a卡 达芬奇性能:关于电脑鼠标的问题

来源:百度文库 编辑:高校问答 时间:2024/05/03 08:07:31
有一种电脑的鼠标是没有滚轮的只有一束红光发出。它的工作原理是怎样的?为什么它能判断鼠标的走向?它在那些桌面上是不能工作的?

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。。。

这就是光电鼠标

光电鼠标的工作原理

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。