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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf alphanumerische
Tastaturen und insbesondere auf eine verbesserte Tastatur zum Minimieren unproduktiver
Handbewegungen.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Über die
Jahre hinweg haben sich Computer-Tastaturen in eine begrenzte Anzahl
von Standardmodellen entwickelt, die auf der allgemeinen Vorstellung
des Anwenders von Nutzen gegenüber Kompromissen
basieren. Diese allgemein verfügbaren
Standardtastaturen laufen auf den kleinsten gemeinsamen Nenner hinaus,
der im Allgemeinen die Mehrzahl der Bedürfnisse der Anwender befriedigt. Nichtsdestoweniger
setzt die Forschung im Tastaturentwurf ihren Versuch fort, die größten Nachteile
vorhandener Modelle zu verbessern.
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Das
US-Patent 6.682.235 offenbart eine weit verbreitete Desktop-Tastatur
mit einem Scroll-Rad auf der linken Seite und mit Editierungstasten
an Standardorten. Ein Anwender kann seine Hände von den Ausgangsstellungstasten
(vom Buchstaben "a" zum Apostroph) wie
gefordert bewegen, um auf die Editierungstasten zuzugreifen. Die
Tastatur besitzt außerdem
Navigationsfunktionen, auf die in einem Zahlenfeld zugegriffen werden
kann. Da jedoch der "NUM
LOCK"-Aktuator zum
Ausführen
dieser Funktionen nicht bequem zugänglich ist, werden die Navigationsfunktionen
selten benutzt. Stattdessen neigen Anwender dazu, ihre Hände zwischen
Cursor/Edit-Tasten und dem Zahlenfeld hin und her zu bewegen.
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Das
US-Patent Des 458.258 zeigt eine Tastatur, die im Handel als "Microsoft Office
Keyboard" bekannt
ist. Sie wurde entworfen, um auf die Bedürfnisse von Microsoft-Office-Anwendern
eine Antwort zu liefern, und besitzt spezielle Cut-, Copy- und Paste-Tasten
und ein Scroll-Rad auf der linken Seite. Diese Merkmale sind zwar
bequem, sie erfordern jedoch, dass die Anwender ihre Hände von
den Ausgangsstellungstasten wegbewegen, um auf die Cut-, Copy- und Paste-Tasten
und auf das Scroll-Rad zuzugreifen. In Folge des Einbaus dieser
zusätzlichen Tasten
sowie einer integrierten Handballenauflage ist die Tastatur außerdem sehr
groß und
belegt erheblich mehr Platz auf dem Schreibtisch als eine Standardtastatur.
Die Nummernfeld-Navigation auf der "Microsoft Office Keyboard"-Tastatur ist die
gleiche wie bei der Tastatur, die in dem US-Patent 6.682.235 angegeben
ist.
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Die
Praxis der Verwendung einer zusätzlichen
Modifizierertaste (Fn-Taste) zum Zuordnen ausgewählter Tasten auf kompakten
Tastaturen ist in der Industrie weit verbreitet. Diese Technik lässt zu,
dass mit einer kleinen Tastatur die Funktionalität einer großen Tastatur reproduziert werden
kann, ohne dass die Größe entsprechend
zunimmt.
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Das
US-Patent Des 354.049 gibt ein repräsentatives Beispiel eines Tastaturentwurfs
an, der in Laptop-Computern gewöhnlich
verwendet wird. Eine Modifizierertaste (Fn-Taste) ermöglicht dem
Anwender, die rechte Seite der Tastatur auf ein numerisches Tastenfeld
abzubilden. Die Position der Ausgangsstellung für das resultierende virtuelle
Zahlenfeld befindet sich jedoch eine Reihe weiter oben als die Position
der Ausgangsstellung zum Schreiben von Text, mit der Folge, dass
eine Umpositionierung der Hand erforderlich ist, um zwischen der
numerischen Eingabe und der Texteingabe hin und her zu wechseln.
Die Navigations- und Editierungsfunktionen erfordern ebenfalls die
Bewegung der Hand bzw. der Hände weg
von der Ausgangsstellungszeile.
