コンピューターのキーボード

コンピュータのキーボードは、タイプライターのキーボード^{[1] [2]}をモデルにした周辺 入力デバイスであり、ボタンまたはキーの配置を使用して、機械的なレバーまたは電子スイッチとして機能します。初期のパンチカードと紙テープ技術に代わって、テレプリンタースタイルのキーボードによる対話は、1970年代以来コンピューターの主な入力方法であり、1980年代以降はコンピューターマウスによって補完されています。

キーボードのキー（ボタン）には通常、一連の文字が刻印または印刷されており、キーを押すたびに、1つの書かれた記号が通常対応します。ただし、一部の記号を生成するには、複数のキーを同時にまたは順番に押し続ける必要があります。[ ^3]ほとんどのキーは文字（文字、数字、記号）を生成しますが、他のキー（エスケープキーなど）は、コンピューターにシステムコマンドの実行を指示します。現代のコンピューターでは、キーの押下の解釈は一般にソフトウェアに任されています。コンピューターに送信される情報、つまりスキャンコードは、どの物理キー（またはキー群）が押されたか、または放されたかのみを伝えます。^[4]

通常の使用では、キーボードは、ワードプロセッサ、Web ブラウザ、ソーシャル メディアアプリなどのアプリケーション ソフトウェアにテキスト、数字、記号を入力するためのテキスト入力インターフェイスとして使用されます。タッチスクリーンでは仮想キーボードが使用されます。

タイプライターは、すべてのキーベースのテキスト入力デバイスの決定的な先祖ですが、電気機械式データ入力および通信デバイスとしてのコンピュータキーボードは、主にテレプリンター（またはテレタイプ）とキーパンチの2つのデバイスの実用性から生まれました。現代のコンピュータキーボードは、これらのデバイスを通じてレイアウトを継承しました。

1870年代初頭には、テレプリンターのような装置が使用されており、株式市場のテキストデータをキーボードから同時に入力し、電信回線を介して株価表示機に送信し、すぐにコピーしてティッカーテープ上に表示していました。^[要出典]より現代的な形態のテレプリンターは、1907年から1910年にかけて、アメリカの機械技術者チャールズ・クラムとその息子ハワードによって開発され、電気技術者フランク・パーンの初期の貢献もありました。初期のモデルは、ロイヤル・アール・ハウスやフレデリック・G・クリードなどの個人によって個別に開発されました。

以前、ハーマン・ホレリスが最初のキーパンチ装置を開発し、1930年代までには通常のタイプライターに似たテキストと数字の入力用のキーが追加されました。^[5]

テレプリンターのキーボードは、20世紀のほとんどの間、ポイントツーポイントおよびポイントツーマルチポイント通信で重要な役割を果たしてきました。一方、キーパンチ装置のキーボードは、同じくらい長い間、データの入力と保存で重要な役割を果たしてきました。初期のコンピューターの開発には、電気タイプライターキーボードが組み込まれていました。ENIACコンピューターの開発では、入力と紙ベースの出力の両方のデバイスとしてキーパンチ装置が組み込まれ、BINACコンピューターは、磁気テープ（紙の代わりに）へのデータ入力とデータ出力の両方に電気機械制御タイプライターを使用しました。^[6]

キーボードは、1984年にマウスが消費者向けデバイスとして導入されるまで、パーソナルコンピューティングの時代まで、主要で、最も統合されたコンピュータ周辺機器であり続けました。この頃までに、グラフィックの少ないテキストのみのユーザーインターフェイスは、比較的グラフィックが豊富な画面上のアイコンに取って代わられました。^{[7]ただし、}スマートフォンやタブレットなどのモバイルパーソナルコンピューティングデバイスは仮想キーボードを使用していますが、キーボードは現在でも人間とコンピュータの相互作用の中心であり続けています。

さまざまな種類のキーボードが販売されており、それぞれが特定のニーズに合った特定の機能に重点を置いて設計されています。現在、ほとんどのフルサイズ キーボードは、通常、単にISO ( ISO/IEC 9995 -2)、ANSI ( ANSI - INCITS 154-1988)、およびJIS ( JIS X 6002-1980) と呼ばれる 3 つの異なる機械レイアウトのいずれかを使用しています。これらは、それぞれ関連する世界標準、米国標準、および日本標準を発行する組織に大まかに由来しています。(実際、「ISO」や「ANSI」などの機械レイアウトは、指定された標準の主要な推奨事項に準拠していますが、これらの標準はそれぞれ、逆のことも許可しています。) ANSI 標準の英数字キーボードは、キーの間隔が 3/4 インチ (0.75 インチ (19 mm)) で、キーの移動距離は少なくとも 0.15 インチ (3.8 mm) です。^{[引用が必要]}

現代のキーボードモデルには、101、104、105 などと表記され、規格に従ってキーの総数が決められており、「フルサイズ」キーボードとして販売されています。^[8]米国の慣例に合致する現代のキーボードは、通常 104 個のキーを備えていますが、世界の他の地域では 105 個のキーレイアウトが標準です。この数字が常に守られているわけではなく、コンパクトさやユーザーの好みのために、個々のキーまたはセクション全体が省略されることが一般的です。最も一般的な選択は、テンキーを省くことです。テンキーは通常、英数字セクションで完全に置き換えることができます。このような設計は「テンキーレス」(または TKL) と呼ばれます。^[9]ラップトップやワイヤレス周辺機器には、重複キーやめったに使用されないキーがないことがよくあります。ファンクションキーと矢印キーはほぼ常に存在します。

キーボードのサイズを決定するもう 1 つの要素は、キーのサイズと間隔です。キーは指で簡単に押せる大きさでなければならないという実用的な考慮により、縮小は制限されます。または、小さなキーを押すためにツールが使用されます。

