技术领域
[0001] 本
发明属于移动通信技术领域，特别是一种移动终端及其操控技术的设计方法。
背景技术
[0002] 随着移动互联网及
物联网的发展，人们越来越多地通过移动终端上网获取信息、娱乐，除此之外，移动终端还将扮演重要
角色衔接上层通用网络和下层专用网，如：衔接因特网和
传感器网络，成为用户控制其他电器设备协助使用者更好地与网络、环境、物件和机器交互的工具，意味着人们将越来越依赖移动终端，使移动终端趋向一机万能。由于人们日常使用移动终端的时间和频次将远超以往，这要求移动终端要符合
人体工学要求，适合长时间和高频次操作使用，有更好的
人机交互界面、更适宜的观看角度和更便捷的操作。
[0003] 目前，市场已有移动终端的输入和操控方式大致有以下几种：
[0004] 1、十二个数字/文字按键+功能键型：最经典的移动终端布局，也是最广为消费者接受、成为大众操控习惯的类型。但该方式限制屏幕的大小，或由于屏幕扩大而牺牲
键盘尺寸带来的操控局促。
[0005] 2、Qwerty全键盘型：源自电脑键盘的设计，且由智能手机的普及而被大量采用，在北美市场较受欢迎，典型如黑莓和HTC的PPC手机。较好文字录入方式及提供利于移植PC的智能机的功能按键映射，但无法实现单手操控，同时使终端体积较大、结构复杂。
[0006] 3、触控屏型：创造性地将输入输出整合到同一屏幕上，具有更直观的人机交互体验，但目前无法实现字符输入的单手操作，易造成误输入和误操作，且易跌落。
[0007] 4、混合型：混合以上操控方式的两种，仅是迎合不同用户的需求。
[0008] 综上所述，移动终端存在的问题有如下几点：
[0009] 1、键盘的大小与屏幕尺寸互相制约，影响移动终端与用户的交互性；
[0010] 2、单手操控性不佳；
[0011] 3、缺乏专
门从
操作系统层次支持操控识别以优化用户使用体验；
[0012] 4、人体工学设计方面考虑不足以支持用户长时间使用易疲劳。
[0013] 已有移动终端的局限性，无法满足现时及未来的网络环境、通信环境和测控环境的使用要求，不适合提供用户长时间和高频次使用。移动终端的操控及交互方式进行改进或重新设计，对移动终端能否更好地支持移动互联网和物联网应用，协助用户使用网络和控制其他设备，都将起到至关重要的作用。
发明内容
[0014] 为解决
现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种键盘的大小与屏幕尺寸不互相制约、单手操控性好、可以从操作系统层次支持操控识别和用户长时间使用不易疲劳的移动终端及其操控技术的设计方法。
[0015] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
[0016] 一种移动终端，包括
机身和嵌入式
中央处理器，所述的机身包括USB数据
接口/充电接口、
正面触摸屏幕、听筒、前摄像头和光线感应器、开机键/操控
锁定解锁键、3.5mm标准
耳机接口、喇叭、以及主摄像头和
闪光灯，所述的机身的背面安装有背面
触摸板，所述的机身两侧的中部偏下适于大拇指的
位置分别安装有左三态按键和右三态按键；所述的开机键/操控锁定解锁键安装在机身的顶部；所述的嵌入式中央处理器是安装有包括
手指动作语义识别和虚拟键盘与输入法操控系统的嵌入式中央处理器。
[0017] 本发明所述的背面触摸板安装在机身的背面中上部。
[0018] 本发明所述的左三态按键和右三态按键均是确认/取消/滑动三个状态按键。
[0019] 本发明所述的嵌入式中央处理器采用低功耗嵌入式处理器。
