(57)【要約】  ３次元ディスプレイシステム１０はディスプレイハウジング２４と２次元画像１０２をフリースペースに投影する複数のプロジェクター１２で構成されている。各プロジェクター１２はプロジェクターから投影画像までの距離を調節する手段を備えている。各プロジェクターはディスプレイハウジングに枢着されており、投影２次元画像の水平・垂直位置を調節できる。ディスプレイは、視聴者が安全に触れることのできる高解像度で多色の画像を提供する。システムにはカメラが含まれていることがあり、ユーザーの手などディスプレイエリアに存在する物理的なオブジェクトを検出できる。これは、画像自体を変更すると示唆されることもある。システムは、コンピューターの操作やワールドワイドウェブの参照でインタラクティブに使用できる。  【代表図】  図１
2015513232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイハウジングと2次元画像をフリースペースに投影する複数のプロジェクターで構成されている3次元ディスプレイシステム。各プロジェクターはプロジェクターから投影画像までの距離を調節する手段を備えている。各プロジェクターはディスプレイハウジングに枢着されており、プロジェクターに対して投影された2次元画像の水平・垂直位置を調節できる。
【請求項２】
請求1で述べられているように、プロジェクターからの2次元画像を組み合わせて3次元画像を形成する3次元ディスプレイシステム。
【請求項３】
請求1で述べられているように、各プロジェクターを投影ラインのまわりで回転できる3次元ディスプレイシステム。
【請求項４】
請求1で述べられているように、各プロジェクターに光源、ディスプレイ画面、ズームレンズが含まれている3次元ディスプレイシステム。
【請求項５】
請求4で述べられているように、ズームレンズが液体ズームレンズの3次元ディスプレイシステム。
【請求項６】
請求4または請求5で述べられているように、各プロジェクターがさらに波面変調器で構成されている3次元ディスプレイシステム。
【請求項７】
請求4〜6で述べられているように、プロジェクターにさらに正方形の角柱状のプロジェクターハウジングが含まれている3次元ディスプレイシステム。
【請求項８】
請求4〜6のいずれかで述べられているように、プロジェクターにさらに円錐台状のプロジェクターハウジング、ハウジングの細い方に配置されたディスプレイ画面、広い方に配置されたズームレンズが含まれている3次元ディスプレイシステム。
【請求項９】
前述の請求のいずれかで述べられているように、さらに少なくとも1台のカメラと画像処理ソフトウェアを備えたコンピューターで構成されている3次元ディスプレイシステム。
【請求項１０】
請求9で述べられているように、数字または他の記号が各投影2次元画像の一部を成しており、画像処理ソフトウェアがビデオ信号からの数字や他の記号、またはカメラからの信号の散乱を検出するよう設定されている3次元ディスプレイシステム。
【請求項１１】
請求10で述べられているように、数字または他の記号が人の目には見えない電磁スペクトルの一部に投影される3次元ディスプレイシステム。
【請求項１２】
請求11で述べられているように、数字や他の記号が紫外線で投影される3次元ディスプレイシステム。
【請求項１３】
請求11で述べられているように、数字や他の記号が赤外線で投影される3次元ディスプレイシステム。
【請求項１４】
以下の手順で構成されているコンピューター操作方法。
(a)ディスプレイハウジングと2次元画像をフリースペースに投影する複数のプロ        ジェクターで構成されている3次元ディスプレイシステムを提供する。各プロ        ジェクターは、プロジェクターから投影画像までの距離を調節する手段を備え        ている。各プロジェクターはディスプレイハウジングに枢着されており、プロ        ジェクターに対して投影2次元画像の水平・垂直位置を調節できる。
(b)ディスプレイの3次元オブジェクトを表示する。
(c)オブジェクトの表面にプログラム、機能、データ、装置に関する記号を表示す        る。
(d)オブジェクトの表面に隣接するユーザーの手や他の付属物の存在と位置を検出        する。
(e)ユーザーの手が検出された場所の近くに表示されている記号に応じて、プログ        ラムの起動、機能の有効化、データの読み込み、当該記号によって示される機        器に関連した機能の有効化のいずれかを行う。
【請求項１５】
請求14で述べられているように、さらに以下のステップで構成されているコンピューター操作方法。
(f)手順 (a) で表示されたオブジェクトのサイズを縮小する。
(g)起動されたプログラムの機能、読み込まれたデータの要素、または手順 (c)         でユーザーが選択した記号の示す機器のコンテンツをあらわす新しいオブジェ        クトを表示する。
【請求項１６】
以下のステップで構成されているワールドワイドウェブ参照方法。
(a)ディスプレイハウジングと2次元画像をフリースペースに投影する複数のプロ        ジェクターで構成されている3次元ディスプレイシステムを提供する。各プロ        ジェクターは、プロジェクターから投影画像までの距離を調節する手段を備え        ている。各プロジェクターはディスプレイハウジングに枢着されており、プロ        ジェクターに対して投影2次元画像の水平・垂直位置を調節できる。
(b)最初のウェブページを3次元ディスプレイに表示する。
(c)表示されたウェブページに隣接するユーザーの手や他の付属物の存在と位置を        検出する。
