[中关村在线键鼠频道原创] 键盘,英文名称:KeyBoard,它是电脑中最常用的输入设备之一,键盘的主要功能是把文字信息和控制信息输入到电脑,其中文字信息的输入是其最重要的功能。
键盘非常悠久,早在1714年,就开始相继有英、美、法、意、瑞士等国家的人发明了各种形式的打字机,最早的键盘就是那个时候用在那些技术还不成熟的打字机上的。直到1868年,“打字机之父”——美国人克里斯托夫·拉森·肖尔斯(Christopher Latham Sholes)获打字机模型专利并取得经营权经营,又于几年后设计出现代打字机的实用形式和首次规范了键盘,即现在的“QWERTY”键盘。
世界上最古老的笔记本型键盘
为什么要将键盘规范成现在这样的“QWERTY”键盘按键布局呢?且看小故事,在19世纪70年代,肖尔斯公司是当时最大的专门生产打字机的厂家。由于当时机械工艺不够完善,使得字键在击打之后的弹回速度较慢,一旦打字员击键速度太快,就容易发生两个字键绞在一起的现象,必须用手很小心地把它们分开,从而严重影响了 打字速度。为此,公司时常收到客户的投诉。
为了解决这个问题,设计师和工程师伤透了脑筋。后来,有一位聪明的工程师提议:打字机绞键的原因,一方面是字键弹回速度慢,另一方面也是打字员速度太快了。既然我们无法提高弹回速度,为什么不想办法降低打字速度呢?
现代键盘变化多端
这无疑是一条新思路。降低打字员的速度有许多方法,最简单的方法就是打乱26个字母的排列顺序,把较常用的字母摆在笨拙的手指下,比如,字母"O"、"S"、"A"是使用频率很高的,却放在最笨拙的右手无名指、左手无名指和左手小指来击打。使用频率较低的"V"、"J"、"U"等字母却由最灵活的食指负责。
结果,这种"QWERTY"式组合的键盘诞生了,肖尔斯在1868年申请专利,1873年使用此布局的第一台商用打字机成功投放市场。这就是为什么有今天键盘的排列方式。并且逐渐定型。后来,由于材料工艺的发展,字键弹回速度远大于打字员击键速度,但键盘字母顺序却无法改动。至今出现过许多种更合理的字母顺序设计方案,1932年华盛顿大学教授奥古斯特·多芙拉克(A.Dvorak)设计出键位排列更科学的DVORAK键盘,但始终成不了气候。至今,“QWERTY”键盘仍然是使用的最多的键盘布局方式,这是一个非常典型的“劣势产品战胜优势产品”的例子。
(DVORAK键盘)Windows中已经内置了对它的支持,打开“控制面板→键盘”,进入“输入法区域设置”选项卡,接着单击“添加”按钮,将“输入法区域设置”设置为“英语(美国)”,并在“键盘布局/输入法”栏内找到“美国英语-DVORAK”。确认后,按键位置全变了。现在你完全有资本提升自己的英文打字速度了。当然在成功前仍需花时间重新适应新的系统并进行耐心训练。但都无法推广,可知社会的习惯势力是多么强大。
PC XT/AT时代既1983年IBM推出的XT/AT,键盘主要以83键为主,并且延续了相当长的一段时间,但随着视窗系统几年的流行已经淘汰。取而代之的是101键和104键键盘,并占据市场的主流地位,当然其间也曾出现过102键、103键的键盘,但由于推广不善,都只是昙花一现。
紧接着出现了以104键键盘为基础的新兴多媒体键盘,它在传统的键盘基础上又增加了不少常用快捷键或音量调节装置,使PC操作进一步简化,对于收发电子邮件、打开浏览器软件、启动多媒体播放器等都只需要按一个特殊按键即可,同时在外形上也做了重大改善,着重体现了键盘的个性化。起初这类键盘多用于品牌机,如HP、联想等品牌机都率先采用了这类键盘,受到广泛的好评,并曾一度被视为品牌机的特色。
如今,随着时间的推移,渐渐的市场上也出现独立的具有各种快捷功能的产品单独出售,并带有专用的驱动和设定软件,在独立的键盘上也能实现个性化的操作了。看看你手中的键盘,在看看这段历史,你会有什么样的感受呢?
