五指键盘盘面及其汉字笔序和英文六键位输入方法

专利名称：五指键盘盘面及其汉字笔序和英文六键位输入方法
技术领域：
本发明涉及一种单手操作计算机键盘及其使用方法，属于计算机应用领域。
现有的计算机键盘采用双手击键，录入文件时不能腾出手去指示稿件上的文字，操作人员必须用眼在稿件上逐字逐句地扫描，稍有不慎就可能发生漏字或错行的情况，不仅眼睛极易疲劳，录入质量也不易得到保证。
在计算机汉字输入中，有许多以字根为输入码元的编码方法，然而汉字的字根繁多，有时会出现字根拆分的多样性，须人为做出许多规定，这样就为直观拆分字根造成了困难。在边思维边输入时，大脑需把汉字“翻译”成字根，再把字根“翻译”成对应的键位。由于字根繁多，操作过程中的大量精力被占用，使创作思维受到严重影响，而且，由于记忆负担重，若一段时间不练习，重新上机后可能需要较长时间才能恢复原有熟练水平。
以往也出现了笔划汉字输入方法，如1088010A“单笔打字笔划输入法及其键盘”中公开了一种单纯用汉字的五种笔划在单手键盘上进行汉字输入的方法，它规定每个单字的码长为定长，使得输入变得简单。但其键盘设计与单手击键姿势结合得不好，且过于简单的输入方式会导致过高的重码率，频繁地挑选重码字反而会使操作过程烦杂、速度下降，无论从屏幕显示还是手指操作，都无法跟随连续的思维进程。
本发明的一个目的是设计一种符合人手生理特点、可减轻操作疲劳强度的单手操作五指键盘。本发明的第二个目的是提出一种基于前述五指键盘的汉字笔序码输入方法，该方法具有简单易学、笔形归类及字根拆分符合大众直观判断习惯、重码率不至于对思维的连续性和稳定性产生严重影响的特点。本发明的第三个目的是提出一种基于前述五指键盘的英文六键位输入方法，它可提高英文的输入速度。
本发明的目的是通过以下方法实现的五指键盘盘面分为输入键区、功能键区和数字键区。输入键区的按键呈五指形排列，食指～小指各键呈向上辐射状排列，拇指各键呈弧形排列，掌心、部位设光标键；各手指掌管的键分为双联键和普通单键两种，所说双联键由键帽、键柄、键箱、底座、装在底座上的键柄复位弹簧和左右两对触点组成，键柄下部前后两侧制有导向销，键箱内壁开有容纳键柄导向销的垂直导向槽，键柄下部纳入键箱中并由复位弹簧支撑，键帽套在键柄上部，键柄藉其导向销可沿键箱的导向槽垂直下移而使键柄下部压通一对触点或绕其导向销转动而使键柄下部压通另一对触点。
在汉字笔序码输入方法中，将汉字的笔划归纳成斜、竖、横、折四种笔形，其中斜笔含撇、捺、点，两点水、三点水、提手旁及绞丝旁中的提笔归斜笔形，其它提笔归横笔形，竖勾和斜勾中的勾弃去后仍保留成字识别特征的分别归入竖笔形和斜笔形，失去成字识别特征的归入折笔形，横勾归折笔形，将此四种笔形及全码断码键分配到键盘的五个键位上。
汉字采用全码和简码两种方法输入在全码方法中，对汉字的全部笔划按笔顺在键盘上键入对应的笔形键后按全码断码键。
在简码方法中，首先将汉字归纳成左右型、上下型和一个偏旁部首将其余偏旁部首的两边以上包封的包边型三种类型，然后依据汉字的结合缝把每个字拆成首根和余根两部分，其中左右型的首根在字的最左侧，上下型的首根在字的最上侧，包边型的包边字根则依据字的笔顺或属首根或属余根，输入时在键盘上键入汉字首根的前两笔、余根的前三笔及末一笔，最后按简码断码键，余根不足四笔的用首根的末笔凑齐；对不能拆分的单根型字依书写笔顺取六笔输入后再按简码断码键。