デスクトップ コンピュータのキーボードには、アルファベット文字と数字 (通常はテンキーも追加)、印刷記号と句読点、1 つ以上の通貨記号とその他の特殊文字、発音区別符号、およびさまざまなファンクション キーが含まれています。キーボードのキーに刻まれたグリフのレパートリーは、国の慣習と言語のニーズに従います。コンピュータのキーボードは、電気タイプライターのキーボードに似ていますが、コマンド キーやWindows キーなどの追加のキーが含まれています。

ラップトップやノートブック コンピュータのキーボードは、通常、キーストロークの移動距離が短く、オーバートラベル距離が短く、キーのセット数が少なくなっています。数字キーパッドがない場合があり、ファンクション キーが標準のフルサイズ キーボードとは異なる場所に配置されている場合があります。ラップトップ キーボードのスイッチ機構は、ラバー ドームよりもシザー スイッチである可能性が高く、これはフルサイズ キーボードの傾向とは逆です。

フレキシブル キーボードは、通常タイプとラップトップ タイプの中間です。通常タイプはキーの配置が充実しており、ラップトップタイプはキー間隔が短いという特徴があります。さらに、柔軟性があるため、ユーザーはキーボードを折りたたんだり丸めたりして、保管や持ち運びを容易にすることができます。ただし、入力するには、キーボードを硬い表面に置いておく必要があります。市販されているフレキシブル キーボードの大部分^[10]はシリコン製で、この素材により防水性と防塵性を備えています。これは、キーボードが頻繁に洗浄される病院^[11]や、その他の汚れた環境や清潔に保つ必要がある環境で役立ちます。

ハンドヘルド人間工学キーボード^{[12] [13]}は、ゲームコントローラーのように持つように設計されており、テーブルの上に平らに置くのではなく、そのまま使用することができます。

通常、ハンドヘルド キーボードには、標準キーボードにあるすべての英数字キーと記号が含まれていますが、2 セットのキーを同時に押すことでのみアクセスできます。1 つは、標準キーボードで大文字を入力するための Shift キーに似たファンクション キーとして機能します。^[14]ハンドヘルド キーボードを使用すると、ユーザーは部屋の中を移動したり、椅子に寄りかかったりしながら、コンピューターの前または離れた場所で入力することができます。^[15]ハンドヘルド エルゴノミクス キーボードの一部のバリエーションには、マウスの移動と入力を 1 つのハンドヘルド デバイスで行うことができるトラックボール マウスも含まれています。^[16]

PDAやスマートフォンなど、キーボードが内蔵されていないデバイス向けに、小型の外付けキーボードが導入されています。小型キーボードは、作業スペースが限られている場合にも便利です。^[17]

親指キーボード(サムボード) は、Palm TreoやBlackBerryなどの一部のパーソナルデジタルアシスタントや、OQOなどの一部のウルトラモバイル PCで使用されています。

数字キーボードには、数字、加算、減算、乗算、除算用の数学記号、小数点、およびいくつかのファンクションキーのみが含まれています。これらは、テンキーのない小型キーボード（一般的にはラップトップコンピュータ）でのデータ入力を容易にするためによく使用されます。^{[18]これらのキーは、総称して数字パッド、数字キー、または数字キーパッドと呼ばれ、}算術演算子、数字、矢印キー、ナビゲーションキー、Num Lock、およびEnterキーなどのタイプのキーで構成されます。

多機能キーボードは、標準キーボードを超える追加機能を提供します。多くはプログラム可能で構成可能なコンピュータ キーボードであり、一部のキーボードは複数の PC、ワークステーション、およびその他の情報ソースを制御します (通常はマルチスクリーン作業環境)。ユーザーは標準機能に加えて追加のキー機能も使用でき、通常は 1 つのキーボードとマウスを使用して複数のソースにアクセスできます。

多機能キーボードには、カスタマイズされたキーパッド、マクロ/プリセット用の完全にプログラム可能なファンクションキーまたはソフトキー、生体認証またはスマートカードリーダー、トラックボールなどが搭載されている場合があります。新世代の多機能キーボードには、ビデオのストリーミング、オーディオビジュアルメディアとアラームの制御、アプリケーション入力の実行、個々のデスクトップ環境の構成などを行うためのタッチスクリーンディスプレイが搭載されています。多機能キーボードでは、ユーザーが PC やその他の情報ソースへのアクセスを共有することもできます。外部デバイスを統合するために、複数のインターフェイス (シリアル、USB、オーディオ、イーサネットなど) が使用されます。一部の多機能キーボードは、ビデオウォールを直接直感的に制御するためにも使用されます。

多機能キーボードが一般的に使用される環境は、金融トレーダーや制御室オペレーター（緊急サービス、セキュリティ、航空交通管理、産業、公共事業管理など） の複雑で高性能な職場です。

多くのキーボードが片手で操作できるように設計されてきた。最初のキーボードであるコード付きキーボードは、ダグラス・エンゲルバートによって発明された。その他の片手用キーボードには、フロッグパッド、ハーフキーボード^[19] 、片手タイピング用に設計された片手用ドヴォラックキーボードレイアウトなどがある。

他のキーボードでは一般に、各キーに 1 つのアクションが関連付けられていますが、コード付きキーボードでは、アクションがキーの押下の組み合わせに関連付けされています。使用できる組み合わせが多数あるため、コード付きキーボードでは、より少ないキーでボード上でより多くのアクションを効果的に生成できます。法廷速記者の速記機では、コード付きキーボードを使用して、1 文字ずつ入力するのではなく、1 ストロークごとに音節を入力することで、はるかに高速にテキストを入力できます。最速のタイピスト (2007 年現在) は、ほとんどの法廷速記者や字幕記者が使用するコード付きキーボードの一種であるステノグラフを使用しています。一部のコード付きキーボードは、片手だけで使用できるデバイスや、大きなキーボードを設置するスペースのない小型のモバイル デバイスなど、キーが少ない方が望ましい状況での使用向けにも作られています。コード付きキーボードは、習熟するには通常、練習と組み合わせの記憶が必要になるため、多くの場合あまり望ましくありません。

