特集
知られざるPCキーボードの世界。用語を理解して最適な製品を選ぼう！
2022年7月19日 06:13
量販店のPC周辺機器のコーナーに、ずらりと並ぶキーボードの数々。デザインや大きさ、中身の構造などが異なるさまざまな製品を目にすることができる。価格帯も1,000円台の安価なものから数万円のものまでと幅広い。これらのなかから自分の好みや求める性能に合うものをどうやって探せばいいのだろう……と悩んでいる人もいるのではないだろうか。
キーボード選びを難しくしている要因の1つは、独特の用語にもあるかもしれない。そうしたいろいろな用語を詳しく知ることで、キーボードごとの長所・短所を正しく把握でき、高級キーボードと呼ばれる製品がなぜ高額なのかを理解することにもつながるはず。というわけで、ここではPCキーボードでよく使われる用語について解説していきたい。それによって自分の使い方に合ったキーボード探しのヒントになれば幸いだ。
(1) 「テンキー付きキーボード」と「テンキーレスキーボード」と、よりコンパクトなキーボード
(2) 「キーピッチ」と「キーストローク」
(3) 「シリンドリカル」と「ステップ」と「スカルプチャー」
(4) キースイッチの種類・方式
(5) メカニカルキーボードの「軸」の種類
(6) 「アイソレーションキーボード」
(7) 配列の種類
(8) 有線接続と無線接続の種類
(9) 「Nキーロールオーバー」と「全キー同時押し」の意味
(10) 同時押し時の問題を解決する「アンチゴースト」とは
(11) 「シール式」、「レーザー刻印」、「昇華印刷」など、キートップの印字方式
(12) 「バックライト付きキーボード」
(13) キーボードの「脚」の役割と、使うべき人・そうでない人
(14) 実際に手で触れてから購入したいキーボード
「テンキー付きキーボード」と「テンキーレスキーボード」と、よりコンパクトなキーボード
キーボードのサイズは大まかに3つのタイプに分類される。1つは「テンキー付きキーボード」で、独立したテンキーや上下左右キーなどを設けた幅広のタイプ。外付けキーボードや15型クラス以上のノートPCで採用されていることが多い。表計算ソフトなどで数字入力する頻度が高い用途において便利なキーボードだ。このテンキー付きキーボードを「フルサイズキーボード」もしくは「フルキーボード」と呼ぶ場合もある。
そこからテンキー周りを省いたものが「テンキーレスキーボード」。筐体の幅がその分コンパクトになるため、扱いやすく、デスクスペースに余裕をもたせることができる。モバイルノートPCも多くがこのタイプだ。数字を頻繁に入力しない人に向いたキーボードとも言えるが、特定のキーを押すことで文字キーの一部をテンキーに置き換えて使用できるようになっているものもある。
テンキーレスキーボードからさらに独立した上下左右キーやファンクションキーなどを省いた、よりコンパクトなキーボードもある。こうしたキーボードのなかには、後述の「キーピッチ」を小さくしたり、薄型化したりして持ち運びのしやすさを狙った製品のほか、キーピッチはそのままに指の移動を最小限にすることでキー入力の効率向上を狙った(玄人向けの)ものがある。
また、ファンクションキーがない代わりに別途「Fn」キーが設けられ、それと他のキーを同時に押すことでファンクションキーなどとして機能させる製品もある(もしくは反対に、ファンクションキーのあるキーボードで、Fnキーを押すことにより音量調整や再生・停止などのメディアキーに置き換えるパターンもある)。
「キーピッチ」と「キーストローク」
「キーピッチ」とは、キーとキーの間隔のこと。1つの文字キーの中央から隣の文字キーの中央までの距離を表す。たとえばキーピッチが19mm程度のものは「フルサイズキーボード」もしくは「フルキーボード」と呼ばれ、キーボードのスタンダードなサイズとして製品選びの目安にできる。
「キーストローク」とは、キー押下前の位置から、押下して底付きしたところまでの移動距離のこと。この距離がキータイプしたときのフィーリング違いの1要素となる。一般的には、キーストロークの値が小さい(浅い)ものは短い移動量で押せるため素早い入力に向いており、値が大きい(深い)ものは奥まで押し込むことになるためしっかりタイプして文字入力していきたい人に向いている。
