专利名称：四维扩展数字键盘的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种手持设备的信息输入键盘，尤其是指手机、个人数字助理等电子手持设备的信息输入键盘。
背景技术：
电子设备的人机信息输入技术，主要有键盘、手写识别、语音识别等技术。目前语音识别技术尚不很成熟，手写识别技术占有一定分额，但键盘输入仍是主流输入方式。
对于手持设备，其主要特点就是小巧，其输入键盘一般不可能采用普通计算机的键盘，而是采用数字键盘。手持设备中，以手机为典型代表，下边以手机为例论述。
手机，它继承了普通座机的12个按键(0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，*，#)作为其输入键盘主体。其中，数字键2-9这8个键分配了26个英文字母。要输入信息时，就用这几个键频繁地按来按去实现。起始阶段，使用手机只是用来打电话，需要输入的信息也主要是一些电话号码，只有通讯录之类需要输入文字，因此尚不感到有太多不方便之处。
而伴随着手机短信息技术，手机上网技术的出现，以及手机融合了个人数字助理的很多功能，需要输入的信息便逐渐增多。电话号码的输入倒逐渐沦为附属，而文字信息的输入却逐渐增为主导。通过几个数字键，英文输入已经令人不胜其烦，中文输入更是烦琐不堪，其他语种的输入也没有捷径。
于是，有很多个人、以及公司，纷纷投入到数字输入法的研究中去，以期研究出一种便捷的输入法来。而结果却并不能让人满意。就拿中文方面的数字输入法来讲，基于拼音的、基于字型的、基于笔画、基于四角号码的，等等，有很多。目前应用最广泛的中文输入法是一种叫T9的输入法，它尚没有达到普通计算机上最低效的一种中文输入法的效率；并且由于T9输入法本身的限制，它本质上是不能支持词组输入的，而词组输入是中文固有特点所决定的重要输入手段之一。
目前，对手机等手持设备来讲，通过数字键盘输入信息，仍旧没有一种令人满意的适当方法。问题的根源是在于每个按键承载了4个以上的字符信息，“一次击键不能确定一个有效的字符”，这是问题的核心所在。
发明内容
为了解决手机等手持设备通过数字键盘输入信息困难的难题，本发明提供一种四维扩展数字键盘，它并不明显增大现有数字键盘的面积，也不改变现有数字键盘的总体布局，而让每一次按下数字按键就可以输入一个确定的字符，从而从根本上解决手持设备的键盘输入难题，使数字键盘的信息输入等同或接近普通计算机上的键盘输入，尤其是可以让普通计算机上的成熟中文输入法皆可以方便地在手持设备上实现。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是在普通数字键盘的基础之上，增加一组扩展功能键，以及必要时重新布局数字按键上的字符位置。目前普通数字键盘的数字按键上字符是由左至右一线排列，2、3、4、5、6、8按键上有3个字母，7、9按键上有4个字母。增加四个扩展功能键扩展功能键1、扩展功能键2、扩展功能键3、扩展功能键4，扩展功能键1关联左起第一个字母，扩展功能键2关联左起第二个字母，扩展功能键3关联左起第三个字母，扩展功能键4关联左起第四个字母。直接按数字按键，输入数字；按着扩展功能键1，再按数字按键输入数字按键上左起第一个字母；按着扩展功能键2，再按数字按键输入数字按键上左起第二个字母；按着扩展功能键3，再按数字按键输入数字按键上左起第三个字母；按着扩展功能键4，再按数字按键输入数字按键上左起第四个字母。这样就做到每一次按下数字按键就有一个确定的有效字符输入。
