本揭示文件是有關(guān)虛擬實境系統(tǒng)，特別是一種可安裝在虛擬實境系統(tǒng)的配件裝置上的可附著裝置。

背景技術(shù)：

在目前的虛擬實境環(huán)境中，通常使用者利用一些控制器裝置與虛擬場景(例如游戲場景或虛擬實境內(nèi)容)進行互動。虛擬實境系統(tǒng)通常與一些特定類型的官方配件相容，例如控制器、感應(yīng)器、觸控板或喇叭等。

為對應(yīng)不同的應(yīng)用情境或使用用途，市面上開發(fā)出了許多不同總類的控制器。舉例來說，射擊游戲的供應(yīng)商可能開發(fā)出具有扳機按鈕的步槍型控制器，賽車游戲的另一供應(yīng)商可能開發(fā)出方向盤型的游戲搖桿。對虛擬實境系統(tǒng)而言，要能夠相容不同制造商所開發(fā)出來的各種類型控制器非常困難。

某家制造商開發(fā)出的配件可能無法被另一家制造商制造的虛擬實境系統(tǒng)所接受。換句話說，虛擬實境系統(tǒng)對于非官方配件或第三方廠商制造配件的相容性相對低落。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本揭示文件內(nèi)容的一態(tài)樣是關(guān)于一種虛擬實境系統(tǒng)，其包含主機裝置以及追蹤器裝置。虛擬實境系統(tǒng)經(jīng)操作與配件裝置通訊連接。追蹤器裝置可移除地安裝于配件裝置上并與主機裝置通訊連接，追蹤器裝置經(jīng)設(shè)定用以產(chǎn)生追蹤器裝置相對于空間環(huán)境的參考點的第一定位數(shù)據(jù)。追蹤器裝置還用以傳送第一定位數(shù)據(jù)至主機裝置。

本揭示文件內(nèi)容的另一態(tài)樣是關(guān)于一種追蹤器裝置，追蹤器裝置可移除地安裝于一配件裝置上。追蹤器裝置包含第一接口單元、第二接口單元以及追蹤器單元。第一接口單元用以通訊連接至虛擬實境系統(tǒng)的主機裝置。第二接口單元用以通訊連接至配件裝置。追蹤器單元用以產(chǎn)生追蹤器裝置相對于空間環(huán)境的參考點的第一定位數(shù)據(jù)，第一定位數(shù)據(jù)經(jīng)由第一接口單元傳送至主機裝置。

基于上述實施態(tài)樣，追蹤器裝置可作為虛擬實境系統(tǒng)與各種類型的配件裝置之間的中繼裝置，增加虛擬實境系統(tǒng)對各種配件裝置的相容性。利用上述追蹤器裝置，具有追蹤功能的構(gòu)件便不再視為各種配件裝置中的必要部分，因此有助于降低配件裝置的制造成本。

附圖說明

為讓本揭示內(nèi)容的上述和其他目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，所附附圖的說明如下：

圖1a為根據(jù)本揭示文件的一實施例中一種虛擬實境系統(tǒng)的示意圖；

圖1b繪示圖1a中虛擬實境系統(tǒng)的功能方塊圖；

圖2a繪示虛擬實境系統(tǒng)與本揭示文件另一實施例的配件裝置互動的示意圖；

圖2b繪示圖2a中的虛擬實境系統(tǒng)以及與其互動的配件裝置的功能方塊圖；

圖3a繪示虛擬實境系統(tǒng)與本揭示文件再一實施例的配件裝置互動的示意圖；以及

圖3b繪示圖3a中的虛擬實境系統(tǒng)以及與其互動的配件裝置的功能方塊圖。

具體實施方式

下文是舉實施例配合所附附圖作詳細說明，但所提供的實施例并非用以限制本案所涵蓋的范圍，而結(jié)構(gòu)運作的描述非用以限制其執(zhí)行的順序，任何由元件重新組合的結(jié)構(gòu)，所產(chǎn)生具有均等功效的裝置，皆為本案所涵蓋的范圍。此外，附圖僅以說明為目的，并未依照原尺寸作圖。

