专利名称：一种标注有拼音的电话机或移动电话的键盘的制作方法
技术领域：
本发明涉及到能输入汉字的电话机、移动电话机、传真机等需用数字键输入汉字的设备的键盘设计，属于信息、通信及电子、电脑类产品。
■技术背景目前的微型设备或电话机或移动电话机使用小键盘输入汉字，其输入法主要有拼音输入法和笔画输入法两种，而拼音输入法又因其简单易学，更接近人们的自然语言表达方式，而成为主流的输入法。由于此类微型设备的按键极少，所以其输入速度比PC上的速度要慢很多，因此，提高电话机等微型设备上的文字输入速度成为了一个迫切的需要。以手机为例，在这方面的努力主要在软件和硬件两方面做文章。
●软件上的改进主要有以下几方面1.改变输入的过程，由原来的输入拼音时必须多次按下同一键以得到拼音串中具体的每一个字母，改为直接输入拼音串每个字母对应的数字键，每个按键只按一次，然后给出几组拼音串供操作者选择，这个改变对输入效率的提升作用很大，目前新推出所有手机输入拼音时都是采取这样了样的方式；2.提出种种方法对汉字进行编码，比如笔画，王码等等，笔划输入方式因其易学，还有一定的普及率，但稍复杂的编码方式就很难在手机这种对文字输入速度要求并不是很苛刻的设备上进行推广。
3.智能化的词频调整和词语联想功能，这要依赖于手机硬件性能的提升和输入法软件的精心编制，而且其成效对于各种键盘和各种输入法具有共性。
●硬件上的努力主要体现在对此类设备键盘键位的扩充上，通常的思路就是扩充成为排列方式与PC键盘一致的键盘，但由此带来手机体积的增大就成为了一个突出的问题，于是各种在手机外形和结构上的设计应运而生。这样做的明显缺点就是在硬件上的成本加大，同时也失去了传统手机可单手操作的优点。还有一个方向就是手写输入，但其优缺点已在PC上显现，适用范围不广，速度提升不可能超过手写字的速度，同样也失去了可单手操作这个优点。
考虑到国内用户和其它汉语国家用户在此类设备上所编辑文字99％以上都是汉字，而中文的输入又以拼音为主，本发明大胆地从一个全新的角度来提高输入的效率，抛开了传统的将26个英文字母按一定次序标注在数字键上的方式，而是根据汉语拼音的特点把拼音中的声母和韵母合理地标注在键盘上，在不改变传统电话机或移动电话机键盘结构的情况下，使其在使用拼音输入法输入汉字的效率接近于在PC键盘。
■发明目的本发明的目的是在不改变传统的电话机、移动电话机、传真机等需用数字键输入汉字的设备的键盘结构的基础上，合理地把汉语拼音的声母和韵母标注在十二个拨号键上，使得在电话机或移动电话上以拼音输入法输入汉字时具有以下优点1)按键次数少；2)输入过程流畅自然；3)易用性强；4)手指移动距离短。
最终可以大幅度提高使用电话机、移动电话机、传真机等需用数字键输入汉字的设备输入汉字的速度。
■发明内容经过对汉语拼音规律的充分研究以及对普通话机十二键键位的结构的深入考虑，形成了如附图一所示的电话机或移动电话机键盘。
附图中键盘上所标注的声母有b、p、m、f、d、t、n、l、g、k、h、j、q、x、z、c、s、r和辅助声母w、y，剩下的三个翘舌音zh、ch、sh则通过先按下z、c、s所在的按键再按下#键实现输入，#键上的标注符σ就是表示将平舌音转为翘舌音，比如要输入声母sh，要先按下S所在的3键，再按下#键，要输入声母ch，则要先按下c所在的7键，再按下#键。
附图中键盘上所标注的韵母有i、a、u、o、e、ie、in、ue、ai、ei、ui、ao、ou、iu、an、en、un、on、ü，为了照顾英文的输入，把ü标成了v。还有剩下的三个后鼻音ang，eng，ing的输入则是通过先按an、en、in所在的按键再按#键来实现，#键上的标注符η就是表示将前鼻音转为后鼻音，如要输入韵母ang，要先按下an所在的6键再按下#键。没有标注的韵母还有ia、ua、uo、uai、iao、ian、uan、iang、uang、ueng、iong，这些韵母在拼读时一般都被读成两部分，即i或u和后面的主音这两部分，这一类韵母也就按照这一原则拆解为i或u和后面的普通拼音这两部分，这类韵母输入就可以通过依次地按下这两部分韵母所在的按键来实现，比如要输入韵母ia，要先按下i所在的1键，再按下a所在的8键，而类似于uang这样的韵母，要按三键实现输入，依次为5键、3键和#键。
