CN103150042A - 符合人体工程学的手握式计算机指点设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种符合人体工程学、用于将位移变化转换为计算机可接收的信号的手握式计算机指点设备，其包括：一个水平底板、一个固定在所述水平底板上的凸起的壳体和容纳于所述水平底板与所述壳体围成的空间内的功能组件；还包括横向排列在所述壳体上的多个下凹的手指孔，所述手指孔从所述壳体的上表面垂直向下延伸至所述水平底板的上表面；所述壳体的左侧壁或右侧壁上设置有若干个侧按键。本发明还提供使用所述指点设备的方法。采用本发明的技术方案，仅由手指末端及其指尖来握持和移动操纵指点设备将需要较少的手腕和它周围肌肉的运动；而拇指、手掌根等部位的重量，则全部落在搁置指点设备的坚实平面上，无需耗费体力使它们悬空。

Description

符合人体工程学的手握式计算机指点设备及其使用方法

技术领域

本发明涉及计算机外围设备，特别涉及手握式的计算机指点设备，譬如鼠标等。

背景技术

许多软件程序使用一个显示器上的移动光标来选择数据和物体或绘制图像，移动光标通常是由连接到一台计算机的一个手动操作的指点设备来控制的，常见的指点设备包括鼠标、轨迹球、触摸板、平板电脑等。

鼠标是最流行的手握式指点设备，它包括一个可以在静止的平面上滑动的壳体，该壳体底侧包含一个用于跟踪其运动的位移传感器，在壳体的前部边缘设有一个或多个按钮，壳体内设有用于与其连接的计算机进行通信的电子电路。移动鼠标时，光标在显示器上相应的方向移动；按下按钮时，何种操作将被执行，取决于与鼠标相应的应用软件程序。计算机鼠标的内部零件，电气和软件的操作所涉及的技术已是众所周知了。

大多数鼠标，如美国D302426号专利中所示的鼠标，基本上是宽的尺寸明显大于高的尺寸，并有大致对称的两侧，使它们可以被用户的右手或左手使用。一些鼠标具有适合用户右手握姿的特殊形状：美国D328597号专利中所示的鼠标，有一个略微倾斜但大致水平的上表面，用于支承一个右手的手指和手掌；美国华盛顿州雷德蒙德的微软公司出售的微软鼠标（第2版），包括一个凹陷左侧可与用户右手的拇指和手掌密切吻合；美国4862165号专利中所示的鼠标，其表面则允许用户的手指处在明显弯曲的位置。一些符合人体工程学的鼠标，也有供左手使用的版本。

正如美国5157381号专利的附图和微软鼠标的用户手册中的附图所列举的，所有的现有技术的鼠标有一个大致水平的主要支撑表面，用于支撑处于水平位置的用户的手。现有技术中的鼠标需要使用一只手的拇指和其它手指分别捏住鼠标的左侧和右侧。因此，现有技术的鼠标强制手、腕和前臂扭离它们的自然和放松位置，并要求手、腕和前臂各部的肌肉维持一个恒定的张力，以保持自己的位置不变。对于一个三键鼠标，在不进行点击操作时，食指、中指和无名指必须保持恒定的张力，以防止它们过度放松而无意中按下按键。

为了避免握着鼠标的手的腕扭曲，美国5576733号专利选择了一个符合人体工程学的钟形鼠标，使握着鼠标的手形成一个直立的，松散的拳状：小指侧的手掌放在桌子上，手指和手掌形成一个大约垂直的平面。这一状态消除了当握着鼠标的手处于静止状态时，对手腕形成的扭曲。但是这一状态限制了手指与其关节的灵活性和流动性，还使鼠标和手腕之间的距离缩短，手腕和前臂不得不加大向左或向右摆动，向前或向后移动的幅度，以产生所需要的鼠标位移。

大多数现有的电脑鼠标，包括美国6256015号专利和20060033714号专利申请中提到的，需要在拇指的帮助下，才能够被握持和操作。由于拇指有限的的灵活性和流动性，手腕和其周围的肌肉必须不断地被用来移动鼠标，这将导致手腕和周围的肌肉的疲劳。此外，大多数现有的计算机鼠标，包括美国专利6256015和专利申请20060033714提出的鼠标，都带有顶端前部的按键，因为担心不必要的按键误触动，所以在大部分时间里手背上的肌肉上不得不用来把手指悬在空中，这使得手背和按在按键上的手指完全不能休息。这进一步导致疲劳，甚至伤害手背上及手腕周边的肌肉。

发明内容

为解决现有计算机指点设备的结构易发生按键被误触动且易导致用户的手腕肌肉疲劳的技术问题，本发明提供一种符合人体工程学、用于将位移变化转换为计算机可接收的信号的手握式计算机指点设备。

