專利名稱：：符合人體工程設計的計算機外圍設備及其制法的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明有關計算機的外圍設備，尤其是符合人體工程設計的外圍設備及其制法。
背景技術：
：目前信息電子設備為求多工性，多往輕薄短小的趨勢發(fā)展。但對扮演使用者與PC(個人計算機)之間數據傳遞橋梁的設備，如屏幕、鍵盤、鼠標等人機接口而言，微小化并不見得便利。光盤(記錄)片也提供類似溝通功能的接口。如圖1所示，現(xiàn)今的個人計算機系統(tǒng)10，以桌上型個人計算機為例，包括主機11、顯示器12、鍵盤13、鼠標14等主要元件。電源裝置、光盤驅動器111及讀卡機或軟盤驅動器112，一般配置于主機11。也有部分個人計算機系統(tǒng)，進一步使主機11外接如光盤驅動器15或讀卡機16等外圍設備。如圖2所示，一般計算機系統(tǒng)在使用時，系統(tǒng)微處理器113經系統(tǒng)接口/總線114、聲卡115、VGA卡116及圖像處理卡117，分別與鍵盤13、鼠標14、便攜式存儲媒體存取器(Portablestoragemediadevice)17、聲音提取/輸出裝置18、顯示器12、圖像提取裝置19等元件，進行信息的傳輸；并與大容量存儲裝置(硬盤)118進行信息的傳輸。包括桌上型PC、膝上型計算機等，大致應用相同或類似于上述的信息傳輸結構的概念。當然也有部分組合兩種功能的元件，如屏幕組合喇叭、光盤驅動器組合讀卡機、甚至屏幕與主機組合一體者。如圖3所示，一般桌上型計算機系統(tǒng)，包括主機20及人機接口30兩大部分所組成。其中主機20包括中央處理單元21、主機板22、固定存儲裝置/硬盤23、便攜式存儲媒體存取器24、存儲器25、聲卡26及VGA卡27。其中的便攜式存儲媒體存取器24包括光盤驅動器、磁盤驅動器、讀卡機及磁光盤驅動器(MO)等。人機接口30包括顯示器、聲音提取/輸出裝置、鼠標、鍵盤及外部裝置。其中外部裝置包括外接式的光盤驅動器及讀卡機等。以人機接口的觀點而言，由于部分便攜式存儲媒體存取器24置放于主機20內，在該結構下，主機20被迫擔任具有使用者操作接口的功能。主機10必須放置于使用者容易觸及的地方。因此主機20的體積及擺放位置必然受到限制。臺灣新型專利第M240597公開一種鍵盤型計算機及其散熱構造，包含將一個人計算機內置于一標準計算機鍵盤之中，及針對此特殊構造所衍生的系統(tǒng)散熱裝置。此專利的內部構造包含有計算機主機板及組合于主機板內部的通用輸出入接口及端子、立體聲喇叭、軟盤驅動器、硬盤驅動器、光盤驅動器、電源裝置及擴充卡接口等；并解決在小空間內維持高效率散熱的要求。上述臺灣專利將計算機主機置于鍵盤機殼內，必然會限制主機及其內部電子組件的體積及散熱空間，不利于增強主機功能的發(fā)展。美國專利第6,035,214號，公開一種與電話機組合一體的膝上型計算機(Laptopcomputerwithintegratedtelephone)，使電話機與膝上型計算機之間產生更自然及符合人體工程接口(Ergonomicphysicalinterface)。上述美國專利顯示計算機系統(tǒng)也可加入人體工程設計的考慮，使計算機系統(tǒng)更符合人體工學，更方便使用者的使用。
