JPH10502468A - 可撓性ある着用可能なコンピュータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ベルト状に形成した可撓性のある着用可能なコンピュータである。このコンピュータは、マイクロプロセッサモジュールからなるコンピュータ処理素子と、ＲＡＭ−Ｉ／Ｏモジュールと、複数のマスメモリモジュールと、電源モジュールと、複数の可撓性ある信号中継手段と作動するように接続された複数のバス端末モジュールとの組合せからなる。コンピュータ素子は可撓性ある非伸張部材及び保護覆い手段と機械的に接続されている。可撓性ある非伸張部材は身体の様々な部分の周りに取り付けられる。入力及び出力装置が、Ｉ／Ｏバスによって可撓性ある着用可能なコンピュータに接続されており、Ｉ／Ｏバスはその出力及び入力ポートに取り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】 可撓性ある着用可能なコンピュータ 本願は同一の発明の名称で1994年２月８日に特許された米国特許第5,285,398 号の1992年５月15日付けの出願の一部継続出願である。 発明の技術分野 本願発明は、概略、ポータブルコンピュータの分野に関し、より詳しくは、身 体に着用でき、さらに、故障することなく無限の数の程度で繰り返し折り曲げる ことができる可撓性ある着用可能なコンピュータに関する。 従来技術の背景の説明 定 義 コンピュータシステムは、３つの基本コンポーネント、つまり、入力装置、出 力装置及びコンピュータから構成されているものと定義する。コンピュータは、 メモリ、プロセッサ並びに関連サポート回路及びコンポーネントから構成されて いるものと定義する。メモリは揮発性の主メモリと、通常は不揮発性である大容 量メモリとからなる。ポータブルコンピュータシステムは使用者が簡単に持ち運 ぶことができるものである。このテキストを通じて、著者は、特に主及び補助の 記憶メモリ、プロセッサ並びに電源装置のみを特に意味するものとしてコンピュ ータと呼ぶこととする。著者はまたコンピュータの寸法及び量の両方を特徴付け するために容積を用いる。この理由は、シリコン利用のコンピュータの全体的な 密度は一定値に漸近するからである。従って、容積は必然的に最大重量を示すこ とになる。 集 積 小さくて従って携帯可能なコンピュータは、シリコンの取扱い、機械的及び電 気的設計、並びにコンポーネントの集積化に関する技術を含む分野及び領域の広 範な応用にまたがる発明及び技術革新の交わりから生じたものである。集積化は 電気素子の間の空間及びそれらのサイズを減少させる工程であり、また、それは 消費電力の減少及び高速化への通り道であったが、寸法の減少は処理電力とは別 の利益を生み出した。かつては収容のための建物及び作動のための小型電源プラ ントが必要とされたコンピュータは今では片手で楽に持ち上げることができる。 集積化及びその結果としての小型化が、今日のサービスレベルの進歩発展のほぼ すべてをもたらしたので、それはポータブルコンピュータ化への従来技術におけ る創造の大きな力であり、また、一般的なコンピュータ製造のための将来の前進 する方向である。 コンピュータをポータブル化する手段として集積化を使う強大な技術革新及び 発明があった。１本の指で持ち上げられるような小さなコンピュータを入手する ことができる。その結果ポータブルコンピュータ装置の要求が爆発的に起こった 。データ探索者(dataquest)は、１９９４年までにポータブルコンピュータ装置 の売り上げが十分に１３０億ドルを越えるであろうと予測している（バイト、１ ６巻、１１号、１９４頁）。 「ピココンピュータ」(picocomputer)は、ポータブルコンピュータを造り出す 手段としての集積技術の状態である（ニューヨークタイムズ、1992年３月23日） 。エム．イー・ジョーンズ・ジュニア(M．E．Jones，Jr.)のような発明者が、コ ンピュータに必要な素子のすべてを含む単一チップを開発した。これにより、男 性のジャケットの胸ポケットに収まり、さらに、従来のフラッシュライトバッテ リーで１００時間にわたって作動することができるコンピュータシステムを作る ことができた。それらのコンピュータの主な限界は、それらは非常に小さな容量 のメモリを持ち、それは、ほとんどのコンピュータ使用者が通常行う仕事のため の装置の有用性を非常に制限する点にある。それらはまた非常に小さな入力装置 及び出力装置を備えており、それらは使用に不便で遅い。 ポータブルの有用性 他の技術革新には、片手で持たなければならず処理能力が増大したコンピュー タが含まれる。それらの堅い直線形状の装置は、ラップトップ、パームトップま たはハンドヘルドコンピュータに分類され、大きな囲い内に必要なプロセッサ及 びメモリー電源を設けることによってピココンピュータの処理及びメモリ容量を 増大させている。それらの装置を実際に持つ時間をほとんど持たずに、一時的に ポータブルコンピュータを使用する者にとっては、それらの堅い直線状の装置は デスクトップのマイクロ及びミニコンピュータに匹敵する高レベルのサービスを 提供するものである。多量のデータを処理し、さらに長時間にわたってそのコン ピュータを持たなければならないような集中的利用者にとっては、それらの装置 はいくつもの欠点を持つ。 第１に、研究によると、長時間にわたってそれらのコンピュータを持ち続ける 人々は、湾曲性手首尺骨筋腱炎の傾向があり、それは痛みを伴い衰弱させること があるということがわかった。この苦痛は、それらの装置を担ぐときの、指の握 り及び手首の曲げを長時間にわたりかつ同時に行うことに起因する。 第２に、集中的なデータ収集への応用のためには、寸法は再び制約となる。実 行のために必要とされる補助メモリの量は、堅い直線状のパッケージのポータブ ルコンピュータでは、その追加は非現実的なものとなる。