DE69703955T2

DE69703955T2 - Durch Augenbewegung gesteuerte Verschiebung

Info

Publication number: DE69703955T2
Application number: DE69703955T
Authority: DE
Inventors: Bruce Tognazzini
Original assignee: Sun Microsystems Inc
Current assignee: Sun Microsystems Inc
Priority date: 1996-06-26
Filing date: 1997-06-23
Publication date: 2001-08-02
Anticipated expiration: 2017-06-24
Also published as: EP0816980A3; EP0816980B1; US5850211A; EP0816980A2; JPH10124035A; DE69703955D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung von Informationen auf einer Computeranzeige und insbesondere Computersysteme mit einer Augenverfolgungseinrichtung, die verwendet wird, um das Rollen zu steuern.
Im Stand der Technik sind Computersysteme bekannt, die mehrere Fenster verwenden, wobei jedes Fenster Text oder graphische Informationen enthält. Oftmals überschreiten der Text oder die graphischen Informationen die Größe des zum Betrachten zur Verfügung stehenden Fensters. Unter solchen Umständen ist ein Rollen erforderlich, d. h. die Bewegung der Informationen in bezug auf das Fenster, so daß der gewünschte Abschnitt des Textes oder des graphischen Materials über das Fenster für den Anwender sichtbar ist. Dies erfolgt gewöhnlich durch Betätigen eines Anzeigeelements längs eines Rollbalkens in einer Weise, die den ungefähren Prozentsatz der Verschiebung des betrachteten Materials in einer Richtung anzeigt. Dies ist typischerweise eine komplexe Aktivität von seiten des Anwenders. Es erfordert die Plazierung einer Zeigevorrichtung oder der Taste sowie die Betätigung der Vorrichtung oder der Taste, um den Inhalt nach oben oder unten zu bewegen. Diese Aktivität benötigt Zeit und verursacht ein bestimmtes Maß an bewußter Ablenkung. Das heißt, die Aufmerksamkeit des Anwenders muß vom Hauptinhalt des Fensters abgelenkt werden, um die Rollaktivität auszuführen. Wenn die Aufmerksamkeit des Anwenders zum Inhalt des Fensters zurückkehrt, kann der Anwender hoffentlich die gedanklichen Vorgänge wiederaufrufen, die zu dem Zeitpunkt abliefen, als das Rollen erforderlich wurde.
Augenverfolgungseinrichtungen sind insbesondere in Verbindung mit Überkopfanzeigen in bestimmten Steuerungsanwendungen in Flugzeugen bekannt. Eine Augenverfolgungseinrichtung überwacht die Augen eines Anwenders und berechnet die Richtung, in die der Anwender blickt, und in bestimmten Anwendungen den speziellen Punkt im dreidimensionalen Raum, auf den die Augen des Anwenders fokussiert sind.
Eine kommerzielle Augenverfolgungseinrichtung ist die Dual-Purkinje-Image-Augenverfolgungseinrichtung, (DPI-Augenverfolgungseinrichtung) die durch Forward Optical Technologies, Inc. in El Chaon, Kalifornien, hergestellt wird. Sie bestimmt die Blickrichtung über ein großes zweidimensionales Sichtfeld mit großer Genauigkeit und ohne jegliche Adapter am Auge. Sie arbeitet mit Infrarotlicht, das für das Subjekt unsichtbar ist und die normale Sicht nicht stört. Die Augenverfolgungseinrichtung besitzt eine Richtgenauigkeit in der Größenordnung von einer Bogenminute und eine Reaktionszeit in der Größenordnung von Millisekunden. Man kann die DPT-Augenverfolgungseinrichtung mit einem Infrarot-Optometer verwenden, um eine ununterbrochene Messung des Augenfokus zu ermöglichen, wodurch eine dreidimensionale Augenverfolgungseinrichtung erzeugt wird.
Außerdem ist die Verwendung von Augenverfolgungseinrichtungen in Verbindung mit weiteren Formen von Anzeigevorrichtungen bekannt. US-A-4.595.990 offenbart ein System, das die Richtung des Fokus des Anwenders auf Abschnitten eines Betrachtungsschirms bestimmt und diese Informationen verwendet, um ausgewählte Aktionen auszuführen, die mit dem Abschnitt, auf den fokussiert wurde, verbunden sind.
JP-A-63121389 offenbart eine stereoskopische Bildanzeigevorrichtung, bei der die Erfassung der Positionen des Kopfes und des Auges des Anwenders verwendet werden, um eine Rollfunktion zu schaffen.
Die objektorientierte Programmierung ist eine bekannte Form der Softwareentwicklung, die die reelle Darstellung von Objekten oder Modulen modelliert, die Daten sowie Befehle, die auf Grundlage dieser Daten arbeiten, enthalten. Objekte sind die Basisblöcke eines objektorientierten Programms. Objekte sind Softwaregegenstände. Sie können einen physischen Gegenstand wie eine Person oder etwas Virtuelles wie ein Bankkonto modellieren. Ein Objekt besitzt normalerweise ein oder mehrere Attribute (Felder), die gemeinsam den Zustand des Objekts definieren; ein Verhalten, das durch eine Gruppe von Verfahren (Prozeduren) definiert wird, die diese Attribute modifizieren können; und eine Identität, die es von anderen Objekten unterscheidet.
Die Einkapselung bezieht sich auf das Verbergen der meisten Einzelheiten des Objekts. Die Gruppe von Operationen, die dem Objekt zugehörig sind, ist jedoch explizit und bildet eine wohldefinierte Schnittstelle. Ein Objekt benötigt ein weiteres Objekt, um durch Nachrichtenübertragung eine oder mehrere Operationen auszuführen. Ein Objekt wird manchmal als ein Beispiel eines abstrakten Datentyps oder einer abstrakten Datenklasse bezeichnet. Der Programmierer kann eine Klasse von Objekten definieren, indem er die Attribute und Prozeduren beschreibt, die der Klasse gemeinsam sind. Durch das lediglich einmalige Definieren der Klasse können mehrere Beispiele geschaffen werden, indem die Klassenattribute und Prozeduren bei jedem Beispiel verknüpft werden und indem ermöglicht wird, daß sich Klassen lediglich in ihrer Identität oder in einem speziellen Wert unterscheiden, der dem Wertebereich zugehörig ist, der für die Klasse erlaubt ist.
