专利名称：：具有浏览并与万维网交互的头戴式显示器的移动全球虚拟浏览器的制作方法
技术领域：
：本发明满足向移动用户提供全交互的网络浏览体验的需求。具体而言，本公开描述了一种交互系统及方法，其允许移动的网络(web)用户浏览、参与在线游戏，通常经由利用大虛拟彩色显示屏的移动装置的新用户接口与万维网及其他用户交互。
背景技术：
：目前，移动用户要看网络内容，就必须凝视移动蜂窝设备上的小LCD屏幕。本公开的系统和方法扩大了感知屏幕，并能使用户体验丰富的听觉/视觉网络冲击。该公开系统是使用下一代智能电话的一种移动的、全球服务，用于播放在线游戏以及与万维网(WWW)进行交互。该系统能够被看作始终在线、始终可用的WWW服务，其通过使用液晶显示器(LCD)眼镜为智能电话的用户提供克服当前智能电话可视限制的能力。目前，蜂窝电话的用户必须凝视一个小的液晶屏幕，来访问和查看相对于丰富的万维网内容而被大大缩小了的网页。在这些初步的网页上，只有基本的文本。智能电话LCD屏幕的小尺寸，是当前技术受此削弱限制的主要原因。在可预见的未来，这将不会改变，因为制造商正在降低而不是增加它们的硬件空间面积。本公开系统将允许用户在他们的前面看到大小与大尺寸电视机屏幕一样的虛拟屏幕。大大增加感知屏幕的真实区(realestate)考虑了许多可能性，包括令人惊奇的游戏真实性、深度沉浸的万维网交互、流式电影、运动、以及视频、视频会议、可视虚拟数字技术，以及许多其它可能性。系统需要下一代智能电话、带有立体声扬声器的LCD眼镜、手指指点设备、数据输入笔、或数据手套、蜂窝头戴式耳机、以及第三代(3G)(或4G)无线运营商(wirelesscarrier)、IP语音(VoIP)提供商、或者如果无法使用或不需要蜂窝信号时，则在线游戏就需要诸如WiFi(处于同一建筑内)或Wi-Max(处于同一城市内)之类的无线局域网(LAN)技术。相关现有技术包括世界知识产权组织专利W02005/054782Al:MobileGeographicInformationDisplaySystem;美国公开20020015008:ComputerSystemandHeadset-MountedDisplayDevice;美国公开20030092384:PiconetworkRadiotelephoneInterfacesforVehiclesIncludingWirelessPointingandDisplayDevices;美国公开20030160736:PortableHeads-upDisplayforVehicle;美国公开20050096096:WirelessCommunicationsSystemsforMasksorHelmets;美国专利4,636,866:PersonalLiquidCrystalImageDisplay;美国专利5,509,048-RadioTransceiverwithInterfaceApparatusWhichVisuallyDisplaysInformationandMethodTherefor;美国专利5,556,224:RadioFrequencyCommunicationDeviceIncludingMirroredSurface;美国专利5，969，698:ManuallyControllableCursorandControlPanelinaVirtualImage;美国专利5,977,950:ManuallyControllableCursorinaVirtualImage;美国专利6,073,033:PortableTelephonewithIntegratedHeads-upDisplayandDataTerminalFunctions;美国专利6,091,376:MobileTelephoneEquipmentwithHead-upDisplay;美国专利6,091,546:EyeglassInterfaceSystem;美国专利6,697,721:SafetyDevicesforUseinMotorVehicles;美国专利6,747,611:CompactOpticalSystemandPackagingforHeadMountedDisplay;以及，美国专利6,941,248:SystemforOperatingandObservingMakingUseofMobileEquipment在这些现有技术中，没有一个公开了允许移动用户享受全web体验的此系统的唯一组合。