請參閱圖1a，其為根據(jù)本揭示文件的一實施例中一種虛擬實境系統(tǒng)100的示意圖。如圖1a所示，虛擬實境系統(tǒng)100包含主機裝置(hostdevice)120以及追蹤器裝置(trackerdevice)140。虛擬實境系統(tǒng)100經(jīng)操作以通訊連接至配件裝置(accessorydevice)210。追蹤器裝置140可以被安裝在配件裝置210上。如圖1a所示，追蹤器裝置140是以物理方式綁定于配件裝置210上，舉例來說追蹤器裝置140可透過一連接器如螺栓、卡鉗、鎖扣或具相等性的其他連接器而安裝至配件裝置210上。

另一方面，可將上述連接器解開，進而將追蹤器裝置140由配件裝置210移除。舉例來說，當使用者購買了新的配件裝置時，使用者可以將追蹤器裝置140由配件裝置210上移除，并將追蹤器裝置140附接至新的配件裝置(圖1a中未繪示)上。換句話說，追蹤器裝置140可重復(fù)使用且與獨立于特定的配件裝置210之外。

于此實施例中，主機裝置120包含處理裝置121以及頭戴式顯示器(head-mountdisplay,hmd)122。頭戴式顯示器122可以穿戴在使用者身上。當使用者穿戴具有頭戴式顯示器122的虛擬實境頭盔時，頭戴式顯示器122會涵蓋使用者的視野，頭戴式顯示器122用以對使用者顯示一虛擬實境場景。處理裝置121用以計算與虛擬實境場景相關(guān)的顯示數(shù)據(jù)、接收使用者的輸入指令、以及針對使用者產(chǎn)生回饋輸出(例如對應(yīng)虛擬實境場景的聲音、振動、發(fā)光信號)。

于另一實施例中，處理裝置121以及頭戴式顯示器122兩者可以整合于單一的虛擬實境頭盔當中，于此例子中，處理裝置121可以是虛擬實境頭盔當中內(nèi)建的處理器或是控制電路。

于再一實施例中，處理裝置121以及頭戴式顯示器122兩者可以由一智能手機而實現(xiàn)。于此例子中，智能手機上的顯示面板作為頭戴式顯示器122，而智能手機當中的處理器作為處理裝置121。

于圖1a所示的配件裝置210是步槍型控制器，配件裝置210可以由虛擬實境系統(tǒng)100的制造商所推出的官方配件裝置或是由第三方供應(yīng)商所開發(fā)的非官方配件裝置。若配件裝置210是由第三方供應(yīng)商所開發(fā)的非官方配件裝置，主機裝置120有可能無法直接與配件裝置210進行通訊，配件裝置210可用來操作相關(guān)于虛擬實境系統(tǒng)100的不同的功能以及產(chǎn)生關(guān)于虛擬實境系統(tǒng)100的不同輸入輸出數(shù)據(jù)。于此實施例中的追蹤器裝置140可以做為主機裝置120與配件裝置210彼此之間交換數(shù)據(jù)的橋接器。主機裝置120與配件裝置210可以經(jīng)由追蹤器裝置140而在彼此之間(間接地)進行通訊。也就是說，即使當配件裝置210是第三方供應(yīng)商所開發(fā)的非官方配件裝置，主機裝置120可透過追蹤器裝置140通訊連接至配件裝置210，虛擬實境系統(tǒng)100便可相容配件裝置210。

請一并參閱圖1b，其繪示圖1a中虛擬實境系統(tǒng)100的功能方塊圖。如圖1b所示，追蹤器裝置140包含第一接口單元141、第二接口單元142、追蹤器單元143、控制單元144以及動態(tài)感測器145?？刂茊卧?44耦接至第一接口單元141、第二接口單元142、追蹤器單元143以及動態(tài)感測器145。

追蹤器裝置140的第一接口單元141用以通訊連接主機裝置120。第一接口單元141可包含實體連接器(例如usb連接器或纜線連接器)以通訊連接至主機裝置120，或包含無線通訊收發(fā)器(例如基于藍芽、wifi、ble、wifi-direct或zigbee等協(xié)定的收發(fā)器)以通訊連接至主機裝置120。

