游戏互动系统与游戏互动方法

游戏互动系统与游戏互动方法
【专利摘要】本发明揭露一种游戏互动系统与游戏互动方法。游戏互动系统包含至少一游戏控制器以及一游戏主机。游戏控制器用以侦测至少一使用者的至少一生理信号，并根据上述生理信号，产生以及输出至少一对应的生理信号数据。游戏主机用以接收并分析上述生理信号数据，以产生至少一对应的生理信号参数。游戏主机更用以判断上述生理信号参数是否达到至少一设定值。若判断结果为是，则游戏主机执行至少一对应的指令。
【专利说明】游戏互动系统与游戏互动方法

【技术领域】
[0001] 本发明是有关于一种游戏互动系统与游戏互动方法，且特别是有关于一种通过游 戏控制器侦测使用者的生理信号的游戏互动系统及游戏互动方法。

【背景技术】
[0002] 随着游戏产业的发展，现今的电脑游戏或是电视游戏的制作越来越精良，游戏内 容越来越丰富，声光效果也越来越华丽。各厂商也都努力研发技术以提升游戏的真实感与 互动性。
[0003] 其次，因为游戏的精彩程度的提升，也往往造成使用者过度沉迷于游戏当中。使用 者很容易因为游戏时间过长，缺乏足够的休息，对其健康造成损害。甚至有因为连续玩游戏 的时间过长或是于长期睡眠不足的情况下玩游戏，造成使用者过度疲劳，引发使用者猝死 的案例发生。


【发明内容】

[0004] 因此，本发明的一方面是在提供一种游戏互动系统，游戏互动系统包含至少一游 戏控制器以及一游戏主机。游戏控制器用以侦测至少一使用者的至少一生理信号，并根据 生理信号产生以及输出至少一对应的生理信号数据。游戏主机用以接收并分析生理信号数 据，以产生至少一对应的生理信号参数。游戏主机更用以判断生理信号参数是否达到至少 一设定值。若判断结果为是，则游戏主机执行至少一对应的指令。
[0005] 依据本发明一实施例，上述游戏控制器为一鼠标、一游戏手把、一游戏摇杆、一耳 机麦克风或其组合。
[0006] 依据本发明另一实施例，上述耳机麦克风包含一辐射热感测及处理模块以及一温 度感测及处理模块。辐射热感测及处理模块用以根据使用者所辐射的红外线的波长，侦测 使用者的体温，并产生一体温信号数据。温度感测及处理模块用以根据使用者呼吸时吐出 的高温气体，侦测使用者的呼吸，并产生一呼吸信号数据，而上述生理信号数据包含上述体 温信号数据以及上述呼吸信号数据。
[0007] 依据本发明又一实施例，上述游戏控制器包含至少一干电极以及一心电信号处理 模块。干电极用以侦测使用者的心电信号。心电信号处理模块用以将心电信号转换为一心 电信号数据，而上述生理信号数据包含上述心电信号数据。
[0008] 依据本发明再一实施例，上述游戏控制器包含一侦测模块、一仪表放大器、一滤波 器、一增益放大器、一模拟数字转换器以及一微控制器。侦测模块用以侦测生理信号。仪表 放大器电性耦接至侦测模块，用以放大生理信号。滤波器电性耦接至仪表放大器，用以对生 理信号滤除杂讯。增益放大器电性耦接至滤波器，用以提高已滤除杂讯后的生理信号的增 益。模拟数字转换器电性耦接至增益放大器，用以将增益提高后的生理信号转换为一数字 生理信号。微控制器电性耦接至模拟数字转换器，用以将数字生理信号转换为生理信号数 据。
[0009] 依据本发明另又一实施例，上述生理信号为心电信号、体温、呼吸、呼出气体的二 氧化碳浓度、汗水或其组合。
[0010] 依据本发明另再一实施例，上述设定值为一心跳次数、一心跳速率、一心电图样 本、一体温数值、一体温变化率、一呼吸次数、一呼吸速率、一呼出气体的二氧化碳浓度、一 汗水量数值或其组合。
[0011] 依据本发明更具有的一实施例，上述指令为一对应的游戏角色的变化、启动隐藏 关卡、输出警告信息、强制游戏终止、强制关闭该游戏主机或其组合。
