键盘技术

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计算机键盘技术包括许多要素。其中更重要的是他们使用的开关技术。计算机字母数字键盘通常有80到110个耐用开关,通常每个键一个。开关技术的选择会影响按键响应(按键被按下的正反馈)和预行程(按键以可靠输入字符所需的距离)。触摸屏上的虚拟键盘没有物理开关,而是提供音频和触觉反馈。一些较新的键盘型号使用各种技术的混合来实现更大的成本节约或更好的人体工程学。 现代键盘还包括一个控制处理器和指示灯,以向用户(...

键盘技术

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计算机键盘技术包括许多要素。其中更重要的是他们使用的开关技术。计算机字母数字键盘通常有80到110个耐用开关,通常每个键一个。开关技术的选择会影响按键响应(按键被按下的正反馈)和预行程(按键以可靠输入字符所需的距离)。触摸屏上的虚拟键盘没有物理开关,而是提供音频和触觉反馈。一些较新的键盘型号使用各种技术的混合来实现更大的成本节约或更好的人体工程学。

现代键盘还包括一个控制处理器和指示,以向用户(和中央处理器)提供有关键盘处于何种状态的反馈。即插即用技术意味着它的“开箱即用”布局可以通知给系统,使键盘立即准备好使用,无需进一步配置,除非用户愿意。

按键盘技术类型

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薄膜键盘技术

薄膜键盘有两种类型,平板薄膜键盘和全行程薄膜键盘:

平板薄膜键盘最常见于微波炉复印机电器上。一个常见的设计由三层组成。顶层的正面印有标签,背面印有导电条。在此之下,它有一个隔离层,它将前层和后层分开,因此它们通常不会进行电接触。后层具有与前层垂直印刷的导电条。当放置在一起时,条纹形成一个网格。当用户在特定位置向下推时,他们的手指将前层向下推过间隔层以闭合网格交叉点之一处的电路。这向计算机或键盘控制处理器表明已按下特定按钮

通常,平板薄膜键盘不会产生明显的物理反馈。因此,使用这些设备的设备会在按键时发出哔哔声或闪光。它们通常用于需要防水或防漏的恶劣环境中。虽然在个人电脑的早期使用(在SinclairZX80、ZX81和Atari400上),但它们已被更具触感圆顶机械开关键盘所取代。

全行程薄膜键盘是当今最常见的电脑键盘。它们具有一体式塑料按键/开关柱塞,可按下薄膜以驱动电气开关矩阵中的触点。

圆顶开关键盘

圆顶开关键盘是平板薄膜键盘和机械开关键盘的混合体。它们使用金属“圆顶”开关或聚氨酯将两个电路板迹线放在橡胶硅胶键盘下方形成圆顶。金属圆顶开关由不锈钢制成,当压缩时,可为用户提供清晰、积极的触觉反馈。这些金属类型的圆顶开关非常常见,通常可靠超过500万次循环,并且可以镀镍、银或金。橡胶圆顶开关,最常被称为多圆顶,由聚氨酯圆顶制成,内部气泡涂有石墨。虽然多圆顶通常比金属圆顶便宜,但它们缺乏金属圆顶的脆性,并且通常具有较低的使用寿命规格。Polydomes被认为非常安静,但纯粹主义者倾向于发现它们“糊状”,因为折叠的圆顶没有提供像金属圆顶那样的积极响应。对于金属或多圆顶,当按下一个键时,它会折叠圆顶,它连接两条电路走线并完成连接进入字符。PC板上的图案通常是镀金的。

两者都是当今大众市场键盘中使用的常见开关技术。这种类型的开关技术恰好最常用于手持控制器、手机汽车消费电子医疗设备。圆顶开关键盘也称为直接开关键盘。

剪刀式开关键盘

计算机键盘圆顶开关的一个特例是剪式开关。按键通过两个塑料件连接到键盘上,塑料件以“剪刀”式的方式互锁,并卡在键盘和按键上。它仍然使用橡胶圆顶,但一个特殊的塑料“剪刀”机制连接键帽到一个柱塞,它以比典型的橡胶圆顶键盘更短的行程来压下橡胶圆顶。通常剪式开关键盘也采用3层薄膜作为开关的电气元件。它们通常还具有较短的总按键行程(2毫米而不是标准圆顶开关按键开关的3.5-4毫米)。这种类型的按键开关经常出现在笔记本电脑的内置键盘和标榜为“低调”的键盘上。这些键盘通常很安静,按键几乎不需要用力。

