DE69223647T2

DE69223647T2 - Tastatursystem mit ergonomischer bedienfläche

Info

Publication number: DE69223647T2
Application number: DE69223647T
Authority: DE
Inventors: Stephen L Albert; Jeffrey B Spencer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-01-27
Filing date: 1992-08-05
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2012-08-06
Also published as: AU663449B2; EP0624129B1; US5137384A; CA2121677A1; AU2410492A; EP0624129A1; WO1993014936A1; ATE161227T1; JPH07504053A; CA2121677C; DE69223647D1

Description

Die Erfindung betrifft geteilte Tastaturen, wobei jede Hand einer Tastengruppe bzw. einem Tastengruppenduster zugeordnet ist, und insbesondere den Bereich vertikal ausgerichteter Doppeltastaturen.
Bisher wurden verschiedene Tastaturen bereitgestellt, die dazu vorgesehen sind, die psychophysiologischen Ergonomie- oder Anthropotechnikaspekte einer effizienten Koordination von Hand/Fingerbewegungen und Denkfähigkeit zu verbessern. Keine dieser Vorrichtungen betrifft jedoch den gegenwärtig kritischeren Problembereich des traumatischen Einflusses auf die Physiopathologie, der mit Aufgaben oder Arbeiten mit intensiven wiederholten Bewegungen und insbesondere solchen Arbeitsabläufen verbunden ist, bei denen die oberen Extremitäten einer Person einbezogen sind, d.h. die Finger bzw. Daumen, die Hand, das Handgelenk, die Ellbogen, die Schultern, die eine zusammenwirkende Gliederaggregation bilden. Daher wird nachstehend, um die beim Auftreten eines sogenannten Karpaltunnelsyndroms auftretende RMI- (repetitive-motion injury) (Schädigung durch wiederholte Bewegungen) Krankheit-Pathogenese besser zu verstehen, eine Übersicht über besonders maßgebliche medizinische Artikel sowie relevante frühere Patentveröffentlichungen gegeben. Beispielsweise stellt Dr. S.J. Barrer MD in der anerkannten amerikanischen Zeitschrift "Ocupational Health & Safety" dar, daß sich gegenwärtig mehr Untersuchungen und Informationen auf arbeitsinduzierte kumulative Traumastörungen beziehen als in den vorangehenden zwei Dekaden, und das Karpaltunnelsyndrom (CTS) darunter am häufigsten auftritt. Er stellt ferner dar, daß RMI-induzierte CTS-Syndrome vor einer Dekade etwa 18% der Berufskrankheiten darstellte, während dieser Anteil vor kurzem auf etwa 48% gestiegen ist. Dr. Barrer zeigt auf, daß in der Vergangenheit bei der Verwendung einer Schreibmaschine gelegentlich Pausen oder Unterbrechungen eingelegt werden mußten, um Korrekturen von Hand vorzunehmen, Papier in den Schlitten einzuführen oder aus dem Schlitten zu entnehmen, Unterbrechungen, um die Buchstabierung eines Wortes zu überprüfen usw.. Diese Arbeits "-unterbrechungen" von Arbeitsabläufen, bei denen wiederholte Bewegungen ausgeführt werden, sind heute derart automatisiert, daß die physische Bewegung wesentlich häufiger wiederholt wird; ein Benutzer eines Textverarbeitungssystems kann heute ohne entlastende Abwechslung, d.h. ohne Zeit zum Ausruhen des Handgelenks, in einer einzelnen ununterbrochenen Arbeitsperiode etwa 23000 Tastendrücke ausführen. Dr. Barrer erläutert, daß die sich daraus ergebende Belastung wesentlich größer ist, als das Handgelenk aufgrund seines anatomischen Aufbaus bewältigen kann. Obwohl bei einer einzelnen Bewegung zum digitalen Betätigen einer modernen berührungssensitiven Taste lediglich ein Druck von etwa 1/2 Pfund ausgeübt wird, kann der kumulative RM-Belastungsfaktor in einer Arbeitsperiode auf etwa 6 Tonnen Arbeitsdruck extrapoliert werden. Daher führt Dr. Barrer weiter an, daß durch diese Wiederholungen ohne geeignete Regenerierungszeit Schmerzen, Entzündungen und Schwellungen des Karpaltunnelbereichs des Handgelenks verursacht werden. Durch übermäßige Wiederholungen in einer vorgegebenen Zeitdauer wird für das Handgelenk keine ausreichende Zeit zur verfügung gestellt, um seine natürliche Schmierflüssigkeit zu erzeugen, so daß die sich daraus ergebende Reibung zu Schwellungen und Vernarbungen führt. Das geschwollene Narbengewebe drückt dann gegen den Nervus medianus, der unmittelbar neben dem Karpaltunnel direkt durch diesen verläuft. Mit der Zeit werden die Nerven, die den Daumen und die ersten drei Finger steuern, durch Druck atrophiert; die Hände hören unter Schmerzen auf, geeignet zu arbeiten, und der Benutzer kann permanent arbeitsunfähig werden, was für alle Beteiligten sehr schmerzhaft oder beunruhigend ist und mit hohen Kosten im Zusammenhang mit der Arbeitsunfähigkeit verbunden ist. Es wurde geschätzt, daß eine Gesellschaft mit etwa 100 Arbeitnehmern oder Angestellten, bei denen ein zunehmender Anteil Arbeitsabläufe ausführt, bei denen wiederholte Bewegungen ausgeführt werden, 1/4 Million $ jährlich für therapeutische Behandlungen einschließlich der Karpalband/-einschnittchirurgie und für die aufgrund der Regenerierungszeit abnehmende Produktivität ausgibt. 1988 legte die US-Behörde OSHA (Occupational Safety & Health Administration) (Behörde für Arbeitssicherheit und - gesundheit) fest, daß mindestens zwei wichtige Lebensmittelhersteller mit einer Strafe von zusammen 5.3 Millionen $ belegt werden, weil diesen gegenüber Fahrlässigkeit hinsichtlich der Kenntnis über die befürchtete Gefahr von RMI/CTS geltend gemacht wurde. Schließlich führt dies für alle Verbraucher zu höheren Warenkosten, und Dr. Barrer erklärt zusammenfassend, daß das beste Verfahren zum Erhöhen der Produktivität darin besteht, eher vorbeugende Maßnahmen zu ergreifen, um erforderliche Behandlungen zu vermindern; leider hat bisher niemand eine geeignete Lösung vorgeschlagen, durch die diese zunehmende Krankheit unter Benutzern von Tastaturen überwunden wird. Daher wurden zusammen mit der Offenbarung dieser Erfindung mehrere andere maßgebende Referenzartikel eingereicht.
