정전용량 방식과 광축 방식, 비슷하면서 다른 무접점 키보드 알아보기

[smartPC사랑=임병선 기자] 일반적으로 키보드가 작동하는 원리는 다음과 같다. 키보드의 키가 눌리면 키보드 아래에 있는 보드에 신호가 입력되고 키보드의 케이블을 통해 PC에 입력 값이 출력된다. 보드에 신호가 입력되는 과정에서 어떤 스위치 기술을 사용하느냐에 따라 키보드의 종류가 결정된다.

크게 스프링을 사용하지 않는 비스프링 방식과 스프링을 사용하는 스프링 방식이 있다. 비스프링 방식으로는 멤브레인, 플런저, 팬터그래프 등이 있고 스프링 방식으로는 기계식, 버클링, 무접점 등이 있다. 이 중 무접점은 유일하게 물리적인 접촉이 없이 작동되는 방식이다. 과거 무접점 방식의 키보드로는 정전용량 방식이 유일했지만, 광축 방식이 등장하면서 정전용량 방식과 광축 방식 모두 무접점으로 분류되곤 한다.

정전용량 방식과 광축 방식 둘 다 물리적인 접촉이 없는 방식이지만, 기술적인 동작 방식은 다르다. 비슷하지만, 엄밀히 따지자면 다른 정전용량 방식과 광축 방식의 무접점 키보드에 대해 알아보자.

정전용량 방식

정전용량 방식은 축전지의 축전량 변화를 측정하여 키가 눌렸는지 판단하는 방식의 키보드이다. 키보드 스위치에 삼각뿔 형태의 용수철 모양인 전도체가 있는데 키가 눌리면서 키보드 기판의 축전 센서에 입력 신호를 보내는 형태이다.

정전용량 방식은 크게 토프레(Topre)에서 만든 토프레 스위치와 NIZ의 NIZ EC 스위치로 나뉜다. 원래는 토프레에서 독점으로 특허를 가지고 있었고 소량으로 생산되었기 때문에 30만원을 훌쩍 넘는 고가였다. 하지만 2014년 중국의 노뿌(Noppoo)에서 NIZ가 개발하고 특허를 낸 NIZ EC 스위치를 적용한 정전용량 방식의 10만원대 무접점 키보드를 출시했다. 국내에서도 한성과 앱코에서 NIZ EC 스위치를 적용한 무접점 키보드를 출시하고 있다.

토프레 스위치와 NIZ EC 스위치를 비교하면 키감이 상당히 다르다. 원조인 토프레 스위치와 비교하자면 NIZ EC 스위치는 토프레 스위치와 같은 방식이지만 키감은 약간 더 무거운 편이다. 다만, 오링이 기본적으로 장착되어 있는 만큼 소음은 더 적다. 정전용량 무접점 방식의 키감을 좋아한다면 토프레 스위치를, 소음이 적은 것을 선호한다면 NIZ EC 스위치가 적용된 키보드를 선택하다.

또 다른 점으로는 일반적인 토프레 스위치는 전용 슬라이더를 사용하기 때문에 일반적으로 통용되는 체리 MX 키캡을 사용하지 못한다. 반면, NIZ EC 스위치는 슬라이더에 체리 MX 키캡을 사용할 수 있게끔 했기 때문에 키캡 변경이 용이하다. NIZ EC 스위치에는 RGB LED도 적용이 되었는데 토프레 스위치에도 RGB가 적용된 제품이 출시되면서 NIZ EC만의 장점은 아니게 되었다.

정전용량은 축전지의 축전량 변화를 측정하여 키가 눌렸는데 판단하는 방식이다.

정전용량 방식은 토프레에서 독점으로 사용했지만, 이후 NIZ EC 스위치가 나오면서 좀 더 저렴한 가격의 정전용량 무접점 키보드가 출시되었다.

광축 방식

광축 방식은 키보드의 PCB에서 나오고 있는 광센서를 차단하는 원리로 키가 작동된다. 작동방식은 이러하지만 이미 1980년대에 존재했던 방식의 키보드이다. 다만 1980년대에 있었던 광축 키보드는 플런저 방식에 더 가까웠으며, 러버돔을 쓰는 플런저가 아니라 스프링을 적용한 Burroughs Opto-Electric 스위치 방식의 키보드였다.