ただし、キーストロークが浅いと軽く触れただけで入力され、ミスタイプしやすくなる可能性もあるため、全体的な入力効率が上がるとは限らない。また、キーストロークの値が大きい場合でも押下途中の段階で入力が検知される(アクチュエーションポイントが浅い)タイプのキーボードもあることから、キーストロークが深いからといって高速入力に向いていない、とも一概には言えない。
「シリンドリカル」と「ステップ」と「スカルプチャー」
「シリンドリカルステップスカルプチャー」キーボードというものがある。「シリンドリカル(Cylindrical)」は日本語にすると「円筒形」という意味で、各キーの指で触れる部分(キートップ)が円筒の内側のように凹んでいる(曲面になっている)キーボードであることを表す。これにより隣のキーとの区別が指先で判断しやすくなり、ミスタイプを減らすことにつながる。
「ステップ」は、階段状の構造になっていることを意味する。キーボードの手前側から奥側にかけて、1列ごとに段差ができてせり上がっているキーボードのことだ。手首を軸に、一定の高さから手や指先だけを動かしてタイプすると仮定すれば、近く(手前側)にあるキーは低いところに、遠く(奥側)にあるキーは高いところにあった方が合理的(タイプしやすい)と言えるため、このような構造になっている。
最後の「スカルプチャー」は、キーボードを真横からみたとき、1列ごとのキートップの傾きを微妙に変化させ、全体としてはシリンドリカルのような凹状になっていることを表す。メリットは「ステップ」キーボードと似ている。指先をホームポジション(中心付近)に置いている場合、凹状になっていれば手前側と奥側とで指先からの距離の差は少なくなるため、最小限の動作でタイプできる、ということになるわけだ。
こうした3つの構造を備えたものが「シリンドリカルステップスカルプチャー」キーボードで、ほかには2つの特徴を備えた「ステップスカルプチャー」キーボードも存在する。これらは外部接続の比較的高級なキーボードで採用されることが多い。
キースイッチの種類・方式
キースイッチの種類・方式は、「メンブレン」「パンタグラフ」「メカニカル」「静電容量無接点型」の4つに大別される。
「メンブレン」は、回路や接点がプリントされたシート(メンブレン)に、ゴム素材(ラバードームまたはラバーカップ)で覆われたスイッチ(電極)を上から押しつけることで入力を検知する仕組み。キートップからダイレクトにラバードームを押し込むイメージになるため、タイプ時のフィーリングはそのラバードームの強度によるところが大きくなる。構造としてはシンプルで部品点数が少ないこともあり、安価なキーボードで採用されていることが多い。ストロークは深めながら薄型化しやすく、液体こぼれなどのトラブルにも比較的強い。一方で、ゴム素材や接点部分の劣化は避けがたく、耐久性が低いのが弱点となる。
「パンタグラフ」はまさしく電車のパンタグラフのような構造でキートップを支えているもの。内部的にはラバードームとメンブレンを採用しているため、基本的な仕組みはメンブレンに近い(ラバーの代わりにステンレスなどを採用しているものもある)。また、パンタグラフと呼称している場合でも、メーカーによっては「バタフライ式」や「シザー式」、「ギア式」など、異なる構造を採用していることがある。メンブレンのようにラバーカップのみに頼らない支持構造のため、押下圧を一定にしやすく確実性の高いタイプができるほか、薄型化しやすいメリットがある。こちらもコストは比較的安価で、ノートPCでの採用例が多い。
「メカニカル」は、各キーのスイッチ部分を独立させた方式。メンブレンがシート状の回路1枚で全体または複数のキースイッチをまかなっているのに対し、メカニカルでは1つ1つのキーそれぞれがスイッチをもつためコストは高くなりがちだ。スイッチ部に金属のスプリングを組み込み、接点に接触させることで入力を検知する「接点接触型」の構造で、後述する「軸」の違いによってタイプ時のフィーリングを変えられる特徴をもつ。耐久性はメンブレンなどに比べて高いものの、一度のキータイプで2回以上入力があったと誤検知される「チャタリング」という現象がまれに発生することがある。
「静電容量無接点型」は、スイッチが各キーごとに独立しているという意味ではメカニカルの一種ではあるものの、メンブレンのような特徴ももつ。内部に円錐型のスプリングを設けたラバードームがあり、ラバードームごとスプリングを押し込むことで、スプリングの変形によって生じる静電容量の変化で入力を検知する。
