DE69824311T2 - Tragbarer Rechner - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf tragbare Computer und insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf Handcomputer, wie sie auch manchmal als elektronische Notizbücher (personal digital assistants, PDA) bezeichnet werden.
- Ein digitales Notizbuch weist Dateien auf, deren Inhalt beispielsweise dem eines elektronischen Tagebuchs, eines Adressbuchs und weiterer Anwendungen gleicht, zum Beispiel Textverarbeitungssoftware, Taschenrechner und dergleichen. Mit der Entwicklung immer leistungsfähigerer Speicher und Prozessoren mit geringerer Größe wurde es möglich, ziemlich leistungsfähige Computer in relativ kleinen, tragbaren Gehäusen herzustellen. Die Grenze der Miniaturisierung ist erreicht, wenn ein Anzeigeschirm und eine Tastatur für die Dateneingabe und das Auslesen benötigt werden. So genannte Hand-PCs (palm top personal computers, PPC) haben eine Größe im Bereich von 15 cm mal 7 cm, um einen lesbaren Schirm und eine vernünftige Tastatur unterbringen zu können. Derartige Hand-Computer sind bekannt, beispielsweise der Psion Series 5 (Handelsmarke) PPC mit 8 Megabyte RAM und Prozessor von Psion Corporation sowie zum Beispiel der HP320LX (Handelsmarke) von Hewlett Packard. Die Möglichkeiten derartiger PPCs lassen sich durch Einbau so genannter Flash-Karten erweitern, durch die der RAM um bis zu 10 Megabyte oder mehr ausgebaut werden kann, während PCMCIA-Karten verwendet werden können, um die Verbindung des PPC mit Telefonnetzen über Mobiltelefone oder Telefonanschlüsse für die Kommunikation mit anderen Computern und dem so genannten Internet und Intranet herzustellen.
- Die meisten PPCs umfassen eine Docking-Station, damit man sie mit einem Tischrechner oder einem anderen Hauptrechner für den Abgleich von Daten und dergleichen verbinden kann.
- Ganz allgemein sind die PPCs jedoch nicht besonders robust und werden leicht beschädigt, weil die schalenförmige Abdeckung ein Scharnier aufweist, das zum Öffnen der eingebauten Tastatur und des Schirms aufgeklappt werden muss. PPCs werden also gewöhnlich auf einem Schreibtisch oder einer Unterlage verwendet, oder sie können mit einer Hand gehalten werden, während man mit der anderen etwas eingibt.
- In
EP 615 209 - Zusätzlich zu der Schreibfunktion des Stiftes ist eine Anzahl von Schaltoperationen für die Auswahl von Funktionen vorgesehen, beispielsweise das Betätigen einer Drucktaste an dem Ende der Eingabevorrichtung oder Betätigen eines Drehschalters in dem Gehäuse.
- In
EP 439 340 - Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein tragbarer Computer geschaffen mit einer Bewegungserfassungseinrichtung, die auf eine Bewegung des Computers reagiert, indem sie ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das eine derartige Bewegung darstellt, einer Verarbeitungseinrichtung, die auf das Ausgangssignal der Bewegungserfassungseinrichtung reagiert, um erfasste Bewegungsdaten, die die Absicht des Benutzers definieren, zu bestimmen, und einem Anzeigeschirm, wobei von der Verarbeitungseinrichtung die Daten verwendet werden, um eine Reaktionsweise festzulegen, die unter mehreren gespeicherten möglichen Arten ausgewählt wird, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Anzeigeschirm eine Ansicht mit alphanumerischen oder grafischen Abbildungen, die aus den gespeicherten Daten abgeleitet wurden, wiedergibt und dass die Verarbeitungseinrichtung wenigstens in einem Modus auf die erfassten Bewegungsdaten reagiert, die eine offensichtliche rollende Bewegung bedeuten, indem die Ansicht durchgerollt wird, und auf erfasste Bewegungsdaten, die offensichtlich ein seitliches Kippen bedeuten, indem die Ansicht in Bezug auf die momentane Darstellung zur Seite bewegt wird.
- Vorzugsweise umfasst die Bewegungserfassungseinrichtung wenigstens eine Beschleunigungserfassungseinrichtung, die auf die Bewegung des Computers reagiert, indem das elektrische Ausgangssignal erzeugt wird. Es können mehrere Beschleunigungserfassungseinrichtungen vorgesehen sein, wobei jede von ihnen jeweils ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das eine Bewegungskomponente in der jeweiligen Richtung darstellt. Die Detektoren sind allgemein derart montiert, dass sie X- und Y-Bewegungskomponenten erfassen, die einen Winkel von neunzig Grad einschließen.
- Die Verarbeitungseinrichtung kann einen Dateneingabemodus aufweisen, in welchem erfasste Bewegungsdaten verwendet werden, um alphanumerische oder grafische Daten zu erzeugen. Die alphanumerischen oder grafischen Daten können in einem Datenspeicher des tragbaren Computers abgelegt werden oder können durch eine Übertragungseinrichtung an eine Empfangseinrichtung ausgegeben werden, die mit einer weiteren Verarbeitungseinrichtung verbunden ist.
- Bei der Ausgabe auf einem Schirm kann die Verarbeitungseinrichtung auf erfasste Bewegungsdaten reagieren, um eine wahrscheinlichste Orientierung der Computeranzeigeeinrichtung in Bezug auf das Auge eines Anwenders zu erfassen, wobei die an die Anzeigevorrichtung ausgegebenen Signale eine Invertierung der dargestellten Information bewirken können, so dass der Computer mit beiden Händen gehalten und verwendet werden kann.
- Der Computer kann eine Näherungserfassungsvorrichtung umfassen, um Signale zu erzeugen, die die Annäherung des Anzeigeschirms an den Anwender anzeigen, wobei die Verarbeitungseinrichtung auf Änderungen der relativen Annäherung reagiert, indem die Dichte der dargestellten Information erhöht oder erniedrigt wird.
- Bei einer Weiterentwicklung werden Sicherheitsdaten aus der Bewegung des Computers abgeleitet, wodurch ein autorisiertes Passwort eines Anwenders definiert wird, und abgespeichert, wobei die Verarbeitungsvorrichtung in einem Sicherheitsmodus verriegelt wird, bis erfasste Bewegungsdaten empfangen werden, die den Sicherheitsdaten entsprechen.
- Der Computer kann eine Spracheingabevorrichtung umfassen, wobei die Verarbeitungsvorrichtung einen zweiten Dateneingabemodus aufweist, in welchem alphanumerische Daten aus eingegebenen Sprachsignalen abgeleitet werden. Außerdem kann eine Sprachausgabevorrichtung vorgesehen sein, um die Ausgabe von Sprache zu ermöglichen, die aus gespeicherten Daten abgeleitet wurde. Alternativ kann die Spracheingabe- und -ausgabevorrichtung kombiniert werden mit einer Funkeinrichtung, als die Mobiltelefone oder andere Funktelefonnetze verwendet werden können.
- Der Computer kann in einem Gehäuse untergebracht werden, das so geformt ist, dass es einem Anwender möglichst einfach gemacht wird, den Computer wie einen Schreibstift zu halten. Dieses Gehäuse hat vorzugsweise einen im Wesentlichen Querschnitt, der über einen wesentlichen Anteil seiner Länge gekrümmt dreieckig ist, und er kann einen abgeflachten Abschnitt aufweisen, in welchem der Anzeigeschirm integriert ist. Das Gehäuse kann einen Winkel zwischen einem vorne gehaltenen Bereich und einem rückwärtigen Bereich mit Anzeigeschirm aufweisen, so dass sich ein natürlicher Betrachtungswinkel des eingebauten Anzei geschirms ergibt, wenn das Gehäuse wie ein Schreibstift gehalten wird. Die Form kann auch so gestaltet sein, dass die Unterstützung des rückwärtigen Anzeigeschirmbereiches durch den Handrücken des Anwenders zwischen dem Ansatz des Daumens und des Zeigefingers und dem Handgelenk unterstützt wird.
- Im Folgenden wird ein erfindungsgemäßer Computer als Beispiel beschrieben, wobei Bezug genommen wird auf die beigefügten Zeichnungen.
