本发明涉及一种触摸说板操作装置， 优先适合但并非仅限用于便携式计算机 等电子产品。

背景技术

在包括笔记本电脑、 掌上电脑等便携式计算机， 以及如学习机、 游戏机、手 机等一些常用电子产品， 或如工业控制、 交通、 银行、 金融、 信息和通讯等领域 中， 在进行人机对话操作时， 用于进行信息或指令输入的装置中， 除不同形式的 通用 （标准） 或专用键盘操作结构， 和 /或机械 /光电型鼠标等可拆装 /选配的独立 外接设备外， 为更加方便操作， 还常在与操作键盘下方的相邻位置处配置有由 包 括触摸 /点击操作单元和点击键组成的触摸板操作装� �。 特别是在笔记本电脑等 产品中，在与操作键盘的空格键相邻的下方位 置处设书置该触摸板操作装置， 基本 上已成为常规和必备的结构设计形式。

该触摸板操作装置的基本结构， 通常都包括有一个具有手指触摸 /点击区域 并可将触摸 /点击操作信号输出的触摸 /点击操作单元， 以及通常为两个分别由点 击键控制和输出操作信号的点击操作单元， 且分别具有或对应于鼠标装置中左 / 右点击键的操作功能。 其信号输出功能， 根据不同的结构和 /或设计原理， 目前 可采用如分别与所说的手指触摸 /点击区域和 /或点击键直接 /间接连接或相关联 的元器件及电路、 或通过相应的编 /译码结构， 以及通过相应的计算机软件程序 等相应的成熟技术予以实现。

以目前应用最为广泛的便携式（笔记本）计算 机的设计为例， 该触摸板操作 装置的基本结构形式可如图 1所示。在常规的通用操作键盘下方（或使用� �靠近 操作者的一侧） 的位置 （多为空格键的正下方）， 有一个带有手指触摸 /点击区域 (即大多呈矩形的触摸板） （1 ) 的触摸 /点击操作单元， 手指触摸 /点击区域的下 方紧邻设置有一对左右并列布置的条形点击键 （3， 2)， 分别具有或相当于鼠标 中左 /右点击键的功能。 这种结构设计被长期沿用至今， 仍作为一种经典设计方 式在大量使用。 此外， 目前也有将该两条形点击键 （3, 2) 改在手指触摸 /点击 区域 （1 ) 上方左右并列布置或分列于手指触摸 /点击区域 （1 ) 左右两侧的设计 形式。

在实际使用中发现， 这种已成为惯例的将两个点击键左右并列布置 的设计， 不仅不方便进行某些操作，也限制了一些操作 功能的开发和拓展， 而且长时间操 作后， 使用者常会感到手腕部的疲劳和不适。例如， 在这种结构的触摸板上操作 时，手掌与操作设备的接触部位只有位于小指 侧掌根部的豌豆骨部位， 长时间使 用后会感到手腕劳累及豌豆骨部位疼痛和不适 。此外， 当手指在该触摸板上操作 时， 手腕常需要向小指侧 （尺侧） 作过度弯曲的动作； 而当食指在手指触摸 /点 击区域 （1 ) 的左侧操作时， 拇指将很难对右侧的点击键 （与鼠标右键相对应） 进行操作。 而且， 在整个操作过程中， 中指均无法使用， 无名指和小指也不便于 放置， 为避免误触到触摸板引起的错误操作， 中指、 无名指和小指还需要经常保 持悬空状态， 从而进一步加剧手腕部的疲劳和不适。

由解剖学、 生理学的知识可以了解， 人手腕部的正常和感到舒适的姿势，是 手掌的轴线与小臂轴线保持一致及向左右侧弯 在 +30°〜- 20° 幅度的范围内。 手 臂和手掌在平放（或大致平放） 的状态下， 手的拇指、 食指和中指与身体分别成 近、 中、 远的斜向分布。 由此可知， 上述的疲劳、 不适等问题的产生， 正是由于 目前这种经典结构设计不符合人体工程学的基 本原理和要求所导致的。 手指和 / 或手腕长时间处于这种不正常、不舒适甚至是 过度扭曲的工作状态， 不可避免的 会使手腕部组织因长期慢性损伤而积劳成疾。 这种被称为 "鼠标手"的职业性损 伤， 随着笔记本电脑的迅速普及和广泛使用已不断 出现和见诸报道， 且有日渐增 多的趋势。

