專利名稱：帶有尋呼機(jī)和可視圖象顯示的靈巧卡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及便攜的靈巧卡裝置，尤其涉及一種包含一個通信收發(fā)信機(jī)和一個可視顯示器的靈巧卡裝置。
靈巧卡現(xiàn)在在全世界變得非常流行。通常一張靈巧卡被定義為包含一塊帶有一些電子裝置和一個用于存儲信息的存儲器的半導(dǎo)體芯片的卡(在尺寸上類似于一張普通的信用卡)。靈巧卡用于存儲個人信息，其范圍從醫(yī)療信息到金融數(shù)據(jù)，以及貨幣價值的存儲。存儲在一張靈巧卡上的大量信息，或者數(shù)據(jù)，如果不借助于一個可以與該靈巧卡連接的靈巧卡設(shè)備就不可能進(jìn)行存取或編輯或使用。由于目前有各種不同的靈巧卡在使用，包括那些在各種不同電壓下工作的卡和那些可以通過電接觸，非接觸卡，光學(xué)可讀卡，磁可讀卡等等進(jìn)行存取的卡，因此，最好提供可以讓持卡人瀏覽卡上所存信息以確定狀態(tài)的工具，以及提供利用該靈巧卡進(jìn)行商業(yè)和金融交易的工具。
隨著個人可以瀏覽存儲在靈巧卡上的范圍廣泛的個人信息，想要發(fā)揮各種功能的欲望，如編輯包含在卡上的信息，增加存儲在儲值卡或現(xiàn)金卡上的價值，利用該卡進(jìn)行提前購買等等，正日益變得越發(fā)重要。尤其，人們希望通過無線技術(shù)利用存儲在該卡上的信息及一個主數(shù)據(jù)庫，如金融機(jī)構(gòu)，售票代理機(jī)構(gòu)，郵購公司等等進(jìn)行交易。
本發(fā)明的目的在于提供新的和改進(jìn)的用于瀏覽和利用存儲在一張靈巧卡上的信息的裝置。
本發(fā)明的目的還在于提供新的和改進(jìn)的用于利用靈巧卡技術(shù)和無線傳輸，瀏覽，編輯和進(jìn)行各種類型的商業(yè)和金融交易的裝置。
本發(fā)明的目的還在于提供新的和改進(jìn)的用于瀏覽存儲在一張靈巧卡上的信息以及利用該靈巧卡進(jìn)行交易的裝置，具有安全特性可防止未經(jīng)許可的瀏覽及使用該信息和該靈巧卡。
本發(fā)明的目的還在于提供新的和改進(jìn)的用于利用一張靈巧卡進(jìn)行交易的裝置，該裝置是便攜式，無線的并且易于操作。
上述問題和其它問題至少部分得以解決，上述目的和其它目的在一個靈巧卡裝置中得以實(shí)現(xiàn)，該靈巧卡裝置帶有一個便攜的外殼，其上有一個瀏覽孔和一個可視圖象顯示器，如一個虛擬圖象顯示器，放置在該外殼中提供一幅圖象供在該瀏覽孔處瀏覽。該可視圖象顯示器還包括一個數(shù)據(jù)輸入端用于接收其上的圖象數(shù)據(jù)。該外殼中封裝有一個傳感器結(jié)構(gòu)，它被構(gòu)造成讓一張存儲有數(shù)據(jù)的靈巧卡以數(shù)據(jù)傳感并置方式放置于與其臨近之處。該傳感器結(jié)構(gòu)包括一個用于接收數(shù)據(jù)的輸入終端和一個帶有傳感數(shù)據(jù)的輸出終端。該外殼中封裝有電子裝置，并與該傳感器結(jié)構(gòu)的輸入端和輸出端相連接，用于在一個主數(shù)據(jù)庫和該靈巧卡之間接收，處理和發(fā)送數(shù)據(jù)，還與該可視圖象顯示器的輸入端相連接，用于提供響應(yīng)該數(shù)據(jù)的圖象數(shù)據(jù)。本發(fā)明的靈巧卡裝置還包括有一個收發(fā)信機(jī)封裝在該外殼中，并與該電子裝置相連接，用于在該便攜的靈巧卡裝置的電子裝置和主數(shù)據(jù)庫之間接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。


圖1是一張根據(jù)本發(fā)明的便攜式靈巧卡裝置的等角視圖；圖2一張沿圖1的線2-2所看見的簡化剖面圖；圖3是圖1所示該便攜式靈巧卡裝置的一部分的示意簡圖；圖4是圖1所示該便攜式靈巧卡裝置的一部分簡化的方框圖；圖5是圖4所示裝置的一部分的俯視剖面簡圖；圖6，7和8是圖1所示該便攜式靈巧卡裝置的一部分的俯視、前視和側(cè)視圖；圖9是圖6所示裝置的放大側(cè)視圖；圖10是用于圖1所示該便攜式靈巧卡裝置的另一個可視顯示器的方框圖；圖11是圖1所示該便攜式靈巧卡裝置的操作的等角示意圖；以及附圖12是圖1所示該便攜式靈巧卡裝置的方框圖。
