什么是光电鼠标？
光学鼠标通过底部的LED灯，光线以30度左右的角度对准桌面，照亮粗糙表面产生的阴影，然后通过平面的折射，通过另一个透镜反馈到传感器。鼠标移动时，成像传感器记录下连续的图案，然后数字信号处理器(DSP)对每张图片进行对比分析，判断鼠标的移动方向和位移，从而获得鼠标在屏幕上的坐标值，再通过SPI传输给鼠标的微控制器单元。鼠标的处理器处理这些值，并将它们传输到计算机主机。
目录
简介
发展历史
光电鼠标的工作原理
技术参数
主要制造商
【附录:光电鼠标使用中的几个问题】
发动
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简介
安捷伦公司于1999年推出了第一款真正的光学鼠标。鼠标采用了革命性的光学定位传感器。通过在鼠标移动过程中不断“拍摄”接触界面，对比前后图像，可以得到鼠标的具体位移和速度。
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发展历史
1963年，世界上第一只老鼠原型在美国加州斯坦福大学的研究所诞生。它的原型是由道格拉斯·恩格尔巴特博士创造的，并由他的首席工程师比尔·英格利西开发成世界上第一只老鼠。Englebart博士设计鼠标的初衷是让它代替键盘复杂的指令，让电脑的操作更加方便快捷，为以后电脑的普及打下第一块基石。
1971年，帕洛阿尔托研究中心与斯坦福大学研究所签署了使用协议，允许施乐公司使用这种鼠标技术。此后，鼠标技术逐渐发展起来。1972年，他们推出了世界上第一款机械滚轮鼠标，命名为“Alto Mouse”。今天的机械压路机技术很大程度上来自于。
随着技术的发展和市场的需求，帕洛阿尔托研究中心在1985年推出了第一款光学鼠标，但这款光学鼠标只能在带有网格的特殊鼠标垫上正常使用，所以只能说是光学鼠标的雏形。
最后，在1999年，安捷伦推出了革命性的光学定位传感器，在鼠标移动过程中不断“拍摄”接触界面，对比前后图像，得出鼠标的具体位移和速度。最重要的一点是，它可以在大多数物体表面操作，成为真正的光学鼠标。
光学鼠标组合物
光学鼠标通常由以下几部分组成:光学传感器、光学镜头、发光二极管、接口微处理器、触摸按键、滚轮、线缆、PS/2或USB接口、外壳等。下面分别介绍:
光学传感器
光学传感器是光学鼠标的核心。目前只有安捷伦、微软和罗技能生产光学传感器。其中，安捷伦的光学传感器应用广泛。除了微软的所有光学鼠标和罗技的一些，其他所有光学鼠标基本上都使用安捷伦的光学传感器。
光电鼠标控制芯片
控制芯片负责协调光学鼠标中各个部件的工作，并与外部电路进行通信(桥接)和发送接收各种信号。我们可以理解为光学鼠标中的“管家”。
有一个很重要的概念大家应该知道，就是dpi对鼠标定位的影响。Dpi是用来衡量鼠标每英寸可以检测到的点数。dpi越小，用于定位的点越少，定位精度低。dpi越大，用于定位的点越多，定位精度越高。
通常传统机械鼠标的扫描精度在200dpi以下，而光电鼠标可以达到400甚至800dpi，这也是光电鼠标在定位精度上能够轻松超越机械鼠标的主要原因。
光学透镜组件
光学透镜组件放置在光学鼠标的底部。从图5中可以清楚地看到，光学透镜组件由棱镜和圆形透镜组成。其中，棱镜负责将LED发出的光传输到鼠标底部，并对其进行照明。
圆形镜头相当于摄像机的镜头，负责将被照亮的鼠标底部图像传输到光学传感器底部的小孔。通过观察光学鼠标的后壳，我们可以看到圆形镜头就像一个通过测试的相机。作者得出结论，挡住棱镜或圆透镜的光路，会立即导致光学鼠标的“失明”。导致光学鼠标无法定位，可见光学镜头组件的重要性。
发光二极管
光学传感器需要“摄影灯”的支持，在没有光线的情况下持续“拍摄”鼠标底部。否则从鼠标底部拍出来的图像会很暗，暗的图像没法对比，更别说光学定位了。通常，光学鼠标中使用的发光二极管是红色的(有些是蓝色的)，并且是高亮的(为了获得足够的照明)。LED发出的一部分红光通过鼠标底部的光学透镜(也就是棱镜)照亮鼠标底部；另一部分直接传输到光学传感器的前面。总之，发光二极管的作用就是产生光电鼠标工作时所需的光源。
触摸键
