JP2005502902A - ブルートゥース対応機器を内蔵する交換式テンプルを有するアイウェア - Google Patents

ブルートゥース対応機器を内蔵する交換式テンプルを有するアイウェア Download PDF

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Abstract

無線アドホックピコネットワークが、アイウェアと、同様のトランシーバが搭載されている他の機器(コンピュータ、ブレスレット、および電話機等)とによって形成される。マスタ−スレーブ関係が構成可能である。同様のトランシーバを有する他の機器(無線ラジオ、CDプレイヤー、ハンドヘルド式全地球測位衛星システム、および心拍数モニタ等)も、アイウェアのトランシーバと接続することができる。これらのトランシーバは、世界で利用可能な、免許不要の無線帯域である2.45ギガヘルツ(GHz)で作動し、ブルートゥース規格に準拠する。ブルートゥース対応機器の電力消費は、携帯電話機の電力消費の3%よりも低い。アイウェアはフレームを有し、このフレームには2つのテンプルが接続されている。これらのテンプルは、ヒンジを介してフレームに接続される。テンプルは、コネクタの雄部が内部に組み込まれている。コネクタの雌部は、ヒンジと一体に形成されている。雄部が雌部に挿入されると、テンプルがフレームに取り付けられる。テンプルは、コネクタを引き離すことによって取り外すことができ、取り外されたテンプルの代わりに、内部に各種装置を有するテンプルを挿入することができる。テンプルは、その本体内にオーディオ機器、カメラ、スピーカ、およびマイクロホン、ならびに表示機器(液晶等)、またはアラーム等の装置が共成形されていてもよい。別の実施形態では、アイウェアは、たとえば子供の動きを監視するために距離アラームを構成している。たとえばブレスレット形状の機器を子供が装着する。アイウェアのトランシーバとブレスレットのトランシーバが近距離無線ネットワークすなわちピコネットを形成し、アイウェアとブレスレットがブルートゥース技術に準拠する信号を用いて通信する。アイウェアのトランシーバは、ブレスレットがアイウェアから所定距離を超えたときにアラームを発生するように構成されている。

Description

【技術分野】
【0001】
[発明の背景]
発明の分野
本発明は、交換式テンプルを有する無線通信アイウェア機器に関する。より詳細には、本発明は、近距離無線通信技術に対応したトランシーバを有するアイウェアに関する。
【0002】
関連技術の説明
電気的入出力機器を有する、アイウェアを含めた多くの従来のウェアラブルなパーソナル装置が消費者に利用可能である。これらの装置には、無線周波数または赤外線周波数を用いて無線通信を提供するものもいくつかある。たとえば、米国特許第6,091,832号は、音声入力または出力機器として機能し得るオーディオトランスデューサを有するウェアラブルなパーソナル装置を開示している。音声入力または出力信号は、無線システムにより供給される。
【0003】
米国特許第6,091,546号は、眼鏡フレームに搭載された表示アセンブリおよび1つまたは複数のオーディオおよび/またはビデオアセンブリを有する眼鏡インターフェースシステムを開示している。この表示アセンブリは一方のテンプルに取り付けられ、ユーザにより閲覧されるべき画像を提供する。オーディオまたはビデオアセンブリが他方のテンプルに取り付けられ、表示アセンブリと通信を行う。オーディオまたはビデオアセンブリは、カメラアセンブリおよび/または音声入力または出力アセンブリ(マイクロホンおよび/またはスピーカ等)を含み得る。用途としては、ハンズフリー型電話機、ハンズフリー型ポケットベル(pager)、ハンズフリー型時間表示器、ハンズフリー型血圧またはバイタルサインモニタ、ハンズフリー型音声会議システム、あるいはハンズフリー型監視システムが挙げられる。これらの用途は、赤外線リンクまたは無線周波数(RF)リンク、あるいは光ファイバケーブルを利用した、音声認識技術および/またはGPS技術を含み得る。
【0004】
さらに、アイウェアのフレームに組み込まれたパーソナル表示機器は、inViso Inc.のウェブサイトに開示されており、URLアドレス:http://www.inviso.com.で見ることができる。InVisoのアイウェアは、装着者のコンピュータスクリーンのビューを装着者に提供する内蔵型パーソナル表示機器を備えたサングラスの形状にデザインされている。表示されたビューは、2.5フィート離れている19インチのデスクトップ型モニタが提供するビューに等しい。しかしながら、パーソナル表示機器にコンピュータスクリーンの内容を表示するにはinVisoのアイウェアのプラグをコンピュータに差し込まねばならない。
[発明の概要]
【0005】
従来の装置は、1対1通信を扱うことに限られており、3つ以上の機器から構成されるアドホックネットワークを形成することができない。従来のオーディオ機器は、ノイズの多い電波環境では十分に機能せず、かさばりが大きく、電力消費が大きい。したがって、複数の機器とアドホックネットワークを形成することが可能な無線通信機器を提供することが望ましい。低コストで、小型であり、電力消費の小さい装置を提供することも望ましい。また、非常にノイズの多い電波環境において機能することができ、過酷な条件下で可聴である装置を有することも望ましい。
【0006】
本発明は、従来の装置の欠点を克服し、アイウェアをコンピュータ、ブレスレット、および電話機と接続することによって無線ネットワークを提供する。アイウェアは、テンプルにトランシーバが搭載されている。コンピュータ、ブレスレット、および電話機にも同様なトランシーバが搭載されている。同様なトランシーバを有する他の機器(無線ラジオ、CDプレイヤー、ハンドヘルド式全地球測位衛星システムおよび心拍数モニタ等)も、アイウェアのトランシーバと接続され得る。これらのトランシーバは、世界で利用可能な、免許不要の無線帯域である2.45ギガヘルツ(GHz)で作動する、小型で廉価の近距離トランシーバであることが好ましい。トランシーバは、Bluetooth SIG(Bluetooth Special Interest Group)が普及促進しているブルートゥース規格に準拠する。ブルートゥースはオープン仕様技術であり、その仕様書がBluetooth SIG, Inc.から入手可能か、あるいはURLアドレス:http://www.Bluetooth.com.からダウンロード可能である。ブルートゥース無線仕様書の複写を本明細書に添付するとともに参照により本明細書に完全に援用する。トランシーバは、一秒あたり最大721キロビットまでのデータ速度ならびに3つの音声チャンネルをサポートすることができる。トランシーバは、少なくとも2つの電力レベル、すなわちより低い電力レベル(約10メートル範囲をカバーする)およびより高い電力レベルで作動することができる。より高いレベルは、100メートル範囲をカバーし、非常にノイズの多い電波環境でも機能することができ、過酷な条件下で可聴である。トランシーバは、その出力を実際に所要とされる出力に正確に制限する。受信機器が近距離だけ離れている場合、トランシーバはまさにその範囲に適するように信号を変更する。さらに、トラフィック量が少なくなるか、または止まると、無線は自動的に低電力モードにシフトする。ブルートゥース対応機器の電力消費は、携帯電話機の電力消費の3%よりも低い。
