CN101147116A - 附有鼠标操作表面及可移动数字小键盘的键盘 - Google Patents

附有鼠标操作表面及可移动数字小键盘的键盘 Download PDF

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Abstract

一种键盘设备包括一个字母数字键盘和一个相对于键盘可移动的数字小键盘。键盘有一个可供鼠标滚动或滑动的平台结构，而且在该平台下面构造一个用来收藏数字小键盘的收藏空间。其优点在于数字小键盘能在收藏位置与键盘外面的可操作位置之间滑动。数字小键盘与键盘之间用电子方式连接在一起，于是，数字小键盘上的按键状态可以在键盘中进行处理。其优点在于键盘只需要一个处理器就可以响应字母数字键盘和数字小键盘上所有的按键状态，产生按键状态信号并传递给与之相连的电脑进行适当的处理。

Description

附有鼠标操作表面及可移动数字小键盘的键盘
技术领域
本发明涉及一种电脑键盘，更具体地说涉及一种提供鼠标操作表面并带有一个可以收藏在该表面下方的移动式数字小键盘。
背景技术
一般的键盘都有一组主键，按照QWERTY方式排列，并提供基本的标点符号及代号。还有其它组标准的组键相应增加了键盘的尺寸。例如，通常键盘都带有一组功能键“F1”到“F12”，直线排列在字母数字组键上方与键盘纵向上边缘下方。在具体的应用程序中，每个按键各有其软件功能。其优点在于，软件应用程序可以把某一软件功能定义到一个单独的功能按键上，不需要多次按压主键和其它修正键以简化操作。
电脑键盘一般都有四个箭号键，在应用程序所显示的文本中，常用来改变光标在字里行间的位置；或者，在所显示的页面制作并移动图表；或者，在电子表格中用来改变活动单元的位置。同样地，键盘也提供一组文件导航键，在应用程序所产生或显示的可滚动的电子文件中使用。导航键一般标有“page up”，  “page down”，  “home”和“end”，通常还有一个“help”键，用来打开帮助文件；另有一个“del”键用来逐个删除光标之后的字符。再次说明，用单一按键激活一个软件功能，在许多应用程序中很相似，但不完全一样。
数字小键盘一般位于键盘的右边。小键盘通常包括“0”到“9”数字键，  一个小数点“.”，还有基本运算功能键如：“+”、“*”、“”、“/”和“＝”按键，通常还有“Enter”、“Clear”、“Num Lock”等按键在运算程序中激活相似的功能。  还有其它连带的按键均用来输出数据及相关功能。总而言之，  最好是把所有与运算有关的按键放在一个地方以便操作。
一个电脑键盘通常都有一片薄膜电路板，它与各按键一起工作，当一个按键被按压时，给出一个开路或闭路信号。每个按键带有一个塑料键帽(印有字符或符号的)，还有一个钟乳状弹性体支撑着键帽，并且与薄膜电路板上的导电迹合作指示被按压的按键。键盘处理器与电路一起检测哪个按键被按，并产生一个带有识别编码的按键状态信号，通过键盘输出接口输出到相连的电脑由操作系统和当前的应用程序处理。
现在的电脑操作系统通常可以用鼠标的移动来改变光标的位置和形状。系统并且允许用户使用鼠标点击的方法来指定他的选择，也就是说用户可以拖曳光标到屏幕上具体的某一对象，譬如桌面文件图标菜单项目，对话项目或其它类似物，然后点击鼠标来选择文件或与电脑互动。通常鼠标产生的体现位置变化的信号和鼠标点击，必须不断地反映给主机的操作系统。为此，鼠标必须与电脑直接连接。比如，通过通用串行总线(USB)或通过无线连接。有些鼠标甚至可以通过键盘与主机连接。在这种情况下，鼠标位置移动或者固定式滚子鼠标有效位置的变化以及点击鼠标等信号，是通过键盘的输出接口传递的。