出现重码字时，将该组重码字中的首字放入屏幕文本区中显示，并在该字下方置暂留重码标志，此时可继续输入文稿，重码标志在继续输入数个字后消失，在重码标志消失前用全码断码键选择重码字，每按一次断码键，该组重码字中的字将依次置换重码标志处的字。
在英文六键输入方法中，每个字母以二键编码输入；单词用其各字母加空格键或标符键输入，字母多的单词亦可用该单词的奇数位字母加断码键输入。
本发明五指键盘盘面中输入键区的按键设计是依照右手掌后部按于纸面，五指自然弯曲下垂于纸面，然后食指～小指自然放松前伸，拇指自然左摆，所形成的移动轨迹来设置五指各键位的，它充分考虑了手指骨骼在击键移动过程中的特点，非常符合手的击键姿势；所采用的双联键在对其键帽施以不同方向的力或按压不同部位时，可使键柄产生两种不同的运动而分别压通两组不同的触点，故具有手指移动距离小、击键灵活、操作轻便的优点。
本发明的汉字输入法对汉字笔型的归类符合大众的习惯，由于将字拆分成首、余字根时仅需观察汉字的结合缝，不需记忆字根，因而简单易学；对重码字的处理基本不影响操作者思维的连续性和稳定性，因而有助于提高输入速度和减轻疲劳。
本发明的英文简码输入法依据英文单词发音的主要语音特征是辅音的特点，以输入辅音为主，故输入简单、速度快。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。


图1是本发明的盘面图；图2是双联键的结构示意图；图3是图2中移去键柄、动触头及弹簧后的A-A向视图；图4～图5是双联键键柄的侧视图和俯视图；图6是导向槽与半圆形导向销配合图；图7是另一种双联键的结构示意图。
一.键盘盘面本发明的盘面设计如图1所示，分为输入键区A、功能键区B、数字键区C和指示灯区D(功能键区B、数字键区C和指示灯区D中的按键略去未画出)。输入键区A的下部向下突出形成手掌依托部，掌心部位设光标键及增删键。输入键区的各按键呈右手五指形排列食指～小指各键向上辐射排列，拇指各键向左弧形排列，标注数字1、2、3、4、5的各键依次由拇指～小指掌管。其中标注1&12、2728、2425、222、332、442、552的键均为双联键，其余为单键，单键的结构和普通键相同，但单键23、26、29、33、43、44的高度高于双联键，且键面朝掌心倾斜，此外单键13～15之间还用隔板分隔，这样可使手指移动距离小，击键角度合乎手指骨骼动作，操作比较舒适且不易击错键。
双联键的结构如图2～图5所示，它由长形键帽2、键柄1、键柄复位弹簧7、键箱3、底座4和装在底座上的左右两对触点组成。右面一对触点包括竖向布置的动触头5和定触头6，左面一对触点包括横向布置的动触头10和定触头8，动触头5插入键箱3的动触头槽内，然后用底座4封固，动触头10用铆钉9固定在底座4上，定触头6和定触头8嵌在底座上。键柄1的下部前后两侧制成圆柱形导向销13，键箱3的内壁开有容纳键柄导向销13的垂直导向槽14，键柄1下部纳入键箱3中并由复位弹簧7支撑，键帽2套在键柄1的上部。按压键帽2的右端时，键柄1便沿导向槽14垂直下移，其下部左侧将压迫动触头10，把左触点对接通，而按压键帽2的左端时，键柄1便绕其导向销13逆时转动，其下部右侧把右触点对接通。
该双联键在按压键帽2的左端时，键柄1除了转动外还可能下移，为此在键箱3的上表面用铆钉11固定一簧片12，以阻止键柄1下移。另外还可如图6所示，将键柄导向销13制成半椭圆柱形，而键箱的导向槽14的上部则向导向销13的旋转方向凹入，使导向销既能在导向槽的竖槽内上下移动又能在导向槽的凹槽内转动，且转动时不会下移，下移时亦不会转动。
