JP2010510602A - セキュリティ・監視装置 - Google Patents

Abstract

ユーザがマシンの制御、手順の遂行、所定の物体とのインターフェース、及び状態の監視を行うことを可能にするための装置。この装置は、ユーザの耳及び耳に隣接する皮膚の部分のうちの少なくとも一方に固定されるデバイスを含む。このデバイスは、人間の耳及び耳に隣接する皮膚の部分のうちの少なくとも一方と係合可能な検知メカニズムであって、ユーザの特性の識別及び検知メカニズムのユーザからの取り外しの検出のうちの少なくとも一方を行うための検知メカニズムを含む。デバイス内にマウントされる第１の部分及び遠隔位置にマウントされる第２の部分を有する制御アセンブリが設けられる。検知メカニズムには、検知メカニズムによって収集されたデータを含む少なくとも１つの信号を所定の物体へ定期的、散発的、及び連続的のうちの少なくとも１つで送信するための送信メカニズムが接続される。

Description

本発明は、包括的には、セキュリティ・監視デバイスに関し、より詳細には、本発明は、人間の耳と係合可能なセキュリティデバイスであって、頭部の動き及び位置を検知することができるセンサを使用する人が特定のデバイスを使用するか若しくは特定のエリアにアクセスすることを可能にする前にこのような人を認証するか、又は、その人の健康パラメータ及び健康状態を監視するセキュリティデバイスに関する。

［関連出願の相互参照］
本出願は、２００６年１１月２２日に出願された「Ear-Based Security Device」という発明の名称の米国仮特許出願第６０／８６０，８７１号に関連し、この米国仮特許出願からの優先権を主張する。また、本出願は、２００５年１０月２７日に公開された「Ear Associated Machine-Human Interface」という発明の名称の米国特許出願公開第２００５／０２３８１９４号にも関連する。さらに、本出願は、２００５年１０月６日に公開された「Illumination Matrix With Substantially Symmetrical Arrangement」という発明の名称の米国特許出願公開第２００５／０２１９８４２号にも関連する。加えて、本出願は、２００５年９月１３日に発行された米国特許第６，９４３，６６５号にも関連する。米国仮特許出願第６０／８６０，８７１号、米国特許出願公開第２００５／０２３８１９４号、米国特許出願公開第２００５／０２１９８４２号、及び米国特許第６，９４３，６６５号の教示は、参照により本明細書に援用される。

本発明が着想及び開発される前に、従来技術で既知のように、マシンの作動、イベントの有効化及び無効化、特定のエリアへのアクセスの許可及び不許可、人の健康関連パラメータ及び一般的な健康問題の監視等を行うロック・ロック解除メカニズムのような、さまざまな目的で使用されるセキュリティ・監視デバイスが、何年にもわたって、世界中に存在してきた。これらのセキュリティデバイス機能のすべては、正規ユーザと非正規ユーザとを区別するのに、或るタイプの有効性確認方法又は有効性確認デバイスを必要とする。これらのデバイスのすべてではないが、ほとんどは、関連する機能を行う手助けを使用することを必要とする。いくつかの一般的なデバイスには、ドアのロック解除又はデバイスの使用許可等の特定の機能を認可する、特定のコードが組み込まれた又は所定の信号を放射する、鍵、リング、カード、グローブ等が含まれる。

しかしながら、このようなデバイスは、さらなる時間、努力、手動動作を必要とすることなく、且つ／又は高セキュリティを提供することなく、且つ／又はユーザ及び／若しくはユーザのセキュリティ環境と対話する(interact)能力を提供することなく、ユーザ／持参者（bearer:ベアラ）又はそれらユーザ／持参者の状態を容易で正確且つ目立たずに識別若しくは認証する能力を、一般的な（ヘッドセット）機能に提供することができない。

設定されるか又は事前に設定された有効性確認信号（電子的、磁気的、他のタイプであるかは問わない）を使用する際に、従来技術のデバイスは、レトロフィット(retrofit)を受けることができず、容易に複製される場合がある。信号デバイスが取得される場合、又は、信号が別のソースから取得される場合、不正なユーザは、ロックされたシステムにアクセスし且つ／又はロックされたシステムを制御する。

したがって、快適且つ目立たずに装着／携行可能であるが、それにもかかわらず広範囲の高速で便利で簡単な使用、ユーザ対話能力、特定の識別能力、ユーザの状態に固有の動作及び知的意思決定を行う能力、並びに認証コンテキスト状態に固有の知的意思決定を行う能力を提供することができるセキュリティ・監視デバイスが必要とされている。

したがって、既存のメカニズム及びシステムにレトロフィットすることができ、且つ、容易に複製も検出もできない信号を生成し、それによって、デバイスのセキュリティ態様を増大させることができるセキュリティ・監視デバイスが必要とされている。

２００５年１０月２７日に公開された「Ear Associated Machine-Human Interface」という発明の名称の特許文献１は、ユーザの耳がプルバックされた時を検出して複数のプロシージャを開始することができる、このようなセキュリティ・監視デバイスの１つのタイプを開示している。しかしながら、このようなデバイスでは、多くの場合、耳をプルバックするのに手を使用する必要があることが分かっている。

したがって、ハンズフリー操作を提供するセキュリティ・監視デバイスが必要とされている。

米国特許出願公開第２００５／０２３８１９４号明細書

発明の概要
一実施の形態によれば、本発明は、ユーザの頭部の動き及び頭部の位置のうちの少なくとも一方を検出し、当該ユーザの頭部の動き及び頭部の位置に関する情報を含む少なくとも１つの情報信号を生成するための、所定の位置に配置される頭部回転センサを備える装置を提供する。制御手段は、少なくとも１つの情報信号を受信するための、センサに結合される第１の部分、及び、所定のロジックに従って少なくとも１つの情報信号を処理するための、第２の遠隔配置される部分を有する。手段が、制御手段に結合され、それによって、少なくとも１つの情報信号の受信に応答して少なくとも１つの制御信号を生成するように動作可能となる。

本発明の別の実施の形態によれば、通信ヘッドセットが提供される。通信ヘッドセットは、イヤマウントを備える。通信ベースユニットが、イヤマウントに接続される。ユーザの頭部の動き及び頭部の位置のうちの少なくとも一方を検出し、当該ユーザの頭部の動き及び頭部の位置に関する情報を含む少なくとも１つの情報信号を生成するための頭部回転センサが、ベースユニット内にマウントされる。制御手段は、少なくとも１つの情報信号を受信するための、センサに結合される第１の部分、及び、所定のロジックに従って少なくとも１つの情報信号を処理するための、第２の遠隔配置される部分を有する。

さらに別の実施形態によれば、本発明は眼鏡を提供する。眼鏡は、ノーズブリッジによって接続される２つのレンズホルダと、それぞれのレンズホルダに取り付けられる第１の端部、及びユーザの耳と係合するように構成される第２の端部をそれぞれ有する２つの支持アームとを有するフレームを備える。ユーザの頭部の動き及び頭部の位置のうちの少なくとも一方を検出し、当該ユーザの頭部の動き及び頭部の位置に関する情報を含む少なくとも１つの情報信号を生成するための頭部回転センサが、フレームユニットの第１の所定の部分に固定される。制御手段は、少なくとも１つの情報信号を受信するための、センサに結合される第１の部分、及び、所定のロジックに従って少なくとも１つの情報信号を処理するための第２の遠隔配置される部分を有する。

本発明のさらなる一実施の形態によれば、ヘッドウェア製品が提供される。ヘッドウェア製品は、装着者の頭部を受け入れるように構成されるヘッド部を備える。頭部回転センサは、装着者の頭部の動き及び頭部の位置のうちの少なくとも一方を検出し、当該装着者の頭部の動き及び頭部の位置に関する情報を含む少なくとも１つの情報信号を生成するための、ヘッド部ユニットの第１の所定の部分に固定される。制御手段は、少なくとも１つの情報信号を受信するための、センサに結合される第１の部分、及び、所定のロジックに従って少なくとも１つの情報信号を処理するための、第２の遠隔配置される部分を有する。

またさらなる一実施の形態によると、本発明は、コマンドを送信する方法を提供する。この方法は、ユーザの頭部の動き及び頭部の位置のうちの少なくとも一方を検知するステップと、検知が行われた時に、ユーザにマウントされているデバイスをオンにするステップとを含む。

またさらなる一実施の形態によると、本発明は、ロボット又はロボット車両を制御する方法を提供する。この方法は、頭部マウントレーザを所定の方向に向けるステップと、ロボット又はロボット車両の動きに関連付けられる少なくとも１つの音声コマンドを発行するステップとを含む。

またさらなる一実施の形態によると、本発明は、物体を制御する方法を提供する。この方法は、通信プロトコルを実行することができるヘッドセットを提供するステップと、物体にマウントされている受信機において、ヘッドセットによって放射される無線周波数信号の強度を測定するステップと、信号強度に基づいて手順を実行するステップとを含む。

またさらなる一実施の形態によると、本発明は、ユーザが所定の物体とインターフェースすることを可能にするためのセキュリティ装置を提供する。セキュリティ装置は、人間の耳及び人間の耳に隣接する皮膚の所定の部分のうちの少なくとも一方と係合可能な検知手段であって、ユーザの事前に選択された特性を識別すること、並びに、ユーザの人間の耳及び人間の耳に隣接する皮膚の所定の部分の少なくとも１つからの検知手段の取り外しを検出することのうちの少なくとも一方を行うための、検知手段を備える。定期的に、散発的に、及び連続的にのうちの少なくとも１つで、所定の物体へ少なくとも１つの所定の信号を送信するための送信手段が、検知手段に接続される。所定の信号は、検知手段によって収集されたさらなるデータを含むこともできる。最後に、締結手段は、ユーザの人間の耳及び人間の耳に隣接する皮膚の所定の部分の上記少なくとも１つに検知手段及び送信手段を取り付ける。

発明の目的
したがって、本発明の主要な目的の１つは、人間の耳又は人間の耳の周りのエリアと係合可能な装置であって、所定のエリアへのユーザアクセスを可能にする前に、又は、ユーザが事前に選択された機器を使用することができるようになる前に、ユーザを識別／認証することができる装置を提供することである。

本発明の別の目的は、人間の耳又は人間の耳の周りのエリアと係合可能な装置であって、デバイスがユーザから取り外されたのか、又は依然としてユーザに留まっているのかを連続的に監視することができる装置を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、人間の耳又は人間の耳の周りのエリアと係合可能な装置であって、既存のデバイス及びシステムに組み込まれて、このようなデバイス及びシステムのセキュリティを増大させることができる装置を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、人間の耳又は人間の耳の周りのエリアと係合可能な装置であって、その耳の部位の特性の記録／読み出し／判別を行うことができる装置を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、人間の耳又は人間の耳の周りのエリアと係合可能な装置であって、その部位から入手可能な信号又は取り外された場合には身体の他の部位から入手可能な信号を通じて、ユーザ対話を可能にすることができると共に、ユーザの意識状態、健康状態、知識、又は意図の表示をユーザ対話により可能にすることができる装置を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、人間の耳又は人間の耳の周りのエリアと係合可能な装置であって、或る範囲内又は指定された条件下でのユーザの現在のセキュリティの状態又は存在を他者に通告することができる装置を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、人間の耳又は人間の耳の周りのエリアと係合可能な装置であって、適切な要求時にセキュリティ情報を記録／再生することができる装置を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、人間の耳又は人間の耳の周りのエリアと係合可能な装置であって、耳又は耳の外部にあるセキュリティシステムに、固定された位置、環境状態（火災等）、他のユーザ、セキュリティ資産（security asset）、又は他の移動する要素の位置に対するユーザの動き及び動作に気付くように指示することができる装置、又は、そのようなセキュリティシステムがそれら固定された位置等に対するユーザの動き及び動作に気付くことを可能にすることができる装置を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、人間の耳又は人間の耳の周りのエリアと係合可能な装置であって、ユーザが存在する状況、コンテキスト、又は環境に基づく特定の方法で動作するように／動作しないようにユーザに指示／要求することができる装置を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、人間の耳又は人間の耳の周りのエリアと係合可能な装置であって、ユーザが存在する環境の物理的態様又はセキュリティ態様の記録／読み出し／判別を行うことができる装置を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、人間の耳又は人間の耳の周りのエリアと係合可能な装置であって、ユーザがハンズフリー方式でマシンを遠隔操作することを可能にすることができる装置を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、人間の耳又は人間の耳の周りのエリアと係合可能な装置であって、単純で有用なヒューマンマシンインターフェース、装飾的なイヤウェア、耳あて、防音保護具、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈヘッドセット、医療モニタ、又はセキュリティバッジとして同時に機能することもできる装置を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、人間の耳又は人間の耳の周りのエリアと係合可能な装置であって、ユーザ（複数可）が快適に装着、移動、共有、又は取り外しができる装置を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、人間の耳又は人間の耳の周りのエリアと係合可能な装置であって、比較的安価に製造することができる装置を提供することである。