本发明的一种符合人体工程学、用于将位移变化转换为计算机可接收的信号的手握式计算机指点设备，其包括：一个水平底板、一个固定在所述水平底板上的凸起的壳体和容纳于所述水平底板与所述壳体围成的空间内的功能组件；还包括横向排列在所述壳体上的多个下凹的手指孔，所述手指孔从所述壳体的上表面垂直向下延伸至所述水平底板的上表面；所述壳体左侧壁、右侧壁上设置有若干个侧按键。若指点设备为右手用设备，则侧按键设置在左侧壁上，以使用户用右手握持指点设备时，侧按键几乎正对右手拇指；若指点设备为左手用设备，则侧按键设置在右侧壁上，以使用户左手握持指点设备时，侧按键几乎正对左手拇指。

采用本发明的技术方案，操作时仅需由插在手指孔内的除拇指之外的手指的末端及其指尖来握持和移动指点设备而无需拇指的帮助，人类的手指末端，尤其是指尖是人体中最灵活和敏感的部分，在没有拇指限制的条件下，其它手指的末端及其指尖将有更大的移动范围，所以仅由手指末端及其尖来握持和移动操纵指点设备将需要较少的手腕和它周围肌肉的运动；而拇指、手掌根等部位的重量，则全部落在搁置指点设备的坚实平面上，无需耗费体力使它们悬空。

进一步的，各相邻的所述手指孔之间设有隔离结构。

采用上述技术方案，可以使所有插入手指孔内的手指在控制指点设备左右移动时均能直接对指点设备施力，使各手指的发力更加平均，分散各手指的受力，避免使仅仅某一手指施力过多、过频而造成其较其他手指迅速疲劳或损伤。

进一步的，各相邻的所述手指孔之间横向贯通形成手指槽。

采用上述技术方案，所有插入手指槽内的各手指之间无间隔，各手指的末端刚好可以以自然并拢的状态插入手指槽中，而这种状态是人手自然、放松的姿态，更加符合人体工程学，且避免了手指与硬物摩擦造成的不舒服感。

进一步的，所述壳体包括壳本体和若干个插件，所述壳本体具有手指坑，所述插件可拆卸地安装于手指坑内，所述手指孔设于所述插件上。更进一步的，不同的所述插件中的所述手指孔的尺寸各不相同。

采用上述技术方案，可以根据不同用户的不同手型，选择与其手指能最佳匹配的插件，能够更好地满足不同用户的使用需要，更加人性化。

再进一步的，所述指点设备的左右方向的宽度大于其前后方向的长度，所述手指坑位于所述壳体的右前部或左前部。

采用上述技术方案，使指点设备的形状与人手呈握姿时左右宽、前后窄的形状一致，使人手在握持指点设备的姿势更加自然，肌肉更加放松。

进一步的，一个所述侧按键设于所述壳体左侧壁或右侧壁的后部；更进一步的，另一个所述侧按键设于同一所述侧壁的后部；再进一步的，这两个所述侧按键前后并排排列；又进一步的，同一所述侧壁的前部还设有一个滚轮。

或者，进一步的，一个所述侧按键设于所述壳体靠近操作所述指点设备的人手左侧壁或右侧壁的后部；更进一步的，所述壳体的后侧壁上设有一个尾按键；再进一步的，所述壳体后部的上端设有一个上滚轮。

或者，进一步的，一个所述侧按键设于所述壳体的左侧壁或右侧壁的前部；更进一步的，另一个所述侧按键设于同一所述侧壁的前部；再进一步的，这两个所述侧按键上下并排排列；又进一步的，同一所述侧壁的后部还设有一个侧滚轮。

采用上述三种技术方案，充分利用除拇指之外的手指在插入手指孔内后拇指完全得以释放，利用拇指自然地靠拢或远离食指的动作即可按触和滚动指点设备侧壁的按键和滚轮；而在无需按触或滚动操作时，拇指可放松地落在搁置指点设备的平面上，无需悬空，更加省力。

进一步的，所述壳体的左前上部和右前上部各设有一个上按键。更进一步的，所述壳体的前部的左右方向的中部设有一个前滚轮。

采用上述技术方案，在手指孔的前部左右和中间设置按键和滚轮，手指孔内的食指、中指或无名指从手指孔内自然的伸直即可按触按键或滚动滚轮，不仅使本发明的指点设备同时具备了传统鼠标的结构，能够使习惯操作传统鼠标的用户像操作传统鼠标一样操作本发明的指点设备，而且在食指、中指或无名指伸直时，食指、中指或无名指中其它手指均支撑在手指孔内，承担了手掌前部的重量，无需手腕发力来使手掌前部悬空，由于依靠手腕使手掌悬空相较以手指支撑手掌需要发出更大的力，因此，这样可以减缓手部肌肉的疲劳。

