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光电鼠标原理-光电鼠标工作原理

别再端着那副“半吊子”的知识架子了,直接聊聊那个被叫了十几年“鼠标眼”的家伙是如何凑活的。 老家伙那叫一个威风,它就是个迷你黑洞,专门负责把屏幕上的光吸进来。你盯着屏幕看久了,眼皮底下肯定全是光晕,那是光在它肚子里被“放大”的时候形成的。它不是瞎的,是有眼的,但这眼实际上是个黑乎乎的管子,一端连着你的手指头,另一端连着屏幕。 管子那头的 baut(基座)是个喷漆过的钢珠,严丝合缝地卡在桌面上,这就给鼠标加了个底座。你往手底下按,钢珠就跟着动,这根管子就被你按着走。管子那头有个环形电机,平时它是死机状态,像个哑巴。一旦你按下“启动键”,它立马炸毛,启动疯狂转起来。 转得有多快?这得看它被啥“压”着。
要是被手按着,转速就慢,反应自然就跟得上;要是被啥东西死死地“吸”着,转速瞬间飙到每分钟上万个圈。
这时候它就是个高速旋转的微型发电机。 最关键的东西来了——光。它能吸收光吗?光如何变成电流?它靠的是全反射。 光在空气里走是直线,但在到里面那层黑色的涂层前,它务必“拐弯”。
这涂层是反光的,它把光线往回折,给电机看去。
这时候,你看到的不是光,是“影子”。影子被拉得长长的,出于光线在涂层里绕了一圈又一圈,走了挺远的路才回来。
这就好比你在隧道里看一个人,人离你越远,影子拉得越长。 电机一拨,影子就跑远了,对吧?人就在它旁边啊,影子是自己跑没影的光。 随着影子跑得更远(也就是你放得越远),它反过来照在涂层上,涂层就把光往回折,折回来的光强度越来越弱。
这时候你眼接收到的就是微弱的“影子”。电机一响,影子缩回来,光照变强,影子就变短了。 这就构成了闭环。电机转得越快,影子跑得越快,照回去的就越少,故此鼠标的灵敏度越高,你感觉不到它动,简直像个跟屁虫。 不过,这光晕是如何从屏幕“跑”进鼠标肚子里的?这就是用“光”去“换”“电流”的过程。 屏幕上的每个像素点都是一个个小黑点,发光的。当鼠标光扫过它们时,光被吸收,变成了热能要么被反射。对于鼠标来说,它实际上是把光“吃掉”了,吃了之后才变成电。
这就像你喝可乐,可乐的甜味你喝进肚子里,变成了能量。 光能转成电能,原理实际上跟摄像头差不多。摄像头也是靠“吃”光来工作的。它把光“吃掉”,变成电子信号。鼠标也是靠“吃”光来工作的,只不过它用的是光,而不是电子。 那它是如何“吃”光的呢?它有个特殊的结构,叫“物体感应器”。它有个透明的窗口,表面涂了那种叫“全反射膜”的涂层。
这涂层就像镜子一样,光碰到它就得往回折,不能直着出去。 当光从屏幕射向鼠标的时候,它遇到这个涂层,得算一笔账:光走的路有多长?要是光一直往屏幕那边走,那涂层就该给他充足的空间,让他直着出去。
可是,涂层一挡光,光就得绕路。 这就好比你在沙漠里走直线,突然遇到一片树林(涂层),你得往回折,绕着树转。出于你想走的直线被挡住了,你得绕个弯走。 这个绕得有多久?取决于光离涂层有多远。贴得越近,光得绕的圈数越少,越好办穿过涂层;贴得越远,光得绕的圈数越多,穿过涂层就越难。 这就解释了为啥影子追不上你。影子跑得快,是出于光跑得飞快。等你把影子甩到了挺远,光得绕的圈数就大量,穿过涂层就累了,光线变弱了。
这时候你眼接收到的就是微弱的影子。 鼠标的核心部件叫“光栅”,里面有一大片高密度的这种涂层。
这涂层就像个庞大的迷宫,把光强行往回折。光栅的密度越大,迷宫越拥挤,光转得越慢,穿过涂层就越好办。 你放鼠标得远,迷宫就大,光转得越慢,鼠标灵敏度就越高。你放得近了,迷宫就小,光转得快,鼠标灵敏度就低了,跟手也近了。 这实际上是个物理规律:距离越远,遮挡造成的反射损耗越大,光线越强。
这就是为啥放得远鼠标越灵敏。 再说说细节吧。你按鼠标时,鼠标并不是直接跟着你的手动。它有个叫“基座”的零件,是个粗粗的钢球。你按下去,钢球被你按着走,这根连着光栅的“脊梁”也跟着动。 脊梁动,光栅里的涂层就跟着动。涂层动,就挡住一定数量的光线。挡住多少光线,就代表鼠标移动了多少。 可是,这个移动是有弹性的。涂层不是固定的,它像个果冻,有弹性。你按得用力大,脊梁动得多,涂层被挤得更了得,挡住的光线就更多,移动感就更强。 要是涂层忒硬,弹性不够,你按得再用力,涂层也动不了多少,光线挡住得不多,鼠标就跟手没变位置一样。
这时候灵敏度就差了。 还有个小难题,光是有波长的,也就是有颜色的。红光波长长,蓝光波长短。屏幕发出的光,主要是微弱的红光和蓝光。 当你把鼠标放远点,红光和蓝光都跑得远,绕的圈数都多,穿过涂层都累。
这时候蓝光比红光更难穿过,故此蓝色光被挡住的比例更小,鼠标的颜色就是偏红的。 这就是为啥你的鼠标条有时候会变成红色,有时候变成蓝色。 哪怕只有一点点误差,只要放得远,红光挡不住,鼠标的线条就是红色的;放得近,蓝光挡不住,鼠标的线条就是蓝色的。 故此,那个黑色的小东西,看起来黑黑的,实际上它吸收了大量光,只反射了一点点光回来。
你看它表面,实际上是有无数条细细的光线在跳舞的。 这就像你在森林里放一个陷阱。陷阱里有大量小动物。你放得越远,小动物跑得越远,踩到陷阱里被吸进去的可能性就越大。 鼠标也是这个理儿。你放得远,光跑得远,穿过涂层的路长,被“吃掉”的光就多,被“反射”回来的光就少,影子就变短了。鼠标的灵敏度就高了。 最终,这原理是不是忒玄乎了? 实际上不是。它只是把光学原理和机械原理揉在了一起。光学负责把光“吃”住,机械负责把光“吃”住的东西“搬”走。 你看,光栅就是那个“光吃”的机器,涂层就是那个“剪”光的剪刀。你按鼠标,就是给剪刀施加压力。压力越大,剪得越多,光被拉得越远,影子就越长,鼠标就跟着动。 这就是那个叫“光电鼠标”的家伙,如何能在屏幕上画出你看不见的轨迹。它就是个会发光的弹簧,你动,它动;你不动,它不动。 不知道这解释清楚没?希望能帮你把那个老旧的黑盒子,看得更清楚一点。
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