-
1 zeigt eine Draufsicht auf den Computer. -
2 zeigt eine Seitenansicht des Computers nach1 . -
3 ist ein schematisches Blockdiagramm der Schaltkreise des Computers nach1 . -
4 ist ein Schaltplan mit Einzelheiten der Schaltung, die mit Bezug auf3 beschrieben wird. -
5 ist ein Schaltplan einer Docking-Station, um den Computer nach1 mit einem Tischrechner oder einer anderen Einrichtung zu verbinden. -
6 bis9 sind Flussdiagramme mit einigen Programmen für den Mikroprozessor nach4 . -
10 bis13 sind grafische Darstellungen der Ausgangssignale der Beschleunigungsvorrichtungen in4 zur Analyse durch den Mikroprozessor. -
14 zeigt einen grafischen Vergleich der Darstellungen der Ausgangssignale der Beschleunigungsvorrichtungen in den10 bis13 . -
15 zeigt schematisch einen Stromsparaufbau des tragbaren Computers in1 . -
16 zeigt schematisch eine Spracheingabe für den tragbaren Computer nach1 . -
17 zeigt Positionen für die Anbringung der Beschleunigungsvorrichtungen nach4 in Bezug zueinander. -
18 ist eine Tabelle der Reaktionen des Pragramms auf Bewegung der Beschleunigungsvorrichtungen nach16 in einem bestimmten Betriebsmodus. -
19 zeigt schematisch einen Teil des Durchrolldetektors des tragbaren Computers in1 . - In den
1 und2 hat der Handcomputer gemäß der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse1 aus Plastikguss mit einem Dreieckwalzenquerschnitt in Richtung auf das vordere Ende, das heißt in Richtung auf die Spitze, wobei die Seiten einen Radius aufweisen und der Durchmesser etwa 15 mm beträgt. Das Gehäuse ist so geformt, dass es eine Krüm mung aufweist, so dass dann, wenn der vordere Teil der Walze des Gehäuses als Schreibstift mit dem Daumen, Zeige- und Mittelfinger des Anwenders gehalten wird, der Schirmbereich A-A bequem auf dem Handrücken auf der Rückseite der Hand zwischen dem Ansatz des Daumens und Zeigefingers der Hand und dem Handgelenk des Anwenders ruht. Dadurch wird eine gewisse zusätzliche Unterstützung gewährleistet, so dass der gesamte Computer mit nur einer Hand betätigt werden kann. Nach dem Zusammenbau wird das Gehäuse mit einem O-Ring abgedichtet, so ähnlich wie dies bei Uhren geschieht. Durch Beschichtung des Gehäuses mit Polyethylen-Wachs wird die Abdichtung der Einheit abgeschlossen, so dass das Gehäuse für alle Einsatzzwecke und Bestimmungen wasserdicht ist. - Das Gehäuse wird an einem Ende beschwert (zum Beispiel durch Einbau einer aufladbaren Batterie
2 ), nämlich am vorderen Ende, so dass dann, wenn das Gerät fallen gelassen wird und auf einer Fläche landet, es sich auf eine bestimmte Art dreht, so dass die Spitze, die einen Stoßschutz aufweisen kann, zum Beispiel durch Gummierung des Gehäuses, ernsthaften Schaden an den inneren Komponenten verhindert. Das Beschweren macht auch die Balancierung der Einheit in der Hand des Anwenders einfacher. - Das Gehäuse kann einen Haken
3 für das Anbringen eines Riemens oder eines Schlüsselrings (nicht dargestellt) aufweisen, und es kann eine Taschenklammer4 aufweisen. Der Haken ist vorzugsweise in einer Vertiefung in dem Gehäuse untergebracht. - Außen angebracht ist ein kleiner Flüssigkristalldiodenschirm, beispielsweise der Art, wie er von Batron hergestellt und als BT42003STYC ver trieben wird. Auf beiden Seiten der LCD-Vorrichtung
5 sind berührungs- oder druckempfindliche Schalter6 bis13 vorgesehen. Diese Schalter können soft-programmiert werden, um Funktionen zu übernehmen, die im Folgenden beschrieben werden. Ein Berührungsdurchrollstreifen14 (der im Folgenden beschrieben wird) wird vor dem Schirm5 angeordnet, und das System umfasst einen pyroelektrischen Detektor15 zum Erfassen der Annäherung des Computers an das Auge eines Anwenders. - Audioeingabe- und -ausgabevorrichtungen sind ebenso vorgesehen wie eine Alarmvorrichtung. Zum Beispiel kann ein Mikrofon
16 , ein akustisches Meldegerät17 und ein Lautsprecher18 eingebaut werden. Miniaturschalter18 ,19 ,20 sind vor dem akustischen Meldegerät17 vorgesehen und können wiederum soft-programmiert werden, um ihre Funktion festzulegen. Sichtbar sind außerdem goldene Docking-Stifte21 für die Verbindung des Handcomputers zum Aufladen der Batterie2 und zum Übertragen von Daten über eine Docking-Station an andere Computer, beispielsweise Einzelrechner auf dem Tisch. - Als eine alternative Vorrichtung für das Übertragen von Daten von dem Computer gemäß der Erfindung an eine andere Verarbeitungsvorrichtung oder damit der erfindungsgemäße Computer als Eingabevorrichtung eines PC verwendet werden kann, ist eine Infraroteinrichtung
22 vorne an dem Gehäuse1 angebracht. - Außerdem ist eine Lichterzeugungsdiode
23 eingebaut, die drei oder mehr Farben erzeugen kann. Einzelne Farben sorgen für geringe Beleuchtung oder können dazu dienen, als Anzeige von Alarmfunktionen eingesetzt zu werden. Alternativ kann eine einzelne, rot gefärbte Lichterzeugungsdiode TLSH180P von Toshiba eingesetzt werden. Diese sehr hel le LED wird bei Nachtsichtgeräten eingesetzt und kann auf Grund ihres geringen Stromverbrauchs in Dunkelheit eingesetzt werden. - In
3 ist ein schematisches Blockdiagramm der Komponenten des Computers dargestellt. Es ist offensichtlich, dass die Anzeige5 Eingangssignale von einem Mikrocontroller30 erhält, der beispielsweise der PIC16C74 von Microchip sein kann. Der PIC16C74 umfasst einen integrierten Festwertspeicher (ROM), bei einer bevorzugten Ausführungsform wird jedoch einen ARM-Prozessor mit größerem Speicher eingesetzt. Ebenso eingebaut in das Gehäuse1 sind zwei Beschleunigungssensoren31 ,32 , die beispielsweise die Bauelemente ADXL05 von Analog Devices Limited sein können, und die durch Operationsverstärker gepuffert werden, beispielsweise LPC662 von National Semiconductor. Die Tasten6 bis13 und18 bis20 sind hier als Tastatur33 dargestellt. Einige der Tasten können verwendet werden, um eine Sprachaufnahmevorrichtung34 zu steuern, die auch als Schnittstelle zwischen dem Mikrocontroller30 und dem Mikrofon16 und dem Lautsprecher18 eingesetzt wird. Ein Funksender35 , der als Funkeinrichtung verwendet werden kann, ist ebenfalls eingebaut. - Eine Funktion des Funksenders kann darin bestehen, die Verwendung des Handcomputers gemäß der Erfindung als Eingabevorrichtung für einen Arbeitsplatz- oder einen anderen PC
40 mit entsprechendem Empfänger36 und einem geeigneten Konverter zu ermöglichen, ohne dass sie physikalisch verbunden sind. Andere Funktionen der Funkeinrichtungen35 ,36 ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. - In
4 wird der Mikrocontroller30 mit der Anzeige5 unter Verwendung von standardmäßigen Steuereingängen für die Anzeige verbunden, um ein visuelles Ausgangssignal auf Grund des Ergebnisses der Programmaktivitäten zu erzeugen, wie es von dem Anwender gefordert wird. Es ist offensichtlich, dass die Beschleunigungssensoren31 und32 entsprechende Pufferschaltkreise aufweisen, die jeweils einen Operationsverstärker beinhalten, um den Eingang des Mikrocontrollers zu puffern. Die Operationsverstärker41 können zum Beispiel LPC662 von National Semiconductor sein. - Die Beschleunigungssensoren