[0020] 一种移动终端的操控技术的设计方法，包括以下步骤：
[0021] A、机身型体的设计
[0022] A1、在机身背面加入背面触摸板，用于手指从背面操控终端，正面使用电容式正面触摸屏幕；
[0023] A2、在机身两侧对称位置设置左三态按键和右三态按键；所述的左三态按键和右三态按键的安装位置按用户人群拇指长度的统计数据进行布置，键体为长条形，中间加以突起条状区分确认与取消键区，保证对不同长度拇指的适应；确认/取消键置于滑动槽内构成滑动键，用
弹簧实现向上向下操作后回弹到中央位置，滑动阻
力略大于确认/取消键的键面阻力，保证确认与取消过程中不会出现键滑动的误操作；
[0024] A3、整机人体工学设计：通过分配机身内各个部件位置达到整机
重心落在机身的下半部分，机身两侧及背面采用阻尼值适合手掌把握的磨砂材料，线条及边角弧度按手掌特点作相应设计，以达防滑且方便手掌调整的目的；
[0025] B、操控系统
算法支持下的手指动作语义识别的设计
[0026] B1、左右手智能切换，利用内置重力感应器，左手大拇指长按左三态按键中的确认键约2秒并轻轻摇晃，则切换至左手操作模式，即左三态按键激活、右三态按键锁定；右手大拇指长按右三态按键的确认键约2秒并轻轻摇晃，则切换至右手操作模式，即右三态按键激活、左三态按键锁定；
[0027] B2、三个手指在背面触摸板上操作不受严格尺寸的区域定义，采用三点间相对
定位的算法进行动作判断，即在右手操作状态下正面触摸屏幕上响应的三个点按从左到右依次识别为无名指、中指和食指，在左手操作状态正面触摸屏幕上响应的三个点按从左到右依次识别为食指、中指和无名指；
[0028] B3、背面触摸板的激活及锁定：双击确定键激活及锁定，而按顶部的[0029] 触控锁定键则是对背面触摸板、左三态按键和右三态按键进行激活及锁定控制；
[0030] B4、根据食指、中指和无名指不同的灵活度，在相应的输入及
光标滑动选择状态下，操控系统算法对不同手机所映射的触控点滑动的速度灵敏度做适当的区别调整，使三指在最终界面响应速度一致；
[0031] B5、除了文本录入有必要三个手指同时在背面触摸板上操作，其他普通的方向与目标选择只用一到两个手指；
[0032] B6、文本输入状态与光标选择状态的切换：双击取消键进行切换；
[0033] B7、多指/多点功能触控，用单击或双击、双指或三指的特定动作语义进行图片缩放、快速翻页等操作；
[0034] B8、双指动作实现快捷菜单：中指停驻于背面触摸板上不动，食指点击一次，调出菜单；
[0035] B9、手指触碰操控过程，正面触摸屏幕同步响应显示手指位置和状态，用[0036] 透视方法使用户能对该操控方式快速上手并适应；
[0037] B10、操控系统默认配置方案是以多数人群的手指情况、以及普通人群动作的习惯思维和自然反应为动作识别的基准配置；
[0038] B11、个体用户手指操控差别修正、调整，系统以友好、简易的界面协助用户进行适应微调，并支持用户自定义动作语义配置；
[0039] B12、操控系统预留触摸动作及左三态按键和右三态按键语义的应用接口为第三方应用提供动作语义的拓展空间；
[0040] C、操控系统中虚拟键盘与输入法的设计
[0041] C1、通用的界面、图标、菜单选项：界面使用通用的界面和应用图标用菜单选项，选择对象于界面平铺排列，侧边有滚动条，在正面触摸屏幕操作时直接点击选择，当使用背面触摸板操作时，则根据触摸对应的光标在界面上进行选择；
