Dell SK-8115 键盘
華碩 K55筆記型電腦 孤島式設計鍵盤
臺灣 所使用的電腦鍵盤
香港 市政大廈供市民使用的電腦鍵盤
电脑键盘 是一種打字機 型態的設備[ 1] ,由不同鍵盤技術 的按鈕 與電子開關 系統組合而成。主要的功能為輸入資料 ,並可能在電腦 系統中用以操作其他機器或設備。在1970年代,電傳打字機 與鍵盤取代了打孔卡 與打孔帶 技術,成為電腦的主要輸入與操作方式,1980年代後又加入了滑鼠 。在一般使用上,鍵盤用作於輸入文本,能夠在包括文書處理、網路瀏覽器或社交媒體等應用軟體中輸入文字、數字和符號。
鍵盤依照鍵數可分為101鍵、104鍵和87键等多种类型,104比101多了Windows专用键,包含两顆Win功能键和一顆菜单[ 2] ,104鍵的鍵盤又稱為Windows 95鍵盤 [來源請求] 。鍵盤鍵通常會有以雕版 或印刷 方式刻或印的字符,按鍵每一次按下則通常會輸入與字符對應的符號 ,不過有些符號可能需要藉由同時或依次序按下數個不同按鍵來輸入[ 3] 。雖然大多數的鍵是用來輸入字母 、數字 或符號,但有些鍵及組合鍵則是用來執行電腦的系統命令,像是功能鍵 、Fn鍵 以及Microsoft Windows 系統中的Ctrl+Alt+Del 組合鍵[ 4] [ 5] 。在現代電腦的技術中,按鍵所輸出的字符或指令通常由軟體 決定,鍵盤發送到電腦的訊息僅是按下了鍵盤上哪一個或哪些按鍵的代碼[ 6] ,而不同的输入法 也可能會在按下同樣鍵時定義不同的输出符号。
历史
1714年,亨利·米爾(Henry Mill)在英國獲得了一項機器專利,該機器的外型與打字機相似[ 7] ,因此可能至少在18世紀就已經有類似鍵盤的雛形出現。在1868年,有「打字机之父」之稱的美国人克里斯多福·萊瑟姆·肖爾斯 ,發明了美國第一台打字機並获得了专利[ 8] [ 9] [ 10] [ 11] ,之後他又發明了QWERTY键盘 [ 12] ,現今大多電腦鍵盤都用此配置。
雖然打字機可以確定是所有以「鍵」輸入文字之設備的祖先,但電腦鍵盤作為電機數據輸入和通訊設備,其技術大幅度源自電傳打字機 與按鍵打孔機 (keypunch),電腦鍵盤並繼承了前述設備的佈局。在1870年代,就有類似電傳打字機的設備用於股票市場 ,這類設備用鍵盤和電報線將文本數據鍵入並傳輸到股票行情票帶機 (stock ticker),接著立即復制並顯示在票帶(ticker tape)[ 13] 。赫爾曼·何樂禮 開發了第一種按鍵打孔機設備:打孔卡片製表機 (Tabulation Machine),到了1930年代,這些設備很快的演變出類似於普通打字機的文字和數字輸入鍵[ 14] 。
在20世紀大部分時間裡,電傳打字機上的鍵盤在點對點通訊中擔綱很重要的角色,而按鍵打孔機上的鍵盤則擔綱了數據輸入和存儲中的角色。之後,鍵盤開始結合在計算機設計,電子數值積分計算機 即結合了按鍵輸入設備和以紙張為基礎的輸出設備,而二進制自動計算機(Binary Automatic Computer,BINAC)也利用鍵盤將數據輸入到磁帶中[ 15] 。
到了個人電腦 的時代,鍵盤一直作整合性最高的電腦周邊設備,直到1980年代滑鼠 開始作為消費型電腦設備為止,相對豐富的圖形介面 已取代當時的純文字電腦介面[ 16] ,但鍵盤仍然是人機互動 的核心,即使是智慧型手機 、平板電腦 等採用觸控螢幕 的電子設備,也使用虛擬鍵盤作主要輸入方式。
德沃夏克鍵盤
104键QWERTY键盘
设计
多媒體键盘
键盘的排列方式有很多种。之所以有不同的键盘排列 是因为不同人使用不同语言,需要对他们最简单的方式来使用键盘。
最常见的键盘是机械打字机时代的QWERTY键盘 或者近似的设计。当时打字机的键安装在摇杆上,使用频率高的键不能放得太近,以防止摇杆互相碰撞而卡住。QWERTY键盘 和一眾兄弟就沿用了打字机键盘的设计,从而也为之后的电子键盘所采用。受当时技术条件所限,这种键盘设计很少考虑人体工学 。现代电子学发展消弭了这些限制,德沃夏克键盘 等很多新设计涌现,但没有广泛使用。
键盘的键数最初标准是101鍵,Windows键盘是104鍵,Apple键盘是79鍵,后来又发展到130鍵甚至更多。 [來源請求] 越来越多功能键增加到键盘上,如打开网页浏览器 或邮件客户端 。在1990年代后期,美国 曾经销售过一种“因特网键盘”,将功能键设置为预定义的因特网 快捷键,按下这些快捷键就可以打开浏览器进入到指定的网站 。
连接方式
键盘连接到电脑的方式有很多种。其中包括标准的DIN连接器 ,通常在80486之前的主板都是这种设计,后来由PS/2连接器 取代。现在应用更广的是USB 连接器。早期的苹果电脑 使用苹果电脑总线 (ADB)作为键盘连接器。
