书写平板电脑信息记录设备的制造方法
【专利说明】书写平板电脑信息记录设备
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请是于2012年11月1日提交的申请序列号为13/666，58 3的美国专利申请的部 分延续案，其要求于2011年11月1日提交的申请序列号为61/554，189的美国临时申请的利 益。本申请还是于2012年4月27日提交的申请序列号为13/458,223的美国专利申请的部分 延续案。所有这些申请通过引用并入本文。
[0003] 发明背景
[0004] 本申请总体上涉及书写/绘图板。更具体地，本申请涉及结合触摸屏利用压敏显示 器，其可以从被在压敏显示器上所绘制的图像中捕获图像数据并且经由无线连接共享该图 像。
[0005] -般而言，双稳态液晶显示器(BLCD)并且特别是胆甾型液晶显示器(ChIXD)已经 证实有很大的潜力来创建是有效率的电功率用户并且可以被在若干独特的设备中利用的 低成本的压敏显示器。这些显示器使用ChLCD的压敏特性，其允许使用压力来生成图像但几 乎不或不消耗电功率来这样做，并且不需要电功率来长时间维持在该显示器上的图像。 [0006] 近来，Improv E丨ectron ics_?的8〇(^ e Board?压敏胆甾型液晶书写平板电脑已经 在市场上出现，其中尖的触笔或用户的手指可以用来在平板电脑的表面上书写或描绘图 像。（ImprovElectronics?是Kent Displays公司的单位）。这样的触笔不将任何墨水或其它 材料转移到任何表面。该平板电脑提供超出之前的平板电脑技术的相当大的改进，其在于， 图像可以是简单的并且可以立即用施加电压脉冲给该平板电脑中的电极的按钮的推进来 擦除。在胆留型液晶平板电脑中，液晶被夹在以特定间隙间隔的两个基板之间。上部基板是 柔性的并且底部基板被涂以光吸收（黑色或彩色)背景。单元间隙通常由在形状上是圆柱形 的或是球形的塑料间隔件或玻璃间隔件来设定。当有人用尖的触笔或手指或指甲尖或其它 物体在顶部基板上按压时，液晶被局部移位。液晶中诱发的流动将它的光学组织从透明改 变为在该压力的位置处的绚丽的反射颜色。该反射的较浅的颜色与较低的基板的深色背景 对比良好。由触笔或手指所描绘的图像将无限期地保留在平板电脑上直到被擦除(通常不 消耗电功率）。通过将电压脉冲施加到各基板的内部表面上的透明导电电极(其驱动胆甾型 液晶从它的彩色反射状态返回到它的透明状态)来完成擦除。
[0007]上述原则被更详细地公开于专利号为6,104,448的美国专利中，其通过引用并入 本文。聚合物分散体可以用来控制压力灵敏度和图像的分辨率，如于2008年5月16日提交并 且通过引用并入本文的申请号为12/152,729的美国专利申请中所描述的。包括多个彩色图 像和选择擦除的操作的其它模式在以上给出的专利申请公开以及于2008年7月29日提交并 且通过引用并入本文的专利号为8，139,039美国专利中进行了描述。
[0008]因此，应当期望的是，有书写平板电脑设备，其中正在被绘制的图像被直接在绘图 垫上观察到但同时(或随后)被电子地捕获并且被数字化以便被在连接到书写平板电脑设 备的计算机屏幕或其它任何外部设备上观察到以及被存储以供后续调用(recall)以及使 用。还应当有用的是，设备能够操作为对于所连接的外部设备的输入设备并且所连接的外 部设备具有专门化的软件以允许用户增强图像并且通过因特网将图像与其它设备共享。外 部设备的例子包括智能手机、平板电脑、个人计算机(笔记本电脑/台式机)上网本、具有连 通性的可能的电子阅读器和带有蓝牙和适当的软件的其它设备。书写平板电脑设备可以包 含为苹果i〇S设备编写的软件和为安卓(Android)和其它设备编写的附加的软件。诸如低成 本和低功耗需求的其它特征将属于另外的优点。
