【発明の詳細な説明】 【０００１】 ［発明の背景］ 情報記憶及び処理，音及びイメージの電子記録，電子通信及び電子エンターテイメントシステムは，大きく発展し，これらの技術の携帯利用が急速に進歩している。 頭部装着尾ディスプレイにカメラを仕込むことは，Ｈａｗｔｈｏｒｎｅ
による米国特許第４，６７２，４３６号に記載の，カムコーダシシテムに使用の頭部装着ディスプレイに記載されている。 このケースにおいては，ディスプレイのみが頭部にあって，カメラは，操作者の手に保持されるものになっている。 米国特許第５，４９１，５１０号は，対象物のイメージを重ねるシステムを開示している。 この特許に記載のカメラは，使用者から離され，カメラと使用者の見る方向との間の大きなパララックス角度を補正するための多大の処理が必要になるものである。 【０００２】 Ｈｏｌａｋｏｖｓｋｙの米国特許第５，１２９，７１６号においては，使用者にテレビジョンオーデイオ及びビデオ情報を与えるための頭部装着立体ビジョンシステムを開示している。 米国特許第５，７１７，７１６号は，オーディオスピーカー，マイクロフォン及び立ち上がるディスプレイを備える安全眼鏡を開示している。 スピーカーを外部の音を減衰するための耳を保護する挿入物に配置する。 Ｖｏｇｔへの米国特許第５，６０６，７４３号は，眼鏡フレームに取り付けたラジオレシーバー及びスピーカーを開示しているが，オーディオインプット又はビデオインプット又はアウトプットについては触れていない。 ｄａＳｉｌｖａ
への米国特許第５，３６７，３４５号は，眼鏡保持具に入れたオーディオシステムを開示するが，これは，それを付けた眼鏡システムとは実質的に別になっている。 補聴器部品がアイウェアに装着されている。 【０００３】 米国特許第５，１３０，７９４号と５，４９５，５７６号において，Ｒｉｔ
ｃｈｅｙは，オーデイオ−ビジュアル・バーチャルリアリティ／テレプレゼンスシステムにおけるパナロマディスプレイとその使用とを開示している。 アイウェアの鼻枠における電子カメラが隠し監視デバイスを供給する機関により市販されている。 【０００４】 ［発明の概要］ これらインターフェースシステムの大多数ののを完全な携帯型のものにするには，使用者のインターフェースを携帯できる大きさになるように小さくしなければならない。 殆どの用途については，コンパクトで，ハンドフリー又はハンドフリーに近い操作が行えるオーデイオ／ビデオインターフェースにすることが望ましい。 さらに，そのようなインターフェースを人目につかず，使用者が見すぼらしくならないようにすることが望ましい。 この発明の眼鏡インターフェースシステムは，完成された状態のオーディオ／ビデオインターフェースを眼鏡に仕込むことによって，そのようなインターフェースの要求に応えるものである。 【０００５】 この眼鏡インターフェースシステムは，１９９７年４月１８日に出願の米国特許出願第０８／８４４，０９８号によるような眼鏡光学システム又は光学ディスプレイアッセンブリーを使用するもので，前記出願の記載をここに参考文献として組み入れる。 さらに詳しくは，この発明の眼鏡インターフェースシステムは，第１と第２のレンズホルダー，使用者の頭部で支持される第１と第２のテンプルとを有する眼鏡フレームを備える。 この眼鏡インターフェースシステムに使用のディスプレイアッセンブリーは，第１のテンプルにより支持されるイメージソース，前記イメージソースから光を受ける第１のレンズの内部に配置の光学光路，及び使用者の目へ前記光学光路にそって光を転送する第１のレンズにおけるインサートものを備え，これらは，米国特許出願第０８／８４４，０９８号に詳しく記載されているようなものである。 オーディオ及び／又はビデオアッセンブリーは，第２のテンプルに装着され，好ましくは，前記ディスプレイアッセンブリーと連通している。 このオーディオ及び／又はビデオアッセンブリーは，オーディオ及び／又はビデオシグナルを送受信するように機能する。 インターフェース回路構成が設けられていて． 前記ディスプレイアッセンブリーとオーディオ及び／又はビデオアッセンブリーと連通している。 【０００６】 この発明による代表的な形態は，前記ディスプレイアッセンブリーが眼鏡の半分側に装着されている。 前記オーディオ及び／又はビデオアッセンブリーは，
眼鏡の他方の半分側に装着のカメラアッセンブリーを備えている。 このシステムは，また，オーディオトランスデューサー（マイクロフォン及び／又はスピーカー類）を含み，これによって，オーデイオデータが付与され，及び／又は記録のために集音され，さらにディタルシグナルが処理され，解析される。 このようにして，マイクロフォンによっても音声コマンドが前記システムへ与えられる。 さらには，前記眼鏡システムは，電池（バッテリー）及び無線周波数又は赤外線通信システムを含んで，前記眼鏡へのケーブル接続をなくすことができるようになっている。 サブシステムの一つ又は複数を使用して，種々のタイプのシステムを構成することができる。 最も完成の域に達した構成においては，この眼鏡インターフェースシステムは，以下のサブシステム又はアッセンブリー類を含むものである：使用者からのスピーチインプット（話す声の入力）を捕捉するオーディオインプットアッセンブリー，ディスプレイアッセンブリー，オーディオアウトプットアッセンブリー，カメラアッセンブリー及び使用者の頭部位置をコンピュータに付与する頭部追跡アッセンブリー。 かくして，眼鏡インターフェースシステムは，オーディオ，ビデオ，追跡及び電源モジュール類を含む。 【０００７】 この発明の眼鏡インターフェースシステムは，極めてコンパクトな形態，好ましくは，普通のアイウェアのような気軽な外観をもつ眼鏡にコンピュータのインプットとアウトプットを提供する。 この発明の実施例のいくつかにおいては，
