专利名称：敏捷型计算机键盘布局的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种计算机用键盘。
现有计算机键盘的字母区布局基本上沿用旧的QWERT英文权械打字机，而该布局则是为防止机械打字机的字锤由于频繁被击打而发生机械故障而设计的，设计者试图将26个字母分散开来以减少机械故障的发生，这样做所付出的代价是输入速度的严重降低。对于一个合理的字母布局来说，理所当然应让使用频率最高的字母键位于易被击打的位置，而现有的键盘恰恰是未按频率出现的高低来设置字母键的位置。例如字母“J”键设在右手基本键位食指区，属最常使用区，但经对大量英文文章的字母出现频率的统计分析证明，字母“J”在26个字母中属于最少使用的5个字母之一。同样，字母“K”键也存在同样的情况。再看字母“T”，统计结果显示，该字母属于最常使用字母，但现有键盘的设置是由左手食指负责击打，而左手食指击打字母“T”则需手腕侧移再向上伸展食指两个动作，这样因行程较长，且为两个动作复合造成不仅费时而且准确性也降低，极为不便。类似还可举出许多字母键安排不合理的例子。总之，现有键盘存在着未按字母出现频率及击打难易来设置，造成了英文输入的效率低下，严重降低了输入速度。
本实用新型的目的是对现有计算机键盘布局进行改进，依使用频率的高低将26个字母安排到相应的合适的键位，以克服现有键盘的上述缺陷。
本实用新型的技术方案是根据英文打字中26个字母出现的频率高低以及键盘中左、右手指击键的难易程度来设置键盘布局。本实用新型不改变现有键盘其它键位，仅改变26个字母和1个字符的排列布局。26个字母分为三行，第二行依次为H、N、O、T、D、R、E、A、I、S键。在此基础上、第一行依次为Q、Y、F、C、K、V、U、M、W、J键、第三行依次为Z、B、P、G、X、L、；键；亦可设置为，第一行依次为Q、G、W、M、X、K、C、F、Y、J键，第三行依次为Z、V、B、P、U、L、；键，这些键位与“<”、“>”、“！” 键构成二个左右对移的平行四边行区域，且左侧的平行四边形象右倾斜。
本产用新型为便于操作，还设有三个Windows操作单键，且位于功能键区，可以“Explorer”.“—”.“X”标注。
改进后的计算机键盘与现有的计算机键盘相比较具有以下优点1.能获得更快的输入速度。
2.大幅度减轻输入中手指的疲劳度和减少击键时动作的复杂性，只需轻松击打基本键位就可完成大部分输入工作。
3.输入中眼睛多处于中央正视方位，避免了侧视，更好地集中了注意力，增强了判断力。
4.布局更便于记忆。
5.使用Windows更方便、快捷。
附
图1为本实用新型方案一布局图；附图2为本实用新型方案二布局图；附图3为本实用新型方案一键位图；附图4为本实用新型方案一字母频率高低设置图；附图5为本实用新型方案二键位图；附图6为本实用新型方案一字母频率高低设置以下结合附图时本实用新型进行详细说明。
我们用程序对26个字母出现的频率进行统计，字母统计的总次数为67350753，依出现频率由高到低的排列次序见下表(其中E(％)为各字母出现频率的平均值，D(％)为各字母出现频率的方差)。
E T A O I NSHRDLUCE(％)12.69.17.97.67.06.9 6.4 6.2 5.9 4.2 4.0 2.8 2.7D(％)0.1 0.10.00.00.10.0 0.1 0.4 0.0 0.1 0.1 0.0 0.2
MFWYGPBVKXJQZE(％)2.7 2.4 2.1 2.0 1.9 1.8 1.6 10.7 0.2 0.1 0.1 0.1D(％)0.0 0.0 0.1 0.0 0.0 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0从表中可看出以下2点1.单从频率平均值数值来看，各字母出现频率的平均值有层次性，可划出三个分界点6.0％，4.0％和1.0％。分别划出了最常使用的8个字母(ETTAOINSH)，次常使用的3个(RDL)，普通10个(DCMFWGPBV)及最少使用5个(KXJQZ)其中最常使用和次常使用的11个字母总的出现频率高达78.1％，最少使用的5个字母总的出现频率仅达1.2％，由此可看出，频繁使用的字母只有11个，而有5个字母基本不使用，显示了字母使用极不平均性。
