虚拟现实设备控制手柄及虚拟现实设备的制作方法

本发明涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种虚拟现实设备控制手柄及虚拟现实设备。

背景技术：

随着显示技术的进步，虚拟现实(virtualreality，缩写为vr)技术越来越被应用于现实生活中，使用户能够享受到身临其境的视觉体验。

虚拟现实设备控制手柄(下述简称：vr手柄)是虚拟现实设备的一个重要部件。目前，市场上大部分vr手柄只有一种形式的动作捕捉方式。例如：索尼的psmove只有单点位捕捉方法，微软的windows10手柄只有多点位捕捉方法。在不同的游戏场景中，由于对于动作捕捉的精准度的要求是不同的，例如：在动作捕捉的精准度要求不高的游戏场景中，使用单点光球手柄不仅可以很好地捕捉动作，还能灵活地操作；在动作捕捉的精准度要求高的游戏场景中，使用多点位灯带手柄虽然不能灵活操作，但是能够精准地捕捉动作。

由此可见，在不同游戏场景下用不同动作捕捉方式的vr手柄，使得用户需要购置多种类型的vr手柄以备用，很容易造成资源浪费以及收纳整理的麻烦。

技术实现要素：

本发明提供一种虚拟现实设备控制手柄及虚拟现实设备，目的在于提供一种可根据游戏场景的需要调整动作捕捉方式的vr手柄以提升用户体验。

于是在本发明的一个实施例中，提供了一种虚拟现实设备控制手柄。该虚拟现实设备控制手柄包括：手柄主体、单点位跟踪部件及多点位跟踪组件；所述单点位跟踪部件设置在所述手柄主体上；所述多点位跟踪组件可拆卸连接在所述手柄主体上；在所述多点位跟踪组件连接在所述手柄主体上时，所述多点位跟踪组件与所述手柄主体之间实现电连接。

可选地，所述多点位跟踪组件包括第一电路板；所述手柄主体包括主板；在所述多点位跟踪组件连接在所述手柄主体上时，所述第一电路板与所述主板电连接。

可选地，所述第一电路板上设有弹簧式探针；所述手柄主体还包括与所述主板电连接的第二电路板；所述第二电路板上设有与所述弹簧式探针配合使用的电接触点；通过所述弹簧式探针与所述电接触点的电接触，以实现所述第一电路板与所述主板的电连接。

可选地，所述多点位跟踪组件上设有u型槽；所述第一电路板设置在所述u型槽上；所述弹簧式探针焊接在所述第一电路板上；所述手柄主体设置在所述u型槽内，以实现所述多点位跟踪组件与所述手柄主体的连接。

可选地，所述u型槽的两相对槽壁上设有卡扣；所述手柄主体上设有卡槽；通过卡扣卡入所述卡槽实现所述手柄主体与所述多点位跟踪组件的卡扣式连接。

可选地，所述第二电路板通过第一柔性电路板与所述主板电连接。

可选地，所述电接触点由所述第二电路板上镀制的金属区域形成。

可选地，所述多点位跟踪组件包括盖板；所述盖板上设有第一通孔；所述盖板覆盖在所述第一电路板上，所述弹簧式探针穿过所述第一通孔伸出所述盖板。

可选地，在所述多点位跟踪组件连接在所述手柄主体上时，所述手柄主体外壳的与所述弹簧式探针相对的位置处设有第二通孔；所述第二电路板通过将所述电接触点对准所述第二通孔以放置到所述手柄主体中固定；所述弹簧式探针穿过所述第二通孔与所述电接触点电连接。

