CN2362151Y - 加温的电脑键盘、电脑鼠标等讯号输入设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加温的电脑键盘、电脑鼠标等讯号输入设备的内部或外部增置加温体,经辐射、传道或对流的方式传热到电脑使用者的手指和手上。电脑的键盘、电脑鼠标、操纵杆等都可装置内在的或外在的加温体。例如在键盘内加装电热元件,使外壳表面和字键表面的温度增加。或将加热后的温暖空气由键盘外壳上设置的小孔喷出,直接喷到使用者的手指和手上。在电脑鼠标和操纵杆内也可同样加装加温体。

Description

加温的电脑键盘、电脑鼠标等讯号输入设备

本实用新型是有关于将讯号输入电脑时使用的键盘、电脑鼠标、操纵杆等各种“讯号输入设备”。尤其关于在这些设备的内部或外部增置加温体，保持这些设备的温度，进而保持使用者的手和手指的温暖舒适。

电脑的使用者频繁的耗费很多时间以手操作电脑讯号输入设备来输入或获得来自电脑终端机与个人电脑的数据。电脑使用者同样经常不免将他们之手部安放在这些输入设备的曝露或较高的位置上，意即在寒冷的环境。他们的手指和手可能在比较短的时间内感觉不舒服的冷意。

一般电脑讯号输入设备的外壳，如键盘或电脑鼠标是用塑料制成，因而更增加此问题的严重性。一般而言，这种塑料属于导热性低的热绝缘体。因此典型的电脑键盘或电脑鼠标的塑胶表面易于接近或达于周围温度。且由于手或手指操作时未能保持经常接触在这些输入设备，因此他们在操作时不能显著的受到加温。

冷电脑讯号输入设备的温度控制机构与方法并非未被知悉，例如美国专利NO.5,513,070 Xie氏指出用接有一块金属板的热管连接于电路板上积体电路的表面，用以驱散积体电路所产生的热。又有美国专利NO.5,476,491 Mayn氏描述一具有内部口袋的键盘手腕靠垫，其中充填明胶物质，可予冷却而保持该手腕靠垫在一较长时间保持比周围较冷的温度。

尽管如此，在传统技术中并未提示如何加温于电脑键盘，电脑鼠标指示器、鼠垫、手腕靠垫及其他等设备的机构，用以保持使用者手和手指的温暖而在寒冷的环境中可感觉舒适。甚至在正常室温下，许多电脑使用者的手指和手经常由于循环或其他反常现象而感觉不舒适的冷。

本实用新型描述一种加温的电脑讯号输入设备，例如电脑键盘、电脑鼠标指示器、鼠垫、手腕靠垫与其他设备，连合一热源，用来以辐射、传导与对流的方式在寒冷的环境中保持使用者手指与手温暖与舒适。尤其是在这些输入设备的外壳表面下设置引入外部或内部热能的热源，以传导、辐射及/或对流的方式加温于通常与使用者之手接触或在其下的该输入设备的外表面。而以对流的方式引导经加温的空气经该等设备循环流动以加温于使用者的手与手指。

本实用新型的加温的电脑讯号输入设备同时也考虑了使用者能够整定与调整该输入设备加温程度的控制机构。

加温的电脑讯号输入设备特别的优点为经加热的设备成为一热源，可以对流或辐射的方式加热于使用者的手，即使其并未接触输入设备时亦然。尤其通风口是透过输入设备外壳表面形成，籍使空气能以对流方式经输入设备循环到位于输入设备上的使用者的手与手指。

本实用新型的一个构想中考虑到采用传热性材料于低导热性的材料的阵列中，使该材料包覆于邻近加热元件之输入设备之零件(键、轮珠等)，以辐射与对流的方式加温于通常由使用者操作的领域或邻近于使用者腕部、手与手指的领域。

本实用新型的另一构想中其加温的电脑讯号加温设备中考虑了一种加热元件，其特徵在其具有经完善界定的温度上限，藉使加热元件不致于过热而烫伤使用者或造成输入设备零件的物理上或电气上的损坏。事实上，本实用新型原先的设计目的是在抑制加热元件逸出常轨的作用所造成危险性于最小。

