移動電話小鍵盤技術動向

2004年10月A版
摘   要： 本文介紹了移動電話小鍵盤的發(fā)展動向，指出按鍵式小鍵盤仍然是移動電話的主要輸入設備。
關鍵詞：小鍵盤；移動電話；敲鍵；鍵擊
新技術雖然不斷涌現(xiàn)，但在最近的將來，按鍵式小鍵盤仍然是移動電話的主要輸入設備。移動電話制造商投入大量的人力物力和時間，使標準的12鍵按鈕小鍵盤這種介面用起來輕巧靈活。
在今天手機體積愈來愈小的趨勢下，最終用戶對小鍵盤的主要批評是，想利用它來操控數(shù)目繁多的功能，實在是太復雜了。按鍵愈來愈細小，顯示器尺寸也不大，要替無線式數(shù)據(jù)為本的應用輸入命令，或精確地鍵入其他短訊，實在很困難。一些高檔的智能電話和PDA是帶有語音模組的，而且采用了先進的輸入技術開發(fā)出來，包括語音識別，手寫符識別，快速的撥號連接到數(shù)碼地址薄以及觸感屏小鍵盤顯示器等?？墒牵璐詴r日，硬鍵式小鍵盤仍可經歷好幾代移動電話才會正式退出舞臺。

工作原理
任何類型的機械式小鍵盤，在它的下方必會有開關器件。結構上有兩個主要部分，讓用戶作輸入的實際硬件鍵子，任何使電路啟動的開關器件。至于多用途手機，會有文字輸入軟件提供額外的功能。移動電話小鍵盤的工作，是靠一種薄片式membrance開關組裝而成的，出色的開關薄片結構樣例，可從下式網站找到www.ggi-international com/products。鍵子特性例如觸感(tactile)反饋，所需的激活力和機械生命周期，主要是由所選擇的開關結構，以及它的制造材料所決定，在現(xiàn)今的移動電話中，主要有兩種開關結構。它們是金屬半球(dome)和聚酯半球開關。一般來說，制造商了解到，最終用戶發(fā)出呼叫或電話用以鍵入文字時，喜歡有觸感反饋，來決定輸入是否正確。觸感反饋是可觸知的(tangible)或聽得出的雖然很微弱的阻力或克瀝聲，那是開關促動時感覺得到或聽得出的反饋量與一差值delta成正比，此值是促動力(actuation force)與為了維持開關閉合所需之力兩者之差，促動力依賴于材料的厚度，半球的直徑和高度。在每個金屬半球鍵的內部，是一個不銹鋼半球。其構造是，當壓下去時在開關中就形成了閉合電路。聚酯半球開關是在整個開關構造中，于聚酯烯層浮雕聘一個個半球形狀物。視乎設計的不同，這兩種半球的尺寸和厚度都不相同。聚酯烯半球無論從壽命來說亦或成本方面都較金屬半球優(yōu)勝，因而在移動電話中也愈來愈流行。一般說來，電路層是絲印在非導電性薄膜上，采用的是導電性銀基油墨，形成開關。這種薄膜也是聚酯的，但也有采用其他基底的。
法國Qwertec公司副總裁Stephane Michel Grosjean解釋：“聚合物半球結構基本上是一種薄膜式的，于小鍵盤內形成各鍵子的形狀。當手指把這些鍵子壓下時，半球中的導電油墨就會和在其下方的薄膜進行接觸。在美國的專利公司Apem是移動電話小鍵盤解決方案的系統(tǒng)整合商。Michel-Grosjean指出，人們愈來愈感興趣于一種叫做薄膜上的塑料工藝用在中檔電話上，以前，這種工藝主要用于高檔型號。我們在薄膜底面絲印，正是在聚碳酯的下方。然后，將薄膜作熱處理成型，得出鍵子的形狀。之后，就進行超量模鑄(overmolding)。