Bezüglich dieser bei Datenverarbeitern auftretenden Krankheit wurden einige wesentliche Erfindungen entwickelt, unter denen in der US-A-4774966 mit dem Titel "Carpal-tunnel Syndrome Screening-device" eine einfache Vorrichtung beschrieben wird, durch die die rechte und die linke Hand getestet werden und die dazu dient, die Handkraft der einzelnen Person bezüglich einem bekannten "Normfaktor" anzuzeigen und später gegebenenfalls bezüglich einem vorgegebenen Kraftquotienten der einzelnen Person, wodurch das Auftreten eines durch wiederholte Arbeitsvorgänge induzierten Karpaltunnelsyndroms (RMI/CTS) frühzeitig diagnostiziert werden soll. Anstatt direkt die Ursache zu betrachten, richteten sich daraufhin die Überlegungen darauf, die Symptome orthopädisch zu behandeln, wie in der US-A-4883073 mit dem Titel "Remedial-device for Treatment of CTS" beschrieben, in der eine "Hilfsvorrichtung zur Behandlung des Karpaltunnelsyndroms (CTS)" dargestellt wird, die eine Art therapeutische Prothese in der Form einer eher hinderlichen Stützschienenvorrichtung ist, die um die Hand und das Handgelenk angelegt wird und dazu dient, den durch Schwellung verursachten Druck zu lindern, um zu ermöglichen, das eine Person, die das CTS- Syndrom aufweist, ihr Handgelenk bewegen kann, ohne das die Krankheit sich verschlimmert. Ähnlicherweise wird später in der US-A-4941460 mit dem Titel "Carpal Brace" eine "Karpalstütze" bzw. ein "Karpalband" beschrieben, das als leichtgewichtige Schiene um die Hand und den Unterarm angelegt wird und dazu dient, eine Flexion, eine Überdehnung und eine Ulnarverschiebung des Handgelenks des Trägers zu begrenzen, um zu ermöglichen, das ein natürlicher Heilungsprozeß voranschreitet, wenn bisher noch keine permanente Schädigung aufgetreten ist. Durch diese Vorrichtungen kann das Problem jedoch nicht wirklich gelöst werden.
Erfindungen, die sich besondere auf die Gestaltung von Tastaturen beziehen, betreffen lediglich die Beseitigung von mit ungeeigneten unlogischen Tastaturbetätigungen verbundenen Schwierigkeiten, indem primär die frühe Qwerty-Anordnung (die von Sholes & Christopher um die Jahrhundertwende festgelegte standardisierte obere linke Tastaturquadrant- Zeichenfolge) in ein mittig geteiltes Format geteilt wird und weiterentwickelt wurde, wodurch allgemein als Dvorak(USA/ etwa 1932) und Maltron- (L.G. Malt, England) -Format bezeichnete Formate erhalten wurden, wobei diese Verfahren im wesentlichen in der US-A-3507376, in der US-A-3698532, in der US-A-3945482, in der US-A-4081068, in der US-A-4310254, in der US-A-4669903, in der US-A-4824268 und in der US-A- 5017030 beschrieben sind, gemäß denen im wesentlichen versucht wird, den problematischen Tastatur-Reichweitenbereich zu verbessern, indem in einigen Fällen die Unterarme etwa in rechtem Winkel zueinander angeordnet werden, wobei solche getrennten, etwas gedrehten Tastaturen entwickelt wurden, um das Aufteten von Traumata bei Handgelenkbändern insbesondere bei korpulenten Personen etwas zu vermindern. Noch andere Erfinder versuchten das Tastaturproblem durch besonders, jedoch noch immer horizontal angeordnete Tastaturen zu lösen, bei denen im wesentlichen eine "Kitzel" -bewegung der Finger oder des Daumens ausgeübt wird, wie beispielsweise in der US-A-3693184 und in der US-A-4265557 beschrieben.
Eine andere Weiterentwicklung bei ergonomischen Tastaturen ist in der US-A-4378553 dargestellt, wobei die geteilte Tastatur auf einer gemeinsamen Querplatte angeordnet ist, um zu ermöglichen, daß der Benutzer die horizontal angeordneten Tastenblöcke in einem bequemen Abstand anordnen kann. In der US-A-4913573 wird eine geteilte Tastatur beschrieben, die in zwei getrennten horizontalen Tastenblöcken angeordnet ist, die Abschnitte aufweisen, in denen die Tasten auf einer vertikalen Ebene angeordnet sind, um eine geeignetere "Kitzel" -bewegung des entsprechenden Daumens und der entsprechenden Finger zu ermöglichen. Außerdem wird in der US-A- 5004196 das Problem der Verminderung bzw. Entlastung der Muskelspannung betrachtet, wobei zwei seitlich verstellbare horizontal angeordnete Handflächenstützen dargestellt werden, die relativ zu einer im wesentlichen herkömmlichen horizontalen Tastatur angeordnet sind.
In Verbindung mit der vorliegenden Erfindung ist die US-A-3990565 mit dem Titel "Remote-control Bifurcated Typewriter-keyboard w/Universal Input Matrix Switch" am ehesten relevant, in der eine heute veraltete besondere Schreibmaschine mit einer normalen horizontalen, jedoch im wesentlichen eingebauten geteilten (herkömmlichen) Tastatur dargestellt wird, die so angeordnet ist, daß dazwischen wahlweise ein zusätzlicher Raum gebildet werden kann, in dem eine Textkopie angeordnet werden kann. Nachstehend werden zwei etwas andere allgemeine Ausführungsformen von Tastenblöcken beschrieben, die jeweils gegebenenfalls vertikal geeignet vorne seitlich links oder rechts von einem Benutzer angeordnet werden können, wobei eine auf Teleskophalterungen einziehbar ist und die andere über ausziehbare Schnurverbindungen nach außen bewegt werden kann. Jede der vertikalen Anordnungen