在下文的叙述中我们把那些不能通过按下一键完成输入的声母或韵母称为复合声母或复合韵母。
以下就本发明是如何实现发明目的中所列的几项优点进行具体说明1)按键次数少a)最直观的一个实现在于传统手机输入双字母的韵母时需要按键两次，现在变成了只需按键一次，三字母的韵母ong由原来的按键三次变成了现在的按键一次，这个优点甚至是PC键盘也不具备的，只有PC上要求用户记忆的双拼输入法才具备这样的优点。
b)拼音重码的控制。上文说过，在每个键上都定义有多个字母的情况下，输入拼音串的过程改为先按下一每个字母所在的键，再对可能出现的拼音进行选择，可以大大提高输入拼音的速度，本发明也是以这种输入方式为基础的。这个可能出现的拼音串如果多于一个，那我们就称之为拼音重码，如果某个按键序列产生的拼音串是0个，我们称产生了一个空码；如果某个按键序列产生的拼音串是1个，我们称此序列下无重码；如果某个按键序列产生的拼音串是2个，我们称之为产生了一个2重码；如果某个按键序列产生的拼音串是3个，我们称之为产生了一个3重码；如此可以定义4重码及N重码。粗略地看，本发明的键盘的每一个键位上至多标注了两个声母和两个韵母，所以能产生的拼音重码的数目至多为2×2＝4，这已经比传统手机键盘下最高可以产生6重码要进步不少。不过在研究了拼音的规律之后，降低重码还大有文章可作。本发明所采取的措施有措施一为了减少拼音重码，首先可以做到的就是不让复合声母和复合韵母在输入序列上相重叠。比如在6键上标注了s和c，按下6键后再按#键转翘舌，系统认定当前可能输入的声母是两个就是sh和ch，但是如果是在6键上标注的是s和l，那按下6键再按#键后，系统就可以判断当前要录入的声母只能是sh这一个。这样，那些含有复合声母和韵母的输入序列产生的重码数目至多为2。这一设计原则就对应了权利要求书当中的这几条特征z、c、s这三个韵母中的任意两个不标注在同一键位上；en、an、in这三个韵母中的任意两个不标注在同一键位上；
a、ao、an、ong这四个韵母中的任意两个不标注在同一键位上；a、o、ai、an这四个韵母中的任意两个不标注在同一键位上。
措施二注意到汉语拼音当中并非所有的声母和韵母都可以相拼，所以如果对所标注的声母和韵母进行适当的排列组合一定可以更好地控制重码。先比较声母和韵母的相拼情况表中拼音串的总数和本发明中键盘所能产生的不同的两次按键序列的数目，如果每按下两键产生拼音串是两个，那么拼音串的总数与相拼表中的拼音串总数是相近的，所以对拼音重码最理想的控制的要求就成为要使得所有两键按键序列中，不产生的4重码和空码，尽可能少出现3重码，鼓励出现2重码。影响重码数目关键就在于选择哪两个韵母配对标注在同一键位上，和选择哪两个声母配对标注在同一键位上。声母和韵母的配对分组的方案有无数多组，单是将20个声母分为十组就有20！/(10！2^10)＝654729075种不同的分组方案，因此，这里必须建立数学模型并编写算法，让计算机来寻找最优解。在搜寻算法中，出于合理性考虑，把那些拼音串下只有3字或3字以下的汉语发音对应的认为是虚拼音串，当作不可相拼来处理。经过复杂而全面的寻优过程后(数学型模型与寻优算法如有必要可一并提交)，最终形成了本发明中的声母和韵母分组方式，对重码控制的结果是这样的对于输入的任意的两个按键的序列，没有出现4重码和空码，产生3重码的序列仅有四个，其余的序列产生的均为2重码或是无重码。三键或三键以上的输入序列也同样地作了优化，尽可能少地减少了2重码的数目。