进一步的，所述手指孔的由下到上逐渐变大。

采用上述技术方案，不仅使手指孔底部与手指的末端及其指尖更加吻合，而且还充分给予了手指进行伸缩动作需要的空间，使得手指在手指孔内的运动更加自如，操作更加便捷。

进一步的，所述壳体上设有三个或四个所述手指孔。

采用上述技术方案，依靠食指、中指和无名指，或者食指、中指、无名指和小指来移动指点设备、支撑手掌前部的重量，免去手腕发力来使这些手指悬空，同时能够释放拇指。

本发明还提供一种使用上述指点设备的方法，其包括以下步骤：

步骤s1：指点设备搁置在固定的平滑表面上；

步骤s2：用户将食指、中指和无名指的手指末端分别插进相应的所述手指孔内，用户食指、中指、无名指和前手掌自然重量产生的向下的压力通过所述手指孔的底部施加在所述指点设备，用户通过食指、中指和无名指的手指末端的移动而使所述指点设备在所述平滑表面上移动；

步骤s3：用户的拇指和手掌根搁置在所述平滑表面上，朝食指的方向横向移动拇指的末端，使拇指末端触动所述侧按键以用于产生计算机需要的点击信号。

进一步的，所述步骤s2进一步包括以下子步骤：

子步骤s21：伸展食指、中指或无名指的关节使其指尖向远离手掌心的方向移动，以推动所述指点设备在所述平滑表面上向前移动；

子步骤s22：弯曲食指、中指或无名指的关节使其指尖向接近手掌心的方向移动，以拨动所述指点设备在所述平滑表面上向后移动；

子步骤s23：向左或者向右移动食指、中指和无名指的指尖，以带动所述指点设备在所述平滑表面上向左或者向右移动。

本发明的有益效果是：

本发明的第一个作用是提供了一种符合人体工程学的、具有从外壳顶部表面垂直向下延伸到底部的手指孔的手握式计算机指点设备，让仅由插在手指孔内的除拇指之外的手指的末端及其指尖来握持和移动指点设备而无需拇指的帮助。人类的手指末端，尤其是指尖是人体中最灵活和敏感的部分，在没有拇指限制的条件下，其它手指的末端及其指尖将有更大的移动范围，所以仅由手指末端及其尖来握持和移动操纵指点设备将需要较少的手腕和它周围肌肉的运动。可以通过伸展（向外）利用手掌根向前推动或卷曲（向内）手指向后拨动而使指点设备向前或向后移动，可以通过手腕和/或前臂相应的向左或向右摆动使指点设备向左或向右移动。

本发明的第二个作用是使用户握着或操纵鼠标的手的各手指和手掌根的所有重量，无论是握持或移动手握式计算机指点设备的时候，都完全放松地落在各个坚实的表面上，该表面可以是指点设备本身或者是搁置指点设备的固定平面。平放在固定平面上的拇指不离开固定平面，向手掌方向横向运动触动布置在指点设备侧面的按键以产生计算机需要的点击信号。因此在任何时刻，用户手部的所有的肌肉一直处于放松状态，没有任何手部的肌肉需要用来将手的任何一部分悬在空中。

本发明的第三个作用是允许用户握着或操纵手握式计算机指点设备的手始终处于一个松散的拳头的形状。一个松散的拳头的形状是人类的手的最自然、最放松的状态，它也是最便于指尖进一步伸出或卷曲的形状。所以手用此种形状来握持和操纵鼠标的形状就始终处于放松的状态，而不会造成手部的肌肉的紧张。

综上，本发明的主要作用是提供了一种新型的、具有独特的形状的手指孔的手握式计算机指点设备，它允许用户的手在长时间连续使用指点设备时一直处于舒适和放松的状态，这样，会减少或消除手部的肌肉因长时间紧张而感觉疲劳不适、甚至被损坏的可能。

使用本发明的计算机指点设备，不需要拇指的参与，用户仅用其它三根或四根手指（食指、中指和无名指，或中指、无名指和小指，或食指、中指、无名指和小指）以及手掌根便可握持与操纵指点设备。用户的手始终处于自然的，放松的卷曲形状，食指、中指、无名指和小指的指尖与手掌根的重量完全落在坚实的表面上。通过手指关节自然的伸展或弯曲，手腕向左或向右的摆动，指点设备将随着用户手指的移动而移动。即使经过长时间的连续使用，用户使用指点设备的手产生疲劳、不适、疼痛以至损伤的可能性将大大降低甚至消除。

本发明手握式计算机指点设备的壳体上的手指孔或手指槽，允许用户仅用食指、中指、无名指的手指末端及其指尖便可握持与操纵指点设备。用户的手握持和操纵指点设备时始终处在一个轻松、自然卷曲的松散的拳头的状态，所有手指和手掌始终搁置在固定表面上，而不需要悬在任何按键上方。用户仅需进一步伸展或卷曲手指关节就可以操纵指点设备向前或向后移动，向左或向右摆动手腕和前臂就可以操纵指点设备向左或向右移动。所有这些措施减少、甚至消除了手指、手背和手腕的肌肉的紧张和拉伸，大大减少了手腕和前臂间的不自然的扭曲，而这些手指、手背和手腕的肌肉的紧张和拉伸，以及手腕和前臂间的不自然的扭曲是使用传统鼠标时常见的。即使长时间连续使用本发明手握式计算机指点设备，用户的手出现疲劳、不适、疼痛，甚至劳损的可能性将会大大减少或消除。