一次性敲鍵勝于三次
在移動電話中輸入文字的典型軟件方面，需要采用一種稱為敲擊的進程。為了把數(shù)據(jù)輸入記憶體作萬維網瀏覽，即時短訊電子手帳，或其它文字輸入的功能，用戶必須在12鍵小鍵盤內操作某些數(shù)字鍵好幾次，才能輸入字母，形成字詞。有好幾家公司提供多次敲擊的代替方法，那是基于字典為本的文章識別程序，在字母符號模式之后進行切換，于標準數(shù)值小鍵盤內只需一下鍵擊就得到結果。
最多人取得牌照并組織實現(xiàn)的軟件是T9 Text Input技術，它是由Tegic communications公司創(chuàng)建的，此公司現(xiàn)在已由Aol Mobile公司所擁有。此軟件被大約40家OEM的電話設計所采用。包括Motorola公司的iDEN移動電話系列。Motorola的Lexicus分部提供了一種叫做iTAP的類似于T9的競爭性文字識別界面，給它的OEM廠家，還會用于Motorola自己的其他一些型號中。Aol Mobile的Maher說，自從收購了Tegic之后，該公司就不斷地改進核心產品，那就是增添更多的語言能力。Aol還在處于推出5.1版本的過程。進行改良的包括對雙向語言的支持，和輸入俚語的支持，譬如說，在文字中插入數(shù)值，例如在短訊服務(SMS，short message service)中的縮寫詞CuL8R代表短語See you later。該公司還在開發(fā)相輔相成但不相同的界面產品，以便用于日文和中文。Maher解釋，他們采用大批的相同輸入技術，但組織實現(xiàn)十分不同。絕大多數(shù)字符字母為本的語言用一個引擎來運行便可以，但當你面對日文或中文這些東西時，就需要圖形為本的引擎，并且，圍繞著它還要開發(fā)出全新的一組技術。每個數(shù)字鍵可以解釋為幾種字母。在2鍵上按一次，可以代表A，B或C。T9采用了內部數(shù)據(jù)庫自動地掃描可能的變異，去決定正確的字詞。例如，把字“call”輸入移動電話用了4個鍵擊，而非多次敲擊文本輸入法所需的平均10次按壓。Moher說在硬式鍵小鍵盤里，困難的是一個數(shù)字鍵代表多個字母。但一系列的鍵擊很難是唯一地限定了你正在輸入的那個字詞。這樣一來，假使你敲字符2-2-2，在英文中只有一個字相對應的，那就是唯一的。此技術本身，于用戶針對該順序鍵入最平常的字詞同時。它會截取鍵擊情況，并且顯示在屏幕上。那就是這種技術所做的事情，Zi Corporation也開發(fā)出一種預測式，一次鍵擊的文本輸入技術，用于移動電話小鍵盤。Zi的eZiTex核心引擎是與它的語言數(shù)據(jù)庫不相關的，這就可以將記憶體要求優(yōu)化的時候，可以一面增添語言的能力。它可以適應一系列的平臺，包括來自不同公司的芯片組，例如，ADI，Conexant，Lucent，Qualcomm，Symbian，Texas Zastruments以及VLSI。

