Оптоэлектронная клавиатура описание устройства кратко
Обновлено: 04.07.2024
Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для организацииручного ввода информации в управляющие или вычислительные системы Цель изобретения - упрощение клавиатуры и повышение ее надежности за счет сокращения числа источников и приемников излучения и за счет исключенияпружин возврата Клавиатура содержит источники 1 и приемники 2 света, клавишные головки 3, верхнюю панель4 с прорезями 9, основание 5, ограничитель вертикального перемещения 6 клавишных головок, зеркало 7, однополюсные магниты 8,10, Одно5 олюс- ные магниты 8 расположены в нижней, части клавишных головок 3, Однополюсные магниты J О расположены на основании5 напротив однополюсных магнитов Во Взаимное отталкивание однополюсных магнитов 8 и 10 обеспечивает вертикальноеперемещение клавищных головок 3„ При нажатии на одну из клавишныхголовок 3 зеркало 7 опускается в плоскость перемещения взаийнопер-j- пендикулярных оптических осей источников 1 и приемников 2 света, замыкая Q .
оптическую связь одного из источников1 с одним из приемников 2, Совокупность порядковых номеров активизированногов данный момент источника 1 и принявшего сигнал приемника 2 од- нозначно соответствует нажатой клавише . 1 ил , (Л
О произведении
Пожалуйста, авторизуйтесь
Вы можете добавить книгу в избранное после того, как авторизуетесь на портале. Если у вас еще нет учетной записи, то зарегистрируйтесь.
Игровая, офисная, механическая — все это типы клавиатур. Теперь становятся популярными еще и оптические. Разбираемся, что такое оптические клавиатуры, и есть ли у них шансы завоевать рынок и любовь пользователей.
Механика, мембрана
Прежде чем перейти к оптике, вспомним, какие еще существуют виды клавиатур по типам свитчей (переключателей). Их несколько, но возьмем самые распространенные. Механические полностью оправдывают свое название — переключение происходит механическим путем. Под клавишей находится металлический контакт, замыкающийся и размыкающийся при движении клавиши, которая под действием пружины возвращается обратно. В большинстве моделей сигнал компьютеру о нажатии клавиши начинает идти примерно на половине пути ее хода.
В мембранных моделях есть несколько мембран, на одной из которых нанесены контакты. Сверху устанавливается силиконовая подложка с небольшими выпуклостями, расположенными под клавишами. Нажатие клавиши продавливает выпуклость, соединяя ее с нижней мембраной, на которой нанесены контакты. В мембранных устройствах сигнал компьютеру о нажатии посылается после того, как кнопка будет полностью нажата до самого конца.
Как работают оптические свитчи
В некоторых клавиатурах таковых луча два — горизонтальный и вертикальный. Стержень клавиши перекрывает луч, но при нажатии позволяет ему соединиться с датчиком, подавая тем самым команду системе. Например, если мы печатает текст, то в этот момент на странице текстового редактора появится тот символ, клавишу с которым мы нажали.
В технологии Flaretech все компоненты находятся непосредственно на печатной плате, под переключателем — это светодиодная подсветка и датчик для обнаружения движения переключателя.
Чем оптика отличается от механики
В классической механике должен быть какой-либо контакт, чаще всего металлический (не забываем про старые-добрые мембраны). В оптике же всем заправляет свет или ИК-излучение. С принципом работы разобрались, теперь нужно понять, с какими плюсами или минусами встретится пользователь оптики. Существенный плюс — срабатывание клавиш при относительно небольшой силе нажатия и малой задержке при нажатии. В классических механиках сила нажатия достигает 45, 50, 75 грамм, а скорость отклика варьируется в пределах от 15 до 60 мс. В оптических, зависимости от модели и производителя, сила нажатия может составлять до 45 грамм, а задержка при нажатии варьироваться в пределах от 0,03 до 0,2 мс. Фактически сигнал компьютеру посылается сразу же после однократного нажатия на клавишу.
