光電鼠標(biāo)設(shè)計的方案和鼠標(biāo)芯片的介紹

1、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，便可實現(xiàn)鼠標(biāo)所在位置的定位工作。圖2 光學(xué)感應(yīng)器內(nèi)部的組成方式圖1是方正光電鼠內(nèi)部的光學(xué)感應(yīng)器，它采用的是安捷倫公司的H2000-A0214光學(xué)感應(yīng)元件，其芯片內(nèi)部的組成方式可參見圖2。圖3是H2000-A0214光學(xué)感應(yīng)器的背面，從圖中我們可以看到，芯片上有一個小孔，這個小孔用來接收由鼠部底部的光學(xué)透鏡傳送過來的圖像

2、。 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數(shù)，dpi越小，用來定位的點數(shù)就越少，定位精度就低；dpi越大，用

3、來定位點數(shù)就多，定位精度就高。 圖4 羅技公司的CP5919AM控制芯片通常情況下，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。9890501 at 2008-7-21 10:45:56 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)透鏡組件由一個棱光鏡和一個圓形透鏡組成。 圖5 光學(xué)透鏡組件由一個棱光鏡和一個透鏡組成其中，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，這個鏡頭負(fù)責(zé)將已經(jīng)被照亮的鼠標(biāo)底部圖

4、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攝像頭（如圖6）！ 圖6 光電鼠標(biāo)的背面外上的殼圓形透鏡很像一個攝像頭通過試驗，筆者得出結(jié)論：不管是阻斷棱光鏡還是圓形透鏡的光路，均會立即導(dǎo)致光電鼠標(biāo)“失明”。其結(jié)果就是光電鼠標(biāo)無法進(jìn)行定位，由此可見光學(xué)透鏡組件的重要性。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。 圖7 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7）是紅色的（也有部分是藍(lán)色的），且是高亮

5、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。用一句話概括來說，發(fā)光二極管的作用就是產(chǎn)生光電鼠標(biāo)工作時所需要的光源。9890501 at 2008-7-21 10:46:36 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)上至少也會有兩個輕觸式按鍵。方正光電鼠標(biāo)的PCB上共焊有三個輕觸式按鍵（圖8）。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兩個翻頁滾輪，而大多數(shù)光電鼠標(biāo)還是像這個方正光電鼠標(biāo)一樣，僅帶了一個翻頁滾輪。翻頁滾輪上、下滾動時，會使正在觀看的

6、“文檔”或“網(wǎng)頁”上下滾動。而當(dāng)滾輪按下時，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。 圖8 方正光電鼠標(biāo)的PCB上共焊有三個輕觸式按鍵當(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9）?！皾L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9 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。由于這幾個部分與機(jī)械式鼠標(biāo)沒有

7、多大分別，因此，這里就不再說明了！安捷倫和安華高安捷倫科技(NYSE:A)是由美國惠普公司戰(zhàn)略重組分立而成的，其業(yè)務(wù)重點包括通信、電子及化學(xué)分析與生命科學(xué)。1999 年11月18日, 安捷倫科技以代碼“A”在紐約股票交易所掛牌上市。雖然在除了光學(xué)傳感之外的領(lǐng)域里，安捷倫也取得了巨大的成就。但是對于廣大玩家來說，大家提起安捷倫（AGILENT），還是首先想起它作為世界上最著名的鼠標(biāo)用光學(xué)/激光感應(yīng)器材的生產(chǎn)廠家。的確，在上世紀(jì)90年代和本世紀(jì)初的這段時間里，安捷倫幾乎是高檔光電/激光鼠標(biāo)芯片的代名詞，作為安捷倫歷史悠久的合作伙伴，在上世紀(jì)末，在MS和安捷倫勾搭上之前，LOGITECH幾乎是壟斷了

8、高端外設(shè)的市場。而在山的那一邊，那條叫RAZER的小蛇，當(dāng)時連牙還沒有長全呢在2005年8月，投資公司Kohlberg Kravis Roberts Co.會同風(fēng)險投資商Silver Lake Partners，以26.6億美的價格并購了安捷倫科技。并購后，新成立了公司AVAGO，也就是現(xiàn)在大家所說的安華高，并且號稱全球最大的非上市獨立半導(dǎo)體公司。Avago Technologies 擁有5,500多種系列產(chǎn)品，主要應(yīng)用于無線和有線通信、工業(yè)、汽車、消費(fèi)電子及存儲和計算機(jī)等廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和終端市場。它在光電耦合器、紅外線收發(fā)器、光通信器件、打印機(jī)ASIC、光學(xué)鼠標(biāo)傳感器和運(yùn)動控制編碼器等領(lǐng)域一

9、直保持市場前3名的領(lǐng)導(dǎo)地位。通過并購，安華高遺傳了安捷倫全部的研發(fā)能力和市場網(wǎng)絡(luò)，并且將其在光電鼠標(biāo)處理芯片上的技術(shù)優(yōu)勢地位繼續(xù)延續(xù)。在下面的文章中，在介紹產(chǎn)品的時候，我決定仍然使用安捷倫這個名字，也當(dāng)作是對它的一個懷念和敬意吧先補(bǔ)充一點小知識，有關(guān)激光引擎和光學(xué)引擎的激光引擎和光學(xué)引擎的區(qū)別從原理上來講是類似的，但是由于激光是相干光 所以具有比LED光源更好的特性 安捷倫自己的描述是這樣的A, LED光學(xué)引擎的原理示意圖下載(56.46 KB)2008-9-8 14:06B，激光引擎的原理示意圖下載(47.8 KB)2008-9-8 14:06C, 激光比LED引擎的優(yōu)越性下載(43.4 K

10、B)2008-9-8 14:06D, 激光可支持更多的表面下載(41.77 KB)2008-9-8 14:06激光引擎可以支持的表面包括：紙，木材，包裝紙，粗斜紋棉布，棉布，榻榻米（?。靥海ǎ。?，金屬，瓷磚，塑料，福米卡塑料（！？），網(wǎng)格（?。㎜ED引擎可以支持的表面包括：紙，木材，包裝紙，粗斜紋棉布，棉布，純黑表面安捷倫到目前為止，所出產(chǎn)的鼠標(biāo)應(yīng)用方案如下：LED光學(xué)引擎系列型號 系列 描述ADNS-2030 無線系列 低功率光學(xué)傳感器，為無線應(yīng)用優(yōu)化ADNS-2051 有線系列 中頻光學(xué)傳感器，為有線/無線應(yīng)用ADNS-2610 有線（小型封裝） 入門級，小型封裝光學(xué)傳感器，為普通鼠標(biāo)

11、應(yīng)用ADNS-2620 有線（小型封裝） 入門級，小型封裝光學(xué)傳感器，性能提高ADNS-3040 無線系列 超低功率光學(xué)傳感器，為無線應(yīng)用優(yōu)化ADNS-3060 有線系列 高性能光學(xué)傳感器ADNS-3080 游戲系列 高分辨率光學(xué)傳感器，為游戲應(yīng)用ADNS-3530 MINI系列 MINI系列低功率，芯片-基板-LED整合設(shè)計光學(xué)傳感器，為無線應(yīng)用設(shè)計ADNS-3550 MINI系列 MINI系列低功率，芯片-基板-LED整合設(shè)計光學(xué)傳感器，為無線應(yīng)用設(shè)計ADNS-5000 有線系列 基于LED的導(dǎo)航傳感器ADNS-5020-EN 有線（小型封裝） 小型封裝光學(xué)傳感器，較入門級性能有所提高AD

12、NS-5030 無線（小型封裝） 低功率，小型封裝光學(xué)傳感器，為無線應(yīng)用設(shè)計ADNS-5050 有線系列 性能提升的基于LED的導(dǎo)航傳感器LaserStream 激光引擎系列型號 系列 描述ADNS-6000 有線系列 高性能激光鼠標(biāo)傳感器ADNS-6010 游戲系列 高分辨率激光鼠標(biāo)傳感器，為游戲設(shè)計ADNS-6090 專業(yè)游戲系列 增強(qiáng)型游戲級激光傳感器ADNS-6530 MINI系列 MINI系列低功率，芯片-基板-LED一體化設(shè)計激光傳感器，為無線應(yīng)用設(shè)計ADNS-7010 休閑游戲系列 休閑型游戲級激光傳感器ADNS-7050 無線系列 低功率激光傳感器ADNS-7530 無線系列 整合型，入門級，小型封裝激光傳感器ADNS-7550 有線系列 整合型，入門級，小型封裝激光傳感器目前，以LOGI為主的廠家，包括MS等，以