专利名称：多用途键盘的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及输入设备，尤其涉及具有一种或多种功能的多用途键盘的改进设计。
背景技术：
每天都有上百万人对电子设备(如个人电脑、笔记本电脑、电子记事簿、蜂窝电话等)使用各种输入设备，最常见的就是键盘。当今最常用的键盘是QWERTY键盘，其名称由来就是键盘上第一行字母左侧的前六个字母。
QWERTY键盘在1860年晚些时候为首台机械打字机而开发，后来Christopher Sholes在1878年取得专利。鉴于首台打字机的机械复杂性，有意把键盘设计成防止用户迅速地按连续键，否则会卡住机器。因此，QWERTY键盘上诸键的排列旨在适应首台打字机的机械特性，并不设法保证键盘用户有效地传递信息。
自从开发了第一批电子设备以来，一直把QWERTY键盘用作输入装置。但在开发了更小的便携式电子设备后，再配用QWERTY键盘就有若干缺点。由于集成电路发展使电子设备变得更小，对许多更小的电子设备而言，传统的QWERTY键盘显得太大了，但键盘必须大得足以适合用户的双手。而且，因传统键盘尺寸大，其便携程度不足以与多此类电子设备一起使用。为克服这一缺点，以前使用过如美国专利No.6,174,097所描述的折迭式键盘，还使用允许电子设备与美国专利No.6,108,200所描述的全尺寸便携式QWERTY键盘直接连接的键盘。然而，这些方法都不减少使用键盘所需的面积。
众多电子设备的小型化使它们被设计成可只用一只手操作，或做成与全尺寸QWERTY键盘不兼容。由于QWERTY键盘是为原来的打字机双手使用开发的，不适合单手有效地使用，或在配用众多电子设备时不适合一个或两个拇指使用。再者，标准QWERTY键盘的尺寸可能超过100只键，往往限制了它的多用性而用作输入设备。为了克服这些缺点，以前曾结合能屏显示器或其它压敏表面用笔类作数据输入，但笔类数据输入法在输入数据方面一般慢得多，用户更难掌握，而且差错率比键盘数据输入法更高。
QWERTY键盘的另一缺点在于，它被设计成适合首台打字机的机械元件，故键的布局不利于从键盘迅速输入数据。以前曾通过开发和使用话音识别软件来提高数据输入电子设备的速度和效率，但与这类软件相关的差错率阻碍了将其大规模地用作有效的输入设备。
传统QWERTY键盘的再一个缺点在于它一般只有单一的字符输入功能，而随着众多电子设备的尺寸缩小，较小的键盘要求目前键盘无法适应的附加功能。
为克服QWERTY键盘的诸缺点，以前曾使用过若干替代的键盘，如在大多数电话与蜂窝电话上见到过的标准12键结构。因只用单指击键，故将普通电话用作数据输入设备的缺点是输入速率很慢。
发明内容
本发明提供一种多功能输入设备，它包括一种功能模式，用来限定该输入设备的操作模式。各功能模式包括一个或多个域层(domain-level)，各域层含有一个或多个域层值。各功能模式内的各域层值分配给多个可编程输入键中的一个。分配给各输入键的域层值控制着给定功能与域层内该输入键的功能。本发明还包括一显示器，用于指示与给定功能内各可编程输入键相关的域层值。
图1是多用途键盘从其右下角观看的等比例俯视图；图2是多用途键盘从其左上角观看的等比例俯视图；图3是键盘底端视图；图4是键盘顶端视图；图5a是键盘俯视图，表示键盘工作于字母数字功能，以及“A-L”域层将域层值分配给各输入键；
图5b是键盘俯视图，表示键盘工作于字母数字功能，以“M-X”域层将域层值分配给各输入键；图5c是键盘俯视图，表示键盘工作于字母数字功能，以“Y-Z/0.9”域层将域层值分配给各输入键；图5d是键盘俯视图，表示键盘工作于字母数字功能，以“PUNCT”域层将域层值分配给各输入键；图5e是键盘俯视图，表示键盘工作于字母数字功能，以“SYM”域层将域层值分配给各输入键；图5f是键盘俯视图，表示键盘工作于字母数字功能，以“WORDS”域层将域层值分配给各输入键；图6是键盘俯视图，表示附加的键盘功能；图7是多用途键盘替代实施例从其右下角观看的等比例俯视图；图8是多用途键盘一实施例从其左上角观看的等比例俯视图；图9是图7与8所示键盘的底端视图；图10是图7与8所示键盘的顶端视图；图11是图7与8所示键盘实施例的俯视图；图12示出多用途键盘与接PSTN的计算机之间的无线连接；图13示出计算机与接PSTN的多用途键盘之间的有线连接；图14示出经I/O端口系接各种设备的多用途键盘；图15是多用途键盘等比例俯视图，表示对键盘双手操作使用的附加单元；图16是与蜂窝电话连成一体的多用途键盘的等比例俯视图。