Такая скорость привлекательна в первую очередь для геймеров. В отличие от классической механики у оптики нет металлических контактов, которые со временем будут окисляться и стираться. Ресурс кнопок при этом составляет до 100 млн нажатий. У мембранных ресурс составляет до 10 млн нажатий, а у механики от 50 до 100 млн. Исходя из всего вышеперечисленного, напрашивается вывод, что оптика куда круче механики. Однако, из-за своего сложного устройства оптические клавиатуры пока очень слабо распространены на рынке.
Дополнительные фишки оптики
Есть у оптических клавиатур и особые опции, которые, впрочем, точно так же встречаются в механике. У каждого производителя будет свой бренд переключателей и технология свитчей. Например, компания A4Tech Bloody использует в клавиатурах фирменные свитчи Light Strike. В клавиатуре ZET Blade PRO применяются переключатели Kailh Red Optical, а в оптомеханической Asus TUF Gaming K7 находятся TUF Optical-Mech.
Чаще всего, оптика идет с подсветкой RGB, которую пользователь может настроить по своему вкусу. Некоторые производители, например, Razer предлагают функцию стабилизации и сбалансированного нажатия клавиш, благодаря которым нажатия будут быстрыми и точными. Если палец попадет на край клавиши, то она все равно сработает. При выборе оптического устройства нужно обратить внимание на то, все ли кнопки являются оптическими, так как некоторые производители делают оптическими только несколько клавиш.
Сила нажатия
Компания Razer в модели Huntsman V2 Analog предложили функцию регулируемого срабатывания клавиш. В первую очередь это привлекательно для геймеров, так как свитчи подстраиваются под определенный стиль игры и силу нажатия клавиш. Как уверяют в Razer, пользователь сможет самостоятельно настроить точку срабатывания клавиши от 1,5 до 3,6 мм, выделяя при этом меньшую, среднюю и полную высоту срабатывания. На меньшей высоте клавиши будут чувствительнее и требуют легких нажатий. Этот вариант подойдет для игр, в которых важна быстрота реакции. При полной высоте срабатывания потребуются сильные нажатия, что может пригодится при наборе текста. Принцип срабатывания заключается в измерении датчиком точного количества света через который проходит свитч.
Оптическая клавиатура представляется достаточно перспективным типом манипуляторов. Вытеснить классическую механику она навряд ли сможет, но составить неплохую конкуренцию — наверняка.
Что такое оптомеханическая клавиатура?
Подобно тому, как механик состоит из переключателей одного типа, оптомеханик - не что иное, как клавиатура, на которой установлены оптомеханические переключатели. Стоит отметить, что некоторые люди также называют их оптическими переключателями и клавиатурами. Именно по этой причине на первый взгляд мы не можем заметить никаких изменений.
Оптомеханические клавишные переключатели Razer
Основное различие между этими двумя переключателями заключается в том, как они отправляют данные о том, нажата ли клавиша или нет. Это все еще цифровая клавиатура, то есть каждая клавиша может сообщать только о том, активна она или нет (1 или 0) .
В общем, оптомеханические клавиатуры немного быстрее (не заметны) , прочнее и долговечнее механических клавиатур. В других разделах мы не можем выделить плюсы на классических клавиатурах.
Шасси не зависит от переключателей, поэтому вы можете установить все, что вам нравится, например, мультимедийные кнопки, светодиодные дисплеи или макро-клавиши. Ни ощущение, ни дополнительные функциональные возможности, ни строительные материалы не меняются.
То, что пользователь может заметить невооруженным глазом, - это изменение ожидаемой продолжительности его жизни, поскольку оптомеханические переключатели имеют в среднем 100 миллионов импульсов. Если сравнить его с традиционной механикой, у нас около 50-70 миллионов, а в лучшем случае 80.
Оптомеханический переключатель
Как мы уже говорили, основное различие между переключателями заключается в их способе установления контакта в цепи. При нажатии клавиши цепь замыкается, она активируется и отправляется информация о нажатой клавише, т. Е. 1. В противном случае лазер остается заблокированным, а сигнал остается равным 0.