仮想キーボードは、オンスクリーン キーボード (まれにソフトウェア キーボード) とも呼ばれ、画面上にキーボードの画像を表示するコンピュータ プログラムで構成されています。マウスやタッチスクリーンなどの別の入力デバイスを使用して各仮想キーを操作し、テキストを入力できます。他の種類のハードウェア キーボードには追加コストとスペースが必要になるため、仮想キーボードはタッチスクリーン対応の携帯電話で非常に人気があります。Microsoft Windows、Mac OS X、および一部の Linux には、マウスで制御できるオンスクリーン キーボードが含まれています。これらのキーボードでは、ソフトウェアによって画面上に表示された文字上でマウスを操作する必要があります。文字をクリックすると、ソフトウェアによって対応する文字が対応する場所に書き込まれます。

プロジェクション キーボードは、通常はレーザーを使用してキーの画像を平らな面に投影します。次に、デバイスはカメラまたは赤外線センサーを使用してユーザーの指の動きを「監視」し、投影された画像にユーザーの指が触れたことを「確認」すると、キーが押されたとカウントします。プロジェクション キーボードは、非常に小さなプロジェクターからフルサイズのキーボードをシミュレートできます。「キー」は単に投影された画像であるため、押したときには感じられません。プロジェクション キーボードのユーザーは、入力時に「柔軟性」がないため、指先に不快感が増すことがよくあります。キーを投影するには、平らで反射しない表面も必要です。ほとんどのプロジェクション キーボードは、フォーム ファクターが小さいため、 PDAやスマートフォンで使用するために作られています。

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、光学キー作動検出技術とも呼ばれます。

光学式キーボード技術^{[20] [より適切な情報源が必要]は、} LED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周囲に配置され、小さなPCBに取り付けられています。光はキーボード内部の左右に向けられ、作動したキーによってのみ遮断されます。ほとんどの光学式キーボード^[21]では、作動したキーを決定するために少なくとも2本のビーム（最も一般的には垂直ビームと水平ビーム）が必要です。一部の光学式キーボードでは、特定のパターンで光を遮断する特殊なキー構造が採用されており、キーの列ごとに1本のビーム（最も一般的には水平ビーム）のみを許可しています。

アルファベット、数字、句読点のキーは、タイプライターのキーボードと同じように、ワードプロセッサ プログラム、テキスト エディタ、データ スプレッドシート、またはその他のプログラムにそれぞれの記号を入力するために使用されます。これらのキーの多くは、修飾キーまたは Shift キーが押されたときに異なる記号を生成します。Shift キーまたは Caps Lock キーが押されたとき、アルファベット文字は大文字になります。Shift キーが押されたとき、数字は記号または句読点になります。アルファベット、数字、句読点のキーは、修飾キーと同時に押されたときに他の機能を持つこともあります。

スペースバーは一番下の列にある水平バーで、他のキーよりもかなり幅が広い。英数字と同様に、これも機械式タイプライターから派生したものである。その主な目的は、入力中に単語間のスペースを入力することである。どちらの手の親指でも簡単に使用できるくらいの大きさである。オペレーティングシステムによっては、スペースバーをコントロールキーなどの修飾キーと一緒に使用すると、現在のウィンドウのサイズ変更や閉じ、半分のスペース、バックスペースなどの機能を持つ場合がある。コンピュータゲームやその他のアプリケーションでは、このキーは通常の入力目的に加えて、ジャンプやチェックボックスへのマークの追加など、さまざまな用途がある。デジタルビデオを再生する特定のプログラムでは、スペースバーは再生の一時停止と再開に使用されている。

修飾キーは、 2 つのキーを組み合わせて押すと、別のキーの通常の動作を変更する特別なキーです。たとえば、 Microsoft Windows でAlt+ を押すと、アクティブなウィンドウF4内のプログラムが閉じます。対照的に、特定のプログラムで特定の機能が割り当てられていない限り、単に押すと何も起こりません。修飾キー自体は、通常何もしません。 F4

最も広く使用されている修飾キーには、 Control キー、Shift キー、およびAlt キーがあります。AltGrキーは、3 つの記号が印刷されているキーの追加記号にアクセスするために使用されます。Macintosh および Apple キーボードでは、修飾キーはそれぞれOption キーとCommand キーです。Sun MicrosystemsおよびLisp マシンキーボードでは、Meta キーが修飾キーとして使用され、Windows キーボードにはWindows キーがあります。コンパクトなキーボード レイアウトでは、Fn キーがよく使用されます。「デッド キー」を使用すると、アクセントなどの発音区別符号を次の文字に配置できます(例: Compose キー)。

Enter /Return キーは通常、コマンド ライン、ウィンドウ フォーム、またはダイアログ ボックスで既定の機能を実行し、通常は「エントリ」を終了して目的のプロセスを開始します。ワード プロセッシング アプリケーションでは、Enter キーを押すと段落が終了し、新しい段落が始まります。

