專利名稱：不需要用手的便攜式計算機及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及便攜式計算機，更具體地涉及移動計算機及可以用不需要用手的便攜式網(wǎng)絡(luò)部件建立的各種驅(qū)動裝置及通信系統(tǒng)。
本發(fā)明的同一實體所擁有的(Newman等人)的美國專利5,305,244號公開與要求了一種聲音驅(qū)動的用戶帶著的計算機(移動計算機)。在美國專利5,305,244的系統(tǒng)中定義了一種完全由用戶帶著的供不需要用手的信息檢索與顯示用的輕型自含的便攜式計算機。這一緊致的計算裝置包括一個具有將外殼固定在用戶身上的裝置的計算機外殼，及安裝在外殼中的用于存儲以前輸入的包含預(yù)編程的字與短語的詞匯模型在內(nèi)的信息的存儲裝置。Newman等人的專利中還包含其它部件的描述，諸如用于按照存儲的程序接收、檢索及處理信息與用戶聲音命令的處理器裝置；及與處理器裝置通信的用于將所接收的聲音命令接收與轉(zhuǎn)換成電信號并將這些轉(zhuǎn)換的信號發(fā)送到處理器裝置的聲音傳感器及轉(zhuǎn)換器裝置。處理器裝置借此識別一條命令，將這些命令與預(yù)編程的詞匯的定義的子集匹配并將其傳輸給一個計算機顯示裝置。顯示裝置安裝在鄰近用戶的眼睛處，以提供用戶對便攜式計算機的完全不需要用手的使用。在美國專利5,305,244中全面地描述了它們的功能，通過引用將其全面結(jié)合在本公開中。為了清楚起見，美國專利5,305,244的裝置的各部件不再在這里詳細描述，因為它們是按美國專利5,305,244中描述的發(fā)明現(xiàn)在為已知的。這一美國專利5,305,244在整個本公開中將指定為Newman等人I。
在美國專利5,305,244的裝置中可作出各種重大修改以進一步增強其用途與通用性。
今天，許多印刷出版物，尤其是技術(shù)手冊，正在被電子技術(shù)手冊(ETM)及交互式電子技術(shù)手冊(IETM)所取代。這些ETM與IETM主要是通常裝在具有用戶輸入用的鍵盤與信息顯示用的全尺寸監(jiān)視器的傳統(tǒng)計算機中的電子數(shù)據(jù)庫。為了存取與顯示存儲在ETM及IETM中的數(shù)據(jù)供包括系統(tǒng)、子系統(tǒng)或其部件的故障查找及修理/更換在內(nèi)的各種用途，操作員可使用計算機。
ETM及IETM在服務(wù)與修理業(yè)中特別有用，該行業(yè)的技術(shù)人員通常需要來自技術(shù)手冊的詳細信息來修理與服務(wù)于故障的設(shè)備。例如，在汽車修理中心中ETM與IETM是有用的，那里的服務(wù)人員發(fā)現(xiàn)為了服務(wù)于故障的汽車必須訪問汽車技術(shù)手冊中的信息。此外，在軍事服務(wù)中心中ETM與IETM是有用的，那里的軍事技術(shù)人員通常需要訪問軍事技術(shù)手冊中的信息來服務(wù)于及修理故障的武器系統(tǒng)。在這種場合，從ETM及IETM訪問信息比從印刷出版物更高效，因為印刷出版物可能是龐大的。
如上所述，ETM及IETM通常存儲在具有供操作員輸入用的鍵盤及供顯示數(shù)據(jù)用的全尺寸視頻監(jiān)視器的傳統(tǒng)計算機中并從其中訪問。這些計算機通常位于靠近正在修理的設(shè)備的服務(wù)區(qū)中。在操作中，為了檢索維修正在修理的設(shè)備所需的數(shù)據(jù)，維修人員在計算機與正在修理的設(shè)備之間來回走動。這種計算機與正在修理的設(shè)備之間的運動表示為了從ETM及IETM中檢索數(shù)據(jù)的目的要花費可觀的時間量與精力。因此，傳統(tǒng)的計算機不是存儲ETM及IETM的有效設(shè)備，因為這些傳統(tǒng)計算機導(dǎo)致ETM及IETM中的信息對操作人員的低效數(shù)據(jù)發(fā)送。
本發(fā)明指向一種緊致自含的便攜式計算裝置。至少其一部分是完全由用戶帶著的供用戶不需要用手的檢索及顯示信息。該計算裝置包含一個外殼，外殼上可有可無用于可移動地將外殼固定在用戶身上供其攜帶的固定裝置。另外，外殼可位于不附著在用戶身上并離開其它部件的遠處。外殼還包括存儲裝置，用于存儲以前輸入的信息，以及與存儲裝置通信的處理器裝置，用于按照存儲的程序接收、檢索及處理信息與用戶命令。由于該移動的自含計算裝置將訪問ETM及IETM的大型數(shù)據(jù)庫，因此需要方便地與包含數(shù)據(jù)庫的存儲裝置接口的裝置，計算裝置的外殼包含一個訪問端口，借此可與各種包含數(shù)據(jù)的存儲裝置接口及建立通信。存儲裝置與計算裝置之間的數(shù)據(jù)訪問與傳送可以完全在本申請中所描述的各種不需要用手的驅(qū)動裝置的控制下完成。訪問端口允許存儲裝置的直接電連接，然而也能使用其它有線與無線連接。計算裝置還包含與處理器裝置通信的眼睛跟蹤、頭腦驅(qū)動的裝置、傳感器及轉(zhuǎn)換器，帶或不帶聲音傳感器及轉(zhuǎn)換器裝置，用于接收來自用戶的命令，用于將接收的命令轉(zhuǎn)換成電信號，用于識別轉(zhuǎn)換的電信號及用于將識別出的電信號發(fā)送給處理器裝置。傳感器與轉(zhuǎn)換器裝置可以帶也可以不帶在用戶身上。計算裝置還包含與處理器裝置通信的顯示裝置，用于接收來自處理器裝置的信息及用于為用戶顯示所接收的信息，顯示裝置帶在用戶身上，借此用戶能以只利用頭腦驅(qū)動或眼睛跟蹤、用或不用聲音命令的不需要用手的方式操作計算裝置來顯示信息。
除了上述Newman等人I中所用的聲音驅(qū)動裝置，上述其它兩種驅(qū)動裝置是本發(fā)明設(shè)想的，即眼睛跟蹤與頭腦驅(qū)動裝置(EEG)。采用Newman等人I中所描述的相同通用系統(tǒng)，聲音驅(qū)動可全部或部分地用眼睛跟蹤與/或頭腦驅(qū)動技術(shù)裝置取代或一起使用。在某些場合，在Newman等人I型便攜式不需要用手的計算機系統(tǒng)中，可能希望聲音驅(qū)動裝置、眼睛跟蹤驅(qū)動裝置與頭腦驅(qū)動裝置的任何組合。與上述驅(qū)動裝置結(jié)合的某些計算環(huán)境中可能利用頭與臂跟蹤裝置；例如，這一環(huán)境可以是現(xiàn)實的實際應(yīng)用。
眼睛跟蹤的系統(tǒng)概念允許操作員用眼睛跟蹤并將其運動解釋為對應(yīng)用的“鼠標”命令而完全不需要用手操縱計算機。通常眼睛跟蹤系統(tǒng)是帶在用戶頭上的但也可以任何適當方式使用。如同聲音命令，眼睛跟蹤可以不需要用手，并能設(shè)計成完全私用或定做的。如上所述，眼睛跟蹤系統(tǒng)可以是用于本計算機的唯一命令系統(tǒng)，或如上所述，它可以與Newman等人I中所描述的話音命令系統(tǒng)或者與頭腦驅(qū)動裝置一起使用。用在本發(fā)明中的眼睛跟蹤器系統(tǒng)可以是任何適當?shù)难劬Ω櫹到y(tǒng)，諸如出版物“新觀察”(“A New‘look’”)，OEM雜志，1995年5月號中所描述的系統(tǒng)。