Функциональная схема классических выключателей
На механических клавиатурах два металлических предмета были в контакте, и когда один нажимал на другой, генерировался щелчок (узнаваемый звук механика), и цепь замыкалась.
Благодаря технологии оптомеханического переключения у нас больше нет металлических деталей, у нас есть лазерный датчик. При нажатии клавиши заблокированный лазер замыкает цепь, затем система отправляет информацию о том, что клавиша была нажата. Ниже мы покажем вам немного лучше с подарком.
Схема работы оптомеханических выключателей
Это приносит несколько основных преимуществ:
- Детали не изнашиваются так сильно, потому что ни одна из частей не прилагает усилий или не касается другой (кроме механизма переключения).Электрический сигнал теперь является световым сигналом, что делает его более сложным для прерывания, но при этом он быстрее в целом.Переключатели не припаяны к печатной плате, поэтому мы можем изменить их в случае поломки одного из них. У нас также могут быть клавиатуры со смешанными переключателями.Частичное сопротивление жидкостям и пыли при условии, что печатная плата подготовлена и изолирована для нее.
Как видите, оптомеханические клавиатуры в конечном итоге заменят те, которые у нас есть в настоящее время. Они более долговечны, быстрее и их сложнее сломать, поэтому вам остается только ждать, когда другие компании вступят в новые джунгли.
Однако, если вы уже думаете об изменении периферийных устройств, у вас есть несколько оптомеханических клавиатур на рынке.
Razer Huntsman / Охотник Элита
Razer Huntsman - первая оптомеханическая клавиатура сингапурской марки. Это очень простая периферия, но очень хорошо продуманная.
Одной из достопримечательностей Оптомеханических Переключателей Razer является то, что они несут, как они называют, стабилизатор поперечной устойчивости. Эта металлическая планка поддерживает переключатель, так что нажатие клавиши приводит в действие переключатель независимо от того, где на кнопке он был нажат. Это поможет особенно в космосе и для пользователей с тенденцией злоупотреблять кнопками.
У него нет специальных клавиш для управления мультимедиа и другими разделами. Тем не менее, это решается с помощью хорошего программного обеспечения Razer Synapse. С помощью этого приложения мы можем создавать макросы на любую клавишу и по вкусу пользователя, в дополнение к настройке RGB и других функций.
Также управление звуком, мультимедиа и т. Д. Они будут реализованы во втором ключевом слое, то есть вам придется нажимать их рядом с клавишей Fn . Большинство из них являются конгломератами в ряду F1-F12.
Наконец, отметьте, что это в Классическом Черном, Розовом Кварце и Белом Меркурии, и есть немного более дорогая версия, названная Huntsman Elite. Эта версия содержит небольшие настройки, упор для рук и некоторые мультимедийные элементы управления в верхнем правом углу.
Razer Huntsman Elite - клавиатура с усовершенствованными опто-механическими переключателями, испанский QWERTY, оптомеханические переключатели Black Razer для быстрой работы; Оптический привод для максимального увеличения вашего APM с быстрым вводом 189, 99 EUR
Mars Gaming MK6
Эта клавиатура обычно остается более незамеченной, чем ее оптикомеханические братья, хотя это и такая же и не менее интересная итерация, как и другие.
Клавиатура Mars Gaming MK6
Клавиатура Mars Gaming дает нам все, что нам нужно, от полноценной клавиатуры с технологией оптического переключателя. У него привлекательный шелкография с хорошим игровым дизайном и хорошим освещением по всему телу. Освещение (конечно) - RGB, и мы можем контролировать его поведение , в основном, с помощью программного обеспечения бренда.
Подобно Razer Huntsman и большинству популярных клавиатур, нам не хватает мультимедийных клавиш. В свою очередь, они будут на линии клавиш F1-F12, откуда мы должны будем их использовать, нажимая их рядом с кнопкой Fn.