2.另由方差可看出，除字母“H”和“C”外，方差均很小，仅为0.0或0.1，这说明在被统计的文本文件中各字母出现频单相当稳定，表中得出的平均值即可作为各字母实际的出现频率。
由上，我们已得出26个字母的出现频率，那么，如何按各字母出现频率高低把各字母安排到相应的合适的键位使成了最重要的问题，解决这个问题最根本的原则就是使用频率高的字母应易于击打，反之则难于击打。
对于普通的键盘，由人手指初始置于中排的8个键位，手指伸展或缩回可击打的上下两排各8个键位，再加上食指侧移负责的6个键位构成了基本的30个键位的字符区，这个包括26个字母和4个字符，形状呈平行四边形的字符区(见附图3)就是我们研究的区域，当从人手指击键的生理特点出发为此30个键位按击打难易程度排一顺序后，就可按各字母的出现频率将各字母安排到相应的键位形成改进的键盘字符区布局。
而当把此平行四边形区域从中间按其侧边方向割开后，再把左侧部分作一水平翻转后便形成了由两个水平的平行四边形构成的左右对称的图形(见附图4)。此图形就是我们要研究的自然键盘的字符区。(称其为自然的是因为人的双手自然击键时约呈30°夹角，而该键盘的布局正好适合这种特点)。
人手指在击键时存在以下特点1灵活性、耐疲劳度按食指、中指，无名指、小指依次递减，且食指与中指、无名指之间存在一档次差别，中指、无名指与小指之间又存在一档次差别。
2.普通人右手较左手灵活。
3.手指向外伸展比向内缩回更容易。
4.食指因其灵活性。耐疲劳度较中指、无名指和小指而言强了许多，但其长度稍短，故平移及击打其内侧斜下方键位比伸展更容易。不需带动手腕。
5.小指不仅灵活性、耐疲劳度最低，且其长度也最短，故伸展及缩回击键均难于做到。
6.双手交替击键速度最高，单手换指次之，单手同指最低。
根据以上的6点，可以得出普通和自然的字符区各键位的使用难易顺序。下面就此二图的得来作一说明由上述特点4，食指平移及击打其内侧斜下方键位均很容易做到，故可以将附图3及4中的区域1作为食指的基本键位。图4中的左、右区对称，故食指的基本键位也是对称的。而在图3中，左手食指要击打其右侧斜下方键位却因其位置较远却很难做到，故减少一键位。当把食指的基本键位与击键时手指初始置于的8个键位并在一起后所形成了总的基本键位。见附图3及5中的区域2，作此合并的理由是因为食指的灵活性，耐疲劳度较其它三指高出许多，食指移动击打其基本键位与手指击打初始的基本键位一样容易做到，只不过容易程度稍低。
另由特点5，可画出最难击打的4个键位，它们分别位于字符区的4个顶角位置。
基于以上的总的基本键位和最难于击打的键位的位置，可进一步确定字符区每一个键位的使用难易程度顺序，见附图3及4中的数字，数字越小则越易使用。
由数字可以看出基本键位数字最小，因其最容易使用；四角键位数字最大，这是由于其最难于使用；右手区键位数字均小于相对应的左手区键位数字，这是由于特点2；中排数字小于上、下排，上排数字又小于下排数字，这是由于特点3；相邻的两个数字分别置于左、右手区，这是出于特点6；中间键位的数字小于两侧的，这是出于特点1。
至此，我们已得出字符区的各键位使用难易顺序，但在将26个字母按出现频率高低安排到相应的合适的键位仍有一问题未解决，就是4个字符的安排。在此，可将4个字符统一安排在右手区的下排键位即把字符“；”改为设置于右手区下排左数第二键位，这是出于以下三点一、为与目前键盘布局的过渡；二、将4个字符安排在同一排，这样输入时当要键入这4个字符时能很快地想到他们均处于右手下排，从而减少输入时注意力的分散；三、也是由于字母出现频率的统计结果。我们已得出最常使用及次常使用字母11个，这样安排就可形成这11个字母可完全安排在基本键位，也就是说，在100次的英文字母的输入中，约78次不需手指移动或只需食指的轻微移动就可完成。
