专利名称：具有输入/输出设备接口的宽屏幕笔记本及其接口方法
技术领域：
本发明一般涉及笔记本电脑，特别涉及笔记本电脑的可拆卸输入/输出(I/O)设备的物理和信号接口。
背景技术：
笔记本电脑具有广泛的用途并且由于它尺寸小而通常被选用。有时对计算机的应用不需要最小的尺寸但是需要便携性并且当需要时能够增加选件。
笔记本电脑一般需要电缆连接增加一些可选设备(例如，打印机和较大的显示器)，其被插入到具有用于特定选件的适当连接器的端口。其它可选设备可能是独立的(例如，辅助存储单元)，并且插入到兼容的连接器中并留在该笔记本电脑内部。笔记本记算机的一个限制是它较小的显示屏尺寸和较小的键盘尺寸。为了克服该问题，一些笔记本电脑具有扩展键盘的方法，并且许多笔记本电脑具有外接显示端口，用于可选地利用外接显示器，与所附带显示器同时使用或者取代所附带显示器。
通常，笔记本的键盘区域被保留用于仅仅具有输入功能的设备，例如数字键盘、轨迹球或者其它类型的指示设备。还存在具有打印机端口和用于连接较大显示器的端口的笔记本电脑，但是，这些设备通常不是便携式的，并且该I/O连接通常在键盘底座的背面。最近，已经出现当不连接到计算机时具有功能的数字设备(例如，数字像机)。但是，这些设备可能具有可以装载到计算机中用于进一步的处理或存储以及可以接收来自计算机的输出数据的信息。当这些设备可能具有标准化的电子接口(例如，USB串行总线)时，不需要设计它们的物理和电子接口以使得这些I/O设备方便地作为笔记本电脑的一部分而工作。
因此，需要把具有I/O设备连接性能的笔记本电脑与加宽显示屏相结合，其中对笔记本的传统特征添加了把新的和现有的I/O设备与新的显示器相连接的能力。
发明内容
在此公开一种具有包含键盘和附加显示器的键盘底座的笔记本电脑。该键盘底座被加宽以产生加宽的I/O面积。该显示器也被加宽相应于该加宽的键盘底座。在一个实施例中，在加宽的I/O区域中提供一个凹陷区域，其具有适用于多种可拆卸I/O设备的I/O连接器。每个I/O设备与I/O连接器电连接。当I/O设备在功能上改变时，它们都适合于物理和电连接到该I/O连接器。I/O设备还具有连接到笔记本电脑所需的软件驱动程序，其驻留在I/O设备中或笔记本电脑中。I/O设备的连接可以自动使得该I/O设备驱动程序从I/O设备安装到笔记本电脑上，或者该设备驱动程序可以被从该笔记本电脑本身中存储或激活。加宽的显示器可以使用扩展的显示空间来显示多个窗口用于正常的笔记本操作，或者显示仅仅与安装在加宽的键盘底座并且连接到I/O连接器的特定I/O设备的操作相关的窗口。所选择的I/O设备可能具有完全与该笔记本电脑的任何通信或连接相分离的功能。
上文相当广泛地概括本发明的特点和技术优点，以便于更好地理解下文对本发明的详细描述。下文中将描述本发明的其它特点和优点，其形成本发明所要求保护的主题。
为了更彻底地理解本发明及其优点，现在将结合附图给出如下描述，其中图1示出具有加宽显示屏的笔记本电脑，以及示出I/O设备如何与加宽键盘底座的I/O连接器相连接；图2示出具有加宽显示屏和安装在加宽I/O区域中的I/O设备的笔记本电脑，其中该加宽显示屏用于并排地显示用于笔记本电脑应用程序的多个窗口；
图3示出具有加宽显示屏和安装在加宽I/O区域中的I/O设备的笔记本电脑，其中示出I/O设备窗口被显示在该笔记本电脑显示器的加宽部分中；图4为可用于笔记本电脑中的本发明的逻辑单元和实施例；以及图5示出用于本发明的实施例中的方法步骤的流程图。
具体实施例方式
在下文描述中，给出多个具体细节以提供对本发明的彻底理解。但是，本领域内的专业人员显然可以看出没有这些具体细节也可以实现本发明。换句话说，众所周知的电路用方框图的形式来示出以避免用不必要的细节为本发明造成混淆。一般来说，关于定时的考虑这样的细节等等可能被尽可能地省略，这种细节对于那些相关本领域内的普通技术人员获得对本发明的彻底理解来说是不必要的。
现在参照附图，其中示出的部件不一定是按比例的，并且在这几幅图中相同或相似的部件用相同的参考标号来表示。在下文的描述中，术语“I/O设备”与“可拆卸I/O设备”含义相同，因为本发明用于可从笔记本电脑上拆卸的I/O设备。