普通的键盘有个显著的缺点是，用户必须在键盘旁边特设一个鼠标垫或者在一个平坦而带点粘着力的书桌表面操作鼠标。对于带有伸缩式键盘架的电脑台或家具，会有一个特别的问题。键盘架通常只有533mm(21英寸)长，而具有上述各组按键的普通键盘通常长约480mm(19英寸)，这样在键盘架上就没有足够空间供于操作鼠标。为对付这个问题，用户被迫要另找地方放置鼠标，这个位置通常会选择在桌面，从而使鼠标与键盘之间存在相当距离，这就要求用户不断重复地伸手远离键盘去操作鼠标。从人体工程学角度来说，这是不正确的设置，无论使用固定式滚子鼠标或者移动鼠标，都将导致肌肉紧张。
发明内容
从某种意义上讲，本发明提供了一种新的键盘设备，节约了桌面空间并为鼠标提供一个具有工效学效能的位置。该设备包括一个字母数字键盘，并可选择性地配备一组功能键，文件导航键和箭号键。所有键位的标示都与常规应用相符。该设备还带有一个相对键盘可移动的数字小键盘，该键盘的结构拥有一个可供鼠标平滑滚动或滑动的平台，而该平台下方的空间还可用来收藏数字小键盘。用电子联接方法把字母数字键盘和数字小键盘连接在一起，所以键盘上所有按键的状态都可以通过键盘处理器按常规处理。电子连接方法拥有足够的长度，满足数字小键盘在收藏位置与可以输入数值的可操作位置之间移动。数字小键盘最好是装成可以在收藏与操作两位置之间滑动，而且设有止动装置防止小键盘超出可操作位置。
其优点在于数字小键盘在不需要的时候可以收藏起来，而且键盘与所配合使用的鼠标所占用的总体空间并没有比传统的键盘多，这是因为小键盘可被收藏在鼠标工作平台下方。功能组键通常可以象前文所讲的直线排列在键盘外壳的纵向上边缘内侧。要进一步减少所占用的桌面空间，文件导航键和箭号键可以分成两组并行排列在鼠标垫与键盘上边缘之间。另外，手从鼠标到文件导航键，QWERTY键或者箭号键的距离被缩到最短并感到轻松许多，从而减少重复的肌肉紧张的可能性。传统的键盘与鼠标摆放方式是把鼠标垫放在键盘旁边的桌面或者键盘架上，结果是QWERTY键区中心与用户身体中心不对齐。本发明的键盘布局方案可以让两各中心对齐从而减少重复性肌肉紧张。
字母数字键盘包括一个带有上表面的第一壳体、一组凸出该表面的第一组键、一个第一电路板装在第一壳体里与第一组键共同以普通键盘的方式指示各键的状态。有一个处理器与第一电路板一起用传统键盘的方式产生按键状态信号以辨认被按的按键，并通过键盘的输出接口输出到主机上。数字小键盘有一个具有上表面的第二壳体，第二组键亦凸出该表面。第二电路板装在第二壳体里与第二组键用常规的方法指示各键位状态，电子连线把数字小键盘的第二电路板与键盘上的第一电路板连接在一起，这样处理器就可以对字母数字键盘及数字小键盘上所有按键，产生总的按键状态信号并传给输出接口。实际上，普通键盘上用来识别包括固定式数字键在内所有按键的电子板被一分为二，分别装两各不同的壳体里，两个电子板用电子连接方法(如排线)连接在一起相当一块电子板，因而只需要一个处理器。而连接线有足够的长度以保证数字小键盘可以从收藏位置移动到可操作位置。
本发明的其它方面内容将会在下面具体实施描述以及权利要求书中详细描述。
附图说明
参考下列附图可以进一步理解本发明：
图1.本键盘设备的俯视图(主视图)包括字母数字键盘和在收藏位置的数字小键盘。
图2.本键盘设备主视图的局部，数字键盘在可操作位置。
图3.本键盘设备的侧视图。