[0009] 发明概述
[0010] 提供了本发明的多个实施例，其包括但不限于带有数据捕获的绘图平板电脑设 备。平板电脑设备包括压敏绘图表面，其包括压敏液晶材料，所述压敏液晶材料被配置成显 示通过使用触笔在绘图表面上施加压力而在绘图表面上绘制的图像，并且继续显示图像而 无需压敏绘图表面消耗电能。绘图平板电脑设备包括擦除开关，其用于选择由绘图平板电 脑设备所提供的擦除功能来从压敏绘图表面擦除图像。绘图平板电脑设备包括电子数据捕 获设备，其包括数据捕获层，数据捕获层被配置成电子地将触笔在压敏绘图表面上的移动 捕获为表示图像的电子信息。处理器，其被配置成基于表示触笔的移动的电子信息来创建 记录在压敏绘图表面上的各绘图笔划的数字墨水文件，以供外部处理设备进一步使用图 像。接口被配置成连接到所述外部处理设备，其中，所述绘图平板电脑设备被配置成将所述 数字墨水文件和表示所述触笔的移动的所述电子信息中的一者或两者经由所述接口传送 给所述外部处理设备。
[0011] 根据本发明的另一个方面，提供了一种包括绘图平板电脑设备和被配置成从所述 绘图平板电脑设备接收图像数据的外部处理设备的系统。所述绘图平板电脑设备包括双稳 态胆留型液晶显示器，其被配置成显示通过在所述双稳态胆留型液晶显示器上施加压力而 在所述双稳态胆留型液晶显示器上所绘制的图像，并且被配置成继续显示所述图像而无需 所述双稳态胆留型液晶显示器消耗电能来显示所述图像。所述平板电脑设备包括擦除开 关，其用于选择由所述平板电脑设备所提供的擦除功能以从所述双稳态胆留型液晶显示器 擦除所述图像。所述平板电脑设备包括电子数据捕获设备，其包括数据捕获层，所述数据捕 获层被配置成电子地将触笔在所述双稳态胆留型液晶显示器上的移动捕获为表示所述触 笔的移动的电子信息。接口被配置成连接到所述外部处理设备。所述绘图平板电脑设备被 配置成基于表示所述触笔的移动的所述电子信息来将所述图像数据传送到所述外部处理 设备。所述图像数据至少包括关于当绘制所述图像时所述触笔的位置的位置信息和与当绘 制所述图像时施加到所述双稳态胆留型液晶显示器的压力有关的信息。所述外部处理设备 包括另外的接口以及另外的显示器，另外的接口被配置成连接到所述绘图平板电脑设备并 且接收所述图像数据，另外的显示器基于与当绘制所述图像时施加到所述双稳态胆留型液 晶显示器的压力有关的信息来复制在所述双稳态胆留型液晶显示器上所绘制的所述图像 (包括复制在所述双稳态胆留型液晶显示器上所绘制的所述图像中的线条宽度）。
[0012] 根据又一个方面，提供了带有数据捕获的绘图平板电脑设备。所述绘图平板电脑 设备可以包括具有被配置成显示通过在所述绘图表面上施加压力而在所述绘图表面上绘 制的图像的绘图表面的双稳态胆留型液晶显示器。所述双稳态胆留型液晶显示器维持所述 图像的显示而无需消耗电能。所述绘图平板电脑设备还可以包括被配置成生成表示触笔在 所述绘图表面上的移动的电子信息的数据捕获设备。所述数据捕获设备单独地并且独立于 所述双稳态胆留型液晶显示器进行操作。另外，所述绘图平板电脑设备可以包括用于与外 部设备进行通信的通信接口。当经由所述通信接口连接到所述外部设备时，所述绘图平板 电脑设备被配置成随着数据捕获设备生成电子信息而实时或接近实时传送电子信息。所述 电子信息至少包括指示所述触笔在所述绘图表面上的触点的位置的位置信息和指示所述 触笔在所述绘图表面上的所述触点的强度的幅度信息以启用通过外部设备对在绘图表面 上绘制的图像的复制(复制包括线条宽度的复制）。
