JPH09114543A - ハンドフリーコンピュータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 体に装着して手を使用しなくてもよいコンピ
ュータシステムを提供する。 【解決手段】 本発明のシステムはキーボード入力ない
し作動装置に依存せず、むしろすべて手を使わない様々
な作動手段を有する。本システムは他のシステム、他の
システム構成部分、通信装置と共に使用できる。また本
システムの様々な構成部分は体に装着したり、所望によ
り切り放した場所に配置できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、んポータブルコン
ピュータに関し、特に移動式コンピュータ及びハンドフ
リーポータブルネットワーク構成部分を用いて設定でき
る様々な作動手段と通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明と同一者が所有する米国特許５，
３０５，２４４号（ニューマン（Ｎｅｗｍａｎ）他）で
は、音声作動式のユーザ支持式コンピュータ（移動式ポ
ータブルコンピュータ）が開示されている。米国特許
５，３０５，２４４号のシステムでは、軽量で内蔵式の
ポータブルコンピュータを明らかにしており、ユーザは
それを完全に支持して手を使わずに情報の検索と表示を
行う。このコンパクトな計算装置は、ユーザにコンピュ
ータハウジングを固定する手段を有する同ハウジングと
ハウジングに搭載し事前にプログラムした語句の語彙モ
デルを含め先に入力した情報を記憶する記憶手段からな
る。ニューマン他の開示には更に、情報及びユーザ音声
コマンドを記憶したプログラムに従って受信、検索、処
理するプロセッサ手段やプロセッサ手段と通信して受け
取った音声コマンドを電気信号に変換し、それらの変換
した信号をプロセッサ手段に送る音声トランスデューサ
・変換器手段などの構成部分の記述が含まれている。そ
れによりプロセッサ手段はコマンドを認識し、それらの
コマンドを事前にプログラムした語彙の定義の部分集合
に対して整合し、それをコンピュータ表示手段に送る。
表示手段はユーザの目の近くに取り付けてユーザにポー
タブルコンピュータの完全に手を使わずにすむハンドフ
リー使用を供する。構成部品とその機能については米国
特許５，３０５，２４４号に十分記述されており、その
開示を本発明の開示に参考文献として包括的に取り入れ
る。説明を明瞭にするため米国特許５，３０５，２４４
号の装置の構成部分のそれぞれについては、米国特許
５，３０５，２４４号に記述された発明により周知であ
るので、ここに詳細に説明しない。この米国特許５，３
０５，２４４号は本開示を通して、ニューマン他Ｉと示
す。

【０００３】米国特許５，３０５，２４４号の装置に対
して様々な大きな変更を加えることでその用途と融通性
を更に高めることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】今日、多くの印刷刊行
物、特に技術マニュアルは電子技術マニュアル（ＥＴ
Ｍ）及び対話形電子技術マニュアル（ＩＥＴＭ）に取っ
て代わられつつある。そのようなＥＴＭやＩＥＴＭは一
般にユーザ入力用のキーボードや情報表示用のフルサイ
ズモニタを有する通常のコンピュータに収容する実質的
な電子データベースである。オペレータはコンピュータ
を用いてＥＴＭやＩＥＴＭに記憶されたデータにアクセ
ス、表示してシステム、サブシステムあるいはその構成
部品の障害追跡や修理、取り替えを含め、様々な用途に
使用できる。

【０００５】ＥＴＭやＩＥＴＭは、故障した装置を修理
したり保全するのに技術者がしばしば技術マニュアルか
ら詳細な情報を必要とすることのある修理保全業界では
特に有用である。例えばＥＴＭやＩＥＴＭは、修理工が
故障した自動車を修理するために自動車技術マニュアル
の情報の入手を必要とする自動車修理センターで有用で
ある。更にＥＴＭやＩＥＴＭは、軍事技術者が故障した
武器システムを修理したり保全するのに軍事技術マニュ
アル情報を入手する必要がしばしばある軍サービスセン
ターで有用である。そのようなシナリオでは、印刷刊行
物ではかさが膨大になることがあるので、印刷刊行物よ
りもＥＴＭやＩＥＴＭから情報を入手する方がより効率
的である。

【０００６】上述したようにＥＴＭやＩＥＴＭは従来、
オペレータ入力用のキーボードやデータ表示用のフルサ
イズ画像モニタを有する通常型のコンピュータに記憶
し、またアクセスする。そのようなコンピュータはしば
しば修理している装置に隣接した修理区域に置かれてい
る。作業の際は、保守工は修理している装置を修理する
のに必要なデータを検索するためコンピュータと修理し
ている装置の間を行き来することになる。コンピュータ
と修理している装置の間のそのような動きはＥＴＭやＩ
ＥＴＭからデータを検索するためかなりの時間と労力を
費やすことになる。従って通常型のコンピュータは、Ｅ
ＴＭやＩＥＴＭの情報をオペレータに非効率的に提供し
ていることになり、ＥＴＭやＩＥＴＭを記憶するには効
率的な装置ではない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明はユーザに対して
手を使わずに情報の検索と表示を行うようにするため、
少なくとも一部をユーザが完全に支持するコンパクトで
内蔵式のポータブルコンピュータ装置である。コンピュ
ータ装置は、ユーザが支持できるようにユーザに対して
着脱可能に固定する固定手段を有することのあるハウジ
ングを有している。代わりにハウジングをユーザに取り
付けず、他の構成部品から離した遠隔地に配置すること
もできる。ハウジングは更に先に入力する情報を記憶す
る記憶手段と、記憶手段と通信して記憶プログラムに従
って情報とユーザコマンドを受け取り、検索、処理する
プロセッサ手段を有している。ＥＴＭやＩＥＴＭの大き
なデータベースに移動式内蔵コンピュータ装置でアクセ
スするので、データベースを含む記憶装置に容易にイン
ターフェイスする手段が必要となる。そこでコンピュー
タ装置のハウジングには、データを含む様々な記憶手段
にインターフェイスでき、通信を確立できるアクセスポ
ートを含める。記憶手段と計算装置間のデータのアクセ
スと転送は本明細書で説明する様々なハンドフリー作動
手段の制御下で完全に達成することができる。アクセス
ポートにより記憶手段の直接的な電気的取り付けが可能
になるが、他の有線ないし無線接続をも使用する。コン
ピュータ装置は更に、ユーザからコマンドを受け取り、
受け取ったコマンドを電気信号に変換し、変換電気信号
を認識し、認識した電気信号をプロセッサ手段に送る眼
球追跡頭脳作動手段、プロセッサ手段と交信する音声ト
ランスデューサ、変換器手段を有するあるいは有しない
トランスデューサ・変換器手段を有している。トランス
デューサ・変換器手段はユーザが支持してもしなくても
よい。コンピュータ装置は更にプロセッサ手段と交信し
てプロセッサ手段から情報を受取り、受け取った情報を
ユーザに表示する表示手段を有している。表示手段はユ
ーザが支持して、音声コマンドを有してあるいはそれな
しに頭脳の動きないし眼球の追跡だけを利用して手を使
用せずにコンピュータ装置を作動して情報を表示できる
ようにしている。

【０００８】先述のようにニューマン他Ｉで使用する音
声作動手段に加え、本発明では上述の他の２つの作動手
段、すなわち眼球追跡、頭脳作動手段（ＥＥＧ）を使用
することを意図している。ニューマン他Ｉで記述されて
いる同じ全般的システムを使用して、眼球追跡ないし頭
脳作動技術手段により音声作動を完全にあるいは部分的
に代替ないし使用することができる。ある状況では、音
声作動手段、眼球追跡作動手段、頭脳作動手段の任意の
組み合わせがニューマン他Ｉタイプセルラ式ハンドフリ
ーコンピュータシステムで望ましい場合がある。例えば
仮想現実アプリケーションなどの一部の計算環境では、
上記の作動手段と組み合わせて、頭脳と腕の追跡手段を
利用できる。

【０００９】眼球追跡のシステム概念により、眼球を追
跡し、その動きをアプリケーションに対する「マウス」
コマンドと解釈することで、オペレータは完全に手を使
用せずにコンピュータを操作できる。一般に眼球追跡シ
ステムはユーザの頭に取り付けるが、どのような適切な
方法を使用してもよい。音声コマンドと同様に、眼球追
跡はハンドフリーで使用することができ、完全に専用な
いしカスタマイズ設計をすることができる。先述のよう
に眼球追跡システムは本コンピュータで使用する唯一の
コマンドシステムとすることもできれば、先述のように
ニューマン他Ｉに記載された音声コマンドシステムない
し頭脳作動手段と共に使用することもできる。本発明で
使用する眼球追跡インターフェイスは、例えば「ニュー
ルック（Ａ Ｎｅｗ ‘Ｌｏｏｋ’）」，ＯＥＭマガジ
ン（ＯＥＭ Ｍａｇａｚｉｎｅ）、１９９５年５月号の
刊行物に記載されているようなどのような適切な眼球追
跡システムでもよい。