不同的鍵擊
本行業(yè)現(xiàn)已弄清楚，為了符合移動上網，小鍵盤無論尺寸大小，以及其下面的開關技術的操作，都應該有所變化。除了Ericsson公司的chatboard之外，它只不過是簡單地增添外置鍵盤選次來增強內建的標準小鍵盤，其他一些公司正在開發(fā)具革新解決方案的產品，以便形成多功能輸入設備。例如，Kyocera Smartphone 京陶智能電話就有一個裝在翻開式機殼蓋子的小鍵盤，來保護PDA的顯示器。此電話具有多種能力，諸如免提電話E-mail，高速撥號，電話薄數(shù)碼撥號，語音撥號以及接達到Palm.net的web網站。DigitWireless公司首席行政總裁及創(chuàng)建人David Levy,他也是Fastap硬件和軟件的發(fā)明者，他說：“標準12鍵移動電話小鍵盤并不是打算用來瀏覽Web網或寫E-mail或即時短訊的。哪怕是最簡單的任務， Moblile Web用戶也得借著麻煩的鍵順序去完成?！盌igit Wireless是一家技術公司。今年夏季早期，開始給它的Fastap小鍵盤和用戶界面發(fā)放牌照。這種已取得專利的技術，在小的面積內提供完整的電腦界面，此面積是信用卡的三分之一。它設計來提供獨立和即時接達每個字母的基本標點符號，以及傳統(tǒng)的電話小鍵盤。那并不需要在數(shù)字與字母模式之間來作切換。Fastap的鍵板  Keypad不是給每個隔離的按鈕配置一個獨立的元件，而是將一個區(qū)域重復使用。所以，每一物理按鍵實際上是由其他按鍵組合而成。Levy解釋道：“Fastap最初的原型是不太受歡迎的，因為看起來很復雜。開發(fā)的其中一部分是要簡化它的外觀，以便將所有幾何上的復雜性都不讓用戶覺察出來。如果你將今天的Fastap技術也5年前的作一比較，它是簡單多了?！盕astap技術采用了升高鍵與下陷鍵的矩陣，讓手指有足夠空間，一次按壓就能接達任何字符。升高的字母，字符按鈕與鄰近按鈕不同，而它們之間的谷地就形成數(shù)字鍵。Fastap界面是基于字符識別，而不是字詞識別的，因此就無需字典，節(jié)省記憶體。要接達任何字符，包括標準的標點，用戶可按下帶有該字符的鍵子。Levy解釋：“我們得要將開關膜片完全改變，因為，要在連續(xù)的膜片上得到良好的觸感反饋是很困難的。我們用一種新的工藝來解決了。這種制作工藝包括了在連續(xù)性表面的背后生成模泡的觸感錐體?！盋irque 公司也在采用新的技術來增強小鍵盤的功能性。它的旗艦HTS (hidden touch surface) 隱性接觸表面電容技術，常常在筆記本電腦中使用，正被采納于移動電話。Cirque的首席執(zhí)行官及總裁Richard clasen說，該公司打算把它的傳感器為本，接觸墊模組整合到傳統(tǒng)鍵板內，使那些鍵子具有傳感器因應不同手勢的能力。
HTS技術是圍繞柔軟印刷傳感器陣列FPSA而建立起來的，設計上是透過非導電性材料來工作的，這樣，就無需在包封上有一個溝緣開口，采用壓力敏感黏合劑來裝到FPSA薄膜上。引線部分插入到電路連接器中，控制器組就固定在附近。這種技術的一個改良版本是給手持設備使用的，該公司稱之為Glide Sensor。Clasen解釋：“基本上，Glide Sensor允許我們做到的就是將一個傳感器及位整合到實在鍵板開關層，我們現(xiàn)在可以感測到手指的活動，但不需要手指直接在觸感墊上作出壓力。大約一年之前，我們開發(fā)出稱為pocket keyboard的東西，用于palm pilot和HandSpring.在那里，我們把觸感墊轉換成為沒有機械按鈕的鍵盤。由于Glide Sensor硬件的厚度僅為0.1mm，故可以放在電話手機或PDA的蓋子里。我們的電路尺寸很小，可以放在薄膜上，然后將它連接到有關芯片，此芯片可以是在設備的電路板上任何地方。”Girgue給OEM廠家提供Glide Sensor ASIC 界面和傳感器。該公司最近開發(fā)的事項，是把Glide Sensor整合到傳統(tǒng)移動電話小鍵盤設計的一種新方法。Clasen解釋：“我們實際上可以和這種標準系統(tǒng)共存。我們實際上開發(fā)出一種方法，在這階段，我們能夠講的東西是有限的，允許你在鍵墊上方移動手指，利用它來移動光標或進行Graffitit似的文本輸入。我們把這個當作為觸感屏的真實代替品，而你也可因此大大節(jié)省成本?！?/p>

關于照明
小鍵盤的照明，可以用有源方式或無源方式整合到膜片結構中。無源技術例如磷光不會從設備中吸取電能，但有源技術就要電源來驅動背光。例如EL燈就是一種有源背光方式，由電氣充電，平行電極電容器所組成，將電能轉換為光。Qwertec開發(fā)出一種專利技術，制造新的EL照明系統(tǒng)作為背光，來代替更耗費電能的發(fā)光二極管。這家法國的制造商在鍵子內部印刷其專用的EL油墨。Michel Grosjean說：“重要的是要指出，我們把絲印油墨放在鍵子內部，而不是在鍵子上。它是可以抵受劃痕的。我們用來作照明的油墨的施加方法，一如給鍵子施加彩色油墨一樣。因此，油墨是放在聚酯酸薄膜與塑料之間，這些塑料，我們注入到鍵子內，以提高鍵子的強度和結構上的剛性。由于照明只是在鍵子的頂部，而不是深入小鍵盤內里，如LED那樣，所以，鍵子的光亮歷時較久。因為它的功耗很低，設備的重量會降低，可以用較少的電池或同樣體積的電池得到較長的壽命?！?br/>隨著大眾市場移動電話演進成為多種用途，用戶可以進行更為復雜的操控，輸入機制也必須相應地演進，不但要在人體工程學方面讓人感覺得更舒服，而且更使得把其復雜性不易被人們覺察出來。