[0042] C2、背面触摸板与正面触摸屏幕界面的相对映射：由操控系统算法实现触摸位置到正面触摸屏幕界面的合理比例映射，用户在小幅度的手指滑动即可在较大的正面触摸屏幕界面作相对应的光标及选项滑动映射，选中图标、字符或区域在正面触摸屏幕突出显示，用户自然
感知和追踪手指的相对位置；
[0043] C3、标准虚拟键盘方案：操控系统提供的虚拟键盘提供传统的12键T9布局方案和横屏时的Qwerty键盘方案；
[0044] C4、双指虚拟键盘及输入法：根据移动终端自身背面触摸特点及双指操作更灵活的特点，提供与食指和中指对应布置的双列虚拟键盘，通过字母分组来减少滑动选择次数，即字母以四个为一个虚拟按键，所有按键按两列分布，背面触摸板上的食指和中指滑动进行第一维的选择，选择到一个虚拟按键后由左三态按键或右三态按键的滑动来进行第二维的选择得到具体字母字符；当中文输入时，虚拟键盘第一列为声母，第二列为韵母，同样采用分组二维选择方式，构成中文输入法与中文拼读步骤一致，贴近用户思维习惯，提高用户文本录入速度；
[0045] C5、智能多维选择方案：背面触摸板的手指活动为滑动上下，映射于界面为一维的方向移动或选择，当出现新的维度移动或选择时，则自动启用左三态按键或右三态按键以滑动实现；背面触摸板承担奇数维的滑动选择，左三态按键或右三态按键承担偶数维的滑动选择，两者配合交替循环实现多层菜单选项下的多维选择。
[0046] 与现有技术相比本发明的有益效果如下：
[0047] 本发明设计了一种自然操控理念的背面触摸式移动终端，创造性地将背面触摸板置于机身背面，同时保留正面触摸屏幕，改进传统的正面物理键盘和普通触控的操控方式不足，完整地解放正面触摸屏幕来获取最佳的交互体验，结合科学的人体工学的机身设计，通过系统
软件算法对虚拟键盘和输入法进行优化，解决当前手机操控方式的局限，实现了：
[0048] 1、最大化解放正面触摸屏幕，提供更好的交互界面；
[0049] 2、单手轻松实现操控特别是文字录入；
[0050] 3、基于
系统软件算法、软
硬件的充分结合提高操控智能化，使操作迎合用户习惯思维和自然反应；
[0051] 4、结合人体工学设计，以自然的手掌姿势和尽可能简单的动作操控终端，适合长时间使用。
[0052] 5、迎合了移动终端使用时间和频次增加的发展趋势，满足现时及未来环境的要求，适应人们的使用特点，降低了用户长时间使用终端产生的疲劳。
附图说明
[0053] 本发明共有附图6张，其中：
[0054] 图1是移动终端的主视图。
[0055] 图2是图1的左视图。
[0056] 图3是图1的右视图。
[0057] 图4是图1的仰视图。
[0058] 图5是图1的俯视图。
[0059] 图6是图1的后视图。
[0060] 图中：1、USB数据接口/充电接口，2、左三态按键，3、右三态按键4、正面触摸屏幕，5、听筒，6、前摄像头和光线感应器，7、开机键/操控锁定解锁键，8、3.5mm标准耳机接口，9、背面触摸板，10、喇叭，11、主摄像头和闪光灯。
具体实施方式
[0061] 下面结合附图对本发明做详细描述。如图1-6所示，一种移动终端，包括机身和嵌入式中央处理器，所述的机身包括USB数据接口/充电接口1、正面触摸屏幕4、听筒5、前摄像头和光线感应器6、开机键/操控锁定解锁键6、3.5mm标准耳机接口8、喇叭10、以及主摄像头和闪光灯11，所述的机身的背面安装有背面触摸板9，所述的机身两侧的中部偏下适于大拇指的位置分别安装有左三态按键2和右三态按键3；所述的开机键/操控锁定解锁键7安装在机身的顶部；所述的嵌入式中央处理器是安装有包括手指动作语义识别和虚拟键盘与输入法操控系统的嵌入式中央处理器。所述的背面触摸板9安装在机身的背面中上部。所述的左三态按键2和右三态按键3均是确认/取消/滑动三态按键2。所述的嵌入式中央处理器采用低功耗嵌入式处理器。