发明内容本发明是一种在移动时浏览并与万维网及其他用户交互的新系统及方法，包括下列组件1)包括但不限于黑莓、个人数字助理、平板PC、或智能电话的移动通信设备；2)包括但不限于LCD(液晶显示器)眼镜、三维护目镜、有机LED(发光二极管)面板的特制眼镜和/或观看表面；3)包括但不限于数据手套、数据输入笔、手指传感器、或作姿势设备(gesturingdevice)的数据输入设备；4)移动通信设备头戴式耳机；以及5)第三代或更强大的无线运营商或IP语音提供商，和/或如果蜂窝信号无法使用或不需要，则玩在线游戏所需的诸如WiFi(在同一建筑内)或Wi-Max(在同一城市内)的无线局域网(LAN)技术。目前，移动用户要看网络内容，就必须凝视移动蜂窝设备上的小的液晶屏幕。本发明的系统及方法扩大了感知的屏幕，并能使用户体验丰富的听觉/视觉网络冲击。此外，目前用户必须摸索着使用不舒适的小键区来拨号、发送短信消息、导航菜单、以及输入数据。本发明的系统及方法向用户提供了全新的界面。本发明的一个目的在于，提供一种在移动时访问万维网的系统及方法，其经由大的虚拟彩色屏幕和立体声来观看并与网络或其他用户交互。本发明的又一目的在于，允许用户不受小的移动设备LCD屏幕的限制而享受丰富的万维网视听。本发明的再一目的在于，提供一种诸如美式手语(AmericanSignLanguage)或其他惯例设计的手势信号语言的手语命令，用于与该系统交互并控制系统。本发明的另一目的在于，提供一种语音控制的命令语言，用于与该系统交互并控制系统。本发明的另一目的在于，提供一种绕开当前手持机小键区的输入、发送以及接收文本消息或SMS消息的方法，其通过如下实现允许使用手势命令和语言命令进行电话拨号，以及接受呼叫、拒绝呼叫、改变线路、开会、警告接收到语音邮件或文本或SMS消息时以及谁发的，包括容易经由手势命令或语音提出的预定消息。本发明的再一目的在于，提供一种由语音或手势激活的屏幕覆盖技术，该语音或手势用字母数字、符号、或彩色标志符标记每个可能的虛拟屏幕选项(超链接、光标移动、选择、输入等)并使用户能够通过语音、姿势、或眼睛焦点立即选择所述选项。本发明的还一目的在于，提供一种在移动时在带有立体声的大的虛拟彩色屏幕上观看流式电影、运动、和视频的系统及方法。本发明的又一目的在于，提供一种在移动时在带有立体声的大的虚拟彩色屏幕上玩在线的、实时的多人游戏的系统及方法。本发明的又一目的在于，提供一种在移动时在带有立体声的大的虚拟彩色屏幕上召开视频会议的系统和方法，该系统和方法还可以通过在移动时向移动用户提供创建和编辑文件以及电子数据表的能力而无需计算机，促进移动工作者的生产率。6本发明的再一目的在于，提供一种在移动时在带有立体声的大的虚拟彩色屏幕(尽可能是立体的图形)上与地理i分开的多人同时体验3见听虚拟假期的系统及方法，该系统和方法通过观看屏幕上的地图、指向地图进行选择、以及预订成套内容(package)来预订虚拟假期。本发明的又一目的在于，提供一种在移动时经由带有立体声的大的虛拟彩色屏幕来观看和收听博物馆的数字艺术品的系统及方法。本发明的又一目的在于，提供一种在移动时经由大的虛拟彩色屏幕和立体声来构建和与立体虛拟世界及社会化世界进行交互的系统及方法。本发明的再一目的在于，提供一种在移动时经由大的虛拟彩色屏幕和立体声允许用户组合(assemble)和组织他们的虚拟数字生命的系统和方法，其中，人的接触可在虛拟屏幕上提高(pullup)并且经由语音、眼睛聚焦或手势命令激活。