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一种用于计算机的字符输入/指示及定位设备.pdf

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  • 文档编号:659449
  • 上传时间:2018-03-02
  • 格式:PDF
  • 页数:46
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN90100883.4

    申请日:

    1990.02.23

    公开号:

    CN1054326A

    公开日:

    1991.09.04

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情:

    |||授权|||公开

    IPC分类号:

    G06F3/02

    主分类号:

    G06F3/02

    申请人:

    萨姆森·罗姆;

    发明人:

    萨姆森·罗姆

    地址:

    加拿大艾伯塔省

    优先权:

    专利代理机构:

    永新专利商标代理有限公司

    代理人:

    程伟

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    内容摘要

    一种用于计算机的字符输入/指示和定位设备,包括多个开关或阈值区域,用于被一个笔尖所移动的圆盘以预先设置的序列模式所触发。

    权利要求书

    1: 一种用于计算机的字符输入/指示和定位设备,其特征在于: a.一个基本上平的中心板; b.围绕所述中心板配置的选择识别装置; c.一个园盘,在一个平行于所述中心板的平面内定位于所述中心板的中心并能在其附近滑动使所述园盘可以向所述选择识别装置移动以作出一个选择,所述园盘带有一个顶面孔穴使一个尖形工具的尖端可以插入其中以控制所述园盘的运动。
    2: 一种字符输入/指示和定位设备,其特征在于: a.一个基本上平的中心板; b.围绕所述中心板配置的垂直于所述中心板的选择识别装置,一个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内滑动,向所述选择识别装置移动所述尖形工具的所述尖端以作出一个选择,所述尖形工具的尖端运动是受所述识别装置限定的。
    3: 权利要求1或2中所定义的字符输入设备,其中所述选择识别装置由多个开关构成。
    4: 权利要求1或2中所定义的字符输入设备,其中所述选择识别装置由多个区域构成,带有用于测定选择装置的运动方向与阈值大小的装置以确定是否已经作出了一个选择。
    5: 权利要求1或2中所定义的字符输入设备,具有向所述计算机发送信号通知一个传输序列的结束的装置。
    6: 权利要求3中所定义的字符输入设备,具有一个附加开关专门用于向所述计算机发送信号通知一个传输序列的结束。
    7: 权利要求3中所定义的字符输入设备,具有一个附加开关专门用于向所述计算机发信号通知在字符输入模式以及指示和定位模式之间的转换。
    8: 权利要求4中所定义的字符输入设备,具有一个附加的区域专门用 于向所述计算机发信号通知一个传输序列的结束。
    9: 权利要求4中所定义的字符输入设备,具有一个附加的区域专门用于向所述计算机发信号通知在字符输入模式以及指示和定位模式之间的转换。
    10: 一种用于计算机的字符输入/指示和定位设备,其特征在于: a.围绕一个基本上平的荷电中心板的三块或更多块导体片;以及 b.一个具有导电底或侧面和一个绝缘的顶部孔穴的园盘,定位在所述中心板的中心并能在其周围滑动,使得一个尖形工具的尖端可以插入所述孔穴以控制所述园盘在平行于所述中心板的平面内的运动,带动所述园盘的所述导电面与所述导体片之一相接触与所述中心板构成一个电路。
    11: 一种用于计算机的字符输入/指示和定位设备,其特征在于: a.三或更多个膜片开关,每一所述膜片开关有两个接触面;配置在一个基本上平的中心板周围,使得每一个所述膜片开关可以被一个可在平行于所述中心板平面的平面内滑动的一个尖形工具的尖端就可以压迫在一个选定的膜片开关上,使所述接触面相接触以构成一个电路;以触发所述的膜片开关以及垂直于所述中心板配置的所述膜片开关,以限定所述尖形工具的所述尖端的运动。
    12: 一种用于计算机的字符输入/指示和定位设备,其特征在于: a.围绕一个基本上平的中心板配置三或更多个膜片开关,每一所述膜片开关有两个接触面; b.一个具有顶部孔穴的可移动园盘,所述园盘可以在所述中心板上滑动使得一个尖形工具的尖端可以插入所述孔穴以控制所述园盘在平行于所述中心板的平面内的运动,使所述园盘能压迫被选择的膜片开关,这样所述接触面相接触而构成一个电路以触发每一个所述的膜片开关。
    13: 一种用于计算机的字符输入/指示和定位设备,其特征在于: a.一个基本上平的中心板形式的支撑件; b.二或更多片安装在弹性材料上的应变片,所述弹性材料搁置在所述支撑件上方,并固定在所述支撑件的边缘,所述应变片以不同角度配置使它 们可测定作用在不同方向上的力,并以此在所述弹性材料上划分不同的输入区域; c.限定一个尖形工具的尖端定位在所述弹性材料上的放置位置的装置,使得一个尖形工具的尖端可以插入所述放置位置装置以在平行于所述支撑件平面的平面内施加一个力,所述应变片借此测定所述力的方向与阈值大小以确定是否已经作出了一个选择。
