Клавиатуры делятся на типы в зависимости от используемой технологии. От типа выключателей (кнопок) зависит тактильная отдача от кнопок, их ход, долговечность и цена. В новых компьютерных клавиатурах используются гибридные технологии, экономящие расходы.
По типу выключателей
Мембранная (плёночная)
Обычно мембранная клавиатура состоит из трёх слоёв. На верхнем нанесены надписи и токопроводящие дорожки. На среднем слое — отверстия в местах клавиш. На нижнем слое — токопроводящие дорожки. Когда пользователь нажимает на клавишу, он продавливает мембрану, и дорожки замыкаются.
Мембранные клавиатуры обычно имеют плохой отклик, поэтому нажатия подтверждаются миганием или звонком. Они часто используются на кухне, в медицинском оборудовании и в прочих местах, где требуется полная герметичность. Хотя плёночные клавиатуры использовались в первых компьютерах (Sinclair ZX80, БК-0010), в современных компьютерах используются более удобные резиномембранные клавиатуры.
Цена: крайне низкая Тактильная отдача: крайне слабая Ход: не более Жёсткость: мягкая Быстрая печать: затруднительно Герметичность: да Ресурс: средний Шум: бесшумная Толщина:
Купольная На листе тонкой жести или прочной пластмассы выдавливают клавиши. Клавиши продавливаются с характерным «щелчком», обеспечивая полную герметичность и неплохую тактильную отдачу. Применяются повсеместно в бытовой технике и медицинском оборудовании.
Цена: низкая Тактильная отдача: хорошая Ход: порядка Жёсткость: жёсткая Быстрая печать: невозможна Герметичность: возможна Ресурс: средний Шум: шумная Толщина: от
Также существуют купольные клавиатуры с пластмассовыми или резинопластмассовыми толкателями; они улучшают тактильные характеристики купольных кнопок и применяются, например, в мобильных телефонах. Ручные мини-клавиатуры типа Rii i8 также обычно металлокупольные.
Резиновая
Клавиши резиновой клавиатуры отливаются из резины (иногда приклеивается пластмассовый колпачок). Внизу к клавишам приделан пятачок из проводящей резины, который замыкает контакты. Очень тихие и применяются, например, в телефонах, телевизионных пультах и игровых контроллерах. Сворачивающиеся в рулон компьютерные клавиатуры являются именно резиновыми.
Из компьютеров годов чисто резиновой клавиатурой обладал исходный ZX Spectrum.
Если нужно, чтобы клавиши двигались без перекосов даже при нажатии на край, используют пластмассовые толкатели в глубокой шахте. Так действуют многие современные игровые контроллеры.
Цена: крайне низкая Тактильная отдача: посредственная Ход: Жёсткость: средняя Быстрая печать: затруднена Герметичность: возможна Ресурс: низкий Шум: малошумная Толщина: от
Мембранная (резиномембранная)
Главный недостаток резиновой клавиатуры — для чёткого замыкания требуется сильный прижим, причём на изношенной клавиатуре этот прижим сильнее. Эта проблема по большей части решается в клавиатурах, в которых совмещаются принципы работы мембранной и резиновой клавиатуры.
Впервые патент на подобную клавиатуру был получен в 1982 году фирмой Texas InstrumentsUS Patent US4354068A. Дальнейшая история туманна, различные фирмы (IBM, Mitsumi, Fujitsu…) делали пружиномембранные клавиатуры, и уже в 1992 году существовали системы производства , во многом близкие к современным клавиатурам. Все годы конструкция упрощалась, и уже Microsoft Natural Keyboard Elite (1998) имела одно отличие от современной: блоки шахт не были одним целым с верхней крышкой.
Все настольные компьютерные клавиатуры, кроме самых дорогих, являются резиномембранными. Клавиша современной клавиатуры состоит из толкателя (на манер механической клавиатуры), резинки (на манер резиновой) и трёх плёнок (на манер мембранной). В настольных клавиатурах толкатель расположен в особого рода шахте и этим защищён от перекоса. В ноутбуках, где требуемая толщина клавиатуры — единицы миллиметров, клавиша двигается без перекосов с помощью ножничного механизма. Отдельные производители предлагают ножничные клавиатуры и для настольных компьютеров.