本发明的再一目的在于，提供一种经由大的虛拟彩色屏幕和立体声来查看全球定位系统数据的系统和方法，其允许用户查看和收听期望目的地的餐馆、交通报告、当前位置、导航方向等的精确详细的数据。本发明的再一目的在于，提供一种经由带有立体声的大的虛拟彩色屏幕参与不受地理约束的社会团体网络的系统和方法，该系统和方法通过具体表述或数字偏好以及人造语音(voiceartifact)实时与虛拟网民进行交互。为了充分了解本发明的目的和特性，应该结合附图参考下列详细说明。为了充分了解本发明的目的和特性，应该参照附图，其中图1示出了具有组件及其输入和输出的常规系统的总图；图2示出了第一代系统下的典型用户，该第一代系统使用了正戴着的控制器；图3示出了较优的第二代系统下的典型用户，该第二代系统用软件代替控制器且直接运行在智能电话或移动电话上。图中所示的附图参考数字如下10-智能电话或移动设备12-控制器(基于微处理器的)14-电话/控制器接口16-具有立体声扬声器的头戴式显示器18-头戴式显示器/控制器接口20-头戴式耳机22-头戴式耳机/控制器接口24-数据手套或指点设备26-数据手套/控制器接口具体实施例方式系统的重要方面在于它是移动的，并且不需要计算机来工作(例如，无需便携计算机)。此外，相对于小LCD屏幕和当前移动设备接口过时的键区而言，该移动设备接口是全新的用户接口，并且类似于微软公司的磁盘操作系统(DOS),这是与称为Windows的其图形用户界面相比而言的。而且，虽然该系统围绕着当前存在的现有组件而构建，却由本领域技术人员可以实现的硬件和软件接口来集成。移动用户需要相对最小的额外设备一一可视化所需的设备是光滑的LCD眼镜。为与该系统交互，数据手套、虚拟鼠标、或数椐输入笔可用于通过在空中(intheair)使用输入设备形成字符、数字等，完成任意形式的文本，其中，系统分析并翻译成屏幕/文件上的文本，以允许浏览网络。小的头戴式耳机，诸如带有耳塞式耳机(earbud)的头戴式耳机，用于立体声。可以实现由地理上分开的玩家进行的在线游戏，具有实时的反馈，而无需庞大的游戏机(gamingconsole)，例如PS3或Xbox360。最佳的移动设备(尤其是智能电话)装备有机栽(onboard)RAM、蓝牙、8GBHDD、USB端口、以及集成的GPS能力。所有组件需要具有它们自己的电源，或者由USB总线(或其他)供电，以便维持移动性。用于检索系统的无线LAN能力更新互联网等。如果互联网连接不可用，则WiFi将允许玩家在建筑物或同一房间内交互。Wi-Max能力将允许玩家在没有蜂窝连接的情况下在同一城市内玩在线游戏。如图3优选实施例所示，为使用该系统，用户使用了下列组件1)移动通信设备，包括但不限于黑莓、个人数据助理、平板PC、或智能电话(10)，该设备与第三代或更强大的无线运营商或IP语音提供商相连，用于无线网络接入。具体而言，在此情况下，三星(Samsung)SGH-i310智能电话附着于该个人，以允许通过一个或多个数据手套(24)进行"免提"操作，不过如本领域技术人员所公知的，可以使用其他的移动通信设备；2)结合了本领域技术人员所知的特制眼镜或各种观看表面的显示器设备U6)，包括但不限于LCD(液晶显示器)眼镜、三维护目镜、或有机LED(发光二极管)面板。在此情况下，i-目艮镜("glasses)(16)安在头上，其中，LCD屏幕置于用户眼睛的前面；3)数据输入设备(24),包括但不限于本领域技术人员所公知的数据手套、手指传感器、数据输入笔、或其他的手势设备。在示出的优选实施例中，戴上了(一个或多个)5DT数据手套(24);以及4)与SGH-i310智能电话(10)兼容的移动通信设备头戴式耳机(20),放在耳朵上。操作中，i-眼镜视频显示器(16)通过智能电话(10)的TV-OUT插孔与三星SGH-i310智能电话(10)接口。智能电话(10)设备支持通过与输出电缆端接的电缆的NTSC和PAL输出信号。这些电缆连接i-眼镜(16)，并且可能需要适配器以便从复合视频去往视频眼镜(16)上的S-video输入，如本领域技术人员所公知的。