专利名称：带有有效定位的移动控制键的计算机键盘的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及数据输入设备，更具体地涉及计算机键盘和小键盘。
通过各种设备，包括键盘和小键盘以及诸如计算机鼠标器、跟踪球、操纵杆的指点设备和移动设备，实现对计算机的数据输入。通常，诸如个人计算机或膝上计算机的计算机具有一个输入字母和数字的装置，即一个键盘或小键盘，并且还具有一个装置，用于除了其它目的之外控制图形用户接口(GUI)中的图形对象的移动。鼠标器、跟踪球以及操纵杆都是用于控制图形运动的装置。
对于现代处理机的应用和客观需要，在计算机屏幕上移动对象是一个关键特性。控制运动的最好示例是控制光标的位置和运动。然而，对象移动包括领悟光标控制以及许多其它事项的功能。运动控制包括但不限于对计算机屏幕上所显示的对象的滚动、定位和再定位。这些对象可包括光标、图符、文本、线条、边缘、窗口等等。计算机键盘上能够控制这些对象的位置和运动的各个键在本文中称为“移动控制键”。
为了适当地配置用于输入计算机数据的计算机键盘和小键盘，计算机键盘和小键盘典型地除字母数字键、功能键和命令键外还包括移动控制键。例如，现有的计算机键盘和小键盘包括四个箭头键，用户按这些键可分别使对象在计算机显示屏幕上向上、向下、向左及向右移动。现有的计算机键盘和小键盘还包括诸如“页上移”、“页下移”、“主页”及“结束”的移动控制键。通过操作通常命名为“光标控制”键的各移动控制键，用户可以控制和计算机关联的显示器上的光标的移动。
大多数键盘和小键盘上字母键的布局(所谓的“QWERTY”布局，取于字母键最上一行的前六个字母)在人机控制上是存在不足的。另外，QWERTY键盘总体上是在未考虑GUI应用下设计的，因为QWERTY设计源自于解决计算机出现前的工业要求。无论如何，在键盘设计中QWERTY布局已根深蒂固达数十年之久，并且，大多数，假如不是全部，打字员依赖于这种布局和其中包含着计算机数据输入键盘的键盘的结合。本发明出自这样的关键观察和QWERTY键盘或小键盘上的字母键的布局不同，移动控制键的排列尚未标准化到必须把移动控制键设置在键盘某具体位置处的程度。
此外，本发明认识到，除了移动控制键之外，许多用户还使用指点及移动设备控制显示器上的对象的移动，这尤其是在和因特网有关的应用中，更具体地在通过因特网的一部分即所谓的万维网和电子信息页面的交互中。换言之，通过在控制对象的移动上设置键型输入设备以及指点和移动输入设备，使许多现有的计算机应用变为更加方便。
遗憾的是，碰巧现行键盘和小键盘上的移动控制键和通常设置指点和移动设备的一侧位于相同的一侧(右手侧)，从而实际上阻碍用户用双手(一只手在指点设备上而另一只手在移动控制键上)移动诸如光标的对象。在许多情况中，用户必须在操作指点和移动设备和把手移动到移动控制键之间不断地更迭。
然而，如本发明所意识到的，提供一种允许同时操作指点和移动设备以及移动控制键以控制计算机图形显示器屏幕上的对象的移动的键盘是可能的和有益的。因此，本发明的一个目的是提供一种键盘或小键盘上的计算机的键布局，它便于由用户用一只手操作移动控制键并用另一只手操作指点和移动输入设备。本发明的另一个目的是提供一种计算机键盘或小键盘，其便于同时操作移动控制键以及指点和移动输入设备以在图形显示器屏幕上定位光标。本发明的再一个目的是提供一种易于使用和价格适宜的计算机键盘或小键盘。
计算机用户接口系统包括一个基件以及至少一个可用手操纵的指点器，指点器由用户在靠近该基件第一侧的某位置上使用。允许用户输入指点和移动命令的装置设置在与第一侧相对的该基件的第二侧附近。在这种结构下，易于协同使用用户的双手，一只手在可用手操纵的指点器上，另一只手在允许装置上。