前記サブシステム又はアッセンブリー類は，眼鏡フレーム及び眼鏡のレンズに全部が隠されているものである。 この発明は，ハードウエアサブシステム類を眼鏡フレームに仕込むことのみならず，特定の機能のためにハードウエアとソフトウエアとを前記サブシステム類に仕込むことを含む。 【０００８】 この発明は，前記カメラアッセンブリーを眼鏡フレーム及び眼鏡のレンズシステムへ組み込む点で，従来の技術におけるデバイスを凌駕する。 焦点機構を含めての前記カメラの機械的特徴は，前記テンプル内に一体化したマルチチップモジュールの形態になっている電子デバイス類と同様に，眼鏡テンプル内に一体化（組み込み）した点である。 さらに，前記カメラアッセンブリーのレンズ及び光学表面が前記テンプル及び眼鏡レンズそれ自体に一体化されている。 このようにして，前記カメラアッセンブリーは，従来技術のデバイスに較べて最もコンパクトな形になり，軽量で，非常に目立たなくなり，機能性に富むものになる。 さらに加えて，この発明は，操作者の視野近辺に，又は，該視野に収束するように，
カメラの視野があるようにし，その結果，カメラが使用者が実際見た視野を記録するものである。 この発明により，カメラを使用者の視線と同じにでき，パララックス誤差がないものである。 【０００９】 この発明は，また，コンピュータを制御するためにカメラアッセンブリーを使用することを含む。 従来技術のカメラシステムでは，カメラは，コンピュータへのデータだけを収集するが，この発明においては，カメラアッセンブリーは，
インプットコマンドをも集める。 これらのコマンドは，書かれたシンボル類，ハンドシグナル類，バーコード類，又はその他であって，コンピュータに指示を遂行させるものである。 【００１０】 この発明によりアイウェアにカメラとディスプレイとを組み込む（一体化）
ことで，アイウェアを従来技術のデバイスよりもさらにコンパクトに，着用しやすくでき，眼鏡のように見える点で外観の美的価値も向上する。 この発明は，また，使用する光学部材類をマウントに下げる代わりに，眼鏡レンズに納めるようにして，前記システムに耐久性をもたしたものである。 この発明は，オーディオ及びビデオインプット並びにアウトプットを組み込んである。 オーディオアッセンブリーは，眼鏡フレームに一体化される。 視覚ディスプレイのディテールは，
ノーマルヒアリングに関連しては使用されず，したがって，オーディオアッセンブリーを一体化するこの発明の一つの実施例は，外部の音を減衰するようにしている。 このシステムは，使用者が実際の周囲から隔離されずにコンピュータによる，又は，電子的にリレーされた情報の相互影響を受けるものである。 【００１１】 ［発明の詳細な説明］ 図１は，この発明による眼鏡インターフェースシステム１００を図解する。
前記眼鏡システムの片方にディスプレイアッセンブリー１０２が装着され，他方にカメラアッセンブリー１０４が装着されている。 このディスプレイアッセンブリーは，カメラアッセンブリーのいくつかの点と共に米国特許出願第０８／８４
４，０９８号に記載されている。 付加されたサブシステム又はアッセンブリーには，オーディオアウトプットサブシステム１０８，マイクロフォンのようなオーディオインプットサブシステム１０６，相互接続システム１１０及び内部バッテリーのような電源サブシステム１１２が含まれる。 多数の又はこれらサブシステムのすべては，一体化されて，この発明による眼鏡インターフェースシステムを形成している。 【００１２】 カメラシステムをアイウェアに一体化することは，イメージ取得（捕捉），
文字（キャラクター）認識によるデータインプット，バーコードスキャニング，
顔認識などを含む種々の用途にとって重要なことである。 カメラをアイウェアに一体化するために取り組まなければならないキーファクターは，（ｉ）携帯性，
および（ｉｉ）使用者がその目で見つめる位置を正確に向くようにカメラを調節可能にすることである。 この第２のファクターは，キャラクター認識によるダータインプットのキーになる。 例えば，はぎ取り式ノート及び書く文字を見つめているとき，カメラは，はぎ取り式ノートがカメラの視界内にあるようにアイウェア内に位置することになる。 ついで使用者が書いた文字をカメラで写し，文字認識プロセッサーへ送る。 このようなシステムは，携帯利用のデータインプットデバイスとしてキイボードに代わることができる。 現在では，このような機能は，
Ｐａｌｍ Ｐｉｌｏｔ及びその他のペンベースのデータ入力デバイスのようなタッチセンシティブスクリーンにより付与される。 カメラは，それが通常のペンシル及び紙と共に機能できる明確な利点を有している。 スキャナーもまたアイウェア内に装着されたカメラから作られることができる。 使用者が読むテキストは，
自動的にコンピュータへ送られ，認識され，記憶される。 【００１３】 図２は，眼鏡２５０のテンプル２０５にカメラ２１０を隠したことをベースとする構成を図解する。 該カメラは，例えばＥＬＭＯ Ｍｏｄｅｌ ＱＮ４２Ｈ
