Независимо от того, используете ли вы её для работы или игры, наши руки сжимают компьютерную мышь почти каждый день. В чём разница между оптической и лазерной мышью?

Они лежат на полках магазинов в большом ассортименте, большинство предназначено для правшей, в то время как немногие имеют эргономичный дизайн, подходящий и для левшей. Из всех особенностей и форм-факторов вы найдёте два базовых исполнения компьютерных мышек: с оптическим датчиком или на основе лазера. Что лучше? Давайте разбираться.

Угадай, что? Все современные компьютерные мыши оптические

Современные компьютерные мыши это те же фотокамеры, которые вместо захвата лиц захватывают изображения поверхности снизу (стола, подставки и т. д). Захваченные изображения преобразуются в данные для отслеживания текущего местоположения периферии на поверхности. В конечном счете это камера с низким разрешением на ладони предназначена только для отслеживания координат X и Y тысячи раз в секунду.

По сути, все компьютерные мыши состоят из крошечной камеры с низким разрешением (CMOS-сенсора), двух объективов и источника освещения. Все мыши оптические, с технической точки зрения, потому что собирают данные оптическим способом. Тем не менее те, что продаются как оптические модели, в работе опираются на инфракрасный или красный светодиод, который проецирует свет на поверхность. Этот светодиод обычно устанавливается под углом, и фокусирует освещение на луч. Луч отскакивает от поверхности, через объектив, который увеличивает отражённый свет, и передаёт на CMOS-датчик.

Датчик CMOS собирает свет и преобразует светлые частицы в электрический ток. Затем эти аналоговые данные преобразуются в 1 и 0, что приводит к захвату более 10,000 цифровых изображений каждую секунду. Эти изображения сравниваются для создания точного местоположения мыши, а затем конечные данные отправляются на ПК для размещения курсора каждую одну-восьмую миллисекунды.

На старых светодиодных мышках вы могли заметить, что светодиод был направлен вниз прямо и светил красным лучом на поверхность, которую видел датчик. Теперь светодиодный свет проецируется под углом и, как правило, невидим (инфракрасный). Это помогает вашей компьютерной мыши отслеживать движения на большинстве поверхностей.

Между тем компания Logitech первой ввела понятие использования лазера для компьютерной мыши ещё в 2004 году. В частности, он называется лазерным диодом с вертикальной полостью, или VCSEL, который используется в лазерных указателях, оптических приводах, считывателях штрих-кодов и на других устройствах.

Этот инфракрасный лазер просто заменяет инфракрасный / красный светодиод на оптических моделях. Но не беспокойтесь: он не испортит ваши глаза, потому, что излучает свет только в инфракрасном диапазоне, который человеческий глаз не воспринимает. Это главное преимущество позволяет лазерной мыши использовать луч большей интенсивности, что обеспечивает лучшую визуализацию и повышенную чувствительность.

В своё время лазерные модели считались намного превосходящими оптические версии. Со временем, однако, оптические мыши улучшились, и теперь они работают в самых разных ситуациях, с очень высокой степенью точности. Преимущество лазерной модели обусловлено большей чувствительностью, чем у мышки на светодиодах. Однако, если вы не являетесь ярым игроком, это не такая уж важная функция.

Итак, какова разница между использованием оптической и лазерной компьютерной мыши, кроме разницы в освещении?

Для начала надо упомянуть, что оба метода используют неровности поверхности для отслеживания положения периферии. Но, лазер может проникать глубже в текстуру поверхности. Это даёт больше информации для датчика CMOS и процессора внутри мыши, чтобы манипулировать и передавать данные на родительский ПК.

Например, несмотря на то что обычное стекло прозрачное, на нём всё ещё имеются очень мелкие неровности, которые можно отследить лишь с помощью лазера. Это позволяет использовать поверхность стеклянного стола при работе, хоть она неидеальная. Между тем, если мы разместим современную оптическую мышь на той же стеклянной поверхности, она не сможет отслеживать наши движения. Поместите стеклянную поверхность на чёрный рабочий стол, и оптическая мышка всё равно не сможет отслеживать движение. Удалите стекло, и оптическая мышь начнёт прекрасно работать.

Конечно, шансы постоянного использования компьютерной мыши на стеклянной поверхности крайне редки, но это демонстрирует то, как два процесса освещения отличаются по производительности. Светодиод будет отслеживать аномалии, обнаруженные на верхнем слое поверхности, в то время как лазер может проникнуть глубже, чтобы найти дополнительные позиционные детали. Оптические компьютерные мыши лучше всего работают на не глянцевых поверхностях и ковриках, а лазерные могут функционировать практически на любой глянцевой или не глянцевой поверхности.