Die objektorientierte Programmierung ermöglicht außerdem die Erzeugung von Unterklassen, in denen Klassenattribute und Prozeduren von der Klasse durch untergeordnete Unterklassen übernommen werden, sowie die Erzeugung von Superklassen, in denen lediglich die gemeinsamen Attribute und Prozeduren einer Gruppe von Beispielen verschiedener Klassen als definierende Charakteristiken enthalten sind.
Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Steuern von Informationen auf einer Anzeige geschaffen mit einem Computer, einer Anzeige, die an den Computer angeschlossen ist, einer Augenverfolgungseinrichtung, die an den Computer angeschlossen ist, um eine Stelle auf der Anzeige zu erfassen, auf die die Augen des Anwenders blicken, und einem Controller, der den Informationsgehalt auf der Anzeige als eine Funktion der Stelle ändert, dadurch gekennzeichnet, daß der Controller so beschaffen ist, daß er den Informationsgehalt auf der Anzeige durch Rollen mit einer Geschwindigkeit, die eine Funktion der Beziehung zwischen der Stelle und einer Referenzposition ist, ändert.
Die Funktion kann eine lineare Funktion, eine Exponentialfunktion und eine unstetige Funktion sein. Wenn eine unstetige Funktion verwendet wird, werden die Übergänge zwischen Bereichen der unstetigen Funktion geglättet, so daß Änderungen der Rollgeschwindigkeit ohne wesentliche Ablenkung des Anwenders erfolgen.
Gemäß der Erfindung wird ferner ein Verfahren geschaffen zum Steuern von Informationen auf einer Anzeige eines Computers, der eine Augenverfolgungseinrichtung besitzt, das die Schritte des Identifizierens einer Stelle auf der Anzeige, auf die die Augen eines Anwenders gerichtet sind, und des Änderns des Informationsgehalts auf der Anzeige als eine Funktion der Stelle umfaßt, gekennzeichnet durch das Ändern des Informationsgehalts durch Rollen mit einer Geschwindigkeit, die eine Funktion der Beziehung zwischen der Stelle und einer Referenzposition ist.
Gemäß der Erfindung wird außerdem ein System zum Anzeigen von Informationen geschaffen mit einem Netz und mehreren Computern, die an das Netz angeschlossen sind, wobei wenigstens einer der Computer eine Augenverfolgungseinrichtung besitzt und so beschaffen ist, daß er eine Stelle auf einer Anzeige, auf die die Augen eines Anwenders blicken, erfaßt und den Informationsgehalt auf der Anzeige als eine Funktion der Stelle ändert, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Computer so beschaffen ist, daß er den Informationsgehalt auf der Anzeige durch Rollen mit einer Geschwindigkeit, die eine Funktion der Beziehung zwischen der Stelle und einer Referenzposition ist, ändert.
Gemäß der Erfindung wird ferner ein Computerprogrammprodukt zum Steuern von Informationen auf einer Anzeige eines Computers, der eine Augenverfolgungseinrichtung besitzt, geschaffen, das ein Speichermedium und ein Computerprogramm umfaßt, das in dem Speichermedium gespeichert ist und Befehle enthält, die eine Stelle auf der Anzeige, auf die die Augen eines Anwenders gerichtet sind, identifizieren und den Informationsgehalt auf der Anzeige als eine Funktion der Stelle ändern, dadurch gekennzeichnet, daß das Computerprogramm Befehle enthält, die den Informationsgehalt auf der Anzeige durch Rollen mit einer Geschwindigkeit, die eine Funktion der Beziehung zwischen der Stelle und einer Referenzposition ist, ändern.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der folgenden genauen Beschreibung deutlich, wobei lediglich die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gezeigt und beschrieben wird, indem einfach die voraussichtlich beste Art, wie die Erfindung auszuführen ist, dargestellt wird. Selbstverständlich kann die Erfindung weitere und unterschiedliche Ausführungsformen annehmen und können ihre zahlreichen Einzelheiten Gegenstand von Modifikationen in vielerlei Hinsicht sein, ohne von der beanspruchten Erfindung abzuweichen. Dementsprechend sollten die Zeichnung und die Beschreibung als erläuternd und nicht als einschränkend betrachtet werden.
Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile des Systems der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich, worin:
Fig. 1A einen Computer zeigt, der mit einer Augenverfolgungseinrichtung eines für die Ausführung der Erfindung geeigneten Typs ausgerüstet ist;
Fig. 2B einen Blockschaltplan des Computers von Fig. 1A zeigt;
Fig. 1C ein beispielhaftes Speichermedium zeigt, das ein Programm enthält, das im Computer von Fig. 1A verwendet werden kann;
Fig. 2 eine Ansicht einer elektronischen Zeitung ist, die verschiedene Textobjekte enthält;
Fig. 3 eine Darstellung eines beispielhaften Textobjekts ist;
Fig. 4 eine Darstellung eines Seitenlayout ist, das Seitenwechselinformationen mit Steuerbereichen zur vorherigen Seite und zur nächsten Seite enthält;
Fig. 5 eine Darstellung eines Seitenlayouts ist, das Rollobjekte und Seitenwechselobjekte enthält;
Fig. 6 ein Ablaufplan eines Vorgangs zum Wählen eines Objekts ist;
Fig. 7 ein Ablaufplan eines Vorgangs zum Aufheben der Auswahl eines Objekts ist;
Fig. 8 ein Ablaufplan der Steuerung der Augenverfolgungseinrichtung zum Rollen eines gewählten Objekts ist;
Fig. 9 ein Ablaufplan der Steuerung der Augenverfolgungseinrichtung zur Seitenwahl ist; und
Fig. 10 ein Ablaufplan der Steuerung der Augenverfolgungseinrichtung zum Rollen unter Verwendung von Rollobjekten, die durch das Auge aktiviert werden, ist.

