光学式マウス

IntelliMouseエクスプローラーセンサーシリコンダイの顕微鏡写真

現代の表面に依存しない光学マウスは、光電子センサー(本質的には、小さな低解像度のビデオカメラ)を使用して、マウスが動作する表面の連続画像を取 計算能力が安くなるにつれて、より強力な特殊目的の画像処理チップをマウス自体に埋め込むことが可能になりました。 この進歩により、マウスは様々な表面上の相対運動を検出することができ、マウスの動きをカーソルの動きに変換し、特別なマウスパッドを必要としない。 表面に依存しないコヒーレント光光学マウスの設計は、1988年にXeroxのStephen B.Jacksonによって特許を取得されました。

最初に市販された最新の光学式コンピュータマウスは、1999年にヒューレット-パッカードが開発した技術を使用して導入されたIntelliEyeとIntelliMouse Explorerを備えたMicrosoft IntelliMouseであった。 それはほとんどあらゆる表面で働き、土を取り、気まぐれに追跡し、荒い処理を誘い、離れて取られ、頻繁にきれいになる必要がある機械マウス上の歓迎された改善を表した。 他のメーカーはすぐにHPのスピンオフAgilent Technologiesによって製造されたコンポーネントを使用してMicrosoftのリードに続き、その後数年間でメカニカルマウスは時代遅れになった。

S5085光センサICダイ(CMOSセンサ+ドライバ)

現代の光学計算機マウスの基礎となる技術は、軍事目標を追跡するための防衛産業によって開拓された技術であるデジタル画像相関として知られ デジタル画像相関の単純な二値画像バージョンは、1980年のLyon光学マウスで使用されました。 光学マウスは、イメージセンサーを使用して、木材、布、マウスパッド、フォルミカなどの材料の自然発生する質感をイメージします。 これらのサーフェスは、発光ダイオードによって放牧角度で点灯すると、日没時に点灯した丘陵地に似た明確な影を投げかけます。 これらの表面の画像は連続して捕捉され、互いに比較されて、マウスがどれだけ遠くに移動したかを決定する。

光学マウスで光学フローがどのように使用されているかを理解するために、互いにわずかにオフセットされている以外の同じ物体の二つの写真を想像してみてください。 それらを透明にするために、光のテーブルの上に両方の写真を配置し、それらの画像が並ぶまで、他の間で一方をスライドさせます。 一方の写真の端が他方の写真の端に突出している量は、画像間のオフセットを表し、光学コンピュータのマウスの場合は移動した距離を表します。

光学マウスは、毎秒千以上の連続画像をキャプチャします。 マウスの動きの速さに応じて、各画像は前の画像からピクセルの割合または複数のピクセルだけオフセットされます。 光学マウスは、相互相関を使用してこれらの画像を数学的に処理し、連続する各画像が前の画像からどれだけオフセットされるかを計算する。

光学式マウスは、単色ピクセルの18×18ピクセル配列を持つイメージセンサーを使用することがあります。 そのセンサーは、通常、画像を保存および処理するために使用されるものと同じASICを共有します。 一つの改良は、以前の動きからの情報を使用して相関プロセスを加速し、もう一つの改良は、補間またはフレームスキップを追加することにより、ゆっくりと移動するときにデッドバンドを防止することであろう。

ヒューレット-パッカード社における最新の光学マウスの開発。 1990年代には、HP Laboratoriesで関連プロジェクトの連続によってサポートされました。 1992年にWilliam Hollandは米国特許5,089,712を、John Ertel、William Holland、Kent Vincent、Rueiming Jamp、およびRichard Baldwinは米国特許5,149,980を、紙繊維の画像を相関させることによってプリンタ内の線形紙の前進を測定することで授与された。 Ross R.Allen、David Beard、Mark T.Smith、およびBarclay J.Tullisは、2次元光学航法(すなわち、2次元光学航法)に関する米国特許5,578,813(1996)および5,644,139(1997)を授与された。 ナビゲーションセンサが走行した表面の微視的な固有の特徴を検出し、相関させることに基づいて、および文書の画像を再構築するために線形(文書)イメー これはHP CapShare920手持ち型の走査器で使用されるフリーハンドスキャンの概念である。 現代のコンピュータマウスで使用される車輪、ボール、ローラーの限界を明示的に克服する光学的手段を記述することによって、光学的マウスが期待された。 これらの特許は、Travis N.Blalock、Richard A.Baumgartner、Thomas Hornak、Mark T.Smith、およびBarclay J.Tullisに授与された米国特許5,729,008(1998)の基礎を形成し、表面特徴画像検出、画像処理、および画像相関を集積回路によ HP DesignJet大判プリンタのメディア(紙)進歩の精密な2D測定への光学ナビゲーションの適用に必要な2D光学ナビゲーションの精度の向上は、Raymond G.Beausoleil,Jr.に6,195,475で2001年に授与された米国特許でさらに洗練されたものであった。 およびRoss R.Allen。

文書スキャンアプリケーションで画像を再構成しながら(Allen et al.)光学ナビゲータによる必要な解像度1/600インチのオーダーで、コンピュータマウスにおける光学位置測定の実施は、低解像度でのナビゲーションに固有のコス 2002年、Gary Gordon、Derek Knee、Rajeev Badyal、Jason Hartloveは、画像相関を使用して位置を測定する光学式コンピュータマウスの米国特許6,433,780を授与されました。 いくつかの小さなトラックパッドは、光学式マウスのように動作します。

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