c)十数字选字，在拼音输入结束后，显示屏上会出现十个或十个以下的汉字(如图1中的3所示)，每个汉字前都依次标上1～9，0这十个数字，此时按下相应的数字键，该数字后的汉字就会被选择到所编辑的内容中去，这样就比普通的五字选字效率高得多，可大大减少按下翻页键的次数。当然这一点会受到手机屏幕大小及清晰度的限制，但上一条中对重码控制的另一个效果就是可以省下来的屏幕显示空间，这就可以让更多的手机实现十数字选字。
d)尽可能减少输入过程中所按下的状态转换键。这个措施与发明目的中的“更流畅自然的输入过程”是一致的，详见下文。
2)输入过程流畅自然通常手机上录入拼音的过程是这样的拼音串的录入→拼音串的选择→从待选汉字中选择要所输入的汉字。目前手机的选字方式主要有三种，一种是移动光标到目标字按确定，第二种是长按对应的数字键进行选择，第三种是按下一个功能键把键盘从字符状态转为数字状态，然后按对应的数字键选字。这三种方法各有优缺点，第一种方法，因为方向键和字符键不冲突的，所以在输入拼音串的过程中随时都可以直接进行选字，比较自然，但过多的移动光标大大增加了按键次数，长按键选字则直接延长了输入的时间，而且输入的节奏也被破坏，第三种方法选字的速度比较快，缺点就是在选字之前要按下一个其实与输入无关的功能转换键。
现在手机的键位上所标注的已经不是字母而是拼音中的韵母了，也就是说省去了原来的从字母→拼音的这个过程，而且把拼音串拆解为声母和韵母其规则性要比把拼音串拆解为字母要强得多，具体地说就是除了a、an、o、e、ei、en、ou、ai、ao这八个仅由韵母组成的拼音串之外，所有的拼音串都是由一个声母和一个韵母构成的，所以以标注了声母和韵母的键盘为基础的拼音输入法是可以自动地去判断拼音串是否输入完毕，如果判断出输入已经完毕，那就可以把键盘状态自动地从字符状态切换到数字状态，从而在拥有数字选字的各种优点同时，又避开了传统手机需要按下状态转换键这个缺点，就让手机的拨号键盘变成了同时拥有字符键和数字键的键盘。但是由于本发明并不是所有的声母和韵母都是定义在单个按键上，存在着一些复合的声母和韵母，因此必须对这些复合声母和韵母的基本元素进行合理而巧妙的安排，使得输入过程中拼音码的输入与数字键选字在最大程序上不相冲突，输入法程序可以自动地对输入的状态进行判断。具体有以下几个重要的处理处理一将复合声母zh、ch、sh翘舌元素安排在非数字键的*键或#键上，这样如果键入的第一键是z、c、s所在的键位，第二键是*或#键，程序可判断出此时是要把前面输入的平舌音转为翘舌，而非输入韵母。
处理二复合韵母ang、eng、ing，把后鼻音元素安排在非数字键的*键或#键上，这样，当操作者按下韵母an、en、in所在的键位后，输入法程序可以认定当前要输入的韵母是an、en、in，从而进入到选字状态，此时如果按下0～9的数字键就表示对屏幕上有数字标明的汉字进行选择，而如果按下的是数字键之外的是定义了后鼻音单元的*键或#键，那输入法程序就可以自动地把韵母由前鼻音转为后鼻音，然后以新的拼音串为准产生备选字进入选字状态。这样就保证了输完前鼻音可以马上进行选字，也不影响后鼻音的输入，输完后鼻音也可以马上进行选字。由于翘舌元素和后鼻音元素在出现的时机上是完全不同的，出于提高键位利用率的考虑，所以两者定义在同一个键上。
处理三由于存在复合韵母ia、ua、uo、uai、iao、ian、uan、iang、uang、ueng、iong，而i和u本身也可独立地作韵母使用，如何使得在输入韵母i和u之后即可进行选字又不影响上面几个复合韵母的输入就成为了一个难题。本发明引入了一个“半选字状态”，也就是把以上复合韵母的主音部分的韵母，也就是a、o、ai、ao、an、ong这六个韵母，如果把它们都安排在6、7、8、9、0这些键上，这样一来，当操作者按下i或u所在的键位后，输入法程序暂时认为当前要输入的韵母是i或u，但只取出相应的拼音串下的五个汉字显示在屏幕上，这时如果按下1～5键，就会选中具体的汉字，如果按下的是1～5之外的键，输入法程序就知道操作者要录入的是相应的复合韵母，并取出按键位上的那些可与i或u复合的韵母以形成新的拼音串，马上进入选字状态。由于韵母在键位安排上允许有一些键是单独标注的，考虑到i和u这两个韵母有这样的特殊性，所以就优先地把这两个韵母单独标注在某个键位上，否则会使那个跟i和u标注一起的韵母在输入时也进入到半选字状态。
3)易用性强本发明采取了一种完全不同与传统手机的标注方式，初次使用者因为不熟悉键盘布局，使用初期有一定困难。所以本发明采用了一种数字谐音标注的方式，可以使得初次使用者更快地熟悉声母和韵母在键盘上的位置。可以谐音的有几下几个键1键上标有yi；2键上标有er；3键上标有s；5键上标有wu；6键上标有l；7键上标有q；8键上标有ba；9键上标有jiu；0键上标有dong，因为0在电讯读音中读作“洞”；另外，所有键位上都尽可能地把声母和韵母配对标注，并可相拼得到汉语发音，以方便使用者熟悉记忆。
这样，一大半的声母的韵母所在的键位就变得很容易找了。
4)手指移动距离短。
为了达到这个目的，主要的措施就是把拼音串的选择功能、符号输入的功能以及输入法切换的功能都设计在了*键和#上，在相应时机按下即完成相对的功能，而不是用其它功能键结合菜单来完成。具体地说就是在没有拼音码输入的时候，如果按下*键就可以调出标点符号显示在屏幕上的备选字栏，再按数字键进行选择即可，在有一个拼音码输入的情况下按下*键那就代表该键上所标的韵母，当进入到选字状态时，按下该键就表示从产生的多个拼音串选择一个拼音串，多次按下可以轮换选中的拼音串。同样#号键在无拼音码的输入状态下按下表示要切换输入法，在z、c、s所在按键按下之后按该键表示要转翘舌，在en、an、in所在按键按下之后按该键表示要转为后鼻音，一键多用，最大限度地利用了键位资源。在*键和#键上也标有韵母，为避免产生冲突，所以出现了在权利要求书中所述的“*键和#键上不标注以下几个韵母a、an、o、e、ei、en、ou、ai、ao”这一特征。
经过测试，如果都以拼音输入法输入相同的一段汉字，本发明的键盘在输入拼音时的按键次数是普通手机键盘的按键次数的50％～60％。
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图1是使用了本发明的手机(是将原手机图中的键盘英文标注按发明进行了英文标注)。
图1中的1就是本发明的标注了拼音的键盘；图1中的2是拼音串提示栏；图1中的3是选字栏。
图2、图3、图4是手机以拼音输入法输入汉字时所要经过的几个状态的示例。
图2代表无拼音码输入状态；图3代表拼音码输入中状态；图4代表选字状态。
■具体实施方式
电话机、移动电话机的产品制造商可以如附图1中的1所示来印制键盘，对于那些的键盘可以方便地进行更换的手机，如果同时提供拼音键盘与传统键盘，可以增大用户的选择空间。建立在此键盘上的拼音输入法可以参照所附光盘中的演示软件执行。
权利要求
1.一种能实现汉字通讯、传输、存储，具有汉字显示装置和装有汉字库的电话机或移动电话的键盘，此键盘包含有十二个拔号键，分别是1、2、3、4、5、6、7、8、9、0、*、#，至少含有两个可随机定义其功能的功能键，以及一组二方向的方向键或四方向的方向键用于翻页。
2.如权利要求1所述的电话机或移动电话的键盘，其特征在于不使用传统方式将26个英文字母依次标注在2～9这八个键上，而是把汉语拼音中的声母和韵母标注在0～9和*、#这十二个键上。具体的标注特点如下所述1)所标注的声母及辅助声母有b、p、m、f、d、t、n、l、g、k、h、j、q、x、z、c、s、r、y、w，这二十个声母两个一组分成了10组分别标注在0～9这十个数字键上。所剩的三个声母zh、ch、sh则是通过先按下z、c、s所在的键位再按*键或#键来实现输入(相当于输入字母h)；2)所标注的韵母有i、a、u、o、e、ie、in、ue、ai、ei、ui、ao、ou、iu、an、en、un、on、ü，这些韵母被标注在0～9和*、#这十二个键上，其中有七个键位上各标注两个韵母，剩下的五个键位上各标注一个韵母。三个后鼻音eng、ang、ing则是通过按en、an、in所在的键位再按再按*键或#键来实现输入(相当于输入字母g)。ia、ua、uo、uai、iao、ian、uan、iong、iang、uang这十个拼读时读作两个音节的韵母就按照两节作拆分，如先按下i所在的按键再按下a所在的按键就可得到韵母ia，先按下u所在的按键再按下an所在的按键再按*键或#键就可键入韵母uang；3)标注了韵母i的键位上不再标注第二个韵母；4)标注了韵母u的键位上不再标注第二个韵母；5)a、o、ai、ao、an、ong这六个韵母不标注在1，2，3，4，5这五个键位上；6)*键和#键上不标注以下几个韵母a、an、o、e、ei、en、ou、ai、ao；7)en、an、in这三个韵母中的任意两个不标注在同一键位上；8)z、c、s这三个韵母中的任意两个不标注在同一键位上；9)a、ao、an、ong这四个韵母中的任意两个不标注在同一键位上；10)a、o、ai、an这四个韵母中的任意两个不标注在同一键位上。
3.如果因为权利要求2所述特征所涵盖的范围过于宽广，则自动放弃权利要求2的描述而启用本条。如权利要求1所述的电话机或移动电话的键盘，其特征在于不使用传统方式将26个英文字母依次标注在2～9这八个键上，而是把汉语拼音中的声母和韵母标注在0～9和*、#这十二个键上。具体标注方案如下1)1键上标注有辅助声母y、韵母i、声母g；2)2键上标注有韵母e、声母r、声母t、韵母en、；3)3键上标注有声母s、韵母un、声母m、韵母ei；4)4键上标注有声母k、韵母ou、声母x、韵母ü。其中为了照顾英文输入，把ü标为v；5)5键上标注有辅助声母w、韵母u、声母n；6)6键上标注有声母l、韵母an、声母f；7)7键上标注有声母q、韵母ue、声母c、韵母ai；8)8键上标注有声母b、韵母a、声母z；9)9键上标注有声母j、韵母iu、声母h、韵母ao；10)0键上标注有声母d、韵母ong、声母p、韵母o；11)*键上标注有韵母ui、韵母in。该键在不同的输入状态下代表了不同的功能，在无任何拼音码输入的情况下按下该键可调出标点符号列表，在拼音的输入过程中代表输入韵母ui或韵母in，在拼音输入结束后按下该键可循环选择输入中出现的拼音的重码；12)#键上标注有韵母ie、平舌音转翘舌音标记、前鼻音转后鼻音标记。该键在不同的输入状态下代表了不同的功能，在无任何拼音码输入的情况下表示切换输入法，在按下声母z、c、s所在的键后按下该键表示所要键入的是zh、ch、sh，在按下韵母an、en、in所在的键后按下该键表示所要键入的是ang、eng、ing；13)以上对各键的描述中*键和#键上标注的韵母和所定义的功能可以互换。
全文摘要
本发明公开了一种标注有拼音的电话机或移动电话的键盘。考虑到国内用户和其它汉语国家用户在此类设备上尤其是手机上所编辑文字99％以上都是汉字，而汉字的输入又以拼音为主，本发明抛开了传统的将26个英文字母按一定次序标注在数字键上的方式，而是根据汉语拼音的特点把拼音中的声母和韵母合理地标注在键盘上，在不改变传统电话机或移动电话机键盘结构的情况下，大幅度地提高了输入速度。经过实测，使用本发明的键盘在输入时可以比传统的英文标注的键盘节省按键次数40％～50％。
文档编号H04M1/00GK1588281SQ20041005392
公开日2005年3月2日 申请日期2004年8月23日 优先权日2004年8月23日
发明者徐彦铭 申请人:徐彦铭