Устройство и принцип работы оптической мыши

1. Устройство и принцип работы оптической мыши

Попов Артём , Ларионов Игорь

2. Введение

• Компьютерная мышь — это устройство
ввода, предназначенное для управления
курсором на экране. Сначала были
механические мыши с шариком, затем
появились оптические и лазерные мыши.

3. Что такое оптическая мышь

• Оптическая мышь — это тип компьютерной
мыши, использующий свет и камеру для
отслеживания движения по поверхности. В
отличие от механических, у неё нет
подвижных частей для считывания
движения.

4. История происхождения

История происхождения оптической мыши связана с несколькими
изобретателями, которые в начале 80-х годов разработали разные
модели устройства:
Стивен Кирш из Массачусетского технологического института и Mouse
Systems Corporation. Его мышь использовала инфракрасный светодиод и
четырёхквадрантный инфракрасный датчик для обнаружения линий
сетки, напечатанных поглощающими инфракрасное излучение
чернилами на специальной металлической поверхности.
Ричард Ф. Лайон из Xerox. Его устройство применяло 16-пиксельный
датчик изображения в видимом свете со встроенным детектором
движения и отслеживало движение светлых точек в тёмном поле
печатной бумаги или аналогичного коврика для мыши.
Независимая от поверхности конструкция оптической мыши с
когерентным излучением была запатентована Стивеном Б. Джексоном в
Xerox в 1988 году. Однако изобретения Xerox никогда не использовались
массово в коммерческих целях, и оптические мыши оставались
недоступными на рынке персональных компьютеров.
Первая оптическая мышь, которую можно было использовать без
специальных ковриков, была выпущена компанией Microsoft в 1999 году.
В этих мышах использовалась технология, разработанная HewlettPackard в рамках их дочерней компании Agilent Technologies.

5.

Независимая от поверхности конструкция оптической мыши с когерентным
излучением была запатентована Стивеном Б. Джексоном в Xerox в 1988 году.
Однако изобретения Xerox никогда не использовались массово в
коммерческих целях, и оптические мыши оставались недоступными на рынке
персональных компьютеров.
Первая оптическая мышь, которую можно было использовать без
специальных ковриков, была выпущена компанией Microsoft в 1999 году. В
этих мышах использовалась технология, разработанная Hewlett-Packard в
рамках их дочерней компании Agilent Technologies.

6. Принцип работы

• Принцип работы оптической мыши заключается в анализе
снимков поверхности.
• Сначала светодиод светит на поверхность стола (или
коврика). Свет отражается от поверхности и попадает в
датчик.
• Датчик делает снимки (до 1500 снимков в секунду). Каждый
снимок — это крошечная картинка, на которой видно текстуру
поверхности (например, узоры на коврике или царапины на
столе).
• Микропроцессор мыши сравнивает снимки друг с другом.
Если мышь двигается, то картинки немного отличаются.
Например, если двигать мышь вправо, то узоры на снимках
смещаются влево. Микропроцессор понимает это и
вычисляет, в какую сторону и как быстро движется мышь.
• После того как микропроцессор обработал информацию, он
отправляет её в компьютер. Компьютер получает сигналы и
двигает курсор на экране в соответствии с движением мыши.

7. Основные компоненты оптической мыши

• Светодиод
• Линза
• Матрица (камера)
• Микропроцессор
• USB или Bluetooth-модуль

8. Светодиод

• Светодиод освещает поверхность под
мышью. Чаще всего используется красный
свет, так как он хорошо отражается от
большинства поверхностей и легко
обрабатывается.

9. Линза

• Линза собирает отражённый от
поверхности свет и направляет его на
матрицу. Без линзы изображение было бы
размытым и неинформативным.

10. Матрица

• Матрица — это миниатюрная камера,
делающая до 1500 кадров в секунду. Она
передаёт изображения микроконтроллеру
для анализа.

11. Микроконтроллер

• Микроконтроллер сравнивает
последовательные кадры, определяя, в
каком направлении и насколько
переместилась мышь. Затем он передаёт
данные на компьютер.

12. Связь с компьютером

• После обработки данных микроконтроллер
отправляет информацию о движении в
компьютер по USB-кабелю или через
Bluetooth.

13. Физика: отражение света

• Свет отражается от поверхности под
мышью. Угол падения равен углу
отражения — это помогает точно направить
отражённый свет на матрицу.

14. Фотоэлектрический эффект

• Матрица работает за счёт
фотоэлектрического эффекта —
преобразует свет в электрический сигнал,
который затем интерпретируется как
изображение.

15. Сравнение изображений

• Процесс называется корреляцией —
микроконтроллер находит различия между
двумя кадрами, чтобы понять направление
движения.

16. Преимущества и недостатки

• Преимущества:
• - Нет движущихся частей
• - Высокая точность
• - Надёжность
• Недостатки:
• - Зависимость от поверхности
• - Иногда не работают на стекле

17. Заключение

• Оптическая мышь — это надёжное и точное
устройство ввода, использующее свет,
камеру и законы физики. Она стала
неотъемлемой частью нашей работы за
компьютером.