Для решения одной из задач мне потребовалось программно получать и обрабатывать изображения небольшого участка поверхности бумаги с очень близкого расстояния. Не получив достойного качества при использовании обычной USB камеры и уже на пол пути в магазин за электронным микроскопом, я вспомнил одну из лекций, на которой нам рассказывали как устроены различные девайсы, в том числе и компьютерная мышка.

Подготовка и немного теории

В подробности принципа работы современной оптической мыши я вдаваться не буду, очень подробно об этом написано вот тут (рекомендую прочитать для общего развития).

Погуглив информацию по этой теме и разобрав старую PS/2 мышку Logitech, я увидел знакомую по статьям из интернета картину.

Не очень сложная схема «мышей первого поколения», оптический сенсор по центру и чип интерфейса PS/2 чуть выше. Попавшийся мне оптический сенсор является аналогом «популярных» моделей ADNS2610/ADNS2620/PAN3101. Я думаю, они и их...

1 0

Оптические мыши: многообразие технологий

Сергей Асмаков

«Классическая» оптика

Лазер вместо светодиода

Лучше, чем лазер

«Синеглазые» мыши, версия Microsoft

В темном поле

Строго по вертикали

«Синеглазые» мыши, версия Genius

Заключение

В подавляющем большинстве ныне выпускаемых манипуляторов типа «мышь» используются оптические датчики регистрации перемещений. Однако не все они устроены одинаково: в настоящее время получили распространение несколько технологий, каждая из которых имеет свои особенности. Их мы и рассмотрим в данном обзоре.

Массовое внедрение оптических сенсоров в серийно выпускаемых моделях началось в конце 90-х годов и произвело поистине революционные изменения в сфере компьютерных манипуляторов. Поначалу оптические мыши были заметно дороже моделей с катающимся шариком и оптомеханическими датчиками, но, даже несмотря на это, новая конструкция быстро завоевала симпатии пользователей благодаря целому...

0 0

Оптические датчики для компьютерных мышей Avago Technologies

Avago Technologies - новое имя на мировом рынке полупроводниковых компонентов. Сегодня это крупнейшая в мире независимая частная полупроводниковая компания. Она образовалась в конце 2005 года. Тогда состоялась сделка по продаже подразделения полупроводниковых компонентов компании Agilent Technologies частным инвестиционным компаниям - Kohlberg Kravis Roberts & Co. и Silver Lake Partners. В 2005 финансовом году штат Avago Technologies насчитывал 6500 сотрудников, а чистый годовой доход компании составил $1,8 млрд.

Оптоэлектронные компоненты - это та область, где ранее Hewlett-Packard и Agilent Technologies были признанными лидерами. А теперь Avago по праву считается № 1 в мире по разработке и производству оптических сенсоров для компьютерных мышей, красных и янтарных светодиодов для электронных знаков и сигнальных табло, оптических датчиков-кодеров перемещения для струйных, лазерных и...

0 0

Схема

В простой компьютерной мышке имеется пара оптических датчиков, их можно применить в других целях. Такие же датчики используются например, чтобы определять положение какого то предмета, заперта ли дверь, или считывать количество оборотов вала. Самый оптимальный и удобный вариант, это использование уже готовой платы и микросхемы, особенно тогда, когда в системе нужно использование микроконтроллера, в них как правило уже есть входы поддержки интерфейса RS - 232. В случае если у вас нет такой возможности, то можете использовать схему, которая указана выше.

Этот датчик поделен на две части: принимающая (VD2) и передающая (VD1). Передающей является светодиод, который работает в ИК диапазоне, а принимающая часть, это пара фотодиодов в одном корпусе. Два - нужны для того, чтобы была возможность определять в какую сторону вращается колёсеко мышки (вверх или вниз).

R1 - даёт ток на светодиод. R2 нужен, чтобы преобразовывать ток...

0 0

Если у Вас сломалась компьютерная мышка, не спешите покупать новую. Вполне возможно, что Вы самостоятельно сможете починить поломку и устройство прослужит Вам ещё не один год.

К компьютеру можно подключить много различных устройств, однако, есть два, без которых работать с ним будет невозможно. Первое – это клавиатура, без которой ПК, чаще всего, даже не загрузится. Второе – мышка. Без неё компьютером, в принципе, можно управлять, но делать это с клавиатуры очень неудобно.

За всю историю развития компьютерной техники было изобретено и использовано огромное количество различных манипуляторов: трекпады, джойстики, тачпады и т.п. Однако, ничего проще и удобнее всем известной мышки пока не изобрели!

Мышка всем хороша, однако, со временем может, как и любая техника, ломаться... К счастью, стандартные мышки имеют довольно простую конструкцию и могут быть отремонтированы в домашних условиях даже людьми, далёкими от электроники! Если у Вас в последнее время стала...

0 0

Оптические мыши первого поколения

Оптические датчики призваны непосредственно отслеживать перемещение рабочей поверхности относительно мыши. Исключение механической составляющей обеспечивало более высокую надёжность и позволяло увеличить разрешающую способность детектора.

Первое поколение оптических датчиков было представлено различными схемами оптопарных датчиков с непрямой оптической связью - светоизлучающих и воспринимающих отражение от рабочей поверхности светочувствительных диодов. Такие датчики имели одно общее свойство - они требовали наличия на рабочей поверхности (мышином коврике) специальной штриховки (перпендикулярными или ромбовидными линиями) . В некоторых моделях мышей эти штриховки выполнялись красками, невидимыми в обычном свете (такие коврики даже могли иметь рисунок) .

Недостатками таких датчиков обычно называют:
необходимость использования специального коврика и невозможность его замены другим. Кроме всего прочего, коврики разных оптических...

0 0

Самый популярный компьютерный аксессуар в мире – это компьютерная мышка. Действительно, без нее точно не обойдется ни один настольный компьютер, довольно трудной и неудобной покажется работа на Вашем любимом лэптопе, а если Вы пользуетесь нетбуком, не снабженным сенсорным экраном, Вам просто не обойтись без компьютерной мыши! От начала «компьютерного века» люди приручили более 350 миллионов экземпляров во всем мире, – самых разных поколений. Начиналось все с оптико-механической мыши, внутри которой вращался металлический шарик, покрытый слоем резины. В условиях пользовательского плоскостолья она «обитала» исключительно на коврике и присоединялась к системному блоку выходом PS/2. При перемещении ее шарик мог цепляться только за шероховатую поверхность. Разумеется, ни о какой точности передачи движений речи быть не могло. Сегодня на смену им пришли настоящие беспроводные кибер-монстры с оптическим или лазерным детектором движения, высочайшей точностью перемещения и молниеносной...

0 0

Компьютерная мышь - пожалуй, самый массовый и распространенный компьютерный девайс. Со времени ее изобретения в 1963 году, конструкция манипуятора претерпела основательные технологические изменения. Уже забыты мыши с прямым приводом из двух перпендикулярных металлических колес. Ныне актуальны оптические и лазерные устройства. Какая компьютерная мышь лучше - лазерная или оптическая? Попробуем разобраться в различиях этих двух типов мышек.

Конструкция

Современный манипулятор-мышь имеет встроенную видеокамеру, которая с невероятной скоростью (более тысячи раз в секунду) делает снимки поверхности и передает информацию на свой процессор, который, сравнивая снимки, определяет координаты и величину смещения манипулятора. Чтобы снимки были качественнее, поверхность следует подсветить. Для этой цели используются разные технологии:

Оптическая мышь

В ней задействован светодиод, работа которого позволяет сенсору лучше принимать, а процессору быстрее...