(d)最初のウェブページのハイパーリンクの近くでユーザーの手が検出された場合        は、最初のウェブページのサイズを縮小し、ハイパーリンクのターゲットであ        るウェブページをより大きなサイズで表示する。
【請求項１７】
請求16で述べられているように、各コンポーネントの3次元の場所を定義するマークアップ言語で少なくとも1つのウェブページが書き込まれるワールドワイドウェブ参照方法。
【請求項１８】
請求16で述べられているように、少なくとも1つのウェブページが標準的な2次元ディスプレイ向けに設計されたHTMLまたはXHTMLで、各ページのコンポーネントの3次元の場所を決める3次元スタイルが適用されるワールドワイドウェブ参照方法。
【請求項１９】
請求1で述べられているように、2つの文字盤とストラップで構成されており、少なくとも1つの文字盤に3次元ディスプレイが含まれている両面腕時計。
【請求項２０】
本書で詳述されているように、添付図面の図1〜図25で参照および説明されている3次元ディスプレイシステム。
【請求項２１】
本書で説明されているように、添付図面の図26〜図28で参照および説明されているコンピューター操作方法。
【請求項２２】
本書で説明されているように、添付図面の図29〜図30で参照および説明されているワールドワイドウェブ参照方法。
【請求項２３】
本書で説明されているように、添付図面の図31〜図32で参照および説明されている両面腕時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は3次元ディスプレイに関するもので、特にユーザーインタラクションを可能にする3次元ディスプレイに関係しているが、これに限られない。
【背景技術】
【０００２】
3次元ディスプレイシステムはよく知られており、複数の技術的なカテゴリーに該当する。立体視システムは2つの異なる画像を視聴者の2つの目に提示することで成り立つ。これは、2つの画像を同じ画面に投影し、視聴者に偏光眼鏡または色の付いたフィルター眼鏡を提供して最初の画像が視聴者の右眼にだけ見え、2番目の画像が左眼にだけ見えるようにすることで可能になる。眼鏡の不要な自動立体視システムも利用でき、視差バリアまたはレンチキュラーアレイにより別個の画像をそれぞれの眼に提示する。
【０００３】
立体視システムでは、画像に対する視聴者の位置に関わりなく、視聴者の左右の目に提示される画像は同じである。このため、見る人は画像の側面や裏面は見えないが、単一の視点で奥行の錯覚を見せられるのである。視聴者の凝視を追跡し、リアルタイムで画像を調整するために眼のトラッキング装置が使用されてきたが、このようなシステムは視聴者が1人の場合にのみ適している。
【０００４】
立体ディスプレイも知られており、「掃引容積」装置などがある。このようなディスプレイは3次元画像のスライスを動いている2次元の面にすばやく投影するが、3次元画像を視聴者に提示するため、視覚の持続性に依存している。ただし、このような装置のディスプレイボリュームには敏速に動く機械部品を含める必要があるため、掃引容積ディスプレイをインタラクティブな装置として使用することはできない。画像に触れると負傷するのである。このようなディスプレイも、ラップトップやタブレット、電話などの携帯機器での使用には適していない。
【０００５】
「静的ボリューム」装置も知られているが、これはディスプレイボリュームで可動部品が不要である。静的ボリュームディスプレイ機器の例では、レーザーを空中の一点に集中させ、その部分で空気を電離してプラズマの玉を生成する。このようなディスプレイではディスプレイボリュームに可動部品は必要ないが、表示された画像は比較的大きなピクセルで構成されているため、ディスプレイの解像度は低い。このディスプレイも単一の色または少数の色に限定される。
【０００６】
3次元画像はホログラフィーで生成することもできる。ただし、既知のホログラフィーディスプレイではユーザーインタラクションは利用できない。
【０００７】
上記の既存の3次元ディスプレイの多くは仮想画像、またはディスプレイ内に限定された画像を生成する。実際の画像とは異なり、仮想画像には触れられないため、ユーザーインタラクションは不可能である。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の目的は、上記の問題を低減するか、大幅に除去する3次元インタラクティブディスプレイを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の最初のアスペクトによると、3次元ディスプレイシステムはディスプレイハウジングと2次元画像をフリースペースに投影する複数のプロジェクターで構成されている。各プロジェクターにはプロジェクターから投影画像までの距離を調節する手段が備えられている。また、各プロジェクターはディスプレイハウジングに枢着されており、プロジェクターに対して投影された2次元画像の水平・垂直位置を調節できる。
【００１０】
複数のプロジェクターを提供することで、3次元画像を複数の2次元画像コンポーネントから構築できる。これにより、実際の物体のように多くの角度から見ることができる3次元画像が提供される。各画像のコンポーネントは視野が小さく、最低光学収差が前提となるため、小さな画像コンポーネントから画像を構築できることは利点となる。
【００１１】
小さい画像コンポーネントをまとめて単一の3次元画像を形成できれば理想的である。しかし、2次元画像がわずかに分離されている場合でも、説得力のある3次元効果を実現できる。時には、複数のかい離した3次元画像の作成が望ましいこともある。