如果将数字键7上的字母取出一个，将数字键9上的字母取出一个，把两个字母放到数字键1或数字键0上，则数字按键上承载的字母最多就是3个，只需要3个扩展扩展功能键或2个扩展功能键就可以了。增加3个扩展功能键，一个扩展功能键逻辑对应关联于一个字母，使用方式同上文的4扩展功能键情况。
只配置2个扩展功能键时，有两种方式定义。一种定义是，直接按数字按键，输入数字；按着扩展功能键1，再按数字按键输入数字按键上的一个字母；按着扩展功能键2，再按数字按键输入数字按键上的另一个字母；同时按着两个扩展功能键，再按数字按键输入数字按键上的第三个字母。另一种定义是，如目前普通数字键盘的应用方式需要在“文字输入状态”与“数字输入状态”之间切换；切换到“数字输入状态”时，直接按数字按键，输入数字；切换到“文字输入状态”时，直接按数字按键输入一个字母数字，先按着扩展功能键1再按数字按键输入另一个字母，先按着扩展功能键2再按数字按键输入第三个字母。
为使操作更加直观，将现在通用的数字键盘的数字按键上的字符位置做一些调整。目前是数字靠左，英文字母靠右，一条线排列，改为分上、下、左、右、中五点位分布。例如，数字键9，目前其上边的印刷字符是，从左到右，依次排列，顺序是9WXYZ；可改为，左点位是W，下点位是X，右点位是Y，上点位是Z，居于中间(或叫中点位)的是9。增加的扩展功能键组定义为上功能键，下功能键，左功能键，右功能键，分别逻辑上关联与按键上的上、下、左、右四个点位的字符。如此，按下某方向功能键，再按某数字按键，就是直接输入其数字按键四周相应一方向(或叫点位)的字符；不按方向功能键，直接按数字按键，就是直接输入其位于中间(或叫中点位)的字符。
按上、下、左、右、中五点位布局字符的方案之一是，数字居于中间(或叫中点位)，字母与符号位于按键四边的上、下、左、右四点位。这样，按下某方向功能键，再按某数字按键，就是直接输入其数字按键四周相应一方向(或叫点位)的字母或符号；不按方向功能键，直接按数字按键，就是直接输入其数字按键上居中的(或叫中点位的)数字。
该方案基本解决了普通数字键盘“一次击键字符信息不确定”的问题，但应用于手持设备的技术方案需要符合手持设备的技术特点。有两个关键问题问题，一是，手持设备，尤其是手机，习惯要求可以单手操作，技术方案不能牺牲使用习惯；二是，手持设备核心特点就是小巧便于携带，增加功能不能以牺牲体积为代价。可以合理安排四个扩展功能键在手机上的位置，来既符合单手操作的习惯，又不明显增加手持设备的体积。
对于直板外形的手持设备，可以将扩展功能键组安排在手持设备左边外侧面靠中下部位；单手操作时间，可以通过中指与无名指操作扩展功能键，仍用大拇指操作数字按键。对于翻盖(或叫折叠)类外形的手持设备，可以采用与直板外形手持设备同样的设计；对于配置四个扩展功能键时，更方便一些也可以将两个扩展功能键安排在手持设备上边的外侧面，而将另两个扩展功能键仍安排在手持设备的左边外侧面；单手操作时间，可以用食指操作上边外侧面的两个扩展功能键，用中指与无名指操作左边外侧面的两个扩展功能键，仍用大拇指操作数字键按；对于配置两个扩展功能键时，也可以将两个扩展功能键安排在手持设备上边的外侧面。
如果，考虑到左手单手使用的问题，可以在右侧面外侧也安排与左侧外侧面同样的扩展功能键，通过软开关或硬开关选择左边或右边的扩展功能键打开。