soll der Bedienungsperson ermöglichen, diese an jeder Seite auf einem Tisch oder Schreibtisch anzuordnen, so daß dazwischen geeignet Textkopien angeordnet werden können, während der Benutzer über eine Periskopanordnung einen geeignet vergrößerten Ausschnitt der Kopie entfernt vor der Bedienungsperson in einem Hauptgehäuse anschaut. Die Doppeltastenblöcke sind im allgemeinen weder kompatibel mit anderen Schreibmaschinen-Hauptgehäusen noch für eine Laptop- Bedienung geeignet. Vermutlich wurde diese Erfindung nicht kommerziell genutzt, weil während einer Schreibfunktion weder geeignete sichtbare Tastaturbezugszeichen bereitgestellt werden, noch eine entspannte, geeignet unterstützte Positionierung der Hände, Handgelenke bzw. Unterarme bereitgestellt wird, um einem RMI-induzierten CTS-Syndrom vorzubeugen (das erst in späteren Jahren erkannt wurde).
Eine andere Ausführungsform einer herkömmlichen, wahlweise teilbaren Tastatur ist in der US-A-4661005 mit dem Titel "Splitable-keyboard for Word-processing Typing and Other Information-input Systems" beschrieben, wobei (Figuren 2A, 2B und 7C, mit Text, Spalte 7 unten und Spalte 8 oben) vorgeschlagen wird, daß ihre eingebauten Tastenblockeinheiten teilweise (jeder Tastenblock besteht aus zwei Abschnitten, wobei ein Abschnitt immer horizontal ausgerichtet bleibt) drehbar auf eine Neigung von 45 Grad (bezüglich einer in Längsrichtung ausgerichteten Seiteninkrementalachse) eingestellt werden kann, wodurch eine größere Bequemlichkeit für die Hände der Bedienungsperson erhalten wird. Weil es durch die Neigung auf diese extreme Position oder Lage für den Benutzer schwierig ist, einzelne auf der Tastenoberseite aufgebrachte Zeichen zu lesen, schlug der Erfinder vor, zusätzlich ähnliche Zeichen auf der nach oben ausgerichteten Seitenfläche jeder Digitaltaste aufzubringen (Fig. 8A, mit Text, Spalte 9 unten), wodurch die Tastenzeichen in dieser mäßig geneigten Position oder Lage besser sichtbar sind. Ein bei dieser Erfindung auftretendes weiteres Problem besteht darin, daß die Kathodenstrahlröhren- (CRT) Sichtanzeige zu nahe an den Augen des Benutzers angeordnet war, wodurch aufgrund von Überanstrengungen der Augen Ermüdungserscheinungen verursacht werden.
In der US-A-4490604 wird eine einziehbare Tastaturanordnung für ein Datenendgerät dargestellt, wobei eine zweite Tastatur provisorisch unmittelbar unter der Primärtastaturfläche verdeckt angeordnet und gemäß dem Bedarf des Benutzers in Längsrichtung aus- bzw. einziehbar ist.
Daher haben die vorliegenden Erfinder hinsichtlich der bei den vorstehend beschriebenen herkömmlichen Systemen auftretenden Einschränkungen ein Entwicklungsunternehmen unter dem Zeichen "The VERTICAL" , Lajolla, Kalifornien, eingerichtet.
Hinsichtlich der vorstehenden Diskussion bezüglich des Stands der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein geteiltes Tastatursystem (hierin auch als seitlich halbgeteiltes System bezeichnet) mit einem im wesentlichen herkömmlichen Schreibmaschinenformat, wie beispielsweise dem bekannten Qwerty-Format, oder einem anderen praktischeren Tastaturformat oder allgemeinen Befehlseingabetasten, die für Miltitärelektronik, Industriesteuerpulte, Steuerpulte für Luftfahrzeuge, Steuerpulte zur medizinischen Diagnostik, Steuerpulte für Musikgeräte usw. verwendet werden, bereitzustellen, wobei zwei gegenüberliegende vertikale Tastenblöcke in einer optimalen ergonomischen Position oder Lage angeordnet und vorzugsweise auf einer Tastatur-Basisstruktur bezüglich der bestimmten individuellen Vorwärts-Längs-Schulter-Mittellinie des Benutzers seitlich verschiebbar oder verstellbar sind, um ihre Position für den Benutzer ergonomisch anzupassen.
Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, durch das Tastatursystem mit zwei gegenüberliegend angeordneten vertikalen Tastenblöcken eine verbesserte seitlich halbgeteilte horizontale Tastatur mit einem im wesentlichen herkömmlichen alphanumerischen Format zur Informationseingabe für eine vorhandene Computereinheit bereitzustellen, wodurch eine korrigierende Ausrichtung einer wesentlichen Schulter/Arm/Hand/Finger-Aggregation einer sitzenden Bedienungsperson in gerader Linie ermöglicht wird, so daß das (insbesondere durch die herkömmliche Handflächenposition) physiologisch induzierte, zur Arbeitsunfähigkeit oder Invalidität führende Karpaltunnel- (Handligament) Belastungssyndrom ergonomisch vermindert wird, das nun den durch Benutzer von Tastaturen ausgeführten Arbeitsabläufen mit wiederholten Bewegungen wissenschaftlich zugeordnet ist, wobei durch die hierin beschriebene besondere vertikale Tastenblockanordnung die Übergangsbewegungsabläufe vermindert werden, die den Tastaturfunktionen zugeordnet sind, wodurch eine wesentlich verbesserte Leistungsfähigkeit des Benutzers, Genauigkeit und Produktivität erhalten werden.