31 werden über einen Transistor TR2 mit Strom versorgt, so dass für den Fall, dass der Mikrocontroller30 erkennt, dass der Computer nicht bewegt wird, oder dass die Beschleunigungssensoren31 und32 durch das gegebene Programm nicht benötigt werden, das Ausgangssignal RB1 so gesetzt werden kann, dass kein Strom mehr gezogen wird, damit der Batterieverbrauch minimiert wird. Der Mikrocontroller kann für eine periodische Abtastung während der Ruheintervalle sorgen, so dass dann, wenn der Computer in die Hand genommen wird, die Sensoren wieder aktiviert werden. - Ein EEPROM-IC-Chip vom Typ X24F064 mit 8 KByte von Xicor zur Bereitstellung von 8 KByte Speicher ist ebenfalls vorgesehen, so dass auf bekannte Art durch den Mikrocontroller
30 auf ihn zugegriffen werden kann. Die Schalter S1 bis S8 (Tasten33 in3 ) sind mit den jeweiligen Eingängen des Mikrocontrollers30 verbunden. - Man beachte, dass durch den TR1 die Stromeinspeisung in die Hintergrundlichtschaltung der LCD-Anzeige
5 gesteuert wird. Wiederum wird der Mikrocontroller30 normalerweise den TR1 abschalten, wenn sich der Computer im Ruhezustand befindet, und er wird den TR1 ausgeschaltet lassen, es sei dann, Hintergrundlicht wird durch Betätigung einer der Tasten auf der Tastatur33 angefordert. - Um Zweifel zu vermeiden, sei hier betont, dass der Mikrocontroller
30 ein Programm aufweist, bei dem Positionsausgangssignale von den Beschleunigungssensoren31 ,32 verwendet werden, um auf Grund der Orientierung des Computers festzulegen, ob sich der Handcomputer in der linken Hand oder in der rechten Hand des Anwenders befindet. Es wird hier betont, dass das Beschleunigungssensorausgangssignal vom Kippwinkel des eingebauten Beschleunigungssensors in Bezug auf das Gravitationsfeld der Erde abhängen kann. Die Tasten S1 bis S8 werden dann im Soft-Programmiermodus ausgetauscht, so dass die Funktion durch das offensichtlich obere Ende der Anzeige5 in Bezug auf den Anwender in der momentanen Position festgelegt wird. Ähnlich wird die Festlegung der Orientierung der alphanumerischen oder sonstigen Anzeigeinformation auf dem Schirm5 auf Grund der Orientierung des Computers selbst festgelegt. Damit dienen die Ausgangsdaten an den Schirm von dem Controller30 dazu, dass die Anzeige entsprechend orientiert wird. - Die Sprachaufnahmevorrichtung
34 wird mit dem integrierten Schaltkreis ISD2560 von Sequoia Technology für die Aufnahme von Audiosignalen implementiert. Der Sequoia Technology-Chip kann 60 Sekunden Sprachnachrichten in digitaler Form speichern und ist so geschaltet, dass das Mikrofon16 als Eingangsquelle verwendet werden kann. Die drei Schalter SW1, SW2 und SW3 können den Miniaturschaltern18 bis20 in1 entsprechen oder können über Software unter den Tasten6 bis13 gewählt werden. - Im Sprachaufnahmemodus liefert SW1 eine Start- und Pausensteuerungsfunktion für den Anwender, SW2 eine Stopp- oder Zurücksetzungsfunktion, und SW3 schaltet zwischen Aufnahme- und Wiedergabemodus um.
- Kurze Nachrichten werden über den Lautsprecher
18 wiedergegeben. Momentan wird als Mikrofon16 ein Maplin QY62S und als Lautsprecher ein Hosiden HDR9941 verwendet. "Sprechnotizen", die mit diesem Verfahren aufgenommen werden, können zum Sortieren und Katalogisieren auf einen PC heruntergeladen werden. - In
5 ist der Handcomputer nach1 gezeigt, wie er in einem entsprechenden Docking-Port eingesetzt wird, der so geformt ist, dass der Kontakt21 mit T5 bis T7 in5 ausgerichtet wird. Der Kontakt T5 und T8 dient als serieller Empfangs- und Sendepfad zum Abgleichen von Datenbanken auf PC und tragbarem Computer sowie zur Wiederaufladung der Batterie. Der Kontakt T7 ist ein Massekontakt. Sprachdaten und andere Daten können von einem PC auf den tragbaren Computer hochgeladen werden. - Ein integrierter Schaltkreis
42 von Maxim, beispielsweise MAX232IC, konvertiert den seriellen Ausgang RS232 sowie den von heutigen PCs geforderten Eingang auf den Spannungspegel, der für den Mikrocontroller30 in4 benötigt wird. Man beachte außerdem die Möglichkeit, ein Funkeingangssignal über eine Antenne zu empfangen, die mit dem Funkempfänger-Chip AMHRR3-418 verbunden ist. - Nachdem nun die Hardware des tragbaren Computers gemäß der Erfindung erläutert worden ist, werden im Folgenden verschiedene Anwen dungen betrachtet, bei denen die Eingabe mit Schreibstift, die Spracheingabe und der Anzeigeschirm eingesetzt werden können. Es sind Flussdiagramme für einige Beispiele für die Anwendung des tragbaren Computers beigefügt. Während die Funktionen einzeln mit Bezug auf die Flussdiagramme in den
6 bis9 erläutert werden, versteht es sich, dass Kombinationen der Programme eingesetzt werden können, um Eigenschaften, die später erläutert werden, zu implementieren. - In
6 werden durch die Kippsensor-Software Eingangssignale von den Beschleunigungssensoren31 ,32 verwendet, die, wie in17 gezeigt, auf die hier Bezug genommen wird, mit ihren jeweiligen Sensorachsen im rechten Winkel zueinander montiert sind. Wie sich aus4 ergibt, wird das Ausgangssignal von jedem Beschleunigungssensor durch ein Netzwerk aus Widerständen und Kapazitäten gefiltert, beispielsweise um hochfrequentes Rauschen zu entfernen, und die Ausgangssignale werden dann von einem Analog-Digital-Konverter in den Mikrocontroller30 ausgelesen. Aus6 wird ersichtlich, dass für spezielle Messungen der Mikrocontroller30 , die Anzeige5 und die Analog-Digital-Konverterschaltkreise bei100 initialisiert werden und die Interrupts und Port-Anschlüsse des Mikrocontrollers30 im Schritt105 zurückgesetzt oder gelöscht werden. Das Ausgangssignal der Beschleunigungsseensoren31 ,32 wird an den jeweiligen analogen Eingangsanschlüssen AN0 und AN1 des Mikrocontrollers30 ausgelesen, und im Schritt110 wird mit der Formel I = a + (b2 × 16) ein Index in einer Nachschlagetabelle berechnet. In diesem Fall ist a eine Kalibrierungskonstante, und b1 ist das digitalisierte Ausgangssignal des Beschleunigungssensors31 . Damit wird genutzt, dass mit einer Nachschlagetabelle eine 16 mal 16 Matrix von Positionen von links nach rechts festgelegt werden kann. Für vertikale Kipppositionen kann die Formel I = a + (b2 × 16) verwendet werden, wobei b2 das Ausgangssignal des Beschleunigungssensors32 ist, um eine weitere Matrix zu adressieren und die relative Oben/Unten-Position festzulegen. Durch Anwendung eines oder mehrerer der Indizes in der Nachschlagetabelle ist es möglich, eine von n Schirmpositionen auszuwählen oder den Grad der Bewegung seit dem letzten Auslesen im Schritt115 festzulegen. Das System wartet dann für 10 ms, wie dies im Schritt120 angedeutet ist, bevor das Auslesen des Beschleunigungssensorausgangssignals wiederholt wird. - Mit dem Programm ist es möglich, dass der Schirm
5 je nach Anforderungen des Anwenders durchgerollt wird. Auf Grund der Befestigung dieser Sensoren, wie sie in17 gezeigt ist, kann die Positionsbewegung in oben, unten, links und rechts bis auf Bruchteile eines Grades aufgelöst werden. - Mit der Software des Mikrocontrollers
