(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザーに保持されハンズフリー起動のコンピュータシステムであって、
コンピュータハウジング及び表示手段を備え、
前記コンピュータハウジングは、記憶手段、処理手段、及び入出力手段を有し、
前記コンピュータハウジングの内部には、前記システムに電力を供給するための断熱カバーを有したバッテリが配置され、
前記ハウジングは、ユーザーに保持されて使用される時に前記ユーザーの近傍に位置する部分を有し、
前記部分は、断熱材料で構成されることにより内部断熱壁を形成し、
前記バッテリは、前記ハウジング内において前記内部断熱壁に隣接して配置されることにより、使用時に前記ユーザーに最も近い位置で、前記コンピュータハウジング内の前記システムにより発生される熱に対する前記内部断熱壁と前記バッテリの断熱カバーとによる２重の断熱部を作り出すことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記ハウジングは、前記ハウジングの少なくとも１側面に少なくとも１つの放熱部を有し、前記放熱部は、前記ハウジング内部位置から大気に向けて延びることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記内部断熱壁は、断熱プラスチック材料で構成されたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記ハンズフリー起動は、音響起動手段、眼球追跡起動、脳波起動、及びこれらの組み合わせからなるグループから選択された手段を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記コンピュータは、無線電話、プログラムがハードウェアに組み込まれているハードワイヤー電話、赤外線トランシーバ、双方向無線通信器、ＶｏＩＰ、及びこれらの組み合わせからなるグループから選択された通信手段と通信のための手段を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記表示手段は、頭部装着型表示装置、首部吊下げ型表示装置、胸部装着型表示装置、腰部装着型表示装置、フラットパネル型表示装置、手首部装着型表示装置、身体保持型表示装置、及びこれらの組み合わせからなるグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記システムは、前記ハンズフリー起動に加え、手動による起動のための手段を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記コンピュータハウジング、前記表示手段、及び起動手段は、ユーザーにより装着される単一のハウジング内で組み合わされたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記コンピュータハウジングは、前記バッテリを交換又は再充電を目的として前記バッテリを取り外すための手段を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記バッテリは、前記ハウジング内に置かれている間に再充電される手段を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンピュータに係り、より具体的には、ユーザーに保持される移動可能なコンピュータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本願の出願人は、先に米国特許出願番号０９／０９２、２６１において、ユーザーに保持されるハンズフリー（手を使う必要のない）起動の断熱材料製コンピュータを開示した。装着型コンピュータや表示装置に関連するコンピュータは公知でありまた実際に使用されている。これら従来型コンピュータの特徴は、ユーザーが充分機能的なコンピュータを使用しながら修理等に手を自由に使うことができる点にある。これらコンピュータの内で最も商業的に成功しよく知られているものの１つに、米国バージニア州フェアファックスのＸｙｂｅｒｎａｕｔ社より販売されているモバイルアシスタント（登録商標）がある。尚、モバイルアシスタントは、Ｘｙｂｅｒｎａｕｔ社の登録商標である。
