专利名称：多功能便携式电话的制作方法
技术领域：
本发明涉及便携式视频电话会议系统、便携式数据输入系统、便携式计算机系统以及这些系统和装备的应用。
背景技术：
作为“多用途电话”的本发明是一种多功能手持便携式装置，它提供全部综合的视频电话会议、数据输入和图像获取系统。“多用途电话”的较佳实施例由以下单元构成☆一种可调整和/或可交换的读取头，用来获取数据和/或图像。
☆话筒及其相连的电路，用来消除大量背景噪声以获取音频数据和/或语音命令。
☆可重写存储媒体，用来存储与获取的数据和/或图像有关的信息。
☆控制器，用来接收和处理来自读取头和/或话筒的输入信号、响应检测到的命令以及控制多用途电话的功能。
☆显示屏，用来显示获取的数据和/或图像的表现形式和/或存储的信息。
☆小键盘和/或触摸屏区域，用来输入命令和/或数据。
☆与其它兼容装置和/或远地处理中心的电信接口，用于涉及获取数据和/或图像和/或存储信息的电话传输和/或接收。
☆与其它兼容装置和/或远地处理中心的射频接口(RF)，用于涉及获取数据和/或图像和/或存储信息的RF传输和/或接收。
☆通过标准的RS232电缆和/或射频(RF)链路与其它兼容装置连接的标准RS232接口。
☆多个个人电脑存储器卡国际协会(PCMCIA)插槽，允许标准的PCMCIA兼容存储器和输入/输出(I/O)外设卡插入装置以增加功能。
☆用于视频显示单元(VDU)和标准个人电脑(PC)键盘的插入式插座，允许以类似个人电脑终端的方式使用装置。
☆用于耳机装置插入式插座。
手持单元包含集成读取头、控制器、可重写存储媒体、显示器、触摸屏区域、小键盘和电信接口，从而使其在数据获取、处理、存储、显示和传输过程中能够高效而独立地使用。特别是显示器的装入可以使用户能够目光不离开数据获取区域就能够检验和/或查看获取的数据。
在装置的较佳实施例中，电信接口集成入手持单元并且使得获取的数据和/或存储的数据和/或命令经电话网传输至和/或接收自兼容装置和/或远地处理中心。电信接口比较好的是连接无线电话网的接口，例如蜂窝电话网接口。这向本发明提供了明显的优点，在本发明中手持单元可以类似标准便携式蜂窝电话的方式工作，并且无需将装置插入例如普通的有线电话网就可以使用。蜂窝电话网现在已经被普遍使用并且覆盖的区域非常大。这便于手持单元在日常地点的使用，例如用户的家中或工作场所。
电信接口也可以是卫星电话网接口或其它形式的无线电话接口，例如基于高度局域化的转发器基站的电话网电话接口。在打算将电信接口与模拟电话网连接的场合，电信接口包括调制解调器。
在装置的其它实施例中，电信接口包括射频(RF)和/或光学发射机和接收机或其它类型的发射机和接收机。
在装置的较佳实施例中，一个或多个标准PCMCIA卡插槽被并入手持装置内以在总体上增加功能和提高灵活性。手持单元由此可以采用附加的PCMCIA卡以满足用户潜在应用所需的功能。
PCMCIA卡可以根据功能分为两类，存储器和输入/输出(I/O)卡。下面给出了各种类型的卡存储器卡包含下列技术中的一种☆掩膜ROM☆电池供电的SRAM☆UV EPROM☆一次性可编程(OTP)ROM
☆EEPROM☆快擦写PROMI/O卡包含下列外设中的一种☆局域网接口☆传真机/调制解调器☆硬盘☆蜂窝电话接口☆无线通信☆3270终端仿真器☆串行、并行和SCSI端口☆成像卡☆数据加密☆数据获取手持单元包含一个或多个标准PCMCIA卡插槽使其可以利用PCMCIA卡来满足用户任何潜在应用对存储器和I/O的要求。
发明内容
在本发明较佳实施例中，包含了便于连接和拆离的可重复充电电源与装置连接。集成和/或分立的充电器单元可以连同电学连接装置一起提供以作充电可充电电源之用。
在本发明的一些实施例中，系统可以包含与手持单元分开的基座单元，其中向基座单元和手持单元提供有无线数据链路，可以在手持单元与基座单元之间进行双向数据传输，并且基座单元包括用于电话传输数据和/或图像和/或命令的电信接口。在该实施例中，无线链路比较好的是在基座单元和手持单元内包含射频(RF)发射机和/或接收机，允许从手持单元到基座单元和/或基座单元到手持单元有两路RF数据链路进行数据传输。因此这种数据传输可以是独立的，它与手持单元是否在基座单元内无关。在其它实施例中，可以各自包括光学而非射频发射机和接收机，甚至是其它类型的发射机和接收机。
