CN1342276A - 键盘输入设备、方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请说明一种键盘,尤其是汉语键盘,但这种键盘也能用于别种语言。键盘有许多键,每个键至少与一个部件有关,键的排列便于通过同一键或相邻键找到形象相似的部件。这种排列使操作员针对所需汉字的可见外形的整体或部分至少可选择一个键,输入每个键后,它能提供一个映射值,该映射值与数据库中的一个或多个字符相一致,而输入多个键后,能识别出这多个键专有的一个字符,并加以显示。还说明了一种用上述键盘确定一个字符的方法,这种键盘的每个键都能被映射,键盘有一种以上的操作模式,特定模式是各异地被映射,键盘的排列使得每激活一个键后记录下该键的映射值,当激活第二个键后,就记录第二个键的映射值,依此类推。用所记录的映射值搜索出用这个映射值的有效字符。还说明了字处理及后备字典有关的键盘和方法。

Description

键盘输入设备、方法和系统

引言：

本发明涉及键盘输入设备，尤其涉及汉语用的设备，所说明的尽管与汉语有关，但不言而喻，相同的原理也适用于采用象形文字，而非面向拼音字符的其他语言。

汉字常由笔划和部首组成。笔划基本上是单个成分，而部首实际是汉字的子实体。后者包含特殊的意义，并且因为汉字是根据其支配部首和笔划数来分类的，所以主要用部首作字典搜索。

当然，一个简单汉字也许恰巧只有一个或多个简单笔划，而较为复杂的汉字可能是单个部首或者是部首和笔划的某种组合。

手动设备和机械方法：

常规手动汉字打字机有一系列键排的汉字块，它是一个既庞大，又苯重的设备，所以绝不是轻便的。每当选定一个汉字，把其字块从键排中取出，敲在纸上，然后再放回键排中。

手动打字是一门极其复杂和困难的操作，它需要一系列高级智力和体力的技能。如果想收编一个满足适中要求的词汇库，则在键排里要存在好几千个汉字块。这种打字机的操作员，必须受到极度训练，能在一定的时间内对该设备搜索，查找和维护以实现一个结果。总的说来，手动打字机的用途是有限的，仅用于商业和印刷业。

电子设备、系统和方法：

出于电子计算机化，提出了或开始出现多种汉语计算机打印或输入设备、方法或系统。这种设备、方法或系统基本上基于标准电子的“字母数字键盘”(Qwerty键盘)，用一组键来激活电子搜索。这样一次搜索会找出许多可能的同音或同形的汉字。然后，操作员从中选出他所要的那个。

从电子学上，汉字基本上分别链接到两个特定的“字符集”即“字符代码”。常把这些字符集或代码认作“内码”。“繁体”汉字链接到Big-5(大码)集。而“简体”汉字链接到GB(国标)。

Big-5起源于台湾，由13050个“繁体”字组成。汉字的排列是传统的，也就是说，按照笔划和部首排序。每个汉字给出一个降序的4位字母-数字参照。这些参照认作“字符集”的内码。

另一方面，GB来自中华人民共和国，它大约包含7000个“简体”汉字，其中公用字按语音次序排列，而稀有字按部首群排列。国标有类似的四位字符数字内码。尽管对技术和编程应用很重要，但简直从不把这些代码看作用户输入方法的实践基础。

基于类似的图解结构，“繁体”Big-5和“简体”GB共同具有许多公共的图解特性。但遗憾的是，认为这些共同特性是极不相同的对象。造成逻辑上不可能在任何给定时间，这两个字符集主动地共享同一环境，换句话说，在任何给定时间，要一起访问这两个字符集，是被拒绝的。在逻辑上，他们是不兼容的。

再说，在汉字简化和词汇库缩减的过程中，许多“繁体”字被保留，旨在缩减词汇库的大小和简化汉字的形式和结构，把许多简体字设计成一个，替代原来两个或多个不同的“繁体”字。为转换起见，这就造成一个汉字集与另一个相匹配时的固有困难。因此，在多对一的基础上，有可能从多个“繁体”字转换成一个“简体”字，但从逻辑上，未经人工干预，就不可能从“简体”转换到“繁体”。为了用另一种方法，包含两个“字符集”，就有可能设计一种将“繁体”文章自动转换成“简体”文章的方法，但是反向转换过程中必须有人工干预。

如前所述，这两种字符集相互不兼容。普遍意见是需要一种更好的、较相容的、而且非常不同的编码系统。于是产生了这种所谓单一代码(Unicode)这种码。它的兼容性扩展到英语、汉语、日语及朝鲜语等在内的多种语言。虽然它的当前版本还存在问题，缺乏普遍的认可，但它也是一轮很有前途的进展。

本发明的技术，设计成能易于完善地适应任何现有的，包括单一代码及其后继的内部码，以及任何基于图形的语言。还有，对键盘上的相同键，精确地采用同一种方式，而不管是用它来写“繁体”字，还是“简体”字。