【０００３】
米国特許第５、３０５、２４４号（ニューマンＩ）には、モバイルアシスタント（登録商標）の詳細が記載されているとともに、このようなユーザー保持型コンピュータの構成及び機能を充分開示している。また、同時係属出願番号０９／０９２、２６１には、モバイルアシスタント（登録商標）に断熱の改善や改良を加えたものが記載され、それを権利請求している。米国特許第５、３０５、２４４号（ニューマンＩ）、第５、８４４８、２４号（ニューマンＩＩ）、そして米国特許出願番号０９／０９２、２６１は、本出願の譲受人により所有されている。
【０００４】
従来技術の装着型コンピュータは、米国特許第５、２８５、３９８号（ジャニクＩ）及び第５、４９１、６５１号（ジャニクＩＩ）にも開示されている。これら両特許には、コンピュータの構成部品のためのポケットを備えるベルト又はベスト付きコンピュータが開示されている。ジャニクＩでは、複数のコンピュータ部品がベルト上に設置され、可撓的な信号中継手段により全てのコンピュータ部品が接続される。コンピュータ部品を覆うための保護カバーも使用されている。ジャニクＩＩでは、同様のベルト付きコンピュータが記載され権利請求されており、そこには、２つのコンピュータ部品間における信号中継手段の長さはいずれも、どの２つのコンピュータ部品の間隔よりも長く設定されている。ジャニクＩ及びジャニクＩＩのいずれにおいても、可撓式の装着型コンピュータは、コンピュータ部品を収容するように周方向に連続的に配置されたポケット即ちハウジングを備えるベルト形式である。
【０００５】
ニューマンＩ、ＩＩ、及びジャニクＩ、ＩＩのいずれにおいても、コンピュータがユーザーの体に接触して身に付けられる身体装着型コンピュータが開示されている。装着型コンピュータの大きな問題点は、ユーザーの身に付けて使用する際に生じる熱にある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、上記のような問題がないコンピュータ構造を提供することにある。本発明の他の目的は、ユーザーの身体に接触するコンピュータの発生した熱を最小限にし、安全に使用できるコンピュータ構造を提供することにある。本発明の更なる目的は、装着する際にユーザーの右側、左側に置き換え可能に使用できるコンピュータ構造を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の更に他の目的は、ハンズフリーで（手を使うことなく）体のどの部分にも安全に装着できる移動可能なコンピュータ構造を提供することにある。
【０００８】
本発明の今一つの目的は、入力／出力手段、プロセッサ手段、そして記憶手段のような、但しこれらに限定されることはないが、汎用即ち従来型コンピュータに必要とされるほぼ全ての構成部品を備えるコンピュータ構造を提供することにある。本発明の他の目的は、バッテリを加えた全てのコンピュータの構成部品を収容する移動可能な身体装着型である移動可能なコンピュータ用ハウジングを提供することにある。その他の目的は、本明細書を読むことにより明らかになると考える。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
全体的に言えば、上記の目的や他の目的は、従来型コンピュータの全ての構成部品及びバッテリの全てを同じハウジング内に備え、このバッテリが断熱層として作用する付加的機能をもたらすコンピュータ構造により達成される。「従来型コンピュータ」とはアイビーエム、デル、アップル、コンパック、東芝、マイクロン、ヒューレットパッカード等から販売されているような公知で現在使用されているあらゆるコンピュータを指す。
【００１０】
一実施形態における本発明のコンピュータ構造は、ユーザー腰部の周りに装着でき、内側部（ユーザーの腰部に接触する側）がユーザーの腰部の曲率に応じた外形となるように湾曲したコンピュータハウジングを有する。他の形状が望ましい場合は湾曲する必要はないのは当然のことである。この構造は、ユーザーの腰部線の一部のみ占有する構造寸法即ち面積を有する。従って、本発明のコンピュータハウジングは、上記したジャニクＩ、ＩＩと異なり、ユーザーの腰部全体を取り巻くものではない。腰部に装着するコンピュータとして使用する場合、ケーブルや他の電気的接続部が、邪魔にならない所にあり、ユーザーが物即ち機械を修復する又は別の目的のために手を使うのを妨げないように、コンピュータの裏側部から延びることが重要である。
