JP2006515700A - コンピューターの操作装置 - Google Patents

Abstract

コンピューター等を操作するための、例えばマウスのような操作装置。この装置は平坦な座面を有し、かかる座面の上に球状部が配置されている。この球状部は、３つの（湾曲）面である、中手及び手根を支持するべく手掌を受ける面と、指の基節骨を支持する中央面と、中節及び末節骨を支持する遠位面とからなる。本発明によると、遠位面は座面に対して約７５°の角度に作られる。この角度により、全輪郭にわたって指の最適な支持体ができ、長期の間にＲＳＩに類する現象を引き起こす指の持ち上げ動作を防止することにより、ＲＳＩに類する現象を防止することが可能である。

Description

本発明は、指先で操作できるように配置された、少なくとも１つのボタンを備えた人の手のための支持体を有する、コンピューター等の操作装置に関する。かかる装置は、使用位置において水平である座面と、その上に配置される、人の手の形状に合わせて形成される球状部とを有し、かかる球状部は、操作者の手の中央部（中手）及び手首部（手根）を支持する近位面と、指の基節骨を支持する中央面と、中節骨及び末節骨を支持する遠位面及び親指を収容するように具体化される低部とを有する。

マウスとしても知られるこのような操作装置は、ドイツ特許１９６１６４５０号から周知である。反復過労性障害（ＲＳＩ）を克服するべく、マウスの形状を改良しようと大勢の者が試みてきた。ＲＳＩに類する現象は、長期間にわたりマウスで作業することから引き起こされると考えられている。一般的に、ＲＳＩに類する現象は、ＷＲＭＤ（作業関連性筋骨格系障害）とも呼ばれる。症状は、主に首及び肩の部位並びにひじ、手首及び手の部位について報告されている。これらの症状はしばしば、機械的、化学的又は肉体的損傷によるものとすることができない。即ち、患者からの情報提供なしに診断を下すのは、極めて困難である。

しかしながら、ＲＳＩ現象は大きな問題となっており、したがって大勢の者が、この関連の現象を排除できるマウスやその他の操作装置の作製を試みてきた。

ドイツ特許第１９６１６４５０号による構造において、マウスのボタンを操作する指の末節骨の先端は、座面に対して約４５°の角度で受けられていると推定される。親指の基節骨は、隣接する人差し指の長手方向の軸に対してほぼ水平である。これが、ＲＳＩに類する症状の訴えが、望ましく減少することにつながっていないことがわかった。

ＷＯ００／５１０６９から、コンピューター等を操作するための左右対称の装置が知られている。即ち、左手、右手のどちらでも使用できる装置である。かかる装置では、指骨の末節端が装置に当たるように作られている。即ち、指骨は、座面に対して９０°より大きい角度で受けられる。この窮屈な態勢のため、ＲＳＩに類する症状の訴えを、無くすことはできていない。

米国出願第２００２／００８４９８５号Ａ１から、指骨の末節端が、ドイツ特許第１９６１６４５０号とほぼ同様の態勢をとる、非対称の操作装置が知られている。

本発明の目的は、ＲＳＩに類する現象が抑制できる、又は防止できる、コンピューターの操作装置を提供することである。
ドイツ特許第１９６１６４５０号 ＷＯ００／５１０６９ 米国出願第２００２／００８４９８５号Ａ１

この目的は、上記に記載の操作装置において、座面との境界に近い場所の遠位面の角度が、約７０°〜９０°の角度αであり、収容部の長手方向の軸が、それに隣接する、人差し指を受ける部分の長手方向の軸と共に、３０°より大きい角度γで中手（中手Ｉ）を受けるように具体化することで、達成することができる。

本発明は、既存の操作装置は手首及び中手の支持体となってはいるが、指の中節骨及び末節骨の支持体としては、不十分であるとの洞察に基づくものである。

既存の操作装置は、対応する指先が弛緩状態でボタンを押してしまうような構造になっている。ボタンが押されないように、その操作にさらなる力を必要とするように、前記ボタンを動きにくくすることが可能であるが、これは一般的に望ましくない状態を招く。これは、ボタンを押さないときには、対応する末節骨を上げていなくてはならないことを意味する。本発明の背景となる理論によれば、長期的にＲＳＩに類する現象を引き起こすのは、まさにこの指先を上げる動作である。本発明によれば、遠位面を水平面（座面）に対して急傾斜にすると、前記遠位面における安静位がほぼ、対応する中節骨及び末節骨を動かす筋肉（屈筋）の非屈曲位に相当する。かかる屈筋は、この位置にあるボタンが操作されるときのみ屈曲する。

本発明はまた、指の末節部の一回の動作を最低限に抑制する利便性を提供する。

上記に記載のそれぞれの面により形成される角度は、当然のことながら、前記面の中央に引かれた接線の角度である。いずれにしろ、前記面は曲線状にできる。さらに、前記のそれぞれの面は、球状部の連続的に変化する湾曲面であるため、これらの境目は必ずしも明確ではない。したがって、それぞれの面は、人の手のそれぞれの部分と好ましく合致する。当然のことながら、前記操作装置は、それぞれの手の寸法に従って作製される。