新设计
标准键盘体积甚大,所有键的尺寸必须方便手指敲击。也有一些小尺寸键盘设計出現,比如Chord键盘 ,通过同时按下一组键来代表一顆字符,从而减少键的数量。而GKOS键盘 则应用在无线设备上。另外还有一些游戏控制杆 ,可以输入数据和字符,也是键盘的一种变化。
有种虚拟激光投影键盘 将键盘图像投射在表面上,投影仪的传感器 确认“按下”什麼键,转化成相应信号给电脑或PDA设备 。
上下对折的折叠键盘
为了方便携带,有些键盘设计为对折或三折形态,称为折叠键盘。通常用蓝牙跟电脑连接使用。
标准
原则上,电脑键盘遵循ISO/IEC 9995 标准。
按鍵區分
電腦所採用的鍵盤主體與英文打字機鍵盤類似,從外觀看,電腦鍵盤分為打字鍵區、功能鍵區、編輯鍵區和數字鍵區等區。实物键盘主欄食指鍵(多數是QWERTY配置的英文字母“F”和“J”,如果是其他配置 則不一定)。数字键区中央的鍵(多數是“5”)会有明显的凸出物,方便输入时触摸定位。
打字鍵區
文字鍵:視語言而定,可以是倉頡、臺注、英字、日文假名等。
移位鍵 :鍵盤中間部份兩側各有一顆移位鍵。按鍵有兩個符號時先按住移位鍵可輸出按鍵上方的符號。
退位鍵 :刪除游標左方的字元,後面所有的字也往前移。
大小寫轉換鍵 :轉換英文字母大小寫。(鍵盤右上方燈會亮起與消失)
換行鍵 :又稱為輸入鍵,將輸入的命令或資料送進電腦處理。
控制鍵 :與其他鍵配合產生控制功能。如先按住不放再按下可複製檔案或資料夾。
功能鍵區
鍵盤有12顆功能鍵 於鍵盤上方,可爲不同軟體設定常用功能或命令。
通常在鍵盤右方,可輸入數字或瀏覽。
鎖數鍵 :用來切換數字鍵和編輯鍵的功能。
插入鍵 :插入和置換兩種輸入模式的切換鍵。
刪除鍵 :把游標處的字向右刪。
換行鍵 :和打字鍵區的換行鍵功能相同。
瀏覽/編輯鍵區
通常在打字鍵區與數字鍵區間,用以瀏覽頁面或編輯內容;有方向鍵、插入鍵、刪除鍵、首位鍵、尾位鍵、上頁鍵、下頁鍵等。
方向鍵:可使游標上、下、左、右移動。
插入鍵:插入鍵。
刪除鍵:刪除鍵。
首位鍵:將游標移到該列首位,或將頁面翻到最頂。
尾位鍵:將游標移到該列的最後字元右方,或將頁面翻到最底。
退出/跳離鍵:用來退出目前執行的功能,或取消輸入。
上頁鍵:使螢幕往上翻頁。
下頁鍵:使螢幕往下翻頁。
鍵數
104鍵:最常見的全鍵數版本。
107鍵:編輯鍵區移下一行,END 貼着↑ ,頂行增加三顆功能鍵。
108鍵:沒有數字區上的三顆LED ,變成四顆功能鍵。
101鍵: 比104鍵的版本少了3顆功能鍵、1顆選單鍵,多了Fn鍵 ,這種形式常在有數字鍵盤的15吋笔记本电脑 出現。
87鍵:沒有數字區的104鍵版本
分類
根據開關設計分類
全部按鍵都有獨立的機械觸點開關(switch),利用柱型彈簧提供按鍵的回彈力,用金屬接觸觸點來控制按鍵的觸發。
鍵盤有一整張雙層膠膜,膠膜提供按鍵回彈力,按下時按鍵處碳心于線路的接觸來控制按鍵觸發,成本十分低,市面絕大部份鍵盤都是薄膜鍵盤。
導電橡膠式(Conductive Rubber)
無接點靜電容量式(Capacitives)
根據鍵帽印字方法分類
無刻印
油墨印刷
镭射印刷
二色成型
熱昇華印刷
打字
QWERTY键盘
将键盘规范成现在这种的“QWERTY”键盘按键布局,是因为一开始打字机的键盘是完全按照字母顺序排列的,而打字机是机械结构的打字机器,因此如果打字时速度过快,某些键的组合非常容易出现卡键问题。是克里斯托夫·拉森·肖尔斯 (Christopher Latham Sholes)解决了这问题,他发明了QWERTY键盘的布局,他将最常用的几顆字母安置在相反方向,以此最大限度放慢打字时敲键速度,从而避免卡键。克里斯托夫·拉森·肖尔斯在1868年爲此设计申请专利,1873年采取这种布局的第一台商用打字机成功地投放市场。
但是,实际使用时人们发现,QWERTY的键盘按键布局方式效率非常低,例如:一般情况下人们惯用右手,但使用QWERTY结果的键盘,卻使左手负担了57%的工作量。两隻小拇指及左无名指(右无名指呢?) [來源請求] 都是没有力气的手指,却要频频使用。使用率仅占打字工作三成左右的字母排放在键盘中列,常要上下往复移动手指,就只为了打一个单词。
在1888年全美举行了公开打字比赛,法院速记员马加林 按明确指法分工盲打,速度非常快,而且错误仅有万分之三,在场人都惊讶不已。据记载,当时马加林得到的奖金是500美元,从这以后很多人开始效仿这种打字方法,盲打技术在专业打字领域大行其道,在美国也开始出现了专门培养打字员的学校。
非英语键盘
除了英文输入时需要把较常用的键分开外,其他语言的打字机也需要这样处理,而每一种语言常用的键均不同,例如法语:
e
t
i
n
s
a
r
o
l
u
d
c
é
14%
9%
8.2%
7.9%
7.5%
7.3%
6.5%
6.4%
5.7%
5.2%
4.6%
3.5%
2.7%
[ 17] 於是就有了AZERTY键盘(面向法语 用户)和QWERTZ键盘(面向德语 用户)等。另外,日文的鍵盤會增加用於日文輸入法切換的按鍵,具備這樣功能的鍵盤在標準的104鍵之外還會多四顆按鍵。
DVORAK式键盘
由于上述的盲打技术的广泛使用,打字机的打字速度基本可以满足日常工作的需要了。然而,华盛顿人德沃拉克(Dvorak)在1934年,又发明了一种新的键盘排列方法。这种设计的键盘使左右手能交替敲击键盘,可以缩短一半的训练周期,平均打字速度也提高了约1/3。
DVORAK式键盘布局原则是:
尽量让左右手交替来击打键盘,避免单手连击;
将越排击键平均移动距离尽量缩短;
将最常用到的字母排列在导键的位置上。
Windows 中已经内置了对“DVORAK”键盘的支持,点击“控制面板-键盘”,进入“输入法区域设置”选项,接着单击“添加”按钮,将“输入法区域设置”设置为“英语(美国)”,并在“键盘布局/输入法”栏内找到“美国英语-DVORAK”,确认后,便變成“DVORAK”键盘。
MALT键盘
后来,莫尔特(Lillian Malt)又设计了比“DVORAK”键盘更加合理、高效的“MALT”键盘。莫尔特改变了原本交错的字键行列,“后退键”(Backspace)及其它原本远离键盘中心的键更容易触到,打字时拇指的使用频率也更高了。但“MALT”键盘并没能得到广泛地应用。
數字鍵盤
數字鍵盤 又稱九宮鍵盤 ,會計人員方便使用,不需额外安裝程式。
無線鍵盤
無線傳送式鍵盤
無線傳送
紅外線傳送,使用紅外線技術的無線鍵盤,因紅外線收發器並非現時智能設備及電腦之基本裝置,紅外線傳送已很少產品會採用。
藍牙傳送,使用藍牙技術的無線键盘。
2.4GHz、5GHz無線傳送,利用2.4GHz或5GHz無線電波作傳送,因並沒有標準規格,使用時必須插上廠商提供之收發器,曾經是最流行之無線鍵盤傳送技術,但藍牙裝置普及,藍牙傳送逐漸取代之。
无线键盘使用方便,现在越来越流行,但要电池 才可運作,无线訊號亦易窃听,会带来安全隐患。[ 18] 另外,無綫鍵盤並不受遊戲玩家歡迎,主因是精確度及遊戲用途的功能都不及有綫鍵盤。
Apple標準鍵盤
适配苹果电脑的罗技蓝牙键盘
苹果电脑使用的键盘与普通PC的有些许差异,比如1980年代麥金塔電腦的键盘上有“苹果键”,上面标有 标志,“command⌘ ”键后来取代苹果键。
用法
微软屏幕键盘为有限移动性的用户设计
通常,键盘用来输入文本到文本编辑器 、文字处理器 或者其他文本工具。
现在的电脑把解释键值转换的工作交给了软件。键盘给每一个物理的键定义了对应的键值,然后将所有的输入报告给控制软件,由软件决定相应的输出。
命令
键盘也用来输入电脑命令。IBM PC 最著名的例子莫过于Ctrl+Alt+Del 组合。现在的Microsoft Windows 的版本中,按下这三个键,将出现对话框,包括当前任务,关机等选项。而Linux ,MS-DOS 和WINDOWS早期版本中,Ctrl+Alt+Del这组合对应的命令就是重启。
游戏
键盘是电脑游戏 的主要控制方式之一。方向键 或者重定义为方向键的一组键(如WASD 四个键)用来控制游戏角色的移动。在很多游戏中,很多键可以根据玩家的喜好来定义。
键分类
电脑键盘上的键通常分成以下几类:
参见
電腦配件圖中13是鍵盤安裝位置
参考
^ computer keyboard . TheFreeDictionary.com. [2020-12-14 ] . (原始内容存档 于2021-03-26).
^ 101、104、108键键盘区别?[1] (页面存档备份 ,存于互联网档案馆 )
^ Saeed, Khalid. New Directions in Behavioral Biometrics . Milton: CRC Press. 2016. ISBN 978-1-4987-8463-4 . OCLC 961456953 .
^ Bill Gates Says He's Sorry About Control-Alt-Delete - Slashdot . tech.slashdot.org. [2020-12-14 ] . (原始内容存档 于2020-11-11) (英语) .
^ Control-Alt-Delete in the World of VDI . VMware Customer Experience and Success. 2017-03-17 [2020-12-14 ] . (原始内容存档 于2020-11-06) (美国英语) .