現(xiàn)在請參看附圖，附圖1和2圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個靈巧卡裝置10的具體實(shí)施例。靈巧卡裝置10包括一個便攜的外殼11，它根據(jù)人體工程學(xué)原理設(shè)計成手持式，即，外殼11在形狀上便于手握，并可以很舒適地使用一組控制鈕19以操作該裝置。外殼11還包括一個槽12用于接受一張靈巧卡13，并允許感應(yīng)存儲在靈巧卡13上的信息。槽12設(shè)計用于放置與以數(shù)據(jù)傳感并置方式封裝在外殼11中的傳感器結(jié)構(gòu)15鄰接的靈巧卡13。應(yīng)當(dāng)理解，槽12比較適于正確放置靈巧卡13，當(dāng)然，也可利用其它的結(jié)構(gòu)，包括簡單地將靈巧卡13與一個外部可存取的傳感器結(jié)構(gòu)鄰接放置。
外殼11中還封裝有一個可視顯示器14用于提供存儲在靈巧卡13上的信息以及涉及利用靈巧卡裝置10所進(jìn)行的交易的信息和與一個主數(shù)據(jù)庫(目前所討論的)進(jìn)行通訊的信息的一幅可視圖象。電子裝置16封裝在外殼11中，與傳感器結(jié)構(gòu)15和一個通訊收發(fā)裝置17進(jìn)行電連接，在本特定實(shí)施例中，該電子裝置被表示成直接封裝在包含并與電子裝置16，傳感器結(jié)構(gòu)15及通訊收發(fā)裝置17互連的一塊電路板上。該包含電子裝置16的電路板也已封裝放置并與電子裝置16，裝置20電連接，裝置20包括一個二維陣列的發(fā)光器件連接以在可視顯示器14中提供一幅完整的，真實(shí)的圖象。通常，電子裝置16包括一個中央處理單元(CPU)和能與該CPU和可視顯示器14共同工作的存儲器(RAM或ROM)。
在一個優(yōu)選實(shí)施例中，傳感器結(jié)構(gòu)15被構(gòu)造成與靈巧卡13物理上的外部電觸點(diǎn)電接接觸，從而靈巧卡13直接與電子裝置16中的CPU連接。該CPU被編程為與該存儲器和靈巧卡13上的電路連接，并以圖象數(shù)據(jù)的形式向可視顯示器14提供存儲在靈巧卡13上的信息?？梢曪@示器14然后產(chǎn)生從靈巧卡13傳感的數(shù)據(jù)的一幅圖象(或數(shù)幅圖象)?？梢岳斫?，除物理接觸電觸點(diǎn)外或取代物理接觸的電觸點(diǎn)，傳感器結(jié)構(gòu)15可以包括光學(xué)傳感器，能夠傳感光學(xué)方式存儲的信息，磁性傳感器，能夠傳感磁性方式存儲的信息，和/或電子傳感器，能夠傳感電子方式存儲的信息。此外，電子裝置16中的CPU被編程為與通訊收發(fā)信機(jī)17連接，并向靈巧卡裝置10提供往返數(shù)據(jù)傳送，因此傳感器結(jié)構(gòu)15被構(gòu)造成從CPU向靈巧卡13傳遞信息，以及從靈巧卡13向該CPU傳遞信息。
在操作靈巧卡裝置10時，尤其是與一個主數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交易時，靈巧卡裝置10使用密碼學(xué)算法以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。要開始操作靈巧卡裝置10，用戶需輸入安全信息，如一個PIN(個人識別碼)代碼，它可以是使用控制鈕19在可視顯示器14中輸入一系列獨(dú)一無二的數(shù)字或字母，或者作為一種生物測量學(xué)識別符輸入，如指紋或視網(wǎng)膜掃描。該顯示部件14(前述)如果制作成一個高分辨率的觸摸式感應(yīng)面板，則不僅可以顯示數(shù)據(jù)而且可以用做該生物測量輸入裝置以保證更加安全的使用。當(dāng)在一種金融環(huán)境中使用裝置10時，該靈巧卡CPU處理該安全信息并使用通信收發(fā)信機(jī)17，根據(jù)用戶的輸入，向一個主金融數(shù)據(jù)庫發(fā)送一個交易信息包。該交易信息包一旦被該主數(shù)據(jù)庫所接收，則該主數(shù)據(jù)庫開始進(jìn)行確認(rèn)和處理，并將確認(rèn)信息返回到靈巧卡裝置10，后者隨后將該信息記錄到靈巧卡13上，并提供它的一幅可視圖象。作為電子裝置16的一部分，提供了一個中央處理單元(CPU)，如一種便攜的用戶計算機(jī)裝置，用做該系統(tǒng)的心臟。從靈巧卡裝置10到該主數(shù)據(jù)庫的信息的傳輸利用了無線技術(shù)，尤其是通信收發(fā)信機(jī)17，如一個雙向的尋呼機(jī)，能夠在交易期間發(fā)送和接收信息。在靈巧卡裝置10的外殼11中還提供了一個揚(yáng)聲器/麥克風(fēng)18作為通訊收發(fā)信機(jī)17的組成部分。