附图说明

图1是本发明第一个实施例的计算机鼠标的立体图；

图2是图1中的计算机鼠标的俯视图；

图3是用户的手与图1的计算机鼠标的俯视图；

图4是图1的计算机鼠标的左视图；

图5是在图4的计算机鼠标的左侧增加一个额外的按键后的鼠标的左视图；

图6是图2的的计算机鼠标沿箭头6所指方向的前视图；

图7是图2的计算机鼠标沿沿箭头7所指方向的后视图；

图8是图2的计算机鼠标沿箭头8-8所指方向的垂直剖视图；

图9是图2的计算机鼠标沿箭头9-9所指方向的垂直剖视图；

图10是图2的计算机鼠标沿箭头10-10所指方向的垂直剖视图；

图11是本发明第二个实施例的计算机鼠标的立体图；

图12是图11的计算机鼠标的俯视图；

图13是本发明第三个实施例的计算机鼠标的俯视图；

图14是图13的计算机鼠标的左视图；

图15是本发明第四个实施例的计算机鼠标的立体图（未装入插件）；

图16是图15的计算机鼠标的后视图；

图17是图15的计算机鼠标的前视图；

图18是图15的计算机鼠标所配备的一个插件；

图19是图15的计算机鼠标所配备的另一个插件；

图20是图15的计算机鼠标的立体图（已装入插件）。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。在本发明的附图中，同一实施例的相关的多幅附图中同一个元件将用同一个符号表示。

本发明涉及一种符合人体工程学的手握式计算机指点设备，用于将位移变化转换为计算机可接收的信号，最常见的一个产品种类即是计算机鼠标，本发明的具体实施方式部分均以计算机鼠标为例进行说明。

图1所示是本发明的第一个实施例，计算机鼠标10，它具有一个薄而平的水平底板，水平底板具有平坦的底部表面，该表面与搁置鼠标的平坦静止表面直接接触，该平坦表面譬如为搁置在水平桌面上的鼠标垫的表面；一个坐落在水平底板上的向上凸起的壳体，壳体包含一个大致凸出的前部壳16、一个大致凸出的后部壳12和一个大致凹陷的中部壳14；凸出的前部壳16和后部壳12包括一层薄薄的外壳，外壳与底板围成的内部空间内设有鼠标的功能组件，譬如传感器、电子芯片等；凹陷的中部壳14上横向排列着若干个用于握持和操纵鼠标的手指孔（譬如第一手指孔21和第二手指孔23），手指孔从中部壳14的上表面垂直延伸到鼠标的水平底板，后部壳12的侧面包含若干个按键（譬如左后侧按键33），前部壳16前缘的上端设有另外若干按键（譬如左前上按键31和右前上按键32）和一个鼠标滚轮（譬如前滚轮36）。计算机鼠标10的壳体、按键、滚轮和水平底板，可以使用与现有技术中传统的计算机鼠标相同的材料和工艺制造。

如图2所示，计算机鼠标10的前部壳16具有前壳表面17，后部壳12具有后壳表面13。三个分离的手指孔（第一手指孔21、第二手指孔23和第三手指孔25）横向排列在中部壳14上。各手指孔从中部壳14的上表面垂直向下延伸至鼠标水平底板的上表面，各手指孔的下端小、上端大的形状，即分别具有与人手食指、中指和无名指的手指末端及其指尖的形状相似的内壁形状，使之能够分别与食指、中指和无名指的末端及其指尖吻合。第一手指孔21的表面（即第一指孔表面22）、第二手指孔23的表面（即第二指孔表面24）和第三手指孔25的表面（即第三指孔表面26）经过适当处理，以增加指手指孔的表面与各指末端及其指尖之间的摩擦。第一手指孔21和第二手指孔23由第一隔离结构40隔离，第二手指孔23和第三手指孔25间由第二隔离结构41隔离，两个隔离结构为薄板状结构。前滚轮36位于前部壳16左右方向的中间，左前上按键31位于前部壳16的左上侧，右前上按键32位于前部壳16的右上侧，左后侧按键33位于后部壳12左侧壁的边缘，右后侧按键34位于后部壳12右侧壁的边缘。

对于图1、图2中的计算机鼠标10，用户既可通过将食指、中指和无名指分别插入第一手指孔21、第二手指孔23和第三手指孔25中这种方式来握持和操纵鼠标；同时也可使用握持和操作传统鼠标的方式握持并操纵计算机鼠标10，即用拇指和无名指或拇指和细致握持鼠标10左右两侧，用食指、中指或无名指去敲击左前上按键31和右前上按键32。

图1、图2中的计算机鼠标10，也可以将前部壳16上的左前上按键31、右前上按键32和前滚轮36取消，而将滚轮设置在左后侧按键33附近，其它需要的按键可以置于左后侧按键33相邻处。以这种方式实现的计算机鼠标10，用户只能采用以食指、中指和无名指或中指、无名指和小指的末端及其指尖握持并操纵鼠标的方式，而不能用握持和操作传统鼠标的方式握持并操作计算机鼠标10。