包含手持单元但是包含或不包含上述基座单元的系统也可以包含显示多个与数据源相连的可选条目的装置，用户可以通过操作手持单元选择条目；以及处理中心，用来处理从手持单元发射的用户选择。手持单元内的控制器比较好的是响应例如通过读取头输入的合适命令，从而经电信接口向数据处理中心发送编码指令并从手持单元内存储媒体的编程中心接收编程数据(例如可选条目的有关信息)中心存储。
在本发明较佳实施例中，手持单元包括三维半锁定旋转轴和/或旋转反射镜和/或电动基板，它们可以被电控和/或由可调节拇指拨轮和/或小键盘调整，每一个都可以改变读取头的观察位置并改变系统的主要功能。旋转拇指拨轮比较好的是位于装置顶面或侧面的合适位置上的小型圆形装置，最好是最靠近显示屏。根据读取头的观察位置，装置被编程完成各种主要功能。
读取头比较好的是有三个位置☆当处于位置1时，读取头处于垂直位置并且向上面对用户。
☆当处于位置2时，读取头位于水平位置并且向外水平面对用户。
☆当处于位置3时，读取头位于垂直位置并且向下离开用户。
在手持单元的较佳实施例中，要利用三个位置的可能应用是位置1允许获取终端用户的面部表情从而实现在家庭或工作场所的兼容装置之间召开电视会议的能力。与单单语音传输相比，该项特点只是提供了更好的交流媒介。在处于该位置时，用户手持的更象是一台计算器而非象便携式电话装置那样对话筒说话。
位置2允许用户方便地获取图像从而便于识别产品和/或条目和/或人员，例如条形码、斑点码、色斑码或者具有区别特征的任何编码数据之类的信息，这些信息可以作识别用途。
位置3允许用户在显示屏上看到数据和/或图像时获取装置下面的同一数据和/或图像。手持单元的功能基本上与位置2时相同，但是该位置便于用户获取面向他的文本、指纹和签字和任何数据和/或图像。如果包括字符或图像识别逻辑装置，则可以直接显示获取的图形或字母数据。这种获取的数据和/或图像可以存储和/或向其它兼容装置和/或远地处理中心发送。其它可能有的装置包含打印机和传真机，具有复印机的功能。
在每个位置上，与透镜相连的控制器对焦距进行优化调整从而可以准确获取信息并有助于用户得到清晰的阅读效果，这可以通过音频和/或视觉反馈的组合适当地指示。例如当信息阅读清晰时，可发出叫声和点亮绿色指示灯，而当信息不正确时，可以发出两声叫声并且红色指示灯点亮。另外，也可以输出合适的合成或记录语音并且在显示屏上显示视觉指示灯。
在本发明较佳实施例中，手持单元包括小键盘区域以允许用户输入命令或数据，或者将装置的操作状态改变至预定的功能，例如通电或者关断电源。而且小键盘区域可以用触摸屏辅助或者替代，触摸屏的作用相当于小键盘和/或笔输入装置。
比较好的是，提供沿上下左右四个方向卷屏的装置以显示更多的数据。显示器的卷屏使得大量的条目可以在较小的显示器上显示。手持单元可以采用各种卷屏显示器的方法，例如利用触摸屏和/或小键盘区域和/或语音命令。
因此按照本发明的系统例如在“家庭购物”方面具有特别的好处，特别是包含手持单元的系统，该手持单元包含与诸如蜂窝电话系统之类的无线电话系统的电信接口。它可以使用户在舒适的家中从电视机屏幕显示的类别或一系列选项中作出购买选择而无需将装置与普通的电话网连接。此外，这样的系统特别适合于经常旅行并且可能在没有普通有线电话网接口的地方需要输入数据的系统用户。
上述系统比较好的是包括一定形式的用户校验。该用户校验可以采用许多形式，例如校验卡(例如信用卡、智能卡、付费或其它合法的卡)、个人身份号码(PIN)、签名、指纹、语音签名或其它使用安全的校验信息。因此手持单元的操作可以局限于被适当授权的用户。
以下借助附图描述本发明的实施例，附图中相同的部分采用相同的标号。
附图的简要说明
图1A和1B为大致呈矩形的手持装置示意图。
图2A、2B、2C和2D为与图1A和1B的手持装置一起使用的基座示意图。
图3为图1A和1B所示手持装置第一实施例的功能框图。
图4为电话网接口的功能示意图，它构成图1A和1B所示手持装置的一部分。
图5为与图1A和1B的手持装置一起使用的PCMCIA卡功能框图。
图6为与图1A和1B的手持装置一起使用的夹持盒的功能框图。
图7为与图1A和1B的手持装置一起使用的图2A2B、2C和2D所示基座单元的功能框图。
图8为包含多个由上述附图所示手持装置的系统示意图，手持单元经电话链接方式链接至中央处理单元。
图9为图1A和1B所示手持装置进一步实例的功能框图，手持装置采用专用集成电路(ASIC)实现。
图10为图9装置ASIC构成形式中示意性单元的框图。