【００１２】
スローを調節できるプロジェクターを提供し、ハウジングにプロジェクターを枢着すると、各2次元画像コンポーネントの位置を変えることができる。  このため、多くの異なる3次元画像を表示でき、動いている画像を作成できる。ディスプレイボリュームには可動部品がないため、投影された画像には安全に触れることができる。画像は解像度が高く多色で、表示するための特別な装置は必要ない。複数の人が一度にディスプレイを楽しむことができる。
【００１３】
各プロジェクターには光源、ディスプレイ画面、ズームレンズが含まれている場合がある。また、各プロジェクターには波面変調器が含まれていることもある。光源、ディスプレイ画面、ズームレンズを備えたプロジェクターは従来の方法で操作し、画像をディスプレイ画面に投影し、ズームレンズ（および装備されている場合は変調器）を調整することで決められポイントにフォーカスする。
【００１４】
ズームレンズは液体ズームレンズの場合がある。液体ズームは、ディスプレイ機器が携帯用の場合、特に有利である。従来の機械式ズームレンズに比べてスペースを大幅に節約できるためである。
【００１５】
各プロジェクターにはさらにプロジェクターハウジングが含まれており、長い正方形の角柱の形状になっていることがある。このような形状には、このタイプのプロジェクターの多くをフレームに効率よく取り付けられるという利点がある。
【００１６】
各プロジェクターには円錐台の形状をしたハウジングが含まれていることもあり、ディスプレイ画面はハウジングの細い方の端、ズームレンズは幅の広い方の端に配置されている。このような形状には、ハウジングの壁に吸収される最低限の光で操作を効率化できるという利点がある。
【００１７】
少なくとも1台のカメラが提供され、画像処理ソフトウェアを搭載したコンピューターに接続できる。カメラはディスプレイ機器のディスプレイボリュームで使用し、投影画像に対して実際の物体の存在と位置を検出できる。
【００１８】
カメラとコンピューターが提供されている場合、数字または他の記号が各投影2次元画像コンポーネントの一部を形成し、ビデオ信号からの数字や他の記号またはカメラの信号の有無を検出するよう画像処理ソフトウェアを設定できる。これにより、コンピューターは投影画像の一部が何らかの物理的な障害（ユーザーの手など）によって散乱した場合にどの部分かを識別できる。
【００１９】
数字は、人間の目には見えない一部の電磁スペクトルに投影されることもある（紫外線や赤外線など）。
【００２０】
本発明の2番目のアスペクトによると、コンピューターの操作方法は以下の手順で構成される。
【００２１】
(a)ディスプレイハウジングと2次元画像をフリースペースに投影する複数のプロジ      ェクターで構成されている3次元ディスプレイシステムを提供する。各プロジェ      クターは、プロジェクターから投影画像までの距離を調節する手段を備えている      。各プロジェクターはディスプレイハウジングに枢着されており、プロジェクタ      ーに対して投影2次元画像の水平・垂直位置を調節できる。
【００２２】
(b)3次元のオブジェクトを3次元ディスプレイに表示する。
【００２３】
(c)オブジェクトの表面にプログラム、機能、データ、装置に関する記号を表示する      。
【００２４】
(d)オブジェクトの表面に隣接するユーザーの手や他の付属物の存在と位置を検出す      る。
【００２５】
(e)ユーザーの手が検出された場所の近くに表示されている記号に応じて、プログラ      ムの起動、機能の有効化、データの読み込み、当該記号によって示される機器に      関連した機能の有効化のいずれかを行う。
【００２６】
さらにコンピューターの操作方法は以下の手順で構成されている。
【００２７】
(f)手順 (a) で表示されたオブジェクトのサイズを縮小する。
【００２８】
(g)起動されたプログラムの機能、読み込まれたデータの要素、または手順 (c) で      ユーザーが選択した記号の示す機器のコンテンツをあらわす新しいオブジェクト      を表示する。
【００２９】
このコンピューター操作方法により、人間とコンピューターのインタラクションが高度に視覚化され、ユーザーは見ているデータの整理といった表示を保持して3次元スペースの利点を享受できる。これにより、従来の2次元インターフェイスより複雑な相互接続データと機能をすばやく理解できるようになる。
【００３０】
本発明の3番目のアスペクトによると、ワールドワイドウェブの参照方法は以下の手順で構成されている。
【００３１】
(a)ディスプレイハウジングと2次元画像をフリースペースに投影する複数のプロジ      ェクターで構成されている3次元ディスプレイシステムを提供する。各プロジェ      クターは、プロジェクターから投影画像までの距離を調節する手段を備えている      。各プロジェクターはディスプレイハウジングに枢着されており、プロジェクタ      ーに対して投影2次元画像の水平・垂直位置を調節できる。
【００３２】
(b)最初のウェブページを3次元ディスプレイに表示する。
【００３３】
(c)表示されたウェブページに隣接するユーザーの手や他の付属物の存在と位置を検      出する。
【００３４】
(d)最初のウェブページのハイパーリンクの近くでユーザーの手が検出された場合は      、最初のウェブページのサイズを縮小し、ハイパーリンクのターゲットであるウ      ェブページをより大きなサイズで表示する。
【００３５】
