數據輸入設備，使用該設備的系統及操作該系統的方法
2023-05-04 16:53:51
專利名稱：數據輸入設備，使用該設備的系統及操作該系統的方法
技術領域：
本發明有關於向計算機系統輸入數據的數據輸入設備，及操作該系統的方法。該數據輸入設備進一步具有數據存儲功能。
背景技術：
近來，人們對於提供如下的數據存儲設備很感興趣，使用該數據存儲設備的用戶能夠在計算機系統的各個組件間或在不同的計算機系統傳輸數據。
例如，在PCT申請PCT/SG01/00136中，本發明的發明人之一提出了一種應用於計算機系統的數據存儲設備，該計算機系統包括了一個計算機及一個或多個外部電子設備。該申請以WO 03/0003141公開，其題目是「數據傳輸的方法和設備」(此處將其以參考的形式併入本文)。外部設備指被稱為「從設備(slave device)」的那一類設備，這類電子設備包括例如照相機、攝像機、組織管理器(organiser)、MP3播放器、或PDA(個人數字助理)。數據存儲設備包括一個無線收發器(換能器)，以接收數據(數據存儲設備所存儲的數據)及發送其存儲的數據。同樣，計算機及任意一個其它的電子設備都各自包括一個無線換能器。這樣，就可使用數據存儲設備來在計算機和各種外部設備間傳輸數據。由於存儲設備主要用於數據對進行存儲，因而它所提供的存儲容量比大多數可攜式電子設備均大。而且，由於數據傳輸是無線的，就不需要有形的連接件(如電纜，接口及接頭)。這樣，儘管關於有形連接件的標準種類繁雜，仍能在計算機系統中進行數據傳輸。
發明內容
儘管在PCT/SG01/00136中所提出的數據存儲設備在實踐中很實用，但它還包括一個額外的元件，而該計算機系統的用戶必須擁有並使用該元件(例如在運輸計算機時需隨身攜帶)。
本發明的目的是提供一種新型且實用的數據存儲設備。
通常，本發明所提出的數據存儲設備應製成指示筆的形狀，即有一個用於指示位置的筆尖。指示筆可用於向可測量指示筆筆尖的位置的電子設備輸入數據，(例如有觸控式表面的設備)。這樣，數據存儲設備就可應用於傳統指示筆的使用場合。換句話說，可記錄指示筆位置的電子設備的用戶可享有無線存儲設備的便利，而無需使用額外的組件。
特別的，本發明可表現為一種數據存儲設備，其包括一個至少8兆的非易失性存儲器，一個無線收發器用於發送和接收數據；一個控制處理器，用於將通過無線收發器接收的數據存儲於存儲器中，及從存儲器中獲取數據並將其發送給無線收發器以便傳輸；及一個外殼，其外形包括一個具有筆尖的指示筆部分。
更為理想的是，該數據存儲設備進一步包括至少一個生物特徵傳感器，用於記錄用戶的生物特徵，及一個校驗處理器，該校驗處理器用於將生物特徵與傳感器中存儲的特徵相比較。校驗處理器根據所記錄的生物特徵與所存儲的特徵是否匹配，控制數據存儲設備是否完成它的某項或多項功能。
例如，生物特徵可以是指紋傳感器，數據存儲設備可包括一個校驗處理器，該校驗處理器用於將通過指紋傳感器獲得的指紋與所存儲的指紋進行比較。
更為理想的是，當校驗處理器確定所記錄的生物特徵與存儲的特徵相匹配時，數據存儲設備才發送存儲於其中數據。
應該注意到本發明中校驗處理器與控制處理器並不一定必須是兩個有形分開的元件。如果願意，校驗處理器和控制處理器可以是單一集成電路(主控制單元)的兩個不同的功能。另一種選擇是，任意多個的集成電路一同協作以完成控制處理器和校驗處理器的功能。
該設備可包括對在非易失性存儲器中將要進行存儲或已存儲的數據進行壓縮/解壓縮的功能。該功能可由將數據存儲到非易失性存儲器中或將數據從非易失性存儲器讀出的處理器完成，或者由專用的微處理器單元來完成。
該設備可與圖像捕捉設備(照相機)進行整合，以便生成存儲於非易失性存儲器中的數據，並隨後將數據經無線收發器發送。
