JP2019532444A - 仮想光線を用いたオブジェクト制御 - Google Patents
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Abstract
Description
以下の出願済みの仮特許出願に基づき、優先権を主張する。
・米国仮出願第62/378,486号、2016年8月23日出願、「多因子認証強度可変型の均一認証方法を用いた権利付与および身元確認のためのセキュアハブ」
・米国仮出願第62/378,494号、2016年8月23日出願、「仮想機密情報隔離施設」
・米国仮出願第62/378,498号、2016年8月23日出願、「三次元空間における実オブジェクトおよび仮想オブジェクト用のユニバーサル・コントローラ」
・米国仮出願第62/397,226号、2016年9月20日出願、「独立した物理スペース間での仮想オブジェクトの制御および移動方法を含む、実三次元空間における共通座標系に参照された拡張現実のシステム」
・米国仮出願第62/491,048号、2017年4月27日出願、「同延現実システム」
上記の各仮特許出願の内容および教示は、その全体を参照により本明細書に援用する。
・タッチスクリーン310:プログラム可能なタッチスクリーン。
・共通アクション・ダイナミックバックライトパッド312:選択されたオブジェクトのほとんどの共通アクションの制御。
・左多機能ボタン320a:選択/ナビゲーションボタン。
・右多機能ボタン320b:選択/ナビゲーションボタン。
・狭視野カメラ330:写真、ビデオ、マッピング、またはゲーム用の光ファイバー、光導体、またはそのほかの狭視野カメラ。
・自撮りカメラ332:生体認証に用いることができる。
・通信用スピーカー340:電話またはそのほかのオーディオ機能用のスピーカー。
・マイク342:音声コマンド、音声ID(認証)、電話、および/またはそのほかのオーディオ用途。
・面一接続ローカルインターフェース350:双方向性ビデオゲーム装置のインターフェース。
・指紋センサ360:生体認証入力。
・無線インターフェース410:Wi−Fiおよび/またはBluetoothインターフェース。
・ユーザインターフェース420:図3に示すタッチスクリーン310、各種のボタン、および制御のハードウェアおよびソフトウェア対応。
・測定回路430:慣性計測装置(IMU)など、携帯用コントローラ120の方向を測定する方向測定回路。
・加速度計(1以上)440:携帯用コントローラ120の加速度を測定する。加速度計(1以上)は、測定回路430の一部として設けてもよく、または別途設けてもよい。
・プロセッサ450:関連する処理ハードウェアと合わせてデータ処理を行う1以上のマイクロプロセッサおよび/またはマイクロコントローラ。
・メモリ460:1以上のROM(リードオンリーメモリ)などの不揮発性メモリ、フラッシュドライブ、および/または磁気ディスクドライブ、ならびにRAM(ランダムアクセスメモリ)などの揮発性メモリ。
・バッテリ470:携帯用コントローラ120に電力を供給するバッテリ。再充電可能であってもよいし、使い捨てであってもよい。
・十字キー:方向パッド。用途によって一次元または二次元モードで用いられる。一次元モードでは、十字キーは、仮想光線130に沿ってホログラフィック・カーソル1220までの距離を定義することができる。例えば、このモードで十字キーを操作することで、ホログラフィック・カーソル1220を、方向1230、すなわち仮想光線130に沿って前後に移動させることができる。二次元モードでは、十字キーは、クリック・トゥ・キャプチャ機能520(図5)と関連して用いて、二次元平面でホログラフィック・カーソル1220を動かすことができる。
・選択ボタン:選択ボタンは、オブジェクトの選択および選択解除に用いられる。
・スライス平面ボタン:スライス平面の定義に用いられる。スライス平面は、仮想光線130に直交する。矢印1240は、スライス平面の例を示す。一例では、3Dヘッドセット1110は、ユーザ110とスライス平面1240との間にある仮想コンテンツをユーザの視線から隠すよう構成される。スライス平面1240と交差するホログラムは、可視状態にされ、現在選択可能となる。通常、スライス平面の背後のホログラムも可視状態にあるが、通常は選択できない。
・回転ボタン:ユーザ110は、一つのホログラムを、そのホログラムがユーザが望むように物理空間にフィットするよう、またはユーザがそのホログラムの特定の部分を見ることができるよう、回転することができる。ユーザ110は、ホログラムの集まりを、その集まりをよく見ることができるように、回転しようとしてもよい。
