Принцип работы оптической мыши кратко

Обновлено: 30.06.2024

Если разобрать оптическую компьютерную мышь,можно увидеть светодиод подсветки который светит красным светом,фокусирующие линзы и микросхему с 8 выводами.Эта микросхема является простой видеокамерой с низким разрешением съемки и называется она матричным сенсором или КМОП оптическим сенсором.

Светодиод светит ярко в линзу,от нее красный свет попадает на поверхность и ее освещает(на коврик и др).Другая линза проецирует свет с поверхности на сенсор,находящийся в микросхеме через небольшое отверстие в ней.Микросхема содержит систему сбора изображений и процессор DSP обработки изображения,также она каждую секунду делает до нескольких тысяч снимков изображения поверхности в секунду.Эти снимки представляют из себя черно-белые квадратики,тысячи этих квадратиков соединяются в один кадр.Если переместить мышь,то снимок с поверхности будет уже другой и эти изменения кадров обработает микросхема и подаст сигнал на компьютер,в котором установлен драйвер и мы увидим перемещение курсора по экрану монитора.

На основе матричных сенсоров любители делают различные устройства,например примитивную видеокамеру,которая снимает с низким разрешением вблизи или измеритель угловых или линейных перемещений.Подключил матричный сенсор PAN3101DB по схеме на фото.Подключение восьми-выводных сенсоров в основном идентичное,наверное это из-за одного производителя.

Светодиод на схеме является подсветкой,частота резонатора может быть другой,вроде 18.432 МГц по даташиту. Вывод SCLK-это часы последовательного интерфейса.SDIO-интерфейс двунаправленных данных.К выводу SCLK подключил вход осциллографа,осциллограммы при затенении и освещении сенсора показаны на фото.

С помощью микросхемы можно проверять работоспособность кварцевых резонаторов.Устанавливаете рядом радиоприемник настроенный на частоту кварца,а кварц подключаете к выводам 1-2,в приемнике услышите несущую при исправном кварце.Проверял кварцами от 3.5 до 27 МГц.

Первая оптическая мышка была создана в 1981 году Стивеном Киршом. Практически параллельно оптическую мышку создал Ричард Лайон, работник Xerox. Однако коммерческого успеха они не добились: для работы девайса требовался специальный коврик. Лишь в 1999 году была выпущена мышь IntelliMouse под маркой Microsoft, которая не нуждалась
в особенных ковриках.

Некоторые ошибочно разделяют оптические и лазерные мыши. Но это в корне неверно: оптические мыши включают в себя два вида — и лазерные, и светодиодные. Принцип работы обоих — одинаков. Различие лишь в источнике подсветки, которым служит или светодиод,
или лазер.

Устройство оптической светодиодной мыши

Установленный под небольшим углом светодиод мыши через пластиковую линзу-призму подсвечивает поверхность, по которой двигают манипулятор. Через другую линзу, которая усиливает отраженный свет, система получения изображений Image Acquisition System (IAS) фотографирует поверхность, подсвеченную светодиодом, с частотой 1 кГц и выше.

Так как в светодиодных мышах свет отражается от неровностей, даже незаметных глазу,
такая мышь не будет работать на идеально гладких поверхностях — зеркале и стекле.

Монохромная КМОП (CMOS) камера, интегрированная в плату, может делать больше 1000 снимков в секунду. Площадь одного снимка составляет около 1 мм 2 .

Затем сенсор-процессор обработки изображений (DSP), который обрабатывает информацию
со скоростью 18 миллионов операций в секунду, анализирует поступающие фотографии: происходит разбивка кадра на миниатюрные квадраты. Каждому из них присваивается усредненное значение яркости от 0 до 63, где 0 — черный, а 63 — белый цвет. Мозаика, состоящая из множества таких квадратов, является координатной сеткой и точкой отсчета
для сенсора DSP.

