في هذه المقالة، سنلقي نظرة على مبادئ تشغيل أجهزة استشعار الفأرة الضوئية، ونلقي الضوء على تاريخ تطورها التكنولوجي، وكذلك فضح بعض الأساطير المرتبطة بـ "القوارض" البصرية.

من اخترعك...

تعود أصول الفئران الضوئية المألوفة لنا اليوم إلى عام 1999، عندما ظهرت النسخ الأولى من هذه المتلاعبين من Microsoft، وبعد مرور بعض الوقت من الشركات المصنعة الأخرى، للبيع بكميات كبيرة. قبل ظهور هذه الفئران، ولفترة طويلة بعد ذلك، كانت معظم "قوارض" الكمبيوتر المنتجة بكميات كبيرة ميكانيكية بصرية (تم تتبع حركات المناول بواسطة نظام بصري مرتبط بـ الجزء الميكانيكي- بكرتان مسؤولتان عن تتبع حركة الماوس على طول المحورين × وY؛ تم تدوير هذه الأسطوانات بدورها بواسطة كرة تتدحرج أثناء قيام المستخدم بتحريك الماوس). على الرغم من وجود نماذج ماوس بصرية بحتة تتطلب لوحة ماوس خاصة لتشغيلها. ومع ذلك، لم يتم العثور على مثل هذه الأجهزة في كثير من الأحيان، وتلاشت فكرة تطوير مثل هذه المتلاعبين تدريجيًا.

"نوع" الفئران الضوئية المنتجة بكميات كبيرة والمألوفة لنا اليوم، بناءً على مبادئ التشغيل العامة، تم "تطويرها" في مختبرات الأبحاث التابعة لشركة Hewlett-Packard المشهورة عالميًا. بتعبير أدق، في قسمها Agilent Technologies، والذي تم فصله بالكامل مؤخرًا نسبيًا إلى شركة منفصلة داخل هيكل شركة HP Corporation. اليوم، شركة اجيلنت تكنولوجيز. - محتكر سوق أجهزة الاستشعار البصرية للفئران، ولا تقوم أي شركة أخرى بتطوير مثل هذه المستشعرات، بغض النظر عمن يخبرك بالتقنيات الحصرية IntelliEye أو MX Optical Engine. ومع ذلك، فقد تعلم الصينيون المغامرون بالفعل "استنساخ" أجهزة استشعار Agilent Technologies، لذا من خلال شراء ماوس ضوئي غير مكلف، قد تصبح مالكًا لمستشعر "أعسر".

سنكتشف بعد قليل من أين تأتي الاختلافات الواضحة في تشغيل المتلاعبين، ولكن الآن دعونا نبدأ في النظر في المبادئ الأساسية لتشغيل الفئران الضوئية، أو بشكل أكثر دقة، أنظمة تتبع حركتها.

كيف "ترى" فئران الكمبيوتر

سندرس في هذا القسم المبادئ الأساسية لتشغيل أنظمة تتبع الحركة البصرية المستخدمة في المناورات الحديثة من نوع الماوس.

لذلك، يكتسب فأرة الكمبيوتر الضوئية "الرؤية" من خلال العملية التالية. باستخدام مؤشر LED ونظام العدسات التي تركز ضوءها، يتم إضاءة منطقة من السطح أسفل الماوس. يتم تجميع الضوء المنعكس من هذا السطح بدوره بواسطة عدسة أخرى ويضرب مستشعر استقبال الدائرة الدقيقة - معالج الصور. تقوم هذه الشريحة بدورها بالتقاط صور للسطح الموجود أسفل الماوس تردد عالي(كيلو هرتز). علاوة على ذلك، فإن الدائرة الدقيقة (دعنا نسميها أجهزة الاستشعار البصرية) لا يلتقط الصور فحسب، بل يعالجها أيضًا، لأنه يحتوي على جزأين رئيسيين: نظام الاستقبال الصورنظام الاقتناء (IAS) ومعالج الصور DSP المدمج.

بناءً على تحليل سلسلة من الصور المتتالية (تمثل مصفوفة مربعة من البكسلات ذات السطوع المختلف)، يقوم معالج DSP المدمج بحساب المؤشرات الناتجة التي تشير إلى اتجاه حركة الماوس على طول المحورين × وY، وينقل نتائج عمله خارجيا عبر المنفذ التسلسلي.

إذا نظرنا إلى المخطط التفصيلي لأحد المستشعرات الضوئية، فسنرى أن الشريحة تتكون من عدة كتل وهي:

• الكتلة الرئيسية هي، بطبيعة الحال، صورةالمعالج- معالج الصور (DSP) مع جهاز الاستقبال المدمج اشارة ضوئية(المعيار الدولي للمحاسبين القانونيين)؛
• منظم الجهد والتحكم في الطاقة- وحدة تنظيم الجهد والتحكم في استهلاك الطاقة (يتم توفير الطاقة لهذه الوحدة ويتم توصيل مرشح جهد خارجي إضافي بها) ؛
• مذبذب- يتم توفير إشارة خارجية إلى كتلة الشريحة هذه من مذبذب الكوارتز الرئيسي، ويبلغ تردد الإشارة الواردة حوالي بضع عشرات من ميغاهرتز؛
• التحكم بقيادة- هذه وحدة تحكم LED تضيء السطح الموجود أسفل الماوس؛
• منفذ تسلسلي- كتلة تنقل بيانات حول اتجاه حركة الماوس خارج الشريحة.

سننظر إلى بعض التفاصيل المتعلقة بتشغيل شريحة الاستشعار البصري بشكل أبعد قليلاً، عندما نصل إلى الأكثر تقدمًا أجهزة الاستشعار الحديثةولكن الآن دعنا نعود إلى المبادئ الأساسية لتشغيل الأنظمة البصرية لتتبع حركة المتلاعبين.

يجب التوضيح أن شريحة المستشعر البصري لا تنقل معلومات حول حركة الماوس عبر المنفذ التسلسلي مباشرة إلى الكمبيوتر. تنتقل البيانات إلى شريحة تحكم أخرى مثبتة في الماوس. هذه الشريحة الثانية "الرئيسية" في الجهاز هي المسؤولة عن الاستجابة لضغطات زر الماوس، ودوران عجلة التمرير، وما إلى ذلك. تقوم هذه الشريحة، من بين أمور أخرى، بنقل المعلومات مباشرة حول اتجاه حركة الماوس إلى جهاز الكمبيوتر، وتحويل البيانات الواردة من المستشعر البصري إلى إشارات يتم نقلها عبر واجهات PS/2 أو USB. ويقوم الكمبيوتر، باستخدام برنامج تشغيل الماوس، بناءً على المعلومات الواردة من خلال هذه الواجهات، بتحريك المؤشر عبر شاشة المراقبة.

هذا على وجه التحديد بسبب وجود شريحة التحكم "الثانية" هذه، أو بالأحرى بفضلها أنواع مختلفةمثل هذه الدوائر الدقيقة، كانت النماذج الأولى من الفئران الضوئية تختلف بشكل ملحوظ عن بعضها البعض. إذا لم أستطع التحدث بشكل سيء للغاية عن الأجهزة باهظة الثمن من Microsoft و Logitech (على الرغم من أنها لم تكن "بلا خطيئة" على الإطلاق)، فإن كتلة المتلاعبين غير المكلفين الذين ظهروا بعدهم لم يتصرفوا بشكل مناسب تمامًا. عندما تتحرك هذه الفئران على منصات الماوس العادية، تقوم المؤشرات الموجودة على الشاشة بشقلبات غريبة، وتقفز تقريبًا إلى أرضية سطح المكتب، وأحيانًا... أحيانًا تذهب في رحلة مستقلة عبر الشاشة عندما لا يلمس المستخدم الماوس الماوس على الإطلاق. حتى أنه وصل إلى حد أن الفأرة يمكنها بسهولة إيقاظ الكمبيوتر من وضع الاستعداد، وتسجيل الحركة بشكل خاطئ عندما لم يلمس أحد المعالج فعليًا.

بالمناسبة، إذا كنت لا تزال تكافح مع مشكلة مماثلة، ثم يمكن حلها بضربة واحدة مثل هذا: حدد جهاز الكمبيوتر > الخصائص > الأجهزة > إدارة الأجهزة > حدد الماوس المثبت> انتقل إلى "خصائصه" > في النافذة التي تظهر، انتقل إلى علامة التبويب "إدارة الطاقة" وقم بإلغاء تحديد خيار "السماح للجهاز بإيقاظ الكمبيوتر من وضع الاستعداد" (الشكل 4). بعد ذلك، لن يتمكن الماوس من إيقاظ الكمبيوتر من وضع الاستعداد تحت أي ذريعة، حتى لو قمت بركله :)

لذا، فإن السبب وراء هذا الاختلاف المذهل في سلوك الفئران الضوئية لم يكن على الإطلاق أجهزة الاستشعار المثبتة "السيئة" أو "الجيدة"، كما يعتقد الكثيرون حتى الآن. لا تصدق ذلك، هذه ليست أكثر من أسطورة. أو الخيال، إذا كنت تفضل ذلك :) الفئران التي تتصرف بشكل مختلف تماما، غالبا ما تكون مثبتة بالضبط نفس شرائح الاستشعار البصرية (لحسن الحظ، لم يكن هناك الكثير من نماذج هذه الرقائق، كما سنرى لاحقا). ومع ذلك، بفضل رقائق التحكم غير الكاملة المثبتة في الفئران الضوئية، أتيحت لنا الفرصة لانتقاد الأجيال الأولى من القوارض الضوئية بشدة.

ومع ذلك، فإننا نصرف انتباهنا إلى حد ما عن الموضوع. دعونا نعود. بشكل عام، يتضمن نظام التتبع البصري للماوس، بالإضافة إلى شريحة الاستشعار، عدة عناصر أساسية أخرى. يشتمل التصميم على حامل (مشبك) يتم فيه تثبيت مؤشر LED وشريحة الاستشعار نفسها. يتم توصيل نظام العناصر هذا بلوحة دوائر مطبوعة (PCB)، حيث يتم تثبيت عنصر بلاستيكي (العدسة) بينها وبين السطح السفلي للماوس (لوحة القاعدة)، يحتوي على عدستين (تم كتابة الغرض منهما أعلاه).

عند تجميعه، يبدو عنصر التتبع البصري مشابهًا للعنصر الموضح أعلاه. ويرد أدناه مخطط التشغيل للبصريات لهذا النظام.