^ Microsoft Keyboard Scan Code Specification (Appendix C, "USB Keyboard/Keypad Page (0x07)"), Microsoft. Revision 1.3a, 2000-03-16, accessed 2018-10-13.
^ First Typewriter Patent - Henry Mill Patents . www.todayinsci.com. [2020-12-14 ] . (原始内容存档 于2021-04-17).
^ Larson, Erik. A Devil in the White City: Murder, Magic, and Madness at the Fair that Changed America . New York: Vintage Books, a Division of Random House, Inc. : 291 (Adobe epub book) [2020-12-14 ] . (原始内容存档 于2016-12-28).
^ Hendrickson, Walter B. The Three Lives of Frank H. Hall (PDF) . Journal of Illinois State Historical Society (University of Illinois Press). 1956, 49 (3). (原始内容 (PDF) 存档于2010-08-06).
^ Anonymous. Hall Braille Writer . American Printing House for the Blind, Inc. 2011-04-24 [2012-02-29 ] . (原始内容 存档于2012-04-27).
^ Iles, George. Leading American Inventors . New York: Henry Holt and Company. 1912.
^ "Early Typewriter History," http://www.mit.edu/~jcb/Dvorak/history.html (页面存档备份 ,存于互联网档案馆 ).
^ Technology Advancements in Computer Interfaces - 652 Words | 123 Help Me . www.123helpme.com. [2020-12-14 ] . (原始内容存档 于2020-11-22).
^ Gallery: IBM: 100 years of THINKing big . ZDNet. [2020-12-24 ] . (原始内容存档 于2020-12-05) (英语) .
^ Garling, Caleb. Past is prototype: The evolution of the computer keyboard . Computerworld. 2012-11-02 [2021-03-29 ] . (原始内容存档 于2020-12-06) (英语) .
^ Kocielinski, Daniel; Brzostek-Pawłowska, Jolanta. Linear interface for graphical interface of touch-screen: a pilot study on improving accessibility of the android-based mobile devices . Proceedings of the 15th international conference on Human-computer interaction with mobile devices and services. MobileHCI '13 (Munich, Germany: Association for Computing Machinery). 2013-08-27: 546–551. ISBN 978-1-4503-2273-7 . doi:10.1145/2493190.2494439 .
^ Wolfram|Alpha法语[2] (页面存档备份 ,存于互联网档案馆 )
^ Brandt, Andrew. Privacy Watch: Wireless Keyboards That Blab . PC World. 2003-01-29. (原始内容 存档于2007-05-01).
外部链接