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1、(10)申请公布号 CN 103649893 A (43)申请公布日 2014.03.19 CN 103649893 A (21)申请号 201280031247.9 (22)申请日 2012.05.17 13/168,888 2011.06.24 US G06F 3/048(2013.01) (71)申请人 陶奇菲尔公司 地址 美国华盛顿州 (72)发明人 史蒂芬阿尔弗雷德艾萨克 布兰德利S梅蒙 拉夫莱维 (74)专利代理机构 北京商专永信知识产权代理 事务所 ( 普通合伙 ) 11400 代理人 邬玥 葛强 (54) 发明名称 用于在基于接近度的触摸屏上优化进行盲打 的键盘盖板 (57) 。
2、摘要 本发明公开了用于触摸屏的键盘盖板, 也公 开了用于盖板的新型按键结构。所述键盘盖板 与按键结构具有新型结构, 可以提供手指休息阻 力、 在动作过程中的减速、 动作前的提示、 手指位 置提示、 按键识别提示以及其他为了盲打 (touch typing) 而优化的键盘所需要的方面。用于装载 和部署键盘盖板, 以使得该盖板与触摸屏的虚拟 键盘对齐的方法也在这里被公开。被公开的键盘 盖板可以提供用于所有已知类型的触摸屏的优化 的触控输入的特质。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2013.12.24 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/US2012/038428 2。
3、012.05.17 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2012/177341 EN 2012.12.27 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 27 页 附图 22 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书27页 附图22页 (10)申请公布号 CN 103649893 A CN 103649893 A 1/3 页 2 1. 一种触摸屏键盘盖板, 包括 : 八个可压缩弹性材料制成的起始行休息按键结构, 所述起始行休息按键结构包括两个 食指起始行休息按键结构, 每个起始行按键结构具备有顶部和底部的手指表面, 外侧壁和 内部支撑 ; 。
4、所述外侧壁高于触摸屏的激活距离 ; 每一个起始行休息按键结构的所述手指表面、 外侧壁和内部支撑具有足够的阻力来承 受手指休息时的重量, 以使得手指表面顶部在休息时的压力下保持远离激活距离 ; 每一个起始行休息按键结构的所述手指表面、 外侧壁和内部支撑在压力下可以下陷, 以使得所述手指表面顶部在激活压力下, 处于触摸屏的激活距离之内 ; 每一个起始行休息按键结构的所述手指表面、 外侧壁和内部支撑提供了在下陷过程中 不断增加的阻力以进行压缩 ; 每一个起始行休息按键结构的所述手指表面、 外侧壁和内部支撑在激活压力释放时反 弹 ; 所述起始行休息按键结构是可以放置在触摸屏键盘的起始行按键上的。 2.。
5、 如权利要求 1 所述的键盘盖板, 其中所述每一个起始行休息按键结构的所述手指表 面、 外侧壁和内部支撑的阻力压力在激活压力下下陷时变化, 以在被按下时提供触觉激活 前提示。 3. 如权利要求 1 所述的键盘盖板, 其中所述起始行休息按键结构包括触觉手指位置提 示。 4. 如权利要求 1 所述的键盘盖板, 其中所述食指起始行休息按键结构包括触觉识别提 示。 5. 如权利要求 1 所述的键盘盖板, 进一步包括额外的可压缩弹性材料制成的按键结 构, 所述额外的按键结构具有由顶部和底部构成的手指表面以及外侧壁, 所述外侧壁高于触摸屏的所述激活距离, 所述额外的按键结构的所述手指表面和外侧壁在压力下下。
6、陷, 以使得手指表面顶部在 压力下处于触摸屏激活距离之内, 所述额外的按键结构可放置于触摸屏键盘的额外的按键之上。 6. 如权利要求 5 所述的键盘盖板, 其中所述额外按键结构的所述手指表面和侧壁在下 陷中提供增加的阻力以进行压缩。 7. 如权利要求 5 所述的键盘盖板, 其中所述额外按键结构的所述手指表面和外侧壁在 激活压力释放后回弹。 8. 如权利要求 1 所述的键盘盖板, 其中一个起始行休息按键结构是回车按键结构。 9. 如权利要求 8 所述的键盘盖板, 其中所述回车按键结构的一部分包括触觉手指位置 提示。 10. 如权利要求 8 所述的键盘盖板, 其中所述回车按键结构的一部分排除了触觉。
