CN101124532B - 计算机输入设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种将数据输入到如计算机，个人数字助理，或移动电话之类的电子设备的设备，其包括：拇指和手指触摸板，以对应于当放松时拇指和手指的自然的拇指和手指指尖的位置的式样布置在设备上；每个手指板在向后和向前方向伸展；所述拇指板在左右方向延伸；位置探测装置，探测拇指和每个手指沿着每个拇指和手指板的位置；手指数据选择装置，为每个手指选择对应于当与手指板接触时探测到的手指指尖位置的字符或指令；拇指选项选择装置；选择显示装置；以及数据输入探测装置，探测手指从手指板的抬起并且基于探测到手指抬起的手指板上选定的字符或指令和基于拇指板上选定的选项将字符或指令输入到所述电子设备中。可使用压力杯以取代触摸板。

Description

计算机输入设备 

技术领域

本发明涉及一种将字符(character)或指令(instruction)输入到如计算机，个人数字助理(PDA)或移动电话之类的电子设备的设备和方法。本发明给如键盘，数字按键键盘(keypad)或触摸屏之类的将字符或指令输入电子设备的传统设备提供一种替代。 

背景技术

人们常常需要将字母数字数据，标点或指令输入到电子机器中。通常，计算机用户使用键盘和如鼠标或触摸板之类的定位(pointing)设备输入这个，移动电话用户使用电话数字键盘输入文字和数字以及PDA用户使用包括小键盘或触摸屏上的定位设备的设备输入数据。 

如果操作者能盲打，键盘使得快速数据输入成为可能；也就是看着屏幕的同时打字。许多用户还没有学会这种技能并且依靠被称为“看着键盘打字(hunt and peck)”的更慢的技术，其需要寻找每个键并且接着回头看屏幕。这个慢，并且伴随键盘的使用的移动的手，臂，手腕和手指还伴随如重复性劳损之类的疾病。 

因为每个键不得不被按许多次以表示需要的字母或数字，所以通过移动电话的小键盘或数字按键键盘输入数据慢。尽管移动电话的数字按键键盘比计算机键盘小，但是与电话的整体尺寸相比还是大并且限制了可包含的屏幕的尺寸。小的数字按键键盘对于有着大手指的用户也更加难以使用。 

PDA和小的便携式计算机上的键盘由于它们的小尺寸使用起来难并且慢。 

大多数输入方法需要双手的使用来实现合理的数据输入速度。 

有各种各样的设备可用来减轻键盘和小键盘(keypad)引起的问题。键盘可以被弯曲和成一定角度以提高手接触键盘的角度，包括自然键盘和 双手手掌相对的垂直分离键盘。 

Dvorak键盘基于August Dvorak创造的设计，August Dvorak确定了最常用的字母组合并接着用键盘布局取代了标准传统键盘(QWERTY)的式样，所述键盘布局减轻疲劳并提高打字速度。扩大的键盘具有给残疾人使用的大按键。Chording键盘有十个或者更少的按键，并且字符通过已经按下的按键的组合来指定。投影键盘使用激光将键盘的图像投影到桌面或其他平面上并且照相机监控手指在键盘图像上的移动并确定哪个“键”被按下。 

智能联想输入(predictive typing)被用作提高移动电话的文字输入速度。 

还有通常为残疾人设计的取代键盘的机构。一种这样的设备，其具有十个袋子，手指和拇指水平插入其中。每个袋子可沿任意四个方向(右，左，远和近)中的一个移动大约一厘米并且每个这种移动或移动的组合指定将被输入的字符。 

另一种设备使用两个“圆顶(domes)”，一手一个。每个圆顶可沿八个方向中的一个移动并且这两组八个方向的组合指定需要的字符。 

视觉盯视(eye-gaze)技术确定眼睛看的地方并且使用眼皮移动来“点击”。“吸和呼”使用呼吸来控制光标的移动和点击。这两种经常和屏幕(on-screen)键盘使用，在所述屏幕上视觉盯视或呼吸将光标移动到将被选择的字符上。 

语音识别软件给机械数据输入提供了一种替代。 

本发明为数据到电子设备的输入提供了进一步替代，优选地使用触摸板技术。 

触摸板作为定位设备众所周知，例如，通过沿所述板表面移动手指使用户将光标移动到屏幕上想要的位置，并且例如通过敲击所述板或从所述板抬起手指来将选定的字符或指令输入到计算机中。 