用計算機的眼睛跟蹤的原理是相對地不復(fù)雜的。用一個自動視頻跟蹤器跟蹤操作員的眼睛。獨立計算眼睛中心與瞳孔中心的位置。這兩個點確定通過計算機顯示器上操作員正在觀看的點的一條線。利用這一位置數(shù)據(jù)，眼睛能象傳統(tǒng)的鼠標一樣給計算機信息。眼睛驅(qū)動的光標實際上是一個視覺鼠標。關(guān)于眼睛跟蹤的更詳細的說明描述在上述Foster-Miller公司出版物及上面引用的美國專利中，通過引用將兩者結(jié)合進本公開中。
當眼睛跟蹤系統(tǒng)與聲音命令系統(tǒng)(如Newman等人I中)一起使用時，各系統(tǒng)可互相獨立使用或者可用來互相增強與補充。從而可給于由本眼睛跟蹤系統(tǒng)確認或增強的本計算機一個聲音命令，反之亦然。同時在命令系統(tǒng)之一故障的情況中，可起動另一個來保證計算機性能。
以下部分地取自上面引用的Foster-Miller公司出版物，通過引用將其包含在本公開中，并且它進一步定義一個本發(fā)明中有用的眼睛跟蹤系統(tǒng)。
計算機技術(shù)的不斷爆炸并未增進用戶交互處理大量信息的能力。雖然我們改進計算速度、存儲器大小、傳感器性能及軟件能力，但人類接口受到較少注意。十年來輸入設(shè)備基本上保持不變。用當前技術(shù)改進人機控制領(lǐng)域的時機已經(jīng)成熟。
在任何需要跟蹤球與操縱桿輸入的困難人機接口任務(wù)中，眼睛控制具有用于軍事與商業(yè)應(yīng)用的潛力。眼睛跟蹤同時減少了對專門化手眼協(xié)調(diào)技能的需求。眼睛跟蹤在軍事與商業(yè)系統(tǒng)中都已找到許多應(yīng)用。
眼睛能在改變中的視覺環(huán)境中迅速移動視線的能力使之成為一種理想的計算機輸入設(shè)備。在過去25年中，已研制出監(jiān)視眼睛位置的技術(shù)。直到現(xiàn)在，無人試圖跟蹤眼睛運動作為一種接口設(shè)備。Foster-Miller已研制出克服這些限制并使眼睛驅(qū)動的光標或“視覺鼠標”成為可能的系統(tǒng)。
最近在海軍水上戰(zhàn)爭中心，Dahlgren，VA，為海軍演示了這種計算機接口的一種原型。利用這一接口，操作員只須看著它便能在計算機顯示器上選擇一個項目。這一程序的目的在于用更快、不易使人疲勞及更精確的眼睛跟蹤接口來取代當前用在AEGIS工作站中的跟蹤球接口。
“視覺跟蹤球”原理上很簡單。用一個自動視頻跟蹤器來獲得與跟蹤操作員的一只眼睛分別計算眼睛中心與瞳孔中心的位置?？臻g中的這兩個點確定一條通過計算機顯示器上操作員正在觀看的點的線。利用這一位置數(shù)據(jù)，眼睛能象鼠標一樣給予計算機信息。
操作員通過注視顯示屏上的基準點而標定跟蹤器。這允許操作員選擇一種舒適的位置，顯示器距離及頭與頸的姿勢。標定數(shù)據(jù)用來校正在計算顯示器上所關(guān)心的點中所使用的公式中的常數(shù)。
完成了定標時，頭便可自由移動。已經(jīng)選擇了一種舒服位置的操作員的正常的小活動對“視覺跟蹤球”的精度的影響可以忽略。眨眼并不使跟蹤器丟失注視。如果丟失了注視(例如當操作員離開顯示器注視一段時間時)，跟蹤停止及攝象機凍結(jié)。當操作員返回到顯示器時，攝象機已準備好在丟失眼睛的同一位置上再識別眼睛。
為了計算“視線”或空間中操作員的眼睛沿其注視的線，分別跟蹤眼睛及眼睛的瞳孔。眼睛是利用角膜反射的IR參照光線作為眼睛的中心位置的指示而在空間中跟蹤的。由于角膜是近似球形的，參照位置對眼睛轉(zhuǎn)動是相對靈敏的。因此總能計算瞳孔中心相對于眼睛中心的位置及與視線相關(guān)的這兩個點的位置，瞳孔角膜反射差測量值在+/-15度視角上是接近線性的。較大的眼睛運動是用更復(fù)雜的計算處理的。
基本系統(tǒng)是簡單的。一個標準的低光線CCD成象由IR源照射的眼睛。用這一照明器形成第一Purkinje圖象或角膜反射。瞳孔是作為一個暗圖象跟蹤的，由于利用脫離檢測器軸的IR源，它是一個IR吸收穴。照明器的位置對于計算并不是關(guān)鍵性的，并能優(yōu)化眼睛上的參照反射的質(zhì)量；這結(jié)束了來自Foster-Miller出版物的引用。
在本發(fā)明中采用眼睛跟蹤的優(yōu)點是多種多樣的；即主要考慮是簡單性與速度。用眼睛比用手操縱鍵盤或其它跟蹤與驅(qū)動設(shè)備要快得多。
在帶或不帶肌肉運動探測的腦驅(qū)動技術(shù)或腦驅(qū)動控制中(諸如EEG)，作為驅(qū)動裝置或作為Newman等人I的系統(tǒng)中的一種驅(qū)動裝置考慮了一種相對新的與現(xiàn)代的技術(shù)。在“科學(xué)時代”，紐約時報，1995年3月7日中詳細描述了頭腦驅(qū)動技術(shù)EEG，通過引用將其結(jié)合在此。如果愿意，所使用的頭戴器可具有EEG中所需的必要電極連同聲音驅(qū)動所用的麥克風。用于接收系統(tǒng)信息及顯示所接收的信息的顯示裝置也位于這一系統(tǒng)的頭戴器上。這一新的頭腦驅(qū)動技術(shù)系統(tǒng)稱作腦電圖技術(shù)，但在這里將可理解地稱作“EEG”。紐約州衛(wèi)生局已經(jīng)演示過一個人有可能單獨用腦電波控制來在顯示屏上移動計算機光標。定位成與人類頭部接觸的電極探測從腦部發(fā)出的電磁信號，將它們傳遞給一個放大器，后者將這些信號傳輸給處理器。這一EEG過程已研制到用戶甚至在進行談話的同時執(zhí)行頭腦驅(qū)動的任務(wù)的程度。如在上面提到的紐約時報文章“科學(xué)時代”中指出“無論腦電波圖形如何令人迷惑地復(fù)雜，然而美國與歐洲的實驗室已經(jīng)明確無誤地展示人們通過有意識的努力能夠控制某些腦部發(fā)射，而通過訓(xùn)練則能以自然界從未達到的方式利用這種控制?！边@篇文章繼續(xù)寫道“頭腦能以某種方式訓(xùn)練它本身來利用這一雙通道計算機算法或方法來移動一個光標。……令人驚奇地，普通人能相當快地學(xué)會這樣做并到處移動光標等?！痹诮Y(jié)論中，這一紐約時報文章寫道“將在兩條戰(zhàn)線上取得進展……改進必須加以精煉來尋找有用的腦信號的計算機算法，及改進主體的訓(xùn)練來利用這些信號作為通信的直接信道，與身體的正常感覺或電機裝置無關(guān)的信道”。再有，從1995年3月7日紐約時報文章引用將EEG過程描述為“一對電極放置在腦的左半球上，另一對電極放置在右半球上。腦發(fā)射稱作腦電圖活動或EEG的非常微細的電信號?！彪姌O記錄這些信號并將它們饋送到分離與測定某些波的計算機程序。利用研究人員設(shè)計的數(shù)學(xué)公式，計算機確定如何移動光標。光標出現(xiàn)在視屏的中央而一個目標出現(xiàn)在四個角之一。主體試圖將光標移動到目標上。主體報告說他們開始集中注意在如跑、浮游、投藍等運動上或只是放松。但一旦技術(shù)成熟，主體說能不想它來完成，好象走路一樣。當光標接觸目標時，目標便閃爍而計算機登記一次命中。如果光標到達屏面周圍的一個非目標點上，計算機便登記一次不命中。當前訓(xùn)練有素的主體能在70％時間中命中目標。試驗持續(xù)兩秒，接著一次短暫的暫停，然后進行另一次試驗。各組試驗持續(xù)兩或三分鐘，用一分鐘休息來分隔。除上述通過引用結(jié)合到本公開中的這一1995年3月7日紐約時報文章“科學(xué)時代”之外，EEG是發(fā)明人Andrew M.Junker提交的一份未決美國專利申請的主題。
除了EEG信號，頭部肌肉發(fā)射的電信號也能以類似方式放大及轉(zhuǎn)換成控制信號。EEG信號及肌肉信號是由用戶控制來命令計算裝置的。
利用帶有遠程主計算機的本裝置的某些便攜式部件也是一種可能的實施例。由于Newman等人I的計算機部件(

圖1的106)是最重的部件，本發(fā)明的一個實施例只包括使用(a)驅(qū)動裝置(聲音、眼睛跟蹤、腦驅(qū)動與/或其它驅(qū)動裝置)，(b)帶有與處理器裝置電通信的顯示器的頭戴器，用于接收從處理器輸出的信息及用于將所接收的信息顯示給用戶，以及(c)諸如利用射頻、散射或定向的紅外、紫外或其它經(jīng)過調(diào)制的載波的收發(fā)機等的通信裝置，用于驅(qū)動裝置與主計算機之間的信息傳輸并從主計算機接受返回信息。遠程主計算機能與當前各帶有驅(qū)動裝置、帶顯示裝置的頭戴器及與主計算機交互作用的通信裝置的若干用戶接觸。因此，在這一第二模式中，有可能例如允許帶頭戴器的若干用戶從若干一起工作或在遠程位置上的用戶之一所攜帶的便攜式移動主計算機上工作。另一實施例將處理器與通信裝置包含在顯示裝置的外殼內(nèi)。頭部與手臂跟蹤也能結(jié)合上述驅(qū)動裝置使用。頭部與手臂跟蹤主要用來在必要時向計算機指示頭部及一條或一條以上臂或腿相對于包含用戶的身體部分的圖的計算機顯示器的位置。在現(xiàn)實的實際應(yīng)用中這是常用的，其中將用戶表示在顯示器上或者能通過身體部分的運動來影響顯示器。這些身體部分跟蹤信號反映身體部分的位置，并如同用戶是編程的事物中的一部分那樣影響計算機程序與顯示器。描述頭部與手臂跟蹤設(shè)備的使用與設(shè)計的文章可在諸如Virtual Reality-Specinl Report(現(xiàn)實實際專門報告)，1994年冬季，卷1，第四號等雜志中找到。在這一報告中，頭部與手臂跟蹤描述在51頁上的文章“現(xiàn)實實際是好的教學(xué)工具嗎？”中。此外，本實施例中所用的類型的跟蹤設(shè)備可從Exos公司，2A Giill St.，Woburn，Mass.及諸如上述出版物的現(xiàn)實實際資源指南中所列出的其它供應(yīng)商得到。例子有，Exos“Force Arm Master”及Exos“Position Arm Master”。Position Arm Master的廣告稱“向從屬機或模擬提供命令并能用來記錄人的運動的人臂運動傳感器”。主要是，頭部與手臂跟蹤設(shè)備中包含提供關(guān)于頭部與手臂在垂直與水平方向上相對于預(yù)定的參照平面的位置的信號的傳感器。這些平面是三維的并描述空間中相對于帶該跟蹤設(shè)備的人的一個點及空間中相對于計算機模擬的一個點。這些傳感器耦合在用于接收與解釋這些傳感器信號的電路上，諸如可從Digi Sonic公司，郵政信箱407號，Old Greenwich，CT.購買的。結(jié)合身上攜帶的聲音、眼睛跟蹤或腦驅(qū)動的計算機使用這一技術(shù)為現(xiàn)在與將來的應(yīng)用提供一個革命性的新計算環(huán)境。實現(xiàn)頭部與手臂跟蹤的部件對于技術(shù)人員是能夠得到的并且當前正用在游戲與現(xiàn)實實際設(shè)備中。
在上述模式中，系統(tǒng)工作如下在第一模式中，用戶將帶有驅(qū)動裝置、顯示屏與通信裝置的頭戴器與帶在用戶身上包含在顯示裝置內(nèi)或遠離該人的一臺主計算機鏈接。用戶可命令主計算機顯示用于修理一個設(shè)備的特定過程。然后主計算機搜索該過程并將其傳輸回用戶供顯示在用戶的頭戴器上。
在第二模式中，一臺主計算機能同時響應(yīng)可能作為一個小組一起工作來修理該設(shè)備的具有頭戴器的若干用戶。這些用戶可以全體以同一過程工作或調(diào)用一個不同的過程作為顯示器上的一個附加視覺顯示。在這一方式中，小組成員也能使用本系統(tǒng)作為小組成員之間的一種交互通信的形式的通信裝置以及作為利用系統(tǒng)的圖形顯示能力來比較探測的裝置。小組所需的信息可能包含在數(shù)臺主計算機中。這時將各頭戴器中的通信裝置配置與調(diào)諧成使各頭戴器能利用數(shù)臺主機，以及若干頭戴器在一臺主機中工作。
顯然，本系統(tǒng)將用互相交互作用的若干移動計算裝置的部件工作。如在上面的實例中，一臺移動計算機的頭戴器能接收來自其它移動機組的顯示或者能數(shù)字化另一臺移動計算機的驅(qū)動裝置。
本發(fā)明的一個實施例的另一特征為利用各移動計算機中所用的適配器來允許在其中使用蜂窩式或有線電話通信。取代蜂窩式電話通信裝置，也可使用射頻、紅外線、激光或光纖收發(fā)機或其它通信裝置。在本公開中將它們統(tǒng)稱為“通信裝置”。通信裝置可通過主計算機或利用帶有內(nèi)裝式通信能力的頭戴器訪問。從而，通信可以是用頭戴器作為控制設(shè)備起動的頭戴器之間的、頭戴器與主計算機之間的或者主計算機之間的。操作場合可以是一個用戶小組修理一輛坦克。主計算機單元位于組長的皮帶上。其它小組成員用他們的頭戴器驅(qū)動主計算機。一個小組成員需要存儲在距修理現(xiàn)場兩哩遠的維修車間中的一臺主計算機上的信息。這一組員利用這一頭戴器通信裝置與一條蜂窩式電話鏈路得到維修車間中的遠程主計算機。在他的頭戴器上參考與觀察所需的信息。得到了正確的參考資料之后，例將其下裝到修理現(xiàn)場主機供其它組員通過在他們的頭戴器上觀看它而加以利用。從而，組員的頭戴器能驅(qū)動本地以及遠程的主機。這時可從遠程主機獲得信息并下裝到本地主計算機中。
組員能利用頭戴器對頭戴器及必要時對主計算機的通信鏈路在他們之間通信。本地通信可使用頭戴器對主機及頭戴器對頭戴器的不同鏈接方法。由于竊聽安全性潛力、帶通寬度、低部件成本及通信可靠性，作為本地鏈接媒體，散射紅外線是有用處的。
