CN104866097A - 手持信号输出装置和手持装置输出信号的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手持装置输出信号的方法，包括步骤：单手自然握持手持装置并以操作手指自然触及手指动作采集模块，沿操作手指所在位置及其八个外部方位产生有规律的微小动作序列；手指动作识别模块识别操作手指的运动方向即操作方位，并且把具有相关性的一次或多次手指动作及动作间的停顿识别为一种具体的操作方式；同一操作方位上采用简单的动作或动作组合可以实现多种操作方式，由信号输出处理模块输出包含操作方位和操作方式的非编码式代码，用以向目标机器系统输入指令和数据。本发明还公开了一种手持信号输出装置。本发明的有益效果在于：操作手指采用最简单自然的点击、按压动作或滑动手势即可操作人机接口。

Description

手持信号输出装置和手持装置输出信号的方法

技术领域

本发明涉及计算机、智能设备或电子装置输入指令和数据的人机交互领域，尤其涉及手持信号输出装置和手持装置输出信号的方法。

背景技术

目前，键盘、鼠标、触控面板或触摸屏是最常见的输入装置，普遍应用于计算机、智能设备或电子装置上，用于向目标机器输入指令和数据，其具体实现技术已普遍成熟，其操作方式(即人机交互方法)已被用户熟知。

具体来说，键盘上键位布局必须符合人体学的基本要求，严重限制其进一步小型化(微型化)的可能，由于输入信息时用户必须辨识键位或者记忆键位，手指必须在键位布局间上下左右来回移动，操作时要保持双手与键盘的位置关系及体位姿势，双手和十指必须协调配合，用户很难在移动(运动)场景中使用键盘输入信息，第三者也很容易通过键位分析窃取用户隐私信息；这些实际问题可以说是目前键盘在技术上无法跨越的障碍。鼠标所能输入的指令和信息依赖其对屏幕对象的操作，限制了鼠标输入信息的丰富性和效率，同时鼠标要求在某些平面上使用才能正常移动定位，许多应用场合不能适合，用户在操作时必须保持手、鼠标与操作平面的相对位置关系，极其容易疲劳甚至带来所谓“鼠标手”的职业病。应用触控技术的最大局限性在于操作手指必须与触控面板或触摸屏保持接触，并且要有合适的体位姿势，这在很多应用场合下无法使用，如操作智能电视、教学演示或者运动状态；进一步，基于多点触控方法的触摸屏作为一种输入装置，其虚拟按键和操作对象的设计依然不能摆脱人体学的限制，很难进一步小型化甚至微型化设计，并且容易被(无意)误操作。此外，现有各种人机交互方式还存在容易泄漏用户隐私等实际问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对目前人机交互方法存在的实际问题，尤其是相应输入装置受限于人体学的要求无法进一步小型化甚至微型化、不能普遍适用于不同应用场景、操作时要求保持体位姿势并且容易泄漏隐私信息等共性问题提供一种手持信号输出装置和手持装置输出信号的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案为：

一种手持信号输出装置，包括：

手指动作采集模块，用于实时采集与一系列以时无时有且长短有序的信号规律对应的操作手指有规律的微小动作序列；

手指动作识别模块，用于通过手指动作间的自然停顿和相关性，识别信号规律中包含的操作方位和操作方式，所述操作方位即手指的运动方向，所述操作方式即具有相关性的一次或多次手指动作及动作间的停顿；

信号输出处理模块，用于根据手持信号输出装置的握持方式向目标机器系统输出包含上述操作方位和操作方式的非编码式代码以用于输入指令和数据。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案为：

一种手持装置输出信号的方法，包括步骤：

由手持装置提供手指动作采集模块，以单手自然握持手持装置，以相应的操作手指自然触及手指动作采集模块；

操作手指按照最自然的方位直觉和动作本能，在操作手指所在位置以及以其为中心沿八个外部方位产生一系列有规律的微小动作序列；

手指动作采集模块实时采集一系列以时无时有且长短有序的信号规律所表示的手指动作序列；

手指动作识别模块通过手指动作间的自然停顿和相关性，识别信号规律中包含的操作方位和操作方式，所述操作方位即手指的运动方向，所述操作方式即具有相关性的一次或多次手指动作及动作间的停顿；

信号输出处理模块根据手持信号输出装置的握持方式，向目标机器系统输出包含上述操作方位和操作方式的非编码式代码以用于输入指令和数据。

本发明的有益效果在于：所述手持信号输出装置结构简单并且不受人体学的限制，满足小型化甚至微型化设计的需要；操作时以左手或右手自然握持手持装置，以相应的手指特别是拇指自然触及手指动作采集模块实现操作，消除了人机关系的约束，操作时既不需要保持人体与机器的位置关系，也不需要保持操作体位姿势；所述手持装置输出信号的方法消除具体操作方位和操作方式的认知压力，操作手指按照最简单自然的方位直觉和动作本能，在手指所在位置以及以其为中心沿八个外部方位上产生一系列有规律的微小动作序列，无需复杂的学习、记忆或训练，操作时无需刻意协调双手或十指间的动作，无需辨识具体操作位置或者在操作位置间来回移动，并且可通过目标机器系统图形用户界面的布局、视感和响应来帮助用户迅速产生进一步操作的动作意识，实现一种用户意识、动作、视觉三位一体的人机交互方法。本发明解决现有输入装置无法进一步小型化甚至微型化、任意一种装置不能单独有效实现输入指令和数据的全部功能，并且不能普遍适用于不同的应用场景和用户群体、相关操作方式的动作相对复杂并且要求刻意保持操作体位姿势、操作时需要识别键位来回移动并且容易泄漏隐私信息的实际问题，尤其适合广大未受过专门训练的普通用户操作人机接口、满足在运动状态下使用以及长时间操作的使用需要。