    14: 一种用于计算机的字符输入/指示和定位设备,其特征在于: a.一个基本上平的中心板形式的底座; b.一个支撑杆,其一端固定在所述底座上另一端从所述底座垂直向上延伸; c.两片安装在所述支撑杆的另一端侧面上的应变片使它们测定垂直于所述支撑杆的不同方向上的力,借此划分相对于所述支撑杆位置的不同的输入区域; d.限定尖形工具的尖端使之定位在所述支撑杆另一端上的放置位置的装置,使一个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内作用一个力,所述应变片借此测定所述支撑杆的运动方向与阈值大小,以确定是否已经作出了一个选择。
    15: 一种用于计算机的输入/指示和定位设备,其特征在于: a.围绕一块基本上平的中心板的两片或更多的导体片,所述导体片有一薄层绝缘涂层; b.一个园盘,具有一导电的底面和一个绝缘的顶部孔穴,定位在所述中心板的中心并能在其周围滑动,使一个尖形工具的尖端可以插入所述孔穴以控制所述园盘的运动,借此所述园盘在平行于中心板的平面内的相对于由所述导体片的位置所划分的区域上运动,导致电容的变化;以及 c.用于在所述园盘运动时测定电容变化的阈值大小的装置,所述变化是相对于当所述园盘定位于所述板的中心时的初始电容值而言的,以确定是否已经作出了一个选择。
    16: 一种用于计算机的字符输入/指示和定位设备,其特征在于: a.围绕一块基本上平的中心板配置的三个或更多个薄膜电容器,每一所述薄膜电容器有二个被一薄层绝缘材料所分隔的接触面;所述薄膜电容器适用于被一个能够在平行于所述中心板的平面内滑动的尖形工具的尖端加压在一个选定的薄膜电容器上从而增加所述电容器的电容而加以触发; b.用于当所述接触面互相靠近时测定电容变化的阈值大小以确定是否已经作出了一个选择的装置;所述薄膜电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运动。
    17: 一个用于计算机的字符输入/指示和定位设备,其特征在于: a.围绕一块基本上平的中心板配置的三个或更多个霍尔效应传感器; b.一个具有顶部孔穴和磁性底面或侧面的可移动园盘,所述园盘可在所述中心板上滑动,使一个尖形工具的尖端可以插入所述孔穴以控制所述园盘的运动,借此,当所述园盘在平行于所述中心板的平面内向所述传感器之一运动时可以导致电压的变化;以及 c.用于当所述园盘运动时测定电压变化的阈值大小的装置,所述电压变化是相对于一个初始电平而言的,用以确定是否已经作出了一个选择。
    18: 一种用于计算机的字符输入/指示和定位设备,其特征在于: a.围绕一个发光二级管配置的三个或更多个光电晶体管; b.一个具有顶部孔穴与凹形反射底面的盘片,定位在所述二级管的中心并能在其周围滑动使得一个尖形工具的尖端可以插入所述孔穴以控制所述盘片的运动,当所述盘片在平行于所述二级管的平面内向所述光电晶体管之一运动时光线受所述盘片的反射从所述二级管射向所述光电晶体管以增加所述光电晶体管中的电压;以及 c.用于在所述盘片运动时测定电压变化的阈值大小的装置,所述电压变化是相对于当所述盘片位于所述二级管的中心时的初始电平而言的,以确定是否已经作出了一个选择。
    19: 一种用于计算机的字符输入/指示和定位设备,其特征在于: a.三对或更多对光电晶体管和发光二级管对,围绕一块基本上平的中心板配置,每一个所述发光二级管发出的一束光线都聚焦在一个所述光电晶体管之上;以及 b.一块具有一个顶部孔穴的可移动盘片,可在所述中心板上滑动,使一个尖形工具的尖端可以插入所述孔穴以控制所述盘片的运动;借助于所述盘片在平行于所述中心板的平面内的运动使得一个所述光电晶体管与发光二级管对内的光束被遮断。
    20: 一种用于计算机的字符输入/指示和定位设备,其特征在于: a.三片或更多片围绕一块基本上平的荷电中心板的导体片; b.一个园盘定位于所述中心板的中心并能在其周围滑动,所述园盘被嵌入一片薄的浸碳合成橡胶材料中,所述合成橡胶材料连接在所述导体片上并有一顶部孔穴,使一个尖形工具的尖端可以插入所述孔穴以控制所述园盘的运动,这样所述园盘在平行于所述中心板的平面上的运动压迫了按所述导体片的位置所划分的不同区域导致了电压的变化;以及 c.在所述园盘运动时测定电压变化的阈值大小的装置,所述电压变化是相对于园盘位于所述中心板的中心时的初始电平而言的,用以确定是否已经作出了一个选择。
    21: 一种用于计算机的字符输入/指示和定位设备,其特征在于: a.一个基本上平的中心板形式的支撑件; b.二个或更多个片基传感器安装在一块弹性材料上,所述弹性材料搁置在所述支撑件上并被贴到其边上,所述片基传感器是以不同角度配置的,使它们测定作用在不同方向上的力,以此在所述弹性材料上划分输入区域; c.限定一个尖形工具的尖端放置在所述弹性材料上的放置位置的装置,使一个尖形工具的尖端可以插入所述放置位置,以在平行于支撑件的平面内对该支撑件施加一个力,所述片基传感器测定所述力的方向与阈值大小以确定是否已经作出了一个选择。
    22: 一种用于计算机的字符输入/指示和定位设备,其特征在于: a.二个或更多个片基传感器配置在一个基本上平的中心板周围; b.一块具有一个顶部孔穴的可移动园盘,所述园盘可以在所述中心板上滑动,使一个尖形工具的尖端可以插入所述孔穴以控制所述园盘的运动,借此,当所述园盘在平行于所述中心板的平面内向所述传感器之一运动时可以导致电压变化;以及 c.用于在所述园盘运动时测定电压变化的阈值大小的装置,所述电压变化是相对于一个初始电平而言的,用以确定是否已经作出了一个选择。
    23: 一种使用指示和定位设备作为字符输入设备的方法,其特征在于下述步骤: a.识别与区分指示和定位设备的选择位置,所述指示和定位设备有3至9个选择位置; b.开发一个缩减的字符集使得能应用选择位置的序列输入每一个字母数字型字符;以及 c.编程使计算机在一个传输序列结束时将一位置选择序列翻译成一个字母数字型字符。

