光电鼠标的工作原理。光电鼠标的原理及故障维修

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发布时间: 2019-12-10　更新时间: 2019-12-10

光电鼠标的工作原理。

原理：光电鼠标内部的发光二极管，通过它发出的光线，照亮光电鼠标底部表面。经底部表面反射回的光线，通过光学透镜传输到光感应器件内成像。当光电鼠标移动时，移动轨迹被记录为一组高速拍摄的连贯图像，被光电鼠标内部的一块专用图像分析芯片分析处理，从而完成光标的定位。

光电鼠标用光断续器来判断信号，最显著特点就是需要使用一块特殊的反光板作为鼠标移动时的垫，主要特征是它的微细的一黑一白相间的点。当发光二极管分别照射到白点和黑点时，会产生折射和不折射两种状态，光敏管对这两种状态处理后会产生相应的信号，从而促使电脑作出反应。

扩展资料：

光电鼠标的定位方式有光栅定位、轨迹球定位、发光二极管定位、激光定位等。

1、光栅定位主要是机械鼠标所使用的方式，鼠标移动时带动胶球滚动，胶球的滚动又摩擦鼠标内的分管水平和垂直两个方向的栅轮滚轴，驱动栅轮转动。栅轮的轮沿为格栅状，紧靠格栅两侧，一侧是一红外发光管，另一侧是红外接收组件。

2、轨迹球定位与光栅类似，只是改变了滚轮的运动方式，其球座固定不动，直接用手拨动轨迹球来控制鼠标箭头的移动。轨迹球被搓动时带动其左右及上下两侧的滚轴，滚轴上带有栅轮，通过发光管和接收组件产生脉冲信号进行定位。

3、激光定位特点是使用了激光来代替发光二极管发出的普通光。激光是电子受激发出的光，与普通光相比具有极高的单色性和直线性，用于定位的激光主要是不可见光。

参考资料来源：百度百科-光电鼠标

光电鼠标原理

1．你的鼠标绝对不是罗技MX系列，也不是微软的

2. 光电鼠标的原理是高速扫面物体的表面，并通过变化来判断位移。

3. 通过2知道鼠标的采样率越高越精确。

4. 鼠标有两个参数，DPI（CPI）和采样率，微软的一般能达到6000/9000,400/800DPI的规格，罗技MX系列可以达到580万次/秒，（相当于8000次） 800DPI的规格。

5. 专用的鼠标垫由于做工精细，表面纹理标准，对鼠标定位有所帮助

6. 目前的鼠标靠LED发光管来发光采集，受到物体表面限制，在玻璃上，在表面差异小的表面上受到无法判定位移的影响，所以不精确。

7. 罗技的MX1000,G5,G7采用了激光定位，理论上可适应表面更多。

除了新采用的CCD的外，一般的光电鼠标（包括现在在用的）内部判断原理和机械鼠标类似，从根本的识别本质上看，只不过是把机械鼠标内部的光电器件拿到外部来了。机械鼠标内部用带栅格的轮子来切割光线，经光电转换后得到脉冲，而光电鼠标则利用鼠标外部的反射面，因为一般的反射面（桌面，纸面，等等）都是漫反射（光电鼠标在镜面上就不行了），同样移动鼠标，反射光反射回鼠标有变化，同样得到光电转换后的到脉冲信号。IC根据接收头得到的脉冲信号的先后次序就能得到鼠标的相对移动，得到鼠标是前后移动还是左右移动。再结合软件，就能得到鼠标任意方向的相对移动。

光电鼠标的工作原理

光电鼠标主要由发光二极管、透镜组件、光学引擎及控制芯片等组件构成。工作时通过底部的 LED 灯以一定角度向桌面发出光线，然后再通过平面反射，经另外一块透镜反馈到传感器上。鼠标移动时，成像传感器获得连续图案，通过 DSP 数字信号处置器）对每张图片进行分析，以判断鼠标移动的方向及位移，从而得出鼠标 X Y 方向的移动数值。最后将这些数值转化成电脑桌面