최근에 등장하기 시작한 광축 키보드는 광센서를 차단하는 원리는 같지만, 키 스위치에 기계식 스위치를 적용했다. 스위치 형태는 기계식이지만, PCB에 물리적인 접촉을 해 키 입력을 하는 기계식 키보드와 달리 광축 키보드는 물리적인 접촉이 없이 키 입력을 하기 때문에 무접점 방식이라고도 불린다.

즉, 광축 키보드는 무접점 방식의 하위 카테고리가 아니라 기계식 키보드와 무접점 키보드의 중간에 걸쳐있는 상태다. 따라서 기계식 스위치를 사용한 광축 키보드를 기계식 키보드나 무접점 키보드의 일종이라도 불러도 상관없긴 하다. 물론, 완전한 기계식 키보드나 무접점 키보드는 아니고 키보드의 작동방식을 어떻게 분류하느냐로 나누면 무접점에 더 가까울 뿐이다.

광축 키보드의 장점은 내구성이 기계식 키보드보다 뛰어나다는 것이다. 기계식 키보드는 물리적인 금속 접점을 계속 사용하다 보면 마모나 부식이 되고 제대로 작동하지 않게 된다. 하지만, 광축 키보드는 광센서가 고장이 나지 않는 한 작동에 오류가 생길 일이 없다.

키 스위치 하나하나에 방수 처리를 해야 하는 기계식 키보드와 달리 광센서가 있는 PCB에만 방수 처리를 하면 되기 때문에 방수 구현이 쉽다. 게다가 키 스위치에 클릭 감이 있도록 더미 클릭을 적용하면 내구성이 높은 기계식 키보드로도 사용할 수 있다.

과거 광축 방식은 플런저와 흡사한 Burroughs Opto-Electric 스위치 방식이었다. <이미지 출처 - 위키디피아>

기계식 스위치(좌)와 광축 스위치(우)의 비교. 광축 스위치에는 기계식 스위치에 있는 금속 접점이 없다.

대표적인 정전용량 방식 키보드

정전용량 방식은 타이핑을 할 때 힘이 덜 들어가기 때문에 타이핑을 많이 하는 사무용으로 적합하다. 반면 특수 기능이나 게이밍 기능이 적거나 아예 없기 때문에 타이핑 이외에 용도로는 추천하지 않는다.

정전용량 무접점 방식 특유의 키감을 선호한다면 가격이 비싸더라도 토프레 스위치가 적용된 것을 추천한다. 비교적 소음이 적은 제품을 선호한다면 NIZ EC 스위치가 적용된 제품 중에서 선택하자.

ABKO HACKER K995P V3 RGB PBT 무접점

ABKO HACKER K995P V3 RGB PBT 무접점은 ABKO에서 다년간 개발한 정전용량 무접점 키보드의 결정체로, 무접점 키보드 최초로 완전 방수를 구현한 제품이다. 방수 방진 최고등급인 IP68을 획득했다.

ABKO의 무접점 키보드는 전용 소프트웨어를 통해 매크로 설정 기능이나 무한 동시 입력 등 다양한 게이밍 기능을 탑재했다. 주로 사무용 키보드로 사용되는 여타 무접점 키보드와 달리 게이밍 키보드에 특화된 제품이다. 따라서 게임을 주로 즐기면서 기계식 키보드보다 조용한 키보드를 찾는 게이머에게 적합한 키보드이기도 하다.

가장 특이한 기능으로는 스트로크 길이를 설정할 수 있다는 것이다. 무접점 키보드는 축전량 값에 따라 키가 입력되는 방식이기 때문에 키압에 따라 다른 느낌으로 사용할 수 있다. ABKO HACKER K995P V3 RGB PBT 무접점은 45g이지만, 축전량 값을 조절해 축의 스트로크를 하이(2.2mm) 또는 로우(1.4mm) 2가지 값으로 조절해 2가지 느낌으로 사용할 수 있다.

디자인도 뛰어나다. 먼저 비키 타입 디자인을 적용해 고급스러움과 함께 청소하기가 쉬워 키보드를 깔끔하게 관리할 수 있다. 1,680만 색상 RGB LED 효과를 지녔으며, 빛이 투영되고 내구성 높은 PBT 이중사출 키캡이 적용되어 화려한 LED 발광 효과를 만끽할 수 있다. 특히 어두운 곳에서도 키보드의 각인을 확인하기 쉬워 효율적인 타이핑이 가능하다.

