광축 키보드
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위 사진은 RAZER의 헌츠맨 키보드의 스위치다.
1. 설명
키보드 구동방식의 한 부류. 영어로는 '''Optical Switch Keyboard'''라고 부른다.
2. 용어상의 혼란
흔히들 하는 착각이 광축도 청축이나 적축과 같이 기본적인 베이스가 기계식일 것이라고 알고 있는 것인데, 광축은 작동방식부터 기계식 스위치와는 전혀 다르다. 기계식 스위치는 물리적인 접촉을 통해 신호를 보내지만, 광축은 적외선(IR) 센서의 입력을 방해하는 것을 매개로 신호를 보내는 방식이다. 광축이라는 명칭만 보면 다른 기계식 스위치의 명칭(청축, 적축)처럼 축의 색상이 빛을 발산할 것 같지만 아니다.
광축이라는 단어는 빛(光)을 축(軸)[1]으로 사용하는 키보드가 아니기 때문에 동작원리를 명확하게 설명하지 못하는 명칭이다. 굳이 정확한 명칭을 찾자면 광센서 키보드, 광전식 키보드 정도가 적당하지만 기계식 키보드에서 얘기하는 '축' 개념에서 따와서 한국에서는 '광축' 키보드로 정착되는 추세. 하지만 영어권에서는 Optical Switch라고 하면 광 스위칭 허브의 이미지가 있기 때문에 아직 용어가 굳어지지 않았다. 예를 들어 제품이 Optical Mechanical Keyboard라고 소개되어 있으면 광축 키보드일 수도 있고 LED 조명 기능이 있는 기계식 키보드일 수도 있다. 대체적으로, 상품에 Mechanical Switch라는 표기 없이 Optical Sensor라는 표기가 있으면 광축 키보드다. 하지만 Optical Sensor라는 표기도 마우스에서 많이 쓰기 때문에 광축 키보드만 찾기는 어렵다.
분류 면에서는 물리적 접점이 없기 때문에 무접점 스위치로 구분되지만, 이는 이미 정전용량 무접점 방식 키보드의 고유명사격으로 사용되어 아직은 많은 사람이 혼란해 할 수 있다. 어쨌든 기술적으로는 완전히 다르지만 접점이 없는 건 맞으므로 언론이나 다나와 등지에서는 무접점 키보드의 하위 개념으로 정전용량 방식과 광스위치 방식을 분류하는 편. 근데 순수한 광축 키보드는 드물고, 대부분은 광축의 특성에 의해 만들어진 많은 여유 공간에 스프링을 넣거나 슬라이더를 추가하여 기계식의 구조를 흉내내서 만드는 데다가, 키보드 구동방식에서는 이전에 없던 새로운 방식이니 기계식이든 광축이든 일단은 편한대로 부르자. 일단 키보드를 만들어파는 회사들부터가 광축 키보드를 따로 분류하지 않고 그냥 기계식 카테고리에 싸잡아 넣어서 소개하고 있는 형편이라, 광축 키보드가 어느 부류에 속하는가는 공식에서조차 확실히 정해지지 않았다.
참고로 기계식 키보드의 키감을 본떠 만든 스위치들은 광청축, 광갈축 등으로 불리기도 한다. 그러니까, 아직 시판되는 제품이 없어서 그렇지 굳이 기계식 키감이 아니라 플런저 키보드[2] 등의 다른 키감도 얼마든지 가능하다는 뜻.
참고로 2020년 기준 현재 국내에서 주로 유통되는 광축 키보드의 키감 구현은 청축과 비슷한 느낌의 '''클릭'''이 다수이며 적축과 비슷한 느낌의 '''리니어'''도 꽤 보인다. 다만 아직까진 갈축과 비슷한 키감의 넌클릭은 드물지만 있기는 하다. 물론 이는 특별히 광축에서의 용어가 아니고 클릭, 넌클릭, 리니어 구분은 원래 기계식 키보드의 스위치 구분 방식이므로 스위치 차이가 궁금하면 기계식 키보드 문서 참조.