【0007】
本発明は、近距離無線ネットワーク技術に対応したトランシーバを内蔵する交換式テンプルを有するアイウェアを意図しており、これにより、提案されているアイウェアが、同様なトランシーバを装備した他の機器と近距離アドホックネットワークを形成することができるようにする。
【0008】
アイウェアはフレームを有し、このフレームには2つのテンプルが接続されている。これらのテンプルはフレームヒンジに接続されている。テンプルは、内部にコネクタ(たとえば8分の1インチのオーディオコネクタ)の雄部が組み込まれている。コネクタの雌部は、ヒンジと一体に形成されている。雄部が雌部に挿入されるとテンプルがフレームに取り付けられる。テンプルは、コネクタを離すように引くことによって取り外すことができ、取り外されたテンプルの代わりに、内部に異なる装置を有するテンプルを挿入することができる。
【0009】
トランシーバを内蔵することのほかに、提案されているアイウェアの各テンプルは、たとえばオーディオ機器、カメラ、スピーカ、マイクロホン、表示機器(液晶等)、またはアラーム機器等の他の通信機器が本体内に共成形(co-molded)されていてもよい。トランシーバおよび他の共成形機器に給電するバッテリもテンプルの一方の内部に共成形され、共成形導体を介して共成形機器およびトランシーバに接続されることができる。
【0010】
別の実施形態では、たとえば大人が装着するアイウェアは、子供の動きを監視する距離アラームモニタ(distance alarm monitor)を有する。この実施形態では、自身の近距離トランシーバを装備した、好ましくはブレスレット形状の機器が子供により装着される。アイウェアのトランシーバとブレスレットのトランシーバは近距離無線ネットワークを形成し、このネットワークでは、アイウェアとブレスレットは、上記のブルートゥース規格に準拠する信号を用いて互いと通信する。アイウェアのトランシーバは、ブレスレットとアイウェアとの間の距離が所定範囲を超えたときにアラームを作動するように構成される。
【0011】
本発明のさらなる特徴および利点は、例示としてのみ以下に示した本発明の詳細な説明を読み、添付の図面の参照することで当業者には明らかとなろう。
【0012】
本発明の完全な理解は、好適な実施形態の以下の説明によって、添付図面とともに読めば得ることができる。
[詳細な説明]
【0013】
本発明の好適な実施形態の一般的概念が図1に示されている。この実施形態によれば、無線ネットワーク10は、アイウェア12をコンピュータ14、ブレスレット17、および電話機16と接続することによって形成される。アイウェア12は、アイウェア12のテンプルの一方にトランシーバ18(テンプル19に図示)が搭載されている。コンピュータ14、ブレスレット17、および電話機16にも同様のトランシーバ(図示せず)が搭載されている。アイウェア12のユーザが上記機器から所定距離内に入ると、アイウェアのトランシーバとこれらの機器が互いと通信を開始し、それによって、アドホック近距離無線ネッワーク10を形成する。
【0014】
トランシーバ18は、世界で利用可能な、免許不要の無線帯域である2.45ギガヘルツ(GHz)で作動する小型の廉価な近距離トランシーバである。トランシーバ18はブルートゥース規格に準拠する。ブルートゥースはオープン仕様技術であり、その仕様書がBluetooth SIG, Inc.から入手可能か、あるいはURLアドレス:http://www.Bluetooth.com.からダウンロード可能である。ブルートゥース無線仕様書の複写物を本明細書に添付するとともに本明細書に完全に援用する。トランシーバ18は、一秒あたり最大721キロビットのデータ速度ならびに3つの音声チャンネルをサポートすることができる。トランシーバは、より低い出力レベル(約10メートルをカバーする)およびより高い出力レベル(約100メートルをカバーする)で作動することができる。トランシーバ18は、ソフトウェア制御によるとともに、トランシーバ18が通信することができるユニットをユーザが設定することを可能にするチップ22を有する。ブルートゥース技術により、非常にノイズの多い電波環境であってもトランシーバ18が機能することが可能になり、たとえば激しい雷雨の際の過酷な条件下で可聴である。
【0015】
トランシーバ18を有するアイウェア12と1つまたは複数の任意の他の機器との接続により、ピコネットとして知られる近距離無線ネットワーク10が形成される。ピコネットにおける任意の機器(トランシーバを含む)はマスタとなるように構成されることができ、機器の他の残りはスレーブとなる。違う機器が異なる時間にマスタとなるように構成されてもよく、以前のマスタが、新しく構成されたマスタのスレーブとなるように逆になることもできる。複数のピコネットが確立され、アドホックによりリンクされ、あるピコネットのスレーブが別のピコネットのマスタの役割を果たすことができる。ピコネット内のすべての機器のクロックは、マスタのクロックと同期する。10個の完全にロードされた独立したピコネットを有する複数のピコネット構造内の全二重データレートは、一秒あたり6メガビットよりも大きくなり得る。
【0016】
トランシーバ18と他の機器内のトランシーバは、その出力を実際に必要とされるちょうどその出力に制限する。受信機器が近距離だけ離れている場合、トランシーバは、まさにその範囲に適するように信号を変更する。さらに、トラフィック量が少なくなるかまたは止まると、無線は自動的に低電力モードへシフトする。確立された接続を確認するため、低電力モードが非常に短い信号によって割り込みをかけられる(interrupted)。ブルートゥース対応機器は、接続状態において4つの動作モードを有し得る。この4つのモードは、電力消費の低い順に挙げると、分離モード、保持モード、スニフモード、および作動モードである。したがって、ブルートゥース対応機器の電力消費は、携帯電話機の電力消費の3%よりも低い。