搭載メモリの要求は、 データをダウンロードするためのホストコンピュータへのワイヤレスデータリン クを備えることによって回避されてきた。しかし、これらの選択は、コンピュー タ本体の値段までに達するような非常に費用のかかるもので、２の係数程度まで 装置の容量を増加させるものである。さらに、ワイヤレス通信は、目下、非常に 速度の遅いデータ伝達方法である。 ロックウエルインターナショナル(Rockwell International)の現場サービス調 査によると、堅い直線状のハンドキャリア及びハンドヘルドのコンピュータの使 用者の承諾は低く、装置の寸法が大きくなるにつれてそれはより低くなる、とい うことが明らかになった。現場サービス職員は、かれらの仕事を行っている間に 「煉瓦」(brick)を持ち歩かなければならないというかなりの不満を表していた 。最も著しく明らかになった点は、コンピュータを持つために片方の手又は両手 を用いることによりかれらの手の使用が制限されてしまうという点である。 着用可能なポータブル 身体の様々な箇所に堅い直線状のコンピュータを身に着けるために技術革新お よび発明がされてきた。レディーインフォメーションシステムズ社(Reddy Infor mation Systems Inc.)は、Ｒｅｄと呼ばれる、図１に示すような、プライベート アイ(Private Eye)と呼ばれるリフレクションテクノロジーズ(Reflection Tecch nologies)からの頭に取り付ける出力装置（Ａ）、及びベルトハーネス（Ｃ）に よって固定されたベルト取り付けの堅い直線で囲まれたパッケージのコ ンピュータおよび入力装置（Ｂ）を備えるコンピュータが作られた（ニューヨー クタイムズ、１９９２年３月２９日）。インフォグリップ社(Infogrip Inc.)及 びセレクトテック社(Select Tech Inc.)は技術を組み合わせて小さな構造のＨｉ ｐ Ｐｃを作った。 このアプローチには主に２つの欠点がある。第１に、堅い直線状のパッケージ のコンピュータを体のどこに取り付けても背骨に不均一な負荷が与えられる。そ のような装置を長時間にわたって身に着けると、コンピュータが取り付けられた 位置の反対の保持筋肉に緊張が生じる。第２に、それらの構造では人体が堅い表 面と楽に接することはできない。ハーネス又はベルト上の堅い直線状のコンピュ ータは、身体の表面の文字通りのこぶとなる。結局は、堅い直線状の構成では本 質的に拡張性が制限されている。処理能力を増加するためには、ハードウエアの 寸法を増加させなければならない。それを越えるとコンピュータがもはやポータ ブルでなくなるような容積の限界がある。 より楽に着用できるコンピュータの技術革新及び発明が行われた。ＮＥＣのヒ デジ・タケマサは、身体の様々な部分に適合する様々な種類の堅くて曲線を持つ コンピュータを作った（図２）（フォーチュン(Fortune)１９９２年１月１３日 ）。それらの装置は、プロセッサ及びＣＤ−ＲＯＭ読取装置（Ｄ）及び開いた状 態の入出力装置（Ｅ，Ｆ）を備える。そのＮＥＣのモデルは、Ｒｅｄ及びＨｉｐ Ｐｃモデルより美感的にはより人々の関心を引くが、それにもかかわらず同一 の欠点を持つ。そのＮＥＣの曲線を持つ構成は堅く、動的な動きには追従せず、 さらに背骨には不均一な負荷を与える。また、それらによると、人体は堅い表面 に楽に接することはできない。さらに、それらの構成の１つがすべての人間の形 態に適合するように作ることは技術的に不可能であるので、様々な寸法の堅くて 曲線を持つ構成のコンピュータを作らなければならない。また、それらは、本質 的に、堅い直線状の構成のものと同様に、拡張性が制限されている。 発明の概要 本願発明は、可撓性のある着用可能なコンピュータの新しくて自明でない技術 を例示する。簡単に及び一般的に述べると、その可撓性のある着用可能なコンピ ュータは、マイクロプロセッサ、メモリ、入出力コントローラ及び電源を備え、 それらは、可撓性のある信号伝達手段を通じて互いに接続されている。その組立 体は伸張性のある荷物保持手段によって保持され、さらに圧縮性のある荷物保持 手段によって保護される。そのマイクロプロセッサ、メモリ、入出力コントロー ラ及び電源は、モジュール組立体内において、可撓性ある着用可能なコンピュー タが、操作上故障することなく無限の数程度折り曲げできるように、機械的に接 続されていている。 目的及び利点 可撓性ある着用可能なコンピュータの最も重要な利点は、集積化及び小型化の 技術の状態にかかわらず、堅い構造に比べて、大量のデータを処理する間コンピ ュータを持ち歩かなければならない使用者に対し、常に、多くの有用性を与える 点にある。つまり、所定の堅いパッケージ内に収容できるコンピュータの能力が どれくらいであっても、可撓性のある着用可能なコンピュータを用いると、その コンピュータの能力よりも多くのものを使用者が楽に持つことができるようにな る。例えば、Ｃｒａｙスーパーコンピュータを、腕時計のサイズに小形化できた としても、集中的なコンピュータ使用者は、腕時計サイズのＣｒａｙ内のマイク ロプロセッサのアレーであり、例えば、適当なベストの形に作られた可撓性のあ るコンピュータに、より多くの有用性を見出すであろう。 この関係は、コンピュータの出力要求に適合した一般的な市販のモデルを用い て数学的に示すことができる。ここで、式（１）に言及する。 Ｑ＝ｃ−ａＰ＋ｂＳ （１） ここで、Ｑは、特定の状況において要求されるコンピュータの総数であり、Ｐ は、その状況のために市場で売られるコンピュータの価格であり、Ｓは、その状 況においてコンピュータが提供するサービスレベルである。 すべての状況のためのコンピュータのサービスは、１秒ごとの有効作動数（Ｕ ＯＰＳ）に関連する。この値は、プログラム、メモリ容量及びアクセス時間の精 密さ及び簡潔さ並びに生処理速度を含む様々な要因によって変わる。また、サー ビスレベルは容積にも関連する。