薄膜、機械軸、電容式、光學式電競鍵盤觸發原理大不同

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發佈時間: 2019-10-08 17:48

更新時間: 2019-10-08 17:48

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無論是哪種鍵盤,都需要依靠觸發機構來偵測使用者按下的按鍵,而常見的分類除了有最便宜的薄膜式與電競鍵盤常用的機械式機構外,還有比較高檔電容式機構,與近期開始流行的光學式機構,彼此都有不同的特色與長處,同時也是左右操作手感的主要因素之一,讓我們來看看各種觸發原理的差異。

最陽春的薄膜式鍵盤

薄膜式鍵盤內部具有3層薄膜,上、下為軟質導電薄膜,中間為絕緣層,當使用者按下按鍵後,會讓導電區域接觸在一起,進而產生訊號。由於這種型式的機構比較簡單,成本相對也比較低,所以絕大多數的「一般鍵盤」都是採用薄膜式機構。

如果是一般桌上型電腦用的鍵盤,在鍵帽底下大多以橡膠帽作為支撐,按下按鍵時橡膠帽會和彈簧一樣受力彎曲,並提供回饋力道讓鍵帽彈回初始位置。至於筆記型電腦或是部分桌上型電腦鍵盤會在橡膠帽旁加上X型的剪刀腳機構,來提升鍵帽移動的穩定度。

薄膜式鍵盤的手感大多取決於橡膠帽的特性,不同產品間的手感差異也比較大。這類鍵盤最大的缺點就是橡膠帽的容易隨時間變質,以及在長期按壓後疲乏老化,造成使用一段時間後手感會有所變化,甚至產生按鍵彈不回來的情形。

薄膜、機械軸、電容式、光學式電競鍵盤觸發原理大不同薄膜式鍵盤的手感來原為圖中凸出的橡膠帽,當使用一陣子之後就會因老化而影響手感。

薄膜、機械軸、電容式、光學式電競鍵盤觸發原理大不同多數筆記型電腦的鍵盤雖具有剪刀腳機構,但本質上還是薄膜式鍵盤。

機械式鍵盤手感穩定、壽命更長

如果讀者看到2,000~3,000元以上的進階鍵盤或電競鍵盤,很有可能就是採用機械軸的機械式鍵盤,其每個按鍵皆為獨立機構,鍵帽底下具有基座、軸心、彈簧、銅片,當使用者按下按鍵後,銅片會互相接觸並送出觸發訊號,放開按鍵後,彈簧則會將鍵帽彈回初始位置。

各廠商生產的機械軸大多以Cherry推出MX家族產品為基準,並以顏色區分手感,各顏色代表不同的彈簧彈力係數與機構等「配方」,調配出多種特色各異的機械軸供玩家選擇。另一方面由於彈簧的耐用度比較高,使用壽命比橡膠帽更長,因此在長時間使用後,也能維持手感的一致性。

常見的Cherry MX家族機械軸具有多種黑、紅、茶、白、青等顏色,彼此都具有不同特色,其中黑軸、紅軸都的手感屬於線性、無段落感,其觸發壓力(按下至送出訊號所需的力量)分別為60g、45g。

而茶軸、白軸的手感則具有2段式的段落感,在按下鍵帽的過程中,會感到2段不同的力量回饋,茶軸的觸發壓力與最終壓力(按到底)分別為45g、60g,白軸則為55g、65g。

青軸也具有段落手感,觸發與最終壓力分別為50g、60g,特別的是它在按壓時會發出「顆啦」的輕脆聲響,有不少玩家就是因為這種「爽快感」而愛上機械式鍵盤。

薄膜、機械軸、電容式、光學式電競鍵盤觸發原理大不同機械式鍵盤的每個按鍵都是獨立的機械構造。(圖片來源:維基百科,本圖採用創用CC姓名標示-相同方式分享,作者為Cherrymxblue)

薄膜、機械軸、電容式、光學式電競鍵盤觸發原理大不同將機械軸拆開,就可以看到基座、軸心、彈簧、銅片等零件。

薄膜、機械軸、電容式、光學式電競鍵盤觸發原理大不同機械軸的供應商除了Cherry之外,也有如Kailh、Razer、Gateron等品牌可以選擇。

▲從這段介紹影片中,可以看到不同種類機械軸的機構差異,並聽到青軸獨特的聲響。

下一頁還有電容式、光學式鍵盤介紹

手感穩定的電容式鍵盤

電容式鍵盤顧名思義就是靠感應電容變化的原理,來作為觸發訊號的設計。讀者可以把電容式鍵盤的電路板想像成1個類似觸控螢幕的平面,在電路板上有許多感應點,而每個感應點上具有橡膠帽與渦型彈簧,電路板可以偵測電容值的變化,判斷按鍵是否被壓下。

電容式鍵盤的一大特色,就是這樣的機構相當穩定,而且運作時的磨損很小,所以容易維持較一致的手感(但不同鍵盤也可能因機構設計不同,而造成手感差異),長時間使用後手感也不易「走鐘」。

電容式鍵盤最大的問題就是價格比較高貴,尤其是大廠Topre所推出的Realforce系列產品,價格往往讓玩家望而卻步。然而最近I-ROCKS則是推出搭載自主研發電容鍵軸的產品,價格並不會比機械式鍵盤高出太多,讓想要入門的玩家也有機會可以嘗試看看。

薄膜、機械軸、電容式、光學式電競鍵盤觸發原理大不同拆解Topre電容式鍵軸的機構後,可以看到用於產生電容變化的橡膠帽,以及提供回饋力道的彈簧。

薄膜、機械軸、電容式、光學式電競鍵盤觸發原理大不同
i-Rocks也推出了自主研發電容鍵軸,讓電容式鍵盤的價格得以下探。

薄膜、機械軸、電容式、光學式電競鍵盤觸發原理大不同i-Rocks的電容鍵軸可以偵測按壓過程中不同的電容值,因此具有自由選擇觸發行程的功能(可以設定為按壓不同深度就送出按鍵訊號)。

光學式鍵盤還能自行換軸

最近可見度越來越高的光學式鍵盤,並非像前述3種鍵盤採用電氣訊號,而是採用光學訊號來判斷觸發,因此稱為光學式鍵盤。

比較陽春的光學式鍵盤主要原理是透過光線判斷觸發,比較陽春的光學軸會在光源與感光元件之間,加入遮蔽機構,當按下按鍵後,機構就會擋住光線的進行,這時候感光元件感應到沒有光線射入,就會送出觸發訊號。

然而像是AdOMAX推出的稜鏡軸,則是以稜鏡取代遮蔽機構,所以在按下按鍵的過程中,會依行程深度不同折射不同強度的光線,搭配支援類比訊號的感光元件與電路板,就能達成「類比控制」的功效。不但可以讓玩家自定送出觸發訊號的行程深度,還能讓單一按鍵在不同行程的情況下,送出不同訊號或巨集,功能相當多元。

這類光學式鍵盤還有個好處,就是其鍵軸不具備電子零件,所以不用焊死在電路板上,如GIGABYTE推出的光學式鍵盤就可以自由換軸,玩家不但可以依自己喜好自由更換所有按鍵或特定按鍵,拼湊自己最喜歡的客製化手感,還能在鍵軸故障時自行更換,大幅延長鍵盤壽命。

薄膜、機械軸、電容式、光學式電競鍵盤觸發原理大不同有些光學式鍵盤僅採用單純的遮蔽機構。

薄膜、機械軸、電容式、光學式電競鍵盤觸發原理大不同Adomax的稜鏡軸則是以稜鏡控制光線通過的情況。

薄膜、機械軸、電容式、光學式電競鍵盤觸發原理大不同稜鏡軸的好處在於可以讓訊號強度隨按壓力量變化。

薄膜、機械軸、電容式、光學式電競鍵盤觸發原理大不同有些光學式鍵盤的鍵至軸能夠自由更換,大幅提升「玩」鍵盤的樂趣。

由於市面上的鍵軸種類相當豐富,請容筆者在這邊僅挑出比較具有代表性的類別介紹,而沒有在這邊一一細數。在系列的下篇文章中,筆者將針對鍵帽進行說明,敬請讀者保持關注。

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