头戴式耳机(20)通过蓝牙网络技术(22)进行无线连接。类似地，(一个或多个)数据手套(24)经由蓝牙技术通过数据手套"集线器"连接智能电话(10)。如图1可替换实施例所示的操作中，SGH-i310智能电话(10)用于经由服务供应商连接互联网，与平常无异。然而，用户观看的图像是虚拟的彩色屏面，其"浮动，，在人的前面并显现为可观尺寸的大屏幕。例如，在13英尺处用户感知到70'，屏幕。此图像再现在显示器(16)的公知的视差和转换软件的作;:图像显现为大的彩色屏面:'还可以使用特殊镜子(例如，半涂银的)，其能够提供眼睛追踪能力，该眼睛追踪能力将允许注视虛拟屏幕的特定点的用户进行选择。光标或者箭头显现在屏幕上，就象正常计算机屏幕看起来一样。SGH-i310智能电话(10)的TVOUT端口驱动显示设备(16)和音频组件。如本领域技术人员所公知的，当前的视频标准用于驱动显示设备(16)，而当前的音频格式标准用于驱动音频组件。具有数椐输入设备(24)的手指或手的运动和定位(姿势追踪)，有利于浏览器中的运动。运动和定位被系统转换，以便在虛拟屏幕U6)上移动虛拟光标或者指示器(pointer)。软件驱动器用于移动光标，非常象定位个人计算机的计算机鼠标。空间定位是相对的，并可采用身体传感器。首先，数椐输入设备(24)使用相对定位，从而手可以在立体空间中被定位，并且系统将把虚拟屏幕光标位置转换为位于虛拟屏幕的真实区内。一旦位置稳定了一个短时期，则在虛拟屏幕上直接追踪手后续的运动。这给予了用户在三维空间中任何地方放置数据输入设备(24)并开始导航的灵活性。手势追踪硬件的一些示例是安在手指上的磁性圏(通过其磁场被跟踪)；安在手指、手或胳膊上的收发机，其发送由控制器(12)或移动设备(10)捕荻的用于定位和移动的已知信号；或者向控制器(12)或者移动设备(10)发送其位置和手势(gesturing)数据的数据手套设备(24)。此外，身体传感器可以战略性定位并用于作姿势(gesturing)。通过使用磁性圏或者数据手套(24),手指关节还可以变得更为方便。屏幕覆盖帮助特征通过手语命令或者语音命令激活。首先，手语命令使用美式手语的子集，不过如本领域技术人员所公知的，其他的手语命令可以从ground-up来构建。系统用视觉提示用户所有可用的选项或者选摔的数字字母、颜色、或符号数据，来叠加直观的标记方案。用户可视地检查屏幕(16)以便确定他们想要激活或者选择的选项。用户能够指向该符号以执行该动作，或者可以说出他们的选择，其将通过语音识别子系统起作用。通过使用眼睛追踪技术，例如利用镜子或者激光，还可以通过用户的视觉焦点做出选择。如本领域技术人员所公知的，需要非常大的带宽来承载无线信号的所有视频和数据成分。该系统被设计成使用任何带宽进行工作，并在第三代无线网络增加它们的带宽容量或者通向第四代网络时，将在功率上迁移(migrateinpower)。语音、视频、以及数据需要被无线地承栽。移动设备计算能力将主要取决于中央处理单元(CPU)和存储限制。下一代ARM或者具有2千兆字节的RAM的移动奔腾(Pentium)处理器可在移动设备(IO)中用于驱动计算。专门的操作(图形、语音识别、空间定位、视频编码/解码、姿势识别)通过编码和烧制到EPROM(电可编程只读存储器)，可以从移动设备卸栽。该硬件解决方案比其等效软件更快。替换实施例包括如下1)如图1和2所的硬件控制器设备(12)用作中央控制点，以便通过硬连线的电缆而不是在智能电话(10)本身上运行专用软件来接口全部设备；2)头戴式显示器(16)可以是三维护目镜，而不是LCD眼镜；3)显示器(16)可以是有机发光二极管(OLED)表面；4)显示器(16)可以是先进光学隐形眼镜；5)显示器(16)可以是全息或者基于干涉的图像；6)显示器(16)可以是人视网膜，其运用纳米技术或者其他先进的生物技术将数字视频信号传送到视觉神经；7)数据输入设备(24)可以是虚拟的鼠标器、指点设备、或者身体传感器，而不是数据手套(24);8)系统互连可以是有线的，而不是无线的；9)手语命令输入可以替换为或者添加语音识别技术；10)智能电话(10)设备可以被平板个人计算机所替代；11)移动蜂窝设备(10)可以用基于卫星的通信设备替代；以及12)姿势追踪可以使用激光来检测眼球运动和位置。