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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät, das dazu verwendet wird,
durch Daten zu navigieren und Daten anzuzeigen.
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Die
allgemeine Aufgabe des Navigierens in großen Informationsräumen oder
Datenmengen wurde für
verschiedene Anwendungsszenarien und Hardwarekonfigurationen 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 den Informationsraum oder die Datenmenge zu
wechseln. Nach der Auswahl eines neuen Sichtfelds wird der Informationsraum
entsprechend auf dem Bildschirm wiedergegeben.
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Das
meistverwendete System zum 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 dargestellten Daten entsprechend aktualisiert.
Diese Schwenkoperation ist die Basisoperation für das Navigieren in Datenmengen.
Oft können
zusätzliche
Navigationskommandos eingegeben werden, um zum Beispiel in den interessierenden
ausgewählten
Bereich hineinzuzoomen oder die Visualisierung der angezeigten Daten zu ändern.
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Die
oben genannten klassischen 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 neues Verfahren
und ein System bereitzustellen, das es erlaubt, auf eine effektive
und angenehme Weise durch Daten zu navigieren und Daten anzuzeigen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Gerät
zum Navigieren durch Daten und zum Anzeigen von Daten bereitgestellt,
welches Projektionsmittel zum Projizieren eines ausgewählten Teilbereichs einer
größeren Datenmenge
auf eine Projektionsfläche
und
Datennavigationsmittel, die in Reaktion auf die Orientierung,
Position und/oder Bewegung des Geräts die Daten auswählen, die
durch die Projektionsmittel anzuzeigen sind, umfasst.
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Die
vorliegende Erfindung beruht auf einer neuartigen Idee, bei der
die Anzeigevorrichtung und die Interaktionsvorrichtung dasselbe
sind. Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird der anzuzeigende Inhalt auf eine beliebige Oberfläche projiziert
durch ein in der Hand gehaltenes Gerät, das – gleichzeitig – auch als
Eingabevorrichtung fungiert. Als ein Resultat stimmt die Schwenkbewegung,
die ausgelöst
wird durch die natürliche
Handgeste, mit der das Projektionsgerät 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 Gerät
gemäß der vorliegenden
Erfindung intuitiv dazu verwendet werden, durch eine große Datenmenge
zu schwenken und den interessierenden Bereich oder die interessierenden
Bereiche sichtbar zu machen.
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Wie
oben angeführt
kann eine bestimmte Datenteilmenge, die auf der Projektionsfläche angezeigt
werden muss, durch Änderung
der Orientierung oder Position des Geräts ausgewählt werden. Um die aktuelle
Orientierung/Position oder Veränderungen
in der Orientierung/Position zu erfühlen, kann das Datennavigationsmittel
einen Beschleunigungsmesser und/oder ein Gyroskop und/oder einen
Magnetfeldsensor umfassen.
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Eine
andere Möglichkeit,
Orientierungs- oder Positionsänderungen
des Geräts
zu erkennen, besteht darin, eine Kamera zu verwenden, die wiederholt
Bilder nahe des Projektionsbereichs aufnimmt und eine Bewegung des
Geräts
an einer Veränderung
in den von der Kamera aufgenommenen Bildern erkennt. Diese bildbasierte
Bewegungsvektorerkennung erfordert, dass das Gerät fähig ist, zwischen dem auf die
Projektionsfläche
projizierten Bild und dem physikalischen Hintergrund zu unterscheiden. Um
dies zu erreichen, werden vorzugsweise Bilder aufgenommen, die mindestens
einen die auf die Projektionsfläche
projizierten Daten umgebenden Bereich abdecken, und nur der Anteil
der Bilder, der nicht von den projizierten Daten beeinflußt ist,
wird analysiert, um eine Änderung
der Position und/oder Orientierung des Geräts zu erkennen. Alternativ
kann das Gerät
ein Bild neben, über
oder unter dem projizierten Bild aufnehmen, wo keine Beeinflussung
zwischen Projektion und Hintergrund zu erwarten ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Bewegung des Projektionsgeräts umgesetzt in einen Wechsel
des Sichtfelds auf die darzustellenden Daten. Da das Gerät üblicherweise
in der Hand eines Benutzers gehalten wird, muß berücksichtigt werden, dass die
Hand des Benutzers immer leicht zittert, was folglich zu kleinen
Variationen der Position und/oder Orientierung des Geräts führt. Da
diese kleinen Variationen unabhängig
sind vom Wunsch des Benutzers, einen bestimmten Teilbereich der
Datenmenge anzuzeigen, werden diese Variationen – gemäß einer ersten Alternative – nicht
aufgefasst als eine Absicht, das Sichtfeld zu wechseln, sondern
werden stattdessen kompensiert. In dieser ersten Lösung wird
das projizierte Bild in entgegengesetzter Richtung zur unbeabsichtigten
Handbewegung verschoben, um auf der Projektionsfläche ein
stabiles Bild zu erhalten. Wenn jedoch einmal ein festgelegter Grenzwert
an Bewegung überschritten
wird, wird der Bewegungsvektor, der von der Handgeste erfasst wurde,
dazu verwendet, das Sichtfeld in dieselbe Richtung zu bewegen wie
die Bewegung des Geräts
anzeigt.