图3演示了在平坦的静止平面上使用计算机鼠标10的模式。鼠标10搁置在平坦表面上，使用右手的用户分别将食指末端51插入第一手指孔21、中指末端53插入第二手指孔23、无名指末端55插入第三手指孔25。当食指、中指和无名指的末端完全自然地插进手指孔内部，一个主要来自用户食指、中指、无名指和部分手掌的重量产生的垂直压力就通过手指孔的底部施加在鼠标上，同时，食指和中指分别对两指之间的第一隔离结构40产生一个轻微的侧向的压力（图2），中指和无名指分别对两指之间的第二隔离结构41产生一个轻微的侧向的压力（图2）。食指、中指和无名指施加在手指孔的底部的垂直压力，加上食指、中指和无名指分别对第一隔离结构40和第二隔离结构41产生的侧向压力，足以将鼠标10稳定地握持在平坦的表面；同时，用户的拇指、小手指和手掌根的所有重量始终静置在搁置鼠标的固定平面上。所有手指的前端和中间关节向手掌方向自然卷曲，所有手指的指尖指向鼠标10的底板；虎口自然张开，拇指自然地向食指方向弯曲，不需要参与对鼠标10的握持。上述姿势的手形成一个自然松散的拳头形状，处于自然放松的状态，没有任何手指的任何部位需要直接压在任何鼠标按键上，因此，将可以避免不小心而触动鼠标按键的情形发生。握持计算机鼠标10的手始终处在自然放松状态，手掌和手指都静置在鼠标10或者固定平面上，所有手指、手腕关节和前臂方向一致，不存在任何强制的扭曲，手部、腕部的所有肌肉可得到充分的休息。

在使用鼠标10的过程中，当握持鼠标10但并不试图使其移动时，食指、中指和无名指指尖是自然的垂落向下；当需操作鼠标10使其移动时，伸展手指关节让指尖远离手掌心，依靠食指、中指和无名指推动手指孔前壁或手指孔的底部靠近其前壁处，使鼠标10向前移；卷曲食指、中指和无名指的关节让指尖接近手掌心，对手指孔的后壁或手指孔的底部靠近其后壁处施向后拨动的力，使鼠标10向后移。不需要用户拇指的任何帮助，鼠标便被稳定地握持在所述固定的平滑表面上，且可随着用户食指、中指和无名指的指尖的移动而在固定的平滑表面上移动，不需移动其他任何身体部位，且伸展和卷曲的手指是人体最容易做的动作和最自然的动作，这样操作鼠标10更像是在作手的放松活动。鼠标10向左或向右的横向移动可以分别通过稍微向左或向右摆动手腕和前臂来实现。从手腕到食指、中指或无名指指尖的距离长于从手腕到拇指指尖或手掌心的距离，摆动的食指、中指和无名指的指尖使鼠标10作横向移动的使用方式与目前常用的将鼠标夹在拇指和无名指或拇指与小指之间的使用方式相比，摆动的食指、中指、无名指的指尖仅需更小幅度的手腕和前臂的运动，减少手腕和前臂的运动意味着减少手腕和前臂肌肉的压力，从而减少手腕和前臂肌肉疲劳和损伤的机会。左后侧按键33的位置正对着拇指的末端，当需要时，无需离开搁置鼠标10的静止表面，拇指向食指方向移动，便可触动设置在后部壳12侧壁的左后侧按键33，用于产生计算机需要的点击信号。

用户在握持和操纵鼠标10的所有时间里均可将食指、中指和无名指的所有重量分别放在相应的手指孔的底部，将拇指、小指和手掌根的所有重量放在固定的平滑表面上，因而用户握持和操纵鼠标10的手部没有一处肌肉是处于长时间紧张状态。

图2中显示鼠标10具有左右对称的形状和结构，则此时第一手指孔21和第三手指孔25具有几乎相同的形状，惯用左手的用户可以用以与惯用右手的用户同样的方式使用鼠标10，只是需将常用按键设置为右后按键34，以便于左手握住鼠标时10，左手拇指能自如的触动按键。

图4是图2中的鼠标10的左侧视图。图4中，可以看到第一手指孔21与第一指孔表面22的一部分；第二手指孔23隐藏在第一隔离结构40的背后；左前上按键31处于第一手指孔21的前缘处，伸出食指便可以很容易地触及；左后侧按键33位于后部壳12的左侧边缘，拇指只要向内稍稍移动便可以很自然地、无任何压力地触动左后侧按键33；前滚轮36则位于前部壳16左右方向的中间，前滚轮36用于产生滚动信号。

图5所示的是在图4所示的鼠标基础上结构略有变化的鼠标10。在壳体的左侧壁上、左后侧按键33旁边添加一个额外的按键：后左侧按键37。如果左后侧按键33用作鼠标的左击按键（即传统鼠标的鼠标左键），后左侧按键37则可用作鼠标的右击按键（即传统鼠标的鼠标右键），反之亦可。另外，还可在左侧壁上、左后侧按键33的前方设一个滚轮（图中未示出），这样，左后侧按键33、有左侧按键37和该滚轮组合在一起，就具备了现有右手鼠标常用的功能。同样，也可在壳体的右侧壁上、右后侧按键34的前方和后方分别设一个滚轮和按键，以适应习惯左手操作鼠标的用户。