实施发明的较佳方式图1A和1B为基本呈矩形的手持装置一个实施例的顶视图和底试图，为简化起见，它们被称为“多用户电话20”。多用途电话20与标准的移动电话一样，基本上在手掌上作单手操作并且由拇指和食指抓住。
在本实例中，多用途电话20包含矩形体11，外部尺寸大约为180毫米×70毫米×20毫米(高×宽×厚)，当然尺寸受技术上的限制可大可小。与有关的发射机和接收机逻辑电路相连的无线通信天线1以及适于获取数据和/或图像的读取头2(例如摄像机或远红外(激光二极管))位于在多用途电话20的一端。也可以采用其它类型的读取头。读取头比较好的是可借助夹持盒更换，以允许采用不同的读取头。通过合适装置(例如齿轮箱)与夹持盒99相连的调整拇指滑轮3可以将读取头调整到各个工作位置上。
在图1A所示多用途电话20的上表面提供有显示屏4以向用户提供功能信息。显示屏比较好的是包含普通的二维彩色像素列阵，为了显示较宽范围内的条目，它们可以被选择激活。但是在便宜的多用途电话20中，显示器可以设计成只显示一定范围的单色字符和符号，正如本领域内技术人员预期的那样，这降低显示器和控制逻辑的复杂性并且降低了成本。
采用的一种合适的显示技术可以在足够宽的视角范围内阅读显示信息从而可以使用户以各种角度手持多用途电话20时都看的到获取的数据和/或图像。这样就无需为了阅读显示器而改变多用途电话20的取向。
小键盘区域6和触摸屏12使得用户可以输入命令和/或数据。这些区域被用来控制多用途电话20的基本操作。可取下笔28与系统一起提供使得触摸屏区域12组成笔输入装置。这种笔一般位于可收缩格子19内，而格子位于装置顶面或侧面的合适和舒适的位置，比较好的是最靠近装置顶面。用户也可以经扬声器5、话筒9和经耳机插座15的耳机(未画出)与单元进行交流。此外单元可以经插座13与视频显示单元(VDU)(未画出)、经插座14与键盘(未画出)和经插座40与RS232电缆(未画出)连接。如下面将要详细介绍的那样，各种PCMCIA存储器和I/O卡可以借助PCMCIA插槽10并入手持单元。
多用途电话20由带合适插孔的AC/DC电源(未画出)经插座16供电和充电。在图1B所示多用途电话20的底面，第一和第二电触点7和8以及覆盖电池格子的可拆卸电池盖17位于合适的位置上。作为可拆卸电池的格子的替代物，一可以采用可拆卸和/或固定的充电电池板。在各种情况下，电触点7和8一般与基座单元7内的触点24和25协同工作，从而根据需要对可充电电池进行充电。
除了显示器4以外，采用了一组指示灯18和39(例如发光二极管)向用户提示正确的用法和多用途电话20的当前工作状态。指示灯18被用来指示数据和/或图像被成功地获取，或者在电视会议期间指示装置的正确使用。指示灯39用来指示多用途电话何时对可充电电池进行充电并且还用来在多用途电话20使用过程中通过闪烁的方式提醒用户需要充电或更换电池。
现在参见图2A、2B、2C和2D，它们分别示出了图1A和1B的多用途电话20基座单元实施例的顶视图、底视图、侧视图和又一个侧视图。
基座单元27通常包括带两个凸缘29和30的矩形外壳82，当装置位于基座单元内时，凸缘使多用途电话20静止不动。静止的位置也可以由包含第一和第二电触点24和25的定位/充电平台31确定。如上所述，这些电触点一般与多用途电话20中相应的触点7和8协同工作以对可充电电池(图3的标号53)充电。两个凸缘29和30确保多用途电话20固定在基座单元27内合适的位置上。此外，定位/充电平台31在多用途电话20底部提供足够的空隙以确保占据PCMCIA插槽10的PCMCIA卡的连续使用。
指示灯26被用来在多用途电话20内可充电电池(图3的标号53)插入基座单元内时指示电池充电。可充电电池可以放置入基座单元或者与多用途电话20连接。
标准AC/DC电源(未画出)经带有插入插座38的合适插头(未画出)的电源线21向基座单元27供电。外壳82的侧面上提供有标准电话插座37以连接基座单元27与电话线22。
分别将通过支点32和34与基座单元27连接的插脚33和35折叠起来可以使用户改变多用途电话20在基座单元27内的视角。
图2C和2D示出了基座单元的侧视图。插脚35可以从基座单元27的主体上拆卸下来并借助支点34定位。插脚33同样也可以借助支点32和半锁定滑移导轨36定位。
与相关的发射机和接收机逻辑电路相连的无线通信天线23位于基座单元27的顶面。与多用途电话20上天线1相连的天线23使得可以在基座单元27与多用途电话20之间无线传输数据。