각 키는 체리 MX 스위치 키캡과 호환되기 때문에 원하는 디자인의 키캡으로 꾸밀 수 있다. 마제식 스테빌라이저를 적용하여 긴 키를 누를 때도 안정감을 더했다. 높낮이가 다른 인체적공학적 키캡 구성인 스텝스컬쳐 2가 적용되어 키간 명확한 구분감과 함께 장시간 사용해도 편안하다.

질리지 않는 검은색에 키캡이 바깥으로 뛰어나온 비키 타입 디자인이기 때문에 깔끔하며, RGB 효과도 뛰어나다.

제원

작동방식 - 정전용량 무접점
키압 - 45g
키캡 – PBT 이중사출 키캡
동시입력 - USB N키 롤오버(무한 동시 입력 지원)
폴링레이트 - 1000Hz
사이즈 - 446x138x37mm
무게 – 1150g
색상 – 블랙, 화이트
인터페이스 - USB 2.0
케이블 길이 – 180cm
보증기간 – 1년

쿨러마스터 CM STORM NOVATOUCH TKL

쿨러마스터 CM STORM NOVATOUCH TKL는 토프레 정전용량 무접점 방식이 채택돼 부드럽고 편안하게 타이핑할 수 있는 텐키리스 키보드다. 키 스위치는 45g 균등 키압을 지원하며 4mm 타격 이동을 보장할 수 있게 배치돼 손가락 피로가 덜하다. 일반적인 토프레 정전용량 무접점보다 소음이 심하기 때문에 윤활 작업을 통해 소음을 줄일 수 있다.

이 제품은 독특하게 토프레 정전용량 무접점 방식이면서도 슬라이더에 체리 MX 스위치용 키캡 단자를 적용했다. 덕분에 토프레 정전용량 무접점 방식 키보드이면서 체리 MX 스위치용 키캡으로 교환이 가능해 보다 다양하고 다채로운 키보드를 꾸밀 수 있다.

토프레 정전용량 무접점은 사무용 타이핑에 특화되었지만, 이 키보드는 독특하게도 무한키 동시 입력과 폴링레이트 1000Hz 등 게이밍 기능을 탑재했다. 또한, 텐키리스 방식이기 때문에 마우스 배치가 자유로워 게이밍 환경에서도 사용하기에 적합하다.

특수키 기능도 있다. 키 입력 횟수를 최대 8배까지 늘려주거나 음악 재생/일시정지, 정지, 이전 파일, 다음 파일, 음소거, 볼륨 감소, 볼륨 증가 등의 기능을 곧바로 사용할 수 있다. 윈도우 키도 비활성화시킬 수 있기 때문에 더더욱 게이밍 용도로 사용하기에 좋다.

그 외에도 미끄럼 방지 고무패드와 높이 조절 스탠드가 채택돼 안정적으로 타건할 수 있다. 또한, 분리형 USB 케이블(쉴드 처리)로 PC와 본체를 연결하며 불필요할 때는 제거해 보관할 수 있다. 현재는 단종 되었기 때문에 중고로만 구해야 하는 키보드이다.

제원

작동방식 - 정전용량 무접점
키압 - 45g
키캡 - ABS 키캡
동시입력 - USB N키 롤오버(무한 동시 입력 지원)
폴링레이트 - 1000Hz
사이즈 - 359x138x39mm
무게 - 895g
인터페이스 - 마이크로 USB 2.0 to USB 2.0
색상 - 블랙
케이블 길이 - 180cm

대표적인 광축 방식 키보드

광축 방식은 정전용량 방식처럼 비교적 손에 피로감이 적으면서 게이밍 기능에 특화된 키보드를 찾는 사람에게 적합하다. 기계식 스위치를 사용했기 때문에 기계식 키보드의 기계식 스위치를 만드는 카일이나 오테뮤의 스위치를 적용한 제품이 많다.

기계식 스위치처럼 클릭 타입과 리니어 타입이 있는데 클릭 타입은 내구성 좋은 기계식 키보드 느낌으로도 사용할 수 있다. ASUS나 ROCCAT, 레이저 같이 독자적인 스위치를 탑재한 광축 방식 키보드도 있다.

