許該使用者根據追蹤單元14之一追蹤結果與該虛擬環境之一虛擬物件進行互動。於步驟S3、S4 中，當該使用者欲關閉追蹤單元14之追蹤功能時，該使用者只要藉由點擊或按壓實體按鍵151便可改變切換單元15之狀態(例如藉由點擊或按壓實體按鍵151使切換單元15由非啟動狀態切換至啟動狀態)，以產生該啟動命令。再者，處理單元13指示追蹤單元14自該第一狀態切換至該第二狀態，以回應於該啟動命令，使得位於該第二狀態之追蹤單元14不追蹤該使用者之該手勢與該手部動作的其中至少一者，以減少電力消耗且避免相對應追蹤單元14之非預期追蹤結果之非預期輸出之產生。
於此實施例中，處理單元13可用以開啟或關閉追蹤單元14之追蹤功能，而不影響其他功能。而本發明並不侷限於此，於另一實施例中，該處理單元亦可用以對該追蹤單元進行開關機操作，也就是說，該第一狀態可為一開機狀態；該第二狀態可為一關機狀態。
可理解地，當該使用者欲開啟追蹤單元14之追蹤功能時，可再次點擊或按壓實體按鍵151以改變切換單元15之狀態(例如藉由點擊或按壓實體按鍵151使切換單元15由非啟動狀態切換至啟動狀態)，便可產生該啟動命令，從而指示處理單元13將追蹤單元14自該第二狀態切換至該第一狀態。
請參閱第4圖與第5圖，第4圖為本發明第二實施例一頭戴式顯示系統1’之示意圖，第5圖為本發明第二實施例頭戴式顯示系統1’之功能方塊圖。如第4圖與第5圖所示，與第一實施例之頭戴式顯示系統1不同的是，頭戴式顯示系統1’包含有一可穿戴本體11’、一顯示單元12’、一處理單元13’、一追蹤單元14’、一切換單元15’、一遠端計算設備16’以及一通訊模組17’，此實施例之可穿戴本體11’與顯示單元12’之結構設置與第一實施例之可穿戴本體11與顯示單元12相 似，於此不再贅述。於此實施例中，追蹤單元14’包含有安裝於可穿戴本體11’上之一攝影機模組，切換單元15’可包含有安裝在可穿戴本體11’上之一觸控感測器151’，切換單元15’之狀態於觸控感測器151’被雙擊時改變，處理單元13’可設置在遠端計算設備16’上且藉由通訊模組17’耦接切換單元15’以及追蹤單元14’。
請參閱第6圖，第6圖為本發明第三實施例一頭戴式顯示系統1”之功能方塊圖。如第6圖所示，與前述實施例之頭戴式顯示系統1、1’不同的是，頭戴式顯示系統1”包含有一可穿戴本體11”、一顯示單元12”、一處理單元13”、一追蹤單元14”以及一切換單元15”，可穿戴本體11”、顯示單元12”以及追蹤單元14”之結構設置與第一實施例之可穿戴本體11、顯示單元12以及追蹤單元14相似，於此不再贅述。於此實施例中，切換單元15”包含有一非接觸式距離感測器151”，且切換單元15”之狀態於非接觸式距離感測器151”之一感測結果符合一預設條件時改變。舉例來說，非接觸式距離感測器151”可以非接觸式方式，如一近接開關(proximity switch)，量測非接觸式距離感測器151”與該使用者之一手部之間的一距離值，該預設條件可為一預設距離值，當非接觸式距離感測器151”判斷非接觸式距離感測器151”與該使用者之該手部之間的該距離值等於或小於該預設距離值時，切換單元15”之狀態改變，以產生該啟動命令。於此實施例中，非接觸式距離感測器151”可包含有一紅外線感測器，而本發明並不侷限於此。
請參閱第7圖，第7圖為本發明第四實施例一頭戴式顯示系統1'''之功能方塊圖。如第7圖所示，與前述實施例之頭戴式顯示系統1、1’、1”不同的是，頭戴式顯示系統1'''包含有一可穿戴本體11'''、一顯示單元12'''、一處理單元13'''、一追蹤單元14'''以及一切換單元15'''，可穿戴本體11'''、顯示單元12'''以及追蹤單元14'''之結構設置與第一實施例之可穿戴本體11、顯示單元12以及追蹤 單元14相似，於此不再贅述。於此實施例中，切換單元15'''包含有一語音辨識模組151'''，且切換單元15'''之狀態於語音辨識模組151'''之一辨識結果符合一預設條件時改變。舉例來說，語音辨識模組151'''可辨識該使用者之一語音命令，且該預設條件可為一預設語音命令，當語音辨識模組151'''判斷該使用者之該語音命令符合該預設語音命令時，切換單元15'''之狀態改變，以產生該啟動命令。於此實施例中，語音辨識模組151'''可包含有一麥克風，而本發明並不侷限於此。
此外，本發明上述實施例可以軟體、韌體、硬體或其組合之方式來實施，舉例來說，本發明亦可提供儲存有一程式之一電腦可讀取記錄媒體，以透過一處理器執行對應的程式來指示上述頭戴式顯示系統實現上述實施例中的步驟。上述處理器可為一中央處理單元(CPU)、一應用處理器(application processor)或一微處理器(microprocessor)等，或通過專用集成電路(ASIC)實現，而上述電腦可讀取記錄媒體可為一唯讀記憶體(read-only memory,ROM)、一隨機存取記憶體(random-access memory,RAM)、一光碟(CDROM)、一磁帶(magnetic tape)、一軟碟(floppy disk)、一硬碟(hard disk)或一光學儲存裝置(optical storage device)等，然本發明並不侷限於此。
相較於先前技術，本發明利用切換單元於切換單元之狀態改變時產生啟動命令，且另利用處理單元指示追蹤單元於第一狀態與第二狀態之間切換，以回應啟動命令。因此本發明允許使用者根據其使用需求開啟或關閉追蹤單元之追蹤功能，不但可以節省電力消耗，也可以避免相對應追蹤單元之非預期追蹤結果之非預期輸出之產生
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等 變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
S1~S4:步驟

