專利名稱：一種用于計(jì)算機(jī)的字符輸入/指示及定位設(shè)備的制作方法
計(jì)算機(jī)已發(fā)展成為只有信用卡大小。在充分實(shí)現(xiàn)信用卡大小計(jì)算機(jī)的全部潛力之前，在字符輸入設(shè)備的小型化方面必須有所突破。
與計(jì)算機(jī)相連接的最常用的字符輸入設(shè)備依然是接近一個世紀(jì)以前為打字機(jī)使用而研制的標(biāo)準(zhǔn)鍵盤。曾經(jīng)為這種鍵盤的小型化作過努力，然而沒有成功。用筆尖來觸發(fā)鍵的小型標(biāo)準(zhǔn)鍵盤效率不高，由于人手遮擋了鍵盤而當(dāng)操作員必須“尋找和啄食”眾多的鍵時便丟掉了速度。曾經(jīng)為以減少所需的鍵來小型化鍵盤付出過努力。這一點(diǎn)可以以聯(lián)合按兩個或更多的鍵以輸入字符來做到。這種鍵盤所存在的問題是依然受到用于觸發(fā)鍵的人的手指大小的限制并且鍵的數(shù)量的減少必然會減少潛在的字符數(shù)量，從而限制了使用。
曾經(jīng)為研制作為鍵盤的替代品的手寫體譯碼器而作出努力。這些輸入設(shè)備能夠“讀出”一個人的印刷體或手寫體字。理論上，這是一個理想的系統(tǒng)，因?yàn)樗哂惺謱懙娜快`活性和輕便性又有打字的速度和清晰度。在實(shí)踐中這些設(shè)備遇到了無數(shù)的問題?？墒褂玫乃性O(shè)備都是復(fù)雜的因?yàn)樗鼈儽仨氉g碼的字符往往是因操作員的手寫字體而異。輸入機(jī)構(gòu)的大小必然會受到一個人所能準(zhǔn)確地和始終如一地書寫最小字符的限制。交互式反饋是必不可少的，由于存在著不能識別的字符的可能性。
本發(fā)明的主要目的是為計(jì)算機(jī)提供一種比現(xiàn)有設(shè)備在更大程度上小型化的字符輸入/指示和定位設(shè)備。
廣義上，本發(fā)明為計(jì)算機(jī)提供一種字符輸入/指示定位設(shè)備，它由多個選擇識別裝置組成，這些裝置適合于按預(yù)置的序列模式由可移動的選擇裝置所觸發(fā)。
本發(fā)明的上述和其它特性將從以下參照附圖的說明中得到進(jìn)一步的明了，其中

圖1是本發(fā)明利用三個開關(guān)的一個供選用的實(shí)施例的示意圖。
圖2是本發(fā)明利用四個開關(guān)的一個較佳的實(shí)施例的示意圖。
圖3是本發(fā)明利用五個開關(guān)的一個供選用的實(shí)施例的示意圖。
圖4是本發(fā)明利用六個開關(guān)的一個較佳的實(shí)施例示意圖。
圖5是本發(fā)明利用七個開關(guān)的一個供選用的實(shí)施例的示意圖。
圖6是本發(fā)明利用八個開關(guān)的一個供選用的實(shí)施例的示意圖。
圖7是本發(fā)明利用九個開關(guān)的一個供選用的實(shí)施例的示意圖。
圖8是本發(fā)明利用水平配置的導(dǎo)體片的一個較佳實(shí)施例的頂視平面圖。
圖9是本發(fā)明利用水平配置的導(dǎo)體片的一個較佳實(shí)施例的側(cè)視局部剖面圖。
圖10是本發(fā)明利用垂直配置的導(dǎo)體片的一個較佳實(shí)施例的頂視平面圖。
圖11是本發(fā)明利用垂直配置的導(dǎo)體片的一個較佳實(shí)施例側(cè)視局剖圖。
圖12是本發(fā)明利用水平配置的膜片開關(guān)的一個較佳實(shí)施例的頂視平面圖。
圖13是本發(fā)明利用水平配置的膜片開關(guān)的一個較佳實(shí)施例的側(cè)視局剖圖。
圖14是本發(fā)明利用垂直配置的膜片開關(guān)的一個較佳實(shí)施例的頂視平面圖。
圖15是本發(fā)明利用垂直配置的膜片開關(guān)的一個較佳實(shí)施例的側(cè)視局剖圖。
圖16是本發(fā)明利用可移動園盤觸發(fā)的水平配置膜片開關(guān)的一個較佳實(shí)施例的透視圖。
圖17是本發(fā)明利用可移動園盤觸發(fā)的垂直配置膜片開關(guān)的一個較佳實(shí)施例的透視圖。
圖18是本發(fā)明利用水平配置的應(yīng)變片的一個較佳實(shí)施例的頂視平面圖。
圖19是本發(fā)明利用水平配置的應(yīng)變片的一個較佳實(shí)施例的側(cè)視局部圖。
圖20是本發(fā)明利用支撐桿上垂直配置的應(yīng)變片的一個較佳實(shí)施例的頂視平面圖。
圖21是本發(fā)明利用支撐桿上垂直配置的應(yīng)變片的一個較佳實(shí)施例的側(cè)視局剖圖。
圖22是本發(fā)明利用荷電支撐桿的一個較佳實(shí)施例的頂視平面圖。
圖23是本發(fā)明利用荷電支撐桿的一個較佳實(shí)施例的側(cè)視局剖圖。
圖24是本發(fā)明利用水平配置的絕緣的導(dǎo)體片一個較佳實(shí)施例的頂視平面圖。
圖25是本發(fā)明利用水平配置的絕緣的導(dǎo)體片一個較佳實(shí)施例的側(cè)視局剖圖。
圖26是本發(fā)明利用垂直配置的絕緣的導(dǎo)體片一個較佳實(shí)施例的頂視平面圖。
圖27是本發(fā)明利用垂直配置的絕緣的導(dǎo)體片一個較佳實(shí)施例的側(cè)視局剖圖。
圖28是本發(fā)明利用水平配置的薄膜電容器的一個較佳實(shí)施例的頂視平面圖。
圖29是本發(fā)明利用水平配置的薄膜電容器的一個較佳實(shí)施例的側(cè)視局剖圖。
圖30是本發(fā)明利用垂直配置的薄膜電容器的一個較佳實(shí)施例的頂視平面圖。
