专利名称：一种易于使用的键盘及其软件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数据输入设备，特别是用做电子计算机输入设备的键盘。本发明涉及到键盘的工业设计，以及键盘内置的嵌入式控制器及其嵌入式软件、电脑主机的键盘接口控制电路及其驱动程序、操作系统或应用程序内部处理按键信息的部分。
背景技术：
当前流行的键盘布局具有构成组合键的修饰键不容易盲打的缺点。构成组合键的修饰键是指键盘上的Ctrl键、Alt键和Win键。在按下这些按键不松开的同时再按下其他按键，就构成了组合键，例如众所周知的Ctrl+C、Ctrl+V、Alt+Tab、Win+E等等。打字时，由于这些键的位置正好在手掌的下方，普通人很难盲打，必须得低头看着键盘才能找准它们的位置。如果能在键盘上增加新的、容易盲打的修饰键，并且将由这些新的修饰键所构成的组合键映射为常用的传统组合键，则能够大大增加打字者的效率。
此外，当前超便携个人计算机(Ultra Mobile Personal Computer，UMPC)的键盘设计面临困难。UMPC的体积很小，采用七到十英寸的显示屏，宽度从22厘米到27厘米不等。由于宽度很小，设计出方便使用的键盘变得困难。当前标准的键帽宽度为19到19.5毫米，成年人可以正常地使用。当键帽宽度缩小至17毫米时，则成年人必须通过练习来适应之。当键帽宽度缩小至15毫米时，成年人几乎无法正常使用了。而UMPC的宽度，只能允许15到17毫米的键帽，导致使用很不方便。
要突破这一困难，就要采取非常规的思维，取消掉一些符号键，例如加号键、减号键、竖线(|)键、方括号键和反单引号键等，将它们的功能由组合键来代替。如果构成组合键所用的修饰键不容易盲打的话，就会影响到用户体验。增加一些新的，容易盲打的修饰键，可以大大改善取消掉这些符号键后的用户体验。
本发明提出一种方法，为键盘增加容易盲打的修饰键。
发明内容
本发明的核心思想是，增加新的按键来感知拇指的外张和内收的动作。
众所周知，传统的键盘布局上，双手拇指唯一负责的按键就是空格键。考虑到拇指的灵活性和力量，这不能不说是一种浪费。按压空格键使用的只是拇指的下压动作，即拇指关节保持不动，以拇指的侧面下压按键。以拇指关节的灵活度，至少还有两种动作没有被利用。一种是外张，即指关节打开，指尖朝向离开手掌的方向移动到空格键中部的下方。另外一种是内收，即指关节收缩，指尖朝向靠近手掌的方向移动到空格键左右边缘的下方。
如果在空格键中部的下方安排按键感知拇指外张的动作，在空格键左右边缘的下方安排按键感知拇指内收的动作，则这些按键都是非常容易盲打的。
有益效果利用感知拇指外张和内收动作的按键来构成组合键，可以替代不容易盲打的修饰键所构成的组合键，可以替代符号键，从而提高了用户的使用效率，也为键盘的设计带来了灵活性。
图1实施方式1的俯视图 图2实施方式1的平视图 图3实施方式1的剖面图 图4实施方式2的俯视图 图5实施方式2的剖面图 图6实施方式3的俯视图 图7实施方式4的俯视图 图8实施方式5的俯视图 图9实施方式5的剖面图 图10实施方式6的剖面图 图11实施方式7的剖面图
具体实施例方式 实施方式1(最佳实施方式)。
当前很多键盘都配有可拆卸的手托(又称腕托)，它们可以和键盘本体挂接在一起，起到支撑手腕的作用。很多手托的上边沿正好挨着空格键的下边沿，它们其实是一种理想底座，可以用来安装探测用户拇指外张和内收动作的感应装置。