・メタデータボタン:メタデータボタンは、通常のウィンドウズ(登録商標)OS(オペレーティング・システム)マウスの右ボタンに対する3Dで類似したものである。ホログラムがメタデータ制御ポイントを有することにより、同様の効果を実現することができる。
・オブジェクトの選択:仮想光線130上にある現実または仮想の第1オブジェクトにホログラフィック・カーソル1220を置く。カーソル1220がホログラフィック・アイコンの上に来ると、アイコンにフォーカスが合う。アイコンにフォーカスが合っている間にユーザが選択ボタンを押すと、フォーカスが固定される。これは、カーソル1220がオブジェクトから外れてもアイコンにフォーカスが合ったままになることを意味する。
・オブジェクト群の選択:境界ボックスを生成することによりオブジェクト群が選択される。
・オブジェクト群へまたはオブジェクト群からオブジェクトを追加または削除:ここで、任意のオブジェクト群へのフォーカスが固定されている。そして、ユーザ110が、別のオブジェクトまたはオブジェクト群に固定フォーカスを追加または削除したいと考えることができる。ウィンドウズOSでは、アイコンまたはアイコン群をオブジェクト群へのまたはオブジェクト群からの追加削除を可能にする選択を行う間、制御キーを押下してホールドする。キーボードを使用可能な場合、この方法が機能し続ける。ただし、ユーザ110はキーボードを使用可能でないこともあるため、別のオプションが必要となる。メタデータボタンは、機能的オプションおよびメタデータのドロップダウン・リストを提示する。これらのオプションの一つには「制御」という名前がつけられる。メタデータボタンがもう一度押下されると、制御オプションだったものには「制御解除」という名前がつけられる。これにより、余分なボタンまたは別の物理インターフェースを追加することなく、アイコンの追加および削除についてなじみのある経験がもたらされる。
・選択対象を移動する:ユーザ110は、一般に、二つの異なる理由から3D空間でアイコンを移動させたいと考える。まず一つはアイコンの再配置である。二つ目は、ユーザ操作のために一つを選択することができるようにするため、アイコン群を移動させることである。ウィンドウズOSでは、全てのアイコンがユーザに同じように見えるように2D平面上に配置されるため、この二つ目の概念は必要でない。3D空間では、ユーザがアイコンを差別化することができるようにするためだけにアイコンを移動させる必要が出てきてもよい。一例では、選択の移動は十字キーを押すことにより、行われる。十字キーは、スライスボタンが押下されない限り、一次元的である。この選択(すなわち、フォーカス固定されたアイコン群)は、選択時の距離に等しい距離で仮想光線130までジャンプする。そして、携帯用コントローラ120を動かすことにより、3D空間内でこの選択が仮想光線130に追従することになる。十字キーを用いることにより、選択を仮想光線130の光路上を遠近方向に移動させることになる。選択をもう一度押下することにより、移動プロセスが終了し、選択されたオブジェクトはフォーカスが固定されたままとなる。
・選択対象を回転:ユーザは、回転ボタンをまず押下してホールドすることにより選択を回転させる。回転ボタンが押下されている間、3D空間内での携帯用コントローラ120の回転が、選択の回転を制御する。回転ボタンを押下するとき、携帯用コントローラ120が選択の方を向いている必要はない。手首は全方向に360度自由に回転することはできないため、ユーザは、選択を所望の方向に向けるため、回転解除を数回押下することになる。選択の回転に対するマウスの回転の度数の割合は、ユーザまたは用途の必要要件によって柔軟性がある。
・選択対象を配置:ホログラムを移動させる理由が二つあるため、一般に、ホログラムの新しい位置への配置は自動的に行うことができない。ユーザ110が、選択を配置せずにこの選択から固定フォーカスを外す場合、選択は元の位置に戻る。ユーザは、メタデータボタンを用いてドロップダウンメニューの位置選択を選択することって選択を配置する。