【００１０】コンピュータと眼球追跡の原理は、比較的
複雑ではない。オペレータの眼球は自動映像追跡器で追
跡する。眼球の中心と瞳孔の中心の位置は別々に計算す
る。それら２つの地点は、オペレータが見ている地点の
コンピュータディスプレイを通過する線を決定する。こ
の位置データにより、眼球はちょうど通常のマウスのよ
うにコンピュータに情報を与えることができる。眼球駆
動式のカーソルは事実上、仮想マウスとなる。眼球追跡
のより詳細な説明は上記のフォスタ・ミラー（Ｆｏｓｔ
ｅｒ−Ｍｉｌｌｅｒ）社の刊行物及び上記の米国特許に
記載されており、その両方を本開示に参考文献として引
用する。

【００１１】眼球追跡を（ニューマン他Ｉのように）音
声コマンドシステムと共に使用する場合、それぞれのシ
ステムを互いに別々に使用することも、あるいは他方を
強化、補足するのに使用することもできる。従って本コ
ンピュータに音声コマンドを与えて、本眼球追跡システ
ムで確認あるいは強化したり、その逆を行うことができ
る。またコマンドシステムの一方が故障した場合には、
他方を作動してコンピュータ動作を確保することができ
る。

【００１２】以下は、本開示に参考文献として引用し、
本発明で使用可能な眼球追跡システムを更に明らかにし
ているフォスタ・ミラー社の刊行物から部分的に抜粋し
たものである。

【００１３】進行中のコンピュータ技術の急激な発達に
よっても、ユーザの大量の情報を対話形で処理する能力
は高められてはいない。計算速度、メモリサイズ、セン
サ性能、ソフトウエア機能などは改善されても、ヒュー
マンインターフェイスはあまり注目されていない。入力
装置はこの１０年、実質的に不変のままである。この領
域では最新技術で人間工学的な向上をもたらす機が熟し
ている。

【００１４】困難なマンマシンインターフェイスタスク
に対してトラックボールとジョイスティックが必要とさ
れる場合には、眼球指向式制御は、軍事、商業応用で可
能性がある。眼球追跡により更に、特殊な手と目の間の
調節技量に対する必要性が少なくなる。眼球追跡は、す
でに軍、商業システムの両方で多くの応用を見ている。

【００１５】変遷する可視環境内で注視線を急速に転移
する目の能力は、理想的なコンピュータ入力装置とな
る。過去２５年間、眼球位置をモニタする技術が開発さ
れてきた。今まで、眼球の動きをインターフェイス装置
として追跡する試みを行ったものは誰もいなかった。フ
ォスタ・ミラーはそれらの限界を克服し、眼球駆動式の
カーソルないし「仮想マウス」を可能にするシステムを
開発した。

【００１６】最近、海軍用のコンピュータインターフェ
イスのプロトタイプがバージニア州ダルグレンの海軍海
上戦闘センタ（Ｎａｖａｌ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｗａｒｅ
ｆａｒｅ Ｃｅｎｔｅｒ）で実証された。このインター
フェイスにより、オペレータはコンピュータディスプレ
イ内の項目をそれを見るだけで選択できる。この計画は
ＡＥＧＩＳワークステーションで現在使用されているト
ラックボールインターフェイスを、よく早く、疲れが少
なく、より正確な眼球追跡インターフェイスで置き換え
るものである。

【００１７】「仮想トラックボール」の原理は単純であ
る。オペレータの目の１つを自動映像追跡器で補足して
追跡する。眼球の中心と瞳孔の中心の位置を別々に計算
する。空間内のそれらの２つの地点はオペレータが見て
いる地点のコンピュータディスプレイを通過する線を決
定する。この位置データにより、目でちょうどマウスと
同様にコンピュータに情報を与えることができる。

【００１８】オペレータはディスプレイスクリーンの水
準点を見て追跡器を校正する。それによりそれぞれのオ
ペレータは快適な位置、ディスプレイからの距離、頭と
首の姿勢を選択することができる。校正データを使用し
てディスプレイ上の関心地点を計算するのに使用する数
式の定数を補正する。

【００１９】校正を完了すれば、頭を自由に動かすこと
ができる。快適な姿勢を選択したオペレータの通常の小
さい動きは「仮想トラックボール」の精度にほとんど影
響を与えない。まばたきをしても追跡器のロックが失わ
れることはない。（例えばオペレータが瞬時にディスプ
レイから目を離した時に）ロックが喪失すれば、追跡は
停止して、カメラも停止する。オペレータがディスプレ
イに戻ると、カメラはロックを喪失した同一箇所で目を
再び捕捉する用意をする。

【００２０】「注視線」ないしオペレータの目が見てい
る空間内の線を計算するため、眼球と目の瞳孔を別々に
追跡する。眼球は、角膜からのＩＲ（赤外線）基準光の
反射を眼球の中心の位置の指標として用いて空間内で追
跡する。角膜はほぼ球面であるので、基準位置は眼球の
回転の影響をあまり受けない。従って眼球の中心に関す
る瞳孔の中心の位置を常に計算することができ、それら
の２つの地点の位置は注視線に関係する。瞳孔と角膜の
反射差の測定値は、＋／ー１５度の視角以上でほぼ線形
である。大きな目の動きはより複雑な計算で処理する。

【００２１】基本システムは単純である。標準の高感度
ＣＣＤでＩＲ光源で照射した眼球を映像化する。最初の
プルキンエ（Ｐｕｒｋｉｎｊｅ）像すなわち角膜反射は
この照射器で形成する。瞳孔は、ＩＲ光源は検出器の軸
から外れており、ＩＲを吸収するので、暗像として追跡
される。照射器の配置は計算にとって重要ではなく、眼
球上の基準反射の質を最適化することができる。これに
よりフォスタ・ミラー刊行物からの引用を終了する。

【００２２】本発明で眼球追跡を使用する際の利点はい
くつかあるが、簡潔性と速度が主な事柄である。すなわ
ち手でキーボードその他の追跡、作動装置を操作するよ
りも目を用いる方がはるかに早い。

【００２３】ニューマン他Ｉのシステムでは、筋肉運動
検出を有するないし持たないＥＥＧなどの頭脳作動技術
ないし頭脳作動制御の比較的新しい最近の技術を作動手
段として考慮している。頭脳作動技術、ＥＥＧは、１９
９５年３月７日のニューヨークタイム紙の「サイエンス
タイムス（Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｉｍｅｓ）」の記事に詳
述されており、それをここに参考文献として引用する。
使用するヘッドセットは、ＥＥＧで必要な電極と共に所
望により音声作動用のマイクロフォンを有することがで
きる。システム情報を受け取り、受け取った情報を表示
する表示手段もこのシステムのヘッドセット上に配置す
る。この新しい頭脳作動技術システムは脳波検査法と呼
ばれているが、ここではわかりやすいように「ＥＥＧ」
と称することにする。例えばニューヨーク州保健局によ
り、脳波制御だけを使用して人がディスプレイスクリー
ンでコンピュータカーソルを動かすことができるという
ことが実証されている。人間の頭に接して配置した電極
が頭脳からの放射電磁信号を検出して増幅器に伝え、増
幅器はそれらの信号をプロセッサに送信する。このＥＥ
Ｇ過程は、ユーザが頭脳作動タスクを行っている間に会
話できるほどまで開発がなされている。上述のニューヨ
ークタイム紙の「サイエンスタイムス」の記事は、「脳
波パターンの困惑するような複雑性にも関わらず、米国
と欧州の研究所では、意識的な努力により人はいくつか
の頭脳の放射を制御することができ、訓練により自然で
は決して達成できなかった形でこの制御を利用できると
いうことを明白に示している」と言及している。この記
事で更に続けて「ともかく頭脳はそれ自身訓練してこの
２チャネルコンピュータアルゴリズムあるいはカーソル
を動かす方法を活用することができる。．．．驚くべき
ことに平均的な人でもこれを行う方法を非常に早く習得
してカーソルを動き回したりすることができる」と述べ
ている。結論として、このニューヨークタイム紙の記事
は「進歩は２つの正面から来る．．．すなわち洗練化し
て有用な頭脳信号を探す必要のあるコンピュータアルゴ
リズムの向上と、それらの信号を、体の通常の感覚や運
動筋肉とは別個の直接的な通信チャネルとして活用する
ため被験者の訓練を向上することである」と述べてい
る。再び一般的なＥＥＧ手順を記載した１９９５年３月
７日のニューヨークタイム紙の記事を引用すると、「１
対の電極を頭脳の左半球に配置し、別の対を右側に配置
する。頭脳は脳波活動ないしＥＥＧと呼ばれる非常に微
小な電気信号を出す。」