上述的双联键适用于食指～小指，而图7所示的双联键适用于拇指，其键帽较短，键柄导向销13也为半椭圆柱形，同样键箱的导向槽14的上部向导向销13的旋转方向凹入。复位弹簧7与键柄导向销13分置于键柄1的中心左右两侧。此外，左右两对触点均竖向布置，动触头5的动臂上还制有斜臂，当键柄1沿导向槽14垂直下移时，其下部右侧压迫此斜臂把右触点对接通；而按压键帽2的右端时，键柄1便绕其导向销13顺时转动，其下部左侧压迫动触头10，把左触点对接通。
二.汉字输入1.汉字笔型归类及指键分配将汉字的笔划归纳成斜、竖、横、折四种笔形。其中斜笔含撇、捺、点；两点水、三点水、提手旁及绞丝旁中的提笔归斜笔形，其它提笔归横笔形；既象竖又象斜的笔形归入竖笔形；横勾归入折笔形，竖勾和斜勾中的勾弃去后仍保留成字识别特征的分别归入竖笔形和斜笔形，失去成字识别特征的归入折笔形。如“伐”字中的斜钩归斜笔形；走之旁的下部归折笔形。
将上述四种笔形及全码断码键分配到五指键盘的五个指键上，这里有四种分配方案其一是将断码键、斜、横、竖、折各键依序分给拇指至小指，该方案考虑了各手指灵活度与各笔形使用频度的对应关系；其二是将方案一中横、竖键的位置对调，它考虑了汉字中含有大量的“口、日”形字形，将横键置于竖键与折键之间，较符合人们的心理习惯；方案三将斜、竖、横、折和全码断码键依序分给拇指至小指，它考虑了横笔在字根中部出现的频度也相当高，因此使中指对应横笔形更符合人们的心理习惯；如考虑到减少重码，还可将方案三中的斜笔分成撇和捺笔形，然后分配给拇指的双联键。
2.全码输入根据上述四笔形划分法，将一个汉字的全部笔划按笔顺在五指键盘上键入对应的笔形码，之后按全码断码键，即完成一个汉字的输入。例输入“隐”，其键序是“折-竖-斜-折-折-横-横-斜-折-斜-斜-断码”。
3.简码输入八画以上可拆分的复杂字亦可用简码输入，简码输入须把字拆分成首根和余根两部分。
3.1字型归类及定义首、余字根可拆分的复杂字归成左右型、上下型和一个偏旁部首将其余偏旁部首的两边以上包封的包边型三种类型，然后将汉字依据其偏旁部首的结合缝拆成首字根和余字根两部分，首字根必多于两笔。其中左右型的首字根在字的最左侧，如“储”和“剧”的首字根分别为“亻”和“居”；上下型的首字根在字的最上侧，如“案、箭”的首字根分别是“宀”和“竹”；包边型字只要识别出包边部首，即可将整字拆成首、余字根，如“病”字中的“疒”为首字根，“遮”字中的“辶”为余字根，“题”字中的成字“是”字为首字根，“周”字中的“冂”为首字根。
3.2简码输入方法在五指键盘上键入汉字首根的前两笔、余根的前三笔及末一笔，共六笔，然后键入简码断码键。如“需”字的简码输入键序是“横竖(首根前两笔)、横斜竖(余根前三笔)、竖(余根末一笔)”。若余根不足四笔，则借用首根的末一笔或末两笔凑齐，所借笔划最后输入，如“造”的简码输入键序是“斜横(首根前两笔)、斜折(余根仅两笔)、折横(借首根末两笔)”。对上下型字中的倒品形字，还可将整字拆成三部分，每部分取前两笔，如“熟”字的简码输入键序是“斜横(第一部分前两笔)、折斜(第二部分前两笔)、斜斜(第三部分前两笔)”。对不能拆分的单根型字，依笔顺取六笔后加简码断码键。
简码还可采用如下方法输入首先将四个声调(阴平、阳平、上声、下声)及四个字型(上下、左右、包边、单根)分配到四个笔形键上，然后用声调码加笔形码加字型码(或用笔形码加声调码，或用笔形码加字型码)简输入复杂字。