除上述的便携式电脑外， 在其它工业控制、 交通、 信息、 学习、 娱乐等领域 中的同类操作装置的设计中， 类似的问题也同样存在。

发明内容

针对上述情况， 本发明提供了一种新形式的触摸板操作装置， 使其更符合人 体工程学的基本原理和要求， 更为合理， 不仅能够解决目前同类产品中存在的问 题， 使操作更方便和快捷， 还有利于保证操作者手腕和手指部位的舒适和 健康， 甚至还可以进一歩开发和拓展出新的操作功能 。

本发明触摸板操作装置的基本结构， 同样包括一个具有手指触摸 /点击区域 (即触摸板） 并可将触摸 /点击操作信号输出的触摸 /点击操作单元， 以及至少两 个分别由点击键控制和输出操作信号的点击操 作单元， 其中所说的点击键为两 个，以相背方式分别设置在所说的触摸 /点击操作单元的手指触摸 /点击区域的上、 下方位置。

本发明中所说的该上、 下方位置是指， 以所说的该手指触摸 /点击区域 （即 触摸板）为准， 当其使用操作状态呈垂直或大致垂直方式时， 所说的上、 下方位 置即指该手指触摸 /点击区域的上方和下方； 当其使用操作状态呈水平或大致水 平方式时， 所说的上、 下方位置即指相对于操作者而言位于该手指触 摸 /点击区 域的较远 （前方） 位置和靠近 （后方） 位置。 所说的手指触摸 /点击区域的触摸 / 点击操作信号， 和 /或点击键的控制、 操作信号的输出， 均可釆用前述目前在同 类装置中已有报道和 /或广泛使用的直接 /间接连接或相关联的元器件及电路、 或 通过与之相对应的编 /译码结构， 或通过相应的计算机软件程序等成熟技术予以 实现。 所谓的直接 /间接连接或相关联， 是指在相关的元器件结构间可以通过物 理接触直接进行电连接，或是在静止或非工作 状态下虽并不表现有直接的物理连 接关系， 但在受到手指的触压和 /或点击时的机械力或电磁感应等所产生的相� � 形变和 /或电磁感应等作用下， 能产生或实现与物理直接电连接具有实质上相 同 或等效的作用和结果。

因此， 本发明上述触摸板操作装置， 是基于上述人体工程学的基本原理，并 充分考虑到人们在对计算机鼠标等已广泛使用 的电子产品中已形成和建立的手 指分工和操作习惯， 仅对其中点击键的位置进行了新的和更为合理 的设计， 并未 改变现有包括有手指触摸 /点击区域 （触摸板） 的触摸 /点击操作单元和包括有点 击键的点击操作单元的基本结构及其工作原理 和过程。

上述结构中， 分别以相背方式设置在所说触摸 /点击操作单元的手指触摸 /点 击区域的上、下方位置处的点击键的设置方式 中， 可以至少有一个采用以区域占 位方式设置在手指触摸 /点击区域范围内的所说方向处。 即， 以区域占位方式在 手指触摸 /点击区域范围内的上方和 /或下方处设置的该点击键，与手指触摸 /点击 区域可以不存在宏观可见的物理分隔状态， 而只是在同一手指触摸 /点击区域范 围内的相对操作区域上的划分。这种设置方式 目前在便携式计算机中也是一种已 有采用的成熟技术。

另一种方式， 是使该点击键采用与所说的手指触摸 /点击区域保持有间隔距 离的相邻方式分别设在手指触摸 /点击区域上、 下方位置处， 即与目前广为釆用 的以物理分隔结构相互隔离独立设置的方式相 同。

在上述点击键釆用与所说的手指触摸 /点击区域以物理分隔结构相互独立隔 离设置的结构中， 该两点击键中以相邻方式设置在通用操作键盘 的下方、且位于 所说触摸 /点击操作单元的手指触摸 /点击区域上方位置的该点击键， 根据需要， 还可进一步与相邻的通用操作键盘下方的空格 键合并为共用的操作键。特别是在 如便携式计算机及类似产品或设备中， 这种设置方式在不影响操作的前提下，还 可有利于进一步减小其在操作面板上的所占面 积。

进一步， 在上述点击键采用与所说的手指触摸 /点击区域经物理分隔结构相 互独立隔离设置时， 所说的以相背方式分别设置在触摸 /点击操作单元的手指触 摸 /点击区域上、 下方位置处的点击键中， 可以至少有一个点击键的操作面低于 或高于该手指触摸 /点击区域的操作面， 以方便操作。 例如， 根据使用需要， 可 以使相应点击键的操作面， 以与该手指触摸 /点击区域操作平面正交或斜交方式 高出或低下， 以提高手指点击操作的方便性、 快捷性和舒适性。

