キーボード技術
コンピューターのキーボードは、使用するスイッチ技術によって分類できます。通常、コンピューターの英数字キーボードには80〜110個の耐久性のあるスイッチがあり、通常は各キーに1つずつあります。スイッチテクノロジーの選択は、キーレスポンス（キーが押されたという肯定的なフィードバック）および移動前（キーを押してキャラクターを確実に入力するのに必要な距離）に影響します。新しいキーボードモデルでは、さまざまなテクノロジーのハイブリッドを使用して、大幅なコスト削減を実現しています。
タイプ
メンブレンキーボード
メンブレンベースのキーボードには、フラットパネルメンブレンキーボードとフルトラベルメンブレンキーボードの2種類があります。
フラットパネルメンブレンキーボードは、電子レンジやコピー機などの機器によく見られます。一般的なデザインは、3つのレイヤーで構成されます。最上層の前面にはラベルが印刷され、背面には導電性のストライプが印刷されています。この下にスペーサー層があり、通常は電気的接触を行わないように表層と裏層を離します。背面層には、前面層のストライプに垂直に印刷された導電性ストライプがあります。一緒に配置すると、ストライプがグリッドを形成します。ユーザーが特定の位置で押し下げると、グリッドの交点の1つで回路を閉じるために、指がスペーサー層を介して前面層を押し下げます。これは、特定のボタンが押されたことをコンピューターまたはキーボード制御プロセッサーに示します。
一般的に、フラットパネルメンブレンキーボードは、顕著な物理的フィードバックを生成しません。したがって、これらを使用するデバイスは、キーが押されるとビープ音を鳴らすか、ライトを点滅させます。多くの場合、防水または漏れ防止が望ましい過酷な環境で使用されます。初期のパソコン（Sinclair ZX80、ZX81、Atari 400）で使用されていましたが、より触覚的なドームとメカニカルスイッチキーボードに取って代わりました。
フルトラベルのメンブレンベースのキーボードは、現在最も一般的なコンピューターのキーボードです。一体型のプラスチック製キートップ/スイッチプランジャーがあり、メンブレンを押し下げて電気スイッチマトリックス内の接点を作動させます。
ドームスイッチキーボード
ドームスイッチキーボードは、フラットパネルメンブレンとメカニカルスイッチキーボードのハイブリッドです。金属製の「ドーム」スイッチまたはポリウレタン成形ドームのいずれかを使用して、2つの回路基板トレースをゴムまたはシリコンキーパッドの下にまとめます。メタルドームスイッチはステンレス鋼で形成されており、圧縮すると、鮮明で正の触覚フィードバックをユーザーに提供します。これらの金属タイプのドームスイッチは非常に一般的であり、通常500万サイクルを超える信頼性があり、ニッケル、銀、または金でメッキすることができます。最も一般的にポリドームと呼ばれるゴム製のドームスイッチは、内部の気泡がグラファイトでコーティングされたポリウレタンドームです。通常、ポリドームはメタルドームよりも安価ですが、メタルドームの切れ味がよくなく、通常は寿命仕様が低くなります。ポリドームは非常に静かであると考えられていますが、折りたたみドームはメタルドームほど肯定的な反応をもたらさないため、純粋主義者は「どろどろ」と感じる傾向があります。金属またはポリドームの場合、キーを押すとドームが折り畳まれ、2つの回路トレースが接続され、接続が完了してキャラクターが入力されます。多くの場合、PCボード上のパターンは金メッキされています。
両方とも今日の大衆市場のキーボードで使用されている一般的なスイッチ技術です。このタイプのスイッチテクノロジーは、ハンドヘルドコントローラ、携帯電話、自動車、家庭用電化製品、および医療機器で最も一般的に使用されています。ドームスイッチキーボードは、ダイレクトスイッチキーボードとも呼ばれます。
シザースイッチキーボード