ナビゲーション キーまたはカーソル キーには、カーソルを画面上のさまざまな位置に移動するさまざまなキーが含まれます。^[22] 矢印キーは、カーソルを特定の方向に移動するようにプログラムされています。ページ スクロール キー ( Page Up キーや Page Down キーなど) は、ページを上下にスクロールします。Homeキーは、カーソルが配置されている行の先頭にカーソルを戻すために使用します。Endキーは、カーソルを行の末尾に移動します。Tabキーは、カーソルを次のタブ ストップに進めます。Insertキーは主に、カーソルが現在の位置以降にあるテキストを上書きする上書きモードと、カーソルが現在の位置に文字を挿入し、カーソルより後ろのすべての文字を 1 つ後ろに移動する挿入モードを切り替えるために使用されます。Deleteキーは、カーソル位置の前の文字を破棄し、後続のすべての文字を 1 つ前の位置に移動して、空いた場所に移動します。多くのノートブック コンピュータのキーボードでは、Delete というラベルの付いたキー (Delete と Backspace が同じキーに印刷されている場合もあります) は、Backspace キーと同じ目的を果たします。Backspaceキーは、前の文字を削除します。 ロックキーは、選択した設定に応じてキーボードの一部をロックします。ロックキーはキーボードのあちこちに散在しています。ほとんどのキーボードには、テンキーの上の右上隅に、どのロックが有効になっているかを示す3つのLEDがあります。ロックキーには、Scroll lock、Num lock（テンキーの使用を許可する）、Caps lockがあります。^[23]

SysRqコマンドとPrint screenコマンドは、多くの場合同じキーを共有します。SysRq は、以前のコンピュータではクラッシュから回復するための「パニック」ボタンとして使用されていました ( Linux カーネルでは、この意味で今でもある程度使用されています。Magic SysRq キーを参照してください)。Print screen コマンドは、以前は画面全体をキャプチャしてプリンタに送信していましたが、現在では通常、スクリーンショットをクリップボードにコピーします。

Breakキー/Pause キーには、もはや明確な目的はありません。その起源は、通信回線を一時的に中断するキーを求めていたテレタイププリンターのユーザーにまで遡ります。ソフトウェアは Break キーを、複数のログイン セッション間の切り替え、プログラムの終了、モデム接続の中断など、さまざまな方法で使用できます。プログラミング、特に古い DOS スタイルの BASIC、Pascal、C では、Break キーは (Ctrl キーと組み合わせて) プログラムの実行を停止するために使用されます。これに加えて、Linux とその派生版、および多くの DOS プログラムでは、この組み合わせが Ctrl+C と同じように扱われます。最近のキーボードでは、Break キーは通常 Pause/Break とラベル付けされています。ほとんどの Windows 環境では、Windows キー + Pause のキーの組み合わせにより、システム プロパティが表示されます。

エスケープキー（ ）は、オペレーティングシステム、アプリケーション、またはその両方に応じてさまざまな意味を持ちます。「ほとんどの場合」^[24]、それは停止^[25]、^{[26] 、または「}ダイアログ（またはポップアップウィンドウ）から抜け出させてください」という合図になります。^{[24] [27]}多くのウェブブラウザで停止機能をトリガーします。^[28]esc

エスケープキーはテレタイプモデル33（1964年に導入され、初期のミニコンピュータの多くで使用されていた）の標準キーボードの一部でした。[ ^29] 1974年7月に導入されたDEC VT50にもEscキーがありました。TECOテキストエディタ（1963年頃）とその後継であるEmacs （ 1985年頃）はEscキーを多用しています。

歴史的には、これはシフトキーの一種としても機能し、後続の1つ以上の文字が異なって解釈されるため、エスケープシーケンスという用語は、通常エスケープ文字が先行する一連の文字を指します。^{[30] [31]}

Microsoft Windows を実行しているマシンでは、キーボードに Windows キーが実装される前は、コントロール キーを押しながら Esc キーを押すことで「スタート」ボタンを呼び出すのが一般的でした。このプロセスは、Windows 95、98、Me、NT 4、2000、XP、Vista、7、8、10 でも引き続き機能します。^[32]

「Enter キー」⌅ Enterと「Return キー」は、オペレーティング システムとアプリケーション↵ Returnに応じて重複する機能と異なる機能を持つ、密接に関連した 2 つのキーです。フルサイズ キーボードには、このようなキーが 2 つあり、1 つは英数字キーに、もう 1 つは数字キーにあります。Enter キーの目的は、入力した内容を確定することです。Return キーは、タイプライターの元の改行/復帰機能に基づいています。たとえば、多くのワード プロセッサでは、Return キーは段落を終了し、スプレッドシートでは現在のセルを完了して次のセルに移動します。

Enter キーの形状は ISO キーボードと ANSI キーボードで異なります。後者では Enter キーは 1 列 (通常は下から 3 番目) ですが、前者では Enter キーは 2 列にまたがり、逆 L 字型になっています。

キーの目的は、同時に押されたキーの最初の代替機能を呼び出すことです。アルファベットキーの場合、Shift+文字でその文字の大文字バージョンが出力されます。その他のキーの場合、シフトなしの結果とシフトありの結果の両方を表す記号がキーに刻印されています。他のコントロールキー ( 、またはなど) と組み合わせて使用​​した場合、効果はシステムとアプリケーションによって異なります。 ⇧ ShiftCtrlAltAltGr

メニュー キーまたはアプリケーション キーは、Windows 向けコンピュータ キーボードにあるキーです。通常のマウスの右ボタンではなく、キーボードでコンテキスト メニューを起動するために使用されます。キーのシンボルは通常、メニューの上にカーソルが浮かんでいる小さなアイコンです。一部の Samsung キーボードでは、アイコンにカーソルは表示されず、メニューのみが表示されます。このキーは、Windows キーと同時に作成されました。このキーは通常、マウスに右ボタンがない場合に使用されます。一部の Windows パブリック ターミナルでは、ユーザーが右クリックできないようにキーボードにメニュー キーがありません (ただし、多くの Windows アプリケーションでは、Shift + F10キーボード ショートカットを使用して同様の機能を呼び出すことができます)。