本発明の有利な実施形態によれば、中央面（指の基節骨によって形成される面）と、遠位面との間の角度は、約４５°である。即ち、使用者の腕と手掌面との間の角は、わずかに曲がり（伸展）、その角度は約１６５°である。このようにすると、基節骨と手の中央部の骨との間の関節（中手関節（articulatio metacarpo-phalangeale））の屈曲が、約４５°になる。

さらに別の有利な実施形態によれば、手掌（手の中央部／中手）面は、座面（支持面／机上又は卓上）に対して約１０°の角度（角度φ）である。即ち、使用者の前腕と中手の間の角はわずかに曲がり（伸展）、約１６５°である。

本発明の有利な実施形態によれば、中央面及び手掌を受ける面によって形成される角度は、座面に対して約１０°であり、長手方向軸（手及び前腕により形成される軸）上を、小指の方向に回転（回外）している。

本発明の有利な実施形態によれば、座面に対する手の小指の角度は約２０°になる。

ボタン（又は複数のボタン）は、遠位端の自由端に近接してあることが好ましい。前記操作装置が置かれている支持面、机上又は卓上等から、極めて近い距離に指先がくるように、それぞれの要素が構成されている。この距離は、１ｍｍ未満でもよい。２つのボタンを互いに隣接して配置する場合は、それらの中心間距離は、約１６〜１７ｍｍとする。溝の曲半径は、関係する指又は親指の太さに応じて選択される。これはまた、前記操作装置の寸法によっても異なってくる。

図面に示す具体的な実施形態を参照して、本発明を下記に、より詳細に説明する。図中、人の左手の支持部の概略側面図を、図１に示している。この手全体を、３０と表示している。本発明による支持輪郭を３１、操作されるボタンを３と表示している。支持輪郭は、近位面６、中央面７及び遠位面８に区別することができる。近位面は中手及び手根をそれぞれ支持する。中央面７は、基節骨を支持する。遠位面は、中節骨及び末節骨をそれぞれ支持する。この図において、それぞれの要素は、最適な支持位置で示されている。角度について、それぞれの望ましい範囲を、図２〜４の線図で示している。近位面、中央面及び遠位面の、支持面若しくは机上及び卓上に対する角度を図２に示している。これらの角度を、図３にも示している。常に本発明による最適な位置を図示しており、さらにこの位置を踏まえ、本発明による操作装置がどのように構成されているかを、図５以下に順番に示している。図５〜９において、本発明によるコンピューター等の操作装置全体を、１と表示している。この装置は、平らな卓、机等の上に当たるべく設計されている座面４を備えている。かかる座面４の上には、湾曲又は球状部５がある。この湾曲又は球状部５は、手掌を受ける面６（中手及び手根を支持する近位面）、中央面７及び遠位面８からなる。遠位面の端部には、ボタン２及び３がある。手掌を受ける面６は、前腕１１、手首の関節１２及び手の中央部１４をそれぞれ支持するべく設計されている。中央面は、基節骨１５を支持するべく設計され、遠位面８は、中節骨１６及び末節骨１７を軽く支持するべく設計されている。

遠位面８の中央断面における接線が、座面４に対して形成する角度αは、７０°〜９０°の間であり、より詳細には約７５°であることが、図２及び６から明らかである。この角度は、末節骨を受ける面の末端と、座面４との境界線に接近して定められる。図面から明らかなように、指骨は湾曲面に従って支持される。指の末節骨の先端が、決して鉛直位よりも大きな角度をなさないよう、この角度が９０°を超えないことが重要であり、好ましくは約７５°とする。かかる装置の下位部であるこの部分は、当然のことながら、下側に行くに従って内側方向に丸みをつけることが可能であるが、しかし、この部分は、指の末節骨の先端に当たることを目的として作られていない。手掌面と、中央面との間の角度δは約４５°であり、遠位面と、中手を支持するために手掌を受ける面との間の角度は９０°であり、一方角度βは約１６５°である。角度βは、十分に回外できるようにするため、重要である。即ち、前腕と手とは、破線で表示されている支持面２５上の正しい位置に置かれることができるよう、手掌周りに十分に向きを傾けなくてはならない。この支持面は、座面、机上又は卓上に対して５°〜１０°の角度ψである。このように回転させられることにより、装置と密着することができ、またそれを維持し、肩が前かがみになることを防止することができる。

本発明による装置の、右腕及び右手の親指側の側面図を、図７に示している。親指を１３と表しており、この親指は溝２２に収容されている。図８及び９から明らかなように、他の指も同様に溝に収容されている。指を受ける溝を２３及び２４と表しており、ボタン２及び３において、外側に開いている（図９）。ボタン２と３との間の中心間距離は、１６〜１７ｍｍで示しており、この距離が好ましい。溝２２は、約５５ｍｍの曲半径ｒを有する。ボタン２及び３は、等しい曲率に作られ、その結果、左と右のボタンでは、０．４〜０．７ｍｍ高さが異なる。

