激光鼠标的原理

2006/5/18/17:18来源:激光加工技术

    光电鼠标就现在来说可以分老式光电鼠标、二极管光学鼠标和激光鼠标三种。

    老式:这种鼠标必须工作在特殊的印有细微格栅的光电鼠标板上,之所以需要鼠标板,就是因为它是使用的镜面反射定位,只有高反射率的反射垫才能满足这种需要(据我的使用经验,这种光电鼠标的光很可能是红外线,不过我不敢确定)。这种鼠标在当时有着比机械鼠标高的精确度,但是过高的成本和复杂的使用方式限制了它的范围。在当时使用这种鼠标的人多是一些绘图专业之类的人员。

    二极管:现在,翻过一只发红光的光学鼠标,您都可以看到一个小凹坑,里面有一个小棱镜和一个透镜。工作时,从棱镜中会发出一束很强的红色光线照射到桌面上,然后通过桌面不同颜色或凹凸点的运动和反射,来判断鼠标的运动。具体说呢,就是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。所以,这种光电鼠标不可或缺的三个配件是:光学感应器、光学透镜、发光二极管。这样的技术统称为光眼技术。不需要具有反光的鼠标板。

    激光:这个激光,并不是科幻电影里的“死光”,虽然那的确是激光的一种即高能激光。激光,本质上是工质在受外界强大能量注入刺激下,工质原子内层电子规则跃迁而产生的光线,由于它不是热运动产生的光线,所以其波长、相位、方向具有高度的一致性。而正因为这种波长、相位、方向的高度一致性,所以激光才会表现出不同于普通光的高能、强干涉、高度集中的性能。而“激光”这个名字,实际上就是“受激发光”的意思。以罗技MX1000为例,从MX1000包装上的原理图可以看出,这款鼠标使用了镜面反射定位。在普通工作表面上使用镜面反射定位,那么就只有激光才能有足够高的光照强度和反射强度。之所以使用镜面反射,本质上还是为了提高鼠标的精度和对工作表面的适应性。传统的光电引擎,由于使用的是漫反射原理,所以绝大部分的照射光都散射了,只有少部分被成像镜头捕捉。所成的像是模糊不清的。虽然通过光电系统的改善以及DSP算法的更新,可以尽量提升它的定位能力,但到了1000CPI也就差不多了。而特别是这种工作原理决定了它对工作表面的适应性还是有限的——在镜面或透明玻璃上,始终没有什么光电鼠标能用。而使用激光镜面反射就不同。由于激光中绝大部分都被工作表面完成了镜面反射,所以成像光强度非常高,而且高纯度的激光在工作表面上形成的反差远比漫反射强烈——在较为光滑的地方,激光被强烈反射,而在较为粗糙的地方,激光则被强烈吸收,从而在成像上形成强烈的光强度对比。其他的激光鼠标差不多也是这个原理。
















 

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