레이저사에서 레이저 전용 스위치인 RAZER OPTO-MECHANICAL SWITCH를 출시했는데, 이름처럼 광축방식 기계식 키보드라고 뭔가 다른 듯이 광고하고 있어서 혼란을 일으키고 있다. 현행 광축 키보드는 모조리 기계식 메커니즘 + 광센서 스위치 방식이므로 레이저의 제품이 광기계식이라면 타사의 광축 키보드도 모두 광기계식이라고 해야 한다.
3. 동작원리
광축 키보드는 옵티컬 센서를 사용한다. 옵티컬 센서의 원리는 기본적으로 대부분의 제조사가 동일한데, 클릭부를 눌렀을 때 빛의 흐름을 끊고 빛의 흐름이 끊긴 키를 인식하는 것이다. 따라서 제품 분해 사진이나 동영상을 보면 확인할 수 있듯이, 발광부와 수광부가 한 조를 이루고 가운데가 텅 비어 구동부에서 빛을 가릴 수 있도록 되어 있는 형태가 일반적. 기존 키보드와 비교해보면, 클릭부는 전기신호를 전달하는 기계식 키보드와는 반대로 전기신호를 끊는다고 생각하면 된다. 항상 속에서 이어지고 있는 빛을 누른 키로 끊으면 그대로 키가 입력되는 방식이다.
광축 키보드는 최근에 발명된 것이 아니고 이미 80년대부터 존재했다. 대표적으로 80년에 개발된 Burroughs Opto-Electric 스위치가 있다. 참고로 옵티컬 센서는 이미 도태되어 사라진지 오래인 볼마우스에도 신나게 쓰였다. 볼의 움직임이 X축 Y축 롤러로 연결되고 그 롤러가 회전시키는 원반에 뚫린 구멍이 적외선을 카운트하여 이동거리를 측정한 것이다. 다만 아예 초창기의 볼마우스는 이런 구조를 쓰지 않고 기계식으로 이동거리를 카운트했다. 내구성 문제로 광센서로 바뀐 것.
마우스 휠에도 동일한 형태의 스위치가 사용되고 있으며, 볼마우스 롤러와의 차이점이 있다면 휠을 굴릴 때 손가락에 걸리는 느낌인데 이는 구분감을 위해 하드웨어적으로 따로 구현한 것이다. 이 부분은 말 그대로 선택사항이기 때문에 휠 구분감이 매우 적거나 아예 없는 마우스도 많이 있으며 이는 개인 취향의 영역이다. 대체로 로지텍의 마우스들이 구분감이 확실하고(무한 휠 모드 제외) MS의 제품들이 구분감이 적은 편. 오로지 사용감만을 위해 하드웨어 장치를 추가했다는 점에서 광축 키보드와도 일맥상통하는 셈이다.
4. 장점
- 우수한 내구성
기존 기계식 키보드에 비해 구조가 단순하며, 스위치 입력을 감지하는 과정에서 물리적인 접촉이 없기 때문에 옵티컬 센서가 고장나지 않는 이상 고장날 일이 거의 없다. 접점의 마모 및 부식, 변형으로 인해 전기신호를 제대로 전달하지 못해서 키입력이 되지 않는 현상이나, 2회 이상 입력 되는 현상이 잦은 기계식 키보드와는 달리, 빛을 차단하는 방식이기 때문에 접점부분이 마모된다는 걱정을 할 필요가 없다. 저가형 게이밍 키보드 제조사들이 체리도 카일도 오테뮤도 아닌 광축 쪽으로 몰리는 이유는 바로 이러한 이유 때문이다. 저가 오테뮤로 장사하던 PC방들의 거의 90% 이상이 광축으로 바꾼 건 이유가 있다.
