数据输入设备，使用该设备的系统及操作该系统的方法

专利名称：数据输入设备，使用该设备的系统及操作该系统的方法
技术领域：
本发明有关于向计算机系统输入数据的数据输入设备，及操作该系统的方法。该数据输入设备进一步具有数据存储功能。
背景技术：
近来，人们对于提供如下的数据存储设备很感兴趣，使用该数据存储设备的用户能够在计算机系统的各个组件间或在不同的计算机系统传输数据。
例如，在PCT申请PCT/SG01/00136中，本发明的发明人之一提出了一种应用于计算机系统的数据存储设备，该计算机系统包括了一个计算机及一个或多个外部电子设备。该申请以WO 03/0003141公开，其题目是“数据传输的方法和设备”(此处将其以参考的形式并入本文)。外部设备指被称为“从设备(slave device)”的那一类设备，这类电子设备包括例如照相机、摄像机、组织管理器(organiser)、MP3播放器、或PDA(个人数字助理)。数据存储设备包括一个无线收发器(换能器)，以接收数据(数据存储设备所存储的数据)及发送其存储的数据。同样，计算机及任意一个其它的电子设备都各自包括一个无线换能器。这样，就可使用数据存储设备来在计算机和各种外部设备间传输数据。由于存储设备主要用于数据对进行存储，因而它所提供的存储容量比大多数便携式电子设备均大。而且，由于数据传输是无线的，就不需要有形的连接件(如电缆，接口及接头)。这样，尽管关于有形连接件的标准种类繁杂，仍能在计算机系统中进行数据传输。

发明内容
尽管在PCT/SG01/00136中所提出的数据存储设备在实践中很实用，但它还包括一个额外的元件，而该计算机系统的用户必须拥有并使用该元件(例如在运输计算机时需随身携带)。
本发明的目的是提供一种新型且实用的数据存储设备。
通常，本发明所提出的数据存储设备应制成指示笔的形状，即有一个用于指示位置的笔尖。指示笔可用于向可测量指示笔笔尖的位置的电子设备输入数据，(例如有触控式表面的设备)。这样，数据存储设备就可应用于传统指示笔的使用场合。换句话说，可记录指示笔位置的电子设备的用户可享有无线存储设备的便利，而无需使用额外的组件。
特别的，本发明可表现为一种数据存储设备，其包括一个至少8兆的非易失性存储器，一个无线收发器用于发送和接收数据；一个控制处理器，用于将通过无线收发器接收的数据存储于存储器中，及从存储器中获取数据并将其发送给无线收发器以便传输；及一个外壳，其外形包括一个具有笔尖的指示笔部分。
更为理想的是，该数据存储设备进一步包括至少一个生物特征传感器，用于记录用户的生物特征，及一个校验处理器，该校验处理器用于将生物特征与传感器中存储的特征相比较。校验处理器根据所记录的生物特征与所存储的特征是否匹配，控制数据存储设备是否完成它的某项或多项功能。
例如，生物特征可以是指纹传感器，数据存储设备可包括一个校验处理器，该校验处理器用于将通过指纹传感器获得的指纹与所存储的指纹进行比较。
更为理想的是，当校验处理器确定所记录的生物特征与存储的特征相匹配时，数据存储设备才发送存储于其中数据。
应该注意到本发明中校验处理器与控制处理器并不一定必须是两个有形分开的元件。如果愿意，校验处理器和控制处理器可以是单一集成电路(主控制单元)的两个不同的功能。另一种选择是，任意多个的集成电路一同协作以完成控制处理器和校验处理器的功能。
该设备可包括对在非易失性存储器中将要进行存储或已存储的数据进行压缩/解压缩的功能。该功能可由将数据存储到非易失性存储器中或将数据从非易失性存储器读出的处理器完成，或者由专用的微处理器单元来完成。
该设备可与图像捕捉设备(照相机)进行整合，以便生成存储于非易失性存储器中的数据，并随后将数据经无线收发器发送。
