專利名稱：表意文字打字機及打字方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明普遍適用于打字和打印裝置，特別適用于專用于打印漢字和某些其它字符的打字機和打字方法，這些字符是從實際上無容量限制的若干套字符中選出的。
本文所使用的術(shù)語"字符"是廣義的，它包括所有用圖形表示的形式，這種表示包括但不局限于字母、數(shù)字、符號、表意文字、插圖、照片和其它圖象。
在漢語中，大約有40000表意文字或字符，其中大約2500—3000是常用的。因而，一臺中文打字機必須能夠至少打印2500—3000字。
迄今為止，已有的一種中文打字機具有將最常用的字符按矩陣排列的分離的打印元件，通過觸指使所要字符的元件被撿起并移入打印位置。當需要不常用的字符時，必須單獨從一個分離的字盤選擇字符并移入使用位置。這是一個耗時過程，一個熟練的操作者使用這樣的打字機僅能打印大約10個字符。
已經(jīng)用于中文打字機的另一種技術(shù)要在計算機的存儲器中存儲各種不同字符的數(shù)據(jù)，并對這一信息編址以控制打印機的工作。這種技術(shù)需大量的存儲器以存儲大批數(shù)據(jù)，所能打印的字符僅限于其數(shù)據(jù)已被存儲的那些字符。
4722621號美國專利介紹了一種鍵盤裝置和打字機，其中較大數(shù)量的字符以矩陣形式布置在鍵盤面板上，使用一個用手操作可在字符矩陣的范圍內(nèi)移動并與一組菊花輪打印元件相連接的字符選擇器，可有效地打印所需字符。該專利還介紹了使用一種根據(jù)字符選擇器的位置進行轉(zhuǎn)換的磁介質(zhì)，以便提供所選字符的聽得見的發(fā)音，或者提供編址數(shù)據(jù)存儲的信息，以得到該字符的描述。
本發(fā)明的一般目的是提供一種新的改進的表意文字打字機和打字方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種表意文字打字機和上述字符的打字方法，特別適用于打印漢字和從多套較大容量字符中選擇的其它字符。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種表意文字打字機和上述字符的打字方法，其能比迄今為止所有的中文打字機以更快的速度打印字符。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種表意文字打字機和上述字符的打字方法，其能以相對廉價的方式實現(xiàn)。
按照本發(fā)明，上述和其它目的是通過提供一種表意文字鍵盤和方法實現(xiàn)的，即，將一字符陣列打印在鍵盤面板的一側(cè)，相應于這些字符的光可讀取數(shù)據(jù)(以下簡稱“光可讀數(shù)據(jù)”)則錄制在面板的另一側(cè)。一字符選擇器在面板的第一側(cè)來回移動，有選擇地與各字符對齊，其上連接有光學閱讀器，與選擇器一齊圍繞錄制的數(shù)據(jù)運動，讀取與所選取字符對應的數(shù)據(jù)，并根據(jù)所讀取的數(shù)據(jù)輸出所選數(shù)據(jù)的編碼信號。在所公開的一個實施例中，數(shù)據(jù)以條形碼的形式記錄，閱讀器則由條形碼閱讀器組成。為確保閱讀器與所選取的字符精確對齊，數(shù)據(jù)是從大于數(shù)據(jù)組本身的區(qū)域讀取，同時提取軟件中的字符數(shù)據(jù)。

圖1是根據(jù)本發(fā)明提出的表意文字打字機一個實施例的立體圖。圖2是圖1所示實施例部分截除的頂部局部平面視圖。
圖3是圖1所示實施例健盤面板的局部分解平面視圖。
圖4是沿圖2中示線4—4所取橫截面圖。
圖5是沿圖2中示線5—5所取橫截面圖。
圖6是沿圖2中示線6—6所取橫截面圖。
圖7是圖1所示實施例的局部水平剖視圖。
圖8是沿圖7中示線8—8所取橫截面圖。
圖9是圖1所示實施例中書寫板的局部頂部平面視圖。
圖10是圖1所示實施例中書寫板部分截除的剖視圖。
圖11是圖1所示實施例中信號處理和打印機控制系統(tǒng)的簡化方塊圖。
圖12是圖1所示實施例中所用交替型光掃描器的示意說明圖。
圖13是圖1所示實施例的光系統(tǒng)示意說明圖，該光系統(tǒng)允許使用單個掃描器用以從鍵盤面板和書寫板上讀出字符。
圖14是與圖13所示光系統(tǒng)一起使用的信號處理和打印機控制系統(tǒng)的簡化方塊圖。
圖15是體現(xiàn)本發(fā)明的表意文字鍵盤的一個實施例的方框圖。