发明的详细描述一般而言，本发明涉及输入设备。该输入设备具有限定其操作的第一功能模式和各功能内的一个或多个域层，各域层含有域层值，而各域层值分配给多个可编程输入键中的一个。本发明还包括一显示器，指示与各输入键关联的域层值。尽管描述的范围为便携式多用途键盘，但应明白，本发明不限于此类应用，还可与用各种技术代替或补充本文所述技术的其它输入应用或设备一起使用。例如，本文描述的本发明可以用作另一设备的组成部分，诸如汽车、飞机(扶手、椅背或座舱)、笔记本电脑(代替目前的QWERTY式键盘)、电子记事簿(PDA)、小区电话(代替目前的普通数字小键盘)或冰箱或电视机等家电设备的控制钮。
图1是多用途键盘1的等比例俯视图，示出用于选择键盘1操作功能模式的功能模式控制钮10。键盘1的操作功能模式是该键盘和把键盘用作输入设备的任何外围附件的整个操作，例如举个例说，操作功能模式选取自英语字母数字键盘、非英语字母数字键盘、电话、计算器、读卡器、文本编辑、因特网导航、与使用的特定软件应用程序关联的专用模式以及与电子设备控制关联的模式。另外，在本发明诸实施例中，键盘1以一种以上操作功能模式同时操作，如为了便于起草电子邮件消息，键盘可以用电子邮件和字母数字两种功能同时操作。操作的同时多功能模式的其它示例性组合包括Edit/电子邮件、Edit/字母数字、Tele/www、Tele/Alpha或电子邮件/Tele/www。
键盘1上还有域层控制钮20，用于选择期望的域层。键盘每个操作功能模式内有一个或多个域层，各域层含一个或多个域层值，每个域层值与一输入键关联。域层值与各输入键30的关联作用，允许在驱动特定输入键30后传输信号。形成驱动输入键30而征收成的信号，允许传输显示器32中出现的字符、功能、命令或数据。域层值民特定输入键30之是的关联作用，可以通过操作与各功能模式关联的软件来预定，或由键盘用户指定。将各域层值分配给输入键30，供键盘用户选择。例如，若键盘正工作于字母数字功能并处于“A-L”域层，则把与字母“A”关联的域层值分配给顶行左侧的第一可编程输入键30，如图5a所示。
与各功能模式控制钮10关联的是功能模式屏12。功能模式屏12指示在驱动了与各屏12关联的功能模式控制钮10后所激励的功能模式。同样的，各域层控制钮20也有关联的域层屏22，用于在驱动域层控制钮20时指示该域层的内容。虽然附图对每个功能模式控制钮10或域层控制钮20分别示出了独立的功能模式屏12与域层屏22，但是这仅仅是个示例。本发明还包括使用比附图所示更多或更少的屏。
键盘1上有一组功能卷动控制钮(如按钮)26a与26b，用于有系统地显示能被键盘1用户选择的现有功能。驱动功能卷动控制钮26a，键盘功能清单就卷动，诸替代功能被显示在功能模式屏12上，可通过驱动有关的功能模式控制钮10予以选择。例如，在图1的功能模式屏12中显示出功能1-4时，驱动功能卷动控制钮26a，将显示功能5-8。显示出功能5-8后，按下功能卷动控制钮26b，则可让功能1-4供用户选择。虽然图示为从功能1-4卷动到功能5-8，但本发明还包括这样的卷动能力驱动卷动控制钮26a与26b，将使任一编号的诸替代功能出现在功能模式屏12上。
键盘1上还有一组域层卷动控制钮28a与28b，用于选择所选设备功能内期望的域层。驱动域层卷动控制钮28a，就在域层屏22上显示出某一功能内现有的附加域层。例如，在域层屏22上对一给定功能显示出域层1-4时，驱动域层卷动控制钮28a，就显示出附加的域层供用户选择。同样地，显示出新的域层后，驱动域层卷动控制钮28b，将显示上一次显示过的域层供用户选择。驱动域层卷动控制钮28a或28b，将改变分配给域层控制钮20的任何编号的域层。
可编程输入键30包括一块数字小键盘，用于发送与各域层值关联的信号，而各域层值与特定的输入键30相关联。与各输入键30关联的是显示器32。该显示器用于目视指示与各输入键30关联的当前域层值以及该输入键30在所选功能内现有的诸替代域层值。尽管附图示出各可编程输入键30使用显示器32，但这仅仅是示例，本发明还包括可编程输入键30使用比附图所示更少的显示器。
功能模式屏12，域层屏22和显示器32可以用显示数据的方法构成，如发光二极管(LED)、液晶显示器(LCD)或触摸屏(组合屏/显示器(12、22、32)与键/控制钮(10、20、30)成为单个单元)。