图4为可用于本发明的实施例的笔记本电脑(未在图4中示出)的主板400中的逻辑单元的方框图。中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)以及随机存取存储器(RAM)构成该笔记本电脑的处理功能的主要部分。总线412是用于在逻辑单元和外部设备之间通信的一条通信路径。用户接口适配器422(包括键盘控制器)用于耦合来自例如键盘101、鼠标426、轨迹球432以及音频扩音器428这样的设备的信号。根据本发明的实施例，键盘101可以具有一个带有加宽I/O设备区域108的加宽键盘底座。显示适配器436用于把信号耦合到显示器102。根据本发明的实施例，显示器102还可以具有对应于加宽键盘底座107的加宽显示区域103。总线412还用于耦合来自I/O适配器418和通信适配器443的信号。根据本发明的实施例，适配器418被用于把来自I/O设备449的信号通过I/O连接装置434耦合到主板400。在本发明的一个实施例中，I/O设备449具有连接器450，其可与I/O连接装置434上的相应连接器448相匹配而工作。在本发明的另一个实施例中，在连接器448和450不匹配时，内插器444被插入在这两个连接器之间以便进行信号连接。内插器444具有与I/O设备449侧上的连接器450相兼容的连接器特征，以及具有与I/O连接装置434侧上的连接器448相兼容的连接器特征。在内插器444内的信号线(未示出)将进行所需的相应信号连接，以保证I/O设备449的操作。在本发明的实施例中，当在I/O设备449上的连接器的物理形状或者该I/O设备449本身的物理特征不允许该I/O设备449直接通过连接器448连接到主板400，则也可以使用内插器444。来自其它设备(未示出)的其它通信信号可以通过通信适配器443连接到总线412。
一旦CPU410通过识别信号识别出一个设备时，它还可以用指令让程序从RAM414、ROM416或者从该I/O设备449本身提取对所识别I/O设备449的操作特定的数据。该数据可以通过设备驱动程序指令或者其它相关的操作信息。CPU410还可以启动程序例程，使得用于与显示适配器436进行通信的指令在I/O设备显示窗口111上显示对特定所连接I/O设备449的操作特定的数据。该I/O设备显示窗口111可以与显示器102上的任何其它操作窗口(例如，109)完全分离并且没有重叠。具有特定I/O设备显示窗口111的I/O设备449可以用于向用户指示I/O设备的工作状态。例如，I/O设备显示窗口111可以指示是否已经建立通信链路，对要执行的用户关心的操作的任何附加指示，或者可以用于以这种形式显示I/O数据。该I/O设备显示器还可以包含从I/O设备449接收或发送到I/O设备449的数据。
可以使用I/O设备显示窗口111而不影响其它笔记本电脑显示窗口信息。如果不存在I/O设备449，则本发明的另一个实施例允许由CPU410使用加宽的显示器102(具有加宽的区域103)来显示笔记本电脑应用程序的窗口(例如，图2中的109和110)以利用加宽的显示区域103。I/O设备449可以是独立的，并且当不通过主板400与笔记本电脑设备进行通信时，可以作为一个独立的设备来使用。I/O连接装置434允许新开发的设备容易地适配到包含本发明的实施例的现有笔记本电脑。
I/O设备449可以具有内插器444，以允许所需信号通过I/O适配器418和总线412耦合到CPU410。即使以前没有的新I/O设备449，也仍然适合于把软件安装到CPU410中，这将完全允许I/O设备449与具有CPU410的笔记本电脑协同工作。下载的程序可能具有可用于以后识别I/O设备449的指令，该I/O设备449具有用于该加宽显示区域103的显示功能(参见图3)。
图1为构成本发明的实施例的笔记本电脑的示意图。笔记本电脑100具有键盘101和显示屏102。本发明的实施例加宽该底座107产生一个加宽区域108。加宽区域108具有凹陷的I/O区域105，其中包含I/O连接装置104。凹陷的I/O区域105能够接受一组通用I/O设备106。I/O设备106可能大小适合于该I/O区域105(或者可以使用内插器来适配)以匹配I/O连接装置104。由于底座107扩展的结果，笔记本电脑100还具有加宽的I/O显示区域103。通过允许单个非常宽的窗口、两个或多个较小的并排窗口、或者可选的自此安装或连接在凹陷的I/O区域105中所添加I/O设备的插入窗口，I/O显示区域103使得显示器102更加有用。如果需要的话，I/O连接设备104可以包含检测装置，以向笔记本电脑100和中央处理单元(CPU)通知所添加I/O设备106的特征。CPU(未示出，例如410)被驻留在主板(例如，400)上，其还可以包含用于笔记本电脑100的必要电子电路。CPU能够自动安装支持所添加I/O设备106所需的驱动程序和软件。在本发明的一个实施例中，在I/O连接装置104中的检测装置可以是所选择的多个连接器引脚，其从所添加I/O设备接收编码的逻辑信号，并且把这个信号耦合到CPU。在本发明的另一个实施例中，所添加的I/O设备106在该I/O连接装置104的特定连接器引脚上发送识别其特征的一串数位。用于确定I/O设备特征的其它检测装置可以包括把逻辑信号施加到所选择的单个引脚上，该引脚耦合到CPU，该CPU已经被编程以便于特定I/O设备106相关联。