であり，該カメラ内にオプショナルの焦点レンズを含むものである。 このカメラは，複数の支持体２２０内に装着され，角度２２１が調節されて，該カメラによる視界が使用者による視界に重なり合うようになっている。 図２においては，視界の中心に向けての見る方向を線２７０で示してある。 広角カメラ又は遠距離で使用のカメラについては，角度２２１は，ゼロである。 孔２４５つきのシュラウド２４０を前記テンプルに取り付け，前記カメラを隠す。 レンズ２６０を用いて前記カメラのレンズシステムの焦点距離を変えることができる。 このような場合前記カメラの焦点は，マウント２２０内でカメラ２１０を摩擦スライドさせて，
カメラ２１０とレンズ２６０との距離を調節する。 この目的のために，調節ハンドルがシュラウド２４０又はテンプル２０５から突き出ている。 ケーブル２３０
が前記カメラにより発生された信号を外部の電子機器へ供給し，又は，眼鏡テンプルに内蔵の回路構成と接続している。 【００１４】 前記カメラの視野は，フレームフロント２００内に保持されたレンズ２８０
により得られる。 これで前記カメラを隠すことが容易になっている。 さらに隠すには，前記レンズに色をつけたり，偏光コーティングを使用したり，又は，他の既知の手段により行うことができる。 隠すことを望まなければ，前記カメラを前記テンプルの外側に装着することができる。 前記カメラは，左側（図２に示すように）又は，右側のいずれかに装着できる。 またカメラを眼鏡の両側に装着できる。 【００１５】 前記カメラを使用者が凝視する方向にさらに近寄せて配置した眼鏡システムを図３に示す。 使用者の目に伝播される線２８５により示す光線は，レンズ２８
０に埋設されたビームスプリッターコーティング２７５でスプリットされ，半分が目へ伝播され，他の半分がミラーコーティング２７６で反射されて前記カメラへ伝播される。 偏光ビームスプリッターコーティング２９５を使用することにより，図４に示すように，使用者の視野に干渉せずに使用者の目の近くに光学パワーを付加できる。 光線２８５の一部がコーティング２９５により反射又は伝達され，偏光されていない白熱光の一般的な場合については，５０％にスプリットされた光が各方向へ伝播される。 したがって，光の半分が目へ伝播され，他の半分がカーブしたミラー２９７へ伝播される。 光は，まず，四分の一波長板２９６を通り，偏光回転を受け，ついでミラー２９７へ伝播され，フォーカスされ，反射され，四分の一波長板２９６を介して戻る。 四分の一波長板２９６を２度目に通過すると，前記波長ものは，十分に回転されて，前記ビームスプリッターコーティングを効率よく通過してミラー２７６へ達し，そこからオプショナルのレンズ２６０を経て前記カメラへ達する。 【００１６】 カメラシステムを図５に示すような別の態様で眼鏡のテンプルに一体化できる。 電荷結合素子（ＣＣＤ）又は相補酸化金属半導体（ＣＭＯＳ）イメージセンサー５１０を眼鏡テンプルに接触，一部が内蔵，又は全部が内蔵されているスライド台部５２０に装着する。 このスライド台部は，前記テンプルにあるスロット（図示せず）を介してハンドル５８０に当接していて，使用者が５８０をわずかの距離（約３から１０ｍｍの間）だけ動かして焦点を合わせることができる。 スライド台部５２０は，テンプル２５０の複数のキー溝又はトラックに合っていて，既知の態様で正合している。 前記レンズシステムからの線２８５により示される光を受けるように，ミラー５３０が配置されており，これは，シュラウド５４
０内に納められている。 前記の台部５２０とハンドル５８０の場合と同様に，テンプル２０５を介してハンドル５７０に当接しているスライド台部５６０に焦点レンズ５５０が取り付けてある。 該レンズは，イメージング要素５１０に対し接近又は離去し，焦点調節を行う。 好ましくは，調節目的のためには，一方の台部のみ（５２０又は５６０のいずれか）を動かすだけでよいが，所望に応じて両者による調節を可能にしてもよく，いずれかを選ぶこともできる。 付加の光学要素を前記カメラシステムに取り付けることができ，これらの内の一つ又は全部を調節のためにスタイド台部に位置させることができる。 この手段で，焦点とズーム調節とをうまく行うことができる。 また別に，レンズ５５０を図３に示すように，主の眼鏡レンズへ直接装着したり，一体化したりすることができる。 【００１７】 オートフォーカス機構を含む別の実施例を図６に示す。 イメージャー（イメージを作るもの，imager）をスライド台部５２０上のシュラウド５４０に対向させて装着する。 小形ステッパモータ６１０をテンプル２０５に取り付け，リードスクリュウ６２０を介して接続する。 該ステッパモータは，遠隔電子回路と連通していて，該電子回路が前記モータに指令を出して，前記リードスクリュウを正確な角度インクレメンツでいずれかの方向へ動かす。 この手段での前記リードスクリュウの回転により，前記シュラウドとスライド台部とが前記モータに対し前進，後退し，焦点調節をする。 前記モータは，前記イメージを解析し，焦点コマンドを前記モータへ発するか，又は，焦点シングナルが得られる距離センサと連通しているソフトウエアにより制御される。 このような制御システムは，カムコーダインダストリーにおいては，周知のものである。 【００１８】 図７は，光学キャラクタ認識をベースとするデータインプットシステムを図解するものである。 上記したようなカメラつきの眼鏡を着用した使用者は，書かれたもの７００を見る。 前記カメラは，原ビデオデータをビデオプロセッサ７０
４（フレームグラッバとして知られてもいる）へ供給し，該プロセッサにより前記カメラで写したシーンのイメージがコンピュータ７０６のメモリーに記憶される。 このイメージをコンピュータ７０６内のキャラクタ認識コードにより処理して，この情報の性質を決定し，ディスプレイ７０８へ出力される。 テキストインプットをキイボードから引き出すことと同じように，前記コードがコントロールキャラクタ（キャリエッジリターンと均等のもの）を検出するまで，前記キャラクタは，バッファーで一時記憶される。 ついで，指示が行われる。 同様にして，
前記デバイスは，スキャナーとして動作する。 イメージがメモリーに記憶され，
コードが実行され，シーケンシャルのフレームから大きなイメージが作られる。
別の用途には，ビデオイメージの収集が含まれる。 このビデオイメージは，前記カメラにより収集され，ビデオストリームを圧縮し，それをメモリー内に記憶するビデオプロセッサに供給される。 【００１９】 バーコード読取りシステムは，前記一体化システムを用いて構築される。 このシステムは，図８に示すように，眼鏡光学部材，ディスプレイ及びカメラを備える。 バーコードのイメージは，右側レンズ２８０のアイピースに集められ，これによって，バーコードのストライプス（複数の線）７１０がイメージセンサー５１０へリレーされる。 このカメラシステムには，既に述べたように，オートフォーカス機構が設けられている。 図９に示すように，前記センサからのイメージは，ビデオインターフェース７１２を介してコンピュータ７１４へ電子的に供給され，該コンピュータは，キャラクタ又はパターン認識して前記ストライプスをデコードする。 前記コンピュータは，ユニバーサルのプライスコード又はその他のバーコードのためのルックアップ表７１６でプログラムでき，その結果，前記コンピュータの出力は，アルファベット−数キャラクタ，シンボルズ又はグラフィックスでのデコードされた情報である。 これらのキャラクタは，コンピュータ７１４からディスプレイインターフェース７１８を経て眼鏡に装着のディスプレイ７２０へリレーされ，この結果，使用者は，前記ディスプレイにおけるデコードされた情報を見ることができる。 【００２０】 同じような性質の別の利用には，顔認識が含まれ，この認識においては，図８と図９とに示されているバーコードが顔に置き換えられ，前記ソフトウエアが顔認識ソフトウエアに置き換えられる。 この実施例においては，使用者は，相手の人の顔を見つめ，前記カメラがその人の顔のイメージを記録する。 前記コンピュータ内のソフトウアエが必須の情報を抽出し，データベースとの比較を行う。
特徴部分が前記データベースのものとマッチングすれば，使用者には，眼鏡を介して，その人に関する情報が与えられる。 同じような利用には，手の位置認識が含まれ，この認識においては，両手の位置又は手で持ったスタイラス（鉄筆）の位置を解析して前記コンピュータへのインプット又はコマンドシグナルを作る。 【００２１】 上記した利用すべてにおいて，前記サブシステムは，前記ディスプレイに一体化されている。 図１０は，ディプレイ７２０が左側のテンプル７２２と左側のレンズとに組み込まれており，カメラ７２６が右側のテンプル７２８とレンズ７
３０とに組み込まれている。 前記カメラから前記ディスプレイへデータを直接送ることもできる。 例えば，いくつかの市販カメラ類並びにＣＭＯＳ及びＣＣＤイメージセンサ集積回路が Ｎａｔｉｏｎａ１ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔ
ｅｍ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ（ＮＴＳＣ）仕様に合ったシグナルズを与える。 このアナログデータは，コンピュータを使用せずに，殆どの液晶ディスプレイ駆動電子回路へ直接に供給されることができる。 このようなディスプレイの一つは，
Kopin Coporationにより提供されるＣｙｂｅｒＤｉｓｐｌａｙである。 このようにして，前記ディスプレイは，前記カメラのファインダ又はモニターとして機能することができる。 【００２２】 この簡単な構成で，多くの重要なデバイスを作ることができる。 カメラセンサが長波長の赤外線焦平面配列のもの又はその他のセンサであれば，前記デバイスにより使用者はスモーク（煙）を通して見ることに適した長波長の範囲の視界をもつことができる。 消防士らが長波長のセンサを使用すれば，通常の見通す機能では無理な煙充満の建屋内の人々を見付けることができる。 さらに，このタイプのシステムは，赤外線イメージセンサ又は高感度の低い光のイメージセンサを用いて夜間の視界を向上させるようにすることができる。 このシステムは，また一方の眼鏡からもう他方の眼鏡へイメージを送る監視にも役立つ、これによって監視チームがイメージを分け合うことができる。 【００２３】 種々のカメラシステムを眼鏡に実施することは，その軽量及びコンパクトな特性並びにアイウェアに取り付け，眼鏡レンズを使用してカメラを使用者の瞳孔に合わせることによりカメラを自動照準できることにより，従来技術の置換手段を凌駕するものである。 さらに，このようなシステムの使用で，前記デバイスを使用している間，手を使わずに別の仕事ができる。 【００２４】 この発明は，また，眼鏡に組み込んだオーディオトランスデューサーを通信デバイスとして，また，コンピュータへのインプット／アウトプットデバイスとして活用できる。 オーディオトランスデューサーを眼鏡ディスプレイ及び／又はカメラシステムへ組み入れることに加えて，骨伝導のトランスデュサーを使用して眼鏡フレームに前記トランスデューサーを隠しこむ別の実施例が考えられる。
骨伝導トランスデューサーは，音の振動をソリッド媒体（骨）へ直接に送り，空気中に圧力波を発生させない。 したがって，骨伝導トランスデューサーは，頭部に接触していなければ，まずは聞き取れないものである。 さらに，骨伝導トランスデューサーは，耳の孔（カナル）内には着けないから，ノーマルな聴力を阻害せず，さらに，口の近くにオーディオマイクロフォンをもってくる必要がない。
この理由で，骨伝導トランスデューサーは，アイウェア内に前記トランスデューサーを隠すことができる。 【００２５】 図１１に示すように，スピーカとして機能する骨伝導トランスデューサーを８１０眼鏡フレームのテンプル８００に取り付け，耳に対しほぼ中心になる位置での頭蓋骨に接触するようにしてある。 このトランスデューサーは，前に記載のカメラセンサと同様に，スライド機構に取り付けてある。 前記トランスデューサを頭部にうまく当たるように前記テンプルの内側に取り付けられている。 前記テンプルには，適当なテンションが与えられて前記トランスデューサーが具合良く皮膚へ当たるようになっている。 前記スライド機構により，使用者は，トランスデューサーの位置をぴったり合うように調節することができるようになっている。 前記トランスデューサーは，前記テンプル内のキャビティ８３０を通るリード線８２０（図１２）を介して前記システムの他の部分へ連通している。 該リード線は，フレキシブルな通常の絶縁ワイヤ，フレキシブルな同軸ケーブル又はＫａ
ｐｔｏｎ又はその他のポリマーマテリアルをベースとするフレキシブルな回路ものから作られている。 フレシブルなマテリアルを使用することにより，前記トランスデューサーの位置は，リード線を引っ張ることなく調節できる。 【００２６】 一つ又はそれ以上の骨伝導マイクロフォンを鼻当て部分を含む眼鏡フレームに取り付け，使用者が話すことにより発生する振動を感知させる。 骨伝導マイクロフォンを前記テンプルにそわせたり，耳の後のテンプルの後部に位置させてもよい。 場合によっては，前記マイクロフォンを付着のエアピースに装着し，耳へ挿入することもできる。 【００２７】 また別に，指向性空気伝導オーディオマイクロフォンを使用し，これを眼鏡フレームの下部に配置し，使用者の話声を優先的に感知するような向きにすることができる。 アナログ又はデジタルシグナルプロセッシングを用いて騒音低下技術を実行可能にするために，複数のマイクロフォンを使用することができる。 いくつかの用途に対しては，使用者の話声の代わりに，又は，これに加えて周囲の音を感知できることが望ましい場合がある。 このような場合には，補聴器に使用されているようなものに類似した空気伝導マイクロフォンを眼鏡フレームにそって配置して具合よく使用できる。 難聴を助ける特殊の用途については，使用者の前側の領域からの音を優先的に感知する向きに前記マイクロフォンを配置し，カメラが使用されている場合には，カメラ方向に合わせる。 また別に，外部のマイクロフォンがこの用途に使用できる。 【００２８】 眼鏡テンプル内に集積回路とフレキシブルな相互接続回路構成を適合させるためには，前記眼鏡テンプルを中空とし，前記回路構成を内蔵させる。 また別に，前記テンプルが金属から作られていたり又は金属がコートされていれば，前記回路をシールドして，前記内部回路からの無線周波数干渉をなくすようにする。
フレキシブルなＫａｐｔｏｎの回路構成部は，前記内部の電子部品類の基板及び相互接続体として使用できるが，また別にマルチチップモジュール（ＭＣＭ）を構成し，図１３に示すように，ハウジングとして眼鏡テンプルを使用するパッケージにすることができる。 金属テンプル８００には，キャビティ８４６が設けられ，このキャビティは，第２の部材８０１がぴったり合う装着エッジ８４５を有し，該第２の部材は，エッジ８４５に係合するエッジ８４７を有する。 合体した二つの部材８００，８０１でキャビティが閉鎖される。 部材８０１は，ＭＣＭのための基板となり，既に知られているように多層のセラミックと導電性のパターン層８４８とがコートされ，層８４８の上にダイ形状で装着された集積回路８４
９への相互接続パスが設けられる。 図１４は，線８４０にそう断面を示し，テンプル８００がＭＣＭ基板８０１に結合されたときに形成されるエンクロージャーを示す。 前記ＭＣＭは，図には示されていないワイヤ又はフレキシブルな接続体で他のサブシステムへ電気的に接続される。 【００２９】 図１５は，別の構成を示すものであって，ここにおいては，前記ＭＣＭと，
そのコンポーネント層８４８及び集積回路８４９がテンプル８００内に形成されている。 基板８０１は，追加の回路を内蔵し，そして／又はカバーとして機能する。 【００３０】 前記サブシステム類を外部の電子装置類に相互接続するには，個々のワイヤにより行われる；しかしながら，改良された方法は，デジタルシグナル又はミックスされたシグナルの形のシグナルズを多重送信するか，又は，デマルチプレックスするかである。 図１６は，眼鏡システムに内蔵されるサブシステムズのブロックダイアグラムと外部の電子デバイス類への接続を簡略化するようになっているマルチプレキシング／デマルチプレキシング回路とを図解するものである。 該マルチプレクサー／デマルイチプレクサー及びバッファー回路構成は，外部デバイスにおいて作られるデータをインタープリート（機械言語に翻訳）し，インプット／アウトプット（Ｉ／Ｏ）接続されている。 前記回路は，データをアイデンティファイし，これをバッファーに記憶する。 ついでデータは，眼鏡内の適当なサブシステムへ提供される。 前記マルチプレクサーコンポーネントは，又，前記マイクロフォンからのオーディオデータと前記カメラからのイメージとを集め，