[0012] 本发明的另一方面是在提供一种游戏互动方法，包含下列步骤：利用至少一游戏 控制器侦测至少一使用者的至少一生理信号；根据生理信号，产生以及输出至少一对应的 生理信号数据；利用一游戏主机接收并分析生理信号数据，以产生至少一对应的生理信号 参数；利用游戏主机判断生理信号参数是否达到至少一设定值；以及若判断结果为是，则 利用游戏主机执行至少一对应的指令。
[0013] 依据本发明一实施例，上述游戏控制器为一鼠标、一游戏手把、一游戏摇杆、一耳 机麦克风或其组合。
[0014] 依据本发明另一实施例，于上述游戏互动方法中，根据生理信号产生以及输出对 应的生理信号数据的步骤包含：根据使用者所辐射的红外线的波长，侦测使用者的体温，并 产生一体温信号数据；以及根据使用者呼吸时吐出的高温气体，侦测使用者的呼吸，并产生 一呼吸信号数据，其中上述生理信号数据包含体温信号数据以及呼吸信号数据。
[0015] 依据本发明又一实施例，上述游戏控制器具有至少一干电极且根据生理信号产生 以及输出对应的生理信号数据的步骤包含：将干电极所侦测的心电信号转换为一心电信号 数据，其中上述生理信号数据包含心电信号数据。
[0016] 依据本发明再一实施例，于上述游戏互动方法中，根据生理信号产生以及输出对 应的生理信号数据的步骤包含：放大生理信号；对生理信号滤除杂讯；提高已滤除杂讯后 的生理信号的增益；将增益提高后的生理信号转换为一数字生理信号；以及将数字生理信 号转换为生理信号数据。
[0017] 依据本发明另又一实施例，上述生理信号为心电信号、体温、呼吸、呼出气体的二 氧化碳浓度、汗水或其组合
[0018] 依据本发明另再一实施例，上述设定值为一心跳次数、一心跳速率、一心电图样 本、一体温数值、一体温变化率、一呼吸次数、一呼吸速率、一呼出气体的二氧化碳浓度、一 汗水量数值或其组合。
[0019] 依据本发明更具有的一实施例，上述指令为一对应的游戏角色变化、启动隐藏关 卡、输出警告信息、强制游戏终止、强制关闭该游戏主机或其组合。
[0020] 应用本发明的优点在于通过将心电信号、体温、呼吸、二氧化碳浓度、汗水…等生 理信号的量测系统整合至游戏控制器内，可根据使用者的生理状态执行对应的游戏功能。 如此一来，可让游戏变得更有趣且更有真实临场。另一方面，通过分析使用者的生理信号， 判断使用者的生理状况是否处于疲劳状态，并于使用者处于疲劳状态时，发出警告信息或 强制停止游戏。如此一来，可以防止使用者过度沉迷于游戏当中，避免可能对使用者的健康 造成的损害，而轻易地达到上述的目的。

【专利附图】

【附图说明】
[0021] 图1为本发明一实施例中，一种游戏互动系统的方块不意图；
[0022] 图2为本发明一实施例中，一种游戏控制器的方块示意图；
[0023] 图3为本发明一实施例中，一种游戏控制器的方块不意图；
[0024] 图4为本发明一实施例中，一种游戏控制器的方块示意图；
[0025] 图5为本发明一实施例中，一种游戏控制器的方块不意图；
[0026] 图6为本发明一实施例中，一种游戏控制器的方块不意图；
[0027] 图7为本发明一实施例中，一种游戏互动方法的流程示意图。

【具体实施方式】
[0028] 下文是举实施例配合所附附图作详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本发 明所涵盖的范围，而结构运作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结 构，所产生具有均等功效的装置，皆为本发明所涵盖的范围。此外，附图仅以说明为目的，并 未依照原尺寸作图。为使便于理解，下述说明中相同元件将以相同的符号标示来说明。
