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雜談

無接點靜電容鍵盤 HHKB HYBIRD Type-S 使用心得

無接點靜電容鍵盤 HHKB HYBIRD Type-S 使用心得

前言

今年二月時有一次幾乎一整天都在敲鍵盤打字與寫程式碼,當時使用機械式鍵盤(FILCO MANILA Air 茶軸),發現手指變得相當疲勞,敲鍵盤有點無力感。

因此趁著這個機會試試看鍵盤界的最高峰,同時也是工程師界許多人夢寐以求的鍵盤 - HHKB,購入後使用到現在非常滿意,在這邊分享給大家。這篇除了 HHKB 的心得還會同時介紹無接點靜電容鍵盤的原理。

鍵盤分類

首先簡單介紹一下鍵盤的種類:

膠膜鍵盤

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在燦坤幾百塊就能買到的那種鍵盤,是鍵盤當中最便宜的設計。按下按鍵的時候導電橡膠接觸電路板可以將電流導通,進而讓鍵盤裡的微控制器偵測到變化。雖然方便,但薄膜長時間使用會失去彈性,多按鍵的偵測很容易失準,對於需要長時間使用鍵盤的工作者來說並不一定是最好的選擇。

機械鍵盤

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機械鍵盤的原理跟薄膜鍵盤類似,都是按下按鍵後導通電路進而讓微控制器偵測按鍵按下。不過機械鍵盤的設計方式是透過彈簧、銅片與軸心,在按下按鍵時讓兩個銅片接觸造成電流導通。這樣的機械原理依照軸心的不同可分為青軸、赤軸、茶軸、黑軸,每個軸心都有不同的按鍵感。也因為有彈簧的關係有較強的回饋感。

無接點靜電容鍵盤

再來是今天的主角,無接點靜電容鍵盤。

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無接點電容鍵盤的原理,是透過電容的變化來偵測按鍵是否按下。放置兩個互相平行的電極板,這兩個電極版之間就有儲存電荷的能力,只要對兩個電極版施加適當的電壓就能讓電容充電。電容的容量跟距離成反比,距離越近電容越大;電容越大,在電容上的電壓也會越大。

微控制器需要使用 ADC( Analog to Digital Converter)功能監聽電壓的變化,當電壓超過一定數字時判定為按鍵按下。在這邊要特別強調的是,微控制器並不是直接監聽電容的變化,而是電壓的變化。

無接點電容鍵盤和其他鍵盤最大的差異在於它沒有任何接點,電路是處於隨時導通的狀態。因為沒有接點,所以不會有零件的損耗、按鍵聲音較小、使用壽命較長、沒有段落感。

這邊要特別強調的一點是導通的原理本身並不會影響鍵盤的手感,決定手感的因素在於彈簧、矽膠的設計。因此就算是無接點靜電容鍵盤,根據廠商的設計,也可以做出各種不同的手感。

為什麼無接點電容鍵盤那麼貴

接下來談談為什麼無接點電容鍵盤那麼貴,我覺得最主要的原因有兩個:「偵測方式的本質差異」與「製作方式」

偵測方式的本質差異

最主要的原因如同剛剛提到的原理,一般的鍵盤只要偵測電路是否導通就可以了,但是靜電容鍵盤卻需要監聽連續電壓值的變化來判斷按鍵是否按下,整個電路設計與韌體設計就會變得複雜一些。

再來,電容鍵盤的電極板所具有的電容值,大約都在幾 pF (101210^{-12} 次方),這麼小的電容很容易受到雜訊干擾,要如何去除雜訊干擾避免按鍵誤判也需要花費心思去處理。

製作方式

無接點靜電容鍵盤的製作方式比機械鍵盤或薄膜鍵盤製作來得更複雜,必須要確保每個鍵位的電容值都是近似的,也需要在電路板的設計花更多功夫。可以看看影片的 3:42 秒處,可以看到 HHKB 的內部結構。

(額外一提,鍵盤的手感就是來自於裡頭的彈簧與橡膠)

基於以上幾個原因,做無接點靜電容鍵盤的公司比較少,而且價位通常不低,能夠吸引到的客群也就更少了。

以 HHKB 為例,目前最高規格的型號 HHKB Professional HYBRID Type-S 要 ¥35,200 左右(9,000 台幣左右)。一把好的鍵盤可以用好幾年,有同事甚至已經用了幾十年,鍵盤都已經泛黃了,從長期使用的角度來看,這樣的價位反而不貴,而是一種投資啊!

