专利名称：整合滑鼠与键盘的装置的制作方法
技术领域：
本发明关于一种输入装置，尤其是关于一种可让使用者能在不改变平常输入的习惯下，能不论在任何时候及任何地方，不论坐着、站着或是躺着，都能控制电脑及操控游标的目的的整合滑鼠与键盘的装置。
背景技术：
随着科技的发达与电脑的普及，滑鼠和键盘等输入装置俨然已成为现代人日常生活与工作中不可或缺的一部份。不论是电脑，PDA，甚至是卫星导航设备都需要它们。
现今各类滑鼠及键盘充斥市面，从有线到无线，从工业用的到人体工学的诉求也都有，然而不论是如何改进，滑鼠及键盘仍需要有置放的平面才能作用，而两者合一目标也仍是遥不可及的梦想，目前所谓的整合装置充其量只能于键盘四角有限空间安置轨迹球，或是如同最新型的平板电脑或PDA，以触控输入装置来取代滑鼠。
此外，无论是采用市面上任何一种键盘及滑鼠输入装置，键盘与滑鼠的使用方式并没有不同，使用者仍需要维持一定的手臂输入姿势(即使是操控无线的滑鼠或键盘也只是离电脑远一点，或是可以躺着操控，但是由于仍需要一个平面来操作，所以手臂施力及运作方式则并无改变)，因此，长期操作滑鼠键盘很容易造成疲劳甚至肌肉伤害。
再者，使用键盘打字的时候，需要双手操作，但滑鼠又需要一只手，另外键盘还有数字区，所以操作电脑时需要四只手才够用，这点是有违背人体工学的精神，这也是为什么大多数的多媒体设计者，外观设计师长期工作下来都患有手臂酸疼的疾病或更甚者需要辅助设备才能正常操作。
因此，最理想的状态是只要用一只手就能同时完成滑鼠与键盘的所有操作，这样另一只手还可以做其他事，甚至抱小孩，而缺一只手臂的伤残人士也能操作电脑没有任何不便。
还有，键盘的键还是太多，所以即使是最有经验的打字高手，还是偶尔需要低下头来看一下键盘。要换去抓滑鼠再回来则更难避免移开视线。
其实最好的输入工具应该是装在手上，而不是放在桌上。不要让手长时间保持固定姿势在工作桌上。由于手相对于键盘的运动只有前后移动，与五个指头的按键。而手相对于滑鼠的运动是前后左右，滑鼠的按键则类似于键盘的按键。只要能找出便利的手的运动模式，就可以将滑鼠的使用与键盘成功合并。有一部电影大家一定耳熟能详，在“魔鬼复制人”这部片中，主角阿诺可以左右手各分一架飞机。操控器是固定在手前臂。所以这便是这个发明最初步的参考模式。而其它额外的功能，可以用软体来加强。
发明内容
本发明的目的在于提供一种整合滑鼠与键盘的装置，能在不改变输入习惯下，让使用者不论在任何时候及任何地方，不论坐着、站着或是躺着，都能精确方便的控制电脑及操控游标，而能达到省力、方便及无障碍空间的目的。
为实现上述目的，本发明采用以下设计方案一种整合滑鼠与键盘的装置，其特征在于它包括一用来让手握持的握持部，该握持部前缘并设置有五个按键；一活动部，其系为一软板结构，一端通过转轴与握持部相连结，该转轴并设置一可侦测出转动大小的角位移侦测器；一固定部，其为一板状结构，固定在手腕至手肘间的手臂底侧，前端与活动部相连结，除设计成可与活动部作相对移动的结构外，并设置一用来量测活动部前后移动大小的位移侦测器；一电路装置，其将按键状态、转动大小、位移大小转换成电讯号；以及一输出控制单元，其将电路装置传送来的电讯号转换成相对应的键盘按键讯号及滑鼠移动或滑鼠键讯号，然后再传送给电脑；通过握持部上设置的五个按键来感测使用者手指的按压状态，通过活动部与握持部间的角位移侦测器来感测手掌相对于手臂的转动程度，而利用活动部与固定部间的位移侦测器来侦测手掌上提或下压程度。
