CN210442761U - 一种键盘及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种键盘及电子设备，其特征在于：该键盘由物理键盘+触摸屏虚拟键盘+手写笔组成，触摸屏虚拟键盘上映射数理化特殊符号，以触控方式取代鼠标点击特殊符号表，触摸屏与手写笔和手写识别软件配合完成数理化公式手写输入，结合麦克风阵列+语音交互，实现高效的作业数字化，为AI自适应教学提供基础交互解决方案。

Description

一种键盘及电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子设备及其配件技术领域，尤指一种键盘及一种电子设备。

背景技术

随着人工智能与在线教育的快速发展，AI自动批改作业，生成学生精准的知识图谱，为个性化自适应教学提供基础数据支撑，这将成为引领新的AI+教学的发展趋势，AI+教学模式有望实现真正的教育公平。作业数字化是AI自适应教学的基础，目前好未来、学霸君、松鼠AI等在线教育公司采用点阵数码笔实现作业数字化，但是点阵数码笔只是将学生手写作业的笔迹转换成数字化轨迹进行记录和保存，还需要通过手写识别软件对轨迹进行识别，才能实现作业数字化。手写笔迹数字化到作业数字化，中间必须经过笔迹识别，由于不可能是百分百正确识别，存在一定的错误率，因此校对和纠错是必不可少的工作。与点阵数码笔相比，键盘输入+语音输入能显著提升作业数字化效率，然而现有的电脑键盘无法快速输入数理化公式以及常用数理化符号和函数运算符号。用鼠标点击特殊符号表的方式插入特殊符号虽然可行，但是输入效率太低，用户体验也不好，不能提升学生作业数字化的效率。电脑键盘通常分为三个键区：主键盘区，光标控制键区，3＊3数字小键盘区。主键盘区包含字符键和非字符键，字符键是指字母键、数字键、标点符号键，是尺寸相同的标准键；非字符键是指shift、ctrl、alt、Enter、Tab、Capslock等键，是尺寸不同的特殊键。随着人工智能技术在手写识别和语音识别领域取得显著突破，科大讯飞、微软给出了90％以上识别率的语音输入法，汉王科技、法国MyScript公司都给出了具有90％以上识别率的手写输入法，极大提升了数理化公式数字化输入效率，学生们可以更加自然流畅的语音+手写方式完成人机交互。尽管AI极大提升了语音识别和手写识别软件识别率，但不可能达到百分之百正确识别，键盘鼠标在纠错过程中依然发挥着不可替代的作用。另外，由于桌面空间有限，键盘、鼠标、手写板在桌面的空间分配，以及纠错过程中双手在手写板/笔和键盘、鼠标之间频繁切换就成了用户痛点。台式机三区键盘的3＊3数字小键盘位于右边，适合右手使用，左撇子使用很不方便，当右手用鼠标，左手控制数字小键盘时，也很不方便。另外，台式机数字小键盘上缺少等号″＝″键，数值计算时，以Enter键替代等号″＝″键指令，但是在输入数学符号和数学公式时，Enter键执行的是回车换行的指令，并不能实现等号″＝″的符号输入和屏幕显示。数字小键盘上缺少纠错的BackSpace键，纠错时手指要跨越到字母键区敲击BackSpace键，降低了纠错效率。传统的手写板仅具有笔迹输入功能，不具备笔迹显示功能，缺少笔端的视觉反馈，用户在板上书写的笔迹不是在笔端显示，而是在显示屏上显示，这种笔屏分离的书写体验很差，不利于精准书写。带胆固醇液晶屏的可视手写板虽然可以显示手写笔迹，但不支持局部涂改，无法实现MyScript交互墨水的功能。数理化公式比普通文字符号具有更复杂的结构，只有精准书写，软件才能保持较高的识别率。语音识别需要采用麦克风拾音，单麦克风只能近场拾音，双麦克风阵列可以实现远场拾音，并且具有定向拾音和降噪功能。由于键盘没有喇叭和风扇等震动单元，与智能音箱、笔记本电脑等智能终端相比，节省了避免喇叭、风扇等震动单元声音干扰设计而带来的费用支出，键盘成为麦克风阵列的最佳载体。总之，需要对电脑键盘进行优化，将物理键盘、触摸屏虚拟键盘、手写笔、麦克风阵列加以结合，使键盘作为一个整合语音、手写、打字、触控的人机交互平台，支持MyScript手写识别+交互墨水功能，支持语音交互，提升桌面空间的利用效率，双手可以在键盘、鼠标、手写、触摸屏之间高效切换，本实用新型给出的技术方案成功解决了上述问题。