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen tragbaren einheitlichen Tastaturrahmen mit einem im wesentlichen leichtgewichtigen starren Aufbau bereitzustellen, der während der Verwendung geeignet bequem quer auf dem Schoß eines Benutzers über dem Knie- bzw. Oberschenkelbereich angeordnet werden kann, wobei getrennte linke und rechte gegenüberliegende Handstützschalenabschnitte vorgesehen sind, die für den Oberkörper jeder einzelnen Bedienungsperson ergonomisch anpaßbar sind, wobei der Vorteil dieser verwendung darin besteht, die belastungsinduzierende Struktur zu vermeiden, die bisher unbeabsichtigt bei herkömmlichen Computer-Tastatursteuerungsanordnungen vorhanden war, die daher nicht geeignet waren für die durch die natürliche Körperstruktur des Benutzers vorgegebenen Grenzen (die durch die Muskulatur- bzw. das Skelett vorgegebenen physiomechanischen Grenzen). Außerdem wird durch die besondere Struktur der vertikal angeordneten Tastatur allgemein das Erfordernis für ergonomisch einstellbare Tastaturmöbel eliminiert. Daher liegt der ergonomische Vorteil dieser in Querrichtung ausgerichteten Struktur darin, daß sie leicht für Kinder anpaßbar ist, deren wesentlich schmalere Schulter- bzw. Oberkörperbreite geringer ist als die minimale prozentuale Breite der kleinsten weiblichen erwachsenen Personen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, getrennte, beabstandete linke und rechte Tastenblockelemente bereitzustellen, die sich jeweils von der Tastatur senkrecht nach oben erstrecken, so daß ihr vertikal ausgerichtetes Bedienungsfeld sich in Seitenrichtung nach links bzw. nach rechts erstreckt, während es in einer vertikalen Ebene schräg ausgerichtet ist, wodurch eine im wesentlichen neutrale (entspannte) Handgelenkbogenposition und eine im wesentlichen neutrale Handgelenkdrehposition ermöglicht werden, so daß Karpaltunnelbelastungen vermindert werden. Ferner ist ein kompakter Spiegel vorgesehen, der in einem Winkel zur Bedienungsperson hin und nahe hinter und unmittelbar außerhalb der Tastaturstruktur angeordnet ist und eine im wesentlichen herkömmliche einstellbare Halterung aufweist, so daß durch die Anordnung eine bequeme direkte Ansicht der vertikalen Positionen der einzelnen Fingertasten ermöglicht wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung mit den vorstehenden Merkmalen bereitzustellen, wobei vorzugsweise eine geeignete Seitenpositionierungseinrichtung vorgesehen ist, wie beispielsweise eine Steck-Aufnahme-Gleit- oder Teleskopanordnung, durch die die jeweiligen vertikalen Tastenblöcke gemäß der bestimmten Schulterbreiten- und/oder Oberkörperbreitenabmessung eines bestimmten Benutzers in Seitenrichtung fein bzw. begrenzt eingestellt werden können, wodurch eine präzisere ergonomisch korrigierende Anpassung an die wichtige Geradeausprojektion der Schulter/Arm (Ober- und Unterarm)/Hand/Finger- Aggregation, die hierin neu definiert ist, vorgenommen werden kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung mit den vorstehenden Merkmalen bereitzustellen, wobei die Basistastatur (der Halterahmen) vorzugsweise so aufgebaut ist, daß die damit verbundenen innen beabstandeten Tastenblockelemente, die in der Nähe der entgegengesetzten distalen Enden der Tastatur angeordnet sind, in Querrichtung relativ zueinander nach innen und nach außen begrenzt repositioniert werden können (vorzugsweise gleitend aus- bzw. einziehbar), so daß eine vollständige Anpassung an die besondere Oberkörperbreite einer vorgegebenen Bedienungsperson vorgenommen werden kann, wodurch eine universelle Anpassung an die kritische (für die Wirksamkeit der Erfindung wesentliche) Geradeausrichtungsprojektion der Schulter/Arm/Hand-Aggregation der Bedienungsperson vorgenommen werden kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung mit den vorstehenden Merkmalen bereitzustellen, wobei ferner zwei entgegengesetzt angeordnete Augenbezugs-Spiegeleinheiten vorgesehen sind, die jeweils in unmitelbarer Nähe ihres zugeordneten linken oder rechten Tastenblocks an entgegengesetzten Seitenpositionen und unter einem vorzugsweise durch die Bedienungsperson der Tastatur manuell einstellbaren Winkel angeordnet sind, um zu ermöglichen, daß die Bezugszeichen zum Finger-Tasten- Oberflächenkontakt auf den Tasten des vertikalen Tastenblocks für die Bedienungsperson sichtbar sind. Die vorzugsweise ebenen Spiegel müssen daher drehbar kugelgelagert oder auf eine beliebige herkömmliche Weise befestigt sein, um eine geeignete Ausrichtung des Bildes des Tastenblock- Bedienfeldes bezüglich der Augen der Bedienungsperson zu ermöglichen. Außerdem sind vorzugsweise (allgemein alphanumerische) Zeichen auf der Tastenoberfläche vorgesehen, die spiegelbildlich darauf aufgedruckt sind, so daß sie für die Bedienungsperson normal lesbar sind. Daher ist bevorzugt, daß die einzelnen Tastenzeichen um etwa 90 Grad gedreht sind, so daß sie im wesentlichen horizontal bezüglich der Längsebene der wechselseitig angeordneten Tastaturstruktur reflektiert werden. Außerdem ist vorzugsweise ein besonderer abdeckblechähnlicher Rahmen um die beschriebenen Tastenblock-Spiegelelemente vorgesehen, um den Spiegel vor unbeabsichtigten Fehleinstellungen zu schützen, während außerdem vorteilhaft die entsprechenden Elemente zu einer Struktur mit kompaktem Erscheinungsbild integriert sind. Vorzugsweise dient die erhaltene Anordnung dazu, die Tastenblockebene mit dem zugeordneten Hand- (Hypothenarerhöhungsabschnitt) Stützschalenabschnitt zu vereinigen, während gleichzeitig das angrenzende winklig angeordnete Spiegelelement geeignet umhüllt wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen bereitzustellen, wobei außerdem ein im wesentlichen herkömmliches Zehntasten-Kalkulationsfeld bzw. Zehntastenfeld auf einem getrennten Feld angeordnet ist, wobei das Zehntastenoder Kalkulationsfeld vorzugsweise zwei beabstandete stekkerähnliche Elemente aufweist, die vorzugsweise elektrische Kontakteinrichtungen aufweisen, so daß die