ほかの方式では接点部分でどうしても劣化が発生してしまうが、静電容量無接点型は接点自体がないため、その部分での劣化を避けられるのが強みとなる。採用キーボードは少なく、コストも高め。
メカニカルキーボードの「軸」の種類
「接点接触型」のメカニカルキーボードでは、その構造上の特徴から、内部のスプリングやスイッチの形状によって押下圧(キーを押したときの重さ)や感触、音などの特性を変化させやすい。言い換えれば、1人1人の好みに合わせたカスタマイズがしやすい仕組みでもあって、それを一定のパターンに落とし込み、「軸」の色分けで区別できるようにしている。
メカニカルスイッチの製造で有名なのがCherryで、同社の主な軸の種類と大まかな特徴は以下の通り。他社でもCherryに準じて色分けやタイピング感を揃えていることが多いが、近年は独自のものも増えている。
茶軸
入力したときにクリック感のある「タクタイル」タイプ。押下圧は標準的で、押し込んでいくにしたがって徐々に押下圧が高くなるリニアストロークとなっている。
青軸
押下していったときに、接点付近で大きなカチッという音が鳴る「クリッキー」タイプ。押下圧はやや高め(キーが重め)になるが、押し込んでいったときのその変化量は少ない。
赤軸
クリック感はなく、アクチュエーションポイントまでの押下圧は低め(キーが軽め)で軽快にタイプしていける。押し込んでいくほどに押下圧が高くなるリニアストローク。
黒軸
クリック感のないタイプで、反発力の大きなスプリングを使用しているため押下圧は高め。押し込むに従って押下圧が高くなるリニアストロークで、力強くタイプしていきたい人に向いている。
静音赤軸(ピンク軸)
クリック感はなく、押下圧はやや低め。押し込んでいくほどに押下圧は高くなるが、ストロークやアクチュエーションポイントが浅めなので軽快感があり、静音性が高い。
銀軸(スピードシルバー軸)
クリック感のないタイプで、押下圧はやや低め。押し込んでいくほどに押下圧は高くなり、重くなるが、アクチュエーションポイントがかなり浅いことから高速入力に向いている。
「アイソレーションキーボード」
「アイソレーションキーボード」とは、キーとキーの間に一定の間隔が設けられたキーボードのこと。主にメンブレン式やパンタグラフ式の薄型(ノートPC用)キーボードで採用されている。
メカニカルキーボードのほとんどはキーキャップの断面が台形をなしているため、タイプしたときに直接指が当たるキートップと、隣のキートップの間に自然と隙間ができ、指先でタイプするキーを判別しやすい。しかし、メンブレン式やパンタグラフ式の薄型キーボードの場合、キーキャップは薄いフラットな板状となることから、隙間なく並べると指先で区別しにくくなる。
そこで、あえて隙間(アイソレーション)を空けることで区別しやすくし、タイプミスを軽減する工夫を加えたのが「アイソレーションキーボード」ということになる。
キー配列の種類
日本国内で流通しているキーボードは、主に「日本語配列(JIS)キーボード」と「英語配列(US)キーボード」の2種類。アルファベットキーの配置は同一だが、一部の記号キーの配置が異なり、日本語配列のキーボードの多くはキートップにひらがながプリントされている。
また、日本語配列のキーボードには「半角/全角」、「無変換」、「変換」、「カタカナ/ひらがな」キーが存在する。英語配列キーボードにはそれらのキーがない分、スペースキーやEnterキー、BackSpaceキーなどが幅広になっている、といった違いがある。
キー配列は、キーボード選びにおいて最も好みの違いが出やすい要素ではあるが、英語配列キーボードは、プログラム言語などでよく用いる記号キーが理にかなった配置になっていることから、コーディングするプログラマーやエンジニアのようなユーザーに向いていると言える。それ以外の日本語で文章を入力していく用途であれば、英語配列キーボードを選ぶ特段の実用上の理由はないだろう。
有線接続と無線接続の種類
キーボードの接続方法は主に有線タイプの「USB」と「PS/2」、無線タイプの「2.4GHz」と「Bluetooth」の計4種類に分けられる。
有線タイプで最も製品ラインアップが多いのは「USB」接続のもの。ほとんどのPCが備えているUSBポートに接続するだけで利用できる。「PS/2」は、USBが一般的になる以前から利用されていたポートで、近年のPCではPS/2ポート自体省かれているものもある。ただ、後述の「同時押し」の点でUSB接続に対してアドバンテージがあることから、昨今のゲーム用途では根強い人気を誇る。USBキーボードでも、PS/2に変換するコネクタを同梱している製品もある。