Точность и чувствительность

Проблема с лазерными компьютерными мышками заключается в том, что они могут быть слишком точными, собирать бесполезную информацию, как невидимые частички поверхности. Это приводит к проблемам при движении на более медленных скоростях, вызывая «дрожание» на экране. Это некорректное отслеживание 1: 1, связано с бесполезными данными, передаваемыми в общий трекинг, используемого ПК. Результат, курсор не будет отображаться в точном месте в то время, когда ваша рука его туда направила. Хотя эта проблема во многом улучшилась за годы, лазерные мыши всё ещё не идеальны, к примеру, когда вы рисуете детали в Adobe Illustrator.

Тем не менее дрожание не имеет ничего общего с количеством точек на дюйм, которые мышь может отслеживать за секунду. Вместо этого, дрожание привязано ко всему, что сканируется лазером, собирается датчиком, и передаётся процессору родительского ПК для отображения экранного курсора. Чтобы сгладить некоторые из дрожаний, вы можете положить материал на основе ткани, а под него твёрдую тёмную поверхность, на ваш стол, чтоб лазер не собирал ненужные или нежелательные данные.

Другим вариантом может стать уменьшение чувствительность. Разрешение датчика CMOS на компьютерной мыши отличается от фотокамеры, поскольку оно основано на движении. Датчик состоит из заданного количества физических пикселей, выровненных по квадратной сетке. Разрешение связано с количеством отдельных изображений, захваченных каждым пикселем во время движения по поверхности.

Поскольку физические пиксели не могут быть изменены, датчик может использовать обработку изображения для разделения каждого пикселя на меньшей области. Тем не менее все компьютерные мыши имеют заданное физическое разрешение, а повышенная чувствительность связана с алгоритмами внутри датчика, поэтому можно ускорить движение курсора на экране, при одинаковых физических движениях. Таким образом, чем ближе вы к базовому разрешению, тем меньше нежелательных позиционных данных собирает датчик в компьютерной мыши на основе лазера.

Проще говоря, более низкая чувствительность приводит к более точному движению.

Что лучше?

Это зависит от приложения и окружающей среды. Если вы посмотрите на марку Logitech G, вы заметите, что там Logitech в основном фокусируется на светодиодных мышах, когда речь заходит о компьютерных играх. Это потому что пользователи обычно сидят за столом и, возможно, даже используют коврик для мыши, предназначенный для лучшего отслеживания и сцепления с поверхностью. Однако, у компании есть и лазерные мыши, та же Logitech предлагает небольшую часть устройств с лазером, которые не являются ориентированными на геймеров.

Другой производитель Razer, предпочитает лазерную технологию, потому что она предлагает более высокую чувствительность в играх. В целом мы не считаем, что оптическая или лазерная технология сама по себе полностью самодостаточная. Наша рекомендация более конкретна при офисном использовании.

Лазерная мышь может быть идеальной, когда вы находитесь в гостиничном номере, в гостиной, лежащим на диване, или листаете Facebook, сидя на заседании. Производительность может быть непостоянной, учитывая поверхность снизу, но с помощью лазерной мышки у вас определённо больше возможностей на любых поверхностях. Компьютерная мышка на основе лазеров пригодится, если приходится использовать ногу в качестве поверхности для отслеживания, или когда в офисе нет ничего, кроме блестящей мебели, которую абсолютно ненавидит ваше светодиодное устройство.

Большинство современных высокопроизводительных мышек используют лазер. Однако, как правило, они стоят дороже. В то время как лазер является более универсальной технологией, достойная оптическая мышь может справиться с меньшими затратами, пока вы используете её на ровной, не глянцевой поверхности.

Надеемся это статья помогла хоть немного лучше понять отличия технологий в главных периферийных устройствах, а то, какая компьютерная мышь нужна именно вам, решать тоже вам.

Сенсоры мышей: Лазер или Оптика?

Если вы нашли ошибку, не работает видео, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Очень необходимый и удобный атрибут, компьютерного пользователя, любого уровня. Огромное неудобство доставляло, пионером компьютерной техники, отсутствие мышки, есть у них и плюсы, они отлично владеют клавиатурой.

Назначение и работа компьютерной мыши.

Для начала, нам необходимо точно определиться, основное назначение компьютерной мыши, её функциональность и способы управления.

Компьютерная мышка, это специальное механическое устройство, для ввода информации в компьютер. Да же не большие навыки владения ею, существенно облегчают жизнь и работу пользователя, которые работают в операционных системах с графической оболочкой.