該設備可包括至少一個智慧卡，從而提供至少一種增強的安全特性。
本發明還可表現為一種系統，該系統包括一個如上所述的數據存儲設備，及一個電子設備，該電子設備可用於對數據存儲設備的指示筆的位置進行記錄，這樣用戶通過移動指示筆而將數據輸入到該電子設備，該電子設備進一步包括與數據存儲設備交換數據的無線收發器。
例如，該電子設備可包括一個表面，及探測指示筆在該表面移動的方法。例如，該表面可以是觸控式的。
該電子設備可以是平板電腦，組織管理器或是PDA(個人數字助理)。
除了上述的所述電子設備，系統還可包括一個或多個另外的電子設備，這些電子設備均有各自的無線收發器以便與數據存儲設備進行數據交換。這樣，數據存儲設備就作為一個「橋」，它可用於從一個電子設備中獲取數據，隨後將該數據向另一個電子設備傳送(還可選擇對數據存儲設備中的數據進行某種處理，如進行編碼操作)。
更為理想的是，該系統是一個計算機系統，其中的一個電子設備是個人計算機，而其它的電子設備是個人計算機的「從設備」，比如PDA。
每一個無線收發器通過電磁波操作更為合適，而且最好是通過射頻波或紅外線波進行操作。在前一種情況下，收發器可包括一個天線和射頻接口電路。不管使用何種無線電波，收發器可使用任何目前存在的協議或是將來達成的協議，例如收發器應能發送和/或接收(1)IEEE802.11，(2)藍牙(Bluetooth)或(3)紅外線數據協會(irDA)等信號中的至少一種。
同樣也有可能，數據存儲設備能夠通過多種格式進行接收/發送，這樣它就可以在兩個使用不同格式的從設備間進行翻譯。
更為理想的是，任何具有內部存儲器的電子設備，根據其內部存儲器已被充滿或至少根據其數據總量超過某個預先設定的限度，啟動與數據存儲設備之間的通信，這樣數據就被傳輸到數據存儲設備中。
更為理想的是，在數據存儲設備所進行的全部通信中，均包括應用識別碼對其它設備(計算機或從設備)確定身份的過程；而該識別碼從該設備獲取，並與存儲於數據存儲設備內部的識別碼列表進行對比。
本發明亦可表現為在上述的數據存儲設備與另一個電子設備間進行數據傳輸的方法，該電子設備具有對指示筆筆尖位置進行記錄的方法，這種數據傳輸方法至少包括下面一種操作(1)其它電子設備的收發器向數據存儲設備的收發器以無線方式發送數據，或(2)數據存儲設備的收發器向數據存儲設備的收發器以無線方式發送數據。
此處所描述的本發明之優選特性，僅出於說明的目的，請參考下面的圖表，其中圖1是包括數據存儲設備的計算機系統的示意圖，該數據存儲設備是本發明的第一個實施例；圖2包括了圖2(a)和圖2(b)，是圖1中的數據存儲設備的示意圖；圖3所示為應用圖1中系統的第一種方法中，數據存儲設備所進行的步驟；圖4所示為應用圖1中系統的第二種方法中，數據存儲設備所進行的步驟；圖5所示為應用圖1中系統的第三種方法中，數據存儲設備所進行的步驟；圖6中按用戶的角度顯示了圖4或圖5中的步驟；圖7所示為根據本發明第二種實施例的數據存儲設備的側面示意圖；圖8顯示了圖7中所示的實施例的內部結構。
具體實施例方式
參見圖1，作為本發明實施例的系統包括具有天線3的個人計算機1。該系統包括具有天線37(圖1中未示)的數據存儲設備5。該系統進一步包括多個電子設備(「從設備」)9，19，這些設備位於計算機1的外部，並與計算機在空間上相分隔，但用於從個人計算機1和/或向個人計算機1傳輸數據。每一個外部設備9，19均有一個天線11。為了簡便起見，在圖1中只描繪了兩個從設備9，19。數據存儲設備5和外部設備9，19均是可攜式的。例如，它們任意一個的重量均小於1千克且均有內部電源(如電池)則更為合適。