该设备可包括至少一个智能卡，从而提供至少一种增强的安全特性。
本发明还可表现为一种系统，该系统包括一个如上所述的数据存储设备，及一个电子设备，该电子设备可用于对数据存储设备的指示笔的位置进行记录，这样用户通过移动指示笔而将数据输入到该电子设备，该电子设备进一步包括与数据存储设备交换数据的无线收发器。
例如，该电子设备可包括一个表面，及探测指示笔在该表面移动的方法。例如，该表面可以是触控式的。
该电子设备可以是平板电脑，组织管理器或是PDA(个人数字助理)。
除了上述的所述电子设备，系统还可包括一个或多个另外的电子设备，这些电子设备均有各自的无线收发器以便与数据存储设备进行数据交换。这样，数据存储设备就作为一个“桥”，它可用于从一个电子设备中获取数据，随后将该数据向另一个电子设备传送(还可选择对数据存储设备中的数据进行某种处理，如进行编码操作)。
更为理想的是，该系统是一个计算机系统，其中的一个电子设备是个人计算机，而其它的电子设备是个人计算机的“从设备”，比如PDA。
每一个无线收发器通过电磁波操作更为合适，而且最好是通过射频波或红外线波进行操作。在前一种情况下，收发器可包括一个天线和射频接口电路。不管使用何种无线电波，收发器可使用任何目前存在的协议或是将来达成的协议，例如收发器应能发送和/或接收(1)IEEE802.11，(2)蓝牙(Bluetooth)或(3)红外线数据协会(irDA)等信号中的至少一种。
同样也有可能，数据存储设备能够通过多种格式进行接收/发送，这样它就可以在两个使用不同格式的从设备间进行翻译。
更为理想的是，任何具有内部存储器的电子设备，根据其内部存储器已被充满或至少根据其数据总量超过某个预先设定的限度，启动与数据存储设备之间的通信，这样数据就被传输到数据存储设备中。
更为理想的是，在数据存储设备所进行的全部通信中，均包括应用识别码对其它设备(计算机或从设备)确定身份的过程；而该识别码从该设备获取，并与存储于数据存储设备内部的识别码列表进行对比。
本发明亦可表现为在上述的数据存储设备与另一个电子设备间进行数据传输的方法，该电子设备具有对指示笔笔尖位置进行记录的方法，这种数据传输方法至少包括下面一种操作(1)其它电子设备的收发器向数据存储设备的收发器以无线方式发送数据，或(2)数据存储设备的收发器向数据存储设备的收发器以无线方式发送数据。


此处所描述的本发明之优选特性，仅出于说明的目的，请参考下面的图表，其中图1是包括数据存储设备的计算机系统的示意图，该数据存储设备是本发明的第一个实施例；图2包括了图2(a)和图2(b)，是图1中的数据存储设备的示意图；图3所示为应用图1中系统的第一种方法中，数据存储设备所进行的步骤；图4所示为应用图1中系统的第二种方法中，数据存储设备所进行的步骤；图5所示为应用图1中系统的第三种方法中，数据存储设备所进行的步骤；图6中按用户的角度显示了图4或图5中的步骤；图7所示为根据本发明第二种实施例的数据存储设备的侧面示意图；图8显示了图7中所示的实施例的内部结构。
具体实施例方式
参见图1，作为本发明实施例的系统包括具有天线3的个人计算机1。该系统包括具有天线37(图1中未示)的数据存储设备5。该系统进一步包括多个电子设备(“从设备”)9，19，这些设备位于计算机1的外部，并与计算机在空间上相分隔，但用于从个人计算机1和/或向个人计算机1传输数据。每一个外部设备9，19均有一个天线11。为了简便起见，在图1中只描绘了两个从设备9，19。数据存储设备5和外部设备9，19均是便携式的。例如，它们任意一个的重量均小于1千克且均有内部电源(如电池)则更为合适。