Работать и владеть ей, очень просто. Сводится оно к вождению мышки по гладкой поверхности, как провело, коврику. Синхронно с ней, по дисплею, перемещается курсор, направляем его на иконки и выполняем необходимые действия.

Плюс к этому, на компьютерной мышке, есть пара функциональных кнопок и скроллер с функцией нажатия. Основное управление, сводится к нажатию левой кнопки мыши, двойным щелчком.

Скроллером, осуществляется прокрутку текстового документа, нажатие на него, упрощает перемотку.

Нажатие на правую кнопку, вызывает скрытое контекстное меню, в нём отражаются всевозможные, доступные действия.

Принцип работы оптической компьютерной мыши.

Откидывая лишни слова и формулировки, компьютерную мышь, можно сравнить с видео камерой. Она делает колоссальное количество кадров в одну минуту, около девяносто тысяч.

Важно отметить, что компьютерная оптическая мышь, не нуждается в специальном коврике, она отлично работает, на любой поверхности. Свой неприхотливостью и надёжностью, заслужила авторитет и симпатии пользователей.

В её устройство, входит обычный светодиод, как правила красного цвета, но встречаются и другие цвета. Это излучение, отражается от поверхности, это отражение, сфокусируется на специальный датчик.

Сигнал с датчика, все кадры по очереди, поступает на процессор компьютера. Поступающий сигнал, обрабатывается и анализируется, он анализирует каждый снимок, и сравнивает, на сколько, он переместился.

Исходя из полученных данных, он понимает, куда отправить курсор мыши, по полученным координатам. Эти манипуляции, происходят на больших скоростях съёмки и обработки, поэтому нам всё кажется плавным.

Чем отличается, лазерная компьютерная мышь от оптической?

Начнём с принципа работы, лазерной компьютерной мыши, он практически идентичен оптической, за исключением некоторых моментов.

Основное отличие, что вместо светодиода, используется лазер, это значительно увеличило её ресурс, она абсолютно не прихотлива, в выборе рабочей поверхности.

Продолжим перечисление ё достоинств и плюсов. Очень низкое потребление электричества, экономить необходимо всегда. В довесок к этому, она работает намного точнее своих собратьев.

Свечение лазера мыши, практически не заметно для человеческого глаза, поэтому не будет мешать и портить вам зрения.

Все сводится к выбору лазерной компьютерной мыши, превосходство налицо.

Про шариковую (механическую) мышь, рассказывать не буду, она не надёжна, её необходимо постоянно чистить, морально себя изжила.

Манипулятор под названием «Мышь» уже настолько плотно вошел в нашу жизнь, что мы даже не замечаем, насколько часто используем сей девайс. Мышь позволяет управлять компьютером с максимальным комфортом. Уберите ее, и быстрота работы с ПК понизится в несколько раз. Но главное – правильно выбрать мышь, исходя из типов задач, которые нужно будет решать с ее помощью. Для некоторых ситуаций потребуются особенные типы мышей.

Типы компьютерных мышек

По конструктивным особенностям выделяют несколько типов компьютерных мышей: механические, оптические, лазерные, трекбол, индукционные, гироскопические и сенсорные. Каждый тип обладает своими уникальными характеристиками, которые позволяют с успехом применять мышь в той или иной ситуации. Так какие мышки для компьютера лучше ? Попробуем разобраться в этом вопросе, подробно рассмотрев каждый тип отдельно.

Механические мышки

Это тот самый тип, с которого и началась история компьютерных мышек. Конструкция такой мыши предполагает наличие прорезиненного шарика, который скользит по поверхности. Он в свою очередь заставляет двигаться специальные ролики, которые передают результат движения шара на специальные датчики. Датчики посылают обработанный сигнал в сам компьютер, вследствие чего двигается курсор на экране. Таков принцип работы механической мыши. Этот устаревший девайс имел две-три кнопки и не отличался какими-либо особенностями. Подключение к компьютеру осуществлялось при помощи COM порта (в ранних версиях) и разъема PS/2 (в более поздних моделях).

Самым слабым местом механической мыши был именно тот самый шарик, который «ползал» по поверхности. Он очень быстро загрязнялся, вследствие чего точность движения падала. Приходилось часто его протирать спиртом. Кроме того, механические шариковые мыши категорически отказывались нормально скользить по голому столу. Им всегда нужен был специальный коврик. В настоящий момент такие мыши являются устаревшими и нигде не используются. Самыми популярными производителями механических мышей в то время были компании Genius и Microsoft.