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了解完键盘的历史,我们赶快在来了解一下键盘的种类,这样可以帮助你更好的选择你需要的键盘的类型,根据自己具体的需要来选择不同的键盘,以发挥键盘的最大功效。下面就介绍一下常见键盘的种类。分类的角度不同类别也不同。
按照键盘应用来分类的话,可以分为台式机键盘、笔记本电脑键盘、工控机键盘,速录机键盘,双控键盘、超薄键盘六大类。
按键盘的外形分为标准键盘和人体工程学键盘,多媒体键盘,精简型键盘。
然后根据击键数、按键工作原理、键盘外形再次分类
根据击键数分类
键盘的按键数曾出现过83键、93键、96键、101键、102键、104键、107键等。104键的键盘是在101键键盘的基础上为 WINDOWS 9X平台提供增加了三个快捷键(有两个是重复的),所以也被称为WINDOWS 9X键盘。但在实际应用中习惯使用WINDOWS键的用户并不多。在某些需要大量输入单一数字的系统中还有一种小型数字录入键盘,基本上就是将标准键盘的小键盘独立出来,以达到缩小体积、降低成本的目的。
键盘的类型按照结构可分为机械式和电触式两大类,机械式的只在早期出现过,其缺点是敲击时需要较大的力度,使用者的手指容易疲劳,且键盘磨损较快。因此,目前键盘几乎都是电触式的。电触式键盘采用电子方式来实现信号接通与断开的传输,而做到这一点则主要通过三项技术,也由此出现了三类键盘:塑料薄膜式键盘、导电橡胶式键盘、电容式键盘。
按照键盘的工作原理和按键方式的不同,可以划分为四种:
A. 机械式键盘(Mechanical) 采用类似金属接触式开关,工作原理是使触点导通或断开,具有工艺简单、噪音大、易维护的特点。
B. 塑料薄膜式键盘(Membrane) 键盘内部共分四层,实现了无机械磨损。其特点是低价格、低噪音和低成本,已占领市场绝大部分份额。
C. 导电橡胶式键盘(Conductive Rubber) 触点的结构是通过导电橡胶相连。键盘内部有一层凸起带电的导电橡胶,每个按键都对应一个凸起,按下时把下面的触点接通。这种类型键盘是市场由机械键盘向薄膜键盘的过渡产品。
D. 无接点静电电容式键盘(Capacitives) 特点是无磨损且密封性较好。电容式键盘是基于电容式开关的键盘,原理是通过按键改变电极间的距离产生电容量的变化,暂时形成震荡脉冲允许通过的条件。这种开关是无触点非接触式的,磨损率极小甚至可以忽略不计,也没有接触不良的隐患,具有噪音小,容易控制手感,可以制造出高质量的键盘,但工艺较机械结构复杂。
按文字输入同时击打按键的数量可分为单键输入键盘,双键输入键盘和多键输入键盘。
现在大家常用的键盘属于单键输入键盘,速录机键盘属于多键输入键盘,最新出现的四节输入法键盘属于双键输入键盘,该键盘与Qwerty键盘布局和输入方法都有区别,其合适的键盘尺寸,广阔的语种适应性,便于盲打的入手简便性以及按键式鼠标替代方案使其成为新一代键盘的有力竞争者。四节输入法键盘的特别之处在于将26个英文字母按字母表结构和顺序分为四节,每节7或6个字母,并按每节首字母命名为AHOU四节。
看完键盘的文类之后,我们有必要在了解一下键盘的材质,因为跟你的皮肤相接触,想一想自己的键盘是不是被用的油光闪闪,有些我们用久的键盘是不是发黄了, 有些是不是已经变形了。其实这些现象都是跟键盘使用的材质有关系的。一般产品的包装盒上都会标示出键盘使用什么材质制作,目前常见的材质主要有HIPS、PC、ABS、ABS+PC、PBT、POM。下面我们详细了解一下这6种材质。
HIPS简介
HIPS正名:High Impact Polystyrene 耐冲击性聚苯乙烯
HIPS是最便宜的工程塑料之一,和ABS,PC/ABS,PC相比,材料的光泽性比较差,综合性能也相对差一些. HIPS是由PS加丁二烯改性而成的,因为PS的冲击强度很低,做出的产品很脆,而丁二烯的韧性很好,加入丁二烯后可使PS的冲击性能提高2~3倍.尽管HIPS的冲击强度比PS的冲击强度高出很多,但其综合性能还是不如ABS,PC/ABS等. HIPS的冲击性能在工程塑料中是比较低的。
PC简介
PC 聚碳酸酯(Polycarbonate)缩写为PC是一种无色透明的无定性热塑性材料。
聚碳酸酯是日常常见的一种材料。由於其无色透明和优异的抗冲击性,日常常见的应用有光碟,眼睛片,水瓶,防弹玻璃,护目镜、银行防子弹之玻璃、车头灯等等。聚碳酸酯还被用来制作登月太空人的头盔面罩。苹果公司的ipod音乐播放器和ibook笔记本电脑外壳也使用聚碳酸酯制作
ABS简介
化学名称:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene(ABS)ABS树脂是目前产量最大,应用最广泛的聚合物,兼具韧,硬,刚相均衡的优良力学性能
特点:
1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好.