在中华人民共和国成立之前，一直使用“繁体”汉字。因此，除中华人民共和国之外，都把繁体作为汉字标准保留。至于在中华人民共和国，随同汉字拼音的拼法，开发了一种“简体”字，作为中国大陆的标准。总体上，这两种汉字极不相同。两种字体的用户很难懂，也很难换写这两种字体。再说，鉴于汉字拉丁化得益于对官方汉语注音的通俗性，在汉字系列内外开发了分拆外形的输入法系统，留下当前的多样性，常用繁体字字典，趋向托马氏(Thomas Wade)和国语罗马字(Guoyeu Romatzyh)拼音系统。简体字字典中，中华人民共和国采用汉语拼音系统。

“构造”方法

本设备和系统分成两个概括性输入类目，即“构造”类目和“拼字”类目。

“构造”方法的输入过程包括从组成笔划和部首等构筑组件构成图形汉字，部首数量超过220。为了把编制汉字的大量组件缩减到可管理的数量，所开发的系统采用的基本数可用Qwerty键盘的键来表示。认作构成汉字组件的多种提议的字母数字键和这些键在输入过程中必须遵循的精确序列。常把这些键看作该汉字的外码(External Code)。读者必须明白汉字集(Big-5或GB)的外码和内码的链接是不可分割的。

所有“构造”输入方法都开发它们各自独特的外码。当然彼此在汉字构筑组件的选定和数量及字母数字代码，进而是构筑组件组合在一起的严格次序，都互不相同。

各种设备，方法或者系统采用的键排列和键盘操作有所变化。按最简单方式，每敲一次键，基本上给出一个数字或字母表上的一个字符。至于是哪个数字、字符与设备、方法或系统的形式有关。它可取自四到六个不同的数字或字母。相继键入这些数字或字母或数字字母组合。通常，基于数字、字母或数字字母的一定次序，直到完成击键后，才能写出一个特定汉字，否则看到的是单个字符或具有某种显著公共特征的多个字符。

这种操作要求高度熟练操作员具有下列基本要求：

(a)使用“字母数字键盘”的知识和效率；

(b)很好通晓和掌握所用代码；

(c)通晓一组通常为复杂、严格和不相容的已知法则。

在输入过程的最后阶段，操作员常需要从许多呈现出的汉字中选定具体的汉字。

构造系统和设备享有有限的流通时间、成功或最持久的吸引力。正如前面所指出的，对于它们短暂的货架寿命和缺乏吸引力的原因是显而易见的。除少数例外，这些系统和方法需要精通汉语，善于写作的能力来进行词分析。还需要跟随严格击键次序的知识和技能。用户面向复杂、严格和容易难倒的连珠炮式的规则和定义。多半为实现理想级的打字速度，必须向内存提交特定的外码。对“常用”和“稀有”汉字要有所区别以至于可分别处理。除少数例外，若有的话，绝对只有一种方式来构造任何具体汉字。系统和设备总不能给出边缘错误，用户不熟悉变异词的许多不同形式(现代的，古代的，讹用的、通用的、现用的、不同的，打印的或手写形式)。为了输入的目的，不能接受这些变体。当中文和英文混打时，需要用户手工重复切换这两种(中文和英文)输入方法。当用户常处于输入困境时，没有别种选择只能切换到别种输入方法继续。最后，当用户做完上述部分或全部工作后，必须从屏幕上呈现出的词语清单中寻找和选定目标词。

简述之，基于Qwerty键盘的本“构造”设备、方法和系统是严格的和用户不友好的。劝阻预期用户不要使用，因为这些系统和设备需要一定技能和级别。

“拼字”方法

许多市场产品基于“拼字”方法。当认识到在这个领域中拼音拉丁化占优势时，必须想到没有天生的普遍认可的拉丁化标准。即使在可以预见到的将来，也没有。

对应西方，拉丁化的词可按字母表和降序语音排列。相对地易于分类，编码和处理。但是尤其不像基于普通话的拉丁(Latin)，它是带有四种音调值的同音异义词语言。虽然同音异义词的意义用法或形式不尽相同，但许多汉字共有共同的语音和音调值。

再说，同一个词在特定上下文中可变成不同意义，常导致语音和音调值的改变。另一方面，不同的汉字也可能有相同的语言和音调值而不管它们的意义是相同或不同。所以人们可以列出共享字母表上某个共同字母序列的词或列出词的所有字母。但出于共同享有同音和声调值，从逻辑上就不可能消除这种选择过程。通过索引，可能缩减由此而产生的困难。例如，可求助于窄词表，即缩减打出全部词的任务。但是无论什么改进功能，用功能本身或一致协作，都不能提供任何绝对的解决办法。

现有各种索引方法兴起多种智能系统，即智能特征。对常用词，相互有关联的词，与术语或短语有关的词，在带有紧密相连前置词的上下文中用的词，等等建立索引。这些“智能”特征已收编入许多系统，或提供成可开关的任选项。从好的方面来说，有助于节省一些时间，而从坏的方面来说，可能造成不幸的精神错乱，不利条件或很少正确的讨厌东西。实际情况是，非智能系统或者索引绝对可预见到用户所在意的内容。

将汉语作为第二语言说话的人发现，必须用类似拼音才能开始学习。即使在极早期，如果想有所进展，他们也需要一个从拉丁形式到图形形式的迅速过渡。一旦有了这种过渡，才能以传统中国方式的不断实践，手写练习和词语训练进一步学习。一旦发生这种过渡，因废弃或缺乏实践，对拉丁化的信心和胜任常常是减少了。