附图说明

图1是本发明实施例的手持信号输出装置的人机交互方法的流程图。

图2是本发明实施例的手持信号输出装置采用机械按键具体实现的示意图。

图2A是图2中A-A剖面图。

图2B是图2中按键电路原理图。

图2C是图2中机械按键硬件消抖的R-S触发器原理图。

图3是本发明实施例的手持信号输出装置采用触控面板具体实现的示意图。

图3A是图3的触控面板滑动手势操作示意图。

图3B～图3G是产生明显拐点或交叉点动作曲线的滑动手势示意图。

图4是本发明实施例的手持信号输出装置的图形用户界面的操作对象布局示意图。

图4A是本发明实施例的手持信号输出装置的一种应用于英文字母输入的软件界面。

图4B是本发明实施例的手持信号输出装置的一种应用于中文拼音输入的软件界面。

图4C是本发明实施例的手持信号输出装置在中文输入时选字的软件界面示意图。

图5A是本发明实施例的手持信号输出装置应用于九格分区定位屏幕光标位置的屏幕逻辑区域示意图。

图5B是图5A的屏幕逻辑区域进一步九格分区定位的示意图。

图5C是图5A的屏幕显示区域三次分区定位屏幕光标位置的效果图。

图6是本发明实施例的手持信号输出装置单手握持并以单指操作示意图。

图6A是本发明实施例的手持信号输出装置应用于智能电视微信聊天的示意图。

图6B是本发明实施例的手持信号输出装置应用于电子锁密码开锁的示意图。

图7A是本发明实施例的手持信号输出装置作为装配在汽车方向盘上的按键输入导航地址的示意图。

图7B是本发明实施例的手持信号输出装置作为装配在平板电脑上的按键玩电子游戏的示意图。

图7C是本发明实施例的手持信号输出装置作为智能手机向智能电视输入信息的示意图。

图7D是本发明实施例的手持信号输出装置作为专用小键盘操作工业控制计算机的示意图。

图8是本发明实施例的手持信号输出装置的结构框图。

图9是本发明实施例的手持装置输出信号的方法的流程图。

标号说明：

2001/2002/2003/2004、机械式触点；2010、微动机构；2012、“米”字形导向结构；2013、限位结构；2015、复位机构；2020、定位部；

3001、触控面板；3011、产生一个明显拐点的动作曲线；3021、产生两个明显拐点的动作曲线；3022、连续两条中间有停顿并且各自产生一个明显拐点的动作曲线；3031、产生一个交叉点的动作曲线；3041、产生三个或三个以上明显拐点的动作曲线；3042、产生两个或两个以上交叉点的动作曲线；

4101/4102/4104/4108/4401/4402/4404/4408、操作对象；

5001、显示区域；5010、逻辑区域；5011、光标位置；5021、分区标线；5031、目标位置；

6001、智能电视；6002、电子锁；

7001、方向盘；7002、平板电脑；7003、工业控制计算机；

8001、手指动作采集模块；8002、手指动作识别模块；8003、信号输出处理模块。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

本发明最关键的构思在于：⑴.在不需要感觉器官(如触觉或视觉)辅助的前提下，用户依据直觉也能够准确定位其操作手指所在位置以及以其为中心的八个外部方位；⑵.摩尔斯电码和鼠标的大量实践表明，用户的操作手指可以自然连续地完成一种操作所需具有相关性的一次或多次重复动作；⑶.摩尔斯电码的大量实践同时还表明，长短有序的简单动作及动作间的自然停顿所对应产生的信号规律可以用于准确表达和传递信息并且可识别处理；⑷.若用户的操作手指在每个具体操作方位上有4种简单动作或动作组合的操作方式，则9个操作方位可唯一产生36种信号用于操作人机接口。

请参阅附图8，一种手持信号输出装置，包括：

手指动作采集模块8001，用于实时采集与一系列以时无时有且长短有序的信号规律对应的操作手指有规律的微小动作序列；

手指动作识别模块8002，用于通过手指动作间的自然停顿和相关性，识别信号规律中包含的操作方位和操作方式，所述操作方位即手指的运动方向，所述操作方式即具有相关性的一次或多次手指动作及动作间的停顿；

信号输出处理模块8003，用于根据手持信号输出装置的握持方式向目标机器系统输出包含上述操作方位和操作方式的非编码式代码以用于输入指令和数据。其中，所述手指动作采集模块8001是一种能够通过操作手指沿具体操作方位有规律的微小动作序列对应产生时无时有且长短有序的信号规律的输入装置，并且所述操作方位指明操作手指的运动方向，不代表手指动作采集模块的物理结构。

所述操作手指的微小动作序列包括点击、按压动作或滑动手势中的一种或多种的组合。其中，点击动作包括单次点击和多次点击，按压动作包括持续按压和结合点击动作后的持续按压，滑动手势包括路径至少具有一个拐点的滑动手势、路径至少具有一个交叉点的滑动手势以及路径由操作手指所在位置指向其八个外部方位的滑动手势。

手指动作采集模块8001可以采用触点式按键的实体按键、或者采用无触点按键的实体按键、或者采用触控面板或触摸屏上可操作的虚拟按键、或者采用上述三种按键形式的任意组合来采集操作手指的点击和按压动作；同时还可以采用触控面板、触摸屏或体位传感器来采集操作手指的滑动手势。

操作手指用最简单自然的点击、按压动作或滑动手势作用于手持装置所设的实体按键、虚拟按键、触控面板、触摸屏或体位传感器上，一次手指动作唯一对应产生一个信号，并且信号及其停顿的时间长度与手指动作保持的时间一致。操作手指作用于具体操作方位的动作、动作间的停顿及其保持的时间长度，即一系列由动作有无及其时间长短组成的手指动作序列，自然产生一系列时无时有且长短有序的信号规律，具体包括：短促的点信号、保持一定时间的长信号、短暂的停顿、保持一定时间的间隔。

由上述描述可知，所述信号规律由一系列指明具体操作方位的信号、信号间的停顿及其相应的时间长度组成，用以表示操作手指作用于手指动作采集模块的手指动作序列，每一个信号都唯一对应一次手指动作，并且信号及其停顿的时间长度与手指动作保持的时间一致。

若以一个基准时间(t)为计量单位，理论上点信号为1t，长信号保持或超过3t，停顿为1t，间隔保持或超过3t，在实际应用中所述基准时间(t)作为手指动作及动作间停顿的参考时间，取决于手指动作的熟练程度，同时决定了输入指令和数据的速度。摩尔斯电码和鼠标的大量实践表明，用户手指动作和动作间的停顿所对应的时间长度仅仅是一种相对的“长短”差异，以用户可自然感知其时间差异为准，并不需要准确计量或强迫用户去适应某种约束规则，而手指动作识别模块也可以“自主”地适应用户的动作习惯并且准确地识别处理。

如图2和图2A所示采用机械按键具体实现的手持信号输出装置实施例对应于一种典型按键形式的具体实现，在拇指自然触及的位置上设有一个可供拇指操作的微动机构2010，该机构可以向内按压或者在内部“米”字形导向结构2012的约束下沿其上、下、左、右、左上、左下、右上、右下八个外部方位活动，并且可在内部复位机构2015的帮助下自动复位。该微动机构在向内按压到位后借助限位结构2013限制其向八个外部方位活动的能力。