С другой стороны, у нас будут небольшие детали марки, такие как эргономичный пластиковый упор для рук или скромная система прокладки кабелей. Мы должны прокомментировать, что мы можем приобрести у них три типичных цвета переключателей, то есть синий, коричневый и красный.
Хотя, без сомнения, наиболее привлекательным моментом этой оптомеханической клавиатуры является ее цена. По довольно низкой цене, которую многие могут себе позволить, у нас будет высококачественная клавиатура с переключателями нового поколения.
Mars Gaming MK6, оптико-механическая клавиатура, RGB LED Dual Chroma, синий переключатель Total Antighosting, кабель в оплетке и позолоченный usb 51, 99 EUR
ASUS TUF GAMING K7
Наконец, мы говорим о ASUS TUF GAMING K7, клавиатуре, которая появилась на рынке не так давно и которая довольно хорошо воплощает идею качественной игровой клавиатуры.
Клавиатура ASUS TUF GAMING K7
TUF GAMING K7 имеет аналогичный подход к Mars Gaming, который мы видели ранее. В нем отсутствуют мультимедийные клавиши любого типа, поскольку он фокусируется на центральной и важной части клавиатуры, которая имеет RGB-подсветку.
Как соответствующий раздел, марка предлагает нам степень защиты IP56, благодаря которой клавиатура становится устойчивой к пыли и брызгам. Здесь ASUS TUF может похвастаться функциями, на которые способны эти коммутаторы.
С другой стороны, он имеет очень мягкий магнитный упор для запястий , так как он сделан из пены с эффектом памяти. В отличие от других пластиковых, он больше похож на подушку.
Наконец, обратите внимание, что все поддерживается программным обеспечением Armory II, которое включает в себя Aura Sync и многие другие функции. Среди них мы можем увидеть запись макросов на лету и использование небольшой встроенной памяти устройства для обмена профилями.
Зона комфорта Новая формула
Заключительные слова на оптомеханической клавиатуре
Кажется, все указывает на то, что оптомеханические клавиатуры в конечном итоге заменят существующую механику. Они лучше и сильнее и на самом деле не дороже (мы уже проверили с Mars Gaming).
Без сомнения, это довольно безопасный выбор с точки зрения качества, хотя проблема в том, что в настоящее время у нас мало брендов, предлагающих эту технологию. Если вы ищете разнообразие или какую-то отличительную особенность, сейчас вы не найдете большого доверия, но если вы просто ищете новую клавиатуру, вы уже можете войти в кольцо.
В настоящее время наиболее полной моделью является Razer Huntsman Elite, которая довольно известна благодаря сетям. Тем не менее, вам также придется заплатить хорошую сумму за это. Если вы хотите попробовать оптомеханическую клавиатуру, мы рекомендуем вам перейти на Mars Gaming. У него полный формат, хороший дизайн, и у бренда есть опыт в этой области.
Пока это не станет стандартом, нам, возможно, придется подождать около 5 или 7 лет. Между тем, другие компании делают ставку на другие технологии, такие как переключатели эффекта Холла на клавиатурах Wooting или SteelSeries .
Несомненно, мы сталкиваемся с некоторыми очень интересными годами для мира периферийных устройств, хотя и для мира механических клавиатур.
Мы рекомендуем читать лучшие клавиатуры на рынке
Что вы думаете об оптомеханических клавиатурах? Будете ли вы вносить изменения при покупке новой клавиатуры? Расскажите нам свои идеи ниже, в поле для комментариев.
▷ Что такое растеризация и чем она отличается от трассировки лучей
Мы объясняем, что такое растеризация шаг за шагом и чем она отличается от лучевой трассировки Nvidia ✅ Является ли это дифференциальной причиной для смены графических процессоров?
▷ Волоконная оптика: что это такое, для чего она используется и как она работает
Если вы хотите узнать, что такое волоконная оптика ✅ в этой статье мы предлагаем вам краткое описание того, как она работает и как она используется.