Надлежащая кривая отклика моделируется с помощью сложной формы резинки. На кривой есть три участка: 1) резинка сопротивляется, усилие среднее; 2) резинка продавлена, усилие низкое; 3) палец резинки упёрся в плёнку, клавиша нажата, усилие высокое.
Ножничные клавиатуры дороже и сложнее в разборке, чем шахтные, но и меньше загрязняются из-за узких щелей. В маркетинговых материалах принята такая классификация: резиномембранная традиционной конструкции (шахтная) — «мембранная», резиномембранная ножничная — «ножничная».
Цена: средняя Тактильная отдача: хорошая Ход: Жёсткость: средняя Быстрая печать: возможна Герметичность: нет Ресурс: средний Шум: средний Толщина: около для ножничной, от для шахтной
Ёмкостная На плате нанесены два проводника, на толкателе расположен третий. Эти три проводника являются, по сути, двумя последовательно соединёнными конденсаторами. Клавиатура реагирует не на замыкание, а на изменение ёмкости и потому срабатывает при неполном нажатии.
Цена: высокая Тактильная отдача: зависит от типа возвратной пружины Ход: любой удобный, распространённые модели дают точку срабатывания Жёсткость: зависит от типа возвратной пружины Быстрая печать: отлично Герметичность: нет Ресурс: высокий Шум: зависит от типа возвратной пружины
Механическая
В механических клавиатурах под каждой клавишей располагается настоящий выключатель с металлической пружиной и металлическими контактами. Отклик зависит от типа выключателя — бывает как «линейный» геймерский, так и «проваливающийся» для машинисток. Современные клавиатурные выключатели далеко ушли от традиционных микропереключателей, и момент срабатывания обычно где-то в середине хода. Наиболее известная из механических клавиатур — .
IBM Model M является клавиатурой с т. н. «изгибающейся пружиной» (buckling spring) (). Механизм состоит из пружины и молоточка, который замыкает ёмкостный или плёночный выключатель.. Такая клавиатура, несмотря на громкий щелчок, любима многими профессиональными машинистками: это единственный тип клавиатуры, где щелчок привязан к моменту срабатывания. В 1993 году, после того, как Lexmark откололся от IBM, «голубой гигант» передал производство клавиатур дочерней компании. В 1996 году компания Unicomp приобрела патент и продолжает заниматься продажей и ремонтом клавиатур «Model M».
Цена: высокая Тактильная отдача: хорошая Ход: обычно Жёсткость: зависит от типа возвратной пружины Быстрая печать: отлично Герметичность: нет Ресурс: высокий Шум: зависит от выключателей, от среднего до очень громкого. Выключатели менее шумные, чем обычная мембранная клавиатура, редки, но есть. Толщина: от
Магнитные клавиатуры Используется геркон или эффект Холла.
Цена: высокая Тактильная отдача: очень хорошая Ход: любой удобный, от и более Жёсткость: мягкая Быстрая печать: отлично Герметичность: да Ресурс: высокий Шум: очень низкий
Проекционная
Лазер проецирует на стол изображение клавиатуры. Такую клавиатуру можно носить вместе с карманным компьютером или смартфоном, у многих моделей есть сматывающийся шнур или радиомодуль. Проекционные клавиатуры крайне неудобны и используются только ради компактности.
Оптическая (фотоэлектрическая) клавиатура Разработана Харли Келхнером в 1962 году в попытке уменьшить шум от пишущей машинки. Под клавишами располагается сетка световых лучей; нажатая клавиша пересекает два луча (вертикальный и горизонтальный). На первых клавиатурах требовался специальный светозащитный корпус, а нажатие нескольких клавиш не поддерживалось (позже эти недостатки обошли). Это даёт по-настоящему герметичную клавиатуру, к тому же уменьшается объём электронной части, упрощая утилизацию. Оптическая клавиатура дешевле магнитной, и механизмы клавиш могут быть любыми, к каким привыкли машинистки — поэтому удавалось в западных компьютерах отдачу от клавиш делать такой же, как на пишущих машинках.