本発明の2番目のアスペクトの方法と同様、この方法でも、ユーザーはアクセスしているウェブページの相互接続性をより強く認識して把握できる。特定のページを表示している間、ユーザーはそのページからどこへ移動できるかだけではなく、どこからそのページにアクセスしたのかも認識できる。このため、以前にアクセスしたサイトへのバックトラッキングを含む非直線参照が容易になり、情報をユーザーの考え方に同化させることができる。
【００３６】
ウェブページは、各要素の3次元位置を決めるマークアップ言語で書き込むことができる。本発明の3番目のアスペクトによると、このようなウェブページはディスプレイとインタラクティブ方法に対して最適化される。
【００３７】
また、各ページコンポーネントの3次元の場所を定義する3次元スタイルを標準的な2次元ブラウザーでの表示用HTMLまたはXHTMLウェブページに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
本発明をよりよく理解するため、またどのようにすれば有効になるのかをより明確に示すため、以下の添付図面を例としてのみ参照している。
【図１】本発明の最初のアスペクトに基づく3次元ディスプレイシステムの概要透視図を示している。
【図２】図1の3次元ディスプレイシステムのコンポーネントであるプロジェクターの概要透視図を示している。
【図３】図1のディスプレイシステムの図2のプロジェクターの代替となるプロジェクターを示している。
【図４】図2のプロジェクターと図3のプロジェクターを比較したものである。
【図５】図2のプロジェクターの回転載置を示している。
【図６】図2のプロジェクターの枢着を示している。
【図７】フレーム上での図2のプロジェクターの複数のコピーの配置を示している。
【図８】フレーム上での図2のプロジェクターの複数のコピーの代替配置を示している。
【図９】フレーム上での図2のプロジェクターの複数のコピーのさらなる代替配置を示している。
【図１０】フレーム上での図2のプロジェクターの複数のコピーのさらなる代替配置を示している。
【図１１】フレーム上での図2のプロジェクターの複数のコピーのさらなる代替配置を示している。
【図１２】フレーム上での図2のプロジェクターの複数のコピーのさらなる代替配置を示している。
【図１３】使用中の図1のディスプレイ機器で、複数の視点が示されている。
【図１４】図1のディスプレイ機器で、投影された3次元画像がハウジング内に含まれている。
【図１５】図1のディスプレイ機器で、投影された3次元画像が部分的にハウジング内に含まれている。
【図１６】図1のディスプレイ装置で、投影された3次元画像全体がハウジング内に含まれている。
【図１７】図1のディスプレイ装置によって投影された画像を示しており、背景、中間部分、前景で構成されている。
【図１８】図1のディスプレイ機器によって投影された柔軟なシートの画像を示している（実際に人が触れている）。
【図１９】図1のディスプレイ機器によって投影された液体表面の画像を示している（実際に人が触れている）。
【図２０】図1のディスプレイ機器によって投影されたやわらかい物体の表面の画像を示している（実際に人が触れている）。
【図２１】図1のディスプレイ機器によって投影されているヒューマノイドの画像を示している。
【図２２】可動マウントの凹面鏡を示している。
【図２３】図22の凹面鏡と併用されている図1の3次元ディスプレイシステムを示している。
【図２４】異なる位置における図23の配置を示している。
【図２５】さらに異なる位置での図24の配置を示している。
【図２６】本発明の2番目のアスペクトによるコンピューター操作インターフェイスを示している。
【図２７】図26の画像の一部にユーザーの手が触れた後の図26のインターフェイスを示している。
【図２８】図26のインターフェイスの一部である電子メールメッセージのディスプレイを示している。
【図２９】本発明の3番目のアスペクトに基づくウェブブラウザーを示している。
【図３０】図29のウェブブラウザーを示しており、レガシー2次元ウェブサイトが表示されている。
【図３１】本発明の4番目のアスペクトに基づく両面腕時計を示している。
【図３２】図31の腕時計の片面を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
まず図1では、3次元ディスプレイシステムは通常10で示唆されている。ディスプレイシステム10は、複数の投影ブロック12、複数のカメラ22、ディスプレイハウジング24、コンピューター26で構成されている。各投影ブロック12は2次元画像コンポーネント102をディスプレイシステム10の前にあるスペースに投影する。2次元画像コンポーネント102を組み合わせて3次元画像100を形成する。
【００４０】
各投影ブロック12の構造は図2に示されている。各投影ブロックはブロックハウジング14、2次元ディスプレイ画面16、ズームレンズ18、変調器20で構成されている。ハウジング14の形状は長い正方形の角柱である。2次元ディスプレイ画面16は長いハウジング14の片側にあり、ズームレンズ18が反対側にある。変調器20は両端の間の4分の1の距離で、ディスプレイ画面16よりもズームレンズ18に近い方に配置されている。
【００４１】
2次元ディスプレイ画面16は、この例ではコンピューター26によって制御されるLCDディスプレイである。ディスプレイ画面16にはバックライトが付いている。使用中、画像コンポーネントはディスプレイ画面16に表示され、ズームレンズ18と変調器20は投影ブロック12からの距離を設定できるスペース内の場所で鮮明な画像を表示するよう調節される。ブロックハウジング14は光を通さない素材でできているため、同じフレームに取り付けられている画像ブロック12の間で光を通さず、干渉の原因になっている。ズームレンズ18は液体ズームレンズの場合もある（英国特許2432010（サムソン）で開示されている場合など）。