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Die
oben genannte Lösung
zur Kompensation kleiner Variationen in der Position des Geräts erlaubt,
ein sehr stabiles Bild auf der Projektionsfläche zu erzeugen. Andererseits
muß der
Kompensationsmechanismus extrem schnell reagieren, um die gewünschte Funktion
zu erfüllen.
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Deshalb
wird eine zweite Alternative bereitgestellt, bei der alle Bewegungen
des Geräts
aufgefasst werden als eine Absicht, das zugehörige Sichtfeld der anzuzeigenden
Daten zu wechseln. Es wird keine Kompensationsbemühung unternommen,
um das projizierte Bild zu stabilisieren. Als ein Er gebnis wird
sich der Randbereich der angezeigten Daten ständig verändern, auch wenn der Benutzer
das Sichtfeld fixiert zu halten beabsichtigt. Weil die beständige Veränderung
des auf der Projektionsfläche angezeigten
Randbereichs Leute wohl stören
würde, die
die dargestellten Daten betrachten, wird dieser "Zittereffekt" abgemildert, indem ein Filter über einem schmalen
Teil des Randbereichs angewendet wird, der das projizierte Bild
in diesem Randbereich "sanft auslaufend" wiedergibt (fade-out).
Bei dieser Lösung werden,
obwohl sich das Sichtfeld der Daten beständig ändert, diese Veränderungen
nur schwerlich von Personen bemerkt, die die Projektionsfläche betrachten.
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Wie
oben angeführt,
besteht die Hauptfunktion des vorliegenden Geräts darin, eine Bewegung des
Geräts
umzusetzen in einen Wechsel des Sichtfelds der darzustellenden Daten.
Zusätzlich
zu dieser Grundfunktion kann die Distanz zwischen dem Gerät und der
Projektionsfläche
dazu verwendet werden, die Größe des Sichtfelds
einzustellen. Bewegen des Geräts
näher zur
Anzeigeoberfläche
hin erlaubt dem Benutzer, in den Datenraum hineinzuzoomen, Wegbewegen
von der Oberfläche
hat den entgegengesetzten Effekt. Gleichwohl ändert sich die tatsächliche
Größe der projizierten
Darstellung – innerhalb bestimmter
Grenzen der Fokussierungsfähigkeiten des
Projektionsmittels – als
Resultat dieser Bewegung nicht. Wenn jedoch einmal die Grenze der
Fähigkeit
erreicht ist, die Daten auf einer Projektionsfläche scharf anzuzeigen beziehungsweise
zu fokussieren, kehrt das Gerät
zum Standardverhalten von Projektionsgeräten zurück, was bedeutet, dass der
Darstellungsbereich schrumpft, wenn sich das Gerät der Anzeigefläche nähert, und
sich ausdehnt, wenn das Gerät
davon weg bewegt wird.