【0017】
図1のアイウェア12の概略図が図2aに示されている。アイウェア12はフレーム24を有しており、フレーム24には2つのテンプル19および20が接続されている。テンプル19および20はそれぞれ、ヒンジ26および28によりフレーム24に接続されている。ヒンジ26および28はアイウェアのコネクタ部に隣接するとともにコネクタ部とは別体となって示されているが、これは例示目的のみのために示されていることを理解されたい。図2bないし図2fに関してさらに説明するように、本発明の好適な実施形態では、各ヒンジは、対応するコネクタの一方の部分(雄部または雌部のいずれか)と一体となっている。テンプル19および20はそれぞれ、コネクタ34(たとえば8分の1インチのオーディオコネクタ)の雄部30が内部に組み込まれている。コネクタ34の雌部32は、ヒンジ26および28と一体に形成される。当業者には明らかなように、図2bないし図2fに示すように雌部30と雌部32の取り付け位置は逆であってもよい。雄部30が雌部32に挿入されるとテンプル20がフレーム24に取り付けられる。テンプル19も同様にしてフレーム24に取り付けられる。テンプル19および20は接続部を引き離すことによって取り外され、テンプル19または20の代わりに、内部に異なる装置を有する異なるテンプルを挿入することができる。テンプル19および20がフレーム24に取り付けられるとヒンジ26および28が概ね隠れるため、アイウェア12を美学的により優れたものにする。Gregg T. Swabにより出願された「Exchangeable Eyeglass Temple Pieces Utilizing Quick-Connect Attachment」という名称の第09/532,427号の特許出願は、フレームに対するテンプル片部の迅速な着脱のために迅速な接続で取り付けられるテンプル片部を記載している。
【0018】
フレーム24は、それぞれヒンジ28および26の近くに位置したパッド42および44を有する。テンプル20および19もパッド46および48を有し、これらのパッドはテンプル20および19が開位置にある場合にパッド42および44にそれぞれ接触している。パッドは、接触すると電気パスを完結させ、それによって装置36の回路を作動させる。代替方法として、回路を作動させるのにスイッチ50をテンプル19または20に配置してもよい。
【0019】
両テンプルとフレームとの間に電気伝導を可能にする接続ヒンジにより、左テンプルおよび右テンプル間の機能を共有することが可能となる。さらに、バッテリおよび回路(ブルートゥースPCB等)が両側にあることで、回路およびそれらの機能にさらに対応することができ、重量および容積のバランスをとることができるようにする。ヒンジにより、二重モノまたはステレオスピーカが可能となり、デジタルカメラ等のUSB機器に対応することができる。
【0020】
図2bは、テンプル19および20内に成形される前の、雄コネクタ部32が延出しているヒンジ(一実施形態の26または28)の図である。図2cは、テンプル内に成形されているヒンジを示す図である。図2dは、ヒンジのピン50と雄コネクタ部32との空間的な関係を表す図である。図2eはテンプル内に成形される前のヒンジ、コネクタ34、および回路90(ブルートゥースPCB等)を示す図である。図2fは、アイウェアにおける図2cのアセンブリの空間的な関係を示す図である。
【0021】
テンプル20は、その本体内に装置36が共成形されている。装置36は、たとえば、オーディオ機器、カメラ、スピーカ、マイクロホン、および表示機器(液晶等)、またはアラームとすることができる。この装置は、電子パッケージ(electronics package)内での作動のための電気回路(PCBを備えたブルートゥースモジュール等)を有する。バッテリ38がテンプル20および19内に共成形され、共成形導体40を介して共成形装置36に接続されることができる。
【0022】
各自がトランシーバ18と同様のトランシーバを有する他の機器(無線ラジオ、CDプレイヤー、ハンドヘルド式全地球測位衛星システム、および心拍数モニタ等)も、アイウェア12に接続され得る。図3のフローチャートに示すように、本発明の一実施形態は、トランシーバ18、バッテリ52、マイクロホン54、およびスピーカ56がそのテンプルの一方内に成形されているアイウェア12が、1つのボックス66としてフローチャートに示されている携帯電話機、心拍数モニタ、または双方向無線ラジオに接続されている。接続されるこれらの機器のすべては各自、トランシーバ18と同様のトランシーバ68を装備しており、各トランシーバはバッテリ72により給電される。通常、携帯電話機、心拍数モニタ、および双方向無線ラジオはバッテリ作動式であるため、トランシーバ68を給電するのに付加的な電源を必要としない。たとえばアイウェア12の装着者が作成したオーディオ情報である信号は、マクロホン54およびトランシーバ18を介して、対象の受信側機器に付随したトランシーバ68に送信され、機器はその信号を受信すると、所望のアクションを行い、たとえば、受信したオーディオ情報をさらに搬送する。本発明の同様な実施形態が図7および図12に示されており、これらの図では、アイウェア12は、電話会議設備78に関して用いることができる。この場合、アイウェア12のトランシーバ18が、通信信号の送信/受信のために電話会議設備78のトランシーバ80に接続される。本発明のこの実施形態はまた、より十分に以下に説明するように、ビデオ会議のためにデジタルカメラとともに用いることができる。
【0023】