Вы знаете, что такое порт IEEE 1394 или Firewire? ✅ В этой статье мы разъясняем все, версии и скорости по сравнению с USB
Итак, мы все знаем для чего нужна клавиатура, трудно найти человека, который бы этого не знал. Задав подобный вопрос на улице какому-нибудь незнакомому человеку, мы скорее всего услышим подобный ответ: "Для ввода информации, для набора текста" и т.д. И с этим трудно поспорить. Но много ли людей знают какие типы клавиатур существуют и чем они отличаются?
Конечно, можно сказать, мол "а нафига мне это знать", а между тем, такая информация является ключевой при выборе клавиатуры, если конечно выбор этот вы будете осуществлять, полагаясь преимущественно на свои знания. Естественно, чтобы было на что полагаться, нужно узнать как можно больше по теме, чем мы сейчас с вами и займемся.
Кстати говоря, клавиатура является одним из так называемых HID-устройств (Human Interface Devices), устройств с интерфейсом "компьютер-человек", или как-то так, поправьте меня пожалуйста если что. К этой категории еще можно отнести мышь и различные джойстики, рули.
Итак, в чем же разница между всем этим многообразием представленных в магазинах клавиатур, ну кроме цены конечно)? Не буду томить, просто скажу, что существует всего четыре типа клавиатур, которые различаются механизмом работы клавиш: механические клавиатуры, мембранные, полумеханические, клавиатуры с ножничным механизмом. И сейчас мы подробно поговорим про каждую из них, разберем плюсы, минусы таких клавиатур.
Устройство мембранной клавиатуры
Мембранная клавиатура является самой распространенной из всех, по причине низкой стоимости изготовления и относительно невысокого уровня шума, издаваемого клавишами при наборе. Принцип действия довольно прост, при нажатии одной из клавиш замыкаются контактные мембраны в форме диска, расположенные на пластиковой пленке, сложенной как бы в два слоя (по одной мембране на каждый слой). На фото ниже клавиатура перевернута, т.е. расположена клавишами к столу.
Между этими слоями находится еще один - слой, изолирующий контакты верхнего и нижнего слоев. За возврат клавиш отвечает резиновый "купол", вот откуда "бесшумность" клавиатур такого типа.
Кстати, использование резинового "купола" вместо классической пружины, позволяет еще и повысить надежность, такие клавиатуры достаточно герметичны, что возможно избавит вас от покупки новой, в том случае, если на нее случайно прольется кофе (само). Из недостатков такого типа клавиатур можно отметить относительно малый ресурс (в среднем 10 млн. нажатий - около 5 лет работы), а так же "эффект усталости", когда нажимать клавиши становится все легче.
А что насчет полумеханических клавиатур? В клавиатурах этого типа вместо обычных контактов используются более долговечные металлические контакты, размещенные на печатной плате. Однако, как и прежде, здесь за возврат клавиш в начальное положение отвечает все тот же резиновый купол. Получается, что эффект "усталости" клавиш присутствует здесь во всей "красе". Но в целом, такие устройства более надежны, скажем так - они средние по надежности, но и цена на них тоже средняя, уже не такая низкая, как на клавиатуры мембранного типа. Таким образом, скрестив "ужа с ежом", получили хорошо сбалансированную по всех характеристикам клавиатуру, на нее и кофе пролить не так страшно, и шумит она не сильно. Правда, в яндекс маркете я нашел только одну! клавиатуру, устроенную подобным образом.
Как устроена механическая клавиатура
Ну а мы с вами незаметно подошли к следующему типу так называемых "механических" клавиатур. Главное отличие заключается в том, что за возврат клавиш отвечает пружина. Подобное решение призвано повысить долговечность работы и улучшить тактильные ощущения при наборе, особенно при быстром наборе, например все тем же десятипальцевым "слепым" методом печати. Соответственно про "усталость" клавиш говорить не приходится, здесь таковой эффект отсутствует полностью. Предлагаю остановиться на особенностях такого типа клавиатур поподробнее.