30 kann das Ausgangssignal von den Beschleunigungssensoren31 ,32 verwendet werden, um die Anforderung eines Anwenders nach einer anderen Darstellung auf dem Schirm5 zu erkennen. Somit wird ein virtuelles Scharnier erzeugt, so dass dann, wenn der Anwender den Stift bewegt, während er sich in der Betrachtungsposition befindet, die Schirminformation verändert werden kann, um auf eine natürliche Bewegung zu reagieren, bei der man nach oben oder unten oder links oder rechts blickt. Wie in18 mit einem vereinfachten Aufbau gezeigt, führt dann, wenn die Anzeige auf dem Schirm zu irgendeinem Zeitpunkt als laufende Seite (current page, CP) aufgebaut ist, das Kippen des Stiftes nach links damit dazu, dass die Anzeige einer gespeicherten Seite nach rechts von CP (CR) erfolgt. Die Seite, die ursprünglich CR war (wie dies durch Daten in dem Speicher des Mikrocontrollers30 oder einem dazugehörigen Datenspeicher festgelegt wird), ist nun CP. Ein Kippen des Stiftes nach rechts führt dazu, dass eine Seite mit Information (CL) nach links von CP angezeigt wird. Um Zweifel auszuräumen, wird der Ausdruck Seite hier für einen Schirm mit Informationen verwendet. Damit ist die Aktion beim Kippen des Stiftes nach links oder rechts analog zum natürlichen Neigen, um durch ein Fenster nach rechts oder links zu blicken, um so zusätzliche Informationen über einen Beobachtungsraum zu gewinnen. - Wenn der Stift auf ähnliche Weise zum Anwender gedreht wird, so wird bei UC gespeicherte Information angezeigt, und das Kippen des Stiftes in die andere Richtung führt dazu, dass die Information DC angezeigt wird. Es versteht sich, dass die Kombination von Kippwinkeln zur Anzeige von Information nach oben und links (UL), oben und rechts (UR), unten und links (DL) und unten und rechts (DR) führt. Diese vereinfachte Beschreibung einer mehrfachen Schirmbewegung, wie bei einem Sprung, kann betrachtet werden als das Ermöglichen eines einzeiligen Durchrollens, wobei CP die obere Zeile des Schirms definiert, DC die Zeile darunter, und weitere Zeilen bis zum Ende der Sichtbarkeit des Schirms mit CP angezeigt werden, so dass eine einzeilige Durchrollbewegung oder ein sanftes Rollen erscheint. Feinere Durchrollmoden, wie zum Beispiel einzelne Pixelbewegungen, sind ebenfalls möglich. Der Anwender kann die Reaktionsrate mit den Tasten
6 bis13 oder den Miniaturschaltern18 bis20 wählen. Man beachte, dass es der Kippsensoraufbau31 ,32 ermöglicht, dass durch den Mikrocontroller30 der wahrscheinlichste Blickwinkel festgelegt wird und Pixelabbildungen auf dem Schirm entsprechend eingestellt werden, so dass dann, wenn ein Anwender den Stift in der linken Hand hält, die Anzeige gegenüber der in1 invertiert wird, so dass die untere rechte Ecke bei Betrachtung durch einen rechtshändigen Anwender die obere linke Ecke bei Betrachtung durch einen linkshändi gen Anwender wird. Man beachte, dass der Mikrocontroller keine Eingabe von dem Anwender erfordert, um zu bestimmen, ob der Stift in der linken oder in der rechten Hand gehalten wird, und wenn ein Anwender im Verlauf der Betrachtung des Schirms zwischen den Händen wechselt, wird eine entsprechende Invertierung der Ausgabesignale vorgenommen. - Es ist außerdem möglich, insbesondere wenn Zeichnungsobjekte anstelle von alphanumerischen Zeichen dargestellt werden sollen, dass der Schirm in einen "Portrait"-Modus geschaltet wird, wenn der Stift vertikal gehalten wird. In diesem Fall entspricht die Orientierung dem Fall, bei dem der Stift mit der Spitze über oder unter dem Mittelteil des Stiftes gehalten wird.
- Um ein Durchrollen oder eine Änderung der Orientierung zu vermeiden, kann der Anwender eine Soft-Taste
6 bis13 oder einen Miniaturschalter18 bis20 zum Verriegeln und Entriegeln der Anzeigebewegung einsetzen. - Während in Bezug auf
3 gesagt wurde, dass der Anzeigeschirm von Batron ist, kann bei einer bevorzugten Ausführungsform ein Kopin Cyberdisplay 320 mit 1/4 VGA-Farbauflösung verwendet werden. Der Einsatz der Kopin-Anzeige und der dazugehörigen Betrachtungseinzellinse am Ende des Gehäuses ermöglicht die klare Betrachtung von etwa 15 Zeilen normalen Textes. Die Kopin-Einzellinse hat eine Größe von etwa 20 mm mal 18 mm, was einer akzeptablen Größe für eine Bewegungserfassungseinrichtung in einem Stiftgehäuse entspricht, wie es hier beschrieben wird. - In einer Weiterentwicklung kann der pyroelektrische Detektor (Murata IRAS-E700St0)
15 verwendet werden, um die Anwesenheit des Anwen ders und die Annäherung des Anwenders an den Beobachtungsschirm5 zu erfassen. Mit dem Kopin 1/4 VGA-Anzeigegerät ist es möglich, die Größe der angezeigten Zeichen zu verringern. Damit verwendet der Mikrocontroller30 das Ausgangssignal des pyroelektrischen Detektors15 , um zu bestimmen, wie nahe sich das Auge eines Anwenders an dem Stift befindet, damit die Größe des Ausdrucks angepasst werden kann, so dass mehr Zeichen auf den Schirm5 passen. Auf diese Art können große Bereiche von Text gelesen werden, indem der Schirm nahe an das Auge des Betrachters gehalten wird. Eine weitere Verwendung des pyroelektrischen Detektors in Bezug auf Stromeinsparung wird im Folgenden erläutert. Wie erwähnt ist die Erfassung der Position des Schirms in Bezug auf die linke oder rechte Seite des Anwenders möglich. - In
8 wird das Löschen von Interrupt und Set-Port-Anschlüssen sowie die Initialisierung, die vorher mit Bezug auf6 erwähnt wurde, durchgeführt. Einer der Beschleunigungssensoren, zum Beispiel der Beschleunigungssensor31 , wird im Schritt200 ausgelesen, und sein Wert wird mit einem vorgegebenen Wert m verglichen. Werte, die größer als m sind, bedeuten, dass sich die Anzeige höchstwahrscheinlich in der linken Hand des Anwenders befindet, so dass, wie bei215 angedeutet, invertierte Zeichen auf dem Schirm5 angezeigt werden. Wenn der Wert, der aus dem Beschleunigungsmesser31 ausgelesen wird, kleiner als m ist, so wird angenommen, dass sich der Stift in der rechten Hand des Benutzers befindet, und es werden normale ROM-LCD-Zeichen angezeigt. Wie bei220 angedeutet, kann eine Überprüfung nach jeweils 10 ms vorgenommen werden, um die Umstände bezüglich des Schirms zu bestimmen. - Als Eingabe für das Computersystem stellt man sich entweder bei der Anwendung als PDA oder Textverarbeitung vor, dass dies handschriftlich (hand writing recognition, HR) oder durch Sprache mittels Mikrofon
16 erfolgt. Die Schrifterkennung führt nicht dazu, dass der Anwender auf einer Fläche schreiben muss, obgleich einige Anwender dieses Verfahren hierfür als angenehm ansehen, sondern es ist nur erforderlich, dass der Anwender den Stift bewegt (das heißt den gesamten Computer), als ob Ziffern und Buchstaben geschrieben werden. Es können auch Katakana- oder kyrillische Texte eingegeben werden, wie es auch möglich ist, Symbole einzugeben. - Damit wird unter Verwendung eines der beiden Beschleunigungssensoren
31 ,32 und unter Verweis auf die10 bis14 das Ausgangssignal eines der Beschleunigungssensoren31 ,32 mit einer einfachen Rate 100-mal pro Sekunde ausgelesen. Die empfangenen Daten werden in einem Schreib-Lesespeicher (RAM) als Menge von Beschleunigungswerten in Abhängigkeit von einer Zeiteinheit abgespeichert. In einem Softwareprozess wird durch den Mikrocontroller30 das eingegebene Zeichen über Autokorrelation bestimmt. In den Figuren zeigt zur Erläuterung10 drei Einträge für den Buchstaben C,11 zeigt drei Einträge für den Buchstaben B,12 zeigt drei Einträge des Buchstaben F, und13 zeigt drei Einträge für den Buchstaben H. Mit dem Anwender Es kann es eine Rückkopplung entweder über die Anzeige oder über die Sprachwiedergabe von Zeichen oder einfach durch einen akustischen Pieps geben, um anzuzeigen, dass das Zeichen akzeptiert worden ist. Die Art der Gültigkeitsanzeige kann von dem Anwender ausgewählt werden. - Aus