目前在鍵盤界當中,比較著名的就是 RealforceHHKB,最近中國的品牌 Niz 也相當有人氣,價位也相對便宜許多。

雖然 HHKB 在台灣市場相對比較小,但在日本的知名度相當高,光是目前任職的公司就有 100 多人日常使用 HHKB 鍵盤,更別說那些兩把 HHKB 鍵盤的使用者。

HHKB (Happy Hacking Keyboard)

HHKB 的全名稱作 Happy Hacking Keyboard,最初是由東京大学名誉教授 和田英一與 PFU 研究所共同設計,1996 年有第一個版本,到 2021 年已經是第 25 週年了。

關於 HHKB,最著名的一句話出自於 HHKB 的作者 - 和田先生

アメリカ西部のカウボーイたちは、馬が死ぬと馬はそこに残していくが、どんなに砂漠を歩こうとも、鞍は自分で担いで往く。馬は消耗品であり、鞍は自分の体に馴染んだインタフェースだからだ。 いまやパソコンは消耗品であり、キーボードは大切な、生涯使えるインタフェースであることを忘れてはいけない。

對西部牛仔們來說,馬死後屍體就留在原地了,但不管在沙漠走多久,一定都會帶著自己的馬鞍。因為馬是消耗品,但馬鞍對自己來說卻是熟悉到不行的工具。絕對不要忘記,在現在來說,電腦只是消耗品,但鍵盤是一生都會使用到的重要工具。

PFU 的網頁上還有一篇招待論文,主題是 Please Pay Your Attention to the Keyboard Layout,裡頭有提到為什麼 HHKB 的 layout 為什麼和一般的鍵盤配置不同,推薦大家可以閱讀看看!

HHKB 的鍵盤配置

HHKB 最初是設計給寫程式的開發者使用的,很多鍵位的配置都是以優化寫程式的效率為主。不過就算不是開發者,只要習慣了鍵盤配置,也應該可以上手才對,只是開發者應該更能感受到這個配置帶來的好處。

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HHKB 的鍵位設計追求極簡風,去除所有非必要的鍵位,鍵盤只有 59 個鍵。另外從這張圖也可以明顯看到 HHKB 與其他鍵盤配置的差異:

① Tab 與 Caplocks 設定在同一位置

Caplocks 對於一般開發來說沒有那麼常用(通常要轉換大寫都是直接按 shift),但卻佔據了相當重要的位置,因此在 HHKB 配置當中省略了 caplocks 並且跟 Tab 在同一個位置,按下 fn + tab 效果等同於 Caplocks。

對於 Mac 使用者來說可能不太方便,因為 Mac 使用者通常會使用 Caplocks 來轉換輸入法,除非你在工作上都只要輸入中文。

① Ctrl 的位置

Ctrl 鍵在 A 的左邊,這需要一些時間習慣,但熟悉之後會發現這樣設計真的很棒,小指頭不需要再做大角度的移動很舒服。使用 vim 的話像是用 ctrl+F、ctrl+B、ctrl+W 導航相當方便,操作終端機的時候使用 ctrl+C 關閉程式也很方便。

ctrl

② 沒有方向鍵

HHKB 沒有方向鍵!如果要使用上下左右,需要同時按下 fn+上下左右才行,或是另外用軟體做 mapping。如果要用鍵盤的上下左右玩遊戲,需要另外做調整才能使用。我是用小指抵著 fn 鍵並使用上下左右移動,這也需要一段時間才能適應。

如果寫程式很常使用上下左右在移動游標的話可能會比較辛苦一些,因為小指還要抵著 fn 很容易疲勞,這也是我開始使用 vim 的契機,現在幾乎都是使用 hjkl 來導航了。

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③ DELETE 在 Enter 上面

一般的鍵盤 layout 當中,enter 的上面是反斜線。不過 HHKB 則是將此處改為 DELETE(或是 backspace)。最明顯的感受是如果要按下 backspace 時手指的移動距離縮短了。

③ \ 與 ` 的位置

HHKB 當中把這兩個鍵的位置放在 delete 上面,剛開始會有點不習慣,但久了之後也覺得還好,因為這兩個鍵本身的使用頻率也沒有那麼高。

熟悉 HHKB 配置之後最大的好處是,明顯感受到雙手的伸展變小了,對於長時間使用鍵盤的人來說,最有效率的當然是在鍵盤上快速地移動,同時盡可能地減少移動距離,長時間使用下來比較不會有疲勞感。

打鍵感

對於習慣機械式鍵盤手感的人來說,剛開始對於無接點電容鍵盤的手感會覺得相當奇怪,甚至是無法接受。因為無接點的關係,電容鍵盤並沒有那麼強的段落感,沒有卡榫所造成的聲響,所以按起來的手感跟機械式鍵盤有很大的差異。建議購買前還是和朋友借借看,或是到現場試用,畢竟手感這件事還是自己最清楚。

