计算器的制作方法

本发明涉及一种电子计算器，包括电源、用于输入数字和将要被执行的数学运算的输入界面、存储器(用于存储数据、数字和将要被执行的数学运算)、用于对所输入的数字执行操作的微处理器、显示对所输入的数字执行的操作的结果的数字显示装置和包括彼此相反定位的前(或近端)边缘和后(或远端)边缘的外壳，外壳还包括都在后边缘和前边缘之间延伸的基部和上表面。本发明等同地涉及一种独立的电子计算器和一种用作计算机外围装置的电子计算器，电子计算器接下来适于用作与其进行通信(有线或无线)的计算机的输入界面。本发明还涉及一种使用所述电子计算器的方法。

背景技术：

电子计算器的许多型号已知对应于上述定义。作为示例，能够引用专利文献us4217656中公开的计算器。在已知的电子计算器中，输入界面通常由数字键盘形成。该数字键盘首先包括对应于数字0至9的十个键。另外，该数字键盘必须包含一定数量的命令键。在常用的命令键中，四个键对应于四个算术运算符：加(+)、减(-)、乘(×)和除(/)，并且一个键对应于结果的计算(等于：＝)。最后，“小数点”键(.)被提供以允许输入分数的小数位。

大多数口袋计算器和其他已知的电子计算器的一个缺点是它们不适用于单手非视觉输入。实际上，电子计算器的数字键盘通常至少包括五行的四键。这样大量的键必然涉及手指在各键之间来回移动。这样的来回移动实际上排除非视觉的击键。

为了试图克服这个问题，数字键盘的“5”键通常配置有小凸起。该凸起与形成在打字机的“f”和“j”键上的两个凸起的功能类似。因此，由于凸起的存在，口袋计算器使用者原则上能够通过系统地练习返回他的中指使该中指在每次击键之后在“5”键上方而学习将他的手保持在相对于数字键盘的规定位置。然而，经验表明，这种技术难以掌握，并且在手和手腕上也引起相当大的疲劳。

技术实现要素：

本发明的目的是通过提供便于单手非视觉输入的电子计算器来克服现有技术的上述问题。本发明通过提供根据所附权利要求1的电子计算器来实现该目的。

根据本发明，使用“操纵杆”类型的控制杆输入数字。该特征的优点在于，可以使用手的中空部分来控制数字输入，手指和拇指因此保持自由以同时完成其他任务。

附图说明

通过阅读仅通过非限制性示例提供的以下描述并且参考附图，本发明的其它特征和优点将变得显而易见，其中：

-图1示出对应于本发明的第一实施方式的计算器的倾斜立体俯视图；

-图2是图1的计算器的示意性侧视图；

-图3是图1和图2的计算器的斜视立体仰视图；

-图4是类似于图1的示意图，示出对应于本发明的第二实施方式的电子计算器；

-图5是图4的计算器的示意性侧视图；

-图6是与图1和图4相似的示意图，示出对应于本发明的第三实施方式的电子计算器；

-图7是图6的计算器的示意性侧视图；

-图8是类似于图1、4和6的示意图，示出对应于主要用于左撇子使用者的第四实施方式的电子计算器。

具体实施方式

图1、图2和图3示出对应于本发明的第一具体实施方式的电子计算器。所示的计算器包括控制杆10、能够由手的四个手指激活并且通常以附图标记12表示的四个第一键、能够由拇指激活并且以附图标记14和15表示的两个第二键、通常以附图标记18表示的显示器、以及支撑控制杆、键和显示器的外壳20。为了更好地理解以下说明，外壳已经被细分成多个部分，该多个部分是前(或近端)边缘22、与前边缘相反定位的后(或远端)边缘24、用作基部26的下表面、以及上表面28。应当理解，基部和上表面各自在后边缘24和前边缘22之间延伸。

外壳的上表面28继而进一步被细分为图中的多个区域。这些区域首先是直接邻接外壳的前边缘22的第一区域30，以及被定位在后边缘24附近的非常后面的显示区域32。两个输入区域34和36被置于区域30和32之间。两个输入区域是围绕控制杆10的前部输入区域34，以及包含能够由手的四个手指激活的第一键12的后部输入区域36。第一区域30没有任何键，它可选地能够用作使用者的手的支撑区域。此外，在该实施例的实施方式中，两个第二键14和15被设计成由拇指激活。如图1所示，键14和15在输入区34中被布置在控制杆10后面。还将注意，它们相对于电子计算器的纵向轴线偏移到左手侧。