14 wird ersichtlich, dass ein einziges Beschleunigungssensorausgangssignal für jedes der Eingangszeichen abgesendet wird, und da her kann der Mikrocontroller den gemachten Eintrag bestimmen. Der Eintrag kann ein Texteintrag sein, der auf dem Anzeigeschirm5 wiedergegeben wird, oder er kann in Form von Befehlen vorliegen, und zwar in entsprechenden Ausdrücken wie "lade Tagebuch Montag". Sobald das Tagebuch aus dem Speicher geholt worden ist, können die entsprechenden Einträge auf dem Schirm5 mit entsprechenden Soft-Tasten unter den Tasten6 bis13 wiedergegeben werden. - Man beachte, dass vom Anwender vordefinierte Kurzzeichen, wie zum Beispiel die Zeichnung eines "Umschlages" zum Aufrufen des E-Mail-Betriebs oder einer Tabelle für den Tagebuchbetrieb als Beispiel verwendet werden können. Die Befehle können vom Anwender ausgewählt werden oder angeboten werden, so dass bei der Initialisierung der Anwender den Modus bezeichnet und auswählt. Das Zeichnen desselben Symbols wird danach den Mikrocontroller
30 dazu veranlassen, in den entsprechenden ausgewählten Modus umzuschalten. - Die Erfassung kann verwendet werden, um den angezeigten Bereich umher zu bewegen (wie es mit Bezug auf
6 und18 erläutert wird), oder es kann die Berührungsstreifensteuerung14 in Verbindung mit den Tasten6 bis13 verwendet werden, um entsprechende Bereiche auszuwählen. - Die Eingabe von Information in das Tagebuch kann auch mit einem handschriftlichen Eintrag erfolgen. Hier sei der Aufbau des Berührungsstreifens
14 betrachtet, der, wie in19 gezeigt, eine gedruckte Leiterbahn von 0,4 mm mit einem Oberflächenbereich von etwa 20 mm mal 5 mm mit horizontalen Streifen in der 5 mm-Ausdehnung aufweist, wie dies durch47 bis50 in19 angedeutet ist, die einen Teil des Strei fens14 zeigt. Der Streifen14 ersetzt so das Drehelement des Potentiometers, so dass das Gehäuse hermetisch abgeschlossen werden kann und die Steuerung gegenüber Abnutzung geschützt ist. Die Streifen47 bis50 etc. sind mit dem Mikrocontroller30 verbunden, so dass bei Bewegung eines Fingers über den Streifen die Richtung der Bewegung und die Geschwindigkeit der Bewegung festgestellt werden kann. Die Information kann auf die gleiche Art wie ein Drehpotentiometer verwendet werden. - Es versteht sich, dass der Einbau eines zweiten Streifens im rechten Winkel zu dem Streifen
14 die vollständige Funktionalität (beispielsweise) einer Computermaus simulieren würde. - Wenn, wie in
19 gezeigt, ein Anwender einen Finger bewegt, so bedeutet das Vorhandensein einer Fingerbrücke48 ,49 , und50 nach einer Fingerbrücke47 bis50 , dass der Anwender ein Potentiometer gegen den Uhrzeigersinn drehen möchte. Ähnlich bedeutet die Erfassung einer Fingerbrücke47 und48 , nachdem es vorher dort keine gab, ein Drehen im Uhrzeigersinn. - Es versteht sich jedoch, dass dann, wenn der Kipperfassungsmechanismus, der oben beschrieben wurde, anzeigt, dass die Vorrichtung sich in der linken Hand anstatt in der rechten Hand befindet, die Funktionalität der Überbrückung und Unterbrechung entsprechend umgekehrt wird.
- Die Eingabe von Datendateien, zum Beispiel die Zusammensetzung von Buchstaben oder Berichten, kann entweder mit dem Schreiberfassungsaufbau, der oben beschrieben wurde, erfolgen, um alphanumerische Eingaben zu erkennen, die für die nachfolgende Übertragung an einen Drucker oder für einen Transfer als Datendatei an einen PC zum Beispiel verwendet können. Daten, die eingegeben wurden und in geeignete gespeicherte Information gewandelt wurden, können auf dem Anzeigeschirm angezeigt werden, wenn dies erforderlich ist.
- Die Cursor-Bewegung über den Rnzeigeschirm zum Auswählen einer Position, an der Information platziert werden soll, kann entweder über den Potentiometeraufbau erfolgen, der mit Bezug auf
19 beschrieben wurde, oder mit dem Kippsensormechanismus, der oben in Verbindung mit einer der Soft-Tasten beschrieben wurde, um anzuzeigen, dass eine Position für das Einfügen oder für das Löschen ausgewählt worden ist. - Bei einem alternativen Betriebsverfahren, wie es in
7 und insbesondere in7a gezeigt ist, kann mit dem Stift in1 als Eingangsvorrichtung eines PCs, die nicht verbunden ist, dafür gesorgt werden, dass alle Funktionen des Handcomputers dupliziert werden. Wenn alphanumerische Daten eingegeben werden, beispielsweise in der Art, die es oben mit Bezug auf die10 bis14 beschrieben wurde, so ist es mit einem leistungsfähigeren PC möglich, die Autokorrelation sehr viel schneller durchzuführen als mit dem Mikrocontroller30 der Vorrichtung selbst. In diesem Fall, es sei auf7a verwiesen, können, sobald der Initialisierungsprozess bei100 abgeschlossen worden ist, einer oder beide Beschleunigungssensoren bei705 in 10 ms-Intervallen ausgelesen werden, wie dies im Schritt710 angedeutet ist, und die Spannungsdaten werden an den seriellen Übertragungs-Port für die drahtlose Übertragung oder über Infrarotverbindung übertragen. - Ein entsprechendes Programm im PC liest vom Funkempfänger
36 und dem Empfangsport die Daten, die die Spannung von einem oder beiden Beschleunigungsmessern definieren. Die Autokorrelation wird beim Lesen durchgeführt, um entsprechende geeignete Zeichen im Schritt725 zu erzeugen, wobei die Zeichen auf dem PC-Bildschirm im Schritt730 dargestellt werden und möglicherweise zum Hand-PC zurück übertragen werden. - Bei einer alternativen Implementierung wird die Autokorrelation in dem Mikrocontroller
30 durchgeführt, und es werden Daten, die die Eingangszeichen definierten, selbst an den PC übermittelt. - Man beachte, dass die Übertragung von durch Kommata getrennten Variablen (comma separated variables, CSV) nach dem ASCII-Format mit 418 MHz stattfindet, wobei ein Amplituden-modulierter Funksender von RF Solutions aus Lewes, East Sussex, UK, verwendet wird. Im PC können CMOS-Spannungspegel, die durch die RS232-Konvertierungseinheit gewandelt werden, verwendet werden, um Rohdaten für den PC zur Verfügung zu stellen. Ein Windows 3.1-Terminal-Softwarepaket eignet sich zum Lesen von CSV-Daten, und das Auslesen und die grafische Darstellung als Diagramm auf einem Arbeitsblatt ist möglich.
- Bei noch einer weiteren Anwendung des Beschleunigungssensors
31 ,32 wird ein Passwortschutz des Handcomputers gewährleistet. Sobald einmal die Unterschrift des Anwenders trainiert worden ist, kann beispielsweise eine abgespeicherte Signalform verwendet werden, die den Spannungsausgangswerten der Beschleunigungssensoren entspricht, die in 10 ms-Intervallen gelesen werden. Damit muss sich der Anwender keine besonderen Passworte merken, und das Knacken der Unterschrift ist extrem schwierig, da beispielsweise das Fälschen einer Unterschrift zu ei nem anderen Beschleunigungsmuster als bei dem Schreiben der natürlichen Unterschrift führt. - Damit kann es möglich werden, einen Handcomputer dieser Art zu verwenden, um Sicherheitsinformation zu übertragen, beispielsweise elektronische Handelsautorisation (electronic point of sale authorisations), Zugriffsbeschränkung und dergleichen.
- Die Möglichkeit der Übertragung und des Empfangens führt darüber hinaus zu der Entwicklung lokaler Funkrufsysteme als weitere Anwendung. Wenn mehrere Anwender in gewisser Nachbarschaft zueinander arbeiten, ist es möglich, Nachrichten direkt von einem Handcomputer zu einem anderen zu übertragen, so dass beispielsweise Telefonnachrichten, die in einem Büro von einer Person angenommen werden, und erzeugte Dateien durch Verwendung einer digitalen seriellen Identität an einen anderen speziellen Handcomputer übertragen werden können.
