CN100378625C - 在缩减小键盘上加速输入符号的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明教导以下内容：一单个键可以支持多个有序组，而只需要在一个键的表面上视觉地显示每个组的一个子集，并且可以利用多重击键或预测方法、或同时两者来输入每一组的成员，而辅助键是一种用以选择有序组及进行多重击键功能的便利有效的方法。本发明的目的：有限的多重击键深度、减少的每符号按键次数、集中的焦点、可发现性、渐进的可发现性、能力、紧凑显示、及多重击键及预测文本方法的无缝集成，所有这些都可以通过明智地应用本发明来实现。

Description

在缩减小键盘上加速输入符号的方法及装置

技术领域

本发明涉及可打字装置的设计，更具体地涉及利用缩减的键盘加速输入符号的装置。

背景技术

标准的台式计算机键盘包括100或更多个键。键盘可用于对比其具有的键多得多的符号进行编码，这些符号包括字母、大写字母、重音字母、数字、标点符号、和功能符号(例如用于对光标移动、字符删除、或快捷访问因特网进行编码的符号)。因此，通常许多键需要编码多于一个的符号。随着计算机键盘需要执行的不同功能的数量不断增加，典型键盘上键的数量也在增加，造成近来键盘的尺寸日趋庞大(达到用来盛火鸡的盘子那样大小)。

当我们提及如电话小键盘的缩减键盘时，在少量键上编码许多符号的约束变得更加严格。当在一个键上有许多符号时，必须提供一些方法来区分这些符号，也就是说，确定要输入的是哪个符号。通常有三种基本方法对多符号键的符号进行区分：

1)组合或转换机制(chording or shifting mechanism)，一次按下多个键，典型的例子是使用cap-shift键来区分小写和大写字母；2)多重击键机制，根据与键相关联的多个符号中所要输入的符号连续按该键不同次数，电话键盘通常以此方式工作，例如，对于键2，按一次输入“a”，按两次输入“b”，以及按三次输入“c”；和3)预测文本方法，使用软件来预测要输入的符号。在此以Riskin US5,031,206中的方法为例。

最新进展已经对这些方法进行了优化组合。例如，结合在本文中作为参考的Gutowitz US09/347,188教导了一种将多重击键机制和预测方法相结合的优化方法。结合在本文中作为参考的GutowitzPCT/US99/29,343教导了一种将转换机制和预测机制进行优化组合的方法。

将上述教导扩展到大量符号集(包括数字、标点符号、功能符号、重音字母等)的输入，这就引出一些细微但重要的问题。当要编码的符号数量非常大而键的数量非常小时，就产生了除与适当区分有关的问题之外的附加限制。这些限制的出现是因为许多符号必须表示在一单个键上。尤其是，在带有少量按键的电话小键盘上，即使用一个键需要编码的所有符号来标记该键，也可能会很困难。本发明解决了这些问题。

发明内容

本发明的一个主要目的是提供一种用于以人机控制方式输入字母、标点符号、数字和功能符号的方法和装置。本发明的目的还包括：

有限的多重击键深度。用户研究表明多重击键法最令人头疼的一个方面就是许多符号可能需要许多额外的击键。例如，字母

在标准的多重击键中需要击键四次。在本发明中由于根据本实施例，可以利用a)辅助转换键或者b)一次额外按键获得大多数符号，所以限制了多重击键深度。一些少见符号可能需要两次或更多次额外的按键。

减少的每符号按键数。如刚才所述，本发明的一个希望的特征就在于限制了键入任何符号所需的按键次数(最差情况)。本发明的另一个目的是减少输入大多数符号时的预期按键次数(平均情况)。

集中的焦点。初学用户习惯将注意力集中在键盘上，而更高级的用户往往将注意力集中在显示器上。考虑到可用性，避免强迫用户将焦点从键盘转换到屏幕并再返回到键盘是很重要的。在本发明中，键盘标记为初学用户提供了一种在不查看显示器的情况下找到所有或大多数符号的方式。那些已经了解符号与键之间的指定的高级用户仍然可以将他们的注意力集中在显示器上。

可发现性。所有或大多数符号以下面的方式进行视觉编码：键入这些符号所需的按键操作从视觉检察上是显见的，即一种独立于语言的方式。这种编码帮助初学用户通过简单浏览键盘就会发现如何操作键盘。

渐进的可发现性。根据符号出现的机率将其组织在多个有序组中。最可能出现的符号可以通过很少的按键以易于发现的方式获得。可能较难发现如何输入比较少见的符号，并且比较少见的符号可能需要更费力的多次击键。为了在有限数量的键上对大量的符号进行编码，一些符号必须要有更多指定信息。本发明的优点在于额外的信息要求集中于那些在典型的环境中易被普通用户避免的、少见的符号。

能力。有一种看法是，在蜂窝电话或其他手持装置上输入文本的重要性将不断提高，并且在这些装置上输入文本的各种应用将得到扩展。本发明提供了在标准的英文键盘上所能找到的所有标点符号。例如，可用于编辑计算机程序。由于同时具有可发现性和有能力性，所以本发明可以满足所有类型用户的需要。

紧凑显示。通过将字形相关的符号进行组合，本发明节省了键盘空间。对于视觉检察，允许在和单个符号所需同样小的空间内呈现若干个符号。该目的对于诸如具有非常有限的可用于标记的表面区域并且按键可能很小的蜂窝电话那样的手持装置来说尤其重要。

多重击键及预测文本方法的无缝集成。在现有技术中，这些方法一般是被作为可替换方案给出的。但是，根据本发明的教导，可以同时将多重击键和预测方法无缝地集成在一单个装置中，因此用户可以利用这两种方法，提高了文本输入机制的可用性。

