无法超越的经典！Thinkpad键盘设计详解
从1992年IBM首次推出Thinkpad笔记本，到现在已经过去了15个年头，在这15年中，Thinkpad在160个国家共出售了三千多万台，荣获了超过1000个设计及技术大奖，众多的创新设计和超前理念，使Thinkpad笔记本成为无法超越的经典。Thinpad在笔记本中创造了无数个第一，比如首次在笔记本中内置电池、首次内置光驱、首次内置摄像头等等，但真正让Thinkpad成为经典的却是其优秀的键盘设计，从1998年Thinkpad键盘的原型出现到现在，仍然是无法被人超越，所以当时连IBM也惊讶“自己创造出了自己都无法超越的经典”。 http://cimg2.163.com/catchimg/20071120/2671188_0.jpgThinkPad 600开辟了ThinkPad的神话
Thinkpad的键盘神话是从1998年推出的Thinkpad 600开始的。虽然从ThinkPad诞生的那一时刻起，键盘手感就是IBM非常重视的一个人性化设计，但直到Thinkpad 600，键盘的超爽手感才真正被玩家和业内所认同。当时，其他笔记本厂商无一例外的采取缩减键盘尺寸的方法来减小整机尺寸和减少重量，ThinkPad却一如既往的坚持沿用全尺寸键盘以让用户获得良好的手感，这一设计也已经成为现在笔记本键盘设计的基本标准。 http://cimg2.163.com/catchimg/20071120/2671188_1.jpg
大和研究所支持技术机构技术担当堀内光雄
11月13日，联想日本面向媒体举办了大和研究所的技术说明会。众所周知，日本大和研究所担任了Thinkpad笔记本的设计与研发工作，而今天笔记本电脑开发研究所支持技术机构技术担当——堀内光雄副部长针对键盘设计作了题为“ThinkPad键盘设计”的说明。http://cimg2.163.com/catchimg/20071120/2671188_2.jpg
Thinkpad键盘的设计宗旨：快速、输入错误少、长时间使用不会疲劳
公司对ThinkPad的键盘有三个要求，即快速、输入错误少、长时间使用不会疲劳。实现这一目标包含四个要点，即键盘感觉、键的形状和键周围的形状、键的全体布局设计、与指示灯的组合。“对于汽车来说，虽然最重要的是引擎，但是减震器不好，转弯性能差，刹车无效，就跑不快。键盘也一样，不是所有性能都高的话，就不是好键盘”， 堀内如是说。 ● 对按键形状及按键周围布局的处理http://cimg2.163.com/catchimg/20071120/2671188_3.jpg
传统的气缸型键盘设计
首先，就处理键的形状和键周围部分来说，需同时对键盘的基本构造作说明。上图是旧式气缸型键盘的基本设计。就是键盘比较厚（当时并不看重键盘的轻薄），支撑键套的结构比较长，因此触摸键顶端时会产生摇晃。现在薄型键盘内支撑气缸短，约为6毫米，因此键帽不会产生摇晃。http://cimg2.163.com/catchimg/20071120/2671188_4.jpg
ThinkPad键盘结构图
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剪刀型的支架设计将键帽固定在中间而不会出现偏移
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ThinkPad按键结构
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ThinPad键盘的电路板。右为安装了按键气垫的电路板
而在ThinkPad中，设计师在厚度不足1毫米的键盘电路板上放置可作类似剪刀活动的部件（受电弓）。得益于这种设计，按键的顶端不会出现倾斜，键面可在保持水平的状态下进行垂直运动。http://cimg2.163.com/catchimg/20071120/2671188_9.jpg
Thinkpad键帽的完美弧形设计