【００２４】電極はそれらの信号を記録し、コンピュー
タプログラムに供給し、プログラムでそれを分離して特
定の波を測定する。研究者が設計した数式を用いてコン
ピュータはカーソルをどのように移動するかを決定す
る。カーソルは映像スクリーンの中央に現れ、目標は四
隅の１つに現れる。被験者はカーソルを目標に向けて動
かそうとする。被験者は最初、走ったり、浮いたり、バ
スケットのシュートをしたり、あるいは、単にリラック
スするように運動に集中したと報告した。しかし技量が
上達すると、被験者はちょうど歩行のようにそれを考え
ずに達成できたと述べている。カーソルが目標にふれる
と、目標は点滅し、コンピュータは当たりを記録する。
代わりにカーソルがスクリーンの周辺の非目標地点に到
達すると、コンピュータは失敗を記録する。現在のとこ
ろ、よく訓練された被験者では７０％の場合に目標に当
てることができる。トライアルは約２秒続け、その後し
ばらく停止して再び別のトライアルを行う。それぞれの
トライアルの組は２、３分続け、１分の休憩をはさむ。
上述したように本開示に参考文献として引用した１９９
５年３月７日のニューヨークタイム紙の「サイエンスタ
イムス」の記事に加えて、ＥＥＧはアンドリュー Ｍ．
ジュンカー（Ａｎｄｒｅｗ Ｍ． Ｊｕｎｋｅｒ）が出
願した係属米国特許出願の主題となっている。ＥＥＧ信
号に加えて、頭脳の筋肉から放射している電気信号も同
様の形で増幅、変換して制御する。ユーザはＥＥＧ信号
と筋肉信号を制御してコンピュータ装置にコマンドを与
える。

【００２５】本装置の携帯構成部品のいくつかをリモー
トホストコンピュータと共に使用することも実施が可能
である。ニューマン他Ｉのコンピュータ構成部品（図１
の１０６）がもっとも重量の重い構成部品であるので、
本発明の実施例には（ａ）作動手段（音声、眼球追跡、
頭脳作動その他の作動手段）、（ｂ）プロセッサ手段と
電気交信してプロセッサから出力情報を受け取り、受け
取った情報をユーザに対して表示するディスプレイを有
するヘッドセット、（ｃ）情報を作動手段とホストコン
ピュータ間で送信し、ホストコンピュータから応答情報
を受け取る無線周波数、分散性ないし指向性赤外線、紫
外線その他の変調搬送波を利用したトランシーバなどの
通信手段だけを含んで用いる。リモートコンピュータ
は、それぞれ作動手段と、表示手段を有するヘッドセッ
トと、ホストコンピュータと作用する通信手段を有する
数人のユーザと同時に接触することができる。従ってこ
の第二のモードでは、例えばヘッドセットを有する数人
のユーザが、共に作業をしているあるいは遠隔地の数人
のユーザの一人が有する１台のポータブル移動式ホスト
コンピュータから機能を果たすことが可能になる。別の
実施例ではプロセッサと通信手段を表示手段のハウジン
グ内に組込んでいる。頭と腕の追跡も前述の作動手段と
共に利用できる。頭と腕の追跡は主にコンピュータに、
ユーザの付属器官の表示を含むコンピュータディスプレ
イに関して頭と、１本以上の腕あるいは必要に応じて足
の位置を示すのに用いる。これはユーザがディスプレイ
内で表現されているあるいは付属器官の動きでディスプ
レイに影響を与えることのできる仮想現実アプリケーシ
ョンでしばしば利用されている。それらの付属器官追跡
信号は付属器官の位置を反映し、あたかもユーザがプロ
グラムした事象の一部であるかのようにコンピュータプ
ログラムとディスプレイに作用する。頭と腕の追跡装置
の利用と設計を記載した論文は、「仮想現実ー特別報告
（ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙ−Ｓｐｅｃｉａｌ Ｒ
ｅｐｏｒｔ）」、１９９４年冬季号、１巻４号などの雑
誌に見られる。この報告では頭と腕の追跡は、「仮想現
実は優れた教育手段か？」の論文の５１ページに記載さ
れている。なお、本実施例で使用するタイプの追跡装置
は、マサチューセッツ州ウォブソン、ジル通り２Ａのエ
クソス（Ｅｘｏｓ）社から販売されており、その他の供
給業者は上述の刊行物の「仮想現実資源ガイド（Ｔｈｅ
Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ
Ｇｕｉｄｅ）」にリストアップされている。例として
エクソス「フォースアームマスタ（Ｆｏｒｃｅ Ａｒｍ
Ｍａｓｔｅｒ）」やエクソス「位置アームマスタ（Ｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ Ａｒｍｍａｓｔｅｒ」がある。位置アー
ムマスタは「コマンドをスレーブないしシミュレーショ
ンに与え、人間の動きを記録するのに使用することがで
きる人間の腕の動きのトランスデューサ」として宣伝さ
れている。実質的に頭及び腕追跡装置は、所定の基準面
に関した水平、垂直の頭と腕の位置に関した信号を出す
トランスデューサを内蔵している。基準面は３次元で、
追跡装置を装着している人に関した空間内の地点とコン
ピュータシミュレーションに関した空間内の地点を記述
するものである。それらのトランスデューサはトランス
デューサ信号を受け取って解釈する回路に接続し、コネ
チカット州オールド・グリーンウィッチ私書箱４０７の
ディジソニック（Ｄｉｇｉｓｏｎｉｃ）社から入手する
ことができる。そのような技術を体に装着する音声、眼
球追跡あるいは頭脳作動コンピュータと共に使用するこ
とは、現在及び将来のアプリケーションにとって革新的
な新しい演算環境を提供する。頭と腕の追跡を行う構成
部品は技術者には入手可能で、現在ゲームや仮想現実装
置で使用されている。

【００２６】上述の態様では、システムは次のように作
動する。

【００２７】第１の態様では、作動手段、ディスプレイ
スクリーン、通信手段を有するヘッドセットを持つユー
ザは、表示手段内に含まれるユーザの人が装着ないしそ
の人から離れたホストコンピュータと連結されている。
ユーザはホストコンピュータに装置のある部品を修理す
る特定の手順を表示するように命令するとする。そこで
ホストコンピュータはその手順を探索し、ユーザに送り
返してユーザのヘッドセットに表示する。

【００２８】第２の態様では、ホストコンピュータは更
に、装置のある部品を修理するチームとして作業するヘ
ッドセットを有する数人のユーザに対応することができ
る。ユーザはすべて同一の手順から作業したり、別の手
順をディスプレイ内の追加ウィンドウとして表示するよ
うに呼び出すことができる。このようにしてチームメン
バは更にチームメンバ間でシステムを相互接続の形で通
信手段としてならびにシステムの図形表示機能を用いて
所見を比較する手段として利用することができる。チー
ムが必要とする情報がいくつかのホストコンピュータに
含まれる場合がある。そこでそれぞれのヘッドセットの
通信手段を、それぞれのヘッドセットがいくつかのホス
トにアクセスでき、また作動しているいくつかのヘッド
セットを１台のホストにアクセスできるように構成して
調整する。

【００２９】明らかに本システムはいくつかの互いに相
互作用する移動式コンピュータ装置の構成部分で機能す
る。上述の例のように、１台の移動式コンピュータのヘ
ッドセットは他の移動装置から表示を受け取ったり、別
の移動式コンピュータの作動手段を数値化することがで
きる。

【００３０】本発明の実施例の更なる機能は、それぞれ
の移動式コンピュータで使用するアダプタを利用してそ
の中でセルラないし有線電話通信を可能にすることであ
る。セルラ電話通信手段の代わりに、無線周波数、赤外
線、レーザ、光ファイバトランシーバその他の通信手段
を使用できる。それらは本開示で全般的に「通信手段」
と称することにする。通信手段はホストコンピュータを
通してあるいはヘッドセットをその内蔵通信機能と共に
使用してアクセスできる。従って通信はヘッドセット
間、ヘッドセットとホストコンピュータ間、及び制御装
置としてヘッドセットにより起動したホストコンピュー
タ間で行うことができる。作業シナリオとしてタンクを
修理しているユーザのチームを考える。ホストコンピュ
ータユニットはチームリーダのベルトに配置する。他の
チームメンバはそのヘッドセットを用いてホストコンピ
ュータを起動する。一人のチームメンバが修理現場から
２マイルの修理工場の後ろにあるホストコンピュータに
記憶された情報を必要とする。このチームメンバはこの
ヘッドセット通信手段とセルラ電話リンクを用いて修理
工場のリモートホストコンピュータにアクセスする。必
要情報はそのヘッドセットで参照し、見ることができ
る。正しい参考資料を得た後、それを修理現場のホスト
にダウンロードして他のチームメンバがそのヘッドセッ
トで見て利用できるようにする。このようにチームメン
バのヘッドセットによりローカル及びリモートホストを
起動することができる。次にリモートホストから情報を
入手して、ローカルホストコンピュータにダウンロード
する。

【００３１】チームメンバはその間でヘッドセット間通
信リンクを用いて及び必要に応じてホストコンピュータ
と通信できる。ローカル通信ではヘッドセットとホスト
間及びヘッドセット間をリンクする様々な手段を使用で
きる。分散赤外線は盗聴機密可能性、帯幅、低い構成部
品コスト、通信の信頼性故に、ローカルリンクの媒体と
して有用である。

