游戏装置与游戏控制器
技术领域
本发明涉及一种游戏装置与游戏控制器。
背景技术
随着电玩游戏及行动装置的市场不断扩大，目前市面上已出现许多针对行动装置的行动式游戏(mobile games)。然而，在现有行动装置上发展的游戏，仍旧需以设置在行动装置上的按钮或触控屏幕来达到操控游戏的目的，故对于使用者而言，此举仍存在诸多不便之处，且也容易因操控性不佳降低游戏对于使用者的实体感受。
据此，如何在现有行动装置上提供足以反应游戏状态的游戏装置或游戏控制器，实为相关技术人员所需思考并解决的课题。
发明内容
本发明提供一种游戏装置与游戏控制器，其能针对行动式游戏而提供较佳的游戏操作感。
本发明的游戏装置，包括自稳模块、控制器组件、动作传感器、运算处理模块以及显示屏幕。自稳模块包括第一部与第二部。控制器组件组装于第二部。显示屏幕组装于第一部，运算处理模块根据程序产生画面信号至显示屏幕。当自稳模块被启动，且控制器组件及第二部以自稳轴相对于第一部旋转时，动作传感器因第一部与第二部相对旋转而产生控制信号，运算处理模块根据控制信号与程序而产生另一画面信号至显示屏幕，且所述另一画面信号对应地描绘控制器组件相对于显示屏幕的运动姿势。当控制器组件以自稳轴相对于第一部旋转时，显示屏幕不在控制器组件的运动轨迹上。
本发明的游戏控制器，用以联系外部电子装置而进行游戏操作，游戏控制器包括自稳模块、动作传感器以及控制器组件。自稳模块包括第一部与第二部，外部电子装置适于组装至第一部。控制器组件设置于第二部。当自稳模块被启动，控制器组件与第二部以至少一自稳轴相对于第一部旋转，且外部电子装置不在控制器组件的运动轨迹上。动作传感器因第一部与第二部相对旋转而产生控制信号并传送至外部电子装置。
基于上述，游戏装置或游戏控制器通过自稳模块与控制器组件、动作传感器与运算处理模块的相互搭配，而让自稳模块被启动后，其第一部与第二部产生的相对旋转运动能被动作传感器所感知而产生控制信号，进而让运算处理模块接收到控制信号而据以产生画面信号至显示屏幕，以让所述画面信号能实时反应当下控制器组件相对于显示屏幕的操作姿势。通过控制器组件的实时操作且实时反应至显示屏幕，以让使用者取得操作游戏装置时的临场感。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是依据本发明一实施例的游戏装置的示意图；
图2与图3A分别是图1的游戏装置于不同处的爆炸图；
图3B是图3A的游戏装置的动作传感器的示意图；
图3C是另一实施例的动作传感器的示意图；
图4A是图1的游戏装置中相关构件的方块图；
图4B是本发明的游戏控制器与外部电子装置的示意图；
图5A与图5B分别是图1的游戏装置于不同状态的示意图；
图6A是图1的游戏装置的局部剖视图；
图6B是图6A的游戏装置于另一状态的局部剖视图；
图6C至图6F是图1的游戏装置于不同状态的前视图；
图6G是本发明另一实施例的游戏装置的示意图；
图7A是本发明另一实施例的游戏装置的示意图；
图7B与图7C是图7A的游戏装置的操作示意图；
图8A与图8B分别是不同显示屏幕的搭配示意图；
图9A与图9B分别是本发明另一实施例的控制器组件的示意图。
附图标记说明：
100：游戏装置；
110、210、510：自稳模块；
111、211、511：第一部；
112、212、512：第二部；
120：控制器组件；
121、122：控制器；
123、124：齿条；
125：齿轮；
126：定位件；
127、128：定位部；
130、230：动作传感器；
131、231：发光元件；
132：导光元件；
133、232：感测元件；
134、234：反光元件；
135：透镜；
136、233：图像分析元件；
140：运算处理模块；
150：显示屏幕；
213：开关；
300：外部电子装置；
400：游戏控制器；
A1：握柄结构；
A2：连动结构；
C1：中心；
G1：间距；
L1、L2、L3：距离；
X1：自稳轴；
XA、XA1、XA2：对角尺寸；
YA：相对距离；
X-Y-Z：直角坐标。
具体实施方式