现在参见图3，它示出了多用途电话20的功能框图。尽管可以采用专用或专门设计的单元(例如数字信号处理器(DSP)和/或ASIC)作处理器41，但是比较好的是采用通用可编程微处理器(例如Intel 8031、Intel 80386等)。只读存储器(ROM)42经总线43与处理器41相连以存储控制程序、数据和图像。ROM 42可以用合适的技术实现，例如快闪PROM。随机存储器(RAM)44(例如128K低功耗静电RAM或者大容量RAM，例如256K、512K、5Mb等)经总线43与处理器相连。RAM 44被用作工作存储媒体和存储利用摄像机2获取的数据和图像。
与摄像机获取数据有关的信号经摄像机接口49传送至处理器41供处理。摄像机接口49还向视频CODEC50提供从摄像机2获取的数字形式的数据，它们可以经过适当处理以供显示和/或电视发送。
与处理器41相连的指示灯18被用来报告摄像机2成功获取数据和/或图像，并且还在视频电视会议期间指示装置的正确使用。
摄像机接口49根据需要对接收自摄像机2的信号进行一些必要的信号处理。信号处理取决于摄像机的精确结构并且比较好的是包含精确的模拟-数字转换(ADC)的信号处理，正如本领域技术人员所见，获取的数据需要足够的缓冲。
在装置的较佳实施例中，摄像机2包括集成的传感列阵和相关的信号处理电路以及所有需要的支持电路以构成提供完全格式化合成视频信号和自动曝光控制的全功能摄像机。摄像机2比较好的是还包括传感器控制精简用的处理器、电源控制用的调压器和直接驱动标准视频显示单元(VDU)的发射极跟随器输出缓冲器。这种摄像机的一个实例是VVL 1063微型单色片式摄像机。
摄像机2的位置可以通过拇指滑轮3和/或侍服电机65调整。侍服电机65经侍服控制器64与处理器41相连。因此用户可以通过拇指滑轮3和/或小键盘6改变多用途20的主功能。以下借助附图6详细描述伺服电机65和拇指滑轮3连同夹持盒99的机械功能。
小键盘经小键盘接口51与处理器41相连。附加的键盘(未画出)可以经通过键盘插座14的键盘接口83与处理器41相连。小键盘61还与功率控制模块(PCM)52相连。这是因为其中一个小键盘按键被用作“加电”按键以开启多用途电话或者在断电之后通电。PCM52在断电状态下响应该按键的操作以将电池53与处理器41连通。
PCM52还在触点7和8与基座单元27内相应的触点24和25连接时或者标准AC/DC电源插孔与连接PCM52的AC/DC电源插座16相连时控制主电池53和备份电池57的充电。指示灯39(例如发光二极管)与PCM52连接以指示电池53的充电并且在使用多用途电话20时通过重复闪烁的方式提醒用户电池需要充电或者更换。
将显示器4和59与总线43连接的显示器接口45响应来自处理器的显示指令从而以普通的方式驱动显示器。显示器接口也可以包括必要的逻辑电路以通过VDU连接器13驱动标准的视频显示器单元(VDU)。
多用途电话20内包括用作显示器59的触摸敏感屏12以包含通用触摸敏感区域。触摸屏接口62使触摸敏感屏与总线43耦合从而使触摸敏感屏检测的数据输送到处理器41。虽然图3示出了与普通显示屏59分离的触摸敏感屏12，但是可以采用任何一种触摸敏感屏技术，既可以在现有的普通显示屏上增加，也可以利用集成触摸敏感性能的显示屏。在触摸敏感屏区域上可以定义一个或多个触摸敏感区域，连同显示屏上显示的数据，从而输入命令和/或显示条目的选择。特别是处理器41可以显示用户选择条目菜单并且被触摸的显示屏位置以响应菜单条目的用户选项输入。触摸敏感屏可以用作动态和可重构用户接口。除了从小键盘6键入命令和语音命令以外，可以采用触摸屏键入代替或补充。此外，触摸屏区域可以设计为通用的手写区域以键入数据和手写命令，并且可以用于签名识别的安全用途。
音频接口63根据要求进行一切必要的信号处理以向扬声器5和耳机插座15输出音频信号，并从高灵敏度话筒9接收音频信号。在装置的较佳实施例中，音频接口和/或处理器41完成所有必要的噪音抑制处理。
正如下面将要详细介绍的那样，多用途电话20可以通过RS232接口61、射频(RF)接口46和电话网接口58发送和接收数据。在多用途电话20的其它实施例中，装置可以包括对本领域内技术人员来说显而易见的其它接口，例如光纤接口和/或标准的并行接口。
提供了经RS232接口61与总线43连接的标准RS232连接器40从而可以使其它兼容装置通过标准的RS232电缆和/或射频(RF)链路与多用途电话20连接。