下面為使用所有部件都在裝置的頭戴器部分中的本發(fā)明的不需要用手的計算機時，可以采用的各種實施例A.無線頭戴器對主計算機—試圖修理諸如飛機等復(fù)雜機器的用戶裝備有具有與移動助手(Mobile AssistantTM)的計算機部分的一條無線通信鏈路的一臺移動助手。用戶將計算機單元帶在腰帶上并帶著頭戴器單元。在頭戴器與帶在腰帶上的計算機之間沒有電線，允許用戶的頭部與手臂自由運動而無需顧及纏結(jié)電線或?qū)⑺鼈兘O在鄰近的物體上。在修理中用戶必須爬行到小開口中。此時，用戶在試圖扭動進開口之前取下計算機單元并將其放在小開口外面。由于頭戴器對主機的通信是無線通信，主計算機的控制是仍然可能的。用戶可發(fā)布聲音命令到主計算機或用眼睛跟蹤目鏡定位光標及調(diào)用命令。B.若干無線頭戴器對一臺主計算機—一組維修人員正在飛機上執(zhí)行維修檢驗。各組員裝備有與帶在組長腰上的移動助手主計算機具有無線通信鏈路的一個移動助手頭戴器。各組員能通信與驅(qū)動主計算機的各種功能。如果不同的組員需要不同的數(shù)據(jù)，各人將為他們的數(shù)據(jù)利用獨立的顯示窗口。此外，各頭戴器具有允許為互相通信而在頭戴器之間通信的電路。這是通過用聲音命令切換到該模式或用裝備在頭戴器中的眼睛跟蹤能力在用戶頭戴器顯示器上激活適當?shù)膱D符而完成的。C.對遠離小組位置的其它主機的無線通信—繼續(xù)利用上述場合，上述維修小組的一名成員需要位于遠離小組位置的計算機上的數(shù)據(jù)。遠程計算機在地理位置上遠離維修小組位置。這一距離可能是距離小組若干哩或數(shù)千哩。該組員的選擇為射頻—用組員的頭戴器與小組主計算機對遠程主計算機之間的無線射頻通信與遠程主計算機鏈接，并通過小組計算機然后到請求中的組員的頭戴器返回數(shù)據(jù)。維修小組的所有成員都能接收從遠程計算機返回的數(shù)據(jù)或通過采用離散用戶頭戴器尋址，將返回數(shù)據(jù)限制在請求中的頭戴器上。這是用主機與遠程調(diào)制解調(diào)器之間的射頻收發(fā)機通信進行的。實踐中，射頻收發(fā)機在主機與遠程計算機之間的數(shù)據(jù)傳輸采用分組調(diào)制解調(diào)器。在數(shù)字射頻無線通信中，利用分組傳輸通過錯誤檢驗及重發(fā)來保證數(shù)據(jù)傳送的可靠性，因為在射頻數(shù)據(jù)傳送中干擾與衰減是常見的問題。
D.蜂窩式電話—另一種選擇為在本地主機與遠程計算機之間采用蜂窩式電話鏈路，需要遠程數(shù)據(jù)的維修組員利用無線頭戴器與本地小組主機鏈接。這是通過維修組員用無線頭戴器及聲音或眼睛跟蹤驅(qū)動裝置通過本地主計算機上的數(shù)字數(shù)據(jù)到電話調(diào)制解調(diào)器撥一個本地蜂窩式電話來完成的。這建立了與所需要的遠程計算機的一條電話鏈路。然后這一鏈路用商用電話線來接觸有線或蜂窩式電話號碼(本地或長途)上的所需要的遠程計算機。遠程計算機利用其數(shù)字數(shù)據(jù)到電話調(diào)制解調(diào)器與本地主計算機建立一個調(diào)制解調(diào)器對調(diào)制解調(diào)器連接并起動數(shù)據(jù)傳輸?，F(xiàn)在使用無線頭戴器的本地維修組員便能向遠程計算機請求數(shù)字數(shù)據(jù)了。
其它傳輸裝置—與遠程計算機通信的其它選擇包括具有數(shù)據(jù)傳送所要求的距離與可靠性的激光或其它通信方法。用于這些鏈接的場合與上述的類似。
顯而易見，采用各種無線裝置的移動助手(Mobile AssistantTM)(計算機產(chǎn)品與服務(wù)公司，F(xiàn)air fax，Virginia的商標)部件之間的所有通信也能利用有線或光纖連接進行。
這種通信裝置對于用戶在使用本發(fā)明的移動計算機的同時定購部件或傳遞其它信息極有幫助。這樣用戶無須斷開他或她與移動計算機的連接便能呼叫零部件供應(yīng)商或顧問來協(xié)助手頭的任務(wù)。這種通信聯(lián)系可進行如下。
本發(fā)明的計算機裝置可以以提供多個人員與/或計算機之間的不需要用手的電話通信的方法與電話系統(tǒng)接口。它們中的一個或多個可以正在用本計算機系統(tǒng)進行電話通信。如上所述，通信可包含但不局限于話音、數(shù)據(jù)、包括內(nèi)裝的測試碼的查問與控制、視頻圖象與聲音。操作可以是利用本計算機裝置的聲音驅(qū)動特征而不需要用手的，也可以是采用小鍵盤或兩者的組合而手動驅(qū)動的。
可以接口的電話系統(tǒng)包括但不限于通常在家庭與小企業(yè)中所見的RJ-11墻上插座式、在中等與大型企業(yè)中所見的多線電話交換系統(tǒng)、對上述任何一種的射頻通信接口與無繩組件。
基本系統(tǒng)包含本發(fā)明的裝置，即不需要用手的身上帶的計算機，該計算機帶有聲音驅(qū)動及頭上戴的顯示器、一個電話系統(tǒng)及兩者之間的綜合這兩個部件之間的傳統(tǒng)模擬聲音信號與計算機數(shù)據(jù)的獨一無二的電子接口。
將專用與公用電話通信綜合進這一系統(tǒng)中是采用當前與現(xiàn)有計算機系統(tǒng)一起使用的聲音/數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器完成的。調(diào)制解調(diào)器是內(nèi)裝在主計算機中或者作為“PCMCIA”或“PC卡”插入主計算機的。此外，頭戴器中的通信裝置也能利用一個內(nèi)裝的調(diào)制解調(diào)器通過通信裝置與遠程設(shè)備接口。利用本系統(tǒng)的通信裝置可在頭戴器與移動系統(tǒng)之間以及移動系統(tǒng)之間發(fā)送與接收數(shù)據(jù)及聲音。
通信諸如靜止計算機圖形圖象或活動電視等寬帶、定時敏感的數(shù)據(jù)可利用諸如蜂窩式無線電或有線系統(tǒng)等比較窄帶的通信系統(tǒng)。這些系統(tǒng)可利用能在實時速度上傳輸上述數(shù)據(jù)的多信道、數(shù)據(jù)壓縮或兩者來操作。主計算機將用來與在遠程位置上的另一臺計算機通信。各計算機將服務(wù)于具有顯示數(shù)據(jù)與圖象及用作驅(qū)動設(shè)備來控制主計算機的頭戴器的用戶。例如，如果利用蜂窩式電話作為無線通信裝置，計算機可訪問遠程主計算機的蜂窩式或其它電話號碼，并建立連接。當需要主計算機之間的數(shù)據(jù)傳輸時，用戶開關(guān)到通過裝設(shè)在本地主計算機中的聲音/數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器的數(shù)據(jù)模式來建立數(shù)據(jù)傳輸。撥號與開關(guān)序列可由主機操作員用聲音或其它驅(qū)動裝置控制。這允許在通過電話系統(tǒng)保持主機的聲音驅(qū)動的計算機控制的同時，將聲音輸入信號從本發(fā)明的裝置傳送到電話系統(tǒng)。這一接口可以集成在本發(fā)明的計算機裝置中，在制造期間連接到它上面或用戶安裝。這一方法提供聲音與數(shù)據(jù)傳輸之間的無縫切換以及一個或數(shù)個遠距離地點之間的接收，而不打亂個人正在使用本發(fā)明的計算機裝置執(zhí)行的任務(wù)。
不用說本發(fā)明的移動計算機可以與諸如Novel、Banyan或Arcnet等任何要求的計算機局域網(wǎng)或諸如“Internet”之類的廣域網(wǎng)接口或連接使用。
這便允許在保持電話系統(tǒng)的聲音驅(qū)動的計算機控制的同時，將聲音輸入信號從本發(fā)明的裝置傳送到電話系統(tǒng)。接口可以集成在本發(fā)明的計算機裝置內(nèi)部，在制造期間連接在它上面或者用戶裝設(shè)。這一方法提供聲音與數(shù)據(jù)傳輸之間的無縫切換及一個或多個遠距離地點之間的接收，而不打亂個人正在用本發(fā)明的計算機裝置執(zhí)行的任務(wù)。
當與通信接口(諸如蜂窩式電話)一起使用本發(fā)明的不需要用手的計算機裝置時，使用下列部件考慮用于通信接口的主要部件頭戴器—包含通信接口能力。
部件頭帶單元顯示屏包含麥克風與轉(zhuǎn)換/收發(fā)裝置的傳感器與轉(zhuǎn)換器計算機單元—也稱作主計算機；也可完全與頭戴器外殼集成。配置第一模式—無線頭戴器對主計算機第二模式—若干無線頭戴器對主計算機其它模式—若干主機對各頭戴器頭戴器對頭戴器通信-(主要地但不限于聲音，由于數(shù)據(jù)可使用頭戴器電子器件內(nèi)的內(nèi)裝式調(diào)制解調(diào)器在聲音信道上傳輸。)本地—對另一頭戴器無線鏈路遠程通過無線傳輸—蜂窩式電話對電話公司系統(tǒng)返回到蜂窩式電話然后到另一頭戴器主機對主機通信無線本地傳輸對另一本地主機的無線鏈路(本地定義為在緊靠的地理區(qū)—用于低功率通信遠程無線通信—(遠程定義為在緊靠的地理區(qū)以外，需要較高功率通信或干線系統(tǒng)。顯然，用無線裝置進行的所有通信也能用有線或光纖或其它適當?shù)倪B接進行。各種能工作的實施例為無線模式頭戴器對主機(本地)頭戴器對主機(遠程)頭戴器對頭戴器(本地)頭戴器對頭戴器(遠程)無線傳輸裝置射頻無線電鏈路擴展頻譜蜂窩式電話鏈路紅外線鏈路定向的或不散射的散射的或萬向的水下鏈路射頻聲波紅外線光頻鏈路可見光不可見光另一實施例在醫(yī)務(wù)工作中使用本發(fā)明的不需要用手的帶在身上的計算機。使用計算機的患者能夠用不需要用手的驅(qū)動裝置之一來命令計算機控制諸如神經(jīng)刺激器等醫(yī)學(xué)設(shè)備來練習肌肉(如防止萎縮)而控制醫(yī)學(xué)設(shè)備。其它用途為控制系統(tǒng)來允許帶脊髓損傷的患者刺激肌肉及能進行復(fù)雜到如走路等運動。允許肌肉的走路控制的現(xiàn)有設(shè)備包含大型計算機及預(yù)編程的命令。在不需要用手的控制環(huán)繞中使用本發(fā)明，即使更復(fù)雜的活動也能隨患者的意愿命令。
圖1為帶有本發(fā)明的移動計算機的用戶的示意性正面圖。
圖2為指定聲音、眼睛跟蹤、EEG或它們的混合中任何一種作為“驅(qū)動裝置”的本發(fā)明的移動計算機的示意性方框圖。
圖3為展示與一臺遠程主計算機接觸的本發(fā)明的各種驅(qū)動裝置的本發(fā)明的移動計算機的示意性方框圖。
圖1中提供了帶在用戶身上的本發(fā)明的移動計算機102的部件與特征的示意圖。計算機102包含一個具有固定裝置的諸如系統(tǒng)單元106的外殼，在本實施例中為圍在用戶腰上來固定系統(tǒng)單元或外殼106的一條帶或腰帶104。計算機102還包括顯示裝置，用于接收來自系統(tǒng)單元106的信息并為用戶或操作員顯示所接收的信息。本實施例中的顯示裝置包括一條頭帶108、一個顯示屏110及將顯示屏110連接到頭帶108上的一條可調(diào)節(jié)的臂112、頭帶108適合于用戶帶在任何方便的位置上，但最好在用戶的前額上，如圖所示。顯示屏110的位置可通過調(diào)節(jié)臂112調(diào)節(jié)使得操作員能舒服地觀看顯示在顯示屏110上的信息。顯示屏110是電連接在系統(tǒng)單元106上的，在本實施例中通過電纜114，但也可用其它連接裝置替代。
計算機102還包含與系統(tǒng)單元106通信的傳感器與轉(zhuǎn)換器裝置，用于接收來自用戶的驅(qū)動(來自聲音、眼睛跟蹤或EGG)命令，用于將所接收的命令轉(zhuǎn)換成電信號，用于識別經(jīng)過轉(zhuǎn)換的電信號及用于將識別出的電信號發(fā)送給系統(tǒng)單元106內(nèi)的處理器。在本實施例中，傳感器與轉(zhuǎn)換器裝置包含一個麥克風122，用于接收來自操作員的口頭命令(或上面描述的眼睛跟蹤裝置或上面定義的EEG裝置)。在本實施例中，麥克風(或上面描述的眼睛跟蹤裝置或上面定義的EEG裝置)122通過電纜124電連接在系統(tǒng)單元106上，但本技術(shù)中的普通技術(shù)人員將理解可使用任何輸入或傳感器設(shè)備及輸入或傳感器可由用戶帶在某些其它位置上。
本實施例中的計算機102還包括與系統(tǒng)單元106通信的測量裝置，用于在正在由計算機102評估的設(shè)備上執(zhí)行電測量(這些評估包含，但不限于，測試、定標、故障探測、診斷與服務(wù))。在本實施例中，測量裝置包括一個可掛在腰帶104上的儀器包116，該儀器包可通過電纜118電連接在要測試、分析、修理等的設(shè)備120上。在本實施例中，儀器包116還通過電纜126電連接在系統(tǒng)單元106上。雖然在圖1中本發(fā)明是參照聲音驅(qū)動裝置例示的，應(yīng)理解能夠容易地用眼睛跟蹤驅(qū)動裝置或EEG來替代它，如上所述。從而，圖2中的麥克風122旨在包含熟悉本技術(shù)的人員能容易地使用的眼睛跟蹤裝置或EEG。
圖2為按照本實施例的計算機102的主要結(jié)構(gòu)特征的示意性方框圖。計算機102包含一條最好具有至少16位數(shù)據(jù)寬度的總線202。按照本實施例，總線202包含在系統(tǒng)單元106中。計算機102還包含諸如中央處理單元(CPU)204等處理器裝置，它連接在總線202上并且最好也包含在系統(tǒng)單元106中。CPU204最好是諸如可從Intel購得的一個16、32或64位微處理器。本技術(shù)中的普通技術(shù)人員應(yīng)理解，雖然最好是Intel 80386或更快的微處理器，但任何其它中央處理器或微處理器，當前可得到的或?qū)砜傻玫降模寄苁褂谩?br> 計算機102還包括一個具有例如高達數(shù)千兆字節(jié)的隨機存取存儲器(RAM)的存儲器206。連接在總線202上的存儲器206由固態(tài)與磁性存儲器件構(gòu)成，且最好也包含在系統(tǒng)單元106中。存儲器206存儲一個應(yīng)用程序206以及在計算機操作時的其它數(shù)據(jù)。
應(yīng)用程序208可以已遵照操作員指令從磁性存儲設(shè)備219(以后描述)加載到存儲器206中。
計算機102還包含一個控制CPU204與某些其它部件(這里稱作外圍設(shè)備)之間的所有數(shù)據(jù)傳送的輸入/輸出接口210，這些部件與CPU204通信但它們不直接連接在總線202上。輸入/輸出接口210最好包括一個視頻接口、至少用于兩個RS-232兼容串行端口的一個控制器、一個用于核心兼容的并行端口的控制器、鍵盤與鼠標控制器、一個軟盤控制器及一個硬盤驅(qū)動器接口。然而，本技術(shù)中的普通技術(shù)人員應(yīng)理解輸入/輸出接口210可包含與諸如以太網(wǎng)、Arcnet、令牌環(huán)接口等其它類型的外圍設(shè)備一起使用的附加的與/或不同的接口與控制器。輸入/輸出接口210連接在總線202上并且最好位于系統(tǒng)單元106中。