容積は、使用者がコンピュータを持ち歩く必要 がないときはほとんど重要ではない。それは、使用者がコンピュータを使用する 間に持ち歩かなければならないときに重要な要因となる。 サービスレベルは次のように規定できる。 Ｓ＝〔ＵＯＰＳ／ＶH〕〔Ｆ／ｐｅｒｓｏｎ〕 （２） ここで、Ｆ＝ｍｉｎ｛ＶH、ＶI｝、 ＶHは、ハードウエアの容積であり、 〔ＵＯＰＳ／ＶH〕は、パワー密度で概略一定である。つまり、ＵＯＰＳが大 きくなると、ハードウエアの容積も大きくなる。 ＶIは、使用者インターフェースの条件付き容積である。つまり、最大のハー ドウエア容積は、使用者が特定のコンピュータ作業を実行するために用いること ができるものである。 ｐｅｒｓｏｎは、ハードウエアを利用しなければならない人数である。 大多数のコンピュータ応用に関して容積は不適切である。式（１）及び（２） は数学的にこの見解を説明している。それらの状況においては、使用者はハード ウエアの容積による条件を受けず、又、ＶIはＦをＶHに等しくすると無限になる 。容積はその結果サービスレベル（５）には影響せず、従って要求されたコンピ ュータの数（２）には影響しない。 しかし、コンピュータを持ち歩くことを望む又は持ち歩かなければならない使 用者にとってハードウエアの容積は重要である。式（１）及び（２）はこの意見 も数学的に示している。いずれの堅い形状要素に対しても最大容積（Ｖ１）が存 在し、それを越えると使用者は持ち歩くことができない。（Ｆ）はそのときは（ ＶI）に等しい。それゆえ、出力密度(power density)を増加することはサービス レベル及び従って要求数を増加することのみを意味する。 式（２）から明らかであるが、ＶIを増加することができると、ＶHも増加する ことができ、その結果、得ることのできるＵＯＰＳを増加することができる。こ れは、電力密度を増加させることなく行うことができる。可撓性のある着用可能 なコンピュータは、堅いパッケージ構造に比べると直接にＶIを増加させるが、 それは、可撓性のある着用可能なコンピュータによると、ハードウエアが衣類の ように形作ることができ、これによって、身体の様々な箇所に大きな容積のハー ドウエアを適合させて配置させることができるからである。それにより、片方又 は両方の手によって全体のハードウエアを持つ必要がなくなる。また、それに よって、身体の一つの外観に堅い装置をぶら下げるような楽でない姿勢を回避す ることができる。さらに、曲線を持つ堅い構成を必要とするように様々なサイズ のものを作る必要性をも回避することができる。 可撓性のある着用可能な形状の要素の他の利点は、コンピュータを１つの大き な堅い要素ではなくて多くの小さな堅い要素として組み立てることによって、各 要素の面積が減少するので、各要素を横切る曲げモーメントが小さくなる点にあ る。その曲げモーメントは、堅い要素が体に付けられ、その体が何かの堅い表面 に接触しようとするときに生じる。分散されたまたは集中された負荷はその素子 の表面と直交するように加えられる。例えば、携帯者が椅子に腰掛けたときが該 当する。椅子の堅い表面はコンピュータの堅い表面に対し力を与える。 本願発明の別の目的及び利点は、以下の通りである。 (a) 制限なく様々な形状及びサイズに形作ることができるような可撓性のある着 用可能なコンピュータを提供する。 (b) 人間の形態の大きな相違に適合することのできるような可撓性のある着用可 能なコンピュータを提供する。 (c) 手で持つことのない楽な携帯性のある可撓性の着用可能なコンピュータを提 供する。 (d) 容積を対称的に分散させ、従って背骨に均等に負荷を与える可撓性のある着 用可能なコンピュータを提供する。 (e) 湾曲性手首尺骨筋腱炎を回避することができる可撓性のある着用可能なコン ピュータを提供する。 (f) 身体がなにかの堅い表面に接する間、楽に身に付けることのできる可撓性の ある着用可能なコンピュータを提供する。 (g) 安楽性を犠牲にすることなく手を使うことのない携帯性を与えることによっ て現場でのサービス使用者の承諾を増加させるような可撓性のある着用可能なコ ンピュータを提供する。 (h) 堅い直線又は曲線を持つパッケージ内の同等の処理能力のある一体化された コンピュータと比べてより楽に持ち運ぶことができさらに操作することのできる 可撓性のある着用可能なコンピュータを提供する。 (i) データ伝達速度がワイヤレス通信装置よりも速い、可撓性のある着用可能な コンピュータを提供する。 (j) 堅いパッケージの構造に比べてより容易にかつ楽に拡張することができる可 撓性のある着用可能なコンピュータを提供する。 (k) 寸法を小さくし、その結果いずれの堅い要素を横切る曲げモーメントを小さ くすることによって、可撓性のある着用可能なコンピュータの堅牢性を高める。 本願発明の他の目的及び利点並びにそれらの完全な理解は、以下の詳細な説明 及び請求の範囲を関連ある図面とともに言及することによって得られるであろう 。図面は、各図面において、同様なパーツは同様な参照番号で示す。 図 面 図１はレディー・インフォメーション・システムズ(Reddy Information Syste ms)によって製造され、Ｒｅｄと呼ばれる従来の可撓性のある着用可能なコンピ ュータシステムの斜視図を示す。 図２は従来技術のＮＥＣのタケマサによる可撓性のある着用可能なコンピュー タシステムの斜視図である。 図３は、限定により入力／出力装置を備える可撓性のある着用可能なコンピュ ータシステムの望ましい実施例を着用した使用者を示す図である。 図４は外側のシースを残像とした可撓性のある着用可能なコンピュータシステ ムを着用した使用者を示す図である。 図５は、限定により入出力装置を含まない可撓性のある着用可能なコンピュー タの望ましい実施例の斜視図である。 図６は可撓性のある着用可能なコンピュータの斜視図であって、身体に接する 面の外側のシースの一部が剥がされている状態を示す斜視図である。 