7、位置 提示。 11. 一种触摸屏键盘盖板, 包括 : 两个可压缩弹性材料制成的起始行休息按键结构, 每个起始行按键结构具备有顶部和 权 利 要 求 书 CN 103649893 A 2 2/3 页 3 底部的手指表面, 外侧壁和内部支撑 ; 所述外侧壁高于触摸屏的激活距离 ; 每一个起始行休息按键结构的所述手指表面、 外侧壁和内部支撑具有足够的阻力来承 受手指休息时的重量, 以使得手指表面顶部在休息时的压力下保持远离激活距离 ; 每一个起始行休息按键结构的所述手指表面、 外侧壁和内部支撑在压力下可以下陷, 以使得所述手指表面顶部在激活压力下, 处于触摸屏的激活距离之内 ; 每一个起始行休息按键。
8、结构的所述手指表面、 外侧壁和内部支撑提供了在下陷过程中 不断增加的阻力以进行压缩 ; 每一个起始行休息按键结构的所述手指表面、 外侧壁和内部支撑在激活压力释放时反 弹 ; 所述起始行休息按键结构是可以放置在触摸屏键盘的起始行按键上的。 12. 如权利要求 11 所述的键盘盖板, 其中所述两个起始行休息按键结构是食指起始行 休息按键结构。 13. 如权利要求 12 所述的键盘盖板, 其中所述食指起始行休息按键结构包括触觉位置 提示。 14. 如权利要求 11 所述的键盘盖板, 进一步包括一个由可压缩弹性材料制成的额外的 按键结构, 所述额外按键结构具有包含有顶部和底部的手指表面以及外侧壁, 所。
9、述外侧壁高于所述触摸屏的激活距离, 所述额外的按键结构的所述手指表面和外侧壁在压力下下陷, 以使得手指表面顶部在 压力下处于触摸屏激活距离之内, 所述额外的按键结构可放置于触摸屏键盘的额外的按键之上。 15. 如权利要求 11 所述的键盘盖板, 其中所述每一个起始行休息按键结构的所述手指 表面、 外侧壁和内部支撑的阻力压力在激活压力下下陷时变化, 以在被按下时提供触觉激 活前提示。 16. 一种按键结构, 由可压缩弹性材料制成, 具有包含有顶部和底部的手指表面、 外侧 壁和内部支撑 ; 所述外侧壁高于触摸屏的激活距离 ; 每一个起始行休息按键结构的所述手指表面、 外侧壁和内部支撑在压力下可以下。
10、陷, 以使得所述手指表面顶部在激活压力下, 处于触摸屏的激活距离之内 ; 每一个起始行休息按键结构的所述手指表面、 外侧壁和内部支撑提供了在下陷过程中 不断增加的阻力以进行压缩 ; 每一个起始行休息按键结构的所述手指表面、 外侧壁和内部支撑在激活压力释放时反 弹 ; 所述起始行休息按键结构是可以放置在触摸屏键盘的起始行按键上的。 17. 如权利要求 16 所述的按键结构, 包括触觉手指位置提示。 18. 如权利要求 16 所述的按键结构, 包括触觉识别提示。 19. 如权利要求 16 所述的按键结构, 其中所述外侧壁是圆柱体。 20. 如权利要求 16 所述的按键结构, 其中所述外侧壁是闭合的。
11、。 权 利 要 求 书 CN 103649893 A 3 3/3 页 4 21. 如权利要求 16 所述的按键结构, 其中所述按键结构的手指表面、 外侧壁以及内支 撑的阻力压力在激活压力下的下陷过程中变化, 以在下按时提供触觉激活前提示。 22. 一种触摸屏盖板按键结构, 包括 : 手指表面、 支撑手指表面以使其远离所述触摸屏的方法、 支撑手指放置于手指表面的 装置以防止在手指休息时, 所述触摸屏键盘的按键的激活、 当所述按键结构被按压时, 使所 述手指表面减速的方法、 当手指压力被释放时使按键结构回弹的方法 ; 所述按键结构被配置为当被按压时, 允许激活所述触摸屏键盘的按键。 23. 如权利。
12、要求 22 所述的按键结构, 进一步包括提供触觉手指位置提示的方法。 24. 如权利要求 22 所述的按键结构, 进一步包括提供触觉识别提示的方法。 25. 如权利要求 22 所述的按键结构, 进一步包括提供激活前提示的方法。 26. 如权利要求 11 所述的按键盖板, 进一步包括部署边框, 所述部署边框由所述键盘 盖板按键结构在至少一个方向上向外延伸, 所述部署边框是可以连接到允许触摸屏启动的 设备的表面上。 27. 如权利要求 26 所述的键盘盖板, 其中所述部署边框进一步包括至少一个和触摸屏 的磁场对齐的磁性装置, 使得所述设备能够保持所述起始行休息结构在所述触摸屏键盘的 起始行休息按键。