[0062] 一种移动终端的操控技术的设计方法，包括以下步骤：
[0063] A、机身型体的设计
[0064] A1、在机身背面加入背面触摸板9，用于手指从背面操控终端，正面使用电容式正面触摸屏幕4；
[0065] A2、在机身两侧对称位置设置左三态按键2和右三态按键3；所述的左三态按键2和右三态按键3的安装位置按用户人群拇指长度的统计数据进行布置，键体为长条形，中间加以突起条状区分确认与取消键区，保证对不同长度拇指的适应；确认/取消键置于滑动槽内构成滑动键，用弹簧实现向上向下操作后回弹到中央位置，滑动阻力略大于确认/取消键的键面阻力，保证
[0066] 确认与取消过程中不会出现键滑动的误操作；
[0067] A3、整机人体工学设计：通过分配机身内各个部件位置达到整机重心落在机身的下半部分，机身两侧及背面采用阻尼值适合手掌把握的磨砂材料，线条及边角弧度按手掌特点作相应设计，以达防滑且方便手掌调整的目的；
[0068] B、操控系统算法支持下的手指动作语义识别的设计
[0069] B1、左右手智能切换，利用内置重力感应器，左手大拇指长按左三态按键2的确认键约2秒并轻轻摇晃，则切换至左手操作模式，即左三态按键2激活、右三态按键3锁定，右手大拇指长按右三态按键3的确认键约2秒并轻轻摇晃，则切换至右手操作模式，即右三态按键3激活、左三态按键(2)锁定；
[0070] B2、根据食指、中指和无名指不同的灵活度，在相应的输入及光标滑动选择状态下，操控系统算法对不同手机所映射的触控点滑动的速度灵敏度做适当的区别调整，使三指在最终界面响应速度一致；
[0071] B3、除了文本录入有必要三个手指同时在背面触摸板9上操作，其他普通的方向与目标选择只用一到两个手指；
[0072] B4、多指/多点功能触控，用单击或双击、双指或三指的特定动作语义进行图片缩放、快速翻页等操作；
[0073] B5、双指动作实现快捷菜单：中指停驻于背面触摸板9上不动，食指点击一次，调出菜单；
[0074] B6、手指触碰操控过程，正面触摸屏幕4同步响应显示手指位置和状态，用透视方法使用户能对该操控方式快速上手并适应；
[0075] B7、操控系统默认配置方案是以多数人群的手指情况、以及普通人群动作的习惯思维和自然反应为动作识别的基准配置；
[0076] B8、个体用户手指操控差别修正、调整，系统以友好、简易的界面协助用户进行适应微调，并支持用户自定义动作语义配置；
[0077] B9、操控系统预留触摸动作及左三态按键2和右三态按键3的应用接口为第三方应用提供动作语义的拓展空间；
[0078] C、操控系统中虚拟键盘与输入法的设计
[0079] C1、通用的界面、图标、菜单选项：界面使用通用的界面和应用图标用菜单选项，选择对象于界面平铺排列，侧边有滚动条，在正面触摸屏幕4操作时直接点击选择，当使用背面触摸板9操作时，则根据触摸对应的光标在界面上进行选择；
[0080] C2、背面触摸板9与正面触摸屏幕4界面的相对映射：由操控系统算法实现触摸位置到正面触摸屏幕4界面的合理比例映射，用户在小幅度的手指滑动即可在较大的正面触摸屏幕4界面作相对应的光标及选项滑动映射，选中图标、字符或区域在正面触摸屏幕4突出显示，用户自然感知和追踪手指的相对位置；
[0081] C3、标准虚拟键盘方案：操控系统提供的虚拟键盘提供传统的12键T9布局方案和横屏时的Qwerty键盘方案；