在图l和2所示替换实施例的操作中，接口电缆(14)连接移动通信设备(10)和控制器设备(12)。控制器(12)执行所有的操作来控制在移动通信设备(10)、显示设备(16)、设备头戴式耳机(20)、以及数据输入设备(24)之间的接口。第二电缆(音频/视频)(18)连接显示设备(16)和控制器(12)。第三电缆(数据)(26)连接数据输入设备(24)与控制器(12)。在系统的此替换实施例中，无线技术(22)用于连接头戴式耳机(20)与控制器设备(12)。所有其他连接将使用有线连接。本发明的优选实施例采用了无线局域网协议，例如如上所述并在图3所示的蓝牙、WiFi、或者Wi-Max。该优选实施例的系统组件(SC)包括1)i-眼镜视频头戴式显示器(16)(LCD眼镜)；2)三星SGH-i310智能电话(10)或者相似的设备(诺基亚N95,三星SCH-A990);3)兼容SGH-i310的标准蓝牙头戴式耳机(20);4)5DT数据手套超级系列(如果将使用虚拟鍵区则需要两个)；以及5)数据手套的5DT无线套件(Kit)，不过本领域技术人员能够轻松预见实现于此公开的系统及方法的类似组件。下面是上述优选实施例系统组件的规格，但是本领域技术人员能够轻松预见实现于此公开的系统和方法的其他规格SC1-i-眼镜视频头戴式显示器(16)(LCD眼镜)iiI-O显示器系统，MenloPark,CAa)每个显示器1.44百万个像素b)13英尺处虛像尺寸为70"c)24位的颜色深度d)PAL/NTSC组合或者S-video(S-视频)输入缩放成800x600e)音频全立体声f)重量7盎司g)电源电池/与锂聚合物电池打包的充电器-4小时SC2-三星SGH-i310智能电话(10)或者类似设备a)WindowsMobile5操作系统b)IntelXscatePXA272处理器，在416Mhz运行c)用户可存取的128MBROMd)64MBRAMe)8GB的硬盘容量f)接口扩充SDIO、microSD、TransFlash串行RS-232,115200比特/秒USB:USB2.0蓝牙蓝牙2.0g)TVOUT视频输出插孔h)电池-锂-离子SC4-5DT数据手套(24)超级系列(如果使用虚拟键区则需要两个)5DTIrvine,CAa)8位挠曲分辨率b)USB1.1接口c)机载处理器d)达20米的蓝牙无线连接性e)左、右手版本f)基于光维g)通过USB接口供电h)采样率最小75赫兹SC5-数据手套的5DT无线套件5DTIrvine,CAa)运用2.4Ghz蓝牙扩频技术b)带有电池组的系带式(belt-worn)套件c)一个单元发送两个数据手套的数据d)小形状因子(smallformfactor),4.33x3.27x1.65英寸e)轻，10.6盎司该系统可像如下场景中描述的那样配置。Ralph因公来到东京。Cindy距离手术还有最后一个周末，于是想要放松以及看到Ralph或者与他交谈。在约定的时间，Cindy戴上她的LCD眼镜，戴上手语命令手套，然后连接智能电话。她登录进入她个人虛拟的宇宙之内。虚拟菜单在36"的虛拟屏幕上在她前面浮动。一个选择是"TheMagicofItaly(意大利的魅力)"。她通过手套解释的手指移动来选择该选项，然后Ralph的照片显现。由于他已经登录所以他打招呼——他对虚拟假期是如此地激动，以至于等不及了。当Cindy登录时，他就看见她的照片。他们谈论几分钟他们的日常情况，然后决定进行他们的虚拟度假。记住，Ralph物理上在东京而Cindy在美国。一个浮动的菜单显示出他们的可能目的地-米兰、威尼斯、佛罗伦萨、罗马、阿西尼、苏蓬托(Sorrento)、庞培、或者卡普里。他们选择威尼斯并在黄昏时乘刚朵拉(gondola)旅行。