核心创造思想(其结果发展成为下面所给出的优选实施例方案)是一单个键可以支持多个有序组，而只需要在一个键的表面上视觉地呈现每个组的一个子集，并且可以利用多重击键或预测方法、或同时两者来输入每一组的成员，而辅助键是一种用以选择有序组及进行多重击键功能的便利有效的方法。本发明的目的：有限的多重击键深度、减少的每符号按键次数、集中的焦点、可发现性、渐进的可发现性、能力、紧凑显示、及多重击键及预测文本方法的无缝集成，所有这些都可以通过明智地应用本发明来实现。

因此，本发明教导了一种用于符号输入的装置，其特征在于包括：多个键，其中至少一个所述键是有效输入多个符号有序组的多重有序组键，其中由所述多重有序组键输入的至少两个所述符号有序组包括至少两个符号；迭代单元或者预测单元，与所述多重有序组键结合以选择所述有序组的成员进行输入，其中至少一个所述多重有序组键输入包括标点符号和数字的符号对，所述标点符号选自包括！？％_-(/：)@的集合，所述数字选自包括0-9的集合，选择所述对使得该对中的标点符号和数字具有形态的重叠从而允许标点符号和数字实质上占用相同的键盘表面区域。

本发明还涉及一种制造可打字装置的方法，该方法包括以下步骤：选择要输入的多个符号；将所述多个符号分成多个有序组；将所述多个有序组与多个键相关联，使得至少一个所述键被指定有多于一个的所述有序组并且每个所述键有效地输入所述被指定给所述键的有序组的成员，将数字0-9中的每一个分别指定给所述键，并对每一个指定了数字的键指定一个标点符号。

附图说明

参考一系列附图对本发明进行说明。

图1示出了根据本发明的优选实施例组建的装置的键盘；

图2示出了标点键的使用示例；

图3示出了数字键的使用示例；

图4示出了区分键的使用示例；

图5示出了CapW键的使用示例；

图6是根据本发明制成可打字装置的方法；

图7示出了通过添加辅助键将有序组进行划分以及使用符号前进键的一个例子；

图8示出了多重有序组的一个视觉显示。

具体实施方式

首先参考图1说明本发明。图1示出了用于输入包括重音字母的字母、标点、数字和各种功能符号的装置1000。该装置包括多个键。一些键，例如1001，仅用于输入标点(在本例中为*符号和空格符)。其他键，例如1002，用于输入符号并执行功能(在本例中为#符号以及固定和下移功能(fix and next functions))。下面将对这些功能进行说明。另外一些键用于输入标点符号和数字，例如1003用于输入数字1和标点符号！(感叹号)，(逗号)和.(句号)。还有一些，例如1016，用于输入数字、标点符号和字母(在本例中为9、符号)(右圆括号)和字母w、x、y和z)。根据本发明，一个键1005是一个辅助键，该键电连接到至少一些输入标点符号的键(例如1001-1004)，从而当该辅助键结合尤其用于输入标点符号的键被启动时，输入来自该键的其中一个标点符号。根据实施情况，该第一辅助键可以在激活对应的标点键之前、之后或过程中被启动。在优选设置中，第一辅助键的功能像一个转换键(shift key)。也就是说，当启动(在机械键的情况中“保持下压”)该键时，所有也被启动(在机械键的情况中“按下”)的标点键将输入相关联的其中一个标点符号。根据本发明组建的装置可以包括第二辅助键1006，当该键结合尤其用于输入数字的多个键之一(例如1003或1004)被启动时，用于选择输入与该数字键相关联的其中一个数字。像第一辅助键那样，该第二辅助键可以在激活对应的数字键之前、之后或过程中被启动，以实现选择输入其中一个数字。

根据本发明组建的装置还可以包括第三辅助键1007，当该键结合尤其用于编码字母的多个键之一(例如1004)进行操作时，用于选择与该字母键相关联的其中一个或多个字母。在图1所示的装置中，所选字母是CEHLNSTY，该选择是基于在本文中已结合作为参考的GutowitzPCT/US99/29,343披露的发明。

第一辅助键(标点键)的操作

第一辅助键1005用于输入标点符号。参考图2对其操作进行说明。图2示出了当结合多重击键机制使用第一辅助键输入字母时输入的短语

ltr：-)的情况。在本示例中，将第一辅助键实施为一个转换键，作为优选实施例。也就是说，可以保持下压该辅助键，只要保持下压该键，就能实现从一个编码多个标点符号的键选出要选的标点符号。实施辅助键的另选方法包括a)按下和释放辅助键：对要按的下一个键起作用，b)在标点键之后按下辅助键，对先前按下的键起作用，c)辅助键是一个模式锁定键：一旦被按下，持续对随后按下的所有标点键起作用，直到再次按下该辅助键为止，d)用按键时间的长度表示辅助键，例如，如果快速按下一个字母和标点键，则输入一个字母，而如果按下且保持下压则输入一个标点符号。根据本发明实施第一辅助键的其他方法对本领域的技术人员是显而易见的。这一点对于将在下面介绍的其他辅助键也是如此。本发明该方面的本质特征是第一辅助键用于从多个符号(可能包括字母符号并由字母和标点键编码)中选出一个标点符号。

对于图2的流程图，假设如图1所示的符号与键的关联，即，一个键用于编码字母abc和标点符号？等。下面对符号与键的该特定关联进行详细说明，该特定关联包含在此要求的专利权利的许多创造性特征。

因此，在图2的第一步骤2001中，将键1004按三次以输入字母“c”，然后(步骤2002)将键1015按两次以输入字母“u”，以此类推，直到输入“r”为止(步骤2006)，随后在步骤2008中按下并保持下压第一辅助键1005，同时依次按下键1015、1012和1016(步骤2009-2011)以产生情感图标：-)。