多くのコンピュータ キーボードには、アルファベット キーボードの右側に数字キーパッドが付いています。数字キーパッドは、ファンクション キーやシステム コマンド キーなどの他のキー グループとは分離されていることが多く、数字、基本的な数学記号 (加算、減算など)、およびいくつかのファンクション キーが含まれています。最上部のアルファベット行の上にある数字キーの列に加えて、ほとんどのデスクトップ キーボードには、キーボードの右側に数字パッドまたは会計パッドが付いています。Num Lockが設定されていると、これらのキーの数字は数字行と同じになります。設定されていない場合は、刻印されている代替機能を持ちます。数字に加えて、このパッドには、加算、減算、乗算、除算記号などの計算に関係するコマンド記号があります。このキーの Enter キーは等号を示します。

日本語/韓国語キーボードには、使用する言語を変更するための 言語入力キーがある場合があります。

一部のキーボードには、電源管理キー (電源キー、スリープ キー、スリープ解除キーなど)、Web ブラウザーや電子メールにアクセスするためのインターネット キー、音量コントロールなどのマルチメディア キー、または特定のアプリケーションを起動したり、すべてのウィンドウを最小化するなどのコマンドを実行するようにユーザーがプログラムできるキーがあります。

オペレーティングシステム内に複数のキーボードレイアウトをインストールし、OSに実装された機能または外部アプリケーションを介してそれらを切り替えることができます。Microsoft Windows、^[33]、 Linux、^[34]、およびMac ^[35]では、キーボードレイアウトを追加して選択するサポートが提供されています。

キーボードとキーパッドは、特にモバイル用機器では、内部から照明が点灯することがあります。コンピューターに内蔵されているキーボードと外付けのキーボードの両方がバックライトをサポートしている場合があります。外付けのバックライト付きキーボードは、有線 USB 接続の場合もあれば、ワイヤレスで接続され、バッテリーで駆動する場合もあります。照明により、暗い環境でもキーボードやキーパッドが使いやすくなります。

一般的な生産性のために、キーの周囲に邪魔な光が当たらないように、キーのみを均一にバックライトで照らすこともできます。

多くのゲーミングキーボードは、見た目だけでなく機能性も考慮して設計されており、複数の色や色分けされたキーが採用されているため、暗い部屋でプレイしているときにゲーマーがコマンドキーを見つけやすくなっています。^[36]通常は照明が付いていないキーボードでも、重要な機能キーの一部や、機能がオンになっている場合は筐体の他の部分に小さなLEDインジケータライトが付いていることがあります（写真参照）。

1970 年代初頭の最初の電子キーボードでは、キー スイッチは金属フレームの穴に挿入された個別のスイッチでした。これらのキーボードの価格は 80 ～ 120 米ドルで、メインフレーム データ端末で使用されていました。最も一般的なスイッチの種類はリード スイッチ(ガラス カプセル内の真空に封じ込められた接点で、スイッチ プランジャーに取り付けられた磁石の影響を受けます) でした。^{[引用が必要]}

1970年代半ばには、より安価な直接接触キースイッチが導入されましたが、環境に開放されていたため、スイッチサイクルでの寿命ははるかに短くなりました（定格1000万サイクル）。しかし、当時のコンピュータ端末では、モデルの寿命がどんどん短くなり始めており、このスイッチの使用は受け入れられやすくなりました。^[37]

1978 年、Key Tronic Corporation は静電容量式スイッチを搭載したキーボードを発表しました。これは、自己完結型スイッチを使用しない最初のキーボード技術の 1 つです。^[要出典]スイッチ プランジャーには導電性コーティングされたマイラー プラスチック シートが付いたスポンジ パッドがあり、その下のプリント回路基板には半月形のトレース パターンが 2 つあります。キーが押されると、プランジャー パッドと下の PCB 上のパターン間の静電容量が変化し、それが集積回路 (IC) によって検出されます。これらのキーボードは、誘導型やホール効果型などの他の「ソリッド ステート スイッチ」キーボードと同じ信頼性を持ちながら、直接接触型キーボードと競合できると主張されました。キーボードの価格が 60 ドルに抑えられ、Key Tronic は急速に最大の独立系キーボード製造業者になりました。

一方、IBMは独自の特許技術を使用して独自のキーボードを製造しました。古いIBMキーボード^{[38]のキーは}「バックリングスプリング」機構で作られており、キーの下のコイルスプリングがユーザーの指の圧力で座屈し、ハンマーが作動して導電性トレースを備えた2枚のプラスチックシート（膜）を押し付け、回路を完成させます。これによりクリック音が生成され、キーが押されたことを示す物理的なフィードバックがタイピストに提供されます。^[39]

最初の電子キーボードは、タイプライターのキーの移動距離が 0.187 インチ (4.75 mm)、キートップの高さが 0.5 インチ (12.7 mm)、キーボードの厚さが約 2 インチ (5 cm) でした。時が経つにつれ、市場ではキーの移動距離が短くなることが受け入れられ、最終的に 0.110 インチ (2.79 mm) になりました。これと時を同じくして、Key Tronic は厚さがわずか約 1 インチのキーボードを初めて導入した企業となりました。そして現在、キーボードの厚さはわずか約 0.5 インチです。