應(yīng)當(dāng)理解，將靈巧卡裝置10作為一種傳統(tǒng)的尋呼機(jī)裝置而使用也是本發(fā)明可以預(yù)想到的。為達(dá)到這一目的，控制鈕19允許用戶選擇裝置10的操作模式，尤其可以在靈巧卡讀取/傳送模式之間或在一種傳統(tǒng)的尋呼機(jī)模式中進(jìn)行選擇。另外，如果一張靈巧卡，如靈巧卡13并沒有在物理上插入在糟12中的話，靈巧卡裝置10被設(shè)計成允許作為一種缺省情況用做傳統(tǒng)的尋呼機(jī)。
當(dāng)在一種靈巧卡讀取/傳送模式中操作時，靈巧卡裝置10能夠通過遠(yuǎn)程交易而進(jìn)行交易，例如增加儲值靈巧卡的貨幣價值以及用于購買，隨后從一張儲值卡上記帳，例如為購買目錄銷售商品。在利用靈巧卡裝置10進(jìn)行商業(yè)購買交易的典型情況中，用戶可以在顯示器14中接收并預(yù)覽特定格式的圖形廣告，例如用于電影院的情況。用戶為購買電影票可以通過從一張插入的所存儲值卡付款而進(jìn)行這一事務(wù)。購票信息從主數(shù)據(jù)庫被發(fā)送并最終存儲到該靈巧卡上。一旦到了電影院，用戶就可以得出保持所購票的信息的卡。因此，將通訊收發(fā)信機(jī)17與靈巧卡裝置10的組合就可以實(shí)現(xiàn)存取范圍廣泛的交互式圖形用戶數(shù)據(jù)。
具體參考附圖3，它以一個簡單的示意示了可視顯示器的一個例子。顯示器14包括裝置20用于在平面23上提供一幅圖象。一個光學(xué)系統(tǒng)，由透鏡24代表，與裝置20的表面23相隔放置，并產(chǎn)生一幅虛象，可以用一只眼睛透過由透鏡24所限定的一個孔25瀏覽。
附圖4更詳細(xì)地描述了裝置20，包括，例如半導(dǎo)體電子裝置，如一個由數(shù)據(jù)處理電路27所驅(qū)動的發(fā)光器件(LED)陣列26。數(shù)據(jù)處理電路27包括，例如邏輯和開關(guān)電路陣列用于控制LED陣列26中的每一LED。除該邏輯和開關(guān)電路外或不是邏輯和開關(guān)電路，數(shù)據(jù)處理電路27包括一個微處理器或類似電路用于處理軟件指令的輸入信號以在象LED陣列26這樣的裝置上產(chǎn)生一幅所需的圖象。應(yīng)當(dāng)理解，數(shù)據(jù)處理電路27和LED陣列26雖然在本說明書中是分別加以描述，但在同樣的應(yīng)用場合可以基于同樣的半導(dǎo)體芯片而形成。
在本特定實(shí)施例中，LED陣列26包括發(fā)光二極管，使用它們是由于可以得到極小的尺寸以及結(jié)構(gòu)和操作的簡易性。當(dāng)然，還應(yīng)當(dāng)理解，其它圖象生成裝置也可以使用，包括但不限于激光器(如垂直空腔諧振表面發(fā)射激光器)，液晶裝置，有機(jī)發(fā)光二極管等等。請參考附圖5，它是LED陣列26的剖面圖，其中所有LED是以通常的行列樣式分布在一塊單一的基片29上，在本實(shí)施例中為一塊半導(dǎo)體芯片。基片29的各個部分被去掉是為了簡化作圖，但應(yīng)當(dāng)理解許多其它電路，特別是驅(qū)動裝置，也可以包括在同樣的基片上。通過以一種公知的方式對特定的LED按行和列進(jìn)行編址，該特定的LED被充以能量以產(chǎn)生一幅或數(shù)幅圖象。數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)在輸入端28被接收，并由數(shù)據(jù)處理電路27轉(zhuǎn)換成能夠?qū)λxLED加能的信號，從而產(chǎn)生預(yù)定的圖象。
現(xiàn)有技術(shù)中的普通技術(shù)人員可以理解，在圖形中的LED陣列26和基片29是放大了的?；?9的實(shí)際尺寸按每一邊大約是幾個毫米，發(fā)光區(qū)域或陣列通常是在2到50毫米范圍內(nèi)，最好是5到10毫米，每個LED按每一邊是小于20微米，最好是每一邊約一個微米。還應(yīng)當(dāng)理解，實(shí)際的發(fā)光器件陣列要更小，因?yàn)閴汉竻^(qū)在每一邊要增加幾個毫米的區(qū)域。通常，更大尺寸的基片或芯片意味著在陣列中使用更多的發(fā)光器件以產(chǎn)生更大的清晰度，顏色等等。隨著半導(dǎo)體技術(shù)將芯片的尺寸日益縮小，需要更大放大率和更小透鏡的系統(tǒng)。減小透鏡的尺寸而增加放大率將極大地限制視域，實(shí)際上減小了眼睛間隙，并減小了透鏡系統(tǒng)的工作距離‘d’。