【００４２】
投影画像コンポーネント102の収差の一部は、変調器20および/またはレンズ18によってもたらされる可能性がある。歪みはこれによって生じる収差の1種で、コンピューター26で予測され、2次元ディスプレイ画面16に送られる画像に歪みをもたらすことで補正できる。球形の収差もこの方法で修正できるが、実際には多くの場合、視聴者が球形収差に気づくことはない。
【００４３】
ヘーズマシン（図示なし）は空中に浮遊粒子のクラウドを提供し、半透明な霧を形成する。これにより、投影ブロック12は空中に浮遊する画像を投影できる。ヘーズマシンは目に見えない、またはほとんど見えない霧を生成するために優先して選択される。
【００４４】
投影ブロック28の代替案が図3に示されている。代替案では、ブロックハウジング30は円錐台の形状になっている。この場合、2次元ディスプレイ画面１6はハウジング30の狭くなった方の端、ズームレンズ18は広い方の端に設置されている。
【００４５】
投影ブロック12または28のいずれかで、ディスプレイ画面16はブロック12または28の端の近くではなく、図6で示されているようにブロック12または28の端からある程度の距離をおいて配置される可能性がある。
【００４６】
投影ブロック28の形状は有利である。図4で示されているように、光を通さない壁に吸収されるかわりに、バックライトのついたディスプレイ画面16からの光の大部分がプロジェクターハウジング30から投影されるためである。
【００４７】
投影ブロックは、ポイント、ピクセル、または画像コンポーネントをスペースに投影できる他の機器に置き換えることも可能である。たとえば、レーザーを使用して気体に可視放射線を投影できる。
【００４８】
投影ブロックの一部またはすべてがホログラムを投影できる構造になっていると予想される（以前に記録されたホログラムを含むレーザーおよび写真プレートなど）。
【００４９】
図5および図6では各投影ブロック12または28がディスプレイハウジング24に取り付けられているため、ディスプレイ画面16と同じ面でハウジング12または28の端にあり、それぞれディスプレイ画面16の端と直角を成す2つの直行軸A-AおよびB-Bのいずれかで旋回できる。各投影ブロック12または28も、ブロックハウジングの角柱または円錐台の主要軸のまわりでも90度回転できる。マウントにはモーターが備えられており、コンピューター26で制御されるため、使用中、投影された画像コンポーネント102はそれぞれ、投影ブロック12または28を軸A-Aのまわりで旋回させてディスプレイシステム10の表面に平行な水平X方向で移動するか、投影ブロック12または28を軸B-Bのまわりで旋回させてディスプレイシステム10の表面に平行な垂直Y方向で移動するか、ズームレンズ18と変調器20を調整してディスプレイシステム10の表面に垂直なZ方向で移動できる。ハウジングの回転には、3次元画像100を形成する際、画像コンポーネント102の配置で柔軟性が高まるという利点がある。
【００５０】
この場合、ディスプレイ画面16は正方形だが、他の形状のディスプレイ画面も使用できる。この場合は90度の回転により2次元画像コンポーネント102で異なるアスペクト比が提供される。
【００５１】
図7〜図12には、ディスプレイハウジング24内での投影ブロック12または28の異なる配置が示されている。投影ブロック12または28の配置は、ディスプレイに表示したい画像の形状に合わせて選択できる。たとえば、図10は投影ブロックの球形配置を示しており、投影ブロック12または28はディスプレイから外向きになっているため、3次元画像100は完全にディスプレイを囲むことができる。3次元画像100は、たとえば、パノラマの風景で、移動する複数の人がディスプレイ装置10の上または下で見ることができる。図12は半球状の配置を示しており、ラップトップやタブレット、携帯電話などの携帯デバイスでの使用に適している。
【００５２】
使用中は図13に示されているように、3次元画像100は複数の画像コンポーネント102で構成されているディスプレイ装置10で投影される。視聴者112の位置によって一部の画像コンポーネント102は視聴者の視野に入るが、他は見えない。これは実際の3次元オブジェクトを見た場合と同じである。  他の部分によって隠されていない部分だけが見えるのである。図13では、視聴者112aは画像コンポーネント102aを見ることができるが、画像コンポーネント102bは見えない。同様に、視聴者112bは画像コンポーネント102bを見ることができるが、画像コンポーネント102aは見えない。各画像コンポーネントは特定の角度範囲内の観察者が見ることができ、角度範囲外の観察者には見えない。
【００５３】
投影3次元画像は図14のようにディスプレイハウジング24の境界内にあるか、図15および図16のように全体または一部がハウジング24の範囲外になっていることもある。
【００５４】
図17は、2次元前景104、中間画像106、および背景108で構成されている3次元画像100を示している。前景104は中間画像106と背景108の一部を覆ってふさいでいる。しかし、視聴者は移動すると、前景の向こう側や周囲から背景108と中間画像106の以前は隠されていた部分を見ることができる。
【００５５】
3次元画像100は物理的なオブジェクトの存在に反応できるため、ユーザーは3次元ディスプレイ10で画像100を操作できる。
【００５６】