鼠标10上的所有手指孔与鼠标10上的所有按键完全分离，用户在握持和操纵鼠标的所有时间里可将食指、中指和无名指的所有重量分别放在相应的手指孔的底部，将拇指、小指和手掌根的所有重量放在固定的平滑表面上，因而用户握持和操纵鼠标10的手的没有任何一部分需要压在鼠标10的任何按键上，这样，按键被不必要地误触发的情况将可以完全避免。

图6和图7分别图1所示的鼠标10的前视图和后视图，以显示鼠标10左右对称的形状和结构。

在图8给出的鼠标10的纵向垂直剖视图中可以看到，第二手指孔23沿从鼠标10的壳体的顶部表面垂直向下延伸至鼠标10的底部。第二手指孔23的垂纵向直剖面形状显示，小而圆的手指孔底部用以吻合手指末端及其指尖，手指孔的尺寸从底部向上逐渐加大，使放入手指孔内的手指伸在展或卷曲时感觉舒适。第二指孔表面24可覆盖有细小颗粒状结构其变粗糙，这些细小颗粒状结构的材料可以是软橡胶、塑料、纤维或是与鼠标壳体相同的材料。第一手指孔21和第三手指孔25的纵向垂直剖面具有与第二手指孔23几乎相同的形状，第一手指孔21和第三手指孔25的表面上也可以有形状和功能与中指孔表面24相同的细小颗粒状结构。图8中还显示了在壳体的前壳表面17左右方向的中间，设有前滚轮36。

图9和图10进一步图示手指孔（第一手指孔21、第二手指孔23和第三手指孔25）的形状和位置，它们都是从鼠标壳体的顶表面垂直延伸至鼠标的水平底板。由于手指孔的底部接触到薄薄的鼠标的水平底板，意味着插入手指孔的指尖非常接近搁置鼠标的固定的平面；手指孔底部的圆形结构便于接纳用户手指的指尖；隔离结构（第一隔离结构40和第二隔离结构41）使握持和操纵鼠标更牢靠。

图11的立体图显示的是本发明第二个实施例的计算机鼠标100。鼠标100具有一个壳体112和一个类似图1中鼠标10的水平底板。四个手指孔（第一手指孔121、第二手指孔123、第三手指孔125和第四手指孔127）横向排列于鼠标100的壳体112中部上方并从壳体112顶部表面垂直向下延伸到鼠标100的水平底板。左后侧按键133位于壳体112后方的左侧壁边缘，右后侧按键134位于壳体112后方的右侧壁边缘，尾按键135位于壳体112后部的后侧壁边缘。后滚轮137位于壳体112后部上端左右方向的中间。鼠标100的壳体、底板、按键及滚轮可以用与现有的计算机鼠标和图1中的鼠标10相似的材料与工艺制造。为了让用户的拇指更容易触及，鼠标100上的按键（左后侧按键133、右后侧按键134、尾按键135和后滚轮137）均可被重新排列。

图12是图11中的计算机鼠标100的顶平面视图。图12中的四个手指孔具有与图1中的手指鼠标10上的三个手指孔类似的形状和功能，它们可以由与壳体112相同的材料构成，也可以使用柔软、有弹性的材料，以更好地与手指末端及其指尖相吻合。鼠标100的壳体112上四个手指孔的形状与位置排列可以设计得仅适应右手用户或左手用户，也可以设计得左右对称来同时适应右手用户和左手用户。握持和操纵图11中的鼠标100的方式与握持和操纵图1中的鼠标10类似。对于习惯右手的用户，如果左后侧按键133被设为鼠标左键，那么尾按键135可被设为鼠标右键，反之亦然。对于左手用户，右后侧按键134和尾按键135可被用作鼠标左、右按键组合。鼠标100上的所有按键与滚轮的设计都是为了方便用户的拇指操作。

对图11中鼠标100的握持方式与对图1中的鼠标10的不需要拇指、而只用食指、中指和无名指握持鼠标的方式相同。

图13和图14显示的是本发明第三个实施例的计算机鼠标200的俯视图和左视图。鼠标200具有与图1中鼠标10类似的壳体212和水平底板。除了手指孔的形状，图13中的鼠标200与图1中的鼠标10几乎是相同的。鼠标200壳体上横向地排列着一个狭窄的、连续的、可容纳多根手指的手指槽220，而不是多个分离的手指孔，也可视作是图1中的鼠标10中去掉隔离结构（第一隔离结构40和第二隔离结构41），而使多个手指孔横向贯通，形成手指槽220，食指、中指和无名指可以以自然并拢的姿态插入手指槽220中。手指槽220从壳体212的上表面垂直向下延伸到鼠标水平底板。手指槽220可以用柔软而有弹性的材料制成，以便更好地接受鼠标用户的手指末端及其指尖。鼠标200的手指槽220的形状与走向可以设计得仅适应右手用户或左手用户，也可以设计得左右对称来同时适应的右手用户和左手用户。图13中的鼠标200的使用方式与图1中的鼠标10的使用方式相同。