本发明的优点1、本发明整合滑鼠与键盘的装置，该装置及方法是依据人手操控任一按键或移动滑鼠时，会有相对应的手指的按压，手掌的上提或前伸，以及手掌的左右转动幅度，通过侦测此三种动作的状态即可以判断出其目前是按下哪一个按键，或是将滑鼠移往哪个方向。这个键盘及滑鼠实际上的位置不会跑掉，一定还是固定在手掌与手前臂，因为不论键盘及滑鼠的位置在哪里，不论身处何种场所及姿势，这三种动作状态都不会改变。就好像键盘和滑鼠随时都在手下方一样，使用者可以将手举高输入，前伸输入，甚至是垂下输入。2、本发明整合滑鼠与键盘的装置的独特创意，不仅整合键盘滑鼠，更让使用者在无须改变输入方式立即上手使用。
为了进一步了解本发明的特点，请参阅以下附图及本发明的实施方式说明。
图1为本发明整合滑鼠与键盘的装置的结构图。
图2为本发明整合滑鼠与键盘的装置的安装在人手的示意图。
图3为本发明整合滑鼠与键盘的装置的转轴结构后俯视图。
图4为本发明整合滑鼠与键盘的装置的外观图。
图5为本发明整合滑鼠与键盘的装置的侧视图。
图6为本发明整合滑鼠与键盘的装置的后视图。
图7为本发明整合滑鼠与键盘的装置的前视图。
图8为本发明整合滑鼠与键盘的装置的使用示意图之一。
图9为本发明整合滑鼠与键盘的装置的使用示意图之二。
图10为本发明整合滑鼠与键盘的装置的使用示意图之三。
具体实施例方式
请参阅图1，图1所示为本发明整合滑鼠与键盘的装置的结构图。如图所示，本发明整合滑鼠与键盘的装置包括一握持部10，其用来让手(手掌)A握持，该握持部10前缘并设置有五个按键13；一活动部20，其为一软板结构，一端通过转轴21与握持部10相连结，于握持部10上并设置一可侦测出握持部10转动大小(相对于转轴)的角位移侦测器14；一固定部30，其为一板状结构，固定在手腕B至手肘C间的手臂D底侧，前端与活动部20相连结，除设计成可与活动部20作相对移动的结构外，并设置一用来量测活动部20前后移动大小的位移侦测器32；一电路装置40，其将按键13状态、角位移侦测器14侦测出的转动大小、位移侦测器32侦测出的位移大小以电讯号的方式；以及一输出控制单元50，其接收由电路装置40传送来的各种电讯号，并将其转换成相对应的键盘按键讯号及滑鼠移动讯号然后再传送给电脑。
请同时参阅图2，图2为本发明整合滑鼠与键盘的装置安装在人手的示意图。通过握持部10上设置的五个按键13来感测使用者手指的按压状态，通过活动部20与握持部10间的角位移侦测器14来感测手掌A相对于手臂D的转动程度，而利用活动部20与固定部30间的位移侦测器32来侦测手掌A的上提或下压程度，如此的结构设计，让使用者不论在任何时候及任何地方，不论坐着、站着或是躺着，都能在不改变平常输入的习惯下达到控制电脑及操控游标的目的。
本发明整合滑鼠与键盘的装置中，装置的握持部10前缘处与该握持部分形成一平滑曲面。
此外，握持部10前端的按键13可加设手指套环131，用以扣住拇指、食指、中指、无名指及小指，以防止握持部10脱落。而固定部30可设置手臂套环33，用以防止固定部30脱落。