第二辅助键(数字键)的操作

根据本发明组建的装置可以进一步包括一个第二辅助键。如果本发明的多个符号键中至少一个用于输入字母和数字，则对该第二辅助键进行操作，使得当该第二辅助键和其中一个字母与数字键相结合被启动时则输入至少一个编码数字，而当不结合所述第二辅助键或用于输入符号的任何其他所述键而启动所述字母与数字键之一时，则输入至少一个由所述字母与数字键中的所述一个字母与数字键编码的所述字母。

换句话说，本发明还提供要用于输入数字的第二辅助键。除了第一辅助键是从一个字母标点键中选择一个标点符号而第二辅助键是从一个用于编码数字与其他可能符号的键选择一个数这一点之外，其功能与第一辅助键的类似。因此，例如，如果要输入的短语是“cu 18r：-)”，将如图3所示输入该短语。图3的步骤3001-3004与图2的步骤2001-2004相同，用于输入“cu l”，在步骤3005中，启动第二辅助键1006使得当在步骤3006中启动键1015时，输入数字8。在步骤3007中，释放该第二辅助键1006。然后，在步骤3008-3012中，输入一个空格和符号序列：-)，和图2所述的情况一样。

第三辅助键(区分键)的操作

本发明的一些实施例可以提供第三辅助键，该键用于选择某些字母以输入。可以根据Gutowitz‘343中披露的发明对要输入的字母进行选择，但是，根据本发明，可以根据任何方案作出选择。为了清楚解释，在此使用Gutowitz‘343的方案，在该方案中分别从键2-9选择字母CEHLNSTY。在Gutowitz‘343披露的发明中，其他字母由预测软件选择。因此，返回到短语“cu l8r：-)”一例，并参考图4，看到可以利用第一、第二和第三辅助键输入该短语，如下所述：在步骤4001中，与键1004一起启动第三辅助键1007。该步骤输入字母“c”。在步骤4002中，释放第三辅助键1007，并随后在步骤4003中启动键1015。由于预测软件，键1015的激活会输入字母“u”。然后，在步骤4004中，启动键1001以输入一个空格。在步骤4005中，键1007结合键1012被启动而输入“1”。然后在步骤4007中释放键1007。第二辅助键1006结合键1015被启动而输入数字8(步骤4008和4009)。然后，在步骤4010中，启动键1014，由于预测软件，导致输入字母“r”。在步骤4012至4015中，如图3所示输入序列“：-)”。

第四辅助键(大写键)的操作

第四辅助键1009用于输入大写字母。如第一、第二和第三辅助键的情况那样，结合其他键对第四辅助键进行操作以执行一个输入动作。如上述其他辅助键的情况那样，可以在激活所述其他键之前、之后或者过程中启动该第四辅助键，以便执行所需的动作。在优选设置中，在另一个键之后启动第四辅助键以执行大写操作。因此，如果希望输入大写字母

，并如图4所述的使用一个包括第三辅助键的实施例，则第三辅助键1007将与键1004相结合被启动以输入“c”，然后启动第四辅助键1009以便将小写字母“c”变换成大写字母“C”。这种设置的优点在于允许大写操作的一种新颖且创造性的人机扩展。因此，本发明提供了一种新的操作，“CapW”(大写字)操作。当结合大写键1009操作一些其他辅助键时获得CapW操作。如果存在的话，所述其他辅助键优选为区分键1007。这种优选是因为大写仅与字母有关，而与数字或者标点符号无关，因此自然要将大写操作与另一个用于输入字母的键相关联。可能以若干方式出现大写需要，例如，当一个单词是一个专有名词：Fred时，需要大写第一个字母。或者，当该单词为一个缩写词：FRED时，需要将该词全部大写。可能在其他情况下需要其他大写形式，例如隔字母大写：DoCoMo。CapW键能够提供至少一种大写形式。当定义了多种形式时，重复激活CapW键会依次选定所述的多个可用形式。

例如，假设定义了三种形式：大写第一个字母、大写所有字母、和所有字母都不大写。然后，参考图5，揭示输入大写字母序列FRED所要采取的步骤。在步骤5001中，输入“fred”。该输入可以采用任何方法：多重击键、预测或其他。然后，在步骤5002中，启动CapW键1009。该激活最好是通过几乎同时操作键1007和键1009来完成。在输入序列“fred”之后所述CapW键的第一次激活会产生序列“Fred”。在步骤5003中CapW键的第二次激活导致采用第二种大写形式以产生序列“FRED”。如果随后用户决定取消所有大写，则CapW键的第三次连续激活将把输入返回未大写的单词“fred”。