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Das
im Handel erhältliche
Happy Hacking KeyboardTM, hergestellt von
PFU Systems, Inc., in Santa Clara, Kalifornien, verwendet das Fn-Tasten-Verfahren, um Navigations-
und Editierungsmerkmale für
die rechte Hand zu schaffen. Die verfügbaren Fn-Tasten befinden sich
jedoch nicht in der Ausgangsstellungszeile, mit der Folge, dass
manchmal unangenehme Handbewegungen erforderlich sind. Außerdem befinden
sich die Navigations- und Editierungstasten an beliebigen Positionen,
die nicht gut zu den Standard-Positionen
der Ausgangsstellungszeile für
die Steuerung dieser Tasten passen, was dazu beiträgt, dass
der Anwender zusätzliche Lernzeit/Lernanstrengung
aufbringen muss.
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Das
US-Patent 5.287.526 offenbart einen komplizierten Mechanismus für die Verwendung
von Nichtmodifizierertasten, damit sie als Modifizierertasten wirken,
was zulässt,
dass der Rest des Tastaturlayouts beliebig zugeordnet werden kann.
Dieser Lösungsweg
ist aus mehreren Gründen
problematisch: (1) Um die Absicht der Bedienungsperson zu ermitteln,
muss die als ein Modifizierer wirkende Taste für eine festgelegte Zeitdauer
niedergedrückt
werden. Diese Pause verlangsamt die Anwendung, wodurch der Arbeitsfluss
unterbrochen wird. (2) Langsame Schreibkräfte könnten unabsichtlich das alternative Layout
auslösen,
was ein unvorhersagbares Tastaturverhalten zur Folge hat. (3) Die
Tasten, die als Modifizierertasten wirken, verlieren die Fähigkeit
zur Selbstwiederholung. Dies kann insbesondere dann problematisch
sein, wenn die Leertaste als die Modifizierertaste verwendet wird
(eine der bevorzugten Ausführungsformen,
die in dem Patent angegeben werden). Da die Leertaste während des
normalen Schreibens sehr häufig
verwendet wird, kann die Beeinträchtigung
ihrer Funktionalität
die Schreibleistung erheblich vermindern. (4) Die offenbarten Layouts zeigen,
dass der linken Hand die Cursor-Steuerung zugewiesen ist, was im
Gegensatz zu der üblichen Praxis
steht. Im Wesentlichen alle Tastaturen übertragen der rechten Hand
die Steuerung der Cursor-Tasten. Dies steht auch in Konflikt mit
der bekannten Finger/Tasten-Zuordnung eines Standard-Cursorfeldes
in Form eines "umgedrehten
T" (d. h., dass
die durch Schreiben mit dem Zeige- und dem Ringfinger erhaltenen
Tasten vertauscht sind). Dies kann Probleme hervorrufen und den
Anwender weiter verwirren. (5) Die offenbarten Ausführungsformen sind
nur auf kompakte Tastaturen eingeschränkt. Es wird nicht erörtert, wie
die Tastatur mit einer Maus (oder einer anderen Zeigevorrichtung)
in Wechselwirkung treten würde
oder wie die Funktionalität
des Zahlenfeldes verbessert würde.
Darüber
hinaus spricht sich das US-Patent 5.287.526 für die vollständige Beseitigung
des Standard-Zahlenfeldes und der Navigationstasten aus, um die
Herstellungskosten zu verringern.
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Das
US-Patent 6.198.474 offenbart Techniken, die jenen, die in dem (weiter
oben diskutierten) US-Patent 5.287.526 beschrieben sind, ähnlich sind und
auch das Ziel der Verringerung der Tastaturgröße haben. Alle Standard-Modifizierertasten
sind beseitigt und funktional durch eine Leertaste ersetzt, die in
zwei Teile unterteilt ist, wovon jeder Hälfte unterschiedliche Modifiziererfunktionen
zugewiesen sind. Die Prozedur für
die Reproduktion der nicht mehr vorhandenen Modifizierertasten ist
jedoch kompliziert und das resultierende Layout ist weitgehend beliebig und
hat keine Ähnlichkeit
mit irgendeinem Standard-Tastaturlayout.