触摸板是众所周知的技术，其通过不同原理工作，包括那些著名的电容式，电感式和电阻式。电容式触摸板通过将线栅格设置在不导电表面之下工作。手指在所述表面上的存在影响那点栅格的电容并且因此操作软件可确定手指接触的形心并且以X和Y坐标的形式给所述位置分配值。触摸板还给包括手指的接触面积(作为手指压力的指示)的其他参数分配值。触摸板常常将手指接触面积和安装到印刷电路板上的电子元件结合以运行需要分析和报告输出数据的软件。它们通常根据PS/2，串行，USB，ADP或MEP协议报告数据。

其他触摸板可以细长形式使用，沿它们长轴给出单个位置坐标。这些可能是直的或如字母“C”，三角形或环形之类的任何其他末端开口或末端闭合的形状。 

发明内容

本发明提供了一种将数据输入到具有屏幕电子设备中的设备，其包括： 

用于拇指的拇指触摸板和两到四个用于拇指以外手指的手指触摸板，拇指触摸板和手指触摸板分别地以对应于放松时的拇指和拇指以外手指的自然的拇指和拇指以外手指指尖位置的式样布置在用于将数据输入到电子设备的设备上； 

每个手指触摸板从参考点沿对应于当拇指以外手指弯曲和伸展时拇指以外手指指尖遵循的自然路线的线在向后和向前方向上延伸； 

拇指触摸板从参考点沿对应于当拇指左右移动时拇指遵循的自然路线的线在左右方向上延伸； 

参考点确定装置，参考点确定装置通过软件记录并且设置拇指和每个拇指以外手指分别地沿着拇指触摸板和每个手指触摸板的长轴的位置作为参考点； 

位置探测装置，位置探测装置探测拇指和每个拇指以外手指指尖分别地沿着拇指触摸板和每个手指触摸板的位置，其中，沿着对应于当拇指以外手指弯曲和伸展时每个拇指以外手指指尖的自然路径的线从每个手指触摸板的参考点在向后方向上的多个位置和在向前方向上的多个位置可被探测到； 

手指数据选择装置，手指数据选择装置为每个拇指以外手指选择对应于当与手指触摸板接触时探测到的拇指以外手指指尖位置的字符或指令，其中，用于每个拇指以外手指的能够选择的字符或指令由对应于在沿着对应于当拇指以外手指弯曲和伸展时每个拇指以外手指指尖的自然路径的线的一行中的能够探测的拇指以外手指指尖位置的字符或指令组成； 

拇指选项选择装置，拇指选项选择装置选择对应于当与拇指触摸板接触时探测到的拇指位置的选项； 

选择显示装置，选择显示装置根据拇指触摸板上选定的选项在屏幕上显示每个手指触摸板上选定的字符或指令；以及 

数据输入探测装置，数据输入探测装置探测拇指以外手指在手指触摸板上的敲击或从手指触摸板的抬起，并且基于探测到敲击或抬起的手指触摸板上选定的字符或指令和基于拇指触摸板上选定的选项，将屏幕上显示 的选定的字符或指令输入到所述电子设备中。 

优选地，所述数据输入探测装置探测手指在手指触摸板上的敲击。 

本发明使用一只或更多手的每个手指的小的移动，以选择用于显示到电子设备的屏幕上的多个字符或指令中的一个并且选定这些显示的字符或指令中将被输入到所述电子设备中的一个。在本发明的一个方面，每个手指沿对应数量的触摸板中的一个移动，并且手指在其触摸板上的位置确定将被选择的字符或指令。通过如敲击或抬起对应手指来瞬时地改变对应的手指在触摸板上的压力从而实现输入。拇指在其自身触摸板上的位置确定手指为显示提供的多个字符组中的哪个。 

此处使用的“位置探测装置”，“手指数据选择装置”，“拇指选项选择装置”，“选择显示装置”以及“数据输入探测装置”应当理解为指任何能够确定或处理表示特定值(位置值，数据选择值，选项选择值，等等)的数据参数的合适的电子(包括软件和/或硬件)或机电装置。适合与触摸板使用的这种装置对于本领域的技术人员来说是众所周知的或使用传统技术容易采用的。 

优选地，手指触摸板的数量为四。尽管四个手指和一个拇指提供最佳单手输入，但是所述设备可被设计成具有更多或更少的触摸板。 

用于所述设备的软件和/或硬件可被配置，以便所述设备可自动地为每个手指和拇指触摸板确定参考点，例如在最初的初始化过程中，或可从预先存储或导入的用户数据恢复用户的参考点。可选地，所述参考点可预先设定在定义好的位置，例如在手指和拇指触摸板的中点。 

