Moderne oberflächenunabhängige optische Mäuse verwenden einen optoelektronischen Sensor (im Wesentlichen eine winzige Videokamera mit niedriger Auflösung), um aufeinanderfolgende Bilder der Oberfläche aufzunehmen, auf der die Maus arbeitet. Als die Rechenleistung billiger wurde, wurde es möglich, leistungsfähigere spezielle Bildverarbeitungschips in die Maus selbst einzubetten. Dieser Fortschritt ermöglichte es der Maus, Relativbewegungen auf einer Vielzahl von Oberflächen zu erkennen, die Bewegung der Maus in die Bewegung des Cursors umzuwandeln und die Notwendigkeit eines speziellen Mauspads zu eliminieren. Ein oberflächenunabhängiges optisches Mausdesign mit kohärentem Licht wurde 1988 von Stephen B. Jackson bei Xerox patentiert.
Die ersten kommerziell erhältlichen, modernen optischen Computermäuse waren die Microsoft IntelliMouse mit IntelliEye und IntelliMouse Explorer, die 1999 mit der von Hewlett-Packard entwickelten Technologie eingeführt wurden. Es funktionierte auf fast jeder Oberfläche und stellte eine willkommene Verbesserung gegenüber mechanischen Mäusen dar, die Schmutz aufnehmen, launisch verfolgen, zu rauer Handhabung einladen und häufig auseinandergenommen und gereinigt werden müssen. Andere Hersteller folgten bald Microsofts Führung mit Komponenten von der HP Spin-off Agilent Technologies hergestellt, und in den nächsten Jahren mechanische Mäuse veraltet.
Die Technologie, die der modernen optischen Computermaus zugrunde liegt, ist als digitale Bildkorrelation bekannt, eine Technologie, die von der Verteidigungsindustrie zur Verfolgung militärischer Ziele entwickelt wurde. Eine einfache Binärbildversion der digitalen Bildkorrelation wurde in der optischen Maus von Lyon in den 1980er Jahren verwendet. Optische Mäuse verwenden Bildsensoren, um natürlich vorkommende Texturen in Materialien wie Holz, Stoff, Mauspads und Formica abzubilden. Wenn diese Oberflächen von einer Leuchtdiode in einem Streifwinkel beleuchtet werden, werfen sie deutliche Schatten, die einem hügeligen Gelände ähneln, das bei Sonnenuntergang beleuchtet wird. Bilder dieser Oberflächen werden kontinuierlich nacheinander aufgenommen und miteinander verglichen, um festzustellen, wie weit sich die Maus bewegt hat.
Um zu verstehen, wie der optische Fluss in optischen Mäusen verwendet wird, stellen Sie sich zwei Fotografien desselben Objekts vor, die nur geringfügig voneinander versetzt sind. Legen Sie beide Fotos auf einen Leuchttisch, um sie transparent zu machen, und schieben Sie sie übereinander, bis ihre Bilder ausgerichtet sind. Der Betrag, um den die Kanten eines Fotos das andere überhängen, stellt den Versatz zwischen den Bildern und im Fall einer optischen Computermaus die Entfernung dar, die sie bewegt hat.
Optische Mäuse erfassen tausend aufeinanderfolgende Bilder oder mehr pro Sekunde. Je nachdem, wie schnell sich die Maus bewegt, wird jedes Bild um einen Bruchteil eines Pixels oder um mehrere Pixel vom vorherigen versetzt. Optische Mäuse verarbeiten diese Bilder mathematisch unter Verwendung der Kreuzkorrelation, um zu berechnen, um wie viel jedes nachfolgende Bild vom vorherigen versetzt ist.
Eine optische Maus verwendet möglicherweise einen Bildsensor mit einem 18 × 18-Pixel-Array monochromatischer Pixel. Sein Sensor würde normalerweise den gleichen ASIC verwenden wie der, der zum Speichern und Verarbeiten der Bilder verwendet wird. Eine Verfeinerung würde den Korrelationsprozess beschleunigen, indem Informationen aus früheren Bewegungen verwendet werden, und eine andere Verfeinerung würde verhindern, dass Deadbands sich langsam bewegen, indem Interpolation oder Frame-Skipping hinzugefügt werden.
Die Entwicklung der modernen optischen Maus bei Hewlett-Packard Co. wurde in den 1990er Jahren von einer Reihe verwandter Projekte bei HP Laboratories unterstützt. 1992 erhielt William Holland das US-Patent 5.089.712 und John Ertel, William Holland, Kent Vincent, Rueiming Jamp und Richard Baldwin erhielten das US-Patent 5.149.980 für die Messung des linearen Papiervorschubs in einem Drucker durch Korrelieren von Bildern von Papierfasern. Ross R. Allen, David Beard, Mark T. Smith und Barclay J. Tullis wurden die US-Patente 5,578,813 (1996) und 5,644,139 (1997) für 2-dimensionale optische Navigations- (d.h., Positionsmessung) Prinzipien, die auf der Erkennung und Korrelation mikroskopischer, inhärenter Merkmale der Oberfläche, über die der Navigationssensor gereist ist, und der Verwendung von Positionsmessungen jedes Endes eines linearen (Dokument-) Bildsensors basieren, um ein Bild des Dokuments zu rekonstruieren. Dies ist das Freihand-Scankonzept, das im HP CapShare 920 Handscanner verwendet wird. Durch die Beschreibung eines optischen Mittels, das die Einschränkungen von Rädern, Kugeln und Rollen, die in modernen Computermäusen verwendet werden, explizit überwand, wurde die optische Maus vorweggenommen. Diese Patente bildeten die Grundlage für das US-Patent 5,729,008 (1998), das an Travis N. Blalock, Richard A. Baumgartner, Thomas Hornak, Mark T. Smith und Barclay J. Tullis vergeben wurde, wo Oberflächenmerkmalserkennung, Bildverarbeitung und Bildkorrelation durch eine integrierte Schaltung realisiert wurde, um eine Positionsmessung zu erzeugen. Die verbesserte Präzision der optischen 2D-Navigation, die für die Anwendung der optischen Navigation zur präzisen 2D-Messung von Medien (Papier) in HP DesignJet-Großformatdruckern erforderlich ist, wurde im US-Patent 6,195,475, das Raymond G. Beausoleil, Jr., im Jahr 2001 verliehen wurde, weiter verfeinert. und Ross R. Allen.
Während der Rekonstruktion des Bildes in der Dokumentenscan-Anwendung (Allen et al.) erforderliche Auflösung durch die optischen Navigatoren in der Größenordnung von 1/600 Zoll, Die Implementierung der optischen Positionsmessung in Computermäusen profitiert nicht nur von den Kosteneinsparungen, die mit der Navigation bei niedrigerer Auflösung verbunden sind, sondern genießt auch den Vorteil der visuellen Rückmeldung an den Benutzer der Cursorposition auf dem Computerbildschirm. Im Jahr 2002 erhielten Gary Gordon, Derek Knee, Rajeev Badyal und Jason Hartlove das US-Patent 6.433.780 für eine optische Computermaus, die die Position mithilfe von Bildkorrelation misst. Einige kleine Trackpads funktionieren wie eine optische Maus.