【００３２】以下は装置のヘッドセット部分にすべての
構成部品を有して本発明のハンドフリーコンピュータを
使用する場合に使用できる様々な実施例である。

【００３３】Ａ．ワイヤレスヘッドセット−ホストコン
ピュータ間：飛行機などの複雑な機器を修理しようとす
るユーザは、モービルアシスタント（Ｍｏｂｉｌｅ Ａ
ｓｓｉｓｔａｎｔ（商標））のポータブルコンピュータ
部分とワイヤレス通信リンクを有するモービルアシスタ
ント（Ｍｏｂｉｌｅ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ（商標））を
備える。ユーザはコンピュータユニットをウエストベル
トに装着し、ヘッドセットユニットを装着する。ヘッド
セットとベルト装着式のコンピュータ間の配線がないこ
とから配線がからまったり近くの物体に引っかけるとい
った懸念をせずに頭や腕を自由に動かすことができる。
修理中、ユーザは小さい開口部にはって入る必要がある
ときがある。この時点で小さい開口部に体をくねらせて
入る前にコンピュータユニットをはずし、開口部の外に
置いておく。ヘッドセットからホストへの通信はワイヤ
レス通信であるから、ホストコンピュータの制御はいぜ
ん可能である。ユーザは音声コマンドをホストコンピュ
ータに出したり、眼球追跡接眼部品でカーソルを配置し
てコマンドを呼び出す。

【００３４】Ｂ．数台のワイヤレスヘッドセット−ホス
トコンピュータ間：保守要員のチームが飛行機の保守点
検を行っているとする。チームのそれぞれのメンバはチ
ームリーダが腰に装着したモービルアシスタント（Ｍｏ
ｂｉｌｅ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ（商標））ホストコンピ
ュータとの間でワイヤレス通信リンクを有するモービル
アシスタント（Ｍｏｂｉｌｅ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ（商
標））ヘッドセットを装備する。チームのそれぞれのメ
ンバは通信したりホストコンピュータの様々な機能を作
動することができる。チームの様々なメンバが異なるデ
ータを必要とする場合は、それぞれそのデータ用の別々
の表示ウィンドウを利用することになる。更にそれぞれ
のヘッドセットは相互通信のためにヘッドセット間で通
信を可能にする回路を有している。これは音声コマンド
を用いてないしヘッドセットに搭載した眼球追跡機能を
用いてユーザのヘッドセットディスプレイ上の適切なア
イコンを起動することでそのモードに切り替えることで
行うことができる。

【００３５】Ｃ．チーム位置から離れた他のホストへの
ワイヤレス通信：上記のシナリオを続け、上記の保守チ
ームのあるメンバがチーム位置から離れたコンピュータ
上にあるデータを必要とする場合を考える。遠隔地のコ
ンピュータは保守チームの位置から地理的に別の場所に
配置されている。この配置はチーム位置から数マイルあ
るいは数千マイルでもよい。そのチームメンバのオプシ
ョンには次のものがある。

【００３６】無線周波：チームメンバのヘッドセットと
チームホストコンピュータ間のワイヤレス無線周波通信
を用いてリモートホストコンピュータとリンクし、デー
タをチームコンピュータを通して要求チームメンバのヘ
ッドセットに戻す。保守チームのすべてのメンバはリモ
ートコンピュータからデータを受け取ったり戻すことが
でき、あるいは別個のユーザヘッドセットアドレス指定
を用いて、応答データを要求ヘッドセットに限定するこ
とができる。これはホストとリモートモデム間で通信す
る無線周波トランシーバを用いて行う。実際には、無線
周波トランシーバではホストとリモートコンピュータ間
のデータ送信にパケットモデムを使用する。ディジタル
無線周波ワイヤレス通信では、無線周波データ転送では
干渉やフィエージングは通常の問題であるので、パケッ
ト送信を用いてエラーチェックと再送信によりデータ転
送の信頼性を確保する。

【００３７】Ｄ．セルラ電話：別のオプションはローカ
ルホストコンピュータとリモートコンピュータ間でセル
ラ電話接続を使用することである。リモートデータを要
求する保守チームメンバはワイヤレスヘッドセットを用
いてローカルチームホストコンピュータと接続する。こ
れはワイヤレスヘッドセットと音声ないし眼球追跡作動
手段を用いる保守チームメンバがローカルホストコンピ
ュータのディジタルデーター電話モデムを通してローカ
ルセルラ電話をダイアルすることで行う。それにより必
要なリモートコンピュータとの電話接続がなされる。そ
の接続は次に商業電話線を用いて必要リモートコンピュ
ータの有線ないしセルラ電話番号（ローカルないし長距
離）に接触する。そのディジタルデータ−電話モデムを
用いるリモートコンピュータはローカルホストコンピュ
ータとモデム間接続を確立し、データ送信がなされる。
ワイヤレスヘッドセットを用いているローカル保守チー
ムメンバはそこでリモートコンピュータからディジタル
データを要求することができる。

【００３８】他の送信手段：リモートコンピュータと通
信する他のオプションには、データ転送のための必要範
囲と信頼性を有するレーザその他の通信方法がある。そ
のような接続シナリオは上記と同様である。

【００３９】様々なワイヤレス手段を用いたモービルア
シスタント（Ｍｏｂｉｌｅ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ（商
標））（バージニア州フェアファックスのＣｏｍｐｕｔ
ｅｒＰｒｏｄｕｃｔｓ ＆ Ｓｅｒｖｉｃｅ， Ｉｎ
ｃ．の登録商標）の構成部品間のすべての通信は、有線
ないし光ファイバ接続を用いても行うことができること
は明白である。

【００４０】この通信手段は、本発明の移動式コンピュ
ータを用いながら部品を注文したり他の情報を伝えるユ
ーザにとって非常に役に立つ。従ってユーザは部品供給
業者や手元の作業を支援するコンサルタントを呼び出す
のに移動式コンピュータから離れる必要はない。この種
の通信接続は次のように行うことができる。

【００４１】本発明のコンピュータ装置は、複数の人な
いしコンピュータ間でハンドフリー電話通信を提供する
ような形で電話システムとインターフェイスすることが
できる。それらの１つ以上は、本コンピュータ装置を使
用して電話通信をしているとする。先述のように通信に
は音声、内蔵テストコードの問い合わせと制御を含むデ
ータ、映像、音を含めることができるがそれに限定され
ない。操作は、本コンピュータ装置の音声作動機能を使
用してハンドフリーであるいはキーボードないしその両
方の組み合わせた手動の作動を使用して行うことができ
る。

【００４２】インターフェイスできる電話システムに
は、家庭や中小企業で通常に見られるＲＪ−１１壁用ジ
ャック、中及び大企業で見られる多回線電話切替えシス
テム、セルラ通信、無線周波通信インターフェイス及び
上記のいずれかのコードレス付属品があるがそれには限
定されない。

【００４３】基本システムには本発明の装置、すなわち
音声作動及び頭部装着式ディスプレイ、電話システム及
び２つの構成部品間の従来のアナログ音声信号とコンピ
ュータデータを統合する二者間の固有の電子インターフ
ェイスを有するハンドフリーの装着式コンピュータを組
み込む。

【００４４】専用及び公衆電話通信の本システムへの統
合は、今日既存のコンピュータシステムで使用されてい
る音声／データモデム（変復調装置）を用いて行う。モ
デムはホストコンピュータに内蔵するかホストコンピュ
ータに「ＰＣＭＣＩＡ」ないし「ＰＣカード」として挿
入することができる。更にヘッドセット内の通信手段は
内蔵モデムを利用して通信手段を通してリモート装置と
インターフェイスできる。システムの通信手段を使用す
ることで、データと音声をヘッドセットと移動システム
ならびに移動システム間で送受信できる。

【００４５】コンピュータグラフィック画像などの広帯
域のタイミングが微妙なデータを通信するのに、静止な
いし動画はセルラ無線ないし有線システムなどのより狭
い帯域の通信方式を利用できる。そのようなシステムは
上述のデータをリアルタイム速度で送信できる多チャネ
ル、データ圧縮あるいはその両方を用いて作動できる。
ホストコンピュータは遠隔地の別のコンピュータと通信
するのに使用する。それぞれのコンピュータは、データ
と画像を表示し、ホストコンピュータを制御する作動装
置としての働きをするヘッドセットを有するユーザの役
に立つ。例えばセルラ電話をワイヤレス通信手段として
使用する場合、コンピュータはセルラないしその他のリ
モートホストコンピュータの電話番号にアクセスし接続
を確立する。ホストコンピュータ間のデータ送信が必要
な場合、ユーザはローカルホストコンピュータに搭載し
た音声／データモデムを通してデータモードに切り替え
てデータ送信を確立する。ダイアル、交換シーケンス
は、ホストのオペレータが音声その他の作動手段で制御
できる。それにより電話システムを通したホストの音声
作動コンピュータ制御を維持しつつ、本発明の装置から
電話システムへの音声入力信号の受け渡しが可能にな
る。このインターフェイスは本発明のコンピュータ装置
に統合でき、製造中にそれに取り付けるか、ユーザが搭
載する。この方法により音声とデータ送信間のつぎめの
ない交換がなされ、本発明のコンピュータ装置を用いた
個人は行っている作業から注意を逸らすことなく１つ以
上の離れた場所から受信できる。