剪刀式开关键盘通常稍微贵一些。它们更难清洁(由于键的移动受限及其多个连接点),但由于键之间的间隙通常较小(因为不需要额外的空间来允许键中的“摆动”,通常在薄膜键盘上找到)。

电容键盘

在这种类型的键盘中,按下一个键会改变电容器焊盘图案的电容。该图案由每个开关的两个D形电容器焊盘组成,印刷在印刷电路板(PCB)上,并被一层薄的绝缘阻焊膜覆盖,该阻焊膜充当电介质。

尽管概念很复杂,但电容切换的机制在物理上很简单。可移动部分以大约阿司匹林片剂大小的扁平泡沫元件结束,并用铝箔完成。开关对面是带有电容器焊盘的PCB。当按键被按下时,箔片紧紧地附着在PCB的表面上,在接触垫之间形成一个由两个电容器组成的菊花链,并且其本身被薄的阻焊层隔开,从而使接触垫“短路”,容抗下降很容易检测到它们之间。通常这允许感测脉冲或脉冲序列。因为开关没有实际的电触点,所以不需要去抖动。无需完全按下按键即可启动,这使某些人能够更快地打字。传感器足以告知按键的位置,以允许用户调整启动点(按键灵敏度)。这种调整可以在捆绑软件的帮助下完成,如果这样实现的话,可以单独为每个键进行调整。

IBMF型键盘是机械键设计,由电容PCB上的屈曲弹簧组成,类似于后来使用薄膜代替PCB的M型键盘。

TopreCorporation的按键开关设计使用橡胶圆顶下方的弹簧。圆顶提供了防止按键被按下的大部分力,类似于薄膜键盘,而弹簧有助于电容动作。

机械开关键盘

机械开关键盘上的每个键都包含一个完整的开关。每个开关都由外壳、弹簧和阀杆组成,有时还包括其他部件,例如单独的触片或点击条。开关有三种变体:具有一致阻力的“线性”、具有非可听见碰撞的“触觉”以及带有碰撞和可听见咔嗒声的“咔哒”。根据弹簧的阻力,钥需要不同的压力来启动和触底。阀杆的形状以及开关外壳的设计会改变开关的驱动距离和行程距离。声音可以通过板的材料、外壳、润滑,甚至键帽轮廓来改变。机械键盘允许拆卸和更换键帽,但由于常见的杆形状,机械键盘更常见的是更换键帽。

机械键盘的使用寿命通常比薄膜或圆顶开关键盘更长。例如,CherryMX开关的预期寿命为每个开关5000万次点击,而Razer开关的额定寿命为每个开关6000万次点击。

机械开关的主要生产商是Cherry,自1980年代以来一直生产MX系列开关。Cherry的开关分类颜色编码系统已被其他开关制造商模仿。

键盘技术

光学键盘技术

光学键盘技术由HarleyE.Kelchner于1962年引入,用于打字机目的是通过驱动打字机键来减少产生的噪音。

光学键盘技术利用发光设备和光传感器以光学方式检测致动的按键。最常见的发射器和传感器位于xxx,安装在小PCB上。光线从键盘内部的一侧定向到另一侧,并且只能被致动的按键阻挡。大多数光学键盘需要至少两个光束(最常见的是垂直光束和水平光束)来确定启动键。一些光学键盘使用一种特殊的按键结构,以某种图案阻挡光线,每行按键只允许一个光束(最常见的是水平光束)。

光学键盘的机制非常简单——光束从发射器发送到接收传感器,驱动的按键会阻挡、反射、折射或以其他方式与光束相互作用,从而产生识别键。

一些早期的光学键盘在结构上受到限制,需要特殊的外壳来阻挡外部光线,不支持多键功能,并且设计非常受限于厚的矩形外壳。

光学键盘技术的优势在于它提供了真正的防水键盘,对灰尘液体有弹性;与薄膜或圆顶开关键盘相比,它使用了约20%的PCB体积,显着减少了电子浪费。与霍尔效应激光、卷帘和透明键盘等其他键盘技术相比,光学键盘技术的其他优势在于成本(霍尔效应键盘)和手感——光学键盘技术不需要不同的按键机制,并且触感60多年来,打字一直保持不变。

专业的DataHand键盘使用光学技术通过单个光束和每个按键的传感器感应按键。钥匙通过磁铁保持在静止位置;当克服磁力按键时,光路畅通,按键被注册。

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词条目录
  1. 键盘技术
  2. 按键盘技术类型
  3. 薄膜键盘技术
  4. 圆顶开关键盘
  5. 剪刀式开关键盘
  6. 电容键盘
  7. 机械开关键盘
  8. 光学键盘技术

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