(57)【要約】  ３次元（３−Ｄ）座標システム内の３−Ｄユーザインターフェースディスプレイイメージを提供するシステムおよび対応する方法。センサは３−Ｄ座標システム内のユーザの相互関係を検知するように構成され、プロセッサはセンサからユーザの相互関係情報を受け取ることができる。センサは、プロセッサが３−Ｄ座標システム内のイメージとユーザの相互関係を相互に関連つけることができる情報を、プロセッサに提供することができる。システムは、単一のコンピュータまたはデジタルデータ処理システム内部で相互接続メディア（たとえば、バス）に接続された２つまたはこれ以上の要素の間の相互接続または通信のために使用されることができる。
2010539620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元（３−Ｄ）ユーザインターフェースのシステムであって、
３−Ｄ座標システム内のイメージを表示するように構成された３次元（３−Ｄ）プロジェクタと、
前記３−Ｄ座標システム内のユーザの相互関係を検知するように構成された複数のセンサと、
前記複数のセンサからユーザ相互作用情報を受け取り前記３−Ｄ座標システム内のイメージとユーザの相互関係を相互に関連つけるように構成された、プロセッサと
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記プロセッサは、前記３−Ｄ座標システム内のイメージとユーザの相互関係の相互関連つけに応答して指示を提供するようにさらに構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記指示は、前記３−Ｄ座標システム内の表示イメージの変更であることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記プロセッサに接続され、コンピュータシステムとともに通信インターフェースを提供するように構成された通信ポートをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記センサは光起電力センサであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記センサはイメージセンサであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記センサは光電流光センサであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記センサはレーザセンサであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記イメージはホログラフであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
システムとともに３次元（３−Ｄ）インターフェースを提供する方法であって、
３−Ｄ座標システム内のイメージを生成することと、
前記３−Ｄ座標システム内のユーザの相互関係を検知することと、
前記３−Ｄ座標システム内のイメージとユーザの相互関係を相互に関連つけることと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記３−Ｄ座標システム内のイメージとユーザの相互関係の相互関連つけに応答して指示を生成することをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記指示は、前記３−Ｄ座標システム内の表示イメージの変更であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
ネットワーク上のデバイスに指示を提供することをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記検知することは前記３−Ｄ座標システム内の位置を幾何学的に決定するためにレーザセンサを使用することを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記幾何学的に決定するためにレーザセンサを使用することは前記３−Ｄ座標システム内の位置を三角形で表すためにレーザセンサを使用することを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記幾何学的に決定するためにレーザセンサを使用することは前記３−Ｄ座標システム内の位置を四角形で表すためにレーザセンサを使用することを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
コンピュータが３次元（３−Ｄ）ユーザインターフェースとして機能するように組まれたコンピュータ読み取り可能なプログラムコードを有するコンピュータ読み取り可能なメディアであって、前記コンピュータ読み取り可能なプログラムコードは、コンピュータが、
３−Ｄ座標システム内のあるイメージを生成し、
前記３−Ｄ座標システム内のいくつかのイメージとユーザとの相互関係を検知し、
前記３−Ｄ座標システム内のイメージとユーザの相互関係を相互に関連つけ、
前記３−Ｄ座標システム内の前記イメージとユーザの相互関係の相互関連つけに応答して指示を生成する