圖31是本發(fā)明利用垂直配置的薄膜電容器的一個較佳實(shí)施例的側(cè)視局剖圖。
圖32是本發(fā)明利用水平配置的霍爾效應(yīng)傳感器的一個較佳實(shí)施例的頂視平面圖。
圖33是本發(fā)明利用水平配置的霍爾效應(yīng)傳感器的一個較佳實(shí)施例的側(cè)視局剖圖。
圖34是本發(fā)明利用垂直配置的霍爾效應(yīng)傳感器的一個較佳實(shí)施例的頂視平面圖。
圖35是本發(fā)明利用垂直配置的霍爾效應(yīng)傳感器的一個較佳實(shí)施例的側(cè)視局剖圖。
圖36是本發(fā)明利用光電晶體管與單個發(fā)光二極管的一個較佳實(shí)施例的頂視平面圖。
圖37是本發(fā)明利用光電晶體管與單個發(fā)光二極管的一個較佳實(shí)施例的側(cè)視局剖圖。
圖38是本發(fā)明利用光電晶體管與發(fā)光二極管對的一個較佳實(shí)施例的頂視平面圖。
圖39是本發(fā)明利用光電晶體管與發(fā)光二極管對的一個較佳實(shí)施例的側(cè)視局剖圖。
圖40是本發(fā)明利用埋置在浸碳合成橡膠中的可移動園盤觸發(fā)的水平配置導(dǎo)體片的一個較佳實(shí)施例的頂視平面圖。
圖41是本發(fā)明利用埋置在浸碳合成橡膠中的可移動園盤觸發(fā)的水平配置導(dǎo)體片的一個較佳實(shí)施例的側(cè)視局剖圖。
圖42是本發(fā)明利用埋置在浸碳合成橡膠中的可移動園盤觸發(fā)的垂直配置導(dǎo)體片的一個較佳實(shí)施例的頂視平面圖。
圖43是本發(fā)明利用埋置在浸碳合成橡膠中的可移動園盤觸發(fā)的垂直配置導(dǎo)體片的一個較佳實(shí)施例的側(cè)視局剖圖。
圖44是本發(fā)明利用水平配置的片基傳感器的一個較佳實(shí)施例的頂視平面圖。
圖45是本發(fā)明利用水平配置的片基傳感器的一個較佳實(shí)施例的側(cè)視局剖圖。
圖46是本發(fā)明利用垂直配置的片基傳感器的一個較佳實(shí)施例的頂視平面圖。
圖47是本發(fā)明利用垂直配置的片基傳感器的一個較佳實(shí)施例的側(cè)視局剖圖。
現(xiàn)在參照圖1至圖47對較佳實(shí)施例進(jìn)行說明。
示出在圖8至圖47中的是一些較佳實(shí)施例，一旦了解了本發(fā)明的基礎(chǔ)原理便可應(yīng)用這些實(shí)施例來實(shí)踐本發(fā)明。下面所要說明的基礎(chǔ)原理涉及把我們的字母看成是一個字符集，以及不同字符集中的字符之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。
一個字符集中單個字符的數(shù)目是該字符集的“基”。例如，我們的記數(shù)系統(tǒng)被認(rèn)作是基為10的。在計(jì)數(shù)時我們使用10個字符或符號0，1，2，3，4，5，6，7，8，和9。要表示一個大于字符集“基”的值需要一個或多個字符的組合使用。在我們的記數(shù)系統(tǒng)中，例如，我們繼續(xù)計(jì)數(shù)10，11，12，13，14，等等。直至我們窮盡了所有的兩個字符組合，然后我們組合三個字符繼續(xù)計(jì)數(shù)100，101，102，103，104，等等。在高等數(shù)學(xué)中認(rèn)為可以將一個基字符集中的一些字符轉(zhuǎn)換成與之不同基的另一個字符集。每一個字符在其基字符集中有一個“位置值”，它可以用與之不同基的字符集中具有等價“位置值”的一個字符表示。
我們的字母表有26個字母因而是一個基為26的字符集。如果我們不使用字符的組合來組字的話，在我們的語言中只能有26個字。本發(fā)明的基礎(chǔ)原理是字母數(shù)字字符集中的一個字符可用減小了基的字符集中具有等價位置值的若干個字符的組合來表示。可以應(yīng)用的較佳的基系統(tǒng)是基3和基5，對應(yīng)于具有4和6個開關(guān)的字符輸入設(shè)備，其中一個開關(guān)專門用于向計(jì)算機(jī)發(fā)出表示一個傳輸序列結(jié)束的信號。
在圖1至圖7中以示意形式示出了統(tǒng)一用10代表的字符輸入/指示和定位設(shè)備。字符輸入設(shè)備10具有多個用于數(shù)據(jù)輸入的開關(guān)12。根據(jù)所選擇的縮減字符集，輸入設(shè)備可以配置為用少至三個開關(guān)(如圖1所示)或多至九個開關(guān)(如圖7所示)來進(jìn)行操作。圖1至7只是用于作為示例，因?yàn)樽址斎朐O(shè)備10有可能具有比圖示的更多的開關(guān)。關(guān)鍵因素是每一個開關(guān)必須唯一地表示縮減字符集中的一個字符。
計(jì)算機(jī)必須能夠識別一個傳輸序列的結(jié)束。計(jì)算機(jī)可以編程為在輸入了規(guī)定個數(shù)的字符之后認(rèn)為傳輸序列已經(jīng)結(jié)束，或者更令人滿意地，在字符輸入設(shè)備10上增加一個附加的開關(guān)，專門用于向計(jì)算機(jī)發(fā)出信號表示一個傳輸序列的結(jié)束。每一個開關(guān)12以連線14連接到一個電源以及一臺計(jì)算機(jī)的輸入端。已經(jīng)得知如果開關(guān)12較滿意地對向一個中心點(diǎn)16附近是特別有利的。