从图1能够看出，计算器键绘有差异性的标记。在这个实施例中，四个第一键分别绘有与四个算术运算符相对应的标记。运算符的顺序如下：从左到右，首先是加号“+”、然后是减号“-”号、然后是乘号“×”、最后是除号“/”。还能够看出，第二键15中的一个绘有等于号“＝”的标记，并且另一个第二键14绘有小数点(如计算器上的常规技术方案，小数点比以逗号更好用于将整数部分与小数部分的数字分开)。在所示的实施例中，控制杆10的端部支撑帽38，该帽顶部标有数字“0”。与其他九个数字相对应的标记在上表面28上围绕控制杆10被布置成圆形。

在所示的实施例中，显示器18能够是本领域技术人员已知的任何类型的数字显示器。例如，显示器18能够以发光二极管(led)操作。或者，其能够包括例如液晶单元(lcd)。必须为显示器和计算器的各种其他电子元件提供电力。为此，计算器包括电源(未示出)。在作为图1、图2和图3的目的的实施方式中，例如能够由三个1.5伏电池形成电源。图3的立体图示出用于电池盒的帽40，三个电池(未示出)容纳在该电池盒中。

仍然参考图3，插座42被示出，该插座被设计成接收连接到供应网络的充电器(未示出)的低压电线(未示出)的插头。充电器被设计成为计算器提供直流电。根据各种变型，该电流能够用于为电池充电(如果使用可充电电池)，或者直接为计算器而不是电池供电。最后，图3还示出安装在计算器的基部26下面的四个橡胶脚44。

以本领域技术人员已知的方式，根据本发明的计算器还配备有微处理器(未示出)和存储器(未示出)。键12、14和15通常安装在外壳20的开口中，使得它们用作用于控制微处理器的触头。计算器的电子元件的布置及其操作将不再详细描述，因为本发明不直接涉及这些问题。然而，应注意的是，电子计算器的操作的描述能够在例如题为“电子计算器”的上述专利文献us4217656中找到。文献us4217656在本说明书中通过引用并入本文。

根据本发明，以控制杆10而不是在现有技术计算器中使用的数字键盘输入数字。控制杆10属于“操纵杆”类型。这样的控制杆是本领域技术人员已知的。这种操纵杆的描述能够在例如题为“操纵杆控制器机制顺序地或同时地操作一个或多个开关”的专利文献us4124787中找到。该前述文献通过引用并入本说明书中。“操纵杆”类型的控制杆也可商购。特别是，“com-09032”型号能够被引用，其从sparkfun.com网站可获得。为了简化起见，计算器的“输入界面”在下文中将涉及由键12、14和15以及控制杆10形成的组件。

根据本发明，控制杆10安装在前部输入区域34的开口中，并且该控制杆被布置成使得它能够通过从其中性位置沿各个方向倾斜而选择性地倾斜在多个激活位置。如将进一步详细地看到的，每个方向对应于不同的数字，并且微处理器被布置成将控制杆在激活位置中的一个中的每个倾斜与对应数字的输入相关联。根据本发明，控制杆10被设计成以手的中空部分激活。为了根据使用本发明的方法使用计算器的输入界面，右手被放置在计算器上方的输入位置。在输入位置，手以手掌向下转动，并且手指朝向后边缘24平行于计算器的纵向轴线定向。手相对于计算器定位，使得手掌覆盖控制杆10，控制杆10的帽38然后能够插入到手的中空部分中，以便在该手的边缘之间被引导。需要注意的是，“手的中空部分”是指当手稍微折叠时在该手的手掌中形成的小空腔，其中该空腔在一侧由拇指的基部界定。

根据本发明，第一键12相对于控制杆10定位，使得使用者的手的手指端部能够当该手在输入位置时被定位成面向第一键中的一个。图1示出在该实施例中，后部输入区域36向后倾斜。此外，四个第一键12被布置成形成垂直于计算器纵向轴线的直排。然而，应当理解，代替形成直排，例如，第一键12能够形成圆弧形排。实际上，如已经看到的那样，第一键的每个被设计成由手指激活。因此，由于手指的长度不是全部相同，所以键被布置在圆弧上能够是有利的。在任何情况下，以下将看到，由于符合人体工程学的原因，由键12形成的排优选地被定向成相切于与控制杆同心的圆，无论该排是直的还是圆弧形的。

常规地，控制杆10设置有开关，该开关形成设计成在控制杆的每个倾斜之后识别该控制杆所定位的激活位置的设备。计算器的微处理器接收来自该设备的用于控制杆的每个激活位置的特定信号。应当理解，微处理器将在给定的激活位置中提供的信号与从数字0到9中取得的特定数字相关联。在这个意义上，微处理器从控制杆接收的电信号因此能够完全等同于从现有技术的计算器中的数字键盘接收的电信号。

在本示例的实施方式中，控制杆10能够沿如下所示的八个方向倾斜：北、南、东、西、东北、东南、西北、西南。此外，计算器纵向轴线的方向被称为北，其中北朝向计算器的后方。控制杆的每个倾斜方向与特定数字的指示相关联。如图所示，北对应于8、南对应于2、东对应于5、西对应于4、东北对应于9、东南对应于3、西北对应于7、最后是西南对应于1。