0 0

15/03/2006 16:30

Очень часто летят оптические мыши.Если провода целые то дело ква.Вроде вся электроника в норме Может кто нибудь знает в чем дело?Тема интересная. MICHAIL

15/03/2006 16:34

Slav1969, а про устройство почитай чего-нить, вот тема и отпадет, как неактуальная.Стоимость новой мыши - 150 руб.И ты будешь за 50 р в ней копаться? vovsed

15/03/2006 19:42

У меня такая-же бодяга,встанет колом и не здвинеш. Odisee

15/03/2006 19:57

Куда и как они летят? И в каком количестве?

Иногда бывало что для оптики не хватало ps/2 питания, ноэто было на старых матерях типа виа694 и пр. (из личног опыта).

16/03/2006 10:19

Если шнурок впорядке, то ремонту обычно не подлежат! ...(где брать оптосборки?) ...проще купить новую! Konstantin

16/03/2006 10:36

И дешевле, чем з/ч + работа. Slayer

16/03/2006 10:52

Естессно... slav1969

16/03/2006 12:09

А если эти мышки летят пачками и про оптосборки...

0 0

10

Устройство компьютерной мыши

Устройство компьютерной мыши. Многие уже и представить не могут, как можно работать на компьютере без мышки. А ведь ещё недавно о компьютерной мыши и мечтать не могли. Зато те, кто работал на компьютере хорошо знали клавиатуру. А с приходом мышек многие даже не знают, как выйти из положения, если зависнет компьютер. А сейчас этих устройств такое разнообразие, что иногда не сразу и поймешь, что это компьютерная мышка. Но, несмотря на это, внутреннее устройство таких мышей мало чем отличается. Я не думаю, что кто-то задумывается о внутреннем устройстве компьютерной мышки, но для общего развития это все-таки надо знать.

Каково же устройство компьютерной мыши?

Компьютерная мышь представляет собой небольшую коробочку для ввода информации в компьютер, и легко умещающуюся в руке. Для манипуляции имеется как минимум две кнопки и колёсико прокрутки. Кто первый назвал её мышкой, сейчас уже не так важно.

Важно то, что это название хорошо...

0 0

11

«Кровавый грызун»: Обзор геймерской мышки Bloody T7

На обзор попала мышка для геймеров от компании A4Tech - Bloody T7.

Компания A4Tech специализируется на выпуске клавиатур и мышек, гарнитур, джойстиков, рулей, наушников и прочей компьютерной периферией. На обзор в редакцию bigmir)net пришла игровая мышка с кровавым названием - Bloody T7. Что она собой представляет - читай в нашем обзоре. И мы благодарим компанию A4Tech за предоставленную на тестирование мышку.

Игровая серия Bloody включает в себя 42 наименования. В серию входят как мышки, так и клавиатуры, гарнитуры и коврики. Отличительная особенность Bloody - «кровавый» дизайн. Все продукты серии имеют логотип в виде красного отпечатка ладони.

Характеристика

Сначала сухие цифры.

Тип сенсора: Оптический Разрешение DPI/CPI: 4000 Dpi Частота опроса: 1000 Гц Акселерация (максимальное ускорение): 23 G Количество кнопок: 9 Подсветка: Да Внутренняя память: 160 Кb ...

0 0

12

Чем отличается лазерная мышь от оптической мыши?

Компьютерные технологии стремительно развиваются. Инновационные процессы не прошли стороной и механические манипуляторы, привычно именуемые нами «мышь». Прошло то время, когда верхом дизайнерской мысли было присутствие третьей клавиши на шариковой мышке. Сейчас предлагается огромный выбор мышей различных размеров и окрасок, проводных и беспроводных, оптических и лазерных. Конечно, выбрать мышку, исходя из ее дизайна, не составит ни каких проблем, но вот объяснить разницу между оптической мышью и лазерной сможет далеко не каждый пользователь. Основным отличием для многих людей будет тот факт, что лазерные мыши более современные, а значит и лучшие. Это, конечно, не оспоримо, однако различия между ними гораздо существеннее.

Оптическая мышь представляет собой манипулятор, оснащенный очень маленькой видеокамерой. Она делает приблизительно тысячу фотоснимков за секунду. Эти данные, полученные с...

0 0

Если мышку двигать все быстрее и быстрее, то при некоторой скорости перемещения она начнет подвирать. Это может сопровождаться уменьшением чувствительности, увеличением нестабильности и хаотичности движения, другими "нехорошестями". Очень мне нравилась одна модель офисной мышки Logitech - при резком движении можно было оказаться смотрящем прямо в пол и при этом крутиться. Очень интересное положение в момент схватки на Flak"ах. Этот вопрос я рассмотрю на практическом тестировании реальных мышек, теоретизировать здесь особо не о чем.

Неустойчивость

Мышка, по своей природе, механическое устройство. А значит ей свойственна неустойчивость, жрожжание. Это небольшие хаотические (случайные) перемещения. Сам дефект бывает статическим и динамическим. Статический проявляется в том, что мышка оставляет неровный след при невысокой скорости перемещения. Другой дефект с той же причиной - самопроизвольное перемещение мышки. Природа дефекта в шуме картинки датчика перемещения. Способов лечения болезни много и все они в какой-то степени связаны с фильтрацией. Дефект самопроизвольного перемещения, который был свойственен мышкам ранних выпусков, вроде бы сейчас не проявляется. Это хорошо? Отнюдь.

реклама

Датчик перемещений всё равно выдает шум, а вот в контроллере мышки используют специальный алгоритм, который блокирует перемещение мышки при сверхнизкой скорости передвижения с задержкой выполнения. Задержка нужна для того, чтоб пользователь не получил остановки мыши, когда он сам начал ее двигать слишком уж медленно. Реализовать данный алгоритм можно по-разному, поэтому не удивляйтесь "странностям" новой мышки, когда не удается попасть в иконки - из-за задержки мышка начинает двигаться не с момента начала перемещения рукой. Причем, величина задержки может зависеть от скорости. В результате одновременно происходят два неприятных события разом - мышка "вдруг" скакнула и, если включена настройка в Windows "повышенная точность установки указателя", скачек будет особо резким. Дело в том, что "повышенная точность установки указателя" связана с динамическим ускорением. А если мышь "скакнула", то ей сразу ставится повышенная скорость. После "скачка" динамическое ускорение не видит изменений скорости мышки, поэтому динамическая скорость уменьшается.

На практике это выглядит так - вначале ничего, потом рывок, потом нормальное перемещение. Это происходит быстро и глазом не заметно, но отчетливо замечается рукой - работать с таким "подарком судьбы" не доставляет радости. Этот дефект хорошо заметен, если сразу после такой мышки взять в руки старую-старую светодиодную мышку и попробовать поработать на ней. По счастью, не каждый заметит такой дефект. Если так, то Вам повезло. Но есть и те, кто не сможет пользоваться мышками с такими "умными" алгоритмами. Коль скоро этот дефект плох для работы, то что говорить об использовании такой мышки в играх?