図７は外側のシースが完全に取り除かれている可撓性のある着用可能なコンピ ュータの斜視図である。 図８はマイクロプロセッサモジュールの分解された組立体の斜視図である。 図９はマイクロプロセッサモジュールの垂直横断面図である。 図１０はＲＡＭ−Ｉ／Ｏモジュールの分解された組立体の斜視図である。 図１１は大容量メモリモジュールの分解された組立体の斜視図である。 図１２はバッテリーモジュールの分解された組立体の斜視図である。 図１３はバス端末モジュールの分解された組立体の斜視図である。 図１４はベストの形状の可撓性のある着用可能なコンピュータの他の実施例の 斜視図である。 図１５は外側シースを残像として示すベストの形状の他の実施例の斜視図であ る。 図１６は外側シースを残像として示すベストの形状の他の実施例の背面斜視図 である。 図１７は前腕の周りに巻き付けられて着けられた接触感応型可撓性のＬＣＤ出 力装置を備えるベストの形状の可撓性のある着用可能なコンピュータシステムを 着用した使用者の概略斜視図である。 図１８は腕に取り付けられた自由空間ポインター入力装置を備えるベルト形状 の可撓性のある着用可能なコンピュータシステムを着用した使用者の概略斜視図 である。 図１９は肩に取り付けられてつなぎどめされた赤外線トランシーバを備えるベ ルト形状の可撓性のある着用可能なコンピュータシステムを着用した使用者の概 略斜視図である。 図２０はベルトと手持ちのペン使用の表示装置との間のワイヤレス赤外線トラ ンシーバ通信リンクを備えるベルト形状の可撓性のある着用可能なコンピュータ システムを着用した使用者の概略斜視図である。 図２１はベストとヘッドアップディスプレーとの間のワイヤレス赤外線トラン シーバ通信リンクを備えるベスト形状の可撓性のある着用可能なコンピュータシ ステムを着用した使用者の概略斜視図である。 図２２はベストに取り付けられたプロジェクション表示装置を備えるベスト形 状の可撓性のある着用可能なコンピュータシステムを着用した使用者の概略斜視 図である。 図２３はヘッドバンドに取り付けられたヘッドアップディスプレーを備えるヘ ッドバンド形状の可撓性のある着用可能なコンピュータシステムを着用した使用 者の概略斜視図である。 図２４はベルトに取り付けられた分割ＱＷＥＲＴＹキーボード入力装置を備え るベルト形状の可撓性のある着用可能なコンピュータシステムを着用した使用者 の概略斜視図である。 図２５は前腕に巻かれた形状の可撓性のある着用可能なコンピュータシステム を着用した使用者の概略斜視図である。 図２６は胸の部分に取り付けられたヘッドアップディスプレーを備えるベスト 形状の可撓性のある着用可能なコンピュータシステムを着用した使用者の概略斜 視図である。 図２７は耳クリップスピーカーおよびそれにつなぎとめられたマイクロフォン 入力／出力装置を備えるベスト形状の可撓性のある着用可能なコンピュータシス テムを着用した使用者の概略斜視図である。 図２８は衣服に組み込まれたモーションセンサを備える衣服形状の可撓性のあ る着用可能なコンピュータシステムを着用した使用者の概略斜視図である。 図１９は完全なハンズフリー操作のコンピュータを示す概略斜視図である。 図面の参照番号 Ａ リフレクション・テクノロジーズ・プライベイト・アイ(Reflection Techno logies Private Eye)着用可能な表示装置 Ｂ レディー・インフォメーション・システムズ(Reddy Information Systems) １）０５ 堅い直線状のパーソナルコンピュータ及びＲＡＭカード読取装置 Ｃ パッド付きハーネス Ｄ ＮＥＣコーポレーションのパーソナルコンピュータ及びCD-ROM読取装置 Ｅ ＮＥＣコーポレーションの入力装置 Ｆ ＮＥＣコーポレーションの出力装置 ００２ａ 可撓性回路 ００２ｂ 可撓性回路 ００２ｃ 可撓性回路 ００２ｄ 可撓性回路 ００２ｅ 可撓性回路 ００２ｆ 可撓性回路 ００４ 伸張性荷物ストラップ ００５ａ ベルトラッチ、雄 ００５ｂ ベルトラッチ、雌 ００６ フォームシース ０１０ モジュールリセス ０１１ａ アイレットスナップ ０１１ｂ アイレットスナップ ０４６ 縫い目面 ０６０ ポータブル入出力装置 ０６１ Ｉ／Ｏバス １００ バス端末モジュール １１２ バス端末レジスタ １１４ バス端末プリント回路基板 １１５ バス端末モジュールソルダーピン １１６ バス端末メッキバイアホール ２００ マイクロプロセッサモジュール ２１２ マイクロプロセッサ ２１２ａ マイクロプロセッサ・サポート・コンポーネント ２１４ マイクロプロセッサプリント回路基板 ２１５ マイクロプロセッサプリント回路基板ソルダーピン ２１６ マイクロプロセッサメッキバイアホール ２１７ マイクロプロセッサモジュール上面シェル ２１８ マイクロプロセッサモジュール底面シェル ２１９ マイクロプロセッサモジュールボス ２２０ マイクロプロセッサモジュール組立体用ホール ２２２ マイクロプロセッサモジュール保持プレート ２２３ マイクロプロセッサ・モジュール・セルフタッピングスクリュー ３００ ＲＡＭ−Ｉ／Ｏモジュール ３１４ ＲＡＭ−Ｉ／Ｏプリント回路基板 ３１７ ＲＡＭ−Ｉ／Ｏモジュール上面シェル ３２２ ＲＡＭ−Ｉ／Ｏモジュール保持プレート ３２３ ＲＡＭ−Ｉ／Ｏポートベゼル ３２４ ランダムアクセスメモリチップ ３２５ ＲＡＭ−Ｉ／Ｏモジュールオリフィス ３２６ 出力装置ポート ３２７ 入力装置ポート ３２８ 通信ポート ３４７ 入出力プロセッサ ３４７ａ サポート回路コンポーネント ４００ 大容量メモリモジュール ４１２ フラッシュメモリチップ ４１４ 大容量メモリ ４１７ 大容量メモリモジュール上面シェル ５００ バッテリーモジュール ５０８ バッテリーベゼル ５１４ バッテリーモジュールプリント回路基板 ５１７ バッテリーモジュール上面シェル ５２３ バッテリーモジュールセルフタッピングスクリュー ５３０ バッテリーカートリッジ ５３１ バッテリー取り付け器具 ５３３ 電圧調整コンポーネント望ましい実施例の説明 図３乃至４に特別な注意を払いながらそれらの図面に言及する。