CN1503966A - 计算机鼠标 - Google Patents

Abstract

提供了一种改进的鼠标计算机输入装置(101)，其可以被孩子们的小手和成年人的较大的手很容易地控制。该鼠标基本为半球形形状，且鼠标的键(105)沿着一条从在该主体的顶部区域(103)处基本为水平的渐变到在该主体的前部区域(105)处基本为垂直的连续弧线弯曲。鼠标的键通过挤压该键的前面垂直表面和压下该键的顶部水平表面来启动。

Description

计算机鼠标

本申请要求2001年2月20日提交的序列号为09/738,642的美国申请的优先权，且本申请是1998年7月9日提交的序列号为09/113,035的美国申请的部分继续申请，该申请现在已经被放弃。

技术领域

本发明涉及一种用于计算机的机电鼠标输入装置。

背景技术

用于计算机的鼠标输入装置在所属领域中是已知的。鼠标在X-Y平面中的移动通常启动鼠标内的机械、光学或者电子装置，该装置产生X和Y的位置信号，该信号被输送到计算机。计算机通常使用鼠标X和Y位置信号来操作计算机屏幕的显示，以允许使用者控制程序。计算机鼠标通常也具有一个或者多个键，这些键使使用者进一步控制计算机程序。鼠标和鼠标键允许使用者将光标或者其它指示装置移动到计算机屏幕的特定区域，按压一个或者多个键来激活特定的计算机程序功能。通常，鼠标键是通过压下键来启动的。

随着家庭和学校计算机的普及，人们在很小的年纪就在成为计算机掌握者。软件公司正在开发给孩子们使用的教育程序。这些程序要求孩子们操作计算机鼠标。

和计算机鼠标相关的问题之一是孩子们很难进行在所需要的X-Y坐标系定位鼠标同时操作一个或者多个键的组合动作。计算机鼠标通常是为成人的手设计的，其键也是为成人的手指设计的。当小孩子们使用成人鼠标时，移动和键激活会变得很困难。

已有技术企图使鼠标对使用者更加方便，但是，这些设计通常是为减少手的伤害而设计的，包括腕管综合征。人类工程学的鼠标的例子包括：美国专利5,726,683和5,576,733，其都提供了形状对使用者手的位置更自然的鼠标体。虽然这些发明解决了成人手的重复应力问题，但是它们并没有帮助孩子们使用鼠标。特别是，已有技术没有为孩子们的手设计特别尺寸的鼠标，这些鼠标可以减小鼠标定位的同时激活键的协调性要求。尤其是，孩子们在启动成人计算机鼠标的键中有困难。

考虑到上述情况，需要有允许小手能很容易地触动键的计算机鼠标，且该计算机鼠标也能被较大的成人手较容易地使用。

发明内容

本发明是用于控制光标和输入信息到计算机的孩子用的计算机鼠标。本发明的计算机鼠标包括内部的位置监测机构和一个或者两个可以电启动计算机程序功能的键。该鼠标主体基本为半球形形状，键相互邻近地安装在鼠标的前面部分。键从顶部向前面弯曲向下。键连接到邻近键顶部的铰链。该弯曲的形状使得键可以通过挤压鼠标或者通过在键上施加向下的力来启动键。

因为本发明的鼠标在尺寸上较小，且基本为半球形形状，这使得其更容易由孩子来控制。本发明的鼠标的小半球形形状使得孩子通过抓住它来控制该鼠标的位置，且该键的弯曲的形状使得可以通过挤压该鼠标来启动键。