[0082] C4、双指虚拟键盘及输入法：根据移动终端自身背面触摸特点及双指操作更灵活的特点，提供与食指和中指对应布置的双列虚拟键盘，通过字母分组来减少滑动选择次数，即字母以四个为一个虚拟按键，所有按键按两列分布，背面触摸板8上的食指和中指滑动进行第一维的选择，选择到一个虚拟按键后由左三态按键2或右三态按键3的滑动来进行第二维的选择得到具体字母字符；当中文输入时，虚拟键盘第一列为声母，第二列为韵母，同样采用分组二维选择方式，构成中文输入法与中文拼读步骤一致，贴近用户思维习惯，提高用户文本录入速度；
[0083] C5、智能多维选择方案：背面触摸板9的手指活动为滑动上下，映射于界面为一维的方向移动或选择，当出现新的维度移动或选择时，则自动启用左三态按键2或右三态按键3以滑动实现；背面触摸板9承担奇数维的滑动选择，左三态按键2或右三态按键3承担偶数维的滑动选择，两者配合交替循环实现多层菜单选项下的多维选择。
[0084] 本发明通过软硬件技术紧密结合来对各项操控功能进行实现，软件上为搭载操作系统，通过系统软件算法优化虚拟键盘、输入法及手指动作的侦测算法提供智能化操控的实现，硬件则由触摸板、按压/滑动一体的侧键、光线感应器、重力/
加速/方向感应器组成。
[0085] 本发明按照像拿握、观看一个普通物品去与终端交互的思路，将移动终端的输入和操控转移至机身背面，即在机身背面加入背面触摸板9，同时正面使用电容式正面触摸屏幕4。在此条件下将机身平置于掌心上，五指自然合拢握住机身，由食指、中指和无名指三个手指置于背面进行触控，大拇指置于侧面的确认/取消/滑动左三态按键2或右三态按键3，小拇指置于另一侧辅助固定机身，以最为自然的方式把握并操控移动终端。
[0086] 为保证移动终端迎合手掌特点、长时间操控的需求及操控过程不易滑落的要求，移动终端在机身型体的材质、线条弧度、重心分布和器件尺寸进行特殊的设计。两侧采用阻尼值适中的材料磨砂材质，使手指与面板间不会出现严重的滑动而能协助用户凭单手进行手指姿势调整，线条弧度贴合手掌，重心分布在机身偏下部，便于把握。
[0087] 左右侧两个的确认/取消/滑动左三态按键2和右三态按键3对称分布，保证左右手无障碍切换操控，左三态按键2和右三态按键3分布位置根据用户人群拇指长度的统计数据进行布置，键体为长条状，宽区域有按压有效范围，中间加以突起条状区分确认与取消键区，保对证不同长度拇指的适应；
[0088] 确认/取消键置于滑动槽构成滑动键，用弹簧实现向上向下操作后回弹到中央位置，滑动阻力略大于确认/取消键的键面阻力，保证确认取消过程中不会出现键滑动的误操作。左三态按键2和右三态按键3的滑动功能为具体情景下拓展的选择键，配合背面触摸板9上滑动实现多维方向操作及选择。
[0089] 移动终端的三个物理按键仅在保证不增加使用复杂度前提下进行复用，顶部的按键既是开/关机键又是操控锁定/解锁键，左三态按键2和右三态按键3更是确认/取消/滑动三键一体设计，这样在较少的物理按键下仍能实现较多的功能操作。
[0090] 本发明操控系统关键功能操作方法如下：
[0091] 背面触摸板9的激活及锁定：双击确定键激活及锁定，而按顶部的触控锁定键则是对背面触摸板9和两侧三态按键2和3进行激活及锁定控制。
[0092] 左右手切换识别：利用内置重力感应器，左手长按三态按键2约2秒左侧[0093] 确认键并轻轻摇晃，则切换至左手操作模式，即左侧的三态按键2激活右侧的三态按键3锁定，切换到右手也按同理操作。
[0094] 文本输入状态与光标选择状态的切换：双击取消键进行切换。