Bedienungsperson der Tastatur das Kalkulationsfeld einfach vertikal ausgerichtet in die Tastatur stecken kann (jedoch in einem Abstand von etwa 3 Zoll von der Tastatur nach außen). Weil das Kalkulationsfeld genau unter Berücksichtigung der hierin für die vertikalen Tastenblockelemente dargestellten ergonomischen Vorschriften verwendet wird, ist die Verwendung eines ähnlichen einstellbaren Spiegels zusammen mit einer ähnlichen spiegelbildlichen Darstellung der Tastenzeichen bevorzugt. Daher sind in den gegenüberliegenden, seitlich entfernten primären Schalenenden der Tastatur vorzugsweise sekundäre aus- bzw. einziehbare Unterschalenabschnitte vorgesehen (vorzugsweise an jedem Ende einer), die normalerweise eingezogen sind und im wesentlichen innerhalb der Grenzen der primären Handstützschale verborgen oder verdeckt sind. Wenn das Kalkulationsfeld verwendet werden soll, muß lediglich die Unterschale in Querrichtung um etwa 90 mm (3 1/2 Zoll) nach außen geschoben werden, um die Aufnahmeelemente freizulegen (die ähnlicherweise vorzugsweise passende elektrische Kontakte aufweisen), und das Kalkulationsfeld in einer vertikalen Position gehalten und lediglich nach unten in die vollständig eingesteckte Halteposition gerichtet werden. Weil für einige Benutzer eine Bedienung des Kalkulationsfeldes durch die linke Hand gewünscht wird, können ähnliche Steckerelemente auch an der entgegengesetzten Seite des Kalkulationsfeldes vorgesehen sein, so daß das Feld umgekehrt auf der linksseitigen Unterschale angeordnet werden kann (spiegelbildlich zur rechtsseitigen Unterschale). Um zu erreichen, daß die außen angeordnete Steckereinrichtung, die sich von der unbenutzten Seite des Kalkulationsfeldes nach oben erstrecken, normalwerweise unwirksam bzw. nicht sichtbar sind, können die Steckerelemente lösbar angeordnet sein (ähnlich wie bei einem normalen einrastenden Telefonstekker), so daß die doppelendigen Steckerabschnitte einfach wieder mit den Aufnahmeabschnitten an der entgegengesetzten Seite des Kalkulationsfeldes verbunden werden können.
Die vorstehenden und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden zusammen mit verschiedenen Vorteilen und Merkmalen der vorliegenden Ausführungsformen anhand der nachfolgenden Beschreibung verschiedener allgemeiner Ausführungsformen verdeutlicht, wobei Bezugszeichen dargestellt sind, die den in Beziehung stehenden Stellen in der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen entsprechen. Demnach werden die Erfindung und die verschiedenen vorgesehenen Anwendungen der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen verdeutlicht, die primär zur Erläuterung dienen und durch die die Erfindung nicht eingeschränkt werden soll.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht betrachtet über die linke Schulter eines Benutzers eines Computers, der an einer bevorzugten Bedienungsposition vor einer exemplarisch dargestellten Computervorrichtung sitzend dargestellt ist;
Figur 2 zeigt eine Ansicht eines unmittelbar vor dem Benutzer angeordneten Abschnitts mit unterbrochenen Phantom- Umrißlinien, durch die die ausgezogene bzw. eingezogene Position entgegengesetzter Abschnitte exemplarisch dargestellt sind;
Figur 3 zeigt eine linke Seitenansicht davon mit einer Phantom-Umrißlinie, durch die die besondere ergonomische Position oder Stellung der Hand der sitzenden Bedienungsperson exemplarisch dargestellt wird;
Figur 4 zeigt eine Draufsicht davon mit Umrißlinien zum exemplarischen Darstellen der besonderen ergonomischen Position der sitzenden Bedienungsperson;
Figur 5 zeigt eine vergrößerte Hilfs-Detailansicht, ähnlich wie Figur 1, wobei die ausgezogene Zehntastenfeldanordnung für die linke Hand dargestellt ist; und
Figur 6 zeigt eine vergrößerte Detailansicht des Tastenfeldelements für die rechte Hand bei einer Betrachtung in die direkte Querrichtung nach innen.
In den Figuren werden die folgenden Bezugszeichen verwendet:
10 Gesamtanordnung der Erfindung (vor einem vorhandenen Computergehäuse);
11, 11', 11" eine exemplarische Sichtanzeige, Normstekker/Anschlußbuchse, normales Elektrokabel;
12 Beispiel einer vorhandenen Tischfläche;
13 Bedienungsperson;
14, 14', 14" herkömmliche Sitzunterseite, Sitzrückseite, Sitzbasis;
15, 15' Oberschenkel- bzw. Kniebereich der Bedienungsperson;
16, 16' Bezugspfeile für Querbewegung des linken bzw. rechten Oberschenkels bzw. Knies;
17, 17' linke bzw. rechte Schulter der Bedienungsperson;
18, 18' linker bzw. rechter Ellbogen der Bedienungsperson;
19, 19' linkes bzw. rechtes Handgelenk der Bedienungsperson;
20, 20' linke bzw. rechte Hand
21, 21' linkes bzw. rechtes Handstützpolster;
22, 22' linker bzw. rechter Spiegel (VRM)
23, 23', 23" linker bzw. rechter Tastaturhälftenabschnitt und Bezugspfeil für Einstellung;
24, 24' linkes bzw. rechtes Gehäuse der Tastatur- bzw. Tastenfeldabschnitte;
25, 25', 25" linke bzw. rechte einziehbare Unterschale (zum Befestigen des Zehnertastenfeldes) und Pfeil zum Darstellen der Einziehrichtung;
26, 26' linke bzw. rechte Aufnahmeabschnitte der Tastatur mit konkaver Unterseite;
27, 27', 27" Längs-Mittellinie-Schnittfläche bezüglich Bedienungsperson und Tastatur und zugeordnete Ausrichtung des rechten bzw. linken Beines;
28, 28', 28" linke bzw. rechte Ziel-Blickrichtung bezüglich Tastaturbild und Blickrichtung bezüglich Sichtschirm;
29, 29' linke bzw. rechte integrierte Spiegelabdeckung;