附图简述

图1是本发明的鼠标的实施例的左侧剖视图；

图2A是本发明的鼠标的实施例的顶视图；

图2B是本发明的鼠标的实施例的顶部剖视图；

图3是本发明的鼠标的实施例的左侧剖视图；

图4是本发明的鼠标的实施例的左侧剖视图；

图5是手的视图；以及

图6是本发明的鼠标的单键实施例的顶视图。

优选实施例的描述

接下来是本发明的优选实施例的详细描述。然而，本发明并不打算局限于下面所述的实施例或者显示的附图。相反，这些描述和附图只是用来说明本发明的优选实施例。

鼠标产生与其运动相关的X和Y位置信号，以及指出两个开关中的一个被激活的信号。图1示出了示例性的本发明的鼠标101的左侧剖视图。该示例性的鼠标101包括：主体103、左键105、底部107、左开关109、滚球111和电路板131。左键105具有连接到主体103的左铰链117，其允许左键105旋转。肋条153安装在左键105下面，且接触左内部开关109。该左内部开关109安装在连接到底部107的内部电路板131上。通过从主体103移除底部107可以到达滚球111、左开关109和电路板131。本发明的鼠标具有分别绕着左右铰链旋转的左右键，以启动左右开关。为了简化，图1中只描述了左键、左铰链和左开关组件。

当鼠标101横过一表面移动时，滚球111旋转，邻近滚球111安装的位置传感器(没有显示)将鼠标101的X和Y移动转化为电信号，该电信号通过柔性线连接电传送到计算机。这些传感器是传统的，且对本领域中的普通技术人员来说是已知的。在优选实施例中，滚球111与X轴旋转传感器和Y轴旋转传感器相接触，该两个传感器基本相互垂直。当滚球111在X方向旋转时，该X轴旋转传感器将X轴位置信号传送给计算机，同样，当滚球111在Y方向上旋转时，该Y轴旋转传感器传送Y轴位置信号。在另一个实施例中，滚球机构可以由光传感器或者任何相似的机构来代替，这些机构感觉鼠标的移动，且将该移动转化为代表X和Y位置的电信号。

本发明的鼠标的一个优点是鼠标的小尺寸和半球形形状使得小手可以握住鼠标，且可以比大的传统鼠标更容易协调鼠标运动。小尺寸也允许通过在键上的使用者手指和定位在鼠标主体背上的手掌之间的挤压运动来激活这些键。

本发明鼠标的键很大，且沿着鼠标的前面向下弯曲。左键105在铰链117处连接到鼠标主体103，该铰链117正好位于主体103和鼠标101的顶部上的键105的交叉点的下面。该键105的弯曲形状和铰链117的位置使得开关109可以通过使用者施加到键105上的直接向下、水平压力或者旋转的力来激活。如所述的，孩子们的小手通过挤压鼠标101的键105可以更容易地激活开关，且键105也可以像其它为成人设计的计算机鼠标一样用向下的力来启动。

键105的弯曲的形状和铰链115的位置使得开关109如上所述被激活。键105安装在鼠标101的前面，且从鼠标101的顶部沿着前面和侧面向下弯曲。键105的前面部分104和主体103的后面部分106基本垂直于底部107。鼠标的尺寸允许小手放置在鼠标上，这样手指尖可以位于键105的前面部分104上，且手掌可以位于主体103的后面部分106。使鼠标101位于小手的手掌和手指之间，可以施加压力来启动键105和开关109(没有显示)。鼠标101的侧面也是弯曲的，且以基本垂直的角度与底部107相交。这些垂直侧面使得小手的拇指和手指抓住鼠标101的侧面，这就增强了定位精度。

本发明的鼠标101也可以容易地被比较大的手使用。鼠标主体103的侧面可以在拇指和第三手指或者小指之间抓住，且通过把手掌放置于一平面上，鼠标101的位置可以精确地控制。通过如上所述的抓住鼠标101，食指和中指可以位于左键105和右键(没有显示)的顶部。通过施加向下的力到键105的水平顶部部分，食指和中指可以很容易地启动左键105和右键。通过压下键105的顶部表面，本发明的鼠标101的操作与通常的成人尺寸的鼠标的操作相似。因为本发明的鼠标101可以被具有通常成人尺寸手的成人和具有小手的孩子们容易地使用，所以鼠标101无需根据计算机的使用者来改变。

图2A示出了本发明的两键计算机鼠标201的实施例的顶视图。右铰链127安装在邻近右键125和鼠标主体103的交叉点。同样，左铰链117安装在邻近左键105和鼠标主体103的交叉点。该右键125和右铰链127与左键105和左铰链117的功能相同，但是相互独立工作。

图2B示出了本发明的计算机鼠标201的实施例顶部剖视图。左开关109和右开关129可以都安装在共同的电路板131上。右开关129和左开关109的功能相同，但是产生相互不同的独立信号。这些开关109、129在鼠标201中的使用对于本领域中的普通技术人员来说是已知的。

