一種應用于虛擬現實頭戴設備的手柄控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應用于虛擬現實頭戴設備的手柄控制器，包括微控制器、第一觸摸感應區(qū)和觸摸驅動芯片；第一觸摸感應區(qū)通過觸摸驅動芯片連接到微控制器，當第一觸摸感應區(qū)被觸摸時，觸摸驅動芯片向微控制器發(fā)送相應的電信號；第一觸摸感應區(qū)設置在手柄控制器的一個側面，僅在用戶左手操作所述手柄控制器時會被觸摸到，或者，僅在用戶右手操作所述手柄控制器時會被觸摸到。在使用本發(fā)明提供的手柄控制器之前不需要預先規(guī)定由哪一只手使用，在用戶握住該手柄控制器時能夠自動感知用戶的左右手，自適應實現手柄自身的動態(tài)配置，提高了手柄的易用性，減少用戶在使用手柄的過程中出錯的幾率，提高了用戶體驗。
【專利說明】
一種應用于虛擬現實頭戴設備的手柄控制器
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及虛擬現實技術領域，特別涉及一種應用于虛擬現實頭戴設備的手柄控制器。
【背景技術】
[0002]虛擬現實技術可以使用戶在三維沉浸式環(huán)境中進行游戲、電影等體驗，在虛擬現實體驗的過程中，用戶需要以某種方式與三維沉浸式環(huán)境進行交互，目前常用的交互方式為用戶雙手各握一個手柄，以手柄的運動來控制三維沉浸式環(huán)境中雙手的運動。用戶使用的兩只手柄必須預先規(guī)定好哪一只是左手使用的，哪一只是右手使用的，一旦握反兩只手柄就會造成操作上的錯誤，不便于使用。

【發(fā)明內容】

[0003]為了使手柄能自動識別用戶的左右手，避免握反手柄的問題，以提高手柄的易用性，本發(fā)明提供了一種應用于虛擬現實頭戴設備的手柄控制器，包括微控制器、第一觸摸感應區(qū)和觸摸驅動芯片；
[0004]所述第一觸摸感應區(qū)通過所述觸摸驅動芯片連接到所述微控制器，當所述第一觸摸感應區(qū)被觸摸時，所述觸摸驅動芯片向所述微控制器發(fā)送相應的電信號；
[0005]所述第一觸摸感應區(qū)設置在所述手柄控制器的一個側面，僅在用戶左手操作所述手柄控制器時會被觸摸到，或者，僅在用戶右手操作所述手柄控制器時所述第一觸摸感應區(qū)會被觸摸到。
[0006]其中，所述手柄控制器還包括手部動作感應單元和第二觸摸感應區(qū)；
[0007]所述手部動作感應單元與所述微控制器相連，用于感應用戶的手部動作，并向所述微控制器發(fā)送相應的電信號；
[0008]所述第二觸摸感應區(qū)設置在所述手部動作感應單元的表面，并通過所述觸摸驅動芯片連接到所述微控制器；
[0009]當所述第二觸摸感應區(qū)被觸摸時，所述觸摸驅動芯片向所述微控制器發(fā)送相應的中斷信號，所述微控制器根據所述中斷信號讀取用戶的手部動作按壓的力度。
[0010]其中，所述手部動作感應單元包括按鍵、扳機和/或搖桿；
[0011]所述第二觸摸感應區(qū)包括若干觸摸板，每一個所述按鍵、扳機和搖桿的表面設置有一個所述觸摸板；
[0012]每一個所述觸摸板分別連接所述觸摸驅動芯片，當某一個觸摸板被觸摸時，該觸摸板向所述觸摸驅動芯片發(fā)送相應的電信號。
[0013]其中，所述手柄控制器還包括Micro USB接口和高速信號切換芯片；
[0014]所述Micro USB接口，用于和主機設備或外部衍生設備建立連接；
[0015]所述高速信號切換芯片連接在所述MicroUSB接口和所述微控制器之間，用于:
[0016]當所述Micro USB接口連接主機設備時，接通所述Micro USB接口與所述微控制器之間的USB通道，使所述微控制器通過USB通道與連接到所述Micro USB接口的主機設備進行通訊；
