¿Qué es un ratón óptico?
Un mouse óptico es un mouse óptico
El mouse óptico pasa a través de la luz LED en la parte inferior, la luz brilla en el escritorio en un ángulo de aproximadamente 30 grados, iluminando las sombras. producido por la superficie rugosa y luego pasa a través de la refracción del plano que se devuelve al sensor a través de otra lente. Cuando el mouse se mueve, el sensor de imágenes registra patrones continuos y luego utiliza un "procesador de señal digital" (DSP) para comparar y analizar cada imagen antes y después para determinar la dirección y el desplazamiento del movimiento del mouse, determinando así la posición del mouse en la pantalla El valor de las coordenadas en el mouse luego se pasa a la unidad microcontroladora del mouse a través de SPI. Después de que el procesador del mouse procesa estos valores, los pasa al host de la computadora.
Índice de contenidos
Introducción
Historial de desarrollo
El principio de funcionamiento del mouse óptico
Parámetros técnicos
Principales fabricantes
[Apéndice: Varios problemas en el uso de ratones ópticos]
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Introducción
Agilent lanzó el primer ratón verdaderamente óptico en 1999. Este mouse utiliza un revolucionario sensor de posicionamiento óptico, que "toma fotografías" continuamente de la interfaz de contacto durante el movimiento del mouse y compara las imágenes frontal y trasera para obtener el desplazamiento y la velocidad específicos del mouse.
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Historia del desarrollo
En 1963, nació el primer prototipo de ratón del mundo en el Instituto de Investigación de la Universidad de Stanford en California, EE. UU. diseñado por Douglas Creado por el Dr. Englebart y desarrollado por su ingeniero jefe Bill English, se convirtió en el primer ratón del mundo. La intención original del Dr. Englebart al diseñar el mouse era reemplazar las engorrosas instrucciones del teclado, hacer que el funcionamiento de la computadora sea más conveniente y rápido y sentar la primera piedra angular para la popularización de las computadoras en el futuro.
En 1971, el Centro de Investigación de Palo Alto (Xerox) firmó un acuerdo de uso con el Instituto de Investigación de la Universidad de Stanford, lo que permitió a Xerox utilizar la tecnología del ratón. Desde entonces, la tecnología del ratón se ha desarrollado gradualmente y se ha lanzado al mundo. El primer mouse de desplazamiento mecánico llamado "Alto Mouse" en 1972. La tecnología de desplazamiento mecánico actual proviene en gran medida de la contribución del Centro de Investigación de Palo Alto de Xerox.
Con el desarrollo de la tecnología y la demanda del mercado, el Centro de Investigación de Palo Alto lanzó el primer mouse óptico en 1985. Sin embargo, este mouse óptico requiere una alfombrilla de mouse con rejilla especial para funcionar correctamente, por lo que solo puede usarse. Se dice que es el prototipo de un ratón óptico.
Finalmente, en 1999, Agilent lanzó un revolucionario sensor de posicionamiento óptico que "fotografió" continuamente la interfaz de contacto durante el movimiento del mouse, comparó las imágenes de antes y después y obtuvo el sensor de posicionamiento específico. y velocidad. Lo más importante es que puede funcionar en la mayoría de superficies y convertirse en un auténtico ratón óptico.
Composición del mouse óptico
Un mouse óptico generalmente consta de las siguientes partes: sensor óptico, lente óptica, diodo emisor de luz, microprocesador de interfaz, botones táctiles, rueda de desplazamiento, conexión, PS /2 o interfaz USB, carcasa, etc. Lo siguiente se presenta por separado:
Sensor óptico
El sensor óptico es el núcleo del mouse óptico. Actualmente, solo hay tres fabricantes que pueden producir sensores ópticos: Agilent, Microsoft y. Logitech. Entre ellos, los sensores ópticos de Agilent se utilizan ampliamente. A excepción de todos los ratones ópticos de Microsoft y algunos Logitech, otros ratones ópticos utilizan básicamente los sensores ópticos de Agilent.
Chip de control del mouse óptico
El chip de control es responsable de coordinar el trabajo de varios componentes del mouse óptico, comunicarse con circuitos externos (puente) y transmitir y recibir diversas señales. Podemos entenderlo como el “ama de llaves” del ratón óptico.
Aquí hay un concepto muy importante que todo el mundo debería saber, que es el impacto de los ppp en la posición del ratón. El DPI se utiliza para medir la cantidad de puntos que se pueden detectar por cada pulgada de movimiento del mouse. Cuanto más pequeño es el DPI, menos puntos se usan para el posicionamiento y cuanto menor es la precisión del posicionamiento, cuanto mayor es el DPI, más puntos se usan para el posicionamiento. , y cuanto menor sea la precisión de posicionamiento.
Normalmente, la precisión de escaneo de los ratones mecánicos tradicionales es inferior a 200 ppp, mientras que el ratón óptico puede alcanzar 400 o incluso 800 ppp. Esta es la razón principal por la que el ratón óptico puede superar fácilmente al ratón mecánico en precisión de posicionamiento. razón.
Conjunto de lente óptica
El conjunto de lente óptica está colocado en la parte inferior del mouse óptico. En la Figura 5 se puede ver claramente que el conjunto de lente óptica consta de un espejo prismático y. una circular formada por lentes con forma. Entre ellos, el prisma se encarga de transmitir la luz emitida por el diodo emisor de luz hasta la parte inferior del ratón e iluminarlo.
La lente circular equivale a la lente de una cámara fotográfica. Esta lente se encarga de transmitir la imagen inferior iluminada del ratón al pequeño orificio situado en la parte inferior del sensor óptico. Al observar la carcasa trasera del mouse óptico, podemos ver que la lente circular se parece mucho a una cámara. A través de la prueba, el autor concluyó que bloquear el camino de la luz del espejo del prisma o de la lente circular provocará inmediatamente la falla óptica. ratón para volverse "ciego".
El resultado es que el ratón óptico no se puede colocar, lo que demuestra la importancia del conjunto de lentes ópticas.
Diodo emisor de luz
El sensor óptico necesita "tomar fotografías" continuamente de la parte inferior del ratón que carece de luz, por lo que el apoyo de una "luz fotográfica" es naturalmente indispensable . De lo contrario, la imagen tomada desde la parte inferior del mouse será oscura. Las imágenes oscuras no se podrán comparar y, por supuesto, no se podrá realizar el posicionamiento óptico. Normalmente, los diodos emisores de luz utilizados en los ratones ópticos son rojos (algunos son azules) y muy brillantes (para obtener suficiente iluminación). Parte de la luz roja emitida por el diodo emisor de luz ilumina la parte inferior del mouse a través de la lente óptica (el prisma) en la parte inferior del mouse; la otra parte se transmite directamente al frente del sensor óptico. En una frase, la función del diodo emisor de luz es generar la fuente de luz necesaria para el funcionamiento del ratón óptico.
Botones táctiles
Es inimaginable tener un ratón sin botones, por lo que incluso un ratón óptico normal tendrá al menos dos botones táctiles. Hay tres botones táctiles soldados en la PCB del mouse óptico de Founder. Además de los botones izquierdo y derecho, el botón central está asignado a la rueda de paso de página. Los ratones avanzados suelen tener dos ruedas para pasar páginas, X e Y, pero la mayoría de los ratones ópticos solo tienen una rueda para pasar páginas, como este ratón óptico Founder. Cuando la rueda de cambio de página se desplaza hacia arriba y hacia abajo, el "documento" o "página web" que se está viendo se desplazará hacia arriba y hacia abajo. Cuando se presiona la rueda de desplazamiento, funcionará el "botón central" de la PCB. Nota: Las acciones generadas por la "tecla central" pueden ser definidas por el usuario según sus propias necesidades. Cuando retiramos el rodillo de paso de página, podemos ver que hay un par de dispositivos fotoeléctricos "transmisores/receptores" "escondidos" en la posición del rodillo. Hay una rejilla en el "rodillo". Debido a que la rejilla puede "bloquear" el camino de la luz del par de dispositivos fotoeléctricos "transmisores/receptores" a intervalos, se puede generar una señal de pulso de paso de página. Operación de Windows a través del chip de control. El sistema puede generar una acción de cambio de página.
Además de lo anterior, los ratones ópticos también incluyen cables de conexión, interfaces PS/2 o USB, carcasas, etc.
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El principio de funcionamiento del mouse óptico
[1] La mayor diferencia entre el mouse óptico y el mouse mecánico son los diferentes métodos de posicionamiento .
El principio de funcionamiento del mouse óptico es: hay un diodo emisor de luz dentro del mouse óptico, y la luz emitida por el diodo emisor de luz ilumina la superficie inferior del mouse óptico (es por eso la parte inferior del ratón siempre brilla). Luego, una parte de la luz reflejada desde la superficie inferior del ratón óptico pasa a través de un conjunto de lentes ópticas y se transmite a un dispositivo sensor de luz (microgenerador de imágenes) para obtener imágenes. De esta forma, cuando el ratón óptico se mueva, su trayectoria de movimiento quedará registrada como un conjunto de imágenes coherentes tomadas a alta velocidad. Finalmente, se utiliza un chip especial de análisis de imágenes (DSP, microprocesador digital) dentro del mouse óptico para analizar y procesar una serie de imágenes tomadas en la trayectoria en movimiento. Al analizar los cambios en la posición de los puntos característicos en estas imágenes, el mouse. Se juzga la dirección del movimiento y la distancia del movimiento para completar el posicionamiento del cursor.
El principio del ratón óptico de segunda generación es realmente muy sencillo: utiliza una tecnología de fotoojo, es decir, tecnología fotoeléctrica digital, que utiliza rayos infrarrojos para iluminar la superficie del objeto donde se encuentra el ratón. , y luego a intervalos regulares Simplemente tome una instantánea (unos pocos milisegundos) y luego analice y procese las características de las dos imágenes para determinar la dirección del movimiento y el valor de las coordenadas. Dado que es necesario escanear la imagen para determinar el desplazamiento del mouse, la frecuencia de este escaneo se ha convertido en un parámetro importante para medir el mouse óptico. Este mouse Flying Fox utiliza el exclusivo "sistema de posicionamiento microóptico" de BenQ, que puede emitir 1.500 señales fotosensibles por segundo para escanear la superficie de un objeto. Después de obtener la imagen, utiliza un procesador de señal digital DSP para comparar cada dirección de movimiento sutil. el ratón. Las distancias se devuelven de forma rápida y precisa. Flying Fox también tiene una resolución de hasta 800 DPI, lo que hace que el posicionamiento del cursor sea más preciso. El sensor de alta velocidad también puede evitar la fluctuación del puntero y el movimiento irregular, mejorando la precisión de la puntería. Seamos útiles en diversos entornos operativos.
El sensor óptico del ratón escanea la superficie sobre la que se coloca el ratón y captura imágenes a una frecuencia de 1500 veces/segundo para compararlas y determinar la posición del ratón. El número de escaneos del chip óptico utilizado por los ratones ópticos tradicionales es generalmente de 1.500 veces por segundo (el llamado número de escaneos, es decir, el número de imágenes recopiladas y procesadas por el chip de posicionamiento óptico por segundo), y solo puede rastrear una velocidad máxima de movimiento de 14 a 18 pulgadas por segundo. Si la velocidad de movimiento del mouse excede este rango, es posible que el cursor no se coloque con precisión. Cuando los usuarios usan computadoras, la velocidad de movimiento del mouse puede alcanzar hasta 30 pulgadas/segundo, especialmente en juegos FPS como CS, esto causará el problema de que el mouse pierda repentinamente el control como se mencionó anteriormente.
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Parámetros técnicos
CPI
El principio de imagen del motor óptico es en realidad microfotografía, y su nivel de CPI es Equivalente a una claridad magnificada de los detalles fotográficos. Solo depende del aumento del componente óptico. La resolución generalmente se expresa en DPI (puntos por pulgada), que puede medir la precisión del mouse. La mayoría de los ratones ópticos del mercado tienen 400 CPI.
Frecuencia de muestreo
Este es un parámetro técnico único del mouse óptico. Representa el número de veces que el sensor CMOS "dispara" la superficie de muestreo por segundo y la potencia de procesamiento correspondiente. el chip DSP por segundo.
Número de píxeles CMOS
Es necesario asegurarse de que al mover el mouse a alta velocidad, dos muestras consecutivas no tendrán el mismo punto de muestreo. Además de acelerar la frecuencia de escaneo, también se puede aumentar el tamaño del CMOS. A medida que aumenta el número de píxeles del CMOS, por supuesto, se pueden utilizar más puntos característicos. Mejora el reconocimiento del mouse de superficies finas y repetitivas.
Capacidad de procesamiento de píxeles
El tamaño del CMOS y la capacidad de procesamiento DSP se combinan en "capacidad de procesamiento de píxeles". Este indicador representa el rendimiento informático del muestreo completo del motor óptico.
Velocidad máxima y aceleración máxima
La combinación de capacidades de procesamiento de píxeles con parámetros CPI puede derivar dos parámetros: velocidad máxima y aceleración máxima. Cuando una mano humana usa un mouse, la velocidad máxima de movimiento es de aproximadamente 30 pulgadas/pulgada. . segundos, que es la aceleración máxima que el ratón puede alcanzar mediante cálculos DSP garantizando la precisión
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Principales fabricantes
Logitech
Logitech era originalmente un fabricante OEM. La mayoría de los fabricantes de PC más grandes del mundo son clientes OEM de Logitech. Los estándares de control de calidad de Logitech se utilizan para producir productos en masa y brindar servicios de logística y distribución global en el sector minorista. En el campo, a medida que más y más consumidores agregan periféricos personalizados y potentes a sus PC y obtienen más libertad de uso a través de computadoras de escritorio inalámbricas, las tendencias actuales de los consumidores han mejorado enormemente, lo que ha promovido la diversificación y la amplitud de los productos de Logitech. para nuevas aplicaciones o propósitos específicos como juegos, multimedia o comunicación audiovisual en línea. Además, el negocio minorista de Logitech se extiende más allá de los productos basados en PC, los periféricos personales de la plataforma incluyen consolas de juegos, reproductores de música portátiles, teléfonos móviles y sistemas de entretenimiento doméstico. Las líneas de productos incluyen teclados, cámaras web, auriculares, parlantes, audífonos, controladores de juegos y controles remotos. El 15 de marzo, el gigante de periféricos de renombre internacional Logitech anunció que adquiriría Ultimate Ears por 34 millones de dólares. Shuangfeiyan
Shuangfeiyan, una conocida marca nacional de periféricos, existe desde su nacimiento en 1987. Hemos cooperado plenamente con A4TECH de Taiwán, hemos realizado pruebas de producción totalmente de acuerdo con los estándares internacionales de control de calidad y hemos establecido un completo sistema de gestión de producción y calidad, y aprobó la certificación del sistema ISO9001 por parte del TUV de Alemania.
Los principales productos incluyen ratones, teclados, cámaras, parlantes, chasis, auriculares, etc.
Shuangfeiyan, una conocida marca de periféricos nacionales, coopera plenamente con A4TECH de Taiwán, que nació en 1987 y se basa completamente en estándares internacionales. Realizamos pruebas de producción de acuerdo con los estándares de control de calidad, establecimos un sistema completo de gestión de producción y calidad y aprobamos las pruebas. Certificación del sistema ISO9001 por parte del TUV alemán.
rapoo, los expertos en tecnología inalámbrica se comprometen a proporcionar productos periféricos de computadora de alto rendimiento y alta calidad a los usuarios de PC de todo el mundo. Rapoo ya había llevado a cabo investigaciones y desarrollo de productos de tecnología periférica inalámbrica profesional: en agosto de 1996, desarrolló con éxito un mouse inalámbrico de radiofrecuencia y obtuvo una patente en 2001, el primer mouse inalámbrico fotoeléctrico del mundo con detección de ahorro de energía; mode nació en Rapoo Studio. Era el mouse inalámbrico fotoeléctrico que consumía energía más pequeño del mundo en ese momento; desde 2005, Rapoo ha lanzado la tecnología inalámbrica de tercera generación, la serie de mouse multimedia láser inalámbrico, que integra tecnología inalámbrica 2.4G. Tecnología, centro de control multimedia y otras funciones, ha nacido desde entonces. Ha obtenido múltiples patentes y se le conoce como la nueva generación de mouse inalámbrico. Con su fuerte fortaleza en investigación y desarrollo, los productos Rapoo causaron un gran revuelo en anteriores ferias de electrónica Cebit en Hannover y CES en los Estados Unidos, y ganaron elogios de la industria.
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[Apéndice: Varios problemas en el uso de ratones ópticos]
Todo el mundo suele encontrar lo siguiente cuando utiliza un ratón óptico Problema: El ratón no puede funcionar correctamente en superficies lisas como vidrio, metal o superficies de ciertos colores especiales. El cursor está estancado, tembloroso, a la deriva o no responde, o incluso el cursor se pierde. Estos dos problemas no se pueden resolver por completo hasta ahora. esto sucede? La razón fundamental radica en las limitaciones del principio innato del ratón óptico. Quizás deseemos realizar más análisis sobre esto.
Sabemos que el motor óptico del mouse óptico determina la dirección del cursor al recibir imágenes de retroalimentación. Si la superficie en movimiento es demasiado suave, es posible que no pueda generar suficiente luz de reflexión difusa, por lo que el motor óptico del mouse óptico determina la dirección del cursor al recibir imágenes de retroalimentación. Si la superficie en movimiento es demasiado suave, es posible que no pueda generar suficiente luz de reflexión difusa. Reflexión recibida por el sensor La intensidad de la luz es muy débil, lo que imposibilita que el chip de posicionamiento la determine, lo que provoca que el mouse funcione de manera anormal. Sin embargo, las alfombrillas de vidrio y las alfombrillas de metal que se encuentran actualmente en el mercado no tienen superficies lisas, sino que están esmeriladas. Las condiciones de emisión difusa son buenas, pero todavía hay muchos productos de mouse óptico que no pueden funcionar con ellas.
Esto implica otra razón. Sabemos que el chip de posicionamiento determina la información de posición del cursor comparando las diferencias en los puntos característicos en matrices de imágenes adyacentes, y las superficies esmeriladas de algunas alfombrillas de ratón de vidrio y de metal son bastante finas. Muy consistente Si se trata de un ratón óptico tradicional, se puede mover rápida y fácilmente, pero no es el caso de los ratones ópticos. La superficie altamente consistente hace que la diferencia entre los diferentes puntos característicos sea demasiado pequeña. El sensor no puede reflejar la diferencia después de convertirla en una señal digital. Naturalmente, al chip de posicionamiento le resulta difícil realizar el procesamiento de comparación, lo que da como resultado un resultado donde la diferencia entre puntos característicos es demasiado pequeña. El mouse está perdido. Naturalmente, no puede esperar que pueda hacerlo. Está funcionando normalmente. Sin embargo, los fabricantes de sensores pueden paliar este problema aumentando el tamaño del fotorreceptor CMOS. Cuanto mayor sea el tamaño del fotorreceptor, mayor será la precisión de la resolución de la imagen capturada. Cuanto mayor sea el número de puntos característicos, más puntos característicos podrá comparar el chip de posicionamiento, de modo que se puedan realizar juicios más precisos. Por supuesto, el aumento del tamaño del sensor significa que es necesario procesar más información y al mismo tiempo debe mejorarse la potencia de cálculo del chip de posicionamiento. El representante actual de este tipo de solución técnica es el "motor de posicionamiento óptico MX" de Agilent Technology. La especificación del sensor de un mouse normal es de 22 × 22 píxeles, mientras que el "motor de posicionamiento óptico MX" aumenta a 30 × 30 píxeles, que puede ingerir. más información El volumen aumentó en un 80%.
La respuesta al problema del ratón óptico que no funciona correctamente en determinadas superficies coloreadas (también conocido como "daltonismo") es similar a la anterior. El motor óptico logra el posicionamiento del cursor capturando imágenes y comparando las diferencias. Para capturar imágenes, se requiere que el sensor capture la luz reflejada con una cierta intensidad y una reflexión difusa uniforme. Sin embargo, la mayoría de los sensores sólo pueden detectar ciertas longitudes de onda de luz de color y son incapaces de detectar luz de color en otras bandas de longitud de onda. Si la superficie de la alfombrilla del mouse es capaz de absorber una gran cantidad de luz de color que el sensor puede detectar, lo que resulta en una intensidad insuficiente de la luz de color reflejada y el sensor no puede detectar de manera efectiva, naturalmente será imposible calcular la posición específica del cursor. Sin embargo, el "daltonismo" no es un defecto. Los usuarios sólo necesitan elegir una alfombrilla de ratón con un color adecuado. Si los fabricantes de ratones trabajan duro para resolver este problema, me temo que costará mucho.