用于游戏控制器的视觉回馈系统.pdf

具体实现方式

首先请参阅图1A及图1B现有技术的萤幕画面所示，其中当使用者直接从
电视机或间接通过遥控器要调整声音或影像显示设定(如：亮度、明暗、宽度、
高度等等)时，在电视画面的下方会出现一长方形的状态框，让使用者可通过此
状态框了解目前的设定数值是多少，此状态框有两种形态显示，一是从状态框的
最左边开始向右递增，此种状态框大都是用来调整声音，另一形态是从状态框中
间部分一分为二，此种状态框大都是用来调整影像显示设定(如：亮度、明暗、
宽度、高度等等)，而电视的控制电路会将使用者调整的资料，通过影像合成电
路，在状态框显示出来。

请参阅图2为本发明彩色影像合成电路方框图所示，其中本发明影像合成电
路70包含了：一控制电路71、一视频开关72、一转换电路73、一彩色调变电
路74、一水平同步信号电路75、一垂直同步讯号电路76、一切换开关77、一同
步讯号产生器78及一混合器(MIX)79。其动作原理如下：前述控制电路71接
收从控制电路60传来的显示资讯，同时也接收从前述水平同步信号分离电路75
传来的水平同步信号(H_sync)及从前述垂直同步信号分离电路76传来的垂直
同步信号(V_sync)；前述视频开关72受前述控制电路71所控制，其是一个两
段式开关，当前述控制电路71给的是高电位(1)时，此时由游戏主机系统20
传送过来的影像(Video in)，将直接传送到(Video out)萤幕上显示，但当前
述控制电路71给的是低电位(0)时，此时将本发明所要显示的影像信号传送到
(Video out)萤幕上显示；前述转换电路73是将RGB三原色各转换成(R-Y)、
(B-Y)及Y信号，而RGB三原色影像信号是从前述控制电路71所接收到的显
示资讯，经过D/A转换器所得到的；前述彩色调变电路74是将从前述转换电路
73所传送过来的R-Y、Y及B-Y的信号，经由颜色振荡频率3.579545MHz调变
整合，而成一影像(Video)信号，在此说明，因电视机有美规(NTSC)及欧规
(PAL)两种，故其颜色振荡频率不同，因台湾电视机规格为美规(NTSC)，
所以这里的实施例以美规(NTSC)为主，如要变更为欧规(PAL)，只需变更
颜色振荡频率为4.4331876MHz即可；前述水平同步信号分离电路75，从整合信
号中分离出水平同步信号(H_sync)，再把水平同步信号(H_sync)传送前述控
制电路71；前述垂直同步信号分离电路76，从整合信号中分离出垂直同步信号
(V_sync)，再把垂直同步信号(V_sync)传送前述控制电路71；前述切换开关
77是用以切换显示模式；前述同步信号产生器78是用于水平同步信号(H_sync)
及垂直同步信号(V_sync)；前述混合器(MIX)79是前述同步信号产生器78
所产生的同步信号与由前述控制电路71所产生的影像合成信号结合，再经由前
述视频开关72传送到(Video out)萤幕上显示。

接着请参阅图3为本发明灰阶影像合成电路方块图所示，本发明灰阶影像合
成电路70包含：一控制电路71、一视频开关72、一水平同步信号电路75及一
切换开关77，其动作原理如下：前述控制电路71接收从外部控制电路60传来
的显示资讯，同时也接收从前述水平同步信号分离电路75传来的水平同步信号
(H_sync)；前述视频开关72受前述控制电路71所控制，其是一个两段式开关，
当前述控制电路71给的是高电位(1)时，此时由游戏主机系统20传送过来的
影像(Video in)，将直接传送到(Video out)萤幕上显示，但当前述控制电路
71给的是低电位(0)时，此时将影像合成信号传送到(Video out)萤幕上显示；
前述水平同步信号分离电路75，从输入的影像信号中分离出水平同步信号(H_
sync)，再把水平同步信号(H_sync)传送前述控制电路71；前述切换开关77
是用以控制前述控制电路71切换不同显示模式。