可撓性のある 着用可能なコンピュータを用いる方法は簡単である。使用者は、雄及び雌のベル トのラッチ００５ａ、００５ｂと可撓性のある伸張性荷物ストラップ００４との 接続を変えるように調節して、ウエストの周りに可撓性のある着用なコンピュー タを適切にフィットさせる。入出力装置０６０はペン利用のクリスタル表示装置 であり、その装置は、使用しないときに可撓性のある圧縮性のフォームシース ００６に容易に取り付けることができるクリップを備える。その入出力装置はＩ ／Ｏバス０６１によってプロセッサ及びマスメモリ（大容量メモリ）に接続され ている。 図５は望ましい実施例の詳細を明瞭に示す。コンピュータは、（ロジャーズ(R ogers)社から入手可能なポロン(Poron)のような）抗菌性マイクロセルラーのポ リウレタンフォームの射出成形されたフォームシース００６に全体が包まれてい て、厚さが０.３５６cm（０.１４０インチ）から０.６３５cm（０.２５０インチ ）まで変化し、長さが約３８.１cm（約１５.０インチ）である。可撓性のある圧 縮性のフォームシース００６は、フォームシース００６の開口が伸張性荷物スト ラップ００４の幅と同一であるように両側が狭まっている。伸張性荷物ストラッ プ００４は、編アラミド繊維（そうでなければ、デュポン社から販売されている ケブラー(Kevlar)として知られている）からなるベルトストラップであるが、一 般のナイロンストラップ又は薄鋼の縒ケーブルから構成することもできる。伸張 性荷物ストラップ００４は、約５.０８cm×０.０５１cm×１１９.３８cm（約２. ０インチ×０.０２インチ×４７.０インチ）である。ポートベゼル３２３は接着 剤によってフォームシース００６に接着されている。それによって、出力装置ポ ート３２６、入力装置ポート３２７及び通信ポート３２８をフォームシース００ ６を通って外に引き出すことができる。バッテリーベゼル５０８はフォームシー ス００６に接着されている。ポートベゼル３２３及びバッテリーベゼル５０８は すべてＡＢＳプラスチックによって射出成形される。 図４および７は望ましい実施例のフォームシース００６の下方の構成を明らか にする。異なる５つの種類のモジュール１００，２００，３００，４００，５０ ０が、ポリイミド（デュポン社から入手可能なカプトン(Kapton)）可撓性回路０ ０２ａ，００２ｂ，００２ｃ，００２ｄ，００２ｅ，００２ｆによって互いに電 気的に接続されている。コンピュータコンポーネントモジュール100，200，300 ，400，500のそれぞれは伸張性荷物ストラップ００４に取り付けられている。２ つの部分からなるベルトラッチ００５ａ及び００５ｂは伸張性荷物ストラップ０ ０４のそれぞれの端部に接続されている。 ここで、図６を参照すると、可撓性のある着用可能なコンピュータは、フォー ムシース００６が部分的に開かれてモールド内のモジュールリセス０１０が明ら かになるように示されており、そのリセスは約０.３１８cm（約０.１２５インチ ）の深さを有する。各モジュール１００，２００，３００，４００，５００は別 々のモジュールリセス０１０内に収容されている。図６は、さらに、フォームシ ース００６の両方の狭くなっている端部に設けられた一対のアイレットスナップ ０１１ａ及び０１１ｂによって、フォームシース００６が伸張性荷物ストラップ ００４に留められている点を明らかにする。フォームシース００６の底の長さ方 向に走る継ぎ目の表面０４６は互いに接着剤でとめられている。 マイクロプロセッサモジュール 図８を参照すると、マイクロプロセッサモジュール２００が明らかに示されて いる。マイクロプロセッサ２１２及びマイクロプロセッササポートコンポーネン ト２１２ａは表面装着のサイズで、マイクロプロセッサプリント基板２１４に、 はんだ付けされている。マイクロプロセッサプリント基板２１４の大きさは、約 ５.７２cm×３.９４cm×０.１５cm（約２.２５インチ×１.５５インチ×０.０６ インチ）である。マイクロプロセッサプリント基板２１４の長手方向に沿った縁 の各々には、マイクロプロセッサプリント基板用ソルダーピン２１５が並んでお り、そのピンの並びは可撓性回路００２ｂのメッキされたバイアホール２１６の 並びと一致する。ソルダーピン２１５はメッキされたバイアホール２１６にはん だ付けされている。可撓性回路００２ｂ及びマイクロプロセッサプリント基板２ １４はマイクロプロセッサモジュール上面シェル２１７とマイクロプロセッサモ ジュール底面シェル２１８との間に挟まれている。可撓性回路００２ｂは約６. ７３１cmの長さ×５.０８cmの幅×０.０１５cmの厚さ（約２.６５インチの長さ ×２.００インチの幅×０.００６インチ厚さ）である。マイクロプロセッサモジ ュールボス２１９が、マイクロプロセッサモジュール上面シェル２１７から可撓 性回路００２ｂ及びマイクロプロセッサプリント基板２１４のホール２２０を経 由して延びる。ソルダーピン２１５とメッキバイアホール２１６との機械的な組 み合わせ及びその結果の電気的な接続がボス２１９によって正確に保持される。 マイクロプロセッサモジュール上面シェル２１７及び底面シェル２１８が図９ の断面図に示されており、そこには、可撓性回路００２ｂから離れるように約０ .２５４cm（約０.１０インチ）の半径でカーブする端部の詳細が示されている。 この特徴は可撓性回路００２ｂにより経験した曲率半径の限界を与える。伸張性 荷物ストラップ００４は、マイクロプロセッサモジュール保持プレート２２２及 びセルフタッピングスクリュー２２３によって、マイクロプロセッサモジュール 底面シェル２１８にとめられている。セルフタッピングスクリュー２２３は、マ イクロプロセッサモジュール上面シェル２１７のボス２１９にねじ止めすること によって組立体全体をもとめる。 