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不斷改進鍵盤 滿足各種應(yīng)用

作者: 時間:2001-11-09 來源: 收藏

移動電話制造商們正在投入大量資金,花費大量時間,企圖改進現(xiàn)有的標準12鍵小鍵盤的接口界面,更方便地傳送信號。對于當今用途日益繁雜的手機,用戶們有許多不滿的意見,其中最主要的一條就是:眾多的功能鍵使用不方便。尤其是將手機用作無線數(shù)據(jù)傳輸工具時,越來越小的按鍵和狹小的顯示屏,使得用戶難于準確地輸入信息或命令;至于如何檢驗輸入的結(jié)果就更說不上了。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/2797.htm

一些高級的智能電話和個人數(shù)據(jù)助理(PDA)裝置,已經(jīng)附有聲音模塊;不少廠商正在開發(fā)先進的輸入技術(shù),例如:語音識別,手寫文字識別,配備有數(shù)字式地址簿的快速撥號,以及觸摸屏式的鍵盤/顯示器等。

驅(qū)動人們關(guān)注這個領(lǐng)域的原因是:現(xiàn)在手機市場達到了年銷售5億部的規(guī)模。帶有PDA功能的手機雖然是目前最耀眼的產(chǎn)品,但是它的總需求量不超過總市場1%。市場的其余份額都屬于傳統(tǒng)的12鍵鍵盤;并且,這樣的市場形勢并不會很快改變。

任何一種機械式的鍵盤,下面都有一個轉(zhuǎn)換機構(gòu)。所有機械式鍵盤在構(gòu)造上都可以分為兩個主要部分:實際可以看到的供用戶輸入用的硬鍵,和在下面的用來驅(qū)動線路的轉(zhuǎn)換裝置(參看圖1)。另外,對于具有多樣化用途的手機,還配備有輸入軟件,可以為鍵盤提供附加的功能。

移動電話所用鍵盤的工作原理,和膜片式的組合開關(guān)差不多(在www.ggi-international .com/products/c-1-2.htm上,可以看到膜片式開關(guān)的典型構(gòu)造,這是一個很好的示例)。按鍵的特性包括觸通后的反饋,所需施加的力量,以及機械的使用壽命等。這些特性主要和按鍵的構(gòu)造以及所采用的材料有關(guān)系。

目前的移動電話手機,它們的結(jié)構(gòu)一般可分為兩種,即金屬頂蓋和聚酯頂蓋兩種。此外還有非接觸的構(gòu)造。制造商們了解到,一般的最終用戶都比較喜歡在觸通后有所反饋的按鍵。這樣在他們呼叫電話后,或者在向手機輸入文本后,能夠知道輸入是否完成,是否準確。觸通的反饋,即使比較微弱,但是應(yīng)該能夠感覺得到,或者可以聽得到;即能從感覺到的阻力,或者聽到的微小嘀噠聲中,知道已經(jīng)起作用了。在觸通按鍵時,實際施加的力量和能夠使開關(guān)有效觸通所需要的力量之間,存在一定的相差,反饋的大小應(yīng)該和那種差別程度成比例。需要施加的力量和材料的厚度、頂蓋的直徑、高度有關(guān)系。

在金屬頂蓋按鍵的內(nèi)部,有一個不銹鋼的蓋片;當按鍵被按下時,蓋片在開關(guān)內(nèi)形成完全的通路。聚酯頂蓋型的開關(guān),是在它構(gòu)造中的多層聚酯層的某一層上,形成頂蓋的形狀。這兩種按鍵都有多種不同的設(shè)計,隨著設(shè)計的不同,頂蓋的厚度與尺寸也很不相同。普遍認為聚酯頂蓋型的鍵盤與金屬頂蓋鍵盤相比,耐久性更好,成本也較低,因此在移動電話手機中應(yīng)用得越來越多。此外,通常在開關(guān)的下面,非導(dǎo)電薄層上,用絲網(wǎng)印刷的方法印刷上含銀的漿液,以便做成開關(guān)的線路。非導(dǎo)電的薄層襯底一般是使用聚酯材料做成的,但是也有使用其它材料的。

Qwertec公司的副總裁Michel-Grosjean先生說道:聚酯頂蓋構(gòu)造的實質(zhì),就是在鍵盤按鍵的聚酯薄層上形成按鍵的形狀。當手指按下按鍵時,頂蓋上的導(dǎo)電材料就和下面的薄膜形成接觸。”Qwertec公司是一家法國公司,它的母公司是美國的Apem公司。Apem公司是制造各種移動電話用鍵盤,以及相關(guān)制品的綜合系統(tǒng)公司。