물론 광축 키보드에도 수명은 존재한다. 광축 키보드는 기계식 키보드와 달리, 접점부의 수명이 아닌 옵티컬 센서의 수명이 키보드 수명을 결정한다. 따라서 입력 횟수가 아니라 키보드가 켜진 시간을 기준으로 수명이 소모된다. 옵티컬 센서의 수명은 보통 50,000시간으로, 하루 24시간 계속 컴퓨터를 켜놨다고 가정해도 5.7년, 하루 10시간 기준 13.7년(아침9시부터 저녁7시까지)은 돼야 수명이 다한다. 이쯤하면 체리축과 비슷한 등급이다. 단, 메인보드 설정에서 "전원이 꺼졌을 시 USB에 전원 차단"을 활성화 시키는 걸 잊지말자.[3]
물론 광축 키보드에도 수명은 존재한다. 광축 키보드는 기계식 키보드와 달리, 접점부의 수명이 아닌 옵티컬 센서의 수명이 키보드 수명을 결정한다. 따라서 입력 횟수가 아니라 키보드가 켜진 시간을 기준으로 수명이 소모된다. 옵티컬 센서의 수명은 보통 50,000시간으로, 하루 24시간 계속 컴퓨터를 켜놨다고 가정해도 5.7년, 하루 10시간 기준 13.7년(아침9시부터 저녁7시까지)은 돼야 수명이 다한다. 이쯤하면 체리축과 비슷한 등급이다. 단, 메인보드 설정에서 "전원이 꺼졌을 시 USB에 전원 차단"을 활성화 시키는 걸 잊지말자.[3]
- 방수 구현이 쉽다
기계식 키보드는 물이 들어가게 되면 전기신호를 제대로 전달하지 못하는 데에 비해 광축은 빛을 차단하는 방식이라 직접 누르기 전에는 빛이 차단되지 않는다. 물론 기판부나 컨트롤러까지 물이 스며들면 방법이 없으므로 그 쪽에는 추가적인 처리가 들어가겠지만, 개별 스위치에까지 일일이 방수를 구현해야 하는 기계식 키보드들과 비교하면 훨씬 유리한 조건이어서 거의 모든 광축 키보드들이 강력한 방수성능을 자랑하고 있다.
실제로 많은 광축 키보드가 컨트롤러와 광센서가 존재하는 PCB판 전체를 방수코팅 하여 대놓고 완전방수라며 광고한다. 만약 PCB가 방수처리 되지 않은 광축 키보드라 할지라도 물이 들어간 상태로 사용하면 안 되는 것일 뿐 내부에 물기가 남지 않도록 장기간 완전히 건조하여 사용한다면 이상이 없는 경우가 대부분이다. 그에 따라 라면국물이나 음료수를 쏟을 위험이 상대적으로 높은 PC방의 경우 광축을 많이 도입하는 추세다. 덕분에 흐르는 물에 깨끗히 씻은 다음 충분히 건조시키면 얼마든지 재사용이 가능하다는 이점으로 먼지나 기타 이물질이 묻은 키보드 내부를 청소하기 매우 용이하다.
단, 완전방수라도 순수한 물이 아니라면 완전히 마른 다음에는 잔여물로 인해 스위치가 뻑뻑해지고 잘 올라오지 않을 수 있어, 물 이외의 액체를 흘렸을 경우 빠르게 물로 닦아줘야 한다.
실제로 많은 광축 키보드가 컨트롤러와 광센서가 존재하는 PCB판 전체를 방수코팅 하여 대놓고 완전방수라며 광고한다. 만약 PCB가 방수처리 되지 않은 광축 키보드라 할지라도 물이 들어간 상태로 사용하면 안 되는 것일 뿐 내부에 물기가 남지 않도록 장기간 완전히 건조하여 사용한다면 이상이 없는 경우가 대부분이다. 그에 따라 라면국물이나 음료수를 쏟을 위험이 상대적으로 높은 PC방의 경우 광축을 많이 도입하는 추세다. 덕분에 흐르는 물에 깨끗히 씻은 다음 충분히 건조시키면 얼마든지 재사용이 가능하다는 이점으로 먼지나 기타 이물질이 묻은 키보드 내부를 청소하기 매우 용이하다.
단, 완전방수라도 순수한 물이 아니라면 완전히 마른 다음에는 잔여물로 인해 스위치가 뻑뻑해지고 잘 올라오지 않을 수 있어, 물 이외의 액체를 흘렸을 경우 빠르게 물로 닦아줘야 한다.
- 쉬운 백라이트 구현
조위기어의 셀러리타스 II나 AORUS의 K9처럼 Flaretech 사의 광축을 채택한 키보드의 경우, 로지텍의 Romer-G 스위치가 부럽지 않은 백라이트를 자랑한다. Romer-G와 달리 체리 MX 호환 키캡을 사용할 수 있는 것도 장점.