ようにすることを特徴とするコンピュータ読み取り可能なメディア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ホログラフィックユーザインターフェース通信の方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
グラフィックユーザインターフェース（ＧＵＩ）は、各人がコンピュータおよびコンピュータに制御されたデバイスと情報をやり取りできるようにするコンピュータアプリケーションユーザインターフェースの一種である。ＧＵＩは一般的に、本文、ラベル、または本文のナビゲーションによるグラフィカルアイコン、目に見えるインディケーター、特定のグラフィカル要素を利用してユーザに情報及び利用できる動作を表示する。動作は通常、グラフィカル要素を直接上手に操作することによって行われる。
【０００３】
ホログラフィックイメージは、利用できるホログラフィック技術を使用して、単一の、または連続したイメージとして生成されることが出来る。これらの技術は、レーザおよび鏡のポジションニングシステムの入射点を通してホログラフィックイメージ表示を生み出すために適切な反射を生成する、戦略的に配置された鏡、レーザ、光およびイメージを含む。わずかな光がある、またはまったく光のない黒の背景および部屋はホログラフィックイメージの見た目を強調することがある。ホログラフィックシステムはサイズが大きく、放映される大きな領域に渡って広がっていることもあり、また机の上より小さい空間に十分フィットする程度に小型であることもある。ホログラフィック技術の規模は、構成部品の大きさによってのみ限定されている。平面写像はあまりにも簡潔であり、ホログラフィック技術を使用することによって、イメージは多次元に表示されることができる。
【０００４】
現在、マルチミリオンミラーシステムを利用した写像におけるホログラフィック媒体の機能および範囲を高めることができる技術は、ホログラフィックシステム以外の専門的な働きをするための高速および大容量に専門化したマイクロプロセッサを設計した企業により発展しつつあり、この技術は、対応している同期音声信号にあわせて、１秒に２４から６０の間またはこれ以上のビデオフレームの速さで多数の鏡を適切に位置取りさせることができるホログラフィック技術に応用できるだろう。
【０００５】
過去２０年以上の期間に生み出されたホログラフィックディスプレイは、ＡＧＦＡ  ８Ｅ７５ＨＤガラス板またはほかのガラス板などのガラス板上のイメージを用いたレーザ、同様にＳｐｅｃｔｒａ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  １２４Ｂ  ＨｅＮｅレーザ、パイロクロム処理などの異なる処理方法を利用している３５ｍＷレーザダイオードシステムを含む様々な形態を利用する。スプリットビーム手法Ｍｕｌｔｉ  Ｈ１からＭｕｌｔｉ  Ｈ２も使用される。Ｌｉｎｏｔｒｏｍｉｃ  ３００イメージセッターフィルムからの８×１０、トリエタノールアミンといった構成も一般的に利用され、または３０×４０ｃｍ反射ホログラムで背面が光り、ロゴが面の前面１８インチに浮かび上がる構成も利用される。
【発明の概要】
【０００６】
いくつかのユーザインターフェースが多次元インターフェースへの取り組みに採用されている。たとえば、カリフォルニア、サンフランシスコのＩＯ２テクノロジ有限会社の“ヘリオディスプレイ”はイメージを自由空間の中、すなわち霧またはガスなどのエアロゾルの混合に投影し、ＵＳＢによってＰＣに接続された場合、浮かび上がったタッチスクリーンのように操作できる。しかし、ヘリオディスプレイでは、イメージは２次元空間（すなわち平面）に表示される。ヘリオディスプレイイメージは３次元（“３−Ｄ”）に見えるが、イメージは平面で、物理的な深さの基準を有さない。
【０００７】
これらの既存の利用には、普及および展開に限界がある。たとえば、機能的に、ヘリオディスプレイは空気の幕、またはガラスに対しても投影する２次元のディスプレイである。ヘリオディスプレイは３−Ｄの見掛けを与えるが、表示されたイメージおよびインターフェースは２−Ｄである。ヘリオディスプレイが本当の３−Ｄホログラフィックディスプレイではなく、よってインターフェースは２次元平面状で作動するため、完全な３次元座標システムを活用できない。
【０００８】
従って、３−Ｄの世界との日常的な通常の交流関係に匹敵する環境の、衰えている明確さ、現実、およびこれからの恩恵を手に入れることを目的に、本当の３−Ｄ技術を活用して、接触、マウス、またはポインタシステムをユーザが容易に操作して実際にインターフェースを操作してユーザの体験するレベルを本当の３−Ｄ環境にまで上げる、コンピュータのおよびマルチメディアの環境を作り出す統合的なユーザインターフェースが必要である。本発明は、物理的なメディアまたはデジタル的に保存されたファイルをデジタルホログラフィックプレイヤーハードウェアシステムと結びつけるホログラフィックユーザインターフェースディスプレイシステムに関する。結果はマルチメディアホログラフィックユーザインターフェースおよび視聴体験であり、様々なグラフィック図は、ピラミッド、ブロック、球、円筒、ほかのグラフィックな表現、既存の定型書式、特定の物体を３次元化したもの、関連性のないもの、ユーザが選んだイメージおよび情報量の表示を利用した情報に密にアクセスしてユーザインターフェースを形成し、利用可能なツールが時間とともにユーザの進化したデータおよび要求に一致するように結びつくことができる。