对于每个手指触摸板，从参考点的向后和向前方向上可探测的位置的数量可以是，例如，2到6的任何数字，优选地从3到5，并且最优选地为4。对于所述拇指触摸板，可探测的位置或压力的数量为2到8中的任何数字，优选地为4到6，更优选地为5。必要时，可探测的位置可被布置成一或两行，例如6个位置的单行或总数为6个位置每行3个位置的两行。例如，每个提供八个字符的四个手指和四个拇指位置可产生128个字符。 

在实施例中，所述设备进一步包括第二拇指触摸板，其中所述两个拇指触摸板布置在手指触摸板的两边，每边一个，用于任意手性的数据输入。在可选的实施例中，所述设备具有一个设置在手指触摸板的下方的大的拇指触摸板，这样不但当使用左手操作所述设备时左手拇指可使用所述拇指触摸板，而且当使用右手操作所述设备时右手拇指也可使用所述拇指触摸板，因此使任意手性的数据输入成为可能。 

必要时，根据本发明的相反手性或任意手性的两个设备可成对组合使用，例如并排使用，以用于双手数据输入。每只手可将其自身的字符或指令组输入到所述电子设备中，这样原则上使可被输入的不同字符或指令的范围加倍。例如，本发明的实施例使用或者两个任意手性的单元或者左手性和右手性单元，这样所有八个手指选择字符。所述软件使所述显示器显示或者所有选择的字符或者最近选择的字符。 

将认识到，根据本发明的设备和方法可适用于如台式计算机，便携式计算机，电子记事本，PDA，移动电话，固定电话或计算器之类的任何需要手动(手指/拇指)数据输入的电子设备。 

在应用到移动电话的本发明实施例中，所述移动电话具有拇指触摸板和四个手指触摸板布置在其上，其中所述拇指触摸板被布置在所述电话的一个侧面并且所述四个手指触摸板被布置在所述电话的另一侧面。必要时，可为拇指腕掌提供另外的触摸板，优选地所述触摸板设置在所述拇指触摸板下方的电话的相同侧面上，其中用于设备的位置探测软件和/或硬件这样配置，以便探测拇指腕掌在其触摸板上，和电子转换器或其他设备激活装置，仅仅当所述位置探测装置已经探测到所有的拇指尖，手指尖和拇指腕掌在其各自的触摸板上时所述设备激活装置激活所述设备。在这个实施例的变化中，所述移动电话根据用户的选择可由左手或右手操作，并且每侧都具有四个触摸板，具备合适的软件使用户操作一侧的触摸板作为手指触摸板而操作另一侧的一个或多个触摸板作为拇指触摸板和选择性的拇指腕掌触摸板，或与之相反。 

在应用到个人数字助理(PDA)的本发明实施例中，所述PDA具有拇指触摸板和四个手指触摸板布置在其上，其中所述拇指触摸板布置在所述PDA的较小面上，如前侧表面，并且四个手指触摸板布置在外部主要面上，或者例如，如果所述PDA为翻盖的或类似可折叠设计，在所述PDA的内部主要面上。 

在进一步实施例中，用于所述设备的软件和/或硬件可被配置以便当 在一个或两个手指触摸板上没有探测到位置时，基于那些一个或两个其他的手指触摸板和所述拇指触摸板上探测到的位置，另外一个或两个手指触摸板和所述拇指触摸板用作定位工具来定位或移动光标和输入指令。选择性地，用于设备的软件和/或硬件可被配置，以便当手指触摸板上未检测到位置时，基于拇指触摸板上检测到的位置，拇指触摸板用作定位工具以定位或移动光标和输入指令。 

优选地，用于设备的软件和/或硬件被配置，以便根据拇指触摸板上选定的选项，所述设备仅仅显示每个手指触摸板上选定的字符或指令，从而显示所有选定的字符或指令，或者仅仅显示最近选择的字符或指令。选定的字符或指令可被显示在显示器屏幕的小窗口部分。当所述字符或指令被输入时，所述窗口可在所述显示器屏幕的固定位置上，或者必要时，当所述字符或指令被输入时，所述软件可配置成随同字符输入位置或文本光标逐渐地移动窗口，或者移动到显示器屏幕上任何其他由环境(上下文情况)决定的位置。必要时，所述软件可在窗口中视觉上简洁地加亮每个输入的字符或指令和/或通过其字符声音或者通过点击或哔哔声可听见地确认每次输入。 