コンピューターキーボードのドームスイッチの特殊なケースは、シザースイッチです。キーは、「はさみ」のようにインターロックし、キーボードとキーにスナップする2つのプラスチック部品を介してキーボードに取り付けられます。依然としてゴム製のドームを使用していますが、特殊なプラスチック製の「はさみ」機構がキーキャップをプランジャーにリンクし、通常のゴム製ドームキーボードよりもはるかに短い移動でゴム製ドームを押し下げます。通常、シザースイッチキーボードは、スイッチの電気部品として3層膜も使用します。また、通常、キーの総移動距離が短くなります（標準のドームスイッチキースイッチの場合、3.5〜4 mmではなく2 mm）。このタイプのキースイッチは、ラップトップのビルトインキーボードや「ロープロファイル」として販売されているキーボードによく見られます。これらのキーボードは一般的に静かで、キーを押すのにほとんど力を必要としません。
シザースイッチキーボードは、通常わずかに高価です。キーの移動が制限されているため、クリーニングが難しくなりますが、キー間の隙間が小さいため、ごみが入りにくくなります（追加のスペースを確保する必要がないため）通常、メンブレンキーボードにあるキーの「小刻み」。
容量性キーボード
このタイプのキーボードでは、キーを押すと、コンデンサパッドのパターンの静電容量が変化します。パターンは、各スイッチの2つのD字型コンデンサパッドで構成され、プリント基板（PCB）に印刷され、誘電体として機能するはんだマスクの薄い絶縁フィルムで覆われています。
概念の洗練にもかかわらず、容量性スイッチングのメカニズムは物理的に単純です。可動部は、アルミニウム箔で仕上げられたアスピリン錠のサイズ程度の平らなフォーム要素で終わります。スイッチの反対側には、コンデンサパッドを備えたPCBがあります。キーを押すと、箔がPCBの表面にしっかりと付着し、薄いはんだマスクで分離されたコンタクトパッドとそれ自体の間に2つのコンデンサのデイジーチェーンを形成し、容量性リアクタンスの検出しやすい低下でコンタクトパッドを「短絡」します。それらの間の。通常、これにより、パルスまたはパルス列を検出できます。スイッチには実際の電気接点がないため、デバウンスは必要ありません。作動するためにキーを完全に押す必要はありません。これにより、一部の人はより速く入力できます。センサーは、ユーザーが作動ポイント（キー感度）を調整できるように、キーの位置について十分に伝えます。この調整は、実装されている場合、バンドルされたソフトウェアの助けを借りて、キーごとに個別に行うことができます。
IBM Model Fキーボードは、PCBの代わりにメンブレンを使用した後期のModel Mキーボードと同様に、容量性PCB上のバックリングスプリングで構成されるメカニカルキー設計です。
静電容量（静電）スイッチングテクノロジーで最も有名な会社は、日本のTopre Corporationです。ただし、それらの製品はE-bayとAmazon（新品および中古）で販売されていますが、一般的に世界の大部分では入手できません。
メカニカルスイッチキーボード
メカニカルスイッチキーボードの各キーには、その下に完全なスイッチが含まれています。各スイッチは、ハウジング、スプリング、およびステムで構成されています。スイッチには3つのバリエーションがあります。抵抗が一定で線形です。非可聴バンプによる触覚 ;そしてclicky 、クリック音のある触覚。バネの抵抗に応じて、キーは作動するために異なる量の圧力を必要とします。ステムの形状は、スイッチの作動距離と移動距離を変化させます。作動によって生成される音の量も変更できます。メカニカルキーボードは、キーキャップの取り外しと交換が可能です。
また、メカニカルキーボードの寿命はメンブレンまたはドームスイッチキーボードよりも長く、Cherry MXスイッチのスイッチあたりの予想寿命は5,000万クリックですが、Razerのスイッチの定格寿命はスイッチあたり6,000万クリックです。
現在の主要な機械式スイッチの生産者はチェリーです。元大手プロデューサーであるアルプス電気は、2000年代初頭に生産を終了しましたが、アルプススタイルのスイッチは、Matias、Xiang Min（XM）、Tai-Hao（APC）、Hua-Jie（AK）などの他の企業によって引き続き製造されています。その他のスイッチメーカーは、Gateron、Kaihua（Kailh）、Gaote（Outemu）、Greetech、TTC、およびOmronです。
