Bàn phím quang có mấy cơ chế hoạt động và ưu điểm gì so với bàn phím cơ truyền thống?

Quang học là một lĩnh vực phức tạp hơn Cơ học rất nhiều. Và ứng dụng của nó vì thế cũng rất muôn vàn. Một trong những ứng dụng mà mình cũng như anh em đang dùng bàn phím cơ rất quan tâm chính là đưa công nghệ quang học vào các bàn phím cơ để tạo ra các bàn phím quang cơ hiện đại, với nhiều ưu điểm, tiện ích và nhiều khả năng tiến xa hơn trong tương lai. Từ 2016-2017, các nhà sản xuất bàn phím đã bắt đầu nghiên cứu về cơ chế quang học để tìm cách đưa lên các bàn phím cơ. Và cho tới nay, rõ ràng đã có khá nhiều hãng cho ra nhiều dòng bàn phím quang cơ hấp dẫn và thực sự có giá trị cao với người dùng, đặc biệt là gamer.

Cơ chế hoạt động switch quang học vs switch cơ học

Về cơ bản thì bàn phím cơ dựa vào switch cơ, còn bàn phím quang sẽ dựa vào switch quang để hoạt động. Nhưng cơ chế của hai loại switch này hoàn toàn khác nhau. Như anh em đã biết, các bàn phím cơ dùng switch cơ học, hoạt động trên cơ chế tiếp xúc cơ học để tạo ra tín hiệu. Nghĩa là khi bạn bấm phím, lực sẽ truyền xuống phím và tác động đến hai lá đồng bên trong khiến chúng tiếp xúc với nhau, tạo ra tín hiệu, sau đó phản hồi ký tự tương ứng lên máy tính để hiển thị lên màn hình. Trong khi đó, bản chất của quang học là xác địch giao tiếp của các thành tố qua ánh sáng. Nên luôn mang lại kết quả nhanh và chính ác hơn cơ học. Khi đó, trong các switch quang không có lá đồng nào nữa, nhưng đổi lại sẽ có một luồng ánh sáng LED đợi sẵn phía trong. Khi nút được bấm xuống thì sẽ ngắt hoặc mở dòng ánh sáng, và ký tự tương ứng được ghi nhận. Cơ chế hoạt động quang này nhìn chung cũng khá đơn giản. Nhưng xét về độ bền, độ chính xác và nhanh nhạy thì hơn hẳn so với switch cơ học.

Hai cơ chế hoạt động chi tiết của các switch quang học

Bàn phím quang học có hai cơ chế hoạt động chính tương ứng với hai cách nhận ánh sáng thường được các nhà sản xuất dùng cho switch quang học trên bàn phím cơ của mình

1/ Light-block

Các switch quang loại này hoạt động theo cơ chế chặn ánh sáng. Thay vì dùng miếng đồng tiếp xúc với stem để tạo ra tín hiệu. Thì bộ tạo tín hiệu của của switch quang light-block sẽ gồm: một đèn LED truyền ánh sáng và một bộ nhận tín hiệu, ngăn cách bởi stem. Ở trạng thái thường, ánh sáng từ đèn LED sẽ luôn bị ngăn cách bởi stem. Và khi có lực nhấn tác động, sẽ kéo stem xuống, tạo khoảng trống để ánh sáng đi qua nó chiếu thẳng tới bộ nhận tín hiệu. Khi đó nút nhấn sẽ được ghi nhận.

