專利名稱：記錄二維輸入的數(shù)據(jù)輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種允許用戶利用小型輸入裝置以一種新穎和便捷的方式輸入數(shù)據(jù)(包括中文筆畫和字符、羅馬字母以及阿拉伯?dāng)?shù)字)的方法。
中文字符的筆畫通?？梢苑诸惓梢欢〝?shù)目的基本筆畫類型。該數(shù)目的一個(gè)典型例子為26。我們將這個(gè)數(shù)目稱為N。根據(jù)各種定義標(biāo)準(zhǔn)，可將這N類基本筆畫進(jìn)一步劃分為5至9類。以下，我們將這些筆畫類型簡(jiǎn)稱為筆畫。
在鍵盤上輸入中文筆畫的通行方法要求將各類筆畫分配給鍵盤上的特定鍵。用戶通過敲擊相應(yīng)的鍵來輸入一個(gè)筆畫。在美國(guó)專利申請(qǐng)No.09/220,308(Guo等人在1998年12月23日申請(qǐng))中可以找到這種方案的一個(gè)例子，它被委托給本發(fā)明的受讓人。在此例子中定義了9個(gè)筆畫并將它們分別分配給電話鍵盤上的9個(gè)對(duì)應(yīng)鍵。在摩托羅拉CD928C蜂窩電話中也可找到這樣一個(gè)例子。
在操作中，用戶通過一次按下一個(gè)相應(yīng)的鍵以輸入字符的筆畫。生成一組候選字符并作為備選匹配出現(xiàn)在顯示器上。所顯示的這組候選字符隨著每個(gè)筆畫的輸入而得到更新。用戶就從這組候選字符中選取他或她想要的字符。
上述方法具有兩個(gè)缺點(diǎn)。第一，它需要單獨(dú)定義鍵，第二，筆畫書寫過程與鍵盤輸入過程缺乏直觀聯(lián)系。由于第缺點(diǎn)的限制，對(duì)每個(gè)目標(biāo)筆畫，用戶都必須從多個(gè)相應(yīng)的鍵中選出一個(gè)特定的鍵。所以，當(dāng)需要快速打字或盲打時(shí)，用戶就有可能在進(jìn)行按鍵選擇或者在黑暗的環(huán)境下進(jìn)行快速按鍵時(shí)出錯(cuò)。這種方法需要將自然的筆畫書寫過程轉(zhuǎn)換成鍵盤輸入過程。這兩個(gè)過程之間的關(guān)系既不十分簡(jiǎn)明也不非常直觀。因此，除了想將字符解碼成筆畫以外，用戶還經(jīng)常想將匹配筆畫與相關(guān)按鍵聯(lián)系起來。對(duì)一個(gè)臨時(shí)的用戶來說，為了保證能夠得到正確的結(jié)果，該用戶的眼睛必須不但要監(jiān)視候選的字符組，而且還要監(jiān)視鍵盤上按的鍵。這就使得字符輸入整個(gè)過程變得效率較低而且令人緊張。
還有一種用于在小鍵盤上輸入羅馬字母的方法，可以在許多固定線路電話或移動(dòng)電話上找到它。在這種方法中，十個(gè)數(shù)字鍵中的九個(gè)被用來輸入羅馬字母，九個(gè)鍵中的每一個(gè)都被分配了一定數(shù)目的羅馬字母。通常，數(shù)字鍵1被分配以ABC，2鍵被分配以DEF，…，8鍵被分配以WXYZ。在操作中，用戶按1鍵一次以輸入A，兩次以輸入B，三次以輸入C。用戶按2鍵以輸入D、E或F，按3鍵以輸入G、H或I，依此類推。
這種方法在輸入一個(gè)字母時(shí)涉及到兩個(gè)步驟。首先，需為目標(biāo)字母從鍵盤中選出一個(gè)特定的按鍵。其次，為了檢索字母，用戶需以確切的次數(shù)按下此特殊鍵?？梢岳靡环N辨義方案來省略第二個(gè)步驟，例如，在Arnott J.L等人的“利用小文本樣本縮減鍵盤的概率字符辨義方法”(Augmentative and Alternative Communication擴(kuò)充及備選通信，1992)就提出了這樣一種方案。
盡管這種方法相當(dāng)簡(jiǎn)明，幾乎不需要專門學(xué)習(xí)，但它也有兩個(gè)缺點(diǎn)。第一，對(duì)一個(gè)非正規(guī)的用戶來說，在進(jìn)行按鍵選擇及敲擊按鍵時(shí)，需要直接目視核對(duì)鍵盤。第二，這種方法既無法與用戶在正常鍵盤上打字的方法兼容，也無法與用戶在紙上寫字的方式類比。因此，它會(huì)影響用戶在寫作內(nèi)容時(shí)的效率，并會(huì)導(dǎo)致輸入速度的降低。