該透鏡系統(tǒng)，圖中由透鏡24代表，被封裝在與裝置20的表面23的相隔之處，以便接收來自表面23的圖象，按預(yù)定的量進(jìn)行放大生成瀏覽孔，并在其中瀏覽該可視圖象。在本實(shí)施例中，將透鏡將該圖象放大了15倍(15x)，從而來自LED陣列26的圖象也比其原始多角尺寸放大了15倍。通常，要將圖象放大到足以被人眼所感覺，需要至少放大十倍。當(dāng)然應(yīng)當(dāng)理解，如果需要，該透鏡系統(tǒng)可以按聚焦和附加放大率進(jìn)行調(diào)節(jié)，或者為了簡易性而固定在外殼11中。
附圖6，7和8分別是一個縮微的可視圖象顯示器30的俯視，前視和側(cè)視剖面示意圖，在優(yōu)選實(shí)施例中，是用作靈巧卡裝置10的可視顯示器14。縮微可視圖象顯示器30包含一個單折的光學(xué)放大器32。附圖6，7和8幾乎是按實(shí)際尺寸圖示了小型虛象顯示器30，從而指出該裝置所獲得的尺寸上的減小程度。顯示器30包括圖象生成裝置35，帶有一個發(fā)光陣列，如有機(jī)或無機(jī)發(fā)光二極管，場發(fā)射器件，垂直空腔諧振表面發(fā)射激光器，液晶器件等等。在本特定實(shí)施例中，圖象生成裝置35包括一個發(fā)光器件陣列，尤其是一個包含240列和144行的發(fā)光器件陣列。每一發(fā)光裝置在每一邊制作成約20微米，相臨器件之間中心到中心的距離不超過20微米。每一發(fā)光裝置在開啟時電壓約為1.8伏，電流約50μA。裝置35產(chǎn)生約低于15流明的亮度。
裝置35封裝在一塊玻璃基片36的下表面上，一塊驅(qū)動板38凸接至基片36。有關(guān)驅(qū)動板和基片耦合到該驅(qū)動板的附加信息已在美國專利5432358號中披露，題目為“INTEGRATED ELECTRO-OPTICAL PACKAGE(集成電-光封裝)”，1995年7月11日發(fā)布，并轉(zhuǎn)讓給同樣的受讓人，此處將其信息包括進(jìn)來以供參考。
單折光學(xué)放大器32也封裝在基片36上，包括一組光學(xué)元件，限定從裝置35到一個瀏覽孔39的光路，參看附圖7。使用該組光學(xué)元件是為了對裝置35所產(chǎn)生的圖象進(jìn)行角放大，在第一個光學(xué)元件的光入口要放大到10倍以上。由于該光學(xué)路徑和裝置35(圖象源)的尺寸，該光學(xué)器件的水平視域范圍為從放大率15x約11度角到放大率20x的22度角，本實(shí)施例采用約16度角放大率為15x的水平視域。
參考附圖9，它圖示了附圖6中的顯示器30的側(cè)面部分的放大四倍示意圖。從該圖可以看出該組光學(xué)元件包括一個帶有一個平象場光入口42的第一光學(xué)元件40，一個球性表面用作光出口43，并以某個角度朝向平象場光入口42，一個反射表面45以光學(xué)方式放置在平象場光入口45和光出口43之間，從而將光線從平象場光入口42導(dǎo)至光出口43。在本特定實(shí)施例中，元件40被制作成一個棱鏡，并用一種光學(xué)質(zhì)地塑料模制。一般而言，光學(xué)質(zhì)地塑料是一種高折射率，約在1.5到1.6之間，的材料。反射表面45可以是一塊獨(dú)立的鍍銀鏡面，它可以簡單地模制成第一個光學(xué)元件40，或者反射表面45可以在第一個光學(xué)元件40成形之后鍍銀，或者反射表面45可以是為涂層的并用在一個內(nèi)部全反射模式中。
在本實(shí)施例中，平象場光入口42采用了一個非球形平象場凹面形狀，直接模制成第一個光學(xué)元件40，并形成一個整體部分。然而應(yīng)當(dāng)理解，平象場光入口42可以構(gòu)造成一個獨(dú)立的透鏡，并隨后與第一個光學(xué)元件的下表面呈光學(xué)對難放置。當(dāng)然，分立的部件導(dǎo)致附加的部件和裝配步驟，這將增加最終結(jié)構(gòu)的成本和尺寸。