[0017]當所述Micro USB接口連接外部衍生設備時，接通所述Micro USB接口與所述微控制器之間的UART通道，使所述微控制器通過UART通道與連接到所述Micro USB接口的外部衍生設備進行通訊。
[0018]其中，所述手柄控制器還包括內置電池和充電管理芯片，所述充電管理芯片分別連接所述微控制器、所述Micro USB接口和所述內置電池，用于:
[0019]當所述Micro USB接口連接主機設備時，通過所述Micro USB接口從所述主機設備取電為所述手柄控制器供電，同時為所述內置電池充電；
[0020]當所述MicroUSB接口連接外部衍生設備時，從所述內置電池取電為所述手柄控制器供電，同時通過所述Micro USB接口為所述外部衍生設備供電。
[0021 ] 其中，所述手柄控制器還包括紅外燈和RGB燈；
[0022]當所述手柄控制器工作時，所述紅外燈和所述RGB燈處于點亮狀態(tài)，使主機設備根據所述紅外燈和所述RGB燈確定所述手柄控制器的空間位置。
[0023]其中，所述手柄控制器還包括無線收發(fā)模組，所述無線收發(fā)模組與所述微控制器相連，
[0024]所述微控制器，還用于通過所述無線收發(fā)模組與主機設備建立無線連接進行通訊。
[0025]其中，所述手柄控制器還包括馬達和馬達驅動芯片，所述馬達通過所述馬達驅動芯片連接到所述微控制器；
[0026]所述微控制器，還用于通過所述無線收發(fā)模組或所述MicroUSB接口從主機設備接收馬達震動指令，并根據所述馬達震動指令通過所述馬達驅動芯片控制所述馬達震動/停止。
[0027]其中，所述手柄控制器還包括運動傳感器以及傳感器預處理芯片，所述運動傳感器通過所述傳感器預處理芯片連接到所述微控制器；
[0028]所述運動傳感器，用于測量所述手柄控制器運動狀態(tài)；
[0029]所述傳感器預處理芯片，用于將所述運動傳感器測量的數據進行預處理后傳輸給所述微控制器。
[0030]其中，所述運動傳感器包括六軸的加速度和陀螺儀傳感器、地磁傳感器，其中，
[0031 ]所述六軸的加速度和陀螺儀傳感器，用于測量所述手柄控制器運動的加速度和角速度；
[0032]所述地磁傳感器，用于測量所述手柄控制器所處位置的磁場方向。
[0033]本發(fā)明實施例的有益效果是:通過在手柄控制器的一個側面設置觸摸感應區(qū)域，當用戶使用左手或右手單手握住該手柄控制器時要么會觸摸到該區(qū)域要么不會觸摸到該區(qū)域，從而實現了對用戶左右手的識別。本發(fā)明提供的手柄控制器在使用之前不需要預先規(guī)定由哪一只手使用，在用戶握住該手柄控制器時能夠自動感知用戶的左右手，自適應實現手柄自身的動態(tài)配置，提高了手柄的易用性，減少用戶在使用手柄的過程中出錯的幾率，提高了用戶體驗。
【附圖說明】
[0034]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種應用于虛擬現實頭戴設備的手柄控制器的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0035]本發(fā)明的設計構思是:在手柄控制器的一個側面設置觸摸感應區(qū)，使用戶左手操作所手柄控制器時觸摸感應區(qū)會被觸摸，右手操作手柄控制器時觸摸感應區(qū)不會被觸摸；或者，使用戶右手操作手柄控制器時觸摸感應區(qū)會被觸摸，左手操作手柄控制器時觸摸感應區(qū)不會被觸摸，從而實現了對左右手的識別。
[0036]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。
[0037]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種應用于虛擬現實頭戴設備的手柄控制器的結構示意圖。如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的應用于虛擬現實頭戴設備的手柄控制器包括微控制器101、第一觸摸感應區(qū)102和觸摸驅動芯片103。