请参阅图4所示，为本发明第一较佳实施例的电路方块图，其中本发明视觉
回馈系统40包含：一通信介面50、一控制电路60及一影像合成电器电路70；
前述的通信介面50可撷取游戏主机系统20及游戏控制器30之间的信号，因此
控制电路60通过通信介面50可撷取游戏控制器20的输入动作信号及游戏进行
中所产生的振动信号，再将显示资讯通过一资料汇流排传给前述影像合成电路
70，前述影像合成电路70可处理灰阶影像或彩色影像合成，将预设的显示模式
及所要显示的资讯，设定于对应在游戏主机系统20所传送(Video in)的影像信
号的时间上，再将此含有控制资讯的显示模式的影像合成信号传送到(Video out)
萤幕10显示。

接着请参阅图5所示，为本发明第二较佳实施例的电路方块图，本实施例是
将游戏控制器30装置实施于一游戏控制器视觉回馈系统31中，其主要包含：一
通信介面50、一控制电路130、一影像合成电路70及多个按钮120；其中，通
信介面50、控制电路130及多个按钮120实施游戏控制器30装置所有的必需功
能。

此外，前述控制电路130通过前述通信介面50直接与游戏主机系统20  相
通信。一方面控制电路130执行游戏控制器30装置跟游戏主机系统20的通信，
另一方面控制电路130接收玩家进行游戏时所输入的资讯及游戏进行中所产生的
振动信号，再将含有此等控制资讯的显示资讯传送给前述影像合成电路70，前
述影像合成电路70可处理灰阶影像或彩色影像合成，将预设的显示模式及所要
显示的资讯，设定于对应在游戏主机系统20所传送(Video in)的影像信号的时
间上，再将此含有显示模式的影像合成信号传送到(Video out)萤幕10显示；
前述多个按钮120是用来给玩家进行游戏时输入用，以便进行游戏。

请参阅图6所示，为本发明第三较佳实施例的电路方块图，其中本实施例为
一无线视觉回馈系统，并结合无线游戏控制器所实施的技术，该无线视觉回馈系
统包含：一无线主机端装置41及一无线游戏控制器端装置32；其中，前述无线
主机端41装置主要包括：一通信介面50、一控制电路140、一影像合成电路70、
一无线发射器100及一无线接收器110；前述无线游戏控制器端装置32通过前
述无线主机端装置41的通信介面50、一无线发射器100及一无线接收器110而
与游戏主机系统20互相通信，而前述的一无线发射器100及一无线接收器110
是受前述控制电路140所控制，前述的控制电路140一方面执行无线游戏控制器
端装置32跟游戏主机系统20的通信，另一方面自无线游戏控制器端装置32经
无线接收器110接收无线游戏控制器32的输入动作信号及游戏进行中所产生的
振动信号，再将含有此等控制资讯的显示资讯传送给前述影像合成电路70，前
述影像合成电路70将预设显示模式及所要显示的资讯，设定于对应在游戏主机
系统20所传送(Video in)的影像信号的时间上，再将此含有此显示模式的影像
合成信号传送到(Video out)萤幕10显示。前述无线游戏控制器端装置32主要
包括：一控制电路150、一无线发射器100、一无线接收器110及多个的开关120；
前述控制电路150控制无线发射器100及无线接收器110与游戏主机系统20
相通信，将玩家进行游戏时所输入的资讯传送给无线主机端装置41，前述多个
按钮120是用来给玩家进行游戏时输入用，以便进行游戏。

请参阅图7所示，为本发明第四较佳实施例的电路方块图，其中本实施例为
一无线视觉回馈系统，可接受一无线游戏控制器的无线游戏控制器端装置32所
发出的信号，而将显示模式合成至游戏主机系统20所传送(Video in)的影像信
号而传送到(Video out)萤幕10显示。一已知无线游戏控制器包含：一无线主
机端装置41及一无线游戏控制器端装置32；而前述无线主机端装置41主要包
括：一通信介面50、一控制电路170、一无线发射器100及一无线接收器110；
前述无线游戏控制器端装置32通过前述无线主机端装置41的通信介面50、无
线发射器100及无线接收器110与游戏主机系统20互相通信，而前述的无线发
射器100及无线接收器110是受前述控制电路170所控制，前述的控制电路170
执行无线光枪端装置32跟游戏主机系统20的通信。前述无线游戏控制器装置32
主要包括：一控制电路150、一无线接收器130、一无线发射器140及多个开关
120；前述控制电路150控制无线发射器100及无线接收器110与游戏主机系统
20互相通信，将玩家进行游戏时所输入的资讯，传送给无线视觉回馈系统主机
端41及无线视觉回馈系统装置42，前述多个按钮120是用来给玩家进行游戏时
输入用，以便进行游戏。