第五辅助键(符号前进键)的操作

符号前进键，或者“下移”键1002通过以对一组符号规定的次序前进的方式提供选择符号的操作。也就是说，如果在一有序组中设置了符号a1、a2...an，则a2在a1的后面，a3在a2的后面等等。通常，一个有序组具有一个循环次序，使得a1在an的后面。一有序组可以包括一个键上的所有符号，或者仅包括一个键上的符号的一个子集。将符号收集组成有序组对于构建缩减键盘是很重要的设计决定。例如，考虑键1015的情况。该键对三个字母t、u和v，数字8和标点符号冒号(：)进行编码。其也可以对其他符号进行编码，例如没有显示在该键表面上的分号(；)。这些符号可以全部以单一次序(例如tuv8：；)或者以多个有序组(例如所有字母在一组而所有数字和标点在第二组)设置。根据本发明，由辅助键的有无和类型对将符号分成组进行管理。例如，仅提供一个标点键的装置应该提供划分到两组的符号。一组包括在启动标点键时输入的符号，而另一组包括在不启动标点键时所输入的符号。因此，在本实施例中，符号t、u和v将在一个有序组中，而符号8：；将在另一个有序组中。参考图7，可以看到，在步骤7001中，已经在该装置中添加了标点键，将该有序组分成如上述的两个有序组。如果还提供了一个区分键，并且该区分键用于选择字母t，则上述组应该是：(t)(uv)(8：；)。在步骤7002示出了增加区分键的分离作用。最后，如果还提供了一数字键，则上述组应该为(t)(uv)(8)(：；)。在步骤7003示出了数字键的分离作用。本发明的该方面的作用在于各辅助键的增加会缩减有序组的大小，限制多重击键的深度，这是本发明的一个希望的优点。图7还说明了符号前进键的作用。在步骤7001中有序组分离之前，随着符号前进键被连续启动多次，该符号前进键顺序输入符号tuv8：；。然后，在因该标点键而分离了有序组之后，根据该标点键是否已经被启动，符号前进键分别顺序输入符号tuv或者顺序输入符号8：；。

因此，参考图6，根据本发明生成可打字装置的方法包括以下步骤：

6001选择多个要输入的符号，

6002将多个所述多个符号指定给多个有序组，

6003将所述有序组指定给多个键，使得至少一个键被指定有多于一个有序组，并且每个键能有效地输入所述指定的有序组的成员。

如果该打字装置具有至少一个辅助键，则一些有序组可以与该辅助键或该多个辅助键相关联，从而该方法可以进一步包括以下步骤：和

6004将一个或多个所述指定的有序组指定给一个辅助键，该辅助键与指定有多个有序组的所述多个键结合，使得当所述辅助键结合指定有多个有序组的所述多个键被启动时，能够最优选择其中一个所述指定的有序组以输入。

预测机制的集成

本发明的一个希望的特征是限制输入任何符号所需的击键次数(最差情况)，和减少输入大多数符号的预期击键次数(平均情况)。各附加辅助键有助于进一步减少最差情况的击键次数，不管是通过多次按键还是优选使用一个辅助符号前进键来完成符号前进。可以极端地执行增加附加辅助键的处理，使得利用一个符号键结合一个辅助键能够无歧义地输入每个符号，这对于本领域的技术人员来说是显而易见的。问题在于在缩减键盘的情况中，可以被增加的键的数量被极大地限制了。在多数情况下，有序组将包括多于一个符号。如果在一个有序组内符号的出现存在统计规律性的话，则可以设计软件以预测在任何给定的语境中优先出现的符号。先前已经引用过这种软件的例子。在每个情况中，软件的功能是改变一有序组内的排序。因此，在键1015的情况中，预测软件可能确定有序组(uv)在某些环境下应该被排序为(vu)。例如，如果先前已经输入了字母“wea”，则在按下键1015时更可能要输入“v”，因为在英语中“weave”是一个单词，而“weau”不是任何单词的开始。同样地，对于标点有序组(：；)，可能存在分号比冒号的可能性大的语境，所以在该语境中分号应该排序在前。例如，情感图标；-)可能比情感图标：-)更常用。如果是这样的话，预测软件可以确定在遇到激活键1015同时启动标点键，并随后激活键1012和1016同时启动标点键时，随后应该输入分号而不是冒号。在该例中，这将很可能是用户所想要的输入情感图标；-)。

因此，本发明允许使用多重击键的方法，或等同地，符号前进键，或预测系统，或者上述所有方法来选择有序组内的符号。事实上，本发明的独一无二的特征是允许多重击键方法和预测方法同时无缝地共存于一单个装置内。

返回示例短语“cu 8r：-)”，并参考图6，可以利用一符号前进键或者使用预测软件，借助于第一、第二和第三辅助键输入该短语，如下所述：在步骤6001中，启动第三辅助键1007，也启动键1004。该步骤输入字母“c”。在步骤6002中，释放第三辅助键1007，并在步骤6003中启动键1015。在该例中，假设1)在当前语境中由1015键输入的有序组为(vu)，和2)提供预测软件使得在启动键1015之后直接输入一空格时，v将变成u。随后在步骤6003中，将输入一个v，但当在步骤6004中使用1001键输入空格时，v将改变成u。如果用户希望，也可以通过替换另选步骤6004(alt)获得u，在该步骤中启动符号前进键1002以便在继续键入空格之前将v改变成u。在每种情况中，可以通过如图4所述的相同方法完成该短语的输入。

多重击键及预测方法的无缝集成具有的优点在于在任何给定时刻，用户可以选择在已经提供了充分语境时信赖预测系统以产生希望的结果，或者利用符号前进键或其多重击键等同操作来直接控制输入。

基本的标点符号集

如前所述，本发明的一个重要方面是减少平均情况下输入符号所需的击键次数。因此在输入标点的情况中，以能够用最少击键输入最常用符号的方式来在键上分配标点符号就很重要。通过统计分析，已经确定一些最常用的符号有空格( )、句号(.)、逗号(，)、单引号(‘)、叹号(！)、问号(？)、下划线(_)、连字符(-)、左括号(()、右括号())、冒号(：)、at符(@)、斜线(/)、百分号(％)、星号(*)和井号(#)。可以以仅击键一次输入每个常用符号的方式将所有这些常用符号设置在增加了一个标点键和一个区分键的标准电话键盘上。这些符号被称为基本符号集。尽管该基本符号集是通过统计分析确定的，并且是该符号集的优选实施例，但是其中一个或多个符号可以用其他符号替代而不超出本发明的范围，这对于本领域的技术人员而言是显而易见的。该基本符号集的本质特征在于他们都是最常用的标点符号。该基本标点符号集能够提供足够的标点以支持简短的消息编辑应用，和电子邮件地址及多数URL的输入。可以定义次级符号集，包括符号tab、&、$、；、{、}、[、]、～、’、”、|、\，等等。下面将说明次级符号集中符号的输入。

基本符号集中的元素与标准电话小键盘的键的优选关联

在采用本发明以改进标准电话小键盘时，必须进行以下确定1)哪些符号与哪些键相关联，和2)在一个给定键具有多个有序组的情况中，该符号包括在哪个组中。本发明提供了广泛的多种选择。鉴于当前的可用信息，以下选择是最佳的。

句号、逗号和空格。这些常用符号出现的频率高于许多字母。在优选实施例中，空格设置在1001键上而句号设置在1003键上。输入这些符号时，不需要辅助键的相关激活。逗号也被设置在1003键上。在没有提供区分键的情况中，逗号和句号在一个有序组中，即，包括(.，)的有序组。在提供了区分键的情况下，逗号在其自己的有序组中，并利用区分键来选择逗号。

星号和井号(pound)。这些符号的设置是由ISO协议规定的。在本发明的优选实施例中，他们分别与1001和1002键相关联。

单引号。在英语中，单引号是与字母具有非常强的统计性相关性的标点符号。该特性使得预测软件能够很好地预测其在字符串中的出现。因此，可以将单引号包括在由字母组成的有序组中。在优选实施例中，将单引号设置在1012键上，其被包括在由该键上的字母组成的有序组中。在其他语言中，可以以相同的办法设置其他标点符号。

十个类似数字的标点符号。有10个常用的标点符号可以紧密地一一对应于数字。这种对应是基于这些符号在通用字体上的形似。即，叹号(！)与数字1形似，问号(？)与数字2形似，％与数字3形似，下划线(_)与数字4的一部分形似，连字符(-)与数字5的一部分形似，左括号(()与数字6的一部分形似，斜线(/)与数字7的一部分形似，冒号(：)与数字8的一部分形似，右括号())与数字9的一部分形似，at符(@)与数字0形似。标准电话小键盘将数字1-9和0分别设置在键1003、1004、1010-1017。因此，根据由本发明的优选实施例所确定的关联，标点符号！？％_-(/：)@分别与键1003、1004、1010-1017相关联。

字形重叠

标点符号与数字的上述关联的一个显著并非常有用的特征在于，这种形似允许标点符号和数字实质上占用相同的键盘表面位置。通过将各数字与其相关联的标点符号进行重叠，可以以数字和标点符号都可见的方式对很小的键进行标记。视觉地标记所有可能要输入的符号的存在使得初学用户能够浏览各键以寻找所希望的数字或标点符号。此外，其提高了学习的容易性，因为这种形似帮助用户记忆哪个键与那些符号相关联。通过适当的着色、加亮、字体设计和其他视觉方法，可以清楚可视地区分数字和标点符号，即使他们相互重叠。尽管本发明不需要将标点符号与相关联的数字重叠，但它教导了在需要的时候该如何做。数字与标点符号的关联增加了小键盘的可发现性，就如同适当应用视觉提示所起的作用一样。在本发明的优选实施例中，数字标记的颜色与数字键的颜色相同，标点符号标记的颜色与标点键的颜色相同，而由区分键选出的无歧义字母的标记颜色与区分键本身的颜色相同。

次级符号集

至此，在电话键盘上的优选设置中设置了15个标点符号。但是，标准的台式键盘可以对32个或更多标点符号进行编码。继续本发明形似方面的应用，通过保持可发现性、减少的最差情况击键次数和减少的平均情况击键次数的方式，可以方便地将这些符号中的大多数与电话键盘上的键相关联。这些次级符号的设置提供了渐进的可发现性。一旦用户发现基本符号如何通过形似与数字相关联，则即使没有这些次级符号与键之间关联的视觉标记，他们也能够准确地猜想其他符号设置在哪里。例如，当已经发现形似原理时，可以猜想出分号(；)应该与标记一个冒号(：)的键1015相关联。如果分号被设置在有冒号的有序组(：；)，则当用户理解了符号前进键用于在符号次序中前进时，他将明白为了获得分号，标点键1005必须结合1015键被启动，并随后必须启动符号前进键1002。这是可发现性的本质：使得用户能够将从该机制一个方面的操作中得到的经验扩展到本发明其他方面的操作。

以此方式，可以将管道符(|)设置在具有叹号(！)的有序组中，将反斜线(\)设置在具有斜线(/)的有序组中等等，从而形成多个组(([{“<)、()]”>)、(-＝+)、(“)(组中可以另外包括字母)和(～^)。这些后述的关联在形似上并不如先前所述的关联那样强，并且它们也包括更少使用的符号。因此，键盘设计者在选择符号位置方面有相当的自由度，甚至可以选择完全忽略这些符号。在包括的键超过标准小键盘的12个键的键盘上，一些键可被用于对较常用的次级符号进行编码。例如，在图1的实施例中，&符号与键1008上的后退功能符号相关联，而$符号与键1009上的Caps/CapW功能符号相关联。

功能形态学(function morphology)

一些标点和功能符号(例如tab或后退)不具有字形表示，并且形似不是设置位置时的指导。因此这些符号的设置需要一个形似的抽象。因此空格、换行、后退和tab具有某种族系相似性，因为每个符号都是用于操纵下一个要输入符号的位置。根据由功能形态学给出的这种符号关联的教导，可以采用不同的方案以实施根据这些教导的关联。将这些方法应用到电话键盘中的一个优选方式是将换行与多个空格符相关联。因此，当按一次空格键1001时，输入空格符号，而当连续按两次时，输入一个空格和一个换行。键1001的每次另外的相继按下将产生另外的换行。一个另选的实施例，例如，可以是按下一次以输入空格键，按下两次以输入tab符号，并且随后每按一次就输入一个tab符号。

