CN101419504A - 使用圆形键盘的中文输入系统 - Google Patents

Abstract

一个节约空间、易于使用、手持的使用圆形键盘的中文输入系统包括：用复数个基本符号、字根或字母按照一个预定规则组合来表示汉字的逻辑方法；包括多达28个按键的圆形键盘，按键与基本符号、字根或字母配对，并沿着同圆心的第一、第二圆环和第三圆形的圆周以一定角度相隔布置；复数个逻辑开－关模式的功能开关，使可用的基本符号、字根或字母的数量以2的指数倍(2ⁿ)增加；以及用于储存和显示的装置，充分并实时动态地储存和显示基本符号、字根或字母的输入直到它们转换成汉字。所述的圆形键盘可采用硬质按键或触摸屏。若采用硬质按键，相邻的开关可电子控制地接合在一起形成双向或四向翘板开关，以减少键入错误并增加机械可靠性。

Description

使用圆形键盘的中文输入系统

技术领域

本发明涉及用于电子装置的中文数据录入键盘系统，特别是一种用于小型电子设备、手机、计算机和网络电视的，空间效率高且易于使用的手持中文键盘系统。

背景技术

现有技术

中文输入法

下列对中文输入法的说明大部分引用自一个公共信息资源-维基百科。对于计算机、手持装置和其它电子设备，目前可采用多种方法来输入汉字。本发明涉及用于电子装置的中文数据录入键盘，特别是一种用于小型电子设备、手机、计算机和网络电视的，空间效率高且易于使用的手持键盘。所有这些输入法的共同基本理念是，设备内设有一个缓冲区，用户输入的信息可暂存于该缓冲区中，直到这些信息通过某一逻辑程序转换为汉字，否则，这些汉字将难以通过只具有一组基本符号、字根或字母的键盘而获得。下面将对几个具有代表性的方法进行说明。

拼音输入法

拼音输入法是一种基于罗马化发音的输入法。拼音输入法是在标准普通话发音的基础上产生的。在最基本的形式中，拼音输入法允许用户通过键入汉字的发音，然后给用户列出具有此发音的汉字列表，从而完成汉字的输入。然而，在目前所使用的系统中，会存在一些细微的差别，现代的拼音输入法提供了一些便捷的功能。大多数拼音输入法会提供便捷的功能来加快输入的速度。其中一些功能可以极大地加快打字的速度。

仓颉输入法

仓颉输入法是一个系统，通过该系统，汉字可以由一个标准键盘录入到计算机中。与拼音输入法不同，仓颉输入法是基于汉字的书写，其中，每一个基本书写单元都由一个基本汉字部件来表示，总共有24个汉字部件，每个汉字部件分别配对标准键盘上一个特定的字母键，而“难字”功能则配对到X键。在该按键—汉字对应表示法中，还再有四种汉字小分类：哲理类(对应于字母“A”至“G”，表示四行)，笔划类(对应于字母“H”至“N”，表示简单和纤细的笔划)，人体类(对应于字母“O”至“R”，表示人体解剖的各个部位)以及字型类(对应于字母“S”至“Y”，表示复杂和环绕的字型)。

仓颉输入法中的基本汉字部件通常称为“字根”；然而，仓颉分拆并非基于传统的康熙字根，亦非基于标准笔划顺序；事实上它是基于简单的几何分拆。仓颉输入法是极少数无需用户下载或安装任何附加软件即可在大多数现代个人电脑中找到的输入法之一。

五笔输入法

五笔字型输入法是一种汉字输入法，主要用于将简体中文和繁体中文文本输入到计算机中。五笔输入法不应该与五笔画输入法相混淆，两者是完全不同的输入法。

五笔输入法是基于汉字的结构而非它们的发音，因此，即使不知道汉字的发音仍然可以输入该汉字，而且也不会与任何特定的中文方言有太密切的关联。五笔输入法也是非常高效的：每个汉字都能以最多4次按键进行书写。实际上，大多数的汉字能以更少的按键次数进行书写。有报道指出，有经验的打字员使用五笔输入法时可达到每分钟160字的打字速度。五笔输入法应用于中文环境，与其应用于英文环境相比较而言，其效果是完全不同的，但是，有经验的打字员使用五笔输入法时确实能极大地加快打字速度。其主要原因是，与传统的语音输入法不同，用户无需花时间从一个同音字列表中选出目的汉字：实质上各个汉字都有一个唯一的表示法。

呒虾米输入法

呒虾米输入法是由刘重次发明的，它使用由26个字母表示的约300个字根来构建汉字。这些字根通过其字型、发音或含义与字母相配对。

呒虾米输入法通过缩短许多汉字的代码而成为最快的输入法之一。在打字竞赛中曾经达到每分钟200字以上的打字速度。呒虾米输入法最初是用于输入繁体中文汉字，但现在它也支持简体中文汉字的输入。然而，它是一个商业软件，在一些计算机上用户可能无法使用。其官方网站上提供了一个含有较少汉字的试用版本。

传统键盘

用于手持电子设备，如移动电话和掌上电脑(PDAs)的传统键盘主要使用纵横排列的数字键。典型地，当多次按键时，同样的按键也可以输入不同的字母。例如，大多数的电话都具有小键盘，在字母模式下，分别快速地按数字2键一次、两次和三次，可相应地键入字母A、B和C。因此，为了获取一个特定的字母，触按键的次数平均为两次或以上。这种情形在偶然使用的情况下还是可以接受的，但在频繁使用的情况下却显得很不方便。在键入字母和其它符号时，为了减少触按键的次数，就需要增加键的数量。随着设备的不断完善，其中的功能也越来越多，在一个小区域中设置附加按键的需要也随之增加。

互联网和网络电视正迅速成为娱乐传播的首选模式，对全字母—数字数据远程录入的需要随之增加。越来越多的个人电脑(PCs)用于多媒体娱乐。对个人电脑(PCs)的数据录入和命令通常是通过使用全尺寸键盘来执行的。为了从互联网上寻找娱乐内容并且可远程地在电脑显示器上观看，一个能够远程地执行数据录入和命令的手持小型键盘变得越来越重要。

一个全功能数据录入设备，通常包括一个标准键盘，一个数字小键盘，专用可编程功能键，以及光标控制键。此外也提供一个屏幕指针控制设备，如远程鼠标或者集成于键盘中的按钮或触摸板。在靠近键盘的工作平面上也放置有各种附件，包括鼠标垫和手腕靠垫。然而，受尺寸限制，所有的全字母数字键盘，如附带数字小键盘的标准键盘均不能设置在上述的手持设备中。

发明内容

本发明的目的在于将全尺寸键盘的功能充分地合并到小型电子设备中，为小型手持电子设备，如个人电脑(PC)遥控器、移动电话和掌上电脑(PDAs)的用户提供汉字数据录入的单手操作装置。本发明的目的进一步在于为所述小型设备进行数据录入时，将触按键的次数减到最少。本发明的目的还在于满足对正迅速成为娱乐传播首选模式的互联网和网络电视进行远程访问的需要。

依照本发明，使用圆形键盘的中文输入系统包括：

一个逻辑方法，通过复数个预先确定的基本符号、字根或字母来表示汉字；

第一组开关，完全沿着第一圆环的圆周布置，每个开关以约30度角相隔，用于输入一部分所述的基本符号、字根或字母；

第二组开关，完全沿着第二圆环的圆周布置，每个开关以约30度角相隔，用于输入一部分所述的基本符号、字根或字母；

第三组开关，完全沿着第三圆形的圆周布置，每个开关以约90度角相隔，用于输入一部分所述的基本符号、字根或字母；

其中，所述的第一圆环、第二圆环以及第三圆形是同圆心的，第二圆环位于第一圆环内，第三圆形位于第二圆环内；

第四组开关，位于所述第一圆环的外部，并且在一个围绕所述第一圆环并与之相切的正方形的内部，并且在所述正方形的4个角落上，每个角落上都有一个开关；

第五组开关，其位于所述相切的正方形外部的任何位置上；

储存和显示的装置，可充分并实时动态地储存和显示基本符号、字根或字母的输入，并直到它们转换成汉字为止；

将所述基本符号、字根或字母的输入转换成它们所代表汉字的装置。

所述的第一组和第二组开关，每对同方位的相邻开关电子控制地相接合，形成一个双向翘板开关，其中一个开关位于所述的第一圆环上，另一个开关位于所述的第二圆环上。

所述的第三组开关，各个开关电子控制地相互接合，形成一个四向翘板开关。

所述的第四组和第五组开关包括开—关模式功能开关，每一个开—关模式功能开关都提供两种方式作为控制方法，使所述的第一、第二或第三组开关的按键功能以2的指数倍，即2ⁿ倍增加，其中n为所述开—关模式功能开关的数量。

所述的开关是硬件按键或者是通过显示器显示并基于软件的图像，并通过作用力激活。

所述的基本符号、字根或字母集包括中文拼音输入法中使用的英文字母；或者中文仓颉输入法中使用的26个基本符号、字根或字母；或者中文五笔输入法中使用的基本符号、字根或字母。

本发明的优点在于按键紧凑排列，同时按键功能的数量与全尺寸键盘，如标准键盘的按键功能的数量相当；对任何一个熟悉钟表面板的人来说，按键位置易于记忆；并且通过操控双向和四向翘板开关，按键更易于操作。本发明的优点还在于为获得基本符号、字根或字母所需的触按键次数明显少于大多数其它手持键盘，如AT&T电话为此所需的触按键次数。

附图说明

图1是本发明一个实施例的示意图，该实施例具有一个圆形键盘71和一个显示装置72，显示装置72包括了动态显示区73和74；

图2是本发明圆形键盘上的按键位置示意图，按键位置从1到32进行编号：在第一和第二同心圆环中有24个按键，而中央的第三同心圆形中有4个按键，在切线方形内的4个角落还有4个附加按键；

图3是一对相邻且同圆心的开关示意图，该对开关由按键2和按键14表示，作为一个双向翘板开关实施功能；

图4列出了与按键1至32以及附加按键51配对的符号、字根、字母或功能；按键29(锁号码键，num lock key)、按键31(换档键，shift key)以及按键51(语言)是转换开关，可分别提供逻辑开或关、状态1或0，这三个按键可为按键1至28提供总共8次重复，允许最多224个基本符号、字根或字母配对；

图5是一个用于汉字拼音输入法的圆形键盘的示意图，依照图4所示的列表，其符号、字根、字母或功能分别标记在各个按键表面；

图6是一个用于汉字仓颉输入法的圆形键盘的示意图，依照图4所示的列表，其符号、字根、字母或功能分别标记在各个按键表面；

图7(a)和图7(b)显示了用于汉字五笔输入法的圆形键盘的变化，依照图4所示的列表，其符号、字根、字母或功能分别标记在各个按键表面；

图8是本发明应用在手机中的一个实施例的示意图；

图9是本发明应用在计算机遥控器中的一个实施例的示意图，其显示了圆形键盘的32个按键以及附加功能键，附加功能键包括控制键(ctrl)、空格键(space)、快捷键(alt)、退出键(esc)、制表键(tab)、插入键(insert)、删除键(del)、向上箭头键(up arrow)、向下箭头键(downarrow)、左箭头键(left arrow)、右箭头键(right arrow)以及鼠标模式键(mouse mode)。

具体实施方式

图1是本发明一个实施例的示意图，该实施例具有一个圆形键盘71和一个显示区72，当键入汉字数据时，显示区72可作同步显示。显示区72包括动态显示区73和74，动态显示区73和74与一个电子存储器缓冲区相接合。按键的结果首先储存在所述的电子存储器缓冲区，并在动态显示区74中显示，图中显示的是“水”“土”“戈”或EGI。由所键入的基本符号、字根或字母组合所代表的复数个汉字在动态显示区74中显示，然后再显示在动态显示区73中，图中仅显示一个汉字“法”。然后，用户在所述的复数个汉字中选择出一个目标汉字，图中仅选择了一个“法”字。一旦用户选择出目标汉字数据，所选择的汉字将被输入，而动态显示区73和74将移至下一篇幅，等待显示下一个基本符号、字根或字母，以重复上述过程。