Michel-Grosjean先生認為,聚酯頂蓋制造過程中,有一種被稱為薄膜上的塑料(plastic on film)”的工藝,越來越受到人們的重視。以前這種工藝主要應(yīng)用在高級型號的手機,現(xiàn)在中等的手機已逐漸開始采用。我們在薄膜的背面,直接在聚碳酸酯層的下面,進行絲網(wǎng)印刷。然后在薄膜上進行熱成型加工形成按鍵的形狀。然后再進行外表的模塑成型。

用移動電話輸入文本時,有一個典型的軟件接口,需要多次敲擊同一個按鍵。在進行網(wǎng)上瀏覽,或者進行instant messaging,或者使用日程安排助理時,或者進行其它需要輸入文本的作業(yè),向存儲器輸入數(shù)據(jù)時,這時手機的使用者需要對12鍵小鍵盤的數(shù)字按鍵實行多次敲擊,才能輸入字符并組成文字。

有些廠商提出了另外的方案來取代繁瑣的多次敲擊,此方案以字典為基礎(chǔ),利用了字識別程序;在由數(shù)碼狀態(tài)變換為字母字符狀態(tài)后,對數(shù)字鍵只需要敲擊一次即可。

Tegic Communications公司成功開發(fā)、現(xiàn)由AOL Mobile公司持有的‘T9文本輸入技術(shù)就是這樣的一種軟件。它是應(yīng)用得最普遍,并且已經(jīng)取得了專利的這軟件。該軟件已經(jīng)在許多OEM廠商的40多種電話手機中獲得了應(yīng)用,其中包括Motorola公司的iDEN移動電話系列產(chǎn)品。但是Motorola公司的Lexicus分部自己也開發(fā)了一種和T9類似,并且具有相當競爭力的字識別接口軟件;已經(jīng)提供給一些OEM公司在另外一些型號的手機上使用了。該軟件的命名為iTAP。

AOL Mobile公司的Shannon Maher先生介紹說,該公司自從購進Tegic公司以后,已經(jīng)對T9的核心技術(shù)進行過多次改進,擴展了語種,增強了性能。在本期雜志出版期間,AOL正在發(fā)行它的第5.1版本。所作的改進包括:可以運用雙語種,并且可以輸入俚語(此外,還可以在俚語中夾入數(shù)碼,例如短信息服務(wù)[SMS]的縮寫,用“CUL8R”代替“see you later”短語)。該公司還在為日語和漢語開發(fā)有關(guān)連的不同接口產(chǎn)品。Shannon Maher先生進一步解釋說:大多數(shù)以字母為基礎(chǔ)的語言在一個引擎上運行,但是當轉(zhuǎn)到象日語和漢語這些語言時,就必須使用以圖形為基礎(chǔ)的引擎;圍繞這個問題必須開發(fā)一整套新的技術(shù)。

每一個數(shù)字鍵都可以代表好幾個字母,例如簡單地按一下‘2’鍵,就可能指的是A,B,或者C。T9使用內(nèi)部的數(shù)據(jù)庫,自動地在各種可能的表示間進行掃描,尋找所表示的正確的字句。當你要向移動電話手機輸入“call”這個字時,當然愿意僅僅敲4下,而不愿意象在采用多次敲擊方法那樣,平均敲10次。Shannon Maher先生又說,在硬按鍵的鍵盤上,敲一個數(shù)碼,有可能表示不同的文字字母,這是一個困難。但是,當連續(xù)敲擊一系列數(shù)碼時,卻有可能唯一準確地表示出你所拼寫的字。例如當你連續(xù)敲擊數(shù)碼2-2-2時;在英語里卻僅僅有一種拼寫法,那就是‘cab’。盡管單單從字母來看是模糊的,但是對于字句,卻是不模糊的。當用戶輸入最常用的字句時,此項技術(shù)根據(jù)敲擊的數(shù)碼和順序,進行截取并破譯;并在屏幕上顯示出來。

Zi公司也有一種帶有猜測,預(yù)言特性的文本輸入技術(shù),它可以在移動電話的小鍵盤上只敲擊一次,就可以完成文本輸入了。Zi公司的eZiText核心引擎和其語言數(shù)據(jù)庫是彼此互相獨立的。這樣可以一面優(yōu)化存儲器的容量需求,一面增加新的語種。它可以應(yīng)用在許多不同的平臺上,這些平臺可以采用來自不同廠家的芯片組,例如ADI,Conexant, Lucent, Qualcomm, Symbian, TI,以及VLSI等。