ABKO 해커 K660P

카일 광축 스위치를 사용한 광축 키보드이다. 게이밍에 특화된 카일 스위치를 사용한 만큼 ABKO 해커 K660P도 게이밍에 특화된 키보드이다. ABKO 해커 K660 시리즈는 K660S와 K660 ARC, K660P로 나뉘는데 K600P는 클릭 방식의 카일 광축만 적용되었다. 그만큼 무점점이라도 키를 누를 때 구분감이 있기 때문에 기계식 키보드 느낌이 더 강하다.

내구성도 뛰어나다. ABKO 해커 K660P에 적용된 카일 광축 스위치의 수명은 약 1억 5천만회로, 기존 기계식 스위치의 평균 5천만회보다 3배나 더 높다. 방수 등급은 IP68로, 방진 방수 모든 부분에서 최고등급을 인정받았다.

ABKO 해커 K660P는 3가지 색상이 적용된 ABS 키캡이 적용되었다. 마젠타 색상은 스카이 블루, 화이트, 마젠타 등 3가지이며, 다크그레이 색상은 레드, 그레이, 블랙 등 3가지로 포인트를 줬다. 이중사출 키캡이기 때문에 LED 투과에 효과적이며, 오랫동안 사용해도 폰트가 번지거나 지워지지 않는다. LED는 레인보드 LED가 적용되었다.

그 외에 스텝스컬처2를 적용해 키보드를 오랫동안 사용해도 피로감이 적다. 또한, 모든 키에 무한 동시 입력과 폴링레이트 1000Hz를 적용해 재빠른 입력이 가능하다. 공공기관이나 금융권의 인증서 입력에 필요한 상황에서 오류가 없고 보안 환경에 최적화를 위해 6키 모드를 지원한다.

<br> — 3가지 색상이 적용되어 상당히 눈에 띄는 디자인이다. 다크그레이 색상은 레드, 그레이, 블랙 등 3가지로 포인트를 줬다.

방수 등급은 IP68로, 방진 방수 모든 부분에서 최고등급을 인정받았다.

제원

작동방식 – 카일 광축 스위치
키캡 - ABS 이중사출 키캡
동시입력 - USB N키 롤오버(무한 동시 입력 지원)
폴링레이트 - 1000Hz
키 수명 - 150,000,000번
크기 - 449x144x35mm
무게 - 1267g
인터페이스 - USB 2.0
색상 – 마젠타, 다크그레이
케이블 길이 - 180cm
보증기간 – 1년

ROCCAT VULCAN TKL PRO

ROCCAT VULCAN TKL PRO는 텐키리스 폼팩터로, ROCCAT에서 개발한 타이탄 광학 스위치를 도입했다. ROCCAT 타이탄 광학 스위치는 기계식 구조와 광센서를 통합한 새로운 광축 스위치로, 빛처럼 빠른 응답성과 놀라운 정밀성을 제공한다. 기계식 느낌의 키 스트로크를 가지면서 각각의 키를 정확하게 인식하고 지연시간이 없도록 해준다.

내구성은 1억회로, 일반 기계식 스위치에 비해 2배 이상 향상되었다. 게다가 키보드 상판은 항공기 등급 알루미늄 레이어로 강화되어 더욱 강하고 내구성이 뛰어나다. 키캡은 얇은 로우 프로파일 디자인으로, 손을 평평하게 유지 시켜주고 장시간 타이핑에도 손목에 피로가 느끼지 않게끔 뛰어난 높이를 자랑한다. 키 스태빌라이저도 흔들림을 없애 키가 견고하게 고정시키고 기능성을 더하기 위해 오른쪽 위에 믹서 스타일의 오디오 컨트롤을 도입했다.

텐키리스 디자인이기 때문에 책상 공간을 덜 차지하여 넓은 마우스 이동 공간을 제공한다. 마우스가 이동하는 공간이 넓은 만큼 FPS 게임을 즐길 때 에임 정확도를 높여주기 때문에 게이밍 키보드로 사용하기에 적합하다. 또한, 탈착식 USB Type-C 케이블로 어디서든 같은 성능으로 높은 휴대성을 지녔다.

1,680만 색상으로 사용자가 직접 지정할 수 있는 네 개의 LED로 나만의 스타일로 꾸밀 수 있다. 또한, 키보드와 마우스, 헤드셋이 연동되는 ROCCAT 지능형 조명 시스템인 AIMO lighting 엔진이 적용되었다. 호환 기기와 시너지를 발휘하여 구성 설정할 필요 없이 아름다운 조명을 연출한다. 조명 효과가 투명 스위치 하우징을 통해 극대화되어 AIMO를 최고의 외관이 되게 한다.