図４及び８に示す角度γは、親指の中手（中手Ｉ）と人差し指の中手（中手ＩＩ）との間の角度４３を表す。この角度は、好ましくは３０°より大きく、より詳細には、約４０°である。即ち、前記溝２２は、人差し指に対して親指が、この最適な位置をとるように作られる。

上記に記載の操作装置は、使用者の手に合わせて精密に作製される。このような作製は、まずいくつかある基本型を用い、各々手及び指と対応する形状が得られるよう、「仕立てる」ことで実現できる。これは例えば、ゲル剤を用いることで実施できる。当然のことながら、かかる装置は左手又は右手のいずれかに合わせて作製できる。

図１０〜１２に、本発明による装置の別の実施形態を示しており、全体を３１と表示している。これは座面３４を備えており、その上に曲線状の対流形の部分３５が設けられている。かかる部分は、手掌を受ける面３６と、中央部及び遠位部を有している。先に記載の実施形態とは対照的に、隆起部分は、各々の指を受ける別々の収容体を備えておらず、滑らかに具体化されている。先に記載の角度は、いくつかの図面において同じ記号で表示されている。親指の収容体を、４２と表示している。親指の末節骨を支持するため、この部分は座面１２に対して、やや隆起しているが、中手Ｉは有効な支持面を有さない。しかし、指骨の位置を合わせることで、中手Ｉは、本発明を特徴づける角度内に置かれ、弛緩位での作業が可能となる。

先に記載の寸法により、最適な方法で手を弛緩させることができ、ＲＳＩに類する現象はもはや認められなくなるか、抑制されることを見出した。さらに、本発明を用いて、内蔵センサーにより手の正しい位置を感知し、監視することが可能である。この目的のために、手が正しい位置にあるか、又は握りしめる若しくは圧迫する力が過剰に加えられていないかを感知できる圧力センサーを、装置の様々な場所に備えることができる。状況に応じ、信号は、それに基づいて使用者が、即座に又はしばらくして修正できるように発信させることができる。

当然のことながら、特に使用者の手の寸法に応じ、数々の変更が可能である。これは特に、本明細書中に記載されている長さに関していえる。角度の値は、全般的に変わらないものとする。当然のことながら、本明細書中に記載の角度の値は、平均的な西洋人の手になじむ。

上記から明らかなように、本明細書を読んだ上で明白であり、また付随する特許請求の範囲の領域にあてはまる、本発明の数々の変更が可能である。

人の左手の丸型の支持部の概略側面図である。 それぞれの重要な角度の側面図である。 人の左手の丸型部分の概略側面図であり、中手と基節骨に関する角分布を示している。 隣接する人差し指に対する親指の位置の概略図である。 使用者の右手が描かれた、本発明による操作装置の実施形態の側面図である。 それぞれの関連する角度を記入した、図５による装置である。 図５及び６による装置の、親指側の側面図である。 上記の図のいずれかによる装置の平面図である。 本発明による装置の正面図である。 本発明による操作装置の別の実施形態の側面図である。 図１０による装置の平面図である。 図１０及び１１による装置の背面図である。

Claims (8)

1. 指先により操作できるように配置された、少なくとも１つのボタンを備えた、人の手のための支持体を有するコンピューター等の操作装置であって、使用位置において水平である座面（４）と、その上に配置される、人の手の形状に合わせて形成される球状部（５）であって、操作者の手の中央部（中手）及び手首部（手根）を支持するべく手掌を受ける面（６）と、指の基節骨を支持する中央面（２）と、中節骨及び末節骨を支持する遠位面（８）とを有する球状部と、親指の収容体（２２）として具体的に示される低部とを有し、ここで、前記遠位面（８）が前記座面に対し、前記座面との境界近くにおいて約７０°〜９０°の角度（α）であり、親指の中手Ｉを受けるべく具体的に示された収容体部分（２２）の長手方向の軸（２６）が、隣接する、人差し指を受ける部分の長手方向の軸（２８）に対して、３０°より大きい角度γであることを特徴とする操作装置。
2. 前記角度（α）が、約７５°であることを特徴とする請求項１記載の操作装置。
3. 前記角度αが、約４０°であることを特徴とする請求項１又は２記載の操作装置。
4. 中央部（８）と遠位面（８）との間の角度（δ）が、約４５°であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の装置。
5. 手掌を受ける面が、座面に対して約１５°の角度である、即ち、使用者の腕と手掌面との間の角度がわずかに曲がり（伸展）、約１６５°であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の装置。
6. 中央面及び手掌面が、長手方向の軸（手と前腕とによって形成される軸）上で小指方向に回転（回外）される外側角をなし、その結果、手、前腕、首及び肩を、最大限に弛緩させられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の装置。
7. 前記遠位面が、前記ボタンに近接して、指の形状に相当する、曲半径（ｒ）が６０ｍｍ未満の溝を有するように作られることを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載の装置。
8. ２本の隣接する指で操作できる２つのボタンを有し、該ボタンの中心間距離（ａ）が１６〜１７ｍｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか記載の装置。