鍵盤技術

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IBM製造的第一款家用機械鍵盤

電腦鍵盤可以按照其按鍵開關所使用的技術進行分類。大部分電腦鍵盤有80到110個按鍵開關,其段落感、鍵程(輸入字符所需的按鍵距離)因技術而異。

種類[編輯]

薄膜鍵盤[編輯]

薄膜鍵盤橫截面。為表示清楚,對下三層厚度進行了誇大。

薄膜鍵盤(英語:Membrane Keyboard)經常由三層組成。頂層薄膜由一個框架支撐,其底部塗有一些導電的材料。底層中有一些斷開的導電材料。當頂層薄膜被按下導致兩層接觸時,電路被接通。

最基本的平板薄膜鍵盤常見於微波爐複印機等需要防水防塵的電器。由於此類鍵盤沒有段落感,這些電器多有按鍵音或按鍵燈提示。一些早期的個人電腦,如Sinclair ZX80ZX81Atari 400,也使用這類鍵盤。

後來的薄膜鍵盤通過修改頂層薄膜的結構和機制,提高了鍵程和段落感。這些鍵盤使用一個帶柄的吸盤按下頂層薄膜。

拱形開關
拱形開關式鍵盤,用手指按下圓拱即接通電路
Membrane keyboard.jpg

火山口式導套

改良式導套

剪刀腳開關
剪刀式鍵盤結構

剪刀腳開關(英語:Scissor Switch)是在拱形開關的基礎上增加了剪刀形機械支撐的鍵盤。

屈蹲彈簧軸(英語:Buckling-spring Switch

由IBM公司所設計與生產機械鍵盤,共有兩代。初代為Model F,於1981年推出,使用屈蹲彈簧軸並電容偵測。第二代,亦是較為出名的一代,於1985年所推出之IBM Model M Enhanced Keyboard英語Model_M_Keyboard鍵盤,此鍵盤的配位型式奠定日後所有鍵盤的基礎。據說,Model F的設計初衷就是為克服橫梁彈簧軸(英語:Beam Spring)的兩大問題:其一是軸體繁複、造價過高,其二是橫梁彈簧軸(英語:Beam Spring)軸的高度過高,不符合當時逐漸抬頭的人體工學原則。

靜電容鍵盤[編輯]

Topre軸(英語:Topre Switch

機械開關鍵盤[編輯]

機械鍵盤(英語:Mechanical Keyboard)是一種鍵盤的類型,每一個按鍵都由一個獨立的微動開關(Switch,通稱為「軸」)組成,因此按鍵段落感較強。

機械鍵盤歷史沿革[編輯]

鍵盤略分為三種型式:機械鍵盤、薄膜鍵盤、電容鍵盤;機械鍵盤於薄膜鍵盤之前被發明,是世界上最早使用的鍵盤型式,隨著PC的發明,機械鍵盤也隨之引進做為PC的標準輸入裝置,其盛行期約在1980至1995年,隨著橡膠帽薄膜鍵盤低製造成本與盛行,造價相對高昂的機械鍵盤逐漸被薄膜鍵盤所取代。

機械鍵盤的種類[編輯]

在機械鍵盤盛行期,依軸心可略分:IBM、ALPS、Cherry MX、MLK、Mitsumi或其他軸等。

橫梁彈簧軸(英語:Beam-spring Switch
由IBM公司設計及生產之鍵盤採用,專利於1971年申請,並於同年開始生產,至1981年左右停產。因造價高昂,採用此科技的鍵盤多應用於大型電腦之終端機或其他高階電腦,軸體下方使用電容偵測。
ALPS
日本ALPS公司所推出的機械鍵盤軸心,在機械鍵盤盛行期市占率最高,其中以BIG FOOT系列(又稱ALPS原生軸)最為廣泛使用,其外觀特色在與鍵帽接口為口字型,1985年台灣福華與ALPS公司技術合作生產鍵盤及鍵盤用開關,後推出ALPS演生軸,如ALPS簡易軸。
Cherry[1][2]
創立於1953年美國伊利諾州Cherry公司,在1984年取得專利所推出Cherry MX軸,其外觀特色在與鍵帽接口為十字型,雖有不錯的製造品質,但因成本較高,在機械鍵盤盛行期(1980-1995)Cherry銷售量遠低於ALPS,市場僅見應用於高階伺服器或 PC。
其他軸
台灣白軸,於1988年推出並取得專利,結合Cherry外觀與ALPS按壓力值的機械軸心,與鍵帽接口為十字型[3]

機械鍵盤的軸體[編輯]

目前市面上銷售的機械鍵盤絕大多數使用Cherry公司的MX軸,在專利保護結束之後,開始有越來越多不同的軸體出現在市面上(如:凱華)。MX系列軸體常見的有茶軸青軸黑軸以及紅軸四種,並有白軸灰軸綠軸等少見或停產軸體。