可选地，所述弹簧式探针和所述第二通孔均为多个且数量相同；在所述多点位跟踪组件连接在所述手柄主体上时，所述第二通孔与所述弹簧式探针的位置一一对应。

在本发明的另一个实施例中，提供了一种虚拟现实设备。该虚拟现实设备包括：上述所述的虚拟现实设备控制手柄。

本发明实施例提供的技术方案，vr手柄包括有单点位跟踪部件和多点位跟踪组件，单点位跟踪部件设置在vr手柄主体上，多点位跟踪组件可拆卸连接在所述vr手柄主体上。使用者根据自己的实际需要来决定是否将所述多点位跟踪组件连接在所述vr手柄主体上。可见，本发明提供的vr手柄兼具单点位动作捕捉和多点位动作捕捉这两种方式，可根据实际需要来调整动作捕捉方式，方便用户使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的虚拟现实设备控制手柄中手柄主体与单点跟踪部件的一种结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的虚拟现实设备控制手柄中多点位跟踪组件的结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的手柄主体、单点位跟踪部件与多点位跟踪组件组合成虚拟现实设备控制手柄的结构示意图；

图4为本发明一实施例提供的虚拟现实设备控制手柄内部电子器件的结构示意图；

图5为本发明一实施例提供的虚拟现实设备控制手柄中第二电路板的结构示意图；

图6为本发明一实施例提供的虚拟现实设备控制手柄中多点位跟踪组件的爆炸示意图；

图7为本发明一实施例提供的虚拟现实设备控制手柄中多点位跟踪组件内部电子器件的结构示意图；

图8为本发明一实施例提供的虚拟现实设备控制手柄中手柄与单点跟踪部件的另一种结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的说明书、权利要求书及上述附图中描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行。操作的序号如101、102等，仅仅是用于区分各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明一实施例提供的虚拟现实设备控制手柄中手柄主体和单点位跟踪部件的结构示意图；图2为本发明一实施例提供的虚拟现实设备控制手柄中多点位跟踪组件的结构示意图；图3为本发明一实施例提供的手柄主体、单点位跟踪部件与多点位跟踪组件组合成虚拟现实设备控制手柄的结构示意图。

请参考图1、图2及图3，本实施例提供一种虚拟现实设备控制手柄，包括：手柄主体1、单点位跟踪部件2及多点位跟踪组件3。其中，所述单点位跟踪部件2设置在所述手柄主体1上；所述多点位跟踪组件3可拆卸连接在所述手柄主体1上；在所述多点位跟踪组件3连接在所述手柄主体1上时，所述多点位跟踪组件3与所述手柄主体1之间实现电连接。

其中，手柄主体1和单点位跟踪部件2组合成单点位动作捕捉模式，手柄主体1和多点位跟踪组件3组合成多点位动作捕捉模式。

请参考图1，本实施例中，所述单点位跟踪部件2设置在所述手柄主体1上，单点位跟踪部件2可与手柄主体1整合封装在一起，也可通过卡合、螺纹或插合等方式连接在一起。单点位跟踪部件2包括发光器(未图示)，所述发光器为可见光发光器或者红外光发光器。优选的，单点位跟踪部件2可设置在手柄主体的非握持端。图1中示出的单点位跟踪部件2与手柄主体1整合封装在一起，当用户需要使用多点位动作捕捉方式时，可将多点位跟踪组件3安装在手柄主体1上，手柄的工作模式从单点位动作捕捉模式切换至多点位动作捕捉模式。

进一步的，请参考图4、图5和图6，所述多点位跟踪组件3包括第一电路板404；所述手柄主体1包括主板401。在所述多点位跟踪组件3连接在所述手柄主体1上时，所述第一电路板404与所述主板401电连接。

其中，所述第一电路板404与所述主板401可通过usb或弹簧式探针进行电连接。例如，在第一电路板404上设置usb插头，在所述主板401上设置usb接口，以配合usb插头；或者，在第一电路板404上设置弹簧式探针，在所述主板401上设置电接触点，以配合弹簧式探针。图4示出的是通过弹簧式探针进行电连接。具体地，所述第一电路板404上设有弹簧式探针405；所述手柄主体1还包括与所述主板401电连接的第二电路板403；所述第二电路板403上设有与所述弹簧式探针405配合使用的电接触点408；通过所述弹簧式探针405与所述电接触点408的电接触，以实现所述第一电路板404与所述主板401的电连接。

