Les souris optiques modernes indépendantes de la surface fonctionnent à l’aide d’un capteur optoélectronique (essentiellement une minuscule caméra vidéo à basse résolution) pour prendre des images successives de la surface sur laquelle la souris opère. À mesure que la puissance de calcul devenait moins chère, il est devenu possible d’intégrer des puces de traitement d’image à usage spécial plus puissantes dans la souris elle-même. Cette avancée a permis à la souris de détecter un mouvement relatif sur une grande variété de surfaces, traduisant le mouvement de la souris en mouvement du curseur et éliminant le besoin d’un tapis de souris spécial. Une conception de souris optique à lumière cohérente indépendante de la surface a été brevetée par Stephen B. Jackson chez Xerox en 1988.
La première souris d’ordinateur optique moderne disponible dans le commerce était la Microsoft IntelliMouse avec IntelliEye et IntelliMouse Explorer, introduite en 1999 en utilisant la technologie développée par Hewlett-Packard. Il fonctionnait sur presque toutes les surfaces et représentait une amélioration bienvenue par rapport aux souris mécaniques, qui ramassaient la saleté, suivaient de manière capricieuse, invitaient à une manipulation brutale et devaient être démontés et nettoyés fréquemment. D’autres fabricants ont rapidement suivi l’exemple de Microsoft en utilisant des composants fabriqués par la spin-off de HP Agilent Technologies, et au cours des années suivantes, les souris mécaniques sont devenues obsolètes.
La technologie sous-jacente à la souris d’ordinateur optique moderne est connue sous le nom de corrélation d’images numériques, une technologie mise au point par l’industrie de la défense pour le suivi des cibles militaires. Une version simple à image binaire de la corrélation d’image numérique a été utilisée dans la souris optique lyonnaise de 1980. Les souris optiques utilisent des capteurs d’image pour imager la texture naturelle de matériaux tels que le bois, le tissu, les tapis de souris et le Formica. Ces surfaces, lorsqu’elles sont éclairées à un angle rasant par une diode électroluminescente, projettent des ombres distinctes qui ressemblent à un terrain vallonné éclairé au coucher du soleil. Les images de ces surfaces sont capturées en succession continue et comparées les unes aux autres pour déterminer jusqu’où la souris s’est déplacée.
Pour comprendre comment le flux optique est utilisé chez les souris optiques, imaginez deux photographies du même objet sauf légèrement décalées l’une de l’autre. Placez les deux photographies sur une table lumineuse pour les rendre transparentes et faites-les glisser l’une sur l’autre jusqu’à ce que leurs images s’alignent. La quantité que les bords d’une photographie surplombent l’autre représente le décalage entre les images et, dans le cas d’une souris d’ordinateur optique, la distance parcourue.
Les souris optiques capturent mille images successives ou plus par seconde. Selon la vitesse de déplacement de la souris, chaque image sera décalée de la précédente d’une fraction de pixel ou de plusieurs pixels. Les souris optiques traitent mathématiquement ces images en utilisant la corrélation croisée pour calculer le décalage de chaque image successive par rapport à la précédente.
Une souris optique peut utiliser un capteur d’image ayant un réseau de pixels monochromatiques de 18 × 18 pixels. Son capteur partagerait normalement le même ASIC que celui utilisé pour stocker et traiter les images. Un raffinement serait d’accélérer le processus de corrélation en utilisant les informations des mouvements précédents, et un autre raffinement serait d’éviter les bandes mortes lors d’un déplacement lent en ajoutant une interpolation ou un saut de trame.
Le développement de la souris optique moderne chez Hewlett-Packard Co. a été soutenu par une succession de projets connexes au cours des années 1990 dans les laboratoires HP. En 1992, William Holland a reçu le brevet américain 5 089 712 et John Ertel, William Holland, Kent Vincent, Rueiming Jamp et Richard Baldwin ont reçu le brevet américain 5 149 980 pour mesurer l’avance linéaire du papier dans une imprimante en corrélant des images de fibres de papier. Ross R. Allen, David Beard, Mark T. Smith et Barclay J. Tullis ont reçu les brevets américains 5 578 813 (1996) et 5 644 139 (1997) pour la navigation optique à 2 dimensions (i.e., mesure de position) des principes basés sur la détection et la corrélation de caractéristiques microscopiques inhérentes à la surface sur laquelle le capteur de navigation a voyagé, et l’utilisation de mesures de position de chaque extrémité d’un capteur d’image linéaire (document) pour reconstruire une image du document. C’est le concept de numérisation à main levée utilisé dans le scanner portable HP CapShare 920. En décrivant un moyen optique qui surmontait explicitement les limites des roues, des balles et des rouleaux utilisés dans les souris informatiques contemporaines, la souris optique était anticipée. Ces brevets ont servi de base au brevet américain 5 729 008 (1998) attribué à Travis N. Blalock, Richard A. Baumgartner, Thomas Hornak, Mark T. Smith et Barclay J. Tullis, dans lequel la détection d’images de surface, le traitement d’images et la corrélation d’images ont été réalisés par un circuit intégré pour produire une mesure de position. L’amélioration de la précision de la navigation optique 2D, nécessaire pour l’application de la navigation optique à la mesure 2D précise de l’avance du support (papier) dans les imprimantes grand format HP DesignJet, a été affinée dans le brevet américain 6 195 475 décerné en 2001 à Raymond G. Beausoleil, Jr., et Ross R. Allen.
Tandis que la reconstruction de l’image dans l’application de numérisation de documents (Allen et al. résolution requise par les navigateurs optiques de l’ordre du 1/600ème de pouce, la mise en œuvre de la mesure de position optique sur souris d’ordinateur bénéficie non seulement des réductions de coûts inhérentes à la navigation à résolution inférieure, mais bénéficie également de l’avantage d’un retour visuel à l’utilisateur de la position du curseur sur l’écran de l’ordinateur. En 2002, Gary Gordon, Derek Knee, Rajeev Badyal et Jason Hartlove ont obtenu le brevet américain 6 433 780 pour une souris d’ordinateur optique mesurant la position en utilisant la corrélation d’image. Certains petits trackpads fonctionnent comme une souris optique.