键盘技术

電腦鍵盤可以按照其按鍵開關所使用的技術分類。大部分電腦鍵盤有 80 到 110 粒按鍵開關，其分段感／段落感、鍵程（輸入字元所需的按鍵距離）因技術而異。

## 種類

### 薄膜鍵盤（英語：Membrane Keyboard）

薄膜鍵盤常由三層組成。頂層薄膜由框架支撐，底部塗有導電材料；底層有斷開的導電材料，按下頂層薄膜使兩層接觸時，電路接通。

最基本的平板薄膜鍵盤常見於微波爐、複印機等需防水防塵的電器。此類鍵盤沒有分段感，多以按鍵音或按鍵燈提示代替。Sinclair ZX80、ZX81、Atari 400 等早期個人電腦也採用這類鍵盤。

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

**拱形開關**

火山口式導套

改良式導套

**剪刀腳開關（英語：Scissor Switch）**

剪刀腳開關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 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

**Topre 軸（英語：Topre Switch）**

以電容變化偵測按鍵是否按下。

### 機械開關鍵盤

**機械鍵盤**（英語：Mechanical Keyboard）每個按鍵都由獨立的微動開關（Switch，通稱「軸」）焊在電路板上組成或，部分電路板為熱插拔（hotswap、hot swap）設計，方便無需焊接換軸；而軸（按鍵）依觸感可大致分為**分段軸**（或稱**段落軸**；tactile；按到某個位會突然感到阻力增大，之後才回復之前的小阻力直到按盡）和**線性軸**（linear；直上直下、無分段），取決於軸體設計。

#### 歷史沿革

鍵盤略分為三種型式：機械鍵盤、薄膜鍵盤、電容鍵盤；機械鍵盤在薄膜鍵盤之前發明，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由薄膜鍵盤取代。

#### 種類

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 軸**
: 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 年台灣福華電子公司與 ALPS ELECTRIC 公司技術合作生產鍵盤及鍵盤用開關，後推出 ALPS 衍生軸，如 ALPS 簡易軸。由於當時機械鍵盤市場已大多由廉價的薄膜鍵盤取代，後期 ALPS ELECTRIC 公司退出鍵盤市場並結束與台灣福華電子公司，最終 Alps SKBL/SKBM 系列簡易軸由台灣福華電子公司生產至 2012 年停產。

**Cherry（MX 系列）軸**
: 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 系列軸，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。由於未曾退出鍵盤市場，同時自電競文化興起帶動玩家對機械鍵盤的需求，許多廠商推出新機械鍵盤並採用 Cherry MX 系列軸作按鍵。

##### 類 Cherry MX 系列軸（非 Cherry 公司生產）

　
: 另一方面，Cherry MX 系列軸專利是在 1980 年代註冊，2003 年過期，其他公司可合法使用其設計以生產類似甚至相同設計的軸體，如中國東莞凱華電子公司、中國惠州佳達隆電子公司、中國東莞高特電子公司等。

**其他**
: 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。

#### 機械鍵盤的軸體

目前市面上銷售的機械鍵盤絕大多數使用 Cherry 公司的 MX 軸，專利保護結束後，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。

表格說明：

* cN（centinewton）：百分之一牛頓、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）完成整組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。
* 分段壓力：外物下按開關到分段點時受到的壓力。
* 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）的中文名對應英文相當容易搞混，MX Clear 比 MX White 早進入華人市場，因為軸體白色，Clear 亦有潔淨之意，MX Clear 就直接譯為白軸，後到的 MX White 則譯為奶軸。

### 霍爾效應鍵盤

霍爾效應鍵盤指的是一種使用霍爾元件來進行磁場感應觸發的鍵盤，其軸體內部與傳統機械軸體類似，但是無金屬撥片互相摩擦接觸來進行觸發，因此使用壽命相對較高，並且噪音相對較小，但是因為內部沒有金屬撥片，所以也沒有敲擊時的段落感，其原理是通過使用霍爾效應來檢測軸體內部的磁場變化來進行觸發，最大的特點是搭配驅動軟體後可程式的觸發行程，但是製造成本相對較高，相較於傳統機械鍵盤的價格會更為昂貴

### 光學鍵盤

**光軸**

傳統機械鍵盤以金屬接點觸發，而光軸則以光線觸發，藉此避免傳統機械軸在按壓彈簧時的反彈跳延遲。使用者按下按鍵時，一道光束會立刻通過軸心，按鍵觸發時同步傳送對應訊號給電腦。

## 現況

近年來電玩競技盛行，機械鍵盤的獨特手感使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 公司的 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，市場開始出現凱華軸、冠泰軸、高特軸、佳達隆軸等以 Cherry MX 機械軸作設計對象之類似產品，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。

由於原廠日本 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，2016 年 Computex 推出 ALPS 手感自有軸。

## 參考資料

## 外部連結

* CHERRY MX 開關的數值解析（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）（簡體中文）
* 機械鍵盤軸的區別（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）（簡體中文）
* Cherry MX White（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

### 鍵盤製造公司

* Cherry 公司