13、之上。 28. 如权利要求 26 所述的键盘盖板, 其中所述部署边框进一步包括微吸附材料。 29. 如权利要求 26 所述的键盘盖板, 其中所述部署边框进一步包括静态附着薄膜。 30. 如权利要求 26 所述的键盘盖板, 其中所述部署边框进一步包括吸盘。 31. 如权利要求 26 所述的键盘盖板, 其中所述部署边框进一步包括粘连材料。 32. 如权利要求 26 所述的键盘盖板, 其中所述部署边框进一步包括尺寸正好合适所述 允许触摸屏装置的边的套子。 33. 如权利要求 26 所述的键盘盖板, 其中所述部署边框从所述键盘盖板按键结构沿至 少一个额外的方向向外延伸。 34. 如权利要求 26 所述。
14、的键盘盖板, 其中所述部署边框进一步包括被剪裁的尺寸正好 合适所述允许触摸屏装置的边的套子。 35. 一种按键结构, 由可压缩弹性材料制成, 具有有顶部和底部的手指表面、 外侧壁和 内部支撑 ; 所述外侧壁高于触摸屏的激活距离 ; 所述按键结构的所述手指表面、 外侧壁和内部支撑在压力下可以下陷, 以使得所述手 指表面顶部在激活压力下, 处于触摸屏的激活距离之内 ; 所述按键结构的所述手指表面、 外侧壁和内部支撑提供了在下陷过程中不断增加的阻 力以进行压缩 ; 所述按键结构的所述手指表面、 外侧壁和内部支撑在激活压力释放时反弹 ; 所述按键结构是可以放置在触摸屏键盘的起始行按键上的。 权 利 要。
15、 求 书 CN 103649893 A 4 1/27 页 5 用于在基于接近度的触摸屏上优化进行盲打的键盘盖板 0001 对于相关申请的交叉引用 0002 本申请要求申请日为 2011 年 6 月 24 日, 申请号为 13 168,888 的共同待决美国 申请的优先权。上述申请被以引用的方式整个被合并于此。 技术领域 0003 本发明与键盘有关, 更具体的说是与被设计用于盲打的优化的触摸屏虚拟键盘的 键盘盖板。 背景技术 0004 在键盘上打字对于用户来说是将数据输入到计算机系统中最常见、 最有效率的方 式。因此, 所有大小型号的计算机使用字母数字键盘的形式使用户可以输入数据。由于许 多的先。
16、进计算机被压缩成更小的尺寸, 键盘技术改变了。举例来说,手持设 备的小型键盘以及用户可以在平板电脑中唤出的虚拟键盘。 0005 这些和其他用于计算机的键盘, 特别是与移动计算机有关的键盘以及在平板电脑 以及其他具有触摸屏技术的计算机上的键盘, 与传统计算机键盘相比效率更低, 因为它们 并没有被优化用来接触式打字。 0006 我们如今所知道的接触式打字是在 1888 年左右被发明的, 到如今仍然是最快的 并且是最精确的向计算机中输入数据的方法。所谓盲打 (touch typing) 就是记住键盘上 案件的位置, 使用肌肉记忆代替视线来打字。 当打字员在进行盲打的同时, 其视线和注意力 可以集中在。
17、键盘以外的其他东西上。 0007 盲打是将八个手指放在起始行的特定按键上, 在没有打字时将其放在那里, 并且 在打字时将其放回一边对他们的手指重新指向。这些按键被称为起始行定位按键。在标准 QWERTY 键盘上, 这些案件是四个左手手指的 “ASDF” 案件以及四个右手手指的 “JKL ; ” 案 件。打字员通过在基本垂直的方向敲击键盘激活起始行定位案件。 0008 为了表述清楚, 北南、 东西向参考系统在本文件中被使用。QWERTY 虚拟键盘 的最北部的字母行被指定为第一行并至少包括字母按键 “Q” 、“W” 、“E” 、“R” 、“T” 、“Y” 、“U” 、 “I” 、“O” 、“P” 。
18、。第二行, 在第一行南边的下一行, 同样被认为是 “起始行” , 并且包括至少字 母 “A” 、“S” 、“D” 、“F” 、“G” 、“H” 、“J” 、“K” 以及 “L” 。第三行, 南边的下一行, 至少包括字母 “Z” 、“X” 、“C” 、“V” 、“B” 、“N” 和 “M” 。第四行也被称为 “空格行” 。方向 “垂直” 、“直线上升” 、 “直线下降” 或者 “水平” 被同义使用并且是可以互换的, 用来描述垂直于键盘盖板的平面 的轨迹, 或者用在电子平板上是垂直于玻璃触摸屏的。 应当注意, 这只是一个简单的表示机 构 - 本发明并不取决于在虚拟键盘上的键盘盖板。其功能是与 QW。