圖16是圖15實施例中使用的字符板的一個實施例經(jīng)放大的底面片斷示意平面圖。
圖17是圖15實施例中使用的字符板另一個實施例經(jīng)放大的底面片斷示意平面圖。
圖18是圖15實施例中使用的字符板另一個實施例經(jīng)放大的底面片斷示意平面圖。
如各附圖所介紹，打字機包括鍵盤面板16、書寫板17和安裝在箱體或外殼19中的打印機18，外殼的尺寸具有高度的便攜性并易于運輸。圖1所示實施例的最初原型為高約3.5英寸，寬約為14英寸，長或深約為19英寸，該機后續(xù)的機型予期會比其更小。
在鍵盤面板上，一套字符用光學和視覺讀出方式進行顯示，即通過在面板上以同樣的方式標記那些要在輸出介質(zhì)上打印的字符。面板本身包括透明塑料板或?qū)?1，例如丙烯酸塑料，在該層上字符一般呈矩形排列。在一個優(yōu)選實施例中，字符以80個豎直延伸的列，40個水平延伸的行布置在8.5×11英寸的板上，每個字符為0.125平方英寸。本文所用的術(shù)語"水平的"和"豎直的"其使用參照鍵盤面板上的"X"和"Y"方向，而非地球上的方向。
字符板可拆卸地裝在打字機盒體上的一個傾斜面板22上，采用這種方式安裝，使之允許包含不同字符組合的板易于互換。在面板22上的多個定位銷23與字符板上的開孔相嚙合，以便將字符板保持在傾斜而板上的預定位置。該面板同樣由透光材料例如透明或半透明塑料來制作。
在所述特定實施例中，用于打印中文的打字機和字符板包含大約3000個最常用的表意文字和字符，其布置方式設(shè)計成使得打字員易于找出所要字符。因此，根據(jù)字符字首的輔音將字符成組布置，而組中的字符根據(jù)元音和筆劃復雜性的順序布置。將透明襯底26定位在字符板下方，并提供若干個彩色區(qū)域27，各區(qū)域與字符組中不同的元音協(xié)調(diào)一致。采用這種方式的字符布置和元音彩色代碼提供給鍵盤一種"形象(Gestalt)"感覺，并且使之能夠在容納幾千個字符的復雜字符組中快速和容易地將所需表意文字或字符定位。彩色襯底上有一些孔，其對應于字符板上的開孔，用于與定位銷相嚙合，以便將襯底保持在字符板之下的某一預定位置上，并因此維持彩色區(qū)域恰當?shù)睾妥址麑省?br> 設(shè)置鼠形裝置29用以從面板上標記的字符中選出需要打字機打印的字符。鼠形裝置包括安裝在支架32上的鼠形體31，該鼠形體相對鍵盤面板作X—Y方向的移動。支架包括安裝鼠形體的U形截面的軌道33和軸34，以便于鼠形體在水平或"X"方向橫越鍵盤面板移動。軌道和軸的端部由承載塊36、37所支承，該承載塊安裝在鍵盤面板兩側(cè)的豎直延伸軌道38之上，以便在豎直或"Y"方向上移動。
鼠形裝置包括裝在鼠形體上的放大透鏡39，并提供位于透鏡下方的字母的放大視覺圖象，以便于鼠形裝置和所需字符對準。
鼠形裝置還包括用于讀出選定字符的光學掃描器，并以比特圖形式提供反映該字符的電信號。在圖1所示實施例中，掃描器包含一個電荷耦合器件(CCD)41和一個用于將從鍵盤面板上所選擇的字符射向CCD的光進行聚焦的光學系統(tǒng)。CCD是一種光敏元件的陣列，例如是一個40×60的元件陣列，采用電子方式對該陣列進行掃描以便提供比特圖信號。
光學系統(tǒng)包括一個位于放大透鏡39下面的第一反射鏡42，用于使來自字符的光射向第二反射鏡43，反射鏡43使該光線通過一對聚焦透鏡44、46射向第三反射鏡47，反射鏡47使光線射向CCD。將二維CCD、聚焦透鏡和各反射鏡一道全都按照從字符到CCD的光路裝在鼠形裝置的固定位置上，并采用電子方式進行掃描。與CCD相連的電路系統(tǒng)安裝在鼠形裝置內(nèi)的電路板48上。
假如需要，也可使用其它合適的光傳感器代替二維CCD，在這種情況下，掃描可以手動進行。其它合適的傳感器包括帶光纖的光電二極管，光纖使光從字符射向光電二極管，或是帶有掃描鏡的線性或一維CCD，用于使光從字符的連續(xù)部分射向光檢測元件。
所選擇的字符由第二鼠形裝置49所攜帶的光源照亮，鼠形裝置49位于鍵盤面板之下，并被強迫與上面的鼠形裝置一起運動。下鼠形裝置安裝在一對水平延伸桿50、51之上，該桿50、51由鍵盤面板下面的承載塊36、37所支承并在其間延伸。這些桿被固定到承載塊下并強迫下鼠形裝置在豎直方向和上鼠形裝置協(xié)同一致移動。下鼠形裝置沿著其支承桿在水平方向行走，并通過一對齒帶53、54與上鼠形裝置相連，以便在水平方向上與上鼠形裝置一致移動。齒帶53連到上鼠形體上并通過其環(huán)繞的一對棘輪或齒輪56被帶動，輪50固定到由承載塊36、37所攜帶的軸58的上端。齒帶54連到下鼠形裝置并通過其環(huán)繞的一對棘輪或齒輪59被帶動，輪59固定到軸58的下端。