4.重码字处理在全码或简码输入中若遇到重码字，则将该组重码字中的第一个字放入屏幕文本区中显示，同时在该字下方置暂留重码标志，无论该字是不是所需字，此时均可继续输入文稿，重码标志在继续输入第六个字起笔时消失。如果该字不是所需字，可在重码标志消失之前对该重码字组进行挑选，挑选的方法是输入某字(指重码标志后五个以内的字)后，再按一次全码断码键，暂留重码标志处的字便被重码字组中的第二字置换，若连续按全码断码键，则该组重码字中的字将依次置换重码标志处的字。例如在输入“井底青蛙的故事”中，“开”与“井”重码，键入“井”的编码后显示“开”，并在“开”字下显示一条横线，这时若按全码断码键，则“开”字变换成“井”。但也可暂不挑选而继续输入“底青蛙的故”，“故”字属“开”字后五个以内的字，因此在“故”字输入后、“事”字起笔前仍然可对重码字“开”进行挑选。如果在一重码字后的五个字以内又出现新的重码字，则前一重码字的暂留标志消除，此后只能用改错的方法变换前一重码字。
5.空闲码的利用全码编码方案中有许多未被汉字笔序占用的笔序码空闲着，利用这些空闲码可输入高频字及汉字串，如“的”可仅键入“斜、断码”，“地”可仅键入“竖、断码”。
6.词组输入每个词组取八笔加词组断码键输入，其中二字词取每字首根和余根的前两笔；三字词中前两字取首根前两笔和余根的前一笔，第三字取首根和余根的前一笔；四字词取第二、三字(或第一、四字)的首根和余根的前两笔。词组也可采用如下方法输入首先将四个声调(阴平、阳平、上声、下声)及四个字型(上下、左右、包边、单根)分配到四个笔形键上，然后用声调码加笔形码加字型码(或用笔形码加声调码，或用笔形码加字型码)，分别输入词中的两字。对高频二字词，输入该词的第一字后再按中指和无名指双键即可。
简码和词组还可这样断码末笔的笔形键按下后不抬起，再按任一笔形键。
7.标点符号输入将标点符号分为四组，然后分配到2～5号键上方的键上，输入时按压对应的键即可。如将五个标点符号“，；…*”分配到食指键上，按一次食指键即显示逗号，再按一次食指键则逗号消失并显示冒号，以此类推。此外，标点符号还可安排在数字键的上档或用笔形编码的方式输入。
以上所述的汉字笔序码输入方法也可在普通英文键盘上进行，需要解决的问题仅仅是在普通键盘上指定笔形键和断码键而已。
三.英文输入1.字母的编码及输入每个英文字母以两键编码输入，二十六个字母需要用六个键位来编码，将这六个键位设为12、1、2、3、4、5并分配到五指上，其中，键位12和1均由拇指掌管，键位2～5依序由食指～小指负责。编码中后一数字大于前一数字的称正序，反之称反序。
有两种编码输入方案。方案一将二十六个字母分为四组，它们的编码是第一组n23-u32 m24-w42 r34-v43；第二组i25-j52 s35-z53 h45-l54；第三组b12-d21 p13-q31 g14-y41 f15-t51；第四组a122-o212k123-x312c124-e412。
本方案根据大多数小写字母形状相似或相反的特点，将二十六个字母编成十三个字母对，又将这十三对字母编成四组，每个字母对中都把在字母表中排在前的字母定为正序。本方案在编制过程中充分考虑到其助记特征第一组助记特征伸直食指、中指、无名指，其形状象字母m或w，而字母n形似m的一半，字母v形似w的一半。由于此组中每对字母形状相反或相似且互为反序，所以记住正序字母后反序字母也就记住了。