図18〜図20は、数多くのインタラクションの例を示している。図18では、投影画像100は柔軟なシートに投影されている。3次元画像100は、物理的な柔軟なシートと同様にユーザーのタッチに反応しているように見受けられる。図19では、投影画像100は液体表面に投影されている。ユーザーの手110が画像に触れると、接触点から波または小波が外向きに移動しているのが見える。図20では、投影画像100はやわらかく弾力性のない素材（砂など）の表面に投影されている。  ユーザーの手110が投影画像の表面に触れると、表面にくぼみができ、手110を離した後もそのまま残る。この図では、手110は画像の左から右に水平に動いており、直線的なくぼみができている。
【００５７】
上記および図18〜図20で示されている例に限らず、3次元インタラクションはカメラ22の使用によって実現できる。カメラ22は、画像100が投影されているエリアで使用できる。図21に示されているように、各画像コンポーネント102には数字でマークが付けられる。数字は小さいため、目立たず、ユーザーはほとんど見えないこともある。数字は電磁スペクトルの見えない部分に投影される場合がある（紫外線や赤外線など）。コンピューター26はカメラ22からビデオ信号を受信し、画像コンポーネント102の数字が見えなくなったため、オブジェクトの存在によって画像コンポーネント102が散乱した際に識別できる。このため、外部オブジェクトの位置を識別でき、ディスプレイ画面16に送信されたビデオ信号と投影ブロック12のズームレンズ18および変調器20、さらにはモーターを備えたマウントの投影ブロック12の角度位置を調整することで、投影3次元画像100が適切に反応するようにできる。
【００５８】
また、カメラ22の視野内でオブジェクトの位置と動きを検出できる画像処理ソフトウェアを備えたコンピューター26が提供されることもある。この方法には、投影画像100を数字で隠す必要がないという利点がある。適切な画像処理テクニックについては、Dellaert et al. (2000) の『Structure from Motion without Correspondence, IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition』と『Hartley and Zisserman (2004), Multiple View Geometry in Computer Vision, Cambridge University Press』で説明されている。スペース内のオブジェクトの位置を検出できるレーザー、レーダー、または類似した技術を使用して同じ効果を得ることもできる。
【００５９】
カメラ22を使用して、動いている人や物を記録することも可能である。コンピューター26でカメラ22からのビデオストリームを使用し、既知のテクニックでシーンの3次元モデルを構築できる。3次元モデルはその後、3次元ディスプレイ機器10で再生できる。記録は保管し、電子メールなどで別の人に送信できる。
【００６０】
図22では、凹面用ユニット40は通常、40で示されている。凹面鏡ユニット40は、凹面鏡42、凹面鏡外面の中心に固定され、その場所で面に対して垂直に伸びている最初の支持部材44、および最初の支持部材に枢着されている2番目の支持部材46で構成されている。2番目の支持部材46は使用中、床や壁などにしっかり固定される。最初の支持部材44が2番目の支持部材に接続されている場合はモーターを搭載したマウント48が提供され、鏡42が3つの直行軸のまわりで回転できるようになっている。モーターの付いたマウントはコンピューター26で制御して凹面鏡の位置を調整する。
【００６１】
図23に示されているように、可動凹面鏡ユニット40はディスプレイ機器10により投影された3次元画像100を映すことができるため、全体を異なる位置に移動できる。3次元画像の位置はモーターの付いたマウント48を制御することにより、コンピューターで制御できる。サポートトラス52で3次元ディスプレイハウジング24をサポートするため、2番目のモーター付きマウント50も提供されている。2番目のモーター付きマウント50は最初のモーター付きマウント48に類似した動作範囲を提供し、コンピューターで制御される。また、投影画像100の配置で柔軟性が高まる。
【００６２】
画像の位置は調整できるため、図23〜図25に示されているように3次元画像100は立位、座位、または寝そべった姿勢でも見ることができる。画像の位置はユーザーが手動で調節できる（リモートコントロールを使用するなど）。また、コンピューター26で自動的に画像の位置を調整することもでき、ユーザーの頭の位置を追跡するためにカメラ22からのインプットが使用される。
【００６３】
3次元ディスプレイシステム10は、図22〜図24で示されているようにコンピューターを操作するために使うこともできる。図26の3次元コンピューティングインターフェイス120は、最初の3次元球体122の投影画像（3次元ディスプレイシステム10で投影）で構成されている。コンピューターに接続されている異なるストレージ機器は最初の球体122の表面に文字または記号124で示される。プログラムまたはデータファイルを類似した文字や記号であらわすこともできる。ユーザーが適切な記号に触れると、上記のいずれかの方法で検出され、最初の球体122のサイズが縮小されて2番目の球体126が投影され、図27のように選択されたストレージ機器のファイルやディレクトリー、選択されたプログラムの機能、選択されたデータファイルのデータなどが示される。複数のプログラムやディレクトリー、ファイルを特定の時間に開くことができ、それぞれ独自の球体（現在ユーザーインタラクションが行われていない背景タスクを示すより小さな球体）に示される。球体以外の形状を使用して、コンピューターシステム内のデバイスやプログラム、データをあらわすことも可能である。図28では、電子メールのメッセージを受信しており、送信者の3次元画像とともに3次元ディスプレイ10に表示されている。