[0029] 在全篇说明书与申请专利范围所使用的用词（terms)，除有特别注明外，通常具有 每个用词使用在此领域中、在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本 发明的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本发明的描述 上额外的引导。
[0030] 另外，关于本文中所使用的"耦接"或"连接"，均可指二或多个元件相互直接作实 体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，亦可指二或多个元件相互操作或动作。
[0031] 请参照图1。图1为本发明一实施例中，一种游戏互动系统100的方块示意图。
[0032] 游戏互动系统100包含至少一游戏控制器120以及游戏主机140。于一实施例中， 游戏控制器120为一鼠标、一游戏手把、一游戏摇杆、一耳机麦克风或其组合。于另一实施 例中，游戏主机140为一个人电脑、一笔记型电脑、一平板电脑、一智能手机或是一电视游 乐器（如：Xbox One、Wii、Wii U 或 PS4)。
[0033] 游戏控制器120用以侦测至少一使用者（未绘示）的至少一生理信号110,并根 据生理信号110,产生以及输出至少一对应的生理信号数据130。于一实施例中，生理信号 110为心电信号、体温、呼吸、呼出气体的二氧化碳浓度、汗水、血压或其组合。
[0034] 游戏主机140用以接收并分析生理信号数据130,以产生至少一对应的生理信号 参数（未绘示）。游戏控制器120与游戏主机140之间可利用一传输线连接，或以无线的方 式连接。游戏主机140更用以判断上述生理信号参数是否达到至少一设定值（未绘示），若 判断结果为是，则游戏主机140执行至少一对应的指令。
[0035] 于一实施例中，上述设定值为一心跳次数、一心跳速率、一心电图样本、一体温数 值、一体温变化率、一呼吸次数、一呼吸速率、一呼出气体的二氧化碳浓度、一汗水量数值、 一血压数值或其组合。于另一实施例中，上述指令为一对应的游戏角色的变化、启动隐藏关 卡、输出警告信息、强制游戏终止、强制关闭该游戏主机或其组合。
[0036] 于一例子中，游戏控制器120用以侦测使用者的心电信号、呼吸以及呼出气体的 二氧化碳浓度，并分别产生及输出对应的心电信号数据以及呼吸信号数据。游戏主机140 用以接收上述心电信号数据以及呼吸信号数据，并分别产生对应的心电图、呼吸速率以及 呼出气体的二氧化碳浓度数值做为上述生理信号参数。游戏主机140将上述心电图、呼吸 速率以及呼出气体的二氧化碳浓度数值分别与一心电图样本设定值、一呼吸速率设定值、 以及一呼出气体的二氧化碳浓度数值设定值做比较。若上述心电图、呼吸速率、呼出气体的 二氧化碳浓度数值或其组合达到上述对应的设定值，则游戏主机140判断使用者的生理状 况处于疲劳状态，并据此输出一警告信息，用以警告使用者其生理状况处于疲劳状态，应停 止游戏。于另一例子中，若游戏主机140判断使用者的生理状况处于疲劳状态，则游戏主机 140强制游戏终止。
[0037] 于又一例子中，游戏控制器120用以侦测使用者的心电信号以及呼吸，并分别产 生及输出对应的心电信号数据以及呼吸信号数据。游戏主机140用以接收上述心电信号数 据以及呼吸信号数据，并分别产生对应的心跳速率以及呼吸速率做为上述生理信号参数。 游戏主机140将上述心跳速率以及呼吸速率分别与一心跳速率设定值以及一呼吸速率设 定值做比较。若上述心跳速率、呼吸速率或其组合达到上述对应的设定值，则游戏主机140 据此增强游戏角色的能力状态（例如：一攻击能力增强状态或是一防御能力增强状态）。