軸體類型 鍵程 觸發行程 初始壓力 觸發壓力 段落壓力 段落行程 觸底壓力 觸發聲音
青軸(MX Blue) 4-0.5mm 2.2±0.6 mm 25 cN min. 50 ± 15 cN 60 ± 15 cN 1.75mm 60 cN max.
綠軸(MX Green) 4-0.5mm 2.2±0.6 mm 25 cN min. 70 ± 15 cN 80 ± 15 cN 1.75mm 90 cN max.
奶軸(MX White) 4-0.5mm 2.2±0.6 mm 30 cN min. 70 ± 20 cN 80 ± 20 cN 2mm 90 cN max. 有(較小)
茶軸(MX Brown) 4-0.4mm 2±0.6 mm 30 cN min. 45 ± 15 cN 55 ± 15 cN 1.25mm 60 cN max. 有(較小)
白軸(MX Clear) 4-0.5mm 2±0.6 mm 40 ± 15 cN 55 ± 20 cN 65 ± 20 cN 1.25mm 100 cN max.
紅軸(MX Red) 4-0.4mm 2±0.6 mm 30 cN min. 45 ± 15 cN 60 cN max.
黑軸(MX Black) 4-0.4mm 2±0.6 mm 30 cN min. 60 ± 20 cN 90 cN max.
灰軸(MX Linear Grey) 4-0.4mm 2±0.6 mm 30 cN min. 80 ± 25 cN 120 cN max.
橘軸(MX Orange) 4-0.05mm 1.9±0.4 mm 20 cN min. 45 ± cN 55 cN max.
黃軸(MX Yellow) 3.5mm 1.2±0.3 mm 20 cN min. 45 ± cN 70 cN max.
銀軸(MX Silver) 3.4mm 1.2±0.4 mm 30 cN min. 45 ± 15 cN 60 cN max.
紫軸(MX Purple) 4-0.0 1.5±mm 20 cN min. 45± cN 60 cN max.

表格說明:

  • cN (centi Newton):百分之一牛頓或厘牛頓,也叫厘牛、克力;1N=100cN。
  • 觸發:開關閉合,計算機接收到鍵盤電子信號。
  • 總行程:開關的軸芯(十字柱)完成整個運動過程的位移長度。
  • 觸發行程:軸芯部分完成觸發的位移長度。
  • 初始壓力:外物下按開關在軸芯即將發生位移時受到的壓力。
  • 觸發壓力:外物下按開關到觸發時受到的壓力。
  • 段落壓力:外物下按開關到段落點時受到的壓力。
  • 觸底壓力:外物下按開關到底部時受到的壓力。
  • 觸發聲音:外物下按開關到觸發時的聲音。

註:白軸(MX Clear)和奶軸(MX White)的中文名稱對應英文相當容易搞混,其原因在於:MX Clear相較於MX White要早進入華人市場,因為軸體是白色的,Clear這個字亦有潔淨的意思,所以MX Clear就直接翻譯為白軸。而後到的MX White則翻譯為奶軸。

霍爾效應鍵盤[編輯]

光學鍵盤[編輯]

光軸

傳統機械鍵盤需要透過金屬接點觸發,而光軸則是透過光線觸發,藉此避免傳統機械軸在按壓彈簧時的反彈跳延遲。當使用者按下按鍵時,會有一道光束立刻通過軸心,在按鍵觸發時便同步傳送對應的訊號給電腦。

現況[編輯]

近年來電玩競技盛行,機械鍵盤的獨特手感,使得機械鍵盤的關注度正慢慢回升,目前市面上常見的機械鍵盤,大部份使用Cherry英語Cherry (keyboards)公司(Cherry,通稱櫻桃)的MX機械軸(十字口),但也有少見的ALPS軸(方口)機械鍵盤,主要集中在低價位及少部分台灣產機械鍵盤上,另也有自行設計之機械軸,如Logitech推出了使用歐姆龍代工的Romer-G機械軸的鍵盤。

隨著Cherry MX軸專利過期[4],市場開始出現以Cherry MX機械軸作為設計對象之類似產品,如:凱華軸、冠泰軸、高特軸、佳達隆軸等[5],如中國的雷柏公司(RAPOO)推出過使用借鑑Cherry MX軸的TCC軸機械鍵盤產品。

由於原廠ALPS原生軸與簡易軸停產多年,IROCKS為複刻ALPS手感,重新設計軸體 (十字口) 並取得消音專利,於2016 Computex年推出ALPS手感自有軸。

參考資料[編輯]

  1. ^ About CHERRY. Cherry. [2015-08-29]. (原始內容存檔於2015年3月17日). 
  2. ^ CHERRY机械键盘历史. Youku 優酷. 
  3. ^ 台灣黑軸與台灣白軸的樣式. 鍵談坊. [2015-08-30]. 
  4. ^ Low profile switch. [2015-08-29] (英語). A low profile switch key has a base which slidingly supports a pushbutton. The pushbutton is slidingly engaged with a plunger body by a lost motion connection 
  5. ^ 劉達仁. 新鍵軸登場 入門機械鍵盤巡禮. PCM電腦廣場. 2014-08-19 [2015-08-29]. 

外部連結[編輯]

鍵盤製造公司[編輯]