经对大量英文文章的统计分析表明，26个字母在总出现次数较大的情况下各字母出现频率十分稳定且具有显着差异性，出现频率占前十位的字母排列如下E T A O I N S H R D12.69.17.97.67.06.96.46.25.94.2(％)这十个字母总出现频率约为75％，即在输入英文文章中，击键100次字母约有75次是击打这十个字母。
原有的QWERT键盘基本键位区中间一排字母出现频率为AS D F G H J K L ；7.9 6.44.22.41.96.20.10.74.00.0此十个字母总出现频率约为35％，与最常出现的十个字母总现频率75％相比相差悬殊。故将键盘字母键第二行依次设为E、T、A、O、I、N、S、H、R、D。
至此，结合26个字母的出现频率和字符区各键的使用难易程度及4个字符的设置可最终得出字符区的排列布局按平行四边形排列(即普通型键盘)，则字母第一行依次为Q、Y、F、C、K、V、U、M、W、J键，第二行依次为H、N、O、T、D、R、E、A、I、S键，第三行依次为Z、B、P、G、X、L、；键。若按二个对称平行四边形排列(即自然型键盘)则字母键第一行依次为Q、G、W、M、X、K、C、F、Y、J键，第二行依次为H、N、O、T、D、R、E、A、I、S键、第三行依次为Z、V、B、P、U、L、；键。
对于增设的3个Windows单键快捷键，所谓的Windows的单键快捷键指的是在键盘上特设的功能键，应用于涉及Windows95以后的微软公司的Wndows操作系统的窗口操作中，只需按一键即可弹出相应的菜单或选项。至今，已有两个键作被赋以单键快捷键，分别是开始(Start)键和应用(Appllcatlan)键，但仅有两个还是少了些，仍有一些使用频率相当高的操作未被赋以单键快捷键，特别是以下三个操作START＋E(打开资源管理器)，START＋D(最小化当前窗口)和ALT＋F4(关闭当前活动窗口)，此三个操作键设置于功能键区域内，以微软本身的名称和图形命名，分别标注为“Explorer”、“—”、“X”。
权利要求1.一种敏捷型计算机键盘布局，字母键分三行设置，其特征在于第二行依次为H、N、O、T、D、R、E、A、I、S键。
2.根据权利要求1所述的敏捷型计算机键盘布局，其特征在于字母键第一行依次为Q、Y、F、C、K、V、U、M、W、J；第三行依次为Z、B、P、G、X、L、；键。
3.根据权利要求1或2所述的敏捷型计算机键盘布局，字母键分三行设置，其特征在于方向键上方的功能键区内设有三个Windows单键快捷键，分别标注为“Explorer”、“—”、“X”。
4.根据权利要求1所述的一种敏捷型计算机键盘布局，字母键分三行设置，其特征在于字母键第一行依次为Q、G、W、M、X、K、C、F、Y、J键，第三行依次为Z、V、B、P、U、L、；键，其它键位不变。
5.根据权利要求4所述的敏捷型计算机键盘布局，字母键分三行设置，其特征在于方向键上方的功能键区内设有三个Windows单键快捷键，分别标注为“Explorer”、“—”、“X”。
专利摘要本实用新型公开了一种敏捷型计算机键盘布局。它根据英文打字26个字母出现的频率以及键盘中左、右手指击键的难易程度来设置字母区26个字母的排列布局,并在功能键增设了三个Windows操作单键,分别以“Explorer”、“—”、“X”标注。本实用新型布局便于记忆可大幅度减轻输入中手指的疲劳度和减少击键时动作的重复性,大大提高了输入速度,更好地集中了注意力、增强了判断力,使用Windows更方便、快捷。
文档编号G06F3/023GK2478171SQ0021677
公开日2002年2月20日 申请日期2000年3月7日 优先权日2000年3月7日
发明者方敏 申请人:方敏