【００６４】
図29および図30は、3次元ウェブブラウザー130を示している。3次元コンピューティングインターフェイス120と同様、ウェブページ132はブラウザー130で球体としてあらわされる。ユーザーが、別のウェブサイトへのリンクを示すようマークが付けられた最初の球体の表面の一部に触れると、最初の球体のサイズが縮小され、2番目の大きなサイズの球体があらわれてリンクされたページを示す。ウェブページ132は、各コンポーネントの3次元の位置を指定するマークアップ言語で、特に3次元ディスプレイ用に設計することができる。また、3次元スタイルを従来の2次元HTMLやXHTMLウェブページにローカルに適用することも可能である。ブラウザーは複数のウェブページを同時に表示できる。互換性については、ウェブブラウザー130でも、3次元スタイルの定義を追加することなく2次元ウェブページ134を表示できる。3次元ビデオはウェブページに埋め込まれることがある。
図31および図32を見ると、両面腕時計70は最初の文字盤72と2番目の文字盤74、両面をつなぐストラップ76で構成されている。腕時計70は着用できるように設計されており、両面は着用者の手首のそれぞれ反対側に配置される。ストラップ76にはワイヤが埋め込まれており、文字盤72と74の間で通信できるようになっている。
【００６５】
図32は、腕時計の文字盤72と74のひとつを拡大したものである。各面には上述のように3次元インタラクティブディスプレイが備えられている。腕時計は時間と他の便利な情報を3次元ディスプレイで表示する。ディスプレイは別個に操作するか、または同じ3次元インタラクティブディスプレイの一部にすることができる。各文字盤のプロジェクターは着用者の手のまわりのディスプレイエリアに向けられる。腕時計70では高解像度で多色の3次元効果を演出できるため、友人にも自慢できる。
【００６６】
腕時計にはワイヤレス通信リンクが備えられている（Wi-Fi (RTM) 基準に沿ったものなど）。このため、腕時計を使用して、3次元ビデオなどの電子的なメッセージを送信できる。テキストベースのメッセージを送信する際は、インタラクティブなキーボードを3次元インタラクティブディスプレイに投影できる。
【００６７】
ディスプレイのハウジングと光を通さないプロジェクターのハウジングはプラスチック製で、特に生分解性バイオプラスチックでできているため、使用期間終了後のデバイスの環境への影響を抑制できる。
【図１】
2015513232.tif 000003
【図２】
2015513232.tif 000004
【図３】
2015513232.tif 000005
【図４】
2015513232.tif 000006
【図５】
2015513232.tif 000007
【図６】
2015513232.tif 000008
【図７】
2015513232.tif 000009
【図８】
2015513232.tif 000010
【図９】
2015513232.tif 000011
【図１０】
2015513232.tif 000012
【図１１】
2015513232.tif 000013
【図１２】
2015513232.tif 000014
【図１３】
2015513232.tif 000015
【図１４】
2015513232.tif 000016
【図１５】
2015513232.tif 000017
【図１６】
2015513232.tif 000018
【図１７】
2015513232.tif 000019
【図１８】
2015513232.tif 000020
【図１９】
2015513232.tif 000021
【図２０】
2015513232.tif 000022
【図２１】
2015513232.tif 000023
【図２２】
2015513232.tif 000024
【図２３】
2015513232.tif 000025
【図２４】
2015513232.tif 000026
【図２５】
2015513232.tif 000027
【図２６】
2015513232.tif 000028
【図２７】
2015513232.tif 000029
【図２８】
2015513232.tif 000030
【図２９】
2015513232.tif 000031
【図３０】
2015513232.tif 000032
【図３１】
2015513232.tif 000033
【図３２】
2015513232.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月5日(2014.12.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイハウジングと２次元画像コンポーネントを３次元ディスプレイボリューム（粒子クラウドを含む）に同時に投影する複数のプロジェクターで構成されている３次元ディスプレイシステム。各プロジェクターはプロジェクターから投影画像までの距離を調節する手段を備えている。各プロジェクターはディスプレイハウジングに枢着されており、プロジェクターに対して投影された２次元画像コンポーネントの水平・垂直位置を調節できる。２次元画像コンポーネントを組み合わせて、少なくとも１つの外面がある３次元オブジェクトの画像を形成する。各画像コンポーネントは外面エリアを形成する。