个人计算机1和数据存储设备5可使用天线3和数据存储设备5的天线进行通信。同样，数据存储设备5和外部设备9，19可使用数据存储设备5的天线和天线11进行通信。这两种形式的通信可应用IEEE802.11，蓝牙，红外线数据协会等通信协议中的任何一种。如下所述，任一从设备9，19可通过数据存储设备5，选择性地向个人计算机1或向另一个从设备9，19发送数据。个人计算机1可通过数据存储设备5向从设备9，19中选定的一个发送数据。所有这些通信都是数字性的，而且数据存储设备5应用数字数据。另外，也有可能将数据以加密的形式发送。
应注意的是，从设备9，19中的至少一个(也可能是全部)可能并不需要同其它从设备9，19或个人计算机1之间进行双向通信。例如，在从设备9为数码相机的情况下，经主存储设备5传送的数据可能主要(或全部是)由数码相机向个人计算机1传送。
现在参考图2，它显示了数据存储设备5的结构，分别为侧视图(图2(a))和框图(图2(b))。
设备5包括一个外壳，该外壳包括了一个具有笔尖25的指示笔部分23。设备5的天线未显示，天线应优先考虑安放于设备5中与指示笔部分23相反的一端或靠近这一部位(即位于外壳的另一端)。外壳的外表面包括一个具有表面29的指纹传感器27，这使得外壳相当豪华。当用户将手指按在表面29上，就可记录指纹。
数据存储设备5内部包括一个数据存储模块31，一个控制处理器(主控制单元)33，该控制处理器用于与数据控制模块31及与指纹传感器27之间进行双向通信。控制处理器33进一步与收发器35进行通信，收发器包括一个天线37和射频接口电路39。收发器35用于通过天线37接收射频信号，及在射频接口电路39中由射频信号获取数字数据，射频接口电路39将数据传递给控制处理器33，后者将数据存储于存储模块31。当数据存储设备5将要发送数据时，控制处理器33向存储模块发出信号，存储模块将存储于其中的数据发送给控制处理器33，然后后者将数据传递给收发器35以便发送。
也可选用进行如下的设计，指纹传感器27记录了一个指纹，将它作为指纹数据向控制处理器33发送，并且控制处理器将该指纹数据同已存储在存储模块31(或是存储于其它某个未显示的存储器)中的数据进行了比较；只有在这种情况下，才能进行数据存储设备5的各种操作(特别是经收发器35发送数据的操作)。
例如，数据存储设备5的存储模块31的容量可以至少为8MB，至少为1GB，至少为10GB，或至少为20GB。例如，存储设备5的存储模块31可以是磁盘驱动器或其它任何合适的非易失性数据存储设备，如电可擦可编程序只读存储器(EEPROM)，铁电随机存取存储器(FRAM)，磁阻随机存取存储器(MRAM)或是任何其它将来可能出现的数据存储设备。
参见图3，所示为使用图1中的系统的一种方法。在这种方法中，数据存储设备5由从设备9，19中的某一个接收并存储数据。最初，数据存储设备5处于等待状态41。在步骤43，收发器35经天线37由设备9，19中的另一个接收数据，并将数据传递至控制处理器33。
在步骤45，控制处理器33使用指纹传感器27来校验持有该设备的用户的指纹。如果所测量的指纹与存储模块31中存储的指纹数据不相匹配，在步骤47中就会产生一个错误消息，并且该设备重新回到等待状态41。
否则，在步骤49中，该设备校验从设备的识别码(密码)，而该识别码从它接收到的数据中获得(例如，将在数据中编码的识别码与在存储模块31中的列表中存储的识别码相比较)。如果未能完成该校验过程，该设备就进行到步骤47。否则，该设备就进行到步骤51，在这一步中，控制处理器33在存储模块31中产生一个目录；接着进行步骤53，在这一步中，该设备继续由从设备9，19处接收数据，并将数据存储到存储模块31。