本装置为键盘及滑鼠整合装置为同时整合键盘及滑鼠的功能，也就是使用者在按下握持部10上的按键13时，可以是如同是按下键盘上的按键或是按下滑鼠的按键；手掌在转动时也可以是移动手去按按键或是移动滑鼠；手掌上提或前伸时也可以是按前列的按键或是前后移动滑鼠。因此本装置设置有键盘及滑鼠两种模式，藉此让装置可判别使用者是在操作键盘或是滑鼠。此模式的达成方式有许多种，例如如于装置本身安装一切换开关，或是让装置依据平时操作时不可能发生的特定动作所产生的不同电讯号来判断，例如同时按五键等。其他的切换方式还有许多种，例如可以利用张开手的讯号〔拇指与小指向两方伸展〕，张开一次便切换一种状态，包括滑鼠、左手键盘、右手键盘、数字键等。如此甚至可以一只手完成所有操控。
本发明是设计将既有键盘的键对应到十个手指，也可改为将所有键盘与滑鼠集中到一只手，就可以用单手操作所有键盘与滑鼠。而且另外若有某几只手指不太灵光，甚至残缺的话，还可以把相对应的键切换到别的手指去，这些部份在装置上并没有任何差异，只有在输出控制单元50的讯号判别设计不同而已。
同样的，通过此输出控制单元50，使用者可以使用特定的模拟键盘，例如是一个英文键和中文字根分开的大键盘，这样就不用切换了。
前述为本发明的一实施例，然而仍可在本发明的精神之下作变更，例如输出控制单元50不一定为实体装置，可以改由电脑上的软体程式达成。并可更进一步的与现有滑鼠驱动程式整合，而有绝对输入控制或是更多的功能。此外，握持部也可与现有滑鼠的装置结合，例如加设中间转轮或是变速开关等等结构。
为了方便操作，活动部20与固定部30间可加设弹性元件如弹簧31，以辅助活动部20远离固定部时能产生拉近固定部的弹力。
本发明的固定部30可以设为口型凹槽结构，活动部20一端位于凹槽内而能自由活动。
值得一提的是，活动部20和固定部30为一伸缩的结构，只要能达成伸缩目的的结构均可，并不受上述结构的设定。
本发明中，活动部20与固定部30间的位移侦测器32可以为一超音波测距装置，其将超音波发射端与接收端分别设置于活动部20后端与固定部30后端。此部份也有许多种方式可以达成目的，例如，活动部20与固定部30间的位移侦测器32可以为一电阻式测距装置，其于固定部30内部一侧设置电阻导电条的电阻值来侦测活动部20与固定部30间的距离。
请参阅图3，图3为本发明整合滑鼠与键盘的装置的转轴结构。转轴结构有多种实施方式，以下给出两种较易实施的。
第一种结构转轴21外缘可设有数个突状物211，藉此设计以防止转轴21脱离握持部10。如图3A所示，图3A为转轴后俯视图，为了能清楚表示转轴结构，故只绘出部份结构。
第二种结构转轴21可为一上胖下瘦(即颈部较窄)的结构，同样可达到防止转轴21脱落的目的，如图3B所示。
本发明通过转轴21来固定握持部10与活动部20，然能达到此目的实施方式有许多种，例如将转轴21改设在握持部10下方，圆孔15改设计在活动部20上；或是改为具有轴承的转轴结构，同样的，轴承可以设在握持部10上或活动部20上。
此外，本发明中的握持部10与活动部20间的角位移侦测器14可以由光栅结构达成，如图3C的转轴后俯视图所示。其于转轴21外另设置一光栅22，该光栅22固定于握持部10的圆孔15四周，转轴21延伸出一L形结构212，一相对应的发光器213及接受器214则分别设置于转轴21上及L形结构212上，如此的设计，于握持部10与活动部20相对转动时，接受器214因光栅22的存在而收到由发光器213发出的明灭信号，藉此计算出转动的方向及大小。上述仅为一种实施例，然实际应用上有许多种方式可以达成目的，例如设置轨迹球及轨迹球侦测装置也可。
请参阅图4至图7，其分别为本发明整合滑鼠与键盘的装置的外观图、侧视图、后视图以及前视图。
请参阅图8至图10，其分别为本发明整合滑鼠与键盘的装置的使用示意图。在操控本装置时，大部份在处于图8所显示的状态。