图1还示出多个具有规定操作的固定键40。各固定键40的规定操作与用户选择的输入设备的功能无关，这些操作可在传统的键盘上看到，如Esc、Alt、Ctrl、Shift、CapsLock、Tab、Enter、Backspace、Delete与Spacebar，而且这些固定键能以右鼠标点击、左鼠标点击或卷动同样的方式起作用。在本发明其它诸实施例中，固定键40的功能由键盘1的用户规定。图1还示出一个光标控制钮42，可控制各种软件应用程序或其它图表用户接口使用的光标的位置。光标控制钮包括任何形式的可插或可卸的光标控制钮，或其它控制光标位置的操纵杆。
虽然未示出，但是图1的示例性键盘包括一台控制键盘操作的微处理器。该处理器执行数据处理和控制操作，以便分配和构成分配给每个可编程输入键30的域层值，而且目视指示与显示器32操作构成的各功能关联的替代域层值。通过数字小键盘定义结构和处理器按照所选功能模式或键盘操作模式所执行的步骤，把域层值分配给可编程输入键30。
图1还示出卡插槽44，用于接收信息承载媒体中在其上存贮了数据的卡里的数据。信息承载媒体有各种形式，诸如磁条编码卡、条形码卡、生物统计编码卡或在卡上编码的其它信息形式。图1还示出插口46，可接受不用手的头戴耳机等物件。虽然未示出，但是本发明还包括装入多用途键盘1的话筒和/或扬声器。本领域技术人员知道其它各种数据输入源和输入/输出硬件。
前述键盘的诸物件，诸如功能模式控制钮10、功能模式屏12、域层控制钮20、域层屏22、卷动控制钮26a、26b、28a、28b、可编程输入键30和显示器32等，都位于单个基本单元内，该单元的外壳适合用户的手，可以保护键盘1的内部元件。但也可在本发明范围内设想一种多段的键盘，有些键盘元件远离其它键盘元件。另外，虽然将功能模式控制钮10、域层控制钮20和可编程输入键30都图示为由用户手指驱动的按钮，但是本发明还可设想诸如用笔尖驱动这些按钮的替代装置。在本发明范围内，还可以用触敏表面代替或增补诸附图所示的按钮与屏。
图1～15把多用途键盘1示成独立的输入设备，但是可以把键盘1配入任何设备，如图16所示的蜂窝电话。如在本发明诸实施例中，本文所描述的本发明可以用作另一设备的组成部分，这类设备例如有汽车、飞机(如扶手、椅背或座舱)、笔记本电脑(取代目前的QWERTY式键盘)、电子记事簿(PDA)、小区电话(取代目前的普通数字小键盘)或冰箱或电视机等家电设备。把键盘示作独立输入设备的附图只是示例，并不限制本发明。
图2是多用途键盘1从其左上角观看的等比例俯视图。键盘1的所有操作特征与结合图1描述的特征相同。图示示出与位于键盘60顶部在卷动控制钮26a、26b、28a、28b和光标控制钮42下面的多用途键盘的附加连接。
虽然图中示成位于键盘顶部，但是这些附加连接可以位于键盘上任何便利的位置。附加连接包括用于可插电子电路卡的槽62，其中该槽根据用于可插电子电路卡的标准设计之一如任一种PCMCIA标准尺寸配置；配置成与电话线联接的端口，该电话线是公共交换电话网(PNTN)64的组成部分；USB端口66；串行口接口；平行口接口；和/或配置成接受存贮卡68的扩展槽。图2还示出红外端口70，让多用途键盘以无线方式收发数据。在图2的示例键盘中虽未示出，但可将附加连接配入键盘1，包括如图15所示，但可将附加连接配入键盘1，包括如图15所示用于双手操作键盘的连接附加单元的插口，以及键盘1与之收发信息的其它电子设备的连接。
有关技术领域的技术人员虽明白，可对键盘配入上述以外的其它扩展功能，而上述对多用途键盘的附加连接仅是示例，不表示限制任何方式。
图3是多用途键盘1的底端视图，示出键盘底端72处的插口46和卡插槽44，它们已结合图1作了描述。图3还示出某些固定键40的端视图。
图4是多用途键盘1的顶端视图，示出有选择地包含在多用途键里的附加连接。附加连接位于键盘60顶部，卷动控制钮26a、28a、光标钮42与固定钮40下面。这些附加连接虽被示成位于键盘顶部，但也可位于键盘的任何便利的地方。图4示出槽62的端视图，槽62用于可插电子电路卡、配置成连接电话线(公共交换电话网(PSTN)64的组成部分)的端口、USB端口66和配置成接受存贮卡68的扩展槽。图4还示出红外端口70，使多用途键盘能以无线方式收发数据。虽然图4中未示出，但对多用途键盘1引入了附加连接，包括串口接口和/或平行口接口等。如结合图2说明的，相关领域的技术人员明白，可在这些描述和图示的位置以外的其它位置对键盘引入其它连接和扩展功能，而且多用途键盘的前述附加连接仅作示例，并不表示限制任何方式。