Сенсор передает информацию ПК не напрямую, а через еще одну микросхему, которая обрабатывает щелчки кнопок и прокрутку колесика. Микросхема сводит все данные воедино
и отправляет на компьютер. Драйвер мыши обрабатывает эту информацию, перемещает курсор по экрану и совершает остальные действия.

Процессор отслеживает все изменения поверхности и теней, покадрово сравнивая их, высчитывает результаты перемещения мыши вдоль осей Х и Y и передает их на ПК.
Такая технология получила название оптической корреляции.

Особенности устройства оптической лазерной мыши

В отличие от светодиодных, в таких мышках установлен инфракрасный лазерный диод. Лазер в силу своих физических свойств фокусируется на поверхности точнее: ему не нужны отчетливо видные неровности, отбрасывающие тени. Поэтому работа лазерных мышек возможна даже на зеркальных и стеклянных поверхностях. Остальные этапы процесса
те же, что и у светодиодных мышей.

Некоторые оптические мыши имеют сразу два сенсора для более точной работы.

Технические характеристики сенсора мыши

DPI и CPI простыми словами

Первый (и чаще всего единственный) параметр, с которым сталкивается покупатель мышки — максимальное разрешение сенсора или dpi. DPI расшифровывается как количество точек
на дюйм (dots per inch). Этим термином, который изначально относился к принтерной печати, измеряют качество изображения — плотность пикселей чернил на бумаге.

DPI оптической мыши — это расстояние (количество пикселей), на которое сдвинется курсор на экране, если мышь физически передвинется на один дюйм. То есть чем выше dpi, тем на меньшее расстояние нужно сдвинуть мышку, чтобы курсор прошел на экране больший путь. Этот показатель может быть 800, 1200, 2400 и выше.

Во многих игровых мышках dpi можно переключать, а его максимальное значение может достигать внушительных цифр, например, 25 600.

Cpi (counts per inch, количество считываний на дюйм) — минимальное расстояние, которое физически может зарегистрировать сенсор мыши. Этот термин относится именно к оптическим мышкам, и, по сравнению с dpi, он технически корректный.

Но производители в характеристиках указывают именно узнаваемую аббревиатуру dpi вместо правильной, но малоизвестной cpi. По сути, оба термина описывают один и тот же процесс только с разных ракурсов: с точки зрения пользователя, смотрящего на движение курсора
по экрану, и с точки зрения сенсора, считывающего движения мыши. Допустимо рассматривать эти параметры как аналогичные.

Время отклика и частота опроса

Временной отрезок, за который сигнал дойдет от движения мыши до отображения перемещения курсора на экране, называется временем отклика. Этот параметр напрямую зависит от частоты опроса, а также типа подключения мыши к ПК — проводное, беспроводное.

Следующий важный параметр сенсора — частота опроса. Она показывает, как часто сенсор оценивает информацию о текущем местоположении мыши по сравнению с исходным, т.е. частоту фотографирования поверхности. Чем выше опросная частота, тем более плавно движется курсор на экране. Например, при частоте опроса 500 Гц время отклика — 2 мс,
а при 1000 Гц — 1 мс.

В топовых игровых мышках этот показатель может достигать
15 кГц и выше.

Скорость

Скорость сенсора измеряется в дюймах в секунду (ips — inch per second). Показывает максимальную дистанцию, которую пройдет мышка за одну секунду, не теряя отслеживания.
У обычных мышек этот параметр составляет 120–150 ips или 3-4 м/с. Большего и не требуется: попробуйте переместить девайс с такой скоростью и у вас не хватит места на столе.

В геймерских манипуляторах умудряются довести значения до 450 ips и выше, что эквивалентно 10 м/с. Не каждый человек сможет физически развить такую скорость сенсора.

Ускорение (G)

Отвечает за то, как быстро изменяется скорость сенсора от нуля до максимального значения. При резких движениях мыши курсор может срываться улетать в сторону. Чем выше показатель ускорения девайса, тем сильнее защита от срыва курсора.