其它的數(shù)據(jù)輸入方法涉及到利用一記錄筆將字符寫在一手寫板上，并對(duì)輸入的筆畫執(zhí)行手寫識(shí)別。采用這種方法制造出來的設(shè)備需要手寫板具有較大的面積而且通常需要特殊的記錄筆。手寫板的面積不允許在諸如小型移動(dòng)電話的很小設(shè)備上使用這種方法。而記錄筆也是一種不方便的附加單元，因?yàn)樗赡軙?huì)被丟失。需要雙手進(jìn)行操作一手把持設(shè)備，另一只手操作記錄筆。這種方法對(duì)于忙碌的用戶來說不是最好的。
因此，應(yīng)該有一種經(jīng)改進(jìn)的數(shù)據(jù)輸入方法，這種方法需要更少的按鍵，并且在書寫過程與按鍵過程之間有直觀的聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)更好的人類工程效果。
在該裝置的存儲(chǔ)器中保存著含有手寫輸入標(biāo)識(shí)符(如筆畫、字符組成部分、字符或偽字符)的表，而且每個(gè)手寫輸入標(biāo)識(shí)符都至少具有一個(gè)離散輸入列。可利用從開關(guān)單元列接收到的一列離散輸入對(duì)此手寫輸入標(biāo)識(shí)符表進(jìn)行檢索(例如，通過查找操作或搜索操作來檢索)。按照這種方式，一個(gè)由離散輸入系列所代表的手寫輸入就可被識(shí)別出來，并且可以被顯示給用戶或被保存起來，或者被用作原始數(shù)據(jù)輸入。
圖2a-2f顯示了利用四開關(guān)輸入裝置進(jìn)行筆畫輸入的不同例子。
圖3的流程圖顯示出了對(duì)

圖1所示微處理器進(jìn)行控制的程序的操作流程。
圖4、5和6分別是用于替代圖1所示輸入裝置的游戲桿型裝置的正視圖、后視圖和仰視圖。
圖7顯示了利用四開關(guān)輸入裝置輸入羅馬字母的例子。
圖8的框圖顯示出了本發(fā)明的一個(gè)另選的實(shí)施例。
附圖的詳細(xì)說明參考圖1，其中顯示了一種數(shù)據(jù)輸入裝置10(如蜂窩電話、無線信息通信裝置、掌上電腦、存儲(chǔ)一書寫器或其它裝置)，該裝置包括微處理器11，輸入裝置12，顯示器13(或其它輸出設(shè)備，如RF或IR鏈路)，程序存儲(chǔ)器14以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器5。
該輸入裝置可以采取多種形式，其任何一種形式都能夠記錄按二維排列的至少四個(gè)分立點(diǎn)之間的輸入移動(dòng)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，該裝置由四個(gè)排列成矩陣或方形的按鍵20組成，其高度為1.5cm，寬度也為1.5cm，每個(gè)角上有一個(gè)按鍵。為方便起見，左上角的鍵被標(biāo)為1，右上角為2，左下角為3，右下角為4。每個(gè)按鍵都可以是壓力敏感型按鍵，或者是“能感覺到”手指尖出現(xiàn)在其上或附近的按鍵。這四個(gè)鍵為微處理器提供了四個(gè)輸入。這四個(gè)輸入由四個(gè)分立線段表示，但是，應(yīng)該明白，四個(gè)數(shù)據(jù)狀態(tài)可由兩條數(shù)據(jù)線來表示(具有或沒有“數(shù)據(jù)活動(dòng)”線)。
該數(shù)據(jù)輸入裝置10還可具有用于其它功能的按鈕(未示出)。例如，它最好有12個(gè)按鍵以用于數(shù)字0-9的輸入并用于打電話。也可提供滾動(dòng)鍵以用于菜單控制。
圖中的存儲(chǔ)器15含有兩個(gè)表25和26。這些表本身并不重要，但通過以下的解釋會(huì)使公眾理解，對(duì)于將輸入裝置12的輸入內(nèi)容轉(zhuǎn)換成原始手寫單元(如果相關(guān)的語言的基本字符組需要)并且將原始手寫單元轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)字符來說，使用它們將是十分有用而且方便的方法。
在操作中，用戶通過將他或她的手指劃過在水平面內(nèi)按二維排列的按鍵20，就可將向量或移動(dòng)筆畫輸入到輸入裝置12中。根據(jù)被激活的按鍵，輸入裝置12為微處理器11生成一系列離散的輸入。以下將會(huì)參考語言實(shí)例對(duì)此進(jìn)行更加詳細(xì)的說明。在保存于程序存儲(chǔ)器14中的程序代碼的控制下，微處理器將在存儲(chǔ)器15中進(jìn)行查找或搜索操作，以唯一地識(shí)別出目標(biāo)字符或識(shí)別出最相似的目標(biāo)字符。