キートップはキーボードの重要な要素です。当初、キーボードのキートップは、それ以前のタイプライターのように、上部が「皿型」でした。キーボードのキーの刻印は、指や爪による極度の機械的摩耗や手の油やクリームの影響を受けるため、何千万回もの押し込みにも耐える極めて耐久性の高いものでなければなりません。そのため、個々のスイッチで以前に行われていたように、キーの刻印を彫刻したり塗料で塗りつぶしたりすることは決して受け入れられませんでした。そのため、最初の電子キーボードでは、キーの刻印はツーショット（またはダブルショット、または2色）成形によって製造されました。つまり、キーシェルまたはキーの刻印のあるキーの内部が最初に成形され、次にもう一方の色が成形されました。しかし、コストを節約するために、昇華印刷やレーザー彫刻などの他の方法が検討されました。どちらの方法も、キーボード全体を同時に印刷するために使用できます。

当初、昇華印刷では、特殊なインクがキーキャップの表面に印刷され、熱を加えるとインクの分子がプラスチック モジュールに浸透して混ざり合うため、指の油分によって分子が分散するという問題がありましたが、その後、これを防ぐために必然的に非常に硬い透明コーティングが施されました。IBM がキーボードで初めて大量に使用した昇華印刷と同時に、IBM は、皿の代わりに一貫して曲面を持つシングル カーブ皿キーキャップを導入しました。これにより、キーの凡例を皿の代わりに一貫して曲面を持つようにして、高品質の印刷が可能になりました。しかし、昇華印刷やレーザー印刷の問題の 1 つは、プロセスに時間がかかりすぎることと、明るい色のキーに暗い凡例しか印刷できないことでした。別の点では、IBM はキートップ ベースに個別のシェル、つまり「キーキャップ」を使用するという点で独特でした。これにより、さまざまなキーボード レイアウトをより柔軟に製造できるようになったかもしれませんが、これを行う理由は、昇華印刷に使用する必要のあるプラスチック材料が、標準的な ABS キートップ プラスチック材料とは異なっていたためです。

最終的に 3 つの機械技術によってキーボードは現在の形になり、コストは 10 ドルを大きく下回りました。

1. 「モノブロック」キーボード設計が開発され、個々のスイッチ ハウジングがなくなり、代わりに一体型の「モノブロック」ハウジングが使用されるようになりました。これは、成形技術によって、キーボードの幅全体にわたってスイッチ プランジャーの穴とガイドの許容誤差を非常に厳密に設定できるため、キー プランジャーとハウジングのクリアランスが狭すぎたり緩すぎたりすることがなく、キーが固まるのを防ぐことができました。
2. モノブロックの下に接点スイッチ膜シートを使用します。この技術はフラットパネル スイッチ膜から派生したもので、スイッチ接点は上部と下部の層の内部に印刷され、その間にスペーサー層があるため、上部の領域に圧力が加えられると、直接電気接点が作られます。膜層は、非常に大量かつ低コストの「リールツーリール」印刷機で印刷でき、その後、各キーボード膜をカットして打ち抜きます。

プラスチック素材は、電子キーボードの開発と進歩において非常に重要な役割を果たしました。「モノブロック」が登場するまで、GE の「自己潤滑性」デルリンは、生涯使用で数千万サイクルの打撃に耐えられるキーボード スイッチ プランジャー用の唯一のプラスチック素材でした。スイッチ プランジャーにグリースやオイルを塗るのは、時間の経過とともに汚れが付着し、最終的には感触に影響し、キー スイッチが固まる可能性があるため、望ましくありません (ただし、キーボード メーカーは、キー プランジャーとハウジングの許容差を制御できず、キーの押し込みがスムーズになったり、固まりを防いだりできない場合は特に、キーボードにこれをこっそりと入れることがありました)。しかし、デルリンは黒と白しかなく、キートップには適していませんでした (柔らかすぎる)。そのため、キートップにはABSプラスチックが使用されています。しかし、プラスチック成形が進歩して厳しい公差を維持できるようになり、キーの移動距離が 0.187 インチから 0.110 インチ (4.75 mm から 2.79 mm) に短縮されたため、単一部品のキートップ/プランジャーを ABS で製造できるようになり、キーボードのモノブロックも ABS で製造できるようになりました。

一般的に「メカニカル キーボード」という用語は、個別のメカニカル キー スイッチを備えたキーボードを指します。各キー スイッチには、下部にスプリングが付いた完全に覆われたプランジャーと、側面に金属製の電気接点があります。プランジャーはスプリングの上にあり、プランジャーを半分押し下げるとキーの接点が閉じることがよくあります。他のスイッチでは、プランジャーを完全に押し下げる必要があります。接点を閉じるためにプランジャーを押し下げる必要がある深さは、アクティブ距離と呼ばれます。アクティブ距離をソフトウェアで再構成できるキー スイッチを備えたアナログ キーボード、レーザー ビームを遮断することで動作する光スイッチ、磁石を使用してホール センサーをアクティブにするキー スイッチを使用するホール効果キーボードも利用できます。

圧力感知型と呼ばれるキーボードの中には、アナログジョイスティックと同様に、押された距離に応じて入力内容を変えることができるものもあります。^[40]

コンピュータのキーボードには、キーの押下をコンピュータの電子機器が理解できるキーコード^[41]（通常はスキャンコード）に変換する制御回路が含まれています。キースイッチはプリント基板を介してXYマトリックスに接続されており、Yラインに電圧が順番に供給され、キーが押されると、Xラインをスキャンして順番に検出されます。

最初のコンピュータ キーボードはメインフレーム コンピュータ データ端末用で、個別の電子部品が使用されていました。最初のキーボード マイクロプロセッサは 1972 年に General Instruments によって導入されましたが、キーボードでは1978 年に利用可能になって以来、シングルチップ8048 マイクロコントローラバリアントが使用されています。 ^[要出典]キーボード スイッチ マトリックスは入力に接続されており、キーストロークをキー コードに変換し、分離型キーボードの場合は、シリアル ケーブル (キーボード コード) を通じてコン​​ピュータのマザーボード上のメイン プロセッサにコードを送信します。このシリアル キーボード ケーブル通信は、コンピュータの電子機器が Caps Lock、Num Lock、および Scroll Lock のライトの点灯を制御する範囲でのみ双方向です。