需要说明的是，手柄的工作模式可自动或手动从单点位动作捕捉模式切换至多点位动作捕捉模式，例如：响应于所述弹簧式探针405与所述电接触点408的接触事件，将手柄的工作模式从单点位动作捕捉模式切换至多点位动作捕捉模式；或者通过在手柄主体上设置一工作模式切换按键或复用手柄主体上原有的按键，响应于用户对所述切换按键的触发操作，将手柄的工作模式从单点位动作捕捉模式切换至多点位动作捕捉模式。此外，手柄主体上还可设置一些功能按键(例如：开机键、菜单键、切换按键以及上下调节键等，未图示)，还可设置触控面板(未图示)。

所述多点位跟踪组件3连接在所述手柄主体1上时，所述手柄主体1的与所述第一电路板404相对位置处设有所述第二电路板403。所述第二电路板403可通过柔性电路板或金属导线与所述主板401电连接。如图4所示，所述第二电路板403通过第一柔性电路板402与所述主板401电连接。其中，所述第二电路板403可设置在所述手柄主体1的外壳上，也可设置在所述手柄主体1的容腔内部。若设置在手柄主体1的容腔内，则需要在所述外壳上设置通孔，使得弹簧式探针405可穿过通孔与所述第二电路板403上的电接触点408电接触。

所述第二电路板403上的电接触点408由所述第二电路板403上镀制的金属区域形成，例如，通过印刷工艺或镀膜工艺在所述第二电路403上镀制金属区域以形成所述电接触点408。

具体地，如图8所示，在所述多点位跟踪组件3连接在所述手柄主体1上时，所述手柄主体1外壳的与所述弹簧式探针405相对的位置处设有第二通孔801；所述第二电路板403通过将所述电接触点408对准所述第二通孔以放置到所述手柄主体中固定；所述弹簧式探针405穿过所述第二通孔801与所述第二电路板403上的所述电接触点408电连接。其中，所述弹簧式探针405和所述第二通孔801均为多个且数量相同；在所述多点位跟踪组件3连接在所述手柄主体1上时，所述第二通孔801与所述弹簧式探针405的位置一一对应。

将第二电路板设置在手柄主体内部，手柄主体的外壳可避免所述第二电路板裸露在外。由于第二电路板设置在手柄主体内部，因此，需要在手柄主体外壳上相应位置处设置第二通孔，使得多点位跟踪组件上的弹簧式探针可穿过手柄主体外壳上的第二通孔与手柄主体内置的第二电路板上的电接触点进行电连接，以连通所述多点位跟踪组件与所述手柄主体中主板之间的电信号传输通道。

在制造所述vr手柄时，可设置一个弹簧式探针来控制多点位跟踪组件上的所有发光器的开启/关闭；或者，根据多点位跟踪组件上的发光器的数量来动态调整弹簧式探针的数量，让一个弹簧式探针与一个发光器对应，这样就可以单独控制多点位跟踪组件上的每一个发光器的开启/关闭。这样一来，使用弹簧式探针作为电连接器，能够满足不同客户对于多点位跟踪组件上的发光器数量以及控制方式的不同要求。

需要说明的是，实现多点位跟踪组件与主板的电连接，主要目的在于使得手柄主体的主板可对多点位跟踪组件中的发光器进行控制，即通过手柄主体的主板向所述多点位跟踪组件中的发光器发送控制信号以控制发光器的开启/关闭。例如，通过主板向多点位跟踪组件中的部分发光器发送开启控制信号以开启所述部分发光器。

请参考图2和图6，本实施例中，所述多点位跟踪组件上设有u型槽30；所述第一电路板404设置在所述u型槽30上；所述弹簧式探针405焊接在所述第一电路板404上。所述手柄主体1设置在所述u型槽内，以实现所述多点位跟踪组件3与所述手柄主体1的连接。

其中，所述第一电路板404可设置在所述u型槽30的槽底，或设置在所述u型槽30的两相对槽壁中任一槽壁上。图2和图6示出的是所述第一电路板404设置在所述u型槽30的槽底的情况。其中，多点位跟踪组件3与手柄主体1的配合方式可以为卡合方式，也可以是螺纹配合方式，还可以是其他方式。卡合方式例如是卡块与卡槽配合的方式，螺纹配合方式例如是螺钉与螺母配合方式。图1和图2示出的配合方式为卡合方式，图1中手柄主体1上设有卡槽12，以配合图2中u型槽30的两相对侧壁上设置的卡扣33，当所述手柄主体1容置在所述u型槽时，通过卡扣33卡入所述卡槽12实现所述手柄主体1与所述多点位跟踪组件3的卡扣式连接。其中，所述多点位跟踪组件3可包括环形多点位跟踪圈或平面形多点位跟踪板。

