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键盘按键架构原理与设计 : 键盘根据不同的工作原理可以分为机械式、电容式、塑料薄膜式以及导电橡胶式。 机械式键盘采用类似金属接触式开关的原理使触点导通或断开从而获得通断控制信号。在实际应用中机械键盘的结构形式很多,最常用的是交叉接触式。它的优点是结实耐用,缺点是不防水、敲击比较费力、而且打字速度快时容易漏字,机械式的键盘目前已经并不多见。 电容式键盘按键采用类似电容式开关原理,通过按下按键改变电容器两电极间的距离而产 生电容量的变化,形成暂时的允许震荡脉冲通过电容器的条件,从而获得通断控制信号。为了避免电极间进入灰尘,电容式按键开关采用了密封组装方式。按键平均 寿命在1000万到3000万次之间。但是一款真正的电容键盘价格是比较高的,因此目前市场上真正的电容式键盘并不多。 导电橡胶式键盘按键信号是通过导电橡胶接通下方印刷线路板上的触点产生的。其结构非常简单,这种键盘的原理以及按键的结构和游戏手柄里面的按键结构完全一样,在遥控器、游戏手柄等领域得到比较广泛的应用。
塑料薄膜式键盘的按键结构通常有四层组成,最上层是中心有凸起的橡胶垫,下面三层都 是塑料薄膜。其中,上下两层塑料薄膜上用导电颜料印刷出电路,并在按键位置正下方有一一对应的触点,中间的一层为隔离层,通过隔离层中的圆点接触形式案件 信号。而塑料薄膜式键盘的按键架构设计由于具有成本较低、寿命适中、手感良好等优点,因此也逐渐成为了市场上主流键盘产品所选用的架构。 与塑料薄膜式键盘密不可分的就是几种键帽架构的设计,可以大体的归纳为火山口架构、T架构以及剪刀式架构。 其中火山口架构是市场上键盘产品中最普遍所采用的设计,火山口架构的键帽插入火山口 后直接由橡胶垫支撑,键程约为3.80mm~4.0mm左右。这种架构的优点在于成本低、工艺简单,并具有一定的防水功能,但由于键帽的支撑点仅为一个橡 胶垫的缘故,因此键帽容易晃动,要求敲击手指刚好落在键帽中央才能获得最好的手感,而且时间一长手感会发生变化,噪音也因此而较为明显。
火山口架构 而T型架构的设计与火山口架构较为类似,只是键帽与橡胶垫之间加入了一个T型塑料垫(火山口架构键帽采用的为一体式设计),因此T型架构的设计方案可一定程度上防止因案件不到位而引起的相关问题。
剪刀式架构 剪刀式架构的设计多数用于笔记本以及超薄的电脑键盘上,剪刀式架构是键帽与橡胶垫之 间采用了类似剪刀形状的两组连杆结构支撑架,键程约为2.50mm~3.0mm左右,这种设计则能让用户的手指均匀地受力在键帽上,每个按键均能获得同样 的手感。谈到剪刀式架构我们不得不提及明基的X结构概念,明基的X架构键盘在剪刀式架构的基础上作出了进一步的改良,把键程调整至 3.50mm~3.80mm左右,使得键盘拥有更佳的手感。 键盘按键印刷工艺 : 键盘键帽上的字体印刷工艺也是一款键盘产品成功与否的关键之处,印刷工艺的好坏会直接影响到键帽的美观以及字迹耐磨程度,目前主流的键盘主要采用的是激光蚀刻以及丝网印刷这两种主要的制造工艺。 激光蚀刻就是使用激光刻字技术在键帽上进行激光烧灼,烧出黑色的凹槽而已。因为其刻 下的痕迹只是线性的,所以常见的激光印刷键盘上的箭头等都是空心的。激光蚀刻出来的字迹颜色交淡,摸起来能够感觉到文字部分的刻痕。另外,在成本方面激光 蚀刻所需的成本较为低廉。而缺点在于字体颜色种类受到限制,早期的激光蚀刻只能在白色的键帽上刻出灰黑色的文字,近年来已经发展到能在黑色键帽上刻出白灰 色文字,但相比起另外的印刷工艺来说,颜色种类选择仍然是十分局限。
激光蚀刻工艺 由于采用激光蚀刻在字体颜色的控制上具有一定的局限性,因此激光填料工艺也因此应运 而生,激光填料工艺是先用激光印刷印刷一遍文字,但要比通常激光印刷印刷得浅一些,以保持表面的平整,然后使用油印方式进行二次印刷。这样,固化的油墨就 会渗入激光留下的刻痕并留在其中,此后就不会轻易被磨去了。激光填料技术印刷的键盘,由于经过了油墨的二次印刷,所以就弥补了激光印刷字体不好和不能印刷 彩色的缺陷,而由于有激光的刻痕作为基础,其牢固性要远远高于单纯的油墨印刷。(经实际刀刮试验,惠普康柏5137键盘使用的正是这个工艺)
丝网印刷工艺 丝网印刷而其原理就是将一个特制的丝网覆盖在空白的键盘上,其中有字迹的地方被镂空,然后将油墨从上面刮过,这样在镂空的部分就会印上字迹。丝网印刷在油墨印刷中是成本较低、速度较快的一种。
丝网覆膜工艺 单纯的丝网印刷的字体就一定比激光蚀刻的耐磨性要差,但通过覆膜工艺则能很好地解决 了耐磨度以及激光蚀刻在光泽上的缺陷问题。覆膜工艺是在印刷完字迹以后再用特制的丝网刷上一层塑胶,在干涸以后就会形成一层覆盖在印刷字迹上的塑料保护 膜,可以阻止长时间使用时对字迹的磨损,但由于其印刷方式的限制,仍然不能印刷形状过于复杂的键盘。 |