光电鼠标的原理及故障维修光电鼠标的工作原理。

光电鼠标的结构和原理

光电鼠标在主体结构上与传统的光机鼠标是一样的，所不同的就是它的定位机构。光学鼠标的定位机构也就是所说的光电引擎，它由三个主要的子系统组成：IAS 系统，即成像系统（Image Acquisition System），这是光电引擎的的核心部分，也是决定光电引擎性能的主要系统，各代光电引擎几乎全是在IAS 系统上进行的改进。同时，这也是光电引擎上唯一一个光学电子系统，结构最为复杂；DSP 系统，即信号处理系统（Digital Signal Processor）。这是将IAS 系统生成的图像进行除噪与对比分析，得出位移数据的系统，是光电引擎中的主要运算部件。DSP 的算法效率决定了光电引擎的数据处理能力，IAS 引擎能提供的扫描数据越多，就越是需要高效率的DSP 能力；SPI系统，即接口系统（Serial Peripheral Interface）。这是光电引擎上最传统的系统，它的作用就是将 DSP系统生成的位移信号和按键系统的按键信号进行编码然后传输给电脑。在安捷伦引擎上，SPI 系统就是如光机鼠标一样的独立芯片。而微软引擎则将它与 IAS中的电子部分、DSP 系统整合到了一块芯片上。由于光电引擎没有机械部分，所以它的重量要小各种机电鼠标结构，为了使重量符合传统的需求，所以一般在光电鼠标内部上壳处后部都会安装一块用于配重的铁块以保证稳定。IAS 系统是三个系统中最核心也是最复杂的。它一般由三个部分组成：光源部分、纯光学部分、光学电子部分。光源部分的作用是为了 CMOS 的成像提供一个稳定可靠的光源。它一般由IAS 系统后部的一个高亮度LED 和一组光学管道以及与采样表面呈30 度角的聚光透镜组成，可以在成像镜头下方的采样表面上形成强烈的照射光。这样在粗糙的漫反射表面上就会形成有阴影的对比度强烈的影像，成为 DSP 判断移动的依据。为了节省电能，一般来说光电引擎都具有自动节能功能，当 DSP 长时间没有测出移动时就会将 LED 转为低发光状态以节省电力。光源LED的选择与光电鼠标的色盲现象其实，往往正确的答案就是最简单的答案——选择红色原因就是因为红色的高亮度LED是最成熟和最便宜的！由于红色的高亮LED最早问世，所以它的成本要比其他颜色的更低，而且其制造材料发展成熟，使得红色高亮LED的使用寿命最长。而光电引擎的成像是单色的，无论什么颜色的光源都不会产生影响。在这种情况下，除了少数厂商为了制造卖点以外，大多数厂商当然会选择红色的产品了。但使用红色LED也带来一个问题，由于有色光在不同颜色表面上的反射率并不一致，这就导致光电鼠标在某些颜色表面上由于光线反射率低导致DSP不能识别的色盲问题。要根本解决这个问题，只能从根部入手，提高DSP的分析能力，但目前的光电引擎除微软自己以外，几乎所有的厂商都采用的安捷伦设计，其DSP算法完全一致。但在DSP相同的情况下，有些产品却没有这样的色盲问题，这是怎么回事呢？其实原理非常简单——既然是光线反射率低带来的识别失败，简单的加大光源功率不就成了？就象旧光驱调大激光头的功率来提升读盘能力一样，换用更大功率的发光二极管——答案就是这么简单！光电鼠标的光学部分主要就是指的它的成像透镜，由于是近距成像，所以这是一个高曲光率的透镜，其制造材料一般是有机玻璃。光电系统就是IAS 系统中的CMOS 传感器，它是一个由数百个光电器件组成的矩阵，经透镜形成的采样表面图像就在CMOS 上转换为矩阵电信号，然后传输至DSP 进行处理。而光电引擎的工作原理，简单说起来就是：光源照亮采样表面，生成对比度强烈的待采样影像——通过透镜在CMOS 上成像——CMOS 将光学影像转化为矩阵电信号传输给DSP ——DSP 将此影像信号与存储的上一采样周期的影像进行比较，寻找相似点——如果发现存在移动，就发送一个位移距离信号到SPI，否则就什么也不做——继续下一个采样周期。而SPI 则对由DSP 发来的位移信号进行整合处理，按鼠标接口采样频率将每个接口采样周期内积累的位移信号统一计算后输出到鼠标接口，然后再清零准备接收下一个周期的数据。由于光学成像式光电鼠标的工作原理和传统鼠标有很大的不同，所以它的参数与传统鼠标相比也有很大的差别，我们下面就来看一看。光电鼠标的参数CPI：与光机式鼠标一样，CPI 也是光电鼠标的一个重要指标。不过对于光电鼠标的 CPI，一直以来都有一种误解，例如当初在某个著名网站上曾有过的争论——为何安捷伦二代引擎比微软二代引擎的CMOS 尺寸小，其 CPI 反而更高？其实我们想一下就很容易明白了，光电引擎的成像其实就象是显微镜照像，其 CPI 水平就相当于照像的细节放大清晰度。那么——显微镜照像的放大清晰度会和照片的尺寸有关系吗？当然不会，它只会取决于显微镜的放大率，就算你把底片换成只有原来一半大的，也只会使得原来照片上的一些东西照不出来了，但照片的细节也不会变得更清晰或更模糊。所以，上面的问题也就一点也不奇怪了，因为光电鼠标的 CPI 与 CMOS 的像素数毫无关系，它完全是由透镜的曲光率决定的。同样，提高透镜的曲光率就可以提高鼠标的 CPI数值，但是这种提升是有限制的，因为在CMOS 尺寸不变的情况下，CPI 越高，能够成像的范围就会越小，这样对下面我们将要提到的各项参数的要求也就越高。同时，由于光电引擎的成像是单镜头近距成像,所以它的图像实际为鱼眼图像，透镜曲光率越是提升，其图像变形和像差也就越严重，最终其图像就会变得毫无用处。所以除非对其光学结构作出大的调整，否则很难期望光电鼠标的CPI 达到与高CPI 机电鼠标相当的水平。采样频率:这是光电鼠标独有的参数，它代表的是CMOS 每秒钟对采样表面拍照的次数和DSP 相应的每秒运算处理能力。早期的光电鼠标，存在着高速移动鼠标时，就会出现鼠标指针不动甚至满屏幕乱飞的情况，出现这种情况，其道理也很简单，就是因为当鼠标高速移动时，很可能会出现CMOS 相邻两次拍摄的图像中没有任何共同采样点的情况，没有共同的采样点，当然也就无从比较移动的方向，就好像一个人在长途汽车上睡觉醒来不知身在何方一样。这样 DSP 当然无法正常处理，从而产生大量的错误信号。