图1是依据本发明一实施例的游戏装置的示意图。图2与图3A分别是图1的游戏装置的爆炸图。再者，于附图中提供直角坐标X-Y-Z以利于构件描述。请同时参考图1至图3A，在本实施例中，游戏装置100包括自稳模块110、控制器组件120、动作传感器130、运算处理模块140以及显示屏幕150，自稳模块110包括第一部111与第二部112，且第一部111与第二部112能以自稳轴X1而产生相对旋转。显示屏幕150配置于第一部111，控制器组件120配置于第二部112，因此当自稳模块110被启动，控制器组件120与第二部112便能以自稳轴X1而相对于第一部111与显示屏幕150进行相对旋转，反之也然。在本实施例中，自稳轴X1实质上与直角坐标X-Y-Z的Z轴共轴，且显示屏幕150的中心C1位于Z轴上，也即，中心C1被视为位于自稳轴X1上，也就是显示屏幕150的法线平行于自稳轴X1，此时，显示屏幕150的法线与自稳轴X1夹一角度，而所述角度为0度，以让使用者使用游戏装置100时能取得较佳观看视角。
需提及的是，在其他未示出的实施例中，显示屏幕150的中心C1也可采用偏离于自稳轴X1的方式设置。另外，在其他未示出的实施例中，显示屏幕150也可采不平行于自稳轴X1的方式设置，在此，在符合使用者操作控制器组件120的姿势以及观看显示屏幕150的人体工学前提下，显示屏幕150的法线与自稳轴X1所夹角度范围可以是-90度至+90度。
请再参考图3A，在本实施例中，动作传感器130设置于第二部112，以检测第一部111与第二部112之间的相对旋转角度。进一步地说，第一部111包括驱动本体111b、夹持部111a与电连接部111c(例如是金手指)，而第二部112包括驱动本体112a与结构件112b，其中驱动本体111b与驱动本体112a相互可旋转地结合在一起，电连接部111c设置于驱动本体111b上，夹持部111a可伸缩地设置于夹持部111a，驱动本体112a、运算处理模块140设置于结构件112b，且控制器组件120的部分构件可动地设置于结构件112b中，也就是运算处理模块140与自稳模块110是设置于同一个结构件中。图4A是图1的游戏装置的相关构件的方块图，其中以实线表示构件之间的电性连接关系，而虚线仅描述构件之间存在的制动关系。请先参考图3A与图4A，在本实施例中，完成上述构件组装后，运算处理模块140电性连接自稳模块110与动作传感器130。在显示屏幕150设置于第一部111并受夹持部111a所夹持固定时，显示屏幕150背面的另一电连接部(例如是另一金手指，未示出)能与电连接部111c对接，而使显示屏幕150与设置在结构件112b内的运算处理模块140电性连接。然，在此并未限制显示屏幕150与运算处理模块140是采直接电连接或间接电连接的手段，也就是说，依据现有技术而能让运算处理模块140得以与显示屏幕150产生信号联系者，皆适用于本实施例。举例来说，显示屏幕150可通过无线通讯手段而与运算处理模块140取得电讯联系。此外，本实施例也未限制显示屏幕150组装至第一部111的手段，在其他实施例中，其可以卡扣、磁吸等方式将两者组装在一起。
图3B是图3A的游戏装置的动作传感器的示意图。请参考图3A、图3B与图4A，本实施例的动作传感器130是光学追踪传感器，其包括发光元件131、导光元件132、感测元件133、反光元件134、透镜135与图像分析元件136。如前述，当自稳模块110被启动时，即会以自稳轴X1(也就是直角坐标X-Y-Z的Z轴)让第一部111与第二部112之间产生相对旋转，此时位于第二部112的发光元件131也被启动，而据以提供光束(如图3B所示)，经由导光元件132而投射至第一部111。接着，第一部111会将光束反射至反光元件134，并在反光元件134的反射及透镜135的折射之后射入感测元件133，感测元件133将所接收到的光束转化为图像信号，并将其传输至图像分析元件136以进行处理及分析。因此，在第一部111与第二部112产生相对旋转的过程中，图像分析元件136即可据以判断第一部111与第二部112之间相对旋转的方向、角度及速度，而让图像分析元件136据以提供控制信号至运算处理模块140，以让运算处理模块140提供符合对应动作的画面信号至显示屏幕150。