[0038] 于再一例子中，游戏控制器120用以侦测使用者的汗水，并产生及输出对应的汗 水信号数据。游戏主机140用以接收上述汗水信号数据，并产生对应的汗水量数值做为上 述生理信号参数。游戏主机140将上述汗水量数值与一汗水量数值设定值做比较。若上 述汗水量数值达到上述对应的设定值，则游戏主机140据此将游戏角色设定为一流汗的状 态。
[0039] 请参照图2。图2为本发明一实施例中，一种游戏控制器220的方块示意图。
[0040] 游戏控制器220可为图1中所示的游戏控制器120,但不以其为限。游戏控制器 220包含辐射热感测及处理模块222以及温度感测及处理模块224。辐射热感测及处理模 块222用以根据使用者所辐射的红外线212的波长，侦测使用者的体温，并产生体温信号数 据232。温度感测及处理模块224用以根据使用者呼吸时吐出的高温气体214,侦测使用者 的呼吸，并产生呼吸信号数据234。体温信号数据232以及呼吸信号数据234可为图1中所 示的生理信号数据130,但不以其为限。
[0041] 于一例子中，游戏控制器220为一耳机麦克风，其利用配置于耳机处的辐射热感 测及处理模块222量测使用者耳孔附近的红外线波长212,并将红外线的波长212转换为对 应的温度，以侦测使用者的体温，并产生体温信号数据232。上述耳机麦克风另外利用一配 置于麦克风处的温度感测及处理模块224量测使用者呼吸时吐出的高温气体214,通过呼 吸时吐出的高温气体214与吸气时吸入常温气体的温度变化，计算使用者的呼吸速率，并 产生呼吸信号数据234。
[0042] 请参照图3。图3为本发明一实施例中，一种游戏控制器320的方块示意图。
[0043] 游戏控制器320可为图1中所示的游戏控制器120,但不以其为限。游戏控制器 320包含至少一干电极322以及心电信号处理模块323。干电极322用以侦测使用者的心 电信号312。心电信号处理模块323用以将心电信号312转换为心电信号数据332。心电 信号数据332可为图1中所示的生理信号数据130,但不以其为限。
[0044] 请同时参照图4。图4为本发明一实施例中，一种游戏控制器420的方块示意图。 游戏控制器420可为图3中所示的游戏控制器320,但不以其为限。
[0045] 于本实施例中，游戏控制器420为一游戏手把，其利用配置于手把左右两侧的干 电极422 (干电极422可为图3中所示的干电极322,但不以其为限），侦测使用者的心电信 号，并将上述心电信号传送至一如图3中所示的心电信号处理模块323,以将心电信号转换 为心电信号数据。
[0046] 请参照图5。图5为本发明一实施例中，一种游戏控制器520的方块示意图。
[0047] 游戏控制器520可为图1中所示的游戏控制器120,但不以其为限。游戏控制器 520包含侦测模块522、仪表放大器524、滤波器526、增益放大器527、模拟数字转换器528 以及微控制器530。
[0048] 侦测模块522用以侦测生理信号510。仪表放大器524电性耦接至侦测模块522， 用以放大生理信号510。滤波器526电性耦接至仪表放大器524,用以对生理信号510滤除 杂讯。增益放大器527电性耦接至滤波器526,用以提高已滤除杂讯后的生理信号510的 增益。模拟数字转换器528电性耦接至增益放大器527,用以将增益提高后的生理信号510 转换为数字生理信号529。微控制器530电性耦接至模拟数字转换器528,用以将数字生理 信号529转换为生理信号数据532。生理信号510以及生理信号数据532分别可为图1中 所示的生理信号110以及生理信号数据130,但不以其为限。
[0049] 于一例子中，滤波器526为二阶的Sallen-Key主动式滤波器，其由一Butterworth 高通滤波器以及一低通滤波器组成。于另一例子中，增益放大器527为可编程增益放大器， 用以将生理信号510放大至与模拟数字转换器528的最大输入电压相匹配的值。