参见图4，此处显示了使用图1中的系统的第二种方法。在这种方法中，数据存储设备5从个人计算机1中接收并存储数据。最初，数据存储设备5处于等待状态61。在步骤63中，收发器35经天线37从个人计算机1接收数据，这意味着个人计算机的用户使用了触摸屏、键盘或鼠标等输入设备发出信号表明，数据将从个人计算机1写入到数据存储设备5中。
在步骤65中，控制处理器33使用指纹传感器27以校验持有该设备的用户的指纹。如果所测量的指纹与存储模块31中存储的指纹数据不相匹配，在步骤67中就会产生一个错误消息，而且该设备回到等待状态61。
否则，在步骤69中，该设备校验个人计算机1的识别码，而该识别码从它接收到的数据中获得(例如，将数据中编码的识别码与在存储模块31的列表中存储的识别码相比较)。如果未能完成校验过程，该设备就进行步骤67。否则，该设备就进行到步骤71，在这一步中，控制处理器33使用收发器35从个人计算机1中接收数据；接着进行步骤73，在这一步中，控制处理器33将数据存储到存储模块31中。
参见图5，此处显示了应用图1设备的第三种方法。在这种方法中，数据存储设备5向个人计算机1发送数据。最初，数据存储设备5处于等待状态81。在步骤83中，收发器35经天线37从个人计算机1接收数据，这意味着个人计算机用户使用了触摸屏、键盘或鼠标等输入设备发出信号表明，数据将从存储设备5写入到个人计算机1中。
在步骤85中，控制处理器33使用指纹传感器27以校验持有该设备的用户的指纹。如果所测量的指纹与存储模块31中存储的指纹数据不相匹配，在步骤87中就产生一个错误消息，而且该设备回到等待状态81。
否则，在步骤89中，该设备校验个人计算机1的识别码，而该识别码从它接收到的数据中获得(例如，将数据中编码的识别码与在存储模块31的列表中存储的识别码相比较)。如果未能完成校验过程，该设备就进行步骤87。否则，该设备就进行到步骤91，在这一步中，控制处理器33从存储模块31中获得数据；接着进行步骤93，在这一步中，使用收发器35将数据发送给个人计算机1。
在数据将要被传送给某个从设备的情况下，就会发生与图5所示相类似的过程。两者的区别在于，步骤83被如下步骤代替，即存储设备5由从设备获得一个读出请求，并将该请求传递给控制处理器33；步骤89被如下步骤代替，即应用从设备的识别码来确定该从设备的身份；及步骤93被如下步骤代替，即数据由收发器35向从设备发送。
图4和图5所示为从数据存储设备5的角度观察数据在存储设备5和个人计算机1之间传输的过程。不过，参考图6，就可从用户的角度来观察这些过程。
在步骤101中，用户将指示笔靠近个人计算机，使它们处于对方各自的收发器5，35的范围内。在步骤103中，在个人计算机的屏幕上弹出一条消息要求用户将手指放在指示笔5的传感器27上以校验其身份。
在步骤105中，控制处理器33确定两者是否匹配。如果不能匹配，在步骤107中，要求用户重新尝试或终止尝试。
否则，在步骤109中，个人计算机的操作系统(或其它的主系统)被配置以识别外部驱动器(与存储模块31相对应)；并且在步骤110中，用户能够通过触摸屏、键盘或鼠标而从指示笔5的存储模块31中读出或向其写入。
除了这些功能外，用户还能够向电子设备19，如PDA，中写入数据，该设备能够记录指示笔23笔尖25的运动。电子设备19记录笔尖25位置的方法可以依据任何现有的技术，或任何在将来可行的技术。例如，可在PDA19中提供触控式表面15，这样用户就可用笔尖25在该表面上书写。另一种选择是，例如，可通过声纳或雷达技术来探测笔尖25的位置。这样用户就得到了所有现有的系统中指示笔的所有功能，还得到了数据存储设备5的数据存储功能。