可选地，用于设备的软件和/或硬件可被配置，以便所述设备可进一步根据所述拇指触摸板上选定的选项显示每个手指触摸板上可选的字符或指令中的一些或者所有。例如，所述可用的选择可被显示在放大的窗口中，再一次在显示器上固定或根据上下文情况可移动的位置。例如，所述放大的窗口不但可显示选定的字符或指令，而且还可显示未被选定但是紧接着选定字符或指令的上方的一个或更多和下方的一个或更多可用的字符或指令。 

在另一个变化中，所述放大窗口可根据所述拇指触摸板上选定的选项显示所有可选字符或指令。这将帮助用户学习怎样使用所述设备。在后面的变化中，选定的字符可带框显示，或相反被加亮，加亮在字符列的上下移动因此反映手指在所述手指触摸板的向上或向下位置，或者选定的字符移动到所述窗口中的固定位置，例如在显示选定的字符的带框的子窗口中。 

此外，必要时，当手指从一个字符或指令的选择移动到下一个时，所 述字符或指令可被显示为或者平稳地滚动以‘快速’进入位置，或者立即从一个字符或指令转换到下一个进入加亮显示区域。必要时，手指和/或拇指从一个选择或选项到下一个的移动可伴随可听见的声音。当然，所述软件和/或硬件可这样以便在同样的设备上通过采用不同的用户可选设置和偏好允许用户在这些或其他变化和选项之间选择。 

此外，对于失明用户，理想的是所述软件可被配置成当字符或指令被选定和输入时可听见地读出所述字符或指令，作为在屏幕上可视表示或加亮所述被选定和输入的字符或指令的一种替代。 

将认识到，手指触摸板的数量，每个手指触摸板的可选位置或压力的数量，每个拇指触摸板上可选选项的数量，以及设备的数量(一个或两个，也就是单手或双手操作)将决定使用所述设备可输入的字符和指令的范围，并且根据所述设备需要的字符和指令的范围容量，用于所述设备的软件和/或硬件可因此被配置或被可编程地对应地设置或改变这些数量。所述设备可预编程或可使用标准或预定字符组编程。例如所述设备可包括字符组的默认组，和/或是可使用特定语言或个人化的字符组可编程的，例如通过与所述电子设备的传统的接口连接。在一个例子中，包含存储想要的字符组和其它如安全特征之类的用户数据的处理器，存储器和软件的用户密钥(“道尔芯片”(dongle))可被插入到所述设备自身中或者插入到例如通过USB接口或其他接口与所述设备通讯的电子设备中，以使用户特定字符组被所述设备采用。所述设备因此还可配置成输入传统字符和指令的组合，如“粘滞”字符，如果它被选定和输入将影响随后选择的字符，例如，如果“转换(shift)”粘滞键被选定和输入将导致下个被选定和输入的字符为大写字母，即使没有使用拇指可选选项选定所述大写字符组。此外，所述设备可被配置以便如果被选定和输入，特定字符启动宏命令。此外，所述设备可被配置为，如果字符被选定达设定时间段，例如几秒，所述字符被自动输入而不需要手指敲击输入，以使得敲击困难的残疾用户可以输入字符。在这种情况下，所述手指触摸板将包括无效手指位置以允许手指休息而不激发选择。 

表1到5显示了设备的示例字符组，所述设备具有四个手指触摸板和一个拇指触摸板，所述手指板每个具有8个手指位置，所述拇指触摸板具有5 个拇指位置。在每个表格中，四列表示对于选定的给定拇指选项，所述四个手指中的每个的可用选择。 

表1：

小写字母-拇指在参考点 

表2：

大写字母-拇指在参考点+1 

表3：

数字和常用标点-拇指在参考点-1 

表4：

其他标点和工具字母-拇指在参考点-2 

表5：

组合键(modifier)，移动和功能键字母-拇指在参考点+2 

^*表示粘滞键 

必要时，所述设备可还包括如接口端口(例如USB)，开/关转换器，“硬键”(hard key)之类的通常在计算机上能找到的传统特征和如触摸板，操纵杆或跟踪球之类的定位设备。 

尽管在此实施例中展示的所述设备基本水平放置，但是必要时所述设备可被安装以便适应人体工程学需要的位置，例如，在基本垂直或其他非 水平的平面上。必要时，所述托架(mounting)可被调整以使所述设备定位在任何数量的位置。此外，尽管在此实施例中展示的所述设备具有手指触摸板在同一个平面上，但是必要时手指和拇指触摸板可被符合人体工程学地布置在互相不同的平面上，如在或围绕弯曲的表面(例如在手柄或操纵杆上)。因此，所述设备不需要围绕在平面基底构建，而可以是任何舒适的并且允许需要的手指移动的形状。在一些实施例中，所述触摸板可被布置在基底的形状周围，包括但不局限于球形的一部分或计算机鼠标的形状。 