それをマルチプレックスして，前記Ｉ／Ｏパスにそい外部デバイスへ戻す。 このような回路は，集積形態で形成され，前記のように前記テンプル内へ装着することができる。 このような場合，このマルチプレクサー集積回路は，Ｋａｐｔｏｎ
のフレキシブル回路に装着でき，眼鏡における他の回路と接続されるか，又は，
ＭＣＭの一部を構成する。 さらには，第２の集積回路を用いて，前記Ｉ／Ｏ接続部から電力を受け，前記種々のサブシステムが必要とする電圧を供給する。 種々の回路を左右のテンプルへ分布させることができる。 このアプローチに矛盾しない数限りない相互接続及びデータフォーマット方法がＩＥＥＥ １３９４ファミリー・オブ・スタンダードなどを含めて存在する。 【００３１】 上記したサブシステム類は，遠隔の電子装置類に，上記のようにワイヤ，赤外線リンク，無線周波数方法又は光ファイバーケーブルにより接続される。 図１
７Ａ〜Ｃは，三つの方法を図解する。 図１７Ａにおいては，光ファイバーケーブル９００によりシグナルが眼鏡のテンプル内に装着された集積レーザーと検知器９１０へ送られる。 図１６におけるデマルチプレクサーへのＩ／Ｏラインと連通しているドライバー及び増幅回路９２０へ，そして，から電気信号がパスされる。 図１７Ｂに示されている第２の構成は，赤外線（ＩＲ）リンクによるデータの受信と送信を行う。 光線９５１により示されている赤外線がレンズ９５０を介して受信，送信されるもので，該レンズは，集積検知器と赤外線発光ダイオードとが対になったものペア９３０とへ前記光を送り，又，それらから受ける。 集積検知器と赤外線発光ダイオードとが対になったものは，Ｉ／Ｏデータストリームと連通している回路９４０により，増幅され，駆動される。 図１７Ｃに示された別の構成は，無線周波数（ＲＦ）リンクを備え，ここにおいては，シグナルは，
アンテナ９８０により送受信される。 これらのシグナルは，前記Ｉ／Ｏデータストリームと連通しているトランシーバー回路９６０へ送られ，そして，該回路から送られてくるものである。 【００３２】 上記実施例のそれぞれにおいては，バッテリー９２５も眼鏡に実装され，前記アイウェアにおけるインターフェース回路及びその他のデバイスすべてへ電力を供給する。 このバッテリーは，耳の後のテンプルに内蔵させたり，眼鏡フレームから離して配置したりでき，ワイヤにより眼鏡に連通させる。 【００３３】 赤外線（ＩＲ）システムの使用を図１８に図解する。 ノートブック型コンピュータ又は他のデバイス９９５を使用者が該デバイスへの視線９２２又はその他の類似の視線にそって見ると，頭部は，概ねデバイス９９５のスクリーン又はキイボードに対向する。 赤外線（ＩＲ）シグナルを送受信する発光ダイオードと検知器とが対になったもの９９４が図１８に示すように，デバイス９９５の視界近辺又は視界内にあるようにデバイス９９５に配置されている。 光線９９１が例えば図１９におけるレンズ９５０により定まる眼鏡の受光領域に入射する。 レンズ９５０により集光された光９９１は，主レンズ２８０へ入り，ミラー２７６のバックサイドで赤外線発光ダイオードと検知器とが対になったものへ反射される。
前記対になったもの９３０を他の主レンズに配置したり，そして／又はミラー２
７６又はレンズ９５０を必要としない構成を含むの光学構成も可能である。 さらにまた，前記カメラに赤外線センサを設ければ，シグナルの検知がカメラセンサ５１０で直に行える。 【００３４】 マイクロフォン，スピーカー，カメラ及びディスプレイを統合して眼鏡フレームに内蔵又は装着することにより，広範囲の通信及び記録デバイス，さらに加えて，コンピュータインプット及びアウトプットデバイスにすることができる。
オーディオ及びビデオサブシステムの一つ，いくつかの，又は，すべてを備えるマルチメディアインターフェースモジュールは，これを適切な回路構成と組み合わせたとき，数多くの用途を有するものである。 図２０は，頭部の背後に来るストラップ１００２にプラグインモジュール１００１を配置したシステムを図解する。 このストラップは，複数のバッテリー，複数の電子回路及びワイヤ類を内蔵し，使い勝手の良い位置に眼鏡を保持することもできるようになっている。 このストラップは，Ｋａｐｔｏｎのフレキシブル回路を内蔵する場合には，扁平なものであるが，断面が方形又は他の形状のものでもよい。 眼鏡には，前記したようなオーディオトランスデューサー１００４，フラットパネルディスプレイ１００
６をドライブする電子回路１００５及び機械パーツ１００７が取り付けられている。 また別に，プラグインモジュール１００１の内部回路を眼鏡フレーム１００
３内に永久的に装着することもできる。 この回路が眼鏡フレームに組みつけるには，大きすぎる場合，そしてまた，頭部への装着にも大きすぎる場合には，ストラップ１００２を長く伸ばして，プラグインモジュール１００１をポケット内に納めるようにしたり，ベルトに着けるようにすることができる。 【００３５】 眼鏡にオーデイオを使用するディスプレイを適用することにより，手を使わずに電話を使用することができる。 このような利用においては，眼鏡システムをモジュール１００１により提供される，セルラー又はコードレス電話のような電話回路に接続する。 音声認識を用いれば，キイパッドは不要である。 このような場合，使用者は，電話番号，発信コマンドその他の通常キイパッドで入力されるコマンドを言う。 電話インターフェースモジュール内のディスプレイが丁度セルフォンが電話番号を示すように，確認のために呼び出す電話番号を表示し，その後，適切な発信コマンドを言えば，電話が通じることになる。 使用者は，眼鏡システムのオーディオ機能を介して喋ったり，聞いたりする。 これは，使用者の手が塞がらず自由であり，さらに，使用者は，呼び出す番号を確認するために現に見ている視野から目をそらして他所を見る必要がないという点で，スタンダードなセルフォンインターフェースを凌駕するものである。 【００３６】 手がフリーになる電子式ページャー（携帯用小型無線呼び出し機）をアイウェアインターフェースシステムに組み込み，ページャーレシーバーと前記システムとをモジュール１００１へつながっているストラップ１００２内のワイヤで結ぶ。 また別に，パージャーレシーバー又はトランシーバー回路を眼鏡フレームそれ自体内部に組み込んでもよい。 【００３７】 前記インターフェースシステムには，眼鏡フレームの内部で時計モジュールを設け，前記ディスプレイにより使用者の視界に時刻を表示するようにできる。
さらに，手がフリーな状態で時刻表示することに加え，腕時計及び掛け時計を凌駕する改良は，使用者が談話している相手の人達に対し失礼にならないように，
そっと時間を知ることができる点である。 【００３８】 前記インターフェーシステムをモジュール１００１に配置して，情報発信ユニットへ接続し，又は，重要な情報を受けるために無線周波数受信機を付設することができる。 この情報システムは，限定されるものではないが，ノートブック型コンピュータのような汎用コンピュータでよい。 例えば，受信機を眼鏡フレームに装着し，単純なアルファベット−数字キャラクタを表示させる。 この受信機に接続しているトランスミッタに血圧又は生命徴候のモニターデバイスを設けることができ，その結果，外科医は，患者の生命徴候を知ることができる。 このようにして，データが外科医にハンドフリーの状態で利用でき，外科医は，切開部位から目を離さずにすむ。 【００３９】 他の多数の情報システムが可能になる。 例えば，電子技術者には，オシロスコープ又はネットワークアナライザーの出力が表示される。 この手段で，技術者は，テスト中のデバイスから目を離さずに測定デバイスの出力を見ることができる。 【００４０】 眼鏡に組み込まれたカメラとマイクロフォンによって，前記システムは，カムコーダ又はスチールカメラの機能の多数を遂行できる。 オーディオとビデオとは，電子メモリーに記憶され，ついで，テープ又はディスクの記憶媒体に記録される。 現在のカミコーダに優る点は，カメラを含むインターフェースシステムが殆どハンドフリーのものである点である。 唯一必要なことは，使用者がコマンドを言ったり，記録デバイスのボタンを使用して，レコーダーを動かすようにすることである。 ヘッドトラッキング位置センサを使用してイメージを安定なものにすることができる。 このようなデバイスにおいては，記録デバイス（例えば，テープレコーダー，記録できるデジタルビデオディスクシステム，記録できるコンパクトディスクシステム）をモジュール１００１内に配置される。 【００４１】 前記カメラシステムは，スタンダードのＣＣＤ又はＣＭＯＳイメージセンサを備え，これらは． Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｕｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｋｏｄａｋｏ及びその他の供給源から市場で入手できるものである。 これらのイメージセンサは，
カムコーダと電子カメラに使用されている。 これらのイメージセンサは，眼鏡光学部材と組み合わされて，カメラは，使用者の目で見るような視界を有する。 カメラは，前記ディスプレイと同じ光学システムに装着でき，又は，図１に示すように，カメラシステム光学部材を右目使用として，ディスプレイシステムを左目使用として装着する。 例えば，コンピュータを使用してグローバル位置決め衛星からの位置を計算し，ナビゲーション情報を使用者に提供する。 このシステムは，また，ヘッドトラッカー（追跡）センサにより，使用者の凝視の方向に関する情報を有し，視野にレジスターされたシンボル，例えば，街路番号が与えられる。 使用者が横合いの道を見れば，コンピュータは，街路の交差位置を計算し，使用者に交差する街路の名前を与える。 実現性が増大するその他多くの用途が可能である。 【００４２】 前記追跡センサは，磁気及び重力センサのいずれかであり，地球の磁場及び重力場から，又は，その他の人造磁場から位置を測定するものである。 モジュール１００１を頭部に対し保持したり，さもなければ眼鏡に設けてあれば，センサーを該モジュールに取り付けることができる。 磁気センサは，ホール効果に基づくものか，フラックスゲート磁気計を使用する。 磁場の強さと方向とを検知するセンサを，このセンサが眼鏡フレーム又はモジュールに十分適合できるほど小さければ，この用途に使用できる。 また別に，使用者の肩に着けたモジュールに磁気センサを配置したり，眼鏡フレームに小さな磁石を配置してもよい。 このようにして，磁気センサが使用者の頭部の位置を測定できる。 小型ジャイロスコープ又は他の慣性センサ，超音波センサ，さらには，カメラシステムからのイメージを使用して頭部の動きを検知する同じようなシステムを含むその他多くの型式のセンサを頭部追跡システムに使用できる。 【００４３】 前記の眼鏡モジュールは，ビデオ会議に使用できる。 この用途においては，
会議システムは，ディスプレイ，カメラ，関連光学部材及びビデオ会議参加者との連絡を行うトランシーバをもつ有線又はローカル無線通信におけるオーディオシステムを含む。 スタンダードのＣＲＴビデオとマイクロフォン／スピーカーオーディオを備えるビデオ会議システムは，知られているものである。 この発明においては，使用者は，前記システムインターフェース（ディスプレイ及びオーディオシステム）を介してオーデイオ及びビデオで情報を受け，前記システムインターフェースから情報を送るもので，この情報は，前記マイクロフォンとカメラとから得られるものである。 ビデオ会議においては，使用者は，使用者が見るイメージを会議へ送る。 また別に，使用者は，ミラーに自分の顔を写して，使用者自身のイメージを送る。 従来技術に優る改良は，この発明により与えられる高度の軽便さである。 【００４４】 監視部材を眼鏡フレーム内に隠したシステムを含む多くの監視システムが前記インターフェースシステムの使用で実現できる。 このシステムは，ビデオ会議における利用と同様に，警察官の間で個人法的規制のオーディオ及びビデオ送受信して使用される。 例えば，街頭における警察官は，屋根上に居る警察官が得たイメージを見ることができる。 他の用途には，病院での集中ケアユニットで患者をモニターすることが含まれる。 第３の監視用途は，幼児の監視である． 眼鏡で育児室に配置のカメラからのイメージとオーディオとを受信し，親は，家内のど 【００４５】 前記インターフェースシステムは，遠隔地に居るかのようなシステムに適用でき，このシステムにおいては，使用者は，あたかも遠隔地に実際に居るかのようにして，遠隔の場からビジュアル及びオーデイオ情報を受信するものである。
遠隔の場にあるトランシミッターが周囲の環境から情報を集め，それを受信者へ送る。 図２１に示すように，遠隔システムは，二つのカメラを備え，図示のように両目それぞれに一つのカメラとし，左右の耳それぞれにマイクロフォンを配置する。 受信システムは，二つのディスプレイと二つのオーディオトランスデューサーに適合するインターフェースモジュールを備え，受信システムが前記トランスミッターから集めて情報をディスプレイする。 このようにして，使用者は，離れた場所に存在するかの感覚になる。 【００４６】 この発明は，添付の特許請求の範囲に示されたものを除き，図示され，記載されたものに限定されるものではない。 【図面の簡単な説明】 この発明は，添付の図面と関連しての詳細な記述からより完全に理解されるものであり，図面において： 【図１】 この発明による眼鏡インターフェースシステムの投影図。 【図２】 カメラシステムを組み入れた眼鏡インターフェースシステムの平面図。 【図３】 カメラシステムを組み入れた別の実施例の平面図。 【図４】 カメラシステムを組み入れた別の実施例の平面図。 【図５】 カメラシステムを組み入れた別の実施例の平面図。 【図６】 カメラシステムを組み入れた別の実施例の平面図。 【図７】 光学文字認識が行える眼鏡インターフェースシステムの略図。 【図８】 バーコード読み取りシステムを組み入れた実施例の平面図。 【図９】 バーコード認識を行う組み入れた実施例の略図。 【図１０】 カメラとディスプレイとを組み入れた実施例の平面図。 【図１１】 オーディオシステムを組み入れた眼鏡テンプルの側面図。 【図１２】 図１１の眼鏡システムの一部平面図。 【図１３】 マルチチップモジュールに集積回路を組み入れた眼鏡インターフェースシステムの分解図。 【図１４】 図１３の線８４０−８４０にそう断面図。 【図１５】 集積回路とフレキシブルの相互接続回路とを組み入れた眼鏡インターフェースシステムのテンプルの別の実施例の分解図。 【図１６】 眼鏡インターフェースシステムと回路内に装着され，外部デバイスとの接続を行うサブシステムのブロックダイアグラム。 【図１７Ａ〜Ｃ】 外部デバイスとの接続を図解するブロックダイアグラム。 【図１８】 外部デバイスへの赤外線接続を組み入れた眼鏡インターフェースシステムの平面図。 【図１９】 図１８の眼鏡インターフェースの一部の平面図。 【図２０】 プラグインモジュールをもつ眼鏡インターフェースシステムの平面図。 【図２１】 この発明によるテレプレゼンス（離れた場所に存在しているかのような感覚をもたせる）システムの平面図。 【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書 【提出日】平成１１年１０月２０日（１９９９．１０．２０） 【手続補正１】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】特許請求の範囲 【補正方法】変更 【補正内容】 【特許請求の範囲】 【請求項５７】 前記基板は，前記第１のテンプルのキャビティを塞ぐカバー部材に形成されている請求項５５の眼鏡インターフェースシステム。 【手続補正書】 【提出日】平成１３年４月５日（２００１．４．５） 【手続補正１】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】特許請求の範囲 【補正方法】変更 【補正内容】 【特許請求の範囲】 |