コンピュータがクラッシュしたかどうかを確認する方法の 1 つは、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 コンピュータが動作している場合は、ライトを点灯するように指示します。その他のすべてのインジケータ ライトも同様に動作します。キーボード ドライバーは、キーボードの Shift、Alt、および Control の状態も追跡します。

低品質のキーボードの中には、不適切な電気設計が原因で、キーが複数入力されたり、誤って入力されたりするものがあります。これは、キースイッチの「デバウンス」が不十分であるか、複数のキーを同時に押せない不適切なキースイッチ マトリックス レイアウトが原因です。両方の状況については、以下で説明します。

キーボードのキーを押すと、キーの接触部分が数ミリ秒間互いに「跳ね返る」ことがありますが、その後しっかりと接触します。キーを離すと、接触していない状態に戻るまでさらに跳ね返ります。コンピュータが各パルスを監視していた場合、ユーザーが 1 回だと思っていたキー入力が、コンピュータには何度も入力されたと認識されてしまいます。この問題を解決するために、キーボード (またはコンピュータ) のプロセッサは、キー入力を時間経過とともに集約して 1 つの「確定」キー入力を生成することで、キー入力を「 デバウンス」します。

低品質のキーボードの中には、ロールオーバー(つまり、複数のキーを同時に押した場合、またはキーを非常に速く押したために同じミリ秒内に複数のキーが押された場合) の問題が発生するものもあります。初期の「ソリッド ステート」キースイッチ キーボードでは、キースイッチが互いに電気的に分離されていたため、この問題はありませんでした。また、初期の「直接接触」キースイッチ キーボードでは、すべてのキースイッチに絶縁ダイオードを配置することでこの問題を回避していました。これらの初期のキーボードには「n キー」ロールオーバーがあり、つまり、任意の数のキーを押した場合、キーボードは次に押されたキーを認識します。ただし、絶縁ダイオードのない「直接接触」キースイッチ マトリックスで 3 つのキーを同時に押した場合 (電気的に閉じた場合)、キーボードの電子機器は、3 つのキーの X 線と Y 線の交点である 4 番目の「ファントム」キーを認識する可能性があります。キーボード回路の種類によっては、一度に登録できるキー数が最大になります。 「3 キー」ロールオーバーは、「ファントム キー ブロッキング」または「ファントム キー ロックアウト」とも呼ばれ、3 つのキーのみが登録され、3 つのキーのうちの 1 つが解除されるまで他のすべてのキーは無視されます。これは、特に高速タイピング (指が前のキーを離す前に新しいキーを押す) やゲーム(複数のキーを押すように設計されている) では望ましくありません。

直接接触型メンブレン キーボードが普及するにつれ、最も一般的なキー シーケンスを分析し、これらのキーを電気キー マトリックスでファントム キーを生成しないように配置することで、キーのロールオーバーが最適化されました (たとえば、同時に押される可能性のある 3 つまたは 4 つのキーを同じ X または同じ Y ラインに配置するだけで、ファントム キーの交差/ショートが発生しないようにします)。そのため、3 番目のキーがブロックされることは通常問題になりません。ただし、低品質のキーボード設計や知識の少ないエンジニアはこれらのトリックを知らない可能性があり、ゲームによってレイアウトが大きく異なる、または構成可能なため、ゲームでは依然として問題になる可能性があります。

ケーブルを使用してキーボードをシステム ユニット(より正確には、キーボード コントローラ) に接続する方法はいくつかあります。その 1 つが、マザーボードによく見られる標準のAT コネクタです。AT コネクタは最終的にPS/2とUSB接続に置き換えられました。iMac シリーズのシステムより前は、Apple は独自のApple Desktop Bus をキーボード コネクタに 使用していました。

ワイヤレス キーボードが普及してきました。ワイヤレス キーボードには送信機が内蔵されており、受信機はコンピューターのキーボード ポートに接続されています。受信機は無線周波数(RF) または赤外線(IR) 信号で通信します。ワイヤレス キーボードは業界標準のBluetooth無線通信を使用する場合があります。その場合、受信機はコンピューターに内蔵されていることがあります。ワイヤレス キーボードは電源としてバッテリーを必要とするため、データが盗聴される危険性があります。ワイヤレスソーラー キーボードは、自然光または人工光を使用して小さなソーラー パネルからバッテリーを充電します。1984 年のApricot Portable は、IR キーボードの初期の例です。

すでに書き留められているが機械で読み取り可能な形式ではない既存のテキスト (たとえば、 1940 年代のLinotypeで作成された本) を変換する場合は、再入力よりも光学文字認識(OCR ) の方が適しています。言い換えると、画像から編集可能なテキスト (つまり、文字コードの文字列) に変換するには、人がテキストを再入力するか、コンピューターが画像を見て各文字を推測する必要があります。OCR テクノロジはすでに優れたレベルに達しており (たとえば、Google ブック検索)、将来的にはさらなる進歩が期待されます。

音声認識は、音声を機械が読み取り可能なテキスト（つまり、文字コードの文字列）に変換します。このテクノロジも高度な段階に達しており、さまざまなソフトウェア製品に実装されています。特定の用途（医療または法律の口述の転写、ジャーナリズム、エッセイや小説の執筆など）では、音声認識がキーボードに取って代わり始めています。ただし、音声コマンドや口述を発行する際のプライバシーの欠如により、この種の入力は多くの環境に適していません。