30 vertikale neutrale Handgelenk-Bezugslinie und parallele Hand-Bezugslinie;
31 Hypothenarerhöhungs-Ruheabschnitt der Hand
32 nach außen weisende Bedienfeldfläche der Tastatur;
33 typisches Beispiel einer normalen Fingertaste;
34, 34' Beispiel einer Einstellkugelhalterung;
35, 35' Beispiel einer linken bzw. rechten Rollkugel- Halbkugel (Maus);
36 Bezugspfeil für ausziehbare bzw. einziehbare Unterschale;
37 ausgezogene provisorische Handauflagefläche;
38, 38' Tastenfeld-Verstellhalterungen in der Unterschale;
39 Zehnertastenfeldmodul;
40 Beispiel einer umkehrbar zusammenwirkenden Kugelhalterung;
41, 41' Umkehrspiegel und Umfangsrahmen;
42 umkehrbarer Hängelagerarm;
43 entfernbarer Steckverbindungsstift;
44, 44' Verstellhalterungsaufnahmebuchsen in entgegengesetzten Enden des Bedienfeldes;
45 typische Beispiele von Fingertasten;
46 Bezugspfeil für Beispiel einer Umkehrbewegung;
47 Bezugspunkt des oberen und des unteren Tastenfeld- Begrenzungsbereichs.
Zunächst wird Bezug genommen auf Figur 1, in der der Gesamtaufbau 10 der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einem Beispiel einer vorhandenen Computer-Sichtanzeige 11 dargestellt ist, die hier auf der Oberseite 12 eines Schreibtisches angeordnet ist, wobei ein Verbindungsstecker 11' und ein zugeordnetes Elektrokabel 11' sich hierbei zur linken Seite der erfindungsgemäßen Tastatur 10 erstrecken. Diese Darstellung zeigt, wie eine Bedienungsperson 13 mit aufgerichtetem Oberkörper bequem in einem gewöhnlichen Bürostuhl 14 sitzt, wobei die Schultern 17, 17' und die Arme natürlich herabfallen, so daß die Ellbogen 18, 18' unmittelbar an jeder Seite des Taillenbereichs angeordnet sind (dessen Abmessung bei verschiedenen Personen erheblich unterschiedlich sein kann). Außerdem sind die Arme unter einem im wesentlichen rechten Winkel gebeugt, wodurch ermöglich wird, daß der Unterarm sich natürlich nach vorne erstreckt, so daß die Handgelenke 19, 19' im wesentlichen vertikal mit den natürlich gegenüberliegenden Händen 20, 20' ausgerichtet sind. Die Hände und Augen der Bedienungsperson können in dieser besonders entspannten Lage leicht die Positionen 28, 28' bzw. 28" erfassen, während das Gewicht der Unterarme und der Hände vollständig auf besonderen rechten und linken Stützpolstern oder -auflagen 21, 21' aufliegen, die als kontinuierliche schalenförmige Elemente ausgebildet sind, die sich von den jeweiligen vertikalen Tastenfeldelementen 24, 24', die als einstückiger Teil des Tastatur-Plattformabschnitts 23, 23' ausgebildet sind, seitlich nach außen erstrecken. Weil die Oberkörperbreite bei verschiedenen Bedienungspersonen erheblich variieren kann (allgemein über etwa 305 mm (12 Zoll)), ist durch Pfeile 23" außerdem dargestellt, wie die Tastatureinheit in Querrichtung nach innen oder nach außen geeignet eingestellt werden kann, um diese für einen breiten Bereich von Schulter- bzw. Oberkörperbreiten anzupassen. Figur 1 zeigt außerdem, wie natürlich die Tastaturanordnung 10 über den Oberschenkeln der Bedienungsperson unmittelbar über den Knien aufliegt, wobei diese Gesamtanordnung aus oder Beziehung zwischen Mensch und Maschine dazu beiträgt, das Problem der vorstehend beschriebenen RMI-Schädigung und insbesondere des Karpaltunnelsyndroms zu lösen.
Die Figuren 2, 3 und 4 zeigen ausführlicher die kritische Beziehung zwischen den mehreren Standard-Fingertasten, wie beispielsweise den Tasten 33, die senkrecht auf dem vertikal angeordneten Bedienungsfeld 32 angeordnet sind, und der ähnlicherweise natürlichen vertikalen Handgelenk- bzw. Handposition oder -stellung 30, die harmonisch mit der nach vorne ausgerichteten parallelen Geradeausprojektion 27 zusammenwirkt. Daß diese wesentliche Beziehung durch den Benutzer bzw. die Bedienungsperson selbst eingestellt werden kann, ist weiter in den Figuren 2 und 4 dargestellt, in denen gezeigt wird, wie die vorzugsweise mit einer konkav (vertieft) geformten Unterseite ausgebildeten Auflagebereiche 26, 26', die durch die leichte Schwerkraftauflage der ausgestreckten Unterarm- bzw. Handabschnitte unterstützt wird, in verbindung mit der freien Oberschenkelbewegung 16, 16' der Person zusammenwirken, um einen geeigneten und schließlich natürlichen Abstand am Bezugspunkt 23" zu erreichen. Um diese natürliche skelettgestützte Position oder Lage während des Arbeitsablaufs eines Tages beizubehalten, ist keine wesentliche Muskelanstrengung erforderlich, es treten weder unnatürliche Verdrehbewegungen (Anspannungen) der Handgelenke zur herkömmlichen pronierten Handposition hin auf, noch ist es erforderlich, die Arme und Hände nach oben zu halten, weil deren Gewicht an der Position 21, 21' vollständig auf dem natürlich (durch Fleisch) gepolsterten Hypothenarerhöhungsabschnitt 31 der Hände gestützt ist.