Динамическая неустойчивость имеет те же корни, что и у статическая - шумы изображения. Но к ним добавляются неравномерность поверхности, по которой движется мышь. С неравномерностью борются различными способами адаптации. Обычно этого добиваются управлением тока лазера и коэффициента усиления (яркостью) сигнала с матрицы. Но тут всё запутаннее и сложнее, банальной остановкой мыши не обойдешься, как это делается для устранения статической неустойчивости. Хотя пытаются - некоторые производители внедряют "улучшайзеры". Например, есть алгоритм выравнивания движения мышки, если она перемещается по прямой линии. Ну да, на тестах это будет красиво - раз и прямая линия без какого-либо мусора и дрожания. Раз то раз, а попробуйте этим чудом поиграть? "Мы думаем за Вас". Нет, спасибо, оставьте себе.

Немного поясню о связи шума и точности. Дело в том, что датчик видит поверхность не так, как человек. Во-первых, там инфракрасная, невидимая, подсветка. Во-вторых, эта подсветка лазерная, когерентная. В-третьих, размер окна порядка 0.7 мм, что очень мало. Любое "дуновение" и картинка меняется.

Хватит теории, приведу пример.

Возьмем кольцо и заставим его двигаться.

Движение видно отчетливо. А теперь сравним два соседних кадра:

В верхней части один кадр, в нижней следующий. Один сдвинут относительно другого на 1/4 пикселя. (Чтобы не прищуриваться, я увеличил картинку в 8 раз, сохранив формат разбиения матрицы датчика)

Ну ладно, Вы отчетливо видите разницу между верхней и нижней частью? Отчетливо?

А теперь добавим реальный шум. Чтобы не симулировать "непонятно что", приведу реальные снятые картинки.

При съемке мышка была четко зафиксирована, но программа управления в данной версии не умеет снимать больше одного снимка за раз, что может вызывать "взбрыкивание" яркости. Не обращайте внимание. Хотя, дело может быть и не в программе, вопрос не исследован.

Из этого пока можно сделать вывод, что незначительные смещения между соседними снимками трудно отождествляются датчиком. Обращаю внимание - именно датчиком. Контроллер мышки не имеет доступа картинке. Причина в шуме, который свойственен любой аналоговой аппаратуре. И тут стоит упомянуть другой параметр работы датчика - скорость съемки, частота кадров в секунду.

Frame Rate.

Frame rate - это частота снимков. Из сказанного выше следует, что надо так выбирать частоту снимков, чтоб между соседними кадрами было существенное изменение положения. С другой стороны, это изменение не должно быть слишком большим, иначе датчик не сможет понять, какой из кадров является опорным. Минимальная частота кадров 2000, максимальная чуть больше 7000. Разберемся с цифрами.

При низкой скорости перемещения, менее 1 см в секунду, и минимально допустимой частоте 2000 кадров/сек, получается смещение на изображении в 0.005 мм. Матрица датчика имеет 30*30 точек. При 0.005 мм и размере видимого окна 0.5 мм это составит 1/140 окна или 1/4 точки матрицы. Это как раз примерно то, что изображено выше на анимации симуляции движения кольца. А если мышку двигать еще медленнее? А ведь так и происходит, когда нужно сделать что-то очень точно - попасть или провести линию. Тут уже на 1 точку приходится далеко не 1/4, а гораздо меньше. А это означает, что вклад шумов растет. Уменьшать Frame Rate меньше 2000 нельзя, так сказал датчик. И что? ... да ничего хорошего, мышка будет дрожать.

С другой сторны, при повышенном Frame Rate сам контроллер может опрашивать датчик чаще и считанные значения усреднять. Это существенно уменьшает шум. Теория погрешностей говорит, что при проведении N замеров и их усреднении точность повышается пропорционально корню из N. Поэтому эффективно делать не слишком много замеров на усреднение - растет время, оно прямо пропорционально N, а вот точность уже почти не улучшается.

Современные мышки работают на интерфейсе USB, поэтому их квантование ответа выбирается из ряда 125-250-500-1000 отсчетов в секунду, что задает количество отсчетов усреднения в 16-8-4-2. Т.о., мышка на 125 Гц гораздо устойчивее 1000 Гц при прочих равных условиях. Поэтому вряд ли стоит гнаться за очень высокой скоростью интерфейса, выйдет боком. Точнее, уже выходит боком - заметно. Мышь нестабильна.

реклама

Контроллер лазерных мышек A4 X7 всегда считывает датчик с частотой 1000 раз в секунду. При минимальном частоте снимков в 2000 это уже означает потерю 50% информации, которую можно было-бы направить на усреднение. Альтернативный вариант - применить умную фильтрацию шума. Усреднеие и фильтрация имеют общие корни, но разную эффективность алгоритмов. При низкой скорости степень фильтрации должна быть больше (напоминаю - вредит слишком высокий минимальный Frame Rate), а при высоких скоростях его можно снизить. Кроме того, на высоких скоростях надо фильтровать динамическую нестабильность. Но "фильтровать", а не "исправлять за меня", как это принято в "улучшайзерах". Кстати, любой фильтр вносит задержку в получение отсчетов, поэтому и фильтрацию надо бы делать умно.

В старых офисных мышкам не было никакой фильтрации и "умничанья". И как же приятно ими играть.

Переключатель DPI

В лазерных мышках, особенно игровых, стали ставить переключатель DPI (точек на дюйм). Вообще-то это термин неверный и сейчас его вытесняет CPI (count - число на дюйм). Я буду использовать термин DPI там, где он явно указан в надписях или спецификации, хоть это и не совсем правильно.

Итак, что такое CPI? Это количество отсчетов (точек), которое будет выдано в Windows при перемещении на один дюйм (25.4 мм).

реклама

Чем больше CPI, тем, вроде бы, лучше мышка? Например, у А4 в серии Х7 лазерные мышки имеют по 2400-3600dpi. И это при том, что датчик не может выдать больше 2000 cpi. Нонсенс? ... но откуда же А4 берет такие цифры? Да ровно оттуда же, откуда их берет датчик перемещений. У него, после вычисления наиболее вероятного перемещения изображения на матрице, получается какое-то абстрактное число. Давайте предположим, что это число от 0 до 1. Датчик умножает его на установленное значение cpi и выдает в контроллер. (Хотя, тут наоборот, контроллер считывает информацию из датчика.) Что мешает контроллеру тоже умножить на произвольное число? Ап, и получили "крутую" мышку. Крутую - крутую, только фиговую. Из-за шума датчик может определять смещение картинки с какой-то ограниченной точностью.

Для датчика ADNS-6010 фирма Avago декларирует типичную точность 2300 cpi. Это означает, что при установке чувствительности выше 2300 ошибка датчика превысит единицу отсчета. В среднем. Для конкретно взятой мышки это число может меняться в некоторых пределах и зависеть от множества случайных факторов - состояние поверхности, четкость фиксации блока оптики, старение лазера, мутнение или запыленность оптики. Одно можно сказать более-менее достоверно - лучше 2300 cpi не будет.

Если в настройках мышки поставить маленькое разрешение, значительно меньше 2300 cpi, то мышка будет вести себя очень четко и предсказуемо, только кого порадует лазерная мышка с разрешением 600 cpi? Но и "3600" cpi приносит не больше радости.

Одна особенность настройки cpi, которой следуют мышки А4 серии Х7 - они ставят настройку датчика "от грани и выше". Т.е. для разрешений 400-799 ставится разрешение датчика 400, для 800-1599 на датчик ставится 800 и т.д. Поэтому, для избавления от ненужной экстраполяции рекомендуется ставить разрешения, свойственные аппаратным настройкам датчика - 400, 800, 1600, 2000 cpi.