在本实施方式中，手托上安装了两个微动开关，感知拇指的内收动作；安装了两个电容感应开关，感知拇指的外张动作。图1是本实施方式的俯视图，图2是对应的平视图(视线平行于键盘的表面)。36为键盘底座，31为空格键，35为手托，33和34为两个感知拇指的内收动作的微动开关，37和38为两个感知拇指的外张动作的电容感应按键。沿着图1中纵贯微动开关34的直线30将键盘本体和手托切开，就得到了图3所示的剖面图。从外观上看，33和34是凸起在手托表面的小圆柱体(如图3所示)，感知动作的按钮暴露在侧面(如图2所示)并且彼此相对。当拇指内收时，指尖正好按在微动开关的按钮上。电容感应按键37和38的表面和手托表面是平齐的，并不凸起，为了使用户容易辨识应当在它们的表面用特别的图案或者色彩进行标记。用户将拇指外张并且用拇指的侧面按压在电容感应按键上，所引起的电容的变化就会被手托内部的电路所感知。
以下将33和34分别称为左内收键和右内收键，将37和38分别称为左外张键和右外张键。
手托的内部具有电路，电路收集内收键和外张键得到的信息，并且通过一根USB连线来输出这些信息。为了方便用户，在键盘本体上提供一个USB插槽，可以将手托的USB连线连接到键盘本体上，其探测到的信息进入键盘本体后再通过键盘本体的连线输出至计算机。用户也可以选择直接将手托的USB连线连接到计算机本身的USB插槽。
探测拇指的外张和内收动作的按键所捕捉的信息被传送到计算机后，配套的软件应当对其进行解释，解释的方式包括(但不限于) 1.将外张键和内收键视为一种修饰键，即在这些按键被按下且没有被松开的时候，将敲击别的按键的动作视为构成组合键。用户可以将这些特殊的组合键映射为普通的组合键，例如，映射“左内收键+C”为“Ctrl+C”等等。
2.将探测拇指的外张和内收动作视为一种前缀，即在这些按键被按下又被松开后的一段时间内，认为键盘处于特殊的状态。例如，在左内收键被按下又被松开后的一秒钟内，认为键盘处于Capslock的状态，这期间按下的字母键表示大写字母。上述的“一段时间”应当允许用户自行配置，上述的“特殊的状态”下各个按键的具体含义也应当允许用户自行定义。
3.将外张键和内收键被“双击”视为一种前缀。“双击”是指很快地连续两次按下又松开按键。例如，左拇指很快地按下内收键后又按下外张键，即是一种“双击”，连续两次都按内收键或外张键也是一种双击，左右内收键被相继快速按下也是一种双击。当双击发生后的一段时间内，键盘处于特殊的状态。究竟在多长之间内完成两次按键动作可以为视为“双击”，应当允许用户自行配置。
实施方式2。
本实施方式同实施方式1相同，除了 键盘没有附带的可拆卸的手托，外张键和内收键不是被安装在手托上，而是安装在键盘底座的边沿上。图4是本实施方式的俯视图。36为键盘底座，31为空格键，33和34为两个感知拇指的内收动作的微动开关，37和38为两个感知拇指的外张动作的电容感应按键。沿着图4中纵贯微动开关34的直线30将键盘本体和手托切开，就得到了图5所示的剖面图。
实施方式3。
本实施方式同实施方式1相同，除了 手托的宽度被大大地减小了，只留下容纳两个外张键的空间。它事实上已经起不到支持手腕作用了，单纯地起着探查拇指外张动作的作用。图6是本实施方式的俯视图。
实施方式4。
本实施方式同实施方式1相同，除了 内收键用普通的按键构造来实现，如剪刀脚构造或电容薄膜构造。外张键采用一块触摸板来实现。图7是本实施方式的俯视图。27和28是内收键，采取普通按键构造来实现。39为触摸板，起到探查拇指外张动作的作用。触摸板比电容触摸按键的功能要强大，可以感知指尖的轨迹和压力。因此，配套的软件可以根据拇指在外张过程中指尖的轨迹和压力来决定将键盘设置为哪种工作模式。例如，可以区分这几种不同的动作拇指外张后直接按压触摸板、拇指外张过程中划过触摸板表面、拇指在触摸板表面快速地来回摩擦，并且可以根据具体动作的不同，在动作完成后的一段时间内，将键盘置于特殊的工作模式。