如上所述，当左键105启动时，左开关109通过柔性线连接将电信号传送给计算机，且当右键125(如图2A所示)被激活时，右开关129传送电信号。当没有力施加到键105时(如图2A所示)，内部开关109复位，且另一个信号电传送到计算机。在另一个实施例中，鼠标和计算机之间的柔性线传送连接可以由光波发射器/接收器、射频发射器/接收器或者任何相似的机构替代，这些机构对于电子领域的普通技术人员来说是已知的。

图3示出了本发明鼠标101的左侧截面的视图，以及可以被施加到鼠标101以启动键105的力。为了简化，左键105、左铰链113和左开关109将会被简单地称为键105、铰链113和开关109。当鼠标101被挤压时，为了使键105绕着铰链113旋转，铰链113在鼠标主体103中必需定位得比键105的前面部分104高。当水平力F_1A施加到键105的前面部分104时，在铰链113上存在相等且相反的水平力F_1B。因为力F_1A和F_1B不在同一垂直面上，所以产生了启动键105的转矩。通过挤压键105产生的转矩等于压力乘以铰链和水平力F_1A之间的垂直距离。在优选实施例中，铰链113安装在邻近鼠标101的顶部，键105的前面部分104最大化，压力在前面部分104上将会产生围绕铰链113的顺时针的转矩。

如图3所示，对于可顺时针旋转键105的向下的力F_2A，铰链113必须安装在键105和鼠标101的背面部分106之间。此外，当向下的力F_2A施加到键105的顶部部分108时，在铰链113上存在相等且相反的力F_2B。因为力F_2A和F_2B是相互偏移的，产生的转矩等于力F_2A乘以铰链113和向下的力F_2A之间的水平偏移量。注意，基本垂直键105的表面的任何力将产生围绕铰链113的相似的转矩。

铰链113与内部开关109和键105的连接点的相对位置必须设置成，使施加到键105的向下的力或者压力激活内部开关109，其中键105围绕铰链113旋转。键105的弯曲表面允许在其上以一定范围的角度施加力。因此，在键105的上部水平部分上的向下的力将会启动内部开关109，且靠着键105的前面垂直部分的水平压力将启动内部开关。同样，施加到键105的倾斜部分中心的斜向力将启动内部开关109。施加到键105上的基本垂直于键105的表面的任何力将会启动开关109。

在优选实施例中，铰链113和肋条115是左右键105的一体部分，且可以由单块模制塑料制成。铰链113是平面塑料块361的锥削部分，当力施加到键105时，其可以弹性偏转，以允许键105旋转。如上所述，位于键105下的肋条115设置在开关109上。当通过施加向下的力或者压力使键105绕着铰链115旋转时，肋条115压下开关109，且铰链113弹性偏转。当该力从键105上释放时，铰链113恢复其通常直的位置，而开关109没有被启动。因为塑料弹性偏移，该铰链113用作复位弹簧，当没有力施加在铰链上时，其趋向于返回到其通常的直的位置。当键105释放时，开关109的内部弹簧(没有显示)也向上推动肋条115，且绕着铰链113逆时针旋转键105到其正常位置。

图4示出了本发明鼠标401的另一个实施例的另一个左侧截面视图。再次为了简化，左键105、左铰链113和左开关109将会被简单地称为键405、铰链413和开关409。为了简化鼠标401的组装，键405可以扣入最终的装配件中，与主体403接合。如上所述，铰链413可以是键405的一体部分。在该优选的实施例中，具有倒钩445的接片441连接到铰链413的末端，在装配期间，该接片441插入到鼠标主体403中。该鼠标主体403具有内部肋条451和横杆453，它们接合接片441。倒钩445接合内部肋条451之一，且在鼠标401装配完以后，防止键405从鼠标主体403移除。通过将接片441水平插入鼠标主体403，键405连接到鼠标主体403。由于接片441在横杆453上插入，倒钩445接触内部肋条451，且向下偏转。当键405完全插入且倒钩445通过内部肋条451时，当塑料材料的弹性伸直接片441时，倒钩445接合内部肋条451的一边。键405接靠在肋条451之一，以保持键405正确地定位在鼠标401上，且在装配以后，倒钩445与内部肋条451的接合防止键405从鼠标401中移出。在图4中示出的鼠标401与先前的实施例具有相同的外观，且使用了所公开的开关结构。鼠标401的顶部视图与图2A一样，而顶部剖视图与图2B一样。