所述微动机构2010包括一倒锥形的接触体，在该接触体的左上、左下、右上、右下四个方位对应的位置各设有一个机械式触点2001、2002、2003和2004。微动机构在操作时触动其中任意一个、或者任意相邻两个、或者全部四个，具体是：拇指带动微动机构以其所在位置为中心向左上、左下、右上、右下四个外部方位活动时分别触动机械式触点2001、2002、2003、2004，向上活动时同时触动机械式触点按键2001和2003，向下活动时同时触动机械式触点2002和2004，向左活动时同时触动机械式触点2001和2002，向右活动时同时触动机械式触点按键2003和2004，拇指向内按压时同时触动机械式触点按键2001、2002、2003和2004，因此该微动机构在操作时可组合产生对应9个操作方位的9种不同按键或按键组合信号。

由于所述装置的按键数量极少，可以采用成熟公知的独立式按键结构具体实现，如图2B按键电路原理图所示，按键处理程序可采用定时扫描的方式处理按键或按键组合信号。值得注意的是，由于机械式触点在闭合和松开时通常伴随一定时间的抖动现象，并且两个或两个以上机械式触点在闭合时难免存在闭合时间不同步的现象，按键处理程序应采用合适的延时来消除按键抖动以及按键组合闭合时差，确保用户手指的按键动作被准确可靠地识别。进一步，同样由于按键数量极少，机械式触点按键也可以采用硬件方法消除按键抖动，例如采用两个“与非”门构成一个R-S触发器实现按键消抖，如图2C按键消抖的R-S触发器原理图所示。

进一步，所述微动机构2010在其与手指接触面上设有八个外部方位的定位部2020，帮助用户依靠触觉反馈准确识别并定位操作方位。该定位部的触觉反馈、机械按键的助力反馈、微动机构的助力反馈共同形成节奏鲜明的人机交互操作体验，实现用户意识和动作的协调一致。

如图3所示,一种手持信号输出装置采用触控面板的实施例。在本实施例中，对应于一种典型滑动手势的具体实现，以拇指自然触及的位置为中心布置一个面积不大于20mm×20mm的触控面板3001。触控面板一般采用稳定性和灵敏度较高的电容式触控面板，并且在表面覆盖硬质塑胶或玻璃保护层，随着触控面板和触摸屏的普及应用，其技术实现已成熟公知。值得注意的是，触控面板的面积以保证手势识别的基本需要为准，过大尺寸不便于长时间握持操作，而过小尺寸不利于手势识别，两种情况都会导致操作效率和准确性的下降。

如图3A触控面板滑动手势操作示意图所示，采用滑动手势操作时，每一个滑动手势至少包含手指接触面板、继而在面板上滑动、最后手指离开面板三个步骤。每一个滑动手势作为一次能够产生信号的手指动作，具体包括：如图3B所示的路径至少具有一个拐点的滑动手势、如图3E所示的路径至少具有一个交叉点的滑动手势以及以操作手指所在位置为中心沿其八个外部方位滑动的滑动手势，因此操作手指在触控面板上滑动手势可产生对应9个操作方位的操作信号。

具体地，路径至少具有一个拐点或交叉点的滑动手势表明其具体操作方位为中方位，以操作手指所在位置为中心沿其八个外部方位滑动的滑动手势对应的操作方位为其指向的方位，具体是：任意位置从下到上滑动代表上方位；任意位置从上到下滑动代表下方位；任意位置从右到左滑动代表左方位；任意位置从左到右滑动代表右方位；任意位置从右下到左上滑动代表左上方位；任意位置从右上到左下滑动代表左下方位；任意位置从左下到右上滑动代表右上方位；任意位置从左上到右下滑动代表右下方位。

进一步，采用滑动手势操作时，所述信号的时间长度(即手势动作保持的时间)具体为滑动动作停止后操作手指在触控面板或触摸屏目标方位上保持接触的时间长度，如图3A触控面板滑动手势操作示意图所示，手指离开触控面板前停留的时间，信号间停顿的时间长度(即两次手势动作间的间隔)具体为操作手指离开触控面板或触摸屏的时间长度。如果采用先进的体位识别技术采集用户手指的手势动作，所述时间长度为滑动动作停止后手指在体位传感器识别区内保持悬停的时间长度。

进一步，与当前各种触控面板或触摸屏应用显著不同的是，用户拇指以及其它身体部位在触控面板上的点击(触碰)动作将被忽略，仅以滑动手势操作确保手势动作如实代表用户的操作意图，避免出现常见的误操作现象。

除此以外，本发明未对操作手指在触控面板或触摸屏上的多点触控操作进行明确定义，具体应用中可按照目标机器系统(如计算机、平板电脑、智能电视等)的实际功能需要扩展多点触控手势操作，如将多点触控手势应用于对象拖放、缩放、旋转和视图滚动等操作。

所述手指动作识别模块8002可以是一套用于通过手指动作间的自然停顿和相关性，识别手指动作序列所对应产生的信号规律中包含的操作方位和操作方式的专用软件，所述操作方位即手指的运动方向，操作方式即具有相关性的一次或多次手指动作及动作间的停顿。

上述手指动作采集模块8001所采集的时无时有且长短有序的信号规律代表操作手指有规律的微小动作序列，所述信号规律由一系列指明具体操作方位的信号、信号间的停顿及其相应的时间长度组成。摩尔斯电码的大量实践表明，这种时无时有且长短有序的信号规律可以用于准确表达和传递信息，并且能够被准确地识别和处理：首先，操作手指可以自然连续地完成一种操作所需具有相关性的一次或多次重复动作，开始另一操作之前会自然存在一定时间的间隔；其次，保持一定时间的动作是一组相关重复动作最自然的结束符；再者，从任一操作方位转移到另一操作方位的动作自然表明其动作间不再存在相关性。

操作手指采用点击、按压动作或滑动手势作用于手指动作采集模块的手指动作序列以其对应信号规律中的信号间隔、长信号以及操作方位变化三者为标识，分组所得的动作或者动作组合，即具有相关性的一次或多次手指动作及动作间的停顿，可以准确识别出操作手指在具体方位上点击、双击、按压、点按共4种操作方式。

具体地，采用点击和按压动作作用于如图2～图2C实施例所示的按键装置时，具体操作方位上的点击、双击、按压操作依序对应一个点信号、连续两个中间有停顿的点信号、一个长信号三种动作或动作组合，随着鼠标的普及已被用户熟知；点按操作对应一个或多个中间有停顿的点信号随后有一个长信号的动作组合，即点击和按压的动作组合或者双击和按压的动作组合。采用滑动手势作用于如图3实施例所示的触控面板时，八个外部操作方位的点击、双击和按压操作依次对应以操作手指所在位置为中心沿其八个外部方位滑动一次、连续两次中间有停顿的滑动和滑动后手指与触控面板保持接触的滑动手势；点按操作为连续两次中间有停顿的滑动后手指与触控面板保持接触的滑动手势。