本発明の別の実施形態では、図4のフローチャートに示すように、アイウェア12は、MP3プレイヤーのトランシーバ70に接続されたアイウェアのトランシーバ18を介して、各種オーディオ再生機器(たとえばMP3オーディオプレイヤー58)に接続され得る。この実施形態では、アイウェア12の各テンプルに1つのスピーカ、すなわち左テンプル19には左スピーカ60、右テンプル20には右スピーカ62が搭載される。好ましくは、一方のスピーカ(図4の左スピーカ60)のみがトランシーバ18に直接接続され、他方のスピーカ(図4の右スピーカ62)は、2つのテンプルとフレームの導電接続により第1のスピーカに接続される。上述の実施形態と同様に、MP3プレイヤー58は、トランシーバ18と信号を交換することが可能な自身のトランシーバ70を装備している。動作時に、MP3プレイヤーが以前に格納された音楽または任意の他の格納された音声信号を再生すると、トランシーバ70がこの信号をトランシーバ18に供給し、トランシーバ18はこの信号をスピーカ60および62に伝達する。本発明のこの実施形態は、左テンプル19内に成形されたトランシーバ18、左テンプル19に取り外し可能に取り付けられた左スピーカ60、および右テンプル20に取り外し可能に取り付けられた右スピーカ62を有したアイウェア12を示す図9および図10にさらに示されている。左テンプル19、フレーム24、および右テンプル20は、左スピーカ60に右スピーカ62を接続する導電リンクを形成する。
【0024】
図5のフローチャートに示すように、ラップトップ、携帯情報端末(PDA)、携帯電話機他等の各種ビデオまたは写真対応機器74も、アイウェア12に接続することができる。この実施形態では、図11の例に示すように、小型デジタルカメラ64がアイウェア12のフレーム24に搭載されている。好ましくは、カメラ64はデジタル静止画像ならびにビデオ画像を撮影し、それらを、トランシーバ18を介して接続された機器74の1つまたは複数のトランシーバ76に送信することができる。カメラ64にソフトウェアが備わっている場合、かかるソフトウェアは、接続された機器74の1つ(たとえばラップトップコンピュータ)に格納され得る。この場合、ラップトップコンピュータから発信されたコマンドを、ラップトップのトランシーバ76を介してアイウェアのトランシーバ18に送信することによってカメラ64を制御することができ、トランシーバ18は、次にコマンドをカメラに伝達して、実行するようにする。この実施形態は、以下に説明する子供側のアラームシステムとともに用いられる場合に特に有用である。説明した実施形態では、2つのテンプルとフレームの導電接続が、接続された接続機器に対して信号が相方向に伝達されるために必要である。しかしながら、かかる接続が望ましくない場合、カメラ64は、同じテンプル(たとえばテンプル19)にトランシーバ18とともに配置されてもよい。この場合、図6のフローチャートに示すように、カメラとトランシーバとの間の電気接続リンクは、1つのテンプル内に埋め込まれ得る。
【0025】
図8は、先のいくつかの実施形態で説明したアイウェア構成部品の可能な組み合わせを示している。上述のように、アイウェアは、フレーム24ならびに2つのテンプル(すなわち左テンプル19および右テンプル20)を有する。好ましくは、フレーム24はビデオ画像およびスチル写真を撮影するためのカメラ64を内蔵する。好ましくは、右テンプル20は取り外し可能な右スピーカ62を内蔵する。好ましくは、左テンプル19は取り外し可能な左スピーカ60、マイクロホン54、トランシーバ18、およびバッテリ52を内蔵する。図8に示すように、アイウェア12が展開状態の場合、全構成部品間の導電接続の電気回路が閉じられ、それによって、バッテリ52がフレームと対向テンプルに配置された構成部品のすべてに給電することができる。
【0026】
別の実施形態では、たとえば大人によって装着されるアイウェア12は、子供の動きを監視する距離アラームモニタを有する。この実施形態では、自身の近距離トランシーバを装備したブレスレット17(図1を参照)の形状の機器を子供が装着することが好ましい。アイウェアのトランシーバ18およびブレスレット17のトランシーバは、アイウェアとブレスレットが上記のブルートゥース規格に準拠する信号を用いて互いと通信する近距離無線ネットワークを形成する。アイウェア12のトランシーバ18は、ブレスレット17とアイウェア18との間の距離が所定範囲を超えたときにアラームを作動するように構成されている。アラームは、たとえば赤色光のようなビデオアラーム、または発信音のような音声アラーム、または振動アラームとすることができる。当然のことながら、アイウェアとブレスレットの機能を逆にすることもできる。すなわち、距離アラームモニタを備えたブレスレットを、監視を行う大人が装着し、自身のトランシーバを備えたアイウェアを子供が装着することもできる。代替方法として、2対のアイウェアを設けることができ、大人が装着すべき一方のアイウェアにはアラームモニタおよび制御トランシーバが装備され、子供が装着すべきもう一方にのアイウェアには被制御トランシーバが装備される。
【0027】
本発明は、アイウェアを製造する方法も含む。アイウェアは、フレームおよびテンプルの全体に含まれる電気構成部品を形成するプロセスで製造される。上記で説明した電気構成部品および導体は、各種構成部品に電気エネルギーを供給する目的のためにテンプルおよびフレーム部に埋め込まれる。一方法では、構成部品(導電ワイヤを含む)の一部または全ては、テンプルおよびフレーム内に共成形される。これは、構成部品がテンプルおよびフレームツールに挿入されるインプロセス方法である。成形サイクルが開始し、プラスチック材料がツールのコアおよびキャビティに流入し、構成部品が剛性テンプルおよびフレーム内に恒久的に硬化する。
【0028】
代替方法として、製造方法は、構成部品(導電ワイヤを含む)の一部またはすべてを、テンプルおよびフレームを構成する片部材に組み立てるものであってもよい。テンプルおよびフレームを構成する片部材は、挿入および機械的構成部品と電気的構成部品の組立てを容易にさせるようにデザインされるとともに射出成形される。さらに、共成形構成部品と組立構成部品の組み合わせを用いて効率を最大にすることができる。
【0029】
本発明の特定の実施形態を説明してきたが、本発明から逸脱することなく本発明の広範な態様において変更および改変がなされることが当業者には理解されよう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲にあるかかるすべての変更および改変をその特許請求の範囲内に含むべきである。
【0030】
Bluetooth仕様書バージョン1.1
無線仕様書
Figure 2005502902
【0031】
1 適用範囲
Bluetoothの送受信機は2.4GHzのISMバンドで動作する。この仕様書はこの免許不要の周波数帯において動作するBluetooth送受信機の要求事項について規定したものである。
【0032】
要求事項は以下の2つの理由により定められたものである。
・システムに使用される無線機間のコンパチビリティを確保する。
・システムの品質を定める。
【0033】
Bluetoothの送受信機は付録Aと付録Bで規定されている動作条件で指定の要求事項を満足するものとする。無線パラメータは無線試験仕様に述べられている方法によって測定されなければならない。
【0034】
この仕様書は欧州、日本、北米で定められた規制に基づいている。以下に示す規格書は参考までであり、変更あるいは修正されることがある。
【0035】
欧州(フランスとスペインを除く):
認定規格:European Telecommunications Standards Institute(ETSI)
文書:ETS 300−328、ETS 300−826
認定機関:National Type Approval Authorities
フランス:
認定規格:La Reglementation en France por les Equipements fonctionnant dans la bande de frequences 2.4 GHz "RLAN-Radio Local Area Network"
文書:SP/DGPT/ATAS/23、ETS 300−328、ETS 300−826
認定機関:Direction Generale des Postes et Telecommunications
注:新しいR&TTE EU Directiveが2000年3月までに施行され、その結果EU域内の製造者による製品の適合及び自由流通宣言に影響が出ることになる。
スペイン:
認定規格:Supplemento Del Numero 164 Del Boletin Oficial Del Estado(1991年7月10日発行、1993年6月25日改正)
文書:ETS 300−328、ETS 300−826
認定機関:Cuadro Nacional De Atribucion De Frecuesias
日本:
認定規格:Association of Radio Industries and Businesses(ARIB、電波産業会)
文書:RCR STD−33A
認定機関:Ministry of Post and Telecommunications(MPT、旧郵政省)
注:日本の規定は改正中である。改正の決定は1999年の第2四半期になされる予定である。
北米:
認定規格:Federal Communications Commission(FCC)USA
文書:CFR47、Part 15、Sections 15.205、15.209、15.247
認定規格:Industry Canada(IC)Canada
文書:GL36
認定機関:FCC(米国)、Industry Canada(カナダ)
【0036】
2 周波数帯とチャネル割当
Bluetoothシステムは2.4GHzのISM(産業、科学、医療機器用)帯で動作する。世界の大部分の国々でこの周波数帯の範囲は2400〜2483.5MHzである。しかしながら一部の国では周波数範囲に国内で制限が設けられている。これらの国々の制限に準拠するために、当該国用の特殊な周波数ホッピングアルゴリズムが規定されている。なお、狭い周波数帯を実施する製品は全帯域を実施する製品とともに動作させることができない。したがって、狭い周波数帯を実施する製品は単一市場向けの地域版として考えなければならない。Bluetooth SIGはこれらの問題を克服し周波数帯の完全な調和を図るためのキャンペーンを開始した。
【0037】
【表1】
Figure 2005502902
【0038】
チャネル間隔は1MHzとなっている。各国の帯域外規制に準拠するためには、帯域の上下端にガードバンドを用いる。
【0039】
【表2】
Figure 2005502902
【0040】
3 送信特性
この節では装置のアンテナコネクタでの電力レベルの要求事項を規定している。コネクタを持たない装置の場合には0dBiの利得の基準アンテナを用いたと想定する。
【0041】
放射測定における測定精度の難しさから、機器適合認定(type approval)では、積分アンテナを用いて暫定的なアンテナコネクタを提供するシステムを用いることが好ましい。
【0042】
0dBiを超える指向性利得を有する送信アンテナが使用される場合には、ETSI 300 328とFCC part 15内の該当する事項を補償しなければならない。
【0043】
装置は3つの電力クラスに分けられる。
【0044】
【表3】
Figure 2005502902
【0045】
電力クラス1の装置には電力制御が必要となる。電力制御は0dBmを超える送信電力を制限するために用いられる。0dBm以下での電力制御機能はオプションであり、本機能は消費電力及び全体の干渉レベルの最適化を行うために用いることができる。電力のステップは単調列であり、最大ステップサイズは8dB、最小ステップサイズは2dBである。クラス1の装置は最大送信電力+20dBmで4dBm以下まで送信電力を制御できなければならない。
【0046】
電力制御機能を有する装置はLMPコマンド(「リンクマネージャプロトコル」を参照)によりリンクの出力電力の最適化を行う。これはRSSIの測定と電力の増減の報告とによって行なわれる。
【0047】
なお、あるデバイスから別のデバイスへパケットを送信する際、接続の受信側が送信側の電力制御に必要なメッセージング(すなわちRSSI測定値と関連メッセージ)をサポートしていない場合は電力クラス1を使用してはならない。この場合、送信機はクラス2またはクラス3の送信機の規定に準拠しなければならない。
【0048】
また、クラス1のデバイスが別のデバイスの至近でページングまたは問合せしている場合、入力電力は「4.5 最大使用可能レベル」における要求よりも大きくなる可能性があることにも留意されたい。これにより受信(listening)デバイスが応答できなくなる可能性がある。したがって電力クラス2またはクラス3による送信を用いてページ及び問合せすることも有用である。
【0049】
3.1 変調特性
変調にはBT=0.5のGFSK(ガウスフィルタ周波数シフトキーイング:Gaussian Frequency Shift Keying)を用いる。変調指数は0.28〜0.35でなければならない。2値の「1」は正の周波数偏移によって表され、2値の「0」は負の周波数偏移によって表される。シンボルタイミングは±20ppm以下とする。
【0050】
【表4】