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In
einer weiteren Entwicklung des der vorliegenden Erfindung gemäßen Geräts könnte die
Bewegung des Geräts
auch da zu verwendet werden, optische Information zu erzeugen, die
auf der Projektionsfläche
angezeigt wird. In einem besonderen Schreibmodus werden die Handbewegungen
des Benutzers, der das Gerät
hält, durch
das Datennavigationsmittel aufgezeichnet und als Vorlagen verwendet,
um die Gesten des Benutzers nachzuvollziehen. Die sich ergebenden
Striche werden dann auf die Projektionsfläche gemalt, was es dem Benutzer erlaubt,
Mitteilungen handschriftlich auf die Projektionsfläche zu schreiben.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
bleibt der Hintergrund aus den vom Gerät auf die Projektionsfläche projizierten
Daten unverändert,
während
der Benutzer das Gerät
dazu verwendet, Mitteilungen auf die Projektionsfläche zu schreiben.
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Die
vorliegende Erfindung bietet so eine völlig neue Lösung für das Navigieren durch Datenmengen
und das Anzeigen zumindest eines Teils dieser Daten. Darüber hinaus
folgen die Navigationskommandos der Bewegung der Hand des Benutzers,
was eine sehr angenehme und intuitive Manipulation und Betätigung des
Geräts
erlaubt.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Navigieren
durch Daten und zum Anzeigen von Daten, in der ein ausgewählter Anteil einer
größeren Datenmenge
durch Verwenden einer Projektionsvorrichtung auf eine Projektionsfläche projiziert
wird und in dem die auf die Projektionsfläche zu projizierenden Daten
in Reaktion auf die Orientierung, Position und/oder Bewegung des
Geräts ausgewählt werden.
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Im
folgenden wird die vorliegende Erfindung genauer erläutert anhand
einer bevorzugten Ausführungsform,
die in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt wird, in denen:
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1 eine
Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Geräts zum Navigieren
durch Daten und Anzeigen von Daten darstellt;
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2 eine
schematische Ansicht der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden
Idee ist;
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3 ein
Blockdiagramm ist, das die Bestandteile einer bevorzugten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Geräts darstellt;
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4 eine
weitere schematische Ansicht ist, die eine zusätzliche Interaktionsmöglichkeit
zum Zoomen in die angezeigten Daten darstellt;
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5 eine
erste Alternative darstellt, worin kleine Bewegungen des Geräts kompensiert
werden, um ein stabilisiertes Bild zu erhalten;
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6 eine
zweite Alternative zur Reduktion des Effekts unbeabsichtigter Bewegungen
des Geräts
darstellt,
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7 schematisch
die Visualisierung von Daten im Fall der zweiten Alternative darstellt;
und
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8 das
Gerät im
Schreibmodus darstellt.
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1 und 2 stellen
die Hauptidee dar, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt.
Das Projektionsgerät 1,
das dazu verwendet wird, durch Daten zu navigieren und Daten anzeigen,
ist daraufhin angelegt, in einer Hand des Benutzers gehalten zu
werden. Es hat die Form einer kleinen Taschenlampe oder eines Laserpointers,
die – wie
in 1 dargestellt – als ein Schlüsselanhänger verwendet werden
könnten.
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Der
Hauptbestandteil des Projektionsgeräts 1 ist eine Projektionseinheit,
die dazu verwendet wird, Daten auf eine Projektionsfläche 2 zu
projizieren. Die Projektionsfläche 2 könnte jegliche
Oberfläche
sein, die dazu geeignet ist, optische Information darauf zu projizieren,
zum Beispiel eine Wand eines Zimmers oder ein Wandschirm.
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Die
Idee des der vorliegenden Erfindung gemäßen Projektionsgeräts 1 kann
mit einem Punktstrahler verglichen werden, der auf eine Wand in
einem dunklen Raum gerichtet ist. Wie in 1 und 2 dargestellt,
definiert die mit dem Gerät 1 sichtbar
zu machende Datenmenge einen großen Informationsraum 3,
der beinahe die gesamte Projektionsfläche 2 abdeckt oder
sogar größer sein
kann als die Projektionsfläche 2.
