笔记本电脑的键盘布局的分析与改进

人因工程学
笔记本键盘的人机学分析和改进设计
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笔记本电脑的键盘布局的分析与改进
摘要：
运用人因工程学原理展开对笔记本电脑键盘的深入分析，从
键盘的各种角度,对键盘进行了改进和完善，进一步体现了键盘
的人性化设计，大大提高了操作键盘的效率。
关键词：
人因工程 笔记本 键盘 人性化
引言：
随着信息时代的发展，电脑已成为人们不可或缺的物品。键
盘产品是电脑上的输入工具，作为人机交互的设备，也需要不断
的更新换代。长时间地使用键盘容易造成双手肌肉的紧张,严重
的甚至造成使用者肌体上的劳累损伤,其症状包含因使用键盘造
成的手腕神经压迫、坐姿不良引起的脊椎神经伤害以及颈部和腰
部、累积性骨骼肌肉损伤[ 1 ]。这不符合舒适性的设计理念。
正文：
就目前市面上笔记本电脑的键盘来分析，绝大部分都是
qwerty键盘，虽然存在着很多的不合理性，但人们已经习惯于
使用这种键盘，因此对键位的改动有点难以实施。除了键位，键
盘另外的布局也蕴含着复杂的人因工程学，仍然需要分析并加以
改进，使人机环境系统相协调,为使用者创造安全、舒适、健康、
高效的工作条件。
1.存在的问题
1.1 对手和手臂的影响
当双手放在标准键（即F键和J键）上时，双手之间的距离
为40mm。因为键盘是长方形的，键位都是直线排列的，在标准
打字时，手腕向下弯曲并内旋，小臂会潜意识的夹紧，双手向内
相向交叉角度小于50°，肩膀内缩，小臂与大臂之间的角度大
于90°，双肘距离为380mm，大臂肌肉紧张，所以短时间内会导
致肩颈部酸痛，手臂疲劳，从而影响整个输入过程的进行。
1.2 键盘与屏幕太近
笔记本电脑不同于台式电脑,它的键盘是内嵌的，这是一个
重要因数，会导致键盘离屏幕的距离固定不变。目前, 市场上出
现的大部分笔记本电脑的键盘到屏幕的距离大都为50mm。符合
人因工程的使用笔记本电脑的最佳视距为550mm-650mm。可是为
了更好的打字，笔记本电脑的放置位子往往会离身体很近，从而
会使屏幕与眼睛的距离过近。人的两眼看近物时, 为看清近距离
的事物, 常需要频繁调节睫状肌收缩, 晶状体变凸以使事物能
在视网膜上清晰呈像,长时间近距离的看屏幕, 易导致眼睛疲劳,
且使用者的手臂和脊椎会长时间保持一个姿势, 感觉不适。当人
看近处物体太久之后，变小的曲率半径很难再还原，这就会产生
近视眼。
1.3 Fn键的位子
很多笔记本电脑的Fn键都是放在整个键盘的左下角的，
而Fn的功能键都是在F1 F2 … F12键上的，位于整个键盘
的最上方一排，这使得操作时不得不双手同时进行，降低了
效率。并且Fn键的这个位置正是标准键盘上的ctrl键，很
多人早已习惯ctrl键在左下角。玩游戏或者是使用快捷键
时，都会用到ctrl键，它也是常用键之一。当ctrl键的位
置变成了Fn键，经常使用的快捷键ctrl + c，可能会按成
Fn + c的概率会很大。
2.解决方案
2.1改变键盘的形状
键盘的设计应尽量使之适应手指动作的要求,减少手腕动作,
避免手臂或更高级次的动作。最自然的姿势为上臂从肩关节自然
下垂,与小臂之间夹角70°- 90°,以保证操作时是肘关节受力
而不是上臂肌肉受力，还应保持手和小臂呈一直线,腕部向上不
得超20°,腕外展不超过15°，双手向内相向交叉成60°- 70°,
手指自然弯曲,同手掌一起构成半圆形,呈空握球状，两手掌间距
约100mm - 280mm[ 2 ]。为提高效率, 降低能量消耗,可以将键
盘设计成朝操作者方向扩散的，中心线在H、G中间的弧形，而
不是传统的长方形。这样，在标准操作姿势下，能增大双手向内
相向交叉的角度和双肘之间的距离，减小小臂与大臂之间的角