Все контакты в механических клавиатурах выполнены из металла, но существуют разновидности с позолоченными контактами. О надежности вы сможете судить по приблизительному сроку службы таких клавиатур, который составляет от 50 (для обычных) до 100 (для позолоченных контактов) млн. нажатий. Так как в конструкции таких клавиатур отсутствует резиновый купол, его роль выполняют специальные переключатели, коих существуют великое множество. Самые популярные из них - переключатели с прикольным названием "Cherry", которых, в свою очередь, тоже несколько типов, и все они отличаются тем, что по-разному замыкают контакты. Это "Cherry mx black, blue, red, white".
Кстати, по сравнению с мембранными, механические клавиатуры намного быстрее реагируют на нажатия, и за счет того, что вам не приходится нажимать клавишу до упора вниз, получается, что печатаете вы быстрее, а энергии на это все тратите меньше. Вот такой вот профит получается. Но и это еще далеко не все.
Очень часто клавиатуры имеют так называемую "тактильную отдачу", это когда вы при нажатии ощущаете как кнопки нажимаются, не глядя чувствуете, на каком расстоянии от пальцев они находятся и с какой силой их надо нажимать - грубо говоря, просто "чувствуете" свою клавиатуру. Для "слепого" набора это очень важно. Так вот, в мембранной клавиатуре тактильная отдача со временем становится не такой же, как в начале, играет роль тот самый эффект "усталости" клавиш. А в механической - не изменится.
Многие механические переключатели издают громкий "щелкающий" звук. Это помогает регистрировать нажатия не только тактильным ощущением, но и звуком. Но многих это раздражает, поэтому в некоторых клавиатурах такого звука нет.
Ну а теперь немного "дегтя". Механические клавиатуры тяжелее мембранных, за счет того, что в конструкции используются тяжелые материалы. Например, все клавиши могут быть вмонтированы в металлическую пластину, что не только добавляет веса, но и увеличивает стоимость самой клавиатуры.
А отсутствие резиновых элементов в конструкции приводит к потере герметичности, хотя есть модели с защитой от жидкостей, но стоимость их откровенно говоря зашкаливает.
Разновидности мембранных клавиатур
Есть еще клавиатуры с ножничным механизмом клавиш, это те что используются в ноутбуках, но можно и приобрести такую для обычного ПК. Позиционируются они, как разновидность мембранных клавиатур, но при этом обеспечивают более ровный вертикальный ход клавиш и отсутствие заеданий.
Достигается это все за счет того, что клавиши закрепляются с помощью двух пластиковых деталей (креплений), образующих "ножницы". Благодаря такому механизму, достигается равномерность нажатия, то есть становится не так важно, в какую часть клавиши вы нажмете, в центр или ее край, четкость нажатия все равно останется на высоте. Вот как это выглядит "в живую".
Честно говоря, я сам являюсь ярым сторонником именно таких "ноутбучных"клавиатур, уж очень они мне нравятся (не сочтите за рекламу).
Ну и в завершении статьи, хотелось бы рассказать про "гибкие" клавиатуры. Все видели героев-хакеров в кино, которым в очередной раз, выполняя задание по спасению мира, приходилось что то обезвреживать или взламывать, при этом они доставали клавиатуру буквально из кармана, разворачивали ее и спокойно работали. Так вот, это никакая не выдумка режиссера, а такие клавиатуры действительно существуют. И как и в случае с ножничными клавиатурами, гибкие - это просто разновидность мембранных клавиатур. Такие клавиатуры, как правило, обтянуты в герметичный корпус, например из силикона, что позволяет мыть ее под краном, например, или сворачивать в трубочку.
Однако отсутствие жесткого корпуса не позволяет долго работать за такой клавиатурой, не испытывая при этом больших неудобств. Скорее всего, они сгодятся как "походный" вариант, либо для того, чтобы пошутить над кем-нибудь).
Читайте также: