便携式计算系统和用于其的便携式计算机.pdf

具体实施方式

可以在期望的情况下使用硬件或软件或两者的任意组合实现本发明的以下实施例。还可以使用商业可用的技术实现各种实施例。

在各种实施例中，本发明包括便携式计算机，其可被称为“袖珍PC”。本发明还包括计算系统，其具有至少一个便携式计算机和一个或多个便携式计算机读取器。在申请人的序列号为12/099,000的共同待决专利申请中示出并描述了便携式计算机、计算系统以及使用其的方法的各方案，通过引用将其合并于此。在申请人的序列号为12/099,032的共同待决专利申请中描述了计算机读取器以及使用其的方法的各方案，也通过引用将其合并于此。申请人的序列号为10/461,303的共同待决专利申请还描述了便携式计算机、计算系统以及方法的各种实施例，通过引用将其合并于此。

如图1-3中所示，在一个示例性实施例中，便携式计算机包括卡，其优选地是信用卡的尺寸，以便易于在人的口袋或钱夹中携带。图4-7中示出的便携式计算机读取器包括以下更详细描述的读取器。便携式计算机读取器可包括主扩展坞，其是计算机键盘和监视器、电话或蜂窝电话。如以下更详细描述的那样，任何便携式计算机读取器还可包括读卡器和/或生物特征读取器。

在一个实施例中，便携式计算机是手持的、可运送的、可移除的以及便携式的。如以上所提供的那样，计算机可以是卡。如图1中所示，在一个实施例(“便携式计算机‘A’”)中，计算机是具有CPU(中央处理单元)、读取器触点以及存储器的卡。如图3中所示(“便携式计算机‘C’”)，在另一实施例中，计算机可仅包括存储器和读取器触点。在图1和3中示出的所有部件可在卡的表面上，优选地，嵌入在卡上，或可在卡内部。卡具有可以处理信息的嵌入式集成电路。这意味着计算机可以接收输入，其以ICC(集成电路卡)应用的方式被处理并被递送作为输出。

卡可以是任意期望尺寸和厚度，其还可归因于所期望的能力和所使用的技术，诸如存储器/存储装置需求。大小通常是信用卡尺寸。卡可符合ISO/IEC 7810标准的ID-1，其定义卡尺寸为85.60×53.98mm。因此，卡通常不大于约90mm乘以60mm，并且不大于约80mm厚。卡可以是其他尺寸，诸如其是25×15mm的ID-000。卡可以是大约0.76mm厚。卡还可具有用于将卡附接到绳、链、线等的至少一个装置，以用于容易运送。这样的装置可以是卡中的孔或开口或者被附接到卡的钩或扣件。

如图2中所示(“双层便携式计算机‘B’”)，在一个实施例中，计算机包括连接的至少两个卡。优选地，以一个在另一个之上的方式堆叠卡，但是可以以其他方式连接卡。如上所述，卡可以是信用卡尺寸。卡可被直接堆叠在另一个之上，或者可存在间隔，在其之间可容纳计算部件。顶部的卡可包括控制器、CPU和GPS(全球定位系统)以及侧面上的内孔连接器。它还可包括另外的元件，诸如GPS芯片、处理器、RFID密码存储器、逻辑元件、专用读取器触点、控制器、微处理器，以及用于与便携式计算机读取器进行交互的装置，诸如引脚、USB(通用串行总线)等。底部的卡可包括所有存储器。将理解的是，卡可包括除示出的之外的不同元件。在图9和10示出的另一实施例中，便携式计算机在外壳内包括它的计算部件，使得不容易从便携式计算机移除物理部件。在该实施例中，计算机优选地是盒子或矩形棱柱体，但是可采用其他形状。便携式计算机可采用大于或小于信用卡的其他形式，例如，致密盘、蜂窝电话、PDA(个人数字助理)、智能电话等。任一卡还可具有用于将卡连到绳、链、线等的至少一个装置，以用于容易运送。这样的装置可以是卡中的孔或开口或者被连到卡的钩或扣件。

不管计算机的形式如何，在图1和2中示出的实施例中，如下所述，便携式计算机可包括全功能常规通用计算机的所有部件，但是通常不具有用于与计算机进行交互的装置。“通用计算机”意味着计算机包括足够的硬件和软件，其将使得用户利用计算机作许多不同事情，诸如输入文档、发送电子邮件、浏览互联网以及玩游戏。在图3中示出的实施例中，便携式计算机仅包括存储器和用于连接到便携式计算机读取器的ISO 7816读取器触点。

如所示出的那样，便携式计算机的部件至少包括主存储器或初级存储器和用于连接到读取器的连接器。连接器可以是用于接纳引脚的内孔连接器。连接器可包括印刷电路板上的导电靶网格(见图9和10)。靶可涂覆有非腐蚀性镀层，以防止来自于与读取器的连接器重复接触的靶上的过度磨损。读取器可包括连接器主体，使得便携式计算机仅需要包括有镀层的铜垫的图案，以完成到读取器的电连接。便携式计算机连接器可以是镀金的。

如所提供的那样，便携式计算机可包括至少一个诸如存储器的存储部件。可利用两类固态存储器(即，硬驱动型存储装置)。存储器可以是多级单元和单级单元。存储部件还可以是易失性存储器。易失性存储器可以是动态随机存取存储器。动态随机存取存储器可以是DDR2(第二代双倍数据率)。DDR2存储器可支持大约400MHz和大约533MHz速率的处理器。在一个实施例中，便携式计算机既包括易失性存储器也包括固态存储器。

控制器可被并入便携式计算机以增加传送速率。便携式计算机还可包括动态存储器。中央处理单元(“CPU”)可驻留在卡或便携式计算机读取器中。例如，在可能要求最小处理能力的情况下，CPU可容易地被容纳在计算机卡内。另外，在期望显著处理能力的实施例中，大尺寸CPU可能是优选的，该CPU可以通过位于便携式计算机读取器中(诸如在键盘和/或监视器中)来较容易地被容纳。可替选地，如下所述，CPU可位于计算机读取器中。

如在本领域中已知的那样，CPU优选地是微处理器。优选地，CPU被设计用于便携性。照此，它可包括800MHz的速率，使得它使用较少功率(例如，0.65瓦特)，并且其被制作成在没有诸如风扇的主动冷却的情况下运行。这样的处理器可以是来自INTEL的“ATOM”处理器。所使用的ATOM处理器可以是Z500、Z510、Z520、Z530及Z540以及随后的版本。可以以441引脚FCBGA(倒装芯片球栅格阵列)封装方式得到处理器。可以以裸芯片形式取得处理器，并将其放置为“倒装芯片”。组合的芯片接合封装会将处理器高度减少到大约0.48mm。可以以具有大约2.1mm高度的1249引脚倒装芯片球栅格阵列(FCBGA)封装方式得到系统控制器集线器。将封装减少到裸芯片以剩下大约0.9mm的垂直高度。主存储器对于CPU是可访问的。在一个实施例中，存在多级存储装置，并且仅初级存储装置可由CPU访问。初级存储装置可包括处理器寄存器和高速缓冲存储器、ROM(只读存储器)、以及BIOS(基本输入输出系统)、RAM(随机存取存储器)、磁或光存储装置。初级存储器可以是易失性的或非易失性的。便携式计算机还具有非易失性读写次级存储装置，其不可由CPU读取。次级存储装置可包括硬盘驱动器或光存储设备，诸如CD(致密盘)和DVD(数字多功能盘)驱动器、闪存(例如，USB棒或USB智能卡(USB key))、软盘、磁带、纸带、独立RAM盘以及ZIP驱动器。优选地，根据文件系统格式对次级存储装置进行格式化。在期望便携式计算机特别小的情况下，它可不包括硬盘驱动器。更准确地说，它可仅包括ROM和/或RAM，其中，RAM可以是闪盘驱动器。

被装载到存储器上(优选地，RAM上)的是在中央处理单元中执行的软件。这样的软件可包括诸如文字处理器的应用软件、诸如操作系统(其与硬件接口以为应用软件提供所需服务)的系统软件以及控制并协调分布式系统的中间件。应用还可包括控制应用。控制应用使得便携式计算机生成可由以下更详细说明的便携式计算机读取器所解释的控制信号。控制应用可在便携式计算机读取器的显示器上生成用户界面，并且借助于在图4-7中示出并在以下描述的便携式计算机读取器中的输入/输出设备，将用户输入接收到便携式计算机读取器。控制应用将用户输入转化成被提供到便携式计算机读取器的控制信号。

系统软件可包括设备驱动、诊断工具、服务器、窗口系统以及实用程序。在一个实施例中，便携式计算机包括运行前述软件所需的硬件。在其他实施例中，该硬件是便携式计算机读取器的一部分。应用软件可包括商业软件、教育软件、医疗软件、数据库、文字处理软件以及计算机游戏。软件包括操作系统，诸如Microsoft Windows或Windows Mobile、NetBSD、Mac OS X、Linux、Plam OS或Windows Mobile。在处理器是ATOM^TM处理器的情况下，便携式计算机可支持Mac OS X。操作系统能够使用TCP/IP(传输控制协议/网际协议)网络协议，具有图形接口和设备驱动。操作系统可由制作商置于便携式计算机上或稍后由用户下载。可以使用操作系统的内在工具执行同步。这将把用户参数、数据文件、电子邮件设置等传送到便携式计算机。可以使得每个核心单元的容量和速率与现有水平计算机科学兼容，就像与所使用的箱体兼容一样。

便携式计算机还可包括但不限于各种激活装置、视频显示控制器、SCSI(小型计算机系统接口)控制器、视频卡、图形处理单元、图形卡、图形芯片、声卡、诸如AC97接口的声音接口、声音产生装置、输入/输出控制器装置、PCMCIA(个人计算机存储卡国际协会)控制器、图形控制器和串行控制器、电源(其可包括调节由计算机使用的电力的电力变压器)以及用于与数据和信息的外部源通信的装置。优选地，前述部件(CPU、RAM、硬盘驱动器等)被附接到母板。母板或电路板可以是包括多个堆叠的印刷电路板。在一个实施例中，印刷电路板是8层层叠。PCB宽度可以是大约0.075mm。用于例如存储器和前端总线、USB、LVDS(低压差分信号)等的高速走线的最佳走线阻抗是大约50′Ω到大约100′Ω。在大约0.11mm的每层厚度的情况下，便携式计算机的整个层叠厚度可以是大约0.77mm。母板还可包括PCI(外围组件互联标准)或平面设备，其用于将外围设备附接到该母板或者位于便携式计算机读取器上或之内的设备。所有前述部件(CPU、RAM、硬盘驱动器等)可被附接到母板。母板可在便携式计算机内或可在便携式计算机读取器内。