Gleichwohl wird dieser Informationsraum 3 nicht als Ganzes
dargestellt. Wenn der Benutzer einen (nicht abgebildeten) Anzeigeknopf
auf dem Gerät 1 drückt, wird
ein festgelegter Bereich 4 des Informationsraums 3 ausgewählt und auf
die Projektionsfläche 2 projiziert,
während
der verbleibende Teil des Informationsraums 3 und daher der
verbleibende Teil der Projektionsfläche dunkel bleiben.
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Um
den ausgewählten
Bereich 4 und die sichtbar zu machenden Daten zu wechseln,
muss das Projektionsgerät 1 bewegt
werden, um den "Lichtpunkt" in eine andere Richtung
zu steuern. Wie durch die Pfeile in 2 kenntlich
gemacht, kann der Benutzer auf diese Weise über den gesamten Informationsraum 3 schwenken,
um das Sichtfeld zu wechseln. Als ein Ergebnis des Drehens des Geräts in eine
bestimmte Richtung ändern
sich nicht nur die sichtbar gemachten Dateninhalte, sondern es ändert sich
auch die Position auf der Projektionsfläche 2, an der diese
Daten erscheinen. Als ein Ergebnis stimmt die Schwenkbewegung, die
ausgelöst
wird durch die natürliche
Handbewegung, mit der das Gerät 1 in
die interessierende Richtung gedreht wird, überein mit der natürlichen
Geste, den Kopf zu drehen, um das Sichtfeld zu wechseln.
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Aus
den obigen Erläuterungen
folgt, dass eine wesentliche Eigenschaft des der vorliegenden Erfindung
gemäßen Geräts darin
besteht, dass das Gerät
fähig ist,
eine Veränderung
in der Orientierung und/oder Position zu erkennen, um diese Veränderungen
in einen Wechsel des Sichtfelds umzusetzen. Zwei Möglichkeiten,
diese Bewegungserkennung zu realisieren, werden nachher anhand des
Blockdiagramms von 3 erläutert.
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In
einer ersten Alternative der vorliegenden Erfindung beinhaltet das
Gerät 1 eine
Bewegungserkennungseinheit 15, die ein Gyroskop 16 und
einen Beschleunigungsmesser 17 umfasst. Das Gyroskop 16 und
der Beschleunigungsmesser 17 sind zusammengenommen in der
Lage, jede Bewegung zu erfühlen,
der das Gerät 1 unterliegt.
Anstelle eines Gyroskops kann auch ein Magnetfeldsensor in Verbindung
mit dem Beschleunigungsmesser 17 verwendet werden. Allgemein
kann, um die Neigung des Geräts 1 zu
messen, ein Beschleunigungsmesser verwendet werden, der die statische
Erdschwerkraft misst neben den dynamischen Kräften, die durch Bewegungen
induziert werden. Hinsichtlich einer Projektion auf eine Wand ist
es mit Zwei-Wege-Beschleunigungsmessern so möglich, die Auf-Ab-Bewegung und
die Rotationsrichtung des Geräts 1 zu
messen. Wenn auch der Boden oder die Decke für eine Projektion verwendet
werden sollen oder wenn eine 90°-Drehung des Geräts 1 erkannt
werden soll, ist eine dritte Rotationsachse orthogonal zu den anderen
beiden notwendig. Da Links-Rechts-Bewegungen von Beschleunigungsmessern
nicht adäquat
gemessen werden, muss zusätzlich
ein Gyroskop (für dynamische Änderungen)
oder ein Magnetfeldsensor (der das statische Erdmagnetfeld misst)
eingesetzt werden.
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Eine
zweite Alternative verwendet, um eine Bewegung des Geräts 1 zu
erfühlen,
einen bildbasierten Mechanismus zur Extraktion von Bewegungsvektoren.
In dieser Lösung
umfasst das Gerät 1 ein Kameramodul 18,
das eine Kamera enthält,
die wiederholt Bilder des Bereichs der Projektionsfläche aufnimmt,
auf den das Gerät 1 gerichtet
ist. Durch Analysieren der Bilder, insbesondere durch Analysieren der
Unterschiede zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bildern, ist das
Kameramodul 18 wiederum in der Lage, eine Änderung
in der Position oder Orientierung des Geräts 1 zu erkennen.