本发明实施例提供的技术方案，vr手柄包括有单点位跟踪部件和多点位跟踪组件，单点位跟踪部件设置在vr手柄主体上，多点位跟踪组件可拆卸连接在所述vr手柄主体上。使用者根据自己的实际需要来决定是否将所述多点位跟踪组件连接在所述vr手柄主体上。可见，本发明提供的vr手柄兼具单点位动作捕捉和多点位动作捕捉这两种方式，可根据实际需要来调整动作捕捉方式，方便用户使用。

在另一实施例中，请参考图2，所述多点位跟踪组件3可包括：环形多点位跟踪圈34，所述环形多点位跟踪圈34上设有缺口，在所述缺口处设有向所述环形多点位跟踪圈34的圈内凹陷形成所述u型槽30的u形部35。其中，所述环形多点位跟踪圈34可以为喇叭口状。进一步的，如图6所示，所述环形多点位跟踪圈34包括：环形底壳501、环形上壳502、第二柔性电路板406及多个发光器407(图6中只标注了一个发光器，实际上可以有多个)。多个发光器407可以为可见光发光器或者为红外线发光器。其中，所述第二柔性电路板406设置在所述环形底壳501的外环壁上，且从所述环形底壳缺口的一端起环绕所述环形底壳501至缺口的另一端。所述多个发光器407散布在所述环形底壳501的外环壁上，并分别与所述第二柔性电路板406连接。多个发光器407在所述环形底壳501的外环壁上的具体分布位置可根据现有算法计算得出。所述环形上壳502覆盖在所述环形底壳501上，将所述第二柔性电路板406及所述多个发光器407容置在内，以避免第二柔性电路板406和多个发光器407裸露在外。环形底壳501和环形上壳502均为喇叭口状。所述环形底壳501与所述u型部35可以为一体成型结构。如图7所示，所述第二柔性电路板406的处于所述缺口的一端通过导电件601与所述第一电路板404电连接，需要是说明的是，可选取第二柔性电路板406的处于环形底壳501缺口的任一端与第一电路板404进行电连接。其中，导电件601可以为金导线或铜导线。在具体实施时，可通过第一电路板404的内部线路将多个弹簧式探针405和第一电路板404上的连接点进行连接，这样，第二柔性电路板406的处于所述缺口的一端通过导电件601连接所述第一电路板404上的连接点就可实现与多个弹簧式探针405电连接。

如图6所示，所述环形上壳502的所述缺口处设有两个伸向所述环形上壳502的圈内的延伸部503，所述延伸部503与所述环形上壳502可以是一体成型结构。所述两个延伸部503之间具有间隙，当所述环形上壳502覆盖在所述环形底壳501上时，可以通过间隙显露出设置在所述u型槽30槽底第一电路板404上的弹簧式探针405。优选的，所述环形上壳502的内环壁上设置有多个凹陷槽507，当环形上壳502覆盖在环形底壳501上时，多个凹陷槽507与多个发光器407一一对应。由于环形上壳的凹陷槽位置的壁厚小于其他位置，发光器的光可较好透过，以提高动作捕捉准确度。

请参考图1，在本实施例中，所述手柄主体1包括顺序连接的：握持部14、多点连接部13及单点固定部11；所述单点位跟踪部件2设置在所述单点固定部11。所述多点连接部13上设有凹陷槽，所述凹陷槽的凹陷深度与所述环形多点位跟踪圈34的环厚度相同。所述多点位跟踪组件3可拆卸连接在所述多点连接部13。

如图6所示，所述多点位跟踪组件3包括盖板505；所述盖板505上设有第一通孔504；所述盖板505覆盖在所述第一电路板404上，所述弹簧式探针405穿过所述第一通孔504伸出所述盖板505。所述盖板505可通过卡扣方式或螺纹方式安装在所述u型槽30的底部以覆盖第一电路板404。