对于本国的说话者，语言的获得开始于幼年。因为他们对拉丁化的引入可能处于学习过程的较后阶段，难于在拉丁化环境中思考或运算，除非用计算机操作。和以汉语为第二语言说话的人一样，拉丁化会不可避免地遭到同样命运。因此，毫无疑问，大多数中国说话者对“拼字”产品中热衷的拉丁化不知道，或者没有信心和胜任。

所有现有拼字设备、方法或系统的严重困难之一在于，它是一种引入的国外语音系统。没有普遍采用的拼字标准，而且它也不像会在可预见的将来所采用的一种标准。

另一困难涉及汉语的复杂性。通常，精通文学的高级用户也可能不知道许多词的发音，大量词的发音不正确，尽管他们知道这些词的意义，而且绝对会用。还有许多情况，他们可能不知道相同词的多种不同形式。正如前面所述，这些变异形式包括现代的、古代的、通俗的、常用的、不用的、打印的或手写的形式。字典搜索可能不需要解决这种困难，因为不同拼字系统和这种系统都是要么基于外语字母表(英语)，要么基于官方汉语注音符号。参照后者，较少数是通晓的。

拼字系统的基本困难在于，当用户拼不出某个给定的词，或者不能按所用拼字系统的拼字方法正确拼时，他将难于处理。为了恰当拼字，用户必须知道词的正确标准发音，区分基于语言学的、地域性的和主观文化修养的细微语音差别、口音和故意做作，还要考虑到不同的拼字系统和字典等等。因此，归根结蒂，要是你不能完美、正确发一个词的音，就会陷入困境。

本发明致力于且已解决了上述全部基本问题，解决办法并不是把国外码元并入该系统，或者采用Qwerty键盘作最终工具。其方法基于汉字自身的本质，其解决方法基于本发明的独特设计。正如以后会解释的那样，它使得这种面向字母表的拼字方法冗余。

语音识别和写字板

在语音识别和电子写字板方面有很大进展。但作为实用，有效输入方法，要取代常用键盘，还有很长的路。但它们确实有实际和有用的应用。再说，几乎“拼字”系统所面临的所有上述问题，对于语音识别同样适用。

正像这里所讨论的，可看到迄今市场产品瞄准特殊的未成年人群体。  “构造”和“拼字”产品都有严重的局限性，并不能像要求那样好用。无一例外，他们都是依赖Qwerty键盘。考虑到这种限制性的依赖关系是他们共同最严重最基本缺点，Qwerty键盘是从英语的特殊本质演化来的，英语与汉语有着根本的和总体的差别，远没有汉语那么复杂。因此，要想汉语适合英语模式的企图必然导致困难。

从已上市的同类或改进版本增殖出的众多市场并不一定能更好服务。解决办法有赖于果断地取消对Qwerty键盘的隶属关系。

本发明的汉语键盘提供给用户的功能基本上超过Qwerty键盘所能提供的。所有汉字都能直接从键盘上构成，从而能快速输入。汉字形成的过程十分简单，易于学习。全部简体和繁体汉字都能直接从键盘击出。为了输入的目的，为同一词的许多可变形式留有余地。不限定用户只能用一种严格的方法来打出某个词。允许边缘错误，每当打中、英文混合文章时，用户不需要人工切换中、英文系统。不要求从词表中选择目标词。无一例外，要学习特殊情况或复杂规则，给出屏上求助和功能键，便于用户能搜索具有相同语音值的词。通过屏幕读，用户能听到词的标准发音或组成文章。可以截止到最后构成的汉字，然后返回到屏幕。所有这些都出自一个同一“智能”超通用键盘！

本发明目的和键盘描述

本发明主要目的在于，提供一种键盘，尤其是提供一种汉语用键盘，这种键盘大大克服在此以前生产的现有输入设备、方法和系统的约束和困难。

本发明另一目的在于，提供一种操作员能乐于接受又能灵活操作的键盘，操作员无需像别的输入设备所要求的那样，对系统具有高级技能和知识。

本发明再一个目的在于，在识别汉字的方法中能用上这种键盘。

本发明包括一种具有多个键的键盘，每个键至少和一个部件相联系，键的安排使视觉上相类似部件能在同一键或相邻键上找到，该安非便于操作员可选择与所需字符的可见外形的整体或部分相关的至少一个键，该安排在输入每个键后便提供一映射值，该映射值与数据库中的一个字符或多个字符相一致，输入多个键后，便识别并可以显示与该键或多个键所专有的一个字符。

本发明还提供一种利用上面所述类型的键盘确定一个字符的方法，每个键被映射，键的有效操作模式超过一种模式，使特定模式得到映射，激活一个键后，边记录该键的映射值，当第二个键激活后，便记录第二个键的映射值，依此类推，用所记录的单个值和多个值搜索用那些值的有效字符。

本发明还提供一种“非部首合成块”。这是本发明独特、突出的特征。这些块在字典的部首索引中或单独从汉语字典的任何地方都是找不到的，通过这些独特的“非部首合成块”，在很大程度上，我们能限定明确定义和构造一个汉字所需不同构成部件或组件的数量。