除了刚刚列出的八个激活位置之外，该实施例的控制杆10具有分别与数字0和6相关联的两个另外的位置。这两个附加激活位置中的一个仅通过将控制杆朝向上表面28轴向地按压来触及。图1示出该第九激活位置在所示实施例中对应于数字0。本领域技术人员具有许多可能性用于定义第十和最终激活位置(在该实施例中与数字6相关联)。从人体工程学角度来说，输入数字“6”的令人满意的方式是例如同时激活控制杆10和各键中的一个。例如，当输入0时轴向按压控制杆10，同时用食指按压“+”键。微处理器则将被编程为将数字“6”与该组合动作相关联。然而，应当注意，这不是所示实施例中使用的解决方案。实际上，从图1能够理解，通过首先使控制杆10向东倾斜以输入数字“6”，如数字“5”的情况那样。随后，一旦控制杆处于东部激活位置，则额外压力被施加以便超过控制杆上的凹口。因此，杠杆向东倾斜一个附加阶段，直到其达到与数字“6”相关联的附加激活位置为止。如图1所示的上述解决方案突出显示需要使用非标准控制杆通过沿相同方向倾斜而允许访问第一和第二激活位置的缺陷。然而，该解决方案具有显著的优点，即允许只使用控制杆来输入从0到9的所有数字。一般来说，能够说从人体工程学的角度来看，上述解决方案是最有利的。还将注意，控制杆10的移动与对应数字之间的相关性基本上再现数字键盘的键的排列。

在所示的实施方式中，控制杆10也用于打开计算器。当计算器被关闭并且使用者将控制杆朝向上表面28轴向按压时，如当输入数字“0”时，使用者的操作用于打开计算器。优选地，计算器被设计为在没有任何内容输入一定秒数时自动关闭。

图4和图5是对应于本发明第二实施方式的计算器的相应的立体图和侧视图。应当注意，本发明的第一和第二实施方式具有许多共同特征。为此，图4和图5中与图1、图2和图3的对应项目相同或实际相同的项目以相同的附图标记表示。

参考图4更具体地，能够看出，所示的计算器包括在第一实施方式中不存在的两个开关46和48。在所示的示例中，开关48允许定义显示出的分数的小数位数。开关46是用于选择计算器如何舍入小数的三路开关。第一种可能性是总是下舍数字，第二种可能性是总是上入数字，第三种可能性是下舍数字1、2、3和4，并上入数字5、6、7、8和9。

图4还示出计算器具有能够由手指激活的六个第一键。在这些键中，占据最中心位置的四个键分别绘有对应于四个算术运算符的标记。当计算器使用者将他的右手握在输入位置时，他的手指紧紧地在一起，他的食指朝向加号，他的中指朝向减号，他的无名指朝向乘号，以及最后他的小指朝向除号。第一键排的第一个和最后一个位置由分别绘出箭头→标记和c/ce首字母缩略词的两个键占据。以本身已知的方式，→键允许删除先前输入的数字，而c/ce键允许正在进行的计算被完全删除以重新启动。当计算器使用者将右手握在输入位置时，他可以用与其他手指稍微分开的食指激活→键。类似地，他可以用小指激活c/ce键。

图6和图7是对应于本发明的第三实施方式计算器的相应的立体图和侧视图。从图中能够看出，本发明的第三实施方式与上述两个实施方式不同基本上是由于第二键14和15被布置在外壳20的侧向区域50上的事实，其中区域50几乎是竖直的。更具体地参考图6，能够理解，如在前述实施方式中，第二键14和15当使用者的右手处于输入位置时朝向拇指。然而，在第三实施方式中，拇指不是被定位在第二键的上方，而是被定位在所述键旁边。因此，为了激活第二键，拇指必须执行内收移动而不是计算器的前两个实施方式所需的外推移动。

图8是对应于第四实施方式的计算器的立体图。将会看出，第四实施方式特别适用于左撇子使用者。通过同时参考图6和图8，能够看出，所示的两个计算器非常相似。主要区别在于，在图8中，第二键14和15被定位在控制杆10的右侧而不是被定位在左侧。应当理解，图8的计算器被设计为以左手而不是右手来激活。还应当注意，在所示的实施例中，与前三个实施方式相比，控制杆周围的数字顺序颠倒。如图8所示，北对应于8、南对应于2、东对应于4、西对应于5、东北对应于7、东南对应于1、西北对应于9，最后西南对应于3。最后，与图6的计算器相比最终差别在于，图8的计算器仅包括四个第一键，与第一实施方式的计算器类似。然而，在第四实施方式中，第一键以不同的顺序被布置。