当提供了辅助键时，这些键也可以用于区分由功能性形似限定的一个族系范围内的成员。例如，结合空格键启动一个数字键可以表示一个tab符号，因为tab符号代表多个空格。因此，在本发明的优选实施例中，结合空格键1001启动数字键1006将产生tab功能符号。如果提供了其他辅助键(例如区分键1007)，则该键可以结合空格键被启动以产生后退。上述不是图1所示的优选实施例中选择的机制。在该图中使用一个单独键1008来输入后退。该图示出了优选用于其可发现性的编码后退符的一个另选机制。但是，设计上的限制可能不允许将一个键用于该目的，如果不允许的话，优选使用用于输入后退的键1007-1001组合。

预测标点

已经指出标点符号可以与其他符号(例如字母)具有充分的统计性相关性，从而允许预测机制以有价值的方式缩减期望的击键次数。在此揭示的本发明的优选实施例的一个方面能够有助于利用预测方法来输入标点符号。在该优选实施例中，与左圆括号形似的标点符号：([{和<进而与数字6相关联，而与右圆括号形似的标点符号：)]}和>进而与数字9相关联。似左圆括号符号与似右圆括号符号之间具有一种功能形态关系，因为似左圆括号符号经常与似右圆括号符号匹配成对地出现。这种匹配成对特性可以用于缩减输入这些符号所需的期望的击键次数。考虑输入以下句子：<so then(after)we’ll“go”>。如果6键上的有序标点组为(“[{<，而9键上的有序组为}”]}>，则使用一个符号前进键输入这些似圆括号符号将需要：击键五次输入<，击键一次输入(，击键一次输入)，击键两次输入“，击键两次输入”，以及击键五次输入>，总共击键16次。但是，根据本发明，似右圆括号符号的次序可以设定成似左圆括号符号的一个函数，以便减少击键次数。实现的简单规则是：似右圆括号有序组中的第一个符号应该与似左圆括号组中最后输入且未匹配的符号相匹配。应用该规则应该：击键五次输入<，击键一次输入(，击键一次输入)(右圆括号匹配左圆括号、最后输入的且未匹配的似左圆括号符号。现在匹配了该似左圆括号符号，则最后输入的未匹配似左圆括号符号是<)，击键两次输入“(变成新的最后输入的似左圆括号符号)，击键一次输入”(现在匹配于“)，以及击键一次输入>(与剩余未匹配的似左圆括号符号<匹配)，总共击键11次。因此，在该例中，每似圆括号符号的平均击键次数从接近3次下降到少于2次，尽管最差情况保持每符号击键5次。尽管与其他有序组相比似圆括号有序组的符号很多，但是根据这些符号的配对特性，在这些有序组上可以保持很少的预期击键次数。

重音字母的处理

本发明的优选实施例将渐进的可发现性特性扩展到对重音字母的处理。许多语言包含重音字母，并且根据其语言，任何给定的字母可能产生许多重音。另外依据语言，辅音和/或元音可能具有重音。而基于罗马字母的语言通常能被无重音地朗读，包含重音会增强本语言的母语使用者对所输入文本的舒畅阅览。因此非常需要在缩减的键盘上提供输入重音字母的机制，并且还希望尽可能简单地输入这些重音字母。

可以采用预测机制来缩减输入重音字母所需的击键次数，即使存在许多重音字母并且每个都包含许多重音。如在数字、标点符号和无重音字母中的处理那样，根据本发明组建的装置最关注的地方在于减少击键次数(易于使用方面)和可发现性(易于学习方面)。当利用熟悉的字母范畴帮助将字母指定到键时就增强了可发现性。由本发明的优选实施例教导的处理重音字母的方法是将有重音的辅音字母与无重音的对应辅音字母设置在同一个键上，并将所有有重音的元音字母设置在同一个键上，或者设置在与放置无重音的元音字母的那些键相区别的一些键上。由发明者进行的广泛的数字研究表明该设置不仅易于学习，而且当使用预测机制选择重音字母以输入优先级时该设置能使缩减输入重音字母所需的击键次数接近最佳。当将这些构想应用到电话键盘时，必须记住在任何键的表面上都只能显示少量符号。通常，对于多数西欧语言，重音元音出现的频率比重音辅音的大。因此，在这些语言的处理中，最好将重音元音字母显示在键表面上，但限制重音辅音的表示。在本发明的优选实施例中，键1017用于输入所有的重音元音字母。应该注意到将所有的重音元音字母设置在一单个键上将会导致大量的有序组。例如，对于一些语言，有序组可能包括e’e’e^a’a’a^等(在此重音标记写在其所施加的字母后面)。在这些情况中，不可能将所有的重音字母显示在一个很小的键的表面上，使得这些字母都能被人的肉眼看到。为了缓和该问题，一种表示多个可用重音字母的抽象形式比表示单个重音字母的多个具体而详细的标记要好。在图1中，该抽象形式是所有元音字母上方的上划线，尽管其他设置对于本领域的技术人员也是显而易见的。

还揭示了可以根据本发明，同时将重音字母的位置和表示重音的抽象形式与区分键的操作相结合，从而在需要时使该区分键对重音字母的操作更容易被发现。在图1中，显示出字母e上方的上划线部分从视觉上与该上划线的其他部分不同，而e本身具有将其与上划线和区分键相联系的视觉特性(颜色、亮度、字体或者其他视觉提示)。这种视觉相关系统指导用户理解：区分键应该结合1017键被启动以输入任何重音字母e。