当应用到计算机时所述设备优选地还可包括手腕支撑，例如支撑手的底部，以减少重复性劳损的风险。必要时，所述手腕支撑可被连接到控制所述设备的电源供应或电源管理的装置，例如，电源‘开关’转换器或电源‘备用’转换器，这样所述电源可由用户通过所述手腕支撑而被接通或断开，或者以其它方式被控制。 

所述设备可通过例如在同样的装置(例如移动电话，PDA，便携式计算机)中的集成硬件和/或兼容的软件与所述电子设备通讯，或分离地(例如台式计算机)通过物理连接器或无线装置(红外线，蓝牙^RTM)以传统的方式通讯。 

本发明将进一步通过对下方实施例的描述并参照附图中显示的实施例来解释。 

附图说明

图1显示给右手操作使用的本发明的设备的俯视图。 

图2显示使用本发明的设备的显示四个选定字符的计算机屏幕。 

图3a显示给任一只手操作使用的本发明设备的俯视图。 

图3b显示给任一只手操作使用的本发明可选设备的俯视图。 

图4显示应用到移动电话的本发明的前左侧视图。 

图5显示图4中描绘的移动电话的前右侧视图。 

图6说明当本发明的设备用来插入字符或给定指令时，所述软件需要采取的主要动作。 

图7说明当本发明的设备用来移动光标并且食指和无名指被用来点击 时，所述软件需要采取的主要动作。 

具体实施方式

现在将参照图1对为与计算机一起使用的右手操作设计的本发明的实施例(最佳模式)进行描述。图1显示基底1，所述基底1约20cm长，15cm宽并且1cm厚。它被设置以便长边远离用户延伸。接近于最靠近用户的边缘的顶面上附有凝胶填充的手腕支撑2。四个触摸板3和4被集成到所述顶面。这些触摸板3的其中三个为1.5cm宽和8cm长，并且大致相互平行并大致与基底1的长边平行地放置，所述触摸板之间距离为0.5cm，但是本发明可生产成不同的尺寸以体现使用所述设备的不同大小的手。可选地，所述触摸板之间的距离在远端比在手腕端稍大，因为当手指从弯曲位置伸展时趋向于分开。外触摸板4比其他三个更接近用户，因为小指比其他手指短。这些触摸板3，4朝基底1的右边偏移，这样拇指触摸板5可被布置在它们的左边。这个拇指触摸板5为4cm×4cm，并且被设置成几乎与其他触摸板3，4垂直，成角度以便它与拇指左右移动形成的弧形匹配。 

使用中，用户的手腕停靠在手腕支撑2上并放松他的手指。他接着放下他的手指，这样手指自然地落到它们各自的触摸板3，4，5上。软件记录每个手指沿其触摸板3，4的长轴的位置并将所述位置设置为其范围参考点。类似地拇指被放下到它的触摸板5上并且其参考点也被设置。 

每个手指触摸板3，4能选择一定数量的不同字符中的一个并且将它显示在计算机屏幕上，在这个实施例中该数量为八。这些字符可以是字母，数字，标点，符号或代表在键盘上通常能找到的功能，如“页上移”或“删除”或其他指令。通过将每个手指从其参考点向前或向后移动1cm，取决于所述手指的位置，选定的字符被改变。因此，任何时候，显示32个可用字符中的4个字符，每个手指从八个字符中选取，并且这些可通过手指的微小移动改变。尽管显示所有手指可用的字符需要的移动量被调整到只有2cm，但是所述触摸板长于这个值以适应不同长度的手指和手指的弯曲舒适程度的不同。可选地触摸板3，4，5涂有低摩擦材料以防止重复性滑过所述表面损伤手指。 

如图2所示，所述四个选定的字符显示在计算机或电话屏幕上。在此 实施例中它们在光标下方的水平行6中呈现，并且因此它们中的一个将被插入到光标下方。当这行字符包含需要插入的字符时，用户立即从触摸板上抬起对应于那个字符的手指。这选定显示的字符并且所述字符被插入到文档中或如果它代表指令，所述指令被执行。如果用户偏好，所述软件允许用户选择手指压力的短暂增加或敲击取代手指的抬起。 