2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理.
3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。
4、流动性比HIPS差一点,比PMMA、PC等好,柔韧性好。
ABS工程塑料的缺点:热变形温度较低,可燃,耐候性较差。
用途:适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件.
ABS+PC简介
俗称ABS加聚碳。是国内少数几种可能透用 的合料之一,不能自燃,外火燃烧时,表面有象聚碳燃烧一样的小颗粒析出, 黑色低于ABS,常见于电器件、机械零配件等
PBT简介
聚对苯二甲酸丁二醇酯,英文名polybutylece terephthalate(简称PBT),属于聚酯系列,是由1.4-丁二醇(1.4-Butylene glycol)与对苯二甲酸(PTA)或者对苯二甲酸酯(DMT)聚缩合而成,并经由混炼程序制成的乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯树脂。与PET一起统称为热塑性聚酯,或饱和聚酯。
PBT又可称为热塑性聚酯塑料,为适用于不同加工业者使用,一般多少会加入添加剂,或与其它塑料掺混,随着添加物比例不同,可制造不同规格的产品。由于PBT具有耐热性、耐候性、耐药品性、电气特性佳、吸水性小、光泽良好,广泛应用于电子电器、汽车零件、机械、家用品等,而PBT产品又与PPE、PC、POM、PA等共称为五大泛用工程塑料。
POM简介
聚甲醛又名聚氧化次甲基,英文名polyxymethylene(简称POM)。 乳白色不透明的结晶性聚合物,密度1.42g/cm3,熔点175℃,分解温度235~240℃聚甲醛塑料是继尼龙之后发展的又一优良树脂品种,具有优良的综合性能。
ABS材料最为常见,可塑性非常好,适合生产高精度的异形件,譬如cherry开关本身(除十字柱是特殊低摩擦系数材料外)、双色键帽,适合低成本大批量的生产;PBT材料不常用,因为价格高,但物理化学性能优异,最大的特点是耐磨,柔韧性好,通常用于做牙刷的刷毛,用在键帽上是比较奢侈的。POM的键帽就见过cherry使用,POM在中国一般亲切的叫他赛钢,意思是可以与钢媲美,他当然没有钢的性能好,但是,在特殊的场合,他的优越性就体现出来了,超高的硬度,超低的阻尼,优异的耐热性,出色的耐蚀性,杰出的耐磨性。
常规的键盘有机械式按键和电容式按键两种。在工控机键盘中还有一种轻触薄膜按键的键盘——只适用于特殊场合。机械式键盘是最早被采用的结构,一般类似金属接触式开关的原理使触点导通或断开,机械式的按键优点是寿命长,长时间使用手感一致无变化,而且按键手感极好。一直以来机械式Cherry和ALPS为主要制造商。
Cherry MX机械轴被公认为是最经典的机械键盘开关,特殊的手感和黄金触点使其品质倍增,而MX系列机械轴应用在键盘上的主要有4种,通过轴帽颜色可以辨别,分别是青、茶、黑、白,手感相差很大,可以满足不同用户各种需求。
有效触发键程黑轴是1.5mm,茶轴是2mm,白轴2.2mm,青轴是2.4mm;
拿黑轴来说,键按下去1.5mm就触发了,所以理论上应该比其他轴效率高一些。无论是茶轴,白轴,还是青轴,都需要完成段落压力变化之后才能够到达触发临界点,而青轴更是需要再按下0.4mm。可以想象,比起黑轴来,在输入速度的追求上就难免要困难一些了。黑轴一般来说被认为是追求打字速度极限的轴。
键轴技术介绍(MX Switch )供玩家参考:
1、茶轴=压力克数最轻的一个,按键声音适中,轴寿命是2000W次。
2、青轴=压力克数微比青的大一点点,按键声音较大。轴寿命是2000W次。
3、黑轴=压力克数在白轴和青轴之间,按键声音适中。轴寿命是5000W次。
4、白轴=压力克数最大的轴,按键声音适中。轴寿命是2000W次。
压力克数比较==白轴 > 黑轴 > 青轴 > 茶轴
补充说明:无论是哪种轴,看寿命,您这辈子也按不到终结的。
随着电子技术的发展人们对机械键盘取而代之的是电容式键盘。它是基于电容式开关的键盘,原理是通过按键改变电极间的距离产生电容量的变化,暂时形成震荡脉冲允许通过的条件。理论上这种开关是无触点非接触式的,磨损率极小甚至可以忽略不计,也没有接触不良的隐患,具有噪音小,容易控制手感,可以制造出高质量的键盘。
笔记本电脑的出现改变了薄膜式键盘的按键构造,强调移动性能的笔记本电脑为了做到够薄,那就要在键盘上也要缩减厚度,这就意味着笔记本键盘的设计者要在键帽模组高度和行程上下功夫,其结果就是改变了键盘的运作模式,随后产生了为笔记本键盘设计的“剪刀脚架构”。超薄键盘的发展吸收了台式机键盘和笔记本键盘的优点,随后产生了“X架构”兼具笔记本键盘的轻薄安静和台式机键盘舒适的按键行程
最新的“X剪刀脚架构”可以说是“X架构”的改良版。
“X架构”演变自高档笔记本所使用的剪刀脚运作原理,它运用两组平行四连杆机构,以强迫运动方式运动,让使用者无论是按触键帽中心或者四个角落时,都能享受到顺畅及一致的手感。和笔记本的剪刀脚机构相比,普通的台式机键盘,手指若是落在键帽的四个角落与落在键帽的正中间,所耗费的力道是完全不同的,这样就会造成敲击键盘时的手感不一致。
从按键行程上来看,台式机键帽的按键行程平均为3.8-4.0毫米,笔记本电脑键帽的按键行程平均为2.50-3.0毫米,而“X架构”键盘保持了台式机键帽的优点,按键行程平均为3.5-3.8毫米,手感基本保持和台式机一致,舒适。据大量试验结果分析表明,传统的台式机键盘在敲击时所耗费的力道要比“X架构”高5~12倍,也就是说使用新架构的键盘会减少相当程度的用力,另外,基于“X架构”的键盘还可以大大降低键盘的厚度,从而实现超薄的外观。
前面部分我们对键盘的按键部件有了一个比较全面的了解,接下来,让我们对键盘的另一个关键部件-键帽做一个详细介绍。键盘键帽的不同不仅可以影响到手感、视觉感受,还会影响到使用寿命。键盘上字符的印刷方式也有了很大的进步。 平时我们购买键盘除了用手抚摸键盘的表面和边缘,还要观察按键上的字母和数字,看其是否清晰。
拥有较高生产工艺和质量的键盘表面和边缘平整、无毛刺,同时键盘表面不是普通的光滑面,而是经过研磨,这也在一定程度上影响着一款键盘的手感。事实上,对于键盘外观而言,最为重要的还是文字印刷技术。如果印刷技术不良,使用一段时间之后就会一片模糊,此时轻则美观性大打折扣,重则影响使用。
不同类型的键帽
目前市场上所能见到的键盘键帽印刷技术主要有七种,包括丝网印刷、UV覆膜技术、激光填料法、含浸印刷(热升华)、镂空印字法、激光蚀刻(镭射)、二色成形法。
丝网印刷,最常见的一种键帽印刷技术,在键帽表面通过丝网印刷机将油墨印在表面,成本低廉,色彩丰富,深色键帽中比较常见,但是采用这种印刷技术的键帽字符耐磨度较差,所以在低端键盘中比较常见。