便携式计算机还可包括GPS芯片、专用读取器触点、逻辑元件、智能卡设备和/或RFID密码存储器。专用读取器触点是对端口/读卡器的专用读取器的接口。它对于到单芯片智能卡微处理器的接口可利用ISO-7816模式定位，并且对于到逻辑元件的接口利用AFNOR(法国标准化协会)模式定位。逻辑元件充当卡的“警察”。它指引消息流量并询问读取器和安全密钥，以允许访问包括在闪存中的分区数据。该设备可以在SPI(串行外围设备接口)通信链路上与智能卡芯片和GPS设备进行交互。只有满足正确的安全性时，才会允许访问数据。RFID密码存储器可包括遵循ISO 14443的非接触式RFID。这允许在邻近ID(标识符)应用中卡的扩展使用。例如，便携式计算机可以非接触方式经由RFID与读取器通信。在遵循ISO 14443的读取器存在的情况下(或者，便携式计算机读取器可以是这样的读取器)，对子系统进行加电。在密码RF(射频)存储器中以加密形式存储限制复制的数据，用于由RFID系统采用标准协议访问。智能卡设备是诸如由ATMEL生产的、目标在于现存智能卡市场的专门设计的安全微控制器。设备运行具体应用软件，其允许标准智能卡、java卡以及安全分区控制。

为了提供合适的快速启动情形；例如，大约15秒的启动时间，便携式计算机可使用技术以加速开启时间。当被指示关闭时，便携式计算机可在休眠过程中将它的易失性存储器的内容保存到闪盘。作为示例，在Windows操作系统中支持该过程。为了重新启动，便携式计算机仅需要重新装载它的存储器的内容；其是通常花费少于大约10秒的过程。

任何型式便携式计算机都可被包装在外壳中。图9和10示出了包括具有八(8)层叠配置的印刷电路板12的便携式计算机10的实施例。尽管示出了八层叠配置，但是可使用更多或更少的层叠。便携式计算机被包装在刚性外壳14中。如图10中所示，刚性外壳14将印刷电路板12和电子部件“夹在”两个壳部分16、18内。如以下所说明的那样，印刷电路板(或其任何部分)可涂覆有至少一个涂层24，其在图10中示出。壳部分16、18可包括几乎任何刚性材料。壳部分16、18可以是导热的。在一个实施例中，壳部分16、18是金属。壳部分16、18被附接，以形成便携式计算机的一种方案，其在图9中示出。如图9中所示，壳部分16、18中的至少一个可具有至少一个开口或窗20。该开口或窗20显露便携式计算机10的电连接器22，其允许便携式计算机10连接到至少一个读取器(没有示出)并与其进行交互。这些连接器可以是导电靶的网格。在图9示出的便携式计算机的方案中，开口20在上部壳部分16中，然而，它可在下部壳部分18中，在侧面上等。壳还可具有用于将壳连到绳、链、线等的至少一个装置，以用于容易运送。这样的装置可以是壳中的孔或开口或者被附接到壳的钩或扣件。所包装的便携式计算机10具有长度L1、宽度W1以及高度H1。L1可以是大约50mm到大约200mm。W1可以是大约25mm到大约100mm，并且H1可以是大约1mm到大约20mm。在一种方案中，L1是大约80mm，W1是大约50mm以及H1是大约4.5mm。L1可以是大约82.55mm。W1可以是大约51.52mm并且H1可以是大约4.41mm。

便携式计算机的任何方案上的嵌入式集成电路和其他电子部件可涂覆有至少一个涂层。涂层应该至少基本覆盖整个集成电路(或任意单个集成电路或其部分)，并且可被施加到印刷电路板的两个面或包括集成电路和芯片的多个面。涂层包括保护集成电路免受损坏的材料；例如，免受水的损坏或免受与可损坏电路的对象的物理接触。涂层应该保护电子组件或集成电路免受由于由苛刻或极端环境等引起的污染、潮湿、真菌、灰尘以及腐蚀的损坏。涂层材料还应该例如通过阻止或防止反向工程或者阻止或防止对任何电路部件的移除，保护集成电路部件的完整性(即，免受对存储的数据的篡改或不适当访问)。特别地，环氧树脂涂层可使得集成电路部件或电子装备是易损坏的，使得移除或篡改部件的任何企图将使被涂覆的部件破裂或粉碎。还可利用层压板材料。

涂层材料还应该保护便携式计算机免受来自粗糙处理、安装、或机械和热应力的减少的损坏。涂层可以是保护性的非传导电介质层，其被施加到印刷电路板组件上。涂层可以是基本透明的或者它可以是基本或部分不透明的。涂层可以是坚硬的或者可具有弹性或略微弹性的质地。涂层可提供来自集成电路或电子部件的至少部分热传导性。在涂层是电绝缘的情况下，诸如金属或半导体的热传导元件可被包括在涂层中以消散热能。另外，可在涂层中提供槽、开口、孔等，以消散热量。作为示例，可能适合的涂层包括硅、环氧树脂、丙烯酸、氨基甲酸乙酯以及对二甲苯。在使用环氧树脂涂层的情况下，涂层可将由处理器生成的热量传播到热传导壳部分，其中可经由壳中的管状通道(chimney)消散热量。因此，在一个实施例中，环氧树脂和例如金属壳的热传导件提供对便携式计算机的保护和来自便携式计算机的热量消散。

另外，便携式计算机的任何方案可在软件中包括安全信息。安全信息仅允许授权用户访问计算机上的某些信息。访问信息可包括个人识别号、安全问题、密码等。便携式计算机还可包括存储的或基准的生物特征信息，诸如高度、重量、血型、语音和视网膜模式、指纹、脉搏率等。便携式计算机或读取器可包括可信任平台模块(TPM)芯片，其将对数据文件和软件进行加密和编码。在用户没有提供匹配生物特征信息(诸如指纹)的情况下，不可得到计算机的内容。优选地，便携式计算机读取器或计算机将包括用于读取生物特征信息的装置。这样的装置包括但不限于脉搏读取器、指纹读取器、视网膜扫描仪、语音识别记录器等。例如，系统可包括生物特征鼠标作为输入，其在接收机或鼠标中包括集成指纹读取器。在申请人的美国专利申请第11/054,519号中公开了这样的生物特征信息、读取器、存储装置等，通过引用将其内容合并于此。

便携式计算机还可包括至少一个传感器，其被配置成检测便携式计算机的位置以及便携式计算机在何时离开了规定区域。传感器可被嵌入或否则附接到环氧树脂，或被设置在便携式计算机中或便携式计算机上的任何其他所期望位置。特别地，传感器可被配置成在指定区域内跟踪便携式计算机的位置。这样的传感器可与跟踪设备协作。例如，传感器可包括至少两个部分。一个部分是集成电路，其用于存储并处理信息、调制并解调例如射频信号的信号以及其他专门功能。第二个部分是天线，其用于接收并发送信号。这样的传感器可以是射频识别(RFID)标签，并且跟踪设备可以是RFID读取器。RFID标签可以是“有源的”或“无源的”。RFID标签可包括识别信息，诸如便携式计算机的拥有者、某些部分的序列号等。RFID读取器包括模块(发射机和接收机)、控制单元以及耦合元件(天线)。RFID读取器可以是便携式计算机读取器的部分，或者可以是独立的。标签与读取器之间的通信可无线地进行。另外，例如，当标签在读取器的规定范围之外时或当标签在相对于读取器的规定位置内时，标签或读取器之一或两者可以适合发出可听和/或可见信号。例如，如果用户从指定区域移除便携式计算机，那么可由便携式计算机发出响亮声音。

在某些实施例中，计算机不包括用于用户与计算机直接进行交互的装置。在其他实施例中，计算机包含用于与其进行交互的装置。通过直接进行交互，意味着没有便携式计算机读取器(如下所述，其提供用于访问计算机的装置)的情况下，用户不能访问计算机上的软件程序、硬件或诸如声音、视像等的其他功能。

如图4-7中所示，用于与计算机进行交互的这样的装置可包括读取器，其优选地是输入和输出设备。这样的输入/输出设备可例如是键盘、显示器、鼠标、扬声器等。在一个实施例中，便携式计算机读取器仅提供用于用户与便携式计算机进行交互或使用便携式计算机的装置。在没有便携式计算机的情况下，便携式计算机读取器是“壳体”，因此，在没有便携式计算机的情况下，无法用于执行计算功能。一旦便携式计算机优选地以即插即用方式连接到便携式计算机读取器，系统则成为能够进行任何已知计算操作的全操作常规计算机。当便携式计算机从便携式计算机读取器断开连接时，便携式计算机读取器再次成为壳体，并且计算机不能被直接访问，除非重新连接到所述便携式计算机读取器或另一便携式计算机读取器。

如以上所提供的那样，在一个实施例中，便携式计算机不包括用于用户与计算机的内容直接进行交互的装置。例如，如图1-3中所示，便携式计算机不具有显示器或监视器、键盘或小键盘、语音输入设备等。更准确地说，在便携式计算机读取器上包括这样的输入设备。在其他实施例中，计算机可具有这样的输入/输出设备。例如，在一个实施例中，便携式计算机自身是蜂窝电话，其可以经由无线网络访问互联网。

便携式计算机优选地还具有用于连接到任何便携式计算机读取器的装置，这意味着它可以在几乎任何地方被使用。“连接”指的是通过被贴附到便携式计算机读取器、存储在便携式计算机读取器内或与便携式计算机读取器可操作地通信，来被附接到便携式计算机读取器或与便携式计算机读取器通信。如图2中所示，内孔连接器可包括一个独特配置的通用连接器便携式计算机读取器，其与系统中任意便携式计算机读取器中的功率连接器源或激活装置配对或配适。如图4-6中所示，连接装置还可包括便携式计算机与便携式计算机读取器之间的无线连接。因此，便携式计算机可具有无线发射机，并且便携式计算机读取器具有接收机，反之亦然。通用连接器可以是USB型连接器。不管连接器的形式如何，连接器将被配置成连接到系统中的每个便携式计算机读取器，并且一旦连接则提供全计算功能。用于通信的装置还在总线上或以无线方式提供信息的通信或传送。优选地，计算机和便携式计算机读取器将支持各种无线协议，其包括但不限于WiFi、蓝牙^TM、Wymax等。例如，无线芯片可被包括在卡和/或便携式计算机读取器上，以满足与其他设备的或互联网上的无线通信。

如以上所提供的那样，如图4-7中所示，本实施例的计算系统还包括至少一个便携式计算机和多个便携式计算机读取器。在一个实施例中，这些便携式计算机读取器位于相互散开的不同位置处，使得用户可以随身携带他或她的计算机，并且在远程位置使用它。例如，便携式计算机读取器可以包括用于由众多用户访问的位于中心位置的读取器，作为示例，诸如位于计算机中心、图书馆、大学、网吧和/或旅馆。便携式计算机读取器的主要功能是允许用户与便携式计算机进行交互。在一个实施例中，便携式计算机读取器是将允许用户与计算机进行交互的唯一设备，这提供了额外的安全性。在其他实施例中，读取器被配置成与除系统中那些便携式计算机以外的便携式计算机进行交互。

如图4-7中所示，通常，便携式计算机读取器包括外壳。在各种实施例中，外壳自身可以是输入/输出设备。然而，在其他实施例中，外壳可以是独立的(即，可以是读取器，其必须连接到输入和/或输出设备)。便携式计算机读取器外壳可以是常规台式或膝上型计算机的部件，诸如键盘、监视器、塔式机箱、鼠标等。另外，外壳可包括用于动态硬件部件的操作系统支持，并且使用分离命令以释放驱动器，一旦读取器从便携式计算机分离了则不再需要所述驱动器。类似地，便携式计算机可在进入休眠之前执行分离命令，即，当关闭并且在从读取器取出的处理中时。

外壳可包括电源、以太网端口或WiFi以及USB端口。特别地，外壳或读取器可包括具有功率生成部件的至少一个功率生成单元。电源单元可被配置成将来自干线的100-200V AC(交流)功率转换成对于计算机的内部部件可用的低压DC(直流)功率。功率生成单元可符合ATX(高级技术扩展)形状因子。功率生成单元可被配置成使用来自母板的信号接通和切断，并且为诸如备用模式的先进功能提供支持。功率生成单元可包括用于向母板提供功率的PC主功率连接器。功率生成单元还可包括至少一个ATX12V四引脚功率连接器，其通往母板来为处理器提供专用功率。功率生成单元还可具有外围功率连接器。功率生成单元还可具有诸如串行ATA(高级技术附加装置)功率连接器的辅助功率连接器：用于使用SATA(串行高级技术附加装置)功率插头的部件的5引脚连接器，其能够以+3.3、+5以及+12伏特三个不同电压供电；以及6引脚连接器，最先进计算机电源包括6引脚连接器，其通常用于PCI Express图形卡。读取器可包括用于将功率发送到至少一个便携式计算机的至少一个电接口，并且便携式计算机可包括用于从至少一个读取器接收功率的电接口。便携式计算机的电接口可以是多个镀金垫，并且读取器的电接口可以是多个引脚。从便携式计算机到读取器的电接口应该提供高电流功率连接以及高速数据连接。连接器被配置成承受住至少10,000个连接/断开连接循环。连接器可以是SAMTEC^TM GFZ型连接器，其可具有大约100-900个引脚。连接器主体可连接到读取器，因此便携式计算机连接器将仅需要镀金的铜垫的图案。

诸如CD/DVD/蓝光^TM播放器的可选项目可以被实现为USB外设或使用高速串行ATA(SATA)接口来集成。在其他实施例中，外壳连接到输入/输出设备。在图4和5示出的实施例中，读取器包括常规台式计算机的基本上所有元件，诸如键盘、鼠标、显示器等、显示器或监视器、键盘和鼠标。如所示出的那样，因为在没有便携式计算机的情况下，读取器优选地是壳体，因此它优选地不具有将通常安置硬盘驱动器的结构。换句话说，它不包括传统台式计算机的内部运作机制，而是包括允许读取器与计算机进行交互、但在没有计算机的情况下成为壳体的本发明的读取器的独特配置。键盘和显示器可由本领域已知的任何装置(包括串行总线或例如通过蓝牙的无线方式)连接。鼠标可由包括USB连接的任何装置连接。在读取器是诸如膝上型电脑的便携式计算机的情况下，便携式计算机和读取器可包括具有更快CPU的强大笔记本(power notebook)，并且其中，读取器经由SATA接口连接到便携式计算机。

还如图4和5中所示，便携式计算机读取器可包括PDA、蜂窝电话或LAN(局域网)电话。在读取器是蜂窝电话的情况下，卡自身具有SIM(客户识别模块)卡，使得用户可以将诸如电话号码的信息下载到计算机。在读取器是蜂窝电话、PDA等的情况下，它可包括客户应用，其提供到支持呼叫SMS(短消息服务)和MMS(多媒体消息服务)事务的电话的接口。另外，可包括专门的驱动以使Windows适合一些手持设备中的小、低分辨率屏幕。读取器还可以是能够进行WiFi的。此外，读取器可具有可以成为电话的SIM卡。在该实施例中，输入设备是键盘、鼠标或PDA触摸屏或PDA或电话的小键盘。输出设备是各种显示器、扬声器等。

在图6中示出的实施例中，读取器表现为传统膝上型计算机。输入设备是键盘，并且输出设备是显示器、扬声器等。要注意的是，在一个实施例中，支持键盘的结构不包括传统膝上型电脑的内部运作机制，而是包括允许读取器与计算机进行交互、但在没有计算机的情况下成为壳体的本发明的读取器的独特配置。

在图7中示出的实施例中，读取器是触摸屏、显示器或电视。因此，屏幕可以是输入或输出设备。另一输入/输出设备可以是麦克风。读取器可包括另外的输入/输出设备，诸如打印机、光学驱动器、扬声器、语音识别硬件等。将理解的是，读取器可采用许多不同形式，例如，它可以是CD或DVD播放器、收音机等的“壳体”。在其他实施例中，取决于应用，如果期望的话可消除监视器，和/或可利用诸如触摸屏、语音激活输入等的其他输入设备取代键盘。如可能期望的那样，便携式计算机读取器可以是相对固定的或便携式的。