由下鼠形裝置所攜帶的光源包括發(fā)光二極管(LED)63和用以將來自LED的光通過所選擇的字母射向反射鏡42且直接位于反射鏡42之下的反射鏡64。在本優(yōu)選實施例中，支承桿50、51用電材料制作，彼此之間形成電絕緣，以承載LED的激勵電流。在這方面要注意，下鼠形裝置包括一個帶有通孔使桿50通過其中的絕緣塊66，并具有與該桿接觸的導電觸頭或電刷(圖中未示)。下鼠形裝置還包括一個導電材料做的細長臂67，該臂在桿51下方延伸，還包括和該桿下側(cè)相接觸的導電觸頭或電刷68。另外，假如需要，所選擇的字符可由來自上鼠形裝置所攜帶的一個或多個LED或者其它合適光源的光所照亮，而不是用來自面板下側(cè)的光來照亮。
為了將上鼠形裝置臨時閉鎖在相對于鍵盤面板的予定位置上，利用光掃描器與面板上的所需字符位置精確對準而設(shè)置了制動裝置。該裝置包括安裝在支架軌道33上的水平延伸制動桿71，而且相對于鍵盤面板上的每列字符都有一個制動開孔72。沿鍵盤面板右側(cè)延伸的一個類似桿73，相對于面板上的每一行字符都一個制動開孔74。
一個手動操作的制動按鍵75安裝在鼠形體上，用以啟動制動機構(gòu)。該按鍵支托在以樞軸方式安裝的臂76上，臂76上具有制動銷77，當按下按鍵時，制動銷穿入制動桿71中的開孔，借此使其對準，從而在水平位置上鎖住鼠形裝置。制動臂76鍵接到軸34上并且盡管臂76沿著帶有鼠形裝置的軸是自由行走的，但當按下按鍵時能使軸轉(zhuǎn)動。齒輪78固定到軸34上并和由承載塊37所攜帶的另一個軸81上的齒輪79相嚙合，第二制動臂固定到軸81上。該制動臂帶有制動銷83，當按鍵按下時，該銷穿入制動桿73上的開孔中，在豎直方向上銷緊鼠形裝置。一個復位彈簧(圖中未示)包含在制動機構(gòu)中，用以當按鍵釋放時，使銷從制動開孔中退出，這樣，鼠形裝置將再次處于移向其它位置的自由狀態(tài)。因為下鼠形裝置與上鼠形裝置協(xié)同一致移動，當按下制動按鍵時，下鼠形裝置同樣被制動機構(gòu)鎖在原位。
與鍵盤面板上字符相關(guān)的信息被予先錄制在普通平板形式的磁介質(zhì)84上，其被放在外殼19中的鍵盤面板的下方，并適合于由下鼠形裝置所攜帶的一對傳感頭86、87轉(zhuǎn)換或讀出。磁介質(zhì)和傳感頭的布置是這樣的，即，使得當字符被上鼠形裝置所選定時，該給定字符的信息能夠被讀出，該信息可以獨立讀出或在對鍵盤面板上的字符進行掃描的同時讀出。該信息可以是所需要的任何形式，例如字符的口頭發(fā)音、包含字符描述的存儲器位置編址數(shù)據(jù)或其它與字符有關(guān)的數(shù)據(jù)。
如圖7所示，該信息在磁介質(zhì)上以魚刺圖方式記錄在多個磁道88中，各磁道以小角度例如10度從參考軸89延伸。在所介紹的實施例中，各磁道的間隔約為0.125英寸，每個磁道約為0.75英寸長。兩個傳感頭對相隔的磁道進行轉(zhuǎn)換，兩個傳感頭之間的間隔按彼此呈直角定向，使得在任一給定磁道中的數(shù)據(jù)取向與其相鄰磁道中的信息方向相垂直，如圖中線88a所示。這一方式有效地防止了相鄰磁道的信息之間產(chǎn)生干擾。倘若存在實際干擾，這種干擾可能妨礙傳感頭直接越過相鄰磁道進行對中，可以將兩個傳感頭按任何奇數(shù)個磁道隔開并通過改變鼠形裝置的位置使其與相鄰的磁道對準。
磁介質(zhì)自由地保持在平板90的上表面上，板90位于鍵盤面板之下并與之平行。磁介質(zhì)的后部通過與介質(zhì)中的開孔相嚙合的定位銷92裝到支架91之上。支架具有一對安裝在傾斜軸94上的承載塊93，用于在平行于參考軸和記錄磁道中心線的方向上移動，以影響介質(zhì)和傳感頭之間的相對運動。支架由電動機95和彈簧96驅(qū)動。驅(qū)動皮帶97由其所環(huán)繞的電動機軸上的小滑輪和驅(qū)動軸99上的大滑輪98帶動。驅(qū)動軸支靠在驅(qū)動桿100的側(cè)面，驅(qū)動桿固定到支架上的一個承載塊上，并在平行于傾斜軸94的方向上延伸。如上所述，電動機順時針旋轉(zhuǎn)并如圖7所示驅(qū)動支架和磁介質(zhì)向右。彈簧按照由阻尼延遲器101控制的速率向左驅(qū)動支架。