第二组助记特征这组的每个字母编码都与5号键有关，故把5号键称为此组的母键。人们习惯伸直食指表示1，而i和j易联想到数字1的形状，因此字母i和j与食指有关。与食指相邻的是与s和z有关的中指键，字母s和z易使人联想到数字2的形状。
第三组助记特征这组的每个字母编码都与1号键有关，故把1号键称为此组的母键。这组字母对的对称性很利于记忆。
第四组助记特征这组的每个字母编码都与12号键有关，故把12号键称为此组的母键。这组有三个相似字母对，其中的k-x都可看作由双v构成，将这对字母居中是为了与第一组居中的字母对m-w相对应(w可看作由双v构成)。
方案二中各字母分为四组及一个单列，它们的编码是第一组n23-u32 m24-w42 r34-v43；第二组i25-j52 f35-t53 a45-o54；第三组g12-y21 b13-d31 p14-q41 c15-e51；第四组h11 l22 k33 s44 x55；单列z512。
此方案有两个特点一是字母z的使用频度明显低于其它25个字母，用12号键对z单列编码，则五个键位正好满足25个字母编码的需要；二是第二、三、四组的编码参考了标准键盘的键位布置，同时还兼顾了助记特征。
2.单词的简码输入及重码选择采用两种简码输入方案，方案一对三个及三个以上字母的单词，取1、3、5…奇数位字母输入，然后按断码键。如输入“believe”时，键入字母blee及断码键。
在方案二中，若单词的第一个发音字母发的是辅音，则输入单词中发辅音字母的音标；若第一个发音字母发元音，则输入单词的第一个元音字母后再输入发辅音字母的音标。例如输入“believe”时，键入blv及断码键；输入“eastern”时，键入estn及断码键；而在输入“answer”时，辅音字母w在此不发音，r也是辅音字母，但与e构成音节时发元音因此在这个单词的简码中，w和r都不输入，即键入ans和断码键。此外，辅音中有七个音标的形状在字母表中没有，输入这七个音标时可用其它字母替代或对它们另行编码。
输入中若遇到重码词，则在该词下方置暂留重码标志，该标志保留长度是三个单词，第四个单词首字母输入时重码标志消失。重码的选择方法同前述汉字输入，此不赘述。
标点符号的键位安排和输入与汉字基本相同。单词简化输入后，自动留出一个空格，即光标移至词后的第二格，这时若按一次空格键，光标不动，必须再按一次空格键，光标才右移一格，这样设计是为了防止误操作。若单词输入后按的是标点符号键，则标点符号在词后第一格显示。
3.简化输入前后缀及介词给每个录用的前后缀分别规定一个键位，输入时先将前缀或后缀的首字母输入，然后按下该字母的第二键位后不抬起，接着再按该前缀或后缀的规定一个键位。例如输入后缀“ism”时，若3号键是该后缀的规定键，则先输入首字母i，而字母i的第二键位是5，因此5号键按下后不抬起，再按3号键即完成输入。
当光标前为空格或标点符号时，可用如下方法简化输入介词按一下字母输入键后再按一下断码键或空格键或标点符号键，这样共可输入36个不同的介词；另外输入一个字母后再按断码键又可输入26个不同的介词。用此方法简化输入的词还可包括不定式to及连词等。
4.字母大小写变换键盘上设字母大小写转换键，当处于小写输入状态时，按该键一次，随后输入的单词的首字母变成大写，再后为小写。当处于小写输入状态时，连按该键两次，随后输入的字母为连续大写，此时再按该键一次，随后输入的字母为连续小写。这样设计是为了单词首字母大写后不必再按一次转换键就能自动变为小写，并且保留了连续大写与连续小写的转换功能。在句号后输入的首字母自动大写，随后为小写。在空格或标点后输入字母“i”后再按空格或标点，则“i”自动变大写。
权利要求
1.一种五指键盘盘面分为输入键区、功能键区和数字键区，其特征在于输入键区的按键呈五指形排列，食指～小指各键呈向上辐射状排列，拇指各键呈弧形排列，掌心部位设光标键；各手指掌管的键分为双联键和普通单键两种，所说双联键由键帽、键柄、键箱、底座、装在底座上的键柄复位弹簧和左右两对触点组成，键柄下部前后两侧制有导向销，键箱内壁开有容纳键柄导向销的垂直导向槽，键柄下部纳入键箱中并由复位弹簧支撑，键帽套在键柄上部，键柄藉其导向销可沿键箱的导向槽垂直下移而使键柄下部压通一对触点或绕其导向销转动而使键柄下部压通另一对触点。
2.使用普通键盘或权利要求1所述五指键盘盘面的五指键盘输入的汉字笔序码输入方法，其特征是将汉字的笔划归纳成斜、竖、横、折四种笔形，其中斜笔含撇、捺、点，两点水、三点水、提手旁及绞丝旁中的提笔归斜笔形，其它提笔归横笔形，横勾归入折笔形，竖勾和斜勾中的勾弃去后仍保留成字识别特征的分别归入竖笔形和斜笔形，失去成字识别特征的归入折笔形，将上述四种笔形及全码断码键分配到所述键盘的五个键位上；汉字采用全码和简码两种方法输入在全码方法中，对汉字的全部笔划按笔顺在键盘上键入对应的笔形键后按全码断码键；在简码方法中，首先将汉字归纳成左右型、上下型和一个偏旁部首将其余偏旁部首的两边以上包封的包边型三种类型，然后依据汉字的结合缝把每个字拆成首根和余根两部分，其中左右型的首根在字的最左侧，上下型的首根在字的最上侧，包边型的包边字根则依据字的笔顺或属首根或属余根，输入时在键盘上键入汉字首根的前两笔、余根的前三笔及末一笔，最后按简码断码键，余根不足四笔的用首根的末笔凑齐；对不能拆分的单根型字依书写笔顺取六笔输入后再按简码断码键；出现重码字时，将该组重码字中的首字放入屏幕文本区中显示并在该字下方置暂留重码标志，此时可继续输入文稿，重码标志在继续输入数个字后消失，在重码标志消失前用全码断码键选择重码字，每按一次断码键，该组重码字中的字将依次置换重码标志处的字。
3.使用权利要求1所述五指键盘输入的英文六键位输入方法，其特征是每个字母以二键编码输入；单词用其各字母加空格键或标点符号键输入，字母多的单词亦可用该单词的奇数位字母加断码键输入。
4.根据权利要求3所述的英文六键位输入方法，其特征是字母多的单词还可用以下方法输入第一个发音字母发辅音的单词，用该单词的辅音音标加断码键输入；第一个发音字母发元音的单词，用第一个元音字母加该单词的辅音音标再加断码键输入。
全文摘要
在本发明中键盘输入键区的按键呈五指形排列，按键中的双联键由键帽、键柄、键箱、底座、装在底座上的键柄复位弹簧和左右两对触点组成，键柄制有导向销，键箱内壁开有容纳导向销的导向槽，键柄下部纳入键箱中并由弹簧支撑，键柄藉其导向销可沿导向槽垂直下移而使键柄下部压通一对触点或绕其导向销转动而使键柄下部压通另一对触点；输入汉字时键入首根的前两笔、余根的前三笔及末一笔，最后按断码键；输入英文时每个字母以二键编码输入，单词用其各字母或辅音音标加断码键输入。
文档编号G06F3/023GK1123428SQ9411880
公开日1996年5月29日 申请日期1994年12月8日 优先权日1994年12月8日
发明者胡晓峰 申请人:胡晓峰