【請求項２】
請求項１で述べられているように、各プロジェクターを投影ラインのまわりで回転できる３次元ディスプレイシステム。
【請求項３】
請求項１で述べられているように、各プロジェクターに光源、ディスプレイ画面、ズームレンズが含まれている３次元ディスプレイシステム。
【請求項４】
請求項３で述べられているように、ズームレンズが液体ズームレンズの３次元ディスプレイシステム。
【請求項５】
請求項３または請求項４で述べられているように、各プロジェクターがさらに波面変調器で構成されている３次元ディスプレイシステム。
【請求項６】
上記の請求項１〜５のいずれかで述べられているように、プロジェクターにさらに長い正方形の角柱状プロジェクターハウジングが含まれている３次元ディスプレイシステム。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかで述べられているように、プロジェクターにさらに円錐台状のプロジェクターハウジング、ハウジングの細い方に配置されたディスプレイ画面、広い方に配置されたズームレンズが含まれている３次元ディスプレイシステム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかで述べられているように、さらに少なくとも１台のカメラと画像処理ソフトウェアを備えたコンピューターで構成されている３次元ディスプレイシステム。
【請求項９】
請求項８で述べられているように、数字または他の記号が各投影２次元画像の一部を成しており、画像処理ソフトウェアがビデオ信号からの数字や他の記号、またはカメラからの信号の散乱を検出するよう設定されている３次元ディスプレイシステム。
【請求項１０】
請求項９で述べられているように、数字または他の記号が人の目には見えない電磁スペクトルの一部に投影される３次元ディスプレイシステム。
【請求項１１】
請求項１０で述べられているように、数字や他の記号が紫外線で投影される３次元ディスプレイシステム。
【請求項１２】
請求項１０で述べられているように、数字や他の記号が赤外線で投影される３次元ディスプレイシステム。
【請求項１３】
以下の手順で構成されているコンピューター操作方法。
（ａ）ディスプレイハウジングと２次元画像を３次元ディスプレイボリューム（粒子クラウドを含む）に同時に投影する複数のプロジェクターで構成されている３次元ディスプレイシステムを提供する。各プロジェクターは、プロジェクターから投影画像までの距離を調節する手段を備えている。各プロジェクターはディスプレイハウジングに枢着されており、プロジェクターに対して投影２次元画像の水平・垂直位置を調節できる。２次元画像コンポーネントを組み合わせて少なくとも１つの外面がある３次元オブジェクトの画像を形成する。各画像コンポーネントは外面エリアを形成する。
（ｂ）ディスプレイの３次元オブジェクトを表示する。
（ｃ）オブジェクトの表面にプログラム、機能、データ、装置に関する記号を表示する。
（ｄ）オブジェクトの表面に隣接するユーザーの手や他の付属物の存在と位置を検出する。
（ｅ）ユーザーの手が検出された場所の近くに表示されている記号に応じて、プログラムの起動、機能の有効化、データの読み込み、当該記号によって示される機器に関連した機能の有効化のいずれかを行う。
【請求項１４】
請求項１３で述べられているように、さらに以下のステップで構成されているコンピューター操作方法。
（ｆ）手順（ａ）で表示されたオブジェクトのサイズを縮小する。
（ｇ）起動されたプログラムの機能、読み込まれたデータの要素、または手順（ｃ）でユーザーが選択した記号の示す機器のコンテンツをあらわす新しいオブジェクトを表示する。
【請求項１５】
以下のステップで構成されているワールドワイドウェブ参照方法。
（ａ）ディスプレイハウジングと２次元画像を３次元ディスプレイボリューム（粒子クラウドを含む）に同時に投影する複数のプロジェクターで構成されている３次元ディスプレイシステムを提供する。各プロジェクターは、プロジェクターから投影画像までの距離を調節する手段を備えている。各プロジェクターはディスプレイハウジングに枢着されており、プロジェクターに対して投影２次元画像の水平・垂直位置を調節できる。２次元画像コンポーネントを組み合わせて少なくとも１つの画面がある３次元オブジェクトの画像を形成する。各画像コンポーネントは外面エリアを形成する。最初のウェブページを３次元ディスプレイに表示する。
（ｂ）表示されたウェブページに隣接するユーザーの手や他の付属物の存在と位置を検出する。
（ｃ）最初のウェブページのハイパーリンクの近くでユーザーの手が検出された場合は、最初のウェブページのサイズを縮小し、ハイパーリンクのターゲットであるウェブページをより大きなサイズで表示する。
【請求項１６】
請求項１５で述べられているように、各コンポーネントの３次元の場所を定義するマークアップ言語で少なくとも１つのウェブページが書き込まれるワールドワイドウェブ参照方法。
【請求項１７】
請求項１５で述べられているように、少なくとも１つのウェブページが標準的な２次元ディスプレイ向けに設計されたＨＴＭＬまたはＸＨＴＭＬで、各ページのコンポーネントの３次元の場所を決める３次元スタイルが適用されるワールドワイドウェブ参照方法。
【請求項１８】
請求項１で述べられているように、２つの文字盤とストラップで構成されており、少なくとも１つの文字盤に３次元ディスプレイが含まれている両面腕時計。
【国際調査報告】
2015513232.tif 000035
2015513232.tif 000036
2015513232.tif 000037
2015513232.tif 000038