实施方式5。
在本实施方式中，外张键被设计在一个功能和构造类似鼠标的长条形盒子的末端。以下将此长条形盒子称为外张盒。图8为本实施方式的俯视图。图8中，36为键盘底座，31为空格键，60为外张盒的底板，63为它的主体，61和62为两个按键，拇指外张后可以将它们按下。沿着图8中纵贯按键62的直线70将键盘和外张盒切开，就得到了图9所示的剖面图。图9中，66为一块弯曲的金属片，65为螺丝。外张盒的底板60被搭放在键盘边沿处，61和62两个按键靠近空格键，它们距离底板60有一段很小空间，因此可以被按下。当61或62被按下后，将通过联动装置触动主体63中的微动开关，从而感知到用户的外张动作。这种通过按钮触发微动开关的构造和鼠标的构造类似。金属片66的一端伸到键盘底座的下面，并且同键盘底座通过夹子、吸盘或粘贴等方式固定在一起，另外一端通过螺丝65固定在外张盒上。
外张盒的主体内部具有电路，电路收集内收键和外张键得到的信息，并且通过一根USB连线来输出这些信息。此USB连线可以连接到键盘的USB插槽上，或者直接连接到计算机的USB插槽上。
实施方式6。
本实施方式是一种小型的便携式键盘。图10为本实施方式的俯视图。在空格键的下方，有两个用电容触摸按键构成的外张键11和12。在此键盘上，没有普通键盘上的加号键、减号键、竖线(|)键、方括号键和反单引号键，也没有F1～F12键，以及PrintScreen、Ins、Number Lock和Scroll Lock。由于没有了这些键，键盘可以做得更加紧凑、更加小巧。例如原本放置加号键和减号键的位置，放置了backspace键和Del键，原本放置中括号键的位置，放置了Home和End，原本放置反单引号键的位置，放置了Esc键。
这些被省略掉的键的功能，可以通过外张键所构成的组合键来实现。在外张键被按下的时候，键盘处于非默认工作模式下，其余按键的含义发生了改变，具体如下表所示 实施方式7。
本实施方式是一种小型的便携式键盘。图11为本实施方式的俯视图。同实施方式6不同，它由两个小的键盘构成。图11中左半部分为左手控制的小键盘，右半部分为右手控制的小键盘。在左手控制的小键盘的右下角和右手控制的小键盘的左下角有两个用电容触摸按键构成的外张键21和22。当外张键被按下时，其余按键的含义发生了改变，改变的方式同实施方式6一致，除了PrintScreen、Ins、Number Lock和Scroll Lock这四个键(在本实施方式中它们没有被省略)。
除了具有功能的按键之外，本实施方式还增加了若干个假按键，这些按键是固定的，无法按下，而且其高度略高于普通按键。图11中的71至78均是假按键。在假按键上有凸起点和凹孔，例如假按键73上有凸起点82和凹孔81，假按键74上有凸起点83和凹孔84。我们称两个小键盘拥有按键的一面为正面。两个小键盘正面对正面地贴放在一起时，假按键73和74正好契合(即凸起点82和凹孔84正好契合、凸起点83和凹孔81正好契合)，假按键72和75正好契合，假按键77和78正好契合，假按键71和76正好契合。由于假按键的高度略高于普通按键，这些契合的假按键彼此支撑，避免了其它按键互相挤压，同时又防止两个小键盘彼此滑动错位。两个小键盘正面对正面地贴放在一起后，可以置于塑胶套中，便于携带。
两个小键盘共享一根USB连线连接至计算机或者分别通过连线连接至计算机。
权利要求
1、一种向计算机或其他数据处理设备输出信息的包含按键的键盘，其特征在于
(1)至少拥有26个表示英文字母的按键和一个空格键，且空格键位于字母键的下方；