ポインティング デバイスは、物理キーボードの使用が不適切または不可能な場合に、テキストや文字を入力するために使用できます。これらのアクセサリは通常、頻繁に使用する文字や文字の組み合わせにすばやくアクセスできるレイアウトで、ディスプレイに文字を表示します。この種類の入力の一般的な例としては、Graffiti、Dasher、オンスクリーン仮想キーボードなどがあります。

暗号化されていないワイヤレスBluetoothキーボードは、ユーザーが入力したキーを記録する目的で、キーボードと同じ部屋に秘密の盗聴装置を設置してBluetoothパケットを盗聴して記録することで、信号盗難の脆弱性があることが知られています。Microsoftワイヤレスキーボード 2011 およびそれ以前のバージョンには、この脆弱性があることが文書化されています。^[42]

キーストローク ロギング(キーロギングとも呼ばれる) は、ユーザーのキーストロークをキャプチャして記録する方法です。これは、特定の事務作業における従業員の生産性を測定するために合法的に使用されるか、法執行機関が違法行為を見つけるために使用されますが、ハッカーがさまざまな違法行為や悪意のある行為に使用することもあります。ハッカーは、キーロガーをパスワードや暗号化キーを入手して他のセキュリティ対策を回避する手段として使用します。

キーストロークのロギングは、ハードウェアとソフトウェアの両方の手段で実行できます。ハードウェア キー ロガーは、キーボード ケーブルに取り付けられるか、標準キーボード内にインストールされます。ソフトウェア キー ロガーは、ターゲット コンピューターのオペレーティング システムで動作し、ハードウェアへの不正アクセスを取得したり、OS が提供する機能を使用してキーボードに接続したり、リモート アクセス ソフトウェアを使用して、記録されたデータをターゲット コンピューターからリモートの場所に送信したりします。一部のハッカーは、ワイヤレス キー ロガー スニファーを使用して、ワイヤレス キーボードとその受信機から転送されるデータ パケットを収集し、2 つのデバイス間のワイヤレス通信を保護するために使用されている暗号化キーを解読します。

スパイウェア対策アプリケーションは、多くのキーロガーを検出して除去することができます。責任ある監視ソフトウェアのベンダーは、スパイウェア対策プログラムによる検出をサポートしているため、ソフトウェアの悪用を防止できます。ファイアウォールを有効にしても、キーロガー自体が停止されるわけではありませんが、適切に構成されていれば、記録された資料がネット上で転送されるのを防ぐことができます。ネットワーク モニター(リバース ファイアウォールとも呼ばれます) を使用すると、アプリケーションがネットワーク接続を試みたときにユーザーに警告することができます。これにより、ユーザーは、キーロガーが入力した情報を「自宅に電話」するのを防ぐことができます。自動フォーム入力プログラムは、キーボードをまったく使用しないことで、キーロギングを完全に防止できます。歴史的に、ほとんどのキーロガーは、ログイン資格情報の入力とフォーカス ウィンドウ内の他の場所での文字の入力を交互に行うことで騙すことができました。^{[43] [より適切なソースが必要]}

キーボードは電磁気信号を発することでも知られており、特殊なスパイ機器を使ってキーボードで押されたキーを再現することでこれを検出できる。アイデンティティ盗難協議会の事務局長ニール・オファレル氏は、InformationWeek 誌に次のように語っている。「25 年以上前、元スパイ数人が、通りの向かいに停まっているバンから、キー入力ごとに発生する電磁信号をキャプチャしてデコードするだけで、ユーザーの ATM 暗証番号をキャプチャする方法を私に見せてくれた」とオファレル氏は言う。「彼らは近くのオフィスのコンピューターのキー入力をキャプチャすることさえできたが、その技術は特定のコンピューターに焦点を絞るほど洗練されていなかった。」^[44]

キーボードの使用は、手、手首、腕、首、背中に深刻な傷害（手根管症候群やその他の反復運動障害）を引き起こす可能性があります。 ^[47]傷害のリスクは、1時間に2、3回、頻繁に短い休憩を取って立ち上がって歩き回ることで軽減できます。また、手や手首の使いすぎを避けるために、ユーザーは1日を通して作業を変化させる必要があります。キーボードで入力するときは、肩をリラックスさせ、肘を体の横に置き、キーボードとマウスを手を伸ばす必要がない位置に置く必要があります。椅子の高さとキーボードトレイは、手首がまっすぐになるように調整し、手首がテーブルの鋭い角に当たらないようにする必要があります。^{[48]タイピング中は、手首} 置きやパームレストを使用しないでください。^[49]

特殊なキーボード、マウスの代替品、ペンタブレットのインターフェースから音声認識ソフトウェアに至るまで、いくつかの適応技術は、怪我のリスクを軽減することができます。一時停止ソフトウェアは、ユーザーに頻繁に一時停止するよう通知します。垂直マウスやジョイスティック マウスなど、より人間工学に基づいたマウスに切り替えると、痛みが軽減される可能性があります。

マウスの代わりにタッチパッドやグラフィックタブレットのスタイラスペンを使用すると、腕や手にかかる反復的な負担を軽減することができます。 ^[50]

• キーボードコンピュータ- 1980年代初頭に人気があったコンピュータの形式
• デジタルペン
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• オーバーレイキーボード
• キーボードショートカット表
• 仮想キーボード（タッチスクリーンキーボード）

• Wichary, Marcin (2023)。『Shift Happens』。メイン州ルイストン：Penmor。

• HowStuffWorksのコンピューターキーボードの仕組み
• 「アセンブリ言語の芸術: 第 20 章」: PC キーボード
• キーボードマトリックス回路
• PC World . 「史上最悪の PC キーボード 10 選」