在按键盘的上方按键或是操控滑鼠前移时，手掌会前倾下压，活动部20会较缩入固定部30，如粗箭头所示，而在按键盘的下方按键或是操控滑鼠后移时，手掌会后拉上提，活动部20会较拉出固定部30，如细箭头所示，请参阅图9。
在按较左方按键或左移滑鼠时转轴21会向左转，如粗箭头所示，在按较右方按键或右移滑鼠时转轴21会向右转，如细箭头所示，请参阅图10。
本发明中，握持部10可以加设一可让使用者知道目前移到第几排的键盘显示器。
由于手掌上下摆动可以达到的幅度相当大，若左右摆动〔也更换键盘的键的话〕再加进去，其实真的可以打一个非常大的键盘。以往打中文英文必须Ctrl-Space或Ctrl-Shift切来切去，常常会忘记切到哪种模式，而本发明可以完全改善这个令使用者困扰的问题。当我们把所有中文字根与英文字键，都放到这个大键盘上，则输入就会非常方便了。
本发明还可以进行其他更进一步的应用，例如针对所有从这个输入设备进来资料讯号，则软体面可以把所有中英文字都存起来，然后在一边输入时，在旁边按重复机率高到低列出，让使用者直接选择已经打过的中英文字。
上述实施例中角位移侦测器的位置并不受限，而可以位于握持部或活动部上。同样的，位移侦测器可以位于活动部或固定部上。而本发明所用的侦测器可以为光栅式、电阻式等。此外，本发明可加设无线发送装置，通过无线方式将输入讯号传送至电脑，种种改进并不受上述实施例所述及的方法所限制。
以上所述仅是通过较佳实施例详细说明本发明，然而对于该实施例所作的任何修改与变化，例如加设雷射发射装置，活动部与固定部间活动的方式，光栅的设置位置，弹性元件的种类，角位移侦测器及位移侦测器的种类等等均不脱离本发明的精神与范围。
权利要求
1.一种整合滑鼠与键盘的装置，其特征在于它包括一用来让手握持的握持部，该握持部前缘并设置有五个按键；一活动部，其为一软板结构，一端通过转轴与握持部相连结，该转轴并设置一可侦测出转动大小的角位移侦测器；一固定部，其为一板状结构，固定在手腕至手肘间的手臂底侧，前端与活动部相连结，除设计成可与活动部作相对移动的结构外，并设置一用来量测活动部前后移动大小的位移侦测器；一电路装置，其将按键状态、转动大小、位移大小转换成电讯号；以及一输出控制单元，其将电路装置传送来的电讯号转换成相对应的键盘按键讯号及滑鼠移动或滑鼠键讯号，然后再传送给电脑；通过握持部上设置的五个按键来感测使用者手指的按压状态，通过活动部与握持部间的角位移侦测器来感测手掌相对于手臂的转动程度，而利用活动部与固定部间的位移侦测器来侦测手掌上提或下压程度。
2.如权利要求1所述的整合滑鼠与键盘的装置，其特征在于该输出控制单元可以改由电脑上的软体程式达成。
3.如权利要求1所述的整合滑鼠与键盘的装置，其特征在于该握持部前缘处与该握持部分形成一平滑曲面。
4.如权利要求1或3所述的整合滑鼠与键盘的装置，其特征在于握持部前端的按键可设置手指套环，用以扣住拇指、食指、中指、无名指及小指，以防止握持部脱落。
5.如权利要求1所述的整合滑鼠与键盘的装置，其特征在于固定部可设置手臂套环，用以防止固定部脱落。
6.如权利要求1所述的整合滑鼠与键盘的装置，其特征在于握持部上设有切换开关，让输出控制单元可以藉此开关来区分使用者是处于键盘模式或是滑鼠模式。
7.如权利要求1所述的整合滑鼠与键盘的装置，其特征在于输出控制单元可依据特定动作所产生的不同电讯号来判断使用者此时是送出键盘讯号或滑鼠讯号，藉以判断手掌左右旋转时是位于键盘按键模式或是游标移动模式。