Dies hat eine erhebliche Anstrengung des Anwenders zur Folge, um
zu lernen, wie mit der Tastatur zu schreiben ist, was viele der Nachteile
zur Folge hat, die oben mit Bezug auf das US-Patent 5.287.526 diskutiert
worden sind.
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Die
US-Patente 4.974.183 und 4.522.518 offenbaren ähnliche Verfahren zum Verringern
der Handbewegung. Jedes offenbart eine Tastatur, die in der Mitte
geteilt ist, wobei zwischen den zwei Seiten zusätzliche Tasten angeordnet sind.
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Zusätzliche
Tasten unterhalb des Bereichs der Leertaste werden ebenfalls in
Betracht gezogen. Leider müssen
Anwender dieser Tastaturen noch immer ihre Hände bewegen, um die zusätzlichen
Tasten zu erreichen, wobei in einigen Fällen die Positionierung nicht
intuitiv sein könnte.
Beide Tastaturen besitzen Nicht-Standard-Entwürfe, was
eine teuere Kundenherstellung erfordert. Eine Abweichung vom Standardlayout
macht diese Tastaturen außerdem für konservative
Verbraucher weniger attraktiv.
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Das
US-Patent 6.043.809 beschreibt die Hinzufügung von Scroll-Leistensensoren zu
verschiedenen geradlinigen Bereichen einer Standardtastatur. Durch
Bewegen eines Fingers längs
eines dieser Streifen kann die Bedienungsperson unter Verwendung
irgendeiner Hand durch ein Dokument (vertikal oder horizontal) scrollen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine verbesserte Tastatur geschaffen, die effizienter
als Modelle des Standes der Technik wie oben erwähnt zu verwenden ist. Insbesondere
umfasst die Tastatur der vorliegenden Erfindung strategisch positionierte spezielle
Modifizierertasten (Fn-Tasten) und weist üblicherweise verwendete Tastaturtunktionen
Positionen zu, die schnell und einfach getippt werden, so dass der
Anwender im Vergleich zu Standard-Computertastatur-Entwürfen weniger
unproduktive Handbewegungen ausführt.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Eine
genaue Beschreibung der Erfindung wird unten mit Bezug auf die folgenden
Zeichnungen angegeben, in denen:
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1 ein
Tastaturlayout gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, in dem eine Modifizierertaste (Fn-Taste) für eine optimale
Nutzung strategisch positioniert ist;
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2, die die 2a und 2b umfasst, das
Tastaturlayout eines herkömmlichen
numerischen Tastenfeldes (2a) bzw.
eines alternativen Layouts (2b), das
aktiviert wird, wenn die Fn-Taste von 1 niedergedrückt und
gehalten wird, zeigt;
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3 eine
Ausführungsform
des Tastaturlayouts gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, das für
die Verwendung mit einer Maus (oder einer anderen Zeigevorrichtung)
optimiert ist;
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4 eine
Ausführungsform
des Tastaturlayouts gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, das für
die Verwendung zur Eingabe von Text optimiert ist;
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5a eine
alternative Ausführungsform des
Tastaturlayouts gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, die für
die Verwendung in einem selbstenthaltenen numerischen Tastenfeld
optimiert ist, wobei die linke Zeichnung das Standard-Layout des numerischen
Tastenfeldes zeigt und die rechte Zeichnung ein alternatives Layout
zeigt, wenn die Fn-Taste aktiv ist;
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5b eine
weitere alternative Ausführungsform
des Tastaturlayouts gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, die für
die Verwendung auf einem selbstenthaltenden numerischen Tastenfeld
optimiert ist, wobei die linke Zeichnung das Standard-Layout des
numerischen Tastenfeldes zeigt und die rechte Zeichnung ein alternatives
Layout zeigt, wenn die Fn-Taste aktiv ist; und
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6 eine
Ausführungsform
des Tastaturlayouts gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, das ein Cursor-Tasten-Layout für drei unterschiedliche Heim-Positionen hat.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In
sämtlichen
Figuren sind bestimmte Tasten nicht bezeichnet (z. B. andere Modifizierertasten). Der
Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet erkennt, dass diese Tasten
in Kombination mit den in den Figuren gezeigten Tasten verwendet
oder nicht verwendet werden können.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung befindet sich eine Modifizierertaste (Fn-Taste) an einer
Position in der Ausgangsstellungszeile von Tasten (oder innerhalb
einer kurzen Reichweite hiervon). Vorzugsweise befindet sich die
Fn- Taste, wie in 1 gezeigt ist,
auf der linken Seite der Tastatur zwischen der Tab- und der Shift-Taste.