在一种实施方式下，允许装置包括(i)一个操纵杆和(ii)一种移动控制键组的排列中的一种。在一特定实施方式下，该允许装置是在键盘左侧上的多个移动控制键，更具体地，这些移动控制键包括光标上移键、光标下移键、光标左移键和光标右移键。此外，移动控制键可包括页上移键、页下移键、结束键和起始键。
若需要，指点器可安装在基件上，并可从一组包括计算机鼠标器、跟踪球、操纵杆和触板的设备中选用。
在一种替代的实施方式中，用于运行图形显示器的计算机用户接口系统包括一个定义基件的键盘，靠近该基件的第一侧的第一指点和/或移动装置。第二指点和/或移动装置位于该基件的第二侧附近，从而用户可以同时运行二个指点和/或移动装置以实施对图形显示器的控制。
在另一方面，在包括一个显示器和一个显示器上的光标的图形控制系统中，公开一种运行该显示器的指点和移动系统，其包括一个计算机键盘或小键盘并包括至少一个第一指点和移动设备，该第一设备包含至少一个用户的左手能达到的移动控制键。用户的右手能达到至少一个第二指点和移动设备。在这种协同结构下，可以用双手同时对显示器输入指点和移动命令。
可以参照附图最佳地理解本发明的结构上的以及运行上的细节，附图中相同的参考数字代表相同的部件，附图是
图1是一种键盘或小键盘的第一实施方式的顶视图，表示运行上可和计算机以及视频监视器衔接的第一移动控制键布局；图2是一种键盘或小键盘的第二实施方式的顶视图，表示第二移动控制键布局并示出该键盘或小键盘上的一个指点器；图3是一种键盘或小键盘的第三实施方式的顶视图，表示第三移动控制键布局；以及图4是一种可运行关系下的键盘或小键盘的透视图，其中可选择性地把一个指点器和一个移动控制键模块衔接到键盘/小键盘的任何一侧上。
先参照图1，概括地用10标示的系统用于能使一个人用双手同时操纵二个独立的与图形有关的输入设备以控制图形显示器上所显示的对象的移动。在所示的具体体系结构下，系统10可包括一个数字处理设备，例如计算机12。在一种预期的实施方式中，计算机12可能是纽约州Armonk镇的国际商用机器公司(IBM)制造的一台个人计算机，或者计算机12可能是任何伴随着IBM网络工作站的计算机，其中包括以例如AS400的商标出售的计算机。或者，计算机12可能是一个台Unix计算机，或OS/2服务器，或视窗NT服务器，或者运行AIX3.2.5的主存为128MB的IBM RS/6000 250工作站，或是一台膝上计算机。计算机12还可能体现为通用处理机，专用处理机，工作站，或者任何能向用户通过操纵键盘或小键盘提供控制一个或多个显示对象的移动的能力的等同部件或设备。
图1还示出系统10可以包括技术上周知的计算机外围设备，其中包括例如视频监视器14的输出部件。可以理解视频监视器14可以是扁平面显示器、阴极射线管显示器或其它视频监视器。如所示，视频监视器14可显示一个可视显示16，在显示16上叠加着具体化为光标的可移动对象18。可视显示16可能包括或体现为字母数字字符的行或块、图形、图形和字母数字字符的组合、或其它可移动对象等，显示16可以是广域计算机网页的一个图象，例如一个含有一个或多个可移动对象的Web页。
如在下面详细公开，本系统的目的是通过同时使用二个输入设备(用户的一只手一个)方便对显示16和/或一个或者多个可移动对象例如可移动对象18的控制。如下面所述，这些输入设备包括移动控制键组和指点器。
实际上，图1示出本发明的输入设备的二个代表。这些输入设备的第一种是概括地用20标示的移动控制键，其建立一种在计算机键盘或小键盘22上移动对象的指点和移动设备，即，用于允许用户输入指点和移动命令。在图1中表示的示例中，移动控制键体现为光标控制键。更具体地，这些光标控制键包括光标上移键24、光标下移键26、光标左移键28和光标右移键30。可以理解按压光标控制键24、26、28、30使可移动对象18分别在显示器16上上移、下移、左移和右移。此外，移动控制键可包括页面上移键32、页面下移键34、结束键36和起始键38，它们的作用是根据技术上周知的原则移动显示出的对象。还可理解到本移动控制键的原则等同地应用于键盘和小键盘。