[0038]第一觸摸感應區(qū)102通過觸摸驅動芯片103連接到微控制器104，當第一觸摸感應區(qū)102被觸摸時，觸摸驅動芯片103向微控制器104發(fā)送相應的電信號。第一觸摸感應區(qū)102設置在手柄控制器的一個側面，使用戶左手操作該手柄控制器時第一觸摸感應區(qū)102會被觸摸，右手操作該手柄控制器時第一觸摸感應區(qū)102不會被觸摸；同樣道理，也可以使用戶右手操作該手柄控制器時第一觸摸感應區(qū)102會被觸摸，左手操作該手柄控制器時第一觸摸感應區(qū)102不會被觸摸。
[0039]例如，在手柄控制器的右側面設置第一觸摸感應區(qū)102。當使用右手來操作該手柄時，第一觸摸感應區(qū)102被觸摸，向微控制器104發(fā)送電信號，微控制器104向虛擬現實頭戴設備發(fā)送相應的信息，虛擬現實頭戴設備得知該手柄控制器用于控制虛擬現實環(huán)境中用戶的右手。本發(fā)明實施例提供的手柄控制器，左右手都可以使用，不預先規(guī)定由哪一只手使用，而是在用戶握住該手柄控制器時向虛擬現實頭戴設備發(fā)送狀態(tài)信息，實現動態(tài)的配置，提高了手柄的易用性，減少用戶在使用中出錯的幾率，提高了用戶體驗。
[0040]本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例提供的手柄控制器還包括手部動作感應單元104和第二觸摸感應區(qū)105。手部動作感應單元104與微控制器相連101，用于感應用戶的手部動作，并向微控制器101發(fā)送相應的電信號，第二觸摸感應區(qū)105設置在手部動作感應單元104的表面，并通過觸摸驅動芯片103連接到微控制器101。當第二觸摸感應區(qū)被觸摸105，觸摸驅動芯片103向微控制器101發(fā)送相應的中斷信號，微控制器101根據中斷信號讀取第二觸摸感應區(qū)105按壓的力度。手部動作感應單元104可以包括若干按鍵、扳機和搖桿，第二觸摸感應區(qū)由若干觸摸板組成，每一個按鍵、扳機和搖桿的表面設置有一個觸摸板，每一個觸摸板分別連接觸摸驅動芯片103，當某一個觸摸板被觸摸時，該觸摸板向觸摸驅動芯片103發(fā)送電信號。微控制器101將每一根手指的按壓力度傳輸到虛擬現實頭戴設備中，結合按壓力度與虛擬手指彎曲度之間的對應關系，可以在三維沉浸式環(huán)境中靈活控制虛擬手掌。
[0041 ]本發(fā)明另一個優(yōu)選實施例提供的手柄控制器還包括Micro USB接口 106和高速信號切換芯片107 Jicro USB接口 106用于和主機設備或外部衍生設備建立連接，高速信號切換芯片107連接在Micro USB接口 106和微控制器101之間，當Micro USB接口 106連接主機設備時，高速信號切換芯片1 7接通Mi cro USB接口與微控制器1I之間的USB通道，使微控制器101通過USB通道與連接到Micro USB接口 106的主機設備進行通訊，此時對于主機設備來說手柄控制為從設備；當Micro USB接口 106連接外部衍生設備時，如槍托、方向盤等設備，高速信號切換芯片107接通Micro USB接口 106與微控制器101之間的UART通道，使微控制器101通過UART通道與連接到Micro USB接口 106的外部衍生設備進行通訊，此時對于外部衍生設備來說手柄控制器為主設備。
[0042]優(yōu)選的，本發(fā)明實施例提供的手柄控制器還包括內置電池108和充電管理芯片109，充電管理芯片109分別連接微控制器101、Micro USB接口 106和內置電池108。當MicroUSB接口 106連接主機設備時，充電管理芯片109通過Micro USB106接口從主機設備取電，為手柄控制器供電，同時為內置電池108充電；當Micro USB接口 106連接外部衍生設備時，充電管理芯片109從內置電池取電，為手柄控制器供電，同時通過Micro USB接口 106為連接到Micro USB接口 106的外部衍生設備供電。