19、ERTY、 AZERTY、 Dvorak、 数 字、 分离键盘或者其他用于打字的键盘形式一样的。 0009 除了直线下降的角度以外, 打字员从许多不同的侧面角度的轨迹敲击键盘上的其 他按键。所有可能的发生在盲打中的手指轨迹被称为盲打手指轨迹。在敲击键盘之后, 手 指回到其在起始行上的位置。打字员的大拇指徘徊在空格键上并垂直敲击空格键。盲打打 说 明 书 CN 103649893 A 5 2/27 页 6 字员可以激活平行的多个按键 ( 也就是说在一个或者多个其他被激活的按键仍被按下的 情况下, 按下一个按键 )。使得键盘在多个相近的同步的键盘敲击中允许、 鉴别或者分辨的 需求被称为 “n 键翻。
20、转” 。这样的键盘设计允许系统在另外一个在先被激活的按键仍被按下 的情况下, 识别第二个按键敲击, 具有 “2 键翻转” , 以及允许系统在另外两个在先被激活的 按键仍被按下的情况下识别一个按键敲击, 具有 “3 键翻转” 。 0010 针对广大的打字员而设计的优化键盘设计具有 4 键翻转, 允许系统计数并且识别 当其他两个在先激活的字母按键加上 SHIFT 按键仍被按下的情况下的第四个按键。 0011 盲打人员自动将他或她的手指重新对齐到键盘上适当的位置 ( 也为称为手指对 齐 ), 这是通过在打字过程中获得的微妙的触觉提示实现的, 例如所有排的键帽的外边沿或 者基准手指放置的起始行的按键上。
21、的小凸起 ( 传统上是标准 QWERTY 键盘的 F 键和 J 键 )。 一些键盘在每一个键帽的上表面具有球形或者圆柱形的凹面或者凸面, 这样同样可以提供 触觉手指对齐反馈。 0012 没有学会盲打的人传统上使用 “看着键盘打字” 的方法, 用两个或者更多手指执 行。 顾名思义, 打字员只是简单地将他或她的手指悬于整个键盘上并且根据需要敲击按键。 因为 “看着键盘打字” 的打字员在敲击按键之前直接将手指移动到按键上方, 大多数按键按 下的方向是接近于直线乡下的。 “看着键盘打字” 的打字员必须将视线和注意力集中到键盘 上。他们必须在手指悬在半空的过程中主动对他们说手指的重力提供支撑。 0013。
22、 通常, 盲打比 “看着键盘打字” 更加快捷与精准, 因为盲打打字员的手指在按下按 键的时候移动距离更短并且盲打打字员同时使用更多的手指或者以快速的顺序使用手指。 有效率的盲打可以在打字时将视线或者注意力集中到除了键盘之外的其他东西上。事实 上, 对于每一个按键都仔细思索并且寻找它使得许多打字员的速度慢了下来并且反过来影 响到打字的精准度。 0014 盲打的键盘必须大到足够允许打字员将八个手指放在起始行上, 每个手的四个手 指放在彼此相连的按键上。对于大多数成年人来说, 这需要具有侧键距 ( 从一个键的中心 到相邻键的中心的东西向距离 ) 为 19-19.5mm 的键盘。对于具有较小侧键距的键。
23、盘来说, 键盘的侧键距越小, 就变得更加难以用来进行盲打。 侧键距变小, 打字速度就变慢并且错误 率上升。 0015 起始行必须具有足够的阻力(垂直支撑)以允许打字员很舒服地将他或她的手指 放在这些按键上。这需要大约 10 克 -20 克的阻力。同时, 当打字员想要打字时, 这些按键 必须足够敏感而很容易地被激活。 因为盲打打字员指示将他们手指的静止质量放在起始行 的八个按键上, 针对高水平盲打打字员优化的键盘不需要其他按键也有阻力。而现有的机 械键盘和键盘盖板在所有按键上提供阻力。 0016 盲打是非常动态的活动。训练有素的盲打打字员的平均打字速度是每分钟 38-40 个单词 (wpm)。高。
24、水平的盲打打字员可以达到 100-120wpm 的程度。这样在平均 100-300ms 峰值的范围内发生的键盘敲击可能具有更短的时间间隔。为了达到这个程度, 打字员必须 在每一个敲击开始时快速加速手指。在不加限制的情况下, 这种加速会在整个在键行程的 过程中持续, 引起打字员的手指高速敲击到键行程的底部 ( 也为称为 “触底” ) 并且具有最 大的动量和动能。可以 “触底” 的键盘迫使打字员花费大量的时间的能量恢复, 引起较低的 打字表现并且增加了诱导重复性压力伤害发生的可能性。 设计用于优化盲打的键盘必须在 说 明 书 CN 103649893 A 6 3/27 页 7 按键动作被触发之后使。