UV覆膜技术是经丝网印刷技术改进而成,这种技术是先在键帽表面覆膜,然后将油墨印刷在薄膜之上,视觉感受似乎没有丝网印刷好,但是耐磨度大大增加,而且成本并不会增加太多,这种技术很容易识别。目前IBM的笔记本键盘、DELL 81xx系列等键盘均采用此种技术。
激光填料法,先使用激光刻蚀技术在键帽表面烧刻出字符凹痕,然后将油墨填入字符凹槽中,油墨不再是停留在键帽表面,所以耐磨度大大增加,但是由于经过两次印刷工艺,所以成本也会相应增加。
含浸印刷,也被称为热升华技术,通过生热华方式将固态树脂类油墨融入键帽表面形成字符,光泽度较高,字符有立体感,牢固性极高,由于成本与产量问题,使用这类技术的键盘非常罕见。前面提到的Realforce 101键盘就使用含浸印刷技术。
镂空印字法,现在市场上有不少带背光的键盘,比如赛钛客日蚀系列、罗技G15、微软毒蜘蛛等键盘,由于需要同将背光透过字符体现出来,增强视觉效果,必须采用镂空印字法处理键帽,由于材质因素,所以这类键帽手感只能定位为一般。但是视觉效果的却是其它键帽技术所无法媲美的。
从左到右依次为普通印刷、黑二色成型、白二色成型、激光刻蚀键帽
从左到右依次为普通印刷、黑二色成型、白二色成型、激光刻蚀键帽
激光刻蚀也被称为镭射,就是通过激光烧刻的方式在键帽表面刻出字符,特点是字符清晰,线条较细,耐磨度较高,在一些白色键帽中比较常见。由于激光刻蚀生产线效率较高,适合大批量生产,但是不适合结构比较复杂键盘和字符复杂的键帽。
二色成型法,就是将两种不同颜色的塑料融合在一起形成字符,色彩对比度较高,即使将键帽垂直切开,也能看到内部字体,所以不会出现掉字现象。另外,二色成型键帽由于材质因素,在触感方面表现极佳。但是这类技术制造成本非常高,影响到其普及应用,只有在Cherry的高端键盘中会见到二色成型键帽。
Optimus键盘液晶显示器键冒
其实,除了以上7种键帽印刷技术之外,随着技术的革新,新型技术也被应用在键帽身上,比如Optimus键盘就采用液晶显示屏作为键帽。对于键帽,除了印刷技术之外,键帽材质也是影响键盘品质的一个重要因素。在后面经典键盘赏析中,大家还会看到一类特殊键帽的键盘,所有键帽上没有任何字符,被称为无刻印,同样比较罕见。
键盘并没有像CPU或是显卡那样明显的技术指标,因此按照最直接也是最简单的理解,挑选键盘时最重要的就是手感。手感好的键盘可以让用户迅速而流畅地打字,决定键盘手感一共有五大要素。
键距
标准台式机键盘的键距是19~19.5mm,这样的键距也被称为“全尺寸”或者“标准键盘”,在笔记本电脑中,受机身大小的限制,通常至少要 12.1英寸普通屏幕机器才能做到全尺寸的键盘,而且这种“全尺寸”只是对字母和数字键而言,至于其他f1~f12,page up/page down等辅助按键通常是作成比较小的尺寸以节约空间。至于屏幕尺寸更小的机器,一般还要将字母和数字键的键距进一步减少才能顺利安装在主机上。下图是全尺寸键盘和17mm键距键盘的大小对比,大小差别悬殊:
当键盘键距低于19mm的时候,击键的手感就会受到影响,如果进一步缩小到17mm以下,那么习惯了全尺寸键盘的用户会需要适应一段时间才能准确操作。如果键距小到15mm以下,那么很多成年人的手指都无法正常击键。
因此,笔记本最好的键距应该是19mm,在17mm左右则要实际尝试自己是否能适应,15mm以下的键盘实际上已经不适合大多数人使用。