Instant messaging(也就是Ericsson公司所說的移動電話聊天),正是許多手機制造商所宣稱的文本輸入技術(shù)的推動力。他們認為在提高鍵盤功能,或者改進用戶接口的需求背后,有移動電話聊天在推動著。在2000年的12月,一家瑞典OEM公司向美國市場推出了一種被命名為“Chatboard”的鍵盤模塊,可以作為TDMA手機的選件。這種模塊可以吧噠一聲就接到手機上。這是一種微型的,可以外接49鍵的鍵盤。它包括許多具有專門用途的功能鍵,可以在短信息服務(wù),電子郵件,萬維網(wǎng)瀏覽,電話簿查閱,以及其它附加功能應(yīng)用中,方便地進行較長的信息文本的輸入,或者文本編輯。此模塊接在手機的底部,需要和公司的網(wǎng)站www.chatb.com一同運行。購買該模塊的同時,提供訪問該網(wǎng)站的手段和個人電子郵箱的地址。

業(yè)界曾經(jīng)費盡心機地企圖構(gòu)想出鍵盤應(yīng)該采取什么樣的形式,以及與它相關(guān)連的轉(zhuǎn)換線路應(yīng)該如何運作。但是,現(xiàn)在的鍵盤必須變革,以適應(yīng)移動上網(wǎng)的要求。至于說到Ericsson的Chatboard,那只不過是簡單地增加了一個選件,作為一個外接的附加鍵盤,用來提高內(nèi)建標準鍵盤的功能。至于其它一些公司正在開發(fā)的產(chǎn)品,有的在解決多功能輸入問題方面頗具新意。例如,Kyocera公司的Smartphone,它的鍵盤安裝在一個類似蚌殼的可以啟閉的蓋子內(nèi),這樣對于PDA的顯示屏也可以起保護作用。這個電話手機增加了一些功能,例如,話筒、電子郵件、快速撥號、語音撥號以及訪問Palm.net網(wǎng)網(wǎng)站等方面的功能。

Digit Wireless公司是一家技術(shù)公司,在今年夏初,已經(jīng)開始出讓Fastap鍵盤及用戶接口等專用技術(shù)的使用許可權(quán)。此項專利技術(shù)產(chǎn)品是一個完整的計算機接口,面積大約只有信用卡的1/3。這項專利技術(shù)產(chǎn)品可以獨立地,只需一次敲擊,即可完成文字字母,基本的標點符號的輸入,也可以執(zhí)行其它通常的電話機鍵盤的功能;并且也不需要進行數(shù)碼模式與字母模式的轉(zhuǎn)換。

Fastap鍵盤并不是為每一個單個的按鍵分配一塊專有的單元;它重復(fù)使用鍵盤的面積,每一個實體按鍵實際上都和某些其它的按鍵合用一部分面積。關(guān)于它具體是如何實現(xiàn)的,David Levy先生解釋說:“這里有兩個竅門,一個是使手指感覺良好;另一個竅門是為了使用戶容易明白了解?!?/font>

Fastap鍵盤是由一些凸起的按鍵和凹下的按鍵組成的陣列。鍵盤應(yīng)該能夠為指頭提供適當?shù)目臻g,使它能對于任何一個字符,只需一次按壓就可以實現(xiàn)輸入。凸起的是字母字符,相互之間距離比較遠;處于字母字符按鍵之間的谷底的按鍵,是數(shù)字按鍵(參看圖2)。Fastap接口依據(jù)的是字符識別,而不是依靠字句識別,因此不需要字典,并且省去了存儲器。用戶只需要直接按下標有某一個字符的按鍵,就可以輸入任何一個字符,包括基本的標點符號。

Digit Wireless公司認為,如果要想獲得良好的觸通反饋,必須徹底改進開關(guān)的膜片,因為利用連續(xù)的膜片很難得到很好的觸通反饋。為了解決這個問題,該公司開發(fā)了新的制造過程,其中一項是在連續(xù)表面的背面模塑成型接觸的錐體。