用“非部首合成块”定义常用组件，它在许多不同部首或汉字中作为一个组件出现，为此它本身不是已定义的部首。一个“非部首合成块”是笔划的组合，这些笔划并不构成已知部首，但是为一个部件或多种部首的组件或词的字符。

为使本发明更容易理解，我们将考虑所附文件与附图说明本发明，其中：

图1表示“非部首合成块”的独特“繁体”集；

图2表示“非部首合成块”的独特“简体”集；

图3表示“繁体”键盘的布局；

图4表示“简体”键盘的布局；

图5表示“繁体”和“简体“键盘阵列；

图6以列表列出”繁体“键盘阵列数据库；

图7以列表列出”简体“键盘阵列数据库；

图8表示未经改良的键盘技术规范；

图9以列表列出GB字符输入数据库的样板输入；

图10以列表列出Big-5字符输入数据库的样板输入；

图11表示一种合二为一、独立应用键盘的预制原型设计。

键盘可以有任意个键，但较好是有103个输入键，基本上为现有的字母数字键盘这种大小。商业制造的键盘合并了图3和图4没有表示的一组功能键和光标键。还有，字母数字的字母和数字，嵌入能双稳态开关的键中。另一种在内存中装一个虚拟字母数字键盘，可以双稳态开关，并用鼠标这种指点设备激活。后一任选项开创为包含数字、科学符号和其他语言用小键盘的途径。提供一种能迭加在字母数字键盘上的后备键盘。但较好是一种独用设备、类似Qwerty键盘的合二为一键盘，它集成了现今键盘的全部重要键(图11)。

从图3和图4可看出，可把键盘设想成一组“小键盘”(子键盘)，它可包含1个键，2个键，直到20个键。

每个键包含许多部件。所谓部件，是指任何字符，笔划、部首和“非部首合成块”。

这些部件的基本排列使一个特定键上的部件具有共同特征，多半这些共同特征的主要成分是该键中心表示的部件。这种设计便于操作员为寻找特定可见部件，通过寻找键的基本共同特征，快速导向该键。

本发明的“非部首合成块”有助于发明应用，并形成应用系统的重要基础。键布局是另一重要特征，后面会提及。

键盘布局设计使键摆放在最符合逻辑的位置上。

例如，将常构成汉字顶部或底部的部件最好放在键盘的顶部或底部，而构成汉字左部或右部的部件分别放在键盘的左边或右边。再有，趋向于汉字的左上、右上、左下或右下的部件放在键盘的对应区域。

对于前面提到的子键盘，我们合并不同的部件组，例如：

(a)简单笔划组，一般是单一笔划或两种笔划。

(b)交叉组，包含许多不同形式，至少有彼此交叉的两种笔划。

(c)钩组，它是笔划组合。其中至少有两种不同笔划，但方向不相反，且在一端会合。

(d)方框组，至少由一个方框的三条边的部件组成；且

(c)子方框组，包含笔划或交叉的方框。

本发明中，一个键上的部件要不是笔划，部首、非部首合成块就是字符块。由于多个部件共享同一个键，致使远到涉及的构造过程都没差别，因为任何给定键上的部件看作相互排斥。当同一个键被激活两次，或者可多到四个键的一个有效序列被激活时，只能出现一种有效结果。使用中，操作员只要看看要输入的汉字，弄清该目标汉字是用哪种特定模式来定义和构造的、然后查找含有这些部件的键，如果我们回想起，这些部件就会按照各自共有形状和模式被扫描、分组和展示。

如上所述，如果该汉字的顶部是一种特定模式，则搜索常指向键盘的顶部。同样也还指出，每个键趋向有一些确定的部件，便于操作员很容易弄清所要的键。

当以这种方式讨论时，认为操作员并不通晓这种键盘。经常使用就会懂得，给定区域或特定键的位置，对操作员来说将变得全凭直觉了。显然，就变成盲打了。

在敲击所要的键后，操作员再寻所要汉字的另一个识别组件，找出这个键，且敲击之。如此继续。设计在四次击键以内，即使所需汉字构造过程不完成，但也不难在特定的“字符集”内找到每个字符。

本发明的系统和全部字符集完全兼容。该系统纳入的字符数取决于对系统的要求和它所选择的“字符集”。

例如，“简体字符集”(国标)，用作中华人民共和国的国家标准，它大约有7000个汉字，而基于台湾工业用计算机代码的“繁体字符集”超过13000个汉字。

键盘使用规则

本发明的键盘遵循汉字的普通书写规则。换句话说，击键输入对应于手写顺序。但对偶然偏离，也作了规定。例如，当两个部件要合并时，首先敲要与结果汉字第一笔划相合并的部件。反之，如果手写两个相同部件，经常是先写第一部件的一部分，然后写第二，第三部件，最后再回来完成第一部件，操作员必须注意这种基本规则。

但是，我们必须指出，与规则的这种偶然偏离仅仅涉及部首和“合成块”。作为一个典型例，汉字中带大方框的汉字，是先把方框中填满后才封闭大方框。这种情况下规则的偏离在于应先敲击方框部首，然后再敲击其中的内容。相反，手写时是用写主氏部水平一划来最后封闭方框的。尽管如此，本发明键盘的汉字灵活性允许操作员在大多数情况下最好按方框的手写顺序来输入方框。