ＲＡＭ−Ｉ／Ｏ及びマスメモリモジュール 図１０はＲＡＭ−Ｉ／Ｏモジュール３００を示す。それはマイクロプロセッサ モジュール２００と同じ基礎構造を持つが２つの点が異なる。第１に、マイクロ プロセッサの代わりに、ランダムアクセスメモリチップ３２４、入出力プロセッ サ３４７及びサポート回路コンポーネント３４７ａがＲＡＭ−Ｉ／Ｏ回路ボード ３１４にはんだ付けされている。第２に、出力装置ポート３２６、入力装置ポー ト３２７及び通信ポート３２８が、ＲＡＭ−Ｉ／Ｏプリント回路基板３１４に電 気的に接続され、さらに、ＲＡＭ−Ｉ／Ｏモジュール上面シェル３１７のＲＡＭ −Ｉ／Ｏモジュールオリフィス３２５を通って延在する。可撓性回路００２ｃは 、上記のマイクロプロセッサモジュール２００と同様な方法により、ＲＡＭ−Ｉ ／Ｏプリント回路基板３１４と組み合わされてとめられている。ＲＡＭ−Ｉ／Ｏ モジュール３００は、さらに、伸張性荷物ストラップ００４に、上記のマイクロ プロセッサモジュール２００と同様な方法により接続されている。 図１１はマスメモリモジュール４００を示す。多数のマスメモリモジュールは 望ましい実施例として示され、それらのソフトウエアのアドレスを除いて同一で あり、さらに、その多数のマスメモリモジュールはマイクロプロセッサモジュー ル２００と同じ基本構造を持つが２つの点が異なる。第１に、マイクロプロセッ サの代わりに、フラッシュメモリチップ４１２（４つある）がプリント回路基板 ４１４にはんだ付けされている。可撓性回路００２ｄ，００２ｅが、上記のモジ ュール２００と同様な方法により、プリント回路基板４１４と合致するようにと められている。マスメモリモジュール４００は、さらに、伸張性荷物ストラッ プ００４に、上記のモジュール２００と同様な方法により接続されている。 バッテリー及びバス端末モジュール 図１２は、バッテリー取り付け器具５３１によって保持されたバッテリーカー トリッジ５３０を含むバッテリーモジュール５００とバッテリーモジュール上面 シェル５１７とを示す。バッテリー取り付け器具５３１はスクリュー５２３を用 いてプリント回路基板５１４にとめられている。電圧調整コンポーネント５３３ は表面実装サイズで、プリント回路基板５１４にはんだ付けされている。可撓性 回路００２ｆが、上記のモジュール２００と同様な方法により、プリント回路基 板５１４と合わせられてとめられている。モジュール上面シェル５１７及びモジ ュール底面シェル５１８は、上記のモジュール２００と同様な方法によりとめら れている。バッテリーモジュール５００は、さらに、伸張性荷物ストラップ００ ４に、上記のモジュール２００と同様な方法により接続されている。 バス端末モジュール１００を図１３に示す。バス端末レジスタ１１２は表面実 装のサイズで、バス端末回路基板１１４にはんだ付けされている。バス端末回路 基板１１４は、約５.０８cm×０.７６cm×０.１５cm（約２.００インチ×０.３ ０インチ×０.０６インチ）のサイズをとる。バス端末回路基板１１４は、１列 のバス端末モジュールソルダーピン１１５を有しており、ソルダーピン１１５は 一方の長手方向端部に沿っていて、可撓性回路００２ｆのバス端末メッキバイア ホール１１６と一致する。可撓性回路００２ａ及び００２ｆは、約３.８１cm長 さ×５.０８cm幅×０.０２cm（約１.５インチ長さ×２.００インチ幅×０.００ ６インチ）のサイズをとる。バス端末モジュール１００は、伸張性荷物ストラッ プ００４に、上記のモジュール２００と同様な方法により接続されている。 概要、効果及び範囲 従って、読者は、この可撓性のあるコンピュータが、ポータブルコンピュータ ハードウエアのサービスレベルを高める利点を持ち、一方、さらに、ハードウエ アの利用の気楽さを増加させる利点をも持つことがわかるであろう。加えて、可 撓性をもつ着用可能なコンピュータは以下の利点を持つ。 ・人間の形態の多様な相違に適合する。 ・手を使わずに携帯したり操作したりすることができる。 ・利用者が装置を着用した状態で気楽に座ったり横になったりすることができ る。 ・コンピュータの重量が身体に対称的に分散される。 ・直線状のコンピュータを持つ際に伴う筋肉及び腱の痛みを防ぐことができる 。 ・コンピュータを使用しなければならない現場サービス職員の承諾が増加する 。 ・十分に大きな量の補助的フラッシュメモリを利用者が気楽に持つことができ る。 ・堅い構造より、容易性かつ適応性が拡張する。 ・堅い要素の面積を減少させることによって、可搬式の着用可能なコンピュー タの堅牢性を増大し、それにより、各要素にまたがる曲げモーメントを減少させ る。 上記の説明は多くの詳細を含むが、それらは本願発明の範囲を限定するように 解釈すべきではなく、本願発明の現在時点で望ましい実施例のいくつかを単に示 すものである。可撓性のある着用可能なコンピュータは多くの異なる方法で組み 立てることができる。例えば、各モジュールは２つの部分のシェルを持つという よりも固い熱硬化性樹脂に埋め込むようにすることができる。可撓性のある伸張 性荷物保持手段は、埋込み用樹脂で囲まれた個々に捩じられたアラミド繊維から 構成することができる。その可撓性のある伸張性荷物保持手段は、布として編み 込まれた繊維でもよく、又は材料の単一な薄い層であってもよい。可撓性のある 信号中継手段は、伸張性荷物保持手段に接着してもよく、又は恒久的にそれに取 り付けてもよい。 コンポーネント及びサポート回路は、表面実装のサイズである必要はなく又は んだ付けされる必要もない。コンポーネントは導電性エポキシ樹脂の回路基板に 取り付けてもよい。コンピュータはチップ搭載技術を用いてそれを組み立てるこ とによってさらに薄くかつより柔軟にすることもできる。各集積回路は小さな印 刷回路基板に直接に接着され、ターミナルが電気的にその基板に接続される。各 分離した基板モジュールは１.２７cm（０.