另外，系统10包括一个手可操纵的指点器40，它建立用来控制屏幕对象移动的第二输入设备。该指点器把用户生成的触觉信号转换成电子指点信号，以便移动或定位某可移动对象例如可移动对象18，或用于滚动显示16或滚动显示16上的一个或多个对象，或者用于进行这些功能的任何或全部组合。在图1中表示的示例中，指点器40体现为一个鼠标器，它在物理上是和键盘22分离的，在电子上是和计算机12连接的，可以理解本指点器还包括跟踪球、等角弹性操纵杆、接触板、以及其它技术上周知的指点器。
如上面所述，本发明的指点器(例如鼠标器)可用于使显示16，或使显示16上的一个或多个对象滚动；替代地，指点器40可用于移动例如可移动对象18的可移动对象，或者指点器40可进行滚动及指点二种操作。既进行滚动又进行指点的指点器的一个例子是IBM的“ScrollPoint”TM鼠标器。
参照图1现在可以体会本发明的突出特性。键盘或小键盘22包括一个由左边缘44、右边缘46、顶边缘48及底边缘50定义的基件42。顶边缘48和底边缘50给定水平尺度，而左边缘44和右边缘46给定垂直尺度。应容易理解，尺度和方向的措词是相对于用户的，用户对着键盘或小键盘22，靠近底边缘50，用户左手的位置接近左边缘44，而用户右手的位置接近右边缘46。从而，在第二键盘部件的“上面”的第一键盘部件比第二键盘部件更接近于顶边缘48。
如所示那样在基件42上排列多个移动控制键20，其中至少一些移动控制键20设置成和右边缘46相比更靠近左边缘44。换言之，相对于使用键盘或小键盘22的用户，至少一些移动控制键20沿着键盘或小键盘22的左侧排列。借助这种结构，用用户的左手操作移动控制键20是便利的，同时还利用用户的右手操作指点器40。从而，用户可以同时例如通过用右手操纵指点器40滚动显示16并且通过用左手操纵移动控制键20移动可移动对象18。
在图1中示出的实施方式中，光标左移键28、光标下移键26和光标右移键30顺序排列在靠近底边缘50的一个水平行中。如本发明所理解，通过把这些移动控制键定位很靠近键盘的某个边缘，用户更容易找到这些键，从而方便光标控制。光标上移键24定位成恰好在光标下移键26的垂直上方。按从上到下的顺序包含着页上移键32和页下移键34的移动控制键如所示排列在靠近左边缘44的一个垂直列上，并且恰好在光标左移键28的垂直上方，而起始键38和结束键36排列在靠近页上移、页下移键32、34的并在它们右侧的一个垂直列中。若需要，可以把具有各自常规功能的插入键“INS”和删除键“DEL”排列在靠着起始键、结束键38、36的右侧的一个列中，如图中所示。
除了上面所说明的新颖左手移动控制键之外，熟练的技术人员可意识到图1中所示的键盘/小键盘22包括一个常规键布局部分，其包括排列在正好在顶边缘48下面的一行中的十二个功能键F1-F12。该常规的布局部分还包括一个在功能键F1左侧的换码键“ESC”，以及从功能键F12的右侧开始以从左向右的顺序排列的打印屏幕键、滚动锁定键及暂停/断开键。此外，该常规布局部分包括位于功能键下方的一列数字键，在该列数字键上伴有常规的各符号键。
此外，该常规布局部分包括26个如所示按标准“QWERTY”布局排列的字母键。具体地，该常规布局部分包括一个字母键的上行，以从左至右的顺序表示字母“Q”“W”“E”“R”“T”“Y”“U”“I”“O”“P”。紧靠着该上行之下中字母键的中行，以从左至右的顺序表示字母“A”“S”“D”“F”“G”“H”“J”“K”“L”，和字母键的下行，从左至右表示字母“Z”“X”“C”“V”“B”“N”“M”。可以理解，还可采用和上述“QWERTY”布局不同的布局。