BEZEICHNUNGEN UND NOMENKLATUR

Die folgende Beschreibung kann in Form von Programmprozeduren dargestellt werden, die in einem Computer oder in einem Computernetz ausgeführt werden können. Diese Prozedurbeschreibungen und Darstellungen sind die Mittel, die durch Fachmänner verwendet werden, um den Inhalt ihrer Arbeit auf effektivste Weise an andere Fachmänner zu übermitteln.
Die Prozedur besteht hier und im allgemeinen darin, daß sie aus selbständigen Sequenzen oder Schritten besteht, die zu einem gewünschten Ergebnis führen. Diese Schritte sind jene, die die physische Verarbeitung physikalischer Größen erfordern. Gewöhnlich aber nicht notwendigerweise nehmen diese Größen die Form elektrischer oder magnetischer Signale an, die gespeichert, übertragen, kombiniert, verglichen und anderweitig verarbeitet werden können. Es hat sich gelegentlich als bequem erwiesen, diese Signale prinzipiell aus Gründen der allgemeinen Verwendung als Bits, Werte, Elemente, Symbole, Zeichen, Terme, Zahlen oder dergleichen zu bezeichnen. Es sollte jedoch angemerkt werden, daß alle diese sowie ähnliche Terme mit den geeigneten physikalischen Maßeinheiten zu verbinden sind und lediglich bequeme Bezeichnungen sind, die sich auf diese Maßeinheiten beziehen.
Ferner werden die ausgeführten Verarbeitungen oftmals mit Termen bezeichnet, wie etwa Addieren oder Vergleichen, die gewöhnlich mit geistigen Operationen, die durch einen menschlichen Operator ausgeführt werden, verbunden sind. In den meisten Fällen und in keiner der hier beschriebenen Operationen, die Teil der vorliegenden Erfindung sind, ist keine derartige Fähigkeit eines menschlichen Operators erforderlich oder erwünscht; die Operationen sind Maschinenoperationen. Nützliche Maschinen zum Ausführen der Operation der vorliegenden Erfindung sind u. a. digitale Mehrzweckcomputer oder ähnliche Vorrichtungen.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Ausführen dieser Operationen. Diese Vorrichtung kann für den benötigen Zweck speziell aufgebaut sein oder sie kann einen Mehrzweckcomputer enthalten, der durch ein Computerprogramm, das im Computer gespeichert ist, wahlweise aktiviert oder neu konfiguriert werden kann. Die hier dargestellten Prozeduren beziehen sich nicht inhärent auf einen speziellen Computer oder eine andere Vorrichtung. Es können verschiedene Mehrzweckmaschinen mit Programmen verwendet werden, die in Übereinstimmung mit diesen Lehren geschrieben wurden, oder es kann sich als bequemer erweisen, eine speziellere Vorrichtung zu konstruieren, um die erforderlichen Verfahrensschritte auszuführen. Der erforderliche Aufbau für mehrere dieser Maschinen wird aus der gegebenen Beschreibung deutlich.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Fig. 1A zeigt einen Computer eines für die Ausführung der Erfindung geeigneten Typs. Wie in Fig. 1A explizit dargestellt ist, besitzt das Computersystem eine zentrale Verarbeitungseinheit 100 mit den Plattenlaufwerken 110A und 110B. Die Bezeichnungen 110A und 110B der Plattenlaufwerke sind lediglich die symbolische Bezeichnung von mehreren Plattenlaufwerken, die durch das Computersystem aufgenommen werden könnten. Diese würden typischerweise ein Diskettenlaufwerk wie die Einheit 110A, ein Festplattenlaufwerk (nicht extern gezeigt) und ein CD-ROM-Laufwerk, das durch den Schlitz 110B angezeigt ist, enthalten. Die Anzahl und der Typ der Laufwerke variieren typischerweise bei verschiedenen Computerkonfigurationen. Der Computer besitzt die Anzeige 120, auf der Informationen angezeigt werden. Als Eingabevorrichtungen über die Schnittstelle 145 stehen außerdem typischerweise eine Tastatur 130 und eine Maus 140 zur Verfügung. Eine oder mehrere Kamera- und Beleuchtungseinrichtungen 190, die so gezeigt sind, daß sie auf dem Anzeigegenäuse angebracht sind, werden verwendet, um die Augen des Anwenders zu beobachten und um die Position zu bestimmen, in die die Augen eines Anwenders blicken. Der in Fig. 1A dargestellte Computer ist vorzugsweise eine SPARC-Workstation von Sun Microsystems, Inc.