５インチ）四方の大きさとすることが できる。 コンピュータは、１つの長い多層ポリアミドの可撓性のあるまたは堅いが曲げ ることのできる回路基板として組み立てることができる。全体として可撓性のあ る基板のように、モジュールシェルを電子回路要素で占められた領域を硬化する 。堅いが曲げることができる構造のように、電子回路要素を持つ区域を堅い繊維 ガラス基板硬化剤を用いて積層する。 いずれかのコンピュータ素子間の可撓性のある信号中継手段の長さは、いずれ かのコンピュータ素子間の着用可能な部材の長さより長く、その可撓性のある信 号中継手段は、分離したワイヤ又は分離した非金属フィラメントを用いることが できる。それはインクトレース又は非金属可撓性の導電性の材料のいずれでも用 いて作ることができる。コンピュータはオプティカルファイバ装置として組み立 てることができる。可撓性のある回路は金属又は非金属導電体の代わりに光学繊 維フィラメントとすることができる。さらに、可撓性のある信号中継手段は、使 い捨て可能な、容易に取り外しができ、さらに容易に再取り付けができるバスで あってもよい。 さらに、可撓性のある着用可能なコンピュータは、ベルト内にある必要性はな い。モジュール及びバス組立体は様々な形式に形成することができる。図１４は 可撓性のある着用可能なコンピュータの他の実施例を示しており、それはコンピ ュータ処理用の素子の数を増加させるためにベストの形をしている。図１５は増 加した数のモジュールを明らかにするように剥がされたベストのフォームシース を示す。図１６は増加した数のモジュールを収容し、それにより、可撓性のある 着用可能なコンピュータのメモリおよび処理能力が非常に拡張されたバス構成を 示す。 図１７を参照すると、コンピュータがベストの形状に示されている。出力装置 は前腕に取り付けられた接触感応の可撓性ＬＣＤ５３４である。着用者は、右手 を用いてＬＣＤ上の仮想の線図の素子に触れることによってコンピュータの制御 を行う。そのコンピュータとＬＣＤとの間には赤外線トランシーバ５３５および ５３６を介する赤外線ワイヤレスデータリンクが存在する。 図１８は、ベルト形状のコンピュータと、自由空間ポインター入力装置５３７ と、出力装置としてのプライベート・アイ・ヘッドアップ・ディスプレー５３８ とを備える構成を示す。ジャイロポイント(GyroPoint)のような自由空間ポイン ターは手の相対的三次元の動きをコンピュータでモニタされるデジタルパルスに 変換する。ソフトウエアドライバーがそのデジタルパルスをヘッドアップディス プレーによって発生される仮想スクリーンのカーソルの対応する動きに変換する 。自由空間ポインター５３７およびヘッドアップディスプレー５３８の両方とも つなぎ５３９および５４０を介してコンピュータに機能的に接続されている。 図１９はベルト形状のコンピュータをローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ） にワイヤレス的に接続する方法を示す。フォトニクス赤外線トランシーバ(Photo nics Infra-red Transceiver)のような赤外線トランシーバ５４１はつなぎ５４ ２を介してコンピュータに機能的に接続されている。トランシーバは赤外線パル スを介して環境内の頭上に配置された複数の赤外線リピータ５４３と通信を行う 。ワイヤレス通信は無線周波数のタイプにもすることができ、その場合には、コ ンピュータ受信装置は図１５に示すような集積化されていないモジュールとして 含まれる。 図２０においては、その構成は図３と同一であるが、ハードワイヤー接続の代 わりに、コンピュータおよびペン使用の表示装置６０の両方ともワイヤレス赤外 線パルストランシーバ５４４および５４５を持つ。ペン利用の表示装置６０はペ ン位置データをコンピュータに送り、そのコンピュータは対応する図形情報をペ ン利用装置６０に送る。 図２１は、プライベート・アイ・ヘッドアップ・ディスプレー５３８とコンピ ュータとの間のワイヤレス赤外線通信リンクを示す。赤外線受信機５４６はヘッ ドアップディスプレーに設けられている。赤外線トランシーバ５４７はコンピュ ータの肩の部分に設けられている。 図２２においては、ＬＣＤプロジェクション表示装置５４８がベストの形状の コンピュータの前の腹部に設けられている。その装置はコンピュータによって制 御されるＬＣＤを経由し、その後集束レンズを経由して強力な光を投射するよう に作動する。ＬＣＤ投射表示装置５４８は使用者のウエストからぶら下がる反射 パッド５４８′または使用者の手のひらのような反射性の平らな面にコンピュー タ発生画像を投射する。コンピュータ出力を見るためには、使用者は反射パッド ５４８′または手のひらを投射されている画像の経路内に持ち上げる。その画像 は反射され、その結果使用者はそれを読み取ることができるようになる。 図２３はヘッドアップディスプレー５３８が取り付けられたヘッドバンド５４ ９の形状の着用可能なコンピュータシステムを示す。 図２４は分割されたＱＷＥＲＴＹキーボード５５０を備えるベルト形状のコン ピュータを示しており、そのキーボードは、使用者の前面に下方に垂れ下がり、 容易に触ることができるようにるようにコンピュータに取り付けられている。使 用者はデスクトップ型キーボードに向かうようにコマンドをたいぷすることがで きる。 図２５は可撓性のある形態に組み立てられて前腕に巻き付けられたコンピュー タを示す。使用者インターフェースは、キーパッド５５１並びに音声認識および 音声合成性能からなる。マイクロフォン５５２およびスピーカー５５３はコンピ ュータに含まれている。 図２６はベストの形状のコンピュータを示しており、その左胸にはプライベー ト・アイ・ヘッドアップ・ディスプレー５５４が取り付けられている。コンピュ ータのグラフィック出力にアクセルするためには、使用者は左側を向いてヘッド アップ・ディスプレー５５４を見下ろす。 