・スライス平面:スライス平面は、オブジェクトを3D空間内でサーチする方法である。ユーザは、スライス平面ボタンを押下する。ユーザは、携帯用コントローラ120を向けて仮想光線130の方向を選択する。スライス平面1240は、カーソル1220がある場所に仮想光線130に直交して形成される。また、ユーザは、十字キーを用いてユーザからスライス平面1240までの仮想光線130上の距離を決定する。ユーザがスライス平面1240の配置に満足すれば、ユーザはスライス平面ボタンを押下して平面をロックする。選択が行われない場合、スライス平面1240は全てのアイコン(ホログラム)と相互作用を行う。選択が行われる場合、スライス平面1240は選択に含まれるオブジェクトとのみ相互作用を行う。スライス平面1240の動作は以下の通りである。スライス平面1240とユーザとの間のアイコンは表示されない。スライス平面1240と交差するアイコンは、フォーカスが明るく,または強調されて表示される。スライス平面の背後のアイコンは、フォーカスが弱くなる。スライス平面がロックされた後、ユーザは、携帯用コントローラ120をスライス平面上の選択に向ける、または二次元モードで十字キーを使用することにより、平面の範囲にかかるカーソルを制御することができる。
・有効化:これは、ウィンドウズOSにより、ファイルを開いたりアプリケーションを開始したりすることと同義である。標準のマウスとの一貫性のために、選択ボタンのダブルクリックとなる。
・表示の変更:ユーザは、選択の表示を3D表示から他のフォーマットでのアイコン群の表示に変更することができる。これは、メタデータボタンの押下により実現する。このアクションを起こすために、マウスにより、選択をポイントする必要はない。ユーザは、選択肢のリストから別の表示を選択する。選択されると、適切な表示が現われる。例としては、標準的なファイル名のウィンドウのようなラベル付きリスト、および平面上のホログラムのグリッドがある。
Claims (24)
- 携帯用コントローラを用いて3D(三次元)空間のオブジェクトを制御する方法であって、
複数の制御可能オブジェクトと前記3D空間における前記制御可能オブジェクトの制御位置とをそれぞれ関連付けるオブジェクトデータベースを格納し、各制御位置は前記3D空間における対応する領域を表し、当該領域に前記携帯用コントローラを向けて対応する制御可能オブジェクトを制御することができ、
前記3D空間における前記携帯用コントローラの位置を測定し、
前記3D空間における前記携帯用コントローラの方向を測定し、
前記携帯用コントローラの測定された位置と前記携帯用コントローラの測定された方向とを結合して、原点が前記携帯用コントローラの測定された位置におかれ方向が前記携帯用コントローラの測定された方向に基づく仮想光線を構成し、
前記仮想光線が前記オブジェクトデータベースの制御可能オブジェクトの制御位置と交差するように前記携帯用コントローラが向けられることに応えて、(i)前記制御可能オブジェクトを制御するユーザ入力を前記携帯用コントローラによって受け付け、(ii)前記ユーザ入力に基づく前記制御可能オブジェクトを制御する制御インストラクションを前記携帯用コントローラから送信する方法であって、
前記方法はさらに、
前記3D空間の物理的特徴を表すマップ情報を格納し、
前記仮想光線が制御位置と交差するオブジェクトのセットの識別子を前記携帯用コントローラによって表示する方法であって、
前記方法は、さらに、前記識別子を表示するとき、前記仮想光線が制御位置と交差するが前記マップ情報により前記携帯用コントローラの視線から隠れることが示されるオブジェクトの識別子をフィルタリングする方法。 - 前記携帯用コントローラの位置の測定は、
前記携帯用コントローラによって、空間内を伝播して複数のアンテナに到達する無線信号を送信し、前記アンテナはそれぞれ前記無線信号を処理して対応する出力を生成し、
前記複数のアンテナからの前記出力を処理して、前記3D空間における前記携帯用コントローラの位置を生成することを含む請求項1に記載の方法。 - さらに、
前記仮想光線が前記制御可能オブジェクトの制御位置と交差する間、前記携帯用コントローラによって、前記携帯用コントローラに前記制御可能オブジェクトの身元をキャプチャするよう指示するキャプチャコマンドを前記携帯用コントローラのユーザから受信し、前記キャプチャコマンドの受信後は前記携帯用コントローラがどこを向いていようと、前記携帯用コントローラを用いたその後の前記制御可能オブジェクトの制御を可能とし、
その後、前記仮想光線が前記制御可能オブジェクトの制御位置と交差しなくなると、前記携帯用コントローラが、前記制御可能オブジェクトを制御するユーザ入力を受信し、前記制御可能オブジェクトを制御する制御インストラクションを送信する請求項2に記載の方法。 - さらに、
前記仮想光線が前記オブジェクトデータベースにおいて識別される複数の前記制御可能オブジェクトの制御位置と交差することに応えて、
前記携帯用コントローラによって、前記複数の制御可能オブジェクトに対して定義された指標のリストを表示し、