個人計算機1和數據存儲設備5可使用天線3和數據存儲設備5的天線進行通信。同樣，數據存儲設備5和外部設備9，19可使用數據存儲設備5的天線和天線11進行通信。這兩種形式的通信可應用IEEE802.11，藍牙，紅外線數據協會等通信協議中的任何一種。如下所述，任一從設備9，19可通過數據存儲設備5，選擇性地向個人計算機1或向另一個從設備9，19發送數據。個人計算機1可通過數據存儲設備5向從設備9，19中選定的一個發送數據。所有這些通信都是數字性的，而且數據存儲設備5應用數字數據。另外，也有可能將數據以加密的形式發送。
應注意的是，從設備9，19中的至少一個(也可能是全部)可能並不需要同其它從設備9，19或個人計算機1之間進行雙向通信。例如，在從設備9為數位相機的情況下，經主存儲設備5傳送的數據可能主要(或全部是)由數位相機向個人計算機1傳送。
現在參考圖2，它顯示了數據存儲設備5的結構，分別為側視圖(圖2(a))和框圖(圖2(b))。
設備5包括一個外殼，該外殼包括了一個具有筆尖25的指示筆部分23。設備5的天線未顯示，天線應優先考慮安放於設備5中與指示筆部分23相反的一端或靠近這一部位(即位於外殼的另一端)。外殼的外表面包括一個具有表面29的指紋傳感器27，這使得外殼相當豪華。當用戶將手指按在表面29上，就可記錄指紋。
數據存儲設備5內部包括一個數據存儲模塊31，一個控制處理器(主控制單元)33，該控制處理器用於與數據控制模塊31及與指紋傳感器27之間進行雙向通信。控制處理器33進一步與收發器35進行通信，收發器包括一個天線37和射頻接口電路39。收發器35用於通過天線37接收射頻信號，及在射頻接口電路39中由射頻信號獲取數字數據，射頻接口電路39將數據傳遞給控制處理器33，後者將數據存儲於存儲模塊31。當數據存儲設備5將要發送數據時，控制處理器33向存儲模塊發出信號，存儲模塊將存儲於其中的數據發送給控制處理器33，然後後者將數據傳遞給收發器35以便發送。
也可選用進行如下的設計，指紋傳感器27記錄了一個指紋，將它作為指紋數據向控制處理器33發送，並且控制處理器將該指紋數據同已存儲在存儲模塊31(或是存儲於其它某個未顯示的存儲器)中的數據進行了比較；只有在這種情況下，才能進行數據存儲設備5的各種操作(特別是經收發器35發送數據的操作)。
例如，數據存儲設備5的存儲模塊31的容量可以至少為8MB，至少為1GB，至少為10GB，或至少為20GB。例如，存儲設備5的存儲模塊31可以是磁碟驅動器或其它任何合適的非易失性數據存儲設備，如電可擦可編程序只讀存儲器(EEPROM)，鐵電隨機存取存儲器(FRAM)，磁阻隨機存取存儲器(MRAM)或是任何其它將來可能出現的數據存儲設備。
參見圖3，所示為使用圖1中的系統的一種方法。在這種方法中，數據存儲設備5由從設備9，19中的某一個接收並存儲數據。最初，數據存儲設備5處於等待狀態41。在步驟43，收發器35經天線37由設備9，19中的另一個接收數據，並將數據傳遞至控制處理器33。
在步驟45，控制處理器33使用指紋傳感器27來校驗持有該設備的用戶的指紋。如果所測量的指紋與存儲模塊31中存儲的指紋數據不相匹配，在步驟47中就會產生一個錯誤消息，並且該設備重新回到等待狀態41。
否則，在步驟49中，該設備校驗從設備的識別碼(密碼)，而該識別碼從它接收到的數據中獲得(例如，將在數據中編碼的識別碼與在存儲模塊31中的列表中存儲的識別碼相比較)。如果未能完成該校驗過程，該設備就進行到步驟47。否則，該設備就進行到步驟51，在這一步中，控制處理器33在存儲模塊31中產生一個目錄；接著進行步驟53，在這一步中，該設備繼續由從設備9，19處接收數據，並將數據存儲到存儲模塊31。