在另一实施例中(没有示出)，读取器可以是独立读取器。读取器将包括至少一个连接器，其用于连接到单独输入和输出设备。这样的连接器可以是USB或SATA连接器。独立读取器还可包括电源以及生物特征扫描仪。独立读取器还可包括VGA(视频图形阵列)、DVI(数字视频接口)和/或S(分量)视频格式。

读取器还包括至少一个连接器，其用于将便携式计算机附接到读取器。在一个实施例中，连接器被附接到便携式计算机读取器的外壳。在图4-7示出的实施例中，连接器在用于接收便携式计算机的插槽或孔内。插槽可位于读取器上的任何地方，例如，如图4中所示，在键盘上，或者如图5中所示，在监视器上。便携式计算机读取器连接器被配置成与便携式计算机上的任意前述通用连接器配对。连接器可包括如在本领域中已知的总线。

在图4-6示出的实施例中，便携式计算机读取器(通常，卡“B”)利用诸如以太网或火线的无线连接来附接到便携式计算机。无线连接可包括调制解调器和网卡。这些设备还可允许便携式计算机与其他便携式计算机进行交互。便携式计算机读取器被配置成向便携式计算机中的操作系统发送信息，并且从便携式计算机中的操作系统发送输出。除前述连接之外，便携式计算机还具有用于与便携式计算机读取器进行交互和通信的装置。

如图4-6中所示，读取器可包括生物特征扫描仪或读取器。这样的扫描仪可包括脉搏读取器、指纹读取器、视网膜扫描仪、语音识别记录器等。系统可包括生物特征鼠标作为输入，其在接收机或鼠标中包括集成指纹读取器。在申请人的美国专利申请第11/054,519号中公开了这样的生物特征信息、读取器、存储装置等，通过引用将其内容合并于此。另外，便携式计算机可在软件中包括安全信息。安全信息仅允许授权用户访问计算机上的某些信息。访问信息可包括个人识别号、安全问题、密码等。便携式计算机还可包括存储的或基准的生物特征信息，诸如高度、重量、血型、语音和视网膜模式、指纹、脉搏率等。另外，每个便携式计算机可被绑定到生物特征指纹扫描仪，其识别给定用户作为便携式计算机的拥有者。因此，指纹扫描可以识别用户是否是购买了便携式计算机的获得许可的人。

如图8中所示，便携式计算机读取器优选地具有主电路板，其至少包括GPS芯片、图形处理器、CPU、生物特征芯片以及I/O(输入/输出)芯片。在内部，便携式计算机读取器的外壳还可包括散热器/风扇、视频卡、PCI总线等。外壳还可包括外部总线控制器，以连接到外围设备、扬声器等。在一个实施例中，便携式计算机读取器提供电力以及至便携式计算机和外设的连接。然而，在其他实施例中，便携式计算机读取器不供电。更准确地说，由耦合到便携式计算机或在便携式计算机内提供的诸如太阳能电池的电池组或另一电源供电。

便携式计算机读取器可包括AC或DC电源和与便携式计算机进行接口的控制器。另外，在期望的情况下位置跟踪还可被并入整体系统中。例如，读取器可配备有支持便携式计算机中单芯片接收机和全球定位系统(GPS)处理器必需的所需前端RF和转换器。当包括在卡上的设备(诸如板上处理器)不能从板上天线接收能量时，可利用RF馈送。在一个实施例中，当连接到回放/发送单元时，创建电路径，其将回放/发送读卡器单元上的天线连接到单芯片GPS解决方案。然后，经由回放/发送单元施加功率。在加电并经过要处理GPS信号需要的时间延迟后，可得到时间和位置信息。该位置和时间信息还可用于对数字识别卡中指定的事务或每个事务加盖时间戳。此外，回放/发送单元还可包括生物特征指纹读取器，其允许对从用户到卡上存储的生物特征信息进行相关。仅正确的匹配将允许访问计算机上的数据。

在一个实施例中，在没有便携式计算机的情况下，便携式计算机读取器不完全是壳体，而是包括存储装置，其具有装载在其上、用于“搜索”便携式计算机的软件。因此，在设备被插入到便携式计算机读取器之后，系统将自动“搜索”便携式计算机。一旦便携式计算机读取器找到便携式计算机，它则基本上立即运行计算机程序。换句话说，计算机在它可操作之前不需要启动。更准确地说，与数字摄像机类似，便携式计算机准备立即工作。如以上所提供的那样，便携式计算机读取器是无活动能力的或作为通用计算设备的壳体，直到便携式计算机连接到其上为止。在某些实施例中，可以布置便携式计算机，使得便携式计算机脱离便携式计算机读取器不起作用并且不激活，因为便携式计算机具有可能除了显示器和诸如键盘/小键盘的输入源之外的常规计算机的所有部件，并且还可包括到直接功率连接的至少一个连接器和通信总线。在这些实施例中，读取器可包括CPU、图形处理器和GPS设备、声卡、散热器、存储装置、电路板等。

在另一实施例中，如在申请人的序列号为10/461,303的在先专利申请(’303申请)中阐述的那样，便携式计算机是卡，并且便携式计算机读取器是读卡器。卡可以是任意期望尺寸和厚度，其还可以归因于所期望的能力和所使用的技术，诸如存储器/存储装置需求。如以上所提到的那样，在某些实施例中，卡优选地是常规信用卡的尺寸以容易运送。另外，卡的存储能力可以根据用于便携式计算机的具体应用而变化。当前技术将容易在卡上容纳千兆字节以上，并且预期将还能够在卡上驻留太字节或更多。卡和读取器可使用上述任何装置通信，诸如在蜂窝网上。例如，卡和/或读取器可并入在蜂窝网上通信必需的所需部件。可替选地，卡和/或读取器可经由硬线(hard-wire)连接或无线连接来连接到蜂窝电话。从而，具有卡的蜂窝电话可用于全部通常计算功能，诸如访问互联网、电子邮件、文字处理等。在该实施例中，卡和读取器一起包括了全功能通用计算机的所有元件。在其他实施例中，可在具有内置摄像头的读卡器中使用卡。具有卡的读取器能够访问互联网，以下载音乐、电影、电视节目等。读取器还可包括GPS系统和生物特征扫描仪或读取器。在读取器包括生物特征读取器的情况下，它将生物特征数据发送到便携式计算机，以用于稍后的处理和比较。优选地，卡具有使下载的程序“超时”的软件，从而使得在某个时间段之后它们不可用。例如，用户可能能够下载电影，并从而会具有观看电影的某个时间段。一旦时间期满，或当用户已经观看了电影时，将从卡、读取器或电话自动删除电影。在另一实施例中，用户能够将预付费呼叫分钟(calling minutes)下载到系统。类似地，如果用户违反预设条款，那么系统能够自动删除任何下载的项目。

在一个实施例中，计算机和便携式计算机读取器形成存储器设备，诸如在申请人的美国专利第7,139,914号(‘914专利)和’303申请中描述的识别卡，通过引用将其全文合并于此。单独读取器(诸如在‘914专利和’303申请中描述的那些)可用于读取识别卡上的信息。例如，便携式计算机可具有存储个人和生物特征信息的电子文件。读取器被配置成读取存储在便携式计算机上的生物特征信息。便携式计算机还可包括GPS系统或位置系统，如在‘914专利和’303申请中描述的那样，当卡被带到与扫描仪邻近时，所述GPS系统或位置系统可通过无线装置与以扫描仪形式的读取器通信。如在‘914专利和’303申请中描述的那样，还可以从识别卡(便携式计算机和便携式计算机读取器)传送信息。

在另一实施例中，一旦便携式计算机连接到便携式计算机读取器，系统则成为用于人(其包括但不限于医疗病人和儿童)的个人数字语音记录器。在该实施例中，诸如非易失性存储器的记录器存储实时语音数据。可诸如由家长利用回放/发送单元在任何期望时间处开始记录。然后，录音机被附接到诸如儿童或病人的用户，并且记录邻近儿童或病人的所有声音，直到达到低功率条件或存储器满条件为止。根据由父母或授权监护人期望的记录时间量和保真度，存储器可以是可扩展的。

在另一实施例中，一旦便携式计算机连接到便携式计算机读取器，系统则成为自动语音笔记本，作为示例，诸如用于针对声音的医疗护理专业人员。作为示例，还预期了诸如由建筑检查员、维修或军事安保人员进行的类似使用。在该实施例中，诸如不可移除的存储器、诸如闪存的非易失性存储器可用于在记录单元中存储加密数字数据。在该单元中可使用小电池以将尺寸和重量保持最小。可在记录单元中嵌入实时时钟，以用于对记录的语音段给出时间戳。记录单元可诸如沿它的底部表面具有连接器，诸如当记录单元被插入到单独回放单元的顶部表面中的凹开口中时，所述连接器与单独回放单元以接口来连接。回放单元可包括常规特征，诸如扬声器、播放按钮、音量控制以及用于在数据内导航的“前进/后退”开关。记录单元和回放单元都可进一步具有识别特征，诸如在它们外壳上的匹配条码，其可以用于在丢失或要确认身份的情况下识别各自单元。

在另一实施例中，便携式计算机可以用作常规计算机的备份系统。例如，为了上载存储在常规计算机上的数据和其他信息，便携式计算机可经由便携式计算机读取器或其他有线或无线连接器(诸如USB或火线端口)连接到常规计算机。另外，在其他实施例中，当连接到便携式计算机读取器(诸如包括监视器和键盘的壳体)时，便携式计算机可用作主计算系统。在其他实施例中，如上所述，可如所期望的在用作备份系统或主计算系统之间切换便携式计算机。此外，在这些和其他实施例中，当诸如经由上述USB或火线端口、或任何其他有线或无线装置连接到便携式计算机时，存储在便携式计算机上的信息可以在所期望的情况下被下载到另一计算系统上。

在一个实施例的操作中，用户将卡读写器连接到他或她的家庭或办公室计算机。这是本领域中已知的全功能计算机。然后，用户将“空白的”或新便携式计算机(例如，计算机“A，”“B，”或“C”)插入卡读写器。通过应用软件，然后用户被提示将几乎所有信息从家庭或办公室计算机下载到便携式计算机上。这包括所有程序、操作系统等。然后，用户被提示提供识别生物特征信息，诸如指纹或视网膜扫描等。该“基准”的信息被存储在便携式计算机的内存中，使得仅具有这样信息的匹配的用户可与便携式计算机进行交互。然后，用户能够移除便携式计算机并随身携带它。然后，用户可将便携式计算机与便携式计算机读取器连接，如以上所提供的那样，所述便携式计算机读取器是壳体，直到连接便携式计算机为止。一旦便携式计算机连接到便携式计算机读取器，读取器则自动搜索计算机。一旦它找到计算机，用户则必须通过输入生物特征信息登陆。如果信息匹配，那么用户能够与便携式计算机进行交互。因此，本发明允许用户在几乎任何地方安全地使用他或她的计算机。