本発明の上述した目的及び利点に加えて、本発明によるセキュリティデバイスのさまざまな付加的な目的及び利点は、特に、以下のより詳細な説明が添付図面及び添付された特許請求の範囲と共に取り込まれた時に、このような説明から、当業者にはより容易に明らかになるであろう。

ユーザの頭部の位置及び動きを検知し且つ少なくとも１つの制御信号を送信するためのデバイスの斜視図である。 耳に装着された図１のデバイスを示す側面図である。 マシンの制御、状態の監視、又は機能の遂行のための本発明の装置のブロック図である。 ヘッドウェア製品と組み合わせた図１のデバイスの側面図である。 自動販売機を制御するための図１のデバイスを組み込んだヘッドセットのブロック図である。 本発明の制御手段の遠隔配置される部分のブロック図である。 ピアスすることによって耳に固定されている図１のデバイスの図である。 指紋リーダと共に使用される柔軟で変形可能な圧電ストリップを具体的に示す図１のデバイスの図である。 耳の後ろの静電容量近接センサプレートのアレイを具体的に示す図１のデバイスの図である。 耳の一方の側に装着された磁気センサ及び耳の反対側に取り付けられた着脱可能磁石を具体的に示す図１のデバイスの図である。 ユーザの耳に図１のデバイスを固定するための機械アセンブリの図である。

本発明のより詳細な説明に進む前に、明瞭及び理解のために、同一の機能を有する同一のコンポーネントは、図面に示されたいくつかの図全体にわたって同一の参照符号で識別されていることに留意すべきである。

次に、図１〜図１２を参照して、本発明は、さまざまな用途で使用することができる装置を提供する。この装置は、包括的には８０として指定される。装置８０は、直接的又は間接的のいずれかで人体の所定の部分と係合可能なデバイスを含む。このデバイスは、包括的に９０として指定される。本発明の現在好ましい実施形態によれば、このような所定の身体の部分は、人間の耳１２及びこのような人間の耳に隣接する皮膚の所定の部分のうちの少なくとも一方である。

デバイス９０は、ハウジング９２を含む。また、ハウジング９２をユーザの耳１２に取り付けるための手段も設けられている。このような取り付け手段は、耳１２と耳に隣接する皮膚との間に位置する単純な曲線状ホック９４とすることができる。

デバイス９０は、２００５年１０月２７日に公開された「Ear Associated Machine-Human Interface」という発明の名称の米国特許出願公開第２００５／０２３８１９４号明細書に開示されている原理に従って一般に構築される。当該特許文献の教示は、参照により本明細書に援用される。

また、本発明は、所定の頭部動き・位置ロジックに基づいて頭部の動き及び頭部の位置に関する情報を含む少なくとも１つの情報信号を生成するために、人間の皮膚の所定の部分と直接的又は間接的のいずれかで係合可能な検知手段１０６によって、ユーザの頭部１４の動き及び位置を、スタンドアロン方法又は他のコマンド生成手段との組み合わせのいずれかで検知することも利用する。この検知手段１０６は、ユーザの事前に選択された特性を識別することができる。このような事前に選択された特性には、頭部１４の動き及び位置のうちの少なくとも一方が含まれる。好ましくは、検知手段１０６は、ハウジング９２内にマウントされる。このような検知手段１０６は、好ましくは３つのすべての軸で頭部１４の動きを検知する既知の加速度計／傾斜計とすることができる。

また、本発明は、制御手段２００も提供する。制御手段２００は、制御デバイス９０内に配置されたその第１の部分２０２を有する。制御手段２００は、その第２の部分２０４も有する。この第２の部分２０４は、コンピュータ２８等の遠隔位置に単に位置する制御されるマシン内にマウントすることもできるし、そのようなマシンに取り付けることもでき、一般公衆の大部分が絶えず携行している、例えば電話又は携帯情報端末（ＰＤＡ）２４のような移動通信デバイス等に統合することもできる。第２の部分２０４は、第１の部分２０２と絶えず通信する。

本発明の一実施形態によれば、デバイス９０及び制御手段２００によって、ユーザは、所定のマシンを制御するか、又は所定の機能を遂行することが可能になる。たとえば、ユーザは、画像、音、及び光のうちの少なくとも１つを所定の表面上に送信することが可能になる。したがって、このようなデバイス９０は、送信機１０２を用いる。ユーザが、少なくとも１つの画像を送信する時、送信機１０２は、好ましくは耳１２にマウントされる小型投影技術プロジェクタタイプのプロジェクタである。単なる例として、このようなプロジェクタは、英国ケンブリッジ所在のLight Blue Opticsによって製造されたマッチ箱サイズのレーザベースモノクロプロジェクタ又はワシントン州レドモンド所在のMicrovision社によって製造されたＰｉｃｏＰプロジェクタとすることができる。

ユーザは、このプロジェクタを使用して、必要に応じてユーザの面前、天井、又は床の表面上で、ＴＶを見たり、コンピュータスクリーン上に表示されるものを観察したり、ビデオを再生したりすることができる。また、ユーザは、任意の適切な表面から離れる場合に、画像を手の上に送信することもできる。

このような画像は、たとえば壁等の表面までの距離に基づいて、プロジェクタが投影することができるグリッド、ルーラ、又は描画とすることができる。デバイス９０は、頭部１４の位置及び／又は動き、より詳細には、頭部１４の傾斜、方位、速度、及び方向に基づいて、送信された画像を補償するための検知手段１０６に加えて、距離補償用の超音波又は赤外線の距離測定デバイス１０８等の手段も用いることができる。検知手段１０６からの出力及び超音波又は赤外線の距離測定デバイス１０８からの出力は、制御手段２００によって受信されて解析され、制御手段２００は、次に、最適な画像を表示する信号をプロジェクタに出力することが理解されよう。

画像は、たとえば、プロジェクタが香港クーロンのホンハムのiTechによって製造されている仮想キーボードとすることもできる。このプロジェクタは、光ビームを遮る「タイプ入力」の動きを検出し、非常に高い正確度でそれらの動きをキーストロークとして解釈することができる。これらの動きは、次に、インターフェース手段２００に信号として入力される。また、米国特許第６，９４３，６６５号明細書の教示を用いて、爪のタグ１１０を位置送信機として使用することも、本発明の範囲内にある。タグ１１０の位置は、ユーザがどの文字をタイプ入力しているのかを示す。既存のジェスチャ認識ソフトウェアを使用して、複雑なジェスチャを判別することができる。

また、無線周波数（ＲＦ）送信能力を有するカメラ１０３を設けることも本発明の範囲内にある。したがって、画像は、頭部１４により且つ／又は装着者の差し伸ばされた指（複数可）によりポインティングされた物体の映像とすることもできるし、シーン内の映像とすることもでき、物体の同一性及び物体の顕著な特性を認識して音声合成を通じて報告するのを支援する人間のマシンビジョンを有することができる。これは、外国にいる人が、ドア上の文字又はメニューをポインティングして、翻訳したものを言葉で耳１２に伝達してもらうことを可能にするのに使用することができる。送信機１０２がポインティングしている箇所のカメラ入力を解釈する光学式文字認識ソフトウェアも提供することができる。

送信機１０２は、ユーザの位置を送信することができるＧＰＳタイプのものとすることもできるし、救急隊員が近づいた時に信号を送信して赤信号に変更することを可能にするタイプのものとすることもできる。また、送信機１０２は、たとえば薄暗くなっていく光といったアナログ又は連続的に変化する値、又はたとえばモータのオン／オフ／ジョグといった素早く変化する値等、ユーザ入力又は状態に基づいて特定の値を受信機へ送信することもできる。

ＲＦタイプの送信機１０２は、エレベータの要求又はエレベータの階の要求を発行するのに用いることができる。これは、制御手段２００の第２の部分２０４が、エレベータ制御パネル内にマウントされ、且つ、そこに位置するユーザを認証するための手段を有する場合に、物理的なボタンをタッチすることなく達成することができる。ユーザを認証するための手段は、米国特許第６，９４３，６６５号に開示されたタイプのものとすることができる。デバイス９０は、ＲＦ送信機１０２を使用して不可視通信セキュリティデバイスにリンクすることができ、ＲＦ送信機１０２は、有利には、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等の無線通信プロトコルを操作する従来のヘッドセット３００内に一体化して配置することができる。デバイス９０からの信号は、第２の部分２０４に結合される受信機２１２において受信される。

デバイス９０は、ＩＲ送信手段、ＲＦ送信手段、又はレーザ送信手段のいずれかを使用して即座のグループ投票を可能にすることができ、同様に、パブリックディスプレイ上に或る領域のマップを表示するマップ要求を発行したり、地下鉄駅要求（subway stop request）を発行したり、遠くから車を始動させてＡ／Ｃ又はヒータをオンにするように要求したりすることもできる。また、デバイス９０は、トレーニングツールとして使用することもできる。たとえば、音声送信手段も組み込んだデバイス９０を装着している子供は、美術館の絵画又はモニュメントを見ている間、「それは何」と尋ねる。その場合、時刻、日付、位置、及び観察方向を知っており且つデータベースへの接続を有する制御手段２００の近くにマウントされる第２の部分２０４は、音声合成器／データベースにおけるその物体のデータ用の記録音声に回答を提供させる。

本発明は、さまざまなタイムスタンプアプリケーションに用いることができる。たとえば、デバイス９０は、壁に取り外せないように締結されたローカル固定ＲＦＩＤ（又はバーコード）から読み取られた時間及びコードを自身のデータ記憶メモリ１１２に記録して、「ガード・スケジュールド・チェックポイント・ポスト（guard-scheduled-checkpoint-post）」アプリケーションのように、装着者がそこにいたという、ＲＦＩＤリーダ／バリデータ受信機／バーコードリーダ又はＯＤＴリーダにおける「私はその時そこにいた（I was there-then）」という状態を「時間／空間スタンプ」することができる。他のタイムスタンプログ記録の方法及び使用には、そのビデオカメラを使用して、シーン並びにシーンが撮影された開始時刻、停止時刻、及び日付を絶えず記録することが含まれる。そのカメラ及びデータ記憶メモリ（インターフェース可能８ＧＢマイクロＳＤカード等）と共に、ローリング及び／若しくは通常の暗号化コード、ＧＰＳ、並びに／又はローカル位置検知手段を使用すると、デバイス９０は、高い確度で、その人がその時刻にそこにいて、そのシーンを観察し且つ／又はそれらの言葉を同時に話していたことを証明することができる。タイムスタンプは、映画のシーンをいつ開始していつ停止するのかの決定のみに使用することもできる。代替的に、会議、スポーツイベント、又は映画のセットでは、別個のビデオカメラによって記録されたデータにタイムスタンプが組み込まれている場合、このデータは、後に、（たとえば、コンピュータによって）ダウンロードされて、デフォルトのタイムスタンプ及びタイムスタンプによって照合された所定のシーンと比較され、付加的な使用のために抽出することができる。

したがって、タイムスタンプ付きデータは、連続記録された音声及び／又はデータとすることができ、ビデオレコーダは、後に、そのデータを特定のタイムスタンプと照合することができ、所望のシーンのみが抽出される。これは、別個のオペレータも「遠隔制御」もなしで、或る距離をおいて且つ／又は無言で行うことができる。

ユーザが動作モード／状態変更要求を制御手段２００の第２の部分２０４に信号で通知することを可能にするためのオプションのスイッチ又は一組の接点（contact）１１４をデバイス９０内に設けることができる。たとえば、スイッチ１１４は、制御デバイス９０のセキュアなオペレーションと非セキュアなオペレーションとの間を切り換えるのに使用することができる。