當(dāng)字符由微處理器11唯一識(shí)別出來時(shí)，它將被顯示在顯示器13上。當(dāng)被微處理器11識(shí)別出多個(gè)類似的目標(biāo)字符時(shí)，則顯示器13上將顯示出一個(gè)或多個(gè)相類似的字符。在只顯示出一個(gè)字符的情況下，最接近的目標(biāo)字符被顯示出來。而在顯示出多個(gè)候選字符的情況下，它們將按使用率可能性減少的順序被顯示在一個(gè)選擇列表上。目標(biāo)使用率的可能性由存儲(chǔ)器15中的頻率信息決定，該信息中顯示出了該語言中的字符使用頻率(或多個(gè)候選字符中的相對(duì)使用頻率)或者是在用該語言形成的字符文本中的字符使用頻率(例如，將前N個(gè)字符考慮在內(nèi))。以下將進(jìn)行更為詳細(xì)的說明。例1-中文輸入在本發(fā)明的一個(gè)例子中，說明了一種用于輸入中文筆畫的裝置。
在操作中，如果用戶想輸入一個(gè)左-右橫筆畫，則用戶可將他或她的手指水平移過1鍵和2鍵。1鍵和2鍵按照一個(gè)特定順序受到連續(xù)訪問的信號(hào)被發(fā)送給微處理器11，從而被解釋為橫筆畫。按照相同的方式，對(duì)于上-下豎筆畫來說，用戶可將他或她的手指移過1鍵和3鍵。
這種方法定義出了6個(gè)基本筆畫，即，“橫”，“豎”，“撇”，“捺”，“順時(shí)針”以及“逆時(shí)針”。以下將參考圖2a-2f對(duì)這六個(gè)基本筆畫以及如何通過按鍵的順序輸入它們進(jìn)行簡(jiǎn)要說明。在下面的表(表1)中，“No.”代表基本筆畫的序號(hào)；“Type”是基本筆畫的名稱；“Var”是手指移動(dòng)移動(dòng)路徑的變化次數(shù)；“Path”則是由被訪問的按鍵順序而定義出的手指移動(dòng)路徑。
表1編號(hào) 類型Var 路徑 描述1 橫 3 12 34 32左-右筆畫“橫”或“提”2 豎 2 13 24上-下筆畫“豎”3 撇 1 23 右上至左下筆畫“撇”4 捺 1 14 左上至右下筆畫“點(diǎn)”或“捺”5 順時(shí)針 5 124 123 241 1241 1231 順時(shí)針轉(zhuǎn)折，筆畫“折”6 逆時(shí)針 5 134 234 132 142 1342 逆時(shí)針轉(zhuǎn)折，筆畫“折”筆畫1-6被分別顯示在圖2a-2f之中。當(dāng)且僅當(dāng)一個(gè)筆畫的第一個(gè)轉(zhuǎn)折是沿順時(shí)針方向時(shí)，它將被劃分為“順時(shí)針轉(zhuǎn)折”類型，無論該筆畫其后有多少個(gè)轉(zhuǎn)折并且無論這些轉(zhuǎn)折的方向如何。同樣的道理也應(yīng)用在“逆時(shí)針轉(zhuǎn)折”筆畫類型上。手指的移動(dòng)路徑指的是按鍵在一預(yù)設(shè)時(shí)間周期內(nèi)從被訪問順序的第一個(gè)按鍵開始、直到檢測(cè)到一個(gè)預(yù)定截止時(shí)間為止的被訪問的順序。截止時(shí)間指的是從先前按鍵被訪問的時(shí)刻起到下一個(gè)按鍵被訪問的時(shí)刻之間所經(jīng)過的時(shí)間。
在利用單獨(dú)的手指、指頭、記錄筆、軌跡球、鼠標(biāo)或其它二維筆畫輸入裝置輸入筆畫(即，分立向量的各個(gè)離散信號(hào))之后，微處理器11利用表1將這些向量轉(zhuǎn)換成各個(gè)筆畫，然后在存儲(chǔ)器15的表26中執(zhí)行表項(xiàng)查找或其它搜索操作，以找出與這些筆畫輸入相對(duì)應(yīng)的中文字符。最好采用兩階段轉(zhuǎn)換處理，因?yàn)檫@可減小表26的長(zhǎng)度，但它并不是必需的。利用一個(gè)純向量輸入順序可將中文字符標(biāo)識(shí)符按照可被索引的方式交替地保存在表26中。