图7显示了根据本发明的数据存储设备的第二种实施例。图7中的部件与图2中的部件相对应，不过其所注的参考标号要大100。该数据存储设备在相同的外壳中包含了一个数码相机140。数码相机140能够拍摄图像(静态图像，和/或在某些类型的实施例中也可以拍摄动态图像)。该设备也包括能够记录声音的声音采集设备(麦克风)142。
图8所示为第二个实施例的机能结构。与图2(b)中相对应的元件所注的参考标号的值大100。由照相机140和麦克风142获取的代表着图像和/或声音的数据，由控制处理器133存储于存储器131中。同第一个实施例一样，也提供了射频接口电路，用以从天线137接收数据或向天线137发送数据。
请注意，该设备若具有第一个实施例的全部功能则更为理想。即该设备能够经天线137接收数据，将其存储于存储单元131，然后再次发送数据，这样，数据存储设备就能在多个设备之间传输数据。
对第一种和第二种实施例功能的进一步提高可能是，为这些设备提供将存储于存储单元31，131中的数据进行压缩的功能。这一点，与在PCT专利申请PCT/SG02/00086中所讨论的概念有关，该申请的题目为“对存储于便携式数据存储设备中的数据进行压缩和解压缩的系统和器械”，于2002年5月13日提交，这里以参考的形式全文并入本申请。例如，压缩算法可存储于只读存储器中，并上传至处理器33，133处，并在那里进行计算。另一种选择是，在该设备中包括单独的压缩引擎(图中未示)。
除了数据压缩以外，还可选择指定便携式存储设备在数据从该设备发送之前对其进行解压缩。同样，这可由处理器33，133或解压缩引擎来完成，实际上解压缩引擎可以与压缩引擎为同一个微处理器。
对本发明的第一个实施例和第二个实施例另一种功能的提升可能是，在该设备安装某种“智能卡”，以提供一种或多种附加的安全功能，例如发现对该设备的非法使用，当发现这种情况时，改变设备的功能，比如禁止数据从存储模块31，131中发送(或者真的将那里存储的数据全部清除)。
目前已有多种样式的智能卡，比如说有的卡可以感知到设备外壳已经打开过，有的卡包含有身份信息。例如，可以选择使用智能卡完成上述的检测指纹功能。
应该注意到，尽管仅参考了两个实施例对本发明进行了描述，但可能存在多种另外的变化形式，它们均可处于本发明的保护范围内，了解技术的读者应能明了这一点。例如，数据存储设备5有可能包括有形的接口，以便其与其它的电子设备或器械进行联络，这样通过有形的接口，就可将数据分别从其它的电子设备传入到数据存储设备或从数据存储设备传出到其它的电子设备。例如，有形的接口可以是一个接头，比如说USB接头或是火线接头，这些接头可直接与其它电子设备的接口相连。
同样，数据存储设备5也不必仅限于在单一一个计算机系统中使用，而可在不同的计算机系统中使用以传输数据，而每一个计算机系统可各自拥有一个或多个个人计算机，及一个或多个从设备。
权利要求
1.一种数据存储设备，其包括一个至少为8兆字节的非易失性存储器；一个用于发送和接收数据的无线收发器；一个控制处理器，该控制处理器用于将由无线收发器接收的数据存储于存储器中，及从存储器中获取数据并将数据传输给无线收发器以便发送；及一个外壳，其外形包括一个具有笔尖的指示笔部分。
2.根据权利要求1所述的数据存储设备，其进一步包括至少一个生物特征传感器，用于记录用户的生物特征，及一个校验处理器，该校验处理器用于将生物特征与传感器中存储的特征相比较。校验处理器根据所记录的生物特征与所存储的特征是否匹配，控制数据存储设备是否完成它的某项或多项功能。