На этом сегодня закончим. В следующей части материала вас ждет тестирование нескольких распространенных мышей. А завершит ее материал о сборке мыши с улучшенными характеристиками. Продолжение следует...

Так называемые "мышки" - неотъемлемая часть современного компьютера. С появлением новых, старые, еще работоспособные, но устаревшие морально, как правило, выбрасываются или пылятся без дела в кладовке. Однако им можно найти применение, практически не изменяя электронную начинку. Сделать это совсем несложно.

"КРАСНЫЙ ГЛАЗ" ВКЛЮЧАЕТ СВЕТ

Оригинальными включателями света сегодня никого не удивишь, однако представленный ниже - из оптической компьютерной мыши, на мой взгляд, необычен и удобен в городской квартире по нескольким причинам:

Во-первых, миниатюрная мышь хорошо входит в гнездо под штатный клавишный включатель на стене;
- во-вторых, не требуется непосредственного контакта с включателем - достаточно провести пальцем (или иным предметом) на расстоянии 1,5 см от "красного глаза" подсветки;
- в третьих, устройство изначально обладает эффектом триггера: один раз провел пальцем - свет загорелся, провел второй раз - выключился;
- предусмотрен и индикатор реагирования - при проводе пальцем у "подсветки", она загорается в три раза ярче.

К оптической компьютерной мыши добавляется простейший усилитель тока на транзисторе с исполнительным реле в коллекторной цепи с тем, чтобы сигналы от мыши управляли лампой освещения мощностью до 200 Вт (ограничены параметрами реле) - об этом ниже. Поскольку практически все компьютерные оптические мыши построены по одной схеме и принципу работы, рассмотрим одну из них - Defender Optical 1330, представленную на фото 1.

Фото 1. Вид оптической мыши Defender Optical 1330 со снятой крышкой корпуса

Фото 2. Печатная плата оптической мыши Defender Optical 1330 со стороны оптической линзы

Фото 3. Приемо-передатчик RX-9 комплекта беспроводной клавиатуры и манипулятора оптической мыши

Фото 4. Установка беспроводной мышки для охраны сейфа

Фото 5. Сирена KPS-4519 в качестве звуковой сигнализации

Основное устройство позиционирования координат - микросборка с обозначением U2 А2051В0323, совмещенная с фотоприемником (в одном корпусе). С вывода 6 данной микросборки на светодиод красного цвета постоянно поступают импульсы с частотой около 1 кГц, поэтому даже когда оптическая мышь находится без движения на столе, видна красная, едва мерцающая "подсветка". Однако значение ее не только подсвечивать место, занимаемое мышью - для красоты. Светодиод - это передатчик, а приемником служит сама микросборка со встроенным в ее корпус электронным узлом. Когда отраженные от любой поверхности световые сигналы достигают фотоприемника, уровень напряжения на выводе 6 U2 падает до нуля, и светодиод загорается в полную силу. Именно такую реакцию мы видим у мышки на компьютерном столе при попытке ее перемещения.

Время горения светодиода в полную силу составляет 1,3 с (если нет более продолжительных воздействий на мышь). Одна из главных деталей оптической мыши, как ни странно, не электроника, а пластмассовая линза, изогнутая под определенным радиусом (см. фото 2), без нее мышка "слепнет".

Устанавливать в стенную нишу под штатный выключатель мышку нужно в собранном корпусе, который надежно фиксирует оптическую линзу со стороны основания (подложки) мыши.

Когда на фотоприемник поступает отраженный от препятствия (вашего пальца, ладони) сигнал, на выводах 15 и 16 микросборки U1 НТ82М398А (и соответственно на выводах 4 и 5 микросборки U2) изменяется уровень логического сигнала на противоположный. Причем это не инверсные выводы, а независимые друг от друга. Изменение сигнала на них происходит в зависимости от вертикального или горизонтального перемещения мыши. Управляющий сигнал для исполнительного устройства (низкий уровень сменяется на высокий, вывод 15 U1 и вывод 4 U2) подключают к исполнительному устройству, к точке А.

Открывание транзистора и включение реле происходит при высоком логическом уровне в точке А. Диод VD1 защищает обмотку реле от бросков обратного тока. Резистор R1 ограничивает ток в базе транзистора. Реле может управлять не только лампой освещения, но и любой нагрузкой с током до 3 А. Источник питания - стабилизированный, с напряжением 5 В ±20%. Транзистор можно заменить на КТ603, КТ940, КТ972 с любым буквенным индексом, а исполнительное реле К1 - на РМК-11105, TRU-5VDC-SB-SL или аналогичное на напряжение срабатывания 4-5 В.

Рис. 1. Усилитель тока с исполнительным реле, управляющим нагрузкой в сети 220 В

Рис. 2. Схема адаптера для звуковой сигнализации открывания сейфа

Четырехпроводный кабель частично отпаивают от платы в месте соединения со штатным разъемом и перепаивают два провода (зеленый и белый к выводам 15 и 16 микросборки U1 со стороны элементов (не печатного монтажа), так как иначе провода будут мешать установке платы в корпус мыши.

Изначальная распайка разъема на плате мыши: 1-й вывод - общий провод, 2-й вывод - питание "+5 В", 3-й и 4-й -выходные импульсы.

Если схема и печатная плата у вашей мыши не соответствуют представленной на примере Defender Optical 1330, достаточно взять любой осциллограф или логический пробник (индицирующий хотя бы два основных состояния - высокое и низкое) и опытным путем найти на плате точки с управляющим сигналом.

Подойдет любая оптическая мышь для ПК, поэтому нет разницы какой разъем находится в конце соединительного кабеля компьютерной мыши, его все равно придется снимать. Также можно применить и беспроводные мыши (с передачей сигнала по радиоканалу, к примеру, из комплекта А4 TECH - адаптер мыши RX-9 5 В 180 мА), в части позиционирования координат у них такой же принцип работы, как и у проводных.

МЫШЬ-СТОРОЖ

Сейчас наступает новая волна смены поколений распространенного компьютерного манипулятора: "хвостатые" (с проводами) оптические мыши уступают дорогу своим беспроводным аналогам. К примеру, актуальны беспроводные оптические манилуляторы-мышки RP-650Z в комплекте с беспроводной клавиатурой (с эргономичным расположением основных клавиш и 19-ю дополнительными перепрограммируемыми кнопками). Сенсор фирмы Agilent Technologies, использованный в мышке RP-650Z, является лидером данного сектора рынка.

Оптическое разрешение мышки равно 800 dpi - этого вполне достаточно для хорошей работы. Приемо-передатчик радиосигнала и зарядник аккумуляторов типа АА с переключателем для быстрой зарядки, размещены в одном корпусе (фото 3). Этот блок подключается к USB-порту.

Фирма A4Tech маркирует свои манипуляторы индивидуальным электронным кодом, благодаря которому на одном канале приема могут соседствовать до 256 манипуляторов или клавиатур. Подобное техническое решение сужает пропускную полосу передачи данных, но при максимальном радиусе уверенного приема в 2 метра это не критично.

Необычный вариант использования беспроводной мыши - в качестве сигнализатора открывания сейфа, работы стиральной машины и даже... холодильника представлен ниже. Все эти варианты основаны на микросмещении предмета и даже на эффекте детонации. При установке мыши на металлическую дверь получится сигнализатор ее открывания или воздействия (еще один вариант применения).