座屈スプリングキーボード
多くのタイピストは、座屈するスプリングキーボードを好みます。スイッチ上部の座屈バネ機構（期限切れの米国特許第4,118,611号）は、キーボードの触覚および聴覚反応に関与します。このメカニズムは、容量性スイッチまたはメンブレンスイッチに当たる小さなハンマーを制御します。
1993年、レックスマークが生まれてから2年後、IBMはキーボード操作を娘会社に移しました。新しいモデルMキーボードは、Unicompがキーボードテクノロジーを購入した1999年までLexmarkによってIBM向けに製造され続けました。
現在、新しいバックリングスプリングキーボードはUnicompによって製造されています。 Unicompは、古いIBMおよびLexmarkキーボードも修復します。
ホール効果キーボード
ホール効果キーボードは、機械的な接点を持つスイッチの代わりに、磁石とホール効果センサーを使用します。キーが押されると、固体センサーによって検出された磁石を動かします。作動のために物理的な接触を必要としないため、ホール効果キーボードは非常に信頼性が高く、故障する前に何百万ものキーストロークを受け入れることができます。これらは、原子力発電所、航空機のコックピット、重要な産業環境などの超高信頼性アプリケーションに使用されます。それらは簡単に完全に防水することができ、大量のほこりや汚染物質に耐えることができます。キーごとに磁石とセンサーが必要であり、カスタム制御電子機器も必要なため、製造に費用がかかります。
レーザー投影キーボード
ほぼコンピューターマウスのサイズのレーザー投影装置は、キーボードキーの輪郭をテーブルや机などの平らな面に投影します。このタイプのキーボードは、PDAや携帯電話で簡単に使用できるほどポータブルであり、多くのモデルには引き込み式のコードとワイヤレス機能があります。ただし、レーザーが突然または偶発的に中断されると、不要なキーストロークが記録されます。また、レーザーが誤作動すると、さまざまな部品（キーキャップなど）を取り外しても使用できる従来のキーボードとは異なり、ユニット全体が使用できなくなります。このタイプのキーボードは、通常のタイピングでもエラーの影響を受けやすく、触覚フィードバックが完全に欠如しているため、低品質のメンブレンキーボードよりもユーザーフレンドリーではないため、使用するのが面倒です。
ロールアップキーボード
柔軟なシリコンまたはポリウレタン素材で作られたキーボードは、適度にしっかりと束ねて巻くことができます。キーボードをしっかりと折りたたむと、内部のメンブレン回路が損傷する場合があります。ゴムで完全に密封されている場合、耐水性です。メンブレンキーボードのように、触覚フィードバックがほとんどないため、慣れるのは非常に困難であると報告されており、シリコンは汚れ、ほこり、髪を引き付ける傾向があります。
光学キーボード技術
フォト光学キーボード、光応答キーボード、光電キーボード、および光学キー作動検出技術としても知られています。
タイプライターのキーを作動させることにより発生するノイズを低減する目的で、タイプライター機で使用するために、光学式キーボード技術が1962年にハーリーE.ケルチナーによって導入されました。
光学式キーボード技術では、発光デバイスとフォトセンサーを使用して、作動したキーを光学的に検出します。最も一般的には、エミッターとセンサーは小さなPCBに取り付けられた周辺に配置されます。ライトはキーボード内部の左右に向けられ、作動するキーによってのみブロックできます。ほとんどの光学キーボードは、作動キーを決定するために少なくとも2つのビーム（最も一般的には垂直ビームと水平ビーム）を必要とします。一部の光学式キーボードは、特定のパターンで光を遮断する特殊なキー構造を使用し、キーの列ごとに1つのビーム（最も一般的には水平ビーム）のみを許可します。
