专利名称：电脑笔划式信息输入板及其汉字输入方法
技术领域：
本发明涉及计算机输入技术，具体涉及以手写方式输入汉字的设备及利用该设备在计算机上输入汉字的方法，更具体地说，涉及一种可用于输入汉字和其它字符的电脑笔划式信息输入板及使用该输入板的进行汉字和其它字符输入的方法。
现有的汉字输入方法大致可以分为两大类，一类是利用计算机标准键盘进行编码输入，另一类是利用手写板进行汉字(模式)识别输入。前者的好处在于和英文输入兼容，无需增加硬件，成本低，而不足是使用者要输入汉字时，必须掌握一种汉字编码输入方法，如拼音、五笔字型等，对相当多人尤其是非专业人士来说，学习和很好地掌握这些汉字输入编码方法都不是一件容易的事。另一类是利用书写板来输入汉字，其好处是适合于不懂汉字编码的用户使用，其不足是手写输入时要求所写笔画较为规范，且笔画潦草或不规范时，会造成重码率高甚至会误输入，输入速度难以提高。
本发明的目的在于提供一种电脑笔划式信息输入板及使用该板进行汉字和其它字符输入的输入方法，这种电脑笔划式信息输入板主要是为电脑汉字输入而设计，同时也可方便地对电脑键盘上相应的数字、英文字符和功能键等进行输入，它在好学易用和输入速度两个方面可以克服两大类现有技术所存在的缺点，使用该电脑笔划式输入板进行汉字和其它字符的输入，既有相当快的输入速度，又便于学习和使用。
本发明的目的是这样实现的，构造一种电脑笔划式信息输入板和一个书写笔，所述输入板包括主体电路部分和输入板两部分，所述输入板表面设有16条直线沟槽、4个辅助按键、由4个方向选择键组成的方位键，所述16条直线沟槽其中5条为彼此平行地水平设置，5条为彼此平行地并与所述各水平沟槽垂直地设置，3条沿水平方向成45°角彼此平行地设置，3条沿水平方向成135°角彼此平行地设置，所述16条沟槽中每一个沟槽内分别设有一个用于传感该沟槽是否被所述输入笔触压的独立的传感器，所述电路主体部分有分别连接所述16个沟槽传感器的16D触发器、分别连接所述4个辅助按键和4个方向键的8D触发器，还包括一个译码控制单元、连接在所述16D触发器输出端与所述译码控制单元之间的缓冲器，所述8D触发器还与所述译码控制单元连接，所述4个辅助按键是符号输入状态切换键、数字输入状态切换键、汉字输入状态切换键、汉字输入确认键，所述书写笔是一个带笔尖的细长柱体。
按照本发明提供的一种电脑笔划式信息输入板，其特征还在于，还包括ESC、CAPS、SHIFT、ALT、CTRL、SPACE、BACKSPACE等7个常用功能键。
按照本发明提供的一种电脑笔划式信息输入板，其特征还在于，在所述5条彼此平行的水平沟槽和5条彼此平行的垂直沟槽上分别标示有数字’0’、’1’……’9’，在所述16条直线沟槽相交构成的不可再分的32个小三角形区域内分别标示有英文字母’A’到’Z’以及符号’(’、’)’、’？’、’’、’；’、’.’、’，’，在所述16条直线沟槽相交构成的各包含2个相邻并共用一直角边所述小三角形的16个中三角形区域内分别标示有’F1’、’F2’……’F16’。
按照本发明提供的一种电脑笔划式信息输入板，其特征还在于设在所述每一个沟槽内的传感器可以是机械式或光电式或压敏式的通过触压可改变状态的传感器。
在按照本发明另一方面提供的利用上述电脑笔划式信息输入板进行汉字和其它字符的输入方法时，当输入数字时，先切换到数字输入状态，再用书写笔触发本发明的输入板上标示相应数字的水平或垂直的沟槽便可；当输入英文字母、符号和“功能键”时，先切换到字母输入状态，再用输入笔触发本发明的输入板上的标示相应英文字母、符号和’功能键’的三角形周边的三个沟槽便可；当输入汉字时，先切换到汉字输入状态，将欲输入汉字按一定规则分解成汉字字根并按规则选取其中部分成全部的字根，然后在所述输入板上相应位置的直线沟槽上用书写笔逐个进行触发，写出形态相似的字根笔画，最后触发输入板的确认键即可。
