تطورت لوحات المفاتيح الحالية بصورة هائلة عن أول آلة كاتبة ميكانيكية، والتي ابتكرها وحصل على براءة اختراع لها كريستوفر لاثام شولز Christopher Latham Sholes في العام 1868. كانت الآلة الكاتبة التي تشبه البيانو مختلفة تماماً عن الأجهزة الحديثة، وعملت بواسطة سلسلة من المفاتيح، عند الضغط عليها، ترفع رافعة لختم الحرف المقابل من خلال شريط محبَّر على لفافة من الورق. في العام 1873، أنتجت شركة إي ريمنغتون وأولاده E.Remington and Sons اختراع شولز، فبدأت الرحلة إلى لوحات مفاتيح الحاسوب الحديثة.
وبعد أكثر من 150 سنة، أُدخِل تحول حديث على الآلة الكاتبة المتواضعة تمثَّل في لوحات مفاتيح الحواسيب. بدلاً من رفع بعض الروافع، تعمل المفاتيح الموجودة على لوحة مفاتيح الحاسوب بإغلاق دائرة كهربائية، بطريقة مشابهة لكيفية عمل مفتاح الإضاءة. توجَد داخل لوحة المفاتيح مصفوفة من الدوائر التي تحمل تياراً كهربائياً. تتوضع المفاتيح الموجودة على سطح اللوحة فوق قمم المفاتيح؛ عند ضغطها، تغلق هذه المفاتيح وتسمح بمرور تيار كهربائي. يتعرف المعالج الدقيق الموجود في اللوحة على المفتاح الذي أُغلق، ويترجم ذلك إلى المفتاح المقابل باستخدام خريطة مرجعية للمفاتيح.
هل كنتَ تعلم؟
تحتوي لوحة مفاتيح الحاسوب الشخصي الشائعة على 140 مفتاحاً
هناك نوعان رئيسان من لوحات مفاتيح الحاسوب: لوحات المفاتيح الميكانيكية والغشائية. تستخدم لوحات المفاتيح الميكانيكية Mechanical keyboards مفاتيح فعلية توجد أسفل المفاتيح. عند الضغط على هذه المفاتيح، فإنها تسمح بالتقاء نقطتين في الدائرة، فيمر التيار الكهربائي. أما لوحة المفاتيح الغشائية Membrane keyboard فتستخدم سلسلة من وسائد الضغط التي تفصل بينها طبقة من المواد الموصلة وغير الموصلة للكهرباء. عند الضغط على أحد المفاتيح، تتلامس الطبقتان الموصلتان، فيغلق المفتاح وتستكمل الدائرة. يتلقى المعالج بعد ذلك إشارة عن المفتاح الذي ضُغط والمفتاح المقابل له، فيعرضه على شاشة الحاسوب.
حروف ليزرية
في العام 1992، حصلت شركة IBM على براءة اختراع أول لوحة مفاتيح افتراضية ضوئية. يستخدم التصميم أشعة الليزر لعرض لوحة المفاتيح على أي سطح مسطح. ما على المستخدم سوى أن يلمس حرفاً على السطح وسيظهر على شاشة حاسوبية.
تبث هذه البدائل الليزرية مستوى من ضوء الأشعة تحت الحمراء غير المرئي في قاعدة الجهاز. عندما تمر إصبع عبر مستوى الأشعة تحت الحمراء، يكتشف مجس من أكسيد فلز شبه موصل متكامل Complementary metal-oxide semiconductor (اختصارا: المجس CMOS) موقع الإصبع، ومن ثم المفتاح الذي تضغطه.
هل كنت تعلم؟
حصل الإنجليزي هنري ميل Henry Mill على براءة اختراع أول لوحة مفاتيح ميكانيكية في لندن في العام 1714.
ما وراء المفاتيح
كيف تُحول لوحاتُ المفاتيح الميكانيكية والغشائية اللمسَ إلى نصوص
لغز ”كويرتي“
اختُرعت الآلة الكاتبة وبها معظم أحرف الأبجدية بالترتيب بطول كل من صفوف المفاتيح. لكن شولز وشريكه جيمس دينسمور James Densmore سجلا براءة اختراع لترتيب جديد للمفاتيح هو “كويرتي” QWERTY، على اسم الأحرف الستة الأولى من المفاتيح. لا يزال من غير الواضح سبب إعادة شولز لترتيب الأبجدية، لكن التفسير المقبول عموماً هو أن ذلك نتج عن الخصائص الميكانيكية للآلة الكاتبة. باستخدام الطريقة التي رُتِّبت بها لوحات الحروف داخل الآلة الكاتبة، سببت كتابة توليفات شائعة من الحروف المتقاربة أبجدياً، مثل “هو” He، في انحشار مفاتيح الآلة. ولذلك فصل شولز الحروف إلى تنسيق “كويرتي”، لمنع وقوع أي أعطال أخرى.