Fig. 1B zeigt einen Blockschaltplan der internen Hardware des Computers von Fig. 1A. Ein Bus 150 dient als Hauptinformationsweg, der die weiteren Komponenten des Computers untereinander verbindet. Die CPU 155 ist die zentrale Verarbeitungseinheit des Systems, die Berechnungen und logische Operationen durchführt, die erforderlich sind, um ein Programm auszuführen. Der Nur-Lese-Speicher (160) und der Schreib-Lese-Speicher (165) bilden den Hauptspeicher des Computers. Der Plattencontroller 170 verbindet ein oder mehrere Laufwerke mit dem Systembus 150. Diese Plattenlaufwerke können Diskettenlaufwerke wie das Laufwerk 173, interne oder externe Festplattenlaufwerke wie das Laufwerk 172 oder CD-ROM- oder DVD- (Digitalbildplatten-) Laufwerke wie das Laufwerk 171 sein. Eine Anzeigeschnittstelle 175 schließt eine Anzeige 120 mit hoher Auflösung an und ermöglicht, daß Informationen vom Bus auf der Anzeige angezeigt werden. Eine Augenverfolgungseinrichtung 190 ist an der Schnittstelle 189 der Augenverfolgungseinrichtung am Bus angeschlossen. Sie lokalisiert die Position, auf die die Augen eines Anwenders blicken. Viele der hier beschriebenen Steuerfunktionen werden darauf basierend, wohin ein Anwender blickt, aktiviert. Kommunikationen mit externen Vorrichtungen können über den Kommunikationsanschluß 185 erfolgen.
Fig. 1C zeigt ein beispielhaftes Speichermedium, das in Laufwerken, wie etwa das Laufwerk 173 in Fig. 1B oder das Laufwerk 110A in Fig. 1A, verwendet werden kann. Typischerweise enthalten Speichermedien, wie etwa eine Diskette, eine CD-ROM oder eine digitale Bildplatte, die Programminformationen zum Steuern des Computers, um den Computer zu befähigen, seine Prüf- und Entwicklungsfunktionen gemäß der Erfindung auszuführen.
Fig. 2 zeigt ein Zeitungsobjekt 200, das in einer Veröffentlichung einer elektronischen Zeitung vorkommen könnte. Eine Zeitung enthält ein Zeitungslogo 210, eine Schlagzeile 220 und eine Titelgeschichte 230. Außerdem sind mehrere Nachrichtentextobjekte 240 gezeigt, wovon jedes eine Nachrichtenüberschrift oder Nachrichtenschlagzeile für diese spezielle Nachricht 241 und den Text der Nachricht 242 enthält. Die gezeigte Zeitung enthält mehrere solche Textobjekte, die wahlweise seitenweise angeordnet sind.
Fig. 3 ist eine Darstellung eines beispielhaften Textobjekts. Das Textobjekt enthält das Objekt 310 der Nachrichtenüberschrift und den Nachrichtentext 320. Das Textobjekt ist in einem Fenster gespeichert, das durch die äußere Begrenzung des in Fig. 3 gezeigten Textobjekts angezeigt ist. Eine Referenzposition, die durch die horizontale Linie angezeigt ist und am Ursprung des Koordinatensystems O beginnt, erstreckt sich über das Textobjekt. In der Realität würde diese Referenzposition für den Leser der Nachricht nicht sichtbar sein, sie stellt vielmehr eine unsichtbare Steuerlinie dar. Wenn der Text des Textobjekts zunächst im Objektfenster angezeigt wird, wird der Beginn des Textes wie gewöhnlich unmittelbar unter der Nachrichtenüberschrift positioniert. Wenn die Augen eines Anwenders beginnen, den Text der Nachricht zu lasen, bewegen sich die Augen nach unten zur Referenzlinie O. Wegen des Formats einer elektronischen Zeitung sind die Fenster zum Anzeigen von Nachrichten relativ klein und deswegen kann normalerweise nicht der gesamte Text im Fenster angezeigt werden. Folglich beginnt dann, wenn sich die Augen des Anwenders der Referenzlinie nähern, der Text des Textobjekts im Fenster zu rollen, so daß immer eine Zufuhr von ungelesenem Text vorhanden ist. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird die Rollgeschwindigkeit als eine Funktion der Position X (das in der Darstellung gezeigte X ist eine Anzeige der Anzahl von Zeilen oberhalb und unterhalb der Referenzlinie) eingestellt. Die Rollgeschwindigkeit wird als eine Funktion dieser Position X eingestellt.
Eine spezielle Funktion von X, die für die Rollgeschwindigkeit verwendet wird, kann eine der folgenden sein:
F = KX (1)
F = KX² (2)
F3 = 0, X = -9 bis zur Oberkante
N, X = 0 bis -8 (3)
M, X = 0 bis +8
2M, X = 9 bis Unterkante