这种“弓形构造”虽然在其他公司笔记本中使用的也很多，但是ThinkPad在键帽的形状上却还是下足了工夫的。ThinkPad的键顶端采用了中央下沉的形状，公司把这叫作“对称弧”（symmetrical curve）。这种弧形设计使输入变得方便，但是弧度过大的话会适得其反，所以ThinkPad键帽的弧度是进过长时间研究而得出的最佳弧度。 根据一般的经验，很多人会认为键帽与手指接触面积大的话，输入会方便些。但实际上过大的接触面积并不好，按键面积适当小些才会与手指位置完美契合，进而在操作时不容易出错。具体而言，就是确保按键倾斜部分的长度，手指就不会容易触错键，所以ThinkPad笔记本的按键向四周倾斜的部分会比较长些。“宽大的键面会让键内部空间充分，这样设计起来也会比较容易，而ThinkPad的弧形设计让键内部空间非常窄小，但这会让输入更加便利。”堀内说。http://cimg2.163.com/catchimg/20071120/2671188_10.jpg
Thinkpad笔记本的空格键作了舒缓的倾斜设计
至于整个按键的设计部分，从空格键和功能键即可看出设计的周到。通常人们会用大拇指敲空格键，所以ThinkPad就对空格键作了舒缓的倾斜设计，能让人们可以更轻松敲击空格键。而在其它公司的笔记本上我们却没有看到类似的设计。http://cimg2.163.com/catchimg/20071120/2671188_11.jpg
功能键与其他键的隔断高度并不相同
关于功能键，各个键的后面设置了阶梯装的高低差别，操作时不会误触。另外，数字键和功能键之间虽然进行了隔断，但f1键和esc键还是会弄错，所以这个部分比“障碍部分”高出一些。同样的，方向键也设置了“障碍”。“ThinkPad中，容易按的空格键比其他键高一点，但在设计中还是将键盘与屏幕之间留出了足够的空间。笔记本中，一般都会将硬盘和内存设计在掌托下面，因此设计键盘时应该避免错触带来的振动。”堀内说。 ● 考虑防水性而采用传统的7排键布局ThinkPad抢在其他公司之前在笔记本的防水性方面取得突破。早在1998年，ThinkPad 600就初次对键盘进行了防水设计，并取得不错的效果。现在，ThinkPad为键盘下的电路设置了防水的顶，键盘单元采用了防止液体流出的澡盆结构，并在侧面和底面等超过2处的地方设计了排水漕。防水贴纸还能起到防止自动铅笔铅芯和订书机钉等杂物混入主板而造成短路。http://cimg2.163.com/catchimg/20071120/2671188_12.jpg
Thinkpad笔记本底面的排水孔设计
ThinkPad在保证防水性之外，还在进行耐久性实验。如果不小心把咖啡洒在了键盘上，不用着急，用纸巾擦掉就是了。如果咖啡粘在上面了可以修理传感器进行清除。堀内如是说。ThinkPad的键盘在整体外观设计上采用7行的设计。Home、End、PgUp、PgDn等键采用了让其独立出来的设计，此外，功能键每4个键划分为一个区，方向键要比其它键低一些，这种外形设计对于其他制造商来说堪称楷模，ThinkPad的键盘为其博得了好评。而自2000年以来，esc键的前后有所扩宽，令输入更加轻松。http://cimg2.163.com/catchimg/20071120/2671188_13.jpg
Thinkpad的七列键盘设计
在细节部分，ThinkPad对键盘顶端印刷的文字的识别性和对比度也很重视。现在，银色的字体再搭配键盘灯，即使在暗处，也能轻松地看见文字。与5、6年前使用的珍珠白相比，文字的对比度更好。堀内说：把文字变成银色在体现高档的同时，ThinkPad还优先考虑到了实用性。 ● ThinkPad方便好用的指点杆在笔记本中，指取装置是与键盘同样重要的输入设备。众所周知，最近几乎所有笔记本都采用静电式触摸板，而ThinkPad依然采用棒式指点杆，誓将指点杆进行到底。（使用配备双重指示设备的ThinkPad时，普通操作用指点杆，进行图像编辑等细致操作时推荐使用触摸板）http://cimg2.163.com/catchimg/20071120/2671188_14.jpg
指点杆是Thinkpad另一个引以为傲的设计
指点杆最大的优点就是手不用移动位置即可进行操作。尤其在用户进行盲打时，设置在键盘中央的指点杆更能让用户可进行随心操作。另外，相信大家都有打字时误碰触摸板，导致指针乱飞的情况，而指点杆则不会有这种事发生。http://cimg2.163.com/catchimg/20071120/2671188_15.jpg
指点杆的工作原理
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不同规格的“小红帽”
指点杆的工作原理即是在瓷制金属板上设置能检测出x轴和y轴的倾斜传感器，这样传感器能检测到细微的抵抗值变化，通过信号比较、增幅电路和A/D变换电路对信号进行处理，然后以PS/2信号发送给主板。过去的机型采用8bit精度的内部处理，但为了降低光标的不定指示，近来采用了10bit精度的内部处理。另外，自4年前开始，出现了3种不同的“小红帽”，以满足用户的不同需求。 此外，Thinkpad还在指点杆的正下方预设了缓冲空间。这样，在合上笔记本时，即使再大的压力，也不至于损坏液晶屏。堀内说：之前我们是没有这样的设计，当时指点杆很容易把液晶屏磨损，所以在10多年前我们就开始设置缓冲空间。 ● 最重要但也最难的部分——手感堀内说，键盘开发最重要也最难的部分是键按下时的感觉，也就是我们俗称的手感。下图显示的是thinkpad键盘感觉特性的表格。纵轴表示手指力度（单位：牛顿）横轴表示键程（单位mm）。http://cimg2.163.com/catchimg/20071120/2671188_17.jpg
手指力度与键程的曲线表
从上图可以看到，按键在从被按下的瞬间开始，直到增加一定程度的力量之前几乎不动，一旦力量增加到一定程度，即使减少力度，按键也会下沉。而S形的曲线部分，就是最舒适的敲击感。如果要增加键程来提供敲击感的话，就势必会增加键盘的厚度，这也就增加了设计的难度。虽然顶部压力和底部压力可根据键顶端内的缓压设置进行调节，但是缓压设置这种精细的部件却是很难掌握的，这时设计水平的高低便能见分晓。比如，底部压力的位置向右移动，end point 马上即能到达，这就增加了手的负担。另外，顶部压力的位置偏移，失去敲击感，这时就要求手指增加力度了。经研究，顶部压力和底部压力的适当数值已经变得明了，Thinkpad的键盘对数值的变化幅度进行了调整。具体而言，缓压装置的两侧面和顶面（的数值）与表格显示的不同，开始，缓压装置的两个侧面下凹，之后顶点下凹，变成S形。http://cimg2.163.com/catchimg/20071120/2671188_18.jpg
按键弹回时的曲线应该与按下时基本一致
另外，键盘感觉不只是按下时的感觉，包括键按下后自动弹回的感觉。按键弹回的时间只有按下时的一半，如果和按下时的S形特性描述不一样时，会发生不协调感。堀内说，对于键盘手感，好的敲击感、手指轻松按下时键能柔软地落下、长时间打字后返回的特性是它的三个要点。市场上出售的台式机的键盘，对于用力不便的小指所按的键并未作能轻松按下的设计。Thinkpad也没有做这样的设计。这涉及制造成本问题，当然用户也没有要求部分键能够轻松按下。 ● 反省Thinkpad 600说明会的最后，堀内说还有很多设计机密的东西不能说，并展望了今后半年至1年间的目标。http://cimg2.163.com/catchimg/20071120/2671188_19.jpg
堀内先生使用的Thinkpad T30键盘十分特别，没有印刷上字体是为了检测长时间使用后按键的磨损情况
就键盘手感而言，虽然现阶段还行，但大和研究所希望今后做到更好，希望有更多的亮点。他还说，就键盘的耐久性而言，现在来讲可说是完美了，机械高速连打实验一个月，禁受了100万至200万次输入的测试。但尽管这样，长时间的使用，以及指甲刮损键顶文字的问题还是会出现，这尚需改善。谈到其他公司采用激光刻印，堀内说，这样虽然能使耐久性提高，但是键盘字符的可识别又成了问题。虽然Thinkpad看重实用，但并不是说越朴实越好，也会做得稍微华丽些。此外，当被问到Thinkpad键盘最理想的设计是哪时，堀内回答说，现行Thinkpad键盘的整体平衡是非常优秀的，但是一年后就不一定了。随着笔记本价格的下降，键盘的成本应当比以前更低，这种情况下，不仅能得到高品质的零件，还可以保证键盘的质量。堀内初期参与的Thinkpad 600的键盘，是IBM时代有效利用成本开发出的昂贵键盘，至今仍为“小黑”fans的话题。但是，堀内说，从现在来考虑，键盘仍是破坏笔记本平衡的部分，考虑键盘感觉的同时，还有其他问题。作为设计者，还应当考虑制造和管理。堀内对自己提出了更加严格的要求，在这种严格要求的研发姿态下，有理由相信Thinkpad会有更高品质的键盘问世。 Thinkpad的手感是一流的。 至今无法超越........................... IBM的键盘目前还是最好用的键盘
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