没有按键的鼠标是不可想象的，所以普通光电鼠标上至少会有两个轻触按键。方正光电鼠标的PCB上焊有三个轻触按钮。除了左右键，中间键被分配给翻页轮。高级鼠标通常有两个翻页轮，X和Y，但大多数光学鼠标仍然只有一个翻页轮，就像这款方正光学鼠标一样。翻页轮上下滚动时，会使你正在看的“文档”或“网页”上下滚动。当滚轮被按下时，PCB上的“中键”就会起作用。注意:“中键”产生的动作可以由用户根据自己的需要定义。当我们拆下翻页轮时，可以看到有一对光电“发射/接收”装置隐藏在转轮的位置。“轮子”上有一个网格。由于网格可以间隔地“阻挡”光电“发射/接收”器件的光路，因此可以产生翻页脉冲信号，通过控制芯片传递给Windows操作系统，进而产生翻页动作。
除上述之外，光学鼠标还包括连接线、PS/2或USB接口、外壳等。
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光电鼠标的工作原理
【1】光学鼠标和机械鼠标最大的区别在于定位方式不同。
光电鼠标的工作原理是光电鼠标内部有一个发光二极管，发光二极管发出的光照亮光电鼠标的底面(这也是鼠标底部一直发光的原因)。然后从光电鼠标底面反射的一部分光通过一组光学透镜，传输到光传感器件(微型成像仪)成像。这样，当光学鼠标移动时，其移动轨迹将被记录为高速拍摄的一系列相干图像。最后利用光电鼠标中的专用图像分析芯片(DSP，即数字微处理器)对运动轨迹上拍摄的一系列图像进行分析处理，通过分析这些图像上特征点的位置变化来判断鼠标的运动方向和距离，从而完成光标的定位。
二代光电鼠标的原理其实很简单:它采用了一种光眼技术，即数字光电技术，利用红外线照射鼠标所在物体的表面，然后每隔一定时间(几毫秒)拍一次快照，再对画面的特征进行两次分析处理，确定坐标的移动方向和数值。因为需要扫描图片来确定鼠标的位移，所以扫描频率成为衡量光电鼠标的一个重要参数。这款飞狐鼠标采用了明基BenQ独有的“微光定位系统”，每秒可发射65，438+0，500个光敏信号扫描物体表面，获取图像后通过DSP数字信号处理器快速准确地发回每一个微小的移动方向和距离。飞狐还拥有高达800DPI的分辨率，使得光标定位更加准确。高速传感器还可以避免指针的抖动和不规则运动，提高瞄准精度。让我们在各种操作环境中得心应手。
鼠标的光学传感器对放置鼠标的表面进行扫描，以1500次/秒的频率捕捉图像，并进行比较，确定鼠标的定位。传统光学鼠标使用的光学芯片扫描次数一般为1500次/秒(所谓扫描次数，即光学定位芯片每秒采集处理的图像数量)，最高移动速度只能跟踪到14到18英寸/秒。如果鼠标移动速度超过此范围，光标可能无法准确定位。用户在使用电脑时，鼠标的移动速度最高可达30英寸/秒，尤其是在CS等FPS游戏中，会出现上述鼠标突然失控的问题。
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技术参数
居民消费价格指数
光学引擎的成像原理其实就是显微摄影，它的CPI水平相当于摄影细节的放大倍数和清晰度。只取决于光学元件的放大倍数，分辨率通常用DPI(每英寸点数)来表示，可以衡量鼠标的精度。市面上大部分光电鼠标都是400 CPI。
采样率
这是光学鼠标独有的技术参数，代表了CMOS传感器每秒“拍摄”采样面的次数，以及DSP芯片每秒对应的处理能力。
CMOS像素数
需要保证高速移动鼠标时，两个相邻样本之间没有* * *相同的采样点。除了加快扫描频率之外，还可以增加CMOS的尺寸。随着CMOS中像素数量的增加，可以使用的特征点就越多。提高鼠标识别精细重复表面的能力。
像素处理能力
将CMOS尺寸和DSP处理能力合并为“像素处理能力”，该指标代表了光学引擎综合采样的运算性能。
最大速度和最大加速度
结合像素处理能力和CPI参数，可以得出两个参数，最大速度和最大加速度。人手使用鼠标时，最高移动速度约为30英寸/秒，这是鼠标通过DSP运算，在保证精度的前提下所能达到的最大加速度。
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主要制造商
罗技
罗技原本是代工厂商。世界上最大的PC制造商大多是罗技的OEM客户。罗技的质量控制标准用于大规模生产产品，并提供全球分销和物流服务。继续扩大零售领域的产品线和市场份额。随着越来越多的消费者在个人电脑上添加个人化、功能强大的外设，并通过无线桌面获得更多的使用自由，罗技产品多元化、综合化的进程在当前的消费趋势下得到极大的推动。消费者还会购买为新应用或特定用途设计的辅助设备，如游戏、多媒体或在线视听通信。此外，罗技的零售业务不仅涉及基于PC平台的个人外围设备，还包括游戏机、便携式音乐播放器、手机和家庭娱乐系统。产品线包括键盘、网络摄像头、耳机、扬声器、耳机、游戏控制器和遥控器。2008年8月65438+5月，国际知名外设巨头罗技宣布斥资3400万美元收购Ultimate Ears。
双燕
双飞燕，国内知名周边品牌，自1987诞生以来，与台湾省五百科技(A4TECH)全面合作，完全按照国际品控标准进行生产检验，建立了完整的生产和质量管理体系，并通过了ISO9001体系的德国TUV认证。
主要产品有鼠标、键盘、摄像头、音箱、机箱、耳机等。
双飞燕，国内知名周边品牌，自1987诞生以来，与台湾省五百科技(A4TECH)全面合作，完全按照国际品控标准进行生产检验，建立了完整的生产和质量管理体系，并通过了ISO9001体系的德国TUV认证。
雷柏
雷柏，无线外设技术专家，致力于为全球PC用户提供高性能、高品质的电脑外设产品。早在1996，雷柏创始人就已经进行了无线外设的专业研究和产品开发:1996年8月，成功研发出射频无线鼠标，并获得专利；2001年，世界上第一款具有人体感应省电模式的光电无线鼠标在雷柏工作室诞生，这是当时世界上最小的光电无线鼠标。从2005年开始，雷柏引入第三代无线技术，集2.4G无线技术、激光技术、多媒体控制中心功能于一体的无线激光多媒体鼠标系列诞生，并获得多项专利，被视为新一代无线鼠标的“巅峰之作”。凭借强大的R&D实力，雷柏产品在汉诺威Cebit和美国CES电子展上引起巨大轰动，获得业界好评。
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【附录:光电鼠标使用中的几个问题】
在使用光学鼠标的过程中，我们通常会发现以下问题:鼠标在玻璃、金属等光滑表面或一些特殊颜色的表面上无法正常工作，表现为光标的停滞、颤抖、漂移或无反应，甚至光标丢失。这两个问题到现在都无法彻底解决，那么为什么会出现这种情况呢？根本原因在于光电鼠标的内在原理，不妨对其做进一步分析。
我们知道，光学鼠标的光学引擎是通过接收反馈图像来决定光标位置的。如果移动面太光滑，可能无法产生足够的漫反射光，所以传感器接收到的反射光强度很弱，导致定位芯片无法判断，从而造成鼠标无法正常工作的尴尬。但是目前市面上的玻璃鼠标垫和金属鼠标垫都不是光滑的表面，而是磨砂的，漫反射条件不错，但是还是有很多光学鼠标产品无法在上面工作。这涉及到另一个原因。我们知道，定位芯片可以通过比较相邻图像矩阵上特征点的差异来判断光标的位置信息，而一些玻璃鼠标垫和金属鼠标垫的磨砂面相当精细，表面高度一致。如果是传统的光电鼠标，可以说是飞起来得心应手，但光电鼠标就不是这样了。高度一致的曲面导致不同特征点之间的差异过小，传感器转换成数字信号后无法反映这种差异。定位芯片自然难以对比处理，导致鼠标无所适从的结果。自然不能指望它正常工作。然而，传感器制造商可以通过增加CMOS传感器的尺寸来缓解这个问题。感光器的尺寸越大，拍摄图像的分辨率精度越高，特征点的数量越多，定位芯片可以比较的特征点就越多，从而可以做出更准确的判断。当然，传感器尺寸的增大意味着要处理更多的信息，定位芯片的计算能力也要同步提高。目前该技术方案的代表是安捷伦的MX光学定位引擎。普通鼠标的传感器规格为22×22像素，而MX光学定位引擎提高到30×30像素，可摄取的信息增加了80%。
光学鼠标在某些有色表面上无法正常工作(也称“色盲”)的问题答案与上述情况类似。光学引擎可以通过拍摄图像并比较差异来定位光标。要拍摄图像，要求传感器捕捉到一定强度、均匀漫反射的反射光。然而，大多数传感器只能感知某些特定波长的彩色光，而对其他波段的彩色光却无能为力。如果鼠标垫表面可以吸收大量传感器可以感知的彩色光，导致反射的彩色光强度不足，传感器无法进行有效感知，自然无法计算出光标的具体位置。但是，“色盲”并不是缺陷，用户只需要选择一个颜色合适的鼠标垫就可以了，而如果鼠标厂商花大力气解决这个问题，恐怕要付出很大的代价。