    说明书


    计算机已发展成为只有信用卡大小。在充分实现信用卡大小计算机的全部潜力之前,在字符输入设备的小型化方面必须有所突破。

        与计算机相连接的最常用的字符输入设备依然是接近一个世纪以前为打字机使用而研制的标准键盘。曾经为这种键盘的小型化作过努力,然而没有成功。用笔尖来触发键的小型标准键盘效率不高,由于人手遮挡了键盘而当操作员必须“寻找和啄食”众多的键时便丢掉了速度。曾经为以减少所需的键来小型化键盘付出过努力。这一点可以以联合按两个或更多的键以输入字符来做到。这种键盘所存在的问题是依然受到用于触发键的人的手指大小的限制并且键的数量的减少必然会减少潜在的字符数量,从而限制了使用。

        曾经为研制作为键盘的替代品的手写体译码器而作出努力。这些输入设备能够“读出”一个人的印刷体或手写体字。理论上,这是一个理想的系统,因为它具有手写的全部灵活性和轻便性又有打字地速度和清晰度。在实践中这些设备遇到了无数的问题。可使用的所有设备都是复杂的因为它们必须译码的字符往往是因操作员的手写字体而异。输入机构的大小必然会受到一个人所能准确地和始终如一地书写最小字符的限制。交互式反馈是必不可少的,由于存在着不能识别的字符的可能性。

        本发明的主要目的是为计算机提供一种比现有设备在更大程度上小型化的字符输入/指示和定位设备。

        广义上,本发明为计算机提供一种字符输入/指示定位设备,它由多个选择识别装置组成,这些装置适合于按预置的序列模式由可移动的选择装置所触发。

        本发明的上述和其它特性将从以下参照附图的说明中得到进一步的明了,其中:

        图1是本发明利用三个开关的一个供选用的实施例的示意图。

        图2是本发明利用四个开关的一个较佳的实施例的示意图。

        图3是本发明利用五个开关的一个供选用的实施例的示意图。

        图4是本发明利用六个开关的一个较佳的实施例示意图。

        图5是本发明利用七个开关的一个供选用的实施例的示意图。

        图6是本发明利用八个开关的一个供选用的实施例的示意图。

        图7是本发明利用九个开关的一个供选用的实施例的示意图。

        图8是本发明利用水平配置的导体片的一个较佳实施例的顶视平面图。

        图9是本发明利用水平配置的导体片的一个较佳实施例的侧视局部剖面图。

        图10是本发明利用垂直配置的导体片的一个较佳实施例的顶视平面图。

        图11是本发明利用垂直配置的导体片的一个较佳实施例侧视局剖图。

        图12是本发明利用水平配置的膜片开关的一个较佳实施例的顶视平面图。

        图13是本发明利用水平配置的膜片开关的一个较佳实施例的侧视局剖图。

        图14是本发明利用垂直配置的膜片开关的一个较佳实施例的顶视平面图。

        图15是本发明利用垂直配置的膜片开关的一个较佳实施例的侧视局剖图。

        图16是本发明利用可移动园盘触发的水平配置膜片开关的一个较佳实施例的透视图。

        图17是本发明利用可移动园盘触发的垂直配置膜片开关的一个较佳实施例的透视图。

        图18是本发明利用水平配置的应变片的一个较佳实施例的顶视平面图。

        图19是本发明利用水平配置的应变片的一个较佳实施例的侧视局部图。

        图20是本发明利用支撑杆上垂直配置的应变片的一个较佳实施例的顶视平面图。

        图21是本发明利用支撑杆上垂直配置的应变片的一个较佳实施例的侧视局剖图。

        图22是本发明利用荷电支撑杆的一个较佳实施例的顶视平面图。

        图23是本发明利用荷电支撑杆的一个较佳实施例的侧视局剖图。

        图24是本发明利用水平配置的绝缘的导体片一个较佳实施例的顶视平面图。

        图25是本发明利用水平配置的绝缘的导体片一个较佳实施例的侧视局剖图。

        图26是本发明利用垂直配置的绝缘的导体片一个较佳实施例的顶视平面图。

        图27是本发明利用垂直配置的绝缘的导体片一个较佳实施例的侧视局剖图。

        图28是本发明利用水平配置的薄膜电容器的一个较佳实施例的顶视平面图。

        图29是本发明利用水平配置的薄膜电容器的一个较佳实施例的侧视局剖图。

        图30是本发明利用垂直配置的薄膜电容器的一个较佳实施例的顶视平面图。

        图31是本发明利用垂直配置的薄膜电容器的一个较佳实施例的侧视局剖图。

        图32是本发明利用水平配置的霍尔效应传感器的一个较佳实施例的顶视平面图。

        图33是本发明利用水平配置的霍尔效应传感器的一个较佳实施例的侧视局剖图。

        图34是本发明利用垂直配置的霍尔效应传感器的一个较佳实施例的顶视平面图。

        图35是本发明利用垂直配置的霍尔效应传感器的一个较佳实施例的侧视局剖图。

        图36是本发明利用光电晶体管与单个发光二极管的一个较佳实施例的顶视平面图。

        图37是本发明利用光电晶体管与单个发光二极管的一个较佳实施例的侧视局剖图。

        图38是本发明利用光电晶体管与发光二极管对的一个较佳实施例的顶视平面图。

        图39是本发明利用光电晶体管与发光二极管对的一个较佳实施例的侧视局剖图。

        图40是本发明利用埋置在浸碳合成橡胶中的可移动园盘触发的水平配置导体片的一个较佳实施例的顶视平面图。

        图41是本发明利用埋置在浸碳合成橡胶中的可移动园盘触发的水平配置导体片的一个较佳实施例的侧视局剖图。

        图42是本发明利用埋置在浸碳合成橡胶中的可移动园盘触发的垂直配置导体片的一个较佳实施例的顶视平面图。

        图43是本发明利用埋置在浸碳合成橡胶中的可移动园盘触发的垂直配置导体片的一个较佳实施例的侧视局剖图。

        图44是本发明利用水平配置的片基传感器的一个较佳实施例的顶视平面图。

        图45是本发明利用水平配置的片基传感器的一个较佳实施例的侧视局剖图。

        图46是本发明利用垂直配置的片基传感器的一个较佳实施例的顶视平面图。

        图47是本发明利用垂直配置的片基传感器的一个较佳实施例的侧视局剖图。

        现在参照图1至图47对较佳实施例进行说明。

        示出在图8至图47中的是一些较佳实施例,一旦了解了本发明的基础原理便可应用这些实施例来实践本发明。下面所要说明的基础原理涉及把我们的字母看成是一个字符集,以及不同字符集中的字符之间的数学关系。

        一个字符集中单个字符的数目是该字符集的“基”。例如,我们的记数系统被认作是基为10的。在计数时我们使用10个字符或符号:0,1,2,3,4,5,6,7,8,和9。要表示一个大于字符集“基”的值需要一个或多个字符的组合使用。在我们的记数系统中,例如,我们继续计数10,11,12,13,14,等等。直至我们穷尽了所有的两个字符组合,然后我们组合三个字符继续计数100,101,102,103,104,等等。在高等数学中认为可以将一个基字符集中的一些字符转换成与之不同基的另一个字符集。每一个字符在其基字符集中有一个“位置值”,它可以用与之不同基的字符集中具有等价“位置值”的一个字符表示。

        我们的字母表有26个字母因而是一个基为26的字符集。如果我们不使用字符的组合来组字的话,在我们的语言中只能有26个字。本发明的基础原理是字母数字字符集中的一个字符可用减小了基的字符集中具有等价位置值的若干个字符的组合来表示。可以应用的较佳的基系统是基3和基5,对应于具有4和6个开关的字符输入设备,其中一个开关专门用于向计算机发出表示一个传输序列结束的信号。