Dies ist die Standardposition für
die Caps-Lock-Taste, die an irgendeinem anderen verfügbaren Ort
angeordnet werden würde.
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Wenn
die Fn-Taste gedrückt
(aktiviert) wird, wird die Tastatur auf ein alternatives Layout
zugeordnet, wie später
genauer diskutiert wird. Wenn die Fn-Taste losgelassen (deaktiviert) wird,
kehrt die Tastatur zu ihrem Standard-Layout zurück.
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2 zeigt eine Ausführungsform, die für die Verwendung
mit einem numerischen Tastenfeld optimiert ist. Durch einfaches
Drücken
oder Loslassen der Fn-Taste von 1 mit der
linken Hand kann der Anwender nahezu sofort zwischen dem Schreiben von
Zahlen (2a) und dem Navigieren in einem Dokument
(2b) unter Verwendung seiner rechten Hand umschalten.
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3 zeigt
eine Ausführungsform,
die für
die Verwendung mit einer Maus (oder einer anderen Zeigevorrichtung)
optimiert ist. Mehrere Cut-, Copy- und Paste-Tasten sind redundant
vorgesehen, wodurch dem Anwender ein größerer Fehlerbereich zugestanden
wird, wenn er solche Funktionen aktiviert, und eine größere Flexibilität hinsichtlich
der zum Drücken der
Fn-Taste zu verwendenden Finger zugestanden wird. Außerdem sind
Rückwärts- und
Vorwärts-Tasten
für die
Web- und die Dateibrowser-Navigation vorgesehen.
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4 zeigt
eine Ausführungsform,
die für
die Verwendung zur Eingabe von Text optimiert ist. Genauer ermöglicht das
Layout von Editierungsfunktionstasten dem Anwender, schnell zwischen
dem Schreiben, der Dokumentnavigation und dem Editieren umzuschalten,
ohne seine Hände
von der Ausgangsstellungszeile zu bewegen.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass irgendeine oder alle Ausführungsformen,
die oben in Verbindung mit den 1–4 diskutiert
wurden, auf derselben Tastatur implementiert werden könnten.
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5 zeigt zwei Ausführungsformen für selbstständige numerische
Tastenfelder (5a und 5b). In
jeder Ausführungsform
wird die Fn-Taste durch den Daumen der rechten Hand des Anwenders aktiviert.
Größe, Form
und Position der Fn-Taste können
sich für
verschiedene Anwendungen und Anwendervorlieben unterscheiden.
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Zusammengefasst
ermöglicht
das Tastaturlayout gemäß der vorliegenden
Erfindung, dass die Hände
der Anwender für
die meisten Schreibaufgaben im Allgemeinen in der Ausgangsstellung
verbleiben, wodurch unproduktive Handbewegungen zwischen der jeweiligen
Ausgangsstellung für
verschiedene Vorrichtungen/Aufgaben minimiert werden. Das Zuordnen
von Tasten auf andere Tastenfunktionen ist im Allgemeinen mit den
Ausgangsstellungspositionen für
die zugeordneten Tasten konsistent. Dies beschleunigt den Lernprozess
des Anwenders und minimiert die Verwirrung, da der Anwender Wissen,
das er bei Verwendung der Standardtastenpositionen bereits erlernt
hat, übertragen
kann. Beispielsweise zeigt 6 Tastenzuordnungen
für den
Zeigefinger, den Mittelfinger und den Ringfinger (Quadrat, Dreieck
bzw. Kreis), die für
die Cursortasten in allen verschiedenen Positionen, an denen sie
getippt werden können,
identisch sind. Die grauen Kästen
in 6 geben die Standard-Ausgangsstellung für den Zeigefinger in jedem
Fall an.