在未決專利申請(qǐng)No.08/806,504(發(fā)明人為“陳”)中描述了一種用于在原始筆畫數(shù)據(jù)中保存并執(zhí)行中文字符搜索的方法，該方法被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人并被引入本文以作為參考。該方法中介紹了一個(gè)在一所需語言中由代表字符的數(shù)字流及與這些數(shù)字流相對(duì)應(yīng)的字符地址構(gòu)成的表。這些數(shù)字流等價(jià)于筆畫的順序(例如，上述的筆畫1-6)。另外，根據(jù)本發(fā)明所述，這些數(shù)字流可以是代表筆畫向量的按鍵順序。
在上述未決專利申請(qǐng)中還介紹了一個(gè)表27。如圖3所示，該表由位于與表26中的字符地址相對(duì)應(yīng)的地址中的字符組成。位于從表26中獲得的字符地址中的字符被從表27中讀出。表27中具有公共筆畫順序(或公共數(shù)字流)的字符被按照使用頻率相對(duì)降低的順序保存起來。該方案允許改變字符在表27中的相對(duì)地址以調(diào)整字符使用的相對(duì)頻率。還可以可選地提供一個(gè)表28以用于執(zhí)行bigram(雙筆書寫)搜索操作。表27(或表28，如果使用的話)的輸出是一個(gè)或多個(gè)中文字符的標(biāo)準(zhǔn)hex GB編碼。還可通過查找操作以獲取并顯示字符的圖像表示。
上述方法具有以下兩個(gè)明顯且有益的特征。第一，它只使用四個(gè)按鍵。因此，其鍵盤的尺寸可以相對(duì)較小。這四個(gè)鍵被區(qū)別放置，從而大大減小了因?qū)Σ煌I的混淆而造成的按錯(cuò)鍵的情況。
第二，該方法不需要按照一個(gè)實(shí)際書寫筆畫對(duì)一特定按鍵進(jìn)行一對(duì)一的匹配。相反，它將手指在按鍵上的移動(dòng)路徑與目標(biāo)筆畫的實(shí)際書寫軌跡關(guān)聯(lián)起來。這就在筆畫書寫過程與按鍵過程之間建立了直觀的聯(lián)系。另外，六個(gè)基本筆畫的定義允許所有N個(gè)基本筆畫類型中的不同種類的輸入變化。該方法的新穎之處在于，它可在4個(gè)鍵的鍵盤上將主要的基本筆畫描繪出來。該方案使用戶能夠只觀看候選字符組并在其中做出選擇，而無需近距離觀察手指在鍵盤的按鍵上的移動(dòng)。它使用戶能夠以更加自然和簡(jiǎn)捷方式輸入筆畫。
也可以通過手指在按鍵上的移動(dòng)路徑而定義出一些編輯功能，具體如下。
表1續(xù)編號(hào) 類型 Var Path 描述7 DEL 1 21刪除8 UNDO1 212 撤銷9 ENTER 1 143 回車，換行10CASE1 41中文模式中執(zhí)行字根擴(kuò)展羅馬模式中在大寫與小寫之間進(jìn)行切換11MODE1 11在中文/羅馬字母/數(shù)字之間進(jìn)行切換12OK 1 22確認(rèn)選擇13SPACE 1 44插入一個(gè)空格14ONOFF 1 33在輸入模式/滾動(dòng)模式中進(jìn)行切換15LEFT1 21左箭頭滾動(dòng)16RIGHT 1 12右箭頭滾動(dòng)17UP 1 31上箭頭滾動(dòng)18DOWN1 13下箭頭滾動(dòng)例2-羅馬或字母數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入以下將參考羅馬字母和阿拉伯?dāng)?shù)字的輸入(字母數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的輸入)對(duì)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說明。我們?nèi)杂靡粋€(gè)4鍵鍵盤來說明該實(shí)施例。
在操作中，為了輸入一個(gè)羅馬字母，用戶將通過手指在四個(gè)鍵上畫出一個(gè)筆畫?？梢圆扇〔煌姆桨敢岳脝我还P畫(即，下寫至上寫筆畫)或少數(shù)筆畫來表示羅馬字母。Graffiti(商標(biāo))就是這種方案的一個(gè)例子。
如表2所示，定義用于26個(gè)大寫羅馬字母的筆畫表。第一列是對(duì)應(yīng)的大寫羅馬字母，第二列是筆畫的變化次數(shù)。第三列是在從訪問順序的第一個(gè)按鍵開始受到訪問直到檢測(cè)到一預(yù)定截止時(shí)間為止期間被定義為待被按下的鍵的順序的筆畫。此處，截止時(shí)間指的是從一個(gè)按鍵受到訪問的時(shí)刻到下一個(gè)按鍵受到訪問的時(shí)刻之間所經(jīng)過的最大時(shí)間。