虽然弹性塑料铰链是该优选实施例的一部分，但是任何其它铰链或者偏转装置可以在本发明的鼠标中使用。如果使用多块铰链，其可以不用作复位弹簧，而只有开关的内部弹簧(没有显示)将键旋转到其正常位置。在另一个实施例中，内部弹簧可以合并到鼠标主体中，当启动力没有施加到键上时，该内部弹簧使键复位。

如上所述，本发明的鼠标形状基本为半球形的，且尺寸较小，这就使得孩子们和具有小手的使用者可以握住和更精确地定位鼠标。在优选实施例中，鼠标的整个发明尺寸应该与孩子的手的平均尺寸成正比。表1列出了4岁、6岁和8岁的孩子的各种手的参数的平均尺寸。为了对比，表1也列出了成人手的平均尺寸。注意，成年男子的手的尺寸大约分别比平均4岁、6岁和8岁的孩子的手大68％、48％和35％。表1中手的量纲为英寸。图5示出了列出的手上测量尺寸的地方。

	4岁孩子	6岁孩子	8岁孩子	成年男子
					手长	4.6	5.1	5.6	7.5
手宽	2.1	2.3	2.5	3.5
					食指长	2.6	2.9	3.2	4.5
手背长	1.8	2.2	2.4	3.0
					拇指长	1.6	1.8	2.0	2.7

为了适应孩子们的手的较小尺寸，本发明的鼠标的尺寸必须比成人鼠标成比例地小。本发明的鼠标的长度大约为3.5英寸，宽度大约为2.3英寸。相反，通常的成人鼠标的长度大约为4.8英寸，宽度大约为2.7英寸。本发明的鼠标对于孩子来说比较容易精确地定位，因为其更好地适应孩子的手。

图6示出了本发明鼠标601的单键实施例的顶视图。鼠标601具有主体603和键605。键605具有连续的弧形，其从键605顶部的基本水平的表面弯曲到键605前面的基本垂直的表面。键605安装到铰链(没有显示)，该铰链连接到鼠标主体603。键605可以通过施加向下的力到键605的上部水平表面或者通过施加压力到键605的前面垂直表面来启动。键605绕着铰链旋转，且接合主体内的电开关。该单键鼠标实施例的工作方式参考双键实施例的描述。

根据上述的优选实施例已经描述了本发明，本领域的普通技术人员将很容易地理解，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对所公开的实施例进行许多修改、替代和增加。例如，虽然上述的鼠标被用于计算机，本领域的普通技术人员将很容易地理解，本发明的鼠标可以用于任何相似的电子设备，且本发明并不局限于上述机构。所有这样的修改、替代和增加都将位于后附的权利要求书所很好定义的本发明范围内。

Claims (18)