8.如权利要求1所述的整合滑鼠与键盘的装置，其特征在于输出控制单元可以设定为单手输入模式及双手输入模式。
9.如权利要求1所述的整合滑鼠与键盘的装置，其特征在于输出控制单元可以整合各种滑鼠驱动程式。
10.如权利要求1所述的整合滑鼠与键盘的装置，其特征在于活动部与固定部间可加设弹性元件，以辅助活动部拉近固定部。
11.如权利要求1所述的整合滑鼠与键盘的装置，其特征在于固定部为口型凹槽结构，活动部一端位于凹槽内而能自由活动。
12.如权利要求1所述的整合滑鼠与键盘的装置，其特征在于活动端与固定端间的位移侦测器可以为一超音波测距装置，其将超音波发射端与接收端分别设置于活动部后端与固定部后端。
13.如权利要求1所述的整合滑鼠与键盘的装置，其特征在于活动端与固定端间的位移侦测器可以为一电阻式测距装置，其于固定端内部一侧设置电阻导电条的电阻值来侦测活动端与固定端间的距离。
14.如权利要求1所述的整合滑鼠与键盘的装置，其特征在于握持部与活动部间的角位移侦测器可以由光栅结构达成，其于转轴外另设置一光栅，发光器及接受器则分别设置于转轴上及相对应于光栅的另一侧。
15.如权利要求1所述的整合滑鼠与键盘的装置，其特征在于握持部与活动部间的转轴及角位移侦测器可以由轨迹球及轨迹球侦测装置来取代。
16.如权利要求1所述的整合滑鼠与键盘的装置，其特征在于握持部可以加设雷射发射装置。
17.如权利要求1所述的整合滑鼠与键盘的装置，其特征在于握持部可以加设一可让使用者知道目前移到第几排的键盘显示器。
18.如权利要求1所述的整合滑鼠与键盘的装置，其特征在于角位移侦测器可以位于握持部或活动部上。
19.如权利要求1所述的整合滑鼠与键盘的装置，其特征在于握持部未端设有圆孔，恰可让活动部的转轴穿入。
20.如权利要求1或19所述的整合滑鼠与键盘的装置，其特征在于转轴外缘设有数个突状物，以防止转轴脱离握持部。
21.如权利要求1或19所述的整合滑鼠与键盘的装置，其特征在于转轴为上胖下瘦的设计，以防止转轴脱离握持部。
22.如权利要求1所述的整合滑鼠与键盘的装置，其特征在于转轴部份可以设计为一具有轴承的转轴结构，轴承可以设置在握持部上或活动部上。
23.如权利要求1所述的整合滑鼠与键盘的装置，其特征在于位移侦测器可以位于活动部或固定部上。
24.如权利要求1所述的整合滑鼠与键盘的装置，其特征在于可加设无线发送装置，透过无线方式将输入讯号传送至电脑。
全文摘要
本发明为一种整合滑鼠与键盘的装置，其包括一握持部，一可侦测出手掌转动大小活动部，一可以固定在手腕至手肘间的手臂底侧的固定部，一可将按键状态、转动大小、位移大小转换成电讯号的电路装置，以及一将电路装置传送来的各种电讯号转换成相对应的键盘按键讯号及滑鼠移动讯号然后再传送给电脑的输出控制单元。通过握持部上设置的五个按键来感测使用者手指的按压状态，通过活动部与握持部间的角位移侦测器来感测手掌相对于手臂的转动程度，而利用活动部与固定部间的位移侦测器来侦测手掌上提或下压程度，如此的结构设计，让使用者不论在任何时候及任何地方，不论坐着、站着或是躺着，都能在不改变平常输入的习惯下操控游标与键盘以达到控制电脑的目的。
文档编号G06F3/02GK1521601SQ03102148
公开日2004年8月18日 申请日期2003年2月10日 优先权日2003年2月10日
发明者毛肇国 申请人:毛肇国