射频(RF)接口46还与总线43连接以将发送数据转换为驱动RF发射机47的信号，并且将接收自RF接收机48的信号转换为数据传送到总线43。RF发射机47和RF接收机48与在空间内聚焦和转换发射和接收的RF能量的天线1相连。射频接口46由此可以在多用途电话20与其它兼容装置之间进行一定范围(一般为50-100米)的无线通信。
包含工作在较高频率下的发射机和接收机逻辑的电话网接口58与总线43相连从而可以利用标准的蜂窝网和/或卫星网在多用途电话20与兼容装置之间进行较大范围内的无线通信。电话网接口58与天线1连接。以下借助图4详细描述电话网接口58的功能单元。
由于RF接口46和电话网接口58的发射机和接收机逻辑电缆都利用了同一天线1，所以有必要使处理器41控制运行状态。此外，由于天线1被设计成工作在较宽的频带范围内，所以可以适当提供可扩张和/或代替和/或更换的天线。
多用途电话20包括PCMCIA控制器60以管理PCMCIA卡84、85和86与总线43之间的接口。PCMCIA控制器60经标准的68插脚PCMCIA连接器54、55和56与PCMCIA卡84、85和86相连。并入电源控制模块(PCM)52的PCMCIA电源接口(未画出)向PCMCIA卡84、85和86提供了所有必要的功率和电压要求。
在装置的较佳实施例中，PCMCIA控制器60由合适的芯片组组成，芯片可以从几家IC制造商处购得。PCMCIA控制器60也可以利用现场编程门阵列(FPGA)和/或专用集成电路(ASIC)甚至其它相当的技术实现。
处理器41借助存储在ROM42中并使用于RAM44中的控制程序和数据进行编程以从摄像机接口49接收信号，解释这些信号并驱动显示于显示器4上和存储在RAM44或其它占据PCMCIA插槽54、55或56中任意一个或以上的合适PCMCIA存储器装置内的数据。
图4更为详细地示出了图3所示电话网接口58。电话网接口58包括与天线1的相连的双工器69。双工器69与发射机66和接收机67相连，其功能是与定序器68同步。发射机和接收机都支持模拟FM和数字时分多址(IDMA)方案。发射机66将音频信号转换为射频信号，而接收机67将RF信号转换为音频信号。天线1在空间内聚焦和转换用于接收和发射的RF能量。发射机从话筒9接收合适处理的音频信号，而接收机通过扬声器5和/或耳机插孔15发射音频信号，所有这些的经过音频接口63(未画出)。
图5是与图1A和1B所示多用途电话20一起使用的PCMCIA卡84的功能单元详细示意图。PCMCIA卡84由三个功能单元组成☆PCMCIA卡接口87☆存储器或外设逻辑88☆卡信息结构(CIS)ROM89PCMCIA卡84的PCMCIA卡接口87包含实现PCMCIA卡功能所需的必要单元并且一般包括下列模块☆PCMCIA结构寄存器☆总线接口逻辑☆地址缓冲器☆数据缓冲器☆EPROM控制☆公用和属性存储器控制☆专用功能在PCMCIA存储器卡中，存储器或外设逻辑88通常只由存储器组成并且很少需要附加的逻辑电路，而在PCMCIA I/O卡中存储器或外设逻辑88以逻辑电路为主并且通常利用卡上小型封装的制造商芯片组实现。
卡信息结构(CIS)ROM89是卡上的存储器块，它告知主装置该卡所要完成的功能。这是一种在每块PCMCIA卡上都有的宽字节PROM。
图6为与图1A和1B所示多用途电话20一起使用的夹持盒99功能单元的更为详细的示意框图。夹持盒99包括安装在支轴98的旋转印刷电路板(PCB)91的摄像机2。旋转PCB91通过电学连接器117和90经柔性电路条118与多用途电话的母板100相连。
由处理器(图3中的标号41)经伺服控制器(图3中的标号64)控制的伺服电机65可以用来在三个不同的功能位置上转动PCB91至180°。此外与多用途电话20的主体相连的拇指滑轮(图3中标号3)可以用来借助并入夹持盒99的齿轮机构(未画出)转动旋转PCB91。
在每个功能位置上，包含在透镜体96内的各个透镜93、94和95帮助校正摄像机2的正确聚焦。如前所述每个透镜93、94和95的制造符合各位置的特殊功能要求。摄像机2还被连接旋转PCB91的摄像机护罩92遮蔽，以隔断环境光。摄像机护罩92可以包含一个或多个光源97(例如发光二极管和/或激光二极)以帮助用户获得清晰的阅读。