图4.本键盘设备的仰视图。
图5.键盘设备的电路板图解，包括字母数字键盘上的第一电路板和数字小键盘上的第二电路板。
具体实施描述
如图1、图2所示，键盘设备(10)包含一个字母数字键盘(12)和一个相对于键盘(12)可移动的数字小键盘(14)。键盘(12)由上、下两个用螺丝锁紧的塑胶壳体(16)。基本按键(18)按QWERTY方式排列并从壳体(16)的上表面(20)凸起。图1是比例图，没有具体标明按键的名称。
鼠标垫(22)贴在壳体(16)的上表面，数字小键盘(14)通常会设置在这个地方。鼠标垫(22)实际上确定了一个接近水平的可供鼠标(26)滚动、滑动的平滑表面(24)。壳体(16)同时也在鼠标垫(22)下方构成一个尺寸合适于收藏数字小键盘(14)的内部空间(32)。图2显示的数字小键盘(14)已从收藏位置(32)移出到可操作位置，数字小键盘(14)包括一个塑胶壳体(34)，按键(36)以常规方式安装在壳体(34)里，并从壳体(34)的上平面(38)突起。数字按键(36)主要用于数学运算以及输入数字“0”-“9”和小数点“.”，执行加  “+”、减  “-”、乘“*”、除“/”  四则运算以及执行清除“clear”、回车“enter”和相等“＝”等等命令。这些按键(36)按常规方式排列，有关数据操作方式及使用数字小键盘(14)所需的操作系统或特定的应用软件以被广泛了解，这里就不在多说了。数字小键盘(14)可以在图1、图2所示的两个位置间水平移动。如图2、图4所示，数字小键盘(14)的壳体(34)有一个底板(40)与外门(42)相连接，底板(40)可以在键盘壳体(16)底部所设有的两个平行轨道(44)、(46)之间滑动。在底板(40)的内侧上方设有一对活动挡块(48)，在轨道(44)、(46)上也设有一对固定挡块(50)，用来约束活动挡块(48)，以免壳体(34)完全脱离收藏空间(32)。(除非键盘壳体(16)已被完全拆开)，数字小键盘如何在收藏位置与可操作位置之间移动不是本发明的主要方面，磁盘驱动器的开合技术也许可以用在这个地方。
有些按键被重新编组并安置在键盘(12)上，以减少空间与长度。按照常规做法，键盘(12)上的12个功能键被分成S1、S2、S3三组，每组各有4个键，一起直线排列放置在字母数字键上方与键盘(12)的纵向上边缘(52)内侧。S3的4个功能键(F9-F12)已在图2中详细标示，图1所示的其它功能键没有标示。每一个功能键的具体功能由主机(54)(参看图5)所运行的软件决定。文件导航键“Home”、“End”、“PageUp”、“Page Down”与“Insert”、“Delete”在S4组，放置在鼠标垫(22)与键盘(12)的纵向上边缘(52)之间。S5组的4个箭号键(如图2所示)放在鼠标垫(22)与键盘(12)的纵向上边缘(52)之间，并在S4组文件导航键侧边，它们对文字处理应用程序非常有用，可以使用箭号键在字里行间移动光标。还有另外一组按键由3个键组成(“Print Screen”、“Scroll Lock”与“Pause/Break”)，整组放置在键盘(12)纵上边缘(52)与功能键S1、S2、S3之间。改变S4、S5、S6三组按键的位置的意义在于减少键盘(10)宽度尺寸，并为鼠标滚滑动表面(24)及其旁边的数字小键盘(14)多贡献空间。
