没有滚珠的鼠标是怎么工作的?

作者: Frions

来源: 中科院物理所

发布日期: 2021-08-06 12:17:52

本文介绍了鼠标的工作原理,特别是光学鼠标如何通过拍照判断位移,以及机械式和光机式鼠标的工作原理。

没有滚珠的鼠标是怎么工作的?

现在的光机式鼠标没得抠,竟感觉少了许多乐趣以及被家长吊打的刺激感(逃)。那没有滚珠的鼠标又是怎么工作的呢?

鼠标作为电脑的必要输入设备,已经经历了几十年的发展。根据原理的不同主要有机械式、光电式、光机式以及光学鼠标。大家可能对底部有滚珠的机械式鼠标或光机式鼠标印象深刻,而现在,光学鼠标凭借其高精度、无机械结构、可靠且耐用占据市场主体地位。

机械式鼠标与光机式鼠标底部均有滚珠与桌面接触,在摩擦力作用下转动,推动压力滚轴,两个互相垂直的压力滚轴分别代表X轴与Y轴,压力滚轴与编码器相连,其转动使编码器转动产生相应信号,由微处理器计算得到鼠标位移。机械式编码器为圆盘,上有接触点,编码器转动时接触点与接触条接触或断开,产生0和1的电子信号(如图1);光机式编码器圆盘上有狭缝,两侧分别有光源与感受器,编码器转动产生光信号(如图2)。

而现在的光学鼠标完全摒弃了机械结构,因此寿命更长,精准度更高。光学鼠标的原理简单来讲就是不断拍照来判断鼠标位移。光学鼠标主要由LED光源、光学镜片与感测IC等组件构成。其原理如图3。

LED产生的光线穿过镜片照射接触面,经过表面反射后被传感器检测,传感器主要由影像撷取单元、DSP单元与USB接口等构成,影像撷取单元与CMOS传感器基本相同,DSP单元则负责利用影像计算得到位移,即将当前影像与上一个时间节点的影响对比判定位移。

而现在,随着技术发展,也有新的技术原理的鼠标出现,例如基于视觉跟踪技术的眼控鼠标、基于MEMS技术的无线空中鼠标等,有兴趣的读者可以查看参考文献[3]、[4]。

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