[0013] 根据另一个方面，提供了一种系统，其包括绘图平板电脑设备和捕获应用，所述捕 获应用被配置成在外部设备上执行，该外部设备具有耦合到存储所述捕获应用的非暂时性 计算机可读介质的处理器以及显示器。所述捕获应用被配置成从所述绘图平板电脑设备获 取图像数据。所述绘图平板电脑设备包括双稳态胆留型液晶显示器，其具有被配置成显示 通过在所述绘图表面上施加压力而在所述绘图表面上绘制的图像的绘图表面，所述双稳态 胆甾型液晶显示器维持所述图像在所述绘图表面上的显示而不消耗电能；数据捕获设备， 其被配置成生成对应于触笔在所述绘图表面上的移动的电子信息。所述数据捕获设备单独 地并且独立于所述双稳态胆留型液晶显示器进行操作；以及通信接口，其基于电子信息实 时或接近实时(在通过数据捕获设备生成时)将图像数据传送到外部设备。所述捕获应用被 配置成将图像呈现给所述外部设备的所述显示器，图像是通过所述双稳态胆留型液晶显示 器在所述绘图表面上所显示的所述图像的副本并且基于从所述绘图平板电脑设备所接收 的所述图像数据。
[0014] 还提供了本发明的附加的实施例，它们中的一些但不是全部被在本文下面进行更 详细地描述。
[0015] 附图简述
[0016] 在参考附图阅读以下的描述时，本文描述的本发明的示例的特征和优点将对本发 明所涉及的本领域中的技术人员变得明显，在附图中：
[0017] 图1显示使用电阻式触摸屏的书写/绘图平板电脑的实施例的示意图；
[0018] 图2显示使用电感式触摸屏的书写/绘图平板电脑的实施例的示意图；
[0019] 图2A显示可以用来实现图2的实施例的示例电感式触摸屏的示意图；
[0020] 图3显示关于带有动态数据上传的示例书写/绘图平板电脑的框图；
[0021 ]图4显示关于带有本地存储器的示例书写/绘图平板电脑的框图；
[0022]图5显示关于带有ASIC的示例书写/绘图平板电脑的框图；
[0023]图6显示关于具有附加的回顾显示器的示例书写平板电脑的框图；
[0024]图7显示连接到用户计算机的具有信息传输能力的示例书写平板电脑的原理图；
[0025] 图8显示可以被设置在示例平板电脑上的第一示例选择擦除功能；
[0026] 图9显示可以被在示例平板电脑上生成的第二示例选择擦除功能
[0027] 图10显示以无线方式连接到外部投影显示器的具有实时或接近实时的信息传输 能力的示例书写平板电脑的原理图；以及
[0028] 图11显示诸如在图10中的示例书写平板电脑但是平板电脑具有其中图像可以被 阻止在该平板电脑上显示的操作的模式的示例书写平板电脑的原理图；
[0029] 图12显示诸如在图10中的示例书写平板电脑的其中多个平板电脑可以在呈现时 一起使用的示例书写平板电脑的原理图；
[0030] 图13显示使用电感式触摸屏并且还具有电子显示能力的书写/绘图平板电脑的示 例实施例的不意图；
[0031]图14显示使用带有集成的单独的显示器的电感式触摸屏的书写/绘图平板电脑的 示例实施例的示意图；
[0032]图15显示原型书写平板电脑的软件模板的示例；
[0033]图16显示"拖动并且共享"软件应用的设计和功能；
[0034] 图17是经由所连接的外部设备将信息共享给远程系统的书写平板电脑的示意图；
[0035] 图18显示在原型书写平板电脑上的针对平板电脑上的特定功能可以被组合使用 的物理机械按钮的位置；以及
[0036]图19a和图19b显示为触笔专门设计的底座。
[0037] 示例实施例的详细描述
[0038] 提供了具有以上讨论的期望的特征中的一个或多个的电子书写/绘图平板电脑的 实施例。术语"绘图"和"书写"在整个本公开中用作同义词。术语两者都可互换地使用以意 指图像、线条等的绘图以及单词、字母等的书写两者，并且在使用仅一个术语的地方，与也 使用另一个术语是等价的。