前記仮想光線が前記複数の制御可能オブジェクトの制御位置と交差する間、前記携帯用コントローラによって、前記携帯用コントローラに前記複数の制御可能オブジェクトの指標のリストをキャプチャするよう指示する別のキャプチャコマンドを受信し、前記別のキャプチャコマンドの受信後は前記携帯用コントローラがどこを向いていようと、その後の前記複数の制御可能オブジェクトのいずれかの制御を可能とし、
その後、前記仮想光線が前記選択された制御可能オブジェクトの制御位置と交差しなくなると、前記携帯用コントローラが、前記複数の制御可能オブジェクトの一つを選択するユーザ入力を受信し、前記選択された制御可能オブジェクトを制御する請求項3に記載の方法。 - さらに、
(A)前記携帯用コントローラによって以前に制御した制御可能オブジェクトの履歴を格納し、
(B)前記携帯用コントローラにより、前記履歴から選択された制御可能オブジェクトを制御するユーザ入力を受信し、
(C)前記携帯用コントローラから、前記選択された制御可能オブジェクトを制御する制御インストラクションを送信する方法であって、
前記(B)および(C)は、前記仮想光線が前記選択された制御可能オブジェクトの制御位置と交差することなく行われる請求項3に記載の方法。 - さらに、
前記3D空間内のユーザ定義領域に特定の制御可能オブジェクトの制御位置を規定し、前記特定の制御可能オブジェクトの制御位置は、前記携帯用コントローラを向けて前記特定の制御可能オブジェクトを制御する位置である請求項3に記載の方法。 - 前記特定の制御可能オブジェクトは、前記3D空間内の位置を占める電子コントローラに電気的に接続され、
前記特定の制御可能オブジェクトの制御位置は前記電子コントローラの位置と交差しない請求項6に記載の方法。 - 前記特定の制御可能オブジェクトの制御位置の規定は、前記3D空間における前記特定の制御可能オブジェクトの制御位置と前記特定の制御可能オブジェクトとを関連付けるトレーニング手続きを前記携帯用コントローラが実行することを含む請求項6に記載の方法。
- 前記トレーニング手続きの実行は、
前記携帯用コントローラによって、トレーニングする前記特定の制御可能オブジェクトのユーザ選択を受信し、
前記携帯用コントローラが前記3D空間内の複数の異なる位置から前記特定の制御可能オブジェクトの制御位置に向けられると、前記携帯用コントローラによって前記仮想光線の値を取得し、
前記特定の制御可能オブジェクトの制御位置を、前記仮想光線の前記取得された値の3D空間内で交差する領域として計算することを含む請求項8に記載の方法。 - 前記トレーニング手続きの実行は、
前記携帯用コントローラによって、トレーニングする前記特定の制御可能オブジェクトのユーザ選択を受信し、
前記携帯用コントローラが前記特定の制御可能オブジェクトの制御位置に物理的に配置されることにより、前記携帯用コントローラによって、前記3D空間における現在の位置を前記特定の制御可能オブジェクトの制御位置として前記携帯用コントローラに割り当てるよう指示するユーザ入力を受信することを含む請求項8に記載の方法。 - 前記特定の制御可能オブジェクトの制御位置は、空間内の特定の領域にわたり、
前記トレーニング手続きの実行は、
前記携帯用コントローラによって、空間内の前記特定の領域複数の頂点の前記3D空間における位置を取得し、
前記制御位置の3D領域を前記複数の頂点を含む最小の凸形として計算することを含む請求項8に記載の方法。 - 前記特定の制御可能オブジェクトの制御位置は、前記3D空間における対応する位置に複数の独立領域を含み、
前記トレーニング手続きの実行は、
前記携帯用コントローラによって、前記3D空間における前記複数の独立領域のそれぞれの位置を取得し、
前記独立領域の前記取得された3D位置を、前記制御可能オブジェクトの前記制御位置が3D空間における前記複数の独立領域のいずれにも対応するように、前記特定の制御可能オブジェクトの制御位置として統合することを含む請求項8に記載の方法。 - 携帯用コントローラを用いて3D(三次元)空間のオブジェクトを制御する方法であって、
複数の制御可能オブジェクトと前記3D空間における前記制御可能オブジェクトの制御位置とをそれぞれ関連付けるオブジェクトデータベースを格納し、各制御位置は前記3D空間における対応する領域を表し、当該領域に前記携帯用コントローラを向けて対応する制御可能オブジェクトを制御することができ、
前記3D空間における前記携帯用コントローラの位置を測定し、
前記3D空間における前記携帯用コントローラの方向を測定し、
前記携帯用コントローラの測定された位置と前記携帯用コントローラの測定された方向とを結合して、原点が前記携帯用コントローラの測定された位置におかれ方向が前記携帯用コントローラの測定された方向に基づく仮想光線を構成し、
