第二章 文獻探討

第二章 文獻探討

本章將介紹市面上相關的替代輸入裝置，了解各輸入裝置的設計理念，並依 據肢體障礙者的需求討論設計方向，期望設計出一個符合肢體障礙者使用的替代 性輸入裝置，讓肢體障礙可以透過這個替代性輸入裝置享受電腦帶來的便利與樂 趣，甚至解決生活或學習上的困擾。

2.1 相關輸入裝置介紹

相信大家都知道，目前電腦的輸入裝置還是以鍵盤和滑鼠這兩種裝置為主，

但這些是專為一般人設計的輸入裝置，若肢體障礙者使用這些一般的輸入裝置將 會產生很多困擾，因為肢體障礙者本身的肢體活動能力有限，常常會造成操作電 腦上的障礙。因此，許多相關的替代輸入裝置陸陸續續在市面上發表，有些裝置 更脫離了傳統的設計，因為這些輸入裝置的設計理念都是為了讓肢體障礙者可以 更順利的操作電腦，造福肢體障礙者。這些相關輸入裝置的類型包括：替代性鍵 盤輸入裝置、替代性滑鼠輸入方式、特殊輸入裝置…等等。接著將介紹各種類型 輸入裝置。

2.1.1 替代性鍵盤輸入裝置

放大型鍵盤主要是針對手部不靈活的使用者而設計，在設計上加大每個 按鍵的面積，並且擴大按鍵之間的距離，但是由於硬體的限制通常這種鍵盤 按鍵數目會較一般鍵盤少。

(2). 迷你鍵盤

相對於放大型鍵盤，迷你鍵盤則是減少按鍵之間的距離，而且重量輕，

尺寸小，整個鍵盤大小約只有一般鍵盤的一半，允許使用者可以在小動作的 範圍下操作整個鍵盤。

(3). 單鍵鍵盤

針對只能用單手輸入的使用者而設計，允許在使用 Shift、Ctrl、Alt…等 按鍵時，一旦按下按鍵，便對下一個按鍵產生作用。

(4). Intellikeys 電腦鍵盤

可模擬鍵盤跟滑鼠功能的電腦鍵盤，適用於 IBM、APPLE 電腦，並且 提供多種大型鍵盤佈圖 (overlaps) 讓使用者自行做切換，但是只有英文輸入 且價格不斐。

(5). 投射型鍵盤

此種鍵盤是利用雷射光及紅外線感應器，在平面上投射出固定大小的虛 擬鍵盤，使用者不需施力按壓鍵盤，只需將手指放在按鍵上，感應器就會自 動感應，輸入對應的按鍵。

(6). 螢幕鍵盤

螢幕鍵盤是一種利用軟體做輸入的方式[7]，此軟體會將標準鍵盤模擬 並置於電腦螢幕上，使用者可以透過滑鼠、搖桿、軌跡球、特殊開關、觸控 式螢幕等來取代一般鍵盤做輸入的動作。

2.1.2 替代性滑鼠輸入裝置

提供簡易操作滑鼠的輸入裝置，此裝置可以配合配合特殊開關，並根據 啟動開關的時間長短來取代滑鼠游標移動及滑鼠按鍵功能。

(2). 按鍵式滑鼠

左鍵、右鍵、拖曳、快按兩次、及游標方向全部都做成按鍵，使用者以 按鍵控制，取代滑鼠。

(3). 搖桿滑鼠

按鍵式滑鼠的改良型，以搖桿控制游標，另有左鍵、右鍵、拖曳、快按 兩次等四個按鍵。使用者可以利用身體靈活的部位操作搖桿。

(4). 軌跡球

軌跡球是利用一個滑動球體置於底座上，並固定在桌上的某一個位置。

使用者可以用手或者較靈敏的部份來操作滑動球體，以控制螢幕上的游標，

操作上較一般的滑鼠簡單。

(5). 滑鼠按鈕模擬器

主要功能是模擬滑鼠按鈕的信號。有些使用者，如：脊椎損傷者、肌肉 萎縮者或單手操作電腦者，他們操作電腦的問題不在於操作游標，反而是在 按滑鼠上的左鍵或右鍵有困難。但若是用身體其他部位透過此產品將可解決 此問題。滑鼠按鈕模擬器的作法是利用按壓開關。操作原則是按照開關被按