【００４６】なお、本発明の移動式コンピュータはノベ
ル（Ｎｏｖｅｌ）、バンヤン（Ｂａｎｙａｎ）、アーク
ネット（Ａｒｃｎｅｔ）などの所望のコンピュータロー
カルネットワークあるいは「インターネット（Ｉｎｔｅ
ｒｎｅｔ）」などの広域ネットワークとインターフェイ
スでき、それと接続して使用できることは言うまでもな
い。

【００４７】それにより電話システムの音声作動コンピ
ュータ制御を維持しつつ、本発明の装置から電話システ
ムへの音声入力信号の受け渡しが可能になる。インター
フェイスは本発明のコンピュータ装置に統合でき、製造
中にそれに取り付けるか、ユーザが搭載する。この方法
により音声とデータ送信間のつぎめのない交換がなさ
れ、本発明のコンピュータ装置を用いた個人は行ってい
る作業から注意を逸らすことなく１つ以上の離れた場所
からの受信できる。

【００４８】通信インターフェイス（例えばセルラ電
話）を有する本発明のハンドフリーコンピュータ装置を
使用する場合、次の構成部品を使用する。 通信インターフェイスで考えられる主要構成部品： ヘッドセット：通信インターフェイス機能を含む 構成部品：ヘッドバンドユニット ディスプレイスクリーン マイクと変換／送受信手段を含むトランスデューサと変換器 コンピュータユニット（ホストコンピュータとしても知られる）：ヘッド セットハウジングに完全に統合することも可 構成： 第１モード：ワイヤレスヘッドセット−ホストコンピュータ間 第２モード：数台のワイヤレスヘッドセット−ホストコンピュータ間 他のモード：数台のホスト−それぞれのヘッドセット間 ヘッドセット間通信 （主にこれであるが、ヘッドセット電子装置内の内蔵モデム を用いてデータを音声チャネルで送信できるのでこれに限定 されない） ローカル：別のヘッドセットへのワイヤレス接続 リモート ワイヤレス送信：セルラ電話からテルコ（ｔｅｌｃｏ）シス テムへ、 セルラ電話に戻り、 別のヘッドセットに ホスト間通信： ローカルワイヤレス送信 別のローカルホストへのワイヤレスリンク（ローカルとは 低出力通信について隣接した地理的区域と定義する） リモートワイヤレス送信：（リモートとは高出力通信ないし バックボーンシステムを必要とする隣接した地理的区域外 と定義する）

【００４９】ワイヤレス手段を用いて行うすべての通信
は、有線、光ファイバその他の適切な接続を使用して行
うこともできることは明白である。

【００５０】様々な作動可能な実施例には次のものがあ
る。

【００５１】別の実施例では本発明のハンドフリー装着
式コンピュータを医療用に利用する。コンピュータを使
用している患者は、ハンドフリー作動手段の１つを用い
てコンピュータにコマンドを与えて、例えば（萎縮を防
ぐための）筋肉の運動を行うため神経刺激装置などの医
療器具を制御できる。別の用途としては、システムを制
御して脊髄の損傷を有する患者が筋肉を動かして歩行の
ような複雑な運動をできるようにすることがある。筋肉
の歩行制御が可能な現在の装置は大きなコンピュータや
事前にプログラムしたコマンドを必要とする。しかしハ
ンドフリー制御環境で本発明を有することで、患者の意
思でより複雑な活動を指示できる。

【００５２】

【実施例】図１にユーザが装着した本発明の移動式コン
ピュータ１０２の構成部品と機能を示す模式図を示す。
コンピュータ１０２は固定手段を有するシステムユニッ
ト１０６のようなハウジングを有しており、固定手段は
本実施例ではユーザの腰のまわりに装着してシステムユ
ニット１０６ないしハウジングを固定する帯ないしベル
ト１０４とする。コンピュータ１０２は更にシステムユ
ニット１０６から情報を受け取ってその情報をユーザな
いしオペレータに表示する表示手段を有している。本実
施例では表示手段はヘッドバンド１０８、ディスプレイ
スクリーン１１０及びディスプレイスクリーン１１０を
ヘッドバンド１０８に接続する調節可能アーム１１２を
有している。ヘッドバンド１０８はユーザの任意の都合
の良い位置に装着するようにしているが、好適には図示
するようにユーザの前頭部に装着する。ディスプレイス
クリーン１１０の位置は調節可能アーム１１２で調節し
て、オペレータがディスプレイスクリーン１１０に表示
される情報を快適に見ることができるように調節でき
る。ディスプレイスクリーン１１０は本実施例ではケー
ブル１１４を通してシステムユニット１０６に電気接続
されているが、代わりに別の接続手段を使用することも
できる。

【００５３】コンピュータ１０２は更に、システムユニ
ット１０６と交信してユーザから（音声、眼球追跡ある
いはＥＥＧから）作動コマンドを受け取り、受け取った
コマンドを電気信号に変換し、変換電気信号を認識し、
認識電気信号をシステムユニット１０６内のプロセッサ
に送るトランスデューサ・変換器手段を有する。本実施
例では、トランスデューサ・変換器手段は、オペレータ
から音声コマンドを受け取るマイクロフォン（あるいは
上述した眼球追跡手段ないし上記で明らかにしたＥＥＧ
手段）１２２を有している。マイク（あるいは上述した
眼球追跡手段ないし上記で明らかにしたＥＥＧ手段）１
２２は本実施例では、ケーブル１２４でシステムユニッ
ト１０６に電気接続されているが、当業者にはどのよう
な入力ないしトランスデューサ装置をも使用でき、ユー
ザはその入力ないしトランスデューサ装置をどこか他の
位置で支持できることが明白であろう。

【００５４】本実施例のコンピュータ１０２は更にシス
テムユニット１０６と交信して、コンピュータ１０２で
数値を求める装置に対する電気測定を行う測定手段を有
している（そのような数的表現には試験、校正、障害追
跡、診断、修理などがあるがそれに限定されない）。本
実施例では測定手段には、ベルト１０４に取り付け可能
でケーブル１１８を通して、試験、分析、修理などをす
る装置１２０に電気的に接続可能な計器パック１１６が
含まれている。計器パック１１６は更に本実施例ではケ
ーブル１２６を通してシステムユニット１０６に電気接
続されている。図１に音声作動手段について本発明を例
示しているが、それは先述のように眼球追跡作動手段や
ＥＥＧで容易に置き換えることができると言うことを理
解すべきである。従って図２のマイク１２２には、当業
者には使用が容易な眼球追跡手段やＥＥＧが含まれるも
のとする。

【００５５】図２は本実施例のコンピュータ１０２の主
な構造的機能を示す模式的なブロック図である。コンピ
ュータ１０２には、少なくとも１６ビットのデータ幅を
好適に有するバス２０２が含まれている。本実施例で
は、バス２０２はシステムユニット１０６内に含まれて
いる。コンピュータ１０２は更に中央演算装置（ＣＰ
Ｕ）２０４などのプロセッサ手段を含み、それはバス２
０２に接続され、更に好適にシステムユニット１０６内
に含まれている。好適にはＣＰＵ２０４はインテル（Ｉ
ｎｔｅｌ）から市販されているような１６ないし３２、
６４ビットマイクロプロセッサである。当業者にはイン
テル８０３８６ないしそれより速いマイクロプロセッサ
が好ましいが、現在あるいは将来入手可能などのような
中央プロセッサないしマイクロプロセッサをも使用でき
ることが理解されよう。

【００５６】コンピュータ１０２は更に、例えば数千Ｍ
バイトのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を有するメ
モリ２０６を有している。バス２０２に接続したメモリ
２０６はソリッドステート、磁気記憶装置からなり、好
適にはシステムユニット１０６内に含まれる。メモリ２
０６はアプリケーションプログラム２０８ならびにコン
ピュータが作動中に他のデータを記憶する。

【００５７】アプリケーションプログラム２０８はオペ
レータの指示に従って磁気記憶装置２１９（後述）から
メモリ２０６にロードしておくことができる。

【００５８】コンピュータ１０２は更にＣＰＵ２０４及
びＣＰＵ２０４と交信するがバス２０２に直接接続され
ていない特定の他の構成部分（ここでは周辺装置と称す
る）の間ですべてのデータの転送を制御する入出力イン
ターフェイス２１０を含んでいる。好適には入出力イン
ターフェイス２１０は、映像インターフェイス、少なく
とも２つのＲＳ２３２コンパチブルシリアルポート用の
コントローラ、セントロニクス・コンパチブルパラレル
ポート用のコントローラ、キーボード及びマウス・コン
トローラ、フロッピィディスク・コントローラ、ハード
ドライブインターフェイスを有する。しかし当業者には
入出力インターフェイス２１０には、イーサネット（Ｅ
ｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））、アークネット（Ａｒｃ
ｎｅｔ（登録商標））、トークンリングインターフェイ
スなどの他の種類の周辺装置で使用する追加の、あるい
は、異なるインターフェイスやコントローラを含めるこ
とができることが明白であろう。入出力インターフェイ
ス２１０はバス２０２に接続され、好適にシステムユニ
ット１０６内に位置している。