[0050] 请参照图6。图6为本发明一实施例中，一种游戏控制器620的方块示意图。
[0051] 侦测模块522a、仪表放大器524a、滤波器526a、增益放大器527a、模拟数字转换器 528a以及微控制器530a分别可为图5中所不的侦测模块522、仪表放大器524、滤波器526、 增益放大器527、模拟数字转换器528以及微控制器530,其功能与操作类似，故在此不再赘 述。相较于图5中所示的游戏控制器520,于本实施例中，游戏控制器620还包含涌电流保 护电路623。涌电流保护电路623电性耦接至侦测模块522a，用以防止突波电流流经人体 造成伤害。
[0052] 请参照图7。图7为依据本发明一实施例绘示一种游戏互动方法的流程示意图。 此游戏互动方法可应用于如图1所绘示的游戏互动系统100中，但不以其为限。为方便及 清楚说明起见，下列游戏互动方法的叙述是配合图1所示的游戏互动系统100作说明。
[0053] 于步骤702中，利用至少一游戏控制器120侦测至少一使用者的至少一生理信号 110。
[0054] 于步骤704中，根据生理信号110,产生以及输出至少一对应的生理信号数据130。
[0055] 于步骤706中，利用游戏主机140接收并分析生理信号数据130,以产生至少一对 应的生理信号参数。
[0056] 于步骤708中，利用游戏主机140判断上述生理信号参数是否达到至少一设定值。
[0057] 于步骤710中，若上述判断结果为是，则利用游戏主机140执行至少一对应的指 令。
[0058] 应了解到，在本实施方式中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需 要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行。
[0059] 综上所述，本发明通过将心电信号、体温、呼吸、二氧化碳浓度、汗水…等生理信号 的量测系统整合至游戏控制器内，可根据使用者的生理状态执行对应的游戏功能。如此一 来，可让游戏变得更有趣且更有真实临场。另一方面，通过分析使用者的生理信号，判断使 用者的生理状况是否处于疲劳状态，并于使用者处于疲劳状态时，发出警告信息或强制停 止游戏。如此一来，可以防止使用者过度沉迷于游戏当中，避免可能对使用者的健康造成的 损害。
[0060] 虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺 者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当 视所附的权利要求书所界定的范围为准。
【权利要求】
1. 一种游戏互动系统，其特征在于，包含： 至少一游戏控制器，用以侦测至少一使用者的至少一生理信号，并根据该生理信号，产 生以及输出至少一对应的生理信号数据；以及 一游戏主机，用以接收并分析该生理信号数据，以产生至少一对应的生理信号参数，该 游戏主机更用以判断该生理信号参数是否达到至少一设定值，若判断结果为是，则该游戏 主机执行至少一对应的指令。
2. 根据权利要求1所述的游戏互动系统，其特征在于，该游戏控制器为一鼠标、一游戏 手把、一游戏摇杆、一耳机麦克风或其组合。
3. 根据权利要求2所述的游戏互动系统，其特征在于，该耳机麦克风包含： 一辐射热感测及处理模块，用以根据该使用者所辐射的红外线的波长，侦测该使用者 的体温，并产生一体温信号数据；以及 一温度感测及处理模块，用以根据该使用者呼吸时吐出的高温气体，侦测该使用者的 呼吸，并产生一呼吸信号数据，其中该生理信号数据包含该体温信号数据以及该呼吸信号 数据。
4. 根据权利要求1所述的游戏互动系统，其特征在于，该游戏控制器包含： 至少一干电极，用以侦测该使用者的心电信号；以及 一心电信号处理模块，用以将该心电信号转换为一心电信号数据，其中该生理信号数 据包含该心电信号数据。