Ускорение (G) оптической мыши равнозначно ускорению свободного падения и составляет 9,81 м/с2.

Максимальные значения ускорения для большинства игроков составляют 20–30 G,
но производители доводят параметр до планки 50 G (около 500 м/с2) и выше. Это значение превышает человеческие возможности: геймер никогда не сможет развить
такое ускорение мышью.

Зачем нужны такие рекорды? Во-первых, чем выше значения скорости и ускорения, тем выше точность и плавность работы сенсора мыши. Это особенно важно для киберспортсменов. Во-вторых, внушительные цифры всегда идут на пользу маркетингу.

Светодиод

В бюджетных оптических мышах используются красные светодиоды. Они дешевле
в производстве, а кремниевые фотосенсоры более чувствительны к красному цвету.
До недавнего времени отличить светодиодную мышку от лазерной можно было по характерному красному свечению. Однако в современных светодиодных мышках иногда используют светодиоды других цветов, а также бесцветные. Последние девайсы внешне неотличимы от лазерных мышек.

В зависимости от производителя устройство оптики может незначительно меняться: дополнительная линза или вертикальная фокусировка луча, но принцип работы у всех оптических мышек остается прежним.

Выбор между светодиодной и лазерной мышкой — дело вкуса. Не стоить верить утверждениям, что лазерные мыши быстрее и точнее. В данном вопросе лучше опираться на материал изготовления девайса, наличие дополнительных кнопок, визуальную красоту мышки и то, насколько удобно она лежит в руке. Подробнее о выборе мышки можно прочесть тут.

An Оптическая мышь это компьютерная мышь который использует источник света, обычно светодиод (LED), а также детектор света, такой как массив фотодиоды, чтобы обнаружить движение относительно поверхности. Варианты оптической мыши в значительной степени вытеснили старую механическая мышь дизайн, в котором для определения движения используются движущиеся части.

Самые первые оптические мыши обнаруживали движение на предварительно напечатанных поверхностях коврика для мыши. Современные оптические мыши работают на большинстве непрозрачных диффузно отражающий поверхности, такие как бумага, но большинство из них не работают должным образом зеркально отражающий поверхности, такие как полированный камень, или прозрачные поверхности, такие как стекло. Оптические мыши, использующие освещение темного поля могут надежно работать даже на таких поверхностях.

Содержание

Механические мыши

Ранние оптические мыши

Один из первых чипов для оптических мышей Xerox, до разработки дизайна перевернутой упаковки Уильямса и Черри.

Первые две оптические мыши, впервые продемонстрированные двумя независимыми изобретателями в декабре 1980 года, имели разную базовую конструкцию: [1] [2] [3] Один из них, изобретенный Стив Кирш из Массачусетский технологический институт и Корпорация Mouse Systems, [4] [5] использовала инфракрасный светодиод и четырехквадрантный инфракрасный датчик для обнаружения линий сетки, напечатанных краской, поглощающей инфракрасное излучение, на специальной металлической поверхности. Прогнозирующий алгоритмы в ЦПУ мыши вычислил скорость и направление по сетке. Другой тип, изобретенный Ричард Ф. Лайон компании Xerox, использовала 16-пиксельную датчик изображений со встроенным обнаружением движения на том же n ‑ тип (5 мкм) MOS интегральная схема чип [6] [7] и отслеживал движение светлых точек в темном поле отпечатанной бумаги или аналогичного коврика для мыши. [8] Типы мышей Kirsch и Lyon очень различались по поведению, поскольку мышь Kirsch использовала систему координат xy, встроенную в площадку, и не работала правильно при повороте площадки, в то время как мышь Lyon использовала систему координат xy корпуса мыши, как механические мыши.