Claims (13)

  1. 一種可選擇性地追蹤或不追蹤一使用者之一手勢與一手部動作的其中至少一者之頭戴式顯示系統，其包含有：一可穿戴本體，其用於供一使用者穿戴；一顯示單元，其設置於該可穿戴本體上且用於顯示影像；一追蹤單元，其用以於一第一狀態下追蹤該使用者之該手勢以及該使用者之該手部動作的其中至少一者或於一第二狀態下不追蹤該使用者之該手勢以及該使用者之該手部動作的其中至少一者；一切換單元，其用以於該切換單元之一狀態改變時產生一啟動命令；以及一處理單元，其耦接於該追蹤單元以及該切換單元，該處理單元用於指示該追蹤單元於該第一狀態與該第二狀態之間切換，以回應於該切換單元所產生之該啟動命令。
  2. 如請求項1所述之頭戴式顯示系統，其中該切換單元包含有一實體按鍵，且該切換單元之該狀態於該實體按鍵被點擊時改變。
  3. 如請求項1所述之頭戴式顯示系統，其中該切換單元包含有一觸控感測器，且該切換單元之該狀態於該觸控感測器被雙擊時改變。
  4. 如請求項1所述之頭戴式顯示系統，其中該切換單元包含有一非接觸式距離感測器，且該切換單元之該狀態於該非接觸式距離感測器之一感測結果符合一預設條件時改變。
  5. 如請求項1所述之頭戴式顯示系統，其中該切換單元包含有一語音辨 識模組，且該切換單元之該狀態於該語音辨識模組之一辨識結果符合一預設條件時改變。
  6. 如請求項1至5中任一項所述之頭戴式顯示系統，其另包含有：一遠端計算設備，其與該可穿戴本體分離設置，該處理單元以及該切換單元的其中至少一者至少部份設置於該遠端計算設備上；以及一通訊模組，其設置於該可穿戴本體上且用於提供一通訊渠道至該遠端計算設備。
  7. 如請求項6所述之頭戴式顯示系統，其中該追蹤單元部份設置於該遠端計算設備上。
  8. 一種指示一頭戴式顯示系統選擇性地追蹤或不追蹤一使用者之一手勢與一手部動作的其中至少一者之方法，其包含有：利用該頭戴式顯示系統之一切換單元於該切換單元之一狀態改變時產生一啟動命令；以及利用該頭戴式顯示系統之一處理單元指示該頭戴式顯示系統之一追蹤單元於一第一狀態與一第二狀態之間切換，以回應於該啟動命令，其中該追蹤單元用以於該第一狀態下追蹤該使用者之一手勢以及該使用者之一手部動作的其中至少一者或於該第二狀態下不追蹤該使用者之該手勢以及該使用者之該手部動作的其中至少一者。
  9. 如請求項8所述之方法，其另包含有：當該切換單元之一實體按鍵被點擊時，改變該切換單元之該狀態。
  10. 如請求項8所述之方法，其另包含有：當該切換單元之一觸控感測器被雙擊時，改變該切換單元之該狀態。
  11. 如請求項8所述之方法，其另包含有：當該切換單元之一非接觸式距離感測器之一感測結果符合一預設條件時，改變該切換單元之該狀態。
  12. 如請求項8所述之方法，其另包含有：當該切換單元之一語音辨識模組之一辨識結果符合一預設條件時，改變該切換單元之該狀態。
  13. 一種內儲一程式之電腦可讀取記錄媒體，當一電腦載入該程式並執行後，可完成如請求項8至12中任一項所述之方法。
TW108117242A 2019-04-12 2019-05-20 可選擇性地追蹤或不追蹤使用者之手勢與手部動作的其中至少一者之頭戴式顯示系統、相關方法以及相關電腦可讀取記錄媒體 TWI704480B (zh)

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