追蹤器裝置140的第二接口單元142用以通訊連接配件裝置210。第二接口單元142可包含實體連接器(例如usb連接器或纜線連接器)以通訊連接至配件裝置210，或包含無線通訊收發(fā)器(例如基于藍芽、wifi、ble、wifi-direct或zigbee等協(xié)定的收發(fā)器)以通訊連接至配件裝置210。

如圖1a所示，當使用者在空間環(huán)境se當中操作配件裝置210時，配件裝置210在空間環(huán)境se中所在的位置對于虛擬實境系統(tǒng)100而言是非常重要的。

如圖1a及圖1b所示，追蹤器裝置140的追蹤器單元143用以根據(jù)追蹤器裝置140相對于空間環(huán)境se中參考點ref1產(chǎn)生第一定位數(shù)據(jù)pd1。第一定位數(shù)據(jù)pd1經(jīng)由第一接口單元141傳送到主機裝置120，如此一來，主機裝置210至少可以根據(jù)追蹤器單元143取得的第一定位數(shù)據(jù)pd1進而追蹤配件裝置210在空間環(huán)境se中所在的位置l1。

于一實施例中，虛擬實境系統(tǒng)100包含基站160，基站160設(shè)置于參考點ref1處并用以發(fā)射光學(xué)射線。追蹤器裝置140的追蹤器單元143包含光學(xué)感測器陣列。此光學(xué)感測器陣列包含多個光學(xué)感測器，并可用來偵測由基站160所發(fā)送的光學(xué)射線。每一個光學(xué)感測器設(shè)置在追蹤器裝置140上的不同位置，且每一個光學(xué)感測器各自接收到光學(xué)射線的時間點(以及接受到的光學(xué)射線強度)之間存在些微差距?；谏鲜鰰r間點之間的差距(或者光學(xué)射線強度上的差距)以及光學(xué)感測器彼此間已知的間距，可以偵測到參考點ref1與追蹤器單元143之間相對的距離與角度。借此，追蹤器單元143可以產(chǎn)生追蹤器裝置140相對于參考點ref1的第一定位數(shù)據(jù)pd1。

于另一實施例中，基站160設(shè)置于參考點ref1處并用以發(fā)射超音波。追蹤器裝置140的追蹤器單元143包含麥克風陣列。此麥克風陣列包含多個麥克風感測器，并可用來偵測由基站160所發(fā)送的超音波。每一個麥克風感測器設(shè)置在追蹤器裝置140上的不同位置，且每一個麥克風感測器各自接收到超音波的時間點(以及接受到的音波強度)之間存在些微差距?；谏鲜鰰r間點之間的差距(或者音波強度強度上的差距)以及麥克風感測器彼此間已知的間距，可以偵測到參考點ref1與追蹤器單元143之間相對的距離與角度。借此，追蹤器單元143可以產(chǎn)生追蹤器裝置140相對于參考點ref1的第一定位數(shù)據(jù)pd1。

于再一實施例中，并不需要設(shè)置基站160。在參考點ref1的位置設(shè)有一符號(token)或一圖標(icon)。追蹤器裝置140的追蹤器單元143包含接近感測器。此接近感測器用來偵測其與參考點ref1之間的距離。舉例來說，接近感測器包含一相機，此接近感測器根據(jù)相機所擷取到的符號或圖標的尺寸大小進而判斷接近感測器與參考點ref1之間的距離。借此，追蹤器單元143可以產(chǎn)生追蹤器裝置140相對于參考點ref1的第一定位數(shù)據(jù)pd1。

當上述實施例當中的追蹤器單元143產(chǎn)生第一定位數(shù)據(jù)pd1后，控制單元144可以收集第一定位數(shù)據(jù)pd1并透過第一接口單元141傳送至主機裝置120。因為追蹤器裝置140是綁定在配件裝置210上，當使用者操縱配件裝置210時，追蹤器裝置140與配件裝置210將會一起移動。如此一來，主機裝置120便可根據(jù)第一定位數(shù)據(jù)pd1大致取得配件裝置210的位置l1。

此外，追蹤器裝置140可還包含動態(tài)感測器145，動態(tài)感測器145用以校正追蹤器單元143偵測的第一定位數(shù)據(jù)pd1。追蹤器裝置140上的動態(tài)感測器145可以是三軸陀螺儀、三軸加速度計或慣性量測單元(inertialmeasurementunit,imu)。