【００１１】
このコンピュータ構造は、左右対称である。従って、コンピュータは、左手で操作するユニットの場合には逆さにすることができ、また、この形態でのケーブルの差込み口は、常にユーザーの背中の方向に向かうことになる。逆に、（従来型コンピュータに置き換えてみると）マウスコントロールは、右利き又は左利きのユーザーにとって便利なように常にコンピュータハウジングの前側に配置されることになる。本発明のコンピュータハウジングは、モニター、キーボード、或いは他の必要な部品のような他の構成部品との接続用の差込み口を有する。同時係属出願番号ＳＮ０９／０９２、２６１及び米国特許第５、３０５、２４４号に記載される移動可能なコンピュータの全ての実施形態は、本明細書に記載され権利請求される改良を有する本発明において使用可能な構造の中に含まれる。
【００１２】
尚、米国特許第５、３０５、２４４号及び第５、８４４、８２４号、そして米国特許出願番号０９／０９２、２６１は本明細書に参照文献として援用する。
【００１３】
音声起動機能を備える本発明の実施形態は、このコンピュータが身体に装着される際、頭部装着型（又は腕部装着型）ような身体装着型の表示画面も備え、表示装置は、開閉式又はコンピュータハウジング上に配置される他のモニターとすることができる。本発明におけるコンピュータハウジングは、記憶手段、プロセッサ手段、音響変換器、及び変換器手段のような従来型コンピュータに見られる全ての構成部品を備えており、これら全ては米国特許第５、３０５、２４４号に詳細に記載されている。また、本実施形態には、ユーザーにコンピュータハウジングを取り付ける手段も備けられる。通常、取り付けは、ユーザーによって、ユーザーの腰部周りに、肩にかけられた、或いはベスト胴部上等に装着されたベルト上に為される。外側へ延びるコンピュータハウジングの前端部分を放熱部とするのが好ましく、この放熱源は、ハウジングの内部から熱を放散させ、コンピュータ動作に相応しい適切な内部温度にするリブを付けた又は空気取入れ口を付けた部分を有する。
【００１４】
また、この身体装着型コンピュータが、長時間装着される場合にも安全で好適な温度に保たれることは絶対に必要である。通常、コンピュータハウジングの底部は、軽量でしかも堅いプラスチック又は他の好適な非熱伝導材料で作られる。本発明では、ハウジングの上部及び側部の実質的な即ち主要な部分は、ハウジング内部からユーザーを避けて大気に熱を伝達又は伝導する熱放散材料で作られる。前部突起部分内に設けられた上記放熱部とともに、これら（ユーザーから離れた）上面及び側面の外側部は、ハウジング内部からユーザーに安全に熱を効果的に放散する。ハウジングは、胴や腰線のような身体の曲線に沿うような外形にされ、やや湾曲している。コンピュータハウジングのユーザーの身体に接触する部分は、（身体装着型コンピュータとして使用される時）ベルト通しアンカーとして二役を演じるゴム脚部、又は他の断熱材料を有する。また、好ましい実施形態で説明されているように、ハウジングの前部裏面には、ユーザーに取り付けられる時ベルトが通される脚部に付属するループ部がある。望ましくはハウジングの後部に設けられた導管即ち接続手段は、電源手段、周辺機器、及び本体又は頭部装着型表示装置又は従来型モニターへのケーブル接続用に使用される。本発明に使用される表示装置は、頭部装着型の表示装置、フラットパネル型モニター、手首又は手部装着型のモニター、或いは他の好適な表示装置やモニター等あらゆる形式のモニターとすることができる。
【００１５】
本発明の構造が従来型コンピュータに使用される場合、ハウジングの上部には３つの可動のレバー、ジョイスティック、ボタン、又は他の手段がある。即ち、１つはマウス操作用のためであり、他の２つは、プログラム実行やカーソル操作のためのものである。移動機能が必要とされる場合、上部の可動ボタン又は可動レバーは、ユーザーの右側、左側のどちらに装着されようとも常に同じ方法で使用される。
【００１６】