計算機102還包括集體表示上述物理外圍端口與伴隨的電路的輸入/輸出連接器218。然而本技術(shù)中的普通技術(shù)人員將理解輸入/輸出連接器218中可包含附加的與/或其它類型的物理端口。
計算機102還包括連接在內(nèi)部蓄電池239、外部蓄電池240與/或諸如傳統(tǒng)的電源插座等AC電源上的電源轉(zhuǎn)換器236。電源轉(zhuǎn)換器236與內(nèi)部蓄電池239最好位于系統(tǒng)單元106中，而外部蓄電池240位于系統(tǒng)單元106外部，最好掛在腰帶104上。外部蓄電池通過外部電源端口連接在電源轉(zhuǎn)換器236上。當計算機102用在“桌面”模式(如非便攜模式)中時，可將電源轉(zhuǎn)換器236連接到向計算機102供應(yīng)穩(wěn)壓DC電力的AC電源上。當計算機102用在便攜模式中時，通常將電源轉(zhuǎn)換器236連接在向計算機102供應(yīng)穩(wěn)壓DC電力的內(nèi)部蓄電池239與/或外部蓄電池240上。最好只在電源轉(zhuǎn)換器236不連接在外部蓄電池240或AC電源時，內(nèi)部蓄電池239才向電源轉(zhuǎn)換器236供應(yīng)電力(及最終向計算機供應(yīng)電力)。計算機102還包含一個獨立的蓄電池充電器234，用于在不使用時周期性地充電內(nèi)部蓄電池239及外部蓄電池240。計算機102可包含一個附著在系統(tǒng)單元106上的蓄電池供電的指示器，用于在外部蓄電池240與/或內(nèi)部蓄電池239的電平低時進行指示。
最好，上述總線202、CPU204、存儲器206、輸入/輸出接口210、輸入/輸出連接器218及電源轉(zhuǎn)換器236是以本技術(shù)中的技術(shù)人員所熟知的方式用底板電路卡、處理器電路卡、存儲器電路卡、輸入/輸出電路卡及輸入/輸出連接電路卡實現(xiàn)的。將處理器電路卡、存儲器電路卡、輸入/輸出電路卡及輸入/輸出連接電路卡插入底板電路卡中。最好采用可從CO Longmont的Dover電子器件制造公司及CA Sunnyvale的Ampro計算機公司購得的IBM PC/AT兼容的與/或80386兼容的電路卡。來自Dover電子器件制造公司的電路卡占用大約2英寸×5英寸×2英寸的長方體空間，而來自Ampro的各電路卡大約為3.8英寸×3.6英寸。然而本技術(shù)中的普通技術(shù)人員將會理解，可用符合系統(tǒng)單元106的相對小的尺寸的任何功能上兼容的電路卡來替代可從Dover電子器件制造公司購得的電路卡。
計算機102還包括顯示裝置，如上面參照圖1所述的本實施例中，它包含一條頭帶108、一個顯示屏110及將顯示屏110連接在頭帶108上的一條可調(diào)節(jié)的臂112。如圖2中所示，顯示裝置還包括一個顯示屏驅(qū)動器模塊214，它最好位于系統(tǒng)單元106中，但它也可位于系統(tǒng)單元106外部鄰近顯示屏110處。顯示屏驅(qū)動器模塊214將從CPU 204(通過輸入/輸出接口210、總線202及輸入/輸出連接器218)接收的顯示信息(即要為操作員顯示的信息)轉(zhuǎn)換成視頻信號，將它們送至顯示屏110并與之兼容。顯示屏驅(qū)動器模塊214具有熟悉本技術(shù)的人員公知的標準設(shè)計。
驅(qū)動裝置122與模塊222可以是聲音、眼睛跟蹤或EEG裝置或它們的混合物。
顯示屏110最好是稱作“目鏡監(jiān)視器”的小型監(jiān)視器，它提供與傳統(tǒng)的12英寸監(jiān)視器等效的顯示(即大約25行，每行80個字符)，但它具有對角線長度大約為1英寸的觀察屏。由于顯示屏110位于緊靠操作員的眼睛且由操作員的頭部支承，因此它隨操作員頭部運動，操作員無須離開其工作臺(例如正在修理一臺設(shè)備的地方)只須從正在修理的設(shè)備看一眼顯示屏110便能看見顯示屏110上的信息。因此，如上所述顯示屏110方便了對包含在電子數(shù)據(jù)庫中的信息的檢索，由于無須使操作員的注意力從其工作上明顯地分散便能看見這些信息。
本技術(shù)中的普通技術(shù)人員將理解，顯示屏110及顯示屏驅(qū)動器模塊214能用當前或未來可得到的任何視頻技術(shù)實現(xiàn)，諸如彩色圖形適配器(CGA)、及增強的圖形適配器(EGA)、視頻圖形陣列(VGA)、及超級VGA。然而，按照本實施例，顯示屏110及顯示屏驅(qū)動器模塊214是用著名的單色與彩色視頻圖形陣列(VGA)技術(shù)實現(xiàn)的。VGA目鏡監(jiān)視器可從MA，Taunton的Kopin購得，它生產(chǎn)及銷售AMLCD監(jiān)視器。VGA目鏡可用提供彩色或單色計算機顯示的矩陣中的有源薄膜晶體管(TFT)操作。這些設(shè)備是為工業(yè)制造的并且是本技術(shù)中的人員周知的。同時，按照知名的彩色光閘輪技術(shù)操作的VGA目鏡監(jiān)視器當前已能從諸如Oregon，Beaverton的Tekfronix公司生產(chǎn)的NucolorTMShutters等來源得到。雖然較佳的顯示屏是位于左或右眼前方的一塊單一的屏幕，但具有兩個或更多屏幕的雙目頭戴顯示器(HMD)也能使用。這可以是密閉的(所有上方與側(cè)面視線都是遮蔽的，使用戶只能涉及屏幕上的圖象)或者作為用戶的部分視線使用戶能從顯示器的上方或下方觀看。這些設(shè)備在現(xiàn)實的實際新技術(shù)或需要立體視圖來涉及顯示的信息時具有實用性。顯示裝置也可以用附著在系統(tǒng)單元106上的平板顯示屏來替代。平板除了當前流行的液晶顯示器(LCD)及薄膜晶體管(TFT)(有源矩陣)設(shè)計以外，可包括諸如Silicon Vidco，Texas儀器公司及Micron Technology生產(chǎn)的場致發(fā)光顯示器(FED)。
圖3中，方框圖包含以下各裝置在顯示系統(tǒng)框246中—顯示屏模塊247為一傳統(tǒng)VGA設(shè)備驅(qū)動器—顯示屏248為實踐本技術(shù)者可購得的模塊所驅(qū)動的大約1平方英寸的有源TFT(薄膜晶體管)顯示器—替代顯示屏249為能插入一個標準9針(DB9)插座的VGA或EGA彩色或單色CRT監(jiān)視器。這允許以標準的桌面模式使用計算機。
在處理器系統(tǒng)框250中—處理器單元251，處理器單元或中央處理單元(CPU)最好是能從Intel購得的80×××系列的16、32或64位微處理器。如果愿意，也可采用任何其它適當處理器。
—存儲器框252可具有高達數(shù)千兆字節(jié)的隨機存取存儲器(RAM)，并在系統(tǒng)正在操作時連接在總線253上及存儲一程序。