此外，根据周知的原则在常规布局部分中包括各种符号键，其中有用于括号、圆括号、空格、标点符号键。在常规布局部分上的典型位置上还设置各种常规处理控制符号键，包括左右控制键“CTRL”、左右修改键“ALT”、左右移位键“SHIFT”、左标记键和左移位锁定键“CAPS LOCK”、以及右侧返回键“BACK”以及回车键“ENTER”。
如图1中所示，键盘或小键盘22在右边缘46附近还包括概括地用52标示的常规数字台。如所示，数字台52包括十个数字键“0”-“9”，四个数学符号键，一个回车键“ENTER”，一个删除键“DEL”和一个数字锁定键“NUM LOCK”。当第一次锁定数字锁定键“NUMLOCK”时，数字键“0”-“9”呈现数字键的功能。另一方面，当第二次锁定数字锁定键“NUM LOCK”时，数字键“0”-“9”按如下呈现移动控制键的功能。数字键“1”呈现结束键的功能，数字键“2”呈现光标下移键的功能。并且，数字键“3”呈现页面下移键的功能，数字键“4”呈现光标左移键的功能。此外，数字键“6”呈现光标右移键的功能，数字键“7”呈现起始键的功能，数字键“8”呈现光标上移键的功能，以及数字键“9”呈现页面上移键的功能。数字键“0”呈现插入键的功能。
现在可以理解图1中所示的系统包括二组完整的移动控制键，一组在键盘或小键盘22的左侧，另一组在键盘或小键盘22的右侧。借助这种结构，可以把指点器40移动到用户希望的键盘或小键盘22的第一侧以由用户的第一只手操作，同时由用户的第二只手操纵移动控制键20或者由数字台52定义的移动控制键中的一组。
图2表示概括地用60标示的一种键盘或小键盘，除下述例外外，在结构上它和图1中所示的键盘或小键盘在所有的基本方面上是相同的。键盘60包括一个通过左边缘62和底边缘63定义的基件61，以及包括光标左移键64、光标下移键66及光标右移键68的移动控制键，它们顺序地排列在靠近底边缘63与左边缘62相邻的一个水平行中。与之不同，光标上移键70定位成恰好在光标下移键66的垂直上方。
此外，包括着页面上移键72和页面下移键74的移动控制键和删除键“DEL”一起排列在一个垂直列中，如所示按从上至下的次序并靠近左边缘62，恰好在光标左移键64的垂直上方。包括着起始键76和结束键78的移动控制键和插入键“INS”一起排列在一个垂直列中，靠着页面上移键72、页面下移键74、删除键“DEL”，前一组在后一组的右侧。
和图1中所示的键盘或小键盘22不同，图2中所示的键盘或小键盘60在其右侧不包括常规的数字台，尽管可以设置这样的数字台。然而，图2中所示的键盘或小键盘60包括一个指点器80，后者安装在基件61上，位于基件61的左、右边缘之间的中部并刚好在底边缘63的上面。在一种实施方式中，指点器80是一个操纵杆。在另外的实施方式中，指点器80是一个例如IBM“Track Point”TM的操纵杆。在任何情况下，用户可以用右手操纵指点器80以便滚动和/或指点显示例如图1中所示的显示16，同时用户操纵移动控制键64、66、68、70、72、74、76、78中的一个或多个。