【０００９】
本発明の実施形態の１例において、３−Ｄユーザインターフェースを提供するシステムおよび対応する方法は３−Ｄ座標システムのディスプレイイメージに関わっている。センサは、プロセッサがセンサからユーザ相互関係情報を得られるように、３−Ｄ座標システムとユーザとの相互関係を検出する。センサは、プロセッサがユーザと３−Ｄ座標システムにおけるイメージとの相互関係を関係付けることができる情報をプロセッサに提供することができる。
【００１０】
本発明の実施形態は、３次元ホログラフィック型ユーザインターフェースおよびディスプレイシステムが可能なようにコンピュータの環境を変換するホログラフィックユーザインターフェースを提供する。システムは、プログラミングされた象限マトリックスセンサフィールドとともにホログラフィック投影技術を利用し、ホログラフィック形式で表されている、データと、ユーザインターフェースのツールおよびアイコンとを選択し情報のやり取りをする複数の方法を生成する。システムは、１つのコンピュータまたはデジタルデータプロセッシングシステムにおいて、相互接続メディア（たとえば、バス）に接続された２つかこれ以上の要素の間を相互接続または通信するために使用されても良い。
【００１１】
上述の内容は、添付の図に示されているように、以下の本発明の実施形態の例のより詳しい記述により明らかになるであろう。図の中の同じ符号は、一連の図を通じて、同じ部分を指している。図は原寸に比例する必要はなく、その代わり本発明の実施形態の表示を強調している。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係るホログラフィックユーザインターフェースを表すブロック図である。
【図２】システムの３次元（３−Ｄ）インターフェースを提供する方法を表すフローチャート図である。
【図３】本発明の実施形態に関連して使用されるセンサーフィールドの斜視図である。
【図４】本発明の１実施形態に関するホログラフィックユーザインターフェースデバイスの正面図である。
【図５】本発明のほかの実施形態に関するホログラフィックユーザインターフェースの概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態の例の記述は以下の通りである。
【００１４】
本発明は、１実施形態に従い、３次元ホログラフィック型ユーザインターフェースおよびディスプレイシステムが可能なようにコンピュータの環境を変換するホログラフィックユーザインターフェースに関する。システムは、プログラミングされた象限マトリックスセンサフィールドとともにホログラフィック投影技術を利用し、ホログラフィック形式で表されている、データと、ユーザインターフェースのツールおよびアイコンとを選択し情報のやり取りをする複数の方法を生成する。
【００１５】
図１は本発明の実施形態の１例に係るホログラフィックユーザインターフェース１００を表す。ホログラフィックユーザインターフェース１００はソフトウェア１１２を操作するプロセッサ１１４を含み、ホログラフィックイメージプロジェクタ１１６を制御し、センサ１１８ａ、１１８ｂから得た情報を処理する。プロジェクタは、３−Ｄ座標システム１５０内の３−Ｄディスプレイイメージ１０１、１０２を生成できる。センサ１１８ａ、１１８ｂは、３−Ｄ座標システム内のイメージとユーザの相互関係を感知するために、３−Ｄ座標システムの方を向くことができる。ユーザがイメージ１０１または１０２と相互作用している場合、センサ１１８ａ、１１８ｂは、プロセッサが３−Ｄ座標システム内のイメージ１０１および１０２を相互に関連付けることができる座標情報を提供する。
【００１６】
図２はシステムの３次元（３−Ｄ）インターフェースを提供する方法を表すフローチャート図である。インターフェースは３−Ｄ座標システムのイメージを生成する（２１０）。操作中、インターフェースの実施形態は、スゥイッチが入ると、デフォルトとして、ホログラフィック情報をユーザインターフェースの型の形式で使用する。インターフェース上のセンサは３−Ｄ座標システムとユーザとの相互関係を検出する（２２０）。検出は、システムが表示できる特定の関数およびデータ表示に対応するマトリックスまたは三角のデータポイントを使用している間生じても良い。インターフェースは３−Ｄ座標システムのイメージとユーザの相互関係を相互に関連つける。３−Ｄ座標システム内で検出し相互関係を相互に関連つけることによって、インターフェースは、コンピュータシステムが表示できる、またはユーザと互いに作用できるようにする。システムによって表示されたホログラフィックデータは、キーを打つことまたは３次元相互関係インターフェースを試用することによって、表示されるデータを始動させたユーザによって選択されたプロセスの結果である。ユーザの位置コマンドはシステムによってユーザの正確な位置において読み取られ、システムは、ユーザの特定の要求の位置によって作成されたユーザの特定の要求に基づく適切な応答またはホログラフィックメディアを実施する。
【００１７】