表2字母Var筆畫A4 314 324 1314 2324B2 131443 3143C1 2134D4 131243 23424 4234 24234E6 13121212 13343434 13412121341334 13121234 13123434F2 211312 131212G2 131224 13124 132412H3 24I1 243 1243 12243
J313214K1134L113142324 314324M23142 13142 1324N33142 13142 1324O812431 13421 24312 34213 3124321342 43124 42134P213123 3123Q8124314 134214 2431214 34213143124314 2134(2)14R41312 312 31214 131214S12143T21224 124U11342V2132 142W1132142X32314 1423 3214Y21323 1424Z11234在一個(gè)設(shè)計(jì)良好的鍵盤上，可通過使拇指或手指繞行移動(dòng)而在四個(gè)按鍵上將這些筆畫畫出來。圖4顯示出了前4個(gè)羅馬字母的寫法。在圖4中，可利用一個(gè)單筆(或向下移動(dòng)手指)筆畫(如在“Graffiti”中)或者利用兩筆筆畫用4種(或更多)方式寫出字母“A”，每一筆都從頂點(diǎn)開始。圖4中的虛線表示手指被抬起，它一般用于從一個(gè)鍵上返回手指以從另一個(gè)鍵上開始一個(gè)新的筆畫?？梢宰⒁獾剑碇胁⑽磪^(qū)分被訪問的兩個(gè)鍵是按照朝下的順序還是朝上的順序而被訪問的。圖中顯示這些分別只是為了便于理解。
還應(yīng)注意，在截止時(shí)間定時(shí)器允許的情況下，也可以在圖示順序中增加其它的順序。例如，可以在代表字母“A”的筆畫向量順序中增加一個(gè)水平的橫筆畫(例如，232434或32434)。在該特定例子中，這個(gè)附加的筆畫是多余的，因?yàn)轭~外的筆畫3-4對(duì)于分辨輸入順序來說不會(huì)增加什么信息，通過前兩個(gè)筆畫2-3-2-4或3-2-4就可以唯一地識(shí)別它。這樣就可以看出，沒有必要在表1中加入其它的字母筆畫。
定時(shí)器為各個(gè)字母輸入啟動(dòng)。定時(shí)器最好從一個(gè)新字符的第一個(gè)按鍵開始。截止時(shí)間之前輸入的所有字符都被認(rèn)為是單一的輸入(字符或數(shù)字)。任何對(duì)字符識(shí)別無用的其他筆畫(如字母“A”的橫筆畫)都被簡(jiǎn)單地丟棄。此舉的好處在于，用戶不需要學(xué)習(xí)用特定的格式進(jìn)行輸入(例如，用戶不需要在字母“A”上加入橫筆畫)。另外，當(dāng)一個(gè)字符得到唯一編碼并且緊接其后輸入的筆畫不是一個(gè)合法筆畫時(shí)，定時(shí)器將被復(fù)位，這樣就使用戶能夠立刻開始輸入下一個(gè)字符。如果截止時(shí)間之前輸入的緊接前一個(gè)的筆畫是一個(gè)雖然不需要但卻合法的筆畫，它依然會(huì)被丟棄。但此時(shí)定時(shí)器將不會(huì)復(fù)位，直到截止時(shí)間之后或緊隨其后輸入的筆畫不是一個(gè)合法筆畫為止。
表2中對(duì)筆畫順序的精確選擇最終是一種折衷情況，它取決于一般用戶的書寫習(xí)慣和喜好。
最好不要用相同的按鍵順序來代表兩個(gè)羅馬字母，但這并不重要。如果出現(xiàn)模棱兩可的情況(例如，用于“A”和“B”的3143)，則需要利用辨別技術(shù)(如通過n-grams(n筆書寫技術(shù))來解決這些模糊情況。
上述方法具有以下優(yōu)良的特征。第一，它使用很少的按鍵數(shù)。因此，就可將鍵盤設(shè)計(jì)得相對(duì)較小以實(shí)現(xiàn)非常小型化的設(shè)備。第二，該方法使用了實(shí)際字母書寫與鍵盤輸入之間的直觀性關(guān)系。另外，筆畫的多個(gè)定義提供了合理的變化以為用戶在書寫時(shí)賦予了比(例如)嚴(yán)格遵守單筆畫方案(如“Graffiti”)更多的自由。該方案使人們有可能在一個(gè)小的鍵盤上進(jìn)行羅馬字母的盲打。