另外一种位置安排方式是将扩展功能键组，内置于手持设备内部键盘四周。配置四个扩展功能键时，字符按五点位布局，扩展功能键按上、下、左、右功能键定义，将4个方向功能键分上、下、左、右，置于手机内部、数字键盘的四周，通过一定的机制与数字键连接。要输入数字时，直接向下按数字按键；要输入字母时，先向上下左右某一个方向轻轻推动数字按键以触动方向扩展功能键，再向下按动数字按键。这需要解决方向功能键与数字按键之间的连接机制，可以在每个数字按键四周与键盘外壳之间留下1毫米左右的空隙，以备数字按键有上、下、左、右的适当活动余地；在手持设备外壳下边，与键盘的键体上边，置一硬性材质的网格；网格套在数字按键上而连接着上、下、左、右四个方向功能键。如此，当数字按键向下按动时间，不会触动四个方向扩展功能键；当数字按键向某一方向推动时，就会触动相应方向的方向扩展功能键。当配置三个扩展功能键时，数字键7、9上的字母要取出一个放到数字键0或数字键1上，字符按五点位布局，数字居中点位，字母居上下左右四个点位中的三个，空出一个方位的点位，在相应的有字母的三个方位安排三个方向扩展功能键；其他同上边配置四个扩展功能键的情况。当配置两个个扩展功能键时，数字键7、9上的字母要取出一个放到数字键0或数字键1上，字符按左右一线布局，在左右两个方位安排方向扩展功能键；输入文字要切换到“文字输入状态”，直接按数字按键是输入中间的字母，先向左右轻轻推动数字按键再按下数字按键就是输入左右两边的字母。
本发明的技术方案，既解决了手持设备上普通数字键盘“一次击键字符信息不确定”的核心问题，又符合手持设备的技术特点要求。本发明四维扩展数字键盘，配置4个扩展功能键时，相当于把普通数字键盘上的12个按键(0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，*，#)扩展到60个按键；配置3个扩展功能键时，相当于扩展到48个按键；配置2个扩展功能键时，也相当于扩展到36个按键。对信息输入来讲，核心字符是26个字母与10个数字共36个字符，辅助意义的字符是一些标点与符号，常用的标点与符号不过20个左右(，。？；！~“”()[]+-*/＝@#￥％)，整个加起来也就是56个左右。本发明四维扩展数字键盘，将使得信息输入基本上达到“一次击键确定一个有效字符”，接近或达到普通计算机的键盘输入效率。
这对于中文输入尤其意义非凡。当初计算机刚出现在我国的时候，是不能输入中文的。20多年来，经过多少专家与学者的努力，发明、创造出诸如五笔、郑码、自然码、智能狂拼、二笔输入等广为大众所熟悉所掌握的汉字输入方法，而到了手机等手持设备上竟统统都不能用了。而四维扩展键盘将会令这些成熟的汉字输入法同样可以应用于手持设备上。
本发明，不但解决了普通数字键盘“一次击键字符信息不确定”的核心问题，而且配置4个扩展功能键时，基本不再需要在“数字输入状态”，“文字输入状态”，“标点符号输入状态”之间进行切换；只有极少的情况下，需要切换到“标点符号输入状态”，以插入一些少用的符号。而目前普通数字键盘上的信息输入，需要在“数字输入状态”，“文字输入状态”，“标点符号输入状态”之间进行频繁的切换。
本发明的有益效果是，在不明显增大目前数字键盘的面积，又不违背手持设备操作使用习惯的情况下，从根本上解决手持设备键盘输入烦琐的难题，让每一次按下数字按键就可以输入一个确定的字符，彻底解决数字键盘中文输入困难的问题，使普通计算机上的成熟中文输入法皆可以方便地在手持设备上实现，让用户可以使用普通计算机上熟悉的输入方法来操作手持设备。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是应用于直板类手机适宜右手单手操作的一种四维扩展数字键盘实施例。
图2是应用于折叠类手机适宜右手单手操作的一种四维扩展数字键盘实施例。
图3是扩展功能键内置的一种四维扩展数字键盘实施例。
图4是应用于直板类手机适宜右手和左手单手操作的一种四维扩展数字键盘实施例。
图5是应用于直板类手机字符左右一线分布的一种四维扩展数字键盘实施例。
图6是应用于直板类手机3个扩展功能键的一种四维扩展数字键盘实施例。
图7是应用于直板类手机2个扩展功能键的一种四维扩展数字键盘实施例。
图8是应用于折叠类手机2个扩展功能键的一种四维扩展数字键盘实施例。
图中，1.右功能键，2.左功能键，3.上功能键，4.下功能键，5.数字按键，6.网格，7.选择开关，11.扩展功能键1，12.扩展功能键2，13.扩展功能键3，14.扩展功能键4。
具体实施例方式
图1所示的实例，是应用于直板类手机的一种四维扩展数字键盘，扩展功能键组由上功能键(3)、下功能键(4)、左功能键(2)、右功能键(1)组成，数字按键(5)上字符按上、下、左、右、中五点位布局。直接按数字按键(5)，输入位于中点位的数字；按着上功能键(3)，再按数字按键(5)输入位于上点位的字符；按着下功能键(4)，再按数字按键(5)输入位于下点位的字符；按着左功能键(2)，再按数字按键(5)输入位于左点位的字符；按着右功能键(1)，再按数字按键(5)输入位于右点位的字符。适宜右手单手使用，可以通过中指操右功能键(1)与左功能键(2)，通过无名指操作上功能键(3)与下功能键(4)，仍用大拇指操作数字按键(5)。
图2所示的实例，是应用于折叠类(或叫做翻盖类)手机的一种四维扩展数字键盘，扩展功能键组由上功能键(3)、下功能键(4)、左功能键(2)、右功能键(1)组成，数字按键(5)上字符按上、下、左、右、中五点位布局。直接按数字按键(5)，输入位于中点位的数字；按着上功能键(3)，再按数字按键(5)输入位于上点位的字符；按着下功能键(4)，再按数字按键(5)输入位于下点位的字符；按着左功能键(2)，再按数字按键(5)输入位于左点位的字符；按着右功能键(1)，再按数字按键(5)输入位于右点位的字符。适宜单手右手使用，可以通过食指操右功能键(1)与左功能键(2)，通过中指操作上功能键(3)与下功能键(4)，仍用大拇指操作数字按键(5)。
图3所示的实例，是扩展功能键内置的一种四维扩展数字键盘，扩展功能键组由上功能键(3)、下功能键(4)、左功能键(2)、右功能键(1)组成，数字按键(5)上字符按上、下、左、右、中五点位布局。要输入数字时，直接向下按数字按键(5)；要输入字母时，先向上下左右某一个方向轻轻推动数字按键(5)，带动网格(6)来触动右功能键(1)，或左功能键(2)，或上功能键(3)，或下功能键(4)，再向下按动数字按键(5)。
图4所示的实例，是应用于直板类手机的一种四维扩展数字键盘，扩展功能键组由上功能键(3)、下功能键(4)、左功能键(2)、右功能键(1)组成，数字按键(5)上字符按上、下、左、右、中五点位布局。直接按数字按键(5)，输入位于中点位的数字；按着上功能键(3)，再按数字按键(5)输入位于上点位的字符；按着下功能键(4)，再按数字按键(5)输入位于下点位的字符；按着左功能键(2)，再按数字按键(5)输入位于左点位的字符；按着右功能键(1)，再按数字按键(5)输入位于右点位的字符。通过选择开关(7)来拨向左边，则打开左侧外侧面的方向功能键，以适宜于右手的单手操作；选择开关(7)来拨向右边，则打开右侧外侧面的方向功能键，以适宜于左手的单手操作。
图5所示的实例，是应用于直板类手机的一种四维扩展数字键盘。扩展功能键由扩展功能键1(11)、扩展功能键2(12)、扩展功能键3(13)、扩展功能键4(14)组成；数字按键(5)上字符按自左至右一排布局，数字按键(5)上非数字字符最多4个。直接按数字按键(5)，输入数字；按着扩展功能键1(11)，再按数字按键(5)输入数字按键(5)上左起第一个字母；按着扩展功能键2(12)，再按数字按键(5)输入数字按键(5)上左起第二个字母；按着扩展功能键3(13)，再按数字按键(5)输入数字按键(5)上左起第三个字母；按着扩展功能键4(14)，再按数字按键(5)输入数字按键(5)上左起第四个字母。
图6所示的实例，是应用于直板类手机3个扩展功能键的一种四维扩展数字键盘。扩展功能键由扩展功能键1(11)、扩展功能键2(12)、扩展功能键3(13)组成；数字按键(5)上字符按自左至右一排布局，数字按键(5)上非数字字符最多3个。直接按数字按键(5)，输入数字；按着扩展功能键1(11)，再按数字按键(5)输入数字按键(5)上左起第一个字母；按着扩展功能键2(12)，再按数字按键(5)输入数字按键(5)上左起第二个字母；按着扩展功能键3(13)，再按数字按键(5)输入数字按键(5)上左起第三个字母。
图7所示的实例，是应用于直板类手机2个扩展功能键的一种四维扩展数字键盘。扩展功能键由扩展功能键1(11)、扩展功能键2(12)组成；数字按键(5)上字符按自左至右一排布局，数字按键(5)上非数字字符最多3个。一种定义是，直接按数字按键(5)，输入数字；按着扩展功能键1(11)，再按数字按键(5)输入数字按键(5)上的一个字母；按着扩展功能键2(12)，再按数字按键(5)输入数字按键(5)上的第二个字母；同时按着扩展功能键1(11)与扩展功能键2(12)，再按数字按键(5)输入数字按键(5)上的第三个字母。另一种定义是，如目前普通数字键盘的应用方式需要在“文字输入状态”与“数字输入状态”之间切换；切换到“数字输入状态”时，直接按数字按键(5)，输入数字；切换到“文字输入状态”时，直接按数字按键(5)输入一个字母，先按着扩展功能键1(11)再按数字按键(5)输入另一个字母，先按着扩展功能键2(12)再按数字按键(5)输入第三个字母。
图8所示的实例，是图7所示的实例的另一种设计方式，是应用于折叠类手机2个扩展功能键的一种四维扩展数字键盘。扩展功能键由右功能键(1)、左功能键(2)组成；数字按键(5)上字符按自左至右一排布局，数字按键(5)上非数字字符最多3个，数字键9上的W字符取出放在数字键1上，数字键7上的P取出放在数字键1上。一种定义是，直接按数字按键(5)，输入数字；按着右功能键(1)，再按数字按键(5)输入数字按键(5)上最右边的一个字母；按着左功能键(2)，再按数字按键(5)输入数字按键(5)上最左边的一个字母；同时按着右功能键(1)与左功能键(2)，再按数字按键(5)输入数字按键(5)上三个字母居中间的一个字母。另一种定义是，如目前普通数字键盘的应用方式需要在“文字输入状态”与“数字输入状态”之间切换；切换到“数字输入状态”时，直接按数字按键(5)，输入数字；切换到“文字输入状态”时，直接按数字按键(5)输入三个字母居中间的一个字母，先按着右功能键(1)再按数字按键(5)输入最右边的一个字母，先按着左功能键(2)再按数字按键(5)输入最左边的一个字母。
虽然已经说明了本发明的八个特定实例，但本领域技术人员可以依据本发明的构思作出更多的具体设计。
权利要求
1231.文件来源电子申请42.收文日期2004-3-2353.申请号64.权利要求项权利1一种四维扩展数字键盘，由数字按键与扩展功能键构成，主要应用于电子类手持设备，其特征是本键盘包含一组扩展功能键，以及数字按键上字符按上、下、左、右、中五点位分布或一线(包括直线、弧线与曲线)布局。
8权利2根据权利要求1所述的四维扩展数字键盘，其特征是扩展功能键组由上功能键、下功能键、左功能键、右功能键组成，以及数字按键上字符按上、下、左、右、中五点位布局，上功能键逻辑关联数字按键上位于上点位的字符，下功能键逻辑关联数字按键上位于下点位的字符，左功能键逻辑关联数字按键上位于左点位的字符，右功能键逻辑关联数字按键上位于右点位的字符。
9权利3根据权利要求1所述的四维扩展数字键盘，其特征是扩展功能键组由扩展功能键1、扩展功能键2、扩展功能键3、扩展功能键4共四个扩展功能键组成，以及数字按键上非数字字符按一线布局(包括从左到右，从上到下，从左上到右下，从右上到左下，以及弧线与曲线方式)，扩展功能键1逻辑关联数字按键上一端起第一个非数字字符，扩展功能键2逻辑关联数字按键上一端起第二非数字字符，扩展功能键3逻辑关联数字按键上一端起第三个非数字字符，扩展功能键4逻辑关联数字按键上一端起第四个非数字字符。
10权利4根据权利要求1所述的四维扩展数字键盘，其特征是扩展功能键组由扩展功能键1(或叫左功能键，或叫上功能键)、扩展功能键2(或叫中功能键)、扩展功能键3(或叫右功能键，或叫下功能键)共三个扩展功能键组成，以及数字按键上非数字字符最多3个并按一线布局(包括从左到右，从上到下，从左上到右下，从右上到左下，以及弧线与曲线方式)，扩展功能键1逻辑关联数字按键上一端起第一个非数字字符，扩展功能键2逻辑关联数字按键上一端起第二非数字字符，扩展功能键3逻辑关联数字按键上一端起第三个非数字字符。
1权利5根据权利要求1所述的四维扩展数字键盘，其特征是扩展功能键组由扩展功能键1(或叫左功能键，或叫上功能键)、扩展功能键2(或叫右功能键，或叫下功能键)共两个扩展功能键组成，以及数字按键上非数字字符最多3个并按一线布局(包括从左到右，从上到下，从左上到右下，从右上到左下，以及弧线与曲线方式)，两个扩展功能键分别逻辑关联数字按键上3个非数字字符中的2个。
1权利6根据权利要求2所述的四维扩展数字键盘，其特征是数字按键上的字符布局是数字居于中点位，而字母(或符号)环列于上点位、下点位、左点位、右点位。
1权利7根据权利要求1所述的四维扩展数字键盘，其特征是扩展功能键组包括四个、或三个、或二个扩展功能键，扩展功能键位于手持设备的左边外侧面，或右边外侧面，或上边外侧面，或左右外侧面同样配置一组而通过开关选择一组打开。
1权利8根据权利要求1所述的四维扩展数字键盘，其特征是扩展功能键组包括四个扩展功能键，其中两个扩展功能键位于手持设备的上边外侧面，另两个扩展功能键位于手持设备的左边外侧面，或右边外侧面，或于左右外侧面同样配置而通过开关选择一侧打开。
1权利9根据权利要求2所述的四维扩展数字键盘，其特征是四个方向功能键中，左功能键与右功能键位于手持设备的上边外侧面，上功能键与下功能键位于手持设备的左边外侧面或右边外侧面，或于左右外侧面同样配置上功能键与下功能键而通过开关选择一侧打开。
1权利10根据权利要求1所述的四维扩展数字键盘，其特征是扩展功能键组包括四个、或三个、或二个扩展功能键，扩展功能键内置于键盘四周的四侧、或三侧、或二侧，并通过硬性材质的网格与数字按键连接。
全文摘要
一种四维扩展数字键盘，主要应用于电子类手持设备。它由数字按键组与扩展功能键组构成。扩展功能键组包括二个、或三个、或四个扩展功能键。其中最典型的一种方案是，扩展功能键组包括上功能键、下功能键、左功能键、右功能键共四个扩展功能键，以及数字按键上的字符按数字居中而字母或符号位于四边来布局。数字按键与方向功能键配合使用，按下某方向功能键，再按数字按键，就输入其按键上相应方向的字母；不按方向功能键，直接按下数字按键，就是输入其按键上的数字。做到每次按下数字按键就可确定一个有效输入字符，并且不必再频繁地在文字输入、数字输入与符号输入间切换。将扩展功能键置于手持设备的左边外侧面，或右边外侧面，或上边外侧面，或内置于数字键盘四周并通过硬性材质的网格与数字按键相连接，仍可适合单手操作。
文档编号G06F3/023GK1564117SQ20041015506
公开日2005年1月12日 申请日期2004年3月23日 优先权日2004年3月23日
发明者禹业茂 申请人:禹业茂