Diese zweite Lösung erfordert,
dass das Kameramodul 18 fähig ist, zwischen dem projizierten
Bild und dem Bild des physikalischen Hintergrunds, d.h., der Projektionsfläche 2, zu
unterscheiden. Dies kann erreicht werden durch Anpassung des Kameramoduls 18 derart,
dass die Kamera den Teilbereich des Bilds ausschließt, der durch
die projizierten Daten "beeinträchtigt" ist, und nur die
umgebenden Bereiche liest und analysiert.
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In
beiden Ausführungsalternativen
erfühlen die
Bewegungserkennungseinheit 15 oder das Kameramodul 18 eine
Veränderung
in der Position und/oder Orientierung des Geräts 1 und leiten diese Information
zu einer Verarbeitungseinheit 11 weiter, welche Verarbeitungseinheit 11 zusammen
mit dem Kameramodul 18 oder der Bewegungserkennungseinheit 15 den
Kern des obengenannten Datennavigationsmittels bildet. Die Verarbeitungseinheit 11 wählt dann
die entsprechenden Daten aus, die an die Projektionseinheit 10 weitergeleitet
werden, um diese Daten auf die Projektionsfläche 2 zu projizieren. Die
Projektionseinheit 10 könnte
eine auf MEMS (Mikro-Elektromechanisches System) basierende Laser-Projektionseinheit
sein oder eine andere Projektionsvor richtung, die geeignet ist,
die Daten auf eine Oberfläche
zu projizieren. Der gesamte Informationsraum, d.h., die größere Datenmenge,
aus der die tatsächlich
projizierten Daten ausgewählt
werden, könnte
entweder lokal in einem im Gerät 1 enthaltenen
Speicher 12 gespeichert sein. Alternativ könnten diese
Daten auch in einem externen Speicher 13 gespeichert sein,
wobei die Verarbeitungseinheit 12 die benötigten Daten über eine
drahtlose Kommunikationsverbindung herunterlädt, zum Beispiel via Bluetooth.
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Schließlich umfasst
das Gerät 1 ein
Abstandsmessmodul 14, das dazu verwendet wird, die Distanz
zwischen dem Projektionsgerät
und der Projektionsfläche 2 zu
messen. Die von diesem Modul 14 gewonnene Information kann
dazu benutzt werden, die Darstellung der Daten weiter zu manipulieren
wie jetzt anhand von 4 erläutert werden wird.
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Wie
oben angemerkt besteht die Hauptfunktion des der vorliegenden Erfindung
gemäßen Projektionsgeräts 1 darin, über eine
große
Datenmenge zu schwenken, indem verschiedene Positionen auf der Projektionsfläche 2 angesteuert
werden, d.h., indem das Gerät 1 gedreht
und/oder parallel zur Projektionsfläche 2 bewegt wird.
Zusätzlich
zu dieser Grundfunktion kann das Gerät 1 auch betätigt werden,
um die Größe des Sichtfelds
einzustellen. Dies wird erreicht durch Änderung der Distanz zwischen dem
Gerät 1 und
der Projektionsfläche 2.
Bewegen des Geräts 1 näher zur
Projektionsfläche 2 hin
veranlasst das Gerät,
in den Datenraum hineinzuzoomen, Wegbewegen von der Oberfläche 2 erbringt
das entgegengesetzte Resultat. Es ist wichtig anzumerken, dass sich
die tatsächliche
Größe der projizierten
Anzeige, d.h., die Größe des von
den dargestellten Daten bedeckten Bereichs, als Resultat dieser
Bewegung nicht ändert.
Diese Zoom-Operation ändert
lediglich den Detaillierungsgrad, mit welchem die Daten auf der
Projektionsfläche 2 dargestellt werden. Wenn – zum Beispiel – die Daten
in Form einer Straßenkarte
dargestellt sind, könnte
das Einzoomen in das Sichtfeld dazu verwendet werden, Einzelheiten des
gewählten
interessierenden Bereichs anzuzeigen, etwa, Straßennamen und so weiter zu zeigen.