發(fā)明內容本發(fā)明為使計算機系統(tǒng)及其外圍設備組合人體工程的設計考慮，使計算機系統(tǒng)及外圍設備更方便使用者的使用，并有利于增強主機功能的發(fā)展，而提出本發(fā)明。本發(fā)明的主要目的，在提供一種符合人體工程設計的計算機外圍設備及其制法，使計算機的主機空間可彈性設計，不受限于有限的人體操作空間，如桌面的面積，可達到不需因縮小主機板及散熱空間而降低計算機的效能。本發(fā)明的另一目的，在提供一種符合人體工程設計的計算機外圍設備及其制法，方便使用者操作，無須移動身軀即可完成計算機外圍設備與計算機之間信息傳遞的工作。本發(fā)明的又一目的，在提供一種符合人體工程設計的計算機外圍設備及其制法，計算機使用者在工作平臺空間分配上更具彈性，可消除將主機顯露于桌面的必要性。本發(fā)明的其他目的、功效，請參閱附圖及實施例，詳細說明如下。圖1為一般計算機系統(tǒng)的主要元件的配置示意圖。圖2為一般計算機系統(tǒng)在使用時數據傳輸的示意圖。圖3為一般桌上型計算機系統(tǒng)中各元件的連接與配置關系示意圖。圖4為將人機接口與其他元件分隔開來的計算機系統(tǒng)的元件配置示意圖。圖5為應用人體工程分析的理想工作范圍示意圖。圖6為本發(fā)明制法的流程圖。圖7為本發(fā)明的人體構件與系統(tǒng)主機的空間配置示意圖。圖8為本發(fā)明組合后的設備實施例的功能性結構方塊圖。圖9為本發(fā)明組合后的設備另一實施例的功能性結構方塊圖。圖10為本發(fā)明組合后的具體設備實施例的功能性結構方塊圖。圖11為本發(fā)明組合后的具體設備實施例的立體結構示意圖。主要元件符號說明10計算機系統(tǒng)11、20、41、76、78、80主機111光盤驅動器112軟盤驅動器113系統(tǒng)微處理器114系統(tǒng)接口/總線115、126聲卡116VGA卡117圖像處理卡12、75顯示器13鍵盤14鼠標15光盤驅動器16讀卡機17、24便攜式存儲媒體存取器18聲音提取/輸出裝置19圖像提取裝置21中央處理單元22、82主機板23固定存儲裝置/硬盤25存儲器30、42人機接口51、71使用者52、74桌面521最佳操作區(qū)域522主要操作區(qū)域523次要操作區(qū)域721操作區(qū)域722目力所及區(qū)域73、77、79、90人體構件771、791存儲媒體存取器772、792、91鍵盤773、781、794電源模塊793電路組合模塊81、93IEEE1394接口集線器911鍵盤電路板912、95電路板913底座914開口915上蓋92筆記型光盤驅動器94IEEE1394接口連接器具體實施方式目前便攜式存儲媒體的發(fā)展，常用的有直徑12公分與8公分光盤、磁盤、存儲卡及閃速盤等。若從設備的特性，如通過使用者的眼、耳、手等與設備尺寸(面積與體積)考慮，將合乎特定條件的存儲零組件，如光盤(記錄)機組合到必須放置在桌面特定幾種零組件內，不僅對成本與空間的應用有所增益，更增加了使用者的方便性；不用為了使用者的便利性而必須將主機搬到桌上，或因功能性的考慮使用不適宜放置于桌面的大主機，而必須鉆到桌面下放置或取出光盤。如圖4所示，若將計算機的主機41與人機接口(Human-MachineInterface)42分隔開來，則計算機系統(tǒng)在功能元件配置上，可將使用者常需操作的人機接口42與硬件主機41的配置分離，可使硬件主機41的設計更具彈性，能夠以性能與成本為考慮，不用受限于必須置放于工作平臺空間，而有體積上的限制。而且人機接口42也需進一步組合以達到更加便利使用的目的。其中的人機接口42包括便攜式存儲媒體存取器、顯示器、聲音提取/輸出裝置、鼠標及鍵盤等。如圖5所示，應用人體工程的分析，可將使用者51利用手在桌面52上的操作區(qū)域分為最佳操作區(qū)域521、主要操作區(qū)域522及次要操作區(qū)域523。最佳操作區(qū)域521是在使用者的前方與肩同寬約30公分的范圍，及距離左、右手的肘部各約40公分以內的范圍，是使用者兩手均能操作的最佳區(qū)域。主要操作區(qū)域522在最佳操作區(qū)域521以外，距離左、右手的肘部各約40公分以內的范圍，是使用者的左手或右手方便操作的區(qū)域。