Figure 2005502902
【0051】
1010系列に相当する各送信チャネルの周波数偏移の最小値(Fmin={Fmin+,Fmin−}の小さいほう)は00001111系列に相当する周波数偏移(fd)の±80%以上とする。
更に、偏移の最小値は115kHz以上とする。送信データのシンボルレートは1Ms/sである。
【0052】
ゼロクロス誤差は理想的シンボル周期と測定したクロス時間との間の時間差である。これは±1/8シンボル周期以下とする。
【0053】
3.2 スプリアス放射
帯域内、帯域外のスプリアス放射は周波数ホッピングを行う送信機の1つのホッピング周波数について測定する。つまり、シンセサイザは送受信スロットで周波数を変えなければならないが、常に同一の送信周波数に戻る。
【0054】
米国では、FCC parts 15.247、15.249、15.205、15.209の規制が適用される。日本ではRCR STD−33、欧州ではETSI 300 328が適用される。
【0055】
3.2.1 帯域内スプリアス放射
ISM帯域内においては、送信機は表3.2に示すスペクトラムマスクを満足するものとする。スペクトラムはFCCの20dB帯域幅の規定に準拠しなければならず、これに従って測定される。FCCの要求に加えて、チャネル番号が2以上離れた隣接チャネルについて隣接チャネル電力を定義する。この隣接チャネル電力は1MHzチャネル内の測定電力の和で定義される。送信電力は最大ホールド(maximum hold)を用いて100kHz帯域幅で測定するものとする。送信機はチャネルMで送信し、隣接チャネル電力はチャネル番号Nで測定する。送信機は試験中、擬似ランダムデータパターンを送信する。
【0056】
【表5】
Figure 2005502902
【0057】
1MHzの整数倍である周波数を中心とする3つの1MHz幅の帯域までで例外が認められる。しかしながら、それらは絶対値−20dBmに準拠しなければならない。
【0058】
3.2.2 帯域外スプリアス放射
測定電力は100kHz帯域幅で測定する。
【0059】
【表6】
Figure 2005502902
【0060】
3.3 無線周波数許容度
送信初期中心周波数の精度はFcから±75kHz以内でなければならない。初期周波数精度は情報送信前の周波数精度をいう。なお、周波数ドリフトの要求はこの±75kHzに含まれない。
【0061】
パケット内の送信中心周波数ドリフトは表3.4に規定される。ベースバンド仕様書に異なるパケットが定義されている。
【0062】
【表7】
Figure 2005502902
【0063】
4 受信特性
ビット誤り率性能を測定するため、装置は「ループバック」機能を持たなければならない。装置は復号情報を送り返す。この機能は試験モードの仕様に記述されている。
【0064】
この章で言及する基準感度レベルは−70dBmである。
【0065】
4.1 実際の感度レベル
実際の感度レベルは生の(raw)ビット誤り率(BER)が0.1%となるときの入力レベルで規定される。Bluetooth受信機の実際の感度レベルは−70dBm以上必要である。受信機は、第3節に記述される送信機の仕様(21頁)に準拠するいかなるBluetooth送信機についても−70dBmの感度レベルを満足しなければならない。
【0066】
4.2 干渉性能
同一チャネル及び1MHzと2MHzの隣接チャネルの干渉性能は基準感度レベルよりも10dB高い希望信号を用いて測定する。他の全ての周波数については基準感度レベルよりも3dB高い希望信号を用いて測定する。干渉信号の周波数が2400〜2497MHz帯の外側にある場合、帯域外ブロッキングの仕様(第4.3節(26頁)参照)が適用される。干渉信号はBluetoothの変調を行なったものを用いる(第4.8節(28頁)参照)。ビット誤り率は0.1%以下とする。信号対干渉比は以下のとおりである。
【0067】
【表8】
Figure 2005502902
【0068】
これらの仕様は受信機の1つのホッピング周波数について、公称温度条件でのみ試験される。つまり、シンセサイザは送受信スロット間で周波数を変えなければならないが、常に同一の受信周波数に戻らなければならない。
【0069】
要求を満たさない周波数はスプリアスレスポンス周波数と呼ばれる。希望信号から2MHz以上離れた周波数では5つのスプリアスレスポンス周波数が許容される。これらのスプリアスレスポンス周波数では緩和された干渉要求C/I=−17dBを満たすものとする。
【0070】
4.3 帯域外ブロッキング
帯域外ブロッキングは希望信号の感度レベルを基準よりも3dB上げて測定する。干渉信号は連続波の信号を用いる。ビット誤り率は0.1%以下とする。帯域外ブロッキングは以下の要求を満たすものとする。
【0071】
【表9】
Figure 2005502902
【0072】
所与の受信チャネルの周波数に依存する1MHzの整数倍の周波数を中心とした24の例外が許容される。これらの内19のスプリアスレスポンス周波数は0.1%のビット誤り率を得るための干渉波の電力レベルを−50dBmまで緩和できる。残り5つのスプリアスレスポンス周波数での電力レベルは任意である。
【0073】
4.4 相互変調特性
次の条件において、基準感度性能BER=0.1%を満たすものとする。
・周波数f0の希望信号の電力レベルは基準感度レベルよりも6dB高い値とする。
・f1の定常的な正弦波信号の電力レベルは−39dBm
・f2のBluetooth変調信号(第4.8節(28頁)参照)の電力レベルは−39dBm
よってf0=2f1−f2であり、|f2−f1|=n*1MHz(nは3、4、または5)であるようする。システムは3つの代案の内1つを満たさなければならない。
【0074】
4.5 最大使用可能レベル
受信機が動作可能な最大使用可能入力レベルは−20dBm以上でなければならない。ビット誤り率は−20*dBmの入力電力において0.1%以下とする。
【0075】
4.6 スプリアス放射
Bluetooth受信機のスプリアス放射は次の値を超えないものとする。
【0076】
【表10】
Figure 2005502902
【0077】
測定電力は100kHzの帯域幅で測定されるべきである。
【0078】
4.7 受信信号強度表示(オプション)
電力制御リンクをサポートしようとする送受信機は受信信号強度を測定し、リンクの反対側の送信機の出力電力レベルを増加あるいは減少すべきか判断できなければならない。受信信号強度表示(RSSI)がそれを可能とする。