Obwohl diese Funktionen bevorzugt sind, können natürlich mehrere weitere Funktionen verwendet werden. In der obigen Gleichung (1) ist die Rollgeschwindigkeit linear. Das heißt, die Geschwindigkeit, mit der der Text rollt, ist eine lineare Funktion davon, in welcher Entfernung oberhalb der Referenzlinie oder unterhalb der Referenzlinie die Augen des Anwenders zu blicken scheinen. Wenn die Augen des Anwenders über der Linie (Referenzlinie) sind, ist die Rollgeschwindigkeit klein bis die Augen des Anwenders die Referenzlinie erreichen. Die Geschwindigkeit des Rollens beginnt sich zu erhöhen, wenn die Augen des Anwenders unter die Referenzlinie abfallen, so daß die Augen des Anwenders niemals die Unterkante des Sichtfensters erreichen.
Gleichung (2) zeigt eine nichtlineare Funktion. Bei dieser Funktion erhöht oder vermindert sich dann, wenn die Augen eines Anwenders von der Referenzlinie versetzt sind, die Geschwindigkeit des Rollen exponentiell.
Gleichung (3) gibt die Unterteilung des Sichtfensters in Bereiche wieder, wobei jedem Bereich eine bestimmte Rollgeschwindigkeit zugehörig ist.
Es ist für das Lesevermögen des Anwenders wichtig, daß jede Änderung der Rollgeschwindigkeit allmählich erfolgt. Somit würde dann, selbst in der Situation, in der eine Rollbegrenzung abrupt überschritten wird, was im Zusammenhang mit Gleichung (3) vorkommt, der Übergang vom alten Wert der Rollgeschwindigkeit zu dem neuen Wert der Rollgeschwindigkeit sehr allmählich erfolgen, um das Lesen des Anwenders nicht zu unterbrechen.
Der Wunsch, das Lesen des Anwenders nicht zu unterbrechen, ist außerdem der Grund für die Forderung nach einer Anzeige mit hoher Auflösung. Bei Anzeigen mit geringer Auflösung würde ein Rollen im Vergleich mit der Weichheit, die bei einer Anzeige mit hoher Auflösung erreicht werden kann, in gewisser Weise ruckartig erscheinen. Das heißt, wenn das Bild einer Buchstabenzeile im Sichtfenster nach oben verschoben wird, würde bei Anzeigen mit geringer Auflösung für jede Bewegung der Buchstabenzeile ein wesentlicher Sprung zwischen den Pixelzeilen erforderlich sein. Ein nach oben Springen einer solchen Anzeige würde für den Anwender ablenkend sein. Das Springen könnte jedoch durch die Verwendung einer Anzeige mit hoher Auflösung minimiert und auf ein unwesentliches Maß reduziert werden.
Fig. 4 ist eine Darstellung eines Seitenlayouts, das Seitenwechselinformationen mit Steuerbereichen der vorherigen Seite und der nächsten Seite enthält. Fig. 4 zeigt eine Textseite wie sie in bestimmten seitenorientierten Texteditoren verwendet wird. Die Seite 400 besitzt Randbegrenzungen 410, die als vertikale gestrichelte Linien gezeigt sind, wobei der Text mittig bei 440 beginnt und das Ende des Textes an der Unterkante der Seite gezeigt ist. Ein Bereich 420 der nächsten Seite und ein Bereich 430 der vorherigen Seite sind explizit gekennzeichnet und werden in Verbindung mit der Augenverfolgungseinrichtung verwendet, um die Anzeige zur nächsten Seite oder zur vorherigen Seite der Textinformation umzuschalten. Wenn sich die Augen des Anwenders auf der Seite nach unten bewegen, nähert sich der Anwender der Unterkante des Textes. Um den Anwender auf die Tatsache vorzubereiten, daß die Seitenbegrenzung nahe ist und daß der Anwender einen Seitenwechsel erwarten kann, wird im Bereich 460 eine andere Hintergrundfarbe gezeigt. Dies ermöglicht es dem Anwender, optisch aufzunehmen, daß er sich auf dieser Seite dem Ende des Textes nähert. Wenn der Anwender die letzte Zeile des Textes liest, die durch XYZ an der Unterkante des Fensters symbolisiert ist, werden die Augen des Anwenders natürlich die Bewegungsrichtung zum Bereich 420 beibehalten, was erfaßt und verwendet wird, um die nächste Seite des Textes wiederzugewinnen und diese im Sichtfenster anzuzeigen. Wenn in ähnlicher Weise der Betrachter auf einer zweiten oder nachfolgenden Seite ist und im Text wegen einer bestimmten Bezugnahme zurückschaut, gehen die Augen des Anwenders auf dem Bildschirm nach oben bis zur obersten Zeile des Textes, der bei ABC gezeigt ist. Wenn der Anwender das Material, nach dem er gesucht hat, nicht gefunden hat und wünscht, noch um eine weitere Seite zurückzugehen, müssen seine Augen lediglich für ein kurzes Intervall auf den eng benachbarten Bereich 430 blicken, was als eine Aufforderung zum Zurückblättern interpretiert wird, und der Text von der vorherigen Seite wird in das Sichtfenster eingesetzt.