計(jì)算機(jī)必須能夠理解是否立即要執(zhí)行某些選擇，如指示和定位一個光標(biāo)，或者等待一個傳輸序列的結(jié)束，然后根據(jù)所輸入的預(yù)置的序列模式確定選定的字母數(shù)字型字符。計(jì)算機(jī)既可以編程為使用一個特定的預(yù)置序列模式在光標(biāo)指示和定位模式或字符輸入模式之間轉(zhuǎn)換，或者更令人滿意地，在字符輸入設(shè)備上增加一個附加開關(guān)，專門用于向計(jì)算機(jī)發(fā)信號表示在兩種操作模式之間的轉(zhuǎn)換。
與或者在“斷開”或者在“閉合”位置的開關(guān)不同，字符輸入/指示和定位設(shè)備10可包括多個區(qū)域。以及用于測量選擇裝置的運(yùn)動方向和閾值大小的裝置，用來確定是否作出了一個選擇，這將在后面說明。
開關(guān)或者閾值區(qū)域是如何觸發(fā)的這一點(diǎn)并不重要，如果愿意，這可由人手的直接移動來完成，為了達(dá)到更大程度的小型化，已經(jīng)知道尖型工具的尖端例如筆尖是特別適用的。
現(xiàn)在將要說明如圖8至47中所示的本發(fā)明的若干個較佳的實(shí)施例。本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的人員將會理解雖然在圖8至47中沒有示出，但每個實(shí)施例都必須有連線22將字符輸入/指示和定位設(shè)備10連接到一個電源和一臺計(jì)算機(jī)的輸入端。為了清楚起見，所示出的圖比實(shí)物的尺寸要大，如以后要說明的，本發(fā)明的某些實(shí)施例已經(jīng)制造成只有每邊2毫米大小的正方形。
圖8中所示的本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例展示一個字符輸入/指示和定位設(shè)備10，它是由4塊導(dǎo)體片18圍繞一塊荷電的中心板20組成的。一塊具有導(dǎo)電底表面24的園盤22對準(zhǔn)中心板20的中心并可在其周圍移動。園盤22有一個凹口36，一個尖形工具諸如一支筆28的尖端26可以插入其中，最好如圖9所示。園盤22以筆28的尖端26在凹口36上施加壓力來移動。當(dāng)園盤22移動到與導(dǎo)體片18中之一相接觸時便和中心板20構(gòu)成了一個電路。為了進(jìn)一步小型化這一較佳實(shí)施例，導(dǎo)體片18可以從放置在相對于荷電的中心板20垂直的平面上，如圖10與圖11所示。為了使這一實(shí)施例可以操作，園盤22必須具有導(dǎo)電的側(cè)面62。這一基本配置的另一個變型示出在圖22與23中。最好如圖23所示，園盤22可以放置在一個支撐桿50上。支撐桿50載有電流并傳導(dǎo)到園盤22的導(dǎo)電側(cè)表面62上。導(dǎo)體片18是垂直配置的。當(dāng)筆28的尖端26在園盤22的凹口36上作用一個力時，支撐桿50彎曲而使園盤22的導(dǎo)電側(cè)表面62接觸導(dǎo)體片18與荷電的支撐桿50構(gòu)成一個電路。每當(dāng)一個選擇完成以后支撐桿50立即返回到中心點(diǎn)16上的中心位置。已知，如果導(dǎo)體片是如圖22所示放置在角上的，使用支撐桿50的實(shí)施例更容易使用，因?yàn)檫@使得用戶面對筆28的尖端26的當(dāng)前位置。
圖12與13中所示的本發(fā)明的另一個較佳實(shí)施例展示了一個由4個膜片開關(guān)30構(gòu)成的字符輸入/指示和定位設(shè)備10。每一個膜片開關(guān)30有接觸面32與34，它們是用筆28的尖端26壓在一個選定的膜片開關(guān)30上，使接觸面32與34相接觸而構(gòu)成一個電路來觸發(fā)的。膜片開關(guān)30是圍繞一個中心點(diǎn)16配置的，以便限制筆28所需的行程并為筆28在字符輸入擊發(fā)開關(guān)之間提供一個擱置的面。為了進(jìn)一步小型化字符輸入設(shè)備10，膜片開關(guān)30可以放置在垂直于中心點(diǎn)16的平面上，如圖14與15所示。膜片開關(guān)30也可以由園盤22來觸發(fā)，如圖16與17中所示。
圖18與19所示的本發(fā)明的另一個較佳實(shí)施例展示了應(yīng)用兩個應(yīng)變片38與40的字符輸入/指示和定位設(shè)備10，應(yīng)變片安裝在一片彈性物質(zhì)42，它又?jǐn)R置在支撐面46上并固定在其邊44上。應(yīng)變片的排列方式是這樣的，使應(yīng)變片38測量的力的方向與應(yīng)變片40所測量的力的方向垂直。安排應(yīng)變片38與40測量不同的方向的力可使彈性材料片42的表面劃分成4種選擇的區(qū)域。為了使筆28的尖端26可用于進(jìn)行選擇而不損壞彈性材料片42，在彈性材料片42上設(shè)置了一個加固的開口48。當(dāng)筆28的尖端26插入加固開口48并在其區(qū)域之一的方向上施加一個力時，應(yīng)變片38與40測出該力的方向與大小以確定是否作出了一個選擇。
圖20與21中所示的本發(fā)明的另一個較佳實(shí)施例展示了一種由一根支撐桿50構(gòu)成的字符輸入/和指示定位設(shè)備10，支撐桿50的一端52固定在底座54上，另一端56從底座54垂直延伸。兩個應(yīng)變片38與40分別裝在支撐桿50的側(cè)面58和60上，使它們測量與支撐桿50垂直的兩個不同方向上的力。一個園盤22置于支撐桿50的另一端50上。園盤22有個凹口36，適合于接受筆28的尖端26使能將一個力作用在支撐桿50上以作出一個選擇。應(yīng)變片38與40測量支撐桿50移動的方向與閾值大小用以確定是否已經(jīng)作出了一個選擇。