当一个汉字有同一键上的两个部件，或不止一次地要同一键的同一部件时，则要几次就击键几次。只要这种组合是有效的，一定确保所要结果。

在原型设计中，操作员可用多到24种途径来构造同一个汉字。更多的途径将被合并。也就是说，可以用不同键的不同组合和不同数量的键来构造同一个汉字。究竟取那种组合要考虑到非故意的输入和直觉错误。这种方式实现最大输入灵活性。为了有效操作键盘，同时要些技巧，操作员主要掌握识别可见块以及相对这些块，要敲击哪些键。在“操作”标题中还会详细讨论键盘的使用规则。

过程说明和系统功能

为了得到键盘的一次输出，每个键将按照它在键盘上的行，列位置作映射，赋给字母表中的一个字母，后面跟两个数字。其中，字母表示列，第一个数字表示行。而第二个数字表示该键处于下档或上档模式。

因此，每当敲击一个键，则将该键的字符值存入内存，而再敲下个键时，则第二个键的字符值追加到内存中第一个字符值上，依此类推。字符值次序和有效组合连接值的设计对应数据库的次序，而且连接到某个给定的字符集。

然而，更可取的是，一旦敲击第一个键，就能有效，直接搜索对应该键的有效字符，如果找到一个字符，就把它显示在屏幕一角的窗口，再敲下一个键时，如果它与第一个键的组合是有效的，则对应组合键的值，搜索有效字符，其结果替代原来的显示。同样处理第三和第四次击键。在组合过程的前三次击键阶段，当显示出所要字符，过程可能被一个功能键，诸如空格键所终止。这时，所要汉字从显示区域转移到文本区实体中。然而，如果构造过程达到第四或最后阶段，所需汉字立刻出现在显示区，然后自动转移到文本区，这种可见显示设备可起到对用户的辅助作用，并可以作成随意开关。

因此，作为一条规则，操作员只要输入必不可少、有效的键组合，就能检索到一个特定汉字。如前所述，它最多要求四次击键。在第四次击键时，即便组装形式似乎尚未完成，但构造过程中四次击键足以从字符集中识别和检索所要的汉字。如果部件组合无效，则不显示，操作员要再敲，希望极少出现这种情况。

可以生成多种数据库来连接多数现存的普遍采用的字符集。本发明的原型设计提供和GB字符集和Big-5字符集相连接的数据库。GB字符集是中华人民共和国中文计算机通讯用国家标准，Big-5字符集是台湾工业计算机字符集。如前所述，前者有7000个“简体”字，而后者有13000个“繁体”字。毫无疑问，可以做现有代码的新版本，并且当它们过时后，再做新的代码。

可以用“繁体”或“简体”的缺省形式，来打印屏幕文本或存贮文件的硬拷贝(打印页)。还可能把“繁体”文本打印成“简体”文本。但是，每当从“简体”文本打印成“繁体”文本时，有必要对某些错字进行修正。当然打印质量和字体与打印机、打印功能、软件以及附件有关。

本发明软件原理和方法：

本发明技术是硬件和软件两者的结合。如前所述，它包括以下内容：

一系列特殊生成的“非部首合成块”的“构造”部件；

一种独特的键盘按键布局；

为了构造汉字，一种确定阶、灵活顺序和击键组合；

确定阶、顺序和击键组合的一数据库以及相对特定汉字集(Big-5或GB)代码定义的参照；以及

接口程序、驱动程序。

类似普通字母数字键盘(Qwerty键盘)，本发明键盘的键被设计成像行列组成的网格(图5)，明显地按簇或条纹分组(图3，图4)。这些键和驱动程序及三个特定数据库连接，这三个数据库就是矩阵接口数据库、字符输入数据库和字符代码。通常喜欢把所有重要软件安装成一个PRAM(可编程随机存取寄存器)芯片，放在键盘内。

注意到键盘是按照他们独特的行、列位置来映射的，矩阵接口数据库(图6，图7)是单个键物理位置的寄存器、矩阵接口数据库驻留在键盘的处理器中。

每个键被赋给一个字母表中的字母，并接两个数字(图9，图10)。我们称这种赋值为键值或者字符值。这两种术语可相互换用。字母表示列位置(A-L)，第一个数字表示行位置(0-9)而第二个数字(不是0，就是3)表示键处于下档(0)或处于上档(3)。所谓下挡，指该键可独立激活，不用“换档键”，寄存键值为0，所谓上档，指该键必须与“换档”键一起激活，寄存键值为3。

因此，每当敲击一个键，操作系统就把该键的键值存入内存，再敲下一个键时，就把第二个键的键值追加到内存中第一个键值上。我们把这种连接值认作键值串。这里我们注意到本发明的接口技术要求仅用四个键值的串来识别任何给定的一个汉字。所谓接口是指系统或子系统之间的数据处理。