Weil die meisten Bedienungspersonen eine gelegentliche Sichtausrichtung (häufig eine unterbewußte Handlung bzw. Anstrengung) bezüglich dem hier dargestellten, im wesentlichen herkömmlichen Computer-Tastaturformat bevorzugen, sind außerdem zwei entgegengesetzt angeordnete Spiegel (VRM) 22, 22' vorgesehen. Weil das Verhältnis der Oberkörperhöhe zur Oberschenkellänge der sitzenden Person unter der Bevölkerung sehr verschieden ist, ist es wünschenswert, ein Verfahren zum manuellen Einstellen der festen Spiegel 22, 22' bereitzustellen, wozu das einfache Hilfsmittel einer im wesentlichen herkömmlichen Kugelsockelanordnung 34, 34' verwendet wird. Außerdem ist, um versehentliche Verstellungen zu vermeiden, vorzugsweise eine abdeckblechähnliche hintere Schutzgehäusestruktur 29, 29' vorgesehen, die angrenzend an die Tastenfeldstrukturen 24, 24' ausgebildet ist. In den Figuren 3 und 4 ist außerdem dargestellt, wie die Finger einer Bedienungsperson auf den herkömmlichen (jedoch vertikal angeordneten) Sichtanzeige-Rollball 35 (der an einem beliebigen der beiden Tastenfelder 32, 32' angeordnet sein kann) zugreifen können, sowie auf die unmittelbar darüber dargestellten normalen Computer-Funktionstasten, wobei hierdurch gezeigt wird, daß die Übergangsbewegung für die durch die Finger ausgewählten Operationen sehr effizient ist, während die Hände der Bedienungsperson vorteilhaft auf den primären Haltepolsterschalen 21, 21' aufliegend verbleiben können.
Obwohl Modifikationen dieser bevorzugten Tastatur/Tastenblockstruktur vorgenommen werden können, um einfachere oder kompliziertere Ausführungsformen, die möglicherweise ein vollständig integriertes Zehntasten-Kalkulationsfeld aufweisen, zu bilden, wurde durch Untersuchungen ergonomischer Übergangsbewegungen festgestellt, daß die Bereitstellung eingebauter ausziehbarer Hilfseinrichtungen für Zusatzgeräte die beste allgemeine Kompromißlösung darstellt. Daher zeigen die Figuren 4 und 5 die bevorzugte Weise zum Anordnen eines besonderen Modulfeldes 39 (das ein Beispiel eines ansonsten im wesentlichen normalen Zehnertasten- bzw. Kalkulationsfeldes ist), das vorzugsweise einfach vertikal in stabilisierende Aufnahme-Halterungsbuchsen 38, 38' eingesetzt wird, die in den normalerweise nicht sichtbaren Unterschalenelementen 25, 25' angeordnet sind, die (vorzugsweise durch Verschieben) nach links oder rechts von den entgegengesetzten Querenden der Tastatur nach außen freigelegt werden. Weil das Tastenfeld 39 als Modul umkehrbar ist (d.h. leicht in Querrichtung um 180 Grad gemäß Pfeil 46 gedreht und so von einer Seitenunterschale zur anderen versetzt werden kann), kann das Tastenfeld geeignet für verschiedene Benutzer für eine wahlweise Bedienung durch die linke oder die rechte Hand angepaßt werden. Daher ist es wünschenswert, daß die Steck-Verstellstifte 43 lösbar sind und auf geeignete Weise eine im wesentlichen herkömmliche Einrastvorrichtung bilden (nicht dargestellt, jedoch vorzugsweise ähnlich einer Steckverbindung für herkömmliche moderne Telefonstecker mit bekannten elektrischen Kontakten), so daß sie leicht mit einem jeweiligen der beiden Enden des Tastenfeldes 39 verbunden werden können, so daß keine hinderlichen, sich ansonsten nach oben erstreckenden überflüssigen Steckkontakte vorhanden sind, wenn das Tastenfeld an einer der beiden in Querrichtung angeordneten Unterschalenpositionen installiert wird. Während der Verwendung weist der Spiegel 41 außerdem eine Spiegeleinstellungseinrichtung mit einem Kugelsockel 40 auf, die so konstruiert ist, daß die Einstellung für die Augenposition einer einzelnen Bedienungsperson leicht vorgenommen werden kann, wenn das Bedienungsfeld zur linken oder zur rechten Handstation bewegt wird. Der besondere Vorteil dieser gesamten Hilfsbedienungsfeldanordnung liegt darin, daß dadurch die gleiche ergonomische Funktion erhalten wird wie vorstehend in Verbindung mit den neuartigen primären Tastenblöcken 24, 24' beschrieben. Wenn das Tastenfeld 39 wie in Figur 4 dargestellt betätigt wird, muß die Bedienungsperson (in dieser Darstellung) lediglich ihr rechtes Bein leicht nach links drehen (wie durch einen Pfeil 16' dargestellt), um das Tastenfeld 39 in die Querposition zu bringen, die normalerweise durch das angrenzende Tastenblockfeld 24' eingenommen wird. Außerdem ist das Tastenfeld 39 hierin (aus Gründen der deutlicheren Darstellung) etwas weiter nach rechts verschoben dargestellt als tatsächlich erforderlich wäre, wobei die provisorische Handauflagefläche 37 ebenso bequem ist wie die benachbarte primäre Fläche 21', während die Übergangsbewegung der (hier) rechten Hand der Bedienungsperson, die sich zwischen Stufen der beiden unmittelbar benachbarten vertikal ausgericheteten Fingertastenfelder bewegt, dadurch effizient ausgeführt wird, so daß Ermüdungserscheinungen während der langen Arbeitsabläufe mit wiederholten Bewegungen reduziert werden.
Nachstehend wird Bezug genommen auf Figur 6, um die besondere Ausrichtung des Spiegelbildes zu erläutern, wobei das hierin als Beispiel dargestellte Tastenfeld im wesentlichen für schreibmaschinenähnliche Tastenfunktionen für die rechte Hand geeignet ist. Das angezeigte Ende 47, das hierin die obere Seite des Tastenblockfeldes darstellt, ist konventionell im Mittelbereich einer herkömmlichen horizontalen Tastatur für eine pronierte Hand angeordnet. Daher kann, wenn über der Darstellung von Figur 6 ein Spiegel angeordnet wird, die neuartige Weise dargestellt werden, auf die das Tastenformat auf dem Feld 32 sich vorzugsweise für die Bedienungsperson darstellt.
Die Verwendbarkeit der vorstehenden Anpassungen der vorliegenden Erfindung ist nicht notwendigerweise abhängig von einem bekannten Patent, und obwohl die vorliegende Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, die als Beispiele dienen, durch die die Erfindung nicht eingeschränkt werden soll, können durch Fachleute verschiedene Änderungen, Abwandlungen, Umordnungen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne den implizierten Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung wesentlich zu verlassen.