25、打字员的手指在整个键行程长度上减速, 理想情况下是在手指到达 键行程底部之前。 这样, 即使手指确实达到了行程的底部, 由键盘开关所提供的减速会显著 降低当手指触及键盘底部时对手指的影响。 者使得打字员能够方便地用最小的能量改变方 向。 0017 最终, 优化用于盲打的键盘在回程中给予打字员的手指一个回弹力, 帮助打字员 的手指向相反方向加速。 0018 被优化用于盲打的键盘同样提供了按键已经被成功激活的触觉提示。 这通常是通 过改变阻力的提高速率或者在按键的激活点之前降低阻力视线的。 这个提示必然是在阈值 以下的并且主要是用来帮助人高速盲打的 : 50ms-300ms 的按键敲击速率太快以至。
26、于对于 触觉提示的有意识的反应是不可能的。 0019 盲打的效果同样被激活按键需要的压力以及激活按键之前的键程长度影响。 越长 的距离需要越多的压力, 打字员需要做更多的攻, 因此打字也会越慢。然而, 过小的压力和 过短的键盘敲击键程不会给予打字员足够的触觉反馈以及手指缓冲, 也不会让使用者可以 将手指放在起始行上而不会不小心按压按键到误激活的点。 0020 最后, 打字员在他们打字水平的高低以及个人喜好的基础上对于键盘的特性有宽 广的喜好。 例如, 新近学会盲打的打字员可能偏好在键程中具有更高阻力, 并且具有更明显 的激活前提示的键盘以更有效率的学习。快速的更有经验的打字员可能偏好短键程, 。
27、具有 最小的阻力但是具有高的回弹力的键盘, 这样其可以快速打字。一些打字员偏好激活前回 馈的一种形式而其他打字员喜欢另一种形式, 等等。 0021 如今, 用于盲打的键盘计数有三种 : 0022 橡胶圆点。键帽通过柱塞被连接到橡胶圆点。橡胶圆点在按键向下的键程中压 缩成一点儿在手指不再施压时回弹。这产生了此类键盘的触觉感觉以及激活提示。 0023 剪刀状开关。这是一种对于橡胶圆点键盘的变形, 可以允许被缩减得更短的形 成。他们主要被应用于笔记本电脑。橡胶原点仍然产生触觉感觉以及激活提示。 0024 机械开关。使用弹簧、 杠杆以及凹槽产生触觉感觉和提示。 0025 传统的按键由硬质键帽, 在按键。
28、边沿上延伸并且被紧密连接在关联到按键开关主 体内的下面的机构的柱塞。即使盲打打字员的手指在一定角度上经常敲击非起始行按键, 手指的有角度的轨迹也会通过键帽与按键垂直方向的柱塞紧密的连接被转换到垂直的轨 迹。因此, 所有的机械按键垂直地被激活。即使是具有橡胶键帽的可弯曲防水的键盘以及 具有厚的、 硬质键盘的边墙, 以这种方式工作将非垂直的手指轨迹重新转换到垂直的键程。 0026 目前主要的与优化用于盲打的键盘有关的特征可以被归纳为以下类别和范围 : 0027 键程。 “全程” 桌面键盘的范围为 3.5mm-4mm, 笔记本和迷你本电脑的为 2mm-3mm, 这是由于此类电脑键盘的高度所限。 00。
29、28 按键激活力。将近 30-70 克左右的范围。 0029 手指放置阻力。范围为大约 10-20 克左右。 0030 触觉激活前提示。最理想的情况下, 触觉激活前提示是存在的。 0031 减速。在按键敲击键程中将手指减速到在到达键程底部之前回弹的点是最理想 的。 0032 回弹。范围为 5-50 克。 说 明 书 CN 103649893 A 7 4/27 页 8 0033 图 1 表示作为应用于盲打的全程机械键盘的键程距离的函数的激活力的一般图 ( 也被称作力位移曲线 )。力曲线 12 在键程的第一个 1.0mm 时是线性的, 接下来快速地增 加, 形成了打字员必须克服的压力点 10。改点。
30、被称为激活前提示。接下来力 14 呈急剧降 低, 在开关激活点 11 之后很短时间内就开始上升。激活前提示会使得打字员在他们敲击按 键并且通过压力点时经理触觉上的 “碰撞” , 者提供了按键将会被成功激活的潜意识上的提 示。在压力点之后的阻力 14 的下降保证了打字员的手指可以始终通过按键开关的激活点 11, 在本例中在键程将近 2mm 左右发生。力曲线在激活点之后回归线性 15 ; 这使得在激活 产生之后, 打字员的手指减速。该按键的键程 16 的终点是 4mm, 力曲线走向基本呈垂直 17。 如果打字员的手指在这个点之后仍然向前移动, 它将会到达键程的终点并且停止。一个有 效率的告诉打字员。
31、可以在到达键程终点之前收回手指或者将会用较小的力敲击键程终点, 与如果按键不提供减速时他们会用来敲击的力相比。曲线图 13 的较低的曲线表示打字员 的手指在反方向运动时 ( 从按键开关向上离开 ) 的力位移曲线。在这个方向上的按键的阻 力通常被用作手指相反运动时的加速器, 提供了反弹效果。 0034 图2表示具有线性力曲线的按键开关的力位移曲线20。 因为打字员的手指在其第 一次放置在按键上时仍然在加速, 会感觉到按键的线性阻力很低。因为阻力在键程过程中 线性增加, 打字员收不到触觉返回或者激活前提示。在 4mm 键程 21 处的 “触底” 动作将会 是给予打字员按键已经被激活 11 的第一个。