许多不同的I/O设备可以采用本发明的实施例。这些可能I/O设备的列表包括但不限于数字键盘、轨迹球/数字转换器、具有集成显示器的跟踪板、工作板或其它个人数字助理(PDA)、数码像机板、MP3板、指纹传感器、控制板、电话板、蜂窝电话板、以及智能卡读取器/记录器。在上下文中，“板”是用于定义具有提供特定I/O功能所需的特征的I/O单元(例如，按键、键、音频输入/输出、显示器，等等)。数字键盘可以是用于输入密码数据的简单输入数据，其中该键盘具有特殊的键盘步局或者特定的用户字符。跟踪板/数字转换器可以是在画图时使用的设备，其中可以建立基准并且通过移动手指或者输入点的座标而输入数据。例如PDA或数码像机板这样的一些设备具有与笔记本电脑的通信完全独立的全部功能。电话板或蜂窝电话板包含利用标准电话协议或者通过蜂窝式无线连接来进行电话呼叫的功能。笔记本电话可以利用电话板和蜂窝电话板的功能来进行语音或数据通信。例如，当访问和显示数据或者操作应用程序时，用户可能要用与笔记本电脑相结合的蜂窝电话板来进行语音连接和通话。例如指纹传感器这样的其它设备可以用于多种安全协议应用程序(例如，获得对特定本地或远程文件的访问)。智能卡读取器/记录器是通过用磁、光或者通过访问在该智能卡中的内嵌存储芯片用于读取和写入可能包含数据存储的特殊格式化的卡的设备。
在本发明的一个实施例中，把I/O设备106插入到I/O连接装置104将触发该增强的笔记本电脑100显示一个显示窗口(例如，111)，表明所支持的I/O设备驱动程序被安装。然后，用户将从该选项中选择特定的I/O设备106。在本发明的另一个实施例中，该笔记本电脑通过检测所连接的特定I/O设备106而自动安装适当的I/O设备驱动程序。并且在本发明的另一个实施例中，该I/O设备106在内部ROM中存储它所需的I/O驱动程序。当I/O设备106连接到I/O连接装置104时，该I/O驱动程序可以自动安装到笔记本电脑中。本发明的其它实施例还导致在扩展的显示区域103中出现用于该I/O设备106的支持显示窗口(例如，111)。无论是否连接I/O设备106，扩展显示区域103还可由笔记本电脑应用程序所使用。这对于编辑和校对过程中并排显示两个页面是非常有用的。
图2示出具有所安装的I/O设备106的笔记本电脑100的本发明的一个实施例。加宽的键盘底座107包含键盘101。显示器102具有扩展的显示区域103。在该图中，并排地显示两个显示窗口109和110，其中显示窗口110延伸扩展的显示区域103。
图3示出本发明的一个实施例，其中笔记本电脑100具有所安装的I/O设备106。加宽的键盘底座107包含键盘101。显示器102具有加宽的显示区域103。在该图中，显示窗口109和112位于显示器101中。与I/O设备106相关的I/O显示窗口111显示在加宽的显示区域103中。
图5为在本发明的实施例中的方法步骤的流程图。在步骤501中，执行测试以确定I/O设备106是否连接到该通用连接装置并且发送通信请求。如果在501中的测试结果为“否”，则在步骤502完成测试，以确定笔记本电脑应用程序是否要求使用加宽的显示区域103。如果在步骤502中的测试结果为“是”，则加宽的显示区域103可以用于该笔记本电脑应用程序。如果在步骤502的测试结果为“否”，则执行分支转移到步骤501等待I/O设备106连接，或者等待笔记本电脑应用程序请求使用加宽的显示器103。如果在步骤501的测试结果为“是”，则在步骤504确认所激活和安装的I/O设备106的通信请求。在步骤505，在笔记本电脑100中的通信软件要求I/O设备106的识别。在步骤506，把特定的I/O设备驱动程序下载到笔记本电脑100中，或在笔记本电脑100中启动特定的I/O设备驱动程序。在步骤507中，在笔记本电脑中启动I/O显示窗口程序，或从I/O设备106下载。在步骤508，笔记本电脑100和I/O设备106在通过笔记本电脑100的键盘101输入或通过I/O设备106输入的用户命令下一同工作。在步骤509中，执行测试以确定I/O设备106的操作是否启动或结束。如果在步骤509的测试结果为“是”，则执行分支转移返回到步骤508继续进行操作。如果在步骤509的测试结果为“否”，则分支转移到步骤501，在步骤501中等待来自I/O设备的命令通信请求。