助发现的视常显示

在具有可视显示屏幕的电话上，还可以指导用户发现输入任何符号所需的击键组合，即使那些符号没有显示为键盘上的显式标记。如上所述，将一个键上的符号设置在一个或多个有序组中。有序组的数量是能够结合该符号键操作的辅助键数量的函数。通常有序组之一是在该符号键不结合某个辅助键被压下时可操作的有序组。在本发明的优选实施例中，如图1所示，键1015对以下4个有序组进行编码：(8)(：；)(t)(uv)。这些组分别由数字键、标点键、区分键和无辅助键选择。初学用户可能不理解如何使用辅助键，如果装置具有完全可发现性，则用户能被指导进行正确操作而不需要口头或书面指示。设想当前数字键是一个给定颜色(比如蓝色)并且符号键上的数字也是蓝色，标点键是绿色并且符号键上的标点符号也是绿色，区分键是红色，而被区分的字母也是红色，不受区分键影响的字母也是黑色。那么，当初学用户按键1015时，将看到一个以不同颜色显示不同有序组的显示。以不同颜色显示不同组向用户提供了以下指示：1)按哪个辅助键以获得希望的符号，和2)帮助用户识别那些并未显式标记在键本身上的符号。本领域的技术人员应该容易理解：可以使用其他的视觉提示(例如阴影或字体)代替颜色，来标记有序组及其关联的辅助键。事实上，参考图8，可以看到可视显示8000具有：一个有序组8001，包括黑色标记的“t”；第二有序组8002，包括灰色标记的“uv”；第三有序组8003，包括灰色斜体的数字“8”；和最后一个有序组8004，包括用下划线标记的标点符号冒号和分号。

固定键

固定键功能是针对加入了特定类型的预测文本机制的实施例。如果预测文本机制是可以根据随后输入的信息来修改符号的显示和输入的话，则可能需要阻止或取消这些追溯性改变(retroactive change)的方法。固定键提供了这些方法。不管何时激活该键，都能取消最后一次的追溯性改变。设计该固定键以简化非字的打字输入。将预测软件可以执行追溯性改变的模式称为自动模式，而将不能发生追溯性改变的模式称为手动模式。无论何时碰到不太可能是字典或单词参考列表内的字(例如URL)，初学用户都可以进入手动模式(通过在自动模式中敲击next)。尽管这是输入非字的最可靠方法，但是也可能失去一些自动模式的功能。自动模式能够准确地输入许多非字，并且不需要每字母的额外击键，而手动模式可能需要这些字的一些额外击键。输入非字的更高级的方法是在自动模式下开始打字输入，只有出现错误时才进入手动模式。如果追溯性地改变一些在该追溯性改变之前是正确的字母，则自动模式就是出现了错误。当发生该情况时，用户可以按固定键以1)取消追溯性改变，和2)进入手动模式。可能发生该情况的一个例子是在用户希望输入一个非英语源的英文名字时，例如“Quader”。当以自动模式输入该字时，可以准确出现前4个字母“quad”。但是，在按“e”键时，显示可能改变成“pubde”。此时，用户可以按固定键来获得“quade”，然后以手动模式完成该字来得到“quader”。

符号前进与预测文本机制的集成

已经揭示了本发明允许通过使用符号前进键或预测文本机制或同时使用两者来选择一个有序组的成员。还揭示了固定键可以有助于预测机制与多重击键(或符号前进键)机制的一个特殊集成。通常，好的预测文本机制可以被依赖以准确输入语言中常用的字母序列。但是，一些序列，例如URL或者电子邮件地址可能会超出算法的预测能力范围。如果用户希望输入这样的序列，则可能需要从由预测机制进行控制转换到利用由符号前进键(或者等同地，多重击键法)提供的更费力但更确定的方法来输入该序列。根据本发明的该方面，当在输入由标点界定的字母序列的过程中，用户激活符号前进键用于输入序列的剩余部分，直到下一个标点符号为止，该预测机制将会防止对输入的字母序列作出追溯性改变。这种限制的一个非显见理由在于当用户激活符号前进键时，说明他们希望更紧密地控制文本输入机制的表现，并且不想让预测软件决定要显示哪个字母。该情况类似于驾驶员在滑路上驱车时会从自动档转换到手动档的情况。当输入一个标点符号(典型地为空格符)时，意味着用户已经完成了困难或不常用序列的输入，则恢复预测软件的完全操作。

综上所述，应该注意到在本说明书中讨论的对实施例的许多修改对本领域的技术人员是显而易见的，应参照所附的权利要求来理解本发明的全部范畴。

Claims (32)

1.一种用于输入符号的装置，其特征在于包括：

多个键，其中至少一个所述键是有效输入多个符号有序组的多重有序组键，其中由所述多重有序组键输入的至少两个所述符号有序组包括至少两个符号；

迭代单元或者预测单元，与所述多重有序组键结合以选择所述有序组的成员进行输入，

其中至少一个所述多重有序组键输入包括标点符号和数字的符号对，所述标点符号选自包括！？％_-(/:)@的集合，所述数字选自包括0-9的集合，选择所述对使得该对中的标点符号和数字具有形态的重叠从而允许标点符号和数字实质上占用相同的键盘表面区域。