        在图1至图7中以示意形式示出了统一用10代表的字符输入/指示和定位设备。字符输入设备10具有多个用于数据输入的开关12。根据所选择的缩减字符集,输入设备可以配置为用少至三个开关(如图1所示)或多至九个开关(如图7所示)来进行操作。图1至7只是用于作为示例,因为字符输入设备10有可能具有比图示的更多的开关。关键因素是每一个开关必须

        唯一地表示缩减字符集中的一个字符。

        计算机必须能够识别一个传输序列的结束。计算机可以编程为在输入了规定个数的字符之后认为传输序列已经结束,或者更令人满意地,在字符输入设备10上增加一个附加的开关,专门用于向计算机发出信号表示一个传输序列的结束。每一个开关12以连线14连接到一个电源以及一台计算机的输入端。已经得知如果开关12较满意地对向一个中心点16附近是特别有利的。

        计算机必须能够理解是否立即要执行某些选择,如指示和定位一个光标,或者等待一个传输序列的结束,然后根据所输入的预置的序列模式确定选定的字母数字型字符。计算机既可以编程为使用一个特定的预置序列模式在光标指示和定位模式或字符输入模式之间转换,或者更令人满意地,在字符输入设备上增加一个附加开关,专门用于向计算机发信号表示在两种操作模式之间的转换。

        与或者在“断开”或者在“闭合”位置的开关不同,字符输入/指示和定位设备10可包括多个区域。以及用于测量选择装置的运动方向和阈值大小的装置,用来确定是否作出了一个选择,这将在后面说明。

        开关或者阈值区域是如何触发的这一点并不重要,如果愿意,这可由人手的直接移动来完成,为了达到更大程度的小型化,已经知道尖型工具的尖端例如笔尖是特别适用的。

        现在将要说明如图8至47中所示的本发明的若干个较佳的实施例。本技术领域内的人员将会理解虽然在图8至47中没有示出,但每个实施例都必须有连线22将字符输入/指示和定位设备10连接到一个电源和一台计算机的输入端。为了清楚起见,所示出的图比实物的尺寸要大,如以后要说明的,本发明的某些实施例已经制造成只有每边2毫米大小的正方形。

        图8中所示的本发明的一个较佳实施例展示一个字符输入/指示和定位设备10,它是由4块导体片18围绕一块荷电的中心板20组成的。一块具有导电底表面24的园盘22对准中心板20的中心并可在其周围移动。园盘22有一个凹口36,一个尖形工具诸如一支笔28的尖端26可以插入其中,最好如图9所示。园盘22以笔28的尖端26在凹口36上施加压力来移动。当园盘22移动到与导体片18中之一相接触时便和中心板20构成了一个电路。为了进一步小型化这一较佳实施例,导体片18可以从放置在相对于荷电的中心板20垂直的平面上,如图10与图11所示。为了使这一实施例可以操作,园盘22必须具有导电的侧面62。这一基本配置的另一个变型示出在图22与23中。最好如图23所示,园盘22可以放置在一个支撑杆50上。支撑杆50载有电流并传导到园盘22的导电侧表面62上。导体片18是垂直配置的。当笔28的尖端26在园盘22的凹口36上作用一个力时,支撑杆50弯曲而使园盘22的导电侧表面62接触导体片18与荷电的支撑杆50构成一个电路。每当一个选择完成以后支撑杆50立即返回到中心点16上的中心位置。已知,如果导体片是如图22所示放置在角上的,使用支撑杆50的实施例更容易使用,因为这使得用户面对笔28的尖端26的当前位置。

        图12与13中所示的本发明的另一个较佳实施例展示了一个由4个膜片开关30构成的字符输入/指示和定位设备10。每一个膜片开关30有接触面32与34,它们是用笔28的尖端26压在一个选定的膜片开关30上,使接触面32与34相接触而构成一个电路来触发的。膜片开关30是围绕一个中心点16配置的,以便限制笔28所需的行程并为笔28在字符输入击发开关之间提供一个搁置的面。为了进一步小型化字符输入设备10,膜片开关30可以放置在垂直于中心点16的平面上,如图14与15所示。膜片开关30也可以由园盘22来触发,如图16与17中所示。

        图18与19所示的本发明的另一个较佳实施例展示了应用两个应变片38与40的字符输入/指示和定位设备10,应变片安装在一片弹性物质42,它又搁置在支撑面46上并固定在其边44上。应变片的排列方式是这样的,使应变片38测量的力的方向与应变片40所测量的力的方向垂直。安排应变片38与40测量不同的方向的力可使弹性材料片42的表面划分成4种选择的区域。为了使笔28的尖端26可用于进行选择而不损坏弹性材料片42,在弹性材料片42上设置了一个加固的开口48。当笔28的尖端26插入加固开口48并在其区域之一的方向上施加一个力时,应变片38与40测出该力的方向与大小以确定是否作出了一个选择。

        图20与21中所示的本发明的另一个较佳实施例展示了一种由一根支撑杆50构成的字符输入/和指示定位设备10,支撑杆50的一端52固定在底座54上,另一端56从底座54垂直延伸。两个应变片38与40分别装在支撑杆50的侧面58和60上,使它们测量与支撑杆50垂直的两个不同方向上的力。一个园盘22置于支撑杆50的另一端50上。园盘22有个凹口36,适合于接受笔28的尖端26使能将一个力作用在支撑杆50上以作出一个选择。应变片38与40测量支撑杆50移动的方向与阈值大小用以确定是否已经作出了一个选择。

        图24与25示出了本发明的另一个较佳实施例,它展示了由围绕着一个荷电中心板20的4片导体片18所构成的一种字符输入/指示和定位设备10。每一片导体片18有一薄的绝缘涂层64。一个具有导电底面24的园盘22固定在中心板20的中心之上并能在其附近移动,由于园盘22向导体片18中的一片方向上的移动可引起电容的改变。当笔28的尖端26插入园盘22的凹口36中并施加力使园盘22在一个选定的方向上移动时,测量相对于园盘22在板20中心时的初始电容的电容变化阈值以确定是否已经作出了一个选择。为了进一步小型化字符输入设备10,具有绝缘涂层64的导体片18可放置在与园盘22垂直的平面上,如图26与27所示。园盘22具有导电的侧面62并以绝缘涂层64避免与导体片18相接触。绝缘涂层64是弹性的,使园盘22能够向导体片18移动以产生电容的变化。

        图28与29示出了本发明的另一个较佳实施例,它展示了由四个薄膜电容66构成的字符输入/指示和定位10设备。每个薄膜电容器66有接触面68和70,由一薄层绝缘材料72分隔。薄膜电容器66是以一支笔28的尖端26压在一个选定的电容器66上将接触面68与70移动得更为靠近,从而使选定的薄膜电容器66中增加电容而得到触发的。接触面68与70接近时测量电容变化的阈值以确定是否作出了一个选择。为了进一步小型化字符输入设备10,薄膜电容器66可放置在与中心点16垂直的平面上,该中心点是为在字符输入触击之间搁置笔28的尖端26而提供的,如图30与31所示。

        图32与33示出了本发明的另一个较佳实施例,它展示了由4个霍尔效应传器90所构成的字符输入/指示和定位设备10。在霍尔效应传感器90之间的中心点16上装置了一个具有磁性底面74的可移动园盘22。在园盘22向霍尔效应传感器90中之一移动时可引起电压的改变。在园盘22移动时测量相对于初始电平电压变化的阈值以确定是否已经作出了一个选择。为了进一步小型化字符输入设备10,霍尔效应传感器90可以放置在与园盘22垂直的平面上,如图34与35所示。当霍尔效应传感器90放置在垂直平面上时,园盘22的侧面76必须是磁性的以便得到所需要的电压变化。

        图36与37示出了本发明的另一个较佳实施例,它展示了由环绕一个发光二极管80的4个光电晶体管78构成的字符输入/指示和定位设备10。一个具有凹形的反射底面82的园盘22定心在二极管80上并能在其附近移动,便得当园盘22向光电晶体管78之一移动时,园盘22的反射底面82将光从二极管80反射到光电晶体管78之一上从而增加光电晶体管78中的电压,在园盘22移动时测量相对于园盘22位于二极管80中心时的初始电平的电压变化阈值以确定是否已经作出了一个选择。

        图38与39示出了本发明的另一个较佳实施例,它展示了由4个光电晶体管78和发光二极管80对所构成的字符输入/指示和定位设备10。78与80是这样布置的,使每一个发光二极管80发出的一束光线聚集在一个光电晶体管80上。一个可移动的方盘22邻近光束放置使得方盘22的移动导致在一个光电晶体管78与发光二极管80对之间的光束被遮断。

        图40与41示出了本发明的另一个较佳实施例,它展示了由环绕一个荷电的中心板20的4片导体片18所构成的字符输入/指示和定位设备10。园盘22嵌入一片浸碳的合成橡胶材料86中,该合成橡胶86在点88上与导体片18相连接。当笔28的尖端26作用一个力在园盘22的凹口36上时,合成橡胶材料86被压缩使园盘22移近一个导体片18。园盘22的移动导致电压的变化。测量相对于园盘22定位在中心板20的中心时的初始电平的电压变化阈值以确定是否已经作出了一个选择。为了进一步小型化字符输入设备10,导体片可以放置在垂直于中心板20的平面上,如图42与43所示。

