光電鼠標(biāo)原理及維修

光電鼠標(biāo)與機(jī)械式鼠標(biāo)最大的不同之處在于其定位方式不同。光電鼠標(biāo)的工作原理是：在光電鼠標(biāo) 內(nèi)部有一個(gè)發(fā)光二極管，通過該發(fā)光二極管發(fā)出的光線，照亮光電鼠標(biāo)底部表面（這就是為什么鼠 標(biāo)底部總會發(fā)光的原因）。然后將光電鼠標(biāo)底部表面反射回的一部分光線，經(jīng)過一組光學(xué)透鏡，傳 輸?shù)揭粋€(gè)光感應(yīng)器件（微成像器）內(nèi)成像。這樣，當(dāng)光電鼠標(biāo)移動時(shí)，其移動軌跡便會被記錄為一 組高速拍攝的連貫圖像。最后利用光電鼠標(biāo)內(nèi)部的一塊專用圖像分析芯片（DSP，即數(shù)字微處理器） 對移動軌跡上攝取的一系列圖像進(jìn)行分析處理，通過對這些圖像上特征點(diǎn)位置的變化進(jìn)行分析，來 判斷鼠標(biāo)的移動方向和移動距離，從而完成光標(biāo)的定位。光電鼠標(biāo)通常由以下部分組成：光學(xué)感應(yīng) 器、光學(xué)透鏡、發(fā)光二極管、接口微處理器、輕觸式按鍵、滾輪、連線、PS/2 或 USB 接口、外殼 等。下面分別進(jìn)行介紹：

第一部分：光學(xué)感應(yīng)器
光學(xué)感應(yīng)器是光電鼠標(biāo)的核心，目前能夠生產(chǎn)光學(xué)感應(yīng)器的廠家只有安捷倫、微軟和羅技 三家公司。其中，安捷倫公司的光學(xué)感應(yīng)器使用十分廣泛，除了微軟的全部和羅技的部分光電鼠標(biāo) 之外，其他的光電鼠標(biāo)基本上都采用了安捷倫公司的光學(xué)感應(yīng)器。
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圖 1 光電鼠標(biāo)內(nèi)部的光學(xué)感應(yīng)器

安捷倫公司的光學(xué)感應(yīng)器主要由 CMOS 感光塊（低檔攝像頭上采用的感光元件）和 DSP 組 成。CMOS 感光塊負(fù)責(zé)采集、接收由鼠標(biāo)底部光學(xué)透鏡傳遞過來的光線（并同步成像），然后 CMOS 感光塊會將一幀幀生成的圖像交由其內(nèi)部的 DSP 進(jìn)行運(yùn)算和比較，通過圖像的比較，便可實(shí)現(xiàn)鼠 標(biāo)所在位置的定位工作。?????????????? 圖 3 是 H2000-A0214 光學(xué)感應(yīng)器的背面，從圖中我們可以看到， 芯片上有一個(gè)小孔，這個(gè)小孔用來接收由鼠部底部的光學(xué)透鏡傳送過來的圖像。?

圖 2 光學(xué)感應(yīng)器內(nèi)部的組成方式

圖 3 光學(xué)感應(yīng)器背面的小孔用來接收由鼠部底部的光學(xué)透鏡傳送過來的圖像。

第二部分：光電鼠標(biāo)的控制芯片
控制芯片負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)光電鼠標(biāo)中各元器件的工作，并與外部電路進(jìn)行溝通（橋接） 及各種信號的傳送和收取。我們可以將其理解成是光電鼠標(biāo)中的“管家婆”。圖 4 是羅技公司的 CP5919AM 控制芯片，它可以配合安捷倫的 H2000-A0214 光學(xué)感應(yīng)元件，實(shí)現(xiàn)與主板 USB 接口 之間的橋接。當(dāng)然，它也具備了一塊控制芯片所應(yīng)該具備的控制、傳輸、協(xié)調(diào)等功能。這里有一個(gè) 非常重要的概念大家應(yīng)該知道，就是 dpi 對鼠標(biāo)定位的影響。dpi 是它用來衡量鼠標(biāo)每移動一英寸 所能檢測出的點(diǎn)數(shù)，dpi 越小，用來定位的點(diǎn)數(shù)就越少，定位精度就低；dpi 越大，用來定位點(diǎn)數(shù)就 多，定位精度就高。通常情況下，傳統(tǒng)機(jī)械式鼠標(biāo)的掃描精度都在 200dpi 以下，而光電鼠標(biāo)則能 達(dá)到 400 甚至 800dpi，這就是為什么光電鼠標(biāo)在定位精度上能夠輕松超過機(jī)械式鼠標(biāo)的主要原因。

圖 4 羅技公司的 CP5919AM 控制芯片

第三部分：光學(xué)透鏡組件
光學(xué)透鏡組件被放在光電鼠標(biāo)的底部位置，從圖 5 中可以清楚地看到，光學(xué) 透鏡組件由一個(gè)棱光鏡和一個(gè)圓形透鏡組成

圖 5 光學(xué)透鏡組件由一個(gè)棱光鏡和一個(gè)透鏡組成

其中，棱光鏡負(fù)責(zé)將發(fā)光二極管發(fā)出的光線傳送至鼠標(biāo)的底部，并予以照亮。圓形透鏡則相當(dāng)于一 臺攝像機(jī)的鏡頭，這個(gè)鏡頭負(fù)責(zé)將已經(jīng)被照亮的鼠標(biāo)底部圖像傳送至光學(xué)感應(yīng)器底部的小孔中。通 過觀看光電鼠標(biāo)的背面外殼，我們可以看出圓形透鏡很像一個(gè)攝像頭。

圖 6 光電鼠標(biāo)的背面外上的殼圓形透鏡很像一個(gè)攝像頭

第四部分：發(fā)光二極管
光學(xué)感應(yīng)器要對缺少光線的鼠標(biāo)底部進(jìn)行連續(xù)的“攝像”，自然少不了“攝影燈”的 支援。否則，從鼠標(biāo)底部攝到的圖像將是一片黑暗，黑暗的圖像無法進(jìn)行比較，當(dāng)然更無法進(jìn)行光 學(xué)定位了。
當(dāng)我們卸下翻頁滾輪之后，可以看到滾輪位置上，“藏”有一對光電“發(fā)射/接收”裝置（如圖 7）。 “滾輪”上帶有柵格，由于柵格能夠間隔的“阻斷”這對光電“發(fā)射/接收”裝置的光路，這樣便能產(chǎn)生翻 頁脈沖信號，此脈沖信號經(jīng)過控制芯片傳送給 Windows 操作系統(tǒng)，便可以產(chǎn)生翻頁動作了。


圖?7 光電“發(fā)射/接收”裝置

除了以上這些，光電鼠標(biāo)還包括些什么呢？它還包括連接線、PS/2 或 USB 接口、外殼 等。由于這幾個(gè)部分與機(jī)械式鼠標(biāo)沒有多大分別，不做詳細(xì)介紹.
看完這篇文章相信你對你的鼠標(biāo)了解了吧，如果壞了是不是可以動手維修了吧？

圖8 光電鼠標(biāo)內(nèi)部的發(fā)光二極管

通常，光電鼠標(biāo)采用的發(fā)光二極管（如圖8）是紅色的（也有部分是藍(lán)色的），且是高亮的（為了 獲得足夠的光照度）。發(fā)光二極管發(fā)出的紅色光線，一部分通過鼠標(biāo)底部的光學(xué)透鏡（即其中的棱 鏡）來照亮鼠標(biāo)底部；另一部分則直接傳到了光學(xué)感應(yīng)器的正面。一句話概括來說，發(fā)光二極管的 作用就是產(chǎn)生光電鼠標(biāo)工作時(shí)所需要的光源。鼠標(biāo)在移動的時(shí)候底部的發(fā)光二極管是高亮的，如果 鼠標(biāo)不動發(fā)光二極管是低亮，這一過程是靠其附近的一個(gè)三極管來實(shí)現(xiàn)的，如果發(fā)光二極管一直是 低亮，當(dāng)你移動鼠標(biāo)的時(shí)候沒有高亮，也就是鼠標(biāo)移動而指針不動，其他的各個(gè)按鍵都可以使用， 說明你的鼠標(biāo)的這個(gè)三極管燒了，這種現(xiàn)象很多，一般都是這個(gè)壞了，你可以動手自己更換一個(gè)同 等型號的換上。

第五部分：輕觸式按鍵
沒有按鍵的鼠標(biāo)是不敢想象的，因而再普通的光電鼠標(biāo)上至少也會有兩個(gè)輕觸式按鍵。方正光 電鼠標(biāo)的 PCB 上共焊有三個(gè)輕觸式按鍵（圖 9）。除了左鍵、右鍵之外，中鍵被賦給了翻頁滾輪。 高級的鼠標(biāo)通常帶有 X、Y 兩個(gè)翻頁滾輪，而大多數(shù)光電鼠標(biāo)還是像這個(gè)方正光電鼠標(biāo)一樣，僅帶 了一個(gè)翻頁滾輪。翻頁滾輪上、下滾動時(shí)，會使正在觀看的“文檔”或“網(wǎng)頁”上下滾動。而當(dāng)滾輪按 下時(shí)，則會使 PCB 上的“中鍵”產(chǎn)生作用。注意：“中鍵”產(chǎn)生的動作，可由用戶根據(jù)自己的需要進(jìn)行 定義。
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圖?9 方正光電鼠標(biāo)的 PCB 上共焊有三個(gè)輕觸式按鍵