Optische Sensoren sind zum Standard der Mäuse geworden, die wir täglich verwenden, von den einfachsten bis zu den komplexesten, und alle haben unabhängig von ihrer Form den bereits vorsintflutlichen Ball durch einen optischen Sensor ersetzt, um seine Spur auf einer Oberfläche zu verfolgen. In diesem Artikel erklären wir, wie der standardmäßig mitgelieferte optische Sensor in den Mäusen funktioniert, die wir täglich verwenden.
Optische Mäuse haben eine Reihe von Vorteilen im Vergleich zu herkömmlichen kugelbasierten Mäusen. Durch den Verzicht auf mechanische Teile ist die Ausfallwahrscheinlichkeit geringer, gleichzeitig verringert sich aber auch die Reparaturfähigkeit. Auch den lästigen Schmutz, der sich auf der Maus ansammelt, müssen wir uns keine Sorgen machen und in Sachen Leistung sind sie viel präziser in der Erfassung von Geschwindigkeitsänderungen und kommen ohne den Einsatz spezieller Matten aus.
Was ist ein optischer Sensor?
Um zu verstehen, wie Mäuse mit optischen Sensoren funktionieren, müssen wir zunächst die Funktionsweise dieser Art von Sensoren kennen. Was die vereinfachte Beschreibung betrifft, so wandelt ein optischer Sensor lediglich die Lichtstrahlen in ein elektronisches Signal um, das ein Prozessor messen kann. Optische Sensoren kommen nicht nur in Mäusen zum Einsatz, beispielsweise nutzt die Helligkeitsautomatik Ihres Smartphones einen dieser Sensoren, um die Bildschirmhelligkeit automatisch abzusenken.
Optische Sensoren haben weit mehr Einsatzmöglichkeiten als ihre Verwendung in PC-Mäusen. Zu seinen Dienstprogrammen gehören Fotokopierer und Dokumentenscanner sowie die Erkennung von sich bewegenden Objekten. Letztere werden für automatische Foto- und Alarmsysteme verwendet, insbesondere um die Anwesenheit von Tieren in freier Wildbahn zu erkennen.
Was uns jedoch interessiert, ist, wie solche Sensoren in den Mäusen funktionieren, die wir täglich auf unseren PCs verwenden, seit der Einführung von Microsoft's Intellimouse im Jahr 1999 haben diese Mäuse die klassischen Kugelmäuse verdrängt und haben das Erscheinen eines zweiten Maustyps auf der Grundlage von Laserbeleuchtung erlebt, wobei der erste in der Geschichte die MX 1000 von Logitech war.
Der optische Sensor in PC-Mäusen
Bei optischen Mäusen emittieren diese keinerlei Licht, daher wird die Maus in der Regel von einem Lichtsender begleitet, meist einem LED-Licht, es kann aber auch ein Laser sein, mit dem die Oberfläche, auf der sie platziert wird beleuchtet. bewegen Sie die Maus. Wenn in den Spezifikationen einer Maus nicht gesagt wird, dass ihr Sensor eine bestimmte IPS-Zahl hat, sprechen sie tatsächlich von der Anzahl der Bilder pro Sekunde, die der Fotodetektor erzeugt.
Diese Informationen werden von einem Prozessor verarbeitet, der ein digitales Signal, DSP oder eine Einheit mit fester Funktion sein kann. Seine Hausaufgaben? Vergleichen Sie die Bilder miteinander, um zu sehen, ob es eine Verschiebung gegeben hat. Dazu wird ein internes Mesh verwendet, in dem alle „Pixel“ des Bildes ausgerichtet und mit einer Kennzeichnung versehen werden. Wenn im nächsten Bild eine Verschiebung aufgetreten ist, erkennt der DSP dies, indem er die Position jedes Pixels von einem Bild zum anderen vergleicht.
Es muss berücksichtigt werden, dass bei Kenntnis der Verschiebung zwischen zwei Punkten und unter Berücksichtigung der Zeit die Verschiebungsgeschwindigkeit eines Körpers und auch die Beschleunigung bekannt sein können. Nachdem der DSP die Daten verarbeitet hat, wird deren Abschluss an den PC gesendet. Dies geschieht mit sehr hoher Geschwindigkeit und damit zu einem Zeitpunkt, zu dem der Benutzer eine direkte Bewegungskorrelation zwischen der Bewegung seiner Maus und dem Bildschirmcursor sieht. Wirklichkeit? Es ist eine Illusion, die durch die hohe Frequenz erzeugt wird, mit der der optische Sensor arbeitet und die von ihm aufgenommenen Bilder verarbeitet werden.
LED versus Laserbeleuchtung
Eine Lasermaus ist mit einer optischen Maus identisch, ihr Funktionsprinzip ist dasselbe, sie unterscheiden sich jedoch in der Art des Lichts, mit dem die Oberfläche beleuchtet wird. Diese hat bei LED-Beleuchtung das Problem, dass sie viele Oberflächen nicht durchdringen kann. Die Folgen davon? Wenn sich herausstellt, dass Sie die Maus auf einer stark reflektierenden Oberfläche wie einem Glastisch verwenden, wird das Muster, das der optische Sensor aufnimmt, falsch sein.
Aus diesem Grund haben Mäuse mit einem optischen Sensor, die einen Laser zur Beleuchtung verwenden, eine höhere Präzision als solche mit LED-Beleuchtung, obwohl eine solche Präzision kontraproduktiv sein kann, da sie nutzlose Überinformationen erfassen können, die zu Fehlern bei der Interpretation von Teilen führen können des DSPs. Was dazu führt, dass die Bewegung mit der Maus nicht richtig interpretiert wird und dies zu Fehlern in Programmen wie dem Grafikdesign führen kann, wo bei der Maus hohe Präzision gefragt ist.
Es gibt also Situationen, in denen ein optischer Sensor mit LED-Beleuchtung besser ist als ein Laser, wobei die Kosten am größten sind, aber auch die Tatsache, dass ein Laser ein viel empfindlicheres Teil ist als ein LED-Licht. Das einzige Handicap ist auch die Verwendung auf stark spiegelnden Oberflächen.
Laser oder LED, welche Technologie ist besser?
Vor dieser Frage wird jeder Hersteller eine andere Antwort geben, einige werden Ihnen sagen, dass ein optischer Sensor mit LED-Licht viel besser ist und andere einer mit Laser. Erstere werden normalerweise für konventionelle Anwendungen empfohlen, es sei denn, Sie bewegen die Maus über Glas oder eine stark reflektierende Oberfläche. Auf der anderen Seite werden Laser normalerweise in professionellen Gaming-Mäusen verwendet und sind daher in der Regel viel teurer.
Dabei ist zu berücksichtigen, dass ein wichtiger Teil des Prozesses davon abhängt, wie der in die Maus integrierte DSP die aufgenommenen Bilder interpretiert. Dies ist entscheidend und verschiedene Mäusemarken entwickeln ihre eigenen proprietären Technologien, die auf der Verwendung ihrer eigenen DSPs basieren. Schließlich sind der Fotodetektor des optischen Sensors, der Laser, das LED-Licht und die restlichen Komponenten der verschiedenen Mäusetypen durchaus Standard, wobei der DSP die am wenigsten bekannte und wichtigste Hardware einer optischen Maus ist. .