無線タイプの「2.4GHz」接続は、2.4GHz帯の無線電波を利用するもの。通常、このタイプの製品はUSBドングルがセットになっており、PCのUSBポートにドングルを接続することでキーボードが認識され、使えるようになる。Bluetoothに対応していないデスクトップPCなどでの利用に向いた製品と言える。一方、「Bluetooth」接続はPCにBluetooth通信の機能が内蔵されていれば、OS上のペアリング操作だけで使えるのが利点だ。
無線タイプはケーブルがないため、有線タイプに比べてデスク上での取り回しや持ち運びがしやすいメリットがある。ただし、動作に電池が必要になることから、電池が切れたときに交換や充電の作業が必要になることに注意したい。
「Nキーロールオーバー」と「全キー同時押し」の意味
「Nキーロールオーバー」は、同時に複数(N)個のキーを押下したときに、それら全てが入力されていることがPC側に認識される機能のこと。USB接続したキーボードの場合は、通常6個までの対応となる。それ以上のキーを同時に押した状態にすると、新たに押されたキーの代わりにそれ以前に押していたキーが認識されなくなる。一方、PS/2接続のキーボードでは、「Nキーロールオーバー」対応だと7個以上のキーを認識可能な製品があり、場合によっては「全キー同時押し」にも対応する。
ちなみに、USBキーボードであっても、1台のキーボードを2つのデバイスとして認識させることで7個以上のキー同時押しを認識する製品、あるいは通常の「HID キーボード デバイス」ではなく「USB複合デバイス」として認識させることで「全キー同時押し」を実現している製品もある。
「Nキーロールオーバー」や「全キー同時押し」に対応することで、高速にタイプしても全てのキーが正しく認識され、スムーズに文字入力などが可能になるメリットがある。高速にタイプしていったときには複数個のキーが瞬間的に同時に押されたまま(キーから完全に指を離す前に次のキーを入力するなど)の状態になっている可能性があるため、同時押しに対応していないと入力ミスにつながりかねない。FPSのような素早いキーボード操作(もしくはキーの同時押し)が求められるゲームにおいても重要性の高い機能となる。
同時押し時の問題を解決する「アンチゴースト」とは
「Nキーロールオーバー」や「全キー同時押し」に対応するキーボードは、そうでないものに比べて値段が高い傾向にある。結論から言えば、それらに対応するために部品点数が多くなってしまうことが高コストの最たる要因だが、部品点数が多くなってしまう原因の1つとして挙げられるのが「アンチゴースト」という仕組みだ。
そもそもキーボードにおいては、全体で100個前後あるキーのどれが押されたかを正確に把握する仕組みが必要になる。たとえば「X」キーを押し、回路上の「X」キーの接点に触れて通電したときに「Xキーである」とPCが認識できるようにするわけだ。しかし、単純に100個あるキーすべてで同じように処理しようとした場合、100本もの同じ回路を用意することになり、非効率かつコストアップになってしまう。
そこで多くのキーボードでは「キーマトリクス」という考え方を取り入れている。下記の図で、左側(i～iv)から電流が流れてきたときに、各交点(回路上の接点)に割り当てられたキーを押すと、どの列(1～4)に通電するかが決まり、それによってどのキーが押されたかを判定できるようになる、というわけだ。こうした概念を応用すれば、最小限の回路かつ低コストでキーボードを作れるだろう。
ところが、キーを1つずつ押したときにはこの方法で問題ないものの、複数のキーを同時押しすると困ったことになる。たとえば「X」と「Y」の2つのキーを同時に押しただけなのに、下記の図を見ると「W」と「Z」も押されていると判定されてしまう。これが「ゴーストキー」で、ゴーストキーの発生を防ぐために「アンチゴースト」という対策をとることになる。
ゴーストキーが発生する組み合わせの同時押しがあった場合、そのキー入力をキャンセルする、といったソフトウェア的な手法で問題解決するのが安価なキーボードにおける一般的なやり方だ。しかし、それだと「全キー同時押し」はもとより「Nキーロールオーバー」も実現が難しくなってしまう。キーの複数同時押しに対応しながらゴーストキーの発生も防ぐ手っ取り早い方法は、各キーの電流経路に、電流の向きを一方向に制限するためのダイオードという部品を追加することだ(またはキー単独で認識できるように回路を増やす)。