В оптической мыши, которая в конечном итоге была продана с офисным компьютером Xerox STAR, использовалась технология упаковки инвертированного сенсорного чипа, запатентованная Лизой М. Уильямс и Робертом С. Черри из Xerox Microelectronics Center. [9]

Современные оптические мыши

Современные оптические мыши, не зависящие от поверхности, работают с оптоэлектронный датчик (по сути, крошечная видеокамера с низким разрешением), чтобы делать последовательные изображения поверхности, на которой работает мышь. По мере удешевления вычислительной мощности появилась возможность встраивать более мощные специализированные обработка изображений чипсы в самой мышке. Этот прогресс позволил мыши обнаруживать относительное движение на самых разных поверхностях, переводя движение мыши в движение курсора и устраняя необходимость в специальном коврике для мыши. Конструкция оптической мыши с когерентным светом, не зависящей от поверхности, была запатентована Стивеном Б. Джексоном в Xerox в 1988 году. [10]

Первые коммерчески доступные современные оптические компьютерные мыши были Microsoft IntelliMouse с IntelliEye и IntelliMouse Explorer, представленными в 1999 году с использованием технологии, разработанной Hewlett-Packard. [11] Он работал практически на любой поверхности и представлял собой долгожданное улучшение по сравнению с механическими мышами, которые собирали грязь, прихотливы, требовали грубого обращения, и их нужно было часто разбирать и чистить. Другие производители вскоре последовали примеру Microsoft, используя компоненты, произведенные дочерней компанией HP. Agilent Technologies, и в течение следующих нескольких лет механические мыши устарели.

Технология, лежащая в основе современной оптической компьютерной мыши, известна как корреляция цифрового изображения, технология, впервые использованная в оборонной промышленности для отслеживания военных целей. Простая версия корреляции цифровых изображений с двоичным изображением использовалась в оптической мыши Lyon 1980 года. Оптические мыши используют датчики изображения для изображения естественной текстуры материалов, таких как дерево, ткань, коврики для мыши и т. Д. Formica. Эти поверхности, когда они освещены светоизлучающим диодом под углом скольжения, отбрасывают отчетливые тени, напоминающие холмистую местность, освещенную на закате. Изображения этих поверхностей фиксируются в непрерывной последовательности и сравниваются друг с другом, чтобы определить, как далеко переместилась мышь.

Чтобы понять, как оптический поток используется в оптических мышах, представьте себе две фотографии одного и того же объекта, за исключением слегка смещенных друг относительно друга. Поместите обе фотографии на световой стол чтобы сделать их прозрачными, и проведите одно по другому, пока их изображения не совпадут. Величина, на которую края одной фотографии нависают над другой, представляет собой смещение между изображениями, а в случае оптической компьютерной мыши - расстояние, на которое она переместилась.

Оптические мыши снимают тысячу последовательных изображений или более в секунду. В зависимости от того, насколько быстро движется мышь, каждое изображение будет смещено относительно предыдущего на доли пикселя или на несколько пикселей. Оптические мыши математически обрабатывают эти изображения, используя кросс-корреляцию, чтобы вычислить, насколько каждое последующее изображение смещено от предыдущего.

Оптическая мышь может использовать датчик изображения, имеющий массив монохроматических пикселей 18 × 18 пикселей. Его датчик обычно имеет один и тот же ASIC как тот, который используется для хранения и обработки изображений. Одним из усовершенствований будет ускорение процесса корреляции за счет использования информации из предыдущих движений, а другим усовершенствованием будет предотвращение мертвых зон при медленном движении путем добавления интерполяции или пропуска кадров.