Fig. 5 ist eine Darstellung eines Seitenlayouts, das Rollobjekte und Seitenwechselobjekte enthält. Die in Fig. 5 gezeigte Anordnung wird vorzugsweise dort verwendet, wo das Sichtfenster lediglich weniger als eine Seite von Informationen anzeigen kann. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, enthält das Textobjekt 500 einen Bereich 510 zum Aufwärtsrollen, einen Bereich 515 zum Abwärtsrollen, einen Bereich 520 der nächsten Seite und einen Bereich 530 der vorherigen Seite. Die Rollbereiche 510 und 515 sind dem Sichtfenster zugehörig und bewegen sich normalerweise nicht. Der Bereich 510 zum Aufwärtsrollen ist nicht aktiv, wenn die Textanzeige an der Oberkante der Seite ist, und der Bereich 515 zum Abwärtsrollen ist nicht aktiv, wenn die angezeigte Text bereits an der Unterkante der Seite ist. Das Wechseln der Seiten erfordert ein Blicken auf die Bereiche 520 und 530 zum Seitenwechsel, wie oben erläutert wurde. Das Rollen innerhalb der Seite wird jedoch durch die Bereiche 510 und 515 zum Aufwärts- und Abwärtsrollen gesteuert.
Alle Rollbereiche, die hier beschrieben sind, können sichtbare oder unsichtbare Bereiche sein. Sichtbare Bereiche sind in gewissem Sinn bevorzugt, da der Anwender wählen kann, die Funktion bewußt zu aktivieren. Wenn sie jedoch unsichtbar sind, sind die Bereiche zum Aufrufen der gewünschten Funktion an Stellen angeordnet, die die Augen des Anwenders normalerweise im Verlauf des Lesens überqueren würden.
Fig. 6 ist ein Ablaufplan eines Vorgangs zur Objektwahl. Der dargestellte Vorgang kann beispielsweise beim Auswählen eines Textobjekts unter mehreren Textobjekten, wie etwa die in Fig. 2 gezeigten Textobjekte als Teil einer elektronischen Zeitung, verwendet werden.
Die Augenverfolgungseinrichtung bestimmt die Stelle des Blicks des Anwenders auf die Anzeige 600 und bestimmt, ob die Stelle dieses Blicks in den Begrenzungen eines Textobjekts liegt. Wenn er in den Begrenzungen eines Objekts liegt, wird ein Zeitgeber T1 gesetzt (620) und die Position des Blicks des Anwenders wird überprüft, um festzustellen, ob die Augen des Anwenders die Begrenzungen des Objekts verlassen haben (630). Wenn ja, wird der Zeitgeber T1 zurückgesetzt (640) und der Vorgang beginnt nochmals vom Block 600. Wenn nicht, wird eine Überprüfung ausgeführt, um festzustellen, ob der Wert des Zeitgebers T1 den Wert τ&sub1; überschreitet. Wenn der Zeitgeber τ&sub1; nicht überschritten hat (650-N), setzt sich der Vorgang fort und überprüft, daß die Stelle der Augen des Anwenders in den Begrenzungen des Objekts bleibt (630). Wenn andernfalls der Zeitgeber den Wert τ&sub1; überschreitet, wird das Objekt zum Betrachten gewählt (660).
Fig. 7 ist ein Ablaufplan des Vorgangs zum Aufheben der Auswahl eines Objekts. Wenn ein Objekt gewählt wurde, muß festgestellt werden, ob das Objekt im Brennpunkt der Aufmerksamkeit des Anwenders bleibt. Der in Fig. 7 gezeigte Vorgang ermöglicht diese Feststellung und hebt die Auswahl des Objekts auf, wenn es nicht mehr der Brennpunkt der Aufmerksamkeit des Anwenders ist. Wie zuvor bestimmt die Augenverfolgungseinrichtung die Stelle des Blicks des Anwenders auf der Anzeige (700) und bestimmt, ob die Stelle des Blicks auf einen Punkt außerhalb der Begrenzungen eines gewählten Objekts gewandert ist (710). Wenn ja, wird der Zeitgeber T2 gesetzt und eine Überprüfung wird ausgeführt, um festzustellen, ob die Augen des Anwenders auf einen Punkt in den Begrenzungen des Objekts zurückgekehrt sind (730). Wenn ja, wird der Zeitgeber T2 zurückgesetzt und der Vorgang beginnt erneut im Block 700. Wenn die Augen des Anwenders nicht auf einen Punkt in den Begrenzungen des gewählten Objekts zurückgekehrt sind (730-N), wird der Zeitgeber T2 überprüft, um festzustellen, ob er größer als τ&sub2; ist. Wenn τ&sub2; durch den Zeitgeber T2 nicht überschritten wurde, setzt sich die Überwachung der Augen des Anwenders fort, um festzustellen, ob sie auf einen Punkt in den Begrenzungen des Objekts zurückgekehrt sind. Wenn der Zeitgeber T2 τ&sub2; überschreitet (750-Y), hat die Aufmerksamkeit des Anwenders das Objekt verlassen und die Auswahl des Objekts wird aufgehoben (760).