- 기계식과 거의 동일한 키감
금속 접점이 옵티컬 센서로 바뀐거 말고는 작동 원리가 별로 크게 다르지 않기 때문에 기계식과 유사한 키감을 만들 수 있다. 따라서 광축에 대해 잘 모르는 사람들이 대놓고 기계식이라고 설명하기도 하는데 사실 그렇게 해도 그다지 말이 안 되는 건 아니다. 기술적으로는 완전히 다르다고 해도 결과적으로는 키감이나 생김새나 차이가 거의 없으니까.
광축 스위치는 기본적으로 접점이 필요 없으나, 제조사에 따라 기계식과 유사한 키감을 내기 위해 더미접점을 넣는 경우가 있다. 더미 접점이 없으면 키캡을 꽂았을 때 삐뚤빼뚤해보이기 쉽고, 청축이나 갈축같은 키감을 내기 어려워 기존 기계식 키보드 매니아들은 더미 접점이 있는 스위치를 선호하지만, 광축의 대표주자인 카일에서는 더미 접점부를 넣지 않는다.
광축 스위치는 기본적으로 접점이 필요 없으나, 제조사에 따라 기계식과 유사한 키감을 내기 위해 더미접점을 넣는 경우가 있다. 더미 접점이 없으면 키캡을 꽂았을 때 삐뚤빼뚤해보이기 쉽고, 청축이나 갈축같은 키감을 내기 어려워 기존 기계식 키보드 매니아들은 더미 접점이 있는 스위치를 선호하지만, 광축의 대표주자인 카일에서는 더미 접점부를 넣지 않는다.
4.1. 다소 애매한 장점
- 반응속도가 빠르다
디바운싱과 그로 인한 입력 지연이 있는 기계식 키보드에 비해, 키 입력과 인식이 거의 동시에 이루어질 수 있어 반응 속도가 빠르다. 다만, 이로 인한 차이는 보통 1~5ms에 불과하며[4] 이는 키보드의 반응 속도는 스캔 레이트와 MCU 성능의 영향도 있어, 현실적으로 기계식 키보드와 광축 키보드의 반응 속도에 큰 차이가 나기는 힘들다. 실제로 국내 S사에서 진행했던 소비자 간담회에서 A사의 광축 키보드의 실제 지연시간이 12~20ms 안팎으로 측정 됐던 건 유명한 사실이다. 특별히 빠른것도 없고 느린 것은 아니다. 대부분의 기계식 키보드들도 비슷한 속도를 보이며, 같은 간담회에서 게이밍 기어로 유명한 C사의 키보드도 8~12ms에 불과했다. 흔한 중국제 기계식 키보드 기판의 스펙은 15ms 정도.
즉, 동일한 스캔 레이트와 MCU를 가진 키보드라면 기계식 키보드보다 광축 키보드의 반응 속도가 더 빠르나, 실제로는 키보드마다 사양이 다르기 때문에 현실적으로 차이는 크게 없다. 있다고 해도 ms의 차이를 인간이 느낄 수 있는지는 의문이다.
즉, 동일한 스캔 레이트와 MCU를 가진 키보드라면 기계식 키보드보다 광축 키보드의 반응 속도가 더 빠르나, 실제로는 키보드마다 사양이 다르기 때문에 현실적으로 차이는 크게 없다. 있다고 해도 ms의 차이를 인간이 느낄 수 있는지는 의문이다.
5. 단점
5.1. 어려운 수리
키캡이나 움직임을 전달하는 몸통 부분은 심지어 키보드가 동작하고 있는 상태에서도 간단히 교체할 수 있어 장점이라고 할 수 있지만, 만약 센서부에 문제가 생겼다면 자가 수리의 난이도가 급상승한다. 현재의 기계식 키보드처럼 표준화가 되어 있는 것도 아니고, 센서 부품을 낱개로 구하기가 쉽지 않기 때문이다. 물론 구조상 센서 고장 확률이 지극히 낮기 때문에 기업에서도 무상 A/S 기간 내의 고장이라면 그냥 제품을 통째로 교환해주는 편. 만약, A/S 이후에 고장났다면...