Разработка современной оптической мыши в Hewlett-Packard Co. поддерживалась рядом связанных проектов в 1990-х годах в HP Laboratories. В 1992 году Уильям Холланд получил патент США 5 089 712, а Джон Эртель, Уильям Холланд, Кент Винсент, Рюиминг Джемп и Ричард Болдуин получили патент США 5 149 980 на измерение линейного продвижения бумаги в принтере путем сопоставления изображений бумажных волокон. Росс Р. Аллен, Дэвид Бирд, Марк Т. Смит и Барклай Дж. Таллис были награждены патентами США 5 578 813 (1996) и 5 644 139 (1997) на принципы двумерной оптической навигации (т. Е. Измерения местоположения), основанные на обнаружении и корреляции микроскопических , неотъемлемые характеристики поверхности, по которой перемещался навигационный датчик, и использование измерений положения каждого конца линейного (документ) датчика изображения для восстановления изображения документа. Это концепция сканирования от руки, используемая в портативном сканере HP CapShare 920. Описанием оптических средств, которые явно преодолели ограничения колес, шариков и роликов, используемых в современных компьютерных мышах, было предвидено появление оптической мыши. Эти патенты легли в основу патента США 5729008 (1998 г.), выданного Трэвису Н. Блэлоку, Ричарду А. Баумгартнеру, Томасу Хорнаку, Марку Т. Смиту и Баркли Дж. Таллису, где обнаружение поверхностных элементов изображения, обработка изображений и корреляция изображений был реализован с помощью интегральной схемы для измерения положения. Повышенная точность 2D-оптической навигации, необходимая для применения оптической навигации к точному 2D-измерению продвижения носителя (бумаги) в широкоформатных принтерах HP DesignJet, была дополнительно уточнена в патенте США 6 195 475, выданном в 2001 г. Раймонду Г. Босолей-младшему и Росс Р. Аллен.

Хотя для реконструкции изображения в приложении для сканирования документов (Аллен и др.) Требовалось разрешение оптических навигаторов порядка 1/600 дюйма, реализация оптического измерения положения на компьютерных мышах не только выигрывает от снижения затрат. при навигации с более низким разрешением, но также пользуйтесь преимуществом визуальной обратной связи с пользователем о положении курсора на дисплее компьютера. В 2002, Гэри Гордон, Дерек Кни, Раджив Бадьял и Джейсон Хартлов были награждены патентом США 6,433,780. [12] для оптической компьютерной мыши, которая измеряла положение с помощью корреляции изображений. Некоторые маленькие трекпады работают как оптическая мышь.

Источник света

Светодиодные мыши

Часто используются оптические мыши светодиоды (Светодиоды) для освещения при первой популяризации. Цвет светодиодов оптической мыши может быть разным, но чаще всего используется красный цвет, поскольку красные диоды недороги, а кремниевые фотодетекторы очень чувствительны к красному свету. Также широко используются ИК-светодиоды. [13] Иногда используются другие цвета, например, синий светодиод V-Mouse VM-101, показанный справа.

Лазерные мыши

Несмотря на то, что свет, создаваемый этой лазерной мышью, невидим невооруженным глазом, он имеет фиолетовый цвет, поскольку ПЗС-матрицы чувствительны к более широкому диапазону длин волн, чем человеческий глаз.

Лазерная мышь использует инфракрасный лазерный диод вместо светодиода для освещения поверхности под датчиком. Еще в 1998 г. Sun Microsystems предоставили лазерную мышь для своих серверов и рабочих станций Sun SPARCstation. [14] Однако лазерные мыши не выходили на массовый потребительский рынок до 2004 года, после разработки командой Agilent Laboratories, Пало-Альто, во главе с Дугом Бейни, лазерной мыши на основе 850 нм VCSEL (лазер), которая предложила 20-кратное улучшение. в отслеживании производительности. Тонг Се, Маршалл Т. Депуэ и Дуглас М. Бэйни были награждены патентами США 7,116,427 и 7,321,359 за свою работу над потребительскими мышами на базе VCSEL с низким энергопотреблением и широкими возможностями навигации. Пол Мачин в Logitech, в сотрудничестве с Agilent Technologies представила новую технологию как MX 1000 лазерная мышь. Эта мышь использует небольшой инфракрасный лазер (VCSEL) вместо светодиода и значительно увеличивает разрешающая способность изображения, снятого мышью. Лазерное освещение обеспечивает превосходное отслеживание поверхности по сравнению с оптическими мышами со светодиодной подсветкой. [15]