键程
指按键按下时可以下沉的行程,一般来说这个行程至少要有2.5mm以上,但键程的高度直接影响整个键盘的高度,并且进一步影响到整机的厚度,因此许多超轻薄机器的键程实际上只有1.5~2mm。
键程长的机器能给用户接近台式机键盘的感受,如果键程比较短,那么用户击键时就会感觉键盘的反弹比较“硬”,说得夸张一点就好像是在击打一块石板,时间长了就容易感到疲倦。键程的大小主要是由键盘支架高度和回弹橡胶的有效压缩范围决定的:
回弹
这是个比较主观的因素,指键帽在击键时的阻尼手感,各位可以相像一下敲打一团棉花和敲打腿部肌肉的感觉有怎样的差异,回弹和键程是息息相关的,不同的键程有自己最合适的回弹,如果回弹太弱,那么击键手感就显得空虚,有一种松垮垮的感觉,如果回弹太强,那么就会令击键的力度增加,时间长了容易疲倦。一个设计优良的键盘甚至要在键帽下压的不同阶段产生不同的回弹。
回弹和键程如果配合得宜,可以很大程度上弥补轻薄机器因为键程较短而带来的手感不足,例如ibm的x系列轻薄机器键程实际上是比较短的,但通过回弹的良好配合,获得了相当接近键程长的t系列机器的手感,类似的情况还有苹果的powerbook,实际上键程一般,但手感也不错,合适的回弹再其中起到了很大的作用。
键帽
一个键盘的高度实际上是由底板,薄膜电路层,支架和键帽加起来的总和,当为了保持一定的手感和强度,其他部分难以缩减的时候,一个最常见的办法就是缩减键帽的厚度,将它变得扁平,这样可以有效的减少键盘的总体高度,但是这样的缩减将带来副作用,就是键帽的击键手感会下降,请看一下自己身边的台式机键盘,键帽顶部都有一定程度的下凹,这样当击键的时候手指会落入下凹中,令指尖均匀承受压力,在笔记本上,本来这样的下凹就已经变得有些小,如果再进一步扁平键帽,就会令键帽顶部的下凹接近于消失,这种键盘在击键时就特别容易令指尖集中受力,很容易疲倦。
另外,廉价的键盘通常使用的键帽材质都比较薄,这样在击键的时候就容易出现比较虚浮的感觉,击键到底时的响声也会比较大,而优质的键帽会用比较厚的材料,这样就能令击键手感沉实,击键到底的时候响声也会比较小。
底板
不管键帽,支架,回弹,键程和键距多么出色,整个键盘还是需要一个稳固的底面来支撑,在笔记本电脑中,出于轻薄的考虑不能使用台式机那样厚重的底盘,因此笔记本电脑都是以单张的金属薄板作为支撑兼键帽支架的安装面,如果你有机会拆下过笔记本的键盘,你会发现它们可以在一定范围内弯折,因为通常这张金属薄板的厚度只有0.5~0.6mm,强度自然不可能很高。
当然也有些厂商会为了追求键盘手感而宁可牺牲厚度和重量,除了键盘底板本身的强度,机身对键盘底板的支撑也很重要,最完善的做法是在整个键盘下方作出一个撑托的凹槽,键盘落户其中,可以得到很稳固的支持,但这样通常会牺牲整机的厚度和重量。
总结:通过键盘的历史,让我们知道原来qwerty键盘的历史这么有意思,键盘的分类有没有让您对键盘产品更好的梳理呢?5种键盘的材质介绍能不能让您以后购买键盘的时候选择更准确呢?键盘结构经历了机械式、导电橡胶式、塑料薄膜式、无接点静电电容式的发展历程。 键盘键冒的印制技术多样而有趣,键盘的手感五要素您都记住了吗?希望本文对您了解键盘有所帮助。如果您有好的想法和建议,请发送邮件至hao.jie@zol.com.cn。
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