当敲击作为功能键的空格键时，则下载所存贮的内存，开始搜索、比对和显示处理。

键值和有效输入组合键值串的设计次序，在设计中是对应字符输入数据库的次序。当操作时，该数据库被装入操作系统的内存中。

字符输入数据库依次与字符集的数据库交接。字符集的数据库是驻留到或已经装在操作系统的内存中。所指的特定字符集可能是GB或Big-5。

当一次搜索被激活时，字符输入数据库提供与下载内存比对的根据。特定代码字符集驻留在操作系统的内存中，它是贮存的存储单元，从中能检索到汉字。这样，一次成功的搜索和比对要从字符集下载汉字，将它显示在屏幕上，且将屏幕光标朝右移动一个位置，否则屏幕上没什么改变。

本发明的应用广度、范围和种类

还有，本发明的字处理软件、字处理操作都能全面应用于诸如数据库和数据表软件。同样有可能应用于新产品。

例如，当今的汉字字典很难使用。通常是基于汉字的笔划数和部首分类。本应用导向一种非常简单的字典。正像我们前面所说过的，当输入汉字的有效可见部件时，与所显示的汉字一起还可以显示其字典定义、同义词、直观表现(图形和图像)、声响表示(发音和声音)和其他文本。再说，另外或在这基础上，字典定义还可用中文以外的其他语言，还能用本系统读出已装入内存的文本。这对视觉障碍者有令人兴奋的提示。

还可以再想得远一些。当存在汉字有声表达和字典定义时尤其对学生和其他人有用。当然，对学生来说，即使是最简单汉字的发音也可能是一种很有用的属性。本发明系统，无论是硬件还是软件，可涉及全新的教育领域和其他应用。样板实例是转键设备和中文电子打字机。

随着对适当驱动程序的预备，本技术可用于不同操作系统或类系统。对于没有汉字环境，可提供适当软件，并与本技术结合。这将使本技术与全部现有环境、平台和类系统充分兼容。

全部重要软件和数据库都可加密、装入一置于该键盘内的可编程随机存取存储器(PRAM)热处理验证(temper-proof)芯片。

本发明部首和对现有设备、方法和系统所遇到的问题的明确解决方案

本发明的一个主要焦点是指向要求操作员快速识别一个特定汉字的复杂领域。在引言中我们已经强调汉语固有的复杂性和困难。一方面，操作员可能知道该汉字如何发音，但想不起它的写法。另一方面，可以想像操作员可能知道汉字的写法、能写、能读并理解它，但不知道或记不起它的发音，或者发音不正确。在这种情况下，操作员不能去拼它，或者拼不对。在另一种情况下操作员无法进行。确实也存在极少数构造方法和系统隶属Qwerty键盘。因此反而受到Qwerty键盘本质的限制。基本上远不能作快速和复杂使用。它们不能响应不知道汉字写法的操作员。另一方面，“拼字”方法和系统绝不能克服选择或适当处理大量同音异义词和变义词的过程。“拼字”的下限是如果操作员不知道字的拼音或者不能按照所用系统拼对，则该操作员会陷入困境。

本发明系统提出的解决方法是背离所有现有系统和方法的部首。它是基于一种独特的、用户友好的汉字键盘，它体现了Qwerty键盘的全部主要组件，汉字直接根据本发明键盘的积木块来构造，不需要“拼字”。在内存出错的情况下，操作员可以输入任何一个同音异义词，则从显示出的清单中搜索所需汉字。实现这所用的软件处理，属于常识，十分简单。

操作

键盘的使用很容易，而且十分灵活。大多数操作员，经几小时使用后，会发现他们能直观找到键盘的使用方法。速度和正确度也就会迅速提高。

单个键

在每个键上，操作员会找到许多看上去好像并不完整的字，如一个字的部首或部件。他们当中有点，线或残缺的笔划。另一些是可以和其他部件结合构成汉字的单个汉字。每个键上嵌入两个全汉字，审视每个键上的部件，就会明白这些部件共享一种共同的基本形状。这种共同的基本形状，通常在其右面有一个字，并表现为大号印刷体，位于键的中央。这些安排是设计的一部分，它有助于操作员很快识别构造字所必需的单个部件和键。

如前面指出的那样，有两个全形汉字嵌在每个键上，当操作员敲一个特定键时，嵌在该键上的汉字将出现在屏幕窗口中。这时，如果操作员敲空格键，则该汉字会从窗口转移到屏幕的文本区。如果操作员在敲这个键的同时按下“上档”键，则键盘和屏幕会以同样方式响应，送出嵌在键上挡位置的字。在键上，嵌入字可以有较亮的彩色字样。这样，从起始往右，操作员在他的指令中可以有一个多于200字的词库。

当敲一个键时，不管它是处于正常位置还是上档位置，或者当操作员组合同一键上的部件或在组合到三个其他键上的别的部件时，处理系统将登记并仅独占处理所要部件到构造结束。当操作员要键入所需词要求的部件时，以及如果键入的部件少于四个时，他必须用空格键来结束构造。但是在第四次击键时，构造过程会自动结束。所要的汉字将立刻显示在屏幕窗口，然后转移到文本体中。

如果操作员小心察看单个键，他会注意到只有少数几个部件不需要共享该键的共同形状。这些特殊部件之所以这样较为策略地设置，是因为它们只能和同一键上处于中央位的另一部件形成有意义或有效的组合。例如，“