Cirque公司也在采用新的技術(shù)來提高鍵盤的功能。該公司的一項主要成果是隱蔽接觸表面HTS(Hidden Touch Surface)電容技術(shù),以前曾經(jīng)作為接觸塊,應(yīng)用在筆記本電腦上,現(xiàn)在正在逐漸被移動電話手機所采用。Cirque公司的總裁兼CEO(首席執(zhí)行官)Clasen先生說,該公司正在計劃以傳感器為基礎(chǔ)的接觸塊模塊,推廣應(yīng)用到傳統(tǒng)的鍵盤上去,這樣可以使按鍵具有光標指示和以動作示意的功能。

HTS技術(shù)的基礎(chǔ)是做在軟性印制線路板(PCB)上的傳感器陣列FPSA(flexible printed sensor array,靈活印制傳感器陣列),是通過非導(dǎo)電材料對它進行操作的,因此不需要在包封外殼上開窗口,制作鑲嵌的邊框。 它依賴一種對壓力敏感的粘合劑,安裝在FPSA薄膜上。柔性的連接線與附近的控制器組合件上的連接器接頭相連接。利用這種技術(shù),為手持電子產(chǎn)品所制作的型號被公司命名為“GlideSensor”。

Clasen先生解釋道:“簡單地說,GlideSensor就是把一個傳感器系統(tǒng)集成到實際鍵盤的轉(zhuǎn)換線路層上去了。利用它,可以感知手指的移動,而并不需要直接在接觸墊塊上施加壓力。在一年前,我們曾經(jīng)為Palm Pilot公司和Handsping公司開發(fā)了一種可以放進口袋內(nèi)的鍵盤,命名為‘pocket keyboard’(參看圖3)。在這種裝置內(nèi),我們利用接觸墊塊做成了一個沒有機械式按鍵的鍵盤。線路的尺寸很小,可以安置在一片薄膜上;然后再和芯片相連,而芯片則可以安裝在線路板上,線路板可以安放在產(chǎn)品的某個合適的地方?!庇捎诰€路的尺寸很小,很薄,也可以將它放在電話手機或者PDA的盒蓋內(nèi)。

Cirque公司在今年6月曾向移動電話制造廠商展示了最近開發(fā)的成果。這是一種新方法,可以將GlideSensor安裝在普通電話手機的小鍵盤中。Clasen先生又解釋說:“這種方法可以通過手指在鍵盤墊上的運動來移動光標,或者象涂寫畫畫那樣,進行手寫文本的輸入。我們認為這是一種實際上可以代替觸摸屏的方案,應(yīng)用它可以明顯地減少占用面積?!?/font>

鍵盤的背光照明,不論是采用有源發(fā)光,還是無源發(fā)光,都能夠做成薄膜的形式。采用無源發(fā)光技術(shù)例如熒光,不需要耗費主產(chǎn)品的能量;而如果采用有源發(fā)光技術(shù),則需要為背光的驅(qū)動提供電源。例如場致發(fā)光(EL)照明就是一種有源背光照明,它包含有可以充電的平行板電容器,電容器通過放電的形式為照明提供能量。

Qwertec公司開發(fā)了一項已經(jīng)取得專利權(quán)的新型EL照明技術(shù),可以應(yīng)用于背光照明,取代消耗功率比較大的發(fā)光二極管(LED)。

法國一家制造商將特制的EL漿料印制在鍵盤按鍵的內(nèi)部,作為發(fā)光源。據(jù)該公司的Michel Grosjean先生介紹說,“應(yīng)該指出的是,我們是用絲網(wǎng)印刷的方法,將漿料印制在按鍵的內(nèi)部,而不是印在按鍵的表面,因此它不怕劃傷。我們在按鍵內(nèi)印制照明漿料,就同為按鍵材料添加色彩一樣。漿料是放置在聚碳酸酯薄膜和支撐塑料之間,我們注入的支撐塑料是為了加強結(jié)構(gòu)的牢固性?!庇捎诎l(fā)光部分是在按鍵的頂部,而不是像LED那樣,安置在鍵盤內(nèi)的下部深處,因此按鍵亮度可以保持長一些。由于消耗電能較少,電子產(chǎn)品可以使用比較小的電池,因此產(chǎn)品的重量可以減輕。如果采用同樣的電池,那么電池的使用時間可以延長。

由于市場規(guī)模龐大的電話手機用途越來越廣泛,功能越來越復(fù)雜,最終用戶越來越難于操作,因此,手機的輸入機構(gòu)必須相應(yīng)發(fā)展改進,不但應(yīng)該要求它能夠更符合工效學的原理,讓使用者感到舒服,而且應(yīng)該能使它的復(fù)雜功能,容易被最終用戶所理解并掌握?!?正華譯自Portable Design,August)



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