在此一实施例中，本发明无线视觉回馈系统42包含：一无线接收器110、
一控制电路160及一影像合成电路70。前述无接收器110，受控制电路160所控
制，可接收从一无线游戏控制器的无线游戏控制器端装置32所发出的玩家进行
游戏时所输入的资讯，而控制电路170再将含有此等控制资讯的显示资料传送给
影像合成电路70，前述影像合成电路70将预设的显示模式及所要显示的资讯，
设定于对应在游戏主机系统20所传送(Video in)的影像信号的时间上，再将此
含有显示模式的影像合成信号传送到(Video out)萤幕10显示。

接着进一步说明本发明系统将游戏主机系统及游戏控制器之间的控制资讯转
换为显示资讯而在萤幕上获得增进的游戏视觉效果。请参阅图8A、图8B、图8C、
图8D、图8E、图8F、图8G及图8H分别显示出本发明在萤幕10上的不同显示
模式，图8A、图8B、图8C、8D及图8E基本上都是由一个显示列101在上，
然后从中一分为二，其主要是显示方向盘的资讯，另外两个显示列102、103直
立在萤幕两侧，其主要是显示加油及刹车的资讯，只因他们的显示方法都不一样，
有的是用一格一格的显示方式，有的是用长条型的，有的虽然显示的方法一样，
但是其显示出来的颜色是有层次的；而图8F基本上是由两个显示列显示，而这
两个显示列均呈弧形，又都是从中一分为二，一个在上的显示列101主要是显示
方向盘的资讯，另一个在下的显示列104主要是显示加油及刹车的资讯，上下两
个显示列显示的资讯可以调换，但当显示加油及刹车资讯的显示列，其显示方式
是一边显示加油，另一边显示刹车；而图8G是将以上各种不同的显示画面整个
缩小成一个小视窗107，而可以随着玩家的喜好放置到萤幕上任意地方显示；而
图8H是由一个小视窗所构成，小视窗的范围及萤幕上的范围是一样的，在图8H
中有两个小视窗不同的显示模式，一个是在小视窗105内有八个不同方向的箭
头，中心点有一个八角星体，其代表的是玩家，另一个是在小视窗106内有一X
轴显示列及一Y轴显示列所构成一十字型，中心点有一八角星体，也是代表玩
家，这两个显示模式其主要显示的是当玩家使用摇杆时，显示玩家目前在萤幕上
的位置或移动的变化量资讯，而且也可以随着玩家的喜好放置到萤幕上任意地方
显示；以上所有的显示方式、显示的颜色及显示列形状均可互换或以半透明的方
式显示，一切的显示模式都可经由设计时决定，而且可将预先设计好的显示模式
储存在一存储器。

请参阅图9A、图9B及图9C为说明本发明萤幕显示的格数变化(方向盘)，
并配合参阅图10A方向盘(飞行摇杆)输出值与萤幕显示格数对照表及图10B
加油及刹车输出值与萤幕显示格数对照图表；假设图9的显示列101是随方向盘
33的输出值而变化，其方向盘33的输出值范围是000～128～225，归零值是128，
显示列102是随加油的输出值变化，其加油的输出值其范围是000～255，归零值
是000，显示列103是随刹车的输出值变化，其刹车的输出值其范围是000～255，
归零值是000；假设方向盘33的输出值为050时，从图10A得知，因是于033～064
之间，所以显示列101的中间格数及其左边两格会发出亮光，萤幕显示的亮度于
输出值为033时是最暗的，输出值为064时最亮的，换言之，在一个固定的输出
值范围中，输出值越大萤幕显示的亮度就越亮，另关于加油及刹车的显示格数及
亮度变化请参阅图10B。

在此详细说明图9A、图9B及图9C，如图9A所示，当方向盘33、加油键
及刹车键都没动作，其输出值均为归零值，仅显示列101的中间的格数是亮着的，
而显示列102与显示列103则没有格数亮着；续请参阅9B，当方向盘33向A(右)
转动并踩加油键时，若方向盘33的输出值为200时，显示列101的格数除原来
中间的格数亮着外，其右边三个格数亦是亮着，而当加油键的输出值为180时，
显示列102有六个格数亮着，显示列103则没有格数亮着；再看图9C，当方向
盘33向B(左)转动时同时将加油键放松，而刹车键也被踩下时，如方向盘33
的输出值为050时，显示列101的格数将变成中间格数与其左边两格是亮着，而
加油键的输出值为088时，显示列102的格数显示格数为三个，而当刹车键的输
出值为100时，显示列103的格数显示为四格。

请参阅图11A、图11B及图11C为说明本发明另一萤幕显示的格数变化(飞
行摇杆)；图11其实就是前述图8H所讲的小视窗105，是由八个方向箭头所构
成的米字型，并且在X轴及Y轴标上均等刻度，中心的八角星体一样是代表玩
家，是随飞行摇杆34输出值而变化移动，当八角星体会移动时，X轴及Y轴上
会出现两条虚线，虚线连接八角星体，并随八角星体移动，显示飞行摇杆34的
输出值是多少；如图11A所示，当飞行摇杆34没动作时，八角星体就在X轴及
Y轴交叉的位置；续请参阅图11B所示，当飞行摇杆34向D(右下)移动时，
这时的八角星体会往右下方移动，并在X轴及Y轴上会出现两条虚线，虚线连
接八角星体，并随八角星体移动，显示飞行摇杆34的输出值是多少，当飞行摇
杆34停止时，八角星体也会停止；请参阅图11C所示，当飞行摇杆34向G(左)
移动时，这时的八角星体会往左边移动，虚线一样连接八角星体，并随八角星体
移动，显示飞行摇杆34的输出值是多少，当飞行摇杆34停止时，八角星体也会
停止；本显示模式也可将XY轴用X轴显示列和Y轴显示列来代替，其飞行摇
杆34输出值范围是000～128～255，归零值是128也就是其输出值均为归零值，
其显示的格数及亮度的变化请参阅图10A。

而在上述本发明四个实施例中，可在本发明视觉回馈系统或无线视觉回馈系
统中，影像合成电路70产生灰阶影像或彩色影像，而将不同的显示模式存放在
一存储器，而连接一切换开关77，用以切换不同的显示模式显示于萤幕10上；
前述影像合成电路70亦可连接一亮度调整钮，用来调整显示模式显示在萤幕10
上的亮度；影像合成电路70也可进一步增设一透明调整钮，用来调整显示模式
显示在萤幕10上的透明度；此外，尚可增设一ON/OFF开关以启动或关闭由本
发明视觉回馈系统所产生的显示模式，而这些增设的额外功能皆可由熟悉该项技
术者轻易实施完成。

因游戏主机系统20和游戏控制器30之间互相通信的资料太多了，以致于会
导致前述的控制电路将不知撷取哪种项目资讯，故本发明的另一目的是增设一个
PROG(可程序化)功能，以用于设定显示在萤幕10上的显示项目，以避免控
制电路不知道要撷取哪种资讯。触发PROG功能，在本发明有两种方法，一是
单独在显示装置40增设一PROG键100，一是预设两个以上的组合按键，所以
当要操作者触发PROG功能时，其设定萤幕10上显示的输入值种类。

请参阅图12所示，为本发明Program功能的设定流程图，本发明触发PROG
功能有两种方法，一是单独在显示装置40增设一PROG键100，另一是预设两
个以上的组合按键；当操作者触发PROG功能时，即进入步骤220判断按钮的
种类，假如操作者有利用游戏控制器30，将判断按钮为轴的变化量类时，即进
入步骤230；步骤230轴的变化量的设定值须小于40或大于192，此类按钮其输
出值的范围是000～128～255，归零值为128，当玩家向右边方向操作时，其输出
值是从128开始向上升，最大到输出值255，而当玩家向左边方向操作时，其输
出值是从128开始向下降，最大到输出值0，如方向盘、飞行摇杆或XY轴的按
钮等，假如判断按钮为按钮的力量，即进入步骤240；步骤240按钮的力量设定
值的须大于128，此类按钮其输出值的范围是0～255，归零值为000，当玩家操
作时，其输出值是从0开始向上升，最大到输出值255，如加油键、刹车键等；
若欲为数位按钮类时，即进入步骤250；步骤250数位按钮设定值＝1，此类按钮
其输出值只有0跟1，归零值为0，当操作者操作按钮时，其输出值由0变成1，
当操作者放开按钮时，其输出值由1变成0，此类如开始键、功能键等；当设定
完按键种类时，即进入步骤260；步骤260为判断各种的按键是否有符合其设定
值，如轴的变化量须小于40或大于192，按钮的力量设定值须大于128及数位
按钮设定值等于1，如果不符合就返回步骤220；假如符合就进入步骤270设定
此按钮为萤幕10上所要显示的项目，接着进入步骤280判断操作者是否有触发
PROG键，假如有就到步骤290结束，如果没有就回到步骤220在设定下一个萤
幕10的显示项目。

如图13所示，是显示本发明视觉回馈系统的实际电路图。请参阅图13并配
合参阅图3及图4，为本发明第一较佳实施例的实际电路图，其中本发明视觉回
馈系统实际电路图包含：一通信介面、一稳压集成电路78L05、一水平同步分离
电路75、一垂直同步分离电路76、一微处理器单晶片EM78450_1、一开关90、
一视频开关72及有线视讯信号输入VIDEO IN、输出VIDEO OUT梅花座；前述
通信介面从连接游戏控制器30与游戏主机系统20之间的信号线并联撷取一游戏
控制器30与游戏主机系统20间的控制信号，并将此接收到的控制信号传送至微
处理器单晶片EM78450_1；稳压集成电路78L05，该稳压集成电路主要将通信介
面中的直流输出电压(7.5伏特)转换为直流电压(5伏特)提供电路中其它集
成电路的驱动电压；水平同步分离电路75与垂直同步分离电路76是将影像信号
(Video in)分别分离出水平同步信号(H_sync)及垂直同步信号(V_sync)；开
关90可为多数个开关SW1，SW2，SW3组成，用以作为PROG键或显示模式的
切换开关等，亦可为其它新增功能的设定键；微处理器单晶片EM7845_1，此单
晶片实施控制电路60与影像合成电路70的控制电路71，此微处理器单晶片
EM78450_1接收水平、垂直同步信号，并经通信介面撷取前述控制信号以转换为
预设的显示模式及所要显示的资讯，设定于对应在游戏主机系统20所传送(Video
in)的影像信号的时间上，再把此含有控制资讯的显示模式的影像合成信号传送
到视频开关72，输出于(Video out)萤幕10上显示，其中可变电阻器VR1，VR2
分别实施透明度调整钮与亮度调整钮。

在详细说明本发明的较佳实施例之后，熟悉该项技术人员可清楚的了解，并
且在不脱离专利权利范围与精神下可进行各种变化与改变，而且本发明亦不受限
于说明书所载的实施方式。

根据本发明一种用于游戏控制器的视觉回馈系统，利用本发明将一显示装置
装在游戏主机系统及游戏控制器之间，用于撷取游戏控制器的输入动作信号及游
戏进行中所产生的振动信号，通过影像合成电路将这些含有控制资讯的显示资料
转换成影像信号，进而和游戏主机系统所传送的影像信号合成，影像合成电路再
将此影像合成信号磅到萤幕显示，如此，玩者将不必低头看游戏控制器上的视觉
回馈的显示资讯了，进而达到在萤幕上获得增进的游戏视觉效果，而获得更有效、
更经济的利用。