于一實施例中，追蹤器單元143偵測的第一定位數(shù)據(jù)pd1包含位置l1的x軸/y軸的二維座標(或x軸/y軸/z軸的三維座標)。動態(tài)感測器145可提供連續(xù)時間上加速度數(shù)據(jù)，舉例來說，加速度數(shù)據(jù)可以表示追蹤器裝置140在一特定時間區(qū)段內(nèi)如何移動。當加速度數(shù)據(jù)為已知時，兩個時間點之間的位置座標的位移量與加速度數(shù)據(jù)存在關(guān)連性。動態(tài)感測器145偵測的加速度數(shù)據(jù)可以用來驗證或補償追蹤器單元143所偵測的位置l1的座標。于此例中，動態(tài)感測器145所偵測到的加速度數(shù)據(jù)及/或旋轉(zhuǎn)向量可以用來提升追蹤器單元143偵測的第一定位數(shù)據(jù)pd1的準確性。

于另一實施例中，追蹤器單元143偵測的第一定位數(shù)據(jù)pd1包含位置l1的x軸/y軸的二維座標(或x軸/y軸/z軸的三維座標)。動態(tài)感測器145可提供追蹤器裝置140上的旋轉(zhuǎn)向量，舉例來說，旋轉(zhuǎn)向量可以表示追蹤器裝置140的指向方向(例如向上、向下或沿著一方向角度)。旋轉(zhuǎn)向量可以提供追蹤器單元143所偵測的位置l1的座標以外的額外信息。動態(tài)感測器145偵測的旋轉(zhuǎn)向量可以整合至第一定位數(shù)據(jù)pd1當中并傳送至主機裝置120。如此一來，當使用者轉(zhuǎn)動步槍(即追蹤器裝置140所綁定的配件裝置210)，在虛擬實境場景當中的相對應(yīng)物件便可隨之轉(zhuǎn)動。

如圖1a及圖1b所示，配件裝置210包含觸發(fā)按鈕in1、動態(tài)感測器in2、振動器fb1以及喇叭fb2。配件裝置210的動態(tài)感測器in2可以用來產(chǎn)生配件裝置210的第二定位數(shù)據(jù)pd2。追蹤器裝置140可由配件裝置210接收第二定位數(shù)據(jù)pd2并將第二定位數(shù)據(jù)pd2隨同第一定位數(shù)據(jù)pd1傳送至主機裝置120。于此實施例中，主機裝置120可以根據(jù)第一定位數(shù)據(jù)pd1以及第二定位數(shù)據(jù)pd2而追蹤配件裝置210在空間環(huán)境se中的位置l1。第二定位數(shù)據(jù)pd2可以做為追蹤配件裝置210的位置l1的輔助數(shù)據(jù)，以增加追蹤配件裝置210的位置l1時的精確性，或是加速追蹤位置l1時的計算過程。動態(tài)感測器in2可以是三軸陀螺儀、三軸加速度計或慣性量測單元。

于此例中，配件裝置210包含狀態(tài)輸入感測器(例如觸發(fā)按鈕in1)用以產(chǎn)生狀態(tài)輸入數(shù)據(jù)。當使用者扣下觸發(fā)按鈕in1時會產(chǎn)生狀態(tài)輸入數(shù)據(jù)，并且狀態(tài)輸入數(shù)據(jù)由配件裝置210經(jīng)過追蹤器裝置140而傳送至主機裝置120。主機裝置120可以得知使用者扣下配件裝置210上的觸發(fā)按鈕in1(即步槍上的扳機按鈕)，并在虛擬實境場景中讓虛擬武器開火。于此實施例中的狀態(tài)輸入感測器是觸發(fā)按鈕in1，但本揭示文件并不此為限，狀態(tài)輸入感測器可以是內(nèi)建于配件裝置210上的壓力感測器、觸發(fā)按鈕、觸控感測器或動態(tài)感測器等。