次要操作區(qū)域523為主要操作區(qū)域522以外，距離左、右手的肘部各約80公分以內的范圍，是使用者的左手或右手可能操作到的區(qū)域。本發(fā)明的重點，是在人機接口元件的組合?；谏鲜鋈梭w工程分析及計算機系統(tǒng)主機設計的考慮，要進行計算機系統(tǒng)的各組件的組合，可依設定的認定基準加以考慮，將整個計算機系統(tǒng)的各組件中具有組合必要性、及可行性的組件挑出，然后再進行組合。如圖6所示，本發(fā)明符合人體工程設計的計算機外圍設備的制法，包括如下步驟步驟61對整個計算機系統(tǒng)的元件進行篩選；步驟62認定整個計算機系統(tǒng)的各元件，是否有人機接口的需求？依此基準排除計算機主機；步驟63認定是否需接近使用者方便操作拿取的范圍？依此基準排除顯示器及擴音器；步驟64認定不同元件組合后，能有效降低占據工作平臺的空間(面積)？依此基準排除鼠標；進而篩選出便攜式存儲媒體存取器(光盤驅動器、讀卡機或磁盤驅動器)與鍵盤；步驟65使便攜式存儲媒體存取器與鍵盤組合為一整體。上述步驟(62)、(63)、(64)之間并無次序上的限制。由于使用者在進行數據傳遞操作時，可不用碰觸計算機主機，且為了使計算機主機有更大的發(fā)展空間，故認定計算機主機無人機接口的需求。有關認定是否需接近使用者方便操作拿取的范圍，可用圖5所示的最佳操作區(qū)域為篩選條件。而圖像與聲音數據的傳遞不同于肢體接觸的方式，顯示器及擴音器在解析清楚的要件下，可置于距離使用者較遠處，因此不符合本發(fā)明組合的要素。如前提及，顯示器與喇叭組合的設備與本發(fā)明不同。市售有許多外接式光盤驅動器，其中也有將讀卡機組合到光盤驅動器中者。但此非本發(fā)明有關認定不同元件組合后，能有效降低占據工作平臺的空間的基準的應用。因為，本發(fā)明是以鍵盤為組合的主要構件，唯有如此才可符合該基準中能有效降低占據工作平臺的空間。而排除鼠標的另一個原因在于，其雖然在硬件空間具有組合的可能性，但在實際使用上，其操作需要彈性的活動空間，故將其排除。在此，稱組合后的人機接口(Human-Machine-Interface)，如便攜式存儲媒體存取器與鍵盤組合后為人體構件(ErgonomicComponent)，以區(qū)別于其他不同的組合性計算機元件。本發(fā)明即是利用鍵盤，具有使用者操作的需求而不可過度縮小面積范圍的特性，進而將具有人機接口需求的元件與鍵盤組合一體，達到與現(xiàn)有設備不同，但有更好的效益。本發(fā)明所提及的鍵盤，其最大面的面積必須大于直徑12公分的圓的面積。對于只提供數字輸入或簡易數學運算(+-×÷等)或特定功能的小型輸入裝置不在此發(fā)明可組合的范圍。本發(fā)明的人體構件與系統(tǒng)主機的空間配置，如圖7所示，以使用者71的操作范圍而言，可分為操作區(qū)域721、目力所及區(qū)域722。人體構件73可置放于桌面74上，使用者71的操作區(qū)域721內。顯示器75可置放于桌面74上，使用者71的目力所及區(qū)域722內。無人機接口功能的主機(SystemHouse)76可置于目力所及區(qū)域722外。使有限的操作空間，尤其是工作桌面74，便可做更有效的使用。當主機76不再受操作空間的限制，則主機76的體積可完全從功能與成本上來考慮，畢竟主機的大小會影響到零組件的規(guī)格。如圖8所示，便攜式存儲媒體存取器771與鍵盤772組合后的設備實施例，本發(fā)明稱為人體構件(ErgonomicComponent)77。由電源模塊773提供人體構件77所需電功率。而便攜式存儲媒體存取器771及鍵盤772分別與主機78電氣連接，傳輸信息。