将盖板覆盖在第一电路板上可避免第一电路板裸露在外，并且通过在盖板上设置第二通孔使得第一电路板上设置的弹簧式探针伸出盖板以供与手柄主体进行电连接。

如图8所示，所述手柄主体1的握持部14还设有扳机802，所述扳机802可用来调节虚拟场景中的视角或用来切换虚拟场景等。

需要说明的是，当多点位跟踪组件3上的盖板505通过螺钉和螺母配合的方式安装在u型槽底部以覆盖所述第一电路板404时，若在所述盖板505的与所述手柄主体1上的多点连接部13接触的表面外漏出螺钉的钉头，可在所述多点连接部13的相对于所述外漏的钉头的位置处设置避空结构803。

图4示出了本发明一实施例提供的虚拟现实设备控制手柄中内部电子器件的结构示意图。如图4所示，在手柄主体1的内部设置有主板401，在主板401上集成有各种器件，例如传感器、蓝牙等。在手柄主体1的多点连接部13还设置有第二电路板403，主板401与第二电路板403通过第一柔性电路板402电连接。在第二电路板403上集成有与第一电路板404上焊接的多个弹簧式探针405配合使用的多个电接触点408。当多点位跟踪组件3安装在手柄主体1上时，多点位跟踪组件3通过多个弹簧式探针405接触多个接触点408以实现多点位跟踪组件3与手柄主体1的电连接。发光器407的控制信息从手柄主体1内部的主板401传输至单点位跟踪部件2内的单点位发光器；或通过手柄主体1内部的主板401传输至第一柔性电路板402，再由第一柔性电路板402传输至第二电路板403，最后由第二电路板403传输至多点位跟踪组件3内的多个发光器407以控制多个发光器的开/关。

本发明实施例提供的技术方案，vr手柄包括有单点位跟踪部件和多点位跟踪组件，单点位跟踪部件设置在vr手柄主体上，多点位跟踪组件可拆卸连接在所述vr手柄主体上。使用者根据自己的实际需要来决定是否将所述多点位跟踪组件连接在所述vr手柄主体上。可见，本发明提供的vr手柄兼具单点位动作捕捉和多点位动作捕捉这两种方式，可根据实际需要来调整动作捕捉方式，方便用户使用。

在另一实施例中，提供了一虚拟现实设备，该虚拟现实设备包括上述的虚拟现实设备控制手柄。所述虚拟现实设备还可包括vr头戴显示设备和/或用于监测所述虚拟现实设备控制手柄的单点位跟踪部件或多点位跟踪组件的监控装置。所述监控装置可以是一个或多个，并分别安装在空间某一位置处，所述监控装置可以为一可见光摄像头或者为红外光摄像头。当vr手柄上的单点发光器和多点发光器为可见光发光器时，使用可见光摄像头；当vr手柄上的单点发光器和多点发光器为红外光发光器时，可采用红外光摄像头。监控装置可定位到vr手柄上发出的光源的空间位置。若用户使用的vr手柄为单点位动作捕捉模式，监控装置可通过追踪单点发光源的空间位置以捕捉用户的手部动作。若用户使用的vr手柄为多点位动作捕捉模式，监控装置可通过追踪多点发光源的空间位置以捕捉用户的手部动作。

综上所述，本发明提供的技术方案具有以下优点：

1、由于在本发明提供的技术方案中，单点位跟踪部件与手柄主体整合封装在一起，形成单点位动作捕捉模式，多点位跟踪组件独立于手柄主体，可根据用户的需要将其安装在手柄主体上将单点位动作捕捉模式切换成多点位动作捕捉模式。因此，本发明提供的vr手柄能满足在不同使用环境下用户对不同动作捕捉方式的要求。

2、由于在本发明提供的技术方案中，手柄主体与单点位跟踪部件或多点位跟踪组件组合形成用户所需的使用模式，无需购买多种类型的vr手柄，节约资源和控件，方便收纳和整理。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。