”放在“羊”键上，因为它可以和后者形成“羲”或它的派生词。另一方面，处于同一键的这些部件不仅因为都有共同形状而放在一起，而且还可因为它们与主键或下一个键有相关联想。例如，词“小心”跟“心”在同一个键上，而词“先生”，分开放在相邻键上。

键组或小键盘

操作员还会注意到单个键是基于它们的共性，自然地分组聚在一起，形成一种“小键盘”。这些小键盘包含2到20个键。设计方法使它们便于记忆。通常，他们在键盘上的位置对应汉字图形。

基于第一次使用键盘，操作员应尽快将一组键提交给内存，在键盘右上角找到第一组4个键，向下延伸。这些键经常与专用代名词，动词和连接词相关。这组标记是汉字引号的键，该键上部件“刂、彡、卩”必须和字的别的部份连用，可以看出他们多数是用在字的右边，别的部件须， 是彡和卩的派生物。

第二组是水平位于键盘右下底部的四个键。其中两个是标点符号，另两个是单独的键。一个与部件构成字的底部，另一个必须和部件一起类似“一对眼镜”。第三组四个键紧挨着第二组。这组键共享的共有特征是对称形。操作员稍加努力就会记住他们的位置，只要用过几个小时后，操作员就会自发，不费力地回忆起单个键的细节。

操作员还将注意到键盘左边从上到下的这组键必须和字左边的部部首一起用。同样，处于键盘顶部的这组键沿着水平线伸展到中央，它必须和字顶部部件一起用。这三组键连同他们部件，形成“I”“L”和“7”，常分别包含位于汉字左上角，左下角和右上角的部件。用类似方法，位于键盘主体上的键组占据面向各种共有形状的部件。诸如基本笔划(点、水平划、垂直竖)，X形和交叉，方框、三角形的变体和钩。最大的键组有20个键，放在键盘中央，各组内，按逻辑次序安排单个键，例如，从一点到两点或者从一划到两划，依次类推。

字的构造规则

要遵循的基本规则是汉字的常规写法--从左到右，从上到下。击键的输入对应手写的顺序。但是，对偶然极少数的背离作了规定，后面会有解释，操作员要取代一笔一划地构造汉字，而是要鼓励他用块来构成汉字，所以作为一般规则，当用键盘构造字时，不要管字多复杂，操作员要直观把它拆成四个以内的自然部件，大量字都将用这种方法直观地重组。不能用这种方法重组的字比较少，不难对付。在这种情况下，操作员只需键入至多的四个部件。处理系统会自动提供余下要求的部件。再说，当操作员遵循这种设想，他会发现能很容易和很快找到包含所需部件的键。在许多情况下，本系统的灵活性允许用多种方法来拆出部件。这里是几个实例：

經＝糹+一+巛+工；或者糹+一+巠

校＝木+亠+八+乂

學＝

+子；或者 +了+一

個=亻+口+古；或者亻+口+十+口

邊＝

+辶；或者自+穴+方+辶；或者自+宀+八+方+(辶)；

    或者丿+目+宀+八+( )；或者丿+目+穴+方+(辶)

其中()部分是在第四次击键后自动填充。

另一重要事情是操作员要弄清字和部件必须用他们的形状一一笔划、交叉、方框等等来直观化。他拆分完后，就会缩小搜索范围，从而提高打字速度。

前面早已指出许多部件是独特的。专门为本发明键盘和系统而生成的。鼓励操作员学习这些部件并知道他们位于哪个键。要注意下列几点：

定义、分组和部件

1.笔划、部首、非部首块和字(以后也认作部件)。

a)单笔划(键盘图上标为红色)。

b)交叉(标为兰色)，还可细分为单交叉、双交叉、多交叉、竖交叉、斜交叉和后两者的多种组合。

c)方框(可标成黄色)，细分为带水平划的方框、带竖直划的方框、带交叉的方框、附有斜划的方框、带有一点或两点的方框。要注意到一个大的空方框，与小的不同，必须把边框内部填入。如果方框不包含东西或被封闭部分延伸到框外，则认为成了一个小方框。

d)对称部件(标成棕色)，一对对称图象，不重复的图象。在这组内“ ”可看作一个组件或看作两个不同、隔离的组件。

e)左，右，顶，底和角部件(标成绿色)

f)高频字符(标成橙色)

g)颜色当然是任选的，还能变化。

2.布局

汉字部件本身或按簇安排成这种方式，即他们在键盘上的位置对应于它们在汉字中规定的位置，例如“顶”“底”“左边”“右边”的部件放在键盘的顶部，底部，右边和左边。“左上”角的部件对应放在键盘的左上角。在这种情况下，他们的形状也适合键盘上他们表示的角。高频汉字放在包含全部“右边”部件的键的上面，一个特殊的键，包含类似戴眼睛面容的部件，放在“底”部件键的右边。

3.嵌入字符

每个键包含两个嵌入字符，一种是“正常的”，而另一种处于上档位置。为了访问处于上档位置的字符(可以为绿色字)，当敲击所要键的同时，必须按下“换档键”不放。

4.键操作

为了使用一个键上的任意组件，只要按那个键，要么输入一个全字符，要么和其他键一起来构造汉字。不需要考虑该键上的其他部件。在任意键上的许多部分是以相互独占方式处理的。当接连按2、3或4个键或者不至一次地按同一键时，只能得出一个有效汉字。