- In
16 kann zusätzlich zu dem einfachen 60 Sekunden-Sprachnotizenspeicherchip34 das Mikrofon außerdem über den Verstärker und Filteraufbau angeschlossen werden, so dass eine Spracheingabe an den Mikrocontroller30 möglich wird. Es kann Software für die Spracherkennung verwendet werden, um die Spracheingabe in Daten zu konvertieren, wobei die Tasten oder Miniaturschalter18 bis20 entsprechend eingerichtet sind für Pause, Aufnahme etc., wie es mit Bezug auf den Chip für gesprochene Erinnerungsnotizen erläutert wurde. Konvertierte Daten können so zum Speicher übertragen werden oder auf dem Schirm angezeigt werden, oder, wie es oben mit Bezug auf die Verwendung des Schreibstifteingangs für handschriftliche Korrelation mit einem PC beschrieben wurde, es können serielle Daten für den PC erzeugt werden, die den Spracheingang darstellen. Dies ist mit39 gezeigt. - Bei einem alternativen Verfahren für den Betrieb wird durch den Mikrocontroller die Abspeicherung von der eingegebenen Sprache in den Speicher
38 ohne Konvertierung veranlasst, wobei die Information über einen seriellen Ausgangsport entweder in die Docking-Station oder über eine Funkverbindung an einen PC übertragen wird, wobei Software für die Spracherkennung eingesetzt werden kann, um diese Konvertierungsvorgänge durchzuführen. Es kann von Vorteil sein, wenn man einen PC verwendet, um die Konvertierung durchzuführen, anstatt dies mit einem Mikrocontroller zu machen, der in dem Stift integriert ist, da erhebliche Verarbeitungsleistung erforderlich ist. Jedoch ist auch der Einbau der Software für die Spracherkennung in den Mikrocontroller30 möglich. - Es dürfte außerdem klar geworden sein, dass eine Datenabspeicherung eingesetzt werden kann, um empfangene Sprachsignale abzuspeichern. Damit können verschiedene Sprachnotizen, die jeweils mit Zeit/Datum versehen sind, für die nachfolgende Nutzung bereitgehalten werden. Wenn ein geeigneter Speicher eingebaut ist, dann kann der Sprachspeicherchip, der oben beschrieben wurde, aus dem Schreibstift weggelassen werden, um dafür Chips für zusätzlichen Speicherraum einbauen zu können.
- Es dürfte auch klar geworden sein, dass, auf Grund der Tatsache, dass der Handcomputer gemäß der Erfindung ein Mikrofon, einen Lautsprecher und Funktionstasten umfasst, auch die Verwendung als Mobiltelefon denkbar ist.
- Wenn die Funktionalität als Mobiltelefon in dem Schreibstift vorgesehen ist oder der Schreibstift mit einem PC in Verbindung steht, beispielsweise über IRDA oder Funkübertragung, so ist im Wesentlichen die Verwendung des Mikrofoneingangs zum Diktieren und auch die Verwendung von Dateien mit wesentlich mehr Daten als diejenigen, die sonst lokal gespeichert werden können, möglich.
- Damit wird das Spracheingangssignal durch den Mikrocontroller
30 in einem Puffer abgespeichert, und wenn der Puffer eine erhebliche Menge an Daten aufweist, wird periodisch eine Netzwerkverbindung zu einem Netzdatenspeicher oder zu einem vorgegebenen PC aufgebaut. Abgespeicherte, gepufferte Daten werden dann an den Auslagerungsort übertragen. Da die Netzwerkverbindung nicht permanent erforderlich ist, sind die Kosten für die Übertragung der Daten auf diese Art weniger hoch, und Intervalle mit geringem Umfang an Netzwerksignalen können umgangen werden. - Daten, die auf diese Art gepuffert worden sind, können mit Datum und Zeit versehen sein, oder sie können, wenn der Stift mit GPS (global positioning System) ausgestattet ist, auch mit einem Ortsvermerk versehen werden.
- Daten können auf ähnliche Art wiederhergestellt werden, so dass große Textdokumente, die von einem Anwender angefordert werden, Abschnitte haben können, die für die Anzeige und die sequenzielle Wiederherstellung von anderen Teilen des Dokuments, was gegebenenfalls telefonisch mit dem Auslagerungsort erfolgt, in dem Puffer gespeichert werden können. Fotografische Daten zum Beispiel, die von einer digitalen Kamera stammen, können auf ähnliche Art im Netzwerk über den gepufferten Speicher gesichert werden.
- Die verschiedenen Funktionen, die oben beschrieben wurden, machen es möglich, alle PDA-Funktionen einschließlich Tagebuchalarm und Planungsfunktionen wie auch Dateneingang, Dateierzeugung und Abspeicherung vollständig anzubieten. Der Anwender kann den Betriebsmodus entweder über Soft-Tasten oder Bewegungseingabe auswählen, und die Verwendung der Beschleunigungssensoren
31 ,32 wird aus dem von dem Anwender gewählten Modus bestimmt. Elektronische Post- und Fax-Möglichkeiten können in den PDA-Funktionen integriert sein, so dass der Empfang oder das Absenden von Daten über die Einheit möglich ist. Die Übertragungsmöglichkeit der Einheit kann mit einem Empfänger in einem Drucker oder beispielsweise einem Drucker mit einer Docking-Station zusammenhängen und kann verwendet werden, um das Ausdrucken von Daten mit dem PDA zu ermöglichen. Man beachte, dass Infrarotübertragung hierfür eingesetzt werden kann. - Eines der Hauptprobleme bei den tragbaren Handgeräten ist die Verwendung der wiederaufladbaren Batterien, die eine begrenzte Lebensdauer bezüglich der Wiederaufladungen haben. Der Handcomputer gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet daher eine Anzahl von Stromspareinrichtungen, die insbesondere dazu ausgelegt sind, die Hintergrundbeleuchtung des kleinen LCD-Schirms
5 abzuschalten, wenn diese überflüssig ist. Damit kann für den Fall, dass die Beschleunigungssensoren anzeigen, dass das System momentan nicht genutzt wird, die Erfassungsschaltung und die Hintergrundbeleuchtung des Schirms abgeschaltet werden. Bei einer weiteren Anwendung des Näherungsdetektors15 ist es möglich, das Ein- und Ausschalten der Beleuchtung in Abhängigkeit davon vorzunehmen, ob der Anwender die Information auf dem Schirm betrachtet oder nicht. In15 erfasst der pyroelektrische Detektor die Bewegung zum Aufrechterhalten der Hintergrundbeleuchtung. Die pyroelektrischen Detektoren erfassen die Anwesenheit einer Person durch Bewegung mit einem parallelen Strahl von Infrarotlicht, so dass bei Erfassen einer Bewegung über eine Fresnel-Linse ein Wechselstromsignal erzeugt wird. - Damit kann das pyroelektrische System verwendet werden, um zu erkennen, ob ein Anwender anwesend ist, und bei Abwesenheit kann die Leistung für die Hintergrundbeleuchtung wenigstens heruntergefahren werden. Infrarotsensoren können ähnlich verwendet werden, um die Anwesenheit oder Abwesenheit von Körperwärme zu erfassen. Man beachte, dass der pyroelektrische Detektor, der oben beschrieben wurde, verwendet werden kann, um das Zoomen von Zeichen zu steuern, wie es oben beschrieben wurde. Ein geeigneter Detektor ist der Murata IRAE700STO.