图3C是另一实施例的动作传感器的示意图。请参考图3C，与前述实施例不同的是，本实施例的动作传感器230是光学追踪传感器，其包括设置在第二部112的发光元件231、感测元件232与图像分析元件233以及设置在第一部111的多个反光元件234，反光元件234在第一部111是环绕Z轴呈间隔式排列，因此当第一部111以自稳轴X1(也就是Z轴)产生旋转时，反光元件234便会形成类光栅结构，以随着第一部111的旋转方向、角度及速度而产生不同的光栅信号传送至感测元件232，感测元件232将其接收的光栅信号传送至图像分析元件233进行处理分析以判断第一部111的旋转方向、角度及速度，并据以提供控制信号至运算处理模块140，以让运算处理模块140提供符合对应动作的画面信号至显示屏幕150。
此外，在未示出的实施例中，动作传感器也可是配置在第一部111或第二部112的陀螺仪或加速度感测元件，据以感测出第一部111与第二部112之间的动作变化并判断出何种动作，其已能由现有技术中得知，在此便不再赘述。
图5A与图5B分别是图1的游戏装置于不同状态的示意图。请先参考图5A，基于上述构件配置，当自稳模块110的第一部111与第二部112产生相对旋转时，动作传感器130因此产生控制信号传送至运算处理模块140，以让运算处理模块140据以对显示屏幕150提供画面信号，且让画面信号能对应控制器组件120相对于显示屏幕150的运动姿势。
也就是说，请同时参考图5A与图5B，本实施例游戏装置100的运算处理模块140能依据游戏装置100内建的程序而在显示屏幕150产生画面。当自稳模块110被启动后，使用者能握持在控制器组件120的一对控制器121、122所构成的握柄结构A1上，而以自稳模块110的自稳轴X1驱使控制器组件120及第二部112相对于第一部111及显示屏幕150进行旋转操控。据此，动作传感器130感测到旋转运动便能产生控制信号传送至运算处理模块140，以让运算处理模块140根据控制信号与前述程序而产生画面信号至显示屏幕150，以让此时控制器组件120的运动状态能对应地在显示屏幕150上显现。举例来说，在图5A所示的第一时序时，运算处理模块140根据程序而在显示屏幕150上形成画面，而此时第一部111与第二部112尚未进行相对旋转。接着，在图5B所示的第二时序时，运算处理模块140依据程序及动作传感器130的控制信号而提供另一画面信号至显示屏幕150以符合控制器组件120的运动状态。
图4B是本发明的游戏控制器与外部电子装置的示意图。请参考图4B并对照图4A，前述实施例在于描述游戏装置100的运算处理模块140是与控制器组件120同设置于自稳模块110的第二部112的结构件112b中而被视为一体结构。相对地，本实施例则是揭示一种游戏控制器400，包括前述的自稳模块110、动作传感器130以及控制器组件120，其外形如图2所示但摒除显示屏幕150。在此，游戏控制器400是用以与具有显示屏幕150及运算处理模块140的外部电子装置300进行电性联系与操控。简单地说，外部电子装置300为现有技术中已知的各式行动电子装置，也就是将运算处理模块140与显示屏幕150设置于同一个结构件中，并改以通过外部电子装置300组装于游戏控制器400上并取得电性联系，使用者即能通过游戏控制器400的控制器组件120而对外部电子装置300产生操控效果，也就是让外部电子装置300能根据控制器组件120的运动姿势及程序而在显示屏幕150上产生对应姿势的画面。
图6A是图1的游戏装置的局部剖视图。图6B是图6A的游戏装置于另一状态的局部剖视图。请同时参考图3A、图6A与图6B，在本实施例中，除前述控制器121、122所构成的握柄结构A1之外，控制器组件120还包括连动机构A2，连接在控制器121、122与第二部112之间。控制器121、122通过连动机构A2而相对于第二部112同步移动。进一步地说，本实施例的连动机构A2是由齿条123、124与齿轮125所构成，其中齿条123连接控制器121，齿条124连接控制器122，而齿轮125是以Y轴可旋转地设置于第二部112所在的结构件160中，并可动地耦接于齿条123、124之间。如此一来，无论控制器121或控制器122沿X轴移动时，皆会经由齿轮125而带动控制器122或控制器121沿X轴移动，达到上述同步移动的效果。