图5a是键盘1的俯视图，表示键盘正工作于字母数字功能模式，在“A-L”域层中将域层值分配给输入键30。在与各输入键30关联的各个显示器32中，示出与各输入键30关联的域层值，例如顶行左输入键分配给对于字母A或a的域层值。与第一行左输入键30关联的显示器32，通过加亮字母A表示按下该输入键将对应于在传统键盘上选择字母A。其余的可编程输入键30都对应于显示器32上与各可编程输入键30关联的加亮字母。
图5a中，与各可编程输入键30关联的附加数字和/或字母都位于各显示器32内，它们都代表替代的域层值，与各可编程输入键30关联，视用户选择的域层而定。例如，在选择“M-X”域层而且多用途键盘正工作字母数字功能时，加亮的字母改为对应于所选域层的诸域层值。图5b示出与各可编程输入键30关联的“M-X”域层和域层值的选择。因此，在“A-L”域层中，第一行左侧的可编程输入键30对应于字母A；但在键盘用户选择了“M-X”域层后，同一个可编程输入键30则对应于字母M。如结合图5a所示，对某一给定的功能或组合的功能而言，图5b中与各可编程输入键30关联的显示器32示出与各可编程输入键关联的诸替代域层值。
如图5c所示，选择字母数字功能内的“Y-Z/0-9”域层，则与各可编程输入键关联在的域层值再次改变。选择“Y-Z/0-9”域层，把域层值分配给第一行中的左可编程输入键，相当于图5c所示的数字“7”。图5c还示了显示器32，它对字母数字功能内的各域层中的各可编程输入键含有替代的域层值。
图5d示出字母数字功能内PUNCT域层的选择。选择PUNCT域层，可对应于各种标点符号的各可编程输入键分配不同的域层值。这些标点符号取自任一种语言，虽然图示为英语标点符号。图5d中末行可编程输入键30未被分配域层值，让用户规定其自己的域层值，并使之与以前未限定的可编程输入键相关联。
图5e是正工作于字母数字功能的键盘的俯视图，表示在SYM域层中的可编程输入键分配。在字母数字功能内，驱动域层卷动钮28a而到达该域层，例如图5a-d示出了字母数字功能内的前四个可能的域层。驱动域层卷动钮28a，显示字母数字功能的后四个域层。虽然图示为卷过四个域层，但是可以卷过任何数量的域层。图5实例中，后四个可能的域层是SYM与WORDS以及两个未限定的域层，即由多用途键盘用户限定的LEV7与LEV8。其实图5a-e示出的八个以上附加域层，也由用户或应用程序提供者在选择的键盘功能内限定。虽然示出了改变所有四个与域层钮20关联的域层，但是按下域层卷动钮28a或28d能改变任意数量的现有域层供键盘用户选择。
图5e中，与各可编程输入键30关联的显示器32加亮与当前域层值以及与替代域层值关联的命令或功能。运用域层卷动钮28a或28b，能查阅图5e中显示器32所显示的替代域层值。
图5f是多用途键盘正工作于字母数字功能内WORDS域层的俯视图。选择WORDS域层，对每个对应于各种英语文字的可编程输入键30分配不同的域层值。另外，对缩写、非英语文字、短语或整个文档同样分配一域层值。
如结合图1所示和描述的，图5a-e和图6也示出了功能模式钮10、功能模式屏12、域层钮20、域层屏22、可编程输入键30、显示器32、功能卷动钮26a与26b、域层卷动钮28a和28b、固定键40和光标钮42。
图6是多用途键盘的俯视图，示出了附加键盘功能。驱动功能卷动钮26a后，卷动现有的键盘功能，示出四种以前未显示的功能选择。如结合图5a-e所述，功能选择将让键盘用户在一特定功能内选择期望的域层。如图6所示，因未选择键盘功能，故用户无域层好选。因此，为了指示四种不同的域层，一般把域层钮标记为LEV1～LEV4。
图7是多用途键盘100一替代实施例从其右下角观看的等比例俯视图。图7中多用途键盘的工作原理与结合图1～6所描述的相似。该键盘有若干功能，各功能具有一个或多个用户选择的域层。
图7示出多个功能模式屏110，用于指示和选择键盘100的操作功能模式。功能模式屏100指示当前被激励的功能模式。键盘100上有一组功能卷动钮112a与112b，用于选择期望的设备功能模式。驱动功能卷动钮112a，键盘功能清单将卷动，使替代功能显示在功能模式屏110上供用户选择。
图7的键盘100上还有一组域层卷动钮114a与114b，可在选择的功能内选择期望的域层。以与结合图1-6所述的方式驱动域层卷动钮114a与114b，键盘用户可在某一功能内卷过各种域层。