32、提示。因此此类按键开关不能够被用来有效地 盲打 ; 反而它们基本上被电脑游戏爱好者使用, 他们使用之时小部分的按键的重复的、 快速 的激活是最重要的。 0035 图 3 表示了具有累进的线性力曲线的机械按键开关的力位移曲线 30, 其中, 该图 的斜率在键程过程中阶梯状增加。此类按键开关的例子在 No.4,529,849 号美国专利中被 公开。此类按键开关被用来盲打。行程的第一阶段 31 拥有与触觉激活按键相类似的斜率, 并以相同方式工作。但是, 之后曲线的斜率大幅度增加 32。打字员的感觉是他们手指的减 速的增加, 给予他激活即将发生, 是时候开始收回手指的潜意识上的触觉提示。在此时, 打 。
33、字员的手指仍然具有足够的向前的动量, 足够通过按键的激活点 11。只要通过激活点 11, 力的线速度增加到更高的速度33, 进一步减速打字员的手指。 这使得其并不像打字员会 “触 底” 的样子。前进与回收力位移曲线 30 大致上是相同的。该按键的回弹力在手指轨迹返回 34 时是最高的。这导致了 “实时” 的感觉。 0036 图 1 和 3 所示的力位移曲线 12 和 30 中展示了在手指一开始接触到键帽时非常强 烈的接近于垂直的斜率 18 和 35 向下拉平到接近于 10cN mm 的斜率 19 和 31。打字员的 手指在该最初的斜率以及手指在相当高的阻力和键程中接触到激活点 11 前具有足够。
34、的阻 力, 用来进行休息 ( 放置 ) 支撑。这些普通的特点是必须的并且向打字员提供将他们的手 指休息在起始行上的可能性。 0037 图 4 表示了用于盲打的代表性笔记本电脑橡胶圆点剪刀状开关的力位移曲线 40。 此类按键具有 2mm 的键程, 比图 1 和图 3 所示的全键程机械开关短。因为十分需要和期望 触觉激活提示, 与图 1 所示的机械开关相比, 力曲线 10 的激活前部分很大一部分不变而激 活后部分 41 被大大降低。应当注意, 此类按键开关的激活点 11 非常接近于按键键程 42 的 终点。 0038 触摸感应技术在 60 年代就出现了, 但是第一种商业运用的触摸屏, 例如图 5A。
35、, 说 明 书 CN 103649893 A 8 5/27 页 9 其将透明的触摸感应板 50 结合到等离子、 CRT、 LCD 或者 OLED 显示面板 51 上, 是由 Elographics 公司在 1974 年开发的。Elographics 所使用的触摸探测技术被称作为模拟电 阻。 这是一种压力感应计数 : 如图5A所示触摸板由两块可弯曲的覆盖有电阻材料的薄片组 成, 被空气间隔 54 和微粒 55 分隔。当压力被施加到触摸屏 56 的表面, 这两块薄片被压到 一起 58, 并且组成点连接, 如图 5C。通过目前电阻值的计算, 其中一块薄片提供了 X 坐标, 另一块薄片提供了 Y 坐标。
36、。 0039 模拟电阻计数需要实质上的启动压力来记录触摸, 大约 50-100 克。激活压力必须 在整个激活过程中被施加, 如图 5A、 5B 和 5C 所示。图 5A 展示了用户的手指 57 第一次触摸 到模拟电阻触摸屏的表面 56。即使用户的手指已经接触到了触摸屏的硬表面 56, 但是对于 用户手指的探测还没有发生。图 5B 展示了用户的手指 57 已经按压触摸屏到达顶层 52 和 底层导电层 53 部分接触 59 的点。但是在这一点触摸板接触测量并不稳定 ; 用户必须继续 推到全接触 58 以产生一个可靠稳定的激活, 如图 5C 所示。因为所需要的力需要压力集中 点, 例如触及到按键底部。
37、的笔或者尖端经常被需要以使得用户可以方便地激活模拟电阻触 摸屏。模拟电阻式单点触摸探测技术 - 也就是说, 其只能够在一个时间在触摸屏上探测一 个位置或者点。如果具有多个不同触摸点, 那么就会报告一个错误的位置。 0040 模拟电阻技术被第一次商业使用在智能手机中, IBMSouthwest Bell Simon, 在 1992 年被发布。模拟电阻如今仍然是最受欢迎的触摸屏技术。 0041 Simon 手机具有虚拟键盘 - 也就是说一个数字字母键盘被植入到软件中, 使用触 摸屏显示按键并且当用户点触按键时感应到以激活它。 许多接下来的模拟电阻触摸屏设备 同样植入了虚拟键盘。 然而这只能够被用来。