같은 이유로 커스텀 키보드를 만들기도 어렵다. 기계식 키보드의 경우 스위치 자체의 구조는 복잡하지만 기판의 구조는 일주일만 공부해도 PCB를 짜고 아두이노로 펌웨어를 올릴 수 있을 정도로 쉬운 반면에 광축은 그보다 훨씬 어렵다. 그래도 센서만 해결하면 무접점보다는 난이도가 확연히 낮기 때문에 키트 형태로 파는 제품도 있긴 하다.
사실 일반 기계식이라고 고장이 안나는 것도 아니고, 오래 쓰다보면 노후화된 스위치들이 줄줄이 약간의 시간차를 두고 고장나는 일도 드물지 않은데 이럴 때마다 뚜겅을 열어야 하면 엄청난 스트레스가 된다. 이런 경우에는 그냥 기판을 갈아버리면 되는 광축이 더 낫게 느껴질 수도 있을 듯. 그러나 기계식 키보드도 발전없이 제자리 걸음만 하는 것은 아니어서, 2010년대 후반부터는 스위치 핫스왑이 지원되는 키보드들이 늘어났다. 커스텀 키보드 키트는 아예 핫스왑 기판이 주류이며, 기존 키보드도 핫스왑 가능하도록 개조가 가능하므로 이 작업을 해두는 사람들이 점점 늘고 있다. 원래는 다양한 스위치를 입맛에 맞게 쓰기 위해 준비된 개념이지만 고장 수리에도 탁월한 편의성을 제공한다. 허나 광축은 이런 식으로 발전할 수 있는 가능성이 희박하다는 점에서 [5] 고장 가능성과는 별개로 일단 문제가 발생했을 때 수리가 어려운 것은 일반 기계식 대비 단점이 맞다고 봐야 할 것이다. 언젠가 저렴한 교체용 광축 기판이 대중화되고 납땜질 없이 간단하게 기판교체가 가능해진다면 얘기가 달라지겠지만.
5.2. 무선화 문제
광축 스위치는 그 특성상 클릭 여부를 확인하는 옵티컬 센서가 항상 켜져 있어야 하므로, 배터리 소모가 지속적으로 발생한다. 이 때문에 광축 스위치를 무선 제품에 적용했을 경우, 물리적 스위치를 사용한 제품과 비교하면 배터리 지속시간이 필연적으로 줄어든다.
광축, 기계식 스위치를 사용한 무선 키보드를 제조하는 키크론에 따르면, 광축 스위치 제품이 기계식 스위치 제품보다 배터리 수명이 약간(Slightly) 짧다고 한다.
[1] "회전 또는 왕복운동의 동력을 전달하는 막대 모양의 기계 부품"이 축의 정의이다.[2] 사실 플런저 키보드가 밀려난것도 거의 완벽상위호환 수준의 광축키보드가 생겨났기 때문이 크다. 광축 이전에도 플런저 키보드에 몇천원만 얹어주면 살수 있을 수준까지 가격을 억제한 저가 기계식 키보드들이 먼저 플런저 키보드의 입지를 위협하긴 했었지만, 그래도 저가 기계식 키보드들은 원가절감을 지나치게 후려쳐서 내구성 낮고 키감 안좋기로 악명높은 오테뮤 스위치를 주로 채택하기 때문에 키보드를 왠만큼 아는 사람들 사이에서는 진작부터 쓰다버릴 장난감 아니면 싼값에 키보드 하우징을 조달하는 개조용품 취급을 받고 있었다. 때문에 플런저 키보드가 내구성면에서는 저가 기계식보다 우위를 점하고 있었지만, 플런저보다 가격 몇천원 비싼거 빼고 모든면에서 우월한 광축이 등장하면서 완벽하게 밀려나기 시작했다. 축구조를 독자개발하거나 하여 플런저만의 독특한 키감을 살린 고가라인은 여기서 예외지만 이쪽 역시 점유율이 낮아진것은 사실.[3] 이런 점 때문에 서버나 채굴용 PC처럼 1년 365일 내내 켜져있는 컴퓨터와는 상성이 제일 안좋다. 이래도 5~6년 정도는 쓸수 있지만, 싸구려 멤브레인 키보드도 그 정도는 충분히 간다는걸 생각하면 수지가 안맞는다.[4] 키보드마다 차이가 있을 수 있다.[5] 물리적 키감을 제공하는 상부를 교체할 수는 있겠으나 광 센서 고장은 다른 문제다.