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Das
Tastaturlayout der vorliegenden Erfindung kann gut in eine Standardtastatur
integriert werden, ohne dass teuere materielle Änderungen erforderlich sind
(beispielsweise sind keine zusätzlichen Tasten
erforderlich), außerdem
stehen sie mit dem Standardverhalten der Tastatur nicht in Konflikt. Wenn
die Fn-Taste nicht aktiviert wird, arbeitet die Tastatur genau wie
eine Standardtastatur.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
befinden sich die Shift- und die Fn-Taste nebeneinander, weshalb sie gleichzeitig
unter Verwendung lediglich eines Fingers gedrückt werden können. Dies
ist ein kritischer erheblicher Vorteil, da er dem Anwender erlaubt,
schnell und komfortabel Auswahlvorgänge zu initiieren, indem er
die Cursor- und die Shift-Taste in Kombination verwendet. Der Anwender
kann Zeichen, Wörter,
Zeilen und sogar ganze Absätze
unter Verwendung dieses Lösungswegs
auswählen.
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Die
vielen Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der genauen
Beschreibung hervor, weshalb durch die beigefügten Ansprüche beabsichtigt ist, alle
derartigen Merkmale und Vorteile der Erfindung abzudecken, die in
den Umfang der Erfindung fallen. Andere Ausführungsformen oder Abwandlungen
sind innerhalb des Bereichs und Umfangs der vorliegenden Erfindung
möglich.
Obwohl beispielsweise die oben angegebenen Ausführungsformen nur eine einzige
Modifizierertaste (Fn-Taste) enthalten, können zusätzliche (redundante) Fn-Tasten
in die Tastatur aufgenommen sein. Obwohl ferner die oben angegebenen
Ausführungsformen
nur die Verwendung der Fn-Taste als einen Modifizierer zeigen, wird
in Betracht gezogen, dass andere Modifizierertasten die Funktion
der Fn-Taste ausführen können, sofern
kein Konflikt mit anderen Funktionen entsteht, die der oben genannte
Modifizierer bereits ausführt.
Darüber
hinaus sind dem Fachmann auf dem Gebiet zahlreiche Fn-Tasten-Kombinationen, die
in Verbindung mit der bevorzugten Ausführungsform nicht angegeben
worden sind, bekannt. Diese umfassen, ohne darauf eingeschränkt zu sein,
die Exposé-Funktionen in Mac
OS X, die Lautstärkesteuerfunktionen,
Medienzugriffstasten und so weiter. Da zahlreiche Modifikationen
und Änderungen
dem Fachmann auf dem Gebiet ohne weiteres deutlich sind, ist nicht
beabsichtigt, die Erfindung auf die genaue Konstruktion und die
genaue Funktionsweise, die erläutert
und beschrieben worden ist, einzuschränken, weshalb alle geeigneten
Modifikationen und Äquivalente
in den Umfang der Erfindung fallen sollen.
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Zusammenfassung
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Es
wird eine Schreibtastatur zum Minimieren unproduktiver Handbewegungen
geschaffen. Die Tastatur umfasst mehrere Tasten zum Eingeben von alphanumerischem
Text, wobei die Tasten in Übereinstimmung
mit einem herkömmlichen
Tastaturlayout positioniert sind, und wenigstens eine Modifizierertaste
zum Zuweisen von gewöhnlich
verwendeten Tastaturfunktionen an vorgegebene der Tasten, die in der
Nähe einer
normalen Ruheposition der Schreibfinger eines Anwenders positioniert
sind.