【００５９】コンピュータ１０２は更に、集合的に上述
の物理的周辺ポートや付随する電気回路を示す入出力コ
ネクタ２１８を含んでいる。しかし当業者には、入出力
コネクタ２１８には追加ないし異なる種類の物理的ポー
トを含めることができることが理解されよう。

【００６０】コンピュータ１０２には更に、内部バッテ
リ２３９、外部バッテリ２４０、通常の電気コンセント
などのＡＣ電源に接続した電力変換装置２３６が含まれ
ている。電力変換装置２３６と内部バッテリ２３９は好
適にはシステムユニット１０６内に配置するが、外部バ
ッテリ２４０はシステムユニット１０６外にあり、好適
にはベルト１０４に取り付ける。外部バッテリ２４０は
外部電源ポートを通して電力変換装置２３６に接続す
る。コンピュータ１０２を「デスクトップ」モード（例
えば非携帯モード）で使用する場合、外部バッテリ２４
０をＡＣ電源に接続して安定化ＤＣ電力をコンピュータ
１０２に供給できる。コンピュータ１０２を携帯モード
で使用する場合は、電力変換装置２３６を通常、内部バ
ッテリ２３９ないし外部バッテリ２４０に接続して、安
定化ＤＣ電力をコンピュータ１０２に供給する。好適に
は内部バッテリ２３９は、電力変換装置２３６が外部バ
ッテリ２４０にもＡＣ電源にも接続されていない場合の
み、電力変換装置２３６（及び最終的にコンピュータ１
０２）に電力を供給する。コンピュータ１０２は更に内
部バッテリ２３９と外部バッテリ２４０を使用していな
いときに充電する別のバッテリ充電器２３４を有してい
る。コンピュータ１０２にはシステムユニット１０６に
取り付け、外部バッテリ２４０ないし内部バッテリ２３
９の電力レベルが低い場合を示すバッテリ出力のインジ
ケータを含めることも可能である。

【００６１】好適に上述のバス２０２、ＣＰＵ２０４、
メモリ２０６、入出力インターフェイス２１０、入出力
コネクタ２１８、電力変換装置２３６は、当業者には周
知の形で、バックプレーン回路カード、プロセッサ回路
カード、メモリ回路カード、入出力回路カード、入出力
回路カードを用いて実施する。プロセッサ回路カード、
メモリ回路カード、入出力回路カード、入出力回路カー
ドはバックプレーン回路カードに差し込む。好適には、
コロラド州ロングモントのＤｏｖｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎｉｃｓ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ社及びカリフォ
ルニア州サニーベールのＡｍｐｒｏ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ
ｓ社から販売されているＩＢＭ ＰＣ／ＡＴコンパチブ
ル及び８０３８６コンパチブル回路カードを使用する。
Ｄｏｖｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｍａｎｕｆａｃ
ｔｕｒｉｎｇ社の回路カードは約２インチ×５インチ×
２インチの立方空間を占めるが、Ａｍｐｒｏ社のそれぞ
れの回路カードは約３．８インチ×３．６インチであ
る。しかし当業者には、Ｄｏｖｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
ｉｃｓ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ社から販売されて
いる回路カードは、システムユニット１０６の比較的小
さいサイズに合致する機能的に互換性のあるどのような
回路カードででも置き換えることができることが分かる
であろう。

【００６２】コンピュータ１０２は更に表示手段を含
み、表示手段は図１について上述したように本実施例で
は、ヘッドバンド１０８、ディスプレイスクリーン１１
０及びディスプレイスクリーン１１０とヘッドバンド１
０８を接続する調節可能アーム１１２を含んでいる。図
２に示すように、表示手段は更にディスプレイスクリー
ンドライバモジュール２１４を含んでおり、それは好適
にはシステムユニット１０６内に配置するが、代わりに
ディスプレイスクリーン１１０に隣接してシステムユニ
ット１０６外に配置することもできる。ディスプレイス
クリーンドライバモジュールは、（入出力インターフェ
イス２１０、バス２０２及び入出力コネクタ２１８を通
して）ＣＰＵ２０４から受け取った表示情報（すなわち
オペレータに対して表示する情報）を、ディスプレイス
クリーン１１０に送りまたそれと互換性がある映像信号
に変換する。ディスプレイスクリーンドライバモジュー
ル２１４は当業者には周知の標準設計のものである。

【００６３】作動手段１２２及びモジュール２２２は、
音声、眼球追跡あるいはＥＥＧないしその組合せとする
ことができる。

【００６４】好適には、ディスプレイスクリーン１１０
は「接眼モニタ」と称するミニチュアモニタとし、通常
の１２インチモニタ（すなわち約２５行×８０文字／
行）に相当する表示を提供するが、約１インチの対角長
さのビュースクリーンを有している。ディスプレイスク
リーン１１０はオペレータの目の近くにあり、オペレー
タの頭で支持しており、オペレータの頭の動きに従うの
で、オペレータは作業場（たとえば、装置が修理中であ
る）から離れることなく、単に修理中の装置からディス
プレイスクリーン１１０に目を移すだけでディスプレイ
スクリーン１１０を見ることができる。従って、上述し
たように、ディスプレイスクリーン１１０は、電子デー
タベースに含まれる情報を検索するのに役に立ち、作業
から大きく注意をそらすことなくこのような情報を見る
ことができる。

【００６５】当業者にとって、ディスプレイスクリーン
１１０およびディスプレイスクリーンドライバモジュー
ル２１４は、カラーグラフィックスアダプタ（ＣＧＡ）
およびエンハンスドグラフィックアダプタ（ＥＧＡ）、
映像グラフィックスアレイ（ＶＧＡ）、スーパーＶＧＡ
などの現在及び将来入手可能などのような映像技術を用
いても実施できることが明らかであろう。しかし本実施
例では、ディスプレイスクリーン１１０とディスプレイ
スクリーンドライバモジュール２１４は周知のモノクロ
及びカラー映像グラフィックアレイ（ＶＧＡ）技術を用
いて実施している。ＶＧＡ接眼モニタは、ＡＭＬＣＤモ
ニタを製造販売しているマサチューセッツ州タウントン
のコピン（Ｋｏｐｉｎ）社から入手できる。ＶＧＡ接眼
部品は、カラーないしモノクロコンピュータディスプレ
イを提供するマトリックス状のアクティブ薄膜トランジ
スタ（ＴＦＴ）を用いて作動できる。そのような装置は
業界で製造されており、当業者には周知である。また周
知のカラーシャッタホイール技術に従って作動するＶＧ
Ａ接眼モニタは、オレゴン州ビーバートンのテクトロニ
クス（Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ）社が製造するニューカラー
（Ｎｕｃｏｌｏｒ（商標））シャッタなどのソースから
現在入手できる。好ましいディスプレイスクリーンは左
ないし右の目の正面に配置した単一スクリーンである
が、２つ以上のスクリーンを有する双眼頭部装着式ディ
スプレイ（ＨＭＤ）を使用できる。これは液浸とするこ
とができ（上部と側部の視野はすべて妨げられるのでユ
ーザはスクリーン上の画像だけしか関係することができ
ない）あるいはユーザの視野の一部としてユーザがディ
スプレイの上ないし下側を見られるようにできる。その
ような装置は仮想現実の新しい技術あるいは表示情報に
関係するのに立体視野が必要な場合に利用される。表示
手段は代わりにシステムユニット１０６に取り付けた平
らなパネルディスプレイスクリーンとすることができ
る。平らなパネルには、現在普及している液晶ディスプ
レイ（ＬＣＤ）や薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）（アクテ
ィブマトリックス）設計に加えて、シリコンビデオ（Ｓ
ｉｌｉｃｏｎＶＩｄｅｏ）社、テキサスインスツルメン
ト（Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）社及びミク
ロンテクノロジ（Ｍｉｃｒｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙ）社が生産しているような電界放射ディスプレイ（Ｆ
ＥＤ）を含めることができる。