—存儲器模塊254最好是包含在系統(tǒng)單元中并且是具有相對地大的存儲容量的靜態(tài)、讀/寫存儲器，諸如可拆卸或不可拆卸的硬盤驅(qū)動器(包存儲器與讀/寫光學(xué)存儲器。在存儲設(shè)備254可拆卸的實施例中，系統(tǒng)單元包含一個外部槽用于允許操作員插入與卸下可拆卸的存儲盤。可選用的存儲設(shè)備可以是諸如CD-ROM等只讀存儲器。磁性存儲設(shè)備最好包含80兆字節(jié)至一千兆字節(jié)存儲器。適合于用作磁性存儲設(shè)備并具有與系統(tǒng)單元相容的尺寸的磁性存儲設(shè)備為諸如Integral、Connor、Seagnte與Syquest等各種制造商生產(chǎn)與銷售的。磁性存儲設(shè)備中存儲一個數(shù)據(jù)庫(可以是ETM或IETM)，它可以是事先從通過輸入/輸出連接器上的一個端口連接在計算機上的軟盤驅(qū)動器，或者從通過分組交換部件與天線或直接用電纜經(jīng)由連接在計算機上的電信鏈路的一臺遠程計算機加載進磁性存儲設(shè)備的，它還包含存儲的程序。
在總線框253中，—在本實施例中總線253為至少16位的并行互連總線。
在控制驅(qū)動系統(tǒng)框255中—本公開中所描述的眼睛跟蹤模塊266包含低光線ccd感測裝置及一個IR照明器—眼睛跟蹤識別模塊257包含將來自ccd感測裝置的信號轉(zhuǎn)換成處理器用來驅(qū)動光標定位的命令及其它編程的命令的電路。這些電路是在本公開中描述的并為精通本技術(shù)的人員所熟知的。
—EEG/肌肉模塊258包含位于頭部的感測電極，用于感測腦電波的變化及肌肉運動產(chǎn)生的電信號。
—EEG/肌肉識別模塊259包含放大器裝置與轉(zhuǎn)換裝置，它們的作用為產(chǎn)生處理器作為命令解釋的信號。
—聲音識別模塊261包含解釋來自麥克風的電信號并將它們轉(zhuǎn)換成用于處理器的命令的處理器及將來自處理器的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成耳機中的可聽見的語音的電信號的處理器。這些電路是如本申請中所描述的本技術(shù)中已知的。
在通信系統(tǒng)框262中—聲音/數(shù)據(jù)開關(guān)263包含本技術(shù)中周知的電路，它們在接收命令時在兩個輸出端之間切換一串電信號。這些命令是處理器響應(yīng)控制通信事件的程序生成的。
—分組調(diào)制解調(diào)器264包括將數(shù)字數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成能在一條相對地窄的帶通信號信道上傳輸?shù)木幋a輸出信號的一個雙向調(diào)制解調(diào)器(通常為PAM或脈沖調(diào)幅)。再者，編碼信號是連同檢錯能力分段成信號分組的，如果不是以完整狀態(tài)接收時，信令重發(fā)該分組。這一模塊的電路對精通本技術(shù)的人員是熟知的。
—開關(guān)模塊(數(shù)據(jù))265是由來自處理器的命令控制的一個數(shù)據(jù)方向開關(guān)，它為來自移動計算機的數(shù)據(jù)的無線傳輸確定一條路徑。
—紅外線數(shù)據(jù)模塊266為接收來自分組調(diào)制解調(diào)器264的數(shù)字數(shù)據(jù)并制備導(dǎo)致紅外線傳感器267放射經(jīng)過調(diào)制的紅外線波的電信號的電路。這些電路是本技術(shù)中熟知的并在諸如數(shù)據(jù)采集器與處理器與鍵盤之間的無線連接等設(shè)備中采用。
—蜂窩式電話模塊268基本上是設(shè)計成連接在便攜式計算機上的蜂窩式電話。包含這些電路的設(shè)備可在大多數(shù)店中購得，從銷售蜂窩式電話的店到諸如Motorola等制造商。任何已知的適當電源系統(tǒng)269可用于本發(fā)明的系統(tǒng)。
電視攝象機273包含能有高清晰度輸出的小型電視攝象機。攝象機可以是能夠產(chǎn)生傳統(tǒng)NTSC電視信號或特定應(yīng)用所要求的更高清晰度掃描的單色或彩色攝象機。視頻接口模塊274包含用于視頻幀或運動捕捉、增強、壓縮及輸出到計算機總線253的電路。輸出中包含參照幀捕捉，供傳輸給上述總線供每“X”幀間隔存儲的(由正在使用的特定應(yīng)用確定)。帶斷續(xù)的捕捉到的幀的選用的直接視頻通信是順序或并行執(zhí)行靜止與運動視頻的另一種選擇。上述電路是本技術(shù)中普通的并可購買。醫(yī)學(xué)設(shè)備控制器275包含許多設(shè)計成執(zhí)行醫(yī)學(xué)過程或患者治療的專門醫(yī)學(xué)設(shè)備中的任何一種。這些設(shè)備包括肌肉刺激器、病床位置控制、緊急呼叫器及各種醫(yī)學(xué)單元中任何一種，它們能在不需要用手的環(huán)境中為患者執(zhí)行動作或測量與監(jiān)視患者的身體狀況與功能。全球定位系統(tǒng)276包含響應(yīng)用來自若干衛(wèi)星發(fā)射機的交叉參照信號確定接收機的緯度與經(jīng)度的全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星的接收機。GPS接收機可在市場上以許多尺寸及形式指標購得。對總線277的無線接口包含選用的無線接口電路，它們允許對總線的通信與主通信系統(tǒng)分離供與主通信系統(tǒng)不兼容的特殊應(yīng)用使用。
在附圖中示出并在這里描述了本發(fā)明的較佳與最佳實施例，以展示本發(fā)明的基本原理，但應(yīng)理解可以不脫離本發(fā)明的精神與范圍而作出無數(shù)修改與衍生物。
權(quán)利要求
1.一種不需要用手的計算機裝置包括電連接的一個計算機外殼，一個計算機顯示裝置、不需要用手的驅(qū)動裝置及固定裝置，所述固定裝置用于至少將所述計算機顯示裝置與所述驅(qū)動裝置附著在用戶上，所述計算機外殼中裝有用于存儲以前輸入的信息的裝置，處理器裝置，在所述外殼中并與存儲裝置通信用于按照一個存儲的程序接收、檢索及處理信息與用戶命令，與處理器裝置通信的傳感器與轉(zhuǎn)換器裝置，用于接收來自用戶的驅(qū)動命令，用于將所述命令轉(zhuǎn)換成電信號供識別轉(zhuǎn)換的電信號及用于將轉(zhuǎn)換的信號發(fā)送到所述處理器裝置，所述處理器裝置包括用于識別轉(zhuǎn)換的電信號中的命令及用從存儲裝置中檢索及輸出對應(yīng)的信息來響應(yīng)所識別的命令的裝置，所述計算機顯示裝置與處理器裝置通信用于接收從處理器裝置輸出的信息及用于顯示所接收的信息，以及用于將計算機顯示裝置帶在用戶身上使得計算機顯示裝置不需要用手地帶在用戶看得見的地方的裝置，以及其中的計算機裝置能夠只利用不需要用手的驅(qū)動命令以不需要用手的方式進行操作來顯示所接收的信息，以及在計算機外殼上提供一個連接到處理器裝置的內(nèi)部總線上的可接受開口的裝置，其它內(nèi)部計算機部件包含存儲裝置在內(nèi)也與內(nèi)部總線通信，用于將一個外部存儲設(shè)備暫時插接在總線上供只使用所述驅(qū)動裝置在內(nèi)部存儲設(shè)備與外部存儲設(shè)備之間傳送數(shù)據(jù)的裝置，以便在數(shù)據(jù)傳送期間允許計算機的不需要用手的操作。
