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薄膜鍵盤、機械鍵盤,它們的原理到底哪裡不一樣?

F908181191c31c2c7dfb9072b8a6eb22 許多讀者或許對鍵盤的研究不深,常常在商場或購物網站選購鍵盤時,常常看到許多不同的名稱,例如背光鍵盤、電競鍵盤、多媒體鍵盤、無線鍵盤、機械鍵盤等等,而被弄得一頭霧水吧。這次筆者就來針對不同的鍵盤觸發種類,做個簡單的介紹,讓大家能對這些差異有所認識。

功能、分類大不同

鍵盤最主要的功能就是用來輸入文字,所以就需要具備能夠滿足各國語言輸入需求的設計,以台灣常見的鍵盤來說,是以英文的QWERTY鍵盤配製為基礎,並加入注音符號與倉頡字根,能夠進行中、英文輸入。

這種鍵盤的名稱來源,是因為「QWERTY」是鍵盤字母區左上方第一行的前6個字母,這種鍵盤是由克里斯多福?蕭爾斯(Christopher Sholes)設計,會這樣安排的主要原因,是因為還在使用打字機的1870年代,為了要把常用的字母隔開,而減少打字時連動杆之間的擠壓及避免發生故障,隨著時間演進就成為標準的英文、拉丁字母的標準鍵盤配置。

在尺寸的分類上,主要可以分為具備打字區、編輯鍵區、數字鍵區的標準尺寸鍵盤(也稱作100%鍵盤),或是拿掉無數字鍵區的80%鍵盤,或是只有打字區的60%鍵盤,以及只有數字鍵的20%鍵盤。如果以背光功能來分類,則可分為沒有背光的一般鍵盤,或是在按鍵下方設有小型光源的單色背光,或是採用全採LED的可調整的彩色背光鍵盤。只於照連線方式來分類,則可分為有線與無線鍵盤,目前有線鍵盤大多採用USB介面,而無線鍵盤則採用藍牙或2.4GHz RF無線電波傳輸。

另一個常見的分類,就是按照功能進行區分,除了一般用途鍵盤之外,還有加入播放、暫停、快轉、音量控制等功能的多媒體鍵盤,或是加入巨集、快捷鍵、多鍵同時輸出(NKRO)、防鬼鍵的電競鍵盤。

上面講到的這些鍵盤,大多可以直接從外觀進行分辨,所以要區別彼此並不會太過困難。至於筆者這次主要介紹的部分,則是根據鍵盤按鍵下方的機構設計進行說明,這些不同的機構各有不同的觸發原理,因此也會影響打字時的手感。

▲從外觀可以清楚分辨這是款無線60%鍵盤。

▲因為此款鍵盤會發出彩色的背光,因此可以判斷搭載全彩LED背光功能。

▲電競鍵盤的造型通常比較酷炫,也不難從多樣的功能鍵看出端倪。

薄膜式鍵盤是最基本的選擇

所謂的觸發方式,就是指鍵盤內部的電子元件如何偵測到使用者按下按鍵的方式,其中最基本、便宜的設計就是薄膜式鍵盤,在所有鍵盤之中佔了相當大的比例。

薄膜式鍵盤的主要構造由3層薄膜形成,上下層會在按鍵對應的位置,留下圓型的導電接觸點,中間層則為絕緣層,可以避免上下層直接互相接觸造成短路。當使用者按下鍵盤的按鍵時上層的導電薄膜就會受到擠壓,而碰觸到下層導電薄膜,如此一來就會接通電路,能夠送出按鍵被按壓的訊號。

由於這類鍵盤的生產方式簡單,成本也很低廉,所以無論有線或無線鍵盤,大概只要低於新台幣1,000元的產品,大多就是薄膜式鍵盤。然而它最大的問題,就是比較容易因為硬體設計的缺陷而發生鍵位衝突,常見的情況就是會在同時按下多顆按鍵時,其中幾個按鍵的訊號沒有發出,或是沒有按下的按鍵卻發出訊號,可能會造成遊戲操作的問題,若有電競需求的使用者可以尋求支援N-Key Rollover(NKRO)的產品,以避免鍵位衝突的問題。

▲薄膜式鍵盤採用3層薄膜構成的設計,透過上、下層是否因按鍵擠壓而接觸,做為觸發的判斷。

薄膜式鍵盤還可混搭不同機構

一般的薄膜式鍵盤,在導電薄膜上會鋪上1片橡膠帽,當使用者壓下按鍵時,橡膠帽會受力彎曲,而放開後則會反彈回去,其過程中帶來的回饋力道,就會形成打字時的手感,由於橡膠帽會隨時間變質老化,造成越來越難按甚至彈不回來的情形,因此耐用性比較差。

至於常見於筆記型電腦的薄型鍵盤,因為一般橡膠帽太占空間,而改採較薄橡膠帽搭配剪刀腳的機構設計,在壓下按鍵的過程中,X型的剪刀腳械構會穩定整個鍵帽,並在反彈時讓鍵盤回到原始狀態,提升打字手感。

另外也有些薄膜式鍵盤,會在按鍵與橡膠帽間加入POM導套,可以讓薄膜式機構的反饋力道更平均地分散在鍵帽上,所以按壓鍵帽時並不會像普通薄膜式鍵盤一般感到晃動,整體穩定性較高。

▲常見於筆記型電腦的剪刀腳結構設計,可以降低鍵盤的厚度,同時提供穩定的手感。

▲有些薄膜式鍵盤會在橡膠帽上方加入POM導套,若採十字軸型式,還可以替換機械式鍵盤用的鍵帽。

(下一頁還有其他觸發原理說明)

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