图15-20显示的是本发明第四个实施例的计算机鼠标300，其也包括水平底板和坐落在水平底板上的壳体。壳体包括壳本体312和插件302，如图15所示，鼠标300左右方向的宽度大于前后方向的长度，一个近似矩形的手指坑320位于鼠标的壳本体312的右前方，手指坑320从壳本体312的上表面垂直向下延伸到鼠标的水平底板，如图20所示，手指坑320内可安置外部形状尺寸与手指坑320内壁形状尺寸一致的、可置换的手指坑插件302。一个鼠标可同时配有多个内壁形状各异的插件302（如图18、19所示），插件302的内部可以具有与图1中鼠标10类似的若干个分离的手指孔，也可以具有与图13中鼠标200类似的一个狭窄的、连续的、可容纳多根手指的手指槽。不同的插件302内部的手指孔、手指槽可以具有不同的大小与形状，以适应不同用户的不同的手指形状与尺寸。

用户可采用与图1中的鼠标10的不需要拇指、而只用食指、中指和无名指握持鼠标相同的方式使用第四个实施例的鼠标300。用户的手指与手掌可形成放松的拳状，将弯曲的食指、中指、无名指和小指的末端及其指尖甚至手指中端填入手指坑320内，以增加弯曲的食指、中指、无名指和小指与手指坑320底部与侧壁的接触。随着指尖轻微向下的压力，只要伸展的手指关节让指尖离开手掌心使鼠标300向前移动，进一步卷曲手指关节让指尖接近手掌心使鼠标300向后移动。鼠标300的用户也可以选择将大小与形状与其手指相适应的、内部形状为手指孔或手指槽的插件302插入手指坑内，将弯曲的食指、中指、无名指和小指的末端及其指尖插入插件302内部的手指孔或手指槽内，采用图1中鼠标10的不需要拇指、而只用食指、中指和无名指握持鼠标的使用方式来握持鼠标。

第四个实施例的鼠标300的用户也可采用这样的方式握持和操作鼠标：用户将食指、中指和无名指的末端及其指尖置于鼠标300的前缘，手掌根抵住鼠标300的后缘，拇指与小指分别挟住鼠标300的左右边缘的方式握持与操纵鼠标。

如图15-17、图20所示，第四个实施例的计算机鼠标300还有两个鼠标按键（上左侧按键333和下左侧按键334）上下并列、横向地排列在鼠标300的壳本体312的左侧壁的前部，一个鼠标滚轮（即侧滚轮337）延水平方向安装在壳本体312的左侧壁的后部、靠近左侧壁的两个鼠标按键。类似图1中鼠标10，第四个实施例的鼠标300的用户可将食指、中指、无名指和小指的末端及其指尖插入鼠标的手指坑320或者插件302的手指孔或手指槽内，用户的拇指与手掌根放在搁置鼠标300的平滑表面上，虎口自然张开，向内弯曲拇指关节，拇指指尖便可触动上左侧按键333；将拇指指尖升离平滑表面便可触动下左侧按键334；用户保持食指、中指、无名指和小指的末端及其指尖的位置不变，将手掌根略向后移再向内弯曲拇指关节，拇指末端或其指尖便可前后拨动侧滚轮337。

上述多个实施例涉及的符合人体工程学的鼠标，它可以采用任何众所周知的、现有的或任何有可能在未来出现的电子通信和运动传感技术。

以上对本发明的具体描述仅仅是作为实例而提出的一些计算机鼠标的实施例，不应该被视为对本发明范围的限制。在本发明所引导的范围内许多要素是可以变化的，例如容纳手指指尖和手指末端的结构可以有不同的形状、大小和位置；可以提供不同数量与形状的手指孔、按键及滚轮，它们的位置也可以改变；当提供十字准线（cross-hair）和本领域公知的电子器件时，本发明的鼠标可以很容易地与数字化图形输入板一起使用；手指孔之间的隔离构件如有必要可以做成适当的形状，以允许鼠标被手指挟起时不会滑落；鼠标后部壳体还可以做成适当的形状以允许用拇指和其它手指将鼠标挟起；鼠标的整体尺寸与形状也可以改变的，用于适应不同的手的大小和形状。因此，本发明的范围不应该由给出的实例来确定，而是由本发明的权利要求及其它相关法律来确定。

如上所云是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思和内涵的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (24)