ここで定義される装着可能なコンピュータの特定構造は、ニューマン他の米国特許第５、３０５、２４４号や他の公知の移動可能なコンピュータを越える改善をもたらす。上記したように、スタンドアロンの従来型卓上コンピュータにはない装着型コンピュータ特有の問題とは、装着者とコンピュータとが近接しているために、ＣＰＵにより発生された熱がコンピュータや着用者に害を及ぼし得るということである。この問題を緩和するために多くの試みがなされたが完全に満足できるものはこれまでに存在しない。
本発明では、（ユーザー身体から離れた）コンピュータの上方部即ち上部及び側部が、マグネシウム、アルミニウム、銅、鋼、又は他の好適な公知の熱伝導材料で構成される。この材料により、熱は、ハウジング内部からユーザーを避けて大気に伝えられる。更に、複数の空気取入れ口又はリブによって構成された放熱部がハウジングの延され突出した前部分に配置されることにより、熱はユーザーの身体から方向をそらされる。特に身体装着型コンピュータの場合、ＣＰＵチップや他の構成部品より相当な熱が発生するため、この問題を効果的に最小限に抑えることは全ての装着型製品を成功させる上で極めて重要である。
【００１７】
本発明では、底部を除く全てのコンピュータハウジングの面は、放熱部として効果的に利用され、前部、上部分、及び側部は、熱伝導材料の形態の放熱部を有し、（装着者に最も近い）底部は、ＡＢＳ樹脂等のプラスチック、ＦＲＰ樹脂、ゴム、木、絹、スタイロフォーム、ファイバーグラス、又は他の好適な断熱材料のような実質的に熱を伝導しない材料で構成される。本発明にとって重要なことは、装着者に一番近いハウジングの部分が、熱を伝達しない又は熱の伝導を最小限にする材料、すなわち上記のようにプラスチックやファイバーグラスのような材料で作られることである。また、複数のリブや空気取入れ口を備える放熱部で構成されるハウジングの延長前部は、熱をユーザーの身体から離れるように方向付け、発生した熱をユーザーにとって充分耐え得るレベルに維持するのを促進する。この効果的な熱放散機能は、従来のどの装着型コンピュータにも存在しない、即ち知られていない。
【００１８】
本発明にとって重要なことは、装着者が前方向に歩く際、空気取入れ装置のように作用するように放熱部を構成することにある。放熱部が最大限に空気を取り込むためにハウジングの前部に設けられると、放熱部に最もよく空気が流れ込む。当然、放熱部は、装着者の身体に接触し、少量しか空気を取り入れることができない又は全く取り入れることができないハウジングの底部には、設置することはできない。ユーザーが身体の近くに（コンピュータハウジングの外部に）バッテリを配置することを望む場合、当然これは本発明の二重の断熱をもたらすので本発明の範囲内である。従って、断熱カバーを備えたバッテリは、ハウジングの内部又は外部のいずれかにおいて本発明で使用される。
【００１９】
熱放散の他の方法は、小型の扇風機によるものである。しかしながら、コンピュータユニット内部に扇風機を設置することで、コンピュータユニットが微粒子の取り込みに対し無防備となり、その結果全システムが汚れ、損害を受ける可能性がある。更に、扇風機の使用によりシステムに他の潜在的な故障箇所を増やすことになる。従って、受動的冷却を使用することが最も望ましい。しかし、扇風機が本発明の放熱部や断熱部に付加することが相応しい例があれば、当然扇風機も考慮することができる。本発明のより好ましい実施形態では扇風機は使用せず、また必要としない。
【００２０】
本発明の１つの実施形態は、頭部装着、腕部装着、胸部保持、腰部取り付け、或いは首部吊下げ型の表示装置のような身体保持型表示画面を使用した音声起動の身体保持型コンピュータを備える。本発明のコンピュータハウジングは、従来型コンピュータに見られる全ての構成部品、例えば記憶手段、プロセッサ手段、音響変換器や変換手段、及び認識手段を含み、これら全ては、米国特許第５、３９５、２４４号に詳細に記載される。また、本発明に含まれるものには、コンピュータをユーザーに装着する手段を含み、通常、取り付けは、腰部周り、ベストの中、肩にかけたりしてユーザーにより装着されたベルト上に為されるが、以下この装着形態を”胴部装着”と言う。本発明のコンピュータが使用される場合、ユーザーに近接したコンピュータハウジングの外側は高断熱材料で作られるとともに、それに対応する内側壁に近接して、システムに電力を供給するためのバッテリを有する。このバッテリは、システムへの電力供給に加え、ハウジング内の発生したあらゆる熱を最小限にするために（断熱壁と共に）二重断熱層の付加的効果をもたらす。