2.权利要求1所述的装置，其特征在于还包括，标点辅助键，其中由所述多重有序组键输入的至少一个所述有序组是包括标点符号的标点组，并且由所述多重有序组键输入的另一个所述有序组不包含标点符号，所述标点辅助键与至少一个所述多重有序组键结合，以便在结合所述多重有序组键启动所述标点辅助键时，优先选择输入所述标点组的成员。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于还包括数字辅助键和至少一个数字键，所述至少一个数字键有效地输入至少一个数字和至少一个有序组，所述数字辅助键与所述至少一个数字键结合，以便在结合所述数字键激活所述数字辅助键时，优先选择输入所述至少一个数字。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于还包括符号前进键，该符号前进键与至少一个所述多重有序组键连接结合，以便在结合所述符号前进键激活所述至少一个多重有序组键时，优先选择输入所述至少一个多重有序组键上的至少一个有序组中的一个成员，并且在连续多次启动所述符号前进键时，以一规定次序相继选择以输入所述至少一个有序组的成员。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，将所述规定次序定义为先前输入的符号序列的函数。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，至少一个所述多重有序组键标记有来自由所述多重有序组键输入的每个所述有序组的至少一个符号。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，用于字母、标点符号和数字的所述标记具有视觉差异，由所述标记的字体大小、颜色、亮度或字样上的差别对所述视觉差异进行编码。

8.根据权利要求6所述的装置，其中，至少一个所述多重有序组键输入至少一个标点有序组，其中所述标点有序组包含至少一个标点符号，并进一步规定所述标点有序组中至少一个所述标点符号是常用标点符号，所述常用标点符号与至少一个所述标记相对应。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述常用标点符号是从由逗号、叹号、问号、百分号、下划线、连字符、左圆括号、右圆括号、冒号、at符、星号和井号所组成的组中选出的。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，被选择的对由数字1和标点符号叹号组成。

11.根据权利要求1所述的装置，其中，被选择的对由数字2和标点符号问号组成。

12.根据权利要求1所述的装置，其中，被选择的对由数字3和标点符号百分号组成。

13.根据权利要求1所述的装置，其中，被选择的对由数字4和标点符号下划线组成。

14.根据权利要求1所述的装置，其中，被选择的对由数字5和标点符号连字符组成。

15.根据权利要求1所述的装置，其中，被选择的对由数字6和标点符号左圆括号组成。

16.根据权利要求1所述的装置，其中，被选择的对由数字7和标点符号斜线组成。

17.根据权利要求1所述的装置，其中，被选择的对由数字8和标点符号冒号组成。

18.根据权利要求1所述的装置，其中，被选择的对由数字9和标点符号右圆括号组成。

19.根据权利要求1所述的装置，其中，被选择的对由数字0和标点符号at符组成。

20.根据权利要求1所述的装置，其中，被选择的对中的每个成员与所述至少一个多重有序组键上的标记相关联，其中所述标记重叠。

21.根据权利要求20所述的装置，还包括一照亮装置，该照亮装置有效地优先照亮与所述对中的数字相关联的重叠的标记或与所述对中的所述标点符号相关联的重叠的标记。

22.根据权利要求1所述的装置，其中，由至少一个所述多重有序组键输入的至少一个有序组由重音字母组成。

23.根据权利要求22所述的装置，其中，所述由重音字母组成的所述有序组由重音元音组成。

24.根据权利要求1所述的装置，还包括区分辅助键，其中至少一个多重有序组键输入一个字母有序组，所述字母有序组包括字母，所述区分辅助键与输入一个字母有序组的所述至少一个多重有序组键结合，以便在结合输入一个字母有序组的所述至少一个多重有序组键启动所述区分辅助键时，优先选择输入所述字母有序组中的一个所述字母。

25.根据权利要求1所述的装置，还包括有效地用于使先前已输入的字母大写的大写辅助键，该大写辅助键与一个大写模式的有序组相关联，以便当相继启动所述大写辅助键时，把所述大写模式有序组的成员相继应用到先前已输入的所述字母的序列。

26.根据权利要求25所述的装置，其中，所述大写模式的有序组包括使单词的第一个字母大写或使单词的所有字母大写或使单词的所有字母不大写的模式。

27.根据权利要求1所述的装置，其中，进一步包括一固定键，该固定键有效地取消受所述预测单元影响的最后一次追溯变化。

28.根据权利要求1所述的装置，其中，还包括用于输入空格符的空格键，使得对该空格键的一次激活会导致输入一个空格符，而连续两次激活将输入一个包括回车符的字符序列，并且每一次连续激活所述空格键会输入一包括回车符的额外的字符序列。

29.根据权利要求3所述的装置，其中，还包括用于输入空格符号的空格键，并且其中，所述数字辅助键与所述空格键结合，以便在结合所述空格键启动所述数字辅助键时输入一个tab符。

30.根据权利要求1所述的装置，还包括与至少一个多重有序组键结合的多个辅助键，以便在结合至少一个所述多重有序组键启动一个所述辅助键时，选择一个所述有序组以输入，并且其中，所述有序组包括的符号为一种类型，所述类型是从由标点符号、数字和字母组成的组中选择的，并且以具有视觉差异的方式标记各所述辅助键，并且至少一个有序组的至少一个成员与所述至少一个多重有序组键上的一个标记相对应，其中，对应标记在视觉上具有与选择所述有序组以输入的所述辅助键的对应标记具有相同的特点，由此所述辅助键与所述有序组的关联是可发现的。

31.一种形成可打字装置的方法，该方法包括以下步骤：

选择要输入的多个符号；

将所述多个符号分成多个有序组；

将所述多个有序组与多个键相关联，使得至少一个所述键被指定有多于一个的所述有序组并且每个所述键有效地输入所述被指定给所述键的有序组的成员，将数字0-9中的每一个分别指定给所述键，并对每一个指定了数字的键指定一个标点符号。

32.根据权利要求31所述的方法，还包括以下步骤：将一个或多个指定的有序组指定给一辅助键，该辅助键与被指定了有序组的所述键结合，使得在结合被指定了有序组的所述键启动所述辅助键时，优先选择输入一个所述指定的有序组。

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