进一步描述如下，图6C至图6F是图1的游戏装置于不同状态的前视图，其中图6C实质上对应图6A的状态，而图6D实质上对应图6B的状态，请先参考图6A与图6C，在本实施例中，控制器121、122实质上接触于显示屏幕150的相对两侧而位于第二位置，即，控制器121或122相对于显示屏幕150的中心C1(Z轴)呈对称，并相较于中心C1定义出相同的距离L2，其中连动机构A2还包括定位件126，设置于容纳第二部112的结构件112b(如图3A所示，在此仅标示为第二部112作为代表)中，而齿条123具有多个定位部127、128，且定位件126位于定位部127、128的移动路径上。接着，如图6B与图6D所示，当控制器121、122相对于第二部112拉出至第三位置，即，控制器121或122相对于显示屏幕150的中心C1(Z轴)定义出相同的距离L3时，定位件126与定位部127、128的其中之一暂时卡合定位。在此，图6C至图6E的任一状态，控制器121、122分别相对于第二部112的距离是呈现彼此相等的情形，且距离L1>距离L3>距离L2。
此外，当控制器组件120相对于显示屏幕150与自稳模块110拉伸至第一位置时，即，控制器121或122相对于显示屏幕150的中心C1(Z轴)以定义出相同的距离L3时，便是定位件126卡置于定位部128的状态。在此不限定定位件126与定位部127、128的对应数量，设计时可依据控制器组件120所需的控制模式而对应调整。
当然，在另外未示出的实施例中，连动机构可通过行程调整(例如设置传动齿轮组，并据以调整传动齿轮组的减速比)，而适当调整控制器121或122的移动行程，以让控制器121、122是同步移动，但具有不同的移动行程。换句话说，当控制器121、122是具有不同行程的条件下，在如同前述图6C至图6E的任一所示，则控制器121、122分别相对于第二部112的距离是处于彼此不相等的情形。
值得一提的是，本实施例在控制器组件120沿X轴相对于自稳模块110或显示屏幕150进行拉伸过程中，自稳模块110可因此而被启动。例如，设置开关元件于连动结构A2上的特定位置，即能让连动结构A2移至所述特定位置时启动或关闭自稳模块110。以下仅以其中一状态进行描述，但不因此限制控制器组件120的拉伸过程致使自稳模块110是否被启动的时机。以前述图6C至图6E为例，于另依实施例中，也可改以让自稳模块110是在图6D所示状态时被启动，而在图6E所示状态则再次被关闭。换句话说，有别于前述实施例是以控制器121、122相对于第二部112拉伸至最远处作为启动自稳模块110的时机，在其他实施例中，设计者可依据游戏装置或游戏控制器的使用需求而适当改变，让自稳模块110被启动状态时控制器121、122相对于第二部112的距离，是小于自稳模块110没被启动状态时控制器121、122相对于第二部112的距离。
请参考图6C至图6F，在此定义本实施例的自稳模块110是在控制器组件120相对于自稳模块110的第二部112移动至第一位置时被启动，如图6E所示，此时控制器121、122分别相对于第二部112的距离彼此相等，即上述具有相同的距离L1。
诚如前述，自稳模块110被启动后即能让第一部111与第二部112产生相对旋转，因此如图6F所示，由于控制器组件120与显示屏幕150实质上是位于同一平面(X-Y平面)上，为了让控制器组件120能顺利地如图6F进行旋转，在此进一步定义彼此同步的控制器121、122之间可变动的相对距离YA与显示屏幕150的对角尺寸XA，其中XA<Y≦15XA，藉以限定控制器组件120相对于显示屏幕150的活动范围，同时也使显示屏幕150不在控制器组件120的运动轨迹上，而避免构件干涉的可能。