如圖9—10所充分顯示的，書寫板17包括一個一般為矩形的不透光外殼102，在其上壁106上有一寫入?yún)^(qū)域103和透光窗104。一卷紙帶107安裝在外殼一端外側(cè)的托架108上，紙帶由滾筒送入沿著外殼的頂壁通過寫入?yún)^(qū)域和窗口，利用縱向延伸的邊緣導向件109保持紙帶在壁上對中。
手動操作的送紙機構(gòu)111裝在外殼上，用以使紙帶以對應于寫入?yún)^(qū)域和窗口中心線間的距離向前沿著頂壁向?qū)懭雲(yún)^(qū)域和窗口逐步移動。該機構(gòu)包括滑動件112，其具有安裝在外殼上部的反U形橫斷面，在滑動件的側(cè)翼帶有導槽113和固定在外殼臂上的導向銷114，該側(cè)臂延伸通過導槽并限制滑動件在進退位置之間相對于寫入?yún)^(qū)域和窗口的移動。按鈕116固定在滑動器上，用以手動向前面的位置推動滑動件，彈簧117向返回的位置推動滑動件。底部具有橡皮墊119的靴形件118以樞軸轉(zhuǎn)動方式安裝在滑動件上并通過彈簧121推動其與紙帶相貼合。靴形件趨于從樞軸轉(zhuǎn)動點向下、向前傾斜，當向前推動滑動件時，橡皮墊會抓住紙帶，而當滑動件退回時橡皮墊自由地在紙帶表面上方通過。因此，當滑動件前推時，該機構(gòu)朝寫入?yún)^(qū)域和窗口送入紙帶，但是當滑動件退回時，并不向后拖紙。
止動器122裝在送紙機構(gòu)和寫入?yún)^(qū)域之間，用以在寫入?yún)^(qū)域使紙保持向下，當送紙機構(gòu)后退時防止紙帶抽出。止動器包括一個向下、向前傾斜的橡膠葉片123，它與紙貼合、使紙向下并防止紙被抽出。
發(fā)光二極管或其它合適光源126位于透光窗上方，用于照亮寫在紙帶上的字符，一個反射鏡127直接位于窗口之下，使通過窗口的光射向一對反射鏡128、129，反射鏡128、129再將該光通過一對聚焦透鏡132、133射向與CCD41類似的CCD134。透鏡使來自紙帶的光聚焦到CCD上，并將圖象的尺寸縮小到四分之一。因此，在本優(yōu)選實施例中，寫入?yún)^(qū)域是0.5平方英寸，在CCD上形成的圖象為0.125平方英寸。
對CCD134進行電子掃描以提供寫在紙帶上的字符的比特圖，CCD和與之相關(guān)的電路安裝在電路板136上，該電路板位于外殼上與卷紙端相反的一端外側(cè)。正如使用CCD41的情況一樣，如需要也可以采用其它類型的光傳感器來代替二維CCD。其它合適的傳感器包括與光導纖維相結(jié)合的光電二極管，與掃描鏡相結(jié)合的一維陣列，該掃描鏡用于對字符掃描來提供比特圖數(shù)據(jù)。
打印機18優(yōu)選的類型是利用光點圖形方式在紙或其它輸出介質(zhì)上形成圖象的類型。這樣的打印機包括噴墨打印機、激光打印機以及公知的點陣打印機。本文所用術(shù)語"矩陣"打印機"其使用是廣義的，是指任何這樣一種打印機，它以光點或其它象素的矩陣或圖形的形式來產(chǎn)生圖象。該圖象可以利用熱方式、擊打或任何其它合適的方法形成，在本優(yōu)選實施例中的打印機是氣泡式噴射打印機。
打印機包括壓紙卷筒或滾筒137和用于在紙張139上形成圖象的打印頭，紙張以常規(guī)的環(huán)繞壓紙卷筒的方式被帶動。打印機還具有旋轉(zhuǎn)壓紙滾筒和使打印頭定位以便在所需要的紙帶位置上形成圖象的常規(guī)機構(gòu)，該機構(gòu)與適當?shù)碾娐废嘟Y(jié)合，以便控制機構(gòu)的工作和打印頭形成圖象的工作。這些部件屬于常規(guī)設(shè)計，其類型也是眾所周知的，這里不需要進一步介紹。在該打字機最初的原型中，全部機構(gòu)和電路都利用商業(yè)上可得到的氣泡式噴射打印機來實施，打印機的控制板141安裝在外殼19的上壁以便于使用打字機的人容易看到。
參照圖11，從鍵盤面板上和從書寫板上讀出的字符比特圖信號暫時存儲在字符緩沖寄存裝置143中并送人打印機的控制電路144中。假如CCD和打印頭具有類似的傳感和打印元件陣列，那么由CCD得到的比特象就能直接由打印機所打印。假如陣列具有不同數(shù)量的元件，與字符緩沖寄存裝置相關(guān)的微處理器能將比特圖轉(zhuǎn)換為打印機所需要的量值。按鈕開關(guān)146安裝到鼠形裝置上部并與控制電路連接，以便起動掃描CCD和打印所選擇的字符。