还应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，本领域技术人员能够对作为本说明书的目的的实施方式进行各种修改和/或明确的改进。特别地，关于被设计为以左手激活的计算器，应当理解的是它们能够具有与被设计成以右手激活的计算器相同的控制杆10和第一键12。仅第二键的位置必须被改变，以便计算器能够以另一只手使用。此外，大量的计算器型号存在。每个计算器型号都有一组特定于其的键。在键的数量和这些键的功能方面，各组键彼此不同。特别地，根据本发明的多功能计算器可选地除了第一和第二键12、14和15之外还能够包括布置在附加输入区域中的第三键。这些第三键可选地甚至能够被布置成由使用者的第二只手激活。在这些条件下，将会特别理解，通过前面描述中以示例描述的计算器的键的选择仅通过示例的方式提供，并且这种选择因此在不脱离本发明的范围的情况下能够以许多方式改变。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.电子计算器，包括电源、用于输入数字和要执行的数学运算的输入界面(10、12、14、15)、用于存储数据的存储器、用于对所输入的数字执行操作的微处理器、用于显示根据所输入的数字执行的操作的结果的数字显示装置(18)、以及包括彼此相反定位的前边缘(22)和后边缘(24)的外壳(20)，外壳还包括都在后边缘(24)和前边缘(22)之间延伸的基部(26)和上表面(28)，输入界面(10、12、14、15)包括突出在外壳(20)的上表面(28)上方的控制杆(10)，控制杆被设计成允许数字被手动地输入，并且被布置成能够通过从静止位置沿相应的方向倾斜而选择性地倾斜在多个激活位置，每个方向对应于不同的数字，微处理器被布置成将控制杆在所述激活位置中的一个中的每个倾斜与对应数字的输入相关联，

上表面(28)包括前部输入区域(34)和后部输入区域(36)，控制杆(10)被定位在前部输入区域中，并且后部输入区域具有分别与各数学运算符相关联的多个第一键(12)，并且输入界面(10、12、14、15)还包括至少一个第二键(14、15)，

其特征在于，第一键相对于控制杆定位，使得使用者的手的手指的端部能够在所述手的手掌向下转动并且所述手的中空部分覆盖控制杆(10)的端部时被定位成面向第一键(12)中的一个，以及

所述至少一个第二键(14、15)在外壳(20)上被布置在控制杆(10)后面并且相对于计算器的纵向轴线偏移到一侧，以便在所述手的手指面向第一键(12)时面向所述手的拇指，所述手的中空部分同时覆盖控制杆(10)的端部。

2.如权利要求1所述的电子计算器，其特征在于，所述至少一个第二键(14、15)包括“等于”键(15)。

3.如权利要求1或2所述的电子计算器，其特征在于，所述至少一个第二键(14、15)被布置成面向上表面(28)上的拇指，使得所述至少一个第二键能够通过拇指的向下移动而激活。

4.如权利要求1或2所述的电子计算器，其特征在于，所述至少一个第二键(14、15)被布置成面向外壳(20)上的竖直或倾斜表面上的拇指，所述表面的法线被横向定向，使得所述至少一个第二键能够通过拇指沿横向方向的移动而激活。

5.如权利要求1所述的电子计算器，其特征在于，后部输入区域(36)是向后倾斜的。

6.如权利要求1或5所述的电子计算器，其特征在于，第一键(12)被布置在后部输入区域(36)中，以形成直排或圆弧形排。

7.如权利要求6所述的电子计算器，其特征在于，由第一键(12)形成的所述排被定向成相切于与控制杆(10)同心的圆。

8.如上述权利要求中任一项所述的电子计算器，其特征在于，外壳(20)的上表面(28)包括支撑区域(30)，所述支撑区域被定位在前部输入区域(34)和外壳的前边缘(22)之间。

9.如上述权利要求中任一项所述的电子计算器，其特征在于，数字显示装置(18)被布置在外壳(20)的窗口中，窗口形成在上表面(28)的显示区域(32)中，显示区域被定位在后部输入区域(36)和外壳的后边缘(24)之间。

10.如权利要求9所述的电子计算器，其特征在于，显示区域(32)是竖直或倾斜的，并且面向前方。

11.如上述权利要求中任一项所述的电子计算器，其特征在于，所述电子计算器适于连接到计算机，以用作计算机的输入界面。

12.如权利要求11所述的电子计算器，其特征在于，所述电子计算器适于通过无线连接来连接到计算机。

13.如上述权利要求中任一项所述的电子计算器，其特征在于，所述至少一个第二键(14、15)相对于计算器的纵向轴线偏移到左手侧，以便允许仅利用右手输入。

14.如权利要求1-12中任一项所述的电子计算器，其特征在于，所述至少一个第二键(14、15)相对于计算器的纵向轴线偏移到右手侧，以便允许仅利用左手输入。