图5显示一些元件用以检测被按压的按键，无论按键是在字母数字键盘上(12)或者在数字小键盘(14)上。键盘(12)带有主电路板(56)用来检测其按键(18)的状态。主电路板(56)可以是一个加强板支撑一块柔软的薄膜，薄膜上已经印刷的导电迹就是所要求的主电路(58)。当某个按键被压下，主电路(58)上的一个传导通路闭合，表示该按键已被按压。在电路板一个边上有一组平行的导电轨迹(60)和一个常规的带状连接物或叫电缆(62)把微处理器(64)与各个电流通路连接在一起，以便处理器检测到具体的通路是断开或是闭合。这些电子联接可能还需要一个接连器(66)用来接触每个导电轨迹(60)，并将已接触到导电体通过带状连接线(62)上的单独导电路径传给微处理器(64)的输入端。微处理器(64)把检测到的按键状态译成编码信号通过键盘接口(70)传送给主机(54)，这个过程是很传统的，这里就不再细述了。数字小键盘(14)带有一块第二电路(74)，总体上与主电路板(56)相似。当数字键被操作时，第二电路(76)上的具体的通路将如上文所述一样断开或闭合。小键盘电路(76)带有一组平行的导电轨迹(78)就在小键盘电路板(74)的一个边缘，而键盘电路(58)和靠近主电路板(56)也有同样一组导电轨迹(80)。两个导电轨迹(78)和(80)用一个带状电缆(82)和两个接线端(84)和(86)连接。接线端(84)和(86)只要把导电轨迹(78)与导电轨迹(80)的每一个不同导电体一一对应连接。这样做的目的是第二电路(76)上的任一个传导通路的断开或闭合状态信号，都可以到达键盘(12)，最终可以到达键盘的微处理器(64)。
主次电路(58，76)可以看作前文所述的普通键盘中所用的单独一个电路。电路被有效地分成两个部分的目的是，次电路(76)能够随小键盘(14)移动并对小键盘(14)上的按键(36)的动作作出反应。平行导电轨迹(78，80)和带状电缆(82)有效地使两个电路板(56，74)实现一块单板的功能以便键盘微处理器(64)操作。带状电缆(82)的长度只要能满足小键盘从其收藏位到可操作位之间的行程即可。
任何没有远离本发明的精神以及不超出本专利的权利要求范围的应用个案的描述，即使其中已经有些修改，都值得欣赏。

Claims (10)

1.一种键盘类设备可与电脑和鼠标一起使用，其特征在于，它是由一个字母数字键盘和一个数字小键盘组成；
字母数字键盘则包括一个输出接口，一组第一组键，一个第一电路同第一组键一起产生按键状态信号以分辨具体某个或某些被按压的按键，还包括一个水平的平台结构提供给鼠标操作，并在该平台下面构造一个收藏空间足以用来收藏数字小键盘；
数字小键盘包含一组第二组键，一个第二电路同第二组键一起产生按键状态信号以分辨具体某个或某些被按压的按键；
安装是指把数字小键盘安装在字母数字键盘上，并能在收藏位置与可操作位置之间移动，可操作位置是指在键盘外面可以操作到所有第二组键的位置；
电子联接是指联接字母数字键盘与数字小键盘，使得第二组键的按键状态信号可以到达字母数字键盘内，电子联接还意味着具有足够长度以适应数字小键盘在收藏位置与可操作位置之间移动；
处理器是指响应第一和第二按键状态信号产生一个按键状态信号，以分辨字母数字键盘和数字小键盘上所有的按键中具体被按压的按键，并且能把总的按键状态信号通过输出接口传递到电脑。
2.根据权利要求1所述的键盘设备，其特征在于：
第一组键包括一组已有标记的功能键，一组已有标记的文件导航键和一组已标明的箭号键；
字母数字键盘由具有一个上表面的壳体构成，第一组键就在上表面凸起，壳体具有一条接近使用者的纵向下边缘和一条纵向上边缘；
功能键整组直线排列并嵌入在纵向上边缘内侧；
文件导航键编成另外一组放在鼠标平台与壳体的纵向上边缘之间；