[0043]優(yōu)選的，本發(fā)明實施例提供的手柄控制器還包括紅外燈110和RGB燈111，當手柄控制器工作時，紅外燈110和RGB燈111處于點亮狀態(tài)。當有多個手柄控制器同時連接到同一個主機設備時，主機設備控制每一個手柄控制器上的RGB燈111顯示不同的顏色，主機設備根據RGB燈的顏色區(qū)分每一個手柄，并根據手柄上的紅外燈110確定其位置。
[0044]優(yōu)選的，本發(fā)明實施例提供的手柄控制器還包括無線收發(fā)模組112，無線收發(fā)模組112與微控制器101相連，微控制器101通過無線收發(fā)112模組與主機設備建立無線連接進行通訊。
[0045]進一步優(yōu)選的，本發(fā)明實施例提供的手柄控制器還包括馬達113和馬達驅動芯片114，馬達113通過馬達驅動芯片114連接到微控制器101，當微控制器111通過無線收發(fā)模組112或Micro USB接口 106從主機設備接收馬達震動指令，并根據接收的指令通過馬達驅動芯片114控制馬達113震動或停止震動。
[0046]上述主機設備可以是虛擬現實頭戴設備本身，也可以是與虛擬現實頭戴設備相連的PC機等主機設備。
[0047]優(yōu)選的，本發(fā)明實施例提供的手柄控制器還包括運動傳感器115以及傳感器預處理芯片116，運動傳感器115通過傳感器預處理芯片116連接到微控制器101。運動傳感器116測量手柄控制器運動狀態(tài)，傳感器預處理芯片115將運動傳感器測量的數據進行預處理后傳輸給微控制器1I。運動傳感器115包括六軸的加速度和陀螺儀傳感器、地磁傳感器。六軸的加速度和陀螺儀傳感器用于測量手柄控制器運動的加速度和角速度，地磁傳感器用于測量手柄控制器所處位置的磁場方向。
[0048]綜上所述，本發(fā)明提供的一種應用于虛擬現實頭戴設備的手柄控制器，與現有技術相比，具有以下有益效果:
[0049]通過在手柄控制器的一個側面設置觸摸感應區(qū)域，當用戶使用左手或右手單手握住該手柄控制器時要么會觸摸到該區(qū)域要么不會觸摸到該區(qū)域，從而實現了對用戶左右手的識別。本發(fā)明提供的手柄控制器在使用之前不需要預先規(guī)定由哪一只手使用，在用戶握住該手柄控制器時能夠自動感知用戶的左右手，自適應實現手柄自身的動態(tài)配置，提高了手柄的易用性，減少用戶在使用手柄的過程中出錯的幾率，提高了用戶體驗。
[0050]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發(fā)明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種應用于虛擬現實頭戴設備的手柄控制器，其特征在于，所述手柄控制器包括微控制器、第一觸摸感應區(qū)和觸摸驅動芯片； 所述第一觸摸感應區(qū)通過所述觸摸驅動芯片連接到所述微控制器，當所述第一觸摸感應區(qū)被觸摸時，所述觸摸驅動芯片向所述微控制器發(fā)送相應的電信號； 所述第一觸摸感應區(qū)設置在所述手柄控制器的一個側面，僅在用戶左手操作所述手柄控制器時會被觸摸到，或者，僅在用戶右手操作所述手柄控制器時會被觸摸到。2.如權利要求1所述的應用于虛擬現實頭戴設備的手柄控制器，其特征在于，所述手柄控制器還包括手部動作感應單元和第二觸摸感應區(qū)； 所述手部動作感應單元與所述微控制器相連，用于感應用戶的手部動作，并向所述微控制器發(fā)送相應的電信號； 所述第二觸摸感應區(qū)設置在所述手部動作感應單元的表面，并通過所述觸摸驅動芯片連接到所述微控制器； 當所述第二觸摸感應區(qū)被觸摸時，所述觸摸驅動芯片向所述微控制器發(fā)送相應的中斷信號，所述微控制器根據所述中斷信號讀取用戶的手部動作按壓的力度。