由于虛擬實境場景中的虛擬武器根據(jù)輸入指令而開火，虛擬實境系統(tǒng)100可產(chǎn)生相應(yīng)的一些回饋效果。主機裝置120用以產(chǎn)生回饋數(shù)據(jù)(例如步槍發(fā)射所引起的聲音或振動)對應(yīng)虛擬實境系統(tǒng)100所建立的虛擬實境場景。追蹤器裝置140接收主機裝置120送出的回饋數(shù)據(jù)，追蹤器裝置140進而將回饋數(shù)據(jù)傳送至配件裝置210。于此實例中，配件裝置210可包含回饋輸出構(gòu)件(例如振動器fb1以及喇叭fb2)?；谏鲜龇答仈?shù)據(jù)，振動器fb1將隨之振動以對應(yīng)虛擬實境場景中的射擊狀態(tài)，并且喇叭fb2將播放聲音音效以對應(yīng)虛擬實境場景中的射擊狀態(tài)。

如圖1a及圖1b中所示的配件裝置210是用來示范性地說明本揭示文件的實施例，但本揭示文件并不僅以此為限。請一并參閱圖2a及圖2b，圖2a繪示虛擬實境系統(tǒng)100與本揭示文件另一實施例的配件裝置220互動的示意圖。圖2b繪示圖2a中的虛擬實境系統(tǒng)100以及與其互動的配件裝置220的功能方塊圖。

假設(shè)當使用者由另一制造商購買了配件裝置220，前述圖1a及圖1b的實施例中所提到的同一追蹤器裝置140亦可以應(yīng)用在圖2a及圖2b的配件裝置220上。使用者可以將追蹤器裝置140由圖1a及圖1b的配件裝置210上移除，并將追蹤器裝置140安裝至圖2a及圖2b所示的手套上。

如圖2b所示，追蹤器裝置140包含第一接口單元141、第二接口單元142、追蹤器單元143、控制單元144以及動態(tài)感測器145?？刂茊卧?44耦接至第一接口單元141、第二接口單元142、追蹤器單元143以及動態(tài)感測器145。追蹤器裝置140與圖1a及圖1b所示的實施例具有相同的構(gòu)件。這些構(gòu)件(第一接口單元141、第二接口單元142、追蹤器單元143、控制單元144以及動態(tài)感測器145)的功能與操作原理在先前的實施例已有說明，在此不另贅述。

如圖2a及圖2b所示，配件裝置220包含兩組狀態(tài)輸入感測器，包含觸控感測器in3設(shè)置于手套的指尖以及壓力感測器in4設(shè)置于手套的手掌區(qū)域。觸控感測器in3可以用來感測使用者的各個指頭是否碰觸一物件。壓力感測器in4可以用來感測使用者穿戴手套的手掌是否握、抓或拿取物件。觸控感測器in3以及壓力感測器in4根據(jù)觸控輸入信號及/或壓力感測信號產(chǎn)生狀態(tài)輸入數(shù)據(jù)。追蹤器裝置140由配件裝置220接收狀態(tài)輸入數(shù)據(jù)，并將狀態(tài)輸入數(shù)據(jù)傳送至主機裝置120。

須特別注意的是，配件裝置220并未包含任何定位單元或是動態(tài)感測器。因此，配件裝置220本身無法量測在空間環(huán)境se當中的任何定位數(shù)據(jù)。追蹤器裝置140的追蹤器單元143將產(chǎn)生第一定位數(shù)據(jù)pd1，并將第一定位數(shù)據(jù)pd1傳送至主機裝置120。于此例中，主機裝置120可以根據(jù)追蹤器裝置140產(chǎn)生的第一定位數(shù)據(jù)pd1追蹤配件裝置220在空間環(huán)境se中的位置l2，盡管配件裝置220本身無法在空間環(huán)境se量測任何定位數(shù)據(jù)。

基于此實施例，追蹤器裝置140可用來將本身不具有追蹤定位功能的配件裝置轉(zhuǎn)換為對虛擬實境系統(tǒng)100的主機裝置120來說可追蹤的配件裝置。此外，于此實施例中追蹤器裝置140可以做為主機裝置120與配件裝置210彼此之間交換數(shù)據(jù)的橋接器。主機裝置120與配件裝置210可以經(jīng)由追蹤器裝置140而在彼此之間(間接地)進行通訊。