(2)在空格键的下方，具有若干可以探测拇指外张或内收动作的感应装置；
(3)感应装置所获得的信息同其它按键所获得的信息共享一根连线传送到所述的数据处理设备，或者通过单独的连线传送到所述的数据处理设备，或者通过无线的方式传送到所述的数据处理设备；
(4)具有若干种工作模式，其中包括一种默认模式，在默认模式下敲击26个表示英文字母的按键，表示对应的英文小写字母。
2、一种工作在计算机或其他数据处理设备上的软件，其特征在于可以识别权利要求1所述的键盘所输出的信息，并且至少可以完成下列任务之一
(1)当拇指处于外张状态时，将键盘置于某种非默认的工作模式；
(2)当拇指处于内收状态时，将键盘置于某种非默认的工作模式；
(3)在拇指处于外张状态之后的一定时间内，将键盘置于某种非默认的工作模式；
(4)在拇指处于内收状态之后的一定时间内，将键盘置于某种非默认的工作模式；
(5)拇指在足够短的时间内做出连续两次外张动作之后的一定时间内，将键盘置于某种非默认的工作模式；
(6)拇指在足够短的时间内做出连续两次内收动作之后的一定时间内，将键盘置于某种非默认的工作模式；
(7)拇指在足够短的时间内连续地做出一次外张动作和一次内收动作之后的一定时间内，将键盘置于某种非默认的工作模式；
(8)拇指在外张和内收过程中如果同感应设备发生了摩擦，且摩擦的路径和力度满足一定的要求，则发生一定的行为；
(9)配置在各种非默认的工作模式下各个按键的含义；
(10)当键盘处于非默认的工作模式时，在某显示设备上显示可视化提示。
3、如权利要求1所述的键盘，其特征在于其具有的若干可以探测拇指外张或内收动作的感应装置，由如下方式之一来实现
(1)利用传统的键盘按键，例如薄膜电容式按键、剪刀脚式按键；
(2)利用微动开关，即拇指外张或内收的动作被传递到微动开关上，导致其开启；
(3)利用触摸板，探测拇指的动作和压力，超过一定的阈值即认为发生了相应的动作；
(4)利用电容感应按键，拇指放置于按键上时，导致电容的变化超过一定的阈值即认为发生了相应的动作；
(5)利用探测光的传感器，拇指挡住了传感器的输入光，则认为发生了相应的动作。
4、如权利要求1所述的键盘，其特征在于其具有的若干可以探测拇指外张或内收动作的感应装置，安装在下列位置之一上
(1)空格键下方的键盘边沿；
(2)与键盘配套的手托(又称腕托)；
(3)同手托类似的，可以附着在键盘下方的装置；
(4)通过粘贴、夹子、吸盘等方式被直接或间接地固定在键盘上或桌面上的装置。
5、如权利要求1所述的键盘，其特征在于探测拇指外张的感应装置位于空格中部的下方，探测拇指内收的感应装置位于空格左右边缘的下方。
6、如权利要求1所述的键盘，其特征在于其含有的按键，至少有一个满足下列要求中的某一条在默认模式下表示字母Q而在某种非默认情况下表示“？”，在默认模式下表示字母E而在某种非默认情况下表示“＝”，在默认模式下表示字母T而在某种非默认情况下表示“/”，在默认模式下表示字母Y而在某种非默认情况下表示“\”，在默认模式下表示字母U而在某种非默认情况下表示“”，在默认模式下表示字母I而在某种非默认情况下表示“！”