3.如權利要求2所述的應用于虛擬現實頭戴設備的手柄控制器，其特征在于，所述手部動作感應單元包括按鍵、扳機和/或搖桿； 所述第二觸摸感應區(qū)包括若干觸摸板，每一個所述按鍵、扳機和搖桿的表面設置有一個所述觸摸板； 每一個所述觸摸板分別連接所述觸摸驅動芯片，當某一個觸摸板被觸摸時，該觸摸板向所述觸摸驅動芯片發(fā)送相應的電信號。4.如權利要求2所述的應用于虛擬現實頭戴設備的手柄控制器，其特征在于，所述手柄控制器還包括Micro USB接口和高速信號切換芯片； 所述Micro USB接口，用于和主機設備或外部衍生設備建立連接； 所述高速信號切換芯片連接在所述Micro USB接口和所述微控制器之間，用于: 當所述Micro USB接口連接主機設備時，接通所述Micro USB接口與所述微控制器之間的USB通道，使所述微控制器通過USB通道與連接到所述Micro USB接口的主機設備進行通訊； 當所述Micro USB接口連接外部衍生設備時，接通所述Micro USB接口與所述微控制器之間的UART通道，使所述微控制器通過UART通道與連接到所述Micro USB接口的外部衍生設備進行通訊。5.如權利要求4所述的應用于虛擬現實頭戴設備的手柄控制器，其特征在于，所述手柄控制器還包括內置電池和充電管理芯片，所述充電管理芯片分別連接所述微控制器、所述Micro USB接口和所述內置電池，用于: 當所述Micro USB接口連接主機設備時，通過所述Micro USB接口從所述主機設備取電為所述手柄控制器供電，同時為所述內置電池充電； 當所述Micro USB接口連接外部衍生設備時，從所述內置電池取電為所述手柄控制器供電，同時通過所述Micro USB接口為所述外部衍生設備供電。6.如權利要求2所述的應用于虛擬現實頭戴設備的手柄控制器，其特征在于，所述手柄控制器還包括紅外燈和RGB燈； 當所述手柄控制器工作時，所述紅外燈和所述RGB燈處于點亮狀態(tài)，使主機設備根據所述紅外燈和所述RGB燈確定所述手柄控制器的空間位置。7.如權利要求4所述的應用于虛擬現實頭戴設備的手柄控制器，其特征在于，所述手柄控制器還包括無線收發(fā)模組，所述無線收發(fā)模組與所述微控制器相連， 所述微控制器，還用于通過所述無線收發(fā)模組與主機設備建立無線連接進行通訊。8.如權利要求7所述的應用于虛擬現實頭戴設備的手柄控制器，其特征在于，所述手柄控制器還包括馬達和馬達驅動芯片，所述馬達通過所述馬達驅動芯片連接到所述微控制器； 所述微控制器，還用于通過所述無線收發(fā)模組或所述Micro USB接口從主機設備接收馬達震動指令，并根據所述馬達震動指令通過所述馬達驅動芯片控制所述馬達震動/停止。9.如權利要求2所述的應用于虛擬現實頭戴設備的手柄控制器，其特征在于，所述手柄控制器還包括運動傳感器以及傳感器預處理芯片，所述運動傳感器通過所述傳感器預處理芯片連接到所述微控制器； 所述運動傳感器，用于測量所述手柄控制器運動狀態(tài)； 所述傳感器預處理芯片，用于將所述運動傳感器測量的數據進行預處理后傳輸給所述微控制器。10.如權利要求9所述的應用于虛擬現實頭戴設備的手柄控制器，其特征在于，所述運動傳感器包括六軸的加速度和陀螺儀傳感器、地磁傳感器，其中， 所述六軸的加速度和陀螺儀傳感器，用于測量所述手柄控制器運動的加速度和角速度； 所述地磁傳感器，用于測量所述手柄控制器所處位置的磁場方向。
【文檔編號】G06F3/01GK105975082SQ201610365776
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】鄧雪冰, 劉鑫
【申請人】北京小鳥看看科技有限公司