【００２１】
内部（即ち、コンピュータハウジング内部）のバッテリの使用により、いくつかの非常に重要な利点がある。即ち、
（ａ）余分なケーブルを使用しなくてよい。
【００２２】
（ｂ）別のバッテリハウジングを使用する必要がない。
【００２３】
（ｃ）装着型、又はユーザー保持型コンピュータシステムにとって大変重要な追加の断熱層を供給することである。
【００２４】
本発明に重要なことは、使用時にユーザーに近接した少なくともコンピュータハウジング壁が高断熱材料で作られ、この壁の内側壁に隣接してバッテリが配置されることにある。更に、本発明にとって重要なのは、発生した熱がユーザーの身体に届くことから保護しそれを最小限にするための二重の断熱層を作るようにバッテリカバーが断熱材である点にある。
【００２５】
コンピュータハウジングの面には、ハウジング内部から熱を放散し、コンピュータ動作に最適な内部温度とすることを可能とするリブ又は空気取入れ口が設けられる。他の好適な放熱部も使用することができる。通常、コンピュータハウジングは、軽量で高感熱性の硬質プラスチック、或いは他の好適な材料で作られる。また、コンピュータハウジングは、腰線等の身体の曲線に沿うような外形、即ち曲線状にされる。コンピュータハウジングがユーザーの身体に接触する部分は、上記したように二重の断熱層を有する。また、ハウジングの裏面の電気コード管路の接続部も腰部の曲線と平行になるような外形とされる。必要であれば、再充電や充電するための手段が設けられる。他のあらゆる好適な公知手段も使用することができる。
【００２６】
本発明のコンピュータは、通信手段と組み合せる、或いはそれを含むことができる。この通信手段は、ユーザーにとって本発明の移動可能なコンピュータの使用時に部品の注文や他の情報を伝達するのに非常に便利である。従って、ユーザーは、手を使って部品業者やコンサルタントに電話する時に体から移動可能なコンピュータを取り外す必要がない。この形式の通信接続は下記のように実現することができる。
【００２７】
本発明による発明装置であるコンピュータ装置は、複数の人及び／又はコンピュータ間のハンズフリー電話通信を供給するような電話システムに接続することができる。これらの１つ又はそれ以上は、本コンピュータ装置の使用することにより、電話通信を行うようにすることができる。前述のように、通信は、音声、テストコード内蔵の呼出しや制御を含むデータ、ビデオ画像、及び音を含むがこれらに限定されるものではない。操作は、本コンピュータ装置の音声起動機能、キーパッド、マウス、タッチパッド、又はこれらの組み合わせを使用した手動による起動を用いてハンズフリーで（手を使うことなく）行うことができる。
【００２８】
接続可能な電話システムには、ボイス・オーバー・インターネットプロトコール（ＶｏＩＰ）、一般的に家庭や小企業で使用されるＲＪ−１１ウォールジャック、中、大企業でみられる複数回線の電話交換システム、移動体通信、無線通信インターフェース、及び上記のいずれかのコードレス付属品等がある。
【００２９】
基本システムは、本発明の装置、即ち、音声起動機能及び頭部装着型表示装置、電話システム、及び２つの構成部品間の既存アナログ音声信号とコンピュータデータとの両方を統合する両者間の独特な電子インターフェースを備えるハンズフリーの（手を使う必要のない）身体装着型コンピュータを組み込む。
【００３０】