按照本发明提供的输入方法，其特征在于所述汉字字根包括一、二、十、 丁、厂、 、匚、 三、土、士、工、干、艹、才、扌、 寸、大、廾、丌、 王、、韦、木、 五、 车、戈、戋、 石、 西、酉、雨、 丨、、 刂、卜、、冂、上、口、囗、门、山、 止、 曰、 贝、 目、田、 皿、 、丿、 、亻、 乂、人、儿、几、 彳、彡、 饣、牛、手、片、 斤、爫、 月、攵、禾、钅、白、丘、用、、 丶、、亠、冖、丷、冫、讠、之、宀、忄、 小、、氵、丬、、辶、文、方、 火、 灬、户、礻、心、 立、疒、业、 米、、、乙、了、 子、、 凵、卩、 阝、又、力、刀、九、 廴、 厶、 己、彐、弓、巳、尸、女、犭、习、纟、幺、马、巴、臼、水、按照本发明提供的汉字输入方法，其特征在于，所述将欲输入汉字分解成所述汉字字根时，如果分解出的汉字字根数小于或等于四个，取其首尾两个字根，如果分解后的汉字字根数大于四个，取其第一，第二和最后一个字根；如果欲输入汉字本身即为字根，则输入组成该汉字的所有笔画，上述的分解以从外到内，从左到右，自上而下的次序进行，在有多种字根分解方式时，以其中所包含的最多笔画的字根为首选。
按照本发明提供的汉字输入方法，其特征在于，在输入汉字的状态下，每输入完一个字，以轻触确认键为结束，如输入有错，可按汉字输入状态键重新开始，如出现重码字，可按方向键在候选框中选择，然后按确认键。
实施本发明，具有以下的特点，利用简单的输入板使通常在键盘上进行的抽象的汉字输入变成了直观的笔划输入；易学、易用，符合常规的单手书写的习惯；比起现有技术的书写板，本发明的输入板在击发(笔划)时更可靠；识别率也高于书写板，而重码率则较低；另一方面，体积较小，可以完成键盘的大部分功能，电路简单，生产成本低。
结合附图和实施例，进一步说明本发明的目的、特点和效果，附图中
图1是本发明的电脑笔划式信息输入板的结构示意图；图2是本发明的电脑笔划式信息输入板面板布局示意图；图3是本发明的电脑笔划式信息输入板沟槽直线中轴线、肋线和边线的位置说明图；图4是本发明的电脑笔划式信息输入板上由沟槽直线划分形成的各部及各区的位置说明图；图5是本发明的电脑笔划式信息输入板中16D触发器的映象图及电路原理图；图6-25分别是利用本发明的汉字输入板输入字母、符号及汉字时所需触发的沟槽及过程说明图。
如图1和图2所示，本发明的电脑笔划式信息输入板主要是为电脑汉字输入而设计，同时兼顾其它，即可方便地输入电脑标准键盘可以输入的所有数字、英文字母、符号和功能键等，因此可以作为标准的电脑输入设备。本发明的电脑笔划式输入板由16条带有传感器的直线沟槽组成，其中4条首尾相接围成一正方形，其余12对其进行水平、垂直、45°角斜线、135°角斜线进行几何对称分割，其中水平分割线3条、垂直分割线3条、45°角斜线分割线3条、135°角斜线分割线3条。由于每一条沟槽都设有一个与其沟槽对应的传感器，即每一条沟槽对应着一个传感器，这些沟槽在对应传感器的同时限制着作为输入装置的输入笔的运动轨迹，使其只能在规定的沟槽内进行滑动，当输入笔在沟槽内滑动时，所对应传感器即被触发，此沟槽所在位置的直线即被确认。所述输入板还包括有分别连接所述16个沟槽传感器的16D触发器、分别连接所述4个辅助按键和4个方向键的8D触发器，还包括一个译码控制单元、连接在所述16D触发器输出端与所述译码控制单元之间的缓冲器，所述8D触发器还与所述译码控制单元连接。
在本发明的电脑笔划式信息输入板上还设有4个功能键和由4个方向键组成的方位键，4个功能键是符号输入状态切换键、数字键、汉字键、确认键。其中字符键、数字键、汉字键用于三种输入状态间的切换，确认键用于汉字输入，方位键的作用和普通标准键盘上的→、←、↑、↓键相同。
