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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein in der Hand gehaltenes Gerät zum Anzeigen
von Information gemäß Anspruch
1 und ein Verfahren zum Anzeigen von Information gemäß Anspruch
10.
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Die
Fähigkeit,
auf Information zuzugreifen wurde in neuerer Zeit für verschiedene
Anwendungsszenarien und Hardwarekomponenten behandelt. Eine gemeinsame
Eigenschaft beinahe aller bekannten Ansätze ist die Vorstellung, ein
festes Anzeigemittel und zu diesem Zweck bestimmte Eingabevorrichtungen
zu haben, zum Beispiel eine Maus, einen Stift etc., die der Benutzer
betätigt,
um das Sichtfeld auf dem Informationsraum oder der Datenmenge zu wechseln.
Nach der Auswahl eines neuen Sichtfelds wird der Informationsraum
entsprechend auf dem Bildschirm ausgegeben.
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Das
meistverwendete System zum Anzeigen und Navigieren durch Datenmengen
ist ein Computerbildschirm oder -monitor kombiniert mit einer Maus als
Eingabevorrichtung. Durch Bewegen der Maus in verschiedene Richtungen
kann der Benutzer das verfügbare
Sichtfeld über
die Datenmenge herumschwenken – die
zum Beispiel als Landkarte dargestellt ist – bis der Bereich lokalisiert
ist, für
den sich der Benutzer interessiert. Mit jeder Mausbewegung wird
das Sichtfeld innerhalb der Datenmenge gewechselt und die auf dem
Anzeigefeld oder Monitor gezeigten Daten entsprechend aktualisiert.
Diese Schwenkoperation ist die Basisoperation für das Navigieren in Datenmengen.
Oft können
zusätzliche Navigationskommandos
eingegeben werden, um zum Beispiel in den ausgewählten interessierenden Bereich
hineinzuzoomen oder die Visualisierung der angezeigten Daten zu ändern.
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Die
oben genannten klassischen Anzeige- und Eingabevorrichtungen leiden
manchmal unter dem Nachteil, dass eine Betätigung oder Manipulation der
Eingabevorrichtung nicht intuitiv mit der Navigationsoperation in
Verbindung gebracht werden kann, die mit dieser Operation initiiert
oder ausgelöst wird.
Oft muß ein
Benutzer zuerst mehrere spezifische Navigationsprozeduren erlernen,
um die Visualisierung der Daten wie gewünscht zu ändern.
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Es
ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gerät und ein
Verfahren zum Anzeigen von Information bereitzustellen, die einen
einfachen und intuitiven Zugriff auf Information und Navigation
durch Information erlaubt.
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Die
oben genannte Aufgabe wird gelöst durch
ein in der Hand gehaltenes Gerät
zum Anzeigen von Information gemäß Anspruch
1.
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Die
vorliegende Erfindung offenbart ein in der Hand gehaltenes Gerät zum Anzeigen
von Information, das eine Sensoreinheit zum Erkennen der Position,
Orientierung und/oder Bewegung des Geräts und eine Anzeigeeinheit
zum Anzeigen von Information umfasst, wobei die Information abhängig von der
erkannten Position, Orientierung und/oder Bewegung angezeigt wird.
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Dabei
könnte
die Anzeigeeinheit alles sein, das geeignet ist, dem Auge des Benutzers
jegliche Art von Information, zum Beispiel ein Bild oder Daten und ähnliches,
zu zeigen oder sichtbar zu machen, wenn er in das Gerät blickt,
etwa eine Projektionseinheit, die ein Bild auf ein Anzeigefeld innerhalb
des Geräts
projiziert oder ein near-to-eye-Display
oder jegliche andere geeignete Vorrichtung. Beispiele für die Anzeigemittel
sind:
- – ein
von hinten beleuchtetes transmissives Flüssigkristall-Mikro-Display
(t-LCD) oder ein Feld von OLEDs (Organische Licht emittierende Dioden), das
durch eine Optik betrachtet wird, oder
- – ein
Retinadisplay, das die Retina des Auges durch einen modulierten
(Laser-)Lichtstrahl direkt stimuliert, oder
- – eine
auf MEMS (Mikro-Elektromechanisches System) basierende Laser-Projektionseinheit
mit einer Projektionsfläche
innerhalb des Geräts,
die durch einen modulierten Laser-Scanner beleuchtet und durch eine Optik
betrachtet wird, oder
- – jegliche
Technologie, die tauglich ist, in das Gerät zu passen, und ein erkennbares
Bild auf der Retina des Benutzers erzeugt.
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Die
oben genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren für ein in
der Hand gehaltenes Gerät
gemäß Anspruch
10.
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Die
vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren zum Anzeigen von Information,
die die Schritte umfasst, die Position, Orientierung und/oder Bewegung
des Geräts
zu erkennen und eine Information anzuzeigen, wobei die Information
abhängig
von der erkannten Position, Orientierung und/oder Bewegung des Geräts angezeigt
wird.
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Indem
die aktuelle Position, Orientierung und/oder Bewegung des Geräts erkannt
und zugleich das angezeigte Bild an die Position, Orientierung und/oder
Bewegung des Geräts
angepasst wird, stimmt die Schwenkbewegung, die ausgelöst wird durch
die natürliche
Handbewegung, mit der das Gerät
in die interessierende Richtung gedreht wird, überein mit der natürlichen
Geste, den Kopf zu drehen, um das Sichtfeld zu wechseln. Auf diese
Weise kann das der vorliegenden Erfindung gemäße Gerät intuitiv dazu genutzt werden,
durch ein großes
Bild oder eine große
Datenmenge zu schwenken und den interessierenden Bereich oder die
interessierenden Bereiche sichtbar zu machen.
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Es
ist von Vorteil, wenn das Anzeigemittel die Information auf einem
Display innerhalb des Geräts anzeigt.
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Weiterhin
ist es von Vorteil, wenn das Display durch ein Okular des Geräts betrachtet
werden kann.
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Alternativ
kann das Anzeigemittel die Information auf dem Auge oder den Augen
des Benutzers oder nahe dem Auge oder den Augen des Benutzers anzeigen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die angezeigte Information eine Website.
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Die
angezeigte Information kann ein Bild einer sich entfernt befindenden
Kamera sein.
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Es
ist von Vorteil, wenn das Gerät
Informationssignale von einem Server empfängt und zu diesem überträgt zur Bereitstellung
von Programmen und Daten innerhalb eines Netzwerks.
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Vorzugsweise
ist die Sensoreinheit ein Kameramodul.
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Ebenfalls
vorzugsweise ist die Sensoreinheit eine Einheit zur Bewegungserkennung,
die einen Beschleunigungsmesser und ein Gyroskop und/oder einen
Magnetfeldsensor umfasst.
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In
der folgenden Beschreibung wird eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung genauer erläutert anhand der beiliegenden Zeichnungen,
in denen:
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1 eine
schematische Ansicht eines tragbaren der vorliegenden Erfindung
gemäßen Geräts darstellt,
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2 ein
Blockdigramm ist, das die Elemente einer bevorzugten Ausführungsform
eines der vorliegenden Erfindung gemäßen Geräts darstellt,
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3 die
Verwendung des Geräts
mit einem integrierten Anzeigemittel darstellt,
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4 ein
Blockdiagramm ist, das ein erstes Verfahren, das Gerät zu verwenden,
darstellt,
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5 ein
Blockdiagramm ist, das ein zweites Verfahren, das Gerät zu verwenden,
darstellt und
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6 ein
Blockdiagramm ist, das ein drittes Verfahren, das Gerät zu verwenden,
darstellt.
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1 zeigt
eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des in der Hand
gehaltenen, der vorliegenden Erfindung gemäßen Geräts 9. Das Gerät 9 besteht
aus einem Hauptteil beziehungsweise Gehäuse 1, wobei das Gehäuse 1 dazu
geeignet ist, von einem Benutzer gehalten zu werden. Das Gehäuse 1 hat
hierbei eine längliche,
zum Beispiel zylindrische oder konische Form, und einen runden,
ovalen, rechteckigen oder sonstigen beliebigen Querschnitt. Ein
außenliegendes
Display 4 kann sich auf der Außenhülle des Gehäuses 1 befinden, um
Symbole, Bilder, Menüs,
Namen, Telefonnummern oder ähnliches
anzuzeigen, aber das Display kann auch weggelassen werden. Weiterhin
umfasst das Gerät 9 ein
Eingabemittel, zum Beispiel Knöpfe,
ein Tastenfeld oder ähnliches
zum Eingeben von Daten oder Information.
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Das
der vorliegenden Erfindung gemäße Gerät 9 umfasst
weiterhin ein Okular 5 auf einer der beiden Seiten des
Geräts 9.
Das Okular 5 kann hierbei ein herkömmliches Okular sein, wie es
in einem Teleskop oder einer Kamera verwendet wird, und erlaubt dem
Benutzer, in das Gerät 9 zu
blicken, um Information wie etwa Bilder oder ähnliches zu betrachten, die innerhalb
des Geräts 9 angezeigt
werden, oder jegliches andere Okular, das einen Benutzer befähigt, Bilder
zu betrachten.
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Eine
wesentliche Eigenschaft des der vorliegenden Erfindung gemäßen Geräts 9 ist,
dass das Gerät
fähig ist,
eine Veränderung
in der Orientierung und/oder Position zu entdecken oder zu erkennen, um
diese Veränderungen
in eine Änderung
der angezeigten Information, das ist das vom Benutzer gesehene Bild,
umzusetzen, und/oder einen Benutzer befähigt, durch Bewegen des Geräts 9 durch
die angezeigten Daten zu navigieren. Zwei Möglichkeiten, diese Bewegungserkennung
zu realisieren, werden unten mit Bezug auf das Blockdiagramm von 2 erläutert werden.
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Das
Gerät 9 umfasst
hierbei ein Anzeigemittel 10, das Information, wie ein
Bild oder Daten, anzeigt. Hierbei kann ein Display 20 in
das Gerät 9 integriert
sein und dabei durch das Okular 5 gesehen werden. Alternativ
kann das Anzeigemittel 20 ein Bild oder Daten direkt in
oder auf dem Auge oder den Augen eines Benutzers oder nahe dem Auge
oder den Augen eines Benutzers anzeigen.
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In
einer ersten Ausführungsalternative
der vorliegenden Erfindung enthält
das Gerät 1 eine
Bewegungserkennungseinheit 15, die einen Beschleunigungsmesser 17 und
ein Gyroskop 16 und/oder einen Magnetfeldsensor 19 umfasst.
Der Beschleunigungsmesser 17 und das Gyroskop 16 und/oder
der Magnetfeldsensor 19 sind zusammengenommen fähig, jede
Bewegung zu erfühlen,
der das Gerät 1 ausgesetzt
ist.
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Zum
Beispiel kann mit Zweiwege-MEMS-Beschleunigungsmessern die Auf-Ab-Richtung
und die Rotationsrichtung gemessen werden. Wenn auch Boden und Decke
berücksichtigt
werden oder Rotation des Geräts 9 um
90°, ist
eine dritte Akzelerationsachse orthogonal zu den anderen beiden
empfehlenswert, da die Links-Rechts-Bewegungen durch den Beschleunigungsmesser 17 nicht
adäquat
gemessen werden. Zu diesem Zweck werden ein Gyroskop 16 zum
Messen dynamischer Änderungen
oder ein Magnetfeldsensor 16 zum Messen des statischen Erdmagnetfelds
verwendet.
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Eine
zweite Ausführungsalternative
verwendet, um eine Bewegung des Geräts 9 zu erfühlen, einen
bildbasierten Mechanismus zur Extraktion von Bewegungsvektoren.
In dieser Lösung
umfasst das Gerät 9 ein
Kameramodul 18, das eine Kamera enthält, die wiederholt Bilder des
Bereichs aufnimmt, auf den das Gerät 9 gerichtet ist.
Durch Analyse der Bilder, insbesondere durch Analyse der Unterschiede zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Bildern, ist das Kameramodul 18 wiederum
fähig,
eine Änderung
in der Position oder Orientierung des Geräts 9 zu erkennen.
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Die
Bewegungserkennungseinheit 15 oder das Kameramodul 18 erfühlen eine
Veränderung
in der Position und/oder Orien tierung des Geräts 9 und leiten diese
Information zu einer Verarbeitungseinheit 11 weiter, wobei
die Verarbeitungseinheit 11 zusammen mit dem Kameramodul 18 oder
der Bewegungserkennungseinheit 15 eine Einheit bildet,
die den Benutzer befähigt,
durch Bewegen des Geräts 9 durch angezeigte
Daten oder Bilder zu navigieren. Die Verarbeitungseinheit 11 wählt dann
die entsprechenden Daten, die an das Anzeigemittel 10 weitergeleitet werden,
um diese Daten anzuzeigen oder diese Daten zu projizieren. Das Anzeigemittel 10 könnte eine auf
MEMS (Mikro-Elektromechanisches System) basierende Laser-Projektionseinheit
sein oder ein anderes Anzeigemittel 10, das geeignet ist,
die Daten auf einem Display oder im Auge des Benutzers anzuzeigen.
Der gesamte Informationsraum, d.h., die größere Datenmenge, aus der die
aktuellen angezeigten Daten gewählt
werden, könnte
entweder lokal in einem im Gerät 9 enthaltenen
Speicher 12 gespeichert sein. Alternativ könnten diese
Daten auch in einem externen Speicher 13 gespeichert sein,
wobei die Verarbeitungseinheit 11 die benötigten Daten über eine
drahtlose Kommunikationsverbindung herunterlädt, zum Beispiel via Bluetooth.
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3 zeigt
den Gebrauch des Geräts 9 mit einem
integrierten Display 20, zum Beispiel einer Projektionsfläche. Hierbei
kann das Display 20 innerhalb des Geräts 9 durch ein Okular 5 gesehen
werden, das sich an einem Ende des Geräts 9 befindet. Das
interne Display 20 kann zum Beispiel auf eine Weise realisiert
werden, dass der Benutzer, wenn er in das Okular blickt, den Eindruck
hat, dass das Bild oder die Daten auf eine Wand eines Raums projiziert werden,
in dem sich der Benutzer befindet.
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4 stellt
ein erstes Beispiel des Geräts 9 in
einer einfachen Form dar. Hierbei zeigt die Verarbeitungseinheit 11,
indem sie das Anzeigemittel 10 steuert, auf dem Display 20 ein
Bild an, das die Kameraeinheit 18 von einem Teil der Umgebung
aufnimmt, der direkt in einer Blickrichtung des Geräts 9 liegt.
Eine weitere Möglichkeit
ist es, auf dem Display 20 virtuelle Welten anzuzeigen,
wie etwa Datenräume,
oder herkömmliche
Quellen, wie etwa Webseiten, elektronische Versionen von Anzeigebrettern und ähnliches.
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5 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel des
Geräts 9 zur
Steuerung einer sich entfernt befindenden Kamera 33. Hierbei
ist das Gerät 9 mit
einer sich entfernt befindenden Pan-and-Tilt-Kamera 33 über einen
bidirektionalen Telekommunikationsmechanismus derart verbunden,
dass jeder Bewegung des Geräts 1 durch
eine korrespondierende Bewegung der Pan-and-Tilt-Kamera 33 Rechnung
getragen wird. Hierbei werden die Bewegungen des Geräts 9,
die entweder durch die Bewegungserkennungseinheit 15 oder
das Kameramodul 18 erfühlt werden,
an die Verarbeitungseinheit 11 übermittelt, die diese Bewegungsinformation
des Geräts 9 an
einen sich entfernt befindenden Pan-and-Tilt-Mechanismus 31 übermittelt.
Der Pan-and-Tilt-Mechanismus 31 ist mit einer sich entfernt
befindenden Kamera 33 verbunden, und über die physikalische Verbindung 32 wird
die sich entfernt befindende Kamera 33 entsprechend der
Information bewegt, die der Pan-and-Tilt-Mechanismus 31 von der Verarbeitungseinheit 11 empfangen
hat. Die sich entfernt befindende Kamera 33 selbst ist
mit der Verarbeitungseinheit 11 verbunden und übermittelt
die Bilder, die von der Umgebung um der sich entfernt befindenden Kamera 33 aufgenommen
wurden. Die Verarbeitungseinheit 11 zeigt diese Bilder
dann auf dem Anzeigemittel 20 an. Hierbei hat der Benutzer,
indem er das Gerät 9 bewegt,
den Eindruck, die sich entfernt befindende Kamera 33 zu
bewegen und sich in Umgebungen umzuschauen, die von seiner tatsächlichen
Position entfernt liegen.
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6 zeigt
ein drittes Ausführungsbeispiel des
Geräts 9.
Hierbei übermittelt
eine sich entfernt befindende Panoramakamera 36 ständig Weitwinkelaufnahmen
oder Videodatenströme 37 über eine
Verbindung 37 an einen Bild- oder Videoserver 38. Durch
die Bewegungserkennungseinheit 15 oder das Kameramodul 18 des
Geräts 1 werden
die Orientierung und Bewegung des Geräts durch die Verarbeitungseinheit 11 an
den Bild- oder Videoserver 38 übermittelt. Der Bild- oder
Videoserver 38 verarbeitet die Bewegungsinformation des
Geräts 9 zusammen mit
den Bildern oder Videodatenströmen,
die von der Panoramakamera 36 empfangen werden, und übermittelt
ein partielles Bild oder einen partiellen Videodatenstrom über eine
Verbindung 39 zurück
an die Verarbeitungseinheit 11 in einer Weise, dass der
Benutzer den Eindruck hat, sich in dem panoramischen Raum umzuschauen,
der von der Panoramakamera 36 aufgezeichnet wurde. Hierbei
wird vorgeschlagen, zwei Videosignalströme zu übermitteln, einen 360°-Datenstrom mit niedriger
Auflösung
und einen Datenstrom mit hoher Auflösung, der lediglich hauptsächlich den
momentanen Blick abdeckt. Der Datenstrom mit niedriger Auflösung wird
ständig übermittelt,
um eine Wiedergabe der Umgebungen durch das Gerät 9 auch im Falle
rapider Bewegungen zu ermöglichen,
um dem Benutzer eine Orientierungsmöglichkeit zu geben. Wenn der
Benutzer zum Beispiel über
eine festgelegte Zeitdauer, z.B. 0,5 Sekunden, auf eine bestimmte
Stelle blickt, wird vom Bild- oder Videoserver 38 für diesen
Teil ein Datenstrom mit hoher Auflösung generiert und an die Verarbeitungseinheit 11 übertragen.
Dadurch haben Verzögerungen
des Übertragungsnetzwerks
nicht eine solch starke negative Auswirkung auf die Verwendbarkeit des
Geräts.
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In
den in 5 und 6 dargestellten Beispielen kann
die Informationsübermittlung
vom Kameramodul 18 zur Verarbeitungseinheit 11 durch
Videostreaming erfolgen, wobei die Information in der Verarbeitungseinheit 11 verarbeitet
und analysiert wird, oder die Information kann schon im Kameramodul 18 verarbeitet
und analysiert werden, wobei das Analyseergebnis an die Verarbeitungseinheit weitergeleitet
wird.
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Es
ist auch möglich,
das Gerät 9 mit
der Funktionalität
eines Mobiltelefons für
drahtlose Kommunikationssysteme wie etwa GSM, UMTS oder ähnlichem
zu kombinieren. Zu diesem Zweck werden eine Antenne, Transceiver,
Mikrofon, Lautsprecher und andere Komponenten, die für die Funktionalität eines
Mobiltelefons nötig
sind, in das Gerät 9 integriert.
Wählen
einer Telefonnummer wird bewerkstelligt entweder durch Eingabe der
Telefonnummer mithilfe des Eingabemittels oder durch Scrollen durch eine
Liste bereits eingespeicherter Nummern.
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Eine
weitere Möglichkeit,
einen Anruf zu tätigen,
besteht darin, die Funktionalitäten,
Telefonnummern und ähnliches
auf dem Anzeigemittel anzuzeigen und dadurch den Benutzer zu befähigen, eine graphische
Anordnung von Bildern zu durchsuchen. Durch Zoomen in ein Bild oder
eine dazugehörige
Telefonnummer oder ein Symbol wird eine Verbindung zu dieser Nummer
aufgebaut.
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Das
Gerät 9 kann
auch dazu verwendet werden, eine Verbindung zu einem Internetserver
herzustellen und damit Informationsinhalte des Internets zu betrachten.
Zum Eingeben der Internet-Adressen kann wieder das Eingabemittel
verwendet werden.
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Die
vorliegende Erfindung bietet so eine vollständig neue Lösung zum Navigieren durch Datenmengen
und Anzeigen wenigstens eines Teils dieser Daten. Die Navigationskommandos
korrespondieren zur Bewegung der Hand des Benutzers, was eine sehr
bequeme und intuitive Navigation innerhalb der Daten erlaubt.
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Zusammenfassung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein in der Hand gehaltenes
Gerät (9)
zum Anzeigen von Information, zum Beispiel Bildern oder Daten, umfassend
eine Sensoreinheit (15, 18) zum Erkennen der Position,
Orientierung und/oder Bewegung des Geräts (9), und ein Anzeigemittel
(10) zur Informationsanzeige, wobei die Information in
Abhängigkeit
von der erkannten Position, Orientierung und/oder Bewegung des Geräts (9)
angezeigt wird. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf
ein Verfahren zum Ausführen
der Schritte auf dem Gerät.