Оптические мыши

Следующим этапом эволюции компьютерных мышей стало появление оптических моделей. Принцип работы кардинально отличается от мышей, оснащенных шариками. Основу оптической мыши составляет сенсор, который регистрирует передвижения мыши фотографированием с высокой скоростью (около 1000 снимков в секунду). Затем сенсор посылает информацию на датчики и после соответствующей обработки информация попадает в компьютер, заставляя курсор двигаться. Оптические мыши могут содержать любое количество кнопок. От двух в обычных офисных моделях до 14 в серьезных геймерских решениях. Благодаря своей технологии оптические мыши способны обеспечить высокую точность движения курсора. К тому же, они могут отлично скользить по любой ровной поверхности (кроме зеркальной).

Сейчас оптические мышки являются наиболее популярными среди большинства пользователей. Они сочетают в себе высокий DPI и адекватную цену. Простенькие оптические модели – самые дешевые мышки для компьютера . По форме они могут быть самыми разными. По количеству кнопок тоже. А также имеются проводные и беспроводные варианты. Если нужна высокая точность и надежность, то ваш выбор – проводная оптическая мышь. Дело в том, что беспроводные технологии ставят пользователя в зависимость от аккумуляторов и беспроводной связи, которая не всегда на должном уровне.

Лазерные мыши

Эти мыши являются эволюционным продолжением оптических мышек. Отличие состоит в том, что вместо светодиода используется лазер. На современном этапе развития лазерные мышки являются наиболее точными и обеспечивают самое высокое значение DPI. Именно поэтому они так любимы многими геймерами. Лазерным мышам совершенно все равно по какой поверхности «ползать». Они успешно работают даже на шероховатой поверхности.

Благодаря самому высокому DPI среди всех мышей, лазерные модели широко используются геймерами. Именно поэтому лазерные манипуляторы имеют широкий модельный ряд, ориентированный на фанатов игр. Отличительной особенностью такой мыши является наличие большого количества дополнительных программируемых кнопок. Обязательное условие хорошей игровой мыши – только проводное подключение с помощью USB. Поскольку беспроводная технология не может обеспечить должной точности работы. Геймерские лазерные мышки обычно не отличаются низкой стоимостью. Самые дорогие мышки для компьютера на основе лазерного элемента выпускаются компаниями Logitech и A4Tech.

Трекбол

Это устройство и вовсе не похоже на стандартную компьютерную мышь. По сути своей трекбол – это механическая мышь «наоборот». Управление курсором осуществляется при помощи шарика на верхней стороне устройства. Но датчики устройства все же оптические. По своей форме трекбол вообще не напоминает классическую мышь. И его не надо никуда двигать для того, чтобы добиться перемещения курсора. Подключается трекбол к компьютеру при помощи USB.

О достоинствах и недостатках трекбола спорят уже довольно давно. С одной стороны – он снижает нагрузку на кисть и обеспечивает точность перемещения курсора. А с другой стороны – немного неудобно пользоваться кнопками трекбола. Такие устройства пока редки и не доработаны.

Индукционные мыши

Индукционные мыши являются логичным продолжением беспроводных девайсов. Однако они лишены некоторых свойств, характерных для «бесхвостых» моделей. К примеру, индукционные мыши способны работать только на специальном коврике, подключенном к компьютеру. Унести мышь куда-либо от коврика не получится. Однако есть и плюсы. Высокая точность и отсутствие необходимости менять батарейки, поскольку их в таких мышках вообще нет. Индукционные мыши получают энергию от коврика.

Такие мыши не очень распространены, так как имеют высокую цену и не отличаются особой мобильностью. С другой стороны – это самые оригинальные мышки для компьютера . Их оригинальность состоит в отсутствии элементов питания.

Гироскопические мыши

Этим мышам вообще не обязательно скользить по поверхности. Гироскопический сенсор, который является основой такой мыши, реагирует на изменение положения устройства в пространстве. Конечно, это удобно. Но такой способ управления требует изрядной сноровки. Естественно, такие мышки отличаются отсутствием проводов, ибо с их наличием управлять мышкой было бы неудобно.

Как и индукционные модели, гироскопические девайсы не получили широкого распространения в силу своей высокой стоимости.

Сенсорная мышь

Сенсорные мыши – епархия компании Apple. Именно они лишили свою Magic Mouse всяческих кнопок и колесиков. Основой такой мыши является сенсорное покрытие. Управление мышью осуществляется при помощи жестов. Считывающим элементом положения мыши является оптический сенсор.

Сенсорные мыши, в основном, встречаются в продукции компании Apple (iMac). Также можно отдельно приобрести Magic Mouse и попробовать подключить ее к обычному компьютеру. Однако непонятно насколько удобно будет пользоваться такой мышкой под ОС Windows если учесть, что она «заточена» под MacOS.

Заключение

Остается только подобрать вариант, который подойдет конкретно вам.

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.