在另一未示出的实施例中，游戏装置100的控制器组件120也可仅存在上述实施例的第三位置与第一位置，而让使用者在操作时仅需直接将控制器组件120相对于第二部112拉出便可达到直接启动自稳模块110的效果。
图6G是本发明另一实施例的游戏装置的示意图。请参考图6G，本实施例的自稳模块210包括第一部211、第二部212以及开关213，其中第一部211与第二部212与前述实施例相同，而与前述实施例不同的是，本实施例的自稳模块210属于手动启动，且不受控制器121、122是否相对于显示屏幕150拉伸状态影响，也就是本实施例的自稳模块210在第二部212形成实体结构的开关213。换句话说，本实施例的自稳模块210是否启动是取决于使用者是否扳动开关213所致。当然，在未示出的实施例中，也可让运算处理模块140依据程序需求而提供画面信号至显示屏幕150，以在显示屏幕150上形成具有启、闭功能的虚拟开关，以供使用者选择是否启动自稳模块210。
由上述图6C至图6F所示能清楚得知，在图6C所示的第二位置以及图6D所示的第三位置，由于距离L2与距离L3并无法满足上述相对距离YA与对角尺寸XA的关系限定而存在构件干涉的可能，因此自稳模块110在所示位置并未被启动。然本发明并未因此受限，图7A是本发明另一实施例的游戏装置的示意图。图7B与图7C是图7A的游戏装置的操作示意图。请参考图7A至图7C，与前述实施例不同的是，本实施例的自稳模块510中，第一部511与第二部512之间存在间距G1，也就是说，第二部512与控制器121、122位于同一平面，而配置于第一部511的显示屏幕150与第一部111位于另一平面，也就是相当于显示屏幕150与控制器组件(控制器121、122)的运动轨迹是位在彼此平行的不同平面上。如此一来，使用者在操作游戏装置或控制器组件时，并毋须将控制器121、122拉离显示屏幕150的动作以启动自稳模块510。如图7B与图7C所示，使用者握持握柄结构A1后即能自行选择是否启动自稳模块而进行对应的操作。在此，启动自稳模块510的手段可与前述图6G所示实施例相同。
图8A与图8B分别是不同显示屏幕的搭配示意图。请参考图8A与图8B，其可视为上述游戏装置的本身配置有不同尺寸的显示屏幕，也可视为上述的游戏控制器能搭配具有不同尺寸的显示屏幕的外部电子装置。请同时参考图8A与图8B，无论上述何者，皆能有效地执行上述控制器组件与显示屏幕的操控模式。在图8A中，显示屏幕150A的对角尺寸XA1小于控制器121、122的间距，而在图8B中，显示屏幕150B的对角尺寸XA2小于控制器121、122的间距。
图9A与图9B分别是本发明另一实施例的控制器组件的示意图。请参考图9A与图9B，如前述，其也可视为是另一实施例的游戏装置。与前述呈对称配置的控制器121、122不同，本实施例的控制器组件仅具有单一控制器122，而其余构件，如自稳模块、动作传感器、运算处理模块、显示屏幕等如前述实施例所述。在此，显示屏幕也可采用触控屏幕，如此仍能提供使用者双手的操控感，如图9A所示。再者，本实施例的控制器组件也同样能达到如上述的旋转效果，即图9B所示。
综上所述，在本发明的上述实施例中，游戏装置或游戏控制器通过自稳模块与控制器组件、动作传感器与运算处理模块的相互搭配，而让自稳模块被启动后，其第一部与第二部产生的相对旋转运动能被动作传感器所感知而产生控制信号，进而让运算处理模块接收到控制信号而据以产生画面信号至显示屏幕，以让所述画面信号能实时反应当下控制器组件相对于显示屏幕的操作姿势。进一步地说，在以自稳模块作为控制器组件的必须构件而达到对使用者提供实时操控效果的前提下，设计者可依据使用需求而对应地设计出游戏装置或游戏控制器，前者提供完整的游戏主机、程序及配件，而后者则视为能搭配现有行动装置的游戏配件，两者皆能提供使用者实时的游戏体验，也就是通过控制器组件的实时操作且实时反应至显示屏幕，以让使用者能感受到进行游戏时的临场感。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。