1.一种符合人体工程学、用于将位移变化转换为计算机可接收的信号的手握式计算机指点设备，包括：一个水平底板、一个固定在所述水平底板上的凸起的壳体（112、212）、和容纳于所述水平底板与所述壳体（112、212）围成的空间内的功能组件；其特征在于：还包括横向排列在所述壳体（112、212）上的多个下凹的手指孔（21、23、25、121、123、125、127），所述手指孔（21、23、25、121、123、125、127）从所述壳体的（112、212）上表面垂直向下延伸至所述水平底板的上表面；所述壳体（112、212）的左侧壁或右侧壁上设置有若干个侧按键（33、34、37、133、134、333、334）。

2.根据权利要求1所述的指点设备，其特征在于：各相邻的所述手指孔（21、23、25、121、123、125、127）之间设有隔离结构（40、41）。

3.根据权利要求1所述的指点设备，其特征在于：各相邻的所述手指孔（21、23、25、121、123、125、127）之间横向贯通形成手指槽（220）。

4.根据权利要求1所述的指点设备，其特征在于：所述壳体（112、212）包括壳本体（312）和若干个插件（302），所述壳本体（312）具有手指坑（320），所述插件（302）可拆卸地安装于手指坑（320）内，所述手指孔（21、23、25、121、123、125、127）设于所述插件（302）上。

5.根据权利要求4所述的指点设备，其特征在于：各相邻的所述手指孔（21、23、25、121、123、125、127）之间横向贯通形成手指槽（220）。

6.根据权利要求4或5所述的指点设备，其特征在于：不同的所述插件（302）中的所述手指孔（21、23、25、121、123、125、127）的尺寸各不相同。

7.根据权利要求4或5所述的指点设备，其特征在于：所述指点设备的左右方向的宽度大于其前后方向的长度，所述手指坑（320）位于所述壳体（112、212）的右前部或左前部。

8.根据权利要求1所述的指点设备，其特征在于：一个所述侧按键（33、133）设于所述壳体（112、212）的左侧壁或右侧壁的后部。

9.根据权利要求8所述的指点设备，其特征在于：另一个所述侧按键（37）设于所述壳体（112、212）的同一所述侧壁的后部。

10.根据权利要求9所述的指点设备，其特征在于：一个所述侧按键（33）和另一个所述侧按键（37）前后并排排列。

11.根据权利要求8、9或10所述的指点设备，其特征在于：所述壳体（112、212）的左侧壁或右侧壁的前部设有一个滚轮。

12.根据权利要求8所述的指点设备，其特征在于：所述壳体（112、212）的后侧壁上设有一个尾按键（135）。

13.根据权利要求8或12所述的指点设备，其特征在于：所述壳体（112、212）后部的上端设有一个上滚轮（137）。

14.根据权利要求1所述的指点设备，其特征在于：一个所述侧按键（333）设于所述壳体（112、212）的左侧壁或右侧壁的前部。

15.根据权利要求14所述的指点设备，其特征在于：另一个所述侧按键（334）也设于所述壳体（112、212）的同一所述侧壁的前部。

16.根据权利要求15所述的指点设备，其特征在于：一个所述侧按键（333）与另一个所述侧按键（334）上下并排排列。

17.根据权利要求14、15或16所述的指点设备，其特征在于：所述壳体（112、212）的左侧壁或右侧壁的后部设有一个侧滚轮（337）。

18.根据权利要求1所述的指点设备，其特征在于：所述壳体（112、212）的左前上部和右前上部各设有一个上按键（31、32）。

19.根据权利要去1或18所述的指点设备，其特征在于：所述壳体（112、212）的前部的左右方向的中部设有一个前滚轮（36）。

20.根据权利要求1或18所述的指点设备，其特征在于：所述手指孔（21、23、25、121、123、125、127）由下到上逐渐变大。

21.根据权利要求1所述的指点设备，其特征在于：所述壳体（112、212）上设有三个或四个所述手指孔（21、23、25、121、123、125、127）。

22.根据权利要求1所述的指点设备，所述指点设备为鼠标。

23.根据权利要求1-22中任一项所述的指点设备的使用方法，其包括以下步骤：

步骤s1：指点设备搁置在固定的平滑表面上；

步骤s2：用户将食指、中指和无名指的手指末端分别插进相应的所述手指孔内，用户食指、中指、无名指和前手掌自然重量产生的向下的压力通过所述手指孔的底部施加在所述指点设备，用户通过食指、中指和无名指的手指末端的移动而使所述指点设备在所述平滑表面上移动；

步骤s3：用户的拇指和手掌根搁置在所述平滑表面上，朝食指的方向横向移动拇指的末端，使拇指末端触动所述侧按键以用于产生计算机需要的点击信号。

24.根据权利要求23所述的使用方法，所述步骤s2进一步包括以下子步骤：

子步骤s21：伸展食指、中指或无名指的关节使其指尖向远离手掌心的方向移动，以推动所述指点设备在所述平滑表面上向前移动；

子步骤s22：弯曲食指、中指或无名指的关节使其指尖向接近手掌心的方向移动，以拨动所述指点设备在所述平滑表面上向后移动；

子步骤s23：向左或者向右移动食指、中指和无名指的指尖，以带动所述指点设备在所述平滑表面上向左或者向右移动。

Images