CN103425266A

CN103425266A - 新型人体工程学键盘布局

Info

Publication number: CN103425266A
Application number: CN2013104108148A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2013-09-11
Publication date: 2013-12-04

Abstract

本发明揭示了一种新型人体工程学键盘布局，该布局将键盘划分为五个功能区域：功能键区，分为左右两列的功能键；主键盘区，104键布局标准中的数字按键1～0、字母按键A～Z及符号按键；编辑与控制键区，左右两列编辑按键，左右两组水平对称的控制按键，以及处于中轴线上的PrintScreen（截屏）；导航浏览键区，方向选择键、空格键及页面导航键；以及功能锁定键区。本发明通过对键盘上的按键布局结构作合理化调整，能有效改善键盘的使用频率平衡性，键位布局符合人体工程学，避免长时间不良操作姿势导致的职业病，同时便于收纳携带，并切实提高键盘的文本处理效率，丰富用户多媒体操作体验。

Description

新型人体工程学键盘布局

技术领域

本发明涉及一种人体工程学键盘布局，尤其涉及一种功能区域划分合理、按键布局符合人体工程学、适宜部署与移动设备平台、便于收纳携带的计算机键盘布局。

背景技术

传统以QWERTY布局为主的104键盘，除主键区外的功能区、编辑区、数字区的布局结构相对远离中心键位，用户需要目视键盘完成操作，带来的敲击不便导致其使用频率较低，无法满足用户需求。

于此同时，沿袭自打字机的盲打指法，不符合人体工程学，其中生理功能较弱的小拇指负担了过重的输入压力，并且需要控制使用频率较高的编辑按键，而这些按键大都远离小拇指基本键位（Home Keys），操作跨度大，操作完成后复位所需时间长，影响输入、编辑效率；与此相对的，左右大拇指仅共同负责空格键这一个按键，大部分时间处于闲置状态。

现代计算机用户对键盘的需求已越发多元化，传统台式电脑键盘的设计布局逐渐无法满足用户在笔记本电脑、平板电脑与智能手机上的操作。特别在计算机逐渐向一体化、小型化与便携化发展的趋势下，传统104键盘长宽比接近4：1，与常见比例为16：9的显示屏相难以匹配，不便于部署在各种新型设备上，同时也造成收纳、携带困难，成了制约键盘发展的瓶颈。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种新型人体工程学键盘布局，以提高键盘结构的合理性。

本发明的上述目的，将通过以下技术方案得以实现：

一种新型人体工程学键盘布局，包括功能键区、主键盘区、编辑与控制键区、浏览导航键区、功能锁键区，基本键位（Home Keys）从左至右依次为A、S、D、F、BackSapce（退格）、Enter（回车）、J、K、L、“；”，其特征在于所述的布局结构为：

I区——功能键区，包括分为左右两列的功能键，左列依次为F1～F6，右列依次为F7～F12，该区域与竖直轴夹角为15^o呈八字型排列；

II区——主键盘区，包括传统104键布局标准中的数字按键1～0、字母按键A～Z及符号按键,并分为水平镜像对称的左右两部分，该区域设于与I区平行的内侧；

III区——编辑与控制键区，包括编辑按键，左列为Tab（制表）、Esc（退出）、BackSpace（退格），右列为Insert（插入）、Delete（删除）、Enter（回车），以及两组左右镜像对称的控制按键Shift（上档）、Ctrl（控制）、Alt（转换）、OS（系统），以及处于中轴线上的PrintScreen（截屏）键，该区域设于II区左部与右部之间、以30^o为圆心角的扇形区域内；

IV区——导航浏览键区，包括“↑”、“↓”、“→”、“←”方向选择键、Space（空格）、Home（起始）、End（结束）、PageUp（上翻页）、PageDown（下翻页）页面导航键，该区域设于III区下方；

以及V区——功能锁定键区，包括Caps Lock（大写锁定键）、Nums Lock（数字锁定键）、Funs Lock（多媒体锁定键）及锁定指示LED显示区域，该区域设于III区上方。