当他们游览运河时，两人都看到旅途上的相同真实专业的视频连续镜头。由于蜂窝的连接，当然，他们可以彼此实时交谈，他们可以彼此讨论他们都看到了什么。实质上，即使他们物理上相隔上千英里，但他们却感到在一起。后来，Cindy想要去梵蒂冈，并且步行穿过西斯廷教堂。Ralph同意。通过几个手语命令，在虛拟屏幕上显现虛拟的选项菜单，而Cindy选择了梵蒂冈旅游。现在两个人虚拟游逛于梵蒂冈，并进入西斯廷教堂。他们在天花板上看到了壁画"CreationofAdam(亚当诞生)"。Ralph暂停该图景以便他们可以讨论它。在称赞它五分钟后，他们经由多次手语命令改变了角度。他们甚至增加了放大率。下一站，乃是罗马和大剧场！虽然物理上分开，两人通过此申请书中公开的技术，享受了意大利旅行，感受到游伴的喜悦，同时彼此进行了畅谈，该申请书在他们之间架起了宽阔的桥梁，允许他们在一起并分享独特的体验。由于在不脱离于此所涉及的本发明范围的前提下，可以对交互的网页浏览和在线游戏系统及方法进行某种改变，故所有包含在说明书或者在附图中示出的内容将是示例性解释，且并不具有限定意义。权利要求1.一种系统，用于用户在移动时浏览、在线游戏以及一般而言与万维网及其他用户交互，该系统包括移动通信设备；与所述移动通信设备进行通信的头戴式显示器；数据输入设备，用手势产生与所述移动通信设备进行通信的输入；与所述移动通信设备进行通信的头戴式耳机；无线运营商、IP语音提供商、或将所述移动通信设备与万维网或LAN内其他用户连接的诸如WiFi、Wi-Max、或蓝牙的无线LAN技术。2.权利要求l的系统，其中，所述移动通信设备是黑莓、个人数椐助理、平板PC、或智能电话。3.权利要求1的系统，其中，所述头戴式显示器是一套LCD(液晶显示器)眼镜、三维护目镜，或有机LED(发光二极管)面板。4.权利要求l的系统，其中，所述数据输入设备是一个或多个数据手套、手指传感器、数据输入笔、或作姿势设备。5.权利要求1的系统，其中，所述数据输入设备使用眼运动伴随手势或使用眼运动代替手势。6.权利要求1的系统，其中，所述数据输入设备使用语音命令伴随手势或使用语音命令代替手势。7.—种系统，用于用户在移动时浏览、在线游戏以及一般而言与万维网及其他用户交互，该系统包括硬件控制器设备；与所述硬件控制器设备进行通信的移动通信设备；与所述硬件控制器设备进行通信的头戴式显示器；数据输入设备，用手势产生与所述硬件控制器设备进行通信的输入；与所述硬件控制器设备进行通信的头戴式耳机；以及无线运营商、IP语音提供商、或将所述移动通信设备与万维网或LAN内其他用户连接的诸如WiFi、Wi-Max、或蓝牙的无线LAN技术。8.权利要求7的系统，其中，所述移动通信设备是黑莓、个人数据助理、平板PC、或智能电话。9.权利要求7的系统，其中，所述头戴式显示器是一套LCD(液晶显示器)眼镜、三维护目镜，或有机LED(发光二极管)面板。10.权利要求7的系统，其中，所述数据输入设备是一个或多个数据手套、手指传感器、数据输入笔、或作姿势设备。11.权利要求7的系统，其中，所述数椐输入设备使用眼运动伴随手势或使用眼运动代替手势。12.权利要求7的系统，其中，所述数据输入设备使用语音命令伴随手势或使用语音命令代替手势。全文摘要本公开描述了一种在移动时浏览并与万维网及其他用户交互的新方法，包括下列组件1)包括但不限于黑莓、个人数字助理、或智能电话的移动通信设备；2)包括但不限于LCD(液晶显示器)眼镜、三维护目镜、有机LED(发光二极管)面板的特制眼镜或观看表面；3)包括但不限于数据手套、手指传感器、数据输入笔、或姿势设备的数据输入设备；4)移动通信设备头戴式耳机；以及5)第三代或更强大的无线运营商，IP语音提供商，或诸如WiFi或Wi-Max、或蓝牙之类的无线LAN技术。文档编号G06F15/18GK101449265SQ200780018005公开日2009年6月3日申请日期2007年3月13日优先权日2006年3月15日发明者杰里·M·惠特克申请人:杰里·M·惠特克