Claims

1. Tastatur (10), die mit einem Computer (11) elektrisch verbindbar ist, zum Eingeben von Informationen in den Computer (11), wobei

a) ein Tastaturrahmen (23) mit einer relativ starren Struktur so ausgebildet ist, daß er während der Verwendung quer über dem Schoß einer Bedienungsperson (13) angeordnet werden kann, wobei der Rahmen (23) eine Bezugsrichtung definiert, wenn der Rahmen (23) quer über dem Schoß einer Bedienungsperson (13) angeordnet ist,

b) ein linkes beabstandetes Tastenblockelement (24) sich im wesentlichen vom Tastaturrahmen (23) vertikal nach oben erstreckt, so daß seine vertikal ausgerichtete Tastenfeldfläche (32) zur linken Seite hin weist, während sie in einer vertikalen Ebene hervorsteht, wodurch eine im wesentlichen neutrale Handgelenkbogenposition und eine im wesentlichen neutrale Handgelenkdrehposition erhalten wird, und einen unter einem Winkel bezüglich der Bedienungsperson (13) angeordneten Spiegel (22) aufweist, der nahe hinter und unmittelbar außerhalb des Tastenblockelements (24) angeordnet ist, wobei der Spiegel (22) so angeordnet ist, daß er die vertikal ausgerichteten einzelnen Fingertastenflächen (33) für das Auge der Bedienungsperson sichtbar abbildet; und

c) ein rechtes beabstandetes Tastenblockelement (24') sich vom Tastaturrahmen (23) im wesentlichen vertikal nach oben erstreckt, so daß seine vertikal ausgerichtete Tastenfeldfläche (32') zur rechten Seite hin weist, während sie in einer vertikalen Ebene hervorsteht, wodurch eine im wesentlichen neutrale Handgelenkposition und eine im wesentlichen neutrale Handgelenkdrehposition erhalten werden, und einen unter einem Winkel bezüglich der Bedienungsperson angeordneten Spiegel (22') aufweist, der nahe hinter und unmittelbar außerhalb des Tastenblockelements (24') angeordnet ist, wobei der Spiegel (22') so angeordnet ist, daß er die vertikal ausgerichteten einzelnen Fingertastenflächen (33) für das Auge der Bedienungsperson sichtbar abbildet.

2. Tastatur nach Anspruch 1, wobei die vertikal ausgerichteten Tastenblockelemente (24, 24') eine Seitenrepositionierungseinrichtung (26) aufweisen, durch die sie gemäß der besonderen Schulterbreite einer Bedienungsperson fein eingestellt werden können.

3. Tastatur nach Anspruch 1 oder 2, wobei die getrennten rechten und linken Bezugsspiegel (22, 22') im wesentlichen vollständig integriert mit den Tastenblockelementen (24, 24') abgedeckt sind, wodurch verhindert wird, daß die Spiegeleinstellung unbeabsichtigt verstellt wird.

4. Tastatur nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei auf den rechten und linken Fingertasten invertierte, spiegelbildlich aufgebrachte Bezugszeichen auf der Fingerkontaktfläche (33) angeordnet sind, so daß diese über die Bezugsspiegel (22, 22') durch Reflexion als herkömmliches Bild normal lesbar sind.

5. Tastatur nach Anspruch 4, wobei die invertierten Bildzeichen um 90 Grad gedreht sind.

6. Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Tastenfeldflächen außerdem einen halbkugelförmigen Abschnitt einer Rollkugelmaus (35) aufweisen.

7. Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner mit einer Steckereinrichtung für ein im wesentlichen herkömmliches Zehnertasten-Kalkulationsfeld mit einer besonderen modularen umkehrbaren Befestigungseinrichtung (43), das im wesentlichen als Verlängerung der vorhandenen Tastenblockfläche ausgerichtet wird, wobei ein einzelnes umkehrbares Feld (39) an der Position der rechten oder der linken Hand angeordnet werden kann, wobei in den entgegengesetzten Enden des primären Schalenabschnitts der Tastatur eine ausziehbare Unterschalenstruktur (25) mit integrierten Aufnahmebuchsen (44) vorgesehen ist, in denen das Zehnertastenfeld aufgenommen werden kann, wobei das Zehnertastenfeld auf Wunsch leicht davon gelöst werden kann, und der Unterschalenabschnitt verdeckt ist, wenn dieser innerhalb der Begrenzungen des primären Schalenabschnitts der Tastatur eingezogen ist.

8. Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei getrennte, entgegengesetzt angeordnete linke und rechte Handstützelemente (21, 21') im wesentlichen horizontale Elemente mit schalenförmigen Flächen sind, die sich unter einem im wesentlichen rechten Winkel in Seitenrichtung von den entsprechenden Tastaturfeldflächen (32) nach außen erstrecken.

9. Tastatur nach Anspruch 8, wobei die beiden getrennten Tastaturfelder (32) eine starre integrierte Gehäusestruktur (29, 29') aufweisen, durch die die Feldebene mit der Handstützeinrichtung (21, 21') vereinigt wird, wobei die Struktur den angrenzenden Spiegel im wesentlichen umfaßt.

10. Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Tastaturstruktur eine im wesentlichen seitliche ausziehbare und einziehbare Gleiteinrichtung (25, 25', 25") aufweist, wobei die zugeordneten Tastenblockelemente, die in der Nähe der entgegengesetzten Querenden der Tastatur angeordnet sind, entsprechend der Oberkörperbreite einer bestimmten Bedienungsperson leicht repositioniert werden können.