2/ Light Refraction

Nguyên lý hoạt động switch quang loại hai này còn được gọi là nguyên lý Khúc xạ. Phức tạp hơn cách hoạt động trên. Cơ bản vẫn dùng đèn LED chiếu ánh sáng tới bộ nhận tín hiệu để xác định hành trình nút bấm. Nhưng ở đây, nguồn sáng từ LED sẽ không chiếu trực tiếp tới bộ nhận, mà nó sẽ đi qua một vài lăng kính trung gian. Khi stem nhận tác động từ lực nhấn và lún xuống, thì lăng kính được mở để tiếp nhận ánh sáng từ đèn LED phản chiếu một hoặc là toàn phần ánh sáng vào bộ nhận, tùy vào hành trình nhấn phím. Nhấn càng sâu thì ánh sáng tới bộ nhận càng nhiều, bấm lơ lửng thì ánh sáng cũng tới lơ lửng. Cùng với nguyên lý hoạt động khá phức tạp này thì các switch quang Khúc xạ cũng có thêm một lợi thế lớn là Thay đổi được hành trình bấm phím. Ở các bàn phím cơ truyền thống hoặc bàn phím quang cơ cơ chế Light-block, thì tín hiệu chỉ được ghi nhận khi có tiếp xúc hoặc ánh sáng đi qua bộ nhận đầy đủ. Do đó hành trình bấm phím luôn cố định, chúng ta chỉ bấm được một ngưỡng phím nhất định để tín hiệu được ghi nhận. Còn với nguyên lý Khúc xạ thì ta hoàn toàn có thể tác động vào hành trình bấm phím thường là thông qua phần mềm. Do vậy, ta có thể thay đổi hành trính nhấn phím một cách chủ động để rút ngắn hành trình phím, giúp việc bấm ký tự nhanh hoặc chậm hơn. Ví dụ chế độ mặc định là cần 5 tia sáng để nhận tín hiệu, nhưng muốn nhanh hơn, anh em có thể chỉnh thành 3 tia sáng, lúc này stem không cần lún xuống hoàn toàn, nghĩa là chỉ cần nhấn phím xuống tầm 2/3 thôi là đã nhận được ký tự. Hành trình phím linh hoạt giúp cho việc bấm phím uyển chuyển hơn, phù hợp với nhiều thói quen gõ, loại game và tính chất công việc.

Ưu điểm của bàn phím quang cơ so với bàn phím cơ học truyền thống

1/ Tốc độ cực nhanh Đầu tiên, tất nhiên là tốc độ. Các switch quang học với cơ chế hoạt động dựa vào đường đi của ánh sáng chắc chắn sẽ nhanh hơn so với cơ chế cơ học của switch cơ. Các phim cơ cổ điển có độ phản hồi cao là 5ms, còn trong các phím quang cơ, độ phản hồi chỉ còn 0.03ms, nghĩa là nhanh hơn tới hơn 100 lần. Mức quá khủng. Với người dùng bình thường, sự chênh lệch này hầu như không thể nhận ra đâu, vì nó diễn ra quá nhanh đi. Nhưng nếu bạn dùng bàn phím để chơi game chuyên nghiệp, thì mỗi ms đều là yếu tố sống còn. 2/ Độ bền vượt trội Điểm mạnh thứ hai của bàn phím quang chính là Độ bền. Một nút phím cơ bị coi là chết khi một hoặc hai lá đồng bị hỏng hoặc hao mòn, biến dạng do ma sát liên tục trong thời gian quá dài. Trong khi đó bàn phím quang, không có cơ chế ma sát, nên tuổi thọ của switch quang học có thể gọi là siêu đẳng. Một lý do nữa là hệ thống đèn LED và bộ nhận tín hiệu đều nằm trên bàn phím chứ không nằm trên nút phím. Con số đo lường 100 triệu lần bấm mà anh em thấy trong bảng so sánh dưới đây thật ra chỉ mang tính tượng trưng, vì với switch quang học hầu như tuổi thọ là không đếm xuể bằng lần bấm nữa. 3/ Cảm giác gõ Trên các switch quang, việc bỏ đi một lần ma sát với lá đồng, sẽ giúp giảm bớt lực của nút bấm, đồng thời mang lại cảm giác bấm nhẹ nhàng, yên tĩnh hơn nhiều so với các phím cơ học truyền thống. Hệ thống đèn LED và bộ nhận tín hiệu nằm trên thân phím chứ không ở nút bấm cũng góp phần giúp cho việc gõ phím diễn ra chính xác và chắc chắc hơn, hầu như không bị tác động bởi các yếu tố ngoại vi bên ngoài. Bảng so sánh switch quang học vs switch cơ học

Những tính năng

Light Strike (LK)

MX

Độ trễ tối đa

0.2ms - 0.03ms

30ms - 5ms

Key travel

3mm

4mm

Tín hiệu

tactile/linear

tactile/linear

Chống nước

Có

Củng cố ổn định

Có

Tương thích với Cross Stem keycap

Có

Tuổi thọ

100 triệu lần bấm

60 triệu lần bấm

Rõ ràng với rất nhiều lợi thế như vậy, switch quang học nói riêng và các bàn phím quang nói chung có thể sẽ là tương lai của thế giới bàn phím. Nếu một ngày nào đó chúng không quá phô trương về mặt đèn đóm, không quá đắt (như hiện nay) và khái niệm switch quang trở nên gần gũi hơn thì chắc chắn, không xa nữa, bàn phím quang không chỉ là đam mê của riêng gamer mà sẽ trở nên phổ biến với cả dân văn phòng và người dùng thông thường.