Стеклянный лазер (или глазер) мыши имеют те же возможности, что и лазерные, но гораздо лучше работают на зеркальных или прозрачных стеклянных поверхностях, чем другие оптические мыши на этих поверхностях. [16] [17] В 2008, Avago Technologies представила лазерные навигационные датчики, чьи излучатель был интегрирован в ИС с помощью VCSEL технологии. [18]

В августе 2009 года компания Logitech представила мышей с двумя лазерами для лучшего отслеживания на стеклянных и глянцевых поверхностях; они окрестили их "Darkfield"лазерный датчик. [19]

Мощность

Производители часто разрабатывают свои оптические мыши, особенно беспроводные модели с батарейным питанием, для экономии энергии, когда это возможно. Для этого в режиме ожидания мышь затемняет или мигает лазером или светодиодом (у каждой мыши разное время ожидания). Типичная реализация (по Logitech) имеет четыре режима питания, в которых датчик пульсирует с разной частотой в секунду: [ нужна цитата ]

11500: полностью включен, для точной реакции во время движения, освещение кажется ярким.
1100: переход в активное состояние, когда не движется, освещение кажется тусклым.
110: режим ожидания
12: состояние сна

Движение можно обнаружить в любом из этих состояний; некоторые мыши полностью выключают сенсор в спящем состоянии, требуя нажатия кнопки для пробуждения. [20]

Оптические мыши, использующие инфракрасные элементы (светодиоды или лазеры), обеспечивают значительное увеличение срока службы батареи по сравнению с освещением в видимом спектре. Некоторые мыши, такие как лазерная мышь Logitech V450 с длиной волны 848 нм, могут работать от двух батареек AA в течение всего года из-за низких требований к мощности инфракрасного лазера. [ требуется разъяснение ]

Мыши предназначены для использования там, где важны низкая задержка и высокая скорость отклика, например, в играх. видеоигры, может не включать функции энергосбережения и требовать проводного подключения для повышения производительности. Примеры мышей, которые жертвуют энергосбережением в пользу производительности: Logitech G5 и Razer Копперхед.

Оптические и механические мыши

В оптической мыши Logitech iFeel используется красный светодиод для проецирования света на поверхность отслеживания.

В отличие от механических мышей, механизмы слежения которых могут забиваться ворсом, у оптических мышей нет движущихся частей (кроме кнопок и колес прокрутки); поэтому они не требуют никакого обслуживания, кроме удаления мусора, который может скапливаться под излучателем света. Однако они обычно не могут отслеживать на глянцевых и прозрачный поверхности, в том числе коврики для мыши, из-за которых курсор непредсказуемо смещается во время работы. Мыши с меньшей мощностью обработки изображений также имеют проблемы с отслеживанием быстрого движения, тогда как некоторые высококачественные мыши могут отслеживать быстрее, чем 2 РС.

Некоторые модели лазерных мышек могут отслеживать как на глянцевых, так и на прозрачных поверхностях и имеют гораздо более высокую чувствительность.

По состоянию на 2006 г. [Обновить] механические мыши имели более низкий средний мощность требования, чем их оптические аналоги; мощность, используемая мышами, относительно мала, и это является важным соображением, когда мощность получается из батареи, с их ограниченной вместимостью.

Оптические модели превосходят механических мышей на неровных, гладких, мягких, липких или рыхлых поверхностях и, как правило, в мобильных условиях, когда отсутствуют коврики для мыши. Поскольку оптические мыши передают движение на основе изображения, отображаемого светодиодом (или инфракрасным диодом). освещает, использование с разноцветными ковриками для мыши может привести к ненадежной работе; однако лазерные мыши не страдают этими проблемами и будут отслеживать на таких поверхностях.

