鼠标工作原理动画图（一篇关于鼠标工作原理的科普）

本文转载自中科院半导体所，作者Thursday，谢谢。

先睹为快！

图片来源：https://post.smzdm.com/p/728367/

从事游戏业余爱好者这么多年，小编一直秉承着一个原则：输技术但是不能输装备，也许就是一直秉持着这个原则的原因，虽然游戏装备没少买，但是游戏一直打的差强人意。说起游戏来，我们少不了聊到鼠标。玩家通过鼠标的精确控制对游戏里敌人进行有效的快速打击。那我们了解鼠标的发展历史和工作原理吗？

简单的说鼠标就是一种计算机输入设备，它可以对当前屏幕上的游标进行定位，并通过按键和滚轮设备对游标所经过位置的屏幕元素进行操作。

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你见过这些鼠标前辈吗？

谈起鼠标的前辈，我们可以按年代给他们分以下类：主要是机械类和光电类，而光电类又有早期和现代之分。

最早的机械鼠标

鼠标最早的原型是一种叫做“轨迹球”的定点设备。

20世纪50年代的轨迹球

最早的鼠标

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2

不说原理的小编，就是耍流氓？

机械鼠标主要是由滚球、辊柱和光栅信号传感器组成的。它是通过移动鼠标，带动胶球，胶球滚动又磨擦鼠标内分管水平和垂直两个方向的栅轮滚轴，驱动栅轮转动。栅轮轮沿为格栅状。紧靠栅轮格栅两侧，一侧是一红外发光管，另一侧是红外接收组件。红外接收组件为一三端器件，其中包含甲乙两个红外接收管。在水平和垂直栅轮夹角正对方向有一压紧轮，它使胶球无论向何方向滚动都始终压紧在两个栅轮轴上。

光电机械鼠标工作原理 1：移动鼠标带动滚球。2：X方向和Y方转杆传递鼠标移动。3：旋转编码器的光电刻度盘。4：晶体管发射红外线可穿过刻度盘的小孔。5：光电传感器接收红外线并转换为平面移动速度。

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机械鼠标内部构造

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鼠标内控制芯片通过此脉冲相位差判知水平或垂直栅轮的转动方向，通过此脉冲的频率判知栅轮的转动速度，并不断通过数据线向主机传送鼠标移动信息，主机通过处理使屏幕上的光标同鼠标同步移动。

显而易见，这种机械鼠标的精度受到了桌面光洁度、采样精度等多方面因素的制约，因此并不适合在高速移动或者大型游戏中使用。

3

光电鼠标？OR 激光鼠标？

不知道Faker大魔王用着古老的机械鼠标，还还能不能打出那么多“秀”操作。也正是人们对体验的追求，基于光学的鼠标也应运而生。

英雄联盟最伟大选手Faker

图片来源：https://www.bilibili.com/video/av49779642/

光电鼠标先秀

光电鼠标（也叫“光学鼠标”）通过发光二极管和光电二极管来检测鼠标对于一个表面的相对运动，它不像机械鼠标一样通过鼠标球的旋转驱动两个互相垂直的轴的转动来获得鼠标移动的位置。

采用了红色LED光来投射的光学鼠标

图片来源：维基百科

光电鼠标定位原理

图片来源：互动百科

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上成像，CMOS将光学影像转化为矩阵电信号传输给DSP。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。

最早的光电鼠标需要使用预先印制的鼠标垫表面上才能检测到鼠标的运动，而现在的光电鼠标如果在透明的表面上工作，就不能检测到鼠标的运动，如玻璃镜面。激光二极管可以使之达到更好的分辨率和精度。使用电池供电的无线光电鼠标通过间歇性闪烁光学组件以节省电力，只有检测到运动时，发光二极管才会稳定地亮起。

激光鼠标，轮到你了

激光鼠标其实也是光电鼠标，只不过是用激光代替了普通的LED光．好处是可以通过更多的表面，因为激光是相干光，几乎单一的波长，即使经过长距离的传播依然能保持其强度和波形；而LED 光则是非相干光。

图片来源：中关村在线

END

探索访谈

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