键盘100上有许多含数字小键盘的可编程输入键120，用于发送与各域层值关联的命令，而域层值与特定的可编程输入键120相关联。显示器122与各可编程输入键120关联，用于目视指示与各可编程输入键120关联的当前域层值以及某一选定功能内现有的诸替代域层值。
图7还示出许多作规定操作的固定键130。各固定键130的规定操作与用户所选输入设备的功能无关。固定键的规定操作都是传统键盘上有的操作，诸如Esc、Alt、Ctrl、Shift、Capslock、Tab、Enter、Backspace、Delete与Spacebar。另外，这类固定键还具有与右鼠标点击、左鼠标点击或卷动的功能。图7还示出控制光相当规模位置的光标钮132。
图8是多用途键盘100人其左上角观看的等比例俯视图，键盘100的所有操作特征与结合图1-7描述的一样。图8示出配入多用途键盘的附加连接。如图8所示，附加连接位于键盘140顶部，在功能模式屏110和功能卷动钮112a与112b下面。尽管被图示成位于键盘顶部，但这些附加连接可以置于键盘任何合适的位置。附加连接可以包括一红外端口142和USB端口144，前者使多用途键盘能以无线方式收发数据。在图8-11中，对键盘100增设的附加特征包括用于可插电子电路卡的槽，其中该槽按照用于可插电子电路卡的标准设计之一如PCMCIA标准来配置；配置成联接电话线的端口，电话线是公共交换电话网(PSTN)的组成部分；串行口接口；平行口接口；和/或配置成接受存贮卡的扩展槽。相关领域的技术人员应明白，除了所描述和图示的位置以外，可在其它位置对键盘引入其它扩展功能，而且以上列出的多用途键盘的附加连接仅是示例，不表示限制任何一种方式。
图9是图7和8所示键盘100实施例的底端视图，图中示出若干固定键130、功能模式屏110、光标钮132和域层卷动钮114b。
图10是图7和8所示键盘100实施例的顶端视图。图10也是多用途键盘100的顶端视图，图中示出该键盘的附加连接位于键盘140顶部，在功能模式屏110和功能卷动钮112a与112b下面。尽管被示成位于键盘顶部，但这些附加连接可以位于键盘上任一合适的位置。图10还示出红外端口142和USB端口144，前者使键盘能以无线方式收发数据。
尽管图10中未示出，但是对多用途键盘1引入了附加连接，如串行口接口、平行口接口、用于可插电子电路卡的槽、配置成联接电话线(公共交换电话网(PSTN)的组成部分)的端口和配置成接受存贮卡的扩展槽。如结合图8所述，相关领域的技术人员应明白，除了描述和图示的功能以外，还可在其它位置上对键盘引入其它连接和扩展功能，而且前面列出的多用途键盘的附加连接仅是示例，不表示限制任一方式。或者，图10的键盘也可以包含更少的附加连接或扩展功能。
图11是键盘100的俯视图，示出了正工作于EDIT功能的键盘和与图11的编辑操作有关的域层。有了功能模式屏110中加亮的EDIT，键盘用户就有了键盘当前功能的目视指示。按下功能卷动钮112a与112b，卷动键盘100的不同功能供选择。图11还示出一组域层卷动钮114a与114b，用于在一选定的功能内选择所需的域层。
图11示出多个输入数据的可编程输入键120。根据用户选择的域层，各可编程输入键120有一被分配的域层值。各可编程输入键120与一显示器122关联，而各显示器122在选择的域层内目视指示与各可编程输入键120关联的域层值。图11还示出多个规定操作的固定键130，各固定键130的规定操作与用户选择的输入设备的功能无关，这类规定操作都是传统计算机键盘和计算机鼠标上有的操作。图11还示出了控制光标位置的光标钮132。
图12示出连接PSTN220的计算机210与多用途键盘230之间的无线连接200。该无线连接200在图12中用虚线表示，在工作于字母数字功能时，运用显示器240或接计算机210的监视器显示与各可编程输入键关联的诸字母数字。而且，由电话头戴耳机/手机250发送给计算机210的信息，可通过计算机210发送到多用途键盘230。另外，在多用途键盘与计算机之间发送的数据，可经PSTN发送给任一期望的地点。
图13示出计算机310与接PSTN330的多用途键盘320之间的有线连接300。多用途键盘上的PSTN端口让数据通过PSTN330从该键盘发出，不通过计算机。然而，多用途键盘与计算机之间的有线连接可让键盘用户在显示器340上看得到可编程输入键的目视显示。而且，通过连接300，可将例如从电话头戴耳机/手机350发送给计算机310的信息，经计算机310发送到多用途键盘320。另外，可将数据从多用途键盘320直接送到其它设备或通过计算机310。