請一并參閱圖3a及圖3b，圖3a繪示虛擬實境系統(tǒng)100與本揭示文件再一實施例的配件裝置230互動的示意圖。圖3b繪示圖3a中的虛擬實境系統(tǒng)100以及與其互動的配件裝置230的功能方塊圖。

除了前述實施例，圖1a、圖1b、圖2a及圖2b的實施例中追蹤器裝置140亦可應(yīng)用在圖3a以及圖3b所示的配件裝置230上。使用者可以將追蹤器裝置140安裝于圖3a以及圖3b所示的高爾夫球桿上。

如圖3b所示，追蹤器裝置140包含第一接口單元141、第二接口單元142、追蹤器單元143、控制單元144以及動態(tài)感測器145?？刂茊卧?44耦接至第一接口單元141、第二接口單元142、追蹤器單元143以及動態(tài)感測器145。追蹤器裝置140與圖1a及圖1b所示的實施例具有相同的構(gòu)件。這些構(gòu)件(第一接口單元141、第二接口單元142、追蹤器單元143、控制單元144以及動態(tài)感測器145)的功能與操作原理在先前的實施例已有說明，在此不另贅述。

如圖3a及圖3b所示，配件裝置230包含動態(tài)感測器in5以及回饋輸出構(gòu)件(即振動器fb3)。于此例中，動態(tài)感測器in5可以產(chǎn)生有關(guān)配件裝置230的狀態(tài)輸入數(shù)據(jù)(有關(guān)于使用者以多快速度以及多大力量揮動高爾夫球桿)。動態(tài)感測器in5所產(chǎn)生的狀態(tài)輸入數(shù)據(jù)可以經(jīng)由追蹤器裝置140傳送至主機裝置120。

此外，配件裝置230的動態(tài)感測器in5可用來產(chǎn)生配件裝置230的第二定位數(shù)據(jù)pd2。追蹤器裝置140可以從配件裝置230接收第二定位數(shù)據(jù)pd2，并將第二定位數(shù)據(jù)pd2隨著追蹤器單元143得到的第一定位數(shù)據(jù)pd1傳送至主機裝置120。于此例中，主機裝置120可以根據(jù)第一定位數(shù)據(jù)pd1以及第二定位數(shù)據(jù)pd2進而追蹤配件裝置230在空間環(huán)境se當中的位置l3。第二定位數(shù)據(jù)pd2可以做為追蹤配件裝置230的位置l3的輔助數(shù)據(jù)，以增加追蹤配件裝置230的位置l3時的精確性，或是加速追蹤位置l3時的計算過程。動態(tài)感測器in5可以是三軸陀螺儀、三軸加速度計或慣性量測單元。

當使用者在虛擬實境場景中擊中高爾夫球時，主機裝置120可以產(chǎn)生回饋數(shù)據(jù)(例如當高爾夫球桿擊中高爾夫球時發(fā)生的振動)對應(yīng)虛擬實境系統(tǒng)100所創(chuàng)造的虛擬實境場景。追蹤器裝置140可以從主機裝置120接收回饋數(shù)據(jù)，并將回饋數(shù)據(jù)傳送到配件裝置230?；诨仞仈?shù)據(jù)，回饋輸出構(gòu)件(如振動器fb3)將會對應(yīng)虛擬實境場景中的揮擊事件而振動。

須特定說明的是，追蹤器裝置140可是適用在各種不同類型的配件裝置上，盡管配件裝置包含了不同的構(gòu)件或不同的硬件配置，追蹤器裝置140均可作為虛擬實境系統(tǒng)100的主機裝置120與各種類型的配件裝置之間的中繼裝置?；谧粉櫰餮b置140，虛擬實境系統(tǒng)100可以相容官方制造商或第三方制造商所推出的各種不同類型的配件裝置。利用上述實施例的追蹤器裝置140，具有追蹤功能的構(gòu)件便可不再視為各種配件裝置中的必要部分，因此追蹤器裝置140有助于降低配件裝置的制造成本。

雖然本案已以實施方式揭露如上，然其并非用以限定本案，任何本領(lǐng)域具通常知識者，在不脫離本案的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾，因此本案的保護范圍當視所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準。