圖24與25示出了本發(fā)明的另一個較佳實(shí)施例，它展示了由圍繞著一個荷電中心板20的4片導(dǎo)體片18所構(gòu)成的一種字符輸入/指示和定位設(shè)備10。每一片導(dǎo)體片18有一薄的絕緣涂層64。一個具有導(dǎo)電底面24的園盤22固定在中心板20的中心之上并能在其附近移動，由于園盤22向?qū)w片18中的一片方向上的移動可引起電容的改變。當(dāng)筆28的尖端26插入園盤22的凹口36中并施加力使園盤22在一個選定的方向上移動時，測量相對于園盤22在板20中心時的初始電容的電容變化閾值以確定是否已經(jīng)作出了一個選擇。為了進(jìn)一步小型化字符輸入設(shè)備10，具有絕緣涂層64的導(dǎo)體片18可放置在與園盤22垂直的平面上，如圖26與27所示。園盤22具有導(dǎo)電的側(cè)面62并以絕緣涂層64避免與導(dǎo)體片18相接觸。絕緣涂層64是彈性的，使園盤22能夠向?qū)w片18移動以產(chǎn)生電容的變化。
圖28與29示出了本發(fā)明的另一個較佳實(shí)施例，它展示了由四個薄膜電容66構(gòu)成的字符輸入/指示和定位10設(shè)備。每個薄膜電容器66有接觸面68和70，由一薄層絕緣材料72分隔。薄膜電容器66是以一支筆28的尖端26壓在一個選定的電容器66上將接觸面68與70移動得更為靠近，從而使選定的薄膜電容器66中增加電容而得到觸發(fā)的。接觸面68與70接近時測量電容變化的閾值以確定是否作出了一個選擇。為了進(jìn)一步小型化字符輸入設(shè)備10，薄膜電容器66可放置在與中心點(diǎn)16垂直的平面上，該中心點(diǎn)是為在字符輸入觸擊之間擱置筆28的尖端26而提供的，如圖30與31所示。
圖32與33示出了本發(fā)明的另一個較佳實(shí)施例，它展示了由4個霍爾效應(yīng)傳器90所構(gòu)成的字符輸入/指示和定位設(shè)備10。在霍爾效應(yīng)傳感器90之間的中心點(diǎn)16上裝置了一個具有磁性底面74的可移動園盤22。在園盤22向霍爾效應(yīng)傳感器90中之一移動時可引起電壓的改變。在園盤22移動時測量相對于初始電平電壓變化的閾值以確定是否已經(jīng)作出了一個選擇。為了進(jìn)一步小型化字符輸入設(shè)備10，霍爾效應(yīng)傳感器90可以放置在與園盤22垂直的平面上，如圖34與35所示。當(dāng)霍爾效應(yīng)傳感器90放置在垂直平面上時，園盤22的側(cè)面76必須是磁性的以便得到所需要的電壓變化。
圖36與37示出了本發(fā)明的另一個較佳實(shí)施例，它展示了由環(huán)繞一個發(fā)光二極管80的4個光電晶體管78構(gòu)成的字符輸入/指示和定位設(shè)備10。一個具有凹形的反射底面82的園盤22定心在二極管80上并能在其附近移動，便得當(dāng)園盤22向光電晶體管78之一移動時，園盤22的反射底面82將光從二極管80反射到光電晶體管78之一上從而增加光電晶體管78中的電壓，在園盤22移動時測量相對于園盤22位于二極管80中心時的初始電平的電壓變化閾值以確定是否已經(jīng)作出了一個選擇。
圖38與39示出了本發(fā)明的另一個較佳實(shí)施例，它展示了由4個光電晶體管78和發(fā)光二極管80對所構(gòu)成的字符輸入/指示和定位設(shè)備10。78與80是這樣布置的，使每一個發(fā)光二極管80發(fā)出的一束光線聚集在一個光電晶體管80上。一個可移動的方盤22鄰近光束放置使得方盤22的移動導(dǎo)致在一個光電晶體管78與發(fā)光二極管80對之間的光束被遮斷。
圖40與41示出了本發(fā)明的另一個較佳實(shí)施例，它展示了由環(huán)繞一個荷電的中心板20的4片導(dǎo)體片18所構(gòu)成的字符輸入/指示和定位設(shè)備10。園盤22嵌入一片浸碳的合成橡膠材料86中，該合成橡膠86在點(diǎn)88上與導(dǎo)體片18相連接。當(dāng)筆28的尖端26作用一個力在園盤22的凹口36上時，合成橡膠材料86被壓縮使園盤22移近一個導(dǎo)體片18。園盤22的移動導(dǎo)致電壓的變化。測量相對于園盤22定位在中心板20的中心時的初始電平的電壓變化閾值以確定是否已經(jīng)作出了一個選擇。為了進(jìn)一步小型化字符輸入設(shè)備10，導(dǎo)體片可以放置在垂直于中心板20的平面上，如圖42與43所示。
圖44與45示出了本發(fā)明的另一個較佳實(shí)施例，它展示了應(yīng)用4個片基傳感器92與94的字符輸入/指示和定位設(shè)備10。片基傳感器92與94安裝在一塊彈性材料42上，而彈性材料42則擱置在一個支撐面46上并與其邊44相連接。片基傳感器92與94是這樣配置的，使得片基傳感器92所響應(yīng)的力的方向與片基傳感器94所響應(yīng)的力的方向垂直。將片基傳感器92與94配置成對不同方向上的力作出響應(yīng)可將彈性材料42的表面劃分為4個可選擇的區(qū)域。為了使筆28的尖端26能用于作出選擇而不損壞彈性材料42，一個加固的開口48被放置在彈性材料42上。當(dāng)筆28的尖端26插入加固開口48并在一個區(qū)域的方向上作用一個力時，由片基傳感器92與94引起的電壓變化被用于計(jì)算該力的方向與閾值大小以確定是否已經(jīng)作出了一個選擇。