38、 “看着键盘打字” , 并不用来盲打, 因为以下的缺 点 : 0042 为了使得模拟电阻触摸屏可靠地认证按键激活, 按键的敲击必须使用大力 “触 底” , 并且维持一段时间。 0043 单点触摸探测并不允许持续按住 shift 键并且敲击另一个按键, 也不允许多键 翻转。 0044 因此, 这样的方法从来不能够取得巨大的商业成功。在 1993 年, AT&T 公司发布 了 EO 通信器, 一个具有平板电脑大小的, 具有单点、 基于手写笔的触摸屏以及操作系统 PenPoint 的设备, 这种设备被特别设计用于将触控笔输入以及手写识别作为主要的输入机 制。接着微软公司发布了基于手写笔的 Windo。
39、ws 操作系统版本, 具有相同的特点, 并且许多 厂商开始生产优化用于笔尖输入的触摸屏的基于手写笔的平板设备。在接下来的 17 年, 基 于手写笔的设备主宰了平板电脑大小设备的市场。这些设备的虚拟键盘不能够用来盲打, 并且手写识别并不准确且使用非常耗时。 所有的这些设备占据相对小规模的市场并且从来 没有取得过商业上的成功, 很大程度是因为它们并不适宜的输入方法。 0045 在平板电脑上比较好的输入方法是用户可以使用他们现有的打字技巧并且能够 用与在物理键盘上同样的速度和准确度输入数据。同样的, 这种机制需要保持平板电脑相 对于笔记本电脑小型和重量上的优势。 0046 为了改进这类方案, 需要使。
40、用一种不同的触摸屏计数 - 可以支持多点 ( 可以探测 到任何数量的同时的触摸 ) 以及不需要力来认证键盘敲击。近距离触摸屏技术在用户的手 指接近触摸屏而并未实际触摸到它的时候探测到用户的手指, 这种技术满足这些要求。许 说 明 书 CN 103649893 A 9 6/27 页 10 多触摸屏技术同时提供了多点触控和基于近距离的探测。 0047 例如, 表面声波 (SAW) 计数使用超声波发射机和接收机来确定触摸面板上的超声 波区域。当面板被碰触, 一部分的波被用户手指接收。这个改变被用来认证接触动作的位 置。然而, SAW 计数需要高功率以及厚的斜面来安置发射机。因此并不适用于移动设备。 。
41、0048 基于视觉的光学系统使用安置于硬质的透明盘下面的红外线摄像机来检测接触 在盘表面上的物体的情况。红外线被用来透视盘子, 通过将其射入盘子的一边或者通过来 自底部的红外线透射盘子的底部。接触在表面的物体改变了红外线的反射 ; 这些反射通过 摄像机被测量。然而, 因为大小以及功率所限, 其不能够被用于移动设备。 0049 数字电阻触摸屏与模拟电阻具有相同的制造过程。与模拟电阻不同的是, 他们支 持多点触控, 因为覆盖触摸面板的导电材料在一个面板上被划分为一定数量的行, 而在另 一个面板上被分为列。 当压力被施加到顶层面板时, 其稍微弯曲, 在触摸点处产生两块面板 间的点接触。为达到效果, 。
42、在每一个网格的交叉点处有一个小的微开关。行和列持续被扫 描, 以寻找开关的闭合。 数字电阻计数与模拟电阻相比需要很小的力来认证接触, 但是其仍 然是基于压力的技术, 具有需要敲击在触摸屏表面 “触底” 的缺陷。 0050 电容触摸计数是基于近距离的, 其利用了人体是电导体的特点来改变静电场的特 征。表面电容技术是电容触摸感应最简单的形式。其包括绝缘体, 例如玻璃, 一边覆盖有透 明的导电层。一个小电压被施加到导电层, 形成统一静电场。当人的手指触碰到屏幕表面, 屏幕的静电场被破坏, 这可以测量为电容的改变。 然而, 表面电容技术只探测单点而非盲打 所需要的多点, 例如同时使用 “shift” 。
43、键和字母按键来打出一个大写字母。 0051 投射电容计数 (Pro-Cap) 是最近的对于电容计数的改进, 它使用了由蚀刻一个或 两个透明导电层形成的 X-Y 网格来形成网格。该网格被反复扫描来探测整个网格上的电容 的改变。Pro-Cap 利用了大多数导电体在相邻非常近的情况下能够具有电荷的特性。如果 其他导电体, 例如手指, 靠近到两个导电体, 这两个物体之间的电场(电容)会改变, 且因为 手指的电容 “偷取” 了一些电荷。当手指存在的情况下, E- 场线被 “投射” 到触摸表面上, 这 样在相近领域发生的触摸探测在触摸屏表面悄然开始, 并且因此不需要触摸屏被触碰来认 证手指。 0052 有。