图3表示概括地用90标示的一种键盘或小键盘，它包括用底边缘94定义的基件92，底边缘94由左、右边缘96、98限定。除下述例外外，图3中所示的键盘或小键盘90在结构上与图2中所示的键盘或小键盘60的所有基本方面相同。在靠近左边缘96排列一列垂直的移动控制键，该列自上而下包括页上移键99、页下移键100、光标上移键102、光标下移键104和光标左移键106，而光标右移键108水平地位于光标左移键106的右侧。若需要，可以如所示使换码键“ESC”垂直地位于页上移键99的上方。包括着结束键110和起始键112的移动控制键排列在靠近右边缘98的一个垂直列中。从而，键盘的大部分但不是全部的移动控制键定位在沿着键盘的左边缘96，其它的移动控制键定位成沿着右边缘98。若需要，可以在基件92上恰好在起始键98的下面定位滚动锁定键“SCR LOCK”。类似于图2中所示的键盘或小键盘60，图3中所示的键盘或小键盘90包括第一指点器114，后者安装在基件92上，位于基件92的左、右边缘96、98的中间部位并紧靠在低边缘94的上方。
图4示出键盘130，它可以是常规的键盘或者是上面所公开的新颖键盘中的一种。然而，如图4中所示，除了伴随着一个物理上和键盘130分离的(如所示)或者根据上面对于键盘/小键盘60、90所讨论的原则集成在键盘130上的指点器132之外，图4中所示的键盘130可以伴随着一个可拆卸的移动控制键盘模块134，它具有多个排列在其上的移动控制键136。移动控制键组136建立用于引导指点和移动的用户接口机制。
参照图4可以理解，经电线138模块134电气上可和键盘130连接。参照图4还可以理解，模块134机械上可以选择性地连接到用户选择的键盘130的左侧140或者连接到键盘130的右侧142。
设置适当的连接装置，以便选择性地把模块134连接到键盘130上或从其上拆下。换言之，一种固定机制能和键盘130啮合，以把模块134保持到键盘的某侧上。在该示出的示例中，模块134做成带有左、右夹144、146，它们构造成在压配合下或咬合配合下分别和键盘130的各侧140、142紧密啮合。可理解可设置其它的啮合装置，以便选择性地把模块134连接到键盘130上或从其上拆下，其中包括例如固定螺丝的接合件和链钩接合件。在任何情况下，借助上述结构，用户可以把指点器132定位在键盘130的第一侧上并把移动控制键模块134定位在键盘130的另一侧上以便于同时操作，从而同时对显示上的光标进行指点、滚动和移动。
虽然本文中示出的和详细说明的特定的带有有效定位的移动控制键的计算机键盘完全能达到本发明的前面所说明的目的，请理解它目前是本发明的优选实施方式并且从而代表着本发明深入思考的主题，本发明的范围全面地包含着其它对于熟练的技术人员可能是明显的实施方式，因而本发明的范围只由附属权利要求书所限定。
权利要求
1.一种计算机用户接口系统，包括一个基件；至少一个手可操纵的指点器，由用户在靠近该基件的第一侧的位置处使用；以及用于允许用户输入指点和移动命令的装置，该装置设置在与第一侧相对的基件的第二侧处，从而便于用户用双手操作，一只手在手可操纵的指点器上，另一只手在允许装置上。
2.权利要求1的用户接口系统，其中允许装置是键盘左侧上的多个移动控制键。
3.权利要求2的用户接口系统，其中移动控制键包括光标上移键、光标下移键、光标左移键和光标右移键。
4.权利要求3的用户接口系统，其中移动控制键包括页上移键和页下移键。
5.权利要求4的用户接口系统，其中移动控制键包括结束键和起始键。
6.权利要求3的用户接口系统，其中把手可操纵的指点器定位在用户用右手操纵处。
7.权利要求6的用户接口系统，其中把指点器设置在基件上。
8.权利要求7的用户接口系统，其中指点器是从包括计算机鼠标器、跟踪球、操纵杆和触板的设备组中选择的。
9.权利要求1的用户接口系统，其中手可操纵的指点器包括鼠标器或操纵杆；以及允许装置包括(i)沿键盘一侧排列的移动控制键组和(ii)可拆卸的键盘模块中的一种，模块上具有用于引导指点和移动的用户接口机制，并且模块上还具有能和键盘衔接的固定机制以把模块保持在键盘的一侧上。
10.权利要求1的用户接口系统，其中允许装置包括(i)操纵杆和(ii)光标键及页面键的一种排列中的一种。