图14示出通过输入/输出端口条410接至各种设备的多用途键盘400。多用途键盘400的输出可通过有线连接420或无线传输430发送到端口条410，然后把该键盘400生成的信号发送到若干设备，如计算机440、显示器450、电子记事簿(PDA)460，或通过PSTN470发送到远地。另外，可将输入/输出端口条410接收自远地的信号发送到多用途键盘。同样地，例如从电话头戴耳机/手机480发送到输入/输出端口条410的任何信号，都可运用有线连接420或无线连接430发送到多用途键盘400。
图15是多用途键盘1的等比例俯视图，示出供键盘双手操作使用的附加单元500。键盘1有附加单元500，使用户能双手操作键盘，加快数据输入。图15示出键盘1正工作于字母数字功能和“A-L”域层。该域层已通过使用附加单元500而被选择，但也可按下键盘1上同等按钮505来选择该域层。虽然附加单元500被示成正在显示与键盘1上所示同一个域层，但是也可在附加单元500上显示不是键盘上显示的域层供用户选择。而且，附加单元500可以显示图15中键盘1所示以外的诸功能。
图15中，附加单元500图示为有线接回键盘1的独立单元，但该连接也可以是无线的。还可将附加单元500做成旋到单元的形式，使域层钮20能相对键盘1重新定向，同时与键盘1保持其物理连接。而且，附加单元500可以是带键盘1的单一单元的一体化部件，如结合另一设备使用，这类设备有汽车、飞机(如扶手、椅背或座舱)、笔记本电脑(取代目前的QWERTY式键盘)、电子记事簿(PDA)、小区电话(取代目前的普通数字小键盘)或者冰箱或电视机或家电设备。
本领域的技术人员将注意到，包括本文所述诸多用途键盘实施例的各种元件，诸如功能模式钮10、功能模式屏12、域层钮20、域层屏22、卷动钮26a、26b、28a、28b、可编程输入键30、显示器32、插口46、读卡器44、电子卡插槽62、PSTN端口64、USB端口66、串行或平行口接口、接受存贮卡68的扩展槽或红外端口70，以及键盘所需的任何软件或微处理器，都可用若干已知的流行元件的任一种构制。
另外，可以利用各家公司包工制作和组装消费类电子设备的元件，这类公司包括Solectron(Milpitas，Culifornia)和Flextronics(新加坡)。而且，其它公司也乐于帮助制造和设计多用途键盘所需的微电子设备，像Solectron与Flextronics等公司可以帮助选择元件、芯片设计院、材料挑选、软件开发与制造。
所有参考文献，包括本文所引用的出版物、专利申请和专利，都同样通过引用包括在这里，好像每份参考文献都被单独特地指明被引用一样。
描述本发明(尤其是后面的权利要求)所使用的“a”“an”与“the”和类似的对象，都包括单复数二者，除非本文有其它或明显地与范围相抵触。“包括”“具有”“包含”与“含有”被约定为可扩充的词语(即表示“包括但不限于”)，除非另有说明。本文描述的所有方法都可以用任何合适的次序执行，除非另有说明或与范围明显抵触。本文应用的所有实例或示例性语言(如“诸如”)仅用来更好地阐明本发明，并不限制本发明范围，除非另有申明。本说明书没有一种语言被限定为指示实施本发明所必需的任何非权利要求的要素。
本文描述了本发明的诸较佳实施例，包括发明人所知的实施本发明的最佳方式。本领域的技术人员在读过前面的描述之后，显然明白这些较佳实施例的变化。发明人希望技术人员正确地应用这类变化，还期望实施本发明时不局限于本文具体描述的方式。因此，本发明包括适用法律许可的所附权利要求中陈述的主题内容的所有修正与等效内容。再者，本发明还包括在其所有可能的变化中上述要素的任意组合，除非另有说明或与范围明显抵触。因此，本发明只受制于所附权利要求及其等效内容，这些权利要求覆盖了落在本发明的精神与范围内的此类其它变化与修正。
权利要求
1.一种信息输入设备，其特征在于，包括限定输入设备操作模式的第一功能模式；第一功能模式内一个或多个域层，各域层含域层值；多个可编程输入键，具有分配各域层的可编程输入键的域层值，其中分配给一域层内各可编程输入键的值响应于该域层内该可编程输入键的驱动，控制输入设备发送的信号；和指示与可编程输入键关联的域层值的功能专用显示器。