箭号键另编一组放在鼠标平台与壳体的纵向上边缘之间并在文件导航键的侧边。
3.根据权利要求1所述的键盘设备，其特征在于：
收藏空间是在紧靠字母数字键盘的一个横侧边；
安装的方式可以限制数字小键盘在收藏位置与可操作位置之间滑动。
4.根据权利要求3所述的键盘设备，其特征在于：
第一电路板包括一个靠近其一边缘的第一组导体；
第二电路板包括一个靠近其一边缘的第二组导体并与第二电路板的其余部分连接，使得所有数字小键盘产生按键状态信号都可以到达第二组导体；
电子联接方法包含一个多导线电缆，每一条导线的一端与在第一电路板上的第一组导体中不同的导体连接，另一端与数字小键盘上第二组导体中不同的导体连接，这样数字小键盘所产生的任何按键状态信号都可以到达第一电路板的第一组导体。
5.根据权利要求4所述的键盘设备，其特征在于：
第一组导体是印制在第一电路板薄膜基片上的导电迹；
第二组导体是印制在第二电路板薄膜基片上的导电迹；
电子联接方法包含一个在第一组导体的一个边缘附近并与之相匹配的第一连接器，和一个在第二电路板的一个边缘附近相匹配的第二连接器并与第二组导体的每一个导电迹连接。
6.一种键盘类设备可与电脑和鼠标一起使用，其特征在于，它包括：
一个字母数字键盘；
一个相对于键盘可移动的数字小键盘；
字母数字键盘包括：
a)一个具有上表面的第一壳体；
b)一组第一组键在第一壳体上表面凸起；
c)第一电路板安装在第一壳体内与第一组键一起工作，指示第一组键中具体被按压的按键；
d)一个输出接口用来输出该键盘设备的按键状态信号；
e)一个处理器连接第一电路板和输出接口；
f)一个供给鼠标平滑操作的平台结构，并在该平台下面构造一个收藏空间足以用来收藏数字小键盘；
数字小键盘包括：
g)一个具有上表面的第二壳体；
h)一组第二组键在第二壳体上表面凸起；
i)第二电路板安装在第一壳体内与数字小键盘的按键一起工作，指示具体被按压的按键；
电子联接是指连接第一和第二电路板，并在字母数字键盘中，指出数字小键盘上具体被按压的按键，处理器响应第一第二电路板所指示按键状态，产生相应的总的按键状态信号送到输出接口，指出字母数字键盘和数字小键盘上所有按键中具体被按压的按键。
7.根据权利要求6所述的键盘设备，包含安装方法：把数字小键盘安装在字母数字键盘使它能沿着收藏位置与可操作位置之间一条预定的轴线滑动。
8.根据权利要求7所述的键盘设备，包含应用止动方法防止数字小键盘相对于键盘的移动超出了可操作位置。
9.根据权利要求6所述的键盘设备，其特征在于：
第一电路板包括一个靠近其一边缘的第一组导体；
第二电路板包括一个靠近其一边缘的第二组导体并与第二电路板的其余部分连接，使得所有数字小键盘产生按键状态信号都可以到达第二组导体；
电子联接方法包含一个多导线电缆，每一条导线的一端与在第一电路板上的第一组导体中不同的导体连接，另一端与数字小键盘上第二组导体中不同的导体连接，这样数字小键盘所产生的任何按键状态信号都可以到达第一电路板的第一组导体。
10.根据权利要求9所述的键盘设备，其特征在于：
第一组导体是印制在第一电路板薄膜基片上的导电迹；
第二组导体是印制在第二电路板薄膜基片上的导电迹；
电子联接方法包含一个在第一组导体的一个边缘附近并与之相匹配的第一连接器，和一个在第二电路板的一个边缘附近相匹配的第二连接器并与第二组导体的每一个导电迹连接。
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Open date: 20080319