光學鼠標是利用光學的技�(shù)制�,它利用了底部的光點偵測鼠標在移動中所�(chǎn)生的位移量。光學鼠標通過底部�LED�,燈光以� 30度角射向桌面,照射出粗糙的表面所�(chǎn)生的陰影,然后再通過平面的折射透過另外一塊透鏡反饋�傳感��。款正真意義上的光學鼠標是由安捷倫公司于1999年推出的。該鼠標采用了具有革命意義的光學定位傳感器,通過鼠標在移動過程中對接觸界面的不斷“拍照”,對比前后圖像,得出鼠標的具體位移和速度�
光電鼠標通常由以下部分組成:光學感應�、光學透鏡、發(fā)光二極管、接口微處理�、輕觸式按鍵、滾輪、連線、PS/2或USB接口、外殼等�
1、光學感應器
光學感應器是光電鼠標的核�,目前能夠生�(chǎn)光學感應器的廠家只有安捷�、微軟和羅技三家公司。其�,安捷倫公司的光學感應器使用十分廣�,除了微軟的全部和羅技的部分光電鼠標之外,其他的光電鼠標基本上都采用了安捷倫公司的光學感應��
2、光學透鏡組件
光學透鏡組件被放在光電鼠標的底部位置,從�5中可以清楚地看到,光學透鏡組件由一個棱光鏡和一個圓形透鏡組成。其中,棱光鏡負責將�(fā)光二極管�(fā)出的光線傳送至鼠標的底�,并予以照亮�
圓形透鏡則相當于一臺攝像機的鏡�,這個鏡頭負責將已經(jīng)被照亮的鼠標底部圖像傳送至光學感應器底部的小孔中。通過觀看光電鼠標的背面外殼,我們可以看出圓形透鏡很像一個攝像頭通過試驗,筆者得出結(jié)論:不管是阻斷棱光鏡還是圓形透鏡的光路,均會立即導致光電鼠標“失明�。其�(jié)果就是光電鼠標無法進行定位,由此可見光學透鏡組件的重要��
3、發(fā)光二極管
光學感應器要對缺少光線的鼠標底部進行連續(xù)的“攝像�,自然少不了“攝影燈”的支援。否�,從鼠標底部攝到的圖像將是一片黑暗,黑暗的圖像無法進行比較,當然更無法進行光學定位�� 通常,光電鼠標采用的�(fā)光二極管,是紅色的(也有部分是藍色的),且是高亮的(為了獲得足夠的光照度�。發(fā)光二極管�(fā)出的紅色光線,一部分通過鼠標底部的光學透鏡(即其中的棱鏡)來照亮鼠標底�;另一部分則直接傳到了光學感應器的正面。用一句話概括來說,發(fā)光二極管的作用就是產(chǎn)生光電鼠標工作時所需要的光源�
4、輕觸式按鍵
沒有按鍵的鼠標是不敢想象�,因而再普通的光電鼠標上至少也會有兩個輕觸式按鍵。方正光電鼠標的PCB上共焊有三個輕觸式按鍵。除了左鍵、右鍵之�,中鍵被賦給了翻頁滾輪。的鼠標通常帶有X、Y兩個翻頁滾�,而大多數(shù)光電鼠標還是像這個方正光電鼠標一�,僅帶了一個翻頁滾�。翻頁滾輪上、下滾動�,會使正在觀看的“文檔”或“網(wǎng)頁”上下滾�。而當滾輪按下�,則會使PCB上的“中鍵”產(chǎn)生作�。注意:“中鍵”產(chǎn)生的動作,可由用戶根�(jù)自己的需要進行定義� 當我們卸下翻頁滾輪之�,可以看到滾輪位置上,“藏”有一對光電“發(fā)�/接收”裝�?!皾L輪”上帶有柵格,由于柵格能夠間隔的“阻斷”這對光電“發(fā)�/接收”裝置的光路,這樣便能�(chǎn)生翻頁脈沖信�,此脈沖信號�(jīng)過控制芯片傳送給Windows操作系統(tǒng),便可以�(chǎn)生翻頁動作了�
5、光電鼠標的控制芯片
控制芯片負責�(xié)�(diào)光電鼠標中各元器件的工作,并與外部電路進行溝通(橋接)及各種信號的傳送和收取。我們可以將其理解成是光電鼠標中的“管家婆�� 這里有一個非常重要的概念大家應該知道,就是dpi對鼠標定位的影響。dpi是它用來衡量鼠標每移動一英寸所能檢測出的點�(shù),dpi越小,用來定位的點數(shù)就越�,定位精度就�;dpi越大,用來定位點�(shù)就多,定位精度就��
通常情況�,傳�(tǒng)機械式鼠標的掃描精度都在200dpi以下,而光電鼠標則能達�400甚至800dpi,這就是為什么光電鼠標在定位精度上能夠輕松超過機械式鼠標的主要原��
光學鼠標通過底部的LED�,燈光以30度角射向桌面,照射出粗糙的表面所�(chǎn)生的陰影,然后再通過平面的折射透過另外一塊透鏡反饋到傳感器�。當鼠標移動的時�,成像傳感器錄得連續(xù)的圖�,然后通過“數(shù)字信號處理器�(DSP)對每張圖片的前后對比分析處理,以判斷鼠標移動的方向以及位�,從而得出鼠標x, y方向的移動數(shù)�。再通過SPI傳給鼠標的微型控制單元(Micro Controller Unit�。鼠標的處理器對這些�(shù)值處理之后,傳給電腦主機。傳�(tǒng)的光電鼠標采樣頻率約�3000 Frames/sec(幀/秒),也就是說它在一秒鐘�(nèi)只能采集和處�3000張圖��
1、成像傳感器。成像的�(zhì)量高�,直接影響下面的�(shù)�(jù)的進一步加工處��
2、DSP處理�。DSP處理器輸出的x,y軸數(shù)�(jù)流,影響鼠標的移動和定位性能�
3、SPI于MCU之間的配�。數(shù)�(jù)的傳輸具有一定的時間周期性(稱為�(shù)�(jù)回報率),而且它們之間的周期也有所不同,SPI主要有四種工作模式,另外鼠標采用不同的MCU,與電腦之間的傳輸頻率也會有所不同,數(shù)�(jù)從SPI傳送到MCU,以及從MCU傳輸?shù)街鳈C電腦,傳輸時間上的配合尤為重��
1、CPI
光學引擎的成像原理其實就是顯微照�,其CPI水平就相當于照相細節(jié)的放大清晰度。它只取決于光學組件的放大率,分辨率通常使用DPI(每英寸點數(shù)�(dots per inch)來表示,可以測量出鼠標的精準度。大部份市面上的光學鼠都�400 CPI�
2、采樣率
這是光學鼠標獨有的技�(shù)參數(shù),它代表CMOS傳感器每秒種對采樣表面“拍攝”的次數(shù)和DSP芯片每秒相應的處理能��
3、CMOS像素�(shù)
要保證在高速移動鼠標時,不出現(xiàn)相鄰兩次采樣無共同采樣點的情況。除了加快掃描頻率以�,還可以增加CMOS的尺�,CMOS的像素數(shù)增加�,可采用的特征點當然也就越多。提高鼠標對細密的重復性表面的識別能力�
4、像素處理能�
將CMOS尺寸和DSP處理能力�(jié)合起來整合為“像素處理能力這個指標代表光學引擎綜合采樣的運算性能�
5、速度和加速度
將像素處理能力與CPI參數(shù)相結(jié)�,可以派生出速度和加速度兩個參�(shù)。人手在使用鼠標的時候,的移動速度約為30英寸/�,也就是通過DSP運算使鼠標在保證精確性的前提下能夠達到的加速度�
1963�,全個鼠標原型誕生于美國加州斯坦福大學研究所,它的原型由Douglas Englebart博士�(chuàng)�,并由他的首席工程師Bill English�(fā)展成為世界上款鼠�。Englebart博士設計鼠標的初衷就是為了讓它來代替鍵盤煩瑣的指�,使計算機的操作變得更為方便和快�,為未來電腦的普及鋪下了塊基��
1971��(施樂公司)帕洛阿爾托研究中心與斯坦福大學研究所簽署了一份使用協(xié)�,允許施樂公司使用該項鼠標技�(shù),自�,鼠標技�(shù)開始逐步�(fā)展起�,他們在1972年推出世界上首款的機械滾輪鼠標名為“Alto Mouse�,現(xiàn)今的機械滾輪技�(shù),很大程度上來自于施樂公司帕洛阿爾托研究中心的貢獻�
隨著技�(shù)的發(fā)展與市場的需�,帕洛阿爾托研究中心�1985年推出了首款光學鼠標,不過這款光學鼠標需要在特殊的有柵格的鼠標墊上才能正常使�,因此它只能說是光學鼠標的雛彀�
終于�1999�,安捷倫公司推出了一款具有革命性意義的光學定位傳感器,它通過鼠標在移動過程中對接觸界面的不斷“拍照�,對比前后圖像,得出鼠標的具體位移和速度。最重要的一點就�,它可以在絕大多�(shù)的物體表面上運作,成為真正意義上的光學鼠��