家庭用及び公衆電話通信の本システムへの統合は、既存のコンピュータシステムで用いられている音声／データ・モデム（変調器／復調器）の使用により達成される。モデムは、ホストコンピュータに内蔵されるか、「ＰＣＭＣＩＡ」や「ＰＣカード」としてホストコンピュータに挿入されるかのいずれかである。また、ヘッドセット内の通信手段は、通信手段を介して遠隔装置に接続するために内臓モデムを利用できる。このシステムの通信手段を使用することにより、データと音声を、ヘッドセットと移動体システムとの間、同様に移動体システム間でも送受信できる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１において、コンピュータ１は、前記した汎用コンピュータの全ての構成部品を収納したコンピュータハウジング２を備えている。これらの構成部品に加え、コンピュータシステムに電力を供給するために、バッテリ３がハウジング２内に配置される。この図１では、身体に保持される際にユーザーに接触する高断熱側壁即ち高断熱層に近接するバッテリ３の位置を図解するために一部の面が取り除かれている。３重の断熱層を形成するために、別の断熱層（即ち、空気層）が、随意的にバッテリ３と断熱壁５の内側壁の間に設けられる。バッテリ３のカバー６は、バッテリと側壁４とで２重の断熱層を構成するように断熱材料で作られる。更に、空気取入れ口７が、ハウジング２内で発生した熱をより放散するために、少なくともハウジング２の１側面に配置される。側面の通気孔即ち空気取入れ口７は、コンピュータ機能の誤作動や処理速度の低下の原因となるこの内部の熱の低減を促進する。また、これらの通気孔７は、２重（又は、３重の場合もある）の断熱層と共に、ユーザーに伝わる可能性のある発生熱を低減するための優れた手段を生み出す。一部の面を取り除いた図１は、バッテリ３の位置及びコンピュータハウジングの他の構成を明示している。ベルトループ部８は、ユーザーの身体に、つまり、ストラップやベルト９にコンピュータ１を取り付けるために使用される。コンセント即ち差込み口１０は、周辺機器等をコンピュータ１に接続するために使用される。
【００３２】
図２及び図３には、ユーザーの身体に取り付けるために、ベルトに対し接続されたコンピュータ１が示されている。ケーブル１１は、ヘッドセット、表示装置、プリンター、又は補助電源装置のような周辺機器に延長する。側壁４は、ユーザーの身体に接触することになり、本発明によりもたらされる最大限の断熱を必要とする点に留意されたい。繰返すと、本発明において重要なのは、内部バッテリ３が、本発明のコンピュータに電力と付加的な断熱とを供給する点である。
【００３３】
図４では、ユーザー胴部や肩部にわたって装着された本発明のコンピュータ１が示される。ここで繰返すが、ハウジングがユーザーの体に接触しており、本発明の最適な断熱は、従来技術をはるかに改善したものである。
【００３４】
図５は、図１に示されるような前方や後方ではないハウジング２の面に側面空気通気孔即ち空気取入れ口１２を備えたコンピュータハウジング２を示す。また、開閉ドア１３が側壁４に設けられる。このドアは、交換や再充電を目的としてバッテリ６を取り外すために使用される。
【００３５】
本発明の基礎を成す原理を例証するために、本発明の好ましい最適な実施形態を本明細書において説明し添付図面に示したが、本発明の基本概念と範囲から逸脱することなく多くの変更を加えたりや派生的なものを作り出し得ることは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ユーザーの身体に近接して装着される部分に２つの断熱層を備える本発明におけるユーザー保持型コンピュータの底面方向にみた一部切断斜視図である。
【図２】ユーザーの腰部の右側に装着された場合の本発明による装着型コンピュータの実施形態の斜視図である。
【図３】ユーザーの腰部の左側に装着された場合の本発明による移動可能なコンピュータの実施形態の斜視図である。
【図４】ユーザーの肩に掛けた場合の本発明によるハンズフリー起動コンピュータの実施形態の斜視図である。
【図５】本発明のユーザー保持型コンピュータの一実施形態の底面方向にみた斜視図である。
【符号の説明】
１  コンピュータ
２  コンピュータハウジング
３  バッテリ
４  側壁
５  断熱壁
６  バッテリカバー
７  空気取入れ口
８  ベルトループ部
９  ベルト
１０  差込み口
１１  ケーブル
１２  空気取入れ口
１３  ドア
【図１】
0003588051.tif 000002
【図２】
0003588051.tif 000003
【図３】
0003588051.tif 000004
【図４】
0003588051.tif 000005
【図５】
0003588051.tif 000006