住時間的長短來選擇需要的四個按鍵功能：左鍵一次，左鍵兩次，拖曳與右 鍵。

(6). 眼控滑鼠

利用超音波、追瞳器、紅外線等技術來偵測使用者眼睛的動作，以替代 滑鼠功能，並以眨眼時間訊號來替代滑鼠按鍵的功能，主要是針對無法使用 滑鼠但有良好頭部控制能力的使用者。例如：逢甲大學自動控制工程學系所 研發的「超音波頭控系統之研製」[8]。

(7). 頭控滑鼠

是利用超音波、影像、紅外線等技術來偵測使用者頭部跟眼睛的動作，

使用者利用頭部轉動來控制滑鼠游標的移動，並以眨眼時間訊號來替代滑鼠 按鍵的功能，同樣適用於無法使用滑鼠但有良好頭部控制能力的使用者。例 如：逢甲大學自動控制工程學系所研發的「改良式超音波頭控搖桿之研製」

[9][10]。

(8). 嘴控滑鼠

讓使用者利用嘴巴的動作來控制滑鼠游標的上、下、左、右移動的裝置，

用「吹、吸」的動作來控制滑鼠的左右鍵。

(9). 滑鼠鍵

Windows 作業系統在協助工具裏所提供的功能[11]，利用數字鍵取代滑 鼠的功能，可讓腦性麻痺或握控滑鼠困難的使用者，用一隻手就可以完成滑

鼠的操控。

2.1.3 特殊輸入裝置

所謂觸控螢幕是一種加裝在螢幕上，或是直接建立在螢幕上的電腦設備 [12]，觸控螢幕是利用電磁感應的原理，讓使用者可以直接觸碰螢幕來做輸 入的動作或執行電腦程式。這種裝置主要是針對手部不靈活的使用者，增加 使用電腦的動機，並且可以配合螢幕鍵盤來使用。

(2). 特殊開關輸入

針對肌肉萎縮或脊髓損傷的使用者所設計的裝置[13]，這些使用者本身 的肢體活動能力有限，只有某些肌肉或關節可以控制，因此讓使這些用者利 用單一或組合式的特殊開關來操作電腦。特殊開關的尺寸、形狀、顏色皆可 以選擇，一般特殊開關有：杯蓋壓鍵、小型杯式壓鍵、薄片式壓鍵以及單向 垂鍵等等。

(3). 語音輸入

藉由語音辨識系統，讓使用者利用聲音來做輸入的動作或執行電腦程 式，適用於四肢癱瘓但說話清楚的使用者，避免這些使用者遭受累積性的創 傷。目前國內已有不少的相關產品，例如：IBM 公司的「Viavoice」、聲碩 公司的「說亦通」等等。

(4). 摩斯碼輸入系統

此系統可以結合單一按鍵或特殊開關並以摩斯碼 (Morse code) 編碼方 式，取代鍵盤當做輸入裝置，使用者送出摩斯碼後，電腦可以將其解碼 (decode) 為鍵盤上對應的字元，使用者可藉由聲音或語音合成的回饋而得知 是否輸入正確，因此可適用於動作協調能力不夠好的使用者。成功大學研發 出中文摩斯碼鍵盤 (謝明哲，民 88 )，是以六個摩斯碼按鍵組合成中文注音 符號，並發展出一套簡易的學習方式。

2.2 研究相關設計理念

由以上所有替代性輸入裝置的資料，以及實際的個案測試，本輸入裝置將整合 個案測試的經驗以及各項裝置的優缺點，發展出一套嶄新的替代性輸入裝置。

有鑑於使用者可能需要不同大小的螢幕，本輸入裝置將採用嵌入式系統 (Embedded System) 當做研發的系統，螢幕大小將可依照使用者的需求來做更 換，並以觸控式螢幕當做輸入的介面，因為這種螢幕可以提供使用者良好的互動 關係，使用者是用最直覺的方法做輸入的動作，只需利用手或輔具觸摸螢幕上所 顯示的圖示就可以完成所需功能。

而本輸入裝置預期達到的目標是提供使用者一個快速又簡單的輸入裝置，本 輸入裝置不僅要取代鍵盤，也要取代部分滑鼠功能。又因為每個使用者的使用習 慣並不相同，所以本輸入裝置將提供可以讓使用者自行修改盤面的功能，甚至可 以能使用者自行新增盤面並放到本輸入裝置上執行輸入的動作。讓每個使用本輸 入裝置的使用者都可以更輕鬆、更快速的操作電腦，並讓肢體障礙者也可以享受

資訊科技帶來的便利。