进一步，采用滑动手势操作时，路径至少具有一个拐点的滑动手势和路径至少具有一个交叉点的滑动手势表明其具体操作方位为中方位。中方位的操作方式具体包括：如图3B所示的滑动手势示意图，产生一个明显拐点的动作曲线3011为点击；如图3C和图3D所示的滑动手势示意图，产生两个明显拐点的动作曲线3021或者连续两条中间有停顿并且各自产生一个明显拐点的动作曲线3022为双击；如图3E所示的滑动手势示意图，产生一个交叉点的动作曲线3031为按压；如图3F和3G所示的滑动手势示意图，产生三个或三个以上明显拐点的动作曲线3041或者产生两个或两个以上交叉点的动作曲线3042为点按。

由上述描述可知，用户的操作手指采用最简单自然的点击、按压动作或滑动手势作用于手指动作采集模块时，手指动作识别模块可以在其对应产生的信号规律中根据手指动作间的自然停顿和相关性准确识别出操作手指针对具体操作方位执行点击、双击、按压和点按4种具体操作方式的操作意图。

值得注意的是：本发明把具有相关性的动作或动作组合识别为一次具体操作，不同于现有的键盘、鼠标、触控面板或触摸屏装置把每一动作都当成独立的操作，从而使操作手指通过最自然的点击、按压动作或滑动手势的简单组合来执行4种操作意图。例如，按住具体操作方位产生一个具体的“按压”操作，不像键盘或典型的T9装置一样重复输出按键信号。再如，连续两次中间有停顿的滑动手势识别为一个具体的“双击”操作，不像现有触控面板或触摸屏装置一样产生两次滑动信号。简单说，所述操作方式由具有相关性的一次或多次手指动作及动作间的停顿组成，手指动作的次数、保持时间和动作间的停顿都是一种具体操作的组成。

所述信号输出处理模块8003是一种能够根据手持信号输出装置的握持方式输出包含操作方位和操作方式的非编码式代码的接口程序，用以向目标机器系统输入指令和数据。

由于操作手指在不需要感觉器官(如触觉或视觉)辅助的前提下依据最自然的方位直觉也能够准确定位其操作手指所在位置以及以其所在位置为中心的八个外部方位，即：中、上、下、左、右、左上、左下、右上、右下共9个具体操作方位，进一步由于操作手指采用最简单自然的动作习惯产生一次或多次具有相关性的点击、按压动作或滑动手势并作用于手指动作采集模块的具体操作方位，即可实现点击、双击、按压、点按共4种具体操作方式的操作意图，因此信号输出处理模块可以根据用户手指作用于9个具体操作方位的4种具体操作方式组合产生36个独立唯一的手指动作识别编码。

所述手指动作识别编码在本质上是一种不直接提供目标机器系统(如计算机、智能设备或电子装置)所对应指令和数据且不与任何目标机器系统有关的非编码式代码，以利于目标机器系统按照其功能需要对手指动作识别编码进行转化、映射或逻辑处理后生成各自需要的控制信号。

进一步，由于本发明所述手持信号输出装置的操作方位具有上下左右都完全对称平衡的特点，并且操作手指通过点击、按压动作或滑动手势作用于任一操作方位的操作方式具有一致性，信号输出处理模块通过感应模块(可以采用角速度传感器即俗称的“陀螺仪”或重力感应器)检测手持装置的握持方式，自动适配手指动作所作用的操作方位即操作手指的运动方向，操作时不会有任何具体操作方位及其具体操作方式的认知差异。

请参阅附图9，一种手持装置输出信号的方法，包括步骤：

S1、由手持装置提供手指动作采集模块，以单手自然握持手持装置，以相应的操作手指自然触及手指动作采集模块；

S2、操作手指按照最自然的方位直觉和动作本能，在操作手指所在位置以及以其为中心沿八个外部方位产生一系列有规律的微小动作序列；

S3、手指动作采集模块实时采集一系列以时无时有且长短有序的信号规律所表示的手指动作序列；

S4、手指动作识别模块通过操作手指动作间的自然停顿和相关性，识别信号规律中包含的操作方位和操作方式，所述操作方位即手指的运动方向，操作方式即具有相关性的一次或多次手指动作及动作间的停顿；

S5、信号输出处理模块根据手持信号输出装置的握持方式，向目标机器系统输出包含操作方位和操作方式的非编码式代码，用以输入指令和数据。

首先要说明的是，现有的人机交互方法在不同程度上都存在具体操作方位和(或)操作方式的认知压力，例如操作时要预先辨识和定位操作位置、刻意保持人体与机器的位置关系甚至要保持操作体位姿势，相关的操作方式需要由大脑预先“解读”成具体的动作序列，用户需要经过学习、记忆和反复训练才能有效操作人机接口，操作时需要协调双手或十指间的动作或者要在操作位置间来回移动等，因而不能普遍适用于不同的应用场景(如在运动状态下操作)和用户群体(尤其是广大未受过专门训练的普通用户)操作人机接口。

本发明所述的自然，是相对于现有人机交互方法的种种规则和约束而言的一种方法，操作时以单手自然握持手持装置，以相应的操作手指自然触及手指动作采集模块并按照最自然的方位直觉和动作本能，在操作手指所在位置以及以其为中心沿八个外部方位上产生一系列有规律的微小动作序列即可操作人机接口。具体地，意识是一切运动的起源，而人机接口的操作是通过明确指明运动的方向和数量两大基本要素的一系列动作来具体实现的。本发明用最自然的方位认知能力(方向感)把用户的脑、手、眼密切关联起来，消除人机关系的约束，消除具体操作方位和操作方式的认知压力，自动识别具有相关性的一次或多次手指动作及动作间的停顿，从而让用户能够用最简单自然的方位直觉和简单动作或动作组合去去操作人机接口，并且通过手指动作采集模块的操作反馈和图形用户界面的视觉反馈建立进一步动作意识，实现一种用户意识、动作、视觉三位一体的人机交互方法。简单说，就是使操作手指的动作“不假思索”地与大脑的动作意识同步，以一种接近“本能”的方式操作人机接口。

上述方案在具体实现方式上，可参照图1所示的人机交互方法的流程图。

第一，如图1步骤S10所示，本发明与现有的键盘、鼠标及触控面板或触摸屏装置不同，所述手持装置的最佳实现是一种适合单手握持并以单指操作的超小型输入装置，如图2～图2C采用机械按键具体实现的手持装置实施例所示，操作手指采用最简单自然的点击或按压动作来操作手持装置提供的微动机构，或者如图3采用触控面板具体实现的手持装置实施例所示，操作手指采用最简单自然的滑动手势来操作手持装置提供的触控面板。

具体地，如图6单手握持并以单指操作的示意图所示，用户按照各自的偏好以左手或右手单手自然握持实施例所示的手持装置或者将其佩戴在食指上并自然握持，以相应的拇指自然触及并操作手指动作采集模块，操作时既不需要保持人体与装置的位置关系，也不需要保持操作体位姿势。由于拇指操作时具有灵活度和力度完美平衡的特点，所需动作简单自然，并且由于拇指可与食指或手掌配合实现及保持各种准确而自然的动作，因此实施例所示手持装置最适合于长时间操作，并且其操作不受用户状态(静止或运动)的影响。

进一步，如图6单手握持并以单指操作的示意图所示，所述手持装置的操作方位总是以拇指所在位置以及以其所在位置为中心向八个外部方位依序展开，并且操作手指一次只能沿一个具体方位产生动作。方位认知(方向感)是人类对外界空间感受的第一认知和一切运动或动作的基础，在不需要感觉器官(如触觉或视觉)辅助的前提下，用户依据最自然的方位直觉也能够准确定位手指的操作方位，即操作手指所在位置以及以其所在位置为中心的八个外部方位，具体是：中、上、下、左、右、左上、左下、右上、右下共9个操作方位。由于用户在操作时无需预先辨识和定位具体操作位置，无需协调双手或十指间的动作，无需在操作位置间来回移动，因此动作意识一旦产生，操作手指即可依据最自然的方位直觉沿具体方位产生一系列有规律的微小动作序列，不存在具体操作方位的认知压力。另外，由于操作方位具有上下左右都完全对称平衡的特点，可以随时换手握持并操作，不会因此而产生操作方位即操作手指的运动方向及其相应操作方式的认知差异，左利手或右利手均适宜使用。

进一步，本实施例所述操作方位指明操作手指的运动方向，不代表手指动作采集模块的物理结构。

优选地，操作手指的9个操作方位可以以十六进制代码的方式表示为：0xF0(中)、0x50(上)、0xA0(下)、0x30(左)、0xC0(右)、0x10(左上)、0x20(左下)、0x40(右上)、0x80(右下)。

第二，如图1步骤S20所示，操作手指按照最自然的方位直觉和动作本能，在操作手指所在位置以及以其为中心沿八个外部方位产生一系列有规律的微小动作序列即可实现操作，如采用点击或按压动作作用于图2～图2C实施例所示的微动机构并进一步触动按键或按键组合，或者采用滑动手势作用于图3实施例所示的触控面板。

具体地，所述操作手指的微小动作序列包括点击、按压动作或滑动手势中的一种或多种的组合。其中，点击动作包括单次点击和多次点击，按压动作包括持续按压和结合点击动作后的持续按压，滑动手势包括路径至少具有一个拐点的滑动手势、路径至少具有一个交叉点的滑动手势以及路径由操作手指所在位置指向其八个外部方位的滑动手势。

进一步，操作手指上长短有序的简单动作及动作间的自然停顿以一个基准时间(t)为计量单位，点击为1t，按压保持或超过3t，动作间的停顿为1t，间隔保持或超过3t。并且如果采用滑动手势操作时，滑动手势保持的时间长度具体为滑动动作停止后操作手指在触控面板或触摸屏目标方位上保持接触的时间长度，如图3A触控面板滑动手势操作示意图所示手指离开触控面板前停留的时间，滑动手势间停顿的时间长度具体为操作手指离开触控面板或触摸屏的时间长度。在实际应用中所述基准时间(t)作为手指动作及动作间停顿的参考时间，取决于手指动作的熟练程度，同时决定了手指动作序列产生的速度，即输入指令和数据的速度。摩尔斯电码和鼠标的大量实践表明，用户手指动作和动作间的停顿所对应的时间长度仅仅是一种相对的“长短”差异，以用户可自然感知其时间差异为准，并不需要准确计量或强迫用户去适应某种约束规则，而手指动作识别模块也可以“自主”地适应用户的动作习惯并且准确地识别处理。

摩尔斯电码和鼠标的大量实践同时还表明，上述长短有序的简单动作及其自然停顿符合手指的动作习惯，操作手指经过简单适应就能迅速掌握这种有节奏的动作或动作组合的操作方式。事实上，本发明所述操作方式具体地指明了动作的运动方向和数量(即动作次数和时间长度)两大基本要素，由于大脑无需预先将操作解析为具体的动作序列，所需动作及其停顿自然有序，因此操作的意识一旦产生，操作手指动作即可“不假思索”地与大脑的动作意识同步，以接近本能的方式自然连续地完成由具有相关性的一次或多次手指动作。

由上述描述可知，由于本发明所述人机交互方法所需的任一操作都是由具有相关性的一次或多次手指动作及动作间的停顿组成，并且任一动作除操作手指的运动方向和动作及停顿所保持的时间不同以外都是简单的重复，操作时不存在具体操作方式的认知压力。

第三，如图1步骤S30所示，手持装置提供的手指动作采集模块采用实体按键、虚拟按键、触控面板、触摸屏或体位传感器来实时采集一系列以时无时有且长短有序的信号规律所表示的手指动作序列，如图2～图2C实施例所示采用机械按键的具体实现，或者如图3实施例所示采用触控面板的具体实现，并且具体实现所采用的技术已经成熟公知。

具体地，所述信号可以采用触点式按键的实体按键、或者采用无触点按键的实体按键、或者采用触控面板或触摸屏上可操作的虚拟按键、或者采用上述三种按键形式的任意组合来采集操作手指的点击和按压动作，不局限于图2～图2C实施例所示的机械触点式按键；同时还可以采用触控面板、触摸屏或体位传感器来采集操作手指的滑动手势，不局限于图3实施例所示触控面板。

技术上，操作手指用最简单自然的点击、按压动作或滑动手势作用于手持装置所设的实体按键、虚拟按键、触控面板、触摸屏或体位传感器上，一次手指动作唯一对应产生一个信号，并且信号及其停顿的时间长度与手指动作保持的时间一致。操作手指作用于具体操作方位的动作、动作间的停顿及其保持的时间长度，即一系列由动作有无及其时间长短组成的手指动作序列，自然产生一系列时无时有且长短有序的信号规律，具体包括：短促的点信号、保持一定时间的长信号、短暂的停顿、保持一定时间的间隔。

由上述描述可知，所述信号规律由一系列指明具体操作方位的信号、信号间的停顿及其相应的时间长度组成，用以表示操作手指作用于手指动作采集模块的手指动作序列，每一个信号都唯一对应一次手指动作，并且信号及其停顿的时间长度与手指动作保持的时间一致。

若以一个基准时间(t)为计量单位，理论上点信号为1t，长信号保持或超过3t，停顿为1t，间隔保持或超过3t，在实际应用中所述基准时间(t)作为手指动作及停顿的参考时间，取决于手指动作的熟练程度，同时决定了输入指令和数据的速度。摩尔斯电码和鼠标的大量实践表明，用户手指动作和动作间的停顿所对应的时间长度仅仅是一种相对的“长短”差异，以用户可自然感知其时间差异为准，并不需要准确计量或强迫用户去适应某种约束规则，而手指动作识别模块也可以“自主”地适应用户的动作习惯并且准确地识别处理。

第四，如图1步骤S40所示，手指动作识别模块通过操作手指动作间的自然停顿和相关性，识别以信号规律表示的手指动作序列中包含的操作方位和操作方式，所述操作方位即手指的运动方向，操作方式即具有相关性的一次或多次手指动作及动作间的停顿，它是体现本发明核心构思的关键技术特征。

上述手指动作采集模块所采集的时无时有且长短有序的信号规律代表操作手指有规律的微小动作序列，所述信号规律由一系列指明具体操作方位的信号、信号间的停顿及其相应的时间长度组成。摩尔斯电码的大量实践表明，这种时无时有且长短有序的信号规律可以用于准确表达和传递信息，并且能够被准确地识别和处理：首先，操作手指可以自然连续地完成一种操作所需具有相关性的一次或多次重复动作，开始另一操作之前会自然存在一定时间的间隔；其次，保持一定时间的动作是一组相关重复动作最自然的结束符；再者，从任一操作方位转移到另一操作方位的动作自然表明其动作间不再存在相关性。

技术上，操作手指采用点击、按压动作或滑动手势作用于手指动作采集模块的手指动作序列以其对应信号规律中的信号间隔、长信号以及操作方位变化三者为标识，分组所得的动作或者动作组合，即具有相关性的一次或多次手指动作及动作间的停顿，可以准确识别出操作手指在具体方位上点击、双击、按压、点按共4种操作方式。

具体地，采用点击和按压动作作用于如图2～图2C实施例所示的按键装置时，具体操作方位上的点击、双击、按压操作依序对应一个点信号、连续两个中间有停顿的点信号、一个长信号三种动作或动作组合，随着鼠标的普及已被用户熟知；点按操作对应一个或多个中间有停顿的点信号随后有一个长信号的动作组合，即点击和按压的动作组合或者双击和按压的动作组合。采用滑动手势作用于如图3～图3G实施例所示的触控面板时，八个外部操作方位的点击、双击和按压操作依次对应以操作手指所在位置为中心沿其八个外部方位滑动一次、连续两次中间有停顿的滑动和滑动后手指与触控面板保持接触的滑动手势；点按操作为连续两次中间有停顿的滑动后手指与触控面板保持接触的滑动手势。

进一步，采用滑动手势操作时，路径至少具有一个拐点的滑动手势和路径至少具有一个交叉点的滑动手势表明其具体操作方位为中方位。中方位的操作方式具体包括：如图3B所示的滑动手势示意图，产生一个明显拐点的动作曲线3011为点击；如图3C和图3D所示的滑动手势示意图，产生两个明显拐点的动作曲线3021或者连续两条中间有停顿并且各自产生一个明显拐点的动作曲线3022为双击；如图3E所示的滑动手势示意图，产生一个交叉点的动作曲线3031为按压；如图3F和3G所示的滑动手势示意图，产生三个或三个以上明显拐点的动作曲线3041或者产生两个或两个以上交叉点的动作曲线3042为点按。

由上述描述可知，用户的操作手指采用最简单自然的点击、按压动作或滑动手势作用于手指动作采集模块时，手指动作识别模块可以在其对应产生的信号规律中根据手指动作间的自然停顿和相关性准确识别出操作手指针对具体操作方位执行点击、双击、按压和点按4种具体操作方式的操作意图。

值得注意的是，本发明把具有相关性的动作或动作组合识别为一次具体操作，不同于现有的键盘、鼠标、触控面板或触摸屏装置把每一动作都当成独立的操作，从而使操作手指通过最自然的点击、按压动作或滑动手势的简单组合来执行4种操作意图。例如，按住具体操作方位产生一个具体的“按压”操作，不像键盘或典型的T9装置一样重复输出按键信号。再如，连续两次中间有停顿的滑动手势识别为一个具体的“双击”操作，不像现有触控面板或触摸屏装置一样产生两次滑动信号。简单说，所述操作方式由具有相关性的一次或多次手指动作及动作间的停顿组成，手指动作的次数、保持时间和动作间的停顿都是一种具体操作的组成。

优选地，操作手指的4种操作方式可以以十六进制代码的方式表示为：0x01(点击)、0x02(双击)、0x04(按压)、0x08(点按)。

第五，如图1步骤S50所示，信号输出处理模块根据手持信号输出装置的握持方式，向目标机器系统输出一种包含操作方位和操作方式的非编码式代码，用以输入指令和数据。每一个编码都包含具体的操作方位和操作方式，并且明确对应具有相关性的一次或者多次手指动作及动作间的停顿。

具体地，由于操作手指在不需要感觉器官(如触觉或视觉)辅助的前提下依据最自然的方位直觉也能够准确定位其操作手指所在位置以及以其所在位置为中心的八个外部方位，即：中、上、下、左、右、左上、左下、右上、右下共9个具体操作方位，进一步由于操作手指采用最简单自然的动作习惯产生一次或多次具有相关性的点击、按压动作或滑动手势并作用于手指动作采集模块的具体操作方位，即可实现点击、双击、按压、点按共4种具体操作方式的操作意图，因此信号输出处理模块可以根据用户手指作用于9个具体操作方位的4种具体操作方式组合产生36个独立唯一的手指动作识别编码。

所述手指动作识别编码在本质上是一种不直接提供目标机器系统(如计算机、智能设备或电子装置)所对应指令和数据且不与任何目标机器系统有关的非编码式代码，以利于目标机器系统按照其功能需要对手指动作识别编码进行转化、映射或逻辑处理后生成各自需要的控制信号。

进一步，由于本发明所述手持信号输出装置的操作方位具有上下左右都完全对称平衡的特点，并且操作手指通过点击、按压动作或滑动手势作用于任一操作方位的操作方式具有一致性，信号输出处理模块通过感应模块(可以是角速度传感器即俗称的“陀螺仪”或重力感应器)检测手持装置的握持方式，自动适配手指动作所作用的操作方位即操作手指的运动方向，操作时不会有任何具体操作方位及其具体操作方式的认知差异。

优选地，请参照表1，信号输出处理模块输出的包含操作方位和操作方式的非编码式代码，即手指动作识别编码以十六进制代码的方式表示为：

表1

第六，所述手指动作识别编码在本质上是一种不直接提供计算机、智能设备或电子装置所对应指令和数据的非编码式代码，以利于目标机器系统按照其功能需要灵活处理。

作为一种应用方式，如图1人机交互方法的流程图中步骤S60-1所示，所述手指动作识别编码可以应用于向任一含有微处理器并能够运行软件的机器系统输入指令和数据。这类机器系统(如计算机、智能电视、游戏机等，甚至电子锁或者洗衣机)由专用软件通过编码映射关系将所述手指动作识别编码一一映射转化为目标系统能够识别的机器编码进行处理。

进一步，所述计算机、智能设备的把持或摆放方式发生变化时，通过配备角速度传感器(陀螺仪)或重力感应器检测并自动改变编码映射关系。由于本发明所述人机交互方法的操作方位具有上下左右都完全对称平衡的特点，用户在操作时不会有任何具体操作方位及其具体操作方式的认知差异。

作为一种应用方式，如图1人机交互方法的流程图中步骤S60-2所示，所述手指动作识别编码可以应用于任一含有逻辑处理电路的电子装置。这类电子装置(如开关电路甚至CPLD等)采用逻辑门电路将手指动作识别编码转化为相关逻辑门的开关状态，如图1中步骤S70-2所示用于向机器输入操作控制指令。

第七，如图1人机交互方法的流程图中步骤S70-1所示，在计算机、智能设备中，通过图形用户界面的布局、视感和响应将用户的脑、手、眼通过用户最自然的方位认知能力(方向感)密切关联起来，进一步消除用户对操作方位和操作方式的认知压力，从而让用户能够用最自然的方位直觉和自然习惯去操作人机接口，实现一种用户意识、动作、视觉三位一体的人机交互方法。

具体地，如图4图形用户界面的操作对象布局示意图所示，图形用户界面在布局上将代表具体机器功能的操作对象以代表用户的操作手指所在位置为中心沿其八个外部方位依序展开，例如：操作对象4101、4102、4104、4108代表左上方位对应的4种具体机器功能，操作对象4401、4402、4404、4408代表右上方位对应的4种具体机器功能，代表各种机器功能的操作对象在布局上依此类推。

进一步，所述图形用户界面以不同视感来刺激用户大脑迅速形成对目标操作对象所在的相对方位和位移量的认知继而迅速形成动作意识，同时根据手指动作识别编码映射的目标机器编码来响应用户的操作意图并且引导用户进一步操作。简单说，就是以有区别的颜色、形状、符合等图形化元素让用户一眼就能自然感知具体操作对象所对应的具体操作方位和操作方式，一步一步引导用户操作人机接口。

进一步，操作对象在图形用户界面中具体方位上的位移量明确指示了手指动作或动作组合产生信号的时间长度相对基准时间(t)的倍数，用以帮助用户迅速认知其对应的操作方式，例如：操作对象4102在左上方位偏移量为“2”的位置上，表明应该“双击”操作“左上”方位实现指令输入，而且该动作意识无需大脑继续”解读”即可由手指动作同步完成，因其动作意识已明确指明了方位和数量两大基本要素。

所述图形用户界面适用于不同语言的输入法软件，具体是将所需的字母、数字、符号、文字、图标等内容作为操作对象，通过界面的布局、视感和响应来帮助用户输入信息。例如采用公知的T9输入法，图4A是一种应用于英文字母输入的软件界面实施例，图4B是一种应用于中文拼音输入的软件界面实施例，其中“点击”操作用于输入字母、数字或符号，图4A是用户“点击”数字“66”所在方位后英文字母输入的界面响应示意图，图4B是用户“点击”数字”426”所在方位后拼音输入的界面响应示意图，“双击”操作用于输入法功能及内容选择，如图4C是“双击”上方位后显示一种中文输入时选字的软件界面示意图。

所述图形用户界面适用于九格分区定位法移动屏幕光标位置，如图5A示意图所示，具体是将屏幕显示区域5001虚拟分割为九个逻辑区域并以分区标线5021指明分区，分别对应手指的九个操作方位，光标位置5011初始定位在中方位对应的逻辑区域5010的中心位置上，用户的操作手指根据目标位置5031与光标位置5011之间的相对方位关系产生对应方位的点击操作，将光标移动到对应的逻辑区域中心位置上并进一步细分，如图5A示意图“点击”操作“左上”方位后屏幕分区及光标位置如图5B示意图所示。

进一步，采用九格分区定位法依次逼近最终可将光标位置移动到目标位置上，例如图5C所示的屏幕显示区域三次分区定位屏幕光标位置的效果图，三次手指动作即可将光标移动到整个屏幕显示区域1/729的任一小分区中。另外，用户可利用中方位进行具体操作：双击代表确认光标位置并且发送对象操作指令、按压代表放弃并且退回到上一分区状态、点按代表取消并且终止屏幕光标定位。

第八，如图1人机交互方法的流程图中步骤S80所示，本发明用最自然的方位认知能力(方向感)把用户的脑、手、眼密切关联起来，消除人机关系的约束，消除具体操作方位和操作方式的认知压力，自动识别具有相关性的一次或多次手指动作及动作间的停顿，从而让用户能够用最简单自然的方位直觉和简单动作或动作组合去去操作人机接口，并且通过手持装置的操作反馈和图形用户界面的视觉反馈建立进一步动作意识，实现一种用户意识、动作、视觉三位一体的人机交互方法。

最后要说明的是，本发明所述人机交互方法及其装置普遍适用于不同的应用场景，从计算机、智能设备(如智能电视)到各种电子装置，以及从在运动状态(如行走中)下使用设备到在远离设备(如智能电视)时使用设备。

具体地，本发明所述人机交互方法可以采用一种独立的超小型输入装置，如图2～图2C实施例或者图3实施例所示，通过有线连接或者无线接口向各种机器系统输入指令或数据，如图6A应用于智能电视6001微信聊天的示意图所示，或者如图6B应用于电子锁6002，在电子锁6002的超小型输入装置上通过手势输入密码开锁的示意图所示。

进一步，本发明所述人机交互方法在现有计算机、智能设备或电子装置设有采集手指动作的人机接口，如机械按键或触控面板，用于输入指令或数据，如图7A利用装配在汽车方向盘7001上右边的按键输入导航地址的示意图所示，或者如图7B利用装配在平板电脑7002上的按键玩电子游戏的示意图所示。

进一步，本发明所述方法适用于以一种独立设备作为另一种独立设备的输入装置，如图7C用智能手机向智能电视6001输入信息的示意图所示；甚至无需对目标机器进行实质性的改造也可以利用某种现有的输入装置作为替代设备，如图7D用专用小键盘操作工业控制计算机7003的示意图所示。

尤其是在需要输入隐私信息(如密码)时，用户只需输入自己记忆的手指动作序列，由于其操作无需暴露在第三者(如窃取者)的视线范围内，因此有不良意图的窃取者无法辨识或者通过录像分析等手段推测用户的隐私信息。并且用户自己记忆的一组手指动作序列可以由不同机器或不同系统映射为各不相同的多种机器编码序列，具体如以其中的一个或者若干操作作为机器编码方案的指示，类似对讲机先选频道再会话，用户在登陆计算机、电商网络、电子邮件等应用中可以输入不同的账户或密码。

综上所述，本发明所述手持信号输出装置在保证功能和用途完整的基础上精简设计，所述手持装置输出信号的方法在保证操作手指能够以符合其自然习惯的简单动作或动作组合去操作人机接口的前提下尽可能提高操作效率，避免出现学习、记忆、训练操作规则或者保持操作体位姿势等种种“反人类”的操作要求和约束，并且所述手持信号输出装置运用现有成熟公知的技术手段即可具体实现，所述人机交互方法随着摩尔斯电码和鼠标的大量实践已经广为人知。

由于所述手持信号输出装置结构简单并且不受人体学的限制，满足小型化甚至微型化设计的需要；操作时用户以左手或右手自然握持手持装置，以相应的操作手指特别是拇指自然触及手指动作采集模块实现操作，既不需要保持人体与机器的位置关系，也不需要保持操作体位姿势；用户按照最简单自然的方位直觉和动作本能，在操作手指所在位置以及以其为中心沿八个外部方位上产生一系列有规律的微小动作序列，无需复杂的学习、记忆或训练即可操作人机接口，操作时无需协调双手或十指间的动作，无需辨识具体操作位置或者在操作位置间来回移动，因而普遍适用于不同的应用场景和用户群体，尤其适合广大未受过专门训练的普通用户操作人机接口、满足在运动状态下使用以及长时间操作的使用需要。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种手持信号输出装置，其特征在于，包括：

手指动作采集模块，用于实时采集与一系列以时无时有且长短有序的信号规律对应的操作手指有规律的微小动作序列；

手指动作识别模块，用于通过手指动作间的自然停顿和相关性，识别信号规律中包含的操作方位和操作方式，所述操作方位即手指的运动方向，所述操作方式即具有相关性的一次或多次手指动作及动作间的停顿；

信号输出处理模块，用于根据手持信号输出装置的握持方式向目标机器系统输出包含上述操作方位和操作方式的非编码式代码以用于输入指令和数据。

2.根据权利要求1所述的手持信号输出装置，其特征在于，所述手指动作采集模块包括触点式按键的实体按键、无触点按键的实体按键、触控面板、触摸屏或体位传感器中的任意一种或多种组合。

3.根据权利要求1所述的手持信号输出装置，其特征在于，所述手指动作采集模块用于应对作用于其上的每一次手指动作产生唯一一个信号，并且信号的时间长度与手指动作保持的时间一致。

4.根据权利要求1所述的手持信号输出装置，其特征在于，还包括感应模块，所述感应模块用于根据手持信号输出装置的握持方式，自动适配手指动作所作用的操作方位即操作手指的运动方向。

5.根据权利要求1所述的手持信号输出装置，其特征在于，所述手指动作采集模块包括微动机构、机械式触点、导向结构和复位机构，微动结构包括接触体和导向体，接触体用于与环设的机械式触点接触，导向结构用于包围导向体，导向体、导向结构和机械式触点的设置方位相互匹配，复位机构安装于微动机构的底端。

6.根据权利要求5所述的手持信号输出装置，其特征在于，所述导向结构为“米”字形，所述导向体相匹配地设置为“米”字形，所述机械式触点分布于沿导向结构导向的四个正向方位。

7.一种手持装置输出信号的方法，其特征在于，包括步骤：

由手持装置提供手指动作采集模块，以单手自然握持手持装置，以相应的操作手指自然触及手指动作采集模块；

操作手指按照最自然的方位直觉和动作本能，在操作手指所在位置以及以其为中心沿八个外部方位产生一系列有规律的微小动作序列；

手指动作采集模块实时采集一系列以时无时有且长短有序的信号规律所表示的手指动作序列；

手指动作识别模块通过手指动作间的自然停顿和相关性，识别信号规律中包含的操作方位和操作方式，所述操作方位即手指的运动方向，所述操作方式即具有相关性的一次或多次手指动作及动作间的停顿；

信号输出处理模块根据手持信号输出装置的握持方式，向目标机器系统输出包含上述操作方位和操作方式的非编码式代码以用于输入指令和数据。

8.根据权利要求7所述的手持装置输出信号的方法，其特征在于，所述微小动作序列包括点击、按压动作或滑动手势中的一种或多种。

9.根据权利要求8所述的手持装置输出信号的方法，其特征在于，所述点击动作包括单次点击和多次点击，所述按压动作包括持续按压和结合点击动作后的持续按压，所述滑动手势包括路径至少具有一个拐点的滑动手势、路径至少具有一个交叉点的滑动手势以及路径由操作手指所在位置指向其八个外部方位的滑动手势。

10.根据权利要求7所述的手持装置输出信号的方法，其特征在于，所述操作方位用于指明操作手指的运动方向，操作方位不需要预先辨识和定位操作位置或者在操作位置间来回移动。

11.根据权利要求7所述的手持装置输出信号的方法，其特征在于，所述操作方式还包括由手指动作的次数、保持时间和动作间的停顿组成的具体操作，在同一所述操作方位上采用简单的动作或动作组合以用于实现多种所述操作方式。

12.根据权利要求7所述的手持装置输出信号的方法，其特征在于，所述手指动作序列采用一系列信号、停顿及其相应时间长度组成的信号规律来表示，所述时间长度为相对的无需准确计量的长短差异。

13.根据权利要求7所述的手持装置输出信号的方法，其特征在于，还包括步骤：提供感应模块用于根据手持信号输出装置的握持方式，自动适配手指动作所作用的操作方位即操作手指的运动方向。