信号制御デバイス９０内で、複数の送信機１０２及び複数の補償手段１０６を使用することは、本発明の範囲内にある。たとえば、ＶＣＲ３１０のオペレーションを制御するために、ユーザは、頭部１４をＶＣＲ３１０の方向に移動させ、「来週ＮＯＶＡを記録せよ」等の音声コマンドを、制御デバイス９０内にマウントされているマイクロホン１２２に発行する。この音響信号は、コントローラ２０２内で、音声認識手段１２６によって処理されるＡＳＣＩＩテキストに変換され、デジタル形式で、制御手段２００の第２の部分２０４へ送信される。ＶＣＲマシン３１０内にマウントされる制御手段２００の第２の部分２０４は、点頭信号（うなずき信号）(the head nod signal)を加速度計から受信し、頭部が向いている方位を磁力計から受信し、位置をＲＦ信号強度位置検知手段又は他のローカル位置検知手段から受信する。制御手段２００は、それら受信された信号に基づいて、ＶＣＲ３１０用のコマンドを決定し、テキストは、いくつかの方法で処理することができる。一態様では、テキストは、ユーザのコンピュータ３４へ送信される。このコンピュータ３４は、そこで動作する人工知能（ＡＩ）エンジンを有する。コンピュータ３４は、ユーザのＶＣＲの型及びモデル番号をすでに内部に記憶しており、また、ＶＣＲ上の特定の機能を起動する適切な信号も記憶している。コンピュータ３４は、オンライン接続によって（たとえば、ＰＢＳウェブサイト又はＴＶスケジュールサーバ上のＸＭＬタグを介して）ＴＶ番組ＮＯＶＡが放送される日付、時刻、継続時間、及びチャンネルを調べる。コンピュータ３４は、所有者の型及びモデルのＶＣＲ３１０でその動作を行うのに必要な遠隔制御信号をコード化し、そのコードをデバイス９０の受信機１１６へ送信し、次いで、デバイス９０を通じて、ユーザが前面に立って頭部１４が差しているＶＣＲ３１０へ送信する。

別の態様では、ユーザは、デバイス９０のメモリ１１２に記憶された又はたとえばＩＲ遠隔制御センサ等のセンサ１２０によって検知された、自身が現在選択しているＴＶチャンネル番号を送信する遠隔サービス３３０に加入する(subscribe)ことができる。ユーザの蓄積された一般的なＴＶの好き／嫌いを知っている遠隔サービス３３０は、類似の嗜好の加入者に、この番組がその加入者の嗜好により良く適合したものあることを自動的且つ統計的にアドバイスすることもできるし、そのユーザが、ＴＶでより良いものを見逃すことを動的且つ統計的に防止することもでき、ユーザは、統計的アドバイス及び／又は遠隔制御信号を受信することによって、視聴を最適化することが可能になる。したがって、ユーザが所属する人々のカテゴリーに基づいて、ユーザがより良く楽しむ可能性のあるものにチャンネルを変更する信号をデバイス９０が自動的に送信することを可能にすることができる。これは、障害者の好みを学習し、その障害のあるユーザによる能動的な制御の必要を次第に取り除くための手段を好む重度の障害者にとって特に価値がある。

また、より高度化された音声認識能力及び／又は人間の解釈者が、デバイス９０からのアナログ音声の送信に関連付けられる複雑なタスクを意味する言葉の内容及びコマンドを判別すること、並びに、このような音声コマンドに関連付けられる所望の動作に遠隔サービス３３０を用いることが考えられる。単なる例として、ユーザは、航空券の予約、必要な情報若しくは位置の発見、又はメッセージの中継を行うことができる。

また、音声コマンドを用いて、電話又は携帯情報端末（ＰＤＡ）等のポータブル移動通信デバイス２４との通信及びポータブル移動通信デバイス２４を通じた通信を行うことも、本発明の範囲内にある。

送信機１０２は、レーザ光、非レーザ光、又はＩＲを、（通信用又は電力送信用の）平行ビームではなく発散ビームの形で送信することができるタイプのものとすることができる。光／ＩＲの特性は、光／ＩＲが中央で最も明るい可変照明密度プロファイルの光源／レンズ／フィルタを伴うことができる。送信機１０２は、中央が最も暗い領域である光の円を生成することもできる。代替的に、時に、送信機１０２は、ミリ波のＲＦ及び／又は超音波ビームを使用することもできる。

送信機１０２は、データ又はテキスト等の音を送信することができるタイプのものとすることができる。したがって、デバイス９０は、音声送信機として、及び、音声認識ソフトウェア／ハードウェアを機能強化したものとして機能することができる。音声送信は、頭部位置補償手段１０６によって増強することもできる。たとえば、雑音のある環境では、言葉の音「ｎｏ」は、（角速度ジャイロスコープチップ及び音信号と同時に送信された送信信号を介して検知される）装着者が自身の頭部を左右に振ることと結合されて、言葉「ｎｏ」が意図されていることをより良く判別することができる。

デバイス９０が音を送信することができるとき、制御手段２００は、上述した音声認識手段を含む。

送信機１０２は、音声認識手段２１０が配置された制御手段２００によって受信される単純な生のオーディオを送信することができる。

デバイス９０のユーザを追跡することができず、プライバシーが危険にさらされることがないことをデバイス９０のユーザに保証することができるように、デバイス９０によって送信される制御信号は、建物のライト又は電気器具をオンにする等の単純なオペレーションの識別データを伴わずに送信することができる。

制御信号は、ハンドシェークモードを有する上昇する信号強度の制御信号出力で送信することができる。この信号は、信号強度の増大時にコマンドを送信する。信号強度が、制御される外部マシン「に到達する／を起動する」のに十分な電力となるまで、０．１ミリワット、次に０．２ｍＷ、次に０．３ｍＷ。一時的な最大放射ワット量レベルが存在し、この場合、マシンが信号まであまりにも離れていると、インターフェース手段１００は、ユーザに対して、最大ワット量に達したが、マシンからの応答が得られていないことを示して注意を喚起する。次に、ユーザは、信号強度の増大の継続又はマシンのより近くへの移動を行って、新たな最大電力設定の使用を再び試すことを許可することができる。その外部マシンに最終的に達したとき、外部マシンは、信号の受信の肯定応答を行い、信号のさらなる増大／段階的増大を防止し、その時に通信範囲に存在し得る別のマシンの起動を防止する。たとえば、ＴＶが直接の目標とされ「伝達を受ける（told）」ものである場合、「６７」は、チャンネル６７に対応する。しかし、同じ部屋にあるが、さらに遠くにあるか又は頭部が向けられた方向にないサーモスタットは、同じ信号強度で同じ信号を同時に受信する可能性はほとんどなく、６７度にすることはない。これによって、向けられている最も近くにある、起動される１つの所望のマシンのみの選択が可能になる。代替的に、音声コマンド「ＣＨＡＮＮＥＬ ６７」は、ＴＶ及びサーモスタットの双方によって受信されるが、ＴＶのみが応答するのに対して、サーモスタットのみが、「ＨＥＡＴ ６７（６７度まで暖める）」、「ＣＯＯＬ ６７（６７度まで冷やす）」、又は「ＴＥＭＰ ６７（温度６７度）」若しくは「６７ ＤＥＧＲＥＥＳ（６７度）」に応答する。

信号強度は、ユーザが屋内の環境にいるのか、又は屋外の環境にいるのかに応じて変化させることもできる。

レーザタイプの制御信号は、可変の焦点又は非常に狭いものから広いものまで及ぶビーム角で送信することができる。また、ビームは、概ね前方にまっすぐ方向付けることもできるが、発散させることができる。デバイス９０は、ユーザが会議で自身の頭部１４を動かして発光スクリーンに描画することを可能にする青色レーザ送信機を含むことができる。角度選択可能レーザも、本発明の範囲内に考慮されている。

送信機１０２は、耳１２の後ろにマウントすることができ、マシンを制御するのに適切などの方向にも向くことができる。

ステアリング可能(steerable)ミリ波集束ＲＦビームを生成することができる送信機１０２を使用して、可視光又はＩＲのレーザポインタを生成する送信機１０２を機能強化することもできるし、そのような送信機１０２に取って代わることもできる。これによって、デバイス９０を髪又は帽子の下に完全に隠して適切に機能させることが可能になるか、又は、ビーム焦点角及び／若しくは方向を容易に調整若しくはスキャンすることが可能になる。

バーコードをスキャンし、デバイスオプション光センサ又はＣＯＭＯＳカメラ画像センサを使用することによりバーコードラベルを検出してバーコードを認識するのにレーザビームを用いることができることが理解されよう。

頭部マウントビデオディスプレイ１２８を用いて、遠隔位置から信号を受信し、アイテムに対するバーコード変換等のデータを表示することができる。バーコードの読み取り及びインターネットへの接続によって、製品に関する情報を提供することができる。この情報は、ただ商品だけを観察することによっては取得することができない。

また、デバイス９０が、低電力送信用の変調された再帰反射器（retroflector）１３０を含むことも考慮される。

受信機１１６は、制御デバイス９０の意図された用途に応じて異なるタイプで提供することができる。受信機１１６は、光を受信することができるタイプのものとすることができ、発光フラッシュセンサとして機能することができる。また、受信機１１６は、遠方信号及び／又は頭部１４を向けている箇所のより大きな信号に隣接する小さな信号に焦点を合わせてそれら信号を選び出す虹彩(iris)又はズームレンズをオプションとして有する変調光信号受信機「望遠鏡」としても機能することができる。この信号は、デジタルＡＳＣＩＩ形式又は生のオーディオに変調して、スピーカ１３２を通じて再生することができる。目の不自由なユーザは、自身の指がセンサへの光信号を遮断し、ヘッドセットの光信号によって生成される音がもはや聞こえなくなるか又は周波数若しくは音量が変更されるまで自身の指を動かすことによって、光源の方向を判断することができる。これによって、光の方向が示される。

受信機１１６は、音受信タイプのものとすることができる。したがって、ユーザは、頭部１４を動かすことができ、頭部位置補償手段１０６を通じて、耳１２の携帯電話に答えることができる。

外耳道内に配置されたマイクロホン１２２によって音声コマンドを受信することができる。このようなマイクロホン１２２は、ペンシルバニア州ピッツバーグ所在のAkustica社によって製造された既知のＭＥＭＳマイクロホンとすることができる。コマンドは、デバイス９０内で処理して、さらなる解釈及びハンドリングのためにインターフェース手段へ送信することができる。

顔面エリアまで延在する静電容量センサを使用して、障害のあるユーザからの付加的なコマンドを生成することができる。頬の前に配置されたこのようなプレートは、他の入力を補完するか又は他の入力に取って代わる頬の動きを検出する。

いくつかの動作モードでは、インターフェース手段が、配慮が必要とされていないことを示す他の入力がないことを検出したとき、音声又は音を無視することができ、環境騒音を取り除くことができる。

マイクロホン１２２を通じて受信され、制御手段２００の第２の部分２０４へ送信された音は、制御手段２００に配置されたレコーダ２１０によって記録することもできるし、移動通信デバイス２４へ送信することもできる。

受信機１１６は、データを受信することができるタイプのものとすることもできる。たとえば、デバイス９０は、ＧＰＳ検知手段、局所測位システム（ＬＰＳ）、距離センサ、方向センサ、運動センサ、及び／又は他の「位置認識」技術を含むこともできるし、それらにインターフェースすることもできる。ＧＰＳ（その位置及び導出された速度データを有する）は、道路の制限速度を有する道路データベースにインターフェースすることができ、スピーカ１３２を使用して、ユーザが異なる制限測度を有する新しいエリア／道路に進入するときをユーザに音声によって通知することもできるし、ドライバが制限速度をどれくらいオーバしているのかを定期的にドライバに慎重に警告することもできる。これは、高齢のドライバに特に有用である。

受信機１１６は、障害者が自身の食品の温度を判断するのに有用な赤外線温度計／高温計とすることができる。

本発明は、好ましくはデバイス９０内に配置されて問い合わせ機能を遂行する光データトランスポンダリーダ（ＯＤＴ）１３４の使用も考慮する。このようなＯＤＴリーダ１３４の目的は、或る距離からのリモート形式で、ユーザの関心の範囲内にある物体にマウントされているＯＤＴタグ３４４に問い合わせすることであり、このようなＯＤＴタグ３３４内に含まれる所定の情報を取得することである。その後、ユーザは、特定の機能を遂行し又はマシンを制御するために、上述した実施形態に従って制御信号を送信することができる。

例として、ＯＤＴリーダ１３４によって、ユーザは、冷蔵庫／冷凍庫にその中身について問い合わせることが可能になるか、又は、一般的なキッチンデータベースに問い合わせることが可能になる。この問い合わせは、冷蔵庫データサーバＯＤＴタグ３４４に直接アクセスすることによって局所的に行われる（一般的には、ユーザが電気器具に配置された電気器具データサーバタグをポインティングしてそこに居るか若しくは「read（読み出し）」を述べたときに行われる）か、又は、移動通信デバイス３４０と通じて遠隔して行われる。この移動通信デバイス３４０は、家屋においてユーザがいる場所（局所位置位置報告システム(local location position reporting system)又は「局所測位システム」を使用する）及び頭部１４の方位、並びに、事前に家屋におけるその位置に配置されると知られている電気機具を知っており、ＬＡＮ／ＷＡＮリンクによって、その電気機器のデータベースへ音声認識を介して口頭の情報要求を発行する。この手段を使用すると、ユーザは、冷蔵庫／冷凍庫内のさまざまなアイテムの古さ(age)を問い合わせることができる。同様に、ユーザは、食料品リストの経過を追跡することもできる。同様に、ユーザは、他の家族に残しておくメモ又は一般的な注意を伝えることもできる。ユーザは、冷蔵庫／冷凍庫内のアイテムの食事を出す準備をする方法の情報へのアクセス／そのような情報の読み出し／書き込みを行うことができる。ユーザは、アレルギー又は特定の状態を有する人々にどの食品を出すべきでないのかに関する警告情報にアクセスすることができる。ＯＤＴタグ３４４は、単に冷蔵庫自体に設けるだけでなく、特定の食品容器にも設けることができる。これらのＯＤＴタグ３４４は、栄養素含有量又は調理時刻及び日付を詳述することができる。ユーザは、制御デバイス９０でそれをスキャンすることができる。次に、制御デバイス９０は、そのデータをコンピュータ３４へ送信して、ユーザが、ナトリウム／コレステロール／カロリー／等の日常摂取を超える前に、どれくらいの量を食べることが「可能」であるのかを調べる。これは、ダイエット中の人々、及び食事制限のある人々に有用である。ユーザは、引き出しにマウントされている引き出しデータサーバＯＤＴタグ３４４をポインティングして音声認識を介してそのデータベースへ口頭の情報要求を発行することにより引き出しデータサーバにアクセスすることによって局所的に、又は、ＬＡＮ／ＷＡＮリンクによって遠隔的に、引き出しに中身について問い合わせることができる。代替的に、ユーザは、引き出しの上／中に配置されたバーコードによって引き出しＩＤを読み出し、ＬＡＮ／ＷＡＮリンクによって、その引き出しに関連付けられるデータベースのデータにアクセスすることができる。

これは、ユーザが、ミキサのＯＤＴタグ３４４にモデル番号について問い合わせて、次に、新しい切刃が必要であることを製造業者部品供給サービスに報告することを可能にすることができる。たとえば、ユーザは、ミキサのバーコード又はＯＤＴタグ３４４をポインティングしながら、「製造業者…新しい刃が必要」とマイクロホン１２２に単に発話するだけである。その後、モデル番号が、テキスト「新しい刃が必要」と共に製造業者へ送信され、価格が電子メールで送信されるか、又は、保証期間中等である場合には部品注文が行われる。

電気器具のＯＤＴタグ３４４によって、ユーザは、その電気器具のマニュアル、保証書データ、シリアル番号、モデル番号等をダウンロードして読むことが可能になる。また、ＯＤＴタグ３４４は、商店に入荷される場合に、所有者のアドレス情報（又は、盗難防止及び回復情報として）をその中（ＯＤＴピーロム(OTP prom)）に書き込むことができ、修理履歴、メンテナンス履歴、利用可能な付属品、損傷により認められた販売価格の値引き、保険情報等を書き込むことができる。

郵便切手のＯＤＴタグ３４４によって、ユーザは、宛先に関する音声コマンド及び任意の特別な指示又はあいさつを発行することが可能になる。

部品のＯＤＴタグ３４４によって、ユーザは、その部品の履歴又はトラブルログ、部品の仕様、適切なケア等にアクセスすることが可能になる。これには、マシン又は音声Ｉ／Ｏによってアクセスすることができる。複雑なグループのデータ相互作用を本発明によってセットアップ又は提供することができる。たとえば、人Ａは、制御デバイス９０を使用して、欠陥のある部品のバーコード、ＯＤＴ、又はＲＦＩＤを選択して読み出す。人Ｂは、人Ａによって使用されたデバイス９０から自身の移動通信デバイス３４０へ自動的に送信されたデータを使用して、新しい交換部品を探す。

価格タグ用のＯＤＴタグ３４４は、各アイテムの最も高い付け値及び入札者ＩＤを受信して記録したり、このようなアイテムの買い物を支援したりするオークションの状況で使用することができる。

旅行カバンのＯＤＴタグ３４４によって、航空旅行カバンを扱う人等のユーザは、制御手段２００に結合されるデバイス９０を装着して、その旅行カバンの宛先及び他の情報を旅行カバンに極めて接近して捜し出すのに必要な時間を解消する距離からその旅行カバンのこのような情報を識別することが可能になり、このような旅行カバンを扱う全体の時間を削減することが可能になる。

たとえば、このようなセンサ１２０は、低い光状態を検知することができる光レベルセンサとすることができ、デバイスは、その場合、特にＬＰＳ受信機と組み合わさって、家屋又は部屋のライトをオンにする等、これに基づく機能を遂行する。方向制御を用いて、ポインティングされている特定のエリアのライトをオンにすることもできる。本発明は、デバイス９０を特定のエリアに向け、頭部位置補償手段１０６を使用し、且つ、マシンを制御するために制御信号を送信することによって、追跡機能を遂行するのに用いることができることが理解されよう。デバイス９０は、座標がデータベースに記憶されている芝生のエリアであって、ロボット芝生散水システムにより後に散水される芝生のエリアをポインティングすることができる。或いは、デバイス９０は、合板に切断されるエリアをポインティングして輪郭を描くこともできるし、ユーザがたとえば「２２インチの長さに切断」又は「２６インチ×１４インチの長方形に切断」等の特定の音声制御コマンドを発行することで切断される２×４の木材のスタッド位置をポインティングすることもできる。また、デバイス９０は、手の動き／筆記動作をデータロギングコンピュータペンから読み出し、その情報を、メモリ、腕時計にマウントされる送信機付き加速度計、又はユーザの爪上のＯＤＴタグ３４４に保存することもできる。

頭部１４の動きの追跡に代えて、又はそれに加えて、本発明は、ユーザの片目又は両目１５の動きを追跡することも可能にする。これを達成するために、カメラ１４０が、デバイス９０内に設けられ、眼鏡３７０のレンズ３７４の内側表面の鏡面化されたエリアに反射する信号を生成することができる。カメラ１４０は、特にＧＰＳ手段と組み合わされて、制御デバイス９０内のコンパス送信機１０２により送信された方位制御信号を受信するための制御手段２００に結合される。次に、追跡カメラ３４６は、ユーザが見ている箇所に狙いを定める。この実施形態の使用のいくつかは、スポーツイベントにおける望遠鏡を制御すること、カーソルを移動させること、医療目的でまぶたの位置を監視することを含むことができる。

追跡カメラ３４６か又は制御手段２００の第２の部分２０４内で遂行されるソフトウェアロジックのいずれかによる頭部１４及び／又は目１５の動きの追跡は、ユーザが、アルファベットの各文字に特定の追跡値を割り当てることによって無言の応答を生成するのに用いることができる。

バージニア州ロアノーク所在のPixelOpticsによって製造された電気活性レンズ等、遠視力から近視力までの合焦能力を高速に変化させることができる切り換え可能電気活性光学部品類を有する眼鏡３７０をユーザが装着すると、頭部位置検知手段１０６を通じて検知された頭部１４の動きを用いて、近視力と遠視力との間で眼鏡３７０を切り換えることができる。デバイス９０は、頭部１４の動きの大きさ及び方向又はその動きがないことに基づいて、眼鏡３７０への又はユーザによって使用される他の任意のデバイスへの電力の供給又は中断を選択的に行うために、頭部位置検知手段１０６に結合される電源スイッチ１３６も含むことができる。制御手段２００は、適切な一意のフィードバック信号を制御デバイス９０に出力するために、このような大きさと方向とを区別する論理アルゴリズムを提供する。たとえば、或る一意のフィードバック信号は、頭部１４が前方に約１５度傾斜した時に出力される一方、別の一意のフィードバック信号は、頭部１４が右側に約１５度傾斜した時に出力され、さらに別の一意のフィードバック信号は、頭部１４が右に約２０度傾斜した時に出力される。さらに、この区別は、動きの速度に基づいて行うこともできる。したがって、３方向加速度計１０６が、制御デバイス９０内で用いるのに現在好ましい。明らかに、制御手段２００は、所定の小さな大きさ、速度、及び方向の動きの増分による信号雑音を許容すると共に、許容可能なレベルまでの信号強度の喪失を補償するようにプログラミングされる。

頭部位置検知手段１０６を経由した頭部１４の動きを使用して、送信機１０２により送信される制御信号を生成することは、さまざまなマシン制御アプリケーション及び問い合わせ機能で用いることができることが理解されよう。これらマシン制御アプリケーション及び問い合わせ機能には、限定されるものではないが、ｉＰｏｄの操作、インターネット問い合わせ、電気器具制御、カメラの動き等が含まれる。頭部１４の動きを使用することは、ハンズフリー方式でこのようなマシン制御及び問い合わせ機能を提供し、ユーザが他の目的で手を使用することが可能になることが理解されよう。

さらに、マイクロホン及びスピーカの組み合わせだけを使用して信頼することができる通信を行うには周囲の雑音があまりにも高い等の状況に対しては、マイクロホン１２２及びスピーカ１３２の使用を、触覚シグナリングを提供するアクチュエータと組み合わせて提供することができる。触覚シグナリングは、信号振動とすることもできるし、振動のパターンとすることもできる。

デバイス９０及び制御手段２００を用いる入出力（input output）ループが、サーモスタット制御に関連する例として、さらに、インターフェース手段２００を含むＰＤＡ等の移動通信デバイス３４０と組み合わせて示される。ユーザは、頭部１４を動かして、自身の家庭用暖炉のサーモスタットを見てポインティングしながら「７２」と発話する。ユーザが頭を動かしながら発音した音を含むアナログ音声信号（「７２」）は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線プロトコルを介してデバイス９０からＰＤＡ３４０へ送信される。ＰＤＡ３４０は、この信号を受信し、この信号に対して音声認識を行い、ユーザが「７２」と言ったと判断する。次に、ＰＤＡ３４０は、音信号「７２」をＡＳＣＩＩ信号「７２」に変換し、再びＢｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルを介してそのＡＳＣＩＩ信号「７２」をデバイス９０へ返信する。デバイス９０は、このＢｌｕｅｔｏｏｔｈ信号を読み取り、このマシン可読ＡＳＣＩＩコード「７２」を、ユーザのレーザ／ミリ波送信機１０２によってポインティングされたサーモスタットへ送信し、サーモスタットは、この信号を受信して、温度設定点を７２度に設定する。

別の例として、デバイス９０及び制御手段２００を用いる入力出力ループが、自動販売機３５０と組み合わせて示される。この自動販売機３５０は、制御信号及びユーザＩＤ信号を、自動販売機３５０の前に位置するＢｌｕｅｔｏｏｔｈヘッドセット３００から受信し、要求されたアイテムを販売し、その取引についてユーザに課金する。自動販売機３５０は、個人の事前に預けられたお金をそのマシン内に受け取り、口座の経緯を追跡し、この手段によって支払われた場合には値引きを提供することができる。また、自動販売機３５０は、ヘッドセット３００のマイクロホン入力から口頭のパスワード認証を受け取ることもできるし、ヘッドセットのスピーカを通じて口頭の口座残高を発することもできる。このように、ユーザは、通貨を携行する必要がなく、通貨の使用に関連付けられる時間を費やす必要がない。

同様に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈヘッドセットのみの実施形態を駐車場で使用して、時間のかかる必要な動作を少なくして退場することを可能にすることができる。ユーザは、まず、ヘッドセット３００を装着した状態でマシンの前に立ちながら、お金を預け（又はクレジットカード番号を与え）、したがって、ユーザ又はヘッドセットの一意のＩＤに基づいて「口座を開き」、次に、ユーザは、その後、ヘッドセットを装着した状態で駐車場出口に行き、マシンは、誰が退場しようとしているのかを検知し、その者の口座／カードから代金を引き落とし、より速い退場を自動的に／より素早く可能にし、オプションとして、その方法の割引を提供する。同時に、ビデオカメラ時間経過記録は、後のあらゆる異議、又はシステム／ＲＦ信号がなりすまされた場合を解決することができる。これをＥｚＰａｓｓシステムとして使用して、道路通行料を支払うこともできるし、ガス代金を支払うこともできる。

高指向性／高利得アンテナは、このシステムにおいて、（アンテナ利得、信号強度、位置等に応じて）選択された車両の運転者席の搭乗者のみを選択して／搭乗者を主として選択して／搭乗者を最も多く選択して、近くの他の者を除く、有用なコンポーネントとみなされる。他の無指向性アンテナを使用して、他のローカル信号と比較を行い、他の近くのユーザを除き、所望の装着者を分離することができる。既存のＥｚＰａｓｓシステムを上回るＢｌｕｅｔｏｏｔｈのようなヘッドセット３００の利点は、ヘッドセット３００がユーザと共にいる可能性がより高く、ユーザが存在しない時にヘッドセット３００若しくはコードが盗難される可能性がより低いこと、ヘッドセットを別の家族のメンバー若しくは仕事関係者に貸すのがより容易であること、ヘッドセット３００が、音声指示、緊急情報、ユーザ固有の情報（「あなたがよく使用する出口１１は、事故のため閉鎖されている」等）、若しくは口座残高を受け取って伝えることができること、ヘッドセット３００が、通常、装着者が要求／応答／肯定応答を送信することを可能にするプッシュボタンを有すること、ヘッドセット３００が、口頭の肯定応答、音声認識入力データ等を送信するのに使用することができること、又はヘッドセットの取り外し若しくは頭部の動きによる信号強度の変化若しくは信号極性の変化がコマンド等として解釈することができることにある。

また、本発明は、たとえば、個人住宅、製造フロア、オフィスビル等の所定の領域内のさまざまなマシンの制御及び監視のタスクを課せられた専用のデータサーバ（ＤＳ）３８０内に制御手段２００の第２の部分２０４を設けることができることも考慮する。このようなＤＳ３８０は、スタンドアロン型デバイスとして固定配置することもできるし、ユーザによって用いられるコンピュータ３４内に物理的に配置することもできる。

このようなヘッドセット３００は、ハンズフリー移動通信に広く受け入れられ、すでにユーザによって装着されているので、特にＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信プロトコル上で動作するヘッドセット３００と組み合わせてデバイス９０を使用することは特に有利である。したがって、本発明は、デバイス９０をヘッドセット３００内に物理的に統合すること、及び、デバイス９０を既存のヘッドセット３００に機械的に取り付けることの双方を提供する。このように、デバイス９０は、制御信号を生成して送信するためにヘッドセット３００の構造を利用すると共に、その内部に組み込まれたマイクロホン及びスピーカを使用する。ヘッドセット３００を使用することによって、ユーザが頭部の動き及び音声コマンドによって制御信号を生成することを可能にしつつ、デバイス９０の複雑度及びコストが削減されることが理解されよう。

上述した実施形態は、ユーザによって装着されたデバイス９０に関して示されてきたが、本発明は他の用途にも適用することができることが当業者には明らかであろう。たとえば、デバイス９０及びユーザインターフェース制御手段２００は、ぬいぐるみの玩具、ロボットの玩具、ＲＣの玩具等を制御するのに使用することができる。同様に、このデバイスは、音声、頭部の傾斜、又は他の手段を使用してＵＧＶ又はＵＡＶを制御するのに使用することもできる。

デバイス９０は、ペットが所有者又はデバイス特にＲＣ制御式ネズミのペット用玩具等と交流することを可能にするために、ペットによる使用のために構成することができる。

本発明の別の実施形態によれば、デバイス９０及びユーザインターフェース制御手段２００は、目立たず、安価に継続して人の健康及び生命力を監視するのに用いることができると共に、或る器官又は手足を使用することができなくなった人により用いることができる。デバイス９０は、耳１２又はその周辺に装着されるので、高齢者及び障害者の改善されたクオリティオブライフ評価指標を生成すること、消防士、第１応答者、又は兵士の疲労状態又は健康状態を監視すること、最近退院した患者の緊急通報を生成すること、アルツハイマー病を有する個人の位置を監視すること、生理学的な日誌又は送信機として機能すること、既存の「プルコード(pull-cord)」アプリケーションに取って代わること、又は、転倒状態、特に被害者が意識不明になっている場合が頭部１４の動き及び位置を検出する加速度計１０６を使用することによって検出された場合に、直ちにアラームを発することが簡単且つ効果的である。

上述したように、健康上の理由によりデバイス９０を装着しているユーザは、音声又は頭部の動きによって出力信号を制御することができ、別個の音入力を受信することができる。

デバイス９０は、温度測定、嚥下情報、及び／又は身体に基づくガスの分析の目的で外耳道内に配置することができる。従来は美容の目的でピアス／貫通されてきたが、医療血液サンプリングの目的でピアスすることができる肉の部位へのアクセスも、又は、センサ−送信機対をそれぞれの側に置くことによって光学式医療監視目的及びセキュリティの目的に有用である、空きスペースによって取り囲まれた肉の薄い部位へのアクセスも、容易に得られる。センサ−送信機対を取り囲む大きな黒くされたエリアは、生体膜の薄さと面積との比に起因して、肉を貫通してセンサに向かう周囲光による雑音の大幅な削減を可能にする。耳１２にデバイス９０をマウントするか又は耳１２に隣接してデバイス９０をマウントすることの付加的な利点によって、手／手首の部位と異なり、マシン類を動かすような安全上の危険要素に接近することも接触することもしない部位、他のどの目的にも使用されていない耳介筋の痕跡動きにアクセスすることができる部位、任意の顎骨臼歯の近くの部位、眼鏡、イヤリング、補聴器、及びより最近では無線Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈヘッドセット３００若しくは有線ヘッドホン／イヤホンを含む物体が一般に装着される部位、人間の脳の肉体的な動き並びに肉体的な衝撃の加速度及び／若しくは減速度に匹敵する人間の脳に近接した部位、ユーザが向かい合っているエリア、ユーザの背後のエリア、及びユーザの一方の側(side)に対するエリアの双方を自動的にポインティング／それらのエリアに自動的にアクセスすることができる部位、（頭部１４の頂点のみが実際の検知でアクセス性スパン（accessibility span）を有している）、手足にアクセスすることができる部位であるが、腕若しくは脚と比較して歩行中も比較的動かないままである部位、並びに／又は大きなデバイス及びバッテリーを、特に耳の後ろ若しくは髪の近くに、快適で目立たずに装着又は隠蔽することができる部位が提供される。

耳に装着されたこのデバイス９０は、頭部の方位（横になっている若しくは座っている／立っている）、頭部の運動活動、相対的な位置、又は位置の変化を報告することに加えて、その入力インターフェースモジュール１３８を通じて、有線又は無線のいずれかの方法で、上述した健康に関連する機能用又は他の機能用にユーザによって装着された他の独立したデバイス（図示せず）又はセンサ（図示せず）からの入力も受け取ることができる。たとえば、血中酸素レベル、体温、及び血糖レベルを本発明によって効果的に監視することができる。耳の部位の固有の肉体的特性を使用するいくつかの血糖監視方法は、身体の他の部位よりも便利且つ良好に耳の部位で測定を行うことができる。たとえば、モニタは、ライトを照射してその身体で固有にアクセス可能な薄い耳の膜を通過させるか又はガス放出を使用して、糖分レベル又は他の血中成分レベルを検知する。Ishlerの米国特許第６，９４９，０７０号は、単に耳１４から取得された温度測定値に基づくこのような監視を開示している。

中央にセンサ検出器対を有する、耳の膜の各側における、黒くされたフレキシブル磁石によって、周囲の光の貫通が非常に少ない、非常にアクセスしやすい薄い身体／耳の膜の部位を作り出すことができ、より好都合な信号／雑音光特性が与えられる。

耳に対する静電容量の測定は、変化の大きさによって、デバイス９０が離れたこと又は取り外されたことを信号で伝えることができ、特に重要である。

加速度計１０６の使用は、戦闘で戦っている兵士又は消火にあたっている消防士の生命力を監視するのに有利である。垂直方向の出力の変化の大きな変化率は、このような個人が地面に倒れたことを示し、３つのすべての方向の出力信号においてその後の変化がないことは、このような個人が肉体的に怪我を負い、意識不明となり、且つ／又は動くことができず、アラーム信号を制御デバイス９０から生成して送信することによりアラーム状態をトリガできないことを示す可能性が最も高い。また、このような個人は、通信目的でヘッドセット３００を装着する可能性が高いことも有利である。このような個人は、ヘルメット３６０も装着するので、デバイス９０を、このようなヘルメット３６０内に、さらには皮膚部分と隣接係合させて統合することができる。本発明に先立ち、特殊化された軍用モニタは、通例、胴に装着され、一般に、心臓血管の電気信号を測定し、体温、話し、食事、嚥下等の他のファクタを測定することを可能にしていない。さらに、現在の手法は、転倒事象を測定する感度が低く、地面又は床面との接触による急激な頭部減速度を記録する際の感度が確実に低い。これらの用途において、デバイス９０は、煙、化学剤、放射能、生物剤(biological agents)、及び有毒物質の存在を判断し、このような存在をユーザに警告し、さらに、このような状態に関連付けられる所定のアラーム信号を例えばＲＦ送信機１０２によって送信するのに使用されるセンサとインターフェースするように、又はそのようなセンサを直接用いるように適合することができる。このアラーム信号は、次に、緊急医療応答アプリケーションの真実に使用することができる。特定の所定状態では、アラーム信号は、Ｅｐｉ−ｐｅｎ、ぜんそく吸入器等の注入タイプのデバイスを動作可能にし(enable)、読み取りが行われている箇所の近くで、耳又は隣接する頭部部位に医薬品を投与するのに使用することができる。

健康監視機能は、セキュリティ機能と組み合わせて、デバイスを「状況認識（Situation Aware）」及び／又は「ユーザ認識（User Aware）」とすることを可能にすることができる。セキュリティ機能は、以下で説明される。たとえば、セキュアにされた装着者のセキュリティレベル又は制限されたエリアへのアクセスは、デバイス９０上の（又はデバイス９０に関連付けられる）環境検出センサが、放射能／煙／化学／生物汚染を検出した場合、且つ／又は、生理学（たとえば、心拍数、体温、血中酸素、アルコール濃度等）検出センサが、ユーザの健康状態の悪化又は変化を検出した場合に、変化し得る。たとえば、ユーザは、セキュアにされたエリアに入ることの許可を受けることができ、放射能が検出された場合には、汚染されたエリアから自身が逃げることを可能にすることができる。代替的に、ユーザの健康状態が、ユーザに熱があって、他者に病気を蔓延させる可能性が存在することを示す場合には、ユーザは、セキュアにされたエリアに入ることの許可を受けることができない。

Semancikの第５，３４５，２１３号に記載されているもの等のアルコール又は他の化合物を検知することができる集積センサ１２０を使用して、外耳道又は耳の近くの他の部位の蒸気濃度を検出することができる。蒸気濃度レベルが所定のしきい値を超えていることが判明した場合、ユーザが、運転、マシン類の操作、又は他の類似の機能を行うことを止めさせることができる。集積センサ１２０は、ユーザを識別するセキュリティ機能と組み合わせて、ユーザがこの集積センサ１２０を検出できないように取り外すこと、又は、集積センサ１２０を協力者に託すことを防止することができる。

デバイス９０は、Perkin ElmerによってモデルＴＰＳ３３３のもとで製造されたタイプ等のインイヤ式放射高温計１４２又は外部の非接触式温度測定が可能なセンサ１２０による内耳の温度に関連付けられるアラーム信号を、検知して送信することができる。このようなセンサは、赤外線温度計ＭＬＸ９０６１４とすることができる。これは、発熱があること又はユーザが高体温若しくは低体温に苦しんでいるか否か、及び、暑すぎる又は寒すぎるといったそれほどひどくない場合を示すことができる。

ユーザが高熱を有すると検知された場合、ユーザは、適切な医薬品を含むメディスンボックス（このメディスンボックスは、信号強度に基づいて、ユーザが近くにいる場合又は前にいる場合にロック解除する）等のデバイスへの緊急アクセスの許可を受けることができる。ユーザに熱がある場合、ユーザは、上述した方法に従って、コデイン又はプソイドエフェドリンを含む特別に変更された自動販売機３５０から医薬品を得ることができる。ユーザが低血糖であると検知された場合、ユーザは、携帯電話を介して購入が可能である既存の自動販売機等、適切な電子商取引ＲＦ受信機を装備した自動販売機３５０からキャンディ／ソーダ水を高速で「自由」に入手することができる。この自動販売機は、ユーザのコードを記録し、後にユーザに課金する。

磁石タイプのセンサ１２０を使用して、又は、臼歯に組み込まれた磁石１５０からの顎が動きとしての信号を検知して、食事、せき、くしゃみ、会話等の動作をより良好に検査、ログ記録、又は監視することができる。

ＲＦ受信機２１０によってＲＦ信号の強度を測定すると共に、測定された信号強度に基づいて機能を遂行することは、本発明の範囲内にある。これは、たとえば、ユーザが車両の運転座席又はマシンの近くのオペレータ位置にいるか否かを判断するために使用することができる。

単純な運転中の眠気検出は、イヤスピーカ１３２に散発的なランダムトーンを発行し、その時に特定の言葉又は頭部の動きで応答するようにユーザに要求することによって達成することができる。応答遅延は、ユーザの反射時間のレベル及び眠気の度合いを示すことができる。遅延が長いと、トーンがはるかに大きくなってユーザを目覚めさせることになる。

適切な指令及び警告の受信、事象のログ記録、医薬品の入手、遠くからの容器の状態の問い合わせ、医薬品の量の問い合わせ、患者が検査を受ける必要がある場合の患者の位置特定又は患者への通知、訪問者の電話呼び出し事象等があることの患者への通知、及び他の医療関連機能の遂行のために、上述したＯＤＴリーダ１３４は、医療情報を含むＯＤＴタグ３４４を読み出すように適合することができる。

立つ動作、横になる状態、走る動作、何かに寄りかかる動作、話す動作、食べる動作、飲み込む動作、及び同様の動作のそれぞれをユーザが行う時間の継続期間に関連付けられている加速度計１０６により測定されたデータを記録することによってユーザの運動活動を監視することは、本発明の範囲内にある。

本発明は、規制薬物の保管及び調合に関連付けられるセキュリティを提供するのに使用することができる。本発明は、薬の投与及び検証に関連付けられる活動を監視することができ、この情報をログ記録することができる。本発明は、ＨＩＰＰＡセキュリティを施行することができる。本発明は、装着者の健康状態又は環境汚染履歴に基づいて、建物、部屋、エレベータ、キャビネット、ファイル等へのアクセス及びエントリーを監視し、それらアクセス及びエントリーの制限又は許可を行うことができる。また、本発明は、一般的な健康データベースコンピュータのセキュリティ及び認証も提供することができる。

医師又は他のヘルスケアプロバイダは、患者にとってより殺菌され且つ安全な環境を作り出す作業をハンズフリー方式でセキュアに行うことができる。一例は、スタンドアロン形式か、又は、マイクロホン１２２に音声コマンドを発行し、セキュリティ検知能力を使用してそれらコマンドを認可し、処理された音声認識済みテキスト又は未処理の音声データを送信機１０２によって送信することと組み合わせかのいずれかで、頭部１４の動きを使用することにより、医療機器の設定点を調整することである。機器は、レーザリンクが、その医療機器にマウントされている受信機２１２をポインティングし、頭部１４がポインティングしている方向を送信することによって選択することができる。この方向は、頭部にマウントされている磁力計又はＲＦ信号強度に基づく機器への近接性のいずれかによって検知される。

加速度計１０６は、音声コマンドがまさに開始しようとする時又は進行中である時を検知するのに使用することもできる。点頭（head nod）、並びに頭部１４がポインティングしている位置及び方向を検知することによって、制御手段２００内の受信ソフトウェアは、意図された動作を正しく解釈することができる。

健康関連技術における本発明の他の使用は、以下の例と組み合わせて明らかにすることができる。頭部１４の動き又は音声コマンドによるデバイス９０からの制御信号の送信によって可能にされるハンズフリー非接触制御を提供することによって、感染症の二次感染又は蔓延を最小化又は防止することができる。ＲＦ信号及び距離追跡手段は、特定の測定センサにインターフェースされているデバイス９０を装着した患者の生命パラメータを測定するのに用いることができる。異なるタイプの病気を有する患者は、特定の病気ＩＤ信号と組み合わせられる一意のＩＤ信号に基づいて、互いに接触することが阻止される。Light Blue Opticsのマッチ箱サイズのレーザベースモノクロプロジェクタ又はMicrovisionのＰｉｃｏＰプロジェクタ等の耳にマウントされる上述の小型投影技術プロジェクタ１０２を使用し、ユーザによって観察される表面上に、加速度計１０６からの入力に基づいて人工的に作り出された人工水平線を照射することによって、乗り物酔いを低減することができる。頭部１４がポインティングしている消費されるべき食品の温度が、許容可能な限界を超えている場合に、温度を遠隔測定することができるセンサ１２０を使用することによって、患者にアラームを与えることができ、したがって、特に、ロボット支援を必要とする重度の障害のある患者の望ましくない火傷を防止することができる。開業医は、記録マシン又は音声転送マシンに取り付けられた受信機２１２を含む特定の位置に頭部１４を向けることによって、処方箋又は診断にエントリーし又はそれら処方箋又は診断をログ記録することができる。

デバイス９０及び制御手段２００は、目の不自由な個人、耳が不自由な個人、又は言葉の不自由な個人による使用に有利であることが判明している。

たとえば、目の不自由なユーザは、横方向の動作で頭部１４を単に動かして、送信された信号が受信機２１２によって受信され、制御手段２００によって処理され、制御手段２００がその後音声フィードバック信号を出力した時に、スピーカ１３２を通じて音声フィードバックを受信することで、所望の方向、物体の位置、又は指示を識別することができる。超音波又は赤外線のセンサ１０８を距離測定に用いることによって、目の不自由な人は、カバーされる距離に関連付けられる音声フィードバックを受信することも可能になる。デバイス９０によって提供される方向制御及び音声フィードバックと結合されるＯＤＴリーダ１３４及びＯＤＴタグ３４４を使用することによって、目の不自由な人は、クオリティオブライフ及びセルフケアを改善することが可能になる。送信機１０２からのＲＦ信号又はレーザ信号を使用することは、ユーザ識別情報も搬送するこのようなＲＦ信号又はレーザ信号を受信して処理することができる受信機２１２及び制御手段２００を装備したトラフィックシグナリングデバイスによって、目の不自由な人がトラフィックパターンを変更することを可能にし得る。カメラ１４０を、後続の光学式文字認識、さらには音声変換と共に用いることによって、目の不自由な人は、テキスト指示を識別することが可能になる。ライト／発光体タイプのセンサ１２０を用いることによって、目の不自由な人は、頭部１４を所望の位置に向けることによって色を識別すること、又は、特に雑音環境において接近する電気嵐（electrical storm:雷雨）をその目の不自由な人に警告することが可能になる。

耳の不自由な人又は聞こえづらい人は、触覚シグナリング又は触覚フィードバックを耳１２に受信することができる。ポッケットベル(pagers)で使用される振動モータ等の市販の振動モータを使用して、振動を生成することができる。一例は、耳の不自由な人が、デバイス９０の内部又は外部で検知された煙アラーム状態に対する警報を受け、振動によってユーザに警報を発することである。

デバイス９０は、音が聞こえた時に振動することによって耳の不自由な人を支援することもできる。振動の周波数及び強度は、音の周波数及び強度に対応する。これは、マイクロホンを入力として使用すると共に、振動生成デバイスを出力として使用する既知の周波数シフト技法によって行うことができる。

デバイス９０のマイクロホン１２２は、周囲の環境の音を取得して、これをプロセッサに渡すことができる。プロセッサは、ＦＦＴ及びパターン認識を行って、雷鳴又はサイレンを判別することができ、次に、これに応答して振動することもできるし、デバイス９０の表面にマウントされると共に且つユーザの皮膚に接触している電極１４４により皮膚を通して送られる電流を使用して触覚フィードバックを生成することもできる。同じマイクロホン１２２は、ＦＦＴ及びパターン認識技術を使用して歯磨き音の事象を検出し、ログ記録するのに使用することができる。

デバイス９０に取り付けられた動くタイプのセンサ１２０は、目の不自由な人が通りを横断することを支援することができる。その人が静止して立っている時、自動車等、人の外部の動きの度合いを検知することができ、音に変換することができる。動きが検知されず、音が生成されない場合、「通りを横断するのに安全である」のさらなる表示が示される。同じセンサは、誰かが目の不自由な人の前を歩行しているか否かを示すことができる。

言葉の不自由な人は、ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸上における、頭部１４がポインティングしている位置（特定の傾斜）に基づく音声合成を活用することができる。この音声合成では、特定の頭部の動きが特定の言葉を生成するようにプログラミングされている、

目及び耳の双方が不自由な人によって装着されたデバイス９０は、センサ１２０を使用して稲光又は雷鳴を検出することができる。ＧＰＳデバイスを使用して、さらに座標、トーン、触覚フィードバック、又は音声コマンドをデバイス９０へ送信し、人がどこに／どの方向に移動すべきか又は進んでいくべきかを示すことができる。これによって、「コース補正」機能が提供される。

幾人かの四肢麻痺者が、デバイス９０内にマウントされるレーザポインタタイプの自身の送信機１０２(transmitters)を同時に使用して、投影されたコンピュータスクリーンを同時にポインティングすることができる。追跡目的で使用されてスクリーン上に合焦されるリモート配置カメラ３４６は、レーザポインタの位置を判別し、色、及び１人又は複数のユーザがスクリーン上に経路を描くことを可能にする画像認識によってレーザを区別するか、又はアイコンの選択、スライダの移動、プログラムの実行等の他の一般的なソフトウェア機能を遂行する。代替的に、指定されてマーキングされた領域を有する壁又はホワイトボードの領域のビデオ映像を送信するカメラ３４６を、より高価なものではあるが、接点閉接出力（contact closure outputs）を有するビデオモーション検出器にすることができる。このビデオモーション検出器は、壁の事前に選択された領域を照射するポインタに基づいてさまざまなデバイスを制御するのに使用することができる。

カメラ３４６からの入力は、デバイス９０へ送信され、このような信号を受信することができる受信機１１６において受信されるが、この入力を、瞳孔／虹彩に向けられたレンズ３７２の反射エリアに合焦させることができる。ユーザが自身の首を動かすことができない場合、既知の画像認識技法を使用して、虹彩追跡により、デバイス９０内にマウントされているレーザポインタ１４６の所望の位置への移動を命令することができる。代替的に、上述したプロジェクタタイプの１０２の送信機が、ユーザの眼鏡３７０の不透明エリア上に所定のデータ又は画像を投影することもできる。

また、デバイス９０は、医療目的又はバイオメトリックス認証手段としての使用のために、耳１２に隣接する頭部部位からの脳波を監視及び使用することができるセンサ１２０と容易に適合することができることも理解されよう。

さらに別の実施形態によれば、本発明の装置８０は、ロボット及び無人車両の制御に有利である。

ユーザは、レーザポインタ１０２を介して物体をセキュアにポインティングすることができ、レーザをオンにし又はレーザの強度を増大させることによってその物体を選択でき、レーザの強度を弱める（deintensify）ことができ、レーザの強度を再び強めて（reintensify）物体を移動させるべき箇所をポインティングし示すことができ、特定のロボット／車両に動作を遂行するように指定したい／指定する必要がある場合に、そうすることができる。たとえば、人は、ボックスをポインティングし、マイクロホン１２２を使用して「これを動かす」と言い、自身の頭部１４で宛先の位置をポインティングし、「ここへ」と言う。レーザ又はＲＦ送信機１０２は、音声認識テキストＡＳＣＩＩ出力によってオンにされて調節され、位置、パターン、及びコマンドは、サーバントロボットによって順守され遂行される。音声のボリュームは、レーザの強度を制御するのに使用することができる。また、ユーザは、物体を再び下に置く前にひっくり返すべきであること、それが同じロボット又は別のロボットによって行われるべきであること、パッケージが壊れやすく傾けるべきでないこと等、遂行されるタスクに関する又はタスクが相互作用している物体に関する特殊な指令も示すことができる。上述した方法は、間接的なロボット制御を提供することに留意することは重要である。

同様に、ユーザは、「足が入る深さの穴を１つ掘る」と言いながらレーザポインタ１０２で地面に正方形をセキュア(securely)に描くことができ、ロボット(robots)は、どこのどの領域を掘るのか、及びどれくらいの深さかの音声コマンドを同時に順守する。

装置８０は、ロボットをセキュアにトレーニングして、特定の仕様に従って芸術又は工芸を創作するのに使用することができる。

以下は、無人飛行機若しくは無人地上車又は他のロボットデバイスに右に曲がるように遠隔して命令する一例を示している。ユーザは、自身の頭部１４を右肩の方へわずかに傾ける。加速度計１０６は、頭部１４の傾きを検出し、頭部１４の傾きに関する情報を含む少なくとも１つの情報信号を生成する。制御手段２００の第２の部分２０４は、このような少なくとも１つの情報信号を受信し、所定の信号をこのようなデバイスのコントローラへ送信する。このコントローラは、右回りをトリガする。次に、ユーザは、頭部１４を元の位置に傾け、したがって、旋回オペレーションを中断する。同様のロジックは、左回り、上昇、下降、バック、横方向への移動、アイテムのリフティング、写真撮影、及び無人車両又はロボットデバイスの他の機能の遂行を指令することにも適用することができる。

また、装置８０は、ロボットのセキュアな制御を保証することもできる。装置８０は、各コードを有する適切なパスワードと共に、頭部の動きによる制御信号を送信する。同様に、装置８０は、仮想環境内のアバタの制御、アバタの移動、及びアバタとの対話を行うセキュアなメカニズムとして使用することもできる。

装置８０は、軍隊のヘルスケア提供者が戦闘環境中に患者接触データ（patient encounter data）を取り込むことを可能にするセキュアなハンズフリー及びアイズフリーのインターフェースとしても使用することができる。

装置８０にマウントされる若しくは装置８０によって制御されるレーザの代わりに、又は、そのようなレーザの有用な追加となるように、ハンドレーザを同様に使用して、同様の機能を遂行することができる。

音声コマンド及び／又は単純なレーザのオン／オフコマンドを追加することによって、制御能力が高められることが理解されよう。

本発明の別の実施形態によれば、ユーザが所定の物体をインターフェースすることを可能にするためのセキュリティ装置８０としてデバイス９０及びユーザインターフェース制御手段２００を用いることができる。

セキュリティ装置８０は、人間の皮膚の所定の部分と直接的又は間接的のいずれかで係合可能な検知手段１０６を含む。本発明の現在好ましい実施形態によれば、このような所定の部分は、人間の耳１２及びこのような人間の耳に隣接する皮膚の所定の部分のうちの少なくとも一方である。この検知手段は、ユーザの事前に選択された特性を識別することができる。このような事前に選択された特性は、頭部１４の動き及び位置のうちの少なくとも一方を含む。好ましくは、検知手段１０６は、ハウジング９２内にマウントされる。ハウジング９２をユーザの耳１２に取り付けるための手段も設けられる。このような取り付け手段は、耳１２と耳に隣接する皮膚との間に位置する単純な曲線状ホック９４とすることができる。

デバイス９０は、２００５年１０月２７日に公開された「Ear Associated Machine-Human Interface」という発明の名称の米国特許出願公開第２００５／０２３８１９４号明細書に開示されている原理に従って一般に構築される。この米国特許出願公開の教示は、参照により本明細書に援用される。

本発明によって、ユーザは、インターフェース制御手段２００によるユーザの認証に基づいて所定の物体とインターフェースすることが可能になる。インターフェース制御手段２００は、ハウジング内に配置されると共にセンサ１０６に隣接する第１の部分２０２を有し、且つ、物体内にマウントされるか又は物体に取り付けられる第２の部分２０４を有する。

本発明の現在好ましい実施形態によれば、ユーザの認証は、加速度計／傾斜計センサ１０６によって検知される特定の頭部の動きで達成される。スタンドアロンとしての認証又は加速度計／傾斜計センサ１０６と組み合わせた認証のいずれかの他の形態は、（１）耳ベースのセキュリティ装置へ送信された標準的なパスワード（通常、その後、認証された状態として保持される）、又は（３）装着者によって発声されるパスワード、若しくは、マイクロホン１２２内にハミング(hum)され、制御手段２００内に設けられたソフトウェア／ハードウェアによって自動的に認識される若しくは別の人間によって認識される旋律を含むことができる。

認証は、（４）耳１２に又は耳１２内に装着されて耳ベースのセキュリティ装置８０により読み出されるか若しくは手に保持されるＲＦＩＤ送信機１０２、（５）外部のデバイスエージェント若しくは個人によってプレイ、観察、測定、及び検証される特定のゲームの上達レベル等のスキル、又は（６）装着者への誰何(すいか)(challenge)−応答式の質問によっても提供することができる。

認証のさらに別の形態は、（７）指紋検知デバイス、皮膚スペクトル検知デバイス、血管検知デバイス、音声特性検知デバイス、耳形状検知デバイス（たとえば、個人ごとに変化する耳の部位の近くの静電容量プレートによって行われる）等、装着者を１回、連続的に、定期的に、若しくは散発的に認証する耳ベースのセキュリティ装置８０内のバイオメトリックスセンサのセンサ１２０、（８）音に対する外耳道の応答特性（たとえば、機械的な特性／寸法若しくはアコースティックエミッションに基づく共振）、（９）別個のデバイス若しくは人によって外部で検証され耳ベースのセキュリティ装置へ送信されるバイオメトリックス、若しくは、顔認識、指紋認識、虹彩認識、耳形状画像認識等の耳ベースのセキュリティ装置へ送信される結果の認証コード、及び／又は（１０）特定の時刻の空間におけるあなたの過去又は現在の位置、とすることができる。指紋（複数可）は、装着者のもの、又は、装着者を認可した人（複数可）のものとすることができる。

認証出力は、２００５年１０月６日に公開された「Illumination Matrix With A substantially Symmetrical Arrangement」という発明の名称の関連する米国特許公開第２００５／０２１９８４２号に開示されている照明マトリクス（illumination matrix）によって提供することもできる。この教示は、参照により本明細書に援用される。

加速度計／傾斜計１０６は、ユーザの耳１２及び耳１２に隣接する皮膚の所定の部分のうちの少なくとも一方からのデバイス９０の取り外しを検出するように適合することもできる。この検出は、連続的なもの、高速に繰り返すもの、及び／又は散発的なものとすることができる。

たとえば圧電フレキシブルストリップ９５といった耳／頭部に接触する圧力スイッチ／トランスデューサを、イヤベースセキュリティデバイス９０が取り外された又は不正変更されたことの別の表示として使用することができる。圧力が、指定された時間内で特定の制限を超えて変化した場合、この表示は、耳ベースのセキュリティ装置が取り外されたか又は不正変更されたということになる。

穴の開いた耳におけるように耳１２を通る又は耳１２の周囲の有線又は光ファイバのリンク９６は、イヤベースデバイス９０が取り外され又は不正変更されたことのさらに別の表示として使用することができる。この回路の途絶は、耳ベースのセキュリティ装置が取り外された時に検出される。

装着されたイヤベースデバイス９０の静電容量プレート９７の近くの導電性の耳／頭部の肉の静電容量検出は、イヤベースデバイス９０が取り外され又は不正変更されたことの表示として使用することができる。静電容量が、指定された時間内で特定の制限を超えて変化した場合、この表示は、耳ベースのセキュリティ装置が取り外され又は不正変更されたことになる。静電容量プレートは、図１０に最も良く示すように、耳１２に又は耳１２の後ろに装着することができる。また、ユーザ自身の準固有な耳の形状プロファイルにカスタムフィットされた静電容量プレートも、特に高セキュリティ環境において、ユーザをさらにセキュアにする手段として想定される。

イヤリング等、耳１２に固定される、図１２に示す機械的にセキュアにされたアセブンリ９８は、検出されることもなくデバイス９０又は耳１２に検出可能な損傷を与えることもなく取り外すことができないが、このアセンブリ９８は、耳ベースのセキュリティ装置８０が取り外され又は不正変更されたことを検出する別の方法とすることができる。

図１１に最も良く示すように、耳１２の反対側に配置された磁石１５０に結合されるセンサ１２０（たとえば、ホール効果又は磁気近接スイッチ）は、耳ベースのセキュリティ装置が取り外され又は不正変更されたことを検出するさらに別の方法とすることができる。

耳ベースのセキュリティ装置への耳／頭部の肉を通り抜ける導電性回路が途絶したことは、耳ベースのセキュリティ装置が取り外され又は不正変更されたことのさらに別の表示とすることができる。

最後に、ＥＥＧ、ＥＭＧ信号、パルス、温度等、近くの耳／頭部の生物学的特性の検出は、耳ベースのセキュリティ装置が取り外され若しくは不正変更されたか否か、又は、ユーザが意識不明の状態若しくは不健康であるか否かを判断する手段として使用することができる。デバイスの電気スイッチ、磁気センサ、又はＲＦＩＤセンサは、組み込まれた磁石又はＲＦＩＤを有する適切な安全装置が装着者によって装着されていることを検証することができる。一例は、磁石が組み込まれてデバイスにより検知される、フード、聴覚保護ヘッドセット、又はレスピレータである。

セキュリティ装置８０は、定期的、散発的、又は連続的のうちの少なくとも１つで所定の物体へ少なくとも１つの所定の信号を送信するための、検知手段１０６に接続される送信手段１０２を有する。この所定の信号は、検知手段１０６によって収集される情報を含むことができる。

耳ベースのセキュリティ装置８０は、装着者／ユーザに対して認証されると、コンピュータ、アクセス制御システム、車両、ドアロック、電子商取引システム、ハンドヘルドデバイス等、識別情報を必要としている所定の物体へ検証／認証情報を個別に／非同期に／独立して／要求に応じて送信することができる。

セキュリティレベルは、直近の新しい／異なるデバイスの認証、ユーザの位置、セキュリティ警報レベル等の状態／状況に基づいて増減することができる。これによって、追加のパスワード、取得されてセキュリティ装置へ送信されるか又はセキュリティ装置によって読み出される追加の新しいバイオメトリックス測定値等の追加のセキュリティ尺度をもたらすことができる。代替的に、一旦成功すると、セキュアにされたエリア／モード内で、そのユニットは、より低いセキュリティ状態になることができ、取り外したりポケットに装着したりすることができ、事前に認証されたトークン(token)として機能することができる。より低いセキュリティ状態は、セキュリティ装置の位置又は近傍をセキュリティ入力として（たとえば、身体に対する静電容量を使用して）測定することもでき、また、Lumidigmセンサは、耳の肉の皮膚スペクトルを測定するとともに、シャツのボタン穴を通して物理的に固定され又は襟に固定される等して移動された体の他の部位の皮膚スペクトルを同様に測定するために組み込まれることができる。

セキュリティ受信機を基準とした相対的な空間／距離内のデバイスの位置は、相対的なＲＦ信号強度又はＩＲ信号強度等の方法を使用して測定することができ、セキュリティモードを変更するのに使用することができる。たとえば、人が、自身のコンピュータからあまりにも遠く離れている場合、認証状態は停止する場合がある。

イヤベースデバイス９０は、受信機１１６を含む。この受信機１１６は、制御手段２００の第１の部分２０２に結合され、セキュリティコード、ユーザコマンド、又は応答しなければならないプロンプトを受信するのに使用される。たとえば、受信機１１６は、ユーザに知られている外国語の可聴メッセージであってラップトップで正しい応答をタイプ入力するようにユーザに要求する可聴メッセージ、又は測定可能な特定の方法で頭部１４を点頭させるためのプロンプト(prompt)であってデバイス９０の加速度計１０６によって送信されるプロンプト、又は指定された時間にわたる特定の複雑且つ正確な耳を引く操作（ear-pull maneuver）等、単純又は複雑な「耳の小刻みな動き」を行うプロンプト（特に、ユーザがこのような制御動作を（生理学的に又は学習して）正確に行うことができるという１つの特性）、又は特定の音声応答を必要とするコマンド、を発行／取得することができる。

耳ベースのセキュリティ装置８０は、上述したユーザの動作のいずれかに基づいて、セキュリティ状態を変更することもできるし、電子商取引の認可又は要求等の特定のセキュアにされた要求又はメッセージを送信することもできる。生理的拘束が生理学的センサによって検知された場合、又は、もがいている状況が頭部の動きに基づいて検知された場合に、デバイスは状態を変更することができる。

耳ベースのセキュリティ装置８０は、さまざまな機器が、暗号化されたＢｌｕｅｔｏｏｔｈのような（たとえば、ＲＦ又はＩＦ又は可視／ＬＥＤ／レーザ）通信プロトコルを使用し、非常に厳しい環境状態でユーザの労力をほとんど又は全く追加することなく多くの異なるデバイス及び機器に対して個人（複数可）を識別／認証する、さまざまなセキュリティモードで動作することができる。

耳ベースのセキュリティ装置８０は、同時に、人の位置（及び時刻）を追跡して、その人が、認可されていないエリア内に出て行かないことを検証することができる（オプションとして、（その人のＩＤ及び／又はその人のセキュリティレベルのカテゴリーに基づいて）その人がこのようなエリアにまさに入ろうとしている時にその人に警告／アラームし、警告している間、行くべき場所をその人に指示することができる）。２つ以上のデバイス９０（たとえば、認可機関によって一時的に支給される）に同時に警告してアクティブにすることができる。また、耳ベースのセキュリティ装置８０は、ユーザが、近づくことを禁止されている別の人に近づいている時を検証／警告することもでき、ユーザが話をしている時にユーザがいる場所を認証(validate)することができ、同様のデバイスを装着しているとともに同様に識別されて絶えず認証を受けている別の特定の人（複数可）に話しかけたのか又は話しかけていないのかを検証することができる。デバイス９０は、マイクロホン１２２及び音声認識手段１２６によって、機密エリアで行われたすべての音声通信又は音の事象を記録することもできる。また、耳ベースのセキュリティ装置８０は、機密エリアで頭部の位置及び動きを検証して、個人に隣接して機密情報を観察する試み（たとえば、歩行中に戸口の内部をちらりと見ること）が行われなかったことを検証することもできる。耳ベースのセキュリティ装置８０は、光センサを使用して、セキュリティストロボがフラッシュしていた間、個人は或るエリアに入らなかったことを検証することができる。耳ベースのセキュリティ装置８０は、フル指紋センサを使用し、耳（複数可）１２に装着されたセンサ（複数可）１２０上に指（又は両手の指）を置くようにユーザに促して／要求して、個人が、特定のエリアにいる間又は特定の個人（複数可）の近くにいる間、どの情報も記載しなかったこと又は何も触れなかったことを検証することができる。耳ベースのセキュリティ装置８０は、特定のエリアの光レベル又は光の配色があまりにも低く維持されているので機密の詳細を十分観察できなかった又はホワイトボード上の機密事項を十分読み取れなかったことを検証することができる。デバイス９０は、別の人の指紋が読み取られ／記録されたことによって、状態を変更すること、また他の人に会った(met)ことを検証することができる。デバイス９０は、話している装着者がコマンドを発行する認可を受けていること又は確かに特定の航空便のパイロットであることを保証するために、その装着者のＩＤを検証することができる。このデバイスは、インイヤ式マイクロホンを使用して、音声コマンドが、確かにユーザから来ており、近くからの話し声から来ているのではないことを判別することができる。このデバイスは、装着されたセキュリティ眼鏡又はゴーグルのＬＣＤシャッタを制御して、セキュアにされた装着者が観察する認可を受けていないより高いセキュリティ環境において、その装着者の視認性を減衰又は制限することができる。

最後に、耳１２に検証可能に到着されたデバイスは、個人が機密エリアにいることを検知したとき、スピーカ１３２を通じて騒音を提供し、近くの機密の口頭情報又は簡潔な報告(briefings)が耳に入ってくるのを防止することができる。予想される振る舞いから逸脱したものはいずれも、送信機１０２によって直ちに送信され得る。デバイス９０を不正変更しようとするあらゆる試みは、結果的に、デバイス９０自体を無効にする可能性がある。

本発明の現在好ましい実施形態及びさまざまな代替的な実施形態が、上記で詳細に説明されてきたが、当業者は、本発明の趣旨からも添付の特許請求の範囲からも逸脱することなく、本発明の他のさまざまな実施形態を想像することができることが理解されるべきである。

Claims (19)

1. （ａ）ユーザの頭部の動き及び頭部の位置のうちの少なくとも一方を検出し、該ユーザの該頭部の動き及び該頭部の位置に関する情報を含む少なくとも１つの情報信号を生成するための、所定の位置に配置される頭部回転センサと、
   （ｂ）前記少なくとも１つの情報信号を受信するための、前記センサに結合される第１の部分、及び、所定のロジックに従って前記少なくとも１つの情報信号を処理するための第２の遠隔配置される部分を有する制御手段と、
   （ｃ）前記制御手段に結合され、それによって、前記少なくとも１つの情報信号の受信に応答して少なくとも１つの制御信号を生成するように動作可能な手段と、
   を備える、装置。
2. 前記センサは、加速度計及び傾斜センサのうちの一方である、請求項１に記載の装置。
3. 前記加速度計は、それぞれの軸にそれぞれ関連付けられる３つの情報信号を生成する３軸加速度計である、請求項１に記載の装置。
4. 前記制御信号生成手段は送信機である、請求項１に記載の装置。
5. 前記少なくとも１つの制御信号は、所定のマシンを制御するためのもの、所定の手順を遂行するためのもの、状態を監視するためのもの、アクセスを得るためのもの、及び所定の機能を遂行するためのもののうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の装置。
6. 前記所定の位置は、ユーザの耳又は耳に隣接する箇所である、請求項１に記載の装置。
7. 前記頭部回転センサ、前記制御手段の前記第１の部分、及び前記制御信号生成手段を、ユーザの人間の耳及び該ユーザの人間の耳に隣接する皮膚の所定の部分のうちの少なくとも一方に取り付けるための締結手段を含む、請求項１に記載の装置。
8. 前記少なくとも１つの制御信号を受信するための前記制御手段の前記第２の部分に結合される遠隔配置されるセンサを含む、請求項１に記載の装置。
9. 前記デバイスから所定の物体までの距離を測定するための手段を含む、請求項１に記載の装置。
10. 前記デバイス内にマウントされるメモリ手段を含む、請求項１に記載の装置。
11. 通信ヘッドセットであって、
    （ａ）イヤマウントと、
    （ｂ）前記イヤマウントに接続される通信ベースユニットと、
    （ｃ）ユーザの頭部の動き及び頭部の位置のうちの少なくとも一方を検出し、該ユーザの該頭部の動き及び該頭部の位置に関する情報を含む少なくとも１つの情報信号を生成するための、前記ベースユニット内にマウントされる頭部回転センサと、
    （ｄ）前記少なくとも１つの情報信号を受信するための、前記センサに結合される第１の部分、及び、所定のロジックに従って前記少なくとも１つの情報信号を処理するための、第２の遠隔配置される部分を有する制御手段と、
    を備える、通信ヘッドセット。
12. 眼鏡であって、
    （ａ）ノーズブリッジによって接続される２つのレンズホルダと、それぞれのレンズホルダに取り付けられる第１の端部、及びユーザの耳と係合するように構成される第２の端部をそれぞれ有する２つの支持アームとを有するフレームと、
    （ｂ）ユーザの頭部の動き及び頭部の位置のうちの少なくとも一方を検出し、該ユーザの該頭部の動き及び該頭部の位置に関する情報を含む少なくとも１つの情報信号を生成するための、前記フレームユニットの第１の所定の部分に固定される頭部回転センサと、
    （ｃ）前記少なくとも１つの情報信号を受信するための、前記センサに結合される第１の部分、及び、所定のロジックに従って前記少なくとも１つの情報信号を処理するための、第２の遠隔配置される部分を有する制御手段と、
    を備える、眼鏡。
13. ヘッドウェア製品であって、
    （ａ）装着者の頭部を受け入れるように構成されるヘッド部と、
    （ｂ）装着者の頭部の動き及び頭部の位置のうちの少なくとも一方を検出し、該装着者の該頭部の動き及び該頭部の位置に関する情報を含む少なくとも１つの情報信号を生成するための、前記ヘッド部ユニットの第１の所定の部分に固定される頭部回転センサと、
    （ｃ）前記少なくとも１つの情報信号を受信するための、前記センサに結合される第１の部分、及び、所定のロジックに従って前記少なくとも１つの情報信号を処理するための、第２の遠隔配置される部分を有する制御手段と、
    を備える、ヘッドウェア製品。
14. コマンドを送信する方法であって、
    （ａ）ユーザの頭部の動き及び頭部の位置のうちの少なくとも一方を検知するステップと、
    （ｂ）前記検知が行われた時に、前記ユーザにマウントされているデバイスをオンにするステップと、
    を含む、方法。
15. ロボット又はロボット車両を制御する方法であって、
    （ａ）頭部マウントレーザを所定の方向に向けるステップと、
    （ｂ）前記ロボット又はロボット車両の動きに関連付けられる少なくとも１つの音声コマンドを発行するステップと、
    を含む、方法。
16. 物体を制御する方法であって、
    （ａ）通信プロトコルを実行することができるヘッドセットを提供するステップと、
    （ｂ）前記物体にマウントされている受信機において、前記ヘッドセットによって放射される無線周波数信号の強度を測定するステップと、
    （ｃ）前記信号強度に基づいて手順を実行するステップと、
    を含む、方法。
17. 所定の物体に対してユーザを認証するための事前にプログラミングされているセキュリティ装置であって、
    （ａ）人間の耳及び該人間の耳に隣接する皮膚の所定の部分のうちの少なくとも一方と係合可能な検知手段であって、ユーザの事前に選択された特性を識別すること、並びに、該ユーザの前記人間の耳及び該人間の耳に隣接する皮膚の前記所定の部分のうちの前記少なくとも一方からの前記検知手段の取り外しを検出することのうちの少なくとも一方を行うための検知手段と、
    （ｂ）前記ユーザの前記人間の耳及び該人間の耳に隣接する皮膚の前記所定の部分のうちの前記少なくとも一方に前記検知手段を取り付けるための締結手段と、
    を備える、セキュリティ装置。
18. ユーザが所定の物体とインターフェースすることを可能にするためのセキュリティ装置であって、
    （ａ）人間の耳及び該人間の耳に隣接する皮膚の所定の部分のうちの少なくとも一方と係合可能な検知手段であって、ユーザの事前に選択された特性を識別すること、並びに該ユーザの前記人間の耳及び該人間の耳に隣接する皮膚の前記所定の部分のうちの前記少なくとも一方からの前記検知手段の取り外しを検出することのうちの少なくとも一方を行うための検知手段と、
    （ｂ）前記検知手段に接続される送信手段であって、定期的に、散発的に、及び連続的にのうちの少なくとも１つで、前記所定の物体へ少なくとも１つの所定の信号を送信するための送信手段と、
    （ｃ）前記ユーザの前記人間の耳及び該人間の耳に隣接する皮膚の前記所定の部分のうちの前記少なくとも一方に前記検知手段及び前記送信手段を取り付けるための締結手段と、
    を備える、セキュリティ装置。
19. 前記少なくとも１つの所定の信号は、前記検知手段によって収集されたデータを含む、請求項１８に記載のセキュリティ装置。

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