图7为图2A、2B、2C和2D基座单元功能单元的框图。标准的AC/DC电源(未画出)经带有插入插座38的合适插头(未画出)的电缆线21向功率控制模块(PCM)101供电。PCM101与第一和第二电触点24和25相连，从而在多用途电话20位于基座单元27内时可以对可充电电池53和57充电。指示灯26与PCM101相连并用来指示可充电电池53和57正在充电。PCM101还经箭头103所示的供电线路向基座单元27的其它单元供电。
显而易见的是，除了将标准的AC/DC电源与多用途电话20和基座单元27以及连接适配器连用以外，也可以采用12伏直流电源。
调制解调器102经射频(RF)接口110与RF接收机108和RF发射机109连接。RF接口110将来自RF接收机108的信号转换为传输给调制解调器102的数据并且将来自调制解调器102的数据转换为由发射机109发射的信号。可以提供连接个人电脑(未画出)的进一步接口(例如标准的RS232接口-未画出)。也可以提供连接标准电话机(未画出)的插座。调制解调器102可以是普通的调制解调器，一般包括主控单元106、数据吞吐装置107和存储器104。连接主控单元106以从RF接口110(和/或RS232接口，如果连接的是个人电脑)接收数据。数据吞吐装置107的数据经链接接口105与电话链路22耦合。数据吞吐装置107也可以经音频接口(未画出)与扬声器(未画出)链接以监示电话线路22上的数据传输。
图8为的系统示意图，该系统包含经电话连接22(电话线路、无线电话信道等)连接至中央处理单元111的多个多用途单元20。在该系统中，数据和/或图像和/或存储的信息可以在单独的多用途电话/基座单元20/27与中央处理单元111之间发送和接收。在本发明较佳实施例中，多用途电话/基座单元20/27用于定购货物执勤中央处理单元111处理这些订单并分发给用户。此外中央处理单元111可以用来发送和接收以下信息☆更新有关商品条目的信息。
☆与多用途电话20一起使用的软件和/或硬件。
☆静止或运动图像。
显然这张清单并非穷举，其它适合经电话网发送和/或接收的信息都可以包括。
在多用途电话20的较佳实施例中，存储在ROM(图3中的标号42)中的软件允许数据从中央处理单元或者其它兼容的远地装置中调运出来。利用点码为开始部分的一系列命令完成了编程。编程命令被称为“点”命令并且如本领域内技术人员所见覆盖一定数量的标准操作。在这种方式下，分类数据和/或程序软件和/或图像的有效量可以保存在中央处理单元并且根据需要送至多用途电话20。在下载程序的地方，多用途电话20中需要例如用快闪PROM技术的ROM(图3中的标号42)实现的可重写程序存储媒体。
比较好的是在多用途电话20中实现安全系统以防止未授权的数据更新。这样一种安全系统利用数据加密实现。在该系统中，从中央处理单元和/或服务商处向每个多用途电话20提供唯一的密钥。利用装置自身定义的密钥对发送数据进行加密。因此只有特定的多用途电话20可以成功地接收和译码发送的数据。作为另外的加密方法，每个多用途电话20的密钥可以由中央处理单元和/或服务商根据需要更新并且/或者每个相关的多用途电话20与中央处理单元和/或服务商接触。这可以利用多用途电话20中的可重写程序媒体实现，例如利用EEPROM技术中的ROM(图3中的标号42)实现。
虽然可以采用普通的微处理器和外部硬件，图9的实施例采用了专用集成电路(ASIC)。显而易见的是，前面附图描述的实施例也可以用ASIC或其它等价技术代替微处理器(例如数字信号处理器(DSP))和现场可编程门阵列(FPGA)。
在图9的实施例中，ASIC完成了所需的大部分处理功能，包括☆从摄像机2接收数据☆处理从摄像机2接收的数据☆控制与摄像机2的接口，摄像机接口49的功能在ASIC中完成☆控制与伺服电机64相连的伺服控制器64，伺服控制器64的功能在ASIC中完成☆从小键盘6接收数据☆控制与小键盘6的接口，小键盘接口51的功能在ASIC中完成☆经插座14从可选个人电脑(PC)键盘(未画出)接收数据