发明内容

本实用新型的主要目的在于，给出带触摸屏和麦克风阵列的键盘及电子设备，解决现有技术中存在的问题，从而更加适于实用，获得更好的用户体验，且具有产业上的利用价值。

依据本实用新型提出的键盘，包括：

该键盘由物理键盘+触摸屏虚拟键盘+手写笔组成；

该键盘的触摸屏虚拟键盘上映射希腊字母、集合符号、几何符号、逻辑符号、数理化特殊符号；

该键盘的触摸屏与手写笔和手写识别软件配合完成数理化公式手写输入。

本实用新型的目的及其技术方案还可采用以下技术措施进一步实现。

该键盘由物理键盘+触摸屏虚拟键盘+手写笔组成，物理键盘采用单键区笔记本电脑键盘，物理键盘在QWERTYUIOP行中，以1.25倍特殊键替换标准键″O″，在ZXCVBNM行中以2个1.25倍特殊键替换标准键″M″和″＜，″，使三行字符键右边对齐，实现单键区键盘内涵九宫格键盘，数字小键盘映射到内涵九宫格键区上，BackSpace键左边的等号″＝″键不叠加复用，在NumLock键锁定时保持原有等号″＝″功能，BackSpace键紧邻3＊3数字小键盘以方便纠错，原键盘字符键排列顺序保持不变；数字小键盘左边键位上映射科学计算器的函数运算符。内涵九宫格优化键盘以单区键盘实现台式机三区键盘的全部功能，节省出桌面空间给触摸屏，触摸屏+电容笔或电磁笔，配合手写识别软件，实现数理化公式手写输入，将学生作业中的手写公式数字化；

该键盘内置麦克风阵列，配合语音识别软件实现远场拾音，并具有降噪功能；

该键盘的电容触摸屏上有映射希腊字母、集合符号、几何符号、逻辑符号、数理化特殊符号的虚拟键盘，通过触摸屏虚拟键盘取代鼠标点击特殊符号表的方式，快速输入特殊符号，提升学生作业数字化的输入效率；

该键盘的连接方式可以是有线方式连接，也可以是无线方式连接，还可以是有线方式和无线方式的双模式连接；

另一方面本实用新型还提供一种电子设备，包括：

主体装置；

处理器，设置在所述主体装置中；

键盘，所述键盘采用上述带有触摸屏和麦克风阵列的键盘，与所述处理器连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1.在不改变用户原有键盘使用习惯的前提下，将九宫格键盘内涵到单区键盘中。2.内涵九宫格优化方案节省桌面空间，提升桌面利用效率。3.BackSpace键紧邻3＊3数字小键盘以方便纠错。4.BackSpace键左边的等号″＝″键不叠加复用，在NumLock键锁定时保持原有等号″＝″功能，克服台式机三区键盘的数字小键盘缺少等号″＝″键、″BackSpace″键的缺陷。5.内涵九宫格优化方案既适合右手使用也适合左手使用。6.触摸屏与电容笔或电磁笔配合实现公式手写输入。7.键盘内置麦克风阵列，配合语音识别软件实现远场拾音，并具有降噪功能。8.电容触摸屏上映射数理化特殊符号，取代鼠标点击特殊符号表的方式，触控输入特殊符号，提升学生作业数字化的输入效率。9.由于键盘没有喇叭和风扇等震动单元，与智能音箱、笔记本电脑等智能终端相比，节省了避免喇叭、风扇等震动单元声音干扰设计而带来的费用支出，键盘成为麦克风阵列的最佳载体。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

图1为本实用新型的第1个实施例。

图2为本实用新型的第2个实施例。

图3为本实用新型的第3个实施例。

图4为本实用新型的第4个实施例。

图5为本实用新型所采用的双麦克风阵列波束图。

图6为本实用新型所采用的四麦克风阵列波束图。

具体实施方式

图1所示为本实用新型的第1个实施例，由物理键盘+触摸屏虚拟键盘+手写笔组成，采用竖式布局，上下布置。下方的触摸屏虚拟键盘采用液晶电容触摸屏。上方的物理键盘是横Enter美版键盘，有线/蓝牙双模式，既可以有线连接也可以无线蓝牙连接，在QWERTYUIOP行中，以1.25倍特殊键替换标准键″O″，在ZXCVBNM行中以2个1.25倍特殊键替换标准键″M″和″＜，″，使三行字符键右边对齐，实现单键区键盘内涵九宫格键盘，数字小键盘映射到内涵九宫格键区上，通过NumLock键实现复用，BackSpace键左边的等号″＝″键不复用，在NumLock键锁定时保持原有等号″＝″功能，BackSpace键紧邻3＊3数字小键盘以方便纠错，原键盘字符键排列顺序保持不变；数字小键盘左边键位上映射科学计算器的函数运算符。内涵九宫格优化键盘以单区键盘实现台式机三区键盘的全部功能，节省出桌面空间给液晶触摸屏，触摸屏与主动电容笔配合实现数理化公式手写输入，经手写识别软件将手写公式数字化；内置双麦克风阵列，配合语音识别软件实现远场拾音，并具有降噪功能；触摸屏上有映射数理化特殊符号的虚拟键盘，取代鼠标点击特殊符号表的方式，触控输入特殊符号，提升学生作业数字化的输入效率。该键盘上的触摸屏与电脑的显示屏实现双屏异显、双屏互动，学生作业中的文字和特殊符号都可以采用物理键盘+虚拟键盘输入，或者采用双麦克风阵列拾音+语音识别+键盘纠错输入，数理化公式都可以采用主动电容笔在液晶触摸屏上手写输入，这样的组合输入方式，学生作业数字化的效率可以显著提升。