これによりゴーストキーを防ぐことができるが、当然ながら部品や回路が増えるためコストアップは避けられない。キーボードメーカーは、それらの配置や回路に工夫を施して最小限の部品増に止めたり、「Nキーロールオーバー」の同時押しできる範囲や組み合わせを制限するなどしてコストを抑えているが、いずれにしても「Nキーロールオーバー」や「全キー同時押し」に対応していない製品よりは値段が高くなってしまう。
「シール式」、「レーザー刻印」、「昇華印刷」など、キートップの印字方式
キートップに印字される文字は、長期間キーボードを使っていると摩擦や指先の汗/脂などによって削れ、消えやすくなるため、各社さまざまな方法で消えにくくする印字方法を考案している。
最も消えやすいが安価な方法は、あらじめ印刷してあったシール(ステッカー)をキートップの上から貼るタイプのものだ。この場合は摩擦や水分・油分で印字が薄くなったり、削れてしまったりすることが多い。
「レーザー刻印(レーザーマーカー)」は、レーザー光によってキートップ表面の剥離・変色・削り込みを行ない、それによる化学変化などによって印字する方式だが、こちらも長期間の使用で薄れる場合がある。
「昇華印刷」は、高温で文字を転写し、樹脂素材のキートップにインクを染みこませるようにして印字する方式。ある程度奥にまで浸透することで、長期間の使用でも薄くなったりしにくい。
このほか、キートップを成型する際に、印字部分とそれ以外の部分とで異なる色の樹脂素材を用いる「2色成型」という方式を採用しているキーボードメーカーもある。
「バックライト付きキーボード」
キーの視認性を高めるなどの目的で、キーボードのキーの下にバックライトが仕込まれているのが「バックライト付きキーボード」だ。キートップの印字部分が光るもの、キーの隙間が光るもの、その両方が光るもの、といったパターンがあり、部屋や手元が暗いときに、どこに何のキーがあるのかをわかりやすくする役割をもつ。バックライトのオンオフ切り替えは、特定のキー操作によるもの、PCがオンの間光り続けるもの、もしくは周囲の明るさや手の接近などを感知するセンサーによるものがある。
その役割から、以前は決まった1色で、かつ一定の明るさで光るものが多かったが、近年のゲーミングキーボードなどでは色の強弱や発色を多段階で表現できる製品も増えてきている。あらかじめ設定したイルミネーションパターンで色合いなどを自動で変化させられるなど、使い勝手というよりは見栄えを重視している場合も少なくない。
キーボードの「脚」の役割と、使うべき人・そうでない人
外付けキーボードのなかには、底面に小さな折りたたみ式の脚が取り付けられていることがある。脚を立てることで、キーボードがなんとなく使いやすくなる、と思われがちだが、この脚は「タッチタイプできない人」向けのもの、という説もあるようだ。
キートップの印字部分をしっかり視認しながらタイプするのには、キーボード全体を起こしておくと都合が良い。そのために脚を立てる機能を備えている、というわけだ。つまり、手元を見ることなくタッチタイプできる人は脚を立てる必要はない。むしろ畳んだままの方が人間工学的には正しい、とまで言われている。
ただ、ステップスカルプチャーではない、たとえばメンブレン式やパンタグラフ式のようなフラットなキーボードだと、奥側のキーに指が届きにくく感じたりする場合もあるだろう。そのときは脚を立てた方が使用感が改善する可能性はありそうだ。
実際に手で触れてから購入したいキーボード
キー入力のしやすさを可能な限り向上させるためのデザイン/設計の工夫や、キースイッチ部分の構造のこだわりなど、性能を追求したキーボードが高額になってしまうのには、それ相応の理由があることがお分かりいただけたのではないだろうか。
もちろん、用途によってはそうした性能が不要だったりもするため、安価なキーボードを積極的に選んでも間違いではない。しかしながら、キーボードはPCを使っていくなかでおそらく最も手に触れるデバイスなだけに、サイズやタイプしたときの感触が自分の手に合うかどうかは一番重要なポイントとなる。できれば店頭に展示されているキーボードに実際に触れてみてから選びたいものだ。