圖46與47中示出了本發(fā)明的另一個較佳實(shí)施例，它展示了由定位在插孔98中心并能在其附近移動的園盤22所構(gòu)成的字符輸入/指示和定位設(shè)備10。園盤22嵌入由包含4個92與94的薄片所卷成并插入插孔98的片卷中。如圖46所示，片基傳感器92與94是這樣配置的，將插孔壁96劃分成多個區(qū)域。當(dāng)筆28的尖端26作用一個力在園盤22的凹口36上時，由于園盤22移近插孔壁96的一個部分而使片基傳感器92與94引起電壓變化。取決于園盤22移向插孔壁96的哪一部分，片基傳感器92，或者片基傳感器94，或者兩者以不同的比例受到影響。測量相對于園盤22位于插孔98中心時的初始電平的電壓變化閾值，以確定是否已經(jīng)作出了一個選擇。
圖8至47中所示的所有設(shè)備，都以一個用于輸入目的的縮減了基的字符集進(jìn)行操作?？s減基字符集對于設(shè)備的操作是十分重要的，所以從基2至基8的字符集的復(fù)制品分別包括在表1至7中，它們作為圖表附在這一說明書后面以便對本發(fā)明作完整的公開。在表1至7中所包括的字符集是將ASC11字符集中的字符的位置轉(zhuǎn)換成所選定的基字符集的等價位置而得到的。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，縮減字符集可以加以優(yōu)化以保證最常用的字符需要最少次數(shù)的輸入觸擊。作為優(yōu)化過程的組成部分某些字符之間的關(guān)系必須加以合理化。作為這方面的例子是大寫與小寫字母之間的關(guān)系。在一個優(yōu)化系統(tǒng)中字母表中一個字符的大寫和小寫輸入序列帶有緊密的相似性而使操作員更容易記住它們的編碼。較佳基系統(tǒng)，基3與基5的優(yōu)化字符集分別載在表8和9中。人類的記憶只能牢記有限數(shù)量字符的容量，優(yōu)化字符集便于記憶能提高輸入速度。表1至9中所載的字符包含一列基10的數(shù)，以便精于此道者能考查優(yōu)化表8與9時所采取的步驟。
精于此道者完全了解，一旦知道了縮減字符集的基礎(chǔ)原理，并理解了較佳實(shí)例的操作，便可以在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)下，對較佳實(shí)施例的配置和操作作出許許多多的改變。
現(xiàn)在將給出應(yīng)用表8中所示的優(yōu)化基3字符集的較佳實(shí)施例的操作說明。所說明的操作對于圖8至47中所示的任何一個較佳實(shí)施例都是一樣的。為了說明，我們對4個開關(guān)或選擇區(qū)域賦予符號0，+，！，和Send(發(fā)送)。應(yīng)用這些開關(guān)來輸入字“Canada”，首先我們定位筆28的尖端26。這將把尖端26放置在園盤22的凹口36中的中心點(diǎn)16上，或者彈性材料42的加固開口48中的中心點(diǎn)16上，這取決于所選用的實(shí)施例。施加一個力在筆28上，我們選擇三個可用字符，0，+，！中的一個。字“Canada”的第一個字母需要一個大寫的“C”。這需要一個輸入0?。?！，如表8中所列。大寫“C”的選擇完成以后，選擇Send(發(fā)送)開關(guān)向計(jì)算機(jī)發(fā)送信號通知傳輸序列的結(jié)束。這一個字的剩余部分便如此輸入，(“a”→?。?！send)，(“n”→+++send)，(“a”→！??！send)，(“d”→！+！send)，以及(“a”→！??！send)。然后作出選擇(“”→send)，使在輸入該句子中的下一個字以前留出一個空格。
東方字符集已知包含多達(dá)64000個獨(dú)立的字符。與只含26個字符的英文字符集相比這是一個大數(shù)目。實(shí)際上，在東方語言中所謂的字符等價于英語中的字。英語中包括一二十萬個字(如果名字與科技術(shù)語不計(jì)在內(nèi)的話)。東方字符有稱作筆劃和字根(字元)的部件。在西方語言中一個字中以每個字符一個挨一個地顯示。為了把字分開在一行中的字母之間放入一個空格。在古典東方語言中，一個字符中的筆劃或字根是互相疊起來寫的，而一個特定字符中每一個字根的實(shí)際形狀和位置可以調(diào)整使該字符具有美學(xué)的外觀。多個東方字符象在西方語言中多個字用空格分隔一樣。正如西方語言中的書寫字是由1至20或更多字母組成的一樣，東方字符可由1-20個字根或筆劃組成。因?yàn)橐粋€字符中的字根是可以改變形狀，大小和朝向的，對于有多少基本字根或筆劃沒有公認(rèn)的協(xié)議。對于十分不同形狀的字根可以隨意地作出決定給它們相同的識別。在當(dāng)前的文獻(xiàn)中記載著具有30至300不同字根/筆劃清單。
本發(fā)明所能唯一地定義的字符的數(shù)目是無限制的，因?yàn)檫@一數(shù)目僅僅由向計(jì)算機(jī)發(fā)送傳輸結(jié)束信號以前所允許選擇的縮減字符集中字符的最大數(shù)目所確定。取自一個給定的縮減基字符集中的字符序列所能表示的不同字符的數(shù)目，可用下述算法計(jì)算u＝(n＊up)+n其中n＝縮減基字符集中的字符數(shù)s＝允許選擇的最大次數(shù)u＝能夠表示的不同字符數(shù)up＝這一函數(shù)在上一次迭代中計(jì)算所得的能表示的字符數(shù)例如對于s＝1至10，n＝3s u1 (3×0)+3＝32 (3×3)+3＝123 (3×12)+3＝394 (3×39)+3＝1205 (3×120)+3＝3636 (3×363)+3＝10927 (3×1092)+3＝32708 (3×3270)+3＝98409 (3×9840)+3＝2952310 (3×29523)+3＝88572有若干方法將本發(fā)明用于輸入東方語言字符。一個東方字符等價于西方語言字典中的一個字。如果本發(fā)明用于從字典中選取字，人們也許會認(rèn)為計(jì)算機(jī)需要進(jìn)行相當(dāng)數(shù)量的處理。所述的本發(fā)明能夠以最少的附加電子設(shè)備取代一臺正規(guī)的計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)鍵盤。為了支持東方字符集要求一臺計(jì)算機(jī)能顯示該設(shè)備所要選取的所有中文字符。例如，在英文語言中使用本發(fā)明時，字“Orient”的拼寫一般用下述序列獲得(參見表8)“O”“r”“i” “e” “n” “t”
19次選擇縮減字符集中的字符用于拼寫字“Orient”中的6個英文字母。在任何東方數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)中，本發(fā)明可用和它們從鍵盤輸入時同樣的方式輸入該特定系統(tǒng)使用的全部字根，每一個字根賦予一個唯一的縮減字符集的字符序列，加以優(yōu)化使最常用的字根所用的縮減字符集字符序列具有最低數(shù)量或最明顯的選擇。
例如，如果“東”這一東方字符包括39個字根的一個假設(shè)集中的6個字根，從上表中我們可知每一字根需要最多不超過三次觸擊(平均每一字根2.6次觸擊)，所以“東”字的輸入大約需要16次選擇縮減字符集。當(dāng)所用的字根的數(shù)目增加時，縮減字符集選擇的總數(shù)也要增加，29523個(見上面例子中的表)東方字符可以用不超過9次選擇來輸入，或者最常用的9840個東方字符可以用不超過8次選擇來進(jìn)行選定。
在上述任何方法中，對于所選定的東方字符如果在任何點(diǎn)上選擇了傳輸序列結(jié)束符，則計(jì)算機(jī)必須提供反饋。用西方語言字母表作為另一例子，當(dāng)我們接連選擇拼寫字“maternal”的字符時，我們將見到mmamatmatematermaternmaternamaternal。
在東方字符中，字符也可以以同樣方式逐漸形成，當(dāng)每一字根被選定時，中間字符逐個地顯示。
表1對于一個基2即二進(jìn)制系統(tǒng)(我們將基2字符表示為′！′與′O′)每一個二進(jìn)制字符有一個開關(guān)加上一個SEND(發(fā)送)開關(guān)共三個開關(guān)。
表2對于一個基3即三進(jìn)制系統(tǒng)(我們將基3字符表示為′！′，′+′，′O′)每一個三進(jìn)制字符有一個開關(guān)加上一個SEND(發(fā)送)開關(guān)共四個開關(guān)。
表3對于一個基4即四進(jìn)制系統(tǒng)(我們將基4字符表示為′！′，′+′，′＊′，′O′)每一個四進(jìn)制字符有一個開關(guān)加上一個SEND(發(fā)送)開關(guān)共五個開關(guān)。
表4對于一個基5即五進(jìn)制系統(tǒng)(我們將基5字符表示為′！′，′+′，′＊′，′?！洌銸′)每一個五進(jìn)制字符有一個開關(guān)加上一個SEND(發(fā)送)開關(guān)共六個開關(guān)。
表5對于一個基6即六進(jìn)制系統(tǒng)(我們將基6字符表示為′！′，′+′，′＊′，′＃′，′%′，′O′)每一個六進(jìn)制字符有一個開關(guān)加上一個SEND(發(fā)送)開關(guān)共七個開關(guān)。
表6對于一個基7即七進(jìn)制系統(tǒng)(我們將基7字符表示為′！′，′+′，′＊′，′?！?，′%′，′＝′，′O′)每一個七進(jìn)制字符有一個開關(guān)加上一個SEND(發(fā)送)開關(guān)共八個開關(guān)。
表7對于一個基8即八進(jìn)制系統(tǒng)(我們將基8字符表示為′！′，′+′，′＊′，′?！洌?′，′＝′，′？′，′O′)每一個八進(jìn)制字符有一個開關(guān)加上一個SEND(發(fā)送)開關(guān)共九個開關(guān)。
表8優(yōu)化的基3即3進(jìn)制系統(tǒng)的一個例如(我們將基3(基數(shù)3)字符表示為′！′，′+′，′O′)其中最常用的字符組織為需要最少數(shù)目的縮減集字符。
表9優(yōu)化的基5即五進(jìn)制系統(tǒng)的一個例如(我們將基5(基數(shù)5)字符表示為′！′，′+′，′＊′，′?！渑c′O′)其中最常用的字符組織為需要最少數(shù)目的縮減集字符。
權(quán)利要求
1.一種用于計(jì)算機(jī)的字符輸入/指示和定位設(shè)備，其特征在于a.一個基本上平的中心板；b.圍繞所述中心板配置的選擇識別裝置；c.一個園盤，在一個平行于所述中心板的平面內(nèi)定位于所述中心板的中心并能在其附近滑動使所述園盤可以向所述選擇識別裝置移動以作出一個選擇，所述園盤帶有一個頂面孔穴使一個尖形工具的尖端可以插入其中以控制所述園盤的運(yùn)動。
2.一種字符輸入/指示和定位設(shè)備，其特征在于a.一個基本上平的中心板;b.圍繞所述中心板配置的垂直于所述中心板的選擇識別裝置，一個尖形工具的尖端可以在所述的中心板之上并可在平行于所述中心板的平面內(nèi)滑動，向所述選擇識別裝置移動所述尖形工具的所述尖端以作出一個選擇，所述尖形工具的尖端運(yùn)動是受所述識別裝置限定的。
3.權(quán)利要求1或2中所定義的字符輸入設(shè)備，其中所述選擇識別裝置由多個開關(guān)構(gòu)成。
4.權(quán)利要求1或2中所定義的字符輸入設(shè)備，其中所述選擇識別裝置由多個區(qū)域構(gòu)成，帶有用于測定選擇裝置的運(yùn)動方向與閾值大小的裝置以確定是否已經(jīng)作出了一個選擇。
5.權(quán)利要求1或2中所定義的字符輸入設(shè)備，具有向所述計(jì)算機(jī)發(fā)送信號通知一個傳輸序列的結(jié)束的裝置。
6.權(quán)利要求3中所定義的字符輸入設(shè)備，具有一個附加開關(guān)專門用于向所述計(jì)算機(jī)發(fā)送信號通知一個傳輸序列的結(jié)束。
7.權(quán)利要求3中所定義的字符輸入設(shè)備，具有一個附加開關(guān)專門用于向所述計(jì)算機(jī)發(fā)信號通知在字符輸入模式以及指示和定位模式之間的轉(zhuǎn)換。
8.權(quán)利要求4中所定義的字符輸入設(shè)備，具有一個附加的區(qū)域?qū)ｉT用于向所述計(jì)算機(jī)發(fā)信號通知一個傳輸序列的結(jié)束。
9.權(quán)利要求4中所定義的字符輸入設(shè)備，具有一個附加的區(qū)域?qū)ｉT用于向所述計(jì)算機(jī)發(fā)信號通知在字符輸入模式以及指示和定位模式之間的轉(zhuǎn)換。
10.一種用于計(jì)算機(jī)的字符輸入/指示和定位設(shè)備，其特征在于a.圍繞一個基本上平的荷電中心板的三塊或更多塊導(dǎo)體片;以及b.一個具有導(dǎo)電底或側(cè)面和一個絕緣的頂部孔穴的園盤，定位在所述中心板的中心并能在其周圍滑動，使得一個尖形工具的尖端可以插入所述孔穴以控制所述園盤在平行于所述中心板的平面內(nèi)的運(yùn)動，帶動所述園盤的所述導(dǎo)電面與所述導(dǎo)體片之一相接觸與所述中心板構(gòu)成一個電路。
11.一種用于計(jì)算機(jī)的字符輸入/指示和定位設(shè)備，其特征在于a.三或更多個膜片開關(guān)，每一所述膜片開關(guān)有兩個接觸面;配置在一個基本上平的中心板周圍，使得每一個所述膜片開關(guān)可以被一個可在平行于所述中心板平面的平面內(nèi)滑動的一個尖形工具的尖端就可以壓迫在一個選定的膜片開關(guān)上，使所述接觸面相接觸以構(gòu)成一個電路;以觸發(fā)所述的膜片開關(guān)以及垂直于所述中心板配置的所述膜片開關(guān)，以限定所述尖形工具的所述尖端的運(yùn)動。
12.一種用于計(jì)算機(jī)的字符輸入/指示和定位設(shè)備，其特征在于a.圍繞一個基本上平的中心板配置三或更多個膜片開關(guān)，每一所述膜片開關(guān)有兩個接觸面;b.一個具有頂部孔穴的可移動園盤，所述園盤可以在所述中心板上滑動使得一個尖形工具的尖端可以插入所述孔穴以控制所述園盤在平行于所述中心板的平面內(nèi)的運(yùn)動，使所述園盤能壓迫被選擇的膜片開關(guān)，這樣所述接觸面相接觸而構(gòu)成一個電路以觸發(fā)每一個所述的膜片開關(guān)。
13.一種用于計(jì)算機(jī)的字符輸入/指示和定位設(shè)備，其特征在于a.一個基本上平的中心板形式的支撐件;b.二或更多片安裝在彈性材料上的應(yīng)變片，所述彈性材料擱置在所述支撐件上方，并固定在所述支撐件的邊緣，所述應(yīng)變片以不同角度配置使它們可測定作用在不同方向上的力，并以此在所述彈性材料上劃分不同的輸入?yún)^(qū)域;c.限定一個尖形工具的尖端定位在所述彈性材料上的放置位置的裝置，使得一個尖形工具的尖端可以插入所述放置位置裝置以在平行于所述支撐件平面的平面內(nèi)施加一個力，所述應(yīng)變片借此測定所述力的方向與閾值大小以確定是否已經(jīng)作出了一個選擇。
14.一種用于計(jì)算機(jī)的字符輸入/指示和定位設(shè)備，其特征在于a.一個基本上平的中心板形式的底座;b.一個支撐桿，其一端固定在所述底座上另一端從所述底座垂直向上延伸;c.兩片安裝在所述支撐桿的另一端側(cè)面上的應(yīng)變片使它們測定垂直于所述支撐桿的不同方向上的力，借此劃分相對于所述支撐桿位置的不同的輸入?yún)^(qū)域;d.限定尖形工具的尖端使之定位在所述支撐桿另一端上的放置位置的裝置，使一個尖形工具的尖端可以插入所述放置位置以在平行于所述底座的平面內(nèi)作用一個力，所述應(yīng)變片借此測定所述支撐桿的運(yùn)動方向與閾值大小，以確定是否已經(jīng)作出了一個選擇。
15.一種用于計(jì)算機(jī)的輸入/指示和定位設(shè)備，其特征在于a.圍繞一塊基本上平的中心板的兩片或更多的導(dǎo)體片，所述導(dǎo)體片有一薄層絕緣涂層;b.一個園盤，具有一導(dǎo)電的底面和一個絕緣的頂部孔穴，定位在所述中心板的中心并能在其周圍滑動，使一個尖形工具的尖端可以插入所述孔穴以控制所述園盤的運(yùn)動，借此所述園盤在平行于中心板的平面內(nèi)的相對于由所述導(dǎo)體片的位置所劃分的區(qū)域上運(yùn)動，導(dǎo)致電容的變化;以及c.用于在所述園盤運(yùn)動時測定電容變化的閾值大小的裝置，所述變化是相對于當(dāng)所述園盤定位于所述板的中心時的初始電容值而言的，以確定是否已經(jīng)作出了一個選擇。