前記仮想光線が前記オブジェクトデータベースの制御可能オブジェクトの制御位置と交差するように前記携帯用コントローラが向けられることに応えて、(i)前記制御可能オブジェクトを制御するユーザ入力を前記携帯用コントローラによって受け付け、(ii)前記ユーザ入力に基づく前記制御可能オブジェクトを制御する制御インストラクションを前記携帯用コントローラから送信する方法であって、
前記オブジェクトデータベースは、前記3D空間における仮想制御可能オブジェクトの制御位置を格納し、
前記方法は、さらに、
前記携帯用コントローラと前記仮想制御可能オブジェクトをホログラムとして描画するよう構成された3Dヘッドセットとの間の電子通信を確立し、
前記仮想光線が前記仮想制御可能オブジェクトの制御位置と交差するように前記携帯用コントローラが向けられることに応えて、前記仮想制御可能オブジェクトを制御するユーザ入力を前記携帯用コントローラによって受け付ける方法。 - さらに、
前記仮想光線の値を前記3Dヘッドセットに送信し、前記3Dヘッドセットが前記仮想光線上に現れるよう投影されたホログラフィック・カーソルを描画できるようにする請求項13に記載の方法。 - さらに、
前記携帯用コントローラによって、前記3Dヘッドセットによって前記仮想光線上に描画された前記ホログラフィック・カーソルの奥行を調整するユーザ入力を受信する請求項14に記載の方法。 - さらに、
前記携帯用コントローラによって、前記ホログラフィック・カーソルがポイントするホログラムを選択するユーザ入力を受信する請求項14に記載の方法。 - さらに、
前記携帯用コントローラによって、前記選択されたホログラムを回転するユーザ入力を受信する請求項16に記載の方法。 - さらに、
前記携帯用コントローラによって、前記選択されたホログラムを移動させるユーザ入力を受信する請求項16に記載の方法。 - さらに、
前記携帯用コントローラによって、前記選択されたホログラムと相互作用を行う選択肢のリストを表示するユーザ入力を受信する請求項16に記載の方法。 - さらに、
前記携帯用コントローラによって、前記仮想光線に直交するスライス平面を生成するユーザ入力を受信し、前記スライス平面が前記携帯用コントローラに前記スライス平面に対するホログラムの位置に基くホログラムの選択を可能とする請求項16に記載の方法。 - 前記携帯用コントローラの方向の測定が、前記携帯用コントローラ120内の測定回路によって行われ、前記携帯用コントローラの方向の測定が、前記携帯用コントローラから分離したサーバ装置によって行われる請求項1に記載の方法。
- オブジェクトを制御する携帯用コントローラであって、
ユーザインターフェースと、
無線通信インターフェースと、
3D(三次元)空間における前記携帯用コントローラの方向を測定するよう構成された測定回路と、
プロセッサのセットと、
メモリと、
を備え、
前記プロセッサのセットと前記メモリとは合わせて制御回路を形成し、前記制御回路は、
前記測定回路に前記携帯用コントローラの方向の測定を行うよう指示し、
前記無線インターフェースに前記携帯用コントローラの方向の測定を伝達する信号を含む無線信号を複数のセンサに送信して、(i)前記複数のセンサによって受信される前記無線信号に基づいて、測定される前記携帯用コントローラの位置を有効化し、(ii)それぞれ、原点が前記携帯用コントローラの測定された位置におかれ方向が前記携帯用コントローラの測定された方向に基づく、複数の仮想光線を生成するよう指示し、
前記仮想光線の一つと交差する制御可能オブジェクトを識別し、
前記無線インターフェースに前記識別された制御可能オブジェクトを制御する制御インストラクションの送信を指示するよう構成される制御回路であって、
前記無線信号を送信するよう構成された前記制御回路は、さらに、無線パケットのセットを送信するよう構成され、前記無線パケットのセットは、それぞれ、(i)前記携帯用コントローラの対応する位置測定の基礎としての役割を果たし、(ii)前記対応する無線パケットの送信から数ミリ秒以内に行われた対応する前記携帯用コントローラの方向の測定を含む、携帯用コントローラ。 - さらに、
加速度計のセットを備え、
前記制御回路は、さらに、
前記加速度計のセットからの出力に基づいて、前記無線インターフェースに無線パケットの送信を指示するレートを変化させ、加速度のレベルが高い場合は前記レートが高く、加速度のレベルが低い場合は前記レートが低くなるよう構成される請求項22に記載の携帯用コントローラ。 - 前記携帯用コントローラは、(i)銃、(ii)剣のうち、一つに類似した外見を有する請求項23に記載の携帯用コントローラ。
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