- Bei einer weiteren Implementierung der Abschaltung von Hintergrundlicht in Abhängigkeit von der Betrachtung durch einen Beobachter wird die Anwesenheit des Betrachters geprüft. Es ist bekannt, dass dann, wenn ein Subjekt direkt auf eine Linse blickt und ein Blitz erzeugt wird, Licht von den Blutgefäßen am Ende des Auges in die Kamera reflektiert wird. Es ist daher möglich, periodisch mit einem niedrigen Lichtpegel Blitze zu erzeugen und rote Reflektionen mit einem Fotodiodensensor zu erfassen. Wie in
15 gezeigt, veranlasst dazu der Mikrocontroller30 eine LED60 , periodisch Pulse auszusenden. Zur gleichen Zeit wird eine Fotodiode61 überwacht, und unter der Annahme, dass sich ein Betrachter davor befindet, von dessen Auge62 Licht auf Grund des Pulses re flektiert wird, bleibt die LCD-Anzeige Hintergrund-beleuchtet, wie es mit58 angedeutet ist. Es sei außerdem bemerkt, dass eine kundenspezifische Solarzelle (nicht dargestellt), beispielsweise Solarex von Farnell Electronics, verwendet werden kann, um die dreifache Aufladung der Batterie2 zu unterstützen. - Wenn ein Anwender nicht direkt auf den Schirm blickt, wenn die LED
60 Blitze erzeugt, so gibt es keine Reflektion, und die Fotodiode61 wird nicht aktiviert. Der Mikrocontroller kann dann das Hintergrundlicht58 herunterfahren, so dass der Verbrauch der wiederaufladbaren Batterie2 reduziert wird. - Obgleich die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die spezielle Implementierung mit Beschleunigungssensoren beschrieben worden ist, können andere Positionserfassungs- und Lokalisierungseinrichtungen verwendet werden, um die Bewegungserfassung zu implementieren. Obgleich hier Bezug genommen wurde auf alphanumerische Daten, versteht sich von selbst, dass eingegebene Katakana-Zeichen und kyrillische Zeichen mit dem oben beschriebenen Beschleunigungsverfahren ebenso erfasst werden können.
- Man beachte, dass es beim Verbinden des Handcomputers über die Dokking-Station mit einem PC oder beim Empfangen von Daten über Mobil- oder Funkübertragung möglich ist, empfangene Information auf dem Schirm
5 anzuzeigen. Wie in9 angedeutet, wird eine Initialisierungsnachricht an den Schirm5 ausgegeben, und der entsprechende Puffer wird gelöscht. Wenn Zeichen am seriellen Port empfangen werden, werden sie bei905 an den Mikrocontroller übertragen und bei910 bezüglich der Rahmengültigkeit überprüft. Wenn man annimmt, dass bei910 kein Fehler auftritt und dass das empfangene Zeichen keine Nachricht zum Löschen des Schirms ist, wie es bei915 angedeutet ist, dann wird bei920 ein Zeichen an die LCD-Anzeige5 übertragen, um es anzuzeigen. - Weitere mögliche Verwendungen des tragbaren Computers gemäß der Erfindung beinhalten das Abspeichern einer großen Anzahl von Sprachmoden, die beim Herunterladen auf einen PC mit dem Stift entweder in einer Docking-Station oder über IRDA oder Funkübertragung sortiert werden. Bei diesem Prozess konvertiert der PC jede der Sprachnotizen in Text und tastet den Text nach häufig auftretenden Worten ab, zum Beispiel "Besprechung", und sortiert dann die abgespeicherten Notizen in Unterverzeichnisse. Alternativ können die Notizen nach Datum, Gegenstand oder Größe sortiert werden, wie es bei normalen Rechnerdateien möglich ist. Schlüsselsteuerworte, wie zum Beispiel "Alarm", können dazu führen, dass die Sprachnotiz in einen befristeten Alarm konvertiert wird, der dann auf den tragbaren Computer zurück geschrieben werden kann, so dass zu dem entsprechenden Zeitpunkt der tragbare Computer entweder den Alarm ankündigt oder vibriert, um den Anwender zu alarmieren, wobei der Alarm als Textnachricht wiedergegeben wird. Es versteht sich, dass bei einem ausreichend leistungsfähigen Mikrocontroller in dem Stift dann die Sprach-Text-Konvertierung in der tragbaren Computereinheit stattfinden kann. Ein entsprechender Vibrationsmotor für die Verwendung als stiller Alarm ist erhältlich von Murata in Japan. Wenn man die Meldeeinrichtung in Richtung auf die Walze des Stifts nahe an der Spitze bewegt, wird die Übertragung verbessert.
- Der Mikrocontroller kann eine Audiorückkopplung bezüglich der gegenwärtigen Position des Stiftes veranlassen, beispielsweise durch Erzeugen von Geräuschen von geblätterten Seiten, wenn der Stift nach vorne oder nach hinten gekippt wird.
- Während besonders die Anzeige von alphanumerischen, Katakana- oder kyrillischen Zeichen betont worden ist, ist auch an die Wiedergabe von grafischer Information gedacht worden. So kann zum Beispiel eine Datei mit Bildern bezüglich einer Person dreidimensionale Bilder von dem Gesicht dieser Person beinhalten. Durch Drehen oder Kippen des Computers kann die Ansicht zwischen Vorderansicht und Profilansicht umschalten. Es versteht sich ebenso von selbst, dass ein Atlas in dem Datenspeicher abgelegt werden kann und Karten rotiert werden können, um in Richtung der Reise zum Beispiel ausgerichtet zu werden.
- Zusätzliche Funktionen können in dem Handcomputer eingerichtet werden, indem ein berührungsempfindlicher Schirm vor dem Anzeigeschirm angeordnet wird, so dass ein Stift verwendet werden kann, um Text auszuwählen oder eine lokalisierte Bewegung eines Cursors zu bewirken.
- Eine Autolokalisierungsfunktion kann in dem Mikrocontroller eingerichtet werden, so dass dann, wenn keine Bewegung vorliegt, es also kein Kippen gibt, und zwar über eine wählbare Periode, beispielsweise 24 Stunden, bei keinem der eingebauten Beschleunigungssensoren, die Einheit in regelmäßigen Intervallen einen Alarm erzeugt, so dass sie durch den Anwender gefunden werden kann.
- Man beachte, dass die Kippsensoren hier das Kippen in Bezug auf die Erdanziehungskraft unter Verwendung eines Aufbaus mit einem kleinen Strahl messen. Andere Positionssensoren können ebenfalls eingesetzt werden. Die globale Positionierung über Satellit ist ebenfalls ein mögli ches Verfahren zum Erfassen einer Änderung bezüglich der Position des tragbaren Computers.
- Bei einem Symbolmodus ist es möglich, dass der Anwender der Stift zum Abhaken oder Ankreuzen verwendet, beispielsweise bei einem vorgelegten Dokument. Die Anzahl der Haken oder Kreuze kann gezählt werden, und das Ergebnis wird akkumuliert und an den Datenspeicher übertragen oder in einem Arbeitsblatt akkumuliert, in das der Anwender Namen, Titel und dergleichen einträgt. Die Verwendung anderer Symbole ist möglich.
- Während hier die Sicherheit bei der Unterschrift auf Grund der Beschleunigung beschrieben wurde, kann auch ein Druckdetektor an dem Ende der Vorrichtung, um die Sicherheit beim Messen des Profils weiter zu verbessern, als auch der zweidimensionale oder dreidimensionale Raumsensor eingebaut sein.
- Wie oben erwähnt, ist eine Anzahl von Tasten, Schaltern und Knöpfen auf dem Gehäuse des tragbaren Computers vorgesehen. Bei einer weiteren Implementierung kann ein Ein-/Ausschalter vorgesehen werden, der durch Druck auf die "Schnabelspitze" betätigt wird. Obgleich ein solcher Schalterdruck nicht zum Erfassen von Eingangstext an sich verwendet wird, kann er zum Ein- und Ausschalten von Funktionen verwendet werden. Dies kann im normalen Schreibmodus der Fall sein, beispielsweise wenn der Stift mit seiner Spitze gegen die Schreibfläche gedrückt wird, um die Beschleunigungserfassungsfunktionen einzuschalten. Ein Nachlassen des Drucks auf die Spitze stoppt dann die Beschleunigungssensorsignale, die als potentielle Eingangssignale betrachtet werden, die decodiert werden müssen.
- Jeder der anderen Schalter kann in bestimmten Moden verwendet werden, um die Texterfassung beispielsweise ein- oder auszuschalten oder beispielsweise das Durchrollen des Schirms zu unterbrechen.
- Es können Taschenrechnerfunktionen in dem tragbaren Computer vorgesehen werden, indem man einfach die Ziffern schreibt und auch die geeigneten mathematischen Symbole, wie es normalerweise der Fall ist. Die Kippsensor-Software erkennt dann die Ziffern und Zeichen, die eingegeben wurden, und führt die geeignete Berechnung durch, um sie auf dem Anzeigeschirm anzuzeigen.