2.如权利要求1所述的发明，其中通过操作与各功能模式关联的软件，确定分配给各可编程输入键的域层值。
3.如权利要求1所述的发明，其中分配给各可编程输入键的域层值可由输入设备用户分配。
4.如权利要求1所述的发明，其特征在于，还包括一种软件驱动的功能模式，其中软件应用程序对各可编程输入键规定一域层值。
5.如权利要求1所述的发明，其中功能专用显示器对各可编程输入键提供当前域层值的目视指示。
6.如权利要求1所述的发明，其中功能专用显示器对各可编程输入键提供一替代域层值的目视指示。
7.如权利要求1所述的发明，其中各显示器与单个可编程输入键关联，以对该可编程输入键提供当前域层值的目视指示。
8.如权利要求1所述的发明，其中与单个可编程输入键关联的各显示器对该可编程输入键提供替代域层值的目视指示。
9.如权利要求1所述的发明，其中功能专用显示器包括发光二极管。
10.如权利要求1所述的发明，其中各显示器包括液晶显示器。
11.如权利要求1所述的发明，其中各显示器包括一触摸屏。
12.如权利要求1所述的发明，其特征在于，还包括第一组选择功能模式的控制钮。
13.如权利要求12所述的发明，其特征在于，还包括与各功能模式控制钮关联的屏，所述屏指示与功能模式控制钮关联的功能。
14.如权利要求1所述的发明，其特征在于，还包括第二组在功能模式内选择域层的控制钮。
15.如权利要求14所述的发明，其特征在于，还包括与各域层控制钮关联的屏，所述屏指示与域层值控制钮关联的域层值。
16.如权利要求1所述的发明，其特征在于，还包括可插电子电路卡槽，所述槽按照用于可插电子电路卡的标准设计之一配置。
17.如权利要求16所述的发明，其中可插电子电路卡槽符合PCMCIA标准。
18.如权利要求1所述的发明，其特征在于，还包括一配置成联接电话线的端口，所述电话线是公共交换电话网(PSTN)的一部分。
19.如权利要求1所述的发明，其特征在于，还包括一卡插槽，用于在信息承载媒体中接收来自其上贮存了数据的卡的数据。
20.如权利要求19所述的发明，其中信息承载媒体是磁条编码卡。
21.如权利要求19所述的发明，其中信息承载媒体是条形码编码卡。
22.如权利要求18所述的发明，其中信息承载媒体是生物统计编码卡。
23.如权利要求1所述的发明，其中各可编程输入键限定一外孔，笔尖通过其插入而驱动选择的可编程输入键。
24.如权利要求1所述的发明，其特征在于，还包括配置成接受存贮卡的扩展槽。
25.如权利要求1所述的发明，其特征在于，还包括多个固定操作键，具有与输入设备的功能无关的规定操作。
26.如权利要求25所述的发明，其中固定键的规定操作选自Tab(制表)、Shift(移位)、Space(空格)、Enter(输入)、Delete(删除)、Backspace(退格)、右鼠标点击、左鼠标点击、卷动和拴牢。
27.如权利要求1所述的发明，其特征在于，还包括多个用户接口键，用于选择信息输入设备的第一功能模式。
28.如权利要求1所述的发明，其中第一功能模式选自英语字母数字键盘、非英语字母数字键盘、电话、计算器、读卡器、文本编辑、因特网导航、与使用的特定软件应用程序关联的专用模式，以及与电子设备控制关联的模式。
29.如权利要求1所述的发明，其特征在于，还包括以无线方式发射数据的端口。
30.如权利要求29所述的发明，其中端口是红外端口。
31.如权利要求1所述的发明，其特征在于，还包括限定输入设备附加操作模式的第二功能模式；第二功能模式内一个或多个域层，各域层含域层值；和第二功能模式选自英语字母数字键盘、非英语字母数字键盘、电话、计算器、读卡器、文本编辑、因特网导航、与使用的特定软件应用程序关联的专用模式，以及与电子设备控制关联的模式。
32.如权利要求31所述的发明，其中第二功能模式与第一功能模式同时操作。
33.如权利要求1所述的发明，其中至少一个域层控制钮在一独立单元上根据其它可编程输入键而定位，所述独立单元耦合至其它可编程输入键。
34.如权利要求1所述的发明，其中信息输入设备是第二设备的组成元件。
35.如权利要求34所述的发明，其中第二设备选自汽车、飞机、笔记本电脑、电子记事簿、峰窝电话与任一种家用电器。
36.一种多功能键盘，其特征在于，包括具有保护键盘内部元件的外壳的基本单元，包括第一和第二用户接口，第一用户接口与基本单元关联，通过其分配域层值而控制操作功能模式，第二用户接口显示按选择的功能模式分配给可编程输入键的域层值；至少一种操作功能模式，各操作功能模式限定一个或多个域层，而其中各域层含有一个或多个分配给一组可编程输入键的域层值；和处理器，用于按照所选功能模式和域层的专用指令与数据驱动第一和第二用户接口。