3.根据权利要求2所述的数据存储设备，其中生物特征传感器是指纹传感器，该数据存储设备包括一个校验处理器，该校验处理器用于将由指纹传感器获得的指纹与所存储的指纹进行比较。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的数据存储设备，当校验处理器确定所记录的生物特征与存储的特征相匹配时，该数据存储设备才发送存储于其中数据。
5.根据任何上述的权利要求所述的数据存储设备，该数据存储设备可与照相机进行整合，照相机可生成代表图像的数据，并将图像数据存储于非易失性存储器中。
6.根据任何上述的权利要求所述的数据存储设备，其中控制处理器用于完成压缩算法以对存储于非易失性存储器中的数据进行压缩。
7.根据任何上述的权利要求所述的数据存储设备，该数据存储设备进一步包括一个智能卡用于提供至少一种安全功能，该安全功能与存储于非易失性存储器的数据有关。
8.一种系统，其包括1)数据存储设备，其包括一个至少为8兆字节的非易失性存储器；一个用于发送和接收数据的无线收发器；一个控制处理器，该控制处理器用于将由无线收发器接收的数据存储于存储器中，及从存储器中获取数据并将数据传送给无线收发器以便发送；及一个外壳，其外形包括一个具有笔尖的指示笔部分；及2)一个电子设备，它具有对数据存储设备的指示笔位置进行记录的方法，并具有无线收发器与数据存储设备的无线收发器进行通信；借此，用户可通过移动指示笔而向该电子设备输入数据，并通过各自的收发器在该电子设备和数据存储设备之间交换数据。
9.根据权利要求8所述的系统，其中的所述电子设备包括一个表面，并具备对指示笔在该表面的移动进行记录的方法。
10.根据权利要求9所述的系统，其中的表面是触控式的。
11.根据权利要求8到权利要求10所述的系统，其中的所述电子设备是组织管理器或PDA。
12.根据权利要求8到权利要求11所述的系统，该系统进一步包括一个或多个另外的电子设备，这些电子设备均有各自的无线收发器以便与数据存储设备进行数据交换。
13.根据权利要求8到权利要求12所述的系统，其中的一个电子设备是个人计算机，而其它的电子设备是个人计算机的从设备。
14.根据权利要求8到权利要求13所述的系统，其中每一个无线收发器均通过电磁波进行操作，并包括一个天线和射频接口电路。
15.根据权利要求8到权利要求14所述的系统，其中数据存储设备适于通过多种格式进行接收/发送；借此，数据存储设备可在两个使用不同格式的电子设备间进行翻译。
16.根据权利要求8到权利要求14所述的系统，其中数据存储设备与其它电子设备中的某一个所进行的所有通信中，均包括使用识别码以对其它电子设备确定身份的过程，而该识别码从该电子设备获取，并与存储于数据存储设备内部的识别码列表进行对比。
17.一种在如权利要求1所述的数据存储设备与另一电子设备两者之间传输数据的方法，该电子设备具备对指示笔笔尖位置进行记录的方法，而上述传输数据的方法至少包括下面某种操作1)其它电子设备的收发器向数据存储设备的收发器以无线方式传送数据，或2)数据存储设备的收发器向数据存储设备的收发器以无线方式传送数据。
全文摘要
数据存储设备(5)包括至少8兆字节的存储容量，其外壳的一部分为指示笔(23)，该指示笔具有可指示位置的笔尖(25)。该指示笔可使数据存储设备(5)用于向电子设备(19)，如PDA，输入数据，而该电子设备可记录指示笔笔尖的位置。该数据存储设备(5)可应用于传统指示笔的使用场合。这样，可记录指示笔位置的电子设备的用户可享有数据存储设备的便利，而无需使用额外的组件。
文档编号G06F3/041GK1573801SQ200410046309
公开日2005年2月2日 申请日期2004年6月3日 优先权日2003年6月20日
发明者符廷彬, 陈亨利 申请人:特科2000国际有限公司