【００６６】図３のブロック図には以下のものが含まれ
ている。ディスプレイシステム２４６のボックスにおい
て； −ディスプレイスクリーンモジュール２４７は、通常の
ＶＧＡ装置ドライバである。 −ディスプレイスクリーン２４８は、当業者には入手可
能なモジュールで駆動する約１平方インチのアクティブ
ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）ディスプレイである。 −標準の９ピン（ＤＢ９）ソケットに差し込むことので
きる代替ディスプレイスクリーン２４９、ＢＧＡ、ＥＧ
ＡカラーないしモノクロＣＲＴモニタ。これによりコン
ピュータを標準のデスクトップモードで使用できる。 プロセッサシステム２５０のボックスにおいて； −プロセッサユニット２５１、プロセッサユニットない
し中央演算装置（ＣＰＵ）は、好適にはインテルから入
手可能な８０ＸＸＸシリーズ１６、３２ないし６４ビッ
トマイクロプロセッサである。他の適切なプロセッサも
所望により使用できる。 −メモリボックス２５２は、数千Ｍバイトのランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ）を有することができ、バス２５
３に接続され、システムが作動している間にプログラム
を記憶する。 −記憶装置モジュール２５４は、好適にはシステムユニ
ットに含まれ、着脱可能ないし不可能なハードディスク
ドライブ・バブルメモリや読取り／書込み光学メモリな
どの比較的大記憶容量を有する静的読取り・書込みメモ
リである。記憶装置２５４が着脱可能な実施例では、シ
ステムユニットはオペレータが着脱可能記憶ディスクを
挿入できる外部スロットを有している。光学的記憶装置
は、ＣＤＲＯＭなどの読み取り専用メモリとすることが
できる。好適には磁気記憶装置は８０Ｍバイトから１ギ
ガバイトのメモリを有する。磁気記憶装置として適して
システムユニットの大きさと合ったサイズの磁気記憶装
置は、インテグラル（Ｉｎｒｅｇｒａｌ）、コナー（Ｃ
ｏｎｎｏｒ）、シーゲート（Ｓｅａｇａｔｅ）、サイキ
スト（Ｓｙｑｕｅｓｔ）などの様々な製造業者が製造、
市販している。磁気記憶装置は、入出力コネクタ上のポ
ートを通してコンピュータに接続できるフロッピィディ
スクドライブから、パケット交換装置とアンテナを通し
てコンピュータに接続した通信リンクを通して遠隔コン
ピュータからあるいは直接的なケーブルにより磁気記憶
装置に先にロードされたデータベース（例えばＥＴＭあ
るいはＩＥＴＭ）を格納し、更に記憶されたプログラム
を含んでいる。 バス２５３ボックスにおいて； −バス２５３は、本実施例では少なくとも１６ビットの
パラレル相互接続バスである。 制御作動システム２５５のボックスにおいて； −本開示で説明した眼球追跡モジュール２５６は、高感
度ＣＣＤ感知手段とＩＲ照射器を有している。 −眼球追跡認識モジュール２５７は、ＣＣＤ感知手段か
らの信号をプロセッサに対するコマンドに変換してカー
ソル配置その他のコマンドをプログラム通りに作動する
回路を有する。それらの回路は本開示で説明したもの
で、当業者には周知である。 −ＥＥＧ／筋肉モジュール２５８は、頭部に配置して脳
波及び筋肉の動きから生じる電気信号の変化を感知する
感知電極を有している。 −ＥＥＧ／筋肉認識モジュール２５９は、プロセッサが
コマンドと解釈する信号を生成する作用をする増幅器手
段と変換手段を有する。 −音声認識モジュール２６１は、マイクからの電気信号
を解釈し、それらをプロセッサに対するコマンドに変換
し、プロセッサからのデータストリームを電気信号に変
換しイヤフォンで聞くことのできる音声に変換するプロ
セッサを有する。 通信システム２６２ボックスにおいて； −音声／データスイッチ２６３は、コマンドが与えられ
たときに２つの出力間の電気信号のストリームを切り替
える従来技術で周知の回路を有している。それらのコマ
ンドはプログラム制御通信事象に対応してプロセッサが
生成する。 −パケットモデム２６４は、ディジタルデータ信号を比
較的狭い通過幅信号チャネル（しばしばＰＡＭすなわち
パルス振幅変調）で送信できる符号化出力信号に変換す
る双方向モデム変復調装置を有している。更に符号化信
号は信号のパケットないしグループにセグメント化する
と共に完全な状態で受信されなければパケットを再送信
するその信号のエラーチェック機能を有する。このモジ
ュールの回路は当業者には周知である。 −交換モジュール（データ）２６５は、プロセッサから
のコマンドにより制御され、移動式コンピュータからの
データのワイヤレス送信経路を決定する。 −赤外線データモジュール２６６は、パケットモデム２
６４からディジタルデータを受け取り、赤外線トランス
デューサ２６７に変調赤外線波を放射させる電気信号を
作成する回路である。このような回路は従来技術で周知
であり、データコレクタとプロセッサ及びキーボード間
のワイヤレス接続などの装置で利用されている。 −セルラ電話モジュール２６８は、基本的には、移動式
コンピュータに接続されるように設計されたセルラ電話
である。それらの回路を含む装置は、モトローラ（Ｍｏ
ｔｏｒｏｌａ）などの製造業者を含めセルラ電話を販売
するほとんどの店舗で入手可能である。任意の周知の適
切な電力システム２６９を本発明のシステムと共に使用
できる。

【００６７】ビデオカメラ２７３は高解像度出力が可能
なミニチュアビデオカメラを有している。カメラは通常
のＮＴＳＣテレビ信号ないし特定のアプリケーションで
要求される高い解像度のスキャンを生成できるモノクロ
ないしカラーのものである。映像インターフェイスモジ
ュール２７４は、映像フレームないしモーション捕捉、
強調、圧縮及びコンピュータバス２５３へ出力する回路
を有している。出力は、「Ｘ」フレーム間隔（利用して
いる特定のアプリケーションにより決定）毎に記憶する
ため前述のバスに送信する基準フレーム捕捉を有してい
る。オプションの間欠捕捉フレームを有する直接映像通
信は、逐次ないし並列に実行する静止像ないし動画像に
対する別のオプションである。上述のそのような回路は
従来技術で通常のものであり、市販されている。医療器
具制御装置２７５は、医療手順ないし患者治療を行うよ
うに設計した多くの特殊医療器具のいずれかを有してい
る。そのような器具には筋肉刺激装置、ベッド位置制
御、緊急呼出し装置及び患者が手を使わない環境で活動
をしたり、患者の体調や機能を感知、モニタする様々な
医療装置がある。地球測位システム２７６は、いくつか
の衛星の送信機からの相互参照信号により受信者の経緯
度を判定する地球測位システム衛星に対応する受信機を
有している。ＧＰＳ受信機は市場で多くのサイズや形状
で市販されている。バスに対するワイヤレスインターフ
ェイス２７７は、主通信システムと互換性のない特殊な
アプリケーション用に、主通信システムとは別にバスに
対する通信を可能にするオプションのワイヤレスインタ
ーフェイス回路を有している。

【００６８】本発明の基本的な原理を例示するため本発
明の好ましい最適な実施例を本明細書ならびに添付の図
面で説明したが、本発明の趣旨と範囲を逸脱せずに多く
の変形や派生物をなすことができることを理解すべきで
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の移動式コンピュータを装着している
ユーザの模式的な正面図である。

【図２】 本発明の移動式コンピュータの模式的なブロ
ック図で、音声、眼球追跡、ＥＥＧないしその組合せを
「作動手段」としている。

【図３】 本発明の移動式コンピュータの模式的なブロ
ック図で、本発明の様々な作動手段をリモートホストコ
ンピュータと接して示す。

【符号の説明】 １０２：コンピュータ、１０４：ベルト、１０６：シス
テムユニット、１０８：ヘッドバンド、１１０：ディス
プレイスクリーン、１１２：調整可能アーム、１１４：
ケーブル、１１６：計器パック、１１８：ケーブル、１
２０：テスト装置、１２２：マイク、１２４：ケーブ
ル、１２６：ケーブル、２０２：バス、２０４：ＣＰ
Ｕ、２０６：メモリ、２０８：アプリケーションプログ
ラム、２１０：入出力インターフェイス、２１４：ディ
スプレイスクリーンドライバモジュール、２１６：モニ
タ、２１８：入出力コネクタ、２１９：磁気記憶装置、
２２０：データベース、２２２：音声認識モジュール、
２２４：マルチメータ、２２６：カウンタ／タイマ、２
３４：バッテリ充電器、２３６：電力変換装置、２３
９：内部バッテリ、２４０：外部バッテリ、２４２：パ
ケット交換装置、２４４：アンテナ、２４５：内部指示
装置、２４６：ディスプレイシステム、２４７：ディス
プレイスクリーンドライバモジュール、２４８：ディス
プレイスクリーン、２４９：代替ディスプレイスクリー
ン、２５０：プロセッサシステム、２５１：プロセッサ
ユニット、２５２：メモリ、２５３：バス、２５４：記
憶装置モジュール、２５５：制御作動システム、２５
６：眼球追跡モジュール、２５７：眼球追跡認識モジュ
ール、２５８：ＥＥＧ／筋肉感知モジュール、２５９：
ＥＥＧ／筋肉認識モジュール、２６０：マイク／イヤフ
ォン、２６１：音声認識モジュール、２６２：通信シス
テム、２６３：音声／データスィッチ、２６４：パケッ
トモデム、２６５：交換モジュール、２６６：赤外線デ
ータモジュール、２６７：赤外線トランスデューサ、２
６８：セルラ電話モジュール、２６９：電源システム、
２７０：入出力コネクタ及び装置、２７１：頭／腕追跡
モジュール、２７２：頭／腕追跡認識モジュール、２７
３：ビデオカメラ、２７４：映像インターフェイスモジ
ュール、２７５：医療器具制御装置、２７６：地球測位
システム、２７７：バスに対するワイヤレスインターフ
ェイス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スティーブン・ジェイ・シュワルツ アメリカ合衆国 バージニア州 22033 フェアファックス アパートメント301 セジハーストドライブ 4401