Но для начала, предлагаю перенестись на несколько десятилетий назад, как раз в то время, когда и придумали это сложное устройство. Первая компьютерная мышь появилась еще в 1968 году, и придумал ее американский ученый по имени Дуглас Энгельбарт. Мышку разрабатывало американское агентство космических исследований (NASA), которое и дало патент на изобретение Дугласу, но в один момент потеряло к разработке всяких интерес. Почему - читайте далее.

Первая в мире мышка представляла собой тяжелую деревянную коробочку с проводом, которая помимо своего веса была еще и крайне неудобной в использовании. По понятным причинам ее решили назвать "mouse", а чуть позже искусственно придумали расшифровку этой как бы аббревиатуры. Ага, теперь mouse, это не что иное, как "Manually Operated User Signal Encoder", то есть устройство, с помощью которого пользователь может вручную кодировать сигнал.

Все без исключения компьютерные мыши имеют в своем составе ряд компонентов: корпус, печатная плата с контактами, микрики (кнопки), колесо(-а) прокрутки - все они в том или ином виде присутствуют в любой современной мышке. Но вас наверняка мучает вопрос - что же тогда отличает их друг от друга (помимо того, что есть игровые, не игровые, офисные и т.д.), для чего придумали столько разных видов, вот посмотрите сами:

Механические
Оптические
Лазерные
Трекбол-мыши
Индукционные
Гироскопические

Дело в том, что каждый из вышеперечисленных видов компьютерных мышей появился в разное время и использует разные законы физики. Соответственно, у каждого из них есть свои недостатки и достоинства, о которых непременно будет сказано далее по тексту. Надо отметить, что наиболее подробно будут рассмотрены только первые три вида, остальные - не так подробно, в виду того, что они менее популярны.

Механические мыши

Механические мыши - традиционные шариковые модели, относительно большого размера, требующие постоянной чистки шарика для эффективной работы. Грязь и мелкие частицы могут оказаться между вращающимся шариком и корпусом, и необходимо будет проводить чистку. Без коврика она никак не будет работать. Лет 15 назад была единственной в мире. Буду писать про нее в прошедшем времени, ибо уже раритет.

Снизу у механической мышки находилось отверстие, которое прикрывало поворотное пластиковое кольцо. Под ним находился тяжелый шарик. Этот шарик изготавливали из металла и покрывали резиной. Под шариком находились два пластмассовых валика и ролик, который и прижимал шарик к валикам. При передвижении мышки шарик вращал валик. Вверх или вниз - вращался один валик, вправо или влево - другой. Поскольку в таких моделях сила тяжести играла решающее значение, в невесомости такое устройство не работало, поэтому NASA отказалось от нее.

Если движение было сложное, вращались оба валика. На конце каждого пластмассового валика устанавливалась крыльчатка, как на мельнице, только во много раз меньше. С одной стороны крыльчатки находился источник света (светодиод), с другой - фотоэлемент. При движении мышью крыльчатка крутилась, фотоэлемент считывал количество импульсов света, которые попали на него, а затем передавал эту информацию в компьютер.

Поскольку лопастей у крыльчатки было много, движение указателя на экране воспринималось как плавное. Оптико-механические мыши (они же - просто "механические") страдали большим неудобством, дело в том, что периодически их нужно было разбирать и чистить. Шарик в процессе работы натаскивал внутрь корпуса всякий мусор, нередко резиновая поверхность шарика настолько загрязнялась, что валики перемещения просто проскальзывали и мышь глючила.

По этой же причине такой мышке просто необходим был коврик для корректной работы, иначе бы шарик проскальзывал и быстрее загрязнялся.

Оптические и лазерные мыши

В оптических мышках разбирать и чистить ничего не нужно, так как в них нет вращающегося шарика, они работают по иному принципу. В оптической мышке используется светодиод-сенсор. Такая мышь работает как маленькая фотокамера, которая сканирует поверхность стола и "фотографирует" ее, таких фотографий камера успевает сделать около тысячи за секунду, а некоторые модели и больше.