图2显示了本发明所述圆形键盘的一个典型布局。总共显示了33个按键：沿着第一和第二同心圆环的圆周设有24个按键，在中央的第三同心圆形中设有4个按键，在切线方形的4个角落设有4个按键，以及在切线方形的外侧设有一个按键。第一和第二同心圆环按键从1至24进行编号，中央第三同心圆形按键从25至28进行编号，而4个角落按键从29至32进行编号。按键51位于切线方形的外侧。

本发明所述的圆形键盘包括第一和第二同心圆环的开关，所述开关排列在一个完全遵循钟表面板的结构中，每个按键以约30度角相隔。4个附加按键布置在中央的第三同心圆形中，每个按键以约90度角相隔。随着附加开/关模式的转换开关，即按键29(锁号码键，num lock)、按键31(换档键，shift)和按键51(语言)的使用，符号、字根或字母的可用按键数量能有效地从28个增加至224个。在本实施例中，数字0至9沿着第一或第二同心圆环布置，完全遵循时钟数字的布局。符号、字根或字母布置在第一和第二同心圆环以及中央的第三同心圆形上。

图3显示了一对相邻且同圆心的开关，该对开关由按键2和按键14表示，作为一个双向翘板开关来实施功能。这两个按键刚性地接合在一起，如33所示，并在33的中间位置由一个支点34作牢固的机械支撑，因此，当分别完全地在内圆环(第二圆环)或者外圆环(第一圆环)上施加作用力时，该接合按键的端部均作跷跷板式摇摆运动。然后，按键与电路的传导末端35或36相接触，从而将电路闭合。在本实施例中，任何两个沿同一辐射方向并位于相邻圆环上的按键都可以作为一个双向翘板开关来工作。在本实施例中，4个在中央第三同心圆形中的按键25、26、27和28刚性地接合在一起，并在中心位置被机械支撑，因此当被施加作用力时，它们可以作四方向的摇摆运动。

翘板按键的使用最大限度地减少了机械部件的数量，增加了机械可靠性，简化了装置的制造过程，同时，对用户来说，也提高了亲和力和人类工效学效果。例如，按键1和按键13可以由一个双向翘板按键构成。同样地，按键2和按键14等都可以由一个双向翘板按键构成。位于中心的按键25、26、27和28可以用一个四向翘板开关构成，4个按键之间以90度角相隔。

在本实施例中，在不减少按键功能总数量的前提下，实际的按键数量可以从32个减少到仅为17个(12个圆形布置的按键，加上一个位于中心的按键，再加上4个位于外角落的按键)，按键51不计算在内。

钟表面板的数字布局已经是总所周知的，也是本领域熟知的。例如，美国专利5,701,123、美国专利6,173,194和美国专利6,925,315。本发明将数字和字母均布置在类似的排列中，但独特地布置在复数个同心圆环(形)上，因而获得两大优点：(1)由于数字和字母的排列完全遵循时钟面板的排列，而时钟的时刻面板又已经被大多数人熟知，因此人们能够更容易地记住数字和字母的位置；(2)按键紧凑排列，并允许在一个与现有的手持设备相比相对较小的空间内布置大量的基本符号、字根或文字、数字、字母。

尽管数字键的钟表面板式排列可以从许多现有技术中得到，但数字和字母均在第一和第二同心圆环中用于相同的时刻面板，并且与开/关模式的开关结合使用，可在按键1—24范围内为用户提供24的2的指数倍按键功能(即24 x 2ⁿ个功能，n为所附加开/关模式的开关数量)。

小键盘的中央是第三同心圆形，第三同心圆形仅分成四份或更少，以使按键的尺寸与普通人的指尖大小相当。用三个同心圆环(形)的所有开关1—28，以及附加开/关模式的开关29、31、51，就可以把按键的功能数量有效地增加为28的2的指数倍(即28 x 2ⁿ个功能，n为所附加开/关模式的开关数量)。

附加按键布置在最外层圆环的外部和正方形的内部，并且在该正方形的四条边分别与所述的最外层圆环相切所形成的角落空间内。这四个角落通常可用于大多数矩形或正方形的设备。

图4列出了本发明实施例中分别与33个按键配对的符号、字根、字母或功能。语言键51、锁号码键29以及换档键31分别是逻辑开或关模式功能键。输入键(enter key)30和退格键(back space key)32是功能键，其作用与传统标准键盘的输入键和退格键类似。