參考平象場光入口42和光出口43，反射表面45被布置成將光線以約80度到100度之間的某個角度折疊或彎曲通過第一個光學(xué)元件40。尤其是，如本實(shí)施例所述，光線是以約95度的角度反射。例如，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)95度角可以避免在單折光學(xué)放大器32的光出口處圖象的較低部分上出現(xiàn)模糊現(xiàn)象。
小型虛象顯示器30設(shè)計的一個重要部分就是使用一個實(shí)心的單折棱鏡，帶有一個凸起的出口面，與使用簡單的在空氣中的反轉(zhuǎn)鏡面相比，它能夠在同樣的空間中提高角放大率(降低有效焦距)。
該組光學(xué)元件還包括一個具有光入口48的光學(xué)透鏡47，放置在第一個光學(xué)元件40的光出口43的相臨之處，以及一個光出口49。在所描述的特定實(shí)施例中，光學(xué)透鏡47是一個對非球面形學(xué)透鏡，帶有一個限定光入口48一個的非球面形和一個限定光出口49的非球面形面。光學(xué)透鏡47是通過任何方便的手段，包括一個外殼(如附圖6-8所示)，一個安裝框架，或者任何其它方便的結(jié)構(gòu)，相對于第一個光學(xué)元件40而固定安裝。該非球型面，包括光學(xué)透鏡47的光出口49和光入口48以及第一個光學(xué)元件40的光出口43和平象場光入口42均設(shè)計成當(dāng)它從平象場光入口42通到光學(xué)透鏡47的光出口49時，減少和/或消除任何波陣面中的偏差。
該組光學(xué)元件，包括第一個光學(xué)元件40和光學(xué)透鏡47，限定了一條從第一個光學(xué)元件40的平象場光入口42到光學(xué)透鏡47的光出口49的光路徑。要制作在靈巧卡裝置中非常有用的一個單折光學(xué)放大器，該光學(xué)路徑的整體平均光學(xué)長度應(yīng)當(dāng)是在約15到35毫米的范圍內(nèi)。在本實(shí)施例中，從平象場光入口42到光學(xué)透鏡47的限定光出口49的非球型面的光學(xué)路徑是大約20毫米。
此外，該組光學(xué)元件，包括第一個光學(xué)元件40和光學(xué)透鏡47，均設(shè)計成至少包括一個放置在該光學(xué)路徑中的衍射光學(xué)元件以提供附加的，初級的色(在本實(shí)施例中)差校正。如本實(shí)施例所述，有一個衍射光學(xué)元件50包含在光學(xué)透鏡47的限定光入口48的非球面中。當(dāng)然應(yīng)該理解該衍射光學(xué)元件可以除衍射光學(xué)元件50之外或作為替代，包括在小型虛象顯示器30中的該組元件的任何其它表面中。如果有一個衍射光學(xué)元件包括在實(shí)際上對該光路徑垂直一個表面中，與光以某個角度照射該表面相反，該衍射光學(xué)元件由于旋轉(zhuǎn)對稱的緣故比較容易制作，而光以某個角度所照射的表面則具有非旋轉(zhuǎn)對稱性。因?yàn)?，該非球形面和衍射光學(xué)元件50使得光學(xué)透鏡47相對復(fù)雜，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)光學(xué)透鏡47的制作最好通過塑料注模來完成。
既然第一個光學(xué)元件40和光學(xué)透鏡47可以制作成一個完整的放大器，在本特定實(shí)施例中，作為該放大器的可能擴(kuò)展的一個例子，可以包括一個低倍光學(xué)透鏡51。低倍光學(xué)透鏡51包括一個球形面用于限定一個光輸入52和一個球形面用于限定光輸出53。在低倍光學(xué)透鏡51的入口面構(gòu)造成一個衍射光學(xué)元件54以提供附加的偏差修正。低倍光學(xué)透鏡51安裝在光學(xué)透鏡47的相臨之處并構(gòu)造成一個出口光學(xué)元件以限定一個孔，透過它可以瀏覽該角放大的圖象。添加低倍光學(xué)透鏡51多多少少增加了小型虛象顯示器30的尺寸和復(fù)雜性，但是卻提供了角放大和偏差修正以減小各種其它元件的復(fù)雜性，這在很多應(yīng)用場合中降低了顯示器30的整體成本。由于其低能耗，低能耗光學(xué)透鏡51也可用做該包裝窗或?yàn)g覽孔。在只利用第一個光學(xué)元件40和光學(xué)透鏡47的應(yīng)用場合中，用一塊玻璃或塑料窗，應(yīng)該是很清晰的，或?yàn)V光器等等來限定該瀏覽孔是很方便的。