44、两种 Pro-Cap 技术 : 自电容和互电容。自电容系统连续扫面网格中的每一行和 每一列, 并且因此只提供单点检测。 0053 互电容系统扫面每一行和每一列的交叉点并且测量每一个交叉点处的电容。因 此, 互电容系统是多点的。 0054 除了合适的触摸屏技术, 平板设备需要足够的大来容纳具有侧键距的虚拟键盘来 进行盲打, 就如上文所述。 此类系统同样也需要具有复杂的虚拟键盘, 充分利用到触摸屏技 术的所有缺点并且处理所有盲打的需求。 0055 在 2004 年, 苹果电脑公司申请了专利号为 7,663,607 的美国专利。该专利描 述了一种互电容式 Pro-Cap 技术, 适用于盲打。此外, 。
45、专利号为 7,479,949、 7,602,378、 7,614,008 以及 7,844,914 描述了被设计用于与此类触摸屏技术一起使用的虚拟键盘。在 2007 年, 苹果发布了 iPhone。这是第一次具有这些专利中描述相应的虚拟键盘基于近距离 的, 多点触控设备为公众所知。在 2010 年 3 月, 苹果发布了, 一个平板大小的设备, 具有 9.7”触摸屏, 使用 Pro-Cap 计数。具有在美国专利 7,602,378、 7,614,008 和 说 明 书 CN 103649893 A 10 7/27 页 11 7,914,760 中描述的虚拟键盘。这些都显示了虚拟键盘软件在现代触摸。
46、屏设备中的特点。 0056 这些专利中描述的虚拟键盘具有复杂的软件特征, 被设计为最理想地实现盲打。 例如, 恰当地在Pro-Cap触摸屏上操作盲打手指轨迹在美国专利7,812,828中被记载。 另一 个重要的特征是, 虚拟键盘将案件的触摸探测区域延伸到视觉上分开按键的视觉边界上。 因此, 虚拟键盘上的所有位置都可以认证按键触碰。 同样的, 虚拟键盘操作手指敲击越过了 两个或者更多案件边界的情况, 通过分析用户手指指尖激活的多个触摸屏的点的形状来决 定最接近的按键。这些虚拟键盘具有另外的软件层提供自动纠正误打的单字, 一部分基于 对于虚拟键盘上相邻字母的分子。例如, 如果用户在 Qwerty 。
47、键盘上输入单字 “oace” 而不 是 “pace” , 那么有四个可能的纠正 “face” 、“lace” 、“pace” “race” 。然而,“o” 键相对于 “l” 键和 “p” 键的相近度使得虚拟键盘软件剔除了 “face” 和 “race” 的可能性。 “lace” 和 “pace” 之间的选择将会在对于 “o” 的敲击是接近于 “l” 键还是 “p” 键决定。最后, 这些虚 拟键盘也在句子层面起作用。 它们自动让句子的第一个单词大写并且如果输入两个空格表 示下一个句子开始的情况下自动在句子结束处加入句号。 0057 的 9.7” 触摸屏的大小允许虚拟键盘具有 18mm 的侧键距。。
48、这比全尺寸机械 键盘的 19mm-19.5mm 的理想侧键距小。然而, 虚拟键盘软件通过将扩展触摸区域以及以物 理键盘不可能的方式智能地操作重叠的触摸的方式弥补这一点, 如上文所述。 0058 这样,是第一个满足在触摸屏设备上支持优化的盲打的基本硬件和虚拟键 盘软件需求的触控平板电脑设备。 这被证实是在用户间流行的方法, 引起了可观的商 业成功。在它发布的第一年就占据了将近 90的市场份额。的一系列竞争者 在发布紧接一年之后也满足了基本的盲打需求 - 例如, 摩托罗拉、 三星 GALAXY TAB以及 HP TOUCHPAD。这些设备具有多点 Pro-Cap 触摸屏, 复杂的虚拟键盘以及足 够。
49、大的屏幕尺寸来使虚拟键盘支持盲打。 0059 即使这些设备具有需要的触摸屏以及虚拟键盘支持, 盲打仍然很难以实施。主要 有以下几点 : 0060 1. 打字员不能够将他们的手指停放在触摸屏上显示的虚拟键盘的起始行上, 因为 这样会马上出发多个不需要的按键激活。 0061 2.没有在打字员的手指接触到触摸屏之前使之减速的机制。 因为高速盲打的冲击 的特性, 打字员的手指以高速敲击硬质触摸屏。 这会引起打字员极度的不舒服, 以及增加长 时间下重复性压力损伤的可能性。这是十分讽刺的, 因为基于近距离触摸屏, 例如 Pro-Cap 可以在打字员的手指与触摸屏接触之前探测到它。 0062 3. 打字员很难在这些设备上打字时确定他们是否激活按键正确, 因为没有在激活 之前的潜意识中的触觉提示。打字员唯一接收到的触觉提示是来自于触摸屏的影响。这引 起了打字速度的下降以及增加了错误率。 0063 4.当打字员在完成敲击后收回手指时没有回弹。 者引起了更慢的打字速度以及在 打字时的不舒服。 0064。