16.一種用于計(jì)算機(jī)的字符輸入/指示和定位設(shè)備，其特征在于a.圍繞一塊基本上平的中心板配置的三個或更多個薄膜電容器，每一所述薄膜電容器有二個被一薄層絕緣材料所分隔的接觸面;所述薄膜電容器適用于被一個能夠在平行于所述中心板的平面內(nèi)滑動的尖形工具的尖端加壓在一個選定的薄膜電容器上從而增加所述電容器的電容而加以觸發(fā);b.用于當(dāng)所述接觸面互相靠近時測定電容變化的閾值大小以確定是否已經(jīng)作出了一個選擇的裝置;所述薄膜電容器是垂直于所述中心板配置的以限定所述尖形工具的所述尖端的運(yùn)動。
17.一個用于計(jì)算機(jī)的字符輸入/指示和定位設(shè)備，其特征在于a.圍繞一塊基本上平的中心板配置的三個或更多個霍爾效應(yīng)傳感器;b.一個具有頂部孔穴和磁性底面或側(cè)面的可移動園盤，所述園盤可在所述中心板上滑動，使一個尖形工具的尖端可以插入所述孔穴以控制所述園盤的運(yùn)動，借此，當(dāng)所述園盤在平行于所述中心板的平面內(nèi)向所述傳感器之一運(yùn)動時可以導(dǎo)致電壓的變化;以及c.用于當(dāng)所述園盤運(yùn)動時測定電壓變化的閾值大小的裝置，所述電壓變化是相對于一個初始電平而言的，用以確定是否已經(jīng)作出了一個選擇。
18.一種用于計(jì)算機(jī)的字符輸入/指示和定位設(shè)備，其特征在于a.圍繞一個發(fā)光二級管配置的三個或更多個光電晶體管;b.一個具有頂部孔穴與凹形反射底面的盤片，定位在所述二級管的中心并能在其周圍滑動使得一個尖形工具的尖端可以插入所述孔穴以控制所述盤片的運(yùn)動，當(dāng)所述盤片在平行于所述二級管的平面內(nèi)向所述光電晶體管之一運(yùn)動時光線受所述盤片的反射從所述二級管射向所述光電晶體管以增加所述光電晶體管中的電壓;以及c.用于在所述盤片運(yùn)動時測定電壓變化的閾值大小的裝置，所述電壓變化是相對于當(dāng)所述盤片位于所述二級管的中心時的初始電平而言的，以確定是否已經(jīng)作出了一個選擇。
19.一種用于計(jì)算機(jī)的字符輸入/指示和定位設(shè)備，其特征在于a.三對或更多對光電晶體管和發(fā)光二級管對，圍繞一塊基本上平的中心板配置，每一個所述發(fā)光二級管發(fā)出的一束光線都聚焦在一個所述光電晶體管之上;以及b.一塊具有一個頂部孔穴的可移動盤片，可在所述中心板上滑動，使一個尖形工具的尖端可以插入所述孔穴以控制所述盤片的運(yùn)動;借助于所述盤片在平行于所述中心板的平面內(nèi)的運(yùn)動使得一個所述光電晶體管與發(fā)光二級管對內(nèi)的光束被遮斷。
20.一種用于計(jì)算機(jī)的字符輸入/指示和定位設(shè)備，其特征在于a.三片或更多片圍繞一塊基本上平的荷電中心板的導(dǎo)體片;b.一個園盤定位于所述中心板的中心并能在其周圍滑動，所述園盤被嵌入一片薄的浸碳合成橡膠材料中，所述合成橡膠材料連接在所述導(dǎo)體片上并有一頂部孔穴，使一個尖形工具的尖端可以插入所述孔穴以控制所述園盤的運(yùn)動，這樣所述園盤在平行于所述中心板的平面上的運(yùn)動壓迫了按所述導(dǎo)體片的位置所劃分的不同區(qū)域?qū)е铝穗妷旱淖兓?以及c.在所述園盤運(yùn)動時測定電壓變化的閾值大小的裝置，所述電壓變化是相對于園盤位于所述中心板的中心時的初始電平而言的，用以確定是否已經(jīng)作出了一個選擇。
21.一種用于計(jì)算機(jī)的字符輸入/指示和定位設(shè)備，其特征在于a.一個基本上平的中心板形式的支撐件;b.二個或更多個片基傳感器安裝在一塊彈性材料上，所述彈性材料擱置在所述支撐件上并被貼到其邊上，所述片基傳感器是以不同角度配置的，使它們測定作用在不同方向上的力，以此在所述彈性材料上劃分輸入?yún)^(qū)域;c.限定一個尖形工具的尖端放置在所述彈性材料上的放置位置的裝置，使一個尖形工具的尖端可以插入所述放置位置，以在平行于支撐件的平面內(nèi)對該支撐件施加一個力，所述片基傳感器測定所述力的方向與閾值大小以確定是否已經(jīng)作出了一個選擇。
22.一種用于計(jì)算機(jī)的字符輸入/指示和定位設(shè)備，其特征在于a.二個或更多個片基傳感器配置在一個基本上平的中心板周圍;b.一塊具有一個頂部孔穴的可移動園盤，所述園盤可以在所述中心板上滑動，使一個尖形工具的尖端可以插入所述孔穴以控制所述園盤的運(yùn)動，借此，當(dāng)所述園盤在平行于所述中心板的平面內(nèi)向所述傳感器之一運(yùn)動時可以導(dǎo)致電壓變化;以及c.用于在所述園盤運(yùn)動時測定電壓變化的閾值大小的裝置，所述電壓變化是相對于一個初始電平而言的，用以確定是否已經(jīng)作出了一個選擇。
23.一種使用指示和定位設(shè)備作為字符輸入設(shè)備的方法，其特征在于下述步驟a.識別與區(qū)分指示和定位設(shè)備的選擇位置，所述指示和定位設(shè)備有3至9個選擇位置;b.開發(fā)一個縮減的字符集使得能應(yīng)用選擇位置的序列輸入每一個字母數(shù)字型字符;以及c.編程使計(jì)算機(jī)在一個傳輸序列結(jié)束時將一位置選擇序列翻譯成一個字母數(shù)字型字符。
全文摘要
一種用于計(jì)算機(jī)的字符輸入/指示和定位設(shè)備，包括多個開關(guān)或閾值區(qū)域，用于被一個筆尖所移動的圓盤以預(yù)先設(shè)置的序列模式所觸發(fā)。
文檔編號G06F3/02GK1054326SQ9010088
公開日1991年9月4日 申請日期1990年2月23日 優(yōu)先權(quán)日1990年2月23日
發(fā)明者薩姆森·羅姆 申請人:薩姆森·羅姆