        图44与45示出了本发明的另一个较佳实施例,它展示了应用4个片基传感器92与94的字符输入/指示和定位设备10。片基传感器92与94安装在一块弹性材料42上,而弹性材料42则搁置在一个支撑面46上并与其边44相连接。片基传感器92与94是这样配置的,使得片基传感器92所响应的力的方向与片基传感器94所响应的力的方向垂直。将片基传感器92与94配置成对不同方向上的力作出响应可将弹性材料42的表面划分为4个可选择的区域。为了使笔28的尖端26能用于作出选择而不损坏弹性材料42,一个加固的开口48被放置在弹性材料42上。当笔28的尖端26插入加固开口48并在一个区域的方向上作用一个力时,由片基传感器92与94引起的电压变化被用于计算该力的方向与阈值大小以确定是否已经作出了一个选择。

        图46与47中示出了本发明的另一个较佳实施例,它展示了由定位在插孔98中心并能在其附近移动的园盘22所构成的字符输入/指示和定位设备10。园盘22嵌入由包含4个92与94的薄片所卷成并插入插孔98的片卷中。如图46所示,片基传感器92与94是这样配置的,将插孔壁96划分成多个区域。当笔28的尖端26作用一个力在园盘22的凹口36上时,由于园盘22移近插孔壁96的一个部分而使片基传感器92与94引起电压变化。取决于园盘22移向插孔壁96的哪一部分,片基传感器92,或者片基传感器94,或者两者以不同的比例受到影响。测量相对于园盘22位于插孔98中心时的初始电平的电压变化阈值,以确定是否已经作出了一个选择。

        图8至47中所示的所有设备,都以一个用于输入目的的缩减了基的字符集进行操作。缩减基字符集对于设备的操作是十分重要的,所以从基2至基8的字符集的复制品分别包括在表1至7中,它们作为图表附在这一说明书后面以便对本发明作完整的公开。在表1至7中所包括的字符集是将ASC11字符集中的字符的位置转换成所选定的基字符集的等价位置而得到的。

        本领域的技术人员将会理解,缩减字符集可以加以优化以保证最常用的字符需要最少次数的输入触击。作为优化过程的组成部分某些字符之间的关系必须加以合理化。作为这方面的例子是大写与小写字母之间的关系。在一个优化系统中字母表中一个字符的大写和小写输入序列带有紧密的相似性而使操作员更容易记住它们的编码。较佳基系统,基3与基5的优化字符集分别载在表8和9中。人类的记忆只能牢记有限数量字符的容量,优化字符集便于记忆能提高输入速度。表1至9中所载的字符包含一列基10的数,以便精于此道者能考查优化表8与9时所采取的步骤。

        精于此道者完全了解,一旦知道了缩减字符集的基础原理,并理解了较佳实例的操作,便可以在不脱离本发明的实质下,对较佳实施例的配置和操作作出许许多多的改变。

        现在将给出应用表8中所示的优化基3字符集的较佳实施例的操作说明。所说明的操作对于图8至47中所示的任何一个较佳实施例都是一样的。为了说明,我们对4个开关或选择区域赋予符号0,+,!,和Send(发送)。应用这些开关来输入字“Canada”,首先我们定位笔28的尖端26。这将把尖端26放置在园盘22的凹口36中的中心点16上,或者弹性材料42的加固开口48中的中心点16上,这取决于所选用的实施例。施加一个力在笔28上,我们选择三个可用字符,0,+,!中的一个。字“Canada”的第一个字母需要一个大写的“C”。这需要一个输入0!!!,如表8中所列。大写“C”的选择完成以后,选择Send(发送)开关向计算机发送信号通知传输序列的结束。这一个字的剩余部分便如此输入,(“a”→!!!send),(“n”→+++send),(“a”→!!!send),(“d”→!+!send),以及(“a”→!!!send)。然后作出选择(“”→send),使在输入该句子中的下一个字以前留出一个空格。

        东方字符集已知包含多达64000个独立的字符。与只含26个字符的英文字符集相比这是一个大数目。实际上,在东方语言中所谓的字符等价于英语中的字。英语中包括一二十万个字(如果名字与科技术语不计在内的话)。东方字符有称作笔划和字根(字元)的部件。在西方语言中一个字中以每个字符一个挨一个地显示。为了把字分开在一行中的字母之间放入一个空格。在古典东方语言中,一个字符中的笔划或字根是互相叠起来写的,而一个特定字符中每一个字根的实际形状和位置可以调整使该字符具有美学的外观。多个东方字符象在西方语言中多个字用空格分隔一样。正如西方语言中的书写字是由1至20或更多字母组成的一样,东方字符可由1-20个字根或笔划组成。因为一个字符中的字根是可以改变形状,大小和朝向的,对于有多少基本字根或笔划没有公认的协议。对于十分不同形状的字根可以随意地作出决定给它们相同的识别。在当前的文献中记载着具有30至300不同字根/笔划清单。

        本发明所能唯一地定义的字符的数目是无限制的,因为这一数目仅仅由向计算机发送传输结束信号以前所允许选择的缩减字符集中字符的最大数目所确定。取自一个给定的缩减基字符集中的字符序列所能表示的不同字符的数目,可用下述算法计算:

        u=(n*up)+n

        其中

        n=缩减基字符集中的字符数

        s=允许选择的最大次数

        u=能够表示的不同字符数

        up=这一函数在上一次迭代中计算所得的能表示的字符数

        例如:

        对于s=1至10,n=3

        s  u

        1  (3×0)+3=3

        2  (3×3)+3=12

        3  (3×12)+3=39

        4  (3×39)+3=120

        5  (3×120)+3=363

        6  (3×363)+3=1092

        7  (3×1092)+3=3270

        8  (3×3270)+3=9840

        9  (3×9840)+3=29523

        10  (3×29523)+3=88572

        有若干方法将本发明用于输入东方语言字符。一个东方字符等价于西方语言字典中的一个字。如果本发明用于从字典中选取字,人们也许会认为计算机需要进行相当数量的处理。所述的本发明能够以最少的附加电子设备取代一台正规的计算机标准键盘。为了支持东方字符集要求一台计算机能显示该设备所要选取的所有中文字符。例如,在英文语言中使用本发明时,字“Orient”的拼写一般用下述序列获得(参见表8):

          “O”    “r”    “i”      “e”      “n”      “t”

        19次选择缩减字符集中的字符用于拼写字“Orient”中的6个英文字母。在任何东方数据输入系统中,本发明可用和它们从键盘输入时同样的方式输入该特定系统使用的全部字根,每一个字根赋予一个唯一的缩减字符集的字符序列,加以优化使最常用的字根所用的缩减字符集字符序列具有最低数量或最明显的选择。

        例如,如果“东”这一东方字符包括39个字根的一个假设集中的6个字根,从上表中我们可知每一字根需要最多不超过三次触击(平均每一字根2.6次触击),所以“东”字的输入大约需要16次选择缩减字符集。当所用的字根的数目增加时,缩减字符集选择的总数也要增加,29523个(见上面例子中的表)东方字符可以用不超过9次选择来输入,或者最常用的9840个东方字符可以用不超过8次选择来进行选定。

        在上述任何方法中,对于所选定的东方字符如果在任何点上选择了传输序列结束符,则计算机必须提供反馈。用西方语言字母表作为另一例子,当我们接连选择拼写字“maternal”的字符时,我们将见到:

        m

        ma

        mat

        mate

        mater

        matern

        materna

        maternal。

        在东方字符中,字符也可以以同样方式逐渐形成,当每一字根被选定时,中间字符逐个地显示。

        表1

        对于一个基2即二进制系统(我们将基2字符表示为′!′与′O′)每一个二进制字符有一个开关加上一个SEND(发送)开关共三个开关。

        表2

        对于一个基3即三进制系统(我们将基3字符表示为′!′,′+′,′O′)每一个三进制字符有一个开关加上一个SEND(发送)开关共四个开关。

        表3

        对于一个基4即四进制系统(我们将基4字符表示为′!′,′+′,′*′,′O′)每一个四进制字符有一个开关加上一个SEND(发送)开关共五个开关。

        表4

        对于一个基5即五进制系统(我们将基5字符表示为′!′,′+′,′*′,′#′,′O′)每一个五进制字符有一个开关加上一个SEND(发送)开关共六个开关。

        表5

        对于一个基6即六进制系统(我们将基6字符表示为′!′,′+′,′*′,′#′,′%′,′O′)每一个六进制字符有一个开关加上一个SEND(发送)开关共七个开关。

        表6

        对于一个基7即七进制系统(我们将基7字符表示为′!′,′+′,′*′,′#′,′%′,′=′,′O′)每一个七进制字符有一个开关加上一个SEND(发送)开关共八个开关。

        表7

        对于一个基8即八进制系统(我们将基8字符表示为′!′,′+′,′*′,′#′,′%′,′=′,′?′,′O′)每一个八进制字符有一个开关加上一个SEND(发送)开关共九个开关。

        表8

        优化的基3即3进制系统的一个例如(我们将基3(基数3)字符表示为′!′,′+′,′O′)其中最常用的字符组织为需要最少数目的缩减集字符。

        表9

        优化的基5即五进制系统的一个例如(我们将基5(基数5)字符表示为′!′,′+′,′*′,′#′与′O′)其中最常用的字符组织为需要最少数目的缩减集字符。

        

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    一种 用于 计算机 字符 输入 指示 定位 设备
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