5.需要的缺少笔划

“红”笔划标志为完成有效汉字或其一明显的块而缺少的笔划。在适当时候，无论是在键入主部件之前或之后，加上该缺少笔划。见下文。

6.击键次序

输入击键的次序可与手写汉字的规定写法相比，允许小的坏习惯和成问题的次序。然而，当两个或两个以上部件(包括缺少部件)要合并时，应该首先敲入含结果汉字第一笔划的部件。作为对比，手写汉字时先写第一部件的一部分，继续写其它部分，然后回来完成任务。例如写“因”，人们会先写“冂”，再写中间内容“大”，最后用“—”封闭方框。当用键盘时，首先输入空方框，然后再填入细节。但该键盘的灵活性也允许操作员输入手写方法，只是要增加附加笔划的代价。

7.击键的多种、灵活有效次序

大多数汉字可以用许多方法构造，只要在视觉上是有效组合。如果一个复杂部件被看漏了，可采用另一种构造方法，虽然常需要更多次击键。比如，字“舌”可以用丿+古，或千+口，甚至可以用丿+十+口来构造。

8.括号中的特殊部件

有两个特殊部件放在方括号内。他们是〔日〕和〔士〕，必须和同一键或其他键上的部件合用。这是为克服使用中的不确定性，究竟是日还是日，是士还是土，尤其在它们仅仅为复杂汉字中的极小部分时，把它们放在另一半似乎能拼的旁边，试试看能否拼成，去掉模糊。

放在圆括号内的部件只能和别的键一起构造汉字。如果字符集中有它，则能用正常方法构造，否则，首先敲入中文名号“。”，紧跟着再键入该部件所在的键。

9.空格键的使用

在构造过程中，如果不到四次击键，则在构成所需汉字序列末尾按空格键。但是在所需汉字的第四次击键时，所需汉字会自动显示。为完成该过程所需的任何部件都将自动追加到序列末尾。

本发明原理和表意语言的通用性

说明书中，我们已经大致讨论了本发明对汉字无论是繁体还是简体的应用。但要理解，同样原理实际上可用于其他表意语言。例如，本发明极易用于日语系统。

Claims (19)

1.一种具有多个键的键盘，其特征在于，每个键至少和一个部件相联系，键的安排使视觉上相类似部件能在同一键或相邻键上找到，该安排便于操作员可选择与所需字符的可见外形的整体或部分相关的至少一个键，该安排在输入每个键后便提供一映射值，该映射值与数据库中的一个字符或多个字符相一致，输入一个或多个键后，便识别并可以显示与该键或多个键所专有的一个字符。

2.如权利要求1所述的键盘，其特征在于，在输入每个键后，可显示与键相一致的字符或多个字符。

3.如权利要求1或2所述的键盘，其特征在于，部件是字符，部首，如这里定义的非部首合成块或笔划。

4.如权利要求1至3中任一项所述的键盘，其特征在于，每个键其上有多个部件，键上部件具有共同特征。

5.如权利要求4所述的键盘，其特征在于，这些特征的主要成份结合到该部件中或以该键为中心的相邻部件。

6.如权利要求4或5所述的键盘，其特征在于，键盘包括分组键，分组键上的部件具有某种共同特征。

7.如前述权利要求中任一项所述的键盘，其特征在于，包含一般从一字符特定位置可找到的部件的键，通常安排在键盘上对应位置，即顶、底、左边或右边。

8.如前述权利要求中任一项所述的键盘，其特征在于，键盘用于输入汉字，而部件则是汉字部件。

9.如前述权利要求中任一项所述的键盘，其特征在于，键盘具有后备以提供除了部件以外罗马字母这种字符。

10.一种利用如权利要求1至8中任一项所述的键盘确定一个字符的方法，其特征在于，每个键被映射，键的有效操作模式超过一种模式，使特定模式得到映射，激活一个键后，边记录该键的映射值，当第二个键激活后，便记录第二个键的映射值，依此类推，用所记录值搜索用该值的有效字符。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，第一个键激活后开始对有效字符的搜索，可显示找到的任何一个或多个有效字符，该搜索在每个下一键激活时继续进行，直到仅有一个有效字符为止。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，每当每个键激活并找到一个或多个有效字符，可将这些字符显示在VDU等上面，当只有一个有效字符时，再将该字符增加到正准备的材料当中。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，只显示一个有效字符时，通过功能键的操作将该字符增加到正准备的材料当中。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，该功能键是空格键。

15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，有预定的最大数目个键激活后，将其后找到的字符增加到正准备的材料当中。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，该最大数目是4。

17.如权利要求10至16中任一项所述的方法，其特征在于，所显示出的字符(以及随后基于该显示而打印的任何字符)都是从标准字符集中得出。

18.如权利要求10至17中任一项所述的方法，其特征在于，所确定的字符用于字处理操作当中。

19.如权利要求10至17中任一项所述的方法，其特征在于，所确定的字符用于字典中。

Images