本系统提供许多优点。首先，因为便携式计算机能够在几乎任何便携式计算机读取器上被操作，因此它允许用户实质上对易于在任何地方使用的完整计算机进行运送。例如，便携式计算机可以是信用卡的尺寸，以便被容易地携带在用户口袋或钱夹中。并且，如所提供的那样，一旦连接到便携式计算机读取器，便携式计算机则能够执行几乎任何计算功能。因此，本发明的各种实施例不依赖用于计算功能(诸如数据检索、操作软件应用、软件和视频接口)的底盘(chassis)。更准确地说，在便携式计算机上包括所有这些功能和应用。本发明的示例在便携式计算机中包括所有存储、处理、视频接口以及软件，这允许在不考虑操作软件、应用软件或视频设置的版本的情况下，利用任何外壳使用它。用户可以容易地携带便携式计算机，置于便携式计算机读取器内或将它附接到便携式计算机读取器，然后如本领域中已知的那样计算。这可包括访问互联网、电子邮件、起草并保存文档、发送并接收包括图片、视频以及文本等的所有数据类型。例如，便携式计算机读取器可包括用于访问互联网的所需软件和硬件，诸如调制解调器和网际协议(“IP”)地址。在其他实施例中，可在便携式计算机上提供这些设备。各种实施例的优点是，可在便携式计算机读取器内包括常规计算机操作所需的许多硬件和软件部件，这使得便携式计算机包括最少部件，其好处在于便携式计算机可以是尺寸小、生产成本经济、以及耐用的。便携式计算机充当大脑，并且便携式计算机读取器用作将执行功能的身体。然而，没有大脑，身体将不做任何事。当用户完成计算时，他或她简单地移除便携式设备，并且可以随身携带它。因为便携式计算机读取器是壳体，因此没有留下用户的信息。因此，本发明的各种实施例使得壳体计算机的随后用户不可得到包括敏感信息的任何信息。另外，因为便携式计算机读取器没有根据先前人的使用来保留任何数据的能力，因此由于该相同原因，几乎不存在可能由计算机病毒影响便携式计算机读取器的危险。结果，在担心内容的保密和隐私的情况下以及在可能存在对由病毒或蠕虫病毒的破坏的担心的情况下，便携式计算机的应用是几乎无限制的。例如，应用包括但不限于旅馆、网吧或其他公共场所，诸如图书馆或大学等。此外，本发明的各种实施例提供了具有传统计算机的优点的“袖珍PC”的便携性。例如，便携式计算机是可以容易地运送的，并且便携式计算机读取器提供了对完整计算机的使用，诸如利用常规袖珍PC型计算机不能得到的全尺寸屏幕、较大的键盘等。最后，由于所利用的布置和/或技术的特性，因此利用本发明的各种实施例基本不存在启动时间。例如，在某些实施例中，便携式计算机可包括一个或多个闪存设备或闪盘驱动器。闪盘驱动器是使用闪存而不是常规旋转盘片以存储数据的存储设备。闪盘驱动器倾向于在性能上物理仿效常规硬盘驱动器。称它为“驱动器”的动机来自如下事实：它用于在传统上曾经被以机械方式驱动的部分的目的。然而，注意，在闪盘驱动器中什么也没有被以机械方式驱动。便携式计算机使用闪存或闪盘驱动器的优点是几乎没有诸如在启动常规计算机时的情况那样的延时，在启动常规计算机时的驱动器耗时并且在计算机能够由用户操作之前还检查硬件和软件部件。另外，闪存是非易失性的，这意味着它不需要功率来维持存储在设备中的信息，结果，许多实施例中的便携式计算机仅需要低功率用于操作，其可以很容易由诸如太阳能电池的电池组或类似低功率源提供。取决于具体应用，还可以使闪存适合于提供像可能期望的那样多的存储容量。

另外，因为便携式计算机读取器将容纳剩余部件，诸如以上引用的壳体计算机的监视器和键盘，所以便携式计算机的各种实施例可以包括最少的部件，因此相比常规计算系统的成本，将大大降低便携式计算机的成本。另外，对诸如闪存的有成本效率的技术的使用可以进一步降低便携式计算机的成本。结果，由于有成本效率，某些实施例中的便携式计算机可被视为一次性设备。另外，即使与常规计算机相比为一次性的，小尺寸也将导致设备是更环境友好的。在其他实施例中，由于有成本效率，商人可以利用便携式计算机作为促销品，其被免费提供给用户，或被提供给可能购买相关产品(诸如操作系统软件，即，Windows)的用户、或者被提供以用于订购诸如互联网服务提供商的指定服务。在这些实施例中，便携式计算机读取器(即，监视器/键盘或读取器)可以由商人提供用于与便携式计算机一起使用或由用户购买。另外，在其他示例中，作为示例，可免费或以最少费用向学生或雇员提供便携式计算机，所述学生或雇员将随后能够利用位于由学校、大学、企业或政府提供的指定区域的便携式计算机读取器来使用便携式计算机。

虽然根据示例性实施例描述了本发明，但是它不限于此。更准确地说，所附权利要求应该被广泛解释为包括在不脱离本发明的等同物的范围和范畴的情况下可由本领域技术人员做出的本发明的其他变体和实施例。