Fig. 8 ist ein Ablaufplan der Steuerung der Augenverfolgungseinrichtung zum Rollen eines gewählten Objekts. Wenn ein Objekt gewählt ist (800), erfolgt die Bestimmung der Position der Blickstelle in bezug auf eine auf dem Objekt befindliche Referenzposition (810). Die Geschwindigkeit des Rollens des Textobjekts wird als eine Funktion der Biickstelle in bezug auf die Referenzposition bestimmt (820), wie im Zusammenhang mit Fig. 3 erläutert wurde. Dies ermöglicht das Rollen des Objekts derart, daß ungelesener Text in dem Sichtbereich bleibt, der dem Anwender jederzeit zur Verfügung steht. Wenn eine Geschwindigkeitseinstellung getroffen wurde, wird eine Überprüfung ausgeführt, um sicherzustellen, daß das Objekt noch gewählt ist (830). Wenn ja, wird die Überwachung der Augenposition des Anwenders und die Einstellung der Rollgeschwindigkeit fortlaufend fortgesetzt. Wenn das Objekt nicht gewählt ist, kehrt der Vorgang zum Anfang zurück. Dies ermöglicht, daß anhand der Stellung der Augen des Anwenders im Sichtfenster ein Rollen mit veränderlicher Geschwindigkeit ausgeführt wird.
Fig. 9 ist ein Ablaufplan der Steuerung der Augenverfolqungseinrichtung zum Seitenwechsel. Wenn ein Objekt als Brennpunkt der Aufmerksamkeit des Anwenders gewählt wurde (900), wird die Position des Blicks des Anwenders in bezug auf die Oberkante und die Unterkante einer Seite bestimmt (910). Wenn sich die Augen des Anwenders innerhalb von N Zeilen der Oberkante oder der Unterkante der Seite nähern, wird eine Änderung der Anzeigefarbe erfolgen, um anzuzeigen, daß man sich einer Seitenwechselgrenze nähert und daß ein Seitenwechsel unmittelbar bevorsteht (920). Wenn die Stelle des Blicks eines Anwenders für eine entsprechende Zeitdauer auf einem Bereich oder einer Schaltfläche "Seite abwärts" oder auf einem Bereich oder einer Schaltfläche "Seite aufwärts" gerichtet ist, wird eine neue Textseite angezeigt. Das heißt, eine Funktion "Seite aufwärts" oder "Seite abwärts" wird ausgeführt.
Als Wahlmöglichkeit kann es erwünscht sein, eine Kopie der Textzeile von der Unterkante einer Seite an der Oberkante der nächsten Seite als eine Möglichkeit einzuschließen, die Fortsetzung des Denkvorgangs während der Ablenkung, die durch den Seitenwechsel verursacht wird, sicherzustellen.
Fig. 10 ist ein Ablaufplan der Steuerung der Augenverfolgungseinrichtung unter Verwendung von Rollobjekten, die durch Augen aktiviert werden.
Wenn ein Objekt gewählt ist, wird wie zuvor die Position des Blicks eines Anwenders bestimmt (100). Wenn die Blickstelle für eine entsprechende Zeitdauer auf einen Bereich "Rollen aufwärts" oder auf einen Bereich "Rollen abwärts" gerichtet ist, werden die angezeigten Informationen in die Richtung gerollt, die durch die Bereiche "Rollen aufwärts" oder "Rollen abwärts" angezeigt wird (1020).
In der gezeigten Weise kann die Aktivität der Augen des Anwenders beim normalen Lesevorgang verwendet werden, um die Rollgeschwindigkeit, die Rollrichtung und den Seitenwechsel auf solche Arten zu steuern, die die Unzweckmäßigkeit und die Ablenkung sowie weitere Probleme, die mit den Rolltechniken des Standes der Technik verbunden sind, eliminieren.
In dieser Offenbarung ist lediglich die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gezeigt und beschrieben, wie zuvor erwähnt wurde ist es jedoch selbstverständlich, daß die Erfindung in zahlreichen weiteren Kombinationen und Umgebungen verwendet werden kann, und Änderungen oder Modifikationen, die im Umfang des erfinderischen Konzepts liegen, das durch die Ansprüche ausgedrückt wird, aufweisen kann.