图2所示为本实用新型的第2个实施例，由物理键盘+触摸屏虚拟键盘+手写笔组成，采用竖式布局，上下布置。下方的触摸屏虚拟键盘采用Eink电容触摸屏。上方的物理键盘是竖Enter欧版键盘，有线/蓝牙双模式，既可以有线连接也可以无线蓝牙连接，在QWERTYUIOP行中，以1.25倍特殊键替换标准键″O″，在ZXCVBNM行中以2个1.25倍特殊键替换标准键″M″和″＜，″，使三行字符键右边对齐，实现单键区键盘内涵九宫格键盘，数字小键盘映射到内涵九宫格键区上，通过NumLock键实现复用，BackSpace键左边的等号″＝″键不复用，在NumLock键锁定时保持原有等号″＝″功能，BackSpace键紧邻3＊3数字小键盘以方便纠错。内涵九宫格优化键盘以单区键盘实现台式机三区键盘的全部功能，节省出桌面空间给Eink触摸屏，Eink电容触摸屏与主动电容笔配合实现数理化公式手写输入，经手写识别软件将手写公式数字化；内置四麦克风阵列，配合语音识别软件实现远场拾音，并具有降噪功能；物理键盘在内涵九宫格数字小键盘的基础上，映射科学计算器的函数运算符，并实现科学计算器函数运算符号的快速输入，提升学生作业数字化的输入效率；触摸屏上有映射希腊字母虚拟键盘，触摸″menu″菜单图标，可以调出集合符号、几何证明符号、逻辑运算符号、数理化特殊符号的虚拟键盘，取代鼠标点击特殊符号表的方式，触控输入特殊符号，提升学生作业数字化的输入效率。该键盘上的触摸屏与电脑的显示屏实现双屏异显、双屏互动，学生作业中的文字和特殊符号都可以采用物理键盘和虚拟键盘输入，或者采用四麦克风阵列拾音+语音识别+键盘纠错输入，数理化公式都可以采用主动电容笔在液晶触摸屏上手写输入，这样的组合输入方式，学生作业数字化的效率可以显著提升。

图3所示为本实用新型的第3个实施例，由物理键盘+触摸屏虚拟键盘+手写笔组成，采用竖式布局，上下布置。下方的物理键盘采用13时单键区笔记本电脑键盘，上方的触摸屏虚拟键盘采用电容触摸屏+电磁屏，液晶触摸屏下面还有一层电磁屏，与电磁笔配合实现数理化公式手写输入，并经过手写识别软件将手写公式数字化。内置四麦克风阵列，配合语音识别软件实现远场拾音，并具有降噪功能。触摸屏上映射数理化特殊符号，用触摸屏虚拟键盘输入数理化特殊符号，比用鼠标点击特殊符号表输入特殊符号的效率高得多，用户体验更好，学生作业时的思路不会受到影响，作业数字化的效率明显高于点阵数码笔。该键盘上的触摸屏与电脑的显示屏实现双屏异显、双屏互动，学生作业中的文字和特殊符号都可以采用物理键盘和虚拟键盘输入，或者采用语音识别+键盘纠错输入，数理化公式都可以采用电磁笔在触摸屏上手写输入，采用这样的输入方式，学生作业数字化的效率可以显著提升。

图4所示为本实用新型的第4个实施例，由物理键盘+触摸屏虚拟键盘+手写笔组成，采用竖式布局，上下布置。上方的物理键盘采用14时单键区笔记本电脑键盘，下方的Eink触摸屏虚拟键盘采用电容触摸屏+电磁屏，液晶触摸屏下面还有一层电磁屏，与电磁笔配合实现数理化公式手写输入，并经过手写识别软件将手写公式数字化；触摸屏上映射数理化特殊符号，用触摸屏虚拟键盘输入数理化特殊符号，比用鼠标点击特殊符号表输入特殊符号的效率高得多，用户体验更好，学生作业时的思路不会受到影响，作业数字化的效率明显高于点阵数码笔。该键盘上的触摸屏与电脑的显示屏实现双屏异显、双屏互动，学生作业中的文字和特殊符号都可以采用物理键盘和虚拟键盘输入，或者采用语音识别+键盘纠错输入，数理化公式都可以采用电磁笔在触摸屏上手写输入，采用这样的输入方式，学生作业数字化的效率可以显著提升。