作为一种优选方案，该I区中，与F1～F12功能键分别功能复合的Fn多媒体键族，在Funs Lock（多媒体锁定键）处于激活状态时生效；对于Fn多媒体键族不做功能与排列设计，可根据不同实际需求任意排序，按功能划分备选方案可包括：音量控制、亮度控制、外部设备控制、播放控制、文件管理、网页浏览、系统控制、辅助功能热键、用户自定义热键。

作为一种优选方案，该II区中，将QWERTY布局标准字母按键分成水平镜像对称的左右两部分，并对原有QWERTY同列键位作沿Y轴夹角15^o方向上的对齐处理，形成以基本键位（Home Keys）A、S、D、F、J、K、L、“；”为中心，上行键位与下行键位等量的5行10列按键矩阵，其中新增的第5行包括“+”、“-”、“×”、“÷”的符号按键；数字键0与M、1与J、2与K、3与L、4与U、5与I、6与O、7与7、8与8 、9与9、“/”与0、“*”与P、“-”与“；”、“+”与“?”分别功能复合，在Nums Lock（数字锁定键）处于激活状态时生效。

作为一种优选方案，该III区中，OS键备选方案包括Win键、Option键及Property键一个或多个组合，Insert键与Pause键、Delete键与Break键、PrintScreen键与SysRq键分别功能复合；居中的PrintScreen键可独立功能为截屏按键，以及更改外观。

作为一种优选方案，该V区中，Nums Lock（数字锁定键）与Scroll Lock（滚动锁定键）功能复合。

本发明新型键盘布局的应用实施，其显著的效果体现为：通过对键盘上的按键布局结构作合理化调整，能有效改善键盘的使用频率平衡性，键位布局符合人体工程学，避免长时间不良操作姿势导致的职业病，便于收纳携带，并切实提高键盘的文本处理效率，丰富用户多媒体操作体验。

附图说明

图1是本发明的键盘布局结构示意图。

图2是本发明的键盘功能区划分示意图。

图3是本发明的键盘基本键位（Home Keys）示意图。

图4是本发明的键盘主键区按键矩阵示意图。

附图标识说明：

04、左手小拇指基本键位（Home Keys）：A

22、左手无名指基本键位（Home Keys）：S

07、左手中指基本键位（Home Keys）：D

09、左手食指基本键位（Home Keys）：F

42、左手大拇指基本键位（Home Keys）：BackSpace（退格）

40、右手大拇指基本键位（Home Keys）：Enter（回车）

13、右手食指基本键位（Home Keys）：J

14、右手中指基本键位（Home Keys）：K

15、右手无名指基本键位（Home Keys）：L

51、右手小拇指基本键位（Home Keys）：“；”。

具体实施方式

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

本发明针对传统键盘的按键布局作出了调整，以使其符合用户的新使用需求，适应计算机小型化、便携化的发展趋势。针对原有敲击不便且使用频率较低的功能区、编辑区、数字区，如图1所示的：将功能区分成F1～F6与F7～F12两部分，分别部署在小拇指易触及的主键区左右两侧功能键区；将编辑区重新划分为多块，分别部署在大拇指易触及的编辑与控制键区与导航浏览键区；将数字区与主键区的部分按键分别功能复合，实现了键盘结构的简洁化、紧凑化。新增Funs Lock（多媒体锁键），实现了对F1～F12功能键与Fn多媒体键族的功能切换；调整主键区的符号按键排列，并增加方便输入四则运算的“×”、“÷”符号按键；添加双手大拇指的基本键位（Home Keys），分别为BackSpace（退格）与Enter（回车）。具体来看该新型人体工程学键盘布局的功能区划分，如图2所示：