يجب أن تتراوح المسافة المثلى من عنصر العدسة إلى السطح العاكس الموجود أسفل الماوس من 2.3 إلى 2.5 ملم. هذه هي توصيات الشركة المصنعة لجهاز الاستشعار. هذا هو السبب الأول الذي يجعل الفئران الضوئية لا تشعر بالارتياح عند "الزحف" على زجاج شبكي على الطاولة، وجميع أنواع السجاد "الشفاف"، وما إلى ذلك. ويجب ألا تلصق الأرجل "السميكة" بالفئران الضوئية عندما تكون الأرجل القديمة تسقط أو تزول. بسبب "الارتفاع" المفرط فوق السطح، يمكن أن يقع الماوس في حالة من الذهول، عندما يصبح "تحريك" المؤشر بعد أن يكون الماوس في وضع الراحة مشكلة كبيرة. هذه ليست تكهنات نظرية، هذه تجربة شخصية :)

بالمناسبة، حول مشكلة متانة الفئران الضوئية. وأتذكر أن بعض الشركات المصنعة لها زعمت أنها، كما يقولون، "سوف تستمر إلى الأبد". نعم، موثوقية نظام التتبع البصري عالية، ولا يمكن مقارنتها بالنظام البصري الميكانيكي. في الوقت نفسه، يوجد في الفئران الضوئية العديد من العناصر الميكانيكية البحتة التي تخضع للتآكل تمامًا كما هو الحال في ظل هيمنة "الميكانيكا الضوئية" القديمة الجيدة. على سبيل المثال، كان الفأرة الضوئية القديمة الخاصة بي قد تآكلت أرجلها وسقطت، وانكسرت عجلة التمرير (مرتين، المرة الأخيرة بشكل لا رجعة فيه:()، السلك الموجود في كابل توصيل، لقد تقشرت طبقة غلاف المعالج... لكن المستشعر البصري يعمل بشكل طبيعي، وكأن شيئًا لم يحدث. وبناءً على ذلك، يمكننا أن نقول بأمان أن الشائعات حول المتانة المثيرة للإعجاب للفئران الضوئية لم يتم تأكيدها عمليًا. ولماذا، أرجو أن تخبرنا، أن الفئران الضوئية "تعيش" لفترة طويلة جدًا؟ بعد كل شيء، تظهر باستمرار في السوق نماذج جديدة أكثر تقدما تم إنشاؤها على أساس جديد. قاعدة العنصر. من الواضح أنها أكثر تقدمًا وأسهل في الاستخدام. التقدم، كما تعلمون، هو شيء مستمر. دعونا نرى كيف كان الأمر في مجال تطور أجهزة الاستشعار البصرية التي تهمنا.

من تاريخ رؤية الفأر

مهندسو التطوير في Agilent Technologies, Inc. لا عجب أنهم يأكلون خبزهم. على مدى السنوات الخمس الماضية، خضعت أجهزة الاستشعار البصرية لهذه الشركة لتحسينات تكنولوجية كبيرة وأحدث موديلاتها تتمتع بخصائص مثيرة للإعجاب للغاية.

ولكن دعونا نتحدث عن كل شيء بالترتيب. أصبحت الدوائر الدقيقة أول أجهزة استشعار بصرية يتم إنتاجها بكميات كبيرة HDNS-2000(الشكل 8). تبلغ دقة هذه المستشعرات 400 نقطة في البوصة (عدد لكل بوصة)، أي نقاط (بكسل) في البوصة، وقد تم تصميمها لأقصى سرعة لحركة الماوس تبلغ 12 بوصة/ثانية (حوالي 30 سم/ثانية) مع صورة مستشعر بصري بمعدل 1500 إطار في الثانية. لا يزيد التسارع المقبول (مع الحفاظ على التشغيل المستقر للمستشعر) عند تحريك الماوس "برعشة" لشريحة HDNS-2000 عن 0.15 جم (حوالي 1.5 م/ث2).

ثم ظهرت رقائق الاستشعار الضوئية في السوق أدنز-2610و أدنز-2620. يدعم المستشعر البصري ADNS-2620 بالفعل ترددًا قابلاً للبرمجة "لالتقاط" السطح الموجود أسفل الماوس، بتردد 1500 أو 2300 صورة/ثانية. تم التقاط كل صورة بدقة 18 × 18 بكسل. بالنسبة للمستشعر، كانت سرعة التشغيل القصوى للحركة لا تزال محدودة بـ 12 بوصة في الثانية، لكن حد التسارع المسموح به ارتفع إلى 0.25 جم، مع تردد "تصوير" السطح يبلغ 1500 إطار/ ثانية. تحتوي هذه الشريحة (ADNS-2620) أيضًا على 8 أرجل فقط، مما جعل من الممكن تقليل حجمها بشكل كبير مقارنةً بشريحة ADNS-2610 (16 دبوسًا)، والتي كانت مشابهة في المظهر لـ HDNS-2000. في شركة اجيلنت تكنولوجيز شرعوا في "تقليل" دوائرهم الدقيقة، والرغبة في جعلها أكثر إحكاما وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة، وبالتالي أكثر ملاءمة للتثبيت في المناورات "المتنقلة" واللاسلكية.

شريحة ADNS-2610، على الرغم من أنها كانت نظيرًا "كبيرًا" لشريحة 2620، فقد حُرمت من دعم الوضع "المتقدم" الذي يبلغ 2300 صورة / ثانية. بالإضافة إلى ذلك، يتطلب هذا الخيار طاقة 5 فولت، بينما تتطلب شريحة ADNS-2620 طاقة 3.3 فولت فقط.

قريبا رقاقة ADNS-2051كان حلاً أقوى بكثير من شرائح HDNS-2000 أو ADNS-2610، على الرغم من أنها كانت متشابهة أيضًا في المظهر (التعبئة). لقد أتاح هذا المستشعر بالفعل إمكانية التحكم برمجيًا في "دقة" المستشعر البصري، وتغييره من 400 إلى 800 نقطة في البوصة. كما سمحت نسخة الشريحة أيضًا بضبط تردد الصور السطحية، وسمحت بتغييرها في نطاق واسع جدًا: 500، 1000، 1500، 2000 أو 2300 صورة/ثانية. لكن حجم هذه الصور نفسها كان 16 × 16 بكسل فقط. عند 1500 طلقة/ثانية، كان الحد الأقصى المسموح به لتسارع الفأرة أثناء "الرعشة" لا يزال 0.15 جم، وهو الحد الأقصى السرعة الممكنةالحركة - 14 بوصة/ثانية (أي 35.5 سم/ثانية). تم تصميم هذه الشريحة لجهد إمداد يبلغ 5 فولت.

المستشعر أدس-2030تم تطويره ل أجهزة لاسلكية، وبالتالي كان استهلاكها منخفضًا للطاقة، حيث تتطلب طاقة 3.3 فولت فقط. تدعم الشريحة أيضًا وظائف توفير الطاقة، على سبيل المثال، وظيفة تقليل استهلاك الطاقة عندما يكون الماوس في وضع الراحة (وضع الحفاظ على الطاقة أثناء أوقات عدم الحركة)، والتحول إلى وضع السكون، بما في ذلك عندما يكون الماوس متصلاً عبر واجهة USB ، وما إلى ذلك. ومع ذلك، لا يمكن أن يعمل الماوس في وضع توفير الطاقة: القيمة "1" في بت السكون لأحد سجلات الشريحة تسببت في أن يكون المستشعر "مستيقظًا دائمًا"، والقيمة الافتراضية "0" تتوافق مع وضع تشغيل الشريحة عندما يقوم الماوس، بعد ثانية واحدة، لم يتحرك (على وجه التحديد، بعد تلقي 1500 صورة متطابقة تمامًا للسطح) انتقل المستشعر مع الماوس إلى وضع توفير الطاقة. أما بالنسبة للخصائص الرئيسية الأخرى للمستشعر، فهي لا تختلف عن تلك الموجودة في ADNS-2051: نفس الغلاف المكون من 16 سنًا، وسرعة الحركة تصل إلى 14 بوصة/ثانية عند أقصى تسارع 0.15 جم، دقة قابلة للبرمجة تبلغ 400 و 800 نقطة في البوصة، على التوالي، يمكن أن يكون تكرار التقاط الصور هو نفسه تمامًا مثل إصدار الدائرة الدقيقة المذكور أعلاه.

وكانت هذه أول أجهزة الاستشعار البصرية. ولسوء الحظ، فقد اتسمت بأوجه القصور. كانت المشكلة الكبيرة التي نشأت عند تحريك الفأرة الضوئية على الأسطح، خاصة تلك التي تحتوي على نمط صغير متكرر، هي أن معالج الصور قد يخلط أحيانًا بين مناطق منفصلة متشابهة من الصورة أحادية اللون التي يتلقاها المستشعر ويحدد بشكل غير صحيح اتجاه حركة الماوس.

ونتيجة لذلك، لم يتحرك المؤشر على الشاشة كما هو مطلوب. حتى أن المؤشر الموجود على الشاشة أصبح قادرًا على القيام بحركات مرتجلة :) - حركات غير متوقعة في أي اتجاه. بالإضافة إلى ذلك، من السهل تخمين أنه إذا قمت بتحريك الماوس بسرعة كبيرة، فقد يفقد المستشعر تمامًا أي "اتصال" بين عدة صور لاحقة للسطح. الأمر الذي أدى إلى ظهور مشكلة أخرى: عندما تحرك الماوس بشكل حاد للغاية، كان المؤشر إما يرتعش في مكان واحد، أو حتى حدثت ظواهر "خارقة للطبيعة"، على سبيل المثال، مع الدوران السريع للعالم المحيط في الألعاب. كان من الواضح تمامًا أنه بالنسبة لليد البشرية، فإن القيود المفروضة على السرعة القصوى لحركة الماوس البالغة 12-14 بوصة/ثانية لم تكن كافية بشكل واضح. ولم يكن هناك شك أيضًا في أن الـ 0.24 ثانية (ربع الثانية تقريبًا) المخصصة لتسريع الفأرة من 0 إلى 35.5 سم/ثانية (14 بوصة/ثانية - السرعة القصوى) هي فترة زمنية طويلة جدًا يستطيع الإنسان القيام بها لتحريك اليد بشكل أسرع. وبالتالي، مع الحركات المفاجئة للماوس في تطبيقات الألعاب الديناميكية باستخدام معالج بصري، قد يكون من الصعب...

لقد فهمت شركة Agilent Technologies هذا أيضًا. أدرك المطورون أن خصائص أجهزة الاستشعار تحتاج إلى تحسين جذري. في بحثهم، التزموا ببديهية بسيطة ولكنها صحيحة: كلما زاد عدد الصور التي يلتقطها المستشعر في الثانية، قل احتمال فقدان "أثر" حركة الماوس أثناء قيام مستخدم الكمبيوتر بحركات الجسم المفاجئة :)

على الرغم من أنه كما نرى مما سبق، فقد تم تطوير أجهزة الاستشعار الضوئية، إلا أنه يتم إصدار حلول جديدة باستمرار، ولكن يمكن وصف التطوير في هذا المجال بأمان بأنه "تدريجي للغاية". على العموم، تغييرات دراماتيكيةوهذا لم يحدث في خصائص أجهزة الاستشعار. لكن التقدم التكنولوجي في أي مجال يتميز في بعض الأحيان بقفزات حادة. كان هناك مثل هذا "الاختراق" في مجال إنشاء أجهزة استشعار بصرية للفئران. يمكن اعتبار ظهور المستشعر البصري ADNS-3060 ثوريًا حقًا!

أفضل من

أجهزة الاستشعار البصرية أدنز-3060، بالمقارنة مع "أسلافها"، لديها مجموعة رائعة حقا من الخصائص. إن استخدام هذه الشريحة، المعبأة في حزمة مكونة من 20 سنًا، يوفر للفئران الضوئية إمكانات غير مسبوقة. زادت السرعة القصوى المسموح بها لحركة المناور إلى 40 بوصة/ثانية (أي 3 مرات تقريبًا!) وصلت إلى سرعة "التوقيع" البالغة 1 م / ث. هذا جيد جدًا بالفعل - من غير المرجح أن يقوم مستخدم واحد على الأقل بتحريك الماوس بسرعة تتجاوز هذا الحد في كثير من الأحيان لدرجة أنه يشعر دائمًا بعدم الراحة من استخدام المعالج البصري، بما في ذلك تطبيقات الألعاب. لقد زاد التسارع المسموح به، بشكل مخيف، مائة مرة (!) ووصل إلى قيمة 15 جم (حوالي 150 م/ث2). الآن يُمنح المستخدم 7 أجزاء من مائة من الثانية لتسريع الماوس من 0 إلى الحد الأقصى 1 م/ث - أعتقد أن عددًا قليلًا جدًا من الأشخاص سيتمكنون الآن من تجاوز هذا القيد، وحتى ذلك الحين، ربما في أحلامهم :) تتجاوز سرعة التقاط صور السطح القابلة للبرمجة باستخدام المستشعر البصري لنموذج الشريحة الجديد 6400 إطارًا في الثانية، أي. "يتفوق" على "السجل" السابق ثلاث مرات تقريبًا. علاوة على ذلك، يمكن لشريحة ADNS-3060 نفسها ضبط تردد اللقطات لتحقيق أفضل معلمات التشغيل، اعتمادًا على السطح الذي يتحرك عليه الماوس. لا يزال من الممكن أن تكون "دقة" المستشعر البصري 400 أو 800 نقطة في البوصة. دعونا نستخدم شريحة ADNS-3060 كمثال لإلقاء نظرة على المبادئ العامة لتشغيل شرائح الاستشعار الضوئية.

لم يتغير المخطط العام لتحليل حركات الماوس مقارنة بالمزيد النماذج المبكرة- تتم بعد ذلك معالجة الصور المجهرية للسطح الموجود أسفل الماوس التي تم الحصول عليها بواسطة كتلة مستشعر IAS بواسطة DSP (معالج) مدمج في نفس الشريحة، والذي يحدد اتجاه ومسافة حركة المعالج. يحسب DSP القيم النسبيةالإزاحات على طول إحداثيات × وY، بالنسبة إلى موضع الماوس الأولي. ثم تقوم الدائرة الدقيقة الخارجية لوحدة التحكم بالماوس (ما هو مطلوب من أجله كما قلنا سابقًا) بقراءة معلومات حول حركة المناور من منفذ تسلسليرقائق الاستشعار البصرية. ثم تقوم وحدة التحكم الخارجية هذه بترجمة البيانات المستلمة حول اتجاه وسرعة حركة الماوس إلى بيانات يتم إرسالها عبرها واجهات قياسيةإشارات PS/2 أو USB التي تم إرسالها منه بالفعل إلى الكمبيوتر.

ولكن دعونا نتعمق قليلاً في ميزات المستشعر. يظهر الرسم التخطيطي لشريحة ADNS-3060 أعلاه. وكما نرى، فإن بنيتها لم تتغير بشكل جذري، مقارنة بـ"أسلافها" البعيدين. 3.3 يتم توفير الطاقة للمستشعر من خلال وحدة التحكم في الجهد ومنظم الجهد؛ ويتم شحن نفس الكتلة بوظائف تصفية الجهد، والتي يتم من خلالها استخدام الاتصال بمكثف خارجي. الإشارة القادمة من مرنان كوارتز خارجي إلى كتلة المذبذب (ترددها الاسمي هو 24 ميجاهرتز، النماذج السابقةتستخدم الدوائر الدقيقة مذبذبات رئيسية منخفضة التردد) تعمل على مزامنة جميع العمليات الحسابية التي تحدث داخل الدائرة الدقيقة للمستشعر البصري. على سبيل المثال، يرتبط تردد صور المستشعر البصري بتردد هذا المولد الخارجي (بالمناسبة، هذا الأخير لا يخضع لقيود صارمة للغاية بشأن الانحرافات المسموح بها عن التردد الاسمي - حتى +/- 1 ميجاهرتز) . اعتمادًا على القيمة التي تم إدخالها في عنوان (تسجيل) محدد لذاكرة الشريحة، من الممكن استخدام ترددات التشغيل التالية لالتقاط الصور باستخدام مستشعر ADNS-3060.

قيمة التسجيل، الست عشري	القيمة العشرية	معدل لقطة الاستشعار، الإطارات / ثانية
OE7E	3710	6469
12C0	4800	5000
1F40	8000	3000
2EE0	12000	2000
3E80	16000	1500
BB80	48000	500

كما قد تتخيل، استنادًا إلى البيانات الواردة في الجدول، يتم تحديد تكرار لقطات المستشعر باستخدام صيغة بسيطة: معدل الإطارات = (إعداد تردد المولد (24 ميجاهرتز)/قيمة السجل المسؤول عن معدل الإطارات).

تبلغ دقة الصور (الإطارات) السطحية التي يتم التقاطها بواسطة مستشعر ADNS-3060 30 × 30 وتمثل نفس مصفوفة البكسلات، ويتم تشفير لون كل منها بـ 8 بتات، أي. بايت واحد (أي ما يعادل 256 ظلًا من اللون الرمادي لكل بكسل). وبالتالي، فإن كل إطار (إطار) يصل إلى معالج DSP عبارة عن سلسلة من 900 بايت من البيانات. لكن المعالج "الماكر" لا يعالج هذه الـ 900 بايت من الإطار فور وصوله، بل ينتظر حتى يتم تجميع 1536 بايت من المعلومات حول البكسل في المخزن المؤقت (الذاكرة) المقابل (أي معلومات حول 2/3 أخرى من اللاحقين)؛ تمت إضافة الإطار). وفقط بعد ذلك تبدأ الشريحة في تحليل المعلومات حول حركة المعالج، من خلال مقارنة التغيرات في الصور المتتالية للسطح.

بدقة 400 أو 800 بكسل لكل بوصة، تتم الإشارة إلى تنفيذها في بت RES الخاص بسجلات ذاكرة المتحكم الدقيق. قيمة فارغةيتوافق هذا البت مع 400 نقطة في البوصة، ويقوم البت المنطقي في RES بتحويل المستشعر إلى وضع 800 نقطة في البوصة.

بعد أن يقوم معالج DSP المدمج بمعالجة بيانات الصورة، يقوم بحساب قيم الإزاحة النسبية للمعالج على طول المحورين × وY، وتخزين بيانات محددة حول هذا الأمر في ذاكرة شريحة ADNS-3060. وفي المقابل، يمكن لشريحة التحكم الخارجية (الماوس)، عبر المنفذ التسلسلي، "سحب" هذه المعلومات من ذاكرة المستشعر البصري مرة واحدة تقريبًا كل مللي ثانية. لاحظ أن وحدة التحكم الدقيقة الخارجية فقط هي التي يمكنها بدء نقل مثل هذه البيانات؛ ولا يبدأ المستشعر البصري نفسه أبدًا في مثل هذا النقل. لذلك، فإن مسألة كفاءة (تردد) تتبع حركة الماوس تكمن إلى حد كبير في "أكتاف" شريحة التحكم الخارجية. يتم إرسال البيانات من المستشعر البصري في حزم 56 بت.

حسنًا، وحدة التحكم Led التي تم تجهيز المستشعر بها هي المسؤولة عن التحكم في الصمام الثنائي للإضاءة الخلفية - عن طريق تغيير قيمة البت 6 (LED_MODE) عند العنوان 0x0a، يمكن للمعالج الدقيق لمستشعر البصريات تحويل LED إلى وضعي تشغيل: منطقي "0" يتوافق مع حالة "الصمام الثنائي قيد التشغيل دائمًا"، والمنطق "1" يحول الصمام الثنائي إلى الوضع "التشغيل فقط عند الضرورة". يعد هذا أمرًا مهمًا، على سبيل المثال، عند تشغيل أجهزة الماوس اللاسلكية، لأنه يسمح لك بتوفير طاقة مصادر الطاقة المستقلة الخاصة بها. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يحتوي الصمام الثنائي نفسه على عدة أوضاع للسطوع.

يتعلق هذا في الواقع بالمبادئ الأساسية لتشغيل المستشعر البصري. ماذا يمكنك أن تضيف؟ تتراوح درجة حرارة التشغيل الموصى بها لشريحة ADNS-3060، وكذلك جميع الرقائق الأخرى من هذا النوع، من 0 درجة مئوية إلى +40 درجة مئوية. على الرغم من أن Agilent Technologies تضمن الحفاظ على خصائص التشغيل لرقائقها في نطاق درجات الحرارة من -40 إلى +85 درجة مئوية.

مستقبل الليزر؟

في الآونة الأخيرة، امتلأت شبكة الإنترنت بمقالات مدح حول ماوس Logitech MX1000 Laser Cordless Mouse، الذي يستخدم ليزر الأشعة تحت الحمراء لإضاءة السطح الموجود أسفل الماوس. كان هناك وعد تقريبًا بثورة في مجال الفئران الضوئية. للأسف، بعد أن استخدمت هذا الفأر شخصيًا، كنت مقتنعًا بأن الثورة لم تحدث. ولكن هذا ليس ما يدور حوله هذا الأمر.

أنا لم أفهم ماوس لوجيتك MX1000 (لم تتح لي الفرصة)، لكنني متأكد من أن صديقنا القديم وراء "تقنية الليزر الثورية الجديدة" - مستشعر ADNS-3060. لأنه وفقًا للمعلومات المتوفرة لدي، فإن خصائص المستشعر لهذا الماوس لا تختلف عن تلك الموجودة في طراز Logitech MX510 على سبيل المثال. نشأت كل "الضجة" حول البيان الموجود على موقع Logitech على الويب والذي يفيد بأنه باستخدام نظام التتبع البصري بالليزر، يتم اكتشاف تفاصيل أكثر بعشرين مرة (!) من استخدام تكنولوجيا الصمام. وعلى هذا الأساس، حتى أن بعض المواقع المحترمة نشرت صوراً لأسطح معينة، كما يقولون، كيف تراها فئران LED والليزر العادية :)

وبالطبع لم تكن هذه الصور (وأشكركم على ذلك) هي الزهور الزاهية متعددة الألوان التي حاول موقع Logitech من خلالها إقناعنا بتفوق الإضاءة الليزرية لنظام التتبع البصري. لا، بالطبع، لم تبدأ الفئران الضوئية في "رؤية" أي شيء مشابه للصور الملونة المحددة بدرجات متفاوتة من التفاصيل - لا تزال المستشعرات "تصور" أكثر من مجرد مصفوفة مربعة من وحدات البكسل الرمادية، تختلف عن بعضها البعض فقط في نقاط مختلفة السطوع (معالجة المعلومات حول الموسعة لوحة الألوانستضع البكسلات عبئًا باهظًا على معالج الإشارة الرقمية).

دعنا نقدر أنه للحصول على صورة أكثر تفصيلاً بمقدار 20 مرة، فأنت بحاجة، معذرةً للحشو، إلى تفاصيل أكثر بعشرين مرة، والتي لا يمكن نقلها إلا من خلال وحدات بكسل إضافية للصورة، ولا شيء غير ذلك. من المعروف أن ماوس Logitech MX 1000 Laser Cordless يلتقط صورًا بحجم 30 × 30 بكسل وبدقة قصوى تبلغ 800 نقطة في البوصة. وبالتالي، لا يمكن الحديث عن أي زيادة في تفاصيل الصور بمقدار عشرين ضعفًا. أين ذهب الكلب للبحث :)، أليست مثل هذه التصريحات لا أساس لها من الصحة على الإطلاق؟ دعونا نحاول معرفة سبب المظهر هذا النوعمعلومة.

كما هو معروف، يصدر الليزر شعاعًا ضوئيًا موجهًا بشكل ضيق (مع اختلاف بسيط). وبالتالي، فإن إضاءة السطح تحت الماوس عند استخدام الليزر أفضل بكثير من استخدام LED. ربما تم اختيار ليزر يعمل في نطاق الأشعة تحت الحمراء حتى لا يبهر العينين بسبب الانعكاس المحتمل للضوء من تحت الماوس في الطيف المرئي. حقيقة أن المستشعر البصري يعمل بشكل طبيعي في نطاق الأشعة تحت الحمراء لا ينبغي أن يكون مفاجئًا - من النطاق الأحمر للطيف، حيث تعمل معظم الفئران الضوئية LED، إلى الأشعة تحت الحمراء - "في متناول يدك"، ومن غير المرجح أن يكون الانتقال إلى نطاق بصري جديد كان من الصعب على المستشعر. على سبيل المثال، تستخدم وحدة التحكم Logitech MediaPlay مصباح LED، ولكنها توفر أيضًا إضاءة بالأشعة تحت الحمراء. تعمل أجهزة الاستشعار الحالية دون مشاكل حتى مع الضوء الأزرق (هناك مناورات بمثل هذه الإضاءة)، وبالتالي فإن طيف منطقة الإضاءة لا يمثل مشكلة لأجهزة الاستشعار. لذا، نظرًا لإضاءة السطح الأقوى أسفل الماوس، يحق لنا أن نفترض أن الفرق بين الأماكن التي تمتص الإشعاع (الظلام) وتعكس الأشعة (الضوء) سيكون أكثر أهمية من استخدام مصابيح LED التقليدية - أي. ستكون الصورة أكثر تباينًا.

وبالفعل، إذا نظرنا إلى صور حقيقية لسطح ملتقط بواسطة نظام بصري LED تقليدي ونظام يستخدم الليزر، فسنرى أن نسخة "الليزر" أكثر تباينًا - الاختلافات بين المناطق المظلمة والمشرقة في الصورة. الصورة أكثر أهمية. بالطبع، هذا يمكن أن يسهل بشكل كبير عمل المستشعر البصري، وربما المستقبل يكمن في الفئران نظام الليزرالإضاءة الخلفية. ولكن من الصعب وصف مثل هذه الصور "الليزرية" بأنها أكثر تفصيلاً بعشرين مرة. إذن هذه أسطورة "حديثة الولادة" أخرى.

كيف ستكون أجهزة الاستشعار البصرية في المستقبل القريب؟ من الصعب القول. من المحتمل أن يتحولوا إلى إضاءة الليزر، وهناك بالفعل شائعات على الإنترنت حول تطوير مستشعر بـ "دقة" تبلغ 1600 نقطة في البوصة. لا يسعنا إلا أن ننتظر.

سواء كنت تستخدمه للعمل أو اللعب، فإن أيدينا تمسك بفأرة الكمبيوتر كل يوم تقريبًا. ما الفرق بين الفأرة الضوئية والفأرة الليزرية؟

هم على رفوف المتاجر في تشكيلة كبيرة، معظمها مصمم لمستخدمي اليد اليمنى، في حين أن القليل منها مصمم خصيصًا لمستخدمي اليد اليمنى تصميم مريح، مناسبة للأشخاص الذين يستخدمون اليد اليسرى. من بين جميع الميزات وعوامل الشكل، ستجد نسختين أساسيتين من فئران الكمبيوتر: مزودة بمستشعر بصري أو تعتمد على الليزر. ما الأفضل؟ دعونا معرفة ذلك.

خمين ما؟ جميع فئران الكمبيوتر الحديثة بصرية

إن فئران الكمبيوتر الحديثة هي نفس الكاميرات التي تلتقط صورًا للسطح من الأسفل (الطاولة والحامل وما إلى ذلك) بدلاً من التقاط الوجوه. يتم تحويل الصور الملتقطة إلى بيانات لتتبع الموقع الحالي للأجهزة الطرفية على السطح. في النهاية هذه كاميرا بها دقة منخفضةتم تصميم التطبيق الموجود على راحة اليد فقط لتتبع إحداثيات X وY آلاف المرات في الثانية.

في الأساس، تتكون جميع فئران الكمبيوتر من كاميرا صغيرة منخفضة الدقة (مستشعر CMOS)، وعدستين، ومصدر للضوء. جميع الفئران بصرية، من الناحية الفنية، لأنها تجمع البيانات بصريًا. ومع ذلك، فإن تلك التي يتم بيعها كنماذج بصرية تعتمد على الأشعة تحت الحمراء أو LED الحمراء لتسليط الضوء على السطح. عادةً ما يتم تثبيت مصباح LED هذا بزاوية ويركز الضوء على الشعاع. يرتد الشعاع عن السطح، من خلال عدسة تعمل على تكبير الضوء المنعكس، وينتقل إلى مستشعر CMOS.

يقوم مستشعر CMOS بجمع الضوء وتحويل جزيئات الضوء إلى كهرباء. يتم بعد ذلك تحويل هذه البيانات التناظرية إلى 1 و0، مما يؤدي إلى التقاط أكثر من 10000 الصور الرقميةكل ثانية. تتم مقارنة هذه الصور لإنشاء الموقع الدقيقالماوس ثم يتم إرسال البيانات النهائية إلى جهاز الكمبيوتر لوضع المؤشر كل واحد إلى ثمانية مللي ثانية.

في الفئران القديمة التي تعمل بتقنية LED، ربما لاحظت أن مؤشر LED كان يشير بشكل مستقيم إلى الأسفل ويسلط شعاعًا أحمر على السطح الذي يمكن للمستشعر رؤيته. الآن ضوء الصماميتم عرضه بزاوية وغير مرئي بشكل عام (الأشعة تحت الحمراء). يساعد ذلك فأرة الكمبيوتر على تتبع الحركات على معظم الأسطح.

وفي الوقت نفسه، كانت شركة Logitech أول من قدم مفهوم استخدام الليزر لفأرة الكمبيوتر في عام 2004. على وجه التحديد، يطلق عليه صمام ثنائي ليزر التجويف العمودي، أو VCSEL، والذي يستخدم في مؤشرات الليزر ومحركات الأقراص الضوئية وأجهزة قراءة الباركود وغيرها من الأجهزة.

يستبدل ليزر الأشعة تحت الحمراء هذا ببساطة مصباح LED بالأشعة تحت الحمراء/الحمراء في النماذج البصرية. لكن لا تقلق: فهو لن يؤذي عينيك لأنه ينبعث فقط من الضوء في نطاق الأشعة تحت الحمراء، وهو ما لا تستطيع العين البشرية رؤيته. تسمح هذه الميزة الرئيسية لفأرة الليزر باستخدام كثافة شعاع أعلى، مما يؤدي إلى رؤية أفضل وزيادة الحساسية.

في وقت ما، كانت نماذج الليزر تعتبر أفضل بكثير من الإصدارات البصرية. ومع ذلك، بمرور الوقت، تحسنت الفئران الضوئية وأصبحت تعمل الآن في مجموعة واسعة من المواقف وبدرجة عالية جدًا من الدقة. تعود ميزة نموذج الليزر إلى حساسيته الأكبر من حساسية ماوس LED. ومع ذلك، إذا لم تكن لاعبًا محترفًا، فهذه ليست ميزة مهمة.

إذن، ما الفرق بين استخدام فأرة الكمبيوتر الضوئية والليزر، بخلاف الفرق في الإضاءة؟

أولاً، تجدر الإشارة إلى أن كلا الطريقتين تستخدمان المخالفات السطحية لتتبع موضع المحيط. لكن الليزر يمكن أن يتغلغل بشكل أعمق في نسيج السطح. وهذا يوفر مزيدًا من المعلومات لمستشعر CMOS والمعالج الموجود داخل الماوس لمعالجة البيانات ونقلها إلى الكمبيوتر الشخصي الأصلي.

على سبيل المثال، على الرغم من أن الزجاج العادي شفاف، إلا أنه لا يزال يحتوي على مخالفات صغيرة جدًا لا يمكن تتبعها إلا بالليزر. يتيح لك ذلك استخدام سطح الطاولة الزجاجية أثناء العمل، على الرغم من أن هذا ليس مثاليًا. وفي الوقت نفسه، إذا وضعنا ماوسًا ضوئيًا حديثًا على نفس السطح الزجاجي، فلن يتمكن من تتبع تحركاتنا. ضع السطح الزجاجي على سطح المكتب الأسود و الفأرة البصريةلا يزال غير قادر على تتبع الحركة. إزالة الزجاج و الفأرة البصريةسيبدأ العمل بشكل رائع.

وبطبيعة الحال، فإن فرص استخدام فأرة الكمبيوتر باستمرار على سطح زجاجي نادرة للغاية، ولكن هذا يوضح مدى اختلاف عمليتي الإضاءة في الأداء. سوف يقوم مؤشر LED بمراقبة الحالات الشاذة المكتشفة في الطبقة العليا من السطح، بينما يمكن لليزر أن يخترق بشكل أعمق للعثور على تفاصيل موضعية إضافية. تعمل فأرة الكمبيوتر الضوئية بشكل أفضل على الأسطح والحصائر غير اللامعة، بينما يمكن أن تعمل فأرة الكمبيوتر الليزرية على أي سطح لامع أو غير لامع تقريبًا.

الدقة والحساسية

المشكلة في فئران الكمبيوتر الليزرية هي أنها يمكن أن تكون دقيقة للغاية، وتجمع معلومات عديمة الفائدة مثل الجزيئات غير المرئية على السطح. وهذا يؤدي إلى مشاكل عند القيادة أكثر سرعات بطيئة، مما يسبب "اهتزاز" على الشاشة. يرجع هذا التتبع غير الصحيح بنسبة 1:1 إلى نقل البيانات غير المفيدة إلى التتبع العام الذي يستخدمه الكمبيوتر. والنتيجة هي أن المؤشر لن يظهر في المكان المحدد في الوقت الذي وجهته فيه يدك إلى هناك. على الرغم من تحسن هذه المشكلة كثيرًا على مر السنين، إلا أن ماوسات الليزر لا تزال غير مثالية عند رسم التفاصيل في Adobe Illustrator، على سبيل المثال.

ومع ذلك، لا علاقة للارتعاش بعدد النقاط في البوصة التي يمكن للماوس تتبعها في الثانية. بدلاً من ذلك، يتم ربط الارتعاش بكل ما يتم مسحه بالليزر، ويتم جمعه بواسطة المستشعر، وإرساله إلى معالج الكمبيوتر الشخصي الأصلي لعرض المؤشر على الشاشة. للتخفيف من بعض الارتعاش، يمكنك وضع مادة مصنوعة من القماش، مع سطح صلب داكن تحتها، على طاولتك لمنع الليزر من جمع البيانات غير الضرورية أو غير المرغوب فيها.

خيار آخر هو تقليل الحساسية. تختلف دقة مستشعر CMOS الموجود على فأرة الكمبيوتر عن الكاميرا لأنها تعتمد على الحركة. يتكون المستشعر من عدد محدد من وحدات البكسل المادية المحاذاة على شبكة مربعة. تشير الدقة إلى عدد الصور الفردية التي تم التقاطها بواسطة كل بكسل أثناء تحركه عبر السطح.

نظرًا لأنه لا يمكن تغيير وحدات البكسل الفعلية، يمكن للمستشعر استخدام معالجة الصور لتقسيم كل بكسل إلى منطقة أصغر. ومع ذلك، تتمتع جميع فئران الكمبيوتر بدقة فيزيائية محددة، وتعود الحساسية المتزايدة إلى الخوارزميات الموجودة داخل المستشعر، بحيث يمكنك تسريع حركة المؤشر على الشاشة، بنفس الحركات الجسدية. لذا، كلما اقتربت من الدقة الأساسية، قلّت البيانات الموضعية غير المرغوب فيها التي يجمعها المستشعر الموجود في فأرة الكمبيوتر المعتمدة على الليزر.

ببساطة، المزيد حساسية منخفضةيؤدي إلى حركة أكثر دقة.

ما الأفضل؟

ذلك يعتمد على التطبيق و بيئة. إذا نظرت إلى العلامة التجارية Logitech G، ستلاحظ أن Logitech تركز بشكل أساسي على الفئران LED عندما يتعلق الأمر بـ العاب كمبيوتر. وذلك لأن المستخدمين عادةً ما يجلسون على مكتب وربما يستخدمون لوحة ماوس مصممة لتحسين التتبع والإمساك. ومع ذلك، تمتلك الشركة أيضًا ماوسات ليزر، كما تقدم Logitech أيضًا عددًا صغيرًا من الأجهزة المزودة بالليزر والتي لا تستهدف اللاعبين.

شركة مصنعة أخرى، Razer، تفضل تقنية الليزر لأنها توفر حساسية أعلى في الألعاب. بشكل عام، لا نعتقد أن التكنولوجيا البصرية أو الليزرية مكتفية ذاتيًا تمامًا من تلقاء نفسها. توصيتنا أكثر تحديدًا للاستخدام المكتبي.

يمكن أن يكون ماوس الليزر مثاليًا سواء كنت في غرفة فندق، أو في غرفة المعيشة، أو مستلقيًا على الأريكة، أو تتصفح Facebook أثناء الجلوس في اجتماع. يمكن أن يكون الأداء غير متناسق نظرًا للسطح الموجود أسفله، ولكن باستخدام ماوس الليزر لديك بالتأكيد المزيد من الخيارات على جميع الأسطح. يكون فأرة الكمبيوتر المستندة إلى الليزر مفيدًا عندما يتعين عليك استخدام قدمك كسطح للتتبع، أو عندما لا يحتوي مكتبك إلا على أثاث لامع يكرهه جهاز LED الخاص بك تمامًا.

تستخدم معظم الفئران الحديثة عالية الأداء الليزر. ومع ذلك، كقاعدة عامة، فهي أكثر تكلفة. في حين أن الليزر هو تقنية أكثر تنوعًا، إلا أن الفأرة الضوئية اللائقة يمكنها القيام بالمهمة بتكلفة أقل طالما أنك تستخدمها على سطح مستو غير لامع.

نأمل أن يكون هذا المقال قد ساعد على الأقل على فهم الاختلافات بين التقنيات بشكل أفضل الأجهزة الطرفية، والأمر متروك لك لتحديد ماوس الكمبيوتر الذي تحتاجه.

أجهزة استشعار الفأرة: ليزر أم بصريات؟

إذا وجدت خطأ، فإن الفيديو لا يعمل، يرجى تحديد جزء من النص والنقر عليه السيطرة + أدخل.

تستخدم الغالبية العظمى من المتلاعبين بالفأرة المنتجة حاليًا أجهزة استشعار بصرية لتسجيل الحركات. ومع ذلك، لم يتم تصميمها جميعها بنفس الطريقة: هناك العديد من التقنيات المنتشرة حاليًا، ولكل منها خصائصها الخاصة. سننظر فيها في هذه المراجعة.

بدأ الإدخال الشامل لأجهزة الاستشعار البصرية في النماذج ذات الإنتاج الضخم في أواخر التسعينيات وأدى إلى تغييرات ثورية حقيقية في مجال مناورات الكمبيوتر. في البداية، كانت الفئران الضوئية بشكل ملحوظ نماذج أكثر تكلفةمع كرة متدحرجة وأجهزة استشعار ميكانيكية بصرية، ولكن على الرغم من ذلك، سرعان ما نال التصميم الجديد تعاطف المستخدمين بسبب عدد من المزايا المهمة. أولاً، نظرًا لعدم وجود أجزاء متحركة، يعد المستشعر البصري أكثر موثوقية من المستشعر الميكانيكي البصري ولا يتطلب أيضًا التنظيف المنتظم. ثانيا، توفر أجهزة الاستشعار البصرية المزيد دقة عالية: حتى في النماذج الأولى، كانت قيمة هذا المؤشر لا تقل عن 400 نقطة في البوصة (عدد البوصة). إذا عملنا بوحدات قياس أكثر تقليدية، فهذا يعني أن المعالج قادر على تسجيل حركة بمقدار 0.06 مم فقط. ثالثا، تعمل أجهزة الاستشعار البصرية بشكل موثوق على مجموعة واسعة من الأسطح. في كثير من الحالات، جعل هذا من الممكن التخلص من الحصائر الخاصة التي كانت سمة ثابتة لمكان عمل مستخدم الكمبيوتر الشخصي في عصر الفئران المزودة بأجهزة استشعار ميكانيكية بصرية.

دعونا نتذكر مبدأ تشغيل مستشعر تسجيل الحركة البصرية. وبغض النظر عن التنفيذ، فهو يتضمن ثلاثة مكونات رئيسية: مصدر ضوء، وكاميرا فيديو مصغرة، ومعالج دقيق مخصص (DSP). كاميرا الفيديو المصغرة قادرة على التقاط ما يصل إلى عدة آلاف من صور السطح الذي يتحرك عليه المعالج في ثانية واحدة فقط. للحصول على صور متباينة بدرجة كافية عند هذا التردد، فمن الضروري إضاءة ساطعة. عادةً ما يكون مصدر الضوء عبارة عن مصباح LED مزود بعدسة تركيز أو ليزر أشباه الموصلات منخفض الطاقة. يتم تحويل الصور التي تلتقطها الكاميرا إلى شكل رقمي ويتم إرسالها في دفق مستمر إلى معالج الإشارة الرقمية، الذي يعالج هذه البيانات في الوقت الفعلي، ويحسب اتجاه وسرعة حركة المعالج.

تم دمج كاميرا فيديو مصغرة وADC ومعالج متخصص في شريحة واحدة (الشكل 1)، وبفضل ذلك تتميز الفئران المزودة بأجهزة استشعار بصرية بالبساطة في التصميم ويمكن تصنيعها في جهاز صغير جدًا وسهل الاستخدام. جسم خفيف الوزن(ولا تذكرنا دائمًا بالماوس المألوف - خذ على سبيل المثال نموذج Genius Ring Mouse الذي يتم ارتداؤه على الإصبع، كما هو موضح في الشكل 2).

أرز. 1. "الجهاز الحسي" الرئيسي للفأرة الضوئية هو
شريحة معالج دقيق مزودة بكاميرا فيديو مدمجة.
على يمينه يوجد مؤشر LED وعدسة تركيز.

أرز. 2. الماوس الأصلي
Genius Ring Mouse صغير جدًا
بحيث يمكن وضعه على الإصبع كالخاتم

بالمناسبة، "نقص الوزن" يؤدي إلى مشكلة محددة: يمكن للمناول الخفيف للغاية أن يتحرك تلقائيًا حول الطاولة، ويحمله وزن الكابل المستخدم للاتصال بالكمبيوتر. هذا هو السبب في وجود العديد من النماذج مع اتصال سلكييتم تركيب لوحات الترجيح المعدنية، وتصميم بعضها الفئران الألعابيسمح لك بضبط وزن العلبة عن طريق تثبيت أشرطة قابلة للإزالة مع مجموعة من الأوزان المعايرة. في النماذج ذات الاتصال اللاسلكي، عادة ما تكون هذه الحيل غير مطلوبة: البطاريات أو البطاريات التي تشغل الماوس تعمل كصابورة.

تتطور التقنيات المستخدمة في أجهزة استشعار الحركة الضوئية باستمرار. يقوم المطورون من العديد من الشركات بتحسين التصاميم الحالية، بالإضافة إلى إنشاء وتنفيذ حلول جديدة بشكل أساسي. وبطبيعة الحال، في هذه المراجعة لن ننظر في كل شيء الفروق الفنية، بما في ذلك لأن العديد منهم يمثلون معرفة الشركات المصنعة ويتم الاحتفاظ بالمعلومات الخاصة بهم بسرية تامة. ومع ذلك، لأغراضنا هذا غير مطلوب. لفهم الاختلافات الأساسيةأجهزة استشعار بصرية لتسجيل حركة الهياكل المختلفة، يكفي الانتباه إلى الميزات التالية:

• نوع مصدر الضوء المستخدم وطوله الموجي؛
• زاوية ميل الشعاع (شعاع الضوء) المنبعث من مصدر الضوء بالنسبة لمستوى سطح العمل؛
• زاوية ميل المحور البصري لعدسة كاميرا الفيديو الخاصة بالمستشعر بالنسبة لمستوى سطح العمل؛
• وأخيرًا، ما هو نوع الضوء الذي يدخل إلى عدسة الكاميرا - المبعثر أو المنعكس من سطح العمل.

وبهذا يختتم الجزء التمهيدي وينتقل إلى النظر في الأنواع المختلفة من أجهزة الاستشعار البصرية المستخدمة في الفئران الحديثة.

البصريات "الكلاسيكية".

تم تطوير تصميم مستشعر تسجيل الإزاحة البصرية، والذي استبدل في أواخر التسعينيات - أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين النظام الميكانيكي البصري بكرة متدحرجة (وبالمناسبة، لا يزال يستخدم على نطاق واسع)، من قبل مهندسي Agilent Technologies. يظهر الرسم التخطيطي لجهازه في الشكل. 3، والمظهر في الشكل. 4.

أرز. 3. رسم تخطيطي لجهاز الاستشعار البصري
التصميم التقليدي

أرز. 4. مظهرمستشعر بصري مزود بمصباح LED أحمر.
عدسة الكاميرا مرئية على الجانب الأيسر

دعونا نفكر في السمات المميزة للإصدار الموصوف من المستشعر البصري، والذي سنسميه أيضًا مستشعرًا بصريًا (أو مستشعرًا) للتصميم التقليدي من أجل الوضوح.

كما هو واضح في الرسم البياني أعلاه، مصدر الضوء هو LED أحمر. منذ هذا جهاز أشباه الموصلاتيشكل شعاعاً ضوئياً واسعاً إلى حد ما، وتحتاج إلى إضاءة مساحة صغيرة (أقل من 100 مم2)، ثم يتم استخدام عدسة التركيز لزيادة كفاءة استخدام الطاقة الضوئية. يضيء شعاع الضوء الذي تركزه هذه العدسة سطح العمل بزاوية حادة إلى حد ما - حوالي 25 درجة. وقد تم ذلك على وجه التحديد من أجل الحصول على نمط قطع مميز حتى على الأسطح ذات الارتياح الدقيق الطفيف. يكون المحور البصري لعدسة الكاميرا الخاصة بهذا المستشعر متعامدًا مع مستوى سطح العمل، وبالتالي يقرأ الضوء المبعثر.

واليوم، تشكل الفئران المزودة بأجهزة استشعار بصرية ذات تصميم تقليدي أساسًا لأسطول من أجهزة الكمبيوتر المستخدمة في الأنظمة المكتبية والمحمولة. هناك مجموعة واسعة من هذه النماذج للبيع مع كل من الاتصالات السلكية واللاسلكية، مما يجعل من السهل الاختيار خيار مناسبلكل ذوق وميزانية. بفضل أحجام الإنتاج الكبيرة، انخفض سعر هذه الأجهزة بشكل كبير: يمكن الآن شراء نماذج أصغر من المتلاعبين مع اتصال سلكي مقابل 100 روبل فقط. وحتى هذا الفأر قادر تمامًا على خدمة مالكه لعدة سنوات، ولا يتطلب أي صيانة تقريبًا.

وبطبيعة الحال، إلى جانب المزايا المذكورة أعلاه، فإن الفئران المجهزة بأجهزة استشعار بصرية مصممة تقليديا لها عيوب معينة. بادئ ذي بدء، يتعلق هذا بصفات "جميع التضاريس": هناك العديد من الأسطح التي يعملون عليها بشكل غير مستقر (عندما يتحرك الماوس بشكل متساوٍ، يتحرك المؤشر بشكل متشنج، وعندما يتوقف يبدأ في "الرقص")، وعلى البعض (مثل هذا (مثل الزجاج الشفاف والمرآة والخشب المصقول وما إلى ذلك) يرفض المستشعر البصري العمل على الإطلاق.

الليزر بدلا من LED

كان إنشاء ما يسمى بأجهزة استشعار الليزر من المعالم المهمة في تطور الفئران الضوئية. تم إنشاء أول مستشعر ليزر مصمم للاستخدام في الماوس بواسطة شركة Agilent Technologies. إذا نظرت إلى الرسم التخطيطي لجهازه الموضح في الشكل. 5، فمن السهل أن نلاحظ عدة الاختلافات الأساسيةذلك من البصرية التقليدية.

أرز. 5. تخطيط جهاز استشعار الليزر

أولاً، كما يوحي الاسم، مصدر الضوء ليس LED، بل ليزر أشباه الموصلات. إنه يعمل في نطاق الأشعة تحت الحمراء، غير المرئي لأعيننا (الطول الموجي - 832-852 نانومتر)، لذلك في هذه الحالة لا يوجد توهج عادي تحت جسم مناور العمل. لماذا الليزر أفضل من LED؟ الميزة الرئيسية لليزر هي أن الضوء الذي ينبعث منه ذو طبيعة متماسكة - وهذا يسمح لك بالحصول على صورة أكثر تباينًا وتفصيلاً للسطح (الشكل 6). ثانيًا، تمت زيادة زاوية سقوط الشعاع بشكل ملحوظ (تصل إلى حوالي 45 درجة). وثالثا، يقع المحور البصري لعدسة كاميرا الفيديو في نفس الزاوية التي يسقط فيها الضوء من المصدر على سطح العمل. وبالتالي، فإن كاميرا الفيديو الخاصة بمستشعر الليزر تقرأ الضوء المنعكس من السطح بدلاً من قراءة الضوء المتناثر.

أرز. 6. على سطح أملس، جهاز استشعار بصري تقليدي
يقرأ كثيرا صورة ضبابية(غادر). يسمح جهاز استشعار الليزر
الحصول على صورة أكثر تباينًا وتفصيلاً

ما الذي تم تحقيقه بفضل التغييرات الموصوفة؟ أولا، توفير عمل مستقرجهاز استشعار على الأسطح الملساء التي تحتوي على إغاثة دقيقة ضعيفة للغاية - أي حيث تتصرف أجهزة الاستشعار البصرية ذات التصميم التقليدي بشكل غير مستقر أو تتوقف عن العمل تمامًا. ثانيا، كان من الممكن زيادة دقة المستشعر بشكل كبير (وبالتالي دقة تسجيل الحركات).

لسوء الحظ، كانت هناك بعض الآثار الجانبية الناجمة عن إحدى ميزات تصميم حساس الليزر، وهي قراءة الشعاع المنعكس من سطح العمل. يعكس السطح المصنوع من مادة شفافة (زجاج، بلاستيك، إلخ) كمية صغيرة جدًا من الضوء الذي يضربه، وفي هذه الحالة لا تكون شدة تدفق الضوء كافية ببساطة حتى يتمكن المستشعر من قراءة ما يكفي صورة متناقضة. تحدث مشكلة مماثلة على الأسطح غير المستوية، خاصة على الأقمشة ذات الملمس الواضح. عندما تصطدم بنتوء أو انخفاض، فإن الشعاع مبعثر أو ينعكس بزاوية مختلفة - وفي كلتا الحالتين، يدخل القليل جدًا من الضوء إلى عدسة الكاميرا.

عند العمل على مواد غير شفافة ذات سطح مصقول ولامع، ينشأ الوضع المعاكس: هناك الكثير من الضوء المنعكس والانعكاسات الساطعة "تعمي" المستشعر الحساس للضوء. وبطبيعة الحال، في كلتا الحالتين، يصبح التشغيل المستقر للمستشعر مستحيلا.

تم تقديم النماذج الأولية للمناورات المزودة بمستشعر ليزر من تصميم شركة Agilent Technologies للجمهور في أوائل عام 2004. وفي سبتمبر من نفس العام، أطلقت شركة Logitech الماوس MX-1000، وهو أول جهاز تأشير يتم إنتاجه بكميات كبيرة في العالم ومزود بمستشعر ليزر.

في منتصف عام 2005، بدأت شركة Agilent Technologies في توريد وحدات استشعار الحركة الجاهزة المعتمدة على مستشعرات LaserStream لجميع الشركات المصنعة المهتمة، وسرعان ما ظهرت فئران الليزر في مجموعة متنوعة من الشركات. لقد اتبعت بعض الشركات المصنعة (على وجه الخصوص، Microsoft) طريقها الخاص، حيث قامت بشكل مستقل بتطوير أجهزة استشعار الليزر لمعالجاتها. حاليًا، يتم تقديم الفئران المزودة بأجهزة استشعار بالليزر في خطوط العديد من الشركات.

على عكس توقعات الشركات المصنعة، فإن ظهور الفئران مع أجهزة استشعار الليزر لم يسبب الكثير من الإثارة. ويرجع ذلك جزئيًا إلى حقيقة أن الفئران المزودة بأجهزة استشعار بصرية تقليدية تلبي احتياجات معظم المستخدمين. بالإضافة إلى ذلك، كانت النماذج ذات أجهزة استشعار الليزر في البداية أكثر تكلفة بكثير، والتي لم تساهم أيضا في نمو شعبيتها. ونتيجة لذلك، جذبت نماذج الليزر انتباه خبراء الابتكارات التقنية ومحبي ألعاب الكمبيوتر الديناميكية بشكل رئيسي.

أفضل من الليزر

في عام 2006، قدمت A4Tech نسخة محسنة من المستشعر البصري، والذي كان يسمى G-laser (مختصر من أكبر من الليزر - أفضل من الليزر). دعونا ننتبه إلى ميزتين مميزتين لمثل هذا المستشعر. أولا، هذا هو نظام التركيز المزدوج للحزمة المنعكسة، والذي يضمن التشغيل المستقر للمستشعر على الأسطح اللامعة والمتنوعة (معرفة A4Tech). ثانيًا، لا يتم استخدام مصدر واحد، بل مصدرين للضوء لإضاءة سطح العمل. على غرار مستشعر الليزر، يقرأ مستشعر الليزر G الضوء المنعكس من السطح.

في المتلاعبين المنتجين تجاريًا، أصبح هناك إصداران من مستشعر الليزر G، يختلفان في نوع مصدر الضوء. في إحدى الحالات، يكون هذان مصباحان LED، وفي الحالة الأخرى - LED وليزر أشباه الموصلات يعملان في نطاق الأشعة تحت الحمراء. تم تثبيت الإصدار الأول من مستشعر الليزر G في مناولات سلسلة A4Tech X5 (توقف الآن)، ولا يزال الإصدار الثاني مستخدمًا حتى يومنا هذا في نماذج سلسلة A4Tech X6 (يظهر أحدها في الشكل 7)، أيضًا كما هو الحال في الأجهزة من عدد من الشركات المصنعة الأخرى (على وجه التحديد كانيون).

على العديد من أنواع الأسطح، تعمل المناورات المزودة بمستشعر ليزر G في الواقع بشكل أكثر استقرارًا من نظيراتها الليزرية، مما يبرر تمامًا شعار "أعظم من الليزر". وينطبق هذا بشكل خاص على البلاستيك الشفاف واللامع، وكذلك بعض أنواع الأقمشة. ومع ذلك، فإن الفئران المزودة بمستشعر ليزر G لا يمكنها التعامل مع جميع الأسطح: فهي لا تعمل على المرايا أو تنظيف الزجاج الشفاف.

أرز. 7. ماوس A4Tech Glaser X6-90D – أحد الفئران المنتجة حالياً،
مجهزة بمستشعر G-laser X6

من المزايا التنافسية المهمة للطرز المزودة بمستشعر G-laser سعرها المعقول: تكلفة الطرز الأصغر سناً أقل مقارنة بنظيراتها المجهزة بأجهزة استشعار الليزر.

الفئران ذات العيون الزرقاء، نسخة مايكروسوفت

في سبتمبر 2008، قدمت مايكروسوفت الإصدار الأول نماذج الإنتاجالفئران المجهزة بمستشعر بصري BlueTrack (يظهر أحدها في الشكل 8). كما هو الحال مع تصميم المستشعر البصري التقليدي، فإن مصدر الضوء هو LED. صحيح، ليس اللون الأحمر المعتاد، ولكن اللون الأزرق المألوف (وبالتالي، في الواقع، اسم BlueTrack). من الناحية النظرية، يسمح هذا بميزة معينة، حيث أن الطول الموجي للضوء الأزرق أقصر بحوالي مرة ونصف مقارنة بالضوء الأحمر (ونصف تقريبًا مقارنة بالضوء الأحمر). مصادر الأشعة تحت الحمراء). وبالتالي، تسمح الإضاءة الزرقاء للكاميرا بالتقاط تفاصيل أدق للإغاثة الدقيقة لسطح العمل. ومع ذلك، يجدر النظر في ذلك في هذه الحالة نحن نتحدث عنحول أجزاء بحجم أعشار الميكرون، ومن الصعب القول على وجه اليقين ما إذا كانت معلمات المسار البصري والمستشعر الحساس للضوء تسمح بتحقيق هذه الميزة عمليًا.

أرز. 8. مايكروسوفت اكسبلورريعتبر الفأر من أوائل المتلاعبين
مجهزة بمستشعر BlueTrack

هناك العديد من المتشككين الذين يعتقدون أن المهندسين هم الذين أصروا على استخدام مؤشر LED الأزرق، ولكن المسوقين. بعد كل شيء، حتى المستخدم الأمي من الناحية الفنية يمكن أن يميز لون التوهج تحت "بطن" الماوس (بالطبع، إذا لم يكن مصابا بعمى الألوان). كل ما تبقى هو ابتكار أسطورة جميلة وإطلاقها للجماهير حول مزايا الإضاءة الزرقاء على اللون الأحمر - ولحسن الحظ، يمكن للمسوقين ذوي الخبرة التعامل مع حل مثل هذه المشكلات دون صعوبة.

ولكن دعونا نعود إلى التكنولوجيا. مساحة البقعة، التي تتم قراءة صورتها بواسطة كاميرا مستشعر BlueTrack، أكبر بـ 4 مرات مقارنة بتصميم المستشعر البصري التقليدي. بفضل هذا، يقع "مجال الرؤية" الخاص بالكاميرا بمزيد من التفاصيل، والذي بدوره يضمن تشغيلًا أكثر استقرارًا للمستشعر على الأسطح الملساء. يحتوي BlueTrack أيضًا على شيء مشترك مع مستشعر الليزر: حيث يدخل الشعاع المنعكس من سطح العمل إلى عدسة الكاميرا.

بطريقة أو بأخرى، تم تحقيق النتيجة المرجوة: تعمل الفئران المزودة بمستشعر BlueTrack بالفعل على العديد من الأسطح الخارجة عن سيطرة المتلاعبين بأجهزة الاستشعار البصرية وأجهزة الاستشعار الليزرية التقليدية، خاصة على المواد ذات التشطيبات الناعمة واللامعة، وعلى معظم الأقمشة، وما إلى ذلك .

حاليًا، تُستخدم مستشعرات BlueTrack في عدد من أجهزة الماوس السلكية واللاسلكية التي تنتجها شركة Microsoft، على سبيل المثال في Comfort Mouse 3000/4500/6000، وWireless Mouse 2000/5000، وWireless Mobile Mouse 3500/4000/6000 وغيرها، على الرغم من اتساع نطاقها نسبيًا. مجموعة من المنتجات المقدمة نماذج، مثل هذه المتلاعبين لم تنتشر بعد. ويرجع ذلك جزئيًا إلى سعرها المرتفع إلى حد ما: سيكلف الطراز المزود بمستشعر BlueTrack أكثر من نظيراته المجهزة بمستشعر بصري أو ليزر.

في حقل مظلم

في أغسطس 2009، أعلنت شركة Logitech السويسرية عن الفئران اللاسلكية Performance Mouse MX و Anywhere Mouse MX. كان الابتكار الرئيسي الذي تم تقديمه في هذه النماذج هو المستشعر المعتمد على تقنيات داركفيلدتتبع الليزر.

على عكس زملائهم من Microsoft، اختار مطورو Logitech اتخاذ تصميم مستشعر الليزر كأساس. كان أحد الابتكارات الأساسية هو استخدام المجهر ذو المجال المظلم (ومن هنا جاء اسم التقنية - Darkfield) بدلاً من قراءة الصورة المنعكسة من سطح العمل.

كما يمكن أن يرى في التين. 9، المحور البصري لعدسة كاميرا الفيديو لهذا المستشعر عمودي على مستوى سطح العمل. وبما أن مصدر الضوء مثبت بزاوية على السطح، فإن الأشعة الصادرة من مناطقه المسطحة تنعكس بنفس الزاوية ولا تدخل إلى عدسة الكاميرا. وبالتالي، تسجل الكاميرا فقط تلك الأشياء التي تشتت الضوء الساقط عليها - الخدوش المجهرية، والمخالفات، وجزيئات الغبار، وما إلى ذلك. ونتيجة لذلك، يقرأ المستشعر صورة لنوع من "خريطة العيوب" للسطح، والتي تشبه مظهر السماء المرصعة بالنجوم (الشكل 10).

أرز. 9. بفضل استخدام طريقة الفحص المجهري
مستشعر الليزر Darkfield قادر على العمل في مجال مظلم
على الأسطح الملساء والشفافة

أرز. 10. هذا ما تبدو عليه الصورة،
قراءة بواسطة جهاز استشعار الضوء
مستشعر Darkfield على سطح أملس،
مصنوعة من مادة شفافة

في ظروف حقيقيةالتشغيل، حتى على سطح نظيف وسلس تمامًا (كما يبدو لنا)، سيكون هناك الكثير من الأشياء التي ستتمكن كاميرا المستشعر من "رؤيتها". وهي شقوق وخدوش مجهرية غير مرئية للعين المجردة، وجزيئات الغبار، والوبر، وبصمات الأصابع، وبقايا المنظفات، وما إلى ذلك. بفضل هذا، فإن المستشعر المعتمد على تقنية Darkfield Laser Tracking قادر على العمل حتى على الأسطح الشفافة والناعمة التي لا تحتوي على إغاثة دقيقة واضحة. هذا القراريضمن التشغيل المستقر للمعالج على مجموعة واسعة من الأسطح، بما في ذلك الزجاج الشفاف بسمك 4 مم أو أكثر.

على الرغم من مرور أكثر من عامين منذ ظهور Darkfield Laser Tracking لأول مرة، إلا أن هذه التقنية لا تزال هي الأكثر فعالية بين الحلول المستخدمة في المناورات المنتجة تجاريًا. ومع ذلك، لديها أيضا عيب كبير- ارتفاع أسعار الأجهزة. يتم تقديم كلا الطرازين المجهزين بمثل هذه المستشعرات في أعلى فئة سعرية - لذلك سيكون توقع الطلب السريع على هذه الأجهزة أمرًا مفرطًا في التفاؤل. خاصة وأن الإعلان عن هذه المنتجات تم في خضم أزمة اقتصادية.

حاليًا، يتوفر للبيع حاليًا جهازان فقط مجهزان بأجهزة استشعار Darkfield Laser Tracking - Logitech Performance Mouse MX (الشكل 11) وAnywhere Mouse MX.

أرز. 11. ماوس لوجيتك بيرفورمانس ماوس MX اللاسلكي،
مجهزة بجهاز استشعار يعتمد على تقنية Darkfield Laser Tracking

عمودي بدقة

في بداية هذا العام، قدمت A4Tech نماذج الإنتاج الأولى من المناولات المجهزة بأجهزة استشعار بصرية V-Track Optic 2.0 (لأسباب سهولة القراءة، سنسميها ببساطة V-Track أدناه). كما هو الحال في أجهزة الاستشعار البصرية التقليدية، فإن مصدر الضوء فيها هو مصباح LED أحمر. ومع ذلك، في جوانب أخرى، يحتوي تصميم هذا المستشعر على عدد من الاختلافات الأساسية.

يتم تركيز الشعاع في شعاع ضيق (تبلغ مساحة الثقب الموجود في اللوحة السفلية لجسم الفأرة 5 مم 2 فقط) ويتم توجيهه بشكل عمودي بشكل صارم على مستوى سطح العمل. تقوم كاميرا مستشعر V-Track بقراءة الشعاع المنعكس؛ يكون المحور البصري للعدسة عموديًا على مستوى سطح العمل (الشكل 12).

أرز. 12. مخطط تشغيل مستشعر V-Track Optic 2.0

من خلال تركيز الشعاع على مساحة صغيرة، يتم تحقيق كثافة عالية من تدفق الضوء - وهو أمر أعلى مقارنة بأجهزة الاستشعار البصرية ذات التصميم التقليدي. يتيح لك ذلك الحصول على أوضح صورة ممكنة والتقاط حتى أصغر تفاصيل التضاريس الدقيقة للسطح. بفضل هذه الميزة، يعمل مستشعر V-Track بشكل موثوق على الأسطح اللامعة والمصقولة، حيث تفشل تصميمات أجهزة الاستشعار الليزرية والبصرية التقليدية. بالإضافة إلى ذلك، يعمل مستشعر V-Track بشكل جيد على الأسطح غير المستوية مثل الفراء والأكوام الطويلة والأقمشة الخشنة وما إلى ذلك، حيث عادة ما تكون الفئران المزودة بأجهزة استشعار بالليزر غير مستقرة للغاية.

هناك فائدة إضافية لمستشعر V-Track مستوى منخفضاستهلاك الطاقة (أقل بنسبة 20-30% مقارنة بتصميم المستشعر البصري التقليدي)، مما يسمح لفترة أطول عمر البطاريةالمتلاعبين اللاسلكية.

تُستخدم مستشعرات V-Track حاليًا في مجموعة من أجهزة الماوس A4Tech، بما في ذلك الطرازات السلكية (N-770FX، وN-551FX، وOP-530NU، وOP-560NU، وما إلى ذلك) والنماذج اللاسلكية (G9-500F، وG10-770F، وG10). -810F، وما إلى ذلك). يتم تقديم هذه المتلاعبين في مستويات منخفضة ومتوسطة قطاعات السعر. أسعار الموديلات الصغيرة المزودة بأجهزة استشعار V-Track قابلة للمقارنة تمامًا مع تكلفة الفئران من نفس الفئة المجهزة بأجهزة استشعار بصرية ذات تصميم تقليدي.

الفئران "ذات العيون الزرقاء"، نسخة عبقرية

منتج جديد آخر هذا العام هو المستشعر البصري BlueEye Tracking. تم تطويره من قبل مهندسين من شركة Kye Systems، المعروفة لدى المستخدمين الروس بمجموعة واسعة من المنتجات المصنعة تحت العلامة التجارية Genius.

يعد تصميم مستشعر BlueEye Tracking في الأساس نسخة متقدمة من المستشعر البصري التقليدي، ولكن هناك بعض الاختلافات الرئيسية. الأول هو استخدام مصباح LED أزرق بدلاً من اللون الأحمر. والثاني يتعلق بتصميم المسار البصري المعدل (الشكل 13). تضمن العدسة الإضافية تركيز شعاع الضوء، مما يجعل مساحة بقعة الضوء التي يشكلها مستشعر BlueEye Tracking أصغر من مساحة المستشعر البصري التقليدي.

أرز. 13. مخطط تصميم مستشعر التتبع BlueEye

يوفر مستشعر BlueEye Tracking دقة أعلى (مقارنة بالمستشعر البصري التقليدي) لتسجيل حركات المعالج ويعمل بشكل موثوق على معظم الأسطح، مع استهلاك طاقة أقل.

تُستخدم مستشعرات BlueEye Tracking حاليًا في الاتصالات اللاسلكية الفئران العبقرية Navigator 905، Mini Navigator 900، Traveler 8000/9000، Ergo 9000، وما إلى ذلك. بالإضافة إلى ذلك، أصدرت الشركة مؤخرًا مناورًا سلكيًا DX-220، مزودًا أيضًا بمستشعر BlueEye Tracking. تنتمي جميع الطرز المدرجة إلى فئة السعر المتوسط. وبالنظر إلى أسعار التجزئة، فإن منافسيهم المباشرين هم الفئران المجهزة بأجهزة استشعار بالليزر.

خاتمة

لذلك، قمنا بفحص ميزات التصميم لأنواع مختلفة من أجهزة استشعار تسجيل الحركة البصرية المستخدمة في المناورات الحديثة. على مدى السنوات الثلاث الماضية، قدمت الشركات المصنعة لهذه الأجهزة العديد من الحلول الجديدة التي تتمتع بمزايا ملحوظة مقارنة بالتقنيات البصرية والليزر التقليدية. ومع ذلك، كما تظهر إحصاءات المبيعات، عند اختيار مناور، يفضل المستخدمون نهجا محافظا، مع إعطاء الأفضلية للفئران المجهزة بمستشعر بصري للتصميم التقليدي. ويمكن تفسير ذلك جزئيا سعر معقولمثل هذه النماذج، فضلا عن المتطلبات المنخفضة لخصائص أداء الماوس من قبل معظم المشترين. من الممكن أن الكثيرين لا يعرفون ببساطة عن الابتكارات التكنولوجية التي تم إدخالها بالفعل في النماذج ذات الإنتاج الضخم.

نأمل ذلك هذا المنشورسيكون مفيدًا لقرائنا، والمعلومات الواردة فيه ستسمح لهم بالتنقل بشكل أفضل في التنوع التقنيات الموجودة. بالإضافة إلى ذلك، نوصي بقراءة مقال "اختبار قيادة الماوس". ستجد فيه معلومات مفصلة حول مدى جودة أداء المناورات ذات الأنواع المختلفة من أجهزة الاستشعار على الأسطح المختلفة.

منذ الاختراع مناور الكمبيوتريحب " فأرة ليزر"لقد مر بمسار تطوري ضخم من صندوق خشبي على عجلتين إلى جهاز به كرة كهرومغناطيسية وبكرات بداخله. تم بعد ذلك استبدال الآلية بمستشعر بصري ومؤشر LED. وأخيرا، تم استبدال الأخير بالليزر أكثر دقة وأقل استهلاكا للطاقة.

وفوق كل ذلك، تم أخذ ذيلها واستبداله باتصال بلوتوث. هكذا وُلدت فأرة الليزر اللاسلكية. أصبح الآن تصميمًا مصغرًا مريحًا، بأشكال وألوان جذابة، وخفيف الوزن، وحساسية غير عادية ولا غنى عنها عند العمل مع الكمبيوتر أو الكمبيوتر المحمول.

جهاز ماوس ليزر

تصميم ماوس الليزر يشبه التصميم البصري. يتكون عنصر العمل الرئيسي من ثلاثة أجزاء:

• مصغر؛
• مستشعر بصري على شكل مصفوفة مسطحة؛
• معالج دقيق للإشارة قادر على التعرف على التغييرات في الصور.

يختلف فأرة الليزر عن الفأرة الضوئية في الخصائص التالية:

• دقة. جهاز ليزرقادرة على إنتاج ما يصل إلى 20 مرة أكثر من البيانات في منطقة المسح السطحي.
• يتميز باستهلاك منخفض للطاقة ويوفر البطاريات أثناء الاتصالات اللاسلكية.
• لا يتوهج في الظلام. ربما هذا ليس مهما للغاية، ولكن في بعض الأحيان تسمح لك الإضاءة الإضافية بالحكم على حالة تشغيل الجهاز.
• بفضل خصائص الليزر، فإنه يسمح لك بالعمل حتى على سطح المرآة.

الرئيسي و العيب الرئيسيفئران الليزر هي تكلفتها العالية. حل بديل عند حساب فوائد الاستحواذ خيار لاسلكييمكن اعتماد الأجهزة مع توقع توفير البطاريات.

الميزات عند اختيار الماوس

عند الوصول إلى متجر كمبيوتر، يواجه العديد من المشترين مجموعة واسعة من الشركات المصنعة والنماذج. الأجهزة الإلكترونية. سيكون من الأسهل اتخاذ قرار بشأن الشراء إذا قررت مسبقًا ما هي الخصائص التي يجب أن يتمتع بها ماوس الليزر. بادئ ذي بدء ، هذه هي الخصائص التقنية:

• مواد القضية. يمكن هنا استخدام البلاستيك أو المعدن أو المطاط أو مجموعات من هذه المواد.
• نوع الفأرة. سلكي أو لاسلكي - يكمن الحل في سهولة خدمة الطاقة الإضافية للجهاز.
• دقة الاستشعار. في المتوسط، يجب أن تضمن دقة المستشعر البالغة 2000 نقطة في البوصة الاستخدام المريح للماوس. بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر المخصصة للألعاب، يمكنك شراء جهاز بمواصفات أعلى لهذه المعلمة.
• عدد الأزرار. هنا يعتمد الاختيار على المستخدم. إذا كان ينوي استخدام لوحة المفاتيح مع الماوس، فيمكنه اختيار عدد أقل من الأزرار. وإذا كان من المفترض أن ماوس الليزر يمكن أن يحل محل الآخرين تماما، فهناك خيارات 7-8 زر.
• إمكانية تحديد وضع تشغيل المستشعر. يسمح لك بالعمل في أوضاع السرعة الخاصة بك تطبيقات مختلفةأو إعادة التكوين بسرعة إذا تغير مستخدم الكمبيوتر.
• توافر إضافية برمجة. لا تتطلب أجهزة المناولة الحديثة عمومًا تثبيت برنامج التشغيل. ومع ذلك، تقدم بعض الشركات المصنعة، إلى جانب منتجاتها، مجموعة من البرامج والأدوات المساعدة لتسهيل إعدادات الماوس أو المكافآت الإضافية.
• واجهة للاتصال بالكمبيوتر ووجود المحولات. حاليًا، تركز المعدات بشكل أساسي على اتصال USB 2.0. ولكن قد تصادف نماذج أرخص وعفا عليها الزمن مع خيارات توصيل المكونات الأخرى.

يستثني الخصائص التقنية، قد يختلف ماوس الليزر في الحجم والتصميم وبيئة العمل. هنا الخيار الأفضلستجربه على الفور، وتشعر بمدى ملاءمته لكف يدك، وما إذا كان يتحرك بحرية، وما إذا كان من السهل الوصول إلى جميع الأزرار، وكيف تتحرك نقرات مزدوجةأو كيف تدور العجلة. تتضمن بعض الأمثلة على ماوسات الليزر عالية الجودة A4Tech X-750F، وOClick 765L، وLogitech MX400، وGenius Ergo555، وGenius Ergo525، وLexma AM530(MPE).

سمة ضرورية ومريحة للغاية ، مستخدم الكمبيوتر، أي مستوى. لقد تسبب في إزعاج كبير، كرائد معدات الحاسوب، عدم وجود الماوس، لديهم أيضًا مزايا، فهم ممتازون في استخدام لوحة المفاتيح.

الغرض وتشغيل فأرة الكمبيوتر.

في البداية، نحتاج إلى تحديد الغرض الرئيسي من فأرة الكمبيوتر بوضوح، ووظائفها وطرق التحكم فيها.

فأرة الكمبيوتر، هذا خاص جهاز ميكانيكي، لإدخال المعلومات إلى جهاز الكمبيوتر. حتى لو كانت لديك مهارة قليلة في استخدامه، فإنه يجعل حياة وعمل المستخدم الذي يعمل فيه أنظمة التشغيلمع قذيفة رسومية.

إنها بسيطة جدًا في التشغيل والامتلاك. يتعلق الأمر بتحريك الماوس على سطح أملس، مثل السجادة. بشكل متزامن معه، يتحرك المؤشر عبر الشاشة، ويوجهه نحو الرموز ويقوم بتنفيذ الإجراءات اللازمة.

بالإضافة إلى هذا، على فأرة الحاسوب، يوجد زوجان من أزرار الوظائف وشريط التمرير مع وظيفة النقر. يتم تقليل التحكم الأساسي إلى الضغط على زر الماوس الأيسر، والنقر المزدوج.

يسمح لك شريط التمرير بالتمرير عبر مستند نصي، والنقر عليه يجعل من السهل إرجاعه.

يؤدي النقر فوق الزر الأيمن إلى ظهور قائمة سياقات مخفية تعرض جميع أنواع الإجراءات المتاحة.

مبدأ تشغيل فأرة الكمبيوتر الضوئية.

بغض النظر عن الكلمات والصيغ غير الضرورية، يمكن مقارنة فأرة الكمبيوتر بكاميرا الفيديو. إنها تلتقط عددًا هائلاً من الإطارات في الدقيقة الواحدة، حوالي تسعين ألفًا.

من المهم ملاحظة أن فأرة الكمبيوتر الضوئية لا تحتاج إلى لوحة ماوس خاصة؛ فهي تعمل بشكل رائع على أي سطح. بفضل بساطته وموثوقيته، اكتسب سلطة وتعاطف المستخدمين.

يشتمل جهازه على مصباح LED عادي، عادة ما يكون باللون الأحمر، ولكن تتوفر أيضًا ألوان أخرى. ينعكس هذا الإشعاع من السطح، ويركز هذا الانعكاس على جهاز استشعار خاص.

يتم إرسال الإشارة من المستشعر، جميع الإطارات بدورها، إلى معالج الكمبيوتر. تتم معالجة الإشارة الواردة وتحليلها، حيث تقوم بتحليل كل صورة ومقارنة مدى تحركها.

بناء على البيانات المستلمة، يفهم مكان إرسال مؤشر الماوس بناء على الإحداثيات المستلمة. تحدث هذه التلاعبات بسرعات تصوير ومعالجة عالية، لذلك يبدو لنا كل شيء سلسًا.

ما الفرق بين فأرة الكمبيوتر الليزرية والفأرة الضوئية؟

لنبدأ بمبدأ تشغيل فأرة الكمبيوتر الليزرية، وهو مطابق تقريبًا للفأرة الضوئية، باستثناء بعض النقاط.

والفرق الرئيسي هو أنه بدلا من LED، يتم استخدام الليزر، مما أدى إلى زيادة موارده بشكل كبير، فهو ليس غريب الأطوار على الإطلاق في اختيار سطح العمل.

دعنا نواصل سرد مزاياها وعيوبها. استهلاك منخفض جدًا للكهرباء، فالتوفير ضروري دائمًا. بالإضافة إلى ذلك، فهو يعمل بشكل أكثر دقة من نظيراته.

وهج ليزر الفأرة غير مرئي عمليا للعين البشرية، لذلك لن يتداخل أو يفسد رؤيتك.

الأمر كله يتعلق باختيار فأرة كمبيوتر ليزر، والتفوق واضح.

لن أخبرك عن الفأرة الكروية (الميكانيكية)، فهي غير موثوقة، ويجب تنظيفها باستمرار، وقد عفا عليها الزمن.