打字機的操作和使用，及其本發(fā)明的打印方法將在下面進行簡要介紹。包含所需字符組的字符板21裝在鍵盤面板上，相應的磁介質(zhì)84裝在鍵盤面板下方的支架91上。為了打印鍵盤上的字符，打字員將上鼠形裝置移至與所需字符對準，并按下制動按鈕將鼠形裝置鎖在該位置上。與上鼠形裝置相連接的下鼠形裝置和上鼠形裝置一起移動并同樣鎖在該位置。隨著字符被選出和鼠形裝置的鎖位，打字員按下按鈕開關(guān)146以啟動對字符的掃描。通過掃描產(chǎn)生的字符的比特圖被暫時存儲并供給打印機以便在打印機中的紙上形成該字符的圖象。
假如需要，記錄在磁介質(zhì)上的與字符相關(guān)的信息可以在對字符掃描時進行轉(zhuǎn)換，例如在該字符被打印時提供字符的口頭發(fā)音。另一方面，用磁方式存儲的數(shù)據(jù)，在并不需要打印該字符時，也能按需要讀出和使用。
假如打字員想打印一個字符，該字符并沒有從鍵盤面板上找到，那么他或她可以將該字符手寫在書寫板上的寫入?yún)^(qū)域103中的紙帶上。一旦該字符被寫入，由打字員移動紙帶，將該字符和窗口104對準，在該窗口處，對該字符進行掃描即可提供該字符的比特圖描述。將該比特圖提供給打印機并在輸出介質(zhì)上形成該字符的圖象，其方式如同鍵盤而板上的字符的比特圖一樣。通過書寫板輸入的字符可以是任何形式，打字員可以隨意寫或畫。通過書寫板光系統(tǒng)中的透鏡，將字符尺寸縮小到四分之一，并打印出和鍵盤面板上的字符尺寸相同的字符。
如上所述，可以用其它類型的掃描器來代替CCD，在圖12上示意地介紹了使用光導纖維和光電二極管系統(tǒng)的實例。在該實施例中，光導纖維148的線性陣列將光從鍵盤面板上的字符傳到光電二極管149的線性陣列上，在鍵盤面板和光纖之間的光系統(tǒng)包括掃描鏡151、通過該掃描鏡對字符進行掃描。第二光導纖維152的線性陣列將光從書寫板上的字符傳到光電二極管陣列上，利用書寫板光系統(tǒng)中的掃描鏡153對該字符進行掃描。光導纖維和光電二極管陣列包括任何所需數(shù)量的元件、例如24個，用于書寫板的光纖數(shù)可以大于用于鍵盤的光纖數(shù)，因為書寫板的寫入?yún)^(qū)域比鍵盤上的字符大。打印頭同樣可以使用線性陣列，而不使用打印元件的完整陣列。
如圖13—14所示，也可以在書寫板中取消用以讀出書寫板上的字符和鍵盤上的字符的CCD而使用單個CCD或其它器件。在圖13—14所示實施例中，書寫板上的字符投射到鍵盤面板上未經(jīng)使用的部分，并由鍵盤鼠形裝置中的CCD41所掃描。在本實施例中，反射鏡156將來自透鏡132、133的光通過書寫板外殼中的窗口射向位于鍵盤面板上投射字符的部分之下的反射鏡157。反射鏡157將該光射向所需的鍵盤位置上，而且透鏡132、133將光聚焦到面板上。
在圖15所示的實施例中，鍵盤有一個字符表161可卸除地裝設(shè)在一個傾斜的面板上，一組字符162以類似于圖1實施例中字符板21上的字符陣列的方式視覺可讀取地打印在字符板的正面上。字符板161的背面以光可讀取的形式記錄著各字符對應的數(shù)據(jù)163。這些數(shù)據(jù)，舉例說，可以由計算機和其它數(shù)據(jù)處理裝置使用來識別各種字符的編碼[例如識別英文字母的ASCII(美國信息交換標準碼)編碼，Big-5編碼或中文字的GB(國標)碼和JIS(日本工業(yè)標準)編碼或日文字母的移位JIS(Sbift-JIS)碼]。這些編碼通常寫成一個十六進制的數(shù)字組，ASCII碼用兩個數(shù)字表示就足夠了，中文和日文字符數(shù)量大一些，通常需要用四個數(shù)字表示。在圖16所示的實施例中，數(shù)據(jù)采用了條形碼編碼，因為這種編碼比起字符識別實行起來更容易一些，編碼本身也更可靠。各字符的條形碼在字符板的正面對應于字符陣列排列成一條形碼陣列。
鍵盤面板的正面設(shè)有帶探視透鏡167的字符選擇鼠形裝置166，用以對準觀測印在字符板正面上的字符。該鼠形裝置通常與鼠形裝置29類似，而沒有讀取板上字符用的掃描器，第二鼠形裝置169安置在面板下側(cè)，與第一鼠形裝置連接，以便與第一鼠形裝置一齊運動。這樣，上面的鼠形裝置對準字符板正面的字符時，下面的鼠形裝置就對準字符板背面該字符的數(shù)據(jù)。兩個鼠形裝置的裝設(shè)和互連方式可與圖1實施例的一樣。