図３は本発明の実施形態に関連して使用されるセンサーフィールドを示す。図３に示す実施形態は４つのレーザ３２０ａからｄを含む。操作するインターフェースは、四辺形角度ナビゲーションシステムを生成し、象限３１０（“３−Ｄ座標システム”とも称する）内の指先の接触点３４０の正確な点３３０を見積もる、内臓かまたは新たに組み込むかどちらかのハードウェア周辺機器によってディスプレイから展開するスプロケットセンサシステムを使用することによって、対話ができ、双方向性のホログラフィックメディアであってよい。この接触点は、実際にユーザによって使用された場合、ホログラフィックハードウェアおよびソフトウェアシステムによって展開されたイメージに、システムに展開されたイメージが、四辺形センサシステム上の特定の点に一致するように事前に設定された、正確な点から空間の正確な位置に表示されるように示される。プログラミングされたイメージに置かれた空間の点はユーザによって作製された接触点に一致する。接触点はマウスおよびカーソルと同じ機能を開始させる。
【００１８】
当業者は、ほかの検知機器構成またはデバイスが３−Ｄ座標システム内の位置を検知するために使用されても良いことを認識している。たとえば、センサは、３−Ｄ座標システム内の点を三角法で測るためのデータを提供するように構成されたレーザセンサ、光起電力センサ、光電流光センサ、またはイメージセンサであって良い。センサは、複数の平面イメージを通って延びていてもよい接触点３３０の特定の位置を決定するためにプログラミングされても良く、３−Ｄ座標空間に位置している単一のイメージを決定するためにプログラミングされても良い。
【００１９】
図４は本発明の１実施形態に関するホログラフィックユーザインターフェースデバイス４００を示している。デバイス４００は多次元ディスプレイ用の出力プロジェクタを提供できるポート４１０、およびユーザ相互関係を検知するためのセンサを有する。プロジェクタおよびセンサは、ホログラフィックユーザインターフェースとしての機能を果たすために、３−Ｄ座標システム４２０をマッピングする。ユニバーサルシリアルバス（“ＵＳＢ”）ポートまたはワイヤレス接続などの通信ポート４３０によってデバイス４００はほかのコンピュータシステムと通信できる。ホログラフィックシステムは、ユーザインターフェースアイコンおよびドキュメントファイルが固定したメディアの形式に保存され、オペレーティングシステムからホログラフィックの固定したメディアシステムおよびディスプレイ上のインデックスを管理するデバイスに送られたコマンドによってアクティブ化されてもよい以前のホログラフィックシステム技術に基づいていても良い。同様に、ホログラフィックディスプレイを利用するいかなるシステムもセンサインターフェースシステムを使用して操作され、選択されても良い。
【００２０】
図５は、本発明のほかの実施形態に関するホログラフィックユーザインターフェース５００の概略斜視図である。ホログラフィックユーザインターフェースデバイスは投射スクリーン５８０を使用して操作しても良い。ユーザインターフェース５００の投射スクリーン５８０によって表示されたイメージ５０５は、幾何学的形状、グラフィックイメージ、アニメーションシークエンス、ドキュメント、視聴覚の番組、システムを利用したユーザのパターンに基づく論理ディスプレイ（第１に常にコンピュータ通信状態にあること、第２に常にワード文書で作業し、ユーザのハードドライブから画像またはビデオを見ること。第３に、これらのアイコンは、過程に基づくユーザの発展していく使用傾向を表している優先的な順位でディスプレイ上にユーザに対して表示されてもよい）、ワード文書アイコンなどの典型的なＵＩオペレーティングシステムアイコンおよびポータブルドキュメントフォーマット（“ＰＤＦ”）アイコンを含むことができ、ホログラフィック形式で表示されることができる。文書は修正され従来の方法で読むこともでき、または、文書またはほかの表示された事項は、ユーザコマンドに基づいて平面のディスプレイモニターに戻されてもよい。
【００２１】
当業者は、システムとともに３−Ｄユーザインターフェースを提供することに関わる方法は、コンピュータ利用可能なメディアを含むコンピュータプログラム製品によって実施されてもよいことを認識している。たとえば、このようなコンピュータ利用可能なメディアは、固体メモリデバイスなどの読み出し可能なメモリドライブ、ハードドライブデバイス、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、または格納されたコンピュータ読み出し可能なプログラムコードセグメントを有するコンピュータディスケットを含むことができる。コンピュータ読み出し可能なメディアは、コンピュータネットワーク上の電磁信号伝搬、バスまたは通信リンク、光、または伝送線、またはワイヤレスのいずれかのデジタル、またはアナログ信号の伝達プログラムコードセグメントなどの通信または送信メディアも含むことができる。プログラムコードは、図１および２またはほかの実施形態に示されている働きのコンピュータ実装を可能にし、サポートする。
【００２２】
本発明は特に実施例を参照して示され説明されているが、当業者には、添付の特許請求の範囲に含まれる本発明の範囲を逸脱しない限り形式および詳細の様々な変更がなされてもよいことが理解されるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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