電源模塊781提供主機78所需電功率。如圖9所示，本發(fā)明人體構件79的另一實施例，使便攜式存儲媒體存取器791與鍵盤792分別電氣連接一電路組合模塊793。電源模塊794提供人體構件79所需電功率。而電路組合模塊793與主機78電氣連接，使便攜式存儲媒體存取器791及鍵盤792分別與主機78之間進行信息傳輸。如圖10、圖11所示，本發(fā)明組合鍵盤91與筆記型光盤驅動器92為一人體構件90的實施例，具有一分別與鍵盤91與筆記型光盤驅動器92電氣連接的IEEE1394接口集線器93。利用IEEE1394接口連接器94分別電氣連接IEEE1394接口集線器93與系統(tǒng)主機80的IEEE1394接口集線器81，就能使鍵盤91及筆記型光盤驅動器92與主機80互傳信息。IEEE1394接口集線器81電氣連接間主機板82。IEEE1394接口具有6條傳輸線，包括4條信號線及2條電源線。4條信號線具有400Mbps的傳輸率，足可提供光盤驅動器92與鍵盤91總和所需的10.9Mbps頻寬；而2條電源線可傳輸電功率為8-40V/1.5A，經適當的電源轉換(PowerRegulator)后可提供光盤驅動器的電源(5V/1.5A)及鍵盤的電源(5V/0.1A)所需的電功率。由于筆記型光盤驅動器92的傳輸接口為IDE，且電壓僅需5V，故須通過一具有轉換電路的電路板95分別電氣連接筆記型光盤驅動器92的傳輸接口及IEEE1394接口集線器93，將IDE接口轉為IEEE1394接口，并將電壓降為5V。而同樣的鍵盤91部分除一般鍵盤電路板911外，亦需具有IEEE1394接口的電路板912。電路板95及電路板912分別組合傳輸線電氣連接IEEE1394接口集線器93，經由IEEE1394接口集線器93匯成單一IEEE1394傳輸線，再由IEEE1394接口連接器94傳輸至具有IEEE1394接口的計算機主機80即可使用。上述筆記型光盤驅動器92、電路板95及IEEE1994接口集線器93及傳輸線均被安裝于鍵盤91的底座913內部。底座913的一側邊具有開口914以供筆記型光盤驅動器92的托盤進出，或供光盤置入筆記型光盤驅動器92。鍵盤91具有多個按鍵的上蓋915組合鍵盤電路板后組合于底座913上方。上述臺灣專利，將計算機系統(tǒng)所有元件除顯示器外都裝入鍵盤中，即加大鍵盤體積以裝載各元件。本發(fā)明與上述臺灣專利最大的相異處在于本發(fā)明的篩選概念。若以縮小計算機系統(tǒng)在操作范圍內的占用空間而言，本發(fā)明的完全不同于上述臺灣專利，本構想已將系統(tǒng)主機完全從操作范圍內移除。而在計算機效能上，上述臺灣專利由于將所有元件塞入受有限操作空間限制條件下的小空間中，其散熱有限，加上空間受限，硬件的擴充幾乎不可能，導致計算機效能將受到嚴重的局限。而本發(fā)明將系統(tǒng)主機移出操作空間，其主體空間設計較不受限制、可保有硬件性能提升與擴充的優(yōu)點。本發(fā)明在于將鍵盤與光盤驅動器或讀卡機等的設備組合而成為一新設備，其功能在于將使用者會觸碰到的元件，從人體工程與尺寸因素考慮而加以組合，其優(yōu)點包括1.使計算機的主機空間可彈性設計，不受限于有限的人體操作空間，如桌面的面積，可達到不需因縮小主機板及散熱空間而降低計算機的效能。2.方便使用者操作，無須移動身軀即可完成計算機外圍設備與計算機之間信息傳遞的工作。3.計算機使用者在工作平臺空間分配上更具彈性，可消除將主機顯露于桌面的必要性。本發(fā)明雖以優(yōu)選實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可進行更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍以所提出的權利要求所限定的范圍為準。