在本实施例中，语言键(按键51)用于中文拼音输入法和中文仓颉输入法之间的切换。在任何一种语言模式下，若锁号码键(按键29)处于开的状态而换档键(按键31)处于关的状态，则一个内部电路被驱动，使得位于第一、第二圆环和第三圆形的28个按键主要用作数字键和相关的符号键。若锁号码键(按键29)和换档键(按键31)均处于开的状态，则一个内部电路被驱动，使得位于第一、第二圆环和第三圆形的28个按键主要用作12个功能键和附加符号键。

若锁号码键(按键29)和换档键(按键31)均处于关的状态，则一个内部电路被驱动，使得位于第一、第二圆环和第三圆形的28个按键主要用作拼音输入模式中的小写字母键和仓颉输入模式中的仓颉基本符号或字根键。若锁号码键(按键29)处于关的状态而换档键(按键31)处于开的状态，则一个内部电路被驱动，使得位于第一、第二圆环和第三圆形的28个按键主要用作大写字母键。

因此，可用的基本符号、字根、字母或功能的总数为224，即28(32减去锁号码键、换档键和两个附加功能键)乘以2³等于224。根据前述的现有中文输入法，这一数量对大部分的字母数字数据或汉字数据录入来说已经足够，而且与标准字母数字键盘相当。

本发明，使用圆形键盘的中文输入系统的技术特征在于：使用复数个同心圆环(形)，每个同心圆环(形)均采用熟知的钟表面板布局以产生数量最多的按键，从而在一个相对较小的、熟知的空间内形成一个新的、完全填充的键盘，对空间作最大限度的利用，并使每个按键的尺寸适合人类手指的平均尺寸，以便于为中文输入法数据的录入而进行触摸、感受和按压。

本发明，使用圆形键盘的中文输入系统的技术特征在于：使用附加模式按键，如语言键、锁号码键和换档键，因此，根据这些开关的数量，可以有效地提供为实际按键数量的2倍、4倍或8倍的可用按键功能。

本发明，使用圆形键盘的中文输入系统的技术特征在于：使用双向或四向摇摆模式按键，以减少机械部件的数量，增加机械可靠性，简化装置的制造过程，同时，对用户来说，也提高了亲和力和人类工效学效果。

图5—7是圆形键盘的布局示意图，每个按键均按图4所示的列表，标记了配对的按键功能、字母、字根或符号。

图5是显示了用于英文输入法和汉字拼音输入法的布局。26个英文字母中的22个沿着第一和第二同心圆环，从1点向11点方向布置，其余的4个布置在中央的第三同心圆形中，分别在3点、6点、9点和12点方向上。数字0—9以及符号*和#沿着第一同心圆环，完全遵循钟表面板的布局，从12点向11点方向按顺时针顺序布置。

图6是显示了用于汉字仓颉输入法的布局。该布局与图5所示的布局相同，只是将汉字仓颉输入法的基本符号或字根替换了图5中的英文小写字母。

图7(a)和图7(b)显示了用于汉字五笔输入法的不同布局。图7(a)和图7(b)都完全按照传统标准键盘的分组将英文字母以及五笔符号或字根布置在圆形键盘上。两者之间只是在第一、第二圆环和第三圆形的分组布局方式上有细微的差别。

图8显示了本发明，使用圆形键盘的中文输入系统在移动电话中的典型应用，圆形键盘101提供了大部分的符号、字母、字根或按键功能，此外，因额外的手机功能所需，在可用空间内添加了额外的按键。

图9显示了本发明，使用圆形键盘的中文输入系统在遥控器中的典型应用，圆形键盘101提供了大部分的符号、字母、字根或按键功能，此外，因额外的遥控器功能所需，在可用空间内添加了额外的按键。

本发明并不仅限于实施例所述的和附图所示的特定的符号、字母或字根排列方式，还进一步包括在权利要求保护范围内的合理变换和等效替换，权利要求对专利权所要求保护的范围作出了定义。

Claims (15)

1、使用圆形键盘的中文输入系统，包括：

逻辑方法，通过复数个预先确定的基本符号、字根或字母来表示汉字；

第一组开关，完全沿着第一圆环的圆周布置，每个开关以约30度角相隔，用于输入一部分所述的基本符号、字根或字母；

第二组开关，完全沿着第二圆环的圆周布置，每个开关以约30度角相隔，用于输入一部分所述的基本符号、字根或字母；

所述的第二圆环位于所述的第一圆环内；

储存装置，暂基本符号、字根或字母的输入，并直到它们转换成所代表的汉字为止；

将所述基本符号、字根或字母的输入转换成它们所代表汉字的装置。

2、根据权利要求1所述的使用圆形键盘的中文输入系统，进一步包括：

第三组开关，完全沿着第三圆形的圆周布置，每个开关以约90度角相隔，用于输入一部分所述的基本符号、字根或字母；以及

所述的第三圆形位于所述的第二圆环内。

3、根据权利要求1所述的使用圆形键盘的中文输入系统，其特征在于：

所述的第一圆环和所述的第二圆环是同心圆环；以及

所述的第一组开关和所述的第二组开关均排列在时钟的整点时刻，即一点至十二点的整点时刻位置上。

4、根据权利要求2所述的使用圆形键盘的中文输入系统，其特征在于：

所述的第一圆环、所述的第二圆环以及所述的第三圆形是同圆心的；以及

所述的第一组开关和所述的第二组开关均排列在时钟的整点时刻，即一点至十二点的整点时刻位置上；以及

所述的第三组开关排列在时钟的整点时刻位置上，每个开关以三个小时或者90度角相隔。

5、根据权利要求1或2或3或4所述的使用圆形键盘的中文输入系统，其特征在于：

所述的开关是硬件按键，并通过作用力激活。

6、根据权利要求1或2或3或4所述的使用圆形键盘的中文输入系统，其特征在于：

所述的开关是通过显示器显示并基于软件的图像，并通过作用力激活。

7、根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的使用圆形键盘的中文输入系统，进一步包括：

充分并实时动态地显示所述基本符号、字根或字母的输入，并直到它们转换成汉字为止的装置；

显示复数个由所述基本符号、字根或字母的输入所代表的汉字的装置；以及

在由所述基本符号、字根或字母的输入所代表的复数个汉字中选择和接受其中一个汉字的装置。

8、根据权利要求5所述的使用圆形键盘的中文输入系统，其特征在于：

每对同方位的相邻开关电子控制地相接合，形成一个双向翘板开关，其中一个开关位于所述的第一圆环上，另一个开关位于所述的第二圆环上。

9、根据权利要求5所述的使用圆形键盘的中文输入系统，其特征在于：

所述的第三组开关，各个开关电子控制地相互接合，形成一个四向翘板开关。

10、根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9所述的使用圆形键盘的中文输入系统，进一步包括：

第四组开关，其位于所述第一圆环的外部，一个围绕所述第一圆环并与之相切的正方形的内部，并且在所述正方形的四个角落上，每个角落上都有一个开关。

11、根据权利要求10所述的使用圆形键盘的中文输入系统，进一步包括：

第五组开关，其位于所述相切的正方形外部的任何位置上。

12、根据权利要求10或11所述的使用圆形键盘的中文输入系统，其特征在于：

所述的第四组开关和所述的第五组开关包括开—关模式功能开关；

每一个所述的开—关模式功能开关都提供两种方式作为控制方法，使所述的第一、第二或第三组开关的按键功能以2的指数倍，即2n倍增加，其中n为所述开—关模式功能开关的数量。

13、根据权利要求1或2或3或4所述的使用圆形键盘的中文输入系统，其特征在于：

所述的基本符号、字根或字母集包括中文拼音输入法中使用的英文字母。

14、根据权利要求1或2或3或4所述的使用圆形键盘的中文输入系统，其特征在于：

所述的基本符号、字根或字母集包括中文仓颉输入法中使用的26个基本符号、字根或字母。

15、根据权利要求1或2或3或4所述的使用圆形键盘的中文输入系统，其特征在于：

所述的基本符号、字根或字母集包括中文五笔输入法中使用的基本符号、字根或字母。

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