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Der
maximale Bewegungsumfang, der zum derartigen Zoomen genutzt werden
kann, hängt
einerseits ab von der Komplexität
des Datenraums und andererseits von der Fähigkeit der Projektionseinheit 10,
auf der Projektionsfläche 2 zu
fokussieren. Sobald eine dieser Grenzen erreicht ist, kehrt das
Gerät 1 zu
seinem Standardverhalten zurück,
was bedeutet, dass der Anzeigebereich schrumpft, wenn sich das Gerät der Projektionsfläche 2 annähert, und
sich ausdehnt, wenn das Gerät
davon wegbewegt wird. Es ist auch möglich, einen besonderen Knopf
auf dem Gehäuse
des Geräts 1 vorzusehen,
um selektiv den oben beschriebenen Zoom-Modus zu aktivieren und
zu deaktivieren.
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Die
Distanz zwischen dem Gerät 1 und
der Projektionsfläche 2 wird
von der Abstandmesseinheit 14 gemessen. Diese Einheit könnte – zum Beispiel – die Zeitverzögerung des
Laserstrahls bestimmen, der für
die Bildprojektion verwendet wird und von der Reflektionsfläche 2 zurück reflektiert
wird. Andere Möglichkeiten
für die
Abstandsmessung könnten
die Verwendung zusätzlicher
auf Infrarot- oder Ultraschall-Technologie
beruhender Abstandsmessgeräte einbeziehen.
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Da
das der vorliegenden Erfindung gemäße Gerät 1 dazu vorgesehen
ist, in einer Hand eines Benutzers gehalten zu werden, muß berücksichtigt
werden, dass sich die Position oder Orientierung des Geräts 1 ständig irgendwie ändert. Diese
kleinen Variationen der Handhaltung des Benutzers, die zum Beispiel
von Handzittern herrühren
können,
sind üblicherweise
nicht dazu beabsichtigt, eine Änderung
in der Positi on des Sichtfelds zu veranlassen. Zwei Arten werden
nun erläutert,
diese unbeabsichtigten Bewegungen des Geräts 1 in die Idee der
vorliegenden Erfindung zu integrieren.
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Gemäß einer
ersten Ausführungsform
werden kleine Variationen der Handhaltung des Benutzers nicht aufgefasst
als Absicht, das Sichtfeld zu wechseln. In diesem Fall werden die
Variationen in der Position und/oder Orientierung des Geräts 1 kompensiert,
was bedeutet, dass das projizierte Bild in entgegengesetzter Richtung
der unbeabsichtigten Handbewegung verschoben wird, um ein stabiles Bild
zu erhalten. Wie in 5 dargestellt, wird die kleine Änderung
der Geräteposition,
die durch Vektor 20-1 bezeichnet ist, aufgewogen durch
Verschieben der Projektionsrichtung um den Vektor 20-2.
Als ein Ergebnis verbleibt das angezeigte Bild 4 auf der
gleichen Position auf der Projektionsfläche 2.
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Wenn
jedoch einmal ein gewisser Grenzwert überschritten ist, wird der
Bewegungsvektor 21, der von dieser Handgeste erfasst wurde,
dazu verwendet, das Sichtfeld in dieselbe Richtung zu bewegen wie
die Bewegung anzeigt. Als ein Ergebnis ändern sich die Dateninhalte,
die auf der Oberfläche 2 dargestellt
werden, und der Bereich 4' wird
auf der Oberfläche 2 verschoben
wie von Vektor 21 angezeigt.
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Gemäß einer
zweiten Ausführungsform
werden alle Handbewegungen aufgefasst als Absicht, das zugehörige Sichtfeld
zu wechseln. Es wird keine Kompensationsbemühung unternommen, um das projizierte
Bild zu stabilisieren. Als ein Ergebnis wird sich der Randbereich
des projizierten Bildes ständig verändern, auch
wenn der Benutzer das Sichtfeld fixiert zu halten beabsichtigt.
