光学鼠标和激光鼠标工作原理及区别

2006/12/19/9:28来源:北方网
    1963年,全世界第一个鼠标原型诞生于美国加州斯坦福大学研究所,它的原型由Douglas Englebart博士创造,并由他的首席工程师Bill English发展成为世界上第一款鼠标。Englebart博士设计鼠标的初衷就是为了让它来代替键盘烦琐的指令,使计算机的操作变得更为方便和快捷,为未来电脑的普及铺下了第一块基石。 

    1971年,(施乐公司)帕洛阿尔托研究中心与斯坦福大学研究所签署了一份使用协议,允许施乐公司使用该项鼠标技术,自此,鼠标技术开始逐步发展起来,他们在1972年推出世界上首款的机械滚轮鼠标名为“Alto Mouse”,现今的机械滚轮技术,很大程度上来自于施乐公司帕洛阿尔托研究中心的贡献。  

  随着技术的发展与市场的需求,帕洛阿尔托研究中心在1985年推出了首款光学鼠标,不过这款光学鼠标需要在特殊的有栅格的鼠标垫上才能正常使用,因此它只能说是光学鼠标的雏形。 

  终于在1999年,安捷伦公司推出了一款具有革命性意义的光学定位传感器,它通过鼠标在移动过程中对接触界面的不断“拍照”,对比前后图像,得出鼠标的具体位移和速度。最重要的一点就是,它可以在绝大多数的物体表面上运作,成为真正意义上的光学鼠标。 

  鼠标,作为GUI电脑操作系统中最简单,最常见的电脑基本输入设备,经过了四十多年的发展与积累,走过了机械时代、传统光学时代,发展到目前的激光时代。现在就让我们一起来着重的回顾光学鼠标的相关技术原理吧。 

    传统光学鼠标的工作原理 

    光学鼠标主要由四部分的核心组件构成,分别是发光二极管、透镜组件、光学引擎(Optical Engine)以及控制芯片组成。  

  光学鼠标通过底部的LED灯,灯光以30度角射向桌面,照射出粗糙的表面所产生的阴影,然后再通过平面的折射透过另外一块透镜反馈到传感器上。 

    当鼠标移动的时候,成像传感器录得连续的图案,然后通过“数字信号处理器”(DSP)对每张图片的前后对比分析处理,以判断鼠标移动的方向以及位移,从而得出鼠标x, y方向的移动数值。再通过SPI传给鼠标的微型控制单元(Micro Controller Unit)。鼠标的处理器对这些数值处理之后,传给电脑主机。传统的光电鼠标采样频率约为3000 Frames/sec(帧/秒),也就是说它在一秒钟内只能采集和处理3000张图像。  

  根据上面所讲述的光学鼠标工作原理,我们可以了解到,影响鼠标性能的主要因素有哪些。 

  第一,成像传感器。成像的质量高低,直接影响下面的数据的进一步加工处理。 

  第二,DSP处理器。DSP处理器输出的x,y轴数据流,影响鼠标的移动和定位性能。 

  第三,SPI于MCU之间的配合。数据的传输具有一定的时间周期性(称为数据回报率),而且它们之间的周期也有所不同,SPI主要有四种工作模式,另外鼠标采用不同的MCU,与电脑之间的传输频率也会有所不同,例如125MHZ、8毫秒;500MHz,2毫秒,我们可以简单的认为MCU可以每8毫秒向电脑发送一次数据,目前已经有三家厂商(罗技、Razer、Laview)使用了2毫秒的MCU,全速USB设计,因此数据从SPI传送到MCU,以及从MCU传输到主机电脑,传输时间上的配合尤为重要。 

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