Данные этих снимков обрабатывает специальный микропроцессор на самой мышке и отправляет сигнал на компьютер. Преимущества на лицо - такой мыши не нужен коврик, она легкая по весу и может сканировать почти любую поверхность. Почти? Да, все кроме стекла и зеркальной поверхности, а так же бархата (бархат очень сильно поглощает свет).

Лазерная мышь очень похожа на оптическую, но принцип работы ее отличается тем, что вместо светодиода используется лазер. Это более усовершенствованная модель оптической мыши, ей требуется гораздо меньше энергии для работы, точность считывания данных с рабочей поверхности у нее гораздо выше, чем у оптической мыши. Вот она то может работать даже на стеклянной и зеркальной поверхностях.

Фактически, лазерная мышь представляет собой разновидность оптической, поскольку в обоих случаях используется светодиод, просто во втором случае он излучает невидимый глазу спектр.

Итак, принцип работы оптической мыши отличается от работы шариковой. .

Процесс начинается с лазерного или оптического (в случае с оптической мышью) диода. Диод излучает невидимый свет, линза фокусирует его в точку, равную по толщине человеческому волосу, луч отражается от поверхности, затем сенсор ловит этот свет. Сенсор настолько точен, что может улавливать даже мелкие неровности поверхности.

Секрет в том, что именно неровности позволяют мышке замечать даже малейшие движения. Снимки, полученные камерой сравниваются, микропроцессор сравнивает каждый последующий снимок с предыдущим. Если мышка сдвинулась, между снимками будет отмечена разница.

Анализируя эти отличия мышь определяет направление и скорость любого передвижения. Если разница между снимками значительна, курсор перемещается быстро. Но даже в неподвижном состоянии мышь продолжает делать снимки.

Трекбол-мыши

Трекбол мышь - устройство, в котором используется выпуклый шарик - "Trackball". Устройство трекбола очень схоже с устройством механической мыши, только шар в ней находится сверху или сбоку. Шар можно вращать, а само устройство остается на месте. Шар заставляет вращаться пару валиков. В новых трекболах используются оптические датчики перемещения.

Устройство под названием "Трекбол" может понадобиться далеко не всем, в добавок его стоимость нельзя назвать низкой, кажется, минимум начинается от 1400 руб.

Индукционные мыши

В индукционных моделях используется специальный коврик, работающий по принципу графического планшета. Индукционные мыши имеют хорошую точность и их не нужно правильно ориентировать. Индукционная мышь может быть беспроводной или иметь индуктивное питание, в последнем случае ей не потребуется аккумулятор, как обычной беспроводной мышке.

Понятия не имею, кому могут понадобиться такие устройства, которые дорого стоят и которые сложно найти в свободной продаже. Да и зачем, может кто знает? Может быть есть какие-то преимущества по сравнению с обычными "грызунами"?

Гироскопические мыши

Ну а мы с вами незаметно подошли к заключительному виду компьютерных мышей - гироскопическим мышкам. Гироскопические мыши при помощи гироскопа распознают движение не только по поверхности, но и в пространстве. Ее можно взять со стола и управлять движениями кистью руки. Гироскопическую мышь можно использовать как указку на большом экране. Однако, если положить ее на стол, она будет работать как обычная, оптическая.

А вот этот вид мышек действительно может быть полезен и популярен в определенных ситуациях. Например, на какой-нибудь презентации она будет весьма полезной.

И напоследок: для нормальной работы с мышью очень важно, чтобы поверхность, по которой она передвигается, была ровной. Обычно, для этого применяются специальные коврики. Оптическая мышь более требовательна к поверхности, без коврика использовать можно, но на поверхностях с рытвинами или на стекле - будет глючить. Лазерная мышь может работать хоть на коленке, хоть на зеркале.

Думаю, эта статья помогла вам лучше понять устройство компьютерной мыши, а также узнать, какие существуют виды компьютерных мышей.

Читайте также: