本實(shí)用新型涉及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴設(shè)備的手柄控制器。

背景技術(shù)：

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以使用戶在三維沉浸式環(huán)境中進(jìn)行游戲、電影等體驗(yàn)，在虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)的過程中，用戶需要以某種方式與三維沉浸式環(huán)境進(jìn)行交互，目前常用的交互方式為用戶雙手各握一個(gè)手柄，以手柄的運(yùn)動(dòng)來控制三維沉浸式環(huán)境中雙手的運(yùn)動(dòng)。用戶使用的兩只手柄必須預(yù)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(huì)造成操作上的錯(cuò)誤，不便于使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了使手柄能自動(dòng)識(shí)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，本實(shí)用新型提供了一種應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴設(shè)備的手柄控制器，包括微控制器、第一觸摸感應(yīng)區(qū)和觸摸驅(qū)動(dòng)芯片；

所述第一觸摸感應(yīng)區(qū)通過所述觸摸驅(qū)動(dòng)芯片連接到所述微控制器，當(dāng)所述第一觸摸感應(yīng)區(qū)被觸摸時(shí)，所述觸摸驅(qū)動(dòng)芯片向所述微控制器發(fā)送相應(yīng)的電信號(hào)；

所述第一觸摸感應(yīng)區(qū)設(shè)置在所述手柄控制器的一個(gè)側(cè)面，僅在用戶左手操作所述手柄控制器時(shí)會(huì)被觸摸到，或者，僅在用戶右手操作所述手柄控制器時(shí)所述第一觸摸感應(yīng)區(qū)會(huì)被觸摸到。

其中，所述手柄控制器還包括手部動(dòng)作感應(yīng)單元和第二觸摸感應(yīng)區(qū)；

所述手部動(dòng)作感應(yīng)單元與所述微控制器相連，用于感應(yīng)用戶的手部動(dòng)作，并向所述微控制器發(fā)送相應(yīng)的電信號(hào)；

所述第二觸摸感應(yīng)區(qū)設(shè)置在所述手部動(dòng)作感應(yīng)單元的表面，并通過所述觸摸驅(qū)動(dòng)芯片連接到所述微控制器；

當(dāng)所述第二觸摸感應(yīng)區(qū)被觸摸時(shí)，所述觸摸驅(qū)動(dòng)芯片向所述微控制器發(fā)送相應(yīng)的中斷信號(hào)，所述微控制器根據(jù)所述中斷信號(hào)讀取用戶的手部動(dòng)作按壓的力度。

其中，所述手部動(dòng)作感應(yīng)單元包括按鍵、扳機(jī)和/或搖桿；

所述第二觸摸感應(yīng)區(qū)包括若干觸摸板，每一個(gè)所述按鍵、扳機(jī)和搖桿的表面設(shè)置有一個(gè)所述觸摸板；

每一個(gè)所述觸摸板分別連接所述觸摸驅(qū)動(dòng)芯片，當(dāng)某一個(gè)觸摸板被觸摸時(shí)，該觸摸板向所述觸摸驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)送相應(yīng)的電信號(hào)。

其中，所述手柄控制器還包括Micro USB接口和高速信號(hào)切換芯片；

所述Micro USB接口，用于和主機(jī)設(shè)備或外部衍生設(shè)備建立連接；

所述高速信號(hào)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(dāng)所述Micro USB接口連接主機(jī)設(shè)備時(shí)，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(jī)設(shè)備進(jìn)行通訊；

當(dāng)所述Micro USB接口連接外部衍生設(shè)備時(shí)，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(shè)備進(jìn)行通訊。

其中，所述手柄控制器還包括內(nèi)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(nèi)置電池，用于：

當(dāng)所述Micro USB接口連接主機(jī)設(shè)備時(shí)，通過所述Micro USB接口從所述主機(jī)設(shè)備取電為所述手柄控制器供電，同時(shí)為所述內(nèi)置電池充電；

當(dāng)所述Micro USB接口連接外部衍生設(shè)備時(shí)，從所述內(nèi)置電池取電為所述手柄控制器供電，同時(shí)通過所述Micro USB接口為所述外部衍生設(shè)備供電。

其中，所述手柄控制器還包括紅外燈和RGB燈；

當(dāng)所述手柄控制器工作時(shí)，所述紅外燈和所述RGB燈處于點(diǎn)亮狀態(tài)，使主機(jī)設(shè)備根據(jù)所述紅外燈和所述RGB燈確定所述手柄控制器的空間位置。

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，

所述微控制器，還用于通過所述無線收發(fā)模組與主機(jī)設(shè)備建立無線連接進(jìn)行通訊。

其中，所述手柄控制器還包括馬達(dá)和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片，所述馬達(dá)通過所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)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(jī)設(shè)備接收馬達(dá)震動(dòng)指令，并根據(jù)所述馬達(dá)震動(dòng)指令通過所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片控制所述馬達(dá)震動(dòng)/停止。

其中，所述手柄控制器還包括運(yùn)動(dòng)傳感器以及傳感器預(yù)處理芯片，所述運(yùn)動(dòng)傳感器通過所述傳感器預(yù)處理芯片連接到所述微控制器；

所述運(yùn)動(dòng)傳感器，用于測(cè)量所述手柄控制器運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

所述傳感器預(yù)處理芯片，用于將所述運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后傳輸給所述微控制器。

其中，所述運(yùn)動(dòng)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(cè)量所述手柄控制器運(yùn)動(dòng)的加速度和角速度；

所述地磁傳感器，用于測(cè)量所述手柄控制器所處位置的磁場(chǎng)方向。

本實(shí)用新型實(shí)施例的有益效果是：通過在手柄控制器的一個(gè)側(cè)面設(shè)置觸摸感應(yīng)區(qū)域，當(dāng)用戶使用左手或右手單手握住該手柄控制器時(shí)要么會(huì)觸摸到該區(qū)域要么不會(huì)觸摸到該區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)用戶左右手的識(shí)別。本實(shí)用新型提供的手柄控制器在使用之前不需要預(yù)先規(guī)定由哪一只手使用，在用戶握住該手柄控制器時(shí)能夠自動(dòng)感知用戶的左右手，自適應(yīng)實(shí)現(xiàn)手柄自身的動(dòng)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(cuò)的幾率，提高了用戶體驗(yàn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴設(shè)備的手柄控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)構(gòu)思是：在手柄控制器的一個(gè)側(cè)面設(shè)置觸摸感應(yīng)區(qū)，使用戶左手操作所手柄控制器時(shí)觸摸感應(yīng)區(qū)會(huì)被觸摸，右手操作手柄控制器時(shí)觸摸感應(yīng)區(qū)不會(huì)被觸摸；或者，使用戶右手操作手柄控制器時(shí)觸摸感應(yīng)區(qū)會(huì)被觸摸，左手操作手柄控制器時(shí)觸摸感應(yīng)區(qū)不會(huì)被觸摸，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)左右手的識(shí)別。

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴設(shè)備的手柄控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴設(shè)備的手柄控制器包括微控制器101、第一觸摸感應(yīng)區(qū)102和觸摸驅(qū)動(dòng)芯片103。

第一觸摸感應(yīng)區(qū)102通過觸摸驅(qū)動(dòng)芯片103連接到微控制器104，當(dāng)?shù)谝挥|摸感應(yīng)區(qū)102被觸摸時(shí)，觸摸驅(qū)動(dòng)芯片103向微控制器104發(fā)送相應(yīng)的電信號(hào)。第一觸摸感應(yīng)區(qū)102設(shè)置在手柄控制器的一個(gè)側(cè)面，使用戶左手操作該手柄控制器時(shí)第一觸摸感應(yīng)區(qū)102會(huì)被觸摸，右手操作該手柄控制器時(shí)第一觸摸感應(yīng)區(qū)102不會(huì)被觸摸；同樣道理，也可以使用戶右手操作該手柄控制器時(shí)第一觸摸感應(yīng)區(qū)102會(huì)被觸摸，左手操作該手柄控制器時(shí)第一觸摸感應(yīng)區(qū)102不會(huì)被觸摸。

例如，在手柄控制器的右側(cè)面設(shè)置第一觸摸感應(yīng)區(qū)102。當(dāng)使用右手來操作該手柄時(shí)，第一觸摸感應(yīng)區(qū)102被觸摸，向微控制器104發(fā)送電信號(hào)，微控制器104向虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴設(shè)備發(fā)送相應(yīng)的信息，虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴設(shè)備得知該手柄控制器用于控制虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中用戶的右手。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的手柄控制器，左右手都可以使用，不預(yù)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(shí)向虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴設(shè)備發(fā)送狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的配置，提高了手柄的易用性，減少用戶在使用中出錯(cuò)的幾率，提高了用戶體驗(yàn)。

本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例提供的手柄控制器還包括手部動(dòng)作感應(yīng)單元104和第二觸摸感應(yīng)區(qū)105。手部動(dòng)作感應(yīng)單元104與微控制器相連101，用于感應(yīng)用戶的手部動(dòng)作，并向微控制器101發(fā)送相應(yīng)的電信號(hào)，第二觸摸感應(yīng)區(qū)105設(shè)置在手部動(dòng)作感應(yīng)單元104的表面，并通過觸摸驅(qū)動(dòng)芯片103連接到微控制器101。當(dāng)?shù)诙|摸感應(yīng)區(qū)被觸摸105，觸摸驅(qū)動(dòng)芯片103向微控制器101發(fā)送相應(yīng)的中斷信號(hào)，微控制器101根據(jù)中斷信號(hào)讀取第二觸摸感應(yīng)區(qū)105按壓的力度。手部動(dòng)作感應(yīng)單元104可以包括若干按鍵、扳機(jī)和搖桿，第二觸摸感應(yīng)區(qū)由若干觸摸板組成，每一個(gè)按鍵、扳機(jī)和搖桿的表面設(shè)置有一個(gè)觸摸板，每一個(gè)觸摸板分別連接觸摸驅(qū)動(dòng)芯片103，當(dāng)某一個(gè)觸摸板被觸摸時(shí)，該觸摸板向觸摸驅(qū)動(dòng)芯片103發(fā)送電信號(hào)。微控制器101將每一根手指的按壓力度傳輸?shù)教摂M現(xiàn)實(shí)頭戴設(shè)備中，結(jié)合按壓力度與虛擬手指彎曲度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以在三維沉浸式環(huán)境中靈活控制虛擬手掌。

本實(shí)用新型另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例提供的手柄控制器還包括Micro USB接口106和高速信號(hào)切換芯片107。Micro USB接口106用于和主機(jī)設(shè)備或外部衍生設(shè)備建立連接，高速信號(hào)切換芯片107連接在Micro USB接口106和微控制器101之間，當(dāng)Micro USB接口106連接主機(jī)設(shè)備時(shí)，高速信號(hào)切換芯片107接通Micro USB接口與微控制器101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(jī)設(shè)備進(jìn)行通訊，此時(shí)對(duì)于主機(jī)設(shè)備來說手柄控制為從設(shè)備；當(dāng)Micro USB接口106連接外部衍生設(shè)備時(shí)，如槍托、方向盤等設(shè)備，高速信號(hào)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(shè)備進(jìn)行通訊，此時(shí)對(duì)于外部衍生設(shè)備來說手柄控制器為主設(shè)備。

優(yōu)選的，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的手柄控制器還包括內(nèi)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(nèi)置電池108。當(dāng)Micro USB接口106連接主機(jī)設(shè)備時(shí)，充電管理芯片109通過Micro USB106接口從主機(jī)設(shè)備取電，為手柄控制器供電，同時(shí)為內(nèi)置電池108充電；當(dāng)Micro USB接口106連接外部衍生設(shè)備時(shí)，充電管理芯片109從內(nèi)置電池取電，為手柄控制器供電，同時(shí)通過Micro USB接口106為連接到Micro USB接口106的外部衍生設(shè)備供電。

優(yōu)選的，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的手柄控制器還包括紅外燈110和RGB燈111，當(dāng)手柄控制器工作時(shí)，紅外燈110和RGB燈111處于點(diǎn)亮狀態(tài)。當(dāng)有多個(gè)手柄控制器同時(shí)連接到同一個(gè)主機(jī)設(shè)備時(shí)，主機(jī)設(shè)備控制每一個(gè)手柄控制器上的RGB燈111顯示不同的顏色，主機(jī)設(shè)備根據(jù)RGB燈的顏色區(qū)分每一個(gè)手柄，并根據(jù)手柄上的紅外燈110確定其位置。

優(yōu)選的，本實(shí)用新型實(shí)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(jī)設(shè)備建立無線連接進(jìn)行通訊。

進(jìn)一步優(yōu)選的，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的手柄控制器還包括馬達(dá)113和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片114，馬達(dá)113通過馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片114連接到微控制器101，當(dāng)微控制器111通過無線收發(fā)模組112或Micro USB接口106從主機(jī)設(shè)備接收馬達(dá)震動(dòng)指令，并根據(jù)接收的指令通過馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片114控制馬達(dá)113震動(dòng)或停止震動(dòng)。

上述主機(jī)設(shè)備可以是虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴設(shè)備本身，也可以是與虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴設(shè)備相連的PC機(jī)等主機(jī)設(shè)備。

優(yōu)選的，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的手柄控制器還包括運(yùn)動(dòng)傳感器115以及傳感器預(yù)處理芯片116，運(yùn)動(dòng)傳感器115通過傳感器預(yù)處理芯片116連接到微控制器101。運(yùn)動(dòng)傳感器116測(cè)量手柄控制器運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，傳感器預(yù)處理芯片115將運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后傳輸給微控制器101。運(yùn)動(dòng)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(cè)量手柄控制器運(yùn)動(dòng)的加速度和角速度，地磁傳感器用于測(cè)量手柄控制器所處位置的磁場(chǎng)方向。

綜上所述，本實(shí)用新型提供的一種應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴設(shè)備的手柄控制器，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

通過在手柄控制器的一個(gè)側(cè)面設(shè)置觸摸感應(yīng)區(qū)域，當(dāng)用戶使用左手或右手單手握住該手柄控制器時(shí)要么會(huì)觸摸到該區(qū)域要么不會(huì)觸摸到該區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)用戶左右手的識(shí)別。本實(shí)用新型提供的手柄控制器在使用之前不需要預(yù)先規(guī)定由哪一只手使用，在用戶握住該手柄控制器時(shí)能夠自動(dòng)感知用戶的左右手，自適應(yīng)實(shí)現(xiàn)手柄自身的動(dòng)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(cuò)的幾率，提高了用戶體驗(yàn)。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。