☆控制与标准个人电脑键盘(未画出)的接口，键盘接口83的功能在ASIC中完成☆驱动指示器18☆控制RAM44的数据流入和流出☆控制ROM42的数据流入和流出☆控制视频CODEC50的数据流入和流出，视频CODEC50的功能在ASIC中完成☆与功率控制模块52接口☆实现与模拟电话系统一起使用的调制解调器功能并且提供与数字电话系统和/或蜂窝电话网集成在一起所需的处理和控制☆经耳机插座15控制扬声器5和耳机，允许监视呼叫的处理进程☆从话筒9接收输入以使多用途电话连同摄像机2和扬声器5和耳机(未画出)作为手机操作以用于音频和/或可视电话☆控制与显示器4和59以及VDU连接器13的接口，显示器接口45的功能在ASIC中完成☆控制与触摸屏12的接口，触摸屏接口62的功能在ASIC中完成☆控制与RF发射机47和接收机48的接口以使数据经RF链路无线传输到另一兼容装置，RF接口46的功能在ASIC中完成☆控制与RS232连接器40的接口，RS232接口61的功能在ASIC中完成☆控制与PCMCIA卡84、85和86连接的PCMCIA控制器60，PCMCIA控制器60的功能在ASIC中完成图10更为详细地示出了ASIC112的结构。
ASIC包括控制多用途电话20和相关元件操作的系统控制器113。在该实施例中，系统控制器113由并入ASIC的微控制器核组成。在其它实施例中，它由利用例如一个或几个有限状态机的控制装置组成。
微控制器经连接图9所示外部总线43的内部总线116接收请求。但是在系统控制器113由多个有限状态机组成的另一实施例中，将借助固定状态机中逻辑的固定互联进行控制。
如果系统控制器113为微控制器核，则控制操作的数据存储在与外部ROM42一起的内部ROM114中。另外可以没有内部ROM114并且系统控制器113将从外部ROM42获取所有数据。另外可以唯一使用内部ROM114而不用外部ROM42。但是这降低了装置的灵活性。考虑到例如语言差别、键入数据方法等，如果对于所有多用途电话20来说预定操作数量是固定的，而其余操作取决于特定的模型，则利用内部ROM114是有好处的。ASIC中的内部RAM115可以被系统控制器113用作RAM以加速操作并且最大程度地节约存储主数据所需的外部RAM33的数量。该“主数据”包括分类数据和/或程序软件和/或图像之类的数据，可以从中央处理单元通过电话传输下载。
内部RAM115可以用作短条目数据存储，而外部RAM44存储主数据，外部RAM44中的数据由电池53供电维持。提供了附加的备份电池57以避免在电池53失效时数据从外部RAM44或内部RAM115中丢失。
与摄像机获取的数据有关的信号经摄像机接口49传送至系统控制器进行处理。摄像机接口49还向视频CODEC50提供从摄像机2获取数据的数字形式，它适于显示和/或电视传输处理。
与系统控制器113相连的指示灯18被用来报告来自摄像机2的数据和/或图像的成功获取，并且还在视频电视会议期间指示装置正确使用。
摄像机接口49根据接收摄像机2信号的需要进行所有必要的信号处理。信号处理取决于摄像机的精确结构并且较好的是包含信号处理以实现精确的模拟-数字转换(ADC)，对于本领域内技术人员来说向获取数据提供足够的缓冲是显而易见的。
系统控制器113可以通过经伺服控制器64控制伺服电机65调整摄像机2的位置。因此用户可以经小键盘6改变多用途电话20的主功能。
小键盘接口51响应小键盘6的操作并且确保系统控制器113根据按键接收合适的信号。小键盘接口51还确保这种信号不会反弹(例如由于键盘弹性操作引起的按键多重操作)。用作小键盘接口51同一功能的附加键盘接口83使得系统控制器113从标准的个人电脑(PC)键盘接收合适的信号。
系统控制器113与功率控制模块(PCM)52接口并且接收电能。
显示器接口45使得系统控制器113以普通方式驱动显示器4和59并入必要的逻辑电路以通过VDU连接器13驱动标准的视频显示器单元(VDU)。
如图3所示，触摸屏接口62使得系统控制器113检测来自触摸敏感屏12的数据。
由系统控制器113控制的音频接口63进行一切所需的信号处理以使话筒9、扬声器5和耳机插座15提供标准音频电话传输或者使系统控制器113在本实施例中利用普通的蜂窝电话技术经电话网传输数据。
音频接口63因此使多用途电话20用作传输音频信号的普通蜂窝电话。在普通电话模式中，系统控制器113从话筒9经音频接口63接收信号，并完成在电话网上发射信号所需的数字信号处理(DSP)操作。这些数字信号处理操作可以包括缓冲话筒9的普通操作以滤波不需要传输的频率(例如引入的噪声和失真)。系统控制器113随后使该处理信号导向电话网接口58以被发送。从电话网接口58接收的音频数据经系统控制器113导向音频接口63以完成传送到扬声器5和耳机插座15所需的信号处理。
在数据传输模式中，包含发射机和接收机的电话网接口58利用标准的蜂窝和/或卫星网允许在多用途电话20与其它兼容装置之间进行无线通信。电话网接口58与在空间内聚焦和转换接收和发射用的RF能量的天线1相连。电话网接口58的功能单元已经在图4中讨论过，这里不再赘述。
标准的RS232连接器40经RS232接口61与系统控制器113相连以使其他兼容装置通过标准RS232电缆和/或射频(RF)链路与多用途电话20连接。
射频(RF)接口46也可以并入ASIC112以将发射数据转换为驱动RF发射机47的信号并且将来自RF接收机48的信号转换为传送到系统控制器113的数据。RF发射机47和RF接收机48与在空间内聚焦和转换发射和接收RF能量的天线1连接。这种射频接口46因此可以在多用途电话20与任何其它兼容装置之间进行无线通信。
最后ASIC112包含PCMCIA控制器60以通过PCMCIA连接器54、55和56管理PCMCIA卡84、85和86之间的接口。
虽然描述了本发明的特定实施例，但是将会看到在本发明的范围内可以作各种修改。
显而易见，其它形式的接口可以并入手持单元以利用各种形式的数据发送(例如光纤接口)。
作为一个实例，附加的单元可以并入手持单元以通过各种有线和/或无线发射(例如电话线、光缆、UHF和卫星传输)电视从而在显示器4和/或视频显示单元(VDU)和/或标准的电视机上收看标准的电视画面。这些电视画面可以压缩和存储在多用途电话20和/或中央处理单元内合适的媒体中(例如PCMCIA存储器卡)。这些存储的电视画面随后根据需要被解压缩并且在显示器4和/或视频显示单元(VDU)和/或标准的电视机上收看从而根据需要提供视频信息。电视传输还可以用来快速更新保存在多用途电话的内部和外部存储器中的数据。
显而易见，手持单元可以设计成包含诸如频率调整逻辑之类的额外单元从而可以在宽频范围内(例如500Hz-100GHz)发射和接收数据。在这种情况下需要多功能和/或额外的天线。
本发明的精神和范围由后面所附权利要求限定。
权利要求
1.一种个人通信装置，其特征在于，包括显示器；扬声器；话筒；小键盘；接收和发射信息的电信接口；以及摄像机，它具有一个能够旋转的读取头。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述读取头至少能够旋转90度。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述摄像机能够在使用者正在对所述装置说话时进行旋转。
4.一种通信系统，其特征在于，包括多个通信装置，其中至少一个通信装置包括显示器；扬声器；话筒；小键盘；接收和发射信息的电信接口；以及摄像机，它具有一个能够旋转的读取头。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述读取头至少能够旋转90度。
6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述摄像机能够在使用者正在对所述装置说话时进行旋转。
7.一种个人通信装置，其特征在于，包括显示器，用于显示数据和视频信号；扬声器，用于产生音频信号；话筒，用于接收音频信号；小键盘，用于输入数据；电信接口，用于接收和发射信息；以及摄像机，它具有一读取头，所述读取头能够指向位于所述显示器之正面的物体，并且至少还能够指向位于所述显示器之背面方向的物体和在垂直于显示器的方向上的物体中的一个。
全文摘要
一种个人交互音频和视频数据输入系统，其特征在于包括手持音频视频数据输入单元，所述手持单元包括位于旋转轴上用来检测各种位置上图像的摄像机读取传感器以进行交互通信；利用允许各种无线通信、命令和/或数据的低比特率音频视频交互通信算法的MPEG－4兼容音频视频编码器，适于GSM数字蜂窝网上的音频视频通信；可重写存储媒体和/或PCMCIA端口以及相关的控制器；接收和处理来自所述传感器的所述输入信号的控制器，响应所述命令以控制所述手持单元和/或响应所述数据以选择所述条目，以及显示所述命令用户可读形式和/或存储的选择条目信息的显示屏；以及电信接口，用于涉及交互音频视频通信和来自所述存储媒体的选择条目的信息向远地处理中心的发射，并用于音频视频信息和/或选择条目信息从所述远地处理中心到所述存储媒体的电信发送。
文档编号H04N7/15GK1551595SQ20041003241
公开日2004年12月1日 申请日期1997年1月17日 优先权日1996年1月17日
发明者G·D·罗伯, G D 罗伯 申请人:Avt视听通讯有限公司