根據(jù)相同的概念，也可通過筆畫順序來輸入十個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字0-9，其說明如下。
表2續(xù)數(shù)字Var 筆畫1 2 13242 1 12343 3 12343 12143 121234 2 13424 234245 1 143126 1 134237 2 124 1238 2 21432 123419 1 213240 8 12431 13421 24312 34213 3124321342 43124 42134從上表中很容易看出，在為字母定義的筆畫和為數(shù)字定義的筆畫之間有一些重疊。因此，最好在此二者之間引入一個(gè)模式開關(guān)以避免混淆。硬件的其它變型參考圖5、6和7，其中分別顯示了一種另選的輸入裝置50的正視圖、后視圖和仰視圖。該備選輸入裝置含有一個(gè)游戲桿單元100(即，可將其理解為是含有其它按鈕或可在二維水平平面內(nèi)移動(dòng)的杠桿裝置之類的裝置，包括鼠標(biāo)在內(nèi))。游戲桿單元100被固定在一個(gè)由彈簧承載的裝置上，例如，在圖中這種組件是一個(gè)球座(ball-socket)裝置101。該裝置受到偏壓，以使游戲桿單元在不受拇指或指頭按壓時(shí)返回至一個(gè)中心停留位置(未示出)。圖中所示的彈簧104-107用于提供偏壓，但是應(yīng)該明白，這些彈簧不一定必須是分立的螺旋彈簧，也可以用一個(gè)彈性片來取代它們。在圖中，有四個(gè)分立的接觸點(diǎn)110-113分別位于中心四周的四個(gè)等距圓周點(diǎn)上(西北，東北，東南和西南)。
如圖6所示，在球座裝置101的球體的背面上有一個(gè)鍍銀的圓形區(qū)域120，并且有一個(gè)觸地點(diǎn)121，它被相對(duì)于球座裝置固定，并被置于球體背面的中心處。
在操作中，用戶利用他或她的拇指或指頭移動(dòng)游戲桿單元100，并且球體的旋轉(zhuǎn)將使鍍銀的圓形區(qū)域120與觸地點(diǎn)121和分立的圓周觸點(diǎn)110-113之間產(chǎn)生接觸。按照這種方式，圖5所示的輸入裝置就可像圖1所示的四鍵輸入裝置12一樣生成一系列的離散輸入。游戲桿的一個(gè)西北向移動(dòng)將產(chǎn)生與輸入裝置12的1鍵相同的輸入，依此類推。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，實(shí)際上，其它的游戲桿單元也可實(shí)現(xiàn)相同的效果。例如，可以用一個(gè)帶有非對(duì)稱球體的球座結(jié)構(gòu)來激活四個(gè)或更多類似于圖1所示輸入裝置的微開關(guān)。則游戲桿完全沒有必要含有一個(gè)球座。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還應(yīng)該明白，在圖1所示的輸入裝置12或圖5所示的輸入裝置50中可以使用多于四個(gè)的觸點(diǎn)。例如，可以使用六個(gè)、八個(gè)、十二個(gè)或十六個(gè)圓周觸點(diǎn)。另外，也可使用一個(gè)由3×3或4×4個(gè)按鈕或觸點(diǎn)所組成的陣列。因此，需對(duì)表1和表2進(jìn)行重排，這樣就允許表中的每個(gè)項(xiàng)有更多的筆畫變化。還有，圖5所示的游戲桿按鈕輸入裝置并未含有一個(gè)球座，而是被固定在其支座上，并且它利用正交應(yīng)變傳感器單元來提供一個(gè)連續(xù)(即，遞增的，而非分立的)的2維輸出(例如，兩個(gè)模擬電壓輸出)，此輸出被微處理器11或微處理器11的一個(gè)內(nèi)部接口(如模-數(shù)轉(zhuǎn)換器)分割成多個(gè)分立的值。
參考圖7，其中顯示了一個(gè)安裝在圖5所示輸入裝置50的球座裝置101背面的微開關(guān)150。該微開關(guān)150是一個(gè)按壓開關(guān)，它可用于多種目的。
在一個(gè)實(shí)施例中，微動(dòng)開關(guān)150被用作一個(gè)下筆指示器。在這種變型中，從下筆到抬筆期間的單個(gè)輸入筆畫被測(cè)量。此舉具有能夠辨別下筆與提筆段的好處?？色@取所有連續(xù)的下筆段并用于字符的識(shí)別，無論它們是在截止時(shí)間之內(nèi)還是在截止時(shí)間定時(shí)器超時(shí)之后獲取。這就使用戶在輸入筆畫或字符的時(shí)間周期內(nèi)有很大的靈活性。圖1所示輸入裝置12上的一個(gè)“數(shù)據(jù)有效”線可以執(zhí)行相同的功能，這樣就使連續(xù)的下指移動(dòng)將造成至少一個(gè)按鈕的激活，從而導(dǎo)致“數(shù)據(jù)有效”線的激活，而抬指事件則不會(huì)給出數(shù)據(jù)有效信號(hào)。除了數(shù)據(jù)有效線以外，還可利用處理器11來進(jìn)行時(shí)序測(cè)量，用以測(cè)量按鈕壓下(如果有)之間經(jīng)過的時(shí)間，從而確定是否有抬指事件。
如果采用一個(gè)如圖7所示的輸入裝置50給出一個(gè)連續(xù)的模擬輸出，則可利用美國(guó)專利No.5,740,273所述的預(yù)處理技術(shù)以及隨后的美國(guó)專利No.5,742,705所述的識(shí)別技術(shù)來解釋和識(shí)別作為下筆書寫段的羅馬字母或中文字符。如圖8所示。
圖8所示的游戲桿單元200含有應(yīng)變傳感器(或其它模擬元件)201和202，它們?cè)谒矫嫔险坏膞和y方向上為游戲桿單元200提供了模擬移動(dòng)指示。游戲桿單元200上集成了一個(gè)推壓開關(guān)204，最好是一個(gè)壓動(dòng)開關(guān)。
模擬單元201和202被連接至模-數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器210和211(或連接至一個(gè)共用A/D轉(zhuǎn)換器)，后者則與處理器220相連。開關(guān)204也與處理器220相連。
處理器220的程序存儲(chǔ)器內(nèi)保存有一個(gè)程序，它能夠?qū)/D轉(zhuǎn)換器210和211的輸入執(zhí)行一個(gè)定標(biāo)(標(biāo)準(zhǔn)化)功能221，例如，如美國(guó)專利No.5,740,273所述。當(dāng)開關(guān)204指示出一個(gè)“推”條件(等價(jià)于下筆狀態(tài))時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換器的輸入通過定標(biāo)功能221接受。在定標(biāo)功能之后，一個(gè)可選的平滑功能222被執(zhí)行，然后是分段功能223。該分段功能按照輸入中的自然彎曲將二維輸入分割成多個(gè)段，由此提供一系列的純筆畫段。一個(gè)匹配功能224按照一種已知的方式，例如，如美國(guó)專利No.5,742,705所建議的那樣，對(duì)這些段和來自模板存儲(chǔ)器230預(yù)先保存的模板進(jìn)行匹配。
圖8的結(jié)構(gòu)對(duì)表意字符(例如，中文字符)的輸入和識(shí)別特別有用，但并不僅限于此，它還可用于羅馬字符的輸入或Graffiti(商標(biāo))型筆畫的輸入?？蓪?duì)平滑、分段和匹配步驟作出修改以適合數(shù)據(jù)輸入的類型。
本方法可以便捷和有效的方式在一小型輸入裝置上輸入數(shù)字字母，利用它可制造出非常小的設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)輸入裝置，包括開關(guān)單元陣列，能夠記錄按二維排列的至少四個(gè)分立點(diǎn)之間的輸入移動(dòng)，并提供一系列的離散輸入；存儲(chǔ)器，其中保存有書寫輸入標(biāo)識(shí)符以及用于各書寫輸入標(biāo)識(shí)符的至少一個(gè)離散輸入系列；與上述開關(guān)單元陣列和存儲(chǔ)器相連的處理器，通過編程以利用從開關(guān)單元陣列接收到的一系列的離散輸入來搜索手寫輸入標(biāo)識(shí)符，從而識(shí)別出由該系列離散輸入所代表的書寫輸入。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)輸入裝置，其特征在于，上述陣列是由手指操縱的開關(guān)陣列。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)輸入裝置，其特征在于，上述陣列含有游戲桿單元。