Claims

1. Vorrichtung zum Steuern von Informationen auf einer Anzeige, mit:

einem Computer;

einer Anzeige (120), die an den Computer angeschlossen ist;

einer Augenverfolgungseinrichtung (190), die an den Computer angeschlossen ist, um eine Stelle (510, 515, 520, 530) auf der Anzeige zu erfassen, auf die die Augen des Anwenders blicken; und

einem Controller (150), der den Informationsgehalt auf der Anzeige als eine Funktion der Stelle ändert, dadurch gekennzeichnet, daß der Controller so beschaffen ist, daß er den Informationsgehalt auf der Anzeige durch Rollen mit einer Geschwindigkeit, die eine Funktion der Beziehung zwischen der Stelle und einer Referenzposition ist, ändert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Funktion eine lineare Funktion ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Funktion eine Exponentialfunktion ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Funktion eine unstetige Funktion ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der Übergänge zwischen Bereichen der unstetigen Funktion geglättet sind, so daß Änderungen der Rollgeschwindigkeit ohne wesentliche Ablenkung des Anwenders erfolgen.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Controller ferner so beschaffen ist, daß er den Informationsgehalt auf der Anzeige durch Seitenwechsel ändert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der der Seitenwechsel durch einen Anwender eingeleitet wird, der für eine bestimmte Dauer auf einen bestimmten Bereich des Bildschirms (420, 430, 520, 530) blickt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der das Rollen in einer Seite durch einen Anwender erzielt wird, der für eine bestimmte Dauer auf einen bestimmten Bereich des Bildschirms (510, 515) blickt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, bei der der bestimmte Bereich des Bildschirms ein Icon umfaßt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei der der Controller ferner so beschaffen ist, daß er die Anzeigefarbe ändert, wenn sich das Auge des Anwenders einer Seitengrenze nähert.

11. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der der Controller ferner so beschaffen ist, daß er ein Objekt (300) auf der Anzeige entsprechend einer Stelle auf der Anzeige, auf die die Augen des Anwenders blicken, wählt, wobei der zu ändernde Informationsgehalt den im Objekt angezeigten Informationsgehalt umfaßt.

12. Verfahren zum Steuern von Informationen auf einer Anzeige (120) eines Computers, der eine Augenverfolgungseinrichtung (190) besitzt, mit den folgenden Schritten:

Identifizieren einer Stelle auf der Anzeige, auf die die Augen eines Anwenders gerichtet sind, und

Ändern des Informationsgehalts auf der Anzeige als eine Funktion der Stelle, gekennzeichnet durch das Ändern des Informationsgehalts durch Rollen mit einer Geschwindigkeit, die eine Funktion der Beziehung zwischen der Stelle und einer Referenzposition ist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, umfassend das Wählen eines Textobjekts anhand der Stelle.

14. Verfahren nach Anspruch 13, ferner mit dem folgenden Schritt: Ändern des Informationsgehaltes, der in dem Textobjekt angezeigt wird, als eine Funktion der Stelle.

15. Verfahren nach Anspruch 14, ferner mit dem folgenden Schritt: Aufheben der Auswahl des Textobjekts, wenn die Augen eines Anwenders das Textobjekt für eine bestimmte Zeitdauer verlassen.

16. System zum Anzeigen von Informationen, mit:

einem Netz; und

mehreren Computern, die an das Netz angeschlossen sind, wobei wenigstens einer der Computer eine Augenverfolgungseinrichtung (190) besitzt und so beschaffen ist, daß er eine Stelle auf einer Anzeige (120), auf die die Augen eines Anwenders blicken, erfaßt und den Informationsgehalt auf der Anzeige als eine Funktion der Stelle ändert, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Computer so beschaffen ist, daß er den Informationsgehalt auf der Anzeige durch Rollen mit einer Geschwindigkeit, die eine Funktion der Beziehung zwischen der Stelle und einer Referenzposition ist, ändert.

17. Computerprogrammprodukt zum Steuern von Informationen auf einer Anzeige (120) eines Computers, der eine Augenverfolgungseinrichtung (190) besitzt, umfassend:

ein Speichermedium;

ein Computerprogramm, das in dem Speichermedium gespeichert ist, und Befehle enthält, die eine Stelle auf der Anzeige, auf die die Augen eines Anwenders gerichtet sind, identifizieren und den Informationsgehalt auf der Anzeige als eine Funktion der Stelle ändern, dadurch gekennzeichnet, daß das Computerprogramm Befehle enthält, die den Informationsgehalt auf der Anzeige durch Rollen mit einer Geschwindigkeit, die eine Funktion der Beziehung zwischen der Stelle und einer Referenzposition ist, ändern.

18. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 17, bei dem das Computerprogramm Befehle enthält, die ein Objekt auf der Anzeige auswählen und den Informationsgehalt, der im Objekt angezeigt wird, als eine Funktion der Stelle ändern.