優點

適合長時間使用

無接點靜電容的鍵盤通常按鍵力度較輕,蠻適合長時間要打字或是寫程式的人使用。我之前也是用機械鍵盤打字一整天之後手指有非常明顯的疲勞感才決定試試看 HHKB。

單純就手感來說,我覺得還是機械鍵盤略勝一籌,不過 HHKB 的手感又是另外一種感覺,放在桌上就有讓人想要打字的魔力。

方便攜帶

目前使用的這把鍵盤重量為 540g,長度 30cm x 10cm,非常適合跟平板或是筆記型電腦帶出門。

獨特的鍵盤配置

剛開始雖然需要習慣,但熟悉 HHKB 的鍵盤配置之後會覺得寫程式變得舒服很多,也因為要減少方向鍵的使用開始熟悉 vim 的使用方式,也算是好事一件。

缺點

獨特的鍵帽

一般機械鍵盤的鍵帽,通常都是 Cherry MX 的軸心,不過 HHKB 的鍵帽是東プレ生產的,兩者沒有辦法共用。

HHKB keycap

如果想要換自己喜歡的鍵帽可能要花心思找店家,而且選擇相對會少很多,家裡有 3D 列印的話或許可以自己印幾個試試看,但品質就會有落差。

價格這麼高的鍵盤並不是那麼容易下手。鍵盤本體貴就算了,各種配件的價格也不便宜。當我收到鍵盤時才知道原來 HHKB 本身並沒有附蓋子,需要自己花 ¥4,400 購買原廠的蓋子;用來墊手的木板,雖然說 Amazon 上買應該可以找到比較便宜的,但如果使用官方的木板,也要 ¥4,400。鍵盤本體跟配件全部買齊注定要荷包大失血。

電池更換

我自己是習慣不關電源的,可能是因為這個原因電池消耗比較快,在每天使用約 8 ~ 10 小時的情況下,大約每一個月就要換一次電池。

鍵盤配置

一旦熟悉 HHKB 的配置,如果臨時要用其他人的鍵盤操作的話會非常卡,要花一點時間適應。

台灣不容易購入

台灣幾乎沒有實體管道可以直接購買 HHKB 鍵盤,只能透過代購或是在 amazon.jp 等集運(聽說目前沒有再送台灣了?),也導致 HHKB 在台灣比較少人討論。目前最方便也最經濟實惠的管道是來日本旅行時順便買回去,不過一般的市販店面幾乎沒有在賣 HHKB 的鍵盤,如果要到實體店面試試看的話可以參考HHKB 的官方網站,目前在東京、大阪、名古屋都有分店。

HHKB 型號介紹

目前 HHKB 系列主要有三種型號:HHKB Professional HYBRID Type-SHHKB Professional HYBRIDHHKB Professional Classic,每個型號都分別有黑、白兩個顏色,有刻及無刻的版本可以選,以下簡單針對各種型號做介紹。

Classic

有線版本的 HHKB 鍵盤,也是 HHKB 鍵盤當中最便宜的型號。

HYBRID

HYBRID 代表鍵盤同時提供藍芽以及有線功能

像我現在用的這把 HHKB Professional HYBRID type-s 可以在無線、有線做切換。這把鍵盤最多可以配對四個藍牙裝置,適合用在多裝置切換的場合,舉例來說,在辦公室時使用 PC;出外辦公時連接到筆電;回家時連接自己的電腦,只要按下 fn + ctrl + 數字鍵就可以切換,相當方便。

不過鍵盤的電池是需要使用 3 號乾電池的,並沒有充電功能。雖然這點可以用可充電的電池代替,但對於使用者來說還是有些麻煩,而且我覺得耗電速度有點快,大概一個月需要更換一次電池。可能跟我都偷懶不關電源也有關係。

battery case

HYBIRD Type-S

Type-S 是指靜音版本,除了 HYBRID 裡提到的藍芽與有線功能之外,按鍵的聲音會比 HYBRID 的版本還安靜一些,但也不是完全沒聲音。聲音的差異可以參考這部 YouTube 影片(10:12 處)。

如果是要在 PFU 上購買,記得鍵盤的 layout 要選英文版,不要選到日文版!兩者的 layout 差很多。

結尾

文章最後還是想強調一下,手感其實是一件非常主觀的事情,儘管我很喜歡 HHKB 的手感,一定也有人會覺得不習慣。尤其是對使用過機械鍵盤的人來說,沒有段落感的鍵盤造成的手感差異比想像中還要大,因此還是建議大家實際試用後再做決定。趁著日幣匯率大跌,或許現在是最好的購入時機也說不定。

願各位都能在混亂的鍵盤大戰當中找到自己的本命鍵盤。

其他參考資源

其他中文資源的文章可以在 PTT 的 KeyMouPad 版找到。

日文的參考資源就多很多了:

另外我覺得 HHKB 做得蠻好的一點是它們的推特帳號,幾乎每天都會跟其他 HHKB 的使用者互動,增加使用者與品牌之間的黏著度,也很會利用最近流行的趨勢把話題帶到 HHKB。