图5所示为本实用新型所采用的双麦克风线性阵列构型和波束图。

图6所示为本实用新型所采用的四麦克风线性阵列构型和波束图。

以上实施例都是由物理键盘+触摸屏虚拟键盘+手写笔组成，采用竖式布局，上下布置。物理键盘采用普通单键区笔记本电脑键盘，或者内涵九宫格优化键盘，节省出桌面空间给触摸屏。触摸屏既是虚拟键盘，又是手写屏，与电容笔或电磁笔配合实现数理化公式手写输入。将物理键盘、触摸屏虚拟键盘、手写笔、麦克风阵列加以结合，使键盘作为一个整合语音、手写、打字、触控的人机交互平台，支持MyScript手写识别+交互墨水功能，支持语音交互，提升桌面空间的利用效率，双手可以在键盘、鼠标、手写、触摸屏之间高效切换。键盘上的触摸屏与电脑的显示屏实现双屏异显、双屏互动，学生作业中的文字和特殊符号都可以采用物理键盘和虚拟键盘输入，或者采用语音识别+键盘纠错输入，数理化公式都可以采用手写笔在触摸屏上手写输入，采用这样的组合输入方式，学生作业数字化的效率可以显著提升。

本实用新型提供的实施例至少存在如下技术效果：单键区笔记本电脑键盘，内涵九宫格键盘优化方案，节省桌面空间，提升桌面利用效率，BackSpace键紧邻3＊3数字小键盘以方便纠错，BackSpace键左边的等号″＝″键不叠加复用，在NumLock键锁定时保持原有等号″＝″功能，克服台式机的数字小键盘上缺少等号″＝″键、″BackSpace″键的缺陷。内涵九宫格优化方案既适合右手使用也适合左手使用。物理键盘在内涵九宫格数字小键盘的基础上，映射科学计算器的函数运算符，并实现科学计算器函数运算符号的快速输入，提升学生作业数字化的输入效率。触摸屏上有映射数理化特殊符号的虚拟键盘，取代鼠标点击特殊符号表的方式，触控输入特殊符号，提升学生作业数字化的输入效率。由于键盘没有喇叭和风扇等震动单元，与智能音箱、笔记本电脑等智能终端相比，节省了避免喇叭、风扇等震动单元声音干扰设计而带来的费用支出，键盘成为麦克风阵列的最佳载体。键盘上的触摸屏与电脑的显示屏实现双屏异显、双屏互动，学生作业中的文字和特殊符号都可以采用物理键盘和虚拟键盘输入，或者采用语音识别+键盘纠错输入，数理化公式都可以采用手写笔在触摸屏上手写输入，采用这样的组合输入方式，学生作业数字化的效率可以显著提升。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种键盘，其特征在于，包括：

该键盘由物理键盘+触摸屏虚拟键盘+手写笔组成；

该键盘的触摸屏虚拟键盘上映射希腊字母、集合符号、几何符号、逻辑符号、数理化特殊符号；

该键盘的触摸屏与手写笔和手写识别软件配合完成数理化公式手写输入。

2.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，物理键盘采用单键区笔记本电脑键盘。

3.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，物理键盘在QWERTYUIOP行中，以1.25倍特殊键替换标准键″O″，在ZXCVBNM行中以2个1.25倍特殊键替换标准键″M″和″<，″，使三行字符键右边对齐，实现单键区键盘内涵九宫格键盘，数字小键盘映射到内涵九宫格键区上，BackSpace键左边的等号″＝″键不叠加复用，在NumLock键锁定时保持原有等号″＝″功能，BackSpace键紧邻3＊3数字小键盘，数字小键盘左边键位上映射科学计算器的函数运算符。

4.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，该键盘的触摸屏虚拟键盘采用液晶电容触摸屏。

5.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，该键盘的触摸屏虚拟键盘采用Eink电容触摸屏。

6.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，该键盘的触摸屏虚拟键盘采用电容触摸屏+电磁屏。

7.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，该键盘内置麦克风阵列。

8.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，物理键盘与触摸屏虚拟键盘采用竖式布局，上下布置。

9.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，该键盘为有线方式和无线方式的双模式连接。

10.电子设备，其特征在于，包括：

主体装置；

处理器，设置在所述主体装置中；

如权利要求1-9中任一权项所述的一种键盘，与所述处理器连接。

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