I区——功能键区，包括F1～F12功能键与Fn多媒体键族，该区域与竖直轴夹角为15^o呈八字型排列；II区——主键盘区，包括传统104键布局标准中的数字按键1～0、字母按键A～Z及符号按键, 该区域设于与I区平行的内侧；III区——编辑与控制键区，包括编辑按键与两组左右镜像对称的控制按键，该区域设于左右II区形成的、圆心角为30^o的扇形区域内；IV区——导航浏览键区，包括方向选择键、空格键与页面导航键，该区域设于III区下方；以及V区——功能锁定键区，包括Caps Lock（大写锁定键）、Nums Lock（数字锁定键）、Funs Lock（多媒体锁定键）及锁定显示LED显示区域，该区域设于III区上方。

其中，I区分为水平对称的左右两列，与竖直轴夹角为15^o呈八字型排列,均由小拇指负责操作，F3与F4属左手小拇指基本键位（Home Keys）延伸，F9与F10属右手小拇指基本键位（Home Keys）延伸，以此为中心，向上为F1与F2、F7与F8，向下为F5与F6、F11与F12，上行键位数量与下行键位相同；F1～F12各键分别与Fn多媒体键族功能复合，在Funs Lock（多媒体锁定键）处于激活状态时生效，Fn多媒体键族可包括：音量控制、亮度控制、外部设备控制、播放控制、文件管理、网页浏览、系统控制、辅助功能热键、用户自定义热键。

II区同样分为水平对称的左右两部，呈水平75^o仰角位于I区内侧，如图3所示的基本键位（Home Keys），由左至右依次为A、S、D、F、J、K、L、“；”；如图4所示的按键矩阵，共计5行10列，以基本键位（Home Keys）为中心，上行键位的数量与下行键位相同，同列的键位水平坐标相同，在按键矩阵中成直线排列，使用时双手呈自然放松的八字形状态，手腕无扭曲，指关节、肘关节与腕关节三点共线；同行左右相邻两键间均存在半个键长单位的竖直坐标差，其中，小拇指列、无名指列、中指列依次增加，中指列、食指列依次减少，另外位于基本键位（Home Keys）两侧的I区与第5、6列，分别属于第1与10列、第4与7列的延伸，由小拇指、食指操作；均衡原各指指法，减轻小拇指过重的按键负担，调整为食指负责两列共9按键，中指负责一列共5按键，无名指负责一列共5按键，小拇指负责一列共5按键以及辅助控制、键频相对较低的I区一列功能键；将原属于左右小拇指的“`”、“-”、“=”、“[”、“]”、“\”、“’”等按键重新排列于新增第5行按键，将原“\”与“|”拆分后与新增数学符号“×”（乘号）与“÷”（除号）功能复合，调整后，位于中指与食指列的“+”、“-”、“×”、“÷”有利于输入四则运算；第5行依次为“[”与“{”、“`”与“~”、“÷”与“\”、“-”、与“_”、“=”与“+”、“×”与“|”、“’”与“””、“]”与“}”分别功能复合，原104键盘的数字键区合并入主键区，数字键0与M、1与J、2与K、3与L、4与U、5与I、6与O、7与7、8与8 、9与9、“/”与0、“*”与P、“-”与“；”、“+”与“?”分别功能复合，在Nums Lock（数字锁定键）处于激活状态时生效。

III区内，如图3所示，左右大拇指的基本键位（Home Keys）分别为BackSpace（退格）与Enter（回车）；将原主键区内的Tab（制表）、BackSpace（退格）、Enter（回车）、Shift（上档）、Ctrl（控制）、Alt（转换）、OS（系统）等按键，与功能区的Esc（退出）、PrintScreen（截屏），编辑区的Insert（插入）、Delete（删除），按作用分类为编辑键区与控制键区两部分，以提高文本编辑与控制的效率；按键均布局在以大拇指第一指关节为圆心、大拇指之长为半径、圆心角15^o至60^o的扇形范围内，保证大拇指敲击时的体验舒适；新布局对组合键的使用进行了优化，无需移动手腕便可完成组合键的操作；以使用频率划分键位布局，并采取功能性分块布局，形成肌肉记忆（Muscle Memory）的时间较短。

IV区内，“↑”、“↓”、“→”、“←”方向选择键位于III区两组控制键之间、Space（空格）之上，原编辑区的两组页面导航键Home（起始）与End（结束）、PageUp（上翻页）与PageDown（下翻页）分别位于Space（空格）左右两侧；其中，Home（起始）与End（结束）位于主键区第5列的延长线上，PageUp（上翻页）与PageDown（下翻页）位于主键区第6列的延长线上，二者夹角为30^o；此区域按键均有大拇指负责操作，亦布局在以大拇指第一指关节为圆心、大拇指之长为半径、圆心角15^o至60^o的扇形范围内，左右手大拇指均可触及“↑”、“↓”键，便于用户使用。

V区内，Nums Lock（数字锁定键）与Scroll Lock（滚动锁定键）功能复合；启动Nums Lock（数字锁定键）时，右手主键区内的Numeric Keypad（功能复合数字键区）被激活，Nums Lock锁定指示LED亮起；启动Caps Lock（大写锁定键）时，主键区内字母按键大写被激活，Caps Lock锁定指示LED亮起；启动Scroll Lock（滚动锁定键）时，滚动锁定被激活，Scroll Lock锁定指示LED亮起；启动Funs Lock（多媒体锁定键）时，功能区内多媒体键族Fn被激活，Funs Lock锁定指示LED亮起。

综上所述，本发明的设计重点在于，重构传统QWERTY布局的104键盘的功能区域，原有的四个功能区域：功能键区、主键区、编辑键区、数字键区，按不同的功能分类，重新分为五个功能区：I、功能键区；II、主键盘区；III、编辑与控制键区；IV、导航浏览键区；V、功能锁定键区。

将原本分散在功能键区、主键区与编辑键区的编辑键合并到新的编辑与控制区内，不再由小拇指操作，而是改由大拇指负责操作，使得负责字母按键的四指专注于文本输入，优化十指分工，形成模块化记忆，从而提高文本处理效率。

导航浏览键区、控制按键与功能按键的新布局，使用户在不改变盲打手势、不移动手腕的情况下，便利的完成组合键的操作，并由大拇指负责，均衡了十指的指法负担。

如图3所示的新基本键位（Home Keys）A、S、D、F、BackSapce（退格）、Enter（回车）、J、K、L、“；”的位置布局，符合人体工程学原理，使十指与手腕得到自然舒展，降低了长时间使用键盘可能造成的手指、手腕、手肘与肩膀劳损性职业病风险。

如图4所示的按键矩阵，主键区上、下行键位数量相等，相距中心的基本键位（Home Keys）较远的第1行与第5行，为使用频率相对较低的数字按键与符号按键，合理化手指行程；功能键F1～F12相较于过去与基本键位（Home Keys）距离三行，变为紧邻小拇指列，水平移动一个键位即可触及，缩短敲击距离。

对于原本一些使用率低的按键进行了优选，将数字键区与主键区功能复合，新增了四则运算的符号按键、Funs Lock（多媒体锁定键）与多媒体键族Fn，并将PrintScreen（截屏）键布局于中轴线，实现了旧有按键的优化与用户需求功能的定制，丰富用户多媒体操作体验。

调整功能区域后的新键盘布局，由于缩减了原数字键区，并将功能键区、编辑键区与新的功能区域进行有机结合，使得键盘的长宽比接近2：1，与现行16：9的屏幕比相近，适宜部署于笔记本、平板电脑与智能手机等移动设备平台，也便于用户日常的收纳与携带。

以上所述的键盘布局与键位关系在本质上是示例性的，且并不为具体实施例或对实例具有限制意义，根据不同的实际原因可能产生各种变型。例如，改变左右II区的夹角以适应不同区域用户的生理特性，调整II区的键位进行行列坐标差，以满足不同年龄、性别、人种用户的使用习惯，变更III区控制按键的排列顺序等，以及变化按键外形与修饰键盘外观，均仍属于本发明专利方案的范围内。

Claims

1.一种新型人体工程学键盘布局，包括功能键区、主键盘区、编辑与控制键区、导航浏览键区、功能锁键区，盲打基本键位（Home Keys）从左至右依次为A、S、D、F、BackSapce（退格）、Enter（回车）、J、K、L、“；”，其特征在于所述的布局结构为：

I区——功能键区，包括分为左右两列的功能键；

II区——主键盘区，包括传统104键布局标准中的数字按键1～0、字母按键A～Z及符号按键；

III区——编辑与控制键区，包括左右两列编辑按键，左右两组水平对称的控制按键，以及处于中轴线上的PrintScreen（截屏）；

IV区——导航浏览键区，包括方向选择键、空格键及页面导航键；

以及V区——功能锁定键区，包括Caps Lock（大写锁定键）、Nums Lock（数字锁定键）、Funs Lock（多媒体锁定键）及锁定显示LED显示区域。

2.根据权利要求1所述的新型按键布局，其中所述I区分为水平对称的左右两列，左列依次为F1～F6，右列依次为F7～F12，与竖直轴夹角为15^o呈八字型排列，均由小指负责操作，上行键位数量与下行键位相同。

3.根据权利要求2所述的新型按键布局，其中所述功能键区内，F1～F12各键分别与Fn多媒体键族功能复合，在Funs Lock（多媒体锁定键）处于激活状态时生效，Fn多媒体键族可包括：音量控制、亮度控制、外部设备控制、播放控制、文件管理、网页浏览、系统控制、辅助功能热键、用户自定义热键。

4.根据权利要求1所述的新型按键布局，其中所述II区同样分为水平对称的左右两部，呈水平75^o仰角位于I区内侧，共计5行10列，以基本键位（Home Keys）为中心，上行键位的数量与下行键位相同，使用时双手呈自然放松的八字形状态，手腕无扭曲，指关节、肘关节与腕关节三点共线。

5.根据权利要求4所述的新型按键布局，其中所述主键区内，同行左右相邻两键间均存在半个键长单位的竖直坐标差，其中，小拇指列、无名指列、中指列依次增加，中指列、食指列依次减少，同列的键位水平坐标相同，在按键矩阵中成直线排列。

6.根据权利要求4所述的新型按键布局，其中所述主键区内，新增的第5行符号按键，包括一组新数学符号“×”（乘号）与“÷”（除号），依次为“[”与“{”、“`”与“~”、“÷”与“\”、“-”、与“_”、“=”与“+”、“×”与“|”、“’”与“””、“]”与“}”分别功能复合。

7.根据权利要求1所述的新型按键布局，其中所述III区内，左列编辑键为Tab（制表）、Esc（退出）、BackSpace（退格），右列编辑键为Insert（插入）、Delete（删除）、Enter（回车），左右两组水平对称的控制按键Shift（上档）、Ctrl（控制）、Alt（转换）、OS（系统），以及与处于中轴线上的PrintScreen（截屏），该区域设于II区左部与右部之间、以30^o为圆心角的扇形区域内。

8.根据权利要求7所述的新型按键布局，其中所述编辑与控制键区内，按键均布局在以拇指第一指关节为圆心、大拇指之长为半径、圆心角15^o至60^o的扇形范围内，无需移动手腕便可完成组合键的操作。

9.根据权利要求1所述的新型按键布局，其中所述IV区内，“↑”、“↓”、“→”、“←”方向选择键位于III区两组控制键之间、Space（空格）之上，两组页面浏览键Home（起始）与End（结束）、PageUp（上翻页）与PageDown（下翻页）分别位于Space（空格）左右两侧，Home（起始）与End（结束）位于主键区第5列的延长线上，PageUp（上翻页）与PageDown（下翻页）位于主键区第6列的延长线上，二者夹角为30^o。

10.根据权利要求1所述的新型按键布局，其中所述V区内,启动Funs Lock（多媒体锁定键）时，功能区内多媒体键族Fn被激活，Funs Lock锁定指示LED亮起。