光电工程师社区

标题: 光电鼠标原理 [打印本页]

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作者: 乏味    时间: 2009-7-21 08:56
标题: 光电鼠标原理
光电鼠标与机械式鼠标最大的不同之处在于其定位方式不同。

光电鼠标的工作原理是：在光电鼠标内部有一个发光二极管，通过该发光二极管发出的光线，照亮光电鼠标底部表面（这就是为什么鼠标底部总会发光的原因）。然后将光电鼠标底部表面反射回的一部分光线，经过一组光学透镜，传输到一个光感应器件（微成像器）内成像。这样，当光电鼠标移动时，其移动轨迹便会被记录为一组高速拍摄的连贯图像。最后利用光电鼠标内部的一块专用图像分析芯片（DSP，即数字微处理器）对移动轨迹上摄取的一系列图像进行分析处理，通过对这些图像上特征点位置的变化进行分析，来判断鼠标的移动方向和移动距离，从而完成光标的定位。

光电鼠标通常由以下部分组成：光学感应器、光学透镜、发光二极管、接口微处理器、轻触式按键、滚轮、连线、PS/2或USB接口、外壳等。下面分别进行介绍：

光学感应器

光学感应器是光电鼠标的核心，目前能够生产光学感应器的厂家只有安捷伦、微软和罗技三家公司。其中，安捷伦公司的光学感应器使用十分广泛，除了微软的全部和罗技的部分光电鼠标之外，其他的光电鼠标基本上都采用了安捷伦公司的光学感应器。

光电鼠标的控制芯片

控制芯片负责协调光电鼠标中各元器件的工作，并与外部电路进行沟通（桥接）及各种信号的传送和收取。我们可以将其理解成是光电鼠标中的“管家婆”。

这里有一个非常重要的概念大家应该知道，就是dpi对鼠标定位的影响。dpi是它用来衡量鼠标每移动一英寸所能检测出的点数，dpi越小，用来定位的点数就越少，定位精度就低；dpi越大，用来定位点数就多，定位精度就高。

通常情况下，传统机械式鼠标的扫描精度都在200dpi以下，而光电鼠标则能达到400甚至800dpi，这就是为什么光电鼠标在定位精度上能够轻松超过机械式鼠标的主要原因。

光学透镜组件

光学透镜组件被放在光电鼠标的底部位置，从图5中可以清楚地看到，光学透镜组件由一个棱光镜和一个圆形透镜组成。其中，棱光镜负责将发光二极管发出的光线传送至鼠标的底部，并予以照亮。

圆形透镜则相当于一台摄像机的镜头，这个镜头负责将已经被照亮的鼠标底部图像传送至光学感应器底部的小孔中。通过观看光电鼠标的背面外壳，我们可以看出圆形透镜很像一个摄像头通过试验，笔者得出结论：不管是阻断棱光镜还是圆形透镜的光路，均会立即导致光电鼠标“失明”。其结果就是光电鼠标无法进行定位，由此可见光学透镜组件的重要性。

发光二极管

光学感应器要对缺少光线的鼠标底部进行连续的“摄像”，自然少不了“摄影灯”的支援。否则，从鼠标底部摄到的图像将是一片黑暗，黑暗的图像无法进行比较，当然更无法进行光学定位了。

通常，光电鼠标采用的发光二极管（如图7）是红色的（也有部分是蓝色的），且是高亮的（为了获得足够的光照度）。发光二极管发出的红色光线，一部分通过鼠标底部的光学透镜（即其中的棱镜）来照亮鼠标底部；另一部分则直接传到了光学感应器的正面。用一句话概括来说，发光二极管的作用就是产生光电鼠标工作时所需要的光源。

轻触式按键

没有按键的鼠标是不敢想象的，因而再普通的光电鼠标上至少也会有两个轻触式按键。方正光电鼠标的PCB上共焊有三个轻触式按键（图8）。除了左键、右键之外，中键被赋给了翻页滚轮。高级的鼠标通常带有X、Y两个翻页滚轮，而大多数光电鼠标还是像这个方正光电鼠标一样，仅带了一个翻页滚轮。翻页滚轮上、下滚动时，会使正在观看的“文档”或“网页”上下滚动。而当滚轮按下时，则会使PCB上的“中键”产生作用。注意：“中键”产生的动作，可由用户根据自己的需要进行定义。

当我们卸下翻页滚轮之后，可以看到滚轮位置上，“藏”有一对光电“发射/接收”装置。“滚轮”上带有栅格，由于栅格能够间隔的“阻断”这对光电“发射/接收”装置的光路，这样便能产生翻页脉冲信号，此脉冲信号经过控制芯片传送给Windows操作系统，便可以产生翻页动作了。

除了以上这些，光电鼠标还包括些什么呢？它还包括连接线、PS/2或USB接口、外壳等。由于这几个部分与机械式鼠标没有多大分别，因此，这里就不再说明了！

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作者: zzr069    时间: 2009-7-26 09:56



DPI　　
打印分辨率 Dot Per Inch
dpi是指单位面积内像素的多少，也就是扫描精度，目前国际上都是计算一英寸面积内像素的多少。
其实DPI这种概念还不能更加准确唯一的表示鼠标的精度。比如，每英寸点数中的“点”，在屏幕上并不是不变的。他受到分辨率等因素的影响，所以并不是唯一对应屏幕上的像素点。有可能这个点是4个像素，也有可能是1个像素。这就是因为DPI的概念中牵扯到了显示器上的变化。目前比较科学和受到公认的新标准是用CPI来表示鼠标精度。这种概念的解释是：每英寸鼠标采样次数。明白讲，就是鼠标移动一英寸，鼠标自己能够从移动表面上采集到多少个点的变化。这种属性完全关乎于鼠标自己的性能，不再牵扯到显示器的问题。所以，可以更准确，不变的反应出鼠标的精度。但是由于目前大多数鼠标生产商已经适应了DPI地称呼方式。所以目前生产环节大部分还延续DPI的指标表示方式。

CPI:
Characters Per Inch指每英寸内所含的字符数
光学引擎的成像原理其实就是显微照像，其CPI水平就相当于照相细节的放大清晰度。显然这个放大清晰度和照片的尺寸是没有关系的，它只取决于光学组件的放大率，也就是说即便你把COMS换成原来的一半大小，也只会使采样的影象变得更小，但是细节和清晰度不会改变。分辨率通常使用DPI(每英吋点数，dots per inch)来表示，可以测量出鼠标的精准度。实际上采用Agilent Technologies原本的CPI(每英吋测量次数，count per inch)说法可能正确的多。大部份市面上的光学鼠都是400 CPI的，也就是说它们每移动一英吋就传回400次坐标。

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作者: sunyan    时间: 2009-8-1 17:22
原来是这个样子的啊！！！！！！！！！！

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作者: N1986optic    时间: 2009-8-4 13:38
啊~~~~呵呵 8错~~~~~~~~~

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作者: N1986optic    时间: 2009-8-4 13:39
我们这的老鼠标是真该换了~

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作者: N1986optic    时间: 2009-8-4 13:53
谢谢楼主哈~~~~~长知识

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作者: maplefeng    时间: 2009-8-4 21:02
哈哈，学习了。呵呵~~~~~~~

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作者: 新雨人生    时间: 2009-8-5 23:12
顶起        .....不要让帖子沉了

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作者: 天界流星    时间: 2009-8-6 00:48
学习了~~谢谢分享!~~~

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作者: hsm666    时间: 2009-8-7 16:04
学习了，谢谢楼主~！

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作者: saharasss    时间: 2009-8-10 01:13
学习了~~感谢分享~~~~~~~

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作者: liaodada    时间: 2009-8-14 09:26
下来看看，学习一下 !!!!!!!!!!!!!

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作者: whzg    时间: 2009-8-16 09:27
原来鼠标里由一个LED，学习了

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作者: 候鸟    时间: 2009-8-16 20:14
原来是这样啊，又学到了新知识！
谢谢楼主！

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作者: bansi    时间: 2009-8-17 16:28
我都想为自己设计一款。

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作者: fan_wl    时间: 2009-8-21 21:36
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽

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作者: mall926    时间: 2009-9-4 11:31
用了這麼久滑鼠    現在才知道原來是這樣子的ㄚ

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作者: hzh_18703    时间: 2009-9-5 20:55
谢谢分享！
不错，思路清晰，概念明确，学习了！！！

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作者: dragonson    时间: 2009-9-6 22:04
第一次认真地学习了鼠标的原理

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作者: masmb    时间: 2009-9-7 09:17
长见识了，谢谢！

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作者: 天剑    时间: 2009-9-11 19:27
1# 乏味


原来如此！！！！

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作者: gabrielknight    时间: 2009-9-16 17:31
真是好文章  最近确实对光电鼠有些兴趣呢

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作者: 看到了若非    时间: 2009-9-19 17:29
呵呵，原来这样啊。。。。。。

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作者: ddiy_sky    时间: 2009-10-10 11:20
原来如此

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作者: cskyer    时间: 2009-11-2 13:53
呵呵，原来这样啊。。。。。。

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作者: gallantalan    时间: 2009-11-4 22:03
写得好啊 ，谢谢xiexiexiexie

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作者: 9417603    时间: 2009-11-20 09:18
學習到了~謝謝樓主..................

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作者: yueyanglxf    时间: 2009-11-20 16:52
清晰明了易懂长知识了谢谢楼主。要有详细的图就更好了

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作者: fj57443331    时间: 2009-12-9 10:07
感谢分享！谢谢楼主！

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作者: henry007    时间: 2009-12-10 19:16
真是长见识了。谢谢楼主分享

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作者: tesin    时间: 2009-12-15 14:44
很好，长知识了。多谢！

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作者: chenxixi    时间: 2010-4-21 10:36
学习了   O(∩_∩)O谢谢

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作者: zbw8200980    时间: 2010-4-28 08:59
怎么还是没图？最近一直在研究光鼠的光学结构，有图就好了。

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作者: zhumengtianya    时间: 2010-4-29 08:41
学习了，好东西啊，谢谢楼主

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作者: LIUYONGLIN    时间: 2010-5-4 11:57
哈哈，学习了。呵呵~~~~~~~

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作者: 组件组    时间: 2010-5-5 11:16
长知识了~~~~感谢楼主分享~~

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作者: lala1280    时间: 2010-5-14 11:26
谢谢楼主哈~~~~~长知识

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作者: h5fhuyu    时间: 2010-7-13 21:39
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    东西虽小，每天在用，今听楼主不惜赐教，受益非浅！谢谢！

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