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンピュータハウジングと、コンピュー
   タ表示手段と、ハンドフリー作動手段と、固定手段とを
   含み、前記固定手段は少なくとも前記コンピュータ表示
   手段と前記作動手段をユーザに取り付けるのに使用し、
   前記コンピュータハウジングは事前に入力した情報を記
   憶する手段を内部に搭載するものと、 前記ハウジングにあって前記記憶手段と交信し、記憶プ
   ログラムに従って情報とユーザコマンドを受け取って、
   検索し、処理するプロセッサ手段と、 プロセッサ手段と交信してユーザから作動コマンドを受
   け取り、前記コマンドを電気信号に変換し、前記変換電
   気信号を認識し、変換信号を前記プロセッサ手段に送る
   トランスデューサ・変換器手段と、 前記コンピュータ表示手段をユーザの観点から手を使わ
   ずに担持するようにユーザに取り付ける手段と、 外部記憶装置を一時的にバスに接続してデータ転送中に
   コンピュータのハンドフリー作動を可能にするため前記
   作動手段だけを用いて内部記憶装置と外部記憶装置間で
   データを転送する手段とが電気的に接続されてなるハン
   ドフリーコンピュータ装置であって、 前記プロセッサ手段は、変換電気信号内のコマンドを認
   識し、前記記憶手段から対応する情報を検索して出力す
   ることで認識コマンドに対応する手段を含み、 前記コンピュータ表示手段は、前記プロセッサ手段と交
   信して前記プロセッサ手段から出力された情報を受け取
   って、その情報を表示し、 前記コンピュータ装置は、前記ハンドフリー作動コマン
   ド及びプロセッサ手段の内部バスに接続したコンピュー
   タハウジングの外側に開いているソケットを提供する手
   段だけを利用して手を使わずに受け取った情報を表示す
   るように作動でき、記憶手段を含む他の内部コンピュー
   タ構成部品も前記内部バスと交信するコンピュータ装
   置。
2. 【請求項２】 前記コンピュータ表示手段とハンドフリ
   ー作動手段だけをユーザが装着し、前記コンピュータハ
   ウジングはユーザに取り付けず、リモート地に配置する
   請求項１のコンピュータ装置。
3. 【請求項３】 前記コンピュータハウジング、前記コン
   ピュータ表示手段、前記ハンドフリー作動手段をユーザ
   が装着する請求項１記載のコンピュータ装置。
4. 【請求項４】 前記ハンドフリー作動手段は、音声作動
   手段、眼球追跡作動手段、脳波作動手段及びその組合せ
   からなるグループから選択する請求項１記載のコンピュ
   ータ装置。
5. 【請求項５】 前記コンピュータ装置は、第２の別の移
   動コンピュータ装置の別のコンピュータハウジングと相
   互作用し、通信する手段を有する請求項１記載のコンピ
   ュータ装置。
6. 【請求項６】 前記コンピュータ装置は、第２の別の移
   動コンピュータ装置の別のコンピュータ表示手段と相互
   作用し、通信する手段を有する請求項１記載のコンピュ
   ータ装置。
7. 【請求項７】 前記コンピュータ装置は、セルラ電話、
   有線電話、赤外線トランシーバ、双方向無線手段および
   その組合せからなるグループから選択した通信手段と通
   信し、相互作用する手段を有する請求項１記載のコンピ
   ュータ装置。
8. 【請求項８】 前記ハンドフリー作動手段は、音声コマ
   ンドを送信する手段と音声認識モジュールを含む請求項
   １記載のコンピュータ装置。
9. 【請求項９】 前記ハンドフリー作動手段は、眼球追跡
   手段を含む請求項１記載のコンピュータ装置。
10. 【請求項１０】 前記ハンドフリー作動手段は、脳波作
    動手段と頭部の筋肉からの電気信号に対応して協調して
    作動する作動手段を含む請求項１記載のコンピュータ装
    置。
11. 【請求項１１】 前記事前に入力する情報は、電子技術
    マニュアル、対話形電子技術マニュアル及びその組合せ
    からなるグループから選択した要素からなる請求項１記
    載のコンピュータ装置。
12. 【請求項１２】 前記ハンドフリー作動手段は、眼球追
    跡装置からの変換電気信号を認識する手段からなり、前
    記眼球追跡装置は、前記眼球追跡装置をユーザに見える
    ように配置する手段と、ユーザの目の瞳孔の中心を判定
    する手段と、ユーザが見ているディスプレイ上の点を判
    定し、得た情報を前記コンピュータハウジングに電気的
    に送信する手段とからなる請求項１記載のコンピュータ
    装置。
13. 【請求項１３】 前記ハンドフリー作動手段は、頭及び
    腕追跡手段を組み合わせてコンピュータ出力を制御す
    る、音声作動手段、眼球追跡作動手段、脳波（ＥＥＧ）
    作動手段及びその組合せからなるグループから選択する
    請求項１記載のコンピュータ装置。
14. 【請求項１４】 前記ハンドフリー作動手段は、脳波
    （ＥＥＧ）作動手段及び頭部の筋肉からの筋電（ＥＭ
    Ｇ）信号に応答して、頭と腕の追跡手段と協調して組み
    合わされて作動してコンピュータ出力を制御する作動手
    段を含む請求項１記載のコンピュータ装置。
15. 【請求項１５】 前記ハンドフリー作動手段は、コンピ
    ュータユーザの制御下で筋肉刺激装置などの医療器具を
    制御したり、それからの入力を受ける請求項１記載のコ
    ンピュータ装置。
16. 【請求項１６】 前記認識手段は、更に、眼球追跡セン
    サから導出した電気信号に応答する表示手段内の画像の
    配置を定義する手段と、表示装置の視覚領域をシフトし
    て、表示装置の視覚領域の端に向けた目の運動に応答し
    てユーザが表示装置の通常の視覚領域よりも大きな画像
    を走査できるようにする手段とを含む請求項１記載のコ
    ンピュータ装置。
17. 【請求項１７】 前記コンピュータハウジング、前記コ
    ンピュータ表示手段及び前記作動手段は、ユーザが装着
    する単一のハウジングに組み合わされている請求項１記
    載のコンピュータ装置。
18. 【請求項１８】 コンパクトで内蔵式ポータブルコンピ
    ュータ装置で情報をハンドフリーで検索しユーザに表示
    する方法であって、 作動手段、記憶手段、プロセッサ手段からなり、コンピ
    ュータが提供する画像をユーザが手を使わず見ることが
    できるようにユーザに装着したコンピュータ表示装置を
    有するユーザが手を使わずに担持する移動式ハンドフリ
    ーコンピュータを提供して利用し、前記コンピュータの
    動作をコンピュータコマンドに変換する作動コマンドを
    用いて指示して通常のキーボードなしに手を使わずに可
    能にし、 プロセッサ手段が電気的に接続された前記プロセッサ手
    段のバスに外部記憶装置を一時的に差し込む手段を設
    け、 転送を起動し、制御する前記作動コマンドだけを用いて
    内部記憶装置と外部記憶装置間でデータを転送する各ス
    テップからなる方法。
19. 【請求項１９】 前記作動手段として、ユーザの目にユ
    ーザが手を使わずに支持する形で隣接して取り付けられ
    てユーザの目の動きを追跡する眼球追跡センサ手段を設
    け、 眼球運動を電気信号に変換し、 変換電気信号を計算装置にコマンドとして送り、 前記音声コマンドと眼球運動コマンドは協調して作動し
    て計算装置を制御することを含む請求項１８記載の計算
    方法。
20. 【請求項２０】 前記作動手段は、ユーザの頭部の電気
    的及び筋肉の変化を感知する手段をユーザが手を使わず
    に支持するように含み、 それらの変化を電気信号に変換し、変換電気信号をプロ
    セッサ手段に作動コマンドとして送り、 ユーザの感知した電気的、筋肉的変化から生成された前
    記作動コマンドは協調して作動して計算装置を制御する
    請求項１８の計算方法。
21. 【請求項２１】 前記作動手段は、ユーザが手を使わず
    支持するように設けられ、それらの変化を電気信号に変
    換し、変換電気信号をプロセッサ手段に作動コマンドと
    して送る音声作動手段を含み、 前記ユーザにより音声コマンドから生成された前記作動
    コマンドは協調して作動して計算装置を制御する請求項
    １８記載の計算方法。
22. 【請求項２２】 移動式コンピュータがすべてのフレー
    ム上の選択画像を同時に捕捉して処理する間に、動画像
    ないし静止画像の通信映像を手を使わずにあるいはカメ
    ラを保持して捕捉する計算方法。