5. 根据权利要求1所述的游戏互动系统，其特征在于，该游戏控制器包含： 一侦测模块，用以侦测该生理信号； 一仪表放大器，电性耦接至该侦测模块，用以放大该生理信号； 一滤波器，电性耦接至该仪表放大器，用以对该生理信号滤除杂讯； 一增益放大器，电性耦接至该滤波器，用以提高已滤除杂讯后的该生理信号的增益； 一模拟数字转换器，电性耦接至该增益放大器，用以将增益提高后的该生理信号转换 为一数字生理信号；以及 一微控制器，电性耦接至该模拟数字转换器，用以将该数字生理信号转换为该生理信 号数据。
6. 根据权利要求1所述的游戏互动系统，其特征在于，该生理信号为心电信号、体温、 呼吸、呼出气体的二氧化碳浓度、汗水或其组合。
7. 根据权利要求1所述的游戏互动系统，其特征在于，该设定值为一心跳次数、一心跳 速率、一心电图样本、一体温数值、一体温变化率、一呼吸次数、一呼吸速率、一呼出气体的 二氧化碳浓度、一汗水量数值或其组合。
8. 根据权利要求1所述的游戏互动系统，其特征在于，该指令为一对应的游戏角色的 变化、启动隐藏关卡、输出警告信息、强制游戏终止、强制关闭该游戏主机或其组合。
9. 一种游戏互动方法，其特征在于，包含： 利用至少一游戏控制器侦测至少一使用者的至少一生理信号； 根据该生理信号，产生以及输出至少一对应的生理信号数据； 利用一游戏主机接收并分析该生理信号数据，以产生至少一对应的生理信号参数； 利用该游戏主机判断该生理信号参数是否达到至少一设定值；以及 若判断结果为是，则利用该游戏主机执行至少一对应的指令。
10. 根据权利要求9所述的游戏互动方法，其特征在于，该游戏控制器为一鼠标、一游 戏手把、一游戏摇杆、一耳机麦克风或其组合。
11. 根据权利要求9所述的游戏互动方法，其特征在于，根据该生理信号产生以及输出 该对应的生理信号数据的步骤包含： 根据该使用者所辐射的红外线的波长，侦测该使用者的体温，并产生一体温信号数据； 以及 根据该使用者呼吸时吐出的高温气体，侦测该使用者的呼吸，并产生一呼吸信号数据， 其中该生理信号数据包含该体温信号数据以及该呼吸信号数据。
12. 根据权利要求9所述的游戏互动方法，其特征在于，该游戏控制器具有至少一干电 极且根据该生理信号产生以及输出该对应的生理信号数据的步骤包含： 将该干电极所侦测的心电信号转换为一心电信号数据，其中该生理信号数据包含该心 电信号数据。
13. 根据权利要求9所述的游戏互动方法，其特征在于，根据该生理信号产生以及输出 该对应的生理信号数据的步骤包含： 放大该生理信号； 对该生理信号滤除杂讯； 提高已滤除杂讯后的该生理信号的增益； 将增益提高后的该生理信号转换为一数字生理信号；以及 将该数字生理信号转换为该生理信号数据。
14. 根据权利要求9所述的游戏互动方法，其特征在于，该生理信号为心电信号、体温、 呼吸、呼出气体的二氧化碳浓度、汗水或其组合。
15. 根据权利要求9所述的游戏互动方法，其特征在于，该设定值为一心跳次数、一心 跳速率、一心电图样本、一体温数值、一体温变化率、一呼吸次数、一呼吸速率、一呼出气体 的二氧化碳浓度、一汗水量数值或其组合。
16. 根据权利要求9所述的游戏互动方法，其特征在于，该指令为一对应的游戏角色变 化、启动隐藏关卡、输出警告信息、强制游戏终止、强制关闭该游戏主机或其组合。
【文档编号】A63F13/212GK104056451SQ201410206582
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年5月16日 优先权日:2014年5月16日
【发明者】叶健明, 江建宗, 陈博文, 陈彦璋 申请人:圆刚科技股份有限公司