37.如权利要求36所述的发明，其中通过操作与操作功能模式关联的软件，确定分配给第一用户接口的域层值。
38.如权利要求36所述的发明，其中分配给第一用户接口的域层值可由键盘用户分配。
39.如权利要求36所述的发明，其特征在于，还包括软件驱动的操作功能模式，其中软件应用程序对各可编程输入键规定域层值。
40.如权利要求36所述的发明，其中第二用户接口目视指示分配给第一用户接口的当前域层值。
41.如权利要求36所述的发明，其中第二用户接口目视指示分配给第一用户接口的替代域层值。
42.如权利要求36所述的发明，其中第一用户接口的可编程输入键都具有在各域层内被分配的域层值。
43.如权利要求42所述的发明，其中第二用户接口是显示器，用来指示与各可编程输入键关联的域层值。
44.如权利要求43所述的发明，其中各显示器与单个可编程输入键关联，用于对各可编程输入键目视指示当前域层值。
45.如权利要求43所述的发明，其中与单个可编程输入键关联的各显示器对该可编程输入键目视指示替代的域层值。
46.如权利要求36所述的发明，其中第二用户接口包括发光二极管。
47.如权利要求36所述的发明，其中第二用户接口包括液晶显示器。
48.如权利要求36所述的发明，其中第二用户接口包括触摸屏。
49.如权利要求36所述的发明，其特征在于，还包括用于可插电子电路卡的槽，其中该槽按用于可插电子电路卡的标准设计之一配置。
50.如权利要求49所述的发明，其中可插电子电路卡槽符合PCMCIA标准。
51.如权利要求36所述的发明，其特征在于，还包括配置成联接电话线的端口，而电话线是公共交换电话网(PSTN)的一部分。
52.如权利要求36所述的发明，其特征在于，还包括一卡插槽，用于在信息承载媒体中接收来自其上贮存了数据的卡的数据。
53.如权利要求52所述的发明，其中信息承载媒体是磁条编码卡。
54.如权利要求52所述的发明，其中信息承载媒体是条形码编码卡。
55.如权利要求52所述的发明，其中信息承载媒体是生物统计编码卡。
56.如权利要求36所述的发明，其中第一用户接口限定一外孔，笔尖通过其插入而驱动选择的可编程输入键。
57.如权利要求36所述的发明，其特征在于，还包括配置成接受存贮卡的扩展槽。
58.如权利要求36所述的发明，其特征在于，还包括一个或多个固定操作键，其规定的操作与键盘操作的功能模式无关。
59.如权利要求58所述的发明，其中固定键的规定操作选自Tab(制表)、Shift(移位)、Space(空格)、Enter(输入)、Backspace(退格)、右鼠标点击、左鼠标点击与卷标和拴牢。
60.如权利要求36所述的发明，其特征在于，还包括多个用户接口键，用于选择键盘的操作功能模式。
61.如权利要求36所述的发明，其中操作功能模式选自英语字母数字键盘、非英语字母数字键盘、电话、计算器、读卡器、文本编辑、因特网导航、与使用的特定软件应用程序关联的专用模式，以及与电子设备控制关联的模式。
62.如权利要求36所述的发明，其特征在于，还包括用于无线发射数据的端口。
63.如权利要求62所述的发明，其中端口是红外端口。
64.一种操作信息输入设备的方法，所述信息输入设备包括一个或多个操作功能模式，具有含域层值的域层；多个可编程输入键，各可编程输入键具有在各域层分配给它的域层值；和指示与各可编程输入键关联的域层值的显示器，所述方法包括以下步骤选择信息输入设备的操作功能模式；在选择的操作模式内选择域层；和驱动一个或多个可编程输入键。
全文摘要
本发明提供一种多功能输入设备(1)，它包括限定该输入设备操作模式的功能模式(12)，各功能模式包括一个或多个域层(20)，各域层含一个或多个域层值。各功能模式内的每个域层值被分配给多个可编程输入键(30)中的一个。在一给定的功能和域层内，分配给各可编程输入键值控制了该可编程输入键的功能。本发明还包括一显示器(32)，用于在一给定的功能内指示与各可编程输入键关联的域层值。
文档编号G06F3/023GK1555602SQ02818268
公开日2004年12月15日 申请日期2002年9月19日 优先权日2001年9月20日
发明者蒂莫西·B·希金斯, 蒂莫西 B 希金斯 申请人:蒂莫西·B·希金斯, 蒂莫西 B 希金斯