光电鼠标工作原理 物理

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1、光电鼠标基础知识浅解——普通物理课外作业班级：10-生物技术姓名：李向阳学号：201006040063光电鼠标基础知识浅解互联网的普及空前地打破了空间、时间的界限，小小鼠标，大大世界，点击之间，精彩萦绕你眼前。使用最广泛的鼠标有机械鼠标和光电鼠标，与传统的机械式鼠标相比，光电鼠标具有定位准确、移动流畅且不易脏污等优势，受到越来越多用户的认可。随着光电鼠标价格的不断下跌，取代机械式鼠标而成为市场主流的趋势已不可阻挡。机械鼠标光电鼠标光电鼠标的工作原理光电鼠标定位的工作流程大致为：发光二极管照亮采样表面，对比度强烈的待采样影像通过透镜在CMOS（ComplementaryMetalOxideSem

2、iconductor---互补金属氧化物半导体，电压控制的一种放大器件。是组成CMOS数字集成电路的基本单元，CMOS制造工艺也被应用于制作数码影像器材的感光元件）上成像，CMOS将光学影像转化为矩阵电信号传输给DSP（digitalsingnalprocessor---数字信号处理器。其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号，再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式）。当鼠标移动时，DSP则将此影像信号与存储的上一采样周期的影像进行比较分析，然后发送一个位移距离信号到接口电路。接口电路对由DSP发来的位移信号进行整合处理，而已传入计算

3、机内部的位移信号再经过驱动程序的进一步处理，最终在系统中形成光标的位移。光电鼠标的参数　　分辨率　　光电鼠标的分辨率通常用CPI(CountPerInch:每英寸的测量次数)来表示，CPI越高，越利于反映用户的微小操作。而且在鼠标光标移动相同逻辑距离时，分辨率高的需要移动的物理距离则要短。拿一款800CPI的光电鼠标来说，当使用者将鼠标移动1英寸时，其光学传感器就会接收到反馈回来的800个不同的坐标点，鼠标箭头同时会在屏幕上移动800个像素点。反过来，鼠标箭头在屏幕上移动一个像素点，就需要鼠标物理移动1/800英寸的距离。所以，CPI高的鼠标更适合在高分辨率的屏幕下使用。光学机械鼠标的分辨率多

4、为200～400CPI，而光电鼠标的分辨率通常在400～800CPI之间。　　除CPI以外，DPI(DotsPerInch:每英寸像素数)也常被人用来形容光电鼠标的分辨率。由于光电鼠标的分辨率反映了一个动态过程，所以用CPI来形容更恰当些。但无论是CPI还是DPI，描述的都是光电鼠标的分辨率，不存在性能差别。　　刷新频率　　光电鼠标的刷新频率也被称为扫描频率或者帧速率，它反映了光学传感器内部的DSP对CMOS每秒钟可拍摄图像的处理能力。在鼠标移动时，光学传感器中的数字处理器通过对比所“拍摄”相邻照片间的差异，从而确定鼠标的具体位移。但当光电鼠标在高速运动时，可能会出现相邻两次拍摄的图像中没有明

5、显参照物的情况。那么，光电鼠标势必无法完成正确定位，也就会出现我们常说的“跳帧”现象了。而提高光电鼠标的刷新频率就加大了光学传感器的拍摄速度，也就减少了没有相同参考物的几率，达到了减少跳帧的目的。　　像素处理能力　　虽然分辨率和刷新率都是光电鼠标重要的技术指标，但它们并不能客观反映光电鼠标的性能，所以罗技（罗技是全球著名的电脑周边设备供应商）提出了像素处理能力这个指标，并规定：像素处理能力＝CMO晶阵像素数×刷新频率。根据光电鼠标的定位原理我们知道，光学传感器会将CMOS拍摄的图像进行光学放大后再投射到CMOS晶阵上形成帧，所以在光学放大率一定的情况下，增加了CMOS晶阵像素数，也就可增大实际

6、拍摄图像的面积。而拍摄面积越大，每帧图像上的细节也就越清晰，参考物也就越明显，和提高刷新率一样，也可减少跳帧的几率。不过，需要注意的是，大多数情况下，厂商不会公布鼠标的CMOS尺寸，其大小从15x15到30x30像素（Pixel）不等。光电鼠标的内部构成　　从功能实现角度看，光电鼠标主要由发光二极管、固定夹、光学透镜、光学传感器、接口控制器芯片以及微动开关6部分元器件组成。光电鼠标的PCB基板(PrintedCircuieBoard线路板的简称)　　发光二极管　　发光二极管相当于光电鼠标的光源，其主要任务是满足光学传感器的拍摄需要，将所要拍摄的“路况”照亮。除此以外，发光二极管还被用来满足光电

7、式的滚轮的需要。这里所说的滚轮是我们常用来翻动网页的鼠标中键，不要误认为是机械鼠标底部的轨迹球。　　为光学传感器服务的发光二极管在鼠标“尾部”，会被固定夹遮盖起来；而为光电式滚轮服务的发光二极管则在鼠标“头部”，也就是滚轮位置附近。所以，虽然光电鼠标内部可能拥有不止一个发光二级管，但分辨起来并不难。　　大多数的光电鼠标在使用时发红光，是因为红色高亮度的发光二极管问世最早，无论是技术还是产业化都最成