[0039] 如本文中公开的电子书写平板电脑是一种设计，其可以基于如在美国专利号6， 104,448中和在美国专利申请序列号；12/152,729，现在发布为美国专利8,228,301;和12/ 220,805,现在发布为美国专利8,139,039中公开的Kent Displays'Reflex?技术，以上所 有美国专利和美国专利申请通过引用并入本文，并且其可以用于被修改为具有数据捕获特 征的书写/绘图平板电脑绘图表面的各种实施例。在这些参考文献中公开的Reflex?技术 通过将在显示器上的书写压力转换为在显示器上的可见轨迹来利用某些材料的特定的压 力灵敏度(特别是在胆留型聚合物复合系统中）。此外，于2010年5月26日提交的通过引用并 入本文的PCT申请号为PCT/US10/36175的PCT申请公开了具有数据捕获能力的相关设备。该 平板电脑的各种示例实施例公开了以将存储功能和/或数据捕获功能集成到这样的书写/ 绘图平板电脑中的若干方式。
[0040] -种方式是使用最先进的数据捕获设备(诸如触摸屏）来同时捕获正在该平板电 脑绘图表面上绘制的信息。例如，被设置在书写/绘图表面的背面上的简单的、低成本触摸 屏可以用来通过利用触摸屏的捕获特征来捕获触笔的移动，如在图1中示出的，在下面进行 更详细地描述。
[0041] 存在可以与如本文提出的书写/绘图平板电脑一起使用以提供数据捕获特征的很 多触摸输入方法(例如，通过电容、电感、电阻、光学、声学和其它触摸输入技术提供的）。对 于许多应用，该触摸屏可以利用诸如低成本电阻触摸屏的相对低分辨率技术，并且这样的 屏幕甚至可以避免传统的透明导体铟锡氧化物（ITO)的使用，因为它可以由于书写表面可 以被做成柔性的而被设置在书写表面的后面(下面）。这样的触摸屏可以使用被动式触笔。 同样地，在书写表面后面(下面)的触摸屏还可能利用诸如本文中讨论的至少一个优选实施 例的感应（电磁感应(EMR))方法的这样的其它触摸屏技术，因为书写表面对感应触笔是透 明的，其可以用来将期望的压力施加到书写表面。电阻和电感方法是将不干扰该平板电脑 的预期操作的触摸屏技术的例子。这些技术还提供益处，即：它们的触笔不需要到书写/绘 图平板电脑的系带。
[0042] 对于大多数这样的应用，带有集成的触摸屏的书写/绘图平板电脑将不太可能需 要被集成到该设备本身内的大规模的处理能力。组合书写/绘图平板电脑绘图表面和触摸 屏将优选地适于被连接到外部设备(诸如计算机或蜂窝电话，例如，其然后可以提供任何必 要的处理能力，诸如用于图像处理等等）。可选地，一些最小处理能力也可以被设置在该平 板电脑本身中，以便执行一些基本的处理功能，诸如A/D转换、微小图像处理、存储器管理功 能、通信功能和/或显示处理功能，举例来说，其中的任何一个或全部可以被设置在期望的 地方。还可以支持控制所存储的图像到外部设备的传输，或者用于在所集成的回顾显示器 (如附加的显示器)上进行显示的特征。当然，如果需要的话，通过添加更强大的处理器（多 个)和更复杂的软件，可以提供任何的处理量。
[0043] 在该平板电脑和外部设备之间的连接可以是有线或无线的，如对于预期的应用所 期望的。因此，作为例子，可以利用有线连接、直接有线连接或USB或其它串行端口连接，或 甚至用于一些实施例的以太网连接。对于无线连接，可以利用WiFi、蓝牙、NFC、红外、3G或其 它连接机制。在一些实施例中，可以提供有线连接和无线连接两者，尽管期望保持该平板电 脑的成本低、保持它小、薄和轻的，以及期望尽可能降低功耗，可能限制人们在该平板电脑 的一些实施例中提供的特征的数量。具有操作该设备和内部存储和/或传输图像到外部设 备所需的仅仅这些特征的最小平板电脑因此可以是优选的示例实施例。
[0044] 可以在该平板电脑上设置来将该平板电脑连接到外部设备的接口。这样的接口可 以使用定制协议，或利用若干市售标准中的任何市售标准。例如，实现USB大容量存储类别 将允许在该平板电脑上保存的图像出现在主机计算机的文件系统中，而USB人机界面设备 类别可以用来将该平板电脑对外部主机计