上述的触摸板操作装置中， 所说触摸 /点击操作单元中的手指触摸 /点击区域 的具体形式， 可以为矩形、 方形、 圆形或椭圆形的平面结构。

此外， 根据人体手掌的运动特点及操作需要， 上述结构中所说的分别设置在 触摸 /点击操作单元的手指触摸 /点击区域上、 下方位置处的点击键中， 还可以至 少有一个点击键的点击操作范围设置为矩形条 状面或弧形条状面，以更好地与操 作者的手掌正常活动范围和舒适状态相适应。

本发明上述结构形式的触摸板操作装置中， 对所说的分别设置在触摸 /点击 操作单元的手指触摸 /点击区域上、 下方位置处的点击键的功能分配， 以使位于 下方位置处的点击键至少对应于常规鼠标装置 中的左侧点击键，而位于上方位置 处的点击键至少对应于常规鼠标装置中的右侧 点击键的设置为最佳方式，以便于 与目前操作独立鼠标装置的方法保持一致， 操作者可以使用单手（无论左手或右 手） 的食指和中指， 实现与目前操作鼠标左 /右点击键完全相同的效果， 而且这 种设置方式的另一显著优点还在于，无论是习 惯左手或右手的操作者都可以用相 同的方式操作， 无须再根据操作者的左 /右手操作习惯重新学习和熟悉， 和 /或对 设备进行调整和重新设置，避免了因本发明结 构布置方式的改变而给操作者带来 的不便或需重新学习和熟悉的问题。

对人体手掌活动范围和特点的进一步研究还发 现， 在上述结构中， 使所说的 位于手指触摸 /点击区域下方位置处点击键操作面的左右方� �长度， 小于上方位 置处点击键操作面的对应长度， 和 /或使所说的位于手指触摸 /点击区域下方位置 处点击键操作面上下方向的宽度， 大于上方位置处点击键操作面的对应宽度。这 些都是根据人的手指长度、操作时的移动轨迹 和半径等特点， 以及操作时手掌的 舒适活动及屈伸幅度范围等特点进行的更为有 益的完善方式。

由此可以清楚理解， 本发明对所说该触摸板操作装置的结构布置方 式设计， 是基于充分考虑和根据人体工程学的基本原理 和要求做出的，可以克服目前同类 装置中存在的不合理和不方便的缺陷。 可以使实际操作中使用频率最高的食指、 拇指和中指在正常和舒适的状态下， 正好分别处于触摸 /点击区域和以相背方式 分别位于其下、 上方的点击键位置处， 在无需做过多左 /右屈伸动作的正常和舒 适状态下进行操作， 从而彻底解决了传统产品使用中因手腕和 /或手指常处于过 度屈 /伸状态下操作所带来的弊病， 而且在充分考虑并完美地移植了人们己经熟 悉的传统鼠标的左 /右键操作习惯的基础上， 还能无需区分操作者的左 /右手操作 习惯而能同样适用。试验结果还显示， 在对本发明上述装置操作时， 手掌可以实 现由大、小鱼际部位共同支撑的平放或基本平 放状态， 也避免了目前只能由手掌 小指侧的豌豆骨部位支撑的不利情况。

除能克服目前同类装置的不利因素外，本发明 上述的触摸板操作装置的结构 设计， 可以使拇指、 食指和中指按目前常规方式分别进行独立的触 摸和 /或点击 操作， 特别是该两个点击键在实现与鼠标左 /右键同样的独立操作功能和效果外， 还可以进一步实现以三指同时， 或任意两指同时等不同方式的组合操作， 以实现 对操作键相关功能的进一步拓展和开发。这些 组合方式的操作， 对于将两个点击 键左右并列设置的目前传统结构的触摸板操作 装置而言，都是难以想象和无法实 现的。

此外， 本发明上述结构设计的另一特点， 是在实现最佳合理设计的同时，还 能最大限度减小和避免对现有触摸板结构系统 的影响和干扰，因而不会对目前已 有的生产设备 /生产线产生过大的影响， 也免除需要人们改变或放弃已经熟悉的 操作习惯而重新学习和适应的过程。这一特点 和优势， 正是本发明设计形式的触 摸板操作装置可以替代目前传统设计形式的触 摸板操作装置，被广泛地应用于计 算机（尤其是笔记本电脑）、 掌上电脑、 学习机、 游戏机、 手机， 以及包括工业、 交通、 银行、 金融、 信息和通讯等许多领域的重要基础， 具有极大的商业价值和 开发前景。