11.权利要求1的用户接口系统，它是和计算机配合的。
12.一种用于操作图形显示的计算机用户接口系统，包括一个定义基件的键盘；在基件的第一侧上的第一指点和/或移动装置；以及在基件的第二侧上的第二指点和/或移动装置，其中用户可以同时操作二个指点和/或移动装置以实施对图形显示的控制。
13.权利要求12的用户接口系统，其中第一指点和/或移动装置包括键盘左侧上的多个移动控制键。
14.权利要求13的用户接口系统，其中移动控制键包括光标上移键、光标下移键、光标左移键和光标右移键。
15.权利要求14的用户接口系统，其中移动控制键包括页上移键和页下移键。
16.权利要求15的用户接口系统，其中移动控制键包括结束键和起始键。
17.权利要求12的用户接口系统，其中第二指点和/或移动装置是从由计算机鼠标器、跟踪球、操纵杆和触板组成的设备组中选择的至少一种设备，并且第二指点和/或移动装置定位成由用户用右手操纵。
18.权利要求17的用户接口系统，其中把第二指点和/或移动装置设置在基件上。
19.权利要求12的用户接口系统，其中第二指点和/或移动装置包括鼠标器或操纵杆；并且第一指点和/或移动装置包括(i)沿键盘一侧排列的移动控制键组和(ii)可拆卸的键盘模块中的一种，在模块上具有用于引导指点和移动的用户接口机制，并且在模块上还具有能和键盘衔接的固定机制以把模块保持在键盘的一侧上。
20.权利要求12的用户接口系统，其中第二指点和移动装置包括(i)操纵杆和(ii)移动控制键组的一种排列中的一种。
21.权利要求12的用户接口系统，它是和计算机配合的。
22.在包括一个显示器以及一个在其上的光标的图形控制系统中，一种操作显示器的指点和移动系统，包括一个计算机键盘或小键盘；至少一个第一指点和移动设备，其含有至少一个可由用户的左手达到的键；以及至少一个可由用户的右手达到的第二指点和移动设备，从而可以同时用双手向显示器输入指点和移动命令。
23.权利要求22的系统，其中第一指点和移动设备包括在键盘或小键盘的左侧上的多个移动控制键。
24.权利要求23的系统，其中移动控制键包括光标上移键、光标下移键、光标左移键和光标右移键。
25.权利要求24的系统，其中移动控制键包括页上移键、页下移键、结束键和起始键。
26.权利要求22的系统，其中第二指点和移动设备是从包括计算机鼠标器、跟踪球、操纵杆和触板的设备组中选择的至少一种设备，并且把第二指点和/或移动装置设置在由用户的右手操纵的地方。
27.权利要求26的系统，其中把第二指点和移动设备设置在键盘上。
28.权利要求22的系统，其中第二指点和移动装置包括鼠标器或操纵杆；并且第一指点和移动装置包括(i)沿键盘或小键盘一侧排列的移动控制键组和(ii)可拆卸的键盘模块中的一种，在模块上具有用于引导指点和移动的用户接口机制，并且在模块上还具有能和键盘衔接的固定机制以把模块保持在键盘的一侧上。
29.权利要求22的系统，其中第二指点和移动装置包括(i)操纵杆和(ii)移动控制键组的一种排列中的一种。
30.权利要求22的系统，它是和计算机配合的。
全文摘要
一种计算机键盘或小键盘包括QWERTY字母数字键布局和排列在键盘或小键盘的第一侧上的移动控制键。并在键盘或小键盘的第二侧附近设置例如指点器的移动控制设备,第二侧和第一侧相对,实际上,可设置二组移动控制键,一组在第一侧、一组在第二侧,或者可把移动控制键组设置在可选择性地附着在键盘或小键盘的二侧中的一侧上的外围基件上。此外,可设置二个指点器,一个在第一侧、一个在第二侧。
文档编号G06F3/023GK1229209SQ9910395
公开日1999年9月22日 申请日期1999年3月10日 优先权日1998年3月16日
发明者巴通·阿兰·史密斯, 翟树民 申请人:国际商业机器公司