오른쪽 상단에는 볼륨을 손쉽게 조절할 수 있는 조그스틱이 있다. MX 체리 스위치를 채택했다.

제원

작동방식 – ROCCAT 타이탄 광학 스위치
키압 - 45g
키캡 - PBT 키캡
동시입력 - USB N키 롤오버(무한 동시 입력 지원)
폴링레이트 - 1000Hz
키 수명 - 100,000,000번
사이즈 – 360x133.3x34mm
무게 - 660g
인터페이스 – USB Type-C to USB 2.0
색상 - 블랙
케이블 길이 - 180cm
보증기간 – 2년

ASUS ROG STRIX SCOPE RX

ASUS ROG STRIX SCOPE RX는 ROG에서 최초로 개발한 ROG RX RED 광학 기계식 스위치가 적용되었다. 이 광학 기계식 스위치는 광범위한 연구와 테스트, 미세 조정을 통해 빠른 입력을 위해 1.5mm 작동 지점을 가졌다. 초기 40g의 힘은 실수로 키 입력을 방지하고 55g까지 나아가 완벽한 리바운드 피드백을 제공한다.

일관된 키 입력을 위해 중앙이 빈 사각형 스템이 적용되었다. 또한, X자 스테빌라이저를 적용해 키를 누를 때 흔들림이 없도록 하고 1억번의 키 입력 수명을 자랑한다. 하지만, 전용 키캡을 사용했기 때문에 체리 MX 호환 키캡으로 변경할 수 없는 문제점이 있다.

10가지 조명효과 AURA Sync로 구동되는 전체 색상 스펙트럼과 다양한 동적 조명 효과를 사용하여 나만의 키보드를 만들 수 있다. 여타 광축 스위치는 조명을 왼쪽 위에 배치하지만, ROG RX RED 광학 기계식 스위치는 중앙 조명 및 일체형 조명으로 RGB 효과가 키캡에 고르게 퍼지도록 했다. 특히 키마다 측면 투명 부분에 ROG 로고가 들어가 있는데 중앙 LED에서 확산된 빛으로 키 주변까지 화려한 조명 효과를 만든다.

IP56 방진 및 방수 기능을 제공하여 먼지와 수분으로부터 완벽하게 보호한다. 또한, 내구성이 뛰어난 알루미늄 합금 상판이 있어 구조적 강성을 제공하여 오래 지속되고 안정적인 성능을 제공한다. 비키 타입 스타일이 적용되었기 때문에 측면 조명 효과를 더욱 돋보이게 해준다.

게이밍 기능도 뛰어나다. FPS 게이머를 위해 왼쪽 Ctrl 키를 2배 넓게 만들어 게임 중 윈도우키가 눌리는 것을 원천적으로 막았다. 100% 안티-고스팅 및 N키 롤오버 기능으로 빠른 입력도 놓치지 않고 정확하게 등록하고 매크로 기능도 지원한다.

윈도우키 잠금이나 기능키 잠금 기능도 있으며, 실행 중인 모든 앱을 숨기고 모든 오디오를 음소거해주는 스텔스키 기능도 있다. USB 2.0 패스 스루 기능으로 마우스나 외부 저장 장치를 손쉽게 연결할 수 있다.

USB 연결 케이블은 2개인데, 1개는 키보드이고 다른 1개는 키보드에 있는 USB 단자를 활용하기 위한 것이다.

키보드 위쪽에 USB 단자가 있는데 여기에 마우스나 USB 메모리 등을 연결할 수 있다.

독자적인 키캡을 사용하기 때문에 일반적인 체리 MX 스위치 키캡은 장착이 불가능하다.

제원

작동방식 - ROG RX RED 광학 기계식 스위치
키압 - 55g
키캡 - ABS 키캡
동시입력 - USB N키 롤오버(무한 동시 입력 지원)
폴링레이트 - 1000Hz
키 수명 - 100,000,000번
사이즈 - 440x137x39mm
무게 - 1070g
인터페이스 - USB 2.0
색상 - 블랙
케이블 길이 - 180cm
보증기간 – 2년

임병선 기자 다른기사 보기