權利要求1.一種符合人體工程設計的計算機外圍設備的制法，包括如下步驟(1)對整個計算機系統(tǒng)的元件進行篩選；(2)認定整個計算機系統(tǒng)的各元件，是否有人機接口的需求？是否需接近使用者方便操作拿取的范圍？是否不同元件組合后，能有效降低占據工作平臺的空間？依該等基準篩選出便攜式存儲媒體存取器與鍵盤；(3)使該便攜式存儲媒體存取器與該鍵盤組合為一整體。2.如權利要求1所述的符合人體工程設計的計算機外圍設備的制法，其中該步驟(2)中依是否有人機接口的需求的基準排除計算機主機。3.如權利要求1所述的符合人體工程設計的計算機外圍設備的制法，其中該步驟(2)中依是否需接近使用者方便操作拿取的范圍的基準排除顯示器及擴音器。4.如權利要求1所述的符合人體工程設計的計算機外圍設備的制法，其中該步驟(2)中依是否不同元件組合后，能有效降低占據工作平臺的空間的基準排除鼠標。5.如權利要求1所述的符合人體工程設計的計算機外圍設備的制法，其中該步驟(2)中占據該工作平臺的空間，指占據該工作平臺的面積。6.如權利要求1所述的符合人體工程設計的計算機外圍設備的制法，其中該步驟(2)中該便攜式存儲媒體存取器，指光盤驅動器、讀卡機及磁盤驅動器其中的一者。7.一種符合人體工程設計的計算機外圍設備，依據權利要求1所述的符合人體工程設計的計算機外圍設備的制法制成者，并用以電氣連接計算機主機進行信息的傳輸者，包括一鍵盤的底座組合一具有多個按鍵的上蓋；該底座內組合一便攜式存儲媒體存取器；該底座具有一開口，俾供存儲媒體置入該便攜式存儲媒體存取器內；該便攜式存儲媒體存取器及該鍵盤分別具有傳輸接口，俾分別組合傳輸導線及傳輸接口連接器以電氣連接計算機主機。8.如權利要求7所述的符合人體工程設計的計算機外圍設備，其中該底座的內部組合一電路組合模塊，該便攜式存儲媒體存取器的傳輸接口及該鍵盤的傳輸接口，分別組合傳輸導線電氣連接該電路組合模塊，俾由該電路組合模塊組合傳輸導線及傳輸接口連接器以電氣連接計算機主機。9.如權利要求8所述的符合人體工程設計的計算機外圍設備，其中該該電路組合模塊為一IEEE1394接口集線器。10.如權利要求9所述的符合人體工程設計的計算機外圍設備，其中該底座內部另組合一具有轉換電路的電路板，該具有轉換電路的電路板分別組合傳輸線電氣連接該便攜式存儲媒體存取器的傳輸接口及該IEEE1394接口集線器，俾將該便攜式存儲媒體存取器的傳輸接口轉為IEEE1394接口，并將該IEEE1394接口傳輸的電壓降為適合該便攜式存儲媒體存取器使用的電壓。11.如權利要求10所述的符合人體工程設計的計算機外圍設備，其中該鍵盤具有IEEE1394接口的電路板；該鍵盤的IEEE1394接口的電路板組合傳輸線電氣連接該IEEE1394接口集線器。12.如權利要求11所述的符合人體工程設計的計算機外圍設備，其中該便攜式存儲媒體存取器為一筆記型光盤驅動器，該筆記型光盤驅動器的傳輸接口為IDE接口。全文摘要一種符合人體工程設計的計算機外圍設備及其制法，基于人體工程分析及計算機系統(tǒng)主機設計的考慮，進行計算機系統(tǒng)的各組件的組合，可依設定的認定基準加以考慮，將整個計算機系統(tǒng)的各組件中具有組合必要性及可行性的組件，挑出便攜式存儲媒體存取器與鍵盤，然后再進行組合為一體的人體構件；使計算機系統(tǒng)及外圍設備更方便使用者的使用，并有利于增強主機功能的發(fā)展。文檔編號G06F3/02GK1928785SQ200510099058公開日2007年3月14日申請日期2005年9月6日優(yōu)先權日2005年9月6日發(fā)明者陳俊宏,李明釗,謝明峰,朱翊瑄,王泰國申請人:建碁股份有限公司