尽管已经详细描述本发明及其优点，但是应当知道可以作出各种改变、替代和变型而不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种具有输入/输出(I/O)物理用户接口的笔记本电脑，其中包括包含用于所述笔记本电脑的键盘的底座，其中所述底座具有超出所述键盘的扩展部分，形成一个加宽的键盘底座；加宽的显示器，所述加宽的显示器具有对应于所述加宽的键盘底座的加宽的I/O显示区域，所述加宽的显示器具有基本上与所述加宽的键盘底座的宽度相等的宽度；置于所述加宽键盘底座的所述扩展部分中的I/O设备区域；以及安装在所述I/O设备区域中的接口信号连接装置，所述接口连接装置把来自所述笔记本电脑的信号耦合到I/O设备。
2.根据权利要求1所述的笔记本电脑，其特征在于，所述I/O设备区域凹陷在所述I/O设备区域的表面之下，所述凹陷的I/O设备区域容纳所述I/O设备。
3.根据权利要求2所述的笔记本电脑，其特征在于，所述接口信号连接装置置于所述凹陷的I/O设备区域内。
4.根据权利要求1所述的笔记本电脑，其特征在于，一个接口连接内插器被置于所述接口信号连接装置和所述I/O设备之间。
5.根据权利要求4所述的笔记本电脑，其特征在于，所述接口连接内插器被置于所述凹陷的I/O设备区域中。
6.根据权利要求4所述的笔记本电脑，其特征在于，所述接口连接内插器补偿所述通用连接装置、所述凹陷I/O区域和所述I/O设备之间的机械和信号路由方式的差别。
7.根据权利要求1所述的笔记本电脑，其特征在于，当所述I/O设备对所述笔记本电脑发送和接收信号时，所述加宽的I/O显示区域被用于显示与所述I/O设备的操作相关的操作数据。
8.根据权利要求1所述的笔记本电脑，其特征在于，所述笔记本电脑执行第一通信软件指令，所述第一通信软件指令控制所述笔记本电脑与所述I/O设备之间的通信。
9.根据权利要求1所述的笔记本电脑，其特征在于，所述I/O设备执行第二通信软件指令，所述第二通信软件指令控制所述笔记本电脑与所述I/O设备之间的通信。
10.根据权利要求1所述的笔记本电脑，其特征在于，所述I/O设备具有与所述笔记本电脑的任何通信信令或连接完全分离的功能。
11.一种用于把I/O设备与笔记本电脑相接的方法，其中包括如下步骤对所述笔记本电脑提供加宽的显示器和加宽的键盘底座，所述加宽的键盘的底座具有一个I/O设备区域；在所述I/O设备区域中提供信号连接装置；把来自所述I/O设备的信号耦合到所述笔记本电脑中I/O电路，所述I/O电路把来自所述I/O设备的信号耦合到所述笔记本电脑中的中央处理单元(CPU)；启动通信软件，所述通信软件控制所述CPU与所述I/O设备之间的通信；以及启动显示软件，所述显示软件执行指示与所述I/O设备相关的输入或输出数据在所述加宽的显示器的加宽部分中显示的指令。
12.根据权利要求11所述的方法，其中进一步包括响应通过所述笔记本电脑或者通过所述I/O设备输入的用户命令，一同操作所述笔记本电脑和所述I/O设备的步骤。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述加宽的显示器具有基本上与所述加宽的键盘底座的宽度相等的宽度。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述I/O设备具有与所述笔记本电脑的任何通信信令或连接完全分离的功能。
全文摘要
一种具有扩展键盘底座和加宽显示器的笔记本电脑。与该键盘相邻的该扩展键盘底座区域具有包含通用I/O连接器的凹陷区域。该凹陷区域被设计为容纳一组I/O设备,其被设计为与该通用I/O连接器电连接。当一个I/O设备被插入到该通用I/O连接器时,它可以由该笔记本电脑内部的电路自动检测,并且软件驱动程序被安装,以使得该特定的I/O设备能够使用。该加宽的显示器具有额外的显示能力,其中多页文档可以并排放置用于编辑或者观看。I/O设备包括但不限于:数字键盘、轨迹球/数字转换器、具有集成显示器的跟踪板、工作板或其它个人数字助理(PDA)、数码像机板、MP3板、指纹传感器、控制板、电话板、蜂窝电话板、以及智能卡读取器/记录器。
文档编号G06F3/02GK1363871SQ01130280
公开日2002年8月14日 申请日期2001年12月29日 优先权日2001年1月8日
发明者约翰·P·卡里蒂斯 申请人:国际商业机器公司