下面的鼠形裝置裝有光閱讀器件，供用光讀取上面鼠形裝置所對準字符的數(shù)據(jù)。在所示的實施例中，該器件由周知的適當方式設(shè)計的條形碼閱讀器171組成。這種閱讀器可以例如具有聚焦發(fā)光二極管(LED)；用LED發(fā)出的光掃描整個條形碼的掃描器件；和檢測條形碼反射回來的光的光電二極管。另一種適用的閱讀器有一掃描條形碼的線性的CCD(電荷耦合器件)陣列。條形碼的讀取是借助于手動激勵裝在正面鼠形裝置且與閱讀器連接的按鈕開關(guān)172引發(fā)的。
輸出電路173提供根據(jù)從字符板背面讀取的數(shù)據(jù)進行編碼的電信號。這些信號以現(xiàn)行計算機和數(shù)據(jù)處理裝置能識別且可直接傳送給這類裝置的代碼的形式表示所選取的字符。
采用哪一種類型的閱讀器取決于數(shù)據(jù)的編碼方式，這里條形碼數(shù)據(jù)是適宜采用條形碼閱讀器，至于其它類型的編碼則可能要采用其它類型的閱讀器。例如，數(shù)據(jù)編碼成光可讀字符的形式時則要采用帶字符識別軟件的光學閱讀器了。
圖17示出了背面以二維點圖形177的形式記錄有字符數(shù)據(jù)的字符板176。這類圖形可以視為二維條形碼，它特別適合與由二維陣列的電荷耦合器(CCD)組成的閱讀器配用，對陣列中的每個CCD數(shù)據(jù)中有一個點位置。
和圖1的實施例一樣，字符板不難從面板上卸下，只要更換字符板就能提供實際上是無限量的字符和字符組的。各字符的數(shù)據(jù)都在字符板的背面上，除字符板本身外是無需進行任何變動的。
進行操作和使用時，將包括有所要求的字符組和數(shù)據(jù)的字符板安置在面板上。上面的鼠形裝置圍繞字符陣列運動，目測對準所選取的其中一個字符，而且按壓開關(guān)，以驅(qū)動閱讀器讀取字符板背面所選字符的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換成編碼電信號(例如ASCIT，Big-5碼，GB(國標)碼或JIS)之后輸出到計算機或其它數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
除依靠機械檢索機構(gòu)將下鼠形裝置對準字符板背面上的字符數(shù)據(jù)的方式之外，對準作業(yè)也可以用軟件等進行，圖18示出了適用于這方面的字符板179的背面。和其它實施例中采用的字符板一樣，字符板179的字符組(圖中未示出)也以光可讀的形式成排打印在其正面上。在字符板的背面，各字符的數(shù)據(jù)181打印在由水平延伸線182和垂直延伸線183組成的柵格上，各字符的數(shù)據(jù)打印在四條柵格線所圍成的方格中。在所示的實施例中，數(shù)據(jù)以類似圖17的點圖形形式示出。但數(shù)據(jù)也可呈條形碼或任何其它適當?shù)男问?。不同字符的?shù)據(jù)打印在方格中統(tǒng)一的位置上，例如，中間，大小也是統(tǒng)一的，例如4×4點陣。
數(shù)據(jù)用適當規(guī)格的閱讀器讀取，用閱讀器掃描對應于陣列中四方格的部位。這樣，閱讀器無論處在什么位置，一個完整的方格就會處在閱讀器的視野中。由于數(shù)據(jù)按4×4點陣排列，每柵格線是一個點寬，由于一空排的點圍繞每個方格的數(shù)據(jù)組，14×14的感測元件(例如CCD)陣列就足以提供所要求的視野。
上面的鼠形裝置一經(jīng)目測對準到所要求的字符，字符數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)周圍包括邊界線或數(shù)據(jù)參考標記的部位就完全處在下鼠形裝置的視野中了。最終的圖象在軟件中檢索，直到找到參考標記為上。然后用參考標記的位置資料，就可以精確確定字符數(shù)據(jù)的位置，精確提取該字符。
在目前最佳的一個實施例中，參考線是通過在水平和垂直方向上逐線求出各線上的象素值之和并加以識別的。出現(xiàn)這些線時，所有象素是黑的，而根據(jù)正邏輯(即黑點的值為1，白點的值為0)，象素值的和為14。這些和值與大于10的閾值相比較，而唯一能滿足這個條件的位置是有上述線出現(xiàn)的位置。另一種適用的識別參考線的方法是將象素值之和彼此相比較，選取其中最大的一個。
各參考線一經(jīng)識別，且它們的坐座已知時，就用方格中心4×4點區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)提取字符數(shù)據(jù)，在本特殊實例中，數(shù)據(jù)所在的點區(qū)的邊界是通過下列方法確定的從坐標值較大的邊界線的坐標值減去2，給坐標值較小的邊界線的坐標值加2。