拇指在其参考点决定手指显示小写字母，在更接近于手指的位置它决定手指将显示大写字母和在参考点的左边的两个位置之一，手指将显示数字或被用来指示包括那些其他通过标准键盘上的功能，控制，Windows，alt和其他按键进入的功能。可选地，当拇指从分配一组字符到另一组通过时，拇指板上的小隆起给出手感定位。如果四个手指每个提供八个字符和四个拇指位置，那么总共128个字符或指令可用。所述软件允许拇指位置的数量大于四或小于四并且分配给拇指位置的字符组将被改变。 

如果小指从它的触摸板4移除，手指触摸板3停止提供字符并且取而代之的是提供一种移动光标的装置作为鼠标或其他定位设备的一种替代。拇指在其触摸板5上的移动使光标左右移动，食指在其触摸板3上的移动使光标在屏幕上下移动。无名指在其触摸板上的敲击等于鼠标右键点击和食指在其触摸板上的敲击等于鼠标左键点击。可选地，拇指的敲击可以被识别为左点击和食指的敲击可以被识别为右点击。所述软件允许这些动作的分配在触摸板之间改变。 

控制触摸板和屏幕显示器所需要的部分软件运行在嵌入本发明的处理器上和所述软件中的一些运行在主机处理器上。如果想要将本发明应用到主机或其他设备上而不在其上安装驱动程序，本发明中的处理器具有运行所有必须程序的能力。控制本发明的软件提供调整包括但是不局限于下列特征的选项： 

●包含所有可用字符或指令所需要的手指行程的长度 

●从每个手指可用的字符或指令的数量 

●使用的手指的数量，以允许用户有缺少的或不能用的手指，并且使用一个手指取代缺少的或不能用的拇指的选项 

●使用的拇指位置的数量和包含所有可用的字符或指令组所需要的拇指行程的长度 

●手指，手指位置和拇指的每个组合所选择的字符 

●字符显示的字体，尺寸，形状，颜色和位置 

●当手指被用来移动光标时，手指和光标移动的相对距离，和这些根据手指移动速度的变化程度 

●被识别为手指抬起和敲击的手指接触面积的变化，其被用来模仿鼠标点击 

所述软件中的可选特征可通过字符的使用频率来排列他们并且为每个不同的用户将这些分配在手指的参考点周围，或可选择多个标准式样中的一个。 

仅报告一个手指位置的触摸板是可用的，但是可识别多个手指位置，移动和接触面积的触摸板也是可用的。一个大触摸板因此可取代这里描述的分离的触摸板。 

操作触摸板需要的软件和电子器件和在屏幕上显示字符需要的软件在现有的技术下已经可用或容易生产，并且在这里还没有被描述。 

可选地，按键可被布置在所述基底上，以提供通过触摸板输入字符或指令的另一种方案。可选地，诸如但不局限于给出两位置坐标的触摸板，跟踪球或操纵杆之类的标准定位设备可被包含在基底中作为移动光标的装置，作为使用主要触摸板的另一种方案。可选地，拇指因此板的尺寸大于上述尺寸，并且当手指从手指触摸板移除时，用作给出两位置坐标并移动光标的普通触摸板。可选地，左点击按钮和右点击按钮被布置在基底上。可选地，为了包括显示“大写锁定(Caps Lock)”被打开的目的，指示灯被布置在所述基底上。 

可选地，本发明嵌入有一种用来通电和断电的系统，或以其它方式改变其自身可用的电流状态的系统，从而减少电耗和特别是当本发明不被使用时减少电池的消耗。在一些实施例中，这通过装入有一种机构的手腕支撑来实现，所述机构用于探测所述支撑上的手腕的重量或通过探测所述支撑中的任意凝胶或流体内的压力变化来实现。重量或压力可通过各种装置探测，所述装置包括但不局限于机电的，压电的或通过压敏半导体。在其他实施例中，这个控制通过用作转换器的手指或拇指触摸板中的一个来实现，当探测到在所述触摸板上没有手指或拇指接触达设定时间段时，减少或切断给其它触摸板的电源。可选地，可通过探测手腕或手的接近的传感器来实现，这个传感器通过已建立的感应技术操作，所述感应技术包括但不局限于无源红外或电容。

图3a和3b显示本发明的两个进一步实施例，其中所述设备为左手或右手的使用设计。如图3a所示，有两个拇指触摸板5，分别在手指触摸板的两侧，并且外侧两手指触摸板4被延长，这样两者都适合于小指或食指。手腕支撑2被设置在拇指触摸板5的下方。在图3b中显示的设备中，一个大的拇指触摸板5被设置在手指触摸板的下方并且延伸通过两外侧手指触摸板4限定的手指触摸板的宽度，这样当使用左手时左手拇指可使用它而当使用右手时右手拇指可使用它。手腕支撑2被设置在拇指触摸板5的下方。 

本发明的上述实施例用于独立单元，但是本发明可被装入到或和一些设备一起使用，所述设备包括但不局限于台式计算机，便携式计算机，计算机显示器底座，电话或个人数字助理。 

图4和5显示本发明在移动电话中的实施例，其中所述电话被设计成右手持有，并且如图4所示，其中手指触摸板3被布置所述电话的左侧。可用于选择字符的位移局限于所述电话背面到正面的距离，尽管弯曲侧能增加该可用距离，但是这足够在必需数量的字符之间区分。如图5所示，用于拇指的触摸板5在所述电话的右侧并靠近顶部，并且移动方向再次在正面和背面之间。使用中，右手的拇指腕掌与手指之间握住所述电话。手指移动以显示和选择需要的字符。可选的第六触摸板7被设置在所述电话的右手侧以与拇指腕掌接触，在这种情况下仅仅当所述软件感应到所有六个接触点时，本发明被激活，而且这避免所述电话的误操作。这个实施例通过将触摸板设置在上述那些的相反侧可被设计成左手持有。 

进一步的实施例(未示出)在为任一只手的使用设计的移动电话中。这在每侧都有四个触摸板，并且所述软件确定哪组触摸板给手指使用并且哪组给指尖和可选地拇指腕掌使用。所述两组触摸板的分配可由选择右手或左手使用的用户主动地实现，或者所述软件可识别哪个触摸板与手指或拇指接触并且适当分配触摸板组。 

Claims (24)

1.一种用于将数据输入到电子设备的设备，包括：

用于拇指的拇指触摸板(5)和两到四个用于拇指以外手指的手指触摸板(3，4)，所述拇指触摸板(5)和手指触摸板(3，4)分别地以对应于放松时的拇指和拇指以外手指的自然的拇指和拇指以外手指指尖位置的式样布置在所述用于将数据输入到电子设备的设备上；

每个手指触摸板(3，4)从参考点沿对应于当拇指以外手指弯曲和伸展时拇指以外手指指尖遵循的自然路线的线在向后和向前方向上延伸；

所述拇指触摸板(5)从参考点沿对应于当拇指左右移动时拇指遵循的自然路线的线在左右方向上延伸；

参考点确定装置，所述参考点确定装置通过软件记录并且设置拇指和每个拇指以外手指分别地沿着拇指触摸板和每个手指触摸板(3，4，5)的长轴的位置作为参考点；

位置探测装置，所述位置探测装置探测拇指和每个拇指以外手指指尖分别地沿着拇指触摸板和每个手指触摸板(3，4，5)的位置，其中，沿着对应于当拇指以外手指弯曲和伸展时每个拇指以外手指指尖的自然路径的线从每个手指触摸板(3，4)的参考点在向后方向上的多个位置和在向前方向上的多个位置可被探测到；

手指数据选择装置，所述手指数据选择装置为每个拇指以外手指选择对应于当与手指触摸板(3，4)接触时探测到的拇指以外手指指尖位置的字符或指令，其中，用于每个拇指以外手指的能够选择的字符或指令由对应于在沿着对应于当拇指以外手指弯曲和伸展时每个拇指以外手指指尖的自然路径的线的一行中的能够探测的拇指以外手指指尖位置的字符或指令组成；

拇指选项选择装置，所述拇指选项选择装置选择对应于当与拇指触摸板(5)接触时探测到的拇指位置的选项；

选择显示装置，所述选择显示装置根据拇指触摸板(5)上选定的选项在屏幕上显示每个手指触摸板(3，4)上选定的字符或指令；以及

数据输入探测装置，所述数据输入探测装置探测拇指以外手指在手指触摸板(3，4)上的敲击或从手指触摸板(3，4)的抬起，并且基于探测到敲击或抬起的手指触摸板(3，4)上选定的字符或指令和基于拇指触摸板(5)上选定的选项，将屏幕上显示的选定的字符或指令输入到所述电子设备中。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述数据输入探测装置探测手指触摸板(3，4)上的拇指以外手指敲击，并且基于探测到敲击的手指触摸板(3，4)上选定的字符或指令和基于拇指触摸板(5)上选定的选项，将显示的、选定的字符或指令输入到所述电子设备中。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述数据输入探测装置探测拇指以外手指从手指触摸板(3，4)的瞬时抬起，并且基于探测到抬起的手指触摸板(3，4)上选定的字符或指令和基于拇指触摸板(5)上选定的选项，将显示的、选定的字符或指令输入到所述电子设备中。

4.根据权利要求1所述的设备，其中手指触摸板(3，4)的数量为四。

5.根据权利要求1所述的设备，所述用于将数据输入到电子设备的设备进一步包括第二拇指触摸板(5)，其中两个拇指触摸板(5)被分别地布置在手指触摸板(3，4)的任意一侧，以用于任一手性的数据输入。

6.根据权利要求1所述的设备，其中拇指触摸板(5)被布置在手指触摸板(3，4)的下方并且足够大以实现任一手性的数据输入。

7.根据权利要求1所述的设备，所述用于将数据输入到电子设备的设备与相反手性的或任意手性的另一所述用于将数据输入到电子设备的设备成对组合，以用于双手数据输入。

8.根据权利要求1所述的设备，进一步包括定位装置，其中在一个或两个手指触摸板(3，4)上探测的任意位置缺失的情况下，所述定位装置基于另一个或另两个手指触摸板(3，4)上和拇指触摸板(5)上探测到的手指位置，定位或移动光标和输入指令。

9.根据权利要求1所述的设备，进一步包括定位装置，其中在手指触摸板(3，4)上探测的任意位置缺失的情况下，所述定位装置基于拇指触摸板(5)上探测到的位置定位或移动光标和输入指令。

10.根据权利要求1所述的设备，其中对于每个手指触摸板(3，4)，从参考点在向后和向前方向中的每一个方向上可探测的多个位置为4个。

11.根据权利要求1所述的设备，其中对于拇指触摸板(5)，3到6个位置可被探测。

12.根据权利要求1所述的设备，进一步包括选择可用显示装置，所述选择可用显示装置根据拇指触摸板(5)上选定的选项显示每个手指触摸板(3，4)上可选择的字符或指令的一些或全部。

13.根据权利要求1所述的设备，其中所述电子设备为计算机，PDA或移动电话。

14.根据权利要求13所述的设备，其中所述电子设备是计算机并且所述用于将数据输入到电子设备的设备进一步包括托架，所述托架用于为用户对数据输入设备进行符合人体工程学的定位。

15.根据权利要求14所述的设备，其中所述托架可被调整以使数据输入设备定位在多个位置中的任意一个。

16.根据权利要求13所述的设备，其中所述电子设备为计算机并且所述用于将数据输入到电子设备的设备进一步包括手腕支撑和通过所述手腕支撑可操作的电源控制装置，所述电源控制装置用于控制所述用于将数据输入到电子设备的设备的电源供应或电源管理。

17.根据权利要求13所述的设备，其中所述电子设备为移动电话，所述移动电话具有触摸板布置在其上并且作为拇指触摸板(5)和四个手指触摸板(3，4)对于左手或右手性使用均可操作，其中拇指触摸板(5)布置在所述电话的一个侧面上而四个手指触摸板(3，4)布置在所述电话的另一侧面上。

18.根据权利要求17所述的设备，进一步包括拇指腕掌可操作的拇指腕掌触摸板(7)，所述拇指腕掌触摸板(7)布置在拇指触摸板(5)下方的电话的所述一个侧面上。

19.根据权利要求18所述的设备，其中所述位置探测装置可进一步探测在拇指腕掌触摸板(7)上的拇指腕掌，并且所述用于将数据输入到电子设备的设备进一步包括设备激活装置，仅当所述位置探测装置已经探测到所有拇指指尖、拇指以外手指指尖和拇指腕掌在其各自的触摸板(3，4，5，7)上时，所述设备激活装置激活所述用于将数据输入到电子设备的设备。

20.根据权利要求13的设备，其中所述电子设备为PDA，所述PDA具有拇指触摸板(5)和四个手指触摸板(3，4)布置在其上，并且拇指触摸板(5)布置在所述PDA的较小面上并且四个手指触摸板(3，4)布置在所述PDA的外部主要面或内部主要面上。

21.根据权利要求1所述的设备，其中所述选择显示装置将选定的字符或指令显示到屏幕上的固定或移动的窗口部分(6)中。

22.根据权利要求21所述的设备，其中当所述字符或指令被逐渐地输入时，所述窗口部分(6)随同所选择的字符或输入的指令的位置一起逐渐地移动。

23.根据权利要求1到22的任意一项所述的设备，其中所述拇指触摸板(5)和四个手指触摸板(3，4)是可识别多个手指的位置、移动和接触面积的一个大的触摸板的部分。

24.根据权利要求1到22的任意一项所述的设备，其中所述拇指触摸板(5)和四个手指触摸板(3，4)是单独的触摸板。

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