度，从而避免手臂肌肉的紧张，使工作不易疲劳。
2.2调整键盘位置
眼睛和屏幕的距离, 首先要求满足人的视觉特点, 即
从人体轴线至屏幕的阅读距离为600mm, 以保护人眼不会因
为视距近而导致疲劳，造成近视的伤害。通过键盘的下移,
增大笔记本电脑键盘到屏幕的距离, 来实现符合人因工程
学的适宜距离。并且可以把键盘适当的左移，使双手标准放
置时的中心线与屏幕中心线对齐。这样设计即可以增大人眼
与屏幕之间的距离，来缓解视觉疲劳,同时可以保证在使用
笔记本电脑时，让使用者的头部保持竖直的状态, 减少了对
背部与颈部的压力。
2.3调整Fn键的键位
可以将Fn键的键位设置在Esc键和F1键之间，这样在
使用Fn功能键的时候，可以单手操作，方便而简单。并且
使ctrl键可以回到左下角人们所习惯的位置，大大减少在
使用ctrl + c，ctrl + a等快捷键时发生的错误。
2.4键盘的平面布局
键盘的平面布局。对于键盘的平面布局。人们做了两方
面的改进，一方面是改变答题上的形状和位置，另一方面是
通过改变键位实现提速。
介绍第一个改进方法：在键盘的平面布局设计中运用人
机工程学的知识，改进和完善键盘的宜人性和舒适性。
操作动作的合理性直接影响操作者的舒适性和工作效
率。根据最节约操作动作原则，提出以下几点改进设计。
主键盘区
手，键盘界面最自然的姿势为上臂从肩关节自然下
垂，与前臂之间夹角70—90°，以保证作业时肘关节受力而
不是上臂肌肉受力，还保持手和前臂呈一直线，腕部向上不
得超过20°，腕外展不超过15°，双手向内相向交叉成60
—70°，手自然弯曲，同手掌一起构成一个半圆形，呈空握
球状，两手掌间距100—280mm
设计主键盘区沿中心线各自左右分开，两基准定位键之
间局距离为80—100mm.
2.5键盘的形状
我们在进行键盘作业时、双手放置在基准键位上用以定
位，按照人的坐姿生理特征，这种姿势下两食指间距约57MM，
而且人手小指较短使得键盘处于同一平面上，即使底部的支
撑脚展开给予角度补偿，使用者在较短时间内也感觉到颈部
和肩部，手腕疲劳。腰部酸痛。另外，键盘在形状，大小，
色彩，及其布置方面也没有达到“物”与“人”的各种功能
的最优化，需要改进以创造出人的生理，心里机能更协调的
键盘。
2.6键盘的颜色
目前键盘大多数以黑色为底，白色为字。打是每个键的
颜色都相同区分度不大，我认为可以把相同功能，或者常用
的几个键设计成同种颜色以使认识更加直观。不同颜色会给
人群带来不同的视觉感觉，或者是说享受。也可以键盘底色
改为淡绿，字为黑色，既能够看的清晰，绿色也能使人的眼
睛等到一定的放松，缓解眼部疲劳，也可以缓解心情。是个
很生态环保的颜色。
2.7个性化的键盘
为了适应和满足不同人群的需要，许多厂家设计富有个
性的键盘。我想出可以专门针对儿童，青年，中年或者老人
而设计个性化的键盘。
针对儿童，根据天真烂漫，可爱，顽皮，对新事物充满
好奇的特点，可以将键盘形状设计成各种玩具形状。按键不
需要方方正正的，可以改变它的形状，青年，充满朝气与活
力的人群，是各种潮流的领军的人物，所以，根据这个特点，
可以将键盘设计的稍简单点，不要花哨。可以试图将其中几
个常用的按钮改变它的形状，或者颜色。中老年人，就是黑
色为底，白色为字。普通电，简单大方点就好，符合中老年
人的气质状态。根据不同人群个性种类设计不同的键盘样
式，极大的满足人群需求。

结束语：
本文从笔记本电脑的键盘特点入手, 分析和改进目前笔记
本电脑的键盘所存在的问题, 进而提出改进方案，使得产品更好
的符合人因工程，从而获得更好的舒适感。
参考文献：
[ 1 ]宿芳,张智君 键盘操作的工效学研究回顾--《应用心
理学》2003,09
[ 2 ]丁玉兰 《人机工程学》修订版 北京理工大学出版
社2002