本实用新型的再一构想中考虑使用另外电脑系统的部品所加温的空气来循环，亦即CRT的监控器或CPU，将其加温的空气导入于输入设备，成为类似性的强迫空气加温系统。

图示的简单说明

本实用新型的优点、作用、特徽与设计目标，可参照以下附图阅读本实用新型具体实施例的详细描述即可更加明了，附图为：

图1为本实用新型电脑键盘内部装置电热线。由电热线加温空气，更将热空气导引到字键与使用者的手和手指上的透视图；

图2说明第1图中键盘内电热线的装设位置的透视图；

第2a，2b与2c图各说明热空气在键盘内部流动的路线部分剖面图，表示电热板、外壳、空气出入口、输入键盘间的关系；

图3显示在电脑鼠标中安置电热元件的一种方式的透视图，连同有电源与控制元件；

图4为第3图电脑鼠标的剖面图，可看到电热元件在电脑鼠标内部的位置；

图5表示具有内部加热元件电脑鼠标的另一设计透视图，其中包含复数的小孔，容纳空气以对流方式循环于邻近于电热元件的电脑鼠标体内；

图6为表示本实用新型的加温电脑鼠标中加热电热元件波状配置的剖视图；

图7为本实用新型腕垫的内部电热元件的剖视图，其中包含复数小孔，可让空气循环于电脑键盘前方的腕垫躯体内；

图8为图7的腕垫的剖视图；及

图9为本实用新型电脑讯号输入设备的剖视图，其中表示被外部热源所加温的空气以管子引入环绕输入字键盘的外壳内而从其开孔引出加温空气到位于设备上的使用者的手。

图示中元件名称与符号对照

11：塑料外壳          17：电线

12：输入字键盘        16：包覆之空间

13：输入字键          10：键盘组

14：电路板面     18：电热元件

19：管状空间     42：垂直分隔

15：顶部外壳     43：输入空气小孔

20：框架件       51：加温鼠垫

21：输入风口     52：顶部表面

22：底壁         53：底层

23：侧壁         54：电热板(加热元件)

24：空气出口     56：通道

26：上端部       57：小孔

27：空气出口小孔 61：腕垫

28：倾斜叶片     62：顶部表面

29：框架         63：躯体

31：风扇         64：可挠性加热板

55：软管         66：波状通道

30：操纵杆       67：小孔

32：塑料外壳     71：插座

33：基架         72：插头

34：按钮         73：尖头

36：球型体       74：电气花线

35：入口         76：控制箱

38：包覆空间    100：电气花线

39：包覆空间     77：变阻器开关

41：输入空气小孔 78：手操作开关

较佳具体贯施例的详细描述

键盘

如第1、2、2a-2c图所示，加温键盘组10含有一塑料外壳11环绕且支持一输入字键盘12与一组输入字键13。外壳11亦支持一电路板面14用以接受字键13所发出的按压讯号。讯号经电晶体片(图中未示)，经传统的最好有遮蔽的电缆线17输入电脑(未图示)。这样的讯号处理电路(电晶体片)方便上可装设在键盘组10外壳内的后方空间16。有一电热元件(18)安装固定于一管状空间19内，该空间19是介于塑料外壳11与顶部外壳15间。理想上管状空间19为一封闭的管子藉使电热元件18辐射的热能与键盘讯号处理电路元件有某种程度的绝缘。框架20支持电热元件18于管状空间19内，应穿孔容许空气的循环。输入风口21可钻装在塑料外壳11的底盘22与侧壁23甚至键盘组10的框架底部20(第2C图)，以便空气得于循环进入管状空间19的内部。尤其一位细心的设计者应安装输入风口21的时候能使流入键盘组10的气流能够冷却对温度敏感的零件。一位熟练的电路设计者亦应能选择所需键盘讯号处理电路零件使其有效运转而在可能达到的120°F温度变化范围内不致太敏感。空气输出口24可穿过界定管状空间19的内侧壁26的上端部26安装，以引导加温空气水平流入输入字键盘12(参见第2a与2b图)。同样，方向性空气出口小孔27(第1图)可连通于包含在框架29内转动的倾斜叶片28的顶部外壳15，以便引导对流的气流流出于介于塑料外壳11与顶部外壳15间的中空管状空间19。

代替性的，一具风扇31亦可用来循环或驱动空气进入管状空间19使其被电热元件18加温。经加温的被驱动空气可同样被空气出口24道入输入字键盘12及/或方向性顶部出口27以便加温於置於键盘组10上的使用者的手和手指。

然后参照图9，被外部热源加温的空气以管接或强迫方式经一软管55连接至一介於典型的输入键盘组的塑料外壳11与顶部外壳15间的中空管状空间19。被强迫的加温空气於是同样的被空气出口24引导而进入输入字键盘12及/或方向性顶部空气小孔27用以加温於键盘组10上的使用者的手和手指。如此的加温空气的可能来源包括传统的外部加热元件(未图示)或CRT电脑监测器(未图示)。其他适宜的热源可以是容纳於电脑(CPU)电路系统的外箱(未图示)或磁碟驱动数据储存单元外箱，各具有风扇经外箱抽取空气用以冷却外箱内的电路与其他零件。这样的强迫空气流实例中，安装於外壳11的风扇31可以增强风扇提供的循环空气引导冷空气经过电路或其他零件的外箱或甚至引导加温空气经过装有CRT电脑监测器的外箱通风口，其是典型的依赖对流冷却者。

固定式电脑鼠标/操纵杆

现在请参阅图3与图4，为加温的固定式电脑鼠标或操纵杆30的一实施例，其中包含一塑料外壳32以基架33支持，具有另一组可压压迫的字键、垫或按钮34，藉使用者以一指或多指按压字键，垫或按钮34时感测其“滴答”声。这样的使用者的“滴答”声被支持於外壳32下的基架33上的微动开关(未图示)所感测。典型上是一球型体36被支持而可在基架33经入口35至塑料外壳32间滚动。当滚动时，球型体36的转动被以电子方式藉使用X轴与Y轴的滚珠(未图示)监测数据用以决定一指针在电脑所驱动的显示器平面内的位置。这样的位置数据在典型上连同使用者的“滴答声”讯号经一绝缘线17传达于所联合的电脑(未图示)。

在固定式操纵杆指针机构中，典型上有一向上的“操纵杆”(未图示)被基架33支持且握於使用者手中且枢接於一轴倾斜向前，向后及向侧边。

位于“操纵杆”支持点邻近或下面的感测器提供X与Y轴的电气讯号用以决定电脑驱动的显示器指针的位置。在操纵杆指示器的场合合，典型上按压用敏感的字键、垫、按钮及其他等均位于操纵杆上。由是，相同于固定式滚珠指针，电路感测与通讯位置及字键状态数据给予电脑者系位于而且以基架33支持，而再被保证用塑料外壳32包覆固定於基架33。

如上揭加温的键盘组10，电热元件38乃固定或支持於界定於塑料外壳32与支持球型体36或枢接“操纵杆”用的基架33下的包覆空间39内。理想上电热元件38应该界定位于避免直接以传导或对流加热于任何讯号处理元件的位置。而且相同于键盘组10，如上揭描述者，输入空气小孔41应位于能使流入包覆空间39的空气倾向于冷却任何对温度敏感的零件。同时使用传统喷射模造技术，内部的垂直分隔42可以外壳32或基架33形成藉使电热元件38完全包覆於管状空间内。输出与输入空气小孔43与41分别位于电热元件38之上方与下方可令空气以对流方式经过包覆空间39循环。加热了的空气流经电热元件38上方的输出小孔43以对流方式加温于位置外壳32上方的空间，其是通常为操作球型体36或电脑鼠标操纵杆的使用者手部所占据。

同时球型体体36可以由道热性材料所成藉使空气以对流方式经包覆空间循环时可加温於球型体，然后球型体有效作用如一热能储存器而以传道与辐射两种方式加温於使用者手和手指的操作表面。而且相似于导热性球型体36，“操纵杆”亦同样可由导热性塑胶或其他材料制成而由以对流方式向上沿一经操纵杆的轴向路径向上流动的空气所加温。代替性的，电热元件38可安装于这样的轴向路径上。

鼠垫

图5与图6所示为本实用新型加温鼠垫51的一实施例，其中包含一顶部表面52，是由可挠性非静态材料例如织造纤维或聚氯乙烯所形成，结合於由可挠非滑性材料如热塑性发泡剂所形成的底层53。一电热元件(电热板)54被安置于通道56内，此通道56以蜿蜓曲折的波状形态切入鼠垫51的顶部表面52下方。复数的小孔57钻过热塑性底层53，特别在邻近电热元件54的领域以容许一些空气循环进入并且环绕于电热元件54周围。在此场合下电热元件首先加热于热塑性底层53然后由该底层53向上辐射热能来加温于在顶部表面52上操作传统可动式电脑鼠标指针的手部。由于鼠垫51并未包含任何电子讯号处理电路，温度的上限可以稍为高于加热于键盘组10或固定式操纵杆30时的场合。

腕部靠垫

请参照图7与图8，一腕部靠垫(简称腕垫)61用以支持在电脑键盘组10前的使用者腕部，其中包含一可呼吸的顶部表面62，此表面62覆盖着一坚固但可弯曲的躯体63，此躯体63由非滑性可加热材料如发泡橡胶或热塑性发泡剂所制成。相同於上揭鼠垫51，一可挠性电热元件64位于波状通道66中，此通道66切入腕垫61的躯体63内并蛇行於整个可呼吸顶部表面之下方。有一些小孔67可钻穿于腕垫61之躯体63并邻近于电热元件64以增进一些空气以对流方式循环进入腕部61的上方空间，此空间通常是由在键盘组10上打字的使用者手腕所占据。如对加温鼠垫51那样，电热元件首先温于腕垫61的躯体63。由是，相反于加温鼠垫51，使用者的腕部与手部接触可呼吸顶部表面62而以传道方式接受加温。因此不须为了保证手部充分的舒服而保持腕垫61如同鼠垫51那样的温暖。

最好各电热元件18、38、54与64以Sullivan氏等的美国专利NO.5,451,757与Crowley氏的美国专利NO.4,309,596所揭示的技术，由二个间隔的导体被一种正温度系数(PTC)的材料环绕而成。尤其Sullivan等与Crowley各描述其电热元件的电阻随温度的上升而增大，而因此不能超过某一最高温度。这种电热元件亦是可挠性而可轻易形成或配合用于波状曲折的中空所覆空间与通道内，而典型的用来环绕与支持大部分电脑输入键盘。

如上文已说明，各电热元件18、38、54与64的端子是电气上连接于一插座71，此插座71安装或支持于经特别加温的输入设备的垂直侧边上。一带有尖头73的插头72插入于插座71而经一电气花线74连接至一控制箱76。然后控制箱76可以电气化线100连接至一传统的电源(未图示)。控制箱76包含一传统的手操作变阻器开关77，可由使用者将电热元件18、38、54与投入或切开以整定与调整加温输入设备10、30、51及/或61的相对温度。另外，控制箱76亦可在一启闭开关77外包含数具手操作开关78用以建立温度整定点然后由传统微处理机电路来读取以控制电热元件的加温程度(参阅如Sullivan氏等Col.10，line61～Col.12，line 2)。其他代替性方法可包含控制电路与开关(控制箱76)安装并支持于输入设备的结构内，例如键盘组10或固定式电脑鼠标操纵杆30的结构内。在后一例子中，装设于设备内的以辐射方式或电子方式感测温度的感测器可被用来提供输入设备内的温度的传统伺服控制所需回授。

在所有这些例子中，较佳的控制电路应亦包含安全电路，其中含有传统的只用一次的熔丝，以便在加热元件短路或开路时切断对控制电路的电力供应，也切断安全电路的电力供应而切断控制电路对电热元件18、38、54与64的电力供应(参阅Sullivan氏等Col.12，line 3～56，适当的非再整定安全电路的一例)。

本实用新型的加温的电脑讯号输入设备，即以辐射、传道及对流方式在寒冷环境中保持使用者手指和手温暖与舒适，已就有关连的加温的键盘组10，加温的固定式电脑鼠操纵杆30，加温的鼠垫51及加温的腕垫61加以舒述。但是对于本实用新型所描述的各种特殊设备与其他类似设备，可能做许多变更与修改，但如未能脱离本实用新型申请专利范围的精神时，概为本实用新型所涵盖。

Claims (12)

1.一种电脑讯号输入设备，用以保持电脑使用者手部和手指温暖舒适，包括：

一框架支持复数的手操作机构，用以产生可传达于电脑的数据讯号；

一外壳安装于该框架上，提供有开口的外部表面容许电脑使用者用其手和手指操作该操作机构，该外壳连同该框架界定一位于该外壳下方的内部空间；

一电热元件安装于该位于外壳下方的内部空间内，用以加温于该被包围的内部空间及外壳；及

一电源可连接至该电热元件，用于付势于该电热元件使其辐射热能。

2.根据权利要求1所述的电脑讯号输入设备，其中所述外壳与框架各包含空气通孔连通于该内部空间，用以容许空气接受该电热元件辐射的热能对流经该内部空间到达该输入设备的上方领域，于此领域电脑使用者通常安放其手和手指，来操作该输入设备的操作机构。

3.根据权利要求1所述的电脑讯号输入设备，更包含一种机构，用以循环空气进入该位于外壳下方的内部空间藉该电热元件的辐射加温，如此的经加温的空气自该内部空间经该外壳的开口排放加温于使用者手和手指操作机构，该排放空气加温于操作机构与使用者手和手指两者。

4.根据权利要求第3项的电脑讯号输入设备，其中所述操作机构包含具有电脑使用者手和手指触及其表面的可动结构，该等可动结构各由导电性材料组成，藉此电脑使用者的手与手指触该操作机构时被该电热元件发出的热能以辐射，对流与传导方式加温。

5.一种加热的鼠垫用以加温于操作垫上电脑鼠标指针，操纵杆的使用者手和手指，包括：

a.一可呼吸的上层，其顶部表面套合成可与电脑鼠标指针操纵杆共同动作以提供指针位置数据予电脑；

b.一导热性基层；

c.一波状通道切入于导热性基层；

d.一电热元件安装于该切入于导热性基层的波状通道内；

e.一机构用以固装该可呼吸上层于该导热性基层上；

f.一电源可连接于该电热元件用以付势在该电热元件使其幅射热能加温在该鼠垫。

6.根据权利要求5所述的鼠垫，更包含复数小孔自可呼吸上层连通进入且通过该导热性基层以容许空气能接受该电热元件所辐射的热能对流通过该基层。

7.一种加热的电脑键盘组腕垫包括：

a.一可呼吸的上部表面层结合于一可弯曲的导热性基层；

b.一波状通道切入该位于可呼吸表面层下方的该可弯曲导热性基层；

c.一电热元件安装于该波状通道内；

d.一电源可连接至该电热元件用以付势于该电热元件使其辐射热能加温于该鼠垫。

8.根据权利要求7所述的腕垫更包含复数的小孔自该可呼吸上部表面连通进入且通过该可弯曲且导电性的基层以容许空气能该受该电热元件所辐射的热能对流通过该基层。

9.根据权利要求1或5或7项的设备，更包含：

一温度控制机构电气上连接于该电热元件与该电源间用以调整该电热元件所发出的热能。

10.根据权利要求9所述的设备，其中所述电热元件包括二只电气导体被具有正温度系数的材料所环绕，然后再包覆于一电气上绝缘但导热性材料内。

11.根据权利要求10所述的设备，更包含：

一安全控制电路藉在该电热元件短路或开路时切断自该温度控制机构至该电热元件电能的传输使该温度控制机构失效；及

一可更换的熔丝连接于该温度控制机构与该电源间，以便短路时切断传输于该温度控制机构的电能。

12.一种用以保持电脑使用者手和手指温暖舒适的电脑讯号输入设备，包括：

一框架支持复数的手操作机构，用以产生可传达于电脑的数据讯号；

一外壳安装于该框架上，提供有开口的外部表面容许电脑使用者其手和手指操作该操作机构，该外壳连同该框架界定一位于该外壳下方的内部空间；

一用以加温于空气的外部能源；

连通于该外部热能源与该位于外壳下方的内部空间的管子；及

一机构用以强迫被该外部热能源加温的空气自该热能源起经管子循环进入该外壳下方的内部空间而自出口排出容许操作机械的操作来加温于电脑使用者的手和手指。

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