図２７はベストの形状のコンピュータを示しており、それは耳クリップマイク ロフォン／スピーカー装置５５５を備える。そのコンピュータを制御する方法は 音声認識である。コンピュータから着用者への出力は音声合成である。この構成 により、着用者のみがコンピュータからの出力を聞き、コマンドを入力するとき には低い音量で話すことができる。 図２８はモーションセンサ５５６ａ，５５６ｂ，５５６ｃ，５５６ｄ，５５６ ｅおよび５５６ｆを備える衣服の形状のコンピュータを示す。そのコンピュータ は連続してそれらのセンサにポーリングを行う。それらのセンサからのデータは 入力としてコンピュータに用いられてソフトウエアを駆動し、それはセンサから の所定の身振りとしてのデータを翻訳処理する。それらの身振りはコンピュータ を制御するために用いることができる。例えば、使用者はコンピュータをあるモ ードに切り換えることができ、そのモードでは、単に左腕の円を描く動きを行 うことによってコンピュータが着用者の音声入力を聞くようになる。反対方向へ の円を描く動きはその聞き取りモードをオフに切り換える。 図２９は完全に手を使わない操作の発明を示す。そのコンピュータはベストの 形状で、マイクロフォン５５７およびスピーカー５５８を含む音声認識および／ または音声合成インタフェースを備える。その構成においては、キーボードまた は液晶表示のような堅いインタフェースハードウエアの必要性を排除する。 多くの様々なインタフェース周辺機器を互いに組み合わせて用いることができ る。例えば、図１７に示すような腕取付け型の可撓性のあるＬＣＤを出力装置と して用いることができ、さらに、音声認識装置を入力装置として用いることがで きる。または、図２５に示すように、前腕に付けられた可撓性のある着用可能な コンピュータは音声認識装置を用いて制御することができる。 したがって、本願発明の範囲は、例示によってではなく、請求の範囲およびに よってそれらの法上均等なものによって決定すべきである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コンピュータ処理用素子の組み合わせからなる携帯型コンピュータであって 、 データを入力する手段と、 データを出力する出力手段および複数のコンピュータ処理素子と、 可撓性があり伸張しない、身体に着用可能な部材と、 前記コンピュータ処理素子を前記着用可能な部材にしっかりと取り付ける手 段と、 前記コンピュータ処理素子を電気的に接続する可撓性のある信号中継手段で あって、前記コンピュータ処理素子のいずれか２つの間の該信号中継手段の長さ が、該いずれか２つのコンピュータ処理素子の間の前記着用可能な部材の長さよ り長い信号中継手段とを備える携帯型コンピュータ。 ２ 請求項１のコンピュータにおいて、ベルト形状の素子を含むコンピュータ。 ３ 請求項１のコンピュータにおいて、スリーブの形状の素子を含むコンピュー タ。 ４ 請求項１のコンピュータにおいて、ヘッドバンドの形状の素子を含むコンピ ュータ。 ５ 請求項１のコンピュータにおいて、自由空間ポインターを構成する手段を含 むコンピュータ。 ６ 請求項１のコンピュータにおいて、ヘッドアップ・ディスプレー装置を備え るコンピュータ。 ７ 請求項１のコンピュータにおいて、前記コンピュータ処理素子と前記入力手 段および前記出力手段の１または２以上のものとの間にワイヤレス通信リンクを 備えるコンピュータ。 ８ 請求項１のコンピュータにおいて、前記出力手段が、使用者の前腕に付けら れる接触感応の可撓性のあるＬＣＤを備えるコンピュータ。 ９ 請求項６のコンピュータにおいて、さらに、前記ヘッドアップディスプレー 装置とリンクする自由空間ポインターを備えるコンピュータ。 10 請求項１のコンピュータにおいて、該コンピュータをローカルエリアネット ワークに接続する接続手段を備えるコンピュータ。 11 請求項１０のコンピュータ装置において、前記接続手段が、ローカルエリア ネットワークの少なくとも１つの赤外線リピーターと通信する赤外線トランシー バを備えるコンピュータ。 12 請求項１のコンピュータにおいて、前記入力手段および前記出力手段の少な くとも一方がペン利用表示装置を備えており、該コンピュータが、さらに、該表 示装置と前記コンピュータ処理素子との間のワイヤレス通信リンクを備えるコン ピュータ装置。 13 請求項６のコンピュータにおいて、さらに、前記ヘッドアップディスプレー 装置と前記コンピュータ処理素子との間にワイヤレス通信リンクを備えるコンピ ュータ。 14 請求項１のコンピュータにおいて、さらに、前記コンピュータ処理素子にリ ンクされたＬＣＤ投射表示装置と、該表示装置の出力を反射してコンピュータの 使用者が読取りできるように配置された反射パッドとを備えるコンピュータ。 15 請求項６のコンピュータにおいて、前記ヘッドアップディスプレーに結合さ れたヘッドバンドであって、該ヘッドアップディスプレーをコンピュータの使用 者の頭に保持するヘッドバンドを備えるコンピュータ。 16 請求項１のコンピュータにおいて、前記入力手段が分割キーボードを備える コンピュータ。 17 請求項１のコンピュータにおいて、該コンピュータが使用者の前腕に保持さ れるようになっており、また、該コンピュータが、マイクロフォンと、スピーカ ーと、音声認識および音声合成性能を持つ使用者インタフェースとをさらに備え るコンピュータ。 18 請求項６のコンピュータにおいて、さらに、該コンピュータの操作者の頭よ り下に前記ヘッドアップディスプレー装置を保持するベストを備えるコンピュー タ。 19 請求項１のコンピュータにおいて、さらに、音声入力および音声出力のため のマイクロフォン／スピーカーを備えるコンピュータ。 20 請求項１のコンピュータにおいて、さらに、前記コンピュータ処理素子に接 続されていてデータを該コンピュータに入力するためのモーションセンサを持つ 衣服を備えるコンピュータ。