1.一种鼠标输入装置，包括：

主体，其具有底部表面、前表面、顶部表面和后表面，该后表面基本垂直于该底部表面；

铰链，其安装在该主体内接近该主体的顶部表面处；

键，其连接到该铰链上，且沿着一条从在该主体的顶部表面处基本为水平的渐变为在该主体的前表面处基本为垂直的连续弧线弯曲；以及

电开关，其机械地连接到该键，其中，该电开关是通过施加基本水平的压力到该键的基本垂直的部分上和施加基本向下的力到该键的基本水平部分上来启动的。

2.如权利要求1所述的鼠标输入装置，其特征在于：该铰链在该主体中设置得比该键的基本垂直的部分高。

3.如权利要求1所述的鼠标输入装置，其特征在于：该铰链是单块平面塑料的锥削部分，当该键被启动时，其可以弹性偏转。

4.如权利要求1所述的鼠标输入装置，其还包括：

键肋条，其安装在该键的内部，且和该电开关接合。

5.如权利要求4所述的鼠标输入装置，其特征在于：该键、该铰链和该键肋条由单块塑料模制而成。

6.如权利要求5所述的鼠标输入装置，还包括：

平状接片和倒钩，它们被连接到该铰链与该键相对的一侧；

横杆，其在该主体内确定出一水平表面；以及

多个主体肋条，其在主体内确定出多个水平表面；

其中该横杆和多个主体肋条接触该平状接片的相对侧，且该倒钩接合所述多个主体肋条之一的内边缘，以防止该键从该主体移出。

7.如权利要求6所述的鼠标输入装置，其特征在于：该键、该铰链、该肋条、该接片和该倒钩由单块塑料模制而成。

8.一种鼠标输入装置，其包括：

主体，其具有底部表面、前表面、顶部表面和后表面，该后表面基本垂直于该底部表面；

左铰链，其安装在该主体内接近该主体的左上表面处；

左键，其连接到该左铰链，且沿着一条从在该主体的顶部表面处基本为水平的渐变到在该主体的前表面处基本为垂直的连续的弧线弯曲；

左电开关，其机械地连接到该左键，该电开关是通过施加基本水平的压力到该左键的基本垂直部分上和施加基本向下的力到该左键的基本水平部分上来启动的；

右铰链，其安装在该主体内接近该主体的右上表面处；

右键，其连接到该右铰链，且沿着一条从在该主体的顶部表面处基本为水平的渐变到在该主体的前表面处基本为垂直的连续弧线弯曲；以及

右电开关，其机械地连接到该右键，该电开关是通过施加基本水平的压力到该右键的基本垂直部分上和施加基本向下的力到该右键的基本水平部分上来启动。

9.如权利要求8所述的鼠标输入装置，其特征在于：该左铰链在该鼠标中设置得比该左键的基本垂直部分高，该右铰链在该鼠标中设置得比该右键的基本垂直部分高。

10.如权利要求8所述的鼠标输入装置，其特征在于：该左铰链是单块平面塑料的第一锥削部分，当该左键启动时，其可以弹性偏转。

11.如权利要求8所述的鼠标输入装置，还包括：

左键肋条，其安装在该键的内部，且和该左电开关接合。

12.如权利要求8所述的鼠标输入装置，其特征在于：该左键、该左铰链和该左键肋条由单块塑料模制而成。

13.如权利要求12所述的鼠标输入装置，还包括：

左平状接片和左倒钩，它们连接到该铰链与该左键相对的一侧；

横杆，其在该主体内的左侧确定出一水平表面；以及

多个主体肋条，其在主体内的左侧内确定出多个水平表面；

其中该横杆和多个主体肋条接触该左平状接片的相对侧，且该左倒钩接合所述多个主体肋条之一的内边缘，以防止该左键从该主体移出。

14.一种鼠标输入装置，包括：

主体，其具有底部表面、前表面、顶部表面和后表面，该后表面基本垂直于该底部表面；

铰链，其安装在该主体内接近该主体的顶部表面处；

键，其连接到上述铰链，且沿着一条从在该主体的顶部表面处基本为水平的渐变到该在主体的前表面处基本为的连续的弧线弯曲；以及

电开关，其机械地连接到该键，其中，该电开关是通过施加基本水平的压力到该键的基本垂直部分上或施加基本向下的力到该键的基本水平部分上来启动的；

其中，该铰链是单块平面塑料的锥削部分，当该键被启动时，其可以弹性偏转。

15.如权利要求14所述的鼠标输入装置，其还包括：

键肋条，其安装在该键的内部，且和该电开关接合。

16.如权利要求15所述的鼠标输入装置，其特征在于：该键、该铰链和该键肋条由单块塑料模制而成。

17.如权利要求16所述的鼠标输入装置，其还包括：

平状接片和倒钩，它们连接到该铰链与该键相对的一侧；

横杆，其在该主体内确定出一水平表面；以及

多个主体肋条，其在主体内确定出多个水平表面；

其中该横杆和多个主体肋条接触该平状接片的相对侧，且该倒钩接合所述多个主体肋条之一的内边缘，以防止该键从该主体移出。

18.如权利要求17所述的鼠标输入装置，其特征在于：该键、该铰链、该肋条、该接片和该倒钩由单块塑料模制而成。

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