參見圖4，此處顯示了使用圖1中的系統的第二種方法。在這種方法中，數據存儲設備5從個人計算機1中接收並存儲數據。最初，數據存儲設備5處於等待狀態61。在步驟63中，收發器35經天線37從個人計算機1接收數據，這意味著個人計算機的用戶使用了觸控螢幕、鍵盤或滑鼠等輸入設備發出信號表明，數據將從個人計算機1寫入到數據存儲設備5中。
在步驟65中，控制處理器33使用指紋傳感器27以校驗持有該設備的用戶的指紋。如果所測量的指紋與存儲模塊31中存儲的指紋數據不相匹配，在步驟67中就會產生一個錯誤消息，而且該設備回到等待狀態61。
否則，在步驟69中，該設備校驗個人計算機1的識別碼，而該識別碼從它接收到的數據中獲得(例如，將數據中編碼的識別碼與在存儲模塊31的列表中存儲的識別碼相比較)。如果未能完成校驗過程，該設備就進行步驟67。否則，該設備就進行到步驟71，在這一步中，控制處理器33使用收發器35從個人計算機1中接收數據；接著進行步驟73，在這一步中，控制處理器33將數據存儲到存儲模塊31中。
參見圖5，此處顯示了應用圖1設備的第三種方法。在這種方法中，數據存儲設備5向個人計算機1發送數據。最初，數據存儲設備5處於等待狀態81。在步驟83中，收發器35經天線37從個人計算機1接收數據，這意味著個人計算機用戶使用了觸控螢幕、鍵盤或滑鼠等輸入設備發出信號表明，數據將從存儲設備5寫入到個人計算機1中。
在步驟85中，控制處理器33使用指紋傳感器27以校驗持有該設備的用戶的指紋。如果所測量的指紋與存儲模塊31中存儲的指紋數據不相匹配，在步驟87中就產生一個錯誤消息，而且該設備回到等待狀態81。
否則，在步驟89中，該設備校驗個人計算機1的識別碼，而該識別碼從它接收到的數據中獲得(例如，將數據中編碼的識別碼與在存儲模塊31的列表中存儲的識別碼相比較)。如果未能完成校驗過程，該設備就進行步驟87。否則，該設備就進行到步驟91，在這一步中，控制處理器33從存儲模塊31中獲得數據；接著進行步驟93，在這一步中，使用收發器35將數據發送給個人計算機1。
在數據將要被傳送給某個從設備的情況下，就會發生與圖5所示相類似的過程。兩者的區別在於，步驟83被如下步驟代替，即存儲設備5由從設備獲得一個讀出請求，並將該請求傳遞給控制處理器33；步驟89被如下步驟代替，即應用從設備的識別碼來確定該從設備的身份；及步驟93被如下步驟代替，即數據由收發器35向從設備發送。
圖4和圖5所示為從數據存儲設備5的角度觀察數據在存儲設備5和個人計算機1之間傳輸的過程。不過，參考圖6，就可從用戶的角度來觀察這些過程。
在步驟101中，用戶將指示筆靠近個人計算機，使它們處於對方各自的收發器5，35的範圍內。在步驟103中，在個人計算機的屏幕上彈出一條消息要求用戶將手指放在指示筆5的傳感器27上以校驗其身份。
在步驟105中，控制處理器33確定兩者是否匹配。如果不能匹配，在步驟107中，要求用戶重新嘗試或終止嘗試。
否則，在步驟109中，個人計算機的作業系統(或其它的主系統)被配置以識別外部驅動器(與存儲模塊31相對應)；並且在步驟110中，用戶能夠通過觸控螢幕、鍵盤或滑鼠而從指示筆5的存儲模塊31中讀出或向其寫入。
除了這些功能外，用戶還能夠向電子設備19，如PDA，中寫入數據，該設備能夠記錄指示筆23筆尖25的運動。電子設備19記錄筆尖25位置的方法可以依據任何現有的技術，或任何在將來可行的技術。例如，可在PDA19中提供觸控式表面15，這樣用戶就可用筆尖25在該表面上書寫。另一種選擇是，例如，可通過聲納或雷達技術來探測筆尖25的位置。這樣用戶就得到了所有現有的系統中指示筆的所有功能，還得到了數據存儲設備5的數據存儲功能。