這種軟件找準方法應用在具有檢索機構(gòu)或制動機構(gòu)的系統(tǒng)(如這里所公開的那一種)中時，可以校正可能在該機構(gòu)中出現(xiàn)的任何不準確或失準的地方，并降低為此所要求的精度。此外還可以完全不用機械檢索而只依靠日測對準安置鼠形裝置來選取所要求的字符。取消檢索機構(gòu)可以簡化系統(tǒng)并降低成本。
這里我們舉的例子是軟件對準法，數(shù)據(jù)記錄成二維點陣的形式，但其它數(shù)據(jù)格式，例如條形碼，也同樣適用。由于條形碼實際上只是一維陣列，因而甚至更容易照準，只需要使掃描線在某一方向通過條形碼線。
本發(fā)明具有一些重要的特征和優(yōu)點。所要打印的字符的數(shù)據(jù)存儲在鍵盤上，因而，不再需要存儲器來存儲描述字符的信息。這樣，就允許大量的字符以低廉的方式、較小的空間進行存儲，而且通過使用可互換的具有不同套打印字符的面板就能打印基本上無數(shù)量限制的字符。此外，可將字符手寫在書寫板上并與鍵盤上的字符一道打印。與鍵盤上字符相關(guān)的信息記錄在鍵盤下方的磁介質(zhì)上并能夠獨立地或在對鍵盤字符進行掃描的同時被轉(zhuǎn)譯。甚至復雜的表意文字也可以用單次擊鍵而形成，打字機能夠以每秒鐘一個字符或更快的速度打印這樣的字符。此外，該打字機更易于使用，成本低，對個人實惠，予期會被廣大學生和其他人們所接受，而在其它情況下他們可能負擔不起這樣一種打字機。
從前面的描述可明顯看出，本發(fā)明已經(jīng)提供了一種新的和經(jīng)改進的表意文字打字機及打字方法。同時僅詳細介紹了某些優(yōu)選實施例，對熟悉該技術(shù)的人來說，很明顯，對本發(fā)明所能做的某些變化和修改都不能脫離由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種鍵盤，其特征在于，它包括一個面板，面板上打印有許多字符和對應于各字符的光可讀數(shù)據(jù)；一個字符選擇裝置，可在面板上運動，供有選擇地對準其中一個字符；一個光學閱讀裝置，與字符選擇裝置相連接，供用光讀取字符選擇裝置所對準的字符的數(shù)據(jù)；和一個編碼信號輸出裝置，用以根據(jù)所述用光讀出的數(shù)據(jù)輸出所選字符的編碼信號。
2.如權(quán)利要求1所述的鍵盤，其特征在于，光可讀數(shù)據(jù)呈條形碼的形式，數(shù)據(jù)閱讀裝置是條形碼閱讀器。
3.如權(quán)利要求1所述的鍵盤，其特征在于，光可讀數(shù)據(jù)呈二維點陣的形式，數(shù)據(jù)閱讀裝置由一電荷耦合器陣列組成。
4.如權(quán)利要求1所述的鍵盤，其特征在于，數(shù)據(jù)記錄在媒體上，參考標記以預定的相對于各個字符數(shù)據(jù)的位置關(guān)系記錄在所述媒體上，一數(shù)據(jù)閱讀裝置則包括觀測裝置，用以觀測大得足以容納所選字符的數(shù)據(jù)和與該數(shù)據(jù)有關(guān)的參考標記的視野范圍；信息處理裝置，用以處理從該視野范圍掃描出的信息以確定參考標記的位置；和字符數(shù)據(jù)提取裝置，利用參考標記的位置和標記與字符數(shù)據(jù)之間的位置關(guān)系來從由該視野范圍用掃描出的信息提取字符數(shù)據(jù)。
5.一種給計算機或其它數(shù)據(jù)處理器提供字符碼的方法，其特征在于，它包括下列步驟在一個面板上移動字符選擇器使其對準面板上可看得出的字符符號；與字符選擇器同步地移動一個光閱讀器，使其對準與該字符相應的光可讀數(shù)據(jù)，然后驅(qū)動閱讀器讀取有關(guān)字符的數(shù)據(jù)，并響應于該數(shù)據(jù)輸出該字符的數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，有關(guān)字符的數(shù)據(jù)記錄成條形碼的形式。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，有關(guān)字符的數(shù)據(jù)記錄成點陣的形式。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，數(shù)據(jù)記錄在一個媒體上，參考標記以預定的相對于各字符數(shù)據(jù)的位置關(guān)系記錄在媒體上，該數(shù)據(jù)通過觀測大得足以容納所選字符的數(shù)據(jù)和與該數(shù)據(jù)有關(guān)的參考標記的視野范圍讀取，以確定參考標記的位置，并利用參考標記的位置和標記與字符數(shù)據(jù)之間的位置關(guān)系從由該視野掃描出的信息提取字符數(shù)據(jù)。
9.一種鍵盤，其特征在于，它包括一個面板，面板的第一面上打印有一字符陣列，面板的第二面上打印有一對應于所述字符的光可讀數(shù)據(jù)陣列；第一鼠形裝置，可在面板的第一面上移動以對準各字符；第二鼠形裝置，位于面板的第二面上且與第一鼠形裝置連接以便與第一鼠形裝置一齊移動；光閱讀裝置，裝在第二鼠形裝置上，用以用光讀取第一鼠形裝置所對準的所選字符的數(shù)據(jù)；和編碼信號輸出裝置，用以根據(jù)用光讀出的數(shù)據(jù)輸出所選字符的編碼信號。
10.如權(quán)利要求9所述的鍵盤，其特征在于，光可讀數(shù)據(jù)呈條形碼的形式，且數(shù)據(jù)閱讀器由條形碼閱讀器組成。
11.如權(quán)利要求9所述的鍵盤，其特征在于，光可讀數(shù)據(jù)呈二維點陣的形式，數(shù)據(jù)閱讀裝置由一電荷耦合器陣列組成。
12.如權(quán)利要求9所述的鍵盤，其特征在于，參考標記以相對于各字符的數(shù)據(jù)的預定位置記錄在面板的第二面上，數(shù)據(jù)閱讀裝置有一個觀測裝置，供觀測大得足以容納所選定符的數(shù)據(jù)和與該數(shù)據(jù)有關(guān)的參考標記的視野范圍；所選字符編碼信號的輸出裝置則有一個信息處理裝置，供處理從所述視野范圍掃描出的信息，從而確定參考標記的位置；此外還有一個字符數(shù)據(jù)提取裝置，用以利用參考標記的位置和參考標記與字符數(shù)據(jù)之間的位置關(guān)系從由所述視野范圍掃描出的信息提取字符數(shù)據(jù)。
13.一種給計算機或其它數(shù)據(jù)處理器提供字符碼的方法，其特征在于，它包括下列步驟在面板的第一面上移動第一鼠形裝置，使其圍繞第一面上的一字符陣列移動，對準所選取的其中一個字符；在面板的第二面上與第一鼠形裝置同步地移動第二鼠形裝置，使其圍繞第二面上的光可讀數(shù)據(jù)移動；用第二鼠形裝置上裝設(shè)的閱讀器讀取所選字符的數(shù)據(jù)，并根據(jù)閱讀器所讀取的數(shù)據(jù)輸出所選字符的代碼。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，光可讀數(shù)據(jù)在面板的第二面上記錄成條形碼的形式。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，光可讀數(shù)據(jù)在面板的第二面上記錄成點陣的形式。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，參考標記以預定的相對于各字符數(shù)據(jù)的位置被記錄在面板的第二面上，數(shù)據(jù)通過觀測大得足以容納所選字符的數(shù)據(jù)和與數(shù)據(jù)有關(guān)的基準標記的視野被讀取，通過處理從所述視野掃描出的信息從而確定參考標記的位置，并利用參考標記的位置和參考標記與字符的位置關(guān)系從由視野范圍掃描出的信息提取字符數(shù)據(jù)，從而提供所選字符的代碼。
全文摘要
一種表意文字鍵盤和方法，其中鍵盤面板的一面印有一字符陣列，另一面印有各字符的相應光可讀數(shù)據(jù)。在第一面移動第一字符選擇器圍繞字符移動，有選擇地對準字符。在另一面同步地移動與字符選擇器連接的光學閱讀器圍繞記錄數(shù)據(jù)移動，讀取所選字符的數(shù)據(jù)，輸出其編碼信號。在一實施例中，數(shù)據(jù)記錄成條形碼的形式，閱讀器為條形碼閱讀器。從大于數(shù)據(jù)組本身的范圍讀取數(shù)據(jù)，以軟件提取數(shù)據(jù)，保證閱讀器精確對準所選字符的數(shù)據(jù)。
文檔編號G06F3/01GK1121464SQ95100530
公開日1996年5月1日 申請日期1995年2月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月22日
發(fā)明者R·B·約翰遜, K·A·費斯勒, E·W·韋伯 申請人:表意符號合伙人公司