В необычной клавиатуре используется оптическая технология, а клавиши держатся в исходном положении магнитами. Когда пользователь преодолевает силу магнита, открывается путь лучу и нажатие регистрируется.
Фотоэлектрическая клавиатура без толкателей (палец перекрывает путь лучу) нередко используется в домофонах. «Клавиши» выгравированы на пластине, а фотоэлементы, хоть и уязвимы для вандализма, расположены в рамке вокруг, заподлицо с поверхностью, и особо не привлекают внимание хулиганов.
Снова оптические клавиатуры вошли в моду в конце годов. Механизмы в таких клавиатурах зачастую сменные — например, WASD могут быть «геймерские» линейные, а всё остальное — со щелчком, как удобно машинисткам.
Цена: высокая Тактильная отдача: зависит от типа возвратной пружины Ход: любой удобный, примерно от Жёсткость: зависит от типа возвратной пружины Быстрая печать: отличная Герметичность: возможна Ресурс: высокий Шум: зависит от типа возвратной пружины
Форма клавиш В компьютерных клавиатурах клавиши бывают цилиндрические, сферические и плоские. Машинки, дававшие длинный ход и требовавшие удар с усилием, имели сферические клавиши. В современных клавиатурах используются цилиндрические и плоские.
В механической клавиатуре Logitech G910 использовались многогранные клавиши. Эксперимент не оправдался, и в более поздних версиях вернулись к традиционным цилиндрическим.
В различных клавиатурах, не приспособленных под скоростной набор (например, на телефонах, игровых контроллерах), бывают и выпуклые кнопки.
У компьютерных клавиш традиционно есть юбка, снижающая до минимума щели между клавишами. С распространением ножничных клавиатур с их точным изготовлением и узкими щелями в моду вошли так называемые островные клавиатуры без юбок.
Подавляющее большинство клавиатур собирают на плоской пластине или плате, и выгнутый профиль клавиатуры моделируется разной формой в разных рядах. В таком случае говорят про профиль клавиш.
Длинные клавиши
Механизм клавиатуры конструируют так, чтобы даже при нажатии на край клавиша ровно шла и надёжно регистрировала нажатие. Для длинных клавиш — пробела, ввода и других — обычного механизма не хватает. Независимо от технологии, их дополнительно защищают от перекоса особой проволочной скобой — стабилизатором. Клавиша ввода в некоторых раскладках может занимать 2×2 клавиши, такой ввод снабжают двумя стабилизаторами — горизонтальным и вертикальным.
В дешёвых клавиатурах могут не стабилизировать часть длинных клавиш или снабдить большой только одним стабилизатором.
Пробел, как самую большую клавишу, могут снабдить дополнительной пружиной, специальным сильнонагруженным выключателем или двумя одинаковыми выключателями.
В мобильных телефонах стабилизаторов нет, но длинный пробел снабжают двумя параллельными выключателями. При нажатии любого (или обоих вместе) регистрируется нажатие пробела.
Пластмассы Стандартная пластмасса для клавиш — АБС. АБС вполне годится для недолговечной мембранной клавиатуры, но в механической клавиатуре, которая призвана улучшить ощущения от печатания, затёртый АБС (а он легко затирается) может быть не к месту. От времени желтеет. Часто клавишу пробела делают из АБС, даже когда всё остальное — из ПБТ.
Поливинилхлорид (ПВХ) используется в массовых клавиатурах. Второй по распространённости материал после АБС.
В дорогих механических клавиатурах часто используют прочный и твёрдый ПБТ. Недостатки — пластмасса очень звонкая, нажатия до упора (зависит от конструкции клавиш) могут быть болезненны для пальцев, не многие производители освоили двухкомпонентную отливку.
Крайне редко используют полиформальдегид (), поликарбонат.
Надписи Есть несколько способов подписывания клавиш.
Краска Самый простой способ подписать клавишу — нанести изображение краской.
Цена: от низкой до высокой Долговечность: от низкой до средней Надпись ощущается: слабо Цветовая гамма: произвольная Разрешающая способность: высокая (красками, не требующими покрытия, обычно ниже) Печать любых надписей под заказ: реализуется отдельными производителями клавиатур