光学キーボードのメカニズムは非常に単純です。光線がエミッターから受信センサーに送信され、作動したキーがビームをブロック、反射、屈折、またはその他の方法で相互作用し、キーを識別します。
一部の初期の光学式キーボードは、構造が制限されており、外部光を遮断するために特別なケーシングが必要で、マルチキー機能はサポートされておらず、デザインは厚い長方形のケースに非常に限定されていました。
光学式キーボード技術の利点は、ほこりや液体に強い本物の防水キーボードを提供することです。また、メンブレンまたはドームスイッチキーボードと比較して約20％のPCB体積を使用し、電子機器の無駄を大幅に削減します。ホール効果、レーザー、ロールアップ、透明キーボードなどの他のキーボード技術に対する光学キーボード技術の追加の利点は、コスト（ホール効果キーボード）と感触にあります。光学キーボード技術は、異なるキーメカニズムと触感を必要としません。タイピングは60年以上同じです。
専門のDataHandキーボードは、光学技術を使用して、キーごとに単一の光線とセンサーでキー押下を検知します。キーは磁石で静止位置に保持されます。キーを押すために磁力に打ち勝つと、光路のブロックが解除され、キープレスが登録されます。
デバウンス
キーボードのキーを打つと、キーは落ち着く前にその接触に対して数回振動（またはバウンス）します。放されると、静止状態に戻るまで再び振動します。肉眼では見えないほど小さな規模で発生しますが、コンピューターが誤って複数のキーストロークを登録するのに十分です。
この問題を解決するために、キーボードのプロセッサはキーストロークを「デバウンス」します。キーストロークを時間をかけて集計し、通常はしっかりした接触に対応する「確認済み」キーストロークを1つ生成します。初期のメンブレンキーボードは、大幅なデバウンスを行う必要があるため、タイピング速度が制限されていました。これは、ZX81で顕著な問題でした。
キーキャップ
キーキャップはフルトラベルキーボードで使用されます。現代のキーキャップは通常、表面印刷ですが、ダブルショット成形、レーザー印刷、昇華印刷、彫刻、または印刷された紙のインサートを使用した透明な素材で作成することもできます。
キーベースの上に置かれる薄いシェルであるキーキャップもあります。これらはIBM PCキーボードで使用されていました。
PCキーボードの他の部分
最新のPCキーボードには、キーボードの状態に関するフィードバックをユーザーに提供するためのコントロールプロセッサとインジケータライトも含まれています。コントローラのプログラミングの高度さに応じて、キーボードは他の特別な機能も提供します。プロセッサは通常、シングルチップ8048マイクロコントローラのバリアントです。キーボードスイッチマトリックスは入力に配線され、入力キーストロークを処理し、シリアルケーブル（キーボードコード）を介してメインコンピューターボックスの受信機に結果を送信します。また、「caps lock」、「num lock」、「scroll lock」ライトの照明も制御します。
コンピュータがクラッシュしたかどうかの一般的なテストは、「caps lock」キーを押すことです。キーボードは、メインコンピューターで実行されているキーボードドライバーにキーコードを送信します。メインコンピューターが動作している場合、ライトをオンにするように指示します。他のすべてのインジケータライトは同様に機能します。キーボードドライバーは、キーボードのシフト、alt、および制御状態も追跡します。
キーボードスイッチマトリックス
キーボードスイッチマトリックスは、マトリックス回路と呼ばれるグリッド内の水平線と垂直線で描かれることがよくあります。多重ディスプレイのように、一部またはすべての交差点にスイッチがあります。ほとんどすべてのキーボードには、各交差点にスイッチしかありません。これにより、複数のキーが押されたときに「ゴーストキー」と「キージャム」が発生します（ロールオーバー）。特定の、より高価なキーボードには、各交差点の間にダイオードがあり、キーボードマイクロコントローラーは、誤ったゴーストキーを生成することなく、同時に押された任意の数のキーを正確に検出できます。