【0079】
RSSI測定は受信信号電力を、最良の受信電力範囲を画定する2つの閾値レベルと比較する。下限レベルは−56dBmから実際の受信機感度よりも6dB高い受信電力までに相当する。上限レベルは+/−6dBの精度で下限レベルよりも20dB高い(図表4.1(27頁)を参照)。
【0080】
【表11】
Figure 2005502902
【0081】
4.8 基準信号の定義
Bluetooth変調干渉信号は次のように定義される。
変調=GFSK
変調指数=0.32±1%
BT=0.5±1%
ビット速度=1Mbps±1ppm
希望信号の変調データ=PRBS9
干渉信号の変調データ=PRBS15
周波数精度±1ppm以下
【0082】
5 付録A
5.1 公称試験条件(NTC)
5.1.1 公称温度
試験のための公称温度条件は+15〜+35℃とする。この条件の下で試験を行なうことが非実用的な場合、周囲の温度を述べるその旨の注が記録されるものとする。試験中の実際の値は試験報告に記録されるものとする。
【0083】
5.1.2 公称電源
5.1.2.1 主電源電圧
主電源に接続される装置への公称試験電圧が公称主電源電圧である。公称電圧は公然の電圧あるいは装置が設計された公然の電圧でなければならない。AC主電源に相当する試験用電源の周波数は公称周波数の2%以内でなければならない。
【0084】
5.1.2.2 車で用いる鉛電池電源
車に一般的な発電機から供給を受ける鉛電池電源により無線装置を動作させようとするとき、公称試験電圧は電池の公称電圧(6V、12Vなど)の1.1倍とする。
【0085】
5.1.2.3 その他の電源
その他の電源あるいは別の型の電池(一次または二次)による動作については、公称試験電圧は装置製造者の申告による。これは試験報告に記録されるものとする。
【0086】
5.2 限界試験条件
5.2.1 限界温度
限界温度範囲は下記の組み合わせで得られる最も大きな温度範囲で定義される。
・最低温度範囲 0℃〜+35℃
・製造者の申告による製品の動作温度範囲
この限界温度範囲と申告された動作温度範囲は試験報告に記録されるものとする。
【0087】
5.2.2 限界電源電圧
被試験装置が別のシステムまたは装置の1部分として動作するように設計され当該システムまたは装置により電力供給される場合には、以下に示す限界電源電圧での試験は必要ない。このような場合、ホストシステムまたはホスト装置の限界値が適用されるものとする。適当な限界値が製造者によって申告され、試験報告に記録されるものとする。
【0088】
5.2.2.1 主電源電圧
AC主電源に接続される装置の限界試験電圧は公称主電源電圧の±10%とする。
【0089】
5.2.2.2 車で用いる鉛電池電源
車に一般的な発電機から供給を受ける鉛電池電源により無線装置を動作させようとするとき、限界試験電圧は電池の公称電圧(6V、12V等)の1.3倍と0.9倍とする。
【0090】
5.2.2.3 他の型の電池を用いた電源
装置の試験電圧の下限は電源に以下の電池を用いた場合次のようになる。
a)ルクランシェ、アルカリ、またはリチウム型の電池の場合:電池の公称電圧の0.85倍
b)水銀またはニッケルカドニウム型の電池の場合:電池の公称電圧の0.9倍
どちらの場合も上限試験電圧は電池の公称電圧の1.15倍とする。
【0091】
5.2.2.4 その他の電源
その他の電源を用いる、または様々な電源(一次または二次)で動作可能な装置については、限界試験電圧は製造者により申告されたものとする。これらは試験報告に記録されるものとする。
【0092】
6 付録B
無線パラメータは以下の条件で試験されるものとする。
【0093】
【表12】
Figure 2005502902

【図面の簡単な説明】
【0094】
【図1】本開示に従って構成されたアイウェアをコンピュータ、ブレスレット、および無線電話に接続することによって形成される近距離無線ネットワークの概略図である。
【図2a】アイウェアの取り外し可能なテンプル、およびアイウェアフレームとのそれらテンプルの接続を示した、図1のアイウェアの概略図である。
【図2b】テンプル内に成形される前の、雄コネクタ部が延出しているヒンジの図である。
【図2c】テンプル内に成形されたヒンジを示す図である。
【図2d】ヒンジのピンと雄コネクタ部との空間的な関係を示す図である。
【図2e】テンプル内に成形される前のヒンジ、コネクタ、および回路(ブルートゥースPCB等)を示す図である。
【図2f】アイウェアの図2cのアセンブリの空間的な関係を示す図である。
【図3】本発明のアイウェアと各種通信機器(たとえば携帯電話機または双方向無線ラジオ)によって形成されるネットワークのフローチャートである。
【図4】本発明のアイウェアと各種オーディオ再生機器(MP3プレイヤー等)によって形成されるネットワークのフローチャートである。
【図5】フレームにカメラが搭載されているアイウェアと各種ビデオ対応機器(たとえば携帯情報端末(PDA)またはラップトップコンピュータ)によって形成されるネットワークのフローチャートである。
【図6】テンプルの一方にカメラが搭載されているアイウェアと各種ビデオ対応機器(たとえば携帯情報端末(PDA)またはラップトップコンピュータ)によって形成されるネットワークのフローチャートである。
【図7】本発明のアイウェアと電話会議設備によって形成されるネットワークのフローチャートである。
【図8】アイウェアのフレームおよびテンプル内に共成形された、アイウェアの各種構成部品の概略図である。
【図9】トランシーバと一対の取り外し可能なオーディオスピーカが設けられたアイウェアの側部斜視図である。
【図10】スピーカの一方がテンプルから取り外されている、図8に示すアイウェアの後方斜視図である。
【図11】フレームにデジタルカメラが搭載されているとともにテンプルに一対のスピーカが搭載されているアイウェアの前方斜視図である。
【図12】テンプルにマイクロホンが搭載されているアイウェアと、アイウェアと通信している電話会議設備の概略図である。

Claims (32)

  1. 複数の機器とアドホック無線ネットワークを形成することが可能な近距離無線通信用のトランシーバを備える、アイウェア。
  2. 前記トランシーバと前記機器との間の通信は、ブルートゥース規格に準拠する信号によるものである、請求項1に記載のアイウェア。
  3. 前記トランシーバおよび前記機器のいずれか1つは、マスタ−スレーブ構成においてマスタまたはスレーブであるように構成されることができる、請求項1に記載のアイウェア。
  4. 前記機器はモバイル機器である、請求項1に記載のアイウェア。
  5. 前記モバイル機器は、電話機、コンピュータ、無線ラジオ、コンパクトディスクプレイヤー、カメラ、距離アラーム、心拍数モニタ、およびハンドヘルド式全地球測位衛星システムからなる群から選択される、請求項4に記載のアイウェア。
  6. 前記機器は、100メートル以下の範囲に配置されている、請求項4に記載のアイウェア。
  7. 前記トランシーバは、出力を自動的に変えて伝送範囲を所要範囲に正確に調整する、請求項1に記載のアイウェア。
  8. 前記トランシーバおよび前記機器はそれぞれクロックを有し、該クロックは、指定されたマスタクロックである前記クロックの1つと自動的に同期する、請求項1に記載のアイウェア。
  9. 前記トランシーバは、該トランシーバと通信するように予め設定されている機器のみと通信することができる、請求項1に記載のアイウェア。
  10. 前記トランシーバは、ノイズの多い電波環境で作動することができ、過酷な条件下で可聴である、請求項1に記載のアイウェア。
  11. フレームと、
    該フレームに取り外し可能に取り付けられる少なくとも1つのテンプルと
    をさらに備える、請求項1に記載のアイウェア。
  12. 前記テンプルに取り付けられる装置をさらに備える、請求項11に記載のアイウェア。
  13. 前記装置は、スピーカおよびマイクロホンを有するオーディオ機器、カメラ、表示機器、距離アラーム、およびイヤホンからなる群から選択される、請求項11に記載のアイウェア。
  14. 前記フレームに取り付けられる装置をさらに備える、請求項11に記載のアイウェア。
  15. 前記装置は、スピーカおよびマイクロホンを有するオーディオ機器、カメラ、表示機器、距離アラーム、およびイヤホンからなる群から選択される、請求項14に記載のアイウェア。
  16. 前記フレームおよび前記テンプルを接続するヒンジと、
    前記フレームに配置されている第1のパッドと、
    前記テンプルに配置されている第2のパッドと
    をさらに備え、
    前記第1のパッドおよび前記第2のパッドは、前記テンプルが開位置にある場合に互いに接触し、それによって電気接続を確立する、請求項11に記載のアイウェア。
  17. ヒンジと、
    雄部および雌部を有するコネクタと
    をさらに備え、
    前記ヒンジは前記フレームおよび前記雌部に接続され、前記テンプルは前記雄部に接続されて、前記雄部が前記雌部に係合したときに前記テンプルが前記フレームに取り付けて前記コネクタおよび前記ヒンジが視界から概ね隠れるようになる、請求項11に記載のアイウェア。
  18. ヒンジと、
    雄部および雌部を有するコネクタと
    をさらに備え、
    前記ヒンジは前記フレームおよび前記雄部に接続され、前記テンプルは前記雌部に接続されて、前記雄部が前記雌部と係合したときに前記テンプルが前記フレームに取り付けられて前記コネクタおよび前記ヒンジが視界から概ね隠れるようになる、請求項11に記載のアイウェア。
  19. 前記テンプルに配置されるオンオフスイッチをさらに備える、請求項17に記載のアイウェア。
  20. 前記装置の少なくとも一部は、前記テンプル内に埋め込まれている、請求項12に記載のアイウェア。
  21. 前記テンプルおよび前記フレーム内に埋め込まれている導体であって、前記装置の各種構成部品間に電気接続を確立する導体をさらに備える、請求項20に記載のアイウェア。
  22. アイウェアと、
    該アイウェアに搭載された近距離無線通信用トランシーバと、
    機器と
    を備え、
    該機器と前記トランシーバとはアドホック無線ネットワークを形成することが可能であり、前記機器が前記アイウェアから所定距離を超えたときにアラームを発生する、距離アラームシステム。
  23. 前記アラームが発生する前記距離は、ユーザによって設定される、請求項22に記載の距離アラーム。
  24. 前記トランシーバと前記機器との間の通信は、ブルートゥース規格に準拠する信号によるものである、請求項22に記載の距離アラーム。
  25. 前記発生するアラームは、視覚アラーム、振動アラーム、および可聴アラームのうち1つである、請求項22に記載の距離アラーム。
  26. フレームを成形することと、
    テンプルを成形することと、
    該テンプル内に構成部品を共成形することと、
    ヒンジを用いて前記フレームを前記テンプルと接続することと
    を含む、アイウェアを製造する方法。
  27. 前記テンプルおよび前記フレーム内に導体を共成形することをさらに含み、
    前記導体は、前記テンプルおよび前記フレーム内に配置された前記構成部材間または前記テンプル間に電気接続を形成する、請求項26に記載のアイウェアを製造する方法。
  28. 前記ヒンジおよび前記テンプル間にコネクタを組み込むことをさらに含み、前記コネクタの雄部は前記テンプルの一部をなし、前記ヒンジの雌部は前記ヒンジの一部をなして、前記雄部と前記雌部が接続したときに前記テンプルが前記フレームに取り付けられるようにする、請求項26に記載のアイウェアを製造する方法。
  29. 近距離無線通信用トランシーバを有するアイウェアを設けることと、
    第2の近距離無線通信用トランシーバを有する機器を設けることと、
    前記機器と前記アイウェアとの間にアドホック無線ネットワークを形成することと、
    前記機器が前記アイウェアから所定距離を超えたときにアラームを発生することと
    を含む、アラームを発生する方法。
  30. ブルートゥース規格に準拠する信号により前記アイウェアと前記機器との間で通信を行うことをさらに含む、請求項29に記載のアラームを発生する方法。
  31. フレームと、
    少なくとも2つのヒンジと、
    少なくとも2つのテンプルと
    を備え、
    前記ヒンジは前記フレームに前記テンプルを取り外し可能に接続し、該テンプルのそれぞれは第2のテンプルで代替することができる、アイウェア。
  32. 前記第2のテンプルは、スピーカおよびマイクロホンを有するオーディオ機器、カメラ、表示機器、距離アラーム、およびイヤホンからなる群から選択される装置が内部に共成形されている、請求項31に記載のアイウェア。
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