在本发明的电脑笔划式信息输入板上还设有7个常用功能键ESC、CAPS、SHIFT、ALT、CTRL、SPACE、BACKSPACE等。
每一个沟槽带有一个下置的传感器，即内置在沟槽里的细长触发键，只要有书写式输入笔在该槽内划动，无论是划整条直线还是一段直线，该触发器都将被触发。换言之，由于每一个沟槽对应一个传感器，每个传感器又与一个D触发器连接，只要触发16个沟槽中任一个内置的传感器，该传感器对应的D触发器便被置位。如图5所示。每次输入前，16个触发器的各位都被复位为″0″，当输入一个字符而触发了16个沟槽中的几个传感器后，相对应地，在该16位触发器中有若干位被置位成″1″，其余的位仍为″0″。这样，就组成一个16位的二进制代码构成欲输入字符的表示，通过缓冲处理，配合输入状态，译码控制单元便能将该16位的二进制映象译码为所输入字符的标准编码，输出给所连接的电脑，从而完成输入。具体电原理图如图5所示。
利用本发明的电脑笔划式信息输入板输入数字0-9时，先通过数字输入状态切换键切换到数字输入状态，再用输入笔在输入板的5条水平直线沟槽和5条垂直沟槽中标示有相应数字的沟槽里划一下便可。例如，输入’1’，只要用输入笔在输入板最左边的一条垂直线上划一下即可；又如，在输入’7’时，只要划水平方向的第二条沟槽即可。
利用本发明的电脑笔划式信息输入板输入英文字母等符号时，先通过符号输入状态切换键切换到符号输入状态，再用输入笔在输入板上标相应的符号的三角形的三个边的沟槽上各触发一次或各划过一次便可。例如，输入字母″A″时，只要用笔划过标示″A″的三角形的三个沟槽便可，如图6所示；又如，输入功能键″F4″时，只要用笔划过标示″F4″的内含两个小三角形(″F″和″G″)的中三角形的三个沟槽便可，如图7所示。
利用本发明的电脑笔划式信息输入板输入汉字时，先通过汉字输入状态切换键切换到汉字输入状态，再将汉字分解成若干个字根，这里的字根是从新华字典的偏旁部首中筛选出并适当增补而成，共175个。如下页上的表格所示
在一个汉字可以分解为4个字根或少于4个字根时，取其首尾两个字根进行输入；在一个汉字可以分解为5个或5个以上字根时，取其第一个、第二个和最末一个字根(独体和单字根字除外)。
为使输入笔划唯一性和减少重码，将本明的输入板中的沟槽进行划分，即划分为轴线、边线和肋线。参见图3，可以看到，在本发明的书写板的16条沟槽中，有4条轴线，8条肋线，4条边线。有了这些定义以后，便可以利用以下书写规则确定汉字的输入的笔画位置等。
如图3和图4所示，在输入汉字时，将所述输入板的面板做如下定义经过轴心的四条直线沟槽，称为轴线，位于周边的四条沟槽，称为边线，位于四条轴线两侧的八条沟槽，称为肋线，另外定义以输入板上垂直方向的轴线为界限，左边称为“左半部”，右边称为“右半部”，“左半部”和“右半部”被水平方向的轴线分成“左上半区”，“左下半区”，“右上半区”，“右下半区”四个部分；同样，以水平方向的轴线为界限，上边称为“上半部”，下边称为“下半部”，“上半部”和“下半部”被垂直方向的轴线也可分成同样的四个半区，“上半区”和“下半区”被夹在两条垂直方向肋线中间的部分分别称为“上中半区”和“下中半区”；同样，“左半部”和“右半部”被夹在两条水平方向肋线中间的部分分别称为“左中半区”和“右中半区” 。
进一步说明输入汉字的细则。
在输入左右结构的汉字时，其输入规则包括1)将分解出的首尾两个字根分别“写”在左右半部内，但轴线上的笔画可越界，并可重叠，如’肥’字，输入见图8；
2)按照汉字结构的本身布局和笔画的自然书写形态来安排字根的每一个笔画，为书写完整字根，笔画的“书写”可超出本“半区”范围而写在邻近“半区”内，如’豹’字，输入见图9；3)由五个及五个以上字根组成的汉字，需“写”出第二个字根，第二个字根的书写不受左右半部的约束，但亦应按照字根在汉字结构中的位置和笔画的自然书写形态写在相应的半区内，第二个字根可与首尾字根部分重叠地写在输入板上，如’鲤’字，输入见图10，又如’街’字，输入见图11；在输入上下结构汉字时，其输入规则包括4)首尾两个字根分别“写”在上下半部内，但轴线上的笔画可越界，并可重叠，如’条’字，输入过程见图12；5)按照汉字结构的本身布局和笔画的自然书写形态来安排字根的每一个笔画。为书写完整字根，笔画的“书写”可超出本半区范围，写在其他半区内，如“然”，“夕”本应写在左上半区内，但为书写完整字根笔画将其写在整个上半部内。另外，对于“上中下”结构的字体，上部的字根尽可能写在靠上的位置，如’宫’字，其输入见图13；6)由五个及五个以上字根组成的汉字，需“写”出第二个字根，第二个字根的书写不受上下部的约束，但亦应按照字根在汉字结构中的位置和笔画的自然书写形态写在相应的半区内，第二个字根可与首尾字根部分重叠地写在输入板上，如’蓖’字，其输入见图14；在输入包围或半包围结构的汉字时，其输入规则包括
7)外包围的字根应尽可能大写，即写大一些；所围的字根尽可能小写，即写小一些，外围字根和内围字根一般尽可能不重叠，如’圈’字，输入如图15所示；8)根据字根分解由外到内原则，外围字根为第一各字根，如输入’道’字，如图16所示；9)由五个或五个以上字根组成的汉字，需“写”出第二个字根，第二个字根亦是被围字根，应按照字根在汉字结构中的位置和笔画的自然书写形态写在相应的半区内。第二各字根和末尾字根可部分重叠，如输入’魔’字，输入过程见图17所示；在输入独体一单字根结构的汉字时，其输入规则包括10)独体字是指由两个或两个以上字根组成，字根间结合紧密，结构上非左右，上下，包围或半包围的字体，如输入’书’字，过程如图18所示；11)独体字的字根以自然笔顺书写汉字时，书写的第一字根和最后一个字根为选取对象，无需考虑选取第二各字根；单体字则应书写全部笔画，如输入’西’字，输入笔画如图19所示；12)独体字和单体字根字的输入应以轴线为中心，尽可能在输入板上写出形态相似的字根笔画，如输入’必’字，其输入过程见图20。
以上几种结构的汉字在输入时都要遵守的规则还包括13)仅在斜线上有点和撇、捺的笔画，且点有方向性。另外，边线外的笔画仅能是笔画的延续，不可写出独立的笔画，但”点“和短撇的笔画除外。如输入’点’字和’衫’，输入笔画过程分别见图21和图22所示；
14)为使输入笔画唯一性和减少重码，规定在遵守字根于汉字结构中的位置和笔画的自然书写形态前提下，输入笔画的安排以肋线为先，边线为次，轴线为后，如输入’品’字，其输入笔画如图23所示；15)对于在输入板上无法“写出”的字根笔画可省略，如输入’浅’字，其输入过程见图24；16)一个字根的书写即可写在左上半区，亦可写在左下半区，或者即可写在右上半区，亦可写在右下半区时，以写在左上半区和右下半区内优先，如输入’双’字，输入过程见图25。
每输入完一个字，以轻触确认键为结束，如笔划写错，可按汉字键重新开始。如出现重码字，可按方向键在候选框中选择，然后按确认键。
书写式输入笔的选用以能够在输入板的沟槽内顺利滑动并准确触发沟槽内的传感器为原则。
权利要求
1.一种电脑笔划式信息输入板，其特征在于还包含一个输入笔，所述输入板包括主体电路部分和输入板两部分，所述输入板表面设有16条直线沟槽、4个辅助按键、由4个方向选择键组成的方位键，所述16条直线沟槽其中5条为彼此平行地水平设置，5条为彼此平行地并与所述各水平沟槽垂直地设置，3条沿水平方向成45°角彼此平行地设置，3条沿水平方向成135°角彼此平行地设置，所述16条沟槽中每一个沟槽内分别设有一个用于传感该沟槽是否被所述输入笔触压的独立的传感器，所述电路主体部分有分别连接所述16个沟槽传感器的16D触发器、分别连接所述4个辅助按键和4个方向键的8D触发器，还包括一个译码控制单元、连接在所述16D触发器输出端与所述译码控制单元之间的缓冲器，所述8D触发器还与所述译码控制单元连接，所述4个辅助按键是符号输入状态切换键、数字输入状态切换键、汉字输入状态切换键、汉字输入确认键，所述输入笔是一个带笔尖的细长柱体。
2.根据权利要求1所述的电脑笔划式信息输入板，其特征还在于，在所述5条彼此平行的水平沟槽和5条彼此平行的垂直沟槽上分别标示有数字’0’、’1’……’9’，在所述16条直线沟槽相交构成的不可再分的32个小三角形区域内分别标示有英文字母’A’到’Z’以及符号’(’、’)’、’？’、’’、’；’、’.’、’，’，在所述16条直线沟槽相交构成的各包含2个相邻并共用一直角边所述小三角形的16个中三角形区域内分别标示有’F1’、’F2’……’F16’。
3.根据权利要求1所述的电脑笔划式信息输入板，其特征还在于设在所述每一个沟槽内的传感器可以是机械式或光电式或压敏式的通过触压可改变状态的传感器。
4.根据权利要求1所述的电脑笔划式信息输入板，其特征还在于还设有7个常用功能键ESC、CAPS、SHIFT、ALT、CTRL、SPACE、BACKSPACE等。
5.一种利用电脑笔划式信息输入板进行汉字和其它字符的输入方法，其特征在于，当输入数字时，先切换到数字输入状态，再用书写笔触发本发明的输入板上标示相应数字的水平或垂直的沟槽便可；当输入英文字母、符号和“功能键”时，先切换到符号输入状态，再用输入笔触发本发明的输入板上的标示相应英文字母、符号和’功能键’的三角形周边的三个沟槽便可；当输入汉字时，先切换到汉字输入状态，将欲输入汉字按一定规则分解成汉字字根或笔画，并按规则选取其中部分或全部的字根，然后在所述输入板上相应位置的直线沟槽上用书写笔逐个进行触发，″写″出形态相似的字根笔画，最后触发出入板的确认键即可。
6.根据权利要求5所述的输入方法，其特征在于所述汉字字根包括一、二、十、、丁、厂、 、匚、 三、土、士、工、干、艹、才、扌、 寸、大、廾、丌、 王、、韦、木、 五、 车、戈、戋、 石、 西、酉、雨、 丨 、、 刂、卜、、冂、上、口、囗、门、山、巾、止、 曰、 贝、 目、田、 皿、 、丿、 、亻、 乂、人、儿、几、 彳、彡、 饣、牛、手、片、 斤、爫、 月、夂、禾、钅、白、丘、用、、 丶、、亠、冖、丷、冫、讠、之、宀、忄 小、、氵、丬、、辶、文、方、 火、灬、 户、礻、心、 立、疒、业、 米、、、乙、了、 子、、 凵、 阝、又、力、刀、九、 廴、 厶、 己、彐、弓、巳、尸、女、犭、习、纟、 幺、马、巴、臼、水、
7.根据权利要求5所述的汉字输入方法，其特征在于，所述将欲输入汉字分解成所述汉字字根时，如果分解出的汉字字根数小于或等于四个，取其首尾两个字根，如果分解后的汉字字根数大于四个，取其第一，第二和最后一个字根；如果欲输入汉字本身即为字根，则输入组成该汉字的所有笔画，上述的分解以从外到内，从左到右，自上而下的次序进行，在有多种字根分解方式时，以其中所包含的最多笔画的字根为首选。
8.据权利要求6所述的输入方法，其特征在于在输入汉字时，将所述输入板的面板做如下定义经过轴心的四条直线沟槽，称为轴线，位于周边的四条沟槽，称为边线，位于四条轴线两侧的八条沟槽，称为肋线，另外定义以输入板上垂直方向的轴线为界限，左边称为“左半部”，右边称为“右半部”，“左半部”和“右半部”被水平方向的轴线分成“左上半区”，“左下半区”，“右上半区”，“右下半区”四个部分；同样，以水平方向的轴线为界限，上边称为”上半部”，下边称为“下半部”，“上半部”和“下半部”被垂直方向的轴线也可分成同样的四个半区，“上半部”和“下半部”被夹在两条垂直方向肋线中间的部分分别称为“上中半区”和“下中半区”；同样，“左半部”和“右半部”被夹在两条水平方向肋线中间的部分分别称为“左中半区”和“右中半区”；在输入左右结构的汉字时，其输入规则包括1)将分解出的首尾两个字根分别“写”在左右半部内，但轴线上的笔画可越界，并可重叠；2)按照汉字结构的本身布局和笔画的自然书写形态来安排字根的每一个笔画，为书写完整字根，笔画的“书写”可超出本“半区”范围而写在邻近“半区”内；3)由五个及五个以上字根组成的汉字，需“写”出第二个字根，第二个字根的书写不受左右半部的约束，但亦应按照字根在汉字结构中的位置和笔画的自然书写形态写在相应的半区内，第二个字根可与首尾字根部分重叠地写在输入板上；在输入上下结构汉字时，其输入规则包括1)首尾两个字根分别“写”在上下半部内，但轴线上的笔画可越界，并可重叠；2)按照汉字结构的本身布局和笔画的自然书写形态来安排字根的每一个笔画，为书写完整字根，笔画的“书写”可超出本半区范围，写在相邻其他半区内，另外，对于“上中下”结构的字体，上部的字根尽可能写在靠上的位置；3)由五个及五个以上字根组成的汉字，需“写”出第二个字根，第二个字根的书写不受上下部的约束，但亦应按照字根在汉字结构中的位置和笔画的自然书写形态写在相应的半区内，第二个字根可与首尾字根部分重叠地写在输入板上；在输入包围或半包围结构的汉字时，其输入规则包括1)外包围的字根应尽可能大写，即写大一些；所围的字根尽可能小写，即写小一些，外围字根和内围字根一般尽可能不重叠；2)根据字根分解由外到内原则，外围字根为第一各字根；3)由五个或五个以上字根组成的汉字，需“写”出第二个字根，第二个字根亦是被围字根，应按照字根在汉字结构中的位置和笔画的自然书写形态写在相应的半区内，第二个字根和末尾字根可部分重叠；在输入独体一单字根结构的汉字时，其输入规则包括1)独体字是指由两个或两个以上字根组成，字根间结合紧密，结构上非左右，上下，包围或半包围的字体；2)独体字的字根以自然笔顺书写汉字时，书写的第一字根和最后一个字根为选取对象，无需考虑选取第二个字根，单体字则应书写全部笔画；3)独体字和单体字根字的输入应以轴线为中心，尽可能在输入板上写出形态相似的字根笔画。
9.根据权利要求8所述的输入方法，其特征在于，在输入汉字时的规则还包括，仅在斜线上有点和撇，捺的笔画，另外，边线外的笔画仅能是笔画的延续，不可写出独立的笔画，但”点“和短撇的笔画除外；为使输入笔画唯一性和减少重码，规定输入笔画的安排以肋线为先，边线为次，轴线为后；对于在输入板上无法“写出”的字根笔画可省略；一个字根的书写即可写在左上半区，亦可写在左下半区，或者即可写在右上半区，亦可写在右下半区时，以写在左上半区和右下半区内优先。
10.根据权利要求5所述的输入方法，其特征在于，在输入汉字的状态下，每输入完一个字，以轻触确认键为结束，如输入有错，可按汉字输入状态键重新开始，如出现重码字，可按方向键在候选框中选择，然后按确认键。
全文摘要
电脑笔划式信息输入板及其输入方法主要为汉字输入设计，也可输入其它字符、功能键等，它包含16条其中5条水平、5条垂直、3条45度角及3条135度角均匀分布的直线沟槽，每个沟槽内设有触压传感器，通过对其译码来确定输入信息。汉字输入以字根为基础，以一定规则，将字分解为字根，取其部分或全部用书写笔在输入板上输入便可。利用本发明进行输入，过程直观，易学、易用，符合传统单手书写习惯；比起现有书写板输入更可靠，识别率也高。
文档编号G06F3/023GK1148200SQ9511679
公开日1997年4月23日 申请日期1995年10月17日 优先权日1995年10月17日
发明者李震宇 申请人:李震宇