圖7顯示了根據本發明的數據存儲設備的第二種實施例。圖7中的部件與圖2中的部件相對應，不過其所注的參考標號要大100。該數據存儲設備在相同的外殼中包含了一個數位相機140。數位相機140能夠拍攝圖像(靜態圖像，和/或在某些類型的實施例中也可以拍攝動態圖像)。該設備也包括能夠記錄聲音的聲音採集設備(麥克風)142。
圖8所示為第二個實施例的機能結構。與圖2(b)中相對應的元件所注的參考標號的值大100。由照相機140和麥克風142獲取的代表著圖像和/或聲音的數據，由控制處理器133存儲於存儲器131中。同第一個實施例一樣，也提供了射頻接口電路，用以從天線137接收數據或向天線137發送數據。
請注意，該設備若具有第一個實施例的全部功能則更為理想。即該設備能夠經天線137接收數據，將其存儲於存儲單元131，然後再次發送數據，這樣，數據存儲設備就能在多個設備之間傳輸數據。
對第一種和第二種實施例功能的進一步提高可能是，為這些設備提供將存儲於存儲單元31，131中的數據進行壓縮的功能。這一點，與在PCT專利申請PCT/SG02/00086中所討論的概念有關，該申請的題目為「對存儲於可攜式數據存儲設備中的數據進行壓縮和解壓縮的系統和器械」，於2002年5月13日提交，這裡以參考的形式全文併入本申請。例如，壓縮算法可存儲於只讀存儲器中，並上傳至處理器33，133處，並在那裡進行計算。另一種選擇是，在該設備中包括單獨的壓縮引擎(圖中未示)。
除了數據壓縮以外，還可選擇指定可攜式存儲設備在數據從該設備發送之前對其進行解壓縮。同樣，這可由處理器33，133或解壓縮引擎來完成，實際上解壓縮引擎可以與壓縮引擎為同一個微處理器。
對本發明的第一個實施例和第二個實施例另一種功能的提升可能是，在該設備安裝某種「智慧卡」，以提供一種或多種附加的安全功能，例如發現對該設備的非法使用，當發現這種情況時，改變設備的功能，比如禁止數據從存儲模塊31，131中發送(或者真的將那裡存儲的數據全部清除)。
目前已有多種樣式的智慧卡，比如說有的卡可以感知到設備外殼已經打開過，有的卡包含有身份信息。例如，可以選擇使用智慧卡完成上述的檢測指紋功能。
應該注意到，儘管僅參考了兩個實施例對本發明進行了描述，但可能存在多種另外的變化形式，它們均可處於本發明的保護範圍內，了解技術的讀者應能明了這一點。例如，數據存儲設備5有可能包括有形的接口，以便其與其它的電子設備或器械進行聯絡，這樣通過有形的接口，就可將數據分別從其它的電子設備傳入到數據存儲設備或從數據存儲設備傳出到其它的電子設備。例如，有形的接口可以是一個接頭，比如說USB接頭或是火線接頭，這些接頭可直接與其它電子設備的接口相連。
同樣，數據存儲設備5也不必僅限於在單一一個計算機系統中使用，而可在不同的計算機系統中使用以傳輸數據，而每一個計算機系統可各自擁有一個或多個個人計算機，及一個或多個從設備。
權利要求
1.一種數據存儲設備，其包括一個至少為8兆字節的非易失性存儲器；一個用於發送和接收數據的無線收發器；一個控制處理器，該控制處理器用於將由無線收發器接收的數據存儲於存儲器中，及從存儲器中獲取數據並將數據傳輸給無線收發器以便發送；及一個外殼，其外形包括一個具有筆尖的指示筆部分。
2.根據權利要求1所述的數據存儲設備，其進一步包括至少一個生物特徵傳感器，用於記錄用戶的生物特徵，及一個校驗處理器，該校驗處理器用於將生物特徵與傳感器中存儲的特徵相比較。校驗處理器根據所記錄的生物特徵與所存儲的特徵是否匹配，控制數據存儲設備是否完成它的某項或多項功能。
3.根據權利要求2所述的數據存儲設備，其中生物特徵傳感器是指紋傳感器，該數據存儲設備包括一個校驗處理器，該校驗處理器用於將由指紋傳感器獲得的指紋與所存儲的指紋進行比較。
4.根據權利要求2或權利要求3所述的數據存儲設備，當校驗處理器確定所記錄的生物特徵與存儲的特徵相匹配時，該數據存儲設備才發送存儲於其中數據。
5.根據任何上述的權利要求所述的數據存儲設備，該數據存儲設備可與照相機進行整合，照相機可生成代表圖像的數據，並將圖像數據存儲於非易失性存儲器中。
6.根據任何上述的權利要求所述的數據存儲設備，其中控制處理器用於完成壓縮算法以對存儲於非易失性存儲器中的數據進行壓縮。
7.根據任何上述的權利要求所述的數據存儲設備，該數據存儲設備進一步包括一個智慧卡用於提供至少一種安全功能，該安全功能與存儲於非易失性存儲器的數據有關。
8.一種系統，其包括1)數據存儲設備，其包括一個至少為8兆字節的非易失性存儲器；一個用於發送和接收數據的無線收發器；一個控制處理器，該控制處理器用於將由無線收發器接收的數據存儲於存儲器中，及從存儲器中獲取數據並將數據傳送給無線收發器以便發送；及一個外殼，其外形包括一個具有筆尖的指示筆部分；及2)一個電子設備，它具有對數據存儲設備的指示筆位置進行記錄的方法，並具有無線收發器與數據存儲設備的無線收發器進行通信；藉此，用戶可通過移動指示筆而向該電子設備輸入數據，並通過各自的收發器在該電子設備和數據存儲設備之間交換數據。
9.根據權利要求8所述的系統，其中的所述電子設備包括一個表面，並具備對指示筆在該表面的移動進行記錄的方法。
10.根據權利要求9所述的系統，其中的表面是觸控式的。
11.根據權利要求8到權利要求10所述的系統，其中的所述電子設備是組織管理器或PDA。
12.根據權利要求8到權利要求11所述的系統，該系統進一步包括一個或多個另外的電子設備，這些電子設備均有各自的無線收發器以便與數據存儲設備進行數據交換。
13.根據權利要求8到權利要求12所述的系統，其中的一個電子設備是個人計算機，而其它的電子設備是個人計算機的從設備。
14.根據權利要求8到權利要求13所述的系統，其中每一個無線收發器均通過電磁波進行操作，並包括一個天線和射頻接口電路。
15.根據權利要求8到權利要求14所述的系統，其中數據存儲設備適於通過多種格式進行接收/發送；藉此，數據存儲設備可在兩個使用不同格式的電子設備間進行翻譯。
16.根據權利要求8到權利要求14所述的系統，其中數據存儲設備與其它電子設備中的某一個所進行的所有通信中，均包括使用識別碼以對其它電子設備確定身份的過程，而該識別碼從該電子設備獲取，並與存儲於數據存儲設備內部的識別碼列表進行對比。
17.一種在如權利要求1所述的數據存儲設備與另一電子設備兩者之間傳輸數據的方法，該電子設備具備對指示筆筆尖位置進行記錄的方法，而上述傳輸數據的方法至少包括下面某種操作1)其它電子設備的收發器向數據存儲設備的收發器以無線方式傳送數據，或2)數據存儲設備的收發器向數據存儲設備的收發器以無線方式傳送數據。
全文摘要
數據存儲設備(5)包括至少8兆字節的存儲容量，其外殼的一部分為指示筆(23)，該指示筆具有可指示位置的筆尖(25)。該指示筆可使數據存儲設備(5)用於向電子設備(19)，如PDA，輸入數據，而該電子設備可記錄指示筆筆尖的位置。該數據存儲設備(5)可應用於傳統指示筆的使用場合。這樣，可記錄指示筆位置的電子設備的用戶可享有數據存儲設備的便利，而無需使用額外的組件。
文檔編號G06F3/041GK1573801SQ200410046309
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月3日 優先權日2003年6月20日
發明者符廷彬, 陳亨利 申請人:特科2000國際有限公司