Должен заметить, что не менее эффективный сигнализатор может быть получен, если в качестве мыши установить на контролируемую поверхность автомобильный датчик удара; он также срабатывает от детонации или механического воздействия на контролируемую поверхность, а его современные модели имеют даже несколько уровней регулировки чувствительности. В компьютерной мышке этой опции нет по определению ее первого и основного назначения, но это и не важно; ведь мы рассматриваем ее необычное применение.

Я установил беспроводную мышь RP-650Z (фирмы А4Тес11) на переднюю стенку сейфа, в котором хранится охотничье оружие, хотя хранить в нем можно что угодно (фото 4).

Сейф стоит во встроенном шкафу (ниша в стене городской квартиры); благодаря беспроводной технологии нет необходимости в проводах. В пределах 2 метров расположен приемо-передатчик радиосигнала (см. фото 3), который соединен с устройством-адаптером (схема на рис. 2).

Распайка разъема для USB порта относительно выше рассмотренного варианта не отличается. В беспроводной мышке RP-650Z управляющий сигнал (при смещении мыши уровень в данной модели меняется с высокого на низкий) берут с вывода 4 единственной микросборки UM1 (обозначение на плате). Поэтому в данном случае потребуется иная схема усилителя тока (см. рис. 2). Теперь при открывании сейфа и даже любом механическом воздействии на него (смещающем на доли миллиметра датчик-мышь) сработает устройство охраны.

В качестве НА1 применен звуковой капсюль со встроенным генератором звуковой частоты, подключать его надо строго в соответствии с полярностью. Транзистор VT1 р-n-р проводимости открывается тогда, когда напряжение в точке А близко к нулю, то есть в момент смещения мыши. Можно использовать и сирену KPS-4519 (фото 5), поскольку при приложенном питании 12 В она дает достаточную громкость звука для того, чтобы услышать его в соседних помещениях (более 80 дБ). Подключать сирену надо в соответствии с полярностью (красный провод - к "+" питания).

Два слова о закреплении мыши. На нижнюю часть ее корпуса, не закрывая светодиод и линзу, приклеивается магнит (от рекламных магнитов на холодильник). Теперь мышь надежно фиксируется на любой металлической поверхности (холодильника, стиральной машины и др.). При попытке ее снять также сработает сигнализация, сообщая владельцу о несанкционированном доступе к сейфу.

Благодаря "беспроводности" пользователь имеет возможность как угодно устанавливать мышь, удаляя ее от приемника на разумное расстояние, не заботясь о соединительных проводах. Вариантов применения данной технологии может быть сколь угодно много, и они ограничиваются лишь вашей фантазией.

Читайте и пишите полезные

#Тип_сенсора

Принято считать, что лазерный сенсор мышки лучше оптического, однако на самом деле все зависит от задач, выполняемых на компьютере. Если от мышки требуется абсолютно точное позиционирование при любых скоростях ее перемещения, то преимущества у оптических мышей. По этой причине оптические мышки наилучшим образом подходят для профессиональных геймеров, дизайнеров и фотографов. Обычно оптические манипуляторы объединяют в группу игровые мыши , так как именно геймеры являются их основными покупателями. Если от мышки требуется универсальность, то есть работа на любой поверхности и достаточно высокая точность, то предпочтительнее устройства с лазерными сенсорами, популярные среди начинающих геймеров, офисных работников и среди тех, кто много путешествует с ноутбуком.

Игровые сенсоры среднего качества

Pixart Avago ADNS9800
Pixart Avago ADNS9500
Pixart Avago А3090
Pixart Avago A3059
Pixart Avago AM010
Pixart Avago PMW3320
Pixart Avago ADNS-3095
Pixart Avago ADNS-3888

Профессиональные игровые сенсоры

Pixart Avago PMW3310
Logitech Mercury
Pixart Avago S3988
Pixart Avago PMW3366
Pixart Avago PMW3360
Pixart Avago PMW3389

Попробуем объяснить вышесказанное. Сердцем любой компьютерной мышки является сенсор, который отвечает за регистрацию перемещений мышки по поверхности. При появлении операционных систем с графическим интерфейсом наиболее распространенным способом регистрации перемещений использовавшихся в то время шариковых мышек был оптико-механический сенсор. Из-за малой точности, требовательности к рабочей поверхности и необходимости очень частой чистки такие мышки ушли в историю, уступив место современным оптическим и лазерным сенсорам. Строго говоря, деление на оптические и лазерные мышки довольно условное. Принцип работы оптических и лазерных мышей один и тот же, различие кроется в типе источника света. У оптических мышей это обычный светодиод, а у лазерных – инфракрасный лазер. В дальнейшем, если уточнение не требуется, будем использовать термины «оптическая мышь» и «оптический сенсор».

Итак, что же представляет собой оптический сенсор? Ответ на данный вопрос прост – это источник света, миниатюрная видеокамера и специальная микросхема, регистрирующие направление и скорость перемещения мышки по поверхности стола. Процесс регистрации выглядит следующим образом:

1. Источник света, расположенный под острым углом относительно нижней стороны мышки, создает тени в районах микронеровностей, имеющихся на практически любой поверхности, повышая контрастность изображения.
2. Миниатюрная камера делает снимки рабочей поверхности с очень высокой частотой (10 кГц или выше)
3. Микросхема последовательно, кадр за кадром, анализирует полученные изображения и конвертирует их в изменения координат курсора.

Из-за меньшей стоимости красных светодиодов и большей чувствительности кремниевых фотоприемников к красному цвету практически все недорогие оптические мышки используют в качестве источника света именно красный светодиод. В более продвинутых моделях могут использоваться светодиоды других цветов, в том числе излучающие свет в невидимом человеческим глазом спектре.

Как уже говорилось выше, в лазерных мышках в качестве источника света используется инфракрасный лазерный диод. Из-за когерентности лазерного излучения фокусировка на рабочей поверхности осуществляется гораздо точнее и для работы этой мыши требуются микронеровности поверхности с гораздо меньшим размером, чем это необходимо для оптической мыши. По этой причине для повседневного использования лучше подходит лазерная мышь, так как она абсолютно одинаково хорошо работает как на тканевом коврике, так и на стеклянной поверхности.

Если речь заходит о компьютерных играх, то точность лазерных сенсоров становится избыточной. Проблема в том, что лазерные компьютерные мышки собирают бесполезную информацию, поэтому при медленном перемещении мыши появляется дрожание курсора. Ошибки отслеживания связаны с избыточными данными, передаваемыми в компьютер. Несмотря на то, что инженеры борются с этой особенностью лазерных сенсоров, причем небезуспешно, лазерные мышки по-прежнему не могут похвастаться идеальной точностью позиционирования в играх. По этой причине профессиональные киберспортсмены зачастую выбирают именно оптические мышки с самыми передовыми сенсорами.

В подавляющем большинстве ныне выпускаемых манипуляторов типа «мышь» используются оптические датчики регистрации перемещений. Однако не все они устроены одинаково: в настоящее время получили распространение несколько технологий, каждая из которых имеет свои особенности. Их мы и рассмотрим в данном обзоре.

Массовое внедрение оптических сенсоров в серийно выпускаемых моделях началось в конце 90-х годов и произвело поистине революционные изменения в сфере компьютерных манипуляторов. Поначалу оптические мыши были заметно дороже моделей с катающимся шариком и оптомеханическими датчиками, но, даже несмотря на это, новая конструкция быстро завоевала симпатии пользователей благодаря целому ряду важных достоинств. Во­первых, благодаря отсутствию движущихся частей оптический датчик значительно надежнее оптомеханического и к тому же не нуждается в регулярной чистке. Во­вторых, оптические сенсоры обеспечивают более высокую точность: даже у первых моделей величина этого показателя составляла не менее 400 cpi (counts per inch - отсчетов на дюйм). Если оперировать более привычными единицами измерения, то это означает, что манипулятор способен зафиксировать перемещение всего на 0,06 мм. В-третьих, оптические датчики стабильно работают на самых разных поверхностях. Во многих случаях это позволило отказаться от специальных ковриков, которые были неизменным атрибутом рабочего места пользователя ПК в эпоху мышей с оптомеханическими датчиками.

Напомним принцип работы оптического датчика регистрации перемещений. Независимо от варианта реализации он включает три основных компонента: источник света, миниатюрную видеокамеру и специализированный микропроцессор (DSP). Миниатюрная видеокамера в течение всего одной секунды способна запечатлеть до нескольких тысяч снимков поверхности, по которой перемещается манипулятор. Для получения достаточно контрастных изображений с такой частотой необходимо яркое освещение. Обычно в качестве источника света используется светодиод с фокусирующей линзой или маломощный полупроводниковый лазер. Снятые камерой изображения преобразуются в цифровой вид и непрерывным потоком передаются в DSP, который в режиме реального времени обрабатывает эти данные, рассчитывая направление и скорость перемещения манипулятора.

Миниатюрная видеокамера, АЦП и специализированный процессор объединены в одной микросхеме (рис. 1), благодаря чему мыши с оптическими датчиками отличаются простотой конструкции и могут быть выполнены в очень компактном и легком корпусе (причем не всегда напоминающем привычную мышь - взять, к примеру, надевающуюся на палец модель Genius Ring Mouse, показанную на рис. 2).

Рис. 1. Главный «орган чувств» оптической мыши -
микросхема микропроцессора со встроенной видеокамерой.
Справа от нее находятся светодиод и фокусирующая линза

Рис. 2. Оригинальная мышь
Genius Ring Mouse столь мала,
что ее можно надеть на палец наподобие перстня

Кстати, «недовес» порождает специфическую проблему: чересчур легкий манипулятор может самопроизвольно перемещаться по столу, увлекаемый весом кабеля, служащего для соединения с ПК. Именно поэтому внутри корпуса многих моделей с проводным подключением установлены металлические пластины-утяжелители, а конструкция некоторых игровых мышей позволяет регулировать вес корпуса путем установки съемных кассет с набором калиброванных грузиков. В моделях с беспроводным подключением подобные ухищрения обычно не требуются: роль балласта выполняют батарейки или аккумуляторы, от которых питается мышь.

Технологии, применяемые в оптических датчиках регистрации перемещений, постоянно развиваются. Разработчики многих компаний занимаются усовершенствованием существующих конструкций, а также создают и внедряют принципиально новые решения. Разумеется, в рамках этого обзора мы не будем рассматривать все технические нюансы, в том числе и потому, что многие из них представляют собой ноу­хау производителей и информация о них держится в строжайшем секрете. Впрочем, для наших целей это и не требуется. Чтобы понять принципиальные различия оптических датчиков регистрации перемещения разных конструкций, достаточно обратить внимание на следующие особенности:

• тип и длину волны используемого источника света;
• угол наклона излучаемого источником света луча (светового пучка) относительно плоскости рабочей поверхности;
• угол наклона оптической оси объектива видеокамеры сенсора относительно плоскости рабочей поверхности;
• и наконец, на то, какой свет попадает в объектив камеры - рассеянный либо отраженный от рабочей поверхности.

На этом завершим вступительную часть и перейдем к рассмотрению различных типов оптических сенсоров, используемых в современных мышах.

«Классическая» оптика

Конструкция оптического датчика регистрации перемещений, который в конце 90-х - начале 2000-х годов пришел на смену оптомеханической системе с катающимся шариком (и, кстати, широко применяется до сих пор), была разработана инженерами компании Agilent Technologies. Схема его устройства показана на рис. 3, а внешний вид - на рис. 4.

Рис. 3. Схема устройства оптического датчика
традиционной конструкции

Рис. 4. Внешний вид оптического сенсора с красным светодиодом.
С левой стороны виден объектив видеокамеры

Рассмотрим отличительные особенности описанного варианта оптического датчика, который для ясности мы далее будем называть оптическим датчиком (или сенсором) традиционной конструкции.

Как видно на приведенной схеме, источником света служит красный светодиод. Поскольку этот полупроводниковый прибор формирует достаточно широкий световой пучок, а освещать требуется небольшую площадь (менее 100 мм 2), то для повышения эффективности использования световой энергии применяется фокусирующая линза. Сфокусированный этой линзой световой пучок освещает рабочую поверхность под довольно острым углом - примерно 25°. Это сделано специально для того, чтобы получать отчетливый свето­теневой рисунок даже на поверхностях с незначительным микрорельефом. Оптическая ось объектива камеры такого сенсора перпендикулярна плоскости рабочей поверхности и, таким образом, считывает рассеянный свет.

Сегодня мыши с оптическими сенсорами традиционной конструкции составляют основу парка компьютерных манипуляторов, причем эксплуатируемых как с настольными, так и с портативными системами. В продаже представлен широчайший ассортимент таких моделей как с проводным, так и с беспроводным подключением, что позволяет без труда подобрать подходящий вариант на любой вкус и кошелек. Благодаря большим объемам производства цена этих устройств значительно снизилась: младшие модели манипуляторов с проводным подключением сейчас можно приобрести всего за 100 руб. И даже такая мышь вполне способна прослужить своему владельцу несколько лет, практически не требуя обслуживания.

Конечно, наряду с упомянутыми выше достоинствами у мышей, оснащенных оптическими сенсорами традиционной конструкции, есть определенные недостатки. В первую очередь это касается «вездеходных» качеств: есть немало поверхностей, на которых они работают нестабильно (при равномерном движении мыши курсор перемещается рывками, а при остановке начинает «плясать»), а на некоторых (таких как прозрачное стекло, зеркало, полированное дерево и т.д.) оптический датчик и вовсе отказывается функционировать.

Лазер вместо светодиода

Важной вехой эволюции оптических мышей стало создание так называемых лазерных сенсоров. Первый лазерный датчик, предназначенный для использования в мыши, был создан сотрудниками компании Agilent Technologies. Если посмотреть на схему его устройства, приведенную на рис. 5, то нетрудно заметить несколько принципиальных отличий его от традиционного оптического.

Рис. 5. Схема устройства лазерного сенсора

Во­первых, как явствует из названия, источником света служит не светодиод, а полупроводниковый лазер. Работает он в невидимом для нашего глаза инфракрасном диапазоне (длина волны - 832-852 нм), так что привычного свечения под корпусом работающего манипулятора в данном случае нет. Чем же лазер лучше светодиода? Основное преимущество лазера заключается в том, что излучаемый им свет имеет когерентную природу - это позволяет получить гораздо более контрастное и детальное изображение поверхности (рис. 6). Во­вторых, значительно (примерно до 45°) увеличен угол падения луча. И в­третьих, оптическая ось объектива видеокамеры расположена под таким же углом, под каким свет от источника падает на рабочую поверхность. Таким образом, видеокамера лазерного сенсора считывает не рассеянный, а отраженный от поверхности свет.

Рис. 6. На гладкой поверхности обычный оптический сенсор
считывает слишком нечеткое изображение (слева). Лазерный сенсор позволяет
получить более контрастную и детальную картинку

Чего же удалось достичь благодаря описанным изменениям? Во­первых, обеспечить стабильную работу датчика на гладких поверхностях, имеющих очень слабо выраженный микрорельеф - то есть там, где оптические датчики традиционной конструкции ведут себя нестабильно или вовсе перестают функционировать. Во­вторых, удалось значительно повысить разрешающую способность сенсора (и соответственно, точность регистрации перемещений).

Увы, не обошлось без побочных эффектов, обусловленных одной из конструктивных особенностей лазерного сенсора, а именно считывания отраженного от рабочей поверхности луча. От поверхности, изготовленной из прозрачного материала (стекла, пластика и т.д.), отражается совсем незначительное количество попавшего на нее света, и в этом случае интенсивности светового потока попросту не хватает для того, чтобы сенсор был способен считать достаточно контрастное изображение. Схожая проблема возникает на неровных поверхностях, в частности на тканях с выраженной фактурой. При попадании на выступ или углубление луч рассеивается либо отражается под другим углом - в обоих случаях в объектив видеокамеры попадает слишком мало света.

При работе на непрозрачных материалах с полированной и глянцевой поверхностью возникает обратная ситуация: отраженного света слишком много и яркие блики «ослепляют» светочувствительный сенсор. Естественно, что в обеих ситуациях стабильная работа датчика становится невозможной.

Первые прототипы манипуляторов с лазерным сенсором конструкции Agilent Technologies были представлены публике в начале 2004 года. В сентябре того же года компания Logitech начала выпуск мыши MX-1000 - первого в мире серийного манипулятора, оснащенного лазерным сенсором.

В середине 2005 года компания Agilent Technologies начала поставки готовых модулей датчиков перемещения на базе сенсоров LaserStream всем заинтересованным производителям, и вскоре лазерные мыши появились в ассортименте многих компаний. Некоторые производители (в частности, Microsoft) пошли собственным путем, самостоятельно разработав лазерные сенсоры для своих манипуляторов. В настоящее время мыши с лазерными сенсорами представлены в линейках многих компаний.

Вопреки ожиданиям производителей, появление мышей с лазерными сенсорами не вызвало большого ажиотажа. Отчасти это объясняется тем, что мыши с оптическими сенсорами традиционной конструкции вполне удовлетворяли потребности большинства пользователей. Кроме того, модели с лазерными датчиками поначалу были значительно дороже, что также не способствовало росту их популярности. В итоге лазерные модели привлекли внимание главных образом ценителей технических новинок и любителей динамичных компьютерных игр.

Лучше, чем лазер

В 2006 году компания A4Tech внедрила усовершенствованный вариант оптического сенсора, который получил название G-laser (сокр. от Greater than laser - лучше, чем лазерный). Обратим внимание на две отличительные особенности такого датчика. Во­первых, это система двойной фокусировки отраженного луча, обеспечивающая стабильную работу сенсора на глянцевых и пестрых поверхностях (ноу­хау компании A4Tech). Во­вторых, для подсветки рабочей поверхности используется не один, а два источника света. Аналогично лазерному сенсору датчик G-laser считывает отраженный от поверхности свет.

В серийно выпускаемых манипуляторах получили распространение два варианта датчика G-laser, различающиеся типом источника света. В одном случае это два светодиода, а в другом - светодиод и полупроводниковый лазер, работающие в инфракрасном диапазоне. Первый вариант датчика G-laser устанавливался в манипуляторах A4Tech серии Х5 (ныне снятых с производства), второй используется и по сей день в моделях A4Tech серии Х6 (одна из них представлена на рис. 7), а также в устройствах ряда других производителей (в частности, Canyon).

На многих типах поверхности манипуляторы с датчиком G-laser действительно работают гораздо стабильнее своих лазерных собратьев, в полной мере оправдывая слоган Greater than laser. В частности, это относится к прозрачному и глянцевому пластику, а также к некоторым видам тканей. Однако и мышам с датчиком G-laser подвластны не все поверхности: на зеркале и чистом прозрачном стекле они не работают.

Рис. 7. A4Tech Glaser Mouse X6-90D - одна из ныне выпускаемых мышей,
оснащенных датчиком G-laser Х6

Важным конкурентным преимуществом моделей с датчиком G-laser является доступная цена: стоимость младших моделей ниже по сравнению с аналогами, оснащенными лазерными сенсорами.

«Синеглазые» мыши, версия Microsoft

В сентябре 2008 года компания Microsoft представила первые серийные модели мышей, оснащенные оптическим сенсором BlueTrack (одна из них показана на рис. 8). Как и в оптическом датчике традиционной конструкции, источником света служит светодиод. Правда, не привычный красный, а модный синий (отсюда, собственно, и название BlueTrack). Теоретически это позволяет получить определенное преимущество, поскольку длина волны синего света примерно в полтора раза короче по сравнению с красным (и почти вдвое - по сравнению с инфракрасными источниками). Таким образом, синее освещение позволяет камере зафиксировать более мелкие детали микрорельефа рабочей поверхности. Однако стоит учитывать, что в данном случае речь идет о деталях размером в десятые доли микрона, и сложно утверждать наверняка, позволяют ли параметры оптического тракта и светочувствительного сенсора реализовать это преимущество на практике.

Рис. 8. Microsoft Explorer Mouse - один из первых манипуляторов,
оснащенных сенсором BlueTrack

Есть немало скептиков, полагающих, что на использовании именно синего светодиода настояли вовсе не инженеры, а маркетологи. Ведь отличить цвет свечения под «брюшком» мыши сможет даже технически неграмотный пользователь (разумеется, если он не дальтоник). Остается лишь придумать и запустить в массы красивый миф о преимуществах синей подсветки над красной - благо с решением подобных задач опытные маркетологи справляются без труда.

Но вернемся к технике. Площадь пятна, изображение которого считывает камера сенсора BlueTrack, в 4 раза больше по сравнению с оптическим датчиком традиционной конструкции. Благодаря этому в «поле зрения» камеры попадает гораздо больше деталей, что, в свою очередь, обеспечивает более стабильную работу датчика на гладких поверхностях. Есть у BlueTrack и кое­что общее с лазерным сенсором: в объектив камеры попадает отраженный от рабочей поверхности луч.

Так или иначе, но желаемый результат был достигнут: мыши с датчиком BlueTrack действительно работают на многих поверхностях, неподвластных манипуляторам с традиционными оптическими и лазерными сенсорами, - в частности на материалах с гладким и глянцевым покрытием, на большинстве тканей и т.д.

В настоящее время сенсоры BlueTrack используются в ряде проводных и беспроводных мышей, выпускаемых компанией Microsoft, например в Comfort Mouse 3000/4500/6000, Wireless Mouse 2000/5000, Wireless Mobile Mouse 3500/4000/6000 и др. Несмотря на относительно широкий ассортимент представленных моделей, массовыми подобные манипуляторы пока не стали. Отчасти это объясняется их довольно высокой ценой: модель с сенсором BlueTrack обойдется дороже аналогов, оснащенных оптическим или лазерным датчиком.

В темном поле

В августе 2009 года швейцарская компания Logitech анонсировала беспроводные мыши Performance Mouse MX и Anywhere Mouse MX. Главной новинкой, внедренной в этих моделях, стал сенсор на базе технологии Darkfield Laser Tracking.

В отличие от своих коллег из Microsoft, разработчики Logitech предпочли взять за основу конструкцию лазерного сенсора. А принципиальным новшеством стало использование метода микроскопии в темном поле (отсюда и название технологии - Darkfield) вместо считывания отраженного от рабочей поверхности изображения.

Как видно на рис. 9, оптическая ось объектива видеокамеры этого сенсора перпендикулярна плоскости рабочей поверхности. Поскольку источник света установлен под углом к поверхности, то лучи от ее ровных участков отражаются под тем же углом и в объектив камеры не попадают. Таким образом, камера фиксирует только те объекты, которые рассеивают падающий на них свет, - микроскопические царапины, неровности, пылинки и т.п. В результате сенсор считывает изображение своеобразной «карты дефектов» поверхности, которая напоминает вид звездного неба (рис. 10).

Рис. 9. Благодаря применению метода микроскопии
в темном поле лазерный датчик Darkfield способен работать
на гладких и прозрачных поверхностях

Рис. 10. Так выглядит изображение,
считываемое светочувствительным сенсором
датчика Darkfield на гладкой поверхности,
изготовленной из прозрачного материала

В реальных условиях эксплуатации даже на чистой и идеально гладкой (как нам кажется) поверхности найдется достаточно много объектов, которые сумеет «разглядеть» камера сенсора. Это невидимые невооруженным глазом микроскопические трещины и царапины, частички пыли, ворсинки, отпечатки пальцев, остатки моющих средств и т.д. Благодаря этому сенсор на базе технологии Darkfield Laser Tracking способен работать даже на прозрачных и гладких поверхностях, не имеющих явно выраженного микрорельефа. Данное решение обеспечивает стабильную работу манипулятора на множестве разнообразных поверхностей, включая прозрачное стекло толщиной 4 мм и более.

Хотя после дебюта Darkfield Laser Tracking прошло уже больше двух лет, данная технология до сих пор является наиболее эффективной среди решений, применяемых в серийно выпускаемых манипуляторах. Однако у нее есть и существенный недостаток - высокая цена устройств. Обе модели, оснащенные такими сенсорами, представлены в высшей ценовой категории - так что ожидать ажиотажного спроса на эти устройства было бы чересчур оптимистично. Особенно учитывая то обстоятельство, что анонс этих продуктов состоялся в разгар экономического кризиса.

В настоящее время в продаже представлены лишь два манипулятора, оснащенные сенсорами Darkfield Laser Tracking, - Logitech Performance Mouse MX (рис. 11) и Anywhere Mouse MX.

Рис. 11. Беспроводная мышь Logitech Performance Mouse MX,
оснащенная сенсором на базе технологии Darkfield Laser Tracking

Строго по вертикали

В начале нынешнего года компания A4Tech представила первые серийные модели манипуляторов, оснащенные оптическими сенсорами V-Track Optic 2.0 (из соображений удобочитаемости далее по тексту мы будем называть их просто V-Track). Как и в обычном оптическом датчике, источником света в них служит красный светодиод. Однако в остальном конструкция этого сенсора имеет ряд принципиальных отличий.

Луч сфокусирован в узкий пучок (площадь отверстия в нижней панели корпуса мыши - всего 5 мм 2) и направлен строго перпендикулярно к плоскости рабочей поверхности. Камера датчика V-Track считывает отраженный луч; оптическая ось ее объектива перпендикулярна плоскости рабочей поверхности (рис. 12).

Рис. 12. Схема работы датчика V-Track Optic 2.0

Благодаря фокусировке луча на участке малой площади достигается высокая интенсивность светового потока - на порядок выше по сравнению с оптическими датчиками традиционной конструкции. Это позволяет получить максимально четкую картинку и зафиксировать даже малейшие детали микрорельефа поверхности. Благодаря этой особенности датчик V-Track стабильно работает на глянцевых и полированных поверхностях, где пасуют лазерные и оптические сенсоры традиционной конструкции. Кроме того, датчик V-Track отлично функционирует на неровных поверхностях, таких как мех, длинный ворс, грубые ткани и т.д., где обычно крайне нестабильно работают мыши с лазерными сенсорами.

Дополнительным преимуществом сенсора V-Track является низкий уровень энергопотребления (на 20-30% ниже по сравнению с оптическим датчиком традиционной конструкции), что позволяет увеличить время автономной работы беспроводных манипуляторов.

В настоящее время сенсоры V-Track применяются в целом ряде мышей компании A4Tech, включая как проводные (N-770FX, N-551FX, OP-530NU, OP-560NU и т.д.), так и беспроводные модели (G9-500F, G10-770F, G10-810F и др.). Эти манипуляторы представлены в низшем и среднем ценовых сегментах. Цены на младшие модели с датчиками V-Track вполне сопоставимы со стоимостью мышей аналогичного класса, оборудованных оптическими сенсорами традиционной конструкции.

«Синеглазые» мыши, версия Genius

Еще одна новинка нынешнего года - оптический сенсор BlueEye Tracking. Его разработали инженеры компании Kye Systems, которая хорошо известна российским пользователям по широкому спектру продуктов, выпускаемых под торговой маркой Genius.

Конструкция датчика BlueEye Tracking, по сути, представляет собой усовершенствованную версию традиционного оптического сенсора, но есть пара принципиальных отличий. Первое заключается в том, что вместо красного используется синий светодиод. Второе касается измененной схемы оптического тракта (рис. 13). Дополнительная линза обеспечивает фокусировку светового пучка, за счет чего площадь светового пятна, формируемого датчиком BlueEye Tracking, меньше, чем у оптического сенсора традиционной конструкции.

Рис. 13. Схема устройства сенсора BlueEye Tracking

Датчик BlueEye Tracking обеспечивает более высокую (по сравнению с оптическим сенсором традиционной конструкции) точность регистрации перемещений манипулятора и стабильно работает на большинстве поверхностей, потребляя при этом меньше электроэнергии.

В настоящее время сенсоры BlueEye Tracking применяются в беспроводных мышах Genius Navigator 905, Mini Navigator 900, Traveler 8000/9000, Ergo 9000 и др. Кроме того, недавно компания выпустила проводной манипулятор DX-220, также оснащенный датчиком BlueEye Tracking. Все перечисленные модели относятся к средней ценовой категории. Учитывая розничные цены, их прямыми конкурентами являются мыши, оснащенные лазерными сенсорами.

Заключение

Итак, мы рассмотрели особенности устройства различных типов оптических датчиков регистрации перемещения, используемых в современных манипуляторах. За три последних года производители этих устройств внедрили сразу несколько новых решений, которые обладают заметными преимуществами по сравнению с традиционной оптической и лазерной технологиями. Впрочем, как показывает статистика продаж, при выборе манипулятора пользователи предпочитают консервативный подход, по-прежнему отдавая предпочтение мышам, оснащенным оптическим сенсором традиционной конструкции. Отчасти это можно объяснить доступной ценой таких моделей, а также невысокими требованиями, предъявляемыми к эксплуатационным характеристикам мыши большинством покупателей. Не исключено, что многие просто не знают о технологических новинках, уже внедренных в серийно выпускаемых моделях.

Мы надеемся, что данная публикация окажется полезной нашим читателям, а изложенная в ней информация позволит им лучше ориентироваться в многообразии существующих технологий. Кроме того, рекомендуем прочитать статью «Мышиный тест-драйв». В ней вы найдете подробную информацию о том, насколько хорошо манипуляторы с сенсорами различных типов работают на разных поверхностях.