Weil dies für
den Benutzer und andere Personen, die die angezeigte Information
betrachten, zu Beeinträchtigungen
führen könnte, wird
dieser Effekt eines sich beständig
veränderndes
Bildes abgemildert, indem ein Filter über einem schmalen Teil des
Randbereichs angewendet wird. Wie in 6 und 7 dargestellt,
hat der Filter zur Folge, dass das projizierte Bild 4 innerhalb
des Randbereichs 4a sanft auslaufend dargestellt wird, was
bedeutet, dass die beständige
Veränderung
des dargestellten Bilds vom Benutzer oder anderen Personen, die
die Projektionsfläche 2 betrachten,
nicht bemerkt werden kann. Gebräuchliche
Techniken, um diesen Fade-out-Effekt zu erreichen, lassen sich in dieser
Ausführungsform
einsetzen.
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Bis
hierher wurde das der vorliegenden Erfindung gemäße Anzeigegerät nur eingesetzt,
um durch Daten zu navigieren und Daten anzuzeigen. Jedoch kann die
Kombination aus Bewegungsaufzeichnung und der stabilen Bildprojektion,
wie sie in der ersten oben genannten Ausführungsalternative verwendet wird,
auch dazu verwendet werden, eine attraktive Art der Dateneingabe
mit dem vorliegenden erfindungsgemäßen Gerät anzubieten. Diese zusätzliche Fähigkeit
wird nun anhand von 8 erläutert.
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In
dieser Weiterbildung des der vorliegenden Erfindung gemäßen Geräts kann
das Gerät 1 in
einem besonderen Schreibmodus betrieben werden, indem ein ebenfalls
auf der äußeren Gehäuseoberfläche des
Geräts 1 bereitgehaltener
Knopf gedrückt wird.
In diesem Schreibmodus werden all die Handbewegungen des Benutzers
durch die Bewegungserfassungssensoren des Geräts 1 zuverlässig erfasst und
als eine Vorlage verwendet, um die Handschrift des Benutzers nachzuvollziehen.
Die resultierenden Striche werden in Daten umgesetzt, welche auf
die Projektionsoberfläche 2 projiziert
werden, um die Bewegung der Hand des Benutzers sichtbar zu machen.
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In
diesem Schreibmodus bleibt vorzugsweise der Hintergrund aus den
aus dem größeren Informationsraum
ausgewählten
und sichtbar gemachten Daten stabil, indem die Bilder in die entgegengesetzte
Richtung zur Handbewegung des Benutzers verschoben werden. Wenn
die Schrifteingaben des Benutzers das Gerät bis an seinen maximalen Ablenkungswinkel
bringen, endet die Kompensationsbewegung und die am weitesten rechts
liegenden Anteile der Schriftzüge
verschwinden aus dem Sichtfeld. Dies würde den Benutzer veranlassen,
seine Hand in die ursprüngliche
Position zurückzubewegen
und die Schreibbewegung von dort aus neu aufzunehmen. Als eine Alternative
kann sich die projizierte Anzeige mit der Handbewegung mitbewegen,
wenn die geschriebene Information erst dem Rand des Anzeigebereichs
nahe kommt.
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Die
vorliegende Erfindung bietet so eine völlig neue Lösung für das Navigieren durch Datenmengen
und das Anzeigen zumindest eines Teils dieser Daten. Die Navigationskommandos
entsprechen der Bewegung der Hand des Benutzers, was eine sehr angenehme
und intuitive Navigation in den Daten erlaubt.
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Zusammenfassung
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Ein
in der Hand gehaltenes Gerät
(1) zum Navigieren durch und zum Anzeigen von Daten umfasst
ein Projektionsmittel (10) zum Projizieren eines ausgewählten Bereichs
(4) einer größeren Datenmenge
(3) auf eine Projektionsfläche (2), und ein Datennavigationsmittel,
das in Reaktion auf die Orientierung, Position und/oder Bewegung
des Geräts
(1) die durch das Projektionsmittel (10) anzuzeigenden Daten
auswählt.
Das Gerät
(1) kann intuitiv verwendet werden, um über eine große Datenmenge
zu schwenken und einen Bereich von Interesse darzustellen.