4.如權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)輸入裝置，其特征在于，上述游戲桿單元含有按壓開關(guān)。
5.如權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)輸入裝置，其特征在于，在上述按壓開關(guān)被激活且游戲桿單元在一水平面內(nèi)移動(dòng)時(shí)，生成一系列的離散輸入。
6.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)輸入裝置，其特征在于，上述手寫輸入標(biāo)識(shí)符被作為字母字符標(biāo)識(shí)符的列表保存起來。
7.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)輸入裝置，其特征在于，上述手寫輸入標(biāo)識(shí)符被作為筆畫標(biāo)識(shí)符的列表保存起來。
8.如權(quán)利要求7所述的數(shù)據(jù)輸入裝置，其特征在于，上述存儲(chǔ)器還含有由圖像字符標(biāo)識(shí)符組成的列表，并且上述處理器可編程為利用從上述筆畫標(biāo)識(shí)符列表獲取的至少一個(gè)手寫輸入標(biāo)識(shí)符對(duì)此圖像字符標(biāo)識(shí)符列表進(jìn)行索引。
9.如權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)輸入裝置，其特征在于，上述圖像字符標(biāo)識(shí)符列表是由語音學(xué)字符標(biāo)識(shí)符組成的列表。
10.一種數(shù)據(jù)輸入裝置，包括二維輸入裝置，包括游戲桿單元；安置在第一和第二維方向上的模擬單元，它們能夠提供與游戲桿單元在一水平面的第一和第二維方向上的移動(dòng)相對(duì)應(yīng)的模擬移動(dòng)信號(hào)；與上述輸入裝置相連的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器；以及與上述模-數(shù)轉(zhuǎn)換器耦合連接的處理器，用于接收來自上述輸入裝置的數(shù)字化輸入，該處理器含有一些指令，這些指令使處理器執(zhí)行預(yù)處理操作，以將來自輸入裝置的數(shù)字化輸入分段為筆畫，并執(zhí)行識(shí)別操作以識(shí)別出手寫輸入筆畫，并從這些筆畫中生成字符標(biāo)識(shí)。
11.如權(quán)利要求10所述的數(shù)據(jù)輸入裝置，其特征在于，它還含有與游戲桿單元集成在一起的按壓開關(guān)，并且能夠?qū)τ螒驐U單元所受到的按壓作出響應(yīng)。
12.如權(quán)利要求11所述的數(shù)據(jù)輸入裝置，其特征在于，上述處理器可在上述按壓開關(guān)受到按壓時(shí)，響應(yīng)按壓開關(guān)的動(dòng)作，將所接收到的數(shù)字化輸入分段為筆畫。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種含有一個(gè)集成輸入單元(12)的數(shù)據(jù)輸入裝置(10),該裝置能夠記錄二維方向(包括中文筆畫和字符,羅馬字母以及阿拉伯?dāng)?shù)字)上的輸入移動(dòng),并能將結(jié)果信號(hào)傳送給處理器(11)。處理器(11)被編程為能夠識(shí)別出由這些信號(hào)所代表的手寫輸入。
文檔編號(hào)G06F3/033GK1358299SQ00807998
公開日2002年7月10日 申請(qǐng)日期2000年4月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月24日
發(fā)明者查爾斯·－閩·吳, 郭進(jìn) 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司