- Eine weitere Funktion, beispielsweise zum Einstellen der Uhr, sorgt dafür, dass eine analoge Uhr auf der Anzeigevorrichtung
5 dargestellt wird. Zeitliche Änderungen können durch Auswahl eines geeigneten Modus und Bewegen des Handgelenks des Anwenders eingetragen werden. Es wird dann das Kippen erfasst, um die Vorwärts- und Rückwärts-Einstellung der gespeicherten Zeit vorzunehmen.
Claims (27)
- Tragbarer Computer mit einer Bewegungserfassungseinrichtung (
31 ,32 ), die auf eine Bewegung des Computers reagiert, indem sie ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das eine derartige Bewegung darstellt, einer Verarbeitungseinrichtung (30 ), die auf das Ausgangssignal der Bewegungserfassungseinrichtung (31 ,32 ) reagiert, um erfasste Bewegungsdaten, die die Absicht des Benutzers definieren, zu bestimmen, und einem Anzeigeschirm (5 ), wobei von der Verarbeitungseinrichtung (30 ) die Daten verwendet werden, um eine Reaktionsweise festzulegen, die unter mehreren gespeicherten möglichen Arten ausgewählt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigeschirm (5 ) eine Ansicht (CP) mit alphanumerischen oder grafischen Abbildungen, die aus den gespeicherten Daten abgeleitet wurden, wiedergibt und dass die Verarbeitungseinrichtung (30 ) wenigstens in einem Modus auf die erfassten Bewegungsdaten reagiert, die eine offensichtlich rollende Bewegung bedeuten, indem die Ansicht (UC, DC) durchgerollt wird, und auf erfasste Bewegungsdaten, die offensichtlich ein seitliches Kippen bedeuten, indem die Ansicht in Bezug auf die momentane Darstellung (CP) zur Seite (CL, CR) bewegt wird. - Tragbarer Computer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungserfassungseinrichtung wenigstens eine Beschleunigungserfassungseinrichtung (
31 ,32 ) umfasst, die auf die Bewegung des Computers reagiert, indem das elektrische Ausgangssignal erzeugt wird. - Tragbarer Computer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Beschleunigungserfassungseinrichtungen (
31 ,32 ) vorgesehen sind, wobei jede von ihnen jeweils ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das eine Bewegungskomponente in der jeweiligen Richtung darstellt. - Tragbarer Computer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoren (
31 ,32 ) derart montiert sind, dass sie x- und y-Bewegungskomponenten, die einen Winkel von 90° einschließen, erfassen. - Tragbarer Computer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung (
30 ) einen Dateneingabemodus umfasst und erfasste Bewegungsdaten verwendet werden, um alphanumerische oder grafische Daten zu erzeugen. - Tragbarer Computer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erzeugten alphanumerischen oder grafischen Daten in einem Datenspeicher abgelegt werden.
- Tragbarer Computer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erzeugten alphanumerischen oder grafischen Daten durch eine Übertragungseinrichtung (
35 ) an eine Empfangseinrichtung (36 ) ausgegeben werden, die mit einer weiteren Verarbeitungseinrichtung (40 ) verbunden ist. - Tragbarer Computer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung (
30 ) auf erfasste Bewegungsdaten reagiert, um eine wahrscheinlichste Orientierung der Computeranzeigeeinrichtungen (5 ) zu erfassen, wobei die Verarbeitungseinrichtung dafür sorgt, dass die dargestellte Information entsprechend ausgerichtet wird (210 ,215 ). - Tragbarer Computer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schalteinrichtungen (
6 –13 ), die auf Betätigung durch den Anwender reagieren, neben der Darstellungseinrichtung (5 ) angeordnet sind, wobei die entsprechende Funktion jeder der Schalteinrichtungen so orientiert ist, dass eine Übereinstimmung mit der dargestellten Information besteht. - Tragbarer Computer nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein berührungsempfindlicher statischer Potentiometerstreifen (
14 ) vorgesehen ist, wobei das Potentiometer auf Bewegungen des Fingers eines Anwenders reagiert, indem die Bewegung eines Potentiometers simuliert wird, wobei die Orientierung des Potentiometers die Orientierung der dargestellten Information wiedergibt. - Tragbarer Computer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Erfassungseinrichtungen (
60 ,61 ) für eine Annäherung vorgesehen sind, wobei die Erfassungseinrichtung (60 ) Signale erzeugt, die die Annäherung der Computeranzeigevorrichtung (5 ) in Bezug auf die Blickrichtung des Anwenders (62 ) anzeigt, wobei die Verarbeitungseinrichtung (30 ) außerdem auf Änderungen bei der relativen Annäherung reagiert, indem die Dichte der dargestellten Information erhöht oder verringert wird. - Tragbarer Computer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung (
30 ) Daten ablegt, durch die das von einem Anwender autorisierte Passwort definiert wird, wobei die Verarbeitungseinrichtung (30 ) in einem Sicherheitsmodus verriegelt wird, bis erfasste Bewegungsdaten empfangen werden, die den Sicherheitsdaten entsprechen. - Tragbarer Computer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spracheingabevorrichtung (
16 ) vorgesehen ist, wobei die Verarbeitungseinrichtung (30 ) auf Spracheingangssignale von einem Anwender reagiert, indem sie alphanumerische Daten ableitet. - Tragbarer Computer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einbau einer Sprachausgangsvorrichtung (
18 ) vorgesehen ist, wobei die Verarbeitungseinrichtung dazu ausgelegt ist, die Ausgabe von Sprache oder anderen Schallsignalen, die aus gespeicherten Daten abgeleitet wurden, zu bewirken. - Tragbarer Computer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der Sprachausgangsvorrichtung (
18 ) ein Funksendeempfänger (35 ) eingebaut ist, wobei zellulare oder Radiotelefonie-Netzwerke verwendet werden können. - Tragbarer Computer nach einem der vorangehenden Ansprüche mit Einrichtungen für Funkübertragung oder Infrarotübertragung, wobei die Verarbeitungseinrichtung (
30 ) auf erfasste Bewegungsdaten reagiert, indem Signale an die Übertragungseinrichtung (35 ) ausgegeben werden, die die erfasste Bewegung darstellen. - Tragbarer Computer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen für Funkübertragung oder Infrarotübertragung vorgesehen sind, wobei die Verarbeitungseinrichtung (
30 ) auf erfasste Bewegungsdaten reagiert, indem Signale an die Übertragungseinrichtung (35 ) ausgegeben werden, die alphanumerische Zeichen darstellen. - Tragbarer Computer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen für das Senden/Empfangen von Funksignalen vorgesehen sind und die Verarbeitungseinrichtung (
30 ) auf erfasste Bewegungsdaten reagiert, die eine weitere Vorrichtung (40 ) identifizieren, indem codierte Signale mit einer Nachricht für die Anzeige übertragen werden. - Tragbarer Computer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung (
30 ) auf empfangene codierte Funksignale reagiert, indem ein Funkrufalarm ausgelöst wird. - Tragbarer Computer nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Funkrufalarm einen Tonalarm umfasst.
- Tragbarer Computer nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Funkrufalarm die Aktivierung einer Vibrationseinrichtung umfasst.
- Tragbarer Computer nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung (
30 ) die Anzeige einer Nachricht bewirkt, die aus der empfangenen Information abgeleitet wurde. - Tragbarer Computer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Computer in einem Gehäuse (
1 ) untergebracht ist, das so geformt ist, dass ein Anwender den Computer wie einen Schreibstift halten kann. - Tragbarer Computer nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse über einen wesentlichen Abschnitt seiner Länge einen gekrümmten dreieckigen Querschnitt aufweist.
- Tragbarer Computer nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse einen abgeflachten Abschnitt (A-A) umfasst, in dem der Anzeigeschirm (
5 ) integriert ist. - Tragbarer Computer nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine Winkelform zwischen einem vorne gehaltenen Bereich, um in der Hand des Anwenders zu ruhen, und einen rückwärtigen, abgeflachten Bereich mit einem Anzeigeschirm umfasst, wobei die Form so ist, dass sich ein natürlicher Betrachtungswinkel des eingebauten Anzeigeschirms (
5 ) ergibt, wenn das Gehäuse wie ein Schreibstift gehalten wird. - Tragbarer Computer nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Form bewirkt wird, dass der rückwärtige Schirmbereich von dem Handrücken der Hand des Anwenders getragen wird.
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