以下结合附图，以可广泛用于笔记本电脑中的 输入信息或指令的触摸板操作 装置作为具体实施方式的实施例， 对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。 但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限 于以下的实例。在不脱离本发明上 述技术思想情况下， 根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各 种替换或变 更， 均应包括在本发明的范围内。

附图说明

图 1是目前触摸板操作装置的传统结构形式的示� �图。

图 2是本发明触摸板操作装置的一种结构形式示� �图。

图 3是本发明触摸板操作装置的另一种结构形式� �意图。

图 4是本发明触摸板操作装置的又一种形式的侧� �状态结构示意图。

图 5是本发明触摸板操作装置的再一种结构形式� �意图。

图 6是本发明触摸板操作装置另外的一种结构形� �示意图。

具体实施方式

图 1是目前触摸板操作装置的一种传统的常规设� �形式。其在使用最多的便 携式（笔记本）计算机中， 通常是以相邻方式设置在常规操作键盘的下方 （多在 空格键下方的中部）。该触摸板操作装置中设 有一个多为方形或矩形的手指触摸 / 点击区域 （触摸板） 1并可将触摸 /点击操作信号输出的触摸 /点击操作单元， 以 及两个分别由点击键 2， 3控制和输出操作信号的点击操作单元， 其中的左点击 键 3和右点击键 2以左右并列方式设置，在功能上分别对应于� �立鼠标装置中的 左 /右点击键。

图 2是本发明触摸板操作装置的一种结构设计形� �，其中同样包括有一个带 有手指触摸 /点击区域（触摸板） 1 (图中示出的为方形或矩形形状） 并可将触摸 /点击操作信号输出的触摸 /点击操作单元， 以及两个分别由点击键 2， 3控制和输 出操作信号的点击操作单元。 该两点击键 2， 3以相背并与手指触摸 /点击区域 1 保持有物理间隔结构的相邻方式设置在其上、 下方位置处。 该两点击键 2， 3的 操作平面可与手指触摸 /点击区域 1保持为同一平面高度。 其中， 位于手指触摸 / 点击区域 1下方（靠近操作者身体侧）的点击键 3至少与常规鼠标装置中的左点 击键相对应或等同，位于上方的点击键 2则至少与常规鼠标装置中的右点击键相 对应或等同。

在上述结构基础上， 在便携式计算机等产品或设备中， 根据需要， 还可以进 一步使位于手指触摸 /点击区域 1上方的点击键 2，釆用与之相邻的通用操作键盘 中的空格键共用为同一个键的方式设置。

图 3所示的本发明触摸板操作装置是在图 2结构上的一种变化形式，其中所 说的相背设置于手指触摸 /点击区域 1上、 下方的两个点击键 2， 3， 均采用以区 域占位方式设置在手指触摸 /点击区域 1范围内的所说方向处， 其与手指触摸 /点 击区域 1间只有操作上的区域划分， 而无宏观可见的物理分隔结构或状态。

图 4所示的是本发明又一种触摸板操作装置的侧� �状态。与图 2所示结构的 不同在于， 该两个点击键 2， 3的操作面， 分别都低于手指触摸 /点击区域 1的操 作平面， 其中位于手指触摸 /点击区域 1上方的点击键 2的操作面， 设置成与该 手指触摸 /点击区域 1的操作平面斜交的形式， 位于下方的点击键 3的操作面则 设置成与手指触摸 /点击区域 1的操作平面垂直 （或斜交） 的形式。

图 5所示的是本发明触摸板操作装置的又一种具� �形式，与图 2结构的不同 在于， 所说的手指触摸 /点击区域 1为椭圆形的操作平面， 以相背方式设置在其 上、 下方的两点击键 2， 3分别采用为长度和宽度都不同的弧形条状操� �面。 其 中，位于手指触摸 /点击区域 1下方的点击键 3操作面左右长度小于上方点击键 2 的操作面的对应长度；点击键 3操作面上下方向的宽度则大于点击键 2的操作面 的对应宽度。 手指触摸 /点击区域 1和两点击键 2, 3的操作平面为同一高度。

图 6所示的是综合有图 3和图 5所示结构特点的一种本发明触摸板操作装置 的设计形式， 其手指触摸 /点击区域 1采用为椭圆形的平面， 两点击键 2， 3均以 区域占位而无物理分隔结构的方式设置在手指 触摸 /点击区域 1范围内的上、 下 方部位， 且其长度和宽度具有与图 5中所示的类似特点。