在許多應(yīng)用場合中可能需要包括用于聚焦最終圖象的裝置。為達(dá)到此目的，第一個光學(xué)元件40(及其它元件47和51，如果需要的話)借助于由一個翼形螺釘，螺絲刀等等所旋轉(zhuǎn)的螺紋調(diào)節(jié)器56封裝在基片36上，以便縱向接近或遠(yuǎn)離基片36和裝置35而移動元件40，47和51的固定裝配。聚焦通過簡單地改變平象場光入口42和裝置35上所生成的圖象之間的距離來實(shí)現(xiàn)。
附圖10是一個直接網(wǎng)膜掃描顯示器的方框示意圖，它也可用做附圖2中的可視顯示器14。一個激光器60，可以是任何公知的激光器，包括固體激光器，如垂直空腔諧振表面發(fā)射激光器，二極管激光器，二極管泵式激光器等等，向一個調(diào)制器62提供相干光束。調(diào)制器62，一般是通過調(diào)制該光束的強(qiáng)度，作為例子，比如說，通過提供激光器60的能量級的改變將視頻信息加進(jìn)該光束中。取決于應(yīng)用場合，調(diào)制可以象開關(guān)激光器60一樣簡單，它的主要作用是轉(zhuǎn)換成一個數(shù)字系統(tǒng)。對大多數(shù)應(yīng)用場合而言，聲-光調(diào)制器是一種優(yōu)選的調(diào)制器，但其它技術(shù)，如電-光和機(jī)械調(diào)制器也完全適用。
從調(diào)制器62調(diào)制了的光束導(dǎo)向一個偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)63。一個透鏡系統(tǒng)64用于將來自偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)63的光束聚焦到人眼。要這樣來選擇透鏡系統(tǒng)64的焦距，即讓掃描系統(tǒng)焦點(diǎn)落在眼睛的瞳孔內(nèi)，該相干光束焦點(diǎn)落在眼睛的視網(wǎng)膜處。
調(diào)制器62和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)63的計時和控制由電子裝置65提供。電子裝置65包括一個基本振蕩器，或計時器，用于提供計時信號使得在適當(dāng)?shù)臅r間發(fā)生掃描和調(diào)制。此外，電子裝置65還向調(diào)制器62提供視頻信號以便將光束在需要的時間調(diào)制到正確的精度。再者，電子裝置65還提供水平和垂直(正交)偏轉(zhuǎn)信號以使偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)63在一個光柵中周期性地掃描該光束。取決于應(yīng)用場合和所需要的圖象分辨率，水平偏轉(zhuǎn)頻率可以是約15到30kHz.，垂直偏轉(zhuǎn)約60Hz.，調(diào)制頻率可以是約12MHz.。
偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)63的目的是將調(diào)制了的光束掃描到眼睛的視網(wǎng)膜上，或“寫入”一幅圖象到視網(wǎng)膜。對偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)63和透鏡系統(tǒng)64有很多種可能的設(shè)置，取決于該顯示器的應(yīng)用場合和餓如何在眼睛中成象。有關(guān)這一類型的顯示器的附加信息可以在共同待決的題為“DIRECT RETINAL SCANDISPLAY”，系列號08/292293，1994年8月18號申請，轉(zhuǎn)讓至同樣的受讓人的美國專利申請中得到，它是題為“DIRECT RETINAL SCAN DISPLAY”，系列號07/857193，1992年3月24日申請的美國專利申請的一份繼續(xù)申請。然而該直接網(wǎng)膜掃描顯示器在技術(shù)上并不能生成一幅虛象，該直接視網(wǎng)膜掃描顯示器被包括在本說明書的可視顯示系統(tǒng)的定義中僅僅是因其簡易性。
參考附圖11，它圖示了帶有小型虛象顯示器30安裝于其中的靈巧卡裝置10的透視圖，而只有瀏覽孔是可見的。通過本說明書可以推出，取決于裝置10的使用要求，在外殼11中還可以包括一個直接瀏覽顯示器(圖中未畫出)用于瀏覽一幅直接視圖，如將裝置10簡單地用作一個傳統(tǒng)的尋呼機(jī)。附圖11進(jìn)一步描述了存儲在靈巧卡13上的信息以及交易信息的一幅典型視圖70或虛象，由一個操作人員透過靈巧卡裝置10的瀏覽孔可以看見，該視圖70顯現(xiàn)在靈巧卡裝置10的后面。視圖70看起來可以大至一張8.5×11的紙或更大，并可以包括，例如，一個完整的以前進(jìn)行的帳目活動的財務(wù)敘述，或是有關(guān)當(dāng)前交易的簡單信息數(shù)據(jù)等等。