，在默认模式下表示字母O而在某种非默认情况下表示“#”，在默认模式下表示字母P而在某种非默认情况下表示“+”，在默认模式下表示字母A而在某种非默认情况下表示“@”，在默认模式下表示字母S而在某种非默认情况下表示“$”，在默认模式下表示字母D而在某种非默认情况下表示“{”，在默认模式下表示字母F而在某种非默认情况下表示“[”，在默认模式下表示字母G而在某种非默认情况下表示“(”，在默认模式下表示字母H而在某种非默认情况下表示“)”，在默认模式下表示字母J而在某种非默认情况下表示“]”，在默认模式下表示字母K而在某种非默认情况下表示“}”，在默认模式下表示字母L而在某种非默认情况下表示“|”，在默认模式下表示字母Z而在某种非默认情况下表示“～”，在默认模式下表示字母X而在某种非默认情况下表示“*”，在默认模式下表示字母V而在某种非默认情况下表示“^”，在默认模式下表示字母B而在某种非默认情况下表示“％”，在默认模式下表示字母N而在某种非默认情况下表示“&”，在默认模式下表示字母M而在某种非默认情况下表示“-”，在默认模式下表示单引号而在某种非默认情况下表示反单引号(即“`”，又称抑音符或重音符)。
7、如权利要求1所述的键盘，其特征在于其含有的按键，至少有一个键帽上的标记满足下列要求中的某一条同时绘有“Q”和“？”，同时绘有“E”和“＝”，同时绘有“T”和“/”，同时绘有“Y”和“\”，同时绘有“U”和“”，同时绘有“I”和“！”，同时绘有“O”和“#”，同时绘有“P”和“+”，同时绘有“A”和“@”，同时绘有“S”和“$”，同时绘有“D”和“{”，同时绘有“F”和“[”，同时绘有“G”和“(”，同时绘有“H”和“)”，同时绘有“J”和“]”，同时绘有“K”和“}”，同时绘有“L”和“|”， 同时绘有“Z”和“～”，同时绘有“X”和“*”，同时绘有“V”和“^”，同时绘有“B”和“％”，同时绘有“N”和“&”，同时绘有“M”和“-”，同时绘有单引号和反单引号。
8、如权利要求1所述的键盘，其特征在于
(1)其具有的若干可以探测拇指外张或内收动作的感应装置，安装在长条形盒状装置的末端；
(2)该长条形盒状装置的末端可以搭放在空格键下方的键盘边缘上；
(3)另有专门的固定部件，它的一端固定在该长条形盒状装置上，另一端固定在键盘上或桌面上。
9、如权利要求1所述的键盘，其特征在于
(1)由分开的两部分构成，其中左半部分包含标有Q、W、E、R、T、A、S、D、F、G、Z、X、C、V、B的按键，右半部分包含标有Y、U、I、O、P、H、J、K、L、N、M的按键；
(2)分开的两部分都包含有一个空格键，左半部分的空格键位于标有C、V、B的按键的下方，右半部分的空格键位于标有M、N的按键的下方；
(3)在左半部分，探测拇指外张的感应装置位于其右下角，探测拇指内收的感应装置位于空格左边缘的下方，而在右半部分，探测拇指外张的感应装置位于其左下角，探测拇指内收的感应装置位于空格右边缘的下方；
(4)左右两部分共用一根连线连接到数据处理装置，或者通过两根连线分别连接到数据处理装置。
10、如权利要求9所述的键盘，其特征在于
(1)左右两部分都具有若干假按键，这些按键是固定的，无法按下，并且其高度略高于其它按键；
(2)这些假按键的表面上有凸起点和(或)凹孔，且凸起点正好可以嵌入到凹孔中；
(3)左右两部分能够面对面贴放在一起，其左半部分的假按键的凸起点正好可以嵌入到右半部分的假按键的凹孔中，并且(或者)其右半部分的假按键的凸起点正好可以嵌入到左半部分的假按键的凹孔中。
全文摘要
本发明公开一种易于使用的键盘及其软件。本发明涉及到键盘的工业设计，以及键盘内置的嵌入式控制器及其嵌入式软件、电脑主机的键盘接口控制电路及其驱动程序、操作系统或应用程序内部处理按键信息的部分。本发明为键盘增加了感知拇指外张和内收动作的按键。这些按键便于盲打，可构成多种组合键，方便用户使用，给键盘的工业设计带来了灵活性。
文档编号G06F3/023GK101604208SQ20081011019
公开日2009年12月16日 申请日期2008年6月12日 优先权日2008年6月12日
发明者逵 王 申请人:欧蜀平