2.權(quán)利要求1的計算機裝置，其中只有所述計算機顯示裝置與所述不需要用手的驅(qū)動裝置帶在用戶身上及所述計算機外殼是從用戶身上解下且位于遠程位置上的。
3.權(quán)利要求1的計算機裝置，其中所述計算機外殼、所述計算機顯示裝置及所述不需要用手的驅(qū)動裝置是帶在用戶身上的。
4.權(quán)利要求1的計算機裝置，其中所述不需要用手的驅(qū)動裝置選自包含聲音驅(qū)動裝置、眼睛跟蹤驅(qū)動裝置、腦電圖驅(qū)動裝置及它們的混合物的組中。
5.權(quán)利要求1的計算機裝置，其中所述計算機裝置具有用于與一臺第二獨立的移動計算機裝置的一個獨立計算機外殼交互作用與通信的裝置。
6.權(quán)利要求1的計算機裝置，其中所述計算機裝置具有與一臺第二獨立的移動計算機裝置的一個獨立的計算機顯示裝置交互作用與通信的裝置。
7.權(quán)利要求1的計算機裝置，其中所述計算機裝置具有用于與選自包括蜂窩式電話、有線電話、紅外線收發(fā)機、雙向無線電裝置及它們的混合物的組中的通信裝置通信與交互作用的裝置。
8.權(quán)利要求1的計算機裝置，其中所述不需要用手的驅(qū)動裝置包括用于傳送聲音命令的裝置及一個聲音識別模塊。
9.權(quán)利要求1的計算機裝置，其中所述不需要用手的驅(qū)動裝置包括眼睛跟蹤裝置。
10.權(quán)利要求1的計算機裝置，其中所述不需要用手的驅(qū)動裝置包括協(xié)調(diào)工作的腦電圖驅(qū)動裝置與響應(yīng)來自頭部區(qū)中的肌肉的電信號的驅(qū)動裝置。
11.權(quán)利要求1的計算機裝置，其中所述以前輸入的信息包括選自包含電子技術(shù)手冊、交互式電子技術(shù)手冊及它們的混合物的組中的部分。
12.權(quán)利要求1的計算機裝置，其中所述不需要用手的驅(qū)動裝置包括用于識別來自眼睛跟蹤設(shè)備的一個轉(zhuǎn)換后的電信號的裝置，所述眼睛跟蹤設(shè)備包括用于將所述眼睛跟蹤設(shè)備放置成與用戶視線接觸的裝置、用于確定用戶的眼睛瞳孔中心的裝置，用于確定顯示器上用戶正在觀看的一個點的裝置，將所得到的信息電傳輸給所述計算機外殼的所述裝置。
13.權(quán)利要求1的計算機裝置，其中所述不需要用手的驅(qū)動裝置選自由與頭部及手臂跟蹤裝置聯(lián)合工作來控制計算機輸出的聲音驅(qū)動裝置、眼睛跟蹤驅(qū)動裝置、腦電圖(EEG)驅(qū)動裝置及它們的混合物構(gòu)成的組中。
14.權(quán)利要求1的計算機裝置，其中所述不需要用手的驅(qū)動裝置包括與頭部及手臂跟蹤裝置協(xié)調(diào)工作及聯(lián)合行動來控制計算機輸出的腦電圖(EEG)驅(qū)動裝置及響應(yīng)來自頭部區(qū)中的肌肉的肌動電流記錄圖(EMG)信號的驅(qū)動裝置。
15.權(quán)利要求1的計算機裝置，其中所述不需要用手的驅(qū)動裝置在計算機用戶的控制下控制與/或接收來自諸如肌肉刺激器等醫(yī)學(xué)設(shè)備的輸入。
16.權(quán)利要求1的計算機裝置，其中所述識別裝置還包括用于響應(yīng)從眼睛跟蹤傳感器導(dǎo)出的電信號在顯示裝置內(nèi)定義一個圖象的定位的裝置，以及響應(yīng)眼睛對向顯示設(shè)備觀看區(qū)的盡頭的運動來移位顯示設(shè)備的觀看區(qū)以允許用戶在大于顯示設(shè)備的正常觀看區(qū)的一個圖象上掃描的裝置。
17.權(quán)利要求1的計算機裝置，其中所述計算機外殼、所述計算機顯示裝置及所述驅(qū)動裝置組合成由用戶帶著的一個單一外殼。
18.一種用緊致的自含的便攜式計算裝置為用戶不需要用手檢索與顯示信息的方法，包括下述步驟提供與利用包括一個驅(qū)動裝置、一個存儲裝置及用戶不需要用手攜帶的具有由計算機提供的帶在用戶身上允許用戶以不需要用手的方式觀察一個圖象的計算機顯示器的處理器裝置的一臺移動式不需要用手的計算機，利用翻譯成計算機命令的驅(qū)動命令來命令計算機的操作，以允許使用所述驅(qū)動命令不需要傳統(tǒng)的鍵盤及以不需要用手的方式進行操作，提供一個裝置，用于將一個外部存儲設(shè)備暫時插接在電連接處理器裝置的處理器裝置的總線上，只用所述驅(qū)動命令來起動與控制傳送而在內(nèi)部存儲設(shè)備與外部存儲設(shè)備之間傳送數(shù)據(jù)。
19.權(quán)利要求18的計算方法，包括提供眼睛跟蹤傳感器裝置作為所述驅(qū)動裝置，眼睛跟蹤傳感器裝置以不需要用戶用手支承的方式帶在用戶眼睛附近并跟蹤用戶的眼睛的眼睛運動，將眼睛運動轉(zhuǎn)換成信號，將轉(zhuǎn)換的電信號作為命令發(fā)送給計算裝置，所述聲音命令與眼睛運動命令協(xié)調(diào)工作來控制計算裝置。
20.權(quán)利要求18的計算方法，其中所述驅(qū)動裝置包括以不需要用戶用手支承的方式感測用戶頭部區(qū)中的電與肌肉改變的裝置，以及將這些改變轉(zhuǎn)換成電信號，并將轉(zhuǎn)換的電信號作為驅(qū)動命令發(fā)送給處理器裝置，從感測到的用戶的電與肌肉改變產(chǎn)生的所述驅(qū)動命令協(xié)調(diào)工作來控制計算裝置。
21.權(quán)利要求18的計算方法，其中所述包含聲音驅(qū)動裝置的驅(qū)動裝置是以不需要用戶用手支承的方式提供的，及將這些改變轉(zhuǎn)換成電信號及將轉(zhuǎn)換的電信號作為驅(qū)動命令發(fā)送到處理器裝置，從用戶的聲音命令生成的所述驅(qū)動命令協(xié)調(diào)工作來控制計算裝置。
22.一種計算方法，在一臺移動計算機正在同時捕捉所有幀上的選擇的圖象供處理時，用于不需要用手地或手持攝象機捕捉完全運動的通信視頻圖象或靜止圖象。
全文摘要
本發(fā)明涉及身上帶的不需要用手的計算機系統(tǒng)。該系統(tǒng)不依靠鍵盤輸入或驅(qū)動裝置，但具有各種全都不需要用手的驅(qū)動裝置。該系統(tǒng)能與其它系統(tǒng)。其它系統(tǒng)部件及通信裝置一起使用。同時，本系統(tǒng)的各種部件可以帶在身上或在需要時放在不連接的位置上。
文檔編號G06F3/01GK1149157SQ9611177
公開日1997年5月7日 申請日期1996年8月27日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月2日
發(fā)明者E·G·紐曼, M·D·詹金斯, S·J·許瓦茲 申請人:齊伯瑙特有限公司