參考附圖12，它是靈巧卡裝置10的簡化方框圖。在這一特定的靈巧卡裝置10的實(shí)施例中，有一個中央處理器(CPU)75作為電子裝置16的一部分，使用一個隨機(jī)存儲器(RAM)76和一個只讀存儲器(ROM)77。在這一優(yōu)選實(shí)施例中，使用可從市場上得到的MOTOROLA出品的一塊MC68HC05SC21芯片作為CPU 75。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解，RAM 76和ROM 77可以置于CPU 75的內(nèi)部，和/或提供外部存儲器以獲得附加的或特定的特性。提供一個電源管理電路80用于向不同的靈巧卡供應(yīng)不同的電和/或滿足不同的電壓要求(例如電壓范圍為1到12伏)。
一個卡接口82用于將靈巧卡耦合到CPU 75以及如上所述，可以包括任何或全部直接物理連接的電接觸，光學(xué)讀取頭，磁性傳感器，電子傳感器(如紅外傳感器，RF傳感器等等用于無接觸卡)中的任何一種。在本實(shí)施例中，卡接口82包括帶有數(shù)據(jù)輸入和輸出終端83的傳感器結(jié)構(gòu)15(見附圖2)。
提供一個用戶接口允許用戶與CPU 75通信以及，最終與靈巧卡通訊。用戶接85包括各種按鈕和控制鈕用于操作可視顯示器14(在本實(shí)施例中)。一般而言，用戶接口85至少包括一個關(guān)/開控制和工具，如一個光標(biāo)用于拖放菜單，前進(jìn)/后倒圖象等等，以便控制由可視顯示器14生成的圖象。與用戶接口相關(guān)聯(lián)，還有一個安全電路86用于只在響應(yīng)僅被靈巧卡所有者所知的某種保密信息時，如一個PIN，生物測量信息輸入，某些與靈巧卡的內(nèi)部電路相配的內(nèi)部電路，以及響應(yīng)由主數(shù)據(jù)庫進(jìn)行的安全信息確認(rèn)過程而完成的特定交易，才允許操作靈巧卡裝置10。為達(dá)到這一目的，用戶接口85可以包括一個或更多的按鈕(一般類似于附圖11的控制鈕19)，它們必須由用戶正確操作以使靈巧卡裝置10運(yùn)轉(zhuǎn)。
一個可視顯示器90包括一組與驅(qū)動電路92耦合的發(fā)光裝置，RAM 93用于存儲和/或正確導(dǎo)向由CPU 75和數(shù)據(jù)輸出終端94提供的圖象數(shù)據(jù)。一般而言，可視顯示器90可以是任何上述顯示器，最好是小型虛象顯示器30(見附圖6-9)。如上所述，可視顯示器90可以包括一個LCD陣列，如1996年1月23日發(fā)布并轉(zhuǎn)讓給同樣的受讓人的題為“INTEGRATED ELECTRO-OPTIC PACKAGE FOR REFLECTIVE SPATIAL LIGHT MODULATORS(用于反射三維光調(diào)制器的集成電-光封裝)”的美國專利5486946號所描述。此外，用于在一組發(fā)光裝置上生成一幅圖象的，某些典型的電子裝置在1995年7月11日發(fā)布并轉(zhuǎn)讓給同樣的受讓人的題為“INTEGRATED ELECTRO-OPTICPACKAGE(集成電-光封裝)”的美國專利5432358號中作了描述。一個通信收發(fā)信機(jī)95，如雙向?qū)ず魴C(jī)等，包括一個數(shù)據(jù)輸入/輸出端97，用于與一個主數(shù)據(jù)庫通信以便在靈巧卡裝置10和該主數(shù)據(jù)庫96之間進(jìn)行業(yè)務(wù)交流。
由此，本說明書描述了利用一張靈巧卡以瀏覽信息和進(jìn)行特定交易的新的和改進(jìn)的裝置。該新的和改進(jìn)的裝置可以被標(biāo)準(zhǔn)化以便虛擬接受任何類型的靈巧卡，并包含安全特性以防止未經(jīng)許可瀏覽信息。此外，該新的和改進(jìn)的裝置是便攜式的且易于操作，從而每個靈巧卡持卡人可以很方便地將一個裝置帶在身邊，如果他們需要，也可將一個放在家里或辦公室用于即時獲得存儲在該靈巧卡上的信息以及利用該靈巧卡進(jìn)行商業(yè)和/或金融交易。
雖然我們已經(jīng)顯示并描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但對現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域里的普通技術(shù)人員而言可以做出進(jìn)一步的修改和改進(jìn)。我們希望人們理解，本發(fā)明不限于所顯示的的特定形式并且我們將在隨后的權(quán)利要求書覆蓋與本發(fā)明的精神和范圍不相分離的全部修改。
權(quán)利要求
1一種便攜式靈巧卡裝置，其特征在于一個包含瀏覽孔的便攜外殼；一個可視圖象顯示器安裝在該便攜外殼中，并提供可在瀏覽孔瀏覽的一幅圖象，該可視圖象顯示器包括一個數(shù)據(jù)輸入端用于接收圖象數(shù)據(jù)；傳感器結(jié)構(gòu)封裝在該便攜外殼中，并使存儲有數(shù)據(jù)的靈巧卡以數(shù)據(jù)傳感并置方式與其鄰接放置，該傳感器結(jié)構(gòu)包括一個輸入端和一個輸出終＝端用于讀取和寫入數(shù)據(jù)到靈巧卡；電子裝置安裝在該便攜外殼中，并與該傳感器結(jié)構(gòu)的輸入和輸出端連接用于在一個主數(shù)據(jù)庫和該靈巧卡裝置之間接收，處理和發(fā)送數(shù)據(jù)，并且還與該可視圖象顯示器的輸入終端連接用于向其提供與該數(shù)據(jù)相應(yīng)的圖象數(shù)據(jù)；和一個收發(fā)信機(jī)安裝在該便攜外殼中，并與該電子裝置連接用于在該便攜式靈巧卡裝置的電子裝置和該主數(shù)據(jù)庫之間接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。
2根據(jù)權(quán)利要求1的靈巧卡裝置，其特征還在于該便攜外殼依人體工程學(xué)原理設(shè)計成手持式，并且該傳感器結(jié)構(gòu)包括一個用于接受該靈巧卡的槽。
3根據(jù)權(quán)利要求1的靈巧卡裝置，其特征還在于該傳感器結(jié)構(gòu)用來與該靈巧卡電接觸的接觸點(diǎn)。
4根據(jù)權(quán)利要求1的靈巧卡裝置，其特征還在于該傳感器結(jié)構(gòu)包括一個磁性傳感器用于以磁性方式傳感存儲在該靈巧卡上的信息。
5根據(jù)權(quán)利要求1的靈巧卡裝置，其特征還在于該傳感器結(jié)構(gòu)包括一個光學(xué)傳感器用于以光學(xué)方式傳感存儲在該靈巧卡上的信息。
6根據(jù)權(quán)利要求1的靈巧卡裝置，其特征還在于該可視圖象顯示器是一個虛象顯示器。
7根據(jù)權(quán)利要求1的靈巧卡裝置，其特征還在于該可視圖象顯示器包括一個發(fā)光器件二維陣列連接以提供一幅完整的圖象，該二維陣列與該虛象顯示器的數(shù)據(jù)輸入端耦合用于接收該圖象數(shù)據(jù)并生成與其相應(yīng)的圖象。
8根據(jù)權(quán)利要求7的靈巧卡裝置，其特征還在于該發(fā)光器件二維陣列包括一個發(fā)光二極管，有機(jī)發(fā)光二極管的二維陣列的其中之一，和一個液晶裝置的二維陣列。
9根據(jù)權(quán)利要求1的靈巧卡裝置，其特征還在于該電子裝置(16)包括一個中央處理器(CPU)和一個隨機(jī)存儲器(RAM)。
10根據(jù)權(quán)利要求1的靈巧卡裝置，其特征還在于該收發(fā)信機(jī)是一個雙向?qū)ず魴C(jī)。
全文摘要
一種包含帶有一個瀏覽孔(25)和一個虛象顯示器(30)的便攜外殼(11)的靈巧卡裝置(10)用于在該瀏覽孔提供一張靈巧卡(13)上所包含的信息以及相應(yīng)于由一個收發(fā)信機(jī)(17)在一個主數(shù)據(jù)庫(96)和該靈巧卡裝置(10)之間進(jìn)行的數(shù)據(jù)發(fā)送所處理的交易信息的一幅圖象。該外殼(11)中的一個傳感器(15)用于將該帶有數(shù)據(jù)的靈巧卡(13)以數(shù)據(jù)傳感并置方式與其緊接放置,安裝在該外殼(11)中的電子裝置(16)連接到該傳感器(15)用于在該主數(shù)據(jù)庫(96)和該靈巧卡裝置(10)之間處理數(shù)據(jù)。
文檔編號H04Q7/14GK1176439SQ9711765
公開日1998年3月18日 申請日期1997年8月22日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月23日
發(fā)明者斯考特·R·諾維斯, 威廉姆·E·卡恩斯, 卡蘭·E·賈奇莫維茨 申請人:摩托羅拉公司